(57)【要約】【解決手段】複数の端末と通信する通信装置であって、ネットワークイベントが複数の端末に影響を及ぼして前記端末のそれぞれが当該ネットワークイベントに関連する情報の通信装置への送信を試行するトリガとなりうることを判定するよう構成され、前記端末の１のサブセットだけが前記ネットワークイベントに応じて送信を試行するように取り決める、通信装置。【選択図】図３
2014519782.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の端末と通信する通信装置であって、
アラートが発生したことを、前記複数の端末のうち１以上の端末から受信した情報に従って判定し、
前記複数の端末が当該通信装置に前記アラートを通知するメッセージの送信を試行する可能性があることを予測し、
前記アラートによって影響を受ける可能性がある他の端末を識別し、
前記アラートに応じて、前記他の端末の１サブセットだけが送信を試行するよう取り決めるように構成された通信装置。
【請求項２】
前記ネットワークイベントが、前記複数の端末が実質的に同時に送信を試行するトリガとなる可能性があることを予測するように構成された請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
１又は複数の端末から受信した、ネットワークイベントについての情報に従い、当該ネットワークイベントに応じたアクションを起こすように構成され、
前記ネットワークイベントが前記複数の端末が送信するトリガとなる可能性があることを予測した場合に、前記端末の１サブセットだけから受信した前記ネットワークイベントについての情報に従い前記アクションを起こすように更に構成された請求項１に記載の通信装置。
【請求項４】
前記１サブセット以外の前記複数の端末に前記ネットワークイベントに応じて送信しないように指示することによって、前記端末の１サブセットだけが送信を試行するよう取り決められるように構成された請求項１〜３のいずれか１つに記載の通信装置。
【請求項５】
前記複数の端末が前記ネットワークイベントに関連する情報の送信を試行するという危険性が実質的に同時に低下したときに、前記１サブセット以外の前記複数の端末にそれらの前記ネットワークイベントに関連する情報を送信することを指示するように構成された請求項４に記載の通信装置。
【請求項６】
ネットワークイベントが、前記複数の端末がそれらの前記ネットワークイベントに関する情報の競合アクセスを介しての送信を試行することのトリガとなる可能性があることを予測するように構成された請求項１〜５のいずれか１つに記載の通信装置。
【請求項７】
前記１サブセット以外の前記複数の端末にそれらの前記ネットワークイベントに関連する情報の非競合アクセスを介しての送信を指示するように構成された請求項４又は請求項５に従属する、請求項６に記載の通信装置。
【請求項８】
前記１サブセット以外の前記複数の端末に、それらの前記ネットワークイベントに関する情報を、前記情報以外の他のデータの送信のために当該複数の端末に既に割り当てられた送信スロット内で送信することを指示するように構成された請求項７に記載の通信装置。
【請求項９】
ネットワークイベントが、前記複数の端末が前記ネットワークイベントの種類に応じた送信を試行するトリガとなる可能性があることを予測するよう構成された請求項１〜８のいずれか１つに記載の通信装置。
【請求項１０】
ネットワークイベントが、少なくともいくつかの送信が当該通信装置に届かないのに十分なほど多数の端末が送信を試行するトリガとなる可能性がある種類のネットワークイベントであること、を判定するよう構成された請求項１〜９のいずれか１つに記載の通信装置。
【請求項１１】
前記１又は複数の端末に関連する位置に従って、前記アラートによって影響を受ける可能性がある前記１又は複数の端末以外の他の端末を識別するよう構成された請求項１〜１０のいずれか１つに記載の通信装置。
【請求項１２】
前記１又は複数の端末に関連する装置の種類に従って、前記アラートによって影響を受ける可能性がある前記１又は複数の端末以外の他の端末を識別するよう構成された請求項１〜１１のいずれか１つに記載の通信装置。
【請求項１３】
前記アラートに関連するアラート種類に従って、前記アラートによって影響を受ける可能性がある前記１又は複数の端末以外の他の端末を識別するよう構成された請求項１〜１２のいずれか１つに記載の通信装置。
【請求項１４】
前記他の端末にアラートモードから通常モードへの変更を指示することによって、前記端末の１サブセットだけが前記ネットワークイベントに応じて送信を試行するよう取り決めるように構成された請求項１〜１３のいずれか１つに記載の通信装置。
【請求項１５】
前記ネットワークイベントは、前記通信装置によって送信されるブロードキャストメッセージであり、
前記複数の端末が前記ブロードキャストメッセージの全て又は一部の再送信に対する要求の送信を試行することを予測するよう構成された請求項１〜１４のいずれか１つに記載の通信装置。
【請求項１６】
前記端末の１サブセットだけに、どの程度良好に前記ブロードキャストメッセージを受信したかのインディケーションの送信を指示するよう構成された請求項１５に記載の通信装置。
【請求項１７】
前記端末の前記１サブセットによって送信された前記インディケーションに従って、前記ブロードキャストメッセージのどの部分を再送するかを判定するよう構成された請求項１６に記載の通信装置。
【請求項１８】
前記端末の前記１サブセットによって送信された前記インディケーションに従って、前記複数の端末の内どの端末に送信するかを判定するよう構成された請求項１６又は請求項１７に記載の通信装置。
【請求項１９】
当該通信装置による前記ブロードキャストメッセージの全て又は一部の再送信に応じて再送信に対する要求の送信を前記端末全てに許可するよう構成された請求項１５〜１８のいずれか１つに記載の通信装置。
【請求項２０】
前記端末の再送信に対する要求を競合アクセスを介して送信することを当該端末の全てに許可するよう構成された請求項１９に記載の通信装置。
【請求項２１】
マシンツーマシン通信用に構成されたネットワーク内で動作するように構成された請求項１〜２０のいずれか１つに記載の通信装置。
【請求項２２】
ホワイトスペースで動作するよう構成された請求項１〜２１のいずれか１つに記載の通信装置。
