JP4463650B2

JP4463650B2 - 通信端末

Info

Publication number: JP4463650B2
Application number: JP2004281474A
Authority: JP
Inventors: 裕彦猪膝
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2004-09-28
Filing date: 2004-09-28
Publication date: 2010-05-19
Anticipated expiration: 2024-09-28
Also published as: JP2006100935A

Description

本発明は、無線通信回線等の通信回線を介してデータをダウンロードする通信端末に関する。

近年、次世代の高速無線通信方式としてcdma2000 1xEV-DO方式が開発されている。上記cdma2000 1xEV-DO方式は、Qualcomm社によるcdma2000 1xの拡張方式であるHDR（High Data Rate）方式を標準化した方式として、電波産業界ARIBにおいてStd.T-64 1S-2000 C.S.0024“cdma2000 High Rate Packet Data Air Interface Specification"で標準化されているもので、現在国内ではKDDI社によりサービスされているcdmaOne方式（国内ではARIB T-53、北米、韓国等ではEIA/TIA/IS-95等）を拡張し、第３世代方式（３Ｇ）に対応させたcdma2000 1x方式を更にデータ通信に特化して通信速度を改善することを目的とした方式である。なお、cdma2000 lxEV-DOにおいて、EVはEvolution、DOはData onlyの意である。

cdma2000 1xEV-DO方式では、携帯通信端末から受信した受信状態を通知する情報に基づいて、基地局が当該端末へ送信するデータの変調方式を切り替えることにより、当該端末の受信状態が良好なときは誤り耐性が低いが高速な通信レート、受信状態が悪いときは低速だが誤り耐性の高い通信レートを使用することが可能となる。

また、cdma2000 1xEV-DO方式の下り方向（基地局から携帯通信端末への方向）では、時間を1/600秒単位で分割し、その時間内では一つの携帯通信端末だけとの通信を行い、通信相手の携帯通信端末を時間により切り替えることにより複数の携帯通信端末と通信を行う、時分割多重アクセス（TDMA；time division multiplex access）を採用している。これにより、基地局は、常に、個々の携帯通信端末に対して最大の電力を持ってデータ送信を行うことが可能となり、携帯通信端末間で行うデータ通信を最速の通信速度で行うことができる。

上記したcdma2000 1xEV-DO方式の無線通信システムにおいて、携帯通信端末での受信状態が悪く、下り方向（基地局から端末方向）のデータ通信速度が低速である場合に、ユーザが携帯通信端末により無線回線を介して比較的大きなデータのダウンロードを行うと、ダウンロード終了までに長い時間待たされることになる。また、その間、ＣＰＵ処理能力の一部がデータ通信の処理に割かれることにより、携帯通信端末のキー入力などのユーザ操作に対する反応が遅くなる等が起こる。また、携帯通信端末ではＲＦ部分の消費電流が多いとともに、ＲＦ部分での消費電流はデータ通信速度の高低よりもＲＦ部の動作時間に大きく左右される。従って、データ通信速度が低速で長時間のデータ通信を行うよりも、高速で短時間に行う場合の方が、省電力となる。また、料金的にも回線交換での時間課金を前提とした場合には高速のデータ通信速度で短時間にデータダウンロードを完了した方が有利となる。また、動画や音楽等のストリーミング再生（網側から端末へ動画データや音楽データ等をダウンロードしながら端末での再生も並行して行う方式）型配信サービスでは、所定値以上の下りデータ通信速度が必要とされる場合がある。このため、携帯通信端末での受信状態が悪く、下りデータ通信速度が所定の値以下になると、再生される動画や音楽等の品質が十分に得られない虞がある。例えば画質や音質の低下や動画停止、音の途切れ等が発生する。

上記した問題を解決するための従来の技術として、所定の期間における予測下りデータ通信速度から算出される平均予測データ通信速度が、ユーザが希望したデータ通信速度以上になった場合に、自動的にダウンロードを開始する、もしくはユーザに通知するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−３００６４９号公報

