JP2007013446A - 移動端末装置および移動端末装置の動作制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
基地局から送信されるデータの同期が取れていない場合に移動端末装置で受信エラーを起こす場合があった。
【解決手段】
移動端末装置は、電界強度のしきい値を保持するしきい値保持部と、基地局から受信する信号の電界強度と前記しきい値とを比較し、電界有無信号を出力する比較器と、前記電界有無信号の所定の遷移に基づいて、受信動作を開始する復調回路と、前記電界有無信号の所定の遷移に基づいて、前記しきい値保持部が保持するしきい値を変更するしきい値設定部とを有する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、移動端末装置および移動端末装置において基地局から送られてくるデータを検出して基地局を検出する動作制御方法に関する。

携帯電話やＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ Ｓｙｓｔｅｍ）等の移動端末装置は、複数の基地局からの無線信号を受信している。移動端末は、受信した信号の電界強度を測定して、電界強度の大きい基地局にリンクを確立する要求を送信する。

そのため、基地局からは一定時間ごとに制御スロットと呼ばれるデータが送信されている。このスロットの電界強度を測定し、測定結果に基づいて移動端末が受信を開始する技術が特許文献１に記載されている。

しかしながら、基地局間において、この制御スロット送信の同期が取れていない場合、移動端末は複数の制御スロットを重複して受信してしまい受信エラーを起こしてしまう場合があった。図９は、このような受信エラーを起こす場合の動作を示す図である。図９（ｃ）は第１の基地局から送信されている制御スロットを示し、図９（ｂ）は第２の基地局から送信されている制御スロット示している。ここで、第２の基地局は第１の基地局よりも移動端末の近くに配置されているとする。また、図９（ａ）は、移動端末が受信する信号の電界強度を示している。図９に示した時刻ｔ８１で、移動端末が受信する電界強度が上昇し、移動端末は第１の基地局からの制御スロットの受信を開始する。図９の時刻ｔ８２において、第１の基地局からの制御スロットの受信途中に第２の基地局が制御スロットの送信を開始すると、第２の基地局から受信する信号の電界強度が大きいため、移動端末は第２の基地局からの制御スロットを受信する。従来の移動端末では、制御スロットを送信している基地局が変化したことを認識していないため、結果として、第１、第２のどちらの基地局からも正常に制御スロットを受信することが出来ず、受信エラーとなってしまう。
特開平１１−１８６９２７号公報

上述のように、従来の移動端末では基地局間の同期が取れていない場合に、受信エラーが生じ、受信品質の低下などを引き起こす場合があった。

本発明の１態様による移動端末装置は、電界強度のしきい値を保持するしきい値保持部と、基地局から受信する信号の電界強度と前記しきい値とを比較し、電界有無信号を出力する比較器と、前記電界有無信号の所定の遷移に基づいて、受信動作を開始する復調回路と、前記電界有無信号の所定の遷移に基づいて、前記しきい値保持部が保持するしきい値を変更するしきい値設定部とを有する。
また本発明の１態様による移動端末装置の動作制御方法は、基地局から受信する信号の電界強度としきい値とを比較し、前記比較の結果に基づいて受信動作を開始し、前記受信動作中に前記基地局から受信する信号の電界強度に基づいて、前記しきい値を変更する。

移動端末における受信エラーを低減させることができる。

実施の形態ではＰＨＳを用いた通信システムに本発明を適用した場合を例に説明する。図１は、本発明が適用される移動端末と基地局の関係を示す図である。本実施の形態では、図１に示すように第１から第４の基地局ＣＳ１〜ＣＳ４が配置されている。移動端末ＰＳは、例えば第２の基地局ＣＳ２に最も近い位置にあるとする。この通信システムにおいて各基地局は所定時間ごとに制御スロットを送信している。移動端末ＰＳは、この制御スロットの電界強度を測定し、リンクを確立する基地局を選択する。

実施の形態１
図２は、この発明に係る実施の形態１の移動端末ＰＳの概略構成図である。図２に示すように、移動端末ＰＳは、アンテナ１、無線部２、電界強度（ＲＳＳＩ）判定部３および復調回路４を有している。

