JP2006191455A - 無線移動通信方法、無線移動通信システム、基地局制御装置及び無線移動端末 - Google Patents

Abstract

【課題】 無線移動端末へのサービス停止を未然に防ぐ。
【解決手段】 無線通信機能が搭載された無線移動端末である移動局１０１にて電池の残容量が検出され、検出された残容量が電池残容量データとして基地局１０２，１０３を介して基地局制御装置１０６へ送信され、基地局制御装置１０６にて受信された電池残容量データが認識される。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線技術を用いて通信を行う無線移動通信方法、無線移動通信システム、基地局制御装置及び無線移動端末に関する。

近年、無線通信技術の普及と共に、携帯電話機、ＰＨＳ（Personal Handy-phone System）、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、ページャあるいは無線ＬＡＮ接続機器を搭載した小型のコンピュータ等をはじめとする無線移動端末が広く一般に使用されており、今後、サービス地域の拡大やサービスの多様化がますます予想される。

このような無線移動端末は、小型且つ軽量であるため、可搬性を活かしたデータ通信を行うことができ、さらに、有線通信のようにケーブルを敷設する必要が無く、同一の無線領域内であれば、どの場所に置いてもネットワークを自動的に構成することができ、アクセスポイントを介して、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）、ＰＡＮ（Personal Area Network）等の通信ネットワーク上の他の情報処理装置とのデータ通信を即座に行うことができる。

特に最近では、ホットスポットと呼ばれる無線ＬＡＮ通信設備が駅構内や喫茶店等の各所に備えられている。これにより、外出する際に無線ＬＡＮ機能を具備した無線移動端末を所持していれば、ホットスポットに立ち寄り、備えられた無線ＬＡＮ通信設備を利用してインターネットに接続してホームページを閲覧したり、電子メールの送受信を行ったりすることができる。

また、企業、店舗あるいはオフィス等では、このような無線通信システムを使用することにより、フロア変更に伴ってＬＡＮケーブル等の通信ケーブルを敷設し直す手間や経費を節減することができる。また、各部署間や建物間を移動することの多い者が、所持している自分の端末と移動先に敷設されている固定ケーブルとを直接接続するという作業を行うことなく、簡易かつ迅速に通信が可能になるという利点がある。

ところが、このような無線通信システムでは、無線移動端末が、アクセスポイントとしての無線基地局とワイヤレスに接続されることになり、電源線は無線移動端末と直結しない場合が通常となる。すなわち、無線移動端末は電源供給機器が近くに存在しない場合が多いため、電池駆動が原則となり、例外的に机等の固定的な場所の近くに位置しているときに充電スタンド等の充電装置や電源アダプタを使用することができるに過ぎない。

上記のような無線移動端末は、従来は伝送速度があまり高速ではなく、小容量・小電力のデータ通信を行っていたが、最近は、画像データ等の大容量データの通信も行うことが必要となり、そのため伝送速度も高速となって有線通信と遜色の無い伝送速度でデータ通信を行う無線通信が出現している。そのため、無線データ通信の高速化・大容量化に伴って、無線移動端末の消費電力が格段に大きくなってくる。

さらに、データを無線送信する際に、送信装置と受信装置との位置関係や、例えば障害物や電波のノイズ源がそばにある場合等の環境によって、現在の環境下でどのような伝送状態であるかを把握するのが非常に難しいために、伝送状態が悪くデータ転送に誤りを生じることのよるデータの再送等でスループットが低下していたり、あるいは伝送速度が落とされていることによってスループットが低下していたりしても、送信装置側では受信装置の状態に気が付かずに大容量のデータを伝送してしまい、それにより無駄な電力を消費してしまうことになる。

このようなスループットが低下している状態であっても、データの容量が小さければ、通信時間への影響もさほど大きくはないが、データの容量が大きな場合には、その影響は大きなものとなる。１つのデータブロックが抜けるにしても、そのデータブロックのサイズにより、再送にかかる時間の差は大きくなり、消費電力量も大きくなる。