しかし、上述した従来の技術では、ダウンロード開始後に、例えばハンドオーバー等の発生による無線環境の変化により、急激に下りデータ通信速度が低下した場合、ユーザが想定したよりも長いダウンロード時間となる。特に、ダウンロードするデータ量が多い場合には顕著に時間が長くなる。この結果、上記した問題が再発するとともにユーザに対して強いストレスを与えることになりかねない。このため、ユーザによっては自分の希望したデータ通信速度よりも実際のデータ通信速度が遅くなった場合、時間がかかり過ぎるためにダウンロードを中止したいという要求がある。また、ダウンロードデータの量、ダウンロードの進み具合に応じて、ダウンロードを中止するか、そのまま継続するかを判断したいという要求もある。

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、データダウンロードの開始後に、下りデータ通信速度がユーザの希望速度を下回った場合、ダウンロードを自動的に中止したり、或いはユーザに通知してダウンロードの継続可否の判断を仰ぐことができる通信端末を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明に係る通信端末は、下りデータ通信速度を予測する予測手段と、前記予測結果に基づき、下りデータ通信速度が設定された希望速度を満たすか否かを判断する判断手段と、前記判断結果に基づき、ダウンロードを中止する制御手段と、ダウンロードの進行状況データを取得する手段と、を備え、前記制御手段は、前記取得した進行状況データに基づき、ダウンロードを中止するか否かを判断することを特徴とする。

本発明に係る通信端末は、下りデータ通信速度を予測する予測手段と、前記予測結果に基づき、下りデータ通信速度が設定された希望速度を満たすか否かを判断する判断手段と、前記判断結果をユーザに通知する通知手段と、ダウンロードの進行状況データを取得する手段と、を備え、前記通知手段は、前記取得した進行状況データに基づき、ユーザに通知するか否かを判断することを特徴とする。

本発明によれば、データダウンロードの開始後に、下りデータ通信速度がユーザの希望速度を下回った場合、ダウンロードを自動的に中止することができる。或いは、その旨をユーザに通知してダウンロードの継続可否の判断を仰ぐことができる。

以下、図面を参照し、本発明の一実施形態について説明する。本実施形態においては、通信端末の具体的な例として、cdma2000 1xEV-DO方式の無線通信システムで使用される携帯通信端末を挙げて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る携帯通信端末の構成を示すブロック図である。図１において、携帯通信端末は、アンテナ１、共用器３、復調器５および変調器１９からなるＲＦ部と、復号器７、予測器１１、ＣＩＲ−ＤＲＣ変換部１３、マルチプレクサ（ＭＵＸ；Multiplexer）１５および符号化器１７からなるベースバンド処理部と、ＣＰＵ９、メモリ２１、液晶ディスプレイ等からなる表示部２３、電話番号等の入力用のテンキー、各種ファンクションキー等を有する操作部２５を備えている。また、当該携帯通信端末を無線モデムとして使用できるように、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）２９との外部インターフェース（例えばシリアルポート、パラレルポート、ＵＳＢ、blue-tooth、赤外線通信、１０／１００base-T LAN等）２７を備えている。また、ＣＰＵ９から起動されて動作するタイマ部３１を備えている。

次に、上記図１の構成からなる携帯通信端末について、cdma2000 1x-EV DO方式による動作概要を説明する。
携帯通信端末によって受信された基地局からの下りパイロット信号は、アンテナ１、共用器３を経由して復調器５により復調される。このとき、復調器５は、基地局から受信した受信信号の変調方式に対応する復調方式によって、ベースバンド帯域の受信信号から多重化信号を復調する。なお、本実施形態においては、ＱＰＳＫ（Quadriphase Phase Shift Keying）、８ＰＳＫ（８ Phase Shift Keying）、１６ＱＡＭ（１６ Quadrature Amplitude Modulation）の３種のいずれかの復調方式によって復調を行う。

復調器５によって復調された受信データは、復号器７へ出力され、復号器７によって復号処理される。即ち、スペクトル拡散されている受信多重化信号をスペクトル逆拡散する。ここで、自局に割り当てられた受信データ（例えば、通話相手からの通話信号やダウンロードを希望したデータ等）があった場合には、受信データは復号器７からＣＰＵ９へ出力される。この受信データは、ＣＰＵ９内において処理されるか、又はＣＰＵ９及び外部インターフェース２７を経由して外部のＰＣ等２９へ送られる。

更に、復号器７は復号処理の過程において、Ec/Io（パイロット信号強度対全受信信号強度）を求め、以下に示す（１）式に基づいてＣＩＲ（搬送波対干渉比）を算出する。
ＣＩＲ＝(Ec/lo)/(１-Ec/lo) ・・・（１）

