JP3813431B2 - 無線端末装置、無線通信システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線端末装置、無線通信システム、および、無線通信方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の無線通信システムは、システムごとに別々の周波数を用いて通信が行なわれていた。このため、無線端末は、それぞれが利用される無線通信システムに固有の端末であり、対応する無線通信システムのみに接続可能である。一方、端末によっては、複数の種類の無線通信装置をあらかじめ内蔵し、複数の無線通信システムに接続可能なものもあるが、一度には一つのシステムにしか接続することはできなかった。また、無線通信装置の切り換え自体も、無線端末の利用者の手動によって行われていた。
【０００３】
図１８に示す無線通信システムでは、２つの通信網、ここで、ＰＨＳ網１０００とＰＤＣ網１００２、に接続可能である、デュアルモード端末と呼ばれる無線端末装置１００４が利用されている。もの無線端末装置１００４には、表示部１００６と、テンキー１００８と、ＰＨＳ網１００用の無線アンテナ１０１０と、ＰＤＣ網１００２用の無線アンテナ１０１２と、が備え付けられている。また、ＰＨＳ網１０００およびＰＨＳ網１００２それぞれには、無線基地局１０１４，１０１６が接続され、各無線基地局１０１４，１０１６を介して、無線端末装置１００４はＰＨＳ網１０００およびＰＤＣ網１００２に無線接続する。ＰＨＳ網１００およびＰＤＣ網１００２は、それぞれに対応するアクセスサーバ２１０９を介して、公衆網であるインターネット１０２０と接続している。
【０００４】
無線端末装置１００４は、たとえば、無線アンテナ１０１０を利用してＰＨＳ網１０００に接続し、ＰＨＳ網１０００と接続する通信先の端末１０２２と音声通話を行なうことが可能である。また、無線アンテナ１０１２を利用してＰＤＣ網１００２に接続し、ＰＤＣ網１００２と接続する通信先の端末１０２４と音声通話を行うことも可能である。さらに、アクセスサーバ１０１８との間でデータ通信回線を確立し、インターネット１０２０を経由して、所望の情報サーバ（ＷＷＷサーバ）１０２６にアクセスすることもできる。情報サーバ１０２６内の情報は、ＰＨＳ網１０００またはＰＤＣ網１００２のいずれかを経由して無線装置端末１００４に送信され、無線端末装置１００４の表示部１００６に表示されることになる。
【０００５】
上記の場合、無線端末装置１００４の接続先、つまり、ＰＨＳ網１０００とＰＤＣ網１００２のうちのいずれに接続するかは、テンキー１００８などを用いた利用者による入力によって選択されている。すなわち、その選択は、利用者の意志によるものである。したがって、たとえば、利用者が音声通信を行うときに、サービスエリアが広く、また、高速な移動にも適応可能であるＰＤＣ網１００２を選択するか、あるいは、データ通信の伝送速度の速いＰＨＳ網１０００を選択するかは、まさに利用者の決定によるものである。このため、たとえば、音声通話する際にＰＨＳ網１０００が選択された結果、移動中にその通信が切断されてしまったり、あるいは、データ通信にＰＤＣ網１００２が選択され、その結果、データ伝送速度が低い上に料金も高く請求されてしまう場合があった。
【０００６】
また、図１９に示すＰＣ装置１０２８では、ＰＨＳデータ通信カード１０３０および無線ＬＡＮカード１０３２の両方が、ＰＣ装置１０２８のＰＣＭＣＩＡカードスロッアイコント１０２８ａに接続する。ＰＨＳデータ通信カード１０３０はＰＨＳ端末１０３４と接続し、無線ＬＡＮカード装置１０３２は、アンテナ部１０３２ａを介して、親機１０３６と接続している。ＰＣ装置１０２８は、無線ＬＡＮカード１０３２、親機１０３６、イーサーネット１０３８、構内網１０４０、および、ゲートウェイ１０４２を介して、インターネット１０４４に接続された情報サーバ（ＷＷＷサーバ）１０４６にアクセスする。あるいは、ＰＨＳデータ通信カード１０３０、ＰＨＳ端末１０３４、基地局１０４８、ＰＨＳ網１０５０、および、アクセスサーバ１０５２を介して、情報サーバ１０４６にアクセスすることも可能である。また、ＰＨＳ網１０５０に接続された通信先の端末１０５４とも通信可能である。
【０００７】
図１９のＰＣ装置１０２８の接続先、つまり、構内網１０４０とＰＨＳ網１０５０のうちのいずれに接続するかは、ＰＣ装置１０２８のディスプレイ装置に表示され、構内網１０４およびＰＨＳ網１０５０それぞれに対応するアイコン１０２８ｂをマウスカーソル１０２８ｃによってクリックすることで決定される。さらに、ＰＣ装置１０２８内のＷＷＷブラウザなどのソフトの操作によって、情報サーバ１０４６の情報をダウンロードすることもできる。
【０００８】
この場合であっても、上記の図１８に示した場合と同様、ＰＣ装置１０２８の利用者が、ＰＣ装置１０２８の接続先を選択することで、無線通信が実行される。また、一度選択された接続先は、通信中には自動で切り換えることができない。このため、たとえば、構内網１０４０に接続されているＰＣ装置１０２８が屋内に移動し、そのため、ＰＨＳ網１０５０に接続を切り換える必要が生じた場合であっても、一旦構内網１０４０との通信を切断してからＰＨＳ網１０５に再接続する必要がある。したがって、利用者には煩雑な操作が要求されることになる。
【０００９】
また、上記の図１８および図１９の場合の両方に共通する問題として、無線機を２台切り換える際に、それぞれの無線機が独立であるため、無線機の物理層、ＭＡＣ層がそれぞれ必要であるという問題がある。さらに、図１９の場合では、データ通信用のロジックＬＳＩなども両方に必要であるため、無線機の重量、消費電力、価格コストがほぼ２台分必要になるなどの問題もあった。
【００１０】
さらに、従来は無線周波数ごとに別々のシステムが構築されてきたが、２．４ＧＨｚ帯では、ＩＥＥＥ８０２．１１だけでなく、ホームＲＦやＢｌｕｅｔｏｏｔｈといった複数のシステムが同一の周波数帯を利用している。しかし、それぞれのシステムの機器は独立であるため、上記と同様、同一周波数帯であっても、図１９に示すように、複数の無線端末を接続する必要があった。そして、５．２ＧＨｚ帯や５．３ＧＨｚ帯においても、同様に、複数の無線システムが周波数を共有する見込みである。
【００１１】
また、無線端末装置の無線機の切り替えは、利用者の手入力で行われるために、場所が変わるたびに接続する無線通信システムを変更しなければならない。同一場所においても通信内容が異なる場合には、やはり無線機を切り換える必要があった。さらに、同時に複数の無線機を選択できないため、画像を見ながら電話をかけるといった複数のコンテンツの通信を実現することができなかった。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような課題を解決し、アプリケーションの内容や、通信の状態、利用者の状態、周りの環境条件等に応じて、接続先の無線通信システムを自動的に切り替え可能な無線端末装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、異なる通信方式を採用する複数の無線通信システムそれぞれと接続可能な無線端末装置であって、前記複数の無線通信システムのうちのいずれかとの間で通信する際に、前記複数の無線通信システムそれぞれの無線基地局との間で形成される複数の無線伝送路のうちから、所定の無線伝送路選択基準に基づいて、最適な無線伝送路を随時選択可能な最適無線伝送路選択手段を備える無線端末装置であることを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、接続先の無線通信システムの切り替えを、利用者の状態等に応じて、自動的に切り替えることが可能となる。このため、利用者によるわずらわしい動作は軽減し、アプリケーションの動作を適切に行うことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一または類似の部分には同一または類似の符号を付している。以下では、まず、本発明に係る無線端末装置について説明し、次に、本発明に係る無線通信システムおよび無線通信方法について６つの実施の形態を用いて説明する。
【００１６】
（本発明に係る無線端末装置）
図１は、本発明に係る無線端末装置を含む無線通信システムを示す概略構成図である。この無線通信システムは、構内通信を行なう第１の通信網１０と、公衆接続を行なう第２および第３の通信網１２，１４と、第１、第２および第３の通信網１０，１２，１４それぞれに接続された第１、第２および第３の無線基地局１６，１８，２０と、第１、第２および第３の無線基地局１６，１８，２０を介して、それぞれに対応する通信網１０，１２，１４に無線接続可能な無線端末装置２２と、から構成されている。第１の通信網１０と第２の通信網１２との間には、インターフェース２４が接続され、第２の通信網１２と第３の通信網１４との間には、インターフェース２６が接続されている。
【００１７】
本発明に係る無線端末装置２２は、第１、第２および第３の無線基地局１６，１８，２０それぞれに対して無線通信を実現する。無線端末装置２２は、第１、第２および第３の基地局１６，１８，２０それぞれと通信可能な無線インターフェースを少なくとも有している。通常、各基地局１６，１８，２０それぞれの通信可能エリアのすべてが重なっているわけではない。そのため、無線端末装置２２は、通信を確立できる無線基地局を第１、第２および第３の無線基地局１６，１８，２０のうちから選択し、アプリケーションの要求する通信性能の中から最も適切な通信路を選択する。図１では、無線基地局１６は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈや、無線ＬＡＮ、ホームＲＦのように近距離の構内通信を実現する無線通信の基地局、無線基地局１８は、ＰＤＣのような公衆用の移動通信網の基地局であり、自動車の移動速度のような高速な移動に対しても安定した通信を行うことができる無線通信の基地局、無線基地局１０９は、ＰＨＳや高速移動アクセスのような歩行速度程度の移動を提供する公衆用の無線通信の基地局である。
【００１８】
次に、図１に示した無線端末装置２２のレイヤ構成について説明する。図２は、図１の無線端末装置２２のレイヤ構成の第１の例を示す図である。この第１の例は、無線部に２．４ＧＨｚ帯を用いた場合における無線装置の選択方法に関する例である。この第１の例では、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ホームＲＦ、ＩＥＥＥ８０２．１１（ＩＥＥＥ８０２．１１ｂも含む。以下、同様）それぞれに対応する、物理層およびＭＡＣ層がそれぞれ独立に構成されている。無線切り替え制御ミドルウェア（ＲＬＣ）は、無線装置の切り替えを行なうことで、アプリケーション（ＡＰ）において要求する通信品質を具現し、さらに、ＱＯＳ管理部は、ユーザアプリケーションの要求する品質を確保できるように、再送制御およびフロー制御をＬＬＣ層またはＴＣＰ層に対して行う。
【００１９】
図３は、図１の無線端末装置２２のレイヤ構成の第２の例を示す図である。この第２の例では、ユーザアプリケーションのＱｏＳ要求条件を管理するアプリケーション管理制御部と、無線管理制御ミドルウェア（ＲＬＣ）とを有している。さらに、物理層およびＭＡＣ層は、ソフトウェア無線機のように同一のハードウェアを用いて柔軟に接続する無線システム切り替え可能なものである。アプリケーション管理制御部から要求されるＱｏＳ情報に基づき、無線管理制御ミドルウェア（ＲＬＣ）は、ソフトウェア無線機を制御し、要求されるＱｏＳ情報を満たすようにソフトウェア無線機の制御を行なう。この場合に接続される無線機は、たとえば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ホームＲＦ、ＩＥＥＥ８０２．１１が考えられる。
【００２０】
