JP7002745B2 - Coordination method between terminals for power-saving communication system - Google Patents

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Description

この発明は、少数の端末で構成される通信システムにおいて、無線端末協調によって各端末の平均消費電力を低減し連続使用可能時間の増加を図るための省電力通信システムのための端末間協調方法に関する。 The present invention relates to a terminal-to-terminal cooperation method for a power-saving communication system for reducing the average power consumption of each terminal and increasing the continuous usable time by wireless terminal cooperation in a communication system composed of a small number of terminals. ..

近年、モバイル端末、例えばスマートフォンの高性能化および通信の高速化に伴いスマートフオンの消費電力が著しく増加している。しかしながら、既存のバッテリーの性能はすでに限界に近く、電力供給量を上げるには、重さや容積が増加するバッテリー容量の増量以外に有効な方法がない。実際に、咋今のユーザは補充用に何らかの携帯型バッテリーを帯同して稼働時問を延ばすという方法が一般的である。スマートフォンは大まかに、通信部と情報処理部と表示部とに分けられるが、その通信部が使用する電力の割合は大きく、他の部分(ディスプレイ、CPU等)と比較して改善による稼働時間延長の効果が大きい。 In recent years, the power consumption of smart phones has increased remarkably with the increase in performance and communication speed of mobile terminals such as smartphones. However, the performance of existing batteries is already nearing its limit, and there is no effective way to increase the amount of power supply other than increasing the battery capacity, which increases the weight and volume. In fact, it is common for today's users to carry some kind of portable battery for replenishment to extend the operating time. Smartphones are roughly divided into a communication unit, an information processing unit, and a display unit, but the ratio of power used by the communication unit is large, and the operating time is extended by improvement compared to other parts (display, CPU, etc.). The effect of is great.

従来、通信部での消費電力の削減は、個々の装置で独立して行われてきた。これに対し、本発朋では、先の発明(特願2016-99688)に続き、プロキシ端末を用いた省電力端末協調システムを提案する。但し、上記先の発明では、複数のプロキシ端末が存在する場合において、適切な子機収容に関しては論じていない。そこで本発明では、子機端末群を適切に収容するための手法を提案し、通信の電力効率向上を実現する。 Conventionally, the reduction of power consumption in the communication unit has been performed independently for each device. On the other hand, following the previous invention (Japanese Patent Application No. 2016-99688), the present invention proposes a power-saving terminal cooperation system using a proxy terminal. However, in the above-mentioned invention, when there are a plurality of proxy terminals, appropriate accommodation of the slave unit is not discussed. Therefore, in the present invention, a method for appropriately accommodating a group of handset terminals is proposed, and the power efficiency of communication is improved.

従来技術としては、限定された機能であるが、端末間の連携や協調を行う簡素な無線通信システムは、例えば、特許文献1(特開2002-141857号公報)に開示されている。これは、基地局と携帯端末との間に中継局を介在させて無線LAN環境を構築するとともに、中継局と携帯端末との間では、基地局との携帯端末との間よりも低出力の高周波にて交信を行うようにし、しかも無線LAN環境内では基地局と携帯端末との間の通信よりも、中継局と携帯端末との間の通信を優先するようにしたものである。この携帯端末には、ヴォイス・スティックと称する棒状の音声入出力装置が、微弱な無線回線で接続される。 Although it is a limited function as a prior art, a simple wireless communication system for coordinating and coordinating between terminals is disclosed in, for example, Patent Document 1 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 2002-141857). This builds a wireless LAN environment by interposing a relay station between the base station and the mobile terminal, and has a lower output between the relay station and the mobile terminal than between the base station and the mobile terminal. Communication is performed at high frequencies, and in a wireless LAN environment, communication between a relay station and a mobile terminal is prioritized over communication between a base station and a mobile terminal. A rod-shaped audio input / output device called a voice stick is connected to this mobile terminal by a weak wireless line.

また、特許文献2(特開2015-122712号公報)には、携帯電話無線通信とその他の無線通信とのハイブリッド無線通信の携帯電話無線通信の回線数を減らして回線使用料を削減する無線通信システムが開示されている。この無線通信システムは、第1の無線通信の通信性能を収集し、前記通信性能に基づいて前記第1の無線通信の可否を判定する、通信機と、前記第1の無線通信の可否に基づいて、前記第1の無線通信を行う前記通信機のグループと、前記グループの前記通信機の中から前記第1の無線通信に加えて第2の無線通信を行う前記通信機と、を指定する、割振り手段と、を備えるものである。 Further, in Patent Document 2 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-122712), wireless communication that reduces the number of lines of mobile phone wireless communication of hybrid wireless communication between mobile phone wireless communication and other wireless communication to reduce the line usage fee. The system is disclosed. This wireless communication system collects the communication performance of the first wireless communication and determines whether or not the first wireless communication is possible based on the communication performance, and is based on the communication device and the availability of the first wireless communication. The group of the communication devices that perform the first wireless communication and the communication devices that perform the second wireless communication in addition to the first wireless communication from the communication devices of the group are designated. , The allocation means, and so on.

また、特許文献2の記載では、上記割振り手段は、子機や親機との無線通信を行う無線通信部、タッチパネル機能を有する液晶ディスプレイによる表示部、無線通信部と表示部の制御を行う制御部を備えるもので、例えば、タブレット端末に無線通信部を付加し、アプリケーションソフトウエアを動作させることで実現される。この無線通信システムの構築においては、(1)まず、無線通信システムを構築しようとする通信機群の各通信機の無線通信部の無線通信性能を、事前にモニタリングし、(2)このモニタリングの結果に基づいて、各通信機の無線通信部同志の無線通信の可否を判定し、(3)この無線通信の可否の判定に基づいて、割振り手段により、親機との無線通信を行う子機のグループの指定と、(4)このグループの中から親機と子機間の無線通信に加えて親機と携帯電話基地局との携帯電話通信を行う親機とすべき子機の指定とを行う。 Further, in the description of Patent Document 2, the allocation means is a wireless communication unit that performs wireless communication with a slave unit or a master unit, a display unit using a liquid crystal display having a touch panel function, and a control that controls the wireless communication unit and the display unit. It is equipped with a unit, and is realized by, for example, adding a wireless communication unit to a tablet terminal and operating application software. In the construction of this wireless communication system, (1) first, the wireless communication performance of the wireless communication unit of each communication device of the communication device group for which the wireless communication system is to be constructed is monitored in advance, and (2) this monitoring is performed. Based on the result, it is determined whether or not the wireless communication units of each communication device can communicate with each other, and (3) Based on the determination of whether or not the wireless communication is possible, the slave unit performs wireless communication with the master unit by the allocation means. And (4) designation of the slave unit that should be the master unit that performs mobile phone communication between the master unit and the mobile phone base station in addition to wireless communication between the master unit and the slave unit from this group. I do.

特許文献3は、通信事業者と回線を契約している回線契約者が、自らが所有する無線LAN(Local Area Network)ルータを通信事業者の無線LANアクセスポイントとして提供する無線LANアクセスポイント共有システムおよび無線LANアクセスポイント共有方法に関する。
特許文献4は、携帯電話端末が携帯電話網を通して行う通信を、無線LANを通してオフロードする技術に関する。
Patent Document 3 is a wireless LAN access point sharing system in which a line contractor who has a line contract with a communication carrier provides a wireless LAN (Local Area Network) router owned by the line contractor as a wireless LAN access point of the communication carrier. And the wireless LAN access point sharing method.
Patent Document 4 relates to a technique for offloading a communication performed by a mobile phone terminal through a mobile phone network through a wireless LAN.

非特許文献1の図2には、短レンジ通信を用いたローカルネットワークが長レンジ通信を用いて電話回線網の基地局と接続された例が記載されている。 FIG. 2 of Non-Patent Document 1 describes an example in which a local network using short-range communication is connected to a base station of a telephone line network using long-range communication.

