移動通信装置および無線通信方法
【課題】データ通信に関するページングを受け取るための経路を確保する。
【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、プロセッサ12aがサスペンド状態である間に無線アクセス網21の圏外への移動を検出すると、プロセッサ12aのサスペンド状態を解除する。制御部12は、圏外の検出によってサスペンド状態が解除されると、プロセッサ12aを用いて無線アクセス網22とコネクションを確立する。
【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、プロセッサ12aがサスペンド状態である間に無線アクセス網21の圏外への移動を検出すると、プロセッサ12aのサスペンド状態を解除する。制御部12は、圏外の検出によってサスペンド状態が解除されると、プロセッサ12aを用いて無線アクセス網22とコネクションを確立する。
【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、複数の無線通信システムを利用したダイバーシティ通信が可能な端末であって、基地局におけるアクセスチャネルの規制度が高いときは、ダイバーシティ動作を停止することで消費電力を低減する無線通信端末が提案されている。
【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2008−167079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】
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。もし、移動通信装置が当該無線アクセス網の圏外に移動すると、他の無線アクセス網の圏内であっても、このままでは他の無線アクセス網にページング情報が転送されず、ページングを受け取れなくなってしまうという問題がある。
【0007】
本件はこのような点に鑑みてなされたものであり、データ通信に関するページングを受け取るための経路を確保することが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】
【0008】
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、第1の無線アクセス網からの受信信号を処理する受信部と、サスペンド状態に移行可能なプロセッサを備える制御部とを有する。受信部は、プロセッサがサスペンド状態である間に第1の無線アクセス網の圏外への移動を検出すると、プロセッサのサスペンド状態を解除する。制御部は、圏外の検出によってサスペンド状態が解除されると、プロセッサを用いて第2の無線アクセス網とコネクションを確立する。
【0009】
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、データ通信が行われないときプロセッサをサスペンド状態に移行させる。第1の無線アクセス網からの信号の受信状況に基づいて、第1の無線アクセス網の圏外への移動を検出すると、プロセッサのサスペンド状態を解除する。圏外の検出によってサスペンド状態が解除されると、プロセッサを用いて第2の無線アクセス網とコネクションを確立する。
【発明の効果】
【0010】
データ通信に関するページングを受け取るための経路を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【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】無線アクセス網の物理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】CPU割り込みに関するブロック図である。
【図11】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12】データ通信状態の遷移例を示す図である。
【図13】移動局の待ち受けの例を示すフローチャートである。
【図14】移動局の待ち受けの例を示すフローチャート(続き)である。
【図15】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】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】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】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19】PPP接続の例を示すシーケンス図である。
【図20】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。
【発明を実施するための形態】
【0012】
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。
【0013】
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。
【0014】
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。
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
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。
【0018】
ここで、受信部11は、プロセッサ12aがサスペンド状態であり、データ通信経路が無線アクセス網21に設定されているとき、無線アクセス網21からページングチャネルを継続的に受信する。データ通信経路は、無線アクセス網21を用いてデータ通信が行われた後にプロセッサ12aがサスペンド状態に移行すると、無線アクセス網21に維持される。また、受信部11は、プロセッサ12aがサスペンド状態の間、無線アクセス網21からの無線信号の受信状況(例えば、受信電力レベルや受信品質)に基づいて、移動通信装置10が無線アクセス網21の圏内にいるか監視する。圏外への移動を検出すると、受信部11は、プロセッサ12aのサスペンド状態を解除する。例えば、受信部11は、プロセッサ12aに対して割り込み信号を出力する。
【0019】
圏外の検出によりプロセッサ12aのサスペンド状態が解除されると、制御部12は、プロセッサ12aを用いて無線アクセス網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。制御部12は、圏外が検出された後、受信部11における受信信号の処理を停止させてもよいし、受信部11に無線アクセス網21の基地局サーチを続けさせてもよい。プロセッサ12aは、無線アクセス網22とのコネクションが確立された後、サスペンド状態に移行してもよい。
【0020】
第1の実施の形態の移動通信装置10によれば、データ通信が行われないときプロセッサ12aがサスペンド状態に移行する。無線アクセス網21からの信号の受信状況に基づいて、無線アクセス網21の圏外への移動が検出されると、プロセッサ12aのサスペンド状態が解除される。そして、圏外の検出によってサスペンド状態が解除されると、プロセッサ12aを用いて無線アクセス網22とのコネクションが確立される。
【0021】
これにより、プロセッサ12aがサスペンド状態の間に移動通信装置10が無線アクセス網21の圏外に移動しても、無線アクセス網21に設定されていたデータ通信経路を無線アクセス網22に切り替えることができる。よって、データ通信経路が無線アクセス網21に設定されたまま放置されることを回避し、移動通信装置10が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から受け取れるようになる。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。