【請求項２３】
複数の端末との通信方法であって、
アラートが発生したことを、前記複数の端末のうち１以上の端末から受信した情報に従って判定し、
前記複数の端末が通信装置に前記アラートを通知するメッセージの送信を試行する可能性があることを予測し、
前記アラートによって影響を受ける可能性がある他の端末を識別し、
前記複数の端末の１サブセットだけが前記アラートに応じて送信を試行するよう取り決める通信方法。
【請求項２４】
本明細書に、添付図面を参照して、実質的に記載された通信装置。
【請求項２５】
本明細書に、添付図面を参照して、実質的に記載された方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スケジュールされていないメッセージのネットワークイベントに応じての送信に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信装置の大半は、それらがすぐ近くのユーザにより操作されている間、データを通信するよう初めから意図されている。例えば、一般的な電話又はパーソナルコンピュータは、その装置を保持している、又は、その装置の少なくとも近くにいるユーザが、通話し又はその装置内へデータを入力し、そして、他の場所にいるユーザへそのデータを通信することを可能とするように設計されている。しかし、ユーザが立ち会わずとも自動的に通信する装置の数の増加が予想されている。例えば、将来、家庭電化製品、自動車、及び需給計器などの装置は、共通して、それらの作動状態を報告するデータの送信、及びアップグレードされたオペレーティングソフトウェアなどのデータの受信が可能となることが予測される。
【０００３】
マシンツーマシン（Ｍ２Ｍ）通信用通信ネットワークは、基地局、及び、１又は複数の端末であって当該基地局がこれを用いて通信することを要求される端末、を含んで構成されることがある。基地局は、端末（端末の数は、基地局にカバーされる地理的領域が大きい場合には、数千であってもよい）との間で利用可能な通信資源（通信リソース）を適宜共有する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記基地局と前記端末間の無線リンクのプロトコルは、適宜、Ｍ２Ｍ通信用に最適化されたものである。好ましくは、前記プロトコルは、また、ホワイトスペースと呼ばれる部分の中で動作する。ホワイトスペースは、免許不要の、又は適時的な（opportunistic）アクセスに利用可能にされたスペクトルの一部である。便宜的に、それは、地域に応じて４５０ＭＨｚから８００ＭＨｚの範囲の全て又は一部に広がる、ＵＨＦ  ＴＶ帯域の中にあってもよい。この周波数帯域において、膨大な量のスペクトルが免許不要の無線システムに利用されている。ホワイトスペース内の動作に関する問題は、その利用可能帯域が可変であり、そして、保証できないことである。これらの制約は、人間の干渉がないというＭ２Ｍの特性に合致する。Ｍ２Ｍネットワークは、一般的に、遅延、接続落ち、及び高遅延通信に強い。
【０００５】
Ｍ２Ｍネットワークにおいて、大多数のトラフィックがスケジュールされている。このスケジュールされたトラフィックには、定期的なメーターの示度、センサーアップデート、信号読取りなどが含まれうる。しかし、端末はまた、電源異常（power failure）などのある条件下で、スケジュールされていないアラートを送信するようプログラムされることがある。端末は、アラートメッセージを、可能な限り早く送信すべきメッセージとして処理することがある。ネットワークは、競合アクセス通信に全てのフレームにつきその一部分を割り当てることにより、端末がこの種類のメッセージをスケジュールする用意をするよう設計されうる。しかし、アラート条件のいくつかは、地理的に幅広くなることがあり、その結果、相当な量の、競合アクセスの「アラート」メッセージが送信されることがある。これは、ネットワークに対して問題となりうる。
【０００６】
簡単な解決策は、大きな「バックオフ」を有するアラートメッセージを要求することである。この取り決めの下で、端末は、任意のアラートに対してランダム遅延を発生させ、そのアラートメッセージを送信する前に、そのランダム遅延の持続時間待機する。その後、潜在的な遅延の範囲が十分大きい場合、多数の端末からの競合アクセスメッセージは、ネットワーク輻輳を避けるために時間に関して十分に分散する。しかし、この方法は、端末の操作者が容認できないおそれのあるような、ある長い遅延時間がアラートメッセージを受信するのにかかるという結果を本質的に生じる。例えば、電力網の所有者は電源異常が起きているか否かを数秒以内で知りたいと考えているかもしれない。更には、たとえ、負荷分散に成功したとしても、このような取り決めは、依然として、相当量の重要でないネットワークトラフィックを生じることがある。
【０００７】
多量のスケジュールされていないメッセージが生じることのトリガとなりうるイベントの他の例は、基地局によるブロードキャストデータの送信である。ブロードキャストデータは、複数の端末に送信される。それらの端末のいくつかはデータの全てを上手く受信できないので、しばしば、データの全部又は一部の再送信を要求する。一つのオプションとしては、全端末がそのデータを受信することを期待して、所定の回数そのデータを単に再送信することである。しかし、この対処は、信頼性に欠ける。再送信の所定回数が、端末の全てがデータの全部を受信するのに十分でないという例がありうる。このオプションは、そのデータの少なくともある部分が全ての端末によって上手く受信されたときにも全てのデータを再送信することを含むので、非効率になることもある。更なるオプションとしては、基地局が個々の端末毎に、その端末が再送信されるデータのどの部分を必要とするかを確認することである。このオプションでは、特にビジー（繁忙）な基地局で、長時間かかりうる。それゆえ、好ましいオプションとしては、基地局が、端末からこの基地局に返された、ブロードキャストメッセージのある部分又は全部の再送信を要求する競合アクセスメッセージを受け入れることである。ビジー（繁忙な）ネットワークでは、基地局は、競合アクセス再送信要求で溢れ返る。多くの端末がそれらの再送信要求を同時に送信しようとする場合、基地局は、それらの全てを受信できない可能性がある。
