説明

無線通信装置

【課題】異なる周波数帯に対応した複数の通信モジュールが各受信状態に応じて効率的に連携可能な無線通信装置を提供する。
【解決手段】複数の通信方式に対応した無線通信装置は、第1の通信方式で通信する第1通信部と、第1の通信部の受信品質を測定する第1受信品質測定部と、第2の通信方式で第1の通信方式よりも高速通信する第2通信部と、第2の通信部の受信品質を測定する第2受信品質測定部と、第1通信部が無線通信端末と通信可能な状態であって、無線通信端末の第2の通信方式で通信する通信部が起動されていない状態の場合、第1受信品質測定部が測定した受信品質がしきい値以上であれば、通信部の起動を指示する信号を生成する信号生成部と、第1通信部及び第2通信部が無線通信端末と通信可能な状態の場合、第1受信品質測定部が測定した受信品質に係る情報及び第2受信品質測定部が測定した受信品質に係る情報に基づいて、しきい値を設定するしきい値設定部とを含む。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、異なる周波数帯に対応した複数の通信モジュールを有する無線通信装置に関する。
【背景技術】
【0002】
高速データ通信に用いるWLAN(Wireless Local Area Network)無線通信に対応した通信端末は、通信端末がWLAN通信エリアに入った後に、スムーズにWLAN無線通信することが要求されている。
【0003】
このために、通信端末がWLAN無線通信の困難な領域(WLAN通信困難能領域)に存在する場合であっても、WLAN無線通信するためのチップ又はモジュールの電源を入れておく必要がある。通信端末における消費電力の低減が困難となる要因の1つである。
【0004】
近年では、WLAN無線通信に対応した通信端末に、ワイヤレスヘッドフォン、キーボード、マウスを含む周辺機器と接続するためのBluetooth(登録商標)無線システムを搭載する事例が増えている。なお、Bluetooth無線通信はWLAN無線通信と比較して一般的に消費電流が少ない。
【0005】
通信端末がWLAN通信困難能領域に存在する場合にはBluetooth無線システムによって待ち受けしておき、かつ、WLAN無線通信のためのチップ又はモジュールの電源を切っておけば、通信端末における消費電力を低減できる。
【0006】
特許文献1には、両無線通信システム間の切替方法については具体的には明記されていないが、両無線通信システムを用途に応じて使い分けることが開示されている。
【0007】
図6は、WLAN無線通信及びBluetooth無線通信の双方に対応した従来の異種複合通信装置同士の通信を示す図である。図6に示すように、移動局と基地局の関係を有する異種複合通信装置501,506は、WLAN無線通信に対応した通信インタフェース及びBluetooth無線通信に対応した通信インタフェースの両方を含む構成である。
【0008】
異種複合通信装置501,506同士は各通信インタフェースを用途に応じて使い分けることによって、WLAN無線通信の通信インタフェースによる消費電力を抑え、必要に応じてWLANによる通信速度を確保して通信する。
【0009】
特許文献2には、ミリ波を用いた送受信器とマイクロ波を用いた送受信器を備えた無線端末が開示されている。なお、特許文献2の記載から、ミリ波とは、30GHz以上、300GHz未満の周波数帯の電磁波である。ミリ波を用いた送受信器は、例えば57〜66GHz帯を用いた電磁波の送受信回路である。
【0010】
一方、マイクロ波とは、300MHz以上、30GHz未満の周波数帯の電磁波である。マイクロ波を用いた送受信器は、例えば5GHz帯、または、2.4GHz帯を用いた電磁波の送受信回路である。無線端末は、周波数帯の異なるミリ波とマイクロ波との無線リンクに係る相関情報を相関テーブルに格納しておき、マイクロ波を用いた通信時に得られた受信電界強度(RSSI)に基づいてミリ波を用いた通信の可否を判定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0011】
【特許文献1】特開2004−112225号公報
【特許文献2】特開2010−118774号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0012】
WLANによって用いられる一部の周波数帯とBluetoothの周波数帯域は共通するため、特許文献2において利用される相関情報は利用価値がある。しかし、例えばWLANとWiGigとでは使用される周波数帯が異なり、異なる周波数帯域間の相関情報は精度が低い。このため、使用する周波数帯が異なる通信モジュール間において効率的な連携がとれない場合があった。結果として、通信可能エリアの最大化と待ち受け時の消費電力の低減は両立が困難であった。
