JP4996758B1 - 情報処理装置及び通信制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】利用中の無線通信網への干渉を抑制すると共に消費電力の増大を抑制しつつ、他の無線通信網のサーチを行う。
【解決手段】実施形態の情報処理装置は、第１の無線通信方式に対応した第１の無線通信部と前記第１の無線通信方式の使用周波数帯域に競合した使用周波数帯域を有する第２の無線通信方式に対応した第２の無線通信部とを有する無線通信モジュールと、前記第１の無線通信部による前記第１の無線通信方式の通信の通信量を求める通信量検出部と、前記通信量が所定の閾値よりも小さいか否かを判定する通信量判定部と、前記通信量判定部の判定結果に基づいて前記通信量が所定の閾値よりも小さい期間において、前記第２の無線通信方式のアクセスポイントサーチを実行させる制御部とを具備する。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、情報処理装置及び通信制御方法に関する。

従来、各種データ通信サービスが普及している。例えば、携帯電話やＰＨＳ系の無線通信網等を利用することで、自宅や外出先等、広範囲の地域においてデータ通信サービスを利用することができ、インターネットとの接続も可能である。更に、近年、広域のサービスであって、しかも通信速度が比較的高速なデータ通信サービスとして、ＷｉＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access）も利用されるようになってきた。情報処理装置において、これらのデータ通信サービスを利用するためには、各データ通信サービスに対応したデータ通信モジュールが必要である。

また、情報処理装置をインターネットに接続する手法として、インターネットに接続されたルータに、無線アクセスポイントを経由して接続する方法もある。無線アクセスポイントへの接続を可能にするために、無線ＬＡＮ（Local Area Network）によるデータ通信を可能にするデータ通信モジュールを搭載した情報処理装置も商品化されている。更に、ＷｉＭＡＸと無線ＬＡＮの両方の通信機能を持つ通信モジュールも商品化されている。

ところで、ＷｉＭＡＸを利用したデータ通信サービスでは、通信料が高額になる虞がある。通信料及び通信速度を考慮すると、一般的には、無線ＬＡＮを介してデータ通信サービスを利用する方が有利である。しかし、無線ＬＡＮは無線アクセスポイント近傍でなければ利用することができない。そこで、無線ＬＡＮの利用可能エリアの外では、ＷｉＭＡＸを利用し、無線ＬＡＮの利用可能エリアに移動した場合には、無線ＬＡＮを利用するように切換えを行うことが考えられる。

しかしながら、ＷｉＭＡＸ及び無線ＬＡＮの使用周波数帯は競合していることから、現状ではどちらかを排他的に利用するように構成されていて両者を同時に使用することはない。だが、ＷｉＭＡＸの使用中であっても、無線ＬＡＮ環境はＷｉＭＡＸと比較して安価に実現できることから、無線ＬＡＮが利用可能となったか否かを判定するために無線ＬＡＮのアクセスポイントサーチを行って切り替えられるのが好適である。

仮に、このような無線通信網の切換えを自動で行うために、無線ＬＡＮの利用可能エリアを検出するためのアクセスポイントサーチを行うと、サーチ用信号の干渉によって、利用中のＷｉＭＡＸ通信に悪影響を及ぼしてしまう。また、サーチ期間においては、ＷｉＭＡＸ用のデータ通信モジュールと無線ＬＡＮ用のデータ通信モジュールの両方が動作することになり、消費電力が増大するという欠点もある。

特開２０１０−２８４１６号公報

本発明の実施形態は、利用中の無線通信網への干渉を抑制すると共に消費電力の増大を抑制しつつ、他の無線通信網のサーチを行うことができる情報処理装置及び通信制御方法を提供することを目的とする。

