JP5208051B2

JP5208051B2 - 通信装置

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Publication number: JP5208051B2
Application number: JP2009121336A
Authority: JP
Inventors: 陽介横山
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2009-05-19
Filing date: 2009-05-19
Publication date: 2013-06-12
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Description

本発明は、複数の通信方式を使用する通信装置に関する。

従来から、複数の通信方式を使用して通信を行う通信装置があり、このような通信装置は、通信方式を適宜切り替えながら通信を行っている。特に、高い通信品質が要求されているアプリケーションの通信を行う場合には、通信装置が各通信方式の品質状態を監視し、品質状態に応じて通信方式を切り替えることによって、要求される通信品質を確保する。このような通信装置は、データを蓄積するためのバッファを備えており、通信方式の切り替え時に蓄積したデータを使用することによって、一時的な音声や動画の断絶を防止している。

具体的には、複数の無線方式を使用する通信装置が誤り率などの無線通信品質の変動を監視し、通信に使用する無線通信の品質が悪化したときに、使用する無線方式を他の無線方式に切り替えることで通信品質を維持する、という技術が下記特許文献１において開示されている。また、複数の有線通信および複数の無線通信が混在するネットワークに対応した端末装置が、それぞれの通信経路の通信状況を監視し、品質が悪化した場合に、より品質の良い経路の探索を行い、より品質の良い経路を発見したときにその経路に切り替えることで音声や動画などの通信においてＱｏＳを保障する、という技術が下記特許文献２において開示されている。

特開２００８−１３６１５０号公報特開２００７−２２１５６４号公報

しかしながら、上記従来の技術によれば、バッファに蓄積されているデータ量が十分でない場合は断絶が隠蔽できない。そのため、このような場合には、音声や動画などの通信が一時的に断絶するなどの一時的な通信品質の低下が発生する、という問題があった。たとえば、バッファのデータ量不足は、無線通信の品質が悪化したときに、通信転送レートの低下に伴いバッファに蓄積されるデータ量が減少することにより発生する。そのため、無線通信の品質が悪化したときに無線方式を切り替えると、通信の断絶を隠蔽できない。

また、無線通信においては、無線品質や通信方式、通信相手の端末の種類などの様々な要因により、無線方式の切り替えに要する時間が変動する。そのため、隠蔽に必要なバッファ量を決定することができない、という問題点があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、無線方式の切り替え時において、通信の断絶を隠蔽するために必要なバッファ蓄積量を決定および確保し、通信品質低下の防止が可能な通信装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、複数の通信デバイスを備え、複数の通信デバイスによるデータの受信が可能な通信装置であって、相手先通信装置から受信したデータを一時的に蓄積するためのバッファ手段と、複数の通信デバイスのうちの１つの通信デバイスを用いて、相手先通信装置との間でアプリケーションを実行するアプリケーション実行手段と、前記アプリケーション実行手段が実行するアプリケーションの要求品質をアプリケーションごとに取得する要求品質取得手段と、前記アプリケーション実行手段が相手先通信装置と通信を行う場合に使用する通信デバイスを他の通信デバイスに切り替える際に要する切替時間を取得する切替時間取得手段と、アプリケーションごとに相手先通信装置との間の通信状態を監視する通信状態監視手段と、アプリケーションで使用されている通信デバイスを他の通信デバイスに切り替えるかどうかを判定する切替可否判定手段と、を備え、前記通信状態監視手段が、通信品質の悪化を検出し、実行中のアプリケーションで使用されている通信デバイスにおいて当該アプリケーションの要求品質を満たすことができなくなった、と判断した場合、前記切替可否判定手段は、前記切替時間取得手段にて得られた切替時間に基づいて、前記バッファ手段が通信の断続を隠蔽できるバッファ蓄積量を有しているかどうかを判断し、有していると判断した場合に、通信品質の悪化したアプリケーションで使用されている通信デバイスを、要求品質を満たす他の通信デバイスに切り替える、と判定する、ことを特徴とする。

本発明によれば、通信品質の低下を防止できる、という効果を奏する。

図１は、通信装置の構成例を示す図である。図２は、各アプリケーション実行部の要求品質を示す図である。図３は、無線デバイスの切替時間を示す図である。図４は、切替時間を測定する処理を示すフローチャートである。図５は、無線デバイスの切替判定の処理を示すフローチャートである。図６は、バッファ蓄積量の回復および無線デバイスの切替処理を示すフローチャートである。図７は、バッファ蓄積量の回復および無線デバイスの切替処理を示すフローチャートである。図８は、通信装置の構成例を示す図である。図９は、無線デバイスの切替判定の処理を示すフローチャートである。図１０は、相手バッファ蓄積量の回復および無線デバイスの切替処理を示すフローチャートである。図１１は、相手バッファ蓄積量の回復および無線デバイスの切替処理を示すフローチャートである。

以下に、本発明にかかる通信装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本実施の形態の通信装置の構成例を示す図である。通信装置１は、アプリケーション部１０と、無線処理部２０と、無線通信部３０と、要求品質取得部４０と、切替時間取得部５０と、通信状態監視部６０と、切替可否判定部７０と、バッファ蓄積量回復部８０と、を備える。

