JP5619045B2

JP5619045B2 - 無線通信装置および無線通信方法

Info

Publication number: JP5619045B2
Application number: JP2012026125A
Authority: JP
Inventors: 川征一郎堀; 田耕司秋
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2012-02-09
Filing date: 2012-02-09
Publication date: 2014-11-05
Anticipated expiration: 2032-02-09
Also published as: US9288693B2; US20130210344A1; JP2013165319A

Description

本発明の実施形態は、複数の無線部を切り替えて無線通信を行うことが可能な無線通信装置および無線通信方法に関する。

通信距離と通信速度が異なる２つの無線部を通信状態に応じて切り替えて、無線通信を行う手法が提案されている。

しかしながら、従来の手法では、切替後に選択された無線部が属するネットワークに与える影響を考慮しておらず、最悪の場合は、ネットワークのトラフィックが逼迫し、システムダウンを引き起こすおそれがある。特に、無線部が属するネットワークが公衆網の場合は、不特定多数の無線機器に多大な悪影響を及ぼすため、無線部の切替は慎重に行う必要がある。

特開２０１０−１３６２１６号公報

本実施形態は、ネットワークに悪影響を与えることなく、複数の無線部の切替を行うことが可能な無線通信装置および無線通信方法を提供するものである。

本実施形態によれば、第１無線部と、前記第１無線部に比べて通信距離が長い第２無線部と、前記第１無線部または前記第２無線部で受信したデータを記憶する記憶部と、前記第１無線部が通信を継続中か、あるいは通信を切断したかを判定する通信判定部と、前記第１無線部から前記第２無線部への切替を許可するか否かを判断するのに用いる閾値を保持する閾値保持部と、前記第１無線部が通信を切断したと前記通信判定部が判定した場合に、通信の切断前に前記第１無線部で受信していたデータのうち、未受信のデータ残量が前記閾値保持部で保持されている閾値より小さいか否かを判定する残量監視部と、前記残量監視部により小さいと判定されると、前記第１無線部を前記第２無線部に切り替えて未受信のデータの受信を開始させる制御部と、を備えることを特徴とする無線通信装置が提供される。

本実施形態に係る無線通信装置を備えた無線通信システム１の概略構成を示す図。第１の実施形態に係る携帯端末２の内部構成を示すブロック図。図２の携帯端末２の処理動作を示すフローチャート。第２の実施形態に係る携帯端末２の内部構成を示すブロック図。図４の携帯端末２の処理動作を示すフローチャート。第３の実施形態に係る携帯端末２の内部構成を示すブロック図。図６の携帯端末２の処理動作を示すフローチャート。第４の実施形態に係る携帯端末２の内部構成を示すブロック図。図８の携帯端末２の処理動作を示すフローチャート。

以下、図面を参照して、本実施形態を説明する。図１は本実施形態に係る無線通信装置を備えた無線通信システム１の概略構成を示す図である。本実施形態に係る無線通信装置は、例えば携帯端末である。図１の無線通信システム１は、本実施形態に係る携帯端末２と、携帯端末２との間で公衆網３を介して無線通信を行う基地局４と、基地局４に直接あるいはネットワークを介して接続された配信サーバ５と、携帯端末２との間で自営網６を介して無線通信を行う外部機器７と、を備えている。

本実施形態に係る携帯端末２は、携帯電話、スマートフォン、タブレット、携帯型ＰＣ、携帯型ゲーム機などである。携帯端末２は近距離高速無線通信部を内蔵している。図１の無線通信システム１は、近距離高速無線通信部を用いて外部機器７から携帯端末２に大容量データをダウンロードするサービスを提供する。

近距離高速無線通信としては、３Ｇ、ＷｉＭＡＸ、ＬＴＥ、公衆無線ＬＡＮ等の既存の公衆網３に比べて、通信距離が短くて、高速通信が可能な自営網６を利用することを想定しており、例えばTransferJetなどが近距離高速無線通信として利用可能である。

外部機器７は、例えば、携帯端末２からの要求に応じて、近距離高速無線通信を行う自営網６を介して広告情報を提供するデジタルサイネージである。なお、外部機器７はデジタルサイネージに限らず、近距離高速無線通信にてダウンロードサービスを提供する通信機器であれば具体的な装置形態は問わず、例えば、駅の自動改札機であっても良い。

