JP2005303465A - 通信端末、通信システム及び通信制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
電波状態が劣化した場合にも、良好な通信状態を維持可能な通信技術を提供する。
【解決手段】
電池駆動の通信端末として、データの送受信を行う複数の通信部を備えた構成とし、該複数の通信部のうちの第１の通信部で所定の通信プロトコルによる通信を行っているとき、電波状態が基準レベル以下に劣化したと判別される場合、電池残量を含む情報に基づき複数の通信プロトコルから新たに通信プロトコルを選択するとともに、通信部を第１の通信部から第２の通信部に切替える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電池により駆動され所定の通信プロトコルによりデータの通信を行う通信端末技術に関する。

本発明に関連する従来技術としては、例えば特開２０００−２３２６７６号公報（特許文献１）に記載されたものがある。該公報には、通信端末（送信側、受信側）の電池残量と、使用する通信プロトコルと、通信開始時における通信網の電波状態により求められる推定必要通信時間とを考慮し、通信方式を選択する通信方式が記載されている。

特開２０００−２３２６７６号公報

上記従来技術では、データ通信開始時に選択した通信方式を、データ通信が完了するまで使うため、時系列で変化する電波状態に対して消費電力や通信速度などの点で良好な通信状態を維持できない場合があり、データ通信の中断や通信速度の低迷などが起こるおそれがある。
本発明の課題点は、上記従来技術の状況に鑑み、電波状態が悪化した場合にも良好な通信状態を維持できるようにすることである。
本発明の目的は、上記課題点を解決し、高信頼性の通信端末技術を提供することにある。

上記課題点を解決するために、本発明では、電池により駆動され所定の通信プロトコルによりデータの通信を行う通信端末として、データの送受信を行う複数の通信部と、登録された複数の通信プロトコルからの通信プロトコルの選択と通信部の切替えとを制御する制御部と、電池残量検出部と、電波状態を監視する通信状態監視部とを備え、上記複数の通信部のうちの第１の通信部で所定の通信プロトコルによる通信を行っているとき、監視される電波状態が基準レベル以下に悪化したと判別される場合、第１の通信部の通信を継続させた状態で、電池残量を含む情報に基づき新たに通信プロトコルを選択するとともに、第２の通信部を起動させ、上記第１の通信部から該第２の通信部に切替えて通信動作を行わせる。
具体的には、上記を基本的構成要件とした通信端末、通信システム及び通信制御方法を、本発明として提案する。

本発明によれば、通信端末技術において、電波状態が悪化した場合にも良好な通信状態を維持でき、信頼性の高い通信が可能となる。

以下、本発明の最良の実施形態につき、図面を用いて説明する。
図１は、本発明の実施形態としての通信端末の構成例図である。
図１において、００１は、携帯電話やＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ）等の通信端末、００２は、制御部としてのＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、００３、００４は、所定の通信プロトコルの無線基地局と接続され、通信データを無線により送受信する通信部、００５は、例えば液晶ディプレイ等を備え、各種の情報の表示を行う表示部、００６は、予め複数の通信プロトコルが登録されており、通信データの通信プロトコルを制御する制御部としての通信プロトコル制御部、００７は、大容量の記憶領域を備え、各種データの保存と読み出しを行うデータ管理部、００８は、ある時間におけるデータ通信量に基づく、所定の通信プロトコルの通信速度や電波レベルなどの電波状態をリアルタイムで監視し、所定の時間にわたり、通信速度や電波レベルが所定の通信速度閾値やレベルを下回ったときにこれを判別し、ＣＰＵ００２に該判別結果を通知する通信状態監視部、００９は、入力操作を行うための入力部、０１０は充放電可能な電池、０１１は、電池０１０の電池残量を検出する電池残量検出部である。表示部００５は、ユーザがペンや指を用いてディスプレイの画面を触ることにより文字や数字を入力することが可能なタッチパネル方式などとしてもよい。データ管理部００７は、例えば複数の静止画や動画等の保存と読み出しが行えるようになっている上、端末認証時に使用するユーザＩＤやパスワードも保持可能であるとする。入力部００９は、番号キーやファンクションキーにより構成され、ユーザにより電話番号が入力される場合や、表示部００５に表示される所定のメニュー等を選択・実行する場合に用いられる。電池残量検出部０１１は、ＣＰＵ００２の指示により動作を開始し、ＣＰＵ００２に電池容量を報告すると動作を停止する。

