JP2006129072A - 無線通信端末 - Google Patents

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Abstract

【課題】BCMCSのサービス情報を受信中に他の基地局にハンドオフする際、無線資源の浪費を防ぐ。
【解決手段】本発明の無線通信端末は、基地局と通信を行う通信手段と、第1基地局が放送するサービス情報の受信中に前記第1基地局から他の周辺基地局へハンドオフを行ったときに前記周辺基地局が前記サービス情報を放送しているか否かを示す制御情報を、前記通信手段により受信し、前記周辺基地局が前記サービス情報を放送していない場合は前記周辺基地局から第1基地局へ再度ハンドオフするように制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【選択図】図5

Description

本発明は、ブロードキャストサービス及び/又はマルチキャストサービスに対応した無線通信システムで使用される無線通信端末及びそのプログラムに関する。
無線通信システムでは、基地局のサービスエリア(例えば、セルやセクタ)を跨いで移動しながら通信を継続するための技術として、無線通信端末と基地局間の通信品質に応じて接続する基地局装置を切り替える処理(以降、ハンドオフと呼ぶ)を行っている。無線通信端末は、接続中の基地局から送られてくる信号の強度と、それ以外の周辺基地局から送られてくる信号の強度との両方を測定し、より適切な無線状態を維持するための処理を行っている。
例えば、IS95方式のCDMAの無線通信システムの場合、無線通信端末装置が現在接続中の基地局装置からの信号強度(通信品質)と、それ以外の周辺基地局装置からの信号強度を測定する。そして、無線通信端末装置が通信中の場合は、測定した信号強度を基地局装置に送信し、この信号強度に基づいて基地局装置がハンドオフの判断をしている。一方、無線通信端末装置が待受中の場合は、測定した信号強度に基づいて無線通信端末装置自体がハンドオフの判断を行う。このようなCDMAの無線通信システムにおける無線通通信端末装置として、例えば、特許文献1に記載がある。
特開2002−171555号公報
ところが、前述した従来のハンドオフの方法では、無線通信端末周辺の基地局からの信号強度に基づいてハンドオフを判断しているため、ユーザが特定の基地局群(エリア)のみで提供されている情報サービスを利用している場合、そのエリアを跨いで情報サービスを継続して利用するためには、ハンドオフを行う際にその情報サービスの提供エリアを考慮する必要がある。
このような情報サービスとして、例えば、ブロードキャストサービスやマルチキャストサービスがある。ブロードキャストサービスは、無線通信回線網を利用し、基地局が自局のサービスエリア(例えば、セルやセクター)内の無線通信端末全体に対して継続的にデータをコネクションレス形式で送信する、すなわち、「放送する」新しいサービス形態である。
また、マルチキャストサービスは、上記ブロードキャストサービスと類似のサービスであるが、サービスエリア(例えば、セルやセクター)内の無線通信端末の中でも特定のサービス情報(例えば、有料サービス)を契約している特定のユーザのみが視聴できるように放送するサービス形態である。
ブロードキャストサービスやマルチキャストサービスで放送するデータの形態としては具体的に、文字情報や音声/音楽情報やストリーミング映像情報等があり、これら情報を本明細書中では「サービス情報」と呼ぶ。また、本明細書中では、ブロードキャストサービス/マルチキャストサービスを「BCMCS」と略称する。
このようなBCMCSについて一例を説明する:サービス情報の放送に対応している基地局は、BCMCSのサービス情報を現在放送中であるか否かを示す制御信号を制御チャネル上で送信しており、無線通信端末はこの制御信号を受信する。無線通信端末は、現在放送されているサービス情報があるか否かを確認し、受信可能なサービス情報が放送されている場合は、ユーザがサービス情報を利用するための所定の通信用プログラムを起動したり、サービス情報を受信する所定のモードを選択したりすることによって、基地局に対して放送要求信号を送信する。この放送要求信号を受信することで、基地局は、別のチャネル(例えば、通信チャネル)の一部をBCMCSチャネルとして確保して、このBCMCSチャネル上でサービス情報の放送を開始する。その後、無線通信端末は、定期的に放送要求信号を送信し、基地局側ではこの放送要求信号を送信する無線端通信端末がサービスエリア内にいなくなるとサービス情報の送信を終了し、BCMCSチャネルを解放する。
