JP4358439B2 - 無線電話通信システムと関連移動端末においてチャネル獲得回数を低減する方法 - Google Patents

Description

【０００１】
（発明の属する技術分野）
本発明は、通信分野に係り、特に、無線電話通信に関する。
（従来の技術）
一般に、セルラ方式通信システムは、複数の移動ユニットあるいは利用者に対して、音声およびデータ通信を提供するために用いられている。ＡＭＰＳ、ＥＴＡＣＳ、ＮＭＴ−４５０およびＮＭＴ−９００と称されるアナログセルラ方式システムは、全世界で順調に利用されてきた。また、北米のＩＳ−１３６、汎ヨーロッパＧＳＭシステムと称されるデジタルセルラ方式システムも導入されている。これらのシステム、および他のシステムについては、例えば、書籍、ボールストン他著「セルラ・ラジオ・システム」米国マサチューセッツ州、ノーウッド市、アーテック・ハウス社１９９３年刊に記載されている。
【０００２】
図１に示すように、従来技術にあるようなセルラ方式通信システム２０は、一つあるいはそれ以上の数の移動局あるいはユニット２１、一つあるいはそれ以上の数の基地局２３、および移動電話交換局（ＭＴＳＯ）２５を含んでいる。図１には、３つのセル３６のみが図示されてはいるが、通常のセルラネットワークは、何百もの基地局と、何千という数の移動局、および一つ以上のＭＴＳＯから構成されている。通常のセルは、例えば、１つの制御チャネルと、２１の音声／データチャネルあるいはトラフィックチャネルを有している。制御チャネルは、セル識別およびページング情報を伝送するために用いられる専用チャネルである。トラフィックチャネルは、音声およびデータ情報を搬送する。
【０００３】
ＭＴＳＯ２５は、セルラネットワーク２０全体の中央調整要素である。これは、通常、セルラプロセッサ２８とセルラスイッチ２９を含み、また加入電話回線（ＰＳＴＮ）３０へのインターフェースを提供するものである。セルラネットワーク２０を介して、多重無線通信リンク３２は、２つの移動局２１の間、あるいは移動局と地上電話利用者３３との間で作用する。基地局２３の機能は、一般的に、移動局２１との無線通信を扱うことである。この能力では、基地局２３は、主に、データと音声信号のための中継局として働く。また、基地局２３は、リンク３２の品質を監視し、移動局２１からの受信信号の強度を監視する。
【０００４】
周波数再利用（周波数分割多元接続またはＦＤＭＡ）は、一般的にセルラ方式技術に使われており、ここでは周波数のグループが、限定された地理上の地域を定義するセルで用いられるために割り当てられる。異なるセルにある移動ユニットが、互いに干渉しあうことなく、同一の周波数を同時に利用できるように、等価な周波数グループを含むセルは、地理上で分離される。これにより、数百の周波数のみをもつシステムによって、何千という利用者に対してサービスを行うことが可能となる。
【０００５】
米国では、例えば、連邦機関が、ＵＨＦ周波数帯のブロックが、さらに狭周波数帯の組に分割されたチャネルと呼ばれるものを、セル方式通信に割り当てている。チャネルを組みにすることは、周波数の多重構成に由来するものであり、ここでは、各組での送信周波数と受信周波数は、４５ＭＨｚだけずれている。現在、米国では、８３２の３０ＫＨｚ幅の無線チャネルが、セルラ方式移動通信に割り当てられている。
【０００６】
このアナログ方式システムの容量制限に着目し、ＩＳ−１３６と呼ばれるデジタル方式の伝送標準が提供されており、そこでは、これらの周波数チャネルは、さらに時間スロットに分割されている。チャネルが周波数と時間スロットとによって定義されるような、周波数の複数の時間スロットへの分割は、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）として知られている。従って、多重チャネルは、単一の周波数上で定義される。
【０００７】
さらに最近は、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）標準が開発され、そこでは通信チャネルは、搬送周波数と擬似雑音（ＰＮ）シーケンスによって定義される。従って、多重通信チャネルは、共通の搬送周波数の上に同時に提供され、そこでは、搬送周波数上の各チャネルは、異なるＰＮシーケンスを有している。例えば、セル方式無線電話システムのためのＣＤＭＡ標準が北米符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）デジタルセル方式（ＩＳ−９５）標準によって提供されている。
【０００８】
セル方式無線電話システムおよび上述した標準のいずれにおいても、無線電話のような利用者端末は、セル方式無線電話システムによって通信サービスを提供することに先立ち、始めにチャネルを獲得する必要がある。チャネルの獲得に際しては、利用者端末に対し、複数のチャネルを走査して、利用可能なチャネルを見つけ出すことを要求する。この走査は、通信サービスが提供されるまでの遅延をもたらす結果となる。この遅延は、特にＣＤＭＡ無線電話システムで顕著なものであり、そこでは単一のチャンネルの走査には、先ず、利用可能な搬送周波数の走査が必要であり、次に、当該搬送周波数内で利用可能なＰＮシーケンスを走査することが必要となる。
【０００９】
ＩＳ９５ＣＤＭＡ無線電話システムでは、例えば、ある搬送周波数上の各チャネルは、３２７６８ビット長をもつＰＮシーケンスで符号化される。システム内の各基地局は、同一の搬送周波数と、６４ビットの整数倍だけずれた同一のＰＮシーケンスを利用する。このシーケンスのずれは、ＰＮシーケンスオフセットと呼ばれる。搬送周波数、ＰＮシーケンス、およびＰＮシーケンスオフセットの組み合わせは、監視されている基地局／セルを一義的に特定する。
【００１０】
ＣＤＭＡチャネルを獲得しようとする際には、利用者端末は、先ず、下記の表１に示すようなＩＳ−９５仕様のセクション６．１．１．１で指定された順序で、搬送周波数の特定のリストを走査する。
【表１】

【００１１】
