(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信装置であって、
他の通信装置への信号の送信を制御する制御部と、
前記他の通信装置との位置関係として、前記通信装置に最も近い他の通信装置から見た当該通信装置の方位を特定する特定部と、
を備え、
前記制御部は、前記他の通信装置から見た前記通信装置の方位と通信リソースとの所定の関係に従い、前記特定部により特定された方位に応じた通信リソースを前記信号の送信のための送信リソースとして決定する、通信装置。
【請求項２】
通信装置であって、
他の通信装置への信号の送信を制御する制御部と、
前記他の通信装置との位置関係として、当該他の通信装置から見た前記通信装置の方位を特定する特定部と、
を備え、
前記制御部は、前記他の通信装置から見た前記通信装置の方位と通信リソースとの所定の関係に従い、前記特定部により特定された方位に応じた通信リソースを前記信号の送信のための送信リソースとして決定し、
前記制御部は、復調に成功した場合に前記他の通信装置から送信される受信確認の受信に基づいて、所定の処理を実行する、通信装置。
【請求項３】
前記特定部は、前記位置関係として、前記通信装置および前記他の通信装置の間の距離を特定し、
前記制御部は、前記通信装置および前記他の通信装置の間の距離と通信リソースとの所定の関係に従い、前記特定部により特定された距離に応じた通信リソースを前記送信リソースとして決定する、請求項１又は２に記載の通信装置。
【請求項４】
前記通信装置は、
前記通信装置に最も近い他の通信装置の距離を特定するにあたり取得される位置情報である、複数の他の通信装置の位置情報を記憶する記憶部をさらに備え、
前記特定部は、前記位置関係として、前記複数の他の通信装置のうちで前記通信装置に最も近い他の通信装置と前記通信装置との距離を特定する、請求項３に記載の通信装置。
【請求項５】
前記所定の関係においては、第１の距離範囲および第３の距離範囲に第１の通信リソースが対応し、前記第１の距離範囲と前記第３の距離範囲の間の第２の距離範囲には第２の通信リソースが対応する、請求項３に記載の通信装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記信号に対する応答の有無に基づき、前記信号の再送を制御する、請求項１又は２に記載の通信装置。
【請求項７】
前記通信リソースは、時間軸上のリソースを含む、請求項３に記載の通信装置。
【請求項８】
前記通信リソースは、周波数軸上のリソースを含む、請求項１又は２に記載の通信装置。
【請求項９】
他の通信装置との位置関係として、通信装置に最も近い他の通信装置から見た当該通信装置の方位を特定することと、
前記他の通信装置から見た前記通信装置の方位と通信リソースとの所定の関係に従い、特定された方位に応じた通信リソースを送信リソースとして決定することと、
前記送信リソースにおける前記他の通信装置への信号の送信を制御することと、
を含む、通信制御方法。
【請求項１０】
通信装置と他の通信装置との位置関係として、当該他の通信装置から見た当該通信装置の方位を特定することと、
前記他の通信装置から見た前記通信装置の方位と通信リソースとの所定の関係に従い、特定された方位に応じた通信リソースを当該他の通信装置への信号の送信のための送信リソースとして決定することと、
復調に成功した場合に前記他の通信装置から送信される受信確認の受信に基づいて、所定の処理を実行することと、
前記送信リソースにおける前記他の通信装置への信号の送信を制御することと、
を含む、通信制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、通信装置および通信制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、センサ機能を有する端末から無線通信により情報を収集するための無線センサネットワークが注目されている。無線センサネットワークの用途は、興味対象の位置を確認する用途、および興味対象の行動を管理する用途など、多岐に渡る。
【０００３】
既存のセルラーシステムおよび無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）などの無線通信システムにおいては、基地局またはアクセスポイントのような親局が、通信リソースの管理を行う。例えば、親局は、定期的に基準信号を送信し、子局側の通信装置のための通信リソースを決定し、決定した通信リソースを所定の制御プロトコルに従って通信装置に通知し、通信装置は、基準信号の受信結果および通知された通信リソースを用いて通信を行う。当該管理により、複数の通信装置が行う通信間での干渉を回避または抑制することが可能である。無線通信システムおよび通信リソースの割当てについては、例えば特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１６５９９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、通信リソースの管理のための通信装置における通信、すなわち、上述した基準信号の受信および所定の制御プロトコルに従った通信では、通信装置の電力が消費される。特に、センサネットワークに属する通信装置（端末）が送信するデータは数ｂｙｔｅ程度の少量データである場合が想定され、この場合、通信リソースの管理のために消費される電力の、データの送信のために消費される電力に対する割合が大きくなってしまう。
【０００６】
