JP5322305B2 - 通信装置および通信方法、並びにプログラム - Google Patents

Description

本発明は通信装置および通信方法、並びにプログラムに関する。

セルラーシステムを使用する携帯電話などのモバイル機器では、セル（cell）の切り替えの判定が受信レベルによって決定される。すなわち、移動体通信では、通信を維持するために現在いるセル（serving cell）（今現在通信している基地局の形成するセル）と周辺セル（neighbor cell）について受信レベルを測定して、受信レベルを比較し、再選択（reselection）基準を満たすとセルの切り替えが行われる。

移動体通信環境では受信レベルの変動が激しく、測定値をそのまま使用すると再選択やハンドオーバ（HO）が頻繁に起こってしまうため、これを防止するためにフィルタ処理が行われる。

また、従来、最尤法によりフェージング係数の推定値を求め、移動端末の予め求められた移動速度および信号の予め求められた電力レベルに従って、ウィーナー・フィルタの係数のセットを格納し、移動端末の実際の速度が推定され、各経路の信号の電力が測定され、該推定された移動速度および測定された信号電力から、ウィーナー・フィルタの係数のセットが抽出され、該抽出されたウィーナー・フィルタの係数のセットを用いて、推定値がフィルタリングされ、フェージング係数の最終的な推定値が得られるようにしているものもある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−１６３６１４号公報

しかしながら、従来は、通信時、間欠受信（ＤＲＸ）中を問わず、ネットワークから指定されたフィルタ係数、又はあらかじめチューニングされたフィルタ係数を使ってフィルタ処理が行われていた。間欠受信において、セルの受信レベルの測定間隔が長くなる。従って、間欠受信中にネットワークから通知されたフィルタ係数を使用してフィルタ処理をすると、通信中の測定間隔でフィルタ処理を行った時に比べ時間的な追従性能が劣化してしまう。

図５は、従来の間欠受信におけるフィルタ処理後の受信レベルの誤差を示す図である。図５において、丸印は、通信時における受信レベルを示し、星印は、通信時、間欠受信におけるフィルタ処理後の受信レベルを示す。

図５に示されるように、従来は、ネットワークから指定されたフィルタ係数や、あらかじめ設定されたフィルタ係数を使用していたので、間欠受信中は通信中に比べて測定間隔が長くなるため、通信時の測定間隔で測定しフィルタ処理した場合との誤差が大きくなり、環境追従性能が劣化してしまう。

そこで、本発明は、上記課題を解決すること、すなわち、追従性能を向上させた通信装置および通信方法、並びにプログラムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の受信装置の一側面は、セル方式の基地局と無線により間欠受信方式により通信する通信装置であって、基地局から指定される第１のフィルタ係数と、間欠受信における受信レベルの測定の間隔の長さとから、予め記憶されている第２のフィルタ係数のうち、第１のフィルタ係数を用いて通信しているときのフィルタ処理後の受信レベルに対する、間欠受信におけるフィルタ処理後の受信レベルの誤差の２乗和が最小となる第２のフィルタ係数を選択する選択手段と、選択された第２のフィルタ係数を用いて、通信中の基地局の受信レベルおよび近隣の基地局の受信レベルのフィルタリングを行うフィルタとを有するものとされている。

また、本発明の受信装置の一側面は、上述の構成に加えて、間欠受信中であるか否かを判定する判定手段をさらに有し、フィルタが、間欠受信中であると判定された場合、選択された第２のフィルタ係数を用いて、受信レベルのフィルタリングを行い、間欠受信中でないと判定された場合、第１のフィルタ係数を用いて、受信レベルのフィルタリングを行うものとされている。

さらに、本発明の受信装置の一側面は、上述の構成に加えて、選択手段が、自由空間の伝搬損失、遮蔽による伝搬損失、およびマルチパスフェージングで表される伝搬のモデルを用いたシミュレーションにより求められた、第２のフィルタ係数を記憶するものとされている。

また、本発明の受信方法の一側面は、セル方式の基地局と無線により間欠受信方式により通信する通信装置の通信方法であって、基地局から指定される第１のフィルタ係数と、間欠受信における受信レベルの測定の間隔の長さとから、予め記憶されている第２のフィルタ係数のうち、第１のフィルタ係数を用いて通信しているときのフィルタ処理後の受信レベルに対する、間欠受信におけるフィルタ処理後の受信レベルの誤差の２乗和が最小となる第２のフィルタ係数を選択する選択ステップと、選択された第２のフィルタ係数を用いて、通信中の基地局の受信レベルおよび近隣の基地局の受信レベルのフィルタリングを行うフィルタリングステップとを含むものとされている。

