JP2016189563A - 通信装置と通信方法と通信システム並びにプログラム - Google Patents

通信装置と通信方法と通信システム並びにプログラム Download PDF

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Abstract

【課題】通信装置での通信状態の悪化が一時的か長引くか等に応じて省電力モード期間を設定可能とし、電池のさらなる長寿命化を実現可能とする。【解決手段】通信装置100は、無線部20で基地局との通信に失敗した場合に、計時手段40を参照して失敗の発生した時刻を記憶部に記録する失敗時刻記録手段301と、記憶部に記録された情報に基づき、通信状態の良否を判定する通信状態判定手段302と、通信状態が不良と判定された場合、記憶部に記録された時刻情報に基づき起動時間を選択して計時手段40に設定し、電源制御供給手段50に、少なくとも計時手段40を除いた装置内の電源供給を停止させるように制御する手段と、を備える。計時手段40は、装置内の電源供給が停止状態で、起動時間に達すると、少なくとも制御部303を起動する。【選択図】図9

Description

本発明は、通信装置と通信方法と通信システム並びにプログラムに関する。
電気・ガス・水道等の遠隔検針業務に用いられる電池駆動型の通信端末(例えばPHS(Personal Handyphone System)通信端末)では、例えば電池寿命を長くするために、基地局から送られてくる制御信号を間欠的に受信するように制御する待ち受け方法(以下、「間欠待ち受け」という)が広く知られている。なお、この種のPHS通信端末はPHS基地局、PHS網、さらに、例えば公衆交換電話網(Public Switched Telephone Network:PSTN)等を介して接続される検針センター等に、日次あるいは月次等の使用量を送信することで遠隔検針が行われる。
検針業務等に用いられる通信端末では、当該通信端末の設置時には電波状態(基地局との間での無線通信状況)が良好であっても、時間の経過とともに、基地局との通信状態が変わり、設置当時の電波状況を維持でなくなる場合がある。
また、検針業務等に用いられる通信端末は移動端末ではないため、一旦設置すると、他の場所への移動は容易ではない。そのような中でも、電池で駆動される通信端末の電池の長寿命化が要求される。
関連技術として、例えば特許文献1乃至3に開示された技術が知られている。
特許文献1に開示された技術では、PHS通信端末の制御部は、無線部で変換された電気信号の中から所定のビット配列部分(ユニークワード)を探索し、ユニークワードを発見した場合に、PHS基地局との同期が確立できたものと判断し、PHS通信端末は待ち受け状態となる。当該探索に失敗した回数が規定回数に達した場合には、基地局を探索するオープンサーチ動作を実行する状態へと移行し、当該オープンサーチ動作の実行状態への移行回数が規定回数に達した場合に、発着呼有無確認動作を実行する待ち受け状態の周期間隔がより長くなるように変更するとともに、端末内部の無線部等未使用回路への電源供給を停止させる省電力モードへと移行する。
特許文献2には、制御局と従属局から成り、時分割多重通信を行う無線通信システムにおいて、所定の制限時間以内に前記制御局の制御信号を補足できなかった場合でも適切な間欠受信周期によって消費電力を上げずに効率よく制御局の検索をする技術が開示されている。特許文献2の技術では、従属局として動作する通信装置は、電池からの電力供給をオン・オフするスイッチ手段と、電池によって常時動作可能な状態記憶部と、前記スイッチ手段を経由して電力が供給され制御局との無線通信を行なうための無線部と、電池によって常時駆動されるタイマ部と、前記スイッチ手段を経由して電力が供給される制御部と、を備えている。
特許文献2の技術では、前記制御部は、前記無線部が無線通信を起動した際、所定の制限時間以内に、制御局の制御信号を補足できなかった場合は、前記状態記憶部に失敗を示す情報を書き込むとともに、前記タイマ部に、前記失敗を示す情報に応じたタイマ値を設定した上で、前記スイッチ手段をオフにし、前記タイマ部がタイマを満了したことに応じて、前記スイッチ手段をオンにして、前記無線部を起動するように制御する。特許文献2の技術では、一定時間以内に前記制御部の制御信号を補足できなかった場合、前記状態記憶部の連続失敗回数をインクリメントし、前記状態記憶部に記憶された連続失敗回数に応じたタイマ値を前記タイマ部に書き込んだ上で前記スイッチ手段をオフにしている。
特許文献3には、基地局毎の受信電波環境状態を示す受信電波環境指数、及び基地局毎の帯域割り当て量に基づき、異なる時間毎の基地局との予測通信速度を基地局毎に算出する算出部と、基地局毎に算出した予測通信速度に基づき、複数の基地局の中から1つの基地局を接続先の基地局として選択することで、最適な接続先の基地局を選択するようにした無線端末装置が開示されている。
特開2013−172302号公報 特開2013−236393号公報 特開2013−143742号公報
以下に関連技術の分析を与える。
通信端末で間欠待ち受けを実施している際に、何らかの要因で通信異常が発生し、通信端末が基地局を見失った際に、通信端末は、オープンサーチと呼ばれる基地局探索動作を行う。例えば、フェージング等による一時的な通信異常により、通信端末が、頻繁に基地局を見失い、オープンサーチを繰り返すことで、通信端末を駆動する電池の消耗が加速される場合がある。
また、通信異常が、例えば基地局のメンテナンスや故障により長時間にわたる場合には、通信端末において、オープンサーチで使用される電力は無駄になり、通信端末を駆動する電池の余計な消耗につながる。
特許文献1に開示された技術は、オープンサーチ回数が規定回数に達した場合に、待ち受け状態の周期の間隔を長くし、無線部を省電力モードに設定している。このため、一時的な通信状態の悪化に対しては、省電力に有効であるが、長時間にわたる電波状態の悪化等に対して有効な手段を提供するものではない。また、基地局毎に算出した予測通信速度に基づき基地局として選択する特許文献3についても同様のことがいえる。
さらに、特許文献2に開示された技術は、従属局における制御局からの制御信号受信の失敗の連続回数に基づき、間欠受信周期を可変させるというものであり、例えば、基地局等のメンテナンスや故障により、長時間にわたる電波状態の悪化等に適切に対処するものではない。