【0013】
本発明の目的は、異なる周波数帯に対応した複数の通信モジュールが各受信状態に応じて効率的に連携可能な無線通信装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0014】
本発明は、移動可能な無線通信端末及び前記無線通信端末と通信可能な無線通信装置がそれぞれ異なる通信方式に対応した複数の通信モジュールを有する無線通信システムを構成する前記無線通信装置であって、第1の通信方式を用いて通信する第1通信部と、前記第1の通信部の受信品質を測定する第1受信品質測定部と、第2の通信方式を用いて、前記第1の通信方式よりも高速通信する第2通信部と、前記第2の通信部の受信品質を測定する第2受信品質測定部と、前記第1通信部が前記無線通信端末と通信可能な状態であって、前記無線通信端末の前記第2の通信方式を用いて通信する通信部が起動されていない状態の場合、前記第1受信品質測定部が測定した受信品質がしきい値以上であれば、前記通信部の起動を指示する信号を生成する信号生成部と、前記第1通信部及び前記第2通信部が前記無線通信端末と通信可能な状態の場合、前記第1受信品質測定部が測定した受信品質に係る情報及び前記第2受信品質測定部が測定した受信品質に係る情報に基づいて、前記しきい値を設定するしきい値設定部と、を備え、前記第1通信部は、前記信号生成部が生成した信号を前記無線通信端末に送信する無線通信装置を提供する。
【発明の効果】
【0015】
本発明に係る無線通信装置によれば、異なる周波数帯に対応した複数の通信モジュールが各受信状態に応じて効率的に連携できる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】一実施形態の異種複合無線通信システムを示すブロック図
【図2】アクセスポイントAPにおける低速通信の最高感度BESTbの更新手順を示すフローチャート
【図3】アクセスポイントAPにおける低速通信の最高感度BESTbを用いた高速通信のディープスリープ解除手順を示すフローチャート
【図4】移動ステーションSTAにおける低速通信の最高感度BESTbを用いた高速通信のディープスリープ解除手順を示すフローチャート
【図5】受信電界強度RSSIbの時間変化と移動ステーションのSTA高速通信部203がディープスリープ状態か否かを示すグラフであり、(a)は従来技術であり、(b)は本発明の一実施形態である
【図6】WLAN無線通信及びBluetooth無線通信の双方に対応した従来の異種複合通信装置同士の通信を示す図
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【0018】
図1は、一実施形態の異種複合無線通信システムを示すブロック図である。図1に示すように、一実施形態の異種複合無線通信システムは、WiGigを含む高速通信及びWLANを含む低速通信の双方に対応したアクセスポイントAPと移動ステーションSTAとを含んで構成される。
【0019】
なお、高速通信によって用いられる周波数帯と低速通信によって用いられる周波数帯は異なっていても良い。また、高速通信と低速通信の組合せは特定の組合せに限定されない。すなわち、伝送速度が速いが、消費電力が大きく、通信可能エリアが狭い高速通信と、伝送速度が遅いが、消費電力が低く、通信可能エリアが広い低速通信の組合せであれば全て成立する。
【0020】
アクセスポイントAPは、高速通信用アンテナ102と、AP高速通信部103と、高速通信RSSI検出部104と、高速通信最高感度記憶部105と、低速通信用アンテナ107と、AP低速通信部108と、低速通信RSSI検出部109と、低速通信最高感度記憶部110と、最高感度設定部111と、フラグ設定部112とを含む構成である。
【0021】
また、移動ステーションSTAは、高速通信用アンテナ202と、STA高速通信部203と、低速通信用アンテナ207と、STA低速通信部208と、モード切替部204とを含む構成である。
【0022】
以下、アクセスポイントAPの各構成要素について説明する。
【0023】
AP高速通信部103は、高速通信方式によって移動ステーションSTAのSTA高速通信部203と通信する。高速通信RSSI検出部104は、STA高速通信部203からの信号の受信電界強度RSSIaを測定する。
【0024】
高速通信最高感度記憶部105は、高速通信RSSI検出部104が過去に測定した受信電界強度RSSIaの中において、最も感度が良い値を最高感度BESTaとして記憶する。
【0025】
なお、高速通信最高感度記憶部105は、初期値として、仕様によって定められた高速通信方式における基準感度の値を最高感度BESTaとして記憶する。
【0026】