搬送周波数を見つけると、利用者端末は、次に、当該搬送周波数上での５１２通りの可能なＰＮシーケンスの中から一つを検索する。もし、有効なＰＮシーケンスが当該搬送周波数上に見つけられない場合には、利用者端末は、次の搬送周波数を走査して見つけ、さらに、そこでＰＮシーケンスを検索する。この処理は、利用可能なチャネルが見つかるまで、搬送周波数とＰＮシーケンスの全領域に渡って続けられる。ＣＤＭＡシステムでチャネルを獲得するには、新たな搬送周波数に同調し、各搬送周波数に対応したＰＮ空間を検索する必要があるため、膨大な時間を要するものとなる。
「移動端末をセルラー基地局に接続する時間を低減する方法およびシステム」の名称でピノール他（ Pinault et al ）に与えられた米国特許第５，６４０，６７５号では、ネットワークにおいて定義された各制御周波数の第１の受信レベルを測定し、その移動端末にアクセスするため、そして第２のリストの制御周波数のそれぞれの第１および第２の受信レベルの比較を行う移動端末について論じられている。「多重移動端末において自動モード選択を実行する方法および装置」という名称の国際特許出願公開第ＷＯ ９８／１０６１７号では、一次側および二次側システム間で端末の状態を双方向に自動交換するため、制御メッセージおよび状態メッセージを双方向に交換できる多重モードコントローラを含んでいる無線利用者端末が論じられている。
このように、従来から、通信チャネルの検索と獲得のための方法を改善することが課題であった。
【００１２】
（課題を解決するための手段）
本発明の目的は、改善された無線電話通信方法と端末を提供することである。
本発明の他の目的は、利用可能なチャネルと関連した端末を走査する改善された方法を提供することである。
本発明のさらに他の目的は、利用可能なチャネルと関連した端末を走査する時間を削減する方法を提供することである。
【００１３】
これらの目的および他の目的は、本発明によれば、複数個の以前に獲得された通信チャネルを、利用者端末メモリに格納し、利用者端末メモリ内の以前に獲得された通信チャネルの利用可能な一つを検索し、以前に獲得された通信チャネルが利用可能な際には、以前に獲得された通信チャネルの一つを獲得することにより達成される。無線電話端末は、多くの場合、比較的少数のサービス地域（セル）内で、比較的高い頻度で利用されるため、これらの頻繁に利用されるセルに対応した通信チャネルは、利用可能となる確率が極めて高いものとなる。
【００１４】
言い換えると、利用者端末は、先ず、すべての可能なチャネルを網羅的に検索する前に、最も見つかりそうなチャネルを検索し、これによって、膨大な数の通信のためのチャネルを獲得するのに必要な時間を削減することができる。もし、以前に獲得したチャネルが利用可能でない場合には、利用者端末は、付加される遅延もほとんどなく、特定のチャネルのリストを検索する。さらに、検索ステップが以前に獲得したチャネルの検索から構成されるように、利用者端末は、以前に獲得した複数のチャネルをメモリに格納することが可能である。
【００１５】
また、利用者端末は、以前に獲得した各チャネルのアクセス回数を格納することができる。ここで、アクセス回数とは、各通信チャネルが利用者端末によって獲得された回数を表す。従って、検索ステップは、以前に獲得した通信チャネルを、アクセス回数の高い順に、逐次検索することを含むことになる。言い換えると、これらの高いアクセス回数をもつチャネルは、獲得される確立が高いものと仮定して、これらのチャンネルを先ず検索することにする。
【００１６】
利用者端末は、以前に獲得された通信チャネルの中から、最後に獲得されたものを特定し、先ず、最後に獲得された通信チャネルを検索する。ここでは、最後に獲得されたチャネルは、最も獲得されそうなチャネルであると仮定する。さらに、最後に獲得されたチャネルが、先ず検索され、引き続き、上述したようにアクセス回数の順にチャネルを検索する。以前に獲得されたチャネルは、また、地理上の検索識別子によってソートされて、共通の地理上の検索識別子をもつ以前に獲得されたチャネルが検索されるようにする。
【００１７】
搬送周波数とＰＮシーケンスに基づくＣＤＭＡチャネルの網羅的な検索は、時間のかかるものであるため、本発明の方法と端末は、ＣＤＭＡ通信システムで有利に用いることができる。従って、以前に獲得された通信チャネルの各々に対応する搬送周波数とＰＮシーケンスを、利用者端末が格納するように、以前に獲得された通信チャネルの各々は、ＣＤＭＡチャネルとすることができる。利用者端末は、また、通信チャネルの各々の基地局の基地局識別子とその位置とを格納する。従って、利用者端末は、同一の搬送周波数とＰＮシーケンスをもちながら、異なる基地局位置をもつ、以前に獲得された複数のチャネル要素をもつことができる。言い換えると、利用者端末は、同一の搬送周波数とＰＮシーケンスを持つ、異なるＣＤＭＡチャネルを、その伝送基地局の位置によって区別することが可能である。
【００１８】
本発明の方法は、また、ＣＤＭＡと非ＣＤＭＡ通信システムの両者との通信に適応した共用利用者端末に適用することも可能である。特に、ＣＤＭＡ通信チャネルが利用可能でない場合には、利用者端末は、非ＣＤＭＡ通信チャネルを検索する。本端末は、好ましくは、ＣＤＭＡチャネルが利用可能な時には、ＣＤＭＡ通信を提供でき、ＣＤＭＡチャネルが利用不可能な時には、非ＣＤＭＡ通信を提供できることが望ましい。さらに、共用利用者端末は、非ＣＤＭＡチャネルが提供されている際には、利用可能なＣＤＭＡ通信チャネルを周期的に検索して、もしＣＤＭＡチャネルが利用可能となったならばＣＤＭＡチャネルが提供される。
【００１９】
本発明の方法と端末によれば、利用可能となりそうなＣＤＭＡチャネルを先ず検索し、これにより検索回数を削減できる。特に、最近獲得されたチャネルの順序、最も頻繁に獲得されたチャネルの順序、もしくは以前に獲得されたチャネルの位置の順序に応じて、検索の優先付けが行われる。
【００２０】
（発明の実施の形態）
以下、図面を参照し、本発明をより詳細に説明し、本発明の好適な実施例を示す。しかし、本発明は、多様な異なる形式で実施が可能であり、ここで述べる実施例に限定して構成されるものではない。むしろ、これらの実施例は、本開示は一貫して完璧であり、当業者に対して本発明の範囲を完全に伝えるように説明されるものである。同一の番号は同一の要素に対して一貫して付与されるものとなっている。