そこで、本開示では、通信リソースの管理のために通信装置において消費される電力を低減することが可能な、新規かつ改良された通信装置および通信制御方法を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示によれば、他の通信装置への信号の送信を制御する制御部と、前記他の通信装置との位置関係を特定する特定部と、を備え、前記制御部は、前記特定部により特定された前記位置関係に基づき、前記信号の送信のための送信リソースを決定する、通信装置が提供される。また、本開示によれば、他の通信装置との位置関係を特定することと、前記位置関係に基づき送信リソースを決定することと、前記送信リソースにおける前記他の通信装置への信号の送信を制御することと、を含む、通信制御方法が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
以上説明したように本開示によれば、通信リソースの管理のために通信装置において消費される電力を低減することが可能である。
【０００９】
なお、上記の効果は必ずしも限定的なものではなく、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書に示されたいずれかの効果、または本明細書から把握され得る他の効果が奏されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本開示の実施形態による無線通信システムの構成を示す説明図である。
【図２】時間軸上の通信リソースの区分の一例を示す説明図である。
【図３】センサ端末が送信するフレームの構成例を示す説明図である。
【図４】本開示の実施形態による基地局の構成を示す説明図である。
【図５】本開示の実施形態によるセンサ端末の構成を示す説明図である。
【図６】基地局の位置情報の具体例を示す説明図である。
【図７】距離、量子化距離およびスーパーフレーム番号の関係の具体例を示す説明図である。
【図８】基地局に無線信号を送信するセンサ端末の具体例を示す説明図である。
【図９】基地局における各無線信号の受信電力の具体例を示す説明図である。
【図１０】無線信号の復調が順次に成功する様子を示す説明図である。
【図１１】本実施形態によるセンサ端末の動作を示すフローチャートである。
【図１２】基地局から見たセンサ端末の方位の具体例を示した説明図である。
【図１３】方位、量子化方位よび周波数との所定の関係の一例を示す説明図である。
【図１４】本開示の実施形態の応用例の動作を示すフローチャートである。
【図１５】センサ端末のハードウェア構成を示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１２】
また、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素を、同一の符号の後に異なるアルファベットを付して区別する場合もある。例えば、実質的に同一の機能構成または論理的意義を有する複数の構成を、必要に応じてセンサ端末２０Ａ、２０Ｂおよび２０Ｃのように区別する。ただし、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素の各々を特に区別する必要がない場合、同一符号のみを付する。例えば、センサ端末２０Ａ、２０Ｂおよび２０Ｃを特に区別する必要が無い場合には、単にセンサ端末２０と称する。
【００１３】
また、以下に示す項目順序に従って本開示を説明する。
１．無線通信システムの概要
２．基地局の構成
３．センサ端末の構成
４．動作
５．応用例
６．ハードウェア構成
７．むすび
【００１４】
＜１．無線通信システムの概要＞
本開示の実施形態は、無線センサネットワークを形成する無線通信システムに関する。まず、図１を参照し、本開示の実施形態による無線通信システムの概要を説明する。
【００１５】
（１−１．無線通信システムの構成）
図１は、本開示の実施形態による無線通信システムの構成を示す説明図である。図１に示したように、本開示の実施形態による無線通信システムは、複数の基地局１０と、複数のセンサ端末２０と、アプリケーションサーバ３０と、を備える。
【００１６】
基地局１０は、センサ端末２０と無線通信を行う機能、および、アプリケーションサーバ３０と有線通信を行う機能を有する。例えば、基地局１０は、セル内に位置するセンサ端末２０と無線通信を行う。図１に示した例では、基地局１０Ａは、基地局１０Ａのセル内に位置するセンサ端末２０Ａ、２０Ｂおよび２０Ｃと無線通信を行い、基地局１０Ｂは、基地局１０Ｂのセル内に位置するセンサ端末２０Ｄ、２０Ｅ、２０Ｆおよび２０Ｇと無線通信を行う。特に、本実施形態による基地局１０は、センサ端末２０からセンサデータを受信し、当該センサデータをアプリケーションサーバ３０に送信する。
【００１７】
センサ端末２０は、センサ機能、および基地局１０と無線通信を行う機能を有する。例えば、センサ機能は、加速度センサ、ジャイロセンサ、温度センサ、気圧センサ、音圧センサ、脈拍センサまたはＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）などの、多様なセンサにより実現され得る。センサ端末２０は、センサ機能により取得したセンサデータを基地局１０に送信する。
【００１８】
アプリケーションサーバ３０は、センサ端末２０により得られたセンサデータを基地局１０から受信し、受信したセンサデータを用いたサービスを提供する。センサデータを用いたサービスは、興味対象の位置を確認するサービス、および興味対象の行動を管理するサービスなど、多岐に渡る。興味対象の位置を確認するサービスに関しては、例えば、ＧＰＳ機能を有するセンサ端末２０を高齢者や子供が装着し、アプリケーションサーバ３０が基地局１０を介してセンサ端末２０から位置情報を取得しておくことにより、家族や行政に高齢者や子供の位置を提供することが可能である。興味対象の行動を管理するサービスに関しては、例えば、加速度センサを有するセンサ端末２０を牛や豚などの家畜に装着させ、アプリケーションサーバ３０が基地局１０を介してセンサ端末２０から家畜の動きに関する情報を取得することにより、放牧地での家畜の行動管理を行うことが可能である。
