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JP7125509B2 - 通信機器、車両、及び方法 - Google Patents
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Description

本発明は、通信機器、車両、及び方法に関する。
一般的に、移動通信システムは、互いに異なる通信事業者により提供される複数のネットワークを有する。通信機器のユーザは、いずれかの通信事業者と契約することにより、契約先通信事業者のネットワークを利用する。
着信待ち受けを行うアイドルモードにある通信機器は、現在利用中のネットワークが契約先通信事業者のネットワーク又はこれと等価なネットワークではない場合、利用可能なネットワークを探索するための周期的なネットワークサーチを実行する(例えば、非特許文献1参照)。
例えば、通信機器がローミング中である間は、周期的なネットワークサーチを行うことが必要とされる。また、ネットワークサーチでは、通信機器が対応可能な全ての周波数にわたって無線信号の受信を試行する必要があり、通信機器の消費電力が大きい。
3GPP技術仕様書「3GPP TS 23.122 V15.5.0」、2018年9月
ところで、近年、車両に搭載される通信機器が増加しつつある。このような通信機器は、車両のバッテリから供給される電力により駆動されることが一般的である。
しかしながら、このような通信機器は、車両の動力源がオフ状態である場合、すなわち、新たにネットワークが検知される可能性が低い場合であっても、周期的なネットワークサーチを行う場合がある。このような非効率なネットワークサーチは車両のバッテリの電力を無駄に消費するだけではなく、最悪の場合にはネットワークサーチに起因して車両のバッテリが尽きる可能性がある。
そこで、本発明は、効率的なネットワークサーチを実現する通信機器、車両、及び方法を提供することを目的とする。
第1の態様に係る通信機器は、動力源を有する車両と電気的に接続する接続部と、前記通信機器が現在利用中のネットワークが所定ネットワークではない場合、前記所定ネットワークを探索するための周期的なネットワークサーチを実行する無線通信部と、前記動力源がオフ状態にあるオフ期間において、前記周期的なネットワークサーチの実行を制限する制御部とを備える。
第2の態様に係る車両は、第1の態様に係る通信機器を備える。
第3の態様に係る方法は、動力源を有する車両と電気的に接続する通信機器において実行される。前記方法は、前記通信機器が現在利用中のネットワークが所定ネットワークではない場合、前記所定ネットワークを探索するための周期的なネットワークサーチを実行するステップと、前記動力源がオフ状態にあるオフ期間において、前記周期的なネットワークサーチの実行を制限するステップとを備える。
本発明の一態様によれば、ネットワークサーチを効率的に実行することが可能な通信機器、車両、及び方法を提供できる。
一実施形態に係る移動通信システムの構成を示す図である。 一実施形態に係る無線通信モジュール及び車両の構成を示す図である。 一実施形態に係る無線通信モジュールの動作を示す図である。 エンジンがオン状態からオフ状態に切り替わる場合における無線通信モジュールの動作例を示す図である。 エンジンがオフ状態からオン状態に切り替わる場合における無線通信モジュールの動作例を示す図である。 図5に示した無線通信モジュールの動作の変更例を示す図である。
以下、実施形態について、図面を参照して説明する。
(移動通信システムの構成)
図1は、一実施形態に係る移動通信システム1の構成を示す図である。
図1に示すように、移動通信システム1は、無線通信モジュール10を搭載した車両20と、互いに異なる通信事業者により提供される複数のネットワーク40(40a乃至40c)とを有する。無線通信モジュール10は、通信機器の一例である。各ネットワーク40は、PLMN(Public Land Mobile Network)と呼ばれることがある。
各ネットワーク40は、複数の基地局30を有する。各基地局30は、GSM(登録商標)(Global System for Mobile communications)等の第2世代移動通信システム、CDMA(Code Division Muple Access)等の第3世代移動通信システム、又はLTE(Long Term Evolution)等の第4世代移動通信システム、さらに第5世代移動通信システムなど如何なる移動通信システムに対応していてもよい。各基地局30は、自基地局30が属するネットワーク40を示すPLMN番号を周期的にブロードキャストしている。なお、各基地局30は、1又は複数のセルを管理している。
