JP3878405B2 - 移動通信端末装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、セルラ移動通信システムにおいて、無線チャネルの品質劣化を検出して同期確立中の基地局に対しハンドオフを要求する機能を備えた移動通信端末装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、携帯電話システムに代表されるセルラ移動通信システムが急速に普及している。セルラ移動通信システムは、サービスエリアに複数の基地局を分散配置してこれらの基地局により各々セルと呼ばれる無線ゾーンを形成する。そして、移動局としての移動通信端末装置を当該端末装置が存在する無線ゾーンの基地局に無線チャネルを介して接続し、この基地局からさらに公衆網等を介して通信相手の端末装置に接続することで、端末間の通信を可能にしている。
【0003】
ところでこの種のシステムでは、移動通信端末装置が待受中或いは通信中に現在存在する無線ゾーンから他の無線ゾーンへ移動した場合に、同期確立中の基地局を移動先の基地局に切り替える、いわゆるハンドオフが行われる。以下、このハンドオフの動作を符号分割多元接続(CDMA:Code Division Multiple Access)方式を採用したシステムを例にとって説明する。
【0004】
すなわち、CDMA移動通信端末装置は、待受中又は通信中において、同期確立中の基地局から送信されているパイロット信号の受信レベルを測定すると共に、近接する各基地局から送信されているパイロット信号の受信レベルをそれぞれ測定する。受信レベルの強度は、逆拡散後における、パイロット信号の全受信エネルギ(Io)に対する測定しようとする基地局からのパイロット信号のエネルギ(Ec)の比(Ec/Io)が用いられる。そして、近接基地局からの受信レベルが所定レベル以上の強度になったとき、同期確立中のパイロットチャネルPNa2の受信強度(Ec/Io)PNa2が基地局から指定された値を下回るとき、及びその他の基地局からの各パイロットチャネルの受信強度(Ec/Io)otherが基地局から指定された別の値より上回るときに、PSMM(Pilot Strength Measurement Message)と呼ばれるハンドオフ要求メッセージを生成して上記同期確立中の基地局へ送信する。このときハンドオフ要求メッセージには、上記同期確立中の基地局からの受信レベルの測定値、及び各近接基地局からの受信レベルの測定値が挿入される。
【0005】
これに対し基地局は、移動通信端末装置から上記ハンドオフ要求メッセージを受信すると、このメッセージに挿入されている各基地局からの受信レベルの測定値をもとにハンドオフ先の基地局を決定し、この決定したハンドオフ先を要求元の移動通信端末装置に通知する。移動通信端末装置はこの通知を受けると基地局に受信確認を表す応答メッセージを返送し、しかるのち上記通知に従い同期確立先の基地局を切り替える。かくして、移動通信端末装置についてのハンドオフ処理がなされる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この種の従来のシステムには次のような解決すべき課題があった。すなわち、移動通信端末装置はハンドオフ要求メッセージを送信すると、基地局からの受信確認を表す応答メッセージの返送を待つ。そして、一定時間内に上記受信確認の応答メッセージが返送されない場合には、一時的に無線チャネルの品質が劣化しているものとみなして、基地局から指定された回数(例えば最大9回)だけ所定のアクセスシーケンスに従って上記ハンドオフ要求メッセージの送信を繰り返す。すなわち、ハンドオフ要求メッセージの再送手順を実行する。図12はそのシーケンスの一例を示すもので、(SEQ1(1))はシーケンス番号1の1回目の送信であることを、また(SEQ1(2))はシーケンス番号1の2回目の送信であることをそれぞれ示している。
【0007】
しかし、このような再送手順における再送の時間間隔は、通常システムごとに規格により定められている。例えばIS−95に規定されるCDMA方式のシステムでは400msec以上に設定されている。このため、上記再送手順によるハンドオフ要求メッセージの送信頻度は低く、再送したメッセージが基地局に届いて実際にハンドオフが実行されるまでに長い時間がかかる。
【0008】
一般に、ハンドオフ要求メッセージを送信するときは、概して基地局との通信状態が悪い場合が多く、移動通信端末装置から基地局に対するメッセージも届き難くなっていることが多い。このような通信状態で、移動通信端末装置が例えば車や電車により高速移動していると、移動通信端末装置から基地局へのメッセージ再送期間中に移動通信端末装置はかなりの距離を移動してしまい、基地局にメッセージが届いたところで内容はかなり古い情報になっていることが考えられる。この古い情報をもとに基地局がハンドオフ先を決定すると、ハンドオフできないような遠い基地局が割り当てられてしまい、結果的にハンドオフに失敗するという不具合が発生し非常に好ましくない。
【0009】
この発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、ハンドオフを要求するメッセージの送信及び再送手順において、ハンドオフ要求メッセージの送信及び再送間隔を実質的に短縮してメッセージの送信頻度を高め、これにより無線環境の劣化時においてもハンドオフ要求メッセージをいち早く基地局に通知できるようにして、ハンドオフ成功率の向上を図った移動通信端末装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためにこの発明は、複数の基地局のいずれかと同期が確立されている状態で、その受信品質の劣化を検出して同期確立中の基地局に対しハンドオフ要求を送出する機能を備えた移動通信端末装置又はその制御回路において、
