JP2004235704A

JP2004235704A - 基地局周波数検索方法

Info

Publication number: JP2004235704A
Application number: JP2003018646A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Hirayama; 茂平山
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 2003-01-28
Filing date: 2003-01-28
Publication date: 2004-08-19

Abstract

【課題】制御チャンネル等の検出の際に、、短時間に基地局とのリンクを確立させる。
【解決手段】所定の期間を分割した時間帯における制御チャンネルのデータに優先度をつけてメモリに記憶し、移動体端末に電源を投入した日時に対応する時間帯における最も高い前記優先度の制御チャンネルのデータを選択して、その制御チャンネルへの駐留を試み、この駐留が成功すれば、成功した制御チャンネルの周波数を基地局周波数とし、駐留が成功しなければ優先度を順次下げて制御チャンネルへの駐留を試みる基地局周波数検索方法。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
この発明は、携帯電話等の移動体通信端末の電源投入時に、最初に通信を行う基地局を選択する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
第三世代の携帯電話の通信方式として、Ｗ−ＣＤＭＡ（ＷｉｄｅｂａｎｄＣｏｄｅＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ）方式が提案され、その規格が各国通信会社により様々に提案されてきた。１９９９年には、３ＧＰＰ（３ｒｄＧｅｎｅｒａｔｉｏｎＰａｒｔｎｅｒｓｈｉｐＰｒｏｊｅｃｔ）というグループが第二世代の携帯電話の通信方式であるＧＳＭ（ＧｌｏｂａｌＳｙｓｔｅｍｆｏｒＭｏｂｉｌｉｔｙ）を取り入れた技術仕様書（３ＧＰＰＳｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ）を公表した。Ｗ−ＣＤＭＡ方式は、ＴＤＭＡ（ＴｉｍｅＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ）方式が時分割で多数のユーザデータを送る方式なのに対し、同一の周波数に分散して置かれる各チャンネルにユーザデータを割り当てる方式を採用しており、資源としての周波数を有効に利用できる特徴がある。他方、同一の周波数に多数のチャンネルを設定することからユーザ数に制限を生じるとともに、リアルタイムでの高周波電力制御（ＰｏｗｅｒＣｏｎｔｒｏｌ）やユーザの移動に伴い基地局（ＢＴＳ：ＢａｓｅＴｒａｎｓｃｅｉｖｅｒＳｔａｔｉｏｎ）がカバーするセル（ｃｅｌｌ）間のハンドオーバー（ｈａｎｄｏｖｅｒ）を行う技術が必須のものになっている。Ｗ−ＣＤＭＡ方式は、この他に、常に異なる複数のパス（ｍｕｌｔｉｐａｔｈ）を持つ同一周波数の信号を検索しており、これ等の信号を寄せ集めて信号強度を高めることができる特徴を有している。
【０００３】
基地局とのリンクは、Ｗ−ＣＤＭＡ方式における前記技術仕様書によれば（ＥＴＳＩＴＳ１００９３０ｖ８．３．０）、携帯電話たるＭＳ（ＭｏｂｉｌｅＳｔａｔｉｏｎ）と基地局がサポートするネットワークＰＬＭＮ（ｐｕｂｌｉｃｌａｎｄｍｏｂｉｌｅｎｅｔｗｏｒｋ）とのコンタクトで始まり、ＭＳは特定のＰＬＭＮの最適なセルを選択する。この選択は「セルへの駐留（ｃａｍｐｉｎｇｏｎｔｈｅｃｅｌｌ）」と呼ばれている。当該選択に際し、ＭＳは必要に応じて自己の存在を知らしめるための登録（ＬＲ：ＬｏｃａｌＲｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ）作業を行う。最適なセルへ駐留するために、最初にＭＳは、受信した信号強度の強い順にセルをチェックし、基地局と当該ＭＳとの間の通信路の損失が一定値以下である等の条件を満たすセルを探す。