無線通信モジュール10は、様々な機能を実現するものである。例えば、無線通信モジュール10は、緊急通報システムを実現する上で、緊急時に、緊急コールセンターを含むPSAP(Public Safety Answering Point)に発信する。また、PSAPのオペレータとの通話後に、PSAPから無線通信モジュール10に着信を受けることもある。無線通信モジュール10は、VoIP(Voice over Internet Protocol)等によるIP電話で、発信又は着信できるようにしてもよい。
さらに、車両20と通信システムとを組み合わせて、リアルタイムに情報サービスを提供するテレマティクスサービスが知られている。テレマティクスサービスでは、ナビゲーションシステムのデータ更新のための地図データやPOI(point of interest)データをネットワーク40上のサーバからダウンロードする。また、テレマティクスサービスでは、車両搭載機器のダイアグ情報をネットワーク40上のサーバにアップロードする。無線通信モジュール10は、このようなダウンロード及びアップロードを、ネットワーク40を介して行う。
図1において、無線通信モジュール10は、車両20などの移動体に搭載されたIVS(In Vehicle System)として例示している。移動体は、船舶、列車、又は、携帯電話機もしくはスマートフォン等の携帯端末(無線端末)など移動するものであれば如何なるものでもよい。また、車両20は、自動二輪車、自動三輪車、又は自動四輪車等の自動車であってもよい。無線通信モジュール10は、車両20のバッテリから供給される電力により駆動される。
無線通信モジュール10は、第2世代移動通信システム、第3世代移動通信システム、第4世代移動通信システム、さらに第5世代移動通信システムなど如何なる移動通信システムに対応していてもよい。無線通信モジュール10は、様々な機能及びユーザが作成したプログラムを実行するための機能も有してもよい。
各ネットワーク40を運営する通信事業者は、自社と契約したユーザに対し自社の移動体通信サービスを提供している。無線通信モジュール10のユーザは、いずれかの通信事業者と契約することにより、契約先通信事業者のネットワークを利用する。
着信待ち受けを行うアイドルモードにある無線通信モジュール10は、現在利用中のネットワークが契約先通信事業者のネットワーク(HPLMN:Home PLMN)又はこれと等価なネットワーク(EHPLMN:Equivalent HPLMN)ではない場合、利用可能なネットワークを探索するための周期的なネットワークサーチを実行する。以下において、このようなネットワークサーチをHPLMNサーチと呼ぶ。
例えば、無線通信モジュール10が訪問先ネットワーク(VPLMN:Visited PLMN)にローミング中である間は、周期的なHPLMNサーチを行うことが必要とされる。これにより、無線通信モジュール10がVPLMNではなく、HPLMN又はEHPLMNを利用しやすくなるため、ローミング費用の発生を抑制するとともに、HPLMN又はEHPLMNから良好なサービスを受けることが可能となる。
但し、HPLMNサーチは、無線通信モジュール10が対応可能な全ての周波数にわたって無線信号の受信を試行する必要があり、無線通信モジュール10の消費電力が大きいという問題がある。
(無線通信モジュール及び車両の構成)
図2は、一実施形態に係る無線通信モジュール10及び車両20の構成を示す図である。但し、車両20の構成としては、無線通信モジュール10に関連する部分のみを図示している。
図2に示すように、無線通信モジュール10は、アンテナ11と、無線通信部12と、制御部13と、記憶部14と、接続部15と、カード駆動部16と、SIM(Subscriber Identity Module)カード17とを有する。
アンテナ11は、無線信号を基地局30と送受信する。
無線通信部12は、アンテナ11を介して基地局30との無線通信を行うためのものである。無線通信部12は、受信機12aと、送信機12bとを有する。
