JP4566671B2 - 移動通信端末および移動通信端末のデータ受信方法 - Google Patents

Description

本発明は、たとえば携帯電話機に代表される移動通信端末および移動通信端末のデータ受信方法に関するものである。

たとえば携帯電話機に代表される移動通信端末の高速無線通信方式として、近年、cdma2000 1x-EV DO方式が開発されている。上記cdma2000 1x-EV DO方式は、電波産業会(ARIB)において、Std. T64 IS-2000 C.S.0024 “High Rate Packet Data Air Interface Specification”で標準化されているもので、cdma2000 1x方式に対してさらにデータ通信に特化してデータレートを改善することを目的とした方式である。なお、cdma2000 1x-EV DOにおいて、EVはEvolution、DOはData onlyの意である。

cdma2000 1x-EV DO方式（以下、ＥＶＤＯ方式と略記する）において、上り（移動通信端末から基地局への送信）の無線インタフェースの構成は、変調方式としてＱＰＳＫを、多重方式として符号分割多重アクセス(ＣＤＭＡ：Code Division Multiple Access）を用い、cdma2000 1x方式（以下、１ｘ方式と略記する）とほぼ同等の構成である。
ＥＶＤＯ方式の下り（基地局から移動通信端末への送信）の無線インタフェースの構成は、１ｘ方式とは大きく異なる。すなわち、変調方式は移動通信端末の受信状態に応じてＱＰＳＫ，８ＰＳＫ，１６ＱＡＭを使用し、多重方式は符号分割多重アクセスではなく、時分割多重アクセス(ＴＤＭＡ：Time Division Multiplex Access)が使われる。

このＴＤＭＡでは、時間を1/600秒単位で分割し、その時間内では１つの移動通信端末（以下、適宜「端末」と略記する）だけとの通信を行い、通信相手の端末を時間により切り替えることにより複数の端末と通信を行うので、個々の端末に対して最大の電力をもってデータ通信を行うことが可能となり、端末間で行うデータ通信を高速に行うことができる。
ＴＤＭＡでは、従来のＰＤＣ(Personal Digital Cellular)等とは大きく異なり、基地局側は、スロット毎に通信を行う端末を決定（スケジューリング）するようになっている。

また、ＥＶＤＯ方式では、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することができる。さらに、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ＥＶＤＯ方式の大きな特徴となっている。さらに、複数のアンテナにより受信した信号を合成することで、より感度を向上させることのできる特徴を有している。

上述したＥＶＤＯ方式に示されるような高速通信を行う移動通信端末であっても、様々な改良技術の開発が行われているところである。
たとえば、下記特許文献１では、基地局の送信能力を効率良く使用するためのスロットの割り当てに関する技術について開示され、下記特許文献２では、下りのデータ通信における誤り率とデータレート（通信速度）を最適化する技術について開示されている。

特開２００２−３６９２４７号公報 特開２００２−３４４５６０号公報

フェージングの影響を回避し、受信状況を改善する技術の１つとしてダイバシティ受信が用いられる。ダイバシティ受信（アンテナダイバシティ）では、複数のアンテナから受信した信号を選択／合成することで、様々な条件で信号強度が高い受信信号を得ることができる。

しかしながら、ダイバシティ受信には、複数本のアンテナおよび受信系統を要するため、ダイバシティ受信を行わない場合と比較して、より多くの消費電力が発生する。
そして、ダイバシティ受信が可能な例えばＥＶＤＯ方式の移動通信端末においても消費電力のさらなる低減が求められている。

したがって、本発明の目的は、ダイバシティ受信を行うか否かを適切に制御することで必要な通信速度を確保しつつ低消費電力を実現する移動通信端末および移動通信端末のデータ受信方法を提供することにある。

上記課題を克服するために、本発明の第１の観点は、複数の受信系統と、前記複数の受信系統からそれぞれ受信した受信信号に基づいて、ダイバシティ受信を行うか否かを制御する受信制御部と、を有し、前記受信制御部は、前記受信信号に基づいて受信状態情報を算出し、当該受信状態情報に基づいた予測データレートである第１のデータレートを決定し、前記第１のデータレートが所定の第２のデータレートに達している場合には、ダイバシティ受信を行わず、かつ当該第２のデータレートをもってデータ送信を行うことをネットワークに対して要求し、前記第１のデータレートが前記第２のデータレートに達していない場合には、ダイバシティ受信を行い、ダイバシティ受信を行った場合の受信状態情報に基づいた予測データレートである第３のデータレートを決定し、前記第３のデータレートが前記第２のデータレートに達している場合には、当該第２のデータレートをもってデータ通信を行うことをネットワークに対して要求し、前記第３のデータレートが前記第２のデータレートに達していない場合には、前記第３のデータレートをもってデータ通信を行うことをネットワークに対して要求し、前記第２のデータレートは、受信状態が良好な場合に、受信状態が良好でない場合よりも高い値に設定される移動通信端末である。

好適には、前記受信制御部は、ネットワークから受信するデータのデータ量を取得し、当該データ量に応じて、前記第２のデータレートの値を変更する。

好適には、前記受信制御部は、前記第１のデータレートが前記第２のデータレートに達していない場合には、ダイバシティ受信を行うことにより受信信号の強度が増加するか否かを、前記受信状態情報に基づいてさらに判断し、前記判断の結果、ダイバシティ受信を行うことにより受信信号の強度が増加しない場合はダイバシティ受信を行わず、かつ前記第１のデータレートをもってデータ通信を行うことを前記ネットワークに対して要求せず、ダイバシティ受信を行うことにより受信信号の強度が増加する場合にダイバシティ受信を行う。

