JP2012049924A - 無線通信装置および無線通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】接続の確立までに要する時間を短縮した無線通信装置および無線通信方法を提供する。
【解決手段】無線通信部１、通信品質測定部８、データ保持部９および制御部１０を備え、制御部１０は、無線通信部１を制御して周辺の複数の基地局から定期的に送信される接続制御のためのＣＣＨをサーチするとともに、通信品質測定部１を制御して、受信したＣＣＨの通信品質を測定し、測定された通信品質の情報を送信元の基地局に対応させてデータ保持部９に基地局サーチ結果テーブルとして格納する。基地局サーチ結果テーブルには２回目以降のＬＣＨ確立要求においては複数の基地局に同時に接続要求を行うように、通信品質の情報に基づいてＬＣＨ確立要求を送信すべき基地局が指定され、制御部１０は、基地局サーチ結果テーブルに基づいてＬＣＨ確立要求を行う。
【選択図】図２

Description

本発明は、無線通信装置および無線通信方法に関し、特に通信端末となる無線通信装置から基地局に対する通話チャネルの割り当ての技術に関する。

無線通信方式の一例として、例えば、ＰＨＳ（Personal Handyphone System）においては、基地局と通信端末となる無線通信装置との間で通話チャネルを割り当てるためにＬＣＨ（Link Channel）の確立処理を行うが、基地局側に割り当て可能なチャネルがない場合は当該基地局は接続相手にはならず、割り当てを要求する通信端末は、他の基地局に割り当て要求先を変えることとなる。ここで、割り当て可能なチャネルを有した基地局がすぐに見つかれば問題ないが、場合によっては割り当て要求先の変更が複数回に及び、接続までに時間がかかるという問題がある。

このような問題を解決するために、例えば特許文献１においては、発呼による通話用の回線取得に失敗した場合、再発呼指示がある場合は、周辺の基地局の制御信号を捕捉し、最大の受信電界強度を有する基地局に再発呼し、通話用の回線取得を試みるという手法が開示されている。

特開２０００−１０６６９２号公報

特許文献１に開示の手法は、最大の受信電界強度を有する基地局に再発呼することで、回線取得の可能性を高めるものと考えられるが、周辺で最大の受信電界強度を有する基地局であっても、割り当てるべき通話チャネルがない場合には接続を確立することはできず、その場合は、別の基地局に発呼することとなり、接続に要する時間は改善されないという可能性を含んでいた。

本発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、接続の確立までに要する時間を短縮した無線通信装置および無線通信方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る無線通信装置は、複数の基地局の各々から送信される、その基地局を特定するための信号を受信する無線通信部と、前記無線通信部で受信した前記信号の各々について、通信品質を測定する通信品質測定部と、前記通信品質測定部で測定した通信品質を、送信元の基地局と対応付けて記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された通信品質に基づいて、前記複数の基地局の中から２以上の基地局を選択し、選択された基地局に対して接続の確立を要求する信号を同時に送信する制御を行う制御部と、を備える。

本発明に係る無線通信装置は、基地局との間で無線信号を授受する無線通信部と、前記無線通信部で受信した前記無線信号に基づいて、前記無線信号の通信品質を測定する通信品質測定部と、記憶部と、前記無線通信部、前記通信品質測定部および前記記憶部を制御する制御部、とを備え、前記制御部は、前記無線通信部を制御して周辺の複数の基地局から定期的に送信されるその基地局を特定する情報を含む接続信号を受信するとともに、前記通信品質測定部を制御して受信した前記接続信号の通信品質を測定し、測定された通信品質の情報と送信元の基地局との対応関係の情報を測定結果情報として前記記憶部に保持し、保持した測定結果情報に基づいて、前記複数の基地局の中から少なくとも２以上の基地局に対して同時に接続確立要求を行う。

本発明に係る無線通信方法は、基地局との間で無線信号を授受する無線通信装置における無線通信方法であって、周辺の複数の基地局から定期的に送信されるその基地局を特定する情報を含む接続信号を受信するとともに、受信した前記接続信号の通信品質を測定し、測定された通信品質の情報と送信元の基地局との対応関係の情報を測定結果情報として保持するステップ(ａ)と、保持した測定結果情報に基づいて、前記複数の基地局の中から少なくとも２以上の基地局に対して同時に接続確立要求を行うステップ(ｂ)と、を備える。