上記同期確立中の基地局およびその周辺の基地局から送信される無線信号の受信品質をそれぞれ測定し、その測定結果をもとにハンドオフの要否を判定するハンドオフ判定手段と、このハンドオフ判定手段によりハンドオフが必要と判定された場合に、ハンドオフの要求メッセージを生成して、この要求メッセージを複数のシーケンス番号の中から選択した空きのシーケンス番号を用いて、上記同期確立中の基地局へ送信するメッセージ送信手段と、上記要求メッセージの送信に対する上記同期確立中の基地局からの受信確認の応答を監視し、所定時間内に応答がない場合に、当該要求メッセージを上記メッセージ送信手段の送信で使用したシーケンス番号と同一のシーケンス番号を用いて、上記所定時間より長い第1の時間間隔で少なくとも1回再送するメッセージ再送手段とに加え、メッセージ追加送信手段を備えている。そして、このメッセージ追加送信手段により、上記メッセージ送信手段が送信した要求メッセージと同一内容の要求メッセージを、上記複数のシーケンス番号の中から選択した他の空きのシーケンス番号を用いて、任意のタイミングで上記同期確立中の基地局へ追加送信するようにしたものである。
【0011】
したがってこの発明によれば、ハンドオフ要求メッセージは、一つのシーケンス番号のみにより送信及び再送されるのではなく、複数のシーケンス番号を同時に使用して各々任意のタイミングで並行して送信及び再送される。このため、個々のシーケンス番号によるメッセージ再送では規格により定められた時間間隔よりも短い時間間隔で送信することができなくても、複数のシーケンス番号を同時に使用することで、同一のハンドオフ要求メッセージを上記時間間隔より短い時間間隔で送信することが可能となる。すなわち、同一のハンドオフ要求メッセージを、規格を遵守した上でさらに高い頻度で送信することが可能となる。
【0012】
したがって、一つのシーケンス番号のみを使用してハンドオフ要求メッセージを送信及び再送する従来の装置に比べ、ハンドオフ要求メッセージをより早く基地局に通知することが可能となり、これにより移動通信端末装置が高速移動しているときのハンドオフ成功率を高めることができる。
【0013】
またこの発明は、上記メッセージ追加送信手段において、メッセージ送信手段が要求メッセージを送信してからメッセージ再送手段により当該要求メッセージの再送が行われるまでの期間に、要求メッセージの追加送信を行うことを特徴とする。
【0014】
このようにすることで、ハンドオフ要求メッセージの送信開始当初から当該メッセージを高頻度に送信することが可能となり、これによりハンドオフ要求メッセージをより早く基地局に通知することが可能となる。
【0015】
さらにこの発明は、上記メッセージ追加送信手段において、メッセージ再送手段により要求メッセージの再送が行われてから次の再送が行われるまでの期間に、要求メッセージの追加送信を行うことも特徴とする。
【0016】
このようにすることで、ハンドオフ要求メッセージの送信開始当初は一つのシーケンス番号を用いて送信が行われ、再送手順が開始された後に複数のシーケンス番号を同時に使用したメッセージ送信及び再送が開始される。このため、無線環境が比較的良く、再送手順が開始されるまでの期間に要求メッセージを基地局に通知することが可能な場合には、シーケンス番号を一つのみ使用するだけでよいことになり、これにより数が限られているシーケンス番号を有効に使用することができる。
【0017】
さらにこの発明は、メッセージ追加送信手段において、上記複数のシーケンス番号の中に空きのシーケンス番号が複数あるか否かを判定して、複数ある場合にはこの複数の空きのシーケンス番号を選択する。そして、メッセージ送信手段が送信した要求メッセージと同一内容の要求メッセージを、上記選択した複数のシーケンス番号を用いて上記第1の時間間隔より短い第2の時間間隔で複数回追加送信することも特徴とする。
【0018】
このようにすることで、同一の要求メッセージを、3以上の異なるシーケンス番号を同時に使用して送信及び再送することができ、これにより要求メッセージの送信頻度をさらに高くして、基地局が要求メッセージをいち早く受信できる確率を高めることができる。
【0019】
またその際、複数のシーケンス番号の中から、所定数のシーケンス番号を予備として残したうえで空きのシーケンス番号を複数選択するとよい。
このようにすると、一つのハンドオフ要求メッセージを送信するために空きのシーケンス番号を使い切ってしまう不具合をなくすことができ、これにより同時に他のメッセージが発生した場合に当該メッセージを即時送信することが可能となる。
【0020】
【発明の実施の形態】
(第1の実施形態)
図1は、この発明に係わるセルラ移動通信システムの第1の実施形態であるCDMA移動通信システムの概略構成図である。
システムのサービスエリアには、複数の基地局BSa,BSb,BSc,…(図では3局のみを図示)が分散配置されている。これらの基地局BSa,BSb,BSc,…はそれぞれ、各セクタSa1〜Sa3、Sb1〜Sb3、Sc1〜Sc3ごとにオフセット値の異なる拡散符号を使用したパイロットチャネルPNa1〜PNa3、PNb1〜PNb3、PNc1〜PNc3を放送している。なお、拡散符号としては例えばPN符号(Pseudo noise code )と、Walsh sequenceやOrthogonal Gold sequence等を採用した直交符号とが併用される。直交符号を使用する理由は、チャネル相互間の直交性を高めて干渉をさらに抑えるためである。
【0021】
移動局としての移動通信端末装置MSは、上記基地局BSa,BSb,BSc,…が放送しているパイロットチャネルPNa1〜PNa3、PNb1〜PNb3、PNc1〜PNc3のいずれかと同期を確立して通信を行う。このとき、品質の良好な通信を行うには常に受信品質の良好なパイロットチャネルに対し同期を確立しておくことが必要であり、そのために移動通信端末装置MSでは待ち受け中にハンドオフ処理が行われている。
【0022】
ハンドオフは、移動通信端末装置MSが、定期的に同期確立中のパイロットチャネルと同期確立候補である他の複数のパイロットチャネルとの受信品質を比較し、同期確立候補となる他の複数のパイロットチャネルの中に、同期確立中のパイロットチャネルよりも受信品質が所定レベル以上良好なパイロットチャネルが見つかった場合に、この同期確立対象をこのパイロットチャネルに切り替えるものである。
【0023】
図2は、この実施形態に係わる移動通信端末装置MSの構成を示す回路ブロック図である。
