JP2015084488A - 通信端末、及び測定方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】受信品質が高い隣接セルを選択することができる通信端末及び測定方法を提供することを目的とする。
【解決手段】電池残量測定部4は、バッテリ部8の残量を測定し、閾値判定部5は、バッテリ残量が閾値以上であるか否かを判定する。測定帯域制御部6は、バッテリ残量に基づいて隣接セルの周波数帯域の一部を、隣接セルの受信品質を測定するための測定帯域に決定し、測定箇所の受信品質を測定する。受信品質算出部7は、測定帯域制御部6が測定した結果に基づいて受信品質を算出する。通信制御部2は、受信品質算出部7による算出結果に基づいて隣接セルへの移行を実行する。
【選択図】図1

Description

本発明は、在圏セル及び隣接セルの通信品質を判断する通信端末、及び測定方法に関する。
従来から、携帯電話の消費電力を削減するために、携帯電話のバッテリ残量に応じて間欠受信の間隔や受信セル数を増減させる技術がある(例えば、特許文献1参照)。具体的には、携帯電話機のバッテリ残量を監視し、所定の閾値以下になると、低消費電力モード動作を開始し(段落0033)、受信レベルが規定値以上であれば、監視対象のセル数を減らす。
特開2004−134904号公報
特許文献1に記載の技術では、バッテリ残量が少ない場合に、監視対象のセルを減らしているため、受信品質が高い隣接セルを選択できない可能性がある。
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、受信品質が高い隣接セルを選択することが可能な通信端末、及び測定方法を提供することを目的とする。
上述の課題を解決するために、本発明に係る通信端末は、通信端末の状態を判定する通信端末状態判定手段と、通信端末状態判定手段による判定結果に基づき、隣接セルの周波数帯域の一部を、隣接セルの受信品質を測定するための測定帯域に決定する測定帯域決定手段と、測定帯域決定手段により決定された測定帯域の受信品質を測定する測定手段と、測定手段による測定結果に基づいて隣接セルの受信品質を算出する受信品質算出手段と、受信品質算出手段による算出結果に基づいて隣接セルへの移行を実行するセル移行手段と、を備える。
また、本発明に係る測定方法は、通信端末で実行される、隣接セルの通信品質を測定する測定方法であって、通信端末の状態を判定する通信端末状態判定ステップと、通信端末状態判定ステップによる判定結果に基づき、隣接セルの周波数帯域の一部を、隣接セルの受信品質を測定するための測定帯域に決定する測定帯域決定ステップと、測定帯域決定ステップにより決定された測定帯域の受信品質を測定する測定ステップと、測定ステップによる測定結果に基づいて隣接セルの受信品質を算出する受信品質算出ステップと、受信品質算出ステップによる算出結果に基づいて隣接セルへの移行を実行するセル移行ステップと、を有する。
この発明によれば、通信端末の処理負担を軽減する必要性がある場合には、隣接セルの周波数帯域の一部を受信品質の測定対象とするので、受信品質が高い隣接セルを選択することができる。
また、本発明の通信端末において、測定帯域決定手段は、通信端末状態判定手段による判定結果に基づいて隣接セルの周波数帯域中の所定幅毎に複数の測定帯域を決定する、ようにしてもよい。この構成によれば、所定幅毎に測定箇所を決定するので、隣接セル間において干渉するセルがある場合でも、正確に受信品質を測定することができる。
また、本発明の通信端末において、測定帯域決定手段は、通信端末状態判定手段による判定結果に基づいて隣接セルの周波数帯域中の中心とその周辺の帯域を測定帯域に決定する、ようにしてもよい。この構成によれば、隣接セルの周波数帯域の中心を特定すればよいので、簡易な構成で隣接セルの受信品質を測定することができる。
また、本発明の通信端末において、通信端末状態判定手段は、通信端末のバッテリ残量、通信端末の温度、及び通信端末の演算処理量の少なくとも1つを、通信端末の状態として判定する、ようにしてもよい。この構成によれば、通信端末において、処理量を軽減することが望ましいときに隣接セルの測定処理負荷を軽減させることができる。
