JP3574111B2

JP3574111B2 - 移動通信端末装置

Info

Publication number: JP3574111B2
Application number: JP2001510501A
Authority: JP
Inventors: 佳子山田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1999-07-16
Filing date: 1999-07-16
Publication date: 2004-10-06
Anticipated expiration: 2019-07-16
Also published as: EP1115261A4; EP1115261A1; WO2001006803A1; US6400962B1; EP1115261B1; DE69921344T2; DE69921344D1

Description

技術分野
この発明は、衛星通信と地上系セルラー通信の通信モードを切り替えて通信することができるデュアル機能を備えた移動通信端末装置に関する。
背景技術
移動体衛星通信（以下、衛星通信）及び地上系セルラー通信（以下、セルラー通信）の複数の移動通信モードが統合された移動通信システム（以下、統合通信システム）は、セルラー通信を利用できる小ゾーン構成の地上系サービスエリアと、衛星通信を利用できる衛星系サービスエリアより構成されている。
このような統合通信システムでは、セルラー通信と衛星通信の通信モードを選択して利用することができるデュアルモード端末（以下、デュアル端末）が用いられる。このデュアル端末は、地上系サービスエリア内に位置するときにはセルラー通信を行う。そして、地上系サービスエリアと衛星系サービスエリアの境界で、セルラー通信から衛星通信に通信モードを切り替えて、地上系サービスエリア外で衛星通信を行う。
通信モードの切替は、地上系サービスエリアの基地局から送信された信号電波の受信レベルを監視することにより行う。第４図は、特開平１０−１０８２６２号公報に開示された移動体通信装置が運用される通信システムの構成図である。第５図は受信レベルと通信モード切替基準との関係を示す図である。第４図において、７は無線ゾーン、８は無線ゾーン７内に位置する移動局、９は基地局、１０は通信衛星、１１は無線ゾーン７外に位置する移動局である。無線ゾーン７内に位置する移動局８は、無線基地局９と通信する。移動局８が無線ゾーン７の周縁部に向かって（矢印Ｉ方向）移動すると、図６に示すように、移動局８が受信する基地局９からの信号レベルは次第に低下する。
移動局８が基地局９の信号レベルの低下を検出すると、通信衛星１０から送信される信号の信号レベル測定を開始する。基地局９から送信される信号レベルが予め定められた基準を下回ると、移動局８と基地局９間の通信品質は悪化し、移動局８と基地局９間で通信を継続することは困難となる。このように、基地局９からの信号レベルが所定の基準を下回ったとき、移動局８は通信先を基地局９から通信衛星１０に切り替えて通信を継続する。逆に、無線ゾーン７の外部に位置する移動局１１が無線ゾーン７に向かって（矢印II方向）移動すると、基地局９からの信号レベルは上昇し、信号レベルが所定の基準を上回ると、移動局１１は通信先を通信衛星１０から基地局９に切り替える。
ところで、通信モードを切り替える判断基準となる閾値は、所定の値で固定されている。従って、信号レベルと閾値との関係で、端末利用者の意思とは無関係に通信モードが切り替えられてしまう。一定の通信品質を保障するためには閾値を高いレベルに設定し、受信する信号レベルの微少な低下で通信モードが切り替わることが望ましい。しかし、通信モードが頻繁に切り替わると、位置登録トラフィックの増加を招くという問題がある。また、一般に衛星通信は地上通信よりも通信コストは割高である。
そして、衛星通信に比して通信コストが安いセルラー通信の利用を希望する端末利用者の要請も強い。通信コストを抑制するためには、通信可能な程度の低い信号レベルに閾値を設定すればよい。しかし、閾値を低いレベルに設定すると、通信状態が不安定になり通信品質の悪化を招く。通信コストと通信品質に対する端末利用者の要望は、それぞれの利用環境によって異なるため、各端末利用者の使用状況によって閾値を設定できる移動通信端末装置の利便性は高い。
本発明は以上説明した問題を解決するためになされたものであり、通信モード切替閾値を複数設定しておき、状況に応じて複数の通信モード切替閾値のうち所望の通信モード切替閾値を選択して利用できる移動通信端末装置を提供することを第一の目的とする。また、通信モード切替閾値を端末利用者が自らの意思によって設定することができる移動通信端末装置を提供することを第二の目的とする。
発明の開示