受信機12aは、アナログ信号処理として、アンテナ11から受信された無線信号の増幅、ダウンコンバート、及びアナログ-デジタル変換処理等を行う。受信機12aは、デジタル信号を復調及び復号し、復号したデータを制御部13に転送する。
送信機12bは、デジタル信号処理として、制御部13から転送されたデータを符号化し、無線信号の通信チャネルで送信できるように変調する。送信機12bは、アナログ信号処理として、デジタル信号のデジタルーアナログ変換処理、アップコンバート、及びアナログ信号の増幅等を行い、アンテナ11を介して無線信号を送信する。
制御部13は、種々のプログラムを実行するCPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、バックアップRAM、及びI/O(Input/Output)等よりなるマイクロコンピュータを主体として構成され、ROMに記憶された各種の制御プログラムを実行することで各種の処理を実行するものである。制御部13は、無線通信部12を制御する上で必要な処理を実行する。
記憶部14は、電気的に内容を書き換えることが可能なEEPROM(Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory)等によって構成され、無線通信部12を制御する上で必要なプログラム及び情報を記憶する。
接続部15は、無線通信モジュール10を車両20と電気的に接続するためのインターフェイスであり、例えばUSBのIF(Interface)やその他のIF等である。接続部15は、車両20に設けられた車両制御部21と電気的に接続される。
カード駆動部16は、SIMカード(又はUIM(User Identity Module)カード)と呼ばれるIC(Integrated Circuit)カード、すなわち情報カードを駆動する。カード駆動部16は、SIMカード17を取り込み、取り出しができてもよい。カード駆動部16は、制御部13から情報の読み出しや書き込みを受けた場合、SIMカード17に記録された情報の読み出し、SIMカード17への書き込みを行う。
SIMカード17は、加入者を特定するための情報、通信事業者を特定するための事業者特定情報(HPLMN番号やEHPLMN番号等)、周期的なHPLMNサーチにおけるサーチ周期(HPLMNサーチタイマの値)、及び加入者が契約している利用可能なサービスに関する情報等が記録されたICカードである。SIMカード17には、サービスを受ける上で必要な情報が記録されている。例えば、位置情報を登録する際の情報、又は電話番号(例えばIVSの電話番号)に関する情報等がある。
SIMカード17は、組み込み型のeSIM(Embedded SIM)でもよい。SIMカード17は、無線通信モジュール10の外にあってもよい。SIMカード17は、通信事業者から支給されてもよいし、その他の手段で入手してもよい。ユーザは、支給されたSIMカード17を無線通信モジュール10に装着又は接続することで、無線通信モジュール10を使用できるようになる。
車両20は、車両制御部21と、エンジン22と、イグニッションスイッチ23と、GNSS受信機24と、センサ25とを有する。
車両制御部21は、種々のプログラムを実行するCPU、ROM、RAM、バックアップRAM、及びI/O等よりなるマイクロコンピュータを主体として構成され、ROMに記憶された各種の制御プログラムを実行することで各種の処理を実行するものである。車両制御部21は、ECU(Electronic Control Unit)と呼ばれることがある。車両制御部21は、車両20に関する各種情報を収集し、収集した情報を無線通信モジュール10に提供する。
エンジン22は、車両20の駆動力を発生させる動力源の一例である。一実施形態において、動力源としてエンジン22を例示しているが、エンジン22に代えてモータを動力源としてもよい。エンジン22は、車両制御部21により制御される。
イグニッションスイッチ23は、エンジン22をオン状態とオフ状態との間で切り替えるためのスイッチである。イグニッションスイッチ23は、オン/オフ操作を受け付けると、操作内容に応じた信号を車両制御部21に出力する。車両制御部21は、イグニッションスイッチ23から入力された信号に応じて、エンジン22をオン状態とオフ状態との間で切り替える。
