[無線通信システムの構成]以下、本発明の具体例について図面を参照して説明する。
まず、本発明を実現するに必要な無線通信システムの構成を説明する。
図1は本発明に係わるシステムの構成を示す概念図であり、SDLシステムを例にした構成である。図1において、301は無線端末(無線移動局)、302は広帯域無線基地局であり、303は狭帯域無線基地局である。また、305は膨大な情報を蓄えてその情報の提供をするなど所定サービスを提供するためのサーバー(あるいはデータベース)であり、これら広帯域無線基地局302、狭帯域無線基地局303、サーバー305はネットワーク306を介して接続されている。
広帯域無線基地局302は広帯域の無線チャネルによる無線送信手段を有した基地局であり、広帯域用の受信手段は備えていない。そして、広帯域の伝送を行なうものであるために、使用周波数は短い波長のものとなり、サービスエリアは狭い。
また、狭帯域無線基地局303は狭帯域用の無線チャネルによる無線送受信手段を有した基地局である。そして、狭帯域の伝送を行なうものであるために、使用周波数は比較的波長の長いものを利用できるため、少ない電力でしかもサービスエリアは広くとれる。無線端末301は、広帯域用無線チャネルの受信手段と、狭帯域用の無線チャネルによる無線送受信手段を備えているが、広帯域用の無線チャネルの送信手段は備えていない。
また、図1では示していないが、広帯域無線基地局302には送信すべき情報を一時的に蓄えるためにバッファーを具備している。無線移動局である無線端末301は、この広帯域無線基地局302からの情報を受信し、狭帯域無線基地局303との間で情報の送受信を行なう端末である。
なお、図1では、便宜上、広帯域無線基地局302と狭帯域無線基地局303とを区別しているが、1つの無線基地局が狭帯域の情報伝送のための送受信手段と広帯域の情報伝送のための送信手段の双方を備えている構成としても構わない。この場合、無線基地局のコストは高くなるものの、システム全体の無線基地局の総数を削減できる。また、狭帯域の情報伝送のための送受信手段と広帯域の情報伝送のための送信手段との間で制御を行なう必要があった場合に、その制御が容易となるメリットが得られる。
以下では、広帯域無線基地局302と狭帯域無線基地局303を別の無線基地局とした図1の構成を用いて本発明の具体例を説明する。なお、無線端末301は狭帯域無線基地局303と広帯域無線基地局302の双方のサービスエリア内に位置しており、無線端末301と狭帯域無線基地局303との間で情報の送受信が可能であり、広帯域無線基地局302から無線端末301への情報を受信できるものとする。
このようなシステム構成の無線通信システムを対象にバッテリーセービングを図った本発明の第1具体例を説明する。
(第1の具体例)無線端末301の構成例のブロック図を図2に示す。図2において、301は本発明の無線端末である。101は狭帯域送受信手段、102は広帯域受信手段、103は制御部、104は狭帯域送受信用アンテナ、105は広帯域用の受信アンテナであり、本発明の無線端末301はこのような構成要素から構成されている。
これらのうち、狭帯域送受信手段101は狭帯域送受信用アンテナ104から受信した信号を復調し、また、送信情報を変調して狭帯域送受信用アンテナ104から狭帯域用の電波で無線送信するものであり、制御部103は狭帯域送受信手段101から復調されて出力された情報を受けて内容の解析を行なうと共に、解析した内容が広帯域受信手段102の電源をオフにする指令内容であれば、広帯域受信手段102の電源をオフ制御し、解析結果が広帯域受信手段102の電源をオンにする指令内容であれば、広帯域受信手段102の電源をオン制御する構成となっている。
広帯域受信手段102はアンテナ105から受信した広帯域用の電波の受信信号を復調するものであり、制御部103の制御により、電源をオフ操作される構成となっている。
このような構成の本発明の無線端末301は、狭帯域送受信用アンテナ104から受信した信号は狭帯域送受信手段101により復調し、制御部103に送り、内容の解析を行なう。そして、解析した内容が、広帯域受信手段102の電源をオフにする内容であれば、制御部103は広帯域受信手段102の電源をオフにする。同様に、解析結果が、広帯域受信手段102の電源をオンにする内容であれば、制御部103は広帯域受信手段102の電源をオンにする。
従って、このような構成の無線端末301は基地局側からの制御により受信終了時に広帯域受信手段102の電源をオフするように自動制御することができる。
例えば、サーバー305から欲しい情報がある場合に、無線端末301のユーザは広帯域受信手段102の電源をオンにした後、狭帯域無線基地局303に欲しい情報を要求するための信号を送信すべく操作する。
これにより、無線端末301では狭帯域送受信手段101に、上記欲しい情報を要求するための信号が送られ、狭帯域送受信手段101により変調されてアンテナ104より狭帯域電波として送信される。この狭帯域電波は狭帯域無線基地局303に受信される。
狭帯域無線基地局303は、この情報要求信号をネットワーク307を通して、サーバー305に伝送する。サーバー305は、無線端末301の位置する狭帯域無線基地局303のサービスエリア内の広帯域無線基地局302に対し、自局を識別するための情報(基地局IDと呼ぶ)を報知させる。
無線端末301は報知された広帯域無線基地局302の基地局IDを受信し、その信号強度などから、自局との接続が適する広帯域無線基地局302を解釈する。そして、その解釈した結果を狭帯域無線基地局303を介してサーバー305に伝える。
これにより、サーバー305は無線端末301がどの広帯域無線基地局302のサービスエリア内に位置しているかを知ることができる。また、このようにすると、広帯域無線基地局302は常に基地局IDを報知している必要がなく、無線端末301もサービスを受けたい時のみ広帯域受信手段102の電源をオンにすればよい。
従って、無線端末301と広帯域無線基地局302の双方の消費電力を抑えることができる。また、広帯域無線基地局302は常に基地局IDを報知していないため、他の広帯域無線基地局302とのチャネル間干渉を減らすこともできる。
さて、無線端末301が広帯域無線基地局302のサービスエリア内に位置していることを認識したサーバー305は、無線端末301に要求された情報をネットワーク306を通して、広帯域無線基地局302に伝送する。広帯域無線基地局302は、サーバー305より送られてきた情報を、一旦、自己の持つバッファーに保持し、その後、無線端末301に広帯域の下り無線チャネルを用いて伝送する。
ところで、ネットワーク306での伝送方式としてはATM(Asynchronous Transfer Mode)等が挙げられる。ATMでは、情報をセル単位で非連続的に伝送する。そのため、広帯域無線基地局302のバッファーヘの情報の入力が間欠的になるので、当該バッファー内に無線端末301に送信する情報がなくなることが生じる。また、ネットワーク306でのトラフィックが混雑した場合などに、サーバー305からバッファーへの情報伝送速度が、バッファーから無線端末301への情報伝送速度よりも低速になり、その結果、バッファー内に無線端末301に送信する情報がなくなることが生じる。
なお、広帯域無線基地局302のバッファーに蓄えられる情報は、複数の無線端末301宛の情報である。よって、ここでは、ある無線端末301に対しての送信情報がなくなったことを意味し、必ずしも、バッファー内の全ての送信情報がなくなったとは限らない。
バッファー内に自局宛の情報がない無線端末301は、広帯域受信手段102の電源をオンにしていても、送られてくる情報はなく、ただ無駄に電力を浪費しているだけである。
そこで、本発明では広帯域無線基地局302のバッファーに送信すべきものがなくなった時に、広帯域無線基地局302では、無線端末301に対してバッファー内に送信する情報がなくなったことを知らせる情報を狭帯域無線基地局303に知らせる機能を持たせてあり、狭帯域無線基地局303にはこの知らせが入ると無線端末301に対して自己の広帯域受信手段の電源をオフする指示信号を無線で送信する機能を持たせてある。
