(57)【要約】【課題】より少ない無線リソース消費量、電力消費量及び無線通信量で各ユーザの身の回りの情報のみを効率的に収集する。【解決手段】固定基地局３は、帯域割当情報を報知する帯域割当報知部と、帯域割当要求を受信すると、無線端末２にデータ送信帯域を割り当て、割り当てたデータ送信帯域の位置を報知するデータ送信帯域報知部とを備える。移動基地局１は、受信した帯域割当情報から自局の同報チャネルの位置を取得し、同報チャネルにおいてデータ送信要求を報知するデータ送信要求報知部と、データ送信帯域において無線端末２から送信されるセンサデータを受信するセンサデータ受信部とを備える。無線端末２は、データ送信要求を受信すると、帯域割当要求を送信する帯域割当要求送信部と、固定基地局３から割り当られたデータ送信帯域においてセンサデータを送信するセンサデータ送信部とを備える。【選択図】図１
2010147885.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線回線における無線通信フレーム内の帯域割当を行う帯域割当部と、
前記帯域割当部による帯域割当結果を表す帯域割当情報を報知する帯域割当報知部と、
無線端末から帯域割当要求を受信する帯域割当情報受信部と、
前記帯域割当情報受信部が前記帯域割当要求を受信すると、前記無線端末にデータ送信帯域を割り当て、割り当てたデータ送信帯域の位置を報知するデータ送信帯域報知部と、
を備える固定基地局と、
前記固定基地局から前記帯域割当情報を受信する帯域割当情報受信部と、
前記帯域割当情報受信部が受信した前記帯域割当情報から自局の同報チャネルの位置を取得し、当該同報チャネルにおいてデータ送信要求を報知するデータ送信要求報知部と、
前記無線端末から前記帯域割当要求を受信する帯域割当要求受信部と、
当該帯域割当要求に対応して前記固定基地局から前記無線端末に割り当てられた前記データ送信帯域の位置を受信するデータ送信帯域受信部と、
前記データ送信要求に対応して前記データ送信帯域において前記無線端末から送信されるセンサデータを受信するセンサデータ受信部と、
を備える移動基地局と、
前記固定基地局から前記帯域割当情報を受信する帯域割当情報受信部と、
前記帯域割当情報から前記同報チャネルの位置を取得し、当該同報チャネルにおいて前記移動基地局から前記データ送信要求を受信するデータ送信要求受信部と、
前記データ送信要求受信部が前記データ送信要求を受信すると、前記帯域割当情報受信部が受信した前記帯域割当情報から帯域割当要求に使用するチャネルの位置を取得し、当該チャネルにおいて帯域割当要求を送信する帯域割当要求送信部と、
前記固定基地局から割り当られた前記データ送信帯域の位置を受信するデータ送信帯域受信部と、
前記データ送信帯域においてセンサデータを送信するセンサデータ送信部と、
を備える無線端末と、
有することを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
無線回線における無線通信フレーム内の帯域割当を表す帯域割当情報を固定基地局から受信する帯域割当情報受信部と、
前記帯域割当情報受信部が受信した前記帯域割当情報から自局の同報チャネルの位置を取得し、当該同報チャネルにおいてデータ送信要求を報知するデータ送信要求報知部と、
無線端末から帯域割当要求を受信する帯域割当要求受信部と、
当該帯域割当要求に対応して前記固定基地局から前記無線端末に割り当てられた前記データ送信帯域の位置を受信するデータ送信帯域受信部と、
前記データ送信要求に対応して前記データ送信帯域において前記無線端末から送信されるセンサデータを受信するセンサデータ受信部と、
を備えることを特徴とする移動基地局。
【請求項３】
前記データ送信要求報知部は、前記データ送信要求に自局の識別番号を含めて報知し、
前記センサデータ受信部は、前記帯域割当要求受信部が受信した前記帯域割当要求に自局の識別番号が含まれる場合に限り、前記データ送信帯域において前記無線端末から送信されるセンサデータを受信する
ことを特徴とする請求項２に記載の移動基地局。
【請求項４】
前記同報チャネルは、複数のタイムスロットから構成されており、
前記データ送信要求報知部は、前記複数のタイムスロットから所定のタイムスロットを選択し、選択したタイムスロットにて前記データ送信要求を報知する
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の移動基地局。
【請求項５】
前記固定基地局から帯域割当情報を受信しなかった場合に、無線回線における無線通信フレーム内の帯域割当を行う帯域割当部と、
前記帯域割当部による帯域割当結果を表す帯域割当情報を報知する帯域割当報知部と、
前記帯域割当情報受信部が前記帯域割当要求を受信すると、前記無線端末にデータ送信帯域を割り当て、割り当てたデータ送信帯域の位置を報知するデータ送信帯域報知部と、
前記データ送信要求報知部は、前記割当情報報知部が報知した前記帯域割当情報から前記自局の同報チャネルの位置を取得し、当該同報チャネルにおいてデータ送信要求を報知し、
前記センサデータ受信部は、前記データ送信帯域報知部が割り当てた前記データ送信帯域において前記無線端末から送信されるセンサデータを受信する
ことを特徴とする請求項２から４までのいずれか１項に記載の移動基地局。
【請求項６】
ネットワークを介して前記センサデータ受信部が受信した前記センサデータをサーバに送信するセンサデータ送信部を備えることを特徴とする請求項２から５までのいずれか１項に記載の移動基地局。
【請求項７】
前記データ送信要求を報知する間隔を設定する報知間隔設定部を備え、
前記データ送信要求報知部は、前記報知間隔設定部により設定された間隔で前記データ送信要求を報知する
ことを特徴とする請求項２から６までのいずれか１項に記載の移動基地局。
【請求項８】
無線回線における無線通信フレーム内の帯域割当を表す帯域割当情報を固定基地局から受信する帯域割当情報受信部と、
前記帯域割当情報から同報チャネルの位置を取得し、当該同報チャネルにおいて移動基地局からデータ送信要求を受信するデータ送信要求受信部と、
前記データ送信要求受信部が前記データ送信要求を受信すると、前記帯域割当情報受信部が受信した前記帯域割当情報から帯域割当要求に使用するチャネルの位置を取得し、当該チャネルにおいて帯域割当要求を送信する帯域割当要求送信部と、
