移動通信装置および無線通信方法
【課題】サスペンド状態での移動通信装置の消費電力を低減する。
【解決手段】移動通信装置10は、無線アクセス網21,22を用いてデータ通信を行うことができる。受信部11は、無線アクセス網21,22からの受信信号を処理する。制御部12は、無線アクセス網21を用いたデータ通信後にプロセッサ12aがサスペンド状態に移行するとき、無線アクセス網22とコネクションを確立し、受信部11での無線アクセス網21からの受信信号の処理を停止させる。
【解決手段】移動通信装置10は、無線アクセス網21,22を用いてデータ通信を行うことができる。受信部11は、無線アクセス網21,22からの受信信号を処理する。制御部12は、無線アクセス網21を用いたデータ通信後にプロセッサ12aがサスペンド状態に移行するとき、無線アクセス網22とコネクションを確立し、受信部11での無線アクセス網21からの受信信号の処理を停止させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本件は移動通信装置および無線通信方法に関する。
【背景技術】
【0002】
現在、携帯電話システムや無線LAN(Local Area Network)などの無線通信システムが広く利用されている。移動通信装置から利用できる無線アクセス網としては、CDMA(Code Division Multiple Access)2000の1xネットワークやEVDO(Evolution Data Only)ネットワーク、WiMAXネットワークなど、通信方式の異なる複数の種類の無線アクセス網がある。1xネットワークやEVDOネットワークは、多元接続方式として符号分割多元接続(CDMA)を用いる。WiMAXネットワークは、多元接続方式として直交周波数分割多元接続(OFDMA:Orthogonal Frequency Division Multiple Access)を用いる。複数の種類の無線アクセス網を利用可能な移動通信装置もある。
【0003】
例えば、携帯電話システムと無線LANとを利用可能な端末であって、無線LANエリア内に移動したことを検知すると、携帯電話機能をOFFするか否かユーザに問い合わせることで、無線LANエリア内での消費電力を低減する無線通信端末が提案されている。また、広域無線ネットワークと狭域無線ネットワークとを利用可能な端末であって、狭域無線ネットワークの利用中に信号品質が基準値以下になったことを検知すると、広域無線ネットワークへの接続処理を開始する無線端末装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2005−295532号公報
【特許文献2】特開2008−118721号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、移動通信装置は、データ通信制御やユーザインタフェース制御に、プロセッサを用いることがある。プロセッサは、データ通信やユーザ操作などのイベントが一定時間発生しないと、低消費電力のサスペンド状態に移行することがある。プロセッサは、例えば、サスペンド状態ではアプリケーションプログラムやドライバプログラムの実行を停止してイベント発生を待ち、イベント発生を検知するとアクティブ状態に復帰する。
【0006】
プロセッサがサスペンド状態に移行すると、無線アクセス網からの受信信号を処理する受信部は、サスペンド前のプロセッサからの指示に応じて、無線同期や基地局サーチなどの信号処理を継続する。ここで、データ通信に2以上の無線アクセス網を利用可能な移動通信装置で、ある無線アクセス網と他の無線アクセス網の両方の信号処理を継続することは、消費電力の点で不利となることがある。例えば、カバーエリアの広い無線アクセス網に加えてカバーエリアの狭い無線アクセス網の信号処理を継続すると、移動通信装置の移動によって基地局サーチの頻度が高くなり、消費電力が大きくなるおそれがある。
【0007】
一方で、ネットワーク側から移動通信装置に対して送信するデータがあるとき、移動通信装置は、データ通信に関する呼び出し(ページング)を受け取る。移動通信装置がデータ通信に2以上の無線アクセス網を利用可能である場合、ページング情報は、現在データ通信経路が設定されている何れかの無線アクセス網を用いて伝送される。ある無線アクセス網を用いてデータ通信が行われた後は、データ通信経路は当該無線アクセス網に設定されたままとなる。そのため、移動通信装置は、単にある無線アクセス網の信号処理を停止すると他の無線アクセス網の圏内にいても、ページングを受け取れなくなることがある。
【0008】
本件はこのような点に鑑みてなされたものであり、サスペンド状態での消費電力を低減できる移動通信装置および無線通信方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
第1および第2の無線アクセス網を用いたデータ通信が可能な移動通信装置が提供される。移動通信装置は、受信部と制御部とを有する。受信部は、第1および第2の無線アクセス網からの受信信号を処理する。制御部は、プロセッサを備え、第1の無線アクセス網を用いたデータ通信後にプロセッサがサスペンド状態に移行するとき、第2の無線アクセス網とコネクションを確立し、受信部での第1の無線アクセス網からの受信信号の処理を停止させる。
【0010】
また、第1および第2の無線アクセス網を用いたデータ通信が可能でありプロセッサを備える移動通信装置が実行する無線通信方法が提供される。無線通信方法では、第1および第2の無線アクセス網からの受信信号を処理する。第1の無線アクセス網を用いたデータ通信後にプロセッサがサスペンド状態に移行するとき、第2の無線アクセス網とコネクションを確立し、第1の無線アクセス網からの受信信号の処理を停止する。
【発明の効果】
【0011】
サスペンド状態での移動通信装置の消費電力を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】第1の実施の形態の移動通信装置を示す図である。
【図2】第2の実施の形態の移動通信システムを示す図である。
【図3】無線アクセス網のカバーエリアの例を示す図である。
【図4】無線アクセス網の無線チャネルの例を示す図である。
【図5】他の無線アクセス網の物理チャネルの例を示す図である。
【図6】ページングチャネルの受信タイミングの例を示す図である。
【図7】圏外サーチの例を示す図である。
【図8】移動局のハードウェア例を示すブロック図である。
【図9】無線送受信に関するブロック図である。
【図10】制御部で実行されるソフトウェアの例を示すブロック図である。
【図11】データ通信状態の遷移例を示す図である。
【図12】サスペンド設定の画面例を示す図である。
【図13】CPUのサスペンド移行の例を示すフローチャートである。
【図14】CPUのサスペンド解除の例を示すフローチャートである。
【図15】サスペンド時のデータ通信状態の遷移例を示す図である。
【図16】無線アクセス網への接続例を示すシーケンス図である。
【図17】無線アクセス網への接続例を示すシーケンス図(続き)である。
【図18】ページングチャネルの受信例を示すシーケンス図である。
【図19】他の無線アクセス網への接続例を示すシーケンス図である。
【図20】PPP接続の例を示すシーケンス図である。
【図21】他のページングチャネルの受信例を示すシーケンス図である。
【図22】ハンドオーバの例を示すシーケンス図である。
【図23】ハンドオーバの例を示すシーケンス図(続き)である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本実施の形態を図面を参照して説明する。
[第1の実施の形態]
図1は、第1の実施の形態の移動通信装置を示す図である。
【0014】
移動通信装置10は、無線アクセス網21,22を利用してデータ通信(例えば、パケット通信)を行う。移動通信装置10は、データ通信に関してデュアルモードまたはマルチモードで動作可能と言うことができる。移動通信装置10は、例えば、携帯電話機(スマートフォンと呼ばれるものを含む)や携帯情報端末装置などの無線端末装置である。
【0015】
無線アクセス網21,22は、無線信号を送信する基地局を含む。無線アクセス網21,22は、無線通信方式が互いに異なっていてもよい。例えば、無線アクセス網21は、EVDOネットワークやW−CDMA(Wideband Code Division Multiple Access)ネットワークなどのCDMAを用いた無線アクセス網でもよく、無線アクセス網22は、WiMAXネットワークやLTE(Long Term Evolution)ネットワーク、LTE−A(Long Term Evolution Advanced)などのOFDMAを用いた無線アクセス網であってもよい。また、無線アクセス網21,22は、カバーエリアの広さが異なってもよい。例えば、無線アクセス網21は、無線アクセス網22よりもカバーエリアが狭くてもよい。
【0016】
移動通信装置10は、受信部11および制御部12を有する。
受信部11は、無線アクセス網21,22からの受信信号を処理する。受信信号の処理には、例えば、タイミング同期、基地局サーチ、無線チャネルであるページングチャネルの検出などが含まれる。ページングチャネルでは、データ通信に関する移動通信装置10宛ての呼び出し情報(ページング情報)が伝送され得る。
【0017】
制御部12は、無線アクセス網21,22を利用したデータ通信を制御する。制御部12は、プロセッサ12aを有する。プロセッサ12aは、例えば、プログラムを実行するCPU(Central Processing Unit)などの演算装置である。制御部12は、更にRAM(Random Access Memory)などのメモリを有してもよい。
【0018】
プロセッサ12aは、データ通信やユーザ操作などのイベントが一定時間発生しない場合には、低消費電力のサスペンド状態に移行する。プロセッサ12aは、サスペンド状態ではアプリケーションプログラムやドライバプログラムの実行を停止してイベント発生を待ち、イベント発生を検知するとアクティブ状態に復帰する。イベント発生時には、例えば、プロセッサ12aに対して割り込み信号が入力され、割り込み信号を受けてプロセッサ12aがサスペンド状態からアクティブ状態に移行する。割り込み信号の伝送には、例えば、GPIO(General Purpose Input/Output)を用いる。
【0019】
ここで、制御部12は、無線アクセス網21を用いたデータ通信後にプロセッサ12aがサスペンド状態に移行するとき、無線アクセス網22とコネクションを確立する。コネクションは、PPP(Point-to-Point Protocol)コネクションであってもよい。これにより、データ通信経路が、無線アクセス網21から無線アクセス網22に切り替わる。また、制御部12は、受信部11における無線アクセス網21からの受信信号の処理を停止させ、無線アクセス網22からの受信信号の処理は継続させる。コネクション確立および受信部11の処理停止は、何れを先に実行してもよい。コネクション確立および受信部11の処理停止は、例えば、サスペンド前のプロセッサ12aを用いて制御される。
【0020】
なお、制御部12は、プロセッサ12aのサスペンド状態が解除されると、受信部11における無線アクセス網21からの受信信号の処理を再開させ、無線アクセス網22から無線アクセス網21へハンドオーバを行ってもよい。これにより、データ通信経路が、無線アクセス網22から無線アクセス網21に戻る。ハンドオーバは、例えば、サスペンド状態からアクティブ状態に復帰したプロセッサ12aを用いて制御される。ハンドオーバは、移動通信装置10に割り当てられるアドレス(例えば、IP(Internet Protocol)アドレス)がハンドオーバ前後で変化しないように行ってもよい。
【0021】
また、移動通信装置10は、設定情報を記憶する記憶装置(例えば、フラッシュメモリなどの不揮発性の記憶装置)を有していてもよい。設定情報は、移動通信装置10が備えるユーザインタフェース(例えば、タッチパネルなどの入力装置やディスプレイなどの出力装置)を用いて、ユーザが修正できるようにしてもよい。設定情報は、例えば、サスペンド状態の間に無線アクセス網21からの受信信号の処理を継続するか否かを示す情報を含む。その場合、制御部12は、記憶装置に格納された設定情報を参照して、プロセッサ12aがサスペンド状態に移行するときの処理を決定するようにしてもよい。
【0022】
第1の実施の形態の移動通信装置10によれば、無線アクセス網21,22からの受信信号が処理される。そして、無線アクセス網21を用いたデータ通信後にプロセッサ12aがサスペンド状態に移行するとき、無線アクセス網22とコネクションが確立され、無線アクセス網21からの受信信号の処理が停止されてから、サスペンド状態に移行する。
【0023】
これにより、プロセッサ12aがサスペンド状態である間、無線アクセス網21,22のうち無線アクセス網21からの受信信号の処理を停止することができ、両方の受信信号の処理を継続する場合と比べて、消費電力を低減することができる。特に、無線アクセス網21のカバーエリアが無線アクセス網22のカバーエリアよりも狭いとき、無線アクセス網21の受信信号の処理を停止することで、無線アクセス網21の基地局サーチが高頻度で生じることによる消費電力の増加を回避できる。
【0024】
また、無線アクセス網21に設定されていたデータ通信経路を、コネクション確立によって無線アクセス網22に切り替えることができる。よって、移動通信装置10は、サスペンド状態である間、無線アクセス網21の受信信号の処理を停止しても、データ通信に関する自装置宛てのページングを無線アクセス網22から受け取ることができる。なお、データ通信経路は、無線アクセス網21,22の間で排他的に設定されるものでもよい。
【0025】
以下に説明する第2の実施の形態では、EVDOネットワークとWiMAXネットワークを用いてデータ通信を行う例を挙げる。ただし、第2の実施の形態で説明する通信制御方法は、W−CDMAネットワークやLTEネットワーク、LTE−Aネットワークなど他の種類の無線アクセス網に応用してもよい。
【0026】
[第2の実施の形態]
図2は、第2の実施の形態の移動通信システムを示す図である。移動通信システムは、移動局100、無線アクセス網210,220,230、公衆電話網(PSTN:Public Switched Telephone Network)310およびIPコアネットワーク320を有する。
【0027】
移動局100は、携帯電話機や携帯情報端末装置などの無線端末装置である。移動局100は、CDMA2000の1x、CDMA2000のEVDOおよびWiMAXの3つの通信方式を用いて無線通信を行うことができる。移動局100は、1x方式によって音声通信を行い、EVDO方式およびWiMAX方式によってデータ通信を行う。
【0028】
無線アクセス網210は、CDMA2000の1x方式で移動局100と無線通信を行い、回線交換方式で音声信号を伝送するネットワークである。無線アクセス網210は、PSTN310と接続されている。無線アクセス網210は、基地局211を含む複数の基地局、MSC(Mobile Switching Center)212、HLR(Home Location Register)213およびGMSC(Gateway Mobile Switching Center)214を有する。各基地局がセルを形成し、セルの集合によって無線アクセス網210のエリアが形成される。
【0029】
基地局211は、移動局100と無線通信を行い、MSC212と有線通信を行う通信装置である。基地局211は、音声信号を移動局100とMSC212の間で転送する。MSC212は、基地局211およびGMSC214と接続された交換機である。MSC212は、基地局211を介して移動局100とコネクションを確立し、音声信号を処理する。HLR213は、加入者情報のデータベースを管理する。加入者情報は、MSC212により参照され、音声通信の制御に用いられる。GMSC214は、PSTN310と接続されたゲートウェイ装置であり、音声信号を転送する。
【0030】
無線アクセス網220は、CDMA2000のEVDO方式で移動局100と無線通信を行い、パケット交換方式でデータを伝送するネットワークである。無線アクセス網220は、IPコアネットワーク320と接続されている。無線アクセス網220は、無線アクセス網210と共通に用いられる複数の基地局、PCF(Packet Control Function)221およびPDSN(Packet Data Serving Node)222を有する。各基地局がセルを形成し、セルの集合によって無線アクセス網220のエリアが形成される。なお、図2の例では、基地局211は無線アクセス網210,220の両方に属しているが、無線アクセス網210用の基地局と無線アクセス網220用の基地局とに分けてもよい。
【0031】
基地局211は、移動局100と無線通信を行い、PCF221と有線通信を行う。基地局211は、パケット形式のデータを移動局100とPCF221の間で転送する。PCF221は、基地局211およびPDSN222に接続され、パケット形式のデータを転送する。PDSN222は、IPコアネットワーク320と接続されたゲートウェイ装置である。PDSN222は、基地局211およびPCF221を介して移動局100とPPPコネクションを確立し、パケット形式のデータを転送する。
【0032】
無線アクセス網230は、WiMAX方式で移動局100と無線通信を行い、パケット交換方式でデータを伝送するネットワークである。無線アクセス網230は、IPコアネットワーク320と接続されている。無線アクセス網230は、基地局231を含む複数の基地局およびASN(Access Service Network)ゲートウェイ232を有する。各基地局がセルを形成し、セルの集合によって無線アクセス網230のエリアが形成される。
【0033】
基地局231は、移動局100と無線通信を行い、ASNゲートウェイ232と有線通信を行う通信装置である。基地局231は、パケット形式のデータを移動局100とASNゲートウェイ232の間で転送する。ASNゲートウェイ232は、IPコアネットワーク320と接続されたゲートウェイ装置であり、パケット形式のデータを転送する。
【0034】
PSTN310は、回線交換方式によって音声信号を伝送する電話網であり、交換機を備える。PSTN310は、固定電話機からも利用され得る。なお、PSTN310に代えて、ISDN(Integrated Service Digital Network)を用いてもよい。
【0035】
IPコアネットワーク320は、移動局100のデータ通信を制御し、パケット交換方式によってデータを伝送するIPネットワークである。IPコアネットワーク320は、無線アクセス網220,230と接続されている。IPコアネットワーク320は、ホームエージェント(HA:Home Agent)321および認証・許可・課金(AAA:Authentication, Authorization and Accounting)サーバ322を有する。
【0036】