特開2002-141857号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2002-141857 特開2015-122712号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-122712 特開2015-228602号公報JP-A-2015-228602 特開2015-023303号公報JP-A-2015-0230330

"Energy saving in multi-standard mobile terminals through short-range cooperation" EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking, 2012 2012:159. DOI: 10.1186/1687-1499-2012-159"Energy saving in multi-standard mobile terminals through short-range cooperation" EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking, 2012 2012: 159. DOI: 10.1186 / 1687-1499-2012-159

本発明では、ひとつの通信回線に係属する基地局と通信回線で接続された複数のモバイル通信端末において端末間協調のためのグルーピングを行ってビット当たりの総消費電力を抑制するための端末間協調方法を提案し、通信の電力効率向上を実現する。 In the present invention, in a plurality of mobile communication terminals connected to a base station belonging to one communication line by a communication line, grouping for terminal-to-terminal cooperation is performed to suppress total power consumption per bit. Propose a method and improve the power efficiency of communication.

まず電力効率について、例えば現在の高速WAN技術の代表的なものであるLTE(Long Term Evolution)の電力効率について説明する。図1に、(1)RSRP(Reference Signal Received Power)を媒介変数として、(2)スループット、(3)消費電力の3変数の関係の実測例を示す。このグラフから分かるように、RSRP値がよい端末は、高スループット側でも低い消費電力を示している。また、スループットがゼロの場合も消費電力はゼロでないことから、実現可能なスループットを限界の高さまで使い切ることが、単位データ量に対する電力効率(bit/J)という観点で最も望ましい、こともわかる。
この事実から、複数のモバイル端末を収容するために複数のプロキシを設定する場合、どのように端末群グループを形成すればよいかのひとつの指針をとなる端末間協調方法提案するものである。
First, regarding the power efficiency, for example, the power efficiency of LTE (Long Term Evolution), which is a typical example of the current high-speed WAN technology, will be described. FIG. 1 shows an actual measurement example of the relationship between (1) RSRP (Reference Signal Received Power) as a parameter and (2) throughput and (3) power consumption. As can be seen from this graph, a terminal having a good RSRP value shows low power consumption even on the high throughput side. Further, since the power consumption is not zero even when the throughput is zero, it can be seen that it is most desirable from the viewpoint of power efficiency (bit / J) with respect to the unit data amount to use up the feasible throughput to the limit height.
From this fact, when setting a plurality of proxies to accommodate a plurality of mobile terminals, we propose a terminal-to-terminal cooperation method that serves as a guideline for how to form a terminal group.

本発明の省電力通信システムのための端末間協調方法は、ひとつの通信回線に係属する基地局に通信回線で接続された複数のモバイル通信端末からなる端末群において、各モバイル通信端末は、上記基地局との通信が可能な長レンジ通信と、その長レンジ通信よりも消費電力が少ない短レンジ通信と、を行うことが可能であり、上記端末群における通信のビット当たりの総消費電力を抑制するための端末間協調方法であって、
(イ) 上記端末群の各モバイル通信端末は、短レンジ通信用の通信回線を介して、少なくとも、達成可能な最大スループット、バッテリー残量、受信信号電力を含む情報を上記端末群で共有し、
(ロ) 複数のモバイル通信端末における上記端末間協調をグルーピングで実現するために用いるグルーピング用のパラメータを基地局もしくは所定のモバイル通信端末で決定し、
(ハ) 上記グルーピング用のデータ処理を基地局もしくは所定のモバイル通信端末で行って各グループのプロキシを決定し、
(ニ) 上記グルーピングの結果を所定の通信回線を用いて自身以外の上記複数のモバイル通信端末に伝送し、
(ホ) その情報を受信した各モバイル通信端末は、各グループの各プロキシを長レンジ通信に設定し、そのプロキシ以外の各モバイル通信端末では短レンジ通信に設定して自身の属するグループのプロキシを介して基地局との通信を行うようにする、
ことを特徴とする。
The terminal-to-terminal cooperation method for the power-saving communication system of the present invention is a terminal group consisting of a plurality of mobile communication terminals connected to a base station belonging to one communication line by a communication line, and each mobile communication terminal is described above. It is possible to perform long-range communication that can communicate with a base station and short-range communication that consumes less power than the long-range communication, and suppresses the total power consumption per bit of communication in the above terminal group. It is a method of cooperation between terminals to do
(B) Each mobile communication terminal of the above terminal group shares at least information including achievable maximum throughput, remaining battery level, and received signal power with the above terminal group via a communication line for short-range communication.
(B) The parameters for grouping used to realize the above-mentioned cooperation between terminals in a plurality of mobile communication terminals by grouping are determined by the base station or a predetermined mobile communication terminal.
(C) Perform the above data processing for grouping at the base station or a predetermined mobile communication terminal to determine the proxy for each group.
(D) The result of the above grouping is transmitted to the above-mentioned plurality of mobile communication terminals other than itself by using a predetermined communication line, and the result is transmitted to the above-mentioned plurality of mobile communication terminals.
(E) Each mobile communication terminal that receives the information sets each proxy of each group to long-range communication, and each mobile communication terminal other than that proxy sets short-range communication and sets the proxy of its own group. To communicate with the base station via,
It is characterized by that.

上記グルーピングは、
(A)各プロキシ端末が、該プロキシ端末に収容されたクライアント端末に提供することができる許容通信スループットを算出し、
(B)各プロキシ端末は各プロキシ端末毎の処理において、上記許容通信スループットが所定の値を下回らない場合で、上記許容通信スループットに比較的近い通信デマンドを持つ端末でクライアント端末として未収容の端末がある場合、その端末を優先的に上記プロキシ端末のクライアント端末として収容すると共に上記許容通信スループットから通信デマンド分を減じる処理を繰り返し、
(C)上記未収容の端末が無い場合あるいは上記許容通信スループットが所定の値以下になった場合には、各プロキシ端末について、各プロキシ端末と該プロキシ端末のクライアント端末として収容された端末によってグループを形成する、
なる手続きを含むことを特徴とする。
The above grouping is
(A) The allowable communication throughput that each proxy terminal can provide to the client terminal accommodated in the proxy terminal is calculated.
(B) Each proxy terminal is a terminal having a communication demand relatively close to the allowable communication throughput when the allowable communication throughput does not fall below a predetermined value in the processing of each proxy terminal, and is not accommodated as a client terminal. If there is, the process of preferentially accommodating the terminal as the client terminal of the proxy terminal and reducing the communication demand from the allowable communication throughput is repeated.
(C) When there is no unaccommodated terminal or the allowable communication throughput is equal to or less than a predetermined value, each proxy terminal is grouped by each proxy terminal and the terminal accommodated as a client terminal of the proxy terminal. Form,
It is characterized by including the procedure.

また、上記グルーピングは、
(1)各プロキシ端末が、自身の許容通信スループットとして上記達成可能な最大スループットを割り当て、
(2)各プロキシ端末について各プロキシ端末の並びで繰り返し順に行う処理において、
上記許容通信スループットが所定の値以下の場合は(4)に移行し、
上記許容通信スループットが所定の値以下でない場合は、該プロキシ端末が自身の上記許容通信スループットに最も近い通信デマンドを持つ端末でクライアント端末として未収容の端末がある場合はその端末を優先的に上記プロキシ端末のクライアント端末として収容して(3)に、上記未収容の端末が無い場合は(4)に移行し、
(3)各プロキシ端末が、自身の上記最大スループットと収容したクライアント端末の通信デマンドとの差を求めて新たに許容通信スループットとして、(2)に移行し、
(4)各プロキシ端末について、各プロキシ端末と該プロキシ端末のクライアント端末として収容された端末によってグループを形成する、
なる手続きを含むことを特徴とする。
In addition, the above grouping is
(1) Each proxy terminal allocates the above achievable maximum throughput as its own allowable communication throughput.
(2) In the process of repeating each proxy terminal in the order of each proxy terminal.
If the allowable communication throughput is less than the specified value, move to (4) and move to (4).
If the permissible communication throughput is not less than or equal to a predetermined value, the proxy terminal has a communication demand closest to its own permissible communication throughput, and if there is an unaccommodated terminal as a client terminal, that terminal is given priority. If there is no unaccommodated terminal in (3) after accommodating it as a client terminal of the proxy terminal, move to (4).
(3) Each proxy terminal obtains the difference between its maximum throughput and the communication demand of the accommodated client terminal, and shifts to (2) as a new allowable communication throughput.
(4) For each proxy terminal, a group is formed by each proxy terminal and a terminal accommodated as a client terminal of the proxy terminal.
It is characterized by including the procedure.

