JP4011974B2 - 移動無線端末 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
基地局が発信している信号を受信して、情報信号を送受信する基地局を探索するために移動無線端末に搭載されている移動無線端末に関し、特に、移動無線端末が滞留しているか否かでセルサーチを変更する移動無線端末に関する。
【0002】
【従来の技術】
たとえば、CDMA(Code Division Multiple Access)通信方式では、移動無線端末は、情報信号を受信するため、セルサーチを実施することで基地局から送信されるパイロットチャネルなどの位相と拡散コードを特定している。また、セルサーチは、移動無線端末が各基地局の提供するサービスエリア間を移動する場合に、ほかの基地局へのハンドオーバーを可能とするため、常に通信可能な基地局を検出するためにも用いられている。
【0003】
一方、移動無線端末はバッテリーによって供給される電力で動作していることから、待ち受け中の状態にあるときの電力消費を抑えるため、低消費電力モードが備わっている。このモードでは周期的にスリープ状態から復帰して着呼確認を実行するようになっている。そして、上述のようなセルサーチもこのスリープ状態から復帰したタイミングでセルサーチ周期として周期的に実行される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のようにスリープ状態から復帰するタイミングでセルサーチを実行する処理にも解決すべき課題が残されている。
【0005】
移動無線端末が低消費電力モードにある場合は、周期的にスリープ状態から復帰する。この周期は固定的に設定されているためセルサーチ周期が長すぎると、移動無線端末が、移動無線端末の移動に伴って必要となるつぎの基地局を捕捉することができずに通信不能となってしまうことがある。
【0006】
一方、移動無線端末のセルサーチ周期が短すぎると、移動無線端末がほとんど移動しない状態で基地局からの受信レベルが十分であるにもかかわらず頻繁にセルサーチが行われるため、バッテリーを無駄に消費することになってしまう。
【0007】
そこで本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであって、移動無線端末のセルサーチ周期を適切に制御して、移動無線端末が備えるバッテリーの消費電力を抑制する移動無線端末を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明の移動無線端末は、
基地局から送信される信号を受信してハンドオーバー先の候補となる基地局を周期的に検出する機能を備えた移動無線端末において、
ハンドオーバー先の基地局からの信号の受信レベルと、現在の待ち受け基地局からの信号の受信レベルとの大きさに基づいて、待ち受けしている基地局を変更するか否かを判定する第1判定手段と、
過去にハンドオーバーをした基地局のうち、所定数を記憶している記憶手段と、
前記第1判定手段によって待ち受けしている基地局を変更すると判定された場合、ハンドオーバー先の基地局が前記記憶手段に記憶されているか否かを判定する第2判定手段と、
現在の待ち受け基地局にハンドオーバーしてからの時間をカウントするカウンタと、
前記第1判定手段によって基地局を変更すると判定され、かつ、前記第2判定手段によってハンドオーバー先の基地局が前記記憶手段に記憶されていると判定された場合、前記カウンタのカウンタ値に所定値を加算する加算手段と、
前記ハンドオーバー先の候補となる基地局の検出周期を加算後のカウンタ値に比例するように設定する周期設定手段と、
を備えたものである。
【0009】
以上の構成によれば、基地局の切り替わり時間、つまり1つの基地局で待ち受ける時間を常に滞留時間として測定し、基地局の切り替わる時間に合わせてセルサーチ起動時間間隔を決定することで、切り替わり候補の基地局を次の切り替わり時間を予想してその時刻までに検出できるようにする。
【0010】