移動通信技術には、ＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）方式、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式等、様々な方式が存在する。ここでは代表してＣＤＭＡ方式について説明する。この通信方式ではデータ伝送速度変更という高速データ通信を行うための機能を備えている。しかし、このデータ伝送速度変更は無線区間の伝送状態やノイズレベルによって実施され、高速通信のパフォーマンス優先で行われている。

ここで、無線移動端末の電池残容量が多いときはパフォーマンス優先で良いが、電池残容量が少なくなってきているときにもパフォーマンスを優先することにより電力消費量が大きくなってしまうと、無線移動端末の電池残容量が無くなり運用停止をせざるを得なくなる。ほとんどの場合、すぐに充電が可能でない場所にいることが多く、無線移動端末操作者にとっては大きな問題となる。これは、小型大容量の電池が開発されたとしても、データ通信サービスも更なる高速化が行われることが想定されるため、電池開発だけの問題ではなく、移動通信システムの常なる課題となる。

そこで、無線移動端末の電池の重量をできるだけ軽減するための消費電力を低減についての工夫が考えられている。

移動電話機が通信圏外に存在する場合、通信ができないだけでなく、待ち受けるチャンネルが無い。このため移動電話機は、待ち受けチャンネルを探すチャンネルスキャンが行われる状態となり、そのための電力が消費されて電池の消費の度合いが大きくなる。そこで、圏外となっている状態が所定時間を越えたときに電源が一時的に遮断されるようにして、通話ができない状態での電力消費を防止する方法が考えられている（例えば、特許文献１参照。）。

また、このような消費電力の節減方法とは異なり、所定の条件下で無線移動端末の回路装置の一部の機能を変更することで消費電力を節減する提案も行われている。ＣＤＭＡ方式の携帯電話装置における電力消費の低減についての技術において、待ち受け時と通話時とでＡ／Ｄ（アナログ・ディジタル）変換部におけるＡ／Ｄ変換ビット数を異ならせ、前者の待ち受け時にはＡ／Ｄ変換ビット数を後者の場合よりも低下させることで、Ａ／Ｄ変換部及び拡散処理演算部における消費電力を低くし、待ち受け時の消費電力を低減する方法が考えられている（例えば、特許文献２参照。）。

また、携帯電話複合端末において、携帯電話の利便性を高め、切り替え忘れによる不要な電力の消費を防ぐことを目的として、携帯電話複合端末が存在する場所がサービス圏内かサービス圏外かが判定され、サービス圏外の場合にはスイッチ制御によって受信部がオフ状態に設定されることにより、省電力を実現する方法が考えられている（例えば、特許文献３参照。）。

また、無線移動端末の少なくとも一部が間欠的に起動している省電力モードの状態に設定されているときでも、リアルタイム通信用のパケットをリアルタイムに受信できる無線通信システムを得ることを課題として、省電力モード時には無線基地局がパケットの受信が報知される報知情報の任意の整数倍の周期でパケット信号の到来の有無が判別され、これが到来しているときにはパケット信号のプロトコルの部分においてリアルタイム通信が必要かどうかが判別され、リアルタイム通信が必要なものはこれを受信し終わるまで通常モードに移行されるといった手段が考えられている（例えば、特許文献４参照。）。

さらに、無線移動端末自身で検出された電池残容量に基づいて通信速度を変更する方法も考えられている（例えば、特許文献５参照。）。
特開２００２−２０８８８７号公報 特開２０００−２７８１６５号公報 特開２００４−０４８５５０号公報 特開２００４−１７２７７２号公報 特開２０００−０６９１０７号公報

しかしながら、特許文献１，３に記載された方法においては、通信圏外やサービス圏外に存在するときだけの省電力化対策でしかなく、通信圏内やサービス圏内においては省電力化対策が施されていないという問題点がある。

また、特許文献２に記載された方法においては、待ち受け時と通話時とを分けることにより省電力対策を行っているが、電池の残容量が大きな場合と小さな場合とで、同様の処理が行われており、電池の残容量に応じた処理が行われていない。

