JP4249949B2

JP4249949B2 - マルチモード無線通信モバイル端末において第１の無線通信モードから第２の無線通信モードに切り替える方法

Info

Publication number: JP4249949B2
Application number: JP2002187540A
Authority: JP
Inventors: フイリツプ・ルプリユー; アレクサンドル・ダ・ロシヤ; ロラン・ルブル
Original assignee: アルカテル−ルーセント
Priority date: 2001-06-28
Filing date: 2002-06-27
Publication date: 2009-04-08
Anticipated expiration: 2022-06-27
Also published as: EP1271977B1; CN1400835A; EP1271977A1; JP2009077416A; US6959201B2; US20030003951A1; FR2826825B1; ATE494756T1; DE60238809D1; JP2003032756A; CN1254989C; FR2826825A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モバイル遠隔通信の分野に関し、より具体的には、いわゆるマルチモードモバイル無線通信端末の利用、つまり少なくとも２つの無線通信モードのいずれかに従って通信するように構成されたモバイル無線通信端末の利用に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、知られている無線通信モードでは、例えば、いわゆる第２世代のＧＳＭモード（ＧｌｏｂａｌＳｙｓｔｅｍｆｏｒＭｏｂｉｌｅＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）またはいわゆる第３世代のＵＭＴＳモード（ＵｎｉｖｅｒｓａｌＭｏｂｉｌｅＴｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓＳｙｓｔｅｍｓ）、ならびに米国領土で実施されているＰＣＳ（ＰｅｒｓｏｎａｌＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＳｅｒｖｉｅｓ）を挙げることができる。
【０００３】
従来、モバイル無線通信端末は、無線伝送技術（英語でＲａｄｉｏＡｃｃｅｓｓＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙを表すＲＡＴ）による基地局を介して通信を確立する。したがって、様々な技術が、第１の無線通信モードに専用のいくつかの基地局、例えば、ＧＳＭのためのＢＴＳ（ＢａｓｅＴｒａｎｓｃｅｉｖｅｒＳｔａｔｉｏｎ）、および第２の無線通信モードに専用の基地局、例えば、ＵＴＲＡＮ（ＵＭＴＳＴｅｒｒｅｓｔｒｉａｌＲａｄｉｏＡｃｃｅｓｓＮｅｔｗｏｒｋ）アンテナと共存することが可能である。ただし、他の無線通信モードを伴う他のＲＡＴ技術が現れて、本発明によって提示される問題に加わる可能性がある。
【０００４】
このような状況では、モバイル無線通信端末が、運用中の任意の無線通信モードに関連するいずれかの標準に従って、つまり、前記モードに関連するいずれかのＲＡＴ技術で動作できることが最も重要であるように思われる。そのような相互運用性は、以下の３つの主な理由で必要不可欠である。通信のときと、端末が待機モードにあって通信していないとき、また測定の実施のために通信していないときのサービスの継続性を保持するため。
【０００５】
何らかの通信を確立するため、モバイル端末は、端末が位置する地理的ゾーンに対応し、当該領域で運用中のいずれかのＲＡＴ技術に専用でありうる基地局に関連付けられなければならない。基地局は、通信をコントローラに向けて伝送し、コントローラは、通信を交換局に伝送し、交換局は、宛先の端末が関連する基地局に向けて、または宛先端末の別のネットワーク（インターネット、ＰＳＴＮ（ＰｕｂｌｉｃＳｗｉｔｃｈｅｄＴｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ／ＴｅｌｅｐｈｏｎｅＮｅｔｗｏｒｋ）等）に向けて通信を導く。モバイル端末の移動の際、進行中の通信におけるサービスの継続性を保証するため、引継ぎ（英語でｈａｎｄｏｖｅｒとして知られる）を保証しなければならない。この引継ぎは、同一技術の基地局の間で行われることも、異なるＲＡＴ技術の基地局の間で行われることも可能である。
