JP4185865B2 - 移動無線通信装置における再選択の最適化およびその方法 - Google Patents

Description

本発明は、一般に無線通信に関し、特に無線通信装置、例えばセルラー電話機における再選択の最適化およびその方法に関する。

一般に、セルラー電話機およびページャを始めとする移動式セルラー通信装置は、ネットワークに接続されると、周期的なページング情報を監視、処理する必要がある。移動式セルラー電話機は、隣接セルの信号測定に基づいて、隣接セルの再選択処理も実行し、セルラー電話機が通信すべき最も適切なセル、または基地局を識別する。

多くの移動式セルラー電話機は、アイドリング中で、ページングネットワーク情報を監視しないか、または隣接セルの信号強度測定および再選択処理を実行しないときにも、時にスリープモードと呼ばれる最低の電力消費モードで動作する。

ＧＳＭセルラー電話機は、通常上記のアイドルモード機能を含んでいる。特にＧＳＭセルラー電話機では、周期的なページングブロックを受信し、それと同時に、割り当てられたスロットの間、隣接セルの信号強度測定を実行することが知られている。ＧＳＭセルラー電話機は、その後、最も新しい信号強度測定に基づいて隣接セルの再選択処理を実行する。ＧＳＭ端末では、信号強度測定が完了するまで、再選択処理は起こらない。ページングブロックを受信せず、信号強度測定を実行せず、および再選択処理を実行しない他の休止期間中、ＧＳＭセルラー電話機は、スリープモードに入り、電力消費を低減することができる。

多くのハードウェア設計において、スリープモードではクロックがすべて停止するので、すべてのハードウェア機能ブロックが処理を完了するまで、「スリープモード」には入ることができない。スリープモードは、他のハードウェア設計においては、上記の説明とは異なるように定義されてもよい。

ＷＣＤＭＡセルラー電話機も、通常上記のアイドルモード機能を含んでいる。特に、ＷＣＤＭＡ電話機は、ページングブロックよりさらに小さい周期的なページングインジケータチャンネル（ＰＩＣＨ）ブロックを受信し、それとほぼ同時に、ＷＣＤＭＡ電話機は、キャリア内およびキャリア間の隣接セルの信号強度測定を実行する。ＰＩＣＨブロック、および特に特定の端末に割り当てられたＰＩＣＨビットが設定された場合にのみ、ＷＣＤＭＡアーキテクチャのＰＩＣＨブロックは、端末を他のページングチャンネル（ＰＣＨ）ブロックに導く。既存のＷＣＤＭＡセルラー電話機は、信号強度測定に基づいて隣接セルの再選択処理を実行するが、このＷＣＤＭＡの再選択処理は、上に説明したＧＳＭの再選択処理と同様、信号強度測定が完了するまで起こらない。他の休止期間中、ＷＣＤＭＡ電話機は、スリープモードに入り、電力消費を低減することができる。

以下に説明する添付の図面と共に、次の発明の詳細な説明の注意深い考察に基づいて、本発明の種々の側面、特徴、および利点が、当業者にさらに十分に明らかにされるであろう。

本発明は、一般に、移動無線通信装置、例えばセルラー電話機およびページャ、セルラー対応の携帯情報端末（ＰＤＡ）、ラップトップコンピュータ、および本明細書で一般にユーザ端末と総称する再選択処理を実行する他の移動無線通信装置、における再選択処理
に関する。

図１において、典型的な無線通信装置は、通常、送受信機１１０、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）１２０、メモリ１４０に接続する制御装置（ＭＣＵ）１３０、および、入出力１５０を有し、入出力１５０は、例えばキーパッドまたはキーボード、表示装置、データ入力出力ポート、マイクロホン、およびスピーカー出力を含む。

移動無線通信装置の送受信機１１０は、通常、特定の通信規格によるある指定された間隔で、ネットワークによって送信される周期的なページング情報を受信する。
ＴＤＭＡ無線通信システム、例えばＧＳＭ装置において、ネットワークによって送信されるページング情報は、各フレームが８つのタイムスロットに分割される、４つのフレームを有するページングブロックである。ユーザ端末は、各フレームのタイムスロットに割り当てられる。図２において、ユーザ端末は、ページングブロック２１０を受信すると、その割り当てられたタイムスロット２１２、２１４、２１６、および２１８を復号する。ページングブロック２２０は、第１のページングブロック２１０が送信された後の時間に送信される。