この発明にかかる移動通信端末装置は、衛星および基地局より送信された信号の受信レベルを所定の閾値と比較することにより受信信号の通信品質を評価し、この受信信号の通信品質に応じて、通信信号の送受信を衛星との間で行う衛星通信モードと在圏するセルを管轄する基地局との間で行う地上通信モードを選択的に切り替える制御手段と、前記衛星通信モードおよび前記地上通信モードのうち、優先して利用する通信モードを端末利用者に選択させるメニュー画面を表示し、端末利用者が選択した所望の通信モードの入力を受け付ける通信モード入力手段と、この通信モード入力手段より入力された所望の通信モードに応じて、受信信号の通信品質を評価するための閾値を変更することにより、受信信号の通信品質に対する通信モードの切替感度を変更する閾値変更手段を設けたものである。
また、この発明にかかる移動通信端末装置は、通信モードごとに割り当てられた複数の閾値を記憶する閾値記憶手段を有し、通信モード入力手段を介して入力された通信モードに応じて、前記複数の閾値のうち適切な閾値を選択して、制御手段に出力する閾値変更手段を設けたものである。
また、この発明にかかる移動通信端末装置は、端末利用者が選択可能な通信モードとして、衛星を主に用いて通信を行う衛星優先モードと衛星を極力用いないで通信を行う地上系通信モードを表示する通信モード選択画面、あるいは通信料金の安い通信モードを優先的に用いるモードと通信品質が良好な通信モードを優先的に用いるモードを表示する通信モード選択画面を表示する通信モード入力手段を設けたものである。
また、この発明にかかる移動通信端末装置は、端末利用者が選択した通信モードが、通話料金の安い通信モードを優先的に用いるモードであった場合、地上優先モードが選択されたものと判断し、通信品質が良好な通信モードを優先的に用いるモードであった場合衛星通信モードが選択されたものと判断して、閾値を変更する閾値変更手段を設けたものである。
また、この発明にかかる移動通信端末装置は、一定期間における受信レベルの平均値、受信信号のビット誤り率、同期外れ回数のうち、いずれかを所定の閾値と比較することにより、受信信号の通信品質を評価する制御手段を設けたものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明にかかる移動通信端末装置の構成を示す説明図である。
第２図は通信モード選択メニューを表示した移動通信端末装置の一部を示す図である。
第３図は無線基地局と通信する移動通信端末装置の受信レベルと閾値の関係を示す図である。
第４図は従来の移動通信端末装置が運用される通信システムを説明する概念図である。
第５図は無線基地局と通信する移動通信端末装置の受信レベルと閾値の関係を示す図である。
発明を実施するための最良の形態
実施の形態１．
第１図は本発明にかかる移動通信端末装置の構成を示す説明図である。第１図において、１はユーザインターフェース、２はＣＰＵ(Central Processing Unit)、３は閾値メモリ、４はセルラー用ＤＳＰ(Digital Signal Processor)、５は衛星用ＤＳＰである。ユーザインターフェース１は、通信モード選択用のメニュー画面を表示し、選択された通信モードの入力を受け付ける通信モード入力手段である。
ＣＰＵ２は、通信モードに応じて閾値を変更する閾値変更手段としての機能と、この閾値に受信信号を比較して受信信号の通信品質を評価し、通信モードを切り替える制御手段としての機能を果たすものである。閾値メモリ３は、受信信号の通信品質評価に用いられる閾値を記憶する閾値記憶部である。
第２図はユーザインターフェース１を示す図である。第２図に示す表示画面６は通信モード選択メニューを表示した状態となっている。通信モード選択メニューの指示にしたがって、端末利用者は選択した通信モードを入力する。第２図（ａ）に示す通信モード選択メニューは、端末利用者に「衛星通信を優先して利用する（衛星系優先モード）」、「セルラー通信を優先して利用する（地上系優先モード）」という２つの選択肢を呈示している。
通信モード選択メニューの表示メッセージを、第２図（ｂ）に示すように、「音質を重視する」、「通信料金を節約する」というメッセージに変更すると、端末利用者にとっても分かりやすく、通信モードを選択することができる。端末利用者が「音質を重視する」モードを選択すると、一定の通信品質を確保するため衛星系優先モードが選択される。一方、「通信料金を節約する」モードを選択すると、地上系優先モードが選択されることになる。
第３図は移動通信端末装置の受信レベルと閾値の関係を示す図である。第３図は（ａ）、（ｂ）とも、縦軸に受信レベル、横軸に時間がプロットされている。第３図（ａ）は、所定の無線セルに在圏する移動局がセルラー通信を行っている状態で、無線セル周縁部に向かって移動状態にあるとき、基地局からの受信レベルが次第に低下していく状態を示している。一方、第３図（ｂ）は無線セル外に位置する移動局が衛星通信を行っている状態で、無線セル方向に向かって移動状態にあるとき、基地局からの受信レベルが次第に上昇していく状態を示している。
