JP2008147778A - 移動体通信システムおよび移動体通信端末装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基地局と移動局との間の通信状態が良好なときに無駄なセルサーチを行わないようにして待ち受け中のバッテリー持続時間を改善すること。
【解決手段】通信状態推定部１３は、移動局２の現在時刻、移動距離、移動速度および基地局１からの信号の電界強度を入力し、基地局１と移動局２との間の通信状態の変化量を推定する。セルサーチ周期制御部１７は、通信状態推定部１３が基地局１と移動局２との間の通信状態の変化量が少ないと推定する場合には、セルサーチの周期を下げて、無駄なセルサーチを行わないように制御する。その結果、移動局２は、待ち受け時の間欠受信の際のセルサーチ動作回数を削減し、消費電力の削減を実現できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、移動体通信システムおよび移動体通信端末装置に関する。

従来、携帯電話システムのような移動体通信システムでは、移動局は、着信待ち受け中に基地局から間欠的に送られてくるとともに着信の有無を知らせる呼び出し信号（ページング）の受信を行う。また、移動体通信システムでは、移動局は、ページング処理のほかに該当基地局の共通パイロットチャネル（ＣＰＩＣＨ（Common Pilot Channel)）を受信して、受信レベルを測定する。この処理をセルサーチと呼ぶ。移動局は、セルサーチの結果、アクティブ状態である基地局（以下サービングセルと呼ぶ）の通信状態と周辺セルの通信状態を比較して、アクティブ状態である基地局よりも周辺セルの方が良い通信状態であれば、周辺セルの基地局をサービングセルとするように、ハンドオーバ処理を行う。

また、移動体通信システムにおいて、バッテリーで動作を行う移動体通信端末装置は、ページング処理およびセルサーチ処理を間欠動作で行い、これらの処理を行わないときはスリープ状態となることにより、消費電力を削減し、待ち受け時間の確保とともに動作時間の確保を行ってきた。

間欠動作時の動作電力を抑えるための具体的な技術として、時刻に応じて間欠周期を制御して、ユーザの利用の少ない時間帯には間欠動作周期を広げて、動作時間を削減することにより、消費電力の抑制を行うものがある（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−２６１３６４号公報

しかしながら、特許文献１記載の発明では、着呼の少ない時間に限定しているとはいえ、時刻に応じて画一的に間欠動作頻度を下げるため、間欠動作頻度を下げているタイミングに着呼があった場合、ユーザは、通話できない場合が多くなるという問題がある。

本発明はかかる点に鑑みなされたもので、間欠動作により通話ができなくなることを抑制することができる移動体通信システムおよび移動体通信装置を提供することを目的とする。

かかる課題を解決するため本発明の移動体通信システムは、複数の基地局と、前記基地局と無線通信回線を介して通信を行う移動局とを有するとともに、前記移動局が待ち受け動作時に間欠受信を行う移動体通信システムにおいて、前記移動局は、前記間欠受信を行うために、現在時刻と受信信号の電界強度と自局の現在位置から前記基地局との通信状態の変化量を推定する通信状態推定手段と、推定した前記通信状態の変化量に基づいて、前記間欠受信の際のセルサーチを行う頻度を制御するセルサーチ制御手段と、を具備する構成をとる。

また、本発明の移動体通信端末装置は、待ち受け動作時に基地局に対し間欠受信を行う移動体通信端末装置において、現在位置を推定する現在位置推定手段と、推定した前記現在位置に基づき、通信状態の変化量を推定する通信状態推定手段と、推定した前記通信状態の変化量に基づいてセルサーチを行う頻度を制御するセルサーチ制御手段と、セルサーチ制御手段により制御された前記頻度でセルサーチを行うセルサーチ手段と、具備する構成を採る。

本発明によれば、間欠動作により通話ができなくなることを抑制した移動体通信システムおよび移動体通信装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態に係る移動体通信システムの構成を示すブロック図である。

