JP2017055285A

JP2017055285A - モバイル無線通信装置および制御方法

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Publication number: JP2017055285A
Application number: JP2015178357A
Authority: JP
Inventors: 智輝山口; Tomoteru Yamaguchi
Original assignee: NEC Platforms Ltd
Current assignee: NEC Platforms Ltd
Priority date: 2015-09-10
Filing date: 2015-09-10
Publication date: 2017-03-16
Anticipated expiration: 2035-09-10
Also published as: JP6502220B2

Abstract

【課題】モバイルルータのユーザが移動していることに起因するフェージングが発生するような状態で、通信に無駄な電力が消費される。【解決手段】自身の通信におけるハンドオーバ実施を検知し、前記検知に係るハンドオーバ実施情報を出力する通信手段と、入力された前記ハンドオーバ実施情報にもとづき自装置の移動頻度を算出し、前記算出された移動頻度が高いほど前記通信に係る通信速度を低くする制御手段とを備える。【選択図】図８

Description

本発明は、モバイル無線通信装置および制御方法に関する。

無線装置における通信の伝送効率に関する技術が特許文献１に記載されている。

すなわち、特許文献１に記載の技術において、受信無線装置（図１参照）は、無線制御部０１１により送信無線装置（図２参照）からのデータ受信中の受信レベルを検出する。受信無線装置は、検出受信レベルに基づき送信無線装置からのデータ受信の不良状態を認識した場合に、無線送受信部０１２により送信無線装置へ伝送レート変更要求を送信する。送信無線装置は、無線送受信部０２１により受信無線装置から受信した伝送レート変更要求に基づき、無線制御部０２２により受信無線装置に対する伝送レートを低レートへ変更する。

このように、特許文献１に記載の技術においては、受信無線装置がデータ受信の不良状態を認識した場合、送信無線装置が伝送レートを低レートへ変更する。

また、無線通信装置における通信品質と省電力化に関する技術が特許文献２に記載されている。

すなわち、特許文献２に記載の無線通信装置（図３参照）において、ＣＰＵ（Central Processing Unit）０３１は、ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）計測部０３２に基地局からの受信電波レベルを計測させる。ＣＰＵ０３１は、メモリ０３３への設定値以下の低受信レベル環境では、通信品質を確保するために、次の通信スロット以降、ＰＬＬシンセサイザ部０３４を通常ロックモードとする。他方、ＣＰＵ０３１は、設定値よりも高い高受信レベル環境では、次の通信スロットで、一旦高速ロックモードに切換える。また、ＣＰＵ０３１は、ＢＥＲ（Bit Error Rate）計測部０３５で受信ＢＥＲを計測し、メモリ０３３への設定値よりも大きい高ＢＥＲ環境では、通信品質を確保するために通常ロックモードに戻す。ＣＰＵ０３１は、設定値以下の低ＢＥＲ環境では、電源ＯＮ時間を短くして省電力化を図るために、高速ロックモードを保持する。

このように、特許文献２に記載の無線通信装置は、受信レベルおよびＢＥＲの環境に応じてＰＬＬシンセサイザのロックモードを切換える。

また、ヘテロジーニアスネットワークにおける省電力化に関する技術が特許文献３に記載されている。

すなわち、特許文献３に記載の（ヘテロジーニアスネットワークにおけるスモールセル基地局である）通信制御装置（図４参照）において、無線通信部０４１が、マクロセル基地局が第１の無線通信サービスを提供するセル内で第２の無線通信サービスを提供する。制御部０４２が無線通信部０４１の動作モードを第１のモードから第１のモードよりも消費電力の少ない第２のモードへ遷移させる際に、無線通信部０４１から送信されるリファレンス信号の送信電力を段階的に引き下げた後に、動作モードを第２のモードに切り替える。

このように、特許文献３に記載の通信制御装置は、自装置に接続中のアクティブな端末が存在しなくなるまで受動的に待たずとも、動作モードを消費電力の低いモードへ円滑に切り替える。

特開２００２−１３５２６０号公報特開２００６−１４８３８３号公報国際公開第２０１５／０２２８１４号

ところで、モバイルワイヤレスルータ装置（以下、モバイルルータと呼ぶ）は、バッテリで動作可能であり、それに伴って可搬である。モバイルルータにおいては、通信速度の高速化のため、例えば、ＭＩＭＯ（Multiple-Input and Multiple-Output）による４×４通信が行われて、消費電力が増加する傾向にある。

