JP2004357213A - 通信手段変更方法およびそれを利用した端末装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】W−LAN通信部24、簡易型携帯電話通信部26、EV−DO通信部28は、それぞれの通信方式に対応した通信機能を有する。W−LAN品質測定部80は、受信電力であるRSSIに対応した値を検出する。EV−DO品質測定部82は、EV−DO品質値を定期的に取得する。スループット測定部74は、それぞれの通信方式のスループットを測定する。条件設定部76は、W−LAN通信部24、簡易型携帯電話通信部26、EV−DO通信部28のうちのひとつを選択するための条件を設定する。しきい値記憶部78は、しきい値を記憶する。第1判定部86は、W−LANのスループットとRSSIをしきい値と比較する。第2判定部88は、EV−DO品質値をしきい値と比較する。選択部90は、切替を実行する。
【選択図】 図2
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は通信手段変更方法に関する。特に、複数の異なった通信システムを切り替える通信手段変更方法およびそれを利用した端末装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、次世代の高速無線通信方式としてcdma2000 1x−EV DO(以下、「EV−DO」という)方式が開発されている。EV−DO方式とは、cdmaOne方式を拡張し第3世代方式に対応させたcdma2000 1x方式を、さらにデータ通信に特化して伝送レートを高速化させた方式である。ここで、「EV」はEvolution、「DO」はData Onlyを意味する。
【0003】
EV−DO方式において、無線通信端末から基地局への上り回線の無線インターフェースの構成はcdma2000 1x方式とほぼ同様である。基地局から無線通信端末への下り回線の無線インターフェース構成については、1.23MHzに規定された帯域幅がcdma2000 1x方式と同一である。一方、変調方式、多重化方法等がcdma2000 1x方式と大きく異なる。変調方式は、cdma2000 1x方式において使用されているQPSK、HPSKに対し、EV−DO方式において、QPSK、8−PSK、16QAMが無線通信端末における下り回線の受信状態に応じて切り替えられる。その結果、受信状態が良好な場合は、誤り耐性が低くかつ高速な伝送レートを使用し、受信状態が悪い場合は、低速であるが誤り耐性の高い伝送レートを使用する。
【0004】
また、ひとつの基地局から複数の無線通信端末への通信を同時に行うための多重化方法には、cdmaOne方式やcdma2000 1x方式で使用される符号分割多重アクセス(CDMA:Code Division Multiple Access)ではなく、時間を1/600秒単位で分割し、その時間内ではひとつの無線通信端末だけと通信を行い、さらに通信対象となる無線通信端末を単位時間ごとに切り替えて複数の無線通信端末と通信を行う時分割多重アクセス(TDMA:Time Division Multiple Access)を使用する。
【0005】
無線通信端末は、通信対象となる基地局からの下り回線の受信状態としてパイロット信号の搬送波対干渉波比(以下、「CIR:Carrier to Interference power Ratio」という)を測定し、その変動から次の受信タイミングの受信状態を予測し、それから期待される「所定の誤り率以下で受信可能な最高伝送速度」をデータレートコントロールビット(以下、「DRC:Data Rate Control bit」という)として基地局に通知する。ここで、所定の誤り率は、システム設計に依存するが通常1%程度とされる。基地局は複数の無線通信端末からのDRCを受信し、基地局内のスケジューラ機能が各時分割単位にどの無線通信端末と通信するかを決定するが、各無線通信端末との通信には、基本的に無線通信端末からのDRCをもとに可能な限り高い伝送レートを使用する。
【0006】
EV−DO方式は上記のような構成により下り回線において、セクタあたり最大2.4Mbps(Mega−bit per second)の伝送レートを可能にする。ただし、この伝送レートは、ひとつの周波数帯域と、通常複数有するセクタのうちのひとつにおいて、ひとつの基地局が接続している複数の無線通信端末とのデータ通信量の合計であり、複数の周波数帯域を使用すれば伝送レートも増加する。
【0007】
【特許文献1】
特開2002−300644号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
無線通信端末が、前述したEV−DO方式に加えて、無線LANシステム(以下、「W−LAN」という)や簡易型携帯電話システムのような別の無線通信システムの通信機能も有し、かつそれらの無線通信システムのうちのひとつを選択して実際に使用する場合、「高速な伝送レートで安定した通信」というユーザの一般的な要求を満足するためには、使用する無線通信システムの切替に対する判断基準が、重要になってくる。特に、無線通信端末が、前述のW−LAN、EV−DO方式、簡易型携帯電話システムを使用可能で、かつ最大伝送レートがIEEE802.11bに準拠したW−LANの11Mbpsから簡易型携帯電話システムの128kbpsのように約100倍も異なっている場合には、切替方法の差違によって、実際の伝送レートが大きく異なる可能性がある。そのような条件下で前述の要求を満足するためには、現在使用中の通信システムの伝送レートが切替の対象となる通信システムの伝送レートより高速な場合と低速な場合で切替える基準を変更する必要がある。
【0009】