【００１９】
なお、本実施形態においては通信装置の一例としてセンサ機能を有するセンサ端末２０を説明するが、センサ機能を有さない通信装置にも本実施形態を適用可能である。例えば、通信装置は、外部装置からデータを供給され、供給されたデータを基地局１０に送信してもよい。外部装置が自動販売機である場合、通信装置は、自動販売機から売上げデータが供給され、売上げデータを基地局１０に送信してもよい。
【００２０】
（１−２．無線通信の概要）
以上、本開示の実施形態による無線通信システムの構成を説明した。続いて、無線通信システムにおける基地局１０とセンサ端末２０との無線通信の概要を説明する。
【００２１】
−通信リソース
基地局１０とセンサ端末２０は、時間軸上で区分された各通信リソースの開始タイミングを共有する。当該共有は、例えば、基地局１０が時間同期のための基準信号を送信し、センサ端末２０が当該基準信号を受信することで実現され得る。しかし、センサ端末２０が当該基準信号の受信を継続的に行うと、相応の電力が消費される。このため、基地局１０とセンサ端末２０は、各々が管理する絶対時間に基づいて各通信リソースの開始タイミングを共有してもよい。センサ端末２０は、例えば、上記絶対時間をＧＰＳの受信処理により取得可能である。以下、図２を参照し、基地局１０とセンサ端末２０によりタイミングが共有される時間軸上の通信リソースの一例を説明する。
【００２２】
図２は、時間軸上の通信リソースの区分の一例を示す説明図である。本実施形態においては、時間軸上の通信リソースは、スーパーフレームと称されるリソース単位に区分される。図２に示した例では、スーパーフレーム＃０〜＃９からなる１０個のスーパーフレームが繰り返される。各スーパーフレームの時間幅は、特に限定されず、例えば、６秒であってもよい。各スーパーフレームの時間幅が６秒である場合、スーパーフレームの繰り返しの周期は１分となる。センサ端末２０は、いずれかのスーパーフレームを利用して、センサデータを含むフレームを送信する。
【００２３】
−フレーム構成
図３は、センサ端末２０が送信するフレームの構成例を示す説明図である。図３に示したように、センサ端末２０が送信するフレームは、プリアンブル５１と、ＳＦＤ（Ｓｙｎｃ  Ｆｒａｍｅ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）５２と、端末ＩＤ５３と、データ５４と、ＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ  Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ  Ｃｈｅｃｋ）５５と、パリティビット５６と、を含む。
【００２４】
プリアンブル５１は、基地局１０においてフレームの検出のために用いられる信号パターンである。ＳＦＤ５２は、フレーム内でのペイロード（端末ＩＤ５３〜パリティビット５６）の開始位置を示す信号パターンである。基地局１０は、プリアンブル５１が検出されたフレームから当該ＳＦＤ５２を検出することにより、以降がペイロードであることを認識する。
【００２５】
端末ＩＤ５３は、フレームを送信するセンサ端末２０のＩＤである。当該端末ＩＤ５３は、例えばセンサ端末２０の固有の番号であってもよい。データ５４は、アプリケーションサーバ３０における利用のためのデータであり、加速度情報や位置情報などのセンサデータが当該データ５４に含まれ得る。ＣＲＣ５５は、当該フレームの受信が成功したか否かの判断に用いられる。パリティビット５６は、端末ＩＤ５３、データ５４およびＣＲＣ５５に応じて生成される冗長ビットであり、当該パリティビットの利用により、基地局１０でのフレームの受信成功率が向上する。
【００２６】
−長距離伝送
無線通信システムをより低コストで実現するために、１つの基地局１０がカバーするセルエリアを広くすること、すなわち、長距離伝送が有効である。長距離伝送では、無線通信システムを構成する基地局１０の数を低減することが可能である。
【００２７】
また、利用可能な最大送信電力が制限されるようにセンサ端末２０のハードウェアを設計することにより、センサ端末２０のコストを下げることも可能である。しかし、送信電力が制限されると、通信可能な距離も制限される。この点に関し、センサ端末２０が低送信電力で長距離伝送を行う技術として、例えばセルラー通信で採用されているＨ−ＡＲＱ（Ｈｙｂｒｉｄ−ＡＲＱ）が存在する。Ｈ−ＡＲＱは、送信側が同一フレームを繰り返し送信し、受信側が複数のフレームを信号処理により合成することで、受信感度を向上するための技術である。
【００２８】
具体的には、Ｈ−ＡＲＱに従うセンサ端末２０は、図３を参照して説明したフレームを、基地局１０から受信確認（ＡＣＫ）が受信されるまで、あるいは、送信回数が上限に達するまで、同一のスーパーフレームにおいて繰り返し送信する。基地局１０は、新たなフレームが受信される度にフレーム合成を行い、復調に成功した場合にはセンサ端末２０にＡＣＫを送信する。
【００２９】
（１−３．背景）
セルラーシステムおよび無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）などの無線通信システムにおいては、基地局またはアクセスポイントのような親局が、通信リソースの管理を行う。例えば、親局は、定期的に基準信号を送信し、子局側の通信装置のための通信リソースを決定し、決定した通信リソースを所定の制御プロトコルに従って通信装置に通知し、通信装置は、基準信号の受信結果および通知された通信リソースを用いて通信を行う。当該管理により、複数の通信装置が行う通信間での干渉を回避または抑制することが可能である。