好適には、前記受信系統は、受信信号を増幅する増幅器を含み、前記受信制御部は、前記増幅器に対し、複数段階のゲイン設定を有するゲイン設定手段と、前記増幅器の基準信号を調整し、前記増幅器の出力信号を変更する基準信号調整手段と、を有する。
好適には、前記受信制御部は、前記第１のデータレートが前記第２のデータレートに達していない場合には、当該第１のデータレートと前記第２のデータレートとが等しくなるように、前記増幅器の基準信号を調整し、前記第１のデータレートが前記第２のデータレートに達したならば、当該第２のデータレートをもってデータ送信を行うことをネットワークに対して要求する。

好適には、前記受信系統は、受信信号を増幅する増幅器を含み、前記受信制御部は、前記増幅器に対し、複数段階のゲイン設定を有するゲイン設定手段と、前記増幅器の基準信号を調整し、前記増幅器の出力信号を変更する基準信号調整手段と、を有するとともに、前記第３のデータレートが前記第２のデータレートに達していない場合には、前記第３のデータレートと前記第２のデータレートが等しくなるように、前記増幅器の基準信号を調整し、前記第３のデータレートが前記第２のデータレートに達したならば、前記第２のデータレートをもってデータ送信を行うことをネットワークに対して要求する。

上記課題を克服するために、本発明の第２の観点は、複数の受信系統を有し、ダイバシティ受信を行うことが可能な移動通信端末のデータ受信方法であって、受信信号に基づいて受信状態情報を算出するステップと、当該受信状態情報に基づいた予測データレートである第１のデータレートを決定するステップと、当該第１のデータレートが所定の第２のデータレートに達しているか否か判断するステップと、前記第１のデータレートが前記第２のデータレートに達している場合には、ダイバシティ受信を行わず、当該第２のデータレートをもってデータ送信を行うことをネットワークに対して要求するステップと、前記第１のデータレートが前記第２のデータレートに達していない場合には、ダイバシティ受信を行い、ダイバシティ受信を行った場合の受信状態情報に基づいた予測データレートである第３のデータレートを決定するステップと、前記第３のデータレートが前記第２のデータレートに達している場合には、当該第２のデータレートをもってデータ通信を行うことをネットワークに対して要求するステップと、前記第３のデータレートが前記第２のデータレートに達していない場合には、前記第３のデータレートをもってデータ通信を行うことをネットワークに対して要求するステップと、前記第２のデータレートを、受信状態が良好な場合に、受信状態が良好でない場合よりも高い値に設定するステップと、前記ネットワークからデータを受信するステップと、を有する移動通信端末のデータ受信方法である。

好適には、前記第１のデータレートが前記第２のデータレートに達していない場合には、ダイバシティ受信を行うことにより受信信号の強度が増加するか否かを、前記受信状態情報に基づいて判断するステップと、ダイバシティ受信を行うことにより受信信号の強度が増加する場合にはダイバシティ受信を行い、受信信号の強度が増加しない場合はダイバシティ受信を行わないステップと、
をさらに有する。

本発明によれば、受信状況等に応じて、ダイバシティ受信が必要ない場合にはダイバシティ受信を行わないように制御するため、低消費電力が実現できる。

以下、本発明の実施形態を添付図面に関連付けて説明する。
図１は、本発明に係る移動通信端末としての携帯電話機が適用される無線通信システムの一実施形態を示すシステム構成図である。

本実施形態に係る携帯電話機１０は、図１に示すように、無線通信部により、基地局２０を経由し、通信網３０を介してサーバ装置４０に所望のデータを要求して、要求に応じたＷｅｂデータ等を表示部に表示する機能を有する。
なお、添付図面においては、携帯電話機１０をＭＳ(Mobile station)、基地局２０をＢＳ(Base station)、と略記することがある。

本実施形態に係る携帯電話機１０は、メインアンテナとサブアンテナと受信系回路を有し、ＥＶＤＯ方式のデータ通信を基地局２０と行う。その際、メインアンテナとサブアンテナから受信した受信信号に対し、ダイバシティ受信（以下、適宜ダイバシティと略記する）を行うか否かについて選択的に制御可能に構成されている。

ＥＶＤＯ方式では、無線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２０がこの無線通信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、この端末の受信状態が「良好」なとき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。

また、ＥＶＤＯ方式の下り方向（基地局から無線通信端末への方向）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、ＴＤＭＡを採用している。これにより、常に、個々の無線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データレートで行うことができる。

図２は、本発明に係る無線通信端末としての携帯電話機１０の一実施形態を示すブロック構成図である。

本実施形態に係る携帯電話機１０は、図２に示すように、無線通信部１１、記憶部としてのメモリ１２、表示部１３、操作部１４、スピーカ１５ａおよびマイクロフォン１５ｂとを含む音声処理部１５、およびＣＰＵ１６を有している。
なお、無線通信部１１およびＣＰＵ１６は、本発明の受信制御部の一実施形態である。

無線通信部１１は、電波を利用した無線通信を行うために、ＣＰＵ１６で処理された画像データ、音声情報、電子メール等の各種情報を変調して送受信アンテナを通して基地局２０を含む通信網３０に送信する。
また、無線通信部１１は、サーバ装置４０から通信網３０、基地局２０を介して送信されてくる画像データ、音声情報、電子メール等を、送受信アンテナを通して受信し、受信した各種情報を復調してＣＰＵ１６に出力する。

無線通信部１１は、たとえば図２に示すように、メインアンテナ１１１、サブアンテナ１１２、切替スイッチ１１３、第１の受信回路１１４、第２の受信回路１１５、送信回路１１６、およびベースバンド部１１７を有している。
なお、メインアンテナ１１１および第１の受信回路１１４、サブアンテナ１１２および第２の受信回路１１５は、それぞれ本発明の受信系統の一実施形態である。

