JP2009044659A

JP2009044659A - 通信端末および無線接続方法

Info

Publication number: JP2009044659A
Application number: JP2007209951A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Yamaguchi; 武山口
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2007-08-10
Filing date: 2007-08-10
Publication date: 2009-02-26

Abstract

【課題】消費電力を削減しつつ、ユーザが無線ＬＡＮを利用しようとしてから実際の利用までに掛かる時間を短縮する。
【解決手段】位置検出部２０２は、広域通信無線器２０１が取得した、周辺の基地局からの受信信号の電界強度に基づき通信端末１０１の位置を検出し、制御部２０６は、ＡＰ位置情報記憶部２０５が記憶している１つ以上の基地局のセルＩＤおよび受信信号電界強度に基づき、セルラネットワークよりも通信範囲が狭い無線ローカルエリアネットワークへの接続ポイントの位置を検出し、検出した接続ポイントへ接続可能である場合には、近距離通信無線器２０４の電源をＯＮにして無線ローカルエリアネットワークへ接続させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、携帯電話などのセルラネットワークに接続する広域通信無線器と、無線ローカルエリアネットワーク(Local Area Network：ＬＡＮ)に接続する近距離通信無線器とを備える通信端末および無線接続方法に関する。

近年、携帯電話やＰＤＡ(Personal Digital Assistant)などの通信端末に無線ＬＡＮが搭載されたものが広く利用されるようになっている。また、家庭や店舗などで無線ＬＡＮを利用できる場所が拡大してきており、通信端末で無線ＬＡＮを利用する機会が増加している。

無線ＬＡＮは携帯電話のセルラネットワークとは異なり無線の到達範囲が狭いため、常に無線ＬＡＮに接続できるとは限らない。無線ＬＡＮに接続ない時があるにもかかわらず、通信端末内部の無線ＬＡＮ接続器の電源を常にＯＮにするのは、通信端末のバッテリを不必要に消費することとなる。

そのため、通信端末の位置、無線ＬＡＮの接続ポイント（ＡＰ：Access Point)の位置、および無線ＬＡＮの到達範囲に基づき、通信端末内部の無線ＬＡＮ接続器の電源を制御する方法が考えられる（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。
特開２００４−３２０４７３号公報特開２００４−１６５７５５号公報

しかしながら、特許文献１に記載された方法は、電源管理や接続動作を自動的に行うことができず、通信端末からの接続要求を受け付けた後に当該通信端末の位置情報の取得、無線ＬＡＮ接続器の電源ＯＮ、および無線ＬＡＮへの接続処理を行う。このため、ユーザが無線ＬＡＮを利用しようとしてから実際に利用可能になるまでに時間がかかってしまうという問題がある。

これに対し、特許文献２に記載された方法は、ＧＰＳ(Global Positioning System)を常時稼動させ、ＧＰＳにより取得した通信端末の位置および当該通信端末に保持されているＡＰ位置から接続可能なＡＰを選択し、自動的に無線ＬＡＮ接続器の電源ＯＮおよび無線ＬＡＮへの接続処理を行う。しかし、常時ＧＰＳを稼動しているため、位置情報の取得処理のための消費電力が大きいという問題が生じる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、携帯電話などのセルラネットワークに接続する広域通信無線器と、無線ＬＡＮに接続する近距離通信無線器とを備える通信端末において、消費電力を削減しつつ、ユーザが無線ＬＡＮを利用しようとしてから実際の利用までに掛かる時間を短縮することができる通信端末および無線接続方法を提供するものである。

本発明の通信端末は、セルラネットワークに接続し、周辺の基地局からの受信信号の電界強度を取得する広域通信無線器と、前記セルラネットワークよりも通信範囲が狭い無線ローカルエリアネットワークに接続する近距離通信無線器と、前記周辺の基地局からの受信信号の電界強度を用いて自装置の位置を検出する位置検出手段と、前記セルラネットワークの１つ以上の基地局のセルＩＤおよび前記１つ以上の基地局に対応する電界強度を含むテーブルを記憶する記憶手段と、前記自装置の位置に基づき前記テーブルを照合し、前記無線ローカルエリアネットワークへの接続ポイントを検出した場合には、前記近距離無線通信器の電源を入れるように制御を行う制御手段と、を具備する構成をとる。