【００３０】
しかし、通信リソースの管理のための通信装置における通信、すなわち、上述した基準信号の受信および所定の制御プロトコルに従った通信では、通信装置の電力が消費される。特に、センサネットワークに属するセンサ端末が送信するデータは数ｂｙｔｅ程度の少量データである場合が想定され、この場合、通信リソースの管理のために消費される電力の、データの送信のために消費される電力に対する割合が大きくなってしまう。
【００３１】
そこで、本件発明者は、上記事情に着眼して本開示の実施形態を創作するに至った。本開示の実施形態によれば、通信リソースの管理のためにセンサ端末２０において消費される電力を低減することが可能である。以下、このような本開示の実施形態の構成および動作を順次詳細に説明する。
【００３２】
＜２．基地局の構成＞
図４は、本開示の実施形態による基地局１０の構成を示す説明図である。図４に示したように、本開示の実施形態による基地局１０は、無線通信部１２０と、同期部１３０と、復調部１４０と、制御部１５０と、有線通信部１６０と、を備える。
【００３３】
無線通信部１２０は、センサ端末２０から送信された無線信号の受信処理、およびセンサ端末２０への無線信号の送信処理を行う。より具体的に説明すると、無線通信部１２０は、センサ端末２０から送信された無線信号（例えば、９２０ＭＨｚ帯の無線信号）をアンテナにより電気信号に変換し、当該電気信号にアナログ処理およびダウンコンバージョンを施すことにより、ベースバンドの受信信号を出力する。また、無線通信部１２０は、制御部１５０から供給されるベースバンドの送信信号をアップコンバージョンし、アップコンバージョンにより得られた電気信号をアンテナにより無線信号に変換して送信する。
【００３４】
同期部１３０は、無線通信部１２０から出力される受信信号から、プリアンブルを検出する。具体的には、同期部１３０は、１または２以上の信号パターンと受信信号との相関を、演算の対象とする受信信号を時間軸上でシフトさせながら算出し、相関のピークの出現に基づいてプリアンブルを検出する。また、同期部１３０は、相関のピークが得られた時の受信信号のシフト量に基づき、受信信号についての同期を獲得する。
【００３５】
復調部１４０は、同期部１３０により獲得された同期に基づき、受信信号から図３を参照したフレームにおけるペイロードを切り出す。そして、復調部１４０は、ペイロードの復調を試みる。本実施形態においては、センサ端末２０が同一のフレームに対応する無線信号を繰り返し送信するので、復調部１４０は、同一のセンサ端末２０から繰り返し送信された複数の無線信号のペイロードを受信信号から切り出し、切り出した複数のペイロードを合成し、合成後のペイロードの復調を試みる。復調が成功したか否かは、図３を参照して説明した、ペイロードに含まれるＣＲＣ５５を用いて確認される。
【００３６】
なお、ペイロードには端末ＩＤが含まれているものの、端末ＩＤはペイロードの復調に成功した後に得られる。このため、復調部１４０は、ペイロードの合成のために同一のセンサ端末２０から送信されたペイロードを認識することを、ペイロードに含まれる端末ＩＤを用いない方法で行う。例えば、センサ端末２０が端末ＩＤに応じたプリアンブルを使用する場合、復調部１４０は、プリアンブルの信号パターンに基づいて同一のセンサ端末２０から送信されたペイロードを認識することが可能である。
【００３７】
制御部１５０は、基地局１０の通信全般を制御する。例えば、制御部１５０は、復調部１４０がペイロードの復調に成功した場合、当該ペイロードの送信元のセンサ端末２０にＡＣＫが送信されるよう、無線通信部１２０を制御する。
【００３８】
有線通信部１６０は、アプリケーションサーバ３０とのインタフェースである。有線通信部１６０は、復調部１４０により復調されたペイロードに含まれる端末ＩＤおよびデータを、アプリケーションサーバ３０に送信する。
【００３９】
＜３．センサ端末の構成＞
以上、本開示の実施形態による基地局１０の構成を説明した。続いて、図５を参照し、本開示の実施形態によるセンサ端末２０の構成を説明する。
【００４０】
図５は、本開示の実施形態によるセンサ端末２０の構成を示す説明図である。図５に示したように、本開示の実施形態によるセンサ端末２０は、無線通信部２２０と、センサ部２３０と、記憶部２４０と、特定部２５０と、制御部２６０と、を備える。
【００４１】
無線通信部２２０は、基地局１０から送信された無線信号の受信処理、および基地局１０への無線信号の送信処理を行う。より具体的に説明すると、無線通信部２２０は、基地局１０から送信された無線信号をアンテナにより電気信号に変換し、当該電気信号にアナログ処理およびダウンコンバージョンを施すことにより、ベースバンドの受信信号を出力する。また、無線通信部２２０は、制御部２６０から供給されるベースバンドの送信信号をアップコンバージョンし、アップコンバージョンにより得られた電気信号をアンテナにより無線信号に変換して送信する。
【００４２】
センサ部２３０は、１または２以上のセンサからなる。図５においては、センサの一例としてＧＰＳ処理部２３２を示している。ＧＰＳ処理部２３２は、ＧＰＳ衛星から送信される衛星信号を処理することにより、センサ端末２０の位置情報および時間情報を取得する。センサ部２３０は、ＧＰＳ処理部２３２に加えて、またはＧＰＳ処理部２３２に代えて、加速度センサ、ジャイロセンサ、温度センサ、気圧センサ、音圧センサおよび脈拍センサなどの他のセンサを有してもよい。
【００４３】
