JP4216163B2 - 移動通信端末 - Google Patents

Description

本発明は、複数の通信システムに対応する送受信回路を具備し、待受け時に基地局から送信される情報を特定の待受けタイミングで受信する間欠受信を行う移動通信端末に関する。

待受け状態の移動通信端末は、複数の移動通信端末に対して個別に割り当てられるスロットあるいはタイミングスロットと呼ばれる特定の待受けタイミングで基地局から情報を受信している。移動通信端末はこのスロットを監視し、自らに割り当てられたスロットにおいてのみ受信動作を行い、他のスロットにおいては不要な回路の電源を切断したり、プロセッサを低消費電力モードへ移行させたりして省電力化を図っている。これがいわゆる間欠受信であり、ＴＤＭＡ（時分割多元接続）方式の通信においては、時分割された情報それぞれに対してスロットが各移動通信端末に割り当てられる。一方、近年注目を浴びているＣＤＭＡ（符号分割多元接続）方式の通信においては、基地局から移動通信端末に送信されるパケットの受信に必要な長さのスロットが各移動通信端末に割り当てられる。

現在の移動通信端末は、音声通信機能を有すると共に、データ通信機能を有する仕様となっている。近年のＣＤＭＡ方式を採用した移動通信端末においては、音声通信に対してはｃｄｍａ２０００規格に属する仕様の一つであるｃｄｍａ２０００ １ｘ方式が、またデータ通信に対してはｃｄｍａ２０００ １ｘを改良してデータ通信に特化したｃｄｍａ２０００ １ｘＥＶ−ＤＯ方式が採用されるようになってきている。このように、通信目的ごとに異なる複数の通信システムに対応した移動通信端末が登場している。

上述したような複数の通信システムに対応した移動通信端末が待受け状態にあり、１つの送受信系統により、複数の通信システムで同時に間欠受信を行う場合の動作を図５を用いて説明する。この移動通信端末は２つの通信システム（システム１とシステム２）を採用している。例えば、音声通信はシステム１、データ通信はシステム２により行われている。図５はシステム１およびシステム２の待受けスロットを示す模式図である。図において、横軸は時間を表している。図５（ａ）はシステム１に係る待受けスロット群、同図（ｃ）はシステム２に係る待受けスロット群を示しており、これらのスロットは先頭のスロットから順にグループ１〜グループ４に対してそれぞれ割り当てられている。スロット上部の丸囲み付きの番号はこのグループの番号を表している。この移動通信端末が情報を受信する場合、システム側の仕様によって、システム１、システム２の順にスロットに対する同期が行われる。

この移動通信端末がグループ１に属している場合、図５（ｂ）に示すように、まずシステム１のスロットがグループ１のスロットに同期し、情報の受信が行われる。この移動通信端末はグループ１に属しているから、システム２でもグループ１のスロットにおいて受信が行われるはずであるが、この時点においては移動通信端末内部の送受信系統がシステム１側となっているため、システム２では情報の受信が行われない。グループ１のスロットにおける受信が終了すると、移動通信端末内部の送受信系統がシステム２に切り替えられ、システム２における情報の受信が可能となる。従って、システム２におけるスロットはグループ１からグループ２へ変更されることになる。

続いて移動通信端末から基地局へ向けて、待受けタイミングの変更を通知するための待受けタイミングの変更メッセージが送信され、基地局にシステム２の属するグループの変更が通知されると共に、図５（ｄ）に示されるように、この移動通信端末のシステム２の属するグループがグループ１からグループ２に変更される。これ以降、この移動通信端末のシステム１ではグループ１のスロットにおいて情報が受信され、システム２ではグループ２のスロットにおいて情報が受信される。

上述した動作に従って、システム１およびシステム２におけるスロットが確定した後、通信回線の状態が変化した場合には以下のような動作が行われる。この通信回線の状態の変化としては、回線の通信品質の低下のために基地局が切り替えられるハンドオフ（ハンドオーバ）および移動通信端末がトンネルなど電波の届かない範囲に一時的に入るなどして通信が途絶するシステムロストが挙げられる。図６は図５と同様にシステム１およびシステム２の待受けスロットを表している。まず、図６（ｂ）のようにシステム１のスロットが確定し、続いて同図（ｄ）のようにシステム２のスロットが確定する動作は上述した通りである。