切替スイッチ１１３は、メインアンテナ１１１と第１の受信回路１１４または送信回路１１６との接続切り替えを行う。

送信回路１１６は、切替スイッチ１１３を介して、ベースバンド部１１７により供給される送信データを、メインアンテナ１１１により基地局２０へ送信する。

第１の受信回路１１４および第２の受信回路１１５は、それぞれメインアンテナ１１１およびサブアンテナ１１２から受信した受信信号（ＥＶＤＯ方式に従ったパイロット信号）を基地局２０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に復調する。

図３は、各受信回路の構成を示す回路ブロック図である。
図３に示すように、各受信回路は、不要周波数帯域からの混信を防ぐためのバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）２０１、受信信号を増幅するための低雑音増幅器（以下、ＬＮＡ:Low Noise Amplifierと略記する）、ベースバンド帯域の受信信号から多重化信号に復調するための混合器２０３を含んで構成される。本実施形態においては、たとえばＱＰＳＫ（quadrature phase shift keying ）、８ＰＳＫ（８-position quadrature phase shift keying）、１６ＱＡＭ（16-position phase amplitude modulation ）の３種のいずれかの復調方式によって復調を行う。

また、ＬＮＡ２０２と混合器２０３に対して、ベースバンド部１１７により消費電流を可変とするための制御が行われる。
具体的には、ＬＮＡ２０２に対して、ゲイン制御とリファレンス電流の制御が行われる。ゲイン制御では、ソフトウエア上でゲインモードをセットすることにより行われる複数のステップのゲイン設定を行う処理、リファレンス電流の制御では、各ステップのゲインにおいて、ＬＮＡ２０２の増幅のためのリファレンス電流の調整を行う処理、が含まれる。リファレンス電流の制御は、ＬＮＡ２０２に印加される電圧を制御することで、増幅の際のリファレンス電流を調整することにより行われる。
また、混合器２０３に対しても、同様に、ベースバンド部１１７から印加電圧を制御する。以上により、ベースバンド部１１７により、受信信号ラインの消費電流を可変とする構成となっている。
なお、ベースバンド部１１７により行われる複数のステップのゲイン制御は、本発明のゲイン設定手段の一実施形態であり、各ステップにおけるリファレンス電流の制御は、本発明の基準信号調整手段の一実施形態である。

ベースバンド部１１７は、第１の受信回路１１４および第２の受信回路１１５において復調された受信データを入力し、図示しない復号器によって復号処理、具体的には、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。
ベースバンド部１１７は、ＣＰＵ１６によりダイバシティ受信を行うか否かを制御される。ダイバシティ受信を行う場合には、第１および第２の受信回路１１４，１１５から得られた信号を最大比合成法や最小平均自乗誤差法により合成し、フェージング環境での受信性能の劣化を補う。
ここで、自局に割り当てられた受信データ（たとえば、通話相手からの通話信号やダウンロードを希望したデータ等）があった場合には、受信データを復号器からＣＰＵ１６に出力する。

さらに、復号器は復号処理の過程において、Ec/Io（パイロット信号強度対全受信信号強度）を取得する。
ＣＤＭＡ方式の携帯電話機では、受信した多重化信号の電界強度を算出した後、スペクトル逆拡散することで、自機宛の受信信号の電界強度を算出する。Ec/Ioは、多重化信号の電界強度と自機宛の受信信号の電界強度との比率である。なお、Ec/Ioの大きさに応じて、アンテナピクトにより受信状態が表示部１３上に表示される。
Ec/Ioは、本発明の受信状態情報の一実施形態である。

また、ベースバンド部１１７は、以下に示す（１）式に基づいてＣＩＲ（搬送波対干渉比）を算出する。

（数１）
ＣＩＲ=(Ec/Io)/(１-Ec/Io) …（１）

上述の式に基づいて求められたＣＩＲは、復号器から図示しない予測器に出力され、予測器において、次の受信スロットタイミング（ここで、１スロットは1.66ms=1/600秒）におけるＣＩＲの値が予測される。
ここでの予測の方法については、特に限定しないが、線形予測等の方法が例として挙げられる。また、予測器が何スロット後のＣＩＲを予測すればよいかを指示する情報は、携帯電話機１０の電源オン時に基地局２０から送信されてくる種々の制御信号に含まれている。そして、予測器によって求められた予測ＣＩＲは、図示しないＣＩＲ−ＤＲＣ変換部に供給される。

ＣＩＲ−ＤＲＣ変換部は、図示しないＣＩＲ−ＤＲＣ変換テーブルに基づいて、ＤＲＣを算出する。このＤＲＣ（Ｄａｔａ Ｒａｔｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｂｉｔ）とは、ＣＩＲから期待される、携帯電話機１０において所定の誤り率以下で受信可能な最高データレートである。ここで、ＣＩＲ−ＤＲＣ変換テーブルには、ＣＩＲの変動に対するＤＲＣが定義されている。ＣＩＲ−ＤＲＣ変換テーブルでは、たとえば、ＣＩＲが「上昇傾向」であるか、「下降傾向」であるか、「高レベル安定」であるか、「低レベル安定」であるか、に応じてＤＲＣを決定している。すなわち、ベースバンド部１１７では、ＣＩＲの変動を監視し、逐次ＣＩＲ−ＤＲＣ変換部によりＤＲＣを算出する構成となっている。
なお、ＤＲＣは、本発明の第１のデータレートの一実施形態である。