また、本発明の通信端末において、測定帯域決定手段は、隣接セルの周波数帯域の幅に応じて測定箇所の数が定められる。この構成によれば、隣接セルの周波数帯が大きい場合には、測定箇所を多くして、隣接セルの周波数帯域が小さい場合には、測定箇所を少なくすることができる。
また、本発明の通信端末において、隣接セルの周波数帯域の幅の情報と、測定間隔の情報とが定められた測定箇所テーブルを保持し、測定帯域決定手段は、測定箇所テーブルで定義されている情報に基づいて測定箇所を決定する、ようにしてもよい。この構成によれば、予め定めたテーブルを参照して測定箇所を決定することができる。
本発明によれば、受信品質が高い隣接セルを選択することができる。
本発明の実施形態に係る通信端末の機能構成を示す図である。 本発明の実施形態に係るハードウェア構成を示す図である。 隣接セル測定の開始・終了のタイミングを説明する図である。 隣接セルの測定範囲を説明する図である。 測定帯域を制限する場合の問題点を説明するための図である。 測定帯域を制限する場合の説明図である。 受信品質によりハンドオーバー又はセルの再選択を行う処理のフローチャートである。 電池残量により測定帯域の範囲を変更する処理のフローチャートである。
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
図1に実施形態に係る通信端末1を示す。通信端末1は、移動体通信網と通信可能な装置であり、具体的には、携帯電話機などである。図1は、通信端末1の機能構成を示すブロック図である。図1に示されている通り、通信端末1は、通信制御部2(セル移行手段)、測定帯域制限制御装置3、バッテリ部8、及び記憶部9を含んで構成されている。そして、測定帯域制限制御装置3は、電池残量測定部4(通信端末状態判定手段)、閾値判定部5(通信端末状態判定手段)、測定帯域制御部6(測定帯域決定手段、測定手段)、及び受信品質算出部7(受信品質算出手段)を有する。
この通信端末1は、CPU等を含んだハードウェアにより実現されるものであり、例えば、図2に示されるハードウェア構成により実現される。図2は、通信端末1のハードウェア構成図である。図2に示すように、1又は複数のCPU101、主記憶装置であるRAM102及びROM103、入力デバイスであるキーボード及びマウス等の入力装置104、ディスプレイ等の出力装置105、ネットワークカード等のデータ送受信デバイスである通信モジュール106、半導体メモリ等の補助記憶装置107などを含むコンピュータシステムとして構成されている。通信端末1は、図2に示すCPU101、RAM102等のハードウェア上に所定のコンピュータソフトウェアを読み込ませることにより、CPU101の制御のもとで入力装置104、出力装置105、通信モジュール106を動作させるとともに、RAM102や補助記憶装置107におけるデータ・プログラムの読み出し及び書き込みを行うことで実現される。以下、図1に示す機能ブロック図に基づいて、各機能ブロックを説明する。
通信制御部2は、在圏セルの受信品質(通信品質)を算出したり、測定帯域制限制御装置3に対して隣接セルの受信品質測定要求をしたり、在圏セルの受信品質及び隣接セルの受信品質に基づいてセルリセレクション(Cell reselection)及びハンドオーバー(Handover)の制御をしたりする。また、通信制御部2は、基地局等から隣接セルの情報(隣接セルの識別情報、周波数帯域等)を取得する。ここで、セルリセレクションとは、待ち受け時(すなわち、Idle状態)において通信端末1が在圏セルから隣接セルへ遷移する処理をいう。ハンドオーバーとは、通信中(すなわち、Connected状態)において通信端末1が在圏セルから隣接セルへ遷移する処理をいう。通信制御部2は、隣接セルの受信品質が、ハンドオーバー又はセルリセレクションするか否かを判断するための閾値(「Cell reselection or Handover」閾値)以上である状態が一定期間継続した場合に、ハンドオーバー又はセルリセレクション(セル遷移)を実行する。なお、通信端末1の記憶部9(例えば、RAM102、ROM103等)が、「Cell reselection or Handover」閾値を保持する。
