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JP2008131587A - 無線通信端末及び無線通信方法 - Google Patents

無線通信端末及び無線通信方法 Download PDF

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Abstract

【課題】無線通信端末の移動に際して、消費電力を低減すること。
【解決手段】携帯電話機10(無線通信端末)は、アクセスポイントと自端末との間の無線通信における通信品質を測定する通信品質測定部110と、自端末と通信可能な他のアクセスポイントを探索するためにスキャンを行うスキャン実行部120とを備える。スキャン実行部120は、通信品質測定部110が測定した通信品質がスキャン閾値(第1の閾値)未満となった場合に、第1のスキャン間隔毎に、スキャンを行う。更に、スキャン実行部120は、通信品質測定部110が測定した通信品質がスキャン閾値より低いHO閾値(第2の閾値)未満となった場合に、第1のスキャン間隔より短い第2のスキャン間隔毎に、スキャンを行う。
【選択図】図4

Description

本発明は、無線通信端末及び無線通信方法に関するものである。
従来、携帯電話機等の無線通信端末は、基地局となるアクセスポイント(AP:Access Point)を介してインターネットに接続し、他の無線通信端末と例えばVoIP(Voice over IP)通信等のデータ送受信を行う。無線通信端末がある地点から他の地点へ移動する場合に、該端末はそれまで接続していたアクセスポイントから、より通信品質の高いアクセスポイントに切り替えるという、いわゆるハンドオーバ(Hand Over)を行う。無線通信端末は、このハンドオーバに先立ち、自端末と通信可能なアクセスポイントを探索するという、いわゆるスキャン(Scan)を行う(例えば、特許文献1参照)。
特開2004−180297号公報
上記スキャンやハンドオーバが行われることにより、無線通信端末は電力を消費する。無線通信端末が頻繁に移動する場合には、該移動に伴うスキャンやハンドオーバも頻繁に行われ、該端末により消費される電力が増加する。
一方で、携帯電話機等の無線通信端末に、例えばパソコンに供給するような常時電源を与えることは難しい。また、無線通信端末は、小型化される傾向であり、バッテリサイズに制限される場合が多く、確保可能な電力量には限界がある。
そこで、本発明は、上記に鑑みてなされたもので、無線通信端末の移動に際して、消費電力を低減することが可能な無線通信端末及び無線通信方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の無線通信端末は、アクセスポイントと自端末との間の無線通信における通信品質を測定する通信品質測定手段と、自端末と通信可能な他のアクセスポイントを探索するためにスキャンを行うスキャン実行手段とを備え、スキャン実行手段は、通信品質測定手段が測定した通信品質が第1の閾値未満となった場合に、第1のスキャン間隔毎に、スキャンを行い、通信品質測定手段が測定した通信品質が第1の閾値より低い第2の閾値未満となった場合に、第1のスキャン間隔より短い第2のスキャン間隔毎に、スキャンを行うことを特徴とする。
また、本発明無線通信方法は、アクセスポイントと無線通信を行う無線通信端末における無線通信方法であって、通信品質測定手段が、アクセスポイントと自端末との間の無線通信における通信品質を測定する通信品質測定ステップと、スキャン実行手段が、自端末と通信可能な他のアクセスポイントを探索するためにスキャンを行うスキャン実行ステップとを備え、スキャン実行ステップにおいては、通信品質測定ステップにより測定された通信品質が第1の閾値未満となった場合に、スキャン実行手段が、第1のスキャン間隔毎に、スキャンを行い、通信品質測定ステップにより測定された通信品質が第1の閾値より低い第2の閾値未満となった場合に、スキャン実行手段が、第1のスキャン間隔より短い第2のスキャン間隔毎に、スキャンを行うことを特徴とする。
このような本発明の無線通信端末及び無線通信方法によれば、アクセスポイントと自端末との間における通信品質が第1の閾値未満となった場合に、スキャン実行手段が第1のスキャン間隔毎にスキャンを行う。また、上記通信品質が第1の閾値より低い第2の閾値未満となった場合に、スキャン実行手段は、第1のスキャン間隔より短い第2のスキャン間隔毎にスキャンを行う。