上述の（１）式に基づいて求められたＣＩＲは、復号器７から予測器１１に出力され、予測器１１において、次の受信スロットタイミング（ここで、１スロットは1/600秒＝約1.66ms）におけるＣＩＲの値が予測される。なお、ここでの予測の方法については、特に限定しないが、線形予測等の方法が例として挙げられる。また、上記予測器１１が何スロット後のＣＩＲを予測すればよいかを指示する情報は、当該携帯通信端末の電源オン時に基地局から送信されてくる種々の制御信号に含まれている。
上記予測器１１によって求められた予測ＣＩＲは、ＣＩＲ−ＤＲＣ変換部１３へ出力される。

ＣＩＲ−ＤＲＣ変換部１３は、図２に示すＣＩＲ−ＤＲＣ変換テーブルに基づいて、予測ＣＩＲをＤＲＣ（Data Rate Control Bit）に変換する。このＤＲＣとは、予測ＣＩＲから期待される、当該携帯通信端末において所定の誤り率以下で受信可能な最高通信速度である。

ここで、図２に示したように、ＣＩＲ−ＤＲＣ変換テーブルには、基準ＣＩＲに対応するＤＲＣが定義されている。ＣＩＲ−ＤＲＣ変換部１３は、入力された予測ＣＩＲが基準ＣＩＲであった場合には、そのＣＩＲに対応するＤＲＣをＣＰＵ９へ出力する。一方、予測器１１から入力された予測ＣＩＲが基準ＣＩＲでなかった場合には、入力された予測ＣＩＲに最も近い基準ＣＩＲに対応するＤＲＣを取得するか、又は、入力された予測ＣＩＲに最も近い２値の基準ＣＩＲに各々対応する２値のＤＲＣから補間することにより、補間したＤＲＣを取得する。これにより、各予測ＣＩＲに応じたＤＲＣを取得することができ、より正確な受信状態を把握することが可能となる。

上記したように求められたＤＲＣは、ＣＩＲ−ＤＲＣ変換部１３からＣＰＵ９へ出力される。ＤＲＣが入力されると、ＣＰＵ９は、当該携帯通信端末において生成された、又は、外部のＰＣ等２９から外部インタフェース２７を経由して入力された送信データがあるか否かを判断する。次いで、送信データがある場合には、ＣＰＵ９は、上記したＤＲＣと共にこの送信データをマルチプレクサ１５へ出力する。一方、送信データがない場合には、ＣＩＲ−ＤＲＣ変換部１３から入力されたＤＲＣをマルチプレクサ１５へ出力する。

ＣＰＵ９から出力されたＤＲＣや送信データは、マルチプレクサ１５によって多重化され、さらに符号化器１７によって符号化され、変調器１９によって特定の変調方式（例えば、ＱＰＳＫ）により変調され、共用器３及びアンテナ１を経由して基地局へ送信される。基地局では、各携帯通信端末から受信したＤＲＣに基づいて、次のスロットをどの携帯通信端末への送信に使用するか、及びその送信での通信速度（変調速度）を決定する。

次に、図３を参照して、本実施形態による携帯通信端末のダウンロード制御に係る動作について説明する。図３は、図１に示すＣＰＵ９が実行するダウンロード制御処理のフロー図である。
先ず、ユーザは、データのダウンロードを希望する場合、操作部２５を操作することにより、データ通信に必要な接続先アドレスやダウンロードするデータ等の情報、データ通信速度閾値、ダウンロード進行状況閾値の設定を行う。上記データ通信速度閾値（bps）は、下りデータ通信におけるユーザの希望速度であり、ダウンロードを行う際の下りデータ通信速度の閾値となるものである。ダウンロード進行状況閾値は、ダウンロード開始後に、希望の下りデータ通信速度が得られなくなった場合に、ダウンロードを継続するか否かを判断するためのものである。例えばダウンロード進行状況閾値が８０％の場合は、ダウンロードが既に８０％終了していたら、希望の下りデータ通信速度をが得られなくなったとしても、そのままダウンロードを継続する。
上記ユーザ操作により設定されたダウンロードに係る各種情報は、操作部２５からＣＰＵ９へ出力され、ＣＰＵ９によりメモリ２１の所定の格納エリアへ格納される。