図１は、基地局１と移動局２とが通信をしている状態を示している。図１において、移動局２は、制御部１０と、タイマ１１と、受信部１２と、通信状態推定部１３と、メモリ１４と、操作部１５と、現在位置推定部１６と、セルサーチ周期制御部１７とから主に構成されている。

制御部１０は、移動局２の各部と連動して、待ち受け動作のための制御、間欠動作の制御、発着信の確認、ハンドオーバの制御のように基地局１との通信の制御を行う他、移動局２全体の統括制御を行う。

タイマ１１は、計時機構を内蔵しタイミング信号を通信状態推定部１３に出力するとともに、現在時刻を測定して通信状態推定部１３に出力する。

受信部１２は、間欠受信時に基地局１から受信した信号の電界強度を測定し、測定した電界強度としきい値との比較結果に基づいて、移動局２と基地局１との間で通信状態が良好か否かを判定する。受信部１２は、判定結果を通信状態推定部１３及び現在位置推定部１６に出力する。また、受信部１２は、後述するセルサーチ周期制御部１７によって制御された周期で間欠受信時のセルサーチを行う。

通信状態推定部１３は、タイマ１１から入力したタイミング信号、受信部１２からの電界強度、現在位置推定部１６から入力した現在位置推定情報に基づいて、基地局１と移動局２間の通信状態の変化量を推定し、推定結果に基づき受信部１２のセルサーチ周期を決定し、決定したセルサーチ周期をセルサーチ周期制御部１７に出力する。なお、通信状態の変化量を推定する方法については後述する。

メモリ１４は、セルサーチの結果得られた基地局１からの信号の電界強度など、移動局２の制御に必要なデータを、通信状態推定部１３の制御に従い、一時的に格納する。なお、メモリ１４は、セルサーチ周期を制御するために必要なデータ群をテーブル形態で格納するテーブルエリアも有している。また、メモリ１４は、操作部１５によって設定された本拠を記憶し、通信状態の変化量を推定する際に、記憶している本拠の位置を通信状態推定部１３へ出力する。

操作部１５は、ユーザとのインターフェースであり、ユーザは、操作部１５を操作して発生させた操作パターンにより、セルサーチの頻度を制御するための条件を設定することができる。また、操作部１５は、ユーザの操作により、ユーザの本拠を設定することができ、設定したユーザの本拠をメモリ１４に記憶させる。

現在位置推定部１６は、受信部１２から入力した信号から、アクティブ状態の基地局１からの基地局情報（位置情報）を抽出し、現在位置推定情報として通信状態推定部１３に出力する。ここで、基地局情報とは、例えばセルを識別するためのセルＩＤである。

セルサーチ周期制御部１７は、通信状態推定部１３が決定したセルサーチ周期に従い、受信部１２のセルサーチ周期の制御を行う。

図２は、移動局２のセルサーチ動作を示すフロー図である。以下、図２に従い、移動局２の動作を説明する。

移動局２は、電源が投入されると、周辺の基地局１の探索を行い、基地局１が見つかれば、現在位置推定部１６は、探索された基地局１の基地局情報から現在位置を推定し、通信状態推定部１３を介して、現在位置の登録をメモリ１４に行う。位置登録が完了した移動局２は、基地局１からのサービス可能な範囲内で間欠動作を行う。移動局２は、間欠動作のタイミングに、着呼があれば通話状態となり、通話が終了した後所定時間を経過すると、スリープ状態となる。

移動局２は、タイマ１１が出力するタイミング信号の割り込みにより、間欠周期ごとにスリープ状態を解除する（Ｓ１）。タイマ１１は、この後、現在時刻を通信状態推定部１３を介して、メモリ１４に順次出力する。

スリープ状態からの解除後、移動局２は、周辺セルの状態を確認するため、受信部１２によってセルサーチを行う（Ｓ２）。ここで、受信部１２は、周辺セルからの信号の電界強度、サービングセルの電界強度を測定する。受信部１２は、サービングセルの電界強度、および、周辺セルの電界強度を、通信状態推定部１３を介して、メモリ１４に格納する。現在位置推定部１６は、受信部１２から取得した移動局２の現在位置をメモリ１４に格納する。