前記固定基地局から割り当られたデータ送信帯域の位置を受信するデータ送信帯域受信部と、
前記データ送信帯域においてセンサデータを送信するセンサデータ送信部と、
を備えることを特徴とする無線端末。
【請求項９】
固定基地局が、無線回線における無線通信フレーム内の帯域割当を行うステップと、
前記固定基地局が、帯域割当結果を表す帯域割当情報を報知するステップと、
前記固定基地局が、無線端末から帯域割当要求を受信するステップと、
前記固定基地局が、前記帯域割当要求を受信すると、前記無線端末にデータ送信帯域を割り当て、割り当てたデータ送信帯域の位置を報知するステップと、
移動基地局が、前記固定基地局から前記帯域割当情報を受信するステップと、
前記移動基地局が、前記帯域割当情報から自局の同報チャネルの位置を取得し、当該同報チャネルにおいてデータ送信要求を報知するステップと、
前記移動基地局が、前記無線端末から前記帯域割当要求を受信するステップと、
前記移動基地局が、当該帯域割当要求に対応して前記固定基地局から前記無線端末に割り当てられた前記データ送信帯域の位置を受信するステップと、
前記移動基地局が、前記データ送信要求に対応して前記データ送信帯域において前記無線端末から送信されるセンサデータを受信するステップと、
無線端末が、前記固定基地局から前記帯域割当情報を受信するステップと、
前記無線端末が、前記帯域割当情報から前記同報チャネルの位置を取得し、当該同報チャネルにおいて前記移動基地局から前記データ送信要求を受信するステップと、
前記無線端末が、前記データ送信要求を受信すると、前記帯域割当情報から帯域割当要求に使用するチャネルの位置を取得し、当該チャネルにおいて帯域割当要求を送信するステップと、
前記無線端末が、前記固定基地局から割り当られた前記データ送信帯域の位置を受信するステップと、
前記データ送信帯域においてセンサデータを送信するステップと、
有することを特徴とする無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システム、移動基地局、無線端末、無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
非特許文献１及び２には、基地局の通信エリア内に設置されている無線端末が取り扱うデータをユーザの端末に提供する無線ネットワークシステム（広域ユビキタスネットワーク）が記載されている。
本無線ネットワークシステムでは、基地局の通信エリアを半径数ｋｍ程度のセルラ構成にしている。これにより、基地局は、屋外・公共区間を含む広いエリア内に設置された複数の無線端末と通信することができる。そして、通信エリア内に存在する小型の線端末からの各種センサデータを基地局が収集して、収集したデータをユーザの端末に提供する。
【０００３】
図１５は、従来技術における無線通信フレームフォーマットの一例を示す概略図である。この図において、横軸は時間である。
無線通信フレームは、ＢＣＨ（Ｂｒｏａｄｃａｓｔ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｃｈａｎｎｅｌ：ブロードキャスト制御チャネル）と、下りデータと、上りデータと、ＲＡＣＨ（Ｒａｎｄｏｍ  ａｃｃｅｓｓ  ｃｈａｎｎｅｌ：ランダムアクセスチャネル）との各領域で構成される。下りデータの領域は、複数のタイムスロットから構成され、基地局から無線端末に送信するデータの帯域（タイムスロット）割当領域である。無線端末或いは無線リンク毎に下りデータの領域内にあるタイムスロットが割り当てられる。上りデータの領域は、複数のタイムスロットから構成され、無線端末から基地局に送信するデータの帯域（タイムスロット）割当領域である。無線端末或いは無線リンク毎に上りデータの領域内にあるタイムスロットが割り当てられる。ＢＣＨは、基地局の通信エリアに存在する各無線端末へタイムスロット情報を報知するための同報チャネルである。タイムスロット情報には、例えば下りデータ位置と、下りデータタイムスロット数と、上りデータ位置と、上りデータタイムスロット数と、ＲＡＣＨの位置と、ＲＡＣＨのタイムスロット数などが含まれる。ＲＡＣＨは、ランダムアクセスのためのチャネルであり、無線端末がデータを送信したい場合に上りデータ用の帯域（タイムスロット）を基地局に要求するための帯域要求に使用される。
【非特許文献１】斎藤洋、梅比良正弘、守倉正博、「広域ユビキタスネットワークインフラストラクチャに向けた考察」、電子情報通信学会論文誌Ｂ、電子情報通信学会、Ｖｏｌ．Ｊ８８−Ｂ、Ｎｏ．１１、ｐｐ２１２８−２１３６、２００５年１１月
【非特許文献２】布房夫、照日繁、清水芳孝、渡邊和二、「広域ユビキタスネットワーク用実験試作装置−ＭＡＣ部−」、電子情報通信学会２００７年総合大会講演論文集、電子情報通信学会、Ｂ−５−１３８、ｐ．５５２、平成１９年３月７日
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、非特許文献１及び２に記載された無線通信システムは、広範囲にわたる無線端末が送信するデータを収集することが目的であり、各ユーザの身の回り（例えば、ユーザの現在位置から半径数ｍ以内）の情報のみを収集するライフログのようなデータを収集するには不向きである。例えば、非特許文献１及び２に記載された無線通信システムでは、あるユーザの身の回りの情報のみを収集したい場合であっても、基地局は、基地局の通信エリア内にある全ての無線端末からデータを収集するため、データの送受信に係る無線リソースを必要以上に使用する、という問題がある。