【０００８】
それゆえ、通信ネットワークにおいては、ネットワークイベントがトリガとなった多量のメッセージを処理するメカニズムの必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第一実施形態では、複数の端末と通信する通信装置であって、ネットワークイベントが複数の端末に影響を及ぼして前記端末のそれぞれが当該ネットワークイベントに関連する情報の当該通信装置への送信を試行するトリガとなりうることを判定（判断）するよう構成され、前記端末の１のサブセットだけが前記ネットワークイベントに応じて送信を試行するように取り決める、通信装置を提供する。
【００１０】
前記通信装置は、前記ネットワークイベントが、前記複数の端末が実質的に同時に送信を試行することのトリガとなる可能性があることを予測するように構成されてもよい。
【００１１】
前記通信装置は、当該通信装置が１又は複数の端末から受信したネットワークイベントについての情報に従い、当該ネットワークイベントに応じたアクションを起こすように構成され、前記ネットワークイベントが、前記複数の端末が送信するトリガとなる可能性があることを予測した場合に、前記端末の１サブセットだけから受信した前記ネットワークイベントについての情報に従い前記アクションを起こすよう更に構成されてもよい。
【００１２】
前記通信装置は、前記サブセット以外の前記複数の端末に前記ネットワークイベントに応じて送信しないように指示することによって、前記端末のサブセットだけが送信を試行するよう取り決めるように構成されてもよい。
【００１３】
前記通信装置は、前記複数の端末が前記ネットワークイベントに関連する情報の送信を試行するという危険性が実質的に同時に低下したときに、前記１サブセット以外の前記複数の端末に前記ネットワークイベントに関連する情報を送信することを指示するように構成されてもよい。
【００１４】
前記通信装置は、ネットワークイベントが、前記複数の端末が前記ネットワークイベントに関する情報の競合アクセスを介しての送信を試行することのトリガとなる可能性があることを予測するように構成されてもよい。
【００１５】
前記通信装置は、前記サブセット以外の前記複数の端末に前記ネットワークイベントに関連する情報の非競合アクセスを介しての送信を指示するように構成されてもよい。
【００１６】
前記通信装置は、前記サブセット以外の前記複数の端末に、前記ネットワークイベントに関する情報を、前記情報以外の他のデータの送信のために当該複数の端末に既に割り当てられた送信スロット内で送信することを指示するように構成されてもよい。
【００１７】
前記通信装置は、ネットワークイベントが、前記複数の端末が前記ネットワークイベントの種類に応じた送信を試行するトリガとなる可能性があることを予測するよう構成されてもよい。
【００１８】
前記通信装置は、ネットワークイベントが、少なくともいくつかの送信が当該通信装置に届かないのに十分なほど多数の端末が送信を試行するトリガとなる可能性がある種類のネットワークイベントであること、を判定するよう構成されてもよい。
【００１９】
前記ネットワークイベントがアラートであってもよく、前記通信装置は、前記複数の端末が当該通信装置に前記アラートを通知するメッセージの送信を試行することを予測するように構成されてもよい。
【００２０】
前記通信装置は、アラートが発生したことを、１又は複数の端末から受信した情報に従って判定し、前記アラートによって影響を受ける可能性がある、前記１又は複数の端末以外の他の端末を識別するように構成されてもよい。
【００２１】
前記通信装置は、前記１又は複数の端末に関連する位置に従って、前記アラートによって影響を受ける可能性がある、前記１又は複数の端末以外の他の端末を識別するように構成されてもよい。
【００２２】
前記通信装置は、前記１又は複数の端末に関連する装置の種類に従って、前記アラートによって影響を受ける可能性がある、前記１又は複数の端末以外の他の端末を識別するように構成されてもよい。
【００２３】
前記通信装置は、前記アラートに関連するアラート種類に従って、前記アラートによって影響を受ける可能性がある、前記１又は複数の端末以外の他の端末を識別するように構成されてもよい。
【００２４】
前記通信装置は、前記他の端末に対しアラートモードから通常モードへの変更を指示することによって、前記端末の１サブセットだけが前記ネットワークイベントに応じて送信を試行するよう取り決めるように構成されてもよい。
【００２５】
前記ネットワークイベントは、前記通信装置によって送信されるブロードキャストメッセージであってもよく、前記通信装置は、前記複数の端末が前記ブロードキャストメッセージの全て又は一部の再送信に対する要求の送信を試行することを予測するよう構成されてもよい。
【００２６】
前記通信装置は、前記端末の１サブセットだけに、どの程度良好に前記ブロードキャストメッセージを受信したかのインディケーションの送信を指示するよう構成されてもよい。
【００２７】
前記通信装置は、前記端末の１サブセットによって送信された前記インディケーションに従って、前記ブロードキャストメッセージのどの部分を再送するかを判定するよう構成されてもよい。
【００２８】
前記通信装置は、前記端末の１サブセットによって送信された前記インディケーションに従って、前記複数の端末の内どの端末に送信するかを判定するよう構成されてもよい。
【００２９】
前記通信装置は、当該通信装置による前記ブロードキャストメッセージの全て又は一部の再送信に応じて当該再送信に対する要求を送信することを前記端末全てに許可するように構成されてもよい。
【００３０】
前記通信装置は、再送信に対する前記端末の要求を競合アクセスを介して送信することを当該端末の全てに許可するように構成されてもよい。
【００３１】
前記通信装置は、マシンツーマシン通信用に構成されたネットワーク内で動作するように構成されてもよい。
【００３２】
前記通信装置は、ホワイトスペースで動作するよう構成されてもよい。
【００３３】
本発明の第２の実施形態では、複数の端末との通信方法であって、ネットワークイベントが前記複数の端末に影響を与え、前記複数の端末のそれぞれが前記ネットワークイベントに関連する情報の当該通信装置への送信を試行するトリガとなりうることを判定することと、前記複数の端末の１のサブセットだけが前記ネットワークイベントに応じて送信を試行するように取り決めることと、を含んで構成された方法を提供する。