このように、本発明によれば、アクセスポイントと自端末との間における通信状況に応じて、スキャンを行う頻度を調整することができる。すなわち、通信品質が第2の閾値未満となった後は、第2のスキャン間隔毎の頻繁なスキャンが行われ、自端末と通信可能なアクセスポイントを早く探索することができる。また、通信品質が第2の閾値未満となる前までは、第1のスキャン間隔毎にスキャンを行うことによって、スキャンが行われる回数を減らすことが可能であり、該減らした分だけ、消費電力を低減することができる。したがって、例えば通信品質の良いときに頻繁なスキャンが行われることを防止するなど、不要なスキャンによって電力が無駄に消費されることを抑制することができる。
また、無線通信端末は、スキャン実行手段が、第1のスキャン間隔毎に行ったスキャンにより、自端末と通信可能な他のアクセスポイントを探索した場合に、該アクセスポイントを特定する情報を格納する格納手段と、通信品質測定手段が測定した通信品質が第2の閾値未満となった場合に、ハンドオーバを行うハンドオーバ実行手段とを更に備え、ハンドオーバ実行手段は、情報が格納手段に格納された場合に、該情報により特定されるアクセスポイントにハンドオーバを行い、情報が格納手段に格納されていない場合に、スキャン実行手段が第2のスキャン間隔毎に行ったスキャンにより探索したアクセスポイントにハンドオーバを行う。
また、無線通信方法は、スキャン実行ステップにて、第1のスキャン間隔毎に行われたスキャンにより、自端末と通信可能な他のアクセスポイントが探索された場合に、格納手段が、該アクセスポイントを特定する情報を格納する格納ステップと、通信品質測定ステップにより測定された通信品質が第2の閾値未満となった場合に、ハンドオーバ実行手段がハンドオーバを行うハンドオーバ実行ステップとを更に備え、ハンドオーバ実行ステップにおいては、情報が格納ステップにて格納された場合に、ハンドオーバ実行手段が、該情報により特定されるアクセスポイントにハンドオーバを行い、情報が格納ステップにて格納されなかった場合に、ハンドオーバ実行手段が、スキャン実行ステップにて第2のスキャン間隔毎に行われたスキャンにより探索されたアクセスポイントにハンドオーバを行う。
これらの発明によれば、第1のスキャン間隔毎に行ったスキャンによって自端末と通信可能な他のアクセスポイントが探索された場合に、すぐにハンドオーバを実行せず、該アクセスポイントを特定する情報を格納する。このように、通信品質が第2の閾値未満となる前まではハンドオーバを実行しないことにより、行わなかったハンドオーバの分だけ、消費電力を低減することができる。そして、通信品質が第2の閾値未満となったことによってハンドオーバ実行手段がハンドオーバを実行する際には、上記情報が格納されている場合には、改めてスキャンを行わずに、上記情報により特定されるアクセスポイントにハンドオーバを行うことができる。したがって、行わなかったスキャンの分だけ、消費電力を低減することができる。
また、無線通信端末においては、通信品質測定手段は、アクセスポイントから受信した電波の強度に基づいて、通信品質を測定する。本発明の無線通信端末は、アクセスポイントから受信した電波の強度を通信品質の尺度として用いる場合に、特に有用である。
本発明によれば、無線通信端末の移動に際して、消費電力を低減することができる。
以下、添付図面を参照して本発明にかかる無線通信端末及び無線通信方法の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
まず、本発明の無線通信端末を含む実施形態として無線通信システム1の構成について、図1を参照しながら説明する。図1は、無線通信システム1の構成概要図である。図1に示すように、無線通信システム1は、携帯電話機10(無線通信端末)、及び複数のアクセスポイント20a〜20dを備える。以下、複数のアクセスポイント20a〜20dを総称して「アクセスポイント20」ともいう。携帯電話機10とアクセスポイント20とは、通信網30を介して、互いに通信可能なように構成されている。通信網30は、例えばVoIP通信を行うための無線LANである。