ホームエージェント321は、無線アクセス網220,230に接続した移動局100を登録し、登録情報に基づいて移動局100のデータを転送する通信装置である。ホームエージェント321は、移動局100が無線アクセス網220,230の何れを利用してデータ通信を行っているか確認し、移動局100宛てのデータをPDSN222またはASNゲートウェイ232に転送する。AAAサーバ322は、移動局100の認証や、移動局100のユーザに対する課金を行うサーバ装置である。
【0037】
ここで、移動局100は、無線アクセス網220,230の何れか一方を選択してデータ通信を行う。データ通信経路は、無線アクセス網220,230の間で排他的に設定される。移動局100が無線アクセス網220とPPPコネクションを確立すると、移動局100およびIPコアネットワーク320は、無線アクセス網220側にデータ通信経路が設定され、無線アクセス網230は利用されていない状態と認識する。一方、移動局100が無線アクセス網230に接続する(エントリ手続きを実行する)と、移動局100およびIPコアネットワーク320は、無線アクセス網230側にデータ通信経路が切り替えられ、無線アクセス網220のPPPコネクションは無効になったと認識する。
【0038】
移動局100がデータ通信を行っていないとき、IPコアネットワーク320から移動局100へ送信するデータが発生すると、無線アクセス網220,230のうちデータ通信経路が設定されている方から、移動局100宛てにページング情報が送信される。無線アクセス網220のPPPコネクションが確立されているときは、基地局211が移動局100にページング情報を無線送信する。一方、移動局100が無線アクセス網230に接続しており無線アクセス網220のPPPコネクションが確立されていないときは、基地局231が移動局100にページング情報を無線送信する。
【0039】
なお、移動局100は、第1の実施の形態の移動通信装置10の一例である。無線アクセス網230は、第1の実施の形態の無線アクセス網21の一例である。無線アクセス網220は、第1の実施の形態の無線アクセス網22の一例である。
【0040】
図3は、無線アクセス網のカバーエリアの例を示す図である。第2の実施の形態では、無線アクセス網230(WiMAX)のカバーエリアは、無線アクセス網210,220(1x/EVDO)のカバーエリアよりも狭く、無線アクセス網210,220のカバーエリアの少なくとも一部と重複している。例えば、無線アクセス網230のカバーエリアは、無線アクセス網210,220のエリア内に点在している。
【0041】
無線アクセス網230のカバーエリアは比較的狭いため、移動局100は、無線アクセス網230の圏外に移動する可能性がある。ただし、移動局100は、無線アクセス網230を利用することで、無線アクセス網220よりも高速・広帯域のデータ通信を行うことができる。よって、移動局100は、無線アクセス網230の圏内でデータ通信を行うときは、無線アクセス網230を優先的に利用することが好ましい。
【0042】
図4は、無線アクセス網の無線チャネルの例を示す図である。図4は、(A)無線アクセス網210で送信される1x方式の無線チャネルと、(B)無線アクセス網220で送信されるEVDO方式の無線チャネルの例を示している。
【0043】
無線アクセス網210について、基地局211は、異なる周波数で、トラフィックチャネル(TCH:Traffic Channel)とページングチャネル(PCH:Paging Channel)と既知のパイロット信号を送信する。トラフィックチャネルには音声信号が含まれ、ページングチャネルには音声着信を示すページング情報が含まれ得る。移動局100は、待ち受け中、間欠的に自局宛てのページング情報の有無を確認し、音声着信を判断する。また、移動局100は、パイロット信号を受信してタイミング同期をとる。
【0044】
無線アクセス網220について、基地局211は、同一周波数で、時分割にデータと既知のパイロット信号を送信する。2分の1スロット(1024チップ)のうち、928チップがデータに割り当てられ、96チップがパイロット信号に割り当てられる。データには、データ着信を示すページング情報が含まれ得る。移動局100は、待ち受け中、間欠的に自局宛てのページング情報の有無を確認し、データ着信を判断する。また、移動局100は、パイロット信号を受信してタイミング同期をとる。
【0045】
図5は、他の無線アクセス網の物理チャネルの例を示す図である。図5は、無線アクセス網230で送信されるWiMAX方式の無線フレームの例を示している。
OFDMAでは、無線リソースが周波数方向と時間方向とに細分化されて、各種の無線チャネルに割り当てられる。5ミリ秒の無線フレームは、下りリンク(DL:Downlink)サブフレームと上りリンク(UL:Uplink)サブフレームを含む。DLサブフレームとULサブフレームの間には、TTG(Transmit Transition Gap)と呼ばれるインターバルが挿入される。ULサブフレームと次の無線フレームのDLサブフレームの間には、RTG(Receive Transition Gap)と呼ばれるインターバルが挿入される。
【0046】
基地局231が送信するDLサブフレームは、プリアンブル、FCH(Frame Control Header)、DL−MAP、UL−MAPおよびDLバーストを含む。移動局100が送信するULサブフレームは、レンジング領域およびULバーストを含む。
【0047】
プリアンブルは、既知のパイロット信号である。FCHは、移動局100がMAP領域を認識するための情報を含む。DL−MAPは、DLバーストの割り当て状況を示す制御情報である。なお、UL−MAP領域も、DLバーストの一部として取り扱われる。UL−MAPは、ULバーストの割り当て状況を示す制御情報である。なお、レンジング領域も、ULバーストの一部として取り扱われる。DLバーストには、パケット形式のデータやページング情報、ULチャネル記述子(UCD:Uplink Channel Descriptor)などが含まれ得る。UCDは、ULバーストで使用できる変調符号化方式などの特性を示す。
【0048】
レンジング領域では、移動局100が基地局231に対し、所定の信号系列であるレンジングコードを送信することができる。基地局231は、レンジングコードを検出することで、自局にアクセスする移動局の存在を認識する。ULバーストでは、移動局100が基地局231に対し、パケット形式のデータを送信することができる。移動局100は、無線アクセス網230に接続するとき、プリアンブルを受信してタイミング同期をとり、レンジング領域でレンジングコードを基地局231に送信する。また、待ち受け中、間欠的に自局宛てのページング情報の有無を確認し、データ着信を判断する。
【0049】
図6は、ページングチャネルの受信タイミングの例を示す図である。移動局100は、無線アクセス網220とPPPコネクションを確立しておりEVDO方式のアイドルモードで待ち受け中のとき、基地局211から間欠的にページングチャネルを受信する。また、移動局100は、無線アクセス網230と接続しておりWiMAX方式のアイドルモードで待ち受け中のとき、基地局231から間欠的にページングチャネルを受信する。
【0050】
例えば、移動局100は、EVDO方式のアイドルモードで待ち受け中、5.12秒毎に基地局211からページングチャネルを受信する(A)。このとき、データ通信経路は無線アクセス網220に設定されており、移動局100宛てのページング情報は無線アクセス網230からは送信されない。よって、移動局100は、基地局231からWiMAX方式のページングチャネルを受信しなくてもよい。
【0051】
また、例えば、移動局100は、WiMAX方式のアイドルモードで待ち受け中、1.28秒毎に基地局231からページングチャネルを受信する(B)。このとき、データ通信経路は無線アクセス網230に設定されており、移動局100宛てのページング情報は無線アクセス網220からは送信されない。よって、移動局100は、基地局211からEVDO方式のページングチャネルを受信しなくてもよい。
【0052】
待ち受け中にWiMAX方式のページングチャネルの受信に失敗すると、例えば、移動局100は、最大で5秒間、アクセス可能な新たな基地局のサーチ(圏外サーチ)を実行する。5秒以内に新たな基地局を検出できなかった場合、移動局100は、無線アクセス網230の圏外に移動したと判断する。その後、移動局100は、無線アクセス網230の圏内に戻ったことを検出するために、間欠的に圏外サーチを実行してもよい。
【0053】
図7は、圏外サーチの例を示す図である。図7の例では、無線アクセス網230のセルが、3つの周波数帯(例えば、中心周波数がf1=2.62GHz,f2=2.61GHz,f3=2.60GHzの周波数帯)の何れか1つを無線通信に用いている場合を想定している。圏外サーチにおいて、移動局100は、サーチ対象の周波数を100ミリ秒毎に切り替え、3つの周波数f1,f2,f3を繰り返しサーチする。100ミリ秒の1回のサーチは、60ミリ秒の前半処理と40ミリ秒の後半処理とを含む。
【0054】
60ミリ秒の前半処理では、移動局100は、プリアンブルを検出することでタイミング同期を試み、114個あるプリアンブルインデックスの候補を10個に絞り込む。40ミリ秒の後半処理では、移動局100は、受信信号レベルとしてRSSI(Received Signal Strength Indication)を測定し、受信品質としてCINR(Carrier to Interference and Noise Ratio)を測定する。また、移動局100は、使用されているプリアンブルインデックスを特定する。例えば、RSSIやCINRが閾値以上であるセルが、移動局100からアクセス可能であると判定される。
【0055】
図8は、移動局のハードウェア例を示すブロック図である。移動局100は、無線受信部120、受信処理部130、制御部140、表示部151、入力部152、スピーカ153、マイクロホン154、記憶部155、送信処理部160および無線送信部170を有する。制御部140は、CPU101およびRAM102を有する。
【0056】
無線受信部120は、無線アクセス網210,220,230から受信される無線信号を処理する。無線受信部120は、高周波の無線信号をデジタルベースバンド信号に変換(ダウンコンバート)して、受信処理部130に出力する。
【0057】
受信処理部130は、無線受信部120から受信信号としてデジタルベースバンド信号を取得し、デジタル復調や誤り訂正復号を含むベースバンド処理を行う。受信処理部130は、受信信号から音声信号やデータを抽出し、制御部140に出力する。
【0058】
制御部140は、無線受信部120、受信処理部130、送信処理部160および無線送信部170を用いた無線通信を制御する。また、制御部140は、表示部151、入力部152、スピーカ153およびマイクロホン154を用いて実現されるユーザインタフェースを制御する。制御部140は、CPU101およびRAM102を有する。
【0059】
CPU101は、アプリケーションプログラムやドライバプログラムなどのプログラムを実行するプロセッサである。ドライバプログラムには、受信処理部130や送信処理部160を制御する無線通信用プログラムや、表示部151や入力部152を制御するユーザインタフェース用プログラムが含まれる。CPU101は、記憶部155に記憶されたプログラムやデータの少なくとも一部を読み出し、プログラムを実行する。RAM102は、CPU101が用いるプログラムやデータを一時的に記憶する揮発性メモリである。
【0060】
ここで、CPU101は、アクティブ状態のときにイベントが一定時間発生しないと、低消費電力のサスペンド状態に移行し、サスペンド状態のときにイベントが発生すると、アクティブ状態に復帰する。アクティブ状態では、CPU101は、アプリケーションプログラムやドライバプログラムを実行している。サスペンド状態では、CPU101は、アプリケーションプログラムやドライバプログラムを終了し、イベント発生を示す割り込み信号が入力されるのを待つ。イベントには、データ通信やユーザ操作が含まれる。割り込み信号は、GPIOの信号線を介してCPU101に入力される。例えば、データ通信を示す割り込み信号が、受信処理部130からCPU101に入力され、ユーザ操作を示す割り込み信号が、入力部152からCPU101に入力される。
【0061】
表示部151は、制御部140から画面フレームを取得し、画面を表示するインタフェースである。表示部151として、例えば、液晶ディスプレイ(LCD:Liquid Crystal Display)や有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイを用いることができる。
【0062】
入力部152は、ユーザ入力を受け付け、入力信号を制御部140に出力するインタフェースである。入力部152としては、例えば、タッチパネルやキーパッドを用いることができる。タッチパネルを用いる場合、タッチパネルは、表示部151に重ねて配置されて、画面上のユーザがタッチした位置を検出する。タッチ操作には、タッチペンなどのポインティングデバイスまたはユーザの指が用いられる。タッチ位置の検出には、例えば、マトリクススイッチ方式、抵抗膜方式、表面弾性波方式、赤外線方式、電磁誘導方式、静電容量方式などの検出方式を用いることができる。キーパッドを用いる場合、移動局100の筐体の表面に、1またはそれ以上の入力キーが配置される。
【0063】
スピーカ153は、制御部140から取得する音声信号としての電気信号を物理振動に変換し、音を再生するインタフェースである。例えば、ユーザが通話を行っているとき、通話相手の声や背景雑音がスピーカ153から出力される。
【0064】
マイクロホン154は、音の物理振動を電気信号に変換して音声入力を受け付け、音声信号としての電気信号を制御部140に出力するインタフェースである。例えば、ユーザが通話を行っているとき、ユーザの声や背景雑音がマイクロホン154から入力される。
【0065】
記憶部155は、プログラムやデータを記憶する不揮発性メモリである。記憶部155は、フラッシュメモリであってもよい。プログラムには、アプリケーションプログラムや移動局100が備えるインタフェースに対応するドライバプログラムが含まれる。データには、設定情報が含まれる。後述するように、設定情報には、CPU101がサスペンド状態である間、移動局100が無線アクセス網230(WiMAX)の信号処理を継続するか否かを示す情報が含まれる。設定情報は、表示部151および入力部152を用いてユーザから入力され、制御部140によって記憶部155に書き込まれる。
【0066】
送信処理部160は、移動局100で生成された音声信号やデータを制御部140から取得し、デジタル変調や誤り訂正符号化を含むベースバンド処理を行う。送信処理部160は、送信信号としてのデジタルベースバンド信号を無線送信部170に出力する。
【0067】
無線送信部170は、無線アクセス網210,220,230に送信する送信信号を処理する。無線送信部170は、送信処理部160から取得したデジタルベースバンド信号を高周波の無線信号に変換(アップコンバート)し、アンテナから出力する。
【0068】
例えば、受信処理部130および送信処理部160は、バスを介して制御部140と接続されている。表示部151、入力部152、スピーカ153、マイクロホン154および記憶部155は、バスを介して制御部140と接続されている。前者のバスと後者のバスは、同じバスであってもよいし、図8に示すように異なるバスであってもよい。
【0069】
なお、無線受信部120および受信処理部130は、第1の実施の形態の受信部11の一例である。制御部140は、第1の実施の形態の制御部12の一例である。CPU101は、第1の実施の形態のプロセッサ12aの一例である。
【0070】
図9は、無線送受信に関するブロック図である。移動局100は、図8に示したブロックに加えて、アンテナ111,112,113,114を有する。
アンテナ111,113は、送信受信兼用のアンテナであり、アンテナ112,114は、受信用のアンテナである。アンテナ111,112は、無線アクセス網210,220から無線信号を受信する。また、アンテナ111は、無線アクセス網210,220に無線信号を送信する。アンテナ113,114は、無線アクセス網230から無線信号を受信する。また、アンテナ113は、無線アクセス網230に無線信号を送信する。
【0071】
無線受信部120は、CDMA受信部121およびOFDMA受信部122を有する。CDMA受信部121は、アンテナ111,112で受信された1x方式およびEVDO方式の無線信号を処理する。アンテナ111,112を用いて、ダイバーシティやMIMO(Multiple Input Multiple Output)通信が行われてもよい。OFDMA受信部122は、アンテナ113,114で受信されたWiMAX方式の無線信号を処理する。アンテナ113,114を用いて、ダイバーシティやMIMO通信が行われてもよい。
【0072】
受信処理部130は、信号処理部131,132,133を有する。信号処理部131は、CDMA受信部121からデジタルベースバンド信号を取得し、1x方式のベースバンド処理を行って音声信号を抽出する。信号処理部132は、CDMA受信部121からデジタルベースバンド信号を取得し、EVDO方式のベースバンド処理を行ってパケット形式のデータを抽出する。信号処理部131,132が行うベースバンド処理には、逆拡散復調が含まれる。信号処理部133は、OFDMA受信部122からデジタルベースバンド信号を取得し、WiMAX方式のベースバンド処理を行ってパケット形式のデータを抽出する。信号処理部133が行うベースバンド処理には、高速フーリエ変換(FFT:Fast Fourier Transform)が含まれる。
【0073】
送信処理部160は、信号処理部161,162,163を有する。信号処理部161は、制御部140から音声信号を取得して、1x方式のベースバンド処理を行う。信号処理部162は、制御部140からデータを取得して、EVDO方式のベースバンド処理を行う。信号処理部161,162が行うベースバンド処理には、拡散変調が含まれる。信号処理部163は、制御部140からデータを取得して、WiMAX方式のベースバンド処理を行う。信号処理部163が行うベースバンド処理には、逆高速フーリエ変換(IFFT:Inverse Fast Fourier Transform)が含まれる。
【0074】
無線送信部170は、CDMA送信部171およびOFDMA送信部172を有する。CDMA送信部171は、信号処理部161から取得した1x方式のデジタルベースバンド信号および信号処理部162から取得したEVDO方式のデジタルベースバンド信号を処理して、送信信号としてアンテナ111に無線信号を出力する。OFDMA送信部172は、信号処理部163から取得したWiMAX方式のデジタルベースバンド信号を処理して、送信信号としてアンテナ113に無線信号を出力する。
【0075】
