JP2009071386A - 無線通信端末装置およびハンドオーバ方法 - Google Patents

Abstract

【課題】無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）と移動通信システムとの間のハンドオーバにおいて通話の切断を防ぎつつ、消費電流を抑えること。
【解決手段】無線通信端末装置３００が移動通信システムを用いた無線通信を行う場合に、移動通信システム無線部３０２は、第１周期を用いてＷＬＡＮの基地局を検索し、受信電界強度測定部３０３は、移動通信システムの基地局からのパイロット信号の受信電界強度を測定し、アプリケーションＣＰＵ３０６は、受信電界強度が低いほど、第１周期をより短く変更し、受信電界強度が高いほど第１周期をより長く変更し、また、アプリケーションＣＰＵ３０６は受信電界強度を表すアンテナバーの数を変更するタイミングに合わせて、第１周期を変更する。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線通信端末装置およびハンドオーバ方法に関し、特にＷＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）等の移動通信システムを用いた無線通信からワイヤレスローカルエリアネットワーク（以下「ＷＬＡＮ」と記載する）を用いた無線通信へハンドオーバする無線通信端末装置およびハンドオーバ方法に関する。

近年、ＷＣＤＭＡ等の移動通信システムとＷＬＡＮとを融合させて、移動通信システムのメリットである広範囲に及ぶ通信エリアと、ＷＬＡＮシステムのメリットである広帯域のアクセスとを同時に提供する３Ｇ／ＷＬＡＮインターワーキング技術が注目されている。そして、３Ｇ／ＷＬＡＮにおける異なる無線アクセス方式の間を、ユーザが意識することなくハンドオーバさせるシームレス・ハンドオーバ技術が提案されている。

移動通信ネットワークにおいてサービスを受けている無線通信端末装置は、ＷＬＡＮエリアに移動し、移動通信システムを用いた無線通信からＷＬＡＮを用いた無線通信に切り替えるハンドオーバを実行する前に、まず、所定の周期を用いてＷＬＡＮの基地局を検索する。そして、無線通信端末装置がＷＬＡＮエリアに移動し、ＷＬＡＮへのアクセスポイントを検出すると、ＷＬＡＮへのハンドオーバを行う。ＷＬＡＮへのハンドオーバに成功した無線通信端末装置は、移動通信システムを用いた無線通信を停止して、ＷＬＡＮを用いた無線通信を行う。ここで、無線通信端末装置がＷＬＡＮエリア内に移動した時刻から、ハンドオーバを行う時刻までの時間は、ハンドオーバ時間と呼ばれる。
特開２００６−２７０６１４号公報

しかしながら、従来方式の装置においては、無線通信端末装置は常に所定の周期を用いて基地局の検出を行うため、無線通信端末装置がＷＬＡＮエリアに移動したにもかかわらず所定の時刻にならないとＷＬＡＮの基地局を検索しない。例えば無線通信端末装置がＷＬＡＮの基地局の検出した直後に、ＷＬＡＮエリアに移動する場合、ＷＬＡＮの基地局の次の検索時刻まで、まだ時間が長い。従って、ハンドオーバ時間が長くなり、ハンドオーバを起動する時間が遅くなる場合がある。ハンドオーバ時間が長くなる場合、例えば、移動通信システムの通話中に地下鉄の駅構内等、ＷＬＡＮしか使用できないエリアに移動した際に、接続が切断してしまう。

また、移動通信システムにおいて待ち受け動作中の通信端末装置は、定期的に基地局からのパイロット信号を受信している。この際に、通信端末装置のアプリケーションＣＰＵは、消費電流を低減するためにＳｌｅｅｐ状態になることが一般的である。そして、通信端末装置は、定期的に受信する基地局からの信号の受信電界が低下した場合に、ＳｌｅｅｐしているアプリケーションＣＰＵを起動し、ハンドオーバを起動させる。そのため、移動通信システムのみにおいて通信を行う場合に比べ、移動通信システムおよびＷＬＡＮの両方の無線通信を行う場合は、ハンドオーバを実施する際にアプリケーションＣＰＵを起動させる必要があるため消費電流を増加してしまう。