AP低速通信部108は、低速通信方式によって移動ステーションSTAのSTA低速通信部208と通信する。また、AP低速通信部108は、フラグ設定部112が設定したディープスリープ解除フラグをSTA低速通信部208に送信する。ディープスリープ解除フラグは、送信信号のヘッダに設けられても、データ部に設けられても良い。
【0027】
低速通信RSSI検出部109は、STA高速通信部208からの信号の受信電界強度RSSIbを測定する。低速通信最高感度記憶部110は、フラグ設定部112が利用するしきい値として、低速通信RSSI検出部109が測定した受信電界強度RSSIb、受信電界強度RSSIa及び最高感度BESTaを用いて決定される最高感度BESTbを記憶する。
【0028】
なお、低速通信最高感度記憶部110は、初期値として、仕様によって定められた低速通信方式における基準感度の値を最高感度BESTbとして記憶する。
【0029】
最高感度設定部111は、高速通信最高感度記憶部105が記憶する最高感度BESTa及び低速通信最高感度記憶部110が記憶する最高感度BESTbを設定する。最高感度設定部111の動作の詳細について後述する。フラグ設定部112は、移動ステーションSTAに送信するディープスリープ解除フラグを設定する。フラグ設定部112の動作の詳細についても後述する。
【0030】
次に、移動ステーションSTAの各構成要素について説明する。
【0031】
STA高速通信部203は、高速通信方式によってアクセスポイントAPのAP高速通信部103と通信する。STA低速通信部208は、低速通信方式によってアクセスポイントAPのAP低速通信部108と通信する。
【0032】
モード切替部204は、STA低速通信部208が受信したディープスリープ解除フラグに応じて、STA高速通信部203の動作モードを切り替える。すなわち、モード切替部204は、STA高速通信部203をディープスリープモード又は通常動作モードに切り替える。
【0033】
なお、STA高速通信部203がディープスリープモードの場合は、高速動作する必要がないためSTA高速通信部203における消費電力を低減できる。
【0034】
以下、アクセスポイントAPの最高感度設定部111の動作について詳細に説明する。図2は、アクセスポイントAPにおける低速通信の最高感度BESTbの更新手順を示すフローチャートである。
【0035】
図2に示すように、AP低速通信部108とSTA低速通信部208の接続が確立されている場合、最高感度設定部111は、AP高速通信部103とSTA高速通信部203の接続が成立したかを判断し(ステップS101)、接続が成立したと判断すればステップS103に進む。
【0036】
ステップS103では、高速通信RSSI検出部104は、STA高速通信部203からの信号の受信電界強度RSSIaを測定し、最高感度設定部111に出力する。
【0037】
最高感度設定部111は、受信電界強度RSSIaが高速通信最高感度記憶部105に格納されている最高感度BESTaより小さい(RSSIa<BESTa)か否かを判断し(ステップS105)、RSSIa<BESTaではステップS107に進み、RSSIa≧BESTaではステップS109に進む。
【0038】
ステップS107では、最高感度設定部111は、ステップS103によって測定された受信電界強度RSSIaを最高感度BESTaとして高速通信最高感度記憶部105に格納する。すなわち、高速通信最高感度記憶部105に格納される最高感度BESTaは、ステップS103によって測定された受信電界強度RSSIaの値に更新される。
【0039】
ステップS109では、最高感度設定部111は、ステップS103によって測定された受信電界強度RSSIaと最高感度BESTaの差分(RSSIa−BESTa)をリンクマージンLMとして算出する。なお、ステップS107によって最高感度BESTaが受信電界強度RSSIaにて更新された場合、LMは当然ながら0となる。
【0040】
次に、低速通信RSSI検出部109は、STA低速通信部208からの信号の受信電界強度RSSIbを測定する(ステップS111)。
【0041】
次に、最高感度設定部111は、受信電界強度RSSIbからリンクマージンLMを引いた値(RSSIb−LM)が低速通信最高感度記憶部110に格納されている最高感度BESTbより小さい(RSSIb−LM<BESTb)か否かを判断する(ステップS113)。
【0042】
RSSIb−LM<BESTbではステップS115に進み、RSSIb−LM≧BESTbでは最高感度BESTbの更新処理を終了する。
【0043】
ステップS115では、最高感度設定部111は、受信電界強度RSSIbからリンクマージンLMを引いた値(RSSIb−LM)を最高感度BESTbとして低速通信最高感度記憶部110に格納する。すなわち、低速通信最高感度記憶部110に格納される最高感度BESTbは、RSSIb−LMの値に更新される。