【0022】
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。
【0023】
[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。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
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。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
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。
【0035】
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。
【0036】
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。
【0037】
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。
【0038】
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。
【0039】
図4は、無線アクセス網の物理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。
【0040】
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。
【0041】
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。
【0042】
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。
【0043】
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。
【0044】
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。
【0045】
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。
【0046】
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。
【0047】
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。
【0048】
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。
【0049】
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。
【0050】
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。
【0051】
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。
【0052】
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。
【0053】
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。
【0054】
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。
【0055】
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。
【0056】
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。
【0057】
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。割り込み信号は、GPIOの信号線を介して入力される。
【0058】
イベントには、移動局100での送信データの生成や、ページングチャネルを受信することによる自局宛ての呼び出しの検出など、データ通信の発生が含まれる。また、イベントには、無線アクセス網230(WiMAX)の圏内から圏外への移動や、圏外から圏内への復帰が含まれる。また、イベントには、ユーザ操作の検出が含まれる。例えば、自局宛ての呼び出しが検出されたときや、圏内・圏外の移動が検出されたとき、受信処理部130からCPU101に割り込み信号が入力され得る。また、ユーザ操作が検出されたとき、入力部152からCPU101に割り込み信号が入力され得る。
【0059】
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。
【0060】
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。
【0061】
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。
【0062】
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。
【0063】
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。
【0064】
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。
【0065】
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。
【0066】
例えば、受信処理部130および送信処理部160は、データ信号を伝送するSDIO(Secure Digital Input/Output)の信号線およびGPIOの信号線を介して、制御部140と接続される。また、例えば、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と接続される。
【0067】
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。
【0068】
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。
【0069】
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。
【0070】
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。
【0071】
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。
【0072】
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。
【0073】
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。
【0074】
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。
【0075】