アンテナ１は、基地局との間で無線通信を行うための電波を送受信する。無線部２は、アンテナが受信した信号に対してフィルタリングや周波数変換などの処理を行い、ベースバンド信号を出力する。ＲＳＳＩ判定部３は、受信した信号の電界強度を測定し、通信可能な基地局が有るか無いかを判断する基準となる電界有無信号ＥＦを出力する。復調回路４は、ベースバンド信号から、受信したデータの復調を行う回路である。この復調回路４は、上記の電界有無信号ＥＦに基づいて動作する。電界有無信号ＥＦが、「電界有り」を示す信号となったときに、復調回路は復調動作を起動し、制御スロットのデータ受信を終了するまで復調を行う。このような構成により、本実施の形態の移動端末は受信する電波のＲＳＳＩに基づいて、受信したデータを復調する。復調回路の後段には復調したデータを処理するデータ処理回路が接続されている（図示せず）。実施の形態１では、このデータ処理回路も電界有無信号ＥＦに基づいて動作する。

本実施の形態におけるＲＳＳＩ判定部３は、調整回路３１、Ａ／Ｄ変換器３２、ＲＳＳＩ比較器３３、ＲＳＳＩ変換結果保持部３４、しきい値設定部３５、しきい値保持部３６およびＤ／Ａ変換器３７とを有している。

調整回路３１は、ＲＳＳＩのアナログ電圧レベルの調整を行う回路である。Ａ／Ｄ変換器３２は、調整回路３１によって調整されたＲＳＳＩのレベルをデジタル信号に変換し、ＲＳＳＩデジタル値として出力する。しきい値保持部３６は、ＲＳＳＩ判定部３が、「電界有り」と判断するためのＲＳＳＩのしきい値を保持している。ここで、しきい値保持部３６は、このしきい値をデジタル信号で保持しているものとする。Ｄ／Ａ変換器３７は、しきい値保持部３６に保持されたしきい値をアナログ信号に変換して出力する。

ＲＳＳＩ比較器３３は、調整回路３１の出力するＲＳＳＩの電界強度と、Ｄ／Ａ変換器３７が出力するしきい値に相当するアナログ信号とを比較する回路である。ＲＳＳＩ比較器３３は、ＲＳＳＩの電界強度がしきい値以上であれば、「電界有り」を示す電界有無信号ＥＦを出力し、しきい値以下であれば「電界なし」を示す電界有無信号ＥＦを出力する。ＲＳＳＩ変換結果保持部はＡ／Ｄ変換器３２によってデジタル信号に変換されたＲＳＳＩデジタル値を保持するレジスタである。

本実施の形態で、しきい値設定部３５は、しきい値保持部３６が保持するしきい値を設定する。本実施の形態のしきい値設定部３５は、加算値保持部３５２、加算器３５３および制御部３５１を有している。制御部３５１は、例えばＣＰＵであり、加算動作や、しきい値保持部３６がしきい値を保持するための動作制御などを行う。加算値保持部３５２は、例えば所定の値などを保持する部分である。この所定の値とは後述する加算値であり、その値は移動端末の仕様などに応じて適宜設定されるものとする。加算器３５３は、ＲＳＳＩデジタル値に対して、加算値保持部３５２に保持された所定の値などを加算し、しきい値保持部３６へと出力する回路である。

以上のように構成された、本実施の形態の移動端末の動作について以下に説明する。図３は、本実施の形態の移動端末の動作を説明するタイミングチャートである。図４は、図３における時刻ｔ１からｔ５の近辺を拡大して示した図である。図４（ａ）は、移動端末が受信する電界強度を示している。図４（ｂ）は、第１および第２の基地局ＣＳ１、ＣＳ２が出力する制御スロットのデータを示している。図４（ｃ）は、本実施の形態のＲＳＳＩ判定部３が出力する電界有無信号ＥＦを示している。図４（ｄ）は、本実施の形態の移動端末の内部回路の動作状態を示す図である。

まず、時刻ｔ１よりも前の時点で、移動端末が基地局の選定を開始する。この時、しきい値保持部３６には、例えばデフォルトのしきい値（初期値）が設定される。この初期値は、例えば基地局と移動端末が通信可能と判断される最低レベルの電界強度であるとする（図４（ａ）参照）。