携帯端末２のユーザは、外部機器７との間で近距離高速無線通信が可能な場所まで外部機器７に近づいて、大容量データのダウンロードを開始する。このとき問題となるのは、データのダウンロード中に通信が切断された場合のバックアップ処理である。本実施形態のバックアップ処理では、近距離高速無線通信でのダウンロードが切断された場合は、携帯端末２の無線方式を自営網６から公衆網３に切り替えて、公衆網３を利用して基地局４からデータのダウンロードを継続できるようにしている。

ところが、公衆網３でのダウンロード速度は、近距離高速無線通信のような自営網６でのダウンロード速度よりも遅いため、公衆網３で大容量データをダウンロードしようとすると、公衆網３のトラフィックが逼迫するおそれがある。そこで、以下に説明する実施形態では、公衆網３のトラフィックを逼迫させずに、大容量データのダウンロードに公衆網３も使えるようにしたことを特徴とする。

（第１の実施形態）
図２は第１の実施形態に係る携帯端末２の内部構成を示すブロック図である。図２の携帯端末２は、第１無線部１１と、第２無線部１２と、記憶部１３と、通信判定部１４と、残量監視部１５と、閾値保持部１６と、制御部１７とを備えている。

第１無線部１１は、通信距離が短いことを特徴とし、例えば自営網６を用いた近距離高速無線通信を行う。第２無線部１２は、第１無線部１１よりも通信距離が長いことを特徴とし、例えば公衆網３を用いた無線通信を行う。記憶部１３は、第１無線部１１と第２無線部１２で受信したデータを記憶する。

通信判定部１４は、第１無線部１１が通信を継続中か、あるいは通信を切断したかを判定する。閾値保持部１６は、第１無線部１１から第２無線部１２への切替を許可するか否かを判断するのに用いる閾値を保持する。残量監視部１５は、第１無線部１１が通信を切断したと通信判定部１４が判定した場合に、未受信のデータ残量が閾値保持部１６で保持されている閾値より小さいか否かを判定する。制御部１７は、残量監視部１５により小さいと判定されると、第１無線部１１を第２無線部１２に切り替えて、未受信のデータの受信を開始させる。

図３は図２の携帯端末２の処理動作を示すフローチャートである。以下、図３を用いて図２の携帯端末２の処理動作を説明する。

携帯端末２のユーザは、外部機器７が提供する大容量データのダウンロードサービスを受けたい場合は、外部機器７の近くまで出向いて（ステップＳ１）、外部機器７の無線通信範囲内で、携帯端末２内の第１無線部１１で外部機器７からの電波を受信して、第１無線部１１と外部機器７との間で通信を確立する（ステップＳ２）。

通信が確立すると、第１無線部１１を用いて、外部機器７からのデータのダウンロードを開始する（ステップＳ３）。このとき、後に第２無線部１２に切り替えることを考慮に入れて、基地局４のＵＲＬ情報も外部機器７からダウンロードしておく。

なお、携帯端末２が、第２無線部１２よりも低速通信を行う第３無線部を備えている場合には、この第３無線部を用いてステップＳ２の通信確立処理を行い、通信が確立されると、第３無線部を第１無線部１１に切り替えて、第１無線部１１で高速ダウンロードを行ってもよい。第３無線部としては、例えばＮＦＣを利用してもよい。

第１無線部１１を用いて外部機器７からダウンロードしたデータとＵＲＬ情報は、記憶部１３に記憶される（ステップＳ４）。

通信判定部１４は、ダウンロードの最中に、外部機器７と第１無線部１１との無線通信が切断されたか否かを判定する（ステップＳ５）。切断されていなければ、ダウンロードを継続し（ステップＳ６）、ダウンロードしたデータとＵＲＬ情報を記憶部１３に記憶する（ステップＳ７）。次に、データのダウンロードが完了したか否かを判定する（ステップＳ８）。まだ完了していなければステップＳ５以降の処理を繰り返し、完了していれば処理を終了する。

一方、ステップＳ５で切断したと判定されると、ダウンロードすべきデータの残量が所定の閾値より小さいか否かを判定する（ステップＳ９）。残量が閾値より小さい場合は、第２無線部１２への切替を許可し（ステップＳ１０）、その旨を第１無線部１１と第２無線部１２に通知して無線方式の切替を行う。次に、第２無線部１２を用いて、公衆網３に接続された基地局４に対して、データのダウンロード再開位置を通知する（ステップＳ１１）。そして、基地局４は、通知されたダウンロード再開位置からデータを送信する処理を開始する。携帯端末２は、基地局４からの送信データを第２無線部１２を用いて公衆網３を介してダウンロードする処理を開始し（ステップＳ１２）、ステップＳ７以降の処理を行う。

