WO2014192835A1 - 通信システム、基地局、移動局および通信方法 - Google Patents

通信システム、基地局、移動局および通信方法 Download PDF

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communication
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崇宏 大藪
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京セラ株式会社
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    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Definitions

  • the present invention relates to a communication system and a communication method that can use a plurality of wireless communication systems, and a base station and a mobile station included in the communication system.
  • a wireless communication method that can be used in a communication system
  • a plurality of wireless communication methods represented by PHS (Personal Handy phone system) and LTE (Long Term Evolution) are known. Due to the development of wireless communication systems, mobile stations that support a plurality of wireless communication systems have been provided. As a specific example, a mobile station that can be connected by both a PHS that has been widely used for a long time and a LTE that has a wide coverage area and an LTE that is capable of high-speed communication but has a limited coverage area is provided.
  • a mobile station uses a higher-speed method. This is because a higher data transfer rate can provide various services more smoothly.
  • Patent Documents 1 and 2 describe a technique in which a mobile station corresponding to a plurality of wireless communication systems with different power consumption switches wireless communication systems used according to the remaining battery level.
  • Patent Documents 1 and 2 give priority to a wireless communication method with low power consumption only when the remaining battery level is low, and in other situations, that is, when the remaining battery level is high A high-power (high-speed) wireless communication system is used.
  • the present invention provides a communication system, a base station, a mobile station, and a communication method capable of sufficiently reducing power consumption while supporting a plurality of wireless communication systems with different power consumption.
  • a communication system includes a first base station corresponding to a first wireless communication scheme, and a second wireless communication having a higher communication speed and higher power consumption during wireless communication than the first wireless communication scheme.
  • a communication system including a second base station corresponding to a scheme and a mobile station corresponding to the first and second radio communication schemes, wherein the first base station communicates with a communication state of the second radio communication scheme
  • the first base station includes a wireless communication unit that transmits a notification signal including the communication information in a first wireless communication scheme, and the mobile station receives the notification signal in a first wireless communication scheme,
  • the mobile station maintains data communication in the first wireless communication scheme based on communication information included in the broadcast signal and the amount of communication data processed by the mobile station, or changes from the first wireless communication scheme to the first 2 Select whether to switch to wireless communication system And a control unit.
  • control unit of the mobile station maintains the first wireless communication method when the amount of communication data processed by the mobile station is small, and switches to the second wireless communication method when the communication data amount is large. Also good.
  • the first base station may acquire communication information from the second base station.
  • the first base station may correspond to the second wireless communication method in addition to the first wireless communication method, and may acquire the communication information of the second wireless communication method of the first base station.
  • the mobile station may perform location registration with at least the first base station corresponding to the first wireless communication method.
  • the communication information may include information indicating whether or not the radio wave of the second wireless communication system arrives and information indicating whether or not high-speed communication is possible when the radio wave arrives.
  • the control unit of the mobile station when waiting, receives the communication information of the first wireless communication system when the radio wave of the first wireless communication system arrives and there is processing of the mobile station.
  • the radio wave of the first radio communication system does not reach, the radio wave of the second radio communication system arrives and there is a process of the mobile station, the process may be executed by the second radio communication system.
  • a base station is a base station that supports at least the first wireless communication method, and has a higher communication speed and higher power consumption during wireless communication than the first wireless communication method. Communication information related to the communication state of the communication method is acquired, and a notification signal including the communication information is transmitted to the mobile station using the first wireless communication method.
  • a mobile station provides a second wireless communication method that has a higher communication speed and higher power consumption at the time of wireless communication than at least a base station that supports the first wireless communication method.
  • a mobile station that receives a broadcast signal including communication information related to a communication state of the mobile station, wherein the mobile station receives the broadcast signal in a first wireless communication scheme, and the mobile station includes communication information included in the broadcast signal;
  • a control unit is provided for selecting whether to maintain data communication in the first wireless communication system or to switch from the first wireless communication system to the second wireless communication system based on the communication data amount processed by the mobile station.
  • a communication method includes a first base station corresponding to a first wireless communication method, and a second wireless communication having a higher communication speed and higher power consumption during wireless communication than the first wireless communication method.
  • a communication method for performing communication using a second base station corresponding to the method and a mobile station corresponding to the first and second wireless communication methods, the communication method being a second wireless communication by the first base station Obtaining communication information related to a communication state of a system, transmitting a notification signal including communication information by a first base station in the first wireless communication method, receiving the notification signal in the first wireless communication method by a mobile station, Based on the communication information included in the notification signal by the mobile station and the amount of communication data processed by the mobile station, data communication in the first wireless communication system is maintained, or from the first wireless communication system In the second wireless communication system Either of the selection sort.
  • a communication system it is possible to provide a communication system, a base station, a mobile station, and a communication method that can sufficiently reduce power consumption while supporting a plurality of wireless communication systems with different power consumption.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a communication system according to the present embodiment.
  • 2A and 2B are functional block diagrams illustrating configurations of the mobile station and the PHS base station shown in FIG.
  • FIG. 3 is a sequence diagram showing processing when the mobile station shown in FIG. 1 starts communication.
  • FIG. 4 is a flowchart showing an operation when the mobile station shown in FIG. 1 is on standby.
  • FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the mobile station shown in FIG. 1 during communication.
  • FIG. 6 is a flowchart showing an overall flow of the PHS base station shown in FIG.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a communication system according to the present embodiment.
  • the communication system 100 can use two wireless communication systems with different power consumption.
  • the two wireless communication methods are a first wireless communication method (hereinafter referred to as wireless B) represented by PHS (Personal Handy phone system) and a second wireless communication method represented by LTE (Long Term Evolution) (hereinafter referred to as “Long Termination Evolution”).
  • wireless B first wireless communication method represented by PHS (Personal Handy phone system)
  • LTE Long Term Evolution
  • Wireless A the wireless A has higher power consumption during wireless communication than the wireless B, and has a large communication amount and enables high-speed communication.