アプリケーション部１０は、通信を用いてアプリケーションを提供する。ここでは、複数のアプリケーションの提供が可能である。無線処理部２０は、アプリケーションが無線通信部３０を用いて通信を行うため、データ形式の変換、通信パケットの生成、ルーティング情報の追加・削除誤り訂正など、ＴＣＰ／ＩＰなどの一般的な通信プロトコルスタックの機能を持つ処理部である。無線通信部３０は、いずれかの無線デバイスを用いて各アプリケーションの通信を行う。

要求品質取得部４０は、アプリケーション部１０のうち、一定以上の通信品質を要求する通信を行っているアプリケーションの要求通信品質を取得し記録する。切替時間取得部５０は、通信で用いる無線デバイスを切り替えるときに要する時間を取得し記録する。通信状態監視部６０は、通信状態を監視し、通信品質の悪化を検出する。切替可否判定部７０は、通信で用いる無線デバイスを切り替えるとき、無線処理部２０が備えるバッファ部２１に蓄積されているデータ量（以下、バッファ蓄積量とする）から、通信の断絶が隠蔽可能かどうかを判定する。バッファ蓄積量回復部８０は、バッファ蓄積量が十分でないと切替可否判定部７０が判定した場合に、バッファ蓄積量が十分になるようにバッファ蓄積量の回復を行う。

また、アプリケーション部１０は、アプリケーション実行部１１、１２、１３を備える。それぞれ、通信を用いる個別のアプリケーションを実行し、３つのアプリケーション実行部は同時に動作する。ここでは、アプリケーション実行部１３が、ストリーミング通信の受信といった一定以上の通信品質の保障が必要な受信動作を行うものとする。

無線処理部２０は、バッファ部２１を備える。バッファ部２１は、受信データを蓄積する。アプリケーション実行部１３が通信を行う際は、バッファ部２１を経由し、受信データをこのバッファ部２１に蓄積する。アプリケーション実行部１３は、蓄積されたデータを順次取得して処理を行っているため、蓄積されたデータがバッファ部２１から無くなるまでは通信の断絶を隠蔽できる。なお、アプリケーション実行部１１およびアプリケーション実行部１２はバッファ部２１を経由していないが、バッファ部２１、または図示しない他のバッファ部を経由する構成としてもよい。また、無線処理部２０内にバッファ部２１を備えているが、これに限定するものではなく、例えば、アプリケーション部１０内やアプリケーション部１０と無線処理部２０との間など、アプリケーション部１０と無線通信部３０との間で備えていればよい。

無線通信部３０は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）通信部３１と、ＩＥＥＥ８０２．１１通信部３２と、ＵＷＢ（Ultra Wide Band）通信部３３と、を備える。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）通信部３１は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）方式による無線通信を行う無線デバイスである。ＩＥＥＥ８０２．１１通信部３２は、ＩＥＥＥ８０２．１１方式による無線通信を行う無線デバイスである。ＵＷＢ通信部３３は、ＵＷＢ方式による無線通信を行う無線デバイスである。各アプリケーション実行部は、これらの無線デバイスのうち１つを用いて通信を行う。

つづいて、通信装置１における無線デバイスの切替動作について説明する。まず、要求品質取得部４０は、通信を用いる各アプリケーション実行部について、各アプリケーション実行部が必要とする通信品質（以下、要求品質とする）を取得し記録する。ここでは、アプリケーション実行部１３はストリーミング通信の受信を行っており、ある一定の転送レートを保障する必要がある。要求品質取得部４０は、この転送レートを記録する。記録方式の一例を図２に示す。

図２は、各アプリケーション実行部における要求品質を示す図である。アプリケーションと、要求品質から構成され、アプリケーションの項目には各アプリケーション実行部の名称を記録し、要求品質の項目には各アプリケーション実行部の要求品質を記録する。ここでは、アプリケーション実行部１１、１２の要求品質はないため、要求品質の項目には「なし」と記録する。アプリケーション実行部１３の要求品質が「４００ｋｂｐｓ」の転送レートの場合、その転送レートを要求品質の項目に記録する。なお、アプリケーションの項目は名称に限定するものではなく、同時に動作しているアプリケーションを識別できる情報であればよいので、アプリケーションごとに割り当てられたＩＤ、実行時のプロセスＩＤなどを用いることも可能である。

つぎに、切替時間取得部５０は、使用する無線デバイスを切り替えるときに要する時間を記録する。この時間は、通信相手により異なるため、通信相手ごとに記録する。記録方法の一例を図３に示す。図３は、３つの無線デバイスを持つ通信装置１における切替時間を示す図である。各列は切替前の無線デバイスを、各行は切替後の無線デバイスを示し、各無線デバイス間での切り替えに要する時間を記録する。例えば、切替前にはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）通信部３１を使用し、ＩＥＥＥ８０２．１１通信部３２に切り替えるときに要する時間は、ｔ₁ミリ秒であることを示す。このような表を、通信相手端末や通信アプリケーションごとに持ち、また、通信相手ごとに異なる切替時間の特性を記録しておくこともできる。

使用する無線デバイスを切り替えるときに要する時間の取得方法としては、通信開始時に切り替えを行い、切替時間を測定する方法、無線デバイスごとに一定値をあらかじめ設定しておく方法、過去の切替時の切替時間の履歴を取得しておきそれらの平均値を用いる方法などがあるが、これに限定するものではない。

