JP2010166231A - 移動無線端末装置および着信待受方法 - Google Patents

Abstract

【課題】大きなセルと小さなセルがオーバーレイする環境でも、アイドルモードの移動局が不必要なリセレクション処理を抑制することが可能な移動無線端末装置および着信待受方法を提供する。
【解決手段】制御部１００は、無線通信部１０を制御して、基地局装置ＢＳから近隣の周辺セルのセル情報を取得し、サービングセルとして他のセルにオーバーレイしないセルを選択して位置登録を行い、アイドルモードに移行するようにした。また通信を行う場合には、制御部１００は、サービングセルがサービスに対応するかを判定し、対応しない場合には、セルサーチの結果やセル情報などに基づいて、無線通信部１０を制御して、サービスに対応するセルにリセレクションするようにしたものである。
【選択図】 図１

Description

この発明は、例えばセルラシステムなどの無線通信システムに関する。

周知のように、従来のセルラシステムなどの無線通信システムは、多数の基地局によってセルと呼ばれる無線通信エリアを形成し、移動局が移動しても、セルを切り替えるハンドオーバを実施して、通信を継続することを可能にしている。また移動局は、着信を待ち受けるアイドルモードと、通信を行うアクティブモードを切り替えて動作する。

移動局がアイドルモードの状態にある場合、接続しているセル（以下、サービングセルと称する）との間に個別回線は確立していないため、移動局は、BCCHを通じてサービングセルから報知されるシステム情報を取得し、このシステム情報に基づいて、セルサーチやリセレクションを行う。システム情報には、サービングセルの周辺でセルを形成する基地局（以下、周辺基地局と称する）の識別情報が含まれており、この情報に基づいてセルサーチを行い、必要に応じてセルのリセレクションを実行する。なお、リセレクションが、予めシステムによって定められたゾーンを跨ぐ場合には、サービングセルに対してその旨を報告する。

一方、移動局がアクティブモードの状態にある場合、サービングセルとの個別回線（DCCH）を通じて、移動局は、制御情報を取得し、この制御情報に基づいて、セルサーチやリセレクションを行う。制御情報には、システム情報と同様に、周辺基地局の識別情報が含まれており、この情報に基づいてセルサーチを行い、必要に応じてセルのリセレクション（ハンドオーバ）を実行する。

このように、移動局がセルサーチの対象となる周辺基地局の情報は、それぞれ報知情報（BCCH）や個別制御情報（DCCH）によってサービング基地局から通知される。すなわち、移動局がどの周辺基地局について品質測定を実行するかは、ネットワークによって管理される。なお、システム情報やセル情報の詳細については、非特許文献１などに記載されている。

ところで、セルには、数百メートルから数キロメートルの半径のカバーエリアを有するマクロセルと、数メートルから数十メートルの半径のカバーエリアを有するマイクロセルやピコセルがある。マイクロセルやピコセルは、地下や屋内の電波の届きにくいところや、高速通信サービスを特定の場所で提供する場合などに形成される。

これらの各種セルは、互いにカバーエリアが重なり合ったり（オーバーレイ）、重ならずに独立してカバーエリアを形成するなど、多岐にわたっている。このような環境下で、例えば、移動中の移動局は、サービングセルであるマクロセルから、たまたま通りかかったピコセルにリセレクションし、すぐにまたマクロセルにリセレクションするということが生じる。このような不要なリセレクションは、アイドルモードの移動局にとってバッテリ電力を浪費するだけであり非常に無駄である。またシステムにとっては不必要な負荷となっていた。

またこれに対して従来は、マクロセルにオーバーレイしているマクロセルやピコセルについては、個別制御情報だけでその存在を移動局に報知する手法が考えられている。これによれば、マクロセルやピコセルについては、アクティブモードの移動局に対してのみ、個別制御情報（DCCH）によってサービング基地局から通知されることになるので、、アイドルモードの移動局がマクロセルやピコセルにリセレクションすることを防止できる。

しかしながら、このような構成では、マクロセルやピコセルをサービングセルとした方がよい状況でも、必ずその前にマクロセルをサービングセルとする必要があり、不必要なリセレクションを実行することになってしまうという問題があった。この問題は、通信を行うまでに時間がかかるという問題や、無線リソースの浪費につながる。
3GPP TS 25.331 Radio Resource Control (RRC); Protocol Specification (Release6)

従来の移動無線端末装置では、アイドルモードの移動局が不必要なリセレクションによってバッテリ電力を浪費したり、あるいはマクロセルやピコセルをサービングセルとすべき状況下で、無駄なリセレクションを実行してバッテリ電力を浪費するという問題があった。