  • Wireless B has a small amount of communication and a low communication speed, but has low power consumption.
  • the communication system 100 includes a plurality of first base stations (PHS base stations 110a to 110d) corresponding to the radio B and a second base station (LTE base station 120) corresponding to the radio A, as illustrated. Further, the communication system 100 includes a backbone (communication network 130) such as the Internet and a dedicated line, a management server 140, and terminals (mobile stations 150) corresponding to the wireless A and the wireless B.
  • the management server 140 is wired to the base stations 110a to 110d and 120 via the communication network 130, and manages and holds information on the communication network 130 and the base stations 110a to 110d and 120, such as IP addresses. is doing.
  • the PHS base station 110 refers to all of the PHS base stations 110a, 110b, 110c, and 110d.
  • the communication system 100 there are areas 112a, 112b, 112c, and 112d in which wireless communication by a wireless B having a radius of about 200 m, for example, is possible with the PHS base station 110 as the center.
  • the LTE base station 120 there are an area 122 in which high-speed communication by the wireless A can be performed and an area 124 in which connection by the wireless A to the LTE base station 120 is possible.
  • wireless communication can be performed by any of the wireless A and wireless B communication methods.
  • the area 112c has a part 114 that overlaps the area 124, but the remaining part 116 indicated by hatching in the figure does not overlap the area 124. Therefore, even if the mobile station 150 is located in the area 112c, communication by the wireless B is possible, but whether the communication by the wireless A is communicable according to the communication state of the wireless A changes. Further, when the mobile station 150 is located in the area 112d, communication by the wireless B is possible, and communication by the wireless A is not possible.
  • the wireless B with the lower power consumption is selected preferentially over the wireless A with the higher power consumption among the wireless communication methods of the wireless A and the wireless B, and the mobile station 150 is in a standby state.
  • a configuration that reduces power consumption is adopted.
  • FIG. 2A and 2B are functional block diagrams illustrating the configurations of the mobile station 150 and the PHS base station 110 shown in FIG.
  • the mobile station 150 is a terminal corresponding to the wireless A and the wireless B and capable of wireless communication with both the PHS base station 110 and the LTE base station 120.
  • the mobile station 150 includes a control unit 152, a wireless A communication unit 154, a wireless B communication unit 156, a wireless A state storage unit 158, and a user I / F 160.
  • the control unit 152 includes a semiconductor integrated circuit including a central processing unit (CPU), and manages and controls the entire mobile station 150.
  • CPU central processing unit
  • the wireless A communication unit 154 performs wireless communication by wireless A with the LTE base station 120 via the communication antenna 154a.
  • the wireless B communication unit 156 performs wireless communication by wireless B with the PHS base station 110 via the communication antenna 156a.
  • wireless B communication part 156 receives the alerting
  • This notification signal includes communication information related to the communication state of the wireless A.
  • the wireless A state storage unit 158 includes a ROM, a RAM, an EEPROM, a nonvolatile RAM, a flash memory, an HDD, and the like.
  • the control unit 152 extracts communication information from the notification signal received by the wireless B communication unit 156 through the wireless B, and stores this communication information in the wireless A state storage unit 158.
  • the PHS base station 110 is compatible with the wireless B. Furthermore, for wireless A, the PHS base station 110 measures the received signal strength (RSSI), for example, and receives the information indicating the free resource by wired communication to acquire the communication information. As shown in FIG. 2B, the PHS base station 110 includes a control unit 170, a wireless A communication unit 172, a wireless A state storage unit 174, a wireless B communication unit 176, and a wired communication unit 178. Prepare.
  • RSSI received signal strength
  • the control unit 170 includes a semiconductor integrated circuit including a central processing unit (CPU), and manages and controls the entire PHS base station 110.
  • the wireless A communication unit 172 performs reception processing such as measuring RSSI of radio waves from the LTE base station 120 via the communication antenna 172a.
  • the wireless B communication unit 176 performs wireless communication by wireless B with the mobile station 150, for example, via the communication antenna 176a.
  • the wired communication unit 178 performs wired communication with the LTE base station 120 via the communication network 130 and receives information indicating the free resources of the LTE base station 120.
  • the control unit 170 acquires the communication information based on the RSSI measurement result from the wireless A communication unit 172 and the information indicating the free resource from the wired communication unit 178.
  • the communication information includes information indicating whether or not the radio A radio wave arrives and information indicating whether or not high-speed communication is possible when the radio wave arrives.
  • the control unit 170 stores this communication information in the wireless A state storage unit 174.
  • the wireless B communication unit 176 reads communication information from the wireless A state storage unit 174 in accordance with an instruction from the control unit 170, and reads it into a notification signal such as a control signal (CCH: Control Channel) that the local station periodically transmits.
  • a notification signal is transmitted by wireless B in a state including communication information.
  • FIG. 3 is a sequence diagram showing processing when the mobile station 150 shown in FIG. 1 starts communication.
  • the PHS base station 110 performs reception processing such as measuring the RSSI of the radio wave from the LTE base station 120 by the wireless A communication unit 172 (step S100).
  • the PHS base station 110 performs wired communication with the LTE base station 120 from the wired communication unit 178 via the communication network 130, and receives information indicating the presence / absence of free resources in the LTE base station 120 (step S102). .
  • the PHS base station 110 acquires the communication information related to the communication state of the wireless A from the information received in steps S100 and S102, includes the acquired communication information in a notification signal, and transmits the information on the wireless B (step S100). S104).
  • the mobile station 150 After receiving the notification signal transmitted in step S104 by wireless B, the mobile station 150 performs, for example, location registration with the PHS base station 110 by wireless B (step S106). Next, the PHS base station 110 performs paging on the mobile station 150 with the radio B (step S108).
