JP2010011277A - 無線通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】動画ストリーミングコンテンツの配信を行っている無線通信端末の消費電力を低く抑えて長時間のストリーミング配信を可能にする。
【解決手段】間歇ストリーミング受信をサポートしているクライアント通信端末２００から、間歇ストリーミング用受信バッファのサイズ、間歇受信最大時間間隔の情報が間歇ストリーミングセッション情報として送られる。無線通信端末１００の間歇ストリーミングセッション管理部６は、上記間歇ストリーミングセッション情報を元に、時間間隔を求め、送信速度管理部８は、間歇的にストリーミングデータの送信が最も省電力になる無線通信部３，４と送信速度を判断する。判断した時間間隔、無線通信部と送信速度により通信制御部９はストリーミングデータを配信する。データ送信を行っていないときは、無線通信端末１００は省電力状態に入る。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線通信装置に係り、特にストリーミングコンテンツの配信を省電力にて行うことができる無線通信装置に関する。

ストリーミング技術を用いた動画配信はＰＣ（Personal Computer）では一般的にＹｏｕＴｕｂｅなどの動画配信サービスの登場と共に一般的になっている。この流れは、携帯型電子機器にも広がってきている。ワンセグと呼ばれる、主に携帯電話などの携帯機器を受信対象とする地上デジタルテレビジョン放送が開始されていて、多くの携帯電話では視聴を行うことが可能になっている。また、ＹｏｕＴｕｂｅを視聴することが出来る携帯電話も発売されている。

家庭内のホームネットワークでは、ＤＬＮＡ（Digital Living Network Alliance）と呼ばれる通信規格が存在している。この技術を用いてレコーダーのような別の電子機器が保有している動画コンテンツをストリーミング技術により視聴することが可能である。

携帯型電子機器でも、例えばＤＬＮＡのようなストリーミング技術を使用した動画配信がより一般的に利用されるようになれば、携帯型の電子機器による動画ストリーミングの配信もより広く使われるようになると考えられる。

携帯型電子機器は、バッテリーなどによって駆動されており、利用できる電力は限られている。そのため、省電力が非常に重要になってくる。低消費電力化の１例としては、無線通信の転送レートが増大すると消費電力も増大するという特徴を利用して、必要転送レートをちょうど満たす送信電力に制御することで消費電力を低減する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−８７０２３号公報

しかしながら、特許文献１の携帯型電子機器において、送信電力を制御して消費電力を低減するといっても、携帯型電子機器がストリーミング配信を行う場合、常時ストリーミングデータの送信を行うため、結果的に消費電力が増大してしまう。近年、通信技術は飛躍的に進歩していて、無線通信で広帯域の利用が可能になる。ストリーミングデータが録画済の画像のような、ＴＶ電話の通話などと比べてリアルタイム性がある程度低いデータである場合、一定期間の動画再生のデータをまとめて広帯域を利用して短い時間でデータを送信することが可能になる。ところが、これを利用して消費電力を低減することは、考えられていなかった。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、ストリーミング配信を行う場合には、常時配信を行わずに消費電力を低くすることが可能な無線通信装置を提供することを目的とする。

本発明は、ストリーミングデータを通信端末に送信する無線通信装置において、前記通信端末と一つ以上の通信速度でデータの通信を行うことができる一つ以上の通信手段と、前記通信手段によりストリーミングデータを間歇的に送信する時間間隔を算出する間歇ストリーミングセッション管理手段と、前記ストリーミングデータを間歇的に送信するときに、次の間歇的なストリーミングデータ送信時間になるまでの間の平均消費電力が最小になる通信手段と該通信手段が有する通信速度を選択する送信速度管理手段と、選択された前記通信手段に対して、算出された時間間隔と選択された通信速度に従ってストリーミングデータを前記通信端末に送信させる通信制御手段と、を具備することを特徴とする。

ここで、前記間歇ストリーミングセッション管理手段は、ストリーミングデータを間歇的に送信する時間間隔を、ストリーミングデータを間歇的に受信している前記通信端末の受信バッファと前記通信端末が受信しているストリーミングデータの転送レートから算出することを特徴とする。

また、前記間歇ストリーミングセッション管理手段は、ストリーミングデータを間歇的に送信する時間間隔を、ストリーミングデータを間歇的に受信している前記通信端末の受信バッファと前記通信端末が受信しているストリーミングデータの転送レートから算出し、さらに算出した時間間隔と前記通信端末の間歇受信最大時間間隔と比較して短い時間間隔の方を実際に送信する際の時間間隔とすることを特徴とする。

