JP2006211486A - Wireless communication module, information processing apparatus, communication system, and bus connection switching method - Google Patents

Wireless communication module, information processing apparatus, communication system, and bus connection switching method Download PDF

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JP2006211486A JP2005022963A JP2005022963A JP2006211486A JP 2006211486 A JP2006211486 A JP 2006211486A JP 2005022963 A JP2005022963 A JP 2005022963A JP 2005022963 A JP2005022963 A JP 2005022963A JP 2006211486 A JP2006211486 A JP 2006211486A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To perform optimal switching control of two buses for power reduction in a communication system wherein a wireless communication module and a system are connected by the two buses with different maximum transfer rates. <P>SOLUTION: The maximum transfer rate of an application operating on an information processing apparatus which communicates with a wireless network via a wireless communication module is defined as [A], bit rate prediction calculated by the wireless module is defined as [C] and each of maximum transfer rates of low-speed buses is defined as [B]. When the wireless communication module performs line connection in response to a request from the information processing apparatus, [A] and [B] are compared and in the case of [A<B], a bus of [B] is used. In the case of [A>B], the bit rate prediction [C] is calculated and compared with [B]. In the case of [C<B], a bus of [B] is used and if it becomes [C<B], the bus of [B] is switched to a high-speed bus. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、PC等の情報処理装置と無線通信モジュールとが二重化バスで接続され、情報処理装置が無線通信モジュールを介して無線網と通信を行う通信システム、上記情報処理装置及び無線通信モジュール及びバス接続切替方法に関するものである。   The present invention provides a communication system in which an information processing apparatus such as a PC and a wireless communication module are connected by a duplex bus, and the information processing apparatus communicates with a wireless network via the wireless communication module, the information processing apparatus, the wireless communication module, and the like The present invention relates to a bus connection switching method.

従来の二重化バスを用いて通信を行う通信制御装置として図３に示すものが提案されている。
図３において、ステーション３はバス１aに接続される通信部２１と、バス１bに接続される通信部２２とを有し、各通信部２１，２２はスイッチ３１，３２を介して通信用電源２３から電力を供給される。
図４は動作を示すフローチャートである。
バス１a又はバス１bの何れを使用するか判断し（S31）、バス１aを使用する場合は、スイッチ３１をオン、スイッチ３２をオフにすることにより通信部２１に電力を供給し（S32）、バス１aを用いて通信を行う（S33）。バス１bを使用する場合は、スイッチ３２をオン、スイッチ３１をオフにすることにより通信部２２に電力を供給し（S34）バス１bを用いて通信を行う（S35）。以上により通信システムの省エネルギー化を実現するようにしている。
特開平１１−２７２９２号公報 As a communication control apparatus that performs communication using a conventional duplex bus, the one shown in FIG. 3 has been proposed.
In FIG. 3, the station 3 has a communication unit 21 connected to the bus 1 a and a communication unit 22 connected to the bus 1 b, and each communication unit 21, 22 is connected to a communication power source 23 via switches 31, 32. Power is supplied from.
FIG. 4 is a flowchart showing the operation.
It is determined whether to use the bus 1a or the bus 1b (S31). When the bus 1a is used, the switch 31 is turned on and the switch 32 is turned off to supply power to the communication unit 21 (S32). Communication is performed using the bus 1a (S33). When the bus 1b is used, power is supplied to the communication unit 22 by turning on the switch 32 and turning off the switch 31 (S34), and communication is performed using the bus 1b (S35). As described above, energy saving of the communication system is realized.
JP-A-11-27292

しかしながら上記従来技術では、単に二重化バスを排他的に使用する提案のみに留まっており、課題である通信システムの省エネルギー化を実現するにあたり、システム上で動作するアプリケーションに基づく転送レートなどを考慮した二重化バスの切り替え制御については何ら説明されていなかった。又、伝送レートが変化する無線経路を考慮したバス切替制御についても記載されていない。
従って、本発明は、二重化バスの切り替え制御をシステム動作上最適に行うことにより省エネルギー化を実現することを課題とする。 However, in the above-mentioned conventional technology, only the proposal to exclusively use the duplex bus is limited, and in realizing the energy saving of the communication system, which is a problem, the duplex is considered in consideration of the transfer rate based on the application operating on the system. There was no explanation about bus switching control. Also, there is no description about bus switching control considering a wireless path in which the transmission rate changes.
Therefore, an object of the present invention is to realize energy saving by optimally controlling switching of a duplex bus in terms of system operation.

本発明の無線通信モジュールは、無線信号を送受する無線部と、情報処理装置に接続された第１のバスと、該第１のバスより高速の最大転送レートを有する前記情報処理装置に接続された第２のバスと、前記無線信号の受信品質を測定する測定部と、該測定された受信品質に基づいて無線信号の送信レートを予測する送信レート予測部と、該送信レート予測部により予測された送信レートと前記第１のバスの最大転送レートとに基づいて、前記情報処理装置とデータ転送をするバスを切替え制御する制御部とを備えることを特徴とするものである。
また本発明の無線通信モジュールは、前記情報処理装置が必要とする最大転送レートが前記第１のバスの最大転送レートよりも高い場合に、前記制御部が前記送信レート予測部により予測された送信レートと前記第１のバスの最大転送レートとに基づいて、前記情報処理装置とデータ転送をするバスを切替え制御することを特徴とするものである。
また本発明の無線通信モジュールは、前記情報処理装置が必要とする最大転送レートは、当該情報処理装置が起動するアプリケーションに基づくことを特徴とするものである。 The wireless communication module of the present invention is connected to a wireless unit that transmits and receives wireless signals, a first bus connected to the information processing device, and the information processing device having a maximum transfer rate faster than the first bus. A second bus, a measurement unit for measuring the reception quality of the radio signal, a transmission rate prediction unit for predicting a transmission rate of the radio signal based on the measured reception quality, and prediction by the transmission rate prediction unit And a control unit that switches and controls the information processing apparatus and a bus for data transfer based on the transmitted rate and the maximum transfer rate of the first bus.
In the wireless communication module of the present invention, when the maximum transfer rate required by the information processing apparatus is higher than the maximum transfer rate of the first bus, the control unit predicts the transmission predicted by the transmission rate prediction unit. Based on the rate and the maximum transfer rate of the first bus, the information processing apparatus and the bus for data transfer are switched and controlled.
The wireless communication module of the present invention is characterized in that the maximum transfer rate required by the information processing apparatus is based on an application activated by the information processing apparatus.

