JP2006254110A - 携帯端末及び携帯端末におけるアンテナ切換制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】携帯端末における個別チャネル通信中のアンテナ切換に関して受信電界レベルや受信通信品質（エラーレベル）と送信データ量を組み合わせて判断することによって、段階的な状態でのアンテナの切換を行う。
【解決手段】既定の受信電界レベルの閾値と、アンテナに入力する受信電界レベルの実測値とを比較することにより、前記実測値が前記閾値より低いときにアンテナ切換モニタリング起動状態に遷移するステップと、前記アンテナ切換モニタリング起動状態において、受信信号の通信品質劣化度合に応じて多段階に渡って設定した閾値と前記実測値とを比較して、アンテナを切換える時期を判定するステップと、前記判定信号に基づいて携帯端末の複数のアンテナを切換えて、その切換えたアンテナにて受信信号を受信するステップを有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、携帯端末の備える複数のアンテナを利用して通信を行う携帯端末通信及び携帯端末におけるアンテナ切換制御方法に関する。

最近、通信システムに用いる携帯端末として、Ｗ−ＣＤＭＡ（Wideband-Code Division Multiple Access）方式が提案されている。このＷ−ＣＤＭＡ方式は第３世代携帯電話の通信方式として提案されており、ＣＤＭＡ方式は、1つの周波数を複数のユーザで共有できるため、周波数効率がよい通信方式である。

このＷ−ＣＤＭＡ方式は、高速移動時１４４kbps，歩行時３８４kbps，静止時２Mbpsのデータを伝送する能力があり、動画・音声によるリアルタイムの通信が可能であり、通信品質を高めるために複数のアンテナを備えた携帯端末が提案されている。この種の携帯端末は、受信レベルの高いアンテナを選択して、アンテナの受信レバルが劣化した際に生じる通信失敗（例えば、通信データの取りこぼし等）を回避することが可能である。また、この種の携帯端末において、効率的なアンテナの切換を行うことができれば、複数のアンテナで同時通信を行う受信ダイバーシティに対して消費電流の観点からの利点がある。

携帯電話の備えた複数のアンテナを切換える技術が特開２００１−２７４７３２号及び特開２００３−２９８４９８号に開示されている。特開２００１−２４７３２号に開示された技術は、アンテナによる受信品質に基づいて無線状態の良好なアンテナを選択している。特開２００３−２９８４９８号に開示された技術は、個別チャネル通信品質を推定して、その推定された通信品質に基づいてアンテナを選択している。

上述したアンテナの切換技術を用いた携帯端末において、複数のアンテナの切換は、報知情報，着信信号のみを受信する双方向通信していない待ち受け状態や、双方向通信ではあるがデータ量が少なく他のユーザと通信チャネルを共用している共通チャネル通信状態にて主に使用されている。

その大きな理由として、ユーザがある無線回線を占有して双方向通信を行う個別チャネルでの通信では、大量のデータが流れている場合や絶え間なくデータが流れているケースが多く存在するため、データを欠損させることなくアンテナを切り換えるタイミングがより難しくなることが考えられる。また個別チャネルでの通信では、ユーザが無線回線を占有して使用しているため、ユーザ毎の高速パワーコントロール（個別チャネルパワーのみをコントロール）が適用でき、通信品質の高速な改善が試みられている。

このような状況を考慮しても、受信レベルや通信品質が著しく劣化している状況下では、通信データが正常に送受信されている可能性は低く、アンテナ切換による受信レベルを向上させる利点は十分にある。例えば音声呼，ＴＶ（television）電話呼で通信品質が劣化してくると、音声，画像の途切れ，最悪の場合に呼損（通信切断）になる可能性がある。呼損となった場合、ある一定時間以内に受信電界レベルが改善すれば、再接続動作を行って通信を継続することが可能であるが、再接続動作までの間は切断状態（音声呼の場合は無音等）になっている。

上述した特許文献に開示された技術をもってしても、大量のデータが流れている場合や絶え間なくデータが流れているケースの場合に、データを欠損させることなくアンテナを切り換えることが難しいという課題がある。

特開２００１−２７４７３２号 特開２００３−２９８４９８号

本発明の目的は、データ通信のために割り当てられた伝送用チャネル上でのデータ伝送に同期させてアンテナの切換えを行い、使用環境に応じたアンテナ切換を実現する携帯端末及びアンテナ切換制御方法を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明に係る携帯端末は、複数のアンテナを備え、テータ通信のために割り当てられたデータ伝送用チャネルを使用して通信を行う携帯端末において、
前記アンテナによる受信電界レベルを判定するレベル判定ユニットと、
前記データ伝送用チャネルによるデータ伝送との同期を取るためのデータを判定する同期判定ユニットと、
前記レベル判定ユニットと前記同期判定ユニットとから出力される判定結果に基づいて、前記データ伝送用チャネル上でのデータ伝送に同期させて前記複数のアンテナの切換を行う切換ユニットとを有することを特徴とするものである。

本発明においては、アンテナによる受信電界レベルを判定し、さらにデータ伝送用チャネルによるデータ伝送との同期を取るためのデータを判定する。次に、前記判定結果に基づいて、前記データ伝送用チャネル上でのデータ伝送に同期させて前記複数のアンテナの切換を行う。