また、ＷＬＡＮにおいて待ち受け動作中の通信端末装置が、移動通信システムの基地局を検索しハンドオーバを行う場合も同じ問題がある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、移動通信システムおよびＷＬＡＮの間においてハンドオーバを行う際のハンドオーバ時間を短縮し、ハンドオーバ中に通話に切断を防ぎつつ、消費電流を低減することができる無線通信端末装置およびハンドオーバ方法を提供する。

本発明の無線通信端末装置は、移動通信システムを用いた無線通信を行う場合に、第１周期を用いて無線ローカルエリアネットワークの基地局を検索する第１検索手段と、前記移動通信システムの基地局からのパイロット信号の第１受信電界強度を測定する第１測定手段と、前記第１受信電界強度が低いほど前記第１周期をより短く変更し、前記第１受信電界強度が高いほど前記第１周期をより長く変更するアプリケーション制御手段と、を具備する構成を採る。

本発明のハンドオーバ方法は、移動通信システムを用いた無線通信を行う場合に、第１周期を用いて無線ローカルエリアネットワークの基地局を検索するステップと、前記移動通信システムの基地局からのパイロット信号の第１受信電界強度を測定するステップと、前記第１受信電界強度が低いほど前記第１周期をより短く変更し、前記第１受信電界強度が高いほど前記第１周期をより長く変更するステップと、を有するようにした。

本発明によれば、無線通信端末装置は、移動通信システムを用いた無線通信を行う場合に、移動通信システムの基地局からのパイロット信号の受信電界強度が弱くなるほど、ＷＬＡＮの基地局を検索する周期をより短くする。また、無線通信端末装置は、ＷＬＡＮを用いた無線通信を行う場合に、ＷＬＡＮの基地局からのパイロット信号の受信電界強度が弱くなるほど、移動通信システムの基地局を検索する周期をより短くする。従って、ハンドオーバ時間を短くすることができ、通話中に接続の切断を防ぐことができる。

また、本発明によれば、無線通信端末装置は、移動通信システムまたはＷＬＡＮの基地局装置からの受信電界強度を示すアンテナバーの数を変更するタイミングと、移動通信システムまたはＷＬＡＮの基地局を検索する周期を変更するタイミングとを合わせることにより、アプリケーションＣＰＵを起動させるための消費電流の増加を抑えることができる。

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。

図１は、本実施の形態に係る無線通信端末装置３００の構成を示すブロック図である。なお、図１においては、ハンドオーバを行う前に移動通信システムまたはＷＬＡＮの基地局を検索する処理に係わる、無線通信端末装置３００の構成要素を主として示す。

図１において、無線通信端末装置３００は、移動通信システム制御部３０１、ＷＬＡＮ制御部３０７を備え、移動通信システムを用いた無線通信およびＷＬＡＮを用いた無線通信を行う機能を備える。移動通信システム制御部３０１は、移動通信アンテナ３１２、移動通信システム無線部３０２、受信電界強度測定部３０３、アンテナバー切替判定部３０５、および基地局検索周期制御部３０４を備える。また、ＷＬＡＮ制御部３０７は、ＷＬＡＮアンテナ３１３、ＷＬＡＮ無線部３０８、受信電界強度測定部３０９、アンテナバー切替判定部３１１、基地局検索周期制御部３１０を備える。

移動通信システム無線部３０２は、無線通信端末装置３００から送信される送信データに対しアップコンバートなどの無線送信処理を施し、移動通信システムの基地局からの受信データに対しダウンコンバートなどの無線受信処理を施す。例えば、無線通信端末装置３００が移動通信システムを用いた無線通信を行う場合、移動通信システム無線部３０２は、移動通信システムアンテナ３１２を介し移動通信システムの基地局からのパイロット信号を受信し、受信電界強度測定部３０３に出力する。また、無線通信端末装置３００がＷＬＡＮを用いた無線通信を行う場合には、移動通信システム無線部３０２は、基地局検索周期制御部３０４により制御される検索周期を用いて、移動通信システムの基地局を検索する。移動通信システム無線部３０２が移動通信システムへの基地局を検出した場合、無線通信端末装置３００はＷＬＡＮを用いた無線通信から移動通信システムを用いた無線通信へのハンドオーバを行う。

