(57)【要約】【課題】複数の受信系統を備え、１ｘＥＶ−ＤＯにおける携帯端末のような、通信品質を測定して、測定した通信品質情報に対応したデータ転送レートを無線基地局に対して要求する携帯端末において、受信系統を効果的に制御し消費電力を低減できる携帯端末を提供する。【解決手段】複数の受信系統を備えるとともに、通信品質を測定して、測定した通信品質情報に対応したデータ転送レートを無線基地局に対して要求する携帯端末であって、アプリケーションが必要とする受信転送レートを取得する受信転送レート取得手段と、受信転送レートの閾値を記憶する記憶手段と、該閾値と取得した受信転送レートとを比較する比較手段と、前記比較で、取得した受信転送レートが閾値よりも低い場合、複数の受信系統のうち、一部をＯＦＦする受信系統制御手段とを有する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の受信系統を備えるとともに、通信品質を測定して、測定した通信品質情報に対応したデータ転送レートを無線基地局に対して要求する携帯端末であって、
アプリケーションが必要とする受信転送レートを取得する受信転送レート取得手段と、
受信転送レートの閾値を記憶する記憶手段と、
該閾値と取得した前記受信転送レートとを比較する比較手段と、
前記比較で、取得した前記受信転送レートが前記閾値よりも低い場合、複数の受信系統のうち、一部をＯＦＦする受信系統制御手段と、を有する
ことを特徴とする携帯端末。
【請求項２】
複数の受信系統を備えるとともに、通信品質を測定して、測定した通信品質情報に対応したデータ転送レートを無線基地局に対して要求する携帯端末であって、
アプリケーション実行時の、前記無線基地局からのデータ受信中のデータ転送に関する実効速度を測定する実効速度測定手段と、
受信転送レートの閾値を記憶する記憶手段と、
該閾値と測定した前記実効速度とを比較する比較手段と、
前記比較で、測定した実効速度が前記閾値よりも高い場合、複数の受信系統のうち、一部をＯＦＦする受信系統制御手段と、を有する
ことを特徴とする携帯端末。
【請求項３】
前記記憶手段に記憶された閾値を、最後にデータ受信を行ったときの実効速度に更新する閾値更新手段を、さらに有する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載された携帯端末。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の受信系統を備える携帯端末の受信系統の切り換えに係る技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、移動体通信方式であって次世代の高速無線通信方式としてｃｄｍａ２０００  １ｘＥＶ−ＤＯ方式（以下１ｘＥＶ−ＤＯと略称する）が開発されている。このｃｄｍａ２０００  １ｘＥＶ−ＤＯ方式は、Ｑｕａｌｃｏｍｍ社によるｃｄｍａ２０００  １ｘの拡張方式であり、パケットデータ通信に特化することで、データレートを改善する目的で開発されたＨＤＲ（Ｈｉｇｈ  Ｄａｔａ  Ｒａｔｅ）方式を標準化した方式として、電波産業会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ある。ＨＲＰＤ（Ｈｉｇｈ  Ｒａｔｅ  Ｐａｃｋｅｔ  Ｄａｔａ）とも呼ばれる。
【０００３】
ここで、１ｘＥＶ−ＤＯの無線通信方式について簡単に記述する。上り（端末から基地局への送信）の無線インターフェースの構成はＣＤＭＡ２０００  １ｘとほぼ同様の構成であり、変調方式、多重方式はＱＰＳＫ、ＣＤＭＡである。下り（基地局から端末への送信）はＣＤＭＡ２０００  １ｘとは大きく異なり、変調方式は端末の受信状態に応じてＱＰＳＫ、８ＰＳＫ、１６ＱＡＭを使用する。多重方式もＣＤＭＡではなく、ＴＤＭＡが使われる。多重方式の方法は従来のＰＤＣなどとは大きく異なり、基地局側でどの端末にスロットを割り当てるかをその都度決定（スケジューリング）する方式をとっている。具体的な方法は後述する。
【０００４】
１ｘＥＶ−ＤＯでは、端末側の受信状態が良いほど高い瞬時受信レートで受信をすることができる。更にスケジューリングによっては受信状態が良いほど受信スロットの割り当てられる確率が高くなる。このため受信状態がスループットに大きく影響を与え、受信状態が良いほど高いスループットを得ることができる。これが１ｘＥＶ−ＤＯの大きな特徴となっている。また、受信状態を改善する技術の一つとしてダイバーシチ受信がある。ダイバーシチ受信は複数のアンテナで受信を行い、受信状況を改善することを目的とした技術である。