従って、バッファー内に送信情報がなくなると、広帯域無線基地局302では狭帯域無線基地局303にこれを知らせるので(図3のS1〜S3)、狭帯域無線基地局303は狭帯域の下り無線チャネルを用いて無線端末301に対して広帯域受信手段の電源をオフする指示信号を送信する。なお、狭帯域無線基地局303を介せずに、広帯域無線基地局302で直接、広帯域の下り無線チャネルを用いて無線端末301の広帯域受信手段102の電源をオフにすることを指示する信号を送信する構成とすることも可能である。この場合は手順が図4のS1,S2,S3aのようになり、図3のS3に対してS3aのように広帯域無線基地局302が広帯域下り無線チャネルを用いて直接、上記指示信号を送信するようなる点が異なる。
広帯域受信手段の電源をオフする指示信号はアンテナ104に受信され、狭帯域送受信手段101に送られ、復調されて制御部103に入力される。
その信号を解釈した無線端末301の制御部103は、広帯域受信手段102の電源をオフにする(図3のS4,S5;図4の手順を踏んだ場合も端末側での処理はこれと同じ処理になる(図4のS4,S5参照))。
その後、広帯域無線基地局302のバッファー内に送信する情報が入ってきたことを解釈した場合は、広帯域無線基地局302はこれを狭帯域無線基地局303に知らせる(図5のS11,〜S13参照)。狭帯域無線基地局303ではこれを受けると無線端末301の広帯域受信手段102の電源をオンにすることを指示する信号を狭帯域の下り無線チャネルを用いて送信する。
無線端末301ではこれをアンテナ104にて受信し、狭帯域送受信手段101に送って復調する。そして、制御部103に入力する。その信号を解釈した無線端末301の制御部103は、無線端末301の広帯域受信手段102の電源をオンにすることを指示する信号であることを知って、再び広帯域受信手段102の電源をオンにし、広帯域無線基地局302から送られてくる情報を受信する態勢にする(図5のS14,S15参照)。
これにより、無線端末301は広帯域無線基地局302のバッファー内に、自局に対し送信される情報がない場合は、広帯域受信手段102の電源をオフにすることが可能となり、無線端末301の無駄な電力消費を抑えることができる。
また、上記例では、広帯域無線基地局302のバッファー内に、送信する情報がなくなった場合、直ちに、無線端末301の広帯域受信手段102の電源をオフすることを指示する信号を送信する場合の例を示したが、何らかの手段を用いることにより、すぐにサーバー305からの情報が広帯域無線基地局302のバッファーに入ることを認識することができる場合は、必ずしも無線端末301の広帯域受信手段102の電源をオフすることを指示する信号を送信する必要はない。
また、広帯域無線基地局302に無線端末301の広帯域受信手段102の電源のオン/オフを判断する手段を具備し、次のように無線端末301の広帯域受信手段102の電源のオン/オフを切替えることもできる。
例えば、広帯域無線基地局302のバッファー内にある送信する情報がある所定の量を越えているか否かによって、無線端末301の広帯域受信手段102の電源のオン/オフを判断しても良い。また、広帯域無線基地局302のバッファー内に送信する情報が無い状態が、ある所定の時間以上続いた場合に、無線端末301の広帯域受信手段102の電源のオフを判断しても良い。
このようにすると、無線端末301の消費電力を抑えると共に、広帯域受信手段102の電源をオン/オフを指示する信号の量を減らすことができる。
また、上記具体例では、無線端末301は自局との接続が適する広帯域無線基地局302を解釈し、その解釈した結果をサーバー305に伝えた後も、広帯域受信手段102の電源をオンにしたままであった。すなわち、無線端末301は位置登録をした後も、広帯域受信手段102の電源をオンにしたままであった。
しかし、位置登録後は、直ちに広帯域受信手段102の電源をオフにしてもよい。この場合、広帯域無線基地局302は、バッファー304に送信する情報が入ってから無線端末301の広帯域受信手段102の電源をオンにすることを指示する信号を送信する。これにより、無線端末301の消費電力をさらに抑えることができる。
また、上記具体例では、広帯域無線基地局302が無線端末301のオン/オフを指示する信号を通知しているが、広帯域基地局302は無線端末301に対し、バッファー304内に送信する情報がどれくらい存在しているか、もしくは、送信する情報が有るか否かを示す信号を通知するだけでも良い。この場合、無線端末301の制御部103が広帯域受信手段102の電源のオン/オフを判断し、かつ、広帯域受信手段102の電源のオン/オフ状態を広帯域無線基地局302に通知することにより、無線端末301の消費電力を抑えることが可能となる。
図3の手順によるシステムの動作シーケンスを示すと図7の如きとなり、図4の手順によるシステムの動作シーケンスを示すと図8の如きとなり、図5の手順によるシステムの動作シーケンスを示すと図9の如きとなり、図6の手順によるシステムの動作シーケンスを示すと図10の如きとなる。図7および図8は電源オフのための制御にかかわるシーケンスであり、図9および図10は電源オンのための制御にかかわるシーケンスである。
図7ではサーバから送られてくる情報900を広帯域用の基地局では一旦、バッファーに保持し、これを広帯域の無線チャネルで送信するが、広帯域用の基地局にサーバから送られてくる情報900が間に合わず、広帯域用の基地局のバッファが空になると、広帯域用の基地局では狭帯域用の基地局に端末の広帯域用受信手段の電源を切ることを指示する信号901を送る。狭帯域用の基地局ではこれを狭帯域用の無線チャネルで端末に送信する。
図8の動作シーケンスでは、サーバから送られてくる情報900を広帯域用の基地局では一旦、バッファーに保持し、これを広帯域の無線チャネルで送信するが、広帯域用の基地局にサーバから送られてくる情報900が間に合わず、広帯域用の基地局のバッファが空になると、広帯域用の基地局では狭帯域用の基地局にではなく、自身が直接、端末の広帯域用受信手段の電源を切ることを指示する信号901を送る。すなわち、狭帯域用の基地局を介さず広帯域用の基地局が直接、広帯域用の無線チャネルでこの指示を端末に送信する。
図9の動作シーケンスでは、空になっていた広帯域用の基地局のバッファーにサーバからの情報900が伝送されてくると、広帯域用の基地局はこれを認識して端末の広帯域用受信手段の電源をオンすることを指示する信号902を発生して狭帯域用の基地局に送る。狭帯域用の基地局ではこれを狭帯域用の無線チャネルで端末に送信する。そして、その後に広帯域用の基地局は自己のバッファーに格納されているサーバからの情報900を広帯域用の無線チャネルで伝送する。
図10の動作シーケンスでは、空になっていた広帯域用の基地局のバッファーにサーバからの情報900が伝送されてくると、広帯域用の基地局はこれを認識して端末の広帯域用受信手段の電源をオンすることを指示する信号902を発生し、狭帯域用の基地局に送る。狭帯域用の基地局ではこれを狭帯域用の無線チャネルで端末に送信する。
これを受けると端末側ではこれを受信して指示内容を認識し、自己の広帯域用の受信手段の電源をオンする。そして、端末側では狭帯域用の送受信手段より応答信号903を送り、これを受けた狭帯域用の基地局はこの応答信号903を広帯域用の基地局に送る。広帯域用の基地局はこれを受けて、その後に広帯域用の基地局は自己のバッファーに格納されているサーバからの情報900を広帯域用の無線チャネルで伝送する。
本具体例では図7〜図10に示したように、ある端末宛ての伝送情報900がサーバからの伝送が間に合わずに途中で空になってしまったとき、つまり、広帯域用の基地局のバッファに、ある端末宛ての伝送情報900がなくなってしまった場合に、当該ある端末の広帯域用の受信手段の電源をオフさせるケースを2種、そして、ある端末宛ての伝送情報900がサーバから到着して再び伝送可能になったとき、つまり、広帯域用の基地局のバッファに、ある端末宛ての伝送情報900が到着した場合に、当該ある端末の広帯域用の受信手段の電源をオンさせて受信再開させるケースを2種、動作制御のバリエーションとして示した。
