JP2010226600A - Radio communication terminal and communication system selecting method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a radio communication terminal and communication system selecting method for selecting an optimal communication system so as to meet required throughput while keeping a residual battery time long. <P>SOLUTION: A radio communication terminal 100 includes a penalty value calculator and a system selector. The penalty value calculator calculates a penalty value of each of communication systems in a current communication environment in accordance with a penalty function. The penalty function is an increasing function of power consumption by communication and is a decreasing function of which dependency on throughput is small in a range where throughput of communication is greater than a predetermined value, and of which dependency on throughput is large within a range where throughput is smaller than the predetermined value. The system selector selects a communication system of the smallest penalty value calculated. Thus, a switching destination to increase power consumption or throughput deterioration is hardly selected, thereby selecting the optimal communication system. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、複数の通信方式を選択可能な無線通信端末および最適な通信方式を選択する通信方式選択方法に関する。   The present invention relates to a wireless communication terminal capable of selecting a plurality of communication methods and a communication method selection method for selecting an optimum communication method.

いわゆるマルチモード端末では、複数の通信方式を選択可能にするため、各方式をハードウェア上で切り替える方法や、ソフトウェアの書き換えにより各方式を動作させる方法が知られている。そして、方式の選択・切り替えの基準として、従来、各方式のRSSIやCINR等の受信品質、スループット、消費電力、およびこれらの複合指標等が用いられている(たとえば、特許文献1)。特許文献1記載の複合携帯電話装置は、バッテリ残量が事前に設定した閾値を下回る場合に、消費電力の最も低い方式を選択する。   In so-called multi-mode terminals, there are known a method of switching each method on hardware and a method of operating each method by rewriting software so that a plurality of communication methods can be selected. Conventionally, reception quality such as RSSI and CINR for each method, throughput, power consumption, and composite indexes thereof are used as standards for method selection / switching (for example, Patent Document 1). The composite mobile phone device described in Patent Document 1 selects the method with the lowest power consumption when the remaining battery level is below a preset threshold value.

また、マルチモード端末では各方式の受信環境が変化するような場合に、頻繁に方式の切り替えが起こり、切り替え自体にかかる消費電力やスループットロスが無視できなくなる。そのため、切り替え自体にかかる消費電力やスループットロスを考慮した方式選択手法が提案されている(たとえば、特許文献2参照)。特許文献2記載の無線通信端末は、受信品質(RSSIやCINR等)を測定し、測定値からチャネル変動値を算出する。そして、事前に設定された受信品質に関する閾値を用いて、算出した変動値に応じて切り替えを行う。この操作により頻繁な方式の切り替えを回避している。   In a multi-mode terminal, when the reception environment of each method changes, the method is frequently switched, and power consumption and throughput loss for switching itself cannot be ignored. Therefore, a method selection method that takes into consideration power consumption and throughput loss required for switching itself has been proposed (see, for example, Patent Document 2). The wireless communication terminal described in Patent Literature 2 measures reception quality (RSSI, CINR, etc.) and calculates a channel fluctuation value from the measurement value. And it switches according to the calculated fluctuation value using the threshold value regarding the reception quality set in advance. This operation avoids frequent switching of methods.

特許第4085748号公報Japanese Patent No. 4085748 特開2006−262178号公報JP 2006-262178 A

しかしながら、特許文献1記載の複合携帯電話装置は、事前に設定したバッテリ残量に関する閾値を下回る場合は消費電力の最も低い方式を選択するが、上回る場合は電波状況により方式の選択を行う。その場合に複数ある通信方式の中で、電波状況が最も良好な方式が最も消費電力の少ない方式と一致する可能性は低く、消費電力が最も低い通信方式が要求されたスループットを満足している可能性は低い。そのため、バッテリ残量の閾値を高めに設定した場合は、消費電力は最も低いが、極端にスループットが低くユーザの要求を満たすことができない方式を選択する可能性がある。一方、低めに設定した場合はスループットが必要以上に高く消費電力が大きい方式を選択し、バッテリ残存時間が短くなる可能性が高い。したがって、特許文献1記載の複合携帯電話装置では、バッテリ残存時間を長く保ちつつユーザの要求スループットを満たすことはできない。   However, the composite mobile phone device described in Patent Document 1 selects the method with the lowest power consumption when the threshold value for the remaining battery level is set in advance, but selects the method according to the radio wave condition when the threshold value is exceeded. In that case, among the multiple communication methods, the method with the best radio wave condition is unlikely to match the method with the lowest power consumption, and the communication method with the lowest power consumption satisfies the required throughput. Unlikely. Therefore, when the threshold of the remaining battery level is set high, there is a possibility of selecting a method that consumes the lowest power but has extremely low throughput and cannot satisfy the user's request. On the other hand, if it is set to a low value, a method is selected that has a throughput that is higher than necessary and that consumes a large amount of power, and the battery remaining time is likely to be shortened. Therefore, the composite mobile phone device described in Patent Document 1 cannot satisfy the user's required throughput while keeping the battery remaining time long.

