(57)【要約】【課題】複数の無線モジュールを切替あるいは多重するヘテロジニアス制御において、端末の限られたバッテリを効率よく活用する。【解決手段】複数種類の無線通信方式を同時に使用して無線通信を行なう異種無線通信システムに適用される無線通信装置であって、相互に異なる無線通信方式で無線通信を行なう複数の無線モジュール１ｂ−１〜１ｂ−Ｎと、電力を供給するバッテリ４ａと、いずれかの無線モジュール１ｂ−１〜１ｂ−Ｎの予想伝送速度およびバッテリ４ａの予想消費電力量を変数とする指標に基づいて、各無線モジュール１ｂ−１〜１ｂ−Ｎのうち、少なくとも一つの無線モジュールを選択するヘテロジニアス制御モジュール３と、を備え、選択された無線モジュールで無線送信を行なう。【選択図】図１
2012015793.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数種類の無線通信方式を同時に使用して無線通信を行なう異種無線通信システムに適用される無線通信装置であって、
相互に異なる無線通信方式で無線通信を行なう複数の無線モジュールと、
電力を供給するバッテリと、
いずれかの前記無線モジュールの予想伝送速度および前記バッテリの予想消費電力量を変数とする指標に基づいて、前記各無線モジュールのうち、少なくとも一つの無線モジュールを選択する制御部と、を備え、
前記選択された無線モジュールで無線送信を行なうことを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記指標に基づいて、優先順位が第１位である無線モジュールおよび優先順位が第２位である少なくとも一つの無線モジュールを候補として選択し、
少なくとも前記優先順位が第１位である無線モジュールで無線送信を行なうことを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記予想伝送速度と、目標とする伝送速度を示す目標伝送速度との大小関係に基づいて、前記優先順位が第１位である無線モジュールまたは前記優先順位が第２位である無線モジュールを変更することを特徴とする請求項２記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記制御部は、トラフィック量に追従して前記目標伝送速度を変化させることを特徴とする請求項３記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記無線モジュールの伝送品質および選択状態を示すリンクテーブルと、前記バッテリの状態を示すバッテリ管理テーブルと、を備え、前記バッテリの状態に応じて、前記無線モジュールの選択状態を変更することを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記無線モジュールの伝送品質および選択状態を示すリンクテーブルと、前記無線モジュールの消費電力特性を示す消費電力特性テーブルと、を備え、前記無線モジュールの消費電力特性と前記バッテリの特性を示すバッテリ特性情報とに基づいて、前記無線モジュールの選択状態を変更することを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
【請求項７】
複数種類の無線通信方式を同時に使用して無線通信を行なう異種無線通信システムに適用され、相互に異なる無線通信方式で無線通信を行なう複数の無線モジュールおよび電力を供給するバッテリを備える無線通信装置の通信方法であって、
いずれかの前記無線モジュールの予想伝送速度および前記バッテリの予想消費電力量を変数とする指標に基づいて、前記各無線モジュールのうち、少なくとも一つの無線モジュールを選択し、
前記選択された無線モジュールで無線送信を行なうことを特徴とする通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の無線モジュールを、無線品質あるいはバッテリ消費等のアプリケーションの特徴に応じて使い分ける技術である。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複数の無線モジュールを使い分けるヘテロジニアス制御技術について以下のような提案がなされている。特許文献１に記載の技術では、ピコセル、マイクロセル、マクロセルなる異なるセルサイズを有する異種無線システムを、コグニティブ基地局、コグニティブ端末が統合する。コグニティブ基地局、コグニティブ端末は、スイッチ、複数の無線モジュール、無線環境認識部を備える。無線環境認識部は、無線環境を認識して、その認識結果に基づき、スイッチに対してリンクフレームの分配先である無線モジュールを指示する。リンクフレームは指示された無線モジュールを介して送受信される。
【０００３】
