JP4540880B2 - 移動通信システム、移動通信システムの携帯通信端末及び基地局 - Google Patents
移動通信システム、移動通信システムの携帯通信端末及び基地局 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Cdma2000 1x-EV DO方式（またはHDR方式）等の、基地局から移動端末への方向（下り方向）の通信速度（データレート）が移動端末における基地局信号（パイロットチャネル信号など）の受信状態（受信電界強度、搬送波対干渉比=ＣＩＲ）により大きく変化するよう制御される移動通信システムでの移動端末ユーザーヘの下り方向データレート変動予測情報の通知機能に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、次世代の高速無線通信方式としてcdma2000 1x-EV DO方式が開発されている。
上記cdma2000 1x-EV DO方式は、Qualcomm社によるcdma2000 1xの拡張方式であるHDR（High Data Rate）方式を標準化した方式として、電波産業界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、現在国内ではKDDI社によりサービスされているcdmaOne方式（国内ではARIB T-53、北米、韓国等ではEIA/TIA/IS-95等）を拡張し、第３世代方式（３Ｇ）に対応させたcdma2000 1x方式を更にデータ通信に特化して通信速度を改善することを目的とした方式である。
なお、cdma2000 lx-EV DOにおいて、EVはEvolution、DOはData onlyの意である。
【０００３】
cdma2000 1x-EV DO方式では、携帯通信端末から受信した受信状態を通知する情報に基づいて、基地局が当該端末へ送信するデータの変調方式を切り替えることにより、当該端末の受信状態が良好な時は誤り耐性が低いが高速な通信レート、受信状態が悪いときは低速だが誤り耐性の高い通信レートを使用することが可能となる。
【０００４】
また、cdma2000 1x-EV DO方式の下り方向（基地局から携帯通信端末への方向）では、時間を1/600秒単位で分割し、その時間内では一つの携帯通信端末だけとの通信を行い、通信相手の携帯通信端末を時間により切り替えることにより複数の携帯通信端末と通信を行う、時分割多重アクセス（TDMA；time division multiplex access）を採用している。これにより、常に、個々の携帯通信端末に対して最大の電力を持ってデータ送信を行うことが可能となり、携帯通信端末間で行うデータ通信を最速の通信速度で行うことができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一方、上述したcdma2000 1x-EV DO方式は、基地局から携帯通信端末への方向のデータ通信速度が携帯通信端末における受信状態（例えば受信電界強度、搬送波対干渉比=ＣＩＲ）によって、大きく変化するという特性を有している。
例えば、携帯通信端末において、その受信状態が最も良好なときであれば通信速度2.4Mbpsでのデータ通信が可能となるが、受信状態が悪いときでは数10kbps程度にまでデータ通信速度が低下してしまう。そして、携帯通信端末での受信状態が悪く、低い下りデータ通信速度しか得られないような状況で比較的大きな容量のデータのダウンロードを開始してしまうと、以下に示すような問題が生じる。
【０００６】
まず、第1に、データダウンロード終了までに長い時間要するため、利用者はその間、時間を束縛されることとなり、十分なサービスを行える環境を提供することができない。
第２に、通信時間が長くなるため通信費が高額になってしまう。
第３に、ダウンロードを行っている期間は、ＣＰＵ（中央処理装置）処理能力の一部がデータ通信の処理に割かれることになり、キー入力等の利用者操作に対する反応が遅くなる。
【０００７】
第４に、ＲＦ部を有する携帯通信端末の消費電流はＲＦ部での消費電流が支配的であり、ＲＦ部での消費電流はデータ通信速度よりもＲＦ部が起動している時間に大きく左右されるため、低いデータ通信速度で長時間データ通信を行うことは高いデータ通信速度で短時間に行う場合に比べ、電流の消費が大きくなってしまう。
第５に、通信網側から携帯通信端末へ動画データや音楽データをダウンロードしながら、端末での再生も並行して行う（動画や音楽のストリーミング再生）ようなサービスを受ける場合には、所定値以上の下りデータ通信速度が必要とされるが、この時、必要とされる下りデータ通信速度が得られない場合には、画質、音質の低下や動画停止、音の途切れ等の影響が考えられ、十分なサービス品質が得られない。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、場所に応じて顕著に変化する受信状態を即時的かつ正確に利用者に通知することにより、利用者が良好な受信状態でデータ通信を行うことができる、移動通信システムの携帯通信端末及び基地局を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、基地局から携帯通信端末への下り方向のデータ通信速度が、該携帯通信端末における基地局信号の受信状態により大きく変化するように制御される移動通信システムにおいて、前記携帯通信端末は、自局の位置検出機能を有し、自局の位置情報を所定の頻度で基地局に送出し、かつ下り方向データ通信速度の変動予測情報の通知要求を送出し、前記基地局は、前記通知要求を受信し、前記携帯通信端末から受信した位置情報、及び該位置情報から算出した移動情報に基づいて現時点から所定時間内の下り方向データ通信速度の変動予測情報を算出し、該変動予測情報を前記携帯通信端末に通知すると共に、前記携帯通信端末は、前記変動予測情報を受信し、該変動予測情報を表示手段に表示することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明は、基地局から携帯通信端末への下り方向のデータ通信速度が、該携帯通信端末における基地局信号の受信状態により大きく変化するように制御される移動通信システムの携帯通信端末において、前記携帯通信端末は、自局の位置検出機能を有し、自局の位置情報を所定の頻度で基地局に送出し、かつ下り方向データ通信速度の変動予測情報の通知要求を送出すると共に、前記基地局により算出された下り方向データ通信速度の変動予測情報を受信し、該変動予測情報を表示手段に表示することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項３に記載の発明は、基地局から携帯通信端末への下り方向のデータ通信速度が、該携帯通信端末における基地局信号の受信状態により大きく変化するように制御される移動通信システムの基地局において、前記基地局は、前記携帯通信端末より下り方向データ通信速度の変動予測情報の通知要求を受信し、前記携帯通信端末から受信した位置情報、及び該位置情報から算出した移動情報に基づいて現時点から所定時間内の下り方向データ通信速度の変動予測情報を算出し、該変動予測情報を前記携帯通信端末に通知することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項４に記載の発明は、基地局から携帯通信端末への下り方向のデータ通信速度が、該携帯通信端末における基地局信号の受信状態により大きく変化するように制御される移動通信システムの携帯通信端末において、前記携帯通信端末は、自局の位置検出機能を有し、自局の位置情報及び移動情報を所定の頻度で基地局に送出し、かつ下り方向データ通信速度の変動予測情報の通知要求を送出すると共に、前記基地局により算出された下り方向データ通信速度の変動予測情報を受信し、該変動予測情報を表示手段に表示することを特徴とする。
【００１３】
また、請求項５に記載の発明は、基地局から携帯通信端末への下り方向のデータ通信速度が、該携帯通信端末における基地局信号の受信状態により大きく変化するように制御される移動通信システムの基地局において、前記基地局は、前記携帯通信端末より下り方向データ通信速度の変動予測情報の通知要求を受信し、前記携帯通信端末から受信した位置情報及び移動情報に基づいて現時点から所定時間内の下り方向データ通信速度の変動予測情報を算出し、該変動予測情報を前記携帯通信端末に通知することを特徴とする。
【００１４】
また、請求項６に記載の発明は、基地局から携帯通信端末への下り方向のデータ通信速度が、該携帯通信端末における基地局信号の受信状態により大きく変化するように制御される移動通信システムの携帯通信端末において、各種設定、指示を行うための操作手段と、自局の位置を検出する位置検出手段と、各種データを表示する表示手段と、前記位置検出手段の検出出力を取り込み、自局の位置情報を所定の頻度で基地局に送出し、かつ前記操作手段の操作に基づいて下り方向データ通信速度の変動予測情報の通知要求を送出すると共に、前記基地局により算出された下り方向データ通信速度の変動予測情報を受信し、該変動予測情報を前記表示手段に表示する制御手段とを有することを特徴とする。
【００１５】