また、上記グルーピングは、
(1)各モバイル通信端末が自分の最大通信スループットと通信デマンドの差を求めることによって許容通信スループットを計算し、
(2)上記許容通信スループットが大きいモバイル通信端末から順にプロキシ候補とし、
(3)上記許容通信スループットが小さいモバイル通信端末から順に上記プロキシ候補に付随するクライアント候補とし、
(4)選ばれたプロキシ候補がクライアント候補の通信デマンドと自身の通信デマンドの両方を確実に満たし、かつ各々が上記基地局との直接通信でのビット当たりの総消費電力の和に比べて、上記プロキシ候補とクライアント候補による上記構成でのビット当たりの総消費電力が小さくなる場合は(5)へ、そうでなければ(6)へ進み、
(5)正式なプロキシ端末とクライアント端末に設定し、(7)へ進み、
(6)クライアント候補端末リストから除外し、(7)へ進み、
(7)全端末のついての確認が完了した場合は一通りの終了となるが上記(2)に戻って再開し、完了していない場合は上記(3)へ戻る、
なる手続きを順に行って、複数の上記モバイル通信端末を複数のグループに分類し、
上記複数の少なくとも1つのグループでは、プロキシとなるモバイル通信端末に少なくとも1つのモバイル通信端末が係属する、
ことを特徴とする。
In addition, the above grouping is
(1) Each mobile communication terminal calculates the allowable communication throughput by finding the difference between its maximum communication throughput and communication demand.
(2) Proxy candidates are selected in order from the mobile communication terminal with the largest allowable communication throughput.
(3) The client candidates attached to the proxy candidates are set in order from the mobile communication terminal having the smallest allowable communication throughput.
(4) The selected proxy candidate surely meets both the communication demand of the client candidate and its own communication demand, and each of them is compared with the sum of the total power consumption per bit in the direct communication with the base station. If the total power consumption per bit in the above configuration by the proxy candidate and the client candidate is small, proceed to (5), otherwise proceed to (6).
(5) Set it as a formal proxy terminal and client terminal, and proceed to (7).
(6) Exclude from the client candidate terminal list, proceed to (7), and proceed to (7).
(7) If the confirmation of all terminals is completed, it will be a general end, but it will return to (2) above and restart, and if it is not completed, it will return to (3) above.
The above mobile communication terminals are classified into multiple groups by performing the following procedures in order.
In the plurality of at least one group, at least one mobile communication terminal is associated with the mobile communication terminal acting as a proxy.
It is characterized by that.

上記基地局は複数あり、上記複数のモバイル通信端末の各々は、上記基地局のいずれか1つに係属するものである場合に行われることを特徴とする。 There are a plurality of the base stations, and each of the plurality of mobile communication terminals is characterized in that it is performed when it is related to any one of the base stations.

この発明により、電波環境の悪い端末(基地局からの見通せない等)やバッテリー残量の少ない端末でも、近隣のプロキシ端末を経由することで、電力効率(bit/J)が良い通信を実現することが出来る。一方、プロキシ端末として選ばれた端末は、近隣の端末が自身を経由した通信を行うことから、通信の電力効率を改善することが可能になる。基地局へ直接接続する端末数を削減することが可能となり、電波資源の有効利用や設備投資コストの削減が可能になる。 According to the present invention, even a terminal having a bad radio wave environment (such as not being able to see from a base station) or a terminal having a low battery level can realize communication with good power efficiency (bit / J) by passing through a nearby proxy terminal. Can be done. On the other hand, the terminal selected as the proxy terminal can improve the power efficiency of communication because the neighboring terminal communicates via itself. It is possible to reduce the number of terminals directly connected to the base station, effectively use radio resources, and reduce capital investment costs.

LTE方式のモバイル端末について、(1)RSRP(Reference Signal Received Power)を媒介変数として、(2)スループット、(3)消費電力の3変数の関係の実測例を示す図である。It is a figure which shows the actual measurement example of the relationship of 3 variables of (1) RSRP (Reference Signal Received Power) as a parameter, (2) throughput, and (3) power consumption about an LTE type mobile terminal. 本発明を適用するための構成例を示す図であり、(a)では、複数のモバイル通信端末が直接基地局と通信回線で接続され、(b)では、幾つかのモバイル通信端末が基地局に直接され、残りのモバイル通信端末は間接的に基地局と通信回線で接続されている様子を示す。It is a figure which shows the configuration example for applying this invention. The rest of the mobile communication terminals are indirectly connected to the base station by a communication line. グルーピングのフローチャートを示す図で、(a)はグルーピングするためのフローチャートを、(b)にタイミングチャートを示す。In the figure which shows the flowchart of grouping, (a) shows the flowchart for grouping, and (b) shows the timing chart. グループ形成方法のアルゴリズムの一例を図解する模式図である。It is a schematic diagram which illustrates an example of the algorithm of the group formation method. 各端末の通信デマンドの実現に着目したアルゴリズムのフローチャートである。It is a flowchart of an algorithm focusing on the realization of the communication demand of each terminal. 図5のフローチャートについての具体的なアルゴリズムを示す図である。It is a figure which shows the specific algorithm about the flowchart of FIG. プロキシ端末毎に収容するクライアント端末の決定を行う方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the method of determining the client terminal to accommodate for each proxy terminal. 各プロキシ端末で順に1台ずつ収容するクライアント端末を決定していく方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the method of deciding the client terminal which accommodates one in order for each proxy terminal.

図2に、本発明を適用するための構成例を示す。図2(a)では、複数のモバイル通信端末が直接基地局と通信回線で接続され、図2(b)では、幾つかのモバイル通信端末が基地局に直接接続され、残りのモバイル通信端末は間接的に基地局と通信回線で接続されている。本発明では、概略、図2(a)の構成から図2(b)の構成にするもので、複数の上記モバイル通信端末を、端末間協調を行うためのその接続状況から、複数のグループに分類(グルーピング)する。本発明では、そのうちの少なくとも1つのグループではプロキシとなるモバイル通信端末に少なくとも1つのモバイル通信端末が係属していることを想定し、全てのモバイル通信端末が直接基地局と通信回線で接続された構成は想定しない。
また、図2の例での基地局はひとつであるが、共通の通信回線に接続されたものであれば、単数あるいは複数のいずれでもよい。
FIG. 2 shows a configuration example for applying the present invention. In FIG. 2A, a plurality of mobile communication terminals are directly connected to the base station via a communication line, and in FIG. 2B, some mobile communication terminals are directly connected to the base station, and the remaining mobile communication terminals are connected. It is indirectly connected to the base station via a communication line. In the present invention, the configuration of FIG. 2 (a) is roughly changed to the configuration of FIG. 2 (b), and a plurality of the mobile communication terminals are divided into a plurality of groups based on the connection status for coordinating between the terminals. Classify (grouping). In the present invention, it is assumed that at least one mobile communication terminal is engaged with the mobile communication terminal acting as a proxy in at least one group thereof, and all the mobile communication terminals are directly connected to the base station by a communication line. No configuration is assumed.
Further, although the number of base stations in the example of FIG. 2 is one, any one or a plurality of base stations may be used as long as they are connected to a common communication line.