このようにBCMCSは、無線通信端末が送信する放送要求信号に応答して、貴重な無線資源であるチャネルの一部をBCMCSチャネルとして利用することでサービス情報の放送を行うのであるが、BCMCSを受信中の無線通信端末がハンドオフを行うことで、この貴重な無線資源を浪費してしまう恐れがある。すなわち、ハンドオフ先の基地局がサービス情報を放送中でない場合、サービス情報の受信を継続するために無線通信端末は放送要求信号を送信し、基地局はチャネルの一部をBCMCSチャネルに割り当ててサービス情報の放送を開始してしまう。これにより、ハンドオフ先の基地局のサービスエリア内にサービス情報を受信する無線通信端末が他になく、貴重な無線資源であるチャネルを使用できたにもかかわらず、たった一台の無線通信端末がサービスエリア内に入ってきたばっかりにこのチャネルを犠牲にしてサービス情報の放送を開始しなければならなくなり、これは貴重な無線資源の活用が非効率となる。
例えば、図7に示す例では、基地局によって構成されるセルは隣接して、又は一部が重複して設けられている。このとき、図7に示すように、全ての基地局で同じサービス情報が放送されていれば、サービス情報を受信中の無線通信端末1がどの基地局にハンドオフしても、受信中のサービス情報の提供を継続して受けることができる。しかし、図8に示すように、一部の基地局(A〜D)でサービス情報が放送されており、他の基地局(E〜G)ではサービス情報が放送されていない場合、基地局Aでサービス情報を受信中の無線通信端末1が基地局Bのサービスエリアへ移動する際、図示するように、基地局A及びBに隣接している基地局Gのサービスエリア内に進入してしまことがある。この場合、サービス情報を放送していない基地局Gにハンドオフしてしまい、基地局Gでは、たった一台の無線通信端末1が一瞬サービスエリア内に進入したことにより、トラフィックチャネルの一部をBCMCSチャネルに割り当ててサービス情報の放送を開始してしまい、無線資源が浪費してしまう。
また、基地局はサービス情報を放送中か否かを示すBCMCS用の制御情報を自局のサービスエリアに送信しており、無線通信端末はこの制御情報を受信して初めてその基地局がサービス情報を放送しているか否かを知ることができる。よって、無線通信端末は、サービス情報を受信中であっても、一旦周辺基地局にハンドオフしないとその周辺基地局がサービス情報を放送しているか否かを知ることができない。このため、ハンドオフ先の周辺基地局がサービス情報を放送していない場合は、結果的に無線通信端末からサービス情報の放送要求信号を送信してしまう。
本発明の課題をまとめると、BCMCSのサービス情報を受信中に、サービス情報を放送中でない基地局にハンドオフすると、基地局はたった一台の無線通信端末のためだけにチャネルを犠牲にしてBCMCSのサービス情報を放送しなければならず、安易に無線資源を浪費してしまうという課題がある。
上記課題を解決するために、本発明の無線通信端末は、基地局と通信を行う通信手段と、第1基地局が放送するサービス情報の受信中に前記第1基地局から他の周辺基地局へハンドオフを行ったときに前記周辺基地局が前記サービス情報を放送しているか否かを示す制御情報を、前記通信手段により受信し、前記周辺基地局が前記サービス情報を放送していない場合は前記周辺基地局から第1基地局へ再度ハンドオフするように制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
