JP2008160390A - 無線通信端末および無線通信端末におけるハンドオフ方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＭＡＨＨＯにおいて瞬断の発生を極力抑えることのできる、無線通信端末および無線通信システムにおけるハンドオフ方法を提供する。
【解決手段】無線通信端末１は、複数の周波数の中から一つを選択して無線通信を行う通信部１１と、通信部１１が使用する周波数を切替えて無線通信による通話を行う制御部１２と、を備え、制御部１２は、通話中に、通信部１１がデータを伝送処理中にハンドオフ候補周波数のサーチおよびサーチ結果の報告を要求するサーチ要求を受信すると、通話における無音区間の発生を監視し、無音区間が発生すると通信部１１を現在使用中の周波数からハンドオフ候補周波数に切替えてサーチを行い、このサーチの結果報告を通信部１１を元の周波数に切替えてから送信する。
【選択図】図３

Description

本発明は、ハードハンドオフを行う無線通信端末および無線通信システムにおけるハンドオフ方法に関する。

近年、無線通信システムにおいて使用する周波数帯の有効利用を図ると共に、使用周波数帯を世界標準仕様に合わせるために、周波数帯の再編が検討されている。

例えば、ＣＤＭＡ２０００ １ｘ（Code Division Multiple Access 2000 1x）使用の無線通信システムにおいて、現在、日本国内では日本仕様の８００ＭＨｚ帯（以下、旧８００ＭＨｚ帯）が用いられているが、この周波数帯が世界標準仕様である新８００ＭＨｚ帯へ再編される予定である。なお、旧８００ＭＨｚ帯と新８００ＭＨｚ帯とでは、使用する周波数帯のうち上り、下りの割り当て等が相違している。
こうした背景から、現在の周波数帯（旧８００ＭＨｚ帯）、新たな周波数（新８００ＭＨｚ帯）、及び周波数帯（２ＧＨｚ帯）での通信が可能なマルチバン対応の無線通信端末が開発されている。

ＣＤＭＡ２０００ １ｘにおいて、基地局の一つは、パイロット符号により分割されたセクタを１以上有しており、各セクタは通信を行うためのチャネルがそれぞれ１つずつ割り当てられている。
そして無線通信端末は、いずれかのチャネルを用いて基地局と通信を行うことになる。以下、基地局１つに対して１つのパイロット符号が対応付けられている（つまり基地局１つに対してそれぞれチャネルが１つだけ割り当てられている）例を用いて簡単に説明を行う。

上記した複数の周波数帯を利用できるマルチバン対応の無線通信端末と、複数の周波数帯を利用する無線通信システムにおいては、無線通信端末が移動した際に、現在通信を行っている基地局から異なる周波数帯の基地局に切替える必要が生じる。
通信を行う基地局（通信チャネル）を切替える機能はハンドオフ（或いはハンドオーバ）と呼ばれ、ハンドオフにはソフトハンドオフとハードハンドオフの２種類が存在する（例えば、特許文献１参照）。

ソフトハンドオフとは、周波数を切替えずに行うハンドオフであり、ＣＤＭＡ固有のハンドオフ方法である。現在通信中の基地局（ハンドオフ元チヤネル）と新しく通信したい基地局（ハンドオフ先チャネル）を一時的に同時通信状態にした後、基地局の切替え処理を行う。

具体的には、現在通信中の基地局は、近隣の基地局リストを出力しており、無線通信端末がこれを受信してリスト中の各基地局とのパイロット信号の信号強度を測定し、この結果を無線通信端末が現在通信中の基地局に送信し、当該結果を基に基地局がハンドオフ先の基地局を決定し、これにより、基地局主導により周波数帯の変更（通信システムの移行）を伴わないハンドオフが行われる。

上記したように、ソフトハンドオフでは無線通信端末が常に１つ以上の基地局と通信を行っているため、ハンドオフ時に通信が途切れない。しかし、ソフトハンドオフは常に可能である訳ではない（２つの基地局がその携帯端末に対して同一の周波数でサービスを提供できない場合等はソフトハンドオフできない）ため、ハードハンドオフが行われる。
ハードハンドオフは、第１の基地局から第２の基地局へ通信を移行する際に、第２の基地局に通信を切替える直前まで第１の基地局との通信を維持してから、周波数帯の切替えを行う。このため、周波数帯の切替え時に通信の瞬断が生じてしまう。

ＩＭＴ−２０００規格の１つであるＣＤＭＡ２０００ １ｘ方式において、ハードハンドオフを行う場合には、ＤＡＨＨＯ（Data Assisted Hard Hand OFF）と、ＭＡＨＨＯ（Mobile Assisted Hard Hand Off）の２つの方式が利用可能である。

以下それぞれについて説明する。すなわち、ＤＡＨＨＯは、携帯端末がハンドオフ前に他周波数のサーチを行わず、第１の基地局が直接指定した第２の基地局に対してハンドオフを実行する方式である。
また、ＤＡＨＨＯでは、携帯端末の情報を参照せず、第１の基地局が一方的に第２の基地局を指定するため、携帯端末が第１の基地局の指定した第２の基地局を捕捉できる保証はなく、ハンドオフに失敗する可能性が比較的高い。