信号強度の測定は、各チャンネルにおいて３乃至５秒に亘って少なくとも１キャリア当たり５回の測定を行い、その測定値の単純平均値（ＲＬＡ＿Ｃ：ｒｅｃｅｉｖｅｄｌｅｖｅｌａｖｅｒａｇｅｓ）を計算する。そして、一旦当該セルに駐留した後は、一定の条件を満たす他のセルを再選択（ｃｅｌｌｒｅｓｅｌｅｃｔｉｏｎ）することができる。また、上記シーケンスを迅速に行うために、前記特定のＰＬＭＮのチャンネルに関する情報、特にＢＣＣＨ（ＢｒｏａｄｃａｓｔＣｏｎｔｒｏｌＣＨａｎｎｅｌ）（以下、制御チャンネルと言う）のキャリアについてのリストがシステム情報メッセージとして配信される。ＭＳが幾つかの制御チャンネルをサーチし、最強の信号強度を検出したが前記最適なセルを発見しなかったときは、前記特定のＰＬＭＮの全ての制御チャンネルをサーチする必要はなく、そのサーチを停止することができる。なお、サーチされる制御チャンネル数は、ＧＳＭ（ＧｌｏｂａｌＳｙｓｔｅｍｆｏｒＭｏｂｉｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）４５０とＧＳＭ４８０でそれぞれ１５、ＧＳＭ８５０とＧＳＭ９００でそれぞれ３０、ＤＣＳ（ＤｉｇｉｔａｌＣｅｌｌｕｌａｒＳｙｓｔｅｍ）１８００とＰＣＳ（ＰｅｒｓｏｎａｌＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓＳｙｓｔｅｍ）１９００でそれぞれ４０である。
【０００４】
近年の我が国での携帯電話の急速な普及に伴い、携帯電話の電源を頻繁に切るマナーが電車等での移動の際に社会的に要請されるようになった。そこで、携帯電話の電源をオンにしたときに迅速に基地局とリンクを取る必要があるが、この作業はかなり複雑で、携帯電話のユーザを徒に待たせることに成りかねない。実際携帯電話を運営する各社は、この時間を液晶表示装置のディスプレイやメロディに使い、ユーザに不快感を与えない工夫をしている。
迅速に基地局とリンクを取る工夫として、前記技術仕様書（３ＧＰＰＴＳ０５．０８ｖ８．７．１）は電源オフ時の前記ＢＣＣＨキャリアの保存を勧める。しかし、当該保存は前記リスト情報としてＭＳに配信されるので、電源投入直後で未だ所定の条件を満たすセルが発見されない間は、前記信号強度の測定等を行うので迅速に基地局とリンクを取るための情報として用いることはできない。
既存の技術の中には制御チャンネル（前記ＢＣＣＨに対応する）の検出の際に、過去に検出された他のチャンネル（システム報知チャンネルとか呼び出しチャンネルとか呼んでいる）を利用するものがある。
【０００５】
【特許文献１】
特許第２８６５００４号公報
【０００６】
上記特許文献１には、前記制御チャンネルの替わりにスタンバイ時に検出されていた他のチャンネルを利用する工夫をしている。また、前回のサービス状態時に受信していた他のチャンネル、複数の過去の制御チャンネル若しくはその使用回数を記憶して置き、制御チャンネルの検出を容易にする事ができる旨の記載もある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、携帯電話の電源を頻繁に切るマナーが電車等での移動の際に社会的に要請されるようになった事に伴い、前回のサービスで使用した制御チャンネルが再びリンクに使われるケースは少ないのが実状である。再び電源を投入した場所が元の場所から移動した場所になっているからである。例えば、自宅や乗車駅で前回サービスを受けていたが、その後バスや電車に乗るために電源をオフにし、降車駅や会社で再び電源を入れたとしても、サービスを受ける場所が変更されているので元の場所で使用していた制御チャンネルを用いても直ちにサービスを受けることはできず、他の制御チャンネルを検索することになる。また、普段は会社の寮にいるが週末は自宅に戻る生活習慣を持つ人にとって、前回電源をオフにした場所と今回電源をオンにした場所とが異なることは頻繁に起こるであろうし、その度に携帯電話の接続に時間を取られ、イライラすることになる。