また、請求項７に記載の発明は、基地局から携帯通信端末への下り方向のデータ通信速度が、該携帯通信端末における基地局信号の受信状態により大きく変化するように制御される移動通信システムの基地局において、前記携帯通信端末より所定の頻度で受信した該携帯通信端末の位置情報を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶されている位置情報に基づいて前記携帯通信端末の移動情報を算出する移動情報検出手段と、前記携帯通信端末より下り方向データ通信速度の変動予測情報の通知要求を受信し、前記記憶手段に記憶されている位置情報、及び該位置情報から前記移動情報検出手段により算出した移動情報に基づいて現時点から所定時間内の下り方向データ通信速度の変動予測情報を算出し、該変動予測情報を前記携帯通信端末に通知する制御手段とを有することを特徴とする。
【００１６】
また、請求項８に記載の発明は、基地局から携帯通信端末への下り方向のデータ通信速度が、該携帯通信端末における基地局信号の受信状態により大きく変化するように制御される移動通信システムの携帯通信端末において、各種設定、指示を行うための操作手段と、自局の位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段により検出された位置情報を記憶する記憶手段と、各種データを表示する表示手段と、前記記憶手段に記憶された位置情報に基づいて自局の移動情報を算出し、自局の位置情報及び移動情報を所定の頻度で基地局に送出し、前記操作手段の操作に基づいて下り方向データ通信速度の変動予測情報の通知要求を送出すると共に、前記基地局により算出された下り方向データ通信速度の変動予測情報を受信し、該変動予測情報を前記表示手段に表示する制御手段とを有することを特徴とする。
【００１７】
また、請求項９に記載の発明は、基地局から携帯通信端末への下り方向のデータ通信速度が、該携帯通信端末における基地局信号の受信状態により大きく変化するように制御される移動通信システムの基地局において、所定の頻度で携帯通信端末より受信した該携帯通信端末の位置情報及び移動情報を記憶する記憶手段と、前記携帯通信端末より下り方向データ通信速度の変動予測情報の通知要求を受信し、前記記憶手段に記憶されている位置情報及び移動情報に基づいて現時点から所定時間内の下り方向データ通信速度の変動予測情報を算出し、該変動予測情報を前記携帯通信端末に通知する制御手段とを有することを特徴とする。
【００１８】
本発明によれば、携帯通信端末のユーザは、データ通信を開始する前に、現時点からある時間内の下り方向データ通信速度の変動予測情報を確認することができる。この結果、携帯通信端末のユーザは、予想外の長時間ダウンロードを回避できる確率が高くなり、長い時間ダウンロードの終了を待つストレスから開放される可能性が高くなる。
また、高い下りデータレートが得られる受信状態を選択してデータ通信（データダウンロード）を行うことにより、基地局設備（能力）の効率的な利用が可能となる。
【００１９】
さらに、高い下りデータレートが得られる受信状態を選択してデータ通信（データダウンロード）を行うことにより、データダウンロード時間の短縮が可能となる。この結果、ユーザがキー入力等の操作を行ったときに、操作感が悪化する可能性（CPU処理能力の一部がデータ通信処理に割かれることに起因するもの）が低減される。
【００２０】
また、携帯電話などRF部分を有する携帯通信端末の消費電流はRF部分での消費電流が支配的であり、RF部分での消費電流はデータ通信速度よりもRF部が起動している時間に大きく左右されるが、データダウンロード時間の短縮により消費電流の削減が可能となる。
回線交換での時間課金を前提とした湯合には、データダウンロード時間の短縮により料金の低減が可能となる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。本発明の実施の形態に係る移動通信システムの構成を図１に示す。同図において、本実施の形態に係る移動通信システムは、携帯通信端末１と、基地局２−１、２−２、２−３、…と、基地局２−１、２−２、２−３、…を統括的に制御する制御局３とを有している。制御局３は、ルータ４を介してインターネット等のネットワーク５に接続されている。この移動通信システムでは、基地局から携帯通信端末への下り方向のデータ通信速度が、該携帯通信端末における基地局信号の受信状態により大きく変化するように制御される。
【００２２】
上記構成において、携帯通信端末１は、自局の位置検出機能を有し、自局の位置情報を所定の頻度で自局が位置するサービスエリアを管轄する基地局、例えば、基地局２−１に送出し、かつ下り方向データ通信速度の変動予測情報の通知要求を送出する。（以下、基地局については基地局２−１を例にとり、説明するが、他の基地局の構成、動作は、基地局２−１と同様であることは勿論である。）
一方、基地局２−１は、前記通知要求を受信し、携帯通信端末１から受信した位置情報、及び該位置情報から算出した移動情報に基づいて現時点から所定時間内の下り方向データ通信速度の変動予測情報を算出し、該変動予測情報を携帯通信端末１に通知する。携帯通信端末１は、前記変動予測情報を受信し、該変動予測情報を表示手段に表示する。
【００２３】
次に、携帯通信端末１の構成を図２に示す。図２は、本発明の一実施形態に係るcdma2000 1x-EV DO方式を採用した携帯通信端末１の構成を示している。
図２に示すように、本実施形態に係る携帯通信端末１は、アンテナ１００、共用器１０１、復調器１０２、変調器１０８からなるＲＦ部と、復号器１０３、符号化器１０７からなるベースバンド処理部と、自局の位置検出を行う位置検出手段としてのＧＰＳ受信部１０５、ＣＰＵ１０４、メモリ１０９、液晶ディスプレイ等からなる表示部１１０、キーパッド、キーボード等の操作部１１１を備えている。
【００２４】
また、当該携帯通信端末１を無線モデムとして使用できるように、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）１１３との外部インタフェース（例えばシリアルポート、パラレルポート、ＵＳＢ、blue-tooth、赤外線通信、１０base-T LAN等）１１２を備えている。
【００２５】
復調器１０２は、基地局、例えば、基地局２−１から受信した受信信号の変調方式に対応する復調方式によって、ベースバンド帯域の受信信号から多重化信号を復調する。なお、本実施形態においては、ＱＰＳＫ（quadriphase phase shift keying）、８ＰＳＫ（８ phase shift keying）、１６ＱＡＭ（１６quadrature amplitude modulation）の３種のいずれかの復調方式によって復調を行う。復調器１０２によって復調された受信データは、復号器１０３によって復号処理される。即ち、復号器１０３はスペクトル拡散されている受信多重化信号をスペクトル逆拡散する。
【００２６】
ここで、自局に割り当てられた受信データ（例えば、ダウンロードを希望したデータ等）があった場合には、受信データは復号器１０３からＣＰＵ１０４へ出力される。この受信データは、ＣＰＵ１０４内において処理されるか、又はＣＰＵ１０４及び外部インタフェース１１２を経由して外部のＰＣ等１１３へ送られるようになっている。
【００２７】
ＣＰＵ９は、当該携帯通信端末において生成された、又は、外部のＰＣ等２９から外部インタフェース２７を経由して入力された送信データがあるか否かを判断し、送信データがある場合には、この送信データを符号化器１７に出力する。この送信データは、符号化器１７によって更に符号化され、変調器１９によって特定の変調方式（例えば、ＱＰＳＫ）により変調され、共用器３及びアンテナ１を経由して基地局へ送信されるようになっている。
【００２８】
次に、基地局２−１は、アンテナ２００、受信部２０１、送信部２０２、制御部２０３、制御局とのインタフェースを行うネットワークインタフェース（Ｉ／Ｆ）部２０４、携帯通信端末での下り方向データ通信速度の変動予測情報を算出する変動予測演算部２０５とを有している。
受信部２０１は携帯通信端末からの送信データを受信し、送信部２０２は、携帯通信端末への送信データを送出する機能を有する。
【００２９】
また、変動予測演算部２０５は、位置情報記憶部２０５１、移動情報検出部２０５２、ＤＲＣマップ記憶部２０５３、ＤＲＣ変動予測部２０５４を有している。
位置情報記憶部２０５１は、携帯通信端末１から送信される位置情報（例えば、経度、緯度情報）を記憶する記憶装置である。また、移動情報検出部２０５２は、位置情報記憶部２０５１から読み出した携帯通信端末１の位置情報から携帯通信端末１の移動方向、移動速度を検出する機能を有する。
【００３０】
ＤＲＣマップ記憶部２０５３は、ＤＲＣ（Data Rate Control Bit）マップを有する記憶装置である。ＤＲＣとは、本来、移動端末から基地局へ通知される移動端末で測定された下り方向の受信状態から期待される「所定の誤り率以下で受信可能な最高伝送速度」を意味するものであるが、本実施の形態では自局サービスエリア内における場所毎の下り方向予測データ通信速度値として使用している。
【００３１】