【０００６】
通信していないとき、モバイル端末は、待機状態を維持しなければならず、待機状態にある間も、端末は、基地局に接続されている。移動の際、モバイル端末は、新しい地理的ゾーンの基地局に接続替えするため、再選択を実行することができる。モバイル端末が、例えば、ＧＰＲＳ（ＧｅｎｅｒａｌＰａｃｋｅｔＲａｄｉｏＳｅｒｖｉｃｅｓ）などのデータパケットモードで通信するとき、そのような再選択が同様に実行される。
【０００７】
最後に、マルチモード無線通信のモバイル端末は、別のモード（例えば、ＵＭＴＳ）の基地局と無線接続中でありながらも、第１のモード（例えば、ＧＳＭ）の基地局との定期的測定をサポートできなければならない。そのような測定は、運用中のまたは計画中の様々な無線通信システムを規制する標準化機関によってしばしば課される。
【０００８】
しかし、複数のＲＡＴ技術の間における相互運用性（ハンドオーバ、再選択、測定）は、必ずしも保証されず、これは特に各無線通信モードが独自の時間基準を有することによる。したがって、ＧＳＭとＵＭＴＳの２つのモードの例では、通信の無線フレーム周期は同一ではなく、ＧＳＭのフレーム周期は４．６１５ミリ秒に、またＵＭＴＳのフレーム周期は１０ミリ秒に、それぞれの標準によって定められている。基地局間の単なる非同期は問題ではなく、２つの標準間の異なる時間基準が問題である。
【０００９】
したがって、第１のモードの基地局と無線接続するマルチモードモバイル端末は、少なくとも１つの別のモードの正確な時刻を知ることができなければならない。したがって、マルチモードモバイル端末は、通信中、待機モード中、または測定を実施するために一方のモードから他方のモードへの移行を可能とするように、所与の２つの無線通信モード間の時間ずれを判定するように構成されることが重要である。
【００１０】
可能な解決策は、他方のモードを利用しながら同時に一方のモードの定期的な受信を維持することにある（例えば、通信をＵＭＴＳ局によって実行しながらも、ＧＳＭ局の受信を維持する）。ただし、そのような解決策は、電力コストが高く、したがって、モバイル端末の自律性を犠牲にするため、最適ではない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明は、マルチモードモバイル端末が、各無線通信モードにそれぞれ関連する無線アクセス技術のいずれかに従って通信を確立できるようにするため、少なくとも２つの無線通信モード間の時間ずれを判定する方法を提案することを目的とする。
【００１２】
例えば、本発明は、モバイル端末が、ＵＭＴＳモードで動作しながらも、ＧＳＭモードの時刻を知ることができるようにそして、その逆もできるようにすることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
より具体的には、本発明は、第１のおよび第２の無線通信モードに関連する第１のおよび第２の無線アクセス技術にそれぞれ従って動作し、第１と第２のクロックをそれぞれ備えた少なくとも第１と第２のユニットを含むマルチモード無線通信モバイル端末において、第１の無線通信モードから第２の無線通信モードに切り替える方法に関し、本方法は、
モバイル端末の第１のユニットを関連する第１のクロックで無線通信モードの第１のモードにロックするステップと、
モバイル端末によって２つの無線通信モードのクロック間における時間ずれを計算するステップと、
時間ずれの前記計算から端末の第２のユニットの時刻を修正するステップと、
モバイル端末の第２のユニットを関連する第２のクロックで無線通信モードの第２のモードに切り替えるステップとを含むことを特徴とする。
【００１４】
第２の実施形態によれば、時間ずれを計算するステップは、
第１の無線通信モードに関連する第１の技術の無線フレームの先頭を検出するステップと、
前記第１のモードに関連する第１のクロックによって示される時刻を記録し、カウンタを始動するステップと、
第２の無線通信モードに関連する技術の無線フレームの先頭を検出するステップと、