ここで、信号処理部131は、移動局100が音声通信やデータ通信を行っていない待ち受け中、間欠的に動作して、無線アクセス網210(1x)の位置登録を行い、また、ページングチャネルを受信する。信号処理部132は、待ち受け中、間欠的に動作して、無線アクセス網220(EVDO)の位置登録を行い、また、PPPコネクションが有効のときはページングチャネルを受信する。PPPコネクションが無効のときは、信号処理部132は、ページングチャネルを受信しなくてもよい。信号処理部133は、待ち受け中、間欠的に動作して、無線アクセス網230(WiMAX)の位置登録を行い、また、無線アクセス網230の接続が有効のときはページングチャネルを受信する。接続が無効のときは、信号処理部133は、ページングチャネルを受信しなくてもよい。また、信号処理部131,132,133は、適宜、基地局サーチを行う。
【0076】
待ち受け中、信号処理部131,132,133は、上記処理を実行すべきタイミング(例えば、ページングチャネルを受信するタイミング)以外の時間は、信号処理を停止することができる。ページングチャネルを受信すべきタイミングは、例えば、移動局100が待ち受け状態となる前に、基地局211,231から通知される。CPU101がサスペンド状態である間は、信号処理部131,132,133は、サスペンド前の制御部140からの指示に基づいて、間欠的に信号処理を行う。サスペンド中に自局宛てのページング情報を検出したときや、圏外のときに新たな基地局を検出したときは、信号処理部131,132,133は、割り込み信号をCPU101に送信する。
【0077】
ただし、CPU101がサスペンド状態である間は、ユーザから入力された設定情報に応じて、OFDMA受信部122および信号処理部133の無線アクセス網230(WiMAX)に関する信号処理を停止することが可能である。この場合、無線アクセス網230のページングチャネルの受信や基地局サーチは実行されない。信号処理の停止には、該当する回路への電力供給を停止することや、該当する回路のクロック周波数を低下させることを含む。なお、移動局100の待ち受け中は、送信処理部160および無線送信部170も間欠的に動作させるようにしてもよい。
【0078】
図10は、制御部で実行されるソフトウェアの例を示すブロック図である。制御部140は、無線ドライバ141,145、サーチ制御部142,146、アイドル制御部143,147、データ通信制御部144,148および無線制御部149を有する。
【0079】
ここで、図10に示すブロックは、CPU101が実行するプログラムのモジュールとして実装することができる。CPU101がサスペンド状態であるときは、図10に示すブロックの処理は停止している。割り込み信号がCPU101に対して入力されると、無線制御部149が処理を再開し、他のブロックを呼び出す。なお、図10は、無線アクセス網220,230を用いたデータ通信の制御に関するブロックを示しており、無線アクセス網210を用いた音声通信の制御に関するブロックは省略している。
【0080】
無線ドライバ141は、EVDO方式のデータ通信に関して、信号処理部132,162による信号処理を制御する。無線ドライバ145は、WiMAX方式のデータ通信に関して、信号処理部133,163による信号処理を制御する。
【0081】
サーチ制御部142は、無線アクセス網220の基地局のサーチを、無線ドライバ141を介して信号処理部132に指示する。サーチ制御部146は、無線アクセス網230の基地局のサーチを、無線ドライバ145を介して信号処理部133に指示する。
【0082】
アイドル制御部143は、EVDO方式のデータ通信の開始および終了を検知し、EVDOのアクティブモードとアイドルモードの切り替えを、無線ドライバ141を介して信号処理部132,162に指示する。アイドル制御部147は、WiMAX方式のデータ通信の開始および終了を検知し、WiMAXのアクティブモードとアイドルモードの切り替えを、無線ドライバ145を介して信号処理部133,163に指示する。
【0083】
データ通信制御部144は、EVDO方式のデータ通信を制御する。データ通信制御部148は、WiMAX方式のデータ通信を制御する。
無線制御部149は、無線アクセス網220とのPPP接続、無線アクセス網230との接続、無線アクセス網220,230間のハンドオーバなどの制御を統括する。無線制御部149は、後述するように、無線アクセス網220(EVDO)から無線アクセス網230(WiMAX)へのハンドオーバを、IP継続性(IP Continuity)が実現されるように制御することがある。IP継続性のあるハンドオーバでは、ハンドオーバ前に移動局100に割り当てられていたIPアドレスが、ハンドオーバ後に引き継がれる。
【0084】
図11は、データ通信状態の遷移例を示す図である。図11は、無線アクセス網220と移動局100との間のデータ通信状態を示している。
状態「NULL」は、移動局100が無線アクセス網220に関する信号処理を停止している状態であり、移動局100の電源がOFFであるときに相当する。移動局100の電源がONになると、移動局100が基地局211と無線区間のメッセージを送受信することで、状態「NULL」から状態「アイドル(PPP無効)」に遷移する。
【0085】
状態「アイドル(PPP無効)」は、移動局100が無線アクセス網220とPPPコネクションを確立していない状態である。データ通信を行う場合、移動局100が基地局211との間で無線チャネルであるトラフィックチャネル(TCH)を確立することで、状態「アイドル(PPP無効)」から状態「無線チャネル確立」に遷移する。移動局100が基地局211を介してPDSN222とPPPコネクションを確立すると、状態「無線チャネル確立」から状態「PPPコネクション確立」に遷移する。
【0086】
状態「PPPコネクション確立」は、移動局100が無線アクセス網220とPPPコネクションを確立した状態である。移動局100がPPPコネクション上でパケット形式のデータ通信を開始すると、状態「PPPコネクション確立」から状態「アクティブ」に遷移する。状態「アクティブ」は、移動局100が無線アクセス網220を利用してデータ通信を行っている状態である。移動局100のデータ通信が終了すると、状態「アクティブ」から状態「アイドル(PPP有効)」に遷移する。
【0087】
状態「アイドル(PPP有効)」は、PPPコネクションが維持された状態である。移動局100が送信データの発生やページングによってデータ通信を行う場合、移動局100が再びトラフィックチャネルを確立することで、状態「アイドル(PPP有効)」から状態「無線チャネル確立」に遷移する。ただし、既にPPPコネクションが有効であるため、移動局100がPPPコネクション上でデータ通信を開始することで、状態「無線チャネル確立」から状態「アクティブ」に遷移する。一方で、移動局100が無線アクセス網230に接続すると無線アクセス網220とのPPPコネクションは無効となり、状態「アイドル(PPP有効)」から状態「アイドル(PPP無効)」に遷移する。
【0088】
図12は、サスペンド設定の画面例を示す図である。制御部140は、入力部152を用いたユーザ操作に応じて、図12に示す設定画面151aを表示部151に表示する。 設定画面151aは、CPU101がサスペンド状態に移行して表示部151が画面OFFになる(バックライトが消灯する)とき無線アクセス網230(WiMAX)の信号処理を停止するか否か(YESまたはNO)をユーザに選択させる。ユーザが選択しなかった場合のデフォルト値は、YES(無線アクセス網230の信号処理を停止する)に設定されている。制御部140は、設定画面151a上での選択を示す入力信号を入力部152から取得し、記憶部155に記憶された設定情報に選択結果を書き込む。
【0089】
なお、設定画面151aは、メニューから辿って表示される設定画面の1つであり、CPU101がアクティブ状態のときにユーザ操作によって表示部151に表示させる。ただし、CPU101がサスペンド状態になる直前に、制御部140が設定画面151aを表示部151に自動的に表示して設定を促すようにしてもよい。
【0090】
図13は、CPUのサスペンド移行の例を示すフローチャートである。
(ステップS10)制御部140は、CPU101がアクティブ状態からサスペンド状態に移行してよいことを検知する。サスペンド状態へは、前述のように、例えば、データ通信やユーザ操作などのイベントが一定時間発生せず、CPU101がアプリケーションプログラムやドライバプログラムを実行しない状態が続いたときに移行する。
【0091】
(ステップS11)制御部140は、無線アクセス網220とのPPPコネクションが有効であるか判断する。PPPコネクションが有効である場合、処理をステップS15に進める。PPPコネクションが有効でない場合、処理をステップS12に進める。PPPコネクションが有効でない場合としては、例えば、移動局100が無線アクセス網230(WiMAX)を用いてデータ通信を行い、そのまま無線アクセス網230との接続が維持されている(WiMAXアイドルの状態である)場合が考えられる。
【0092】
(ステップS12)制御部140は、記憶部155に記憶された設定情報を読み出し、CPU101のサスペンド時にWiMAXの信号処理を停止する設定(OFF設定)が有効であるか判断する。OFF設定が有効の場合、処理をステップS13に進める。OFF設定が無効の場合、処理をステップS15に進める。OFF設定が無効の場合は、WiMAXアイドルが維持され、信号処理部133が間欠的にページングチャネルを受信する。
【0093】
(ステップS13)制御部140は、信号処理部132,162を制御して、無線アクセス網220(EVDO)とPPPコネクションを確立する。これにより、無線アクセス網220に関して状態「アイドル(PPP無効)」から状態「アイドル(PPP有効)」に遷移する。制御部140は、信号処理部132に、EVDOアイドルの状態の間、間欠的にページングチャネルを受信するよう指示する。
【0094】
(ステップS14)制御部140は、信号処理部133,163の信号処理を停止させる(WiMAX回路OFF)。例えば、制御部140は、信号処理部133,163への電力供給を停止し、または、信号処理部133,163のクロック周波数を低下させる。なお、制御部140は、WiMAX回路OFFの前に、無線アクセス網230との接続を解除する手続きを行ってもよい。また、ステップS13,S14の処理は、並行して実行してもよく、ステップS14の処理をステップS13の処理の前に実行してもよい。
【0095】
(ステップS15)制御部140は、表示部151のバックライトを消灯して画面OFFの状態にする。そして、制御部140は、CPU101をアクティブ状態からサスペンド状態に移行させる。なお、サスペンド状態へは、ステップS13,S14の処理が完了したことを制御部140が確認してから移行してもよいし、受信処理部130および送信処理部160にコマンドを送信して処理完了を確認せずに移行してもよい。
【0096】
図14は、CPUのサスペンド解除の例を示すフローチャートである。
(ステップS20)制御部140は、割り込み信号の入力によってCPU101がサスペンド状態からアクティブ状態に復帰したことを検知する。すると、制御部140は、表示部151のバックライトを点灯して画面ONの状態にする。
【0097】
(ステップS21)制御部140は、記憶部155に記憶された設定情報を読み出し、CPU101のサスペンド時にWiMAXの信号処理を停止する設定(OFF設定)が有効であるか判断する。OFF設定が有効の場合、処理をステップS22に進める。OFF設定が無効の場合、処理を終了する。OFF設定が無効であり、信号処理部133が信号処理を継続している場合は、そのままWiMAXの接続が維持される。
【0098】
(ステップS22)制御部140は、無線アクセス網220に関する状態が「アイドル(PPP有効)」であるため、信号処理部132,162を制御して、基地局211とトラフィックチャネルを確立し、既存のPPPコネクション上でデータ通信を開始する。
【0099】
(ステップS23)制御部140は、信号処理部133,163の信号処理を再開させる(WiMAX回路ON)。例えば、制御部140は、信号処理部133,163への電力供給を再開し、または、信号処理部133,163のクロック周波数を上げる。
【0100】
(ステップS24)制御部140は、信号処理部133を制御して、無線アクセス網230(WiMAX)の基地局をサーチさせる。信号処理部133は、無線フレームのプリアンブルを検出して、アクセス可能な基地局(例えば、受信電力レベルや受信品質が閾値以上の無線信号を送信している基地局)をサーチする。なお、ステップS22の処理とステップS23,S24の処理とは、並列に実行してもよく、ステップS23,S24の処理をステップS22の処理の前に実行してもよい。
【0101】
(ステップS25)制御部140は、ステップS24のサーチ結果から、移動局100が無線アクセス網230の圏内であるか判断する。圏内である場合、処理をステップS26に進める。圏外である場合、処理を終了する。圏外と判断された場合には、信号処理部133は、移動局100が無線アクセス網230の圏内に戻ったことを検出するため、間欠的に基地局サーチを続ける。ただし、基地局サーチを停止するようにしてもよい。
【0102】
(ステップS26)制御部140は、信号処理部132,133,162,163を制御して、無線アクセス網220(EVDO)から無線アクセス網230(WiMAX)へのハンドオーバを実行する。このハンドオーバは、移動局100に割り当てられたIPアドレスが変化しないように、IP継続性のあるハンドオーバとする。これにより、IPコアネットワーク320から移動局100へのデータ通信サービスが途切れないようにすることができる。なお、ハンドオーバの手順の詳細は後述する。
【0103】
(ステップS27)制御部140は、信号処理部133,163を制御して、無線アクセス網230を用いたデータ通信を開始する。なお、無線アクセス網230へのハンドオーバによって、無線アクセス網220とのPPPコネクションは無効となる。
【0104】
図15は、サスペンド時のデータ通信状態の遷移例を示す図である。ここでは、サスペンド時にWiMAXの信号処理を停止する設定が有効である場合を考える。
移動局100が無線アクセス網230(WiMAX)を用いてデータ通信を行った後には、そのままデータ通信経路が無線アクセス網230に設定されており、無線アクセス網220(EVDO)のPPPコネクションは無効となっている。そのため、移動局100は、WiMAXアイドルの状態で、無線アクセス網230からページングチャネルを間欠的に受信する。一方、移動局100は、EVDOアイドルの状態を維持するものの、無線アクセス網220からページングチャネルを受信しない。
【0105】
データ通信が行われずにCPU101がサスペンド状態に移行するとき、移動局100は、無線アクセス網220とPPPコネクションを確立する。これにより、データ通信経路が無線アクセス網220に設定されるため、移動局100は、EVDOアイドルを維持して、無線アクセス網220からページングチャネルを間欠的に受信する。また、移動局100は、WiMAXの信号処理を停止する(WiMAX回路OFF)。その後、移動局100は、CPU101をサスペンド状態に移行させる。
【0106】
CPU101がサスペンド状態である間、移動局100は、EVDOアイドルを維持して、無線アクセス網220からページングチャネルを間欠的に受信する。また、移動局100は、WiMAX回路OFFを維持する。CPU101のサスペンド状態が解除されると、移動局100は、無線アクセス網220を用いたデータ通信を開始して、EVDOアクティブの状態とする。また、移動局100は、WiMAXの信号処理を再開し(WiMAX回路ON)、無線アクセス網230の圏内であることを確認する。
【0107】
サスペンド解除後に無線アクセス網230の圏内であることが確認されると、移動局100は、無線アクセス網220から無線アクセス網230に、IP継続性のあるハンドオーバを行う。そして、移動局100は、無線アクセス網230を用いたデータ通信を開始して、WiMAXアクティブの状態とする。これにより、データ通信経路が無線アクセス網230に設定され、無線アクセス網220のPPPコネクションは無効となる。
【0108】
図16は、無線アクセス網への接続例を示すシーケンス図である。図16は、移動局100が無線アクセス網230に接続する手順の例を示している。
基地局231は、DLサブフレームで、無線リソースの割り当てを示すDL−MAPとUL−MAPを送信している。移動局100は、基地局231からDL−MAPを受信してUL−MAPの位置を確認し、UL−MAPを受信する(ステップS110)。基地局231は、DLサブフレームのDLバーストで、ULサブフレームの物理特性(使用可能な変調符号化方式など)を示すULチャネル記述子を送信している。移動局100は、DL−MAPを参照し、ULチャネル記述子を受信する(ステップS111)。
【0109】
移動局100は、基地局231から受信したUL−MAPとULチャネル記述子を参照して、ULサブフレームに設けられたレンジング領域の位置と使用可能なレンジングコードを特定する。そして、移動局100は、基地局231にレンジングコードを送信する(ステップS112)。基地局231は、レンジングコードを検出すると、レンジング応答(RNG−RSP)メッセージをセル内に送信する。なお、この時点では、基地局231は、レンジングコードの送信元を認識していない(ステップS113)。
【0110】
基地局231は、レンジングコードの送信元に、ULバーストの無線リソースを割り当て、割り当て結果を反映したUL−MAPを送信する(ステップS114)。移動局100は、基地局231からRNG−RSPメッセージを受信すると、UL−MAPを参照して、自局に割り当てられたULバーストの無線リソースを確認する。そして、移動局100は、割り当てられた無線リソースを用いて、レンジング要求(RNG−REQ)メッセージを基地局231に送信する。RNG−REQメッセージには、移動局100を識別するためのMAC(Medium Access Control)アドレスが含まれる(ステップS115)。
【0111】
基地局231は、RNG−REQメッセージを受信して移動局100を認識し、コネクションを識別するためのコネクションIDを付与する。そして、基地局231は、コネクションIDを含むレンジング応答(RNG−RSP)メッセージを移動局100に送信する。以降、移動局100は、コネクションIDを用いて基地局231と通信する(ステップS116)。移動局100は、互いの物理レイヤ情報を基地局231と交換するため、自局の物理パラメータやセキュリティ方式の情報を含むメッセージ(SBC−REQ)を送信する(ステップS117)。基地局231は、自局の物理パラメータやセキュリティ方式の情報を含むメッセージ(SBC−RSP)を送信する(ステップS118)。
【0112】
図17は、無線アクセス網への接続例を示すシーケンス図(続き)である。図17は、図16に続き、移動局100が無線アクセス網230に接続する手順の例を示している。
移動局100および基地局231は、EAP(Extensible Authentication Protocol)を用いた移動局100の認証、および、移動局100へのデータ通信に用いる暗号鍵の配信を実行する(ステップS119)。移動局100は、自局の通信能力の情報を含むレジストレーション要求(REG−REQ)メッセージを基地局231に送信する(ステップS120)。基地局231は、移動局100の通信能力と基地局231の通信能力に基づいて、無線通信の運用モードを決定し、運用モードの情報を含むレジストレーション応答(REG−RSP)メッセージを移動局100に送信する(ステップS121)。