モバイルルータには、容量の限られているバッテリの効率的な使用のため、通信モードとして、省電力のモード（以下、省電力モードと呼ぶ）と高速通信のモード（以下、ハイパフォーマンスモードと呼ぶ）とが備えられていることがある。

ハイパフォーマンスモードは、例えば、モバイルルータのＷＡＮ（Wide Area Network）側、ＬＡＮ（Local Area Network）側でＭＩＭＯの多重数を最大に（大きく）して、高速通信が行われるモードである。ハイパフォーマンスモードでは、無線回路やベースバンド回路などの、多くの回路が動作するため、消費電力が大きくなる。他方、省電力モードは、例えば、ＷＡＮ側ではＭＩＭＯの多重数を最小に（小さく）し、ＬＡＮ側ではＭＩＭＯの多重数を最小に（小さく）するか、消費電力の小さいＢｌｕｅｔｏｏｔｈで通信を行うかして、低速通信が行われるモードである。省電力モードでは、動作する回路の数が抑制されるため、消費電力が比較的小さくなる。

モバイルルータにおいては、バッテリの残容量や所望の通信速度に応じて、ユーザによりハイパフォーマンスモードと省電力モードとを切り替えることが可能となる。ところが、ハイパフォーマンスモードで通信を行っても、モバイルルータの通信環境が良好でない状態であれば、通信速度が高速にならず、結果的に通信に無駄な電力が消費されることになる。例えば、モバイルルータのユーザが移動している状態であれば、モバイルルータの複数のアンテナから送出された電波が相手先のアンテナにそれぞれ時間差をもって到達して干渉し合って（フェージング）、通信品質ひいては通信速度が低下することがある。

この問題に対し、特許文献１または２に記載の技術を用いれば、それぞれ受信レベルまたはＲＳＳＩやＢＥＲで通信環境の状態を判別することが可能となるように思われる。ところが、特許文献１または２に記載の技術では、モバイルルータのユーザが移動している状態、さらにそのことに起因するフェージングが発生しうる状態を判別することができない。すなわち、特許文献１または２に記載の技術では、フェージングによる受信レベルやＢＥＲの時間的変動に応じてモードの切り替えを行うことは可能となるように思われるが、その際の、度重なるモード切り替えの処理に伴う電力消費が看過できない。また、特許文献３に記載の技術では、モードの切り替えに際して、リファレンス信号の送信電力を段階的に引き下げるのみである。

つまり、モバイルルータのユーザが移動していることに起因するフェージングが発生するような状態で、通信に無駄な電力が消費されることが課題である。

本発明の目的は、上記課題を解決するモバイル無線通信装置および制御方法を提供することである。

本発明のモバイル無線通信装置は、自身の通信におけるハンドオーバ実施を検知し、前記検知に係るハンドオーバ実施情報を出力する通信手段と、入力された前記ハンドオーバ実施情報にもとづき自装置の移動頻度を算出し、前記算出された移動頻度が高いほど前記通信に係る通信速度を低くする制御手段とを備えることを特徴とする。

本発明のモバイル無線通信装置の制御方法は、通信手段の通信におけるハンドオーバ実施を検知し、前記検知に係るハンドオーバ実施情報を出力する通信工程と、入力された前記ハンドオーバ実施情報にもとづきモバイル無線通信装置の移動頻度を算出し、前記算出された移動頻度が高いほど前記通信に係る通信速度を低くする制御工程とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、モバイルルータのユーザが移動していることに起因するフェージングが発生するような状態で、通信に無駄な電力が消費されないようにすることが可能となる。

受信無線装置の構成を示す図である。送信無線装置の構成を示す図である。無線通信装置の構成を示す図である。通信制御装置の構成を示す図である。第１の実施形態におけるモバイルルータの構成例を示すブロック図である。第１の実施形態におけるモバイルルータの動作例を示すフローチャートである。第１の実施形態におけるモバイルルータのディスプレイ表示例を示す図である。第２の実施形態におけるモバイル無線通信装置の構成例を示すブロック図である。

本発明の第１の実施形態について、図面を参照して説明する。

図５に、本実施形態におけるモバイルルータの構成例を示す。モバイルルータ１０は、制御回路１１、ＷＡＮ通信回路１２、ＬＡＮ通信回路１３、メモリ１４、電源回路１５、バッテリ１６を備える。