図２のＧＳＭ通信システムでは、ページングブロック２１０が受信されている間に、ユーザ端末が、ブロック２３０で示すように、隣接セルの信号強度測定を実行する。特に、信号強度測定は、割り当てられたタイムスロットを復号している間ではなく、割り当てられたスロット間の時間間隔中になされる。信号強度測定は、特定の通信規格によって指定された周期的な比率で、ＤＳＰによって実行される。ブロック２４０に示した信号強度測定が、次に送信されるページングブロック２２０中になされる。

広帯域符号分割多元接続（ＷＣＤＭＡ）無線通信システム、例えば３ＧＰＰ装置では、ネットワークによって送信されるページング情報は、２つの部分を有している。図３において、先ず周期的なページング情報チャンネル（ＰＩＣＨ）ブロック３１０が、ネットワークによって送信される。ＰＩＣＨブロックの特定の端末のＰＩＣＨビットが設定されると、端末は、ページングチャンネルに切り替わり、ページングチャンネル（ＰＣＨ）ブロック３４０を受信する。ＰＩＣＨブロックが設定されない場合には、端末は、ＰＣＨブロックを無視する。ＰＩＣＨブロック３２０および対応するＰＣＨブロック３５０は、第１のＰＩＣＨブロック３１０および第１のＰＣＨブロック３４０が送信された後の時間に送信される。

図３のＷＣＤＭＡ ３ＧＰＰ通信システムでは、ページング情報（ＰＩＣＨブロック３１０）を受信している時間の間に、およびその直後に、ユーザ端末が、周波数内および周波数間の信号強度測定を実行する。特にＷＣＤＭＡ通信システムでは、信号強度測定は、ブロック３６０では同一の搬送周波数に対し、およびブロック３６２では異なった搬送周波数に対してなされる。信号強度測定は、特定の通信規格によって指定された周期的な比率で、ＤＳＰによって実行される。同様の信号強度測定が、次のページングブロック伝送間隔の間、ブロック３６４および３６８でなされる。

ユーザ端末は、通常信号強度測定によって再選択処理を実行し、監視すべき最適なセルまたは周波数を判定する。電力測定に基づいた再選択のアルゴリズムおよび処理は、当業者にはよく知られているので、これらについてはここではこれ以上説明しない。

本発明の一実施形態において、電力消費は、周期的なページング情報の少なくとも一部を受信すると同時に、周期的な信号測定の少なくとも一部を実行し、周期的な再選択処理の少なくとも一部を実行することにより、低減される。ユーザ端末は、これらのタスクを実質的に同時に実行することによって、より多くの時間を最も効率的な省電力モードまた
はスリープモードに費やすことができる。図２において、再選択処理は、ブロック２５０および２５２で指定される周期的な時間間隔で起こり、図３において、再選択処理は、ブロック３５０および３５２で指定される周期的な時間間隔で起こる。

図４に、ページング情報の受信および復号、および信号強度測定の実行に随伴するＲＦハードウェア動作に対するユーザ端末の電力消費の時間プロット４１０を示す。特にこれらの動作モード中、電力は、受信機、ＤＳＰ、および関連回路で消費され、このことはプロットの部分４１２および部分４１４の電力消費の増加によって反映される。それ以外、すなわちプロットの介在部分４１６，４１８，および４１９で指定される時間では、ページング情報が受信されず、電力測定が行われないので、電力消費は最低になる。

図４は、再選択処理、例えばＭＣＵまたは他のプロセッサによる再選択アルゴリズムの実行に随伴するプロセッサの電力消費の時間プロット４２０も示している。これらの動作モード中、電力は、プロセッサ、および関連回路で消費され、このことはプロットの部分４２２および部分４２４の電力消費の増加によって反映される。それ以外、すなわちプロットの介在部分４２６，４２８，および４２９で指定される時間では、再選択ソフトウェア処理が起こらないので、電力消費は最低になる。図４の電力プロット４１０および４２０は、再選択処理曲線４２０の破線部分で示すように、再選択ソフトウェア処理とＲＦ動作が、厳密に同一の時間間隔内で必ずしも発生しないということも示している。

