JP6013238B2 - 携帯通信装置及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、異なる無線インタフェースで、異なる無線通信ネットワークに接続可能な通信装置に関し、より詳しくは、異なる無線通信ネットワークのアクセス・ポイントへの切り替え技術に関する。

現在、３ＧＰＰ（第３世代パートナーシップ・プロジェクト）規格に従う無線通信ネットワークである移動通信ネットワークが、通信事業者により提供されている。これら移動通信ネットワークにおいては、従来の音声による電話サービスに加えて、ＩＰプロトコルに基づくデータ通信サービスが提供されており、これにより、携帯通信装置は、インターネット上の装置と通信できる様になっている。しかしながら、近年、移動通信ネットワークにおいては、データ・トラフィック量が急増しており、通信事業者は、このトラフィックに対処することが求められている。

ここでスマートフォン等の携帯通信装置は、主に接続する基準ネットワークである移動通信ネットワークの基地局と通信するための、例えば、３ＧＰＰ規格に従う無線インタフェースに加えて、補助的に使用する補助ネットワークである無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の他の規格に従う無線インタフェースを有することが多い。これら複数のインタフェースを使用することで、例えば、移動通信ネットワークのアクセス・ネットワークを経由することなく、移動通信ネットワークのコア・ネットワークにアクセスすることや、移動通信ネットワークを経由することなくインターネット等にアクセスすることが可能になる。

この、補助ネットワークを利用するために、非特許文献１及び２は、アクセス・ネットワーク発見及び選択機能（ＡＮＤＳＦ）を開示している。ＡＮＤＳＦ機能を有するＡＮＤＳＦサーバは、基準ネットワークである移動通信ネットワークのコア・ネットワークに配置され、携帯通信装置が、基準ネットワークとは異なる無線インタフェースを使用する補助ネットワークのアクセス・ポイント（基地局）を発見することを助け、さらに、基準ネットワーク及び補助ネットワークを含む様々な無線通信ネットワークの基地局やアクセス・ポイントの選択基準を携帯通信装置に提供する。

３ＧＰＰ ＴＳ ２３．４０２ Ｖ１０．７．０，"Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔｓ ｆｏｒ ｎｏｎ−３ＧＰＰ ａｃｃｅｓｓｅｓ "，２０１２年３月 ３ＧＰＰ ＴＳ ２４．３１２ Ｖ１０．５．０，"Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ ａｎｄ Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ （ＡＮＤＳＦ） Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｏｂｊｅｃｔ （ＭＯ）"，２０１２年３月

一般的に、基準ネットワークの基地局（アクセス・ポイント）は、そのカバレッジが、無線ＬＡＮ等の補助ネットワークのアクセス・ポイントよりも広く、さらに、その通信可能な範囲が途切れることが無い様に基地局が設置され、基地局のカバレッジを跨ぐことによるハンドオーバがサポートされている。これに対して、補助ネットワークのアクセス・ポイントはカバレッジが狭く、各アクセス・ポイントのカバレッジは途切れ途切れの場合が多く、アクセス・ポイント間のハンドオーバも通常はサポートされない。

このため、移動していると、補助ネットワークのアクセス・ポイントのカバレッジに入ったとしても、短時間のうちにカバレッジ外に移動することになる。したがって、移動している際に補助ネットワークのアクセス・ポイントのカバレッジに入ったことに応じて、インターネット等のアクセスに使用するネットワークを基準ネットワークから補助ネットワークに変更しても、すぐに、基準ネットワークに切り戻さなければならず、却って、通信が不安定となる。

したがって、補助ネットワークの利用は、静止しているとき等、補助ネットワークのアクセス・ポイントのカバレッジ内に、比較的長い時間留まっていると想定されるときに行うことが好ましいことになる。補助ネットワークのアクセス・ポイントのカバレッジ内に、比較的長い時間留まっているか否かの判定は、例えば、携帯通信装置が何らの方法で位置情報を取得して移動状態を判定することにより行うことができる。

ここで、位置情報を取得するためには、例えば、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）を使用することができる。しかしながら、ＧＰＳ受信機は、電力消費量が多く、ＧＰＳ受信機を常時アクティブにすると不要な電力消費が多くなる。