制御回路１１は、モバイルルータ１０全体の制御、通信環境状態の判別、通信モードの切り替えを行う。

ＷＡＮ通信回路１２は、アンテナ１２１を含み、ＭＩＭＯに対応する。ＷＡＮ通信回路１２は、設定された通信モードで、通信に使用するアンテナの数の制御を行って、基地局、ＷＡＮ回線に接続して通信を行い、ハンドオーバ実施の検知を行う。

ＬＡＮ通信回路１３は、アンテナ１３１を含み、ＭＩＭＯに対応する。ＬＡＮ通信回路は、設定された通信モードで、無線ＬＡＮ機能を有するスマートフォン等のモバイル機器との通信を行う。

メモリ１４は、ハンドオーバ実施情報等のデータの記憶を行う。

電源回路１５は、電力の電圧変換を行い、各回路等への電力の供給を行う。

バッテリ１６は、いわゆる二次電池で、電源回路への電力の供給を行う。

上記の構成例を踏まえ、本実施形態におけるモバイルルータの動作について、図６を参照して説明する。図６は本実施形態におけるモバイルルータの動作例を示すフローチャートである。

ユーザの、ハイパフォーマンスモードおよび省電力モードのいずれかの通信モードの設定を含む所定操作によりモバイルルータ１０が起動される。なお、ハイパフォーマンスモードとは、モバイルルータのＷＡＮ側およびＬＡＮ側でのＭＩＭＯ多重数を最大にして、高速通信が行われるモードである。また、省電力モードとは、ＷＡＮ側およびＬＡＮ側でのＭＩＭＯの多重数を最小にして、低速通信が行われるモードである。

その起動の際、制御回路１１がタイマ（図示せず）をスタートさせる（Ｓ６０１）。タイマのスタートから所定時間（Ｔ）、ＷＡＮ通信回路１２が、自身の通信においてハンドオーバが実施されたとき、それを検知して、ハンドオーバの実施情報（フラグ、時刻など）を制御回路１１に出力する。なお、ハンドオーバ実施の検知は、例えば、ＷＡＮ通信回路１２が通信相手の基地局の切り替わりを知ることにより可能である。制御回路１１は入力されたハンドオーバ実施情報をメモリ１４に記憶する（Ｓ６０２）。タイマのスタートから所定時間（Ｔ）経過した時点で、制御回路１１はメモリ１４に記憶されているハンドオーバ実施情報からハンドオーバ実施回数（ｃ）を計数し、あらかじめメモリ１４に設定されている所定閾値（ｎ）と比較する（Ｓ６０３）。ｃがｎ以上の場合（Ｓ６０３でＹｅｓ）には、制御回路１１は通信モードを省電力モードとする（Ｓ６０４）。ｃがｎ未満の場合（Ｓ６０３でＮｏ）には、制御回路１１は通信モードをハイパフォーマンスモードとする（Ｓ６０５）。同時に、制御回路１１はタイマを再スタートさせ、Ｓ６０１からの処理が行われる。なお、制御回路１１は設定した通信モードでＷＡＮ通信回路やＬＡＮ通信回路などを動作させる。

上記のハイパフォーマンスモードおよび省電力モードにおけるそれぞれのＭＩＭＯ多重数は、最大、最小に限らず、ＷＡＮ側（、ＬＡＮ側それぞれ）について、ハイパフォーマンスモードおよび省電力モードでの通信が比較的にそれぞれ高速および低速となる数であればよい。また、省電力モードでのＬＡＮ側の通信を、Ｗｉ−Ｆｉ（Wireless Fidelity 登録商標）ではなく、消費電力の小さいＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）で行ってもよい。なお、ＬＡＮ側での通信モードの切り替えは行わなくてもよい。上記の通信モードは、２モードとなっているが、３モード以上としてもよい。３モードの場合の例として、高速、中速、低速の組合せが挙げられる。

上記のＳ６０３において、所定時間（Ｔ）毎に該所定時間内のハンドオーバ実施回数（ｃ）を所定閾値（ｎ）と比較しているが、（別の）所定時間毎に装置起動時からの該時刻までのハンドオーバ実施回数の時間平均を（別の）所定閾値と比較してもよい。つまり、ハンドオーバ実施（移動）の頻度を示す指標についての所定閾値との比較を行えばよく、ハンドオーバ実施頻度が高い場合には、通信モードの設定を低速（省電力）なモード、低い場合には、高速なモードとする。

