(57)【要約】【課題】使用している通信方式に対応した基地局決定動作を行なうことによって、電力消費を最適化させる無線通信装置を提供する。【解決手段】任意の基地局から報知された情報を取得し、当該取得した情報に基づいて、接続先となる基地局を決定して無線通信を行なう無線通信装置(100)は、決定した基地局と自装置との間で通信を行なう通信部(110)と、通信部による通信で使用される通信方式を識別する通信方式識別部(122)と、決定した基地局と自装置との間の通信品質を示す第１の値と、他の基地局と自装置との間の通信品質を示す第２の値をそれぞれ取得する通信品質情報取得部(124)と、通信方式識別部によって識別された通信方式に応じて規定されるオフセット値を前記第１の値に加算し、当該加算後の第１の値と前記第２の値とに基づき、接続先となるべき基地局を決定する制御部(120)とを具えることを特徴とする。【選択図】図２
2008306453.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
任意の基地局から報知された情報を取得し、当該取得した情報に基づいて、接続先となる基地局を決定して無線通信を行なう無線通信装置であって、
前記決定した基地局と自装置との間で通信を行なう通信部と、
前記通信部による通信で使用される通信方式を識別する通信方式識別部と、
前記決定した基地局と自装置との間の通信品質を示す第１の値と、他の基地局と自装置との間の通信品質を示す第２の値をそれぞれ取得する通信品質情報取得部と、
前記通信方式識別部によって識別された通信方式に応じて規定されるオフセット値を前記第１の値に加算し、当該加算後の第１の値と前記第２の値とに基づき、接続先となるべき基地局を決定する制御部と、
を具える無線通信装置。
【請求項２】
請求項１に記載の無線通信装置において、
前記通信方式識別部は、
使用される通信方式が、音声通話を目的とする第１通信方式であるか、非音声通話を目的とする第２通信方式であるかを識別し、
前記識別した通信方式が前記第１通信方式であるときは、前記加算されるオフセット値が第１所定値であり、
前記識別した通信方式が前記第２通信方式であるときは、前記加算されるオフセット値が、前記第１所定値よりも小さい第２所定値である、
ことを特徴とする無線通信装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の無線通信装置において、
前記通信方式識別部が、
使用される通信方式を、自装置の外部から給電されているか否かにより識別する、
ことを特徴とする無線通信装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の無線通信装置において、
前記通信方式識別部は、
使用される通信方式を、自装置が外部情報端末と接続しているか否かにより識別する、
ことを特徴とする無線通信装置。
【請求項５】
請求項１または２に記載の無線通信装置において、
前記通信方式識別部は、
前記通信部により伝送される情報が、自装置と接続している外部情報端末の情報であるか、或いは、自装置内の情報であるかによって、使用される通信方式を識別する、
ことを特徴とする無線通信装置。
【請求項６】
請求項１または２に記載の無線通信装置において、
前記通信方式識別部は、
前記通信部により伝送される情報を処理するときに用いるコーディックによって、使用される通信方式を識別する、
ことを特徴とする無線通信装置。
【請求項７】
任意の基地局から報知された情報を取得し、当該取得した情報に基づいて、接続先となる基地局を決定して無線通信を行なう無線通信装置の制御方法であって、
前記決定した基地局と自装置との間で通信を行なう通信ステップと、
前記通信ステップによる通信で使用される通信方式を識別する通信方式識別ステップと、
前記決定した基地局と自装置との間の通信品質を示す第１の値と、他の基地局と自装置との間の通信品質を示す第２の値をそれぞれ取得する通信品質情報取得ステップと、
前記通信方式識別ステップによって識別された通信方式に応じて規定されるオフセット値を前記第１の値に加算し、当該加算後の第１の値と前記第２の値とに基づき、接続先となるべき基地局を決定するステップと、
を有する無線通信装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信装置およびその制御方法に関し、特に、使用している通信方式に対応した基地局決定動作を行なうことによって、電力消費を最適化する無線通信装置およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＴＤＭＡ−ＴＤＤ（時分割多元接続／時分割複信）デジタル通信方式を用いたシステムには、例えばＰＨＳ(Personal Handy-phone System)がある。ＰＨＳはARIB STD 28で標準化されている。ＰＨＳでは全ての基地局のＴＤＭＡ−ＴＤＤフレームが同期するよう工夫されている。また、ＰＨＳの無線端末は基地局が送信する報知情報チャネルバーストを一定期間モニタすることにより、通常最も強い信号である報知情報チャネルバーストを送信している基地局を待ち受けるべき基地局として選択する。
【０００３】
ＰＨＳの場合、報知情報チャネルバーストを送信するＴＤＭＡ−ＴＤＤ上の論理スロットは決まっており、近隣にある基地局同士は、報知情報チャネルバーストの送信タイミングが衝突しないように、送信するタイミングを時間軸上で分散させている。ＰＨＳを含む携帯電話や自動車電話等、いわゆる移動体通信端末は、移動中でも通信可能である特徴を持つ。従って、以前は最適なＲＳＳＩ(Received Signal Strength Indicator)であったものが、移動することにより、現在において最適ではなくなる事象が発生することは避けられない。無線端末が移動して現在選択している基地局から離れてゆくと、現在選択している基地局からのＲＳＳＩが次第に劣化（減少）してゆくので、基地局選択保持閾値を設け、その閾値を越えて劣化した場合、無線端末が基地局が送信する報知情報チャネルバースト（以降、これを「報知情報」と称することがある。）を一定期間にわたって再度モニタすることによって、通常最も強い信号である報知情報チャネルバーストを送信している基地局に切り替える制御を行なう。この動作は通信中であればハンドオーバー動作となる。