本発明の無線接続方法は、セルラネットワークに接続し、周辺の基地局からの受信信号の電界強度を取得するステップと、前記セルラネットワークよりも通信範囲が狭い無線ローカルエリアネットワークに接続するステップと、前記周辺の基地局からの受信信号の電界強度を用いて、自装置の位置を検出するステップと、前記セルラネットワークの１つ以上の基地局のセルＩＤおよび前記１つ以上の基地局に対応する電界強度を含むテーブルを記憶するステップと、前記自装置の位置に基づき前記テーブルを照合し、前記無線ローカルエリアネットワークへの接続ポイントを検出した場合には、前記近距離無線通信器の電源を入れるように制御を行うステップと、を有するようにした。

本発明によれば、セルラネットワークに接続する広域通信無線器と、無線ＬＡＮに接続する近距離通信無線器とを備える通信端末は、ユーザからの接続要求を待たず、接続可能なＡＰが存在する場合に、自動的に近距離通信無線器の電源をＯＮにし接続処理を行うことにより、消費電力を削減しつつ、ユーザが無線ＬＡＮを利用しようとしてから実際の利用までに掛かる時間を短縮することができる。

以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の各実施の形態に係る無線通信システムの主要な構成を示す図である。

図１において、通信端末１０１は、近距離無線通信のＡＰ１０２の通信エリア１０３内において、ＡＰ１０２と通信する機能を備える。また、通信端末１０１は、セルラネットワークを構成する基地局１０４〜１０６と通信する機能を備える。通信端末１０１は、複数の基地局（図１では基地局１０４、基地局１０５、基地局１０６）からの受信信号より、自装置が通信エリア１０３内に位置していると判断した場合には、自動的にＡＰ１０２に接続することができる。

（実施の形態１）
図２は、本発明の実施の形態１に係る通信端末１０１の内部の構成を示すブロック図である。

広域通信無線器２０１は、セルラネットワークに接続して広域通信を行い、周辺の基地局からの受信信号の電界強度を取得する。

位置検出部２０２は、位置検出トリガ生成部２０３からのトリガを受けると、広域通信無線機２０１が取得した周辺の基地局からの受信信号の電界強度を用いて、通信端末１０１の位置を検出する。

位置検出トリガ生成部２０３は、位置検出部２０２に位置検出動作の開始を指示するトリガを生成する。

近距離通信無線器２０４は、制御部２０６の制御により電源をＯＮにし、セルラネットワークと比べて通信範囲が狭い無線ＬＡＮに接続して近距離通信を行う。

ＡＰ位置情報記憶部２０５は、無線ＬＡＮのＡＰの位置および接続に必要な情報を含んだＡＰ位置情報を保持している。

制御部２０６は、広域通信無線器２０１が取得した周辺の基地局からの受信信号の電界強度、および位置検出トリガ生成部２０３が生成したトリガを用いて、位置検出部２０２を駆動する。また、制御部２０６は、位置検出部２０２において検出された通信端末１０１の位置を用いて、ＡＰ位置情報記憶部２０５が保持しているＡＰ位置情報を照合して、通信端末１０１が接続可能なＡＰ１０２を検出する。また、制御部２０６は、ＡＰ位置情報記憶部２０５の検出結果に基づき、近距離通信無線器２０４の電源を管理するとともに、無線ＬＡＮへの接続を制御する。

図３は、ＡＰ位置情報記憶部２０５が保持するＡＰ位置情報の構成を示す図である。

ＡＰ位置情報は、セルラネットワークの１つ以上の基地局の情報からなる位置情報と、ＡＰに接続するための接続情報とを含む。

そのうち位置情報は、基地局のセルＩＤと、基地局からの受信信号の電界強度とのセットである。受信信号の電界強度が基地局からの距離に応じて減衰することから、最低３つの基地局の情報があれば、通信端末１０１の位置に基づき、無線ＬＡＮへの接続に適合なＡＰ位置を推定することができる。すなわち、１つ以上の基地局のセルＩＤおよびこれらの基地局からの受信信号の電界強度に基づき、セルラネットワークの接続ポイントが決まるテーブルを記憶している。なお、記憶する基地局情報の数は多いほど位置推定の精度が向上するため、セルＩＤと電界強度とのセットは３つに限るものではない。

ＡＰ位置情報に含まれる接続情報は、ＡＰに接続する際に必要となる情報一式である。ＡＰがＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎ対応の場合、ＥＳＳＩＤやＷＥＰキーなどがこの情報一式に該当する。なお、本発明では近距離無線通信の方式を限定しないため、接続情報の内容も限定するものではない。