また、従来では方式の切り替えが頻繁に起こる場合があり、同処理による消費電力やスループットの劣化が問題となる。とりわけ、マルチモード端末をソフトウェア無線技術により動作させる場合は、方式の切り替えにソフトウェアの書き換えが必要になり、切り替えの影響が大きくなる。   Conventionally, there are cases where switching between methods frequently occurs, and there is a problem of power consumption and throughput degradation due to the same processing. In particular, when a multi-mode terminal is operated by software radio technology, rewriting of software is necessary for switching the method, and the influence of the switching becomes large.

一方、方式を変更する際の消費電力およびスループットの劣化量は、使用中の方式と切替先の方式の組み合わせにより異なるはずであるが、特許文献2記載の無線通信端末は、切り替え前後の方式の組合せを考慮して切替先の選択を行うことができない。そのため、切り替えが必要な場合には、切替先によっては消費電力やスループットの劣化が大きくなる。また、通信品質の変動値の算出や適応的な閾値設定や更新のための処理を追加する必要があり、ある程度メモリを積んでおかねばならなくなる。   On the other hand, the amount of power consumption and throughput degradation when changing the method should be different depending on the combination of the method in use and the method of the switching destination, but the wireless communication terminal described in Patent Document 2 The switching destination cannot be selected in consideration of the combination. For this reason, when switching is required, power consumption and throughput deteriorate greatly depending on the switching destination. In addition, it is necessary to add processing for calculating a communication quality fluctuation value, adaptive threshold setting, and updating, and it is necessary to load some memory.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、バッテリ残存時間を長く保ちつつユーザの要求スループットを満たすよう最適な通信方式を選択する無線通信端末および通信方式選択方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a wireless communication terminal and a communication method selection method for selecting an optimal communication method so as to satisfy a user's required throughput while maintaining a long battery remaining time. With the goal.

(1)上記の目的を達成するため、本発明の無線通信端末は、複数の通信方式を選択可能な無線通信端末であって、通信による消費電力の増加関数であり、かつ通信のスループットが所定値より大きい範囲では、前記スループットへの依存性が小さく、前記スループットが所定値より小さい範囲では、前記スループットへの依存性が大きい減少関数であるペナルティ関数により、現在の通信環境における各通信方式のペナルティ値を算出するペナルティ値算出部と、前記算出されたペナルティ値が最も小さい通信方式を選択する方式選択部と、を備えることを特徴としている。   (1) In order to achieve the above object, a wireless communication terminal of the present invention is a wireless communication terminal capable of selecting a plurality of communication methods, is a function of increasing power consumption by communication, and has a predetermined communication throughput. In the range larger than the value, the dependence on the throughput is small, and in the range where the throughput is smaller than the predetermined value, the penalty function which is a decreasing function having a large dependence on the throughput, the communication function in the current communication environment A penalty value calculating unit that calculates a penalty value and a method selecting unit that selects a communication method having the smallest calculated penalty value are provided.

このように、本発明の無線通信端末は、通信による消費電力と通信のスループットを参照したペナルティ関数を用い、消費電力やスループットの劣化が大きくなる切替先を選択しにくくして、最適な通信方式を選択する。たとえば、スループットが所定値より大きい範囲ではスループットへの依存性が小さいため、消費電力の大小がペナルティ値の大小に効く。一方、スループットが所定値より小さい範囲ではスループットへの依存性が大きい減少関数であるため、スループットが小さければ小さいペナルティ値が大きくなりスループットのペナルティ値への影響が大きくなる。   As described above, the wireless communication terminal of the present invention uses a penalty function that refers to the power consumption and communication throughput by communication, makes it difficult to select a switching destination that greatly deteriorates power consumption and throughput, and optimizes the communication method. Select. For example, since the dependence on the throughput is small in the range where the throughput is larger than a predetermined value, the magnitude of the power consumption is effective for the penalty value. On the other hand, in the range where the throughput is smaller than the predetermined value, it is a decreasing function having a large dependence on the throughput. Therefore, if the throughput is small, the small penalty value becomes large and the influence on the penalty value of the throughput becomes large.

