(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
端末機器に接続される無線端末と、前記無線端末と無線通信する無線基地局と、前記無線基地局に接続されるネットワークとからなる無線通信システムであって、
前記端末機器は、
前記ネットワーク上の装置宛のデータ送信要求を当該端末機器に接続される前記無線端末へ送信する送信手段
を備え、
前記無線端末は、
前記端末機器から前記データ送信要求を受信したときに、前記無線基地局との間の通信の輻輳状態の情報を取得し、取得した情報で示される輻輳状態が、ランダムアクセスを許可する所定の条件を満たしている場合に、前記無線基地局へランダムアクセスにより通信の要求を送信するランダムアクセス手段と、
送信した通信の要求に対応した応答を受信して確立された無線通信によって、前記端末機器から受信したデータ送信要求により要求された前記ネットワーク上の装置宛の送信データを前記無線基地局へ送信するデータ送信手段と、
前記ランダムアクセス手段により取得した前記情報で示される前記輻輳状態が、ランダムアクセスを許可する所定の条件を満たしていない場合に、前記端末機器へ待機時間を通知する通知手段と
を備え、
前記端末機器において、
前記送信手段は、前記無線端末から待機時間を受信した場合、受信した前記待機時間経過後に、前記データ送信要求を再送する、
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記輻輳状態の情報は、前記無線端末において保持される、時刻と、当該無線端末において当該時刻において行ったランダムアクセスの頻度とを対応づけたランダムアクセス履歴情報であることを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記輻輳状態の情報は、前記無線基地局から報知される、輻輳状況の情報であることを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記無線基地局は、
前記無線端末から受信したランダムアクセスに基づく輻輳状況を前記無線端末へ報知する報知手段を備え、
前記無線端末において、
前記ランダムアクセス手段は、前記データ送信要求を受信した時刻に対応したランダムアクセスの頻度、及び、前記無線基地局から報知される輻輳状況がランダムアクセスを許可する所定の条件を満たしている場合に、前記無線基地局へランダムアクセスにより通信の要求を送信する、
ことを特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記無線端末は、
前記無線基地局から報知される輻輳状況が、ランダムアクセスを許可する所定の条件を満たしていない場合に、複数の他の無線端末間において時間が分散されるように待機時間を生成する待機時間生成手段をさらに備え、
前記通知手段は、前記待機時間生成手段により生成した待機時間を前記端末機器へ通知する、
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項６】
端末機器に接続される無線端末と、前記無線端末と無線通信する無線基地局と、前記無線基地局に接続されるネットワークとからなる無線通信システムにおける前記無線端末であって、
前記端末機器から前記ネットワーク上の装置宛のデータ送信要求を受信したときに、前記無線基地局との間の通信の輻輳状態の情報を取得し、取得した情報で示される輻輳状態が、ランダムアクセスを許可する所定の条件を満たしている場合に、前記無線基地局へランダムアクセスにより通信の要求を送信するランダムアクセス手段と、
送信した通信の要求に対応した応答を受信して確立された無線通信によって、前記端末機器から受信したデータ送信要求により要求された前記ネットワーク上の装置宛の送信データを前記無線基地局へ送信するデータ送信手段と、
前記ランダムアクセス手段により取得した前記情報で示される前記輻輳状態が、前記輻輳状態がランダムアクセスを許可する所定の条件を満たしていない場合に、前記端末機器へ待機時間を通知する通知手段と、
を備えることを特徴とする無線端末。
【請求項７】
端末機器に接続される無線端末と、前記無線端末と無線通信する無線基地局と、前記無線基地局に接続されるネットワークとからなる無線通信システムに用いられる輻輳制御方法であって、
前記端末機器が、
前記ネットワーク上の装置宛のデータ送信要求を当該端末機器に接続される前記無線端末へ送信する送信過程と、
前記無線端末が、
前記端末機器から前記データ送信要求を受信したときに、前記無線基地局との間の通信の輻輳状態の情報を取得し、取得した情報で示される輻輳状態が、ランダムアクセスを許可する所定の条件を満たしている場合に、前記無線基地局へランダムアクセスにより通信の要求を送信するランダムアクセス過程と、