【００３４】
以下、本発明の態様を、添付図面を参照して例を用いて説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】通信ネットワークの一例を示す。
【図２】通信フレームの一例を示す。
【図３】基地局によって実行されるプロセスの一例を示す。
【図４Ａ】端末によって実行されるプロセスの一例を示す。
【図４Ｂ】端末によって実行されるプロセスの一例を示す。
【図５】基地局によって実行されるプロセスの一例を示す。
【図６】通信装置の一例を示す。
【図７】他の通信装置の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
上記の課題に対処する適切な方法は、ネットワークが、端末がそれらのスケジュールされていないメッセージの送信を全て同時に施行しないように取り決めることである。
【００３７】
一つのオプションとしては、ネットワークイベントが多数の端末が前記ネットワークイベントに関する情報の大方同時の送信を試行するトリガとなる可能性があり、その結果、そのようなメッセージが重大なネットワーク輻輳を生じる可能性が高いことを、通信装置が予測することである。その予測された輻輳は、メッセージのいくつかが伝わらないという結果を生じるかもしれず、また、ネットワークイベントに関連しない通信を妨げるかもしれない。前記通信装置は、好ましくは、前記複数の端末の１サブセットだけが前記ネットワークイベントに応じて送信を試行することを取り決めるように構成される。サブセットの一部ではない端末は、別々にポーリングされてもよい。このように、ほとんどの端末が、ネットワークイベント（通信装置の制御範囲外であるタイミング）に応じてではなく通信装置からの指示に応じて送信するので、通信装置は、ネットワークのタイミング及び負荷を制御できる。
【００３８】
前記通信装置は、多くの端末が実質的に同時に送信をしようとすることを予測した場合に、競合アクセスの過負荷を防止するアクションを起こすべきであることを判定してもよい。例えば、前記通信装置が、多数の端末が１の特定フレームの競合アクセス部分を用いようとすると判断する場合などである。前記通信装置は、フレームの競合アクセス部分を用いようとする端末の数が特定のフレームにおける競合アクセス時間スロットの数と同じかそれを上回ることを判定した場合に、端末の数が「大きく」なることを判断してもよい。
【００３９】
従って、前記通信装置は、少なくとも初期は、端末の１サブセットからのネットワークイベントに関する情報の受信だけを行う。前記通信装置は、好ましくは、それがその端末の１サブセットだけから受信した情報に従って、ネットワークイベントに応じ特定のアクションの過程を採用するように構成される。前記通信装置は、それが前記１サブセットから前記情報を受信する前又は後に、通信装置が適切なアクションの過程を取るのに十分な情報であることを判定するよう構成されてもよい。
【００４０】
以下、本発明の１又は複数の実施形態を、特に図１に示した無線ネットワークについて説明する。また、本発明の１又は複数の実施形態を、複数の通信装置の一が端末でありその通信装置の他の一の装置が基地局である無線ネットワークについて特に説明する。これは、単に例示を目的とし、当然、本明細書に記載のメカニズムは、ネットワークの中でのその役割にかかわりなく、いかなる適切な通信ネットワーク及びいかなる適切な通信装置によって実現されてもよいことが理解される。
【００４１】
図１における、全体として１０４と示されるネットワークは、多数の端末１０６とそれぞれ無線通信することが可能な、１又は複数の基地局１０５を含んで構成される。各基地局は、特定の地理的領域又はセル内に位置する端末と通信するよう取り決められてもよい。基地局は、端末からの無線信号を送受信する。端末は、マシン内又はそれと類似の基地局と通信するもの内に搭載されたエンティティである。適宜、無線ネットワークは、基地局がマスタで端末がスレーブであるマスタ・スレーブモードで動作するよう取り決められる。各基地局は、例えば、千又はそれ以上の、多数の端末と通信するよう取り決められてもよい。
【００４２】
基地局コントローラ（基地局制御装置）１０７は、基地局への通信のシングルポイント（single point of communication）を提供し、その後、要求に応じて他のネットワーク要素に受信した情報を配信する装置である。ネットワークは、インターネット１０２を経由して、クライアントと直面する部分（client-facing portion）１０１と通信するよう取り決められてもよい。このように、クライアントは、無線ネットワークを経由して端末にサービスを提供してもよい。
【００４３】
この例で示されている他の論理ネットワーク要素は、以下の通りである。
・コアネットワーク。これは、基地局とクライアントネットワークの間のトラフィック情報をルーティングする。
・課金システム。これは、利用度数を記録し、適切な課金データを生成する。
・認証システム。これは、端末及び基地局の認証情報を保有する。
・位置レジスタ。これは、直近に知得した端末の位置を保持する。
・ブロードキャストレジスタ。これは、グループメンバーシップについての情報を保持し、ブロードキャストメッセージに対する受信通知を格納及び処理するのに用いられることができる。
・オペレーション・メンテナンスセンタ（ＯＭＣ）。これは、ネットワークの機能を監視（モニタ）し、エラーが検出されたときにアラームを発する。それはまた、周波数計画及びコード計画、負荷分散、及び他のネットワークの運用面を管理する。
・ホワイトスペースデータベース。これは、利用可能なホワイトスペーススペクトルについての情報を提供する。
・クライアント情報ポータル。これは、クライアントが、関連する端末の状態、トラフィックのレベルなどのデータを判定するのを容易にする。
【００４４】
実際に、論理ネットワーク要素の多くが、ソフトウェアを動作させるデータベースとして実現されてもよく、そして、プラットフォームの広範囲に提供され得る。多くのネットワーク要素は、同一プラットフォーム内に物理的に配置されてもよい。
【００４５】