【００２１】
本発明による利用者端末のブロック図を図２に示す。図示したように、利用者端末は、無線通信システムとの間で通信を送受信するトランシーバ４１を含んでいる。プロセッサ４３は、トランシーバにより送受信される通信をプロセッサが処理できるよう、トランシーバ４１に接続される。ユーザインターフェース４５は、プロセッサ４３に接続されており、本ユーザインターフェースは、キーパッド４３Ａ、液晶表示装置（ＬＣＤ）および／または発光ダイオード（ＬＥＤ）を含む表示装置４５Ｂ、マイク４５Ｃおよびスピーカー４５Ｄを含んでいる。さらに、利用者端末は、無線電話、可搬型コンピュータ、個人用携帯情報端末、または無線電話通信に適合した他の任意の電子装置であってよい。従って、利用者端末は、当業者によって理解されるように、無線電話通信システムに無線電話通信を提供することができる。
【００２２】
また、利用者端末は、プロセッサ４３に接続されたメモリ４７も含んでおり、ここで、メモリは、本発明によれば、以前に獲得された通信チャネルを格納するために用いられる。特に、獲得された各々の通信チャネルに関するデータは、利用者端末メモリ４７に格納され、ここで本データは、下記の表２に示されるように、複数のフィールドを含むものであってよい。
【表２】

【００２３】
示したように、獲得されたＣＤＭＡチャンネルに対する搬送周波数とＰＮシーケンスが保存される。利用者端末メモリは、また、システム識別子（ＳＩＤ）、ネットワーク識別子（ＮＩＤ）、緯度／経度、および獲得されたＣＤＭＡチャネルを伝送する基地局／セルのための近隣リストを格納するためにも用いられる。さらに、利用者端末メモリは、伝送基地局／セルから端末によってＣＤＭＡチャネルが取得された回数を示すアクセス回数、基地局／セルにより伝送されたＣＤＭＡチャネルが端末によって獲得された最新のチャネルであるか否かを示すフラグ、当該チャネルに対応した基地局がその内部に位置する領域を示す地理検索フィールド、および基地局により伝送されたＣＤＭＡチャネルが最後に獲得されたことを表すデータを格納するために用いられる。
【００２４】
与えられた基地局に関して、緯度／経度、システム識別子、ネットワーク識別子は、それほど頻繁には変更されず、これらのフィールドは、基地局と、基地局がサービス対象とする扇状に構成された複数のセルを一義的に識別するために用いられる。しかし、例えば、システム利用の変化や、通信システムへの基地局／セルの追加に対応するために通信システムへのチャネル割り当てが変化することに応じて、基地局により伝送されたＣＤＭＡチャネルの搬送周波数とＰＮシーケンスは変化する。さらに、地理的に隔離された基地局は、同一の搬送周波数とＰＮシーケンスをもつチャネルを伝送できる。従って、利用者端末メモリは、同一の搬送周波数とＰＮシーケンスをもつ複数の項目（ｅｎｔｒｉｅｓ）を含むことができるが、これらの項目の各々は、異なる基地局により伝送されるチャネルを反映する必要がある。さらに、基地局は単一のセルに対してのサービスを提供できるものであり、あるいは扇状に構成された複数のセルに対してのサービスを提供できる。
【００２５】
利用者端末メモリ内の情報を用いて、プロセッサは、先ず、利用者端末の過去の利用状況に基づいて、最も獲得されそうなＣＤＭＡチャネルを検索する。特に、プロセッサは、先ず、地理的検索フィールドにより与えられた地理的な領域内にある基地局により伝送されたＣＤＭＡチャネルと、最も多いアクセス回数をもつ基地局により伝送されたＣＤＭＡチャネルと、最新獲得チャネルフラグにより示された最新の獲得されたＣＤＭＡチャネルを検索する。また、予め定められた期間に獲得されなかった基地局により伝送されたＣＤＭＡチャネルは、メモリから削除され、新たなチャネルのためのメモリ領域を開放する。
【００２６】
もし、過去に獲得されたＣＤＭＡチャネルが利用者端末メモリから得られなかった場合には、プロセッサは、従来技術と同様に、特定のＣＤＭＡチャネルに関する網羅的検索を実行する。一方、特定の通信チャネル（表１に挙げたもの）と選択された通信チャネル（以前に獲得された通信チャネル）とを交互に切り替えることにより、利用可能な通信が検索される。さらに、もし利用者端末が、ＣＤＭＡシステムと非ＣＤＭＡ通信システムとの通信を提供する共用利用者端末である場合に、妥当な期間中にＣＤＭＡチャネルが獲得できない場合には、プロセッサは非ＣＤＭＡチャネルを獲得しようとする。さらに、予め定められた長さをもつ時間間隔を切り替えながら、ＣＤＭＡチャネルと非ＣＤＭＡチャネルを各々検索する、交互スキャンを実行することも可能である。
【００２７】
当業者によって認識されるように、図２で上述した本発明の諸側面は、ハードウェア、ソフトウェアあるいは、これらの組合せによって実現できる。プロセッサ、メモリ、トランシーバ、およびユーザインターフェースなどの本発明の装置の様々な要素は、図中では独立した要素として示されてはいるが、実際には、その全体もしくはその部分は、入出力ポートを持ちソフトウェアコードを実行するマイクロプロセッサ、カスタムあるいはハイブリッドチップ、独立した機器、あるいはこれらの組合せによって、実装することができる。特に、メモリ４７とプロセッサ４３は、各々、既存のメモリの一部として、また、利用者端末の既存のプロセッサ上で実行される追加されたコードとて実装することも可能である。さらに、ＣＤＭＡチャネルを検索するために用いられる手段は、プロセッサの一部として定義することも可能である。一方、検索手段は、プロセッサ、トランシーバ、メモリならびにユーザインターフェースの一部を含むように定義することも可能である。
【００２８】
本発明による、利用者端末の動作を、図３から図７のフローチャートで示す。特に、図３のフローチャートは、本発明による、ＣＤＭＡチャネルの獲得のための動作を示す。利用者端末に電源が投入されると、利用者端末は、利用者端末メモリ内の情報を用いて、過去に獲得されたＣＤＭＡチャネルを獲得しようとする。地理的検索オプションがブロック１０１に設定されている場合には、プロセッサは、地理的検索フィールドに従って、格納されたチャネルをソートし、予め定められた地理上の領域中に位置する基地局により伝送される以前に獲得されたチャネルが先ずブロック１０３で検索されるようにする。ブロック１０５でＣＤＭＡチャネルが見つかった場合には、ブロック１１９で当該ＣＤＭＡチャネルへのアクセス回数が更新され、本チャネルがブロック１１９で獲得される。それ以外の場合には、ＣＤＭＡチャネルの検索が継続される。