送信した通信の要求に対応した応答を受信して確立された無線通信によって、前記端末機器から受信したデータ送信要求により要求された前記ネットワーク上の装置宛の送信データを前記無線基地局へ送信するデータ送信過程と、
前記ランダムアクセス過程で取得した前記情報で示される前記輻輳状態が、ランダムアクセスを許可する所定の条件を満たしていない場合に、前記端末機器へ待機時間を通知する通知過程と、
前記端末機器が、
前記無線端末から待機時間を受信した場合に、受信した前記待機時間経過後に、前記データ送信要求を再送する再送過程と
を有することを特徴とする輻輳制御方法。
【請求項８】
端末機器に接続される無線端末と、前記無線端末と無線通信する無線基地局と、前記無線基地局に接続されるネットワークとからなる無線通信システムにおける前記無線端末として用いられるコンピュータを、
前記端末機器から前記ネットワーク上の装置宛のデータ送信要求を受信したときに、前記無線基地局との間の通信の輻輳状態の情報を取得し、取得した情報で示される輻輳状態が、ランダムアクセスを許可する所定の条件を満たしている場合に、前記無線基地局へランダムアクセスにより通信の要求を送信するランダムアクセス手段、
送信した通信の要求に対応した応答を受信して確立された無線通信によって、前記端末機器から受信したデータ送信要求により要求された前記ネットワーク上の装置宛の送信データを前記無線基地局へ送信するデータ送信手段、
前記ランダムアクセス手段により取得した前記情報で示される前記輻輳状態が、ランダムアクセスを許可する所定の条件を満たしていない場合に、前記端末機器へ待機時間を通知する通知手段、
として動作させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【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、無線端末、輻輳制御方法、及び、コンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の公衆無線網の輻輳回避技術として、一般にアクセス群制御がよく知られている（例えば、特許文献１、非特許文献１参照）。本技術は、無線基地局が輻輳状況に応じてアクセス規制対象となるアクセス群を、規制対象が偏らないように規制実施群を周期的に変えながら決定し、この決定に従ったアクセス群規制の情報を報知し、報知情報を受信した無線端末は、無線端末自身が規制対象となった場合に発信を抑制するという方式である。また、従来の他の輻輳回避技術として、アクセス周期規制がよく知られている（例えば、非特許文献２参照）。このアクセス周期規制は、無線端末が一度網に接続後、一定期間網にアクセスすること規制するという方式である。
【特許文献１】特開２０００−１９７０８８号公報
【非特許文献１】ＡＲＩＢ（社団法人  電波産業界），デジタル自動車電話システム標準規格  ＲＣＲ  ＳＴＤ−２７  Ｋ版，ｐ．８６８−８６９，平成１５年７月
【非特許文献２】ＡＲＩＢ（社団法人  電波産業界），デジタル自動車電話システム標準規格  ＲＣＲ  ＳＴＤ−２７  Ｋ版，ｐ．８６９−８７０，平成１５年７月
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
環境を定時に測定してその測定結果を通知するセンサ等、予め定められた時間に通信を行う無線端末を多く収容する公衆無線網では、これらの無線端末がランダムアクセスにより無線チャネルの割り当てを要求して、無線基地局との通信を確立する。そのため、このような公衆無線網においては、同時に複数の無線端末からの通信が発生して輻輳状態になることが想定される。しかし、輻輳状態を解消するために、複数の無線端末からの通信を受ける無線基地局において、各無線端末へ個別に指示し、通信の発生時間を分散させることでは、無線基地局の負荷の増大や、無線帯域における制御トラヒックの増加などの問題が発生してしまい、また、無線端末の数が多くなるほどこの問題は顕著になる。そこで、多くの無線端末を備え、無線チャネルの割り当てを要求する方式にランダムアクセスを用いる公衆網においては、無線端末が自律的に輻輳制御を行うことが望ましい。
無線基地局がアクセス群規制を行う特許文献１や非特許文献１の技術では、無線基地局が輻輳の状況に応じてアクセス群規制を行うものであり、上記のような問題が生じる。一方、非特許文献２の技術は、無線端末においてアクセスの規制を行うものではあるが、一定の時間に複数の無線端末が通信を開始するような、同じアクセス周期毎に発生する輻輳を解決することはできない。