記憶部２４０は、センサ端末２０の動作のための情報を記憶する。例えば、記憶部２４０は、他の通信装置の位置情報として、１または２以上の基地局１０の位置情報を記憶する。具体的には、記憶部２４０は、図６に示したように、基地局ＩＤごとに、緯度および経度を記憶してもよい。
【００４４】
特定部２５０は、センサ端末２０と基地局１０との位置関係を特定する。具体的には、特定部２５０は、ＧＰＳ処理部２３２により取得されたセンサ端末２０の位置情報、および記憶部２４０に記憶されている各基地局１０の位置情報に基づき、センサ端末２０と各基地局１０との距離を算出し、最も近い基地局１０との距離Ｒを特定する。
【００４５】
制御部２６０は、センサ端末２０における通信全般を制御する。特に、本実施形態による制御部２６０は、特定部２５０により特定された位置関係に基づき、フレーム（信号）の送信のための送信リソースを決定する。例えば、制御部２６０は、距離とスーパーフレームとの所定の関係に従い、特定部２５０により特定された距離Ｒに応じたスーパーフレームを送信リソースとして決定してもよい。
【００４６】
具体的には、制御部２６０は、距離Ｒを量子化することにより、量子化距離Ｒｎを得る。例えば、制御部２６０は、（Ｒ／Ｒｕｎｉｔ）を演算し、演算の結果を整数値に丸める処理を行うことにより、量子化距離Ｒｎを得てもよい。ここで、「Ｒｕｎｉｔ」は量子化の単位である。
【００４７】
そして、制御部２６０は、量子化距離Ｒｎから送信リソースとして利用するスーパーフレームを決定する。例えば、制御部２６０は、送信リソースとして利用するスーパーフレームのスーパーフレーム番号ＳＰｎを、ｍｏｄ（Ｒｎ／ＳＰｕｎｉｔ）により決定してもよい。ここで、「ＳＰｕｎｉｔ」は量子化距離Ｒｎをスーパーフレームに割当てる分解能を示し、「ｍｏｄ（）」は割り算の余りを計算する処理を示す。
【００４８】
例えば、「Ｒｕｎｉｔ」が５００ｍであり、「ＳＰｕｎｉｔ」が１０である場合、距離Ｒ、量子化距離Ｒｎおよびスーパーフレーム番号ＳＰｎの関係は、図７に示す関係となる。
【００４９】
図７は、距離Ｒ、量子化距離Ｒｎおよびスーパーフレーム番号ＳＰｎの関係の具体例を示す説明図である。図７に示したように、各距離範囲には、いずれかのスーパーフレーム番号ＳＰｎが対応する。例えば、距離Ｒが５００ｍ以上〜１０００ｍ未満である場合、量子化距離Ｒｎは「１」となり、スーパーフレーム番号ＳＰｎは「＃１」となる。
【００５０】
（作用効果）
−消費電力の低減
このように、本実施形態においては、制御部２６０が上述した距離とスーパーフレームとの関係に基づいて送信のためのスーパーフレームを自律的に決定する。すなわち、他の通信システムにおいて通信リソースの管理のために行われる通信（基準信号の受信、所定の制御プロトコルに従った通信リソースの通知）を経ずに送信のためのスーパーフレームを決定することができる。従って、スーパーフレームの決定のためにセンサ端末２０において消費される電力を低減することが可能である。
【００５１】
−干渉問題の低減
また、制御部２６０が上述した距離とスーパーフレームとの関係に基づいて送信のためのスーパーフレームを決定することにより、複数のセンサ端末２０により利用されるスーパーフレームが分散する。従って、複数のセンサ端末２０が送信した無線信号の基地局１０における衝突が緩和されるので、無線信号間の干渉問題を低減することが可能である。
【００５２】
−信号多重の許容
さらに、上述した距離とスーパーフレームとの関係においては、異なる距離範囲に対して同一のスーパーフレーム番号ＳＰｎが対応し得る。例えば、第１の距離範囲および第３の距離範囲に同一のスーパーフレーム番号ＳＰｎが対応し、第１の距離範囲と第３の距離範囲の間の第２の距離範囲には他のスーパーフレーム番号ＳＰｎが対応する。異なる距離範囲に対して同一のスーパーフレーム番号ＳＰｎが対応し得ることにより、格別な効果が得られる。この点について、図８〜図１０を参照して具体的に説明する。
【００５３】
図８は、基地局１０に無線信号を送信するセンサ端末２０の具体例を示す説明図である。図８に示したように、基地局１０がカバーするセル範囲は、基地局１０からの距離が異なる、複数の同心円状の距離範囲６１〜６５を含む。図８に示した例では、距離範囲６１、距離範囲６３および距離範囲６５には、同一のスーパーフレーム番号ＳＰｎが対応する。このため、図８に示したように、距離範囲６１に含まれるセンサ端末２０Ａ、距離範囲６３に含まれるセンサ端末２０Ｂ、および距離範囲６３に含まれるセンサ端末２０Ｃが同一のスーパーフレームで無線信号を送信する。一方、当該スーパーフレームでは、距離範囲６２に含まれるセンサ端末２０Ｄ、距離範囲６４に含まれるセンサ端末２０Ｅおよび２０Ｆは無線信号を送信しない。
【００５４】
ここで、センサ端末２０が送信する無線信号は、無線信号の到達点がセンサ端末２０から離れるほど、減衰する。したがって、異なる距離範囲に属するセンサ端末２０から送信された各無線信号の基地局１０における受信電力に差を生じさせることができる。
【００５５】
図９は、基地局１０における各無線信号の受信電力の具体例を示す説明図である。図９に示したように、あるスーパーフレームにおける基地局１０の受信電力は、センサ端末２０Ａから送信された無線信号の受信電力、センサ端末２０Ｂから送信された無線信号の受信電力、センサ端末２０Ｃから送信された無線信号の受信電力、および熱雑音から構成される。図８に示したように、３つのセンサ端末２０のうちでセンサ端末２０Ａが最も基地局１０に近いので、センサ端末２０Ａから送信された無線信号の受信電力が最も大きくなる。また、３つのセンサ端末２０のうちでセンサ端末２０Ｃが最も基地局１０から遠いので、センサ端末２０Ｃから送信された無線信号の受信電力が最も小さくなる。
【００５６】
このような受信電力の相違は、以下に説明するように、基地局１０が各センサ端末２０から送信された無線信号の復調を順次に成功させることを可能とする。