上記のＳ６０２において、ハンドオーバ実施の検知の際、ハンドオーバ実施情報に該ハンドオーバに係る基地局の識別番号を含めてもよい。その場合、Ｓ６０３でＹｅｓの場合に、制御回路１１は、メモリ１４に記憶されている基地局識別番号の群からあらかじめメモリ１４に記憶されている所定ルールにもとづいてユーザの移動パターンを認識してから、通信モードの切り替えを行う。例えば、基地局識別番号がいくつかのものについて繰り返されている場合、ユーザがいくつかの基地局エリアを行き来していると認識される。また、基地局識別番号が全て異なっており、さらに、ハンドオーバ実施回数が多い場合、ユーザが自動車や列車などでの高速移動を行っていると認識される。ユーザがいくつかの基地局エリアを行き来している場合よりユーザが高速移動を行っている場合の方が通信環境の良好でない状態であるため、ユーザが高速移動を行っている場合に、制御回路１１が通信モードの設定をさらに省電力なモード（通信速度を所定値以下）とするようにしてもよい。

上記のＳ６０３において、さらに、制御回路１１がハンドオーバ実施回数の閾値との比較結果にもとづく通信環境の状態を、例えばディスプレイに、表示するようにしてもよい。その表示は、例えば、図７のように行われ、通信環境の状態に応じてマーク７１（良好）か７２（不良）がハイライトされる。さらに、通信モードの切り替えを自動（本機能）か手動にするスイッチ７３を設けてもよい。通信環境が良好な状態の場合で、その状態が続くことが見通されているようなとき、スイッチ７３で通信モードの切り替えを手動にし、チェックボックス７４（ハイパフォーマンスモード）にチェックを入れる。この操作により、モバイルルータで、電力消費を伴う、通信環境状態の判別処理が行われることなく、ハイパフォーマンスモードでの通信が行われる。また、ユーザの移動が続く等、通信環境が不良な状態が続くことが見通されているようなとき、スイッチ７３で通信モードの切り替えを手動にし、チェックボックス７５（省電力モード）にチェックを入れる。なお、通信モードの切り替えを手動で行う技術は周知である。

以上のように、モバイルルータはハンドオーバ実施の検知情報にもとづいて算出した自装置の移動頻度に応じて通信速度のモードの切り替えを行っている。（移動頻度が高いほど通信速度を低くする。）自装置ひいてはユーザの移動頻度はモバイルルータのユーザが移動しているような通信環境の状態を反映している。

このため、モバイルルータのユーザが移動していることに起因するフェージングが発生するような状態で、通信に無駄な電力が消費されないようにすることが可能となる。

本発明の第２の実施形態について、図面を参照して説明する。

図８に、本実施形態におけるモバイル無線通信装置の構成例を示す。モバイル無線通信装置２０は、通信回路２１、制御回路２２を備える。

通信回路２１は、自身の通信におけるハンドオーバ実施を検知し、検知に係るハンドオーバ実施情報を出力する。

制御回路２２は、入力されたハンドオーバ実施情報にもとづき自装置の移動頻度を算出し、算出された移動頻度が高いほど通信回路２２の通信に係る通信速度を低くする。

上記の構成例を踏まえ、本実施形態におけるモバイル無線通信装置の動作例について説明する。

ユーザの、通信モードの設定を含む所定操作によりモバイル無線通信装置２０が起動される。通信回路２１が自身の通信におけるハンドオーバ実施を検知し、検知に係るハンドオーバ実施情報を出力する、制御回路２２が入力されたハンドオーバ実施情報にもとづき自装置の移動頻度を算出し、算出された移動頻度が高いほど通信回路２１の通信に係る通信速度を低くする。

以上のように、モバイル無線通信装置はハンドオーバ実施の検知情報にもとづいて算出した自装置の移動頻度に応じて通信モードの切り替えを行っている。（移動頻度が高いほど通信速度を低くする。）自装置ひいてはユーザの移動頻度はモバイル無線通信装置のユーザが移動しているような通信環境の状態を反映している。

なお、以上の実施形態において、係る動作処理を実行させるためのプログラムを、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯなどのコンピュータ読取可能な記録媒体に格納して配布してもよい。該プログラムをモバイルルータ等のモバイル無線通信装置（のメモリ）にインストールすることにより、モバイル無線通信装置（の制御部）に該動作処理を実行させてもよい。ＣＤ−ＲＯＭはCompact Disk Read-Only Memoryの略称で、ＭＯはMagneto-Optical diskの略称である。