同図において、マイクロホン10aから出力された話者の送話音声信号は、アナログ−ディジタル変換器(A−D)11aでディジタル信号に変換されたのち、音声符号化−復号化器(Voice coder−decoder 、以後ボコーダ:Vocoder と称する)12に入力される。ボコーダ12は、可変レート音声符号化方式を採用したもので、例えば9600bps ,4800bps ,2400bps ,1200bps の4種類の符号化レートの中から一つを選択し、この選択した符号化レートにより上記入力ディジタル音声信号を符号化する。符号化レートはマイクロ・プロセッサ(MPU)13からレート制御信号により指示される。
【0024】
マイクロ・プロセッサ(MPU)13では、上記ボコーダ12から出力された符号化ディジタル音声信号に制御信号等が付加され、これにより伝送データが生成される。この伝送データは、データ生成回路14で誤り検出符号及び誤り訂正符号が付加されたのち畳み込み符号化器15にて符号化され、さらにインタリーブ回路16によりインタリーブのための処理が施される。そして、このインタリーブ回路16から出力された伝送データは、スペクトラム拡散器17で拡散符号により広帯域の信号にスペクトラム拡散される。
【0025】
このスペクトラム拡散された送信信号は、ディジタル・フィルタ18で不要な周波数成分が除去されたのちディジタル−アナログ変換器(D−A)19によりアナログ信号に変換される。そして、このアナログ送信信号は、アナログ・フロントエンド20で所定の無線周波数にアップコンバートされるとともに所定の送信電力レベルに電力増幅されたのち、アンテナ21から例えば基地局に向け送信される。
【0026】
一方、アンテナ21で受信されたスペクトラム拡散無線信号は、アナログ・フロントエンド20において低雑音増幅器により増幅されるとともに、中間周波数又はベースバンド周波数にダウンコンバートされる。そして、このアナログ・フロントエンド20から出力された受信信号は、アナログ−ディジタル変換器(A−D)22で所定のサンプリング周期でディジタル信号に変換されたのち、サーチ受信機23、自動利得制御(AGC)回路24及びRAKE受信機25に入力される。
【0027】
RAKE受信機25は、例えば4個のフィンガ回路と、これらのフィンガ回路の出力信号をシンボル合成するシンボル合成器とを有する。各フィンガ回路は、それぞれ受信レベルの大きい所望のパスの受信信号に対し独立してスペクトラム逆拡散を行うことにより、異なる4つのパスの受信信号をマルチパス無線信号から分離して各々再生する。
【0028】
サーチ受信機23は、基地局から放送されているパイロットチャネルのPN符号をサーチしてそのオフセットを捕捉するためのもので、基本的にはフィンガ回路と同じ構成である。このPN符号のサーチ動作により得られる電力制御データはマイクロ・プロセッサ13に取り込まれる。
【0029】
上記RAKE受信機25から出力された復調シンボルは、タイミング情報と共にデインタリーブ回路26に入力され、このデインタリーブ回路26においてデインタリーブ処理が施される。続いて、このデインタリーブ後の復調シンボルは、ビタビ復号化器27においてビタビ復号され、さらにこのビタビ復号後の復調シンボルは誤り訂正回路28で誤り訂正復号処理されて受信データとなり、マイクロ・プロセッサ13に入力される。マイクロ・プロセッサ13では、上記入力された受信データが音声データと制御データとに分離される。このうち音声データは、ボコーダ12で音声復号されたのちディジタル−アナログ変換器(D−A)11bでアナログ信号に変換され、しかるのちスピーカ10bから拡声出力される。
【0030】
なお、キーパッド/ディスプレイ29は、ユーザがダイヤルデータや制御データ等の入力及び設定を行ったり、また移動通信端末装置MSの動作状態に係わる種々情報を表示するために設けられている。このキーパッド/ディスプレイ29の動作はマイクロ・プロセッサ13により制御される。
【0031】
ところで、マイクロ・プロセッサ13は、発信及び着信に伴う通信リンク接続制御や通信制御等の通常の制御機能に加えて、この発明に係わる制御機能としてハンドオフ要求送信制御機能131と、ハンドオフ要求追加送信制御機能132とを備えている。
【0032】
マイクロ・プロセッサ13には図示しないメモリが設けられており、このメモリに記憶させたプログラムをマイクロ・プロセッサ13が実行することにより上記制御機能が実現される。上記ハンドオフ制御プログラムは予めROM等のメモリに記憶させておいてもよいが、製品の組み立て時や使用開始後に記憶媒体からコピーすることで記憶させるようにしてもよい。記憶媒体としては、EEPROMを含むROMやRAMなどのメモリ、フロッピーディスク、ハードディスク、CD−ROMディスクやDVDディスクなどの光ディスク、メモリカード、その他プログラムを記憶することができる記憶媒体を用いることができる。また上記ハンドオフ制御プログラムは、インターネット等のコンピュータ・ネットワーク上に設けられたサイトから移動通信端末装置MSにダウンロードしてメモリに記憶させるようにしてもよい。
【0033】
ハンドオフ要求制御機能131は、同期確立中の基地局及び同期確立候補となるその周辺の基地局が放送している各パイロットチャネルの受信強度をそれぞれ測定し、その測定値をもとにハンドオフの必要性の有無を判定する。そして、ハンドオフの必要有りと判定した場合に、上記各パイロットチャネルの受信強度測定値を含めた要求メッセージ(PSMM)を生成し、この要求メッセージをシーケンス番号を用いて同期確立中の基地局に向け送信する。シーケンス番号は、予め用意されている複数のシーケンス番号の中から選択される。
【0034】
また、上記要求メッセージの送信後、一定時間内に基地局から受信確認の応答メッセージが返送されるか否かを監視する。そして、返送されない場合には、上記要求メッセージを、当該メッセージを送信するために使用した前記シーケンス番号を使用して再送する。以後、基地局から受信確認の応答メッセージが返送されるまで、上記要求メッセージの再送を同一のシーケンス番号を用いて繰り返す。なお、この繰り返し回数は、IS−95規格では9回に設定される。
【0035】