これによって、移動無線端末の高速移動時は、セルサーチ起動間隔が短くなり、新たに基地局の検出が不要となる停止時にはセルサーチ起動間隔が長くなるように設定される。ただし、移動無線端末の停止時に無限にセルサーチ起動間隔が長くなると、移動開始したときに切り替える基地局が未検出となってしまうことを避けるため、起動間隔に上限を設け、移動無線端末の高速移動時でのバッテリー寿命を考慮して起動間隔に下限を設ける。
【0011】
また、停止している場合にも基地局が交互に切り替わることがある場合、切り替わり先が近い過去で接続していた基地局と同じ基地局の可能性が高くなる。したがって、過去数回の基地局を記憶して、同じ基地局に切り替わった場合は、滞留中と判断し滞留時間のカウントを継続し、セルサーチの起動周期を延ばしていくことで、不要なセルサーチを行わないようにする。
【0012】
滞留時間とは、移動無線端末が移動していないとみなせる状態で待機している時間のことである。移動無線端末が移動していないとみなせる状態では、移動無線端末が待ち受け基地局から受信する信号の受信レベルは高値で安定している。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態に係る移動無線端末を説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る移動無線端末100の機能ブロック図である。
本実施形態の移動無線端末100は、無線部10、ベースバンド処理部20、制御部30、および、インターフェース部40を備えている。また、ベースバンド処理部20は、セルサーチ回路21を含んでいる。さらに、制御部30には、タイマ31、メモリ32、および、カウンタ33が接続されている。この移動無線端末100は、移動通信網に接続している基地局50との間で通信を実行する。セルサーチは、セルサーチ回路21によって自動的に実行される。
【0014】
アンテナで受信された基地局50からの信号は、無線部10に入力される。受信された信号から所望のチャネルが選択されて、所望の信号が受信される。この信号は、復調されてベースバンド処理部20に出力される。
【0015】
ベースバンド処理部20では、復調信号がディジタル信号に変換され、このディジタル信号がディジタル復調される。すなわち、このディジタル信号が通信に必要なデータや、音声データ、ユーザサービスデータなどになる。
【0016】
これらのデータは、制御部30の制御にしたがってインターフェース部40やメモリ32に出力される。インターフェース部40では、音声データが現実の音声として出力される。また、メモリ32は、入力されたデータを記憶する。
【0017】
一方、音声等の信号が送信される場合は、インターフェース部40に現実の音声等のデータが入力され、入力信号がディジタル信号に変換され制御部30の制御にしたがってベースバンド処理部20に出力される。
【0018】
ベースバンド処理部20において、入力されたディジタル信号がディジタル変調される。ディジタル変調された信号は、アナログ信号に変換され、無線部10に出力される。
【0019】
無線部10では、変換されたアナログ信号が変調される。変調されたアナログ信号は、所望のチャネル以外の不要信号成分が除去されて、アンテナから基地局50へ送信される。
【0020】
図2は、本発明の一実施形態に係る移動無線端末100のセルサーチ周期更新処理を呼び出すためのフロー図である。
【0021】
移動無線端末100が待ち受け状態になり間欠起床処理が開始される(ST−A1)と、通信対象としている基地局から受信する信号の受信レベルや着呼の検出が実行される(ST−A2)。
【0022】
また、このステップST−A2の処理とあわせて、切り替え候補の基地局を検出するためのセルサーチのタイミング(セルサーチ周期)であるかの確認を行い(ST−A3)、セルサーチを実行する周期となった場合は、ステップST−A4に進み、他方、セルサーチの実行する周期になっていない場合は、ステップST−A5に進む。
【0023】
なお、このセルサーチの実行周期であるか否かの判定は、タイマ31によって計測される時間にもとづいて制御部30が行う。
【0024】
ステップST−A3でセルサーチ周期が到来した判定されると、切り替え候補として有効な基地局のサーチが実行される(ST−A4)。この処理が終了すると移動無線端末100は再びスリープ状態に移行する。