そこで、制御チャンネル等の検出の際に、単に過去に受信した制御チャンネルを試みるというだけでなく、もっと人間の生活習慣を取り入れた選択方法を採用することにより、短時間に基地局とのリンクを確立させることをこの発明は目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明では、上記課題を解決するために過去に成功したリンクにおける制御チャンネル等をカレンダーとリンクさせて記憶しておき、これを利用して携帯電話の電源投入時に基地局と迅速にリンクを確立させる工夫をしている。また、検索に際しては、記憶しておいたデータに優先度を付けて、優先度の高い順番に検索を行う。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の第一の実施例によるデータ構造であって、携帯電話機内のＥＥＰＲＯＭ等の不揮発メモリに置かれたセルの無線周波数等のリストを示している。この実施例では人間の生活習慣を取り入れた選択方法として、週を単位として繰り返す人間の生活を考慮し、カレンダーとのリンクを図ることにした。
図１に示すように、この実施例では最も大きなデータ構成として、日曜日から土曜日までの週を単位とする構成１０１を採用している。月や日を単位としたデータ構成を採用することもできるが、今日では世界中で週を単位とする生活が繰り返されるのが通常である。各曜日の中は、測定されたセルの無線周波数情報１０２であって、前述の「セルへの駐留」に成功した当該セルの取り扱うデータを時間別にリスト化してある。これも、通常、人間の生活が１日の中でパターン化していることを反映している。１時間単位に区分した理由は、余りに細かく情報を細分化しても、却って検索するデータが増加してしまうことを考慮したからである。時間単位のセルの無線周波数情報１０２は、更にデータ管理領域と複数の個別データで構成されるデータ情報１０３で構成される。前記データ管理領域はデータの個数及びそのアドレス等を有し、個別データは取得された時間順に配置されている。前記個別データの個数は或程度大きくてもかまわない。何故なら、サーチすべきチャンネル数は同一のバンドに於いて高々４０程度で固定であり、このデータに基づいて駐留を試み、かつ、駐留できる制御チャンネルが無かった場合には、当該データになかった残りの制御チャンネルを探索することになるからである。ここではデータの先頭にはデータ個数を置き、不揮発メモリの管理と節約の便宜にしている。
【００１０】
個別データ１０４は、セルへの駐留に成功した当該セルの取り扱う情報等で構成される。Ｗ−ＣＤＭＡ方式では、ユーザの移動に伴い基地局（ＢＴＳ）がカバーするセル間のハンドオーバーの必要から常に複数のセルとコンタクトを取っているが、ここでのデータはどのような選択であれ、セルへの駐留に成功した際の当該セルに関する周波数等が対象になる。同一のＰＬＭＮにおけるセル若しくは基地局の変更や当該ＭＳが登録されているＰＬＭＮの変更に伴うセルの変更等が当該制御チャンネルの周波数の変更を伴う場合には、その新たなデータも対象になる。セルの周波数１０５は、当該セルの有する制御チャンネルの割り当て周波数であって、この周波数は前述の技術仕様書（３ＧＰＰＴＳ２５．１０１ｖ３．５．０）に定められている。平均受信強度１０６はセルへの駐留の際に計測された当該周波数における高周波電力（ｄｂｍ）である。この実施例では、前述の単純平均値（ＲＬＡ＿Ｃ）を対象とする。この値は単にその測定の際に該当基地局が距離的に近かったと言うことを示すに過ぎない。取得状態１０７は、どのようなイベントの際にこのデータが取得されたかを示し、後記する優先度１０９を計算する際に重要である。イベントの主なものには、パワーオン、パワーオフ、セルの再選択若しくはセルの変更がある。選択回数１０８はこのデータのセル周波数１０５を選択した回数を示し、イベントが異なる場合には別個のデータとして追加する。優先度１０９の項目は本発明に固有の構成であり、以下に詳しく説明する。
【００１１】