本発明に係る無線通信装置によれば、ＬＣＨの確立までに要する時間を短縮することができる。

本発明に係る無線通信方法によれば、ＬＣＨの確立までに要する時間を短縮することができる。

通信端末と複数の基地局との従来のＬＣＨの確立処理を模式的に説明する図である。 実施の形態の通信端末の構成を示すブロック図である。 基地局サーチ結果テーブルを示す図である。 ＬＣＨの確立動作を説明する図である。 ＬＣＨの確立処理を模式的に説明する図である。

＜はじめに＞
発明の実施の形態の説明に先立って、図１を用いて、従来的な基地局と無線通信装置との間でのＬＣＨの確立処理について説明する。

図１は、通信端末と複数の基地局とのＬＣＨの確立処理を模式的に説明する図であり、通信端末から基地局Ａ〜ＦへのＬＣＨの確立処理を示している。図１に示すように、通信端末が１回目のＬＣＨ確立要求を基地局Ａに出すが、基地局ＡではＬＣＨ割り当てを拒否する。これを受けた通信端末は、２回目のＬＣＨ確立要求を基地局Ｂに出すが、基地局ＢではＬＣＨ割り当てを拒否する。通信端末は他の基地局に対して同様にしてＬＣＨ確立要求を出し続けるが、何れの基地局もＬＣＨ割り当てを拒否する。通信端末はさらに、ＬＣＨ確立要求を出そうとするが、通信端末内に設けられたタイマの設定時間の満了により、リトライ動作は終了する。

このように、従来的な手法による基地局と無線通信装置との間でのＬＣＨの確立処理では、通信端末がＬＣＨ確立要求を出して、基地局から応答があるまでに例えば１秒の時間を要する場合、９台の基地局に対してリトライ動作を繰り返すのであれば９秒の時間が必要となり、最終的に、タイマの満了によりリトライ動作が終了すると、呼損となってしまう。

＜実施の形態＞
＜装置構成＞
図２は、無線通信装置の実施の形態である通信端末１００の構成を示すブロック図である。

図２に示すように、通信端末１００は、送受信アンテナ４が接続された無線通信部１と、復調部５と、変調部６と、タイミング測定部７と、通信品質判定部８と、データ保持部９と、これらを制御する制御部１０とを備えている。なお、図２においては、発明に係る構成についてのみ示しており、他の構成は省略している。

通信端末１００において、送受信アンテナ４で受信した受信信号は無線通信部１の受信部２に入力され、増幅処理やダウンコンバートを行って、ベースバンド信号に変換して出力する。なお、送受信アンテナ４で受信される信号は、ＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）変調方式やＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）変調方式などで変調されている。

ベースバンド信号に変換された信号は、復調部５に与えられて復調処理や誤り訂正処理等が実行され図示しないスピーカ等を介して音声信号に変換されるとともに、通信品質測定部８に与えられ、通信品質が測定される。

また、変調部５は、図示されないマイク等の音声入力部から入力された信号をＢＰＳＫ変調方式やＱＰＳＫ変調方式などを用いて変調し、無線通信部１の送信部６を介して送受信アンテナ４から送信する。

タイミング測定部７では、各基地局が１００ｍｓｅｃごとに送信する接続制御に必要な制御信号を送信するためのチャネルであるＣＣＨ（Common Channel）が、基準となる基地局が送信するＣＣＨに対してどの程度ずれているかを示す値（タイミングと呼称）を測定する。

通信品質測定部８で測定された通信品質の情報や、タイミング測定部７で測定されたタイミングの情報はデータ保持部９において基地局サーチ結果テーブルとして整理され、ＬＣＨの確立処理に利用される。

図３は、データ保持部９に保持される基地局サーチ結果テーブルを示す図である。図３に示すように、基地局Ａ〜Ｇの７台の基地局について、それぞれＣＣＨの受信レベル、ＣＣＨを送信するスロットの番号、ＣＣＨの送信のタイミングおよびＬＣＨ確立要求の接続要求回の情報によってテーブルが構成されている。なお、図３は一例であり、現実には基地局サーチ結果テーブルを構成する基地局数は上記に限定されるものではない。