前記ストリーミングデータを間歇的に受信している前記通信端末の間歇受信最大時間間隔を、前記通信端末から通信で取得してもよいし、前記通信端末の受信バッファのサイズと転送レートを、前記通信端末から通信で取得してもよい。

また、前記間歇ストリーミングセッション管理手段は、複数の前記通信端末がストリーミングデータを間歇的に受信しているときに、前記ストリーミングデータを間歇的に送信する時間間隔を、各通信端末に間歇的に送信する時間間隔のなかで最小の時間間隔とすることを特徴とする。

本発明によれば、間歇ストリーミング送信を行う時間間隔、通信手段、通信速度を消費電力が最小になるように設定して間歇ストリーミング配信を行うので、無線通信端末の消費電力を低く抑えることができ、動作時間を長くすることができる。

以下、本発明の一実施の形態による省電力動画ストリーミング配信について図面を参照しながら説明を行う。

図１は、本発明のストリーミングデータ配信を行う無線通信端末１００の一構成例を簡略化して示す機能ブロック図である。図１に示すように本発明の無線通信端末１００は、アンテナ１，２を介して他の通信端末と無線で通信を行う無線通信部３，４、動画コンテンツのストリーミングデータを提供するストリーミングデータ管理部５、後述するクライアント通信端末から受信した間歇ストリーミングセッション情報、配信するコンテンツのビットレート、算出した間歇ストリーミングセッションの間歇送信時間間隔と、無線通信端末の間歇ストリーミング送信時間間隔を管理している間歇ストリーミングセッション管理部６、間歇ストリーミング送信が行われるまで間歇ストリーミングデータを格納しておく送信バッファ７、送信速度毎の消費電力の管理と間歇ストリーミングデータ送信の送信速度の判断を行っている送信速度管理部８、前記送信速度管理部８が判断した送信速度により無線通信端末の間歇ストリーミング送信時間間隔での間歇ストリーミングデータ送信を行う通信制御部９と、を有している。ストリーミングデータ配信を行う無線通信端末１００の保有する無線通信部の数は二つであるが、一つでも良いし、三つ以上存在していても良い。

図２は、ストリーミングデータ視聴を行うクライアント通信端末２００（間歇ストリーミングセッションのクライアント）の一構成例を簡略化して示す機能ブロック図である。図２に示すように、クライアント通信端末２００は、アンテナ１１を介して無線通信端末１００と無線で通信を行う無線通信部１２、間歇ストリーミングデータを受信するための受信バッファ１３、間歇ストリーミングデータ受信の制御と間歇ストリーミングセッション情報の送信を行う通信制御部１４、ストリーミングデータをデコードして表示処理を行うストリーミングデータ視聴処理部１５、間歇ストリーミングセッション情報を格納する間歇ストリーミングセッション情報格納部１６と、を有している。ストリーミングデータ視聴を行う通信端末２００の保有する通信方法は、無線通信でも良いし、有線通信でも良い。

クライアント通信端末２００から無線通信端末１００に、間歇ストリーミング用の受信バッファ１３のサイズ、間歇受信最大時間間隔の情報が間歇ストリーミングセッション情報として送られる。クライアント通信端末２００の通信制御部１４は、無線通信端末１００からアクセスがあると、間歇ストリーミングセッション情報格納部１６から間歇ストリーミングセッション情報を読み出し、無線通信部１２、アンテナ１１を介して無線通信端末１００に送信する。無線通信端末１００の通信制御部９は、アンテナ１，２と無線通信部３，４のいずれかを介して間歇ストリーミングセッション情報を受信し、それを間歇ストリーミングセッション管理部６に送って管理させる。

ここで、「間歇受信の最大時間間隔」とは、クライアント通信端末２００の通信制御部１４が、この時間待っても間歇ストリーミングデータの受信がなかったら、ストリーミングデータ受信に失敗していると判断する時間間隔である。クライアント通信端末２００は、間歇ストリーミング用受信バッファ１３のサイズで指定した量のストリーミングデータ分のジッタバッファを保有していて、間歇的なデータ受信に対応している。

無線通信端末１００では、要求された動画コンテンツをストリーミングデータ管理部５が選択する。間歇ストリーミングセッション管理部６は、前記選択した動画コンテンツのビットレート（転送レート）とクライアント通信端末２００の受信バッファ１３のサイズをもとに、間歇送信の時間間隔を算出する。算出した間歇送信の時間間隔と、クライアント通信端末２００から送信された間歇受信最大時間間隔を比較して、短いほうの時間を間歇ストリーミングセッションの間歇送信時間間隔と設定する。

