JP2013090065A - 無線端末装置、及び無線通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の通信方式を併用する通信モードが選択された場合の消費電力を抑制する。
【解決手段】無線端末装置は、入力制御部２３１を介して入力された入力信号に応じて、ＷｉＭＡＸ方式で通信を行うＷｉＭＡＸ Ｏｎｌｙ通信モードを選択するか、又はＷｉＭＡＸ方式とＥＶ−ＤＯ方式を併用して通信を行うＷｉＭＡＸ Ｄｕａｌ通信モードを選択するモード選択部２３２を有する。また、無線端末装置は、モード選択部２３２によって選択された無線通信モードに応じて、ＷｉＭＡＸ方式で無線接続を行うか否かを判定する際に用いられる接続判定閾値を異なる値に設定する閾値制御部２３４を備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、無線端末装置、及び無線通信方法に関する。

近年、第３世代移動通信方式（３Ｇ：3rd Generation）として、ＣＤＭＡ(Code Division Multiple Access )２０００、ＣＤＭＡ２０００ １ｘ、及びＣＤＭＡ２０００ １ｘＥＶ−ＤＯ（Evolution-Data Only）など様々な通信方式が提案されている。ＣＤＭＡ２０００ １ｘは、ＣＤＭＡ２０００規格に含まれる技術仕様の一つであり、ＣＤＭＡ２０００ １ｘＥＶ−ＤＯは、ＣＤＭＡ２０００ １ｘを改良してデータ通信に特化して通信速度を高めた規格である。なお、以下の説明では、「ＣＤＭＡ２０００ １ｘ」を「１ｘ」と略称し、「ＣＤＭＡ２０００ １ｘＥＶ−ＤＯ」を「ＥＶ−ＤＯ」と略称する場合がある。

また、この他にも、固定無線通信の標準規格（ＷｉＭＡＸ（登録商標）：Worldwide Interoperability for Microwave Access）、無線ＬＡＮの標準規格（ＷｉＦｉ（登録商標）：Wireless Fidelity）など様々なデータ通信方式が提案されている。

例えば１ｘ、ＥＶ−ＤＯなどのように比較的古くからサービスが行われてきた通信方式では、基地局が多く設置されているので通信エリア（サービスエリア）が広範囲にわたっている。これに対し、ＷｉＭＡＸ方式、ＷｉＦｉ方式などは比較的新しいサービスであるので、人口の多い都市部を中心に展開されており、１ｘ、ＥＶ−ＤＯの通信エリアに包含される比較的狭い通信エリアでサービスが行われている。

このような状況の下、近年の携帯電話機などの無線端末装置では、例えば１ｘ、ＥＶ−ＤＯ方式とＷｉＭＡＸ方式などのように複数の通信方式に対応したマルチモードの無線端末装置が提供されている。

このようなマルチモードの無線端末装置では、例えばＷｉＭＡＸ方式とＥＶ−ＤＯ方式の両方を併用してパケット通信を行う通信モード、又はＷｉＭＡＸ方式のみでパケット通信を行う通信モードをユーザの操作によって選択できるようになっているものがある。すなわち、ＷｉＭＡＸ方式とＥＶ−ＤＯ方式の両方を併用するＷｉＭＡＸ Ｄｕａｌ（ＷｉＭＡＸ＋ＥＶ−ＤＯ）通信モードでは、無線端末装置がＷｉＭＡＸ通信エリアの圏内にいるときはＷｉＭＡＸ基地局と接続する。また、ＷｉＭＡＸ Ｄｕａｌ通信モードでは、無線端末装置の移動などにより無線端末装置がＷｉＭＡＸ圏外になった場合にはＥＶ−ＤＯ基地局に接続してパケット通信を行う。一方、ＷｉＭＡＸ方式のみでパケット通信を行うＷｉＭＡＸ Ｏｎｌｙ通信モードでは、無線端末装置がＷｉＭＡＸ通信エリアの圏内にいるときはＷｉＭＡＸ基地局と接続し、無線端末装置がＷｉＭＡＸ圏外になった場合にはパケット通信を行わない。

特表２０１１−５２２４６７号公報

しかしながら、従来技術は、複数の通信方式を併用する通信モードが選択された場合の消費電力を抑制することについては考慮されていない。

すなわち、従来技術は、ＷｉＭＡＸ Ｏｎｌｙモード、ＷｉＭＡＸ Ｄｕａｌモードのいずれが選択された場合も、ＷｉＭＡＸ方式で無線通信を行うか否かの判定用の接続判定閾値を、ＷｉＭＡＸ Ｏｎｌｙモード時の接続判定閾値で固定して使用していた。なお、ＷｉＭＡＸ方式の接続判定閾値は、ＷｉＭＡＸ基地局から送信された無線信号のＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator：受信信号強度）、又はＣＩＮＲ（Carrier to Interference and Noise Ratio：搬送波レベル対干渉・雑音比）などが用いられる。

ＷｉＭＡＸ Ｏｎｌｙモードが選択された場合は、例えばＲＳＳＩ閾値が−８９ｄＢｍ、ＣＩＮＲ閾値が０ｄＢなどのように、ＷｉＭＡＸ方式の接続判定閾値が低めに設定される。この設定により、無線端末装置は、無線端末装置がＷｉＭＡＸ通信エリアの境界付近に存在するような状況において、ＷｉＭＡＸのＲＳＳＩやＣＩＮＲが低くても早めにＷｉＭＡＸ無線接続することができる。