測定帯域制限制御装置3は、隣接セルの測定帯域の制御を行い、電池残量測定部4、閾値判定部5、測定帯域制御部6、及び受信品質算出部7を有する。
電池残量測定部4は、バッテリ部8を通じて電池残量の測定を実施する。閾値判定部5は、電池残量測定部4によって測定された電池残量と、電池残量の閾値(電池残量閾値)とを比較し、その判定結果を出力する。なお、通信端末1の記憶部9が、電池残量閾値を保持している。
測定帯域制御部6は、閾値判定部5による判定結果に基づいて隣接セルの測定範囲を決定し、決定した測定範囲の受信品質を測定する。受信品質算出部7は、測定帯域制御部6による測定結果に基づいて隣接セルの受信品質を算出する。具体的に、受信品質算出部7は、測定帯域制御部6による各測定結果を集計/平均し、隣接セルの受信品質の算出を行う。バッテリ部8は、例えば充電可能な電池である。
続いて、図3を用いて、通信端末1が実行する隣接セルの測定開始のタイミング、及び隣接セルの測定停止のタイミングを説明する。
(隣接セルの測定の開始及び停止タイミング)
図3(A)は、隣接セルの受信品質の測定を開始するタイミングを説明するグラフである。縦軸が通信端末の在圏セルの受信品質(例えば、RSRP/RSRQ)を示し、横軸が時間を示す。図3(A)に示すように、通信制御部2が在圏セルの受信品質を測定した結果、受信品質を示す値が隣接セル測定開始を判断するための閾値(隣接セル測定開始閾値)を下回ってから、期間T1の間、当該閾値を下回り続けた場合に、通信制御部2が測定帯域制限制御装置3に対して隣接セルの受信品質の測定要求をする。なお、通信端末1の記憶部9が、隣接セル測定開始閾値を保持している。
図3(B)は、隣接セルの測定を中止するタイミングを説明するグラフである。縦軸が隣接セルの受信品質を示し、横軸が時間を示す。図3(B)に示すように、通信制御部2が在圏セルの受信品質を測定した結果、受信品質を示す値が隣接セル測定停止を判断するための閾値(隣接セル測定停止閾値)を上回ってから、期間T2の間、当該閾値を上回り続けた場合に、通信制御部2が測定帯域制限制御装置3に対して隣接セルの測定を停止させる。なお、通信端末1の記憶部9が、隣接セル測定停止閾値を保持している。
続いて、本実施形態における隣接セルの測定範囲を説明する。図4は、隣接セルの測定範囲を示す図である。この隣接セルの周波数帯域幅は、15MHzである。図4(A)は、電池残量が電池残量閾値以上の場合の隣接セルの測定範囲を示し、図4(B)は、電池残量が電池残量閾値未満の場合の隣接セルの測定範囲の一例を示す。
閾値判定部5が、電池残量が電池残量閾値以上であるか否かを判定した結果、電池残量が閾値以上の場合、測定帯域制御部6は、隣接セルの測定範囲を図4(A)に示すような隣接セル周波数帯域全体に決定し、当該測定範囲の受信品質を測定する。
閾値判定部5が、電池残量が電池残量閾値以上であるか否かを判定した結果、電池残量が電池残量閾値未満の場合、測定帯域制御部6は、隣接セルの測定範囲を図4(B)に示すような隣接セル周波数帯域の一部(隣接セルの中心帯域)に決定し、当該測定範囲の受信品質を測定する。ここでいう中心帯域とは、隣接セルの周波数帯域中の中心とその周辺の帯域をいう。受信品質算出部7は、測定帯域制御部6による各測定結果の平均値を隣接セルの受信品質の値とする。
このように、通信端末1は、電池残量が電池残量閾値未満の場合に、図4(A)の測定範囲から図4(B)の測定範囲へ隣接セルの測定範囲を狭めて、その狭めた測定範囲における測定結果を隣接セル全体の受信品質として扱うので、受信品質の測定結果の信頼性を保持しつつ、受信品質の測定処理の処理負荷を軽減させることができる。
(変形例)
続いて、変形例について説明する。変形例の具体的な手法を説明する前に、電池残量が電池残量閾値未満の場合に、上述のような中心帯域を測定するときの問題点を、図5を用いて説明する。図5(A)に示すように5MHz幅の干渉セル20が中心帯域から外れた箇所にある場合において、閾値判定部5が判定した結果、電池残量が閾値未満のとき、測定帯域制御部6が、隣接セルの中心帯域のみ測定すると、干渉セル20の範囲は、測定対象外になる。