ところで、図5、図9のように、広帯域用の基地局が電源オンの指示信号を送信した後、端末からの電源オンの確認をとらないまま、情報伝送再開をする制御動作とした場合、伝送再開の制御が極めてシンプルとなるものの、広帯域無線基地局からの一方的な制御動作に終始する関係から、広帯域無線基地局は無線端末の広帯域受信手段の電源がオフであるにもかかわらず、情報の伝送を行ってしまうことがある。この場合、情報を伝送しても無線端末からのACK(応答)信号がないため、もう一度、情報の伝送を行わねばならず、無駄な伝送が増えてその結果、無線チャネルでのトラフィックが増えてしまう。
一方、図6、図10のように、無線端末301が自局の広帯域受信手段の電源をオンにした後(図6のS15参照)、広帯域受信手段の電源をオンにしたことを広帯域無線基地局に通知するようにするといった手順を踏むようにすると(図6のS16参照)、制御が複雑になるものの、広帯域無線基地局は無線端末が広帯域受信手段の電源をオンしたことを認識した後に、情報の伝送を行うことができる。そのため、無駄な情報伝送をなくすことが可能となる。故に無駄な情報伝送がない分、トラフィックを少なくできる。
なお、広帯域無線基地局には、無線端末の広帯域受信手段の電源がオンであるかオフであるかを記憶しておく手段を設けておくと広帯域無線基地局において情報伝送制御の管理がし易い。
ここで、広帯域用の受信手段の電源をオンオフ制御できるようにする無線端末301の構成例を図11にブロック図で示しておく。図中、101は狭帯域送受信手段であり、103は制御部である。また、BTは端末の電源としてのバッテリーであり、このバッテリーBTにより狭帯域送受信手段101、制御部103、および広帯域受信手段は電源供給を受けて動作する。
広帯域受信手段はつぎの要素から構成されている。すなわち、フィルター910,912、ダウンコンバーター911、復調器913、コーディック914、電源オンオフスイッチSW0〜SW4である。
これらのうち、フィルター910はノイズを除去するためのものであり、アンテナにより受信された広帯域の受信信号中のノイズを除去して信号抽出するためのものである。ダウンコンバーター911は、搬送波周波数を高周波数から低周波数に変換するためのものであり、フィルター910を通して得られた受信信号を低周波数の信号にするものである。
フィルター912はダウンコンバーター911を通して周波数変換された受信信号を選択するためのものであり、隣接チャネルからの干渉を低減させるためのチャネル選択フィルターである。復調器913はフィルター912を通して得られた受信信号を復調するためのものであり、コーディック914は復調器913で復調された受信信号を復号化するものである。
本無線端末においては、ダウンコンバーター911、復調器913、コーディック914、フィルター912はそれぞれ対応する電源オンオフスイッチSW1〜SW4を介してバッテリーBTから電源供給を受け、動作する仕組みである。電源供給を自動制御するため、電源オンオフスイッチSW1〜SW4はスイッチの開閉を制御部103の制御信号により行われる構成であり、制御部103は電源オフの指示信号を狭帯域送受信手段101を介して、あるいはコーディック914を介して受けるとこれを解釈して電源オンオフスイッチSW1〜SW4をオフ制御し、電源オンの指示信号をコーディック914を介して受けるとこれを解釈して電源オンオフスイッチSW0〜SW4をオン制御する構成である。
このような構成とすると、無線端末ユーザが、サーバ等から情報提供を受けたいときは、その要求を狭帯域送受信手段101を介して基地局側に送るが、その操作を行ったときは制御部103は電源オンオフスイッチSW0〜SW4をオフのままに保つ制御形態をとる。
そして、この要求を受けた基地局側でサーバより情報を取り込むべく制御し、サーバより情報が送られてくると、これを広帯域基地局は自己のバッファーに一旦これを保持する。そして、広帯域基地局は電源オンの指示信号を送信させるように制御する。その結果、狭帯域基地局から電源オンの指示信号が送られ、この信号は復号されて制御部103に与えられるので、制御部103はこれを解釈し、電源オンオフスイッチSW0〜SW4をオンするように制御する。
この結果、電源オンオフスイッチSW0〜SW4はオンとなり、ダウンコンバーター911、復調器913、コーディック914、フィルター912はそれぞれ対応する電源オンオフスイッチSW0〜SW4を介してバッテリーBTから電源供給を受け、動作開始する。
広帯域基地局は自己のバッファーに一旦保持した情報を広帯域無線チャネルで送信する。端末側ではこれをダウンコンバートし、フィルター912により受信信号を選択してから復調器913で復調し、コーディック914で復号して情報を得る。
広帯域基地局は自己のバッファーに伝送すべき情報がなくなると、電源オフの指令信号を出力し、この信号は狭帯域基地局または広帯域基地局より送信される。
この信号は端末側で受信され、復号されて制御部103に与えられるので、制御部103はこれを解釈し、電源オンオフスイッチSW0〜SW4をオフするように制御する。
この結果、電源オンオフスイッチSW0〜SW4はオフとなり、ダウンコンバーター911、復調器913、コーディック914、フィルター912はそれぞれ対応する電源オンオフスイッチSW0〜SW4が開かれてバッテリーBTから電源供給がなくなり、動作を停止する。これにより広帯域受信手段は停止状態になり、電力消費がなくなる。狭帯域送受信手段101は引き続きバッテリーBTから電源供給を受けているので、狭帯域送受信手段101が基地局から電源オンの指令を受ける電源オンオフスイッチSW0〜SW4がオンとなり、広帯域受信手段による受信動作が開始される。
このようにして、広帯域受信手段は送信側から送信すべき情報がないときは電源が切られて省電力化を図ることができる構成となる。
また、本発明で用いたフィルター910、912は電源の必要なアクティブフィルターであるが、もちろん、電源の不要なパッシブフィルターを用いても構わない。
また、本発明では基地局側での送信情報の状態監視や、電源オンの指令を発生したり、狭帯域基地局に与えたりする機能構成は、基地局に設けた制御手段により行なうようにするが、基地局にこのような機能を持たせる構成の他に、広帯域基地局や狭帯域基地局を制御する制御局を設けて基地局をこの制御局で管理制御する構成とすることもできる。この例を図12に示す。
図12において、A1はそれぞれ広帯域基地局、A2はそのサービスエリア、A6は狭帯域基地局、A7はそのサービスエリア、A3は広帯域基地局用の制御局であり、サービスエリアA7内の全ての広帯域基地局A1を管理し、制御する。A8はサービスエリアA7を受け持つ狭帯域基地局A6を制御する制御局であり、制御局A8と制御局A3はリンクさせてある。
このような構成にすれば、制御局A8や制御局A3によるサービスエリアA7内の無線端末に対する連携制御を行なったり、一元的な管理を行なったりすることが容易となる。すなわち、制御局A3は広帯域基地局A1を管理し、状況に対応した制御を実施し、必要に応じて制御局A8に指令や情報を与えて狭帯域基地局A6を介しての無線端末への指令を送るようにしたり、また、制御局A8から電源情報や各種要求等を含む無線端末の情報を得て制御局A3は狭帯域基地局A6を介して無線端末への指令を送ったり、広帯域基地局A1を介して指令や情報を送ったりすることが容易にできるようになる。
なお、本発明は広帯域無線チャネル、狭帯域無線チャネルを用いるSDL通信システムを例に説明したが、広帯域無線チャネルによる双方向通信、もしくは狭帯域無線チャネルによる双方向通信のいずれかのみを備える無線端末の省電力化構成に応用できる。その例を図13を参照して説明する。
図において、103は制御部である。また、BTは端末の電源としてのバッテリーであり、このバッテリーBTにより制御部103、送信手段および受信手段は電源供給を受けて動作する。SW0〜SW7は電源オンオフスイッチである。
910はフィルターであり、ノイズを除去するためのものである。911はダウンコンバーターであり、搬送波周波数を高周波数から低周波数に変換するためのものである。912は隣接チャネルからの干渉を低減するためのチャネル選択フィルターである。これら910〜912は受信系を構成する。