この発明は上記の問題を解決すべくなされたもので、大きなセルと小さなセルがオーバーレイする環境でも、アイドルモードの移動局が不必要なリセレクション処理を抑制することが可能な移動無線端末装置および着信待受方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、この発明は、ネットワークに接続される基地局と無線通信する移動無線端末装置において、基地局から、周辺の基地局が属するセルが他のセルに包含されるか否かを示すセル情報を取得する取得手段と、この取得手段が取得したセル情報に基づいて、他のセルに包含されないセルを通じて位置登録を行う位置登録手段と、この位置登録手段が位置登録に用いたセルを通じて、着信を待ち受ける着信待受手段とを具備して構成するようにした。

以上述べたように、この発明では、周辺の基地局が属するセルが他のセルに包含されるか否かを示すセル情報を取得し、このセル情報に基づいて、他のセルに包含されないセルを通じて位置登録を行い、着信を待ち受けるようにしている。

したがって、この発明によれば、他のセルに包含されないセルを通じて着信を待ち受けるので、大きなセルと小さなセルがオーバーレイする環境でも、アイドルモードの移動局が不必要なリセレクション処理を抑制することが可能な移動無線端末装置および着信待受方法を提供できる。

以下、図面を参照して、この発明の一実施形態について説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係わる移動無線端末装置の構成を示すブロック図である。この移動無線端末装置は、図１に示すように、主な構成要素として、制御部１００と、無線通信部１０と、表示部２０と、通話部３０と、操作部４０と、記憶部５０とを備え、基地局装置ＢＳおよび移動通信網ＮＷを介して通信する。

基地局装置ＢＳには、多数の基地局装置ＢＳによって１つのマクロセルを形成するものと、少数の基地局装置ＢＳによって１つのマイクロセルを形成するものと、より少数の基地局装置ＢＳによって１つのピコセルを形成するものがある。ピコセルの基地局装置ＢＳは、他のセルの基地局装置ＢＳに比べて高速通信が可能な通信方式に対応している。

無線通信部１０は、制御部１００の指示にしたがって、移動通信網ＮＷに収容された基地局装置ＢＳと無線通信を行うものであって、この無線通信により、音声データや電子メールデータなどの送受信、Ｗｅｂデータやストリーミングデータなどの受信を行う。また無線通信部１０は、マクロセルやマイクロセルの基地局装置ＢＳとの間で行われる通常速度の通信方式に対応するとともに、ピコセルの基地局装置ＢＳとの間でより高速な通信を行うための通信方式にも対応している。

表示部２０は、例えばLCD(Liquid Crystal Display)や有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイなどを用いた表示手段であって、制御部１００の制御により、画像（静止画像および動画像）や文字情報などを表示して、視覚的にユーザに情報を伝達するものである。

通話部３０は、スピーカ３１やマイクロホン３２を備え、マイクロホン３２を通じて入力されたユーザの音声を音声データに変換して制御部１００に出力したり、通話相手などから受信した音声データを復号してスピーカ３１から出力するものである。
操作部４０は、文字や数字、所定の命令を入力するための複数のキースイッチなどを備え、これを通じてユーザから指示を受け付けるものである。

記憶部５０は、制御部１００の制御プログラムや制御データ、アプリケーションソフトウェア、通信相手の名称や電話番号などを対応づけたアドレスデータ、送受信した電子メールのデータ、ＷｅｂブラウジングによりダウンロードしたＷｅｂデータや、ダウンロードしたコンテンツデータを記憶し、またストリーミングデータなどを一時的に記憶するものである。なお、具体的には、ＨＤＤ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリなどで構成され、これらの１つで、または複数を組み合わせて構成することができる。

また記憶部５０は、制御データの１つとして、図２に示すようなセル情報を記憶する。このセル情報は、サービングセルから受信したシステム情報や制御情報に基づくものであって、セルを識別するセルＩＤに対応付けて、そのセルの無線ゾーンが他のセルの無線ゾーンに包含されるか否かを示すオーバーレイ（O.V.L）情報と、そのセルが提供するサービスの種別を示すサービスクラスが含まれる。なお、サービスクラスｃ０は、例えば、回線交換接続による音声通話サービスを示す、サービスクラスｃ１は、例えば、高速データ通信サービスを示している。

制御部１００は、マイクロプロセッサを備え、記憶部５０が記憶する制御プログラムや制御データにしたがって動作し、当該移動無線端末装置の各部を統括して制御し、音声通信やデータ通信を実現するものである。また制御部１００は、記憶部５０が記憶するアプリケーションソフトウェアにしたがって動作し、電子メールの送受信や、Ｗｅｂブラウジング、ダウンロードしたストリーミングデータに基づいて動画像を表示部２０に表示したり、音声通信を行う通信制御機能を備える。

