(57)【要約】【課題】  低消費電力広域無線通信（ＬＰＷＡ）方式を用いる通信端末装置及び基地局装置において、データ量や通信の頻度を削減しつつも、通信を確実かつ効率的に行う。【解決手段】  本発明の通信端末装置１００は、移動体に搭載され、低消費電力広域無線通信（ＬＰＷＡ）方式で基地局装置と通信を行う通信端末装置であって、送信対象であるデータを前記基地局装置に送信するとともに、前記データの送信に対する前記基地局装置からの応答を受信する通信部１０２と、前記移動体の移動距離を検出する移動距離検出部１０３と、前記基地局装置への前記データの送信を制御する送信制御部１０４と、を有し、前記送信制御部は、前記移動距離に基づき、前記通信部が送信する前記データに、前記基地局装置からの前記応答を求める情報を含めるかどうかを決定する。【選択図】図１
2020120259.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体に搭載され、低消費電力広域無線通信（ＬＰＷＡ）方式で基地局装置と通信を行う通信端末装置であって、
送信対象であるデータを前記基地局装置に送信するとともに、前記データの送信に対する前記基地局装置からの応答を受信する通信部（１０２）と、
前記移動体の移動距離を検出する移動距離検出部（１０３）と、
前記基地局装置への前記データの送信を制御する送信制御部（１０４）と、
を有し、
前記送信制御部は、前記移動距離に基づき、前記通信部が送信する前記データに、前記基地局装置からの前記応答を求める情報を含めるかどうかを決定する、
通信端末装置（１００）。
【請求項２】
前記送信制御部は、
前記通信部が前記データである第１のデータの送信に対する前記基地局装置からの前記応答である第１の応答を受信した場合であって、前記第１のデータの送信の時又は前記第１の応答の受信の時を起点に前記移動距離検出部が所定の距離以下の前記移動距離を検出している場合、前記データである第２のデータに、前記第２のデータの送信に対する前記基地局装置からの前記応答である第２の応答を求める情報を含めない、
請求項１記載の通信端末装置。
【請求項３】
前記送信制御部は、
さらに前記第１のデータの送信の時又は前記第１の応答の受信の時から所定の時間以上経過している場合、前記第２のデータに、前記第２の応答を求める情報を含める、
請求項２記載の通信端末装置（３００）。
【請求項４】
前記送信制御部は、
さらに前記第２のデータの種類又は重要性に基づき、前記第２のデータに、前記第２の応答を求める情報を含める、
請求項２記載の通信端末装置（４００）。
【請求項５】
前記送信制御部は、
前記通信部が前記データである第１のデータの送信に対する前記基地局装置からの前記応答である第１の応答を受信した場合であって、前記第１のデータの送信の時又は前記第１の応答の受信の時を起点に前記移動距離検出部が所定の距離以上の前記移動距離を検出している場合、前記データである第２のデータに、前記第２のデータの送信に対する前記基地局装置からの前記応答である第２の応答を求める情報を含める、
請求項１記載の通信端末装置。
【請求項６】
前記所定の距離は、前記基地局装置の通信可能距離（ｒ）の２倍である、
請求項２又は５に記載の通信端末装置。
【請求項７】
前記所定の距離は、前記移動体の前記基地局装置からの距離（ｘ）、前記移動体の移動方向（θ）、及び前記基地局装置の通信可能距離（ｒ）から求める、
請求項２又は５に記載の通信端末装置。
【請求項８】
請求項１記載の通信端末装置から前記データを受信する前記基地局装置であって、
前記通信端末装置から前記データを受信するとともに、前記データの受信に対する前記応答を送信する通信部（２０１）と、
前記データを解析する解析部（２０２）と、を有し、
前記解析部は、前記通信端末装置から送信された前記データに、当該基地局装置からの前記応答を求める情報が含まれていない場合、前記通信部に対して前記応答の送信を指示しない、
基地局装置（２００）。
【請求項９】
移動体に搭載され、低消費電力広域無線通信（ＬＰＷＡ）方式で基地局装置と通信を行う通信端末装置の通信方法であって、
前記移動体の移動距離を検出し（Ｓ１５）、
前記移動距離に基づき、送信対象であるデータに、前記基地局装置からの応答を求める情報を含めるかどうかを決定し（Ｓ１６、１７）、
前記データを前記基地局装置に送信する（Ｓ１８）、
通信方法。
【請求項１０】
移動体に搭載され、低消費電力広域無線通信（ＬＰＷＡ）方式で基地局装置と通信を行う通信端末装置で実行される通信制御プログラムであって、
前記移動体の移動距離を検出し（Ｓ１５）、
前記移動距離に基づき、送信対象であるデータに、前記基地局装置からの応答を求める情報を含めるかどうかを決定し（Ｓ１６、Ｓ１７）、
前記データを前記基地局装置に送信する（Ｓ１８）、
通信制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体通信、特に低消費電力広域無線通信（（ＬＰＷＡ）Low Power Wide Area）において、通信端末装置と基地局装置との間の通信で基地局装置からの応答を求めるしくみに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、従来のスマートフォンや携帯電話といった利用形態の枠を超え、あらゆる物がネットワークにつながり情報をやり取りすることで、新たな付加価値を生み出すＩｏＴ（Internet of Things）時代が到来している。そして、これらの物の多くは、手の届きにくい場所にあり、長期にわたって少量のデータのみを必要とするという特徴がある。この要請を受けて、３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）が提唱するｅＭＴＣ（enhanced Machine Type Communication）や、より少量のデータ通信に最適化したＮＢ−ＩｏＴ（Narrow Band Internet of Things）、また、Ｓｉｇｆｏｘ社が開発したＳＩＧＦＯＸ（登録商標）や、Ｓｅｍｔｅｃｈ社が開発したＬｏＲａ（登録商標）などの仕様が策定されている。