図3(a)に、上記の様にグルーピングするためのフローチャートを、図3(b)にタイミングチャートを示す。端末間協調に参加しようとする端末は、それぞれ、制御用の各種情報、例えば、各端末の位置情報や達成可能の最大スループット、バッテリー残量、受信信号電力などを、端末間の通信手段であるブルートゥース(登録商標)回線やワイファイ(Wi-Fi)回線等で、各々の情報を上記複数のモバイル通信端末全体で共有する。
続いて、複数のモバイル通信端末をグルーピングするために必要なパラメータを決定し、各グループのプロキシと該プロキシのクライアントを決定するグルーピングを所定のアルゴリズムに沿った集中制御及び分散制御で行う。ここでの集中制御及び分散制御とは、1台の集中制御端末上で上記アルゴリズムに沿った処理を行いその結果を他の端末に伝送して共有する集中制御と、全ての上記モバイル端末上で上記アルゴリズムに沿った処理を各々行う分散制御である。
FIG. 3A shows a flowchart for grouping as described above, and FIG. 3B shows a timing chart. Each terminal that intends to participate in the cooperation between terminals is a means of communication between terminals, such as various information for control, for example, the position information of each terminal, the maximum achievable throughput, the remaining battery level, the received signal power, and the like. Each information is shared by all of the above-mentioned plurality of mobile communication terminals via a Bluetooth (registered trademark) line, a Wi-Fi line, or the like.
Subsequently, the parameters necessary for grouping a plurality of mobile communication terminals are determined, and the grouping for determining the proxy of each group and the client of the proxy is performed by centralized control and distributed control according to a predetermined algorithm. Centralized control and distributed control here are centralized control that performs processing according to the above algorithm on one centralized control terminal and transmits and shares the result to other terminals, and centralized control that is shared on all the above mobile terminals. It is a distributed control that performs processing according to the above algorithm.

上記アルゴリズムに沿ったグルーピングを行うことに伴って、各グループ内のプロキシ端末とクライアント端末が決定される。次に、各グループでプロキシ端末は自身の情報をそのグループの各メンバーにブロードキャストし、その情報を受信した各クライアント端末は携帯電話網への接続を切断し自身の属するグループのプロキシを介して基地局との通信を行う。 The proxy terminal and the client terminal in each group are determined by performing the grouping according to the above algorithm. Next, in each group, the proxy terminal broadcasts its information to each member of that group, and each client terminal that receives that information disconnects from the mobile phone network and bases through the proxy of the group to which it belongs. Communicate with the station.

上記のフローチャートにおいては、プロキシと該プロキシのクライアントをグルーピングするアルゴリズムの構成が消費電力の低減には最も重要である。この課題を解決するためのグループ形成方法や子機端末群収容方法を以下の様に提案する。 In the above flowchart, the configuration of the algorithm for grouping the proxy and the client of the proxy is the most important for reducing the power consumption. We propose a group formation method and a handset terminal group accommodation method to solve this problem as follows.

まず、図4にグループ形成方法のアルゴリズムの一例を示す。ここで、各端末について、受信信号電力、スループットおよび通信デマンド(要求される通信速度)は、事前測定により既知であるものとする。
(1)まず、プロキシを決定する。
どの端末をプロキシにするかはバッテリー残量、受信信号電力、通信デマンド等から以下の様に決定する。この段階でのプロキシ候補は、1,2,5である。
First, FIG. 4 shows an example of the algorithm of the group formation method. Here, it is assumed that the received signal power, throughput, and communication demand (required communication speed) are known by prior measurement for each terminal.
(1) First, determine the proxy.
Which terminal is used as a proxy is determined as follows from the remaining battery level, received signal power, communication demand, etc. Proxy candidates at this stage are 1, 2, and 5.

プロキシ端末の選択に当たっては、以下に示す協調アルゴリズムに沿って行う。これは、例えば、表1に示す項目についてプロキシ端末としての適性を評価することで決定するものである。 The proxy terminal is selected according to the cooperation algorithm shown below. This is determined, for example, by evaluating the suitability of the items shown in Table 1 as a proxy terminal.

Figure 0007002745000001
Figure 0007002745000001

ここでは、各端末は、BT(ブルートゥース(登録商標))MACアドレスで識別されており、各端末についての推定稼働時間(または推定稼働可能時間)、スループット、平均使用帯域、基地局端末間電波強度、ブルートゥース(登録商標)受信強度(RSSI:Received Signal Strength Indicator)、モバイルルータ適用度(後述)、充電フラグ等の値について各項目毎に重みづけを変えて評価することで、プロキシ端末としての適性を評価することができる。この評価は、例えば、次の様に行う。 Here, each terminal is identified by a BT (Bluetooth®) MAC address, and the estimated operating time (or estimated operating time), throughput, average used band, and radio field strength between base station terminals for each terminal. , Bluetooth (registered trademark) Received Signal Strength Indicator (RSSI), mobile router applicability (described later), charge flag, etc. are evaluated by changing the weight for each item, and are suitable as a proxy terminal. Can be evaluated. This evaluation is performed, for example, as follows.

イ. 全ての端末で充電フラグがOFF(オフ)の時には、上記端末の全てが電池駆動であることを示しており、例えば評価値として、次の様に計算する。
評価値=推定稼働時間×(10)+スループット+平均使用帯域×(-10)+基地局端末間電波強度×(0.1)+モバイルルータ適用度×(5)、とする。
表1の評価値はこの計算式に沿った評価値であり、○印の数字は、その降順である。
ロ. 充電フラグが1台のみON(オン)の時には、1台が充電中での使用であり、その端末の推定稼働時間は無限であるとする。この場合は、上記の評価値での評価に従っても同様であるが、充電フラグがONの端末がプロキシ端末となる。
ハ. 充電フラグが2台以上ONの時には、その端末群のなかで評価値を計算し,最大のものがプロキシとなる。
stomach. When the charge flag is OFF in all terminals, it means that all of the above terminals are battery-powered. For example, the evaluation value is calculated as follows.
Evaluation value = estimated operating time × (10) + throughput + average bandwidth used × (-10) + radio field intensity between base station terminals × (0.1) + mobile router applicability × (5).
The evaluation values in Table 1 are evaluation values according to this calculation formula, and the numbers marked with ◯ are in descending order.
B. When only one charging flag is ON, one is in use while charging, and the estimated operating time of the terminal is infinite. In this case, the same applies to the evaluation based on the above evaluation value, but the terminal in which the charge flag is ON becomes the proxy terminal.
C. When two or more charging flags are ON, the evaluation value is calculated in the terminal group, and the largest one is the proxy.

なお、上記のモバイルルータ適用度とは、プロキシ端末としての役割を長時間継続できそうであることを示す指数である。 The fitness of the mobile router is an index indicating that the role as a proxy terminal is likely to be continued for a long time.

(2)プロキシ以外
プロキシとならない端末は、(2-1)自身の無線WANインタフェースを用いて個別通信を行う、もしくは(2-2)他のプロキシに接続する、のどちらかとする必要がある。
図4に、構成例として、各端末の達成可能最大スループットが10Mbps、各端末の通信デマンドが異なるケースを示す。通信デマンドが10Mbpsの端末はプロキシにならず単独でグループを形成する(この段階で、プロキシ候補は、2、5である)。上記の決定では、プロキシには、通信デマンドが10Mbps以外の端末がなり、子機(プロキシのクライアント)には、通信デマンドが10Mbps未満の端末がなる。
(2) Terminals that do not become proxies other than proxies need to either (2-1) perform individual communication using their own wireless WAN interface, or (2-2) connect to other proxies.
FIG. 4 shows a case where the maximum achievable throughput of each terminal is 10 Mbps and the communication demand of each terminal is different as a configuration example. Terminals with a communication demand of 10 Mbps do not become proxies but form a group independently (at this stage, proxy candidates are 2, 5). In the above determination, the proxy is a terminal whose communication demand is other than 10 Mbps, and the slave unit (proxy client) is a terminal whose communication demand is less than 10 Mbps.

