JP5878066B2 - Wireless terminal - Google Patents
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Description
本発明は無線端末に係り、特に、無線リソースに余裕のある時間帯を学習して、非リアルタイム系のデータトラヒックを時分割で自律分散的に送受信する無線端末に関する。 The present invention relates to a radio terminal, and more particularly, to a radio terminal that learns a time zone in which radio resources are available and transmits and receives non-real-time data traffic autonomously and in a time-sharing manner.
現在、Webの閲覧、ストリーミングビデオの送受信、電子メールの送受信、巨大ファイルの送受信など、多種多様なデータトラヒックの送受信が無線式のデータ通信端末で行われている。特許文献１および非特許文献１には、データトラヒックに対するリアルタイム性の要求の程度に着目し、高いリアルタイム性が要求されるデータトラヒックには高い優先順位を設定して優先的に無線リソース（時間、周波数、電力）を割り当る技術が開示されている。換言すれば、これらの先行技術では、リアルタイム性を全く要求されないデータトラヒックであっても、低い優先度ではあるが無線リソースが必ず割り当てられるので無線リソースが消費されることになる。 Currently, various types of data traffic such as browsing the web, sending and receiving streaming video, sending and receiving e-mails, and sending and receiving huge files are performed by wireless data communication terminals. Patent Document 1 and Non-Patent Document 1 focus on the degree of demand for real-time property for data traffic, and set high priority for data traffic that requires high real-time property to preferentially use radio resources (time, A technique for allocating frequency and power) is disclosed. In other words, in these prior arts, even in the case of data traffic that does not require real-time characteristics, radio resources are always allocated although they have a low priority, so that radio resources are consumed.
このように、データトラヒックに優先順位を設定して無線リソースを割り当てる技術では、ネットワークの状況にかかわらず全てのデータトラヒックに対して優先度に応じた無線リソースが必ず割り当てられるので、ネットワークが輻輳している状態下であっても、リアルタイム性を全く要求されないデータトラヒックにも相応の無線リソースが割り当てられてしまう。このため、無線アクセスネットワークを運用するオペレータ（通信事業者）の観点からは、輻輳時にもかかわらずリアルタイム性の要求されない不急のデータトラヒックまでも収容しなければならず、リアルタイム性が要求される他のデータトラヒックに割り当てたい無線トラヒックが無駄に消費されてしまうことになって好ましくない。 In this way, in the technology for assigning radio resources by setting priorities to data traffic, radio resources corresponding to the priority are always assigned to all data traffic regardless of the network conditions, so the network becomes congested. Even under such a condition, a corresponding radio resource is allocated to data traffic that does not require real-time performance at all. For this reason, from the viewpoint of an operator (communication carrier) who operates the radio access network, it is necessary to accommodate even urgent data traffic that does not require real-time performance despite congestion, and real-time performance is required. Wireless traffic that is desired to be allocated to other data traffic is unnecessarily consumed.
また、無線アクセスネットワークを利用するユーザの観点からも、リアルタイム性が要求されるアプリケーションのユーザに割り当てられても良いはずの無線リソースが、リアルタイム性を要求されないアプリケーション、すなわち"いつかダウンロードが完了すればよい"程度の不急のアプリケーションのユーザに割り当てられることになって余り納得がいかない。また、リアルタイム性を要求しないアプリケーションのユーザが、リアルタイム性と引き換えに安価な通信料金を望むことも考えられる。 In addition, from the viewpoint of a user using a radio access network, a radio resource that may be allocated to a user of an application that requires real-time processing is an application that does not require real-time processing, that is, “if download is completed sometime. It is not very convinced to be assigned to a user with a good "immediate application". It is also conceivable that a user of an application that does not require real-time property desires an inexpensive communication fee in exchange for real-time property.
このような技術課題に対して、特許文献２には、リアルタイム性の要求されないデータトラヒックを、無線リソースに余裕のある閑散時間帯を利用して時分割で送受信するシステムが提案されている。 In response to such a technical problem, Patent Document 2 proposes a system that transmits and receives data traffic that does not require real-time performance in a time-sharing manner using a quiet time zone in which radio resources are available.
しかしながら、無線リソースの混雑度には地理的な依存性があり、ビジネス街などでは一般的な就業時間帯（例えば、８時〜１９時）の混雑度が高い一方、住宅街などでは就業時間帯後から深夜にかけて混雑度が高くなる傾向がある。したがって、ビジネス街で就労して住宅街に帰宅するユーザにとっては深夜から朝方に欠けての時間帯が閑散時間帯となり、また住宅街を拠点に活動するユーザにとっては、さらに一般的な就業時間帯が閑散時間帯となる。このように、無線リソースの混雑度はユーザの行動様式や基地局の地理的状況に応じて全く異なるので、無線リソースの閑散時間帯を予め固定的に設定することは難しい。 However, the degree of congestion of radio resources is geographically dependent, and in business districts, etc., the degree of congestion in general work hours (for example, 8:00 to 19:00) is high, while in residential areas, etc. There is a tendency for congestion to increase from late to midnight. Therefore, for users who work in a business district and return home to a residential area, the time zone that is lacking in the morning from the middle of the night is a quiet time period, and for users who are based in a residential area, it is a more general working time period. Is a quiet time. As described above, the degree of congestion of radio resources is completely different depending on the user's behavior and the geographical situation of the base station, so it is difficult to set a quiet time zone of radio resources in advance.