【０００３】
一方、移動体に搭載される通信端末装置において、規定距離の移動の間に少なくとも１つのパケットを送信するように送信周期を定める技術が開示されている（特許文献１）。
また、移動する車両に搭載されるデータ通信装置において、無線通信の中断が長引くことにより発生する再送データのスタックを回避するため、車両側のデータ通信装置側で取得したデータを比較し、同じデータであれば送信する前に破棄する技術が開示されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２４４５１９号公報
【特許文献２】特開２００５−９４３７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＩｏＴ向けの通信端末装置は、広域通信と消費電力の削減を実現するために、ＬＴＥ（Long Term Evolution）で実装されている対移動体との通信時に発生する搬送波の周波数ドップラーシフトによる通信途絶を防止する機構が省略されており、移動体に搭載するには必ずしも適していなかった。
そして、低消費電力高域無線通信（ＬＰＷＡ）方式では、消費電力を最小限に抑えるためデータ量や通信頻度を極力下げている。また、無免許で使用可能な周波数帯を使用するＬＰＷＡ技術では、ある特定の無線局が通信を長時間あるいは高頻度で占有することによる輻輳を防止する為に、電波発信総時間制限が設けられており、無制限に通信端末装置に対して応答（ＡＣＫ）や情報を送信することができず、それは特にスター型トポロジーのネットワークにおいて、多数のノード端末と交信する必要のある、基地局に相当するハブ端末において、大きな制約となる。
【０００６】
本発明の目的は、移動体に搭載された、低消費電力広域無線通信（ＬＰＷＡ）方式を用いる通信端末装置及び基地局装置において、通信の頻度を削減しつつも、通信を確実かつ効率的に行うことにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の通信端末装置は、移動体に搭載され、低消費電力広域無線通信（ＬＰＷＡ）方式で基地局装置と通信を行う通信端末装置であって、送信対象であるデータを前記基地局装置に送信するとともに、前記データの送信に対する前記基地局装置からの応答を受信する通信部（１０２）と、前記移動体の移動距離を検出する移動距離検出部（１０３）と、前記基地局装置への前記データの送信を制御する送信制御部（１０４）と、を有し、前記送信制御部は、前記移動距離に基づき、前記通信部が送信する前記データに、前記基地局装置からの前記応答を求める情報を含めるかどうかを決定するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の通信端末装置及び基地局装置によれば、移動体の移動距離に基づき、通信端末装置が送信するデータに基地局装置からの応答を求める情報を含めるかどうかを決定するため、通信の頻度を削減しつつも通信を確実かつ効率的に行うことができ、その結果通信端末装置の消費電力を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態１の通信端末装置の構成を説明するブロック図
【図２】本発明の実施形態１の通信端末装置が送信するデータのフォーマット
【図３】本発明の実施形態１の通信端末装置における所定の距離を算出する方法を説明する説明図
【図４】本発明の実施形態１の通信端末装置の動作を説明するフローチャート
【図５】本発明の実施形態１の基地局装置の構成を説明するブロック図
【図６】本発明の実施形態１の基地局装置の動作を説明するフローチャート
【図７】本発明の実施形態２の通信端末装置の動作を説明するフローチャート
【図８】本発明の実施形態３の通信端末装置の動作を説明するフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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。
なお、本発明とは、特許請求の範囲又は課題を解決するための手段の項に記載された発明を意味するものであり、以下の実施形態に限定されるものではない。また、少なくともかぎ括弧内の語句は、特許請求の範囲又は課題を解決するための手段の項に記載された語句を意味し、同じく以下の実施形態に限定されるものではない。
特許請求の範囲の従属項に記載の構成及び方法、従属項に記載の構成及び方法に対応する実施形態の構成及び方法、並びに特許請求の範囲に記載がなく実施形態のみに記載の構成及び方法は、本発明においては任意の構成及び方法である。特許請求の範囲の記載が実施形態の記載よりも広い場合における実施形態に記載の構成及び方法も、本発明の構成及び方法の例示であるという意味で、本発明においては任意の構成及び方法である。いずれの場合も、特許請求の範囲の独立項に記載することで、本発明の必須の構成及び方法となる。