なお、上記のデータ通信速度閾値の設定は、例えば100kbps単位等で段階的に設定可能にするとよい。また、設定最大値の目安としては、cdma2000 1x-EV DO方式によれば、セクタあたり最大2.4Mbpsの下りデータ通信が可能であるが、移動状態でのセクタあたりの平均スループットは500〜700kbpsであるため、この程度の値に定めることが妥当である。
なお、携帯通信端末がノートＰＣやＰＤＡ（Personal Digital Assistants）等の携帯情報機器と接続されて無線モデムとして使用される場合には、接続されている情報機器のキー等の入力装置を用いて上記設定を行うようにしても良い。

次いで、ＣＰＵ９は、下りデータ通信速度を監視し、メモリ２１に格納されているデータ通信速度閾値に達していればダウンロードを開始するとともに、図３の処理を開始する。図３において、ＣＰＵ９は、タイマ部３１をリセットして起動する（ステップＳ１）。このタイマ期間は、平均データ通信速度を算出する一周期の期間に設定されている。次いで、ＣＰＵ９は、ダウンロード処理を実行してデータを取得する（ステップＳ２）。次いで、ＣＰＵ９は、ダウンロードの終了か否かを判定し、終了したならば図３の処理を終了する。一方、ダウンロードが終了していなければ、タイマ部３１のタイムアウトを判定する（ステップＳ３）。次いで、タイムアウトしていなければ、ステップＳ２へ戻り、ダウンロード処理を実行する。一方、タイムアウトならば、ステップＳ５で平均予測データ速度Ａ（bps）を取得する。

ここで、平均予測データ速度の算出方法を説明する。
上述したようにＣＰＵ９には、ＣＩＲ−ＤＲＣ変換部１３から所定期間毎にＤＲＣが入力されている。ここで、基地局下り信号の受信状態の良し悪しを表すＣＩＲ、及びＣＩＲに基づいて決定されるＤＲＣ（bps）は、いずれも1/600秒毎に求められ、ＣＰＵ９に入力される。ＣＰＵ９は、このＤＲＣを平均化する。ＤＲＣの平均化は、以下に示す（２）式に基づいて求められる。この平均ＤＲＣが平均予測データ速度Ａ（bps）となる。

ＤＲＣ［平均］＝(1-μ)DRC[1/600秒前の平均]＋n・DRC[現在の値] ・・・（２）
上記（２）式において、μは平均化の時定数でり、例えば0.00027（約５秒でそれまでの平均値の影響が半減する値）に設定されている。
なお、μの値が大きい程、最近の値の影響が大きくなり、μの値が小さい程、過去の値の影響が大きくなる。即ち、μの値が大きい程、最近の値に対する反応、変化が反映され、μの値が小さい程、過去の値に対する反応、変化が反映される。

説明を図３に戻す。次いで、ＣＰＵ９は、メモリ２１に格納されているデータ通信速度閾値Ｂ（bps）を読み出す（ステップＳ６）。次いで、ＣＰＵ９は、上記（２）式に基づきＤＲＣを平均化して求めた平均予測データ速度Ａ（bps）と、メモリ２１に格納されているデータ通信速度閾値Ｂ（bps）とを比較し、大小関係を判定する（ステップＳ７）。この判定の結果、平均予測データ速度Ａがデータ通信速度閾値Ｂ以上ならば（ステップＳ７がＮＯ）、ステップＳ１へ戻りタイマ部３１をリセットし、ダウンロードを継続する。一方、平均予測データ速度Ａがデータ通信速度閾値Ｂを下回っている場合には（ステップＳ７がＹＥＳ）、ダウンロードの進行状況データＣ（％）を取得する（ステップＳ８）。

なお、ダウンロードの進行状況データは、携帯通信端末自身がダウンロード主体である場合はＣＰＵ９が測定管理している。ダウンロード進行状況データＣ（％）は、以下に示す（３）式に基づいて求められる。
ダウンロード進行状況データＣ（％）＝ダウンロード済みデータ量/ダウンロードすべきデータ量×100 ・・・（３）
他方、外部のＰＣ等２９がダウンロード主体である場合には、ＣＰＵ９は、ＰＣ等２９からダウンロードの進行状況データを取得する。