一方、ステップＳ９で、残量が閾値以上と判定されると、第２無線部１２への切替を不許可とする（ステップＳ１３）。次に、切断された第１無線部１１を用いて、外部機器７からのダウンロードを再開するか否かを判定する（ステップＳ１４）。再開する場合は、ステップＳ１以降の処理を繰り返し、再開しない場合は図３の処理を終了する。

ステップＳ１４では、携帯端末２が外部機器７と第１無線部１１で無線通信を行える範囲内に位置するか否かを判定し、無線通信可能な範囲外に位置するときは、どの方向にどの程度移動すればよいかを携帯端末２の表示部に表示してもよい。携帯端末２のユーザがこの表示を見ながら、外部機器７と第１無線部１１で無線通信を行える範囲内に移動すれば、ダウンロードが可能になった旨を表示部に表示し、上述したステップＳ２以降の処理を行えばよい。

このような表示部の表示制御は、制御部１７で行ってもよいし、制御部１７とは別個に、表示制御部１７（移動指示部）を設けてもよい。

このように、第１の実施形態では、第１無線部１１を用いて外部機器７から自営網６を介してデータをダウンロードしている最中に外部機器７との通信が切断された場合に、ダウンロード残量が閾値より小さい場合に限って、第２無線部１２を用いて基地局４から低速の公衆網３を介してダウンロードを再開するようにしたため、公衆網３のトラフィックを逼迫させない範囲で、ダウンロードを継続可能となる。したがって、第１の実施形態によれば、ダウンロードの最中に通信が切断されても、データの先頭からダウンロードをやり直さなくて済み、ダウンロードに要する時間を短縮できるとともに、ネットワークのトラフィック軽減も図れる。

（第２の実施形態）
以下に説明する第２の実施形態は、ダウンロード残量と比較する閾値を外部機器７から取得するものである。

図４は第２の実施形態に係る携帯端末２の内部構成を示すブロック図である。図４の携帯端末２は、図２と比較して、外部機器７から自営網６を介して第１無線部１１で受信された閾値が閾値保持部１６に保持される点で異なっており、それ以外の構成は図２と同じである。

図５は図４の携帯端末２の処理動作を示すフローチャートである。図５では、図３と同じ処理手順には同一符号を付している。図５のステップＳ２１とＳ２２は、図３のステップＳ３の代わりに設けられるものである。ステップＳ２で、第１無線部１１を用いて外部機器７と携帯端末２との通信が確立すると、第１無線部１１を用いて外部機器７からデータとＵＲＬ情報を受信するとともに、閾値も受信する（ステップＳ２１）。受信したデータとＵＲＬ情報は記憶部１３に記憶され（ステップＳ４）、受信した閾値は閾値保持部１６に保持される（ステップＳ２２）。閾値保持部１６に保持された閾値が、ステップＳ９でダウンロード残量との比較に用いられることになる。

外部機器７は、ダウンロードするデータの種類ごとに閾値を変えてもよい。例えば、データの配信業者が配信に力を入れるデータに関しては、通常の閾値よりも大きい値にしてもよい。閾値が大きいほど、公衆網３を利用する頻度が増加して、公衆網３のトラフィックが逼迫する可能性が高くなるが、その一方で、データのダウンロードが完了する可能性は高くなり、より多くの人間にデータを配信することができる。この他、データの種類として、データの重要性や配布時期などを考慮に入れて閾値を変えてもよい。

また、外部機器７は、公衆網３のトラフィックに応じて閾値を変えてもよい。例えば、トラフィックが集中する時間帯を予め調べておき、トラフィックが集中する時間帯は閾値を小さくして、公衆網３を利用する頻度を下げて、トラフィックが集中しない時間帯は閾値を高くしてもよい。

また、外部機器７は、第２無線部１２の無線方式によって、閾値を変えてもよい。すなわち、トラフィックが集中しやすい無線方式であれば、閾値を小さくして公衆網３の利用頻度を下げて、トラフィックが集中しにくい無線方式であれば、閾値を大きくして公衆網３の利用頻度を上げてもよい。