次に、通信状態推定部１３は、メモリ１４に格納されている現在時刻、移動局２の現在位置、電界強度から、後述するように、移動局２とサービングセルの通信状態の変化量を推定する（Ｓ３）。

次に、通信状態推定部１３は、移動局２とサービングセルの通信状態の変化量が予め定められたしきい値ＴＨを超えていないかどうかを推定する（Ｓ４）。

移動局２とサービングセルの通信状態の変化量がしきい値ＴＨを超えていない場合は、通信状態推定部１３は、セルサーチ周期制御部１７に対して、セルサーチの頻度を低下させることを決定する（Ｓ５）。

移動局２とサービングセルの通信状態の変化量があるしきい値を超えている場合は、通信状態推定部１３は、セルサーチ周期制御部１７に対して、セルサーチの頻度が高くなるよう設定することを決定する（Ｓ６）。

次に、図２のステップＳ３において通信状態推定部１３が通信状態の変化量を推定する動作を、図３を用いて説明する。

最初、通信状態推定部１３は、現在時刻Ｔをタイマ１１から取得する（Ｓ１１）。

通信状態推定部１３は、取得した現在時刻Ｔが夜間を示し、ユーザの移動が少ないと推定される場合は、移動距離が少ないと推定する。ここでは、メモリ１４内に時間毎の移動量をテーブルとして保持しておく。タイマ１１から取得した現在時刻を用いて、メモリ１４のテーブルを参照して、移動量を選択する。そして、通信状態推定部１３は、選択した移動量がしきい値以内であれば、移動局２の移動量が少ないと推定する。

なお、メモリ１４の所定エリアに格納されるテーブルの内容は、移動局２の出荷時のパラメータとして固定にしても良いが、移動局２に学習機能を内蔵し、夜に着信が多く、昼間に着信が少ない場合が生じた場合等、ユーザの使用状況を学習して、昼の移動量を少なく、夜の移動量を大きくするよう更新しても良い。

次に、通信状態推定部１３は、サービングセルの基地局情報を含む報知情報から移動局２の現在位置Ｉを推定する（Ｓ１２）。具体的には、ユーザは操作部１５を操作して、予めステップＳ１１で夜と推定された時間にモニタされている基地局１の基地局情報を、自宅を示す情報としてメモリ１４に格納しておく。従って、通信状態推定部１３は、メモリ１４に格納されている自宅を示す基地局情報と、今回のセルサーチ結果で得られ、現在位置推定部１６から入力したサービングセルの基地局情報とを比較し、比較した基地局情報が一致した場合に、移動局２の現在位置は、自宅であると推定する。ここで自宅とは、ユーザが本拠として取り扱う場所をいう。本拠とは、ユーザが、確実な着信を希望する場所ではなく、従ってセルサーチ間隔を広く設定することをユーザが許容した場所をいう。ここでは、移動局２の現在位置は、本拠に属しているか否かを基地局の基地局情報で推定するので、一定の広がりを有する地域に属しているか否かで推定される。

なお、ここでは、現在位置を推定するのに、現在位置推定部１６の基地局情報を用いたが、現在位置を特定する手法としては、図１に点線で示したＧＰＳ（Global Positioning System）装置１８などの現在位置を特定する装置を用いてもよい。ＧＰＳ装置を用いると自宅、本拠などを、ＧＰＳ衛星からの情報に基づき高精度で特定することができる。また、ＧＰＳ装置を使用せず基地局の基地局情報を用いる場合であっても、複数の基地局からの情報を用いると、単一の基地局の基地局情報も用いる場合より精度高く移動局２の現在位置を特定できる。