したがって、本発明の目的は、上記課題の少なくとも一つを解決する通信装置、通信方法、通信システム、及びプログラムを提供することにある。
本発明の一つの側面によれば、無線部と、制御部と、計時手段と、電源制御・供給手段と、を備え、前記制御部は、前記無線部で基地局との通信に失敗した場合に、前記計時手段を参照して前記失敗の発生した時刻を記憶部に記録する第1の手段と、前記記憶部に記録された情報に基づき、通信状態の良否を判定する第2の手段と、前記第2の手段で通信状態が不良と判定された場合、前記記憶部に記録された時刻情報に基づき起動時間を選択して前記計時手段に設定し、前記電源制御・供給手段に、少なくとも前記計時手段を除いた装置内の電源供給を停止させるように制御する第3の手段と、を備え、前記計時手段は、前記装置内の電源供給が停止状態で、前記起動時間に達すると、少なくとも前記制御部を起動する、通信装置が提供される。
本発明の別の側面によれば、通信装置の制御部では、前記通信装置が基地局との通信に失敗した場合に、前記失敗の発生した時刻を記憶部に記録し、
前記記憶部に記録された情報に基づき、通信状態の良否を判定し、
通信状態が不良と判定された場合、前記記憶部に記録された時刻情報に基づき起動時間を選択して計時手段に設定し、少なくとも前記計時手段を除いた装置内の電源供給を停止させるように制御し、
前記計時手段は、前記装置内の電源供給が停止状態で、前記起動時間に達すると、少なくとも前記制御部を起動する、通信方法が提供される。
本発明のさらに別の側面によれば、通信装置と、基地局と、を備え、前記通信装置は、無線部と、制御部と、計時手段と、電源制御・供給手段と、を備え、前記無線部で基地局との通信に失敗した場合に、前記計時手段を参照して前記失敗の発生した時刻を記憶部に記録する第1の手段と、前記記憶部に記録された情報に基づき、通信状態の良否を判定する第2の手段と、前記第2の手段で通信状態が不良と判定された場合、前記記憶部に記録された時刻情報に基づき起動時間を選択して前記計時手段に設定し、前記電源制御・供給手段に、少なくとも前記計時手段を除いた装置内の電源供給を停止させるように制御する第3の手段と、を備え、前記計時手段は、前記装置内の電源供給が停止状態で、前記起動時間に達すると、少なくとも前記制御部を起動する、通信システムが提供される。
本発明のさらに別の側面によれば、通信装置を構成するコンピュータに、基地局との通信に失敗した場合に、前記失敗の発生した時刻を記憶部に記録する第1の処理と、
前記記憶部に記録された情報に基づき、通信状態の良否を判定する第2の処理と、
前記第2の処理で通信状態が不良と判定された場合、前記記憶部に記録されている時刻情報に基づき起動時間を選択して計時手段に設定し、少なくとも前記計時手段を除いた装置内の電源供給を停止させるように制御する第3の処理と、を実行させるプログラムが提供される。本発明によれば、該プログラムを記録したコンピュータ読み出し可能な記録媒体(半導体ストレージ、磁気/光記録媒体:non-transitory computer-readable recording medium)が提供される。
本発明によれば、通信装置での通信状態の悪化が一時的か長引くか等に応じて省電力モード期間を設定可能とし、電池のさらなる長寿命化を実現可能とする。
本発明の例示的な実施形態の通信装置を例示する図である。 本発明の例示的な実施形態の動作の一例をフローチャートで例示した図である。 (A)、(B)、(C)は、本発明の例示的な実施の形態における電界強度時刻テーブルの構成の一例を例示する図である。 本発明の例示的な実施形態におけるシステムの動作の一例を説明する図である。 本発明の例示的な実施形態におけるシステムの動作の一例を説明する図である。 本発明の例示的な実施の形態を説明する図である。 本発明の例示的な実施の形態を説明する図である。 本発明の例示的な実施の形態を説明する図である。 通信装置の形態の一例を説明する図である。
以下では、はじめに、本発明の概要を説明し、つづいて例示的な実施形態を説明する。
本発明の形態(modes)の一つにおいて、図9を参照すると、通信装置100は、無線部20と、制御部30と、計時手段40と、電源制御・供給手段50を備えている。制御部30は、無線部20で基地局との通信に失敗した場合には、計時手段40を参照して、前記失敗が発生した時刻をテーブル(記憶部)に記録する失敗時刻記録手段301と、前記テーブル(記憶部)に記録された情報に基づき、通信状態の良否を判定する通信状態判定手段302と、通信状態判定手段302で通信状態が不良と判定された場合、前記テーブル(記憶部)に記録された時刻情報に基づき起動時間を選択して前記計時手段40に設定し、前記電源制御・供給手段50に、少なくとも前記計時手段40を除いた装置内の電源供給を停止させるように制御する制御手段303と、を備えている。前記計時手段40は、前記装置内の電源供給が停止状態で、前記起動時間に達すると、少なくとも前記制御部30を起動する。
本発明の形態の一つにおいて、失敗時刻記録手段301は、通信失敗等を通信ログ(履歴)として記録する。失敗時刻記録手段301は、例えば、
・間欠待ち受け後に基地局からの制御信号の受信を行い、前記制御信号の受信に失敗した場合、又は、
・基地局を探索するオープンサーチに失敗した場合
の少なくとも一方の場合に、前記失敗の時刻を前記テーブル(記憶部)に記憶する構成としてもよい。
本発明の形態の一つにおいて、通信状態判定手段302は前記テーブル(記憶部)を参照して、前記通信の失敗の時刻から過去に遡った所定の期間内に、予め定められた回数以上の通信の失敗が記録されている場合、前記通信状態が不良であって、オープンサーチにより基地局を探索しても通信品質は安定しないと判断する、ようにしてもよい。
本発明の形態の一つにおいて、通信状態判定手段302は、前記テーブル(記憶部)を参照して、前記通信の失敗の時刻から過去に遡った所定期間内で、通信の失敗が、予め定められた回数未満の場合、基地局を探索するオープンサーチを行うように制御する構成としてもよい。
本発明の形態の一つにおいて、失敗時刻記録手段301は、複数の基地局に対して、基地局に対応させて前記失敗の発生した時刻を前記テーブル(記憶部)に記録する。
制御手段303は、前記テーブル(記憶部)を参照して、所定の時刻毎に、通信品質の良好な方の基地局を選択する、ようにしてもよい。