非特許文献１では、バッテリの放電特性と、これに基づくトラフィック制御の可能性が記載されている。また、Ｒｅｌａｘａｔｉｏｎ  Ｐｈｅｎｏｍｅｎａと呼ばれる、ある一定期間における放電電流の低減もしくは放電の停止により、放電容量が回復する現象について記載されている。また、Ｒａｔｅｄ  Ｃａｐａｃｉｔｙと呼ばれる容量が定義されており、大電流で放電するほど容量が小さくなる旨、記載されている。非特許文献２では、“受信１ビット当たりの消費電力量”を指標として、この指標を複数の無線モジュールそれぞれに対して求め、同指標が最小値をとる無線モジュールを選択することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−０８５７５９号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】２００６年電子情報通信学会通信ソサイエティ大会  Ｂ１７−４９「小容量バッテリ搭載端末のためのトラヒック制御に関する一検討」、北原他
【非特許文献２】２００９年電子情報通信学会通信ソサイエティ大会  Ｂ−１７−２２「マルチモード端末における無線方式の省電力選択手法」、菅野他
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
複数の無線モジュールを切替あるいは多重するヘテロジニアス制御の検討、端末の限られたバッテリを効率よく活用する技術の検討が進められている。このような中で、複数無線モジュールを備えた端末で、ヘテロジニアス制御を行なう場合、バッテリの考慮が必須である。
【０００７】
しかしながら、ヘテロジニアス制御分野では、特許文献１において、複数無線モジュールを用いる無線システムが提案されているが、バッテリ消費を考慮していない。すなわち、特許文献１では、１無線モジュールでは伝送速度に不足がある場合、複数の無線モジュールを束ねて使用することが考えられているが、消費電力の視点を欠いている。
【０００８】
また、省電力化の分野では、非特許文献２において、バッテリの特性を考慮した無線モジュール切替制御が提案されているが、複数無線モジュールの多重には言及していない。すなわち、非特許文献２では、ＱｏＳの視点に立っていないため、切替先無線モジュールが、目標伝送速度を満足する保証がない。消費電力、伝送速度の両者を考慮して、消費電力を加味したリンク多重が必要である。
【０００９】
また、省電力化の分野では、非特許文献１において、バッテリの特性を考慮したトラフィック制御が提案されている。複数の無線モジュールを使用可能な端末であり、無線モジュール個別のバッテリを備えている場合（例えば、１つの無線モジュールを備えたノートＰＣに、一般の携帯電話を有線ケーブル接続する場合）では、２個のバッテリが存在する。バッテリの特性を考慮せずにリンク切替を行なう結果、一方のバッテリに偏って使用されて、バッテリ消費が促進される可能性がある。また、非特許文献１では、データ量、通信タイミングとバッテリ特性が記載されているが、複数無線モジュールの多重制御は記載されていない。
【００１０】
また、ヘテロジニアス制御分野では、特許文献１において、リンク多重する時間が制限されておらず、複数無線モジュール使用の結果、通信時間が大幅に減少する可能性がある。また、ＩＰパケットの流量は時間と共に変化しており、単純に目標伝送速度のみでリンク多重時間を見積もると、過剰な電力消費を見込む恐れがある。
【００１１】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、複数の無線モジュールを切替あるいは多重するヘテロジニアス制御において、端末の限られたバッテリを効率よく活用することができる無線通信装置および通信方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
（１）上記の目的を達成するために、本発明は、以下のような手段を講じた。すなわち、本発明の無線通信装置は、複数種類の無線通信方式を同時に使用して無線通信を行なう異種無線通信システムに適用される無線通信装置であって、相互に異なる無線通信方式で無線通信を行なう複数の無線モジュールと、電力を供給するバッテリと、いずれかの前記無線モジュールの予想伝送速度および前記バッテリの予想消費電力量を変数とする指標に基づいて、前記各無線モジュールのうち、少なくとも一つの無線モジュールを選択する制御部と、を備え、前記選択された無線モジュールで無線送信を行なうことを特徴とする。
【００１３】
このように、無線通信装置は、いずれかの無線モジュールの予想伝送速度およびバッテリの予想消費電力量を変数とする指標に基づいて、各無線モジュールのうち、少なくとも一つの無線モジュールを選択するので、目標伝送速度を満足させつつ、消費電力、伝送速度の両者を考慮して、消費電力を加味したリンク多重が可能となる。
【００１４】
（２）また、本発明の無線通信装置において、前記制御部は、前記指標に基づいて、優先順位が第１位である無線モジュールおよび優先順位が第２位である少なくとも一つの無線モジュールを候補として選択し、少なくとも前記優先順位が第１位である無線モジュールで無線送信を行なうことを特徴とする。
【００１５】
このように、無線通信装置は、指標に基づいて、優先順位が第１位である無線モジュールおよび優先順位が第２位である少なくとも一つの無線モジュールを候補として選択し、少なくとも優先順位が第１位である無線モジュールで無線送信を行なうので、１無線モジュールでは伝送速度に不足がある場合、消費電力を考慮して、複数の無線モジュールを束ねて使用することできる。また、無線通信装置は、目標伝送速度を満足させつつ、消費電力、伝送速度の両者を考慮して、消費電力を加味したリンク多重が可能となる。
【００１６】
