(57)【要約】【課題】アクティブセット内の輻輳状態を検知でき、かつ期待値以上のスループットが得られる基地局を選択できる無線通信装置を提供すること。【解決手段】複数の基地局から電界強度に基づいて通信先を選択する携帯電話機１は、ＣＰＵ３０により、データを受信する際のスループットに係る指標を測定し、通信制御部３１により、基地局から、通信の輻輳に伴って上り帯域のデータレートを規制する信号を受信し、測定された指標が所定のスループットを下回り、かつデータレートを規制する信号を受信した場合に、ＣＰＵ３０により、現在のデータ受信先の次に電界強度が高い基地局へデータ受信先を切り替える。【選択図】図２
2010154350.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の基地局から電界強度に基づいて通信先を選択する無線通信装置であって、
データを受信する際のスループットに係る指標を測定する測定部と、
前記基地局から、通信の輻輳に伴って上り帯域のデータレートを規制する信号を受信する信号受信部と、
前記測定部により測定された指標が所定のスループットを下回り、かつ前記信号受信部によりデータレートを規制する信号を受信した場合に、現在のデータ受信先の次に電界強度が高い基地局へデータ受信先を切り替える制御部と、を備える無線通信装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記所定のスループットが得られる基地局へデータ受信先を切り替えるまで、切り替えの処理を繰り返すことを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記切り替えの処理を繰り返した後、前記複数の基地局のうち、最も高いスループットが得られる基地局へデータ受信先を切り替えることを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記信号受信部は、前記複数の基地局それぞれから受信した信号に基づいて、データレートを規制する基地局が存在するか否かを示す総合結果を取得し、
前記制御部は、前記総合結果がデータレートを規制する基地局の存在を示す場合に、データ受信先を切り替えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記複数の基地局の中に前記所定のスループットが得られる基地局が存在しなかった場合に、電界強度が最も高い基地局を選択してデータ受信先を切り替えることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の無線通信装置。
【請求項６】
前記複数の基地局は、捕捉可能な基地局のうち、電界強度が所定以上の所定数の基地局であり、アクティブセットとして扱われる基地局であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の無線通信装置。
【請求項７】
前記データレートを規制する信号は、通信中の基地局から送出される、前記アクティブセットの基地局にデータレートを規制する状態の基地局が含まれているか否かを示す信号であることを特徴とする請求項６に記載の無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基地局を選択してデータをダウンロードする無線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯電話機等のように、移動しながら通信を継続する無線通信装置では、常に良好な通信環境を確保するために、電波の受信状態に応じて接続する基地局を切り替える、ハンドオフと呼ばれる処理が行われる。このような無線通信装置では、通信中の基地局から通知される周辺基地局についての電界強度を測定し、一定の強度以上の基地局を、データ受信先の候補、すなわちアクティブセット（ＡｃｔｉｖｅＳｅｔ）として追加する。そして、アクティブセット内の基地局のうち、最も電界強度が高い基地局をデータの受信先、すなわちベスト・アクティブセット（Ｂｅｓｔ  ＡＳＰ）として選択する。
【０００３】
ここで、電界強度をハンドオフの契機とする場合は、図５に示すように、無線通信装置Ｘは、より近い基地局Ａと通信することとなる。しかし、この基地局Ａと通信中の無線通信装置が多数存在してトラフィックが集中すると、受信のデータレートが低く抑えられてしまう。一方、近隣の基地局Ｂでは、通信中の無線通信装置が少数なので、受信のデータレートは高くなることが期待できる。すなわち、無線通信装置Ｘは、電界強度の低い基地局Ｂへハンドオフした方が、効率的にデータを受信することができる。