システム２のスロットが確定した以後のある時点において、システムロストが発生し、その後、途絶した通信が正常状態に復帰する再同期が行われた場合、再びシステム１においてグループ１のスロットへ同期する動作が行われる。システム１におけるスロットが決定されると、システム２におけるスロットの決定動作が行われるが、グループ１のスロットがシステム１において使用されているため、システム２においては他のスロットが使用されることになる。システム２においてはシステム1におけるスロットに基づいてシステム２に係るスロットが移動通信端末内部で算出され、システム２におけるスロットがグループ２のスロットに決定される。このとき、再び待受けタイミングの変更メッセージが基地局へ送信される。

なお、複数の通信方式に対応する通信装置については下記特許文献１が開示している。
特開２００３−９２７８２号公報

しかし、上述した移動通信端末においては、ハンドオフによって基地局の切替が行われた場合やシステムロストによって通信が一時的に途絶してから復旧した場合などには、システム２において基地局へ向けて待受けタイミングの変更メッセージが必ず送信されていた。特に、システム２の属するグループが変更されたときに、ハンドオフやシステムロストの発生前のスロットおよび発生後のスロットが同一であっても、待受けタイミングの変更メッセージが送信されていた。したがって、サービスエリア端での電波環境が悪い場所においては頻繁にシステムロストやハンドオフが発生する可能性があり、待受けタイミングの変更メッセージの度重なる送信のためにネットワークへの負荷が高くなり、ネットワークにおいては、処理の待ち時間の増加、通信の遅延、通信速度の低下などが発生し、一方、端末においてはたびたびのメッセージ送信のため、電池を消耗し、待受け時間が短くなるなどの不都合が発生するという問題があった。

本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであって、待受け状態におけるネットワークへの負荷を低減すると共に、待受け時間を延長することのできる移動通信端末を提供することを目的とする。

本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、待受け時に特定の待受けタイミングでデータを受信する複数の通信手段と、前記複数の通信手段の状態を検出する検出手段と、前記複数の通信手段の一つが一時的に通信不能状態となり、該通信不能状態から正常状態に復帰したことが前記検出手段によって検出された場合に、前記通信不能状態となった前記通信手段以外の通信手段の待受けタイミングを算出する算出手段と、前記複数の通信手段の過去の待受けタイミングを記憶する記憶手段と、前記通信不能状態となった前記通信手段以外の通信手段に係る前記記憶手段中の過去の待受けタイミングと前記算出手段によって算出された待受けタイミングとを比較する比較手段と、前記比較手段によって比較された二つの待受けタイミングが同一である場合は、待受けタイミングの変更メッセージの送信を中止する制御手段とを具備することを特徴とする移動通信端末である。

請求項２に記載の発明は、待受け時に特定の待受けタイミングでデータを受信する複数の通信手段と、前記複数の通信手段の状態を検出する検出手段と、前記複数の通信手段の一つにおけるハンドオーバの発生が前記検出手段によって検出された場合に、前記ハンドオーバが発生した前記通信手段以外の通信手段の待受けタイミングを算出する算出手段と、前記複数の通信手段の過去の待受けタイミングを記憶する記憶手段と、前記ハンドオーバが発生した前記通信手段以外の通信手段に係る前記記憶手段中の過去の待受けタイミングと前記算出手段によって算出された待受けタイミングとを比較する比較手段と、前記比較手段によって比較された二つの待受けタイミングが同一である場合は、待受けタイミングの変更メッセージの送信を中止する制御手段とを具備することを特徴とする移動通信端末である。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の移動通信端末において、前記複数の通信手段は、ＣＤＭＡ（符号分割多元接続）方式で通信を行う第１の通信手段と、ＴＤＭＡ（時分割多元接続）方式で通信を行う第２の通信手段とを具備することを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の移動通信端末において、前記複数の通信手段は、第１のＣＤＭＡ方式で通信を行う第１の通信手段と、前記第１のＣＤＭＡ方式とは周波数帯の異なる第２のＣＤＭＡ方式で通信を行う第２の通信手段とを具備することを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の移動通信端末において、前記複数の通信手段は、ＴＤＭＡ方式で通信を行う第１および第２の通信手段を具備することを特徴とする。

本発明によれば、待受け状態におけるネットワークへの負荷の低減および待受け時の省電力化を図ることができるという効果が得られる。

以下、図面を参照し、この発明の一実施の形態について説明する。本実施形態においては、システム１が音声通信に対応したｃｄｍａ２０００ １ｘ、システム２がデータ通信に対応したｃｄｍａ２０００ １ｘＥＶ−ＤＯである場合を例として説明を行う。図１は、同実施の形態による移動通信端末の構成を示すブロック図である。図において、１はデータ送受信用のアンテナである。２は共用器であり、送信信号と受信信号の分離を行う。３は送信用無線回路ブロックであり、送信信号の変調を行う。４は受信用無線回路ブロックであり、受信信号の復調を行う。５はシステム１送信用ベースバンド信号処理部であり、システム１における送信信号の処理を行う。

