JP4131831B2

JP4131831B2 - 携帯端末

Info

Publication number: JP4131831B2
Application number: JP2003085134A
Authority: JP
Inventors: 三浩北地
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2003-03-26
Filing date: 2003-03-26
Publication date: 2008-08-13
Anticipated expiration: 2023-03-26
Also published as: JP2004297313A

Description

【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ｃｄｍａ２０００１ｘＥＶ−ＤＯ方式（以下１ｘＥＶ−ＤＯと略称する）が開発されている。このｃｄｍａ２０００１ｘＥＶ−ＤＯ方式は、Ｑｕａｌｃｏｍｍ社によるｃｄｍａ２０００１ｘ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（ＨｉｇｈＤａｔａＲａｔｅ）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−６４１Ｓ−２０００Ｃ．Ｓ．００２４“ｃｄｍａ２０００ＨｉｇｈＲａｔｅＰａｃｋｅｔＤａｔａＡｉｒＩｎｔｅｒｆａｃｅＳｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ”で標準化されているものである。ＨＲＰＤ（ＨｉｇｈＲａｔｅＰａｃｋｅｔＤａｔａ）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ＣＤＭＡ２０００１ｘ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ＣＤＭＡ２０００１ｘ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ｃｄｍａ２０００１ｘＥＶ−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（ＰｅｒｓｏｎａｌＤｉｇｉｔａｌＡｓｓｉｓｔａｎｔｓ: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−ＴＬＡＮ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

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。