本実施形態における携帯電話機10は、VoIP通信を行う際に用いられる通信端末であり、無線通信によってアクセスポイント20と無線リンクが接続される端末であれば如何なる無線通信端末であっても良い。図2は、携帯電話機10のハードウェア構成図である。携帯電話機10は、物理的には、図2に示すように、CPU41、主記憶装置であるROM42及びRAM43、操作ボタンなどの操作部44、LCD(Liquid Crystal Display)などのディスプレイ45、他の端末との間でデータの送受信を無線で行うデバイスである無線通信部46、メモリディバイス等の補助記憶装置47等を備えて構成される。ROM42やRAM43等の記憶装置には、自端末と無線通信を行うアクセスポイントのプロファイルが格納される。該プロファイルには、例えばESSID(Extended Service Set IDentifier)等の無線LANのネットワークを識別するためのグループ名や、通信網30と接続するための設定情報等が含まれる。後述する携帯電話機10の各機能は、図2に示すCPU41、RAM43等のハードウェア上に所定のソフトウェアを読み込ませることにより、CPU41の制御のもとで操作部44、ディスプレイ45、無線通信部46を動作させると共に、RAM43や補助記憶装置47におけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで実現される。
図1に戻り、携帯電話機10の機能的な構成について説明する。携帯電話機10は、図1に示すように、通信品質測定部110(通信品質測定手段)、スキャン実行部120(スキャン実行手段)、ハンドオーバ実行部130(ハンドオーバ実行手段)、及び格納部140(格納手段)を含んで構成される。
通信品質測定部110は、アクセスポイント20と自端末との間の無線通信における通信品質を測定するものである。具体的に、通信品質測定部110は、自端末の周辺に設置されているアクセスポイント(以下、「周辺AP」という。)から定期的に送られてくるビーコン信号を受信し、このビーコン信号の電波強度を測定する。測定された電波強度は、通信品質を表す尺度として用いられる。周辺APには、現時点で自端末と無線リンクが接続されているアクセスポイント(以下、「接続AP」という。)だけでなく、現時点では自端末と無線リンクが接続されていないアクセスポイント(以下、「非接続AP」という。)の双方が含まれる。通信品質測定部110は、接続APとの間の通信品質を表す情報をスキャン実行部120及びハンドオーバ実行部130に出力する。また、通信品質測定部110は、所定の閾値より高い通信品質が測定された非接続AP(以下、「検出AP」という。)を特定する情報をプロファイルに記載して上記記憶装置に格納する。検出APは、後述するように、スキャンの対象となるアクセスポイントであり、単数か複数かを問わない。
スキャン実行部120は、接続AP以外に、自端末と通信可能な他のアクセスポイントを探索するためにスキャンを行うものである。具体的に、スキャン実行部120は、上記プロファイルに記載された情報から特定される検出APに対して、今後無線リンクが接続可能か否かを判断する。スキャン実行部120は、今後無線リンクが接続可能であると判断されたアクセスポイントを後述するハンドオーバの候補となるアクセスポイント(以下、「ターゲットAP」という。)として選定する。本実施形態において、上記判断は、判断対象のアクセスポイントから発信される信号の電波強度と所定の閾値(以下、「ターゲット閾値」という。)とを比較することで行われる。すなわち、スキャン実行部120は、電波強度がターゲット閾値以上であるアクセスポイントをターゲットAPとして選定する。電波強度がターゲット閾値以上であるアクセスポイントが複数存在する場合には、スキャン実行部120は、該複数のアクセスポイントの中から、電波強度が最も強いアクセスポイントをターゲットAPとして選定する。
また、スキャン実行部120は、接続APの通信品質を表す情報を通信品質測定部110より入力され、該通信品質に応じて、上述したスキャンを実行する頻度を調整する。図3は、スキャン実行部120の機能を説明するための図である。図3においては、移動可能な携帯電話機10がそれまで接続していた接続APから遠ざかっていくことにしたがって、接続APより受信する電波の強度が弱くなる。この電波の強度に応じて、スキャン実行部120は、スキャンの回数を調整する。すなわち、接続APより受信した電波の強度がスキャン閾値(第1の閾値)以上である場合に、スキャン実行部120は、スキャンを行わない。この場合は、接続APとの間の通信品質が良好であるため、他のアクセスポイントにハンドオーバすることを考慮しなくても良い場合に相当する。