プロキシに選ばれなかった端末(3、4、5)はプロキシ2もしくは5のどちらかを選んで接続することになる。プロキシ2の残り許容通信スループットは2Mbpsなので、それに一番近い端末4をプロキシ2の属するグループに収容する。一方、プロキシ5の残り許容通信スループットは9Mbpsなので端末3と6を収容して、新たなグループを形成する。このように、達成可能スループットと通信デマンドを用い、各プロキシが達成可能最大スループットに近くなるようにして、通信資源に無駄のないグループ形態を構成することで、通信の電力効率向上が実現できる。 Terminals (3, 4, 5) that are not selected as a proxy will be connected by selecting either proxy 2 or 5. Since the remaining allowable communication throughput of the proxy 2 is 2 Mbps, the terminal 4 closest to the terminal 4 is accommodated in the group to which the proxy 2 belongs. On the other hand, since the remaining allowable communication throughput of the proxy 5 is 9 Mbps, the terminals 3 and 6 are accommodated to form a new group. In this way, it is possible to improve the power efficiency of communication by using the achievable throughput and the communication demand so that each proxy is close to the maximum achievable throughput and constructing a group form in which communication resources are not wasted.

各グループのプロキシ端末とクライアント端末を決定するアルゴリズムは、実現しようとする通信形態に合わせて変える必要がある。例えば、図4に示した例を概観すると、全ての端末の許容通信スループットが自分の通信デマンドよりも大きく、全端末が無線WANで通信を行っても各端末では通信デマンドを満たせる構成をもつことが分かる。この構成を基礎に、図4のグルーピングのコンセプトは、全端末の消費電力の総和を低減することである。このために、各グループには、なるべく多くの端末を収容している。しかし、一方で、実際には電波環境などによって、一部の端末の無線WAN通信速度が通信デマンドを下回る場合もある。
このような場合は、例えばグループの再編によって、プロキシ端末を介して要求される通信デマンドを満たすことができる。上記グルーピング用のアルゴリズムは、このようなグループの再編機能を備えるものであることが望ましい。
The algorithm for determining the proxy terminal and client terminal of each group needs to be changed according to the communication mode to be realized. For example, looking at the example shown in FIG. 4, the allowable communication throughput of all terminals is larger than their own communication demand, and even if all terminals communicate by wireless WAN, each terminal has a configuration that can satisfy the communication demand. I understand. Based on this configuration, the concept of grouping in FIG. 4 is to reduce the total power consumption of all terminals. For this reason, each group accommodates as many terminals as possible. However, on the other hand, in reality, the wireless WAN communication speed of some terminals may be lower than the communication demand depending on the radio wave environment or the like.
In such a case, for example, by reorganizing the group, the communication demand required via the proxy terminal can be satisfied. It is desirable that the algorithm for grouping is provided with such a group reorganization function.

次に、各端末の通信デマンドの実現を目的にしたグループ形成アルゴリズムの例について説明する。 Next, an example of a group formation algorithm aimed at realizing the communication demand of each terminal will be described.

図7は、プロキシ端末毎に収容するクライアント端末の決定を行うグルーピング方法を示すフローチャートである。 FIG. 7 is a flowchart showing a grouping method for determining a client terminal to be accommodated for each proxy terminal.

上記グルーピングは、図7の符号に従い、以下の手続きを含むものである。
(A)各プロキシ端末が、該プロキシ端末に収容されたクライアント端末に提供することができる許容通信スループットを算出し、
(B-1):各プロキシ端末はプロキシ端末毎の処理において、上記許容通信スループットが所定の値を超える場合で、
(B-2):上記許容通信スループットに比較的近い通信デマンドを持つ端末でクライアント端末として未収容の端末がある場合、
(B-3):その端末を優先的に上記プロキシ端末のクライアント端末として収容すると共に、上記許容通信スループットから通信デマンド分を減じる処理を上記(B-1)に戻って繰り返し、
(B-4):上記(B-1)で所定の値を超える場合、あるいは上記(B-2)で未収用の端末が無い場合には、全てのプロキシ端末についての処理が完了したかどうかをチェックし、それが完了した場合は(C)の手続きへ進み、それが完了していない場合は並び順で次のプロキシ端末を指定して上記(B′-1)に移行する。
(C):各プロキシ端末について、各プロキシ端末と該プロキシ端末のクライアント端末として収容された端末によってグループを形成する。
The grouping includes the following procedures according to the reference numerals in FIG.
(A) The allowable communication throughput that each proxy terminal can provide to the client terminal accommodated in the proxy terminal is calculated.
(B-1): Each proxy terminal is a case where the allowable communication throughput exceeds a predetermined value in the processing of each proxy terminal.
(B-2): When there is a terminal that has a communication demand relatively close to the allowable communication throughput and is not accommodated as a client terminal.
(B-3): The terminal is preferentially accommodated as the client terminal of the proxy terminal, and the process of subtracting the communication demand from the allowable communication throughput is repeated by returning to (B-1).
(B-4): If the predetermined value is exceeded in (B-1) above, or if there is no uncollected terminal in (B-2) above, whether or not the processing for all proxy terminals is completed. Check, and if it is completed, proceed to the procedure of (C), and if it is not completed, specify the next proxy terminal in the order of arrangement and move to the above (B'-1).
(C): For each proxy terminal, a group is formed by each proxy terminal and a terminal accommodated as a client terminal of the proxy terminal.

図8は、各プロキシ端末で順に1台ずつ収容するクライアント端末を決定していくグルーピング方法を示すフローチャートである。 FIG. 8 is a flowchart showing a grouping method in which each proxy terminal sequentially determines a client terminal to be accommodated one by one.

上記グルーピングは、図8の符号に従い、以下の手続きを含むものである。
(A′)各プロキシ端末が、自身の許容通信スループットとして上記達成可能な最大スループットを割り当て、
(B′-1):各プロキシ端末について各プロキシ端末の並びで繰り返し順に行う処理において、
上記許容通信スループットが所定の値以下の場合は(C′)に移行し、
(B′-2):上記許容通信スループットが所定の値以上の場合で、該プロキシ端末が自身の上記許容通信スループットに最も近い通信デマンドを持つ端末でクライアント端末として未収容の端末がある場合、
(B′-3):その端末を優先的に上記プロキシ端末のクライアント端末として収容すると共に、上記許容通信スループットから通信デマンド分を減じ、プロキシ端末の並びで次の順を指定して、上記(B′-1)に戻って処理を繰り返し、
(B′-4):上記(B′-1)で所定の値を以上でない場合、あるいは上記(B′-2)で未収用の端末が無い場合には、全てのプロキシ端末についての処理が完了したかどうかをチェックし、それが完了した場合は(C′)の手続きへ進み、それが完了していない場合はプロキシ端末の並びで次の順のプロキシ端末を指定して上記(B′-1)に移行する。
(C′):各プロキシ端末について、各プロキシ端末と該プロキシ端末のクライアント端末として収容された端末によってグループを形成する。
The grouping includes the following procedures according to the reference numerals in FIG.
(A') Each proxy terminal allocates the above achievable maximum throughput as its own allowable communication throughput.
(B'-1): In the process of repeating each proxy terminal in the order of each proxy terminal.
If the allowable communication throughput is less than or equal to the predetermined value, the process shifts to (C'), and the process shifts to (C').
(B'-2): When the allowable communication throughput is equal to or higher than a predetermined value, and the proxy terminal has a communication demand closest to its own allowable communication throughput and there is an unaccommodated terminal as a client terminal.
(B'-3): The terminal is preferentially accommodated as a client terminal of the proxy terminal, the communication demand is subtracted from the allowable communication throughput, and the following order is specified in the order of the proxy terminals, and the above (B'-3): Return to B'-1) and repeat the process.
(B'-4): If the predetermined value is not exceeded in the above (B'-1), or if there is no uncollected terminal in the above (B'-2), the processing for all proxy terminals is performed. Check if it is completed, and if it is completed, proceed to the procedure of (C'), and if it is not completed, specify the proxy terminal in the following order in the order of proxy terminals and specify the above (B'). -1) Move to.
(C'): For each proxy terminal, a group is formed by each proxy terminal and a terminal accommodated as a client terminal of the proxy terminal.