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。また、サスペンド中に無線アクセス網230(WiMAX)の圏内から圏外への移動を検出したときは、信号処理部133は、割り込み信号をCPU101に送信する。なお、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。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。
【0076】
図10は、CPU割り込みに関するブロック図である。信号処理部133は、GPIOの信号線(GPIO#1)およびSDIOの信号線(SDIO#1)を介して、CPU101と接続されている。信号処理部132は、GPIOの信号線(GPIO#2)およびSDIOの信号線(SDIO#2)を介して、CPU101と接続されている。GPIO#1,#2は、割り込み信号の伝送に用いられ、SDIO#1,#2は、データ信号の伝送に用いられる。なお、図10では、信号処理部131の記載は省略している。
【0077】
信号処理部133は、圏外検出部134、基地局検出部135およびOR回路136を有する。圏外検出部134は、CPU101がサスペンド状態の間に、無線アクセス網230の無線信号の受信状況から圏外への移動を検出すると、割り込み信号を出力する。例えば、基地局サーチによって受信電力レベルが閾値以上となる基地局が検出されなかったとき、圏外検出部134は、圏外に移動したと判断する。基地局検出部135は、CPU101がサスペンド状態の間に、無線アクセス網230の無線信号の受信状況から、圏外から圏内への復帰を検出すると、割り込み信号を出力する。OR回路136は、割り込み信号の論理和を算出する回路であり、圏外検出部134と基地局検出部135の何れか一方が割り込み信号を出力したとき、CPU101に割り込み信号を出力する。
【0078】
図11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11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11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11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。
【0084】
図12は、データ通信状態の遷移例を示す図である。図12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13は、移動局の待ち受けの例を示すフローチャートである。ここでは、データ通信経路が無線アクセス網230(WiMAX)に設定され、移動局100がWiMAXアイドル状態で待ち受け中であり、CPU101がサスペンドしている場合を考える。データ通信経路は、移動局100が無線アクセス網230を用いてデータ通信を行った後に待ち受け状態になると、無線アクセス網230に維持されている。
【0089】
(ステップS10)信号処理部133は、待ち受け移行時に指定されたタイミングになると、起動して、無線アクセス網230からページングチャネルの受信を試みる。
(ステップS11)信号処理部133は、ステップS10でページングチャネルの受信に成功したか判断する。受信に成功した場合、処理をステップS12に進める。ページングチャネルを検出できずに受信に失敗した場合、処理をステップS14に進める。
【0090】
(ステップS12)信号処理部133は、ページングチャネルに、自局の呼び出しを示すページング情報が含まれているか判断する。自局の呼び出しを示すページング情報を検出した場合、処理をステップS13に進める。検出しなかった場合、信号処理部133の信号処理を停止して次の受信タイミングを待ち、処理をステップS10に進める。
【0091】
(ステップS13)信号処理部133は、データ受信を開始するため、CPU101にGPIOの割り込み信号を送信する。これにより、CPU101のサスペンド状態が解除され、CPU101がアクティブ状態に復帰する。そして、処理を終了する。
【0092】
(ステップS14)信号処理部133は、無線アクセス網230の基地局サーチを開始する。例えば、信号処理部133は、前述のように3つの周波数について最大で5秒間、無線フレームのプリアンブルの受信を試みる。
【0093】
(ステップS15)信号処理部133は、ステップS14の基地局サーチによって、基地局を検出したか判断する。基地局を検出した場合、移動局100が無線アクセス網230の圏内にいると判断し、信号処理部133の信号処理を停止して処理をステップS10に進める。基地局を検出せずにタイムアウトした場合、移動局100が無線アクセス網230の圏外にいると判断し、処理をステップS16に進める。
【0094】
(ステップS16)信号処理部133は、CPU101に対してGPIOの割り込み信号を送信する。これにより、CPU101のサスペンド状態が解除され、CPU101がサスペンド状態からアクティブ状態に復帰する。
【0095】
(ステップS17)制御部140は、サスペンド状態が解除されたCPU101を用いて、信号処理部132,162を制御し、PDSN222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(EVDO)に設定され、無線アクセス網230との接続が無効になる。信号処理部132は、データ通信に関して移動局100の呼び出しがある場合には、無線アクセス網220からページング情報を受信できるようになる。なお、制御部140は、無線アクセス網230の圏内への復帰を検出するため、間欠的な基地局サーチを信号処理部133に継続させる。
【0096】
(ステップS18)制御部140は、CPU101をサスペンド状態に移行させる。このとき、移動局100は無線アクセス網220について状態「アイドル(PPP有効)」となっており、EVDOアイドル状態で待ち受けを行う。
【0097】
図14は、移動局の待ち受けの例を示すフローチャート(続き)である。
(ステップS19)信号処理部133は、CPU101がサスペンドする前に制御部140から指定されたタイミングになると、起動して、無線アクセス網230の基地局をサーチする。例えば、信号処理部133は、前述のように3つの周波数について最大で5秒間、無線フレームのプリアンブルの受信を試みる。
【0098】
(ステップS20)信号処理部133は、ステップS19の基地局サーチによって、基地局を検出したか判断する。基地局を検出しない場合、移動局100が無線アクセス網230の圏外にいると判断し、信号処理部133の信号処理を停止して次のサーチタイミングを待ち、処理をステップS19に進める。基地局を検出した場合、移動局100が無線アクセス網230の圏内に復帰したと判断し、処理をステップS21に進める。
【0099】
(ステップS21)信号処理部133は、CPU101に対してGPIOの割り込み信号を送信する。これにより、CPU101のサスペンド状態が解除され、CPU101がサスペンド状態からアクティブ状態に復帰する。
【0100】
(ステップS22)制御部140は、サスペンド状態が解除されたCPU101を用いて信号処理部133,163を制御し、無線アクセス網230に接続する。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コネクションが無効になる。信号処理部133は、データ通信に関して移動局100の呼び出しがある場合には、無線アクセス網230からページング情報を受信できるようになる。
【0101】
(ステップS23)制御部140は、CPU101をサスペンド状態に移行させる。このとき、移動局100は無線アクセス網220について状態「アイドル(PPP無効)」となっている。そして、処理をステップS10に進める。
【0102】