【００２９】
地理的検索オプションは、例えば、利用者が利用者端末を持って、以前に端末を利用したことのある地域に旅行した際には、利用者が手動で設定することも可能である。これに対し、利用者端末は、自動的に地理的検索オプションを設定し、例えば、最近に端末が用いられた地理上の地域内にあり以前に獲得したチャネルを検索することが可能である。以前に獲得したチャネルの予め定められた地理上の地域内での検索は、アクセス回数の順、あるいは最近獲得されたチャネルの順に逐次行われる。以前に獲得されたチャネルの予め定められた地理上の地域内での検索で、チャネルが獲得されなかった場合には、図３Ａ−３Ｂに示すように、検索はブロック１０９で継続される。一方、もしブロック１０１で地理的検索オプションが設定されなかった場合には、検索処理は、直接、ブロック１０９に進む。さらに、獲得されたチャネルに関する地図上の情報は、当該チャネルを用いて呼ばれる、利用者端末ディレクトリ中の電話番号をソートするために用いられる。従って、電話番号ディレクトリは、アルファベット順もしくは地図上の位置関係の順に並べ替えられる。
【００３０】
ブロック１０９では、プロセッサは、利用者端末メモリ内の最新獲得チャネルフラグを用いて、最新の獲得チャネルを識別し、ブロック１１１でチャネルを獲得しようとする。ブロック１１３でチャネルが見つかった場合には、プロセッサは、ブロック１１７でチャネルのアクセス回数を更新し、ブロック１１９でチャネルを獲得する。ブロック１１３で最新の獲得チャネルが見つからなかった場合には、プロセッサは、ブロック１２１で、最新の獲得チャネルの搬送周波数が見つかるかどうかを判定する。搬送周波数が見つけられる場合には、プロセッサは、ブロック１２３で、最新の獲得チャネルに対応したチャネル近接リストを検索する。近接リストは、最新の獲得チャネルの基地局に近接した基地局のチャネルのＰＮシーケンスを提供するものである。ブロック１２５で、近接リストからチャネルが見つかった場合には、ブロック１２７でチャネルが獲得される。
【００３１】
ブロック１２１で搬送波が見つけられなかった場合、またはブロック１２５でチャネルが見つけられなかった場合には、ブロック１２９で、利用者端末内にある以前に獲得したチャネルが、アクセス数の順にソートされる。次に、プロセッサは、ブロック１３１で、最大のアクセス数をもつ以前に獲得したチャネルを選び、ブロック１３３で、選択されたチャネルを検索する。ブロック１３５で、選択されたチャネルが見つかった場合には、プロセッサは、ブロック１１７で、選択されたチャネルのアクセス回数を更新し、ブロック１１９で、選択されたチャネルを獲得する。
【００３２】
ブロック１３５で、選択されたチャネルが見つけられなかった場合には、プロセッサは、ブロック１３７で、選択されたチャネルに対する搬送周波数を見つけようとする。搬送周波数が見つかった場合には、プロセッサは、ブロック１３９で、選択されたチャネルに対する近接リストによって特定されたチャネルを検索する。ブロック１４１で、近接リストによって特定されたチャネルの中の一つが見つかった場合には、ブロック１１９で当該チャネルが獲得される。ブロック１３７で、選択されたチャネルに対する搬送波が見つからなかった場合、または、ブロック１４１で、近接リストによって特定されたチャネルが見つからなかった場合には、プロセッサは、ブロック１４３で、以前に獲得されたすべてのチャネルを検索する。以前に獲得されたすべてのチャネルが検索されなかった場合には、プロセッサは、以前に獲得されたチャネルの中から、アクセス回数が次に多いチャネルを選択し、ブロック１３３で検索を繰り返す。
【００３３】
以前に獲得されたすべてのチャネルの検索の結果、ひとつも見つけられない場合には、プロセッサは、ブロック１４７に進み、すべての可能なＣＤＭＡチャネルの全数検索を行う。プロセッサは、図１に示した特定のチャネルセットから始め、逐次、可能なチャネルすべてを検索する。プロセッサは、すべての可能なチャネルについて逐次検索する。共用利用者端末の場合、もしＣＤＭＡチャネルが見つからない場合には、またはＣＤＭＡチャネルが見つけられず予め定められた時間が経過した場合には、端末は、ＡＭＰＳ動作のような非ＣＤＭＡ動作を行う。さらに、予め定めた期間を交互に切り替えて、ＣＤＭＡチャネルの検索と非ＣＤＭＡチャネルの検索を各々行う、交互スキャンを行うことも可能である。共用利用者端末は、図６および図７を引用して、詳細に説明する。
【００３４】
ブロック１０７、ブロック１１９、ブロック１２７について上述したように、ＣＤＭＡチャネルが獲得された際には、獲得されたチャネルに対応する項目（ｅｎｔｒｙ）が、利用者端末メモリに追記されるか、あるいは、獲得されたチャネルに対応した既存の項目が、図４に関して以下説明するように、更新される。従って、ブロック４０１で、利用者端末によってＣＤＭＡチャネルが獲得された際には、プロセッサは、ブロック４０５で、利用者端末メモリ中から、獲得されたチャネルを伝送する基地局と同一の位置をもつ基地局により伝送され、以前に獲得されたチャネルを、検索する。当業者によって理解されるように、基地局の位置が、受信する利用者端末によって決定されるように、基地局の緯度および経度は、ＩＳ−９５ＣＤＭＡシステムの基地局によって伝送される。以前に獲得されたチャネルの基地局の搬送周波数とＰＮシーケンスは変更された可能があり、これらを更新する必要があるため、獲得されたチャネルの基地局の位置は、以前に獲得されたチャネルの基地局位置に対してチェックされる。
【００３５】