一例として、通信開始時に切り替えを行い、切替時間を測定する方法について説明する。図４は、切替時間を測定する処理を示すフローチャートである。まず、通信装置１において、無線通信を開始すると（ステップＳ１）、切替時間取得部５０は、通信相手が複数の無線デバイスを持っており使用可能かどうかを判断する（ステップＳ２）。通信相手が複数の無線デバイスを持っている場合（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、使用可能な全ての無線デバイスを通信可能な状態にする（ステップＳ３）。通信可能な状態とは、通信相手との物理リンクの確立や認証などが完了しており、データ通信を開始することが可能な状態とする。

つぎに、切替時間取得部５０は、使用可能な無線デバイスから切替時間を測定していないものを２つ抽出する（ステップＳ４）。説明の便宜上、抽出した２つの無線デバイスのうち、一方を無線Ａ、他方を無線Ｂとする。まず、無線Ａで通信相手と接続し、通信を行う（ステップＳ５）。この通信は、ストリーミング通信などの通信切替を行い通信品質の確保を行おうとする通信であることが望ましい。そのような通信を行うことが不可能である場合は、単なるエコー要求などを用いることとしてもよい。通信開始後、無線Ａで行われている通信を無線Ｂに切り替え、その切替時間を測定し記録する（ステップＳ６）。その後、無線Ｂで行われている通信を無線Ａに切り替え、その切替時間を測定し記録する（ステップＳ７）。

全ての使用可能な無線デバイスの組み合わせについて測定が行われている場合は（ステップＳ８：Ｙｅｓ）、処理を終了する。全ての使用可能な無線デバイスの組み合わせについて測定が行われていない場合は（ステップＳ８：Ｎｏ）、ステップＳ４に戻り、他の無線デバイスの組み合わせを抽出して切替時間の測定を行う（ステップＳ４〜Ｓ７）。なお、通信相手が複数の無線デバイスを持っていない場合は（ステップＳ２：Ｎｏ）、無線デバイスを切り替えることはないため、処理を終了する。

切替時間取得部５０が切替時間の測定をした後、通信状態監視部６０は、無線通信部３０や無線処理部２０から通知される通信状態に基づいて、各アプリケーション実行部がいずれかの通信デバイスを用いて行っている通信の状態を監視し、通信品質の悪化を検出する。検出方法としては、無線通信部３０から得られる無線の誤り率などの無線品質を表す指標が一定以下になったときに通信品質の悪化を検出する。また、無線通信部３０や無線処理部２０から得られる通信の転送レートの低下を検出して通信品質の悪化を検出してもよい。

通信状態監視部６０で通信状態の悪化を検出した場合、切替可否判定部７０は、通信品質の悪化した無線デバイスで行われている通信を、通信品質の良い無線デバイスに切り替えるかどうかの判定を行う。切替可否判定部７０の判定方法について説明する。図５は、無線デバイスを切り替えるかどうかを判定する処理を示すフローチャートである。

通信状態監視部６０が通信品質の悪化を検出した場合（ステップＳ１１）、切替可否判定部７０は、要求品質取得部４０で記録したアプリケーション実行部の要求品質を用いて、通信状態の悪化した無線デバイスにおいて通信品質の改善が必要かどうかを判定する（ステップＳ１２）。具体的には、図２において要求品質が記録されているのはアプリケーション実行部１３のみであるので、アプリケーション実行部１３が行っている通信において、４００ｋｂｐｓの要求品質が確保されていない場合に、通信品質の改善が必要と判定する。以下、要求品質を確保するために必要な転送レートを要求転送レートとする。

通信品質の改善が必要な場合は（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、切替可否判定部７０は、全ての無線デバイスについて、現在その無線デバイスで行われている通信の総転送レートを取得する（ステップＳ１３）。この総転送レートは無線処理部２０内で計測してもよいし、無線通信部３０や各無線デバイスを使用するためのドライバによって計測してもよい。つぎに、全ての無線デバイスについて無線通信の誤り率や受信電力などの通信品質を取得し、その無線デバイスにおける最大転送レートを推定する（ステップＳ１４）。推定する方法としては、通信品質の良好なものは無線デバイスごとにあらかじめ定めた一定値の転送レートと判断し、悪化しているもの（改善が必要なもの）は転送レートが０であると判断する。また、無線の誤り率や受信電力と転送レートとの関係（関係式、無線の誤り率と転送レート推定値の対応表など）をあらかじめ記録しておき、現在の誤り率から転送レートを計算してもよい。

つぎに、切替可否判定部７０は、無線デバイスを切り替えた場合に、要求転送レートを実現できる無線デバイスか存在するかどうかを判定する（ステップＳ１５）。判定方法は、「無線デバイスの最大転送レート−現在その無線デバイスで行われている通信の総転送レート」が「要求転送レート」よりも大きい場合に要求転送レートを実現できる無線デバイスが存在すると判定する。

要求転送レートを実現できる無線デバイスが存在する場合（ステップＳ１５：Ｙｅｓ）、切替可否判定部７０は、要求転送レートを実現できる全ての無線デバイスについて、切り替えの際に通信断絶を隠蔽できるかどうかを判定する（ステップＳ１６）。判定方法は、切替時間取得部５０から切り替えに要する時間を取得し、「バッファ蓄積量÷要求転送レート」が、切替時間よりも大きい場合に通信断絶の隠蔽が可能であると判定する。