実施形態の情報処理装置は、第１の無線通信方式に対応した第１の無線通信部であって前記第１の無線通信方式に対応した通信機能だけでなく前記第１の無線通信方式とは異なる第２の無線通信方式の物理層及びメディアアクセス制御層の機能を有する前記第１の無線通信部と、前記第１の無線通信方式の使用周波数帯域に競合した使用周波数帯域を有する前記第２の無線通信方式に対応した第２の無線通信部とを有する無線通信モジュールと、前記第１の無線通信部による前記第１の無線通信方式の通信の通信量を求める通信量検出部と、前記通信量が所定の閾値よりも小さいか否かを判定する通信量判定部と、前記通信量判定部の判定結果に基づいて前記通信量が所定の閾値よりも小さい期間において、前記第２の無線通信方式のアクセスポイントサーチを前記第１の無線通信部によって実行させる制御部とを具備する。

本発明の一実施の形態に係る情報処理装置を示すブロック図。 サーチ指令信号を説明するためのタイミングチャート。 実施の形態の動作フローを示すフローチャート。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態に係る情報処理装置を示すブロック図である。

図１に示す情報処理装置１０は、無線通信モジュール１７を備えている。無線通信モジュール１７には、ＷｉＭＡＸチップ１８及び無線ＬＡＮチップ１９が搭載されている。無線通信モジュール１７のＷｉＭＡＸチップ１８は、制御部１１によって制御されて、ＷｉＭＡＸによる通信を行うことができるようになっている。また、無線ＬＡＮチップ１９は、制御部１１によって制御されて、無線ＬＡＮによる通信を行うことができるようになっている。

図示しない外部記憶装置には、無線通信モジュール１７のＷｉＭＡＸチップ１８及び無線ＬＡＮチップ１９を駆動するためのドライバソフトが格納されており、制御部１１は、このドライバソフトを読み込んで実行することで、無線通信モジュールの各チップ１８，１９を駆動制御する。なお、ＲＡＭ１３は作業用のメモリであり、ＲＯＭ１２には、制御部１１が用いるプログラムが格納されている。

無線ＬＡＮチップ１９は、無線ＬＡＮ通信を行うための全ての機能を有する。無線ＬＡＮチップ１９は、アンテナ切換部２３を介してアンテナ２４，２５に接続され、アンテナ２４に誘起した高周波信号を受信して、復調処理等の無線ＬＡＮパケットの受信に必要な処理を行った後、受信データを制御部１１に供給する。また、無線ＬＡＮチップ１９は、制御部１１から供給されたデータに対して、変調処理等の無線ＬＡＮパケットの生成に必要な処理を行った後、生成した高周波信号をアンテナ切換部２３を介してアンテナ２４，２５に供給する。

無線ＬＡＮチップ１９の無線の有効範囲内にアクセスポイント（図示省略）が存在する場合には、無線ＬＡＮチップ１９は、制御部１１に制御されて、アクセスポイントを介したデータ通信を行うことができる。無線ＬＡＮチップ１９は、アクセスポイントからのビーコンフレームを受信することで、アクセスポイントとの間の無線回線を確立する。

このように、無線ＬＡＮチップ１９は、制御部１１によってドライバソフトに基づいて制御され、物理層及びＭＡＣ（メディアアクセス制御）層の処理を実行する。

無線ＬＡＮチップ１９は、無線回線が設定された後、アクセスポイントとの間でデータの送受信を行い、アクセスポイントを介してデータ通信サービスの提供を受ける。

一方、ＷｉＭＡＸチップ１８は、ＷｉＭＡＸ通信を行うための全ての機能を備えている。図１では、これらの機能のうち、ＭＡＣコンバージェンス層を制御するＭＡＣコンバージェンス層制御部２１のみを示している。ＷｉＭＡＸチップ１８は、このＭＡＣコンバージェンス層制御部２１により標準的なＭＡＣ層機能を実現することで、媒体に依存しない物理層へのインターフェイスを備える。

ＷｉＭＡＸ通信においても、実際のデータ伝送の前に通信回線の確立のための通信が必要である。即ち、ＷｉＭＡＸチップ１８のＭＡＣコンバージェンス層制御部２１においては、先ず基地局からのプリアンブル信号を受信して同期を確立する。次いで、ＭＡＣコンバージェンス層制御部２１は、ＩＤ設定等の通信に必要な調整を行った後、認証を行い、暗号鍵の交換、運用モードの登録を行い、通信チャンネルを確立する。