ベースバンド部１１７は、ダイバシティ受信を行った場合の効果を示す情報（ダイバシティ効果情報）を要求するダイバシティ効果要求に対して、ＣＰＵ１６に当該情報を供給する。
ベースバンド部１１７は、ＣＰＵ１６からの受信回路設定値に基づいて、各受信回路（第１の受信回路１１４および第２の受信回路１１５）のＬＮＡ２０２および混合器２０３に対して必要な制御値をセットする。すなわち、ＬＮＡ２０２に対するソフトウエアによるゲイン設定や、リファレンス電流を調整するためのＬＮＡ２０２および混合器２０３に対する印加電圧の設定を行う。

ベースバンド部１１７は、ＣＰＵ１６からの制御信号に基づいて、ダイバシティ受信を行うか否かについて制御を行う。すなわち、ダイバシティ受信を行わない場合には、メインアンテナ１１１から第１の受信回路１１４を経由して得られた多重化信号に基づいて処理を行い、ダイバシティ受信を行う場合には、第１の受信回路１１４および第２の受信回路１１５のそれぞれから得られた多重化信号に基づいて処理を行う。

ベースバンド部１１７は、ＣＰＵ１６により算出されたデータレート（後述するＯＤＲ３）や送信データを、マルチプレクサによって多重化し、符号化器によって更に符号化して、送信回路１１６に出力する。

メモリ１２は、ＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリを含み、ＣＰＵ１６の処理に必要な様々なデータをあらかじめ記憶する。

表示部１３は、液晶表示装置（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）や有機ＥＬ（ＥｌｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ）等の表示デバイスを有し、ＣＰＵ１６の制御の下、通話機能のために入力した電話番号や各種メッセージ、テキストデータ等を表示する。
また、表示部１３は、ＣＰＵ１６の制御に従って、表示部にＷｅｂ表示などを行っているときに、画面の更新（次の頁の要求や、検索開始ボタンなど）を指示するカーソル（枠や矢印）を複数の表示形式で表示する。

操作部１４は、終了（終話）／電源キー、開始（発呼）キー、数字等に対応した複数のテンキー等を有し、これらのキーが操作されることにより、ユーザからの入力情報をＣＰＵ１６に供給する。

音声処理部１５は、音声処理回路を有し、通話機能のために音声出力を行うスピーカ１５ａと、音声入力を行うマイクロフォン１５ｂとが接続されている。
音声処理部１５は、無線通信モードにおいて、マイクロフォン１５ｂにより収音した音声に対して所定の処理を行ってＣＰＵ１６に出力する。
音声処理部１５は、ＣＰＵ１６により供給された音声情報に対して所定の処理を行ってスピーカ１５ａから放音させる。

ＣＰＵ１６は、携帯電話機１０の全体の制御を行う。
たとえば、ＣＰＵ１６は、無線通信部１１における各種情報の無線による送受信の制御、音声処理部１５に対する音声情報の処理、表示部１３への情報の表示、カーソルの表示形式の変更制御、および点灯制御、操作部１４の入力情報に応じた処理、メモリ１２に対するアクセス制御等を行う。

ＣＰＵ１６は、ベースバンド部１１７に対し、ダイバシティ受信を行うか否かを制御する。すなわち、Ec/Ioに基づく受信状況、ネットワークから取得するデータ量、ＤＲＣ等に基づいて、ダイバシティ受信を行うべきか否かを決定し、制御信号をベースバンド部１１７に対して送出する。

ＣＰＵ１６は、ベースバンド部１１７から与えられる受信情報（上述したEc/Io、ＤＲＣ等）に基づいて、受信環境／受信状況に応じた最適なデータレートを逐次算出するためのデータレート計算プログラム（以下、ＤＲＣプログラムと略記する）を実行する。
ＣＰＵ１６は、ＤＲＣプログラムの実行結果であるデータレートＯＤＲ１〜ＯＤＲ３と、当該データレートを実現するための受信回路の設定値とを、ベースバンド部１１７に送出する。ＤＲＣプログラムの処理内容については、後述する。

次に、実施形態に係る無線通信システムの動作について、図４乃至図６に関連付けて述べる。

図４は、実施形態に係る無線通信システムにおいて、基地局２０（ＢＳ）と携帯電話機１０（ＭＳ）の間のデータフローについて示した図である。図５は、基地局２０（ＢＳ）の処理を示すフローチャートである。図６は、携帯電話機１０（ＭＳ）の処理を示すフローチャートである。
なお、図４では、携帯電話機１０（ＭＳ）の内部における、ベースバンド部１１７とＣＰＵ１６間で行われるデータフローについても示している。ここで、ＣＰＵ１６は、入力データに基づいて、主としてＤＲＣプログラムを実行する。

図４において、サーバ装置４０から通信網３０を介してダウンロード対象のデータを取得する処理が開始されると、基地局２０は、当該データのデータ量（転送データ量）を含む情報（転送データ情報）を、例えばＦＡＴ形式に則ったヘッダデータの形式にて、携帯電話機１０へ送出する（図４（ａ）、図５のステップＳＴ１，ＳＴ２）。
携帯電話機１０は、基地局２０より転送データ情報を受信する（図６のステップＳＴ１０）。なお、図４に示すフローの初期状態においては、携帯電話機１０は、ダイバシティ受信を行わない状態で転送データ情報を受信する。

携帯電話機１０では、転送データ情報をベースバンド部１１７で受け（ステップＳＴ１０）、当該転送データ情報をＣＰＵ１６へ送出するとともに（図４（ｂ））、Ec/Io（パイロット信号強度対全受信信号強度）を算出し（図６のステップＳＴ１１）、ＣＰＵ１６へ送出する（図４（ｃ））。

