JP3889923B2

JP3889923B2 - 無線通信システム用端末装置

Info

Publication number: JP3889923B2
Application number: JP2000350857A
Authority: JP
Inventors: 浩二田島
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2000-11-17
Filing date: 2000-11-17
Publication date: 2007-03-07
Anticipated expiration: 2020-11-17
Also published as: JP2002159033A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
各々通信エリアを有する複数の基地局を備えかつ複数のスロットを使用した無線通信システム用の移動可能な端末装置に関し、特にそのハンドオーバ機能に関する。
【０００２】
【従来の技術】
各々通信エリアを有する複数の基地局を備える無線通信システム、例えばパーソナルハンディーホンシステム（以下「ＰＨＳ」と記す。）（登録商標）は、小ゾーン方式のため１つの基地局と通信できる範囲は小さく、通話中に移動した場合は隣接する他の基地局によって通信が引き継がれる（ハンドオーバ）。ハンドオーバには、基地局からＰＨＳ端末装置に対してハンドオーバを要求してくる場合と、ＰＨＳ端末装置が通信中の受信レベルを測定し、基地局から指定された受信レベル（再発呼型ハンドオーバ保持レベル）以下になったことを判断してハンドオーバ処理を行う２通りがあるが、どちらもハンドオーバ開始時に、周辺基地局の測定を行い、受信した基地局の中から最も受信レベルの高い基地局にハンドオーバを行うが、複数のスロット（以下「マルチスロット」という。）を使用した通信の場合、ハンドオーバ先の基地局もマルチスロット対応である必要があり、従来のハンドオーバ検索ではマルチスロット対応かどうか判断ができないため、通話エリアの基地局すべてがマルチスロット対応でない場合、ハンドオーバ対象の基地局としてマルチスロット非対応基地局を選択する可能性がある。また、基地局がマルチスロット対応かどうかの判断はその基地局の制御チャネルを４．８秒以上受信しなければ判断ができない。ところが、ＲＣＲ−ＳＤＴ２８より、ハンドオーバ時間は最大６秒間となっているために、残りの１．２秒間でハンドオーバ先基地局に同期確立するのは困難であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のＲＣＲ−ＳＴＤ２８で規定されているハンドオーバ処理ではハンドオーバ起動後に周辺基地局を測定し、その結果のみでハンドオーバ先を決定していたため、すべての基地局がマルチスロット対応であれば問題ないが、実際の公衆網ではマルチスロット非対応基地局も存在しているため、選択した基地局がハンドオーバ不可能の場合があるといった問題を有していた。
【０００４】
また、従来のＰＨＳ端末装置ではハンドオーバ検索時に４．８秒間検索を行いマルチスロット対応基地局を選択することも行っているが、ＲＣＲ−ＳＤＴ２８より、ハンドオーバ時間は最大６秒間となっているために、残りの１．２秒間でハンドオーバ先基地局に同期確立するのは困難であるといった問題を有していた。
【０００５】
ハンドオーバの処理時間が長いという問題については、この問題を解決するために、通話中に通話スロットとは別のスロットを用いて他基地局からの受信レベルを検出し、受信レベルがしきい値レベルを越える場合、受信レベルの信号を送出している基地局の識別情報（ＣＳ−ＩＤ）をその無線受信レベルと共にメモリに記憶する。その後、通話中の基地局からハンドオーバ処理への移行が指示された場合、端末装置はメモリ内のＣＳ−ＩＤを参照し、該当する基地局に対してハンドオーバ処理を行う。
【０００６】
その際、メモリに記憶されていない場合、元の基地局に対して接続切り戻しの処理を行うことを特徴とする特開平１０−９８７５６があるが、これは音声通信など基地局を選ばない通信の場合であり、通信中にマルチスロット対応基地局を検索していては消費電力増大のため、通話時間が減少してしまうといった問題を有していた。
【０００７】