したがって、スループットへの要求が低く所定値が小さい場合には、消費電力が重視されて通信方式が選択される。一方、スループットへの要求が高く所定値が大きい場合には、消費電力よりスループットが重視されて通信方式が選択される。これにより、本発明の無線通信端末は、バッテリ残存時間を長く保ちつつユーザの要求スループットを満たすよう最適な方式選択を行うことができる。たとえば、バッテリ残量が十分な場合でも消費電力の少ない方式を選択することができるため、バッテリ残存時間を長く保つことができる。なお、増加関数は、広義の増加関数を指し、階段的に増加するステップ関数も含む。減少関数についても同様である。   Therefore, when the demand for throughput is low and the predetermined value is small, power consumption is emphasized and a communication method is selected. On the other hand, when the demand for throughput is high and the predetermined value is large, the communication method is selected with an emphasis on throughput rather than power consumption. As a result, the wireless communication terminal of the present invention can perform an optimal method selection so as to satisfy the user's required throughput while keeping the battery remaining time long. For example, even when the remaining battery capacity is sufficient, a method with low power consumption can be selected, so that the remaining battery time can be kept long. The increase function indicates an increase function in a broad sense, and includes a step function that increases stepwise. The same applies to the decreasing function.

(2)また、本発明の無線通信端末は、前記ペナルティ関数が、通信方式の切替によるスループットロスの増加関数であることを特徴としている。このように、本発明の無線通信端末は、通信方式の切替時のスループットロスも参照して最適な通信方式の変更先を選択する。方式を変更する際のスループットの劣化量は、使用中の方式と切替先の方式の組み合わせにより異なるが、このような組合せを考慮して切替先を選択できる。その結果、頻繁な方式の切り替えを回避し、切り替え処理によるスループットの劣化を防止できる。   (2) Further, the wireless communication terminal of the present invention is characterized in that the penalty function is a function of increasing throughput loss due to switching of communication methods. As described above, the wireless communication terminal according to the present invention selects the optimum communication method change destination with reference to the throughput loss when the communication method is switched. The amount of throughput degradation when changing the method differs depending on the combination of the method being used and the method of the switching destination, but the switching destination can be selected in consideration of such a combination. As a result, frequent switching of the system can be avoided, and deterioration of throughput due to switching processing can be prevented.

(3)また、本発明の無線通信端末は、前記ペナルティ関数が、通信方式の切替にかかる切替電力の増加関数であることを特徴としている。このように、本発明の無線通信端末は、通信方式の切替時の余分な電力消費を参照して最適な通信方式の切替先を選択する。方式の変更にかかる消費電力は、使用中の方式と切替先の方式の組み合わせにより異なるが、このような組合せを考慮して切替先を選択できる。その結果、頻繁な方式の切り替えを回避し、切り替え処理による消費電力を防止できる。   (3) Further, the wireless communication terminal of the present invention is characterized in that the penalty function is an increase function of switching power required for switching of communication methods. As described above, the wireless communication terminal according to the present invention selects an optimum communication method switching destination with reference to the extra power consumption at the time of switching the communication method. The power consumption for changing the method varies depending on the combination of the method being used and the method of the switching destination, but the switching destination can be selected in consideration of such a combination. As a result, frequent switching of the system can be avoided and power consumption due to the switching process can be prevented.

(4)また、本発明の無線通信端末は、通信環境の評価および通信方式にスループットを対応付けた所定のテーブルを参照し、特定の通信環境および通信方式に対応付けられたスループットを抽出するスループット抽出部を更に備えることを特徴としている。これにより、受信品質等の通信環境を考慮して各通信方式の妥当なスループットを容易に得ることができる。   (4) Also, the wireless communication terminal of the present invention refers to a predetermined table in which the throughput is associated with the communication environment evaluation and the communication method, and extracts the throughput associated with the specific communication environment and the communication method. An extraction unit is further provided. Thereby, it is possible to easily obtain a reasonable throughput of each communication method in consideration of a communication environment such as reception quality.

(5)また、本発明の通信方式選択方法は、無線通信端末において最適な通信方式を選択する通信方式選択方法であって、通信による消費電力の増加関数であり、かつ通信のスループットが所定値より大きい範囲では、前記スループットへの依存性が小さく、前記スループットが所定値より小さい範囲では、前記通信スループットへの依存性が大きい減少関数であるペナルティ関数により、現在の通信環境における各通信方式のペナルティ値を算出するステップと、前記算出されたペナルティ値が最も小さい通信方式を選択するステップと、を含むことを特徴としている。これにより、バッテリ残存時間を長く保ちつつユーザの要求スループットを満たすよう最適な方式選択を行うことができる。   (5) The communication method selection method of the present invention is a communication method selection method for selecting an optimal communication method in a wireless communication terminal, which is a function of increasing power consumption by communication, and the communication throughput is a predetermined value. In a larger range, the dependence on the throughput is small, and in a range where the throughput is smaller than a predetermined value, a penalty function which is a decreasing function having a large dependence on the communication throughput causes each communication method in the current communication environment. The method includes a step of calculating a penalty value, and a step of selecting a communication method having the smallest calculated penalty value. As a result, it is possible to select an optimum method so as to satisfy the user's required throughput while keeping the battery remaining time long.