図5(A)に示した干渉セル20がある場合に、干渉セル20(干渉帯域)の受信電力と測定した受信品質との関係を示すグラフを図5(B)に示す。図5(B)に示すグラフの縦軸は、隣接セルの受信品質を示し、横軸は、干渉セル20における受信電力を示す。干渉セル20の受信電力が大きければ大きい程、隣接セルの品質が低下するので、干渉セル20の影響が大きいことを示す。
グラフL1は、隣接セルの中心帯域のみ測定した結果を隣接セル全体の受信品質とした場合のグラフであり、グラフL2は、隣接セルの全帯域に対して測定した結果を隣接セル全体の受信品質とした場合のグラフである。
本来は、グラフL2に示すように、干渉セル20の受信電力が大きければ大きいほど、隣接セルの受信品質が低下するので、干渉セル20の影響が大きくなる。しかし、中心帯域のみ測定した場合、干渉セル20の帯域は測定対象外になるため、グラフL1に示すように干渉セル20の受信電力が大きい場合でもその点が反映されず、実際の隣接セルの受信品質との誤差が大きくなる。
グラフL1に基づいて受信品質を特定すると、隣接セルの測定誤差が大きい場合、受信品質が良いと判断して隣接セルへ遷移したにも関わらず、実際は品質が悪い為に発着信不可となったり、隣接セルへ遷移したものの、受信品質が悪いため、再度セルの遷移が発生したりする。
そこで、変形例では、閾値判定部5によって電池の残量が閾値以上であるか否かを判定した結果、電池残量が閾値未満の場合、測定帯域制御部6は、側測定帯域を中心に限定するのではなく、隣接セルの周波数帯域全体を、所定間隔に細かい帯域に分割して測定する。
例えば、図6(A)に示すように、測定帯域制御部6は、隣接セルの周波数帯域全体を所定間隔に細かい帯域に分割した測定帯域20A〜20Eに対して測定して、受信品質算出部7は、測定帯域制御部6が測定帯域20A〜20Eに対して測定した結果の平均値を算出して、この平均値を隣接セルの受信品質とする。
干渉セル20(干渉帯域)の受信電力と測定した受信品質との関係を示すグラフを図6(B)に示す。図6(B)のグラフは、図5(B)に変形例による方法で隣接セルの測定をしたグラフL3を追加したものである。
図6(B)に示すように、変形例による方法によれば、全帯域を測定した場合のグラフであるグラフL2と近い結果が得られる。すなわち、測定誤差を少なくすることができる。なお、測定数の決め方は、プログラム中で定義しておくようにしてもよいし、テーブルに定義しておくようにしてもよい。
プログラム中で定義する場合、測定帯域制御部6は、プログラム中で規定した、測定帯域数を示す設定値で隣接セルの帯域幅を等分割する。例えば、設定値が5であり、15MHzの隣接セルに対して受信品質を測定する場合、測定帯域制御部6は、15/(5−1)=3.75と算出して、3.75MHz幅毎に5箇所の受信品質を測定する。
テーブルで定義する場合、隣接セルの周波数帯域幅の情報と、測定間隔の情報を有するようにしてもよい。例えば、測定対象の隣接セルの周波数帯域の幅が20MHzの場合に、所定4MHz幅間隔で4箇所測定することを意味する情報を有したり、測定対象の隣接セルの周波数帯域の幅が10MHzの場合に、3MHz幅間隔で3箇所測定することを意味する情報を有したりする。
続いて、通信端末1が実行する在圏セル及び隣接セルの測定結果に基づいた処理を、図7に示すフローチャートを用いて説明する。
まず、通信制御部2は、自セル(在圏セル)の受信品質を測定し(ステップS1)、自セルの受信品質が隣接セル測定開始閾値以下である場合(ステップS2;YES)、通信制御部2は、自セルの受信品質と隣接セル測定開始閾値との比較を継続する(ステップS3)。なお、自セルの受信品質が隣接セル測定開始閾値を超える場合(ステップS2;NO)、ステップS1へ移動する。