これに対して、ＷｉＭＡＸ Ｄｕａｌモードが選択された場合にも、ＷｉＭＡＸ Ｏｎｌｙモードのときと同じ接続判定閾値を用いた場合、ＷｉＭＡＸのＲＳＳＩやＣＩＮＲが低い状況でも早めにＷｉＭＡＸ接続に切り替わる。しかしながら、ＷｉＭＡＸのＲＳＳＩやＣＩＮＲが低い状態でＷｉＭＡＸ接続に切り替わると、その後、ＷｉＭＡＸの受信信号強度が弱くなったりしてＷｉＭＡＸ接続の安定度が悪くなり、すぐにＥＶ−ＤＯ接続に切り替わるおそれがある。このように、ＷｉＭＡＸ無線接続が不安定な状況では、ＷｉＭＡＸ接続とＥＶ−ＤＯ接続とが頻繁に切り替わり、切り替えのたびに無線端末装置に大きな電流が流れ、その結果、無線端末装置の消費電力が大きくなる場合がある。

開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、複数の通信方式を併用する通信モードが選択された場合の消費電力を抑制することができる無線端末装置、及び無線通信方法を実現することを目的とする。

本願の開示する無線端末装置は、一つの態様において、複数の無線方式での通信を行うことが可能である。また、無線端末装置は、プロセッサを備える。また、前記プロセッサは、入力インターフェースを介して入力された入力信号に応じて、第１の無線方式で通信を行う第１の無線通信モードを選択するか又は前記第１の無線方式を含む複数の無線方式を併用して通信を行う第２の無線通信モードを選択する。また、前記プロセッサは、前記選択された無線通信モードに応じて、前記第１の無線方式で無線接続を行うか否かを判定する際に用いられる接続判定閾値を異なる値に設定する。

本願の開示する無線端末装置の一つの態様によれば、複数の通信方式を併用する通信モードが選択された場合の消費電力を抑制することができる。

図１は、１ｘ／ＥＶ−ＤＯの通信エリアとＷｉＭＡＸの通信エリアの関係を示す模式図である。 図２は、ＷｉＭＡＸ／ＥＶ−ＤＯのネットワークアーキテクチャの一例を示す図である。 図３は、無線端末装置のハードウェア構成を示す図である。 図４は、プロセッサの機能ブロックを示す図である。 図５は、無線端末装置の画面上での通信モード選択の一例を示す図である。 図６は、通信モード選択レジスタの一例を示す図である。 図７は、ＷｉＭＡＸ Ｏｎｌｙ通信モードとＷｉＭＡＸ Ｄｕａｌ通信モードにおけるＲＳＳＩ／ＣＩＮＲ閾値の一例を示す図である。 図８は、ＷｉＭＡＸ物理チャネルのフレーム構成の一例を示す図である。 図９は、ＷｉＭＡＸ通信の同期・初期レンジング手順の一例を示す図である。 図１０は、無線端末装置のＲＳＳＩ閾値、ＣＩＮＲ閾値の設定処理のフローチャートである。

以下に、本願の開示する無線端末装置、及び無線通信方法の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態により開示技術が限定されるものではない。

まず、１ｘ／ＥＶ−ＤＯの通信エリアとＷｉＭＡＸの通信エリアの関係を説明する。図１は、１ｘ／ＥＶ−ＤＯの通信エリアとＷｉＭＡＸの通信エリアの関係を示す模式図である。１ｘ／ＥＶ−ＤＯ通信方式は比較的古くからサービスが行われてきた通信方式であるので、基地局が多く設置され、これらの多数の基地局によってカバーされる１ｘ／ＥＶ−ＤＯ通信エリア３００は図１に示すように広い。

これに対して、ＷｉＭＡＸ方式は比較的新しいサービスであるので、人口の多い都市部を中心に展開されている。このため、ＷｉＭＡＸ通信エリア４００は、１ｘ／ＥＶ−ＤＯ通信エリア３００に比べて狭い。また、図１に示すように、１ｘ／ＥＶ−ＤＯ通信エリア３００とＷｉＭＡＸ通信エリア４００との関係は、ＷｉＭＡＸ通信エリア４００が１ｘ／ＥＶ−ＤＯ通信エリア３００に包含される関係となる。

このように通信エリアが重なり合うように複数の通信方式によるサービスが提供される状況の下、これら複数の通信方式に対応するマルチモードの無線端末装置が提供されるようになっている。そこで、ＷｉＭＡＸとＥＶ−ＤＯのマルチモードを一例にして、複数の通信方式によるネットワークアーキテクチャを説明する。

図２は、ＷｉＭＡＸ／ＥＶ−ＤＯのネットワークアーキテクチャの一例を示す図である。図２に示すように、ＷｉＭＡＸ／ＥＶ−ＤＯのネットワークアーキテクチャは、パケット通信をIP Continuity（IP共通）で行うため、ＩＰコアネットワーク５００は、ＥＶ−ＤＯ無線アクセス網６００とＷｉＭＡＸ無線アクセス網７００で共通化される。なお、IP Continuity技術についてはIEEE Communications Magazine(June 2009) pp122-pp131“WiMAX-EVDO Interworking Using Mobile IP” 著者Peretz Feder, Ramana Isukapalli等に詳細に記載されている。

ＥＶ−ＤＯ無線アクセス網６００は、ＣＤＭＡ２０００のＥＶ−ＤＯ方式でＭＳ（Mobile Station）６０６と無線通信を行い、パケット交換方式でデータを伝送するネットワークである。なお、ＭＳ６０６としては、携帯電話機、スマートフォン、その他、無線通信機能を有する無線端末装置が挙げられる。ＥＶ−ＤＯ無線アクセス網６００は、ＩＰコアネットワーク５００と接続される。ＥＶ−ＤＯ無線アクセス網６００は、ＥＶ−ＤＯ基地局６０４を含む複数のＥＶ−ＤＯ基地局、及びＰＤＳＮ（Packet Data Serving Node）６０２を有する。なお、各ＥＶ−ＤＯ基地局がセルを形成し、セルの集合によってＥＶ−ＤＯ無線アクセス網６００が形成される。