本発明によれば、バッテリ残存時間を長く保ちつつユーザの要求スループットを満たすよう最適な方式選択を行うことができる。   According to the present invention, it is possible to select an optimum method so as to satisfy the user's required throughput while keeping the battery remaining time long.

本発明に係る無線通信端末の基本構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the basic composition of the radio | wireless communication terminal which concerns on this invention. 通信方式制御部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a communication system control part. 通信方式制御部の基本処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the basic process of a communication system control part. 所定のテーブルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a predetermined table. 具体的なδ(i,j)の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of specific (delta) (i, j).

次に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In order to facilitate understanding of the description, the same reference numerals are given to the same components in the respective drawings, and duplicate descriptions are omitted.

(無線通信端末の構成)
図1Aは、無線通信端末100の基本構成を示すブロック図である。図1Aに示すように、無線通信端末100は、送受信アンテナ101a、101b、RF部102、AD/DA変換部103、ベースバンド信号処理部104、通信環境取得部105、通信方式制御部106、アプリケーション要求取得部107およびソフトウェア記憶部108を備えている。図1Aに示すように無線通信端末100は、ソフトウェア無線機であるが、ハードウェアにより複数の通信方式を実現する端末であってもよい。このように、無線通信端末100は複数の通信方式を選択できる。
(Configuration of wireless communication terminal)
FIG. 1A is a block diagram showing a basic configuration of radio communication terminal 100. As shown in FIG. 1A, a radio communication terminal 100 includes transmission / reception antennas 101a and 101b, an RF unit 102, an AD / DA conversion unit 103, a baseband signal processing unit 104, a communication environment acquisition unit 105, a communication method control unit 106, an application A request acquisition unit 107 and a software storage unit 108 are provided. As shown in FIG. 1A, the wireless communication terminal 100 is a software defined radio, but may be a terminal that implements a plurality of communication methods by hardware. Thus, the wireless communication terminal 100 can select a plurality of communication methods.

送受信アンテナ101a、101bは、それぞれ通信方式に対応して変調された高周波を送受信する。RF部102は、受信した高周波をベースバンド信号に変換するとともに、AD/DA変換部103から受けたベースバンド信号を高周波に変換する。AD/DA変換部103は、ベースバンド信号をアナログ信号からデジタル信号に、またはデジタル信号からアナログ信号に変換する。ベースバンド信号処理部104は、現在選択されている無線通信方式に応じてベースバンド信号を処理する。通信環境取得部105は、CINR等の通信環境パラメータを取得し、通信方式制御部106に送出する。これにより、通信環境の評価を加味した通信方式の選択が可能になる。   The transmission / reception antennas 101a and 101b transmit and receive a high frequency modulated corresponding to the communication method. The RF unit 102 converts the received high frequency into a baseband signal and converts the baseband signal received from the AD / DA conversion unit 103 into a high frequency. The AD / DA conversion unit 103 converts the baseband signal from an analog signal to a digital signal, or from a digital signal to an analog signal. The baseband signal processing unit 104 processes the baseband signal according to the currently selected wireless communication method. The communication environment acquisition unit 105 acquires communication environment parameters such as CINR and sends them to the communication method control unit 106. This makes it possible to select a communication method that takes into account the evaluation of the communication environment.

通信方式制御部106は、通信方式の選択や変更を制御する。すなわち、通信環境取得部105で取得する各通信方式の通信環境パラメータ(たとえばCINR値)および、アプリケーション要求取得部107で取得したユーザ要求、すなわち要求スループット(所定値)に基づいて、通信方式を選択する。また、選択された通信方式に対応するソフトウェアのベースバンド信号処理部104へのロードおよびRF部102の制御を行う。これにより、受信品質等の通信環境を考慮して各通信方式の妥当なスループットを容易に得ることができる。なお、通信方式制御部106の詳細については後述する。   The communication system control unit 106 controls selection and change of the communication system. That is, the communication method is selected based on the communication environment parameter (for example, CINR value) of each communication method acquired by the communication environment acquisition unit 105 and the user request acquired by the application request acquisition unit 107, that is, the request throughput (predetermined value). To do. Also, the software corresponding to the selected communication method is loaded into the baseband signal processing unit 104 and the RF unit 102 is controlled. Thereby, it is possible to easily obtain a reasonable throughput of each communication method in consideration of a communication environment such as reception quality. Details of the communication method control unit 106 will be described later.