次に、上記構成の移動無線端末装置の動作について説明する。以下の説明では特に、セルのリセレクション処理を中心に説明する。図３にそのフローチャートを示す。このフローチャートは、制御部１００の処理を説明するものであって、制御部１００が記憶部５０に記憶される制御プログラムにしたがって動作することにより実現される。この処理は、当該移動無線端末装置の電源が投入されると開始され、電源が切られるまでくり返し実行される。

まずステップ３ａにおいて制御部１００は、無線通信部１０を制御して、初期セルサーチを実行し、各セルにて基地局装置ＢＳから送信されるパイロット信号を受信し、各セルの基地局装置ＢＳから受信したパイロット信号の受信レベルを測定して、ステップ３ｂに移行する。

ステップ３ｂにおいて制御部１００は、以前に基地局装置ＢＳから取得したシステム情報を記憶部５０に保持しているか否かを判定する。ここで、システム情報を保持している場合には、ステップ３ｇに移行し、一方、システム情報を保持していなかったり、所定時間が経過した古いシステム情報を保持している場合には、ステップ３ｃに移行する。

ステップ３ｃにおいて制御部１００は、ステップ３ａで測定した受信レベルのうち、最も高い受信レベルのセルをサービングセルとして選択し、無線通信部１０を制御して、このサービングセルを通じて移動通信システムに位置登録（レジストレーション）を行い、ステップ３ｄに移行する。

ステップ３ｄにおいて制御部１００は、無線通信部１０を制御して、サービングセルから送信されるBCCHを受信して、図２に例示したようなセル情報を含むシステム情報を取得し、このシステム情報を記憶部５０に記録し、ステップ３ｅに移行する。
ステップ３ｅにおいて制御部１００は、ステップ３ｄで取得したシステム情報（セル情報）を参照し、サービングセルが他のセルに包含されているか、すなわちサービングセルが他のセルにオーバーレイしているか否かを判定する。ここで、サービングセルが他のセルにオーバーレイしている場合には、ステップ３ｇに移行し、一方、他のセルにオーバーレイしていない場合には、ステップ３ｆに移行する。

ステップ３ｆにおいて制御部１００は、無線通信部１０が受信する信号を監視してサービングセルで着信の発生を待ち受けたり、操作部４０を通じたユーザからの発信要求の発生を待ち受けるアイドルモードに移行し、ステップ３ｈに移行する。
ステップ３ｇにおいて制御部１００は、最新のサーチ結果（ステップ３ａあるいはステップ３ｊのサーチ結果）と、保持していたシステム情報（セル情報）とに基づいて、無線通信部１０を制御して、オーバーレイしていないセルにリセレクションし、このセルをサービングセルとして選択してレジストレーション（位置登録）を行った後、アイドルモードに移行して、ステップ３ｈに移行する。

ステップ３ｈにおいて制御部１００は、無線通信部１０が受信するサービングセルからの信号を監視して、サービングセルからの信号が受信できなくなって、その圏外に移動するなどしたか否かを判定する。ここで、圏外に移動したと判定した場合には、ステップ３ｊに移行し、一方、圏外に移動していないと判定した場合には、ステップ３ｉに移行する。

ステップ３ｉにおいて制御部１００は、無線通信部１０がサービングセルから着信の発生を報知する情報を受信したり、あるいは、操作部４０を通じてユーザからの発信要求が発生するなどして、アクティブモードに移行する必要が生じたか否かを判定する。ここで、アクティブモードに移行する必要がある場合には、ステップ３ｋに移行し、一方、アイドルモードのままでよい場合には、ステップ３ｈに移行し、再び圏外か否かの判定を行う。

ステップ３ｊにおいて制御部１００は、記憶部５０に保持している最新のシステム情報（セル情報）に基づいて、無線通信部１０を制御して、他のセルにオーバーレイしていないセルについて、セルサーチを行い、ステップ３ｃに移行する。以後、前述したステップ３ｃ以降の処理によって、オーバーレイしていない別のセルをサービングセルに選択し、アイドルモードに移行する。

ステップ３ｋにおいて制御部１００は、これより行おうとする通信のサービスクラスを検出し、ステップ３ｌに移行する。すなわち、着信の場合には、サービングセルから受信した着信処理に関わる制御信号に含まれる情報から、サービスクラスを検出し、一方、操作部４０を通じたユーザからの発信要求の場合には、その要求の種類に応じたサービスクラスを検出する。