図１に示すようなネットワークは、マシンツーマシン通信、すなわち、人が介在しない通信のために用いられてもよい。マシンツーマシン通信は、ホワイトスペースにおける動作の制約に合致する。そのホワイトスペース内では、ネットワークに対して利用可能な帯域が一ロケーションから他のロケーションに変化してもよいし、また、一時刻から他の時刻へ変化してもよい。例えば、ネットワークの外側で動作するがスペクトルの同一部分を使用する付近の装置のために、などの理由によって、ネットワークがそれに対して割り当てられた、スペクトルのいかなる特定部も有していないときに、そのスペクトルの割り当てられていない部分も利用不可能になっていてもよい。マシンは、これらの変化する通信条件から生じうる通信における遅延や中断に耐性を有するようになっている。ネットワークはまた、その通信条件に適合せねばならない。例えば、ネットワークは、（隣接するセルに対して適宜異なる）周波数ホッピング・シーケンス、（信号条件及び端末の技術性能に適合されることができる）異なるデータレート、（これもまた信号条件及び端末の技術性能に適合されることができる）分散コード、及び（損失パケットが認識でき、再送信されうるような）受信通知メカニズム（acknowledgement mechanisms）を利用するようにしてもよい。
【００４６】
基地局は、そのセル内の複数の端末との通信を体系づけるフレーム構造を利用してもよい。媒体アクセス制御（ＭＡＣ）は、利用できる無線リソースを複数の端末間で共有するのに用いられてもよい。適切なフレームの例を図２に示す。フレーム（全体として２０１と示される）は、完全な出力までのランプアップ時間２０２（Ｔ＿ＩＦＳ）、同期バースト２０３（ＤＬ＿ＳＹＮＣ）、後続のチャネル構造を提供する情報領域２０４（ＤＬ＿ＦＣＨ）、いずれの情報がいずれの端末及びいずれのアップリンクタイムスロット割り当てを対象としているかを示すマップ２０５（ＤＬ＿ＭＡＰ）、従前のアップリンク送信の受信通知を許可する領域２０６（ＤＬ＿ＡＣＫ）、そして、その後に、端末に送られることとなる実情報２０７（ＤＬ＿ＡＬＬＯＣ）を含んで構成される。それに続き、ダウンリンクのランプダウン及びアップリンクのランプアップ用のガード期間２０８（Ｔ＿ＳＷ）、そして、割り当てられたアップリンクデータ送信２１０（ＵＬ＿ＡＬＬＯＣ）と並んで設けられたアップリンク競合アクセス用に確保されたチャネル２０９（ＵＬ＿ＣＡ）が続く。
【００４７】
各フレームは、好適に２秒の長さである。基地局は、端末の全てが可能な限り受け入れるべきブロードキャストフレームを定期的に送信するよう取り決められてもよい。このフレームは、およそ、１５分ごとに一度送信されてもよく、そして、「スーパー・フレーム」の第１フレームを形成するよう考慮されてもよい。そのフレームは、「ブロードキャストチャネル」として知られている。このフレームの頻度は、トレードオフである。そのフレーム送信がとても頻繁である場合、端末は、そのブロードキャストフレームを受け入れるために過度にバッテリを消費してしまう。そのフレーム送信がとても少ない場合、端末を「ページングする（page）」又は「ポーリングする（poll）」のに非常に長時間かかり、そして、ネットワーク変数を変化させうる頻度が減少する。
【００４８】
端末は、ネットワーク上で送信するよう意図されたデータに対する指定が適用されるよう構成されてもよい。ほとんどの部分で、データは、スケジュールされたタイムスロットでの送信が指定されることができる。端末は、あるデータ装置にスケジュールされていないデータであると指定してもよい。端末がスケジュールされていない送信データを有するとき、それは、基地局からそのデータ用に割り当てられたスロットを受信するのを待つか、又は、競合アクセスを介してそれを送信するかのどちらかを行う。端末は、そのデータ送信に割り当てられた緊急度に従い、それらの二つのオプションのどちらかを選択してもよい。可能な限り最も早い機会の通信に指定されたデータは、通常、競合アクセスを介して送信される。
【００４９】
端末は、特定のフレームにおいて利用可能な競合アクセススロットの数及びヘッダを復号したときのそれらの大きさを推測することができる。その端末は、０と、利用できる競合アクセスバーストの数との間で任意の数を選択し、その数と一致する競合アクセススロットへのアクセスを試行してもよい。
【００５０】
多数の端末が、それらがほぼ同時に送信しようとするスケジュールされていないデータを有しているときに問題が発生する。競合アクセスの試行の急増は、ネットワークを逼迫させる可能性を有する。この状況は、単一のネットワークイベントが多数の端末に影響を与え、それらの端末がそのイベントについての情報をネットワークへ送信しようとすることのトリガとなるときに起こることがある。端末からの送信は、それらが同じ競合アクセススロットにアクセスしようとするときに、多くのメッセージがネットワークに伝わらないことがあるという危険性を伴って、互いに衝突することがある。更に、競合アクセスの試行の急増は、端末が他のスケジュールされていないデータを送信しようとすることを妨げることがある。そのデータは、いくつかの場合において緊急であるかもしれない。例えば、医療機器は、同時に競合アクセススロットに対して多くの端末が競合している場合、患者の状態の変化に関する生体情報（vital information）を送信することが妨げられるおそれがある。
【００５１】
多数の競合アクセス要求が同時に発生することを予測し、かつ、それを避けるための本明細書に記載のメカニズムは、多数の端末が同時送信をしようとすることが予期されうる、いかなる状況においても、有用に適用されうる。これらのメカニズムの一般原理は、アラート条件及びブロードキャストメッセージの送信の発生というネットワークイベントに関する二つの特定の例について以下に説明する。これは、単に例示を目的とするものであり、ある特定のネットワークイベントに発明の範囲を限定することを意図するものではないことが当然理解されるべきである。ネットワークイベントの一つの特定の例について以下に説明するどの特定のメカニズムもまた、他の例、のみならず、任意の他のネットワークイベントに同様に適用されてもよい。
【００５２】