また、本発明の無線通信端末は、基地局と通信を行う通信手段と、第1基地局が放送するサービス情報の受信中に当該サービス情報の受信品質を導出すると共に、前記第1基地局から他の周辺基地局へハンドオフを行ったときに前記周辺基地局が前記サービス情報を放送しているか否かを示す制御情報を、前記通信手段により受信し、前記周辺基地局が前記サービス情報を放送しておらず、かつ前記受信品質が所定の値以上である場合は、前記周辺基地局から前記第1基地局へ再度ハンドオフするように制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
さらに、本発明の無線通信端末は、基地局と通信を行う通信手段と、第1基地局が放送するサービス情報の受信中に当該サービス情報の受信品質を導出すると共に、前記第1基地局から他の周辺基地局へハンドオフを行ったときに前記周辺基地局が前記サービス情報を放送しているか否かを示す制御情報を、前記通信手段により受信し、前記周辺基地局が前記サービス情報を放送しておらず、かつ前記受信品質が所定の値未満である場合は、ハンドオフした周辺基地局との通信を継続するとともに、前記周辺基地局に対して前記サービス情報の放送要求を送信するように制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
また、前記受信品質は、前記サービス情報を受信する際の符号誤り率であるこが好ましい。
本発明によれば、BCMCSのサービス情報を受信中に他の基地局にハンドオフする際、無線資源の浪費を防ぐことができる。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図1は、本発明の実施の形態に係る無線通信システムの構成図である。ブロードキャストサービス/マルチキャストサービスサーバ(BCMCSサーバ)2はIPネットワーク3を介してブロードキャストサービス/マルチキャストサービスPDSN(BCMCSPDSN)4に接続されており、BCMCSPDSN4はRAN5を介して基地局A〜Gに接続されている。なお、BCMCSサーバ2は、後述するブロードキャストサービスやマルチキャストサービスのサービス情報の蓄積を行うサーバである。また、PDSNとRANはそれぞれ、パケットデータ処理ノードと無線ネットワークを意味する。
これらの基地局A〜Gは、自局がカバーするセルをサービスエリアとして、このサービスエリア内に存在する無線通信端末全体に対してBCMCSサーバ2に蓄積されているサービス情報をコネクションレス形式で送信する、すなわち、放送する。
また、マルチキャストサービスは、上記ブロードキャストサービスと類似のサービスであるが、サービスエリア内に存在する無線通信端末の中でも特定のサービス情報(例えば、有料サービス)を契約している特定のユーザのみが視聴できるように放送する。
ブロードキャストサービスやマルチキャストサービスで放送するデータの形態としては具体的に、文字情報や音声/音楽情報やストリーミング映像情報等があり、これら情報を本明細書中では「サービス情報」と呼ぶ。また、本明細書中では、ブロードキャストサービス/マルチキャストサービスを「BCMCS」と略称する。
前述したBCMCSは、無線通信端末と基地局間でコネクションを確立することなく、基地局から送られてくるデータを無線通信端末が一方的に受信する。以下、BCMCSを実現するためのフォワードリンクのチャネル構成を説明する。
図3は、CMDA(符号分割多重)方式におけるチャネル構成を示す。
CDMA方式では、使用周波数帯域をWalsh符号により拡散することでチャネルの分割を行っている。まず、制御CHは、基地局と無線通信端末との間で制御情報をやり取りするための制御信号を搬送するチャネルである。詳細に図示しないが、この制御CHには、パイロット信号を搬送するPICHや同期信号を搬送するSYNC等が含まれている。そして、制御CHに連続してBCMCS報知CHが割り当てられている。BCMCS報知CHは、基地局がBCMCSを現在放送しているか否かを示すBCMCS用の制御信号を搬送するチャネルである。さらに、BCMCS報知CHに連続してトラフィックCHが割り当てられている。トラフィックCHは、無線通信端末が通信相手と送受信を行うデータを搬送するチャネルであり、実際には複数の無線通信端末を収容できるようトラフィックCHは細かく拡散されている。本実施の形態では、このトラフィックCHの一部は、BCMCSのサービス情報を搬送するBCMCS−CHに割り当てることができるようになっており、サービス情報を放送するときはこのBCMCS−CH上でサービス情報を搬送する。