６はシステム１受信用ベースバンド信号処理部であり、システム１における受信信号の処理を行う。７はシステム２送信用ベースバンド信号処理部であり、システム２における送信信号の処理を行う。８はシステム２受信用ベースバンド信号処理部であり、システム２における受信信号の処理を行う。９は切替動作制御部であり、通信を行うシステムを切り替える。すなわち、切替動作制御部９によって送受信系統がシステム１に切り替えられると、システム１送信用ベースバンド信号処理部５およびシステム１受信用ベースバンド信号処理部６が動作する。一方、送受信系統がシステム２に切り替えられると、システム２送信用ベースバンド信号処理部７およびシステム２受信用ベースバンド信号処理部８が動作する。

１０はアプリケーション処理部であり、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）およびメモリを具備する。アプリケーション処理部１０は、各部を制御すると共に各システムにおける待受けタイミング（スロット）をメモリ内に記憶する。１１は音声入出力装置であり、通話時にユーザの音声を音声信号に変換してアプリケーション処理部１０へ出力し、アプリケーション処理部１０からの通信相手の音声信号に基づいて音声を出力する。１２は表示装置であり、アプリケーション処理部１０から出力される表示用データに基づいて文字などを表示する。１３は入力装置であり、ユーザによる入力操作の結果をアプリケーション処理部１０へ出力する。１４は移動通信端末と周辺機器との接続部となる後位端末接続インターフェースである。

次に、上記構成の移動通信端末が待受け状態において間欠受信を行う場合の待受け動作を図２〜図４を用いて説明する。本実施形態においては、システム１にシステムロストが発生することを想定している。まず、図２を用いてこの待受け動作の概要を説明する。図２はシステム１およびシステム２の待受けスロットを示す模式図である。図において、横軸は図６と同様に時間を表している。前述した動作と同様に、まずシステム１の待受けスロットがグループ１のスロットに決定し（図６（ｂ））、システム２の待受けスロットがグループ２のスロットに決定する（同図（ｄ））。このとき、システム２においてスロットが変更されるので、移動通信端末から基地局へタイミング要求メッセージが送信される。また、移動通信端末はシステム２のスロットの番号を記憶する。

続いてシステム１においてシステムロストが発生し、通信が途絶する（通信不能状態）が、正常な状態に復帰する再同期が行われ、通信は継続する。続いて再びシステム１の待受けスロットがシステムロスト発生前と同じグループ１のスロットに決定される。システム１におけるスロットが決定されると、システム1におけるスロットに基づいてシステム２に係るスロットが移動通信端末内部で算出され、システム２におけるスロットがグループ２のスロットに仮決定される。このとき、移動通信端末はシステム２の過去のスロットと、仮決定されたスロットとを比較する。図２の場合、システム２のスロットはシステムロスト以前のスロットと同じなので、システム２におけるスロットが確定し、基地局に対するタイミング要求メッセージの送信を中止するように制御される。

次に、図３および図４を用いて具体的な動作を説明する。図３は移動通信端末の待受け動作の手順を示すフローチャートである。まず、電源が投入され、移動通信端末は待受け状態となる。続いてシステム１の捕捉動作が行われる。このとき、切替動作制御部９によって送受信系統がシステム１に切り替えられる。そして、システム１で予め設定されている周波数に関する情報がパイロットチャンネルを介してアンテナ１から受信され、共用器２を介して受信用無線回路ブロック４へ出力される。これを受けた受信用無線回路ブロック４はこの信号を復調し、システム１受信用ベースバンド信号処理部６へ出力する。システム１受信用ベースバンド信号処理部６はこの信号に処理を施し、アプリケーション処理部１０へ出力する。アプリケーション処理部１０は、この信号が示す情報に基づいてシステム１受信用ベースバンド信号処理部６で設定される受信周波数を、この情報が示す周波数に正確に一致させる（ＡＦＣ動作）（ステップＳ１）。