また、スキャン実行部120は、接続APより受信した電波の強度がスキャン閾値未満であり、且つハンドオーバ閾値(第2の閾値)以上である場合に、第1のスキャン間隔でスキャンを行う。以下、「ハンドオーバ閾値」を「HO閾値」ともいう。また、スキャン閾値は、HO閾値より強い電波強度に相当する。以上の場合は、接続APとの間の通信品質が良好ではなくなったため、他のアクセスポイントにハンドオーバすることを考慮してその候補となるアクセスポイントを探し始める場合に相当する。以下、このような局面をスキャンフェーズという。
また、スキャン実行部120は、接続APより受信した電波の強度がHO閾値未満である場合に、第2のスキャン間隔でスキャンを行う。この場合は、接続APとの間の通信品質が悪化されたため、他のアクセスポイントにハンドオーバを実行することが好ましい場合に相当する。以下、このような局面をHOフェーズという。第2のスキャン間隔(例えばY秒)は第1のスキャン間隔(例えばX秒)より短い間隔(Y<X)であること、つまりHOフェーズではスキャンフェーズより頻繁なスキャンが行われることが好ましい。HOフェーズにおける通信品質はスキャンフェーズにおける通信品質より悪化されているため、例えばターゲットAPがまだ決まっていない場合には、なるべく早くターゲットAPを選定することが好ましいからである。なお、接続APより受信した電波の強度が更に悪化して、いわゆる圏外状態になったときには、スキャン実行部120は、スキャンを行わない。
スキャン実行部120は、第1のスキャン間隔で実行したスキャンによりターゲットAPを選定した場合には、該選定したターゲットAPを特定する情報を格納部140に出力し、格納部140は該情報を格納する。また、スキャン実行部120は、第2のスキャン間隔で実行したスキャンによりターゲットAPを選定した場合には、該選定したターゲットAPを特定する情報をハンドオーバ実行部130に出力する。
ハンドオーバ実行部130は、接続APとの間の通信品質を表す情報を通信品質測定部110より入力され、該通信品質がHO閾値未満となった場合に、ハンドオーバを行うものである。ハンドオーバを実行する際に、ハンドオーバ実行部130は、まず、格納部140を参照して、ターゲットAPを特定する情報が格納部140に格納されているか否かを確認する。ターゲットAPを特定する情報が格納部140に格納されている場合に、ハンドオーバ実行部130は、該ターゲットAPにハンドオーバを行う。すなわち、この場合に、ハンドオーバに先だってスキャン実行部120による第2のスキャン間隔毎のスキャンは行わない。これに対して、ターゲットAPを特定する情報が格納部140に格納されていない場合に、ハンドオーバ実行部130は、ターゲットAPを特定する情報をスキャン実行部120より入力され、該ターゲットAPにハンドオーバを行う。すなわち、この場合には、ハンドオーバに先だってスキャン実行部120による第2のスキャン間隔毎のスキャンが行われる。
続いて、無線通信システム1により行われる動作(無線通信方法)について、図4を参照しながら説明する。図4は、無線通信システム1の動作を示すフローチャートである。
通信品質測定部110が、接続AP及び非接続APを含む周辺APから定期的に送られてくるビーコン信号を受信し、このビーコン信号の電波強度に基づいてそれぞれの周辺APと自端末との間の通信品質を測定する(ステップS101)。ステップS101にて、所定の閾値より高い通信品質が測定された非接続APは検出APとしてプロファイルに登録される。ステップS101における通信品質の測定は、例えば一定の時間毎に常に行われる。
ステップS101にて測定された接続APとの間の通信品質が、HO閾値未満であるか否かがハンドオーバ実行部130により判断される(ステップS102)。
ステップS102にて、通信品質がHO閾値未満でないと判断された場合には、該通信品質がスキャン閾値未満であるか否かがスキャン実行部120により判断される(ステップS103)。ステップS103にて、通信品質がスキャン閾値未満でないと判断された場合には、処理の流れはステップS101に移行する。この場合は、上述した図3において、接続APとの間の通信品質が良好な場合に相当する。
一方で、ステップS103にて、通信品質がスキャン閾値未満であると判断された場合には、スキャン実行部120が、第1のスキャン間隔でスキャンを行う。このとき、ステップS101にてプロファイルに登録された検出APがスキャンの対象のアクセスポイントとなる(ステップS104)。