【０００４】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、無線基地局に負荷をかけたり、無線帯域を圧迫したりすることなく、無線端末−無線基地局間で周期的に発生する輻輳を効率的に抑制することができる無線通信システム、無線端末、輻輳制御方法、及び、コンピュータプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するために、本発明は、端末機器に接続される無線端末と、前記無線端末と無線通信する無線基地局と、前記無線基地局に接続されるネットワークとからなる無線通信システムであって、前記端末機器は、前記ネットワーク上の装置宛のデータ送信要求を当該端末機器に接続される前記無線端末へ送信する送信手段を備え、前記無線端末は、前記端末機器から前記データ送信要求を受信したときに、前記無線基地局との間の通信の輻輳状態の情報を取得し、取得した情報で示される輻輳状態が、ランダムアクセスを許可する所定の条件を満たしている場合に、前記無線基地局へランダムアクセスにより通信の要求を送信するランダムアクセス手段と、送信した通信の要求に対応した応答を受信して確立された無線通信によって、前記端末機器から受信したデータ送信要求により要求された前記ネットワーク上の装置宛の送信データを前記無線基地局へ送信するデータ送信手段と、前記ランダムアクセス手段により取得した前記情報で示される前記輻輳状態が、ランダムアクセスを許可する所定の条件を満たしていない場合に、前記端末機器へ待機時間を通知する通知手段とを備え、前記端末機器において、前記送信手段は、前記無線端末から受信した待機時間経過後に、前記データ送信要求を再送する、ことを特徴とする無線通信システムである。
例えば、ランダムアクセス手段、及び、データ送信手段は、無線端末２ｂの制御部２１及び無線信号処理部２３に対応する。また、通知手段は、無線端末２ｂの制御部２１ｂ及びセンサ接続インタフェース部２２に対応する。
【０００６】
また、本発明は、上述する無線通信システムであって、前記輻輳状態の情報は、前記無線端末において保持される、時刻と、当該無線端末において当該時刻において行ったランダムアクセスの頻度とを対応づけたランダムアクセス履歴情報であることを特徴とする。
また、本発明は、上述する無線通信システムであって、前記輻輳状態の情報は、前記無線基地局から報知される、輻輳状況の情報であることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、上述する無線通信システムであって、前記無線基地局は、前記無線端末から受信したランダムアクセスに基づく輻輳状況を前記無線端末へ報知する報知手段を備え、前記無線端末において、前記ランダムアクセス手段は、前記データ送信要求を受信した時刻に対応したランダムアクセスの頻度、及び、前記無線基地局から報知される輻輳状況がランダムアクセスを許可する所定の条件を満たしている場合に、前記無線基地局へランダムアクセスにより通信の要求を送信する、ことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明は、上述する無線通信システムであって、前記無線端末は、前記無線基地局から報知される輻輳状況が、ランダムアクセスを許可する所定の条件を満たしていない場合に、複数の他の無線端末間において時間が分散されるように待機時間を生成する待機時間生成手段をさらに備え、前記通知手段は、前記待機時間生成手段により生成した待機時間を前記端末機器へ通知する、ことを特徴とする。
例えば、待機時間生成手段は、無線端末２ｂのバックオフ時間生成部２８に対応する。
【００１６】
また、本発明は、端末機器に接続される無線端末と、前記無線端末と無線通信する無線基地局と、前記無線基地局に接続されるネットワークとからなる無線通信システムにおける前記無線端末であって、前記端末機器から前記ネットワーク上の装置宛のデータ送信要求を受信したときに、前記無線基地局との間の通信の輻輳状態の情報を取得し、取得した情報で示される輻輳状態が、ランダムアクセスを許可する所定の条件を満たしている場合に、前記無線基地局へランダムアクセスにより通信の要求を送信するランダムアクセス手段と、送信した通信の要求に対応した応答を受信して確立された無線通信によって、前記端末機器から受信したデータ送信要求により要求された前記ネットワーク上の装置宛の送信データを前記無線基地局へ送信するデータ送信手段と、前記ランダムアクセス手段により取得した前記情報で示される前記輻輳状態が、前記輻輳状態がランダムアクセスを許可する所定の条件を満たしていない場合に、前記端末機器へ待機時間を通知する通知手段と、を備えることを特徴とする無線端末である。
【００１８】