【0113】
移動局100と基地局231のネゴシエーションによって運用モードが決定すると、基地局231は、IPアドレスの割り当てに用いられる初期サービスフローを設定するために、サービス要求(DSA−REQ)メッセージを移動局100に送信する(ステップS122)。移動局100は、トランザクションIDやQoS(Quality of Service)パラメータなどのサービス内容を確認し、サービス応答(DSA−RSP)メッセージを基地局231に送信する(ステップS123)。基地局231は、初期サービスフローを設定し、DSA−RSPメッセージを移動局100に送信する(ステップS124)。
【0114】
移動局100は、初期サービスフローが設定されると、DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)を用いて、DISCOVERメッセージを基地局231に送信する(ステップS125)。基地局231は、移動局100に割り当てるIPアドレスの候補を示すOFFERメッセージを移動局100に送信する(ステップS126)。移動局100は、通知された候補を使用して問題がないことを確認して、REQUESTメッセージを基地局231に送信する(ステップS127)。基地局231は、先に通知した候補が移動局100に割り当てられたことを示すACKメッセージを移動局100に送信する(ステップS128)。
【0115】
図18は、ページングチャネルの受信例を示すシーケンス図である。図18は、無線アクセス網230(WiMAX)にデータ通信経路が設定されており、移動局100が無線アクセス網230からページングチャネルを受信する場合を示している。
【0116】
移動局100は、無線アクセス網230を用いたデータ通信が終了して10秒経過すると、WiMAXアイドル状態に移行するため、レジストレーション解除要求(DREG−REQ)メッセージを基地局231に送信する。DREG−REQメッセージでは、アクションコード=1が指定される(ステップS130)。基地局231は、移動局100がWiMAXアイドル状態に移行することを許可すると、レジストレーション解除指示(DREG−CMD)メッセージを移動局100に送信する。DREG−CMDメッセージでは、アクションコード=5が指定される(ステップS131)。
【0117】
基地局231は、ページングチャネルでメッセージ(MOB_PAG−ADV)を定期的に送信する。移動局100は、所定周期(例えば、1.28秒周期)でページングチャネルを受信し、自局の呼び出しがあるか判断する。自局の呼び出しがない場合、移動局100は、次にページングチャネルを受信するタイミングまで、無線アクセス網230の信号処理を停止する(ステップS132,S133,S134)。自局の呼び出しを検出すると、移動局100は、WiMAXアイドル状態を解除し(ステップS135)、無線アクセス網230からのデータ受信を開始する(ステップS136)。
【0118】
図19は、他の無線アクセス網への接続例を示すシーケンス図である。図18は、移動局100が、状態「アイドル(PPP無効)」から、PPPコネクションの確立を行い、状態「アイドル(PPP有効)」に遷移するための手順の例を示している。図18に示すシーケンスは、例えば、前述のステップS13において実行される。
【0119】
移動局100は、基地局211と通信し、無線チャネルであるトラフィックチャネルを確立する(ステップS210)。移動局100は、トラフィックチャネル上で基地局211にアクセスし、基地局211およびPCF221を介して、移動局100とPDSN222との間にPPPコネクションを確立する(ステップS211)。
【0120】
PDSN222は、移動局100を認証するため、生成された乱数を含むCHAP(Challenge Handshake Authentication Protocol)チャレンジメッセージを移動局100に送信する(ステップS212)。移動局100は、所定の一方向性関数(例えば、ハッシュ関数)を乱数に適用し、計算結果を含むCHAP応答メッセージをPDSN222に送信する。移動局100の計算結果が、生成された乱数を所定の一方向関数に適用することでネットワーク側において計算される「期待される計算結果」と一致すれば、移動局100が接続権限を有するものとして承認されることになる(ステップS213)。
【0121】
PDSN222は、AAAサーバ322に移動局100の認証を要求する(ステップS214)。AAAサーバ322は、ホームエージェント321との間で認証手続きのメッセージを送受信し、ホームエージェント321に移動局100を登録する(ステップS215)。AAAサーバ322は、認証成功を示す応答メッセージをPDSN222に送信する(ステップS216)。PDSN222は、CHAP認証成功を示すメッセージを移動局100に送信する(ステップS217)。また、ホームエージェント321は、移動局100にIPアドレスを割り当てる(ステップS218)。
【0122】
移動局100は、移動局100が認証され移動局100にIPアドレスが割り当てられると、データ通信を終了する(ステップS219)。移動局100は、PDSN222と確立したPPPコネクションを維持したまま、EVDOアイドル状態となる。
【0123】
図20は、PPP接続の例を示すシーケンス図である。図20は、ステップS211におけるPPPコネクション確立のシーケンスの詳細を示している。なお、PPPについての詳細は、RFC(Request for Comment)1661にも記載されている。
【0124】
移動局100は、トラフィックチャネル上で、PPPコネクションの設定開始を基地局211に要求する(ステップS220)。基地局211は、設定開始の確認応答を移動局100に送信する(ステップS221)。基地局211は、PCF221とA8コネクションを確立し、A8コネクション上でPCF221に設定要求を送信する(ステップS222)。PCF221は、PDSN222とA10コネクションを確立し、A10コネクション上でPDSN222に登録要求を送信する(ステップS223)。
【0125】
PDSN222は、登録応答をPCF221に送信する(ステップS224)。PCF221は、接続通知を基地局211に送信する(ステップS225)。基地局211は、完了通知をPCF221に送信する(ステップS226)。これにより、移動局100が基地局211およびPCF221を介してPDSN222と通信可能となる。移動局100は、PDSN222との間にPPPコネクションを設定する(ステップS227)。
【0126】
図21は、他のページングチャネルの受信例を示すシーケンス図である。図21は、無線アクセス網220(EVDO)にデータ通信経路が設定されており、移動局100が無線アクセス網220からページングチャネルを受信する場合を示している。図21のシーケンスは、例えば、前述のステップS15の後に実行される。
【0127】
基地局211は、ページングチャネルを定期的に送信する。移動局100は、所定周期(例えば、5.12秒周期)でページングチャネルを受信し、自局の呼び出しがあるか判断する。自局の呼び出しがない場合、移動局100は、次にページングチャネルを受信するタイミングまで、無線アクセス網220の信号処理を停止する(ステップS230)。
【0128】
移動局100は、自局の呼び出しを検出すると(ステップS231)、基地局211に接続要求を送信する(ステップS232)。基地局211は、移動局100からの接続要求を検出すると、ACKを移動局100に送信する(ステップS233)。
【0129】
基地局211は、トラフィックチャネルを移動局100に割り当て、チャネル割り当てを移動局100に通知する(ステップS234)。移動局100は、基地局211から割り当てられたトラフィックチャネルについてパイロット信号を送信する(ステップS235)。基地局211は、移動局100から受信したパイロット信号に基づいて、割り当てたトラフィックチャネルの通信品質が問題ないことを確認し、RCT(Radio Conformance Test)のACKを移動局100に送信する(ステップS236)。移動局100は、トラフィックチャネルの設定完了を基地局211に通知する(ステップS237)。
【0130】
移動局100は、基地局211からのデータ受信を開始する(ステップS238)。このとき、PPPコネクションが既に確立されているため、無線チャネルの確立後に迅速にデータ通信を開始することができる。基地局211は、移動局100宛てのデータ送信が完了すると、無線チャネルのコネクション解放を移動局100に通知する(ステップS239)。移動局100は、無線チャネルのコネクションを解放し、基地局211に応答する(ステップS240)。ただし、PPPコネクションは維持される。これにより、移動局100は、再び状態「アイドル(PPP有効)」に遷移する。
【0131】
図22は、ハンドオーバの例を示すシーケンス図である。図22は、移動局100が、無線アクセス網220(EVDO)から無線アクセス網230(WiMAX)に、IPアドレスの割り当てが維持される(IP継続性のある)ハンドオーバを行う場合を示している。図22のシーケンスは、例えば、前述のステップS26で実行される。
【0132】
なお、EVDOネットワークからWiMAXネットワークへのハンドオーバの例については、Peretz Feder, Ramana Isukapalli and Semyon Mizikovsky, WiMAX-EVDO Interworking Using Mobile IP, IEEE (The Institute of Electrical and Electronics Engineers) Communications Magazine, pp.122-131, June 2009にも記載されている。
【0133】
移動局100は、基地局211と無線チャネルを確立し、基地局211を介してPDSN222に接続する(ステップS310)。PSDN222は、AAAサーバ322に移動局100の認証を要求する。AAAサーバ322は、RAN(Radio Access Network)認証を行う(ステップS311)。移動局100は、PPPネゴシエーションにより、PDSN222との間でPPPセッションを設定する(ステップS312)。PDSN222は、MIP(Mobile Internet Protocol)メッセージであるFA advertisementを移動局100に送信する(ステップS313)。
【0134】
移動局100は、MIP登録要求をPDSN222に送信する。MIP登録要求には、自局のIPアドレスが含まれ得る(ステップS314)。PDSN222は、AAAサーバ322にアクセスする(ステップS315)。AAAサーバ322は、移動局100がホームエージェント321に既に登録されていることを確認し、ホームエージェント321の情報を含むアクセス応答をPDSN222に送信する(ステップS316)。
【0135】
PDSN222は、AAAサーバ322から通知されたホームエージェント321に、MIP登録要求を送信する。このMIP登録要求は、移動局100がEVDOネットワークに存在することを示している(ステップS317)。ホームエージェント321は、移動局100が登録済みであることを確認して、暗号鍵をAAAサーバ322に要求し、AAAサーバ322から取得した暗号鍵を用いてMIP登録要求を有効にする(ステップS318)。ホームエージェント321は、移動局100に割り当て済みのIPアドレスを維持し、MIP登録応答をPDSN222に送信する(ステップS319)。
【0136】
PDSN222は、移動局100が無線アクセス網220を利用することによる移動局100への課金を開始するよう、AAAサーバ322に通知する(ステップS320)。PDSN222は、MIP登録応答を移動局100に送信する(ステップS321)。これにより、PDSN222を介して、移動局100とホームエージェント321との間にデータパスが確立される(ステップS322)。
【0137】
移動局100は、無線アクセス網230への接続を行う(ステップS323)。ASNゲートウェイ232は、AAAサーバ322に移動局100の認証を要求する。AAAサーバ322は、移動局100のEAP認証を行う。また、AAAサーバ322は、移動局100に対してホームエージェント321を指定する(ステップS324)。
【0138】
図23は、ハンドオーバの例を示すシーケンス図(続き)である。
ASNゲートウェイ232は、基地局231を介して移動局100との間に、初期サービスフローを設定する(ステップS325)。移動局100は、DHCPを用いて、DISCOVERメッセージをASNゲートウェイ232に送信する(ステップS326)。ASNゲートウェイ232は、MIP登録要求を、AAAサーバ322から指定されたホームエージェント321に送信する。MIP登録要求には、移動局100がWiMAXネットワークに存在することを示す情報が含まれる(ステップS327)。
【0139】
ホームエージェント321は、MIP登録要求を有効にするための暗号鍵を、AAAサーバ322に要求する(ステップS328)。AAAサーバ322は、ホームエージェント321に暗号鍵を送信する(ステップS329)。ホームエージェント321は、AAAサーバ322から受信した暗号鍵を用いて、MIP登録要求を有効にする。そして、ホームエージェント321は、移動局100に割り当て済みのIPアドレスを維持し、ASNゲートウェイ232にMIP登録応答を送信する(ステップS330)。
【0140】
ASNゲートウェイ232は、DHCPのOFFERメッセージを、基地局231を介して移動局100に送信する(ステップS331)。移動局100は、REQUESTメッセージを、基地局231を介してASNゲートウェイ232に送信する(ステップS332)。ASNゲートウェイ232は、ACKメッセージを、基地局231を介して移動局100に送信する(ステップS333)。ASNゲートウェイ232は、基地局231を介して移動局100との間にサービスフローを確立する(ステップS334)。
【0141】
ANSゲートウェイ232は、移動局100が無線アクセス網230を利用することによる移動局100への課金を開始するよう、AAAサーバ322に通知する(ステップS335)。ASNゲートウェイ232を介して、移動局100とホームエージェント321との間にデータパスが確立される(ステップS336)。移動局100から無線アクセス網230への接続が成功すると、移動局100と無線アクセス網220とのPPPコネクションが無効になり、データ通信経路が変更される(ステップS337)。PDSN222は、移動局100が無線アクセス網220を利用することによる移動局100への課金を停止するよう、AAAサーバ322に通知する(ステップS338)。
【0142】
なお、以上の説明では、移動局100は、ハンドオーバとしてMBBHO(Make-Before-Break Handover)を行うこととしたが、BBMHO(Break-Before-Make Handover)を行ってもよい。その場合、移動局100は、無線アクセス網220とのコネクションを切断した後に無線アクセス網230との接続を有効にする。
【0143】
第2の実施の形態の移動通信システムによれば、CPU101がサスペンド状態に移行するとき、移動局100での無線アクセス網230(WiMAX)の信号処理を自動的に停止することができる。よって、カバーエリアの狭い無線アクセス網230の圏外サーチが高頻度で発生することによる消費電力の増加を回避でき、移動局100の省電力化を図ることができる。また、無線アクセス網230の信号処理を停止するときは、移動局100が無線アクセス網220(EVDO)とPPPコネクションを確立することで、データ通信経路を無線アクセス網220に自動的に切り替えることができる。よって、移動局100が無線アクセス網220から自局宛てのページング情報を受信することができる。
【0144】
また、移動局100はPPPコネクションを維持しているため、無線アクセス網220から呼び出しを受けた後にPPPコネクションを確立する手続きを行わなくてよく、データ通信開始までのオーバヘッドを抑制できる。また、サスペンド状態が解除されたとき、移動局100が無線アクセス網230の圏内にいればハンドオーバを行って無線アクセス網230に自動的に接続するため、高速・広帯域の無線アクセス網230を優先的に利用できる。また、IP継続性のあるハンドオーバを行うことで、IPコアネットワーク320が移動局100に途切れなくデータ通信サービスを提供することができる。また、サスペンド状態に移行するとき無線アクセス網230の信号処理を停止するか否かをユーザが設定できるようにすることで、省電力化と無線アクセス網230を用いたデータ通信開始の迅速性の何れを優先するか、ユーザに選択させることができる。
【符号の説明】
【0145】
10 移動通信装置
11 受信部
12 制御部
12a プロセッサ
21,22 無線アクセス網
【技術分野】
【0001】
本件は移動通信装置および無線通信方法に関する。
【背景技術】
【0002】
現在、携帯電話システムや無線LAN(Local Area Network)などの無線通信システムが広く利用されている。移動通信装置から利用できる無線アクセス網としては、CDMA(Code Division Multiple Access)2000の1xネットワークやEVDO(Evolution Data Only)ネットワーク、WiMAXネットワークなど、通信方式の異なる複数の種類の無線アクセス網がある。1xネットワークやEVDOネットワークは、多元接続方式として符号分割多元接続(CDMA)を用いる。WiMAXネットワークは、多元接続方式として直交周波数分割多元接続(OFDMA:Orthogonal Frequency Division Multiple Access)を用いる。複数の種類の無線アクセス網を利用可能な移動通信装置もある。
【0003】
例えば、携帯電話システムと無線LANとを利用可能な端末であって、無線LANエリア内に移動したことを検知すると、携帯電話機能をOFFするか否かユーザに問い合わせることで、無線LANエリア内での消費電力を低減する無線通信端末が提案されている。また、広域無線ネットワークと狭域無線ネットワークとを利用可能な端末であって、狭域無線ネットワークの利用中に信号品質が基準値以下になったことを検知すると、広域無線ネットワークへの接続処理を開始する無線端末装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2005−295532号公報
【特許文献2】特開2008−118721号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、移動通信装置は、データ通信制御やユーザインタフェース制御に、プロセッサを用いることがある。プロセッサは、データ通信やユーザ操作などのイベントが一定時間発生しないと、低消費電力のサスペンド状態に移行することがある。プロセッサは、例えば、サスペンド状態ではアプリケーションプログラムやドライバプログラムの実行を停止してイベント発生を待ち、イベント発生を検知するとアクティブ状態に復帰する。