【０００４】
基地局の選択制御では、複数の基地局から発射される報知情報を含む電波のモニタリングを行い、飽和していないＲＳＳＩ値が最も高い報知情報を含む電波を発射している基地局が選択される。これは、無線端末に概ね一番近い基地局の選択に近似し、当該基地局は、この無線端末にとって最も良い状態で通信を行なうことができる通信相手となる。しかしながら、移動通信端末は移動可能であることから、任意の時点で最適であった基地局のＲＳＳＩが、他の任意の時点でも最適である保証はどこにもない。よって、複数の基地局からの電波を再度モニタリングすることにより、当該任意のタイミングでの最適なＲＳＳＩを持つ基地局の再選択および当該再選択された基地局へのハンドオーバー（切り替え）が可能になる。
【０００５】
ただし、前記複数の基地局のモニタリングを、再度行うことにより、最も強いＲＳＳＩ値を持つ基地局が複数あり、これらのＲＳＳＩ値が比較的近い場合、各基地局の報知情報のＲＳＳＩのドリフトにより、基地局モニタリングの度に異なる基地局が選択されることとなる。現在接続中の基地局が持つＲＳＳＩ値と同程度のＲＳＳＩ値を持つ基地局がハンドオーバー候補であるのならば、ハンドオーバーを行っても、さしたる状況の改善は見込めず、ハンドオーバーによるデータ伝送不能期間が発生するデメリットのみが強調される。このような、似たようなＲＳＳＩ値を持つ基地局へのハンドオーバーを抑制するため、現在選択している基地局の報知情報のＲＳＳＩに、任意のオフセット値を加算し、現在選択している基地局が有利に選択されるよう、即ち、同じ基地局がなるべく継続して選択され、ハンドオーバーの発生を抑制するように制御することが一般に行われている。
【０００６】
ＰＨＳでは音声通話が主体であるため、基地局選択保持閾値を低く設定して一度選択した基地局との接続をできる限り継続する、即ち、粘り強く保持しようとする。この理由は、一般に、基地局を切り替える際に必要な処理・手続きの実行中において、音声データが届かない期間が発生するが、このようなデータ不通期間は一般に主観的音声品質を劣化させてしまう（典型的には音声の途切れやノイズが発生する）。これを回避するために、選択基地局へのオフセット量を大きくとり、ハンドオーバーの回数が減るよう制御する方法がある。
【０００７】
また、複数の変調クラスをサポートするデータ通信主体のシステムも実用化されており、このようなシステムでは、スループットを重視することが多く、よりスループットを有する変調クラスを用いるため、より電波状況の良い基地局を積極的に探す必要がある。つまりは、高いスループットを有する変調方式は通常高い所要ＣＮＲ(Carrier to Noise Ratio)が必要であり、高い所要ＣＮＲを確保するためには通常高い受信レベルが必要となる。よって、例えば１０秒毎に無線端末は、基地局により送信される報知情報チャネルバーストを一定期間モニタすることにより、現在待ち受けている基地局のＲＳＳＩが維持不可能となるのを待たずに、現在待ち受けている基地局より条件の良い基地局をサーチし、条件の良い基地局が見つかったときは、待ち受け基地局を切り替える動作が好適となる。また、この時、選択基地局へのオフセット量をあまり大きくしてしまうと、より条件の良い（即ちＲＳＳＩの良い）基地局を選択できなくなってしまうため、選択基地局へのオフセット量は小さな値にすることが好ましい。
【０００８】
しかしながら、上記のような小さなオフセットを選択基地局へ与えることは、ハンドオーバー回数を増加させる方向に働くため、余計な消費電流を発生させることになる。例えば、小型の電池で駆動している移動体端末にとって、このような余計な消費電流は、充電なしでの通話時間や待ち受け時間を減少させるために好ましくない。とりわけ、現在通信をおこなっておらず、着信を待っているだけの状態において、頻繁に基地局を切り替えることは、待ち受け時の消費電流をいたずらに増加させることになり、好ましくない。そこで、待ち受け中のオフセット値の大きさと通信中のオフセット値の大きさを変更して、待ち受け基地局は頻繁に切り替わらないように制御する方法が提案されている。
【０００９】
待ち受け中においても、例えば充電している状態では、待ち受け時の消費電流が多少増えても許容される場合が多いため、例えば、充電中ではない場合は、待ち受け対象の基地局のＲＳＳＩが、待ち受け維持不能になるまで低下するか、発信を行なうまで基地局のサーチを行なわないことにより、電池の消耗を抑え、無線端末が充電台にある場合は電池の消耗の心配が無いことにより、積極的に基地局をサーチしてより好適なＲＳＳＩ(Received Signal Strength Indicator)である基地局に切り替えて待ち受けるよう制御を行なう方法（特許文献１を参照されたい。）が提案されている。
【００１０】
さらに最近では、ＰＨＳに見られるように、携帯型電話機がＵＳＢ(Universal Serial Bus)のコネクタを有し、単体では単なる無線電話機として機能し、携帯型電話機を情報端末にＵＳＢケーブルを介して接続すると、携帯型電話機が情報端末に対して無線を用いたモデムとして機能するような製品が一般的になっている。ＵＳＢは給電用端子を持っているため、給電が可能な場合があり、特開2004-280747（特許文献２）や特開2003-280771（特許文献３）に見られるように、情報端末からの給電が可能な場合は、情報端末に接続する無線端末は電池の消費電流を節約することが可能となる。
【００１１】