また、特許文献４に記載された方法においては、省電力モードに設定されている場合にもリアルタイム通信が可能である通常モードに自動的に切り替わることができる技術であり、電池の残容量に基づく省電力化は行われていない。

さらに、特許文献５に記載された方法においては、無線移動端末自身が電池の残容量によって通信速度が変更されるため、上位装置において、通信速度が変更された理由が電池の残容量が少なくなったためであることを認識することができないという問題点がある。

本発明は、上述したような従来の技術が有する問題点に鑑みてなされたものであって、無線移動端末へのサービス停止を未然に防ぐことができる無線移動通信方法、無線移動通信システム、基地局制御装置及び無線移動端末を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、
無線通信機能が搭載された無線移動端末と、前記無線移動端末との間にて無線通信によってデータの送受信を行う基地局と、前記基地局を制御し、前記基地局を介して前記無線移動端末との間にてデータの送受信を行う基地局制御装置とを有する無線移動通信システムにおける無線移動通信方法であって、
前記無線移動端末にて当該無線移動端末の電池の残容量を検出する処理と、
検出された電池の残容量を前記無線移動端末から電池残容量データとして前記基地局制御装置に送信する処理と、
前記無線移動端末から送信された電池残容量データを前記基地局制御装置にて受信し、認識する処理とを有する。

また、前記基地局制御装置にて認識された電池残容量データに基づいて、前記無線移動端末と前記基地局制御装置との間におけるデータ伝送速度を設定する処理を有することを特徴とする。

また、無線通信機能が搭載された無線移動端末と、前記無線移動端末との間にて無線通信によってデータの送受信を行う基地局と、前記基地局を制御し、前記基地局を介して前記無線移動端末との間にてデータの送受信を行う基地局制御装置とを有する無線移動通信システムにおいて、
前記無線移動端末は、
該無線移動端末の電池の残容量を検出する電池残容量検出手段と、
前記電池残容量検出手段によって検出された電池残容量データを送信する送信手段とを有し、
前記基地局制御装置は、
前記無線移動端末から送信された電池残容量データを受信する受信手段と、
前記受信手段にて受信した電池残容量データを認識するデータ認識手段とを有することを特徴とする。

また、前記データ認識手段にて認識された電池残容量データに基づいて、データ伝送速度を設定する速度変更手段を有することを特徴とする。

また、無線通信機能が搭載された無線移動端末との間にて無線通信によってデータの送受信を行う基地局を制御し、前記基地局を介して前記無線移動端末との間にてデータの送受信を行う基地局制御装置であって、
前記無線移動端末から送信された電池残容量データを受信する受信手段と、
前記受信手段にて受信した電池残容量データを認識するデータ認識手段とを有する。

また、前記データ認識手段にて認識された電池残容量データに基づいて、データ伝送速度を設定する速度変更手段を有することを特徴とする。

また、無線通信機能が搭載され、基地局、基地局制御装置及び交換局を介して回線に接続可能な無線移動端末であって、
該無線移動端末の電池の残容量を検出する電池残容量検出手段と、
前記電池残容量検出手段によって検出された電池残容量データを送信する送信手段とを有する。

上記のように構成された本発明においては、無線移動端末にて電池の残容量が検出され、検出された残容量が電池残容量データとして基地局を介して基地局制御装置へ送信され、基地局制御装置にて受信された電池残容量データが認識される。

これにより、上位装置である基地局制御装置において、無線移動端末の電池残容量がリアルタイムに確認でき、電池の残容量が少ないときは省電力動作を行うことが可能となり、無線移動端末の電池切れによるサービス停止を未然に防ぐことが可能となる。

以上説明したように本発明においては、無線移動端末にて電池の残容量が検出され、検出された残容量が電池残容量データとして基地局を介して基地局制御装置へ送信され、基地局制御装置にて受信された電池残容量データが認識される構成としたため、無線移動端末へのサービス停止を未然に防ぐことができる。