実施形態に記載した効果は、本発明の例示としての実施形態の構成を有する場合の効果であり、必ずしも本発明が有する効果ではない。
複数の実施形態がある場合、各実施形態に開示の構成は各実施形態のみで閉じるものではなく、実施形態をまたいで組み合わせることが可能である。例えば一の実施形態に開示の構成を、他の実施形態に組み合わせても良い。また、複数の実施形態それぞれに開示の構成を集めて組み合わせても良い。
発明が解決しようとする課題に記載した知見や課題は公知の課題ではなく、本発明者が独自に知見したものであり、本発明の構成及び方法と共に発明の進歩性を肯定する事実である。
【００１１】
（実施形態１）
１．通信端末装置の構成
まず、図１を用いて、実施形態１の通信端末装置１００の構成を説明する。
なお、以下の実施形態は、主として自動車に搭載された車載用の通信端末装置を例として説明するが、本発明は、特許請求の範囲で限定がない限り、車載用途以外の通信端末装置も含むものである。
【００１２】
通信端末装置１００は、自動車等の「移動体」に搭載され、「低消費電力広域無線通信（ＬＰＷＡ）方式」で、基地局装置２００と通信を行う。端末装置１００は、低消費電力広域無線通信方式、例えば、Ｓｉｇｆｏｘ社が開発したＳＩＧＦＯＸや、Ｓｅｍｔｅｃｈ社が開発したＬｏＲａを用いて通信を行うものである。これらの通信方式は、通信端末装置１００から基地局装置２００への上り通信を起点に通信が開始する特徴を有する。
通信端末装置１００は、ＲＡＭ１０１、通信部１０２、移動距離検出部１０３、ＣＰＵ１０４、外部Ｉ／Ｆ１０５、電源１０６、アンテナＡ１を有する。
ここで、本発明の「移動体」とは、移動可能な物体をいい、移動速度は任意である。また移動体が停止している場合も当然含む。例えば、自動車、自動二輪車、自転車、歩行者、船舶、航空機、及びこれらに搭載される物を含み、またこれらに限らない。
また、本発明の「低消費電力広域無線通信（ＬＰＷＡ）方式」とは、低消費電力かつ携帯電話レベルの通信距離を持つ無線通信方式の総称であり、その方式は問わない。
【００１３】
ＲＡＭ１０１は保存部であり、外部インターフェース（Ｉ／Ｆ）１０５に接続された各種センサから取得した送信対象であるデータを、ＣＰＵ１０４を介して保存する。各種センサは外部Ｉ／Ｆ１０５に接続されている必要はなく、通信端末装置１００に内蔵されていてもよい。各種センサの例として、温度計、湿度計、日照計、ＧＰＳ等の他、エンジン、ハンドル、ブレーキ等の制御を行う駆動系電子制御装置、メータやパワーウインドウ等の制御を行う車体系電子制御装置、又は障害物や歩行者との衝突を防止するための制御を行う安全制御系電子制御装置、に接続されたセンサであって自動車に搭載されたものであってもよい。
ＲＡＭ１０１はランダムアクセスメモリを想定しているが、ハードディスク（ＨＤＤ）やフラッシュメモリ等であってもよい。この場合、電源がＯＦＦになってもデータは消去されずに保存することができる。
【００１４】
通信部１０２は、ＣＰＵ１０４を介してＲＡＭ１０１から読み出した送信対象であるデータをアンテナＡ１から基地局装置２００に送信する。また、通信部１０２は、通信端末装置１００からのデータの送信に対する基地局装置２００からの応答を受信する。
【００１５】
移動距離検出部１０３は、通信端末装置１００が搭載された自動車の「移動距離を検出する」。移動距離検出部１０３は、例えば、グローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）、又はアンテザード推測航法（ＵＤＲ）を用いたデバイスである。これらのデバイスであれば、自動車に接続する必要がないので専門の事業者による取付作業が不要であり、通信端末装置１００は例えばダッシュボード上に載置するような装置として実現することができる。もちろん、移動距離検出部１０３は自動車の車軸に接続された積算計などのセンサであってもよい。
移動距離検出部１０３は、連続的に移動距離を検出する。そして、特定の時点を定めれば、この特定の時点を起点とした移動距離を検出する。あるいは、移動距離検出部１０３は、周期的に、あるいは外部から入力されるトリガーに基づいて移動距離を検出する。前者の例として、例えば１０秒毎に、後者の例として、例えば、通信部１０２がデータを送信する時、通信部１０２が基地局装置２００から応答を受信する時、が挙げられる。
ここで、本発明の「移動距離を検出する」とは、移動距離を直接求める場合の他、移動速度や時間を検出して移動距離を間接的に求める場合も含む。
【００１６】
電源１０６は、通信端末装置１００の各部に電源を供給する。電源は、例えばシガーソケットから直接供給してもよいし、一次電池や二次電池を用いてもよい。電池を用いることにより、電源供給のためにケーブル等を用いることなく、通信端末装置１００を自動車のダッシュボードに載置することができ、取付作業が容易となる。
【００１７】
ＣＰＵ１０４（本発明の「送信制御部」に相当）は、上述の通り外部Ｉ／Ｆ１０５、ＲＡＭ１０１、通信部１０２、移動距離検出部１０３を制御する他、通信部１０２から基地局装置２００に送信するデータの送信を制御する。具体的には、移動距離検出部１０３で検出した移動距離に「基づき」、通信部１０２が送信するデータに、基地局装置２００からの「応答を求める情報」を含めるかどうかを決定する。