ＷｉＭＡＸチップ１８の図示しない物理層制御部は、無線ＬＡＮの物理層と同様に、ＯＦＤＭ変調による通信が可能である。ＷｉＭＡＸチップ１８は、通信チャンネルが確立すると、アンテナ２４，２５を介して基地局との間でデータの送受信を行う。

本実施の形態においては、ＷｉＭＡＸチップ１８は、無線ＬＡＮＭＡＣ層制御部２２を有する。無線ＬＡＮＭＡＣ層制御部２２は、無線ＬＡＮチップ１９のＭＡＣ層の機能を実現するものである。ＷｉＭＡＸチップ１８の物理層は、上述したように、無線ＬＡＮチップ１９の物理層と同様に構成されており、無線ＬＡＮアクセスポイントとの間で、アクセスポイントサーチのための情報のやり取りが可能である。無線ＬＡＮＭＡＣ層制御部２２は、制御部１１に制御されて、ＷｉＭＡＸチップ１８に設けられている物理層の機能を用いて、アクセスポイントとの間で無線回線の設定を行う。

即ち、無線ＬＡＮＭＡＣ層制御部２２は、無線ＬＡＮによる通信を行うための必要なＳＳＩＤ（Service Set Identification）及びビーコンフレーム情報を保持する。一方、無線通信モジュール１７が通信可能なアクセスポイントは、無線通信モジュール１７のＳＳＩＤを管理しており、一定間隔でビーコンフレームを送信している。

無線ＬＡＮＭＡＣ層制御部２２は、後述するサーチ指令信号に基づいて、アクセスポイントサーチを実行し、アクセスポイントが発生するビーコンを検知する。無線ＬＡＮＭＡＣ層制御部２２は、ビーコン周波数（チャネル）を検出し、検出した周波数と、あらかじめ設定したＳＳＩＤとを用いてアクセスポイントに認証要求を行う。アクセスポイントが同一のＳＳＩＤを管理している場合には、アクセスポイントは認証応答を送信する。無線ＬＡＮＭＡＣ層制御部２２は認証応答を受信すると接続要求を行い、アクセスポイントからの接続許可によって、アクセスポイントとの間での無線回線が確立される。

なお、このような無線ＬＡＮＭＡＣ層制御部２２のＭＡＣ層の制御は、無線ＬＡＮチップ１９の図示しないＭＡＣ層制御部においても行われているものである。

本実施の形態においては、ＷｉＭＡＸチップ１８による無線回線が維持されている場合において、ＷｉＭＡＸチップ１８の無線ＬＡＮＭＡＣ層制御部２２によるアクセスポイントサーチを実行させるようになっている。この制御のために、通信データパケット測定部１４の測定結果を用いる。

通信データパケット測定部１４は、制御部１１からの情報に基づいて、ＷｉＭＡＸチップ１８が通信中のデータパケットのパケット数を測定する。なお、通信パケットのパケット数は、制御部１１が実行する既知のコマンドによっても求めることができる。

通信データパケット測定部１４の測定結果は通信データパケット判定部１５に与えられる。通信データパケット判定部１５は、通信中のデータパケット数を所定の閾値と比較することで、ＷｉＭＡＸチップ１８において、通信データ量が閾値よりも多いか少ないかを判定して、判定結果をコマンド信号制御部１６に出力する。

コマンド信号制御部１６は、通信データパケット判定部１５の判定結果によって、ＷｉＭＡＸチップ１８の通信データ量が閾値よりも小さいことが示された場合には、サーチ指令信号によって無線ＬＡＮＭＡＣ層制御部２２を制御してアクセスポイントサーチを実行させる。また、コマンド信号制御部１６は、通信データパケット判定部１５の判定結果によって、ＷｉＭＡＸチップ１８の通信データ量が閾値以上であることが示された場合には、無線ＬＡＮＭＡＣ層制御部２２によるアクセスポイントサーチを禁止させるようになっている。