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の無線移動通信システムの実施の一形態を示す図である。

本形態は図１に示すように、無線通信機能が搭載された無線移動端末である移動局１０１と、無線領域となるセル１０４，１０５をそれぞれ具備し、移動局１０１が無線通信によってデータ送受信を行う基地局１０２，１０３と、基地局１０２，１０３を制御し、基地局１０２，１０３を介して移動局１０１とデータ送受信を行う基地局制御装置１０６と、基地局１０２，１０３及び基地局制御装置１０６を介して移動局１０１と他網との間で送受信されるデータについて回線交換を行う交換局１０７とから構成されている。なお、図１において、移動局１０１と無線通信によってデータの送受信を行う基地局が基地局１０２及び基地局１０３の２つになっているのは、基地局１０２及び基地局１０３がそれぞれカバーするセル１０４及びセル１０５の重なる領域に移動局１０１が存在することにより、ハンドオーバ等の制御が基地局制御装置１０６によって行われているからである。

図２は、図１に示した無線移動通信システムにおける移動局１０１の構成例を示す図である。

図２に示すように、移動局１０１には、移動局１０１の電池の残容量を検出し、検出した残容量を電池残容量データに変換して出力する電池残容量検出部２０１と、電池残容量検出部２０１から出力された電池残容量データを、基地局１０２，１０３へ送信する送信手段である送受信部２０２とが設けられている。なお、図２においては、移動局１０１に設けられている機能の中で本発明の特徴となるもののみを示した。

図３は、図１に示した無線移動通信システムにおける基地局制御装置１０６の構成例を示す図である。

図３に示すように、基地局制御装置１０６には、移動局１０１から基地局１０２，１０３を介して送信されてきた電池残容量データを認識するデータ認識手段である電池残容量データ認識部３０２と、電池残容量データ認識部３０２において認識された電池残容量データに基づいて伝送速度を設定する速度変更部３０３と、移動局１０１から基地局１０２，１０３を介して送信されてきた電池残容量データを受信し、また、速度変更部３０３にて設定された伝送速度で下りデータを基地局１０２，１０３を介して移動局１０１へ送信する受信手段である送受信部３０１とが設けられている。なお、図３においては、基地局制御装置１０６に設けられている機能の中で本発明の特徴となるもののみを示した。

以下に、上記のように構成された無線移動通信システムにおける無線移動通信方法についてシーケンス図及びフローチャートを参照して説明する。

図４は、図１〜３に示した無線移動通信システムにおける無線移動通信方法を説明するためのシーケンス図である。

まず、移動局１０１と基地局制御装置１０６間において、コネクションが確立される（ステップＳ１）。

次に、移動局１０１から基地局１０２，１０３を介して基地局制御装置１０６への上りデータ及び基地局制御装置１０６から基地局１０２，１０３を介して移動局１０１への下りデータのデータ通信が開始される（ステップＳ２）。

データ通信が行われている間、移動局１０１において電池残容量が検出され、検出された電池残容量に基づいた電池残容量データが移動局１０１から基地局１０２，１０３を介して基地局制御装置１０６へ送信され、基地局制御装置１０６において、受信された電池残容量データに基づいたデータ伝送速度が設定される（ステップＳ３）。

そして、移動局１０１から基地局１０２，１０３を介して基地局制御装置１０６への上りデータ及び基地局制御装置１０６から基地局１０２，１０３を介して移動局１０１への下りデータのデータ通信が終了されると（ステップＳ４）、移動局１０１と基地局制御装置１０６間において確立されていたコネクションが切断される（ステップＳ５）。

以下に、ステップＳ３に示したデータ伝送速度の変更方法についてフローチャートを参照して説明する。

図５は、図１〜３に示した無線移動通信システムにおける無線移動通信方法のデータ伝送速度の変更方法を説明するためのフローチャートである。

まず、移動局１０１において、現在のデータ通信が可変伝送速度通信であるかが判断される（ステップＳ１１）。可変伝送速度通信であるかどうかについては、図４に示したステップＳ１のコネクション確立の際に、設定されているものとする。なお、可変伝送速度通信とは、移動局１０１と基地局制御装置１０６間において、それぞれの受信バッファの空き容量や伝送路状態等によって、動作中に伝送速度の変更要求・応答をすることにより伝送速度が変更され、変更された伝送速度でデータが伝送される通信を言う。

