JP2011015024A - 通信制御方法及び通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】移動機の消費電力を抑えつつデータを送受信すること。
【解決手段】データの送受信に用いている通信方式を方式Ａから方式Ｂに切り替える場合には、まず、移動機１０が方式Ａによりデータの送受信を開始した時からの通信時間Ｔを計測する。続いて、その通信時間Ｔが所定の閾値Ｔａよりも大きいか否かを判定する。そして、通信時間Ｔが閾値Ｔａよりも大きい場合に、移動機１０がデータの送受信に用いている通信方式を方式Ｂに切り替える。
【選択図】図３

Description

本発明は、複数の通信方式を必要に応じて切り替えながらデータ通信を実行する通信制御方法及び通信システムに関する。

従来から、複数の通信方式を切り替えながらデータ通信を行う通信制御方法が知られている。例えば、通信方式毎に優先順位を定め、優先度の高い方式から順に通信可能か否かを試みる技術が知られている。また、コンテンツデータの大きさに基づいて通信方法を決定する技術も存在する。例えば下記特許文献１のデータ通信方法では、携帯電話装置がコンテンツデータに関する管理情報をコンテンツサーバから受信し、その情報内に含まれているデータサイズが所定値以下か否かを判定する。そして、携帯電話装置は、データサイズが所定値以下であればパケット通信方式によりコンテンツデータをダウンロードすると決定し、そうでなければ回線交換方式によりダウンロードすると決定する。

国際公開第２００５−０８３５７５号パンフレット

しかしながら、優先度や、これから送受信しようとするデータの大きさに基づいて通信方法を決めると、実際の通信環境に応じて柔軟に通信方式を決定できず、結果としてデータ通信に多くの電力を消費してしまう可能性がある。例えば、移動機が、通信方式Ａと、それよりも通信速度は速いが消費電力は大きい通信方式Ｂとを利用可能であり、方式Ｂの優先度の方が高いとすると、少量のデータを方式Ｂで送受信した場合に、移動機の電力消費の面で非効率となる場合が考えられる。また、方式Ａの優先度を高くした場合には、データ量が多い場合に通信時間が長くなって電力消費量が多くなることが考えられる。更に、データ量に基づいて一の通信方式を選択しても、その実質的な通信速度が低いために通信時間が長くなり、結果的に電力消費の面で非効率となる場合もありうる。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、移動機の消費電力を抑えつつデータを送受信することが可能な通信制御方法及び通信システムを提供することを目的とする。

本発明の通信制御方法は、第１の通信方式又は第２の通信方式により通信する移動機を備える通信システムにより実行される通信制御方法であって、移動機が第１の通信方式によりデータの送受信を開始した時からの通信時間を計測する計測ステップと、計測ステップにおいて計測された通信時間が所定の閾値よりも大きいか否かを判定する判定ステップと、判定ステップにおいて通信時間が閾値よりも大きいと判定された場合に、移動機がデータの送受信に用いている通信方式を第１の通信方式から第２の通信方式に切り替える切替ステップと、を含むことを特徴とする。

また、本発明の通信システムは、第１の通信方式又は第２の通信方式により通信する移動機を備える通信システムであって、移動機が第１の通信方式によりデータの送受信を開始した時からの通信時間を計測する計測手段と、計測手段により計測された通信時間が所定の閾値よりも大きいか否かを判定する判定手段と、判定手段により通信時間が閾値よりも大きいと判定された場合に、移動機がデータの送受信に用いている通信方式を第１の通信方式から第２の通信方式に切り替える切替手段と、を備えることを特徴とする。

このような発明によれば、第１の通信方式によるデータ通信を開始してから一定以上の時間が経過してもその通信が終了しない場合に、第２の通信方式への切替が実行されて引き続きデータ通信が実行される。このように、通信中の状況に応じて、通信が終わりそうにない場合に通信方式を切り替えて通信時間の短縮を目指すことで、移動機の消費電力を全体として抑えつつデータを送受信することができる。

本発明の通信制御方法では、第１の通信方式よりも第２の通信方式の方が、移動機における単位時間当たりの消費電力が大きいことが好ましい。

この場合、データ送受信の開始から閾値で示される時間が経過するまでは、消費電力が相対的に小さい第１の通信方式により通信が行われ、その閾値を超えても通信が終わらない場合に初めて、消費電力が相対的に大きい第２の通信方式が用いられる。したがって、データ通信で消費される移動機の電力を全体として抑えることができる。