図３において、受信レベルは、通信品質測定部８で測定されたＣＣＨの電界強度（ｄＢμＶ）で表されている。タイミングは、各基地局が１００ｍｓｅｃごとに送信するＣＣＨのうち、通信端末１００において、例えば最も受信レベルの良い基地局を基準となる基地局とし、当該基地局からのＣＣＨの受信タイミングを基準タイミングとし０ｍｓｅｃとする、他の基地局からのＣＣＨの受信タイミングについては、基準タイミングからのずれ量で表している。通信端末は、このタイミングに合わせてＬＣＨを送信する。

接続要求回は、ＬＣＨ確立要求を送信すべき基地局の優先順位を指定する情報であり、図３においては、１回目のＬＣＨ確立要求は基地局Ａに対して送信すべきとされ、２回目のＬＣＨ確立要求は基地局ＢおよびＣに対して送信すべきとされ、３回目のＬＣＨ確立要求は基地局Ｄ〜Ｆに対して送信すべきとされた例を示している。すなわち、優先順位１番は基地局Ａであり、優先順位２番は基地局ＢおよびＣであり、優先順位３番は基地局Ｄ〜Ｆである。この、接続要求回は、通信端末１００全体を制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）等で構成される制御部１０が、受信レベルの情報に基づいて決定し、基地局サーチ結果テーブルに記載するものである。

なお、接続要求回の決定に際しては、受信条件、ここでは受信レベルの高い基地局ほど早期にＬＣＨ確立要求を送信すべき基地局とするが、他の判断基準としては、複数の基地局から送られるＣＣＨのうち、受信タイミングの最も早い基地局ほど早期にＬＣＨ確立要求を送信すべき基地局としても良い。この場合、受信タイミングの最も早い基地局を優先順位１番の基地局とし、次に早いタイミングでＣＣＨを受信した基地局を優先順位２番の基地局とする。なお、優先順位２番以降は、複数の基地局を同じ優先順位として扱うように設定する。

ここで、上記何れの判断基準で接続要求回を決定する場合でも、一度、接続要求を行った基地局に対しては、再度の接続要求をしないように決定する。これにより、効率的な接続要求が可能となる。

＜ＬＣＨの確立動作＞
次に、図２に示すブロック図を参照しつつ、図４に示すフローチャートおよび図５を用いて、通信端末１００におけるＬＣＨの確立動作について説明する。

図４に示すように、通信端末１００の電源をオンすると、無線通信部１において周辺の基地局からのＣＣＨを受信し（これを基地局サーチと呼称する）、サーチ結果に基づいて、図３に示したような基地局サーチ結果テーブルを作成し、データ保持部９に記録する（ステップＳ１）。この動作は、図２に示す制御部１０が、無線通信部１、通信品質測定部８およびデータ保持部９を制御して行う。なお、上記では電源のオンをトリガとしてサーチを行う例を示しているが、これは一例であり、電源をオンした後にはサーチは定期的に行われ、また、セルが変わったり、ゾーンが変わったような場合にもサーチが行われる。

基地局サーチ結果テーブルを作成した後、制御部１０は、基地局サーチ結果テーブルの接続要求回の情報に基づいて、まず、１回目のＬＣＨ確立要求を行う。ここで、図３に示したように、１回目のＬＣＨ確立要求では、接続を要求する基地局は１台に設定されており、その１台の基地局を選択する（ステップＳ２）。なお、その１台は先に説明したように受信条件が最も良い基地局であり、当該基地局に接続を要求する（ステップＳ３）。そして、接続要求が受け入れられた場合には、当該基地局はＬＣＨ割り当てを行い、以後は所定の通信処理がなされる（ステップＳ８）。

図５は、通信端末１００におけるＬＣＨの確立処理を模式的に説明する図であり、図３に示した基地局サーチ結果テーブルに基づいてＬＣＨ確立要求を行う場合を示している。図５に示すように、１回目のＬＣＨ確立要求は基地局Ａに対してなされるが、基地局Ａは割り当てるチャネルがない等の理由によりＬＣＨ割り当てを拒否する。これは、図４におけるステップＳ４において接続が失敗した場合に相当し、この場合はステップＳ５に進んでタイマの設定時間が満了しているか否かを確認する。このタイマは、通信端末１００内に組み込まれた汎用のタイマであり、基地局サーチの開始後、予め定めた所定の時間で満了するように設定されている。タイマの設定時間が満了している場合は、リトライ動作が終了し、ステップＳ１以下の動作を繰り返す。