なお、図14のフローでは、無線アクセス網220からページングチャネルを受信する処理の説明を省略している。ステップS19,S20の処理と並行に、信号処理部132は、間欠的に起動して無線アクセス網220からページングチャネルを受信する。信号処理部132は、ページングチャネルから自局宛てのページング情報を検出すると、データ受信を開始するため、CPU101に割り込み信号を送信しサスペンド状態を解除する。
【0103】
図15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15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。図15のシーケンスは、例えば、前述のステップS22において実行される。
【0104】
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)。
【0105】
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)。
【0106】
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)。
【0107】
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)。
【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(続き)である。図16は、図15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。図16のシーケンスは、例えば、前述のステップS22において実行される。
【0109】
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)。
【0110】
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)。
【0111】
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)。
【0112】
図17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17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。
【0113】
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)。
【0114】
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)。
【0115】
図18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S17において実行される。
【0116】
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)。
【0117】
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)。
【0118】
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)。
【0119】
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。
【0120】
図19は、PPP接続の例を示すシーケンス図である。図19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。
【0121】
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)。
【0122】
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)。
【0123】
図20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20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20のシーケンスは、例えば、前述のステップS17の後に実行される。
【0124】
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)。
【0125】
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)。
【0126】
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)。
【0127】
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。
【0128】
第2の実施の形態の移動通信システムによれば、CPU101がサスペンド状態の間に無線アクセス網230(WiMAX)の圏外への移動が検出されると、CPU101のサスペンド状態が解除される。そして、CPU101を用いて、無線アクセス網220(EVDO)のPPPコネクションが確立される。これにより、無線アクセス網230に設定されていたデータ通信経路が無線アクセス網220に切り替わり、移動局100が自局宛てのページング情報を無線アクセス網220から受信できるようになる。
【0129】
また、データ通信経路の切り替え後はPPPコネクションが維持されるため、移動局100は無線アクセス網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実行しなくてよく、データ通信開始までのオーバヘッドを抑制できる。また、PPPコネクション確立後も無線アクセス網230の基地局サーチを継続することで、移動局100が無線アクセス網230の圏内に復帰した場合には、高速・広帯域の無線アクセス網230を用いてデータ通信を行えるようになる。
【0130】
なお、前述の通り、第2の実施の形態の通信制御方法は、他の種類の無線アクセス網にも応用可能である。例えば、WiMAX方式の無線アクセス網230に代えて、LTE方式の無線アクセス網を用いることが考えられる。
【符号の説明】
【0131】
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、複数の無線通信システムを利用したダイバーシティ通信が可能な端末であって、基地局におけるアクセスチャネルの規制度が高いときは、ダイバーシティ動作を停止することで消費電力を低減する無線通信端末が提案されている。
【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2008−167079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】
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。もし、移動通信装置が当該無線アクセス網の圏外に移動すると、他の無線アクセス網の圏内であっても、このままでは他の無線アクセス網にページング情報が転送されず、ページングを受け取れなくなってしまうという問題がある。
【0007】
本件はこのような点に鑑みてなされたものであり、データ通信に関するページングを受け取るための経路を確保することが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】
【0008】
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、第1の無線アクセス網からの受信信号を処理する受信部と、サスペンド状態に移行可能なプロセッサを備える制御部とを有する。受信部は、プロセッサがサスペンド状態である間に第1の無線アクセス網の圏外への移動を検出すると、プロセッサのサスペンド状態を解除する。制御部は、圏外の検出によってサスペンド状態が解除されると、プロセッサを用いて第2の無線アクセス網とコネクションを確立する。