【0006】
プロセッサがサスペンド状態に移行すると、無線アクセス網からの受信信号を処理する受信部は、サスペンド前のプロセッサからの指示に応じて、無線同期や基地局サーチなどの信号処理を継続する。ここで、データ通信に2以上の無線アクセス網を利用可能な移動通信装置で、ある無線アクセス網と他の無線アクセス網の両方の信号処理を継続することは、消費電力の点で不利となることがある。例えば、カバーエリアの広い無線アクセス網に加えてカバーエリアの狭い無線アクセス網の信号処理を継続すると、移動通信装置の移動によって基地局サーチの頻度が高くなり、消費電力が大きくなるおそれがある。
【0007】
一方で、ネットワーク側から移動通信装置に対して送信するデータがあるとき、移動通信装置は、データ通信に関する呼び出し(ページング)を受け取る。移動通信装置がデータ通信に2以上の無線アクセス網を利用可能である場合、ページング情報は、現在データ通信経路が設定されている何れかの無線アクセス網を用いて伝送される。ある無線アクセス網を用いてデータ通信が行われた後は、データ通信経路は当該無線アクセス網に設定されたままとなる。そのため、移動通信装置は、単にある無線アクセス網の信号処理を停止すると他の無線アクセス網の圏内にいても、ページングを受け取れなくなることがある。
【0008】
本件はこのような点に鑑みてなされたものであり、サスペンド状態での消費電力を低減できる移動通信装置および無線通信方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
第1および第2の無線アクセス網を用いたデータ通信が可能な移動通信装置が提供される。移動通信装置は、受信部と制御部とを有する。受信部は、第1および第2の無線アクセス網からの受信信号を処理する。制御部は、プロセッサを備え、第1の無線アクセス網を用いたデータ通信後にプロセッサがサスペンド状態に移行するとき、第2の無線アクセス網とコネクションを確立し、受信部での第1の無線アクセス網からの受信信号の処理を停止させる。
【0010】
また、第1および第2の無線アクセス網を用いたデータ通信が可能でありプロセッサを備える移動通信装置が実行する無線通信方法が提供される。無線通信方法では、第1および第2の無線アクセス網からの受信信号を処理する。第1の無線アクセス網を用いたデータ通信後にプロセッサがサスペンド状態に移行するとき、第2の無線アクセス網とコネクションを確立し、第1の無線アクセス網からの受信信号の処理を停止する。
【発明の効果】
【0011】
サスペンド状態での移動通信装置の消費電力を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】第1の実施の形態の移動通信装置を示す図である。
【図2】第2の実施の形態の移動通信システムを示す図である。
【図3】無線アクセス網のカバーエリアの例を示す図である。
【図4】無線アクセス網の無線チャネルの例を示す図である。
【図5】他の無線アクセス網の物理チャネルの例を示す図である。
【図6】ページングチャネルの受信タイミングの例を示す図である。
【図7】圏外サーチの例を示す図である。
【図8】移動局のハードウェア例を示すブロック図である。
【図9】無線送受信に関するブロック図である。
【図10】制御部で実行されるソフトウェアの例を示すブロック図である。
【図11】データ通信状態の遷移例を示す図である。
【図12】サスペンド設定の画面例を示す図である。
【図13】CPUのサスペンド移行の例を示すフローチャートである。
【図14】CPUのサスペンド解除の例を示すフローチャートである。
【図15】サスペンド時のデータ通信状態の遷移例を示す図である。
【図16】無線アクセス網への接続例を示すシーケンス図である。
【図17】無線アクセス網への接続例を示すシーケンス図(続き)である。
【図18】ページングチャネルの受信例を示すシーケンス図である。
【図19】他の無線アクセス網への接続例を示すシーケンス図である。
【図20】PPP接続の例を示すシーケンス図である。
【図21】他のページングチャネルの受信例を示すシーケンス図である。
【図22】ハンドオーバの例を示すシーケンス図である。
【図23】ハンドオーバの例を示すシーケンス図(続き)である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本実施の形態を図面を参照して説明する。
[第1の実施の形態]
図1は、第1の実施の形態の移動通信装置を示す図である。
【0014】
移動通信装置10は、無線アクセス網21,22を利用してデータ通信(例えば、パケット通信)を行う。移動通信装置10は、データ通信に関してデュアルモードまたはマルチモードで動作可能と言うことができる。移動通信装置10は、例えば、携帯電話機(スマートフォンと呼ばれるものを含む)や携帯情報端末装置などの無線端末装置である。
【0015】
無線アクセス網21,22は、無線信号を送信する基地局を含む。無線アクセス網21,22は、無線通信方式が互いに異なっていてもよい。例えば、無線アクセス網21は、EVDOネットワークやW−CDMA(Wideband Code Division Multiple Access)ネットワークなどのCDMAを用いた無線アクセス網でもよく、無線アクセス網22は、WiMAXネットワークやLTE(Long Term Evolution)ネットワーク、LTE−A(Long Term Evolution Advanced)などのOFDMAを用いた無線アクセス網であってもよい。また、無線アクセス網21,22は、カバーエリアの広さが異なってもよい。例えば、無線アクセス網21は、無線アクセス網22よりもカバーエリアが狭くてもよい。
【0016】
移動通信装置10は、受信部11および制御部12を有する。
受信部11は、無線アクセス網21,22からの受信信号を処理する。受信信号の処理には、例えば、タイミング同期、基地局サーチ、無線チャネルであるページングチャネルの検出などが含まれる。ページングチャネルでは、データ通信に関する移動通信装置10宛ての呼び出し情報(ページング情報)が伝送され得る。
【0017】
制御部12は、無線アクセス網21,22を利用したデータ通信を制御する。制御部12は、プロセッサ12aを有する。プロセッサ12aは、例えば、プログラムを実行するCPU(Central Processing Unit)などの演算装置である。制御部12は、更にRAM(Random Access Memory)などのメモリを有してもよい。
【0018】
プロセッサ12aは、データ通信やユーザ操作などのイベントが一定時間発生しない場合には、低消費電力のサスペンド状態に移行する。プロセッサ12aは、サスペンド状態ではアプリケーションプログラムやドライバプログラムの実行を停止してイベント発生を待ち、イベント発生を検知するとアクティブ状態に復帰する。イベント発生時には、例えば、プロセッサ12aに対して割り込み信号が入力され、割り込み信号を受けてプロセッサ12aがサスペンド状態からアクティブ状態に移行する。割り込み信号の伝送には、例えば、GPIO(General Purpose Input/Output)を用いる。
【0019】
ここで、制御部12は、無線アクセス網21を用いたデータ通信後にプロセッサ12aがサスペンド状態に移行するとき、無線アクセス網22とコネクションを確立する。コネクションは、PPP(Point-to-Point Protocol)コネクションであってもよい。これにより、データ通信経路が、無線アクセス網21から無線アクセス網22に切り替わる。また、制御部12は、受信部11における無線アクセス網21からの受信信号の処理を停止させ、無線アクセス網22からの受信信号の処理は継続させる。コネクション確立および受信部11の処理停止は、何れを先に実行してもよい。コネクション確立および受信部11の処理停止は、例えば、サスペンド前のプロセッサ12aを用いて制御される。
【0020】
なお、制御部12は、プロセッサ12aのサスペンド状態が解除されると、受信部11における無線アクセス網21からの受信信号の処理を再開させ、無線アクセス網22から無線アクセス網21へハンドオーバを行ってもよい。これにより、データ通信経路が、無線アクセス網22から無線アクセス網21に戻る。ハンドオーバは、例えば、サスペンド状態からアクティブ状態に復帰したプロセッサ12aを用いて制御される。ハンドオーバは、移動通信装置10に割り当てられるアドレス(例えば、IP(Internet Protocol)アドレス)がハンドオーバ前後で変化しないように行ってもよい。
【0021】
また、移動通信装置10は、設定情報を記憶する記憶装置(例えば、フラッシュメモリなどの不揮発性の記憶装置)を有していてもよい。設定情報は、移動通信装置10が備えるユーザインタフェース(例えば、タッチパネルなどの入力装置やディスプレイなどの出力装置)を用いて、ユーザが修正できるようにしてもよい。設定情報は、例えば、サスペンド状態の間に無線アクセス網21からの受信信号の処理を継続するか否かを示す情報を含む。その場合、制御部12は、記憶装置に格納された設定情報を参照して、プロセッサ12aがサスペンド状態に移行するときの処理を決定するようにしてもよい。
【0022】
第1の実施の形態の移動通信装置10によれば、無線アクセス網21,22からの受信信号が処理される。そして、無線アクセス網21を用いたデータ通信後にプロセッサ12aがサスペンド状態に移行するとき、無線アクセス網22とコネクションが確立され、無線アクセス網21からの受信信号の処理が停止されてから、サスペンド状態に移行する。
【0023】
これにより、プロセッサ12aがサスペンド状態である間、無線アクセス網21,22のうち無線アクセス網21からの受信信号の処理を停止することができ、両方の受信信号の処理を継続する場合と比べて、消費電力を低減することができる。特に、無線アクセス網21のカバーエリアが無線アクセス網22のカバーエリアよりも狭いとき、無線アクセス網21の受信信号の処理を停止することで、無線アクセス網21の基地局サーチが高頻度で生じることによる消費電力の増加を回避できる。
【0024】
また、無線アクセス網21に設定されていたデータ通信経路を、コネクション確立によって無線アクセス網22に切り替えることができる。よって、移動通信装置10は、サスペンド状態である間、無線アクセス網21の受信信号の処理を停止しても、データ通信に関する自装置宛てのページングを無線アクセス網22から受け取ることができる。なお、データ通信経路は、無線アクセス網21,22の間で排他的に設定されるものでもよい。
【0025】
以下に説明する第2の実施の形態では、EVDOネットワークとWiMAXネットワークを用いてデータ通信を行う例を挙げる。ただし、第2の実施の形態で説明する通信制御方法は、W−CDMAネットワークやLTEネットワーク、LTE−Aネットワークなど他の種類の無線アクセス網に応用してもよい。
【0026】
[第2の実施の形態]
図2は、第2の実施の形態の移動通信システムを示す図である。移動通信システムは、移動局100、無線アクセス網210,220,230、公衆電話網(PSTN:Public Switched Telephone Network)310およびIPコアネットワーク320を有する。
【0027】
移動局100は、携帯電話機や携帯情報端末装置などの無線端末装置である。移動局100は、CDMA2000の1x、CDMA2000のEVDOおよびWiMAXの3つの通信方式を用いて無線通信を行うことができる。移動局100は、1x方式によって音声通信を行い、EVDO方式およびWiMAX方式によってデータ通信を行う。
【0028】
無線アクセス網210は、CDMA2000の1x方式で移動局100と無線通信を行い、回線交換方式で音声信号を伝送するネットワークである。無線アクセス網210は、PSTN310と接続されている。無線アクセス網210は、基地局211を含む複数の基地局、MSC(Mobile Switching Center)212、HLR(Home Location Register)213およびGMSC(Gateway Mobile Switching Center)214を有する。各基地局がセルを形成し、セルの集合によって無線アクセス網210のエリアが形成される。
【0029】
基地局211は、移動局100と無線通信を行い、MSC212と有線通信を行う通信装置である。基地局211は、音声信号を移動局100とMSC212の間で転送する。MSC212は、基地局211およびGMSC214と接続された交換機である。MSC212は、基地局211を介して移動局100とコネクションを確立し、音声信号を処理する。HLR213は、加入者情報のデータベースを管理する。加入者情報は、MSC212により参照され、音声通信の制御に用いられる。GMSC214は、PSTN310と接続されたゲートウェイ装置であり、音声信号を転送する。
【0030】
無線アクセス網220は、CDMA2000のEVDO方式で移動局100と無線通信を行い、パケット交換方式でデータを伝送するネットワークである。無線アクセス網220は、IPコアネットワーク320と接続されている。無線アクセス網220は、無線アクセス網210と共通に用いられる複数の基地局、PCF(Packet Control Function)221およびPDSN(Packet Data Serving Node)222を有する。各基地局がセルを形成し、セルの集合によって無線アクセス網220のエリアが形成される。なお、図2の例では、基地局211は無線アクセス網210,220の両方に属しているが、無線アクセス網210用の基地局と無線アクセス網220用の基地局とに分けてもよい。
【0031】
基地局211は、移動局100と無線通信を行い、PCF221と有線通信を行う。基地局211は、パケット形式のデータを移動局100とPCF221の間で転送する。PCF221は、基地局211およびPDSN222に接続され、パケット形式のデータを転送する。PDSN222は、IPコアネットワーク320と接続されたゲートウェイ装置である。PDSN222は、基地局211およびPCF221を介して移動局100とPPPコネクションを確立し、パケット形式のデータを転送する。
【0032】
無線アクセス網230は、WiMAX方式で移動局100と無線通信を行い、パケット交換方式でデータを伝送するネットワークである。無線アクセス網230は、IPコアネットワーク320と接続されている。無線アクセス網230は、基地局231を含む複数の基地局およびASN(Access Service Network)ゲートウェイ232を有する。各基地局がセルを形成し、セルの集合によって無線アクセス網230のエリアが形成される。
【0033】
基地局231は、移動局100と無線通信を行い、ASNゲートウェイ232と有線通信を行う通信装置である。基地局231は、パケット形式のデータを移動局100とASNゲートウェイ232の間で転送する。ASNゲートウェイ232は、IPコアネットワーク320と接続されたゲートウェイ装置であり、パケット形式のデータを転送する。
【0034】
PSTN310は、回線交換方式によって音声信号を伝送する電話網であり、交換機を備える。PSTN310は、固定電話機からも利用され得る。なお、PSTN310に代えて、ISDN(Integrated Service Digital Network)を用いてもよい。
【0035】
IPコアネットワーク320は、移動局100のデータ通信を制御し、パケット交換方式によってデータを伝送するIPネットワークである。IPコアネットワーク320は、無線アクセス網220,230と接続されている。IPコアネットワーク320は、ホームエージェント(HA:Home Agent)321および認証・許可・課金(AAA:Authentication, Authorization and Accounting)サーバ322を有する。
【0036】
ホームエージェント321は、無線アクセス網220,230に接続した移動局100を登録し、登録情報に基づいて移動局100のデータを転送する通信装置である。ホームエージェント321は、移動局100が無線アクセス網220,230の何れを利用してデータ通信を行っているか確認し、移動局100宛てのデータをPDSN222またはASNゲートウェイ232に転送する。AAAサーバ322は、移動局100の認証や、移動局100のユーザに対する課金を行うサーバ装置である。
【0037】
ここで、移動局100は、無線アクセス網220,230の何れか一方を選択してデータ通信を行う。データ通信経路は、無線アクセス網220,230の間で排他的に設定される。移動局100が無線アクセス網220とPPPコネクションを確立すると、移動局100およびIPコアネットワーク320は、無線アクセス網220側にデータ通信経路が設定され、無線アクセス網230は利用されていない状態と認識する。一方、移動局100が無線アクセス網230に接続する(エントリ手続きを実行する)と、移動局100およびIPコアネットワーク320は、無線アクセス網230側にデータ通信経路が切り替えられ、無線アクセス網220のPPPコネクションは無効になったと認識する。
【0038】
移動局100がデータ通信を行っていないとき、IPコアネットワーク320から移動局100へ送信するデータが発生すると、無線アクセス網220,230のうちデータ通信経路が設定されている方から、移動局100宛てにページング情報が送信される。無線アクセス網220のPPPコネクションが確立されているときは、基地局211が移動局100にページング情報を無線送信する。一方、移動局100が無線アクセス網230に接続しており無線アクセス網220のPPPコネクションが確立されていないときは、基地局231が移動局100にページング情報を無線送信する。
【0039】
なお、移動局100は、第1の実施の形態の移動通信装置10の一例である。無線アクセス網230は、第1の実施の形態の無線アクセス網21の一例である。無線アクセス網220は、第1の実施の形態の無線アクセス網22の一例である。
【0040】
図3は、無線アクセス網のカバーエリアの例を示す図である。第2の実施の形態では、無線アクセス網230(WiMAX)のカバーエリアは、無線アクセス網210,220(1x/EVDO)のカバーエリアよりも狭く、無線アクセス網210,220のカバーエリアの少なくとも一部と重複している。例えば、無線アクセス網230のカバーエリアは、無線アクセス網210,220のエリア内に点在している。
【0041】
無線アクセス網230のカバーエリアは比較的狭いため、移動局100は、無線アクセス網230の圏外に移動する可能性がある。ただし、移動局100は、無線アクセス網230を利用することで、無線アクセス網220よりも高速・広帯域のデータ通信を行うことができる。よって、移動局100は、無線アクセス網230の圏内でデータ通信を行うときは、無線アクセス網230を優先的に利用することが好ましい。
【0042】