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、より少ない無線リソース消費量、電力消費量及び無線通信量で各ユーザの身の回りの情報のみを効率的に収集することができる無線通信システム、移動基地局、無線端末、無線通信方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の一態様は、無線回線における無線通信フレーム内の帯域割当を行う帯域割当部と、前記帯域割当部による帯域割当結果を表す帯域割当情報を報知する帯域割当報知部と、無線端末から帯域割当要求を受信する帯域割当情報受信部と、前記帯域割当情報受信部が前記帯域割当要求を受信すると、前記無線端末にデータ送信帯域を割り当て、割り当てたデータ送信帯域の位置を報知するデータ送信帯域報知部と、を備える固定基地局と、前記固定基地局から前記帯域割当情報を受信する帯域割当情報受信部と、前記帯域割当情報受信部が受信した前記帯域割当情報から自局の同報チャネルの位置を取得し、当該同報チャネルにおいてデータ送信要求を報知するデータ送信要求報知部と、前記無線端末から前記帯域割当要求を受信する帯域割当要求受信部と、当該帯域割当要求に対応して前記固定基地局から前記無線端末に割り当てられた前記データ送信帯域の位置を受信するデータ送信帯域受信部と、前記データ送信要求に対応して前記データ送信帯域において前記無線端末から送信されるセンサデータを受信するセンサデータ受信部と、を備える移動基地局と、前記固定基地局から前記帯域割当情報を受信する帯域割当情報受信部と、前記帯域割当情報から前記同報チャネルの位置を取得し、当該同報チャネルにおいて前記移動基地局から前記データ送信要求を受信するデータ送信要求受信部と、前記データ送信要求受信部が前記データ送信要求を受信すると、前記帯域割当情報受信部が受信した前記帯域割当情報から帯域割当要求に使用するチャネルの位置を取得し、当該チャネルにおいて帯域割当要求を送信する帯域割当要求送信部と、前記固定基地局から割り当られた前記データ送信帯域の位置を受信するデータ送信帯域受信部と、前記データ送信帯域においてセンサデータを送信するセンサデータ送信部と、を備える無線端末と、有することを特徴とする無線通信システムである。
【０００６】
また、本発明の一態様は、無線回線における無線通信フレーム内の帯域割当を表す帯域割当情報を固定基地局から受信する帯域割当情報受信部と、前記帯域割当情報受信部が受信した前記帯域割当情報から自局の同報チャネルの位置を取得し、当該同報チャネルにおいてデータ送信要求を報知するデータ送信要求報知部と、無線端末から帯域割当要求を受信する帯域割当要求受信部と、当該帯域割当要求に対応して前記固定基地局から前記無線端末に割り当てられた前記データ送信帯域の位置を受信するデータ送信帯域受信部と、
前記データ送信要求に対応して前記データ送信帯域において前記無線端末から送信されるセンサデータを受信するセンサデータ受信部と、を備えることを特徴とする移動基地局である。
【０００７】
また、本発明の一態様は、無線回線における無線通信フレーム内の帯域割当を表す帯域割当情報を固定基地局から受信する帯域割当情報受信部と、前記帯域割当情報から同報チャネルの位置を取得し、当該同報チャネルにおいて移動基地局からデータ送信要求を受信するデータ送信要求受信部と、前記データ送信要求受信部が前記データ送信要求を受信すると、前記帯域割当情報受信部が受信した前記帯域割当情報から帯域割当要求に使用するチャネルの位置を取得し、当該チャネルにおいて帯域割当要求を送信する帯域割当要求送信部と、前記固定基地局から割り当られたデータ送信帯域の位置を受信するデータ送信帯域受信部と、前記データ送信帯域においてセンサデータを送信するセンサデータ送信部と、を備えることを特徴とする無線端末である。
【０００８】
また、本発明の一態様は、固定基地局が、無線回線における無線通信フレーム内の帯域割当を行うステップと、前記固定基地局が、帯域割当結果を表す帯域割当情報を報知するステップと、前記固定基地局が、無線端末から帯域割当要求を受信するステップと、前記固定基地局が、前記帯域割当要求を受信すると、前記無線端末にデータ送信帯域を割り当て、割り当てたデータ送信帯域の位置を報知するステップと、移動基地局が、前記固定基地局から前記帯域割当情報を受信するステップと、前記移動基地局が、前記帯域割当情報から自局の同報チャネルの位置を取得し、当該同報チャネルにおいてデータ送信要求を報知するステップと、前記移動基地局が、前記無線端末から前記帯域割当要求を受信するステップと、前記移動基地局が、当該帯域割当要求に対応して前記固定基地局から前記無線端末に割り当てられた前記データ送信帯域の位置を受信するステップと、前記移動基地局が、前記データ送信要求に対応して前記データ送信帯域において前記無線端末から送信されるセンサデータを受信するステップと、無線端末が、前記固定基地局から前記帯域割当情報を受信するステップと、前記無線端末が、前記帯域割当情報から前記同報チャネルの位置を取得し、当該同報チャネルにおいて前記移動基地局から前記データ送信要求を受信するステップと、前記無線端末が、前記データ送信要求を受信すると、前記帯域割当情報から帯域割当要求に使用するチャネルの位置を取得し、当該チャネルにおいて帯域割当要求を送信するステップと、前記無線端末が、前記固定基地局から割り当られた前記データ送信帯域の位置を受信するステップと、前記データ送信帯域においてセンサデータを送信するステップと、有することを特徴とする無線通信方法である。
【０００９】
この発明によれば、通信エリアの狭い移動基地局が無線端末からセンサデータを収集するため、移動基地局を持つユーザの身の回り（移動基地局の通信エリア内）の情報のみを収集することができる。また、移動基地局と固定基地局とを同一の無線回線（周波数帯）にて運用するため、新たに移動基地局のために周波数帯を増やす必要がなく、周波数資源を有効に利用することができる。これにより、より少ない無線リソース消費量、電力消費量及び無線通信量で各ユーザの身の回りの情報のみを効率的に収集することができる。
【００１０】
また、本発明の一態様は、上記の移動基地局において、前記データ送信要求報知部は、前記データ送信要求に自局の識別番号を含めて報知し、前記センサデータ受信部は、前記帯域割当要求受信部が受信した前記帯域割当要求に自局の識別番号が含まれる場合に限り、前記データ送信帯域において前記無線端末から送信されるセンサデータを受信することを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、自局の識別番号が帯域割当要求に含まれる場合にのみセンサデータを受信するため、他の移動基地局宛のセンサデータを受信することがない。
【００１２】