【０００５】
ダイバーシチ受信は、２つ（もしくは複数本）の受信系統を使用するため、その分だけの電力を要する。ダイバーシチ受信が常にＯＮの場合、Ｃ／Ｉ（搬送波対干渉波比）が十分に良い場所ではダイバーシチ受信をしないでも同様のレベルで受信できる可能性があり、第２受信系統の分だけ無駄な電力を消費してしまうことが考えられる。また、使用アプリケーション等によってはダイバーシチＯＦＦの場合でも十分なスループットが得られる場合も同様である。このような場合にはダイバーシチ受信をＯＦＦにした方がバッテリーの延命化の点で良い。
【０００６】
このようなダイバーシチ受信において、消費電力を抑えることを目的とした技術がいくつか提案されている。
一つは、無線機側で、待ち受け状態の時にはダイバーシチをＯＦＦにして、待ち受け時の消費電力を抑えるというものである。
他の一つは、アンテナダイバーシチＣＤＭ受信機で、走行中・移動中はダイバーシチをＯＮとし、静止中に安定した電波状態の場合にダイバーシチをＯＦＦにするというものである．
他の一つは、携帯電話無線機で、受信レベルが閾値以上の場合にダイバーシチ受信をＯＦＦにして、消費電力を抑えるというものである。
さらに他の一つは、無線通信装置で、選択ダイバーシチでどちらかのアンテナのＲＳＳＩ（受信信号強度）が閾値以上の場合は、他方のアンテナのＲＳＳＩの測定を行わず受信アンテナを一方に固定し、余計な消費電流を削減するというものである。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−３６９２４７号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の技術は、いずれもダイバーシチ受信アンテナの片方の受信部（ＲＦ回路部、及び複合器、合成器等ベースバンド部）を止め、消費電力を減らす制御が行われる。
１ｘＥＶ−ＤＯでは受信レベル（Ｃ／ＩやＲＳＳＩ等）から直接スループットが決まらず、同一セクター内の端末数などもスループットに大きく依存するため、単に受信レベルだけを見るだけなど、単純にダイバーシチ受信のＯＮ／ＯＦＦの判定を行うのは不十分である。
【０００９】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、複数の受信系統を備え、１ｘＥＶ−ＤＯにおける携帯端末のような、通信品質を測定して、測定した通信品質情報に対応したデータ転送レートを無線基地局に対して要求する携帯端末において、受信系統を効果的に制御し消費電力を低減できる携帯端末を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の携帯端末は、複数の受信系統を備えるとともに、通信品質を測定して、測定した通信品質情報に対応したデータ転送レートを無線基地局に対して要求する携帯端末であって、アプリケーションが必要とする受信転送レートを取得する受信転送レート取得手段と、受信転送レートの閾値を記憶する記憶手段と、該閾値と取得した前記受信転送レートとを比較する比較手段と、前記比較で、取得した前記受信転送レートが前記閾値よりも低い場合、複数の受信系統のうち、一部をＯＦＦする受信系統制御手段と、を有することを特徴としている。
【００１１】
また、請求項２に記載の携帯端末は、複数の受信系統を備えるとともに、通信品質を測定して、測定した通信品質情報に対応したデータ転送レートを無線基地局に対して要求する携帯端末であって、アプリケーション実行時の、前記無線基地局からのデータ受信中のデータ転送に関する実効速度を測定する実効速度測定手段と、受信転送レートの閾値を記憶する記憶手段と、該閾値と測定した前記実効速度とを比較する比較手段と、前記比較で、測定した実効速度が前記閾値よりも高い場合、複数の受信系統のうち、一部をＯＦＦする受信系統制御手段と、を有することを特徴としている。
【００１２】
また、請求項３に記載の携帯端末は、請求項１または請求項２に記載の携帯端末において、前記記憶手段に記憶された閾値を、最後にデータ受信を行ったときの実効速度に更新する閾値更新手段を、さらに有することを特徴としている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