ステップ３ｌにおいて制御部１００は、記憶部５０に保持している最新のシステム情報（セル情報）を参照し、サービングセルのサービスクラスが、ステップ３ｋで検出したサービスクラスに対応しているか否かを判定する。ここで、サービングセルがサービスクラスに対応していない場合には、ステップ３ｍに移行し、一方、サービングセルがサービスクラスに対応している場合には、ステップ３ｎに移行する。

ステップ３ｍにおいて制御部１００は、最新のサーチ結果（ステップ３ａあるいはステップ３ｊのサーチ結果）と、保持していたシステム情報（セル情報）とに基づいて、無線通信部１０を制御して、ステップ３ｋで検出したサービスクラスに対応するセルで、そのうち最も受信レベルの高いセルにリセレクションし、サービングセルを変更する。そして、制御部１００は、無線通信部１０を制御し、新たなサービングセルを通じてレジストレーション（位置登録）を行い、ステップ３ｎに移行する。

ステップ３ｎにおいて制御部１００は、無線通信部１０を制御して、サービングセルとの間で、通信の種別に応じた所定の手順にしたがい、呼接続処理を実行し、ステップ３ｋで検出したサービスクラスに対応する通信リンクを確立して、ステップ３ｏに移行する。 ステップ３ｏにおいて制御部１００は、無線通信部１０などを制御して、通信を開始し、ステップ３ｐに移行する。

ステップ３ｐにおいて制御部１００は、無線通信部１０がサービングセルから通信終了を示す信号を受信したり、あるいは、操作部４０を通じてユーザからの通信終了の要求が発生するなどして、再びアイドルモードに移行する必要が生じたか否かを判定する。ここで通信が終了しない場合には、引き続きステップ３ｐにて、通信終了を監視し、一方、通信が終了した場合には、ステップ３ｊに移行し、以降の処理によって、オーバーレイしていないセルをサーチして、オーバーレイしていないセルをサービングセルとして選択する。

次に、移動無線端末装置の具体的な移動例を挙げて、どのようにリセレクションを行うかについて説明する。図４に移動例を示す。図４では、移動無線端末装置の主な移動場所を、位置Pa、Pb、Pc、Pdで示しており、この順序で移動する場合を示している。

また各セルは、図２に例示したセル情報に対応するものであって、セル２１０およびセル２２０は、マクロセルであって、他のセルを含んでも他のセルには含まれない（オーバーレイしていない）セルであり、サービスクラスｃ０に対応する。セル２１１は、セル２１０に含まれない（オーバーレイしていない）マイクロセルであって、サービスクラスｃ０，ｃ１に対応する。そして、セル２１２およびセル２２１は、それぞれマクロセル２１０，２２０に含まれる（オーバーレイしている）マイクロセルやピコセルであって、サービスクラスｃ１にのみ対応する。

位置Paにおいて移動無線端末装置は、初期セルサーチ（ステップ３ａ）によって、受信レベルの高いセル２１０，２１２を検出するが、ステップ３ｅの判断により、結果的にオーバーレイしていないセル２１０をサービングセルとして設定（ステップ３ｆあるいはステップ３ｇ）し、アイドルモードに移行する。

そして、位置Pbに移動した移動無線端末装置は、サービングセルがセル２１０であることより圏外になるため（ステップ３ｈ）、ステップ３ｊにてオーバーレイしていないセルをサーチして、ステップ３ｃ〜３ｆの処理の結果、セル２１１をサービングセルに設定する。

そしてさらに位置Pcに移動した移動無線端末装置は、サービングセルがセル２１１であることより圏外になるため（ステップ３ｈ）、ステップ３ｊにてオーバーレイしていないセルをサーチして、ステップ３ｃ〜３ｆの処理の結果、再びセル２１０をサービングセルに設定する。

その後、位置Pdに移動した移動無線端末装置は、サービングセルがセル２１０であることより圏外になるため（ステップ３ｈ）、ステップ３ｊにてオーバーレイしていないセルをサーチして、ステップ３ｃ〜３ｆの処理の結果、セル２２０をサービングセルに設定する。ステップ３ｊにおいてセル２２１は、オーバーレイしているため、サーチ対象とはならない。

そして、位置Pdに居る移動無線端末装置は、アクティブモードに移行する必要が生じると（ステップ３ｉ）、ステップ３ｋにて、これより行おうとする通信のサービスクラスを検出する。ここで検出したサービスクラスが、ｃ０であった場合には、サービングセルであるセル２２０が対応するため（ステップ３ｌ）、呼接続処理（ステップ３ｎ）を実行し、通信を開始する（ステップ３ｏ）。一方、検出したサービスクラスが、ｃ１であった場合には、サービングセルであるセル２２０が対応しないため（ステップ３ｌ）、ステップ３ｍにて、サービスクラスｃ１に対応するセル２２１にリセレクションしたのち、呼接続処理（ステップ３ｎ）を実行し、通信を開始する（ステップ３ｏ）。