GNSS受信機24は、位置情報(緯度・経度情報)を取得し、取得された位置情報を制御部13に出力する。GNSS受信機24は、GPS(Global Positioning System)受信機、GLONASS(Global Navigation Satellite System)受信機、IRNSS(Indian Regional Navigational Satellite System)受信機、COMPASS受信機、Galileo受信機、QZSS(Quasi-Zenith Satellites System)受信機等を含んでもよい。一実施形態において、GNSS受信機24が車両20に設けられる構成を例示しているが、GNSS受信機24が無線通信モジュール10に設けられていてもよい。
センサ25は、車両20の駆動シャフト(若しくは車輪)の回転を検出し、検出結果を示す情報を車両制御部21に出力する。
(無線通信モジュールの動作)
図3は、一実施形態に係る無線通信モジュール10の動作を示す図である。本動作フローは、無線通信モジュール10のモードがアイドルモードであることを前提としている。
図3に示すように、ステップS1において、制御部13は、無線通信モジュール10が現在利用中のネットワーク40が所定ネットワークであるか否かを判定する。具体的には、制御部13は、無線通信モジュール10が選択中のセル(基地局30)が属するネットワーク40が所定ネットワークであるか否かを判定する。所定ネットワークは、例えば、無線通信モジュール10の契約先ネットワークであるHPLMN又は契約先ネットワークと等価なネットワークであるEHPLMNである。
無線通信モジュール10が現在利用中のネットワーク40が所定ネットワークではない場合(ステップS1:NO)、ステップS2において、制御部13は、エンジン22がオン状態であるか否かを判定する。例えば、制御部13は、エンジン22の状態を示す情報を車両制御部21から接続部15を介して取得することにより、エンジン22がオン状態であるか否かを判定する。
エンジン22がオン状態である場合(ステップS2:YES)、ステップS3において、制御部13は、SIMカード17に記録された情報に基づいて、所定ネットワークを探索するための周期的なHPLMNサーチを実行するように無線通信部12を制御する。HPLMNサーチによりHPLMN又はEHPLMNが検知された場合、制御部13は、検知されたネットワークに属するセルを選択するように無線通信部12を制御するとともに、HPLMNサーチを終了させる。
一方、エンジン22がオフ状態である場合(ステップS2:NO)、ステップS4において、制御部13は、エンジン22がオフ状態にあるオフ期間においてHPLMNサーチの実行を制限する。オフ期間においては無線通信モジュール10及び車両20が移動せず、所定ネットワークが検知される可能性が低いため、HPLMNサーチの実行を制限することにより、無線通信モジュール10の消費電力を削減できる。
制御部13は、オフ期間(ステップS4)において、所定ネットワークを探索するためのHPLMNサーチを規定回数だけ実行するように無線通信部12を制御してもよい。規定回数は、1回であることが好ましい。エンジン22がオン状態であるときに最後にHPLMNサーチを行った時点の位置に対して、エンジン22がオフ状態に切り替わった時点の位置が変化している可能性がある。よって、所定ネットワークが検知される可能性があるため、オフ期間において1回だけHPLMNサーチを行うこととしている。1回だけのHPLMNサーチで十分にHPLMNが見つからない状況では、1回以上のHPLMNサーチが行われてもよい。
図4は、エンジン22がオン状態からオフ状態に切り替わる場合における無線通信モジュール10の動作例を示す図である。
図4に示すように、時刻t4においてエンジン22がオン状態からオフ状態に切り替わる。時刻t4よりも前の時間がエンジン22のオン期間であり、時刻t4以降の時間がエンジン22のオフ期間である。
まず、制御部13は、時刻t1においてHPLMNサーチタイマを起動させる。制御部13は、HPLMNサーチタイマが満了する度に、エンジン22がオン状態であるか否かを判定する。そして、制御部13は、HPLMNサーチタイマが満了した際に、エンジン22がオン状態である場合、HPLMNサーチを実行するように無線通信部12を制御する(時刻t2)。HPLMNサーチにより所定ネットワークが検知されない場合、制御部13は、再びHPLMNサーチタイマを起動させる(時刻t3)。