本発明は、効率的に、補助ネットワークのアクセス・ポイントへの接続を行える携帯通信装置及びプログラムを提供するものである。

本発明の一態様によると、携帯通信装置は、基準ネットワークの基地局に接続するための第１のインタフェースと、前記基準ネットワークとは異なる補助ネットワークのアクセス・ポイントに接続するための第２のインタフェースと、前記基地局が送信する当該基地局の識別子及び前記基地局が送信する信号の受信レベルが所定の条件を満たすかを判定する判定手段と、前記判定手段が前記所定の条件を満たすと判定すると、前記第２のインタフェースをアクティベイトする制御手段と、を備えており、前記判定手段は、前記基地局が送信する識別子が前回の判定タイミングと同じであり、かつ、前記基地局が送信する信号の受信レベルの前回の判定タイミングからの変動が所定量以内である場合に前記所定の条件を満たすと判定することを特徴とする。

本発明の一態様によると、携帯通信装置は、基準ネットワークの基地局に接続するための第１のインタフェースと、前記基準ネットワークとは異なる補助ネットワークのアクセス・ポイントに接続するための第２のインタフェースと、前記基地局が送信する当該基地局の識別子及び前記基地局が送信する信号の受信レベルが所定の条件を満たすかを判定する判定手段と、前記判定手段が前記所定の条件を満たすと判定すると、前記第２のインタフェースで接続可能なアクセス・ポイントを検索する制御を行う制御手段と、を備えており、前記判定手段は、前記基地局が送信する識別子が前回の判定タイミングと同じであり、かつ、前記基地局が送信する信号の受信レベルの前回の判定タイミングからの変動が所定量以内である場合に前記所定の条件を満たすと判定することを特徴とする。

効率的に、補助ネットワークのアクセス・ポイントへの接続を行うことができる。

移動時と静止時において移動通信ネットワークから受信する信号レベルの時間変動を示す図。 一実施形態による状態判定の説明図。 一実施形態による状態判定の説明図。 一実施形態による携帯通信装置での処理のフローチャート。 一実施形態による携帯通信装置の概略的な構成図。

以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、実施形態の説明に必要ではない構成要素については図から省略する。また、以下の説明において、利用可能エリアが広く、携帯通信装置が主に使用する無線通信ネットワークを基準ネットワークと呼ぶ。また、携帯通信装置が補助的に使用する基準ネットワークとは異なるネットワークを補助ネットワークと呼ぶ。なお、補助ネットワークのアクセス・ポイントは、通常、基準ネットワークの基地局よりそのカバレッジが狭い。なお、基準ネットワークの例は、３ＧＰＰ規格に従うネットワークであり、補助ネットワークの例は、無線ＬＡＮであるが、基準ネットワーク及び補助ネットワークは、その様な例に限定されない。

図１は、基準ネットワークの基地局から受信する信号の受信信号強度（ＲＳＳＩ）を３つの異なる携帯通信装置で測定した結果を示している。なお、図１（Ａ）は移動時を、図１（Ｂ）は静止時の測定結果である。図１から明らかな様に、移動時にはＲＳＳＩの時間変化は大きく、静止時にはＲＳＳＩの時間変化は小さい。したがって、本実施形態においては、基準ネットワークから受信する信号レベルの変動を、携帯通信装置を所持しているユーザが移動しているか否かの判定に使用する。携帯通信装置においては、基準ネットワークと通信するための無線インタフェースは、通常、常時アクティベイトされており、基準ネットワークからの信号を受信することで電力消費は増加しない。

図２は、本実施形態による状態判定の説明図である。図２において、ＲＳＳＩは図１にて説明した基準ネットワークの基地局から受信する信号の受信信号強度であり、ＢＳＩＤは、基準ネットワークの基地局がブロードキャストする基地局の識別子である。本実施形態で、携帯通信装置は、周期的な測定タイミングにおいて、ＲＳＳＩとＢＳＩＤの値を前回の測定タイミングでの値と比較する。そして、ＢＳＩＤが前回の値と異なると、ＲＳＳＩの値に拘らず、携帯通信装置のユーザは、移動しているものと想定して移動状態と判定する。ＢＳＩＤが前回の値と同じである場合には、ＲＳＳＩの前回の値からの変動量を判定し、変動量が閾値より大きいと、携帯通信装置のユーザは、移動しているものと想定して移動状態と判定する。一方、ＲＳＳＩの前回の値からの変動量が閾値以内であると、携帯通信装置のユーザは、静止している、或いは、移動していても移動状態よりは大変遅い速度であると想定して静止状態と判定する。