一方、ＭＡＨＨＯでは、携帯端末は現在通信中の第１の基地局から指定された異なる周波数帯の近隣の基地局（チャネル）リストを受信し、第１の基地局からのサーチ命令に従って、指定されたリストの周波数に一瞬だけ切替えてリスト内の基地局（チャネル）のサーチを行う。リスト内の基地局のサーチにおいて、携帯端末はリスト中の全ての基地局（チャネル）とのパイロット信号のエネルギー強度を測定する。携帯端末は、周波数を再度元の周波数に切替えて、測定した全ての基地局（チャネル）のエネルギー強度を第１の基地局に報告し、第１の基地局は、報告されたエネルギー強度を基にリスト中の基地局から第２の無基地局を決定する。そして、第２の基地局に通信を切替えるための指示を携帯端末に送信して、携帯端末はこの指示に従ってハンドオフを実行する。
特開２００３−２４４７４２号広報

上記したＭＡＨＨＯにおいては、無線通信端末は第１の基地局から受信した異なる周波数の近隣の基地局リスト中の全ての基地局のパイロット信号のエネルギー強度を測定する際に、第１の基地局との通信時の周波数から周波数を一時切替えて測定していたため、第１の基地局との信号が一時途切れてしまい（瞬断）、例えば、音声通話中に無音時間が発生してしまうという不都合があった。

瞬断を抑えるためには、周波数切替えの回数、および時間を抑えればよく、周波数切替えの回数および時間を抑えるためには、パイロット信号のエネルギー強度測定を行う基地局（チャネル）の数を減らせばよい。しかしながら、従来のＭＡＨＨＯにおいては、測定する基地局（チャネル）の数を減らすことも考えられる。しかしながら、従来のＭＡＨＨＯにおいては、測定する基地局（チャネル）の数を減らすと、ハンドオフ候補の数自体が減ってしまうため、ハンドオフ先として有効な基地局（チャネル）を見つけられず、ハンドオフに失敗してしまう可能性が高まってしまう。

本発明は上記した課題を解決するためになされたものであり、ＭＡＨＨＯにおいてハンドオフ候補を減らすことなく、瞬断の発生を極力抑えることのできる、無線通信端末および無線通信システムにおけるハンドオフ方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の観点の無線通信端末は、複数の基地局との間で無線通信を行う無線通信端末であって、複数の周波数の中から一つを選択して無線通信を行う通信部と、前記通信部が使用する周波数を切替えて無線通信による通話を行う制御部と、を備え、前記制御部は、通話中に、前記通信部がデータを伝送処理中にハンドオフ候補周波数のサーチおよびサーチ結果の報告を要求するサーチ要求を受信すると、通話における無音区間の発生を監視し、無音区間が発生すると前記通信部を現在使用中の周波数から前記ハンドオフ候補周波数に切替えてサーチを行い、当該サーチの結果報告を前記通信部を元の周波数に切替えてから送信する。

また、本発明の無線通信端末において、前記制御部は、所定の通信品質に満たない状態で前記サーチ要求を受信すると、前記無音区間の発生の有無にかかわらず前記通信部を現在使用中の周波数から前記ハンドオフ候補周波数に切替えてサーチする構成としてもよい。

また、本発明の無線通信端末において、前記制御部は、前記サーチ要求を受信すると、当該サーチ要求に含まれる情報に基づいてサーチ規定時間を特定し、当該サーチ規定時間内におけるサーチを実行可能な時間までに無音区間が発生しない場合には無音区間の発生の有無にかかわらずサーチを行う構成としてもよい。

また、本発明の無線通信端末において、前記制御部は、前記サーチ要求を受信すると、当該サーチ要求に信号強度の閾値が含まれており、なおかつ現在使用中の周波数における信号強度が前記閾値を満たしている場合には前記ハンドオフ候補周波数サーチを行わないように構成してもよい。

本発明の第２の観点の無線通信システムにおけるハンドオフ方法は、複数の基地局との間で無線通信を行う無線通信端末において、現在通信中の周波数から他の周波数に通信チャネルを切り替えて通話を継続するハンドオフ方法であって、ハンドオフ候補周波数のサーチを要求するサーチ要求を受信するサーチ要求受信ステップと、通話中に前記サーチ要求受信ステップが生じると、通話における無音区間の発生を監視する無音区間監視ステップと、無音区間が発生すると現在使用中の周波数からハンドオフ候補周波数に切替えてサーチを行う候補周波数サーチステップと、前記候補周波数サーチステップの結果報告を元の周波数に切替えてから送信する結果報告ステップと、を有する。

本発明によれば、ＭＡＨＨＯにおいて瞬断の発生を極力抑えることのできる、無線通信端末および無線通信端末におけるハンドオフ方法を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態にかかわる無線通信端末および無線通信システムにおけるハンドオフ方法について説明するが、その前に、無線通信端末１が基地局２（基地局Ａ）を使って通信を行っているときに、異なる周波数の基地局２（基地局Ｂ）に対してＭＡＨＨＯ動作を行う場合の無線通信システムの代表的なシーケンスについて、図１を参照しながら説明する。