アプリケーション要求取得部107は、アプリケーションの要求を参照して要求スループットを算出し、通信方式制御部106に送出する。ソフトウェア記憶部108は、各通信方式に応じたソフトウェアを記憶している。   The application request acquisition unit 107 calculates a requested throughput by referring to the application request, and sends it to the communication method control unit 106. The software storage unit 108 stores software corresponding to each communication method.

図1Bは、通信方式制御部106の構成を示すブロック図である。図1Bに示すように、通信方式制御部106は、ペナルティ値算出部111、スループット抽出部112、方式選択部113および変更制御部114を備えている。   FIG. 1B is a block diagram illustrating a configuration of the communication method control unit 106. As shown in FIG. 1B, the communication method control unit 106 includes a penalty value calculation unit 111, a throughput extraction unit 112, a method selection unit 113, and a change control unit 114.

ペナルティ値算出部111は、ペナルティ関数により、各通信方式のペナルティ値を算出する。なお、ペナルティ関数は、通信による消費電力の増加関数である。また、ペナルティ関数は、現在の通信環境において通信のスループットが要求スループットより大きい範囲では、スループットへの依存性が小さい。一方で、ペナルティ関数は、スループットが所定値より小さい範囲では、スループットへの依存性が大きく、かつ減少関数である。また、ペナルティ関数は、通信方式の切替にかかる切替電力の増加関数であるとともに、通信方式の切替によるスループットロス(スループットの劣化量)の増加関数である。ペナルティ関数の具体例については後述する。   The penalty value calculation unit 111 calculates a penalty value for each communication method using a penalty function. The penalty function is a function of increasing power consumption due to communication. The penalty function is less dependent on the throughput in a range where the communication throughput is larger than the required throughput in the current communication environment. On the other hand, the penalty function has a large dependence on the throughput and is a decreasing function in a range where the throughput is smaller than a predetermined value. The penalty function is a function for increasing the switching power required for switching the communication method, and is a function for increasing throughput loss (throughput degradation amount) due to switching of the communication method. A specific example of the penalty function will be described later.

スループット抽出部112は、通信方式および通信環境パラメータに対してスループットを対応付けている所定のテーブルを参照し、対応付けられたスループットのいずれかを抽出する。スループット抽出部112は、ペナルティ値算出部から指定を受けるとともに、受信品質情報(CINRまたはRSSI)等の通信環境パラメータを取得し、ペナルティ値算出部111が指定する通信方式および取得した通信環境パラメータに対応するスループットを抽出する。   The throughput extraction unit 112 refers to a predetermined table that associates throughput with communication methods and communication environment parameters, and extracts any of the associated throughputs. The throughput extraction unit 112 receives a designation from the penalty value calculation unit, acquires communication environment parameters such as reception quality information (CINR or RSSI), and sets the communication method specified by the penalty value calculation unit 111 and the acquired communication environment parameters. Extract the corresponding throughput.

方式選択部113は、算出されたペナルティ値が最も小さい通信方式を選択する。このように、無線通信端末100は、通信方式ごとに決まる消費電力と通信方式ごとに決まるスループットを参照したペナルティ関数を用い、最適な通信方式を選択している。したがって、消費電力やスループットの劣化が大きくなる切替先は選択されにくい。これにより、バッテリ残存時間を長く保ちつつユーザの要求スループットを満たすよう最適な方式選択を行うことができる。たとえば、バッテリ残量が十分な場合でも消費電力の少ない通信方式を選択することができるため、バッテリ残存時間を長く保つことができる。   The method selection unit 113 selects a communication method having the smallest calculated penalty value. As described above, the wireless communication terminal 100 selects an optimal communication method using a penalty function that refers to power consumption determined for each communication method and throughput determined for each communication method. Therefore, it is difficult to select a switching destination that greatly degrades power consumption and throughput. As a result, it is possible to select an optimum method so as to satisfy the user's required throughput while keeping the battery remaining time long. For example, even when the remaining battery capacity is sufficient, a communication method with low power consumption can be selected, so that the remaining battery time can be kept long.