また、一般的に無線通信システムの伝送特性は無線伝送路の品質(以下、「伝送路品質」という)に大きく依存するため、伝送路品質にもとづいて無線通信システムの切替を判断しているが、切替対象の無線通信システムの中にEV−DO方式のような上下回線で伝送レート、通信方式、送信出力が異なったものあれば、上下回線の伝送路品質を別個に測定する方が望ましい。一方、無線通信端末は、下り回線の伝送路品質を測定できるが、上り回線の伝送路品質を測定できない。さらに、実現の容易性を考慮して、無線通信システムに新たな制御信号を付加しなければ、上り回線の伝送路品質が基地局装置から通知されないため、上り回線の伝送路品質の取得がより困難になる。また、異なった無線通信システムのカバーエリアの間を往復する場合、通信の安定性より、無線通信システムが短期間に切り替わらず、切替制御にヒステリシスがある方が望ましい。
【0010】
本発明者はこうした状況を認識して、本発明をなしたものであり、その目的は、複数の無線通信システムのうち、伝送レートと安定性において適した無線通信システムに切替える通信手段変更方法およびそれを利用した端末装置を提供することである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明のある態様は、端末装置である。この装置は、使用中の通信システムでの伝送路品質の値を導出する伝送路品質導出手段と、使用中の通信システムのスループットに対応した第1の値を導出する第1スループット導出手段と、使用中の通信システムに替え可能な該通信システムと異なった通信システムのスループットに対応した第2の値を導出する第2スループット導出手段と、第1の値と第2の値にもとづいて、伝送路品質に関するしきい値を決定するしきい値決定手段と、決定したしきい値と導出した伝送路品質の値にもとづいて、使用中の通信システムから、通信システムと異なった通信システムへの変更を決定する変更決定手段とを含む。
【0012】
「スループットに対応した第1の値」と「スループットに対応した第2の値」は、スループットの値そのものでもよいが、受信レベルなどを含んでもよく、その値からスループットの値が推定されればよいものとする。また、これらの値は実際に測定されなくてもよく、予め定められている場合も含むものとする。
【0013】
「導出」とは、実際に測定してもよく、あるいはメモリに記憶された値を読み出してもよく、つまり対象とする値が取得できればよい。
以上の装置により、使用中の通信システムと、使用中の通信システムに替え可能な該通信システムと異なった通信システムのスループットに応じて、伝送路品質に関するしきい値を変更するため、スループットを考慮した通信システムの変更が可能になる。
【0014】
伝送路品質導出手段において、使用中の通信システムが、上下回線で異なった通信速度および通信方式を有してもよい。伝送路品質導出手段は、複数種類の伝送路品質の値を導出し、しきい値決定手段は、複数種類の伝送路品質に対応した複数のしきい値をそれぞれ決定し、変更決定手段は、導出した複数種類の伝送路品質の値のいずれかが、当該伝送路品質に対応したしきい値によって定められた条件を満足すれば、使用中の通信システムから、通信システムと異なった通信システムへの変更を決定してもよい。
【0015】
「しきい値によって定められた条件を満足」とは、しきい値以上になれば満足という条件の場合には、しきい値以上になることを表し、しきい値以下になれば満足という条件の場合には、しきい値以下になることを表しており、条件に応じて設定されるものとする。
【0016】
伝送路品質導出手段は、複数種類の伝送路品質の値として、使用中の通信システムの上下回線に対応した伝送路品質の値をそれぞれ導出してもよい。しきい値決定手段は、第1の値より第2の値の方が高ければ、変更決定手段で、使用中の通信システムから、通信システムと異なった通信システムへの変更を容易にするような値にしきい値を決定してもよい。使用中の通信システムに替え可能な該通信システムと異なった通信システムでの伝送路品質の値を導出する変更品質導出手段をさらに含み、変更決定手段は、第1の値より第2の値の方が高く、かつ使用中の通信システムに替え可能な該通信システムと異なった通信システムでの伝送路品質の値が所定のしきい値によって定められた条件を満足すれば、使用中の通信システムでの導出した伝送路品質の値にかかわらず、使用中の通信システムから、通信システムと異なった通信システムへの変更を決定してもよい。
【0017】
「上下回線に対応した伝送路品質の値」とは、上下回線の伝送路品質の値そのものを当然含むが、そのものでない場合においても送信出力のように、上下回線の伝送路品質の値を推定できるものであればよいものとする。
【0018】
本発明の別の態様も、端末装置である。この装置は、使用中の通信システムと使用中の通信システムから替え可能な該通信システムと異なった通信システムのそれぞれに対応すべき優先度の情報を取得する情報取得手段と、優先度が高く設定されている通信システムの伝送路品質の値を導出する伝送路品質導出手段と、使用中の通信システムの優先度にもとづいて、伝送路品質の値を判定すべき通信システムの切替基準を決定する決定手段と、決定した切替基準と、導出した伝送路品質の値にもとづいて、使用中の通信システムから、通信システムと異なった通信システムへの変更を決定する変更決定手段とを含む。
【0019】
伝送路品質導出手段において、優先度が高く設定されている通信システムが、上下回線で異なった通信速度および通信方式を有してもよい。伝送路品質導出手段において、優先度が高く設定されている通信システムが、優先度を低く設定されている通信システムよりスループットの高い通信システムであってもよい。
【0020】
「優先度」とは、所定の基準にもとづいて定められた通信システムの順番であり、その高さは任意に設定してよく、例えば、スループットが高い通信システム、サービスエリアの広い通信システム、通信料金の安いあるいは定額制の通信システムの優先度を高く設定してもよい。また、優先度は、端末装置を使用するユーザによって設定されてもよいし、通信事業者によって設定されてもよい。
【0021】
「スループットの高い通信システム」として、現実に実現されているスループットを対象にしてもよく、あるいは通信規格上のスループットを対象にしてもよく、何らかの基準で定められたスループットを対象にすればよいものとする。
以上の装置により、使用中の通信システムの優先度にもとづいて通信システムの切替基準を決定し、当該切替基準によって通信システムの変更を決定するため、通信システムの優先度を考慮した通信システムの変更が可能である。