ＥＶ−ＤＯ基地局６０４は、ＭＳ６０６と無線通信を行い、ＰＤＳＮ６０２と有線通信を行う。ＥＶ−ＤＯ基地局６０４は、パケット形式のデータをＭＳ６０６とＰＤＳＮ６０２の間で転送する。ＰＤＳＮ６０２は、ＩＰコアネットワーク５００と接続されたゲートウェイ装置である。

ＷｉＭＡＸ無線アクセス網７００は、ＷｉＭＡＸ方式でＭＳ６０６と無線通信を行い、パケット交換方式でデータを伝送するネットワークである。ＷｉＭＡＸ無線アクセス網７００は、ＩＰコアネットワーク５００と接続される。ＷｉＭＡＸ無線アクセス網７００は、ＷｉＭＡＸ基地局７０４を含む複数のＷｉＭＡＸ基地局、及びＡＳＮ（Access Service Network）−ＧＷ（GateWay：ゲートウェイ）７０２を有する。なお、各ＷｉＭＡＸ基地局がセルを形成し、セルの集合によってＷｉＭＡＸ無線アクセス網７００が形成される。

ＷｉＭＡＸ基地局７０４は、ＭＳ６０６と無線通信を行い、ＡＳＮ−ＧＷ７０２と有線通信を行う通信装置である。ＷｉＭＡＸ基地局７０４は、パケット形式のデータをＭＳ６０６とＡＳＮ−ＧＷ７０２の間で転送する。ＡＳＮ−ＧＷ７０２は、ＩＰコアネットワーク５００と接続されたゲートウェイ装置であり、パケット形式のデータを転送する。

ＩＰコアネットワーク５００は、ＭＳ６０６のデータ通信を制御し、パケット交換方式によってデータを伝送するＩＰネットワークである。ＩＰコアネットワーク５００は、ＥＶ−ＤＯ無線アクセス網６００及びＷｉＭＡＸ無線アクセス網７００と接続される。ＩＰコアネットワーク５００は、ＡＡＡ（Authentication, Authorization and Accounting：認証・許可・課金）サーバ５０２、及びホームエージェント（ＨＡ：Home Agent）５０４を有する。

ＡＡＡサーバ５０２は、ＭＳ６０６の認証や、ＭＳ６０６のユーザに対する課金を行うサーバ装置である。ホームエージェント５０４は、ＥＶ−ＤＯ無線アクセス網６００又はＷｉＭＡＸ無線アクセス網７００を利用するＭＳ６０６を登録し、登録情報に基づいてＭＳ６０６のデータを転送する通信装置である。ホームエージェント５０４は、ＭＳ６０６がＥＶ−ＤＯ無線アクセス網６００又はＷｉＭＡＸ無線アクセス網７００のいずれを利用してデータ通信を行っているか確認する。そして、ホームエージェント５０４は、ＭＳ６０６宛てのデータを、ＥＶ−ＤＯ無線アクセス網６００又はＷｉＭＡＸ無線アクセス網７００に選択的に転送する。

次に、携帯電話機のハードウェア構成を説明する。図３は、無線端末装置のハードウェア構成を示す図である。図３に示すように、無線端末装置１００は、３Ｇ用アンテナ１０２、３Ｇ無線部１０４、３Ｇベースバンド部１０６、ＷｉＦｉ用アンテナ１１２、ＷｉＦｉ無線部１１４、及びＷｉＦｉベースバンド部１１６を備える。また、無線端末装置１００は、ＷｉＭＡＸ用アンテナ１２２、ＷｉＭＡＸ無線部１２４、ＷｉＭＡＸベースバンド部１２６、プロセッサ１３０、表示部１４０、操作部１５０、マイク１６０、スピーカ１７０、及びメモリ１８０を備える。

３Ｇ無線部１０４は、３Ｇ用アンテナ１０２を介して例えば１ｘ／ＥＶ−ＤＯ方式に準拠した音声や文字などの各種データの無線信号を受信して、周波数変換を行って３Ｇベースバンド部１０６へ出力する。３Ｇ無線部１０４は、例えば発信器、乗算器、増幅器、アッテネータ、及びＡＧＣ（Automatic Gain Control）などを有し、アナログ回路などにより実現される。また、３Ｇ無線部１０４は、３Ｇベースバンド部１０６から出力された信号に対して周波数変換を行って３Ｇ用アンテナ１０２を介して外部へ送信する。

３Ｇベースバンド部１０６は、３Ｇ無線部１０４で受信された信号をベースバンド信号に変換するとともに、変換された信号をＡ（Analog）／Ｄ（Digital）変換器によりデジタル信号へ変換する。また、３Ｇベースバンド部１０６は、変換されたデジタル信号に対して、復調処理及び誤り訂正処理などの各種処理を行う。３Ｇベースバンド部１０６は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）またはＤＳＰ（Digital Signal Processor）などで実現される。

ＷｉＦｉ無線部１１４は、ＷｉＦｉ用アンテナ１１２を介して例えば無線ＬＡＮの標準規格であるＷｉＦｉ方式に準拠した音声や文字などの各種データの無線信号を受信して、周波数変換を行ってＷｉＦｉベースバンド部１１６へ出力する。ＷｉＦｉ無線部１１４は、例えば発信器、乗算器、増幅器、アッテネータ、及びＡＧＣなどを有し、アナログ回路などにより実現される。また、ＷｉＦｉ無線部１１４は、ＷｉＦｉベースバンド部１１６から出力された信号に対して周波数変換を行ってＷｉＦｉ用アンテナ１１２を介して外部へ送信する。