さらに、本発明のプログラムの一側面は、セル方式の基地局と無線により間欠受信方式により通信する通信装置のコンピュータに、基地局から指定される第１のフィルタ係数と、間欠受信における受信レベルの測定の間隔の長さとから、予め記憶されている第２のフィルタ係数のうち、第１のフィルタ係数を用いて通信しているときのフィルタ処理後の受信レベルに対する、間欠受信におけるフィルタ処理後の受信レベルの誤差の２乗和が最小となる第２のフィルタ係数を選択する選択ステップと、選択された第２のフィルタ係数を用いて、通信中の基地局の受信レベルおよび近隣の基地局の受信レベルのフィルタリングを行うフィルタリングステップとを含む処理を行わせるものとされている。

本発明の一側面によれば、追従性能を向上させた通信装置および通信方法、並びにプログラムを提供することができる。

受信装置のハンドオーバまたはセル再選択を行う部位の構成を示すブロック図である。 受信レベルの誤差を説明する図である。 ハンドオーバまたはセル再選択の決定の処理を説明するフローチャートである。 ハンドオーバまたはセル再選択の決定の処理をプログラムにより実行するコンピュータのハードウェアの構成例を示すブロック図である。 従来の間欠受信における受信レベルの誤差を示す図である。

以下、本発明の一実施の形態の受信装置について、図１〜図４を参照しながら説明する。

図１は、受信装置のハンドオーバまたはセル再選択を行う部位の構成を示すブロック図である。受信装置は、移動機であり、より具体的には、セルラーシステムを用いて通信を行う携帯電話機またはモバイル通信機器などである。受信装置においては、間欠受信における測定の間隔に応じてフィルタ係数を調節することで追従性能が向上させられる。受信装置は、間欠受信判定部１１、測定部１２、フィルタ１３、係数選択部１４、およびセル再選択／ハンドオーバ判定部１５を含む。

間欠受信判定部１１は、間欠受信中であるか通信中であるかを判定する。測定部１２は、serving cellとneighbor cellについて受信レベルを測定する。フィルタ１３は、所定のフィルタ係数を用いて、受信レベルに対しフィルタの処理を行う。係数選択部１４は、予め記憶されているフィルタ係数のうち、ネットワークから指定されるフィルタ係数と間欠受信における測定の間隔とから、間欠受信におけるフィルタの処理に用いるフィルタ係数を選択する。

移動通信の伝搬環境は、「自由空間の伝搬損失×遮蔽による伝搬損失×マルチパスフェージング」で表される。係数選択部１４には、これを基に作成した伝搬モデルで、通信中の測定間隔で受信レベルを測定してフィルタ処理した結果と、間欠受信中に間欠受信における測定の間隔で受信レベルを測定してフィルタ処理した結果との差の２乗和が最小となる適応フィルタ係数である、統計的に求められたフィルタ係数が記憶されている。

セル再選択／ハンドオーバ判定部１５は、セルを再選択するか、ハンドオーバするかを判定する。

図２は、受信レベルの誤差を説明する図である。図２において、横軸は、時間を示し、縦軸は、受信レベルを示す。図２において、２本の縦の点線の横方向の間隔は、通信時の測定間隔（時間）を示し、２本の縦の実線の横方向の間隔は、間欠受信中の測定間隔（時間）を示す。

また、図２において、丸印は、係数選択部１４において選択されたフィルタ係数を用いてフィルタ処理した間欠受信における受信レベルを示し、三角印は、ネットワークから指定されたフィルタ係数を用いてフィルタ処理した間欠受信における受信レベルを示し、星印は、ネットワークから指定されたフィルタ係数を用いてフィルタ処理した通信中の受信レベルを示す。

係数選択部１４は、ネットワークから指定されたフィルタ係数を用いてフィルタ処理した通信中の受信レベルに対して、間欠受信におけるフィルタ処理後の受信レベルについての誤差の２乗和が最小となるようなフィルタ係数が、事前に、フェージング環境に対応したシミュレーションより求められて、記憶されている。係数選択部１４において、予め記憶されているフィルタ係数のうち、ネットワークから指定されるフィルタ係数と間欠受信における測定の間隔とから、記憶されているフィルタ係数のうち、間欠受信におけるフィルタの処理に用いるフィルタ係数が選択される。これにより、係数選択部１４において選択されたフィルタ係数を用いてフィルタ処理した間欠受信における受信レベルと、ネットワークから指定されたフィルタ係数を用いてフィルタ処理した通信中の受信レベルとの誤差が、ネットワークから指定されたフィルタ係数を用いてフィルタ処理した間欠受信における受信レベルと、ネットワークから指定されたフィルタ係数を用いてフィルタ処理した通信中の受信レベルとの誤差に比較して、小さくなる。