【0022】
伝送路品質導出手段は、複数種類の伝送路品質の値を導出し、決定手段は、使用中の通信システムの優先度が高く設定されている場合、導出した複数種類の伝送路品質の値のいずれかが所定の基準値を満足すれば、変更決定手段が使用中の通信システムから通信システムと異なった通信システムへの変更を決定するように切替基準を決定し、使用中の通信システムの優先度が低い場合、導出した複数種類の伝送路品質の値のすべてが所定の基準値を満足すれば、変更決定手段が使用中の通信システムから通信システムと異なった通信システムへの変更を決定するように切替基準を決定してもよい。伝送路品質導出手段は、複数種類の伝送路品質の値として、優先度が高く設定されている通信システムの上下回線に対応した伝送路品質の値をそれぞれ導出してもよい。決定手段の所定の基準値が、使用中の通信システムにもとづいて変更されてもよい。
「基準値」とは、伝送路品質の値と比較されるべき値であり、しきい値に相当する。
【0023】
本発明のさらに別の態様は、通信手段変更決定方法である。この方法は、使用中の通信システムでの伝送路品質の値とスループットに対応した第1の値を導出し、さらに使用中の通信システムに替えて使用中の通信システムから替え可能な該通信システムと異なった通信システムのスループットに対応した第2の値を導出し、第1の値と第2の値から決定した伝送路品質に関するしきい値と、導出した伝送路品質の値にもとづいて、使用中の通信システムから、通信システムと異なった通信システムへの変更を決定する。
【0024】
本発明のさらに別の態様も、通信手段変更決定方法である。この方法は、使用中の通信システムと使用中の通信システムに替え可能な該通信システムと異なった通信システムのそれぞれに優先度が設定され、使用中の通信システムの優先度から決定した通信システムの切替基準と、優先度が高く設定されている通信システムに対して導出した伝送路品質の値にもとづいて、使用中の通信システムから、通信システムと異なった通信システムへの変更を決定する
【0025】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【0026】
【発明の実施の形態】
(実施の形態1)
実施の形態1は、W−LAN、EV−DO方式、簡易型携帯電話システムで通信可能であり、そのうちのひとつを切替ながら使用する端末装置に関するが、3つの無線通信システムの中で最大伝送レートが中間に位置し、上下回線の通信方式の差違が最も大きいEV−DO方式を中心に説明する。すなわち、予めユーザまたは通信事業者によって、EV−DO方式の優先度が高く設定され、W−LANや簡易型携帯電話システムを含んだ他の無線通信システムの優先度が低く設定されている。本実施の形態における端末装置は、EV−DO方式から他の無線通信システムへの切替を判断する場合、すなわち優先度の高い無線通信システムから低い無線通信システムへの切替を判断する場合、まずそれらのスループットを測定しつつ、EV−DO方式の上下回線に対応した複数種類の伝送路品質(このような伝送路品質の値のすべて、あるいはひとつを「EV−DO品質値」という)を測定する。切替え対象の無線通信システムのスループットがEV−DO方式のスループットより低い場合、EV−DO品質値に対する所定のしきい値(このようなしきい値のすべて、あるいはひとつを「第1しきい値」という)を設定し、いずれかのEV−DO品質値が第1しきい値を満足すれば、切替を決定する。
【0027】
一方、切替え対象の無線通信システムのスループットがEV−DO方式のスループットより高く、当該無線通信システムの品質が所定の基準より低い場合、基本的にEV−DO品質値に対して第1しきい値より容易に満足できるしきい値(このようなしきい値のすべて、あるいはひとつを「第2しきい値」という)を設定し、いずれかのEV−DO品質値が第2しきい値を満足すれば、切替を決定する。さらに、切替え対象の無線通信システムのスループットがEV−DO方式のスループットより高く、当該無線通信システムの品質が所定の基準以上の場合、EV−DO品質値に関係なく切替を決定する。
【0028】
また、本実施の形態における端末装置は、他の無線通信システムからEV−DO方式への切替を判断する場合、すなわち優先度の低い無線通信システムから高い無線通信システムへの切替を判断する場合、EV−DO品質値に対する所定のしきい値(このようなしきい値のすべて、あるいはひとつを「第3しきい値」という)を設定し、すべてのEV−DO品質値が第3しきい値を満足すれば、切替を決定する。すべてのEV−DO品質値が第3しきい値を満足しなければ切替えられないために、EV−DO方式の品質がより安定した場合にのみ、EV−DO方式に切替えられる。
【0029】
図1は、実施の形態1に係る通信システム200を示す。通信システム200は、端末装置10、W−LAN基地局装置12、簡易型携帯電話基地局装置14、EV−DO基地局装置16、センタ設備18、ネットワーク20、サーバ22を含む。また、端末装置10は、W−LAN通信部24、W−LAN対応アンテナ30、簡易型携帯電話通信部26、簡易型携帯電話対応アンテナ32、EV−DO通信部28、EV−DO対応アンテナ34を含み、W−LAN基地局装置12は、W−LAN基地局アンテナ36を含み、簡易型携帯電話基地局装置14は、簡易型携帯電話基地局アンテナ38を含み、EV−DO基地局装置16は、EV−DO基地局アンテナ40を含み、センタ設備18は、第1ルータ42、第2ルータ44、第3ルータ46、スイッチサーバ48を含む。
【0030】
端末装置10は、通信機能を有したモバイル端末であり、ここでは複数の通信手段として、W−LAN通信部24、簡易型携帯電話通信部26、EV−DO通信部28を含む。さらに、端末装置10は、W−LAN通信部24、簡易型携帯電話通信部26、EV−DO通信部28によって同時に通信せず、これらの伝送路品質を監視して、自律的に最適なひとつを選択して通信する。なお、端末装置10は、ひとつの装置として構成されていてもよく、またW−LAN通信部24、簡易型携帯電話通信部26、EV−DO通信部28のそれぞれの機能を有した通信カードをPCに挿入して構成されていてもよい。後者の場合、通信手段の選択は、PCにインストールされたソフトウエアプログラムによって実行される。また、W−LAN通信部24、簡易型携帯電話通信部26、EV−DO通信部28は、W−LAN対応アンテナ30、簡易型携帯電話対応アンテナ32、EV−DO対応アンテナ34をそれぞれ有する。