ここで、本発明の「基づき」とは、移動距離のみから決定する場合はもちろん、その他の情報も併用して決定する場合も含む。また、移動距離から直接決定する場合はもちろん、移動速度やその方向、それらの継続時間の積分値等、移動距離を間接的に表現する物理量から決定する場合も含む。
また、本発明の「応答を求める情報」とは、基地局装置から応答を送信するトリガーになる情報をいう。
以下、ＣＰＵ１０４の制御の内容の一例を詳述する。
【００１８】
（１）制御内容の具体例
通信部１０２が第１のデータを送信し、これに対する基地局装置２００から第１の応答を受信した場合を想定する。移動距離検出部１０３は、第１のデータの送信の時、又は第１の応答の受信の時を起点に現時点までの自動車の移動距離を検出する。そして、通信部１０２が第２のデータを送信する際、移動距離検出部１０３が「所定の距離」「以下」の移動距離を検出していれば、ＣＰＵ１０４は第２のデータに、第２のデータの送信に対する基地局装置２００からの第２の応答を求めるフラグ（本発明の「応答を求める情報」に相当）を含めない。これに対して、通信部１０２が第２のデータを送信する際、移動距離検出部１０３が「所定の距離」「以上」の移動距離を検出していれば、ＣＰＵ１０４は第２のデータに、第２のデータの送信に対する基地局装置２００からの第２の応答を求めるフラグ（本発明の「応答を求める情報」に相当）を含める。
ここで、本発明の「所定の距離」とは、距離が一定である場合の他、例えば移動体の位置や移動方向に基づいて所定の距離を決定する等、常に一定でなくても演算等で一意に決まれば足りる。
また、「以下」とは、基準となる数値を含める場合はもちろん、基準となる数値を含めない場合も含む。
さらに、「以上」とは、基準となる数値を含める場合はもちろん、基準となる数値を含めない場合も含む。
【００１９】
（２）送信するデータのフォーマット
通信端末装置１００が基地局装置２００に対して送信するデータのフォーマットの例を、図２を用いて説明する。この例は、ＬｏＲａＷＡＮの上り及び下り通信に用いるデータの物理層におけるフレーム構造を示すものである。
【００２０】
通信部１０２から基地局装置２００に送信されるデータフォーマットは、プリアンブル（Preamble）、物理ヘッダ（PHDR）、物理ヘッダ整合性チェック用ビット（PHDR CRC）、ペイロード（PHYPayload）、整合性チェック用ビット（CRC）から構成される。
プリアンブルには、同期用コードが格納される。
物理ヘッダには、システムに関するデータが格納されている。
物理ヘッダ整合性チェック用ビットには、物理層ヘッダのチェックサムが格納されている。
ペイロードには、送信対象である実データが格納されている。
整合性チェック用ビットには、ペイロードのチェックサムが格納されている。
【００２１】
メッセージタイプを特定するデータは、ペイロードの上位３ビットが該当する。例えば、１００が確認上りデータ、つまり応答を求めるフラグであり、０１０が非確認上りデータ、つまり応答を求めないフラグを示している。すなわち、ペイロードの上位３ビットが１００であれば本実施形態における応答を求めるフラグに相当する。あるいはペイロードの上位２ビットが１０であれば本実施形態における応答を求めるフラグに相当する。そして、ペイロードの上位３ビット又は上位２ビットがこれ以外のビットであれば、本実施形態における応答を求めるフラグが含まれていないことになる。
【００２２】
もちろん、応答を求めるフラグは、これ以外の形式、例えばメッセージタイプを特定するデータにおける特定の１ビットを充ててもよい。
また、応答を求めるフラグは、データフォーマットにおける未使用領域を用いてもよい。
【００２３】
（３）所定の距離（ｐ）
移動距離検出部１０３が検出する所定の距離（ｐ）は、通信端末装置１００が同一基地局装置２００と連続して複数回通信を行わないであろう距離を想定して決定することができる。以下、その例として、基地局装置２００の通信可能距離（ｒ）、移動体の基地局装置２００からの距離（ｘ）、基地局装置２００の方向を基準とした移動体の移動方向（θ）、とした場合、（ａ）ｒから求める場合、（ｂ）ｘ、θ、ｒから求める場合、を説明する。もちろん、これ以外の要素、例えば基地局装置２００の密度、から決定してもよい。
【００２４】
（ａ）ｒから求める場合
低消費電力高域無線通信（ＬＰＷＡ）方式では、複数の基地局装置２００で通信端末装置１００との通信をカバーする形態がとられることが一般的である。そして、ネットワークサーバ制御により、電波条件の良い基地局装置が通信を行う。これを前提とする無線通信方式では、単一の基地局装置がカバーする通信セルの直径、すなわち「基地局装置の通信可能距離（ｒ）」の２倍である２ｒを、所定の距離（ｐ１）と定めることができる。
所定の距離（ｐ１）＝２ｒ    ・・・・（１）
所定の距離（ｐ１）をこのように定めれば、通信端末装置１００が基地局装置２００と通信を行った後所定の距離（ｐ１）を移動した場合、確実に他の基地局装置の通信セル内に移動している。
ここで、本発明の「基地局装置の通信可能距離（ｒ）」とは、基地局装置の物理的な通信可能距離である場合はもちろん、仕様、設計、又は使用若しくは設置状況により定められた基地局装置の通信範囲を示す距離である場合も含む。
【００２５】
つまり、第１のデータの送信の時、又は第１の応答の受信の時を起点に、移動距離検出部１０３が移動距離として少なくとも２ｒ以上を検出した場合は、通信端末装置１００は第１のデータ及び第１の応答の送受信を行った基地局装置２００とは別の基地局装置の通信セル内に移動していることが確実である。そこで、ＣＰＵ１０４は、第２のデータに、第２の応答を求めるフラグを含める。