図４は、図１の無線端末装置２２のレイヤ構成の第３の例を示す図である。この第３の例では、物理層として、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ホームＲＦ、ＩＥＥＥ８０２．１１などのシステムごとにデータリンク、ＩＰ、ＴＣＰ／ＵＤＰなどを有している。さらに、ユーザアプリケーションからの通信品質要求を行なうアプリケーション管理制御部と、電池・センサなどにより端末または利用者の状態を監視する装置と、システムごとに設けられたインターフェースを切り替えるインターフェース切り替え制御ミドルウェアと、を有している。アプリケーション管理制御部は、ユーザアプリケーションの要求する通信品質、電池・センサ等から得られる端末または利用者の状態を示す情報に基づいて、あらかじめ定められたアルゴリズムにしたがって通信ミドルウェアの接続するシステムインターフェースを切り替えることにより、適切な無線装置を選択する。
【００２１】
図５は、図１の無線端末装置２２のレイヤ構成の第４の例を示す図である。この第４の例は、たとえば、５ＧＨｚ帯を用いた場合の無線装置の選択方法に関する例である。この第４の例は、アプリケーション管理制御部、無線管理制御ミドルウェア（ＲＬＣ）などから成るが、ＭＡＣ層は、ソフトウェアによりシステム間の差異を実現するものである。さらに、物理層は、５．２ＧＨｚ帯用および５．３ＧＨｚ帯用がそれぞれ設けられている。アプリケーション管理制御部は、アプリケーションの要求する通信品質を無線管理制御ミドルウェア部（ＲＬＣ）に伝送し、無線管理制御ミドルウェア部において接続する無線装置を決定し、ＭＡＣ層を接続するシステムに対応させると共に、必要な物理層に接続して所望の無線システムを実現する。
【００２２】
（第１の実施の形態）
次に、本発明の第１の実施の形態について説明する。図６は、本発明の第１の実施の形態に係る無線通信システムを示す概略構成図である。図６では、無線端末装置２２の通信相手として、第１の通信網１０には、メールなどの個別蓄積情報により構成される情報サーバ３０、第２の通信網１２には広告情報により構成される情報サーバ３２、第３の通信網１４には、動画、静止画を含むマルチメディア情報より構成される情報サーバ３４がそれぞれ接続されている。無線端末装置１１は、これらの情報サーバ３０，３２，３４のうちから通信先を選択することになる。
【００２３】
次に、本発明の第１の実施の形態の動作について説明する。まず、無線端末装置２２は、無線端末装置２２のバッテリ残量、表示画面の性能、利用者からの要求内容、アプリケーションが要求する通信品質、アプリケーションのバージョン情報などに基づいて、利用者が要求するコンテンツを含む情報サーバ３０，３２，３４を選択し、その選択の結果から接続する通信網１０，１２，１４を決定する。たとえば、動画を含むマルチメディア情報を情報サーバ３４から受信する場合を考える。無線端末装置２２のバッテリ残量が十分あり、無線端末装置２２の表示装置が高精細の動画を表示できる場合には、無線端末装置２２の通信ミドルウェアは、第３の通信網１４を介して、情報サーバ３４との通信を実行する。情報サーバ３４から提供される情報は、動画を主体とする大容量情報であり、これを運ぶために、第３の無線伝送路を介して、無線基地局２０へ無線端末装置２２は接続を行う。さらに、無線端末装置２２のアプリケーションが、情報サーバ３０からメール転送を同時に要求する場合、あるいは、情報サーバ３２から広告情報を受信することにより通信料金を下げる効果が期待される場合などは、必要に応じて、インターフェース２４，２６を介して情報サーバ３０，３２から情報を受信する。
【００２４】
また、第３の無線伝送路よりも伝送速度の低い第２の無線伝送路の利用で十分な場合には、無線端末装置２２の通信ミドルウェアは、通信に必要なコストや、消費電力の面から有利である、第２の無線伝送路および第２の通信網１２を介して、情報サーバ３４との通信を行う。このような場合は、たとえば、バッテリ残量が少ない場合、アプリケーションの要求する情報伝送内容が、第３の通信網１４より少ない伝送速度の場合、あるいは、高速に移動する場合、第３の無線基地局２０のエリア外であるなどの理由により発生する。
【００２５】
さらに、構内通信による第１の通信網１０の無線基地局１６に接続可能な場合は、無線端末装置２２の通信ミドルウェアは、第１の無線伝送路および第１の通信網１０を介して、情報サーバ３０，３２，３４との通信を行う。構内通信では一般的に通信料金が通信の都度発生するわけではないので、これにより安価な通信を実現することが可能となる。
【００２６】
また、一般に伝送速度が高速であるほうが同一の伝送方式、伝送品質では消費電力が大きくなるので、これらの選択は、たとえば、バッテリ動作による無線端末装置２２の動作時間の延長に有効に作用する。また、通信構内無線通信では通信距離が公衆無線通信より短いため、送信出力を小さくして通信を行うことにより、同様にバッテリ動作による端末の動作時間を延長することができる。
【００２７】
ここで、上記の図１および図６に示した無線端末装置２２の具体的な構成について説明する。図７は、無線端末装置２２の構成を示すブロック図である。この無線端末装置２２は、通信制御部２２０１と、無線受信部２２０２ａ，２２０２ｂ，２２０２ｃと、バッテリー装置２２０３と、加速度センサ２２０４と、位置センサ２２０５と、端末状態判定部２２０６と、表示装置２２０７と、入力装置２２０８と、ユーザアプリケーション２２０９と、無線送信部２２１０ａ，２２１０ｂ，２２１０ｃと、から構成されている。
【００２８】
次に、図８を用いて、図７の無線端末装置２２の受信動作について説明する。図８は、図７の無線端末装置２２の受信動作の処理手順を示すフローチャートである。まず最初、通信制御部２２０１は、無線受信部２２０２ａ，２２０２ｂ，２２０２ｃから無線受信情報を読み込み、その無線受信情報から使用可能な無線機を判断する（ステップＳ１０１）。続いて、表示装置２２０７、入力装置２２０８、ユーザアプリケーション２２０９それぞれの状態を読み込み、使用可能な無線機の中から実際に使用する無線機の候補を決定する（ステップＳ１０２）。通常、表示装置２２０７、入力装置２２０８およびユーザアプリケーション２２０９それぞれから出力される表示装置状態情報、入力装置状態情報および要求ＱｏＳ情報は、図示しないメモリ等の格納装置に一旦格納された後、通信制御部２２０１に読み込まれることになる。
【００２９】
次に、端末状態判定部２２０６は、加速度センサ２２０４および位置センサ２２０５から加速度情報および位置情報を取得し、無線端末装置２２が動作可能な状態であるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。通常、その端末状態判定情報は、一旦、図示しないメモリ等の格納装置に記録される。そして、通信制御部２２０１は、その格納装置内に格納された端末状態判定情報に基づいて、無線端末装置２２の動作状態、つまり、無線端末装置２２の利用者の動作状態を判断し、無線端末装置２２に要求される受信性能を判断する（ステップＳ１０４）。たとえば、利用者が画面を見ていない状態では、リアルタイム画像の受信は不要である。この場合、伝送速度を落として画像データを受信すれば良い。
【００３０】
次に、通信制御部２２０１は、ステップＳ１０４の判定結果に基づいて、使用する無線機の絞り込みを実行する（ステップＳ１０５）。無線機の使用候補は、１つのみならず、複数であっても構わない。ただし、複数ある場合、あらかじめ定められたアルゴリズム等により優先順位付けされるものとする。そして、使用候補である無線機の中から一つを選択し（ステップＳ１０６）、通信制御部２２０１は、その選択された候補によって通信可能であるか否かを、無線受信部２２０２ａ，２２０２ｂ，２２０２ｃからの無線受信情報を参照することで、判断する（ステップＳ１０７）。そして、その候補が条件を満足しない場合（ステップＳ１０７ＮＯ）、次候補がさらに有れば（ステップＳ１０８ＹＥＳ）あれば、上記のステップＳ１０６に戻る。一方、次候補が無ければ（ステップＳ１０８ＮＯ）、データ受信を中止し（ステップＳ１０９）、受信動作はここで終了する。
【００３１】
ステップＳ１０７で選択された無線機が条件を満足すれば（ステップＳ１０７ＹＥＳ）、使用する無線機として決定する（ステップＳ１１０）。そして、次候補がさらに有れば（ステップＳ１１１ＹＥＳ）、上記のステップＳ１０６に戻る。一方、もう次候補が無ければ（ステップＳ１１１ＮＯ）、通信制御部２２０１は、無線受信部２２０２ａ，２２０２ｂ，２２０２ｃに受信機制御信号を送信し、受信に最適な無線機を選択し（ステップＳ１１２）、データ受信を開始し（ステップＳ１１３）、無線端末装置２２の受信動作は終了する。
【００３２】
次に、図９を用いて、図７の無線端末装置２２の送信動作について説明する。図９は、図７の無線端末装置２２の送信動作の処理手順を示すフローチャートである。まず最初、通信制御部２２０１は、送信すべきデータが存在するか否かを確認する（ステップＳ２０１）。そして、送信データが無ければ（ステップＳ２０２ＮＯ）、タイマ等の手段により送信データ待ちを継続するか否かを判断し、継続する場合には（ステップＳ２１３ＹＥＳ）、ステップＳ２０１に戻る。継続しない場合には（ステップＳ２１３ＮＯ）、直ちにデータ送信を中止し（ステップＳ２１０）、無線端末装置２２の送信動作は終了する。
【００３３】
一方、送信データが有れば（ステップＳ２０２ＹＥＳ）、通信制御部２２０１は、端末状態判定情報を読み込み、無線端末装置２２が動作可能状態であるか否かを判断する（ステップＳ２０３）。また、このステップＳ２０３で、バッテリ−２２０３からバッテリー残量情報を取得しても良い。続いて、無線端末装置２２が送信動作可能な状態であるか否かが判断される（ステップＳ２０４）。たとえば、ユーザアプリケーション２２０９が利用者によるカメラ画像のリアルタイム送信を望んだ場合であっても、上記のステップＳ２０３で利用者が歩行状態にあると判断された場合には、正しい画像を送信できないと判断し（ステップＳ２０４ＮＯ）、画像信号に必要な広帯域通信を行わない（ステップＳ２１０）、等の動作が考えられる。また、バッテリー残量情報からバッテリーの残量が少ないと判断された場合にも、送信動作不可能であると判断しても良い。そして、ここで、送信動作は終了する。
【００３４】
一方、無線端末装置２２が送信動作可能な状態であると判定される場合には（ステップＳ２０４ＹＥＳ）、通信制御部２２０１は、無線受信情報を読み込んで（ステップＳ２０５）、無線機の選択候補を決定する（ステップＳ２０６）。ここで、無線受信情報に基づいて無線機の選択候補を決定するのは、通常、送信と受信は、同一の無線基地局に対して対で行われるため、無線基地局からの報知情報を受信できない無線伝送路を使っての送信はできないと考えられるからである。しかし、たとえば、送信と受信との間で異なった無線機を利用するハイブリッド無線通信システムの場合には、受信状態の確認動作であるステップＳ２０５は省略することも可能である。
【００３５】
そして、選択候補である無線機の中から一つを選択し（ステップＳ２０７）、その無線機が送信可能であるか否かを判断し、送信が不可能である場合には（ステップＳ２０８ＮＯ）、次候補がさらに有れば（ステップＳ２０９ＹＥＳ）、上記のステップＳ２０７に戻る。一方、次候補が無ければ（ステップＳ２０９ＮＯ）、データ送信を中止し（ステップＳ２１０）、送信動作はここで終了する。なお、上記のステップＳ２０８の判断は、たとえば、無線基地局から送信される報知情報を対となる受信機が受信できるかどうかで判断すれば良い。
【００３６】
一方、送信可能である場合には（ステップＳ２０８ＹＥＳ）、その無線機の使用を決定し（ステップＳ２１１）、データ送信を開始し（ステップＳ２１２）、無線端末装置２２の送信動作を終了する。なお、送信のみならず受信も同時に行ってもよい。
【００３７】