ここで、ＤＲＣマップは、予め自局サービスエリア内における場所毎の受信電波状況（基地局から携帯通信端末１に出力される下りパイロット信号のＣＩＲ（搬送波対干渉比）を測定し求められた典型的なＣＩＲ値のマップを図４に示すＣＩＲ−ＤＲＣ変換テーブルを用いてＤＲＣ値のマップに変換したものである。因みにＣＩＲは、次式により算出される。
ＣＩＲ=(Ec/lo)/(１-Ec/lo)…（１）
なお、Ec/Ioはパイロット信号強度対全受信信号強度を示す。
【００３２】
ＤＲＣ変動予測部２０５４は、携帯通信端末１の下り方向データ通信速度の変動予測情報であるＤＲＣ変動予測情報を算出する。
制御部２０３は、スケジューラ２０３０を含んで構成され、各部を制御する。スケジューラ２０３０は、現在データ通信中の携帯通信端末に対して時分割単位ごとにどの携帯通信端末と通信を行うかのスケジューリングを行う。
【００３３】
上記構成からなる本実施の形態に係る移動通信システムの動作を図５乃至図８のフローチャートを参照して説明する。図５は携帯通信端末１及び基地局２−１の動作を、図６は携帯通信端末１の動作を、図７及び図８は基地局２−１の動作をそれぞれ、示している。これらの図において、携帯通信端末１は、自局の位置検出をＧＰＳ受信部１０５により行う（ステップ３００）。
【００３４】
ＧＰＳ受信部１０５は、複数のＧＰＳ衛星からアンテナ１００を介して受信した衛星の位置情報に基づいて自局の位置を算出する。なお、携帯通信端末１における位置検出は、本実施の形態のように携帯通信端末１が単独で行なってもよいし、基地局のサポートを得て移動端末が位置検出を行うような方法（例えばＧＰＳ衛星の位置情報を基地局２−１から携帯通信端末１に送り、携帯通信端末１ではその情報を基にＧＰＳ衛星からの電波を検出、受信して位置検出を行う等の方法）でもよい。
【００３５】
携帯通信端末１は検出した自局の位置を所定の頻度で基地局２−１へ報告し（ステップ３０１）、基地局２−１では携帯通信端末１の位置情報を受信し、基地局２−１内の位置情報記憶部２０５１に格納する（ステップ３０２、３０３）。（基地局２−１は、必要に応じて携帯通信端末１から位置情報の報告を受けた時間情報も格納する。）
携帯通信端末１は、ユーザによる操作部１１１における所定の操作により基地局２−１に対し、下り方向データ通信速度の変動予測情報の通知を要求する（ステップ４００）。
基地局２−１では、携帯通信端末１が要求した下り方向データ通信速度の変動予測情報の算出を行い、携帯通信端末１に通知する。この処理については基地局の動作として、後述する。
【００３６】
次いで、携帯通信端末１は、基地局２−１より下り方向データ通信速度の変動予測情報を受信すると（ステップ４０１）、表示部１１０に受信した下り方向データ通信速度の変動予測情報を数値、もしくはグラフ等の形式で表示する（ステップ４０２）。携帯通信端末１のユーザは、表示部１１０に表示された情報を確認し、この情報を基にデータ通信（下り方向のデータダウンロード）を行うか否かを判断する（ステップ４０３）。高い下り方向データ通信速度が得られる場合には、データ通信（例えば、データのダウンロード）を行い（ステップ４０４、４０５）、他方、高い下り方向データ通信速度が得られない場合には、データ通信を行なわず、携帯通信端末１の動作を終了する（ステップ４０３）。
【００３７】
また、基地局２−１では、携帯通信端末１より下り方向データ通信速度の変動予測情報の通知要求を受信すると（ステップ５００）、基地局２−１内の移動情報検出部２０５２において、位置情報記億部２０５１に格納した移動端末の位置情報の変化に基づいて携帯通信端末１の移動情報（移動方向、速度）を算出する（ステップ５０１）。
【００３８】
次に、基地局２−１内のＤＲＣ変動予測部２０５４において、携帯通信端末１の位置、移動方向及び速度とＤＲＣマップ記憶部２０５３に格納されたＤＲＣマップからＤＲＣの変動予測情報が算出される（ステップ５０２）。次いで、下り方向データ通信速度の変動予測情報の通知を要求した移動端末以外に、基地局と接続してデータ通信中の携帯通信端末が存在するか否かが判定される（ステップ５０３）。
【００３９】
データ通信中の携帯通信端末が存在する場合には、現在、データ通信中の携帯通信端末についても同様にＤＲＣの変動予測情報が算出される（ステップ５０４）。次いで、下り方向データ通信速度の変動予測情報の通知を要求した携帯通信端末１のＤＲＣ変動予測情報及び現在、基地局２−１と接続しデータ通信中の携帯通信端末のＤＲＣ変動予測情報が基地局２−１の制御部２０３内のスケジューラ２０３０に入力され、スケジューラ２０３０は入力された各携帯通信端末のＤＲＣ変動予測情報を基に時分割単位毎に、どの携帯通信端末と通信するかを判定する（ステップ５０５）。ここで、各時分割単位での通信で使用される下り方向の伝送速度（変調速度）の予測値は、基本的にその時分割単位におけるＤＲＣの値に基づいて可能な限り高い伝送速度（変調速度）が使用されるものとする。
【００４０】
携帯通信端末に通知される下り方向データ通信速度の変動予測情報の算出対象となる時間範囲は、下り方向のデータ通信の内容が携帯通信端末１によるデータダウンロードであることを考慮すると、現時点（基地局２−１へ下り方向データ通信速度の変動予測情報の通知を要求した時点、もしくは携帯通信端末１から最新の位置情報を基地局２−１ヘ通知した時点）から数分または十数分程度が妥当と考えられるが、この時間範囲は携帯通信端末でのユーザによる所定の操作により段階的に選択されるようにしてもよい。この時間範囲での携帯通信端末１の移動範囲が隣接基地局のサービスエリアまで跨るか（ハンドオフを含むか）否かが判定される（ステップ５０６）。
【００４１】
ステップ５０６の判定が否定された場合には、スケジューラ２０３０での判定の結果、各移動端末毎に下り方向データ通信速度の変動予測情報が求められ、基地局に対し下り方向データレート変動予測情報の通知を要求した移動端末へ該当する予測情報の通知が行われる（ステップ５１０）。ここで、ＤＲＣ変動予測部２０５４は下り方向データ通信速度の変動予測専用のスケジューラを備えるうように構成してもよい。制御部２０３のスケジューラ２０３０は既述したように、現在データ通信中の携帯通信端末に対して時分割単位毎にどの端末と通信を行うかのスケジューリングを行っており、ＤＲＣ変動予測部２０５４が専用のスケジューラを持てば制御部２０３のスケジューラ２０３０にかかる負担を軽減できると考えられる。
【００４２】
一方、ステップ５０６の判定が肯定された場合、すなわち、上記時間範囲での携帯通信端末の移動範囲が隣接基地局のサービスエリアまで跨る場合（ハンドオフが含まれる場合）には、現在、携帯通信端末１がそのサービスエリア内に位置する基地局２−１は移動情報検出部２０５２において算出した携帯通信端末１の移動情報と位置を制御局（もしくはそれに類する基地局制御装置）３を介して該当する隣接基地局（ハンドオフ先になると予想される基地局）へ通知するとともにそのサービスエリア内での対象移動端末の下り方向データレート変動予測情報算出を同様に制御局を介して要求する（ステップ５０７）。
【００４３】
要求を受けた隣接基地局は既述したのと同様の方法で自局サービスエリア内における対象となる携帯通信端末について下り方向データ通信速度の変動予測情報を算出し、要求元の基地局へ制御局３を介して通知する（ステップ５０８）。通知を受けた基地局（現在移動端末がそのサービスエリア内に位置する基地局）２−１では隣接基地局におけるサービスエリア内での下り方向データ通信速度の変動予測情報と自局サービスエリア内での前記情報を結合した複数の基地局サービスエリアに跨る下り方向データ通信速度の変動予測情報を作成し、情報要求元の携帯通信端末へ通知する（ステップ５０９）。
【００４４】
なお、上記説明において携帯通信端末１が検出した位置情報は携帯通信端末１内の記憶装置に格納し、基地局に下り方向データ通信速度の変動予測情報の通知を要求する際に、位置情報の変化から移動情報（移動方向、速度）を携帯通信端末１で算出し、位置情報及び移動情報を下り方向データ通信速度の変動予測情報通知要求と共に基地局へ送るようにしてもよい。
【００４５】
この場合、携帯通信端末１が基地局と接続しデータ通信を開始してからは所定の頻度で携帯通信端末から基地局へ位置情報、移動情報を通知するようにし、基地局では最新の情報のみを基地局内の記憶装置に格納しておき、基地局サービスエリア内の携帯通信端末から下り方向データレート変動予測情報の要求があった時には基地局エリア内におけるデータ通信中の携帯通信端末の状態も考慮に入れて、情報要求をした携帯通信端末の下り方向データ通信速度の変動予測情報を算出できるようにする。これは、移動端末から基地局へ位置情報、移動情報を通知するのが、基地局に下り方向データレート変動予測情報の通知を要求する時だけにすると、データ通信中の端末についてもＤＲＣ変動予測情報を求めた上でスケジューラにおいて予測情報通知要求を出した携帯通信端末の下り方向データ通信速度の変動予測情報を算出することができなくなるので、この事態を回避するためである。
【００４６】