通信断絶の隠蔽が可能な無線デバイスが存在する場合（ステップＳ１６：Ｙｅｓ）、切替可否判定部７０は、通信品質の悪化した無線デバイスで行われている通信品質の改善が必要な（アプリケーション実行部１３の）通信を、通信断絶の隠蔽が可能な無線デバイスで行うように切り替える判定を行う（ステップＳ１７）。通信断絶の隠蔽が可能な無線デバイスが複数存在する場合は、その中から１つを選択する。選択方法は、各無線デバイスの優先度をあらかじめ割り当て、優先度の最も高い無線デバイスを選択してもよいし、最も転送レートが高い無線デバイスを選択してもよい。

通信断絶の隠蔽が可能な無線デバイスが存在しない場合（ステップＳ１６：Ｎｏ）、切替可否判定部７０は、バッファ蓄積量の回復を試みる判定を行う（ステップＳ１８）。バッファ蓄積量の回復を試みる処理については後述する。

なお、ステップＳ１５において要求転送レートを実現できる無線デバイスが存在しない場合（ステップＳ１５：Ｎｏ）、切替可否判定部７０は、無線デバイスを切り替えても要求品質の確保が不可能であると判定し、処理を終了する（ステップＳ１９）。また、ステップＳ１２において通信品質の改善の必要が無い場合は（ステップＳ１２：Ｎｏ）、切替可否判定部７０は、無線デバイスの切り替えは不要であると判定し、処理を終了する（ステップＳ２０）。なお、無線デバイスを切り替える処理は従来と同様である。

ここで、切替可否判定部７０において、バッファ蓄積量の回復を試みると判定した場合（ステップＳ１８）、バッファ蓄積量回復部８０が、バッファ蓄積量を回復させ、通信断絶の隠蔽を可能にする処理について説明する。図６は、バッファ蓄積量を回復させてから無線デバイスの切り替えを行う処理を示すフローチャートである。

まず、バッファ蓄積量回復部８０は、通信品質の悪化した無線デバイスで、通信品質の改善が必要なアプリケーション実行部（ここではアプリケーション部１３とする）の通信以外のアプリケーション実行部の通信が、同じ無線デバイスで行われているかどうかを判定する（ステップＳ２１）。ここでは、アプリケーション実行部１１、１２が通信を行っているとして、アプリケーション実行部１３の通信以外のアプリケーション実行部の通信が行われていると判定する（ステップＳ２１：Ｙｅｓ）。

つぎに、バッファ蓄積量回復部８０は、アプリケーション実行部１３の通信の切替先の無線デバイスを１つ選択する（ステップＳ２２）。選択方法は、最も切り替えに要する時間が小さい無線デバイスを選択する。ただし、これに限定するものではなく、各無線デバイスに優先度をあらかじめ割り当て、優先度の最も高い無線デバイスを選択してもよいし、最も伝送レートの高い無線デバイスを選択してもよい。

つぎに、バッファ蓄積量回復部８０は、通信品質の改善が必要なアプリケーション実行部（アプリケーション実行部１３）の通信以外の通信の転送レートを低下させる（ステップＳ２３）。具体的には、アプリケーション実行部１１、１２が通信の転送レートを低下させる。これにより、アプリケーション実行部１３の通信の転送レートを増加させ、バッファ蓄積量を増加させることができる。なお、アプリケーション実行部１１、１２の通信を停止させることで、アプリケーション実行部１３の通信の転送レートを増加させ、バッファ蓄積量を増加させてもよい。

つぎに、バッファ蓄積量回復部８０は、バッファ蓄積量が増加しているかどうかを判定する（ステップＳ２４）。バッファ蓄積量が増加している場合（ステップＳ２４：Ｙｅｓ）、その旨を切替可否判定部７０へ通知する。切替可否判定部７０では、通信断絶を隠蔽可能なバッファ蓄積量に達するまで待機する（ステップＳ２５）。具体的には、「バッファ蓄積量÷要求転送レート」が切替時間よりも小さい場合は、通信断絶を隠蔽可能なバッファ蓄積量ではないとして（ステップＳ２５：Ｎｏ）、大きくなるまで待機する。「バッファ蓄積量÷要求転送レート」が切替時間よりも大きい場合は、通信断絶を隠蔽可能なバッファ蓄積量であるとして（ステップＳ２５：Ｙｅｓ）、切替可否判定部７０は、アプリケーション実行部１３の通信を、ステップＳ２２で選択した無線デバイスに切り替える判定を行う（ステップＳ２６）。

なお、ステップＳ２１においてアプリケーション実行部１３の通信以外のアプリケーション実行部の通信が行われていない場合（ステップＳ２１：Ｎｏ）、およびステップＳ２４においてバッファ蓄積量が増加していない場合（ステップＳ２４：Ｎｏ）、バッファ蓄積量回復部８０は、バッファ蓄積量を増加させることは不可能であると判断し（ステップＳ２７）、その旨を切替可否判定部７０へ通知する。切替可否判定部７０では、通信断絶を隠蔽可能でなくても無線デバイスの切り替えを実行するかどうかを判定する（ステップＳ２８）。判定は、アプリケーション実行部ごとに、通信断絶を隠蔽可能でなくても無線デバイスの切り替えを実行するか否かを決めておく方法を用いる。通信断絶を隠蔽可能でなくても無線デバイスの切り替えを実行すると判定した場合は（ステップＳ２８：Ｙｅｓ）、アプリケーション実行部１３の通信をステップＳ２２で選択した無線デバイスに切り替える判定を行う（ステップＳ２６）。通信断絶を隠蔽可能でないため無線デバイスの切り替えを実行しないと判定した場合は（ステップＳ２８：Ｎｏ）、無線デバイスを切り替えずに処理を終了する。