はじめに、本発明の概要を説明する。
本発明は、１ｘＥＶ−ＤＯにおける携帯端末のような、通信品質を測定して、測定した通信品質情報に対応したデータ転送レートを無線基地局に対して要求する携帯端末のダイバーシチ受信のＯＮ・ＯＦＦの切り替えに関する発明である。その特徴は、通信をはじめる時にはダイバーシチ受信ＯＦＦで開始し、その時のスループットが必要なレートに満たない場合にダイバーシチをＯＮにする。これによってダイバーシチ受信を行う割合を減らし、一方の受信系統の電力をカットすることで消費電力が小さくなり、バッテリーの延命化につながる。
【００１４】
以下、本発明の一実施の形態を、図を用いて説明する。
なお、以下では広域無線通信の一実施例としてｃｄｍａ２０００  １ｘＥＶ−ＤＯ方式による無線通信環境を利用するものとして説明する。
また、下記の無線通信端末としては、携帯電話機やＰＤＡ（ＰｅｒｓｏｎａｌＤｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ：個人用情報機器）と称される携帯型の端末も含むものとする。また、ＰＤＡの場合、通信手段を内蔵していてもよく、外部から通信手段を接続するものであってもよい。
【００１５】
図１は、本実施の形態の携帯端末１００の概略構成図である。
ダイバーシチ受信が可能な携帯端末の構成の一例を図１に示す。
携帯端末１００は図のように構成され、ＲＦ部（アンテナ１０１ａ，１０１ｂ、第１受信部及び第２受信部の復調器１０２ａ，１０２ｂ、共用器１０４、変調器１０５）、ベースバンド処理部（第１受信部及び第２受信部の復号器１０３ａ，１０３ｂ、合成器１０６、ＣＩＲ予測器１０７、ＣＩＲ−ＤＲＣ変換テーブル１０８、ＭＵＸ（マルチプレクサ）１０９、符号化器１１０、第２受信部電源制御線、合成器制御線等）、ＣＰＵ１１１、メモリ１１２、表示部（例えば液晶ディスプレイ）１１３、操作部（キーパッド、キーボード等）１１４、及び、無線モデムとして使用される場合には、（実際にメールの送受信やインターネットホームページの閲覧等を行う）ＰＣ等との外部Ｉ／Ｆ（シリアルポート、パラレルポート、ＵＳＢ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、赤外線通信、１０ｂａｓｅ−Ｔ  ＬＡＮ等）を備える。なお、携帯端末１００における各部は、１ｘＥＶ−ＤＯ方式による携帯電話機等の携帯端末に使用される周知のデバイスを用いて構成することができる。また、本携帯端末１００は、上記第１受信部および第２受信部を用いたダイバーシチ受信をサポートする端末である。
【００１６】
携帯端末１００における下り通信速度の決定は以下のように行われる。
携帯端末１００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１０１ａおよび／または１０１ｂ、共用器１０４を経由して復調器１０２ａおよび／または１０２ｂにより復調され、復号器１０３ａおよび／または１０３ｂにより復号（逆拡散）処理される。ダイバーシチ受信を行っている場合は、アンテナ１０１ａ，１０１ｂから複合器１０３ａ，１０３ｂでの逆拡散までがそれぞれの受信系統で別に行われ、第１系統と第２系統の受信系統の逆拡散信号が合成器１０６によって重みをつけられ、合成処理される。この復号処理の過程でＣ／Ｉが求まる。一方、ダイバーシチ受信ＯＦＦ時は第２受信系統の電力をカットし、合成器１０６では第１受信系統からの信号のみ使うことになる。
【００１７】
求められたＣ／Ｉの値はＣＩＲ予測器１０７に入力され、次の受信スロットタイミング（１スロットは１．６６ｍｓ＝１／６００秒）でのＣ／Ｉの値が予測される。予測の方法についてはスタンダード（規格）中に明確に記述されたものはないが、例としては線形予測等の方法が挙げられる。予測Ｃ／Ｉ値はＣＩＲ−ＤＲＣテーブル１０８によりＤＲＣに変換される。ＤＲＣ（予測下りデータ通信速度）とは端末が基地局に対して要求する基地局送信レートであり、携帯端末１００があらかじめ送信レート等が異なるテーブルとして保持している。この送信レートに応じて変調方式もレートの低いほうからＱＰＳＫ、８ＰＳＫ、１６ＱＡＭと使い分けられる。
【００１８】