通信制御部2は、図3(A)に示した期間T1以上の間、在圏セルの受信品質が隣接セル測定開始閾値を下回り続けた場合(ステップS4;YES)、通信制御部2は、測定帯域制限制御装置3に対して隣接セルの受信品質算出要求をする(ステップS5)。ステップS5の処理の詳細は、後述する。ステップS4において、在圏セルの受信品質が隣接セル測定開始閾値を超えた場合(ステップS4;NO)、ステップS1へ移動する。
通信制御部2は、隣接セル受信品質が「Cell reselection or Handover」閾値以上でない場合(ステップS7;NO)、ステップS6へ戻る。通信制御部2は、隣接セル受信品質が「Cell reselection or Handover」閾値以上である場合(ステップS7;YES)、所定期間(「time to trigger」)以上の間、隣接セルの受信品質が「Cellreselection or Handover」閾値を上回り続けた場合(ステップS8;YES)、通信制御部2は、「Cell reselection or Handover」を実行し(ステップS12)、処理を終了する。
通信制御部2は、「timeto trigger」以上の期間、隣接セルの受信品質が「Cell reselection orHandover」閾値を上回り続けていない場合(ステップS8;NO)、自セルの受信品質が隣接セル測定停止閾値以上でない場合(ステップS9;NO)、ステップS6へ戻り、自セルの受信品質が隣接セル測定停止閾値以上である場合(ステップS9;YES)、自セルの受信品質と隣接セル測定停止閾値との比較を継続する(ステップS10)。
通信制御部2は、自セルの受信品質が隣接セル測定停止閾値を図3(B)に示した期間T2の間、上回り続けた場合(ステップS11;YES)、ステップS1へ移動する。即ち、隣接セルの測定を停止する。そして、自セルの受信品質が隣接セル測定停止閾値を上回った期間が、期間T2に満たない場合(ステップS11;NO)、ステップS6へ戻る。
続いて、ステップS5の処理を図8に示すフローチャートを用いて説明する。まず、電池残量測定部4は、バッテリ部8の残量を算出する(ステップS51)。
閾値判定部5は、電池残量測定部4の測定結果と電池残量閾値とを比較し、閾値以上である場合(ステップS52;YES)、測定帯域制御部6は、隣接セルの全帯域を測定することを決定し、隣接セルの全帯域の測定し、受信品質算出部7は、測定帯域制御部6による測定結果の平均値を通信制御部2へ出力する(ステップS56)。
閾値判定部5は、電池残量測定部4の算出結果と電池残量閾値とを比較し、当該閾値未満である場合(ステップS52;NO)、測定帯域制御部6は、測定する帯域を隣接セルの一部の帯域を測定帯域に決定し(ステップS53)、測定帯域の計測をする(ステップS54)。そして、受信品質算出部7は、帯域測定結果を集計すると共に、集計した結果を平均化した値を隣接セル受信品質の値として通信制御部2へ出力する(ステップS55)。
続いて、本実施形態の通信端末1の作用効果について説明する。電池残量測定部4は、バッテリ部8の残量を測定し、閾値判定部5は、電池残量が電池残量閾値以上であるか否かを判定する。測定帯域制御部6は、電池残量に基づいて、隣接セルの周波数帯域の一部を、隣接セルの受信品質を測定するための測定帯域に決定し、決定した測定帯域の受信品質を測定する。受信品質算出部7は、測定帯域制御部6が測定した測定結果に基づいて、隣接セルの受信品質を算出する。通信制御部2は、受信品質算出部7による算出結果に基づいて隣接セルへの移行を実行する。
このように、通信端末1は、電池残量が少ない場合には、隣接セルの周波数帯域の一部を受信品質の測定対象とするので、処理負荷を軽減させた場合でも、受信品質が高い隣接セルを選択することができる。
また、測定帯域制御部6は、閾値判定部5による判定結果に基づいて隣接セルの周波数帯域中の所定幅毎に複数の測定箇所を決定する、ようにしてもよい。この構成によれば、所定幅毎に測定箇所を決定するので、隣接セル間において干渉するセルがある場合でも、処理負荷を軽減させた場合でも、正確に受信品質を測定することができる。
また、測定帯域制御部6は、隣接セルの周波数帯域の幅に応じて測定箇所の数が定められてもよい。この構成によれば、隣接セルの周波数帯が大きい場合には、測定箇所を多くして、隣接セルの周波数帯域が小さい場合には、測定箇所を少なくすることができる。