このように、第２の実施形態は、第１の実施形態と同じ効果が得られることに加えて、閾値の大きさを外部機器７で設定することから、ダウンロードするデータのサイズや種類、ネットワーク負荷等を考慮に入れて閾値を可変調整でき、公衆網３でのトラフィックの逼迫がより起きにくくなる。

（第３の実施形態）
以下に説明する第３の実施形態は、ダウンロード残量と比較する閾値を基地局４から取得するものである。

図６は第３の実施形態に係る携帯端末２の内部構成を示すブロック図である。図６の携帯端末２は、図２と比較して、基地局４から公衆網３を介して第２無線部１２で受信された閾値が閾値保持部１６に保持される点で異なっており、それ以外の構成は図２と同じである。

図７は図６の携帯端末２の処理動作を示すフローチャートである。図７では、図３と同じ処理手順には同一符号を付している。図７のステップＳ５で携帯端末２の第１無線部１１と外部機器７との通信が切断された場合は、第２無線部１２を用いて公衆網３を介して基地局４に閾値を問い合わせる（ステップＳ２３）。この問合せに応答して、基地局４から閾値が送信されると、その閾値を第２無線部１２で受信して閾値保持部１６に保持する（ステップＳ２４）。その後、ステップＳ９以降の処理が行われる。

基地局４が設定する閾値は、第２の実施形態と同様に、ダウンロードするデータごとに異なっていてもよい。例えば、配信業者が配信に力を入れるデータに関しては、通常の閾値よりも大きい値にしてもよい。この他、データの重要性や配布時期を考慮に入れて閾値を変えてもよい。

また、基地局４は、基地局４に接続された公衆網３のトラフィックに応じて閾値を変えてもよい。例えば、閾値の問合せを受けた時点でのトラフィックが少ない場合は、閾値をより大きくして、公衆網３の利用頻度を上げて、逆に問合せを受けた時点でのトラフィックが逼迫している場合は、閾値をより小さくして、公衆網３の利用頻度を下げてもよい。

また、基地局４は、第２の実施形態と同様に、第２無線部１２の無線方式に応じて閾値を変えてもよい。

このように、第３の実施形態では、公衆網３に接続された基地局４で閾値を設定するため、ダウンロードするデータの種類や公衆網３のトラフィックの逼迫状況に応じて閾値を最適化することができ、公衆網３のトラフィックをきめ細かく制御できる。

（第４の実施形態）
以下に説明する第４の実施形態では、閾値を算出する機能を携帯端末２に設けたものである。

図８は第４の実施形態に係る携帯端末２の内部構成を示すブロック図である。図８の携帯端末２は、図２と比較して、閾値決定部１８を新たに備えており、この閾値決定部１８で決定された閾値が閾値保持部１６に保持される。

閾値決定部１８は、ダウンロードするデータごとに定める固有値、自営網６や公衆網３のトラフィックに関する値、第２無線部１２の無線方式に応じて定まる値などの入力パラメータに基づいて、閾値を決定する。データごとに定まる固有値としては、例えば、データの配信日が考えられる。より具体的な例としては、配信日が１週間以内であれば、通常の閾値よりも大きな値にする。データの配信日が新しいほど、配信側はより多くの人間にデータを配信したいという意図を持っていることが多いため、閾値をより大きくすることで、公衆網３の利用頻度を増して、データのダウンロードが完了する可能性を高めることができる。

また、トラフィックに関する値としては、例えばダウンロードを行っている時間値である。時間帯が深夜であれば、トラフィックが小さいと判断し、通常の閾値よりも大きな値として、公衆網３の利用頻度を上げる。

図９は図８の携帯端末２の処理動作を示すフローチャートである。図９では、図３と同じ処理手順には同一符号を付している。図９のステップＳ５で携帯端末２の第１無線部１１と外部機器７との通信が切断された場合は、上述した入力パラメータを用いて、閾値決定部１８で閾値を決定する（ステップＳ２５）。決定された閾値は閾値保持部１６に保持される（ステップＳ２６）。その後、ステップＳ９以降の処理が行われる。

このように、第４の実施形態では、携帯端末２自身で閾値を決定するため、ダウンロードするデータの種類、自営網６や公衆網３のトラフィック、第２無線部１２の無線方式などを考慮に入れて最適な閾値を設定でき、データをダウンロードし損ねるおそれをできるだけ回避しつつ、公衆網３のトラフィックが逼迫するおそれも回避できる。