【0031】
W−LAN基地局装置12は、W−LAN通信システムに対応した基地局装置であり、W−LAN基地局アンテナ36を介してW−LAN通信部24と通信する。簡易型携帯電話基地局装置14は、簡易型携帯電話システムに対応した基地局装置であり、簡易型携帯電話基地局アンテナ38を介して簡易型携帯電話通信部26と通信する。EV−DO基地局装置16は、EV−DO方式に対応した基地局装置であり、EV−DO基地局アンテナ40を介してEV−DO通信部28と通信する。
【0032】
スイッチサーバ48は、端末装置10による通信手段の選択に対応して、W−LAN基地局装置12、簡易型携帯電話基地局装置14、EV−DO基地局装置16を切替える機能を有する。スイッチサーバ48による選択に応じて、第1ルータ42、第2ルータ44、第3ルータ46のいずれかが、W−LAN基地局装置12、簡易型携帯電話基地局装置14、EV−DO基地局装置16のそれぞれに割当てられたIPアドレスにもとづいてルーティングを実行する。また、スイッチサーバ48とW−LAN通信部24、簡易型携帯電話通信部26、EV−DO通信部28の間は、必要に応じてIPsec(IP security protocol)等の処理を行って、セキュリティを高めてもよい。スイッチサーバ48は、ネットワーク20を介してサーバ22と接続する。
【0033】
図2は、端末装置10の構成を示す。端末装置10は、W−LAN通信部24、簡易型携帯電話通信部26、EV−DO通信部28、データ処理部72、スループット測定部74、条件設定部76、しきい値記憶部78、W−LAN品質測定部80、EV−DO品質測定部82、通信判定部84、選択部90、インターフェース部92、装置制御部100を含む。また、W−LAN通信部24は、無線部50、ベースバンド処理部52、制御部54、制御信号IF部56を含み、簡易型携帯電話通信部26は、無線部58、ベースバンド処理部60、制御部62を含み、EV−DO通信部28は、無線部64、ベースバンド処理部66、制御部68、制御信号IF部70を含み、通信判定部84は、第1判定部86、第2判定部88を含み、インターフェース部92は、表示部94、操作部96、外部IF部98を含む。
【0034】
無線部50は、W−LANの無線周波数信号とベースバンド信号を変換する周波数変換機能、信号を増幅する増幅機能、AD変換やDA変換を行う機能を有する。
ベースバンド処理部52は、ベースバンド信号を変復調処理する。W−LANがIEEE802.11bに準拠している場合、拡散処理機能や逆拡散機能を有し、W−LANがIEEE802.11aやIEEE802.11gに準拠している場合、高速フーリエ変換機能や逆高速フーリエ変換機能を有する。
【0035】
制御信号IF部56は、W−LAN通信部24で処理される所定の制御信号を後述の伝送路品質の値として出力する。制御部54は、W−LAN通信部24のタイミング制御や制御信号の生成を行う。
【0036】
無線部58、ベースバンド処理部60、制御部62は、無線部50、ベースバンド処理部52、制御部54に対応した処理を簡易型携帯電話システムについて行う。例えば、60は、π/4シフトQPSKで変復調する。
【0037】
無線部64、ベースバンド処理部66、制御信号IF部70、制御部68は、無線部50、ベースバンド処理部52、制御信号IF部56、制御部54に対応した処理をEV−DO方式について行う。例えば、ベースバンド処理部66は、上り回線に対してCDMA、下り回線に対してTDMAにもとづいた処理を実行する。制御信号IF部70は、EV−DO品質値を出力するが、EV−DO品質値については後述する。
【0038】
データ処理部72は、ベースバンド処理部52、ベースバンド処理部60、ベースバンド処理部66のいずれかとインターフェース部92の間でデータを変換する。
【0039】
表示部94は、所定のデータを表示するディスプレイに相当し、操作部96は、ユーザが所定の処理を入力するキーボード等に相当し、外部IF部98は、外部の装置とデータを入出力するためのインターフェースである。
【0040】
W−LAN品質測定部80は、制御信号IF部56から出力された制御信号のうち、受信電力であるRSSI(Receive Signal Strength Indictor)に対応した値を検出し、W−LANの伝送路品質の値とする(以下、これを「W−LAN−RSSI」という)。
【0041】
EV−DO品質測定部82は、制御信号IF部70から出力されたEV−DO品質値を定期的に取得する。ここで、EV−DO品質値として、SINR(Signal to Interference and Noise Ratio)、DRC(Data Rate Control)情報、RSSI、送信出力、DRC Lock情報を対象とする。これらの情報を取得するために、EV−DO品質測定部82は、制御信号IF部70に対してログ取得要求を送出する。さらに、これら5つの要素からなるEV−DO品質値をパラメータ化して、所定間隔で記憶し、それぞれの値に対して平均などの統計処理を行う。
【0042】
EV−DO品質値のうち、SINR、DRC情報、RSSIによって、下り回線の伝送路品質が判定可能である。なお、SINRは、干渉波あるいはノイズに対する希望波の受信レベル比を表し、DRC情報は前述のごとく過去のCIRやRSSIの変動にもとづいてEV−DO基地局装置16に対して要求する下り回線の伝送レートである。一方、送信出力、DRC Lock情報によって、上り回線の伝送路品質が判定可能である。送信出力は、一般的にEV−DO基地局装置16から離れるほど大きくなるため、送信出力が大きくなると伝送路品質が悪くなる傾向にある。DRC Lock情報の統計によって、EV−DO基地局装置16で受信されるエラーのないパケットの比率が分かる。