一方、個々のユーザに着目すると、各ユーザは２４時間の周期で同様の行動様式を繰り返すことが多いので、ユーザ単位では無線リソースの変化に２４時間周期の日変動が観測される場合が多い。したがって、この周期性を考慮して無線リソースの混雑度を推定できれば、非リアルタイム系の通信時刻を最適化できる。 On the other hand, focusing on individual users, since each user often repeats the same behavior pattern in a 24-hour cycle, daily fluctuations in a 24-hour cycle are often observed in radio resource changes in units of users. Therefore, if the degree of congestion of radio resources can be estimated in consideration of this periodicity, the non-real-time communication time can be optimized.
そこで、本発明の発明者等はさらに、非リアルタイム系のデータトラヒックを無線リソースに余裕のある時間帯を利用して送受信するシステムにおいて、無線リソースの混雑度に関する日変動を考慮し、周期的な利用を前提に混雑度を呼損率（回線接続に失敗した割合）あるいは呼成功率に基づいて自律分散的に学習し、通信時刻を動的に設定できる無線端末を発明し、特許出願した（特許文献３，４）。 In view of this, the inventors of the present invention further consider periodic fluctuations in the radio resource congestion in a system that transmits and receives non-real-time data traffic using a time zone in which radio resources have sufficient margins. Invented a wireless terminal capable of learning the congestion degree autonomously and distributedly based on the call loss rate (rate of failed line connection) or call success rate and dynamically setting the communication time on the premise of use, and applied for a patent (Patent Literature) 3, 4).
上記の先行技術では、ユーザ端末側で測定可能な情報のみに基づいて、混雑度の低い時間（帯）を探し出していた。例えば特許文献３では、混雑している時間帯が通信履歴に基づいて徐々に学習され、この学習プロセスでは、端末の通信場所が固定的であって、１日の混雑度パターンに周期性が強いという仮定の元で学習が行われる。 In the above-described prior art, a time (zone) with a low degree of congestion is searched based only on information that can be measured on the user terminal side. For example, in Patent Document 3, a busy time zone is gradually learned based on the communication history, and in this learning process, the communication location of the terminal is fixed, and the daily congestion pattern has a strong periodicity. Learning is performed based on the assumption.
したがって、通信の行われる位置が変わると、混雑度が学習結果に反映されるまでに、ある程度の期間を要する。例えば、オフィス街と住宅街とでは、無線アクセスの混雑度のパターンは大きく異なり、逆相関が強いことが知られている（オフィス街は昼間、住宅街は夜間が混雑している）。このため、同一時間帯での通信位置が住宅街からオフィス街へ変わった場合には、端末による学習が安定するまでは混雑時間帯に多くの通信が行われてしまう可能性がある。 Therefore, when the position where communication is performed changes, a certain period of time is required until the congestion level is reflected in the learning result. For example, it is known that the pattern of wireless access congestion differs greatly between an office district and a residential district, and the inverse correlation is strong (the office district is congested during the day and the residential district is congested at night). For this reason, when the communication position in the same time zone changes from a residential area to an office area, there is a possibility that a large amount of communication may be performed in a busy time period until learning by the terminal is stabilized.
本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決し、非リアルタイム系のデータトラヒックを無線リソースに余裕のある時間帯を利用して送受信する無線端末において、端末の位置が固定的でない場合でも、無線リソースの混雑度に関する日変動や週変動などの周期性を考慮して、混雑度の低い時間（帯）を利用した通信を可能にすることにある。 An object of the present invention is to solve the above-described problems of the prior art, and in a wireless terminal that transmits and receives non-real-time data traffic using a time zone with a sufficient amount of wireless resources, even when the position of the terminal is not fixed In consideration of periodicity such as daily fluctuation and weekly fluctuation regarding the congestion degree of radio resources, it is to enable communication using a time (zone) with a low congestion degree.
上記の目的を達成するために、本発明は、混雑度の低い時間帯を利用して通信を自律分散的に繰り返す無線端末において、所定の一周期に複数の通信許可帯を設定する手段と、各通信許可帯において、前回周期以前の対応する通信許可帯での通信位置と現在位置とを比較する手段と、前記通信位置と現在位置との距離が所定の閾値以上であると、対応する時間帯および位置と紐付けられた混雑度指標を外部サーバから取得する手段と、各通信許可帯で通信を実行し、その混雑度の指標を計測する手段と、前記混雑度指標を通信の時間帯および位置と紐付けて記憶するログデータベースと、距離差が所定の閾値以上であると、今回の混雑度指標および前記取得した混雑度指標に基づいて、前記ログデータベースに既登録の対応する混雑度指標を更新登録する手段と、各通信許可帯の混雑度を通信の時間帯および位置と紐付けて前記外部サーバへ登録する手段と、ログデータベースに既登録の混雑度指標に基づいて通信時刻を見直す手段とを備えた。 In order to achieve the above object, the present invention provides means for setting a plurality of communication permission bands in a predetermined cycle in a wireless terminal that repeats communication in an autonomous and distributed manner using a time zone with a low degree of congestion, In each communication permission band, the means for comparing the communication position and the current position in the corresponding communication permission band before the previous cycle, and the corresponding time when the distance between the communication position and the current position is equal to or greater than a predetermined threshold Means for acquiring a congestion degree index associated with a band and a position from an external server, means for executing communication in each communication permission band, measuring the congestion degree index, and the congestion degree index for a communication time zone And the log database stored in association with the position, and if the distance difference is equal to or greater than a predetermined threshold, the corresponding congestion degree registered in the log database based on the current congestion degree index and the acquired congestion degree index Indicator Means for newly registering, means for registering the degree of congestion of each communication permission band with the time zone and position of communication and registering to the external server, and means for revising the communication time based on a congestion degree index already registered in the log database And with.