また、”High Capacity-Spatial Division Multiple Access (HC-SDMA) WTSC- 2005-032(ATIS/ANSI)”に見られるように、複数の変調方式やコーディングレートの組み合わせで示される、変調方式の組み合わせをサポートして、現在のＣＮＲが良好な場合はより高い変調多値数を選択することによりスループットを稼ぎ、現在のＣＮＲが良く無い場合は低い変調多値数を選択することにより安定した通信の維持を実現させる無線通信方式が一般的になりつつある。このような通信方式で、例えば、フェージングの量に応じて小さな変調多値数を選択することによりＣＮＲ劣化に耐性を持つ無線機を提供する技術（特許文献４を参照されたい。）も考案されている。
【００１２】
同様に、昨今では無線通信方式として、”High Capacity-Spatial Division Multiple Access (HC-SDMA) WTSC- 2005-032(ATIS/ANSI)”に見られるように、無線資源の使用状況やデータ流通量から推定し、より多くの無線資源が使用可能であると推定した場合は、無線資源上のチャネルを追加使用してアグリゲーションすることにより、より多いスループットを使用者に提供する無線方式が一般的になりつつある。また、最近では、インターネットプロトコル上で音声データを実時間で伝送することにより音声通話を実現させる方法：ＶｏＩＰ(Voice Over Internet Protocol）が一般的になりつつある。
【特許文献１】特開平11-243574号公報
【特許文献２】特開2004-280747号公報
【特許文献３】特開2003-280771号公報
【特許文献４】特開2003-198426号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
無線端末が、音声通話を行っているときに適した基地局選択動作およびオフセット設定を行なうと、データ通信を行なう場合は、スループットを最大化することができないという問題がある。逆に、無線端末が、データ通信を行っているときに適した基地局選択動作およびオフセット設定を行なうと、音声通話を行なう場合は、データ不通期間が発生し、主観的音声品質が劣化させてしまうという問題がある（典型的には音声の途切れやノイズが発生する）。
【００１４】
具体的には、音声通話の場合には、現在接続している基地局に対するオフセット値を小さく設定すると、ハンドオーバー回数が増えてしまい、主観的音声品質が劣化する問題点がある。一方、データ通信の場合には、現在接続している基地局へのオフセット値を大きく設定すると、より良好なＲＳＳＩ（これはより良好なＣＮＲと近似）を持つ基地局への積極的な切り替えができなくなる。従って、電波状況の悪化により所要ＣＮＲを確保することができず、よりスループットの少ない変調方式にする必要が生じたり、フレームエラーが増えたりするため、高いスループットを維持することができなくなる。無線端末が単体で音声通話を行っている場合、電池駆動で有ることが通常である。このとき、選択基地局へのオフセットを小さなものに設定すると、ハンドオーバー回数が増えているため、受信アンプの消費電流が増えてしまう。その結果、電力消費が増大して電池が過度に消耗してしまうという問題がある。即ち、ハンドオーバー回数が増えれば増えるほど、電池が消耗して、待ち受け可能時間や通話可能時間などが減少してしまうという問題がある。このような諸問題がありながら、上述した基地局選択動作の一方を採用してハンドオーバー等をする技法しかなかった。
【００１５】
そこで、本発明の目的は、使用している通信方式に対応した基地局決定動作を行なうことによって、電力消費を最適化させる無線通信装置およびその制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上述した諸課題を解決すべく、第１の発明による無線通信装置は、
任意の基地局から報知された情報を取得し、当該取得した情報に基づいて、接続先となる基地局を決定して無線通信を行なう無線通信装置であって、
前記決定した基地局と自装置との間で通信を行なう通信部と、
前記通信部による通信で使用される通信方式を識別する通信方式識別部と、
前記決定した基地局と自装置との間の通信品質を示す第１の値（例えばＲＳＳＩ）と、他の基地局と自装置との間の通信品質を示す第２の値（例えばＲＳＳＩ）をそれぞれ取得する通信品質情報取得部と、
前記通信方式識別部によって識別された通信方式に応じて規定されるオフセット値を前記第１の値に加算し、当該加算後の第１の値と前記第２の値とに基づき、接続先となるべき基地局を決定する制御部と、
を具える。
【００１７】
また、第２の発明による無線通信装置では、
前記通信方式識別部は、
使用される通信方式が、音声通話を目的とする第１通信方式であるか、非音声通話（データなど）を目的とする第２通信方式であるかを識別し、
前記識別した通信方式が前記第１通信方式であるときは、前記加算されるオフセット値が第１所定値（音声通話に対応した値）であり、
前記識別した通信方式が前記第２通信方式であるときは、前記加算されるオフセット値が、前記第１所定値よりも小さい第２所定値（データ通信に対応した値）である、
ことを特徴とする。
【００１８】
また、第３の発明による無線通信装置は、
前記通信方式識別部が、
使用される通信方式を、自装置の外部から給電されているか否かにより識別する（例えば、自装置の外部から給電されている場合は、データ通信であると識別する）、
ことを特徴とする。
【００１９】
また、第４の発明による無線通信装置は、
前記通信方式識別部が、
使用される通信方式を、自装置が外部情報端末（ＰＤＡ，ＰＣなど）と接続しているか否かにより識別する（例えば、外部情報端末と接続している場合は、データ通信であると識別する）、
ことを特徴とする。
【００２０】
また、第５の発明による無線通信装置では、
前記通信方式識別部は、
前記通信部により伝送される情報が、自装置と接続している外部情報端末（ＰＤＡ，ＰＣなど）の情報であるか、或いは、自装置内の情報であるかによって、使用される通信方式を識別する、