各端末の通信デマンドの実現に着目したアルゴリズムのフローチャートを図5に示す。また、より具体的なアルゴリズムを図6に示す。 FIG. 5 shows a flowchart of the algorithm focusing on the realization of the communication demand of each terminal. Further, a more specific algorithm is shown in FIG.

(1)最初に各端末が自分の最大通信スループットと通信デマンドの差を求めることによって許容通信スループットを計算する。
(2)次に、その許容通信スループットが大きい(無線WANの通信容量に余裕がある)端末をプロキシ候補者にする。
(3)許容通信スループットが小さい(無線WANの通信容量に余裕がない)端末を該当プロキシ候補端末に付随するクライアント候補端末にする。簡単に言えば、無線WANの通信環境が悪い通信デマンドを充足しにくい端末が先にプロキシ端末を探す。
(4)続いて、選ばれたプロキシ候補端末がクライアント候補端末と自分自身の通信デマンド両方を確実に満たし、かつ各々無線WAN通信で消費する電力よりも近距離通信を含める消費電力が確実に小さくなるのであれば以下の(5)へ、そうでなければ以下の(6)へ。
(5)正式なプロキシ端末とクライアント端末に設定し、(7)へ。
(6)クライアント候補端末リストから除外し、(7)へ。
(7)全端末のついての確認が完了した場合は、上記(2)へ。それが完了していない場合は、上記(3)へ。
(1) First, each terminal calculates the allowable communication throughput by finding the difference between its maximum communication throughput and the communication demand.
(2) Next, a terminal having a large allowable communication throughput (with a margin in the communication capacity of the wireless WAN) is selected as a proxy candidate.
(3) A terminal having a small allowable communication throughput (there is no margin in the communication capacity of the wireless WAN) is set as a client candidate terminal attached to the corresponding proxy candidate terminal. Simply put, a terminal that has a poor wireless WAN communication environment and is difficult to meet the communication demand first searches for a proxy terminal.
(4) Subsequently, the selected proxy candidate terminal surely meets both the client candidate terminal and its own communication demand, and the power consumption including short-range communication is surely smaller than the power consumed by each wireless WAN communication. If so, go to (5) below, otherwise go to (6) below.
(5) Set the official proxy terminal and client terminal, and go to (7).
(6) Exclude from the client candidate terminal list and go to (7).
(7) When the confirmation of all terminals is completed, go to (2) above. If it is not completed, go to (3) above.

以上のアルゴリズムによって、通信環境が悪いなどにより無線WAN通信では通信デマンドを充足できない端末が先に許容通信スループットが大きいプロキシ端末を探すという目標を基準としてグルーピングが行われる。 By the above algorithm, grouping is performed based on the goal that terminals that cannot satisfy the communication demand by wireless WAN communication due to poor communication environment first search for a proxy terminal having a large allowable communication throughput.

図6において、Uはユーザの集合、Ngroupはグループ数、c0,uはユーザuのデマンド、Pt,uはユーザuの出力パワー、gn(n=1からNgroup)はプロキシやクライアントを含む構造体、huはアップリンクCSI(Channel State Information:チャネル品質情報)を表している。このとき、図5の1から7の各項目は、それぞれ、図6左端の第6項、第8項、第13項、第14から16項、第17から19項、第22項、第34項に相当する。また、図5の7項から2項に戻るループは図6の第7項から第34項の繰り返しに相当し、図5の7項から3項に戻るループは図6の第12項から第24項の繰り返しに相当する。 In FIG. 6, U is a set of users, Ngroup is the number of groups, c0 and u are the demands of the user u, Pt and u are the output powers of the user u, and gn (n = 1 to Ngroup) is a structure including a proxy and a client. , Hu represents the uplink CSI (Channel State Information). At this time, each item of FIGS. 5 to 7 is the sixth, eighth, thirteenth, 14th to 16th, 17th to 19th, 22nd, and 34th items at the left end of FIG. 6, respectively. Corresponds to the item. Further, the loop returning from the 7th item to the 2nd item in FIG. 5 corresponds to the repetition of the 7th item to the 34th item in FIG. 6, and the loop returning from the 7th item to the 3rd item in FIG. Corresponds to the repetition of item 24.

本発明の機能は既存のスマートフォン機能(例えば、無線WAN、Wi-Fi、Bluetooth(登録商標))とソフトウエアで実装可能であるが、市販の大概のスマートフォンには備えられているため、普及は容易である。特に、効果的な利用例としては、災害時の避難所における利用や、通常時でも、都市圏の通勤列車での混雑した状況での利用が考えられる。通勤列車では、携帯端末の配置は高密度であり、立ち位置によって電波環境は大きく異なる。つまり、基地局に面した窓近く近くのスマートフォンと、周囲を人で覆われたスマートフォンとでは、電波伝搬特性が大きく異なる。加えて、一つの基地局のカバーするセルに列車の多数の乗客が一斉に入出することになり、その基地局にアクセス集中が発生し、電波利用効率の面でも課題がある。しかし、本発明では、電波伝搬特性のよい一部のスマートフォンがその基地局と接続しプロキシ機能を提供することでワイヤレスのローカルエリアネットワーク(LAN)を形成可能にする。この様に基地局との通信を少数のプロキシに束ねることで、基地局との接続に要する総電力を節約することができる。また、プロキシ以外のユーザはグループ毎のプロキシと通信することになり、基地局との通信に比べて通信距離の飛躍的短縮化(数キロ→数メートル)となりそれに伴う省電力化が可能となる。 The functions of the present invention can be implemented by existing smartphone functions (for example, wireless WAN, Wi-Fi, Bluetooth (registered trademark)) and software, but since they are provided in most smartphones on the market, they are widely used. It's easy. In particular, effective examples of use include use in evacuation shelters in the event of a disaster, and use in crowded situations on commuter trains in metropolitan areas even during normal times. On commuter trains, the arrangement of mobile terminals is dense, and the radio wave environment varies greatly depending on the standing position. That is, the radio wave propagation characteristics are significantly different between a smartphone near the window facing the base station and a smartphone whose surroundings are covered with people. In addition, a large number of passengers of the train enter and leave the cell covered by one base station all at once, which causes access concentration to the base station, and there is a problem in terms of radio wave utilization efficiency. However, in the present invention, some smartphones having good radio wave propagation characteristics can form a wireless local area network (LAN) by connecting to the base station and providing a proxy function. By bundling communication with the base station into a small number of proxies in this way, the total power required for connection with the base station can be saved. In addition, users other than the proxy will communicate with the proxy for each group, and the communication distance will be dramatically shortened (several kilometers → several meters) compared to communication with the base station, and power saving will be possible accordingly. ..