また、上記説明中、基地局２−１内のＤＲＣ変動予測部２０５４とＤＲＣマップ記憶部２０５３は、制御局（もしくはそれに類する基地局制御装置）３内に設けるようにしてもよい。この場合、制御局３内のＤＲＣマップ記憶部はその制御局３が制御する基地局すべてのＤＲＣマップを格納するようにし、各基地局からは下り方向データ通信速度の変動予測情報の通知要求を行った携帯通信端末及びその基地局とデータ通信中の携帯通信端末の位置情報、移動情報が制御局３へ送られ、制御局３からは前記情報要求を行った移動端末についての下り方向データレート変動予測情報が該当基地局へ送られ、基地局は前記変動予測情報の通知要求を行った携帯通信端末へ下り方向データ通信速度の変動予測情報を通知するようにすればよい。
【００４７】
以上に説明したように、本実施の形態によれば、基地局から携帯通信端末への下り方向のデータ通信速度が、該携帯通信端末における基地局信号の受信状態により大きく変化するように制御される移動通信システムにおいて、前記携帯通信端末は、自局の位置検出機能を有し、自局の位置情報を所定の頻度で基地局に送出し、かつ下り方向データ通信速度の変動予測情報の通知要求を送出し、前記基地局は、前記通知要求を受信し、前記携帯通信端末から受信した位置情報、及び該位置情報から算出した移動情報に基づいて現時点から所定時間内の下り方向データ通信速度の変動予測情報を算出し、該変動予測情報を前記携帯通信端末に通知すると共に、前記携帯通信端末は、前記変動予測情報を受信し、該変動予測情報を表示手段に表示するようにしたので、下記に示すような効果が得られる。
【００４８】
すなわち、本実施の形態によれば、携帯通信端末のユーザは、データ通信を開始する前に、現時点からある時間内の下り方向データ通信速度の変動予測情報を確認することができる。この結果、携帯通信端末のユーザは、予想外の長時間ダウンロードを回避できる確率が高くなり、長い時間ダウンロードの終了を待つストレスから開放される可能性が高くなる。
また、高い下りデータレートが得られる受信状態を選択してデータ通信（データダウンロード）を行うことにより、基地局設備（能力）の効率的な利用が可能となる。
【００４９】
さらに、高い下りデータレートが得られる受信状態を選択してデータ通信（データダウンロード）を行うことにより、データダウンロード時間の短縮が可能となる。この結果、ユーザがキー入力等の操作を行ったときに、操作感が悪化する可能性（CPU処理能力の一部がデータ通信処理に割かれることに起因するもの）が低減される。
【００５０】
また、携帯電話などRF部分を有する携帯通信端末の消費電流はRF部分での消費電流が支配的であり、RF部分での消費電流はデータ通信速度よりもRF部が起動している時間に大きく左右されるが、データダウンロード時間の短縮により消費電流の削減が可能となる。
回線交換での時間課金を前提とした湯合には、データダウンロード時間の短縮により料金の低減が可能となる。
【００５１】
【発明の効果】
本発明によれば、基地局から携帯通信端末への下り方向のデータ通信速度が、該携帯通信端末における基地局信号の受信状態により大きく変化するように制御される移動通信システムにおいて、前記携帯通信端末は、自局の位置検出機能を有し、自局の位置情報を所定の頻度で基地局に送出し、かつ下り方向データ通信速度の変動予測情報の通知要求を送出し、前記基地局は、前記通知要求を受信し、前記携帯通信端末から受信した位置情報、及び該位置情報から算出した移動情報に基づいて現時点から所定時間内の下り方向データ通信速度の変動予測情報を算出し、該変動予測情報を前記携帯通信端末に通知すると共に、前記携帯通信端末は、前記変動予測情報を受信し、該変動予測情報を表示手段に表示するようにしたので、下記に示すような効果が得られる。
【００５２】
すなわち、本発明によれば、携帯通信端末のユーザは、データ通信を開始する前に、現時点からある時間内の下り方向データ通信速度の変動予測情報を確認することができる。この結果、携帯通信端末のユーザは、予想外の長時間ダウンロードを回避できる確率が高くなり、長い時間ダウンロードの終了を待つストレスから開放される可能性が高くなる。
また、高い下りデータレートが得られる受信状態を選択してデータ通信（データダウンロード）を行うことにより、基地局設備（能力）の効率的な利用が可能となる。
【００５３】
さらに、高い下りデータレートが得られる受信状態を選択してデータ通信（データダウンロード）を行うことにより、データダウンロード時間の短縮が可能となる。この結果、ユーザがキー入力等の操作を行ったときに、操作感が悪化する可能性（CPU処理能力の一部がデータ通信処理に割かれることに起因するもの）が低減される。
【００５４】
また、携帯電話などRF部分を有する携帯通信端末の消費電流はRF部分での消費電流が支配的であり、RF部分での消費電流はデータ通信速度よりもRF部が起動している時間に大きく左右されるが、データダウンロード時間の短縮により消費電流の削減が可能となる。
回線交換での時間課金を前提とした湯合には、データダウンロード時間の短縮により料金の低減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態に係る移動通信システムの構成を示すブロック図。
【図２】 図１における携帯通信端末の具体的構成を示すブロック図。
【図３】 図１における基地局の具体的構成を示すブロック図。
【図４】 ＣＩＲ−ＤＲＣテーブルの内容を示す説明図。
【図５】 図１における携帯通信端末及び基地局の動作の一例を示すフローチャート。
【図６】 図１における携帯通信端末の動作の一例を示すフローチャート。
【図７】 図１における基地局の動作の一例を示すフローチャート。
【図８】 図１における基地局の動作の一例を示すフローチャート。
【符号の説明】
１ 携帯通信端末
２−１、２−２、２−３．… 基地局
３ 制御局
４ ルータ
５ ネットワーク
１００、２００ アンテナ
１０１ 共用器
１０２ 復調器
１０３ 復号器
１０４ ＣＰＵ
１０５ ＧＰＳ受信部
１０７ 符号化器
１０８ 変調器
１０９ メモリ
１１０ 表示部
１１１ 操作部
２０１ 受信部
２０２ 送信部
２０３ 制御部
２０４ ネットワークインタフェース（Ｉ／Ｆ）部
２０５ 変動予測演算部
２０５１ 位置情報記憶部
２０５２ 移動情報検出部
２０５３ ＤＲＣマップ記憶部
２０５４ ＤＲＣ変動予測部
【発明の属する技術分野】
本発明は、Cdma2000 1x-EV DO方式（またはHDR方式）等の、基地局から移動端末への方向（下り方向）の通信速度（データレート）が移動端末における基地局信号（パイロットチャネル信号など）の受信状態（受信電界強度、搬送波対干渉比=ＣＩＲ）により大きく変化するよう制御される移動通信システムでの移動端末ユーザーヘの下り方向データレート変動予測情報の通知機能に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、次世代の高速無線通信方式としてcdma2000 1x-EV DO方式が開発されている。
上記cdma2000 1x-EV DO方式は、Qualcomm社によるcdma2000 1xの拡張方式であるHDR（High Data Rate）方式を標準化した方式として、電波産業界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、現在国内ではKDDI社によりサービスされているcdmaOne方式（国内ではARIB T-53、北米、韓国等ではEIA/TIA/IS-95等）を拡張し、第３世代方式（３Ｇ）に対応させたcdma2000 1x方式を更にデータ通信に特化して通信速度を改善することを目的とした方式である。
なお、cdma2000 lx-EV DOにおいて、EVはEvolution、DOはData onlyの意である。
【０００３】
cdma2000 1x-EV DO方式では、携帯通信端末から受信した受信状態を通知する情報に基づいて、基地局が当該端末へ送信するデータの変調方式を切り替えることにより、当該端末の受信状態が良好な時は誤り耐性が低いが高速な通信レート、受信状態が悪いときは低速だが誤り耐性の高い通信レートを使用することが可能となる。
【０００４】
また、cdma2000 1x-EV DO方式の下り方向（基地局から携帯通信端末への方向）では、時間を1/600秒単位で分割し、その時間内では一つの携帯通信端末だけとの通信を行い、通信相手の携帯通信端末を時間により切り替えることにより複数の携帯通信端末と通信を行う、時分割多重アクセス（TDMA；time division multiplex access）を採用している。これにより、常に、個々の携帯通信端末に対して最大の電力を持ってデータ送信を行うことが可能となり、携帯通信端末間で行うデータ通信を最速の通信速度で行うことができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一方、上述したcdma2000 1x-EV DO方式は、基地局から携帯通信端末への方向のデータ通信速度が携帯通信端末における受信状態（例えば受信電界強度、搬送波対干渉比=ＣＩＲ）によって、大きく変化するという特性を有している。