【0025】
一方、ステップST−A3でセルサーチ周期が未到来であると判定されると、セルサーチ周期の更新処理が実行される(ST−A5)。
【0026】
この更新処理は、制御部30からの指示にもとづいて実行され、メモリ32に記憶されている基地局に関する基地局の識別情報の更新や、移動無線端末100が同一基地局のカバーするセル内に滞留している滞留時間をカウンタ33から読み出して記憶する(ST−A5)。
【0027】
図3は、本発明の一実施形態に係る移動無線端末100のセルサーチ周期更新処理のフロー図である。以下の更新処理は、制御部30の指示にもとづいて実行される。
【0028】
セルサーチ周期を更新するための処理が実行される(ST−B1)と、移動無線端末100が待ち受けをしている基地局を変更するか否かが判定される(ST−B2)。移動無線端末100が待ち受けをしている基地局を変更する場合は、ステップST−B3に進み、他方、移動無線端末100が待ち受けをしている基地局を変更しない場合は、ステップST−B6に進む。
【0029】
なお、移動無線端末100が待ち受けをしている基地局を変更するか否かの判定は、現在の待ち受け基地局よりも受信レベルの高い基地局の信号を受信しているか否かにもとづいて行われる。すなわち、現在の待ち受け基地局よりも受信レベルの高い基地局の信号を受信している場合は、この受信レベルの高い基地局に待ち受けする基地局を変更する。他方、現在の待ち受け基地局よりも受信レベルの高い基地局の信号を受信していない場合は、現在の待ち受け基地局との間で移動無線端末100は引き続き待ち受けを実行する。
【0030】
これとは別に、現在、待ち受けしている基地局の受信レベルが予め設定されている閾値よりも低いか否かにもとづいて行われてもよい。受信レベルがこの閾値よりも低い場合は、この閾値よりも高い受信レベルで通信可能な基地局が選択される。この閾値は、移動無線端末100の受信性能、基地局との間で送受信する電波の性質等にもとづいて設定される。
【0031】
ステップST−B2で、待ち受けをしている基地局を変更すると判定されると、変更先の基地局の識別情報がメモリ32に記憶されている基地局の識別情報にあるかが検索される(ST−B3)。メモリ32には通常、複数の基地局の識別情報が記憶されていて、基地局と識別情報は1対1に対応している。
【0032】
メモリ32に記憶されているステップST−B3で検索される基地局の識別情報は、過去に待ち受けをした基地局の識別情報であって、現在から過去にさかのぼって、変更回数m回以内に変更されて待ち受けた基地局の識別情報である。すなわち、現在から過去に向かって、変更回数m回以内に変更された基地局の識別情報の履歴がメモリ32に記憶されている。この数値mは、セルサーチが最適に実行されるような数値に経験的に設定される。移動無線端末100が位置している周囲のセルの配置分布によって、数値mの最適値は変化する。
【0033】
この数値mは移動無線端末の製造時に予め設定されていてもよいし、ユーザが自在に数値mを設定することが可能に設定されていてもよい。移動無線端末の製造時に設定される場合は、移動無線端末が販売される地域に応じて設定される場合がある。
【0034】
さらに、この変更先の基地局の識別情報を最も新しい識別情報として、メモリ32に記憶されている履歴に追加する(ST−B4)。また、識別情報がメモリ32に記憶されている履歴に追加されると同時に最も古く記憶された識別情報はメモリ32から削除される(ST−B4)。
【0035】
しかし、この最古に記憶された基地局の識別情報が、m回以内にも履歴としてある場合は、この識別情報を履歴から破棄しないように設定しておく。すなわち、m回以内に変更された基地局の識別情報は必ずメモリ32内に記憶されているように設定されている。
【0036】
ステップST−B3の後はステップST−B4に進み、ステップST−B3で検索された結果はステップST−B5で判定される。
【0037】