図２に示す例においては、＃１〜＃７の７回の測定を行っている。また、ＲＳＳＩの変動量の閾値を２ｄＢとする。図２に示す例において、２回目の測定では、ＢＳＩＤの値が、前回の"２５６８"から"３００８"に変化しているため、携帯通信装置は移動状態と判定する。３回目の判定では、ＢＳＩＤの値が前回と同じ"３００８"であり、ＲＳＳＩの変動量が１ｄＢと、閾値である２ｄＢ以内であるため、携帯通信装置は静止状態と判定する。４回目の測定では、ＢＳＩＤの値が前回と同じ"３００８"であるが、ＲＳＳＩの変動量が９ｄＢと、閾値である２ｄＢより大きいため、携帯通信装置は移動状態と判定する。さらに、５回目の測定では、ＢＳＩＤの値が、前回の"３００８"から"４００８"に変化しているため、携帯通信装置は移動状態と判定する。以後同様に、６回目の測定では携帯通信装置は移動状態と判定し、７回目の測定では、携帯通信装置は静止状態と判定する。

本実施形態において、携帯通信装置は、静止状態と判定すると補助ネットワークに接続するためのインタフェースに電源供給を行う等して、補助ネットワーク用の無線インタフェースをアクティベイトする。そして、利用可能な補助ネットワークのアクセス・ポイントを検索し、利用可能な補助ネットワークのアクセス・ポイントが存在すると、当該補助ネットワークのアクセス・ポイントと接続して、以後のデータ通信は、当該接続したアクセス・ポイント経由で行う。図２の補助ネットワークの検索とは、補助ネットワーク用の無線インタフェースのアクティベイトと、アクセス・ポイントの検索を実行するか否かを示しており、"Ｎｏ"は実行しないことを示し、"Ｙｅｓ"は実行することを示している。図２の例においては、静止状態と判定すると、補助ネットワーク用の無線インタフェースのアクティベイトと、アクセス・ポイントの検索を実行している。

携帯通信装置は、静止状態と判定し、これにより、補助ネットワーク用の無線インタフェースのアクティベイトと、アクセス・ポイントの検索を実行し、その結果、補助ネットワーク経由でデータ通信を開始すると、補助ネットワークと接続している間は、図２に示す処理を実行しない。よって、静止状態と判定した後も、図２に示す周期的なＲＳＳＩとＢＳＩＤの判定を実行するのは、アクセス・ポイントの検索を実行したが、利用可能なアクセス・ポイントが見つからなかった場合に限られる。この場合、前回の判定で静止状態であり、今回の判定でも静止状態である場合、アクセス・ポイントの検索を実行しても、利用可能なアクセス・ポイントが見つからない可能性が高い。したがって、静止状態が連続すると、その間は補助ネットワーク用の無線インタフェースのアクティベイトと、アクセス・ポイントの検索を行わない形態とすることができる。これにより、不要な動作や電力消費を抑えることができる。

図３は、上記の通り、静止状態が連続すると、その間はアクセス・ポイントの検索を行わない形態の説明図である。図３に示す様に、４回目の測定においては、携帯通信装置は静止状態と判定したが、３回目の測定でも静止状態と判定していたため、アクセス・ポイントの検索を実行しない。一方、６回目の測定においては、５回目の測定において移動状態と判定しているためアクセス・ポイントの検索を実行する。

図４は、本実施形態による携帯通信装置での処理のフローチャートである。まず、Ｓ１０において、携帯通信装置は、ＲＳＳＩとＢＳＩＤの初期値を測定する。続いて、Ｓ１１で、携帯通信装置は所定の時間待機し、所定の時間が経過するとＳ１２で、ＲＳＳＩとＢＳＩＤを測定し、前回の測定値と比較する。携帯通信装置は、Ｓ１３で、既に説明した様に、移動状態であるか、静止状態であるかを判定し、移動状態であると、Ｓ１１の処理から繰り返す。一方、静止状態であると、携帯通信装置は、Ｓ１４で、前回の判定においても静止状態であったかを判定する。