また、本発明の一態様は、上記の移動基地局において、前記同報チャネルは、複数のタイムスロットから構成されており、前記データ送信要求報知部は、前記複数のタイムスロットから所定のタイムスロットを選択し、選択したタイムスロットにて前記データ送信要求を報知することを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、同報チャネルが複数のタイムスロットから構成されているため、固定基地局の通信エリア内に複数の移動基地局が存在した場合であっても、各移動基地局間の衝突を回避することができる。
【００１４】
また、本発明の一態様は、上記の移動基地局において、前記固定基地局から帯域割当情報を受信しなかった場合に、無線回線における無線通信フレーム内の帯域割当を行う帯域割当部と、前記帯域割当部による帯域割当結果を表す帯域割当情報を報知する帯域割当報知部と、前記帯域割当情報受信部が前記帯域割当要求を受信すると、前記無線端末にデータ送信帯域を割り当て、割り当てたデータ送信帯域の位置を報知するデータ送信帯域報知部と、前記データ送信要求報知部は、前記割当情報報知部が報知した前記帯域割当情報から前記自局の同報チャネルの位置を取得し、当該同報チャネルにおいてデータ送信要求を報知し、前記センサデータ受信部は、前記データ送信帯域報知部が割り当てた前記データ送信帯域において前記無線端末から送信されるセンサデータを受信することを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、移動基地局が固定基地局の通信エリア外に存在した場合には、移動基地局が無線通信フレームの帯域割当を行う。これにより、移動基地局が固定基地局の通信エリア外に存在した場合であっても、無線端末からセンサデータの収集することができる。
【００１６】
また、本発明の一態様は、上記の移動基地局において、ネットワークを介して前記センサデータ受信部が受信した前記センサデータをサーバに送信するセンサデータ送信部を備えることを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、収集したセンサデータをサーバに蓄積することができる。
【００１８】
また、本発明の一態様は、上記の移動基地局において、前記データ送信要求を報知する間隔を設定する報知間隔設定部を備え、前記データ送信要求報知部は、前記報知間隔設定部により設定された間隔で前記データ送信要求を報知することを特徴とする。
【００１９】
この発明によれば、状況に合わせたセンサデータ収集を行うことができる。例えば、報知間隔をフレーム毎とすると、綿密にライフログに関するセンサデータを収集することができる。一方、報知間隔を複数フレーム毎とすると、無線端末を不要に起動する機会を軽減することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、この発明によれば、通信エリアの狭い移動基地局が無線端末からセンサデータを収集するため、移動基地局を持つユーザの身の回り（移動基地局の通信エリア内）の情報のみを収集することができる。また、移動基地局と固定基地局とを同一の無線回線（周波数帯）にて運用するため、新たに移動基地局のために周波数帯を増やす必要がなく、周波数資源を有効に利用することができる。これにより、より少ない無線リソース消費量、電力消費量及び無線通信量で各ユーザの身の回りの情報のみを効率的に収集することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳しく説明する。
［第１の実施形態］
図１は、本発明の一実施形態による無線通信システムの構成を示す概略図である。
無線通信システムは、移動基地局１と、無線端末２と、固定基地局３と、を含んで構成され、移動基地局１と、無線端末２と、固定基地局３とが同一の無線回線（周波数）を利用して時分割多重により通信を行うシステムである。
固定基地局３は、通信エリアが半径数ｋｍである基地局である。固定基地局３は、無線回線における無線通信フレーム内の帯域（タイムスロット）割当を行う。また、固定基地局３は、ネットワーク５に接続可能である。ネットワーク５は例えばインターネットである。サーバ６は、ネットワーク５に接続可能なサーバ装置である。固定基地局３とサーバ６はネットワーク５を介して通信可能である。移動基地局１は、ユーザが所有する小型の基地局であり、固定基地局３より狭い（例えば半径約５ｍ）通信エリアを持つ。無線端末２は、各所に設置されるセンサ内蔵小型端末であり、センサが検知したデータであるセンサデータを移動基地局１に提供する。
【００２２】
図２は、本実施形態における移動基地局１の機能構成を示すブロック図である。
移動基地局１は、無線部１１と、ネットワーク無線部１２と、電池１３と、制御部１４と、メモリ１５とを含んで構成される。
無線部１１は、無線通信システムにおいて使用され、無線端末２及び固定基地局３との間で無線通信（データの送受信）する。ネットワーク無線部１２は、無線端末２及び固定基地局３と無線通信する際に用いる無線回線以外を用いるネットワーク、例えば携帯電話網や無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）を介して無線通信する。電池１３は、無線部１１と、ネットワーク無線部１２と、制御部１４とに電力を供給する電源である。制御部１４は、移動基地局１を統括して制御する。メモリ１５は、無線部１１及びネットワーク無線部１２が送受信するデータを記憶する半導体メモリである。
【００２３】
図３は、本実施形態における無線端末２の機能構成を示すブロック図である。
無線端末２は、無線部２１と、センサ２２と、電池２３と、制御部２４と、メモリ２５とを含んで構成される。
無線部２１は、移動基地局１及び固定基地局３との間で無線通信する。センサ２２は、例えば、無線タグが取り付けられた対象物（人を含む）の動きを検出するような振動センサや温度センサ、圧力センサ、赤外線センサ、超音波センサなど周囲の状況を検知するセンサである。ここで、センサデータは、センサ２２が検知したデータである。電池２３は、無線部２１と制御部２４とに電力を供給する電源である。制御部２４は、無線端末２を統括して制御する。メモリ２５は、無線部２１が送受信するデータを記憶する半導体メモリである。
【００２４】
図４は、本実施形態における固定基地局３の機能構成を示すブロック図である。
固定基地局３は、無線部３１と、制御部３２と、ネットワーク通信部３３と、メモリ３４とを含んで構成される。