受信電界強度測定部３０３は、移動通信システム無線部３０２から入力されるパイロット信号の受信電界の強度を測定し、アンテナバー切替判定部３０５に出力する。

アンテナバー切替判定部３０５は、受信電界強度測定部３０３から入力される受信電界強度を所定の閾値と比較することにより、通信端末のディスプレイに表示されるアンテナバーの数の変更可否を判定し、判定結果をアプリケーションＣＰＵ３０６に出力する。例えば、アンテナバー切替判定部３０５は、受信電界が低いほど、通信端末のディスプレイに表示されるアンテナバーの数をより小さく変更すると判定し、受信電界が高いほど、通信端末のディスプレイに表示されるアンテナバーの数をより大きく変更すると判定する。

アプリケーションＣＰＵ３０６は、無線通信端末装置３００へのデータ入力または音声出力などの各種アプリケーションを制御するＣＰＵである。無線通信端末装置３００が移動通信システムを用いて無線通信を行う場合には、アプリケーションＣＰＵ３０６は、アンテナバー切替判定部３０５からの判定結果に基づき、表示するアンテナバーの数を変更する処理を行う。そして、アプリケーションＣＰＵ３０６は、ディスプレイに表示されるアンテナバーの数に基づきＷＬＡＮの基地局の検索周期を決定し、基地局検索周期制御部３１０に出力する。例えば、アプリケーションＣＰＵ３０６は、アンテナバーの数が小さいほどＷＬＡＮの基地局の検索周期をより短く設定し、アンテナバーの数が大きいほどＷＬＡＮの基地局の検索周期をより長く設定する。一方、無線通信端末装置３００がＷＬＡＮを用いて無線通信を行う場合には、アプリケーションＣＰＵ３０６は、アンテナバー切替判定部３１１からの判定結果に基づき、表示するアンテナバーの数を変更する処理を行う。そして、アプリケーションＣＰＵ３０６は、ディスプレイに表示されるアンテナバーの数に基づき移動通信システムの基地局の検索周期を決定し、基地局検索周期制御部３０４に出力する。例えば、アプリケーションＣＰＵ３０６は、アンテナバーの数が小さいほど移動通信システムの基地局の検索周期をより短く設定し、アンテナバーの数が大きいほど移動通信システムの基地局の検索周期をより長く設定する。

基地局検索周期制御部３０４は、アプリケーションＣＰＵ３０６から入力される検索周期に基づき、移動通信システム無線部３０２が移動通信システムの基地局を検索する周期を制御する。

ＷＬＡＮ無線部３０８は、無線通信端末装置３００から送信される送信データに対しアップコンバートなどの無線送信処理を施し、ＷＬＡＮの基地局からの受信データに対しダウンコンバートなどの無線受信処理を施す。例えば、無線通信端末装置３００がＷＬＡＮを用いた無線通信を行う場合、ＷＬＡＮ無線部３０８は、ＷＬＡＮアンテナ３１３を介しＷＬＡＮの基地局からのパイロット信号を受信し、受信電界強度測定部３０９に出力する。また、無線通信端末装置３００が移動通信システムを用いた無線通信を行う場合、ＷＬＡＮ無線部３０８は、基地局検索周期制御部３１０により制御される検索周期を用いて、ＷＬＡＮの基地局を検索する。ＷＬＡＮ無線部３０８がＷＬＡＮの基地局を検出した場合、無線通信端末装置３００は移動通院システムを用いた無線通信からＷＬＡＮを用いた無線通信へのハンドオーバを行う。

受信電界強度測定部３０９は、ＷＬＡＮ無線部３０８から入力されるパイロット信号の受信電界の強度を測定し、アンテナバー切替判定部３１１に出力する。

アンテナバー切替判定部３１１は、受信電界強度測定部３０９から入力される受信電界強度を所定の閾値と比較することにより、通信端末のディスプレイに表示されるアンテナバーの数を変更するか否かを判定し、判定結果をアプリケーションＣＰＵ３０６に出力する。