さらに、ベースバンド部１１７では、算出したEc/IoからＣＩＲ（搬送波対干渉比）を上述した（１）式に基づいて算出した後、ＣＩＲの変動に基づいて、ＣＩＲ−ＤＲＣ変換テーブルを参照し、携帯電話機１０において所定の誤り率以下で受信可能な最高データレートであるＤＲＣを算出する（図６のステップＳＴ１２）。そして、算出されたＤＲＣをＣＰＵ１６へ、次以降の下りタイムスロットにおける下りデータレートの希望値として、送出する（図４（ｂ））。
なお、一般のＥＶＤＯ方式の携帯電話機では、基地局２０からのデータ送信におけるデータレートを決定するために、ＤＲＣを基地局２０に送信するが、本実施形態の無線通信システムでは、このＤＲＣを現段階ではそのまま基地局２０に送信するわけではない。

次に、受信状況と転送データ量に応じたデータレートを決定するための閾値となるＯＤＲ０と、この閾値に基づいたデータレートＯＤＲ１とを算出する（図４（ｅ））。

図７は、本実施形態に係る携帯電話機１０におけるデータレート決定のための制御の一例について示す表図である。
図７に示す例において、（ａ）はEc/Ioにより示される受信状況が「最良」である場合、たとえばEc/Ioに対する所定の閾値に基づいて、アンテナピクトにより３本表示されている場合を示し、（ｂ）はEc/Ioにより示される受信状況が「良好」である場合、たとえばEc/Ioに対する所定の閾値に基づいて、アンテナピクトにより２本表示されている場合を示す。なお、アンテナピクトとは、ユーザに電波状態を知らせるために表示部１３に表示するアイコンの一種であって、一般的には、「非常に不安定」から「最良」までを０本から３本で示し、「サービスエリア外」を「圏外」として表示するものである。

ＤＲＣプログラムは、Ec/Ioと転送データ量に基づいて、必要十分であると考えられるデータレートＯＤＲ０を算出する（図６のステップＳＴ１３）。これは、Ec/Ioおよび転送データ量が大きい程、ＯＤＲ０が大きくなるように算出する。図７に示す例において、Ec/Ioにより示される受信状況が「最良」である場合には、転送データ量が１Ｍバイト以上では、ＯＤＲ０が500kbpsと算出される。
なお、ＯＤＲ０は、本発明の第２のデータレートの一実施形態である。

さらに、ＤＲＣプログラムは、ＯＤＲ０とＤＲＣとを比較した結果に基づいて、ＯＤＲ１を算出する（図６のステップＳＴ１４）。すなわち、ＯＤＲ０がＤＲＣよりも大きい場合にはＯＤＲ１をＯＤＲ０とし、ＯＤＲ０がＤＲＣよりも小さい場合にはＤＲＣをＯＤＲ０とする。つまり、必要ないのにも関わらず速いデータレートが選択され、無駄な電力が消費されるということがないように、ＯＤＲ１は、ＯＤＲ０およびＤＲＣのうち、いずれか小さい方が選択される。
たとえば、図７に示す例において、Ec/Ioにより示される受信状況が「最良」であり、転送データ量が１Ｍバイト以上である場合には、ＯＤＲ０が500kbpsと算出されたので、ＤＲＣが500kbps以上であるときに、ＯＤＲ１は500kbpsとなり、ＤＲＣが500kbps未満であるときに、ＯＤＲ１はＤＲＣと同一の値となる。

次に、ＣＰＵ１６は、ダイバシティ効果要求を行うか否かを決定して、当該決定に応じてダイバシティ効果要求をベースバンド部１１７に対して行う（図４（ｆ））。
図７に示す例では、Ec/Ioにより示される受信状況が「最良」である場合には、ＯＤＲ１の値に関わらず、ダイバシティ受信が不要であると判断し、ダイバシティ受信効果要求を行わない。Ec/Ioにより示される受信状況が「良好」である場合には、ＤＲＣの値がＯＤＲ０未満である場合には、ダイバシティ受信によりEc/Ioが増加する可能性があるため、ダイバシティ受信効果要求を行う。

ダイバシティ効果要求を受けたベースバンド部１１７では、ダイバシティ受信を行った場合とダイバシティ受信を行わない場合とで、Ec/Ioが増加するか否かをチェックし、ダイバシティ効果情報としてＣＰＵ１６へ出力する（図４（ｇ）、ステップＳＴ１５）。

ＤＲＣプログラムでは、ダイバシティ効果情報に基づいて、ダイバシティ受信によりEc/Ioが増加しないと判断した場合には（図６のステップＳＴ１６）、図６のステップＳＴ１４で算出したＯＤＲ１を最終的な要求データレートとする。ＣＰＵ１６は、このＯＤＲ１を最終的な要求データレートとしてベースバンド部１１７へ出力する。

次に、ＤＲＣプログラムでは、ダイバシティ効果情報に基づいて、ダイバシティ受信によりEc/Ioが増加すると判断した場合には（図６のステップＳＴ１６）、ＯＤＲ１を算出したときと同様に、ＯＤＲ２を算出する（図４（ｈ）、図６のステップＳＴ１７）。すなわち、ダイバシティ受信を行うことにより増加した新しいEc/Ioに基づいて、ＤＲＣを算出する。そして、このＤＲＣに基づいて、ステップＳＴ１４にてＯＤＲ１を算出したようにして、ＯＤＲ２を算出する。
ＣＰＵ１６は、ＤＲＣプログラムが算出したＯＤＲ２をベースバンド部１１７へ出力する（図４（ｉ））。
なお、ＯＤＲ２は、本発明の第３のデータレートの一実施形態である。