915は変復調器であり、受信信号を復調し、送信信号を変調する。914はコーディックであり、送信信号を符号化して変復調器915に与え、変復調器915から復調されて出力された受信信号を復号化する。
916はフィルターであり、波形成形するためのものである。917はアップコンバーターであり、搬送波周波数を低周波数から高周波数に変換する。916,917,919は送信系を構成する。918はデュープレクサーであり、伝送方式がFDD(Frequency Division Dupulex)の場合に必須のもので、送信信号が受信信号の干渉となったり、逆に受信信号が送信信号の干渉となることを防ぐ。伝送方式がTDD(Time DivisionDupulex)の場合はデュープレクサーではなく、スイッチを使う。スイッチは送信信号と受信信号が時間的に衝突することを防ぐ。ここでもコーディック914はない場合もある。
919はタイマーであり、制御部103に時間情報を与えるものである。
本無線端末においては、フィルタ910,912,916,919、ダウンコンバーター911、変復調器915、コーディック914、アップコンバーター917はそれぞれ対応する電源オンオフスイッチSW0〜SW7を介してバッテリーBTから電源供給を受け、動作する仕組みである。
ここでも、フィルター910,912,916,919は電源の必要なアクティブフィルターを例に説明するが、もちろん電源の不要なパッシブフィルターを用いても構わない。
電源供給を自動制御するため、電源オンオフスイッチSW0〜SW7はスイッチの開閉を制御部103の制御信号により行われる構成であり、制御部103は電源オフの指示信号をコーディック914を介して受けるとこれを解釈して電源オンオフスイッチSW0〜SW7をオフして、電源供給をたち、その後はタイマー919により、電源オンオフスイッチSW1,SW3,SW5を定期的に、あるいは非定期的にオン制御し、基地局からの電源オン指令を監視し、基地局からの電源オン指令があれば、電源オンオフスイッチSW1,SW3,SW5をオフし、電源オンオフスイッチSW0,SW2,SW4をオン制御して送信系を動作状態にし、基地局に応答信号を送り、その後、電源オンオフスイッチSW0,SW2,SW4をオフ制御して送信系を電源オフにし、電源オンオフスイッチSW1,SW3,SW5をオンして受信系を動作可能にするといった制御を行なう構成としてある。
本構成においては、使用中は変復調器915、コーディック914を電源オン状態にし、受信要求をしたときは受信系であるフィルタ910,912、ダウンコンバーター911を電源オン、送信系であるアップコンバーター917とフィルタ916は電源オフ状態にし、送信するときは前記送信系を電源オン、受信系を電源オフにする。
そして、制御部103は基地局より電源オフの指示信号をコーディック914を介して受けるとこれを解釈して電源オンオフスイッチSW1〜SW7をオフ制御し、以後はタイマー919により、定期的に、あるいは非定期的に電源オンオフスイッチSW1,SW3,SW5〜SW7をオンオフ制御して基地局からの電源オン指令を待つ。
電源オンオフスイッチSW1,SW3,SW5〜SW7をオン制御した期間において基地局からの電源オン指令を受ければ、電源オンオフスイッチSW1,SW3,SW5をオフし、電源オンオフスイッチSW0,SW2,SW4をオン制御して送信系を動作状態にし、基地局に応答信号を送り、その後、電源オンオフスイッチSW0,SW2,SW4をオフ制御して送信系を電源オフにし、電源オンオフスイッチSW1,SW3,SW5をオンして受信系を動作可能にし、受信信号を受け取れるようにする。
以上第1の具体例は、広帯域受信手段の省電力化のために、広帯域用の無線チャネルによる送信側からの送信すべき情報がないときは、広帯域受信手段は電源が切られて省電力化を図ることができるようにした例を説明した。また、一つの送受信系しか持たない構成において、電源オフ指令を受けたときは無線端末を電源オフにし、タイマーのみを稼動状態にして定期的もしくは非定期的に受信系をオンし、基地局からの指令を監視できるようにして省電力化を図った。
さらに、基地局が何らかの手段を具備することにより、つぎに送信する時刻が予測可能な場合には、電源オフ指令を送ると共に、電源オフしておく時間を指示する。これにより、無線端末は無駄なく受信系をオンにすることが可能となるため、効果的な省電力化が可能になる。
つぎに、バッテリーの残量を確認したり、広帯域用の無線チャネルによる受信が可能か否かを知らせたりすることができる構成とすると、使い勝手が一層良くなる。その例を第2の具体例として説明する。
(第2の具体例)この例では、無線端末301は自局のバッテリーの残量を調べ、その結果を人間が認識できる表現方法で無線端末301に備えたディスプレイDSPに表示する構成とする。表示方法としては大別して図14に示すような2通りが挙げられる。
第1の方法としては、バッテリーの残量を段階的に表示する方法があり、図14(a)にその例を示す。この例では、バッテリーの残量を満充電状態、残量半分、残量少、バッテリー切れ、の4段階に分け、それぞれシンボル表示できるようにしてある。
そのための構成は図15のようにすれば良い。図15において、104は狭帯域用の送受信アンテナであり、105は広帯域用の受信アンテナであり、101は狭帯域送受信手段、102は広帯域受信手段、103は制御部、BTはバッテリーである。狭帯域送受信手段101、広帯域受信手段102、制御部103はバッテリーBTを電源に動作する。広帯域受信手段102は制御部103により開閉制御されるスイッチSWを介してバッテリーBTより電源の供給を受ける。
バッテリー残量検出装置BDはバッテリーBTの残量を検出するものであり、その検出結果がVである時、制御部103は図16に示す条件にしたがってバッテリー残量表示方法を決定する。バッテリー残量表示装置DSPは、制御部103の判定結果を表示する。
この結果、バッテリーBTの残量に合わせてバッテリー残量表示装置DSPにその容量の状態を示すシンボルIが表示され、ユーザーは電源状態が一目でわかるようになる。
また、例えば、スピーカーを持たせると共に制御部103に警報報知制御機能を持たせ、バッテリーBTの残量が、かなり少なくなった場合には、スピーカーより警告音を出力させたり、画面表示等を利用して、ユーザに充電、もしくは、蓄電池の交換を促すように構成することもできる。
第2の方法としては、バッテリーの残量に応じて、狭帯域無線基地局303との送受信が可能であるか否か、広帯域無線基地局302からの情報を受信できるか否かを表示する方法がある。図14(b)にその例を示す。ここでは、低速伝送(狭帯域無線チャネルによる通信)と、高速伝送(広帯域無線チャネルによる通信)に分け、それぞれ通信可能であれば“O”、不可能であれば“×”印で表示するようにした。
これに要する機能を図17に示す。基本的には図15に示したものと構成は変わらず、先のシンボル表示に変えて通信可能/不可能表示をする表示装置DSPを設けたものである。但し、低速伝送(狭帯域無線チャネルによる通信)と、高速伝送(広帯域無線チャネルによる通信)に分け、バッテリー残量検出装置BDが検出したバッテリー残量からそれぞれ通信可能であれば“O”、不可能であれば“×”印で表示するように制御する必要があるので、制御部103には検出したバッテリー残量Vと、高速伝送可能な電圧のスレシュホ−ルドレベルV1、低速伝送可能な電圧のスレシュホ−ルドレベルV0と比較して図18のような条件に照らし、可能/不可能を判定し、可能であれば“O”、不可能であれば“×”印で表示する制御を行なうように構成した。
なお、バッテリーの残量が少ない場合は、広帯域無線基地局302からの情報をあとどれくらいの時間受信可能であるか、もしくは、狭帯域無線基地局303との間であとどれくらいの時間送受信可能であるかを表示するようにすることもできる。また、サーバー305が要求された情報を伝送するのに必要となる時間を調べ、それを無線端末301に伝える手段を具備することにより、無線端末301は、自局のバッテリーの残量に応じて、要求した情報を全て受信できるか否かを表示することもできる。