（３）また、本発明の無線通信装置において、制御部は、予想伝送速度と、目標とする伝送速度を示す目標伝送速度との大小関係に基づいて、優先順位が第１位である無線モジュールまたは優先順位が第２位である無線モジュールを変更することを特徴とする。
【００１７】
このように、無線通信装置は、予想伝送速度と、目標とする伝送速度を示す目標伝送速度との大小関係に基づいて、優先順位が第１位である無線モジュールまたは優先順位が第２位である無線モジュールを変更するので、１つの無線モジュールでは伝送速度に不足がある場合、消費電力を考慮して、複数の無線モジュールを束ねて使用することできる。また、無線通信装置は、目標伝送速度を満足させつつ、消費電力、伝送速度の両者を考慮して、消費電力を加味したリンク多重が可能となる。
【００１８】
（４）また、本発明の無線通信装置において、前記制御部は、トラフィック量に追従して前記目標伝送速度を変化させることを特徴とする。
【００１９】
このように、無線通信装置は、トラフィック量に追従して目標伝送速度を変化させるので、１つの無線モジュール１では伝送速度に不足がある場合、消費電力を考慮して、複数の無線モジュール１を束ねて使用することできる。また、無線通信装置は、目標伝送速度を満足させつつ、消費電力、伝送速度の両者を考慮して、消費電力を加味したリンク多重が可能となる。また、平均トラフィック量に応じて、起動する無線モジュール数を適応的に変化させることが可能となる。
【００２０】
（５）また、本発明の無線通信装置において、前記制御部は、前記無線モジュールの伝送品質および選択状態を示すリンクテーブルと、前記バッテリの状態を示すバッテリ管理テーブルと、を備え、前記バッテリの状態に応じて、前記無線モジュールの選択状態を変更することを特徴とする。
【００２１】
このように、無線通信装置は、無線モジュールの伝送品質および選択状態を示すリンクテーブルと、バッテリの状態を示すバッテリ管理テーブルと、を備え、バッテリの状態に応じて、無線モジュールの選択状態を変更するので、複数のバッテリを用いた複数の無線モジュールを使用する場合に、一部のバッテリを偏って使用して、バッテリ消費を促進させることを抑制することが可能となる。また、無線通信装置は、一部のバッテリをある一定期間における放電電流の放電を停止することにより、バッテリの放電容量を回復させることができる。さらに、本実施形態の無線通信装置は、バッテリの容量に対して大電流で放電しないように制御する為、バッテリの容量の減少を抑制することができる。
【００２２】
（６）また、本発明の無線通信装置において、前記制御部は、前記無線モジュールの伝送品質および選択状態を示すリンクテーブルと、前記無線モジュールの消費電力特性を示す消費電力特性テーブルと、を備え、前記無線モジュールの消費電力特性と前記バッテリの特性を示すバッテリ特性情報とに基づいて、前記無線モジュールの選択状態を変更することを特徴とする。
【００２３】
このように、無線通信装置は、無線モジュールの伝送品質および選択状態を示すリンクテーブルと、無線モジュールの消費電力特性を示す消費電力特性テーブルと、を備え、無線モジュールの消費電力特性とバッテリの特性を示すバッテリ特性情報とに基づいて、無線モジュールの選択状態を変更するので、複数無線モジュール使用の結果、通信時間が大幅に減少することを抑制することができる。また、無線通信装置は、単純に目標伝送速度のみでリンク多重時間を見積もる場合と比べて、ＩＰパケットの流量の時間変化に合わせて、通信可能時間を算出するので、過剰な電力消費を抑制することができる。
【００２４】
（７）また、本発明の通信方法は、複数種類の無線通信方式を同時に使用して無線通信を行なう異種無線通信システムに適用され、相互に異なる無線通信方式で無線通信を行なう複数の無線モジュールおよび電力を供給するバッテリを備える無線通信装置の通信方法であって、いずれかの記無線モジュールの予想伝送速度および前記バッテリの予想消費電力量を変数とする指標に基づいて、前記各無線モジュールのうち、少なくとも一つの無線モジュールを選択し、前記選択された無線モジュールで無線送信を行なうことを特徴とする。
【００２５】
このように、無線通信装置は、いずれかの無線モジュールの予想伝送速度およびバッテリの予想消費電力量を変数とする指標に基づいて、各無線モジュールのうち、少なくとも一つの無線モジュールを選択するので、目標伝送速度を満足させつつ、消費電力、伝送速度の両者を考慮して、消費電力を加味したリンク多重が可能となる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、無線通信装置は、バッテリの特性、状態を考慮して、複数無線モジュールの切替、多重を制御することで、目標伝送速度を満足させつつ、消費電力、伝送速度の両者を考慮して、消費電力を加味したリンク多重が可能となる。また、無線通信装置は、通信可能時間を延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の複数無線モジュールに対応する無線機の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の無線モジュール１の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明のトラフィックスイッチ２の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明のヘテロジニアス制御モジュール３の構成を示すブロック図である。