図２は、図１の通信端末を用いて成る通信システムの構成例図、図３は、図１の通信端末とともに通信システムに用いる管理サーバの構成例図である。ここでは、移動網と無線ＬＡＮの２つの通信システムを用いる場合につき述べる。説明中で用いる上記図１中の構成要素には、図１の場合と同じ符号を付して用いる。

通信端末００１に内蔵する通信部００３、００４は、例えば、移動網１０４の無線基地局１０１やホットスポットなどの無線ＬＡＮ基地局１０２と接続可能な構成を備える。管理サーバ１０３は、図３に示すように、該管理サーバ１０３内の各部の動作制御や各種情報の処理を行う制御部としてのＣＰＵ２０１と、大容量の記憶領域を備え各種データの保存と読み出しが可能なデータ管理部２０２と、予め複数の通信プロトコルが登録され、通信データの通信プロトコルを制御する制御部としての通信プロトコル制御部２０３と、移動網１０４に接続可能な通信部２０４と、ＩＰ網１０５に接続可能な通信部２０５とを備えて成る。図２に示すように、無線基地局１０１は、移動網１０４を介して該管理サーバ１０３に接続される。一方、無線ＬＡＮ基地局１０２は、有線ＬＡＮ１０６を介してゲートウェイ１０７と接続され、該ゲートウェイ１０７は、ＩＰ網１０５を介して該管理サーバ１０３に接続される。通信端末００１は、無線基地局１０１や無線ＬＡＮ基地局１０２と無線で接続される。

図４及び図５は、上記図２の通信システムの動作説明図である。説明中で用いる上記図１、図２、図３中の構成要素にはそれぞれ、図１、図２、図３の場合と同じ符号を付して用いる。
以下、移動網と無線ＬＡＮの、２つの通信システムを用いる場合につき述べる。
上記図２の通信システムの動作は以下のようになる。すなわち、
（１）ユーザは、入力部００９を利用して制御部としてのＣＰＵ００２に対しデータ送信要求を出す。
（２）ＣＰＵ００２は、データ送信要求を受け取ると、通信状態監視部００８を利用し、通信プロトコル制御部００６に予め登録されている複数の通信プロトコルをそれぞれ使用した場合の通信速度を推定する。
（３）ＣＰＵ００２は、送信データ量と、通信速度を基に、通信プロトコル制御部００６に予め登録されている複数の通信プロトコルをそれぞれ使用した場合の送信完了までのデータ通信完了時間を推定する。
（４）ＣＰＵ００２は、電池残量検出部０１１が検出した電池残量情報を認識する。
（５）ＣＰＵ００２は、認識した電池残量情報を基に、通信プロトコル制御部００６に予め登録されている複数の通信プロトコルをそれぞれ使用した場合の通信継続可能時間を推定する。

（６）制御部００２は、データ通信完了時間と通信継続可能時間を表示部に表示させる。
（７）ユーザは、データ通信完了時間と通信継続可能時間を考慮し、送信時の通信プロトコルを選択し、その選択した通信プロトコルを、入力部００９を利用して、ＣＰＵ００２に通知する。ここでは、例えば、ユーザが選択した通信方式は、移動網１０４を利用する通信方式であるとする。
（８）ＣＰＵ００２は、通信部００３あるいは通信部００４のどちらか一方を起動させる。ここでは、通信部００３を起動させ、通信部００４は動作を停止しているものとする。
（９）ＣＰＵ００２は、通信プロトコル制御部００６に通信データのプロトコル制御を行わせ、通信部００３に対し、移動網１０４を介しデータ通信を行わせる。
（１０）ＣＰＵ００２は、通信部００３に対し、無線基地局１０１と接続するよう命令する。