すなわち、第３図（ａ）はセルラー通信から衛星通信に通信モード切り替えるタイミングを示す図であり、第３図（ｂ）は衛星通信からセルラー通信に通信モードを切り替えるタイミングを示す図である。すなわち、第３図（ａ）に示すように、無線セル周縁部に向かって移動するのに伴い受信レベルは低下する。一方、基準（切替閾値）がＡ、Ｂ、Ｃと低いレベルに設定されるほど、セルラー通信から衛星通信にモードが切り替わる時間は遅くなる。このように、切替閾値を変更することにより、通信モード切替のタイミングを制御することができる。
第３図（ａ）、（ｂ）とも、切替閾値Ａ、Ｂ、Ｃの３つの閾値が図示されている。切替閾値Ａ、Ｂ、Ｃのうちいずれの切替閾値を用いるかは、端末利用者により選択された通信モードによって異なる。切替閾値Ａが最も高い受信レベル、切替閾値Ｃは最も低い受信レベルで通信モードを切り替えるように設定されている。なお、端末利用者による通信モードの指定がないときには、切替閾値Ｂが通信モード切替閾値として用いられる。
以上を踏まえて、本発明にかかる移動通信端末装置の動作について説明する。端末利用者は、表示画面６（第１図に示すユーザインタフェース１）に表示される通信モード選択メニューにしたがって所望の通信モードを選択する。例えば、端末利用者が「衛星優先モード」を選択したとすると、通信モード選択メニューが指示するように、プッシュボタン「０」を押す。すると、端末利用者の選択した通信モードが第１図に示すインタフェース部１を介してＣＰＵ２に伝達される。
閾値記憶部３は、例えば、衛星系優先モードと切替閾値Ａ、地上系優先モードと切替閾値Ｃというように、選択された通信モードとその通信モードに適する切替閾値が関連づけられて記憶されている。ＣＰＵ２は閾値記憶部３より、端末利用者の選択した通信モードに適する切替閾値を読み出し、通信品質評価に用いる切替閾値を変更する。そして、この切替閾値とセルラー用ＤＳＰ４が計算した受信レベルとを比較することにより、受信信号の通信品質を評価する。なお、セルラー用ＤＳＰ４の計算した受信レベルを、メモリに記憶させ、一定時間の受信レベルの平均値と切替閾値を比較して通信品質を評価してもよい。
第４図に示すように、無線セル７内に在圏する移動局８は基地局９と送受信を行うセルラー通信モードを採用している。この移動通信端末装置８が無線セル７から周縁部方向（Ｉ方向）に移動すると、第３図（ａ）に示すように受信レベルは次第に低下する。端末利用者が選択した通信モードが「衛星優先モード」であれば、切替閾値Ａと受信レベルが比較される。「地上系優先モード」が選択された場合、切替閾値Ｃと受信レベルが比較される。
このように、ＣＰＵ２は、受信レベルが切替閾値のレベルを下回るまで、受信レベルと切替閾値を比較して通信品質の評価を行う。そして、基地局からの受信レベルが切替閾値のレベルを下回ると、地上系通信を継続できないレベルまで通信品質が低下していると判断し、セルラー用ＤＳＰ４および衛星用ＤＳＰ５に切替信号を出力する。この切替信号を受けて、セルラー用ＤＳＰ４から衛星用ＤＳＰ５に通信処理が引き継がれて、通信モードの切替が完了する。
一方、無線セル７の圏外に位置する移動局１１は衛星１０との間で送受信を行う衛星通信モードを採用している。無線ゾーン７の圏外から無線セル方向（II方向）に移動すると、第３図（ｂ）に示すように受信レベルは上昇する。端末利用者が選択した通信モードが「衛星優先モード」であれば、基地局９から送信される信号の受信レベルと切替閾値Ａが比較される。「地上系優先モード」が選択された場合、切替閾値Ｃと受信レベルが比較される。
このように、ＣＰＵ２は、受信レベルが切替閾値のレベルを上回るまで、受信レベルと切替閾値を比較して通信品質の評価を行う。ＣＰＵ２は、基地局からの信号の受信レベルが切替閾値のレベルを上回ると、地上系通信の通信品質が通信可能な程度まで回復していると判断し、セルラー用ＤＳＰ４および衛星用ＤＳＰ５に切替信号を出力する。この切替信号を受けて、衛星用ＤＳＰ５からセルラー用ＤＳＰ４に通信処理が引き継がれて、通信モードの切替が完了する。
ここまで、基地局からの信号の受信レベルと切替閾値を比較することにより、受信信号の通信品質を評価して通信モードを切り替える移動局について説明してきた。しかし、受信レベルは、受信信号の通信品質を示すパラメータのひとつにすぎない。そこで、受信レベル以外のパラメータを用いた場合の通信モード切替処理について説明する。
例えば、受信信号のビット誤り率をパラメータとして、受信信号の通信品質を評価してもよい。この場合、セルラー用ＤＳＰ４よりＣＰＵ２に伝達されたビット誤り率を所定の閾値と比較することにより受信信号の通信品質を評価する。
また、受信信号の同期外れ率をパラメータとして、受信信号の通信品質を評価するようにしてもよい。この場合、ＣＰＵ２はセルラーの受信同期情報を、メモリに記憶させ、ある一定時間の同期外れ率と閾値とを比較することにより、通信品質を評価する。
以上説明したように、本発明にかかる移動通信端末装置は、それぞれ通信モードを切り替えるタイミングが異なる切替閾値のうち、端末利用者が選択した通信モードに適する切替閾値を用いて、通信モードの切替を行うので、端末利用者の使用環境にとって最も適切な閾値を、利用者自らが設定できる。