ハンドオフ要求追加送信制御機能132は、上記ハンドオフ要求制御機能131の制御により送信された要求メッセージと同一内容の要求メッセージを、上記複数のシーケンス番号の中から選択した他の1つ又は複数のシーケンス番号を用いて、上記同期確立中の基地局へ追加送信する。この追加送信タイミングは、上記ハンドオフ要求制御機能131の制御により要求メッセージの再送手順が開始された後の、各要求メッセージの再送インターバル期間に設定される。
【0036】
次に、以上のように構成された移動通信端末装置MSの動作を説明する。
いま例えば、基地局BSaが送信しているパイロットチャネルPNa2に対し同期が確立されている移動通信端末装置MSが、基地局BSbの方向へ移動したとする。
【0037】
このとき移動通信端末装置MSでは、次のようにハンドオフの要否判定が行われる。図3は、その制御手順及び制御内容を示すフローチャートである。
すなわち、移動通信端末装置MSは、先ずステップ3aで同期確立中のパイロットチャネルPNa2の受信強度(Ec/Io)PNa2を測定する。また、近接基地局BSb,BScの各パイロットチャネルについて、その受信強度の測定が終了したか否かをステップ3bで判定する。そして、終了していなければステップ3cに移行して、ここで上記同期確立中のパイロットチャネルPNa2により基地局BSaから報知されるネイバリストメッセージに従い、近接基地局BSb,BScの各パイロットチャネルを順次受信してその受信強度を測定する。ネイバリストメッセージには、同期確立中の基地局に近接する基地局のPN符号が含まれており、移動通信端末装置MSは、少なくともこれらのPN符号で識別される近接基地局(ネイバリング基地局)からのパイロット信号の受信強度を測定する。
【0038】
一方、近接基地局BSb,BScの各パイロットチャネルについて受信電界強度の測定を終了していれば、ステップ3dでその他の基地局(リメイニング基地局)からのパイロットチャネルの受信強度を測定する。その他の基地局(リメイニング基地局)は、PN符号で識別可能なすべての基地局のうち、同期確立中の基地局と近接基地局を除いたものである。移動通信端末装置MSは必ずしもその他の基地局からのパイロット信号をすべて測定する必要はなく、適応に応じてその一部のみを測定してもよい。
【0039】
以上の測定を終了すると移動通信端末装置MSは、次にステップ3eで上記受信強度を測定したネイバリング基地局及びリメイニング基地局からのパイロットチャネルのうち、受信強度の測定値(Ec/Io)が基準値以上のパイロットチャネルがあるか否かを判定する。そして、基準値以上のパイロットチャネルが見つかった場合にはハンドオフ要求制御へ移行する。
【0040】
また、上記ステップ3eにおいて受信強度の測定値が基準値以上のパイロットチャネルが見つからなかった場合にはステップ3fに移行する。そして、同期確立中のパイロットチャネルPNa2の受信強度(Ec/Io)PNa2が基地局から指定された値th1を下回る場合にもハンドオフ要求制御へ移行し、さらにその他の基地局からの各パイロットチャネルの受信強度(Ec/Io)otherが基地局から指定された別の値th2より上回る場合にもステップ3gからハンドオフ要求制御に移行する。なお、その他の場合にはハンドオフ要求制御を行わない。
【0041】
さて、ハンドオフ要求制御に移行すると移動通信端末装置MSは、この制御を次のように実行する。図4及び図5はその制御手順及び制御内容を示すフローチャート、図6は移動通信端末装置MSと基地局BSとの間で行われるメッセージ伝送手順を示すシーケンス図である。
【0042】
すなわち、移動通信端末装置MSは、先ずステップ4aで使用可能なシーケンス番号(SEQNo)があるか否かを判定する。ここで、使用可能なシーケンス番号とは、別のメッセージを送信するために用意した所定数(例えば1個)のシーケンス番号を除いた空きのシーケンス番号のことである。上記判定の結果、使用可能なシーケンス番号がなければ、ハンドオフ要求メッセージの送信待機制御に移行する。
【0043】
これに対し使用可能なシーケンス番号があれば、ステップ4bでこの使用可能なシーケンス番号を一つ、例えば(SEQ1)を選択する。そして、ステップ4cでハンドオフを要求するためのメッセージとして、パイロット強度測定メッセージ(PSMM)を作成する。このメッセージには、前記ハンドオフ判定制御において得た、同期確立中のパイロットチャネルPNa2の受信強度の測定値と、近接基地局及びその他の基地局からの全パイロットチャネルの受信強度測定値がそれぞれ挿入される。そして、この作成したハンドオフ要求メッセージ(図6ではメッセージAと呼称)を、先に選択したシーケンス番号(SEQ1)を用いて同期確立中の基地局BSaに向け送信する。なお、図6中(SEQ1(1))の(1)は1回目の送信であることを示している。
【0044】
上記メッセージA(SEQ1(1))を送信すると、移動通信端末装置MSはタイマを起動し、ステップ4fでこのタイマのタイムアウト(400msec)を監視しながら、ステップ4dで基地局BSaからの受信確認の応答メッセージ(ACK)の返送を監視する。そして、上記タイマがタイムアウトする前に基地局BSaから受信確認の応答メッセージが返送された場合には、ステップ4eでシーケンス番号(SEQ1)を開放した後ハンドオフ処理に移行する。
【0045】
なお、このハンドオフ処理では、先ず基地局BSaからのハンドオフ・ディレクションメッセージ(HOM)の到来を待つ。そして、このハンドオフ・ディレクションメッセージが受信されると、ハンドオフ・コンプリーションメッセージ(HCM)を返送し、以後上記ハンドオフ・ディレクションメッセージにより指示されたハンドオフ先のパイロットチャネルに同期を確立する処理が行われる。
【0046】
ところで、例えば移動通信端末装置MSの移動の影響やマルチパスの影響により基地局BSaとの間の無線伝送路の状態が劣化し、これによりメッセージA(SEQ1(1))が基地局BSaに届かなかったか、或いは基地局BSaからの受信確認の応答メッセージが受信できなかったとする。
【0047】
そうすると移動通信端末装置MSは、ステップ4fでタイマのタイムアウトを確認するとステップ4gに移行し、ここでメッセージA(SEQ1)の再送信が可能か否かを判定する。例えば、ハンドオフ要求メッセージの送信が予め定められた回数、例えば9回以下の場合には、再送信が可能と判定する。そして、可能であればステップ4hにおいて上記シーケンス番号(SEQ1)の送信回数を計数するカウンタの値を(SEQ1(2))にインクリメントしたのち、ステップ4iに移行してここで上記メッセージA(SEQ1(1))と同一内容のメッセージA(SEQ1(2))を生成して、このメッセージA(SEQ1(2))を同期確立中の基地局BSaに向け送信する。