（例えば、外部情報端末の情報が伝送されている場合はデータ通信であると識別し、自装置内の情報が伝送されている場合は通話用の通信であると識別する）、
ことを特徴とする。
【００２１】
また、第６の発明による無線通信装置は、
前記通信方式識別部が、
前記通信部により伝送される情報を処理するときに用いるコーディックによって、使用される通信方式を識別する、
ことを特徴とする。
【００２２】
上述したように本発明の解決手段を装置として説明してきたが、本発明はこれらに実質的に相当する方法、プログラム、プログラムを記録した記憶媒体としても実現し得るものであり、本発明の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。
例えば、本発明を方法として実現させた別の実施態様による無線通信装置の制御方法は、
任意の基地局から報知された情報を取得し、当該取得した情報に基づいて、接続先となる基地局を決定して無線通信を行なう無線通信装置の制御方法であって、
前記決定した基地局と自装置との間で通信を行なう通信ステップと、
前記通信ステップによる通信で使用される通信方式を識別する通信方式識別ステップと、
前記決定した基地局と自装置との間の通信品質を示す第１の値（例えばＲＳＳＩ）と、他の基地局と自装置との間の通信品質を示す第２の値（例えばＲＳＳＩ）をそれぞれ取得する通信品質情報取得ステップと、
前記通信方式識別ステップによって識別された通信方式に応じて規定されるオフセット値を前記第１の値に加算し、当該加算後の第１の値と前記第２の値とに基づき、接続先となるべき基地局を決定するステップと、
を有する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、使用している通信方式を識別し、これに対応した基地局決定動作を行なうことによって、各通信方式に対応させて電力を消費させることが可能となる。即ち、無線通信装置の電力消費は、自装置と基地局との間の通信状況に顕著に依存する。とりわけ、ハンドオーバー時には電力消費が大きくなる。従って、各通信方式に対応させて基地局決定動作を制御することによって、ハンドオーバーによる電力消費状況を最適化することができるようになる。さらに、各通信方式に対応した通信品質を提供することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以降、諸図面を参照しながら、本発明の実施態様を詳細に説明する。本発明が対象とするネットワーク構成の一例を説明する。また、本発明による無線通信装置およびその制御方法は、無線端末、携帯電話端末、通信端末装置など様々な端末／装置に適用可能であるが、一例として無線端末を用いて本発明の実施態様を説明する。図１は、本発明による無線端末および他の装置から構成されるネットワークの構成図である。図に示すように、本ネットワークは、無線端末１００、クラインアントＰＣ（ウェブブラウザ）１０、基地局ＢＳ１−３、パケットデータサービスノードＰＤＳＮ(Packet Data Service/Switching Node)、インターネットＮＥＴ、ウェブサーバ２０、ＳＩＰ電話機３０、および、ＳＩＰサーバ４０から構成される。無線端末１００は、基地局ＢＳ１とデジタル無線接続（無線リンク）により接続する。無線端末１００はＰＰＰクライアント機能を有し、ＰＰＰ(Point to Point Protocol)により、基地局ＢＳ１を介してＰＤＳＮとの間にコネクションを確立する。ＰＤＳＮは、ＩＰアドレスを無線端末１００に割り振り、無線端末１００はＰＤＳＮから割り振られたＩＰアドレスを用いてインターネットＮＥＴ上にアクセスを行なう。無線端末１００はＳＩＰ(Session Initiation Protocol)電話機能を搭載する。無線端末１００は、ＰＤＳＮとのＰＰＰコネクション確立後、ＰＤＳＮから与えられたＩＰアドレスを用いて、ＳＩＰサーバ４０に登録を行なう。ＳＩＰサーバ４０の仲介によりインターネットＮＥＴ上のＳＩＰ電話機３０と音声通話を行なう。
【００２５】
さらに、無線端末１００は、ＵＳＢデバイスとしての機能と、ＤＨＣＰ(Dynamic Host Configuration Protocol)サーバとしての機能とを持つ。無線端末１００は、クライアントＰＣ１０とＵＳＢケーブルを介して接続可能であり、クライアントＰＣ１０は無線端末１００をEthernet（登録商標）機器として認識する。無線端末１００は、クライアントＰＣに対してＤＨＣＰサーバとして振る舞い、ローカルＩＰアドレスをクライアントＰＣに割り振ると共に、クライアントＰＣ１０に対してＮＡＴ(Network Address Translation)テーブルを用いたＩＰアドレスのルーティングサービスを行なう。無線端末１００は、ＳＩＰクライアント、相手先選択番号を入力するためのダイヤルボタン、スピーカ、マイク、音声コーディック、およびＡＤＣ／ＤＡＣなどを有する。
【００２６】
次に無線端末１００の構成の一例を説明する。図２は、本発明の一実施態様による無線端末の詳細なブロック図である。図に示すように、無線端末１００は、通信部１１０、端末全体の制御を司る制御部１２０、アプリケーション部１３０、記憶装置Ｍ１、タイマＴＭ、１０キーおよび各種ボタンを含むインターフェイス部ＩＦ、スピーカＳＰ、マイクＭＩＣ、およびアンテナＡＮＴを具える。無線端末１００は、さらに、ＡＤ変換器ＡＤＣ１，２、ＤＡ変換器ＤＡＣ１，２，レギュレータＲＧ１−３、電池ＢＴ、充電制御部ＲＣ、ＵＳＢポートＵＰ、ＵＳＢコントローラＵＣ、および電圧検出部ＭＯＮを具える。また、通信部１１０は、サーキュレータ１１２、ＲＦ部１１４、ＡＤ変換器ＡＤＣ１、ＤＡ変換器ＤＡＣ１、およびベースバンド処理部１１６を具える。また、制御部１２０は、通信方式識別部１２２および通信品質情報取得部１２４を具える。また、アプリケーション部１３０は、ＰＰＰクライアント、ＳＩＰクライアント、ＤＨＣＰサーバの各機能を有する。
【００２７】