本発明は、モバイル無線通信装置および制御方法に利用可能である。

１０モバイルルータ
１１、２２制御回路
１２ＷＡＮ通信回路
１３ＬＡＮ通信回路
１４メモリ
１５電源回路
１６バッテリ
２０モバイル無線通信装置
２１通信回路
１２１、１３１アンテナ

Claims

自身の通信におけるハンドオーバ実施を検知し、前記検知に係るハンドオーバ実施情報を出力する通信手段と、
入力された前記ハンドオーバ実施情報にもとづき自装置の移動頻度を算出し、前記算出された移動頻度が高いほど前記通信に係る通信速度を低くする制御手段と
を備えることを特徴とするモバイル無線通信装置。
前記ハンドオーバ実施情報は、前記検知に係る基地局識別子を含み、
前記制御手段は、さらに、前記基地局識別子の情報にもとづき自装置の移動パターンを認識し、前記認識された移動パターンにもとづき二地点間での所定速度以上の移動が行われていると判別した場合、前記通信速度を所定値以下にすることを特徴とする請求項１に記載のモバイル無線通信装置。
前記制御手段は、さらに、前記算出された移動頻度が高いほど前記通信以外の少なくとも一つの通信である他通信に係る通信速度を低くし、前記認識された移動パターンにもとづき二地点間での所定速度以上の移動が行われていると判別した場合、前記他通信に係る通信速度を所定値以下にすることを特徴とする請求項１または２に記載のモバイル無線通信装置。
さらに、情報の表示を行う表示手段と、
前記通信または前記他通信に係る前記切り替えを前記情報の表示にもとづいて手動で行うモードにするスイッチと
を備え、
前記制御手段は、前記算出された移動頻度、または前記認識された移動パターンの情報を前記表示手段に表示する
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載のモバイル無線通信装置。
通信手段の通信におけるハンドオーバ実施を検知し、前記検知に係るハンドオーバ実施情報を出力する通信工程と、
入力された前記ハンドオーバ実施情報にもとづきモバイル無線通信装置の移動頻度を算出し、前記算出された移動頻度が高いほど前記通信に係る通信速度を低くする制御工程と
を備えることを特徴とするモバイル無線通信装置の制御方法。
前記ハンドオーバ実施情報は、前記検知に係る基地局識別子を含み、
前記制御工程は、さらに、前記基地局識別子の情報にもとづきモバイル無線通信装置の移動パターンを認識し、前記認識された移動パターンにもとづき二地点間での所定速度以上の移動が行われていると判別した場合、前記通信速度を所定値以下にすることを特徴とする請求項５に記載のモバイル無線通信装置の制御方法。
前記制御工程は、さらに、前記算出された移動頻度が高いほど前記通信以外の少なくとも一つの通信である他通信に係る通信速度を低くし、前記認識された移動パターンにもとづき二地点間での所定速度以上の移動が行われていると判別した場合、前記他通信に係る通信速度を所定値以下にすることを特徴とする請求項５または６に記載のモバイル無線通信装置の制御方法。
さらに、情報の表示を行う表示工程と、
前記通信または前記他通信に係る前記切り替えを前記情報の表示にもとづいて手動で行うモードにするスイッチ工程と
を備え、
前記制御工程は、前記算出された移動頻度、または前記認識された移動パターンの情報を前記表示工程で表示させる
ことを特徴とする請求項５乃至７のいずれか一つに記載のモバイル無線通信装置の制御方法。
モバイル無線通信装置を構成するコンピュータに、
通信手段の通信におけるハンドオーバ実施を検知し、前記検知に係るハンドオーバ実施情報を出力する通信処理と、
入力された前記ハンドオーバ実施情報にもとづきモバイル無線通信装置の移動頻度を算出し、前記算出された移動頻度が高いほど前記通信に係る通信速度を低くする制御処理と
を実行させることを特徴とするモバイル無線通信装置のプログラム。
前記ハンドオーバ実施情報は、前記検知に係る基地局識別子を含み、
前記制御処理は、さらに、前記基地局識別子の情報にもとづきモバイル無線通信装置の移動パターンを認識し、前記認識された移動パターンにもとづき二地点間での所定速度以上の移動が行われていると判別した場合、前記通信速度を所定値以下にすることを特徴とする請求項９に記載のモバイル無線通信装置のプログラム。