このような通信制御方法及び通信システムによれば、通信中の状況、すなわち通信時間に応じて、通信が終わりそうにない場合に通信方式を切り替えて通信時間の短縮を目指すことで、移動機の消費電力を抑えつつデータを送受信することができる。

実施形態に係る通信システムの全体構成を示す図である。 図１に示す移動機のハードウェア構成を示す図である。 図１に示す通信システムの処理を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

まず、図１，２を用いて、実施形態に係る通信システム１の機能及び構成を説明する。

図１に示すように、通信システム１は、二種類の通信方式Ａ，Ｂの双方に対応している移動機１０と、通信方式Ａ（第１の通信方式、以下では単に「方式Ａ」という）によりデータ通信を行う基地局２０と、通信方式Ｂ（第２の通信方式、以下では単に「方式Ｂ」という）によりデータ通信を行う基地局３０と、互いに異なる通信方式の基地局間における通信を行うためのネットワーク制御装置４０とを含んで構成されている。

図１において、実線は制御信号の流れを示し、破線はデータの流れを示している。図１では、移動機１０、基地局２０、基地局３０及びネットワーク制御装置４０をそれぞれ一つずつしか示していないが、当然ながら、通信システム１はこれらの通信装置を複数含み得る。

本実施形態で用いられる方式Ａ，Ｂはいずれも無線通信に関する。方式Ｂは、方式Ａよりも通信速度は速いが、移動機１０での単位時間当たりの消費電力は方式Ａよりも大きい。すなわち、通信速度（通信時間）の面では方式Ｂの方が有利であり、消費電力の面では方式Ａの方が有利である。

まず、移動機１０について説明する。移動機１０は、機能的構成要素としてデータ記憶部１１、通信部１２、及び制御部１３を備えている。なお、移動機１０の例としては携帯電話機や携帯情報端末（Personal Digital Assistant：ＰＤＡ）などが挙げられるが、移動機の種類は限定されない。

図２に示すように、移動機１０は、オペレーティングシステムやアプリケーションプログラムなどを実行するＣＰＵ１０１と、ＲＯＭ及びＲＡＭで構成される主記憶部１０２と、メモリなどで構成される補助記憶部１０３と、データ通信を行う通信制御部１０４と、液晶モニタなどで構成される表示部１０５と、入力キーなどで構成される操作部１０６とで構成される。上記各機能は、ＣＰＵ１０１及び主記憶部１０２の上に所定のソフトウェアを読み込ませ、ＣＰＵ１０１の制御の下で通信制御部１０４を動作させたり、主記憶部１０２や補助記憶部１０３に対してデータを読み書きしたりすることで実現される。

図１に戻って、データ記憶部１１は、基地局２０又は基地局３０から受信したデータや、移動機１０の内部で生成され他の通信装置（図示せず）に向けて送信する予定のデータなどを記憶する部分である。データ記憶部１１が記憶するデータの例としては、電子メールのデータ、画像データ、音声データ、ウェブコンテンツのデータなどが挙げられるが、記憶されるデータの種類は限定されない。

通信部１２は、基地局２０又は基地局３０からデータを受信する処理と、移動機１０内のデータを他の通信装置に送信する処理とを実行する部分である。通信部１２は、方式Ａにより通信する場合は基地局２０との間で接続を確立し、方式Ｂにより通信する場合は基地局３０との間で接続を確立する。通信部１２は、後述する制御部１３の制御により基地局２０，３０のいずれか一方と接続しデータ通信を実行する。

制御部１３は、データ通信に関する処理を実行する部分である。具体的には、制御部１３は、通信部１２により受信されたデータをデータ記憶部１１に書き込み、また、基地局２０又は基地局３０に向けて送信しようとするデータをデータ記憶部１１から読み出して通信部１２に出力する。データの送信又は受信を開始する際には、制御部１３は通信部１２を制御してまず基地局２０との接続を確立させる。すなわち、制御部１３はまず方式Ａによる通信を実行する。そしてデータ通信が始まると、制御部１３は、通信状況に応じて、通信部１２に対して方式Ｂへの切替を実行する。

通信方式の切替を行うために、制御部１３は計測部（計測手段）１３ａ、判定部（判定手段）１３ｂ、及び切替部（切替手段）１３ｃを備えている。以下ではこれらの構成要素について説明する。