上記したように、ＭＡＨＨＯは、ＣＤＭＡの基地局２が、移動局となる無線通信端末１によって測定された基地局のエネルギー強度を元にして、ハードハンドオフ先の基地局２を決定する方法であり、周波数間ハードハンドオフの成功率を高め、呼の切断を発生しにくくさせる効果を有する。
ＭＡＨＨＯは、無線通信端末１から報告されるパイロット信号強度測定結果であるＰＰＳＭＭ（Periodic Pilot Strength Measurement Message）を監視し、自局のエネルギー強度が一定以下になったことを契機にハンドオフを開始することから、ＰＰＳＭＭベースドと呼ぶ。

具体的に、図１において、基地局２（基地局Ａ）は、無線通信端末１に対して、パイロット信号強度測定要求であるＰＰＭＲＯ（Periodic Pilot Measurement Request Order）を送出し（ＳＴ１０１）、無線通信端末１が受信している自局のエネルギー強度を定期的に報告するよう依頼する。
これに対し、無線通信端末１は、基地局２に対して、ＰＰＳＭＭ（Periodic Pilot Strength Measurement Message）を送出し、基地局２におけるエネルギー強度を報告する（ＳＴ１０２）。
報告は、先のＰＰＭＲＯで指定された間隔（０．８〜１０．０８秒、通常は２〜４秒程度）で定期的に送出されるが、ＰＰＭＲＯで閾値が指定された場合に限り、閾値を満たさない間はトラフィックの混雑を避ける目的で無線通信端末１は報告を免除される。

次に、基地局２（基地局Ａ）は、ＰＰＳＭＭで報告された自局のエネルギー強度を判定し、一定以下になった場合には呼が消失する可能性があるとみなす。この可能性を低減させるため、基地局２（基地局Ａ）は、無線通信端末１に対し、ハンドオフ候補サーチ要求メッセージ（ＣＦＳＲＱＭ：Candidate Frequency Search Request Message）を送出し（ＳＴ１０３）、ハンドオフ候補システムの周波数、基地局リスト、サーチウィンドウサイズ、サーチ間隔、閾値などのパラメータを伝える。
ここで、重要なパラメータの一つにサーチタイプがあり、これは、「０＝サーチ停止」、「１＝シングルサーチ開始」、「３＝定規的サーチ開始」の３段階のうちいずれかを示す。「０＝サーチ停止」は、無線通信端末１に各種パラメータの情報だけを渡し、実際のサーチは行わずに止めておくときに使用できる。「１＝シングルサーチ開始」は、無線通信端末１に１回だけサーチを行わせ、結果を報告させるときに使用できる。「３＝定期的サーチ開始」は、移動局に定期的にサーチを行わせ、結果を定期的に報告させるときに使用できる。

網はトラフィック状態や地理的な状況に応じて、３種類のサーチタイプを使い分けることができる。

続いて、無線通信端末１が基地局２（基地局Ｂ）に対してハンドオフ候補サーチ応答メッセージ（ＣＦＳＲＳＭ：Candidate Frequency Search Response Message）を送出してＣＦＳＲＱＭを受理したことを伝える（ＳＴ１０４）。
これに対し、基地局２（基地局Ｂ）は、無線通信端末１に対してＣＦＳＣＮＭ（Candidate Frequency Search Control Message）を送出し、サーチタイプを「１＝シングルサーチ開始」と指定する（ＳＴ１０５）。
ここでは、ＣＦＳＲＱＭと違い、サーチタイプ以外のパラメータを一切搬送しないため、トラフィックに与える影響は軽微である。ハンドオフ候補システムの周波数システムの周波数やパイロットリストなどのパラメータが固定的であり減多に変更されない状態であるなら、網はサーチタイプの変更だけを行わせたいときに限り、トラフィックに悪影響を与えないようＣＦＳＣＮＭを使用することができる。

次に、無線通信端末１が基地局２（基地局Ａ）に対してハンドオフ候補サーチレポートメッセージ（ＣＦＳＲＰＭ：Candidate Frequency Search Report Message）を送出し、ＧＦＳＲＱＭで指定された候補システムのパイロットの測定結果を報告する（ＳＴ１０６）。このとき候補周波数サーチ（ＣＦＳ：Candidate Frequency Search）が行われる。
この時点でハンドオフできるくらいの強度を持った候補周波数の基地局が報告されれば、基地局２（基地局Ａ）は無線通信端末１に対してハンドオフを行うよう要求することができるが、ハンドオフ条件が満たされない場合には、基地局２（基地局Ａ）は引き続きＣＦＳＲＱＭを送出し、サーチタイプを「３＝定期的サーチ開始」と指定する（Ｓ１０７）。続いて、無線通信端末１が基地局２（基地局Ａ）に対してハンドオフ候補サーチ応答メッセージ（ＣＦＳＲＳＭ：Candidate Frequency Search Response Message）を送出してＣＦＳＲＱＭを受理したことを伝える（ＳＴ１０４）。