上記形態によれば、通信装置で通信が失敗した時刻を通信装置内のテーブル(記憶部)に記録することで、通信装置が基地局との通信に失敗したとき、当該通信の失敗時刻から過去に遡って予め定められた時間内での失敗の回数が予め定められた値以上であるか否かに応じて、通信品質の悪化が一時的なものであるか、あるいは、今後もしばらく継続するものであるか、を判別可能としている。例えば電波状態の悪化がしばらく継続すると判定された場合には、当該期間は、基地局との通信を諦め、スリープ状態(省電力モード)に設定する。
このような制御により、通信装置の低消費電力化を図り、電池駆動型の通信装置において、さらなる電池の長寿命化を実現することができる。
次に、本発明の例示的な実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。以下では、図9を参照して説明した通信装置100として、PHSを利用した電池で駆動される通信端末を用いた例に即して説明する。ただし、本発明はPHSに制限されるものでないことは勿論である。
PHS通信端末の動作として、周辺基地局を検索するオープンサーチを行い、オープンサーチで検索された基地局に、当該PHS通信端末の情報を送信して登録する位置登録が行われる。PHS通信端末では、位置登録以降は、当該基地局からの制御情報を監視し、当該PHS通信端末に、呼び出し(paging)があるか認識する。
ここで、PHS通信端末において、基地局からの制御情報の全てを受信していると、無線回路が動作することにより、大きな電力消費が発生する。これを抑えるために、間欠待ち受けが行われる。PHS通信端末において、この動作は、例えば、1.2秒周期ごとにだけ、基地局の制御情報を受信し、それ以外の時間には、無線回路等の電源供給を停止し、消費電力を削減する。
この時、PHS通信端末において、基地局の制御情報が受信できなくなると、再度、オープンサーチを実行し、基地局の位置登録を実施し、基地局との同期を確立する必要がある。
PHS通信端末において、制御情報の受信ができない異常状態が一時的なものであれば、再度、基地局との同期が確立され、間欠待ち受けに移行し、消費電力の拡大を抑えることができる。
通信異常が基地局側の要因、例えば故障やメンテナンス等により、一定時間連続して受信できない場合には、PHS通信端末は、オープンサーチを繰り返し、電池を著しく消耗してしまう。
この動作を起こさないために、PHS通信端末内に、リアルタイムクロック(Real Time Clock: RTC)を備え、オープンサーチを繰り返した場合に、PHS通信端末では、一定時間まで、RTC以外の箇所への電源供給を停止し、スリープモード(省電力モード)に移行する。
一定時間後、RTCからの起動信号により、PHS通信端末全体への電源供給を再開し、オープンサーチ、及び位置登録を実行し、間欠待ち受け状態に戻る。
さらに、PHS通信端末において、基地局からの制御情報の受信ができなかった時、その時点の時刻をRTCから取得し、記憶部(テーブル)に記憶させる。
PHS通信端末において、通信異常の起きた回数、通信異常の発生時刻を記録することで、通信異常に時刻と相関があるか否かを判定し、安定した通信が確立可能な時間帯を判断する。
PHS通信端末において、基地局との通信状態を監視し、強制的に、装置の停止状態を実現することにより、通信異常等による電池の電力消耗を抑制し、さらに、通信状態を監視することにより、安定した通信に適した基地局の選定を実現するものである。
<例示的な実施の形態>
図1は、本発明の例示的な実施の形態に係る通信端末の構成例を例示する図である。図1を参照すると、PHS通信端末100は、PHS基地局200との間で信号を送受信するためのアンテナ10、無線部20、制御部30、RTC40、電源制御・供給部50、電池60、EEPROM(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory:電気的に書込み及び消去可能な読み出し専用メモリ、フラッシュメモリともいう)等、書き込み可能な不揮発性メモリ70を備えている。以下では、PHS通信端末、PHS基地局を、それぞれ、通信端末、基地局という。
通信端末100において、制御部30は、受信失敗時刻テーブル31を備えている。なお、制御部30は、図9を参照して説明した失敗時刻記録手段301と、通信状態判定手段302と、制御手段303を実装しているものとする。
通信端末100において、基地局を捕捉していない場合、制御部30より、無線部20を起動し、アンテナ10を介して、周辺の基地局の電波を探索するオープンサーチを行う。
その後、通信端末100において、周辺の基地局200からの制御情報を受信することができると、制御部30は、無線部20を起動し、アンテナ10を介して基地局200に対して、登録情報を送信する。この動作により、通信端末100は、基地局200に対し、位置登録を完了する。
その後、通信端末100の消費電力の低減のために、制御部30は、基地局200からの制御情報の受信周期を、例えば1.2秒ごととなるように設定し、無線部20を制御して、間欠待ち受けを行う。かかる制御を行うことで、通信端末100は、基地局200との同期を図りつつ、電池60の消耗を抑える。
この状態で、基地局200からの制御情報が何らかの要因で受信できなかった場合、制御部30は、RTC40を参照して、受信に失敗した時刻を、受信失敗時刻テーブル31に記録する。
通信端末100の制御部30は、その時点での単位時間当たりの失敗回数が、予め設定された失敗回数を超えたか否かを判定する。例えば、制御部30は、10分間当たりの失敗回数が5回を超えるか否かを判定する場合、受信失敗時刻テーブル31の直近データから5つめに古いデータが10分前以内であったか否かを判定する。
制御部30において、受信失敗時刻テーブル31の直近データから5つめに古いデータの時刻が、RTC40から取得される現在時刻から10分以上前の時刻である場合には、無線通信品質に問題はないものと判断する。このように判断した場合、制御部30は、無線部20を起動して、再度、オープンサーチを行い、基地局を探索し同期を試みる。
一方、受信失敗時刻テーブル31の直近データから5つめに古いデータの時刻が10分以内である場合、したがって、10分間当たりの受信失敗回数が5回を超えた場合、制御部30の動作は、以下のようになる。