【0043】
スループット測定部74は、W−LAN、簡易型携帯電話システム、EV−DO方式のそれぞれに対して、スイッチサーバ48との間でアクセス制御コマンドとして定義されたデータ長1000バイトのechoコマンドを折り返すことによって、RTT(Round Trip Time)を測定し、その測定値をスループットに対応させる。さらに、測定されたRTTに対して、所定の変換がなされてもよい。なお、以後、スループットとRTTを特に区別せずに同様のものとして使用する。
【0044】
条件設定部76は、W−LAN通信部24、簡易型携帯電話通信部26、EV−DO通信部28のうちのひとつを選択するための条件を設定する。まず、スループット測定部74で測定されたスループットを比較するが、比較の基準、すなわち通信システムの切替基準を詳細に設定するために、次のように条件を分類するものとする。現在使用中の通信手段がEV−DO通信部28かそれ以外の通信手段かによって、大きくふたつに分類し、現在使用中の通信手段がEV−DO通信部28の場合、すなわち優先度の高い通信手段の場合はエリアフリンジ判定条件を使用し、現在使用中の通信手段がその他の通信手段の場合、すなわち優先度の低い通信手段の場合はエリア内判定条件を使用する。さらに、エリアフリンジ判定条件の場合には、切替候補がW−LAN通信部24かあるいは簡易型携帯電話通信部26か、すなわちEV−DO方式より高速かあるいは低速かによって分類され、それぞれ高速用エリアフリンジ判定条件、低速用エリアフリンジ判定条件と呼ぶ。
【0045】
すなわち、スループット測定部74で測定されたスループットと現在使用中の通信手段の優先度をもとにして、これから判定すべき切替基準を高速用エリアフリンジ判定条件、低速用エリアフリンジ判定条件、エリア内判定条件のいずれかに該当させる。なお、EV−DO通信部28を使用している場合に、W−LAN通信部24と簡易型携帯電話通信部26が共に使用可能であれば、よりスループットが高速なW−LAN通信部24を選択して、高速用エリアフリンジ判定条件に該当させるものとする。詳細は後述するが、エリアフリンジ判定条件とエリア内判定条件は、判定ロジックが異なり、高速用エリアフリンジ判定条件、低速用エリアフリンジ判定条件、エリア内判定条件は、EV−DO品質値に関するしきい値が異なる。
【0046】
しきい値記憶部78は、しきい値を記憶し、図3にそのデータ構造を示す。ここで、「ケース」は、上述の条件に相当し、「ケース1」が低速用エリアフリンジ判定条件に、「ケース2」と「ケース3」が高速用エリアフリンジ判定条件に、「ケース4」がエリア内判定条件に対応する。これらのケース毎に、EV−DO品質値、RTT、W−LANのRTT(以下、「W−LAN−RTT」という)、W−LAN−RSSIに対応したしきい値が記憶されている。ここで、「ケース1」のしきい値が前述の第1しきい値に、「ケース3」のしきい値が前述の第2しきい値に、「ケース4」のしきい値が前述の第3のしきい値に対応する。なお、ケースにもとづくしきい値の選択は条件設定部76でなされる。
【0047】
第1判定部86は、高速用エリアフリンジ判定条件の場合に、W−LAN−RTTとW−LAN−RSSIを「ケース2」のしきい値G、Hとそれぞれ比較する。W−LAN−RTTがしきい値以下で、かつW−LAN−RSSIがしきい値以上の場合、すなわちW−LANの通信状態が良好と推定できれば、スループットのより高いW−LANへの切替を決定する。
【0048】
第2判定部88は、EV−DO品質値をしきい値と比較する。低速用エリアフリンジ判定条件の場合、EV−DO品質値を「ケース1」のしきい値とそれぞれ比較し、いずれかがしきい値を満たせば、簡易型携帯電話システムへの切替を決定する。高速用エリアフリンジ判定条件の場合、EV−DO品質値を「ケース3」のしきい値とそれぞれ比較し、いずれかがしきい値を満たせば、W−LANへの切替を決定する。ここで、高速用エリアフリンジ判定条件では、無線通信システムの切替によってスループットが増加し、低速用エリアフリンジ判定条件では、スループットが減少するため、高速用エリアフリンジ判定条件の方が、無線通信システムの切替が望まれる。そのため、「ケース3」のしきい値は、「ケース1」のしきい値より容易に満足できる値に設定される。エリア内判定条件の場合、EV−DO品質値およびEV−DO方式のRTTを「ケース4」のしきい値と比較し、すべてがしきい値を満たせば、EV−DO方式への切替を決定する。
【0049】
選択部90は、第1判定部86あるいは第2判定部88での切替の決定に応じて、W−LAN通信部24、簡易型携帯電話通信部26、EV−DO通信部28を切替える。
装置制御部100は、タイミング制御や制御信号の生成などを行う。
【0050】
この構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのCPU、メモリ、その他のLSIで実現でき、ソフトウエア的にはメモリのロードされた予約管理機能のあるプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。
【0051】
図4(a)−(b)は、EV−DOエリアからその他の無線通信方式のエリアへ移動する場合の切替タイミングの概念を示す。ここでは、説明の容易化のために、EV−DO基地局装置16とW−LAN基地局装置12あるいは簡易型携帯電話基地局装置14を一次元の直線上に配置し、端末装置10がEV−DO基地局装置16から遠ざかる方向に移動する場合を想定する。なお、EV−DO基地局装置16、W−LAN基地局装置12、簡易型携帯電話基地局装置14の送信出力や最低受信感度などはそれぞれ異なるが、ここでは比較を容易にするために、それらの条件が均一化されているものとする。
【0052】