本発明の情報処理装置は、無線通信モジュールに接続された第１のバスと、該第１のバスより高速の最大転送レートを有する前記無線通信モジュールに接続された第２のバスと、前記無線通信モジュールによる無線信号の送受を必要とするアプリケーションが起動された際に、該アプリケーションが必要とする無線信号の送信レートと前記第１のバスの最大転送レートとに基づいて、前記無線通信モジュールとデータ転送をするバスを切替え制御する制御部とを備えることを特徴とするものである。
また本発明の情報処理装置は、前記アプリケーションが必要とする無線信号の送信レートが前記第１のバスの最大転送レートよりも高い場合に、前記制御部は、前記無線通信モジュールが予測する無線信号の送信レートと前記第１のバスの最大転送レートとに基づいて、前記情報処理装置とデータ転送をするバスを切替え制御することを特徴とするものである。 The information processing apparatus of the present invention includes a first bus connected to a wireless communication module, a second bus connected to the wireless communication module having a maximum transfer rate faster than the first bus, and the wireless When an application that requires transmission / reception of a wireless signal by the communication module is activated, based on the transmission rate of the wireless signal required by the application and the maximum transfer rate of the first bus, the wireless communication module And a control unit that switches and controls a bus for data transfer.
In the information processing apparatus according to the present invention, when the transmission rate of the wireless signal required by the application is higher than the maximum transfer rate of the first bus, the control unit predicts the wireless signal predicted by the wireless communication module. On the basis of the transmission rate of the first bus and the maximum transfer rate of the first bus, the information processing device and the bus for data transfer are switched and controlled.

本発明のバス接続切替方法は、情報処理装置に接続された第１のバスと、該第１のバスより高速の最大転送レートを有する前記情報処理装置に接続された第２のバスと、の切替えを制御するバス接続切替方法であって、送受する無線信号の受信品質を測定し、該測定された受信品質に基づいて無線信号の送信レートを予測し、該予測された送信レートと前記第１のバスの最大転送レートとに基づいて、前記情報処理装置とデータ転送をするバスを切替え制御することを特徴とするものである。
本発明の通信システムは、情報処理装置と無線通信モジュールが、第１のバスと、該第１のバスより高速の最大転送レートを有する第２のバスと、により接続され、前記情報処理装置において、前記無線通信モジュールによる無線信号の送受を必要とするアプリケーションが起動された際に、該アプリケーションが必要とする無線信号の送信レートと前記第１のバスの最大転送レートとを比較し、前記アプリケーションが必要とする無線信号の送信レートが前記第１のバスの最大転送レートよりも高い場合には、前記無線通信モジュールが予測する無線信号の送信レートと前記第１のバスの最大送信レートとに基づいて、データ転送をするバスを切替え制御することを特徴とするものである。 The bus connection switching method of the present invention includes: a first bus connected to an information processing device; and a second bus connected to the information processing device having a maximum transfer rate faster than the first bus. A bus connection switching method for controlling switching, wherein the reception quality of a radio signal to be transmitted and received is measured, the transmission rate of the radio signal is predicted based on the measured reception quality, and the predicted transmission rate and the first On the basis of the maximum transfer rate of one bus, the information processing device and a bus for data transfer are switched and controlled.
In the communication system according to the present invention, the information processing apparatus and the wireless communication module are connected by a first bus and a second bus having a maximum transfer rate faster than the first bus. When an application that requires transmission / reception of a wireless signal by the wireless communication module is activated, the transmission rate of the wireless signal required by the application is compared with the maximum transfer rate of the first bus, and the application Is higher than the maximum transfer rate of the first bus, the wireless signal transmission rate predicted by the wireless communication module and the maximum transmission rate of the first bus are On the basis of this, switching control of the bus for data transfer is performed.

本発明によれば、二重化バスの切り替え制御を最適に行うことができ、無線通信モジュールが装着されたシステム上で動作するアプリケーションにストレスを与えること無く、システム全体の電力を低減することが可能となる。   According to the present invention, switching control of a duplex bus can be optimally performed, and the power of the entire system can be reduced without stressing an application operating on a system in which a wireless communication module is mounted. Become.

以下、本発明の実施の形態を図面と共に説明する。
図１は本発明の実施の形態による無線通信モジュール１００と情報処理装置２００からなる通信システム５００を示すブロック図である。
図１において、情報処理装置２００は例えばＰＣ等の情報処理装置である。無線通信モジュール１００は情報処理装置２００に装着されるもので、情報処理装置２００と無線通信モジュール１００とはデータ転送するためのバス１０５とバス１０６との二重化バスによりコネクタ１１２，２０５を介して接続される。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a communication system 500 including a wireless communication module 100 and an information processing apparatus 200 according to an embodiment of the present invention.
In FIG. 1, an information processing apparatus 200 is an information processing apparatus such as a PC. The wireless communication module 100 is attached to the information processing apparatus 200, and the information processing apparatus 200 and the wireless communication module 100 are connected via connectors 112 and 205 by a duplex bus of a bus 105 and a bus 106 for data transfer. Is done.