本発明によれば、以下のような効果が達成される。
(1)それまでとは異なる位置および時間帯で通信が行われるために当該位置および時間帯に対応した混雑度指標を端末自身が所有していない場合でも、他の無線端末が以前に当該位置および時間帯で通信した際に観測されて外部サーバに登録した混雑度指標を参照できるので、当該位置および時間帯の混雑度指標に基づいて、より混雑度の低い時間帯を学習して通信を行えるようになる。
(2)自身の通信時に得られた混雑度指標を、その位置および時間帯と紐付けて外部サーバへ登録するので、当該位置および時間帯での通信履歴の無い他の無線端末も、前記混雑度指標を外部サーバから取得することで、より混雑度の低い時間帯を学習して通信を行えるようになる。
According to the present invention, the following effects are achieved.
(1) Because communication is performed at a location and time zone different from the previous one, even if the terminal itself does not own the congestion index corresponding to the location and time zone, other wireless terminals have previously And the congestion degree index that is observed when communicating in the time zone and registered in the external server can be referred, so based on the congestion index of the location and time zone, learn the time zone with a lower congestion degree and communicate You can do it.
(2) Since the congestion index obtained at the time of own communication is registered with an external server in association with the position and time zone, other wireless terminals having no communication history at the position and time zone can also By acquiring the degree index from the external server, it becomes possible to perform communication by learning a time zone with a lower congestion degree.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明が適用されるネットワークの構成および無線端末の構成を示した機能ブロック図であり、ここでは、本発明の説明に不要な構成は図示が省略されている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a functional block diagram showing the configuration of a network and the configuration of a wireless terminal to which the present invention is applied. Here, illustrations of components unnecessary for the description of the present invention are omitted.
各無線端末１は、通信の許可された時間帯（以下、通信許可帯または単に許可帯と表現する）で通信を自律分散的に繰り返し実行して混雑度を観測し、混雑度の低い時間帯を学習してその後の通信時刻に反映させる。各無線端末１はさらに、混雑度の観測結果を通信位置および通信時刻と紐付けて混雑度収集サーバ２へアップロードする一方、通信位置が変わったために混雑度の低い時間帯を学習できない場合には、他の無線端末１により混雑度収集サーバ２へアップロードされている、対応する混雑度情報を取得する。 Each wireless terminal 1 observes the degree of congestion by repeatedly performing communication in an autonomous and distributed manner in a time period during which communication is permitted (hereinafter referred to as a communication permission band or simply a permission band), and a time period when the congestion level is low Is reflected in the subsequent communication time. Each wireless terminal 1 further uploads the observation result of the congestion level to the congestion level collection server 2 in association with the communication position and the communication time. On the other hand, when the communication position has changed, the wireless terminal 1 cannot learn a time zone with a low congestion level. Corresponding congestion degree information uploaded to the congestion degree collection server 2 by another wireless terminal 1 is acquired.
無線端末１において、回線接続制御モジュール１１は、通信時刻決定モジュール１２から通知される通信時刻において通信機能モジュール１３へ回線接続の要求を送信する。通信機能モジュール１３は、前記回線接続要求に応答して回線接続処理を進め、回線接続の成否（呼損率）やスループットなどをログデータとして前記回線接続モジュール１１へ通知する。前記回線接続モジュール１１は、前記通知されたログデータをログデータベース１４へ通知する。GPSモジュール１５は、複数の衛星からGPS信号を受信して自身の現在位置Hcを測位する。前記ログデータベース１４は、通知されたログデータを記録する。通信時刻決定モジュール１２は、前記ログデータベース１４から読み出したログデータに基づいて通信時刻の見直しを実施し、見直し後の通信時刻を前記回線接続制御モジュール１１へ通知する。 In the wireless terminal 1, the line connection control module 11 transmits a line connection request to the communication function module 13 at the communication time notified from the communication time determination module 12. The communication function module 13 proceeds with the line connection process in response to the line connection request, and notifies the line connection module 11 of the line connection success / failure (call loss rate) and throughput as log data. The line connection module 11 notifies the log database 14 of the notified log data. The GPS module 15 receives GPS signals from a plurality of satellites and measures its own current position Hc. The log database 14 records the notified log data. The communication time determination module 12 reviews the communication time based on the log data read from the log database 14 and notifies the line connection control module 11 of the communication time after the review.
図２は、前記通信時刻決定モジュール１２の構成を示したブロック図であり、図３は、通信時刻の初期設定方法およびログデータに基づく通信時刻の見直し方法を模式的に表現した図である。 FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the communication time determination module 12, and FIG. 3 is a diagram schematically showing a communication time initial setting method and a communication time review method based on log data.
図２において、通信許可帯設定部１２０は、無線端末ごとに所定の一周期（例えば、２４時間）の開始点をランダム設定した後、当該一周期を等分割し、その一部を通信が許可される通信許可帯pに設定する。各無線端末において一周期をランダムに等分割する周期は必ずしも同期せず、図３(a)に示した無線端末Aにように、正時を基準にして８分割される場合もあれば、同図(b)に示した無線端末Bのように、正時からΔtだけずれた時刻を基準にして８分割される場合もある。そして、無線端末Aでは、図３(c)に示したように３つの時間帯P1，P4，P7が通信許可帯pに設定され、無線端末Bでは、図３(d)に示したように３つの時間帯P2，P5，P8が通信許可帯pに設定されている。 In FIG. 2, the communication permission band setting unit 120 randomly sets a start point of a predetermined period (for example, 24 hours) for each wireless terminal, and then equally divides the period and allows a part of the communication to be permitted. Set to the allowed communication band p. The period at which one period is randomly divided in each wireless terminal is not necessarily synchronized, and may be divided into eight on the basis of the hour as in wireless terminal A shown in FIG. As in the case of the wireless terminal B shown in FIG. (B), there are cases where the terminal is divided into eight parts based on the time shifted by Δt from the hour. In the wireless terminal A, the three time zones P1, P4, and P7 are set as the communication permission band p as shown in FIG. 3C, and in the wireless terminal B, as shown in FIG. Three time zones P2, P5, and P8 are set as the communication permission zone p.