ここで、上記の図８の受信動作および図９の送信動作における、選択された無線機の優先順位付けは、たとえば、次のように行えば良い。図１０は、選択された無線機の優先順位付けの方法を説明するための図である。図１０（ａ）の例は、通信データ量をＭとして、通信路１の伝送速度、時間単価がそれぞれａ，Ａ、通信路２の伝送速度、時間単価がそれぞれｂ，Ｂ、通信路３の伝送速度、時間単価がそれぞれｃ，Ｃである場合である、この場合、各通信路１，２，３それぞれの通信コストは、（Ａ／ａ）Ｍ，（Ｂ／ｂ）Ｍ，（Ｃ／ｃ）Ｍとなる。したがって、通信コストが通信路２，１，３の順に安いものであれば、その安い順に通信路の優位順位付けを行えば良い。
【００３８】
図１０（ｂ）の例は、通信路１は時間に応じて通信料金が決定される時間課金方式、通信路２はパケット数に応じて通信料金が決定されるパケット課金方式、通信路３は定額料金である場合である。ここで、通信路２の通信料金はパケットあたりｐ，平均パケット長を１であるとすると、データ送信のために必要な限界コストは、通信路１，２，３それぞれにおいて、（Ａ／ａ）Ｍ，（Ｍ／１）ｐ，０と計算できる。この場合、通信コストが通信路３，２，１の順に安いものであれば、その順に通信路選択の優位順位を付ければ良い。
【００３９】
このような計算のテーブルを端末内部に持つことにより、容易にコストの安い無線通信路を選択することが可能となる。
【００４０】
また、このような通信路の優先順位付けは、上記の例のような通信コストだけでなく、その他の要因を用いて順位付けすることもできる。たとえば、携帯端末の場合、バッテリ残量が多いときはコストを優先して通信路を決定し、バッテリ残量が少なくなってきた場合には、より低消費電力の通信路を優先して通信路を決定すれば良い。低消費電力の通信路決定方法としては、伝送速度だけでなく、基地局からの受信電界強度情報を得ることで、基地局への必要な送信電力制御を行ない、もっとも基地局が近く、かつ、消費電力の少ない無線通信路を選択することもできる。
【００４１】
さら、上記の例のようなコストによる選択でなく、コンテンツ内容に応じて基地局を選択することも可能である。たとえば、図１０（ｃ）の例では、データ量がある程度の範囲に収まっていると予想される定型コンテンツの場合には、課金が定額制の通信路１を利用し、データ量の範囲が定まらないリアルタイム画像伝送などの従量型コンテンツの場合には、課金が従量制の通信路のうち通信料金が安いがエリアが狭い通信路３を優先して選択し、次いで通信料金は通信路３より割高だが通信エリアの広い通信路２をサーチして選択する。
【００４２】
このような選択アルゴリズムを通信制御部に備えることにより、端末の消費電力を抑制し、端末の小型化、通信時間の長大化、通信料金の低額化を実現することができる。
【００４３】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。この第２の実施の形態は、上記の第１の実施の形態に係る無線通信システムの具体的な適用例を示すものである。図１１は、本発明の第２の実施の形態に係る通信システムの概略構成図である。
【００４４】
図１１（ａ）において、この第２の実施の形態の通信システムは、第１の通信網３６と、第２の通信網３８と、第１の通信網３６に接続し、高速伝送可能な第１の無線基地局（たとえば、ＣＤＭＡ無線基地局）４０と、第２の通信網３８に接続し、第１の無線基地局４０よりも低速な伝送を行う第２の無線基地局（たとえば、ＰＨＳの無線基地局）４２と、第１および第２の無線基地局４０，４２との間で無線通信する無線端末装置４４と、から構成されている。無線端末装置４４は、アンテナ４４０１と、表示装置４４０２と、表示装置４４０２と平行に設けられた加速度センサ４４０３と、を備えている。そして、無線端末装置４４は、第１の無線基地局４０との間で高速無線伝送路４６を形成し、第２の無線基地局４２との間で低速無線伝送路４８を形成する。
【００４５】
図１１（ａ）は、無線端末装置４４の利用者が、無線端末装置４４の表示装置４４０２に表示されている画像をまさに見ている状態を示している。この場合、無線端末装置４４に備え付けられた加速度センサ４４０３は、無線端末装置４４が重力方向を検知するような方向に位置することになる。それにより、加速度センサ４４０３は、無線端末装置４４の表示装置４４０２が上向き方向にあると検知することができる。というのは、通常、画面表示のある携帯端末は、利用者の目線より下に位置して、その画面が視聴されることになる。したがって、端末が上向き方向であることを検知すれば、利用者がその画面を見ていると判断することが可能となる。そして、利用者が、たとえば、リアルタイム画像を視聴している場合であれば、無線端末装置４４は、第１の無線基地局４０との間で高速無線伝送路４６を形成し、画面を見ている状態においては利用者にストレスなくリアルタイム画像を表示することを可能とする。
【００４６】
一方、図１１（ｂ）に示すように、無線端末装置４４の表示装置４４０２が、縦または裏向きに置かれるような場合においては、通常、利用者は画面を見ていないと考えられる。この場合、リアルタイムに画像を受信することは不要である。そこで、加速度センサ４４０３によって無線端末装置４４が縦または裏向きに置かれていると検知された場合、利用者データの通信などは、低速な無線通信路４８を通じて第２の無線基地局４２に接続する。これにより、電力消費の大きな高速無線通信を行わずにデータ通信を実現できる。このため、無線端末装置４４のバッテリ仕様比を小さくすることができる。さらに、図１１（ｂ）の場合、表示装置４４０２の表示をオフ状態にすることにより、さらなる消費電力の削減も可能である。
【００４７】
図１１の加速度センサ４４０３としては、たとえば、２次元型加速度センサであるアナログデバイセス社製ＡＤＸＬ２０２ＪＣを用いれば良い。この加速度センサでは、２軸の合成加速度により、端末の重力方向に対する位置関係を検知することが可能である。また、端末が加減速状態にある場合には正確な重力方向を検知できないが、さらにこの加速度センサを３次元目の方向に向けてもう１台増設することにより、３次元での重力方向をより正確に把握することが可能である。
【００４８】
本発明の第３の実施の形態において、高速無線伝送路４６は、第１の無線基地局４０から無線端末装置４４への下りリンクのみに使い、上りリンクは低速無線通信路４８を使用するようにしても良い。この場合、より消費電力を小さくし、かつ、無線端末装置４４の部品数の低減化によって端末価格を安くできる。
【００４９】
（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。この第３の実施の形態も、上記の第２の実施の形態と同様、上記の第１の実施の形態に係る無線通信システムの具体的な適用例を示すものである。図１２は、本発明の第３の実施の形態に係る通信システムの概略構成図である。
【００５０】
図１２において、無線端末装置５０は、家屋５２内で、家屋５２内に設置された家庭用の第１の無線基地局５４と、家屋５２の外に設置された公衆用の第２の無線基地局５６の電波を少なくとも受信することができるものとする。家屋５２内の無線端末装置５０は、チャネル切替によって、第１の無線基地局５４と第２の無線基地局５６のうちのいずれにも接続可能であるが、第１の無線基地局５４は、その報知チャネルの一部において家屋５２内の家庭用無線基地局である旨のＩＤを報知しており、第２の無線基地局５６は、同じくその報知チャネルの一部において公衆用の無線基地局である旨のＩＤを報知しているものとする。
【００５１】
この場合、無線端末装置５０は、第１の無線基地局５４への接続を優先することにより、安定した品質の通信を行うことができ、さらに、家屋５２の壁によって電波が減衰するために、外部への電波干渉を減少させて接続することが可能となる。
【００５２】
また、無線端末装置５０が家屋５２の内から外へ移動した場合、同一の無線周波数を用いているので、第２の無線基地局５６へ接続する場合においても、同一の送受信回路を用いて接続でき、端末の小型化とコストを減少させることが可能となる。
【００５３】
家屋５２の内側にいるか外側にいるかの判定は、第１の無線基地局５４の報知情報の受信電界強度を測定し、第１の無線基地局５４の受信電界強度が、所定のしきい値を超える場合には、第１の無線基地局５４に接続することにより可能である。また、別の方法として周囲の照度を用いる方法や、ＧＰＳ（測位衛星）を用いることにより、端末の位置情報と地図情報の参照から家屋内外を判定することも可能である。
【００５４】
（第４の実施の形態）
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。図１３は、本発明の第４の実施の形態に係る通信システムの概略構成図である。図１３は、ディジタルカメラ装置６２によって撮影された画像を、通信網７２に接続されたサーバ装置７４に、間接的に転送する場合を示している。
【００５５】
まず、図１３（ａ）では、ディジタルカメラ装置６２は、美術館、ホール等の建築物６６の内部に位置している。このため、ディジタルカメラ装置６２に内蔵された無線通信機は、通信網７２の無線基地局６８の通信エリア７０の圏外にあり、直接無線基地局６８と接続することはできない。このような場合に、無線端末装置６４は、ディジタルカメラ装置６２内の画像を一旦受信し、その内部に蓄積する。この画像の受け渡しは、無線基地局６８用の無線システムとは異なっていて良く、たとえば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈによってディジタルカメラ装置６２と無線端末装置６４との間を一時的に接続すれば良い。無線端末装置６４は、たとえば、腕時計のような形状により、常に利用者の体の外部と接している。
【００５６】
次に、図１３（ｂ）に示すように、無線端末装置６４の利用者は、建築物６６から外に出て、無線基地局６８の通信エリア７０内に移動する。この際、ディジタルカメラ装置６２は金属製の鞄７６の中に入れて運ばれるとする。この場合、デジタルカメラ装置６２は金属製の鞄７６により生じる電波減衰により、無線基地局６８に接続することができない。しかし、無線端末装置６４は腕時計等体の外部に見える形であるため、無線基地局６８と接続し、デジタルカメラ装置６２からの蓄積データを通信網７２を介してサーバ装置７４に送信できる。サーバ装置７４に代えて、別の通信端末装置に送信してももちろん構わない。
【００５７】
本発明の第５の実施の形態によれば、デジタルカメラ装置６２が無線基地局６８との接続に使用できる接続装置を持たない場合、あるいは、接続装置があったとしても直接伝送することができない状況であっても、無線端末装置６４を経由することで、無線基地局６８に非同期な無線データ伝送を行うことが可能となる。
【００５８】
（第５の実施の形態）
次に、本発明の第５の実施の形態について説明する。図１４は、本発明の第５の実施の形態に係る通信システムの概略構成図である。図１４において、第１の無線端末装置７８は、たとえば、ＰＤＡ（Personal Didigal Assistent）のような、表示装置を備えた無線端末装置である。また、第２の無線端末装置８０は、第１の無線端末装置７８と無線基地局８２の両方に接続可能であり、たとえば腕時計のように、常に外部にさらされているものとする。
【００５９】
図１４（ａ）は、第１および第２の無線端末装置７８，８０に利用者が、駅構内の自動改札装置８４を通過する場合を示している。ここで、情報サーバ８８から第１の無線端末装置７８宛ての電子メール等のデータが存在するが、第１の無線端末装置７８は鞄に入っており、電波減衰により無線基地局８２と通信できないとする。これは、たとえば、５ＧＨｚ帯のような高周波数の場合には、見通しのできない状況においては、通信が困難になるからである。このような場合には、接続の容易な第２の無線端末装置８０によって、一旦、第１の無線端末装置７８宛てのデータを受信し、第１の無線端末装置８０の記憶装置に蓄積する。