また、通信中に通信を保った状態で周辺の基地局より送信される下り制御チャネル信号を検知し、前記周辺の基地局中受信レベルの最も良い基地局を選択し、前記最も良い基地局の下り制御チャネル信号に同期を保つことを特徴とする特開平１１−４４７０があるが、これではハンドオーバ対象となる基地局が限定されるために、ＰＨＳ端末装置が移動中の場合は、ハンドオーバで最適な基地局を選択するとは言い難いといった問題を有していた。
【０００８】
従って、本発明の課題は、基地局側がマルチスロット非対応混在のエリアでも移動中に確実にハンドオーバを行うことができ、また通話時間への影響が少なく、さらに最適な基地局にハンドオーバを行うことができるようにしたマルチスロット無線通信システム用の移動可能な端末装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、各々通信エリアを有する複数の基地局を備えかつ複数のスロットを使用した無線通信システムであってマルチスロット対応基地局とマルチスロット非対応基地局とが混在するエリアが存在する前記無線通信システムに用いられる移動可能な端末装置において、通信中の受信レベルが一定値以下となったことを判断する手段と、通信中の基地局との受信レベルが一定値以下の場合、所定時間毎に通信に使用していないスロットを用いて基地局測定を行い、基地局測定をした結果である所定の受信レベル以上の基地局情報と、前記端末装置が先に行ったマルチスロット対応基地局の検索に基づいて発見されて当該端末装置に保有されているマルチスロット対応基地局の情報である通信可能基地局情報とが一致するかを判断する手段と、前記端末装置が保有する通信可能基地局情報に一致する基地局が測定できなかった場合に、現在の通信を中断させること無く、通信に使用していない空きスロットを使用して周辺基地局を検索して受信したマルチスロット対応基地局のうちハンドオーバ可能な基地局を通信可能基地局情報に格納する手段と、通信中の受信レベルがさらに劣化してハンドオーバ機能を起動したとき、各基地局の受信レベルを検出し、当該検出された基地局で通信可能基地局情報と一致したマルチスロット対応基地局の中で最も受信レベルの高い基地局にハンドオーバを行う手段とを備えることを特徴とする無線通信システム用端末装置により解決される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図面を参照して本発明の基本概念および好適な実施形態について以下に説明する。
【００１１】
図１に本発明の概念図を、各々通信エリアを有する複数の基地局を備えかつ複数のスロットを使用した無線通信システムとしてＰＨＳを用いた場合について示す。基地局１から４（ＣＳ１〜ＣＳ４）が図１の様に配置されていた場合（円の中心に基地局が設置してあり、円周がハンドオーバを行う必要のある地点で円の中心に近いほど受信レベルが高いものとする。また、ＣＳ２のみマルチスロット非対応基地局とする。）で、マルチスロット対応基地局１（ＣＳ１）と状態Ａで通話中のＰＨＳ端末装置が矢印の方向に移動したとする。また、ＰＨＳ端末装置が持っている通信可能基地局情報には共にマルチスロット対応基地局であるＣＳ１とＣＳ３の２つが記憶されているものとする。
【００１２】
状態Ａでは、受信レベルが高いため、周辺基地局の測定をすることなく従来のＰＨＳ端末装置の通信と同じ動作を行うため、従来と同様の通話時間を確保できる。ＰＨＳ端末装置がＡ地点に達したとき、受信レベルが後述する測定を開始するレベルまで低下したとする。したがって、ＰＨＳ端末装置が移動してＡ地点を越えると、定期的に通信を中断することなく、空きスロットを利用して周辺基地局を測定し、所定の受信レベル、例えばハンドオーバ選択レベル以上の受信レベルを有する基地局で上記通信可能基地局情報（すなわち、ここではＣＳ１およびＣＳ３のうちＣＳ１は現在通話中であるのでＣＳ３となる。）と一致する基地局を測定する。状態Ｂではマルチスロット対応基地局ＣＳ３を受信することが可能なため、新たにマルチスロット対応基地局の検索は行わない。このために検索時間を最小限に留めることができる。ＰＨＳ端末装置がさらに移動してＢ地点を越えると、通信中の通信可能基地局情報と一致する基地局の測定ではマルチスロット対応基地局ＣＳ３を受信することが出来なくなる。