一方、タイマの設定時間に達していない場合は、ステップＳ６に進んで、２回目のＬＣＨ確立要求を行う。ここで、図３に示したように、２回目のＬＣＨ確立要求では、接続を要求する基地局は１台増やされて２台に設定されており、その２台の基地局を選択する。なお、２回目以降のＬＣＨ確立要求に際しては、接続要求の対象となる全ての基地局に対して接続要求をしたか否かの判定を行い（ステップＳ７）、接続要求の対象となる基地局の全てに接続要求を試みている場合、あるいは次のＬＣＨ確立要求では接続要求の対象となる十分な数の基地局がない場合には、これ以上のリトライ動作はできないものとしてステップＳ１以下の動作を繰り返す。

一方、接続要求の対象となる基地局が残っている場合には、ステップＳ４以下の動作を繰り返す。ここで、図５に示すように、２回目のＬＣＨ確立要求は基地局ＢおよびＣに対してなされるが、基地局ＢおよびＣは、共にＬＣＨ割り当てを拒否する。これは、図４におけるステップＳ４において接続が失敗した場合に相当し、この場合はステップＳ５に進んでタイマの設定時間が満了しているか否かを確認する。タイマの設定時間が満了している場合は、リトライ動作を終了し、ステップＳ１以下の動作を繰り返す。

一方、タイマの設定時間に達していない場合は、ステップＳ６に進んで、３回目のＬＣＨ確立要求を行う。ここで、図３に示したように、３回目のＬＣＨ確立要求では、接続を要求する基地局は１台増やされて３台に設定されており、その３台の基地局を選択する。

そして、ステップＳ７において、接続要求の対象となる基地局が残っている場合には、ステップＳ４以下の動作を繰り返す。ここで、図５に示すように、３回目のＬＣＨ確立要求は基地局Ｄ〜Ｆに対してなされるが、基地局Ｄ〜Ｆは、共にＬＣＨ割り当てを拒否する。これは、図４におけるステップＳ４において接続が失敗した場合に相当し、この場合はステップＳ５に進んでタイマの設定時間が満了しているか否かを確認する。そして、タイマの設定時間に達していない場合は、ステップＳ６に進んで、４回目のＬＣＨ確立要求を行うが、図３に示した基地局サーチ結果テーブルでは、４回目のＬＣＨ確立要求を行うだけの十分な数の基地局が存在しないので、リトライ動作を終了し、ステップＳ１以下の動作を繰り返す。

以上説明したように、通信端末１００においてはＬＣＨの確立動作において、接続要求が失敗するごとに、次にＬＣＨ確立要求を同時に送信する基地局の台数を１台ずつ増やすので、短時間で多くの基地局にリトライをすることができ、接続が成功するまでに要する時間を短くすることができる。例えば、通信端末がＬＣＨ確立要求を出して、基地局から応答があるまでに例えば１秒の時間を要する場合、９台の基地局に対してリトライ動作を行うのであれば、図１を用いて説明した従来の通信端末では９回のリトライが必要で９秒を要するが、通信端末１００では３回のリトライ動作で済み、３秒を要するに過ぎない。

また、タイマによってリトライ期間が限定されている場合は、同じ期間であれば、より多くのリトライを行うことができ、接続が成功する可能性を高めることができる。

＜変形例＞
以上説明した実施の形態の通信端末１００においては、ＬＣＨの確立動作において、接続要求が失敗するごとに、次にＬＣＨ確立要求を同時に送信する基地局の台数を１台ずつ増やす構成であったが、１台ずつではなく、２台ずつ、あるいは３台ずつ増やす構成としても良いし、回を重ねるごとに増やすのではなく、２回目以降のＬＣＨ確立要求では、予め定めた所定の台数（２台以上）の基地局にＬＣＨ確立要求を同時に送信するようにしても良い。

例えば、２回目以降のＬＣＨ確立要求では毎回２台の基地局にＬＣＨ確立要求を同時に送信する構成とした場合、９台の基地局に対してリトライ動作を行うのであれば、５回のリトライ動作で済み、５秒を要するに過ぎない。

＜他の無線通信方式への適用＞
以上の説明においては、無線通信方式の例として、ＰＨＳに適用した例にて説明したが、必ずしもＰＨＳへの適用に限られない。どのような無線通信方式であっても、通信端末が周辺の複数の基地局の何れかに対して接続の確立を試みる場合には適用することができる。