無線端末１００は、主として通信部１１０を用いることによって単体でＩＰベースの音声端末として機能する。また、ＵＳＢポートＵＰにＵＳＢケーブルを接続することが可能であり、無線端末１００とクライアントＰＣ１０とは、ＵＳＢケーブルを介してデータをやり取りすることができ、また、クライアントＰＣ１０は、ＵＳＢケーブルを介して電力を無線端末１００に供給することが可能である。クライアントＰＣ１０から無線端末１００への給電が開始された時、電圧検出部ＭＯＮがＵＳＢポートに設けられた所定の給電端子に電圧が印加されていることを検出し、制御部１２０に通知する。この通知によって、制御部１２０はＵＳＢを介してクライアントＰＣ１０と接続されたこいとを認識する。クライアントＰＣとの接続が切れた場合も同様に、クライアントＰＣからの給電が停止された時、電圧検出部ＭＯＮは電圧が印加されていないことを検出し、制御部１２０に通知することで、制御部１２０はクライアントＰＣと接続が終了したことを認識する。
【００２８】
無線端末１００は、クライアントＰＣからＵＳＢポートＵＰに設けられた給電端子を介して給電される５ボルトの直流電圧（ＵＳＢバスパワー）を利用して電池ＢＴに充電を行なう充電制御部ＲＣを有する。ＵＳＢポートＵＰを介してクライアントＰＣが無線端末１００に接続されると、制御部１２０は、充電用のレギュレータＲＧ３をオンにすると共に、レギュレータＲＧ３から供給された電力を電池ＢＴへ充電するよう充電制御部ＲＣに指示する。充電制御部ＲＣは、レギュレータＲＧ３から供給された電力を電池ＢＴへ充電するよう制御を行なう。
【００２９】
無線端末１００が、クライアントＰＣ１０と接続していない、かつ、無線端末単体である場合、無線端末１００は、インターフェイス部ＩＦを用いたユーザからの相手先選択番号入力（典型的には、相手端末識別番号であるＳＩＰアドレス）を待つ。インターフェイス部ＩＦを用いてユーザにより相手先選択番号が入力され、ユーザから発信の指示があった際、制御部１２０は、基地局ＢＳ１との間にトラフィックチャネルを形成し、ＳＩＰサーバ４０を介して相手ＳＩＰ電話機３０との間にＩＰベースの音声経路を確立する。音声経路確立後、スピーカＳＰから入力された音声は、ＡＤ変換器ＡＤＣ２により標本化・符号化されてデジタルデータに変換される。そして、このデジタルデータは、ＩＰパケットにエンカプセルされてから通信相手に送信される。また、通信相手からの音声データを含むＩＰパケットを受信した場合、制御部１２０は音声データを取り出し、復号の後、ＤＡ変換器ＤＡＣ２を用いて音声信号に変換し、スピーカＳＰより音声信号を送出する。以上の機能により、無線端末単体での音声通話を実現する。
【００３０】
無線端末１００が、ＵＳＢポートＵＰを介して、クライアントＰＣと接続している場合において、ＰＣからのＩＰパケットはＮＡＴ変換によりローカルＩＰアドレスからグローバルＩＰアドレスに変換した後、ウェブサーバ等の通信相手に送信される。また、通信相手からのＩＰパケットを制御部が受け取った場合、ＮＡＴ(Network Address Translation)機能によりグローバルＩＰアドレスをローカルＩＰアドレスに変換して、クライアントＰＣに送信する。以上の機能により、無線端末１００は、クライアントＰＣがインターネットに接続するための伝送路として機能する。
【００３１】
次に、無線端末１００と（無線）基地局ＢＳ１−３との間の無線経路について説明する。基地局ＢＳ１−３と無線端末１００との間ではＴＤＭＡ−ＴＤＤ方式のデジタル方式無線通信が採用されている。そのＴＤＭＡ−ＴＤＤフレーム構成を図３に示す。図中のダウンリンクスロットのスロット０は報知情報チャネルとして用いられ、図４のように使用される。
【００３２】
図４は、これら報知情報チャネルから構成されるスーパーフレームを示す図である。図中の奇数フレームに一つの基地局の報知情報チャネルバーストが存在し、全部で８個の報知情報チャネルバーストＢ０―Ｂ７に分けられる。このシステムでは全部で８台の基地局が同じ地域に存在できるものとする。
【００３３】
図５に報知情報チャネルのシンボルコーディングフォーマットを示す。図５に示すように、全体で５４５シンボルの情報を運搬するものとする。１シンボルは２μ秒とする。アップリンクスロット１とダウンリンクスロット１との組み合わせ、及び、アップリンクスロット２とダウンリンクスロット２との組み合わせはユーザデータを運搬するトラフィックチャネルとして使用される。１つのユーザ（即ち無線端末）に対して、トラフィックチャネルは二つまでアグリゲートすることが可能である。
【００３４】
無線端末１００と基地局ＢＳ１−３のいずれか１つとの間に同期が成立していない状態において、無線端末１００の通信部１１０は、Ｂ０−Ｂ７を含む十分な期間を当該キャリア上で受信動作を行なう。アンテナＡＮＴからの受信信号は、サーキュレータ１１２を経てＲＦ部１１４によりIF（中間周波数）データに変換され、変換されたデータは復調器に渡され、復調器（図示せず）およびＡＤ変換器ＡＤＣ１によりシンボル毎の情報列に変換される。無線端末１００は、検出可能な基地局が送信する報知情報チャネルに収容される報知情報信号を受信することにより、各基地局の送信タイミングとＲＳＳＩ情報とを収集する。無線端末１００は、収集したＲＳＳＩ情報により、飽和していない最も高い無線信号品質の基地局を待ち受け基地局として決定し、以後、当該無線基地局との間に同期を確立して待ち受ける。
【００３５】
無線端末１００は、複数の変調方式とチャネルコーディングとの組み合わせをサポートする。一例として無線端末１００から基地局ＢＳ１−３への通信のための変調方式とチャネルコーディングの組み合わせを次の表に示す。変調クラスを０〜７まで定義する。
【００３６】
【表１】
2008306453.tif 000003
【００３７】