また、本発明は、端末機器に接続される無線端末と、前記無線端末と無線通信する無線基地局と、前記無線基地局に接続されるネットワークとからなる無線通信システムに用いられる輻輳制御方法であって、前記端末機器が、前記ネットワーク上の装置宛のデータ送信要求を当該端末機器に接続される前記無線端末へ送信する送信過程と、前記無線端末が、前記端末機器から前記データ送信要求を受信したときに、前記無線基地局との間の通信の輻輳状態の情報を取得し、取得した情報で示される輻輳状態が、ランダムアクセスを許可する所定の条件を満たしている場合に、前記無線基地局へランダムアクセスにより通信の要求を送信するランダムアクセス過程と、送信した通信の要求に対応した応答を受信して確立された無線通信によって、前記端末機器から受信したデータ送信要求により要求された前記ネットワーク上の装置宛の送信データを前記無線基地局へ送信するデータ送信過程と、前記ランダムアクセス過程で取得した前記情報で示される前記輻輳状態が、ランダムアクセスを許可する所定の条件を満たしていない場合に、前記端末機器へ待機時間を通知する通知過程と、前記端末機器が、前記無線端末から待機時間を受信した場合、受信した前記待機時間経過後に、前記データ送信要求を再送する再送過程とを有することを特徴とする輻輳制御方法である。
【００２０】
また、本発明は、端末機器に接続される無線端末と、前記無線端末と無線通信する無線基地局と、前記無線基地局に接続されるネットワークとからなる無線通信システムにおける前記無線端末として用いられるコンピュータを、前記端末機器から前記ネットワーク上の装置宛のデータ送信要求を受信したときに、前記無線基地局との間の通信の輻輳状態の情報を取得し、取得した情報で示される輻輳状態が、ランダムアクセスを許可する所定の条件を満たしている場合に、前記無線基地局へランダムアクセスにより通信の要求を送信するランダムアクセス手段、送信した通信の要求に対応した応答を受信して確立された無線通信によって、前記端末機器から受信したデータ送信要求により要求された前記ネットワーク上の装置宛の送信データを前記無線基地局へ送信するデータ送信手段、前記ランダムアクセス手段により取得した前記情報で示される前記輻輳状態が、ランダムアクセスを許可する所定の条件を満たしていない場合に、前記端末機器へ待機時間を通知する通知手段、として動作させることを特徴とするコンピュータプログラムである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、無線端末は、過去にデータ送信した時刻と、当該データ送信時に通信の確立までに要した通信要求のランダムアクセス試行回数を記憶し、記憶したランダムアクセス回数を用いて当該時刻にデータを送信するか否かを判断する。また、無線基地局から報知された情報に基づいて無線端末が自律的にバックオフ時間を生成し、当該バックオフ時間経過後に発信可とする。このように無線端末が自律的に輻輳制御を行うことで、無線基地局に負荷をかけたり、無線帯域を圧迫したりすることなく発信を分散させ、無線端末−無線基地局間で周期的に輻輳発生する輻輳であっても効率的に抑制することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。
【００２４】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態による無線通信システムの構成図である。
同図において、センサなどのＴＥ（Terminal Equipment：端末機器）１は無線端末２に接続されており、無線基地局３は複数の無線端末２を収容する。無線基地局３は、有線のネットワーク（以下、「ＮＷ」と記載）４を介して、無線端末２から定期的に通知されるデータ、例えば、ＴＥ１によるセンサ検出値をセンサデータサーバ５へ通知する。
【００２５】
図２は、第１の実施形態による無線端末２の内部構成を示すブロック図であり、本発明と関係する機能ブロックのみ抽出して示してある。同図において、無線端末２は、制御部２１、ＴＥ接続インタフェース部２２、無線信号処理部２３、ＲＴＣ（Real Time Clock）２４、及び、アクセス履歴記憶部２５を備える。
制御部２１は、当該無線端末２の制御を行うための機能を有する。無線端末２の制御とは、例えば無線チャネルの割当に関する処理、輻輳制御など通信可否の処理等を行うことである。ＴＥ接続インタフェース部２２は、当該無線端末２と、当該無線端末２に接続するＴＥ１間の接続インタフェースを実現する。無線信号処理部２３は、当該無線端末２から無線基地局３に無線区間を介して信号を送信するための変調処理、及び、無線基地局３から当該無線端末２への無線区間を介した信号を受信するための復調処理を行う機能を有する。ＲＴＣ２４は、クロックを発信し、制御部２１、無線信号処理部２３、アクセス履歴記憶部２５へクロックを提供する機能を有する。アクセス履歴記憶部２５は、当該無線端末２による無線基地局３への過去のランダムアクセス履歴を示す履歴情報を記憶し、制御部２１からの要求に対して当該履歴情報を検索する。