例えば、複数の基地局の夫々がその基地局と接続を確立するのに必要な情報（以下、基準信号とも称する）を定期的に、又は所定の規則等に従って送信している場合に、通信端末はそれらの基準信号を受信する。そして、通信端末は、受信した基準信号の通信品質を測定し、測定した基準信号の通信品質の結果を、基準信号の送信元の基地局と対応付けて記憶する。

次に、通信端末は、記憶した通信品質の結果に基づいて接続要求を送信する基地局の優先順位を決定し、決定した優先順位に基づいて接続要求を送信する。優先順位の決定の仕方については、例えば図３等と同じである。通信端末は、図３のように優先順位を決定した後は、図４のように動作する。

以上のように実施することで、ＰＨＳ以外の無線通信方式においても適用することができる。図３、図４は、無線通信方式に応じて適宜変更又は修正してもよい。

なお、所定の規則とは、例えば基地局と通信端末との間で使用する無線通信方式にて定められた仕様等、あらかじめ決められた規則である。また、接続を確立するために必要な情報とは、例えば基地局の識別番号、基地局と通信をするのに使用する周波数帯域、基地局と通信する際のタイミング等である。また、複数の基地局のそれぞれが送信する基準信号は、同一周波数帯域で送信するタイミングが互いに重ならないように送信されてもよいし、互いに異なる周波数帯域で同一のタイミングで送信されてもよい。又は、複数の基地局の夫々が送信する基準信号は、送信される周波数の帯域及び送信されるタイミングの組み合わせが互いに異なるように送信されてもよい。又は、複数の基地局の夫々が送信する基準信号は、送信される基準信号間で干渉しないように送信されてもよい。

１ 無線通信部
８ 通信品質測定部
９ データ保持部
１０ 制御部

Claims (8)

1. 複数の基地局の各々から送信される、その基地局を特定するための信号を受信する無線通信部と、
   前記無線通信部で受信した前記信号の各々について、通信品質を測定する通信品質測定部と、
   前記通信品質測定部で測定した通信品質を、送信元の基地局と対応付けて記憶する記憶部と、
   前記記憶部に記憶された通信品質に基づいて、前記複数の基地局の中から２以上の基地局を選択し、選択された基地局に対して接続の確立を要求する信号を同時に送信する制御を行う制御部と、を備えることを特徴とする無線通信装置。
2. 基地局との間で無線信号を授受する無線通信部と、
   前記無線通信部で受信した前記無線信号に基づいて、前記無線信号の通信品質を測定する通信品質測定部と、
   記憶部と、
   前記無線通信部、前記通信品質測定部および前記記憶部を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記無線通信部を制御して周辺の複数の基地局から定期的に送信されるその基地局を特定する情報を含む接続信号を受信するとともに、前記通信品質測定部を制御して受信した前記接続信号の通信品質を測定し、測定された通信品質の情報と送信元の基地局との対応関係の情報を測定結果情報として前記記憶部に保持し、保持した測定結果情報に基づいて、前記複数の基地局の中から少なくとも２以上の基地局に対して同時に接続確立要求を行うことを特徴とする、無線通信装置。
3. 前記制御部は、
   ２台の基地局に同時に接続確立要求を行った後は、接続確立要求を同時に行う基地局の台数を１台ずつ増やして接続確立要求を行う、請求項２記載の無線通信装置。
4. 前記制御部は、
   所定の複数台の基地局に同時に接続確立要求を行う、請求項２記載の無線通信装置。
5. 前記測定結果情報に含まれる前記通信品質の情報は、前記接続信号の電界強度の情報である、請求項２記載の無線通信装置。
6. 前記制御部は、
   前記接続信号の前記電界強度が強い基地局から順に接続確立要求を行う、請求項５記載の無線通信装置。
7. 前記制御部は、
   一度、接続確立要求を行った基地局に対しては、再度の接続確立要求をしないように接続確立要求を行う、請求項３または請求項４記載の無線通信装置。
8. 基地局との間で無線信号を授受する無線通信装置における無線通信方法であって、
   (ａ)周辺の複数の基地局から定期的に送信されるその基地局を特定する情報を含む接続信号を受信するとともに、受信した前記接続信号の通信品質を測定し、測定された通信品質の情報と送信元の基地局との対応関係の情報を測定結果情報として保持するステップと、
   (ｂ)保持した測定結果情報に基づいて、前記複数の基地局の中から少なくとも２以上の基地局に対して同時に接続確立要求を行うステップと、を備えることを特徴とする無線通信方法。

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