基地局は、携帯端末１００から上記ＤＲＣ値で要求された送信レート、変調方式でこの携帯端末１００に対して送信を行う。基地局の送信パワーは常に一定であり、携帯端末１００はその一定の基地局送信パワーの下、受信ＰＥＲ（パケットエラー率）が１％以下になる送信レートとなるようにＤＲＣが選ばれるようになっている。ＤＲＣは複数段に分かれていて、それぞれの段階でデータレート、変調方式、１パケットを送信するのに必要なスロット数、符号化レート、１パケット中のデータビット数が決められている。予測されたＣ／ＩからＤＲＣは決まるが、この決定で使用するＣＩＲ−ＤＲＣ変換テーブル１０８は例えば以下の表のようになっている。
【００１９】
【表１】
2004297312.tif 000003
【００２０】
この表は一例であって、Ｃ／ＩとＤＲＣの関係は規格によって定められているわけではないが、Ｃ／Ｉが良ければよいほど高いＤＲＣが選ばれることとなる。以上にて記述したＤＲＣは、スロットごとの瞬時データレートを決めるパラメータである。携帯端末１００の実スループットは、このＤＲＣと実際に送られてきたデータ量によって決まることとなる。
【００２１】
１ｘＥＶ−ＤＯでは下りの送信は時分割で行われる。スロット単位で見ると、あるスロットは一つの端末に対してのみ送信が行われる。基地局で各端末への送信スロットの割り当てをスケジューリングによって決めている。
基地局におけるスケジューリングの一つの方法として、送信スロットがあると、各端末からのＤＲＣ及び、各端末の過去１０００スロットでのスループット（つまり１．６６ｓでの各端末のスループット）ＲからＤＲＣ／Ｒを求めて、その値が一番大きい端末にスロットの割り当てを行う方法をとることができる。このようにすると、Ｃ／Ｉが低くＤＲＣが悪い端末でもＲが小さいためＤＲＣ／Ｒが大きくなってスロットの割り当てが無いということが無くなる。以上のように携帯端末１００のスループットはＤＲＣと基地局におけるスケジューリングによって決められる。
【００２２】
以上のような通信環境のもとでも、電波状態の変動が大きい時など、ダイバーシチ受信を行うことによって、受信状態を大きく改善する効果が期待できる。このダイバーシチ受信によって、シングルアンテナの場合よりも高いＣ／Ｉを得られることが期待でき、高いＤＲＣを要求可能なることを期待できる。実際の実験によってもダイバーシチ受信をしている方がトータルスループットは高い値となっている。
しかし、使用するアプリケーションによっては必ずしも高いスループットを必要としない。例えばＶｏＩＰ（Ｖｏｉｃｅ  ｏｖｅｒ  ＩＰ）のみを使用するアプリケーションでは、比較的低いスループットで十分である。例えば６４ｋｂｐｓで十分な場合、ダイバーシチ受信をしなくても十分スループットを得られる場合があり、ダイバーシチ受信をすることは消費電力が増える分デメリットとなってしまう。
【００２３】
これを回避するために、ダイバーシチ受信のＯＮ・ＯＦＦ制御にアプリケーションの情報（ここでは、アプリケーションが必要とするスループットの情報）を使用する。ダイバーシチ受信ＯＦＦの時にアプリケーションが必要とするスループットが得られている場合にはダイバーシチ受信を行わず、アプリケーションが必要とするスループットが得られていない場合に、はじめてダイバーシチをＯＮにする。
以後ＶｏＩＰを例に、本発明に係る携帯端末１００の動作を、図２、３を参照し説明する。
【００２４】
ここで、ＶｏＩＰで必要なスループットが６４ｋｂｐｓであると仮定する。
はじめに、ＣＰＵ１１１は、通信を行う時に外部Ｉ／Ｆを通し、（例えば、ＰＣ上の）アプリケーションから、固定レート６４ｋｂｐｓで通信を行うという情報（アプリケーションが必要とする通信品質であるスループット）を取得する（Ｓ１０１、Ｓ２０１）。このときそのアプリケーションに、必要とするスループット情報が存在すれば（Ｓ１０２、Ｓ２０２でＹＥＳ）、ＣＰＵ１１１は、さらにメモリ１１２から閾値１（ダイバーシチ受信をＯＦＦで通信を開始するための下りスループットの閾値：例えば１２８ｋｂｐｓ。アプリケーションが必要とするスループットが、この閾値１以上ならばダイバーシチ受信を行った方が良い場合に使用。）を読み出す（Ｓ１０３、Ｓ２０３）。
【００２５】
ＣＰＵ１１１は、この携帯端末１００がＶｏＩＰ以外の通信をしておらず、かつ、アプリケーションから取得した必要なスループットである６４ｋｂｐｓがメモリ１１２に格納された閾値１よりも低かった場合（Ｓ１０４、Ｓ２０４の判断で、ＹＥＳの判定）、第２受信部の電源をカットし、ダイバーシチ受信をＯＦＦにして通信を開始する（Ｓ１０５、Ｓ２０５）。なお、初期段階では、前述のようにダイバーシチ受信はＯＦＦであり、最初に実行されるＳ１０５、Ｓ２０５の処理ではこのＯＦＦの状態を維持する。この後、一定時間（例えば５秒）このままダイバーシチ受信ＯＦＦで受信を行い、スループットを測定する（Ｓ１０６、Ｓ２０６）。