図４に示す時刻ｔ１において、第１の基地局ＣＳ１から送信された制御スロットを受信すると、受信している信号の電界強度が大きくなる（図４（ａ）参照）。この電界強度がしきい値保持部３６に保持されたしきい値よりも大きくなると、ＲＳＳＩ比較器３３が、「電界有り」を示す電界有無信号ＥＦ（図４（ｃ）ではＨレベルの信号）を出力する。この「電界有り」を示す信号を受けて、復調回路４が復調動作を開始する。また、復調された信号を受けて復調された信号を処理する回路も動作を開始する（図４（ｄ）参照）。

この制御スロットの受信処理開始後、任意のタイミング（例えば受信開始後、所定時間経過した時点）で、制御部３５１は、加算器３５３およびしきい値保持部３６に対して以下のような制御を行う。
（１）受信処理開始後の電界強度を示すデジタル値（ＲＳＳＩ値）を取得し、そのＲＳＳＩ値に、加算器３５３によって加算値保持部３５２に保持された加算値を加算する。
（２）その結果、得られた値（ＲＳＳＩ値＋加算値）を新たなしきい値として、しきい値保持部３６に記憶させる（図４（ａ）破線が、しきい値の変化を示す）。

この動作により、しきい値保持部３６には新たなしきい値が記憶され、Ｄ／Ａ変換器３７が出力するアナログ値は、電界強度を示すアナログ値よりも大きくなる。よって、ＲＳＳＩ比較器３３は、時刻ｔ２において「電界なし」を示す電界有無信号ＥＦを出力する（図４（ｃ）参照）。

この時、本実施の形態の復調回路、およびその後段に配置される復調データを処理する回路は、ひとたび「電界有り」の信号が入力されると、後述のリセット動作が無い限り、制御スロットの終了位置を検出するまでは、復調およびデータの処理を継続するものとする。この動作によりＣＳ１の出力する制御スロットはその終了時点まで正確に移動端末に受信される。

それに対し、第１の基地局ＣＳ１からの制御スロットの受信中に、第２の基地局ＣＳ２から制御スロットが送信された場合、第２の基地局ＣＳ２が、第１の基地局よりも移動端末に近いため、第１の基地局から受信する電波の電界強度よりも、大きな電界強度が検出される（図４（ａ）、時刻ｔ３参照）。図４に示すｔ３の時点ではしきい値保持部３６が保持するしきい値は（ＲＳＳＩ値＋加算値）となっている（図４（ａ）破線参照）。ＲＳＳＩ比較器３３は、この新たに設定されたしきい値と受信した電波の電界強度の比較結果を出力する。

第１の基地局から受信する電波の電界強度よりも大きな電界強度の電波を受信した場合、ＲＳＳＩ比較器３３は、再び「電界有り」の電界有無信号ＥＦを出力する。このように、制御スロット受信中に、新たに設定されたしきい値を超えるような電界強度の信号を受信した場合、本実施の形態の復調回路および復調データを処理する回路は、「電界有り」の信号が立ち上がったのを受けて、リセット動作を行う。そして新たな電界強度で受信される信号に対しての受信動作を開始する。その後、再び受信されたＲＳＳＩ値に基づいて新たなしきい値が設定され、しきい値保持部３６に保持される。以後はこの動作を繰り返し、制御スロットの重複が無く、スロットのデータが全て受信された時点で基地局が選択される。その後、移動端末はしきい値を初期値へと戻し、次回の制御スロット受信まで待機状態となる。

上述の動作の制御フローを図５に示す。図５において上記の動作説明と説明が重複する部分に関しては説明を簡略化する。まず、図５のステップＳ１において、移動端末ＰＳが基地局の選定を開始する。

ステップＳ２において、しきい値の初期値が設定される。この時、設定される初期値は移動端末の回路構成や、周囲の状況などに応じて変化するが、移動端末と基地局の間で通信が可能な最低レベルがしきい値として設定される。

ステップＳ３において、図４（ｃ）に示した電界有無信号ＥＦの監視が行われ、制御スロットが開始されたかどうかを判定する。ここで、制御スロットの開始が判定された場合（電界有無信号ＥＦが、「電界なし」を示す信号から「電界有り」を示す信号に遷移した場合）、移動端末ＰＳは、復調回路４などのリセット動作を行いステップＳ４に進む。ここで、制御スロットの開始と判定されない場合は、ステップＳ６へと進む。