本通信システム５００は、無線通信モジュール１００が無線網３００（無線基地局を含む）に接続され、情報処理装置２００がアプリケーションを動作させて無線通信モジュール１００及び無線網３００を通じてサーバ、端末等の通信装置４００と無線通信するものである。尚、ここでは無線通信モジュール１００は、無線基地局との間の無線状態に基づいて変調方式を決定する適応変調方式を使用したベストエフォート型の無線パケットデータ通信機能を有するものとする。例えば、この無線通信方式としてＣＤＭＡ １ｘ ＥＶ−ＤＯ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ １ｘ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ Ｄａｔａ Ｏｎｌｙ）方式等の通信方式を利用する。   In the communication system 500, a wireless communication module 100 is connected to a wireless network 300 (including a wireless base station), and an information processing apparatus 200 operates an application to communicate a server, a terminal, and the like through the wireless communication module 100 and the wireless network 300. It communicates with the device 400 wirelessly. Here, the wireless communication module 100 is assumed to have a best-effort wireless packet data communication function using an adaptive modulation method that determines a modulation method based on a wireless state with a wireless base station. For example, a communication method such as a CDMA 1x EV-DO (Code Division Multiple Access 1x Evolution Data Only) method is used as the wireless communication method.

ここで、バス１０５とバス１０６について説明する。
本実施の形態においては、一例として、バス１０５の通信プロトコルはUART（Universal Asynchronous Receiver Transmitter）であり、バス１０６の通信プロトコルはUSB（Universal Serial Bus）であるものとする。即ち、バス１０５はバス１０６に比べて最大転送レートの小さい低速バスであり、バス１０６はバス１０５に比べて最大転送レートの大きい高速バスである。また、高速バスは低速バスに比べて消費電力が大きい。従って、本実施の形態は、低速バスであるバス１０５と高速バスであるバス１０６との切り替え制御を、情報処理装置２００で起動するアプリケーションに基づいて最適に制御することにより、省エネルギー化を実現することを目的とする。 Here, the bus 105 and the bus 106 will be described.
In this embodiment, as an example, the communication protocol of the bus 105 is UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter), and the communication protocol of the bus 106 is USB (Universal Serial Bus). That is, the bus 105 is a low-speed bus having a smaller maximum transfer rate than the bus 106, and the bus 106 is a high-speed bus having a larger maximum transfer rate than the bus 105. In addition, the high-speed bus consumes more power than the low-speed bus. Therefore, the present embodiment realizes energy saving by optimally controlling switching control between the bus 105, which is a low-speed bus, and the bus 106, which is a high-speed bus, based on an application activated by the information processing apparatus 200. For the purpose.

次に、無線通信モジュール１００と情報処理装置２００の構成について説明する。
無線通信モジュール１００は、全体の制御を行うCPU１０７と、無線網インターフェース部１０１と、メモリ部１０８とを備えている。無線網インターフェース部１０１は、無線網３００と接続して無線信号を送受する。メモリ部１０８は、情報処理装置２００との間で送受信されるデータを一時的に格納するバッファとして、また無線通信モジュール１００のワークメモリとして使用される。 Next, configurations of the wireless communication module 100 and the information processing apparatus 200 will be described.
The wireless communication module 100 includes a CPU 107 that performs overall control, a wireless network interface unit 101, and a memory unit 108. The wireless network interface unit 101 is connected to the wireless network 300 to transmit and receive wireless signals. The memory unit 108 is used as a buffer that temporarily stores data transmitted to and received from the information processing apparatus 200 and as a work memory of the wireless communication module 100.

CPU１０７において、受信品質監視部１０２は、無線網３００からの無線信号の受信品質を監視し測定する。受信品質特性としては、例えば、ＣＩＲ（Ｃａｒｒｉｅｒ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｐｏｗｅｒ Ｒａｔｉｏ）やＳＩＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ａｎｄ Ｎｏｉｓｅ ｐｏｗｅｒ Ｒａｔｉｏ）、ＢＥＲ（Ｂｉｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ）、ＦＥＲ（Ｆｒａｍｅ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ）、ＲＳＳＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）等がある。
なお、受信品質を示す測定値は、上限に限らず、任意の受信品質を示す測定値を用いることが可能である。データ転送レート要求演算部１０３は、上記受信品質の測定結果に適応したデータ転送レートを算出する。送信レート予測部１０４は、上記算出されたデータ転送レートから受信品質に適した送信レートを予測する。転送レート比較部１１１は、予測された送信レート予測値と、バス１０５、１０６の各最大転送レートとをそれぞれ比較する。UARTコントローラ１０９は、バス１０５の接続・遮断を制御し、USBコントローラ１１０は、バス１０６の接続・遮断を制御する。また、パワーマネージメント部１１３は、上記転送レート比較部１１１の比較結果に応じてUARTコントローラ１０９及びUSBコントローラ１１０を制御する。タイマ部１１４は所定時間毎に割り込みを発生する。 In the CPU 107, the reception quality monitoring unit 102 monitors and measures the reception quality of the radio signal from the radio network 300. The reception quality characteristics include, for example, CIR (Carrier to Interference power Ratio), SINR (Signal to Interference and Noise power Ratio), BER (Bit Error Rate), FER (Frame Error Rate), RS There is.
The measurement value indicating the reception quality is not limited to the upper limit, and a measurement value indicating any reception quality can be used. The data transfer rate request calculation unit 103 calculates a data transfer rate adapted to the reception quality measurement result. The transmission rate prediction unit 104 predicts a transmission rate suitable for reception quality from the calculated data transfer rate. The transfer rate comparison unit 111 compares the predicted transmission rate prediction value with the maximum transfer rates of the buses 105 and 106, respectively. The UART controller 109 controls connection / disconnection of the bus 105, and the USB controller 110 controls connection / disconnection of the bus 106. The power management unit 113 controls the UART controller 109 and the USB controller 110 according to the comparison result of the transfer rate comparison unit 111. The timer unit 114 generates an interrupt every predetermined time.