獲得されたＣＤＭＡチャネルの基地局の位置が、以前に獲得されたＣＤＭＡチャネルの位置と一致する場合には、プロセッサは、ブロック４０９で、獲得されたチャネルのシステム識別子とネットワーク識別子を、一致した基地局の位置に対応した以前に獲得したチャネルに対しチェックする。システム識別子とネットワーク識別子は、複数の扇状に構成された複数のセルを定義するために単一の基地局が用いられる際に、扇状に構成された複数のセルの中の一つを識別するために用いられる。もし、ブロック４０９で、獲得されたチャネルの基地局位置、システム識別子、およびネットワーク識別子が、以前に獲得されたチャネルのものに一致した場合には、利用者端末がその中に位置するセルは、以前に獲得された搬送周波数とＰＮシーケンスから、今回獲得された搬送周波数とＰＮシーケンスにサービスを変更する。
【００３６】
従って、利用者端末の要素に新たな要素が加わることは望ましいことではない。その代わり、搬送周波数、ＰＮシーケンス、および近隣リストは、ブロック４１１で、一致した基地局位置、システム識別子、およびネットワーク識別子をもつメモリ中の項目に対応して、更新される必要がある。また、利用者端末は以前に当該セル内でサービスを受けた事実を反映するために、本要素のアクセス数はブロック４１３で更新され、ブロック４１５で、最後に用いられたフラグが設定される。
【００３７】
もし、獲得されたＣＤＭＡチャネルに対する基地局の位置が、以前に獲得されたＣＤＭＡチャネルのいずれのものにも一致しないと、ブロック４０５で判定された場合、または、システム識別子とネットワーク識別子が以前に獲得されたＣＤＭＡチャネルのいずれのものにも一致しないと、ブロック４０９で判定された場合には、利用者端末は、新しいセルのチャネルを獲得する。従って、ブロック４１７、４１９、４３１で示されるように、利用者端末メモリに、このチャネルのための新たな登録が行われる。特に、新らたな登録のアクセス回数は、ブロック４１７で１に設定され、搬送周波数、ＰＮシーケンス、システム識別子、ネットワーク識別子、位置（緯度、経度）、近隣リスト、およびシステムがアクセスしたデータが、ブロック４１９で入力され、最新使用フラグがブロック４２１で、新たな登録項目のために設定される。
【００３８】
上述したように、新たなセルに対応したチャネルが獲得された際には、登録項目がメモリに追加される。これとは反対に、もし、所定の時間内に、以前に獲得されたチャネルが獲得されない場合には、図５に示すように、利用者端末メモリにある、以前に獲得されたチャネルに対応する登録項目は、無効とされる（削除される）。特に、プロセッサは、ブロック５０１で、定期的に（例えば、端末に電源が入れられる毎に）メモリを検索し、所定の期間内に（例えば、６ヶ月）獲得されることのなかった、以前に獲得されたチャネルを探索する。この期間は、利用者によって設定可能である。もし、ブロック５０３で、チャネルが見つかった場合には、これらの以前に獲得されたチャネルに対応した要素は、ブロック５０５で削除される。もし、ブロック５０３でチャネルが見つからなかった場合には、チャネルは削除されない。
【００３９】
以前に獲得されたチャネルの数を削減することにより、新たに獲得されたチャネルのためにメモリ空間を使うことができる。さらに、最も古く獲得されたチャンネルを無効にすることにより、現在使われていないこれらのチャンネルを削除することができる。言い換えると、プロセッサは、最近獲得されなかったチャンネルは、将来に渡っても使われそうにないと仮定する。また、メモリ空間の空きがなくなりかけると、メモリはリフレッシュされる。このような状況では、プロセッサは、予め定めた数の最も古く獲得されたチャネルを無効にして、新たに獲得されるチャネルのためにメモリに空きを作る。このようにして、利用者端末は、利用パタンの変化によって、チャンネル検索のしかたを適応させる。
【００４０】
本発明の他の特徴によれば、本発明のＣＤＭＡチャンネル獲得は、ＣＤＭＡと非ＣＤＭＡ（例えば、ＡＭＰＳ）の両方の通信システムと通信できるように適応した利用者端末に用いることができる。従って、利用者端末は、先ず、ＣＤＭＡシステムの性能上の利点を得るために、ＣＤＭＡシステムから提供される通信サービスを確立しようとし、次に、ＣＤＭＡシステムが利用できない場合には、ＡＭＰＳシステムのような非ＣＤＭＡシステムから提供される通信サービスを確立しようとする。このような動作の階層化により、もしＣＤＭＡ通信が利用可能ならばそれを確立し、そのバックアップとして非ＣＤＭＡ通信を利用することができる。さらに、予め定められた長さをもつ時間間隔を切り替えながら、ＣＤＭＡチャネルと非ＣＤＭＡチャネルを各々検索する、交互スキャンを行うことも可能である。
【００４１】
図６に示すように、図２を参照して詳細に説明したように、利用者端末は、ブロック６０１でＣＤＭＡ通信を確立しようとする。もし、ブロック６０３で、ＣＤＭＡチャンネルが獲得されたならば、利用者端末は、ブロック６０５で、ＣＤＭＡ通信システムとのＣＤＭＡ通信を提供する。ＣＤＭＡ通信が喪失しない限り、利用者端末のプロセッサは、ブロック６０９と６１１で、ＣＤＭＡチャネルの再スキャンを一定周期で実行し、最も強度の高い利用可能チャンネルの上で通信が維持されるようにしている。もし、ブロック６０３でＣＤＭＡチャネルが獲得されない場合や、ブロック６０７でＣＤＭＡ通信が喪失した場合には、利用者端末は、ブロック６１３で、ＡＭＰＳのような非ＣＤＭＡチャネルを獲得しようとする。もし、ブロック６１５で、ＡＭＰＳチャネルが獲得されたならば、ブロック６１７で、ＡＭＰＳ通信が提供される。もし、ブロック６２９でＡＭＰＳ通信が喪失した場合には、利用者端末は、ブロック６０１で、再び、ＣＤＭＡチャネルを獲得しようとする。
【００４２】
ＡＭＰＳ通信の間は、プロセッサは、ブロック６１９で、周期的な再スキャンの時刻になったかどうかを判定し、もし、再スキャンの時刻になった場合には、プロセッサは、ブロック６２１で、ＡＭＰＳ再スキャンまたはＣＤＭＡチャネルの部分検索を実行するかどうかを決定する。特に、ＡＭＰＳシステムで動作する利用者端末は、ＡＭＰＳチャネルを周期的に再スキャンし、最も強度の高い利用可能なＡＭＰＳチャネルが使われることを確認する。本発明によれば、ＣＤＭＡチャネルの部分検索は、従来のＡＭＰＳ再スキャンと交互に行われ、もしＣＤＭＡチャンネルが利用可能ならば、ＣＤＭＡ通信が提供できるようにする。従って、プロセッサは、ブロック６１９で、スキャン動作を周期的に初期化し、予め定められた数のスキャンの各々は、ブロック６２３で、ＣＤＭＡチャネルの部分検索を実行する。ブロック６２５で、ＡＭＰＳ再スキャンを行うために、他のスキャン周期が用いられる。