したがって本発明によれば、データ通信のために割り当てられた伝送用チャネル上でのデータ伝送に同期させてアンテナの切換えを行い、使用環境に応じたアンテナ切換を実現することができる。

本発明においては、データ伝送用チャネルによるデータ伝送との同期を取るためのデータとして、前記データ伝送用チャネル上に伝送される送信データのデータ量を判定してもよい。更に、データ伝送用チャネルによるデータ伝送との同期を取るためのデータとして、アンテナで受信した通信品質の劣化を判定してもよい。更に、データ伝送用チャネルによるデータ伝送との同期を取るためのデータとして、前記データ伝送用チャネル上に伝送される送信データのデータ量と、アンテナで受信した通信品質の劣化とを判定してもよいものである。この場合、アンテナで受信した通信品質の劣化を優先してアンテナ切換を行うことが望ましいものである。

更に、データ伝送用チャネル上に伝送される送信データのデータ量、アンテナで受信した通信品質の劣化を段階的に判定してアンテナの切換を行うようにしてもよいものである。

以上説明したように本発明によれば、携帯端末における個別チャネル通信中のアンテナ切換に関して受信電界レベルや受信通信品質（エラーレベル）と送信データ量との組み合わせによって、データ伝送用チャネル上のデータ伝送に同期させてアンテンを切換えることができ、使用環境に応じたアンテナ切換を実現し、呼損前に積極的にアンテナを切換え、個別チャネル通信での通信維持率を向上させることができる。

さらに、携帯端末におけるデータ伝送用チャネルによる通信中のアンテナ切換に関して受信電界レベルや受信通信品質（エラーレベル）と送信データ量を組み合わせて判断することによって、段階的な状態でのアンテナの切換を行うことができる。

例えば送信データ量が少ない場合などアンテナ切換による影響が少ないため、受信通信品質が劣化し始めた早い段階で積極的にアンテナを切り換えることにより、最終的な呼損を防止して、個別チャネル通信での通信維持率の向上を図ることができる。

以下、本発明の実施形態を図により説明する。

本発明の実施形態は、Ｗ−ＣＤＭＡ方式の携帯電話端末において個別チャネル通信中のアンテナ切換を受信エラーレベルと送信データ量の段階的な状態で切り替えることによってより使用環境に応じたアンテナ切換を実現することを特徴としている。

図１において、本発明の実施形態に係る携帯端末は、Ｗ−ＣＤＭＡ方式の携帯端末であり、アプリケーション制御部１と、通信制御部２と、信号処理部３と、アンテナ切換部４と、複数（実施形態では２台）のアンテナ５１，５２とを有している。

アプリケーション制御部１は、アプリケーションの制御を行い、通信制御部２との間にユーザデータ（音声データ，ＴＶ電話データ，パケットデータ等）の送受信を行う機能を備えている。具体的には、アプリケーション制御部１は、送信対象の送信データを加工して、その加工データを通信制御部２に出力するとともに、通信制御部２から出力される受信データを加工して、再生後のデータを図示しない再生機に出力する機能を備えている。図示しない再生機は、アプリケーション制御部１からのパケットデータを画面に表示し、音声データを可聴可能な音声で出力し、映像データを可視可能な映像として画面に表示する。なお、前記映像データには、静止データ，動画データが含まれる。

ここで、Ｗ−ＣＤＭＡ方式において、基地局と移動局としての携帯端末との間に形成される無線アクセスインターフェースの標準規格について説明する。基地局と携帯端末間のデータ伝送は、無線インターフェースを経由して行われる。この無線インターフェースのプロトコルアーキテクチャは、物理層（Physical Layer）と、データリング層（Data Link Layer）と、ネットワーク層（Network Layer）のプロトコル層で構成される。

ここに、前記物理層は、データの電圧，波形，変調方式などのネットワークを流れる電気的特性など物理的な仕様を規定している。前記データリング層は、相手先，発信元，連続するデータの境界の認識，データ誤りの制御など、同一のネットワークに接続された携帯端末間を接続する機能を構築するものである。前記ネットワーク層は、伝送可能なデータサイズ，相手先，発信元のアドレス指定，仕様の異なる複数のネットワークを跨って携帯端末を相互接続する機能を構築するものである。

無線インターフェースにおけるチャネル構成は、様々なサービス提供形態やマルチコールに柔軟に対応するために、トランスポートチャネルと、物理チャネルと、論理チャネルとの３階層のチャネル構成になっている。前記トランスポートチャネルは、前記物理層より前記データリング層に提供されるチャネルであり、前記物理層上で特性や伝送形態の異なるデータを送信するために複数の種類のトランスポートチャネルが用意されている。前記論理チャネルは、前記ネットワーク層に含まれるＲＬＣ（Radio Link Control），ＭＡＣ（Medium Access Control）間の通信を行うものである。また前記物理チャネルは、前記物理層と基地局との間、及び基地局と携帯端末との間の通信を行うものである。前記物理チャネルは、ＤＰＣＨ（Dedicated Physical Channel），ＤＰＣＣＨ（Dedicated Physical Control Channel），ＰＲＡＣＨ（Physical Random Access Channel），ＰＣＰＣＨ（Physical Common Packet Channel），ＣＰＩＣＨ（Common Pilot Channel），Ｐ−ＣＣＰＣＨ（Primary Common Control Physical Channel），Ｓ−ＣＣＰＣＨ（Secondary Common Control Physical Channel），ＳＣＨ（Synchronization Channel），ＰＤＳＣＨ（Physical Downlink Shared Channel），ＡＩＣＨ（Acquisition Indication Channel），ＰＩＣＨ（Page Indication Channel），ＡＰ−ＡＩＣＨ（Access Preamble Acquisition Indicator Channel），ＣＤ／ＣＡ−ＩＣＨ（CPCH Collision Detection/ Channel Assignment Indicator Channel）及びＣＳＩＣＨ（CPCH Status Indicator Channel）の各種チャネルを含んでいる。