【００２６】
図３は、第１の実施形態による無線基地局３の内部構成を示すブロック図であり、本発明と関係する機能ブロックのみ抽出して示してある。同図において、無線基地局３は、無線信号処理部３１、アクセス制御部３２、データ転送部３３、及び、有線インタフェース部３４を備える。
無線信号処理部３１は、当該無線基地局３から無線端末２に無線区間を介して信号を送信するための変調処理、あるいは無線端末２から当該無線基地局３への無線区間を介した信号を受信するための復調処理を行う機能を有する。アクセス制御部３２は、無線端末２からの無線チャネル（スロット）の割当要求を受信して無線チャネルの割当可否を判断し、割当可能な場合に割り当てるチャネルを選択して当該無線端末２へ通知する。データ転送部３３は、チャネル割当を受けた無線端末２から当該無線基地局３へ送信されたデータを、有線インタフェース部３４を介してセンサデータサーバ５に送信する機能と、センサデータサーバ５からＴＥ１宛に送信されたデータを、当該ＴＥ１が接続されている無線端末２へ送信するためにデータを無線信号処理部３１へ送信する機能を有する。有線インタフェース部３４は、ＮＷ４を介してセンサデータサーバ５と接続するためのインタフェースを実現する。
【００２７】
図４に、第１の実施形態の無線通信システムにおいて、無線端末２と無線基地局３との間の無線通信に用いられるフレームの構成例を示す。
同図に示すように、本実施形態に用いられるフレームは、１秒周期であり、１フレーム内に無線基地局３から当該無線基地局３配下の全ての無線端末２への報知に用いられる報知チャネル６１、無線基地局３から特定の無線端末２へのデータ送信に用いられるダウンリンク（Downlink）ユーザデータチャネル６２があり、同一フレーム内に、無線端末２から無線基地局３方向へのデータ送信に用いられるアップリンク（Uplink）ユーザデータチャネル６３がある構成とする。アップリンクユーザデータチャネル６３は、無線チャネルの割当要求に用いられるランダムアクセス領域６３１と、割り当てられた無線チャネルによってデータを送信するためのユーザデータ領域６３２とから構成される。
【００２８】
図５に、図２の無線端末２のアクセス履歴記憶部２５に保持されるアクセス履歴情報の例を示す。アクセス履歴情報は、無線端末２において、ランダムアクセスを行うか否かを判断するための輻輳状態の情報として使用され、時間、当該無線端末２におけるランダムアクセスの実施頻度としてのランダムアクセス平均試行回数、発呼回数との情報からなる。時間のカラムには、当該無線端末２において呼が生起した時間が記録され、例えば、１分を単位時間とする。ランダムアクセス平均試行回数のカラムには、当該無線端末２における、過去の当該時間における平均のランダムアクセス試行回数が記録され、発呼回数のカラムには、当該無線端末２において、過去の当該時間に呼が生起した回数を記録する。図５においては、「１０：００」は、１０時００分００秒〜１０時００分５９秒までを表しており、この時間における過去のランダムアクセス平均試行回数は「８」回、発呼回数は「１」回であることが登録されている。
【００２９】
図６は、第１の実施形態の無線通信システムにおけるランダムアクセスのシーケンス図を示す。
同図において、まず無線端末２の無線信号処理部２３は、フレームのランダムアクセス領域６３１（図４）にて、無線基地局３との無線通信の確立を要求するために、スロット割当要求を無線基地局３に送信する（ステップＳ１１０）。無線基地局３のアクセス制御部３２は、無線信号処理部３１を介してスロット割当要求を受信すると、アップリンクユーザデータ内にてスロット割当を行う。無線信号処理部３１は、アクセス制御部３２の割当てたスロットを通知するためのスロット割当応答を報知チャネル６１（図４）にて報知する（ステップＳ１２０）。当該スロット割当応答を受信した無線端末２の無線信号処理部２３は、無線基地局３により割り当てられたスロットを用い、ユーザデータ領域６３２にてデータ送信を行う（ステップＳ１３０）。
【００３０】
続いて、図７は、本実施形態の無線通信システムにおける輻輳制御の処理フローを示す図である。
センサ（ＴＥ１）にてセンサ検出値の送信等のために呼が生起し、無線端末２に対してセンサデータサーバ５へセンサ検出値を示すデータの送信を要求すると、無線端末２は、発信処理を行う（ステップＳ２１０）。当該無線端末２の制御部２１は、ＴＥ接続インタフェース部２２を介してＴＥ１から送信データを受信すると、ＲＴＣ２４へ現在時刻の問い合わせを行い、現在時刻を取得する（ステップＳ２２０）。制御部２１は、アクセス履歴記憶部２５へ、ＲＴＣ２４から取得した現在時刻に対応する過去のアクセス履歴の問い合わせを行い、現在時刻に対応するアクセス履歴情報を取得する（ステップＳ２３０）。