【0044】
以下、アクセスポイントAPのフラグ設定部112の動作について詳細に説明する。図3は、アクセスポイントAPにおける低速通信の最高感度BESTbを用いた高速通信のディープスリープ解除手順を示すフローチャートである。
【0045】
図3に示すように、AP低速通信部108とSTA低速通信部208の接続が確立されており、AP高速通信部103とSTA低速通信部203の間が未接続の場合に以下のステップを処理する。
【0046】
低速通信RSSI検出部109は、STA低速通信部208からの信号の受信電界強度RSSIbを測定する(ステップS201)。
【0047】
次に、フラグ設定部112は、受信電界強度RSSIbが低速通信最高感度記憶部110に格納されている最高感度BESTb以上(RSSIb≧BESTb)か否かを判断する(ステップS203)。
【0048】
RSSIb≧BESTbではステップS205に進み、RSSIb<BESTbではステップS207に進む。
【0049】
ステップS205では、フラグ設定部112は、移動ステーションSTAがSTA高速通信部203のディープスリープモードを解除するか否かを示すディープスリープ解除フラグを立てる(DS解除フラグ←1)。
【0050】
一方、ステップS207では、フラグ設定部112は、ディープスリープ解除フラグを立てない(DS解除フラグ←0)。
【0051】
ステップS205又はS207の後、AP低速通信部108は、STA低速通信部208にディープスリープ解除フラグを送信する(ステップS209)。
【0052】
以下、移動ステーションSTAのモード切替部204の動作について詳細に説明する。図4は、移動ステーションSTAにおける低速通信の最高感度BESTbを用いた高速通信のディープスリープ解除手順を示すフローチャートである。
【0053】
図4に示すように、STA低速通信部208は、ディープスリープ解除フラグを受信する(ステップS301)。
【0054】
次に、モード切替部204は、ディープスリープ解除フラグが立っている(DS解除フラグ=1)か否かを判断し(ステップS303)、DS解除フラグ=1であればステップS305に進み、DS解除フラグ=0であればステップS301に戻る。
【0055】
ステップS305では、モード切替部204は、STA高速通信部203のディープスリープモードを解除する。ステップS305の後、モード切替部204は、STA高速通信部203とAP高速通信部103の接続が成立したかを判断し(ステップS307)、接続が成立したと判断すれば解除処理を終了し、成立していないと判断すればステップS301に戻る。
【0056】
以上説明したように、本実施形態によれば、ディープスリープ解除フラグの状態決定時に低速通信の受信電界強度RSSIbと比較されるしきい値である最高感度BESTbの設定において、受信電界強度RSSIbから、高速通信の受信電界強度RSSIaと高速通信の最高感度BESTaとの差分であるリンクマージンLM(=RSSIa−BESTa)を差し引いた値(RSSIb−LM)が、既存の最高感度BESTbよりも小さい(RSSIb−LM<BESTb)場合に、最高感度BESTbをRSSIb−LMの値に更新する。
【0057】
移動ステーションSTAにおけるSTA高速通信部203のディープスリープモードを解除するためのしきい値は、高速通信及び低速通信の双方の最高感度BESTa,BESTbと現時点での高速通信の受信電界強度RSSIaに応じて常時更新される。
【0058】
その結果、高速通信と低速通信とによって使用される周波数帯域が異なっていても、高速通信と低速通信の各受信状態に応じて効率的な連携をとることができる。
【0059】
図5は、受信電界強度RSSIbの時間変化と移動ステーションのSTA高速通信部203がディープスリープ状態か否かを示すグラフであり、(a)は従来技術であり、(b)は本発明の一実施形態である。図5(a)に示すように、従来技術では、低速通信との相関から設定された、高速通信のディープスリープモードを解除するかを判定するためのしきい値が高いため、高速通信が可能なエリアにおいても高速通信モジュールはディープスリープ状態のまま変わらない場合があった。
【0060】
しかし、図5(b)に示すように、本実施形態において、ディープスリープ解除フラグの値を決定する場合に、受信電界強度RSSIbと比較されるしきい値(BESTb)は、高速通信に係るリンクマージンLMを差し引いたため、実力感度点近傍まで下がり、図5(a)に示した従来技術よりも低くなる。
【0061】
したがって、従来技術では高速通信モジュールのディープスリープモードが解除されなかった状態でも本実施形態では解除される。こうして、通信可能エリアの最大化と待ち受け時の消費電力の低減の両方を実現できる。