  • the mobile station 150 determines that the control unit 152 needs high-speed wireless communication, that is, wireless communication by wireless A. Then (step S110), a connection request is made to the LTE base station 120 using the wireless A communication unit 154 (step S112), and wireless communication by the wireless A is started (step S114).
  • FIG. 4 is a flowchart showing an operation when the mobile station 150 shown in FIG. 1 is on standby.
  • the control unit 152 of the mobile station 150 determines whether or not the wireless B is visible at the time of standby (step S200). If visible, that is, the wireless B radio wave has arrived (Yes), the position registration of the own station, etc. It is determined whether or not there is a process (step S202).
  • step S202 If there is a process in step S202 (Yes), the control unit 152 executes the above process in the wireless B while acquiring communication information related to the communication state of the wireless A (step S204). When there is no processing of the own station in step S202 (No), the process returns to step S200 again. If wireless B is invisible in step S200 (No), control unit 152 determines whether wireless A is visible (step S206). Is determined (step S208).
  • step S208 If there is processing in step S208 (Yes), the control unit 152 performs processing by wireless A (step S210), and if there is no processing of the own station (No), the control unit 152 returns to step S200 again. On the other hand, if wireless A is invisible in step S206 (No), the control unit 152 controls the user I / F 160 to perform out-of-service display (step S212). Thus, since the mobile station 150 gives priority to the wireless B with low power consumption over the wireless A with high power consumption during standby, power consumption associated with processing can be reduced.
  • FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the mobile station 150 shown in FIG. 1 during communication.
  • the mobile station 150 determines whether the communication data amount of the mobile station is large during communication (step S300).
  • the communication data amount may be determined from the buffer storage amount in the mobile station 150, and can be determined by the type of communication. As an example, if the process of the own station is a process related to control such as location registration, the amount of communication data is small. If the process is other than control, the amount of communication data is considered large.
  • step S300 determines whether or not wireless communication with the wireless B can be connected (step S302). (Step S304).
  • step S300 determines whether communication by wireless A is possible based on the communication information. Determination is made (step S306). However, the determination in step S306 merely determines whether, for example, the wireless A is visible, and it is unclear whether the wireless A can actually connect to the LTE base station 120.
  • step S306 the control unit 152 further determines whether or not the connection with the LTE base station 120 by the wireless A is possible (step S308), and the connection is possible. If there is (Yes), communication by wireless A is performed (step S310). If communication by wireless A is impossible (No) in step S306 and connection by wireless A is impossible (No) in step S308, the process of step S302 is performed to determine whether wireless B can be connected. Determine.
  • the processing by the own station is processing related to control such as position registration, and the wireless B is maintained when the communication data amount is small.
  • This is processing related to other than control, and when the amount of communication data is large, switching to wireless A is performed. That is, since the mobile station 150 gives priority to the wireless B as long as the communication data amount is small, for example, power consumption during standby can be reduced. As a result, it is possible to reduce battery consumption and to wait for a long time.
  • FIG. 6 is a flowchart showing an overall flow of the PHS base station 110 shown in FIG.
  • the PHS base station 110 receives the radio A and stores the information (state) (step S402) if it is the timing at which the local station transmits the broadcast signal by the radio B (Yes in step S400).
  • step S402 corresponds to steps S100 and S102 shown in FIG. 3, the communication information is acquired, and the control unit 170 causes the wireless A state storage unit 174 to store the communication information.
  • control unit 170 sets the communication information in the notification signal, and transmits this notification signal by the wireless B (step S404). Note that the process of step S404 corresponds to step S104.
  • Step S406 determines whether or not there is communication
  • step S408 determines whether or not the wireless A can be connected
  • step S408 If the amount of data is small in step S408 (No), and if connection to the wireless A is impossible in step S410 (No), the control unit 170 starts data transfer as it is in the wireless B (step S412). On the other hand, if connection to the wireless A is possible in step S410, an instruction to switch from the wireless B to the wireless A is transmitted to the mobile station 150 by the wireless B (step S414).
  • communication information of wireless A (LTE) with high power consumption is included in a notification signal of wireless B (PHS) with low power consumption and transmitted.
  • PHS wireless B
  • the mobile station 150 maintains the data transfer with the wireless B based on the communication information and the communication data amount or reduces the power consumption accompanying the reception of the notification signal, or switches to the wireless A and transfers the data.
  • the mobile station 150 performs location registration at the time of standby only for the PHS base station 110 corresponding to the wireless B. For this reason, the mobile station 150 can reduce the power consumption accompanying the location registration performed at the time of standby.
  • the PHS base station 110 corresponding to the radio B with which the mobile station 150 has registered the location is sent information indicating that the mobile station 150 has performed location registration to the adjacent or surrounding LTE base stations 120.
  • the mobile station 150 may be transmitted by wired communication, and the location of the mobile station 150 may be registered in the LTE base station 120 corresponding to the wireless A.
  • the communication information includes information indicating whether or not the radio A radio wave arrives, and information indicating whether or not high-speed communication is possible when the radio wave arrives. For this reason, the mobile station 150 can maintain the wireless B without switching to the wireless A based on the communication information even when the amount of communication data processed by the mobile station 150 is large.
  • the communication information included in the notification signal includes information indicating whether or not the radio A radio wave arrives, and information indicating whether or not high-speed communication is possible when the radio wave arrives.
  • the present invention is not limited to this, and may be wireless communication quality, expected throughput, or the like.
  • the broadcast signal is a control signal (CCH) periodically transmitted by the own station, but is not limited thereto.
  • CCH control signal
  • Each base station identifier (CSID), broadcast channel (BCCH), broadcast incoming information channel (PCH) may be used.
  • the PHS base station 110 measures the received signal strength (RSSI) of the LTE base station 120 by the wireless A communication unit 172 when acquiring the communication information of the wireless A, but is not limited thereto.