また、第１のデータの送信の時、又は第１の応答の受信の時を起点に、移動距離検出部１０３が移動距離として２ｒ以下を検出した場合は、通信端末装置１００は第１のデータ及び第１の応答の送受信を行った基地局装置２００とは同じ基地局装置２００の通信セル内にまだ属している可能性がある。そこで、ＣＰＵ１０４は、第２のデータに、第２の応答を求めるフラグを含めない。
【００２６】
なお、２ｒに対して安全率又は余裕率として所定の係数を乗じてもよい。また、通信する基地局装置２００の種類や基地局装置２００の密度に応じてｒの値を変更してもよい。基地局装置２００の種類は、例えば基地局装置２００から送信される基地局装置２００のＩＤで識別することが可能であり、例えば、基地局装置２００の電波出力の大小や、地形や建造物による電波伝搬による各基地局装置２００の交信可能範囲等と前述のＩＤとの関連付けをしておけば、通信端末装置１００が基地局装置２００からの送信の都度、想定するｒの値を変更することも可能である。
【００２７】
（ｂ）ｘ、θ、ｒから求める場合
図３を用いて、所定の距離（ｐ２）を求める方法を説明する。
第１のデータの送信の時又は第１の応答の受信の時における通信端末装置１００の基地局装置２００に対する位置、及び通信端末装置１００の移動方向は、任意の場所及び方向を取りうる。したがって、基地局装置の通信可能距離（ｒ）との関係では、所定の距離（ｐ２）は、
０≦所定の距離（ｐ２）≦２ｒ
の値をとりうる。そこで、所定の距離（ｐ２）は、基地局装置２００の通信可能距離（ｒ）、移動体の基地局装置２００からの距離（ｘ）、基地局装置２００の方向を基準とした移動体の移動方向（θ）、とした場合、次の式で求めることができる。
所定の距離（ｐ２）＝ｘｃｏｓθ＋ｒｃｏｓφ    ・・・・（２）
（ただし、ｘｓｉｎθ＝ｒｓｉｎφ）
所定の距離（ｐ２）をこのように定めれば、通信端末装置１００が基地局装置２００と通信を行った後所定の距離（ｐ２）を移動した場合、他の基地局装置の通信セルのエッジに到達している。
【００２８】
つまり、第１のデータの送信の時、又は第１の応答の受信の時を起点に、移動距離検出部１０３が移動距離として（２）式で求まる距離以上を検出した場合は、通信端末装置１００は第１のデータ及び第１の応答の送受信を行った基地局装置２００とは別の基地局装置の通信セルのエッジに移動している。そこで、ＣＰＵ１０４は、第２のデータに、第２の応答を求めるフラグを含める。
また、第１のデータの送信の時、又は第１の応答の受信の時を起点に、移動距離検出部１０３が移動距離として（２）式で求まる距離以下を検出した場合は、通信端末装置１００は第１のデータ及び第１の応答の送受信を行った基地局装置２００の通信セルに属している。そこで、ＣＰＵ１０４は、第２のデータに、第２の応答を求めるフラグを含めない。
【００２９】
なお、通信端末装置１００を搭載した移動体の基地局装置２００からの距離（ｘ）は、基地局装置２００、ネットワーク制御、及びクラウド装置で行われるネットワーク測位に基づく基地局装置２００と通信端末装置１００を搭載した移動体の相対位置情報を、基地局装置２００側からの第１の応答通信で通信端末装置１００に認識させることができる。そしてそれを起点としたそれ以降の通信端末装置１００を搭載した移動体の移動方向（θ）と移動距離は、それに搭載されたＵＤＲあるいは、連続あるいは間欠的に行われるＧＰＳの測位で、通信端末装置１００自身で認識することができ、それに基づき第一の応答を送信した基地局装置２００との、その後の相対位置と距離（ｘ）を認識することができる。
このように、基地局装置２００の通信可能距離（ｒ）、移動体の基地局装置２００からの距離（ｘ）、基地局装置２００の方向を基準とした移動体の移動方向（θ）は、必ずしも通信端末装置１００で求める必要はなく、例えば基地局装置２００から通知を受けてもよい。また、所定の距離（ｐ２）についても、同様である。
【００３０】
（４）本実施形態の制御の効果
少なくとも一度は通信が成功している基地局装置２００に対しては通信がその後も成功する可能性は相対的には高い。そこで、最初の通信が成功した後、所定の距離を基準として、所定の距離以上の場合と所定の距離以下の場合とで応答を求める情報を含めるか否かを決定することにより、同一の基地局装置２００の通信セル内に属している場合は基地局装置２００から送信する応答の回数を削減することができるとともに、異なる基地局装置の通信セル内に移動した場合は、応答を求めることにより通信が失敗した場合を確実に検出することができる。
そして、
（ａ）所定距離（ｐ１）を用いた場合、基地局装置２００の通信可能距離（ｒ）は基地局装置２００の種類により一義的に定まるので、定数として保持しておけばよく、所定の距離を移動体通信端末１００上で計算によって求める必要がない。これにより、通信端末装置１００の消費電力を削減することが可能である。
（ｂ）所定距離（ｐ２）を用いた場合、ＵＤＲやＧＰＳ測位により、通信端末装置１００が別の基地局装置の通信セル内に移動したことを正確に求めることができる。また、通信端末装置１００が通信を行う基地局装置が変わったことを原因として発生する通信の失敗を確実に検出することができる。
【００３１】
２．通信端末装置の動作
次に、図４を用いて、実施形態１の通信端末装置１００の動作を説明する。
ＲＡＭ１０１は、各種センサで取得した送信対象である第１のデータを保存する（Ｓ１１）。