【0009】
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、データ通信が行われないときプロセッサをサスペンド状態に移行させる。第1の無線アクセス網からの信号の受信状況に基づいて、第1の無線アクセス網の圏外への移動を検出すると、プロセッサのサスペンド状態を解除する。圏外の検出によってサスペンド状態が解除されると、プロセッサを用いて第2の無線アクセス網とコネクションを確立する。
【発明の効果】
【0010】
データ通信に関するページングを受け取るための経路を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【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】無線アクセス網の物理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】CPU割り込みに関するブロック図である。
【図11】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12】データ通信状態の遷移例を示す図である。
【図13】移動局の待ち受けの例を示すフローチャートである。
【図14】移動局の待ち受けの例を示すフローチャート(続き)である。
【図15】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】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】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】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19】PPP接続の例を示すシーケンス図である。
【図20】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。
【発明を実施するための形態】
【0012】
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。
【0013】
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。
【0014】
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。
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
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。
【0018】
ここで、受信部11は、プロセッサ12aがサスペンド状態であり、データ通信経路が無線アクセス網21に設定されているとき、無線アクセス網21からページングチャネルを継続的に受信する。データ通信経路は、無線アクセス網21を用いてデータ通信が行われた後にプロセッサ12aがサスペンド状態に移行すると、無線アクセス網21に維持される。また、受信部11は、プロセッサ12aがサスペンド状態の間、無線アクセス網21からの無線信号の受信状況(例えば、受信電力レベルや受信品質)に基づいて、移動通信装置10が無線アクセス網21の圏内にいるか監視する。圏外への移動を検出すると、受信部11は、プロセッサ12aのサスペンド状態を解除する。例えば、受信部11は、プロセッサ12aに対して割り込み信号を出力する。
【0019】
圏外の検出によりプロセッサ12aのサスペンド状態が解除されると、制御部12は、プロセッサ12aを用いて無線アクセス網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。制御部12は、圏外が検出された後、受信部11における受信信号の処理を停止させてもよいし、受信部11に無線アクセス網21の基地局サーチを続けさせてもよい。プロセッサ12aは、無線アクセス網22とのコネクションが確立された後、サスペンド状態に移行してもよい。
【0020】
第1の実施の形態の移動通信装置10によれば、データ通信が行われないときプロセッサ12aがサスペンド状態に移行する。無線アクセス網21からの信号の受信状況に基づいて、無線アクセス網21の圏外への移動が検出されると、プロセッサ12aのサスペンド状態が解除される。そして、圏外の検出によってサスペンド状態が解除されると、プロセッサ12aを用いて無線アクセス網22とのコネクションが確立される。
【0021】
これにより、プロセッサ12aがサスペンド状態の間に移動通信装置10が無線アクセス網21の圏外に移動しても、無線アクセス網21に設定されていたデータ通信経路を無線アクセス網22に切り替えることができる。よって、データ通信経路が無線アクセス網21に設定されたまま放置されることを回避し、移動通信装置10が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から受け取れるようになる。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。
【0022】
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。
【0023】
[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。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
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。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
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。
【0035】
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。
【0036】
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。
【0037】
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。
【0038】
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。
【0039】
図4は、無線アクセス網の物理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。
【0040】
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。
【0041】
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。
【0042】
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。
【0043】
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。
【0044】
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。
【0045】
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。