次に情報処理装置２００は、全体の制御を行うCPU２０１と、メモリ部２０４を備えている。メモリ部２０４は、１つ以上のアプリケーションを格納すると共に、無線通信モジュール１００との間で送受信されるデータを一時的に格納するバッファとして、また、情報処理装置２００のワークメモリとして使用される。
CPU２０１において、転送レート比較部２０７は、無線通信モジュール１００と無線網３００との間で送受信されるデータの最大転送レートと、バス１０５、１０６の各最大転送レートとを比較する。UARTコントローラ２０２は、バス１０５の接続・遮断を制御し、USBコントローラ２０３は、バス１０６の接続・遮断を制御する。パワーマネージメント部２０６は、上記転送レート比較部２０７の比較結果に応じてUARTコントローラ２０２及びUSBコントローラ２０３を制御する。 Next, the information processing apparatus 200 includes a CPU 201 that performs overall control, and a memory unit 204. The memory unit 204 stores one or more applications, and is used as a buffer that temporarily stores data transmitted to and received from the wireless communication module 100 and as a work memory of the information processing apparatus 200.
In the CPU 201, the transfer rate comparison unit 207 compares the maximum transfer rate of data transmitted and received between the wireless communication module 100 and the wireless network 300 with the maximum transfer rates of the buses 105 and 106. The UART controller 202 controls connection / disconnection of the bus 105, and the USB controller 203 controls connection / disconnection of the bus 106. The power management unit 206 controls the UART controller 202 and the USB controller 203 according to the comparison result of the transfer rate comparison unit 207.

次に、本通信システム５００の動作を図２のフローチャートを用いて説明する。
情報処理装置２００において無線網３００とのデータ送受信を必要とするアプリケーションを起動した場合におけるバス１０５，１０６の切り替え制御について説明する。尚、バス１０５は常に接続されているものとする。
情報処理装置２００において、ユーザ操作によってアプリケーションを起動する（S1）と共に、無線通信モジュール１００に対して、バス１０５を介して回線接続を要求する（S2）。これに応じて無線通信モジュール１００は、無線網インターフェース部１０１を介して無線網３００に接続する（S11）。 Next, the operation of the communication system 500 will be described using the flowchart of FIG.
Switching control of the buses 105 and 106 when an application that requires data transmission / reception with the wireless network 300 is started in the information processing apparatus 200 will be described. It is assumed that the bus 105 is always connected.
In the information processing apparatus 200, an application is started by a user operation (S1), and a line connection is requested to the wireless communication module 100 via the bus 105 (S2). In response to this, the wireless communication module 100 connects to the wireless network 300 via the wireless network interface unit 101 (S11).

次に、情報処理装置２００の転送レート比較部２０７は、無線通信モジュール１００が無線網３００と送受信する最大データ転送レートと、バス１０５の最大転送レートとを比較する（S3）。今、起動したアプリケーションの無線網３００との最大転送レート[A]bpsが固定値の場合を考える。上記比較の結果、最大転送レート[A]bpsがバス１０５の最大転送レート[B] bps より小さい（A＜B）ならば、バス１０５を用いてシステム２００と無線通信モジュール１００間のデータ送受信を行う。このとき他方のバス１０６に関する無線通信モジュール１００内のUSBコントローラ１１０と情報処理装置２００内のUSBコントローラ１０３はスタンバイ状態となる（S4）。   Next, the transfer rate comparison unit 207 of the information processing device 200 compares the maximum data transfer rate that the wireless communication module 100 transmits and receives with the wireless network 300 and the maximum transfer rate of the bus 105 (S3). Consider a case where the maximum transfer rate [A] bps of the activated application with the wireless network 300 is a fixed value. As a result of the comparison, if the maximum transfer rate [A] bps is smaller than the maximum transfer rate [B] bps of the bus 105 (A <B), data transmission / reception between the system 200 and the wireless communication module 100 is performed using the bus 105. Do. At this time, the USB controller 110 in the wireless communication module 100 related to the other bus 106 and the USB controller 103 in the information processing apparatus 200 are in a standby state (S4).

次に、最大転送レート[A]bpsがバス１０５の最大転送レート[B] bps以上（A≧B）であった場合について説明する。その場合は、情報処理装置２００から無線通信モジュール１００に対して通知がなされ、ビットレート予測値が要求される（S5）。これに応じて無線通信モジュール１００は、ビットレート予測値の算出処理を開始する（S12）。以下にビットレート予測値算出における一例を説明する。
まず、受信品質監視部１０２は、無線網３００における無線基地局と無線網インターフェース部１０１との間の受信品質を測定する（S13）。次に、データ転送レート要求演算部１０３は、測定された受信品質から基地局に対して要求するデータ転送レート要求値を算出する（S14）。算出されたデータ転送レート要求値は、メモリ部１０８に格納される（S15）。上記S13の受信品質の測定及びS14のデータ転送レート要求値の算出処理は、タイマ１１４による一定時間毎（例えばネットワークレイヤでのパケットスロット毎）に発生する割り込み（S16）を所定期間繰り返しながら行われ、メモリ部１０８には算出されたデータ転送レート要求値が時系列的に格納される。 Next, a case where the maximum transfer rate [A] bps is equal to or higher than the maximum transfer rate [B] bps of the bus 105 (A ≧ B) will be described. In this case, the information processing apparatus 200 notifies the wireless communication module 100 and requests a bit rate prediction value (S5). In response to this, the wireless communication module 100 starts the calculation process of the bit rate prediction value (S12). An example of bit rate prediction value calculation will be described below.
First, the reception quality monitoring unit 102 measures the reception quality between the radio base station and the radio network interface unit 101 in the radio network 300 (S13). Next, the data transfer rate request calculation unit 103 calculates a required data transfer rate request value for the base station from the measured reception quality (S14). The calculated data transfer rate request value is stored in the memory unit 108 (S15). The reception quality measurement in S13 and the data transfer rate request value calculation process in S14 are performed while repeating an interrupt (S16) generated every predetermined time (for example, every packet slot in the network layer) by the timer 114 for a predetermined period. In the memory unit 108, the calculated data transfer rate request value is stored in time series.