その結果、ＰＨＳ端末装置が持っている通信可能基地局情報のうちの受信可能なマルチスロット対応基地局としては現在通話中のマルチスロット対応基地局ＣＳ１のみとなるために、マルチスロット対応基地局測定を１度行いマルチスロット対応基地局ＣＳ４を見つけて、マルチスロット対応基地局ＣＳ４の情報を通信可能基地局情報に新規に格納する。この後状態Ｃではマルチスロット対応基地局ＣＳ４が通信可能基地局情報に既に登録されているために、再度マルチスロット対応基地局測定を行わないので検索時間を最小限に留めることができる。ＰＨＳ端末装置がさらに移動してＣ地点を越えると、マルチスロット対応基地局ＣＳ１との通信を維持することが困難となるためにハンドオーバを開始する。このＣ地点でのハンドオーバ検索では基地局ＣＳ２が最も受信レベルが高いが、通信中の検索でマルチスロット対応かどうか不明であるために、通信可能基地局情報に登録されている中でもっとも受信レベルの高いマルチスロット対応基地局ＣＳ４に対してハンドオーバ処理を行う。つまり、このＣ地点でのハンドオーバ検索は従来と同様であり、各基地局の受信レベルを検出する。図１に示す場合は、ＣＳ２が受信レベルが高く、ＣＳ４が次に高いが、ＣＳ２は通信可能基地局情報に登録されている基地局ではないので、ハンドオーバ対象基地局となり得ない。ただし、この段階での判断では、ＣＳ２がマルチスロット対応かどうかまでは不明である。従来のハンドオーバ処理と同様にして、通信可能基地局情報に登録されている複数の基地局の中でもっとも受信レベルの高い基地局を選択してハンドオーバ処理行う。図１に示す場合では、基地局ＣＳ４のみが登録されているので、もっとも高い受信レベルの基地局としてのマルチスロット対応基地局ＣＳ４に対してハンドオーバ処理を行う。ＣＳ４はマルチスロット対応基地局であることがわかっているために、基地局が通信可能状態であれば、ハンドオーバは成功することができる。
【００１３】
次に、本発明の上記の基本概念をＰＨＳに適用した好適な実施形態を図２を参照して説明する。図２は本発明を適用したＰＨＳの端末装置の概略構成図であり、ＰＨＳ端末装置は筐体１３に納められており、無線部２はアンテナ１に接続され、復調及び変調する機能を有する無線系の回路を示す。音声処理部３は帯域制限等の音に関する制御を行う回路を示す。
【００１４】
Ａ／Ｄ変換器４は無線部２から入力された受信レベル値を制御部５が処理できるデジタル信号に変換を行う。制御部５はＰＨＳ端末装置の動作状態に応じて無線部２、Ａ／Ｄ変換器４、音声処理部３、スピーカ（すなわち、イヤーレシーバ）８、マイク９、外部１／Ｆ１１、ＰＩＡＦＳ１０の制御と入力された情報についての処理を行う。制御部５はＲＯＭ６のプログラムに基づいて動作を行い、通信可能基地局情報についてはＲＡＭ７に格納する。データ通信時は無線部２との送受信データを外部１／Ｆ１１もしくはＰＩＡＦＳ１０が処理を行う。又、出力情報については表示部１２が行う構成となっている。
【００１５】
上記のように構成されているＰＨＳ端末装置の通話中における制御内容を図３のフローチャートに示す。
ＰＨＳ端末装置が通信中であるとする。マルチスロットを使用した通信状態か、単一のスロットの通信状態かを判断する（ステップｆ１）。この判断がＮＯの場合、すなわち単一のスロットの通信状態の場合には、戻りに進み、所定の時間後にスロットｆ１を繰り返す。一方、この判断がＹＥＳの場合（例えば、図１の状態Ａに対応）、このマルチスロット通話中に受信レベルが所定のレベル以下に劣化したか否かを判断する（ステップｆ２）。この判断がＮＯの場合、すなわち受信レベルが所定のレベル以下に劣化していない場合には、戻りに進み、所定の時間後にスロットｆ１を繰り返す。一方、この判断がＹＥＳの場合（例えば、図１のＡ地点に対応）、現在の通信中に基地局検索を行ってないか、すなわち現在の通信中に検索を実行しているか否かを判断する（ステップｆ３）。この判断がＹＥＳの場合、つまり現在の通信中に検索を実行している場合、戻りに進み、所定の時間後にスロットｆ１を繰り返す。一方、この判断がＮＯの場合、通信中検索の開始が許可されているか否かを判断する（ステップｆ４）。この判断がＮＯの場合、戻りに進み、所定の時間後にスロットｆ１を繰り返す。一方、この判断がＹＥＳの場合、すなわち通信中検索の開始が許可されている場合、一時的な検索禁止タイマを動作開始させる（ステップｆ５）。