このように、図１に示される受信装置においては、パラメータセットが揮発メモリに記憶され、ネットワークから指定されるフィルタ係数と間欠受信中の測定間隔（ＤＲＸ長）に応じたパラメータが選択されて、フィルタ処理が行われる。

測定間隔（ＤＲＸ長）に応じてフィルタ係数を調節されるので、追従性能が向上することになる。

すなわち、図１に示される受信装置では、携帯電話の省電力のための間欠受信（ＤＲＸ）時など、通信中に比べて測定間隔が長くなった際のフィルタ処理の結果と、通信時のフィルタ処理の結果との差が最小となるようなフィルタ係数が決定され、そのフィルタ係数がパラメータセットとして用意される。そして、ネットワークから与えられるフィルタ係数と間欠受信中の測定間隔（ＤＲＸ長）から最適なフィルタ係数が選択されて、フィルタ処理が行われることで環境追従性能の向上が実現される。

図３は、ハンドオーバまたはセル再選択の決定の処理を説明するフローチャートである。ステップＳ１１において、間欠受信判定部１１は、間欠受信中であるか否かを判定する。ステップＳ１１において、間欠受信中でないと判定された場合、すなわち、通信中なので、手続きはステップＳ１２に進み、ステップＳ１２において、測定部１２は、serving cellとneighbor cellについて受信レベルを測定する。ステップＳ１３において、フィルタ１３は、ネットワークに指定されたフィルタ係数を用いて、フィルタの処理を行う。

ステップＳ１４において、セル再選択／ハンドオーバ判定部１５は、セルを再選択するか、ハンドオーバするかを判定し、ステップＳ１１に戻る。

ステップＳ１１において、間欠受信中であると判定された場合、手続きはステップＳ１５に進み、ステップＳ１５において、測定部１２は、serving cellとneighbor cellについて受信レベルを測定する。ステップＳ１６において、係数選択部１４が、予め記憶されているフィルタ係数のうち、ネットワークから指定されるフィルタ係数と間欠受信における測定の間隔とから、間欠受信におけるフィルタの処理に用いるフィルタ係数を選択し、フィルタ１３は、係数選択部１４から供給された、ネットワークから指定されるフィルタ係数と間欠受信における測定の間隔とに応じたフィルタ係数を用いて、フィルタの処理を行う。

ステップＳ１７において、セル再選択／ハンドオーバ判定部１５は、セルを再選択するか、ハンドオーバするかを判定し、ステップＳ１１に戻る。

ステップＳ１１乃至ステップＳ１７の処理は、繰り返し実行される。

このように、間欠受信における測定の間隔（ＤＲＸ間隔）に応じてフィルタ係数が調節されるので、追従性能を向上させることができる。

すなわち、通信中の測定間隔で受信レベルを測定してフィルタ処理した結果と、間欠受信中に間欠受信における測定の間隔で受信レベルを測定してフィルタ処理した結果との差の２乗和が最小となるように、統計的に求められたフィルタ係数を使用することで、間欠受信時においても、従来の制御方法に比べて通信時に近い、フィルタ結果を得ることができ、環境追従性能の向上を図ることが可能となる。

上述した一連の処理は、ハードウエアにより実行することもできるし、ソフトウエアにより実行することもできる。一連の処理をソフトウエアにより実行する場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、専用のハードウエアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどに、プログラム記録媒体からインストールされる。

図４は、上述した一連の処理をプログラムにより実行するコンピュータのハードウェアの構成例を示すブロック図である。

コンピュータにおいて、CPU（Central Processing Unit）１０１，ROM（Read Only Memory）１０２，RAM（Random Access Memory）１０３は、バス１０４により相互に接続されている。

バス１０４には、さらに、入出力インターフェース１０５が接続されている。入出力インターフェース１０５には、キーボード、マウス、マイクロホンなどよりなる入力部１０６、ディスプレイ、スピーカなどよりなる出力部１０７、ハードディスクや不揮発性のメモリなどよりなる記憶部１０８、ネットワークインタフェースなどよりなる通信部１０９、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、或いは半導体メモリなどのリムーバブルメディア１１１を駆動するドライブ１１０が接続されている。