次に、制御部13は、時刻t4においてエンジン22がオフ状態に切り替わった後、時刻t5においてHPLMNサーチタイマが満了した際に、エンジン22がオン状態であるか否かを判定する。ここでは、制御部13は、エンジン22がオフ状態であると判定する。制御部13は、エンジン22がオフ状態に切り替わった後、エンジン22がオフ状態であると最初に判定した場合、HPLMNサーチを実行するように無線通信部12を制御する。その結果、時刻t5から時刻t6までにわたってHPLMNサーチが実行される。
このように、制御部13は、エンジン22がオン状態からオフ期間に切り替わった後、周期的なHPLMNサーチにおけるサーチ周期に応じて定まるタイミング(すなわち、時刻t5)において、HPLMNサーチを実行するように無線通信部12を制御する。
次に、HPLMNサーチにより所定ネットワークが検知されない場合、制御部13は、再びHPLMNサーチタイマを起動させる(時刻t6)。その後、制御部13は、HPLMNサーチタイマが満了する度に、エンジン22がオフ状態であると判定すると、HPLMNサーチを無線通信部12に実行させることなく、再びHPLMNサーチタイマを起動させる。
このように、無線通信モジュール10は、エンジン22がオフ状態にあるオフ期間において、周期的なHPLMNサーチの実行を制限する。これにより、新たにネットワーク(HPLMN又はEHPLMN)が検知される可能性が低い場合における非効率なHPLMNサーチを削減できるため、車両20のバッテリの電力を節約できる。
図5は、エンジン22がオフ状態からオン状態に切り替わる場合における無線通信モジュール10の動作例を示す図である。
図5に示すように、時刻t13においてエンジン22がオフ状態からオン状態に切り替わる。時刻t13よりも前の時間がエンジン22のオフ期間であり、時刻t13以降の時間がエンジン22のオン期間である。
まず、エンジン22のオフ期間においては、制御部13は、HPLMNサーチタイマが満了する度に、エンジン22がオフ状態であると判定すると、HPLMNサーチを無線通信部12に実行させることなく、再びHPLMNサーチタイマを起動させる(時刻t11、時刻t12)。
次に、制御部13は、時刻t13においてエンジン22がオン状態に切り替わった後、時刻t14においてHPLMNサーチタイマが満了した際に、エンジン22がオン状態であるか否かを判定する。ここでは、制御部13は、エンジン22がオン状態であると判定する。制御部13は、エンジン22がオン状態に切り替わった後は、エンジン22がオン状態であると最初に判定した度に、HPLMNサーチを実行するように無線通信部12を制御する(時刻t14、時刻t16、時刻t18)。
(無線通信モジュールの動作の変更例)
上述した無線通信モジュール10の動作は、エンジン22がオン状態である場合における車両20の移動状態を特に考慮していないが、車両20の移動状態を考慮した動作としてもよい。
図6は、図3に示した無線通信モジュール10の動作の変更例を示す図である。ここでは、図3との相違点について説明する。
図6に示すように、ステップS21、S22、S24、S25の各処理の内容は図と同様であるが、ステップS23の判定を行う点が図とは異なる。
エンジン22がオン状態にある場合(ステップS22:YES)、ステップS23において、制御部13は、車両20が移動しているか否かを判定する。例えば、制御部13は、GNSS受信機24により得られる位置情報やセンサ25により得られる測定情報を、車両制御部21から接続部15を介して取得することにより、車両20が移動しているか否かを判定する。
車両20が移動している場合(ステップS23:YES)、ステップS24において、制御部13は、SIMカード17に記録された情報に基づいて、所定ネットワークを探索するための周期的なHPLMNサーチを実行するように無線通信部12を制御する。
一方、車両20が移動していない場合(ステップS23:NO)、ステップS25において、制御部13は、車両20が停止している間は周期的なHPLMNサーチの実行を制限する。なお、停止とは、車両20の位置を変えないことを意味する。周期的なHPLMNサーチの実行を制限する動作の詳細については、上述した実施形態と同様である。
(その他の実施形態)