次いで、ＤＲＣプログラムでは、ダイバシティ受信を行うか否かに関わらず、これまでに算出されたＯＤＲ１またはＯＤＲ２に基づいて、受信回路（第１の受信回路１１４および第２の受信回路１１５）のリファレンス電流を最適に制御するための回路設定値（受信回路設定値）を算出する（図４（ｊ）、図６のステップＳＴ１８，１９）。具体的には、受信回路設定値は、受信回路のＬＮＡ２０２に対する複数のステップのゲイン設定と、ＬＮＡ２０２および混合器２０３に対する印加電圧を制御することによるリファレンス電流の調整のための設定値である。これにより、受信回路設定値を最適にすることで、受信回路における消費電流を低減することが目的である。

この受信回路設定値の算出処理について、以下に述べる。

図８は、データレートと受信回路設定値との関係を示す図である。図において、データレートはＡ＜Ｂ＜…＜Ｌ＜Ｍとなっており、ゲインステップの設定はGAIN_0＜GAIN_1＜GAIN_2となっており、受信回路の消費電流はI_0_R0＞I_0_R0＞…＞I_2_R3＞I_2_R4となっている。すなわち、要求データレート（ＯＤＲ０，ＯＤＲ１）が小さい場合（つまり受信状態が良くない場合）には、その分ＬＮＡ２０２のゲインを増加させなければならず、消費電流も増加する。逆に、要求データレート（ＯＤＲ０，ＯＤＲ１）が大きい場合には、ＬＮＡ２０２のゲインを増加させる必要がないので、消費電流が低減する。
また、同じゲインステップ（たとえば、GAIN_0）において、消費電流を細かく制御できるように、リファレンス電流を調整する。たとえば、ゲインステップがGAIN_0の場合に、リファレンス電流調整値をREF_0→REF_1→REF_2と変化させると、消費電流が微増する。

図９は、受信回路設定値の算出処理におけるゲインと消費電流との関係を示した図である。
図９に示すように、各ステップにおけるゲイン設定により、消費電流は、Range0_L〜Range0_H、Range1_L〜Range1_H、Range2_L〜Range2_H、Range3_L〜Range3_H、Range4_L〜Range4_Hの領域をとることができ、各ステップのゲイン設定において、リファレンス電流を調整することで各領域内の消費電流を調整することができる。

データ通信処理の初期状態（図４のフローの最初の状態）では、受信回路のＬＮＡ２０２は最もゲインが低い状態、すなわち、消費電流が最も小さい値となるように、たとえば、GAIN_5およびREF_5が設定されている。

算出されたＯＤＲ０もしくはＯＤＲ１に基づいて、図８に示すようなテーブルデータから受信回路設定値を算出する。
その際には、まず、初期状態ではGAIN_5およびREF_5に設定されているので、GAIN_5を維持したまま、REF_5をREF_5→REF_4→…と変化させ、対応するデータレートがＯＤＲ０もしくはＯＤＲ１を満足するか否かを逐次チェックする。リファレンス電流の調整のみではＯＤＲ０もしくはＯＤＲ１を満足できない場合には、ゲインステップの設定をGAIN_5からGAIN_4に変化させ、同様にリファレンス電流を変化させて、ＯＤＲ０もしくはＯＤＲ１を満足するか否かを逐次チェックする。
以上のようにして、ＯＤＲ０もしくはＯＤＲ１を満足する最も低いゲイン（すなわち、最も小さい消費電流）が得られる受信回路設定値を算出する。

逆に、初期状態ではゲインが最も高くなるように設定しておいて、ＯＤＲ０もしくはＯＤＲ１が許容する最も低いゲインが得られるように、ゲイン設定を順次低下させて受信回路設定値を算出するようにしてもよい。

このように、ＤＲＣプログラムが算出した受信回路設定値は、ＣＰＵ１６によりベースバンド部１１７へ出力され（図４（ｋ））、ベースバンド部１１７は、受信回路のＬＮＡ２０２に対するゲイン設定を変更するとともに、ＬＮＡ２０２および混合器２０３に対する印加電圧を調整して、リファレンス電流を変更する（図６のステップＳＴ２０）。

なお、受信回路のＬＮＡ２０２のゲインを変更すると、ベースバンド部１１７で算出されるEc/Ioが若干変動するため、受信回路設定値を更新するごとに、図６のステップＳＴ１１〜２１の処理を行うようにしてもよい（図６のステップＳＴ２１）。これにより受信回路の設定に応じた最適なデータレートとしてＯＤＲ３を得ることができる。
たとえば、受信回路設定値を変更したことにより、ＯＤＲ１もしくはＯＤＲ２がＯＤＲ０とほぼ同じ値になった場合には、これ以上受信回路設定値を変更しても受信性能が向上しないことがわかるので、その時点で受信回路設定値を確定させるようにしてもよい。

以上のようにして、受信回路設定値と、最終的に要求するデータレートであるＯＤＲ３を決定して、これらの情報をＣＰＵ１６はベースバンド部１１７へ送出し、ベースバンド部１１７は、基地局２０に対してＯＤＲ３を下り予測データレートとして通知し、データ転送を開始するように要求する（図６のステップＳＴ２２、図４（ｌ））。