図4は、無線アクセス網の無線チャネルの例を示す図である。図4は、(A)無線アクセス網210で送信される1x方式の無線チャネルと、(B)無線アクセス網220で送信されるEVDO方式の無線チャネルの例を示している。
【0043】
無線アクセス網210について、基地局211は、異なる周波数で、トラフィックチャネル(TCH:Traffic Channel)とページングチャネル(PCH:Paging Channel)と既知のパイロット信号を送信する。トラフィックチャネルには音声信号が含まれ、ページングチャネルには音声着信を示すページング情報が含まれ得る。移動局100は、待ち受け中、間欠的に自局宛てのページング情報の有無を確認し、音声着信を判断する。また、移動局100は、パイロット信号を受信してタイミング同期をとる。
【0044】
無線アクセス網220について、基地局211は、同一周波数で、時分割にデータと既知のパイロット信号を送信する。2分の1スロット(1024チップ)のうち、928チップがデータに割り当てられ、96チップがパイロット信号に割り当てられる。データには、データ着信を示すページング情報が含まれ得る。移動局100は、待ち受け中、間欠的に自局宛てのページング情報の有無を確認し、データ着信を判断する。また、移動局100は、パイロット信号を受信してタイミング同期をとる。
【0045】
図5は、他の無線アクセス網の物理チャネルの例を示す図である。図5は、無線アクセス網230で送信されるWiMAX方式の無線フレームの例を示している。
OFDMAでは、無線リソースが周波数方向と時間方向とに細分化されて、各種の無線チャネルに割り当てられる。5ミリ秒の無線フレームは、下りリンク(DL:Downlink)サブフレームと上りリンク(UL:Uplink)サブフレームを含む。DLサブフレームとULサブフレームの間には、TTG(Transmit Transition Gap)と呼ばれるインターバルが挿入される。ULサブフレームと次の無線フレームのDLサブフレームの間には、RTG(Receive Transition Gap)と呼ばれるインターバルが挿入される。
【0046】
基地局231が送信するDLサブフレームは、プリアンブル、FCH(Frame Control Header)、DL−MAP、UL−MAPおよびDLバーストを含む。移動局100が送信するULサブフレームは、レンジング領域およびULバーストを含む。
【0047】
プリアンブルは、既知のパイロット信号である。FCHは、移動局100がMAP領域を認識するための情報を含む。DL−MAPは、DLバーストの割り当て状況を示す制御情報である。なお、UL−MAP領域も、DLバーストの一部として取り扱われる。UL−MAPは、ULバーストの割り当て状況を示す制御情報である。なお、レンジング領域も、ULバーストの一部として取り扱われる。DLバーストには、パケット形式のデータやページング情報、ULチャネル記述子(UCD:Uplink Channel Descriptor)などが含まれ得る。UCDは、ULバーストで使用できる変調符号化方式などの特性を示す。
【0048】
レンジング領域では、移動局100が基地局231に対し、所定の信号系列であるレンジングコードを送信することができる。基地局231は、レンジングコードを検出することで、自局にアクセスする移動局の存在を認識する。ULバーストでは、移動局100が基地局231に対し、パケット形式のデータを送信することができる。移動局100は、無線アクセス網230に接続するとき、プリアンブルを受信してタイミング同期をとり、レンジング領域でレンジングコードを基地局231に送信する。また、待ち受け中、間欠的に自局宛てのページング情報の有無を確認し、データ着信を判断する。
【0049】
図6は、ページングチャネルの受信タイミングの例を示す図である。移動局100は、無線アクセス網220とPPPコネクションを確立しておりEVDO方式のアイドルモードで待ち受け中のとき、基地局211から間欠的にページングチャネルを受信する。また、移動局100は、無線アクセス網230と接続しておりWiMAX方式のアイドルモードで待ち受け中のとき、基地局231から間欠的にページングチャネルを受信する。
【0050】
例えば、移動局100は、EVDO方式のアイドルモードで待ち受け中、5.12秒毎に基地局211からページングチャネルを受信する(A)。このとき、データ通信経路は無線アクセス網220に設定されており、移動局100宛てのページング情報は無線アクセス網230からは送信されない。よって、移動局100は、基地局231からWiMAX方式のページングチャネルを受信しなくてもよい。
【0051】
また、例えば、移動局100は、WiMAX方式のアイドルモードで待ち受け中、1.28秒毎に基地局231からページングチャネルを受信する(B)。このとき、データ通信経路は無線アクセス網230に設定されており、移動局100宛てのページング情報は無線アクセス網220からは送信されない。よって、移動局100は、基地局211からEVDO方式のページングチャネルを受信しなくてもよい。
【0052】
待ち受け中にWiMAX方式のページングチャネルの受信に失敗すると、例えば、移動局100は、最大で5秒間、アクセス可能な新たな基地局のサーチ(圏外サーチ)を実行する。5秒以内に新たな基地局を検出できなかった場合、移動局100は、無線アクセス網230の圏外に移動したと判断する。その後、移動局100は、無線アクセス網230の圏内に戻ったことを検出するために、間欠的に圏外サーチを実行してもよい。
【0053】
図7は、圏外サーチの例を示す図である。図7の例では、無線アクセス網230のセルが、3つの周波数帯(例えば、中心周波数がf1=2.62GHz,f2=2.61GHz,f3=2.60GHzの周波数帯)の何れか1つを無線通信に用いている場合を想定している。圏外サーチにおいて、移動局100は、サーチ対象の周波数を100ミリ秒毎に切り替え、3つの周波数f1,f2,f3を繰り返しサーチする。100ミリ秒の1回のサーチは、60ミリ秒の前半処理と40ミリ秒の後半処理とを含む。
【0054】
60ミリ秒の前半処理では、移動局100は、プリアンブルを検出することでタイミング同期を試み、114個あるプリアンブルインデックスの候補を10個に絞り込む。40ミリ秒の後半処理では、移動局100は、受信信号レベルとしてRSSI(Received Signal Strength Indication)を測定し、受信品質としてCINR(Carrier to Interference and Noise Ratio)を測定する。また、移動局100は、使用されているプリアンブルインデックスを特定する。例えば、RSSIやCINRが閾値以上であるセルが、移動局100からアクセス可能であると判定される。
【0055】
図8は、移動局のハードウェア例を示すブロック図である。移動局100は、無線受信部120、受信処理部130、制御部140、表示部151、入力部152、スピーカ153、マイクロホン154、記憶部155、送信処理部160および無線送信部170を有する。制御部140は、CPU101およびRAM102を有する。
【0056】
無線受信部120は、無線アクセス網210,220,230から受信される無線信号を処理する。無線受信部120は、高周波の無線信号をデジタルベースバンド信号に変換(ダウンコンバート)して、受信処理部130に出力する。
【0057】
受信処理部130は、無線受信部120から受信信号としてデジタルベースバンド信号を取得し、デジタル復調や誤り訂正復号を含むベースバンド処理を行う。受信処理部130は、受信信号から音声信号やデータを抽出し、制御部140に出力する。
【0058】
制御部140は、無線受信部120、受信処理部130、送信処理部160および無線送信部170を用いた無線通信を制御する。また、制御部140は、表示部151、入力部152、スピーカ153およびマイクロホン154を用いて実現されるユーザインタフェースを制御する。制御部140は、CPU101およびRAM102を有する。
【0059】
CPU101は、アプリケーションプログラムやドライバプログラムなどのプログラムを実行するプロセッサである。ドライバプログラムには、受信処理部130や送信処理部160を制御する無線通信用プログラムや、表示部151や入力部152を制御するユーザインタフェース用プログラムが含まれる。CPU101は、記憶部155に記憶されたプログラムやデータの少なくとも一部を読み出し、プログラムを実行する。RAM102は、CPU101が用いるプログラムやデータを一時的に記憶する揮発性メモリである。
【0060】
ここで、CPU101は、アクティブ状態のときにイベントが一定時間発生しないと、低消費電力のサスペンド状態に移行し、サスペンド状態のときにイベントが発生すると、アクティブ状態に復帰する。アクティブ状態では、CPU101は、アプリケーションプログラムやドライバプログラムを実行している。サスペンド状態では、CPU101は、アプリケーションプログラムやドライバプログラムを終了し、イベント発生を示す割り込み信号が入力されるのを待つ。イベントには、データ通信やユーザ操作が含まれる。割り込み信号は、GPIOの信号線を介してCPU101に入力される。例えば、データ通信を示す割り込み信号が、受信処理部130からCPU101に入力され、ユーザ操作を示す割り込み信号が、入力部152からCPU101に入力される。
【0061】
表示部151は、制御部140から画面フレームを取得し、画面を表示するインタフェースである。表示部151として、例えば、液晶ディスプレイ(LCD:Liquid Crystal Display)や有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイを用いることができる。
【0062】
入力部152は、ユーザ入力を受け付け、入力信号を制御部140に出力するインタフェースである。入力部152としては、例えば、タッチパネルやキーパッドを用いることができる。タッチパネルを用いる場合、タッチパネルは、表示部151に重ねて配置されて、画面上のユーザがタッチした位置を検出する。タッチ操作には、タッチペンなどのポインティングデバイスまたはユーザの指が用いられる。タッチ位置の検出には、例えば、マトリクススイッチ方式、抵抗膜方式、表面弾性波方式、赤外線方式、電磁誘導方式、静電容量方式などの検出方式を用いることができる。キーパッドを用いる場合、移動局100の筐体の表面に、1またはそれ以上の入力キーが配置される。
【0063】
スピーカ153は、制御部140から取得する音声信号としての電気信号を物理振動に変換し、音を再生するインタフェースである。例えば、ユーザが通話を行っているとき、通話相手の声や背景雑音がスピーカ153から出力される。
【0064】
マイクロホン154は、音の物理振動を電気信号に変換して音声入力を受け付け、音声信号としての電気信号を制御部140に出力するインタフェースである。例えば、ユーザが通話を行っているとき、ユーザの声や背景雑音がマイクロホン154から入力される。
【0065】
記憶部155は、プログラムやデータを記憶する不揮発性メモリである。記憶部155は、フラッシュメモリであってもよい。プログラムには、アプリケーションプログラムや移動局100が備えるインタフェースに対応するドライバプログラムが含まれる。データには、設定情報が含まれる。後述するように、設定情報には、CPU101がサスペンド状態である間、移動局100が無線アクセス網230(WiMAX)の信号処理を継続するか否かを示す情報が含まれる。設定情報は、表示部151および入力部152を用いてユーザから入力され、制御部140によって記憶部155に書き込まれる。
【0066】
送信処理部160は、移動局100で生成された音声信号やデータを制御部140から取得し、デジタル変調や誤り訂正符号化を含むベースバンド処理を行う。送信処理部160は、送信信号としてのデジタルベースバンド信号を無線送信部170に出力する。
【0067】
無線送信部170は、無線アクセス網210,220,230に送信する送信信号を処理する。無線送信部170は、送信処理部160から取得したデジタルベースバンド信号を高周波の無線信号に変換(アップコンバート)し、アンテナから出力する。
【0068】
例えば、受信処理部130および送信処理部160は、バスを介して制御部140と接続されている。表示部151、入力部152、スピーカ153、マイクロホン154および記憶部155は、バスを介して制御部140と接続されている。前者のバスと後者のバスは、同じバスであってもよいし、図8に示すように異なるバスであってもよい。
【0069】
なお、無線受信部120および受信処理部130は、第1の実施の形態の受信部11の一例である。制御部140は、第1の実施の形態の制御部12の一例である。CPU101は、第1の実施の形態のプロセッサ12aの一例である。
【0070】
図9は、無線送受信に関するブロック図である。移動局100は、図8に示したブロックに加えて、アンテナ111,112,113,114を有する。
アンテナ111,113は、送信受信兼用のアンテナであり、アンテナ112,114は、受信用のアンテナである。アンテナ111,112は、無線アクセス網210,220から無線信号を受信する。また、アンテナ111は、無線アクセス網210,220に無線信号を送信する。アンテナ113,114は、無線アクセス網230から無線信号を受信する。また、アンテナ113は、無線アクセス網230に無線信号を送信する。
【0071】
無線受信部120は、CDMA受信部121およびOFDMA受信部122を有する。CDMA受信部121は、アンテナ111,112で受信された1x方式およびEVDO方式の無線信号を処理する。アンテナ111,112を用いて、ダイバーシティやMIMO(Multiple Input Multiple Output)通信が行われてもよい。OFDMA受信部122は、アンテナ113,114で受信されたWiMAX方式の無線信号を処理する。アンテナ113,114を用いて、ダイバーシティやMIMO通信が行われてもよい。
【0072】
受信処理部130は、信号処理部131,132,133を有する。信号処理部131は、CDMA受信部121からデジタルベースバンド信号を取得し、1x方式のベースバンド処理を行って音声信号を抽出する。信号処理部132は、CDMA受信部121からデジタルベースバンド信号を取得し、EVDO方式のベースバンド処理を行ってパケット形式のデータを抽出する。信号処理部131,132が行うベースバンド処理には、逆拡散復調が含まれる。信号処理部133は、OFDMA受信部122からデジタルベースバンド信号を取得し、WiMAX方式のベースバンド処理を行ってパケット形式のデータを抽出する。信号処理部133が行うベースバンド処理には、高速フーリエ変換(FFT:Fast Fourier Transform)が含まれる。
【0073】
送信処理部160は、信号処理部161,162,163を有する。信号処理部161は、制御部140から音声信号を取得して、1x方式のベースバンド処理を行う。信号処理部162は、制御部140からデータを取得して、EVDO方式のベースバンド処理を行う。信号処理部161,162が行うベースバンド処理には、拡散変調が含まれる。信号処理部163は、制御部140からデータを取得して、WiMAX方式のベースバンド処理を行う。信号処理部163が行うベースバンド処理には、逆高速フーリエ変換(IFFT:Inverse Fast Fourier Transform)が含まれる。
【0074】
無線送信部170は、CDMA送信部171およびOFDMA送信部172を有する。CDMA送信部171は、信号処理部161から取得した1x方式のデジタルベースバンド信号および信号処理部162から取得したEVDO方式のデジタルベースバンド信号を処理して、送信信号としてアンテナ111に無線信号を出力する。OFDMA送信部172は、信号処理部163から取得したWiMAX方式のデジタルベースバンド信号を処理して、送信信号としてアンテナ113に無線信号を出力する。
【0075】
ここで、信号処理部131は、移動局100が音声通信やデータ通信を行っていない待ち受け中、間欠的に動作して、無線アクセス網210(1x)の位置登録を行い、また、ページングチャネルを受信する。信号処理部132は、待ち受け中、間欠的に動作して、無線アクセス網220(EVDO)の位置登録を行い、また、PPPコネクションが有効のときはページングチャネルを受信する。PPPコネクションが無効のときは、信号処理部132は、ページングチャネルを受信しなくてもよい。信号処理部133は、待ち受け中、間欠的に動作して、無線アクセス網230(WiMAX)の位置登録を行い、また、無線アクセス網230の接続が有効のときはページングチャネルを受信する。接続が無効のときは、信号処理部133は、ページングチャネルを受信しなくてもよい。また、信号処理部131,132,133は、適宜、基地局サーチを行う。
【0076】
待ち受け中、信号処理部131,132,133は、上記処理を実行すべきタイミング(例えば、ページングチャネルを受信するタイミング)以外の時間は、信号処理を停止することができる。ページングチャネルを受信すべきタイミングは、例えば、移動局100が待ち受け状態となる前に、基地局211,231から通知される。CPU101がサスペンド状態である間は、信号処理部131,132,133は、サスペンド前の制御部140からの指示に基づいて、間欠的に信号処理を行う。サスペンド中に自局宛てのページング情報を検出したときや、圏外のときに新たな基地局を検出したときは、信号処理部131,132,133は、割り込み信号をCPU101に送信する。
【0077】
ただし、CPU101がサスペンド状態である間は、ユーザから入力された設定情報に応じて、OFDMA受信部122および信号処理部133の無線アクセス網230(WiMAX)に関する信号処理を停止することが可能である。この場合、無線アクセス網230のページングチャネルの受信や基地局サーチは実行されない。信号処理の停止には、該当する回路への電力供給を停止することや、該当する回路のクロック周波数を低下させることを含む。なお、移動局100の待ち受け中は、送信処理部160および無線送信部170も間欠的に動作させるようにしてもよい。
【0078】
図10は、制御部で実行されるソフトウェアの例を示すブロック図である。制御部140は、無線ドライバ141,145、サーチ制御部142,146、アイドル制御部143,147、データ通信制御部144,148および無線制御部149を有する。
【0079】
ここで、図10に示すブロックは、CPU101が実行するプログラムのモジュールとして実装することができる。CPU101がサスペンド状態であるときは、図10に示すブロックの処理は停止している。割り込み信号がCPU101に対して入力されると、無線制御部149が処理を再開し、他のブロックを呼び出す。なお、図10は、無線アクセス網220,230を用いたデータ通信の制御に関するブロックを示しており、無線アクセス網210を用いた音声通信の制御に関するブロックは省略している。
【0080】
無線ドライバ141は、EVDO方式のデータ通信に関して、信号処理部132,162による信号処理を制御する。無線ドライバ145は、WiMAX方式のデータ通信に関して、信号処理部133,163による信号処理を制御する。
【0081】