無線通信端末１は、基地局２（基地局Ａ）に対してＣＦＳＲＰＭを送出し、ＣＦＳＲＱＭで指定された候補システムのパイロットの測定結果を定期的に報告する（ＳＴ１０９）。このとき候補周波数サーチ（ＣＦＳ（Candidate Frequency Search））が行われる。報告はＣＦＳＲＱＭで指定されたサーチ周期（０．４８〜２００秒、通常２〜４秒程度）で定期的に送出されるが、ＣＦＳＲＱＭで閾値が指定された場合に限り、閾値を満たさない間はトラフィックの混雑を避ける目的で無線通信端末１は報告を免除される。
ハンドオフを満たす基地局が報告されたことを受け、基地局２（基地局Ａ）は無線通信端末１に対してハンドオフ要求メッセージ（ＵＨＤＭ：Universal Hand Off Direction Message）を送出し、候補周波数の基地局２（基地局Ｂ）へのハンドオフ要求を行う（ＳＴ１１０）。
無線通信端末１は指定されたとおりハンドオフを実施し、新しい基地局２（基地局Ｂ）に対してハンドオフ完了メッセージ（ＥＨＯＣＭ：Extended Hand Off Completion Message）を送出して、ＭＡＨＨＯ動作が完了する（ＳＴ１１１）。

上記したように、ＭＡＨＨＯとは、無線通信端末１が、ある一個の基地局２と通信を行っている最中に、現在使用している周波数から他の周波数に切替えてパイロット信号の信号強度が強い他の基地局２からサーチし、最も信号強度が強い基地局２に通信を切替えるハンドオフ方式である。
したがって、ＭＡＨＨＯによるハンドオフ候補周波数サーチ時に周波数の切り替えが発生するため、通話中の音声が途切れてしまう。特に、サーチタイプ３の定期的サーチの実行中には、通常、２〜４秒おきに音声が途切れて聞こえることになり、ユーザに与える不快感が大きくなる。

具体的には、図２に、ハンドオフ候補周波数のサーチ処理の流れがフローチャートで示されるように、無線通信端末１は、基地局２からサーチタイプ＝３のＣＦＳＲＱＭが送信され、ハンドオフ候補周波数のサーチが開始されると（ＳＴ２０１“Ｙｅｓ”）、無線通信端末１は、まず送信を停止し（ＳＴ２０２）、候補周波数に切替えて当該候補周波数の基地局サーチを実行し（ＳＴ２０３、ＳＴ２０４）、元の周波数に切り替えて送信を再開する（ＳＴ２０５、ＳＴ２０６）。
このため、この間の送受信データ（音声）は失われ、通話の相手には、無音となって聞こえる。この無音区間は最大でも２００ミリ秒に満たない程度であるが、音声、特に連続的な音の場合には比較的はっきりと音の途切れが認識できる。
なお、ＳＴ２０２〜ＳＴ２０６は、上りデータ送信停止区間であり、ＳＴ２０３〜ＳＴ２０５は、下りデータ受信停止区間であり、最終的には、ハンドオフ候補周波数サーチ結果をＣＦＳＲＰＭとして要求のあった基地局２へ報告する（ＳＴ２０７）。

ここでは、基地局２からハンドオフ候補周波数サーチの開始要求を受信しているとき、サーチおよびサーチ結果の報告を無音区間のタイミングで実行することにより、ユーザに音途切れを意識させることなくサーチ処理を実行させることとした。
ここで適用されるパターンは、サーチタイプ＝３の定期的サーチ開始の場合のみである。その理由としては、サーチタイプ＝１のシングルサーチ開始の場合、基地局２へ報告を返す必要があるのは１回のみであり、そのために要するハンドオフ候補周波数サーチも１〜２回に留められるため、通常通話時の無線品質劣化による音途切れと同様、さほど問題にならないためである。

定期的サーチ開始要求を基地局２から受信し、網が指定するサーチ周期（０．４８〜２００秒程度）に対し、現在の時間がｘ、サーチ周期がｙ秒とする。この時、ハンドオフ候補周波数のサーチを行うべきタイミングは、基地局２に報告を送出しなければならないタイミング（ｘ＋ｙ）から、候補周波数サーチにかかる時間ｚを逆算して、（ｘ＋ｙ）−ｚ秒後となる。例えば、サーチ周期が２秒であった場合、サーチに０．５秒要すると仮定した場合、サーチ開始要求を受けてから実際にサーチを行うまでの間隔は約１．５秒後となる。
なお、ハンドオフ候補周波数サーチによって生じる無音区間は、正確にはサーチウィンドウサイズおよびサーチすべき基地局２の数に依存するが、最長でも１５０ミリ秒前後である。そのため、通常の会話であれば会話と会話の間でサーチを実行するのに十分な無音区間が発生する可能性が高い。

したがって、以下に説明する本発明の実施の形態に係わる無線通信端末では、その区間内で通話中の無音または通話品質が低下するタイミングを監視し、そのタイミングを検出してサーチを実行することにより、ユーザに音途切れを気づかせないようにしたものである。以下に詳細を説明する。

図３は、本発明の実施の形態に係わる無線通信端末の内部構成を示すブロック図である。図３に示されるように、無線通信端末１は、通信部１１、制御部１２、記憶部１３、音声処理部１４、スピーカ１５（ＳＰ）、マイクロフォン（以下、マイクという）１６（ＭＩＣ）、表示部１７、および操作部１８から構成される。

通信部１１は、基地局２のいずれかによって割り当てられるチャネルを介して当該基地局２との間で無線信号の送受信を行う。
この通信部１１は、複数の周波数帯での無線信号の送受信が可能であり、具体的には、現行の周波数帯（旧８００ＭＨｚ帯）、新たな周波数帯（新８００ＭＨｚ帯）、および高周波の周波数帯（２ＧＨｚ帯）を用いた無線信号の送受信が可能である。