即ち、コマンド信号制御部１６は、ＷｉＭＡＸチップ１８によって高い通信性能が要求される場合には、無線ＬＡＮのアクセスポイントサーチを禁止し、ＷｉＭＡＸチップ１８において要求される通信性能が比較的低い場合にのみ、無線ＬＡＮのアクセスポイントサーチを実行させる。

無線ＬＡＮＭＡＣ層制御部２２によるサーチ結果は制御部１１に供給される。通信方式切換部２０は、制御部１１によって制御されて、ＷｉＭＡＸチップ１８によるデータ通信中において、無線ＬＡＮアクセスポイントが検出された場合には、通信方式を無線ＬＡＮによる通信に切り替えるようになっている。

電源制御部２６は、制御部１１によって制御されて、ＷｉＭＡＸチップ１８と無線ＬＡＮチップ１９のいずれか一方にのみ電力を供給するようになっている。アンテナ切換部２３は、ＷｉＭＡＸチップ１８によって通常のデータ通信が行われている場合には、ＷｉＭＡＸチップ１８の図示しない２つのアンテナポートを夫々アンテナ２４，２５に接続する。また、アンテナ切換部２３は、無線ＬＡＮチップ１９によって通常のデータ通信が行われている場合には、無線ＬＡＮチップ１９の図示しない２つのアンテナポートを夫々アンテナ２４，２５に接続する。また、アンテナ切換部２３は、制御部１１に制御されて、ＷｉＭＡＸチップ１８によってＷｉＭＡＸによる無線通信及び無線ＬＡＮのアクセスポイントサーチが行われている場合には、ＷｉＭＡＸチップ１８のＷｉＭＡＸ通信用のアンテナポートをアンテナ２４に接続し、ＷｉＭＡＸチップ１８のアクセスポイントサーチ用のアンテナポートをアンテナ２５に接続するようになっている。

ＷｉＭＡＸ通信用とアクセスポイントサーチ用とでアンテナを切換えて使用しており、相互の干渉を抑制することができる。

次に、このように構成された実施の形態の動作について図２及び図３を参照して説明する。図２はサーチ指令信号を説明するためのタイミングチャートであり、図３は実施の形態の動作フローを示すフローチャートである。

いま、制御部１１に制御されて、ＷｉＭＡＸチップ１８による通信が行われているものとする。この場合には、電源制御部２６は、制御部１１に制御されて、無線通信モジュール１７のＷｉＭＡＸチップ１８に電力を供給し、無線ＬＡＮチップ１９への電力供給を停止する。ＷｉＭＡＸチップ１８の２つのアンテナポートは、アンテナ切換部２３によってアンテナ２４，２５に接続される。例えば、アンテナ２４は送信用として使用され、アンテナ２５は受信用として使用される。

ＷｉＭＡＸチップ１８は、制御部１１からの送信データをアンテナ切換部２３を介してアンテナ２４に供給して送信すると共に、アンテナ２４に誘起した高周波信号を受信して取得した受信データを制御部１１に出力する。

ＷｉＭＡＸチップ１８による通信中のデータパケットのパケット数は通信データパケット測定部１４において測定される。通信データパケット測定部１４の測定結果は通信データパケット判定部１５に与えられて、所定の閾値と比較される。

図２（ａ）は横軸に時間をとり縦軸に通信データパケット数をとって、ＷｉＭＡＸチップ１８の通信中のデータパケット数の変化を示している。図２（ａ）に示す比較的データパケット数が少ない期間は、例えば、ＷｉＭＡＸチップ１８において各種データの送受信を行っておらず、基地局との通信チャンネルの確立維持のための情報の送受信期間や基地局からのブロードキャストメッセージ等の受信のみを行う期間（以下、これらの期間を待ち受け期間という）に対応する。この待ち受け期間においては、図２に示すように、ＷｉＭＡＸチップ１８が通信するデータパケット数は閾値よりも少なく、待ち受け期間以外の期間、即ち、各種データの送受信期間においては、ＷｉＭＡＸチップ１８が通信するデータパケット数は閾値よりも大きくなる。