適宜、端末は、アラート条件を検出した場合にネットワークに通知するよう取り決められてもよい。これは、通常アラートメッセージをそれが記録される基地局に対して送信することにより、しばしば、端末に予期しない送信をさせることを要求する。この端末は、そのアラートメッセージをスケジュールされていないデータに関連するものとして指定してもよい。端末はまた、そのアラートメッセージを可能な限り最も早い機会で送信すべきデータであると指定してもよい。端末は、概して、競合アクセスを介して可能な限り迅速にアラートメッセージを送信しようとする。
【００５３】
アラート条件は、端末及び／又はネットワークの動作性能に、ネガティブに影響を与える状況であってもよい。アラート条件は、クライアントに関連する状況であってもよい。クライアントは、アラート条件となりうるものが何であるかを設定する権限を有していてもよい。アラート条件の例は、停電、所定の閾値を超えたことを認識したセンサ信号、アラームのトリガとなることなどを含んでもよい。
【００５４】
基地局は、１又は複数のアラートメッセージを受信し、他の端末が同様のメッセージを送信する可能性があることが予測されるときには、不必要なアラートを未然に防ぐよう動作してもよい。この状況は、単一のアラート条件がセル内の多くの端末に影響を与えるときに、起こりうる。基地局は、いくつかの又は全ての端末に、それらにアラート条件を認識した旨のメッセージを送ってもよい。このメッセージは、端末に、そのときにそれらのアラートメッセージを送信しないことを指示してもよい。基地局はまた、それらの端末に以下の内容の１又は複数のことを指示してもよい。
・競合アクセスを介してのそれらのアラートメッセージの送信を遅らせること。
・競合アクセスを介してそれらのアラートメッセージを送信すること。
・新しく割り当てられたタイムスロット内で、それらのアラートメッセージを送信すること。
・既に割り当てられたタイムスロット内で、それらのアラートメッセージを送信すること。
・基地局によってポーリングされるまで、それらのアラートメッセージの送信を待機すること。
・それらのアラートメッセージを全く送信しないこと。
【００５５】
基地局は、例えば、アラート条件の種類、アラートに影響を受ける可能性があると推定される端末の数、ネットワークにかかる負荷の重さの程度、そして、クライアントがその端末の１又は複数に影響を与えるアラートのイベントの発生に対し選んだもの、に基づき、上記オプションの一つを選択してもよい。基地局は、異なる端末に対しては異なるオプションを選択してもよい。例えば、基地局は、後に端末のいくつかをポーリングすること、及び他の端末にそれらのアラートメッセージを全く送信しないことを指示することを選択してもよい。
【００５６】
基地局は、それがセル内の端末の全て又は１サブセットだけに、アラートを認識した旨のインディケーション（indication）を送信してもよい。その端末の１サブセットは、基地局が、いずれの端末がそのアラートによって影響を受ける可能性があると判断しているかに基づき選択されることができる。それは、アラート条件がセルの特定の地理的領域又は端末（例えば、電気メーター）の特定のクラスもしくは種類に制限されることができる。基地局は、基地局がアラートメッセージを既に受信した端末に関連した装置のクラス、基地局がアラートメッセージを既に受信した端末に関連する位置、アラートメッセージにより指し示されるアラートの種類等に基づきインディケーションをいずれの端末に送信するかを選択してもよい。
【００５７】
例えば、二以上の電源異常のメッセージを地理的に同一な地域内で受けたとき、基地局は、そのカバー領域内で計器の全てに、電源異常問題を認識した旨のメッセージを送信してもよい。基地局はまた、ネットワークに計器の電源状態を通知するよう、その計器の次のスケジュールされた（通常メーターの示度を送信するのに用いられる）送信スロットを利用することを計器に指示してもよい。あるいは、基地局は、端末のアラートメッセージを受信する準備ができたときに端末個々にポーリングしてもよい。
【００５８】
他のオプションは、基地局がアラートを最初に認識した後すぐに、当該基地局が通信に供されるフレームの競合アクセス部分へのアクセスを制約することである。例えば、基地局は、そのフレームのヘッダ部の中に、競合アクセスに対するアクセスを制約する情報を含んでもよい。各フレーム内で競合アクセスに特定の数のスロットを割り当てること、フレーム内の競合アクセススロットを特定の種類の端末によりアクセスされるように制限すること（例えば、競合アクセスを医療機器だけに制限する）、及び／又は競合アクセスを特定の種類のメッセージに制限すること（例えば、アラートメッセージが、基地局が競合アクセスから除外できる特定の種類のメッセージであってもよい）により、基地局はアラートメッセージに対する競合アクセスを開いたり／閉じたりしてもよい。
【００５９】
端末は、通常状態及びアラート状態を有するよう構成されてもよく、その場合、アラートを検出して、その後に端末が状態を後者に変更する。アラート状態において、端末は、そのアラートメッセージを競合アクセスを介して可能な限り早急に送信しようとしてもよい。基地局がアラートメッセージに対して後に端末をポーリングすることを示したときは、端末は、基地局によりそのアラートメッセージを競合アクセスを介して送らないよう指示された場合でも、それ自体のアラート状態のままであってもよい。端末は、アラートメッセージを送ったとき、又はアラートメッセージの送信をしないようにとの指示を基地局から受信したときに、それ自体のノーマル状態に戻ってもよい。
【００６０】
基地局は、好ましくは、メッセージの中に置かれた特定のビットを用いる等して、メッセージが「アラート」する種類のメッセージであることを判定するよう構成される。
【００６１】
このような方法における、基地局などのネットワーク装置によって実行されるプロセスの一例を、図３に示す。このプロセスは、ステップ３０１で開始される。ステップ３０２で、基地局は、アラート条件をその基地局に知らせるメッセージを端末から受信する。基地局は、このアラート条件がセル内の他の端末に影響を与える可能性があるかを判定し（ステップ３０３）、そうして、その基地局は、そのアラート条件によって影響を受ける可能性がある端末のグループ（単純な場合では単に「セル内の全ての端末」になりうる）を判定し、そして、その端末のグループにアラートメッセージを競合アクセスを介して送信しないようにとの指示を送信する（ステップ３０４及び３０５）。その後、基地局は、ネットワークが負荷過剰になる危険性を回避したときに、それらのアラートメッセージに対して端末個々にポーリングする（ステップ３０６）。このプロセスは、ステップ３０７で終了する。