ステップS104にて、電波強度がターゲット閾値以上であるアクセスポイントを検出した場合(ステップS105:YES)には、該アクセスポイントをターゲットAPとして選定する。そして、該選定されたターゲットAPを特定する情報が格納部140に格納される(ステップS106)。これに対して、ステップS104にて、電波強度がターゲット閾値以上であるアクセスポイントが検出されなかった場合(ステップS105:NO)には、ステップS104に移行する。
ステップS104〜ステップS106における局面は、上述した図3において、スキャンフェーズに相当する。
一方で、ステップS102にて、通信品質がHO閾値未満であると判断された場合には、格納部140にターゲットAPを特定する情報が格納されているか否かが判断される(ステップS107)。
ステップS107にて、格納部140にターゲットAPを特定する情報が格納されていない場合には、スキャン実行部120が、第2のスキャン間隔でスキャンを行う。通信品質は悪化されており、更にターゲットAPはまだ選定されていない状態なので、第1のスキャン間隔より短い間隔である第2のスキャン間隔でスキャンを頻繁に行うことが好ましい。
ステップS108にて、電波強度がターゲット閾値以上であるアクセスポイントを検出した場合(ステップS109:YES)には、該アクセスポイントをターゲットAPとして選定する(ステップS110)。そして、ハンドオーバ実行部130が、ステップS110にて選定された該ターゲットAPにハンドオーバを実行する(ステップS111)。これに対して、ステップS108にて、電波強度がターゲット閾値以上であるアクセスポイントが検出されなかった場合(ステップS109:NO)には、ステップS108に移行する。
一方で、ステップS107にて、格納部140にターゲットAPを特定する情報が格納されている場合には、ハンドオーバ実行部130が、該ターゲットAPにハンドオーバを実行する(ステップS111)。
ステップS107〜ステップS111における局面は、上述した図3において、HOフェーズに相当する。
続いて、本実施形態にかかる無線通信システム1の作用及び効果について説明する。本実施形態の無線通信システム1によれば、接続APと自端末との間における通信品質がスキャン閾値未満(ただし、HO閾値以上)となった場合に、スキャン実行部120が第1のスキャン間隔(例えばX秒)毎にスキャンを行う。また、上記通信品質がHO閾値未満となった場合に、スキャン実行部120は第1のスキャン間隔と異なる第2のスキャン間隔(例えばY秒)毎にスキャンを行う。このように、本実施形態によれば、接続APと自端末との間における通信状況に応じて、スキャンを行う頻度を調整することができる。したがって、例えば通信品質の良いとき(例えばスキャンフェーズ)に頻繁なスキャン(例えばY秒毎のスキャン)を行うことを防止するなど、不要なスキャンによって電力が無駄に消費されることを抑制することができる。
また、本実施形態によれば、第1のスキャン間隔毎に行ったスキャンによってターゲットAPが探索された場合に、すぐにハンドオーバを実行せず、該ターゲットAPを特定する情報を格納部140に格納する。このように、通信品質が第2の閾値未満となる前まではハンドオーバを実行しないことにより、行わなかったハンドオーバの分だけ、消費電力を低減することができる。そして、通信品質がHO閾値未満となったことによってハンドオーバ実行部130がハンドオーバを実行する際には、上記情報が格納されている場合には、改めてスキャンを行わずに、上記情報により特定されるターゲットAPにハンドオーバを行うことができる。したがって、行わなかったスキャンの分だけ、消費電力を低減することができる。
また、本実施形態によれば、第2のスキャン間隔が第1のスキャン間隔より短い間隔である。このことにより、通信品質がHO閾値未満となってハンドオーバが実行される際に、より頻繁なスキャンが行われ、ターゲットAPをより早く探索することができる。また、通信品質がHO閾値未満となる前までは、スキャンが行われる回数を減らすことが可能であり、該減らした分だけ、消費電力を低減することができる。
また、本実施形態によれば、アクセスポイントから受信した電波の強度を通信品質の尺度として用いる。受信した電波の強度が、当該アクセスポイントとの間の通信品質を表すために最適であるからである。
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。