以上のようにすることにより、ユーザはバッテリーの残量を知ることができるとともに、どのようなサービスがどれくらいの時間受けれるのかを知ることができるため、無線端末301の操作の快適性を向上させることができる。
(第3の具体例)無線端末301のバッテリーの残量検出結果を基地局側に知らせて、無駄な伝送を行なわないようにする例をつぎに説明する。
無線端末301は自局のバッテリーの残量を調べ、広帯域の下り無線チャネルにより送信された情報を受信するのに十分な電力が有るか否かを判断する。広帯域の下り無線チャネルにより送信された情報を受信するのに十分な電力がない場合は、そのことを狭帯域の上り無線チャネルを用いて狭帯域無線基地局303に伝える。
狭帯域無線基地局303はネットワーク306を介してサーバー305、もしくは、広帯域無線基地局302に伝える。サーバー305に伝えた場合は、サーバー305は広帯域無線基地局302への情報の伝送を停止すると共に、広帯域無線基地局302に対し、無線端末301への情報の送信を停止することを指示する信号を送る。広帯域無線基地局302は無線端末301への情報の送信を停止する。
また、広帯域無線基地局302に伝えた場合は、無線端末301への情報の送信を停止すると共に、サーバー305に対し、自局への情報の伝送を停止することを要求する信号を送る。サーバー305は広帯域無線基地局302への情報の伝送を停止する。
これにより、広帯域無線基地局302から無線端末301への無駄な送信がなくなるため、他の広帯域無線基地局302とのチャネル間干渉を減らすことができると共に、広帯域無線基地局302の消費電力を抑えることが可能となる。また、広帯域無線基地局302とサーバー305との間の、無駄な信号のやりとりを抑えることができ、ネットワーク306の効率的な使用が可能となる。
(第4の具体例)つぎにCSMA方式において、バッテリーセービングを行なう例を説明する。従来、CSMAでは、パケット送信を行なわない間も、無線端末401の電源はオンになっており、無駄な電力を消費していた。以下の例ではこのような状態の場合のバッテリーセービング方式を説明する。
まず、本発明が対象とする無線通信システムの構成を説明する。図19は本発明に係わるシステムの構成を示す概念図である。図19において、401は無線端末、402は無線基地局であり、複数の無線基地局402はネットワーク403を介して接続されている。また、無線端末401は無線基地局402との間で情報の送受信を行なう端末であり、起動されると設定時間経過後に端末の電源をオンにする機能を有するタイマーを具備している。
以下では、無線端末401から無線基地局402への伝送方式をCSMA(Carier Sense Multiple Access)方式とした例を用いて一例を説明する。ここでCSMAとは、無線端末401がパケット送信を行なう前に、伝送中のパケットの有無を調べ、そして、伝送中のパケットが無ければパケット送信を行ない、伝送中のパケットが有ればパケット送信を行なわず、所定時間経過した後に、パケット送信を行なうといった手順を踏む伝送方式である。しかし、従来のCSMAでは、パケット送信を行なわない間も、無線端末401の電源はオンになっており、無駄な電力を消費していた。
そこで、本発明では、パケット送信を行なわないと判断した場合は、タイマーのみを作動させ、それ以外には電力消費がないようするために端末の電源をオフにする。そして、所定の時間経過した後に、前記タイマーのタイムアップにより電源をオンにし、再度、伝送中のパケットの有無を調べ、パケット送信を行なうか否かを判断する。電源をオフにしている時間をどれくらいにするかについては、無線端末401が判断してタイマー起動の際に時間設定する。
このようにすることにより、無線端末401は無駄な電力の消費を防ぐことが可能になる。また、上記具体例では、無線端末401がパケット送信を行なうか否かの判断をする場合の例を示したが、無線基地局402が無線端末401のパケット送信の制御を行なう方式にも、本発明を適用することが可能である。
この場合、無線基地局402は無線端末401の送信制御を行なうための送信制御手段と該送信制御手段により決定された送信制御信号を報知する手段を備えている。
無線端末401は無線基地局402から報知された送信制御信号を解釈し、送信を行なうか否かの判断をする。送信を行なわない無線端末401は電源をオフにし、所定の時間が経過した後に、電源をオンにし、再び無線基地局402から報知される送信制御信号を解釈し、送信を行なうか否かの判断を行なう。
また、電源をオフにしている時間に関しては、無線端末401が判断する方法と、無線基地局402が判断し無線端末401に伝える方法がある。後者の方が無線基地局402の負荷は増すものの、無線端末401の電源をオフにしている時間をより適切に判断できるため無線端末401の低消費電力化にとって効果的である。
(第5の具体例)SDL等の通信システムにおいて、広帯域受信手段の省電力化のために、広帯域用の無線チャネルによる送信側からの送信すべき情報がないときは、広帯域受信手段は電源が切られて省電力化を図ることができるようにした例を第1の具体例で説明した。しかし、これは狭帯域用の送受信手段と、広帯域用の受信手段とを持つ通信端末を対象とした場合であり、送信するには送受信一体型である狭帯域用の送受信手段を使用する必要があるので、狭帯域用の系統のバッテリーセービングを十分行なえないきらいがある。
そこで、広帯域用の系統はもとより、狭帯域用の系統のバッテリーセービングをも十分行ない得るシステムをつぎに第5の具体例として説明する。この例では狭帯域用の系統を、送信手段と、受信手段に分離分割して構成し、また、状態対応に電源供給を制御するバッテリー制御手段を設けて無線端末が広帯域用の受信手段を用いた通信を行なう時は、無線端末の狭帯域用の受信手段の電源はオフにすべく制御することを特徴とする。
つまり、第5の具体例は、狭帯域の上下(アップリンク・ダウンリンク)の無線チャネル及び広帯域の下り無線チャネルを有する無線通信システムにおいて、無線端末が広帯域の情報伝送のための受信手段を用いた通信を行なう時は、無線端末の狭帯域受信手段の電源をオフにすべく制御する。
また、広帯域用の系統のバッテリーセービングのため、バッテリー制御手段には無線基地局側(ネットワーク側)から、電源オンの指令を受けるまで広帯域用の受信手段の電源をオンさせないようにした。
第5の具体例に関わる無線端末1000の構成例を図20に示す。1000は本発明の無線端末である。1001は狭帯域送受信用アンテナ、1002は広帯域受信用アンテナ、1003は制御部、1004はバッテリー制御部、1005は狭帯域受信手段、1006は広帯域受信手段、1007は狭帯域送信手段であり、本発明の無線端末1000はこのような構成要素から構成されている。
これらのうち、狭帯域受信手段1005は狭帯域送受信用アンテナ1001から受信した信号を復調し、また、狭帯域送信手段1007は送信情報を変調して狭帯域送受信用アンテナ1001から狭帯域用の電波で無線送信するものであり、制御部1003は狭帯域受信手段1005から復調されて出力された情報を受けて内容の解析を行なうと共に、指令に応じて対応の制御処理を行なうものである。
バッテリー制御部1004は、制御部1003、狭帯域受信手段1005および狭帯域送信手段1007に対してバッテリー電源の供給の制御を行なうためのものである。バッテリー制御部1004は、無線端末1000の電源スイッチをONにするのと同時に、バッテリー制御部1004は広帯域受信手段1006へのバッテリーの供給は行なうことはせず、ネットワーク側のサーバなど、送信側からの指示があると広帯域受信手段1006へのバッテリーの供給を行なうように制御する機能を有する。これは、広帯域受信手段1006の消費電力が狭帯域送受信手段に比べ大きいため、広帯域受信手段1006の無駄な電力消費を抑制できるようにするためである。
また、広帯域受信手段1006は広帯域受信用アンテナ1002から受信した信号を復調し、制御部1003は広帯域受信手段1006から復調されて出力された情報を受けて内容の解析を行なう。