（１１）通信部００３は、無線基地局１０１に通信端末００１の位置登録要求を送信する（ステップＳ３０１）。
（１２）無線基地局１０１は、通信端末００１の位置登録に成功すると、位置登録確立通知を通信端末００１に送信する（ステップＳＳ３０２）。一方、位置登録に失敗した場合は、無線基地局１０１が位置登録不確立通知を送信する。通信端末００１は、位置登録不確立通知を受信すると、ユーザが選択した通信方式では、データ通信が行えない旨を表示部００５に表示させ、ユーザに通知する。
（１３）通信部００３が位置登録確立通知を受信すると、認証要求を無線基地局１０１に送信する（ステップＳ３０３）。
（１４）無線基地局１０１は、通信端末００１の認証を許可すると、認証許可通知を通信端末００１に送信する（ステップＳ３０４）。一方、認証を許可しない場合は、無線基地局１０１が認証不許可通知を通信端末００１に送信する。通信端末００１は、認証不許可通知を受信すると、ユーザが選択した通信方式では、データ通信が行えない旨を表示部００５に表示させ、ユーザに通知する。
（１５）通信部００３が認証許可通知を受信すると、無線基地局１０１に接続要求を送信する（ステップＳ３０５）。

（１６）無線基地局１０１が接続を許可すると、接続許可通知を通信端末００１に送信する（ステップＳ３０６）。一方、接続を許可しない場合は、無線基地局１０１が接続不許可通知を送信する。通信端末００１は、接続不許可通知を受信すると、ユーザが選択した通信方式では、データ通信が行えない旨を表示部００５に表示させる。
（１７）通信部００３が接続許可通知を受信すると、通信端末００１と無線基地局１０１は接続状態になる（ステップＳ３０７）。
（１８）通信端末００１は、無線基地局１０１を介して、管理サーバ１０３にアクセスできるようになる。接続状態になると、管理サーバ１０３から通信端末００１へデータのダウンロードが可能になるとともに、通信端末００１から管理サーバ１０３へデータのアップロードも可能になる。通信端末００１と無線基地局１０１が接続状態になると、制御部００２は、データ管理部００７から送信データを読み出し、通信部００３を利用して、管理サーバ１０３へ通信データを送信する（ステップＳ３０８）。
（１９）管理サーバ１０３は、通信部２０４を利用して通信端末００１からの送信データを受信し、データ管理部２０２に受信データを記憶する。通信端末００１から管理サーバ１０３へデータを送信している間、通信状態監視部００８は、ある時間におけるデータ通信量に基づく所定の通信プロトコルの通信速度や電波レベルなどの電波状態を監視し、電波状態が安定していれば、データ送信完了まで同じ通信プロトコルでデータ送信を行う。しかし、通信端末００１の移動や、エリアの影響から電波状態が基準レベル以下に悪化（低下）し、その状態が所定時間継続する場合は、通信状態監視部００８は、通信システムの切替え要求を制御部００２に発行する。
（２０）ＣＰＵ００２は、送信データ量や通信速度や電波レベルなどの電波状態の監視結果に基づき、通信プロトコル制御部００６に予め登録されている複数の通信プロトコルをそれぞれ使用した場合の送信完了までのデータ通信完了時間を推定する。