通信部１０２は、ＲＡＭ１０１に保存された第１のデータを基地局装置２００に送信する（Ｓ１２）。第１のデータには、基地局装置２００からの応答を求めるフラグが含まれている。
通信部１０３は、基地局装置２００から、第１のデータの送信に対する第１の応答を受信する（Ｓ１３）。
ＲＡＭ１０１は、各種センサで取得した送信対象である第２のデータを保存する（Ｓ１４）。
移動距離検出部１０３は、第１のデータを送信した時（Ｓ１２）、又は第１の応答を受信した時（Ｓ１３）から通信端末装置１００を搭載する自動車が移動した移動距離を検出する（Ｓ１５）。
ＣＰＵ１０４は、移動距離が所定の距離以下か否かを判定する（Ｓ１６）。所定の距離以下の場合は、第２のデータに、第２のデータの送信に対する第２の応答を求めるフラグを含めない。所定の距離以上の場合は、第２のデータに、第２のデータの送信に対する第２の応答を求めるフラグを含める（Ｓ１７）。
通信部１０３は、ＲＡＭ１０２に保存された第２のデータを基地局装置２００に送信する（Ｓ１８）。
【００３２】
なお、図４のフローにおいて、後段の処理又は判断が前段の処理又は判断の結果を前提としていない場合は、順序を入れ替えることができる。
【００３３】
また、図４は、通信端末装置１００の通信方法を示すだけでなく、通信端末装置１００で実行されるプログラムの処理手順を示すものである。プログラムは、通信プロトコルの任意のプロトコルスタックにおけるソフトウェアとして実現でき、必ずしもアプリケーションレベルとは限らない。アプリケーションレベルの場合、通信方式の上位層の通信プロトコルは維持しつつ、上位層の欠点を補うことができる。
【００３４】
３．基地局装置の構成
まず、図５を用いて、実施形態１の基地局装置２００の構成を説明する。
基地局装置２００は、実施形態１で説明した通信端末装置１００から、図２のデータフォーマットを用いたデータを受信する。ＭＡＣ層ペイロードには、通信端末装置１００から送信されたデータの受信に対する応答を求める情報が含まれる場合と含まれない場合とがある。
【００３５】
基地局装置２００は、低消費電力広域無線通信（ＬＰＷＡ）方式で通信端末装置１００と通信を行う。基地局装置２００は、低消費電力広域無線通信方式、例えば、Ｓｉｇｆｏｘ社が開発したＳＩＧＦＯＸや、Ｓｅｍｔｅｃｈ社が開発したＬｏＲａを用いて通信を行うものである。
基地局装置２００は、通信部２０１、ＣＰＵ２０２、ＲＡＭ２０３、ゲートウェイ（Ｇ／Ｗ）２０４、アンテナＡ２を有する。
【００３６】
通信部２０１は、通信端末装置１００から送信されたデータを、アンテナＡ２を介して受信する。また、通信部２０１は、データの受信に対する応答を、アンテナＡ２を介して通信端末装置１００に送信する。
【００３７】
ＣＰＵ２０２（本発明の「解析部」に相当）は、通信部２０１で受信したデータを解析する。具体的には、ＣＰＵ２０２は、通信端末装置１００から送信されたデータに、当該基地局装置２００からの応答を求めるフラグが含まれていない場合、通信部２０１に対して応答の送信を指示しない。また、ＣＰＵ２０２は、通信端末装置１００から送信されたデータに、当該基地局装置２００からの応答を求めるフラグが含まれている場合、通信部２０１に対して応答の送信を指示する。
【００３８】
ＲＡＭ２０３は、通信部２０１で受信したデータをＣＰＵ２０２を介して保存する。
ＲＡＭ２０３はランダムアクセスメモリを想定しているが、ハードディスク（ＨＤＤ）やフラッシュメモリ等であってもよい。
【００３９】
ゲートウェイ（Ｇ／Ｗ）２０４は、ネットワークを介してクラウド装置と接続されており、ＲＡＭ２０３に保存されているデータをクラウド装置に転送する。
ネットワーク制御あるいはクラウド装置は、複数の基地局装置２００で受信された上り信号のＲＳＳＩ（電波強度）の差の比較や、例えばＧＰＳによる精密時刻同期技術を用いた、通信端末装置１００側からの通信到達時間の差の比較に基づき、基地局装置２００と通信端末装置１００との相対位置と距離を計算し、応答通信で通信端末装置１００にそれを通知することができ、通信端末装置１００はＵＤＲやＧＰＳ測位により、その後の移動により変化した基地局装置２００との相対位置や距離を自己認識することができる。
【００４０】
基地局装置２００は、通信端末装置１００から送信されたデータに、基地局装置２００からの応答を求めるフラグが含まれていない場合は応答を送信しないので、基地局装置２００が使用する通信帯域を含むリソースの利用を最小限に抑えることができる。
【００４１】
４．基地局装置の動作
次に、図６を用いて、基地局装置２００の動作を説明する。
通信部２０１は、通信端末装置１００から送信された第１のデータを受信する（Ｓ２１）。
通信部２０１は、通信端末装置１００に対して第１の応答を送信する（Ｓ２２）。
通信部２０１は、通信端末装置１００から送信された第２のデータを受信する（Ｓ２３）。
ＣＰＵ２０２は、Ｓ２３で受信した第２のデータに、基地局装置２００からの応答を求めるフラグが含まれているかどうか判定する（Ｓ２４）。含まれていない場合は、第２の応答を送信せずに終了する。含まれている場合は第２の応答を通信端末装置１００に送信するよう指示し、通信部２０１は第２の応答を通信端末装置１００に送信する（Ｓ２５）。
【００４２】
なお、図６のフローにおいて、後段の処理又は判断が前段の処理又は判断の結果を前提としていない場合は、順序を入れ替えることができる。
【００４３】