この表における変調クラスにおいて、所要ＣＮＲは変調クラス０が最も低く、変調クラスが高くなるに従い所要ＣＮＲが高くなる。また、データレートは変調クラス０が最も少なく、変調クラスが高くなるに従いスループットが増えてゆく。同じ変調クラスである場合は1物理チャネルを使用する場合に対して、２つの物理チャネルを使用する場合（即ち２アグリゲート）は、倍のデータレートになる。論理チャネルには、受信した信号の所要ＣＮＲを相手にフィードバックするための情報フィールド（図示せず）があり、この情報フィールドを参照することにより、自らが送信した信号の、選択した変調クラスと選択したパワーに対する相手側の実際のＣＮＲを知る。
【００３８】
無線端末単体での音声通話の場合、MODクラス（変調クラス）０のみを使用し、他のMODクラスへの変更は行なわない。MODクラス０は、１アグリゲートで11.2Kbpsの帯域を有し、音声パケットを透過させるのに十分な帯域を有す。また、MODクラス０は低い所要ＣＮＲであることと、最大送信パワーが高いため、ノイズ耐性が高く、かつ、広いカバレッジを持つ。さらに高いMODクラスを用いるよりも同じ距離であるならば送信パワーを低くしても所要ＣＮＲを満たすことが可能となり、消費電流を少なくすることができる。
【００３９】
無線端末１００は、ＰＣクライアントとして機能するクライアントＰＣ１０との接続がある状態において、クライアントＰＣ１０からのデータパケットを基地局ＢＳ１−３へ仲介している状態では、送信側は実際のＣＮＲと選択した変調クラスの所要ＣＮＲとの差を求め、以下の手続きにより次回以降に選択すべき変調クラスと選択すべき送信パワーを決定する。実ＣＮＲが現在選択している変調クラスの所要ＣＮＲより低く、かつ、送信出力が現在の変調クラスの上限に達していない場合、次回は出力を１dBmだけ上げて送信を行なう。実ＣＮＲが所要ＣＮＲより低く、かつ、送信出力が現在選択している変調クラスの上限に達しており、かつ、変調クラスが０でない場合、次回は変調クラスを一つ下げて送信を行なう。変調クラスが７でなく、かつ、実ＣＮＲがより上位の変調クラスの所要ＣＮＲを超えており、かつ、現在の送信出力がより当該上位の変調クラスの最大送信出力以下である場合、次回は変調クラスを当該上位変調クラスにする。また、実ＣＮＲが所要ＣＮＲにマージン２dBを加えた値を超えており、かつ、前項に該当しなかった場合は、出力を１dBmだけ下げて送信を行なう。上記のいずれにも該当しなかった場合は、現在の変調クラスかつ現在の送信出力で次回も送信を行なう。
【００４０】
さらに、ベースバンド処理部１１６は、空き物理チャネルを検索し、空き物理チャネルが存在する場合は、２つを上限に物理チャネルのアグリゲーションを行なう。このことにより、データレートの増加を実現させる。これらの手続きによって、送信出力と変調クラスを選択制御し、可能ならばより高い変調クラスへと導く。さらに、可能であるのならば、アグリゲーションを行なうことで、より大きなデータレートをユーザに提供する。
【００４１】
上述したように、無線端末１００は無線端末単体で音声端末として機能している「音声通信モード」と、クライアントＰＣのデータパケットを仲介している「データ通信モード」との二つの通信モードを持つ。また、無線端末１００は、基地局と同期を取っているものの、運搬するべきデータが存在しない「待ち受けモード」をさらに持つ。
【００４２】
図６は、本発明の一実施態様による基地局選択処理を示すフローチャートである。無線端末１００が音声通信モードであるケースを初めに説明する。なお、本フローチャートの全ての処理は、無線端末１００の制御部１２０およびその制御下の各部によって実行される。図に示すように、ステップＳ１にて、制御部１２０は、基地局サーチの実施周期を規定し、これを計時するタイマＴＭを起動する。タイマＴＭは５秒の周期を持つフリーランタイマである。次にステップＳ２にて、タイマＴＭが満了したか否かを判定し、満了するまでステップＳ２を繰り返す。タイマＴＭが満了した場合、ステップＳ３に進み、通信品質情報取得部１２４が、通信部１１０を用いて基地局サーチを行なう。なお、ステップＳ３以降は、タイマＴＭが満了する毎に行われる。基地局サーチでは、通信部１１０は、報知情報チャネルバーストＢ０−Ｂ７を含む十分な期間を当該キャリア上で受信動作（基地局サーチ）を行なう。このようにして、通信品質情報取得部１２４は、基地局サーチにより現在検出可能な全ての基地局の信号タイミングとＲＳＳＩ情報とを収集する。次にステップＳ４にて、通信方式識別部１２２は、後述する諸条件に基づいて、現在の通信が音声通話であるか否かを判定する。現在の通信が音声通話であると判定した場合（即ち、音声通信モードであるとみなした場合）、ステップＳ５に進み、現在待ち受けている基地局のＲＳＳＩ値に６dBのオフセットを加算する。なお、オフセット値は、通信モード別に記憶装置Ｍ１に予め格納してあり、無線端末や基地局の状況や性能に応じて、適宜、修正・調整することが可能な値である。
【００４３】
ステップＳ７にて、制御部１２０は、通信品質情報取得部１２４により測定された現在待ち受けている基地局のＲＳＳＩにオフセットを加算した値よりも良好なＲＳＳＩ値を持つ基地局が存在するか否かを判定する。存在する場合、制御部１２０は、飽和していない最も高い無線信号品質の基地局をハンドオーバー先基地局として決定し、以後、当該無線基地局との間に同期を確立してハンドオーバーを実施するように制御する。そうでない場合、即ち、現在待ち受けている基地局のＲＳＳＩにオフセットを加算した値よりも良好な無線信号品質である基地局が存在しない場合は、ステップＳ２に戻って、タイマＴＭの満了を再度待つ。即ち、制御部１２０は、現状の基地局との間の通信経路を維持するように制御する。このような制御を行なうことにより、音声通信モードである場合は、現在接続中基地局のＲＳＳＩ値が、オフセット値を加算した分だけ見掛け上、嵩上げされるため、基地局の切り替え回数を少なくすることができ、省電力化することができる。即ち、ハンドオーバーの回数が減ることとなり、データが透過しない時間が少なくなるため、主観的音声品質の劣化を少なくすることができる。
【００４４】