【0062】
なお、上記説明では、アクセスポイントAPに1つの移動ステーションSTAが接続される場合を例に説明したが、アクセスポイントAPに複数の移動ステーションSTAが接続される場合もある。しかし、各移動ステーションの受信感度実力値には差があることが多い。したがって、アクセスポイントAPは、各移動ステーションが保有するMACアドレスを利用して、移動ステーション毎に上記処理を行っても良い。
【0063】
また、アクセスポイントAPは、RSSIの代わりにSNR等の受信品質に基づいて上記処理を行っても良い。
【産業上の利用可能性】
【0064】
本発明に係る無線通信装置は、異なる周波数帯に対応した複数の通信モジュールを有する無線通信装置等として有用である。
【符号の説明】
【0065】
AP アクセスポイント
STA 移動ステーション
102 高速通信用アンテナ
103 AP高速通信部
104 高速通信RSSI検出部
105 高速通信最高感度記憶部
107 低速通信用アンテナ
108 AP低速通信部
109 低速通信RSSI検出部
110 低速通信最高感度記憶部
111 最高感度設定部
112 フラグ設定部
202 高速通信用アンテナ
203 STA高速通信部
204 モード切替部
207 低速通信用アンテナ
208 STA低速通信部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
移動可能な無線通信端末及び前記無線通信端末と通信可能な無線通信装置がそれぞれ異なる通信方式に対応した複数の通信モジュールを有する無線通信システムを構成する前記無線通信装置であって、
第1の通信方式を用いて通信する第1通信部と、
前記第1の通信部の受信品質を測定する第1受信品質測定部と、
第2の通信方式を用いて、前記第1の通信方式よりも高速通信する第2通信部と、
前記第2の通信部の受信品質を測定する第2受信品質測定部と、
前記第1通信部が前記無線通信端末と通信可能な状態であって、前記無線通信端末の前記第2の通信方式を用いて通信する通信部が起動されていない状態の場合、前記第1受信品質測定部が測定した受信品質がしきい値以上であれば、前記通信部の起動を指示する信号を生成する信号生成部と、
前記第1通信部及び前記第2通信部が前記無線通信端末と通信可能な状態の場合、前記第1受信品質測定部が測定した受信品質に係る情報及び前記第2受信品質測定部が測定した受信品質に係る情報に基づいて、前記しきい値を設定するしきい値設定部と、を備え、
前記第1通信部は、前記信号生成部が生成した信号を前記無線通信端末に送信する無線通信装置。
【請求項2】
請求項1に記載の無線通信装置であって、
前記しきい値設定部は、
前記第1受信品質測定部が測定した現時点での受信品質の値、前記第1受信品質測定部が過去に測定した受信品質の中において最高品質の値、及びこれら2つの値の大小関係に基づいて設定されたリンクマージンと、前記第2受信品質測定部が測定した現時点での受信品質の値と、前記しきい値設定部が直近に設定したしきい値と、に基づいて、前記しきい値を再設定する無線通信装置。
【請求項3】
請求項2に記載の無線通信装置であって、
前記しきい値設定部は、
前記第2受信品質測定部が測定した現時点での受信品質の値から前記リンクマージンを引いた差分値が、前記しきい値設定部が直近に設定したしきい値より小さい場合、前記差分値を新たな前記しきい値として再設定する無線通信装置。
【請求項4】
請求項2又は3に記載の無線通信装置であって、
前記しきい値及び前記第1受信品質測定部が過去に測定した受信品質の中において最高品質の値を記憶する記憶部を備えたことを特徴とする無線通信装置。
【請求項5】
請求項1〜4のいずれか一項に記載の無線通信装置であって、
複数の無線通信端末が前記無線通信装置と通信可能な場合、各無線通信端末の個体識別情報に基づいて、無線通信端末毎に各動作を行うことを特徴とする無線通信装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2012−205253(P2012−205253A)
【公開日】平成24年10月22日(2012.10.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−70512(P2011−70512)
【出願日】平成23年3月28日(2011.3.28)
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】(出願人による申告)平成22年度、総務省、超高速近距離無線伝送技術等の研究開発の委託事業、産業技術力強化法第19条の適用を受ける特許出願
【出願人】(000005821)パナソニック株式会社 (73,050)
【Fターム(参考)】