【図５Ａ】本発明の第１の実施形態に係るリンクテーブルである。
【図５Ｂ】本発明の第１の実施形態において、目標伝送速度を満たしつつ、バッテリ消費を考慮して無線モジュール１の多重を行なう処理手順を示すフローチャートである。
【図５Ｃ】本発明の第１の実施形態に係るリンクテーブル更新手順を示すフローチャートである。
【図５Ｄ】本発明の第１の実施形態に係るＰｒｉｍａｒｙリンク変更手順を示すフローチャートである。
【図５Ｅ】本発明の第１の実施形態に係るＳｅｃｏｎｄａｒｙリンクの変更手順を示すフローチャートである。
【図５Ｆ】本発明の第１の実施形態における、現Ｐｒｉｍａｒｙに選ばれてからの経過時間とヒステリシス補正Ｆ１の関係を示すグラフである。
【図５Ｇ】本発明の第１の実施形態における、直近で、ＰｒｉｍａｒｙあるいはＳｅｃｏｎｄａｒｙに選ばれていた経過時間とヒステリシス補正Ｆ２の関係を示すグラフである。
【図６Ａ】本発明の第２の実施形態に係る目標伝送速度を示すグラフである。
【図６Ｂ】本発明の第２の実施形態において、目標伝送速度を動的に変更することで、リンク多重が生じる頻度が削減される例を示す表である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係るヘテロジニアス制御モジュール３が管理するテーブルである。
【図８】本発明の第４の実施形態に係るヘテロジニアス制御モジュール３の無線モジュール１に関する選択処理を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
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。
【００２９】
（第１の実施形態）
第１の実施形態では、目標伝送速度を満たしつつ、バッテリ消費を考慮して無線モジュール多重を行なう処理を示す。具体的な処理方法を説明する前に、本発明の無線機の構成について説明する。図１は、本発明の複数無線モジュールに対応する無線機の構成を示すブロック図である。無線機は、複数の無線モジュール１、トラフィックスイッチ２、ヘテロジニアス制御モジュール（制御部）３、バッテリ４から構成される。これらは、無線モジュール１ａ−１〜１ａ−Ｍ、トラフィックスイッチ２、ヘテロジニアス制御モジュール３、バッテリ４ａを含む筐体５ａおよび、無線モジュール１ｂ−１〜１ｂ−Ｎ、バッテリ４ｂを含む筐体５ｂに分けられる。各部の構成を図２、３、４に示す。
【００３０】
ヘテロジニアス制御モジュール３は、無線モジュール１から品質情報（無線伝送速度、受信レベル等）、バッテリ４からバッテリ情報（バッテリ容量、待ち受け時／通信時の放電特性）、トラフィックスイッチ２からトラフィック情報（平均トラフィック量）を取得する。ヘテロジニアス制御モジュール３は、それらの情報を用いて、送信に用いる１個以上の無線モジュール１を決定し、その結果（制御情報）をトラフィックスイッチ２に通知する。
【００３１】
図２は、本発明の無線モジュール１の構成を示すブロック図である。無線モジュール１は、アンテナ１１、送受信機１２、品質監視部１３から構成される。
【００３２】
図３は、本発明のトラフィックスイッチ２の構成を示すブロック図である。トラフィックスイッチ２は、スイッチ部２１、トラフィック監視部２２から構成される。トラフィックスイッチ２は、通知された無線モジュール１にトラフィックを転送する。更新されない限り、最後に通知された無線モジュール１に転送する。トラフィックスイッチ２のトラフィック監視部２２は、トラフィック情報を監視して、ヘテロジニアス制御モジュール３に通知する。
【００３３】
図４は、本発明のヘテロジニアス制御モジュール３の構成を示すブロック図である。ヘテロジニアス制御モジュール３は、無線モジュール選択部３１を含む。
【００３４】
図５Ａは、本発明の第１の実施形態に係るリンクテーブルである。図５Ａにおいて、指標値はバッテリ消費を考慮する指標のことであり、バッテリ消費を考慮する指標として、非特許文献２記載の「受信１ビット当たりの消費電力量」を用いてもよく、あるいは、「その無線モジュール１を選択し続けた際の送信可能ビット数」、「その無線モジュール１を選択し続けた際の通信可能時間」等を用いてもよい。指標は、予想伝送速度が高く、バッテリ消費が少ないほど、高い値をとる関数とする。指標の例として、以下の式（１）、式（２）が挙げられる。
（その無線モジュール１を選択し続けた際の送信可能ビット数）
＝予想伝送速度×（バッテリ残電力÷予想伝送速度時の単位時間あたり消費電力）…（１）
（その無線モジュール１を選択し続けた際の通信可能時間）
＝（バッテリ残電力÷予想伝送速度時の単位時間あたり消費電力）…（２）
【００３５】
また、分類は、Ｐｒｉｍａｒｙ、Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ、Ｃａｎｄｉｄａｔｅ、Ｓｌｅｅｐ等があり、Ｐｒｉｍａｒｙ、Ｓｅｃｏｎｄａｒｙの考えを導入したのは、多重リンク数を削減するためである。Ｐｒｉｍａｒｙリンクは、複数の無線モジュール１の中で、もっとも状態が良好であり、軸足として用いるリンクである。また、Ｓｅｃｏｎｄａｒｙリンクは、Ｐｒｉｍａｒｙリンクに付随して用いられるリンクである。必要時にＳｅｃｏｎｄａｒｙのみを変更させることで、品質変動を減らすことが可能となる。
