JP3913721B2 - 移動局、移動体通信システム及びプログラム - Google Patents

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Description

PTT(Push To Talk)機能を有する移動体通信システムに関する。
近年のCDMAシステムの移動局には、PTT機能といって、PTT(Push To Talk)ボタンを押すだけで他の移動局に発話音を送ることのできる機能を備えるものがある。この機能を備える移動局は、PTTモードに設定されている間、IPネットワークよりIPアドレスが割り当てられ、ユーザによりPTTボタンが押されると、ユーザの発話音を取り込んで音声パケット化し、IPアドレスを持つ他の移動局宛てにIPネットワークを通じて転送する(例えば特許文献1)。
特開2000−209147号公報
ところがこのPTT機能は、一方の移動局から発信された音声パケットが他方の移動局に到達するまでに時間がかかる。
この原因は主に、音声パケット転送の手順に、音声パケット転送用のトラヒックチャネルの割り当てや音声パケット着信の通知等、基地局から移動局へとページングチャネル上でメッセージを送信する手順が含まれおり、このメッセージ送信が、所定期間毎のサイクルに合わせて行われているからである。
より詳しくは、CDMAシステムにおいては、移動局の電力節減のために、スロットモードといって、制御情報やページの通知用のページングチャネルを80ms間隔のスロット(これをページングチャネルスロットと呼ぶ。)に分割し、基地局はそれらページングチャネルスロットのうちの特定のページングチャネルスロットのみを周期的な時間間隔(これをスロットサイクルと呼ぶ)で監視するモードがある。移動局がこのモードで動作しているとき、基地局もそれに合わせて、周期的にやってくるページングチャネルスロットを用いて制御情報や着呼等のメッセージ送信を行う。一般的には、通常の待ち受け時のスロットサイクルは5.12秒であるので、1回のメッセージ送信につき、スロットサイクルの半分、すなわち2.56秒の時間が平均してかかることになる。この時間は、通常の着呼のためのメッセージ送信ではさほど問題とはならないが、PTT通信においては、ユーザがPTTボタンを押して発言する毎に、送信側及び受信側それぞれのページングチャネルスロットにつき平均2.56秒かかることになり、ユーザ同士の会話の妨げとなる。
よって本発明は、PTT機能を使った音声パケット転送の遅延を抑えた移動局等を提供することを目的とする。
この目的を達成するために、本発明では、PTT機能により通信を行うモードに入っているときには、通常の待受け時のスロットサイクルよりも間隔を短く設定するという着想に基づきなされた。
すなわち本発明の移動局は、メッセージが格納され周期的に無線基地局から送信されるページングチャネルスロットを繰り返し監視し、そのメッセージに応じた処理を実行する移動局であって、音声パケットの送受信可能状態であるPTT(Push To Talk)モードに入る旨のPTT設定操作をユーザから受付けるPTT設定受付手段と、前記PTT設定操作が受付けられると、基地局に、音声パケット伝送に必要なIPアドレスの割当要求を送信するサインイン手段と、前記PTT設定操作が受付けられると、ページングチャネルスロットの監視周期を、その受付け時における周期より短い所定周期に切替える周期切替手段と、前記監視により自移動局へのメッセージが、音声パケット伝送のための呼び出しであるPTTCALLを示すことを検知した場合に、音声パケットを受信し、その音声パケットに基づいて音声を再生する音声再生手段とを備える。
また、本発明の移動体通信システムは、メッセージをページングチャネルスロットに格納して周期的に送信する無線基地局と、ページングチャネルスロットを繰り返し監視し前記メッセージに応じた処理を実行する移動局とを含む移動体通信システムであって、前記移動局は、音声パケットの送受信可能状態であるPTT(Push To Talk)モードに入る旨のPTT設定操作をユーザから受付けるPTT設定受付手段と、前記PTT設定操作が受付けられると、基地局に、音声パケット伝送に必要なIPアドレスの割当要求を送信するサインイン手段と、前記PTT設定操作が受付けられると、ページングチャネルスロットの監視周期を、その受付け時における周期より短い所定周期に切替える周期切替手段と、前記監視により自移動局へのメッセージが、音声パケット伝送のための呼び出しであるPTTCALLを示すことを検知した場合に、音声パケットを受信し、その音声パケットに基づいて音声を再生する音声再生手段とを備え、前記基地局は、移動局からIPアドレスの割当要求を受信すると、当該移動局にIPアドレスを割り当て、ページングチャネルスロットの周期を、その受信時より短い所定周期に切替えるスロット周期切替手段と、前記移動局への音声パケット伝送のための呼び出しが必要な場合にページングチャネルスロットにPTTCALLを示すメッセージを格納して送信するPTTCALL送信手段とを備える。