通信データパケット判定部１５は、ＷｉＭＡＸチップ１８が通信中のデータパケット数を閾値と比較することで、現在ＷｉＭＡＸチップ１８がオーディオビデオデータ等の各種データの送受信を行っていないか否か、即ち、待ち受け期間であるか否かを判定する（ステップＳ１）。通信データパケット判定部１５は、待ち受け期間であるか否かの判定結果をコマンド信号制御部１６に出力する。

コマンド信号制御部１６は、通信データパケット判定部１５の判定結果によって、待ち受け期間ではなく現在各種データの送受信が行われていると判定した場合には、現在のＷｉＭＡＸ通信を継続させる（ステップＳ２）。

ここで、ＷｉＭＡＸチップ１８による送受信中のデータパケット数が閾値よりも低下するものとする。そうすると、この判定結果によってコマンド信号制御部１６は、サーチ指令信号を発生する（図２（ｂ）のオン期間）。サーチ指令信号は、ＷｉＭＡＸチップ１８に供給され、ＷｉＭＡＸチップ１８は、サー値指令信号に基づいて、無線ＬＡＮＭＡＣ層制御部２２を制御して、アクセスポイントサーチを実行する。

即ち、ＷｉＭＡＸチップ１８は、アンテナ切換部２３を制御して（ステップＳ１１）、アンテナ２４をメインアンテナとし（ステップＳ１２）、メインアンテナを用いてＷｉＭＡＸ通信を継続させる。また、ＷｉＭＡＸチップ１８は、アンテナ２５をサブアンテナとし（ステップＳ１５）、サブアンテナを用いてアクセスポイントサーチを実行させる（ステップＳ１６）。

即ち、本実施の形態においては、ＷｉＭＡＸ通信の待ち受け期間にのみ、無線ＬＡＮのアクセスポイントサーチが実行される。ＷｉＭＡＸ通信と無線ＬＡＮ通信との使用周波数帯域は競合しているが、待ち受け期間には、ＷｉＭＡＸ通信においては通信チャンネルの確立維持のための情報等のみしか送受信されておらず、無線ＬＡＮのアクセスポイントサーチによる干渉波がＷｉＭＡＸ通信に与える悪影響は極めて小さい。

また、無線ＬＡＮのアクセスポイントサーチは、ＷｉＭＡＸチップ１８内の無線ＬＡＮＭＡＣ層制御部２２によって実施されており、無線ＬＡＮチップ１９に電力を供給して起動させる必要がないことから、システム全体の消費電力の増大を抑制することができる。

また、２つのアンテナ２４，２５を夫々ＷｉＭＡＸの通信用と無線ＬＡＮのサーチ用とに別々に割当てて使用しており、ＷｉＭＡＸ通信と無線ＬＡＮのサーチとを同時に実行可能にすると共に、相互の干渉を抑制することができる。

ＷｉＭＡＸチップ１８は、アクセスポイントサーチのサーチ結果の情報を制御部１１に与える。制御部１１は、アクセスポイントサーチによってアクセスポイントが検出されたか否かをステップＳ１７において判定する。アクセスポイントが検出されない場合には、ステップＳ１に処理が戻されて同様の動作が繰り返される。

アクセスポイントが検出されると、制御部１１は、通信方式切換部２０を制御して、通信方式を切換える。電源制御部２６は、無線ＬＡＮチップ１９に電力を供給すると共に、ＷｉＭＡＸチップ１８への電力供給を停止する。無線ＬＡＮチップ１９の２つのアンテナポートは、アンテナ切換部２３を介してアンテナ２４，２５に接続されて、アクセスポイントとの間で無線ＬＡＮ接続が行われる。こうして、以後、無線ＬＡＮチップ１９による無線ＬＡＮを用いたデータ通信が行われる。

