JP4131831B2 - 携帯端末 - Google Patents
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Description
【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本(もしくは複数本)のアンテナ、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オンの場合、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。ダイバーシチ受信をオンにしてもオフにしてもスループットが変わらないような場合にも同様である。このような場合にはダイバーシチ受信をオフ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オフにして、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オンとし、静止中に安定した電波状態の場合にダイバーシチをオフ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オフにして、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。
しかしながら、1xEV−DOでは受信レベルではなく、C/Iからデータレートを決定しているため、上に挙げたような制御では不十分である。例えば受信レベルが閾値以下でもC/Iの変動が少ない場合、C/Iが十分に高い場合などは、ダイバーシチ受信でも、ダイバーシチ受信をオフにしても要求するDRCは変わらない可能性がある。
【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】
本発明は、以下の手段を採用した。
【0011】
本発明に係る携帯端末は、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要求データ転送レートを無線基地局に対して送信する携帯端末であって、前記通信品質または要求データ転送レートを検出する検出手段と、前記複数の受信系統をオンにしている状態で、前記検出手段により検出した前記要求データ転送レートの変動がない場合、一部の受信系統をオフし、該受信系統をオフした後、当該受信系統をオフする前の要求データ転送レートに対して要求データ転送レートの減少が検出された場合、全受信系統をオン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】
【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オン・オフの切り替えに関する発明である。
その特徴は、ダイバーシチ受信時で比較的受信状態が安定している時に、定期的にダイバーシチ受信をオフにして受信状態の測定を行い、引き続き同じ受信レートで受信できるようならば、第2受信系統の電源の供給を断ちダイバーシチ受信をオフにして、消費電力の低減化を図るものである。
【0013】
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。
【0014】
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。
【0015】
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、ダイバーシチ受信オフ時は第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。
【0016】
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変換テーブル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。
【0017】
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。
【0018】
【表1】
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
しかし、全ての場合にダイバーシチ受信が有効であるとは限らない。例えばC/Iの変動がほとんど無く、ダイバーシチ受信を有効にしている場合でも、無効にしてもC/Iが大きくは変わらず、同じDRCを選んでしまうような場合である。このような場合にはダイバーシチ受信のための消費電力が無駄になってしまうことになる。
【0023】
これを回避するために、例えばC/Iの変動が小さくDRCの値が変化しないような時に、定期的にダイバーシチ受信を止め、シングルアンテナの受信としてDRCを確認する。その際にC/Iが多少低くなっても、CIR−DRC変換テーブル108はC/Iに対する幅があるためDRCが変化しない可能性がある。ダイバーシチ受信をオフにしてもDRCが変わらないような場合、そのままダイバーシチ受信をオフにする。ダイバーシチ受信オフの時は定期的にダイバーシチ受信をオンにしてDRCを確認し、DRCに変化が無ければダイバーシチ受信を再びオフにして、DRCが高くなるようならそのままダイバーシチ受信をオンにする。このように制御することによって、ダイバーシチ受信オンの状態のまま通信を行うよりは、少ない消費電力で受信レートを落とさずに通信を続けることができる。次にこの制御例を、図2〜図4を参照し説明する。
【0024】
通信開始時はダイバーシチ受信オンである。通信を開始し、トラフィックチャネルが確立すると、携帯端末100はC/Iの予測を行い基地局にDRCとして通知する。通信中に第2受信部の電源をカットし、ダイバーシチ受信をオフにして、DRCを測定する。このダイバーシチ受信をオフにして、DRCを測定する際の条件として、例えば、
(1)C/Iの変動などに関係なく、定期的にダイバーシチ受信をオフにして、DRCが変わるかどうかを確認する(図2に示す処理)、
(2)C/Iの変動が小さい場合(もしくは変動幅が閾値以下の場合)、定期的にダイバーシチ受信をオフにして、DRCが変わるかどうかを確認する(図3に示す処理)。C/Iの変動が大きい時はダイバーシチのオフを実施しない、
(3)DRCの変動が無い場合、定期的にダイバーシチ受信をオフにして、DRCが変わるかどうかを確認する(図4に示す処理)、が挙げられる。
【0025】
(1)の場合、C/I等の変動は関係なくCPU111が定期的(例えば5秒毎)に数スロットの受信についてダイバーシチをオフにして(S201)、受信を行いDRCの変化を確認する。
(2)のC/Iの変動から判断する場合、例えばCPU111は一定期間毎にC/Iの平均値及び分散を求め、求められた分散がメモリ112に入っている閾値以下かどうかを判定する。又は、CPU111は定期的にC/Iの平均値と最大値、最小値を求め、最大値と最小値の差がメモリ112にある閾値以下かどうかを判定する、等が考えられる。判定でC/Iの変動が閾値(例えば2dB)よりも小さければダイバーシチをオフにして(S301)、DRCの値の確認を行う。
(3)のDRCの変動から判断する場合は、DRCの値が一定期間(例えば1000スロット)に変動が無い場合にその期間の終わりにダイバーシチをオフにする(S401)。その後DRCの確認を行う。
【0026】
いずれかの判定によってダイバーシチ受信をオフにした後に、ダイバーシチ受信オフの前後でのDRCの値が同じだった場合にはそのままダイバーシチオフで通信を続け、DRCの値が低くなった場合にはダイバーシチ受信をオンにして(S202、S302、S402)、通信を行う。その後(1)〜(3)のいずれか用いる判定手法に応じた動作に入る。又は、判定でダイバーシチ受信がオンになった後、一定期間(例えば1分)は判定動作を行わず、その期間が終わった時点で再び(1)〜(3)のいずれか用いる判定手法に応じた動作に入る。
【0027】
以上のように、DRCが変化しない場合にダイバーシチ受信をオフの状態にすることによって、受信レートを落とすことなく通信中の消費電力を抑え、バッテリーの延命化を図ることができる。
【0028】
【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。
【図4】 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
Claims (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要求データ転送レートを無線基地局に対して送信する携帯端末であって、
前記通信品質または要求データ転送レートを検出する検出手段と、
前記複数の受信系統をオンにしている状態で、前記検出手段により検出した前記要求データ転送レートの変動がない場合、一部の受信系統をオフし、該受信系統をオフした後、当該受信系統をオフする前の要求データ転送レートに対して要求データ転送レートの減少が検出された場合、全受信系統をオン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。
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