【０００４】
このように、データのダウンロード処理において、通信中の基地局のトラフィックの状況によってスループットが低下する場合がある。そこで、トラフィックの集中によるスループットの低下を検出すると、近隣の基地局にハンドオフする方法が提案されている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２００６−２１７４９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の方法によれば、スループットの低下によりハンドオフした先の基地局が、元の基地局と同様に、あるいはそれ以上にトラフィックが集中している場合もあった。そこで、期待値以上のスループットが得られる基地局へ確実にハンドオフできることが望まれる。
【０００６】
本発明は、アクティブセット内の輻輳状態を検知でき、かつ期待値以上のスループットが得られる基地局を選択できる無線通信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る無線通信装置は、複数の基地局から電界強度に基づいて通信先を選択する無線通信装置であって、データを受信する際のスループットに係る指標を測定する測定部と、前記基地局から、通信の輻輳に伴って上り帯域のデータレートを規制する信号を受信する信号受信部と、前記測定部により測定された指標が所定のスループットを下回り、かつ前記信号受信部によりデータレートを規制する信号を受信した場合に、現在のデータ受信先の次に電界強度が高い基地局へデータ受信先を切り替える制御部と、を備える。
【０００８】
また、前記制御部は、前記所定のスループットが得られる基地局へデータ受信先を切り替えるまで、切り替えの処理を繰り返すことが好ましい。
【０００９】
また、前記制御部は、前記切り替えの処理を繰り返した後、前記複数の基地局のうち、最も高いスループットが得られる基地局へデータ受信先を切り替えることが好ましい。
【００１０】
また、前記信号受信部は、前記複数の基地局それぞれから受信した信号に基づいて、データレートを規制する基地局が存在するか否かを示す総合結果を取得し、前記制御部は、前記総合結果がデータレートを規制する基地局の存在を示す場合に、データ受信先を切り替えることが好ましい。
【００１１】
また、前記制御部は、前記複数の基地局の中に前記所定のスループットが得られる基地局が存在しなかった場合に、電界強度が最も高い基地局を選択してデータ受信先を切り替えることが好ましい。
【００１２】
また、前記複数の基地局は、捕捉可能な基地局のうち、電界強度が所定以上の所定数の基地局であり、アクティブセットとして扱われる基地局であることが好ましい。
【００１３】
また、前記データレートを規制する信号は、通信中の基地局から送出される、前記アクティブセットの基地局にデータレートを規制する状態の基地局が含まれているか否かを示す信号であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、アクティブセット内で、期待値以上のスループットが得られる基地局を選択することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の好適な実施形態の一例について説明する。なお、本実施形態では、無線通信装置の一例として、携帯電話機１を説明する。なお、本発明の無線通信装置はこれには限られず、例えば、ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｈａｎｄｙ  ｐｈｏｎｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）やＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）や車載機やパーソナルコンピュータに取り付けられる通信モジュール等、様々な無線通信装置に適用可能である。
【００１６】
図１は、本実施形態に係る携帯電話機１（無線通信装置）の外観斜視図である。なお、図１は、いわゆる折り畳み型の携帯電話機の形態を示しているが、本発明に係る携帯電話機の形態はこれに限られない。例えば、両筐体を重ね合わせた状態から一方の筐体を一方向にスライドさせるようにしたスライド式や、重ね合せ方向に沿う軸線を中心に一方の筐体を回転させるようにした回転式（ターンタイプ）や、操作部と表示部とが１つの筐体に配置され、連結部を有さない形式（ストレートタイプ）でもよい。
【００１７】