優先度１０９の概念は、制御チャンネルの検索を迅速に行うための順番を決定するために導入されている。即ち、後述する制御チャンネルの検索方法においては、原則としてこの優先度の数値の高い順番にセルへの駐留が試みられる。優先度をどのように定めるかは設計の問題である。この実施例では携帯電話をパワーオンにしたときに迅速に基地局とリンクを取る必要に着目しているのであるから、パワーオン時に取得されたデータに高い優先度（例えば、５段階評価で数値５）を与える。同一の場所に於いて、都合により一時的にパワーオフすることもあるから、パワーオフ時に取得されたデータに次に高い優先度（例えば、５段階評価で数値４）を与える。セルの再選択若しくはセルの変更は、一定の条件（ａｃｅｌｌｒｅ−ｓｅｌｅｃｔｉｏｎｃｒｉｔｅｒｉｏｎ）下でより良いセルが発見されたときに行われ、その原因としてはＭＳの移動に伴うハンドオーバー（ｈａｎｄｏｖｅｒ）等が考えられる。このイベントはＭＳの所有者の意志に基づいて行われるのではないからその優先度は低くする（例えば、５段階評価で数値３乃至１）。選択回数１０８はそのＭＳが当該セル周波数１０５をその曜日のその時間単位に何回選択したかを示す。この回数が多いことは、そのＭＳの所有者の生活習慣が一定のパターンを持つことを暗示する。従って、選択回数１０８は前記優先度１０９に強く反映する。このセル周波数１０５における平均受信強度１０６はそのＭＳをカバーする基地局が距離的に近接していることを示す。従って、これも適当に区分して数値化し、優先度に反映する。ただし、受信強度が強かったこととパワーオン時にその基地局が近接して存在することとは必ずしも関係がないから、優先度への寄与は低くする。
【００１２】
データの各項目を優先度にどのように反映するかは、実験により一般的な傾向をつかむ必要がある。そこでは前記数値をどのような割合で重みを付けて優先度１０９に反映させるかを決定する必要がある。この実施例では、基本的には、前記数値の幾つかにつき単純な加算で優先度を計算している。即ち、
優先度＝取得状態の数値＋選択回数の数値
とする。しかし、この優先度は必ずしも制御チャンネル探索の順番（優先順）にすべきでないことがある、という事に注意する必要がある。探索の順番は、この実施例では、優先度にリンク係数値を加算した値の大きさの順番としている。ここでリンク係数値は、この実施例で導入した相対的な値で、携帯電話をパワーオンした時に取得される現在日時情報（図３の３０３）と関連する。前記リンク係数値を導入する一つの理由は、現在日時に対応するセル無線周波数情報１０２に隣接する時間帯や異なる曜日の同一のセル無線周波数情報１０２にも高い優先順を与えるべきであり、この数値は現在日時に対し相対的に定まる、という事にある。他の理由としては、前回パワーオフしてから今回パワーオンするまでの時間がパワーオンした場所に近接する基地局を推定する際の大きな決定要素になる、と言うものがある。例えば、その時間が通勤時間とか、その携帯電話の所有者の生活習慣に基づくことがある。
【００１３】
データ情報１０３の取得は、基本的にはイベントの際に行われ、その結果は携帯電話機内の不揮発性メモリに記憶される。図２は、図１のデータ情報１０３をどのような場合に取得するかを示すフロー図である。スタート（２０１）時で携帯電話のパワーが初期状態でオフであるとき、パワーオンというイベントの発生を待ち続ける（２０２でＮ）。パワーオンのイベントが発生したとき（２０２でＹ）、この実施例による探索方法若しくは全ての制御チャンネルを順に検索する方法、その他何れの検索方法であれそれを用いて駐留できるセルを探索する（２０３）。セルに駐留できたとき（２０４でＹ）、その後必要なデータの保存が行われる（２０５）。その始めての駐留はパワーオンというイベントの発生直後のものであるので、図１の個別データ１０４の取得状態２０７は「パワーオン」となる。併せて、検索したセル周波数１０５、計測された平均受信強度１０６等が記録される。
【００１４】
データ保存２０５に際しては、同一のセル周波数１０５同一のイベントは異なるデータとしては扱わない。選択回数１０８は、同一のセル周波数１０５が同一の曜日の同一の時間帯のデータ情報１０３内に存在するときは、その回数が１だけ加算される。その際平均受信強度をどのように取り扱うか問題であるが、強度の高い数値を採用すべきであろう。異なるセル周波数１０５若しくは異なるイベントの場合は、新たなデータが追加されるのでデータの個数が１だけ加算される。
パワーオンの後で、かつ、セルの変更が行われた場合には（２０６でＹ）、その後セルに駐留し、データ保存（２０５）となった際の取得状態１０７は「セルの再選択」となる。また、パワーオフの場合（２０７でＹ）で、かつ、データ保存（２０８）となった際の取得状態１０７は「パワーオフ」となる。この測定は実際には電源が落ちる直前に行われる。その後データの取得は終了し（２０９）、次のパワーオンによるデータ取得の機会を待つことになる。