【００５７】
基地局１０が各センサ端末２０から送信された無線信号の復調に成功できるか否かは、無線信号と雑音成分との比（ＳＮ）に依存する。例えば、センサ端末２０Ａから送信された無線信号の復調が成功するか否かは、センサ端末２０Ａから送信された無線信号の受信電力と、センサ端末２０Ｂおよび２０Ｃから送信された無線信号の受信電力および熱雑音からなる雑音成分との比に依存する。図９に示した例では、３つのセンサ端末２０のうちでセンサ端末２０Ａから送信された無線信号のＳＮが最も高いので、センサ端末２０Ａから送信された無線信号の復調が最も早期に成功することが期待される。
【００５８】
図１０は、無線信号の復調が順次に成功する様子を示す説明図である。図１０に示したように、ｍ回目の無線信号の送信でセンサ端末２０Ａから送信された無線信号の復調が成功すると、センサ端末２０ＡはＡＣＫの受信により、無線信号の送信を停止する。このため、ｍ＋１回目以降は、センサ端末２０Ｂおよび２０Ｃが無線信号を送信する。ｍ＋１回目以降は、センサ端末２０Ａから無線信号が送信されていないため、センサ端末２０Ｂから送信された無線信号のＳＮが相対的に向上し、ｎ回目にセンサ端末２０Ｂから送信された無線信号の復調が成功する。その後、センサ端末２０Ｂも無線信号の送信を停止するので、ｎ＋１回目以降はセンサ端末２０Ｃから送信された無線信号のＳＮが向上し、センサ端末２０Ｃから送信された無線信号の復調を成功させることが可能となる。
【００５９】
以上説明したように、基地局１０からの距離が異なる複数のセンサ端末２０が同一のスーパーフレームを送信リソースとして使用することにより、無線信号の多重および各無線信号の復調の成功という、格別な効果を奏することが可能である。
【００６０】
＜４．動作＞
以上、本実施形態による基地局１０およびセンサ端末２０の構成を説明した。続いて、図１１を参照し、本実施形態によるセンサ端末２０の動作を整理する。
【００６１】
図１１は、本実施形態によるセンサ端末２０の動作を示すフローチャートである。まず、センサ端末２０の特定部２５０は、センサ端末２０の位置情報をＧＰＳ処理部２３２から取得し（Ｓ３０４）、記憶部２４０から１または２以上の基地局１０の位置情報を取得する（Ｓ３０８）。そして、特定部２５０は、センサ端末２０と各基地局１０との距離を算出し、最も近い基地局１０との距離を特定する（Ｓ３１２）。
【００６２】
続いて、制御部２６０は、特定部２５０により特定された距離に応じたスーパーフレームを送信リソースとして決定する（Ｓ３１６）。そして、制御部２６０は、決定したスーパーフレームにおいて無線通信部２２０にフレームを送信させる（Ｓ３２０）。
【００６３】
ここで、基地局１０からＡＣＫが受信されると、センサ端末２０は送信動作を終了する（Ｓ３２４／ｙｅｓ）。一方、基地局１０からＡＣＫが受信されないまま待機時間が経過すると（Ｓ３２８／ｙｅｓ）、制御部２６０は、フレームの送信回数が上限を上回らない範囲でフレームを無線通信部２２０に再送信させる（Ｓ３３２、Ｓ３３６）。フレームの再送信後は、Ｓ３２４からの処理が繰り返される。
【００６４】
＜５．応用例＞
以上、本開示の実施形態の構成および動作を説明した。上述した本開示の実施形態の構成および動作は、多様な形態に応用可能である。以下、上述した実施形態の応用例を説明する。
【００６５】
本開示の実施形態によれば、上述したように、基地局１０からの距離が異なる複数のセンサ端末２０から送信された無線信号の基地局１０における受信電力に差を生じさせることにより、無線信号の多重および各無線信号の復調の成功を実現し得る。この実現のためには、同一の距離範囲に属するセンサ端末２０が同一の通信リソースを利用して無線信号を送信しないことがより好ましい。
【００６６】
応用例は、上記事情に関して提案される改善である。応用例によれば、同一の距離範囲に属するセンサ端末２０が同一のスーパーフレームを利用するが、異なる周波数を利用して無線信号を送信する。
【００６７】
例えば、センサ端末２０の特定部２５０は、最も近い基地局１０から見たセンサ端末２０の方位を特定し、制御部２６０は、方位と周波数との所定の関係に従い、特定部２５０により特定された方位に応じた周波数軸上のリソースを送信リソースとして決定する。以下、図１２および図１３を参照して具体的に説明する。
【００６８】
図１２は、基地局１０から見たセンサ端末２０の方位の具体例を示した説明図である。図１２において、横軸は経度を示し、縦軸は緯度を示し、点Ｏは基地局１０の位置（Ｘ１、Ｙ１）を示し、点Ｐはセンサ端末２０の位置（Ｘ、Ｙ）を示し、距離Ｒは基地局１０とセンサ端末２０との距離を示す。
【００６９】
ここで、特定部２５０は、基地局１０から見たセンサ端末２０の方位Ｄを、以下の数式により特定できる。
Ｄ＝ｃｏｓ−１（（Ｘ−Ｘ１）／Ｒ）
【００７０】
制御部２６０は、方位Ｄを量子化することにより、量子化方位Ｄｎを得る。例えば、制御部２６０は、（方位Ｄ／（３６０度／Ｎｆｒｅｑ））を演算し、演算の結果を整数値に丸める処理を行うことにより、量子化方位Ｄｎを得てもよい。ここで、「Ｎｆｒｅｑ」は使用可能な周波数の数を示す。
【００７１】
図１３は、方位Ｄ、量子化方位Ｄｎおよび周波数Ｐとの所定の関係の一例を示す説明図である。なお、図１３においては、「Ｎｆｒｅｑ」が「４」である例が示されている。図１３に示したように、方位Ｄが０度以上〜９０度未満である場合、量子化方位Ｄｎが「０」となり、制御部２６０は、周波数Ｐ１を送信リソースとして決定する。同様に、方位Ｄが９０度以上〜１８０度未満である場合、量子化方位Ｄｎが「１」となり、制御部２６０は、周波数Ｐ２を送信リソースとして決定する。
【００７２】