携帯電話機１は、操作部側筐体２と、表示部側筐体３と、を備えて構成される。操作部側筐体２は、表面部１０に、キー入力部１１と、携帯電話機１の使用者が通話時に発した音声が入力されるマイク１２と、を備えて構成される。キー入力部１１は、各種設定機能や電話帳機能やメール機能等の各種機能を作動させるための機能設定操作ボタン１３と、電話番号の数字やメールの文字等を入力するための入力操作ボタン１４と、各種操作における決定やスクロール等を行う決定操作ボタン１５と、から構成されている。
【００１８】
また、表示部側筐体３は、表面部２０に、各種情報を表示するための表示部２１と、通話の相手側の音声を出力するレシーバ２２と、を備えて構成されている。
【００１９】
また、操作部側筐体２の上端部と表示部側筐体３の下端部とは、ヒンジ機構４を介して連結されている。また、携帯電話機１は、ヒンジ機構４を介して連結された操作部側筐体２と表示部側筐体３とを相対的に回転することにより、操作部側筐体２と表示部側筐体３とが互いに開いた状態（開放状態）にしたり、操作部側筐体２と表示部側筐体３とを折り畳んだ状態（折畳み状態）にしたりできる。
【００２０】
図２は、本実施形態に係る携帯電話機１の機能を示すブロック図である。携帯電話機１は、表示部２１と、ＣＰＵ３０と、通信制御部３１と、アンテナ３２と、音声制御部３３と、マイク１２と、レシーバ２２と、キー入力部１１と、メモリ３４と、を備える。
【００２１】
ＣＰＵ３０は、携帯電話機１の全体を制御しており、例えば、表示部２１、通信制御部３１、音声制御部３３等に対して所定の制御を行う。また、ＣＰＵ３０は、キー入力部１１等から入力を受け付けて、各種処理を実行する。そして、ＣＰＵ３０は、処理実行の際には、メモリ３４を制御し、各種プログラムおよびデータの読み出し、およびデータの書き込みを行う。
【００２２】
特に、本実施形態において、ＣＰＵ３０は、基地局ごとの電界強度の大小比較を行うと共に、データダウンロードにおけるスループットを監視する。具体的には、スループットは、受信データレートを指標とする。例えば、受信データレートの値が所定値未満であったり、現在の受信品質に基づいて決定される要求レートに対して、実際の受信データレートの割合が所定未満であったりする場合に、ＣＰＵ３０は、期待するスループットを下回っていると判断する。そして、ＣＰＵ３０は、期待するスループットを下回っていると判断すると、他の基地局へのハンドオフを試みる（処理の詳細は後述する）。
【００２３】
表示部２１は、ＣＰＵ３０の制御に従って、所定の画像処理を行う。そして、処理後の画像データをフレームメモリに蓄え、所定のタイミングで画面出力する。
【００２４】
通信制御部３１は、所定の使用周波数帯（例えば、２ＧＨｚ帯や８００ＭＨｚ帯等）で外部装置（基地局）と通信を行う。そして、通信制御部３１は、アンテナ３２より受信した信号を復調処理し、処理後の信号をＣＰＵ３０に供給し、また、ＣＰＵ３０から供給された信号を変調処理し、アンテナ３２から外部装置に送信する。
【００２５】
特に、本実施形態において、通信制御部３１は、音声通話やメール等に係る信号の送受信に加えて、基地局から、ネットワークの輻輳に伴って上り帯域のデータレートを規制する信号（後述のＲｅｖｅｒｓｅ  Ａｃｔｉｖｉｔｙ  Ｂｉｔ）を受信し、この信号に基づいて、アクティブセット内にデータレートを規制する基地局が存在するか否かを示す総合結果（後述のＣｏｍｂｉｎｅｄＢｕｓｙＢｉｔ）を取得する。
【００２６】
音声制御部３３は、ＣＰＵ３０の制御に従って、通信制御部３１から供給された信号に対して所定の音声処理を行い、処理後の信号をレシーバ２２に出力する。レシーバ２２は、音声制御部３３から供給された信号を外部に出力する。なお、この信号は、レシーバ２２に代えて、または、レシーバ２２と共に、スピーカ（図示せず）から出力されるとしてもよい。
【００２７】
また、音声制御部３３は、ＣＰＵ３０の制御に従って、マイク１２から入力された信号を処理し、処理後の信号を通信制御部３１に出力する。通信制御部３１は、音声制御部３３から供給された信号に所定の処理を行い、処理後の信号をアンテナ３２より出力する。
【００２８】
メモリ３４は、例えば、ワーキングメモリを含み、ＣＰＵ３０による演算処理に利用される。また、本実施形態では、後述の処理を実行するプログラムや、スループットの低下を判断する閾値、アクティブセット内の輻輳状態を示すフラグ値等を記憶している。なお、メモリ３４は、着脱可能な外部メモリを兼ねていてもよい。
【００２９】
以下、携帯電話機１のＣＰＵ３０における処理の詳細を説明する。
図３は、本実施形態に係る通信チャネルの構成を示す図である。
【００３０】