次にデータ通信モードのケースを説明する。データ通信モードと音声通信モードとの相違点はステップＳ６のみであり、他のステップは同様であるためそれらの説明を省略する。ステップＳ４にて、音声通話でないと判定された場合（即ち、通信がデータ通信であると見なした場合）は、ステップＳ６に進む。ステップＳ６にて、通信品質情報取得部１２４により測定された現在待ち受けている基地局のＲＳＳＩ値に、２dBのオフセットが加算される。なお、オフセット値２dBは、記憶装置Ｍ１に予め格納してある。現在待ち受けている基地局のＲＳＳＩ値にオフセット値を加算した値よりも良好なＲＳＳＩ値を持つ基地局が存在する場合、制御部１２０は、飽和していない最も高いＲＳＳＩの基地局をハンドオーバー先基地局として決定し、以後、当該無線基地局との間に同期を確立してハンドオーバーを実施するように制御する。そうでない場合、即ち、現在待ち受けている基地局のＲＳＳＩ値にオフセットを加算した値よりも良好なＲＳＳＩ値である基地局が存在しない場合は、制御部１２０は、ステップＳ２に処理を戻し、現状の基地局との間の通信経路を維持するように制御する。
【００４５】
このような制御を行なうことにより、データ通信モードである場合は、常に良好な無線品質の基地局に切り替えることができ、高い所要ＣＮＲを得ることができるため、高いスループットを維持することができる。この代償としてハンドオーバー回数の増加によって消費電流が増加することとなるが、データ通信モードではＵＳＢポートから給電されることが多く、無線端末１００の電池ＢＴの消耗を気にする必要性は低いことになるため、問題ない。ハンドオーバーによるユーザデータ伝送不能時間が増えることとなるが、より高いスループットであるMODクラスを選択可能になるため、ハンドオーバーによるデータを透過しないためにスループットが劣化する問題を補ってあまりある効果を得ることができる。上記のように、通信モード（通信目的）に応じて、選択基地局のＲＳＳＩ値へ加算されるオフセットの量を変更／調整することにより、ハンドオーバーの発生、さらには、そのタイミングや発生頻度などの振る舞いをコントロールして、電力消費状況を最適化することが可能となる。
【００４６】
ステップＳ４における音声通話か否かの判定処理は、通信方式識別部１２２が行なうが、これについて詳細に説明する。通信方式識別部１２２は、少なくとも二つの通信モードを、無線端末１００の外部からの給電があるか否かにより判定する機能を具える。また、通信方式識別部１２２は、少なくとも二つの通信モードを、無線端末１００の外部情報端末との接続が有るか否かにより判定する機能をさらに具える。さらには、通信方式識別部１２２は、少なくとも二つの通信モードを、無線端末の外部との情報を伝送しているか、無線端末の内部の情報を伝送しているかにより判定する機能をさらに具える。通信方式識別部１２２は、通信が音声目的であるか、非音声通信目的（データ通信目的）であるかを判断する目的判定機能（図示せず）をさらに具え、例えば、通信に使用されるコーディックが音声コーディックであるか否かによって音声目的か否か、或いは、上記の条件である給電の有無、外部接続の有無、自装置の内部情報が伝送されているか否かなどの条件の１つ、または、これらの組み合わせなどに基づき判定する。また、目的判定機能は、パケットヘッダの情報、使用している通信プロトコル、また、稼動中のアプリケーションに基づき、判定することも可能である。例えば、通信プロトコルがＲＴＰ(Real time Transport Protocol)であれば、音声目的であると判定し、ＲＴＰ以外であればデータ通信目的と判定する。このようにして、少なくとも二つの通信モードを、音声通信であるか非音声通信目的であるかにより判断することが、無線端末の省電力化やデータ通信時の高いスループット維持に効果を発揮する。また、データ通信終了時には、音声通話目的の無線端末となることも想像に難くない。なお、基地局切り替え（ハンドオーバー）のオーバーヘッドの影響として、音声通信の場合はノイズや無音期間が発生する恐れがあり、影響が大きい。従って、上記処理によって、音声通信の場合には、切り替えの発生を最小化することができ、ノイズや無音期間が発生を抑えることも可能となる。
【００４７】
このような図６の処理による実施態様の変形例として、図６の処理に加えて、図７の処理も実行することが可能である。図７は、本発明の変形例による基地局サーチのタイミング変更処理を示すフローチャートである。なお、本フローチャートの全ての処理は、無線端末１００の制御部１２０およびその制御下の各部によって実行される。図に示すように、ステップＫ１にて、通信方式識別部１２２は、現在の通信が音声通話であるか否かを判定する。音声通話であると判定された場合（即ち、音声通信モードであると見なした場合）は、ステップＫ２に進み、基地局サーチの周期を規定し、計時するタイマＴＭを停止する。タイマＴＭを停止した後、ステップＫ４にて、通信品質情報取得部１２４により測定された現在選択基地局の受信バーストのＲＳＳＩと、所定の規定値とを比較する。なお、所定の規定値は、記憶装置Ｍ１に予め格納してある。ＲＳＳＩが所定の規定値以上である場合は、ステップＫ１に処理を戻す。ＲＳＳＩが所定の規定値未満である場合は、ステップＫ５に進み、制御部１２０の指示に基づいて、通信部１１０が基地局サーチを実施して本フローチャートの処理を終える。その後、図６のステップＳ４の処理に制御を渡す。
【００４８】
ステップＫ１において音声通話でないと判定された場合（即ち、データ通信モードであると見なされた場合）は、ステップＫ３に進み、制御部１２０は、タイマＴＭが停止中か否かを判定する。タイマＴＭが停止中であると判定された場合は、ステップＫ８に進み、タイマＴＭを開始して処理をステップＫ１に戻す。タイマＴＭが停止中でない場合は、ステップＫ６にて、制御部１２０は、タイマＴＭが満了したか否かを判定し、満了していない場合は処理をステップＫ１に戻す。タイマＴＭが満了した場合は、ステップＫ７にて、制御部１２０の指示に基づいて、通信部１１０が基地局サーチを実施する。この場合もステップＫ５と同様に、本フローチャートの処理を終えるが、図６のステップＳ４の処理に制御を渡す。