前記ＤＰＣＨは、上り／下りの双方向のチャネルであり、携帯端末に対して個別に割り当てられている。前記ＤＰＣＣＨは、前記ＤＰＣＨを使用する携帯端末に対して１つのみ割り当てられ、ＤＰＣＨの物理レイア制御のためのチャネルである。前記ＰＲＡＣＨは、上り方向の共通チャネルであり、上位レイアからのデータ送信、特に低レートのデータ送信のために使用するものである。前記ＰＣＰＣＨは、上り方向の共通チャネルであり、パケットデータ通信、特に高レートのデータ送信のために使用するものである。前記ＣＰＩＣＨは、下り方向の共通チャネルであり、下りチャネルのチャネル推定，携帯端末のセルサーチ，同一セルの他の下り物理チャネルのタイミング基準などに使用するものである。前記Ｐ−ＣＣＰＣＨは、下り方向の共通チャネルであり、各セルに１つ存在し、報知情報を送信するために使用するものである。前記Ｓ−ＣＣＰＣＨは、下り方向の共通チャネルであり、各セルに複数存在する可能性があるチャネルであり、ページング信号及び上位レイアからのデータ送信、特に低レートのデータ通信のために使用するものである。前記ＳＣＨは、下り方向の共通チャネルであり、各セル内に１つずつ存在し、携帯端末のセルサーチのために使用するものである。前記ＰＤＳＣＨは、下り方向の共通チャネルであり、各セル内に複数存在する可能性があり、パケットデータ送信、特に高レートのデータ通信のために使用するものである。前記ＡＩＣＨは、下り方向の共通チャネルであり、前記ＰＲＡＣＨと対で存在し、前記ＰＲＡＣＨのランダムアクセス制御に使用するものである。前記ＰＩＣＨは、下り方向の共通チャネルであり、ページング信号がマッピングされる前記Ｓ−ＣＣＰＣＨと対で存在し、各着信群に対する着信情報の有無を送信するものである。前記ＡＰ−ＡＩＣＨは、下り方向の共通チャネルであり、前記ＰＣＰＣＨと対で存在し、前記ＰＣＰＣＨのランダムアクセス制御に使用するものである。前記ＣＤ／ＣＡ−ＩＣＨは、下り方向の共通チャネルであり、前記前記ＰＣＰＣＨと対で存在し、前記ＰＣＰＣＨの衝突制御に使用するものである。前記ＣＳＩＣＨは、下り方向の共通チャネルであり、前記ＡＰ−ＡＩＣＨに付随し、前記ＰＣＰＣＨの通信状態に関する情報を伝送するものである。

本発明の実施形態に係る携帯端末は、各携帯端末に個別に割り当てられた前記ＤＰＣＨを個別チャネルとし、前記ＰＣＰＣＨ及び前記ＰＤＳＣＨを上り／下りの共通チャネルとして、データ通信を行うようになっている。以下の説明に用いる個別チャネル及び共通チャネルは、上記チャネルに相当する。個別チャネルは、Ｗ−ＣＤＭＡ方式におけるデータ通信のために割り当てられたデータ伝送用チャネルとして機能する。

通信制御部２は、送信部２２と、データ量判定部２３と、受信部２５と、品質判定部２４と、切換制御部２１とを有している。

通信制御部２の送信部２２は、アプリケーション制御部１で加工された送信データを信号処理部３の送信処理部３１に送出するとともに、送信処理部３１の送信処理を制御する機能を備えている。

通信制御部２のデータ量判定部２３は、送信部２２が送信処理部３１に送出する送信データのデータ量を判定し、その判定結果を示す判定信号を切換制御部２１に出力する機能を備えている。

通信制御部２の受信部２５は、信号処理部３の受信処理部３２から出力される復調後の受信データをアプリケーション制御部１に出力する機能を備えている。

通信制御部２の品質判定部２４は、信号処理部３の受信処理部３２が復調した受信データを入力として、この受信データをモニタリングし、前記受信データの通信品質を監視し、その監視結果である品質判定信号を切換制御部２１に出力する機能を備えている。ここに、品質判定部２４は、個別チャネルで受信している受信データのエラー率を測定して、受信信号の通信品質の良否を判定している。前記受信データのエラー率は、BLER（Block Error Rate），BER（Bit Error Rate）等であり、これらのエラー率を監視して通信品質の判定を行う。