制御部30は、受信失敗時刻テーブル31において5回前の失敗の時刻が、RTC40から取得される現在時刻より10分以内の場合、無線通信品質が悪く、オープンサーチ回数が増し、電池60の消耗が大きくなると判断する。
制御部30は、一定時間、通信端末100の電源供給を停止するために、電源制御・供給部50に対して電源停止要求を行う。その結果、通信端末100はスリープモード(省電力モード)に入る。
その際、スリープモードに入る前に、すなわち、制御部30が電源制御・供給部50に対して電源停止要求を行う前に、制御部30は、RTC40に、起動時刻を設定する。その際、制御部30は、受信失敗時刻テーブル31に記録された失敗時刻情報又は時間帯毎の統計情報に基づき、通信品質の良好な時間帯の時刻を起動時刻として、RTC40に、設定するようにしてもよい。
RTC40には、電池60から、直接電力を供給し、スリープモード期間中も、RTC40は停止することはない。RTC40は、制御部30によって設定された起動時刻になると、制御部30、及び、電源制御・供給部50に対して起動要求を行う。これにより、スリープモードからの復旧が可能になる。
以上説明したスリープモードにより、基地局200からの制御信号の受信異常状態が続く場合、例えば基地局200のメンテナンスや故障などにより、通信が不可能な場合には、RTC40以外を停止するため、無駄な電池60の消耗を抑えることができる。
また、受信失敗時刻テーブル31は、DRAM(Dynamic Random Access Memory)やSRAM(Static Random Access Memory)等の揮発性メモリであっても、EEPROMと等の不揮発性メモリであってもよい。この理由は以下の通りである。
受信失敗時刻テーブル31は、予め定められた所定時間(単位時間)当たりの、制御情報の受信失敗数を記録するためのものである。通信端末100が、一旦スリープモード(装置内電源供給を停止した省電力モード)に入ったら、RTC40による次の起動以降は、新たな受信失敗時刻テーブル31を記録し直すためである。このため、スリープモード時に、受信失敗時刻テーブル31の記録内容は保持される必要はない。
ただし、1.2秒周期の間欠待ち受け時(無線部20はオフする)に、省電力化のために、受信失敗時刻テーブル31を含めて、装置内電源の供給を停止してしまう場合には、受信失敗時刻テーブル31は、EEPROM等の不揮発性メモリで構成する必要がある。
受信失敗時刻テーブル31は、無線通信品質を判定するために必要とされる最低限のテーブルの長さ(収容するレコード数)を備えていればよい。ただし、受信失敗時刻テーブル31とは別に、不揮発性メモリ70に、受信失敗時刻テーブル31に記録した内容と、同じデータを記録しておくようにしてもよい。例えば不揮発性メモリ70へ保存するデータ(失敗時刻)の件数は、可能な限り多くし、所定の時間帯(時刻)ごとの、受信失敗数を統計処理できる程度のレコード数としてもよい。受信失敗時刻テーブル31のサイズ(レコード数)をNとし、DRAM等の高速アクセスの揮発メモリからなる受信失敗時刻テーブル31には、順次、FIFO(First In, First Out;先入先出法)形式で、失敗時刻をログしてゆき、受信失敗時刻テーブル31から溢れた(追い出された)レコードを、順次、不揮発性メモリ70に格納するようにしてもよい。
制御部30は、不揮発性メモリ70に保存された受信失敗時刻データを、時刻ごとに回数を計数し、通信している基地局に対する時刻(あるいは時間帯)ごとの失敗数に基づき、例えば、通信品質の良好な時刻(時間帯)以外の時間帯を、スリープモードとし、自発的に電池60の消耗を抑えることができる。
さらに、通信端末100が複数の基地局に接続した実績がある場合には、受信失敗時刻テーブル31に記録した内容に基づき、制御部30は、時刻ごとに通信する基地局の選択を行うことで通信品質を確保するようにしてもよい。このような制御によっても、電池60の消耗を抑えることができる。
図2は、図1に示した例示的な実施形態の通信端末100の動作の一例を説明するフローチャートである。図1の通信端末100では、制御部30により、図2に示す制御動作が行われる。図2のS501〜S512はステップ番号を表す。以下では、図2のステップとの対応を括弧内に付記したステップ番号で示す。
図2を参照すると、通信端末100の電源初回投入(S500)の後(通信開始時)、通信端末100は、オープンサーチ及び基地局捕捉(S510)を実行する。通信端末100の制御部は、周辺基地局を探索(オープンサーチ)し、例えば位置登録先の基地局を決定すると、決定した基地局に同期する。
制御部30では、オープンサーチが成功であるか、失敗かの判定を行い(S511)、成功した場合には、オープンサーチ・基地局捕捉(S510)で発見した基地局に対して、自身の通信端末情報を送信する。これにより、位置登録(S512)が完了する。なお、オープンサーチ成功・失敗判定(S511)の結果、失敗判定となった場合の動作は、後に説明する。
ここまでの動作で、基地局との通信が確立した後、通信端末100は、間欠待ち受けに移行する。すなわち、制御部30による制御は、図2のステップ512からステップ501の間欠待ち受けに移行する。
通信端末100において、間欠待ち受けの動作は、例えば1.2秒に1回だけ、ステップ512で位置登録した基地局からの制御情報(ユニークワード(同期信号)等を含む)を受信する。
図2の制御情報受信(S502)のステップは、1.2秒に1回行われる。その間の間欠待ち受け(S501)のステップでは、制御部30は、無線部20を停止し、電池60の電力消費を低減させている。
間欠待ち受け(S501)の開始から、1.2秒後に、無線部20を介して、基地局からの制御情報の受信(S502)を行い、制御部30は、制御情報の受信が成功したか失敗したかを判定する(S503)。
制御部30が行うステップS503の判定は、基地局からの制御情報中に含まれるユニークなビット配列(ユニークワード:同期信号)を、無線部20で、エラーなく受信できたか否かによる。無線部20で、ニークサード(同期信号)が検出されると、フレーム同期信号を生成し、同期を確立する。
制御情報受信の成功、失敗の判定(S503)の結果、基地局からの制御情報の受信に成功したと判定された場合には(S503の成功分岐)、制御部30の制御により、通信端末100は、再び、ステップS501の間欠待ち受けに入る。