無線部３１は、移動基地局１及び無線端末２との間で無線通信する。制御部３２は、固定基地局３を統括して制御する。ネットワーク通信部３３は、ネットワーク５に接続して通信する。メモリ３４は、無線部３１及びネットワーク通信部３３が送受信するデータを記憶する半導体メモリである。
【００２５】
図５は、本実施形態における無線通信フレームフォーマットの一例を示す概略図である。
従来技術における無線通信フレームフォーマットを本発明における無線通信システムで利用した場合、固定基地局３と移動基地局１とがブロードキャストのためにＢＣＨを使用すると干渉が起こる。そこで、移動基地局１を固定基地局３の通信エリア内に収容するために、本実施形態における無線通信フレームフォーマットは、ＢＣＨに続くチャネルとしてＭＢＣＨ（Ｍｏｂｉｌｅ  Ｂｒｏａｄｃａｓｔ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｃｈａｎｎｅｌ）を含む。
無線通信フレームは、固定時間長のフレームであり、ＢＣＨと、ＭＢＣＨと、下りデータと、上りデータと、ＲＡＣＨとの各領域で構成される。図５における横軸は時間である。
下りデータの領域は、複数のタイムタイムスロットから構成され、固定基地局３から移動基地局１又は無線端末２に送信するデータの帯域（タイムスロット）割当領域である。移動基地局１、無線端末２或いは無線リンク毎に下りデータの領域内にあるタイムスロットが割り当てられる。上りデータの領域は、複数のタイムスロットから構成され、移動基地局１又は無線端末２から固定基地局３に送信するデータの帯域（タイムスロット）割当領域である。移動基地局１、無線端末２或いは無線リンク毎に上りデータの領域内にあるタイムスロットが割り当てられる。ＢＣＨは、固定基地局の通信エリアに存在する各移動基地局１及び無線端末２へタイムスロット情報を報知するための同報（ブロードキャスト）チャネルである。タイムスロット情報には、例えばＭＢＣＨの位置と、ＭＢＣＨのタイムスロット数と、下りデータ位置と、下りデータタイムスロット数と、上りデータ位置と、上りデータタイムスロット数と、ＲＡＣＨの位置と、ＲＡＣＨのタイムスロット数などが含まれる。ＲＡＣＨは、ランダムアクセスのためのチャネル（ランダムアクセスチャネル）であり、移動基地局１又は無線端末２がデータを送信したい場合に上りデータ用の帯域（タイムスロット）を固定基地局１に要求する帯域割当要求に使用される。ＭＢＣＨは、移動基地局１から移動基地局１の通信エリア内に存在する無線端末２への同報（ブロードキャスト）チャネルである。
【００２６】
図６は、本実施形態における移動基地局１が備える制御部１４の機能構成を示すブロック図である。この図において、制御部１４に出入りする矢印は、無線部１１からデータが入出力されることを表す。
制御部１４は、帯域割当情報受信部１０１と、データ送信要求報知部１０２と、帯域割当要求受信部１０３と、判定部１０４と、センサデータ受信部１０５と、センサデータ送信部１０６と、報知間隔設定部１０７とを含んで構成される。
帯域割当情報受信部１０１（データ送信帯域受信部）は、固定基地局３からタイムスロット情報（帯域割当情報）を受信し、受信したタイムスロット情報をデータ送信要求報知部１０２とセンサデータ受信部１０５に出力する。データ送信要求報知部１０２は、入力されたタイムスロット情報からＭＢＣＨ（自局の同報チャネル）の位置を取得し、ＭＢＣＨにおいてデータ送信要求をブロードキャスト（報知）する。つまり、データ送信要求報知部１０２は、自局の通信エリア内の無線端末２にデータ送信要求を送信する。データ送信要求は、無線端末２にセンサデータを要求するメッセージであり、自局の識別番号が含まれる。
【００２７】
帯域割当要求受信部１０３は、無線端末２から帯域割当要求を受信し、受信した帯域割当要求を判定部１０４に出力する。判定部１０４は、入力された帯域割当要求に自局の識別番号が含まれるか否かを判定し、自局の識別番号が含まれる場合に限りセンサデータ受信部１０５へセンサデータを受信することを指示する。センサデータ受信部１０５は、判定部１０４により帯域割当要求に自局の識別番号が含まれると判定された場合に限り、帯域割当要求を送信した無線端末２からセンサデータを受信する。このとき、センサデータ受信部１０５は、帯域割当情報受信部１０１が受信したタイムスロット情報から無線端末２に割り当てられた上りデータ送信タイムスロットの位置を取得し、この上りデータ送信タイムスロットにおいて送信されたセンサデータを受信する。
【００２８】
図７は、本実施形態における無線端末２が備える制御部２４の機能構成を示すブロック図である。この図において、制御部２４に出入りする矢印は、無線部２１からデータが入出力されることを表す。
無線端末２は、データ送信要求受信部２０１と、帯域割当要求送信部２０２と、帯域割当情報受信部２０３と、センサデータ送信部２０４とを含んで構成される。
データ送信要求受信部２０１は、タイムスロット情報からＭＢＣＨの位置を取得し、ＭＢＣＨにおいて移動基地局１からデータ送信要求を受信し、受信したデータ送信要求に含まれる当該移動基地局１の識別番号を帯域割当要求送信部２０２に出力する。帯域割当要求送信部２０２は、入力された識別番号を付加して帯域割当要求を送信する。帯域割当情報受信部２０３（データ送信帯域受信部）は、固定基地局３からタイムスロット情報を受信し、受信したタイムスロット情報をセンサデータ送信部２０４に出力する。センサデータ送信部２０４は、入力されたタイムスロット情報から自身の上りデータ送信タイムスロット（データ送信帯域）の位置を取得し、当該上りデータ送信タイムスロットにおいてセンサデータを送信する。
【００２９】
次に、無線通信システムにおけるデータ収集処理の処理手順について説明する。
図８は、本実施形態における無線通信システムのデータ収集処理の動作を表すシーケンス図である。この図において、横軸は時間である。
まず、固定基地局３がＢＣＨにてタイムスロット情報をブロードキャストする（ステップＳ１０１）。固定基地局３の通信エリア内に存在する移動基地局１及び無線端末２が、送信されたタイムスロット情報を受信する。移動基地局１は、固定基地局３から受信したタイムスロット情報から無線通信フレームの構成を取得する。