計測部１３ａは、通信部１２がデータの送受信を開始した時からの通信時間を計測する部分である。通信部１２が基地局２０との間で接続を確立し、続いて基地局２０との間でデータ通信を開始すると、計測部１３ａは通信時間Ｔの計測を開始する。そして、通信部１２が方式Ａによりデータを送信又は受信している間、計測部１３ａはその計測を継続する。計測部１３ａは計測した通信時間Ｔを判定部１３ｂに逐次出力する。なお、通信時間Ｔは、データの送信又は受信の実行時間であるということもできる。

判定部１３ｂは、計測部１３ａにより計測された通信時間と予め定められている閾値とを比較し、通信時間がその閾値以上になった場合に通信方式の切替を切替部１３ｃに指示する部分である。判定部１３ｂは、この処理を行うために、時間に関する閾値Ｔａを所定の記憶手段（例えばメモリ）から読み出して保持しておく。なお、閾値Ｔａの値をどのように決定するかは任意である。

判定部１３ｂは計測部１３ａから入力された通信時間Ｔと閾値Ｔａとを比較し、通信時間Ｔが閾値Ｔａよりも大きいか否かを判定する。このときＴ＞Ｔａであれば、判定部１３ｂは通信方式を切り替えるための指示信号を生成して切替部１３ｃに出力する。一方Ｔ≦Ｔａであれば判定部１３ｂは指示信号を生成せず、その結果、方式Ａによるデータ通信が継続される。通信時間がＴａに達しないうちにデータ通信が完了した場合も、判定部１３ｂは指示信号を生成しない。

切替部１３ｃは、通信時間Ｔが閾値Ｔａよりも大きいと判定された場合に、データ送受信に用いている通信方式を方式Ａから方式Ｂに切り替える部分である。判定部１３ｂから指示信号が入力されると、切替部１３ｃは、方式Ａから方式Ｂに切り替えることを基地局２０に通知するための切替要求信号を生成して基地局２０に送信する。この切替要求信号には、移動機１０の識別情報が含まれている。

その後、切替部１３ｃは基地局２０からの応答を待つ。基地局２０から送られてくる応答信号には、方式Ａから方式Ｂに切り替えさせるための指示を示す切替信号と、方式Ａによるデータ送受信を維持させるための指示を示す維持信号の二種類がある。

基地局２０から切替信号を受信した場合には、切替部１３ｃは通信部１２を制御して方式Ｂへの切替を実行する。具体的には、切替部１３ｃは、方式Ｂによる基地局３０との接続を通信部１２に実行させる。この時にその接続が成功すれば、切替部１３ｃは通信部１２に基地局２０との接続を切断させた上で、方式Ａにより行っていたデータ送受信の続きを通信部１２に実行させる。一方、方式Ｂによる接続ができなかった場合には、切替部１３ｃは通信部１２に基地局２０との接続を維持させ、方式Ａによるデータ通信を継続させる。

以上に対し、基地局２０から維持信号を受信した場合には、切替部１３ｃは何も行わず、その結果、方式Ａによるデータ通信が継続される。

次に、基地局２０の機能及び構成を説明する。基地局２０は機能的構成要素として通信部２１及び制御部２２を備えている。

通信部２１は、方式Ａにより移動機１０との間でデータを送受信する部分である。通信部２１は、移動機１０と図示しない他の通信装置との間で伝送されるデータを中継する場合もあれば、基地局２０内のメモリからデータを読み出して移動機１０に送信したり、移動機１０から受信したデータを当該メモリ内に書き込んだりする場合もある。

制御部２２は、データ送受信に関する処理を実行する部分である。具体的には、制御部２２は移動機１０の切替部１３ｃから送られてきた切替要求信号を受信し、その信号から移動機１０の識別情報を抽出する。続いて、制御部２２はその移動機１０が利用可能な通信方式を判定する。このために、制御部２２は、移動機の識別情報と、その移動機が対応している通信方式のリストとが関連付けられた情報を基地局２０内のメモリから読み出す。なお、このリストは、予め移動機１０から通知されてメモリ内に記憶されるものである。

上述したように、移動機１０は二種類の通信方式Ａ，Ｂに対応しているので、移動機１０の識別情報に基づいて読み出されるリストには方式Ａ，Ｂが含まれている。制御部２２は、このリストに基づいて、通信が可能か否かを問い合わせるための問合せ信号をネットワーク制御装置４０を介して基地局３０に送信する。そして、制御部２２は問合せ信号に応じて基地局３０から送られてくる応答信号を待つ。この応答信号には、方式Ｂによる通信が可能であることを示す通信可能信号と、そのような通信が不可能であることを示す通信不可信号の二種類がある。