以上のように構成されるコンピュータでは、CPU１０１が、例えば、記憶部１０８に記憶されているプログラムを、入出力インタフェース１０５及びバス１０４を介して、RAM１０３にロードして実行することにより、上述した一連の処理が行われる。

コンピュータ（CPU１０１）が実行するプログラムは、例えば、磁気ディスク（フレキシブルディスクを含む）、光ディスク（CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory),DVD(Digital Versatile Disc)等）、光磁気ディスク、もしくは半導体メモリなどよりなるパッケージメディアであるリムーバブルメディア１１１に記録して、あるいは、ローカルエリアネットワーク、インターネット、デジタル衛星放送といった、有線または無線の伝送媒体を介して提供される。

そして、プログラムは、リムーバブルメディア１１１をドライブ１１０に装着することにより、入出力インタフェース１０５を介して、記憶部１０８に記憶することで、コンピュータにインストールすることができる。また、プログラムは、有線または無線の伝送媒体を介して、通信部１０９で受信し、記憶部１０８に記憶することで、コンピュータにインストールすることができる。その他、プログラムは、ROM１０２や記憶部１０８にあらかじめ記憶しておくことで、コンピュータにあらかじめインストールしておくことができる。

なお、コンピュータが実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであっても良いし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであっても良い。

また、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。

１１…間欠受信判定部、１２…測定部、１３…フィルタ、１４…係数選択部、１５…セル再選択／ハンドオーバ判定部、１０１…CPU、１０２…ROM、１０３…RAM、１０８…記憶部、１１１…リムーバブルメディア

Claims (5)

1. セル方式の基地局と無線により間欠受信方式により通信する通信装置において、
   上記基地局から指定される第１のフィルタ係数と、間欠受信における受信レベルの測定の間隔の長さとから、予め記憶されている第２のフィルタ係数のうち、上記第１のフィルタ係数を用いて通信しているときのフィルタ処理後の受信レベルに対する、間欠受信におけるフィルタ処理後の受信レベルの誤差の２乗和が最小となる第２のフィルタ係数を選択する選択手段と、
   選択された上記第２のフィルタ係数を用いて、通信中の基地局の受信レベルおよび近隣の基地局の受信レベルのフィルタリングを行うフィルタと
   を有することを特徴とする通信装置。
2. 請求項１に記載の通信装置において、
   間欠受信中であるか否かを判定する判定手段をさらに有し、
   前記フィルタは、間欠受信中であると判定された場合、前記第２のフィルタ係数を用いて、受信レベルのフィルタリングを行い、間欠受信中でないと判定された場合、前記第１のフィルタ係数を用いて、受信レベルのフィルタリングを行う
   ことを特徴とする通信装置。
3. 請求項１に記載の通信装置において、
   前記選択手段は、自由空間の伝搬損失、遮蔽による伝搬損失、およびマルチパスフェージングで表される伝搬モデルを用いたシミュレーションにより求められた、前記第２のフィルタ係数を記憶する
   ことを特徴とする通信装置。
4. セル方式の基地局と無線により間欠受信方式により通信する通信装置の通信方法において、
   上記基地局から指定される第１のフィルタ係数と、間欠受信における受信レベルの測定の間隔の長さとから、予め記憶されている第２のフィルタ係数のうち、上記第１のフィルタ係数を用いて通信しているときのフィルタ処理後の受信レベルに対する、間欠受信におけるフィルタ処理後の受信レベルの誤差の２乗和が最小となる第２のフィルタ係数を選択する選択ステップと、
   選択された上記第２のフィルタ係数を用いて、通信中の基地局の受信レベルおよび近隣の基地局の受信レベルのフィルタリングを行うフィルタリングステップと
   を含むことを特徴とする通信方法。
5. セル方式の基地局と無線により間欠受信方式により通信する通信装置のコンピュータに、
   上記基地局から指定される第１のフィルタ係数と、間欠受信における受信レベルの測定の間隔の長さとから、予め記憶されている第２のフィルタ係数のうち、上記第１のフィルタ係数を用いて通信しているときのフィルタ処理後の受信レベルに対する、間欠受信におけるフィルタ処理後の受信レベルの誤差の２乗和が最小となる第２のフィルタ係数を選択する選択ステップと、
   選択された上記第２のフィルタ係数を用いて、通信中の基地局の受信レベルおよび近隣の基地局の受信レベルのフィルタリングを行うフィルタリングステップと
   を含む処理を行わせるプログラム。

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