  • the PHS base station 110 may support the wireless A in addition to the wireless B, and may acquire the communication information of the wireless A by performing wireless communication with the LTE base station 120 using the wireless A.
  • the communication information based on the information indicating the free resource of the radio A of the local station is acquired, and the communication information is notified to the radio B. It may be included in the information and transmitted.
  • the present invention can be used for a communication system and a communication method in which a plurality of wireless communication methods can be used, and a base station and a mobile station included in the communication system.

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Abstract

　第１無線通信方式に対応する第１基地局と、前記第１無線通信方式よりも無線通信時での通信速度が速くかつ消費電力が大きい第２無線通信方式に対応する第２基地局と、前記第１および第２無線通信方式に対応する移動局と、を備えた通信システムであって、前記第１基地局は、前記第２無線通信方式の通信状態に関する通信情報を取得し、前記第１基地局は、前記通信情報を含む報知信号を前記第１無線通信方式で送信する無線通信部を備え、前記移動局は、前記第１無線通信方式で前記報知信号を受信し、前記移動局は、該報知信号に含まれる前記通信情報と、前記移動局によって処理される通信データ量とに基づき、前記第１無線通信方式でのデータ通信を維持するか、該第１無線通信方式から前記第２無線通信方式に切替えるかを選択する制御部を備える。

Description

通信システム、基地局、移動局および通信方法
　本発明は、複数の無線通信方式が利用可能な通信システムおよび通信方法、この通信システムに含まれる基地局および移動局に関する。
　通信システムで利用可能な無線通信方式としては、例えば、ＰＨＳ(Personal Handy phone System)やＬＴＥ（Long Term Evolution）に代表される複数の無線通信方式が知られている。そして無線通信方式の発達の経緯により、複数の無線通信方式に対応した移動局が提供されている。具体例としては、以前から普及していてカバーエリアが広いＰＨＳと、高速通信が可能ではあるがまだカバーエリアが限られているＬＴＥの両方で接続可能な移動局が提供されている。
　一般的に、通信システムにおいて複数の無線通信方式が利用可能であれば、移動局は、より高速な方式を利用する。これは、データ転送速度が高速である方が様々なサービスを円滑に提供することができるためである。
　しかしながら、新しい高速な無線通信方式は、往々にして消費電力も大きくなる傾向にある。これは、第１に多値変調でもエラーを少なくするために電波の出力を上げる必要があるためである。第２に、圏外または電波が弱い場合に移動局内でアンプ出力を大きくするためである。第３に、カバーエリアが狭いこともあいまって、待ち受け時のセルサーチの消費電力が大きくなってしまうためである。
　これに対して、特許文献１、２には、消費電力の異なる複数の無線通信方式に対応する移動局が、バッテリ残量に応じて利用する無線通信方式を切替える技術が記載されている。
日本国特開２００９－１９４８０５号公報 日本国特開２０１０－１６６３５５号公報
　特許文献１、２に記載の技術は、バッテリ残量が少なくなった場合のみ、消費電力の小さい無線通信方式を優先させるものであり、それ以外の状況すなわちバッテリ残量が多い場合などでは、消費電力の大きい（高速な）無線通信方式を利用している。
　このように上記技術では、消費電力の異なる複数の無線通信方式が利用可能である場合において、移動局の消費電力を十分に低減することは困難である。
　本発明は、消費電力の異なる複数の無線通信方式に対応しつつ、消費電力を十分に低減できる通信システム、基地局、移動局および通信方法を提供する。
　本発明の一態様にかかる通信システムは、第１無線通信方式に対応する第１基地局と、第１無線通信方式よりも無線通信時での通信速度が速くかつ消費電力が大きい第２無線通信方式に対応する第２基地局と、第１および第２無線通信方式に対応する移動局と、を備えた通信システムであって、第１基地局は、第２無線通信方式の通信状態に関する通信情報を取得し、また第１基地局は、前記通信情報を含む報知信号を第１無線通信方式で送信する無線通信部を備え、移動局は、第１無線通信方式で報知信号を受信し、また、移動局は、報知信号に含まれる通信情報と、前記移動局によって処理される通信データ量とに基づき、第１無線通信方式でのデータ通信を維持するか、第１無線通信方式から第２無線通信方式に切替えるかを選択する制御部を備える。
　上記の通信システムにおいて、移動局の制御部は、移動局によって処理される通信データ量が小さいときには、第１無線通信方式を維持し、通信データ量が大きいときには、第２無線通信方式に切替えてもよい。