例えば、携帯通信端末において、その受信状態が最も良好なときであれば通信速度2.4Mbpsでのデータ通信が可能となるが、受信状態が悪いときでは数10kbps程度にまでデータ通信速度が低下してしまう。そして、携帯通信端末での受信状態が悪く、低い下りデータ通信速度しか得られないような状況で比較的大きな容量のデータのダウンロードを開始してしまうと、以下に示すような問題が生じる。
【０００６】
まず、第1に、データダウンロード終了までに長い時間要するため、利用者はその間、時間を束縛されることとなり、十分なサービスを行える環境を提供することができない。
第２に、通信時間が長くなるため通信費が高額になってしまう。
第３に、ダウンロードを行っている期間は、ＣＰＵ（中央処理装置）処理能力の一部がデータ通信の処理に割かれることになり、キー入力等の利用者操作に対する反応が遅くなる。
【０００７】
第４に、ＲＦ部を有する携帯通信端末の消費電流はＲＦ部での消費電流が支配的であり、ＲＦ部での消費電流はデータ通信速度よりもＲＦ部が起動している時間に大きく左右されるため、低いデータ通信速度で長時間データ通信を行うことは高いデータ通信速度で短時間に行う場合に比べ、電流の消費が大きくなってしまう。
第５に、通信網側から携帯通信端末へ動画データや音楽データをダウンロードしながら、端末での再生も並行して行う（動画や音楽のストリーミング再生）ようなサービスを受ける場合には、所定値以上の下りデータ通信速度が必要とされるが、この時、必要とされる下りデータ通信速度が得られない場合には、画質、音質の低下や動画停止、音の途切れ等の影響が考えられ、十分なサービス品質が得られない。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、場所に応じて顕著に変化する受信状態を即時的かつ正確に利用者に通知することにより、利用者が良好な受信状態でデータ通信を行うことができる、移動通信システムの携帯通信端末及び基地局を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、基地局から携帯通信端末への下り方向のデータ通信速度が、該携帯通信端末における基地局信号の受信状態により大きく変化するように制御される移動通信システムにおいて、前記携帯通信端末は、自局の位置検出機能を有し、自局の位置情報を所定の頻度で基地局に送出し、かつ下り方向データ通信速度の変動予測情報の通知要求を送出し、前記基地局は、前記通知要求を受信し、前記携帯通信端末から受信した位置情報、及び該位置情報から算出した移動情報に基づいて現時点から所定時間内の下り方向データ通信速度の変動予測情報を算出し、該変動予測情報を前記携帯通信端末に通知すると共に、前記携帯通信端末は、前記変動予測情報を受信し、該変動予測情報を表示手段に表示することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明は、基地局から携帯通信端末への下り方向のデータ通信速度が、該携帯通信端末における基地局信号の受信状態により大きく変化するように制御される移動通信システムの携帯通信端末において、前記携帯通信端末は、自局の位置検出機能を有し、自局の位置情報を所定の頻度で基地局に送出し、かつ下り方向データ通信速度の変動予測情報の通知要求を送出すると共に、前記基地局により算出された下り方向データ通信速度の変動予測情報を受信し、該変動予測情報を表示手段に表示することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項３に記載の発明は、基地局から携帯通信端末への下り方向のデータ通信速度が、該携帯通信端末における基地局信号の受信状態により大きく変化するように制御される移動通信システムの基地局において、前記基地局は、前記携帯通信端末より下り方向データ通信速度の変動予測情報の通知要求を受信し、前記携帯通信端末から受信した位置情報、及び該位置情報から算出した移動情報に基づいて現時点から所定時間内の下り方向データ通信速度の変動予測情報を算出し、該変動予測情報を前記携帯通信端末に通知することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項４に記載の発明は、基地局から携帯通信端末への下り方向のデータ通信速度が、該携帯通信端末における基地局信号の受信状態により大きく変化するように制御される移動通信システムの携帯通信端末において、前記携帯通信端末は、自局の位置検出機能を有し、自局の位置情報及び移動情報を所定の頻度で基地局に送出し、かつ下り方向データ通信速度の変動予測情報の通知要求を送出すると共に、前記基地局により算出された下り方向データ通信速度の変動予測情報を受信し、該変動予測情報を表示手段に表示することを特徴とする。
【００１３】
また、請求項５に記載の発明は、基地局から携帯通信端末への下り方向のデータ通信速度が、該携帯通信端末における基地局信号の受信状態により大きく変化するように制御される移動通信システムの基地局において、前記基地局は、前記携帯通信端末より下り方向データ通信速度の変動予測情報の通知要求を受信し、前記携帯通信端末から受信した位置情報及び移動情報に基づいて現時点から所定時間内の下り方向データ通信速度の変動予測情報を算出し、該変動予測情報を前記携帯通信端末に通知することを特徴とする。
【００１４】
また、請求項６に記載の発明は、基地局から携帯通信端末への下り方向のデータ通信速度が、該携帯通信端末における基地局信号の受信状態により大きく変化するように制御される移動通信システムの携帯通信端末において、各種設定、指示を行うための操作手段と、自局の位置を検出する位置検出手段と、各種データを表示する表示手段と、前記位置検出手段の検出出力を取り込み、自局の位置情報を所定の頻度で基地局に送出し、かつ前記操作手段の操作に基づいて下り方向データ通信速度の変動予測情報の通知要求を送出すると共に、前記基地局により算出された下り方向データ通信速度の変動予測情報を受信し、該変動予測情報を前記表示手段に表示する制御手段とを有することを特徴とする。
【００１５】
また、請求項７に記載の発明は、基地局から携帯通信端末への下り方向のデータ通信速度が、該携帯通信端末における基地局信号の受信状態により大きく変化するように制御される移動通信システムの基地局において、前記携帯通信端末より所定の頻度で受信した該携帯通信端末の位置情報を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶されている位置情報に基づいて前記携帯通信端末の移動情報を算出する移動情報検出手段と、前記携帯通信端末より下り方向データ通信速度の変動予測情報の通知要求を受信し、前記記憶手段に記憶されている位置情報、及び該位置情報から前記移動情報検出手段により算出した移動情報に基づいて現時点から所定時間内の下り方向データ通信速度の変動予測情報を算出し、該変動予測情報を前記携帯通信端末に通知する制御手段とを有することを特徴とする。
【００１６】
また、請求項８に記載の発明は、基地局から携帯通信端末への下り方向のデータ通信速度が、該携帯通信端末における基地局信号の受信状態により大きく変化するように制御される移動通信システムの携帯通信端末において、各種設定、指示を行うための操作手段と、自局の位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段により検出された位置情報を記憶する記憶手段と、各種データを表示する表示手段と、前記記憶手段に記憶された位置情報に基づいて自局の移動情報を算出し、自局の位置情報及び移動情報を所定の頻度で基地局に送出し、前記操作手段の操作に基づいて下り方向データ通信速度の変動予測情報の通知要求を送出すると共に、前記基地局により算出された下り方向データ通信速度の変動予測情報を受信し、該変動予測情報を前記表示手段に表示する制御手段とを有することを特徴とする。
【００１７】
また、請求項９に記載の発明は、基地局から携帯通信端末への下り方向のデータ通信速度が、該携帯通信端末における基地局信号の受信状態により大きく変化するように制御される移動通信システムの基地局において、所定の頻度で携帯通信端末より受信した該携帯通信端末の位置情報及び移動情報を記憶する記憶手段と、前記携帯通信端末より下り方向データ通信速度の変動予測情報の通知要求を受信し、前記記憶手段に記憶されている位置情報及び移動情報に基づいて現時点から所定時間内の下り方向データ通信速度の変動予測情報を算出し、該変動予測情報を前記携帯通信端末に通知する制御手段とを有することを特徴とする。
【００１８】
本発明によれば、携帯通信端末のユーザは、データ通信を開始する前に、現時点からある時間内の下り方向データ通信速度の変動予測情報を確認することができる。この結果、携帯通信端末のユーザは、予想外の長時間ダウンロードを回避できる確率が高くなり、長い時間ダウンロードの終了を待つストレスから開放される可能性が高くなる。
また、高い下りデータレートが得られる受信状態を選択してデータ通信（データダウンロード）を行うことにより、基地局設備（能力）の効率的な利用が可能となる。
【００１９】
さらに、高い下りデータレートが得られる受信状態を選択してデータ通信（データダウンロード）を行うことにより、データダウンロード時間の短縮が可能となる。この結果、ユーザがキー入力等の操作を行ったときに、操作感が悪化する可能性（CPU処理能力の一部がデータ通信処理に割かれることに起因するもの）が低減される。