このような構成の本発明の無線端末1000に対し、ユーザが電源スイッチをONにすると、バッテリー制御部1004により制御部1003、狭帯域受信手段1005および狭帯域送信手段1007にバッテリーからの電源が供給され、制御部1003からの制御のもとに狭帯域送信手段1007から位置登録要求が出されてネットワーク側に対して位置登録が行なわれる。そして、これにより、ネットワーク側との間で通信サービスを受けることが可能な状態になる。
広帯域受信手段1006へのバッテリーの供給については、バッテリー供給を行なう場合と、行なわない場合がある。
無線端末1000の電源スイッチをONにするのと同時に、広帯域受信手段1006を用いたサービスを提供するシステムであれば、直ちに広帯域受信手段1006にバッテリーの供給を行なう方がよい。
しかし、そうでない場合は、無線端末1000の電源スイッチをONにするのと同時に、バッテリー制御部1004は広帯域受信手段1006へのバッテリーの供給は行なわない方が良い。なぜなら、広帯域受信手段1006の消費電力は狭帯域送受信手段に比べ大きいため、広帯域受信手段1006の無駄な電力消費を抑制できるようにしたいからである。
つまり、広帯域受信手段1006を用いた通信を行なう時までバッテリーからの電源供給を行なわないようにする方が、無線端末1000の省電力化にとって好ましいからである。以下では、後者の方法を用いた場合について本発明を説明する。
無線端末1000は、広帯域の下りチャネルを利用した通信を行なう場合に、広帯域受信手段1006にバッテリーの供給を行なうと共に、欲しい情報を要求するための信号を狭帯域無線基地局303に送信する。
狭帯域無線基地局303は、この情報要求信号をネットワーク306を通してサーバー305に伝送する。サーバー305は、無線端末1000の位置する狭帯域無線基地局303のサービスエリア内の全ての広帯域無線基地局302に対し、自局を識別するための情報(基地局IDと呼ぶ)を報知させる。
また、別の手順として、無線端末1000は広帯域受信手段1006にバッテリーの供給を行なわずに、まず、欲しい情報を要求するための信号を狭帯域無線基地局303に送信する。狭帯域無線基地局303は、この情報要求信号をネットワーク306を通してサーバー305に伝送する。
サーバー305は、無線端末1000の位置する狭帯域無線基地局303のサービスエリア内の全ての広帯域無線基地局302に対し基地局IDを報知させると共に、無線端末1000に対し、狭帯域無線基地局303を介して、広帯域受信手段1006の電源をONすることを指示する。もしくは、広帯域無線基地局302の基地局IDを報知させる前に、サーバー305は狭帯域無線基地局303を介して、広帯域受信手段1006の電源をONすることを指示する。
これを受けた無線端末1000はバッテリー制御部1004を制御して、広帯域受信手段1006にバッテリーを供給する。その後、広帯域受信手段1006の電源をONしたことを狭帯域無線基地局303を介してサーバー305に通知する。サーバー305は無線端末1000が広帯域受信手段1006の電源をONしたことを確認した後に、広帯域無線基地局302の基地局IDを報知させる。
ここで説明した基地局IDを報知するための動作シーケンス図を示すと図21〜図23のようになる。図21は、広帯域受信手段1006へのバッテリー供給を行なってから、情報を要求するための信号2000を狭帯域無線基地局303に送信する場合の動作シーケンス図である。
すなわち、図21においては、サーバーから欲しい情報がある場合に、無線端末のユーザは、当該端末側から情報を要求する信号2000をネットワーク側の狭帯域無線基地局に送信すると、ネットワーク側ではこの信号2000をサーバに渡し、サーバでは基地局IDの報知を指示する信号2001をネットワーク側の広帯域無線基地局に送り、さらにこれを受けた広帯域無線基地局からはその基地局のIDを示す信号2002を当該基地局を介して上述の送信要求のあった通信端末に送る。この例ではA,B二つの広帯域無線基地局からそれぞれ当該端末に信号2001を送るが、これは広帯域無線基地局のサービスエリアが狭いからであり、当該無線端末が位置登録した狭帯域無線基地局のサービスエリア内の一部をサービスの対象としているA,B二つの広帯域無線基地局からそれぞれ当該端末に信号2001を送ることで、この信号の受信を無線端末が受けることができる確率を広げている。基地局のIDを示す信号2002を受信したならば、その基地局IDを用いて、当該基地局を介しての通信を可能な状態にするという手順である。
また、図22、図23は、広帯域受信手段1006へのバッテリーの供給を行なわずに、情報を要求するための信号2000を狭帯域無線基地局303に送信する場合の動作シーケンス図である。但し、図22の動作シーケンスでは、無線端末1000が広帯域受信手段1006へのバッテリーの供給を行なったことを確認せずに、広帯域無線基地局302の基地局IDの報知を行なうのに対し、図23の動作シーケンスでは無線端末1000が広帯域受信手段1006へのバッテリーの供給を行なったことを確認してから、広帯域無線基地局302の基地局IDの報知を行なう点が異なる。
つまり、図22では、サーバーから欲しい情報がある場合に、無線端末のユーザは、当該端末側から情報を要求する信号2000をネットワーク側の狭帯域無線基地局に送信すると、ネットワーク側ではこの信号2000をサーバに渡し、サーバでは基地局IDの報知を指示する信号2001をネットワーク側の広帯域無線基地局に送り、さらにこれを受けた広帯域無線基地局からはその基地局のIDを示す信号2002を当該基地局を介して上述の送信要求のあった通信端末に送る。
そして、この例では、サーバーからは狭帯域無線基地局に対して、広帯域受信手段1006の電源をオンにすることを指示する信号2003を与え、狭帯域無線基地局はこれを受けて、当該信号2003を狭帯域無線により通信端末側に送信する。通信端末側では広帯域受信手段1006の電源をオンにすることを指示する信号2003を受けて広帯域受信手段1006の電源をオンにすることで、広帯域の電波を使用した情報受信が可能になる。
この信号2003の送信の後に、A,B二つの広帯域無線基地局からそれぞれ当該端末に信号2001を送る。
この例では通信端末は広帯域受信手段を広帯域電波を使用した通信が必要となるまではオフして省電力化を図るようにし、広帯域受信手段の電源のオン指令を、情報の送信サービスするネットワーク側から行なうようにすると共に、その電源のオンの指示を、サービスエリアが広い狭帯域無線基地局を使用して送り、その後にA,B二つの広帯域無線基地局からそれぞれ当該通信端末に基地局IDを報知する信号2001を送るが、これは広帯域無線基地局のサービスエリアが狭いからであり、当該無線端末が位置登録した狭帯域無線基地局のサービスエリア内の一部をサービスの対象としているA,B二つの広帯域無線基地局からそれぞれ当該端末に信号2001を送ることで、この信号の受信を無線端末が受けることができる確率を広げるもので、図21の場合と同じである。そして、基地局のIDを示す信号2002を受信したならば、その基地局IDを用いて、当該基地局を介しての通信を可能な状態にするという手順である。
図22の例は、サーバーから欲しい情報がある場合に、無線端末のユーザは、当該端末側から情報を要求する信号2000をネットワーク側の狭帯域無線基地局に送信すると、ネットワーク側ではこの信号2000をサーバに渡し、サーバでは基地局IDの報知を指示する信号2001を送るのに先駆けて、まず、狭帯域無線基地局に対して、広帯域受信手段1006の電源をオンにすることを指示する信号2003を与える。
狭帯域無線基地局はこれを受けて、当該信号2003を狭帯域無線により無線端末側に送信する。無線端末側では広帯域受信手段1006の電源をオンにすることを指示する信号2003を受けて広帯域受信手段1006の電源をオンにすることで、広帯域の電波を使用した情報受信が可能になる。
無線端末側広帯域受信手段1006の電源をオンにすると、これを知らせる信号2004を狭帯域無線により狭帯域無線基地局に送り、狭帯域無線基地局はこれをサーバに送る。