　上記の通信システムにおいて、第１基地局は、第２基地局から通信情報を取得してもよい。
　上記の通信システムにおいて、第１基地局は、第１無線通信方式に加え第２無線通信方式にも対応し、第１基地局の第２無線通信方式の通信情報を取得してもよい。
　上記の通信システムにおいて、移動局は、少なくとも第１無線通信方式に対応する第１基地局に位置登録を行ってもよい。
　上記の通信システムにおいて、通信情報は、第２無線通信方式の電波が到達するか否かを示す情報と、電波が到達したとき高速通信可能か否かを示す情報とを含んでもよい。
　上記の通信システムにおいて、移動局の制御部は、待ち受け時において、第１無線通信方式の電波が到達し、移動局の処理があるときには、通信情報を取得しつつ、処理を第１無線通信方式で実行し、第１無線通信方式の電波が到達せず、第２無線通信方式の電波が到達し、移動局の処理があるときには、処理を第２無線通信方式で実行するとしてもよい。
　本発明の一態様にかかる基地局は、少なくとも第１無線通信方式に対応する基地局であって、第１無線通信方式よりも無線通信時での通信速度が速くかつ消費電力が大きい第２無線通信方式の通信状態に関する通信情報を取得し、通信情報を含む報知信号を第１無線通信方式で移動局に送信する。
　本発明の一態様にかかる移動局は、少なくとも第１無線通信方式に対応する基地局から、第１無線通信方式よりも無線通信時での通信速度が速くかつ消費電力が大きい第２無線通信方式の通信状態に関する通信情報を含む報知信号を受信する移動局であって、前記移動局は、第１無線通信方式で報知信号を受信し、前記移動局は、報知信号に含まれる通信情報と、移動局によって処理される通信データ量とに基づき、第１無線通信方式でのデータ通信を維持するか、第１無線通信方式から第２無線通信方式に切替えるかを選択する制御部を備える。
　本発明の一態様にかかる通信方法は、第１無線通信方式に対応する第１基地局と、第１無線通信方式よりも無線通信時での通信速度が速くかつ消費電力が大きい第２無線通信方式に対応する第２基地局と、第１および第２無線通信方式に対応する移動局と、を用いて通信を行う通信方法であって、通信方法は、第１基地局による第２無線通信方式の通信状態に関する通信情報を取得し、第１基地局による通信情報を含む報知信号を前記第１無線通信方式で送信し、移動局による前記第１無線通信方式で前記報知信号を受信し、前記移動局による該報知信号に含まれる前記通信情報と、移動局によって処理される通信データ量とに基づき、前記第１無線通信方式でのデータ通信を維持するか、該第１無線通信方式から前記第２無線通信方式に切替えるかの選択をする。
　本発明によれば、消費電力の異なる複数の無線通信方式に対応しつつ、消費電力を十分に低減できる通信システム、基地局、移動局および通信方法を提供することができる。
図1は、本実施形態にかかる通信システムの概略構成を示すブロック図である。 図２の（Ａ）、図２の（Ｂ）は、図１に示す移動局およびＰＨＳ基地局の構成を例示する機能ブロック図である。 図３は、図１に示す移動局が通信を開始する際の処理を示すシーケンス図である。 図４は、図１に示す移動局の待ち受け時の動作を示すフローチャートである。 図５は、図１に示す移動局の通信時の動作を示すフローチャートである。 図６は、図１に示すＰＨＳ基地局の全体の流れを示すフローチャートである。
本発明の詳細な説明
　以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
　図１は、本実施形態にかかる通信システムの概略構成を示すブロック図である。かかる通信システム１００は、消費電力の異なる２つの無線通信方式が利用可能となっている。２つの無線通信方式とは、ＰＨＳ(Personal Handy phone System)に代表される第１無線通信方式（以下、無線Ｂ）、およびＬＴＥ（Long Term Evolution）に代表される第２無線通信方式（以下、無線Ａ）である。なお、無線Ａは、無線Ｂに比べて、無線通信時の消費電力が大きく、また通信量が大きく高速通信が可能である。無線Ｂは、通信量が小さく通信速度が遅いものの、消費電力が小さい。
　通信システム１００は、図示のように、無線Ｂに対応する複数の第１基地局（ＰＨＳ基地局１１０ａ～１１０ｄ）と、無線Ａに対応する第２基地局（ＬＴＥ基地局１２０）とを含む。さらに、通信システム１００は、インターネットや専用回線等のバックボーン（通信網１３０）と、管理サーバ１４０と、無線Ａおよび無線Ｂに対応する端末（移動局１５０）とを含んで構成されている。なお管理サーバ１４０は、各基地局１１０ａ～１１０ｄ、１２０と通信網１３０を介して有線接続されていて、通信網１３０や各基地局１１０ａ～１１０ｄ、１２０の情報、例えばＩＰアドレスなどを管理し保持している。
　以下の説明では、特にことわらない限り、ＰＨＳ基地局１１０と称した際には、ＰＨＳ基地局１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄの全てをさすものとする。通信システム１００では、図示のように、ＰＨＳ基地局１１０を中心にして例えば半径２００ｍ程度の無線Ｂによる無線通信が可能なエリア１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１２ｄが存在している。また、ＬＴＥ基地局１２０の周辺には、無線Ａによる高速通信が可能なエリア１２２と、ＬＴＥ基地局１２０との無線Ａによる接続が可能となるエリア１２４とが存在している。
　通信システム１００において、エリア１１２ａ、１１２ｂに移動局１５０が位置すれば、無線Ａ、無線Ｂいずれの通信方式によっても無線通信が可能となる。また、エリア１１２ｃは、その一部１１４がエリア１２４と重なっているものの、図中斜線で示す残りの部分１１６はエリア１２４と重なっていない。よって、移動局１５０は、エリア１１２ｃに位置しても、無線Ｂによる通信は可能であるが、無線Ａによる通信は無線Ａの通信状態に応じて通信可能か否かが変化する。また、移動局１５０がエリア１１２ｄに位置した場合には、無線Ｂによる通信が可能であり、無線Ａによる通信は不可となる。