このように本実施の形態においては、ＷｉＭＡＸ通信から無線ＬＡＮ通信への切換を自動化することができ、ユーザの操作負担を低減して、通信パフォーマンスを改善することができる。この場合において、無線ＬＡＮのアクセスポイントサーチは、ＷｉＭＡＸ通信のデータパケット数が十分に少ない、待ち受け期間に行われるので、アクセスポイントサーチの干渉波によるＷｉＭＡＸ通信への悪影響を抑制することができる。しかも、無線ＬＡＮのアクセスポイントサーチは、ＷｉＭＡＸチップに設けた無線ＬＡＮＭＡＣ層制御部を用いて実施しており、無線ＬＡＮチップに電力を供給する必要がないので、消費電力の増加を抑制することができる。更に、ＷｉＭＡＸ通信用とアクセスポイントサーチ用のアンテナを用意しており、相互干渉の影響を抑制することができる。

なお、上記実施の形態においては、２つのアンテナを用いる例を説明したが、１つのアンテナを用いて、ＷｉＭＡＸ通信とアクセスポイントサーチとを時分割で実行するようにしてもよい。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適当な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

１１…制御部、１４…通信データパケット測定部、１５…通信データパケット判定部、１６…コマンド信号制御部、１７…無線通信モジュール、１８…ＷｉＭＡＸチップ、１９…無線ＬＡＮチップ、２０…無線方式切換部、２１…ＭＡＣコンバージェンス層制御部、無線ＬＡＮＭＡＣ層制御部、２３…アンテナ切換部、２４，２５…アンテナ、２６…電源制御部。

Claims (5)

1. 第１の無線通信方式に対応した第１の無線通信部であって前記第１の無線通信方式に対応した通信機能だけでなく前記第１の無線通信方式とは異なる第２の無線通信方式の物理層及びメディアアクセス制御層の機能を有する前記第１の無線通信部と、前記第１の無線通信方式の使用周波数帯域に競合した使用周波数帯域を有する前記第２の無線通信方式に対応した第２の無線通信部とを有する無線通信モジュールと、
   前記第１の無線通信部による前記第１の無線通信方式の通信の通信量を求める通信量検出部と、
   前記通信量が所定の閾値よりも小さいか否かを判定する通信量判定部と、
   前記通信量判定部の判定結果に基づいて前記通信量が所定の閾値よりも小さい期間において、前記第２の無線通信方式のアクセスポイントサーチを前記第１の無線通信部によって実行させる制御部と
   を具備したことを特徴とする情報処理装置。
2. 前記第１及び第２の無線通信部のいずれか一方にのみ電力を供給する電源制御部
   を具備したことを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。
3. ２つのアンテナを有し、
   前記第１の無線通信部は、前記第１の無線通信方式による通信用のアンテナと前記第２の無線通信方式のアクセスポイントサーチ用のアンテナとを相互に別のアンテナに割当てる
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の情報処理装置。
4. 前記制御部は、前記第２の無線通信方式のアクセスポイントサーチによってアクセスポイントが検出された場合には、前記第１の無線通信部による前記第１の無線通信方式の通信から前記第２の無線通信部による前記第２の無線通信方式の通信に切換える
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の情報処理装置。
5. 第１の無線通信方式に対応した第１の無線通信部であって前記第１の無線通信方式に対応した通信機能だけでなく前記第１の無線通信方式とは異なる第２の無線通信方式の物理層及びメディアアクセス制御層の機能を有する前記第１の無線通信部と、前記第１の無線通信方式の使用周波数帯域に競合した使用周波数帯域を有する前記第２の無線通信方式に対応した第２の無線通信部とを有する無線通信モジュールと、通信量検出部と、通信量判定部と、制御部と、電源制御部とを有する情報処理装置における前記無線通信モジュールの通信を制御する通信制御方法であって、
   前記通信量検出部が、前記第１の無線通信部による前記第１の無線通信方式の通信の通信量を求め、
   前記通信量判定部が、前記通信量が所定の閾値よりも小さいか否かを判定し、
   前記制御部が、前記通信量判定部の判定結果に基づいて前記通信量が所定の閾値よりも小さい期間において、前記第２の無線通信方式のアクセスポイントサーチを前記第１の無線通信部によって実行させ、
   前記電源制御部が、前記第１の無線通信方式による通信期間及び前記第２の無線通信方式のアクセスポイントサーチ期間において、前記第１の無線通信部のみに電力を供給する
   ことを特徴とする通信制御方法。

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