通信制御部２の切換制御部２１は、データ量判定部２３からの判定信号と品質判定部２４からの品質判定信号とを入力として、これらの信号に基づいて、アンテナ切換部４によるアンテナ切換のモニタリングの起動・停止を制御する機能を備えている。

信号処理部３の送信処理部３１は、通信制御部２の送信部２２による制御の下に、前記送信部２２から出力される送信データを搬送波で変調して、変調波信号を信号処理部３の送受信切換器（Duplexer）３３に出力する機能を備えている。

信号処理部３の受信処理部３２は、送受信切換器３３から出力される受信データを入力として、この受信データを復調して、復調後の受信データを通信制御部２の受信部２５に出力する機能を備えている。さらに受信処理部３２は、RSSI（Received Signal Strength Indicator：受信総電力）、RSCP（Received Signal Code Power：共通パイロットチャネル（前記ＣＰＩＣＨ）での信号電力）等の受信電界レベルを測定するとともに、通信品質の測定を行い、その測定結果を通信制御部２の品質判定部２４に出力する機能を備えている。

アンテナ切換器４は、通信制御部２の切換制御部２１から出力されるアンテナ切換信号を入力として、２つのアンテナ５１とアンテナ５２とを切換選択する機能を備えている。

ここに、アンテナによる受信電界レベルを判定するレベル判定ユニットは、受信処理部３２，品質判定部２４により構成される。個別チャネルによるデータ伝送との同期を取るためのデータを判定する同期判定ユニットは、受信処理部３２，品質判定部２４，データ量判定部２２により構成される。前記同期判定ユニットは、前記データ伝送用チャネルによるデータ伝送との同期を取るためのデータとして、前記データ伝送用チャネル上に伝送される送信データのデータ量，アンテナで受信した通信品質の劣化の少なくとも１つを判定する。前記レベル判定ユニットと前記同期判定ユニットとから出力される判定結果に基づいて、前記データ伝送用チャネル上でのデータ伝送に同期させて前記複数のアンテナの切換を行う切換ユニットは、切換制御部２１，アンテナ切換部４により構成される。

次に、本発明の実施形態に係る携帯端末を用いてデータ通信を行う場合の動作を図に基づいて説明する。以下の動作説明では、同期判定ユニットとしての受信処理部３２，品質判定部２４及びデータ判定部２３は、前記個別チャネルによるデータ伝送との同期を取るためのデータとして、前記個別チャネル上に伝送される送信データのデータ量と、アンテナで受信した通信品質の劣化とを判定する場合について説明する。

図1において、携帯端末に備えられた複数のアンテナ５１，５２のうち、一つのアンテナ５１で基地局からの送信信号を受信しているものとする。この場合、アンテナ切換部４は、アンテナ５１で受信した受信データを送受信切換器３３に入力している。送受信切換器３３は、アンテナ切換部４からの受信データを信号処理部３の受信処理部３２に送出する。

信号処理部３の受信処理部３２は、送受信切換器３３からの受信データを復調して、その復調後の受信データを通信制御部２の受信部２５に出力する。さらに受信処理部３２は、送受信切換器３３からの受信信号の電界レベルを測定するとともに、復調前の受信信号の通信品質を測定し、その測定結果を通信制御部２の品質判定部２４及び切換制御部２４に出力する。

「アンテナ切換動作の起動フロー」
次に、図２に基づいて本発明におけるアンテナ切換起動の動作について説明する。

通信制御部２の切換制御部２１は、受信処理部３２から受信電界レベルの実測値データを受信し（図２のステップＳ１）、その実測値と、予め記憶している受信電界レベルの閾値とを比較する（図２のステップＳ２）。

切換制御部２１は、実測値が閾値以上である場合（ステップＳ２のＮＯ）、品質判定部２４にアンテナ切換モニタリングの停止を通知する（図２のステップＳ３）。これにより、切換制御部２１及び品質判定部２４は、アンテナ切換モニタリングの動作を停止する（図２のステップＳ４）。

切換制御部２１は、実測値が閾値以下である場合（ステップＳ２のＹＥＳ）、制御切換部２１自身の動作状態がアンテナ切換モニタリング未起動であるという条件の下で（図２のステップＳ５のＹＥＳ）、アンテナ切換モニタリング起動状態に遷移する（図２のステップＳ６）。この遷移した状態において、切換制御部２１は、切換制御部２１が起動したことを示す起動信号を品質判定部２４に出力し（図２のステップＳ７）、この信号を出力した後に品質判定部２４からの判定信号を待ち受ける状態となる（図２のステップＳ８）。

一方、切換制御部２１は、アンテナ切換モニタリングが起動しているとき（図２のステップＳ５，ＮＯ）、品質判定部２４からの判定信号を待ち受ける状態となる（図２のステップＳ８）。

「アンテナ切換モニタリング起動中の動作」
次に、アンテナ切換モニタリング起動中の動作について説明する。

通信制御部２の品質判定部２４は、切換制御部２１からの起動通知信号を受けると、信号制御部３の受信処理部３２から周期的に出力される受信信号の通信品質をモニタリングして、一定期間における受信信号の通信品質が劣化したことを確認したときに、その旨を切換制御部２１に出力する。