【0048】
以後、移動通信端末装置MSはメッセージAをシーケンス番号(SEQ1)を用いて再送信するごとに、基地局BSaからの受信確認の応答メッセージの返送をステップ4dで監視し、タイマがタイムアウトするまでの期間(400msec)内に受信確認の応答メッセージが受信できなければ、上記したようにステップ4d〜4hによるメッセージAの再送制御を繰り返す。この再送制御の繰り返しは、予め設定された回数、例えば9回繰り返された時点で終了する。なお、この再生手順を終了する際にはステップ4pでシーケンス番号(SEQ1)を開放する。
【0049】
ところで、本実施形態の移動通信端末装置MSは、上記したハンドオフ要求メッセージAの再送手順を開始すると、同一内容のハンドオフ要求メッセージAの追加送信制御を実行する。
【0050】
すなわち、移動通信端末装置MSは、ステップ4iにおいてメッセージA(SEQ1(2))を再送すると、図5に示すステップ4kに移行し、ここで使用可能なシーケンス番号の有無を先ず判定する。この判定の結果、使用可能なシーケンス番号が他のメッセージの送信用として用意されているもの(例えば1個)以外に残っていなければ、追加送信は不可能であると判断して、そのまま前記ステップ4d〜ステップ4iによるシーケンス番号(SEQ1)を用いたメッセージAの再送制御に戻る。
【0051】
一方、使用可能なシーケンス番号が残っていた場合には、ステップ4mでこの使用可能なシーケンス番号(SEQ2)を一つ選択し、ステップ4nに移行する。そして、このステップ4nにおいて、前記メッセージAと同一内容のメッセージAを、上記選択したシーケンス番号(SEQ2)を用いて基地局BSaに向け送信する。なお、このとき上記メッセージA(SEQ2(1))の送信タイミングは、例えば上記メッセージA(SEQ1(2))の送信時点から100msec後になるように設定する。
【0052】
以後同様に移動通信端末装置MSは、メッセージA(SEQ1(3)),メッセージA(SEQ1(4)),…を1回再送するごとに、ステップ4k〜ステップ4nにおいて別のシーケンス番号(SEQ2(2)),シーケンス番号(SEQ2(3)),…を用いた同一内容のメッセージAの追加送信が行われる。図6にその様子を示す。
【0053】
以上述べたようにこの第1の実施形態では、ハンドオフ要求追加送信制御機能132を新たに備えている。そしてこのハンドオフ要求追加送信制御機能132により、ハンドオフ要求メッセージAの再送手順に移行した場合に、このメッセージAの送信に使用しているシーケンス番号(SEQ1)とは別の使用可能なシーケンス番号(SEQ2)を選択し、このシーケンス番号(SEQ2)を用いて、上記メッセージと同一内容のメッセージAを、上記シーケンス番号(SEQ1)を用いたメッセージAの再送インターバル期間中における任意のタイミングで送信するようにしている。
【0054】
したがって、同一内容のハンドオフ要求メッセージAが2個の異なるシーケンス番号(SEQ1),(SEQ2)を使用して並行して送信されることになり、このため基地局BSaに対するハンドオフ要求メッセージAの送信頻度が高められ、その結果基地局BSaに対し無線環境が劣化している状態であってもハンドオフ要求メッセージAをいち早く通知することが可能となる。
【0055】
また第1の実施形態では、同一内容のハンドオフ要求メッセージAの追加送信を、その元になるハンドオフ要求メッセージAの再送手順移行後に行うようにしている。このため、無線環境が比較的良く、再送手順が開始されるまでの期間に要求メッセージを基地局に通知することが可能な場合には、シーケンス番号を一つのみ使用するだけでよいことになり、これにより数が限られているシーケンス番号を有効に使用することができる。
【0056】
さらに第1の実施形態では、追加送信用のシーケンス番号を選択する際に、他のメッセージの送信用として予め用意されているもの(例えば1個)を除外するようにしている。このため、1個のハンドオフ要求メッセージAを送信するために空きのシーケンス番号を使い切ってしまう不具合をなくすことができ、これにより同時に他のメッセージが発生した場合に当該メッセージを即時送信することができる。
【0057】
(第2の実施形態)
この発明に係わる第2の実施形態は、ハンドオフ要求メッセージを送信する際に、ハンドオフ要求追加送信制御機能により、本来のメッセージ送信のためのシーケンス番号と、追加送信のための他のシーケンス番号とをそれぞれ選択する。そして、同一内容のハンドオフ要求メッセージを、その送信開始当初から上記複数のシーケンス番号を用いて再送インターバルより短い時間間隔でそれぞれ送信するようにしたものである。
【0058】
図7は、この第2の実施形態に係わる移動通信端末装置MSのハンドオフ要求制御の手順とその内容を示すフローチャート、図8は移動通信端末装置MSと基地局BSとの間で行われるメッセージ伝送手順を示すシーケンス図である。
【0059】
ハンドオフ要求制御に移行すると移動通信端末装置MSは、ステップ7aで使用可能なシーケンス番号(SEQNo)があるか否かを判定する。ここで、使用可能なシーケンス番号とは、その他のメッセージを送信するために用意した所定数(例えば1個)のシーケンス番号を除いた空きのシーケンス番号のことである。上記判定の結果、使用可能なシーケンス番号がなければ、ハンドオフ要求メッセージの送信待機制御に移行する。
【0060】
これに対し使用可能なシーケンス番号があれば、ステップ7bでこの使用可能なシーケンス番号を複数個選択する。例えば、シーケンス番号(SEQ1),(SEQ2),(SEQ3)からなる3個を選択する。そして、ステップ7cにおいて、ハンドオフを要求するためのメッセージとして、パイロット強度測定メッセージ(PSMM)を作成する。このパイロット強度測定メッセージには、前記ハンドオフ判定制御において得た、同期確立中のパイロットチャネルの受信強度測定値と、近接基地局及びその他の基地局からの全パイロットチャネルの受信強度測定値がそれぞれ挿入される。