通信回数割当部１２１は、各無線端末１に予め割り当てられている一周期当たりの総通信回数nを各通信許可帯pに割り当てる。通信時刻決定部１２２は、通信許可帯pごとに前記割り当てられた通信回数分の通信時刻をランダムに決定する。例えば、図３(e)に示したように、無線端末Aでは通信許可帯p1に３回の通信機会が割り当てられ、通信許可帯p2に２回の通信機会が割り当てられ、通信許可帯p3に３回の通信機会が割り当てられ、各通信許可帯内での各通信機会の時刻はランダムに決定される。 The communication frequency allocation unit 121 allocates the total communication frequency n per cycle that is allocated in advance to each wireless terminal 1 to each communication permission band p. The communication time determination unit 122 randomly determines communication times for the allocated number of communication for each communication permission band p. For example, as shown in FIG. 3 (e), in the wireless terminal A, three communication opportunities are assigned to the communication permission band p1, two communication opportunities are assigned to the communication permission band p2, and the communication permission band p3 is assigned. Three communication opportunities are assigned, and the time of each communication opportunity within each communication permission band is determined at random.
なお、通信機会は全ての通信許可帯に必ず割り当てられる必要はなく、図３(f)に示したように、通信機会が全く割り当てられない通信許可帯（ここでは、p2）が存在しても良い。さらに、一周期あたりの総通信回数nは無線端末ごとに可変であっても良く、例えば契約しているサービスの内容や料金に応じて総通信回数を異ならせることにより、ユーザの要求や料金に見合ったサービスを提供できるようになる。 Note that communication opportunities do not necessarily have to be assigned to all communication permission bands. As shown in FIG. 3 (f), even if there is a communication permission band (here, p2) to which no communication opportunity is assigned. good. In addition, the total number of communications per cycle n may be variable for each wireless terminal.For example, by changing the total number of communications according to the content and fee of the contracted service, it is possible to meet the user's request and fee. It will be possible to provide appropriate services.
図２へ戻り、通信観測部１２３は、各通信時刻における呼損率やスループットを観測する。混雑度指標算出部１２４は、前記スループに基づいて、無線トラヒックの混雑度を代表する指標を通信許可帯pごとに算出する。通信回数見直部１２５は、前記混雑度指標に基づいて、図３(g)に一例を示したように、今回の周期で各通信許可帯pに割り当てられている通信機会の少なくとも一部が、次の周期では混雑度のより低い通信許可帯pに、より高い確率で割り当てられるように、各通信許可帯pに割り当てる通信回数を見直す。 Returning to FIG. 2, the communication observation unit 123 observes the call loss rate and throughput at each communication time. The congestion index calculation unit 124 calculates an index representing the congestion degree of the radio traffic for each communication permission band p based on the sloop. Based on the congestion degree index, the communication frequency review unit 125 determines that at least a part of communication opportunities allocated to each communication permission band p in this cycle as shown in FIG. In the next cycle, the number of communications assigned to each communication permission band p is reviewed so that the communication permission band p having a lower congestion degree is assigned with a higher probability.
通信位置比較部１２６は、現在位置（今回の通信位置）Hcと、前回周期以前の同一の通信許可帯における通信位置Hpとを比較する。混雑度指標取得部１２７は、現在位置Hcと前回周期以前の対応する通信位置Hpとの距離ΔDが所定の閾値ΔDref以上離れていると、自身のログデータベース１４に既登録の混雑度指標を活用できないので、現在の時間帯iおよび現在位置Hcのペアと紐付けられている混雑度指標Xs(i，Hc)を混雑度収集サーバ２から取得する。 The communication position comparison unit 126 compares the current position (current communication position) Hc with the communication position Hp in the same communication permission band before the previous cycle. When the distance ΔD between the current position Hc and the corresponding communication position Hp before the previous cycle is more than a predetermined threshold ΔDref, the congestion degree index acquisition unit 127 uses the congestion degree index already registered in its own log database 14. Therefore, the congestion degree index Xs (i, Hc) associated with the pair of the current time zone i and the current position Hc is acquired from the congestion degree collection server 2.
第１混雑度指標登録部１２８は、前記混雑度収集サーバ２から取得した混雑度指標Xs(i，Hc)を、時間帯iおよび位置Hcに関する前回周期以前の混雑度指標として自身のログデータベース１４に更新登録する。 The first congestion degree index registration unit 128 uses the congestion degree index Xs (i, Hc) acquired from the congestion degree collection server 2 as its congestion database before the previous cycle for the time zone i and the position Hc. Register for update.
第２混雑度指標登録部１２９は、通信が完了するごとに、その通信許可帯piで観測された混雑度の平均値として求まる混雑度指標Xを、その時間帯iおよび通信位置Hpのペアと紐付けて混雑度収集サーバ２へ通知する。 The second congestion degree index registration unit 129 obtains the congestion degree index X obtained as an average value of the congestion degree observed in the communication permission band pi every time communication is completed with the pair of the time zone i and the communication position Hp. It links and notifies the congestion degree collection server 2.