また本発明のプログラムは、メッセージが格納され周期的に無線基地局から送信されるページングチャネルスロットを繰り返し監視し、そのメッセージに応じた処理を実行する移動局に、PTT(Push To Talk)による通信処理を実行させるためのプログラムであって、前記通信処理は、音声パケットの送受信可能状態であるPTT(Push To Talk)モードに入る旨のPTT設定操作をユーザから受付けるPTT設定受付ステップと、前記PTT設定操作が受付けられると、基地局に、音声パケット伝送に必要なIPアドレスの割当要求を送信するサインインステップと、前記PTT設定操作が受付けられると、ページングチャネルスロットの監視周期を、その受付け時における周期より短い所定周期に切替える周期切替ステップと、前記監視により自移動局へのメッセージが、音声パケット伝送のための呼び出しであるPTTCALLを示すことを検知した場合に、音声パケットを受信し、その音声パケットに基づいて音声を再生する音声再生ステップとを含む。
この構成により、PTTモードの間、ページングチャネルスロットのスロットサイクル長が通常の待ち受け状態のとき、つまりPTTモード以外のときより短くなるので、ページングチャネル上で送信されるPTT着信の通知やチャネル割り当て等のメッセージの送信についての遅延が短くなり、その結果、音声パケットの伝送の遅延が抑えられる。
また、前記サインイン手段は更に、前記設定操作が受付けられると、基地局に、ページングチャネルスロットの送信周期を指定するスロットサイクルインデックス情報を送信するので、CDMA方式のシステムに備えられたパラメータ変更登録を利用してスロットサイクルを切り替えることができる。
前記移動局は更に、PTTモードにおけるページングチャネルスロットの監視周期の選択をユーザから受け付ける周期選択受付手段を備え、前記サインイン手段が送信するスロットサイクルインデックス情報は、ユーザに選択された周期を示し、前記周期切替手段は、PTT設定操作が受付けられると、ページングチャネルスロットの監視周期を、ユーザに選択された周期に切替える。
この構成によれば、移動局は、PTTモードが設定されている間において、スロットサイクル長の候補をユーザに提示し、ユーザから1つのスロットサイクル長の選択指示を受け付けて、そのスロットサイクルに変更するよう基地局に対してパラメータ変更登録を行い、スロットサイクルを切り替える。これによって、ユーザはPTTモードの間、候補の中からスロットサイクルを選択することができるので、ユーザは、例えば、電力節減のためにスロットサイクル長がより長い候補を選択したり、PTTによる通話のレスポンスを早くする目的でスロットサイクル長がより短い候補を選択したり、状況に合わせてスロットサイクルを選択することができる。
前記移動局は更に、送信先を指定した音声パケットの送信指示をユーザから受け付ける送信指示受付手段と、前記監視により自移動局へのメッセージが、音声パケットを送信可能である旨を示すことを検知した場合に、ユーザにより音声入力に応じて音声パケットを送信する音声送信手段とを備える。
この構成によれば移動局は、ユーザから音声パケットの送信指示を受け付けると、基地局にPTTによる発信がある旨を通知し、その通知を受けた基地局からトラヒックチャネルが割り当てられることにより音声パケットを送信可能な状態となると、それを検知して音声パケットの送信を行う。ここにおいてトラヒックチャネルの割り当てが送られてくるページングチャネルのスロットサイクルは、待受け時よりも短くなっているので、ユーザから指示を受け付けてから音声パケットの送信を行うまでの期間は、平均的に短縮される。
前記移動局は更に、PTTモードから外れる旨のPTT解除操作をユーザから受付けるPTT解除受付手段と、前記PTT解除操作が受付けられると、基地局に、IPアドレスの解放要求を送信するサインアウト手段とを備え、前記周期切替手段は、PTT解除操作が受付けられると、ページングチャネルスロットの監視周期を、その受付け時における周期より長い所定周期に切替える。