つぎに、バッファ蓄積量回復部８０において、バッファ蓄積量を回復させ、通信断絶の隠蔽を可能にする別の処理について説明する。図７は、バッファ蓄積量を回復させてから無線デバイスの切り替えを行う処理を示すフローチャートである。図６のフローチャートと比較して、ステップＳ２３をステップＳ２３ａに置き換え、ステップＳ３１を追加した点が異なる。

アプリケーション実行部１３の通信の切替先の無線デバイスを１つ選択後（ステップＳ２２）、バッファ蓄積量回復部８０は、通信品質の改善が必要なアプリケーション実行部（アプリケーション実行部１３）の通信以外のアプリケーション実行部（アプリケーション実行部１１、１２）の通信を、上記ステップＳ２２で選択した切替先の無線デバイスに切り替える（ステップＳ２３ａ）。ステップＳ２３の場合と同様に、アプリケーション実行部１３の通信の転送レートを増加させ、バッファ蓄積量を増加させることができる。その後、バッファ蓄積量回復部８０は、バッファ蓄積量が増加しているかどうかを判定する（ステップＳ２４）。

また、通信断絶を隠蔽可能なバッファ蓄積量である場合（ステップＳ２５：Ｙｅｓ）、または、通信断絶を隠蔽可能でなくても無線デバイスの切り替えを実行すると判定した場合に（ステップＳ２８：Ｙｅｓ）、アプリケーション実行部１３の通信をステップＳ２２で選択した無線デバイスに切り替える判定をした後（ステップＳ２６）、切替可否判定部７０は、先に切替先の無線デバイスに切り替えていた通信品質の改善が必要なアプリケーション実行部１３の通信以外のアプリケーション実行部１１、１２の通信を、元の無線デバイスに戻す判定を行う（ステップＳ３１）。なお、切り替え先の無線デバイスにおいて、その時点での総伝送レートが最大伝送レート以内であれば、ステップＳ３１のように、アプリケーション実行部１１、１２の通信を元の無線デバイスに戻すような判定を行わないとしてもよい。

以上説明したように、本実施の形態では、データ受信中に通信品質が悪化した場合に、通信品質の改善が必要な通信を通信品質のよい他の無線デバイスに切り替える際に、バッファ蓄積量が通信の断絶を隠蔽可能な量であるかどうかを判定してから切り替えることとした。これにより、通信の断絶による一時的な通信品質の低下を回避することができる。

また、バッファ蓄積量が不足しているため通信の断絶を隠蔽可能でないときには、通信品質の改善が必要な通信以外の通信の転送レートを低下させ、または、通信品質の改善が必要な通信以外の通信を停止もしくは他の無線デバイスに切り替えることとした。これにより、バッファ蓄積量を増加させ、通信の断絶を隠蔽可能にする無線デバイスの切り替えが可能となる。

なお、複数の無線デバイスを持つ通信装置について説明したが、これに限定するものではなく、例えば、有線通信を行うための有線デバイスを備える通信装置や、無線デバイスと有線デバイスを混在して備える通信装置においても、同様の効果を得ることができる。

実施の形態２．
実施の形態１では、一定以上の通信品質の保証が必要なデータを受信する場合について説明した。本実施の形態では、一定以上の通信品質の保証が必要なデータを送信する場合について説明する。以下、実施の形態１と異なる部分について説明する。

図８は、本実施の形態の通信装置の構成例を示す図である。通信装置１ａは、アプリケーション部１０と、無線処理部２０ａと、無線通信部３０と、要求品質取得部４０と、切替時間取得部５０と、通信状態監視部６０と、切替可否判定部７０ａと、バッファ蓄積量回復部８０ａと、バッファ蓄積量取得部９０と、を備える。

無線処理部２０ａは、バッファ部２１を備えない点が無線処理部２０と異なるが、その他の機能は同等である。切替可否判定部７０ａは、通信で用いる無線デバイスを切り替える際に通信相手の通信装置が備える受信バッファ部に蓄積されているデータ量（以下、相手バッファ蓄積量とする）から通信の断絶を隠蔽可能であるかどうかを判定する。バッファ蓄積量回復部８０ａは、通信で用いる無線デバイスを切り替えるときに相手バッファ蓄積量が十分でないと切替可否判定部７０ａが判定したときに、相手バッファ蓄積量が十分になるように相手バッファ蓄積量の回復を行う。バッファ蓄積量取得部９０は、通信相手の通信装置から相手バッファ蓄積量を取得する。通信相手の通信装置は、受信バッファ部を備えており、この受信バッファ部のデータが無くなるまでは通信の断絶を隠蔽できる。