ステップＳ４において、制御スロットの受信開始後の所定のタイミングで受信信号のＲＳＳＩ値が測定される。このＲＳＳＩ値は、所定のタイミングで加算器３５３にＡ／Ｄ変換器３２の出力を入力する、あるいはＲＳＳＩ変換結果保持部３４に保持されているＲＳＳＩ値を読み出すことなどで行われる。ＲＳＳＩ値を測定した後はステップＳ５に進む。

ステップＳ５において、上述した加算器３５３により、測定したＲＳＳＩ値に対して所定の加算値が加算され、新たなしきい値としてしきい値保持部３６に記憶される。そのため、電界有無信号ＥＦは「電界なし」を示す信号に遷移する。そして、ステップＳ３に戻り再び電界有無信号ＥＦの監視に戻る。ここで、すでに受信を開始している制御スロットよりも電界強度の大きな制御スロットを受信すれば、電界有無信号ＥＦは、新たなしきい値に基づいて再び「電界なし」から「電界有り」へと遷移するためステップＳ４、Ｓ５が繰り返される。

ステップＳ３において、制御スロットの開始が検出されない場合は、ステップＳ６において制御スロットの終了位置が検出されるかどうかが判定される。この判定は、制御スロットの受信開始からのデータのビット数に基づいて行われる。ここで、制御スロットの終了位置が検出された場合は、ステップＳ３からＳ５の過程を経て、すでに受信を開始していた制御スロットを正常に受信したことになるため、ステップＳ２に戻り、しきい値を再び初期値に戻す。また、データ終了位置が確認されない場合は、ステップＳ３に戻り、電界有無信号ＥＦの監視を継続する。

以上説明したように、本実施の形態によれば、移動端末が受信する制御スロットの開始を検出し、受信を開始した制御スロットの電界強度に基づいてしきい値を増加させる。このように制御することで、仮に制御スロットの受信動作中により近傍の基地局から制御スロットを受信した場合でも、その電界強度の変化から、制御スロットを発信している基地局の変化を認識することが可能である。そして、基地局が変化した場合にその制御スロットの受信動作をリセットすることで、より近傍の基地局の制御スロットが受信可能となる。また、制御スロットは、そのデータのパターンが予め定められているため、途中でリセット動作が行われない限りは、その終了位置を検出することで、確実に制御スロットを受信することが可能である。また、制御スロットの受信動作中に新たに設定したしきい値より低い電界強度の制御スロットが入力されたとしても、しきい値は受信中の制御スロットの電界強度から決定されているため、電界強度の小さい制御スロットでリセット動作が行われてしまうことは無い。

このように、本発明の第１の実施の形態によれば、移動端末が基地局を選定するときにその途中に受信エラーなどを起こすことなく、最も大きな電界強度で通信できる基地局を選択することが可能となる。したがって、従来のように、受信エラーによって何回も基地局の選定動作を繰り返したりすることなく基地局の選択時間が短縮できる。また、従来では、受信エラーが起こった場合に結果的に遠方の基地局に対してリンクを確立する要求を選択してしまう場合などがありえたが、そのような基地局の選択を低減することも可能である。

実施の形態２
図６は、本発明の実施の形態２の移動端末の構成を示す図である。図２において、実施の形態１と共通する構成要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。図６に示した移動端末は、ＰＲエリア検出部５が追加されている。

ここで、ＰＲエリア検出部５は、復調回路同様、電界有無信号ＥＦが「電界なし」から「電界有り」に遷移するのを受けて起動し、復調回路が復調したデータの中の特定のパターンを検出する回路である。

図７は、ＰＨＳシステムを例にした場合の制御スロットのデータ構成を示す図である。図７に示すように制御スロットはランプビットＲ、プリアンブルビットＰＲ、ユニークワードＵＷ、制御データＣＡＣ、ＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｈｅｃｋ）ビットなどから構成されている。

ここで、プリアンブルビットＰＲは、基地局などの情報に関する具体的なデータではなく、規格上、固定のパターン"１００１"が連続して繰り返される領域である。そのため復調したデータを処理するために必要な情報はこのＰＲ領域の後に付加されている。そのため、実施の形態２では電界強度が大きくなり、復調回路４が復調したデータに対してＰＲエリア検出部５が、復調されたデータのパターン検出を行う。その結果、ＰＲエリアのパターンを検出した場合に、後段の回路が受信したデータの処理を開始する。