【００３６】
図５Ｂは、本発明の第１の実施形態において、目標伝送速度を満たしつつ、バッテリ消費を考慮して無線モジュール１の多重を行なう処理手順を示すフローチャートである。まず、ヘテロジニアス制御モジュール３は、リンクテーブルを更新し（ステップＳ１）、続いてＰｒｉｍａｒｙリンクの変更が必要かどうかを判断する（ステップＳ２）。Ｐｒｉｍａｒｙリンクの変更が必要な場合（ステップＳ２：YES）、ヘテロジニアス制御モジュール３は、Ｐｒｉｍａｒｙリンクの変更を行ない（ステップＳ３）、続いてＳｅｃｏｎｄａｒｙリンクの変更を行ない（ステップＳ５）、無線モジュール選択処理を終了する。Ｐｒｉｍａｒｙリンクの変更が必要でない場合（ステップＳ２：NO）、ヘテロジニアス制御モジュール３は、Ｓｅｃｏｎｄａｒｙリンクの変更が必要かどうかを判断する（ステップＳ４）。Ｓｅｃｏｎｄａｒｙリンクの変更が必要な場合（ステップＳ４：YES）、ヘテロジニアス制御モジュール３は、Ｓｅｃｏｎｄａｒｙリンクの変更を行ない（ステップＳ５）、無線モジュール選択処理を終了する。Ｓｅｃｏｎｄａｒｙリンクの変更が必要でない場合（ステップＳ４：NO）、無線モジュール選択処理を終了する。
【００３７】
（１）リンクテーブル更新（ステップＳ１０１、Ｓ１０２）
図５Ｃは、本発明の第１の実施形態に係るリンクテーブル更新手順を示すフローチャートである。図５ＢのステップＳ１の詳細について説明する。ヘテロジニアス制御モジュール３は、無線モジュール１から取得した最新の品質情報を用いて、リンクテーブルの品質情報を更新する（ステップＳ１０１）。無線モジュール１がＳｌｅｅｐ状態に移行した場合に、リンクテーブルの分類をＳｌｅｅｐに変更する。また、Ｓｌｅｅｐ状態から復帰した場合、リンクテーブルの分類をＣａｎｄｉｄａｔｅに変更する。
【００３８】
次に、ヘテロジニアス制御モジュール３は、以下の３つの条件に合致する場合、Ｓｌｅｅｐ状態にある無線モジュール１をＳｌｅｅｐ状態から、Ａｃｔｉｖｅに移行させて、リンクテーブルの分類をＣａｎｄｉｄａｔｅに変更する（ステップＳ１０２）。第１の条件は、カバレッジ内にいる（基地局にアクセスできる）無線モジュール１が存在しない場合で、ヘテロジニアス制御モジュール３は、Ｓｌｅｅｐ状態の無線モジュール１をＡｃｔｉｖｅにして、Ｐｒｉｍａｒｙリンクの候補にする。
【００３９】
第２の条件は、Ｐｒｉｍａｒｙリンクの条件を満たす無線モジュール１が存在しない場合で、ヘテロジニアス制御モジュール３は、Ｓｌｅｅｐ状態にある無線モジュール１をＡｃｔｉｖｅにして、Ｐｒｉｍａｒｙリンクの候補にする。第３の条件は、Ｐｒｉｍａｒｙリンクの予想伝送速度が、目標伝送速度を下回っており、Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ、Ｃａｎｄｉｄａｔｅの無線モジュール１が存在しない場合で、ヘテロジニアス制御モジュール３は、Ｓｌｅｅｐ状態にある無線モジュール１をＡｃｔｉｖｅにして、Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ無線モジュール１の候補とする。
【００４０】
（２）Ｐｒｉｍａｒｙリンクの更新が必要か判断する（ステップＳ２）
図５Ｂに戻り、ヘテロジニアス制御モジュール３は、リンクテーブルの分類がＰｒｉｍａｒｙとなっている無線モジュール１の品質を確認し、条件“Ｐｒｉｍａｒｙリンクの予想伝送速度≧目標伝送速度×マージンα”を満足するかどうかを判断する（ステップＳ２）。満足されていれば（ステップＳ２：YES）、Ｓｅｃｏｎｄａｒｙリンクの更新が必要か判断する（ステップＳ４）。満足されていなければ（ステップＳ２：NO）、Ｐｒｉｍａｒｙリンクを更新する手順に移行する。
【００４１】
（３）Ｐｒｉｍａｒｙリンクを更新する（ステップＳ３０１〜Ｓ３０３）
図５Ｄは、本発明の第１の実施形態に係るＰｒｉｍａｒｙリンク変更手順を示すフローチャートである。図５ＢのステップＳ３について詳細に説明する。使用中のＰｒｉｍａｒｙリンクの状況が悪化した場合、ヘテロジニアス制御モジュール３は、Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ、Ｃａｎｄｉｄａｔｅの無線モジュール１から新たなＰｒｉｍａｒｙリンクを選択する。次に、ヘテロジニアス制御モジュール３は、条件“予想伝送速度≧目標伝送速度×マージンβ”を満たす無線モジュール１を、リンクテーブルで「Secondary」、「Candidate」である無線モジュール１から検索する（ステップＳ３０１）。
【００４２】
続いて、ヘテロジニアス制御モジュール３は、Ｓ３０１で選ばれた無線モジュール１から、図５Ａのリンクテーブルにおける指標値が最大値である無線モジュール１を検索して、新しいＰｒｉｍａｒｙリンクとする（ステップＳ３０２）。ここでの指標値は、“目標伝送速度が高く、バッテリ消費が少ないほど、高い値をとる”関数とする。尚、検索時に、これまでＰｒｉｍａｒｙリンクであった無線モジュール１の指標値は、ヒステリシス補正Ｆ１を乗じる。これは、使用中の旧Ｐｒｉｍａｒｙリンクを優先的に選択するためである。