制御部２２は、通信可能信号を受信した場合には切替信号を生成し、通信不可信号を受信した場合には維持信号を生成する。そして、制御部２２は生成した信号を移動機１０に送信する。送信された信号は、上述したように移動機１０の切替部１３ｃにおいて処理される。

次に、基地局３０の機能及び構成を説明する。基地局３０は機能的構成要素として通信部３１及び制御部３２を備えている。

通信部３１は、方式Ｂにより移動機１０との間でデータを送受信する部分である。通信部３１は、移動機１０と図示しない他の通信装置との間で伝送されるデータを中継する場合もあれば、基地局３０内のメモリからデータを読み出して移動機１０に送信したり、移動機１０から受信したデータを当該メモリ内に書き込んだりする場合もある。

制御部３２は、データ送受信に関する処理を実行する部分である。具体的には、制御部１３は基地局２０の制御部２２から送られてきた問合せ信号を受信し、続いて移動機１０との間でデータ通信が可能か否かを判定する。続いて、制御部３２は、通信が可能であれば通信可能信号を生成し、不可能であれば通信不可信号を生成する。なお、通信が不可能な場合とは、例えば基地局３０において通信のためのリソースが不足しているために移動機１０と接続できない状況のことである。続いて、制御部３２は生成した信号をネットワーク制御装置４０を介して基地局２０に送信する。送信された信号は、上述したように基地局２０の制御部２２において処理される。

その後、移動機１０において方式Ｂへの切替が開始された場合には、制御部３２は移動機１０からの所定の制御信号に応じて通信部３１を制御し、移動機１０との間の接続を確立する。加えて、制御部３２は、送受信済のデータに関する情報（移動機１０との間でデータのどの部分まで送受信したかを示す情報）を基地局２０からネットワーク制御装置４０経由で受信する。続いて、制御部３２は通信部３１を制御して、移動機１０との間で未だ送信又は受信していない部分のデータを送信又は受信する。これにより、方式Ａにより行われていたデータ送受信が、方式Ｂにより引き続き実行される。

ネットワーク制御装置４０は、互いに異なる通信方式の基地局間におけるデータ伝送を中継する装置である。ネットワーク制御装置４０は、データの送信元の基地局の識別番号と、その基地局に代わって移動機１０と通信を行う基地局（すなわち、通信方式が異なる切替先の基地局）の識別番号とが対応付けられた情報を予め記憶している。基地局２０からデータを受信した場合には、ネットワーク制御装置４０はそのデータから基地局２０の識別番号を抽出し、その番号に対応する切替先の基地局３０を特定する。続いて、ネットワーク制御装置４０は受信したデータを基地局３０に転送する。基地局３０からデータを受信した場合も、ネットワーク制御装置４０は同様に処理してそのデータを基地局２０に転送する。

次に、図３を用いて、図１に示す通信システム１の動作を説明するとともに本実施形態に係る通信制御方法について説明する。

移動機１０がデータの送受信を開始する際には、移動機１０はまず方式Ａにより基地局２０との間で接続を確立する（ステップＳ１１）。続いて、移動機１０は基地局２０との間でデータの送受信を開始するが、この時に計測部１３ａが通信時間Ｔの計測を開始する（ステップＳ１２、計測ステップ）。計測結果は判定部１３ｂに逐次出力され、その度に、判定部１３ｂは通信時間Ｔが閾値Ｔａを超えたか否かを判定する（ステップＳ１３、判定ステップ）。このときＴ≦Ｔａであれば（ステップＳ１３；ＮＯ）、通信時間Ｔの計測と、閾値Ｔａを用いた判定処理とが繰り返し実行される。一方、Ｔ＞Ｔａとなった場合には（ステップＳ１３；ＹＥＳ）、通信方式を方式Ａから方式Ｂに切り替える処理（切替ステップ）が以下のように実行される。

すなわち、まず、切替部１３ｃが切替要求信号を生成して基地局２０に送信する（ステップＳ１４）。

続いて、基地局２０において制御部２２が問合せ信号を生成して基地局３０に向けて送信することで、方式Ｂによる通信が可能か否かを基地局３０に問い合わせる（ステップＳ１５）。問合せ信号はネットワーク制御装置を介して基地局３０に送られる。