ＣＤＭＡ２０００＿１ｘにおけるＥＶ−ＤＯ（Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ  Ｄａｔａ  Ｏｎｌｙ）通信の下り（Ｆｏｒｗａｒｄ）チャネルは、Ｐｉｌｏｔチャネル、ＭＡＣチャネル、Ｃｏｎｔｒｏｌチャネル、Ｔｒａｆｆｉｃチャネルを含む。ＣＰＵ３０は、通信制御部３１を制御し、Ｐｉｌｏｔチャネルにて同期を取った基地局との間で、Ｃｏｎｔｒｏｌチャネルを用いてＥＶＤＯ通信を確立させると、Ｔｒａｆｆｉｃチャネルによりデータのダウンロードを行う。また、ＭＡＣチャネルは、通信を維持管理するためのパラメータを含むチャネルであり、さらに複数のサブチャネルを含む。このサブチャネルの１つであるＲＡチャネルは、基地局の混雑具合を示すＲＡＢ（Ｒｅｖｅｒｓｅ  Ａｃｔｉｖｉｔｙ  Ｂｉｔ）を送信する物理チャネルである。
【００３１】
ここで、ＲＡＢは、基地局が混雑しておらず、上りの通信速度を上げることが可能である場合は「０」にセットされ、基地局が輻輳している場合は「１」にセットされるビット値である。ＲＡＢは、基地局単位で送信され、ＣＰＵ３０は、全てのアクティブセットから通知されるＲＡＢを所定の周期で監視する。このとき、ＣＰＵ３０は、アクティブセット内の各基地局から通知される個々のＲＡＢを検知することはできず、アクティブセット内のＲＡＢが１つでも「１」であれば「１」にセットされるＣｏｍｂｉｎｅｄ  Ｂｕｓｙ  Ｂｉｔにより、輻輳状態を判定する。
【００３２】
そして、輻輳状態を判定した携帯電話機１は、所定のルール（例えば、ＥＶ−ＤＯの標準仕様）に従って、上りの通信レートを調整する。例えば、輻輳状態にあるアクティブセット内では、所定の確率で無線通信装置からの上りのデータレートを引き下げることにより、輻輳を解消することができる。逆に、輻輳状態にないアクティブセット内では、所定の確率で無線通信装置からの上りのデータレートを引き上げることができる。
【００３３】
このように、ＣＰＵ３０は、Ｃｏｍｂｉｎｅｄ  Ｂｕｓｙ  Ｂｉｔにより、アクティブセット内の輻輳状態の有無を判定することができる。したがって、ＣＰＵ３０は、スループットの低下を検出した際に、アクティブセット内が輻輳状態にあれば、現在の受信先（Ｂｅｓｔ  ＡＳＰ）において輻輳している可能性があると判断することができる。これにより、ＣＰＵ３０は、受信先を他の基地局へハンドオフすることにより、スループットの低下を抑制する。
【００３４】
ところが、Ｃｏｍｂｉｎｅｄ  Ｂｕｓｙ  Ｂｉｔによる輻輳状態の判定では、アクティブセット内のいずれの基地局で輻輳状態になっているかを決定付けることはできない。したがって、ハンドオフ先においてもスループットの判定を行うことにより、より確実に期待するスループットを得ることができる。
【００３５】
図４は、本実施形態に係るＣＰＵ３０の処理を示すフローチャートである。
【００３６】
ステップＳ１では、ＣＰＵ３０は、ＥＶ−ＤＯ通信中であるか否かを判定する。この判定がＹＥＳの場合は、上述のＣｏｍｂｉｎｅｄ  Ｂｕｓｙ  Ｂｉｔを取得することができるので、ステップＳ２に移り処理を継続する。一方、判定がＮＯの場合は、後続の処理に必要なＣｏｍｂｉｎｅｄ  Ｂｕｓｙ  Ｂｉｔを取得できないので、処理を終了する。
【００３７】
ステップＳ２では、ＣＰＵ３０は、現在の受信先からのデータのダウンロード処理において、スループットが期待値を下回っているか否かを判定する。この判定がＹＥＳの場合は、スループット低下の原因を判定するためステップＳ３に移り、判定がＮＯの場合は、ハンドオフの必要がないので処理を終了する。
【００３８】
ステップＳ３では、ＣＰＵ３０は、Ｃｏｍｂｉｎｅｄ  Ｂｕｓｙ  Ｂｉｔを参照し、「１」であるか否かを判定する。この判定がＹＥＳの場合は、アクティブセット内のいずれかの基地局において輻輳状態が発生しているので、現在の受信先におけるスループットの低下の原因が、この輻輳にあると判断し、ステップＳ４に移る。一方、判定がＮＯの場合は、輻輳によるスループットの低下ではないので、処理を終了する。
【００３９】
ステップＳ４では、ＣＰＵ３０は、アクティブセット内に基地局を２つ以上保持しているか否かを判定する。この判定がＹＥＳの場合は、ハンドオフ先となる候補が存在するので、ステップＳ５に移る。一方、判定がＮＯの場合は、ハンドオフを行うことができないので、処理を終了する。
【００４０】
ステップＳ５では、ＣＰＵ３０は、現在の受信先以外のアクティブセット内の基地局のうち、最も電界強度の高い基地局へ受信先を切り替えるように、ハンドオフを実施する。このとき、ハンドオフ先の基地局において期待するスループットが得られるとは限らないため、ステップＳ６に移る。