アンテナで受信した受信信号の通信品質が劣化したときの判定動作を図３に示す。品質判定部２４は、アンテナ５１，５２で受信する受信信号の通信品質劣化を判定するための基準として、通信品質劣化の度合を示す複数の閾値を設定しており、通信品質劣化度合の閾値に応じた複数のPhaseを備えている。

図３に示す例では、それぞれ通信品質劣化度合を３つのPhaseに分けている。すなわち、図３において、通信品質劣化の度合に応じて、Phase１＜Phase２＜Phase３の関係で設定されている。この通信品質は、データのエラーレートを示すものであり、エラーレートに対応して、Phase１，Phase２，Phase３が設定されており、そのエラーレートはPhase１＜Phase２＜Phase３の関係で大きくなる。

図３に基づいて通信品質の劣化を監視する場合について説明する。図３に示す例は、通信品質の劣化を段階的に判定するものである。品質判定部２４は、受信処理部３２から報告される通信品質をモニタリングする。品質判定部２４は、報告される通信品質がそれぞれの閾値を越えた時点において、それぞれの閾値に対応させて内蔵しているタイマーを起動する。具体的に説明すると、品質判定部２４は、通信品質がPhase１の閾値を超えた時点でPhase１に対応したタイマーＴ１を起動する。その後、品質判定部２４は、通話品質がPhase２，Phase３の閾値をそれぞれ超えた時点で、対応するタイマーＴ２，Ｔ３をそれぞれ起動する。タイマーのＯＮ，ＯＦＦについては、タイマーＴ１の場合、通信品質がPhase１に到達した時点Ａで起動し、Phase１からPhase２に移る時点或いはPhase１以下に低下した（通信品質が改善された）時点Ｂで停止する。タイマーＴ２の場合、通信品質がPhase２に到達した時点Ａで起動し、Phase２からPhase３に移る時点或いはPhase２以下に低下した（通信品質が改善された）時点Ｂで停止する。タイマーＴ３の場合、通信品質がPhase３に到達した時点Ａで起動し、Phase３以下に低下した（通信品質が改善された）時点Ｂで停止する。タイマーが起動する時点Ａと停止する時点Ｂとの間の時間がタイマーの設定時間として設定される。このタイマーの設定時間は、２つのアンテナ５１，５２を切換えて通信維持率を向上させる範囲で設定される。

一方、品質判定部２４は、通信品質が前記タイマーの設定時間が満了する前に閾値Phase１，Phase２，Phase３をそれぞれ下回った場合、すなわち通信品質が改善したときに、前記閾値に対応するタイマーＴ１，Ｔ２，Ｔ３をそれぞれ停止する。

図３に示すような通信品質状況では、品質判定部２４は、通信品質がPhase３の閾値を超えて劣化し、その後Phase３を下回る、すなわち通信品質が改善した場合であり、タイマーＴ３を設定時間満了前に強制的に停止する。また図３に示す通信品質状況では、通信品質は閾値Phase１，Phase２をそれぞれ超えて劣化するが、タイマーＴ１，Ｔ２の設定時間内に改善されないため、品質判定部２４は、タイマーＴ１，Ｔ２を起動し続け、設定時間が満了した時点でタイマーＴ１，Ｔ２を停止する。

品質判定部２４は、通信品質が閾値Phase１，Phase２，Phase３をそれぞれ超えて、その通信品質がタイマーの設定時間内に改善されずにタイマーＴ１，Ｔ２又はＴ３が設定時間を経過して停止する毎に、設定時間が満了したタイマーがどれであるかを切換制御部２１に報告する。

切換制御部２１は、品質判定部２４より報告されるタイマーＴ１，Ｔ２又はＴ３がどのタイマーであるかを認識し、その認識に基づいて通信品質劣化の程度（Phase）を把握する。タイマーＴ１，Ｔ２，Ｔ３はそれぞれ通信品質劣化の閾値に対応して起動するようになっているため、切換制御部２１は、例えば報告されるタイマーがタイマーＴ１であると認識した場合には、通信品質の劣化の程度が閾値Phase１を超えていることを把握する。タイマーＴ２，Ｔ３について報告された場合にも、切換制御部２１は、それぞれのタイマーＴ２，Ｔ３を認識して、通信品質の劣化の程度が閾値Phase２，Phase３をそれぞれ超えていることを把握する。通信品質劣化の程度を認識した後、切換制御部２１は、データ量判定部２３に対してデータ量判定結果の要求通知を行う。

データ量判定部２３は、切換処理部２１からの要求通知を受信した時点における送信部２２内のデータ量を判定し、その結果を切換制御部２１に通知する。図4に、送信部２２におけるデータフローの例を示す。

図4のように送信部２２は、主な構成として、送信制御部２２１と、送信バッファ２２２と、送信実行部２２３とを備えている。上位レイヤ（アプリケーション制御部１）側からのデータは、送信部２２の送信制御部２２１に入力する。送信制御部２２１は、入力した前記データを呼種毎に異なったデータに加工し、その加工されたデータを送信バッファ２２２に格納される。ここで、送信バッファ２２２に格納される送信データ１，２，３・・・ｎ−１，ｎは、通信呼種（音声呼，ＴＶ電話呼，パケット呼）で１送信分として格納されるデータサイズが異なる。