例えば、上記実施形態においては、受信電波の強度を直接に測定したが、これに限定されることなく、例えば受信電波に含まれたノイズの強度を逆算することによって受信電波の強度を間接的に測定しても良い。
無線通信システム1の構成概要図である。 携帯電話機10のハードウェア構成図である。 スキャン実行部120の機能を説明するための図である。 無線通信システム1の動作を示すフローチャートである。
符号の説明
1…無線通信システム、10…携帯電話機、20,20a,20b,20c,20d…アクセスポイント、110…通信品質測定部、120…スキャン実行部、130…ハンドオーバ実行部、140…格納部、30…通信網。

Claims (5)

  1. アクセスポイントと自端末との間の無線通信における通信品質を測定する通信品質測定手段と、
    自端末と通信可能な他のアクセスポイントを探索するためにスキャンを行うスキャン実行手段と
    を備え、
    前記スキャン実行手段は、
    前記通信品質測定手段が測定した通信品質が第1の閾値未満となった場合に、第1のスキャン間隔毎に、前記スキャンを行い、
    前記通信品質測定手段が測定した通信品質が前記第1の閾値より低い第2の閾値未満となった場合に、前記第1のスキャン間隔より短い第2のスキャン間隔毎に、前記スキャンを行う
    ことを特徴とする無線通信端末。
  2. 前記スキャン実行手段が、前記第1のスキャン間隔毎に行ったスキャンにより、自端末と通信可能な他のアクセスポイントを探索した場合に、該アクセスポイントを特定する情報を格納する格納手段と、
    前記通信品質測定手段が測定した通信品質が前記第2の閾値未満となった場合に、ハンドオーバを行うハンドオーバ実行手段と
    を更に備え、
    前記ハンドオーバ実行手段は、
    前記情報が前記格納手段に格納された場合に、該情報により特定されるアクセスポイントにハンドオーバを行い、
    前記情報が前記格納手段に格納されていない場合に、前記スキャン実行手段が前記第2のスキャン間隔毎に行ったスキャンにより探索したアクセスポイントにハンドオーバを行う
    ことを特徴とする請求項1記載の無線通信端末。
  3. 前記通信品質測定手段は、前記アクセスポイントから受信した電波の強度に基づいて、前記通信品質を測定することを特徴とする請求項1又は請求項2記載の無線通信端末。
  4. アクセスポイントと無線通信を行う無線通信端末における無線通信方法であって、
    通信品質測定手段が、前記アクセスポイントと自端末との間の無線通信における通信品質を測定する通信品質測定ステップと、
    スキャン実行手段が、自端末と通信可能な他のアクセスポイントを探索するためにスキャンを行うスキャン実行ステップと
    を備え、
    前記スキャン実行ステップにおいては、
    前記通信品質測定ステップにより測定された通信品質が第1の閾値未満となった場合に、前記スキャン実行手段が、第1のスキャン間隔毎に、前記スキャンを行い、
    前記通信品質測定ステップにより測定された通信品質が前記第1の閾値より低い第2の閾値未満となった場合に、前記スキャン実行手段が、前記第1のスキャン間隔より短い第2のスキャン間隔毎に、前記スキャンを行う
    ことを特徴とする無線通信方法。
  5. 前記スキャン実行ステップにて、前記第1のスキャン間隔毎に行われたスキャンにより、自端末と通信可能な他のアクセスポイントが探索された場合に、格納手段が、該アクセスポイントを特定する情報を格納する格納ステップと、
    前記通信品質測定ステップにより測定された通信品質が前記第2の閾値未満となった場合に、ハンドオーバ実行手段がハンドオーバを行うハンドオーバ実行ステップと
    を更に備え、
    前記ハンドオーバ実行ステップにおいては、
    前記情報が前記格納ステップにて格納された場合に、前記ハンドオーバ実行手段が、該情報により特定されるアクセスポイントにハンドオーバを行い、
    前記情報が前記格納ステップにて格納されなかった場合に、前記ハンドオーバ実行手段が、前記スキャン実行ステップにて前記第2のスキャン間隔毎に行われたスキャンにより探索されたアクセスポイントにハンドオーバを行う
    ことを特徴とする請求項4記載の無線通信方法。
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