【００４３】
もし、ブロック６２７で、ブロック６２３でのＣＤＭＡチャネルの部分検索に対応したＣＤＭＡチャネルが獲得された場合には、ブロック６０５でＣＤＭＡ通信が提供される。それに対し、もしＣＤＭＡチャネルが獲得されなかった場合には、ＡＭＰＳ動作がブロック６１７で継続される。本発明によれば、非ＣＤＭＡ動作の間、ＣＤＭＡチャネルは周期的に検索され、もしＣＤＭＡチャネルが利用可能になった際にはＣＤＭＡ通信が提供されるようにしている。通常に行われるＡＭＰＳ再スキャンの間のＣＤＭＡの部分検索を交互に行うことにより、ＡＭＰＳ動作への影響を軽減することができる。ブロック６２３のＣＤＭＡ部分検索について、図７を参照して、以下、詳細に説明する。
【００４４】
ＣＤＭＡチャネルの交互検索に割り当てられた時間は、すべてのＣＤＭＡチャネルを検索するには不足するため、連続スキャンにより異なるＣＤＭＡチャネルが検索されるように、ＣＤＭＡの交互スキャンを調整することが望ましい。例えば、ＡＭＰＳ再スキャンの周期は、４２．６ｍｓから８３．２ｍｓの範囲としてもよい。更に、ＡＭＰＳ通信の前にブロック６０１と６０３で行われる、以前に獲得したＣＤＭＡチャネルの検索は、成功するとは思われないため、いくつかのＣＤＭＡ交互検索の間に、以前に獲得されなかったＣＤＭＡチャネルを、利用者端末によって検索することが望ましい。
【００４５】
従って、図７のブロック７０１で、ＣＤＭＡ交互検索が選択された際には、プロセッサは、ブロック７０３で、以前に獲得されたＣＤＭＡチャネルの部分検索か、表１に示された特定のＣＤＭＡチャネルの部分検索のいずれかを行うことを決定する。ＣＤＭＡ部分検索は、２つの間を切り替えることができる。一方、以前に獲得されたＣＤＭＡチャネルのリストは、予め定められた数のＣＤＭＡ検索の各々について、部分的に一度だけ検索され、その他のＣＤＭＡ検索は、ＣＤＭＡチャネルの特定のリストを検索するために用いられる。
【００４６】
もし、以前に獲得されたＣＤＭＡチャネルのリストが、部分検索のためにブロック７０３で選択された場合には、ブロック７０５で、本リストから次のチャネルが選択され、プロセッサは、ブロック７０７で、この選択されたチャネルを検索する。もし、これが、以前に獲得されたＣＤＭＡチャネルのリストについて、ＡＭＰＳ通信を獲得した後の最初の部分検索ならば、最初に選択されたＣＤＭＡチャネルを、リストの最初のチャネルとすることができる。もし、この部分検索が、リストの以前の部分検索に先を越されていたならば、最初に選択されたＣＤＭＡチャネルは、リストの以前の検索で検索された最新のＣＤＭＡチャネルに続くＣＤＭＡチャネルとすることができる。もし、選択されたチャネルがブロック７０９で見つかったならば、利用者端末は、ブロック７１１でＣＤＭＡ通信を提供する。
【００４７】
もし、選択されたチャネルが見つからなかった場合には、プロセッサは、ブロック７１５で、再スキャン期間の間に検索できる残り時間があるかどうかを判定し、もし時間が残っているならば、プロセッサは、ブロック７１７で、以前に獲得したＣＤＭＡチャネルのリストから次のＣＤＭＡチャネルを選択する。プロセッサは、ブロック７０７で、次に選択するＣＤＭＡチャネルを検索し、この繰り返しは、ＣＤＭＡチャネルが見つかるか、再スキャン期間の時間が尽きるまで継続する。ブロック７１５で、再スキャン期間の時間が尽きてしまい、ＣＤＭＡチャネルが見つからなかった場合には、プロセッサは、メモリ内に最後に検索したＣＤＭＡチャネルを格納し、ブロック７１９で、ＡＭＰＳ通信に戻る。従って、プロセッサは、以前に獲得されたＣＤＭＡチャネルの次の部分検索を開始し、そこで最後の部分検索を中止する。
【００４８】
一方、プロセッサが、ブロック７０３で、再スキャン期間にＣＤＭＡチャンネルの特定のリストの部分検索を実施することを選択した場合には、プロセッサは、ブロック７２１で、ＣＤＭＡチャネルの特定のリストから次のチャネルを選択し、ブロック７２３で、選択されたチャネルを検索する。もし、ブロック７２５で、選択されたチャネルが見つかった場合には、プロセッサは、ブロック７２７で、ＣＤＭＡ通信を提供する。以前と同様に、もし、これが、ＡＭＰＳ動作を提供して以来、ＣＤＭＡチャンネルの特定のリストの最初の部分検索であるならば、プロセッサは、このリストから最初のチャンネルを選択する。もし、この検索が、ＡＭＰＳ動作を提供して以来、ＣＤＭＡチャネルの以前の部分検索に先を越されていたならば、プロセッサは、以前の検索で検索された最新のチャンネルに続くリスト上の次のチャネルを選択する。
【００４９】
もし、選択されたチャネルが見つからない場合には、プロセッサは、ブロック７２９で、再スキャン期間に残り時間があるかどうかを判定する。時間が残っている場合には、プロセッサは、ブロック７３１で、リストの中から次のＣＤＭＡチャネルを選択し、ブロック７２３で、当該チャンネルを検索する。ＣＤＭＡチャネルが見つかるか、あるいは再スキャン期間の時間が尽きるまで、ＣＤＭＡチャネルの特定のリストの部分検索を繰り返す。もし、ＣＤＭＡチャネルを発見できずに時間が尽きた場合には、プロセッサは、特定のリストから最後に検索したチャネルを格納し、ブロック７１９でＡＭＰＳ動作に戻る。従って、特定のリストの次の部分検索が開始され、ここで以前の検索結果は破棄される。
【００５０】
上述したように、ＡＭＰＳ再スキャン期間の一部は、共用利用者端末でのＡＭＰＳ動作の間に、ＣＤＭＡチャネルの検索に用いることができる。従って、もし、ＣＤＭＡチャネルがＡＭＰＳ動作の間にも利用可能となるならば、ＣＤＭＡ通信が提供される。特定のＣＤＭＡチャネルのリストは、以前に獲得したＣＤＭＡチャネルのリストよりも長くなることが多いため、以前に獲得したチャネルの検索に比べ、より頻繁に特定のリストの部分検索を行うことが望ましい。
【００５１】