次いで、図４のフローチャートを参照して本発明の一実施形態の動作を詳細に説明する。ステップＳ１では、通信時刻決定モジュール１２において、所定の一周期（本実施形態では、２４時間）がランダムに等分割されて各時間帯の区切り[図３(a)，(b)]が設定され、さらに前記通信許可帯設定部１２０により、一部（N個）の時間帯Pxが通信許可帯pに設定[図３(c)，(d)]される。ステップＳ２では、前記通信回数割当部１２１により、前記各通信許可帯にn回分の通信機会が割り当てられる。 Next, the operation of the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the flowchart of FIG. In step S1, the communication time determination module 12 randomly divides a predetermined period (24 hours in the present embodiment) at random, and sets each time zone break [FIGS. 3 (a), (b)]. Further, the communication permission band setting unit 120 sets a part (N) of time bands Px to the communication permission band p [FIGS. 3 (c) and 3 (d)]. In step S2, the communication frequency allocation unit 121 allocates n communication opportunities to each communication permission band.
ステップＳ３では、前記通信時刻決定部１２２により、各通信許可帯pに割り当てられた通信機会数分の通信時刻がランダムに決定される[図３(e)]。決定されたn回分の通信時刻は回線接続制御モジュール１１へ通知される。ステップＳ４では、回線接続制御モジュール１１において、前記通知された通信時刻が現在時刻と比較され、通信時刻を迎えるとステップＳ５へ進み、端末自身および／または混雑度収集サーバ２に既登録の混雑度指標の更新登録処理が実行される。 In step S3, the communication time determination unit 122 randomly determines communication times for the number of communication opportunities assigned to each communication permission band p [FIG. 3 (e)]. The determined communication times for n times are notified to the line connection control module 11. In step S 4, the notified communication time is compared with the current time in the line connection control module 11, and when the communication time comes, the process proceeds to step S 5, and the congestion degree already registered in the terminal itself and / or the congestion degree collection server 2. An index update registration process is executed.
図５は、前記混雑度指標の更新登録処理における無線端末１の動作を示したフローチャートであり、図６は、混雑度収集サーバ２の動作を示したフローチャートである。 FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the wireless terminal 1 in the congestion degree index update registration process, and FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the congestion degree collection server 2.
図５を参照し、無線端末ステップＳ１０１では、現在時刻が前回通信時の通信許可帯piに属するか否かが判定される。同じ通信許可帯piに属していればステップＳ１０２へ進み、前記GPSモジュール１５により現在位置Hcが測位される。ステップＳ１０３では、前記通信位置比較部１２６において、現在位置（今回の通信位置）Hcと、前回周期以前の同一の通信許可帯における通信位置Hpとの距離ΔDが算出されて判定閾値ΔDrefと比較される。ΔD≦ΔDrefであれば、図４のステップＳ６へ直ちに進んで通信が開始される。 Referring to FIG. 5, in wireless terminal step S101, it is determined whether or not the current time belongs to the communication permission band pi at the previous communication. If they belong to the same communication permission band pi, the process proceeds to step S102, where the GPS module 15 determines the current position Hc. In step S103, the communication position comparison unit 126 calculates a distance ΔD between the current position (current communication position) Hc and the communication position Hp in the same communication permission band before the previous cycle and compares it with the determination threshold value ΔDref. The If ΔD ≦ ΔDref, the process immediately proceeds to step S6 in FIG. 4 to start communication.
これに対して、前記ステップＳ１０１において、現在時刻が前回通信時の許可帯piに属しない、すなわち前回の通信許可帯piが完了したと判定されるとステップＳ１０５へ進む。ステップＳ１０５では、前回の通信許可帯piで計測された全ての混雑度、前回周期以前の対応する通信許可帯piに関してログデータベース１４に既登録の混雑度指標および指数平滑パラメータｋに基づいて、当該時間帯iおよび通信位置Hpのペアと紐付けられた混雑度指標X(i，Hp)がログデータベース１４更新される。ステップＳ１０６では、前記更新された混雑度指標X(i，Hp)の記述された通知メッセージが、前記第２混雑度指標登録部１２９により混雑度収集サーバ２へ送信される。 On the other hand, if it is determined in step S101 that the current time does not belong to the previous communication permission band pi, that is, the previous communication permission band pi is completed, the process proceeds to step S105. In step S105, all the congestion levels measured in the previous communication permission band pi, the corresponding communication permission band pi before the previous cycle, based on the congestion degree index already registered in the log database 14 and the exponential smoothing parameter k, The log database 14 is updated with the congestion degree index X (i, Hp) associated with the pair of the time zone i and the communication position Hp. In step S <b> 106, the notification message describing the updated congestion degree index X (i, Hp) is transmitted to the congestion degree collection server 2 by the second congestion degree index registration unit 129.
図６を参照し、混雑度収集サーバ２では、前記メッセージがステップＳ１５１で受信されるとステップＳ１５２へ進む。ステップＳ１５２では、当該メッセージの種別が「通知」と判定されるのでステップＳ１５７へ進み、当該メッセージに記述されている混雑度指標X(i，Hp)の引数Hcがエリア情報aにマッピングされる。ステップＳ１５８では、前記エリア情報aおよび時間帯iをキーとして前記混雑度指標X(i，Hp)がデータベース化される。 Referring to FIG. 6, in the congestion level collection server 2, when the message is received in step S151, the process proceeds to step S152. In step S152, since the type of the message is determined as “notification”, the process proceeds to step S157, and the argument Hc of the congestion degree index X (i, Hp) described in the message is mapped to the area information a. In step S158, the congestion degree index X (i, Hp) is compiled into a database using the area information a and the time zone i as keys.