次に、タイマ１１４からの割り込み要求に基づいてメモリ部１０８に格納された時系列なデータ転送要求データ値を読み出し（S17）、上記所定期間当たりのデータ転送レート要求値の平均値を算出する（S18）。算出された平均値はメモリ部１０８に時系列的に格納され（S19）、時間経過と共にメモリ部１０８に平均値が格納されることになる。次に、送信レート予測部１０４において、上記格納された平均値を用いて基地局と無線モジュールの間における無線信号送信レートの予測を行う（S20）。予測方法の概略は以下の通りである。
上記算出された平均値を時間の古い順に[ａ]、[ｂ]とし、その平均値から予測される値を[ｃ]とする。これら[ａ]と[b]を比較し、比較結果が「ａ＜b」であった場合は、「ｂ」が変動する帯域幅の上限値でない限り、予測される送信レート値[ｃ]は[ｂ＜ｃ]であることが予想され、送信レートは、[ｂ−ａ]での推移（帯域幅拡大）に基づいて予測を行うことができる。また「ａ＞ｂ」の場合は、[ｂ]がネットワークの下限値でない限り、予測される送信レート値[ｃ]は[ｂ＞ｃ]であることが予想され、送信レートは「ｂ−ｃ間」での推移（帯域幅縮小）に基づいて予測を行うことができる。尚、この予測方法は一実施例であり、限定するものではない。 Next, the time-series data transfer request data value stored in the memory unit 108 is read based on the interrupt request from the timer 114 (S17), and the average value of the data transfer rate request values per the predetermined period is calculated (S17). S18). The calculated average value is stored in time series in the memory unit 108 (S19), and the average value is stored in the memory unit 108 over time. Next, the transmission rate prediction unit 104 predicts the wireless signal transmission rate between the base station and the wireless module using the stored average value (S20). The outline of the prediction method is as follows.
The calculated average values are [a] and [b] in the order of time, and the value predicted from the average value is [c]. When these [a] and [b] are compared and the comparison result is “a <b”, the predicted transmission rate value [c] is “unless” “b” is not the upper limit value of the fluctuating bandwidth. [b <c] is expected, and the transmission rate can be predicted based on the transition (bandwidth expansion) in [b−a]. Also, in the case of “a> b”, unless [b] is the lower limit value of the network, the predicted transmission rate value [c] is expected to be [b> c], and the transmission rate is “b−c”. Prediction can be performed based on the transition between “interval” (bandwidth reduction). Note that this prediction method is an example and is not limited.

また、予測されたビットレート予測値[C]との比較に関しては、本実施の形態においては、バス１０５の最大転送レート[B]bpsと比較した結果により、接続するバス１０５又は１０６を選択することが望ましい。即ち、最大転送レート比較部１１１は、予測されたビットレート予測値[C]と上記最大転送レート[B] bpsを比較し（S21）、[C < B]であった場合には、すでにアクティブ状態となっているバス１０５を介してデータ転送を行うべく、USBがアクティブ状態であるかスリープ状態であるかを判断し（S22）、アクティブ状態の場合には、無線通信モジュール１００のUSBコントローラ１１０及び情報処理装置２００のUSBコントローラ２０３をスリープ状態とすべく要求する（S26）（S6）。
そして[c > B]であった場合のみバス１０５を介して情報処理装置２００に通知すべく、USBコントローラ１１０及びUSBコントローラ２０３がアクティブであるかを判断し（S24）、スリープ状態（アクティブでない）場合には、アクティブにした後、無線網３００との間で送受信されるデータ転送をバス１０６を用いて行う（S25）（S6）。
そして、データ通信が終了すると判断がされるまでS17からの処理を繰り返し（S23）、通信が終了すれば回線切断処理を行い（S27）、ＵＳＢのポートがアクティブ状態であればスリープ制御を行う。（S７）。
尚、USBコントローラ１１０は内部にトランシーバを有しており、USBコントローラ２０３の接続・遮断を要求することができる。また、無線通信モジュール１００で算出したビットレート予測値を情報処理装置２００に通知することにより、情報処理装置２００側でバス１０５，１０６の切り替えを制御するようにしてもよい。 In addition, regarding the comparison with the predicted bit rate prediction value [C], in this embodiment, the bus 105 or 106 to be connected is selected based on the result of comparison with the maximum transfer rate [B] bps of the bus 105. It is desirable. That is, the maximum transfer rate comparison unit 111 compares the predicted bit rate prediction value [C] with the maximum transfer rate [B] bps (S21), and if [C <B], it is already active. In order to transfer data via the bus 105 in a state, it is determined whether the USB is in an active state or a sleep state (S22). If the USB is in an active state, the USB controller 110 of the wireless communication module 100 is determined. Then, a request is made to put the USB controller 203 of the information processing apparatus 200 in the sleep state (S26) (S6).
Only in the case of [c> B], it is determined whether the USB controller 110 and the USB controller 203 are active in order to notify the information processing apparatus 200 via the bus 105 (S24), and the sleep state (not active) In this case, after being activated, data transfer to / from the wireless network 300 is performed using the bus 106 (S25) (S6).
Then, the process from S17 is repeated until it is determined that the data communication is completed (S23). If the communication is completed, the line disconnection process is performed (S27), and if the USB port is in the active state, the sleep control is performed. (S7).
The USB controller 110 has a transceiver inside, and can request connection / disconnection of the USB controller 203. Further, the information processing apparatus 200 may be controlled to switch the buses 105 and 106 by notifying the information processing apparatus 200 of the bit rate prediction value calculated by the wireless communication module 100.