ステップST−B3で変更先の基地局の識別情報がメモリ32に履歴として記憶されている基地局の識別情報にあるかが検索されて、変更先の基地局の識別情報がメモリ32に履歴として記憶されているか否かが判定される(ST−B5)。変更先の基地局がメモリ32に履歴として記憶されている場合はステップST−B6に進み、変更先の基地局がメモリ32に履歴として記憶されていない場合はステップST−B7に進む。
【0038】
このステップST−B5において、変更先の基地局の識別情報がメモリ32に履歴として記憶されている場合は、移動無線端末100がほとんど位置を移動せず滞留している状態であるとみなす。同様に、ステップST−B2において、現在の待ち受け基地局との間で移動無線端末100が引き続き待ち受けを実行すると判定された場合も、移動無線端末がほとんど位置を移動せず滞留している状態であるとみなす。
【0039】
変更先の基地局がメモリ32に履歴として記憶されている場合、または、ステップST−B2で移動無線端末100が待ち受けをしている基地局を変更しないと判定された場合は、滞留時間を示すカウンタ33に待ち受け起床周期(DRX)を付加して滞留時間を更新する(ST−B6)。DRXは、移動無線端末100が待ち受け動作を開始する時刻の時間間隔を示す。なおここでは、付加する滞留時間を起床周期DRXとしたがこれに限定されない。より有効な数値が実験的に得られれば、付加する滞留時間をその数値に設定してもよい。
【0040】
また、変更先の基地局がメモリ32に履歴として記憶されている場合は、セルサーチ周期は変更されない。
【0041】
基地局に変更がない場合は当然として、変更があっても変更先基地局が履歴にある場合では滞留時間カウンタTにDRXを加算する。基地局に変更があっても変更先基地局が履歴にある場合に滞留時間カウンタTにDRXを加算するのは、基地局が密に配置されている都市部などの場所で無駄なセルサーチをしないためである。
【0042】
このような都市部などの場所では、受信可能な基地局が複数存在し、移動無線端末100がほとんど移動しなくても基地局が変更されてしまう。したがって、同じ基地局間で待ち受け基地局が行き来する場合でも、基地局に変更があっても変更先基地局が履歴にある場合に滞留と判断し、滞留時間カウンタをクリアせずカウントアップを継続するように設定されている。この結果、セルサーチを無駄に実行することなく、バッテリーを有効に使用することが可能になる。
【0043】
一方、ステップST−B5で、変更先の基地局がメモリ32に履歴として記憶されていない場合は、セルサーチ周期を更新して、セルサーチ周期を短くする(ST−B7)。本実施形態では、滞留時間カウンタの時間をある自然数で除した値をセルサーチ周期とする(ST−B7)。すなわち、t=T/nである。ここで、tはセルサーチ周期、Tは滞留時間カウンタが示している時間、nはある自然数である。通常はn=4で実施するが、これに限定されない。
【0044】
また、滞留時間カウンタが示している時間からある時間を引き算するように設定されることも可能である。ここで必須な事項は、セルサーチ周期を短くすることである。
【0045】
その後、更新されたセルサーチ周期tが、予め設定されているセルサーチ周期の上限値(tmax)よりも大きいか否かが判定される(ST−B9)。更新されたセルサーチ周期tが上限値tmaxよりも大きくない場合はステップST−B10に進み、更新されたセルサーチ周期tが上限値tmaxよりも大きい場合はステップST−B11に進む。
【0046】
ステップST−B9で更新されたセルサーチ周期tが上限値tmaxよりも大きくないと判定された場合は、更新されたセルサーチ周期tが予め設定されている下限値(tmin)よりも小さいか否かが判定される(ST−B10)。更新されたセルサーチ周期tが下限値tminよりも小さくない場合はステップST−B8に進み、更新されたセルサーチ周期tが下限値tminよりも小さい場合はステップST−B12に進む。
【0047】
ステップST−B9で更新されたセルサーチ周期tが上限値tmaxよりも大きいと判定された場合は、セルサーチ周期tをtmaxに再更新する(ST−B11)。
【0048】
また、ステップST−B10で更新されたセルサーチ周期tが下限値tminよりも小さいと判定された場合は、セルサーチ周期tをtminに再更新する(ST−B12)。