【００６０】
そして、図１４（ｂ）に示すように、利用者は、鉄道車両９０内で、第２の無線端末装置８０内に一旦蓄積されたデータを第１の無線端末装置７８に転送し、第１の無線端末装置７８で動画などの表示を行うことが可能である。
【００６１】
（第６の実施の形態）
次に、本発明の第６の実施の形態について説明する。図１５は、本発明の第６の実施の形態に係る通信システムを説明するための図であり、（ａ）は、その概略構成図、（ｂ）は、（ａ）のゲートウェイサーバの構成を示す図である。
【００６２】
図１５（ａ）において、たとえば、無線端末装置９２を携帯する利用者が、事故によって意識を失い、病院を呼び出すことができないとする。この場合、無線端末装置９２は、利用者が危険な状態であることを検知し、その情報を自動的に必要な場所に通報し、利用者の救助の助けを行う。
【００６３】
具体的には、無線端末装置９２は、利用者の健康状態を監視し、危険な状態を検知した場合は、無線基地局９４に接続し、ゲートウェイサーバ９６に緊急信号を通知する。これは、たとえば、危険を通知する種類のメッセージＩＤを利用するが、１１９番のような固定番号だけでなく、利用者の危険状態に応じた特別な番号を通知することができる。
【００６４】
図１５（ｂ）に示すように、ゲートウェイサーバ９６の内部では、通信制御部９８内のテーブル１００を参照し、たとえば、利用者のかかりつけの医者１０２の呼出し番号により、端末１０６に緊急呼び出しを表示させる。あるいは、消防署や救急センター１０８の呼出し番号により、通信端末装置１１０に緊急呼び出しを表示させて救急車の出動をすることができる。この場合のテーブル１００には呼び出しの順番に並んでいるが、危険の状態によって呼び出し先を変更するように設定できる。
【００６５】
また、ゲートウェイサーバ９６は、親戚など関係者１１２の端末１１４を無線基地局１１６を介して呼び出すことにより、危険を関係者１１２に通知させることも可能である。さらに、ゲートウェイサーバ９６からテーブル１００により呼び出し先の切替を行なうのではなく、たとえばサービスプロバイダ１１８が通信終端装置１０４それぞれの呼び出しの機能を代行して行ってもよい。
【００６６】
図１６は、本発明の第６の実施の形態の別の構成を示す図である。図１６では、無線端末装置１２０が、その利用者が外出先で事故、病気などで倒れるなど危険であると検知した場合に、あらかじめ設定された緊急連絡先の呼び出し符号を無線基地局１２４を介して呼び出すことにより、病院１２６、消防署、緊急センター１２８それぞれの通信終端装置１３０を介して端末装置１３４に危険を通知する。消防署または緊急センター係員１３６または医療スタッフ１３８は、それぞれの端末１３４を見ることにより、利用者の危険を検知して救急車の出動等の手配を迅速に行う。それにより、利用者の救助を行うことが可能となる。また、無線端末装置１２０は、親戚など関係者１４０の家１４２のゲートウェイ装置１４４に緊急信号を通知することにより、構内無線基地局１４６を介して利用者端末装置１４８に緊急情報を表示させ、関係者１４０に利用者の危険を知らせることができる。
【００６７】
上記の図１６において、利用者の位置情報は、たとえば、無線基地局１２４から報知される基地局ＩＤを元に知ることができ、これを端末装置１３４，１４８に表示させることにより救助を迅速かつ正確に行うことが可能となる。また、無線端末装置１２０において呼び出し先のテーブルをもって検索するのではなく、サービスプロバイダ１５０が呼び出し先のテーブルを持っておき、無線端末装置１２０は、サービスプロバイダ１５０に利用者の危険状態を通知することにより、サービスプロバイダ１５０が消防署または救急センター１２８、病院１２６または関係者１４０を呼び出すことも可能である。
【００６８】
図１７は、上記の図１５および図１６の無線端末装置９２，１２０の構成例を示すブロック図である。図１７において、この無線端末装置は、赤外線センサ１５２と、カメラ装置１５４と、加速度センサ１５６と、脈波センサ１５８と、位置センサ１６０と、健康管理情報記憶部１６２と、画像処理部１６４と、ユーザ状態判定部１６６と、通信制御部１６８と、通信先リスト１７０と、通信処理部１７２と、無線受信部１７４と、無線送信部１７６と、を少なくとも備えている。
【００６９】
図１７の無線端末装置では、赤外線センサ１５２の測定情報、あるいは、カメラ装置１５４の画像信号に基づいて、この無線端末装置の利用者の顔や眼、体の状態を画像処理部１６４によって処理し、その処理結果である画像処理信号をユーザ状態判定部１６６に送信する。さらに、ユーザ状態判定部１６６は、加速度センサ１５６からの加速度信号、脈波センサ１５８からの脈波情報、および、位置センサ１６０からの位置信号を入力し、利用者の体の状態を判定する。また、ユーザ状態判定部１６６は、必要に応じて、健康管理情報記憶部１６２に格納されている健康管理情報を参照し、利用者の体の状態を監視する。
【００７０】
そして、ユーザ状態判定部１６６は、利用者の体の状態に異常、危険を検知した場合には、危険である旨を示すユーザ状態判定信号を通信制御部１６８に送信する。通信制御部１６８は、利用者の通信先のＩＤを格納する通信先リスト１７０から利用者のかかりつけの医者等の呼び出しＩＤを含む通信先リスト情報を読み出し、通信処理部１７２に通信制御信号を送信する。通信処理部１７２は、無線受信部１７４および無線送信部１７６それぞれに受信機制御信号、送信機制御信号を出力し、受信データおよび送信データの送受信を行う。
【００７１】
【発明の効果】
本発明によれば、接続先の無線通信システムの切り替えを、利用者の状態等に応じて、自動的に切り替えることが可能な無線端末装置を実現できる。このため、利用者による切り替えが不要となり、利用者はわずらわしい切り替え動作を行わなくて良いことになる。また、自動切り替えによって、無線端末装置のアプリケーションをより適切に動作させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る無線端末装置を含む無線通信システムを示す概略構成図である。
【図２】図１の無線端末装置２２のレイヤ構成の第１の例を示す図である。
【図３】図１の無線端末装置２２のレイヤ構成の第２の例を示す図である。
【図４】図１の無線端末装置２２のレイヤ構成の第３の例を示す図である。
【図５】図１の無線端末装置２２のレイヤ構成の第４の例を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係る無線通信システムを示す概略構成図である。
【図７】図６の無線端末装置２２の構成を示すブロック図である。
【図８】図７の無線端末装置２２の受信動作の処理手順を示すフローチャートである。
【図９】図７の無線端末装置２２の送信動作の処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】無線機の優先順位付けの方法を説明するための図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態に係る通信システムの概略構成図である。
【図１２】本発明の第３の実施の形態に係る通信システムの概略構成図である。
【図１３】本発明の第４の実施の形態に係る通信システムの概略構成図である。
【図１４】本発明の第５の実施の形態に係る通信システムの概略構成図である。
【図１５】本発明の第６の実施の形態に係る通信システムを説明するための図である。
【図１６】本発明の第６の実施の形態の別の構成を示す図である。
【図１７】図１５および図１６の無線端末装置９２，１２０の構成例を示すブロック図である。
【図１８】従来の無線通信システムの構成例を示す図である。
【図１９】従来の無線通信システムの他の構成例を示す図である。
【符号の説明】
１０，１２，１４，３６，３８，５８，７２，８６，１２０，１５０ 通信網１６，１８，２０，４０，４２，５４，５６，６８，８２，９４，１１６，１２４，１４６，１０１４，１０１６，１０４８ 無線基地局
２２，４４，５０，６４，７８，８０，９２，１１４，１２２，１４８，１００４ 無線端末装置
２４，２６，６０，９６，１４４，１０４２ インターフェース（網間接続装置）
２８，３０，３２，３４，７４，８８，１０２６，１０４６ 情報サーバ
４６ 高速無線伝送路
４８ 低速無線伝送路
５２，１４２ 家屋
６２ ディジタルカメラ装置
６６ 建築物
７０ 通信エリア
７６ 鞄
８４ 自動改札装置
９０ 鉄道車両
９８ 通信制御部
１００ テーブル
１０２ 医者
１０４，１３０ 通信終端装置
１０６，１１０，１３４ 通信端末装置
１０８，１２８ 消防署、救急センター
１１２，１４０ 親戚などの関係者
１１８ サービスプロバイダ
１２６ 病院
１３６ 消防署または救急センター係員
１３８ 医療スタッフ
１５２ 赤外線センサ
１５４ カメラ装置
１５６，２２０４，４４０３ 加速度センサ
１５８ 脈波センサ
１６０，２２０５ 位置センサ
１６２ 健康管理情報記憶部
１６４ 画像処理部
１６６ ユーザ状態判定部
１６８ 通信制御部
１７０ 通信先リスト
１７２ 通信処理部
１７４，２２０２ 無線受信部
１７６，２２１０ 無線送信部
１０００ ＰＨＳ網
１００２ ＰＤＣ網
１００６ 表示部
１００８ テンキー
１０１０，１０１２ 無線アンテナ
１０１８，１０５２ アクセスサーバ
１０２０，１０４４ インターネット
１０２２，１０２４，１０５４ 通信先端末
１０２８ ＰＣ装置
１０２８ａ ＰＣＭＣＩＡカードスロット
１０２８ｂ アイコン
１０２８ｃ マウスカーソル
１０３０ ＰＨＳデータ通信カード
１０３２ 無線ＬＡＮカード装置
１０３４ ＰＨＳ端末
１０３６ 親機
１０３８ イーサーネット
１０４０ 構内網
１０５０ ＰＨＳ網
２２０１ 通信制御部
２２０３ バッテリー
２２０６ 端末状態判定部
２２０７，４４０２ 表示装置
２２０８ 入力装置
２２０９ ユーザアプリケーション
４４０１ アンテナ
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線端末装置、無線通信システム、および、無線通信方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の無線通信システムは、システムごとに別々の周波数を用いて通信が行なわれていた。このため、無線端末は、それぞれが利用される無線通信システムに固有の端末であり、対応する無線通信システムのみに接続可能である。一方、端末によっては、複数の種類の無線通信装置をあらかじめ内蔵し、複数の無線通信システムに接続可能なものもあるが、一度には一つのシステムにしか接続することはできなかった。また、無線通信装置の切り換え自体も、無線端末の利用者の手動によって行われていた。
【０００３】
図１８に示す無線通信システムでは、２つの通信網、ここで、ＰＨＳ網１０００とＰＤＣ網１００２、に接続可能である、デュアルモード端末と呼ばれる無線端末装置１００４が利用されている。もの無線端末装置１００４には、表示部１００６と、テンキー１００８と、ＰＨＳ網１００用の無線アンテナ１０１０と、ＰＤＣ網１００２用の無線アンテナ１０１２と、が備え付けられている。また、ＰＨＳ網１０００およびＰＨＳ網１００２それぞれには、無線基地局１０１４，１０１６が接続され、各無線基地局１０１４，１０１６を介して、無線端末装置１００４はＰＨＳ網１０００およびＰＤＣ網１００２に無線接続する。ＰＨＳ網１００およびＰＤＣ網１００２は、それぞれに対応するアクセスサーバ２１０９を介して、公衆網であるインターネット１０２０と接続している。
【０００４】