前記第１のモードに関連する第１のクロックによって示される更新された時刻および前記第２の無線通信モードに関連する第２のクロックによって示される時刻を記録し、カウンタを停止するステップと、
第１および第２のクロックによって記録された時刻およびカウンタの値から時間ずれを計算するステップとを含む。
【００１５】
１つの特徴によれば、無線通信モードの１つに従って動作する端末の少なくとも１つのユニットへの電力供給が遮断され、前記方法は、別の無線通信モードに従って動作する別のユニットによって前記ユニットを活性化するステップと、端末の前記活性化されたユニットの時刻を設定するステップとを含む。
【００１６】
また、本発明は、マイクロコントローラと、２つの別個の無線通信モードに関連する２つの無線アクセス技術にそれぞれ従って通信を行うように構成された少なくとも２つのユニットとを含むマルチモード無線通信モバイル端末であって、第１の技術の無線フレームの先頭と第２の技術の無線フレームの先頭の間で経過した時間をカウントするように構成されたカウンタと、前記無線アクセス技術間の時間ずれを計算する手段と、端末の１つのユニットの時刻を前記ユニットに関連する技術の所与の時刻に設定する手段とを含むことを特徴とする端末にも関する。
【００１７】
１つの特徴によれば、カウンタは、２つの無線アクセス技術のフレームのカウンタのクロックよりも短い周期のクロックを有する。
【００１８】
１つの特徴によれば、端末は、マイクロコントローラからのコマンドで端末の少なくとも１つのユニットの電力供給を切り替える手段をさらに含む。
【００１９】
本発明の特徴および利点は、限定的ではない例示として提示し、添付の図面を参照する以下の説明を読めば明白となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１を参照すると、２つの別個の無線通信モードに関連する２つの技術の無線フレーム間の時間ずれが、単なる同期のずれではなく、時間基準のずれによるものであることが分かる。第１の技術の、例えば、ＵＴＲＡＮの無線フレームＲ１は、１０ミリ秒に、一方、第２の技術の、例えば、ＧＳＭに関連する無線フレームＲ２は、４．６１５ミリ秒にそれぞれの標準によって設定されている。本発明の目的は、２つのいずれか別個の無線アクセス技術にそれぞれ関連するフレームＲ１からフレームＲ２への適切な切替えを可能にすることである。
【００２１】
フレームＲ１（第１のモードＭ１に関連する）の先頭をＴ_１と呼び、フレームＲ２（第２のモードＭ２に関連する）の先頭をＴ_２と呼ぶ。Ｔ_１’は、第２のモードにおけるフレームＲ２の開始の時点での第１のモードにおける時刻に相当し、ΔＫは、各モードのフレームＲ１とＲ２の開始の間におけるずれを表す。すなわち、ΔＫ＝Ｔ_１’−Ｔ_１＝Ｔ_２−Ｔ_１である。
【００２２】
モードのそれぞれに関連するＲＡＴ技術のそれぞれにおける時刻は、一方で無線フレームの継続時間を決定し、他方で、より細かいカウンタを利用してフレームのタイムスライシングを可能にするカウンタから構成されるクロックＵ１およびＵ２によって与えられる。
【００２３】
したがって、例えば、第１の無線通信モードＭ１が、ＵＴＲＡＮ技術に関連している場合、対応するクロックＵ１は、「ＳｕｐｅｒＦｒａｍｅＮｕｍｂｅｒ」を表すいわゆるＳＦＮ型のフレームカウンタ、ならびに「ｔｉｍｅｓｌｏｔｃｏｕｎｔｅｒ」および「ｃｈｉｐｃｏｕｎｔｅｒ」の名称で知られるカウンタなどのより正確な「サブフレーム」カウンタを有する。以上のカウンタは、フレームカウンタよりも短い周期クロックを有する従来のものであり、ＵＴＲＡＮ技術において一般的である。同様に、第２の無線通信モードＭ２が、ＧＳＭ技術に関連している場合、対応するクロックＵ２は、やはり、いわゆるＴ１型、Ｔ２型、Ｔ３型のフレームカウンタなどの従来の一般に使用されるカウンタ、ならびに「ｔｉｍｅｓｌｏｔｃｏｕｎｔｅｒ」および「ｑｕａｔｅｒｂｉｔｃｏｕｎｔｅｒ」と呼ばれる「サブフレーム」カウンタを有する。従来技術でよく知られている以上すべてのカウンタにより、標準化された各無線通信モードにおける正確な時刻を定義することが可能となる。本発明は、少なくとも２つの時間基準間における時間ずれを判定しようとするものである。
【００２４】