基地局検索周期制御部３１０は、アプリケーションＣＰＵ３０６から入力される検索周期に基づき、移動通信システム無線部３０２が移動通信システムの基地局を検索する周期を制御する。

図２は、本実施の形態に係る無線通信端末装置３００において、ＷＬＡＮの基地局を検索する周期を適応的に変更する処理を示すフロー図である。

まず、ＳＴ４０１０において、受信電界強度測定部３０３は、移動通信システム無線部３０２から入力される復調後のパイロット信号の受信電界強度を測定する。

次いで、ＳＴ４０２０において、アンテナバー切替判定部３０５は、受信電界強度測定部３０３において得られた受信電界強度測定値を、図３に示すような予め決められたアンテナバー閾値Ａ，Ｂ，Ｃと比較する。アンテナバー切替判定部３０５は、受信電界強度測定部３０３において得られた受信電界強度測定値とアンテナバー閾値との比較結果に基づいて、アンテナバーを切り替えるかどうかを判定する。例えば、アンテナバー２本の状態において、受信電界強度測定値がアンテナバー閾値Ｂを下回った場合には、アンテナバー切替判定部３０５は、アンテナバーを１本に切り替えると判定する。逆に、例えば、アンテナバー２本の状態において、受信電界強度測定値がアンテナバー閾値Ａを超えた場合には、アンテナバー切替判定部３０５は、アンテナバーを３本に切り替えると判定する。

ＳＴ４０２０において、アンテナバーを切替えないと判定した場合（ＳＴ４０２０：ＮＯ）、処理フローはＳＴ４０１０に戻る。一方、ＳＴ４０２０において、アンテナバーを切替えると判定した場合（ＳＴ４０２０：ＹＥＳ）、アンテナバー切替判定部３０５は、ＳＴ４０３０においてアプリケーションＣＰＵ３０６を起動するための通知信号をアプリケーションＣＰＵ３０６に出力する。

次いで、ＳＴ４０４０において、Ｓｌｅｅｐ状態であったアプリケーションＣＰＵ３０６は、アンテナバー切替判定部３０５からの通知信号を受けると、Ｗａｋｅｕｐ状態となってアンテナバーを表示するとともに、図３に示すような予め決められたＴａｂｌｅに従い、移動通信システムの基地局を検索する周期を変更する。例えば、アンテナバーが２本から１本に変更された場合、アプリケーションＣＰＵ３０６は、検索周期をＴ（Ｂ）からＴ（Ａ）に変更する。アプリケーションＣＰＵ３０６は、変更後の検索周期を基地局検索周期制御部３１０に通知する。

次いで、処理フローはＳＴ４０１０に戻り、基地局検索周期制御部３１０は、アプリケーションＣＰＵ３０６から通知された検索周期を用いてＷＬＡＮの基地局を検索するようにＷＬＡＮ無線部３０８を制御する。

図４は、本実施の形態に係る無線通信端末装置３００において、移動通信システムの基地局を検索する周期を適応的に変更する処理の手順を示すフロー図である。

まず、ＳＴ５０１０において、受信電界強度測定部３０９は、ＷＬＡＮ無線部３０８から入力される復調後のパイロット信号の受信電界強度を測定する。

次いで、ＳＴ５０２０において、アンテナバー切替判定部３１１は、受信電界強度測定部３０９において得られた受信電界強度測定値を、図５に示すような予め決められたアンテナバー閾値Ｆ，Ｇ，Ｈと比較する。アンテナバー切替判定部３１１は、受信電界強度測定部３０９において得られた受信電界強度測定値とアンテナバー閾値との比較結果に基づいて、アンテナバーを切り替えるかどうかを判定する。例えば、アンテナバー２本の状態において、受信電界強度測定値がアンテナバー閾値Ｇを下回った場合には、アンテナバー切替判定部３１１は、アンテナバーを１本に切り替えると判定する。逆に、例えば、アンテナバー２本の状態において、受信電界強度測定値がアンテナバー閾値Ｆを超えた場合には、アンテナバー切替判定部３１１は、アンテナバーを３本に切り替えると判定する。