サーバは信号2004を受けると、次に基地局IDの報知を指示する信号2001をA,B二つの広帯域無線基地局に送り、さらにこれを受けた広帯域無線基地局からはその基地局のIDを示す信号2002を当該基地局を介して上述の送信要求のあった無線端末に送る。
この例では無線端末は広帯域受信手段を広帯域電波を使用した通信が必要となるまではオフして省電力化を図るようにし、広帯域受信手段の電源のオンの指令を、情報の送信サービスするネットワーク側から行なうようにすると共に、その電源のオンの指示を、サービスエリアが広い狭帯域無線基地局を使用して送り、広帯域受信手段の電源がオンされたことを確認した後にA,B二つの広帯域無線基地局からそれぞれ当該無線端末に基地局IDを報知する信号2001を送る。そして、基地局のIDを示す信号2002を受信したならば、その基地局IDを用いて、当該基地局を介しての通信を可能な状態にするという手順である。
なお、ここで説明した基地局IDを報知するための方法は、本発明に限るものではなく、狭帯域の上下の無線チャネルと広帯域の下り無線チャネルを有するシステム全般に適用できる方法である。
無線端末1000は上記手順で信号2002により報知された基地局IDを広帯域受信用アンテナ1002から受信し、広帯域受信手段1006で復調する。復調された信号は制御部1003に送られ、制御部1003にて自局との接続が適する広帯域無線基地局302が解釈される。解釈された結果は狭帯域送信手段1007により送信され、狭帯域無線基地局303を介してサーバ305に伝えられる。
これにより、サーバー305は、無線端末1000がどの広帯域無線基地局302のサービスエリア内に位置しているかを認識することができるため、広帯域の下りチャネルを利用した通信が可能となる。
ところで、無線端末1000は広帯域無線基地局302に対する位置登録を行なう一方で、バッテリー制御部1004を制御することにより狭帯域受信手段1005へのバッテリーからの電源供給を止め、狭帯域の下りチャネルによる通信を停止する。すなわち、無線端末1000は狭帯域送信手段1007と広帯域受信手段1006を用いて、狭帯域の上りチャネルと広帯域の下りチャネルを利用した通信を行なう。
本発明を適用したシステムでは、下りチャネルとして狭帯域のものと広帯域のものの双方を用いた通信を行なうことは不可能となるが、下りチャネルとして広帯域のものしか利用しない通信を行なう場合に、全く不要となる狭帯域受信手段1005へのバッテリー電源供給を行なわないため、平均の消費電力を大幅に抑制して消費電力の低減を図ることが可能となる。
(第6の具体例)つぎに、第6の具体例について説明する。この例では送信と受信の両方が可能な無線端末として狭帯域送受信専用の無線端末があり、広帯域用には広帯域受信専用の通信端末が別個にある場合のバッテリーセービングを例に説明する。
狭帯域送受信専用の無線端末は送信手段と、受信手段が分離独立して構成してあり、二つの無線端末を用いて連携して通信を行なう場合での効果的なバッテリーセービングを図るには次のようにする。
第6の具体例では、ユーザが送信と受信の両方が可能な無線端末としては狭帯域送受信専用の無線端末しかなく、広帯域用には別途、広帯域受信専用の無線端末を併用する例におけるバッテリーセービング方式であり、本具体例に関わる第1の無線端末2001と第2の無線端末2002の構成例は図24に示す如きとなる。
図において、2001,2002は本発明におけるバッテリーセービング方式を適用した無線端末であり、無線端末2001は狭帯域送受信用の無線端末、そして、無線端末2002は広帯域受信用の無線端末である。
2011は狭帯域送受信用アンテナ、2012aは狭帯域受信手段、2012bは狭帯域送信手段、2013は制御部、2014はバッテリー制御部、2015は端末部であり、本発明の狭帯域送受信用の無線端末2001はこのような構成要素から構成されている。
これらのうち、狭帯域受信手段2012aは、狭帯域送受信用アンテナ2011から受信した信号を復調するものであり、制御部2013は狭帯域受信手段2012aから復調されて出力された情報を受けて内容の解析を行なうと共に、指令に応じて対応の制御処理を行なうものである。
また、狭帯域送信手段2012bは送信情報を変調して狭帯域送受信用アンテナ2011から狭帯域用の電波で無線送信するものである。
このような構成の狭帯域送受信用の無線端末2001では、端末の省電力化のため、周期的に受信器を動作させたり、停止させたりする間欠受信と呼ばれるバッテリーセービング方式が行なわれる。この間欠受信は従来より用いられている技術であるが、図25(a)を参照して簡単に説明しておく。
無線端末はいくつかのグループに分割されており、かつ、無線基地局が無線端末に情報を伝送する無線回線も、いくつかのフレームに時分割されている。
無線基地局が無線端末に情報を伝送する場合、無線端末が属するグループに割り当てられたフレームに情報を入れて伝送する。例えば、無線端末2001が属するグループをaとする。バッテリー制御部2014は自局が属しているグループのフレームである2300aの送信される周期に同期させて狭帯域受信手段2012aへバッテリーを供給し、狭帯域受信手段2012aを動作させる。狭帯域受信手段2012aで復調された信号は、制御部2013で内容の解析が行なわれ受信信号が自局宛のものであれば、バッテリー制御部2014により端末部2015を動作させ、受信した信号を端末部2015へ送出する。
その後、制御部2013はバッテリー制御部2014を制御し、次のグループaのフレーム2300aが送られる周期まで狭帯域受信手段2012aへのバッテリーの供給を停止する。すなわち、狭帯域受信手段2012aの動作を停止する。間欠受信とはこのような動作により、省電力化を図るバッテリーセービング方式である。
端末部2015は、テキストや画像情報、音声情報等を扱うことのできる情報処理等が可能な高機能携帯情報端末であり、このような高機能情報処理端末と狭帯域送受信用の無線装置が一体化した構成である。
バッテリー制御部2014は無線端末2001に内蔵されており、無線端末2001と無線端末2002が接続されて連携して送受信の運用をする場合に、両無線端末2001,2002のバッテリーの残量を比較して、残量の多い方のバッテリーから、無線端末2001,2002に対し、バッテリー電源供給するように制御する機能を有するものである。
また、図24における2021は広帯域受信用アンテナ、2022は広帯域受信手段、2023は制御部、2024は端末部であり、本発明の広帯域受信専用の無線端末2002はこのような要素から構成されている。
これらの構成要素のうち、広帯域受信手段2022は、広帯域受信用アンテナ2021から受信した信号を復調し、復調された出力は制御部2023に送られ、内容の解析を行なうものである。
また、端末部2024はテキストや画像情報、音声情報等を扱うことのできる情報処理等が可能な高機能携帯情報端末であり、図24ではこのような端末部2024が無線端末2002と一体化したものとなっているが、別々の端末とし、必要に応じて接続して用いる形態としてもよい。以下では、図24のような無線端末2002と端末部2024を一体化させたものを用いて本発明を説明する。
無線端末2001は狭帯域の双方向チャネルを持つため、音声等の送受信に適している。具体的には携帯電話として使われる。
従って、無線端末2001は、他の携帯電話からの着信を受ける必要があるため、いくら端末の省電力化のためとはいえ、間欠受信における待ち受け周期を必要以上に長くすることは、携帯電話としての操作の快適性を著しく損なうことになる。従って、待ち受け周期は、携帯電話としての操作の快適性を損なわない程度の長さに設定される必要がある。
一方、広帯域用の無線端末2002における端末部2024は情報処理等が可能な高機能携帯情報端末であり、広帯域の下りチャネルを持つ無線端末2002に一体化されているので、画像データやデータ等の情報量の大きい情報を受信することができる。
しかしながら、上りチャネルを持たないため、無線基地局に対し、自ら情報を要求し、サービスを受けるという形態のサービスを受けることはできない。そこで、そのようなサービスを受けるための方法として、狭帯域無線通信用の無線端末2001の制御部2013と、広帯域無線通信用の無線端末2002の制御部2023を接続して用いる方法がある。