つづいて、通信装置１ａにおける無線デバイスの切替動作について説明する。まず、通信状態監視部６０で通信状態の悪化を検出した場合、切替可否判定部７０ａは、通信品質の悪化した無線デバイスで行われている通信を、通信品質の良い無線デバイスに切り替えるかどうかの判定を行う。切替可否判定部７０ａの判定方法について説明する。図９は、無線デバイスを切り替えるかどうかを判定する処理を示すフローチャートである。

要求転送レートを実現できる無線デバイスが存在する場合（ステップＳ１５：Ｙｅｓ）、まず、切替可否判定部７０ａは、相手バッファ蓄積量をバッファ蓄積量取得部９０から取得する（ステップＳ４１）。その後、切替可否判定部７０ａは、要求転送レートを実現できる全ての無線デバイスについて、切り替えの際に通信断絶を隠蔽できるかどうかを判定する（ステップＳ１６ａ）。判定方法は、切替時間取得部５０から切替に要する時間を取得し、「相手バッファ蓄積量÷要求転送レート」が、切替時間よりも大きい場合に通信断絶の隠蔽が可能であると判定する。

通信断絶の隠蔽が可能な無線デバイスが存在する場合（ステップＳ１６ａ：Ｙｅｓ）、切替可否判定部７０ａは、通信品質の悪化した無線デバイスで行われている通信品質の改善が必要な（アプリケーション実行部１３の）通信を、通信断絶の隠蔽が可能な無線デバイスで行うように切り替える判定を行う（ステップＳ１７）。通信断絶の隠蔽が可能な無線デバイスが存在しない場合（ステップＳ１６ａ：Ｎｏ）、切替可否判定部７０ａは、相手バッファ蓄積量の回復を試みる判定を行う（ステップＳ１８ａ）。

ここで、切替可否判定部７０ａにおいて、相手バッファ蓄積量の回復を試みると判定した場合（ステップＳ１８ａ）、バッファ蓄積量回復部８０ａが、相手バッファ蓄積量を回復させ、通信断絶の隠蔽を可能にする処理について説明する。図１０は、相手バッファ蓄積量を回復させてから無線デバイスの切り替えを行う処理を示すフローチャートである。

バッファ蓄積量回復部８０ａは、通信品質の改善が必要なアプリケーション実行部（アプリケーション実行部１３）の通信以外のアプリケーション実行部の通信の転送レートを低下させる（ステップＳ２３）。具体的には、アプリケーション実行部１１、１２が通信の転送レートを低下させる。これにより、アプリケーション実行部１３の通信の転送レートを増加させ、相手バッファ蓄積量を増加させることができる。なお、アプリケーション実行部１１、１２の通信を停止させることで、アプリケーション実行部１３の通信の転送レートを増加させ、相手バッファ蓄積量を増加させてもよい。

つぎに、バッファ蓄積量回復部８０ａは、相手バッファ蓄積量をバッファ蓄積量取得部９０から取得し、相手バッファ蓄積量が増加しているかどうかを判定する（ステップＳ２４ａ）。相手バッファ蓄積量が増加している場合（ステップＳ２４ａ：Ｙｅｓ）、その旨を切替可否判定部７０ａへ通知する。切替可否判定部７０ａでは、通信断絶を隠蔽可能なバッファ蓄積量に達するまで待機する（ステップＳ２５ａ）。具体的には、「相手バッファ蓄積量÷要求転送レート」が切替時間よりも小さい場合は、通信断絶を隠蔽可能なバッファ蓄積量ではないとして（ステップＳ２５ａ：Ｎｏ）、大きくなるまで待機する。「相手バッファ蓄積量÷要求転送レート」が切替時間よりも大きい場合は、通信断絶を隠蔽可能なバッファ蓄積量であるとして（ステップＳ２５ａ：Ｙｅｓ）、切替可否判定部７０ａは、アプリケーション実行部１３の通信を、ステップＳ２２で選択した無線デバイスに切り替える判定を行う（ステップＳ２６）。

なお、ステップＳ２１においてアプリケーション実行部１３の通信以外のアプリケーション実行部の通信が行われていない場合（ステップＳ２１：Ｎｏ）、およびステップＳ２４ａにおいて相手バッファ蓄積量が増加していない場合（ステップＳ２４ａ：Ｎｏ）、バッファ蓄積量回復部８０ａは、相手バッファ蓄積量を増加させることは不可能であると判断し（ステップＳ２７ａ）、その旨を切替可否判定部７０ａへ通知する。切替可否判定部７０ａでは、通信断絶を隠蔽可能でなくても無線デバイスの切り替えを実行するかどうかを判定する（ステップＳ２８）。判定は、アプリケーション実行部ごとに、通信断絶を隠蔽可能でなくても無線デバイスの切り替えを実行するか否かを決めておく方法を用いる。通信断絶を隠蔽可能でなくても無線デバイスの切り替えを実行すると判定した場合は（ステップＳ２８：Ｙｅｓ）、アプリケーション実行部１３の通信をステップＳ２２で選択した無線デバイスに切り替える判定を行う（ステップＳ２６）。通信断絶を隠蔽可能でないため無線デバイスの切り替えを実行しないと判定した場合は（ステップＳ２８：Ｎｏ）、無線デバイスを切り替えずに処理を終了する。