上記の記載に基づいて、当業者であれば、本発明の追加の効果や種々の変形を想到できるかもしれない。したがって、本発明の態様は、上述した個々の実施形態には限定されない。特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除が可能である。

１無線通信システム、２携帯端末、３公衆網、４基地局、５配信サーバ、６自営網、７外部機器、１１第１無線部、１２第２無線部、１３記憶部、１４通信判定部、１５残量監視部、１６閾値保持部、１７制御部

Claims

第１無線部と、
前記第１無線部に比べて通信距離が長い第２無線部と、
前記第１無線部または前記第２無線部で受信したデータを記憶する記憶部と、
前記第１無線部が通信を継続中か、あるいは通信を切断したかを判定する通信判定部と、
前記第１無線部から前記第２無線部への切替を許可するか否かを判断するのに用いる閾値を保持する閾値保持部と、
前記第１無線部が通信を切断したと前記通信判定部が判定した場合に、通信の切断前に前記第１無線部で受信していたデータのうち、未受信のデータ残量が前記閾値保持部で保持されている閾値より小さいか否かを判定する残量監視部と、
前記残量監視部により小さいと判定されると、前記第１無線部を前記第２無線部に切り替えて未受信のデータの受信を開始させる制御部と、を備えることを特徴とする無線通信装置。
前記残量監視部により小さいと判定されると、前記第２無線部を介して、データの提供先装置に未受信のデータ先頭位置を通知する通知部を備え、
前記制御部は、前記通知部が未受信のデータ先頭位置を通知した後に、前記第２無線部による未受信のデータの受信を開始させることを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
前記制御部は、前記残量監視部により小さくないと判定されると、前記第１無線部による通信が可能か否かを判定し、通信が可能であれば、前記第１無線部を用いて未受信のデータの受信を再開することを特徴とする請求項１または２に記載の無線通信装置。
前記制御部は、前記残量監視部により小さくないと判定されると、前記第１無線部による通信が可能か否かを判定し、通信が可能でなければ、前記第１無線部での通信が可能な範囲内に移動するよう指示する移動指示部を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の無線通信装置。
前記閾値保持部が保持する前記閾値は、受信するデータの種類に応じて設定されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の無線通信装置。
前記閾値保持部が保持する前記閾値は、前記第２無線部とデータの提供先装置との間での通信トラフィックに応じて設定されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の無線通信装置。
前記閾値保持部が保持する前記閾値は、前記第２無線部の無線方式に応じて設定されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の無線通信装置。
前記第１無線部は、データの提供先装置との間で近接高速無線通信網を介して通信を行うものであり、
前記閾値保持部は、前記第１無線部を用いて前記近接高速無線通信網を介して前記提供先装置から前記閾値を取得して保持することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の無線通信装置。
前記第２無線部は、データの提供先である基地局と公衆無線回線を介して通信を行うものであり、
前記閾値保持部は、前記第２無線部を用いて前記公衆無線回線を介して前記基地局から前記閾値を取得して保持することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の無線通信装置。
受信されるデータの種類、データの受信を行う無線回線のトラフィック、および前記第２無線部の無線方式の少なくとも一つに基づいて前記閾値を決定する閾値決定部を備え、前記閾値保持部は、前記閾値決定部で決定した前記閾値を保持することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の無線通信装置。
前記第１無線部は、前記第２無線部よりも通信速度が速いことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の無線通信装置。
第１無線部または前記第１無線部に比べて通信距離が長い第２無線部で受信したデータを記憶部に記憶するステップと、
前記第１無線部が通信を継続中か、あるいは通信を切断したかを判定するステップと、
前記第１無線部が通信を切断したと判定された場合に、通信の切断前に前記第１無線部で受信していたデータのうち、未受信のデータ残量が前記第１無線部から前記第２無線部への切替を許可するか否かを判断するのに用いる閾値より小さいか否かを判定するステップと、
前記閾値より小さいと判定されると、前記第１無線部を前記第２無線部に切り替えて未受信のデータの受信を開始させるステップと、を備えることを特徴とする無線通信方法。
少なくとも一つのアンテナを備える請求項１乃至１１のいずれかに記載の無線通信装置。