図４は、ＲＦ動作中、およびソフトウェア処理中に消費された電力の和である、電力の合計のプロット４３０も示している。ＲＦおよび再選択の処理動作の整合により、合計の電力消費の時間帯４３２および４３４が減少し、ユーザ端末がスリープモードに入り、最低の電力を消費する介在した時間帯４３６，４３８，および４３９が増加する。

本発明の一実施形態において、通常、前のページングブロックを復号している間に行われた信号測定の再選択処理は、次のページングブロックの復号中に評価される。とりわけ、１つのページング情報周期中に行われた信号強度測定は、次のページング情報周期まで処理されない。この潜在的な処理方法は、３ＧＰＰ仕様の最大許容隣接セルの再選択時間に適合するとともに、スリープモードに入る可能性を最大限提供する。ハードウェアが隣接セルの新しい測定値を収集する一方で、ソフトウェアは、可能な再選択を行うために前のページングブロックの測定結果を評価する。ハードウェアおよびソフトウェアの処理は、ハードウェアが信号測定データを収集した後にソフトウェア評価が実行されるその前の実行よりも早く、両方の処理が終了してスリープを可能にするように、同時に実行される。

例えば図２の典型的なＧＳＭ装置において、ブロック２５２に対応する時間帯に起こる再選択処理は、ブロック２４０に対応する時間間隔中になされた信号強度測定に基づくのではなく、ブロック２３０に対応する前の時間帯の間になされた信号強度測定に基づいている。同様に、ブロック２５０で起こる再選択処理は、ブロック２３０で取得された信号強度測定データではなく、前の信号強度測定データに基づいている。

図３の典型的なＷＣＤＭＡ装置において、ブロック３５２に対応する時間帯に起こる再選択処理は、ブロック３６４および３６８に対応する時間間隔中になされた信号強度測定に基づくのではなく、ブロック３６０および３６２に対応する前の時間帯中になされた周波数間および周波数内の信号強度測定に基づいている。同様に、ブロック３５０で起こる再選択処理は、ブロック３６０および３６２で取得された信号強度測定データではなく、前の信号強度測定データに基づいている。

いくつかの通信アーキテクチャの用途において、上で説明し、図２および図３の典型的
な実施形態に示したように、信号強度測定の遅延処理が、ページング情報の復号、隣接セル信号測定、および再選択処理の同時実施を可能にするために必要であり得る。

いくつかの通信規格仕様は、ページング情報の連続読み取り間の遅延周期よりも小さい時間フレーム内で信号強度測定データの再選択信号処理を行うことが要求される可能性がある。したがって、いくつかの用途では、規格遵守を保証する付加的な信号強度測定を行うことが必要となり得る。例えば図３において、ＰＩＣＨブロックの周期が大きすぎる場合、付加的な周波数内および周波数間の信号強度測定は、次の再選択処理ブロック、例えばブロック３５２における、ページングブロック復号期間の間、すなわちブロック３７０および３７２で行われてもよい。

最大のスリープ（低消費電力）モード動作を行うために、セルラーハンドセットは、再選択処理および信号測定データ収集を実質的に同時に実行することによって、可能な限り短い時間で、必要なページングブロック監視および再選択処理を完了する。

本発明と、本発明の現在その最良の方法と考えられるものを、発明者によってその所有が確立されるよう、かつ当業者が本発明を実施および使用できるような方法で説明したが、ここに開示した典型的な実施形態には多くの等価物があり、それに対する多くの修正および変形が、典型的な実施形態ではなく添付の請求項によって限定される本発明の範囲および精神から逸脱することなくなされてもよいことが理解され、認識されるであろう。

無線通信装置のブロック図である。 典型的なＧＳＭページングブロックおよび再選択処理タイミング図である。 典型的なＷＣＤＭＡページングブロックおよび再選択処理タイミング図である。 アイドルモードの典型的な電力消費図である。

Claims (20)