【００３１】
制御部２１は、ステップＳ２３０において読み出したアクセス履歴情報により示されるランダムアクセス平均試行回数が予め決められた閾値に満たなければ（ステップＳ２４０：ＹＥＳ）、送信データの送信を無線信号処理部２３へ要求する。無線信号処理部２３は、送信データに対する送信要求を受け付けると、ＲＴＣ２４へ問い合わせを行い、当該送信要求を受け付けた時刻を一時的に記憶するとともに、ランダムアクセス試行回数「１」を記憶する（ステップＳ２５０）。無線信号処理部２３は、スロット割当要求パケットを生成し、無線信号処理部２３を介してランダムアクセスにより、無線基地局３にスロット割当要求を送信する（ステップＳ２６０）。当該スロット割当要求を送信した無線信号処理部２３は、予め定められたタイマ値に基づくタイマを起動し、無線基地局３から送信されるスロット割当応答を待つ（ステップＳ２７０）。無線信号処理部２３は、タイマが満了するまでにスロット割当応答を受信できなかった場合（ステップＳ２８０：タイマ満了）、内部に保持している、現在時刻に対応したランダムアクセス試行回数を、現在の値に１加算した値に更新する（ステップＳ２９０）。そして、ステップＳ２６０に戻り、スロット割当要求を再度送信する。
【００３２】
そして、送信したスロット割当要求に対応して、無線信号処理部２３が無線基地局３からスロット割当応答を受信した場合（ステップＳ２８０：スロット割当応答）、一時的に記憶していた当該データ送信要求の受付時刻と、ランダムアクセス試行回数とを制御部２１へ通知する。制御部２１は、無線信号処理部２３から受信した受付時刻に対応した発呼回数を、現在の回数に１加算した回数に更新するとともに、受付時刻に対応したランダムアクセス平均試行回数を、受信したランダムアクセス試行回数によって新たに算出されるランダムアクセス平均試行回数に更新するようアクセス履歴記憶部２５に指示し、アクセス履歴記憶部２５は、制御部２１から通知された指示に従ってアクセス履歴情報を更新する（ステップＳ３００）。
【００３３】
上記でも説明したように、アクセス履歴記憶部２５における記憶方法として、時刻を予め定めた単位時間に区分し、当該単位時間内のアクセス履歴を同一のカラム内に記憶するようにする。一例として、１分を単位時間とした場合、１０時１０分００秒から１０時１０分５９秒の間にスロット割当要求を送信した場合、ステップＳ３００において、１０時１０分００秒から１０時１０分５９秒を示す時間に対応した同一のカラムに記憶される。
【００３４】
一方、ステップＳ２４０において、ランダムアクセス平均試行回数が所定の閾値以上である場合、受付時刻に対応した発呼回数が、現在の回数に１加算した回数となるようアクセス履歴情報を更新した後、以下のいずれかのエラーまたは再送処理を行う（ステップＳ３１０）。
【００３５】
図８は、ランダムアクセス平均試行回数が所定の閾値以上である場合に、ＴＥ１にエラーを通知して処理を終了する場合のＴＥ１及び無線端末２間のシーケンス図である。
図７のステップＳ２１０〜ステップＳ２４０の処理のように、無線端末２は、ＴＥ１からデータ送信要求を受け（ステップＳ４１０）、無線端末２の制御部２１がアクセス履歴記憶部２５から取得したアクセス履歴情報をチェックする（ステップＳ４２０）。無線端末２の制御部２１は、試行回数が閾値以上であると判断した場合に、当該データ送信を要求したＴＥ１にエラーを応答する（ステップＳ４３０、図７：ステップＳ３１０）。無線端末２は、データ送信要求を廃棄する。
【００３６】
図９は、ランダムアクセス平均試行回数が所定の閾値以上である場合に、スロット割当要求の再送を行う場合の無線端末２の構成を示すブロック図であり、図８に示す処理とは、無線端末２にてＴＥ１から送信要求されたデータを一時的に記憶し、予め当該無線端末２において定めた時間経過後に再度送信処理を行う点が異なる。この無線端末２において定めた時間は、複数の無線端末２間で分散されるように設定される。
【００３７】
同図に示す無線端末２は、制御部２１内にデータ一時記憶部２６を備えている。そして、図７のステップＳ２４０において、無線端末２の制御部２１が取得した前記アクセス履歴情報の示すランダムアクセス平均試行回数が予め決められた閾値以上である場合、ＴＥ１から受信した送信データを制御部２１内のデータ一時記憶部２６に記憶しておく。制御部２１は、内部に予め設定されたタイマ値の情報で示される時間経過後に、図７のステップＳ２２０からの処理を行う。すなわち、ＲＴＣ２４から現在時刻を取得し、当該時刻における過去のアクセス履歴をアクセス履歴記憶部２５に問い合わせ、当該時刻に対応したアクセス履歴情報を取得して、取得したアクセス履歴情報に基づき通信の可否を判断する。通信可の場合、無線端末２は無線基地局３へランダムアクセス要求を再送し、ランダムアクセス要求応答を受信すると無線基地局３との無線通信を確立し、その後、データ一時記憶部２６から送信データを読み出して無線基地局３へ送信する。