無線端末装置１００４は、たとえば、無線アンテナ１０１０を利用してＰＨＳ網１０００に接続し、ＰＨＳ網１０００と接続する通信先の端末１０２２と音声通話を行なうことが可能である。また、無線アンテナ１０１２を利用してＰＤＣ網１００２に接続し、ＰＤＣ網１００２と接続する通信先の端末１０２４と音声通話を行うことも可能である。さらに、アクセスサーバ１０１８との間でデータ通信回線を確立し、インターネット１０２０を経由して、所望の情報サーバ（ＷＷＷサーバ）１０２６にアクセスすることもできる。情報サーバ１０２６内の情報は、ＰＨＳ網１０００またはＰＤＣ網１００２のいずれかを経由して無線装置端末１００４に送信され、無線端末装置１００４の表示部１００６に表示されることになる。
【０００５】
上記の場合、無線端末装置１００４の接続先、つまり、ＰＨＳ網１０００とＰＤＣ網１００２のうちのいずれに接続するかは、テンキー１００８などを用いた利用者による入力によって選択されている。すなわち、その選択は、利用者の意志によるものである。したがって、たとえば、利用者が音声通信を行うときに、サービスエリアが広く、また、高速な移動にも適応可能であるＰＤＣ網１００２を選択するか、あるいは、データ通信の伝送速度の速いＰＨＳ網１０００を選択するかは、まさに利用者の決定によるものである。このため、たとえば、音声通話する際にＰＨＳ網１０００が選択された結果、移動中にその通信が切断されてしまったり、あるいは、データ通信にＰＤＣ網１００２が選択され、その結果、データ伝送速度が低い上に料金も高く請求されてしまう場合があった。
【０００６】
また、図１９に示すＰＣ装置１０２８では、ＰＨＳデータ通信カード１０３０および無線ＬＡＮカード１０３２の両方が、ＰＣ装置１０２８のＰＣＭＣＩＡカードスロッアイコント１０２８ａに接続する。ＰＨＳデータ通信カード１０３０はＰＨＳ端末１０３４と接続し、無線ＬＡＮカード装置１０３２は、アンテナ部１０３２ａを介して、親機１０３６と接続している。ＰＣ装置１０２８は、無線ＬＡＮカード１０３２、親機１０３６、イーサーネット１０３８、構内網１０４０、および、ゲートウェイ１０４２を介して、インターネット１０４４に接続された情報サーバ（ＷＷＷサーバ）１０４６にアクセスする。あるいは、ＰＨＳデータ通信カード１０３０、ＰＨＳ端末１０３４、基地局１０４８、ＰＨＳ網１０５０、および、アクセスサーバ１０５２を介して、情報サーバ１０４６にアクセスすることも可能である。また、ＰＨＳ網１０５０に接続された通信先の端末１０５４とも通信可能である。
【０００７】
図１９のＰＣ装置１０２８の接続先、つまり、構内網１０４０とＰＨＳ網１０５０のうちのいずれに接続するかは、ＰＣ装置１０２８のディスプレイ装置に表示され、構内網１０４およびＰＨＳ網１０５０それぞれに対応するアイコン１０２８ｂをマウスカーソル１０２８ｃによってクリックすることで決定される。さらに、ＰＣ装置１０２８内のＷＷＷブラウザなどのソフトの操作によって、情報サーバ１０４６の情報をダウンロードすることもできる。
【０００８】
この場合であっても、上記の図１８に示した場合と同様、ＰＣ装置１０２８の利用者が、ＰＣ装置１０２８の接続先を選択することで、無線通信が実行される。また、一度選択された接続先は、通信中には自動で切り換えることができない。このため、たとえば、構内網１０４０に接続されているＰＣ装置１０２８が屋内に移動し、そのため、ＰＨＳ網１０５０に接続を切り換える必要が生じた場合であっても、一旦構内網１０４０との通信を切断してからＰＨＳ網１０５に再接続する必要がある。したがって、利用者には煩雑な操作が要求されることになる。
【０００９】
また、上記の図１８および図１９の場合の両方に共通する問題として、無線機を２台切り換える際に、それぞれの無線機が独立であるため、無線機の物理層、ＭＡＣ層がそれぞれ必要であるという問題がある。さらに、図１９の場合では、データ通信用のロジックＬＳＩなども両方に必要であるため、無線機の重量、消費電力、価格コストがほぼ２台分必要になるなどの問題もあった。
【００１０】
さらに、従来は無線周波数ごとに別々のシステムが構築されてきたが、２．４ＧＨｚ帯では、ＩＥＥＥ８０２．１１だけでなく、ホームＲＦやＢｌｕｅｔｏｏｔｈといった複数のシステムが同一の周波数帯を利用している。しかし、それぞれのシステムの機器は独立であるため、上記と同様、同一周波数帯であっても、図１９に示すように、複数の無線端末を接続する必要があった。そして、５．２ＧＨｚ帯や５．３ＧＨｚ帯においても、同様に、複数の無線システムが周波数を共有する見込みである。
【００１１】
また、無線端末装置の無線機の切り替えは、利用者の手入力で行われるために、場所が変わるたびに接続する無線通信システムを変更しなければならない。同一場所においても通信内容が異なる場合には、やはり無線機を切り換える必要があった。さらに、同時に複数の無線機を選択できないため、画像を見ながら電話をかけるといった複数のコンテンツの通信を実現することができなかった。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような課題を解決し、アプリケーションの内容や、通信の状態、利用者の状態、周りの環境条件等に応じて、接続先の無線通信システムを自動的に切り替え可能な無線端末装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、異なる通信方式を採用する複数の無線通信システムそれぞれと接続可能な無線端末装置であって、前記複数の無線通信システムのうちのいずれかとの間で通信する際に、前記複数の無線通信システムそれぞれの無線基地局との間で形成される複数の無線伝送路のうちから、所定の無線伝送路選択基準に基づいて、最適な無線伝送路を随時選択可能な最適無線伝送路選択手段を備える無線端末装置であることを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、接続先の無線通信システムの切り替えを、利用者の状態等に応じて、自動的に切り替えることが可能となる。このため、利用者によるわずらわしい動作は軽減し、アプリケーションの動作を適切に行うことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一または類似の部分には同一または類似の符号を付している。以下では、まず、本発明に係る無線端末装置について説明し、次に、本発明に係る無線通信システムおよび無線通信方法について６つの実施の形態を用いて説明する。
【００１６】
（本発明に係る無線端末装置）
図１は、本発明に係る無線端末装置を含む無線通信システムを示す概略構成図である。この無線通信システムは、構内通信を行なう第１の通信網１０と、公衆接続を行なう第２および第３の通信網１２，１４と、第１、第２および第３の通信網１０，１２，１４それぞれに接続された第１、第２および第３の無線基地局１６，１８，２０と、第１、第２および第３の無線基地局１６，１８，２０を介して、それぞれに対応する通信網１０，１２，１４に無線接続可能な無線端末装置２２と、から構成されている。第１の通信網１０と第２の通信網１２との間には、インターフェース２４が接続され、第２の通信網１２と第３の通信網１４との間には、インターフェース２６が接続されている。
【００１７】
本発明に係る無線端末装置２２は、第１、第２および第３の無線基地局１６，１８，２０それぞれに対して無線通信を実現する。無線端末装置２２は、第１、第２および第３の基地局１６，１８，２０それぞれと通信可能な無線インターフェースを少なくとも有している。通常、各基地局１６，１８，２０それぞれの通信可能エリアのすべてが重なっているわけではない。そのため、無線端末装置２２は、通信を確立できる無線基地局を第１、第２および第３の無線基地局１６，１８，２０のうちから選択し、アプリケーションの要求する通信性能の中から最も適切な通信路を選択する。図１では、無線基地局１６は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈや、無線ＬＡＮ、ホームＲＦのように近距離の構内通信を実現する無線通信の基地局、無線基地局１８は、ＰＤＣのような公衆用の移動通信網の基地局であり、自動車の移動速度のような高速な移動に対しても安定した通信を行うことができる無線通信の基地局、無線基地局１０９は、ＰＨＳや高速移動アクセスのような歩行速度程度の移動を提供する公衆用の無線通信の基地局である。
【００１８】
次に、図１に示した無線端末装置２２のレイヤ構成について説明する。図２は、図１の無線端末装置２２のレイヤ構成の第１の例を示す図である。この第１の例は、無線部に２．４ＧＨｚ帯を用いた場合における無線装置の選択方法に関する例である。この第１の例では、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ホームＲＦ、ＩＥＥＥ８０２．１１（ＩＥＥＥ８０２．１１ｂも含む。以下、同様）それぞれに対応する、物理層およびＭＡＣ層がそれぞれ独立に構成されている。無線切り替え制御ミドルウェア（ＲＬＣ）は、無線装置の切り替えを行なうことで、アプリケーション（ＡＰ）において要求する通信品質を具現し、さらに、ＱＯＳ管理部は、ユーザアプリケーションの要求する品質を確保できるように、再送制御およびフロー制御をＬＬＣ層またはＴＣＰ層に対して行う。
【００１９】
図３は、図１の無線端末装置２２のレイヤ構成の第２の例を示す図である。この第２の例では、ユーザアプリケーションのＱｏＳ要求条件を管理するアプリケーション管理制御部と、無線管理制御ミドルウェア（ＲＬＣ）とを有している。さらに、物理層およびＭＡＣ層は、ソフトウェア無線機のように同一のハードウェアを用いて柔軟に接続する無線システム切り替え可能なものである。アプリケーション管理制御部から要求されるＱｏＳ情報に基づき、無線管理制御ミドルウェア（ＲＬＣ）は、ソフトウェア無線機を制御し、要求されるＱｏＳ情報を満たすようにソフトウェア無線機の制御を行なう。この場合に接続される無線機は、たとえば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ホームＲＦ、ＩＥＥＥ８０２．１１が考えられる。
【００２０】
図４は、図１の無線端末装置２２のレイヤ構成の第３の例を示す図である。この第３の例では、物理層として、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ホームＲＦ、ＩＥＥＥ８０２．１１などのシステムごとにデータリンク、ＩＰ、ＴＣＰ／ＵＤＰなどを有している。さらに、ユーザアプリケーションからの通信品質要求を行なうアプリケーション管理制御部と、電池・センサなどにより端末または利用者の状態を監視する装置と、システムごとに設けられたインターフェースを切り替えるインターフェース切り替え制御ミドルウェアと、を有している。アプリケーション管理制御部は、ユーザアプリケーションの要求する通信品質、電池・センサ等から得られる端末または利用者の状態を示す情報に基づいて、あらかじめ定められたアルゴリズムにしたがって通信ミドルウェアの接続するシステムインターフェースを切り替えることにより、適切な無線装置を選択する。
【００２１】
図５は、図１の無線端末装置２２のレイヤ構成の第４の例を示す図である。この第４の例は、たとえば、５ＧＨｚ帯を用いた場合の無線装置の選択方法に関する例である。この第４の例は、アプリケーション管理制御部、無線管理制御ミドルウェア（ＲＬＣ）などから成るが、ＭＡＣ層は、ソフトウェアによりシステム間の差異を実現するものである。さらに、物理層は、５．２ＧＨｚ帯用および５．３ＧＨｚ帯用がそれぞれ設けられている。アプリケーション管理制御部は、アプリケーションの要求する通信品質を無線管理制御ミドルウェア部（ＲＬＣ）に伝送し、無線管理制御ミドルウェア部において接続する無線装置を決定し、ＭＡＣ層を接続するシステムに対応させると共に、必要な物理層に接続して所望の無線システムを実現する。
【００２２】
（第１の実施の形態）