このステップS501からS503の動作による、間欠待ち受けのループが形成されている場合には、無線部20では、1.2秒に1回のみのわずかな受信動作で済む。このため、電池60の消耗は小さい。
制御情報の受信のステップ(S502)において、通信端末100への着信情報があった場合には、着呼動作を行う。なお、着呼動作は、発明の主題には直接関係しないことから、本明細書では、その説明を割愛する。
・制御情報受信の成功、失敗の判定のステップ(S503)で、基地局からの制御情報の受信に失敗したと判定された場合、及び、
・ステップS510で、オープンサーチ失敗(基地局を捕捉できなかった)と判定された場合には、制御部30は、受信失敗時刻テーブル31の更新を行う(S504)。
制御部30は、基地局からの制御情報の受信の失敗、及び、オープンサーチの失敗に対して、RTC40の現在時刻を取得し、受信失敗時刻テーブル31に、失敗時刻として、年、月、日、時、分、秒を記録する。
受信失敗時刻テーブル31のテーブルの長さ(エントリ数)は、無線通信品質の良し悪しを判定するステップ(S506)で用いられる閾値に応じて決定される。
例えば、予め定められた所定時間当たり、5回以上の制御情報受信失敗で(閾値=5)、通信品質が悪いと判定する場合、図3(A)に示すように、受信失敗時刻テーブル31のエントリ数(テーブル長)は、T11からT15までの5つとする。Yが年、Mが月、Dが日、Hが時間、mが分、sが秒を表す。
制御部30において、受信失敗時刻テーブル31の更新の方法は、エントリT15が最も先(古く)に格納された場合、最初に追い出されるFIFO形式で行うようにしてもよい。この場合、もとのT15の内容は受信失敗時刻テーブル31から追い出される(破棄される)。そして、
もとのT14の内容をT15にシフトし、
もとのT13をT14にシフトし、
もとのT12をT13にシフトし、
もとのT11をT12にシフトする。
空いたT11に、RTC40から取得した現在時刻を記憶しテーブル更新を完了する。
ここで、受信失敗時刻テーブル31の更新処理で受信失敗時刻テーブル31から追い出された、もとのT15の内容(受信失敗時刻)を、不揮発性メモリ70の該当するエントリに保存するようにしてもよい。不揮発性メモリ70には、統計的処理を行うために、失敗の時刻情報を、履歴(ログ)として、多量に保持するようにしてもよい。なお、受信失敗時刻テーブル31に記録された失敗時刻に基づき通信品質の判定の詳細は、以下のステップS506に関連して説明する。
また、制御部30は、受信失敗時刻テーブル31を更新する(S504)とともに、受信失敗時刻を記録する(S505)。
ステップS505で記録する受信失敗時刻は、制御情報受信失敗数の統計にも用いられる。このため、受信失敗時刻のレコード数は、記憶領域等の許す限り多くすることが望ましい。
特に制限されないが、本実施形態では、ステップS504で更新される受信失敗時刻テーブル31は揮発性メモリ(RAM等)、ステップS505で記録される受信失敗時刻は、EEPROM等の不揮発性メモリとしてもよい、あるいは、ステップS504、S505で用いるメモリはともに、不揮発性メモリを用いてもよい。
制御部30は、ステップ504、505に続いて、受信失敗時刻テーブル31を参照し、通信品質の良否判定を行う(S506)。
制御部30がステップS506で行う判定の内容は、今起きた基地局からの制御情報の受信失敗が一時的なものであるか、今後も基地局からの制御情報を受信できずに、オープンサーチを繰り返し、電池60の著しい消耗の発生が予想されるか否かを判断するものである。
制御部30が受信失敗時刻テーブル31に記録された受信失敗時刻の情報から、10分間に5回以上制御情報の受信に失敗した場合に、無線回線品質が悪いと判定する例に即して以下に説明する。図3(B)において、エントリT21からT25は制御情報の受信に失敗した時刻を表している。T21が最新のデータで2014年12月3日10時0分15秒を示している。5回前の受信失敗情報はT25で2014年12月3日9時54分43秒を示している。これらの時間差は5分32秒である。これにより5分32秒の間に5回の制御情報受信失敗が発生したことが分かり、無線通信品質が悪いと判定する。
また図3(C)に示した例では、エントリT31とT35の時間差は、48分20秒であり、無線通信品質は良好な状態を維持していると判定する。
再び図2を参照すると、制御部30は、ステップS506において、無線通信品質が良好の判定の場合(ステップS506の分岐:良い)、制御部30による制御は、ステップS510に移行し、オープンサーチ(S510)を再び行う。これは、制御情報の受信失敗は一時的なものと判断されるためである。
制御部30は、ステップS506において、無線通信品質が悪いと判定された場合には(ステップS506の分岐:悪い)、スリープモード(S507)に移行する。これは、オープンサーチを行って基地局を再検索したとしても、通信が安定せずオープンサーチを繰り返し、電池60の消耗が激しくなると判断されるためである。
ステップS507では、制御部30は、RTC40から現在時刻を取得し、次回の起動時間をRTC40に設定する。
次回の起動時間をRTC40に設定した後、制御部30は、通信端末100において、RTC40以外への電力供給を停止するよう、電源制御・供給部50に、装置内電源供給停止の指令を出し、通信端末100はスリープモードに入る。電源制御・供給部50は、電池60に接続され、DC−DCコンバータ等の直流安定化電源回路を備え、出力電源電圧を装置内電源として供給する。
RTC40には電池60から直接電源が供給され、常時、稼働状態とされる。
制御部30は、スリープ時間の決定にあたり、受信失敗時刻テーブル31の内容(失敗時刻)を参照して以下のように設定してもよい。なお、スリープ時間は、スリープモード(装置内電源供給の停止)の時間(現在時刻からRTC40が起動する時刻までの期間)である。
例えば、受信失敗時刻テーブル31の失敗時間間隔が極めて短く、連続して制御情報の受信に失敗したと判断される場合には、基地局のメンテナンスや故障を疑い、制御部30は、スリープ時間を長時間とする(例えば1時間スリープさせる)。逆に、通信品質判定に用いた単位時間に近い時間で失敗回数に達してしまった場合には制御部30は、短時間のスリープ時間にする(例えば5分間)。あるいは、制御部30は、スリープ時間を一律に決定するようにしても良い(例えばスリープ時間を一律に長時間側に設定し、例えば1時間とする)。