この様にデータ取得がどのようなイベントの場合に行われたかを記録することが重要である。優先度１０９については、新たなデータの作成の際だけでなく、選択回数１０８の更新の際にも計算し直さなければならない。
【００１５】
図３は、本発明で導入した優先度を基準にして制御チャンネルを探索する方法を示したフロー図である。スタート（３０１）時で携帯電話のパワーが初期状態でオフであるとき、パワーオンというイベントの発生を待ち続ける（３０２でＮ）。パワーオンになると（３０２でＹ）、始めに現在日時情報の取得が行われる（３０３）。これは、探索すべき制御チャンネルを決めるための基礎データだからである。前記現在日時情報に基づき、同一の週の同一の時間帯における該当データ（図１の１０３）の探索が行われる（３０４）。該当データが１しか存在しない場合には、優先度を考慮することなく概要データで駐留を試みることになる（３０７）。該当データが複数存在する場合には、それ等の中で最も優先度の高い順番に（３０６でＹ）、駐留が試みられる（３０７）。駐留できなかった場合には次の優先度を持つデータが試みられ（３０８でＮ）、若しくはその他のデータでの駐留が試みられる（３０５でＮ、３０９）。その他のデータでの駐留は、より正確には、前記リンク係数値を加算した優先順に行われる。駐留が成功した場合には（３０８でＹ、３１０でＹ）、予め定められたシーケンスに基づく着信準備が行われる（３１１）。全ての周波数の探索を行ってもなおかつ駐留できなかった場合には（３１０でＮ）、ＭＳの所有者に対し基地局との交信に失敗した旨の警告等を表示して終了する（３１２、３１３）。
この実施例のセル探索方法では、最も時間が消費されるのが駐留を試みる時間で（３０７）、これは当該セルを作る基地局及びＰＬＭＮとの複雑なシーケンスを必要とする。しかし、一旦駐留に成功すると、その後はＢＣＣＨリストを参照して他のより良いセルを再選択することができるから、その後はＭＳの所有者を徒に待たせる事にはならない。従って、なるべく早く駐留を実現することがポイントであり、本実施例によるデータ構成がその有効な対策になると考えられる。
【００１６】
【発明の効果】
この発明では、携帯電話等のパワーオン時の制御チャンネルの探索に際し、単に過去に成功した制御チャンネルを使用するというのではなく、人間の行動パターンを考慮しカレンダーとのリンクを図ったデータ構造を構築し、これを利用して早期に当該セルに駐留（ｃａｍｐｉｎｇｏｎｔｈｅｃｅｌｌ）する方法を提案した。また、優先度の概念を導入したので、その優先度順に探索する方法により早期に該当するセルに駐留する事ができるようになった。この結果、当該ＭＳを所有する者を待たせることなく速やかな通信を可能にし、引いてはトラフィックの緩和や携帯電話機の消費電力の低減に効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第一の実施例によるデータ構造を示す図
【図２】図１のデータ情報をどのような場合に取得するかを示すフロー図
【図３】この発明で導入した優先度を基準にして制御チャンネルを探索する方法を示したフロー図
【符号の説明】
１０１曜日の情報
１０２時間帯のセル無線周波数情報
１０３データ情報
１０４個別データ
１０５セル周波数
１０６平均受信強度
１０７取得状態（イベント）
１０８セルの選択回数
１０９本実施例による優先度

Claims

所定の期間を所定の時間帯に分割し、
この分割された時間帯における制御チャンネルのデータに優先度をつけてメモリに記憶し、
移動体端末に電源を投入した日時に対応する前記分割された時間帯における最も高い前記優先度の制御チャンネルのデータを選択して、その制御チャンネルへの駐留を試み、
この駐留が成功すれば、成功した制御チャンネルの周波数を基地局周波数とし、駐留が成功しなければ前記優先度を順次下げて前記制御チャンネルへの駐留を試みることを特徴とする基地局周波数検索方法。
前記所定の期間は１週間である請求項１記載の基地局周波数検索方法。
前記所定の時間帯は１時間である請求項１記載の基地局周波数検索方法。
前記優先度の決定は、対応する時間帯における過去に駐留に成功した周波数を考慮する請求項１記載の基地局周波数検索方法。