【００４３】
続いて、ヘテロジニアス制御モジュール３は、リンクテーブルの分類を更新する（ステップＳ３０３）。具体的には、新Ｐｒｉｍａｒｙリンクの分類をＰｒｉｍａｒｙに変更し、旧Ｐｒｉｍａｒｙリンクの分類をＳｅｃｏｎｄａｒｙに変更する。
【００４４】
図５Ｆは、本発明の第１の実施形態における、現Ｐｒｉｍａｒｙに選ばれてからの経過時間とヒステリシス補正Ｆ１の関係を示すグラフである。図５Ｆのように、Ｆ１は、Ｐｒｉｍａｒｙリンクであった時間が長い程、高い値を取る関数とする。
【００４５】
（４）Ｓｅｃｏｎｄａｒｙリンクの更新が必要か判断する（ステップＳ４）
図５ＢのステップＳ４について詳細に説明する。ヘテロジニアス制御モジュール３は、リンクテーブルの分類がＰｒｉｍａｒｙとなっている無線モジュール１の品質を確認し、条件“Ｐｒｉｍａｒｙリンクの予想伝送速度＋Ｓｅｃｏｎｄａｒｙリンクの予想伝送速度≧目標伝送速度×マージンγ”を満足するかどうかを判断する（ステップＳ４）。満足されていれば（ステップＳ４：NO）、更新不要と判断してリンクテーブルの品質情報を更新する（ステップＳ１）。満足されない場合（ステップＳ４：YES）、Ｓｅｃｏｎｄａｒｙリンクを更新する手順に移行する（ステップＳ５）。
【００４６】
（５）Ｓｅｃｏｎｄａｒｙリンクを更新する（ステップＳ５０１〜Ｓ５０７）
図５Ｅは、本発明の第１の実施形態に係るＳｅｃｏｎｄａｒｙリンクの変更手順を示すフローチャートである。図５ＢのステップＳ５について詳細に説明する。ヘテロジニアス制御モジュール３は、リンクテーブル上の分類が「Secondary」、「Candidate」である無線モジュール１から、条件“予想伝送速度≧（目標伝送速度−Ｐｒｉｍａｒｙリンクの予想伝送速度）×マージンβ”を満たす無線モジュール１を検索する（ステップＳ５０１）。１個の無線モジュール１のみで条件を満たすケース、複数の無線モジュール１の予想伝送速度の和で条件を満足するケースも含めて検索する。続いて、ヘテロジニアス制御モジュール３は、Ｓ５０１で検索した組み合わせ毎に、予想消費電力Ｐの和（ΣＰ）を求める（ステップＳ５０２）。ここで、現在Ｓｅｃｏｎｄａｒｙに分類されているリンクの場合、ヒステリシス補正Ｆ２を乗じる。これは、使用中の旧Ｐｒｉｍａｒｙリンクおよび旧Ｓｅｃｏｎｄａｒｙリンクを優先的に選択するためである。
【００４７】
図５Ｇは、本発明の第１の実施形態における、直近で、ＰｒｉｍａｒｙあるいはＳｅｃｏｎｄａｒｙに選ばれていた経過時間とヒステリシス補正Ｆ２の関係を示すグラフである。図５Ｇのように、Ｆ２は、直近までＰｒｉｍａｒｙあるいはＳｅｃｏｎｄａｒｙリンクであった時間が長い程、小さい値を取る関数とする。
【００４８】
図５Ｅに戻り、予想消費電力Ｐは、“予想伝送速度×同速度時の１ｂｉｔあたりの消費電力”で定義する。続いて、ヘテロジニアス制御モジュール３は、帯域、品質のどちらを重視するか、又は帯域、品質の両方を考慮するかを判断する（ステップＳ５０３）。ここで、帯域重視の場合、すなわち、予想速度を重視する場合には、ΣＰが最小となる組み合わせをＳｅｃｏｎｄａｒｙリンクとして決定する（ステップＳ５０４）。また、品質重視の場合、すなわち、複数の無線リンクを使用することによる順序逆転が生じにくい組み合わせを選ぶ場合、組み合わせに含まれる無線モジュール数Ｃが少ない側から、Ｄ個の組み合わせを選出する。それらの中から、ΣＰが最小である組み合わせをＳｅｃｏｎｄａｒｙリンクとして選択する（ステップＳ５０５）。
【００４９】
また、帯域、品質を共に考慮する場合、ΣＰと無線モジュール数Ｃの関数であるｆ（ΣＰ、無線モジュール数Ｃ）を求めて、ｆ（ΣＰ、無線モジュール数Ｃ）が最小となる組み合わせをＳｅｃｏｎｄａｒｙリンクとして選択する（ステップＳ５０６）。この場合、ｆ（ΣＰ、無線モジュール数Ｃ）の例としては、“無線モジュール数Ｃ×ΣＰ”等が挙げられる。
【００５０】
次に、ヘテロジニアス制御モジュール３は、リンクテーブル上の分類がＳｅｃｏｎｄａｒｙ、Ｃａｎｄｉｄａｔｅ間で変更された無線モジュール１に対して、最新の分類に更新する（ステップＳ５０７）。具体的には、ヘテロジニアス制御モジュール３は、ステップＳ５０４〜Ｓ５０６の結果、Ｓｅｃｏｎｄａｒｙリンクに選ばれた無線モジュール１の分類を、Ｓｅｃｏｎｄａｒｙに設定する。同様に、Ｓｅｃｏｎｄａｒｙリンクに選ばれず、Ｓｌｅｅｐでない無線モジュール１の分類を、Ｃａｎｄｉｄａｔｅに設定する。
【００５１】
このように、第１の実施形態では、無線通信装置は、無線モジュール１毎の予想伝送速度を監視し、目標伝送速度と随時比較する。また、無線通信装置は、“予想伝送速度≧目標伝送速度”を満たす無線モジュール１から、指標を適用して、最適な無線モジュール１を選択する。また、無線通信装置は、“予想伝送速度＜目標伝送速度”となった場合、指標を用いて、無線モジュール１の順位付けを行ない、”Σ予想伝送速度≧目標伝送速度”を満たすまで、２リンク目以降の無線モジュール１を選択して、多重させる。
【００５２】
これにより、本実施形態の無線通信装置は、１つの無線モジュール１では伝送速度に不足がある場合、消費電力を考慮して、複数の無線モジュール１を束ねて使用することできる。また、本発明の無線通信装置は、目標伝送速度を満足させつつ、消費電力、伝送速度の両者を考慮して、消費電力を加味したリンク多重が可能となる。