ＷｉＦｉベースバンド部１１６は、ＷｉＦｉ無線部１１４で受信された信号をベースバンド信号に変換するとともに、変換された信号をＡ／Ｄ変換器によりデジタル信号へ変換する。また、ＷｉＦｉベースバンド部１１６は、変換されたデジタル信号に対して、復調処理及び誤り訂正処理などの各種処理を行う。ＷｉＦｉベースバンド部１１６は、例えばＣＰＵまたはＤＳＰなどで実現される。

ＷｉＭＡＸ無線部１２４は、ＷｉＭＡＸ用アンテナ１２２を介して例えば固定無線通信の標準規格であるＷｉＭＡＸ方式に準拠した音声や文字などの各種データの無線信号を受信して、周波数変換を行ってＷｉＭＡＸベースバンド部１２６へ出力する。ＷｉＭＡＸ無線部１２４は、例えば発信器、乗算器、増幅器、アッテネータ、及びＡＧＣなどを有し、アナログ回路などにより実現される。また、ＷｉＭＡＸ無線部１２４は、ＷｉＭＡＸベースバンド部１２６から出力された信号に対して周波数変換を行ってＷｉＭＡＸ用アンテナ１２２を介して外部へ送信する。

ＷｉＭＡＸベースバンド部１２６は、ＷｉＭＡＸ無線部１２４で受信された信号をベースバンド信号に変換するとともに、変換された信号をＡ／Ｄ変換器によりデジタル信号へ変換する。また、ＷｉＭＡＸベースバンド部１２６は、変換されたデジタル信号に対して、復調処理及び誤り訂正処理などの各種処理を行う。ＷｉＭＡＸベースバンド部１２６は、例えばＣＰＵまたはＤＳＰなどで実現される。

プロセッサ１３０は、例えばメモリ１８０に格納された各種プログラムを実行するＣＰＵである。プロセッサ１３０は、メモリ１８０に格納された各種プログラムを実行することにより、３Ｇベースバンド部１０６、ＷｉＦｉベースバンド部１１６、及びＷｉＭＡＸベースバンド部１２６等を制御する。なお、プロセッサ１３０で実行されるプログラムは、メモリ１８０に格納されるだけではなく、CD(Compact Disc)-ROMやメモリ媒体等の頒布できる記録媒体に記録しておき、記録媒体から読み出して実行することができる。さらに、ネットワークを介して接続されたサーバにプログラムを格納し、サーバ上でプログラムが動作するようにしておいて、ネットワークを介して接続される端末装置からの要求に応じてサービスを要求元の端末装置に提供するようにすることもできる。

表示部１４０は、文字や画像などの各種情報を表示する液晶パネルなどの出力インターフェースである。操作部１５０は、無線端末装置１００に設けられたキー又はタッチパネルなどであり、ユーザの入力操作を受け付ける入力インターフェースである。マイク１６０は、無線端末装置１００の周囲の音声を入力する入力インターフェースである。スピーカ１７０は、無線端末装置１００の周囲に音声を出力する出力インターフェースである。

メモリ１８０は、無線端末装置１００の各種機能を実行するためのデータ、及び各種機能を実行するための各種プログラムを格納する記憶媒体である。また、メモリには、例えば通信モード選択レジスタと、ＷｉＭＡＸ Ｏｎｌｙ通信モードとＷｉＭＡＸ Ｄｕａｌ通信モードにおけるＲＳＳＩ／ＣＩＮＲ閾値とが格納される。通信モード選択レジスタとＲＳＳＩ／ＣＩＮＲ閾値については後述する。

次に、プロセッサ１３０の機能ブロックについて説明する。図４は、プロセッサの機能ブロックを示す図である。図４に示すように、プロセッサ１３０は、表示制御部２３０、入力制御部２３１、モード選択部２３２、閾値制御部２３４、及び通信切り替え制御部２３６を備える。

表示制御部２３０は、表示部１４０に表示する表示画像に関する制御を実行する。例えば、表示制御部２３０は、ユーザが通信モードの設定を行うための通信モード設定画面を表示する。ここで、通信モードの設定とは、例えば、ＷｉＭＡＸ Ｏｎｌｙ通信モードで通信を行うことを選択するか又はＷｉＭＡＸ Ｄｕａｌ通信モードで通信を行うことを選択することである。

図５は、無線端末装置の画面上での通信モード選択の一例を示す図である。図５に示すように、表示部１４０には、ＷｉＭＡＸ Ｏｎｌｙ通信モードを選択するＷｉＭＡＸ Ｏｎｌｙ選択画面１４２と、ＷｉＭＡＸ Ｄｕａｌ通信モードを選択するＷｉＭＡＸ＋ＥＶ−ＤＯ選択画面１４４とが表示される。

図４の説明に戻って、入力制御部２３１は、操作部１５０を介してユーザからの入力指令を受け付ける。例えば、入力制御部２３１は、操作部１５０を介して、ＷｉＭＡＸ Ｏｎｌｙ選択画面１４２が選択されたことを示す入力信号、又はＷｉＭＡＸ＋ＥＶ−ＤＯ選択画面１４４が選択されたことを示す入力信号を受信して、モード選択部２３２へ出力する。

モード選択部２３２は、入力制御部２３１（入力インターフェース）を介して入力された入力信号に応じて、ＷｉＭＡＸ Ｏｎｌｙ通信モードを選択するか、又はＷｉＭＡＸ Ｄｕａｌ通信モードを選択する。モード選択部２３２は、例えば、ＷｉＭＡＸ Ｏｎｌｙ通信モード又はＷｉＭＡＸ Ｄｕａｌ通信モードが選択されたら、メモリ１８０に格納される通信モード選択レジスタの値を書き換える。通信モード選択レジスタについて、以下説明する。