次に、移動局２は、移動局２の移動距離Ｓを推定する（Ｓ１３）。ここでは、セルサーチにより、モニタされた基地局１の報知情報から移動局２の移動量を推定する。また、ＧＰＳ装置により移動局２の移動量を推定することも可能である。ここで、移動局２の移動量がしきい値以上であれば、移動局２とサービングセルとの通信状態に変化が生じやすい状態であると推定することができる。

次に、受信部１２は、セルサーチ時に受信部１２でモニタされた信号の電界強度としきい値を比較して電界強度Ｐが一定時間以上しきい値より大きいか否かを判定する（Ｓ１４）。メモリ１４に記憶してある電界強度および今回モニタされた信号の電界強度に基づき、電界強度が一定時間以上しきい値より大きければ、サービングセルとの通信状態の変化が少ないと推定できる。逆に、サービングセルからの信号の電界強度がしきい値以下であれば、通信状態が不安定であると推定される。

次に、通信状態推定部１３は、ステップＳ１１からＳ１４の判定結果である現在時刻、現在位置、移動距離及び電界強度を全て受けて総合的な判断を行って、通信状態の変化量を算出し、算出した通信状態の変化量が予め定めたしきい値を超えているかを推定する（Ｓ１５）。例えば、現在時刻（Ｔ）が所定時間であるＴ２とＴ１の間になく、現在位置（Ｉ）が本拠（Ｉ１）になく、移動距離（Ｓ）が所定値（Ｓ１）より大であり、かつ電界強度（Ｐ）が所定値（Ｐ１）より小さい場合は、通信状態の変化量が大きな値であるものと推定する（Ｓ１６）。

一方、ステップＳ１５で、通信状態の変化量がしきい値を越えていないと推定できた場合には、通信状態推定部１３は、移動局２と基地局１との通信状態の変化量が小さいと推定する（Ｓ１７）。例えば、現在時刻（Ｔ）が所定時間であるＴ２とＴ１の間にあり、現在位置（Ｉ）が本拠（Ｉ１）であり、移動距離（Ｓ）が所定値（Ｓ１）未満である場合、または電界強度（Ｐ）が所定値（Ｐ１）より大きい場合は、ステップＳ１６で推定した値よりも小さな通信状態の変化量の値を推定する（Ｓ１７）。このようにして基地局１と移動局２との間の通信状態の変化量の推定がなされると、通信状態推定部１３は、図２に関して説明したように、推定結果に基づき、セルサーチの頻度を制御する（図２のステップＳ４ないしＳ６参照）。

なお、上述したステップＳ１５の推定においては、ステップＳ１１からＳ１４の全ての条件を満たしているかを総合的に推定していたが、簡便に推定をする場合には、いずれか複数の推定がしきい値を超えた場合移動局２と基地局１との間の通信状態の変化量が大きいと推定することも可能である。また、ステップＳ１５における推定に用いるデータは、現在時刻を示すデータ、現在位置を示すデータ、電界強度を示すデータであり、それぞれは性質の異なるデータではあるが、いずれのデータも移動局２の受信品質に影響を与えるものであるから、通信状態推定部１３にファジー推論機能を組み込むことにより、移動局の受信品質に影響を与える通信状態の変化量を総合的に求めることができる。また通信状態推定部１３は、ファジー機能にかえてＡＩ（Artificial Intelligence）機能を採用して通信状態の変化量を総合的に求めることも可能である。ＡＩ機能を採用した場合、通信状態制御部１３には、例えば利用者が過去に示した受信品質に関する判断結果を反映した総合的かつ順次高度になる判断機能を組み込むことができる。

また、ユーザの操作に基づき、移動局２の状態を推定することも考えられる。具体的には、移動局２の現在位置が自宅と推定されたとき、ユーザが操作部１５を操作して、起床時間を示すお目覚めアラームをセットした場合、ユーザが就寝状態に入ったと推定し、通信状態推定部１３は、通信状態の変化量の大小判断に反映することもできる。同様に、移動体通信端末である移動局２に搭載されたゲームをユーザが行っているときは、移動局２自身の移動が行われにくいということが想定されるので、この条件も合わせて、通信状態の変化量の大小判断に反映することもできる。さらに、ステップＳ１５の処理において、操作部１５からの入力情報をもとに、移動局２と基地局１との通信状態を定めるパラメータとしてより好適な条件を追加設定することが可能である。