変更制御部114は、方式選択部113で選択された通信方式が現在採用する通信方式と異なるときには各部に通信方式の変更を制御する。たとえば、選択された通信方式に対応するソフトウェアのベースバンド信号処理部104へのロードおよびRF部102の制御を行う。   The change control unit 114 controls each unit to change the communication method when the communication method selected by the method selection unit 113 is different from the communication method currently employed. For example, the software corresponding to the selected communication method is loaded into the baseband signal processing unit 104 and the RF unit 102 is controlled.

(無線通信端末による通信方式選択の動作)
図2は、通信方式制御部106の基本処理の一例を示すフローチャートである。図2において、iは通信方式のインデックスを表し、jは現在使用している通信方式を表す。また、Nは端末が対応している方式数を表す。
(Operation of communication method selection by wireless communication terminal)
FIG. 2 is a flowchart illustrating an example of basic processing of the communication method control unit 106. In FIG. 2, i represents an index of a communication method, and j represents a communication method currently used. N represents the number of systems supported by the terminal.

図2では、i=1から順次対応する方式の通信環境取得部105にてCINR値を取得し、対象とする方式が達成可能な伝送レートbiおよび所要消費電力Piを予測する。図2の例では、あらかじめ設定した所定のテーブルから対応する値を読み込む。   In FIG. 2, the CINR value is acquired by the communication environment acquisition unit 105 of the method corresponding sequentially from i = 1, and the transmission rate bi and the required power consumption Pi that can be achieved by the target method are predicted. In the example of FIG. 2, a corresponding value is read from a predetermined table set in advance.

図2に示すように、無線通信端末100は、まず要求スループットを取得し(ステップS1)、通信方式iを1に初期化する(ステップS2)。そして、通信方式iのCINRを取得し(ステップS3)、所定のテーブルを用いて通信方式iの伝送レートbi[bps]および消費電力Piを抽出し、記憶させる(ステップS4)。所定のテーブルの具体例については後述する。次に、i=Nか否か、すなわちすべての通信方式について伝送レートbiおよび消費電力Piの抽出を終えたか否かを判定する(ステップS5)。   As shown in FIG. 2, the radio communication terminal 100 first obtains the requested throughput (step S1) and initializes the communication method i to 1 (step S2). Then, the CINR of the communication method i is acquired (step S3), and the transmission rate bi [bps] and the power consumption Pi of the communication method i are extracted and stored using a predetermined table (step S4). A specific example of the predetermined table will be described later. Next, it is determined whether or not i = N, that is, whether or not extraction of the transmission rate bi and power consumption Pi has been completed for all communication methods (step S5).

i=Nでないと判定された場合には、iを1増加させ(ステップS6)、次の通信方式を対象とし、ステップS3に戻る。一方、i=Nであると判定された場合には、各通信方式についてペナルティ値Pi’を算出する(ステップS7)。そして、ペナルティ値Pi’が最小となる通信方式iを選択し(ステップS8)、終了する。なお、上記の例では繰り返しループ後にまとめてペナルティ値Pi’を算出するが、繰り返しループ中にペナルティ値Pi’を算出してもよい。   If it is determined that i = N is not satisfied, i is incremented by 1 (step S6), the next communication method is targeted, and the process returns to step S3. On the other hand, if it is determined that i = N, a penalty value Pi ′ is calculated for each communication method (step S7). Then, the communication method i that minimizes the penalty value Pi ′ is selected (step S8), and the process ends. In the above example, the penalty value Pi ′ is calculated collectively after the iteration loop. However, the penalty value Pi ′ may be calculated during the iteration loop.

(所定のテーブルの例)
図3は、通信環境の評価および通信方式にスループットを対応付けた所定のテーブルの一例を示す図である。ただし、各通信方式のそれぞれの伝送レートに対応する所要消費電力は、キャリブレーションを行うことにより取得された値がテーブルに書き込まれている。たとえば、CINRがi=1で20dB、i=2で27dBであった場合には、それぞれ、2.4Mbps、10Mbpsの伝送レートbiが得られることが分かる。なお、上記のテーブルは一例であり、具体的数値については方式や各端末により異なる。
(Example of a predetermined table)
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a predetermined table in which throughput is associated with communication environment evaluation and communication method. However, as for the required power consumption corresponding to each transmission rate of each communication method, a value obtained by performing calibration is written in the table. For example, when CINR is 20 dB when i = 1 and 27 dB when i = 2, it can be seen that transmission rates bi of 2.4 Mbps and 10 Mbps can be obtained, respectively. Note that the above table is an example, and specific numerical values differ depending on the method and each terminal.