1. 移動無線通信装置における方法であって、
   現在のページング情報を受信すること、
   前記現在のページング情報を受信する間に、現在の信号測定を実行すること、
   前記現在の信号測定を実行する間に、前の信号測定に基づいて現在の再選択処理を実行すること、
   から成る方法。
2. 前記現在のページング情報を受信する前に、前のページング情報を受信する間に前の信号測定を実行する、請求項１記載の方法。
3. 前記現在のページング情報を受信する間に前記前の信号測定に基づいて前記現在の再選択処理を実行し、かつ、前記現在のページング情報を受信する前に、前のページング情報を受信する間に前の信号測定を実行することによって消費電力を低減させる、請求項１記載の方法。
4. 実質的に重複する時間帯に、前記前の信号測定に基づいて前記現在の再選択処理を実行し、かつ、前記現在のページング情報を受信することによって電力消費を低減させる、請求項１記載の方法。
5. ページング情報を受信せず、信号測定を実行せず、再選択処理を実行しないで、最低の電力消費モードに入る、請求項１記載の方法。
6. 前記ページング情報を受信するのと実質的に同時に前記再選択処理を実行することによって、最低の電力消費モード動作を最大にする、請求項５記載の方法。
7. アイドルモードで前記無線通信装置を動作させている間に、現在のページング情報を受信し、現在の信号測定を実行し、再選択処理を実行する、請求項１記載の方法。
8. ページング情報を受信するとともに、隣接信号測定を実行する移動無線通信装置における方法であって、
   現在のページング情報を受信すること、
   前記現在のページング情報を受信する間に、現在の信号測定を実行すること、
   現在のページング情報を受信する間に、再選択処理を実行すること、
   前のページング情報を受信する間に、実行された前の信号測定に基づいて前記再選択処理を実行することによって電力消費を低減すること、
   から成る方法。
9. ページング情報を受信せず、かつ信号測定を実行せず、再選択処理を実行しないときに、最低の電力消費モードに入る、請求項８記載の方法。
10. ページング情報を受信するのと実質的に同時に前記再選択処理を実行することによって、最低の電力消費モード動作を最大にする、請求項８記載の方法。
11. アイドルモードで前記無線通信装置を動作させている間に、現在のページング情報を受信し、現在の信号測定を実行し、再選択処理を実行する、請求項８記載の方法。
12. 無線通信装置における方法であって、
    周期的なページング情報を受信すること、
    周期的な信号測定を実行すること、
    周期的な再選択処理を実行すること、
    前記周期的なページング情報の少なくとも一部を受信すると同時に、前記周期的な信号測定の少なくとも一部を実行し、かつ前記周期的な再選択処理の少なくとも一部を実行することによって電力消費を低減すること、
    から成る方法。
13. 現在の信号測定を実行する間に、前の信号測定に基づいて現在の再選択処理を実行する、請求項１２記載の方法。
14. 周期的なページング情報を受信せず、周期的な信号測定を実行せず、周期的な再選択処理を実行しないときに、最低の電力消費モードで動作させる、請求項１２記載の方法。
15. 周期的なページングブロックを受信するとともに、周期的な隣接信号測定を実行するＴＤＭＡ無線通信装置における方法であって、
    現在のページングブロックを受信すること、
    前記現在のページングブロックを受信する間に、現在の隣接セルの信号強度測定を実行すること、
    前記現在のページングブロックを受信し、前記現在の隣接セルの信号強度測定を実行する間に、前の隣接セルの信号強度測定の再選択処理を実行すること、
    を有する方法。
16. 周期的なページングブロックを受信せず、周期的な隣接セルの信号強度測定を実行せず、再選択処理を実行しないときに、最低の電力消費モードで動作させることで電力消費を低減させる、請求項１５記載の方法。
17. 前記周期的なページングブロックの少なくとも一部を受信し、前記周期的な隣接セルの信号強度測定の少なくとも一部を実行し、前記再選択処理の少なくとも一部を実行することを同時に行うことによって、電力消費を低減させる、請求項１５記載の方法。
18. 周期的なページングインジケータチャンネルブロックを受信するとともに、周期的な再選択処理を実行するＷＣＤＭＡ無線通信装置における方法であって、
    現在のページングインジケータチャンネルブロックを受信すること、
    前記現在のページングインジケータチャンネルブロックを受信する間に、現在の信号測定を実行すること、
    前記現在のページングインジケータチャンネルブロックを受信し、かつ前記現在の信号測定を実行する間に、前の信号測定の再選択処理を実行すること、
    から成る方法。
19. 周期的なページングインジケータブロックを受信しないとき、かつ周期的な信号測定を実行せず、再選択処理を実行しないときに、最低の電力消費モードで動作させることによって電力消費を低減させる、請求項１８記載の方法。
20. 前記周期的なページングインジケータブロック間の周期が所定の周期より大きい場合に、受信している周期的なページングインジケータブロック間の信号測定を実行させる、請求項１８記載の方法。

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