Claims (4)

ひとつの通信回線に係属する基地局に通信回線で接続された複数のモバイル通信端末からなる端末群において、各モバイル通信端末は、上記基地局との通信が可能な長レンジ通信と、その長レンジ通信よりも消費電力が少ない短レンジ通信と、を行うことが可能であり、上記端末群における通信のビット当たりの総消費電力を抑制するための端末間協調方法であって、
(イ) 上記端末群の各モバイル通信端末は、上記短レンジ通信用の上記通信回線を介して、少なくとも、達成可能な最大スループット、バッテリー残量、受信信号電力を含む制御用情報を上記端末群で共有し、
(ロ) 複数の上記モバイル通信端末における上記端末間協調をグルーピングで実現するために用いるグルーピング用のパラメータ(上記制御用情報を用いた所定の演算式で求まるプロキシ端末としての適正評価値)上記基地局もしくは所定の上記モバイル通信端末で決定し、
(ハ) 上記グルーピング用のパラメータに基づく上記端末群の評価上記基地局もしくは所定の上記モバイル通信端末で行って各グループの上記プロキシ端末を決定すると共に各グループの何れかにクライアント端末を収容するよう分類する上記グルーピングを上記基地局もしくは所定の上記モバイル通信端末で行い、
(ニ) 上記グルーピングを行った上記基地局もしくは所定の上記モバイル通信端末は、上記グルーピングの結果を所定の上記通信回線を用いて複数の上記モバイル通信端末に伝送し、
(ホ) 上記グルーピングの結果を受信した各モバイル通信端末は、各グループの各プロキシ端末では上記長レンジ通信に設定し、そのプロキシ端末以外の各モバイル通信端末では上記短レンジ通信に設定して自身の属するグループの上記プロキシ端末を介して上記基地局との通信を行うようにする、
ものとし、
上記グルーピングは、
(A)各プロキシ端末が、該プロキシ端末に収容された上記クライアント端末に提供することができる許容通信スループットを算出し、
(B)各プロキシ端末はプロキシ端末毎の処理において、上記許容通信スループットが所定の値を超える場合で、上記許容通信スループットに比較的近い通信デマンドを持つ上記モバイル通信端末で上記クライアント端末として未収容の上記モバイル通信端末がある場合、そのモバイル通信端末を優先的に上記プロキシ端末の上記クライアント端末として収容すると共に上記許容通信スループットから上記通信デマンド分を減じる処理を繰り返し、
(C)上記未収容のモバイル通信端末が無い場合あるいは上記許容通信スループットが所定の値以下になった場合には、各プロキシ端末について、各プロキシ端末と該プロキシ端末の上記クライアント端末として収容された上記モバイル通信端末によってグループを形成する、
なる手続きを含むことを特徴とする省電力通信システムのための端末間協調方法。
In a terminal group consisting of a plurality of mobile communication terminals connected to a base station belonging to one communication line by the communication line, each mobile communication terminal has a long range communication capable of communicating with the base station and its length. It is possible to perform short-range communication, which consumes less power than range communication, and is a terminal-to-terminal cooperation method for suppressing the total power consumption per bit of communication in the above terminal group.
(B) Each mobile communication terminal of the terminal group provides control information including at least the maximum achievable throughput, battery remaining amount, and received signal power via the communication line for short-range communication. Share with
(B) The above-mentioned parameters for grouping (appropriate evaluation value as a proxy terminal obtained by a predetermined calculation formula using the above-mentioned control information) used for realizing the cooperation between the above-mentioned terminals in a plurality of the above - mentioned mobile communication terminals by grouping. Determined by the base station or the above-mentioned mobile communication terminal specified above ,
(C) The evaluation of the terminal group based on the grouping parameters is performed by the base station or the predetermined mobile communication terminal to determine the proxy terminal of each group, and the client terminal is accommodated in any of the groups. The above grouping is performed by the base station or the predetermined mobile communication terminal.
(D) The base station or the predetermined mobile communication terminal to which the grouping is performed transmits the result of the grouping to a plurality of the mobile communication terminals using the predetermined communication line.
(E) Each mobile communication terminal that has received the result of the grouping is set to the above- mentioned long-range communication in each proxy terminal of each group, and is set to the above- mentioned short -range communication in each mobile communication terminal other than the proxy terminal . Communicate with the base station via the proxy terminal of the group to which the
And
The above grouping is
(A) The allowable communication throughput that each proxy terminal can provide to the client terminal accommodated in the proxy terminal is calculated.
(B) Each proxy terminal is not accommodated as the client terminal in the mobile communication terminal having a communication demand relatively close to the allowable communication throughput when the allowable communication throughput exceeds a predetermined value in the processing for each proxy terminal. If there is the mobile communication terminal, the mobile communication terminal is preferentially accommodated as the client terminal of the proxy terminal, and the process of subtracting the communication demand from the allowable communication throughput is repeated.
(C) When there is no unaccommodated mobile communication terminal or when the allowable communication throughput becomes a predetermined value or less, each proxy terminal is accommodated as each proxy terminal and the client terminal of the proxy terminal. Form a group with the above mobile communication terminals,
A terminal-to-terminal coordination method for a power-saving communication system, which comprises the procedure of
ひとつの通信回線に係属する基地局に該通信回線で接続された複数のモバイル通信端末からなる端末群において、各モバイル通信端末は、上記基地局との通信が可能な長レンジ通信と、その長レンジ通信よりも消費電力が少ない短レンジ通信と、を行うことが可能であり、上記端末群における通信のビット当たりの総消費電力を抑制するための端末間協調方法であって、
(イ) 上記端末群の各モバイル通信端末は、上記短レンジ通信用の上記通信回線を介して、少なくとも、達成可能な最大スループット、バッテリー残量、受信信号電力を含む制御用情報を上記端末群で共有し、
(ロ) 複数の上記モバイル通信端末における上記端末間協調をグルーピングで実現するために用いるグルーピング用のパラメータ(上記制御用情報を用いた所定の演算式で求まるプロキシ端末としての適正評価値)を上記基地局もしくは所定の上記モバイル通信端末で決定し、
(ハ) 上記グルーピング用のパラメータに基づく上記端末群の評価を上記基地局もしくは所定の上記モバイル通信端末で行って各グループの上記プロキシ端末を決定すると共に、各グループの何れかにクライアント端末を収容するよう分類する上記グルーピングを上記基地局もしくは所定の上記モバイル通信端末で行い、
(ニ) 上記グルーピングを行った上記基地局もしくは所定の上記モバイル通信端末は、上記グルーピングの結果を所定の上記通信回線を用いて複数の上記モバイル通信端末に伝送し、
(ホ) 上記グルーピングの結果を受信した各モバイル通信端末は、各グループの各プロキシ端末では上記長レンジ通信に設定し、そのプロキシ端末以外の各モバイル通信端末では上記短レンジ通信に設定して自身の属するグループの上記プロキシ端末を介して上記基地局との通信を行うようにする、
ものとし、
上記グルーピングは、
(1)各プロキシ端末が、自身の許容通信スループットとして上記達成可能な最大スループットを割り当て、
(2)各プロキシ端末について各プロキシ端末の並びで繰り返し順に行う処理において、
上記許容通信スループットが所定の値以下の場合は(4)に移行し、
上記許容通信スループットが所定の値以下でない場合で、該プロキシ端末が自身の上記許容通信スループットに最も近い通信デマンドを持つ上記モバイル通信端末で上記クライアント端末として未収容の上記モバイル通信端末がある場合は、そのモバイル通信端末を優先的に上記プロキシ端末の上記クライアント端末として収容して(3)に、未収容の上記モバイル通信端末が無い場合は(4)に移行し、
(3)各プロキシ端末が、自身の上記最大スループットと収容した上記クライアント端末の上記通信デマンドとの差を求めて新たに上記許容通信スループットとして、(2)に移行し、
(4)各プロキシ端末について、各プロキシ端末と該プロキシ端末の上記クライアント端末として収容された上記モバイル通信端末によってグループを形成する、
なる手続きを含むことを特徴とする省電力通信システムのための端末間協調方法。
In a terminal group consisting of a plurality of mobile communication terminals connected to a base station belonging to one communication line by the communication line, each mobile communication terminal has a long range communication capable of communicating with the base station and its length. It is possible to perform short-range communication, which consumes less power than range communication, and is a terminal-to-terminal cooperation method for suppressing the total power consumption per bit of communication in the above terminal group.
(B) Each mobile communication terminal of the terminal group provides control information including at least the maximum achievable throughput, the remaining battery level, and the received signal power via the communication line for the short range communication. Share with
(B) The above-mentioned parameters for grouping (appropriate evaluation value as a proxy terminal obtained by a predetermined calculation formula using the above-mentioned control information) used for realizing the cooperation between the above-mentioned terminals in a plurality of the above-mentioned mobile communication terminals by grouping. Determined by the base station or the above-mentioned mobile communication terminal specified above,