このように、各センサ端末２０が基地局１０から見た方位Ｄに応じて周波数を決定することにより、同一の距離範囲に属するセンサ端末２０が送信する無線信号が基地局１０において干渉してしまうことを抑制可能である。結果、基地局１０における各周波数での受信電力にセンサ端末２０間で差をより生じさせ易くすることができる。
【００７３】
続いて、図１４を参照し、本開示の実施形態の応用例の動作を整理する。
【００７４】
図１４は、本開示の実施形態の応用例の動作を示すフローチャートである。まず、センサ端末２０の特定部２５０は、センサ端末２０の位置情報をＧＰＳ処理部２３２から取得し（Ｓ３０４）、記憶部２４０から１または２以上の基地局１０の位置情報を取得する（Ｓ３０８）。そして、特定部２５０は、センサ端末２０と各基地局１０との距離を算出し、最も近い基地局１０との距離を特定する（Ｓ３１２）。続いて、制御部２６０は、特定部２５０により特定された距離に応じたスーパーフレームを送信リソースとして決定する（Ｓ３１６）。
【００７５】
また、特定部２５０は、基地局１０から見たセンサ端末２０の方位を特定し（Ｓ３１８）、制御部２６０は、特定部２５０により特定された方位に応じた周波数を送信リソースとして決定する（Ｓ３２０）。
【００７６】
そして、制御部２６０は、決定したスーパーフレームおよび周波数において無線通信部２２０にフレームを送信させる（Ｓ３２２）。
【００７７】
ここで、基地局１０からＡＣＫが受信されると、センサ端末２０は送信動作を終了する（Ｓ３２４／ｙｅｓ）。一方、基地局１０からＡＣＫが受信されないまま待機時間が経過すると（Ｓ３２８／ｙｅｓ）、制御部２６０は、フレームの送信回数が上限を上回らない範囲でフレームを無線通信部２２０に再送信させる（Ｓ３３２、Ｓ３３６）。フレームの再送信後は、Ｓ３２４からの処理が繰り返される。
【００７８】
なお、上記では、センサ端末２０と基地局１０との距離、および基地局１０から見たセンサ端末２０の方位の双方に基づいて通信リソースが決定される例を説明したが、センサ端末２０と基地局１０との距離には基づかず、基地局１０から見たセンサ端末２０の方位に基づいて通信リソースが決定されてもよい。かかる構成によっても、複数のセンサ端末２０が送信した無線信号の基地局１０における衝突が緩和されるので、無線信号間の干渉問題を低減することが可能である。
【００７９】
＜６．ハードウェア構成＞
以上、本開示の実施形態および応用例を説明した。上述したリソース決定および通信制御などの情報処理は、ソフトウェアと、以下に説明するセンサ端末２０のハードウェアとの協働により実現される。なお、以下に説明するハードウェア構成は基地局１０にも適用可能である。
【００８０】
図１５は、センサ端末２０のハードウェア構成を示した説明図である。図１５に示したように、センサ端末２０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）２０１と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）２０２と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）２０３と、入力装置２０８と、出力装置２１０と、ストレージ装置２１１と、通信装置２１５とを備える。
【００８１】
ＣＰＵ２０１は、演算処理装置および制御装置として機能し、各種プログラムに従ってセンサ端末２０内の動作全般を制御する。また、ＣＰＵ２０１は、マイクロプロセッサであってもよい。ＲＯＭ２０２は、ＣＰＵ２０１が使用するプログラムや演算パラメータ等を記憶する。ＲＡＭ２０３は、ＣＰＵ２０１の実行において使用するプログラムや、その実行において適宜変化するパラメータ等を一時記憶する。これらはＣＰＵバスなどから構成されるホストバスにより相互に接続されている。当該ＣＰＵ２０１、ＲＯＭ２０２およびＲＡＭ２０３とソフトウェアとの協働により、特定部２５０および制御部２６０の機能が実現される。
【００８２】
入力装置２０８は、マウス、キーボード、タッチパネル、ボタン、マイクロフォン、スイッチおよびレバーなどユーザが情報を入力するための入力手段と、ユーザによる入力に基づいて入力信号を生成し、ＣＰＵ２０１に出力する入力制御回路などから構成されている。センサ端末２０のユーザは、該入力装置２０８を操作することにより、センサ端末２０に対して各種のデータを入力したり処理動作を指示したりすることができる。
【００８３】
出力装置２１０は、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）装置、ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）装置およびランプなどの表示装置を含む。さらに、出力装置２１０は、スピーカおよびヘッドホンなどの音声出力装置を含む。例えば、表示装置は、撮像された画像や生成された画像などを表示する。一方、音声出力装置は、音声データ等を音声に変換して出力する。
【００８４】
ストレージ装置２１１は、本実施形態にかかるセンサ端末２０の記憶部の一例として構成されたデータ格納用の装置である。ストレージ装置２１１は、記憶媒体、記憶媒体にデータを記録する記録装置、記憶媒体からデータを読み出す読出し装置および記憶媒体に記録されたデータを削除する削除装置などを含んでもよい。このストレージ装置２１１は、ＣＰＵ２０１が実行するプログラムや各種データを格納する。
【００８５】
通信装置２１５は、例えば、基地局１０に接続するための通信デバイス等で構成された通信インタフェースである。
【００８６】
＜７．むすび＞