図4は、別の例として、TDMA(時分割多重)方式におけるチャネル構成を示す。
TDMA方式では、使用周波数帯域を所定の時間(タイムスロット)で分割してチャネルの分割を行っている。図4の例では、制御CHに連続してBCMCS報知CHとトラフィックCHが割り当てれてられている。なお、制御CH、BCMCS報知CH、トラフィックCH、BCMCS−CHの機能についてはCDMA方式と同様である。
無線通信端末側でBCMCS視聴用の通信プログラムを起動したり、所定のモード設定でBCMCSを受信するように設定したりすることユーザがBCMCS視聴の指示を出すと、無線通信端末はBCMCSの放送要求をリバースリンクで基地局に送信し、この放送要求を受けた基地局がBCMCS−CH上でサービス情報を搬送して放送する。
なお、図3及び図4では、チャネル構成の一例として、トラフィックCHの一部をBCMCS−CHに割り当てる例を示したが、これに限らず、例えば、制御CHの一部をBCMCS−CHに割り当てるようにしてもよい。
次に、本実施の形態の無線通信端末1について説明する。
図2は、本実施の形態の無線通信端末1の構成を示すブロック図である。
無線通信端末1は、通常の音声通信やデータ通信のほか、BCMCSの受信に対応している。
アンテナ10は、無線処理部11に接続されており、基地局から送信される電波を受信するとともに、基地局に対し電波を送信する。
無線処理部11は、アンテナ10が受けた高周波信号をデジタル信号に復調するとともに、デジタル信号を高周波信号に変調しアンテナ10へ送出する。
制御部12は、記憶部13に記憶されたプログラムを実行することによって通話機能の動作の制御や無線通信を利用する様々なサービスを処理する。例えば、BCMCSのサービス情報の受信を制御や、接続基地局の切り替え(ハンドオフ)の制御を行う。
ハンドオフには、通話中のハンドオフと待受け中のハンドオフ(アイドルハンドオフ)とがある。待受け中、無線通信端末1は、常時、基地局から制御CHで通知される周辺基地局情報に基づいて、周辺基地局からの電波を受信して通信品質を調べる。その結果、周辺基地局の中で現在の接続基地局よりも通信品質が優れている基地局があった場合、新たな基地局に切り替えてハンドオフを実行する。
記憶部13は、無線通信端末1の動作に必要な情報や制御プログラムを記憶する。例えば、現在無線通信端末1が受信しているサービス情報や、基地局7から受信した周辺基地局情報が記憶される。
また、無線通信端末1にはユーザとのインターフェースとなる入力部14、表示部15、受話部16及び送話部17が設けられている。
入力部14は、文字、数字の入力、無線通信端末1への動作の指示を受け付ける。表示部15は、制御部12によって制御され、文字情報、画像情報、無線通信端末1の動作状態(電波強度、電池残量、時刻など)等を表示する液晶表示パネルと、液晶表示パネルを証明するバックライトによって構成される。
受話部16は、無線処理部11で復調された音声信号を変換して、音響信号を出力する。
送話部17は、入力された音響信号を電気信号に変換する。
なお、本実施の形態では、無線処理部11が通信手段として機能し、制御部12が制御手段として機能する。
次に、本発明の実施の形態の無線通信端末1のハンドオフ処理について図5乃至図8に基づいて説明する。
<第1の実施形態>
まず、現在、基地局A〜DはBCMCSのサービス情報を放送中であり、基地局E〜GはBCMCSのサービス情報を放送していないとする。このとき、図8に示すように、無線通信端末1は基地局Aがカバーするセル内に位置しており、基地局Aが放送するサービス情報を受信しているが、ユーザが無線通信端末1を持って基地局Bの方向(矢印の方向)へ移動中である(S100)。ところが、基地局Bに到達する前に、基地局A及びBに隣接した基地局Gのセルエッジを跨ぐことにより、基地局Aからの電波強度R(A)が弱まるとともに基地局Gからの電波強度R(G)が強まるため、R(A)とR(G)とを比較してハンドオフの判断を行う(S101)。S101で、R(G)とR(A)の差が予め定められた閾値αを超えた場合、基地局Aから基地局Gへハンドオフを実行する(S102)。ハンドオフ後、無線通信端末1は、基地局GがBCMCS報知CH上で送信するBCMCS用制御信号を受信する(S103)。無線通信端末1は、BCMCS用制御信号に基づいて、基地局Gが現在BCMCSのサービス情報を放送中であるか否かを判断する(S104)。基地局Gが現在サービス情報を放送中であるならば、無線通信端末1は基地局Gにサービス情報の放送要求を送信する(S105)とともに、放送中のサービス情報の受信を開始する(S106)。