【0049】
これら上限値tmaxおよび下限値tminは、セルサーチ周期を更新する効果があると認められる範囲の数値に設定される。たとえば、tmaxはデフォルトのセルサーチ周期よりも短くなる範囲で設定される。tminは、移動無線端末100のバッテリーの容量とセルサーチによる消費電力が勘案されてセルサーチを現実的に最高どれだけの頻度で実行すること可能であるかにもとづいて設定される。
【0050】
セルサーチ周期tは上限値(tmax)を設けることで滞留しているときでも、移動開始時に備えて基地局の切り替え先候補を確保するためにセルサーチを行うようにする。さらに下限(tmin)を設けることで、高速移動時でも有限なバッテリーを使い切らないように、ある程度セルサーチ周期をあけることができ、処理時間の長くなるセルサーチの頻度を抑えている。
【0051】
ステップST−B10で更新されたセルサーチ周期tが下限値tminよりも小さくないと判定された場合、ステップST−B11でセルサーチ周期がtmaxに再更新された場合、または、ステップST−B12でセルサーチ周期がtminに再更新された場合は、滞留時間カウンタTをクリアする(ST−B8)。すなわち、Tを0に設定する。このステップまで到達する場合は、待ち受け基地局が変更され、かつ、移動無線端末100のメモリ32に変更先の待ち受け基地局の識別情報が履歴として記憶されていない場合であるので、移動無線端末100は滞留していないとみなすことができる。したがって、滞留時間カウンタをクリアする。
【0052】
ステップST−B6において滞留時間カウンタが更新された後、または、ステップST−B8において滞留時間カウンタが0クリアされた後、セルサーチ周期を更新するための処理が終了される(ST−B13)。
【0053】
図4は、本発明の一実施形態に係る移動無線端末100の待ち受け基地局を変更する様子の説明図である。
【0054】
図4に示されるように、移動無線端末100(すなわち、移動局)が、基地局A、基地局B、および、基地局Cが提供している電波到達範囲の中を移動方向7のように移動した場合を考える。
【0055】
はじめ基地局Aで待ち受けていた状態から、移動無線端末100の移動にともない基地局Aによる受信電力4が下がり、代わりに基地局Bによる受信電力5が上がっていく。
【0056】
位置8で待ち受け基地局は基地局Aから基地局Bに切り替わる。基地局Aから基地局Bに切り替え可能にするためには、移動無線端末100が基地局Bの電波到達範囲2に入ってから基地局Aの電波到達範囲1を抜ける前に基地局Bを検出する必要がある。さらに移動無線端末100が移動を続けると基地局Bによる受信電力5が下がり、代わりに基地局Cの受信電力6が上がっていく。
【0057】
そして、位置9で待ち受け基地局は基地局Bから基地局Cに切り替わる。この場合、移動無線端末100が基地局Bで待ち受けているのは位置8から位置9の間である。基地局Bから基地局Cに切り替え可能にするには基地局Cの電波到達範囲3に入ってから基地局Bの電波到達範囲2を抜ける前に基地局Cを検出する必要がある。
【0058】
図5は、本発明の一実施形態に係る移動無線端末100のセルサーチ周期の説明図である。図4を参照して説明した上述した動作を時間的に表すと図5のようになる。
【0059】
基地局Bによる受信電力11が受信不可能なレベルに下がる前、つまり基地局Bが待ち受け可能な時間以内に基地局Cによる受信電力12の上昇により基地局Cを検出することが可能になり次第、基地局Cを検出する必要がある。
【0060】
本実施形態では、待ち受けをしていた基地局との待ち受け時間に比例してセルサーチ周期tを求めている。また、移動無線端末100の移動速度が速いほど待ち受け時間が短くなる。したがって、移動無線端末100の移動速度が速いほどセルサーチ周期tは短くなる。この結果、つぎに待ち受けをする基地局の検出を確実に行うことが可能になる。
【0061】
図5に示された例では、n−1回目のセルサーチ14で基地局Cの検出を確実に行うことができ、時刻13で待ち受け基地局を基地局Cへ切り替えることができる。
【0062】