本発明の動作を表すフローチャートを、図３から図７について参照し、本発明を説明した。フローチャート中の各ブロックと、フローチャート中のブロックの組み合わせは、コンピュータプログラムの命令によって実施することが可能である。これらのプログラム命令は、機器を構成するプロセッサに与えられ、プロセッサ上で実行される命令が、フローチャートのブロックあるいは複数のブロックで特定された機能を実施するための手段を創出するようになっている。コンピュータプログラム命令は、プロセッサにより実行され、プロセッサの上で実行される命令がフローチャートブロックあるいは複数のブロックで特定された機能を実施するためのステップを提供するように、コンピュータに組み込まれた処理を生成するために、一連の処理ステップがプロセッサによって実行されるようにする。
【００５２】
従って、フローチャートに図示したブロックは、特定の機能を果たすための手段の組み合わせ、特定の機能を果たすためのステップの組み合わせ、および特定の機能を果たすためのプログラム命令手段をサポートする。フローチャートに図示した各ブロックと、フローチャートに図示したブロックの組み合わせは、特定の機能もしくはステップを実行する専用のハードウェアシステム、あるいは、専用のハードウェアとコンピュータ命令の組み合わせにより実装することが可能であることも理解される。
【００５３】
図面および明細書にて、本発明の典型的な好適な実施例を説明してきた。特定の用語を使用した。本発明の範囲が以下の特許請求の範囲に記述されている。本発明は、衛星無線電話通信システムに関連して以上説明してきたが、本発明の方法、システムおよび端末は、セルラ方式地上無線電話通信システムにも適用可能なものである。本発明の方法、システムおよび端末は、衛星無線電話通信システムとセルラ方式地上無線電話通信システムの両者を通信に提供できるデュアルモード端末とともに適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明によるセル方式無線電話通信システムの概要図である。
【図２】 本発明による利用者端末のブロック図である。
【図３】 本発明による利用者端末の動作を表すフローチャートである。
【図４】 本発明による利用者端末の動作を表すフローチャートである。
【図５】 本発明による利用者端末の動作を表すフローチャートである。
【図６】 本発明による利用者端末の動作を表すフローチャートである。
【図７】 本発明による利用者端末の動作を表すフローチャートである。

Claims (28)

1. 複数個の通信チャネルを持つ無線電話システムに関連して、利用者端末の通信を与える方法であって、前記方法が、
   複数個の以前に獲得された通信チャネルを、利用者端末メモリ（４７）に格納するステップと、
   利用者端末メモリ（４７）に記憶された前記複数個の以前に獲得された通信チャネルの中から利用可能な一つのチャネルを検索するステップと、
   前記以前に獲得された通信チャネルが利用可能なとき、前記以前に獲得された通信チャネルの一つを獲得するステップと、
   前記以前に獲得された通信チャネルが利用可能なとき、前記利用者端末と無線電話通信システム間の無線通信を、前記以前に獲得された通信チャネル上に与えるステップ、
   とから成ることを特徴とする方法。
2. 請求項１に記載の方法において、前記格納ステップが、前記以前に獲得したチャネルのそれぞれのアクセス回数を格納するステップから成り、前記アクセス回数が、各通信チャネルが利用者端末によって獲得された回数を表し、前記検索ステップが、前記以前に獲得した通信チャネルを、アクセス回数の高い順に逐次検索するステップから成る、ことを特徴とする方法。
3. 請求項２に記載の方法において、前記格納ステップが、前記以前に獲得された通信チャネルの中から、最後に獲得されたものを特定する段階から成り、前記検索ステップが、前記最後に獲得された通信チャネルを最初に検索するステップから成ることを特徴とする方法。
4. 請求項１に記載の方法において、前記格納ステップが、前記以前に獲得された通信チャネルのそれぞれの地理上の検索識別子を格納するステップから成り、前記検索ステップが、共通の地理上の検索識別子をもつ以前に獲得されたチャネルを検索するステップから成ることを特徴とする方法。
5. 請求項１に記載の方法において、前記複数個の以前に獲得された通信チャネルのそれぞれが、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）通信チャネルから成り、前記格納ステップが、前記以前に獲得された通信チャネルのそれぞれに対応する、搬送周波数とＰＮシーケンスを格納するステップから成ることを特徴とする方法。
6. 請求項５に記載の方法において、前記格納ステップがさらに、前記以前に獲得された通信チャネルのそれぞれに対応する、基地局識別子と基地局位置を格納するステップから成ることを特徴とする方法。
7. 請求項６に記載の方法において、さらに、
   獲得された通信チャネルの基地局位置を得るステップと、
   前記獲得された通信チャネルの基地局位置を、前記以前に獲得された通信チャネルの前記基地局位置と比較するステップと、
   前記獲得された通信チャネルの前記基地局と整合する整合基地局を持つ前記以前に獲得された通信チャネルを特定するステップと、
   前記整合基地局を持つ前記以前に獲得された通信チャネルに対応する、搬送周波数とＰＮシーケンスを更新するステップ
   を備えていることを特徴とする方法。
8. 請求項５に記載の方法において、さらに、
   前記以前に獲得されたＣＤＭＡ通信チャネルが利用可能でない場合、以前に獲得されていない利用可能なＣＤＭＡ通信チャネルを検索するステップと、
   ＣＤＭＡチャネルが利用可能でないときには、非ＣＤＭＡ通信チャネルを検索するステップと、
   前記検索した非ＣＤＭＡチャネルの一つが利用可能なときには、非ＣＤＭＡ通信チャネルを獲得するステップを
   備えていることを特徴とする方法。
9. 請求項８に記載の方法において、さらに、
   前記獲得された非ＣＤＭＡ通信チャネル上に通信を与えるステップと、
   利用可能なＣＤＭＡ通信チャネルを周期的に検索するステップ
   を備えていることを特徴とする方法。