図２は、本発明の実施をより具体的に示している。カウンタΔＫが、第１のモードＭ１のフレームＲ１の開始によって始動され、第２のモードＭ２のフレームＲ２の開始によって停止される。カウンタΔＫは、「高速」である、つまり、当該の２つのＲＡＴ技術のフレームカウンタのクロックよりも短い周期のクロックＣＬＫを有する。
【００２５】
したがって、本発明による方法は、以下のステップを有する。
【００２６】
モバイル端末が、第１のＲＡＴ技術の基地局（例えば、ＵＴＲＡＮ局）にロックされる。第１の技術のフレームＲ１の開始時に時刻Ｔ_１が記録され、カウンタΔＫが、「ｓｔａｒｔ」論理ブロックからの信号によって始動される。
【００２７】
モバイル端末が、第２のＲＡＴ技術の無線送信（例えば、ＧＳＭ送信）を監視し、第２の技術のフレームＲ２の先頭を検出する。次に、カウンタΔＫが、「ｓｔｏｐ」論理ブロックからの信号によって停止され、第２の技術の時刻Ｔ_２、ならびに第１のクロックＵ１の更新された時刻Ｔ_１’が記録される。
【００２８】
次に、モバイル端末のマイクロコントローラが、データΔＫ、Ｔ_１、Ｔ_１’、Ｔ_２から２つのＲＡＴ技術の間における時間ずれΔｔを計算する。
【００２９】
モバイル端末が、自らのクロックを変更し、第２のＲＡＴ技術に従って測定または通信を実行することができる。
【００３０】
時刻Ｔ_１は、第１の技術に関連するフレームカウンタ（例えば、ＵＭＴＳ技術のＳＦＮカウンタ）によって与えられ、その他のより細かいカウンタ（ｔｉｍｅｓｌｏｔおよびｃｈｉｐｃｏｕｎｔｅｒ）は、ゼロに設定される。同様に、時刻Ｔ_２は、第２の技術に関連するフレームカウンタ（例えば、ＧＳＭ技術のＴ１、Ｔ２およびＴ３カウンタ）によって与えられ、その他のより細かいカウンタ（ｔｉｍｅｓｌｏｔおよびｑｕａｔｅｒｂｉｔｃｏｕｎｔｅｒ）は、ゼロに設定される。これに対して、更新された時刻Ｔ_１’は、「サブフレーム」カウンタを利用して表され、フレーム周期の内部時間間隔を示す。カウンタΔＫの値は、本方法の開始点により、ＲＡＴ技術のいずれかの時間単位で表される。
【００３１】
モバイル端末における本発明による方法の実施は、ΔＫカウンタと、該カウンタを制御する「ｓｔａｒｔ」および「ｓｔｏｐ」論理ブロックを構成する論理回路の追加を必要とする。そのような実装に特別な困難は全くない。
【００３２】
したがって、本発明は、所与の時点で、モバイル端末のレベルにおいて、２つの異なるＲＡＴ技術に関連する２つのモード間の時間ずれΔｔを計算することにある。ずれΔｔは、時間の経過するなかで一定ではないが、ＲＡＴ技術のそれぞれに関連するフレームＲ１およびＲ２のフレーム周期が分かっており、かつ所与の時点におけるずれΔｔが分かっていれば、時間が経過するなかで２つの無線通信モード間における時間ずれの知識を保持することができる。
【００３３】
本発明の有利な適用例を図３に示している。マルチモードモバイル無線通信端末が、それぞれ、所与の無線通信モードに関連する異なるＲＡＴ技術による通信にそれぞれ専用の様々なユニットを含む。前述したようないずれかのＲＡＴ技術による端末の良好な相互運用性を保証するためには、前記端末が、利用する可能性があるＲＡＴ技術のそれぞれに対して時間同期を維持することが必要である。
【００３４】
したがって、本発明によれば、第１の無線通信モードに依存する基地局に関連するマルチモードモバイル端末が、自らのメモリの中に、少なくとも１つの別の無線通信モードの時刻の正確な知識を直接保持することができる。
【００３５】
マルチモード端末では、マイクロコントローラが、各モードに関連する様々なユニット、例えば、ＵＭＴＳおよびＧＳＭユニットを制御する。モバイル端末が、第１のモード（例えば、ＵＴＲＡＮモード）の基地局にロックされているとき、第２のモード（例えば、ＧＳＭモード）のユニットへの電力供給を遮断して電力の節約をすることができる。第２のモードの局に関する測定が、例えば、ＵＭＴＳ標準の要件により、およそ３０秒ごとに必要なとき、第１のモードに関連するユニットが、マイクロコントローラを介して第２のモードに関連するユニットを活性化し、端末を前記第２モードの時刻に設定することができる。
【００３６】
実際、第１のモードに関連するユニットが、前述したとおり、所与の時点におけるずれΔｔの計算から、第２のモードの時刻を保持することができる。
【００３７】