(ペナルティ関数の例)
次に、ペナルティ関数Pi’の一例を説明する。式(1)は、ペナルティ関数Pi’の例である。

Figure 2010226600
(Example of penalty function)
Next, an example of the penalty function Pi ′ will be described. Equation (1) is an example of the penalty function Pi ′.
Figure 2010226600

ε(bi)は、通信方式iの伝送レートbiが要求スループット値Tに満たない場合にペナルティを課すための関数を表し、例えば以下の式(2)のような関数を用いる。

Figure 2010226600
ε (bi) represents a function for imposing a penalty when the transmission rate bi of the communication method i is less than the required throughput value T. For example, a function as in the following equation (2) is used.
Figure 2010226600

たとえば、スループットが要求スループット値Tより大きい範囲では、ε(bi)は、スループットへ依存しないため、消費電力の大小がペナルティ値の大小に効く。これに対し、スループットが、要求スループット値Tより小さい範囲ではスループットの逆関数であるため、スループットが小さければ小さいほどペナルティ値が大きくなりスループットのペナルティ値への影響が大きくなる。したがって、スループットへの要求が低く要求スループット値Tが小さい場合には、消費電力が重視されて通信方式が選択される。一方、スループットへの要求が高く要求スループット値Tが大きい場合には、消費電力よりスループットが重視されて通信方式が選択される。   For example, in the range where the throughput is larger than the required throughput value T, ε (bi) does not depend on the throughput, so the magnitude of the power consumption is effective for the penalty value. On the other hand, since the throughput is an inverse function of the throughput in a range smaller than the required throughput value T, the smaller the throughput, the larger the penalty value and the greater the influence on the throughput penalty value. Therefore, when the demand for throughput is low and the required throughput value T is small, power consumption is emphasized and a communication method is selected. On the other hand, when the demand for throughput is high and the required throughput value T is large, the communication method is selected with an emphasis on throughput rather than power consumption.

また、δ(i,j)は、通信方式の変更を要する場合にペナルティを課す関数を表し、例えば以下の式(3)のような関数を用いる。

Figure 2010226600
Further, δ (i, j) represents a function that imposes a penalty when a change of the communication method is required. For example, a function such as the following equation (3) is used.
Figure 2010226600

このように、i≠jである通信方式、すなわち方式変更を要する通信方式に対し、1.0より大きくまた各(i,j)の組み合わせで独立な定数を乗算する。図4は、さらに具体的なδ(i,j)の一例を示す図である。   In this way, a communication system in which i ≠ j, that is, a communication system that requires a system change, is multiplied by an independent constant greater than 1.0 and each (i, j) combination. FIG. 4 is a diagram showing a more specific example of δ (i, j).

図4に示す例では、無線通信端末100は、セルラーA方式、セルラーB方式、無線LANの3つの通信方式を対象としている。例えば、ネットワーク間の親和性が高いセルラー方式同士間の方が、セルラー方式・無線LAN(WLAN)間に比べて切り替え時間が短く、同処理による消費電力およびスループットロスが少なくなっている。この場合、例示したようにセルラー方式・無線LAN間のδ(i,j)を大きく設定することにより切り替え難くすることが可能になる。なお、同じ通信方式間について、δ(j,j)は1である。   In the example illustrated in FIG. 4, the wireless communication terminal 100 is targeted for three communication methods: a cellular A method, a cellular B method, and a wireless LAN. For example, switching times between cellular systems having higher network compatibility are shorter than those between cellular systems and wireless LANs (WLANs), and power consumption and throughput loss due to the processing are reduced. In this case, it is possible to make switching difficult by setting δ (i, j) between the cellular system and the wireless LAN large as illustrated. Note that δ (j, j) is 1 for the same communication method.

このように、通信方式間で独立にペナルティ関数を定義することにより、切り替えによる影響の大きい方式には切り替わりにくく制御することが可能になる。無線通信端末100は、通信方式の切替時の余分な電力消費や通信方式の切替時のスループットロスを参照して最適な通信方式の切替先を選択する。通信方式の変更にかかる消費電力やスループットロスは、使用中の方式と切替先の方式の組み合わせにより異なるが、このような組合せを考慮して切替先を選択できる。その結果、頻繁な方式の切り替えを回避し、切り替え処理による消費電力の増大やスループットの劣化を防止できる。   In this way, by defining the penalty function independently between the communication methods, it becomes possible to control the method which is not easily switched to the method having a large influence by the switching. The wireless communication terminal 100 selects an optimal communication method switching destination with reference to extra power consumption at the time of switching the communication method and throughput loss at the time of switching the communication method. Although the power consumption and throughput loss required for changing the communication method differ depending on the combination of the method being used and the method of the switching destination, the switching destination can be selected in consideration of such a combination. As a result, frequent switching of systems can be avoided, and an increase in power consumption and throughput deterioration due to switching processing can be prevented.