ＳＴ５０２０において、アンテナバーを切替えないと判定した場合（ＳＴ５０２０：ＮＯ）、処理フローはＳＴ５０１０に戻る。一方、ＳＴ５０２０において、アンテナバーを切替えると判定した場合（ＳＴ５０２０：ＹＥＳ）、アンテナバー切替判定部３１１は、ＳＴ５０３０においてアプリケーションＣＰＵ３０６を起動するための通知信号をアプリケーションＣＰＵ３０６に出力する。

次いで、ＳＴ５０４０において、Ｓｌｅｅｐ状態であったアプリケーションＣＰＵ３０６は、アンテナバー切替判定部３１１からの通知信号を受けると、Ｗａｋｅｕｐ状態となってアンテナバーを表示するとともに、図５に示すような予め決められたＴａｂｌｅに従い、移動通信システムの基地局を検索する周期を変更する。例えば、アンテナバーが２本から１本に変更された場合、アプリケーションＣＰＵ３０６は、検索周期をＴ（Ｆ）からＴ（Ｅ）に変更する。アプリケーションＣＰＵ３０６は、変更後の検索周期を基地局検索周期制御部３０４に通知する。

次いで、処理フローはＳＴ５０１０に戻り、基地局検索周期制御部３０４は、アプリケーションＣＰＵ３０６から通知された検索周期を用いて移動通信システムの基地局を検索するように移動通信システム無線部３０２を制御する。

図６は、本実施の形態に係る無線通信端末装置３００において適応的に変更される検索周期を用いて基地局を検索しハンドオーバを行う方法を説明するための図である。なお、この図においては、無線通信端末装置３００が移動通信システムを用いた無線通信を行う過程で、ＷＬＡＮの基地局を検索しハンドオーバを行う場合を例にとって説明する。

無線通信端末装置３００は、移動通信システムの基地局からのパイロット信号の受信電界強度がアンテナバー閾値、例えばＢを下回ったタイミングＡ１において、ＷＬＡＮの基地局を検索する周期をＴ１０から、Ｔ１０よりも短い周期Ｔ１１へ変更する。上記の受信電界強度が更にアンテナバー閾値Ｂを下回ったタイミングＡ２においては、無線通信端末装置３００は、ＷＬＡＮの基地局を検索する周期をさらにＴ１１よりも短いＴ１２に変更する。

図６に示すように、移動通信システムの基地局からのパイロット信号の受信電界強度が弱くなるほど、無線通信端末装置３００は、ＷＬＡＮの基地局を検索する周期をより短くする。従って、無線通信端末装置３００はＷＬＡＮのエリアに移動した場合に（タイミングｔ１以降）、ＷＬＡＮの基地局をＴ１２の間隔で検出することとなり、従来方式よりも、ハンドオーバ時間を短くすることができる。また、アンテナバーが切り替わるタイミングで、ＷＬＡＮの基地局を検索する周期を変更するため、アプリケーションＣＰＵ３０６をＷａｋｅｕｐさせるときに発生する消費電流増加を抑えることができる。

ｔ２においてＷＬＡＮへのアクセスポイントを検出した場合、無線通信端末装置３００は、移動通信システムを用いた無線通信からＷＬＡＮを用いた無線通信へハンドオーバを行う。ハンドオーバが成功したタイミングｔ３において、無線通信端末装置３００は、移動通信システムを用いた無線通信を停止し、ＷＬＡＮを用いた無線通信に切り替える。

このように、本実施の形態によれば、無線通信端末装置は、移動通信システムを用いた無線通信を行う場合に、移動通信システムの基地局からのパイロット信号の受信電界強度が弱くなるほど、ＷＬＡＮの基地局を検索する周期をより短くする。また、無線通信端末装置は、ＷＬＡＮを用いた無線通信を行う場合に、ＷＬＡＮの基地局からのパイロット信号の受信電界強度が弱くなるほど、移動通信システムの基地局を検索する周期をより短くする。従って、ハンドオーバ時間を短くすることができ、通話中に接続の切断を防ぐことができる。