　本実施形態にかかる通信システム１００では、無線Ａ、無線Ｂの無線通信方式のうち、消費電力の小さい無線Ｂを、消費電力の大きい無線Ａよりも優先的に選択し、移動局１５０の待ち受け時などの消費電力を低減する構成を採用した。
　図２の（Ａ）、図２の（Ｂ）は、図１に示す移動局１５０およびＰＨＳ基地局１１０の構成を例示する機能ブロック図である。移動局１５０は、無線Ａおよび無線Ｂに対応し、ＰＨＳ基地局１１０、ＬＴＥ基地局１２０のいずれとも無線通信可能な端末である。移動局１５０は、図２の（Ａ）に示すように、制御部１５２と、無線Ａ通信部１５４と、無線Ｂ通信部１５６と、無線Ａ状態記憶部１５８と、ユーザＩ／Ｆ１６０とを備える。制御部１５２は、中央処理装置（ＣＰＵ）を含む半導体集積回路などで構成され、移動局１５０全体を管理および制御する。
　無線Ａ通信部１５４は、通信アンテナ１５４ａを介して、ＬＴＥ基地局１２０との無線Ａによる無線通信を行う。無線Ｂ通信部１５６は、通信アンテナ１５６ａを介して、ＰＨＳ基地局１１０との無線Ｂによる無線通信を行う。また、詳細は後述するが、無線Ｂ通信部１５６は、ＰＨＳ基地局１１０から無線Ｂで送信された報知信号を受信する。この報知信号には、無線Ａの通信状態に関する通信情報が含まれている。
　無線Ａ状態記憶部１５８は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ、不揮発性ＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＨＤＤ等で構成されている。制御部１５２は、無線Ｂ通信部１５６が無線Ｂにより受信した報知信号から通信情報を抽出し、この通信情報を無線Ａ状態記憶部１５８に記憶する。
　ＰＨＳ基地局１１０は、無線Ｂに対応している。さらに、無線Ａに関しては、ＰＨＳ基地局１１０は、例えば受信信号強度（ＲＳＳＩ）を測定し、さらに有線通信により空きリソースを示す情報を受信することで、上記通信情報を取得する。ＰＨＳ基地局１１０は、図２の（Ｂ）に示すように、制御部１７０と、無線Ａ通信部１７２と、無線Ａ状態記憶部１７４と、無線Ｂ通信部１７６と、有線通信部１７８とを備える。
　制御部１７０は、中央処理装置（ＣＰＵ）を含む半導体集積回路などで構成され、ＰＨＳ基地局１１０全体を管理および制御する。無線Ａ通信部１７２は、通信アンテナ１７２ａを介して、ＬＴＥ基地局１２０からの電波のＲＳＳＩを測定するなど受信処理を行う。無線Ｂ通信部１７６は、通信アンテナ１７６ａを介して、例えば移動局１５０との無線Ｂによる無線通信を行う。有線通信部１７８は、通信網１３０を介してＬＴＥ基地局１２０との有線通信を行い、ＬＴＥ基地局１２０の空きリソースを示す情報を受信する。
　制御部１７０は、無線Ａ通信部１７２からのＲＳＳＩの測定結果と、有線通信部１７８からの空きリソースを示す情報とに基づく、上記通信情報を取得する。なお通信情報としては、無線Ａの電波が到達するか否かを示す情報、電波が到達したとき高速通信可能か否かを示す情報が挙げられる。
　制御部１７０は、この通信情報を無線Ａ状態記憶部１７４に記憶させる。無線Ｂ通信部１７６は、制御部１７０の指示に従い、無線Ａ状態記憶部１７４から通信情報を読み出し、自局が定期的に送信する制御信号（ＣＣＨ：Control Channel）などの報知信号に、読み出した通信情報を含めた状態で、報知信号を無線Ｂで送信する。
　図３は、図１に示す移動局１５０が通信を開始する際の処理を示すシーケンス図である。まず、ＰＨＳ基地局１１０は、無線Ａ通信部１７２によりＬＴＥ基地局１２０からの電波のＲＳＳＩを測定するなどの受信処理を行う（ステップＳ１００）。つぎに、ＰＨＳ基地局１１０は、有線通信部１７８から通信網１３０を介してＬＴＥ基地局１２０との有線通信を行い、ＬＴＥ基地局１２０の空きリソースの有無を示す情報を受信する（ステップＳ１０２）。
　続いて、ＰＨＳ基地局１１０は、ステップＳ１００、Ｓ１０２で受信した情報から無線Ａの通信状態に関する上記通信情報を取得し、この取得した通信情報を報知信号に含めて、無線Ｂで送信する（ステップＳ１０４）。
　移動局１５０は、ステップＳ１０４で送信された報知信号を無線Ｂで受信した後、例えば位置登録をＰＨＳ基地局１１０に対して無線Ｂで行う（ステップＳ１０６）。つぎに、ＰＨＳ基地局１１０は、無線Ｂで移動局１５０にページングを行う（ステップＳ１０８）。
　移動局１５０は、ステップＳ１０４で受信した報知信号に含まれる通信情報と、自局が処理する通信データ量とに基づいて、制御部１５２が高速無線すなわち無線Ａによる無線通信が必要であると判定すると（ステップＳ１１０）、無線Ａ通信部１５４を用いてＬＴＥ基地局１２０に接続要求を行い（ステップＳ１１２）、無線Ａによる無線通信を開始する（ステップＳ１１４）。
　図４は、図１に示す移動局１５０の待ち受け時の動作を示すフローチャートである。移動局１５０の制御部１５２は、待ち受け時において、無線Ｂが可視か否かを判定し（ステップＳ２００）、可視すなわち無線Ｂの電波が到達している場合（Ｙｅｓ）、自局の位置登録などの処理があるか否かを判定する（ステップＳ２０２）。
　ステップＳ２０２で処理があれば（Ｙｅｓ）、制御部１５２は、無線Ａの通信状態に関する通信情報を取得しつつ、上記処理を無線Ｂで実行する（ステップＳ２０４）。ステップＳ２０２で自局の処理がない場合（Ｎｏ）、再び上記ステップＳ２００に戻る。ステップＳ２００で無線Ｂが不可視であれば（Ｎｏ）、制御部１５２は、無線Ａが可視か否かを判定し（ステップＳ２０６）、可視であれば続いて、自局の処理があるか否かを判定する（ステップＳ２０８）。