なお、上記したそれぞれ異なる周波数帯の通信システムには、基地局２と無線通信端末１間で周波数帯を識別するための識別番号として、３ＧＰＰ２（3rd Generation Partnership Project2）で規定されたバンドクラスが付与されている。
例えば、一つの基地局２から無線通信端末１に報知される情報の中に近隣基地局リスト（Ｎ−ｌｉｓｔ）等において、無線通信端末１の周辺に存在する通信システムを無線通信端末１に報知する等のためにこのバンドクラスが使用される。

なお、現在の周波数帯（旧８００ＭＨｚ帯）はバンドクラス３、新たな周波数帯（新８００ＭＨｚ帯）はバンドクラス０、高周波の周波数帯（２ＧＨｚ帯）はバンドクラス６にそれぞれ分類されている。これらの周波数帯には予め優先度が設定されており、バンドクラス６の優先度が最も高く、次いでバンドクラス０であり、バンドクラス３の優先度が最も低い。
また、ここで説明したバンドクラスおよび優先度はあくまで一例であって、通信事業者のインフラ配備状況に大きく左右される。

通信部１１は、上記したバンドクラスによって基地局２との通信時の周波数帯を識別する。

制御部１２は、無線通信端末１の動作を制御する。具体的には、通信部１１から出力される信号に含まれる音声信号（音声データ）を音声処理部１４に出力するとともに、音声処理部１４から出力される音声信号を通信部１１に出力する。
また、制御部１２は、通信部１１によって上記の複数の周波数のうちいずれを用いて無線信号の送受信を行うかを制御し、基地局２からのハンドオフ要求に応じて、通信部１１にハンドオフを実行させる。ハンドオフとは、現在通信中の基地局２から別の基地局に通信対象を切替える、すなわちチャネル間移行を行う処理である。

制御部１２は、通信部１１が通信中の基地局２からハンドオフ候補周波数のサーチ要求を受信し、現在使用中の周波数からハンドオフ候補周波数に切替えて捕捉動作を行うときに、音声処理部１４に対し、制御部１２から出力する音声信号を監視して無音区間の発生を監視し、当該無音区間を検出したタイミングでハンドオフ候補周波数のサーチ処理を実行する。
無音区間の検出は、例えば、音声波形を監視することにより行われる。具体的には、一定時間内の零交差数と振幅（レベル）の閾値をもとに音声波形の切り出しが行われ、ある一定時間内において振幅レベルが閾値以上の振幅の零交差数が一定数以上のときに音声区間、一定数以下のときに無音区間と判定する。もしくは、音声データそのものに含まれる音量を指定するパラメータを監視して、無音と指定される音声データフレームや、所定値未満の音量値である音声データフレームを無音区間とみなす、等してもよい。

制御部１２はまた、所定の通話品質に満たない状態でハンドオフ候補周波数のサーチ要求を受信した場合、無音区間の発生の有無にかかわらずハンドオフ候補周波数のサーチ処理を実行してもよい。また、サーチを実行可能な規定時間を限度に無音区間の監視を行い、当該規定時間が満了した場合、無音区間の検出を待たずにハンドオフ候補周波数のサーチ処理を実行してもよい。
更に、特に、ＣＦＳＲＱＭで信号強度の閾値が指定され、現在使用中の周波数における信号強度がこの閾値を充分に上回っている場合には、無音区間の検出ができなかったとき、ハンドオフ候補周波数のサーチ処理を実行しないことも考えられる。ネットワーク側の規定では、現在使用中の周波数における信号強度が閾値を充分に満たす、あるいは、候補周波数サーチにも閾値を満たすような強度の周波数が見つからない場合はトラフィックの混雑を回避する意味で基地局に対する報告が免除されるため、この条件においては、たとえ報告が上がってこなくとも、基地局側は特別な処理を必要としないため、サーチ処理を実行せずともネットワーク側には負担をかけずに済み、なおかつ音声通話が途切れないで継続させることができる。

このため、制御部１２は、ハンドオフ処理部１２０と、メッセージ交換部１２１と、パラメータ記憶部１２２と、サーチ制御部１２３と、パイロット信号強度測定部１２４と、周波数設定部１２５と、無音区間監視部１２６と、通信品質管理部１２７と、タイマ１２８とにより構成される。

メッセージ交換部１２１は、本無線通信端末１が基地局２との間でＭＡＨＨＯシーケンスを実行するために、図１に示した各種メッセージ（ＰＰＭＲＯ、ＰＰＳＭＭ、ＣＦＳＲＱＭ、ＣＦＳＲＳＭ、ＣＦＳＣＮＭ、ＣＦＳＲＰＭ、ＣＦＳＲＳＭ、ＣＦＳＲＰＭ、ＵＨＤＭ、ＥＨＯＣＭ）の交換を行い、そのうち、基地局２から送信されるサーチ要求メッセージ（ＣＦＳＲＱＭ）に付属のハンドオフ候補通信システムの周波数、基地局リスト、サーチウィンドウサイズ、サーチ間隔、サーチタイプ、閾値等の各種パラメータは、パラメータ記憶部１２２に保持する。なお、パラメータ記憶部１２２は、実際は、記憶部１３の所定の領域に割り付けられ、保持される。また、閾値は、現在使用中の周波数用と、候補周波数サーチ用との２種類が設定される。