また送信制御部２２１は、送信バッファ２２２にデータを格納した時点で送信フラグをONにし、以後送信バッファ２２２の格納データの有無を監視する。送信バッファ２２２に格納されているデータが無くなった場合、送信制御部２２１は送信フラグをOFFに設定する。

送信実行部２２３は、信号処理部３と同期した送信タイミングで送信制御部２２１が発する送信フラグを参照し、その送信フラグがONになっていれば、送信バッファ２２２内の送信データを信号処理部３に送信する。

データ量判定部２３は、要求通知を受信した時点で送信部２２の送信バッファ２２２内の格納データ量を参照し、残データ量を切換制御部２１に通知する。

切換制御部２１は、データ量判定部２３より通知された残データ量と品質判定部２４より報告されている通信品質劣化具合に基づいてアンテナ切換の判定を行う。

切換制御部２１は、図５（判定基準の例）のような通信品質劣化具合（Phase）毎の残データ量閾値（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ）を備えている。図５に示す切換制御部２１は、送信データ量と通信品質の劣化とを段階的に判定する機能を備えている。図５に示す呼種は前記通信呼種に対応しており、その呼種は音声呼，ＴＶ電話呼，パケット呼のいずれかである。また通信品質レベルは図３の閾値Phase１，Phase２，Phase３に対応する。残データ量閾値は、Ａ＜Ｂ＜Ｃ、Ｄ＜Ｅ＜Ｆであって、かつＡ＜Ｄの関係に設定されている。なお、切換制御部２１は、送信データ量と通信品質の劣化との少なくとも一方を段階的に判定する機能を備えるようにしてもよいものである。

先ず、切換制御部２１は、品質判定部２４から報告されるタイマーがどのタイマーＴ１，Ｔ２，Ｔ３であるかを認識し、そのタイマーの認識情報に基づいて通信品質の劣化に該当する閾値Phaseを判断する。例えば切換制御部２１が判断した閾値をPhase１とする。次に切換制御部２１は、データ量判定部２３から報告される残データ量と、判断した閾値Phase１に対応する残データ量閾値Ａとを比較する。

切換制御部２１は、前記残データ量が残データ量閾値よりも少ない場合、アンテナの切換指令をアンテナ切換部４に出力する。切換制御部２１は逆に、残データ量が残データ量閾値よりも大きい場合に、アンテナ切換を実行せずにアンテナ切換モニタリングを継続し、品質判定部２４からの次の報告（次のタイマー満了）の待ち状態に戻る。

なお、データ量判定部２１は、残データ量を閾値と比較して送信データ量を判定するようにしたが、送信制御部２２１から送信される送信データ量全体のデータ量を閾値と比較して送信データ量を判定するようにしてもよいものである。また切換制御部２１は、データ量判定部２３から報告される送信データ量と、品質判定部２４から報告される通信品質とを考慮して、アンテナ切換を判断するようにしたが、これに限られるものではない。切換制御部２１は、データ量判定部２３から報告される送信データ量と、品質判定部２４から報告される通信品質レベルとのいずれか一方を考慮して、アンテナ切換を判断するようにしてもよいものである。

通信品質の劣化を優先して切換をするか、データ量を優先して切換を行わないかは品質関係の閾値及びタイマー（Phase、Ｔ）とそれに対応した残データ閾値（Ａ，Ｂ，Ｃなど）の関係に依存する。閾値Phaseをより小さく、もしくはタイマーＴをより短くすることにより、通信品質劣化に対して敏感にアンテナ切換のイベントが発生するようになるので、より積極的にアンテナ切換を行うことが可能になる。また残データ閾値を小さくすることにより、最終的に判定部ではデータ量が少ない場合にしかアンテナを切換えないため、よりデータ量を重視したアンテナ切替が可能になる。このように各閾値及びタイマーの関係によって重視すべき要素（品質、データ量）でのアンテナ切替制御が可能になる。

また図５に示すように、通信品質レベルの閾値と送信データ量の閾値とを通信呼種毎に独立して設定可能にすることにより、例えば通信呼種がパケット通信の際はデータなし区間が多い可能性があるためにアンテナを切換やすくする、テレビ電話通信の際は切換にくくするなどの通信呼種に依存したアンテナ切換が可能になる。

本発明の実施形態は、アンテナ切換動作を実行する段階において、アンテナ切換後のアンテナでの受信電界レベルと、アンテナ切換前のアンテナでの受信電界レベルとを比較して、最終的にアンテナ切換を行うかどうかを決定する。本発明の実施形態におけるアンテナ切換実行時の動作フロー例を図６（ＯＫ時）、図７（ＮＧ時）に基づいて説明する。

切換制御部２１は、アンテナ切換を行うことを決定した場合（図６のステップＳ６０）、アンテナ切換指令を送信部２２及び品質判定部２４に通知する（図６のステップＳ６１，６２）。

送信部２２は、切換制御部２１からのアンテナ切換実行通知を受けて、送信フラグをOFFにすることにより、送信を停止する（図６のステップＳ６３）。送信部２２が送信を停止している間に、上位（アプリケーション制御部１）側からの送信データがある場合は、その送信データは図５に示す送信バッファ２２２に蓄えられるが、送信データが全ての送信バッファ２２２に格納されても、次々と送信データが出力される場合には、送信バッファ２２２に古い順に格納された送信データから順に消去される。