（２１）ＣＰＵ００２は、電池残量検出部０１１を利用し、電池残量を検出する。
（２２）ＣＰＵ００２は、電池残量情報に基づき、通信プロトコル制御部００６に予め登録されている複数の通信プロトコルをそれぞれ使用した場合の通信継続可能時間を推定する。
（２３）ＣＰＵ００２は、上記データ通信完了時間と上記通信継続可能時間を基に、データ通信完了時間が最も短く、かつ通信継続可能時間が最も長い通信プロトコルを選択する。
（２４）ＣＰＵ００２は、選択した通信プロトコルを用いてデータの送信を行うように通信方式の切替えを行う。例えば、新たに、ＣＰＵ００２が選択した通信方式が無線ＬＡＮを利用する通信方式であるとする。この場合、ＣＰＵ００２は、通信部００３を起動させたまま、通信部００４を起動させる。ＣＰＵ００２は、通信プロトコル制御部００６に通信データのプロトコル制御を行わせ、通信部００４を利用して、無線ＬＡＮを介してのデータ通信を行う。ＣＰＵ００２は、通信部００４に、無線ＬＡＮ基地局１０２と接続するよう命令する。
（２５）通信部００４は、無線ＬＡＮ基地局１０２に通信端末００１のリンク確立要求を送信する（ステップＳ３０９）。

（２６）無線ＬＡＮ基地局１０２は通信端末００１のリンク確立に成功すると、リンク確立通知を通信端末００１に送信する（ステップＳ３１０）。一方、位置登録に失敗した場合、無線基地局１０２が位置登録不確立通知を送信する。
（２７）通信端末００１は、位置登録不確立通知を受信すると、無線ＬＡＮを介してのデータ通信が不可能である旨をＣＰＵ００２に通知する。通信部００４がリンク確立通知を受信すると、認証要求を無線基地局１０２に送信する（ステップＳ３１１）。
（２８）無線ＬＡＮ基地局１０２は通信端末００１の認証を許可すると、接続許可通知を通信端末００１に送信する（ステップＳ３１２）。
（２９）通信部１０４が接続許可通知を受信すると、通信端末００１と無線基地局１０２は接続状態になる（ステップＳ３１３）。
（３０）通信端末００１は、無線基地局１０２を介して、管理サーバ１０３にアクセスできるようになる。ＣＰＵ００２は、管理サーバ１０３に対して、通信方式切替え通知を発行する（ステップＳ３１４）。

（３１）管理サーバ１０３は、通信方式切替え通知に対する応答を、通信端末００１に発行する（ステップＳ３１５）。
（３２）ＣＰＵ００２は、管理サーバ１０３からの応答を受け取ると、通信部１０３を利用したデータ通信を中止させ、通信部００４を利用したデータ通信に切替える。
（３３）その後、ＣＰＵ００２は、通信部００３の動作を停止させる。通信部００４から送信される通信データは、管理サーバ１０３の通信部２０５を介してデータ管理部に送信される。
（３４）データ送信が完了すると、通信部００４は無線ＬＡＮ基地局１０２に切断要求を送信する（ステップＳ３１６）。
（３５）無線基地局１０３は切断要求を受け付け許可すると通信部００４に応答を返し（ステップＳ３１９）、通信部００４と無線基地局１０３との間の接続を切断する。

上記本発明の実施形態によれば、通信の電波状態が悪化した場合にも、上記のように、電池残量を含む情報に基づく複数の通信プロトコルからの適切な通信プロトコルの選択と、通信部の切替えとを行うことで、良好な通信状態を維持でき、通信時間の長期化や通信中断などをなくした高信頼性の通信を行うことができる。

なお、上記実施形態では、通信端末００１内の制御部としてＣＰＵ００２、管理サーバ１０３内の制御部としてＣＰＵ２０１を用いたが、それぞれ、制御部としてＣＰＵとは別の手段を用いてもよい。また、通信端末００１、管理サーバ１０３のそれぞれにおいて、ＣＰＵまたはこれに代わる制御部と、通信プロトコル制御部とを一体状にまとめた回路構成の制御部としてもよい。

本発明の実施例としての通信端末の構成例図である。 本発明の実施例としての通信システムの構成例図である。 管理サーバの構成例図である。 図２の通信システムの動作説明図である。 図２の通信システムの動作説明図である。