【0046】
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。
【0047】
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。
【0048】
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。
【0049】
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。
【0050】
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。
【0051】
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。
【0052】
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。
【0053】
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。
【0054】
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。
【0055】
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。
【0056】
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。
【0057】
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。割り込み信号は、GPIOの信号線を介して入力される。
【0058】
イベントには、移動局100での送信データの生成や、ページングチャネルを受信することによる自局宛ての呼び出しの検出など、データ通信の発生が含まれる。また、イベントには、無線アクセス網230(WiMAX)の圏内から圏外への移動や、圏外から圏内への復帰が含まれる。また、イベントには、ユーザ操作の検出が含まれる。例えば、自局宛ての呼び出しが検出されたときや、圏内・圏外の移動が検出されたとき、受信処理部130からCPU101に割り込み信号が入力され得る。また、ユーザ操作が検出されたとき、入力部152からCPU101に割り込み信号が入力され得る。
【0059】
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。
【0060】
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。
【0061】
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。
【0062】
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。
【0063】
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。
【0064】
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。
【0065】
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。
【0066】
例えば、受信処理部130および送信処理部160は、データ信号を伝送するSDIO(Secure Digital Input/Output)の信号線およびGPIOの信号線を介して、制御部140と接続される。また、例えば、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と接続される。
【0067】
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。
【0068】
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。
【0069】
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。
【0070】
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。
【0071】
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。
【0072】
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。
【0073】
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。
【0074】
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。
【0075】
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。また、サスペンド中に無線アクセス網230(WiMAX)の圏内から圏外への移動を検出したときは、信号処理部133は、割り込み信号をCPU101に送信する。なお、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。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。
【0076】
図10は、CPU割り込みに関するブロック図である。信号処理部133は、GPIOの信号線(GPIO#1)およびSDIOの信号線(SDIO#1)を介して、CPU101と接続されている。信号処理部132は、GPIOの信号線(GPIO#2)およびSDIOの信号線(SDIO#2)を介して、CPU101と接続されている。GPIO#1,#2は、割り込み信号の伝送に用いられ、SDIO#1,#2は、データ信号の伝送に用いられる。なお、図10では、信号処理部131の記載は省略している。
【0077】
信号処理部133は、圏外検出部134、基地局検出部135およびOR回路136を有する。圏外検出部134は、CPU101がサスペンド状態の間に、無線アクセス網230の無線信号の受信状況から圏外への移動を検出すると、割り込み信号を出力する。例えば、基地局サーチによって受信電力レベルが閾値以上となる基地局が検出されなかったとき、圏外検出部134は、圏外に移動したと判断する。基地局検出部135は、CPU101がサスペンド状態の間に、無線アクセス網230の無線信号の受信状況から、圏外から圏内への復帰を検出すると、割り込み信号を出力する。OR回路136は、割り込み信号の論理和を算出する回路であり、圏外検出部134と基地局検出部135の何れか一方が割り込み信号を出力したとき、CPU101に割り込み信号を出力する。
【0078】
図11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11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11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11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。
【0084】
図12は、データ通信状態の遷移例を示す図である。図12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13は、移動局の待ち受けの例を示すフローチャートである。ここでは、データ通信経路が無線アクセス網230(WiMAX)に設定され、移動局100がWiMAXアイドル状態で待ち受け中であり、CPU101がサスペンドしている場合を考える。データ通信経路は、移動局100が無線アクセス網230を用いてデータ通信を行った後に待ち受け状態になると、無線アクセス網230に維持されている。