【００３８】
図１０は、試行回数が所定の閾値以上である場合に、スロット割当要求の再送を行う場合の無線端末２の構成を示すブロック図であり、上述する図９とは、無線端末２にてタイマ値をランダムに生成し、生成したランダムな時間が経過した後、再度スロット割当要求の送信を行う点が異なる。ここでは、図９との差分のみを説明する。
【００３９】
図１０の無線端末２は、図９の構成に加えてタイマ値生成部２７を備え、ランダムなタイマ値を生成するものとする。そして、図７のステップＳ２４０において、無線端末２の制御部２１が取得した前記アクセス履歴情報の示すランダムアクセス平均試行回数が予め決められた閾値以上である場合、送信要求された送信データを制御部２１内のデータ一時記憶部２６に記憶しておく。さらに、制御部２１は、タイマ値生成部２７にタイマ値の生成を要求する。タイマ値生成部２７は、タイマ値を生成して制御部２１に応答する。制御部２１は、タイマ値生成部２７から応答があったタイマ値に相当する時間経過後に、図７のステップＳ２２０からの処理を行う。すなわち、ＲＴＣ２４から現在時刻を取得し、当該時刻における過去のアクセス履歴をアクセス履歴記憶部２５に問い合わせて、当該時刻に対応したアクセス履歴情報を取得し、取得したアクセス履歴情報に基づき通信の可否を判断する。通信可の場合、無線端末２は無線基地局３へランダムアクセス要求を再送し、ランダムアクセス要求応答を受信すると無線基地局３との無線通信を確立し、その後、データ一時記憶部２６から送信データを読み出して無線基地局３へ送信する。
このように、タイマ値生成部２７にてタイマ値を生成することにより、過去の履歴情報を利用した輻輳制御を実施している同様の無線端末２間でタイマ待ち時間がランダムとなり、輻輳制御後の発信タイミングが分散される。
【００４０】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態を説明する。第１の実施の形態では、無線端末２が、チャネル割当要求の送信可否を当該無線端末２のアクセス履歴により判断していたが、本実施の形態では、無線基地局３から報知される輻輳状況を示す情報を用いて、チャネル割当要求の送信可否を判断する。
【００４１】
図１１は、本発明の第２の実施形態による無線通信システムの構成図である。同図において、第１の実施形態と同じ構成には同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
同図において、センサなどのＴＥ１ｂは無線端末２ｂに接続されており、無線基地局３ｂは複数の無線端末２ｂを収容する。無線基地局３ｂは、ＮＷ４を介して、無線端末２ｂから受信したデータ、例えば、ＴＥ１によるセンサ検出値をセンサデータサーバ５へ通知する。
【００４２】
図１２は、本実施形態による無線通信システムにおける無線端末２ｂの内部構成を示すブロック図であり、本発明と関係する機能ブロックのみ抽出して示してある。同図において、無線端末２ｂは、制御部２１ｂ、ＴＥ接続インタフェース部２２、無線信号処理部２３、バックオフ（Backoff）時間生成部２８を備える。ＴＥ接続インタフェース部２２、及び、無線信号処理部２３は、第１の実施形態と同様である。制御部２１ｂは、当該無線端末２ｂの制御を行うための機能を有しており、輻輳制御においては、無線基地局３ｂから報知される輻輳状況の情報を用いる。バックオフ時間生成部２８は、制御部２１ｂからのバックオフ時間（再送までの待ち時間）の生成要求を受信したときに、当該生成要求にて通知される輻輳状況レベルに応じて、所定の関数を用いてバックオフ時間を生成する機能と、生成したバックオフ時間を制御部２１ｂへ返送する機能を有する。
【００４３】
図１３は、本実施形態による無線通信システムにおける無線基地局３ｂの内部構成を示すブロック図であり、本発明と関係する機能ブロックのみ抽出して示してある。
同図において、無線基地局３ｂは、無線信号処理部３１、アクセス制御部３２ｂ、データ転送部３３、有線インタフェース部３４、トラヒック記憶部３５、トラヒック管理部３６、送信フレーム構成部３７を備える。無線信号処理部３１、データ転送部３３、有線インタフェース部３４については、第１の実施形態と同様である。
【００４４】