符号の説明

００１…通信端末、
００２、２０１…ＣＰＵ、
００３、００４、２０４、２０５…通信部、
００５…表示部、
００６、２０３…通信プロトコル制御部、
００７、２０２…データ管理部、
００８…通信状態監視部、
００９…入力部、
０１０…電池、
０１１…電池残量検出部、
１０１…無線基地局、
１０２…無線ＬＡＮ基地局、
１０３…管理サーバ、
１０４…移動網、
１０５…ＩＰ網、
１０６…有線ＬＡＮ、
１０７…ゲートウェイ。

Claims (5)

1. 電池により駆動され所定の通信プロトコルによりデータの通信を行う通信端末であって、
   データの送受信を行う複数の通信部と、
   予め登録された複数の通信プロトコルから使用する通信プロトコルを選択するとともに、上記通信部の動作及び切替えを制御する制御部と、
   電池残量を検出する電池残量検出部と、
   所定の通信方式の電波状態や通信速度を監視する通信状態監視部と、
   を備え、上記複数の通信部のうちの第１の通信部で所定の通信プロトコルによる通信を行っているとき、監視により、電波状態や通信速度が基準値レベル以下に低下したと判別される場合、上記制御部は、上記第１の通信部の通信を継続させた状態で、電池残量を含む情報に基づき新たに通信プロトコルを選択するとともに、第２の通信部を起動させ、通信動作を、上記第１の通信部から該第２の通信部に切替えることを特徴とする通信端末。
2. 上記制御部は、電池の残量情報と、使用する通信プロトコル情報と、通信開始時の電波状態により求められる推定必要通信時間情報とに基づき、上記通信プロトコルを選択する構成である請求項１に記載の通信端末。
3. 上記通信状態監視部は、電波状態として、電波レベルや通信速度が基準値以下に低下しかつ該低下状態が所定時間継続したか否かを判別する構成である請求項１に記載の通信端末。
4. 電池により駆動され所定の通信プロトコルによりデータの通信を行う通信端末とサーバとを備えた通信システムであって、
   上記通信端末が、データの送受信を行う第１、第２の通信部と、登録された複数の通信プロトコルから使用する通信プロトコルを選択するとともに、上記通信部の動作と切替えを制御する第１の制御部と、通信中の電波状態や通信速度を監視する通信状態監視部とを備え、
   上記サーバが、上記通信端末とデータの送受信を行う第３、第４の通信部と、該通信部の動作と切替えを制御する第２の制御部とを備え、
   上記第１の通信部と上記第３の通信部との間で所定の通信プロトコルによる通信を行っているとき、上記通信状態監視部により電波状態や通信速度が基準レベル値以下に低下したと判別される場合、上記第１の制御部は、上記第１の通信部のデータ通信を継続させた状態で新たに通信プロトコルを選択するとともに、上記第１の通信部を上記第２の通信部に切替え、上記第２の制御部は、上記第３の通信部を上記第４の通信部に切替え、該第２の通信部と該第４の通信部との間で新たにデータ通信が行われる構成としたことを特徴とする通信システム。
5. 電池により駆動され所定の通信プロトコルによりデータの通信を行う通信端末における通信制御方法であって、
   複数の通信プロトコルのうちの１つの通信プロトコルにより、通信端末内の第１の通信部でデータの送受信を行うとともに、電波状態を監視するステップと、
   上記監視の結果、電波状態が基準値レベル以下に低下したと判別されるとき、上記第１の通信部のデータ通信を継続させた状態で、電池残量を含む情報に基づき新たに通信プロトコルを選択するとともに、複数の通信部のうちの第２の通信部の起動を行うステップと、
   上記第２の通信部の起動後、上記第１の通信部から該第２の通信部に切替えるステップと、
   を経て、通信を制御することを特徴とする通信制御方法。

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