【００６２】
アラートが検出されてアラート状態となった端末によって実行されるプロセスの一例を図４Ａに示す。このプロセスは、ステップ４０１で開始される。端末は、ステップ４０２で、電源異常などのアラート条件を検出し、アラート状態となる。端末は、基地局にメッセージを送信することにより、ネットワークに、このアラート条件を通知するよう構成される。端末は、このメッセージを高優先度であると指定して、その結果、そのメッセージは、最も早い機会に送信される（ステップ４０３）。特に、これは、端末が競合アクセスを介してメッセージの送信を試行すること（ステップ４０４）を意味しそうではあるが、これがより早くわかれば、端末は次のスケジュールされたスロットを使用することが可能である（しかし、大半の状況において、アラートメッセージがスケジュールされていないデータとして分類されるので、端末は競合アクセスを用いる傾向がある）。アラートメッセージが送信されると、このプロセスはステップ４０５で終了する。
【００６３】
基地局によりノーマル状態に再びなるよう指示された端末によって実行されるプロセスの一例を図４Ｂに示す。このプロセスはステップ４０６で開始される。ステップ４０７で、端末はアラート条件を検出し、更に、アラート状態となる。端末は、このアラートメッセージを最も早い機会に送信されるものであると指定する（ステップ４０８）。その後、端末は、基地局が既にアラート条件を認識した旨のインディケーションと、アラートメッセージを送信しないようにとの指示とを基地局から受信する（ステップ４０９）。そして、端末は、ノーマルモードに戻る（ステップ４１０）。このプロセスは、ステップ４１１で終了する。
【００６４】
図４Ｂに示したプロセスは、単に可能性のある一例である。他の例において、基地局は、端末のアラートメッセージを全く送信しないのではなく、そのアラートメッセージを送信する前にその端末がポーリングを受けるまで待機することを、その端末に指示する。この場合、端末は、アラートメッセージを基地局に送信するまでは再度ノーマルモードにはならない。
【００６５】
上記１又は複数の実施形態の利点は、同一アラートに関するメッセージの過多でネットワークリソースの負荷が超過する危険性を伴わずに、アラートについての情報をネットワークがタイムリーに収集可能であること、を保証することを含みうる。ネットワークは、それらのメッセージが送信されるべき時間及び方法を制御することができる。
【００６６】
多量の競合アクセス要求のトリガとなる可能性があるネットワークイベントの他の例は、単一メッセージがセル内の複数の端末にブロードキャストされたときである。
【００６７】
ブロードキャストメッセージは、複数端末にデータを通信する効率的な方法である。しかし、特に個々のセルが地理的に広大な領域をカバーし、異なる通信性能を有する端末を広範囲に含むネットワークにおいて、時に、そのデータは、全ての端末によって上手く受信されないことがある。この課題に対処するために、全端末が上手くそのデータを受信することを期待して、そのデータを所定の回数にわたり再送信されうる。しかし、この対処は、信頼性に欠ける。他のオプションとしては、各端末がそのデータを受信したことが確実となるように、基地局が個々の端末をそれぞれ確認することである。概してビジーな基地局では、これは、長時間を要するものとなりやすい。更なるオプションとしては、ブロードキャストメッセージのある部分又は全ての再送信を要求する端末からの基地局への応答である競合アクセスメッセージを基地局が受け入れることである。しかし、ビジーネットワークにおいて、基地局は、再送信要求の競合アクセスで溢れ返ることになりうる。多くの端末が再送信を要求すれば、その後、基地局はそれらの全てを受信できない可能性がある。
【００６８】
好ましいオプションは、基地局がセル内の端末の一部と直接的に通信している間は再送信要求のための競合アクセスを一時的に閉じることにより、基地局が競合アクセスを介しての複数の再送信要求を未然に防ぐことである。基地局は、好ましくは、最初のメッセージがブロードキャストされた端末の１サブセットに、それらがそのメッセージを上手く受信できたかを問い合わせする。このサンプルの結果により、基地局は、再送信されるブロードキャストメッセージのフラグメントの一覧を構築してもよい。その後、基地局は、メッセージ全体を送信するのではなく、それらのフラグメントだけを送信してもよい。
【００６９】
端末のサンプリングプロセス及び要求されたフラグメントの再送信プロセスが完了したら、基地局は、再送信要求のための競合アクセスを開いてもよい。そのサンプリング及び再送信プロセスは、数回繰り返されてもよい。このプロセスは、競合アクセスチャネルの負荷を減少させうる。
【００７０】
基地局は、多くの方法でサンプリンググループの一部を形成する端末を選択することができる。例えば、ランダムサンプリングに基づき、セル内の端末位置の知得情報及びそれらが要求する無線モード（例えば、ブロードキャストメッセージが送信される無線モードを比較する）に基づき、又は、端末に関連する特定のグループ（例えば、それらの端末に関連する機能、それらの端末に関連する種類、又はそれらの端末の全てが所属する専用グループに基づく）に基づき、基地局はサブセットを選択してもよい。
【００７１】
各フレーム内で競合アクセスに特定の数のスロットを割り当てること、フレーム内の競合アクセススロットを特定の種類の端末によりアクセスされるように制限すること（例えば、競合アクセスを医療機器だけに制限する）、及び／又は競合アクセスを特定の種類のメッセージだけに制限すること（例えば、再送信要求が、基地局が競合アクセスから除外できる特定の種類のメッセージであってもよい）により、基地局は再送信要求に対して競合アクセスを開いたり／閉じたりしてもよい。
【００７２】