可変伝送速度通信でないと判断された場合、つまり一定の固定伝送速度のみが許可されている固定伝送速度通信であると判断された場合、処理は行わない。

可変伝送速度通信であると判断された場合は、電池残容量検出部２０１において、電池の残容量が十分に残っているかどうかが判断される（ステップＳ１２）。なお、電池の残容量が十分に残っているかどうかを判断する閾値については、移動局１０１の電源が投入されたときに移動局１０１内において起動する初期設定用プログラム（不図示）内に予め格納されているものでも良いし、図４に示したステップＳ１のコネクション確立の際に基地局制御装置１０６によって設定されるものでも良い。

電池の残容量が十分に残っていると判断された場合は、ステップＳ１１の処理に戻る。

電池の残容量が十分に残っていないと判断された場合は、電池残容量検出部２０１において、電池残容量が十分に残っていない旨がデータに変換され（ステップＳ１３）、変換されたデータが電池残容量データとして送受信部２０２へ出力され、送受信部２０２において入力された電池残容量データが基地局１０２，１０３を介して基地局制御装置１０６へ送信される（ステップＳ１４）。

そして、基地局制御装置１０６内の送受信部３０１において、移動局１０１から基地局１０２，１０３を介して電池残容量データが受信されると（ステップＳ１５）、受信された電池残容量データが電池残容量データ認識部３０２へ出力され、電池残容量データ認識部３０２において入力された電池残容量データが認識される（ステップＳ１６）
電池残容量データ認識部３０２において認識された電池残容量データは、速度変更部３０３へ出力され、速度変更部３０３において、電池残容量データに基づいた最大データ伝送速度及び現在設定されているデータ伝送速度からデータ伝送速度を低下させる必要があるかどうかが判断され（ステップＳ１７）、現在設定されているデータ伝送速度が最大データ伝送速度を超えており、低下させる必要があると判断された場合、どのくらい低下させるかが判断され、低下されたデータ伝送速度が設定される（ステップＳ１８）。一方、現在設定されているデータ伝送速度が非常に遅い速度である場合など、データ伝送速度を低下させる必要が無いと判断された場合は、データ伝送速度の変更は行われず、最大データ伝送速度の変更のみが行われる。

ここで、入力された電池残容量データとデータ伝送速度をどのくらい低下させるかとの対応付けについては、基地局制御装置１０６に予め設定されているものでも良いし、図４に示したステップＳ１のコネクション確立の際に移動局１０１と基地局制御装置１０６との間において設定されるものでも良い。

データ伝送速度が設定されると、設定されたデータ伝送速度が速度変更部３０３から送受信部３０１へ出力され、送受信部３０１において入力されたデータ伝送速度で下りデータが伝送される。

その後、基地局制御装置１０６は、電池残容量データ受信可能状態に戻る（ステップＳ１９）。

なお、上述した処理においては、電池の残容量が十分に残っているかどうかを判断する閾値が１つの場合を例に挙げて説明したが、複数の閾値が設定されることも考えられる。

また、電池残容量データによって電池の残容量が十分に残っていない旨が通知されると、基地局制御装置が持つ最大データ伝送速度の値が変更され、その後、それ以上の速度がフロー制御や上位装置からの指示等により設定された場合、その設定を無視するような制限をする制御方法も考えられる。この場合、電池残容量データによって変更された最大データ伝送速度の制限は、移動局１０１によって解除される。

また、電池残容量データに基づき、下りのデータ伝送速度を変更する場合を例に挙げて説明したが、上りデータ及び下りデータの双方の伝送速度を変更する場合についても適用できる。

また、個別チャネル内での伝送速度の変更、個別チャネルから共通チャネルを使用した低レートサービスへの変更、上りデータ及び下りデータの送信間隔を４倍にする等の変更、移動局１０１の受信データに対する受信確認通知の受信データ数間隔を長くする等が考えられる。