【0061】
そして、この作成した同一内容のハンドオフ要求メッセージ(以後メッセージAと呼称する)を、上記ステップ7bにて選択した3個のシーケンス番号(SEQ1),(SEQ2),(SEQ3)を用いて同期確立中の基地局BSaに向けそれぞれ送信する。なお、このとき3個のメッセージA(SEQ1(1))、メッセージA(SEQ2(1))及びメッセージA(SEQ3(1))の送信時間間隔は、1個のシーケンス番号を使用した場合のメッセージ再送インターバルである400msecより短い値、例えば100msecに設定される。
【0062】
上記3個のメッセージA(SEQ1(1))、メッセージA(SEQ2(1))及びメッセージA(SEQ3(1))を送信すると、移動通信端末装置MSは上記各メッセージA(SEQ1(1))、メッセージA(SEQ2(1))及びメッセージA(SEQ3(1))ごとにタイマを起動し、ステップ7fでこのタイマのタイムアウト(400msec)を監視しながら、ステップ7dで基地局BSaからの受信確認応答メッセージ(ACK)の返送を監視する。そして、上記タイマがタイムアウトする前に基地局BSaから受信確認の応答メッセージが返送されると、ステップ7eでこの受信確認応答メッセージに対応するシーケンス番号を開放し、しかる後ハンドオフ処理に移行する。
【0063】
一方、例えば移動通信端末装置MSの移動の影響やマルチパスの影響により基地局BSaとの間の無線伝送路の状態が劣化し、これによりメッセージA(SEQ1(1))、メッセージA(SEQ2(1))及びメッセージA(SEQ3(1))が基地局BSaに届かなかったか、或いは基地局BSaからの受信確認応答メッセージが受信できなかったとする。
【0064】
そうすると移動通信端末装置MSは、ステップ7fでタイマのタイムアウトを確認するとステップ4gに移行し、ここでメッセージA(SEQ1(1))、メッセージA(SEQ2(1))及びメッセージA(SEQ3(1))の再送信が可能か否かを判定する。例えば、メッセージAの送信が予め定められた回数、例えば9回以下の場合には、再送信が可能と判定する。そして、可能であればステップ7hにおいて上記シーケンス番号(SEQ1),(SEQ2),(SEQ3)の送信回数を計数するカウンタの値をそれぞれ(SEQ1(2)),(SEQ2(2)),(SEQ3(2))にインクリメントしたのち、ステップ7iに移行する。そして、このステップ7iで上記メッセージA(SEQ1(1))、メッセージA(SEQ2(1))及びメッセージA(SEQ3(1))とそれぞれ同一内容のメッセージA(SEQ1(2))、メッセージA(SEQ2(2))及びメッセージA(SEQ3(2))を生成し、これらのメッセージA(SEQ1(2))、メッセージA(SEQ2(2))及びメッセージA(SEQ3(2))を、図8に示すように100msecの相互間隔を保って同期確立中の基地局BSaに向け送信する。
【0065】
以後移動通信端末装置MSは、同一内容のメッセージAを異なるシーケンス番号(SEQ1),(SEQ2),(SEQ3)を用いてそれぞれ再送信するごとに、基地局BSaからの受信確認応答メッセージの返送をステップ7dで監視し、タイマがタイムアウトするまでの期間(400msec)内に受信確認の応答メッセージが受信できなければ、上記したようにステップ7d〜7iによるメッセージAの再送制御を繰り返す。この再送制御の繰り返しは、予め設定された回数、例えば9回繰り返された時点で終了する。なお、この再生手順を終了する際にはステップ7pでシーケンス番号(SEQ1),(SEQ2),(SEQ3)を開放する。
【0066】
このように第2の実施形態によれば、同一内容のハンドオフ要求メッセージAが、その送信開始当初から3個の異なるシーケンス番号(SEQ1),(SEQ2),(SEQ3)を使用して100msec間隔でそれぞれ送信されることになる。このため、基地局BSaに対するハンドオフ要求メッセージAの送信頻度が送信開始当初から高められ、その結果無線伝送路の状態が劣化している場合であっても、基地局BSaに対しハンドオフ要求メッセージAをいち早く通知することが可能となる。
【0067】
(第3の実施形態)
この発明の第3の実施形態は、ハンドオフ要求メッセージAの再送手順において、使用可能な他のシーケンス番号を複数個選択し、上記メッセージAと同一内容のメッセージAをこれらのシーケンス番号を使用して再送インターバルより短い時間間隔で追加送信すると共に、この追加送信を含むメッセージAの再送手順中に、前記ハンドオフ判定制御において当該メッセージAと同種の新しい内容のハンドオフ要求メッセージA′が発生した場合に、以後再送及び追加送信する上記メッセージAの内容を上記新たなメッセージの内容A′に更新するようにしたものである。
【0068】
図9及び図10はこの第3の実施形態に係わる移動通信端末装置MSのハンドオフ要求制御の手順とその内容を示すフローチャート、図11は移動通信端末装置MSと基地局BSとの間で行われるメッセージ伝送手順を示すシーケンス図である。なお、図9において前記図4と同一部分には同一符号を付して詳しい説明は省略する。また、図9のステップ4iに続く追加送信処理については前記図5と同一なのでここでの図示は省略する。
【0069】
ハンドオフ要求メッセージAの送信或いは再送信後における受信確認応答メッセージの到来監視期間中において、移動通信端末装置MSはステップ9aにより要求メッセージ(PSMM)の内容更新処理を行っている。
【0070】
すなわち、移動通信端末装置MSは図10に示すステップ10aにおいて、ハンドオフ判定制御により新たなハンドオフ要求メッセージが発生したか否かを監視する。そして、この状態で新たなハンドオフ要求メッセージが発生すると、ステップ10bにおいて受信確認応答待ちのハンドオフ要求メッセージの中に、上記新たなハンドオフ要求メッセージと同種のメッセージがあるか否かを判定する。この判定の結果、同種のメッセージがあったとすると、ステップ10cに移行してここでこの受信確認応答待ちの同種のハンドオフ要求メッセージの内容を上記新たなハンドオフ要求メッセージの内容に更新する。
【0071】