図５へ戻り、無線端末１では、前記ステップＳ１０３において、ΔD＞ΔDrefと判定されるとステップＳ１０７へ進み、混雑度指標取得部１２７から混雑度収集サーバ２へ、現在時刻の時間帯iおよび現在位置Hcを引数として、対応する混雑度指標X(i，Hc)の要求メッセージが送信される。 Returning to FIG. 5, if it is determined in step S103 that ΔD> ΔDref, the wireless terminal 1 proceeds to step S107, and the congestion degree index acquisition unit 127 transfers the current time zone i and the current time to the congestion degree collection server 2. A request message for the corresponding congestion index X (i, Hc) is transmitted using the position Hc as an argument.
図６へ進み、混雑度収集サーバ２では、前記メッセージがステップＳ１５１で受信されるとステップＳ１５２へ進む。ステップＳ１５２では、当該メッセージの種別が「要求」と判定されるのでステップＳ１５３へ進み、当該メッセージに記述されている引数Hcがエリア情報aにマッピングされる。ステップＳ１５４では、前記エリア情報aおよび現在の時間帯iをキーとして混雑度指標Xs(i，a)が検索される。 Proceeding to FIG. 6, in the congestion degree collection server 2, when the message is received in step S151, the process proceeds to step S152. In step S152, since the type of the message is determined as “request”, the process proceeds to step S153, and the argument Hc described in the message is mapped to the area information a. In step S154, the congestion degree index Xs (i, a) is searched using the area information a and the current time zone i as keys.
ステップＳ１５５では、検索結果の有無が判定され、検索結果が有ればステップＳ１５６へ進む。ステップＳ１５６では、前記検索結果の記述された応答メッセージが返信される。これに対して、検索結果がなければステップＳ１５９へ進み、検索結果の記述されていない応答メッセージが返信される。 In step S155, it is determined whether there is a search result. If there is a search result, the process proceeds to step S156. In step S156, a response message describing the search result is returned. On the other hand, if there is no search result, the process proceeds to step S159, and a response message in which the search result is not described is returned.
図５へ戻り、無線端末１では、ステップＳ１０８において、前記ステップＳ１０７で要求した混雑度指標を含む応答が返信されたか否かが判定される。返信されなければステップＳ１１０へ進み、前回の通信位置Hpに関する混雑度指標が全て破棄される。返信されればステップＳ１０９へ進み、返信された混雑度指標値Xs(i，a)が、時間帯iおよび現在位置Hcと紐付けられて、前記第１混雑度指標登録部１２８により自身のログデータベース１４に更新登録される。 Returning to FIG. 5, in step S108, the wireless terminal 1 determines whether or not a response including the congestion degree index requested in step S107 has been returned. If no reply is made, the process proceeds to step S110, and all the congestion degree indexes related to the previous communication position Hp are discarded. If the response is made, the process proceeds to step S109, where the returned congestion degree index value Xs (i, a) is associated with the time zone i and the current position Hc, and the first congestion degree index registration unit 128 logs it. It is updated and registered in the database 14.
図４へ戻り、ステップＳ６では、回線接続要求が通信機能モジュール１３へ送信されて呼接続処理が実行される。通信機能モジュール１３は、この回線接続要求に応答して、予め登録されている宛先を対象に所定の呼接続処理を実行する。ステップＳ７では、呼接続に成功したか否か判定され、成功していればステップＳ８へ進んで接続後通信制御が実行される。成功していなければステップＳ９へ進み、タイムアウト前と判定されればステップＳ６へ戻り、タイムアウトと判定されれば呼損としてステップＳ１０へ進む。 Returning to FIG. 4, in step S6, a line connection request is transmitted to the communication function module 13, and a call connection process is executed. In response to the line connection request, the communication function module 13 executes a predetermined call connection process for a destination registered in advance. In step S7, it is determined whether or not the call connection is successful. If the call connection is successful, the process proceeds to step S8 and communication control after connection is executed. If it is not successful, the process proceeds to step S9. If it is determined that it is before the timeout, the process returns to step S6, and if it is determined that the timeout is detected, the process proceeds to step S10 as a call loss.
図７は、前記接続後通信制御の手順を示したフローチャートであり、ステップＳ２０１では、接続保留時間Tcの計時が開始される。ステップＳ２０２では、無線トラヒックの混雑度を計測する割込タイミングであるか否かが判定される。割込タイミングであればステップＳ２０３へ進み、上り方向の瞬時スループットSFおよび下り方向の瞬時スループットSRがそれぞれ計測される。この瞬時スループットSF，SRは、前記割込タイミングごとに繰り返し計測される、今回の通信時刻に関する瞬時スループットである。 FIG. 7 is a flowchart showing a procedure of post-connection communication control. In step S201, the measurement of the connection hold time Tc is started. In step S202, it is determined whether or not it is an interrupt timing for measuring the degree of congestion of wireless traffic. If it is an interrupt timing, the process proceeds to step S203, where the instantaneous throughput SF in the upward direction and the instantaneous throughput SR in the downstream direction are measured. The instantaneous throughputs SF and SR are instantaneous throughputs related to the current communication time, which are repeatedly measured at each interrupt timing.