狭帯域送受信用の無線端末2001と広帯域受信用の無線端末2002の接続方法については、物理的に接続する方法の他に、赤外線などを利用した無線による接続方法が挙げられる。
これらのうち、赤外線を利用した無線接続の場合、安価に実現できる上に物理的な接続をしないで良いため、無線端末2002の容量の増大といった問題も生じない。また、無線端末2001を、例えばPCMCIAカードのようなカード型無線端末にし、無線端末2002に挿入して接続する形態とすることができれば、無線端末2002の容量の増大もないため非常に使い易い端末となる。
これらの接続方法に関しては、広帯域受信用の無線端末2002と端末部2024を別々の端末とした場合にも同様のことが言える。例えば、無線端末2001,2002を一体型もしくは別々のカード型端末とし、端末部2024に挿入して接続する形態等が挙げられる。
さて、狭帯域送受信用の無線端末2001と広帯域受信用の無線端末2002を接続して用いる場合の目的は、電話等の音声通信ではなく、無線基地局に対し情報を要求し、要求する情報を得るというサービスを受けることである。
従って、狭帯域受信手段2012aにおける待ち受け周期は、単独で利用する時以上に長い周期に変更しても、決して無線端末2001の操作の快適性を損ねることはなく、むしろ、狭帯域受信手段2012aの平均の消費電力を相当小さくし、無線端末2001の長時間の連続使用を可能とする。
従って、狭帯域用の無線端末2001と広帯域用の無線端末2002を接続して使用する場合には、バッテリー制御部2014は、受信待ち受け周期の何倍かの周期でのバッテリー電源供給を実施させるべく制御し、これによって無線端末2001の省電力化を図る。
例えば、受信待ち受け周期を2倍にした場合、グループaに属する無線端末2002は2300a′の送信される周期に同期させてバッテリー制御部2014にバッテリー電源供給を実施させるべく制御し、この受信待ち受け周期の2倍の間隔での間欠電源供給により狭帯域受信手段2012aを動作させる(図25(b)参照)。
なお、無線端末2001と無線端末2002を一体化させた無線端末2003を用いる場合にも、このバッテリーセービング方式を適用することができる。すなわち、この一体化無線端末2003であっても、ユーザの使用目的が、電話等の音声通信ではなく、無線基地局に対し情報を要求し、要求する情報を得るというサービスを受けるケースの時は、狭帯域受信手段2012の待ち受け周期を変更し、長くすることは、狭帯域受信手段2012aの平均消費電力を小さくし、無線端末2003の長時間連続使用を可能とする。従って、この場合もこのバッテリーセービング方式を適用すると省電力化に有効である。
なお、狭帯域用の無線端末2001と広帯域用の無線端末2002を接続して用いる場合、バッテリー電源の供給方法については様々の手法がある。1つには、それぞれ独自のバッテリーにより供給する方法がある。この場合、それぞれ独立してバッテリー電源の供給を行なっているため、制御が容易であるという利点があるものの、どちらか一方のバッテリーが切れた場合にサービスを受けられなくなってしまう。
また、第2の方法としては、どちらか一方の端末が、両方の端末に対しバッテリー電源を供給する方法である。
この方法も、制御が容易であるという利点があるものの、バッテリーを供給している端末のバッテリーが切れると、他方のバッテリーが残っているにもかかわらず、サービスが受けられなくなるという欠点を克服することはできない。
そこで、第3の方法として、狭帯域送受信用の無線端末2001と広帯域受信用の無線端末2002のうち、少なくともいずれか一方の端末に、両者のバッテリー電源の供給を総括的に制御するバッテリー制御部を具備させ、両端末のバッテリーの残量を比較して、残量の多い方が、両方の無線端末2001,2002に対しバッテリーを供給する方法が考えられる。
本具体例では無線端末2001にバッテリー制御部2014を設けて、無線端末2001,2002のバッテリー電源の供給を総括的に制御する。すなわち、無線端末2001のバッテリー制御部2014は無線端末2001,2002の両端末のバッテリーの残量を比較して、残量の多い方のバッテリーから、無線端末2001,2002に対し、バッテリー電源供給するように制御する。
この方法は、制御が複雑になるものの、どちらか一方の端末のバッテリー切れによるサービスの中断を防ぐことが可能となる。
また、第3の方法は、少なくともどちらか一方の端末に、両端末のバッテリーの供給を総括的に制御するバッテリー制御部を具備しているため、バッテリーの必要度の高い端末の方のバッテリー残量が多くなるように制御することもできる。
以上、種々の具体例を説明したが、要するに本発明は、高速伝送が可能であるが電力消費の大きい広帯域用の無線チャネルと、これよりは低速な伝送しかできないが電力消費が少ない狭帯域用の無線チャネルを併用して通信を行なうSDL伝送システムをはじめとする無線通信システムにおいて、基地局からの送信を受ける場合に、省電力化のために、無線チャネルによる送信側からの送信すべき情報がないときは、送信側からの電源オフ指令により受信側は電源を切り、送信側から電源オン指令の監視のみをし、電源オン指令を受けると受信系を起動するようにして省電力化を図ることができるようにしたものである。
従って、携帯用の端末の省電力化を促進することができる。
また、バッテリー残量のチェックを行なって、その残量に応じてシンボル表示するようにしたり、残量のレベルと送受信に必要な電池容量の基準値とを比較してその結果に応じて、送受信の可否を知らせるようにした。これによれば、送受信の可否は事前にわかるようになるから、通信途中で電池切れになってしまうというようなトラブル未然に防ぐことができるようにもなる。
また、無線端末のバッテリーの残量検出結果を基地局側に知らせて、無駄な伝送を行なわないようにした。これにより、無線端末がバッテリー切れになって受信できないのにむだな送信をするといったことをなくすことができる。
また、無線端末がチャネル使用状態等を観測し、送信を行なわないと判断した場合には、所定時間の間、無線端末の電源をオフすべく制御するようにした。これにより、携帯用の無線端末の省電力化を図ることが可能となる。
さらにまた、SDL通信システムにおいて、SDL通信用の通信端末のバッテリーセービング効果を高めるために、無線端末が広帯域用の受信手段を用いた通信を行なう場合にも、無線基地局側(ネットワーク側)から電源オンの指令を受けるまで広帯域用の受信手段の電源をオンさせないようにした。
また、SDL通信システムにおいて、SDL通信用の通信端末の狭帯域用の系統のバッテリーセービングをも十分行ない得るようにするために、狭帯域用の系統を、送信手段と、受信手段に分離分割して構成し、無線端末が広帯域用の受信手段を用いた通信を行なう時は、無線端末の狭帯域用の受信手段の電源はオフにすべく制御する構成とした。これによれば、狭帯域用の受信手段の電源がオフになったときは、下り(ダウンリンク)チャネルとして狭帯域のものと広帯域のものの双方を用いた通信を行なうことはできないが、下りチャネルとして広帯域のものしか利用しない通信を行なう場合に、全く不要となる狭帯域受信手段へのバッテリー電源供給を行なわないため、平均の消費電力を大幅に抑制して消費電力の低減を図ることが可能となる。
また、狭帯域用の上下の無線チャネル(アップリンクおよびダウンリンク)を持つ第1の無線端末と広帯域用の下り無線チャネル(ダウンリンク)を持つ第2の無線端末を接続して用いる場合に、第1の無線端末で予め定められる周期毎に一定時間受信を行ない、狭帯域無線基地局から第1の無線端末への情報を待ち受け受信するバッテリーセービング方式において、前記周期を変更する。この周期変更は電話等の音声通信を行なわない状況下では電話等の音声通信を可能とする状況下よりも長い周期に変更するようにした。そのため、無線端末は、電話等の音声通信を行なわない状況下では無用な電話の待ち受け受信の周期を長くでき、狭帯域用の消費電力を抑えることが可能となる。
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