サーチ制御部１２３は、ハンドオフ処理部１２０による制御の下で、パラメータ記憶部１２２に保持された各種パラメータに基づき、通信中における近隣の基地局２やハードハンドオフ時に切替えられる基地局２のパイロットサーチを行う。ここで、「パイロットサーチ」とは、サーチウィンドウを設定し、このサーチウィンドウ内で利用可能なパイロットチャネルをマルチパスも含めてサーチする操作をいう。

パイロット信号強度測定部１２４は、基地局２からのパイロット信号の信号強度（すなわちパイロット信号に分割されたチャネルごとの信号強度であり、通信部１１によって受信できる電波中の使用すべきチャネル信号の強度）を測定する。
信号強度測定の方法はパイロット信号のエネルギー強度を測定する方法があるが、ここでは信号強度測定の方法について限定しない。また、周波数設定部１２５は、後述するハンドオフ処理部１２０が解析したハンドオフ指示に示される新基地局の周波数割当てに応じて通信部１１の周波数切替え制御を行う。

無音区間監視部１２６は、例えば、音声波形を監視し、一定時間内の零交差数と振幅（レベル）の閾値をもとに音声波形の切り出しを行い、ある一定時間内において振幅レベルが閾値以上の振幅の零交差数が一定数以下の場合や、無音あるいはそれに近い音声データフレームを検出した場合に無音区間と判定し、ハンドオフ処理部１２０へ通知する。

また、通信品質管理部１２７は、フレームエラーの監視を行い、あるいはパイロット信号強度測定部１２４により測定されたパイロット信号強度から通信レートを計算し、閾値と比較して通信レートの低下を監視する。

タイマ１２８は、１回のサーチに許可された規定時間の監視を行い、無音区間監視部１２６による無音区間の検出と合わせてハンドオフ処理部１２０に通知する。

なお、ハンドオフ処理部１２０は、基地局２からハンドオフ要求メッセージ（ＵＨＤＭ）を受信したときに、上記したメッセージ交換部１２１、サーチ制御部１２３、パイロット信号強度測定部１２４、周波数設定部１２５のそれぞれを制御してハンドオフ処理を実行する。具体的には、ハンドオフ要求メッセージ（ＵＨＤＭ）を解析して、ハンドオフの種別（ソフトハンドオフとハードハンドオフの別）、周波数割り当て、パイロットＰＮ符号系列、サーチウィンドウ情報等を特定する。
また、ハンドオフ処理部１２０は、無音区間監視部１２６と、通信品質管理部１２７と、タイマ１２８とを制御し、基地局２からハンドオフ候補周波数のサーチ要求を受信して、現在使用中の周波数からハンドオフ候補周波数に切替えてサーチ動作を行うときに、通信部１１が通信中の基地局２からハンドオフ候補周波数のサーチ要求を受信し、現在使用中の周波数からハンドオフ候補周波数に切替えてサーチ動作を行うときに、無音区間の発生を監視し、当該無音区間を検出したタイミングでハンドオフ候補周波数のサーチ処理を実行する。

ハンドオフ処理部１２０はまた、所定の通話品質に満たない状態でハンドオフ候補周波数のサーチ要求を受信した場合、無音区間の発生の有無にかかわらずハンドオフ候補周波数のサーチ処理を実行してもよい。また、サーチを実行可能な規定時間を限度に無音区間の監視を行い、当該規定時間が満了した場合、無音区間の検出を待たずにハンドオフ候補周波数のサーチ処理を実行してもよい。更に、無音区間の検出ができなかった場合に、ハンドオフ候補周波数のサーチ処理を実行しないことも考えられる。

なお、上記した各ブロック１２０〜１２７がそれぞれ持つ機能は、記憶部１３に記憶されるそれぞれのプログラムを制御部１２が読み出し実行することにより達成されるものであって、制御部１２内において実体的に他のブロックと区分され内蔵されるもののみを指すのではなく、あくまで説明の簡略化のために各処理部を分けて表現したものである。

一方、記憶部１３は、制御部１２において処理に利用される各種のデータを記憶する。例えば、制御部１２に備わるコンピュータのプログラム、通信相手の電話番号や電子メールアドレス等の個人情報を管理するアドレス帳、着信音やアラーム音を再生するための音声ファイル、待ち受け画面用の画像ファイル、各種の設定データ、プログラムの処理過程で利用される一時的なデータなどを保持する。
なお、上記した記憶部１３は、例えば不揮発性の記憶デバイス（不揮発性半導体メモリ、ハードディスク装置、光ディスク装置など）やランダムアクセス可能な記憶デバイス（例えばＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ）などによって構成される。

また、音声処理部１４は、通信部１１にて受信し、スピーカ１５から出力される音声信号やＭＩＣ１６において入力される音声信号の処理を行う。すなわち、音声処理部１４は、ＭＩＣ１６から入力される音声を増幅し、アナログ−デジタル変換を行い、更に符号化等の信号処理を施し、デジタルの音声データに変換して制御部１２に出力する。
また、音声処理部１４は、制御部１２から供給される音声データに復号化、デジタル−アナログ変換、増幅等の信号処理を施し、アナログの音声信号に変換してＳＰ１５に出力する。