以上のように本実施形態によれば、セルサーチ周期を求めるために、移動により現基地局から次の基地局に切り替わるまでの時間を計測する。この時間を任意の自然数n(通常、n=4)で分割した値を次の基地局で待ち受け中のセルサーチ周期としている。また、この時間には都市部などの接近した基地局間の行き来も含めることで、新規の基地局が検出できる可能性の無いときにはセルサーチ周期を長くするようにしている。
【0063】
セルサーチ処理はその処理時間が長いため、無駄に電力を消費しないためには、単位時間当たりの回数をなるべく抑えることが必要である。移動無線端末100が移動時に切り替わり先の基地局を事前に検出し、切り替えに備えるためには単位時間当たりの回数を増やすことが必要となる。
【0064】
本発明の実施形態に係る移動無線端末100は、基地局の配置間隔と移動無線端末100の移動速度に合わせてセルサーチ周期を決定する。したがって、切り替え先基地局の候補を常に最低限のセルサーチ回数で維持することが可能となる。また、基地局の切り替え動作を安定して実行して待ち受け中の移動無線端末100の低消費電力化を実現することができる。
【0065】
この発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において種々変形して実施することができる。
【0066】
【発明の効果】
本発明の移動無線端末によれば、基地局の配置間隔と移動無線端末の移動速度に合わせてセルサーチ周期を変更することにより、移動無線端末が備えるバッテリーの消費電力を抑制することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態に係る移動無線端末の機能ブロック図。
【図2】 本発明の一実施形態に係る移動無線端末のセルサーチ周期更新処理を呼び出すためのフロー図。
【図3】 本発明の一実施形態に係る移動無線端末のセルサーチ周期更新処理のフロー図。
【図4】 本発明の一実施形態に係る移動無線端末の待ち受け基地局を変更する様子の説明図。
【図5】 本発明の一実施形態に係る移動無線端末のセルサーチ周期の説明図。
【符号の説明】
10 無線部
20 ベースバンド処理部
21 セルサーチ回路
30 制御部
31 タイマ
32 メモリ
33 カウンタ
40 インターフェース部
50 基地局
Claims (4)
- 基地局から送信される信号を受信してハンドオーバー先の候補となる基地局を周期的に検出する機能を備えた移動無線端末において、
ハンドオーバー先の基地局からの信号の受信レベルと、現在の待ち受け基地局からの信号の受信レベルとの大きさに基づいて、待ち受けしている基地局を変更するか否かを判定する第1判定手段と、
過去にハンドオーバーをした基地局のうち、所定数を記憶している記憶手段と、
前記第1判定手段によって待ち受けしている基地局を変更すると判定された場合、ハンドオーバー先の基地局が前記記憶手段に記憶されているか否かを判定する第2判定手段と、
現在の待ち受け基地局にハンドオーバーしてからの時間をカウントするカウンタと、
前記第1判定手段によって基地局を変更すると判定され、かつ、前記第2判定手段によってハンドオーバー先の基地局が前記記憶手段に記憶されていると判定された場合、前記カウンタのカウンタ値に所定値を加算する加算手段と、
前記ハンドオーバー先の候補となる基地局の検出周期を加算後のカウンタ値に比例するように設定する周期設定手段と、
を具備することを特徴とする移動無線端末。 - 前記周期設定手段は、前記第2判定手段によってハンドオーバー先の基地局が前記記憶手段に記憶されていないと判定された場合、前記検出周期を短くすることを特徴とする請求項1に記載の移動無線端末。
- 前記短くされた検出周期は、所定下限値から所定上限値までの間の値であることを特徴とする請求項2に記載の移動無線端末。
- 前記周期設定手段が検出周期を短く設定し、かつ、該設定された検出周期が前記所定下限値から所定上限値までの間の値である場合、前記カウンタのカウント値をクリアすることを特徴とする請求項3に記載の移動無線端末。
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