次に、情報処理装置２００において具体的に無線モジュールによる無線信号の送受を必要とするアプリケーションとして、無線網３００に接続された動画サーバ（通信装置４００）から画像情報をストリーミングするアプリケーションを用いる場合と、IPパケット通信を用いた音声通信であるVoIP（Voice Over IP）通信を行うアプリケーションを用いた場合におけるバス切り替え制御について説明する。ここでは一例としてバス１０５の最大転送レートを１９２kbps、バス１０６の最大転送レートを１２Mbpsとする。
情報処理装置２００を操作するユーザが、上記２つのアプリケーションの何れかを起動すると、情報処理装置２００から無線通信モジュール１００に対してバス１０５を介して無線網３００との回線接続通知を行う。その場合、情報処理装置２００のCPU２０１では、起動したアプリケーションで必要となる最大データ転送レートを判別する。 Next, in the information processing apparatus 200, as an application that specifically requires transmission / reception of a wireless signal by a wireless module, an application that streams image information from a moving image server (communication apparatus 400) connected to the wireless network 300 is used. Next, bus switching control when using an application that performs VoIP (Voice Over IP) communication, which is voice communication using IP packet communication, will be described. Here, as an example, the maximum transfer rate of the bus 105 is 192 kbps, and the maximum transfer rate of the bus 106 is 12 Mbps.
When a user operating the information processing apparatus 200 activates one of the two applications, the information processing apparatus 200 notifies the wireless communication module 100 of a line connection with the wireless network 300 via the bus 105. In that case, the CPU 201 of the information processing apparatus 200 determines the maximum data transfer rate necessary for the activated application.

まず、起動したアプリケーションがVoIPであった場合について説明する。
無線通信モジュール１００が、無線網３００との間で送受信するデータ転送レートとしては、一般的に用いられている音声圧縮方式であるG.７２９であれば、送受信それぞれ１０ｋｂｐｓ前後である。システムの処理能力が低い場合に用いられる音声圧縮方式であるG.７１１であっても、６４kbpsであるため、バス１０５を用いてシステム２００と無線通信モジュール１００間のデータ送受信を行い、他方のバス１０６に関するUSBコントローラ１１０及びUSBコントローラ２０３をスタンバイ状態に移行する制御が行われる。 First, the case where the activated application is VoIP will be described.
The data transfer rate transmitted and received by the wireless communication module 100 to and from the wireless network 300 is approximately 10 kbps for both transmission and reception in the case of G.729, which is a commonly used audio compression method. Even G.711, which is an audio compression method used when the processing capacity of the system is low, is 64 kbps, so data is transmitted and received between the system 200 and the wireless communication module 100 using the bus 105, and the other bus is used. Control for shifting the USB controller 110 and the USB controller 203 related to 106 to the standby state is performed.

次に、ユーザ操作によって起動されたアプリケーションが動画像ストリーミングであった場合について説明する。
動画像サーバから動画像情報をストリーミングする場合、無線通信モジュール１００は、無線網３００を介して動画像サーバ（通信装置４００）からストリーミングの対象となる動画像エンコード情報を受信する。その場合、無線通信モジュール１００は、すでにアクティブ状態となっているバス１０５を介して情報処理装置２００側へエンコード情報を送信する。情報処理装置２００のCPU２０１は、受信したエンコード情報内にある転送レート情報を抽出し、その結果により無線通信モジュール１００との間で送受信されるバスを選択する。抽出された動画像情報が６４kbps又は１２８kbpsなど１９２kbps以下のコンテンツであった場合は、バス１０５の最大転送能力が「１９２kbpsであるため、バス１０５のみを用いて情報処理装置２００と無線通信モジュール１００間のデータ転送を行う。 Next, a case where the application activated by the user operation is moving image streaming will be described.
When streaming moving image information from a moving image server, the wireless communication module 100 receives moving image encoding information to be streamed from the moving image server (communication device 400) via the wireless network 300. In that case, the wireless communication module 100 transmits the encoding information to the information processing apparatus 200 side via the bus 105 that is already in the active state. The CPU 201 of the information processing apparatus 200 extracts transfer rate information in the received encoding information, and selects a bus that is transmitted to and received from the wireless communication module 100 based on the result. When the extracted moving image information is a content of 192 kbps or less such as 64 kbps or 128 kbps, the maximum transfer capability of the bus 105 is “192 kbps, so the information processing apparatus 200 and the wireless communication module 100 are used only by the bus 105. Data transfer.

また抽出された動画像エンコード情報が２５６kbpsや、３８４kbpsであった場合は、情報処理装置２００から無線通信モジュール１００へビットレート予測値を要求すると共に、情報処理装置２００のUSBコントローラ２０３をアクティブにする。そこで無線通信モジュール１００から得られたビットレート予測値が１９２kbps以上であった場合には、USB Hostポートを有する情報処理装置２００側から、無線通信モジュール１００内のUSB Clientポートへ周期（例えば１ms）的にSOFパケットを送出することにより、無線モジュール１００側のUSB Clientポートは、情報処理装置２００に対し、受信したSOFパケット毎に無線網３００から受信したデータパケットの送出、及び情報処理装置２００から無線網３００へのデータ送信パケットを受信する。   If the extracted moving image encoding information is 256 kbps or 384 kbps, the information processing apparatus 200 requests the wireless communication module 100 for a bit rate prediction value and activates the USB controller 203 of the information processing apparatus 200. . Therefore, when the predicted bit rate obtained from the wireless communication module 100 is 192 kbps or more, the cycle (for example, 1 ms) from the information processing apparatus 200 having the USB Host port to the USB Client port in the wireless communication module 100. By transmitting the SOF packet, the USB Client port on the wireless module 100 side sends the data packet received from the wireless network 300 to the information processing apparatus 200 for each received SOF packet, and the information processing apparatus 200 A data transmission packet to the wireless network 300 is received.