そして、移動基地局１は、その構成の無線通信フレームのＭＢＣＨにおいて、自局の識別番号を含んだデータ送信要求をブロードキャストする（ステップＳ１０２）。移動基地局１の通信エリア内に存在する無線端末２が、移動基地局１からブロードキャストされたデータ送信要求を受信する。
無線端末２は、移動基地局１からＭＢＣＨにおいてブロードキャストされたデータ送信要求を受信すると、データ送信のための帯域割当要求（タイムスロット割当要求）をＲＡＣＨにおいて送信する（ステップＳ１０３）。帯域割当要求には無線端末２が受信した移動基地局１の識別番号が付加される。無線端末２が送信した帯域割当要求を、移動基地局１及び固定基地局３が受信する。移動基地局１は、受信したＲＡＣＨにおける帯域割当要求に自局の識別番号が含まれている場合に、自身の通信エリア内に存在する無線端末２からのデータ送信要求があると判定する。
【００３０】
一方、固定基地局３は、ＲＡＣＨにおける帯域割当要求を受信すると、無線端末２がデータ送信するための上りデータ送信タイムスロットを割り当てる。そして、固定基地局３は、割り当てた上りデータ送信タイムスロットの情報を含むタイムスロット情報を次のＢＣＨにおいてブロードキャストする（ステップＳ１０４）。固定基地局３の通信エリア内に存在する移動基地局１及び無線端末２が、送信されたタイムスロット情報を受信する。移動基地局１は、受信したタイムスロット情報から無線端末２の上りデータ送信タイムスロットの位置を取得する。
一方、無線端末２は、受信したタイムスロット情報から自身の上りデータ送信タイムスロットを取得し、その上りデータ送信タイムスロットにおいてセンサデータを含む情報などを送信する（ステップＳ１０５）。固定基地局３及び移動基地局１が、無線端末２より送信されたセンサデータを受信する。
【００３１】
ステップＳ１０１から１０５までの処理を繰り返すことにより、移動基地局１は、自局の通信エリア内に存在する無線端末２のセンサデータを収集することができる。
【００３２】
なお、固定基地局３は、無線端末２から受信したセンサデータを、ネットワーク５を介してサーバ６に送信してもよい。サーバ６は受信したデータを蓄積する。或いは、ユーザがプライバシーの観点からサーバ６にデータを蓄積することを拒否する場合は、固定基地局３にてセンサデータを破棄する。
【００３３】
図９は、本実施形態における移動基地局１のデータ収集処理の手順を示すフローチャートである。
まず、ステップＳ２０１では、帯域割当情報受信部１０１が、固定基地局３からＢＣＨにてタイムスロット情報を受信する。
次に、ステップＳ２０２では、データ送信要求報知部１０２が、タイムスロット情報からＭＢＣＨの位置を取得し、ＭＢＣＨにて自局の識別番号を含むデータ送信要求をブロードキャストする。
次に、ステップＳ２０３では、帯域割当要求受信部１０３が、ＲＡＣＨにおいて無線端末２から送信された帯域割当要求を受信する。
次に、ステップＳ２０４では、判定部１０４が、受信した帯域割当要求に自局の識別番号が含まれるか否かを判定する。帯域割当要求に自局の識別番号が含まれる場合には、ステップＳ２０５へ進む。一方、帯域割当要求に自局の識別番号が含まれない場合には、ステップＳ２０１へ戻る。
【００３４】
ステップＳ２０５では、帯域割当情報受信部１０１が、固定基地局３からＢＣＨにてタイムスロット情報を受信する。このタイムスロット情報には、帯域割当要求を行った無線端末２の上りデータ送信タイムスロットの位置が含まれる。
次に、ステップＳ２０６では、センサデータ受信部１０５が、受信したタイムスロット情報から無線端末２の上りデータ送信タイムスロットの位置を取得し、この上りデータ送信タイムスロットにて送信された無線端末２からのセンサデータを受信する。
【００３５】
なお、移動基地局１は、収集したデータをネットワーク無線部１２からサーバ６に送信してもよい。これにより、サーバ６では、固定基地局３によって収集されたデータと、移動基地局１により収集されたデータとを多重収集することができ、データ収集の漏れを少なくすることができる。
【００３６】
このように、本実施形態によれば、通信エリアの狭い移動基地局１が無線端末２からデータを収集するため、ユーザの身の回り（ユーザの位置から半径数ｍ以内）の情報のみを収集することができる。また、移動基地局１と固定基地局３とを同一周波数帯にて運用可能な無線通信フレーム構成としたため、新たに移動基地局１のために周波数帯を増やす必要がなく、周波数資源を有効に利用することができる。
また、無線通信フレームの帯域割当（タイムスロット割当）を全て固定基地局３が実施するため、移動基地局１において無線通信フレームの帯域割当を行う必要がなく、移動基地局１の処理を軽減してより簡易な構成にすることができる。
【００３７】
［第２の実施形態］
次に、この発明の第２の実施形態による無線通信システムについて説明する。
図１０は、本実施形態における無線通信フレームフォーマットの一例を示す概略図である。
本実施形態における無線通信フレームフォーマットでは、ＭＢＣＨが複数のタイムスロット（下りランダムアクセススロット）から構成される。
固定基地局３の通信エリア内に複数の移動基地局１が存在する場合、ＭＢＣＨのタイムスロットが１つであると衝突する可能性がある。このため、ＭＢＣＨを複数のタイムスロットから構成することにより、衝突を回避する。
移動基地局１のデータ送信要求報知部１０２は、ランダムにＭＢＣＨ内のタイムスロットを選択し、選択したタイムスロットから自局の識別情報を含むデータ送信要求を送信する。他の構成は第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。
なお、本実施形態では、ランダムにＭＢＣＨ内のタイムスロットを選択しているが、例えば、ＭＢＣＨのタイムスロット数を自局のアドレスや識別番号で割った余りからタイムスロットを選択してもよい。或いは、移動基地局１が固定基地局３へＭＢＣＨのタイムスロット割当の要求を送信し、固定基地局３が各移動基地局１にタイムスロットを割り当ててもよい。
【００３８】
このように、本実施形態によれば、ＭＢＣＨが複数のタイムスロットから構成されることにより、固定基地局３の通信エリア内に複数の移動基地局１が存在した場合であっても、各移動基地局１間の衝突を回避することができる。
【００３９】