(C) The evaluation of the terminal group based on the grouping parameters is performed by the base station or the predetermined mobile communication terminal to determine the proxy terminal of each group, and the client terminal is accommodated in any of the groups. The above grouping is performed by the base station or the predetermined mobile communication terminal.
(D) The base station or the predetermined mobile communication terminal to which the grouping is performed transmits the result of the grouping to a plurality of the mobile communication terminals using the predetermined communication line.
(E) Each mobile communication terminal that has received the result of the grouping is set to the above-mentioned long-range communication in each proxy terminal of each group, and is set to the above-mentioned short-range communication in each mobile communication terminal other than the proxy terminal. Communicate with the base station via the proxy terminal of the group to which the
And
The above grouping is
(1) Each proxy terminal allocates the above achievable maximum throughput as its own allowable communication throughput.
(2) In the process of repeating each proxy terminal in the order of each proxy terminal.
If the allowable communication throughput is less than the specified value, move to (4) and move to (4).
When the allowable communication throughput is not equal to or less than a predetermined value, and the proxy terminal has the mobile communication terminal having the communication demand closest to its own allowable communication throughput and the mobile communication terminal is not accommodated as the client terminal. , The mobile communication terminal is preferentially accommodated as the client terminal of the proxy terminal, and if there is no unaccommodated mobile communication terminal, the process proceeds to (4).
(3) Each proxy terminal obtains the difference between the maximum throughput of its own and the communication demand of the client terminal accommodated, and newly shifts to (2) as the allowable communication throughput.
(4) For each proxy terminal, a group is formed by each proxy terminal and the mobile communication terminal accommodated as the client terminal of the proxy terminal.
A terminal-to-terminal coordination method for a power-saving communication system, which comprises the procedure of
ひとつの通信回線に係属する基地局に該通信回線で接続された複数のモバイル通信端末からなる端末群において、各モバイル通信端末は、上記基地局との通信が可能な長レンジ通信と、その長レンジ通信よりも消費電力が少ない短レンジ通信と、を行うことが可能であり、上記端末群における通信のビット当たりの総消費電力を抑制するための端末間協調方法であって、
(イ) 上記端末群の各モバイル通信端末は、上記短レンジ通信用の上記通信回線を介して、少なくとも、達成可能な最大スループットを上記端末群で共有し、
(ロ) 各グループのプロキシ端末を決定すると共に、各グループの何れかにクライアント端末を収容するよう分類するグルーピングを上記基地局もしくは所定の上記モバイル通信端末で行い、
(ハ) 上記グルーピングを行った上記基地局もしくは所定の上記モバイル通信端末は、上記グルーピングの結果を所定の上記通信回線を用いて複数の上記モバイル通信端末に伝送し、
(ニ) 上記グルーピングの結果を受信した各モバイル通信端末は、各グループの各プロキシ端末では上記長レンジ通信に設定し、そのプロキシ端末以外の各モバイル通信端末では上記短レンジ通信に設定して自身の属するグループの上記プロキシ端末を介して上記基地局との通信を行うようにする、
ものとし、
上記グルーピングは、
(1)各モバイル通信端末が自分の最大スループットと通信デマンドの差を求めることによって許容通信スループットを計算し、
(2)上記許容通信スループットが大きい上記モバイル通信端末から順にプロキシ候補にし、
(3)上記許容通信スループットが小さい上記モバイル通信端末から順に上記プロキシ候補に付随するクライアント候補にし、
(4)選ばれた上記プロキシ候補が上記クライアント候補の上記通信デマンドと自身の上記通信デマンドの両方を確実に満たし、かつ各々が上記基地局との直接通信でのビット当たりの総消費電力の和に比べて、上記プロキシ候補と上記クライアント候補による上記構成でのビット当たりの総消費電力が小さくなる場合は(5)へ、そうでなければ(6)へ進み、
(5)正式な上記プロキシ端末と上記クライアント端末に設定し、(7)へ進み、
(6)クライアント候補端末リストから除外し、(7)へ進み、
(7)全モバイル通信端末についての確認が、完了した場合は上記(2)に戻り、完了していない場合は、上記(3)へ戻る、
なる手続きを順に行って、複数の上記モバイル通信端末を複数のグループに分類し、
分類された複数のグループのうち、少なくとも1つのグループでは、上記プロキシ端末となる上記モバイル通信端末に少なくとも1つの上記モバイル通信端末が係属する、
ものであることを特徴とする省電力通信システムのための端末間協調方法。
In a terminal group consisting of a plurality of mobile communication terminals connected to a base station belonging to one communication line by the communication line, each mobile communication terminal has a long range communication capable of communicating with the base station and its length. It is possible to perform short-range communication, which consumes less power than range communication, and is a terminal-to-terminal cooperation method for suppressing the total power consumption per bit of communication in the above terminal group.
(B) Each mobile communication terminal of the terminal group shares at least the maximum achievable throughput with the terminal group via the communication line for the short range communication.
(B) The proxy terminal of each group is determined, and the grouping for categorizing the client terminal into one of the groups is performed by the base station or the predetermined mobile communication terminal.
(C) The grouped base station or the predetermined mobile communication terminal transmits the result of the grouping to a plurality of the mobile communication terminals using the predetermined communication line.
(D) Each mobile communication terminal that has received the result of the grouping is set to the above-mentioned long-range communication in each proxy terminal of each group, and is set to the above-mentioned short-range communication in each mobile communication terminal other than the proxy terminal. Communicate with the base station via the proxy terminal of the group to which the
And
The above grouping is
(1) Each mobile communication terminal calculates the allowable communication throughput by finding the difference between its maximum throughput and communication demand.
(2) Proxy candidates are selected in order from the mobile communication terminal having the largest allowable communication throughput.
(3) The client candidates attached to the proxy candidates are selected in order from the mobile communication terminal having the smallest allowable communication throughput.
(4) The selected proxy candidate surely satisfies both the communication demand of the client candidate and the communication demand of itself, and each of them is the sum of the total power consumption per bit in the direct communication with the base station. If the total power consumption per bit in the above configuration by the proxy candidate and the client candidate is smaller than that of the above, proceed to (5), otherwise proceed to (6).
(5) Set the official proxy terminal and client terminal, and proceed to (7).
(6) Exclude from the client candidate terminal list, proceed to (7), and proceed to (7).
(7) If the confirmation of all mobile communication terminals is completed, it returns to (2) above, and if it is not completed, it returns to (3) above.
The above mobile communication terminals are classified into multiple groups by performing the following procedures in order.
In at least one group among the plurality of classified groups, at least one mobile communication terminal is associated with the mobile communication terminal serving as the proxy terminal.
A terminal-to-terminal coordination method for a power-saving communication system characterized by being a thing .
上記基地局は複数あり、上記複数のモバイル通信端末の各々は、上記基地局のいずれか1つに係属するものである場合に行われることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1つに記載の省電力通信システムのための端末間協調方法 One of claims 1 to 3, wherein there are a plurality of the base stations, and each of the plurality of mobile communication terminals is related to any one of the base stations. One is a method for coordinating terminals for a power-saving communication system .
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