基地局２０では、携帯電話機１０からデータ転送開始要求があった場合には（図５のステップＳＴ３）、ダウンロード対象のデータの送信を開始する（ステップＳＴ４、図４（ｎ），（ｍ））。
データ送信中（ダウンロード中）には、携帯電話機１０は、現在までに取得したデータ量（取得データ量）を監視し、その取得データ量を基地局２０（ＢＳ）へ送信する（図４（ｏ）、ステップＳＴ５）。そして、基地局２０より更新された転送データ情報（図５のステップＳＴ６）に基づいて、図６に示すフローチャートの処理を所定の間隔毎に実行する。これにより、携帯電話機１０では、転送データ情報に応じた最適なデータレートを逐次算出することが可能となる。
すなわち、ダウンロードが進行するにつれて、転送データ量が低減していくので、より小さなＤＲＣで必要十分なデータレートであるＯＤＲ０を満足することができるようになる。したがって、ダウンロードが進行するにつれて、より消費電流が低い受信回路設定値とすることができる。

ダウンロ一ドが完了すると、基地局２０は送信終了通知を携帯電話機１０へ送信し（図４（ｐ））、これに応じて、携帯電話機１０が回線切断要求を行うと（図４（ｑ））、基地局２０は回線を切断する（ステップＳＴ７）。
回線切断要求を行った後は、携帯電話機１０は、受信回路設定値をデフォルトの値（GAIN_0およびREF_0）に戻すとともに、ダイバシティ受信に設定されていればダイバシティ受信を解除する。

以上説明したように、本実施形態に係る携帯電話機１０によれば、ダウンロード対象データのデータ量を含む転送情報と、受信状態の指標となるEc/Io（パイロット信号強度対全受信信号強度）とに基づいて、必要十分なデータレートであるＯＤＲ０を決定し、このＯＤＲ０と、所定の誤り率以下で受信可能な最高データレートであるＤＲＣとを比較した結果に基づいて、ダイバシティ受信を行うか否かを決定するため、受信環境／受信状況に応じてダイバシティ受信を行うか否かを適切に判断することができる。したがって、受信環境／受信状況からみて、ダイバシティ受信を行うことが必要ないのにもかかわらず、ダイバシティ受信を行って無駄な電力を消費することがない。

その際に、ダイバシティ受信を行うことで受信状況が改善されるか否かをベースバンド部１１７が判断するようにしたので、マルチパスの影響が少なくダイバシティ受信の効果を得られない場合等でも、適切にダイバシティ受信を行うか否かを判断することができる。

本実施形態に係る携帯電話機１０によれば、ＯＤＲ０とＤＲＣとを比較した結果、ＯＤＲ０およびＤＲＣのうち、いずれか小さい方を選択して要求データレート（ＯＤＲ１）とするので、必要ないのにも関わらず速いデータレートが選択され、無駄な電力が消費されるということがない。

本実施形態に係る携帯電話機１０によれば、ダイバシティ受信を行う場合、行わない場合のいずれの場合でも、必要十分なデータレート（ＯＤＲ０）を満足するような受信回路設定を行うので、受信回路の消費電流を、ＯＤＲ２を満足する最も少ないものとすることができる。

本実施形態に係る携帯電話機１０によれば、受信回路設定を行った後、当該受信回路設定により更新されたEc/Ioに基づいて、最終的な要求データレート（ＯＤＲ３）を算出し、基地局２０に通知するので、データ送信の際に、常に、受信回路の消費電流を最も少なくするデータレートとすることができる。

本実施形態に係る携帯電話機１０によれば、受信回路設定を行う際に、受信回路のＬＮＡ２０２に対し、複数のステップのゲイン設定のための処理と、各ステップにおいて、リファレンス電流の調整のための処理とを組み合わせて行うので、ＬＮＡ２０２の出力電流に対して、細かい制御を行うことが可能となる。すなわち、複数のステップのゲイン設定のための処理しか行わないとすると、各ステップ毎のゲイン変化が大きいので、要求データレートを満足しないために大幅にゲインを増加させることになって消費電流が大幅に増加する結果を招来する場合があるが、携帯電話機１０では、その場合でも設定されたゲインを変更せずに、リファレンス電流を調整することで、要求データレートに対する最適な消費電流とすることができる。

なお、本発明の実施形態は、上述した内容に拘泥せず、本発明の要旨を変更しない範囲で様々な改変が可能である。

たとえば、ＯＤＲ０を算出する際に、データ通信の時間帯を考慮するようにしてもよい。
すなわち、トラフィックが空いている深夜の時間帯でなされる、蓄積配信等のＰｕｓｈ型情報のデータ通信について、高いデータレートを必要としないので、昼間時間帯よりもＯＤＲ０を小さい値に設定しておくことができる。これにより、蓄積配信等において、ダイバシティ受信が選択され、無駄に電力を消費することがなくなる。

また、携帯電話機１０が充電台を介してＡＣアダプタに接続され、動作電力が外部電源により供給されている場合には、バッテリの消耗を考慮する必要がないので、ダイバシティ受信を解除する必要はない。

実施形態に係る携帯電話機が適用される無線通信システムの一実施形態を示すシステム構成図である。 実施形態に係る携帯電話機の一実施形態を示すブロック構成図である。 受信回路の一実施形態を示すブロック構成図である。 実施形態に係る無線通信システムにおいて、基地局２０（ＢＳ）と携帯電話機１０（ＭＳ）の間のデータフローについて示した図である。 基地局２０（ＢＳ）の処理を示すフローチャートである。 携帯電話機１０（ＭＳ）の処理を示すフローチャートである。 本実施形態に係る携帯電話機１０におけるデータレート決定のための制御の一例について示す表図である。 データレートと受信回路設定値との関係を示す表図である。 受信回路設定値の算出処理におけるゲインと消費電流との関係を示した図である。