以上のように本実施の形態に係る移動体通信システムおよび移動体通信装置によれば、移動局の移動が少ない状態、すなわちユーザが自宅にいる場合や、ユーザが就寝に入った等、ユーザが受信を希望しないと推定できる状態を予測することにより、該当する状態の場合にはセルサーチ間隔を広げて移動局の動作時間を削減するので、移動局の消費電力の削減を図ることが可能となる。一方、ユーザが受信を希望していないとは推定できない場合には、セルサーチ間隔を広げることはせず、着呼を極力ユーザに知らせることを可能としているので、ユーザは確実に着呼を確認でき、ユーザの使い勝手が低下する可能性は低い。

なお、本実施の形態に係る移動体通信システムおよび移動体通信装置においては、現在位置のみに基づいて、通信状態の変化量を推定してもよい。

本発明は、携帯電話など移動体端末装置において、着呼を極力ユーザに知らせるとともに、消費電力を削減することができる。

本発明の実施の形態に係る移動体通信システムの構成を示すブロック図 本発明の実施の形態に係る移動局のセルサーチ動作を示すフロー図 本発明の実施の形態に係る移動局の通信状態変化量推定の動作を示すフロー図

符号の説明

１ 基地局１
２ 移動局
１１ タイマ
１２ 受信部
１３ 通信状態推定部
１４ メモリ
１５ 操作部
１６ 現在位置推定部
１７ セルサーチ周期制御部
１８ ＧＰＳ装置

Claims (5)

1. 複数の基地局と、前記基地局と無線通信回線を介して通信を行う移動局とを有するとともに、前記移動局が待ち受け動作時に間欠受信を行う移動体通信システムにおいて、
   前記移動局は、前記間欠受信を行うために、現在時刻と受信信号の電界強度と自局の現在位置から前記基地局との通信状態の変化量を推定する通信状態推定手段と、
   推定した前記通信状態の変化量に基づいて、前記間欠受信の際のセルサーチを行う頻度を制御するセルサーチ制御手段と、
   を具備する移動体通信システム。
2. 待ち受け動作時に基地局に対し間欠受信を行う移動体通信端末装置において、
   現在位置を推定する現在位置推定手段と、
   推定した前記現在位置に基づき、通信状態の変化量を推定する通信状態推定手段と、
   推定した前記通信状態の変化量に基づいてセルサーチを行う頻度を制御するセルサーチ制御手段と、
   セルサーチ制御手段により制御された前記頻度でセルサーチを行うセルサーチ手段と、
   を具備する移動体通信端末装置。
3. 現在時刻を計測するタイマと、
   受信信号から電界強度を測定する電界強度測定手段とを具備し、
   前記通信状態推定手段は、前記現在位置に加えて、前記タイマで計測した現在時刻及び前記電界強度に基づき通信状態の変化量を推定する請求項２記載の移動体通信端末装置。
4. 本拠の位置を設定する本拠位置設定手段と、
   受信信号から自局の位置情報を取得する位置情報取得手段とを具備し、
   前記通信状態推定手段は、前記位置情報の位置が前記本拠の位置である場合は、前記位置情報の位置が前記本拠の位置でない場合に比べて、推定する前記通信状態の変化量が小さくなるようにする請求項２記載の移動体通信端末装置。
5. 本拠の位置を設定する本拠位置設定手段と、
   ＧＰＳにより自局の位置情報を取得するＧＰＳ現在位置情報取得手段とを具備し、
   前記状態変化量推定手段は、前記位置情報の位置が前記本拠の位置である場合は、前記位置情報の位置が前記本拠の位置でない場合に比べて、推定する前記通信状態の変化量が小さくなるようにする請求項２記載の移動体通信端末装置。

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