ステップＳ２０４では、前記各瞬時スループットSF，SRの履歴に基づいて、今回の通信時刻における上り方向の平均スループットmFおよび下り方向の平均スループットmRがそれぞれ計測される。この平均スループットmF，mRは、今回の通信時刻に関して、最初の割込タイミングから最新の割込タイミングまでに得られた瞬時スループットSF，SRに基づいて、例えばその指数平滑化移動平均として求められ、後述のステップＳ２０８において、スループットの低下を理由に今回の通信機会における通信を切断するか否かの判断指標として利用される。 In step S204, the average uplink throughput mF and the average downlink throughput mR at the current communication time are measured based on the respective instantaneous throughputs SF and SR. The average throughput mF, mR is obtained as an exponential smoothing moving average, for example, based on the instantaneous throughput SF, SR obtained from the first interrupt timing to the latest interrupt timing with respect to the current communication time, In step S208, which will be described later, this is used as an indicator for determining whether or not to disconnect the communication at the current communication opportunity because of a decrease in throughput.
ステップＳ２０５では、前記各平均スループットmF，mRに基づいて、上り方向の通信量λFおよび下り方向の通信量λRがそれぞれ算出される。なお、データ通信量を前記平均スループットmF，mRから求めるのではなく、データ量そのものを計測して求めるのであれば、前記ステップＳ２０１における接続保留時間Tcの計時開始と同時に上り方向の通信量λFおよび下り方向の通信量λRの測定を開始すれば良い。 In step S205, the upstream traffic volume λF and the downstream traffic volume λR are calculated based on the average throughputs mF and mR, respectively. If the data communication amount is not obtained from the average throughputs mF and mR but is obtained by measuring the data amount itself, the uplink communication amount λF and It is only necessary to start measurement of the communication amount λR in the downstream direction.
ステップＳ２０６では、今回の通信が完了条件を満足しているか否かが判定される。本実施形態では、通信の保留時間Tcが上限値Tc_maxを越えるか、上り方向の通信量λFが上限値λF_maxを越えるか、あるいは下り方向の通信量λRが上限値λR_maxを越えると、完了条件が満足されたと判断されてステップＳ２０９へ進み、所定の切断処理が実行されて通信が正常終了する。完了条件が満足されていなければステップＳ２０７へ進む。 In step S206, it is determined whether or not the current communication satisfies a completion condition. In the present embodiment, when the communication hold time Tc exceeds the upper limit value Tc_max, the uplink communication amount λF exceeds the upper limit value λF_max, or the downlink communication amount λR exceeds the upper limit value λR_max, the completion condition is satisfied. When it is determined that the user is satisfied, the process proceeds to step S209, a predetermined disconnection process is executed, and the communication ends normally. If the completion condition is not satisfied, the process proceeds to step S207.
ステップＳ２０７では、ユーザに約束した最低保障条件が満足されているか否かが判定される。本実施形態では、(1)通信の保留時間Tcが下限値Tc_minを上回る、(2)上り方向の通信量λFが下限値λF_minを上回る、(3)下り方向の通信量λRが下限値λR_minを上回る、の３条件のいずれか、または全てが成立すれば、最低保障条件が満足されたと判定されてステップＳ２０８へ進み、それ以外であればステップＳ２０２へ戻って通信が継続される。 In step S207, it is determined whether the minimum guarantee condition promised to the user is satisfied. In this embodiment, (1) the communication hold time Tc exceeds the lower limit value Tc_min, (2) the uplink traffic volume λF exceeds the lower limit value λF_min, and (3) the downlink traffic volume λR exceeds the lower limit value λR_min. If any or all of the above three conditions are satisfied, it is determined that the minimum guarantee condition is satisfied, and the process proceeds to step S208. Otherwise, the process returns to step S202 and communication is continued.
ステップＳ２０８では、無線トラヒックが深刻な混雑状況にあるか否かが判定される。本実施形態では、前記上り方向の平均スループットmFが基準スループットmF_refを下回っているか、あるいは前記下り方向の平均スループットmRが基準スループットmR_refを下回っていると、無線トラヒックが深刻な混雑状況にあると判定されてステップＳ２０９へ進み、所定の切断処理が実行されて通信が強制終了される。それ以外であれば、ステップＳ２０２へ戻って通信が継続される。 In step S208, it is determined whether or not the wireless traffic is in a severe congestion situation. In this embodiment, if the average throughput mF in the uplink direction is below the reference throughput mF_ref, or if the average throughput mR in the downlink direction is below the reference throughput mR_ref, it is determined that the radio traffic is in a severely congested situation. In step S209, a predetermined disconnection process is executed and the communication is forcibly terminated. Otherwise, it returns to step S202 and communication is continued.
ステップＳ２１０では、今回の通信結果に基づいて呼成功率ｒ（呼損率の補数）が算出される。本実施形態では、呼損時を「０」、呼成功時を「１」とし、今回の通信時刻が割り当てられている現在の通信許可帯piにおいて既に終了した各通信機会の通信結果に基づいて、例えばその指数平滑化移動平均として、当該現在の通信許可帯の呼成功率ｒが算出、更新される。 In step S210, the call success rate r (complement of the call loss rate) is calculated based on the current communication result. In the present embodiment, the call loss time is “0”, the call success time is “1”, and based on the communication result of each communication opportunity already ended in the current communication permission band pi to which the current communication time is assigned. For example, as the exponential smoothing moving average, the call success rate r of the current communication permission band is calculated and updated.