スリープモード期間中、次回の起動時間が設定されたRTC40は、図2のステップS508にて、休止指定時間に到達したか否かを判定する(タイマによる計時)。休止指定時間に到達していない場合、スリープモード(S507)を継続する。休止指定時間に到達したら、RTC40は、制御部30、電源制御・供給部50に対して起動信号を出力し、装置内電源の供給が開始され、通常状態に戻り、制御部30による制御は、ステップS510に移行し、制御部30は、オープンサーチ・基地局捕捉(S510)からの一連の制御を行う。
本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する(ただし、以下に制限されない)。
<作用効果1>
基地局からの制御情報の受信に失敗した場合、基地局を探索するオープサーチに失敗した際に、この失敗の時刻をテーブルに記録し、スリープモードの期間を、テーブルを参照して、動的に決定することで、通信状況に応じて、通信端末の消費電力を効果的に削減することができる。
<作用効果2>
作用効果2について、図4と図6を参照して説明する。図4に示すように、通信端末100(図1、図2等を参照して説明した通信端末100)の通信可能範囲に存在する基地局が、基地局200だけであるものとする。通信端末100は、図2のフローチャートにしたがって動作するものとする。
すると、図2のステップS505により、受信失敗時刻の記録が行われる。制御部30は、例えば不揮発性メモリ70に蓄積されている記録された受信失敗時刻を、図6に示すように、時刻ごとに累積数を分類する。
例えば、図5のように、通信端末100と基地局200Aとの間に交通量の非常に多い道路が存在した場合、フェージングが多く発生し、図6に示すように、昼間時間帯で多くの制御情報受信失敗がある可能性がある。
このように、時刻と、制御情報受信の失敗数に相関がある場合には、制御情報受信の失敗数の多い時間帯、図6の例では、8:00から22:00までの時刻で、通信端末100をスリープモードに設定し、電力消費の大きなオープンサーチ数を削減することで、電池60を温存させることができる。
<作用効果3>
作用効果3について、図5と図6、及び図7を参照して説明する。図5に示すように、通信端末100の通信可能範囲に、基地局200Aと基地局200Bの2つがあるものとする。オープンサーチを実行した際、その時々の電波状況に応じ、通信端末100は、基地局200Aまたは基地局200Bを選択し、図2のフローチャートに従って動作を行う。
上記作用効果2と同様に、図2のステップS505により、受信失敗時刻の記録が行われ、例えば不揮発性メモリ70に蓄積される。
この時、ステップS505による記録方法は、基地局ごとのデータの分類ができるように、例えば不揮発性メモリ70の領域を分割する。あるいは、記録するデータに基地局を特定のための識別情報を併せて記録する。
このように記録された受信失敗時刻を、図6、図7に示すように、基地局ごと、時刻ごとに累積数を分類する。図6は、図5の基地局A(200A)、図7は図5の基地局B(200B)の受信失敗時刻の累積数を例示している。このようにして得られた基地局ごとの通信品質の時系列情報に基づき、複数の基地局の中から、通信端末100が通信する基地局を決定することができる。
例えば、図7に示すように、時間帯ごとに、制御情報受信の失敗数の変動が少ない基地局200Bを選択することで、電力消費の大きなオープンサーチ数を削減し、電池60を温存させることができる。
<作用効果4>
本実施形態においては、基地局ごと、時刻ごとに、制御情報の受信失敗時刻を記録しているため、図5の基地局A(200A)、基地局B(200B)のうち、例えば図8に示すように、時刻ごとに、制御情報受信の失敗数の少ない基地局を選択することで、制御受信の失敗回数を大幅に削減することができる。
その結果、電力消費の大きなオープンサーチ数を削減し、電池60を温存させることができる。
図8の例では、例えば、8時から22時までは基地局B(200B)を、22時から8時までは基地局A(200A)を選択することで受信失敗数の削減が期待できる。
<変形例>
前記実施の形態では、通信形態をPHSで説明したが、低消費電力化のために間欠待ち受け動作を行う、その他の無線通信のプロトコルに当てはめても同様の効果が期待できる。また、PHS網やPSTN等の公衆網だけでなく、自営網のシステムにも適用することもできる。
統計の例として示した図6、図7、図8の粒度は、2時間刻みでなく、より短くても長くてもよい。
前記実施形態では、電気・ガス・水道等の検針に代表される遠隔検針装置(テレメトリング装置)への適用を例に説明したが、本発明の通信端末は、かかる適用に制限されるものでなく、各種M2M(Machine to Machine)デバイス、各種リモートセンシングデバイス等へ適用することができる。
上記した実施形態は、特に制限されるものではないが、以下のように付記される。
(付記1)
無線部と、
制御部と、
計時手段と、
電源制御・供給手段と、
を備え、
前記制御部は、
前記無線部で基地局との通信に失敗した場合に、前記計時手段を参照して前記失敗の発生した時刻を記憶部に記録する第1の手段と、
前記記憶部に記録された情報に基づき、通信状態の良否を判定する第2の手段と、
前記第2の手段で通信状態が不良と判定された場合、前記記憶部に記録された時刻情報に基づき起動時間を選択して前記計時手段に設定し、前記電源制御・供給手段に、少なくとも前記計時手段を除いた装置内の電源供給を停止させるように制御する第3の手段と、
を備え、
前記計時手段は、前記装置内の電源供給が停止状態で、前記起動時間に達すると、少なくとも前記制御部を起動する、ことを特徴とする通信装置。
(付記2)
前記第1の手段は、
間欠待ち受け後に基地局からの制御信号の受信を行い、前記制御信号の受信に失敗した場合、又は、
基地局を探索するオープンサーチに失敗した場合に、
前記失敗の時刻を前記記憶部に記憶する、ことを特徴とする付記1に記載の通信装置。
(付記3)
前記第2の手段は、前記記憶部を参照して、前記通信の失敗の時刻から過去に遡った所定の期間内に、予め定められた回数以上の通信の失敗が記録されている場合、前記通信状態が不良であって、オープンサーチにより基地局を探索しても通信品質は安定しないと判断する、ことを特徴とする付記1又は2に記載の通信装置。