［第３の実施形態］
次に、この発明の第３の実施形態による無線通信システムについて説明する。
本実施形態では、移動基地局１は、携帯電話機に内蔵されている。
【００４０】
図１１は、本実施形態における無線通信システムの構成を示す概略図である。
本実施形態では、移動基地局１は、携帯電話網８を介してネットワーク５に接続可能である。また、移動基地局１とサーバ６はネットワーク５を介して通信可能である。他の構成は図１に示す無線通信システムと同様である。
【００４１】
また、移動基地局１は、センサデータ送信部を備える。センサデータ送信部は、センサデータ受信部１０５が受信したセンサデータを携帯電話網又は無線ＬＡＮを介してサーバ６に送信する。これにより、サーバ６では、固定基地局３によって収集されたデータと、移動基地局１により収集されたデータとを多重収集することができ、データ収集の漏れを少なくすることができる。他の構成は第１又は２の実施形態と同様であるため説明を省略する。
なお、本実施形態では、移動基地局１が携帯電話機に内蔵されているが、無線ＬＡＮ対応の移動端末など他の高速無線通信端末に内蔵されていてもよい。
【００４２】
このように、本実施形態によれば、固定基地局３と移動基地局１の両方で無線端末２からのデータを収集することが可能であるため、データ収集の漏れを軽減することができる。
【００４３】
［第４の実施形態］
次に、この発明の第４の実施形態による無線通信システムについて説明する。
本実施形態では、移動基地局１は、報知間隔設定部を備える。報知間隔設定部は、データ送信要求をブロードキャストする間隔をフレーム単位で設定する。データ送信要求報知部１０２は、報知間隔設定部により設定された間隔でデータ送信要求をブロードキャストする。他の構成は第１から３の実施形態と同様であるため説明を省略する。
【００４４】
図１２は、本実施形態におけるデータ収集処理の動作を表すシーケンス図である。この図において横軸は時間である。また、この図に示す動作は、報知間隔設定部にて、データ送信要求の報知間隔を２フレーム毎とした場合のシーケンスである。
まず、固定基地局３がＢＣＨにてタイムスロット情報をブロードキャストする（ステップＳ３０１）。固定基地局３の通信エリア内に存在する移動基地局１及び無線端末２が、送信されたタイムスロット情報を受信する。移動基地局１は、固定基地局３から受信したタイムスロット情報から無線通信フレームの構成を取得する。
そして、移動基地局１は、その構成の無線通信フレームのＭＢＣＨにおいて、自局の識別番号を含んだデータ送信要求をブロードキャストする（ステップＳ３０２）。移動基地局１の通信エリア内に存在する無線端末２が、移動基地局１からブロードキャストされたデータ送信要求を受信する。
無線端末２は、移動基地局１からＭＢＣＨにおいてブロードキャストされたデータ送信要求を受信すると、データ送信のための帯域割当要求（タイムスロット割当要求）をＲＡＣＨにおいて行う（ステップＳ３０３）。帯域割当要求には無線端末２が受信した移動基地局１の識別番号が付加される。無線端末２が送信した帯域割当要求は、移動基地局１及び固定基地局３が受信する。移動基地局１は、受信したＲＡＣＨにおける帯域割当要求に自局の識別番号が含まれている場合に、自身の通信エリア内に存在する無線端末２からのデータ送信要求があると判定する。
【００４５】
一方、固定基地局３は、ＲＡＣＨにおける帯域割当要求を受信すると、無線端末２がデータ送信するための上りデータ送信タイムスロットを割り当てる。そして、固定基地局３は、割り当てた上りデータ送信タイムスロットの情報を含むタイムスロット情報をＢＣＨにおいてブロードキャストする（ステップＳ３０４）。固定基地局３の通信エリア内に存在する移動基地局１及び無線端末２が、送信されたタイムスロット情報を受信する。移動基地局１は、受信したタイムスロット情報から無線端末２の上りデータ送信タイムスロットの位置を取得する。また、移動基地局１は、報知間隔設定部にてデータ送信要求の間隔を２フレーム毎と設定されているため、このフレームではＭＢＣＨにおけるデータ送信要求を送信しない。
一方、無線端末２は、受信したタイムスロット情報における自身の上りデータ送信タイムスロットにて、センサデータを含む情報などを送信する（ステップＳ３０５）。固定基地局３及び移動基地局１が、無線端末２より送信されたセンサデータを受信する。
【００４６】
次に、固定基地局３は、次のＢＣＨにおいてタイムスロット情報をブロードキャストする（ステップＳ３０６）。固定基地局３の通信エリア内に存在する移動基地局１及び無線端末２が、送信されたタイムスロット情報を受信する。移動基地局１は、報知間隔設定部にてデータ送信要求の間隔を２フレーム毎と設定されているため、このフレームではＭＢＣＨにおけるデータ送信要求を送信する（ステップＳ３０７）。
【００４７】
このように、本実施形態によれば、データ送信要求を報知する間隔を設定することができるため、状況に合わせたセンサデータ収集を行うことができる。例えば、報知間隔をフレーム毎とすると、綿密にライフログに関するセンサデータを収集することができる。一方、報知間隔を複数フレーム毎とすると、無線端末２を不要に起動する機会を軽減することができる。
【００４８】
［第５の実施形態］
次に、この発明の第５の実施形態による無線通信システムについて説明する。
図１３は、本実施形態における移動基地局４が備える制御部４４の機能構成を示すブロック図である。
本実施形態における移動基地局４が備える制御部４４は、図６に示す構成に加えて帯域割当部４０８と、帯域割当情報報知部４０９と、データ送信帯域報知部４１０とを含んで構成される。
本実施形態では、移動基地局４が固定基地局３の通信エリアに存在しない場合であって、無線端末２が移動基地局４の通信エリアに存在する場合に、移動基地局４が帯域割当を実施する。つまり、移動基地局４が固定基地局３と同様の処理を行う。ここで、移動基地局４は、所定時間以上固定基地局３からタイムスロット情報を受信しなかった場合に、移動基地局４が固定基地局３の通信エリアに存在しないと判定する。
【００４９】
帯域割当部４０８は、無線通信フレームにおける帯域（タイムスロット）割当を行う。
帯域割当情報報知部４０９は、帯域割当情報受信部４０１が所定時間以上タイムスロット情報を受信しなかった場合に、無線通信フレームにおけるタイムスロット情報をＢＣＨにてブロードキャストする。