続いて移動通信端末はシステム１に係るシステム情報を受信する。このシステム情報は、同期情報および報知情報を含む。システム情報受信時の具体的な動作は以下のとおりである。まず、基地局から送信される同期情報チャンネル上の同期情報がアンテナ１から受信され、上述した動作と同様にしてアプリケーション処理部１０へ出力される。アプリケーション処理部１０はこの同期情報に基づいてシステム１に係る各部の動作タイミングを制御し、送信側との時間的な同期を確立する。続いて報知情報チャンネル上の報知情報がアンテナ１から受信され、アプリケーション処理部１０へ出力される。アプリケーション処理部１０はこの報知情報に基づき、ネットワークのプロトコルのレビジョン、許可される通信サービス速度、許可される通信サービス（どの音声符号化規格を使用するのか、どのデータ通信規格を使用するのか、どのスロットで待受け受信動作を行うのかなど）の情報を得る（ステップＳ２）。

以上説明した動作を経て、システム１の待受けタイミングが決定する。アプリケーション処理部１０はこの待受けタイミングで受信を行うように、システム１に係る受信系統の各部へ指示する（ステップＳ３）。上述した動作の後、システム１において待受け動作が開始する（ステップＳ４）。続いて、システム２の待受け動作を開始させるため、切替動作制御部９は送受信系統をシステム２へ切り替える。システム２においても上述した動作と同様に捕捉動作が行われ（ステップＳ５）、システム情報が基地局から受信され（ステップＳ６）、待受けタイミングが仮決定となる（ステップＳ７）。

続いてアプリケーション処理部１０は、システム１およびシステム２の待受けタイミングの比較を行い（ステップＳ８）、両者が同一であった場合にはシステム２の待受けタイミングが変更となる。この場合、アプリケーション処理部１０は待受けタイミングの変更メッセージをシステム２送信用ベースバンド処理部７へ出力し、これを受けたシステム２送信用ベースバンド処理部７は、この信号に対して処理を施し、送信用無線回路ブロック３へ出力する。送信用無線回路ブロック３はこの信号を変調し、共用器２およびアンテナ１を介して基地局へ送信する。このとき、アプリケーション処理部１０は内部のメモリにシステム２の待受けタイミングを格納する（ステップＳ９）。一方、ステップ８において、システム１およびシステム２の待受けタイミングが比較された結果、両者が異なる場合には、システム２の待受けタイミングの変更は行われない。以上のようにシステム２の待受けタイミングが決定され、アプリケーション処理部１０は内部のメモリにこの待受けタイミングを格納する。

次に、図３で示されるシーケンス以降、システム１およびシステム２において待受け動作が行われ、システム１においてシステムロストが発生した場合の移動通信端末の動作を図４のフローチャートを用いて説明する。システム１においてシステムロストが発生した直後、システムロストが発生していないシステム２においては以前の間欠待受け動作が継続される。このとき、アプリケーション処理部１０はシステム１においてシステムロストが発生したことを知り、切替動作制御部９へ指令を出して送受信系統をシステム１へ切り替えさせ、受信用無線回路ブロック４に対してシステム１の再捕捉動作を指示する（ステップＳ１０）。

続いて上述した動作と同様に、システム１の再捕捉動作が行われ（ステップＳ１１）、アプリケーション処理部１０は、システム１の再捕捉に成功したかどうかを判定する（ステップＳ１２）。再捕捉に失敗した場合はステップＳ１１に戻ってもう一度システム1の再捕捉が行われる。再捕捉に成功した場合、上述した動作と同様に、システム１のシステム情報がアンテナ１を介して基地局から受信され、アプリケーション処理部１０へ出力される（ステップＳ１３）。

アプリケーション処理部１０はこのシステム情報を解析し、システム１の待受けタイミングを決定する（ステップＳ１４）。続いて、システム２の待受け動作を開始させるため、切替動作制御部９は送受信系統をシステム２へ切り替える。アプリケーション処理部１０はシステム１の待受けタイミングに基づいてシステム２において待受け可能な待受けタイミングを再計算し（ステップＳ１５）、メモリからシステム２の過去の待受けタイミングを読み出し、この過去の待受けタイミングと計算された待受けタイミングとが一致するかどうか比較する（ステップＳ１６）。

比較の結果、二つの待受けタイミングが同一であった場合、システム２の待受けタイミングは変更されず、アプリケーション処理部１０はシステム２に関する基地局への待受けタイミング要求メッセージの送信を停止するよう制御する（ステップＳ１７）。一方、二つの待受けタイミングが同一でなかった場合、システム２の待受けタイミングが変更され（ステップＳ１８）、アプリケーション処理部１０は、待受けタイミングの変更メッセージをシステム２送信用ベースバンド処理部７へ出力する。上述した動作と同様に、この待受けタイミングの変更メッセージがアンテナ１から基地局へ送信される（ステップＳ１９）。以上の動作を経て、システム１およびシステム２における間欠待受け動作が継続される。