測定帯域制御部6は、閾値判定部5による判定結果に基づいて隣接セルの周波数帯域中の中心とその周辺の帯域を測定帯域に決定する。この場合、隣接セルの周波数帯域の中心を特定すればよいので、簡易な構成で隣接セルの受信品質を測定することができる。特に隣接セルの周波数帯域中の中心周辺に干渉帯域がある場合に、通信端末1は、正確に受信品質を測定することができる。
また、隣接セルの周波数帯域の幅の情報と、測定間隔の情報とが定められた測定箇所テーブルを保持し、測定帯域制御部6は、測定箇所テーブルで定義されている情報に基づいて測定箇所を決定する、ようにしてもよい。この構成によれば、予め定めたテーブルを参照して測定箇所を決定することができる。
上述の実施形態では、バッテリ残量に基づいて隣接セルの測定箇所を減らすようにしたが、これに限られず、端末温度が一定以上に達した場合に隣接セルの測定箇所を減らすようにしてもよく、CPUの演算処理量が一定以上に達した場合に隣接セルの測定箇所を減らすようにしてもよい。すなわち、通信端末1では、端末温度やCPUの演算処理量などの通信端末1の状態を判定して、隣接セルの測定箇所を変えるようにしてもよい。
1…通信端末、2…通信制御部、3…測定帯域制限制御装置、4…電池残量測定部、5…閾値判定部、6…測定帯域制御部、7…受信品質算出部、8…バッテリ部。

Claims (7)

  1. 隣接セルの通信品質を測定する通信端末であって、
    前記通信端末の状態を判定する通信端末状態判定手段と、
    前記通信端末状態判定手段による判定結果に基づき、前記隣接セルの周波数帯域の一部を、前記隣接セルの受信品質を測定するための測定帯域に決定する測定帯域決定手段と、
    前記測定帯域決定手段により決定された測定帯域の受信品質を測定する測定手段と、
    前記測定手段による測定結果に基づいて前記隣接セルの受信品質を算出する受信品質算出手段と、
    前記受信品質算出手段による算出結果に基づいて前記隣接セルへの移行を実行するセル移行手段と、
    を備える、通信端末。
  2. 前記測定帯域決定手段は、前記通信端末状態判定手段による判定結果に基づいて前記隣接セルの周波数帯域中の所定幅毎に複数の測定帯域を決定する、請求項1に記載の通信端末。
  3. 前記測定帯域決定手段は、前記通信端末状態判定手段による判定結果に基づいて前記隣接セルの周波数帯域中の中心とその周辺の帯域を測定帯域に決定する、請求項1に記載の通信端末。
  4. 前記通信端末状態判定手段は、前記通信端末のバッテリ残量、前記通信端末の温度、及び前記通信端末の演算処理量の少なくとも1つを、前記通信端末の状態として判定する、請求項1〜3の何れか一項に記載の通信端末。
  5. 前記測定帯域決定手段は、前記隣接セルの周波数帯域の幅に応じて測定箇所の数が定められる、請求項1又は2に記載の通信端末。
  6. 前記隣接セルの周波数帯域の幅の情報と、測定間隔の情報とが定められた測定箇所テーブルを保持し、
    前記測定帯域決定手段は、前記測定箇所テーブルで定義されている情報に基づいて測定箇所を決定する、請求項5に記載の通信端末。
  7. 通信端末で実行される、隣接セルの通信品質を測定する測定方法であって、
    前記通信端末の状態を判定する通信端末状態判定ステップと、
    前記通信端末状態判定ステップによる判定結果に基づき、前記隣接セルの周波数帯域の一部を、前記隣接セルの受信品質を測定するための測定帯域に決定する測定帯域決定ステップと、
    前記測定帯域決定ステップにより決定された測定帯域の受信品質を測定する測定ステップと、
    前記測定ステップによる測定結果に基づいて前記隣接セルの受信品質を算出する受信品質算出ステップと、
    前記受信品質算出ステップによる算出結果に基づいて前記隣接セルへの移行を実行するセル移行ステップと、
    を有する、測定方法。
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