また、ＡＰ位置情報記憶部２０５には、このようなＡＰ位置情報を複数格納することができる。すなわち、指定された１つ以上の地域のＡＰ位置情報を、広域通信無線器２０１を利用してＡＰ位置情報記憶部２０５に保存することができる。ＡＰ位置情報記憶部２０５に複数のＡＰ位置情報を格納することにより、外部と通信をせずＡＰ位置情報を取得することができるため、ＡＰ位置情報の検出時間を短縮することができる。

または、通信端末１０１の位置を、広域通信無線器２０１を介して外部のサーバに送信し、ＡＰ位置の計算およびＡＰ位置情報の作成をサーバで行っても良い。サーバは、作成したＡＰ位置情報を当該通信端末１０１にフィードバックし、ＡＰ位置情報記憶部２０５に保存する。これにより、ＡＰ位置情報記憶部２０５の記憶領域を削減することができる。

図４は、本発明の実施の形態１に係る無線通信システムの構成例を示す図である。ここでは、図１との相違点のみについて説明する。図４において、通信端末１０１は、ＡＰ位置情報を管理する位置情報サーバ４０２からＡＰ位置情報を取得する。具体的には、通信端末１０１は、広域通信無線器２０１を利用し、広域通信ネットワーク４０１を介して位置情報サーバ４０２に接続し、ＡＰ位置情報を取得する。

図５は、通信端末１０１のＡＰ１０２への接続処理を示すフロー図である。図５に示す処理フローは通信端末１０１の制御部２０６により制御される。

まず、通信端末１０１の位置検出部２０２は位置検出トリガ生成部２０３からのトリガを待機する（Ｓ５０１）。位置検出トリガ生成部２０３は、例えば、通信端末１０１が移動しない場合のトリガ生成を抑制するために、セルラネットワークの基地局間のハンドオーバを検出しトリガを生成する。または、位置検出トリガ生成部２０３は、セルラネットワークの接続中の基地局から受信する信号の電界強度が所定の閾値以下となったことを検出しトリガを生成しても良い。これにより、通信端末１０１が同一基地局の管轄エリア内を移動し、位置の変化が起きたことを検出することができる。または、位置検出トリガ生成部２０３は、通信端末１０１と接続中の基地局からの受信信号の電界強度の所定の時間範囲における平均値が所定閾値以下であることを検出しトリガを生成しても良い。これにより、位置の変化がなくても受信信号の電界強度がフェージングにより変動した場合の不必要なトリガ生成を抑制することができる。位置検出トリガ生成部２０３は、上記のいずれか１つ、または複数の方法を利用して、位置検出のトリガを生成する。これにより、それぞれの方法の特徴を活かして、位置が変化した場合の位置検出の精度を向上させることができる。

位置検出部２０２がトリガ待機中に、位置検出トリガ生成部２０３がトリガを生成すると（Ｓ５０２：ＹＥＳ）、位置検出部２０２は、広域通信無線器２０１が取得した周辺の基地局からの受信信号の電界強度を用いて、通信端末１０１の位置を検出する（Ｓ５０３）。

次いで、制御部２０６は、位置検出部２０２が検出した通信端末１０１の位置に基づき、ＡＰ位置情報記憶部２０５に格納されているＡＰ位置情報を照合することにより、無線ＬＡＮへ接続するのに適合なＡＰ位置を検出する。または、ＡＰ位置情報記憶部２０５にＡＰ位置情報が格納されていない場合には、制御部２０６は、通信端末１０１の位置を位置情報サーバ４０２に送信し、位置情報サーバ４０２からフィードバックされるＡＰ位置情報を照合することにより、無線ＬＡＮへのＡＰを検出する。（Ｓ５０４）。

次いで、制御部２０６は、ステップＳ５０４において検出したＡＰの位置と、位置検出部２０２において検出した通信端末１０１の位置とに基づき、通信端末１０１が無線ＬＡＮの近距離通信に適合するか否かを判定する（Ｓ５０５）。通信端末１０１が無線ＬＡＮの近距離通信に適合する位置に存在しない、すなわち、ステップＳ５０４において無線ＬＡＮへ接続するのに適合なＡＰが検出できなかった場合（Ｓ５０５：ＮＯ）、処理フローは、ステップＳ５０１に戻る。

一方、通信端末１０１が無線ＬＡＮの近距離通信に適合する位置に存在する、すなわち、ステップＳ５０４において無線ＬＡＮへ接続するのに適合なＡＰが検出された場合（Ｓ５０５：ＹＥＳ）、制御部２０６は、近距離通信無線器２０４の電源をＯＮにする（Ｓ５０６）。

次いで、制御部２０６は、ＡＰ位置情報記憶部２０５が保持しているＡＰ位置情報を照合して接続情報を得、得た接続情報を用いて近距離通信無線器２０４を介しＡＰ１０２に接続する（Ｓ５０７）。