【００２０】
また、携帯電話などRF部分を有する携帯通信端末の消費電流はRF部分での消費電流が支配的であり、RF部分での消費電流はデータ通信速度よりもRF部が起動している時間に大きく左右されるが、データダウンロード時間の短縮により消費電流の削減が可能となる。
回線交換での時間課金を前提とした湯合には、データダウンロード時間の短縮により料金の低減が可能となる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。本発明の実施の形態に係る移動通信システムの構成を図１に示す。同図において、本実施の形態に係る移動通信システムは、携帯通信端末１と、基地局２−１、２−２、２−３、…と、基地局２−１、２−２、２−３、…を統括的に制御する制御局３とを有している。制御局３は、ルータ４を介してインターネット等のネットワーク５に接続されている。この移動通信システムでは、基地局から携帯通信端末への下り方向のデータ通信速度が、該携帯通信端末における基地局信号の受信状態により大きく変化するように制御される。
【００２２】
上記構成において、携帯通信端末１は、自局の位置検出機能を有し、自局の位置情報を所定の頻度で自局が位置するサービスエリアを管轄する基地局、例えば、基地局２−１に送出し、かつ下り方向データ通信速度の変動予測情報の通知要求を送出する。（以下、基地局については基地局２−１を例にとり、説明するが、他の基地局の構成、動作は、基地局２−１と同様であることは勿論である。）
一方、基地局２−１は、前記通知要求を受信し、携帯通信端末１から受信した位置情報、及び該位置情報から算出した移動情報に基づいて現時点から所定時間内の下り方向データ通信速度の変動予測情報を算出し、該変動予測情報を携帯通信端末１に通知する。携帯通信端末１は、前記変動予測情報を受信し、該変動予測情報を表示手段に表示する。
【００２３】
次に、携帯通信端末１の構成を図２に示す。図２は、本発明の一実施形態に係るcdma2000 1x-EV DO方式を採用した携帯通信端末１の構成を示している。
図２に示すように、本実施形態に係る携帯通信端末１は、アンテナ１００、共用器１０１、復調器１０２、変調器１０８からなるＲＦ部と、復号器１０３、符号化器１０７からなるベースバンド処理部と、自局の位置検出を行う位置検出手段としてのＧＰＳ受信部１０５、ＣＰＵ１０４、メモリ１０９、液晶ディスプレイ等からなる表示部１１０、キーパッド、キーボード等の操作部１１１を備えている。
【００２４】
また、当該携帯通信端末１を無線モデムとして使用できるように、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）１１３との外部インタフェース（例えばシリアルポート、パラレルポート、ＵＳＢ、blue-tooth、赤外線通信、１０base-T LAN等）１１２を備えている。
【００２５】
復調器１０２は、基地局、例えば、基地局２−１から受信した受信信号の変調方式に対応する復調方式によって、ベースバンド帯域の受信信号から多重化信号を復調する。なお、本実施形態においては、ＱＰＳＫ（quadriphase phase shift keying）、８ＰＳＫ（８ phase shift keying）、１６ＱＡＭ（１６quadrature amplitude modulation）の３種のいずれかの復調方式によって復調を行う。復調器１０２によって復調された受信データは、復号器１０３によって復号処理される。即ち、復号器１０３はスペクトル拡散されている受信多重化信号をスペクトル逆拡散する。
【００２６】
ここで、自局に割り当てられた受信データ（例えば、ダウンロードを希望したデータ等）があった場合には、受信データは復号器１０３からＣＰＵ１０４へ出力される。この受信データは、ＣＰＵ１０４内において処理されるか、又はＣＰＵ１０４及び外部インタフェース１１２を経由して外部のＰＣ等１１３へ送られるようになっている。
【００２７】
ＣＰＵ９は、当該携帯通信端末において生成された、又は、外部のＰＣ等２９から外部インタフェース２７を経由して入力された送信データがあるか否かを判断し、送信データがある場合には、この送信データを符号化器１７に出力する。この送信データは、符号化器１７によって更に符号化され、変調器１９によって特定の変調方式（例えば、ＱＰＳＫ）により変調され、共用器３及びアンテナ１を経由して基地局へ送信されるようになっている。
【００２８】
次に、基地局２−１は、アンテナ２００、受信部２０１、送信部２０２、制御部２０３、制御局とのインタフェースを行うネットワークインタフェース（Ｉ／Ｆ）部２０４、携帯通信端末での下り方向データ通信速度の変動予測情報を算出する変動予測演算部２０５とを有している。
受信部２０１は携帯通信端末からの送信データを受信し、送信部２０２は、携帯通信端末への送信データを送出する機能を有する。
【００２９】
また、変動予測演算部２０５は、位置情報記憶部２０５１、移動情報検出部２０５２、ＤＲＣマップ記憶部２０５３、ＤＲＣ変動予測部２０５４を有している。
位置情報記憶部２０５１は、携帯通信端末１から送信される位置情報（例えば、経度、緯度情報）を記憶する記憶装置である。また、移動情報検出部２０５２は、位置情報記憶部２０５１から読み出した携帯通信端末１の位置情報から携帯通信端末１の移動方向、移動速度を検出する機能を有する。
【００３０】
ＤＲＣマップ記憶部２０５３は、ＤＲＣ（Data Rate Control Bit）マップを有する記憶装置である。ＤＲＣとは、本来、移動端末から基地局へ通知される移動端末で測定された下り方向の受信状態から期待される「所定の誤り率以下で受信可能な最高伝送速度」を意味するものであるが、本実施の形態では自局サービスエリア内における場所毎の下り方向予測データ通信速度値として使用している。
【００３１】
ここで、ＤＲＣマップは、予め自局サービスエリア内における場所毎の受信電波状況（基地局から携帯通信端末１に出力される下りパイロット信号のＣＩＲ（搬送波対干渉比）を測定し求められた典型的なＣＩＲ値のマップを図４に示すＣＩＲ−ＤＲＣ変換テーブルを用いてＤＲＣ値のマップに変換したものである。因みにＣＩＲは、次式により算出される。
ＣＩＲ=(Ec/lo)/(１-Ec/lo)…（１）
なお、Ec/Ioはパイロット信号強度対全受信信号強度を示す。
【００３２】
ＤＲＣ変動予測部２０５４は、携帯通信端末１の下り方向データ通信速度の変動予測情報であるＤＲＣ変動予測情報を算出する。
制御部２０３は、スケジューラ２０３０を含んで構成され、各部を制御する。スケジューラ２０３０は、現在データ通信中の携帯通信端末に対して時分割単位ごとにどの携帯通信端末と通信を行うかのスケジューリングを行う。
【００３３】
上記構成からなる本実施の形態に係る移動通信システムの動作を図５乃至図８のフローチャートを参照して説明する。図５は携帯通信端末１及び基地局２−１の動作を、図６は携帯通信端末１の動作を、図７及び図８は基地局２−１の動作をそれぞれ、示している。これらの図において、携帯通信端末１は、自局の位置検出をＧＰＳ受信部１０５により行う（ステップ３００）。
【００３４】
ＧＰＳ受信部１０５は、複数のＧＰＳ衛星からアンテナ１００を介して受信した衛星の位置情報に基づいて自局の位置を算出する。なお、携帯通信端末１における位置検出は、本実施の形態のように携帯通信端末１が単独で行なってもよいし、基地局のサポートを得て移動端末が位置検出を行うような方法（例えばＧＰＳ衛星の位置情報を基地局２−１から携帯通信端末１に送り、携帯通信端末１ではその情報を基にＧＰＳ衛星からの電波を検出、受信して位置検出を行う等の方法）でもよい。
【００３５】
携帯通信端末１は検出した自局の位置を所定の頻度で基地局２−１へ報告し（ステップ３０１）、基地局２−１では携帯通信端末１の位置情報を受信し、基地局２−１内の位置情報記憶部２０５１に格納する（ステップ３０２、３０３）。（基地局２−１は、必要に応じて携帯通信端末１から位置情報の報告を受けた時間情報も格納する。）
携帯通信端末１は、ユーザによる操作部１１１における所定の操作により基地局２−１に対し、下り方向データ通信速度の変動予測情報の通知を要求する（ステップ４００）。
基地局２−１では、携帯通信端末１が要求した下り方向データ通信速度の変動予測情報の算出を行い、携帯通信端末１に通知する。この処理については基地局の動作として、後述する。
【００３６】
次いで、携帯通信端末１は、基地局２−１より下り方向データ通信速度の変動予測情報を受信すると（ステップ４０１）、表示部１１０に受信した下り方向データ通信速度の変動予測情報を数値、もしくはグラフ等の形式で表示する（ステップ４０２）。携帯通信端末１のユーザは、表示部１１０に表示された情報を確認し、この情報を基にデータ通信（下り方向のデータダウンロード）を行うか否かを判断する（ステップ４０３）。高い下り方向データ通信速度が得られる場合には、データ通信（例えば、データのダウンロード）を行い（ステップ４０４、４０５）、他方、高い下り方向データ通信速度が得られない場合には、データ通信を行なわず、携帯通信端末１の動作を終了する（ステップ４０３）。