また、本実施の形態によれば、無線通信端末装置は、移動通信システムまたはＷＬＡＮの基地局装置からの受信電界強度を示すアンテナバーの数を変更するタイミングと、移動通信システムまたはＷＬＡＮの基地局を検索する周期を変更するタイミングとを合わせることにより、アプリケーションＣＰＵを起動させるための消費電流の増加を抑えることができる。

本発明にかかる無線通信端末装置およびハンドオーバ方法は、ＷＣＤＭＡ等の移動通信システムを用いた無線通信と、ＷＬＡＮを用いた無線通信との間のハンドオーバに適用して好適である。

本発明の一実施の形態に係る無線通信端末装置の構成を示すブロック図 本発明の一実施の形態に係る無線通信端末装置において、ＷＬＡＮの基地局を検索する周期を適応的に変更する処理を示すフロー図 本発明の一実施の形態に係るＷＬＡＮの基地局を検索する周期を適応的に変更する処理に用いられるテーブル 本発明の一実施の形態に係る無線通信端末装置において、移動通信システムの基地局を検索する周期を適応的に変更する処理を示すフロー図 本発明の一実施の形態に係る移動通信システムの基地局を検索する周期を適応的に変更する処理に用いられるテーブル 本発明の一実施の形態に係る無線通信端末装置において適応的に変更される検索周期を用いて基地局を検索しハンドオーバを行う方法を説明するための図

符号の説明

３００ 無線通信端末装置
３０１ 移動通信システム制御部
３０２ 移動通信システム無線部
３０３ 受信電界強度測定部
３０４ 基地局検索周期制御部
３０５ アンテナバー切替判定部
３０６ アプリケーションＣＰＵ
３０７ ＷＬＡＮ制御部
３０８ ＷＬＡＮ無線部
３０９ 受信電界強度測定部
３１０ 基地局検索周期制御部
３１１ アンテナバー切替判定部
３１２ 移動通信システムアンテナ
３１３ ＷＬＡＮアンテナ

Claims (5)

1. 移動通信システムを用いた無線通信を行う場合に、第１周期を用いて無線ローカルエリアネットワークの基地局を検索する第１検索手段と、
   前記移動通信システムの基地局からのパイロット信号の第１受信電界強度を測定する第１測定手段と、
   前記第１受信電界強度が低いほど前記第１周期をより短く変更し、前記第１受信電界強度が高いほど前記第１周期をより長く変更するアプリケーション制御手段と、
   具備する無線通信端末装置。
2. 無線ローカルエリアネットワークを用いた無線通信を行う場合に、第２周期を用いて移動通信システムの基地局を検索する第２検索手段と、
   前記無線ローカルエリアネットワークの基地局からのパイロット信号の第２受信電界強度を測定する第２測定手段と、
   をさらに具備し、
   前記アプリケーション制御手段は、
   前記第２受信電界強度が低いほど前記第２周期をより短く変更し、前記第２受信電界強度が高いほど前記第２周期をより長く変更する、
   請求項１記載の無線通信端末装置。
3. 前記アプリケーション制御手段は、
   前記第１受信電界強度を表すアンテナバーの数を変更するタイミングに合わせて、前記第１検索手段の基地局を検索する周期を制御する、
   請求項１記載の無線通信端末装置。
4. 前記アプリケーション制御手段は、
   前記第２受信電界強度を表すアンテナバーの数を変更するタイミングに合わせて、前記第２検索手段の基地局を検索する周期を制御する、
   請求項２記載の無線通信端末装置。
5. 移動通信システムを用いた無線通信を行う場合に、第１周期を用いて無線ローカルエリアネットワークの基地局を検索するステップと、
   前記移動通信システムの基地局からのパイロット信号の第１受信電界強度を測定するステップと、
   前記第１受信電界強度が低いほど前記第１周期をより短く変更し、前記第１受信電界強度が高いほど前記第１周期をより長く変更するステップと、
   を有するハンドオーバ方法。

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