データ送信帯域報知部４１０は、帯域割当要求受信部４０３が無線端末２から帯域割当要求を受信すると、無線端末２がデータ送信するための上りデータ送信タイムスロットを割り当てる。そして、データ送信帯域報知部４１０は、割り当てた上りデータ送信タイムスロットをタイムスロット情報に含めて報知する。
他の構成は第１から４の実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００５０】
図１４は、本実施形態における無線通信システムのデータ収集処理の動作を表すシーケンス図である。この図において、横軸は時間である。
まず、移動基地局４がＢＣＨにてタイムスロット情報をブロードキャストする（ステップＳ３０１）。移動基地局４の通信エリア内に存在する無線端末２が、送信されたタイムスロット情報を受信する。
次に、移動基地局４は、ＭＢＣＨにおいて、自局の識別番号を含んだデータ送信要求をブロードキャストする（ステップＳ３０２）。移動基地局４の通信エリア内に存在する無線端末２が、移動基地局４からブロードキャストされたデータ送信要求を受信する。
無線端末２は、移動基地局４からＭＢＣＨにおいてブロードキャストされた送信要求を受信すると、データ送信のための帯域割当要求（タイムスロット割当要求）をＲＡＣＨにおいて行う（ステップＳ３０３）。帯域割当要求には無線端末２が受信した移動基地局４の識別番号が付加される。無線端末２が送信した帯域割当要求は、移動基地局４が受信する。移動基地局４は、受信したＲＡＣＨにおける帯域割当要求に自局の識別番号が含まれている場合に、自身の通信エリア内に存在する無線端末２からのデータ送信要求があると判定する。
【００５１】
次に、移動基地局４は、無線端末２がデータ送信するための上りデータ送信タイムスロットを割り当てる。そして、移動基地局４は、割り当てた上りデータ送信タイムスロットの情報を含むタイムスロット情報を次のＢＣＨにおいてブロードキャストする（ステップＳ３０４）。移動基地局４の通信エリア内に存在する無線端末２が、送信されたタイムスロット情報を受信する。
無線端末２は、受信したタイムスロット情報における自身の上りデータ送信タイムスロットにて、センサデータを含む情報などを送信する（ステップＳ５０５）。移動基地局４が、無線端末２より送信されたセンサデータを受信する。
【００５２】
このように、本実施形態によれば、移動基地局４が固定基地局３の通信エリア外に存在した場合には、移動基地局４が無線通信フレームの帯域（タイムスロット）割当を行う。これにより、移動基地局４が固定基地局３の通信エリア外に存在した場合であっても、無線端末２からセンサデータの収集を行うことができる。
【００５３】
以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の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。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】第１の実施形態による無線通信システムの構成を示す概略図である。
【図２】本実施形態における移動基地局に内蔵される電気回路の構成を示すブロック図である。
【図３】本実施形態における無線端末に内蔵される電気回路の構成を示すブロック図である。
【図４】本実施形態における固定基地局に内蔵される電気回路の構成を示すブロック図である。
【図５】本実施形態における無線通信フレームフォーマットの一例を示す概略図である。
【図６】本実施形態における移動基地局の機能構成を示すブロック図である。
【図７】本実施形態における無線端末の機能構成を示すブロック図である。
【図８】本実施形態における無線通信システムのデータ収集処理の動作を表すシーケンス図である。
【図９】本実施形態における移動基地局のデータ収集処理の手順を示すフローチャートである。
【図１０】第２の実施形態における無線通信フレームフォーマットの一例を示す概略図である。
【図１１】第３の実施形態における無線通信システムの構成を示す概略図である。
【図１２】第４の実施形態におけるデータ収集処理の動作を表すシーケンス図である。
【図１３】第５の実施形態における移動基地局の機能構成を示すブロック図である。
【図１４】本実施形態における無線通信システムのデータ収集処理の動作を表すシーケンス図である。
【図１５】従来技術における無線通信フレームフォーマットの一例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００５５】
１，４…移動基地局  ２…無線端末  ３…固定基地局  ５…ネットワーク  ６…サーバ  ８…携帯電話網  １１，２１，３１…無線部  １２…ネットワーク無線部  １３，２３…電池  １４，２４，４４，３２…制御部  １５，２５，３４…メモリ  ３３…ネットワーク通信部  ４１…サーバ  １０１，２０３，４０１…帯域割当情報受信部  １０２，４０２…データ送信要求報知部  １０３，４０３…帯域割当要求受信部  １０５，４０５…センサデータ受信部  ２０４…センサデータ送信部  ２０１…データ送信要求受信部  ２０２…帯域割当要求送信部  ４０８…帯域割当部  ４０９…帯域割当情報報知部  ４１０…データ送信帯域報知部
【図１】
2010147885.tif 000003
【図２】
2010147885.tif 000004
【図３】
2010147885.tif 000005
【図４】
2010147885.tif 000006
【図５】
2010147885.tif 000007
【図６】
2010147885.tif 000008
【図７】
2010147885.tif 000009
【図８】
2010147885.tif 000010
【図９】
2010147885.tif 000011
【図１０】
2010147885.tif 000012
【図１１】
2010147885.tif 000013
【図１２】
2010147885.tif 000014
【図１３】
2010147885.tif 000015
【図１４】
2010147885.tif 000016
【図１５】
2010147885.tif 000017