【0089】
(ステップS10)信号処理部133は、待ち受け移行時に指定されたタイミングになると、起動して、無線アクセス網230からページングチャネルの受信を試みる。
(ステップS11)信号処理部133は、ステップS10でページングチャネルの受信に成功したか判断する。受信に成功した場合、処理をステップS12に進める。ページングチャネルを検出できずに受信に失敗した場合、処理をステップS14に進める。
【0090】
(ステップS12)信号処理部133は、ページングチャネルに、自局の呼び出しを示すページング情報が含まれているか判断する。自局の呼び出しを示すページング情報を検出した場合、処理をステップS13に進める。検出しなかった場合、信号処理部133の信号処理を停止して次の受信タイミングを待ち、処理をステップS10に進める。
【0091】
(ステップS13)信号処理部133は、データ受信を開始するため、CPU101にGPIOの割り込み信号を送信する。これにより、CPU101のサスペンド状態が解除され、CPU101がアクティブ状態に復帰する。そして、処理を終了する。
【0092】
(ステップS14)信号処理部133は、無線アクセス網230の基地局サーチを開始する。例えば、信号処理部133は、前述のように3つの周波数について最大で5秒間、無線フレームのプリアンブルの受信を試みる。
【0093】
(ステップS15)信号処理部133は、ステップS14の基地局サーチによって、基地局を検出したか判断する。基地局を検出した場合、移動局100が無線アクセス網230の圏内にいると判断し、信号処理部133の信号処理を停止して処理をステップS10に進める。基地局を検出せずにタイムアウトした場合、移動局100が無線アクセス網230の圏外にいると判断し、処理をステップS16に進める。
【0094】
(ステップS16)信号処理部133は、CPU101に対してGPIOの割り込み信号を送信する。これにより、CPU101のサスペンド状態が解除され、CPU101がサスペンド状態からアクティブ状態に復帰する。
【0095】
(ステップS17)制御部140は、サスペンド状態が解除されたCPU101を用いて、信号処理部132,162を制御し、PDSN222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(EVDO)に設定され、無線アクセス網230との接続が無効になる。信号処理部132は、データ通信に関して移動局100の呼び出しがある場合には、無線アクセス網220からページング情報を受信できるようになる。なお、制御部140は、無線アクセス網230の圏内への復帰を検出するため、間欠的な基地局サーチを信号処理部133に継続させる。
【0096】
(ステップS18)制御部140は、CPU101をサスペンド状態に移行させる。このとき、移動局100は無線アクセス網220について状態「アイドル(PPP有効)」となっており、EVDOアイドル状態で待ち受けを行う。
【0097】
図14は、移動局の待ち受けの例を示すフローチャート(続き)である。
(ステップS19)信号処理部133は、CPU101がサスペンドする前に制御部140から指定されたタイミングになると、起動して、無線アクセス網230の基地局をサーチする。例えば、信号処理部133は、前述のように3つの周波数について最大で5秒間、無線フレームのプリアンブルの受信を試みる。
【0098】
(ステップS20)信号処理部133は、ステップS19の基地局サーチによって、基地局を検出したか判断する。基地局を検出しない場合、移動局100が無線アクセス網230の圏外にいると判断し、信号処理部133の信号処理を停止して次のサーチタイミングを待ち、処理をステップS19に進める。基地局を検出した場合、移動局100が無線アクセス網230の圏内に復帰したと判断し、処理をステップS21に進める。
【0099】
(ステップS21)信号処理部133は、CPU101に対してGPIOの割り込み信号を送信する。これにより、CPU101のサスペンド状態が解除され、CPU101がサスペンド状態からアクティブ状態に復帰する。
【0100】
(ステップS22)制御部140は、サスペンド状態が解除されたCPU101を用いて信号処理部133,163を制御し、無線アクセス網230に接続する。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コネクションが無効になる。信号処理部133は、データ通信に関して移動局100の呼び出しがある場合には、無線アクセス網230からページング情報を受信できるようになる。
【0101】
(ステップS23)制御部140は、CPU101をサスペンド状態に移行させる。このとき、移動局100は無線アクセス網220について状態「アイドル(PPP無効)」となっている。そして、処理をステップS10に進める。
【0102】
なお、図14のフローでは、無線アクセス網220からページングチャネルを受信する処理の説明を省略している。ステップS19,S20の処理と並行に、信号処理部132は、間欠的に起動して無線アクセス網220からページングチャネルを受信する。信号処理部132は、ページングチャネルから自局宛てのページング情報を検出すると、データ受信を開始するため、CPU101に割り込み信号を送信しサスペンド状態を解除する。
【0103】
図15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15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。図15のシーケンスは、例えば、前述のステップS22において実行される。
【0104】
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)。
【0105】
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)。
【0106】
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)。
【0107】
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)。
【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(続き)である。図16は、図15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。図16のシーケンスは、例えば、前述のステップS22において実行される。
【0109】
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)。
【0110】
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)。
【0111】
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)。
【0112】
図17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17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。
【0113】
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)。
【0114】