【００３７】
また、基地局２−１では、携帯通信端末１より下り方向データ通信速度の変動予測情報の通知要求を受信すると（ステップ５００）、基地局２−１内の移動情報検出部２０５２において、位置情報記億部２０５１に格納した移動端末の位置情報の変化に基づいて携帯通信端末１の移動情報（移動方向、速度）を算出する（ステップ５０１）。
【００３８】
次に、基地局２−１内のＤＲＣ変動予測部２０５４において、携帯通信端末１の位置、移動方向及び速度とＤＲＣマップ記憶部２０５３に格納されたＤＲＣマップからＤＲＣの変動予測情報が算出される（ステップ５０２）。次いで、下り方向データ通信速度の変動予測情報の通知を要求した移動端末以外に、基地局と接続してデータ通信中の携帯通信端末が存在するか否かが判定される（ステップ５０３）。
【００３９】
データ通信中の携帯通信端末が存在する場合には、現在、データ通信中の携帯通信端末についても同様にＤＲＣの変動予測情報が算出される（ステップ５０４）。次いで、下り方向データ通信速度の変動予測情報の通知を要求した携帯通信端末１のＤＲＣ変動予測情報及び現在、基地局２−１と接続しデータ通信中の携帯通信端末のＤＲＣ変動予測情報が基地局２−１の制御部２０３内のスケジューラ２０３０に入力され、スケジューラ２０３０は入力された各携帯通信端末のＤＲＣ変動予測情報を基に時分割単位毎に、どの携帯通信端末と通信するかを判定する（ステップ５０５）。ここで、各時分割単位での通信で使用される下り方向の伝送速度（変調速度）の予測値は、基本的にその時分割単位におけるＤＲＣの値に基づいて可能な限り高い伝送速度（変調速度）が使用されるものとする。
【００４０】
携帯通信端末に通知される下り方向データ通信速度の変動予測情報の算出対象となる時間範囲は、下り方向のデータ通信の内容が携帯通信端末１によるデータダウンロードであることを考慮すると、現時点（基地局２−１へ下り方向データ通信速度の変動予測情報の通知を要求した時点、もしくは携帯通信端末１から最新の位置情報を基地局２−１ヘ通知した時点）から数分または十数分程度が妥当と考えられるが、この時間範囲は携帯通信端末でのユーザによる所定の操作により段階的に選択されるようにしてもよい。この時間範囲での携帯通信端末１の移動範囲が隣接基地局のサービスエリアまで跨るか（ハンドオフを含むか）否かが判定される（ステップ５０６）。
【００４１】
ステップ５０６の判定が否定された場合には、スケジューラ２０３０での判定の結果、各移動端末毎に下り方向データ通信速度の変動予測情報が求められ、基地局に対し下り方向データレート変動予測情報の通知を要求した移動端末へ該当する予測情報の通知が行われる（ステップ５１０）。ここで、ＤＲＣ変動予測部２０５４は下り方向データ通信速度の変動予測専用のスケジューラを備えるうように構成してもよい。制御部２０３のスケジューラ２０３０は既述したように、現在データ通信中の携帯通信端末に対して時分割単位毎にどの端末と通信を行うかのスケジューリングを行っており、ＤＲＣ変動予測部２０５４が専用のスケジューラを持てば制御部２０３のスケジューラ２０３０にかかる負担を軽減できると考えられる。
【００４２】
一方、ステップ５０６の判定が肯定された場合、すなわち、上記時間範囲での携帯通信端末の移動範囲が隣接基地局のサービスエリアまで跨る場合（ハンドオフが含まれる場合）には、現在、携帯通信端末１がそのサービスエリア内に位置する基地局２−１は移動情報検出部２０５２において算出した携帯通信端末１の移動情報と位置を制御局（もしくはそれに類する基地局制御装置）３を介して該当する隣接基地局（ハンドオフ先になると予想される基地局）へ通知するとともにそのサービスエリア内での対象移動端末の下り方向データレート変動予測情報算出を同様に制御局を介して要求する（ステップ５０７）。
【００４３】
要求を受けた隣接基地局は既述したのと同様の方法で自局サービスエリア内における対象となる携帯通信端末について下り方向データ通信速度の変動予測情報を算出し、要求元の基地局へ制御局３を介して通知する（ステップ５０８）。通知を受けた基地局（現在移動端末がそのサービスエリア内に位置する基地局）２−１では隣接基地局におけるサービスエリア内での下り方向データ通信速度の変動予測情報と自局サービスエリア内での前記情報を結合した複数の基地局サービスエリアに跨る下り方向データ通信速度の変動予測情報を作成し、情報要求元の携帯通信端末へ通知する（ステップ５０９）。
【００４４】
なお、上記説明において携帯通信端末１が検出した位置情報は携帯通信端末１内の記憶装置に格納し、基地局に下り方向データ通信速度の変動予測情報の通知を要求する際に、位置情報の変化から移動情報（移動方向、速度）を携帯通信端末１で算出し、位置情報及び移動情報を下り方向データ通信速度の変動予測情報通知要求と共に基地局へ送るようにしてもよい。
【００４５】
この場合、携帯通信端末１が基地局と接続しデータ通信を開始してからは所定の頻度で携帯通信端末から基地局へ位置情報、移動情報を通知するようにし、基地局では最新の情報のみを基地局内の記憶装置に格納しておき、基地局サービスエリア内の携帯通信端末から下り方向データレート変動予測情報の要求があった時には基地局エリア内におけるデータ通信中の携帯通信端末の状態も考慮に入れて、情報要求をした携帯通信端末の下り方向データ通信速度の変動予測情報を算出できるようにする。これは、移動端末から基地局へ位置情報、移動情報を通知するのが、基地局に下り方向データレート変動予測情報の通知を要求する時だけにすると、データ通信中の端末についてもＤＲＣ変動予測情報を求めた上でスケジューラにおいて予測情報通知要求を出した携帯通信端末の下り方向データ通信速度の変動予測情報を算出することができなくなるので、この事態を回避するためである。
【００４６】
また、上記説明中、基地局２−１内のＤＲＣ変動予測部２０５４とＤＲＣマップ記憶部２０５３は、制御局（もしくはそれに類する基地局制御装置）３内に設けるようにしてもよい。この場合、制御局３内のＤＲＣマップ記憶部はその制御局３が制御する基地局すべてのＤＲＣマップを格納するようにし、各基地局からは下り方向データ通信速度の変動予測情報の通知要求を行った携帯通信端末及びその基地局とデータ通信中の携帯通信端末の位置情報、移動情報が制御局３へ送られ、制御局３からは前記情報要求を行った移動端末についての下り方向データレート変動予測情報が該当基地局へ送られ、基地局は前記変動予測情報の通知要求を行った携帯通信端末へ下り方向データ通信速度の変動予測情報を通知するようにすればよい。
【００４７】
以上に説明したように、本実施の形態によれば、基地局から携帯通信端末への下り方向のデータ通信速度が、該携帯通信端末における基地局信号の受信状態により大きく変化するように制御される移動通信システムにおいて、前記携帯通信端末は、自局の位置検出機能を有し、自局の位置情報を所定の頻度で基地局に送出し、かつ下り方向データ通信速度の変動予測情報の通知要求を送出し、前記基地局は、前記通知要求を受信し、前記携帯通信端末から受信した位置情報、及び該位置情報から算出した移動情報に基づいて現時点から所定時間内の下り方向データ通信速度の変動予測情報を算出し、該変動予測情報を前記携帯通信端末に通知すると共に、前記携帯通信端末は、前記変動予測情報を受信し、該変動予測情報を表示手段に表示するようにしたので、下記に示すような効果が得られる。
【００４８】
すなわち、本実施の形態によれば、携帯通信端末のユーザは、データ通信を開始する前に、現時点からある時間内の下り方向データ通信速度の変動予測情報を確認することができる。この結果、携帯通信端末のユーザは、予想外の長時間ダウンロードを回避できる確率が高くなり、長い時間ダウンロードの終了を待つストレスから開放される可能性が高くなる。
また、高い下りデータレートが得られる受信状態を選択してデータ通信（データダウンロード）を行うことにより、基地局設備（能力）の効率的な利用が可能となる。
【００４９】
さらに、高い下りデータレートが得られる受信状態を選択してデータ通信（データダウンロード）を行うことにより、データダウンロード時間の短縮が可能となる。この結果、ユーザがキー入力等の操作を行ったときに、操作感が悪化する可能性（CPU処理能力の一部がデータ通信処理に割かれることに起因するもの）が低減される。
【００５０】
また、携帯電話などRF部分を有する携帯通信端末の消費電流はRF部分での消費電流が支配的であり、RF部分での消費電流はデータ通信速度よりもRF部が起動している時間に大きく左右されるが、データダウンロード時間の短縮により消費電流の削減が可能となる。
回線交換での時間課金を前提とした湯合には、データダウンロード時間の短縮により料金の低減が可能となる。
【００５１】
【発明の効果】
本発明によれば、基地局から携帯通信端末への下り方向のデータ通信速度が、該携帯通信端末における基地局信号の受信状態により大きく変化するように制御される移動通信システムにおいて、前記携帯通信端末は、自局の位置検出機能を有し、自局の位置情報を所定の頻度で基地局に送出し、かつ下り方向データ通信速度の変動予測情報の通知要求を送出し、前記基地局は、前記通知要求を受信し、前記携帯通信端末から受信した位置情報、及び該位置情報から算出した移動情報に基づいて現時点から所定時間内の下り方向データ通信速度の変動予測情報を算出し、該変動予測情報を前記携帯通信端末に通知すると共に、前記携帯通信端末は、前記変動予測情報を受信し、該変動予測情報を表示手段に表示するようにしたので、下記に示すような効果が得られる。