以上のように、上記構成の移動無線端末装置では、基地局装置ＢＳから図２に例示したような近隣の周辺セルのセル情報を取得し、サービングセルとして他のセルにオーバーレイしないセルを選択して位置登録を行い、アイドルモードに移行するようにしている。また通信を行う場合には、サービングセルがサービスに対応するかを判定し、対応しない場合には、セルサーチの結果やセル情報などに基づいて、サービスに対応するセルにリセレクションするようにしている。

したがって、上記構成の移動無線端末装置によれば、他のセルにオーバーレイする小さなセルをサービングセルとして選択することを抑制できるので、この結果、移動に伴うリセレクション処理の発生を抑制することができ、バッテリ電力の浪費を抑制できる。また、これに伴って、システム側には、リセレクションによる処理負荷を軽減することができる。

なお、この発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また上記実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって種々の発明を形成できる。また例えば、実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除した構成も考えられる。さらに、異なる実施形態に記載した構成要素を適宜組み合わせてもよい。

この発明に係わる移動無線端末装置の一実施形態の構成を示す回路ブロック図。 図１に示した移動無線端末装置の記憶部が記憶するセル情報の一例を示す図。 図１に示した移動無線端末装置のリセレクションを説明するためのフローチャート。 図１に示した移動無線端末装置の移動に伴う処理を説明するための図。

１０…無線通信部、２０…表示部、３０…通話部、３１…スピーカ、３２…マイクロホン、４０…操作部、５０…記憶部、１００…制御部、ＢＳ…基地局装置、ＮＷ…移動通信網。

Claims (6)

1. ネットワークに接続される基地局と無線通信する移動無線端末装置において、
   前記基地局から、周辺の基地局が属するセルが他のセルに包含されるか否かを示すセル情報を取得する取得手段と、
   この取得手段が取得したセル情報に基づいて、他のセルに包含されないセルを通じて位置登録を行う位置登録手段と、
   この位置登録手段が位置登録に用いたセルを通じて、着信を待ち受ける着信待受手段とを具備することを特徴とする移動無線端末装置。
2. さらに、前記セル情報に基づいて、他のセルに包含されないセルを探索する探索手段を備え、
   前記位置登録手段は、位置登録に用いたセルのサービス圏外となった場合に、前記探索手段の探索結果に基づいて、新たに他のセルに包含されないセルを通じて位置登録を行うことを特徴とする請求項１に記載の移動無線端末装置。
3. 前記セル情報は、セル毎にサービスの種別を示すサービス識別情報を有するものであって、
   さらに、前記サービス識別情報に基づいて、所定のサービスに対応するセルを探索する探索手段と、
   音声通信あるいはデータ通信を行う場合に、前記セル情報に基づいて、位置登録に用いたセルがサービスに対応するか否かを判定するサービス判定手段とを備え、
   前記位置登録手段は、前記サービス判定手段の判定結果に基づいて、位置登録に用いたセルがサービスに対応しない場合に、前記探索手段の探索結果に基づいて、所定のサービスに対応するセルを通じて位置登録を行うことを特徴とする請求項１に記載の移動無線端末装置。
4. さらに、前記セル情報に基づいて、他のセルに包含されないセルを探索する探索手段を備え、
   前記位置登録手段は、音声通信あるいはデータ通信が終了した場合に、前記探索手段の探索結果に基づいて、他のセルに包含されないセルを通じて位置登録を行うことを特徴とする請求項１に記載の移動無線端末装置。
5. さらに、セル毎に受信レベルを検出する受信レベル検出手段とを備え、
   前記取得手段は、セル情報が無い場合に、前記受信レベル検出手段の検出結果に基づいて、受信レベルが最も高いセルからセル情報を取得することを特徴とする請求項１に記載の移動無線端末装置。
6. ネットワークに接続される基地局と無線通信する移動無線端末装置における着信待受方法であって、
   前記基地局から、周辺の基地局が属するセルが他のセルに包含されるか否かを示すセル情報を取得する取得工程と、
   この取得工程で取得したセル情報に基づいて、他のセルに包含されないセルを通じて位置登録を行う位置登録工程と、
   この位置登録工程で位置登録に用いたセルを通じて、着信を待ち受ける着信待受工程とを具備することを特徴とする着信待受方法。

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