【００２６】
測定されたスループットが必要な６４ｋｂｐｓに達していなかった場合（Ｓ１０７、Ｓ２０７の判断でＮＯの判定）、ＣＰＵ１１１は、第２受信部の電源を入れ、ダイバーシチをＯＮにする（Ｓ１０８、Ｓ２０８）。一方、スループットが６４ｋｂｐｓに達していた場合（Ｓ１０７、Ｓ２０７の判断でＹＥＳの判定）には、そのままダイバーシチ受信をＯＦＦで受信を続け、通信が継続されている場合（Ｓ１０９、Ｓ２０９の判断でＹＥＳの判定）、一定時間後（前と同じ５秒。又は１０秒など別の値でも良い）に再びスループットが６４ｋｂｐｓに達しているかどうかの判定を行い（Ｓ１０７、Ｓ２０７）、ダイバーシチをＯＮかＯＦＦの判断を行う。このようにすることによってダイバーシチ受信を行う時間を短くできる可能性があり、その分だけ消費電力を小さくできる。
【００２７】
ここで使用した閾値１はメモリ１１２に定数として備えていても良いし、最後に通信を行った時のスループットの値（実効速度）、またはその値にオフセットをつけたものでも良い（例えば、最後にダイバーシチＯＦＦで受信を行っていて１５０ｋｂｐｓのスループットが得られていた場合にはその値を閾値１としたり、又は１５０ｋｂｐｓを０．９倍して、１３５ｋｂｐｓを閾値１とする。ダイバーシチＯＮで１５０ｋｂｐｓのスループットが得られていた場合には、０．７倍して１０５ｋｂｐｓを閾値１とする）。
【００２８】
さらに、必要スループットが６４ｋｂｐｓのＶｏＩＰ通信中に上記のようにした結果、ダイバーシチ受信をＯＮで通信を行っている時（又は、必要スループットが６４ｋｂｐｓのＶｏＩＰ通信でも、初めからダイバーシチ受信で通信を開始した時）に、しばらくして再びダイバーシチ受信をＯＦＦにすると、受信状態が改善されていてダイバーシチ受信を行わなくても必要なスループット（６４ｋｂｐｓ）が得られる可能性がある。このような場合もダイバーシチ受信の分だけ消費電力が増えてしまう。
【００２９】
このような場合には、図３のＳ２０８以降のように一定時間（例えば３秒）後、ダイバーシチ受信を一度ＯＦＦにして（Ｓ２０５）スループットの測定を行い（Ｓ２０６）、ダイバーシチ受信ＯＮ／ＯＦＦの判定（Ｓ２０７）を行ってもよい。この時にダイバーシチ受信をＯＦＦにしている間に必要レートに満たない可能性を少なくするために閾値２（例えばアプリケーション必要スループットの定数倍、例として６４ｋｂｐｓの２倍で１２８ｋｂｐｓ等）を使用し、ダイバーシチ受信をおこなっている時に閾値２を超えるスループットを得られている場合にのみダイバーシチをＯＦＦにするという判定をする処理を行っても良い。
なお、Ｓ１０２またはＳ２０２あるいはＳ１０４またはＳ２０４にて、必要なスループットが無いと判定された場合は、ダイバーシチ受信をＯＮとして（Ｓ１１０、Ｓ２１０）通信終了まで通信を行う。
【００３０】
以上のように、アプリケーションによって必要な受信レートがダイバーシチ受信を行わなくても得られている場合、ダイバーシチ受信をＯＦＦにすることによって、ダイバーシチ受信を行う確率を低くでき、結果、通信中の消費電力を小さくすることができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、受信系統を効果的に制御することにより、消費電力を低減でき、バッテリーの延命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態である携帯端末の概略構成を示すブロック図である。
【図２】同実施の形態の携帯端末の動作フローチャートの一例である。
【図３】同実施の形態の携帯端末の動作フローチャートの一例である。
【符号の説明】
１００…携帯端末
１０１ａ、１０１ｂ…アンテナ
１０２ａ…（第１受信部の）復調器
１０３ａ…（第１受信部の）復号器
１０２ｂ…（第２受信部の）復調器
１０３ｂ…（第２受信部の）復号器
１０４…共用器
１０５…変調器
１０６…合成器
１０７…ＣＩＲ予測器
１０８…ＣＩＲ−ＤＲＣ変換テーブル
１０９…ＭＵＸ
１１０…符号化器
１１１…ＣＰＵ
１１２…メモリ
１１３…表示部
１１４…操作部
【図１】
2004297312.tif 000004
【図２】
2004297312.tif 000005
【図３】
2004297312.tif 000006