この実施の形態２の動作フローを図８に示す。図８において、実施の形態１と共通する動作については、同一の符号を付しその説明を省略する。実施の形態２の移動端末では、図８にステップＳ７に示す動作が追加されている。つまり、ステップＳ３において、電界強度がしきい値を超え、スロットの開始位置が検出されると、ＰＲエリア検出部５は復調データのパターンを監視する。その結果、ＰＲ領域が検出されると制御スロットであると判断して、ステップＳ４へと進む。ＰＲエリアが検出されない場合は、受信しているデータは制御スロットではないと判断し、復調データの監視を続ける。

このように実施の形態２では、復調データに対し、そのパターンを検出して制御スロットであると判断された場合に、データの処理動作を開始するため制御スロットを受信し処理を開始する際の精度をより高精度とすることができる。また、受信した電界強度がしきい値を超えた場合に、その復調データのパターンを検出するので、誤認識や、受信エラーをいっそう低減させることができる。

以上、実施の形態を用いて詳細に説明したように本発明によれば、基地局側の送信する制御スロットに同期が取れていない場合でも移動端末側で受信エラーを起こすことなく、確実に制御スロットを受信することが可能である。その結果、移動端末が基地局を選択する際に、安定して通信可能な基地局を優先的に選択することが可能となる。

本発明の実施の形態の通信システムの関係図を示す。 実施の形態1に関わる移動端末の構成を示す図である。 実施の形態1に関わる動作を示すタイミングチャートである。 実施の形態1に関わる動作を示すタイミングチャートである。 実施の形態1に関わる動作を示すフローチャートである。 実施の形態２に関わる移動端末の構成を示す図である。 制御スロットの構成を表す模式図である。 実施の形態２に関わる動作を示すフローチャートである。 従来の移動端末の動作を示すタイミングチャートである。

符号の説明

１ アンテナ
２ 無線部
３ ＲＳＳＩ判定部
４ 復調回路
５ ＰＲエリア検出部
３１ 調整回路
３２ Ａ／Ｄ変換回路
３３ ＲＳＳＩ比較器
３４ ＲＳＳＩ変換結果保持部
３５ ＲＳＳＩ値設定部
３６ しきい値保持部
３７ Ｄ／Ａ変換器
３５１ 制御部
３５２ 加算値保持部
３５３ 加算器

Claims (7)

1. 電界強度のしきい値を保持するしきい値保持部と、
   基地局から受信する信号の電界強度と前記しきい値とを比較し、電界有無信号を出力する比較器と、
   前記電界有無信号の所定の遷移に基づいて、受信動作を開始する復調回路と、
   前記電界有無信号の所定の遷移に基づいて、前記しきい値保持部が保持するしきい値を変更するしきい値設定部とを有する移動端末装置。
2. 前記しきい値設定部は、前記基地局から受信する信号の電界強度に基づいて、前記しきい値を変更することを特徴とする請求項１に記載の移動端末装置。
3. 前記しきい値設定部は、前記基地局から受信する信号の電界強度よりも大きくなるように前記しきい値を変更することを特徴とする請求項１あるいは２に記載の移動端末装置。
4. 前記しきい値設定部は、加算器を有し、
   前記加算器は、前記電界有無信号の所定の遷移に基づいて、前記基地局から受信する信号の電界強度から得られる電界強度値に所定の値を加算して前記しきい値を変更することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の移動端末装置。
5. 前記移動端末装置は、さらに、
   前記復調回路が復調したデータを監視し、当該データが所定のパターンデータであった場合にデータ処理を開始する信号を出力するエリア検出回路を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の移動端末装置。
6. 移動端末装置の動作制御方法であって、
   基地局から受信する信号の電界強度としきい値とを比較し、
   前記比較の結果に基づいて、受信動作を開始し、
   前記受信動作中に前記基地局から受信する信号の電界強度に基づいて、前記しきい値を変更する移動端末装置の動作制御方法。
7. 前記しきい値の変更は、当該しきい値が前記受信動作中に前記基地局から受信する信号の電界強度よりも大きくなるように変更することを特徴とする請求項６記載の移動端末装置の動作制御方法。

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