この構成によれば移動局は、PTTモードが解除されると、PTTモードのときより長い周期のスロットサイクルに戻り、待ち受けにかかる電力を節減することができる。
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
図1は、CDMA方式の移動局100の構成を示すブロック図である。
同図において移動局100は、アンテナ10、高周波回路を備える無線部20、変復調回路及び信号処理回路を含む変復調部30、音声信号のデジタル−アナログ変換を行う音声処理部40、音声信号を出力するスピーカ41、外部音声を入力するマイク42、制御部50、PTTボタン60、ディスプレイ70及びキー80から構成される。
PTTボタンは、移動局100の筐体表面に突設されたボタンとボタンの押下及び解放を検出してそれを制御部50に伝える機構とを有する。
制御部50は、図示しないCPU、ROM及びRAM等を備え、通信制御等、携帯電話機に必要な一般的な制御処理を行う他、PTT機能に関連した本発明に特有の処理を行う。
そのための構成として、制御部50は、PTT通信制御部51、スロットサイクル切替部52、ユーザインタフェース53及び移動局識別子を記憶する移動局IDメモリ54を備える。
ここでPTT通信制御部51及びスロットサイクル切替部52及びユーザインタフェース53による各処理は、CPUが各種プログラムを実行することにより実現されるものである。また移動局IDメモリ54は、ROMに備えられる一領域である。これらの機能についは図2以降を用いて説明する。
図2は、PTT通信制御部51による通信制御処理を示すフローチャートである。この処理は、回線交換を利用した通信を行うための通常の待ち受けモードから、PTT機能を利用した通信を行うためのPTTモードに入ったときに開始され、PTTモードが解除されたとき終了する。
最初に、PTT通信制御部51は、PTTモードが設定されたことを検出する(ステップS21)。この検出は、詳しくは、ユーザインタフェース上でユーザが通常の待ち受けモードからPTT通信モードに切り替える設定を行うことを検出するというものである。より具体的には、ユーザによるキー80の所定操作を受付けると、ユーザインタフェース53は、ディスプレイ70に、現在通常の待ち受けモードに設定されている旨の表示と、PTTモードに切り替えるか否かをユーザに問い合わせる旨の表示を行い、ユーザによりPTTモードに切り替える指示操作をキー80より受け付けると、それをPTTモードが設定されたこととして検出する。
次に、PTT通信制御部51は、PTT通信用のIPネットワークにサインインする(ステップS22)。このサインインは、移動局100が、ネットワークにIPアドレスの割当てを要求し、ネットワークからIPアドレスを取得する処理を含む。移動局100にIPアドレスを割り当てたネットワークは、IPアドレスと移動局100の移動局識別子とを対応付けて管理する。
次に、PTT通信制御部51は、スロットサイクル切替部52を起動して、基地局に対してスロットサイクルインデックスを2から0に切り替えるためのパラメータ変更登録を行う(ステップS23)。この登録の処理の詳細を図3(a)に示す。
すなわち、PTT通信制御部51は、サインインすると(ステップS30)、スロットサイクルインデックスの値を0に設定したパラメータ変更登録メッセージを基地局200へ送信する(ステップS31)。それを受信した基地局200は、移動局100の移動局識別子とスロットサイクルインデックスの値0とを対応付けて記憶し(ステップS32)、それ以降移動局100に対して、スロットサイクル長16(1.28秒)のサイクル毎の1スロットで、ページングチャネル上の各種メッセージを送信する(ステップS34)。これに対し移動局100も、同じスロットサイクルでページングチャネルを監視する。この処理によってスロットサイクルは、図4(a)から図4(b)の状態へと変化する。
なお、ここでスロットサイクルインデックスとは、スロットサイクルの長さを決定づける指標である。またスロットサイクルとは、スロットモードで動作している移動局が、ページングチャネルを監視する場合の周期的な時間間隔のことである。さらにスロットモードとは、移動局が、基地局から信号が送られてくるページングチャネル上の選択されたスロットのみを監視する動作態様のことである。