間歇ストリーミングセッション管理部６では、クライアント通信端末２００に関する、前記算出した間歇ストリーミングセッションの間歇送信時間間隔と、クライアント通信端末から受信した間歇ストリーミングセッション情報とを、間歇ストリーミングセッション情報リストとして管理している。間歇ストリーミングセッション管理部６は、間歇ストリーミングセッション管理リストに複数の間歇ストリーミングセッション情報が存在する場合は、各間歇ストリーミングセッション情報の間歇送信時間を比較し、最も短い間歇送信時間間隔を無線通信端末の間歇ストリーミング送信時間間隔と設定する。

図３は、間歇ストリーミングセッション管理部６に格納されている間歇ストリーミングセッション情報のリストである。間歇ストリーミングセッションのクライアントが追加されたら、その間歇ストリーミングセッション情報が間歇ストリーミングセッション情報のリストに追加され、間歇ストリーミングセッションのクライアントが削除されたら、その間歇ストリーミングセッション情報が間歇ストリーミングセッション情報のリストから削除される。

通信制御部９は、無線通信端末の間歇ストリーミング送信時間間隔で、間歇ストリーミングデータ送信を行う。通信制御部９は、データ送信を行っていないときは出来るだけ無線通信端末１００は省電力状態に入ることで消費電力を出来るだけ低減させる。

無線通信部３，４の消費電力は、データ送信速度によって異なる。一般的にはデータ送信速度が大きいほど消費電力が大きい。また、送信速度毎の消費電力は無線通信の環境によって刻々と変化する。各無線通信部３，４の送信速度毎の消費電力は送信速度管理部８で管理している。

図４は、送信速度管理部８に格納されている情報例を示す送信速度と消費電力の情報リストである。無線通信部３，４の最新の無線通信状況に基づく送信可能なデータ送信速度と、そのときの消費電力の情報を有している。

どの送信速度で間歇ストリーミングデータ送信を行うと全体として最も消費電力が小さくなるかの判断は、送信速度管理部８で行う。データ送信速度が大きいほど消費電力が大きいが、データ送信速度が大きいほどデータ送信が早く終了し、無線通信端末１００は低消費電力状態に入ることが可能である。

高消費電力の高い送信速度で送信して低消費電力状態に入ったほうが平均として消費電力が低い場合もあるし、低消費電力の低い送信速度で常に送信しているほうが平均の消費電力が低い場合もある。送信速度管理部８は、送信速度毎の消費電力、送信するデータ量、低消費電力状態時の消費電力と無線通信端末の間歇ストリーミング送信時間間隔から、どの送信速度で送信するのが最も平均の消費電力が小さくなるのかを判断して選択する。

通信制御部９は、ストリーミングデータ管理部５に、次回の間歇ストリーミング送信で送信するストリーミングデータを、送信バッファに格納することを要求する。ストリーミングデータ管理部５は、通信制御部９から要求されたストリーミングデータを送信バッファ７に格納する。

通信制御部９は、無線通信端末１００の間歇ストリーミング送信時間になったら、送信バッファ７にたまっているデータを全部送信する。送信バッファ７にたまっている全データの送信が終了したら、通信制御部９は、次回の間歇ストリーミング送信時間を設定して、ストリーミングデータ管理部５に次回の間歇ストリーミング送信時間までに、次回に送信する間歇ストリーミングデータを送信バッファ７に格納するように要求して、低消費電力状態に移行する。

図５は、本発明の実施形態に係る無線通信端末の利用形態例を示した図である。図５における利用形態では、無線通信端末１００、クライアント通信端末２０１，２０２，２０３から構成されている。図１に示すように、アンテナ１は無線通信端末１００の無線通信部３に接続し、アンテナ２はストリーミング配信用の無線通信端末１００の無線通信部４に接続している。また、クライアント通信端末２０１，２０２，２０３の構成は、図２に示したクライアント通信端末２００と同じである。

ストリーミングデータとして送信するデータ量の合計は７Ｍｂｐｓである。ストリーミング配信用の無線通信端末１００は、無線通信部３と無線通信部４の２つの無線通信部を保有している。図３にあるように無線通信部３のほうが無線通信部４よりも、同じデータレートのデータ送信にかかる通信電力は小さいが、２Ｍｂｐｓまでしかデータを送信することが出来ない。そのため、無線通信部４を使用して間歇的にストリーミングデータの送信を行っている。