次いで、ハンドオーバに備えて現在の通信を中断させることなく、通信に使用していない空きスロットを使用して周囲の基地局検索を３１０ｍｓｅｃの一定時間行い、所定の受信レベル、ここではハンドオーバ選択レベル以上の受信レベルを有する基地局を受信した基地局情報（ＣＳ＿ＩＤ）とする（ステップｆ６）。検索後、受信した基地局情報（ＣＳ＿ＩＤ）の中にＰＨＳが記憶してある通信可能基地局情報（ＬＩＳＴＣＳ）と一致する基地局があるか否かを判断する（ステップｆ７）。受信した基地局情報（ＣＳ＿ＩＤ）の中にＰＨＳ端末装置が記憶してある通信可能基地局情報（ＬＩＳＴＣＳ）と一致する基地局がある（フローチャートにおける「一致」）の場合（例えば、図１の状態Ｂに対応）、現在の通信可能基地局情報によりハンドオーバは可能であるため、通信中検索動作は終了し通常の通信中動作に復帰する。一方、受信した基地局情報と通信可能基地局情報が１つも一致しない（フローチャートにおける「不一致」）場合（例えば、図１のＢ地点に対応）は、現在の通信を中断させることなく、通信に使用していない空きスロットを使用して周囲の基地局検索を４．８秒間行い、マルチスロット対応基地局を検索する（ステップｆ８）。この検索終了後、マルチスロット対応基地局を発見したか否かを判断する（ステップｆ９）。この判断がＮＯの場合、すなわちマルチスロット対応基地局を発見しなかった場合、戻りに進み、所定の時間後にスロットｆ１を繰り返す。一方、この判断がＹＥＳの場合、すなわち１つ又は複数のマルチスロット対応基地局を発見した場合は、受信レベルの高い基地局情報を優先して通信可能基地局情報に格納を行う（ステップｆ１０）。このとき、通信可能基地局情報の格納先に空きがない場合は、最も格納時間の古い基地局情報を最新基地局情報と交換とする。この後さらに通信中の受信レベルが劣化してハンドオーバ選択レベル以下になる（例えば、図１のＣ地点）場合には、ハンドオーバを開始し、従来と同様のハンドオーバ検索でハンドオーバ対象の基地局を決定する際に、受信した基地局の中から、ＰＨＳ端末装置が記憶する通信可能基地局情報と一致する基地局の中から最も受信レベルの高い基地局にハンドオーバを行う。詳細には、図３のフローチャートの流れにおいて、ステップｆ１０後に戻りを通ってこのフローを出て、各基地局の受信レベルを検出し、検出された基地局を通信可能基地局情報に格納されている基地局（全てマルチスロット対応である）と受信レベルの高い順に照合して最初に一致したマルチスロット対応基地局にハンドオーバを行う。これによりマルチスロット通信が対応・非対応混在の場所においても、ハンドオーバを開始する前に通信中にマルチスロット対応基地局の存在と通信可能基地局情報を記憶することにより、短時間でハンドオーバを成功させることが可能となる。また、通信可能基地局情報として記憶してある場合は、通信中の検索時間が短くて済むために、消費電力も少なくてすむことになり、通信時間の減少を最小限に留めることができる。すなわち、通信中の通信可能基地局測定時間とハンドオーバ時間を最小限にして、通話時間の短縮化を最小限に留め、かつ通信可能で最適な基地局にハンドオーバを行うことができる。
【００１６】
次に、図２に示す実施形態の一変更形態を説明する。ＰＨＳ端末装置の移動が早い場合、図３のステップｆ６の検索すべき地点とハンドオーバすべき地点とでの同一基地局の受信レベルが異なり、後者の方が前者より受信レベルが低くなることがある。この変更形態は、このような場合に適しており、図３のステップｆ６の通信中に通信可能基地局情報と一致する基地局を受信できるかの検索において、受信時にその基地局の受信レベルが、ハンドオーバ選択レベルに補正値Ａを加算した値よりも小さい場合は受信データを破棄する機能を追加したものである。補正値Ａは運用値とする。ＰＨＳ端末装置が保有する通信可能基地局情報の基地局の受信レベルが低い場合に、周辺基地局を検索して受信した基地局のうちハンドオーバ可能な基地局が通信可能基地局情報に格納される。これにより通信可能基地局情報に記憶してある基地局が存在している場所でも、記憶してある基地局の受信レベルが低い場合は、新たに周辺のマルチスロット対応基地局を検索して通信可能基地局情報を更新することが可能となるために、ハンドオーバすべき地点においてより最適な基地局にハンドオーバを行うことが可能となる。