【００５３】
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、トラフィック量の変化に関わらず、一定量の目標伝送速度の達成に向けて、無線モジュール１を選択していた。このため、トラフィックが減少しているタイミングにおいても、過剰な無線モジュール１を通信可能状態としていた。これを改善するために、第２の実施形態では、目標伝送速度を最大値以下で、トラフィック量に追従して変化させる。
【００５４】
図６Ａは、本発明の第２の実施形態に係る目標伝送速度を示すグラフである。ヘテロジニアス制御モジュール３は、トラフィック監視部２２から取得したトラフィック量（Mbps）の平均値にマージンを加えた値を、目標伝送速度として設定する。ここで、本発明の第２の実施形態に係る目標伝送速度を目標伝送速度（可変）と表すと、以下の式（３）により算出される。
（目標伝送速度（可変））＝ＭＩＮ｛目標伝送速度（最大値）、ｆ（トラフィック量）｝…（３）
ｆ（トラフィック量）＝（トラフィック量の平均値）＋（マージン）
または、
ｆ（トラフィック量）＝（トラフィック量の平均値）×（マージン）
【００５５】
ここで、トラフィック量の平均値の算出法の例としては、記憶係数、忘却係数を用いる移動平均に基づく方法、ΔＴ毎に取得したトラフィック量のＮサンプルに対するＸ％値に基づく方法などが挙げられる。また、トラフィック量平均値は、アプリケーションから通知を受けてもよい。
【００５６】
図６Ｂは、本発明の第２の実施形態において、目標伝送速度を動的に変更することで、リンク多重が生じる頻度が削減される例を示す表である。図６Ｂでは、無線モジュール１ａ、１ｂの予想伝送速度が変化する状態について示している。目標伝送速度を３Ｍｂｐｓに固定した場合、常に、両リンクが起動されて多重される。一方で、表右側に示すように、目標伝送速度（可変）の場合、２リンクが使用される期間が短縮している。
【００５７】
このように、第２の実施形態では、無線通信装置は、無線モジュール１毎の予想伝送速度を監視し、トラフィック量に追従して変化させる目標伝送速度（可変）と随時比較する。また、無線通信装置は、“予想伝送速度≧目標伝送速度（可変）”を満たす無線モジュール１から、指標を適用して、最適な無線モジュール１を選択する。また、無線通信装置は、“予想伝送速度＜目標伝送速度（可変）”となった場合、指標を用いて、無線モジュール１の順位付けを行ない、“Σ予想伝送速度≧目標伝送速度（可変）”を満たすまで、２リンク目以降の無線モジュール１を選択して、多重させる。
【００５８】
これにより、本実施形態の無線通信装置は、１つの無線モジュール１では伝送速度に不足がある場合、消費電力を考慮して、複数の無線モジュール１を束ねて使用することできる。また、本発明の無線通信装置は、目標伝送速度を満足させつつ、消費電力、伝送速度の両者を考慮して、消費電力を加味したリンク多重が可能となる。また、平均トラフィック量に応じて、起動する無線モジュール数を適応的に変化させることが可能となる。
【００５９】
（第３の実施形態）
複数の無線モジュール１を使用可能な端末が、無線モジュール１個別のバッテリ４を備えている場合に、バッテリ４の特性を考慮せずにリンク切替を行なうと、一方のバッテリ４が偏って使用されて、バッテリ消費が促進される可能性がある。そこで、第３の実施形態では、バッテリ４が偏って使用されることを抑制しながら複数無線モジュール１の多重制御を行なう方法について説明する。
【００６０】
図７は、本発明の第３の実施形態に係るヘテロジニアス制御モジュール３が管理するテーブルである。ヘテロジニアス制御モジュール３は、図７に示すリンクテーブル、バッテリ管理テーブルを管理する。
【００６１】
リンクテーブルでは、各無線モジュール１ａ、１ｂ、１ｃ毎の品質情報等（例：予想伝送速度）と選択状態（Primary、Secondary、Candidate）を管理する。バッテリ管理テーブルでは、放電電流閾値Ａｉ［mA］、時間閾値Ｔ１ｉ［s］をバッテリ４毎に管理し、各バッテリ４の放電電流量の時間変化を管理する。ここで、ｉは各バッテリ４を示すインデックスである。Ａｉを超える連続した経過時間Ｔ２ｉがＴ１ｉ［s］以上となった場合、そのバッテリ４に接続された無線モジュール１を選択対象（リンクテーブルの分類：Primary、Secondary、Candidate）から一定期間Ｔ３［s］の間除外する（リンクテーブルの分類：Sleep）と共に、当該無線モジュール１をＳｌｅｅｐさせる。Ｔ３［s］経過後、当該無線モジュール１を復帰させて、無線モジュール選択テーブルにおいて、選択可（Candidate）に戻す。
【００６２】
具体的には、図７において、最初の状態では、無線モジュール１ｂ、１ｃがリンク切替の候補（Candidate）であり、無線モジュール１ａが選択（Primary）されている。バッテリ管理テーブルで、バッテリ４ａの連続使用時間Ｔ２ｉが閾値Ｔ１ｉに達した為、バッテリ４ａを用いる無線モジュール１ａ、１ｂを、一旦選択候補から除外する（Sleepに変更する）。その結果、ヘテロジニアス制御モジュール３は、バッテリ４ｂを用いる無線モジュール１ｃを選択する（Primaryに変更する）。
【００６３】