図６は、図５の状態からクライアント通信端末２０２とクライアント通信端末２０３がストリーミング視聴を終えて、クライアント通信端末２０１のみがストリーミングを継続している。無線通信端末１００は１Ｍｂｐｓでストリーミングデータ送信を行っている。１Ｍｂｐｓの場合、無線通信部３で送信可能で無線通信部４よりも消費電力が小さいため、無線通信部３を使用して間歇的にストリーミングデータの送信を行っている。

以下、無線通信端末の処理の詳細について、図７のフローチャート図を参照しながら説明する。

処理を開始したら、通信制御部９は、クライアント通信端末の追加、クライアント通信端末の削除、間歇ストリーミングデータ送信時間に到達、間歇ストリーミング外データ送信要求、ストリーミング送信終了のいずれかのイベントが発生するまで、無線通信端末１００を低消費電力に設定してイベントの発生を待つ（ステップＳ１０１）。前記の何れかのイベントが発生したら、データ送信終了のイベントであるかどうかを判断する（ステップＳ１０２）。

上記判断の結果、データ送信終了のイベントである場合は（ステップＳ１０２のＹｅｓ）、通信制御部９は間歇ストリーミングデータ送信を終了する。

一方、データ送信終了のイベントでない場合は（ステップＳ１０２のＮｏ）、クライアント通信端末の追加又はクライアント通信端末の削除イベントが発生しているかどうかを判断する（ステップＳ１０３）。

上記判断の結果、クライアント通信端末の追加又はクライアント通信端末の削除イベントが発生している場合は（ステップＳ１０３のＹｅｓ）、間歇ストリーミングセッション管理部６は、間歇ストリーミングセッション管理リストの更新を行い、間歇ストリーミングにおける送信時間間隔を再算出する（ステップＳ１０４）。

次に、通信制御部９は算出した間歇ストリーミングの送信時間間隔を元に、次の間歇ストリーミング送信時間の再設定を行う（ステップＳ１０５）。通信制御部９は、ストリーミングデータ管理部５に、次回の間歇ストリーミング送信時間までに、次回に送信する間歇ストリーミングデータを送信バッファ７に格納するように要求して（ステップＳ１０６）、ステップＳ１０１のイベント発生待ちに戻る。ストリーミングデータ管理部５は、次回に送信する間歇ストリーミングデータが用意できた時点で、そのデータを送信バッファ７に格納する。

通信制御部９は、ステップＳ１０１で発生したイベントがクライアント通信端末のでもクライアント通信端末の削除イベントでもない場合は（ステップＳ１０３のＮｏ）、発生したイベントが間歇ストリーミング外データ送信要求かどうかを判断する（ステップＳ１０７）。

上記判断の結果、間歇ストリーミング以外のデータ送信要求のイベントである場合は（ステップＳ１０７のＹｅｓ）、送信速度管理部８は、送信データ量を元に、どの無線通信部で、どの送信速度で送信するのが最も低消費電力で送信が完了するかを判断する（ステップＳ１０８）。次回の間歇ストリーミング送信時間までに全部の間歇ストリーミング外データ送信が完了しない場合は、次回の間歇ストリーミング送信時間までに送信できるだけデータを送信し、間歇ストリーミング送信時間に達した時点で一旦送信を終了し（ステップＳ１０９）、ステップＳ１０１のイベント発生待ちに戻る。

一方、発生したイベントが間歇ストリーミング外データ送信要求のイベントでない場合（ステップＳ１０７のＮｏ）、発生したイベントは間歇ストリーミングデータ送信時間のイベントである。送信速度管理部８は、送信データ量を元に、どの無線通信部で、どの送信速度で送信するのが最も低消費電力で送信が完了するかを判断する（ステップＳ１１０）。判断された無線通信部と送信速度で、間歇ストリーミング用送信バッファ７にたまっている全送信データの送信を行う（ステップＳ１１１）。次に、通信制御部９は間歇ストリーミングの送信時間間隔を元に、次の間歇ストリーミング送信時間の再設定を行う（ステップＳ１１２）。通信制御部９は、ストリーミングデータ管理部５に、次回の間歇ストリーミング送信時間までに、次回に送信する間歇ストリーミングデータを間歇ストリーミング用送信バッファ７に格納するように要求して（ステップＳ１１３）、ステップＳ１０１のイベント発生待ちに戻る。ストリーミングデータ管理部５は、次回に送信する間歇ストリーミングデータが用意できた時点で、そのデータを間歇ストリーミング用送信バッファ７に格納する。