ステップＳ２１１では、今回の通信機会が割り当てられている現在の通信許可帯pに関して、その上り方向の平均スループットμFおよび下り方向の平均スループットμR（以下、通信許可帯平均スループットと表現する）が、現在の通信許可帯pに割り当てられて既に終了した各通信機会で求められた各通信機会各平均スループットmF，mRに基づいて、例えばその指数平滑化移動平均として求められて、今回（周期d）の通信許可帯piの混雑度x(d，i)とされる。 In step S211, with respect to the current communication permission band p to which the communication opportunity of this time is assigned, the average throughput μF in the uplink direction and the average throughput μR in the downlink direction (hereinafter referred to as communication permission band average throughput) are Based on the average throughput mF, mR of each communication opportunity determined for each communication opportunity already assigned to the communication permission band p, for example, as an exponential smoothing moving average, this time (period d) The congestion degree x (d, i) of the communication permission band pi is assumed.
図４へ戻り、ステップＳ１０では、観測された最新の混雑度x(d，i)と、同一の許可帯piおよび位置Hcと紐付けられて自身のログデータベース１４に既登録の前回周期以前(d-1)の混雑度指標X(d-1，i，Hc)とに基づいて、時間帯iおよび位置Hcに関する混雑度指標X(d,i,H)が次式(1)により算出される。なお、kは指数平滑パラメータである。 Returning to FIG. 4, in step S10, the latest observed congestion degree x (d, i) is associated with the same permission band pi and position Hc, and is registered in its own log database 14 before the previous period ( Based on the congestion index X (d-1, i, Hc) of d-1), the congestion index X (d, i, H) for the time zone i and the position Hc is calculated by the following equation (1). The Note that k is an exponential smoothing parameter.
X(d,i,H)＝k×x(i)＋(1-k)×X(d-1,i,H) … (1) X (d, i, H) = k × x (i) + (1-k) × X (d-1, i, H) (1)
ステップＳ１１では、今回の通信許可帯を含む直近の一周期分の通信許可帯（図３の例では、３つの許可帯p1，p2，p3）の混雑度指標X(d,i,H)に基づいて、混雑度指標X(d,i,H)のより低い通信許可帯に、より多くの通信機会が割り当てられるように、各通信許可帯pに割り当てられる通信回数が見直される。 In step S11, the congestion degree index X (d, i, H) of the communication permission bands for the most recent cycle including the current communication permission band (in the example of FIG. 3, three permission bands p1, p2, and p3) is set. Based on this, the number of times of communication assigned to each communication permission band p is reviewed so that more communication opportunities are assigned to communication permission bands with a lower congestion degree index X (d, i, H).
なお、上記の実施形態では、無線トラヒックの混雑度に日動がある場合を例にして、通信許可帯pが一日周期で設定されるものとして説明したが、本発明はこれのみに限定されるものではなく、混雑度が週や月の周期で大きく変動する環境下であれば、通信許可帯pが週周期または月周期で設定されるようにしても良い。 In the above-described embodiment, the case where the communication permission band p is set in the daily cycle is described by taking as an example the case where the congestion level of the wireless traffic is daily. However, the present invention is limited only to this. Instead, the communication permission band p may be set in a weekly or monthly cycle in an environment where the degree of congestion greatly fluctuates in a weekly or monthly cycle.
１…無線端末，２…混雑度収集サーバ，１１…回線接続制御モジュール，１２…通信時刻決定モジュール，１３…通信機能モジュール，１４…ログデータベース，１５…GPSモジュール DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Wireless terminal, 2 ... Congestion degree collection server, 11 ... Line connection control module, 12 ... Communication time determination module, 13 ... Communication function module, 14 ... Log database, 15 ... GPS module
Claims (3)
所定の一周期に複数の通信許可帯を設定する通信許可帯設定手段と、
各通信許可帯において、前回周期以前の対応する通信許可帯での通信位置と現在位置とを比較する通信位置比較手段と、
前記通信位置と現在位置との距離が所定の閾値以上であると、対応する時間帯および位置と紐付けられた混雑度指標を外部サーバから取得する混雑度指標取得手段と、
各通信許可帯で通信を実行し、その混雑度の指標を計測する通信手段と、
前記混雑度指標を通信の時間帯および位置と紐付けて記憶するログデータベースと、
前記距離差が所定の閾値以上であると、今回の混雑度指標および前記取得した混雑度指標に基づいて、前記ログデータベースに既登録の対応する混雑度指標を更新登録する第１混雑度指標登録手段と、
各通信許可帯の混雑度を通信の時間帯および位置と紐付けて前記外部サーバへ登録する第２混雑度指標登録手段と、
前記ログデータベースに既登録の混雑度指標に基づいて通信時刻を見直す見直手段とを具備したことを特徴とする無線端末。 In a wireless terminal that repeats communication in an autonomous and distributed manner using a time zone with low congestion,
A communication permission band setting means for setting a plurality of communication permission bands in a predetermined cycle;
In each communication permission band, communication position comparison means for comparing the communication position and the current position in the corresponding communication permission band before the previous cycle;
When the distance between the communication position and the current position is equal to or greater than a predetermined threshold, a congestion degree index acquisition unit that acquires a congestion degree index associated with the corresponding time zone and position from an external server;
A communication means for performing communication in each communication permission band and measuring an index of the degree of congestion;
A log database for storing the congestion degree index in association with a communication time zone and position;
First congestion degree index registration for updating and registering the corresponding congestion degree index registered in the log database based on the current congestion degree index and the acquired congestion degree index when the distance difference is equal to or greater than a predetermined threshold Means,
Second congestion degree index registration means for registering the degree of congestion of each communication permission band with the external server in association with the communication time zone and position;
A wireless terminal comprising review means for reviewing a communication time based on a congestion index already registered in the log database.
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