２つの無線通信モード間の時間ずれΔｔを判定するには、第１のモードの無線フレームの先頭である第１のイベントの待ち時間と第２のモードの無線フレームの先頭である第２のイベントの待ち時間を必要とする、つまり、当該の例では、１０＋４．６１５ミリ秒を必要とする。本発明による方法を実施するのに必要な時間を多めに見ると、２０ミリ秒ないし２５ミリ秒の時間ずれΔｔの計算結果が得られる。
【００３８】
これは、利用されていないモードに専用の端末ユニットの一方への電力供給を遮断して、測定または通信のために該モードが利用される時点を除いて該ユニットを活性化しない有利な実用的用途を有することが可能である。これは、電力消費の点で、したがって、モバイル端末の自律性の点で明らかに有利である。例えば、単にＧＳＭユニットを活性状態に保つだけで、２ミリ秒ごとに測定が実行されるが、そのような頻度は、標準化の枠組みでは必要ではない。
【００３９】
説明および図面は、ＧＳＭおよびＵＴＲＡＮのＲＡＴ技術を参照した。ただし、本発明は、異なる時間基準を伴うどのＲＡＴ技術にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】２つの異なる無線アクセス技術（図示する例では、ＧＳＭおよびＵＭＴＳ）における無線フレームを示す概略図である。
【図２】本発明による方法の実施形態を示す図である。
【図３】本発明による方法の適用例を示す概略図である。
【符号の説明】
ＣＬＫ、Ｕ１、Ｕ２クロック
Ｍ１、Ｍ２無線通信モード
Ｒ１、Ｒ２無線フレームの開始
ＲＡＴ無線アクセス技術
Ｔ_１、Ｔ_１’、Ｔ_２時刻
ΔＫカウンタ
Δｔ時間ずれ

Claims

第１の無線通信モード（Ｍ１）および第２の無線通信モード（Ｍ２）にそれぞれ関連する第１の無線アクセス技術（ＲＡＴ）または第２の無線アクセス技術（ＲＡＴ）に従って動作し、第１のクロック（Ｕ１）と第２のクロック（Ｕ２）をそれぞれ備えた少なくとも第１のユニットと第２のユニットを含むマルチモード無線通信モバイル端末において、前記第１の無線通信モード（Ｍ１）から前記第２の無線通信モード（Ｍ２）に切り替える方法であって、
前記モバイル端末の前記第１のユニットを関連する前記第１のクロック（Ｕ１）で前記無線通信モードの前記第１のモード（Ｍ１）にロックするステップと、
前記モバイル端末によって前記２つの無線通信モード（Ｍ１、Ｍ２）の前記クロック（Ｕ１、Ｕ２）の間における時間ずれ（Δｔ）を計算するステップと、
前記時間ずれ（Δｔ）の前記計算から前記端末の前記第２のユニットの時刻を修正するステップと、
前記モバイル端末の前記第２のユニットを関連する前記第２のクロック（Ｕ２）で前記無線通信モードの前記第２のモード（Ｍ２）に切り替えるステップとを含み、
前記時間ずれ（Δｔ）の計算が、
前記第１の無線通信モード（Ｍ１）に関連する前記第１の技術（ＲＡＴ）の無線フレーム（Ｒ１）の先頭を検出するステップと、
前記第１のモードに関連する前記第１のクロック（Ｕ１）によって示される時刻（Ｔ _１）を記録し、カウンタ（ΔＫ）を始動するステップと、
前記第２の無線通信モード（Ｍ２）に関連する前記技術（ＲＡＴ）の無線フレーム（Ｒ２）の先頭を検出するステップと、
前記第１のモードに関連する前記第１のクロックによって示される更新された時刻（Ｔ _１ ’）および前記第２の無線通信モードに関連する前記第２のクロック（Ｕ２）によって示される時刻（Ｔ _２）を記録し、前記カウンタ（ΔＫ）を停止するステップと、
前記第１のクロックおよび前記第２のクロックによって記録された時刻（Ｔ _１、Ｔ _１ ’、Ｔ _２）およびカウンタの値（ΔＫ）から前記時間ずれ（Δｔ）を計算するステップとを含むことを特徴とする方法。
前記無線通信モードの１つのモード（Ｍ２）に従って動作する前記端末の少なくとも１つのユニットへの電力供給が遮断されることと、
前記無線通信モードの別のモード（Ｍ１）に従って動作する第２のユニットによって前記ユニットを活動化するステップと、前記端末の前記活動化されたユニットの時刻を設定するステップとを含むこととを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記第１の無線通信モードおよび前記第２の無線通信モードが、それぞれ、ＧＳＭモードおよび／またはＵＭＴＳモードであることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。