以上説明したように、本開示の実施形態においては、制御部２６０が上述した距離とスーパーフレームとの関係に基づいて送信のためのスーパーフレームを自律的に決定する。すなわち、他の通信システムにおいて通信リソースの管理のために行われる通信（基準信号の受信、所定の制御プロトコルに従った通信リソースの通知）を経ずに送信のためのスーパーフレームを決定することができる。従って、スーパーフレームの決定のためにセンサ端末２０において消費される電力を低減することが可能である。
【００８７】
また、制御部２６０が上述した距離とスーパーフレームとの関係に基づいて送信のためのスーパーフレームを決定することにより、複数のセンサ端末２０により利用されるスーパーフレームが分散する。従って、複数のセンサ端末２０が送信した無線信号の基地局１０における衝突が緩和されるので、無線信号間の干渉問題を低減することが可能である。
【００８８】
さらに、基地局１０からの距離が異なる複数のセンサ端末２０が同一のスーパーフレームを送信リソースとして使用することにより、無線信号の多重および各無線信号の復調の成功という、格別な効果を奏することが可能である。また、制御部２６０は、基地局１０から見たセンサ端末２０の方位に応じて周波数を決定することにより、当該効果をより向上することが可能である。
【００８９】
なお、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
【００９０】
例えば、本明細書のセンサ端末２０の処理における各ステップは、必ずしもフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はない。例えば、センサ端末２０の処理における各ステップは、フローチャートとして記載した順序と異なる順序で処理されても、並列的に処理されてもよい。
【００９１】
また、センサ端末２０に内蔵されるＣＰＵ２０１、ＲＯＭ２０２およびＲＡＭ２０３などのハードウェアに、上述したセンサ端末２０の各構成と同等の機能を発揮させるためのコンピュータプログラムも作成可能である。また、該コンピュータプログラムを記憶させた記憶媒体も提供される。
【００９２】
また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。
【００９３】
また、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）
他の通信装置への信号の送信を制御する制御部と、
前記他の通信装置との位置関係を特定する特定部と、
を備え、
前記制御部は、前記特定部により特定された前記位置関係に基づき、前記信号の送信のための送信リソースを決定する、通信装置。
（２）
前記特定部は、前記位置関係として、前記通信装置および前記他の通信装置の間の距離を特定し、
前記制御部は、前記通信装置および前記他の通信装置の間の距離と通信リソースとの所定の関係に従い、前記特定部により特定された距離に応じた通信リソースを前記送信リソースとして決定する、前記（１）に記載の通信装置。
（３）
前記通信装置は、
１または２以上の他の通信装置の位置情報を記憶する記憶部をさらに備え、
前記特定部は、前記位置関係として、前記１または２以上の他の通信装置のうちで前記通信装置に最も近い他の通信装置と前記通信装置との距離を特定する、前記（２）に記載の通信装置。
（４）
前記所定の関係においては、第１の距離範囲および第３の距離範囲に第１の通信リソースが対応し、前記第１の距離範囲と前記第３の距離範囲の間の第２の距離範囲には第２の通信リソースが対応する、前記（２）または（３）に記載の通信装置。
（５）
前記特定部は、前記位置関係として、前記他の通信装置から見た前記通信装置の方位を特定し、
前記制御部は、前記他の通信装置から見た前記通信装置の方位と通信リソースとの所定の関係に従い、前記特定部により特定された方位に応じた通信リソースを前記送信リソースとして決定する、前記（１）〜（４）のいずれか一項に記載の通信装置。
（６）
前記制御部は、前記信号に対する応答の有無に基づき、前記信号の再送を制御する、前記（１）〜（５）のいずれか一項に記載の通信装置。
（７）
前記通信リソースは、時間軸上のリソースを含む、前記（２）〜（４）のいずれか一項に記載の通信装置。
（８）
前記通信リソースは、周波数軸上のリソースを含む、前記（５）に記載の通信装置。
（９）
他の通信装置との位置関係を特定することと、
前記位置関係に基づき送信リソースを決定することと、
前記送信リソースにおける前記他の通信装置への信号の送信を制御することと、
を含む、通信制御方法。
【符号の説明】
【００９４】
１０  基地局
２０  センサ端末
３０  アプリケーションサーバ
１２０  無線通信部
１３０  同期部
１４０  復調部
１５０  制御部
１６０  有線通信部
２２０  無線通信部
２３０  センサ部
２３２  ＧＰＳ処理部
２４０  記憶部
２５０  特定部
２６０  制御部
【図１】
0006769110.tif 000002
【図２】
0006769110.tif 000003
【図３】
0006769110.tif 000004
【図４】
0006769110.tif 000005
【図５】
0006769110.tif 000006
【図６】
0006769110.tif 000007
【図７】
0006769110.tif 000008
【図８】
0006769110.tif 000009
【図９】
0006769110.tif 000010
【図１０】
0006769110.tif 000011
【図１１】
0006769110.tif 000012
【図１２】
0006769110.tif 000013
【図１３】
0006769110.tif 000014
【図１４】
0006769110.tif 000015
【図１５】
0006769110.tif 000016