つぎに、バッファ蓄積量回復部８０ａにおいて、相手バッファ蓄積量を回復させ、通信断絶の隠蔽を可能にする別の処理について説明する。図１１は、バッファ蓄積量を回復させてから無線デバイスの切り替えを行う処理を示すフローチャートである。図１０のフローチャートと比較して、ステップＳ２３をステップＳ２３ａに置き換え、ステップＳ３１を追加した点が異なる。

アプリケーション実行部１３の通信の切替先の無線デバイスを１つ選択後（ステップＳ２２）、バッファ蓄積量回復部８０ａは、通信品質の改善が必要なアプリケーション実行部（アプリケーション実行部１３）の通信以外のアプリケーション実行部（アプリケーション実行部１１、１２）の通信を、上記ステップＳ２２で選択した切替先の無線デバイスに切り替える（ステップＳ２３ａ）。ステップＳ２３の場合と同様に、アプリケーション実行部１３の通信の転送レートを増加させ、バッファ蓄積量を増加させることができる。その後、バッファ蓄積量回復部８０ａは、バッファ蓄積量が増加しているかどうかを判定する（ステップＳ２４ａ）。

また、通信断絶を隠蔽可能なバッファ蓄積量である場合（ステップＳ２５ａ：Ｙｅｓ）、または、通信断絶を隠蔽可能でなくても無線デバイスの切り替えを実行すると判定した場合に（ステップＳ２８：Ｙｅｓ）、アプリケーション実行部１３の通信をステップＳ２２で選択した無線デバイスに切り替える判定をした後（ステップＳ２６）、切替可否判定部７０ａは、先に切替先の無線デバイスに切り替えていた通信品質の改善が必要なアプリケーション実行部１３の通信以外のアプリケーション実行部１１、１２の通信を、元の無線デバイスに戻す判定を行う（ステップＳ３１）。なお、切り替え先の無線デバイスにおいて、その時点での総伝送レートが最大伝送レート以内であれば、ステップＳ３１のように、アプリケーション実行部１１、１２の通信を元の無線デバイスに戻すような判定を行わないとしてもよい。

以上説明したように、本実施の形態では、データ送信中に通信品質が悪化した場合に、通信品質の改善が必要な通信を通信品質のよい他の無線デバイスに切り替える際に、相手バッファ蓄積量が通信の断絶を隠蔽可能な量であるかどうかを判定してから切り替えることとした。これにより、通信相手において、通信の断絶による一時的な通信品質の低下を回避することができる。

また、相手バッファ蓄積量が不足しているため通信の断絶を隠蔽可能でないときには、通信品質の改善が必要な通信以外の通信の転送レートを低下させ、または、通信品質の改善が必要な通信以外の通信を停止もしくは他の無線デバイスに切り替えることとした。これにより、相手バッファ蓄積量を増加させ、通信の断絶を隠蔽可能にする無線デバイスの切り替えが可能となる。

以上のように、本発明にかかる通信装置は、複数の通信デバイスを切り替えて通信を行う場合に有用であり、特に、要求品質の高いアプリケーションを実行する場合に適している。

１、１ａ通信装置
１０アプリケーション部
１１、１２、１３アプリケーション実行部
２０、２０ａ無線処理部
２１バッファ部
３０無線通信部
３１Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）通信部
３２ＩＥＥＥ８０２．１１通信部
３３ＵＷＢ通信部
４０要求品質取得部
５０切替時間取得部
６０通信状態監視部
７０、７０ａ切替可否判定部
８０、８０ａバッファ蓄積量回復部
９０バッファ蓄積量取得部