次に、本発明の第１の実施の形態について説明する。図６は、本発明の第１の実施の形態に係る無線通信システムを示す概略構成図である。図６では、無線端末装置２２の通信相手として、第１の通信網１０には、メールなどの個別蓄積情報により構成される情報サーバ３０、第２の通信網１２には広告情報により構成される情報サーバ３２、第３の通信網１４には、動画、静止画を含むマルチメディア情報より構成される情報サーバ３４がそれぞれ接続されている。無線端末装置１１は、これらの情報サーバ３０，３２，３４のうちから通信先を選択することになる。
【００２３】
次に、本発明の第１の実施の形態の動作について説明する。まず、無線端末装置２２は、無線端末装置２２のバッテリ残量、表示画面の性能、利用者からの要求内容、アプリケーションが要求する通信品質、アプリケーションのバージョン情報などに基づいて、利用者が要求するコンテンツを含む情報サーバ３０，３２，３４を選択し、その選択の結果から接続する通信網１０，１２，１４を決定する。たとえば、動画を含むマルチメディア情報を情報サーバ３４から受信する場合を考える。無線端末装置２２のバッテリ残量が十分あり、無線端末装置２２の表示装置が高精細の動画を表示できる場合には、無線端末装置２２の通信ミドルウェアは、第３の通信網１４を介して、情報サーバ３４との通信を実行する。情報サーバ３４から提供される情報は、動画を主体とする大容量情報であり、これを運ぶために、第３の無線伝送路を介して、無線基地局２０へ無線端末装置２２は接続を行う。さらに、無線端末装置２２のアプリケーションが、情報サーバ３０からメール転送を同時に要求する場合、あるいは、情報サーバ３２から広告情報を受信することにより通信料金を下げる効果が期待される場合などは、必要に応じて、インターフェース２４，２６を介して情報サーバ３０，３２から情報を受信する。
【００２４】
また、第３の無線伝送路よりも伝送速度の低い第２の無線伝送路の利用で十分な場合には、無線端末装置２２の通信ミドルウェアは、通信に必要なコストや、消費電力の面から有利である、第２の無線伝送路および第２の通信網１２を介して、情報サーバ３４との通信を行う。このような場合は、たとえば、バッテリ残量が少ない場合、アプリケーションの要求する情報伝送内容が、第３の通信網１４より少ない伝送速度の場合、あるいは、高速に移動する場合、第３の無線基地局２０のエリア外であるなどの理由により発生する。
【００２５】
さらに、構内通信による第１の通信網１０の無線基地局１６に接続可能な場合は、無線端末装置２２の通信ミドルウェアは、第１の無線伝送路および第１の通信網１０を介して、情報サーバ３０，３２，３４との通信を行う。構内通信では一般的に通信料金が通信の都度発生するわけではないので、これにより安価な通信を実現することが可能となる。
【００２６】
また、一般に伝送速度が高速であるほうが同一の伝送方式、伝送品質では消費電力が大きくなるので、これらの選択は、たとえば、バッテリ動作による無線端末装置２２の動作時間の延長に有効に作用する。また、通信構内無線通信では通信距離が公衆無線通信より短いため、送信出力を小さくして通信を行うことにより、同様にバッテリ動作による端末の動作時間を延長することができる。
【００２７】
ここで、上記の図１および図６に示した無線端末装置２２の具体的な構成について説明する。図７は、無線端末装置２２の構成を示すブロック図である。この無線端末装置２２は、通信制御部２２０１と、無線受信部２２０２ａ，２２０２ｂ，２２０２ｃと、バッテリー装置２２０３と、加速度センサ２２０４と、位置センサ２２０５と、端末状態判定部２２０６と、表示装置２２０７と、入力装置２２０８と、ユーザアプリケーション２２０９と、無線送信部２２１０ａ，２２１０ｂ，２２１０ｃと、から構成されている。
【００２８】
次に、図８を用いて、図７の無線端末装置２２の受信動作について説明する。図８は、図７の無線端末装置２２の受信動作の処理手順を示すフローチャートである。まず最初、通信制御部２２０１は、無線受信部２２０２ａ，２２０２ｂ，２２０２ｃから無線受信情報を読み込み、その無線受信情報から使用可能な無線機を判断する（ステップＳ１０１）。続いて、表示装置２２０７、入力装置２２０８、ユーザアプリケーション２２０９それぞれの状態を読み込み、使用可能な無線機の中から実際に使用する無線機の候補を決定する（ステップＳ１０２）。通常、表示装置２２０７、入力装置２２０８およびユーザアプリケーション２２０９それぞれから出力される表示装置状態情報、入力装置状態情報および要求ＱｏＳ情報は、図示しないメモリ等の格納装置に一旦格納された後、通信制御部２２０１に読み込まれることになる。
【００２９】
次に、端末状態判定部２２０６は、加速度センサ２２０４および位置センサ２２０５から加速度情報および位置情報を取得し、無線端末装置２２が動作可能な状態であるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。通常、その端末状態判定情報は、一旦、図示しないメモリ等の格納装置に記録される。そして、通信制御部２２０１は、その格納装置内に格納された端末状態判定情報に基づいて、無線端末装置２２の動作状態、つまり、無線端末装置２２の利用者の動作状態を判断し、無線端末装置２２に要求される受信性能を判断する（ステップＳ１０４）。たとえば、利用者が画面を見ていない状態では、リアルタイム画像の受信は不要である。この場合、伝送速度を落として画像データを受信すれば良い。
【００３０】
次に、通信制御部２２０１は、ステップＳ１０４の判定結果に基づいて、使用する無線機の絞り込みを実行する（ステップＳ１０５）。無線機の使用候補は、１つのみならず、複数であっても構わない。ただし、複数ある場合、あらかじめ定められたアルゴリズム等により優先順位付けされるものとする。そして、使用候補である無線機の中から一つを選択し（ステップＳ１０６）、通信制御部２２０１は、その選択された候補によって通信可能であるか否かを、無線受信部２２０２ａ，２２０２ｂ，２２０２ｃからの無線受信情報を参照することで、判断する（ステップＳ１０７）。そして、その候補が条件を満足しない場合（ステップＳ１０７ＮＯ）、次候補がさらに有れば（ステップＳ１０８ＹＥＳ）あれば、上記のステップＳ１０６に戻る。一方、次候補が無ければ（ステップＳ１０８ＮＯ）、データ受信を中止し（ステップＳ１０９）、受信動作はここで終了する。
【００３１】
ステップＳ１０７で選択された無線機が条件を満足すれば（ステップＳ１０７ＹＥＳ）、使用する無線機として決定する（ステップＳ１１０）。そして、次候補がさらに有れば（ステップＳ１１１ＹＥＳ）、上記のステップＳ１０６に戻る。一方、もう次候補が無ければ（ステップＳ１１１ＮＯ）、通信制御部２２０１は、無線受信部２２０２ａ，２２０２ｂ，２２０２ｃに受信機制御信号を送信し、受信に最適な無線機を選択し（ステップＳ１１２）、データ受信を開始し（ステップＳ１１３）、無線端末装置２２の受信動作は終了する。
【００３２】
次に、図９を用いて、図７の無線端末装置２２の送信動作について説明する。図９は、図７の無線端末装置２２の送信動作の処理手順を示すフローチャートである。まず最初、通信制御部２２０１は、送信すべきデータが存在するか否かを確認する（ステップＳ２０１）。そして、送信データが無ければ（ステップＳ２０２ＮＯ）、タイマ等の手段により送信データ待ちを継続するか否かを判断し、継続する場合には（ステップＳ２１３ＹＥＳ）、ステップＳ２０１に戻る。継続しない場合には（ステップＳ２１３ＮＯ）、直ちにデータ送信を中止し（ステップＳ２１０）、無線端末装置２２の送信動作は終了する。
【００３３】
一方、送信データが有れば（ステップＳ２０２ＹＥＳ）、通信制御部２２０１は、端末状態判定情報を読み込み、無線端末装置２２が動作可能状態であるか否かを判断する（ステップＳ２０３）。また、このステップＳ２０３で、バッテリ−２２０３からバッテリー残量情報を取得しても良い。続いて、無線端末装置２２が送信動作可能な状態であるか否かが判断される（ステップＳ２０４）。たとえば、ユーザアプリケーション２２０９が利用者によるカメラ画像のリアルタイム送信を望んだ場合であっても、上記のステップＳ２０３で利用者が歩行状態にあると判断された場合には、正しい画像を送信できないと判断し（ステップＳ２０４ＮＯ）、画像信号に必要な広帯域通信を行わない（ステップＳ２１０）、等の動作が考えられる。また、バッテリー残量情報からバッテリーの残量が少ないと判断された場合にも、送信動作不可能であると判断しても良い。そして、ここで、送信動作は終了する。
【００３４】
一方、無線端末装置２２が送信動作可能な状態であると判定される場合には（ステップＳ２０４ＹＥＳ）、通信制御部２２０１は、無線受信情報を読み込んで（ステップＳ２０５）、無線機の選択候補を決定する（ステップＳ２０６）。ここで、無線受信情報に基づいて無線機の選択候補を決定するのは、通常、送信と受信は、同一の無線基地局に対して対で行われるため、無線基地局からの報知情報を受信できない無線伝送路を使っての送信はできないと考えられるからである。しかし、たとえば、送信と受信との間で異なった無線機を利用するハイブリッド無線通信システムの場合には、受信状態の確認動作であるステップＳ２０５は省略することも可能である。
【００３５】
そして、選択候補である無線機の中から一つを選択し（ステップＳ２０７）、その無線機が送信可能であるか否かを判断し、送信が不可能である場合には（ステップＳ２０８ＮＯ）、次候補がさらに有れば（ステップＳ２０９ＹＥＳ）、上記のステップＳ２０７に戻る。一方、次候補が無ければ（ステップＳ２０９ＮＯ）、データ送信を中止し（ステップＳ２１０）、送信動作はここで終了する。なお、上記のステップＳ２０８の判断は、たとえば、無線基地局から送信される報知情報を対となる受信機が受信できるかどうかで判断すれば良い。
【００３６】
一方、送信可能である場合には（ステップＳ２０８ＹＥＳ）、その無線機の使用を決定し（ステップＳ２１１）、データ送信を開始し（ステップＳ２１２）、無線端末装置２２の送信動作を終了する。なお、送信のみならず受信も同時に行ってもよい。
【００３７】
ここで、上記の図８の受信動作および図９の送信動作における、選択された無線機の優先順位付けは、たとえば、次のように行えば良い。図１０は、選択された無線機の優先順位付けの方法を説明するための図である。図１０（ａ）の例は、通信データ量をＭとして、通信路１の伝送速度、時間単価がそれぞれａ，Ａ、通信路２の伝送速度、時間単価がそれぞれｂ，Ｂ、通信路３の伝送速度、時間単価がそれぞれｃ，Ｃである場合である、この場合、各通信路１，２，３それぞれの通信コストは、（Ａ／ａ）Ｍ，（Ｂ／ｂ）Ｍ，（Ｃ／ｃ）Ｍとなる。したがって、通信コストが通信路２，１，３の順に安いものであれば、その安い順に通信路の優位順位付けを行えば良い。
【００３８】
図１０（ｂ）の例は、通信路１は時間に応じて通信料金が決定される時間課金方式、通信路２はパケット数に応じて通信料金が決定されるパケット課金方式、通信路３は定額料金である場合である。ここで、通信路２の通信料金はパケットあたりｐ，平均パケット長を１であるとすると、データ送信のために必要な限界コストは、通信路１，２，３それぞれにおいて、（Ａ／ａ）Ｍ，（Ｍ／１）ｐ，０と計算できる。この場合、通信コストが通信路３，２，１の順に安いものであれば、その順に通信路選択の優位順位を付ければ良い。
【００３９】
このような計算のテーブルを端末内部に持つことにより、容易にコストの安い無線通信路を選択することが可能となる。
【００４０】
また、このような通信路の優先順位付けは、上記の例のような通信コストだけでなく、その他の要因を用いて順位付けすることもできる。たとえば、携帯端末の場合、バッテリ残量が多いときはコストを優先して通信路を決定し、バッテリ残量が少なくなってきた場合には、より低消費電力の通信路を優先して通信路を決定すれば良い。低消費電力の通信路決定方法としては、伝送速度だけでなく、基地局からの受信電界強度情報を得ることで、基地局への必要な送信電力制御を行ない、もっとも基地局が近く、かつ、消費電力の少ない無線通信路を選択することもできる。