したがって、上記受信確認応答待ちの状態がタイムアウトし、当該受信確認応答待ちのハンドオフ要求メッセージAの再送を行う際には、その内容が更新されたハンドオフ要求メッセージA′が再送信されることになる。この内容更新処理は、図11に示すように、シーケンス番号(SEQ1)を使用した本来のハンドオフ要求メッセージAについては勿論のこと、他のシーケンス番号(SEQ2),(SEQ3)を使用して追加送信を行っている同一内容の各ハンドオフ要求メッセージAについても同様に行われる。
【0072】
このように第3の実施形態によれば、受信確認応答待ちのハンドオフ要求メッセージAと同種のハンドオフ要求メッセージA′が新たに発生した場合に、上記受信確認応答待ちのハンドオフ要求メッセージAの内容が、本来のメッセージ及び追加送信のメッセージを問わず全てA′の内容に更新され、以後のハンドオフ要求メッセージの再送手順においてはこの内容が更新されたメッセージA′が再送信される。
【0073】
したがって、移動通信端末装置MSは、前記第1及び第2の実施形態と同様に同一内容のハンドオフ要求メッセージを基地局BSaに向けて頻繁に送信することができ、しかも常に最新のパイロット強度測定値を送信することができる。このため、基地局BSaでは、無線伝送路の状態が一時的にも回復すれば、上記頻繁に送信されるメッセージのいずれかをいち早く受信することができ、しかも最新のパイロット強度測定値をもとにハンドオフ先を決定することができるため、常に最適なハンドオフが可能となる。
【0074】
(その他の実施形態)
前記各実施形態では、CDMA移動通信システムを例にとって説明したが、移動通信端末装置がハンドオフ要求を送信する機能を持つシステムであれば、PDCやPHS等のTDMA方式を採用したシステムにも同様に適用可能である。
【0075】
さらに、前記各実施形態ではハンドオフ要求メッセージを送信する場合を例にとって説明したが、受信確認の応答を必要とするメッセージであればその他の種類のメッセージを送信する場合にもこの発明を適用することが可能である。
【0076】
また、マイクロ・プロセッサの代わりにゲートアレイなどの集積回路により、発信及び着信に伴う通信リンク接続制御や通信制御やハンドオフ制御機能を実現してもよい。
【0077】
その他、移動通信端末装置の種類やその回路構成、ハンドオフ判定制御、ハンドオフ要求制御とそのメッセージ追加送信制御の手順及び内容、及びメッセージ内容更新処理の内容等についても、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。
【0078】
【発明の効果】
以上詳述したようにこの発明では、メッセージ追加送信手段を新たに設け、このメッセージ追加送信手段により、メッセージ送信手段が送信した要求メッセージと同一内容の要求メッセージを、複数のシーケンス番号の中から選択した他の空きのシーケンス番号を用いて、前記メッセージ送信手段が要求メッセージを送信してから前記メッセージ再送手段により当該要求メッセージの再送が行われるまでの期間に、或いは前記メッセージ再送手段により要求メッセージの再送が行われてから次の再送が行われるまでの期間に、同期確立中の基地局へ追加送信するようにしている。
【0079】
したがってこの発明によれば、ハンドオフを要求するメッセージの送信及び再送間隔を実質的に短縮してメッセージの送信頻度を高めることができ、これにより無線環境の劣化時においてもハンドオフ要求メッセージをいち早く基地局に通知でき、ハンドオフ効率の向上を図った移動通信端末装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明に係わるセルラ移動通信システムの実施形態であるCDMA移動通信システムを示す概略構成図。
【図2】 図1に示したシステムにおいて使用されるCDMA移動通信端末装置の構成を示す回路ブロック図。
【図3】 図2に示した移動通信端末装置において実行されるハンドオフ判定制御手順とその内容を示すフローチャート。
【図4】 この発明の第1の実施形態におけるハンドオフ要求制御の前半部分の手順とその内容を示すフローチャート。
【図5】 この発明の第1の実施形態におけるハンドオフ要求制御の後半部分の手順とその内容を示すフローチャート。
【図6】 この発明の第1の実施形態におけるメッセージ伝送手順を示すシーケンス図。
【図7】 この発明の第2の実施形態におけるハンドオフ要求制御手順とその内容を示すフローチャート。
【図8】 この発明の第2の実施形態におけるメッセージ伝送手順を示すシーケンス図。
【図9】 この発明の第3の実施形態におけるハンドオフ要求制御手順とその内容を示すフローチャート。
【図10】 この発明の第3の実施形態におけるハンドオフ要求制御のメッセージ内容更新処理手順とその内容を示すフローチャート。
【図11】 この発明の第3の実施形態におけるメッセージ伝送手順を示すシーケンス図。
【図12】 従来のハンドオフ要求メッセージの伝送手順を示すシーケンス図。
【符号の説明】
BSa,BSb,BSc…基地局
Sa1〜Sc3…セクタ
MS…移動端末装置
PNa1〜PNc3…パイロットチャネル
11a,22…アナログ−ディジタル変換器(A−D)
11b,19…ディジタル−アナログ変換器(D−A)
12…音声符号化−復号化器(ボコーダ)
13…マイクロ・プロセッサ(MPU)
131…ハンドオフ要求送信制御機能
132…ハンドオフ要求追加送信制御機能
14…データ生成回路
15…畳み込み符号化器
16…インタリーブ回路
17…スペクトラム拡散器
18…ディジタル・フィルタ
20…アナログ・フロントエンド
21…アンテナ
23…サーチ受信機
24…自動利得制御(AGC)回路
25…RAKE受信機
26…デインタリーブ回路
27…ビタビ復号化器
28…誤り訂正回路
29…キーパッド/ディスプレイ
Claims (8)
- 複数の基地局の何れかと同期が確立されている状態で、その受信品質の劣化を検出して同期確立中の基地局に対しハンドオフ要求を送出する機能を備えた移動通信端末装置において、
前記同期確立中の基地局及びその周辺の基地局から送信される無線信号の受信品質をそれぞれ測定し、その測定結果をもとにハンドオフの要否を判定するハンドオフ判定手段と、