サーチ制御部142は、無線アクセス網220の基地局のサーチを、無線ドライバ141を介して信号処理部132に指示する。サーチ制御部146は、無線アクセス網230の基地局のサーチを、無線ドライバ145を介して信号処理部133に指示する。
【0082】
アイドル制御部143は、EVDO方式のデータ通信の開始および終了を検知し、EVDOのアクティブモードとアイドルモードの切り替えを、無線ドライバ141を介して信号処理部132,162に指示する。アイドル制御部147は、WiMAX方式のデータ通信の開始および終了を検知し、WiMAXのアクティブモードとアイドルモードの切り替えを、無線ドライバ145を介して信号処理部133,163に指示する。
【0083】
データ通信制御部144は、EVDO方式のデータ通信を制御する。データ通信制御部148は、WiMAX方式のデータ通信を制御する。
無線制御部149は、無線アクセス網220とのPPP接続、無線アクセス網230との接続、無線アクセス網220,230間のハンドオーバなどの制御を統括する。無線制御部149は、後述するように、無線アクセス網220(EVDO)から無線アクセス網230(WiMAX)へのハンドオーバを、IP継続性(IP Continuity)が実現されるように制御することがある。IP継続性のあるハンドオーバでは、ハンドオーバ前に移動局100に割り当てられていたIPアドレスが、ハンドオーバ後に引き継がれる。
【0084】
図11は、データ通信状態の遷移例を示す図である。図11は、無線アクセス網220と移動局100との間のデータ通信状態を示している。
状態「NULL」は、移動局100が無線アクセス網220に関する信号処理を停止している状態であり、移動局100の電源がOFFであるときに相当する。移動局100の電源がONになると、移動局100が基地局211と無線区間のメッセージを送受信することで、状態「NULL」から状態「アイドル(PPP無効)」に遷移する。
【0085】
状態「アイドル(PPP無効)」は、移動局100が無線アクセス網220とPPPコネクションを確立していない状態である。データ通信を行う場合、移動局100が基地局211との間で無線チャネルであるトラフィックチャネル(TCH)を確立することで、状態「アイドル(PPP無効)」から状態「無線チャネル確立」に遷移する。移動局100が基地局211を介してPDSN222とPPPコネクションを確立すると、状態「無線チャネル確立」から状態「PPPコネクション確立」に遷移する。
【0086】
状態「PPPコネクション確立」は、移動局100が無線アクセス網220とPPPコネクションを確立した状態である。移動局100がPPPコネクション上でパケット形式のデータ通信を開始すると、状態「PPPコネクション確立」から状態「アクティブ」に遷移する。状態「アクティブ」は、移動局100が無線アクセス網220を利用してデータ通信を行っている状態である。移動局100のデータ通信が終了すると、状態「アクティブ」から状態「アイドル(PPP有効)」に遷移する。
【0087】
状態「アイドル(PPP有効)」は、PPPコネクションが維持された状態である。移動局100が送信データの発生やページングによってデータ通信を行う場合、移動局100が再びトラフィックチャネルを確立することで、状態「アイドル(PPP有効)」から状態「無線チャネル確立」に遷移する。ただし、既にPPPコネクションが有効であるため、移動局100がPPPコネクション上でデータ通信を開始することで、状態「無線チャネル確立」から状態「アクティブ」に遷移する。一方で、移動局100が無線アクセス網230に接続すると無線アクセス網220とのPPPコネクションは無効となり、状態「アイドル(PPP有効)」から状態「アイドル(PPP無効)」に遷移する。
【0088】
図12は、サスペンド設定の画面例を示す図である。制御部140は、入力部152を用いたユーザ操作に応じて、図12に示す設定画面151aを表示部151に表示する。 設定画面151aは、CPU101がサスペンド状態に移行して表示部151が画面OFFになる(バックライトが消灯する)とき無線アクセス網230(WiMAX)の信号処理を停止するか否か(YESまたはNO)をユーザに選択させる。ユーザが選択しなかった場合のデフォルト値は、YES(無線アクセス網230の信号処理を停止する)に設定されている。制御部140は、設定画面151a上での選択を示す入力信号を入力部152から取得し、記憶部155に記憶された設定情報に選択結果を書き込む。
【0089】
なお、設定画面151aは、メニューから辿って表示される設定画面の1つであり、CPU101がアクティブ状態のときにユーザ操作によって表示部151に表示させる。ただし、CPU101がサスペンド状態になる直前に、制御部140が設定画面151aを表示部151に自動的に表示して設定を促すようにしてもよい。
【0090】
図13は、CPUのサスペンド移行の例を示すフローチャートである。
(ステップS10)制御部140は、CPU101がアクティブ状態からサスペンド状態に移行してよいことを検知する。サスペンド状態へは、前述のように、例えば、データ通信やユーザ操作などのイベントが一定時間発生せず、CPU101がアプリケーションプログラムやドライバプログラムを実行しない状態が続いたときに移行する。
【0091】
(ステップS11)制御部140は、無線アクセス網220とのPPPコネクションが有効であるか判断する。PPPコネクションが有効である場合、処理をステップS15に進める。PPPコネクションが有効でない場合、処理をステップS12に進める。PPPコネクションが有効でない場合としては、例えば、移動局100が無線アクセス網230(WiMAX)を用いてデータ通信を行い、そのまま無線アクセス網230との接続が維持されている(WiMAXアイドルの状態である)場合が考えられる。
【0092】
(ステップS12)制御部140は、記憶部155に記憶された設定情報を読み出し、CPU101のサスペンド時にWiMAXの信号処理を停止する設定(OFF設定)が有効であるか判断する。OFF設定が有効の場合、処理をステップS13に進める。OFF設定が無効の場合、処理をステップS15に進める。OFF設定が無効の場合は、WiMAXアイドルが維持され、信号処理部133が間欠的にページングチャネルを受信する。
【0093】
(ステップS13)制御部140は、信号処理部132,162を制御して、無線アクセス網220(EVDO)とPPPコネクションを確立する。これにより、無線アクセス網220に関して状態「アイドル(PPP無効)」から状態「アイドル(PPP有効)」に遷移する。制御部140は、信号処理部132に、EVDOアイドルの状態の間、間欠的にページングチャネルを受信するよう指示する。
【0094】
(ステップS14)制御部140は、信号処理部133,163の信号処理を停止させる(WiMAX回路OFF)。例えば、制御部140は、信号処理部133,163への電力供給を停止し、または、信号処理部133,163のクロック周波数を低下させる。なお、制御部140は、WiMAX回路OFFの前に、無線アクセス網230との接続を解除する手続きを行ってもよい。また、ステップS13,S14の処理は、並行して実行してもよく、ステップS14の処理をステップS13の処理の前に実行してもよい。
【0095】
(ステップS15)制御部140は、表示部151のバックライトを消灯して画面OFFの状態にする。そして、制御部140は、CPU101をアクティブ状態からサスペンド状態に移行させる。なお、サスペンド状態へは、ステップS13,S14の処理が完了したことを制御部140が確認してから移行してもよいし、受信処理部130および送信処理部160にコマンドを送信して処理完了を確認せずに移行してもよい。
【0096】
図14は、CPUのサスペンド解除の例を示すフローチャートである。
(ステップS20)制御部140は、割り込み信号の入力によってCPU101がサスペンド状態からアクティブ状態に復帰したことを検知する。すると、制御部140は、表示部151のバックライトを点灯して画面ONの状態にする。
【0097】
(ステップS21)制御部140は、記憶部155に記憶された設定情報を読み出し、CPU101のサスペンド時にWiMAXの信号処理を停止する設定(OFF設定)が有効であるか判断する。OFF設定が有効の場合、処理をステップS22に進める。OFF設定が無効の場合、処理を終了する。OFF設定が無効であり、信号処理部133が信号処理を継続している場合は、そのままWiMAXの接続が維持される。
【0098】
(ステップS22)制御部140は、無線アクセス網220に関する状態が「アイドル(PPP有効)」であるため、信号処理部132,162を制御して、基地局211とトラフィックチャネルを確立し、既存のPPPコネクション上でデータ通信を開始する。
【0099】
(ステップS23)制御部140は、信号処理部133,163の信号処理を再開させる(WiMAX回路ON)。例えば、制御部140は、信号処理部133,163への電力供給を再開し、または、信号処理部133,163のクロック周波数を上げる。
【0100】
(ステップS24)制御部140は、信号処理部133を制御して、無線アクセス網230(WiMAX)の基地局をサーチさせる。信号処理部133は、無線フレームのプリアンブルを検出して、アクセス可能な基地局(例えば、受信電力レベルや受信品質が閾値以上の無線信号を送信している基地局)をサーチする。なお、ステップS22の処理とステップS23,S24の処理とは、並列に実行してもよく、ステップS23,S24の処理をステップS22の処理の前に実行してもよい。
【0101】
(ステップS25)制御部140は、ステップS24のサーチ結果から、移動局100が無線アクセス網230の圏内であるか判断する。圏内である場合、処理をステップS26に進める。圏外である場合、処理を終了する。圏外と判断された場合には、信号処理部133は、移動局100が無線アクセス網230の圏内に戻ったことを検出するため、間欠的に基地局サーチを続ける。ただし、基地局サーチを停止するようにしてもよい。
【0102】
(ステップS26)制御部140は、信号処理部132,133,162,163を制御して、無線アクセス網220(EVDO)から無線アクセス網230(WiMAX)へのハンドオーバを実行する。このハンドオーバは、移動局100に割り当てられたIPアドレスが変化しないように、IP継続性のあるハンドオーバとする。これにより、IPコアネットワーク320から移動局100へのデータ通信サービスが途切れないようにすることができる。なお、ハンドオーバの手順の詳細は後述する。
【0103】
(ステップS27)制御部140は、信号処理部133,163を制御して、無線アクセス網230を用いたデータ通信を開始する。なお、無線アクセス網230へのハンドオーバによって、無線アクセス網220とのPPPコネクションは無効となる。
【0104】
図15は、サスペンド時のデータ通信状態の遷移例を示す図である。ここでは、サスペンド時にWiMAXの信号処理を停止する設定が有効である場合を考える。
移動局100が無線アクセス網230(WiMAX)を用いてデータ通信を行った後には、そのままデータ通信経路が無線アクセス網230に設定されており、無線アクセス網220(EVDO)のPPPコネクションは無効となっている。そのため、移動局100は、WiMAXアイドルの状態で、無線アクセス網230からページングチャネルを間欠的に受信する。一方、移動局100は、EVDOアイドルの状態を維持するものの、無線アクセス網220からページングチャネルを受信しない。
【0105】
データ通信が行われずにCPU101がサスペンド状態に移行するとき、移動局100は、無線アクセス網220とPPPコネクションを確立する。これにより、データ通信経路が無線アクセス網220に設定されるため、移動局100は、EVDOアイドルを維持して、無線アクセス網220からページングチャネルを間欠的に受信する。また、移動局100は、WiMAXの信号処理を停止する(WiMAX回路OFF)。その後、移動局100は、CPU101をサスペンド状態に移行させる。
【0106】
CPU101がサスペンド状態である間、移動局100は、EVDOアイドルを維持して、無線アクセス網220からページングチャネルを間欠的に受信する。また、移動局100は、WiMAX回路OFFを維持する。CPU101のサスペンド状態が解除されると、移動局100は、無線アクセス網220を用いたデータ通信を開始して、EVDOアクティブの状態とする。また、移動局100は、WiMAXの信号処理を再開し(WiMAX回路ON)、無線アクセス網230の圏内であることを確認する。
【0107】
サスペンド解除後に無線アクセス網230の圏内であることが確認されると、移動局100は、無線アクセス網220から無線アクセス網230に、IP継続性のあるハンドオーバを行う。そして、移動局100は、無線アクセス網230を用いたデータ通信を開始して、WiMAXアクティブの状態とする。これにより、データ通信経路が無線アクセス網230に設定され、無線アクセス網220のPPPコネクションは無効となる。
【0108】
図16は、無線アクセス網への接続例を示すシーケンス図である。図16は、移動局100が無線アクセス網230に接続する手順の例を示している。
基地局231は、DLサブフレームで、無線リソースの割り当てを示すDL−MAPとUL−MAPを送信している。移動局100は、基地局231からDL−MAPを受信してUL−MAPの位置を確認し、UL−MAPを受信する(ステップS110)。基地局231は、DLサブフレームのDLバーストで、ULサブフレームの物理特性(使用可能な変調符号化方式など)を示すULチャネル記述子を送信している。移動局100は、DL−MAPを参照し、ULチャネル記述子を受信する(ステップS111)。
【0109】
移動局100は、基地局231から受信したUL−MAPとULチャネル記述子を参照して、ULサブフレームに設けられたレンジング領域の位置と使用可能なレンジングコードを特定する。そして、移動局100は、基地局231にレンジングコードを送信する(ステップS112)。基地局231は、レンジングコードを検出すると、レンジング応答(RNG−RSP)メッセージをセル内に送信する。なお、この時点では、基地局231は、レンジングコードの送信元を認識していない(ステップS113)。
【0110】
基地局231は、レンジングコードの送信元に、ULバーストの無線リソースを割り当て、割り当て結果を反映したUL−MAPを送信する(ステップS114)。移動局100は、基地局231からRNG−RSPメッセージを受信すると、UL−MAPを参照して、自局に割り当てられたULバーストの無線リソースを確認する。そして、移動局100は、割り当てられた無線リソースを用いて、レンジング要求(RNG−REQ)メッセージを基地局231に送信する。RNG−REQメッセージには、移動局100を識別するためのMAC(Medium Access Control)アドレスが含まれる(ステップS115)。
【0111】
基地局231は、RNG−REQメッセージを受信して移動局100を認識し、コネクションを識別するためのコネクションIDを付与する。そして、基地局231は、コネクションIDを含むレンジング応答(RNG−RSP)メッセージを移動局100に送信する。以降、移動局100は、コネクションIDを用いて基地局231と通信する(ステップS116)。移動局100は、互いの物理レイヤ情報を基地局231と交換するため、自局の物理パラメータやセキュリティ方式の情報を含むメッセージ(SBC−REQ)を送信する(ステップS117)。基地局231は、自局の物理パラメータやセキュリティ方式の情報を含むメッセージ(SBC−RSP)を送信する(ステップS118)。
【0112】
図17は、無線アクセス網への接続例を示すシーケンス図(続き)である。図17は、図16に続き、移動局100が無線アクセス網230に接続する手順の例を示している。
移動局100および基地局231は、EAP(Extensible Authentication Protocol)を用いた移動局100の認証、および、移動局100へのデータ通信に用いる暗号鍵の配信を実行する(ステップS119)。移動局100は、自局の通信能力の情報を含むレジストレーション要求(REG−REQ)メッセージを基地局231に送信する(ステップS120)。基地局231は、移動局100の通信能力と基地局231の通信能力に基づいて、無線通信の運用モードを決定し、運用モードの情報を含むレジストレーション応答(REG−RSP)メッセージを移動局100に送信する(ステップS121)。
【0113】
移動局100と基地局231のネゴシエーションによって運用モードが決定すると、基地局231は、IPアドレスの割り当てに用いられる初期サービスフローを設定するために、サービス要求(DSA−REQ)メッセージを移動局100に送信する(ステップS122)。移動局100は、トランザクションIDやQoS(Quality of Service)パラメータなどのサービス内容を確認し、サービス応答(DSA−RSP)メッセージを基地局231に送信する(ステップS123)。基地局231は、初期サービスフローを設定し、DSA−RSPメッセージを移動局100に送信する(ステップS124)。
【0114】
移動局100は、初期サービスフローが設定されると、DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)を用いて、DISCOVERメッセージを基地局231に送信する(ステップS125)。基地局231は、移動局100に割り当てるIPアドレスの候補を示すOFFERメッセージを移動局100に送信する(ステップS126)。移動局100は、通知された候補を使用して問題がないことを確認して、REQUESTメッセージを基地局231に送信する(ステップS127)。基地局231は、先に通知した候補が移動局100に割り当てられたことを示すACKメッセージを移動局100に送信する(ステップS128)。
【0115】
図18は、ページングチャネルの受信例を示すシーケンス図である。図18は、無線アクセス網230(WiMAX)にデータ通信経路が設定されており、移動局100が無線アクセス網230からページングチャネルを受信する場合を示している。
【0116】
移動局100は、無線アクセス網230を用いたデータ通信が終了して10秒経過すると、WiMAXアイドル状態に移行するため、レジストレーション解除要求(DREG−REQ)メッセージを基地局231に送信する。DREG−REQメッセージでは、アクションコード=1が指定される(ステップS130)。基地局231は、移動局100がWiMAXアイドル状態に移行することを許可すると、レジストレーション解除指示(DREG−CMD)メッセージを移動局100に送信する。DREG−CMDメッセージでは、アクションコード=5が指定される(ステップS131)。
【0117】
基地局231は、ページングチャネルでメッセージ(MOB_PAG−ADV)を定期的に送信する。移動局100は、所定周期(例えば、1.28秒周期)でページングチャネルを受信し、自局の呼び出しがあるか判断する。自局の呼び出しがない場合、移動局100は、次にページングチャネルを受信するタイミングまで、無線アクセス網230の信号処理を停止する(ステップS132,S133,S134)。自局の呼び出しを検出すると、移動局100は、WiMAXアイドル状態を解除し(ステップS135)、無線アクセス網230からのデータ受信を開始する(ステップS136)。