Ｓ１４で、前回の判定においては静止状態ではなかった場合、携帯通信装置は、Ｓ１６で補助ネットワーク用のインタフェース（ＩＦ）をアクティベイトし、Ｓ１７で利用可能な補助ネットワークのアクセス・ポイントを検索する。なお、利用可能な補助ネットワークのアクセス・ポイントが存在しても、その受信レベルが小さすぎると、当該アクセス・ポイント経由での通信は不安定になるため、Ｓ１７においては、さらに、利用可能な補助ネットワークのアクセス・ポイントの受信レベルが閾値以上であるかを判定し、閾値以上であると、携帯通信装置は、Ｓ１９で、当該アクセス・ポイントに接続して、当該アクセス・ポイント経由での通信を開始する。一方、利用可能な補助ネットワークのアクセス・ポイントの受信レベルが閾値未満であると、携帯通信装置は、Ｓ１８で補助ネットワーク用のインタフェースをディアクティベイトし、Ｓ１１からの処理を繰り返す。

また、Ｓ１４で、前回の判定においては静止状態であった場合、図４の処理においては、所定のアクセス・ポイント（ＡＰ）が近傍に存在するかを、例えば、位置情報を取得して判定する。ここで、所定のアクセス・ポイントとは、当該携帯通信装置が利用可能な補助ネットワークのアクセス・ポイントのうち、当該携帯通信装置がその位置情報を含むリストを保持しているアクセス・ポイントである。携帯通信装置は、例えば、３ＧＰＰが規定するＡＮＤＳＦサーバから、これらアクセス・ポイントのリストを取得することができる。或いは、携帯通信装置には、出荷時に、これらアクセス・ポイントのリストを設定しておくこともできる。所定のアクセス・ポイントが近傍に存在していることを携帯通信装置が知っている場合には、Ｓ１６に移行して、既に説明した処理を行う。一方、近傍に所定のアクセス・ポイントが存在しない場合や、所定のアクセス・ポイントの情報を携帯通信装置が保持していない場合には、Ｓ１１からの処理を繰り返す。

なお、図２を使用して説明した様に、Ｓ１４及びＳ１５の処理を省略し、静止状態であると常にＳ１６以降の処理を行う形態とすることもできる。また、所定のアクセス・ポイントの情報が存在しない場合には、Ｓ１５の処理を省略することもできる。さらに、本実施形態では、補助ネットワークのアクセス・ポイントの検索の都度、補助ネットワーク用のインタフェースのアクティベイトを行い、通信に利用できるアクセス・ポイントが存在しないと補助ネットワーク用のインタフェースのディアクティベイトを行っているが、常時、アクティベイトとしておく形態であっても良い。この場合、補助ネットワーク用のインタフェースをディアクティベイトすることによる電力消費の削減効果は少なくなるが、静止状態にのみ補助ネットワークへの接続を試み、これにより、効率的に補助ネットワークへの切り替えを行うとの効果を得ることはできる。

さらに、本実施形態では、静止状態において、通信に利用できるアクセス・ポイントが存在すると、携帯通信装置は、そのアクセス・ポイントへの接続を自動的に開始していた。しかしながら、自動的にアクセス・ポイントへの接続を行うのではなく、通信に利用できるアクセス・ポイントや、検索された総てのアクセス・ポイントや、過去に接続したことが有るアクセス・ポイント等をユーザに表示して、ユーザからのアクセス・ポイントへの接続を促す入力をトリガとして、ユーザが指定したアクセス・ポイントへの接続を開始する形態とすることもできる。

図５は、本実施形態による携帯通信装置の概略的な構成図である。基準ネットワーク用インタフェース１１は、基準ネットワークの基地局と通信するためのインタフェースであり、補助ネットワーク用インタフェース１２は、基準ネットワークの基地局よりカバレッジの狭いアクセス・ポイントと通信するためのインタフェースである。判定部１３は、補助ネットワーク用インタフェース１２による通信を行っていない間において、ＲＳＳＩとＢＳＩＤを周期的に測定し、静止状態か移動状態の判定を行う。制御部１４は、補助ネットワーク用インタフェース１２のアクティベイト／ディアクティベイトの制御や、補助ネットワーク用インタフェース１２が接続できるアクセス・ポイントの検索処理や、接続処理を行う。また、制御部１４は、入出力部１５に補助ネットワーク用インタフェース１２が接続できるアクセス・ポイントのリストを表示させ、入出力部１５へのユーザの入力に応じた処理を実行する。記憶部１６は、例えば、ＡＮＤＳＦサーバから取得した、所定のアクセス・ポイントの情報等を保存する。