表示部１７は、例えば、液晶表示パネルや有機ＥＬ（Electro-Luminescence）パネルなどの表示デバイスを用いて構成されており、制御部１２から供給される映像信号に応じた画像を表示する。例えば、発信時における発信先の電話番号、着信時における着信相手の電話番号、受信メールや送信メールの内容、日付、時刻、バッテリ残量、発信成否、待ち受け画面などの各種の情報や画像を表示する。

また、操作部１８は、例えば、電源キー、通話キー、数字キー、文字キー、方向キー、決定キー、発信キーなど、各種の機能が割り当てられたキーを有しており、これらのキーがユーザによって操作された場合に、その操作内容に対応する信号を発生し、これをユーザの指示として制御部１２に入力する。

図４は、本発明の実施の形態に係わる無線通信端末の動作を説明するために引用したフローチャートである。
以下、図４に示すフローチャートを参照しながら、図３に示した本発明の実施の形態に係わる無線通信端末の動作について詳細に説明する。

無線通信端末１（制御部１２のハンドオフ処理部１２０）は、基地局２から、ハンドオフ候補周波数のサーチ要求（ＣＦＳＲＱＭ）を受信することによりＭＡＨＨＯ動作を開始することができる（ＳＴ４０１“Ｙｅｓ”）。
ここで、現在使用中の周波数からハンドオフ候補周波数に切替えて捕捉動作を行うときに、ハンドオフ処理部１２０は、通話中、通信品質管理部１２７が、通話品質の低下、または音声をロストしそうなことを検出した場合（ＳＴ４０２“Ｙｅｓ”）、無音区間の検出を待つことなく、優先的にサーチを実行するようにサーチ制御部１２３を駆動する。なお、ここで、「通話品質の低下」とは、例えば、フレームエラー発生時や通信レートが低下している場合を、「音声データをロストしそうなこと」とは、基地局２からの受信エネルギーが低い場合のそれぞれをいい、それぞれにて所定の閾値が設定される。

ここで、通話品質に問題が無いと判定された場合（ＳＴ４０２“Ｎｏ”）、ハンドオフ処理部１２０は、無音区間監視部１２６を起動して無音区間か否かを判定し（ＳＴ４０３）、当該無音区間の到来が検出された場合（ＳＴ４０３“Ｙｅｓ”）、サーチ制御部１２３を起動してサーチ処理を実行させる。無音区間の検出は、音声波形を解析したり、音声データのパラメータを監視することにより行われることは上記した通りである。
なおこのとき、無音区間監視部１２６は、ハンドオフ処理部１２０による制御の下、タイマ１２８の監視により、規定時間内にサーチ処理が完了できる限界まで無音区間を監視し（ＳＴ４０４“Ｎｏ”）、タイマ１２８がタイムアウト（規定時間満了の残りとサーチ処理に要する時間が一致する）してしまった場合には（ＳＴ４０４“Ｙｅｓ”）、無音区間の到来を待つことなくサーチ制御部１２３を起動し、以下に説明するサーチ処理（ＳＴ４０５〜ＳＴ４０８）を実行させる。

サーチ制御部１２３は、サーチ処理を開始するにあたり、まず送信を停止し（ＳＴ４０５）、候補周波数に切替えて当該候補周波数の基地局サーチを実行し（ＳＴ４０６）、元の周波数に切り替えて送信を再開する（ＳＴ４０７）。そして、ハンドオフ候補周波数サーチ結果を、ＣＦＳＲＰＭとして要求のあった基地局２へ報告する（ＳＴ４０８）。

なお、上記した本発明の実施の形態によれば、規定時間を意識して無音区間の検出を行ったが、ＣＦＳＲＱＭで閾値が設定される場合には、規定時間等を意識することなく無音区間が到来しなければサーチ処理自体を省略してもよい。理由はサーチ報告が免除されることがあるためであり、次のサーチ要求があった場合に報告するよう構成しても、ネットワーク側には何ら悪影響がないためである。

以上説明のように本発明の実施の形態に係わる無線通信端末によれば、ハンドオフ候補周波数サーチにおける音途切れ、特に、定期的サーチにおける音途切れに着目し、通話中に発生する無音区間を検出して、ユーザにＭＡＨＨＯを意識させること無くサーチ処理を実行することにより、ＭＡＨＨＯ動作中に行われるハンドオフ候補周波数サーチの際に発生する音途切れをなくし、あるいはユーザに音途切れを意識させることなくサーチ処理を実行することができる。
このことにより、通話中に発生する無音区間を利用してサーチをすることで、サーチにより生じる無音区間によりユーザに不快な思いをさせることが無くなる。また、無音区間ではなくても通話品質が極端に低下したことを検出すると、無音区間を待つことなくサーチ処理を実行することにより、つまり、呼が切断しそうな場合にも適格にサーチ処理を実行することにより、呼接続を維持できる。

なお、図４に示すフローチャートは、本発明の実施の形態にかかわる無線通信端末１の動作説明の他に、本発明の無線通信システムにおけるハンドオフ方法の各ステップについても併せて示している。