このように、第３の実施形態では、ヘテロジニアス制御モジュール３は、無線モジュール１用のバッテリ４ｉの放電量が閾値Ａｉを越える連続時間が、閾値Ｔ１ｉを越えないように、無線モジュール１を選択する。例えば、ヘテロジニアス制御モジュール３は、バッテリ４毎にＡｉ、Ｔ１ｉおよび、Ａｉの消費特性（伝送速度、放電量の関係）を管理し、連続してＡｉがＴ１ｉ以上超える場合、強制的に他の無線モジュール１に切替える等の処理を行なう。
【００６４】
これにより、本実施形態の無線通信装置は、複数のバッテリ４を用いた複数の無線モジュール１を使用する場合に、一部のバッテリ４を偏って使用して、バッテリ消費を促進させることを抑制することが可能となる。また、本実施形態の無線通信装置は、一部のバッテリ４をある一定期間における放電電流の放電を停止することにより、バッテリ４の放電容量を回復させることができる。さらに、本実施形態の無線通信装置は、バッテリ４の容量に対して大電流で放電しないように制御する為、バッテリ４の容量の減少を抑制することができる。
【００６５】
（第４の実施形態）
第４の実施形態では、リンク多重を考慮した通信可能時間を求めことで、不要なリンク多重を制限する方法について説明する。
【００６６】
図８は、本発明の第４の実施形態に係るヘテロジニアス制御モジュール３の無線モジュール１に関する選択処理を示す図である。ヘテロジニアス制御モジュール３は、リンクテーブル、無線モジュールの消費電力特性テーブル（図８ではグラフを表示）、バッテリ特性情報を管理する。ヘテロジニアス制御モジュール３は、リンクテーブルに、モジュール毎の使用時間率（通信、待ち受け）と予想伝送速度の平均値を記録する。続いて、ヘテロジニアス制御モジュール３は、無線モジュール１毎の使用時間率と、無線モジュール１毎の消費電流特性テーブルを用いて、現在の通信が継続した場合の単位時間当たりの合計消費電流を見積もる。
【００６７】
さらに、ヘテロジニアス制御モジュール３は、バッテリ特性情報のバッテリ残量を用いて、“バッテリ残量÷単位時間（１ｈ）内の合計消費電流”により、通信可能時間を見積もる。さらに、無線通信装置は、目標通信時間Ｔ２を設定して、この通信可能時間と比較をする。
【００６８】
このように、第４の実施形態では、無線通信装置は、各無線モジュール１毎の予想伝送速度、使用時間率等に基づいた通信可能時間を見積もる。また、無線通信装置は、目標通信時間Ｔ２を設定して、随時、通信可能時間と比較する。つまり、無線通信装置は、リンク多重が生じる時間率、無線モジュール１毎の通信時間率を監視して、Ｔ２以上の通信を行なえるように、リンク多重の発生を制限する。
【００６９】
これにより、本実施形態の無線通信装置は、複数無線モジュール１使用の結果、通信時間が大幅に減少することを抑制することができる。また、単純に目標伝送速度のみでリンク多重時間を見積もる場合と比べて、ＩＰパケットの流量の時間変化に合わせて、通信可能時間を算出するので、過剰な電力消費を抑制することができる。
【００７０】
また、第４の実施形態の用途例を以下に示す。例えば、無線通信装置は、一定の通信可能時間を保証することを目的として、無線モジュール１の使用可否を判断する。この場合、通信可能時間が、一定時間を下回った場合、最も状態がよい無線モジュール１のみを残して、これ以外の無線モジュール１をＳｌｅｅｐさせる。また、通信制御装置は、通信可能時間を実現するために、通信可能な最大伝送速度を逆算により求めてアプリケーションに通知する。アプリケーションは、その最大伝送速度内で通信するように、適応的な制御（トランスコーディング等）を行なう。他の用途例としては、提供可能な伝送速度と通信時間をシミュレーションして端末利用者に提示し、端末の利用の仕方を利用者に委ねることも可能である。例えば、通信制御装置は、通信可能時間について、目標伝送速度１Ｍｂｐｓであれば３０分の連続通信が可能であるが、目標伝送速度５Ｍｂｐｓの場合、６分に短縮される等を利用者に提示する。
【符号の説明】
【００７１】
１、１ａ−１、１ａ−Ｍ、１ｂ−１、１ｂ−Ｎ、１ｃ  無線モジュール
２  トラフィックスイッチ
３  ヘテロジニアス制御モジュール
４、４ａ、４ｂ、４ｉ  バッテリ
５ａ、５ｂ  筐体
１１  アンテナ
１２  送受信機
１３  品質監視部
２１  スイッチ部
２２  トラフィック監視部
３１  無線モジュール選択部
【図１】
2012015793.tif 000003
【図２】
2012015793.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
2012015793.tif 000008
【図５Ｃ】
2012015793.tif 000009
【図５Ｄ】
2012015793.tif 000010
【図５Ｅ】
2012015793.tif 000011
【図５Ｆ】
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【図５Ｇ】
2012015793.tif 000013
【図６Ａ】
2012015793.tif 000014
【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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