図4(a)は、スロットサイクルインデックスが2のときのスロットサイクルを示し、このとき1スロットサイクルのスロットは数64となり、その期間は5.12秒である。つまり、スロットサイクルインデックスが2に設定されているとき、基地局は5.12秒毎に1回のページングチャネルスロットで、移動局100宛にメッセージを送信し、移動局100はそのスロットのみ監視し、それ以外のスロットは監視しないことで電力節減を行う。
図4(b)は、スロットサイクルインデックスが0のときのスロットサイクルを示し、このとき1スロットサイクルのスロット数は16となり、その期間は1.28秒である。つまり、スロットサイクルインデックスが0に設定されているとき、基地局は1.28秒毎に1回のページングチャネルスロットで、移動局100宛にメッセージを送信し、移動局100は、そのスロットを監視する。
続いて、PTT通信制御部51は、音声パケットの送受信のためのPTT通信処理を行う(ステップS24)。この処理については図5で詳細に説明する。
音声パケットの送受信が所定期間行われなかったとき、又はユーザによりPTTモードの解除の指示がなされたとき、PTT通信制御部51は、PTT通信処理を終了してステップS26に進む(ステップS25)。
PTT通信制御部51は、サインアウトを行ってIPアドレスを解放し(ステップS26)、スロットサイクル切替部52を起動してスロットサイクルインデックスを0から2に戻すパラメータ変更登録を行う(ステップS27)。この処理の詳細を図3(b)に示す。この処理によってスロットサイクルは、図4(b)から図4(a)の状態へと戻る。
図5は、PTT通信処理の詳細を示すシーケンス図であり、移動局101のユーザが発話し、それを移動局100のユーザが受話する場合の一例を示す。
なお、同図において移動局101は、移動局100と同じPTT通信機能を備えた端末である。また基地局201は、移動局101の在圏基地局、基地局200は、移動局100の在圏基地局であり、基地局200と基地局201は音声パケット通信のためのネットワークで接続されている。
移動局101のユーザがユーザインタフェースを通じて送信相手を選択し、PTTボタンを押下すると、ユーザインタフェース50は、その押下を検出し(ステップS50)、それを契機にPTT通信制御部51は、基地局201に対してPTTCALL信号を発してトラヒックチャネルの割当てを要求する(ステップS51)。
なお、ここにおいて送信相手の選択は次のように行われる。移動局101のPTT通信制御部51は、PTTモードの間、他のメンバがサインインしているか否かを示す情報をネットワークから取得している。ここで他のメンバとは、移動局100を含め、移動局101のユーザにより予め電話番号等の識別子により指定された移動局のことである。ユーザインタフェース53は、ユーザの所定操作があると、PTT通信制御部51により取得される情報を利用して、ディスプレイ70にどのメンバがサインインしているかを示すリストを表示する。そしてユーザによるキー80の操作によりリストからメンバが選択されると、ユーザインタフェース53はそれを送信相手の選択として受付けて、その後PTTボタンが押下された時点でPTT通信制御部51に通知する。
要求を受けた基地局201は、移動局101との間のトラヒックチャネルを設定し(ステップS52)、移動局101にトラヒックチャネルを割当てる(ステップS53)。また基地局201は、基地局200に移動局101によりPTTCALLが発信されたことを通知する。
PTT通信制御部51は、割当てられたトラヒックチャネルを設定し(ステップS54)、スピーカ41より入力されて音声処理部40でデジタル化された音声を、変復調部30にて送信相手のIPアドレスを付加した音声パケットにして、トラヒックチャネルで送信する(ステップS55)。
基地局201は、受信した音声パケットをIPネットワークを通じて基地局101へ転送する(ステップS56)
その後、移動局101は、PTTボタンの解放を検出すると(ステップS57)、基地局201との間のトラヒックチャネルの解放を行う(ステップS58、S59)。
一方、基地局200は、移動局101からのPTTCALL信号を受けると、移動局100にそれを通知し(ステップS60)、その通知に移動局100が応答すると(ステップS61)、トラヒックチャネルを設定して、そのトラヒックチャネルを移動局100に割当る(ステップS63)。移動局100は、割当てられたトラヒックチャネルを設定する(ステップS64)。
続いて基地局200は、基地局100より転送されてきた音声パケットを移動局100に転送し(ステップS65)、それを受信した移動局100は音声パケットを再生する(ステップS65)。