【００４１】
さら、上記の例のようなコストによる選択でなく、コンテンツ内容に応じて基地局を選択することも可能である。たとえば、図１０（ｃ）の例では、データ量がある程度の範囲に収まっていると予想される定型コンテンツの場合には、課金が定額制の通信路１を利用し、データ量の範囲が定まらないリアルタイム画像伝送などの従量型コンテンツの場合には、課金が従量制の通信路のうち通信料金が安いがエリアが狭い通信路３を優先して選択し、次いで通信料金は通信路３より割高だが通信エリアの広い通信路２をサーチして選択する。
【００４２】
このような選択アルゴリズムを通信制御部に備えることにより、端末の消費電力を抑制し、端末の小型化、通信時間の長大化、通信料金の低額化を実現することができる。
【００４３】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。この第２の実施の形態は、上記の第１の実施の形態に係る無線通信システムの具体的な適用例を示すものである。図１１は、本発明の第２の実施の形態に係る通信システムの概略構成図である。
【００４４】
図１１（ａ）において、この第２の実施の形態の通信システムは、第１の通信網３６と、第２の通信網３８と、第１の通信網３６に接続し、高速伝送可能な第１の無線基地局（たとえば、ＣＤＭＡ無線基地局）４０と、第２の通信網３８に接続し、第１の無線基地局４０よりも低速な伝送を行う第２の無線基地局（たとえば、ＰＨＳの無線基地局）４２と、第１および第２の無線基地局４０，４２との間で無線通信する無線端末装置４４と、から構成されている。無線端末装置４４は、アンテナ４４０１と、表示装置４４０２と、表示装置４４０２と平行に設けられた加速度センサ４４０３と、を備えている。そして、無線端末装置４４は、第１の無線基地局４０との間で高速無線伝送路４６を形成し、第２の無線基地局４２との間で低速無線伝送路４８を形成する。
【００４５】
図１１（ａ）は、無線端末装置４４の利用者が、無線端末装置４４の表示装置４４０２に表示されている画像をまさに見ている状態を示している。この場合、無線端末装置４４に備え付けられた加速度センサ４４０３は、無線端末装置４４が重力方向を検知するような方向に位置することになる。それにより、加速度センサ４４０３は、無線端末装置４４の表示装置４４０２が上向き方向にあると検知することができる。というのは、通常、画面表示のある携帯端末は、利用者の目線より下に位置して、その画面が視聴されることになる。したがって、端末が上向き方向であることを検知すれば、利用者がその画面を見ていると判断することが可能となる。そして、利用者が、たとえば、リアルタイム画像を視聴している場合であれば、無線端末装置４４は、第１の無線基地局４０との間で高速無線伝送路４６を形成し、画面を見ている状態においては利用者にストレスなくリアルタイム画像を表示することを可能とする。
【００４６】
一方、図１１（ｂ）に示すように、無線端末装置４４の表示装置４４０２が、縦または裏向きに置かれるような場合においては、通常、利用者は画面を見ていないと考えられる。この場合、リアルタイムに画像を受信することは不要である。そこで、加速度センサ４４０３によって無線端末装置４４が縦または裏向きに置かれていると検知された場合、利用者データの通信などは、低速な無線通信路４８を通じて第２の無線基地局４２に接続する。これにより、電力消費の大きな高速無線通信を行わずにデータ通信を実現できる。このため、無線端末装置４４のバッテリ仕様比を小さくすることができる。さらに、図１１（ｂ）の場合、表示装置４４０２の表示をオフ状態にすることにより、さらなる消費電力の削減も可能である。
【００４７】
図１１の加速度センサ４４０３としては、たとえば、２次元型加速度センサであるアナログデバイセス社製ＡＤＸＬ２０２ＪＣを用いれば良い。この加速度センサでは、２軸の合成加速度により、端末の重力方向に対する位置関係を検知することが可能である。また、端末が加減速状態にある場合には正確な重力方向を検知できないが、さらにこの加速度センサを３次元目の方向に向けてもう１台増設することにより、３次元での重力方向をより正確に把握することが可能である。
【００４８】
本発明の第３の実施の形態において、高速無線伝送路４６は、第１の無線基地局４０から無線端末装置４４への下りリンクのみに使い、上りリンクは低速無線通信路４８を使用するようにしても良い。この場合、より消費電力を小さくし、かつ、無線端末装置４４の部品数の低減化によって端末価格を安くできる。
【００４９】
（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。この第３の実施の形態も、上記の第２の実施の形態と同様、上記の第１の実施の形態に係る無線通信システムの具体的な適用例を示すものである。図１２は、本発明の第３の実施の形態に係る通信システムの概略構成図である。
【００５０】
図１２において、無線端末装置５０は、家屋５２内で、家屋５２内に設置された家庭用の第１の無線基地局５４と、家屋５２の外に設置された公衆用の第２の無線基地局５６の電波を少なくとも受信することができるものとする。家屋５２内の無線端末装置５０は、チャネル切替によって、第１の無線基地局５４と第２の無線基地局５６のうちのいずれにも接続可能であるが、第１の無線基地局５４は、その報知チャネルの一部において家屋５２内の家庭用無線基地局である旨のＩＤを報知しており、第２の無線基地局５６は、同じくその報知チャネルの一部において公衆用の無線基地局である旨のＩＤを報知しているものとする。
【００５１】
この場合、無線端末装置５０は、第１の無線基地局５４への接続を優先することにより、安定した品質の通信を行うことができ、さらに、家屋５２の壁によって電波が減衰するために、外部への電波干渉を減少させて接続することが可能となる。
【００５２】
また、無線端末装置５０が家屋５２の内から外へ移動した場合、同一の無線周波数を用いているので、第２の無線基地局５６へ接続する場合においても、同一の送受信回路を用いて接続でき、端末の小型化とコストを減少させることが可能となる。
【００５３】
家屋５２の内側にいるか外側にいるかの判定は、第１の無線基地局５４の報知情報の受信電界強度を測定し、第１の無線基地局５４の受信電界強度が、所定のしきい値を超える場合には、第１の無線基地局５４に接続することにより可能である。また、別の方法として周囲の照度を用いる方法や、ＧＰＳ（測位衛星）を用いることにより、端末の位置情報と地図情報の参照から家屋内外を判定することも可能である。
【００５４】
（第４の実施の形態）
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。図１３は、本発明の第４の実施の形態に係る通信システムの概略構成図である。図１３は、ディジタルカメラ装置６２によって撮影された画像を、通信網７２に接続されたサーバ装置７４に、間接的に転送する場合を示している。
【００５５】
まず、図１３（ａ）では、ディジタルカメラ装置６２は、美術館、ホール等の建築物６６の内部に位置している。このため、ディジタルカメラ装置６２に内蔵された無線通信機は、通信網７２の無線基地局６８の通信エリア７０の圏外にあり、直接無線基地局６８と接続することはできない。このような場合に、無線端末装置６４は、ディジタルカメラ装置６２内の画像を一旦受信し、その内部に蓄積する。この画像の受け渡しは、無線基地局６８用の無線システムとは異なっていて良く、たとえば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈによってディジタルカメラ装置６２と無線端末装置６４との間を一時的に接続すれば良い。無線端末装置６４は、たとえば、腕時計のような形状により、常に利用者の体の外部と接している。
【００５６】
次に、図１３（ｂ）に示すように、無線端末装置６４の利用者は、建築物６６から外に出て、無線基地局６８の通信エリア７０内に移動する。この際、ディジタルカメラ装置６２は金属製の鞄７６の中に入れて運ばれるとする。この場合、デジタルカメラ装置６２は金属製の鞄７６により生じる電波減衰により、無線基地局６８に接続することができない。しかし、無線端末装置６４は腕時計等体の外部に見える形であるため、無線基地局６８と接続し、デジタルカメラ装置６２からの蓄積データを通信網７２を介してサーバ装置７４に送信できる。サーバ装置７４に代えて、別の通信端末装置に送信してももちろん構わない。
【００５７】
本発明の第５の実施の形態によれば、デジタルカメラ装置６２が無線基地局６８との接続に使用できる接続装置を持たない場合、あるいは、接続装置があったとしても直接伝送することができない状況であっても、無線端末装置６４を経由することで、無線基地局６８に非同期な無線データ伝送を行うことが可能となる。
【００５８】
（第５の実施の形態）
次に、本発明の第５の実施の形態について説明する。図１４は、本発明の第５の実施の形態に係る通信システムの概略構成図である。図１４において、第１の無線端末装置７８は、たとえば、ＰＤＡ（Personal Didigal Assistent）のような、表示装置を備えた無線端末装置である。また、第２の無線端末装置８０は、第１の無線端末装置７８と無線基地局８２の両方に接続可能であり、たとえば腕時計のように、常に外部にさらされているものとする。
【００５９】
図１４（ａ）は、第１および第２の無線端末装置７８，８０に利用者が、駅構内の自動改札装置８４を通過する場合を示している。ここで、情報サーバ８８から第１の無線端末装置７８宛ての電子メール等のデータが存在するが、第１の無線端末装置７８は鞄に入っており、電波減衰により無線基地局８２と通信できないとする。これは、たとえば、５ＧＨｚ帯のような高周波数の場合には、見通しのできない状況においては、通信が困難になるからである。このような場合には、接続の容易な第２の無線端末装置８０によって、一旦、第１の無線端末装置７８宛てのデータを受信し、第１の無線端末装置８０の記憶装置に蓄積する。
【００６０】
そして、図１４（ｂ）に示すように、利用者は、鉄道車両９０内で、第２の無線端末装置８０内に一旦蓄積されたデータを第１の無線端末装置７８に転送し、第１の無線端末装置７８で動画などの表示を行うことが可能である。
【００６１】
（第６の実施の形態）
次に、本発明の第６の実施の形態について説明する。図１５は、本発明の第６の実施の形態に係る通信システムを説明するための図であり、（ａ）は、その概略構成図、（ｂ）は、（ａ）のゲートウェイサーバの構成を示す図である。
【００６２】
図１５（ａ）において、たとえば、無線端末装置９２を携帯する利用者が、事故によって意識を失い、病院を呼び出すことができないとする。この場合、無線端末装置９２は、利用者が危険な状態であることを検知し、その情報を自動的に必要な場所に通報し、利用者の救助の助けを行う。
【００６３】
具体的には、無線端末装置９２は、利用者の健康状態を監視し、危険な状態を検知した場合は、無線基地局９４に接続し、ゲートウェイサーバ９６に緊急信号を通知する。これは、たとえば、危険を通知する種類のメッセージＩＤを利用するが、１１９番のような固定番号だけでなく、利用者の危険状態に応じた特別な番号を通知することができる。
【００６４】
図１５（ｂ）に示すように、ゲートウェイサーバ９６の内部では、通信制御部９８内のテーブル１００を参照し、たとえば、利用者のかかりつけの医者１０２の呼出し番号により、端末１０６に緊急呼び出しを表示させる。あるいは、消防署や救急センター１０８の呼出し番号により、通信端末装置１１０に緊急呼び出しを表示させて救急車の出動をすることができる。この場合のテーブル１００には呼び出しの順番に並んでいるが、危険の状態によって呼び出し先を変更するように設定できる。
【００６５】