なお、上記の実施形態では、ソフトウェア無線技術を用いて複数の無線通信方式を選択可能にするマルチモード端末を一例として説明しているが、ハードウェアにより複数の無線通信方式を選択可能にする端末についても本発明は同様に適用できる。   In the above embodiment, a multi-mode terminal that enables selection of a plurality of wireless communication schemes using software defined radio technology has been described as an example. However, a terminal that enables selection of a plurality of wireless communication schemes by hardware. The present invention can also be applied to the above.

100 無線通信端末
101a、101b 送受信アンテナ
102 RF部
103 AD/DA変換部
104 ベースバンド信号処理部
105 通信環境取得部
106 通信方式制御部
107 アプリケーション要求取得部
108 ソフトウェア記憶部
111 ペナルティ値算出部
112 スループット抽出部
113 方式選択部
114 変更制御部
bi 伝送レート
i 通信方式
Pi’ ペナルティ関数(ペナルティ値)
Pi 消費電力
T 要求スループット値
100 Wireless communication terminals 101a, 101b Transmission / reception antenna 102 RF unit 103 AD / DA conversion unit 104 Baseband signal processing unit 105 Communication environment acquisition unit 106 Communication system control unit 107 Application request acquisition unit 108 Software storage unit 111 Penalty value calculation unit 112 Throughput Extraction unit 113 Method selection unit 114 Change control unit bi Transmission rate i Communication method Pi ′ Penalty function (penalty value)
Pi Power consumption T Required throughput value

Claims (5)

複数の通信方式を選択可能な無線通信端末であって、
通信による消費電力の増加関数であり、かつ通信のスループットが所定値より大きい範囲では、前記スループットへの依存性が小さく、前記スループットが所定値より小さい範囲では、前記スループットへの依存性が大きい減少関数であるペナルティ関数により、現在の通信環境における各通信方式のペナルティ値を算出するペナルティ値算出部と、
前記算出されたペナルティ値が最も小さい通信方式を選択する方式選択部と、を備えることを特徴とする無線通信端末。
A wireless communication terminal capable of selecting a plurality of communication methods,
The dependence on the throughput is small when the communication throughput is a function of increasing power consumption and the communication throughput is larger than a predetermined value, and the dependence on the throughput is greatly decreased when the throughput is smaller than the predetermined value. A penalty value calculation unit that calculates a penalty value of each communication method in the current communication environment by a penalty function that is a function,
A wireless communication terminal comprising: a method selection unit that selects a communication method having the smallest calculated penalty value.
前記ペナルティ関数は、通信方式の切替によるスループットロスの増加関数であることを特徴とする請求項1記載の無線通信端末。   The wireless communication terminal according to claim 1, wherein the penalty function is a function of increasing throughput loss due to switching of communication methods. 前記ペナルティ関数は、通信方式の切替にかかる切替電力の増加関数であることを特徴とする請求項1または請求項2記載の無線通信端末。   The wireless communication terminal according to claim 1, wherein the penalty function is a function of increasing switching power required for switching a communication method. 通信環境の評価および通信方式にスループットを対応付けた所定のテーブルを参照し、特定の通信環境および通信方式に対応付けられたスループットを抽出するスループット抽出部を更に備えることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の無線通信端末。   2. A throughput extraction unit that extracts a throughput associated with a specific communication environment and a communication method by referring to a predetermined table in which the throughput is associated with the evaluation of the communication environment and the communication method. The wireless communication terminal according to claim 3. 無線通信端末において最適な通信方式を選択する通信方式選択方法であって、
通信による消費電力の増加関数であり、かつ通信のスループットが所定値より大きい範囲では、前記スループットへの依存性が小さく、前記スループットが所定値より小さい範囲では、前記スループットへの依存性が大きい減少関数であるペナルティ関数により、現在の通信環境における各通信方式のペナルティ値を算出するステップと、
前記算出されたペナルティ値が最も小さい通信方式を選択するステップと、を含むことを特徴とする通信方式選択方法。
A communication method selection method for selecting an optimal communication method in a wireless communication terminal,
The dependence on the throughput is small when the communication throughput is a function of increasing power consumption and the communication throughput is larger than a predetermined value, and the dependence on the throughput is greatly decreased when the throughput is smaller than the predetermined value. Calculating a penalty value for each communication method in the current communication environment by a penalty function as a function;
Selecting a communication method having the smallest calculated penalty value.
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