【００４１】
ステップＳ６では、ＣＰＵ３０は、現在の受信先（ハンドオフ先の基地局）からのデータのダウンロード処理において、スループットが期待値を下回っているか否かを判定する。この判定がＹＥＳの場合は、ハンドオフによっても期待するスループットが得られなかったので、ステップＳ７に移る。一方、判定がＮＯの場合は、ハンドオフにより期待するスループットが得られたので、処理を終了する。
【００４２】
ステップＳ７では、ＣＰＵ３０は、現在のアクティブセット内で、ハンドオフを試みていない（Ｂｅｓｔ  ＡＳＰになっていない）基地局が存在するか否かを判定する。この判定がＹＥＳの場合は、ハンドオフ先となる候補が存在するので、ステップＳ８に移る。一方、判定がＮＯの場合は、ハンドオフを行うことができないので、ステップＳ９に移る。
【００４３】
ステップＳ８では、ＣＰＵ３０は、アクティブセット内で、ハンドオフを試みていない基地局のうち、最も電界強度の高い基地局へ受信先を切り替えるように、ハンドオフを実施する。このとき、ハンドオフ先の基地局において期待するスループットが得られるとは限らないため、ＣＰＵ３０は、ステップＳ６に戻ってスループットの判定を行う。
【００４４】
ステップＳ９では、ＣＰＵ３０は、アクティブセット内に期待するスループットが得られる基地局が存在しなかったので、アクティブセット内で最も電界強度の高い基地局を受信先として決定し、ハンドオフを実施する。
【００４５】
以上のように、本実施形態によれば、アクティブセット内のいずれかの基地局で輻輳状態が発生したことを検出すると、期待以上のスループットが得られる基地局を探索してハンドオフを実施した。これにより、電界強度に基づいて選択された基地局が輻輳しているため、データダウンロードにおける十分なスループットが得られないという事態を回避できる。そして、携帯電話機１は、電界強度が良好なアクティブセット内で、輻輳していない（期待以上のスループットが得られる）基地局を選択できるので、スループットを向上させることができる。
【００４６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限るものではない。また、本発明の実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施形態に記載されたものに限定されるものではない。
【００４７】
上述の実施形態では、スループットが期待値以上であれば、その中で最も電界強度の高い基地局を選択したが、これには限られない。例えば、アクティブセットの中で最もスループットが高い基地局へハンドオフしてもよい。すなわち、アクティブセット内の基地局全てのスループットを測定した後、ハンドオフ先を決定する。また、期待するスループットが得られる基地局が存在しなかった場合にも、その中で最もスループットが高い基地局をハンドオフ先として決定する。このことにより、スループットを、さらに向上させることができる。
【００４８】
また、上述の実施形態または変形形態では、ハンドオフ候補をアクティブセット内の全ての基地局を対象としたが、これには限られず、電界強度の高い方から所定数の基地局や、所定以上の電界強度の基地局に限定してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施形態に係る携帯電話機の外観斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る携帯電話機の機能を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態に係る通信チャネルの構成を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係るＣＰＵの処理を示すフローチャートである。
【図５】従来のハンドオフにおける課題を説明する図である。
【符号の説明】
【００５０】
１    携帯電話機（無線通信装置）
１０  表面部
１１  キー入力部
１２  マイク
２１  表示部
２２  レシーバ
３０  ＣＰＵ（測定部、制御部）
３１  通信制御部（信号受信部）
３２  アンテナ
３３  音声制御部
３４  メモリ
【図１】
2010154350.tif 000003
【図２】
2010154350.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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