以上のように、本実施の形態は、無線基地局に接続された端末からのデータ転送レート要求に基づいて変調方式を決定する適応変調方式を使用したベストエフォート型の無線パケットデータ通信機能を有した無線通信モジュール１００に関して、無線通信モジュール１００での受信レベルにより算出されるデータ転送レート要求値から算出されるビットレート予測値又は無線網３００とのデータ送受信を必要とするアプリケーションの最大転送レートと、情報処理装置２００と無線通信モジュール１００間に接続された２つのバス１０５，１０６における各バスの最大転送レートとを比較した結果に基づいて切り替え制御を行うようにした。   As described above, this embodiment has a best-effort wireless packet data communication function that uses an adaptive modulation scheme that determines a modulation scheme based on a data transfer rate request from a terminal connected to a radio base station. With regard to the wireless communication module 100, the estimated bit rate calculated from the data transfer rate request value calculated based on the reception level at the wireless communication module 100, or the maximum transfer rate of an application that requires data transmission / reception with the wireless network 300, The switching control is performed based on the result of comparing the maximum transfer rates of the two buses 105 and 106 connected between the information processing apparatus 200 and the wireless communication module 100.

２つのバス１０５，１０６を切り替える制御方法を要約すると、
無線網３００との通信を必要とする情報処理装置２００上で動作するアプリケーションの最大転送レートを[A]、無線モジュール１００で算出されるビットレート予測値を[C]、常時アクティブ状態で低速のバス１０５の通信プロトコルにおける最大転送レートを[B]とした場合、情報処理装置２００からの要求により無線通信モジュール１００が回線接続を行うとき、上記最大転送レート[A]と[B]を比較し、[A<B]の場合には、最大転送レート[B]のバスのみを使用して情報処理装置２００と無線通信モジュール１００間のデータ転送を行う。また、このとき最大転送レートがバス１０５よりも高速であるバス１０６に関するコントローラはスタンバイ状態など低電力状態に移行するように制御される。また、[A>B]の場合には、無線通信モジュール１００で上記ビットレート予測値[C]を算出し[B]との比較を行う。その結果、[B>C]の場合は、最大転送レート[B]のバスを使用して情報処理装置２００、無線通信モジュール１００間のデータ転送を行い、バス１０６に関するコントローラはスタンバイ状態など低電力状態に移行するように制御され、[B<C]の状態となった場合にバス１０６に関するコントローラをアクティブ状態にしてデータ転送を行うように制御を行う。 To summarize the control method for switching between the two buses 105 and 106,
[A] is the maximum transfer rate of an application operating on the information processing apparatus 200 that needs to communicate with the wireless network 300, [C] is the predicted bit rate calculated by the wireless module 100, and the low-speed is always active. When the maximum transfer rate in the communication protocol of the bus 105 is [B], the wireless communication module 100 compares the maximum transfer rates [A] and [B] when the wireless communication module 100 performs line connection in response to a request from the information processing apparatus 200. In the case of [A <B], data transfer between the information processing apparatus 200 and the wireless communication module 100 is performed using only the bus having the maximum transfer rate [B]. At this time, the controller related to the bus 106 whose maximum transfer rate is higher than that of the bus 105 is controlled to shift to a low power state such as a standby state. In the case of [A> B], the wireless communication module 100 calculates the bit rate prediction value [C] and compares it with [B]. As a result, in the case of [B> C], data transfer is performed between the information processing apparatus 200 and the wireless communication module 100 using the bus having the maximum transfer rate [B], and the controller related to the bus 106 has low power such as a standby state. Control is performed to shift to the state, and when the state becomes [B <C], the controller related to the bus 106 is activated to perform data transfer.

本実施の形態によれば、無線基地局に接続された通信装置４００からのデータ転送レート要求に基づいて変調方式を決定する適応変調方式を使用したベストエフォート型の無線パケットデータ通信機能を有する無線通信モジュール１００が、情報処理装置２００との間でデータ転送を行う場合、接続された２つのバス１０５、１０６の切り替え制御をアプリケーションや無線状態に基づく無線経路のレートに基づいて、最適に行うことができるので、無線通信モジュール１００が装着された情報処理装置２００上で動作するアプリケーションにストレスを与えること無く、システム全体の電力を低減することができる。   According to the present embodiment, a radio having a best-effort wireless packet data communication function using an adaptive modulation scheme that determines a modulation scheme based on a data transfer rate request from a communication apparatus 400 connected to a radio base station. When the communication module 100 performs data transfer with the information processing apparatus 200, switching control between the two connected buses 105 and 106 is optimally performed based on the rate of the wireless path based on the application and the wireless state. Therefore, the power of the entire system can be reduced without stressing an application operating on the information processing apparatus 200 to which the wireless communication module 100 is attached.

本発明の実施の形態による無線通信モジュールと情報処理装置から構成される通信システムを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the communication system comprised from the radio | wireless communication module and information processing apparatus by embodiment of this invention. 情報処理装置側と無線通信モジュール側における制御を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control in the information processing apparatus side and the wireless communication module side. 従来の二重化バスを用いて通信を行う通信制御装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the communication control apparatus which communicates using the conventional duplex bus | bath. 従来の通信制御装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the conventional communication control apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

１００：無線通信モジュール、１０２：受信レベル品質監視部、１０３：データ転送レート要求演算部、１０４：送信レート予測部、１０５：バス（UART用）、１０６：バス（USB用）、１０７：CPU、１０８，２０８：メモリ部、１０９，２０２：UARTバスコントローラ、１１０，２０３：USBコントローラ、１１１：最大転送レート比較部、２００：情報処理装置、３００：無線網、５００：通信システム


100: wireless communication module, 102: reception level quality monitoring unit, 103: data transfer rate request calculation unit, 104: transmission rate prediction unit, 105: bus (for UART), 106: bus (for USB), 107: CPU, 108, 208: Memory unit, 109, 202: UART bus controller, 110, 203: USB controller, 111: Maximum transfer rate comparison unit, 200: Information processing device, 300: Wireless network, 500: Communication system