(付記4)
前記第2の手段は、前記記憶部を参照して、前記通信の失敗の時刻から過去に遡った所定期間内で、通信の失敗が、予め定められた回数未満の場合、基地局を探索するオープンサーチを行うように制御する、ことを特徴とする付記1乃至3のいずれか一に記載の通信装置。
(付記5)
前記第1の手段は、複数の基地局に対して、基地局に対応させて前記失敗の発生した時刻を前記記憶部に記録する、ことを特徴とする付記1乃至3のいずれか一に記載の通信装置。
(付記6)
前記制御部は、前記記憶部を参照して、所定の時刻毎に、通信品質の良好な方の基地局を選択する、ことを特徴とする付記5に記載の通信装置。
(付記7)
通信装置の制御部では、基地局との通信に失敗した場合に、前記失敗の発生した時刻を記憶部に記録し、
前記記憶部に記録された情報に基づき、通信状態の良否を判定し、
通信状態が不良と判定された場合、前記記憶部に記録された時刻情報に基づき起動時間を選択して計時手段に設定し、少なくとも前記計時手段を除いた装置内の電源供給を停止させるように制御し、
前記計時手段は、前記装置内の電源供給が停止状態で、前記起動時間に達すると、少なくとも前記制御部を起動する、ことを特徴とする通信方法。
(付記8)
前記通信装置は、間欠待ち受け後に基地局からの制御信号の受信を行い、前記制御信号の受信に失敗した場合、又は、
基地局を探索するオープンサーチに失敗した場合に、
前記失敗の時刻を前記記憶部に記憶する、ことを特徴とする付記7に記載の通信方法。
(付記9)
前記通信装置は、前記記憶部を参照して、前記通信の失敗の時刻から過去に遡った所定の期間内に、予め定められた回数以上の通信の失敗が記録されている場合、前記通信状態が不良であって、オープンサーチにより基地局を探索しても通信品質は安定しないと判断する、ことを特徴とする付記7又は8に記載の通信方法。
(付記10)
前記通信装置は、前記記憶部を参照して、前記通信の失敗の時刻から過去に遡った所定期間内で、通信の失敗が、予め定められた回数未満の場合、基地局を探索するオープンサーチを行うように制御する、ことを特徴とする付記7乃至9のいずれか一に記載の通信方法。
(付記11)
前記通信装置は、複数の基地局に対して、基地局に対応させて前記失敗の発生した時刻を前記記憶部に記録することを特徴とする付記7乃至10のいずれか一に記載の通信方法。
(付記12)
前記通信装置は前記記憶部を参照して、所定の時刻毎に、通信品質の良好な方の基地局を選択する、ことを特徴とする付記11に記載の通信方法。
(付記13)
通信端末と、
基地局と、
を備え、
前記通信端末は、
無線部と、
制御部と、
計時手段と、
電源制御・供給手段と、
を備え、
前記制御部は、
前記無線部で基地局との通信に失敗した場合に、前記計時手段を参照して前記失敗の発生した時刻を記憶部に記録する第1の手段と、
前記記憶部に記録された情報に基づき、通信状態の良否を判定する第2の手段と、
前記第2の手段で通信状態が不良と判定された場合、前記記憶部に記録された時刻情報に基づき起動時間を選択して前記計時手段に設定し、前記電源制御・供給手段に、少なくとも前記計時手段を除いた装置内の電源供給を停止させるように制御する第3の手段と、
を備え、
前記計時手段は、前記装置内の電源供給が停止状態で、前記起動時間に達すると、少なくとも前記制御部を起動する、ことを特徴とする通信システム。
(付記14)
前記第1の手段は、
間欠待ち受け後に基地局からの制御信号の受信を行い、前記制御信号の受信に失敗した場合、又は、
基地局を探索するオープンサーチに失敗した場合に、
前記失敗の時刻を前記記憶部に記憶する、ことを特徴とする付記13に記載の通信システム。
(付記15)
前記第2の手段は、前記記憶部を参照して、前記通信の失敗の時刻から過去に遡った所定の期間内に、予め定められた回数以上の通信の失敗が記録されている場合、前記通信状態が不良であって、オープンサーチにより基地局を探索しても通信品質は安定しないと判断する、ことを特徴とする付記13又は14に記載の通信システム。
(付記16)
前記第2の手段は、前記記憶部を参照して、前記通信の失敗の時刻から過去に遡った所定期間内で、通信の失敗が、予め定められた回数未満の場合、基地局を探索するオープンサーチを行うように制御する、ことを特徴とする付記13乃至15のいずれか一に記載の通信システム。
(付記17)
前記第1の手段は、複数の基地局に対して、基地局に対応させて前記失敗の発生した時刻を前記記憶部に記録する、ことを特徴とする付記13乃至16のいずれか一に記載の通信システム。
(付記18)
前記制御部は、前記記憶部を参照して、所定の時刻毎に、通信品質の良好な方の基地局を選択する、ことを特徴とする付記17に記載の通信システム。
(付記19)
通信装置を構成するコンピュータに、
基地局との通信に失敗した場合に、前記失敗の発生した時刻を記憶部に記録する第1の処理と、
前記記憶部に記録された情報に基づき、通信状態の良否を判定する第2の処理と、
前記第2の処理で通信状態が不良と判定された場合、前記記憶部に記録されている時刻情報に基づき起動時間を選択して計時手段に設定し、少なくとも前記計時手段を除いた装置内の電源供給を停止させるように制御する第3の処理と、
を実行させるプログラム。
(付記20)
間欠待ち受け後に基地局からの制御信号の受信を行い、前記制御信号の受信に失敗した場合、又は、
基地局を探索するオープンサーチに失敗した場合に、
前記失敗の時刻を前記記憶部に記憶する、
処理を、前記コンピュータに実行させる付記19に記載のプログラム。
(付記21)
前記記憶部を参照して、前記通信の失敗の時刻から過去に遡った所定の期間内に、予め定められた回数以上の通信の失敗が記録されている場合、前記通信状態が不良であって、オープンサーチにより基地局を探索しても通信品質は安定しないと判断する、処理を、前記コンピュータに実行させる付記19または20に記載のプログラム。
(付記22)
前記記憶部を参照して、前記通信の失敗の時刻から過去に遡った所定期間内で、通信の失敗が、予め定められた回数未満の場合、基地局を探索するオープンサーチを行うように制御する処理を、前記コンピュータに実行させる付記19乃至21のいずれか一に記載のプログラム。
(付記23)