なお、本実施形態においては、システム１においてシステムロストが生じた場合を例として移動通信端末の動作を説明したが、ハンドオフにより基地局との間の回線が切り替えられた場合にも同様の動作が行われる。また、システム２においてシステムロストあるいはハンドオフが発生した場合においても、システム１、システム２の順に上述した動作と同様にして待受けタイミングが決定される。

なお、本実施形態におけるシステム１およびシステム２において採用される通信方式の組合せは、共にＴＤＭＡ方式である場合、ＣＤＭＡ方式およびＴＤＭＡ方式である場合、第１のＣＤＭＡ方式およびこれと周波数帯の異なる第２のＣＤＭＡ方式である場合のいずれであってもよい。

本発明の一実施の形態による移動通信端末の構成を示すブロック図である。 同実施の形態におけるシステム１およびシステム２に係るスロットの決定動作を示す模式図である。 同実施の形態における移動通信端末の待受け動作を示すフローチャートである。 同実施の形態におけるシステムロスト後の移動通信端末の待受け動作を示すフローチャートである。 従来のシステム１およびシステム２に係るスロットを示す模式図である。 従来のシステム１およびシステム２に係るスロットの決定動作を示す模式図である。

符号の説明

１・・・アンテナ、２・・・共用器、３・・・送信用無線回路ブロック、４・・・受信用無線回路ブロック、５・・・システム１送信用ベースバンド信号処理部、６・・・システム１受信用ベースバンド信号処理部、７・・・システム２送信用ベースバンド信号処理部、８・・・システム２受信用ベースバンド信号処理部、９・・・切替動作制御部、１０・・・アプリケーション処理部、１１・・・音声入出力装置、１２・・・表示装置、１３・・・入力装置、１４・・・後位端末接続インターフェース

Claims (5)

1. 待受け時に特定の待受けタイミングでデータを受信する複数の通信手段と、
   前記複数の通信手段の状態を検出する検出手段と、
   前記複数の通信手段の一つが一時的に通信不能状態となり、該通信不能状態から正常状態に復帰したことが前記検出手段によって検出された場合に、前記通信不能状態となった前記通信手段以外の通信手段の待受けタイミングを算出する算出手段と、
   前記複数の通信手段の過去の待受けタイミングを記憶する記憶手段と、
   前記通信不能状態となった前記通信手段以外の通信手段に係る前記記憶手段中の過去の待受けタイミングと前記算出手段によって算出された待受けタイミングとを比較する比較手段と、
   前記比較手段によって比較された二つの待受けタイミングが同一である場合は、待受けタイミングの変更メッセージの送信を中止する制御手段と、
   を具備することを特徴とする移動通信端末。
2. 待受け時に特定の待受けタイミングでデータを受信する複数の通信手段と、
   前記複数の通信手段の状態を検出する検出手段と、
   前記複数の通信手段の一つにおけるハンドオーバの発生が前記検出手段によって検出された場合に、前記ハンドオーバが発生した前記通信手段以外の通信手段の待受けタイミングを算出する算出手段と、
   前記複数の通信手段の過去の待受けタイミングを記憶する記憶手段と、
   前記ハンドオーバが発生した前記通信手段以外の通信手段に係る前記記憶手段中の過去の待受けタイミングと前記算出手段によって算出された待受けタイミングとを比較する比較手段と、
   前記比較手段によって比較された二つの待受けタイミングが同一である場合は、待受けタイミングの変更メッセージの送信を中止する制御手段と、
   を具備することを特徴とする移動通信端末。
3. 前記複数の通信手段は、ＣＤＭＡ（符号分割多元接続）方式で通信を行う第１の通信手段と、ＴＤＭＡ（時分割多元接続）方式で通信を行う第２の通信手段とを具備することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の移動通信端末。
4. 前記複数の通信手段は、第１のＣＤＭＡ方式で通信を行う第１の通信手段と、前記第１のＣＤＭＡ方式とは周波数帯の異なる第２のＣＤＭＡ方式で通信を行う第２の通信手段とを具備することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の移動通信端末。
5. 前記複数の通信手段は、ＴＤＭＡ方式で通信を行う第１および第２の通信手段を具備することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の移動通信端末。
   
   

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