また、図６は、基地局装置２００の通信方法を示すだけでなく、基地局装置２００で実行されるプログラムの処理手順を示すものである。プログラムは、通信プロトコルの任意のプロトコルスタックにおけるソフトウェアとして実現でき、必ずしもアプリケーションレベルとは限らない。アプリケーションレベルの場合、通信方式の上位層の通信プロトコルは維持しつつ、上位層の欠点を補うことができる。
【００４４】
（実施形態２）
実施形態１では、通信端末装置１００を搭載した自動車の移動距離に基づいて、基地局装置２００に対して送信するデータに、基地局装置２００からの応答を求める情報を含めるかどうかを決定した。本実施形態では、これに加え、時間的な要素を加味して、基地局装置２００からの応答を求める情報を含めるかどうかを決定する。
なお、本実施形態における通信端末装置３００の構成は、ＣＰＵ１０４の制御内容以外は実施形態１の通信端末装置１００の構成と同じである。
【００４５】
ＣＰＵ１０４（本発明の「送信制御部」に相当）は、実施形態１のＣＰＵ１０４の制御内容に加え、第１のデータの送信の時又は前記第１の応答の受信の時から「所定の時間」「以上」経過している場合、第２のデータに、第２の応答を求めるフラグを含める。また、第１のデータの送信の時又は前記第１の応答の受信の時から「所定の時間」「以上」経過していない場合、第２のデータに、第２の応答を求めるフラグを含めない。
ここで、本発明の「所定の時間」とは、時間が一定である場合の他、例えば移動体の位置や移動方向に基づいて所定の時間を決定する等、常に一定でなくても演算等で一意に決まれば足りる。
また、本発明の「以上」とは、基準となる数値を含める場合はもちろん、基準となる数値を含めない場合も含む。
【００４６】
次に、図７を用いて、実施形態２の通信端末装置３００の動作を説明する。図４で説明した実施形態１と同じ処理は同じステップ番号を用いて説明を省略する。
ＣＰＵ１０４は、第１のデータの送信の時又は第２の応答の受信の時から所定の時間以上経過しているかどうかを判定する（Ｓ３１）。所定の時間以上経過している場合は、Ｓ１６で所定の距離以下の移動距離を検出している場合であっても、第２のデータに、第２のデータの送信に対する第２の応答を求めるフラグを含める（Ｓ１７）。所定の時間以上経過していない場合は、第２のデータに、第２のデータの送信に対する第２の応答を求めるフラグを含めない。
【００４７】
所定の時間は、任意の時間を設定することができるが、例えば通信端末装置３００が用いる通信方式の特徴に基づいて定めることができる。
例えば、所定の時間は、ＡＲＩＢ等の法律やガイドラインにより規制される送信頻度やインターバル（９２０ＭＨｚ帯の場合は６０分間の総送信時間は６分以内）に基づき定めることができる。また、通信事業者のサービスで定められる想定契約端末数や、基地局装置数、各通信端末装置の想定通信時間や頻度、それらの使用周波数チャンネル数や、他方式・事業者の通信との輻輳防止等の条件で計算的に定義できる時間制約（例えば、ＳＩＧＦＯＸの場合は４回/日）、に基づき定めることができる。
【００４８】
通信端末装置３００が同じ基地局装置２００と通信する場合でも時間の経過により通信環境が変化することがある。本実施形態の通信端末装置３００によれば、このような場合においても通信が失敗した場合を確実に検出することができる。
【００４９】
（実施形態３）
実施形態１では、通信端末装置１００を搭載した自動車の移動距離に基づいて、基地局装置２００に対して送信するデータに、基地局装置２００からの応答を求める情報を含めるかどうかを決定した。本実施形態では、これに加え、送信するデータの種類や重要性を加味して、基地局装置２００からの応答を求める情報を含めるかどうかを決定する。
なお、本実施形態における通信端末装置４００の構成は、ＣＰＵ１０４の制御内容以外は実施形態１の通信端末装置１００の構成と同じである。
【００５０】
ＣＰＵ１０４（本発明の「送信制御部」に相当）は、実施形態１のＣＰＵ１０４の制御内容に加え、第２のデータの種類又は重要性に基づき、第２のデータに、第２の応答を求めるフラグを含める。
【００５１】
次に、図８を用いて、実施形態３の通信端末装置４００の動作を説明する。図４で説明した実施形態１と同じ処理は同じステップ番号を用いて説明を省略する。
ＣＰＵ１０４は、第２のデータの種類が特定の種類のデータかどうか、又は第２のデータが重要なデータであるかどうか、を判定する（Ｓ４１）。第２のデータの種類が特定の種類のデータである場合、又は第２のデータが重要なデータである場合は、Ｓ１６で所定の距離以下の移動距離を検出している場合であっても、第２のデータに、第２のデータの送信に対する第２の応答を求めるフラグを含める（Ｓ１７）。第２のデータの種類が特定の種類のデータでない場合、かつ第２のデータが重要なデータでない場合は、第２のデータに、第２のデータの送信に対する第２の応答を求めるフラグを含めない。
【００５２】
特定の種類のデータとして、以下の例が挙げられる。
例えば温度、湿度、衝撃、周辺照度や走行中の位置情報を検出できるセンサを搭載した通信端末装置があり、それらのセンサで検出した全データが、１回の上り通信のペイロードには含めることができず、あらかじめ決められた頻度と順序で、個々に、あるいはいくつかのデータを紐づけて順次送る場合を想定する。例えば、当該通信端末装置が冷凍輸送機器に装着されている場合、温度データあるいは温度データを含むデータを特定の種類のデータとして、常に第２の応答を求めるフラグを含めて送信する。それ以外のデータは第２の応答を求めるフラグを含めずに送信する。