また、ゲートウェイサーバ９６は、親戚など関係者１１２の端末１１４を無線基地局１１６を介して呼び出すことにより、危険を関係者１１２に通知させることも可能である。さらに、ゲートウェイサーバ９６からテーブル１００により呼び出し先の切替を行なうのではなく、たとえばサービスプロバイダ１１８が通信終端装置１０４それぞれの呼び出しの機能を代行して行ってもよい。
【００６６】
図１６は、本発明の第６の実施の形態の別の構成を示す図である。図１６では、無線端末装置１２０が、その利用者が外出先で事故、病気などで倒れるなど危険であると検知した場合に、あらかじめ設定された緊急連絡先の呼び出し符号を無線基地局１２４を介して呼び出すことにより、病院１２６、消防署、緊急センター１２８それぞれの通信終端装置１３０を介して端末装置１３４に危険を通知する。消防署または緊急センター係員１３６または医療スタッフ１３８は、それぞれの端末１３４を見ることにより、利用者の危険を検知して救急車の出動等の手配を迅速に行う。それにより、利用者の救助を行うことが可能となる。また、無線端末装置１２０は、親戚など関係者１４０の家１４２のゲートウェイ装置１４４に緊急信号を通知することにより、構内無線基地局１４６を介して利用者端末装置１４８に緊急情報を表示させ、関係者１４０に利用者の危険を知らせることができる。
【００６７】
上記の図１６において、利用者の位置情報は、たとえば、無線基地局１２４から報知される基地局ＩＤを元に知ることができ、これを端末装置１３４，１４８に表示させることにより救助を迅速かつ正確に行うことが可能となる。また、無線端末装置１２０において呼び出し先のテーブルをもって検索するのではなく、サービスプロバイダ１５０が呼び出し先のテーブルを持っておき、無線端末装置１２０は、サービスプロバイダ１５０に利用者の危険状態を通知することにより、サービスプロバイダ１５０が消防署または救急センター１２８、病院１２６または関係者１４０を呼び出すことも可能である。
【００６８】
図１７は、上記の図１５および図１６の無線端末装置９２，１２０の構成例を示すブロック図である。図１７において、この無線端末装置は、赤外線センサ１５２と、カメラ装置１５４と、加速度センサ１５６と、脈波センサ１５８と、位置センサ１６０と、健康管理情報記憶部１６２と、画像処理部１６４と、ユーザ状態判定部１６６と、通信制御部１６８と、通信先リスト１７０と、通信処理部１７２と、無線受信部１７４と、無線送信部１７６と、を少なくとも備えている。
【００６９】
図１７の無線端末装置では、赤外線センサ１５２の測定情報、あるいは、カメラ装置１５４の画像信号に基づいて、この無線端末装置の利用者の顔や眼、体の状態を画像処理部１６４によって処理し、その処理結果である画像処理信号をユーザ状態判定部１６６に送信する。さらに、ユーザ状態判定部１６６は、加速度センサ１５６からの加速度信号、脈波センサ１５８からの脈波情報、および、位置センサ１６０からの位置信号を入力し、利用者の体の状態を判定する。また、ユーザ状態判定部１６６は、必要に応じて、健康管理情報記憶部１６２に格納されている健康管理情報を参照し、利用者の体の状態を監視する。
【００７０】
そして、ユーザ状態判定部１６６は、利用者の体の状態に異常、危険を検知した場合には、危険である旨を示すユーザ状態判定信号を通信制御部１６８に送信する。通信制御部１６８は、利用者の通信先のＩＤを格納する通信先リスト１７０から利用者のかかりつけの医者等の呼び出しＩＤを含む通信先リスト情報を読み出し、通信処理部１７２に通信制御信号を送信する。通信処理部１７２は、無線受信部１７４および無線送信部１７６それぞれに受信機制御信号、送信機制御信号を出力し、受信データおよび送信データの送受信を行う。
【００７１】
【発明の効果】
本発明によれば、接続先の無線通信システムの切り替えを、利用者の状態等に応じて、自動的に切り替えることが可能な無線端末装置を実現できる。このため、利用者による切り替えが不要となり、利用者はわずらわしい切り替え動作を行わなくて良いことになる。また、自動切り替えによって、無線端末装置のアプリケーションをより適切に動作させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る無線端末装置を含む無線通信システムを示す概略構成図である。
【図２】図１の無線端末装置２２のレイヤ構成の第１の例を示す図である。
【図３】図１の無線端末装置２２のレイヤ構成の第２の例を示す図である。
【図４】図１の無線端末装置２２のレイヤ構成の第３の例を示す図である。
【図５】図１の無線端末装置２２のレイヤ構成の第４の例を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係る無線通信システムを示す概略構成図である。
【図７】図６の無線端末装置２２の構成を示すブロック図である。
【図８】図７の無線端末装置２２の受信動作の処理手順を示すフローチャートである。
【図９】図７の無線端末装置２２の送信動作の処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】無線機の優先順位付けの方法を説明するための図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態に係る通信システムの概略構成図である。
【図１２】本発明の第３の実施の形態に係る通信システムの概略構成図である。
【図１３】本発明の第４の実施の形態に係る通信システムの概略構成図である。
【図１４】本発明の第５の実施の形態に係る通信システムの概略構成図である。
【図１５】本発明の第６の実施の形態に係る通信システムを説明するための図である。
【図１６】本発明の第６の実施の形態の別の構成を示す図である。
【図１７】図１５および図１６の無線端末装置９２，１２０の構成例を示すブロック図である。
【図１８】従来の無線通信システムの構成例を示す図である。
【図１９】従来の無線通信システムの他の構成例を示す図である。
【符号の説明】
１０，１２，１４，３６，３８，５８，７２，８６，１２０，１５０ 通信網１６，１８，２０，４０，４２，５４，５６，６８，８２，９４，１１６，１２４，１４６，１０１４，１０１６，１０４８ 無線基地局
２２，４４，５０，６４，７８，８０，９２，１１４，１２２，１４８，１００４ 無線端末装置
２４，２６，６０，９６，１４４，１０４２ インターフェース（網間接続装置）
２８，３０，３２，３４，７４，８８，１０２６，１０４６ 情報サーバ
４６ 高速無線伝送路
４８ 低速無線伝送路
５２，１４２ 家屋
６２ ディジタルカメラ装置
６６ 建築物
７０ 通信エリア
７６ 鞄
８４ 自動改札装置
９０ 鉄道車両
９８ 通信制御部
１００ テーブル
１０２ 医者
１０４，１３０ 通信終端装置
１０６，１１０，１３４ 通信端末装置
１０８，１２８ 消防署、救急センター
１１２，１４０ 親戚などの関係者
１１８ サービスプロバイダ
１２６ 病院
１３６ 消防署または救急センター係員
１３８ 医療スタッフ
１５２ 赤外線センサ
１５４ カメラ装置
１５６，２２０４，４４０３ 加速度センサ
１５８ 脈波センサ
１６０，２２０５ 位置センサ
１６２ 健康管理情報記憶部
１６４ 画像処理部
１６６ ユーザ状態判定部
１６８ 通信制御部
１７０ 通信先リスト
１７２ 通信処理部
１７４，２２０２ 無線受信部
１７６，２２１０ 無線送信部
１０００ ＰＨＳ網
１００２ ＰＤＣ網
１００６ 表示部
１００８ テンキー
１０１０，１０１２ 無線アンテナ
１０１８，１０５２ アクセスサーバ
１０２０，１０４４ インターネット
１０２２，１０２４，１０５４ 通信先端末
１０２８ ＰＣ装置
１０２８ａ ＰＣＭＣＩＡカードスロット
１０２８ｂ アイコン
１０２８ｃ マウスカーソル
１０３０ ＰＨＳデータ通信カード
１０３２ 無線ＬＡＮカード装置
１０３４ ＰＨＳ端末
１０３６ 親機
１０３８ イーサーネット
１０４０ 構内網
１０５０ ＰＨＳ網
２２０１ 通信制御部
２２０３ バッテリー
２２０６ 端末状態判定部
２２０７，４４０２ 表示装置
２２０８ 入力装置
２２０９ ユーザアプリケーション
４４０１ アンテナ
Claims (8)
- 異なる通信方式を採用する複数の無線通信システムそれぞれと接続可能であり、バッテリにより動作する無線端末装置であって、
前記複数の無線通信システムのうちのいずれかとの間で通信する際に、前記複数の無線通信システムそれぞれの無線基地局との間で形成される複数の無線伝送路のうちから、所定の無線伝送路選択基準に基づいて、最適な無線伝送路を随時選択可能な最適無線伝送路選択手段と、
各無線通信システムに複数接続された情報サーバのうちから、所定の情報サーバ選択基準に基づいて、最適な情報サーバを随時選択可能な最適情報サーバ選択手段と、
前記最適無線伝送路選択手段および前記最適情報サーバ選択手段のそれぞれの選択結果に応じて、前記複数の無線通信システムごとに設けられたインターフェースを切り替える制御ミドルウェア部
とを備え、前記無線伝送路選択基準は、無線端末装置と前記無線基地局との間での通信に要する消費電力及び費用を含み、前記最適無線伝送路選択手段は、前記消費電力及び前記費用のいずれを前記無線伝送路選択基準として用いるかを前記バッテリの残量に応じて切り替えることを特徴とする無線端末装置。 - 前記情報サーバへの接続は、前記複数の無線通信システムのうちの少なくとも２つを同時に利用して実現されることを特徴とする請求項１に記載の無線端末装置。
- 前記複数の無線伝送路および無線通信システムのうちから、所定の接続経路選択基準に基づいて、前記情報サーバへの接続に利用される最適な無線伝送路および無線通信システムを随時選択可能な最適無線経路選択手段を更に備えることを特徴とする請求項２に記載の無線端末装置。
- 前記無線伝送路選択基準、情報サーバ選択基準および接続経路選択基準それぞれは、前記無線端末装置の状態、前記無線端末装置の利用者の状況、前記無線端末装置と前記情報サーバとの間での通信内容、および前記無線伝送路の状態のうちの少なくとも１つを更に含むことを特徴とする請求項３に記載の無線端末装置。
- 表示画面を有する無線端末装置と、
該無線端末装置との間で第１の無線伝送路を形成する第１の無線基地局を備えた第１の通信網と、
前記無線端末装置との間で前記第１の無線伝送路より低速の伝送速度を有する第２の無線伝送路を形成する第２の無線基地局を備えた第２の通信網
とを含み、前記無線端末装置は、
重力方向を検知する検出器と、
該検出器からの検出結果に基づいて、前記表示画面の表示方向と前記無線端末装置の利用者の視線との相互関係を判定する手段と、
該判定手段からの判定結果に基づいて、前記第１および第２の無線基地局のうちのいずれと接続するかを選択する手段
とを備えることを特徴とする無線通信システム。 - 前記判定する手段は、前記表示画面の表示方向と前記利用者の視線とが一致すると判定された場合には、前記第１の無線基地局との接続を選択し、前記表示画面の表示方向と前記利用者の視線とが一致しないと判定された場合には、前記第２の無線基地局との接続を選択することを特徴とする請求項５に記載の無線通信システム。
- 公衆網であって、第１の無線基地局を備えた第１の通信網と、
該第１の通信網と同一の通信方式を採用するローカルエリアネットワークであって、第２の無線基地局を備えた第２の通信網と、
前記第１および第２の無線基地局それぞれに接続可能な無線端末装置
とを含み、前記第１および第２の無線基地局それぞれは、前記無線端末装置との通信の際に、前記無線端末装置に対して、前記第１および第２の無線基地局それぞれに固有の識別情報を送信し、
前記無線端末装置は、前記識別情報の受信によって、接続先無線基地局を識別し、前記第２の無線基地局への接続を優先して選択することを特徴とする無線通信システム。 - 前記無線端末装置は、前記無線端末装置の位置情報を取得する手段を、更に備えることを特徴とする請求項７に記載の無線通信システム。
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