10. 請求項９に記載の方法において、前記周期的検索ステップが、前記以前に獲得されたＣＤＭＡ通信チャネルを検索するステップから成ることを特徴とする方法。
11. 請求項１０に記載の方法において、前記周期的検索ステップが、さらに、以前獲得されなかったＣＤＭＡ通信チャネルを検索するステップを備えていることを特徴とする方法。
12. 請求項１に記載の方法において、さらに、前記以前に獲得された通信チャネルが所定の期間内に再獲得されなかったとき、前記以前に獲得された通信チャネルの一つを破棄するステップを備えていることを特徴とする方法。
13. 請求項１に記載の方法において、前記格納ステップが、前記以前に獲得された通信チャネルに隣接するセルの隣接通信チャネルのリストを格納するステップから成り、前記方法が、さらに、
    前記以前に特定された通信チャネルが利用可能でないとき、前記隣接通信チャネルを検索するステップ
    を有することを特徴とする方法。
14. 請求項１に記載の方法において、さらに、前記以前に獲得された通信チャネルが利用可能でないとき、新たな通信チャネルを獲得することを特徴とする方法。
15. 複数個の通信チャネルを持つ無線電話通信システムで使用するための利用者端末であって、前記利用者端末が、無線電話通信システムからおよび無線電話通信システムに対して無線電話通信を送受信するためのトランシーバ（４１）から構成されたものであって、前記利用者端末が、
    複数個の以前に獲得された通信チャネルを格納するための利用者端末メモリ（４７）と、
    前記トランシーバ（４１）および前記利用者端末メモリ（４７）に結合された検索手段（４３）と
    によって特徴付けられると共に、
    前記検索手段が、前記利用者端末メモリ内の前記以前に獲得された通信チャネルの利用可能な一つを検索し、前記以前に獲得された通信チャネルが利用可能なときには、前記以前に獲得された通信チャネルの一つを獲得する
    ことを特徴とする利用者端末。
16. 請求項１５に記載の利用者端末において、前記利用者端末メモリ（４７）が、前記以前に獲得された通信チャネルのそれぞれのアクセス回数を格納し、前記検索手段が、前記以前に獲得した通信チャネルを、アクセス回数の高い順に逐次検索し、前記アクセス回数が、各通信チャネルが利用者端末によって獲得された回数を表すことを特徴とする利用者端末。
17. 請求項１５に記載の利用者端末において、前記利用者端末メモリ（４７）が、前記以前に獲得された通信チャネルの中から、最後に獲得されたものを特定し、前記検索手段が、前記最後に獲得された通信チャネルを最初に検索することを特徴とする利用者端末。
18. 請求項１５に記載の利用者端末において、前記利用者端末メモリ（４７）が、前記以前に獲得された通信チャネルのそれぞれの地理上の検索識別子を格納し、前記検索手段が、共通の地理上の検索識別子をもつ以前に獲得されたチャネルを検索することを特徴とする利用者端末。
19. 請求項１５に記載の利用者端末において、前記複数個の以前に獲得された通信チャネルのそれぞれが、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）通信チャネルから成り、前記利用者端末メモリ（４７）が、前記以前に獲得された通信チャネルのそれぞれに対応する、搬送周波数とＰＮシーケンスを格納することを特徴とする利用者端末。
20. 請求項１９に記載の利用者端末において、前記利用者端末メモリ（４７）が、さらに、前記以前に獲得された通信チャネルのそれぞれに対応する、基地局識別子と基地局位置を格納することを特徴とする利用者端末。
21. 請求項２０に記載の利用者端末において、前記検索手段は、獲得された通信チャネルの基地局位置を取得し、前記獲得された通信チャネルの基地局位置を、前記以前に獲得された通信チャネルの前記基地局位置と比較し、前記獲得された通信チャネルの前記基地局と整合する整合基地局を持つ前記以前に獲得された通信チャネルを特定するとともに、前記利用者端末メモリ（４７）は、前記整合基地局を持つ前記以前に獲得された通信チャネルに対応する、前記搬送周波数と前記ＰＮシーケンスを更新することを特徴とする利用者端末。
22. 請求項１９に記載の利用者端末において、前記検索手段は、前記以前に獲得されたＣＤＭＡ通信チャネルが利用可能でないとき、以前に獲得されていない利用可能なＣＤＭＡ通信チャネルを検索し、前記検索手段は、ＣＤＭＡチャネルが利用可能でないとき、非ＣＤＭＡ通信チャネルを検索し、さらに前記検索手段は、前記検索した非ＣＤＭＡチャネルの一つが利用可能なときには、非ＣＤＭＡ通信チャネルを獲得することを特徴とする利用者端末。
23. 請求項２２に記載の利用者端末において、前記トランシーバ（４１）は、通信を前記獲得された非ＣＤＭＡ通信チャネル上に与え、さらに前記検索手段は、前記通信を前記獲得された非ＣＤＭＡチャネル上に維持しながら、利用可能なＣＤＭＡ通信チャネルを周期的に検索することを特徴とする利用者端末。
24. 請求項２３に記載の利用者端末において、前記検索手段が、前記以前に獲得されたＣＤＭＡ通信チャネルを周期的に検索することを特徴とする利用者端末。
25. 請求項２４に記載の利用者端末において、前記検索手段が、以前獲得されなかったＣＤＭＡ通信チャネルを周期的に検索することを特徴とする利用者端末。
26. 請求項１５に記載の利用者端末において、前記利用者端末メモリ（４７）が、前記以前に獲得された通信チャネルに隣接するセルの隣接通信チャネルのリストを格納し、前記検索手段が、前記以前に特定された通信チャネルが利用可能でないとき、前記隣接通信チャネルを検索することを特徴とする利用者端末。
27. 請求項１５に記載の利用者端末において、前記検索手段が、前記以前に獲得された通信チャネルが利用可能でないとき、新たな通信チャネルを獲得することを特徴とする利用者端末。
28. 請求項１５に記載の利用者端末において、前記利用者端末は、前記以前に獲得された通信チャネルが所定の期間内に再獲得されなかったとき、前記以前に獲得された通信チャネルの一つを破棄することを特徴とする利用者端末。

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