さらに基地局200は、基地局201よりトラヒックチャネルが解放されたことの通知を受けて、移動局100との間のトラヒックチャネルの解放を行う(ステップS67、S68)。
このような処理において、ステップS53、S60、S63の処理は、基地局から移動局へと、ページングチャネルスロットを使用してメッセージの送信が行われているが、PTTモードの間は図4(b)に示すように短いスロットサイクルのページングチャネルスロットを使って送信されるものなので、ステップS53、S60、S63を行う際のサイクルの待ち時間が、通常の待ち受け時よりも短くなっている。具体的には、PTTモード時のメッセージ送信の待ち時間は、メッセージ送信1回に付き平均0.64秒となる。その結果、移動局101から移動局100へと音声パケットを転送するのに要する期間が短縮される。
以上、本発明の実施の形態は、上記に限らず以下のように実施してもよい。
(1)本実施形態においては、スロットサイクルインデックスの値は上記に限られない。要するに、PTTモードの間のスロットサイクル長がPTTモード外の間のスロットサイクルより短ければよい。
(2)本実施形態では、通常の待ち受けモードのときはPTTモードで通信を行うための処理を受け付けず、PTTモードのときは通常の待ち受けモードで通信を行うための処理を受け付けないよう構成されているが、PTTモードと通常の待ち受けモードとを同時間帯に両方とも利用できるよう構成してもよい。
(3)PTTモードの間、ユーザがスロットサイクルを選択指定できるように構成してもよい。この場合例えば、ユーザインタフェース53は、通常の待ち受け時、PTTモード設定時又はユーザによる所定操作時に、スロットサイクルの候補のリストを短いものから長いものまでディスプレイ70に提示する。そしてユーザにより候補の1つが選択される操作を受付けると、PTT通信制御部51はその候補に対応するスロットサイクルインデックスを指定したパラメータ変更登録を基地局200に対して行い、基地局200及び移動局100がともにスロットサイクルを切り替える。これによりユーザは、電力節減やPTT通話のレスポンスの速さ等、目的に応じて、スロットサイクルを選択することができる。
(4)PTTのスロットサイクルを、電池の残量に応じて変化することも可能である。つまり、充電中のように電池の残量を気にすることがないときには、スロットサイクルインデックスを0にする。または、スロットサイクルを変える閾値を設定し、閾値以上の残量ならスロットサイクルインデックスを0とし、閾値以下になったら2にするようにすることが可能である。
PTT機能を有する携帯電話機の技術として有用である。
CDMA方式の移動局100の構成を示すブロック図である。 PTT通信制御部51による通信制御処理を示すフローチャートである。 (a)はステップS22におけるパラメータ変更登録の処理の詳細を示す。
(b)はステップS27におけるパラメータ変更登録の処理の詳細を示す。
(a)は、スロットサイクルインデックスが2のときのスロットサイクルを示す。
(b)は、スロットサイクルインデックスが0のときのスロットサイクルを示す。
PTT通信処理の詳細を示すシーケンス図である。
符号の説明
100 移動局
10 アンテナ
20 無線部
30 変復調部
40 音声処理部
41 スピーカ
42 マイク
50 制御部
60 PTTボタン
70 ディスプレイ
80 キー

Claims (7)

  1. メッセージが格納され周期的に無線基地局から送信されるページングチャネルスロットを繰り返し監視し、そのメッセージに応じた処理を実行する移動局であって、
    音声パケットの送受信可能状態であるPTT(Push To Talk)モードに入る旨のPTT設定操作をユーザから受付けるPTT設定受付手段と
    記PTT設定操作が受付けられたとき、ページングチャネルスロットの監視周期を、その受付け時における周期より短い所定周期に切替える周期切替手段と、
    前記PTT設定操作が受付けられたとき、前記無線基地局に、ページングチャネルスロットの送信周期を指定するスロットサイクルインデックス情報を送信する送信手段と、
    前記監視により自移動局へのメッセージが、音声パケット伝送のための呼び出しであるPTTCALLを示すことを検知した場合に、音声パケットを受信し、その音声パケットに基づいて音声を再生する音声再生手段と
    を備えることを特徴とする移動局。
  2. 前記移動局は更に、