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)。
【0115】
図18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S17において実行される。
【0116】
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)。
【0117】
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)。
【0118】
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)。
【0119】
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。
【0120】
図19は、PPP接続の例を示すシーケンス図である。図19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。
【0121】
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)。
【0122】
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)。
【0123】
図20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20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20のシーケンスは、例えば、前述のステップS17の後に実行される。
【0124】
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)。
【0125】
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)。
【0126】
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)。
【0127】
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。
【0128】
第2の実施の形態の移動通信システムによれば、CPU101がサスペンド状態の間に無線アクセス網230(WiMAX)の圏外への移動が検出されると、CPU101のサスペンド状態が解除される。そして、CPU101を用いて、無線アクセス網220(EVDO)のPPPコネクションが確立される。これにより、無線アクセス網230に設定されていたデータ通信経路が無線アクセス網220に切り替わり、移動局100が自局宛てのページング情報を無線アクセス網220から受信できるようになる。
【0129】
また、データ通信経路の切り替え後はPPPコネクションが維持されるため、移動局100は無線アクセス網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実行しなくてよく、データ通信開始までのオーバヘッドを抑制できる。また、PPPコネクション確立後も無線アクセス網230の基地局サーチを継続することで、移動局100が無線アクセス網230の圏内に復帰した場合には、高速・広帯域の無線アクセス網230を用いてデータ通信を行えるようになる。
【0130】
なお、前述の通り、第2の実施の形態の通信制御方法は、他の種類の無線アクセス網にも応用可能である。例えば、WiMAX方式の無線アクセス網230に代えて、LTE方式の無線アクセス網を用いることが考えられる。
【符号の説明】
【0131】
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の無線アクセス網からの受信信号を処理する受信部と、
サスペンド状態に移行可能なプロセッサを備える制御部と、を有し、
前記受信部は、前記プロセッサが前記サスペンド状態である間に前記第1の無線アクセス網の圏外への移動を検出すると、前記プロセッサの前記サスペンド状態を解除し、
前記制御部は、前記圏外の検出によって前記サスペンド状態が解除されると、前記プロセッサを用いて前記第2の無線アクセス網とコネクションを確立する、
移動通信装置。
【請求項2】
前記プロセッサは、前記第2の無線アクセス網とのコネクションが確立された後、前記サスペンド状態に戻る、請求項1記載の移動通信装置。
【請求項3】
前記受信部は、前記プロセッサに対して割り込み信号を送信することで、前記プロセッサの前記サスペンド状態を解除する、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5】
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、
データ通信が行われないとき前記プロセッサをサスペンド状態に移行させ、
前記第1の無線アクセス網からの信号の受信状況に基づいて、前記第1の無線アクセス網の圏外への移動を検出すると、前記プロセッサの前記サスペンド状態を解除し、
前記圏外の検出によって前記サスペンド状態が解除されると、前記プロセッサを用いて前記第2の無線アクセス網とコネクションを確立する、
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の無線アクセス網からの受信信号を処理する受信部と、
サスペンド状態に移行可能なプロセッサを備える制御部と、を有し、
前記受信部は、前記プロセッサが前記サスペンド状態である間に前記第1の無線アクセス網の圏外への移動を検出すると、前記プロセッサの前記サスペンド状態を解除し、
前記制御部は、前記圏外の検出によって前記サスペンド状態が解除されると、前記プロセッサを用いて前記第2の無線アクセス網とコネクションを確立する、
移動通信装置。
【請求項2】
前記プロセッサは、前記第2の無線アクセス網とのコネクションが確立された後、前記サスペンド状態に戻る、請求項1記載の移動通信装置。
【請求項3】
前記受信部は、前記プロセッサに対して割り込み信号を送信することで、前記プロセッサの前記サスペンド状態を解除する、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5】
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、
データ通信が行われないとき前記プロセッサをサスペンド状態に移行させ、
前記第1の無線アクセス網からの信号の受信状況に基づいて、前記第1の無線アクセス網の圏外への移動を検出すると、前記プロセッサの前記サスペンド状態を解除し、
前記圏外の検出によって前記サスペンド状態が解除されると、前記プロセッサを用いて前記第2の無線アクセス網とコネクションを確立する、
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】
【公開番号】特開2013−34150(P2013−34150A)
【公開日】平成25年2月14日(2013.2.14)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−170041(P2011−170041)
【出願日】平成23年8月3日(2011.8.3)
【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14日(2013.2.14)
【国際特許分類】
【出願日】平成23年8月3日(2011.8.3)
【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)】
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