図4(a)は、端末装置10がW−LAN基地局装置12の方向に移動しており、すなわち高速用エリアフリンジ判定条件に対応する。一方、図4(b)は、端末装置10が簡易型携帯電話基地局装置14の方向に移動しており、すなわち低速用エリアフリンジ判定条件に対応する。図4(a)と(b)を比較して明らかなように、図4(a)の方が、EV−DO方式から他の通信システムに早く切り替わる。図4(a)では、EV−DO方式のエリアがW−LANのエリアより短いのに対して、図4(b)では、EV−DO方式のエリアが簡易型携帯電話のエリアより長い。図4(a)は、より高速なW−LANに早く切り替わり、図4(b)は、より高速なEV−DO方式を長い期間使用できる。これは、しきい値が「ケース2と3」と「ケース1」で異なるための結果である。
【0053】
図5は、EV−DOエリアからその他の無線通信方式のエリアへ移動する場合の切替手順を示すフローチャートである。スループット測定部74は、W−LAN通信部24、簡易型携帯電話通信部26、EV−DO通信部28のスループットを測定する(S10)。条件設定部76はそれらを比較し、EV−DO方式が他のシステムよりスループットが高くない場合(S12のN)、第2判定部88は低速用エリアフリンジ判定条件による判定を実行する(S14)。一方、EV−DOが他のシステムよりスループットが高い場合(S12のY)、第1判定部86によって他のシステムの品質がしきい値以上でなく、あるいはRTTがしきい値以下でなければ(S16のN)、第2判定部88は高速用エリアフリンジ判定条件による判定を実行する(S18)。また、他のシステムの品質がしきい値以上で、かつRTTがしきい値以下であれば(S16のY)、他のシステムの通信状態が良好と推定できるため、他のシステムに切り替える(S20)。
【0054】
図6は、低速用エリアフリンジ判定条件による判定手順を示すフローチャートである。前提として、しきい値記憶部78の「ケース1」のしきい値が選択されているものとする。EV−DO品質測定部82は、SINR、DRC情報、RSSI、送信出力、DRC Lock情報を取得する(S30)。SINRがA1以下であり(S32のY)、DRC情報がB1以下であり(S34のY)、RSSIがE1以下であり(S36のY)、送信出力がC1以上であり(S38のY)、DRC LockがD1以下であり(S40)という条件のいずれかひとつを満たせば、他の通信システムに切替える(S44)。一方、すべて満足しない場合(S32のN〜S40のN)、EV−DO方式による通信の維持を決定する(S42)。なお、高速用エリアフリンジ判定条件の判定手順は、しきい値が「ケース3」である以外は、図6と同一のフローチャートになる。
【0055】
図7(a)−(c)は、EV−DOエリアとその他の無線通信方式のエリアを往復する場合の切替タイミングの概念を示す。ここでは、図7(a)のごとくEV−DO基地局装置16と簡易型携帯電話基地局装置14が一次元の直線上に配置されているものとする。図7(b)は、端末装置10がEV−DO基地局装置16から簡易型携帯電話基地局装置14の方向へ移動しており、すなわち低速用エリアフリンジ判定条件に対応する。一方、図7(c)は、端末装置10が簡易型携帯電話基地局装置14からEV−DO基地局装置16の方向に移動しており、すなわちエリア内判定条件に対応する。図7(b)と(c)を比較して明らかなように、図7(a)の方が、EV−DO方式のエリアが長い。すなわち、EV−DO方式から他の通信システムに切り替わる場合は、EV−DO方式をできるだけ長く使用し、他のシステムからEV−DO方式に切替える場合は、EV−DO方式がより安定になるまで使用しない。このような処理によって、図7(b)で「切替」と示した位置と(c)で「切替」と示した位置の中間で、端末装置10が往復しても、通信システムが短期間に変更されず、より安定した動作が可能となる。
【0056】
図8は、エリア内判定条件による判定手順を示すフローチャートである。前提として、しきい値記憶部78の「ケース4」のしきい値が選択されているものとする。EV−DO品質測定部82は、SINR、DRC情報、RSSI、送信出力、DRC Lock情報を取得し、スループット測定部74がRTTを取得する(S50)。SINRがA3以上であり(S52のY)、DRC情報がB3以上であり(S54のY)、RSSIがE3以上であり(S56のY)、送信出力がC3以下であり(S58のY)、DRC LockがD3以上であり(S60のY)、RTTがF以上であり(S62のY)であれば、EV−DO方式に切替える(S64)。一方、いずれかを満足しない場合(S52のN〜S62のN)、現在のシステムによる通信の維持を決定する(S66)。
【0057】
以上の構成による端末装置10の動作を説明する。EV−DO方式のエリアからW−LANのエリアへ移動する場合を想定する。スループット測定部74は、W−LAN通信部24、簡易型携帯電話通信部26、EV−DO通信部28のスループットを測定する。条件設定部76はそれらを比較し、W−LANのスループットがEV−DO方式のスループットより高いことを確認し、しきい値記憶部78の「ケース2、3」のしきい値を取得する。W−LAN品質測定部80は、W−LANのRSSIを測定し、第1判定部86において、RSSIが「ケース2」のしきい値より低く、W−LANのRTTがしきい値よりも高い結果を得た。第2判定部88において、EV−DO品質測定部82で測定したEV−DO品質値を「ケース3」のしきい値と比較し、いずれかがしきい値を満足していたため、W−LANへの切替を決定する。選択部90がW−LAN通信部24の動作を選択する。
【0058】
本実施の形態によれば、上下回線に対応した伝送路品質の値を測定しているため、cdma2000 1x−EV DOのような、上下回線で送信する信号が大きく異なったシステムでも伝送路品質を正確に判断可能である。EV−DO方式で測定される伝送路品質値は、他の目的のために計算されているため、現在のシステムをほとんど変更せずに実現できる。複数の伝送路品質をパラメータ化して、それぞれをしきい値と比較して判断するため、判定のロジックやしきい値の変更によって、異なった状況においても限られた伝送路品質で切替制御が可能である。また、複数種類のしきい値が設定可能であるため、現在使用中の通信システムや変更先の通信システムのスループットを考慮した切替制御が可能である。また、判定のロジックを変更するだけで、切替制御にヒステリシスを持たせ、通信システムの安定化が可能である。