別の例として、子供を見守るために位置情報を測位する通信端末装置、すなわち、通常はあらかじめ決められた定期的頻度で自動的に位置情報が上り送信され、異常時には定期的頻度によらず、手動スイッチが操作されたタイミングで位置情報を送信できる通信端末装置を想定する。この場合、自動的に行われる定期的な上り送信には、第２の応答を求めるフラグを含めずに送信し、異常時用の手動スイッチが操作された場合には、特定の種類のデータであるとして第２の応答を求めるフラグを含めて送信する。
このように、通信端末装置が搭載される物の役割や機能に応じて、特定の種類のデータを設定することができる。
【００５３】
重要なデータとして、以下の例が挙げられる。
例えば車載用の通信端末装置の場合、事故や人命に直結する走曲止を制御する装置の故障等の緊急性の高いログを検出した場合は、定期通信タイミングか否かに関わらず、重要なデータであるとして、当該ログが検出されたタイミングで第２の応答を求めるフラグを含めて送信する。
また、事故や人命に至るには時間的や程度に余裕がある予兆程度のログの検出や、正常作動の範囲の状態ログを検出した場合は、定期通信のタイミングか当該ログを検出したタイミングかに関わらず、第２の応答を求めるフラグを含めずに送信する。
その他、同じ種類のデータであるが、閾値によって重要なデータか否かを決定することもできる。
【００５４】
データの種類や重要性によっては、通信端末装置４００は、基地局装置２００において確実に受信されたことを確認することが望ましい。本実施形態の通信端末装置４００によれば、データの種類や重要性を加味した上で、通信が失敗した場合を確実に検出することができる。
【００５５】
なお、実施形態２及び実施形態３は、それぞれ別個に実施形態１の追加の機能として説明したが、実施形態１に実施形態２と実施形態３の両方の機能を備える通信端末装置５００としてもよい。この場合、通信端末装置５００の機能及び動作は図７のＳ３１及び図８のＳ４１の両方のステップを備え、かつ順序はどちらを先に判定してもよい。
【００５６】
（総括）
以上、本発明の実施形態における通信端末装置及び基地局装置の特徴について説明した。
【００５７】
各実施形態で使用した用語は例示であるので、同義の用語、あるいは同義の機能を含む用語に置き換えてもよい。
【００５８】
実施形態の説明に用いたブロック図は、通信端末装置及び基地局装置の構成を機能毎に分類及び整理したものである。これらの機能ブロックは、ハードウェア又はソフトウェアの任意の組み合わせで実現される。また、機能を示したものであることから、かかるブロック図は方法の発明の開示としても把握できるものである。
【００５９】
各実施形態に記載した処理、フロー、及び方法として把握できる機能ブロックについては、一のステップで他のステップの結果を利用する関係にある等の制約がない限り、順序を入れ替えても良い。
【００６０】
各実施形態、及び本発明で使用する「第１」「第２」の用語は、同種の２以上の構成や方法を区別するために使用しており、順序や優劣を限定するものではない。
【００６１】
なお、上記実施形態では、本発明の通信端末装置を車両に搭載した場合、つまり車載器について説明したが、本発明の通信端末装置を歩行者が所持することを前提に本発明を適用してもよい。
【００６２】
通信端末装置の例として、部品や半完成品としては、半導体、電子回路、モジュール、あるいはＥＣＵ（エレクトロニックコントロールユニット）が挙げられる。また完成品としては、ドライブレコーダ、カーナビゲーションシステム、スマートフォン、パーソナルコンピュータ、携帯電話、携帯情報端末が挙げられる。
【００６３】
加えて、本発明は、各実施形態で説明した構成及び機能を有する専用のハードウェアで実現できるだけでなく、メモリやハードディスク等の記録媒体に記録した本発明を実現するためのプログラム、及びこれを実行可能な専用又は汎用ＣＰＵ及びメモリ等を有する汎用のハードウェアとの組み合わせとしても実現できる。
【００６４】
専用や汎用のハードウェアの記録媒体（外部記憶装置（ハードディスク、ＵＳＢメモリ、ＣＤ／ＢＤ等）、内部記憶装置（ＲＡＭ、ＲＯＭ等））に格納されるプログラムは、記録媒体を介して、あるいは記録媒体を介さずにサーバから通信回線を経由して、専用又は汎用のハードウェアに提供することもできる。これにより、プログラムのアップグレードを通じて常に最新の機能を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明にかかる通信端末装置及び基地局装置は、車載用途に限らず、低消費電力広域無線通信（ＬＰＷＡ）全般に用いられる。例えば、配送される荷物に本発明の通信端末装置をセットすることにより、荷物の配送状況（例えば位置情報）や配送時の環境（例えば温度や湿度）を示す情報を基地局装置に送信し、これらの情報利用することができる。
【符号の説明】
【００６６】
１００  通信端末装置、１０１  ＲＡＭ、１０２  通信部、１０３  移動距離検出部、１０４  ＣＰＵ、２００  基地局装置
【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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【図７】
2020120259.tif 000009
【図８】
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