このように、本実施の形態によれば、通信端末は、位置変化などを検出した場合のみ、基地局のセルＩＤおよび受信信号の電界強度を用いて無線ＬＡＮへのＡＰの位置を検出し、接続可能なＡＰが存在する場合のみ、自動的に近距離通信無線器２０４の電源をＯＮにし接続処理を行う。そのため、不必要なＡＰ位置の検出および接続動作を抑制することができ、自装置の消費電力を削減することができる。

また、本実施の形態によれば、通信端末１０１は、ユーザからの接続要求を待たず、自装置の位置変化を検出した場合、ＡＰ位置の検出、電源ＯＮ、接続の処理を行うため、ユーザが無線ＬＡＮを利用しようとしてから実際の利用までに掛かる時間を短縮することができる。

また、本実施の形態によれば、通信端末１０１は、位置検出にＧＰＳを利用しないため、ＧＰＳの常時稼働による電力消費を削減することができる。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２においては、ＡＰ位置情報の取得方法として、実施の形態１と異なる方法について説明する。

本実施の形態において、通信端末６０１は、ユーザの設定および起動操作により近距離通信無線器２０４が無線ＬＡＮへ接続した時のＡＰ位置情報を取得してＡＰ位置情報記憶部２０５に記憶し、近距離通信無線器２０４の前記接続処理以降の電源ＯＮおよび接続処理に用いる。前記接続処理完了後は、近距離通信無線器２０４の電源ＯＮおよび接続処理は、本発明の実施の形態１に説明した通りであるため、その説明を省略する（図５参照）。

図６は、本発明の実施の形態２に係る通信端末６０１の内部の構成を示すブロック図である。通信端末６０１は、実施の形態１に示した通信端末１０１（図１参照）と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。通信端末６０１は、接続履歴管理部６０２をさらに具備する点において、通信端末１０１と相違する。

接続履歴管理部６０２は、無線ＬＡＮへの近距離通信無線器２０４の接続時において、広域通信無線器２０１を制御して周辺基地局のセルＩＤおよび受信信号の電界強度をＡＰ位置情報としてＡＰ位置情報記憶部２０５に格納させる。

図７は、近距離通信無線器２０４の無線ＬＡＮへの接続時におけるＡＰ位置情報の記憶処理を示すフロー図である。なお、図７に示す処理は、実施の形態１に示した近距離通信無線器２０４のＡＰ１０２への接続処理（図５参照）に後続する処理である。従って、図７においては、図５に示したＳ５０６およびＳ５０７から後の処理を示す。

まず、近距離通信無線器２０４の電源をＯＮにする（Ｓ５０６）。次に、近距離通信無線器２０４を用いてＡＰ１０２に接続を試みる（Ｓ５０７）。接続に失敗した場合（Ｓ７０１：ＮＯ）、処理は終了する。接続に成功した場合（Ｓ７０１：ＹＥＳ）、広域通信無線器２０１は、周囲の基地局のセルＩＤおよび受信信号の電界強度を取得する（Ｓ７０２）。接続履歴管理部６０２は、広域通信無線器２０１が取得した周囲の基地局のセルＩＤおよび受信信号の電界強度をＡＰ位置情報としてＡＰ位置情報記憶部２０５に記憶させる（Ｓ７０３）。

このように、本実施の形態によれば、通信端末で近距離通信無線器２０４を使用した際のＡＰ位置情報を記憶して２回目の接続処理に用いるため、位置情報の事前設定が不要となり、また位置情報取得時に外部機器との通信も不要となる。従って、ユーザが無線ＬＡＮを利用しようとしてから実際の利用までに係る時間を短縮することができる。また、使用可能なＡＰの位置情報のみを記録するため、記憶容量を削減することもできる。

本発明に係る通信端末および無線接続方法は、セルラネットワークおよび無線ＬＡＮの両方と通信を行うことができる無線端末装置の用途に適用することができる。

本発明の各実施の形態に係る無線通信システムの主要な構成を示す図本発明の実施の形態１に係る通信端末の内部の構成を示すブロック図本発明の実施の形態１に係るＡＰ位置情報記憶部が保持するＡＰ位置情報の構成を示す図本発明の実施の形態１に係る無線通信システムの構成例を示す図本発明の実施の形態１に係る通信端末のＡＰへの接続処理を示すフロー図本発明の実施の形態２に係る通信端末の内部の構成を示すブロック図本発明の実施の形態２に係る近距離通信無線器の初回接続時におけるＡＰ位置情報の記憶処理を示すフロー図