Claims

衛星および基地局より送信された信号の受信レベルを所定の閾値と比較することにより受信信号の通信品質を評価し、この受信信号の通信品質に応じて、通信信号の送受信を衛星との間で行う衛星通信モードと在圏するセルを管轄する基地局との間で行う地上通信モードを選択的に切り替える制御手段と、前記衛星通信モードおよび前記地上通信モードのうち、優先して利用する通信モードを端末利用者に選択させるメニュー画面を表示し、端末利用者が選択した所望の通信モードの入力を受け付ける通信モード入力手段と、この通信モード入力手段より入力された所望の通信モードに応じて、受信信号の通信品質を評価するための閾値を変更することにより、受信信号の通信品質に対する通信モードの切替感度を変更する閾値変更手段を設けたことを特徴とする移動通信端末装置。
閾値変更手段は、通信モードごとに割り当てられた複数の閾値を記憶する閾値記憶手段を有し、通信モード入力手段を介して入力された通信モードに応じて、前記複数の閾値のうち適切な閾値を選択して、制御手段に出力することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の移動通信端末装置。
通信モード入力手段は、端末利用者が選択可能な通信モードとして、衛星を主に用いて通信を行う衛星優先モードと衛星を極力用いないで通信を行う地上系通信モードを表示する通信モード選択画面、あるいは通信料金の安い通信モードを優先的に用いるモードと通信品質が良好な通信モードを優先的に用いるモードを表示する通信モード選択画面を表示することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の移動通信端末装置。
閾値変更手段は、端末利用者が選択した通信モードが、通話料金の安い通信モードを優先的に用いるモードであった場合、地上優先モードが選択されたものと判断し、通信品質が良好な通信モードを優先的に用いるモードであった場合衛星通信モードが選択されたものと判断して、閾値を変更することを特徴とする請求の範囲第３項に記載の移動通信端末装置。
制御手段は、一定期間における受信レベルの平均値、受信信号のビット誤り率、同期外れ回数のうち、いずれかを所定の閾値と比較することにより、受信信号の通信品質を評価することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の移動通信端末装置。