図６は、通信モード選択レジスタの一例を示す図である。図６に示すように、通信モード選択レジスタ１８２には、「０」又は「１」の値が格納される。また、図６に示すように、通信モード選択レジスタ１８２の値と通信モード１８４の設定内容は１対１に対応している。例えば通信モード１８４がＷｉＭＡＸ Ｏｎｌｙに設定されたら、モード選択部２３２は、通信モード選択レジスタ１８２に「０」の値を格納する。また、例えば通信モード１８４がＷｉＭＡＸ＋ＥＶ−ＤＯ（ＷｉＭＡＸ Ｄｕａｌ）に設定されたら、モード選択部２３２は、通信モード選択レジスタ１８２に「１」の値を格納する。

図４の説明に戻って、閾値制御部２３４は、モード選択部２３２によって選択された無線通信モードに応じて、ＷｉＭＡＸ方式で無線接続を行うか否かを判定する際に用いられる接続判定閾値を異なる値に設定する。ここで、接続判定閾値は、ＷｉＭＡＸ基地局から送信された無線信号のＲＳＳＩ、又はＣＩＮＲなどが用いられる。ＲＳＳＩ閾値及びＣＩＮＲ閾値について、以下説明する。

図７は、ＷｉＭＡＸ Ｏｎｌｙ通信モードとＷｉＭＡＸ Ｄｕａｌ通信モードにおけるＲＳＳＩ／ＣＩＮＲ閾値の一例を示す図である。メモリ１８０には、図７に示す閾値テーブル１８５が格納されている。例えば、閾値制御部２３４は、ＷｉＭＡＸ Ｏｎｌｙ通信モード１８６が設定されている場合には、ＲＳＳＩ閾値を−８９ｄＢｍに設定し、ＣＩＮＲ閾値を０ｄＢに設定する。また、例えば、閾値制御部２３４は、ＷｉＭＡＸ＋ＥＶ−ＤＯ通信モード１８８が設定されている場合には、ＲＳＳＩ閾値を−７０ｄＢｍに設定し、ＣＩＮＲ閾値を７ｄＢに設定する。このように、閾値制御部２３４は、モード選択部２３２によってＷｉＭＡＸ Ｄｕａｌ通信モードが選択されたら、ＷｉＭＡＸ Ｏｎｌｙ通信モードが選択された場合に設定されるＲＳＳＩ閾値／ＣＩＮＲ閾値より大きい値のＲＳＳＩ閾値／ＣＩＮＲ閾値を設定する。言い換えれば、閾値制御部２３４は、ＷｉＭＡＸ Ｄｕａｌ通信モードが選択されたら、ＷｉＭＡＸ Ｏｎｌｙ通信モードが選択された場合に設定されるＲＳＳＩ閾値／ＣＩＮＲ閾値より、ＷｉＭＡＸ接続に切り替わり難いＲＳＳＩ閾値／ＣＩＮＲ閾値を設定する。なお、閾値制御部２３４は、ＲＳＳＩ閾値とＣＩＮＲ閾値の両方を設定するだけに限らず、ＲＳＳＩ閾値とＣＩＮＲ閾値のいずれか一方だけを設定することもできる。

図４の説明に戻って、通信切り替え制御部２３６は、ＥＶ−ＤＯ方式によるパケット通信とＷｉＭＡＸ方式によるパケット通信とを相互に切り替える。例えば、通信切り替え制御部２３６は、ＥＶ−ＤＯ方式でパケット通信を行っている場合に、ＷｉＭＡＸ基地局から送信された無線信号の受信信号強度がＲＳＳＩ閾値より大きくなり、かつ、ＷｉＭＡＸ基地局から送信された無線信号の搬送波レベル対干渉・雑音比がＣＩＮＲ閾値より大きくなったら、ＷｉＭＡＸ方式のパケット通信に切り替える。一方、通信切り替え制御部２３６は、ＷｉＭＡＸ方式でパケット通信を行っている場合に、ＷｉＭＡＸ基地局から送信された無線信号の受信信号強度がＲＳＳＩ閾値より小さくなるか、又は、ＷｉＭＡＸ基地局から送信された無線信号の搬送波レベル対干渉・雑音比がＣＩＮＲ閾値より小さくなったら、ＥＶ−ＤＯ方式のパケット通信に切り替える。

より具体的には、通信切り替え制御部２３６は、ＷｉＭＡＸ物理チャネルを５フレーム程度受信し、５フレームのＲＳＳＩの平均値、及び５フレームのＣＩＮＲの平均値を求める。そして、通信切り替え制御部２３６は、求められたＲＳＳＩの平均値がＲＳＳＩ閾値より大きくなり、かつ、求められたＣＩＮＲの平均値がＣＩＮＲ閾値より大きくなったら、ＷｉＭＡＸ方式のパケット通信を開始する。ＷｉＭＡＸ物理チャネルのフレーム構成について、以下説明する。

図８は、ＷｉＭＡＸ物理チャネルのフレーム構成の一例を示す図である。図７に示すように、ＷｉＭＡＸ物理チャネルの１フレームは、先頭から順に、下りサブフレーム１９２、ＴＴＧ（Tx/Rx Transition Gap）１９６、上りサブフレーム１９４、及びＲＴＧ（Rx/Tx Transition Gap）１９８を有する。なお、ＷｉＭＡＸ物理チャネルの１フレームの受信時間は、約５ｍｓである。