    PTTモードにおけるページングチャネルスロットの監視周期の選択をユーザから受け付ける周期選択受付手段を備え、
    前記送信手段が送信するスロットサイクルインデックス情報は、ユーザに選択された周期を示し、
    前記周期切替手段は、PTT設定操作が受付けられたとき、ページングチャネルスロットの監視周期を、ユーザに選択された周期に切替える
    ことを特徴とする請求項記載の移動局。
  3. 前記移動局は更に、
    送信先を指定した音声パケットの送信指示をユーザから受け付ける送信指示受付手段と、
    前記監視により自移動局へのメッセージが、音声パケットを送信可能である旨を示すことを検知した場合に、ユーザにより音声入力に応じて音声パケットを送信する音声送信手段と
    を備えることを特徴とする請求項1記載の移動局。
  4. 前記移動局は更に、
    前記PTT設定操作が受付けられたとき、前記無線基地局に、音声パケット伝送に必要なIPアドレスの割当要求を送信するサインイン手段を備える
    ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の移動局。
  5. 前記移動局は更に、
    PTTモードから外れる旨のPTT解除操作をユーザから受付けるPTT解除受付手段と、
    前記PTT解除操作が受付けられたとき、基地局に、IPアドレスの解放要求を送信するサインアウト手段とを備え、
    前記周期切替手段は、PTT解除操作が受付けられたとき、ページングチャネルスロットの監視周期を、その受付け時における周期より長い所定周期に切替える
    ことを特徴とする請求項記載の移動局。
  6. メッセージをページングチャネルスロットに格納して周期的に送信する無線基地局と、ページングチャネルスロットを繰り返し監視し前記メッセージに応じた処理を実行する移動局とを含む移動体通信システムであって、
    前記移動局は、
    音声パケットの送受信可能状態であるPTT(Push To Talk)モードに入る旨のPTT設定操作をユーザから受付けるPTT設定受付手段と
    記PTT設定操作が受付けられたとき、ページングチャネルスロットの監視周期を、その受付け時における周期より短い所定周期に切替える周期切替手段と、
    前記PTT設定操作が受付けられたとき、前記基地局に、ページングチャネルスロットの送信周期を指定するスロットサイクルインデックス情報を送信する送信手段と、
    前記監視により自移動局へのメッセージが、音声パケット伝送のための呼び出しであるPTTCALLを示すことを検知した場合に、音声パケットを受信し、その音声パケットに基づいて音声を再生する音声再生手段とを備え、
    前記基地局は、
    移動局からスロットサイクルインデックス情報を受信したとき、当該スロットサイクルインデックス情報により指定された送信周期となるように、ページングチャネルスロットの周期を切替えるスロット周期切替手段と、
    前記移動局への音声パケット伝送のための呼び出しが必要な場合にページングチャネルスロットにPTTCALLを示すメッセージを格納して送信するPTTCALL送信手段とを備える
    ことを特徴とする移動体通信システム。
  7. メッセージが格納され周期的に無線基地局から送信されるページングチャネルスロットを繰り返し監視し、そのメッセージに応じた処理を実行する移動局に、PTT(Push To Talk)による通信処理を実行させるためのプログラムであって、
    前記通信処理は、
    音声パケットの送受信可能状態であるPTT(Push To Talk)モードに入る旨のPTT設定操作をユーザから受付けるPTT設定受付ステップと
    記PTT設定操作が受付けられたとき、ページングチャネルスロットの監視周期を、その受付け時における周期より短い所定周期に切替える周期切替ステップと、
    前記PTT設定操作が受付けられたとき、前記無線基地局に、ページングチャネルスロットの送信周期を指定するスロットサイクルインデックス情報を送信する送信ステップと、
    前記監視により自移動局へのメッセージが、音声パケット伝送のための呼び出しであるPTTCALLを示すことを検知した場合に、音声パケットを受信し、その音声パケットに基づいて音声を再生する音声再生ステップと
    を含むことを特徴とするプログラム。
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