図８は、本発明のストリーミングデータ配信を行う無線通信端末の送信電力の変化を示した図である。図８では、横軸は時刻、縦軸は送信電力を示している。この図８において、ｔ０〜ｔ１の時間及びｔ２〜ｔ３の時間、ｔ４〜ｔ５の時間は、無線通信端末１００はデータの送受を行っていない時間である。無線通信端末１００は、出来るだけ省電力の状態を維持することで消費電力を抑えている（以後この動作状態をＰｏｗｅｒＳａｖｅ状態とする）。

ｔ０〜ｔ１の時間は、間歇ストリーミング以外のデータ送信中の送信電力の状態である。最も電力消費を抑えてデータ送信が完了する通信部と通信速度を選択してデータ送信が行われる。

ｔ３〜ｔ４とｔ５〜ｔ６の時間は、間歇ストリーミングデータ送信中の送信電力状態である。ＰｏｗｅｒＳａｖｅ状態を含めて、次の間歇ストリーミングデータ送信時刻までの電力消費が最も抑えられる無線通信部と通信速度を選択してデータ送信が行われる。

このように、本実施の形態では、ストリーミング配信を行っている無線通信端末の送信電力を低く抑え、長時間のストリーミング配信を行うことができるようになる。

本発明は、コンテンツのストリーミング配信を行う無線通信システムに利用可能である。

本発明の間歇ストリーミング配信を行う無線通信端末の一構成例を示す機能ブロック図である。 本発明の間歇ストリーミング受信を行うクライアント通信端末の一構成例を示す機能ブロック図である。 間歇ストリーミングセッション管理部に格納されている各無線通信部の送信速度毎の消費電力のリストの情報例である。 送信速度管理部に格納されている間歇ストリーミングセッション情報リストの情報例である。 間歇ストリーミング配信における無線通信端末の利用形態例を示した図である。 間歇ストリーミング配信における無線通信端末の他の利用形態例を示した図である。 間歇ストリーミング配信における無線通信端末の制御方法を示したフローチャートである。 間歇ストリーミング配信における無線通信端末の送信電力の変化を示した図である。

符号の説明

１，２ アンテナ
３，４ 無線通信部
５ ストリーミングデータ管理部
６ 間歇ストリーミングセッション管理部
７ 送信バッファ
８ 送信速度管理部
９ 通信制御部
１１ アンテナ
１２ 無線通信部
１３ 受信バッファ
１４ 通信制御部
１５ ストリーミングデータ視聴処理部
１６ 間歇ストリーミングセッション情報格納部
１００ 無線通信端末
２００，２０１，２０２，２０３ クライアント通信端末

Claims (6)

1. ストリーミングデータを通信端末に送信する無線通信装置において、
   前記通信端末と一つ以上の通信速度でデータの通信を行うことができる一つ以上の通信手段と、
   前記通信手段によりストリーミングデータを間歇的に送信する時間間隔を算出する間歇ストリーミングセッション管理手段と、
   前記ストリーミングデータを間歇的に送信するときに、次の間歇的なストリーミングデータ送信時間になるまでの間の平均消費電力が最小になる通信手段と該通信手段が有する通信速度を選択する送信速度管理手段と、
   選択された前記通信手段に対して、算出された時間間隔と選択された通信速度に従ってストリーミングデータを前記通信端末に送信させる通信制御手段と、
   を具備することを特徴とする無線通信装置。
2. 前記間歇ストリーミングセッション管理手段は、ストリーミングデータを間歇的に送信する時間間隔を、ストリーミングデータを間歇的に受信している前記通信端末の受信バッファと前記通信端末が受信しているストリーミングデータの転送レートから算出することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
3. 前記間歇ストリーミングセッション管理手段は、
   ストリーミングデータを間歇的に送信する時間間隔を、ストリーミングデータを間歇的に受信している前記通信端末の受信バッファと前記通信端末が受信しているストリーミングデータの転送レートから算出し、
   さらに算出した時間間隔と前記通信端末の間歇受信最大時間間隔と比較して短い時間間隔の方を実際に送信する際の時間間隔とすることを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
4. 前記ストリーミングデータを間歇的に受信している前記通信端末の間歇受信最大時間間隔を、前記通信端末から通信で取得することを特徴とする請求項３に記載の無線通信装置。
5. 前記通信端末の受信バッファのサイズと転送レートを、前記通信端末から通信で取得することを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の無線通信装置。
6. 前記間歇ストリーミングセッション管理手段は、複数の前記通信端末がストリーミングデータを間歇的に受信しているときに、前記ストリーミングデータを間歇的に送信する時間間隔を、各通信端末に間歇的に送信する時間間隔のなかで最小の時間間隔とすることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の無線通信装置。

Images