下りサブフレーム１９２は、プリアンブル１９２ａ、ＦＣＨ（Frame Control Header）１９２ｂ、ＤＬ−ＭＡＰ（Down Link Mapping Message）１９２ｃ、ＵＬ−ＭＡＰ（Up Link Mapping Message）１９２ｄ、及び複数の下りバースト群１９２ｅを有する。

プリアンブル１９２ａは、ＷｉＭＡＸ物理チャネルが送信されたことを示す前置信号である。ＦＣＨ１９２ｂは予め定められた形式で送信され、皇族するDL-MAPなどの制御情報が正しく読み取れるように、MAP領域の変調方式や符号方式などを端末に伝えるために送信される報知情報である。ＤＬ−ＭＡＰ１９２ｃ及びＵＬ−ＭＡＰ１９２ｄは、下りバースト群１９２ｅそれぞれに含まれるユーザデータの位置（周波数及び時間スロット）を示す情報として送信される制御信号である。下りバースト群１９２ｅには、下りリンクのユーザデータが格納される。

また、上りサブフレーム１９４は、レンジングサブチャネル１９４ａ、及び複数の上りバースト群１９４ｂを有する。レンジングサブチャネル１９４ａは、無線端末装置１００がＷｉＭＡＸ基地局に対して時間同期の補正や送信電力補正を行うレンジング処理のために用いられる。また、上りバースト群１９４ｂには、上りリンクのユーザデータが格納される。

このように、ＷｉＭＡＸ物理チャネルのフレームの先頭にはプリアンブル１９２ａが割り当てられているので、通信切り替え制御部２３６は、プリアンブル１９２ａを受信するたびにフレーム数をカウントする。通信切り替え制御部２３６は、例えば５フレームのＷｉＭＡＸ物理チャネルを受信したら、５フレームのＲＳＳＩの平均値、及び５フレームのＣＩＮＲの平均値を求める。そして、通信切り替え制御部２３６は、求められたＲＳＳＩの平均値がＲＳＳＩ閾値より大きくなり、かつ、求められたＣＩＮＲの平均値がＣＩＮＲ閾値より大きくなったら、ＷｉＭＡＸ方式のパケット通信を開始する。なお、通信切り替え制御部２３６は、ＷｉＭＡＸ方式のパケット通信を開始するにあたって、ＷｉＭＡＸ通信の同期・初期レンジングを行う。ＷｉＭＡＸ通信の同期・初期レンジングについて、以下説明する。

図９は、ＷｉＭＡＸ通信の同期・初期レンジング手順の一例を示す図である。まず、ＷｉＭＡＸ基地局は上り/下りＭＡＰ情報を送信し、無線端末装置１００は上り/下りＭＡＰ情報を取得する（ステップＳ１０１）。次に、ＷｉＭＡＸ基地局はＵＣＤ上りバースト・プロファイル情報（レンジング関連情報を含む）を送信し、無線端末装置１００はＵＣＤ上りバースト・プロファイル情報を取得する（ステップＳ１０２）。続いて、無線端末装置１００は初期レンジングＣＤＭＡコードをＷｉＭＡＸ基地局へ送信し、ＣＤＭＡコードを用いた初期レンジングを行う（ステップＳ１０３）。

続いて、ＷｉＭＡＸ基地局は、ＲＮＧ−ＲＳＰ（Ranging Response：レンジング応答）を送信することにより初期レンジングが成功したことを無線端末装置１００へ通知する（ステップＳ１０４）。続いて、ＷｉＭＡＸ基地局は、無線端末装置１００がＲＮＧ−ＲＥＱ（Ranging Request：レンジング要求）を送信するために用いられるＣＤＭＡ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ ＩＥを送信する（ステップＳ１０５）。無線端末装置１００は、ＣＤＭＡ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ ＩＥを受信したら、ＲＮＧ−ＲＥＱをＷｉＭＡＸ基地局へ送信する（ステップＳ１０６）。

続いて、ＷｉＭＡＸ基地局は、ＲＮＧ−ＲＳＰを無線端末装置１００へ送信することによりＷｉＭＡＸ基地局が一意に無線端末装置１００を識別するベーシックＣＩＤ（Connection Identifier：接続識別子）、プライマリＣＩＤを割当てる（ステップＳ１０７）。続いて、無線端末装置１００は、ＳＢＣ−ＲＥＱ（Subscriber station Basic Capability REQuest）をＷｉＭＡＸ基地局へ送信する（ステップＳ１０８）。ＷｉＭＡＸ基地局はＳＢＣ−ＲＳＰを無線端末装置１００へ送信する（ステップＳ１０９）。これにより、無線端末装置１００とＷｉＭＡＸ基地局との間で物理パラメータ、セキュリティパラメータを情報交換する。

なお、ＳＢＣ−ＲＥＱ／ＳＢＣ−ＲＳＰの物理パラメータ情報には、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplesing） ＳＳ（Spread Spectrum）ｄｅｍｏｄｕｌａｔｏｒ（６４ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）対応、サブチャネライズ対応）が含まれる。また、ＳＢＣ−ＲＥＱ／ＳＢＣ−ＲＳＰの物理パラメータ情報には、ＯＦＤＭ ＳＳ ｍｏｄｕｌａｔｏｒ（６４ＱＡＭ対応、サブチャネライズ対応）が含まれる。また、ＳＢＣ−ＲＥＱ／ＳＢＣ−ＲＳＰの物理パラメータ情報には、ＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）ＦＦＴ（Fast Fourier Translation ｓｉｚｅｓ（ＦＦＴサイズ１２８，２５６，５１２，１０２４，２０４８対応）が含まれる。また、ＳＢＣ−ＲＥＱ／ＳＢＣ−ＲＳＰの物理パラメータ情報には、ＯＦＤＭＡ ＳＳ ｐｅｒｍｕｔａｔｉｏｎ ｓｕｐｐｏｒｔ（ｐｅｒｍｕｔａｔｉｏｎモード対応）が含まれる。また、ＳＢＣ−ＲＥＱ／ＳＢＣ−ＲＳＰの物理パラメータ情報には、ＯＦＤＭＡ ｄｅｍｏｄｕｌａｔｏｒ ｆｏｒ ＭＩＭＯ（Multiple-Input and Multiple-Output） ｓｕｐｐｏｒｔ（受信ＭＩＭＯアンテナ数、ＳＴＣ（Space Time Coding）対応）が含まれる。また、ＳＢＣ−ＲＥＱ／ＳＢＣ−ＲＳＰの物理パラメータ情報には、ＯＦＤＭＡ ＳＳ ＭＩＭＯ ｕｐｌｉｎｋ ｓｕｐｐｏｒｔ（送信ＭＩＭＯアンテナ数、送信ダイバシティ対応）が含まれる。