【００４９】
このように、タイマＴＭを停止して、基地局サーチが、「固定された一定の周期」で実施されないように、通信モードに応じてタイミングを変更することによって、基地局決定動作を変更することができる。これによって、電力消費の振る舞いや、通信品質の一時的な劣化発生（音声通話における主観的品質や音切れなど）などを制御することが可能である。さらに、本変形例ではステップＫ２においてタイマＴＭを停止したが、満了時までの周期を長くしても（例えば、周期を、通常周期の２倍、３倍、１０倍、或いは、数時間などにする）、同様の効果を得ることができる。このように、通信モードに応じて、満了までの周期の長さを変化させることによって、基地局サーチ発生の頻度やタイミングをより細かく調整することが可能である。また、ステップＫ４で使用する所定の規定値も変更可能であり、この値の設定によっても基地局決定動作を変更することが可能である。即ち、所定の規定値を小さくすれば、基地局サーチの開始される場合が少なくなり、ハンドオーバー発生およびこれに伴う電力消費を抑えることが可能となる。また、基地局サーチのとき、音声通話ではノイズが発生し、通信品質が劣化することがあるが、上記変形例では、音声通話の場合に基地局サーチは、所定の規定値未満になるまで実施しなくて済むため、基地局サーチによる品質劣化の発生を最小化することできる。また、基地局サーチの発生を最小化するため、この基地局サーチの後に実行されるハンドオーバーの発生頻度も最小化できる。従って、ハンドオーバーによる音声通話の主観的品質な低下の発生を抑制し、安定した品質での通話が可能となる。
【００５０】
本発明の実施態様の利点をまとめると以下のようになる。各実施態様によれば、音声通信、データ通信といった通信目的に応じて選択基地局へのＲＳＳＩオフセット値を変化させることにより、高いスループットを必要とするようなデータ通信の場合は、積極的により条件の良い基地局への切替を実施し、瞬断が無いことを必要とするような音声通信の場合は、基地局の切替が消極的になる無線端末を提供する。例えば、音声データとデータ通信とで異なるデータが来た場合に、そのデータの通信目的を判断し、システム上の処理を変えることで、音声データの通話品質や無線端末の省電力化にも貢献し、またデータ通信においても、スループットを下げることなく良好に適応可能な手段をもつ無線端末を提供することが可能となる。即ち、音声通信目的やデータ通信目的といった目的に合致した選択基地局へのオフセットを選択することにより、音声通信目的やデータ通信目的を一つの無線端末で実現することができる。また、無線端末単体での動作時に消費電流を抑えることができる。さらに、音声通信では主観的音声品質の良い無線端末を実現することができる。また、データ通信ではより高いスループットを維持することができる。
【００５１】
本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行なうことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各部、各手段、各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段やステップなどを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。実施態様では、通信モードは音声通信モードとデータ通信モードとの２つを挙げたが、これは例示に過ぎず本発明はこれに限定されるものではない。即ち、本発明は、通信モードの特性に応じて、基地局決定動作を変更するものであり、各通信モードに関連付けたオフセット値を含むテーブルや式などを用意しさえすれば、様々な通信モードに対応することが可能である。また、実施態様では、通信品質を示す値としてＲＳＳＩ値を利用したが、ＳＮＲ(Signal to Noise Ratio)、ＣＩＮＲ(Carrier to Interference and Noise Ratio)などを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明による無線端末および他の装置から構成されるネットワークの構成図である。
【図２】本発明の一実施態様による無線端末の詳細なブロック図である。
【図３】ＴＤＭＡ−ＴＤＤフレーム構成を示す図である。
【図４】報知情報チャネルから構成されるスーパーフレームを示す図である。
【図５】報知情報チャネルのシンボルコーディングフォーマットを示す図である。
【図６】本発明の一実施態様による基地局選択処理を示すフローチャートである。
【図７】本発明の変形例による基地局サーチのタイミング更処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５３】
１０  クライアントＰＣ
２０  ウェブサーバ
３０  ＳＩＰ電話機
４０  ＳＩＰサーバ
ＢＳ１−３  基地局
ＮＥＴ  インターネット
ＰＤＳＮ  パケットデータサービスノード
１００  無線端末
１１０  通信部
１１２  サーキュレータ
１１４  ＲＦ部
１１６  ベースバンド処理部
１２０  制御部
１２２  通信方式識別部
１２４  通信品質情報取得部
１３０  アプリケーション部
ＡＤＣ１，２  ＡＤ変換器
ＤＡＣ１，２  ＤＡ変換器
Ｍ１  記憶装置
ＭＩＣ  マイク
ＲＣ  充電制御部
ＭＯＮ  電圧検出部
ＲＧ１−３  レギュレータ
ＳＰ  スピーカ
ＴＭ  タイマ
ＵＣ  ＵＳＢコントローラ
ＵＰ  ＵＳＢポート
ＢＴ  電池
ＩＦ  インターフェイス部
ＡＮＴ  アンテナ
Ｂ０−７  報知情報チャネルバースト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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