さらに、Ｗ−ＣＤＭＡ方式のデータ通信を高速化した技術であるＨＳＤＰＡ（High Speed Downlink Packet Access）においては、移動局１０１から基地局制御装置１０６へ常時報告が行われなければならないＣＱＩ（Channel Quality Identity）等についての報告周期を長くすることや、スケジューリングの頻度を低くする、すなわちある送信時間のうち、あるユーザに対して確保されるチャネル数を少なくすることも考えられる。

本発明の無線移動通信システムの実施の一形態を示す図である。 図１に示した無線移動通信システムにおける移動局の構成例を示す図である。 図１に示した無線移動通信システムにおける基地局制御装置の構成例を示す図である。 図１〜３に示した無線移動通信システムにおける無線移動通信方法を説明するためのシーケンス図である。 図１〜３に示した無線移動通信システムにおける無線移動通信方法のデータ伝送速度の変更方法を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１０１ 移動局
１０２，１０３ 基地局
１０４，１０５ セル
１０６ 基地局制御装置
１０７ 交換局
２０１ 電池残容量検出部
２０２，３０１ 送受信部
３０２ 電池残容量データ認識部
３０３ 速度変更部

Claims (7)

1. 無線通信機能が搭載された無線移動端末と、前記無線移動端末との間にて無線通信によってデータの送受信を行う基地局と、前記基地局を制御し、前記基地局を介して前記無線移動端末との間にてデータの送受信を行う基地局制御装置とを有する無線移動通信システムにおける無線移動通信方法であって、
   前記無線移動端末にて当該無線移動端末の電池の残容量を検出する処理と、
   検出された電池の残容量を前記無線移動端末から電池残容量データとして前記基地局制御装置に送信する処理と、
   前記無線移動端末から送信された電池残容量データを前記基地局制御装置にて受信し、認識する処理とを有する無線移動通信方法。
2. 請求項１に記載の無線移動通信方法において、
   前記基地局制御装置にて認識された電池残容量データに基づいて、前記無線移動端末と前記基地局制御装置との間におけるデータ伝送速度を設定する処理を有することを特徴とする無線移動通信方法。
3. 無線通信機能が搭載された無線移動端末と、前記無線移動端末との間にて無線通信によってデータの送受信を行う基地局と、前記基地局を制御し、前記基地局を介して前記無線移動端末との間にてデータの送受信を行う基地局制御装置とを有する無線移動通信システムにおいて、
   前記無線移動端末は、
   該無線移動端末の電池の残容量を検出する電池残容量検出手段と、
   前記電池残容量検出手段によって検出された電池残容量データを送信する送信手段とを有し、
   前記基地局制御装置は、
   前記無線移動端末から送信された電池残容量データを受信する受信手段と、
   前記受信手段にて受信した電池残容量データを認識するデータ認識手段とを有することを特徴とする無線移動通信システム。
4. 請求項３に記載の無線移動通信システムにおいて、
   前記データ認識手段にて認識された電池残容量データに基づいて、データ伝送速度を設定する速度変更手段を有することを特徴とする無線移動通信システム。
5. 無線通信機能が搭載された無線移動端末との間にて無線通信によってデータの送受信を行う基地局を制御し、前記基地局を介して前記無線移動端末との間にてデータの送受信を行う基地局制御装置であって、
   前記無線移動端末から送信された電池残容量データを受信する受信手段と、
   前記受信手段にて受信した電池残容量データを認識するデータ認識手段とを有する基地局制御装置。
6. 請求項５に記載の基地局制御装置において、
   前記データ認識手段にて認識された電池残容量データに基づいて、データ伝送速度を設定する速度変更手段を有することを特徴とする基地局制御装置。
7. 無線通信機能が搭載され、基地局、基地局制御装置及び交換局を介して回線に接続可能な無線移動端末であって、
   該無線移動端末の電池の残容量を検出する電池残容量検出手段と、
   前記電池残容量検出手段によって検出された電池残容量データを送信する送信手段とを有する無線移動端末。

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