符号の説明

１０１、６０１通信端末
１０２近距離無線通信のＡＰ
１０３ＡＰ１０２の通信エリア
１０４、１０５、１０６基地局
２０１広域通信無線器
２０２位置検出部
２０３位置検出トリガ生成部
２０４近距離通信無線器
２０５ＡＰ位置情報記憶部
２０６制御部
４０１広域通信ネットワーク
４０２位置情報サーバ
６０２接続履歴管理部

Claims

セルラネットワークに接続し、周辺の基地局からの受信信号の電界強度を取得する広域通信無線器と、
前記セルラネットワークよりも通信範囲が狭い無線ローカルエリアネットワークに接続する近距離通信無線器と、
前記周辺の基地局からの受信信号の電界強度を用いて自装置の位置を検出する位置検出手段と、
前記セルラネットワークの１つ以上の基地局のセルＩＤおよび前記１つ以上の基地局に対応する電界強度を含むテーブルを記憶する記憶手段と、
前記自装置の位置に基づき前記テーブルを照合し、前記無線ローカルエリアネットワークへの接続ポイントを検出した場合には、前記近距離無線通信器の電源を入れるように制御を行う制御手段と、
を具備する通信端末。
前記位置検出手段は、
前記周辺の基地局間のハンドオーバを検出した場合に自装置の位置を検出する、
請求項１記載の通信端末。
前記位置検出手段は、
前記周辺の基地局からの受信信号の電界強度が所定閾値以下となる場合に自装置の位置を検出する、
請求項１または請求項２記載の通信端末。
前記位置検出手段は、
所定の時間範囲における前記周辺の基地局からの受信信号の電界強度の平均値が所定閾値以下となる場合に自装置の位置を検出する、
請求項１から請求項３のいずれかに記載の通信端末。
前記位置検出手段は、
前記周辺の基地局からの受信信号の電界強度に基づき自装置の位置の変化を検出した場合に自装置の位置を検出する、
請求項１から請求項４のいずれかに記載の通信端末。
前記近距離通信無線器がユーザの操作により無線ローカルエリアネットワークに接続する際に前記１つ以上の基地局のセルＩＤと前記１つ以上の基地局からの受信信号の電界強度とを取得し、前記無線ローカルエリアネットワークへ接続した接続ポイントに関する情報とともに、前記記憶手段に記憶させる接続履歴管理手段、
をさらに具備する請求項１から請求項５のいずれかに記載の通信端末。
前記無線ローカルエリアネットワークは、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎの規格に準拠するものである、
請求項１から請求項６のいずれかに記載の通信端末。
セルラネットワークと、前記セルラネットワークよりも通信範囲が狭い無線ローカルエリアネットワークとの両方と接続する通信端末装置と、
前記セルラネットワークを介し前記通信端末装置と接続するサーバと、
を具備する無線通信システムであって、
前記通信端末装置は、
セルラネットワークに接続し、周辺の基地局からの受信信号の電界強度を取得する広域通信無線器と、
前記無線ローカルエリアネットワークに接続する近距離通信無線器と、
前記周辺の基地局からの受信信号の電界強度を用いて自装置の位置を検出する位置検出手段と、
前記自装置の位置を前記サーバに送信し、前記無線ローカルエリアネットワークへの接続ポイントを前記サーバからフィードバックされた場合には、前記近距離無線通信器の電源を入れるように制御を行う制御手段と、
を具備し、
前記サーバは、
前記セルラネットワークの１つ以上の基地局のセルＩＤおよび前記１つ以上の基地局に対応する電界強度を含むテーブルを記憶しており、前記通信端末装置の位置に基づき、前記テーブルを照合することにより前記接続ポイントを検出して前記制御手段にフィードバックする、
無線通信システム。
セルラネットワークに接続し、周辺の基地局からの受信信号の電界強度を取得するステップと、
前記セルラネットワークよりも通信範囲が狭い無線ローカルエリアネットワークに接続するステップと、
前記周辺の基地局からの受信信号の電界強度を用いて、自装置の位置を検出するステップと、
前記セルラネットワークの１つ以上の基地局のセルＩＤおよび前記１つ以上の基地局に対応する電界強度を含むテーブルを記憶するステップと、
前記自装置の位置に基づき前記テーブルを照合し、前記無線ローカルエリアネットワークへの接続ポイントを検出した場合には、前記近距離無線通信器の電源を入れるように制御を行うステップと、
を具備する無線接続方法。