【００５２】
すなわち、本発明によれば、携帯通信端末のユーザは、データ通信を開始する前に、現時点からある時間内の下り方向データ通信速度の変動予測情報を確認することができる。この結果、携帯通信端末のユーザは、予想外の長時間ダウンロードを回避できる確率が高くなり、長い時間ダウンロードの終了を待つストレスから開放される可能性が高くなる。
また、高い下りデータレートが得られる受信状態を選択してデータ通信（データダウンロード）を行うことにより、基地局設備（能力）の効率的な利用が可能となる。
【００５３】
さらに、高い下りデータレートが得られる受信状態を選択してデータ通信（データダウンロード）を行うことにより、データダウンロード時間の短縮が可能となる。この結果、ユーザがキー入力等の操作を行ったときに、操作感が悪化する可能性（CPU処理能力の一部がデータ通信処理に割かれることに起因するもの）が低減される。
【００５４】
また、携帯電話などRF部分を有する携帯通信端末の消費電流はRF部分での消費電流が支配的であり、RF部分での消費電流はデータ通信速度よりもRF部が起動している時間に大きく左右されるが、データダウンロード時間の短縮により消費電流の削減が可能となる。
回線交換での時間課金を前提とした湯合には、データダウンロード時間の短縮により料金の低減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態に係る移動通信システムの構成を示すブロック図。
【図２】 図１における携帯通信端末の具体的構成を示すブロック図。
【図３】 図１における基地局の具体的構成を示すブロック図。
【図４】 ＣＩＲ−ＤＲＣテーブルの内容を示す説明図。
【図５】 図１における携帯通信端末及び基地局の動作の一例を示すフローチャート。
【図６】 図１における携帯通信端末の動作の一例を示すフローチャート。
【図７】 図１における基地局の動作の一例を示すフローチャート。
【図８】 図１における基地局の動作の一例を示すフローチャート。
【符号の説明】
１ 携帯通信端末
２−１、２−２、２−３．… 基地局
３ 制御局
４ ルータ
５ ネットワーク
１００、２００ アンテナ
１０１ 共用器
１０２ 復調器
１０３ 復号器
１０４ ＣＰＵ
１０５ ＧＰＳ受信部
１０７ 符号化器
１０８ 変調器
１０９ メモリ
１１０ 表示部
１１１ 操作部
２０１ 受信部
２０２ 送信部
２０３ 制御部
２０４ ネットワークインタフェース（Ｉ／Ｆ）部
２０５ 変動予測演算部
２０５１ 位置情報記憶部
２０５２ 移動情報検出部
２０５３ ＤＲＣマップ記憶部
２０５４ ＤＲＣ変動予測部
Claims (9)
- 基地局から携帯通信端末への下り方向のデータ通信速度が、該携帯通信端末における基地局信号の受信状態により大きく変化するように制御される移動通信システムにおいて、
前記携帯通信端末は、自局の位置検出機能を有し、自局の位置情報を所定の頻度で基地局に送出し、かつ下り方向データ通信速度の変動予測情報の通知要求を送出し、
前記基地局は、前記通知要求を受信し、前記携帯通信端末から受信した位置情報、及び該位置情報から算出した移動情報に基づいて現時点から所定時間内の下り方向データ通信速度の変動予測情報を算出し、該変動予測情報を前記携帯通信端末に通知すると共に、
前記携帯通信端末は、前記変動予測情報を受信し、該変動予測情報を表示手段に表示することを特徴とする移動通信システム。 - 基地局から携帯通信端末への下り方向のデータ通信速度が、該携帯通信端末における基地局信号の受信状態により大きく変化するように制御される移動通信システムの携帯通信端末において、
前記携帯通信端末は、自局の位置検出機能を有し、自局の位置情報を所定の頻度で基地局に送出し、かつ下り方向データ通信速度の変動予測情報の通知要求を送出すると共に、前記基地局により算出された下り方向データ通信速度の変動予測情報を受信し、該変動予測情報を表示手段に表示することを特徴とする移動通信システムの携帯通信端末。 - 基地局から携帯通信端末への下り方向のデータ通信速度が、該携帯通信端末における基地局信号の受信状態により大きく変化するように制御される移動通信システムの基地局において、
前記基地局は、前記携帯通信端末より下り方向データ通信速度の変動予測情報の通知要求を受信し、前記携帯通信端末から受信した位置情報、及び該位置情報から算出した移動情報に基づいて現時点から所定時間内の下り方向データ通信速度の変動予測情報を算出し、該変動予測情報を前記携帯通信端末に通知することを特徴とする移動通信システムの基地局。 - 基地局から携帯通信端末への下り方向のデータ通信速度が、該携帯通信端末における基地局信号の受信状態により大きく変化するように制御される移動通信システムの携帯通信端末において、
前記携帯通信端末は、自局の位置検出機能を有し、自局の位置情報及び移動情報を所定の頻度で基地局に送出し、かつ下り方向データ通信速度の変動予測情報の通知要求を送出すると共に、前記基地局により算出された下り方向データ通信速度の変動予測情報を受信し、該変動予測情報を表示手段に表示することを特徴とする移動通信システムの携帯通信端末。 - 基地局から携帯通信端末への下り方向のデータ通信速度が、該携帯通信端末における基地局信号の受信状態により大きく変化するように制御される移動通信システムの基地局において、
前記基地局は、前記携帯通信端末より下り方向データ通信速度の変動予測情報の通知要求を受信し、前記携帯通信端末から受信した位置情報及び移動情報に基づいて現時点から所定時間内の下り方向データ通信速度の変動予測情報を算出し、該変動予測情報を前記携帯通信端末に通知することを特徴とする移動通信システムの基地局。 - 基地局から携帯通信端末への下り方向のデータ通信速度が、該携帯通信端末における基地局信号の受信状態により大きく変化するように制御される移動通信システムの携帯通信端末において、
各種設定、指示を行うための操作手段と、
自局の位置を検出する位置検出手段と、
各種データを表示する表示手段と、
前記位置検出手段の検出出力を取り込み、自局の位置情報を所定の頻度で基地局に送出し、かつ前記操作手段の操作に基づいて下り方向データ通信速度の変動予測情報の通知要求を送出すると共に、前記基地局により算出された下り方向データ通信速度の変動予測情報を受信し、該変動予測情報を前記表示手段に表示する制御手段と、
を有することを特徴とする移動通信システムの携帯通信端末。 - 基地局から携帯通信端末への下り方向のデータ通信速度が、該携帯通信端末における基地局信号の受信状態により大きく変化するように制御される移動通信システムの基地局において、
前記携帯通信端末より所定の頻度で受信した該携帯通信端末の位置情報を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶されている位置情報に基づいて前記携帯通信端末の移動情報を算出する移動情報検出手段と、
前記携帯通信端末より下り方向データ通信速度の変動予測情報の通知要求を受信し、前記記憶手段に記憶されている位置情報、及び該位置情報から前記移動情報検出手段により算出した移動情報に基づいて現時点から所定時間内の下り方向データ通信速度の変動予測情報を算出し、該変動予測情報を前記携帯通信端末に通知する制御手段と、
を有することを特徴とする移動通信システムの基地局。 - 基地局から携帯通信端末への下り方向のデータ通信速度が、該携帯通信端末における基地局信号の受信状態により大きく変化するように制御される移動通信システムの携帯通信端末において、
各種設定、指示を行うための操作手段と、
自局の位置を検出する位置検出手段と、
前記位置検出手段により検出された位置情報を記憶する記憶手段と、
各種データを表示する表示手段と、
前記記憶手段に記憶された位置情報に基づいて自局の移動情報を算出し、自局の位置情報及び移動情報を所定の頻度で基地局に送出し、前記操作手段の操作に基づいて下り方向データ通信速度の変動予測情報の通知要求を送出すると共に、前記基地局により算出された下り方向データ通信速度の変動予測情報を受信し、該変動予測情報を前記表示手段に表示する制御手段と、
を有することを特徴とする移動通信システムの携帯通信端末。 - 基地局から携帯通信端末への下り方向のデータ通信速度が、該携帯通信端末における基地局信号の受信状態により大きく変化するように制御される移動通信システムの基地局において、
所定の頻度で携帯通信端末より受信した該携帯通信端末の位置情報及び移動情報を記憶する記憶手段と、
前記携帯通信端末より下り方向データ通信速度の変動予測情報の通知要求を受信し、前記記憶手段に記憶されている位置情報及び移動情報に基づいて現時点から所定時間内の下り方向データ通信速度の変動予測情報を算出し、該変動予測情報を前記携帯通信端末に通知する制御手段と、
を有することを特徴とする移動通信システムの基地局。
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