一方、S104で、基地局Gが現在サービス情報を放送していないならば、無線通信端末1は、サービス情報の放送要求を送信せずにすぐさま基地局Aにハンドオフし直し(S107)、再び基地局Aと接続して基地局Aからサービス情報を受信する。
このように第1の実施形態では、基地局からの電波強度に基づいて一旦ハンドオフするが、ハンドオフ先の基地局がサービス情報の放送を行っていない場合は、すぐさまハンドオフ元の基地局に切り戻るように制御する。
このように制御することにより、たった一台の無線通信端末が一瞬サービスエリア内に進入したことにより、ハンドオフ先の基地局がトラフィックチャネルの一部をBCMCSチャネルに割り当ててサービス情報の放送を開始してしまい、無線資源が浪費してしまうということを防ぐことができる。
<第2の実施形態>
次に、第2の実施形態では、前述した第1の実施形態をさらに改善したハンドオフ制御を行う。第2の実施形態では、無線資源の浪費を防ぐだけでなく、受信しているサービス情報を途切れさせないというQOS(Quality Of Service)を向上させる。まず、現在、基地局A〜DはBCMCSのサービス情報を放送中であり、基地局E〜GはBCMCSのサービス情報を放送していないとする。このとき、図8に示すように、無線通信端末1は基地局Aがカバーするセル内に位置しており、基地局Aが放送するサービス情報を受信しているが、ユーザが無線通信端末1を持って基地局Bの方向(矢印の方向)へ移動中である(S200)。ところが、基地局Bに到達する前に、基地局A及びBに隣接した基地局Gのセルエッジを跨ぐことにより、基地局Aからの電波強度R(A)が弱まるとともに基地局Gからの電波強度R(G)が強まるため、R(A)とR(G)とを比較してハンドオフの判断を行う(S201)。S201で、R(G)とR(A)の差が予め定められた閾値αを超えた場合、次に、現在受信中のサービス情報の受信品質Q(A)を取得する(S202)。Q(A)は、例えば、CRC(巡回冗長検査)に基づいてサービス情報のデータの符号誤り率を算出すればよい。Q(A)を取得すると、基地局Aから基地局Gへハンドオフを実行する(S203)。ハンドオフ後、無線通信端末1は、基地局GがBCMCS報知CH上で送信するBCMCS用制御信号を受信する(S204)。無線通信端末1は、BCMCS用制御信号に基づいて、基地局Gが現在BCMCSのサービス情報を放送中であるか否かを判断する(S205)。基地局Gが現在サービス情報を放送中であるならば、無線通信端末1は基地局Gにサービス情報の放送要求を送信する(S206)とともに、放送中のサービス情報の受信を開始する(S207)。
一方、S205で、基地局Gが現在サービス情報を放送していないならば、無線通信端末1は、S202で取得したQ(A)が予め定められた通信品質βを満たしているか否かを判断する(S208)。Q(A)がβを満たしている場合は、サービス情報の放送要求を送信せずにすぐさま基地局Aにハンドオフし直し(S209)、再び基地局Aと接続して基地局Aからサービス情報を受信する。
一方、Q(A)がβを満たしていない場合は、基地局Gに対してサービス情報の放送要求を送信して(S210)、基地局Gからサービス情報の受信を開始する(S207)。
このように第2の実施形態では、基地局からの電波強度に基づいて一旦ハンドオフするが、ハンドオフ先の基地局がサービス情報の放送を行っておらず、ハンドオフ元の基地局でも十分な受信品質でサービス情報の受信が行える場合は、ハンドオフ元の基地局に切り戻るように制御する。一方で、ハンドオフ先の基地局がサービス情報の放送を行っていないが、ハンドオフ元の基地局では満足な受信品質でサービス情報の受信が行えない場合は、ハンドオフ先の基地局に放送要求を送信してサービス情報の放送を開始させるように制御する。