無線通信モジュール10が行う各処理をコンピュータに実行させるプログラムが提供されてもよい。プログラムは、コンピュータ読取り可能媒体に記録されていてもよい。コンピュータ読取り可能媒体を用いれば、コンピュータにプログラムをインストールすることが可能である。ここで、プログラムが記録されたコンピュータ読取り可能媒体は、非一過性の記録媒体であってもよい。非一過性の記録媒体は、特に限定されるものではないが、例えば、CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory)やDVD-ROM(Digital Versatile Disc-Read Only Memory)等の記録媒体であってもよい。また、無線通信モジュール10が行う各処理を実行する機能部(回路)を集積化し、無線通信モジュール10を半導体集積回路(SoC(System on a Chip))として構成してもよい。
以上、図面を参照して実施形態について詳しく説明したが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。
本願は、日本国特許出願第2018-222823号(2018年11月28日出願)の優先権を主張し、その内容の全てが本願明細書に組み込まれている。

Claims (7)

  1. 通信機器であって、
    動力源を有する車両と電気的に接続する接続部と、
    前記通信機器が現在利用中のネットワークが所定ネットワークではない場合、前記所定ネットワークを探索するための周期的なネットワークサーチを実行する無線通信部と、
    前記動力源がオフ状態にあるオフ期間において、前記周期的なネットワークサーチの実行を制限する制御部と、を備え
    前記制御部は、
    前記周期的なネットワークサーチにおけるサーチ周期に応じて定まるタイミングごとに、前記動力源が前記オフ状態であるかを判定し、
    前記動力源がオン状態であると判定したタイミングにおいて、前記所定ネットワークを探索するためのネットワークサーチを実行するように前記無線通信部を制御し、
    前記動力源が前記オフ状態であると判定したタイミングのうち、第1の所定タイミングにおいて、前記ネットワークサーチを実行するように前記無線通信部を制御する、
    通信機器。
  2. 前記所定ネットワークは、前記通信機器の契約先ネットワークであるHPLMN(Home Public Land Mobile Network)又は前記契約先ネットワークと等価なネットワークであるEHPLMN(Equivalent Home Public Land Mobile Network)である
    請求項1に記載の通信機器。
  3. 前記制御部は、
    前記動力源がオン状態にあるオン期間において、前記車両が移動しているか否かを判定し、
    前記オン期間において前記車両が停止している間は、前記周期的なネットワークサーチの実行を制限する
    請求項1又は2に記載の通信機器。
  4. 前記制御部は、前記動力源がオン状態であると判定したタイミングにおいて、前記車両が移動しているか否かを判定し、
    前記車両が移動していないと判定したタイミングのうち、第2の所定タイミングにおいて、前記ネットワークサーチを実行するように前記無線通信部を制御する、
    請求項に記載の通信機器。
  5. 前記制御部は、前記第1の所定タイミング以外のタイミングにおいて、前記ネットワークサーチを実行しない
    請求項1乃至4のいずれか1項に記載の通信機器。
  6. 請求項1乃至のいずれか1項に記載の通信機器を備える
    車両。
  7. 動力源を有する車両と電気的に接続する通信機器において実行される方法であって、
    前記通信機器が現在利用中のネットワークが所定ネットワークではない場合、前記所定ネットワークを探索するための周期的なネットワークサーチを実行するステップと、
    前記動力源がオフ状態にあるオフ期間において、前記周期的なネットワークサーチの実行を制限するステップと、を備え
    前記制限するステップは、
    前記周期的なネットワークサーチにおけるサーチ周期に応じて定まるタイミングごとに、前記動力源が前記オフ状態であるかを判定するステップと、
    前記動力源がオン状態であると判定したタイミングにおいて、前記所定ネットワークを探索するためのネットワークサーチを実行するステップと、
    前記動力源が前記オフ状態であると判定したタイミングのうち、所定タイミングにおいて、前記ネットワークサーチを実行するステップと、を含む、
    方法。
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