このハンドオフ判定手段によりハンドオフが必要と判定された場合に、ハンドオフの要求メッセージを生成し、この要求メッセージを複数のシーケンス番号の中から選択した空きのシーケンス番号を用いて、前記同期確立中の基地局へ送信するメッセージ送信手段と、
前記要求メッセージの送信に対する前記同期確立中の基地局からの受信確認の応答を監視し、所定時間内に応答がない場合に、当該要求メッセージを前記メッセージ送信手段の送信で使用したシーケンス番号と同一のシーケンス番号を用いて、前記所定時間より長い第1の時間間隔で少なくとも1回再送するメッセージ再送手段と、
前記メッセージ送信手段が送信した要求メッセージと同一内容の要求メッセージを、前記複数のシーケンス番号の中から選択した他の空きのシーケンス番号を用いて、前記メッセージ送信手段が要求メッセージを送信してから前記メッセージ再送手段により当該要求メッセージの再送が行われるまでの期間に、前記同期確立中の基地局へ追加送信するメッセージ追加送信手段と
を具備することを特徴とする移動通信端末装置。 - 複数の基地局の何れかと同期が確立されている状態で、その受信品質の劣化を検出して同期確立中の基地局に対しハンドオフ要求を送出する機能を備えた移動通信端末装置において、
前記同期確立中の基地局及びその周辺の基地局から送信される無線信号の受信品質をそれぞれ測定し、その測定結果をもとにハンドオフの要否を判定するハンドオフ判定手段と、
このハンドオフ判定手段によりハンドオフが必要と判定された場合に、ハンドオフの要求メッセージを生成し、この要求メッセージを複数のシーケンス番号の中から選択した空きのシーケンス番号を用いて、前記同期確立中の基地局へ送信するメッセージ送信手段と、
前記要求メッセージの送信に対する前記同期確立中の基地局からの受信確認の応答を監視し、所定時間内に応答がない場合に、当該要求メッセージを前記メッセージ送信手段の送信で使用したシーケンス番号と同一のシーケンス番号を用いて、前記所定時間より長い第1の時間間隔で少なくとも1回再送するメッセージ再送手段と、
前記メッセージ送信手段が送信した要求メッセージと同一内容の要求メッセージを、前記複数のシーケンス番号の中から選択した他の空きのシーケンス番号を用いて、前記メッセージ再送手段により要求メッセージの再送が行われてから次の再送が行われるまでの期間に、前記同期確立中の基地局へ追加送信するメッセージ追加送信手段と
を具備することを特徴とする移動通信端末装置。 - 前記メッセージ追加送信手段は、前記複数のシーケンス番号の中に空きのシーケンス番号が複数あるか否かを判定して、複数ある場合にはこの複数の空きのシーケンス番号を選択し、前記メッセージ送信手段が送信した要求メッセージと同一内容の要求メッセージを、前記選択した複数のシーケンス番号を用いて、前記第1の時間間隔より短い第2の時間間隔で前記同期確立中の基地局へ複数回追加送信することを特徴とする請求項1又は2に記載の移動通信端末装置。
- 前記メッセージ追加送信手段は、前記複数のシーケンス番号の中から、所定数のシーケンス番号を予備として残したうえで空きのシーケンス番号を複数選択して、前記要求メッセージの追加送信に使用することを特徴とする請求項3記載の移動通信端末装置。
- 複数の基地局の何れかと同期が確立されている状態で、この同期確立中の基地局に対し受信確認の応答を必要とするメッセージを送出する機能を備えた移動通信端末装置において、
前記受信確認の応答を必要とするメッセージを生成し、このメッセージを複数のシーケンス番号の中から選択した空きのシーケンス番号を用いて、前記同期確立中の基地局へ送信するメッセージ送信手段と、
前記メッセージの送信に対する前記同期確立中の基地局からの受信確認の応答を監視し、所定時間内に応答がない場合に、当該メッセージを前記メッセージ送信手段の送信で使用したシーケンス番号と同一のシーケンス番号を用いて、前記所定時間より長い第1の時間間隔で少なくとも1回再送するメッセージ再送手段と、
前記メッセージ送信手段が送信したメッセージと同一内容のメッセージを、前記複数のシーケンス番号の中から選択した他の空きのシーケンス番号を用いて、前記メッセージ送信手段がメッセージを送信してから前記メッセージ再送手段により当該メッセージの再送が行われるまでの期間に、前記同期確立中の基地局へ追加送信するメッセージ追加送信手段と
を具備することを特徴とする移動通信端末装置。 - 複数の基地局の何れかと同期が確立されている状態で、この同期確立中の基地局に対し受信確認の応答を必要とするメッセージを送出する機能を備えた移動通信端末装置において、
前記受信確認の応答を必要とするメッセージを生成し、このメッセージを複数のシーケンス番号の中から選択した空きのシーケンス番号を用いて、前記同期確立中の基地局へ送信するメッセージ送信手段と、
前記メッセージの送信に対する前記同期確立中の基地局からの受信確認の応答を監視し、所定時間内に応答がない場合に、当該メッセージを前記メッセージ送信手段の送信で使用したシーケンス番号と同一のシーケンス番号を用いて、前記所定時間より長い第1の時間間隔で少なくとも1回再送するメッセージ再送手段と、
前記メッセージ送信手段が送信したメッセージと同一内容のメッセージを、前記複数のシーケンス番号の中から選択した他の空きのシーケンス番号を用いて、前記メッセージ再送手段によりメッセージの再送が行われてから次の再送が行われるまでの期間に、前記同期確立中の基地局へ追加送信するメッセージ追加送信手段と
を具備することを特徴とする移動通信端末装置。 - 前記メッセージ追加送信手段は、前記複数のシーケンス番号の中に空きのシーケンス番号が複数あるか否かを判定して、複数ある場合にはこの複数の空きのシーケンス番号を選択し、前記メッセージ送信手段が送信したメッセージと同一内容のメッセージを、前記選択した複数のシーケンス番号を用いて、前記第1の時間間隔より短い第2の時間間隔で前記同期確立中の基地局へ複数回追加送信することを特徴とする請求項5又は6に記載の移動通信端末装置。
- 前記メッセージ追加送信手段は、前記複数のシーケンス番号の中から、所定数のシーケンス番号を予備として残したうえで空きのシーケンス番号を複数選択して、前記メッセージの追加送信に使用することを特徴とする請求項7記載の移動通信端末装置。
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