次に、無線端末装置１００のＲＳＳＩ閾値、ＣＩＮＲ閾値の設定処理について説明する。図１０は、無線端末装置のＲＳＳＩ閾値、ＣＩＮＲ閾値の設定処理のフローチャートである。図１０に示すように、まず、入力制御部２３１は、操作部１５０を介して通信モード選択信号を受信する（ステップＳ２０１）。例えば、入力制御部２３１は、操作部１５０を介して、ＷｉＭＡＸ Ｏｎｌｙ通信モードが選択されたことを示す通信モード選択信号、又はＷｉＭＡＸ Ｄｕａｌ通信モードが選択されたことを示す通信モード選択信号を受信する。

続いて、モード選択部２３２は、入力制御部２３１によって受信された通信モード選択信号に基づいて、通信モード選択レジスタ１８２へ書き込みを行う（ステップＳ２０２）。例えば、モード選択部２３２は、ＷｉＭＡＸ Ｏｎｌｙ通信モードが選択されたことを示す通信モード選択信号が受信された場合には、通信モード選択レジスタ１８２に「０」の値を書き込む。一方、モード選択部２３２は、ＷｉＭＡＸ Ｄｕａｌ通信モードが選択されたことを示す通信モード選択信号が受信された場合には、通信モード選択レジスタ１８２に「１」の値を書き込む。

続いて、閾値制御部２３４は、通信モード選択レジスタ１８２の値を読み込む（ステップＳ２０３）。続いて、閾値制御部２３４は、読み込んだ通信モード選択レジスタ１８２の値が「０」であるか否かを判定する（ステップＳ２０４）。

閾値制御部２３４は、通信モード選択レジスタ１８２の値が「０」であると判定した場合（ステップＳ２０４、Ｙｅｓ）、ＲＳＳＩ閾値にＷｉＭＡＸ Ｏｎｌｙの閾値を設定し、ＣＩＮＲ閾値にＷｉＭＡＸ Ｏｎｌｙの閾値を設定する（ステップＳ２０５）。例えば、閾値制御部２３４は、閾値テーブル１８５を参照し、ＲＳＳＩ閾値に「−８９ｄＢｍ」を設定し、ＣＩＮＲ閾値に「０ｄＢ」を設定する。

一方、閾値制御部２３４は、通信モード選択レジスタ１８２の値が「０」ではないと判定した場合（ステップＳ２０４、Ｎｏ）、ＲＳＳＩ閾値にＷｉＭＡＸ＋ＥＶ−ＤＯの閾値を設定し、ＣＩＮＲ閾値にＷｉＭＡＸ＋ＥＶＤＯの閾値を設定する（ステップＳ２０６）。例えば、閾値制御部２３４は、閾値テーブル１８５を参照し、ＲＳＳＩ閾値に「−７０ｄＢｍ」を設定し、ＣＩＮＲ閾値に「７ｄＢ」を設定する。

以上、本実施形態の無線端末装置１００によれば、複数の通信方式を併用する通信モードが選択された場合の消費電力を抑制することができる。すなわち、本実施形態の無線端末装置１００は、ＷｉＭＡＸとＥＶ−ＤＯのマルチ無線端末装置において、ユーザがＷｉＭＡＸ Ｏｎｌｙ通信モードで使用する場合とＷｉＭＡＸ Ｄｕａｌ通信モードで使用する場合とで、ＷｉＭＡＸ接続判定閾値を変える。例えば、無線端末装置１００は、ＷｉＭＡＸ Ｄｕａｌ通信モードが選択された場合には、ＷｉＭＡＸ Ｏｎｌｙ通信モードが選択された場合に比べ、ＷｉＭＡＸ接続判定閾値を大きな値、言い換えればＷｉＭＡＸ接続され難い値に設定する。このため、ＷｉＭＡＸ基地局から送信された無線信号が不安定な状況で、ＷｉＭＡＸに接続した後すぐにＥＶ−ＤＯに接続し直されることを抑制することができる。その結果、無線端末装置１００は、ＷｉＭＡＸとＥＶ−ＤＯとの間で頻繁な接続切り替えを実行することに起因する消費電力を抑制することができ、電池持ちのよい無線端末装置を提供することができる。

また、ＷｉＭＡＸ Ｄｕａｌ通信モードで動作している場合に、ＷｉＭＡＸの電界強度ＲＳＳＩやＣＩＮＲがある程度強くならないとＷｉＭＡＸに切り替わらないので、ＷｉＭＡＸに切り替わった場合には安定してＷｉＭＡＸの無線通信が可能となる。