Claims (7)

無線信号を送受する無線部と、
情報処理装置に接続された第１のバスと、
該第１のバスより高速の最大転送レートを有する前記情報処理装置に接続された第２のバスと、
前記無線信号の受信品質を測定する測定部と、
該測定された受信品質に基づいて無線信号の送信レートを予測する送信レート予測部と、
該送信レート予測部により予測された送信レートと前記第１のバスの最大転送レートとに基づいて、前記情報処理装置とデータ転送をするバスを切替え制御する制御部と、
を備える無線通信モジュール。 A radio unit for transmitting and receiving radio signals;
A first bus connected to the information processing device;
A second bus connected to the information processing apparatus having a maximum transfer rate faster than the first bus;
A measurement unit for measuring the reception quality of the radio signal;
A transmission rate prediction unit that predicts a transmission rate of a radio signal based on the measured reception quality;
A control unit that switches and controls the bus that performs data transfer with the information processing device based on the transmission rate predicted by the transmission rate prediction unit and the maximum transfer rate of the first bus;
A wireless communication module comprising: 前記情報処理装置が必要とする最大転送レートが前記第１のバスの最大転送レートよりも高い場合に、前記制御部が前記送信レート予測部により予測された送信レートと前記第１のバスの最大転送レートとに基づいて、前記情報処理装置とデータ転送をするバスを切替え制御することを特徴とする請求項１記載の無線通信モジュール。   When the maximum transfer rate required by the information processing apparatus is higher than the maximum transfer rate of the first bus, the control unit predicts the transmission rate predicted by the transmission rate prediction unit and the maximum of the first bus. The wireless communication module according to claim 1, wherein the wireless communication module switches and controls a bus for data transfer with the information processing apparatus based on a transfer rate. 前記情報処理装置が必要とする最大転送レートは、当該情報処理装置が起動するアプリケーションに基づくことを特徴とする請求項１記載の無線通信モジュール。   The wireless communication module according to claim 1, wherein the maximum transfer rate required by the information processing apparatus is based on an application activated by the information processing apparatus. 無線通信モジュールに接続された第１のバスと、
該第１のバスより高速の最大転送レートを有する前記無線通信モジュールに接続された第２のバスと、
前記無線通信モジュールによる無線信号の送受を必要とするアプリケーションが起動された際に、該アプリケーションが必要とする無線信号の送信レートと前記第１のバスの最大転送レートとに基づいて、前記無線通信モジュールとデータ転送をするバスを切替え制御する制御部と、
を備える情報処理装置。 A first bus connected to the wireless communication module;
A second bus connected to the wireless communication module having a maximum transfer rate faster than the first bus;
When an application that requires transmission / reception of a wireless signal by the wireless communication module is activated, the wireless communication is performed based on the transmission rate of the wireless signal required by the application and the maximum transfer rate of the first bus. A control unit that switches and controls the bus for data transfer with the module;
An information processing apparatus comprising: 前記アプリケーションが必要とする無線信号の送信レートが前記第１のバスの最大転送レートよりも高い場合に、前記制御部は、前記無線通信モジュールが予測する無線信号の送信レートと前記第１のバスの最大転送レートとに基づいて、前記情報処理装置とデータ転送をするバスを切替え制御することを特徴とする請求項１記載の情報処理装置。   When the transmission rate of the wireless signal required by the application is higher than the maximum transfer rate of the first bus, the control unit determines the transmission rate of the wireless signal predicted by the wireless communication module and the first bus. The information processing apparatus according to claim 1, wherein the information processing apparatus switches and controls a bus for data transfer with the information processing apparatus based on the maximum transfer rate. 情報処理装置に接続された第１のバスと、該第１のバスより高速の最大転送レートを有する前記情報処理装置に接続された第２のバスと、の切替えを制御するバス接続切替方法であって、
送受する無線信号の受信品質を測定し、該測定された受信品質に基づいて無線信号の送信レートを予測し、該予測された送信レートと前記第１のバスの最大転送レートとに基づいて、前記情報処理装置とデータ転送をするバスを切替え制御するバス接続切替方法。 A bus connection switching method for controlling switching between a first bus connected to an information processing device and a second bus connected to the information processing device having a maximum transfer rate faster than the first bus. There,
Measure the reception quality of the radio signal to be transmitted and received, predict the transmission rate of the radio signal based on the measured reception quality, and based on the predicted transmission rate and the maximum transfer rate of the first bus, A bus connection switching method for switching and controlling a bus for data transfer with the information processing apparatus. 情報処理装置と無線通信モジュールが、第１のバスと、該第１のバスより高速の最大転送レートを有する第２のバスと、により接続され、
前記情報処理装置において、前記無線通信モジュールによる無線信号の送受を必要とするアプリケーションが起動された際に、該アプリケーションが必要とする無線信号の送信レートと前記第１のバスの最大転送レートとを比較し、前記アプリケーションが必要とする無線信号の送信レートが前記第１のバスの最大転送レートよりも高い場合には、前記無線通信モジュールが予測する無線信号の送信レートと前記第１のバスの最大送信レートとに基づいて、データ転送をするバスを切替え制御する通信システム。 An information processing apparatus and a wireless communication module are connected by a first bus and a second bus having a maximum transfer rate faster than the first bus,
In the information processing apparatus, when an application that requires transmission / reception of a wireless signal by the wireless communication module is activated, a transmission rate of the wireless signal required by the application and a maximum transfer rate of the first bus In comparison, when the transmission rate of the wireless signal required by the application is higher than the maximum transfer rate of the first bus, the wireless signal transmission rate predicted by the wireless communication module and the first bus A communication system that controls switching of a data transfer bus based on a maximum transmission rate.
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