すなわち、本発明の実施の形態に係わる無線通信システムにおけるハンドオフ方法は、複数の基地局２（基地局Ａ、Ｂ）との間で無線通信を行う無線通信端末１において、現在通信中の周波数から他の周波数に通信チャネルを切り替えて通話を継続するハンドオフ方法であって、ハンドオフ候補周波数のサーチを要求するサーチ要求を受信するサーチ要求受信ステップ（ＳＴ４０１“Ｙｅｓ”）と、通話中にサーチ要求受信ステップが生じると、通話における無音区間の発生を監視する無音区間監視ステップ（ＳＴ４０２〜ＳＴ４０４）と、無音区間が発生すると通信部を現在使用中の周波数からハンドオフ候補周波数に切替えてサーチを行う候補周波数サーチステップ（ＳＴ４０５、ＳＴ４０６)と、前記候補周波数サーチステップの結果報告を元の周波数に切替えてから送信する結果報告ステップ(ＳＴ４０７、ＳＴ４０８)と、を有する。

上記した本発明の実施の形態にかかわるハンドオフ方法によれば、通話中に発生する無音区間を利用してサーチ処理を実行することで、サーチにより生じる無音区間によりユーザに不快な思いをさせることが無くなる。また、無音区間ではなくても通話品質が低下したことを検出してサーチ処理を実行することにより、呼接続を維持することができる。

なお、本発明は上記した実施の形態には限定されない。すなわち、本発明の実施に際しては、本発明の技術的範囲またはその均等の範囲内において、上記した実施形態の各構成要素に関し、様々な変更、コンビネーション、サブコンビネーション、並びに代替を行ってもよい。また、上記した実施の形態では、旧８００ＭＨｚ、新８００ＭＨｚ、２ＧＨｚ帯の３種の周波数帯に対応可能な無線通信システム１００について説明したが、本発明はこれには限定されない。上記した３種以外の周波数帯に対応した無線通信システムでも良いし、対応する周波数帯の種類の数も３種に限らず、何種でも良い。

ＭＡＨＨＯ動作を行う場合の無線通信システムの代表的なシーケンスを説明するために引用した図である。 ＭＡＨＨＯ使用時における無線通信端末の動作を説明するために引用したフローチャートである。 本発明の実施の形態に係わる無線通信端末の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係わる無線通信端末の動作を説明するために引用したフローチャートである。

符号の説明

１…無線通信端末、１１…通信部、１２…制御部、１３…記憶部、１４…音声処理部、１５…スピーカ（ＳＰ）、１６…マイク（ＭＩＣ）、１７…表示部、１８…操作部、１２０…ハンドオフ処理部、１２１…メッセージ交換部、１２２…パラメータ記憶部、１２３…サーチ制御部、１２４…パイロット信号強度測定部、１２５…周波数設定部、１２６…無音区間監視部、１２７…通信品質管理部、１２８…タイマ

Claims (5)

1. 複数の基地局との間で無線通信を行う無線通信端末であって、
   複数の周波数の中から一つを選択して無線通信を行う通信部と、
   前記通信部が使用する周波数を切替えて無線通信による通話を行う制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   通話中に、前記通信部がデータを伝送処理中にハンドオフ候補周波数のサーチおよびサーチ結果の報告を要求するサーチ要求を受信すると、通話における無音区間の発生を監視し、無音区間が発生すると前記通信部を現在使用中の周波数から前記ハンドオフ候補周波数に切替えてサーチを行い、当該サーチの結果報告を前記通信部を元の周波数に切替えてから送信する
   ことを特徴とする無線通信端末。
2. 前記制御部は、
   所定の通信品質に満たない状態で前記サーチ要求を受信すると、前記無音区間の発生の有無にかかわらず前記通信部を現在使用中の周波数から前記ハンドオフ候補周波数に切替えてサーチする
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信端末。
3. 前記制御部は、
   前記サーチ要求を受信すると、当該サーチ要求に含まれる情報に基づいてサーチ規定時間を特定し、当該サーチ規定時間内におけるサーチを実行可能な時間までに無音区間が発生しない場合には無音区間の発生の有無にかかわらずサーチを行う
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の無線通信端末。
4. 前記制御部は、
   前記サーチ要求を受信すると、当該サーチ要求に信号強度の閾値が含まれており、なおかつ現在使用中の周波数における信号強度が前記閾値を満たしている場合には前記ハンドオフ候補周波数サーチを行わない請求項１から３のいずれか一項に記載の無線通信端末。
5. 複数の基地局との間で無線通信を行う無線通信端末において、現在通信中の周波数から他の周波数に通信チャネルを切り替えて通話を継続するハンドオフ方法であって、
   ハンドオフ候補周波数のサーチを要求するサーチ要求を受信するサーチ要求受信ステップと、
   通話中に前記サーチ要求受信ステップが生じると、通話における無音区間の発生を監視する無音区間監視ステップと、
   無音区間が発生すると現在使用中の周波数からハンドオフ候補周波数に切替えてサーチを行う候補周波数サーチステップと、
   前記候補周波数サーチステップの結果報告を元の周波数に切替えてから送信する結果報告ステップと、
   を有することを特徴とするハンドオフ方法。

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