このように制御することにより、たった一台の無線通信端末が一瞬サービスエリア内に進入したことにより、ハンドオフ先の基地局がトラフィックチャネルの一部をBCMCSチャネルに割り当ててサービス情報の放送を開始してしまい、無線資源が浪費してしまうということを防ぐことができるとともに、ハンドオフ元の基地局から満足な受信品質でサービス情報が受信できない場合にはハンドオフ先の基地局に放送を開始させるので、無線通信端末側でサービス情報の受信が途切れることがない。よって、QOS(Quality Of Service)が向上する。
以上説明したように、本発明の第1及び第2の実施形態では、BCMCSのサービス情報を受信中に他の基地局にハンドオフする際、サービス情報の受信品質を低下させることなく無線資源の浪費を防ぐことができる。
なお、本実施の形態では、CRC(巡回冗長検査)に基づいてサービス情報の受信品質を判断する例について説明したが、これに限定されず、例えば、パリティチェック(奇偶検査)やチェックサムといった様々な誤り訂正符号に基づいて判断することができることはいうまでもない。
本発明の実施の形態の無線通信システムを示す構成図である。 本発明の実施の形態のCDMA方式でのチャネル構成を示す構成図である。 本発明の実施の形態のTDMA方式でのチャネル構成を示す構成図である。 本発明の実施の形態の無線通信端末を示すブロック図である。 本発明の第1の実施の形態のハンドオフ処理を示すフローチャートである。 本発明の第2の実施の形態のハンドオフ処理を示すフローチャートである。 無線通信システムのセルの構成を示す概念図である。 無線通信システムのセルの構成を示す概念図である。
符号の説明
1 無線通信端末
2 BCMCSサーバ
3 IPネットワーク
4 BCMCSPDSN
5 RAN
10 アンテナ
11 無線処理部
12 制御部
13 記憶部
14 入力部
15 表示部
16 受話部
17 送話部

Claims (4)

  1. 基地局と通信を行う通信手段と、
    第1基地局が放送するサービス情報の受信中に前記第1基地局から他の周辺基地局へハンドオフを行ったときに前記周辺基地局が前記サービス情報を放送しているか否かを示す制御情報を、前記通信手段により受信し、
    前記周辺基地局が前記サービス情報を放送していない場合は前記周辺基地局から第1基地局へ再度ハンドオフするように制御する制御手段と、
    を備えたことを特徴とする無線通信端末。
  2. 基地局と通信を行う通信手段と、
    第1基地局が放送するサービス情報の受信中に当該サービス情報の受信品質を導出すると共に、前記第1基地局から他の周辺基地局へハンドオフを行ったときに前記周辺基地局が前記サービス情報を放送しているか否かを示す制御情報を、前記通信手段により受信し、
    前記周辺基地局が前記サービス情報を放送しておらず、かつ前記受信品質が所定の値以上である場合は、前記周辺基地局から前記第1基地局へ再度ハンドオフするように制御する制御手段と、
    を備えたことを特徴とする無線通信端末。
  3. 基地局と通信を行う通信手段と、
    第1基地局が放送するサービス情報の受信中に当該サービス情報の受信品質を導出すると共に、前記第1基地局から他の周辺基地局へハンドオフを行ったときに前記周辺基地局が前記サービス情報を放送しているか否かを示す制御情報を、前記通信手段により受信し、
    前記周辺基地局が前記サービス情報を放送しておらず、かつ前記受信品質が所定の値未満である場合は、ハンドオフした周辺基地局との通信を継続するとともに、前記周辺基地局に対して前記サービス情報の放送要求を送信するように制御する制御手段と、
    を備えたことを特徴とする無線通信端末。
  4. 前記受信品質は、前記サービス情報を受信する際の符号誤り率であることを特徴とする請求項2又は3に記載の無線通信端末。
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