【００１７】
次に、図２に示す実施形態の別の変更形態を説明する。ＰＨＳ端末装置の移動が早い場合、図３のステップｆ８のマルチスロット対応基地局の検索地点とハンドオーバすべき地点とでの同一基地局の受信レベルが異なり、後者の方が前者より受信レベルが高くなることがある。この変更形態は、このような場合に適しており、図３のステップｆ８の通信に使用していない空きスロットを使用して周囲の基地局検索を４．８秒間行うマルチスロット対応基地局の検索において、受信時にその基地局の受信レベルがハンドオーバ保持レベル以上のものを有効としたものである。ハンドオーバはハンドオーバ選択レベル以上の基地局に対して行われるが、通信中のマルチスロット対応基地局検索では選択レベルより低い保持レベル以上で基地局を探すことにより、ＰＨＳ端末装置が移動中に通信中のマルチスロット対応基地局検索時は弱電界でもハンドオーバ実行時は選択レベル以上である場合に有効となる。これは、その場所で複数の基地局が存在している場合に、マルチスロット対応基地局の割合が少ない場合に特に有効である。
【００１８】
本発明の好適な実施形態としてＰＨＳに適用した場合を説明したが、本発明はＰＨＳに限定されるものではなく、各々通信エリアを有する複数の基地局を備えかつ複数のスロットを使用した無線通信システムであってハンドオーバを行う必要のあるいずれのシステムに使用される移動可能な端末装置を全て含むものである。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、マルチスロット通信において、基地局側がマルチスロット非対応混在のエリアでも移動中に確実にハンドオーバを行うことができ、また通話時間への影響を最小限にして、最適な基地局にハンドオーバを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のハンドオーバ動作についての概念図である。
【図２】本発明を適用したＰＨＳ端末装置の構成図である。
【図３】図２に示すＰＨＳ端末装置の通話中における制御内容示すフローチャートである。
【符号の説明】
１アンテナ
２無線部
３音声処理部
４Ａ／Ｄ変換器
５制御部
６ＲＯＭ
７ＲＡＭ
８スピーカ（イヤーレシーバ）
９マイク
１０ＰＩＡＦＳ部
１１外部１／Ｆ
１２表示部
１３筐体

Claims

各々通信エリアを有する複数の基地局を備えかつ複数のスロットを使用した無線通信システムであってマルチスロット対応基地局とマルチスロット非対応基地局とが混在するエリアが存在する前記無線通信システムに用いられる移動可能な端末装置において、
通信中の受信レベルが一定値以下となったことを判断する手段と、
通信中の基地局との受信レベルが一定値以下の場合、所定時間毎に通信に使用していないスロットを用いて基地局測定を行い、基地局測定をした結果である所定の受信レベル以上の基地局情報と、前記端末装置が先に行ったマルチスロット対応基地局の検索に基づいて発見されて当該端末装置に保有されているマルチスロット対応基地局の情報である通信可能基地局情報とが一致するかを判断する手段と、
前記端末装置が保有する通信可能基地局情報に一致する基地局が測定できなかった場合に、現在の通信を中断させること無く、通信に使用していない空きスロットを使用して周辺基地局を検索して受信したマルチスロット対応基地局のうちハンドオーバ可能な基地局を通信可能基地局情報に格納する手段と、
通信中の受信レベルがさらに劣化してハンドオーバ機能を起動したとき、各基地局の受信レベルを検出し、当該検出された基地局で通信可能基地局情報と一致したマルチスロット対応基地局の中で最も受信レベルの高い基地局にハンドオーバを行う手段と
を備えることを特徴とする無線通信システム用端末装置。
前記一致するかを判断する手段が、受信した基地局の受信レベルがハンドオーバ選択レベルに補正値を加算した値未満の時に受信データを破棄する手段を有することを特徴とする請求項１記載の無線通信システム用端末装置。
前記格納する手段は、受信レベルに関してハンドオーバ検索の条件とは異なるハンドオーバ保持レベルで周辺基地局を検索して受信した基地局のうちハンドオーバ可能な基地局を通信可能基地局情報に格納することを特徴とする請求項１記載の無線通信システム用端末装置。