品質判定部２４は、アンテナ切換実行通知を受け、現在起動しているすべてのタイマーを停止し、通信品質のモニタリングを一時停止する（図６のステップＳ６４）。品質判定部２４は、タイマーを停止する際に、起動しているすべてのタイマーの計測値を保存しておく。

次に切換制御部２１は、アンテナ切換部４に対してアンテナ切換を指示する（図６のステップＳ６５）。アンテナ切換部４は、切換制御部２１の指示に従い、一方のアンテナ５１又は５２を他方のアンテナ５２又は５１に切り換える（図６のステップ６６）。アンテナ切換実行後、受信制御部３２は、切換えられたアンテナによる受信電界レベルの測定を行い（図６のステップ６７）、その測定結果を切換制御部２１に報告する（図６のステップ６８）。

切換制御部２１は、保持していた切換前アンテナでの受信電界レベルと切換後アンテナでの受信電界レベルとを比較し（図６のステップＳ６９）、切換後アンテナでの受信電界レベルが高い場合、判定ＯＫとして送信部２２及び品質判定部２４に通知を行う（図６のステップＳ７０，Ｓ７１，Ｓ７２）。

送信部２２は、判定ＯＫの通知を受けて、送信フラグをＯＮにする（図６のステップＳ７３）。品質判定部２４は、保持していた計測値をクリアし（図６のステップＳ７４）、通信品質のモニタリングを停止する。その後、切換制御部２１は、アンテナ切換モニタリングを停止する（図６のステップＳ７５）。

受信電界レベルの比較において、切換後アンテナでの受信電界レベルが低い場合、切換制御部２１は図７に示すように、判定ＮＧとしてアンテナ切換部４に再度アンテナ切換を指示する（ステップＳ８１）。アンテナ切換部４は、切換制御部２１からの切換指令を受けて再度アンテナ５１，５２を切換える（ステップＳ８２）。なお、図７におけるステップ７６〜８０の処理は図６のステップ６０〜６４の処理と同様に行われる。

アンテナ切換実行後、受信制御部３２は、切換えられたアンテナによる受信電界レベルの測定を行い（図７のステップ８３）、その測定結果を切換制御部２１に報告する（図７のステップ８４）。

切換制御部２１は、保持していた切換前アンテナでの受信電界レベルと切換後アンテナでの受信電界レベルとを比較し（図７のステップＳ８５）、切換後アンテナでの受信電界レベルが低い場合、判定ＮＧとしてアンテナ切換部４，送信部２２及び品質判定部２４に通知を行う（図７のステップＳ８６，Ｓ８７，Ｓ８８，Ｓ８９）。

アンテナ切換部４は、切換制御部２１のアンテナ切換指令に基づいて再度アンテナを切換える（図７のステップＳ９０）。さらに送信部２２は、通知を受けて送信フラグをＯＮに設定する（ステップＳ９１）。品質判定部２４は、計測値を保持しているすべてのタイマーを起動して、保持している計測値から通信品質のモニタリングを再開する（ステップＳ９２）。

以上の動作により使用環境に応じた段階的なアンテナ切換を実現する。

なお、本発明の実施形態は、上述した実施形態に限られるものではない。上述した「アンテナ切換モニタリング起動中の動作」で説明した送信部２２による送信データ量を判定する場合に、図４に示す送信バッファ２２２内の残データ量を参照する方法に代えて、データ送信インジケータでＴＦＣＩ（Transport Format Combination Indicator）を監視することにより、送信データ量を判定するようにしてもよいものである。W―CDMA方式の端末では、通信呼種によって、無線インターフェースのプロトコルアーキテクチャの下位層から提供されるトランスポート チャネル（Transport Channel）が異なっている。トランスポート チャネル毎に複数のトランスポート フォーマット（Transport Format）があり、このトランスポート フォーマットによって送信可能なビット サイズ（Bit Size）等のデータの様式が決定される。ＴＦＣＩはこの下位レイヤから提供されるＴＦの組み合わせを指し示すものであり、送信タイミング毎に変更される。これを監視することによって実際に下位レイヤより送信される送信データのデータ量を把握することが可能である。

そこで、データ量判定部２３は通信呼種によって選択可能なすべてのＴＦＣＩについてＴＦＣＩ毎に送信データ量のテーブルを作成する。通信中、データ量判定部２３は、送信部２２が設定するＴＦＣＩを監視し、作成した送信データ量テーブルより指定されるＴＦＣＩのデータを把握する。この場合、データ量判定部２３は、送信データ量に関して一定期間Ｔ（呼種毎に設定可能）で移動平均を計算し、それを平均データ量とする。そして、データ量判定部２３は、切換制御部２１よりデータ量判定結果の要求通知があった時点で最新の平均データ量を切換制御部２１に送信する。

以上説明したように本発明によれば、携帯端末における個別チャネル通信中のアンテナ切換に関して受信電界レベルや受信通信品質（エラーレベル）と送信データ量を組み合わせて判断することによって、段階的な状態でのアンテナの切換を行うことができる。