　制御部１５２は、ステップＳ２０８で処理があれば（Ｙｅｓ）、無線Ａによる処理を行い（ステップＳ２１０）、自局の処理がない場合（Ｎｏ）、再びステップＳ２００に戻る。一方、ステップＳ２０６で無線Ａが不可視であれば（Ｎｏ）、制御部１５２は、ユーザＩ／Ｆ１６０を制御して、圏外表示を行う（ステップＳ２１２）。このように、移動局１５０は、待ち受け時において消費電力の小さい無線Ｂを、消費電力の大きい無線Ａよりも優先させているので、処理に伴う消費電力を削減できる。
　図５は、図１に示す移動局１５０の通信時の動作を示すフローチャートである。移動局１５０は、通信時において自局の通信データ量が多いか否かを判定する（ステップＳ３００）。なお、通信データ量は、移動局１５０内のバッファの蓄積量から判定すればよく、また、通信の種別によっても判定可能とされる。一例として、自局の処理が位置登録などの制御に関する処理であれば、通信データ量は小さく、制御以外の処理であれば通信データ量は大きいと考えられる。
　ステップＳ３００で通信データ量が小さい場合には（Ｎｏ）、制御部１５２は、無線Ｂでの無線通信が接続可能か否かを判定し（ステップＳ３０２）、接続可能であれば、無線Ｂによる通信を実施する（ステップＳ３０４）。
　一方、制御部１５２は、ステップＳ３００で通信データ量が多いとき（Ｙｅｓ）、また、ステップＳ３０２で無線Ｂが接続不能であれば、上記通信情報に基づいて無線Ａによる通信が可能か否かを判定する（ステップＳ３０６）。ただし、ステップＳ３０６の判定は、例えば無線Ａが可視か否かを判定しているに過ぎず、実際に無線ＡでＬＴＥ基地局１２０との接続が可能か否かは不明である。
　そこで、ステップＳ３０６で無線Ａによる通信が可能であれば（Ｙｅｓ）、制御部１５２は、無線ＡによるＬＴＥ基地局１２０との接続が可能か否かをさらに判定し（ステップＳ３０８）、接続可能であれば（Ｙｅｓ）、無線Ａによる通信を実施する（ステップＳ３１０）。なお、上記ステップＳ３０６で無線Ａによる通信が不能（Ｎｏ）、また、ステップＳ３０８で無線Ａによる接続が不能（Ｎｏ）であれば、上記ステップＳ３０２の処理を行い、無線Ｂが接続可能か否かを判定する。
　このように、移動局１５０では、自局による処理が位置登録などの制御に関する処理であり、通信データ量が小さいとき、無線Ｂを維持する。制御以外に関する処理であり、通信データ量が大きいとき、無線Ａに切替える。つまり、移動局１５０は、通信データ量が小さい限りにおいて、無線Ｂを優先するので、例えば待ち受け時の消費電力を削減できる。その結果、バッテリの消費を減らし長時間の待ち受けが可能となる。
　図６は、図１に示すＰＨＳ基地局１１０の全体の流れを示すフローチャートである。ＰＨＳ基地局１１０は、自局が報知信号を無線Ｂで送信するタイミングであれば（ステップＳ４００、Ｙｅｓ）、無線Ａを受信しその情報（状態）を保存する（ステップＳ４０２）。なおステップＳ４０２の処理は、図３に示したステップＳ１００およびＳ１０２に対応していて、上記通信情報を取得し、制御部１７０が通信情報を無線Ａ状態記憶部１７４に記憶させる。
　続いて、制御部１７０は、通信情報を報知信号に含めた状態とし、この報知信号を無線Ｂで送信する（ステップＳ４０４）。なおステップＳ４０４の処理は、上記ステップＳ１０４に対応している。
　一方、ステップＳ４００で、報知信号を報知するタイミングでなければ（Ｎｏ）、制御部１７０は、通信があるか否かを判定し（ステップＳ４０６）、通信があれば（Ｙｅｓ）、さらに通信データ量が多いか否かを判定する（ステップＳ４０８）。つぎに、制御部１７０は、通信データ量が多いと（Ｙｅｓ）、無線Ａに接続可能か否かを判定する（ステップＳ４１０）。
　制御部１７０は、ステップＳ４０８でデータ量が小さく（Ｎｏ）、また、ステップＳ４１０で無線Ａに接続不能であれば（Ｎｏ）、無線Ｂでそのままデータ転送を開始する（ステップＳ４１２）。一方、ステップＳ４１０で無線Ａに接続可能であれば、移動局１５０に対して無線Ｂから無線Ａに切替える指示を、無線Ｂで送信する（ステップＳ４１４）。
　本実施形態によれば、消費電力が異なる２つの無線通信方式のうち、消費電力の大きい無線Ａ（ＬＴＥ）の通信情報を、消費電力の小さい無線Ｂ（ＰＨＳ）の報知信号に含ませて送信する。このため、移動局１５０は、報知信号の受信に伴う消費電力を削減しつつ、通信情報および通信データ量に基づいて、無線Ｂのままデータ転送を維持するか、あるいは無線Ａに切替えてデータ転送を開始するかを選択できる。つまり、通信システム１００によれば、消費電力の小さい無線Ｂを、消費電力の大きい無線Ａよりも優先的に選択できるので、消費電力を削減できる。
　移動局１５０は、例えば待ち受け時での位置登録を、無線Ｂに対応するＰＨＳ基地局１１０に対してのみ行う。このため、移動局１５０は、待ち受け時に行われる位置登録に伴う消費電力を削減できる。なお、このとき、移動局１５０が位置登録を行った無線Ｂに対応するＰＨＳ基地局１１０は、当該移動局１５０が位置登録を行ったことを示す情報を隣接または周囲のＬＴＥ基地局１２０に、例えば、有線通信により送信し、当該移動局１５０を、無線Ａに対応するＬＴＥ基地局１２０に位置登録するようにしてもよい。
　また、通信情報は、無線Ａの電波が到達するか否かを示す情報、電波が到達したとき高速通信可能か否かを示す情報を含む。このため、移動局１５０は、自局が処理する通信データ量が大きいときでも、通信情報に基づいて無線Ａに切替えず、無線Ｂを維持することができる。
　上記実施形態では、報知信号に含まれる通信情報としては、無線Ａの電波が到達するか否かを示す情報、電波が到達したとき高速通信可能か否かを示す情報を含むようにしたが、これに限られず、無線通信の品質や予想されるスループットなどであってもよい。
　また、報知信号としては、自局が定期的に送信する制御信号（ＣＣＨ）を挙げたが、これに限られず、各基地局の識別子（ＣＳＩＤ）、報知用チャネル（ＢＣＣＨ）、報知着信情報チャネル（ＰＣＨ）であってもよい。