次いで、ＣＰＵ９は、メモリ２１に格納されているダウンロード進行状況閾値Ｄ（％）を読み出す（ステップＳ９）。次いで、ＣＰＵ９は、ダウンロード進行状況データＣ（％）とダウンロード進行状況閾値Ｄ（％）を比較し、大小関係を判定する（ステップＳ１０）。この判定の結果、ダウンロード進行状況データＣがダウンロード進行状況閾値Ｄ以上ならば（ステップＳ１０がＮＯ）、ステップＳ１へ戻りタイマ部３１をリセットし、ダウンロードを継続する。一方、ダウンロード進行状況データＣがダウンロード進行状況閾値Ｄを下回っている場合には（ステップＳ１０がＹＥＳ）、その旨をユーザに通知する。

この通知情報は、希望する下りデータ通信速度が得られなくなったことと、ダウンロード進行状況が閾値を下回っていることを含む。また、その通知の手段としては、携帯通信端末の発音素子によるアラーム音発生や音声メッセージ発生、表示部２３への文字やアニメーション表示、ＬＥＤ（Light-Emitting Diode）等の発光素子の点灯、振動素子（バイブレータ）の振動等の方法が例として挙げられ、これらを単独か組み合わせて使用する。なお、これらのユーザヘの通知方法の選択機能を携帯通信端末に備えてもよい。また、携帯通信端末がノートＰＣやＰＤＡ等の携帯情報機器と接続されて無線モデムとして使用される場合には、接続されている情報機器の発音素子、表示装置等を用いても良い。

次いで、ＣＰＵ９は、ダウンロードを中止する（ステップＳ１２）。なお、このダウンロード中止は、上記ステップＳ１１のユーザ通知後、ユーザからの操作により行うようにしてもよい。例えば、ダウンロード中止か、或いは継続かを選択するためのメニューを表示し、ユーザ操作により、ダウンロード中止が選択されたならば、ＣＰＵ９はダウンロードを中止し、一方、継続が選択されたならばＣＰＵ９はそのままダウンロードを継続する。

以上、本発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、データ通信速度閾値は、ダウンロードを希望するデータのサイズに応じて設定するようにしてもよい。図４に、ダウンロードデータサイズとデータ通信速度閾値（bps）の対応関係の一例が示されている。この対応テーブルが予めメモリ２１に格納され、ＣＰＵ９は、対応テーブルに基づき、今回のダウンロードデータサイズに応じたデータ通信速度閾値（bps）を取得し、メモリ２１のデータ通信速度閾値格納エリアに格納する。

なお、本発明に係る通信端末は、上述した携帯通信端末に限定されない。例えば、固定電話網等の有線ネットワークに接続してデータ通信を行う端末、例えばパーソナルコンピュータ等であってもよい。

本発明の一実施形態に係る携帯通信端末の構成を示すブロック図である。ＣＩＲ−ＤＲＣ変換テーブルの一例を示す図である。図１に示すＣＰＵ９が実行するダウンロード制御処理のフロー図である。ダウンロードデータサイズとデータ通信速度閾値（bps）の対応テーブルの一例を示す図である。

符号の説明

１…アンテナ、３…共用器、５…復調器、７…復号器、９…ＣＰＵ、１１…予測器、１３…ＣＩＲ−ＤＲＣ変換部、１５…マルチプレクサ（ＭＵＸ）、１７…符号化器、１９…変調器、２１…メモリ、２３…表示部、２５…操作部、２７…外部Ｉ／Ｆ（インターフェース）、２９…ＰＣ等、３１…タイマ部。

Claims

下りデータ通信速度を予測する予測手段と、
前記予測結果に基づき、下りデータ通信速度が設定された希望速度を満たすか否かを判断する判断手段と、
前記判断結果に基づき、ダウンロードを中止する制御手段と、
ダウンロードの進行状況データを取得する手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記取得した進行状況データに基づき、ダウンロードを中止するか否かを判断することを特徴とする通信端末。
下りデータ通信速度を予測する予測手段と、
前記予測結果に基づき、下りデータ通信速度が設定された希望速度を満たすか否かを判断する判断手段と、
前記判断結果をユーザに通知する通知手段と、
ダウンロードの進行状況データを取得する手段と、
を備え、
前記通知手段は、前記取得した進行状況データに基づき、ユーザに通知するか否かを判断することを特徴とする通信端末。