複数の端末からの再送信要求を避けようとする基地局によって実行されるプロセスの一例を、図５に示す。このプロセスは、ステップ５０１で開始される。ステップ５０２で、基地局は、複数の端末にブロードキャストメッセージを送信する。基地局は、このネットワークイベントから多量の再送信要求が生じることを予測して、更に、再送信要求に対する競合アクセスを閉じる（ステップ５０３）。その後、基地局は、ブロードキャストメッセージのどの部分を受信できなかったかを問い合わせる端末のサブグループを識別し（ステップ５０４）、それらの端末のサンプルをとる（ステップ５０５）。その後、基地局は、要求されたメッセージフラグメントを再ブロードキャストする（ステップ５０６）。そのフラグメントは、通常、最初のメッセージを送った端末全てに再ブロードキャストされる。しかし、再ブロードキャストは、最初のメッセージを送った端末の１サブセットに制限することができる。例えば、基地局は、サンプルグループの中の、最初のメッセージの全てを上手く受信した端末のいずれかを除外することができる。その後、基地局が再送信要求に対して競合アクセスを再度開く時期であるか、又はサンプリングプロセスを続けるべきであるかを基地局は判定してもよい（ステップ５０７）。例えば、セル内の現在のトラフィック負荷、すぐ前のイテレーションにおける再送信が要求されたフラグメントの数、及び／又は既に実行されたサンプリングプロセスの回数などに従って、この判定はなされてもよい。基地局が競合アクセスを再度開く時期ではないと判定した場合には、基地局はサンプリングプロセスを繰り返す。基地局は、前のイテレーション時と同一のサンプル端末の組合せを用いてもよいし、又は、異なる組合せを選択してもよい。基地局が再送信要求に切り換えるべきであると判定した場合に、その基地局は競合アクセスを再度開く（ステップ５０８）。これらのプロセスは、ステップ５０９で終了する。
【００７３】
本発明の一実施形態に係る通信装置内に含んで構成される機能ブロックの一例を図６に示す。全体として６０１と示される通信装置は、メッセージの送受信用のアンテナ６０２と接続された通信ユニット６０３を含んで構成される。通信装置は、更に、いつネットワークイベントが多数の競合アクセスメッセージのトリガとなる可能性があるかを判定するための予測ユニット６０４を含んで構成される。この予測ユニットは、そのセル内で１又は複数の端末に影響を与えるアラート条件に従ってこの判定をするよう構成されてもよい。このユニットは、端末から既に受信した１又は複数のアラートメッセージに従って、又は、ネットワークからのインディケーション（例えば、コアネットワークが他の基地局もしくはセルから、又はクライアントなどの外部ソースから収集した情報に基づく）に従って判定を行うよう構成されてもよい。予測ユニットはまた、アラートと関連する種類を判定してもよく、及び／又はアラートが、複数の端末に影響を与える可能性があり、その結果、何もアクションを起こさない場合にアラートメッセージの過多が予期されうることを判定してもよい。予測ユニットはまた、ブロードキャストメッセージをセル内の複数の端末に送信しようとする場合に、ネットワークイベントが多量の競合アクセスメッセージのトリガとなる可能性があることを判定するよう構成されてもよい。
【００７４】
通信装置は、端末の競合アクセスメッセージがアラートメッセージであるか再送信要求であるかに関わらず、いかなるときに、どのような方法で端末がそれらの競合アクセスメッセージを送信すべきかを判定するためのスケジューリングユニット６０６を更に含んで構成される。通信装置はまた、いずれの端末がアラート条件により影響を受ける可能性があるかを判定するための、及び／又はサンプリング用の端末のサブグループを選択するための、グループユニット６０６を含んで構成される。通信装置は、中央制御装置として効果的に動作してもよいし、そして、他の機能ブロックの間で情報を渡してもよい。
【００７５】
本発明の他の実施形態に係る通信装置内に含んで構成される機能ブロックの一例を図７に示す。全体として７０１と示される通信装置は、メッセージの送受信用のアンテナ７０２と接続された通信ユニット７０３を含んで構成される。通信装置は、通信装置がアラート条件によって影響を受けることを判定するためのアラートユニット７０４を更に含んで構成される。通信装置は、特定のメッセージがどのように送信されるべきかを判定するための、そして更に、それらと特定の指定とを関連付けるための、指定ユニット７０５を含んで構成される。通信装置はまた、通信装置がいつアラートモードと通常モードとの間で切り換えられるべきかを判定するためのモードユニット７０６を含んで構成される。通信装置は、中央制御装置として効果的に動作してもよいし、そして、他の機能ブロックの間で情報を渡してもよい。
【００７６】
図６及び７の装置は、多数の内部連結された機能ブロックを含んで構成するものとして例証して示されている。これは、例示を目的としており、そして、チップ上の、ハードウェアの異なる部分間での厳密な分割を規定することを意図するものではない。実際に、通信装置は、好ましくは、本明細書に記載された方法を実行するためのソフトウェアの制御下で動作するマイクロプロセッサを使用する。いくつかの実施形態において、アルゴリズムは、ハードウェア内で全体的に、又は部分的に実行されてもよい。
【００７７】
本明細書に記載されたメカニズムは、基地局として動作する通信装置及び／又は端末として動作する通信装置により最も有利に実現されてもよい。しかし、通信装置は、ネットワークにおいて、任意の役割を実現してもよい。
【００７８】
本開示により、出願人は、本明細書に記載された特徴を個々に分離してそれぞれについて及びその特徴の二以上の任意の組合せについて、その特徴又は特徴の組合せが本明細書に記載された任意の課題を解決するかに関わらず、当業者の共有する通常の知識に照らし本明細書の全体に基づいてその特徴又は組合せが実行可能な範囲で、かつ、特許請求の範囲を限定することなく、開示するものである。出願人は、本発明の態様がそのような任意の特徴又は特徴の組合せから構成されてもよいことを示す。上述の記載に照らせば、種々の改良例が本発明の範囲で創作できることは当業者には明らかである。
【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図１】
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【国際調査報告】
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