Claims

複数の通信デバイスを備え、複数の通信デバイスによるデータの受信が可能な通信装置であって、
相手先通信装置から受信したデータを一時的に蓄積するためのバッファ手段と、
複数の通信デバイスのうちの１つの通信デバイスを用いて、相手先通信装置との間でアプリケーションを実行するアプリケーション実行手段と、
前記アプリケーション実行手段が実行するアプリケーションの要求品質をアプリケーションごとに取得する要求品質取得手段と、
前記アプリケーション実行手段が相手先通信装置と通信を行う場合に使用する通信デバイスを他の通信デバイスに切り替える際に要する切替時間を取得する切替時間取得手段と、
アプリケーションごとに相手先通信装置との間の通信状態を監視する通信状態監視手段と、
アプリケーションで使用されている通信デバイスを他の通信デバイスに切り替えるかどうかを判定する切替可否判定手段と、
を備え、
前記通信状態監視手段が、通信品質の悪化を検出し、実行中のアプリケーションで使用されている通信デバイスにおいて当該アプリケーションの要求品質を満たすことができなくなった、と判断した場合、
前記切替可否判定手段は、前記切替時間取得手段にて得られた切替時間に基づいて、前記バッファ手段が通信の断続を隠蔽できるバッファ蓄積量を有しているかどうかを判断し、有していると判断した場合に、通信品質の悪化したアプリケーションで使用されている通信デバイスを、要求品質を満たす他の通信デバイスに切り替える、と判定する、
ことを特徴とする通信装置。
さらに、
バッファ蓄積量が不足している場合に、バッファ蓄積量を増加させるバッファ蓄積量回復手段、
を備え、
前記切替可否判定手段が、前記切替時間取得手段にて得られた切替時間に基づいて、要求品質を満たすことができなくなったアプリケーションにて使用可能なデータのバッファ蓄積量が通信の断続を隠蔽できる蓄積量ではない、と判定した場合、
前記バッファ蓄積量回復手段は、同じ通信デバイスで通信中の他のアプリケーションによる通信の転送レートを下げて、要求品質を満たすことができなくなったアプリケーションにて使用可能なデータのバッファ蓄積量を増加させる、
ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
さらに、
バッファ蓄積量が不足している場合に、バッファ蓄積量を増加させるバッファ蓄積量回復手段、
を備え
前記切替可否判定手段が、前記切替時間取得手段にて得られた切替時間に基づいて、要求品質を満たすことができなくなったアプリケーションにて使用可能なデータのバッファ蓄積量が通信の断続を隠蔽できる蓄積量ではない、と判定した場合、
前記バッファ蓄積量回復手段は、同じ通信デバイスで通信中の他のアプリケーションによる通信を、他の通信デバイスに切り替えるかまたは停止し、要求品質を満たすことができなくなったアプリケーションにて使用可能なデータのバッファ蓄積量を増加させる、
ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
前記切替可否判定手段は、前記バッファ蓄積量が通信の断続を隠蔽できる蓄積量ではないと判定した場合であっても、通信品質を満たすことができなくなったアプリケーションで使用している通信デバイスを、要求品質を満たす他の通信デバイスに切り替える、と判定をする、
ことを特徴とする請求項２または３に記載の通信装置。
複数の通信デバイスを備え、複数の通信デバイスによるデータの送信が可能な通信装置であって、
相手先通信装置が備えるバッファ手段のデータ蓄積量である相手バッファ蓄積量を取得する相手バッファ蓄積量取得手段と、
複数の通信デバイスのうちの１つの通信デバイスを用いて、相手先通信装置との間でアプリケーションを実行するアプリケーション実行手段と、
前記アプリケーション実行手段が実行するアプリケーションの要求品質をアプリケーションごとに取得する要求品質取得手段と、
前記アプリケーション実行手段が相手先通信装置と通信を行う場合に使用する通信デバイスを他の通信デバイスに切り替える際に要する切替時間を取得する切替時間取得手段と、
アプリケーションごとに相手先通信装置との間の通信状態を監視する通信状態監視手段と、
アプリケーションで使用されている通信デバイスを他の通信デバイスに切り替えるかどうかを判定する切替可否判定手段と、
を備え、
前記通信状態監視手段が、通信品質の悪化を検出し、実行中のアプリケーションで使用されている通信デバイスにおいて当該アプリケーションの要求品質を満たすことができなくなった、と判断した場合に、
前記切替可否判定手段は、前記切替時間取得手段にて得られた切替時間に基づいて、前記相手先通信装置のバッファ手段が通信の断続を隠蔽できる相手バッファ蓄積量を有しているかどうかを判断し、有していると判断した場合に、通信品質の悪化したアプリケーションで使用されている通信デバイスを、要求品質を満たす他の通信デバイスに切り替える、と判定をする、
ことを特徴とする通信装置。
さらに、
相手バッファ蓄積量が不足している場合に、相手バッファ蓄積量を増加させる相手バッファ蓄積量回復手段、
を備え、
前記切替可否判定手段が、前記切替時間取得手段にて得られた切替時間に基づいて、要求品質を満たすことができなくなったアプリケーションにて使用可能なデータの相手バッファ蓄積量が通信の断続を隠蔽できる蓄積量ではない、と判定した場合、
前記相手バッファ蓄積量回復手段は、同じ通信デバイスで通信中の他のアプリケーションによる通信の転送レートを下げて、要求品質を満たすことができなくなったアプリケーションにて使用可能なデータの相手バッファ蓄積量を増加させる、
ことを特徴とする請求項５に記載の通信装置。
さらに、
相手バッファ蓄積量が不足している場合に、相手バッファ蓄積量を増加させる相手バッファ蓄積量回復手段、
を備え、
前記切替可否判定手段が、前記切替時間取得手段にて得られた切替時間に基づいて、要求品質を満たすことができなくなったアプリケーションにて使用可能なデータの相手バッファ蓄積量が通信の断続を隠蔽できる蓄積量ではないと判定した場合、
前記相手バッファ蓄積量回復手段は、同じ通信デバイスで通信中の他のアプリケーションによる通信を、他の通信デバイスを切り替えるかまたは停止し、要求品質を満たすことができなくなったアプリケーションにて使用可能なデータの相手バッファ蓄積量を増加させる、
ことを特徴とする請求項５に記載の通信装置。
前記切替可否判定手段は、前記相手バッファ蓄積量が通信の断続を隠蔽できる蓄積量ではないと判定した場合であっても、通信品質を満たすことができなくなったアプリケーションで使用している通信デバイスを、要求品質を満たす他の通信デバイスに切り替える、と判定をする、
ことを特徴とする請求項６または７に記載の通信装置。
前記切替時間取得手段は、通信デバイス間での切替時間を、あらかじめ通信デバイスごとに定数として設定する、
ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の通信装置。
前記切替時間取得手段は、通信デバイス間での切替時間を、通信開始時に測定して取得する、
ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の通信装置。
前記切替時間取得手段は、通信デバイス間での切替時間を、過去の切替時に記録した時間に基づいて算出する、
ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の通信装置。