　さらに、ＰＨＳ基地局１１０は、無線Ａの通信情報を取得するとき、無線Ａ通信部１７２によりＬＴＥ基地局１２０の受信信号強度（ＲＳＳＩ）を測定するようにしたが、これに限定されない。一例として、ＰＨＳ基地局１１０が、無線Ｂに加え無線Ａにも対応し、ＬＴＥ基地局１２０と無線Ａによる無線通信を行うことで、無線Ａの通信情報を取得してもよい。また、ＰＨＳ基地局１１０が、無線Ｂに加え無線Ａにも対応する場合は、例えば、自局の無線Ａの空きリソースを示す情報に基づく通信情報を取得し、当該通信情報を無線Ｂの報知情報に含ませて送信してもよい。
　以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
　本発明は、複数の無線通信方式が利用可能な通信システムおよび通信方法、この通信システムに含まれる基地局および移動局に利用することができる。
　本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
　本出願は、２０１３年５月２８日出願の日本特許出願・出願番号2013-111941に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
１００…通信システム　１１０、１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ…ＰＨＳ基地局　１２０…ＬＴＥ基地局　１３０…通信網　１４０…管理サーバ　１５０…移動局　１５２、１７０…制御部　１５４、１７２…無線Ａ通信部　１５６、１７６…無線Ｂ通信部　１５８、１７４…無線Ａ状態記憶部　１６０…ユーザＩ／Ｆ　１７８…有線通信部

Claims (10)

  1. 　第１無線通信方式に対応する第１基地局と、
    　前記第１無線通信方式よりも無線通信時での通信速度が速くかつ消費電力が大きい第２無線通信方式に対応する第２基地局と、
    　前記第１および第２無線通信方式に対応する移動局と、を備えた通信システムであって、
    　前記第１基地局は、前記第２無線通信方式の通信状態に関する通信情報を取得し、前記第１基地局は、前記通信情報を含む報知信号を前記第１無線通信方式で送信する無線通信部を備え、
    　前記移動局は、前記第１無線通信方式で前記報知信号を受信し、前記移動局は、該報知信号に含まれる前記通信情報と、前記移動局によって処理される通信データ量とに基づき、前記第１無線通信方式でのデータ通信を維持するか、該第１無線通信方式から前記第２無線通信方式に切替えるかを選択する制御部を備える。
  2. 　前記移動局の前記制御部は、移動局による処理の前記通信データ量が小さいときには、前記第１無線通信方式を維持し、通信データ量が大きいときには、前記第２無線通信方式に切替える請求項１に記載の通信システム。
  3. 　前記第１基地局は、前記第２基地局から前記通信情報を取得する請求項１に記載の通信システム。
  4. 　前記第１基地局は、前記第１無線通信方式に加え前記第２無線通信方式にも対応し、前記第１基地局の該第２無線通信方式の通信情報を取得する請求項１に記載の通信システム。
  5. 　前記移動局は、少なくとも前記第１無線通信方式に対応する前記第１基地局に位置登録を行う請求項１に記載の通信システム。
  6. 　前記通信情報は、前記第２無線通信方式の電波が到達するか否かを示す情報と、電波が到達したとき高速通信可能か否かを示す情報とを含む請求項１に記載の通信システム。
  7. 　前記移動局の制御部は、待ち受け時において、
    　前記第１無線通信方式の電波が到達し、前記移動局の処理があるときには、前記通信情報を取得しつつ、該処理を第１無線通信方式で実行し、
    　前記第１無線通信方式の電波が到達せず、前記第２無線通信方式の電波が到達し、前記移動局の処理があるときには、該処理を第２無線通信方式で実行する請求項１に記載の通信システム。
  8. 　少なくとも第１無線通信方式に対応する基地局であって、
    　前記基地局は前記第１無線通信方式よりも無線通信時での通信速度が速くかつ消費電力が大きい第２無線通信方式の通信状態に関する通信情報を取得し、前記通信情報を含む報知信号を前記第１無線通信方式で移動局に送信する。
  9. 　少なくとも第１無線通信方式に対応する基地局から、前記第１無線通信方式よりも無線通信時での通信速度が速くかつ消費電力が大きい第２無線通信方式の通信状態に関する通信情報を含む報知信号を受信する移動局であって、
    　前記移動局は、前記第１無線通信方式で前記報知信号を受信し、前記移動局は、該報知信号に含まれる前記通信情報と、前記移動局によって処理される通信データ量とに基づき、前記第１無線通信方式でのデータ通信を維持するか、該第１無線通信方式から前記第２無線通信方式に切替えるかを選択する制御部を備える。
  10. 　第１無線通信方式に対応する第１基地局と、
    　前記第１無線通信方式よりも無線通信時での通信速度が速くかつ消費電力が大きい第２無線通信方式に対応する第２基地局と、
    　前記第１および第２無線通信方式に対応する移動局と、を用いて通信を行う通信方法であって、前記通信方法は、
    　前記第１基地局による前記第２無線通信方式の通信状態に関する通信情報を取得し、
    　前記第１基地局による該通信情報を含む報知信号を前記第１無線通信方式で送信し、
    　前記移動局による前記第１無線通信方式で前記報知信号を受信し、
    　前記移動局による該報知信号に含まれる前記通信情報と、前記移動局によって処理される通信データ量とに基づき、前記第１無線通信方式でのデータ通信を維持するか、該第１無線通信方式から前記第２無線通信方式に切替えるかの選択をする。
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