続いて、基地局３０において制御部３２が移動機１０との間で通信が可能か否かを判定する（ステップＳ１６）。そして、それが可能であれば（ステップＳ１６；ＹＥＳ）、制御部３２から通信可能信号が基地局２０に送られ、それに応じて基地局２０内の制御部２２が切替信号を生成して移動機１０に送信する（ステップＳ１７）。続いて、移動機１０において切替部１３ｃが通信部１２を制御して基地局３０との接続を試み、接続が確立すれば（ステップＳ１８；ＹＥＳ）、切替部１３ｃは通信方式を方式Ａから方式Ｂに切り替えて、データ送受信の続きを通信部１２に実行させる（ステップＳ１９）。これにより、基地局２０との間で行われていたデータ送受信の続きが、基地局３０との間で実行されるようになる。

以上に対して、基地局３０において通信ができないと判定された場合や（ステップＳ１６；ＮＯ）、移動機１０において方式Ｂによる接続が確立できなかった場合には（ステップＳ１８；ＮＯ）、切替処理は実行されず、方式Ａによるデータ送受信が引き続き実行される（ステップＳ２０）。

以上説明したように、本実施形態によれば、方式Ａによるデータ通信を開始してから一定以上の時間が経過してもその通信が終了しない場合に、方式Ｂへの切替が実行されて引き続きデータ通信が実行される。このように、通信中の状況に応じて、通信が終わりそうにない場合に通信方式を切り替えて通信時間の短縮を目指すことで、移動機１０の消費電力を全体として抑えつつデータを送受信することができる。

本実施形態において切替の判断に利用する通信時間は、データ送受信中の通信状況を反映する指標といえる。例えば、通信路における伝送速度がトラフィックの集中などにより低下している場合には、通常時よりもデータの伝送に時間が掛かることになる。したがって、通信時間に基づいて切替の要否を判定することで、データ送受信前に通信方法を決定する場合よりも柔軟に通信方法を選択でき、その結果、全体として通信時間を短縮し移動機１０の消費電力を抑えることができる。

また、本実施形態では、データ送受信の開始から閾値Ｔａで示される時間が経過するまでは、消費電力が相対的に小さい方式Ａにより通信が行われ、その閾値Ｔａを超えても通信が終わらない場合に初めて、消費電力が相対的に大きい方式Ｂが用いられる。したがって、データ通信で消費される移動機１０の電力を全体として抑えることができる。

以上、本発明をその実施形態に基づいて詳細に説明した。しかし、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。

上記実施形態では、通信方式の切替の要否を決定するために必要な機能、すなわち通信時間の計測、及び閾値を用いた判定を移動機１０に実装したが、これらの処理を基地局に実装したり、移動機及び基地局の双方に実装したりしてもよい。

１…通信システム、１０…移動機、１１…データ記憶部、１２…通信部、１３…制御部、１３ａ…計測部（計測手段）、１３ｂ…判定部（判定手段）、１３ｃ…切替部（切替手段）、２０…基地局、２１…通信部、２２…制御部、３０…基地局、３１…通信部、３２…制御部、４０…ネットワーク制御装置。

Claims (3)

1. 第１の通信方式又は第２の通信方式により通信する移動機を備える通信システムにより実行される通信制御方法であって、
   前記移動機が第１の通信方式によりデータの送受信を開始した時からの通信時間を計測する計測ステップと、
   前記計測ステップにおいて計測された通信時間が所定の閾値よりも大きいか否かを判定する判定ステップと、
   前記判定ステップにおいて前記通信時間が前記閾値よりも大きいと判定された場合に、前記移動機が前記データの送受信に用いている通信方式を前記第１の通信方式から前記第２の通信方式に切り替える切替ステップと、
   を含むことを特徴とする通信制御方法。
2. 前記第１の通信方式よりも前記第２の通信方式の方が、前記移動機における単位時間当たりの消費電力が大きい、
   請求項１に記載の通信制御方法。
3. 第１の通信方式又は第２の通信方式により通信する移動機を備える通信システムであって、
   前記移動機が第１の通信方式によりデータの送受信を開始した時からの通信時間を計測する計測手段と、
   前記計測手段により計測された通信時間が所定の閾値よりも大きいか否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段により前記通信時間が前記閾値よりも大きいと判定された場合に、前記移動機が前記データの送受信に用いている通信方式を前記第１の通信方式から前記第２の通信方式に切り替える切替手段と、
   を備えることを特徴とする通信システム。

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