なお、本実施形態による携帯通信装置は、携帯通信装置で動作する又はコンピュータを上記携帯通信装置として動作させるプログラムにより実現することができる。これらコンピュータプログラムは、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体に記憶されて、又は、ネットワーク経由で配布が可能なものである。

Claims (9)

1. 基準ネットワークの基地局に接続するための第１のインタフェースと、
   前記基準ネットワークとは異なる補助ネットワークのアクセス・ポイントに接続するための第２のインタフェースと、
   前記基地局が送信する当該基地局の識別子及び前記基地局が送信する信号の受信レベルが所定の条件を満たすかを判定する判定手段と、
   前記判定手段が前記所定の条件を満たすと判定すると、前記第２のインタフェースをアクティベイトする制御手段と、
   を備えており、
   前記判定手段は、前記基地局が送信する識別子が前回の判定タイミングと同じであり、かつ、前記基地局が送信する信号の受信レベルの前回の判定タイミングからの変動が所定量以内である場合に前記所定の条件を満たすと判定することを特徴とする携帯通信装置。
2. 前記制御手段は、前記第２のインタフェースをアクティベイト後、前記第２のインタフェースで接続可能なアクセス・ポイントを検索することを特徴とする請求項１に記載の携帯通信装置。
3. 前記制御手段は、前記第２のインタフェースで接続可能なアクセス・ポイントが存在しないと、前記第２のインタフェースをディアクティベイトすることを特徴とする請求項２に記載の携帯通信装置。
4. 前記制御手段は、前記判定手段が前回の判定タイミングで前記所定の条件を満たすと判定したことにより前記第２のインタフェースで接続可能なアクセス・ポイントを検索したが前記第２のインタフェースで接続可能なアクセス・ポイントが存在しなかった場合、その次の判定タイミングで前記判定手段が前記所定の条件を満たすと判定しても前記第２のインタフェースをアクティベイトしないことを特徴とすることを特徴とする請求項３に記載の携帯通信装置。
5. アクセス・ポイントのリストを保持する保持手段をさらに備えており、
   前記制御手段は、前記判定手段が前回の判定タイミングで前記所定の条件を満たすと判定したことにより前記第２のインタフェースで接続可能なアクセス・ポイントを検索したが前記第２のインタフェースで接続可能なアクセス・ポイントが存在せず、前記判定手段が前記その次の判定タイミングで前記所定の条件を満たすと判定した場合において、前記保持手段が保持するリストに含まれるアクセス・ポイントの近傍に位置する場合には、前記第２のインタフェースをアクティベイトすることを特徴とすることを特徴とする請求項４に記載の携帯通信装置。
6. 前記制御手段は、前記第２のインタフェースで接続可能なアクセス・ポイントのリストを入出力手段に表示させることを特徴とする請求項２から５のいずれかに記載の携帯通信装置。
7. 基準ネットワークの基地局に接続するための第１のインタフェースと、
   前記基準ネットワークとは異なる補助ネットワークのアクセス・ポイントに接続するための第２のインタフェースと、
   前記基地局が送信する当該基地局の識別子及び前記基地局が送信する信号の受信レベルが所定の条件を満たすかを判定する判定手段と、
   前記判定手段が前記所定の条件を満たすと判定すると、前記第２のインタフェースで接続可能なアクセス・ポイントを検索する制御を行う制御手段と、
   を備えており、
   前記判定手段は、前記基地局が送信する識別子が前回の判定タイミングと同じであり、かつ、前記基地局が送信する信号の受信レベルの前回の判定タイミングからの変動が所定量以内である場合に前記所定の条件を満たすと判定することを特徴とする携帯通信装置。
8. 前記制御手段は、前記第２のインタフェースで接続可能なアクセス・ポイントのリストを入出力手段に表示させることを特徴とする請求項７に記載の携帯通信装置。
9. 携帯通信装置で実行されることで、当該携帯通信装置を、請求項１から８のいずれか１項に記載の携帯通信装置として動作させることを特徴とするプログラム。

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