本発明に係る移動通信システムの構成を示す構成図である。 本発明に係る移動通信システムにおいて、アンテナ切換動作起動を示すフロー図である。 本発明に係る移動通信システムにおいて、通信品質劣化判定を示す図である。 本発明に係る移動通信システムの送信部内におけるデータの流れを示す図である。 本発明に係る移動通信システムにおいて、アンテナ切換判定基準を示す図である。 本発明に係る移動通信システムにおいて、切換ＯＫ時のアンテナ切換動作フローを示す図である。 本発明に係る移動通信システムにおいて、切換ＮＧ時のアンテナ切換動作フローを示す図である。

符号の説明

１ アプリケーション制御部
２ 通信制御部
２１ 切換制御部
２２ 送信部
２３ データ量判定部
２４ 品質判定部
２５ 受信部
３ 信号処理部
３１ 送信処理部
３２ 受信処理部
３３ 送受信切換器
４ アンテナ切換部
５１，５２ アンテナ

Claims (16)

1. 複数のアンテナを備え、データ通信のために割り当てられたデータ伝送用チャネルを使用して通信を行う携帯端末において、
   前記アンテナによる受信電界レベルを判定するレベル判定ユニットと、
   前記データ伝送用チャネルによるデータ伝送との同期を取るためのデータを判定する同期判定ユニットと、
   前記レベル判定ユニットと前記同期判定ユニットとから出力される判定結果に基づいて、前記データ伝送用チャネル上でのデータ伝送に同期させて前記複数のアンテナの切換を行う切換ユニットとを有することを特徴とする携帯端末。
2. 前記同期判定ユニットは、前記データ伝送用チャネルによるデータ伝送との同期を取るためのデータとして、前記データ伝送用チャネル上に伝送される送信データのデータ量を判定することを特徴とする請求項１に記載の携帯端末。
3. 前記同期判定ユニットは、前記データ伝送用チャネルによるデータ伝送との同期を取るためのデータとして、アンテナで受信した通信品質の劣化を判定することを特徴とする請求項１に記載の携帯端末。
4. 前記同期判定ユニットは、前記データ伝送用チャネルによるデータ伝送との同期を取るためのデータとして、前記データ伝送用チャネル上に伝送される送信データのデータ量と、アンテナで受信した通信品質の劣化とを判定することを特徴とする請求項１に記載の携帯端末。
5. 前記切換ユニットは、アンテナで受信した通信品質の劣化を優先してアンテナ切換を行うことを特徴とする請求項４に記載の携帯端末。
6. 前記切換ユニットは、前記データ伝送用チャネル上に伝送される送信データのデータ量を段階的に判定してアンテナの切換を行うことを特徴とする請求項２に記載の携帯端末。
7. 前記切換ユニットは、アンテナで受信した通信品質の劣化を段階的に判定してアンテナの切換を行うことを特徴とする請求項３に記載の携帯端末。
8. 前記切換ユニットは、前記データ伝送用チャネル上に伝送される送信データのデータ量と、アンテナで受信した通信品質の劣化とを段階的に判定してアンテナの切換を行うことを特徴とする請求項４に記載の携帯端末。
9. 複数のアンテナを備え、テータ通信のために割り当てられたデータ伝送用チャネルを使用して通信を行う携帯端末に備えられた複数のアンテナを切換えるアンテナ切換制御方法において、
   前記アンテナによる受信電界レベルを判定するレベル判定ユニットと、
   前記データ伝送用チャネルによるデータ伝送との同期を取るためのデータを判定するステップと、
   前記レベル判定ユニットと前記同期判定ユニットとから出力される判定結果に基づいて、前記データ伝送用チャネル上でのデータ伝送に同期させて前記複数のアンテナの切換を行うステップとを有することを特徴とする携帯端末におけるアンテナ切換制御方法。
10. 前記データ伝送用チャネルによるデータ伝送との同期を取るためのデータとして、前記データ伝送用チャネル上に伝送される送信データのデータ量を判定することを特徴とする請求項９に記載の携帯端末におけるアンテナ切換制御方法。
11. 前記データ伝送用チャネルによるデータ伝送との同期を取るためのデータとして、アンテナで受信した通信品質の劣化を判定することを特徴とする請求項９に記載の携帯端末におけるアンテナ切換制御方法。
12. 前記データ伝送用チャネルによるデータ伝送との同期を取るためのデータとして、前記データ伝送用チャネル上に伝送される送信データのデータ量と、アンテナで受信した通信品質の劣化とを判定することを特徴とする請求項９に記載の携帯端末におけるアンテナ切換制御方法。
13. アンテナで受信した通信品質の劣化を優先してアンテナ切換を行うことを特徴とする請求項１２に記載のアンテナ切換制御方法。
14. 前記データ伝送用チャネル上に伝送される送信データのデータ量を段階的に判定してアンテナの切換を行うことを特徴とする請求項１０に記載のアンテナ切換制御方法。
15. アンテナで受信した通信品質の劣化を段階的に判定してアンテナの切換を行うことを特徴とする請求項１１に記載のアンテナ切換制御方法。
16. 前記データ伝送用チャネル上に伝送される送信データのデータ量と、アンテナで受信した通信品質の劣化とを段階的に判定してアンテナの切換を行うことを特徴とする請求項１２に記載のアンテナ切換制御方法。

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