【0118】
図19は、他の無線アクセス網への接続例を示すシーケンス図である。図18は、移動局100が、状態「アイドル(PPP無効)」から、PPPコネクションの確立を行い、状態「アイドル(PPP有効)」に遷移するための手順の例を示している。図18に示すシーケンスは、例えば、前述のステップS13において実行される。
【0119】
移動局100は、基地局211と通信し、無線チャネルであるトラフィックチャネルを確立する(ステップS210)。移動局100は、トラフィックチャネル上で基地局211にアクセスし、基地局211およびPCF221を介して、移動局100とPDSN222との間にPPPコネクションを確立する(ステップS211)。
【0120】
PDSN222は、移動局100を認証するため、生成された乱数を含むCHAP(Challenge Handshake Authentication Protocol)チャレンジメッセージを移動局100に送信する(ステップS212)。移動局100は、所定の一方向性関数(例えば、ハッシュ関数)を乱数に適用し、計算結果を含むCHAP応答メッセージをPDSN222に送信する。移動局100の計算結果が、生成された乱数を所定の一方向関数に適用することでネットワーク側において計算される「期待される計算結果」と一致すれば、移動局100が接続権限を有するものとして承認されることになる(ステップS213)。
【0121】
PDSN222は、AAAサーバ322に移動局100の認証を要求する(ステップS214)。AAAサーバ322は、ホームエージェント321との間で認証手続きのメッセージを送受信し、ホームエージェント321に移動局100を登録する(ステップS215)。AAAサーバ322は、認証成功を示す応答メッセージをPDSN222に送信する(ステップS216)。PDSN222は、CHAP認証成功を示すメッセージを移動局100に送信する(ステップS217)。また、ホームエージェント321は、移動局100にIPアドレスを割り当てる(ステップS218)。
【0122】
移動局100は、移動局100が認証され移動局100にIPアドレスが割り当てられると、データ通信を終了する(ステップS219)。移動局100は、PDSN222と確立したPPPコネクションを維持したまま、EVDOアイドル状態となる。
【0123】
図20は、PPP接続の例を示すシーケンス図である。図20は、ステップS211におけるPPPコネクション確立のシーケンスの詳細を示している。なお、PPPについての詳細は、RFC(Request for Comment)1661にも記載されている。
【0124】
移動局100は、トラフィックチャネル上で、PPPコネクションの設定開始を基地局211に要求する(ステップS220)。基地局211は、設定開始の確認応答を移動局100に送信する(ステップS221)。基地局211は、PCF221とA8コネクションを確立し、A8コネクション上でPCF221に設定要求を送信する(ステップS222)。PCF221は、PDSN222とA10コネクションを確立し、A10コネクション上でPDSN222に登録要求を送信する(ステップS223)。
【0125】
PDSN222は、登録応答をPCF221に送信する(ステップS224)。PCF221は、接続通知を基地局211に送信する(ステップS225)。基地局211は、完了通知をPCF221に送信する(ステップS226)。これにより、移動局100が基地局211およびPCF221を介してPDSN222と通信可能となる。移動局100は、PDSN222との間にPPPコネクションを設定する(ステップS227)。
【0126】
図21は、他のページングチャネルの受信例を示すシーケンス図である。図21は、無線アクセス網220(EVDO)にデータ通信経路が設定されており、移動局100が無線アクセス網220からページングチャネルを受信する場合を示している。図21のシーケンスは、例えば、前述のステップS15の後に実行される。
【0127】
基地局211は、ページングチャネルを定期的に送信する。移動局100は、所定周期(例えば、5.12秒周期)でページングチャネルを受信し、自局の呼び出しがあるか判断する。自局の呼び出しがない場合、移動局100は、次にページングチャネルを受信するタイミングまで、無線アクセス網220の信号処理を停止する(ステップS230)。
【0128】
移動局100は、自局の呼び出しを検出すると(ステップS231)、基地局211に接続要求を送信する(ステップS232)。基地局211は、移動局100からの接続要求を検出すると、ACKを移動局100に送信する(ステップS233)。
【0129】
基地局211は、トラフィックチャネルを移動局100に割り当て、チャネル割り当てを移動局100に通知する(ステップS234)。移動局100は、基地局211から割り当てられたトラフィックチャネルについてパイロット信号を送信する(ステップS235)。基地局211は、移動局100から受信したパイロット信号に基づいて、割り当てたトラフィックチャネルの通信品質が問題ないことを確認し、RCT(Radio Conformance Test)のACKを移動局100に送信する(ステップS236)。移動局100は、トラフィックチャネルの設定完了を基地局211に通知する(ステップS237)。
【0130】
移動局100は、基地局211からのデータ受信を開始する(ステップS238)。このとき、PPPコネクションが既に確立されているため、無線チャネルの確立後に迅速にデータ通信を開始することができる。基地局211は、移動局100宛てのデータ送信が完了すると、無線チャネルのコネクション解放を移動局100に通知する(ステップS239)。移動局100は、無線チャネルのコネクションを解放し、基地局211に応答する(ステップS240)。ただし、PPPコネクションは維持される。これにより、移動局100は、再び状態「アイドル(PPP有効)」に遷移する。
【0131】
図22は、ハンドオーバの例を示すシーケンス図である。図22は、移動局100が、無線アクセス網220(EVDO)から無線アクセス網230(WiMAX)に、IPアドレスの割り当てが維持される(IP継続性のある)ハンドオーバを行う場合を示している。図22のシーケンスは、例えば、前述のステップS26で実行される。
【0132】
なお、EVDOネットワークからWiMAXネットワークへのハンドオーバの例については、Peretz Feder, Ramana Isukapalli and Semyon Mizikovsky, WiMAX-EVDO Interworking Using Mobile IP, IEEE (The Institute of Electrical and Electronics Engineers) Communications Magazine, pp.122-131, June 2009にも記載されている。
【0133】
移動局100は、基地局211と無線チャネルを確立し、基地局211を介してPDSN222に接続する(ステップS310)。PSDN222は、AAAサーバ322に移動局100の認証を要求する。AAAサーバ322は、RAN(Radio Access Network)認証を行う(ステップS311)。移動局100は、PPPネゴシエーションにより、PDSN222との間でPPPセッションを設定する(ステップS312)。PDSN222は、MIP(Mobile Internet Protocol)メッセージであるFA advertisementを移動局100に送信する(ステップS313)。
【0134】
移動局100は、MIP登録要求をPDSN222に送信する。MIP登録要求には、自局のIPアドレスが含まれ得る(ステップS314)。PDSN222は、AAAサーバ322にアクセスする(ステップS315)。AAAサーバ322は、移動局100がホームエージェント321に既に登録されていることを確認し、ホームエージェント321の情報を含むアクセス応答をPDSN222に送信する(ステップS316)。
【0135】
PDSN222は、AAAサーバ322から通知されたホームエージェント321に、MIP登録要求を送信する。このMIP登録要求は、移動局100がEVDOネットワークに存在することを示している(ステップS317)。ホームエージェント321は、移動局100が登録済みであることを確認して、暗号鍵をAAAサーバ322に要求し、AAAサーバ322から取得した暗号鍵を用いてMIP登録要求を有効にする(ステップS318)。ホームエージェント321は、移動局100に割り当て済みのIPアドレスを維持し、MIP登録応答をPDSN222に送信する(ステップS319)。
【0136】
PDSN222は、移動局100が無線アクセス網220を利用することによる移動局100への課金を開始するよう、AAAサーバ322に通知する(ステップS320)。PDSN222は、MIP登録応答を移動局100に送信する(ステップS321)。これにより、PDSN222を介して、移動局100とホームエージェント321との間にデータパスが確立される(ステップS322)。
【0137】
移動局100は、無線アクセス網230への接続を行う(ステップS323)。ASNゲートウェイ232は、AAAサーバ322に移動局100の認証を要求する。AAAサーバ322は、移動局100のEAP認証を行う。また、AAAサーバ322は、移動局100に対してホームエージェント321を指定する(ステップS324)。
【0138】
図23は、ハンドオーバの例を示すシーケンス図(続き)である。
ASNゲートウェイ232は、基地局231を介して移動局100との間に、初期サービスフローを設定する(ステップS325)。移動局100は、DHCPを用いて、DISCOVERメッセージをASNゲートウェイ232に送信する(ステップS326)。ASNゲートウェイ232は、MIP登録要求を、AAAサーバ322から指定されたホームエージェント321に送信する。MIP登録要求には、移動局100がWiMAXネットワークに存在することを示す情報が含まれる(ステップS327)。
【0139】
ホームエージェント321は、MIP登録要求を有効にするための暗号鍵を、AAAサーバ322に要求する(ステップS328)。AAAサーバ322は、ホームエージェント321に暗号鍵を送信する(ステップS329)。ホームエージェント321は、AAAサーバ322から受信した暗号鍵を用いて、MIP登録要求を有効にする。そして、ホームエージェント321は、移動局100に割り当て済みのIPアドレスを維持し、ASNゲートウェイ232にMIP登録応答を送信する(ステップS330)。
【0140】
ASNゲートウェイ232は、DHCPのOFFERメッセージを、基地局231を介して移動局100に送信する(ステップS331)。移動局100は、REQUESTメッセージを、基地局231を介してASNゲートウェイ232に送信する(ステップS332)。ASNゲートウェイ232は、ACKメッセージを、基地局231を介して移動局100に送信する(ステップS333)。ASNゲートウェイ232は、基地局231を介して移動局100との間にサービスフローを確立する(ステップS334)。
【0141】
ANSゲートウェイ232は、移動局100が無線アクセス網230を利用することによる移動局100への課金を開始するよう、AAAサーバ322に通知する(ステップS335)。ASNゲートウェイ232を介して、移動局100とホームエージェント321との間にデータパスが確立される(ステップS336)。移動局100から無線アクセス網230への接続が成功すると、移動局100と無線アクセス網220とのPPPコネクションが無効になり、データ通信経路が変更される(ステップS337)。PDSN222は、移動局100が無線アクセス網220を利用することによる移動局100への課金を停止するよう、AAAサーバ322に通知する(ステップS338)。
【0142】
なお、以上の説明では、移動局100は、ハンドオーバとしてMBBHO(Make-Before-Break Handover)を行うこととしたが、BBMHO(Break-Before-Make Handover)を行ってもよい。その場合、移動局100は、無線アクセス網220とのコネクションを切断した後に無線アクセス網230との接続を有効にする。
【0143】
第2の実施の形態の移動通信システムによれば、CPU101がサスペンド状態に移行するとき、移動局100での無線アクセス網230(WiMAX)の信号処理を自動的に停止することができる。よって、カバーエリアの狭い無線アクセス網230の圏外サーチが高頻度で発生することによる消費電力の増加を回避でき、移動局100の省電力化を図ることができる。また、無線アクセス網230の信号処理を停止するときは、移動局100が無線アクセス網220(EVDO)とPPPコネクションを確立することで、データ通信経路を無線アクセス網220に自動的に切り替えることができる。よって、移動局100が無線アクセス網220から自局宛てのページング情報を受信することができる。
【0144】
また、移動局100はPPPコネクションを維持しているため、無線アクセス網220から呼び出しを受けた後にPPPコネクションを確立する手続きを行わなくてよく、データ通信開始までのオーバヘッドを抑制できる。また、サスペンド状態が解除されたとき、移動局100が無線アクセス網230の圏内にいればハンドオーバを行って無線アクセス網230に自動的に接続するため、高速・広帯域の無線アクセス網230を優先的に利用できる。また、IP継続性のあるハンドオーバを行うことで、IPコアネットワーク320が移動局100に途切れなくデータ通信サービスを提供することができる。また、サスペンド状態に移行するとき無線アクセス網230の信号処理を停止するか否かをユーザが設定できるようにすることで、省電力化と無線アクセス網230を用いたデータ通信開始の迅速性の何れを優先するか、ユーザに選択させることができる。
【符号の説明】
【0145】
10 移動通信装置
11 受信部
12 制御部
12a プロセッサ
21,22 無線アクセス網
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1および第2の無線アクセス網を用いたデータ通信が可能な移動通信装置であって、
前記第1および第2の無線アクセス網からの受信信号を処理する受信部と、
プロセッサを備え、前記第1の無線アクセス網を用いたデータ通信後に前記プロセッサがサスペンド状態に移行するとき、前記第2の無線アクセス網とコネクションを確立し、前記受信部での前記第1の無線アクセス網からの受信信号の処理を停止させる制御部と、
を有する移動通信装置。
【請求項2】
前記制御部は、前記プロセッサの前記サスペンド状態が解除されると、前記受信部での前記第1の無線アクセス網からの受信信号の処理を再開させ、前記第2の無線アクセス網から前記第1の無線アクセス網へハンドオーバを行う、請求項1記載の移動通信装置。
【請求項3】
前記サスペンド状態の間に前記第1の無線アクセス網からの受信信号の処理を継続するか否かを示す設定情報を記憶する記憶部を更に有し、
前記制御部は、前記設定情報を参照して、前記第2の無線アクセス網とのコネクションの確立および前記第1の無線アクセス網からの受信信号の処理停止を決定する、
請求項1記載の移動通信装置。
【請求項4】
前記第2の無線アクセス網は、前記第1の無線アクセス網よりもカバーエリアの広い無線アクセス網である、請求項1記載の移動通信装置。
【請求項5】
前記第2の無線アクセス網と確立するコネクションは、PPP(Point-to-Point Protocol)コネクションである、請求項1記載の移動通信装置。
【請求項6】
第1および第2の無線アクセス網を用いたデータ通信が可能でありプロセッサを備える移動通信装置が実行する無線通信方法であって、
前記第1および第2の無線アクセス網からの受信信号を処理し、
前記第1の無線アクセス網を用いたデータ通信後に前記プロセッサがサスペンド状態に移行するとき、前記第2の無線アクセス網とコネクションを確立し、前記第1の無線アクセス網からの受信信号の処理を停止する、
無線通信方法。
【請求項1】
第1および第2の無線アクセス網を用いたデータ通信が可能な移動通信装置であって、
前記第1および第2の無線アクセス網からの受信信号を処理する受信部と、
プロセッサを備え、前記第1の無線アクセス網を用いたデータ通信後に前記プロセッサがサスペンド状態に移行するとき、前記第2の無線アクセス網とコネクションを確立し、前記受信部での前記第1の無線アクセス網からの受信信号の処理を停止させる制御部と、
を有する移動通信装置。
【請求項2】
前記制御部は、前記プロセッサの前記サスペンド状態が解除されると、前記受信部での前記第1の無線アクセス網からの受信信号の処理を再開させ、前記第2の無線アクセス網から前記第1の無線アクセス網へハンドオーバを行う、請求項1記載の移動通信装置。
【請求項3】
前記サスペンド状態の間に前記第1の無線アクセス網からの受信信号の処理を継続するか否かを示す設定情報を記憶する記憶部を更に有し、
前記制御部は、前記設定情報を参照して、前記第2の無線アクセス網とのコネクションの確立および前記第1の無線アクセス網からの受信信号の処理停止を決定する、
請求項1記載の移動通信装置。
【請求項4】
前記第2の無線アクセス網は、前記第1の無線アクセス網よりもカバーエリアの広い無線アクセス網である、請求項1記載の移動通信装置。
【請求項5】
前記第2の無線アクセス網と確立するコネクションは、PPP(Point-to-Point Protocol)コネクションである、請求項1記載の移動通信装置。
【請求項6】
第1および第2の無線アクセス網を用いたデータ通信が可能でありプロセッサを備える移動通信装置が実行する無線通信方法であって、
前記第1および第2の無線アクセス網からの受信信号を処理し、
前記第1の無線アクセス網を用いたデータ通信後に前記プロセッサがサスペンド状態に移行するとき、前記第2の無線アクセス網とコネクションを確立し、前記第1の無線アクセス網からの受信信号の処理を停止する、
無線通信方法。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【公開番号】特開2013−30953(P2013−30953A)
【公開日】平成25年2月7日(2013.2.7)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−165222(P2011−165222)
【出願日】平成23年7月28日(2011.7.28)
【出願人】(310022372)富士通モバイルコミュニケーションズ株式会社 (219)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成25年2月7日(2013.2.7)
【国際特許分類】
【出願日】平成23年7月28日(2011.7.28)
【出願人】(310022372)富士通モバイルコミュニケーションズ株式会社 (219)
【Fターム(参考)】
[ Back to top ]