【0059】
(実施の形態2)
実施の形態2は、実施の形態1と同様に、複数の無線通信システムのうちのひとつを切替ながら使用する端末装置であるが、第1しきい値と第2しきい値の設定に使用する複数の無線通信システムのスループットを測定せずに、予め設定した値を使用する。すなわち、現実のスループットに関係なく、スループットを設定し、処理の簡略化を図る。
実施の形態2における端末装置10として、図2に示されるものが有効であるが、スループットを測定しないため、スループット測定部74が不要である。
【0060】
図9は、実施の形態2に係る記憶したスループットのデータ構造を示し、例えば、条件設定部76で記憶される。これは、「システム」に対応した「スループット」の値が規定されているが、「スループット」の値は、実現可能な範囲で任意の値に設定され、必ずしも最大のスループットである必要はない。このデータによれば、EV−DO方式とW−LANでは、実際のスループットに関係なくW−LANの方が高速と判定され、EV−DO方式と簡易型携帯電話システムでは、実際のスループットに関係なくEV−DO方式の方が高速と判定される。
【0061】
以上の構成による端末装置10の動作を説明する。EV−DO方式のエリアからW−LANのエリアへ移動する場合を想定する。W−LANの信号をW−LAN通信部24が受信可能であることを確認できたため、条件設定部76は、しきい値記憶部78の「ケース2、3」のしきい値を取得する。W−LAN品質測定部80は、W−LANのRSSIを測定し、第1判定部86において、RSSIが「ケース2」のしきい値より低い結果を得た。第2判定部88において、EV−DO品質測定部82で測定したEV−DO品質値を「ケース3」のしきい値と比較し、いずれかがしきい値を満足していたため、W−LANへの切替を決定する。選択部90がW−LAN通信部24の動作を選択する。
【0062】
本実施の形態によれば、スループットに予め記憶された値を使用するため、処理の簡略化が可能である。
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【0063】
実施の形態1および2において、EV−DO品質測定部82は、伝送路品質の値としてSINR、DRC情報、RSSI、送信出力、DRC Lock情報の5種類の値を導出し、第2判定部88では、それらをしきい値と比較している。しかしこれに限らず例えば、これらのうちのいずれかだけを使用してもよい。本変形例によれば、処理の簡略化が可能である。つまり、必要とされる精度と許容される処理量に応じて、伝送路品質の種類を選択すればよい。
【0064】
実施の形態1および2において、EV−DO品質測定部82は、EV−DOの伝送路品質の値としてSINR、DRC情報、RSSI、送信出力、DRC Lock情報の5種類の値を導出したが、これに限らず例えば、W−LANの伝送路品質を導出してもよい。すなわち、通信規格上でスループットの高い通信システムの優先度を高くしてもよい。本変形例によれば、スループットの高い通信システムに最適化させた切替処理が可能である。
【0065】
実施の形態1および2において、無線通信システムとして、EV−DO方式、W−LAN、簡易型携帯電話システムが使用されている。しかしこれに限らず例えば、PDC(Personal Digital Cellular)、W−CDMA(Wide−band CDMA)であってもよく、品質測定部82は、それらの中で優先度が高く設定された無線通信システムに対する伝送路品質の値を測定すればよい。本変形例によれば、多数の無線通信システムに適用可能である。
【0066】
【発明の効果】
本発明によれば、複数の無線通信システムのうち、伝送レートと安定性において適した無線通信システムに切替えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態1に係る通信システムを示す構成図である。
【図2】図1の端末装置の構成を示す図である。
【図3】図2のしきい値記憶部のデータ構造を示す図である。
【図4】図4(a)−(b)は、図1のEV−DOエリアからその他の無線通信方式のエリアへ移動する場合の切替タイミングの概念を示す図である。
【図5】図1のEV−DOエリアからその他の無線通信方式のエリアへ移動する場合の切替手順を示すフローチャートである。
【図6】図5の低速用エリアフリンジ条件による判定手順を示すフローチャートである。
【図7】図7(a)−(c)は、図1のEV−DOエリアとその他の無線通信方式のエリアを往復する場合の切替タイミングの概念を示す図である。
【図8】図7のエリア内判定条件による判定手順を示すフローチャートである。
【図9】実施の形態2に係る記憶したスループットのデータ構造を示す図である。
【符号の説明】
10 端末装置、 12 W−LAN基地局装置、 14 簡易型携帯電話基地局装置、 16 EV−DO基地局装置、 18 センタ設備、 20 ネットワーク、 22 サーバ、 24 W−LAN通信部、 26 簡易型携帯電話通信部、 28 EV−DO通信部、 30 W−LAN対応アンテナ、 32 簡易型携帯電話対応アンテナ、 34 EV−DO対応アンテナ、 36 W−LAN基地局アンテナ、 38 簡易型携帯電話基地局アンテナ、 40 EV−DO基地局アンテナ、 42 第1ルータ、 44 第2ルータ、 46第3ルータ、 48 スイッチサーバ、 50 無線部、 52 ベースバンド処理部、 54 制御部、 56 制御信号IF部、 58 無線部、 60ベースバンド処理部、 62 制御部、 64 無線部、 66 ベースバンド処理部、 68 制御部、 70 制御信号IF部、 72 データ処理部、74 スループット測定部、 76 条件設定部、 78 しきい値記憶部、80 W−LAN品質測定部、 82 EV−DO品質測定部、 84 通信判定部、 86 第1判定部、 88 第2判定部、 90 選択部、 92 インターフェース部、 94 表示部、 96 操作部、 98 外部IF部、100 装置制御部、 200 通信システム。