一方、無線端末装置１００は、ＷｉＭＡＸ Ｏｎｌｙ通信モードで動作している場合には、ＷｉＭＡＸ Ｄｕａｌ通信モードに比べて、ＷｉＭＡＸ接続判定閾値を小さな値、言い換えればＷｉＭＡＸ接続され易い値に設定する。すなわち、無線端末装置１００は、ＷｉＭＡＸ Ｏｎｌｙ通信モードで動作している場合には、ＥＶ−ＤＯ接続を行わないため、ＷｉＭＡＸの無線信号が比較的弱い不安定な場所でもＷｉＭＡＸの無線接続をすぐに開始することができる。

なお、本実施形態は、ＷｉＭＡＸ方式とＥＶ−ＤＯ方式を併用した場合の無線端末装置１００について説明したが、これには限られず、様々な通信方式に適用することができる。すなわち、ＷｉＭＡＸ方式に限らず、例えばＷｉＭＡＸ １６ｅ，ＷｉＭＡＸ １６ｍ，ＬＴＥ（Long Term Evolution），ＷｉＦｉ，ＦＤＤ（Frequency Division Duplex）−ＬＴＥ、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄなど様々な通信方式に本実施形態を適用することができる。また、ＥＶ−ＤＯ方式に限らず、例えば第３世代移動通信方式で規定されているＷ−ＣＤＭＡ方式などの他の様々な通信方式に本実施形態を適用することができる。

また、本実施形態は、主に無線端末装置１００及びを無線通信方法中心に説明したが、これに限らず、あらかじめ用意された無線通信プログラムを無線端末装置で実行することによって、上述の実施形態と同様の機能を実現することができる。すなわち、無線通信プログラムは、無線端末装置に、入力インターフェースを介して入力された入力信号に応じて、第１の無線方式で通信を行う第１の無線通信モードを選択するか又は前記第１の無線方式を含む複数の無線方式を併用して通信を行う第２の無線通信モードを選択する処理を実行させる。また、無線通信プログラムは、無線端末装置に、前記選択された無線通信モードに応じて、前記第１の無線方式で無線接続を行うか否かを判定する際に用いられる接続判定閾値を異なる値に設定する処理を実行させる。

なお、無線通信プログラムは、インターネットなどの通信ネットワークを介して無線端末装置に配布することができる。また、無線通信プログラムは、無線端末装置に設けられたメモリ、ハードディスク、その他のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、無線端末装置によって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。

１００ 無線端末装置
１８２ 通信モード選択レジスタ
１８５ 閾値テーブル
２３０ 表示制御部
２３１ 入力制御部
２３２ モード選択部
２３４ 閾値制御部
２３６ 通信切り替え制御部
３００ １ｘ／ＥＶ−ＤＯ通信エリア
４００ ＷｉＭＡＸ通信エリア

Claims (6)

1. 複数の無線方式での通信を行うことが可能な無線端末装置において、
   プロセッサを備え、
   当該プロセッサは、
   入力インターフェースを介して入力された入力信号に応じて、第１の無線方式で通信を行う第１の無線通信モードを選択するか又は前記第１の無線方式を含む複数の無線方式を併用して通信を行う第２の無線通信モードを選択し、
   前記選択された無線通信モードに応じて、前記第１の無線方式で無線接続を行うか否かを判定する際に用いられる接続判定閾値を異なる値に設定する
   ことを特徴とする無線端末装置。
2. 前記プロセッサは、自端末装置が前記第１の無線方式の通信エリア内に存在するときは前記第１の無線方式によって無線通信を行い前記第１の無線方式の通信エリア内に存在しないときは無線通信を行わない通信モードである前記第１の無線通信モードを選択するか、又は
   自端末装置が前記第１の無線方式の通信エリア内に存在するときは前記第１の無線方式によって無線通信を行い前記第１の無線方式の通信エリア内に存在せず他の無線方式の通信エリア内に存在するときは前記他の無線方式によって無線通信を行う無線通信モードである前記第２の無線通信モードを選択する
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線端末装置。
3. 前記プロセッサは、前記選択された無線通信モードに応じて、前記第１の無線方式による無線信号の受信信号強度、又は前記第１の無線方式による無線信号の搬送波レベル対干渉・雑音比である前記接続判定閾値を異なる値に設定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線端末装置。
4. 前記プロセッサは、前記第１の無線方式による無線信号の受信信号強度、又は前記第１の無線方式による無線信号の搬送波レベル対干渉・雑音比が、前記接続判定閾値より大きくなったら、前記第１の無線方式による通信に切り替え、
   前記第２の無線モードが選択されたら、前記第１の無線モードが選択された場合に設定される接続判定閾値より大きい値の接続判定閾値を設定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線端末装置。
5. 前記第１の無線通信モードは、自端末装置がＷｉＭＡＸ無線方式の通信エリア内に存在するときは前記ＷｉＭＡＸ無線方式によって無線通信を行い前記ＷｉＭＡＸ無線方式の通信エリア内に存在しないときは無線通信を行わない無線通信モードであり、
   前記第２の無線通信モードは、自端末装置が前記ＷｉＭＡＸ無線方式の通信エリア内に存在するときは前記ＷｉＭＡＸ無線方式によって無線通信を行い前記ＷｉＭＡＸ無線方式の通信エリア内に存在せず第３世代移動通信方式の通信エリア内に存在するときは前記第３世代移動通信方式によって無線通信を行う無線通信モードである
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線端末装置。
6. 無線端末装置が、
   入力インターフェースを介して入力された入力信号に応じて、第１の無線方式で通信を行う第１の無線通信モードを選択するか又は前記第１の無線方式を含む複数の無線方式を併用して通信を行う第２の無線通信モードを選択し、
   前記選択された無線通信モードに応じて、前記第１の無線方式で無線接続を行うか否かを判定する際に用いられる接続判定閾値を異なる値に設定する
   ことを特徴とする無線通信方法。

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