複数の基地局に対して、基地局に対応させて前記失敗の発生した時刻を前記記憶部に記録する処理を、前記コンピュータに実行させる付記19乃至22のいずれか一に記載のプログラム。
(付記24)
前記記憶部を参照して、所定の時刻毎に、通信品質の良好な方の基地局を選択する処理を、前記コンピュータに実行させる付記23に記載のプログラム。
なお、引用した上記の特許文献等の各開示は、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示(請求の範囲を含む)の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の全開示の枠内において種々の開示要素(各付記の各要素、各実施形態ないし実施例の各要素、各図面の各要素等を含む)の多様な組み合わせ、ないし、選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。特に、本書に記載した数値範囲については、当該範囲内に含まれる任意の数値ないし小範囲が、別段の記載のない場合でも具体的に記載されているものと解釈されるべきである。
10 アンテナ
20 無線部
30 制御部
31 受信失敗時刻テーブル
40 RTC(計時手段)
50 電界制御・供給部(電界制御・供給手段)
60 電池
70 不揮発性メモリ
100 通信端末(通信装置)
200、200A、200B 基地局
301 失敗時刻記録手段
302 通信状態判定手段
303 制御手段
T101−105、160、T201−205、260 受信失敗時刻テーブルのエントリ

Claims (10)

  1. 無線部と、
    制御部と、
    計時手段と、
    電源制御・供給手段と、
    を備え、
    前記制御部は、
    前記無線部で基地局との通信に失敗した場合に、前記計時手段を参照して前記失敗の発生した時刻を記憶部に記録する第1の手段と、
    前記記憶部に記録された情報に基づき、通信状態の良否を判定する第2の手段と、
    前記第2の手段で通信状態が不良と判定された場合、前記記憶部に記録された時刻情報に基づき起動時間を選択して前記計時手段に設定し、前記電源制御・供給手段に、少なくとも前記計時手段を除いた装置内の電源供給を停止させるように制御する第3の手段と、
    を備え、
    前記計時手段は、前記装置内の電源供給が停止状態で、前記起動時間に達すると、少なくとも前記制御部を起動する、ことを特徴とする通信装置。
  2. 前記第1の手段は、
    間欠待ち受け後に基地局からの制御信号の受信を行い、前記制御信号の受信に失敗した場合、又は、
    基地局を探索するオープンサーチに失敗した場合に、
    前記失敗の時刻を前記記憶部に記憶する、ことを特徴とする請求項1に記載の通信装置。
  3. 前記第2の手段は、前記記憶部を参照して、前記通信の失敗の時刻から過去に遡った、予め定められた期間内に、予め定められた回数以上の通信の失敗が記録されている場合、前記通信状態が不良であって、オープンサーチにより基地局を探索しても通信品質は安定しないと判断する、ことを特徴とする請求項1又は2に記載の通信装置。
  4. 前記第2の手段は、前記記憶部を参照して、前記通信の失敗の時刻から過去に遡った所定期間内で、通信の失敗が、予め定められた回数未満の場合、基地局を探索するオープンサーチを行うように制御する、ことを特徴とする請求項1又は2に記載の通信装置。
  5. 前記第1の手段は、複数の基地局に対して、基地局に対応させて前記失敗の発生した時刻を前記記憶部に記録する、ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の通信装置。
  6. 前記制御部は、前記記憶部を参照して、所定の時刻毎に、通信品質の良好な方の基地局を選択する、ことを特徴とする請求項5に記載の通信装置。
  7. 通信装置の制御部では、
    前記通信装置が基地局との通信に失敗した場合に、前記失敗の発生した時刻を記憶部に記録し、
    前記記憶部に記録された情報に基づき、通信状態の良否を判定し、
    通信状態が不良と判定された場合、前記記憶部に記録された時刻情報に基づき起動時間を選択して計時手段に設定し、少なくとも前記計時手段を除いた装置内の電源供給を停止させるように制御し、
    前記計時手段は、前記装置内の電源供給が停止状態で、前記起動時間に達すると、少なくとも前記制御部を起動する、ことを特徴とする通信方法。
  8. 前記通信装置は間欠待ち受け後に基地局からの制御信号の受信を行い、前記制御信号の受信に失敗した場合、又は、
    基地局を探索するオープンサーチに失敗した場合に、
    前記失敗の時刻を前記記憶部に記憶する、ことを特徴とする請求項7に記載の通信方法。
  9. 通信装置と、
    基地局と、
    を備え、
    前記通信装置は、
    無線部と、
    制御部と、
    計時手段と、
    電源制御・供給手段と、
    を備え、
    前記無線部で前記基地局との通信に失敗した場合に、前記計時手段を参照して前記失敗の発生した時刻を記憶部に記録する第1の手段と、
    前記記憶部に記録された情報に基づき、通信状態の良否を判定する第2の手段と、
    前記第2の手段で通信状態が不良と判定された場合、前記記憶部に記録された時刻情報に基づき起動時間を選択して前記計時手段に設定し、前記電源制御・供給手段に、少なくとも前記計時手段を除いた装置内の電源供給を停止させるように制御する第3の手段と、
    を備え、
    前記計時手段は、前記装置内の電源供給が停止状態で、前記起動時間に達すると、少なくとも前記制御部を起動する、ことを特徴とする通信システム。
  10. 通信装置を構成するコンピュータに、
    基地局との通信に失敗した場合に、前記失敗の発生した時刻を記憶部に記録する第1の処理と、
    前記記憶部に記録された情報に基づき、通信状態の良否を判定する第2の処理と、
    前記第2の処理で通信状態が不良と判定された場合、前記記憶部に記録されている時刻情報に基づき起動時間を選択して計時手段に設定し、少なくとも前記計時手段を除いた装置内の電源供給を停止させるように制御する第3の処理と、
    を実行させるプログラム。
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