Claims (14)
- 使用中の通信システムでの伝送路品質の値を導出する伝送路品質導出手段と、
前記使用中の通信システムのスループットに対応した第1の値を導出する第1スループット導出手段と、
前記使用中の通信システムに替え可能な該通信システムと異なった通信システムのスループットに対応した第2の値を導出する第2スループット導出手段と、
前記第1の値と前記第2の値にもとづいて、伝送路品質に関するしきい値を決定するしきい値決定手段と、
前記決定したしきい値と前記導出した伝送路品質の値にもとづいて、前記使用中の通信システムから、前記通信システムと異なった通信システムへの変更を決定する変更決定手段と、
を含むことを特徴とする端末装置。 - 前記伝送路品質導出手段において、前記使用中の通信システムが、上下回線で異なった通信速度および通信方式を有することを特徴とする請求項1に記載の端末装置。
- 前記伝送路品質導出手段は、複数種類の伝送路品質の値を導出し、
前記しきい値決定手段は、前記複数種類の伝送路品質に対応した複数のしきい値をそれぞれ決定し、
前記変更決定手段は、前記導出した複数種類の伝送路品質の値のいずれかが、当該伝送路品質に対応したしきい値によって定められた条件を満足すれば、前記使用中の通信システムから、前記通信システムと異なった通信システムへの変更を決定することを特徴とする請求項1または2に記載の端末装置。 - 前記伝送路品質導出手段は、前記複数種類の伝送路品質の値として、前記使用中の通信システムの上下回線に対応した伝送路品質の値をそれぞれ導出することを特徴とする請求項3に記載の端末装置。
- 前記しきい値決定手段は、前記第1の値より前記第2の値の方が高ければ、前記変更決定手段で、前記使用中の通信システムから、前記通信システムと異なった通信システムへの変更を容易にするような値にしきい値を決定することを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の端末装置。
- 前記使用中の通信システムに替え可能な該通信システムと異なった通信システムでの伝送路品質の値を導出する変更品質導出手段をさらに含み、
前記変更決定手段は、前記第1の値より前記第2の値の方が高く、かつ前記使用中の通信システムに替え可能な該通信システムと異なった通信システムでの伝送路品質の値が所定のしきい値によって定められた条件を満足すれば、使用中の通信システムでの前記導出した伝送路品質の値にかかわらず、前記使用中の通信システムから、前記通信システムと異なった通信システムへの変更を決定することを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載された端末装置。 - 使用中の通信システムと前記使用中の通信システムから替え可能な該通信システムと異なった通信システムのそれぞれに対応すべき優先度の情報を取得する情報取得手段と、
前記優先度が高く設定されている通信システムの伝送路品質の値を導出する伝送路品質導出手段と、
前記使用中の通信システムの優先度にもとづいて、前記伝送路品質の値を判定すべき通信システムの切替基準を決定する決定手段と、
前記決定した切替基準と、前記導出した伝送路品質の値にもとづいて、前記使用中の通信システムから、前記通信システムと異なった通信システムへの変更を決定する変更決定手段と、
を含むことを特徴とする端末装置。 - 前記伝送路品質導出手段において、前記優先度が高く設定されている通信システムが、上下回線で異なった通信速度および通信方式を有することを特徴とする請求項7に記載の端末装置。
- 前記伝送路品質導出手段において、前記優先度が高く設定されている通信システムが、前記優先度を低く設定されている通信システムよりスループットの高い通信システムであることを特徴とする請求項7または8に記載の端末装置。
- 前記伝送路品質導出手段は、複数種類の伝送路品質の値を導出し、
前記決定手段は、前記使用中の通信システムの優先度が高く設定されている場合、前記導出した複数種類の伝送路品質の値のいずれかが所定の基準値を満足すれば、前記変更決定手段が前記使用中の通信システムから前記通信システムと異なった通信システムへの変更を決定するように前記切替基準を決定し、前記使用中の通信システムの優先度が低い場合、前記導出した複数種類の伝送路品質の値のすべてが所定の基準値を満足すれば、前記変更決定手段が前記使用中の通信システムから前記通信システムと異なった通信システムへの変更を決定するように前記切替基準を決定することを特徴とする請求項7から9のいずれかに記載の端末装置。 - 前記伝送路品質導出手段は、前記複数種類の伝送路品質の値として、前記優先度が高く設定されている通信システムの上下回線に対応した伝送路品質の値をそれぞれ導出することを特徴とする請求項10に記載の端末装置。
- 前記決定手段の前記所定の基準値が、前記使用中の通信システムにもとづいて変更されることを特徴とする請求項10に記載の端末装置。
- 使用中の通信システムでの伝送路品質の値とスループットに対応した第1の値を導出し、さらに前記使用中の通信システムに替えて前記使用中の通信システムから替え可能な該通信システムと異なった通信システムのスループットに対応した第2の値を導出し、前記第1の値と前記第2の値から決定した伝送路品質に関するしきい値と、前記導出した伝送路品質の値にもとづいて、前記使用中の通信システムから、前記通信システムと異なった通信システムへの変更を決定することを特徴とする通信手段変更方法。
- 使用中の通信システムと前記使用中の通信システムに替え可能な該通信システムと異なった通信システムのそれぞれに優先度が設定され、前記使用中の通信システムの優先度から決定した通信システムの切替基準と、前記優先度が高く設定されている通信システムに対して導出した伝送路品質の値にもとづいて、前記使用中の通信システムから、前記通信システムと異なった通信システムへの変更を決定することを特徴とする通信手段変更方法。
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