符号の説明

１０…携帯電話機、１１，１１Ａ…無線通信部、１１１…送受信アンテナ、１１２…サブアンテナ、１１３…切替スイッチ、１１４…第１の受信回路、１１５，１１５Ａ…第２の受信回路、１１６…送信回路、１１７…ベースバンド部、１２…メモリ、１３…表示部、１４…操作部、１５…音声処理部、１６…ＣＰＵ、２０…基地局、３０…通信網、４０…サーバ装置。

Claims (8)

1. 複数の受信系統と、
   前記複数の受信系統からそれぞれ受信した受信信号に基づいて、ダイバシティ受信を行うか否かを制御する受信制御部と、を有し、
   前記受信制御部は、
   前記受信信号に基づいて受信状態情報を算出し、当該受信状態情報に基づいた予測データレートである第１のデータレートを決定し、
   前記第１のデータレートが所定の第２のデータレートに達している場合には、ダイバシティ受信を行わず、かつ当該第２のデータレートをもってデータ送信を行うことをネットワークに対して要求し、
   前記第１のデータレートが前記第２のデータレートに達していない場合には、ダイバシティ受信を行い、ダイバシティ受信を行った場合の受信状態情報に基づいた予測データレートである第３のデータレートを決定し、
   前記第３のデータレートが前記第２のデータレートに達している場合には、当該第２のデータレートをもってデータ通信を行うことをネットワークに対して要求し、
   前記第３のデータレートが前記第２のデータレートに達していない場合には、前記第３のデータレートをもってデータ通信を行うことをネットワークに対して要求し、
   前記第２のデータレートは、
   受信状態が良好な場合に、受信状態が良好でない場合よりも高い値に設定される
   ことを特徴とする移動通信端末。
2. 前記受信制御部は、ネットワークから受信するデータのデータ量を取得し、当該データ量に応じて、前記第２のデータレートの値を変更する
   ことを特徴とする請求項１記載の移動通信端末。
3. 前記受信制御部は、
   前記第１のデータレートが前記第２のデータレートに達していない場合には、ダイバシティ受信を行うことにより受信信号の強度が増加するか否かを、前記受信状態情報に基づいてさらに判断し、
   前記判断の結果、ダイバシティ受信を行うことにより受信信号の強度が増加しない場合はダイバシティ受信を行わず、かつ前記第１のデータレートをもってデータ通信を行うことを前記ネットワークに対して要求せず、
   ダイバシティ受信を行うことにより受信信号の強度が増加する場合にダイバシティ受信を行う、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の移動通信端末。
4. 前記受信系統は、受信信号を増幅する増幅器を含み、
   前記受信制御部は、
   前記増幅器に対し、複数段階のゲイン設定を有するゲイン設定手段と、
   前記増幅器の基準信号を調整し、前記増幅器の出力信号を変更する基準信号調整手段と、
   を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載の移動通信端末。
5. 前記受信制御部は、前記第１のデータレートが前記第２のデータレートに達していない場合には、当該第１のデータレートと前記第２のデータレートとが等しくなるように前記増幅器の基準信号を調整し、前記第１のデータレートが前記第２のデータレートに達したならば、当該第２のデータレートをもってデータ送信を行うことをネットワークに対して要求する
   ことを特徴とする請求項４記載の移動通信端末。
6. 前記受信系統は、受信信号を増幅する増幅器を含み、
   前記受信制御部は、
   前記増幅器に対し、複数段階のゲイン設定を有するゲイン設定手段と、
   前記増幅器の基準信号を調整し、前記増幅器の出力信号を変更する基準信号調整手段と、を有するとともに、
   前記第３のデータレートが前記第２のデータレートに達していない場合には、前記第３のデータレートと前記第２のデータレートが等しくなるように、前記増幅器の基準信号を調整し、前記第３のデータレートが前記第２のデータレートに達したならば、前記第２のデータレートをもってデータ送信を行うことをネットワークに対して要求する
   ことを特徴とする請求項１に記載の移動通信端末。
7. 複数の受信系統を有し、ダイバシティ受信を行うことが可能な移動通信端末のデータ受信方法であって、
   受信信号に基づいて受信状態情報を算出するステップと、
   当該受信状態情報に基づいた予測データレートである第１のデータレートを決定するステップと、
   当該第１のデータレートが所定の第２のデータレートに達しているか否か判断するステップと、
   前記第１のデータレートが前記第２のデータレートに達している場合には、ダイバシティ受信を行わず、当該第２のデータレートをもってデータ送信を行うことをネットワークに対して要求するステップと、
   前記第１のデータレートが前記第２のデータレートに達していない場合には、ダイバシティ受信を行い、ダイバシティ受信を行った場合の受信状態情報に基づいた予測データレートである第３のデータレートを決定するステップと、
   前記第３のデータレートが前記第２のデータレートに達している場合には、当該第２のデータレートをもってデータ通信を行うことをネットワークに対して要求するステップと、
   前記第３のデータレートが前記第２のデータレートに達していない場合には、前記第３のデータレートをもってデータ通信を行うことをネットワークに対して要求するステップと、
   前記第２のデータレートを、受信状態が良好な場合に、受信状態が良好でない場合よりも高い値に設定するステップと、
   前記ネットワークからデータを受信するステップと、
   を有することを特徴とする移動通信端末のデータ受信方法。
8. 前記第１のデータレートが前記第２のデータレートに達していない場合には、ダイバシティ受信を行うことにより受信信号の強度が増加するか否かを、前記受信状態情報に基づいて判断するステップと、
   ダイバシティ受信を行うことにより受信信号の強度が増加する場合にはダイバシティ受信を行い、受信信号の強度が増加しない場合はダイバシティ受信を行わないステップと、
   をさらに有することを特徴とする請求項７記載の移動通信端末のデータ受信方法。

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