アクセス制御部３２ｂは、無線端末２からの無線チャネルの割当要求を受信して無線チャネルの割当可否を判断し、割当可能な場合に割り当てるチャネルを選択して当該無線端末２へ通知する。また、無線チャネルの割当状況をトラヒック記憶部３５へ通知する。トラヒック記憶部３５は、アクセス制御部３２ｂから通知された無線チャネルの割当状況を記憶する。トラヒック管理部３６は、予めサービス定めた時間毎にトラヒック記憶部３５からチャネルの割当状況を検索する機能と、その検索結果に基づき、輻輳状況を示す輻輳状況情報を生成する機能を有する。また、トラヒック管理部３６は、生成した輻輳状況情報を送信フレーム構成部３７へ通知する。送信フレーム構成部３７は、トラヒック管理部３６から通知された輻輳状況情報に基づき、後述する（図１４）報知チャネル６１ｂ内の輻輳状況６１１ｂに輻輳状況情報を挿入してフレームを構成する。
【００４５】
図１４に、第２の実施形態の無線通信システムにおいて、無線端末２ｂと無線基地局３ｂとの間の無線通信に用いられるフレームの構成例を示す。
同図に示すように、本実施形態に用いられるフレームは、１フレーム内に無線基地局３ｂから当該無線基地局３ｂ配下の全ての無線端末２ｂへの報知に用いられる報知チャネル６１ｂ、無線基地局３ｂから特定の無線端末２ｂへのデータ送信に用いられるダウンリンクユーザデータチャネル６２があり、同一フレーム内に、無線端末２から無線基地局３方向へのアップリンクユーザデータチャネル６３がある構成とする。報知チャネル６１ｂは、輻輳状況情報６１１を含んでいる。また、アップリンクユーザデータチャネル６３は、ランダムアクセス領域６３１と、ユーザデータ領域６３２とから構成される。
【００４６】
次に、第２の実施形態の無線通信システムの動作について説明する。
本実施形態の無線通信システムにおいて、センサ（ＴＥ１ｂ）にてセンサ検出値の送信等のために呼が生起し、無線端末２ｂに対してセンサデータサーバ５へセンサ検出値を示すデータの送信を要求すると、無線端末２ｂは、無線基地局３ｂからの報知チャネルにより輻輳状況情報を受信する。輻輳状況情報により示される輻輳状況のレベルが閾値に満たなければ、無線基地局３ｂへランダムアクセス要求を送信し、無線基地局３ｂとの間の無線通信を確立してデータ送信処理を行う。一方、輻輳状況のレベルが閾値以上である場合は、以下のいずれかの再送処理を行う。
【００４７】
図１５は、第２の実地形態の無線通信システムにおける、輻輳状況レベルが閾値以上である場合のＴＥ１ｂ及び無線端末２ｂ間のシーケンス図である。
ＴＥ１ｂからデータ送信を受信した無線端末２ｂの制御部２１ｂは（ステップＳ５１０）、輻輳状況のレベルが閾値以上である場合、この輻輳状況のレベルの情報をバックオフ時間生成部２８に通知する。当該通知を受信したバックオフ時間生成部２８は、受信した輻輳状況レベルに応じたバックオフ時間を生成し、制御部２１ｂに通知する（ステップＳ５２０）。これは、例えば、輻輳状況レベルをパラメータとして用いた所定の関数によりバックオフ時間を求める。制御部２１ｂは、バックオフ時間生成部２８から受信したバックオフ時間の情報を、エラー応答とともにＴＥ１ｂへ通知する（ステップＳ５３０）。ＴＥ１ｂは、無線端末２ｂから受信したバックオフ時間経過後に、無線端末２ｂへデータ送信要求を再送する（ステップＳ５４０）。
【００４８】
図１６は、輻輳状況レベルが閾値以上である場合に、無線端末２ｂにて再送動作を実施する場合の無線端末２ｂの構成を示す図であり、上述する図１５とは、無線端末２ｂ内にて送信データを一時記憶して、バックオフ時間経過後にデータ送信を行う点が異なる。同図に示す無線端末２ｂが、図１２に示す無線端末２ｂと異なる点は、ＲＴＣ２４を備える点と、制御部２１ｂがデータ一時記憶部２６ｂを備える点である。
【００４９】
無線端末２ｂの制御部２１ｂは、輻輳状況のレベルが閾値以上である場合、この輻輳状況のレベルの情報をバックオフ時間生成部２８に通知する。当該通知を受信したバックオフ時間生成部２８は、受信した輻輳状況レベルに応じたバックオフ時間を生成し、制御部２１ｂに通知する。これは、例えば、輻輳状況レベルをパラメータとして用いた所定の関数によりバックオフ時間を求める。制御部２１ｂは、バックオフ時間生成部２８からバックオフ時間の情報を受信すると、制御部２１ｂ内のデータ一時記憶部２６ｂにＴＥ１ｂから送信要求された送信データを記憶しておく。制御部２１ｂは、求められたバックオフ時間経過後に、無線信号処理部２３により無線基地局３ｂへスロット割当要求を再送し、スロット割当応答を受信すると無線基地局３ｂとの無線通信を確立し、その後、データ一時記憶部２６から送信データを読み出して無線基地局３ｂへ送信する。
【００５０】
［第３の実施形態］
次に、第３の実施形態について説明する。第３の実施形態では、第１の実施形態によるアクセス制御と、第２の実施形態によるバックオフ時間の組み合わせである。第１または第２の実施形態と同じ構成には同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。以下では、第２の実施形態との差分として説明する。本発明の第３の実施形態による無線通信システムの構成は、図１１の第２の実施形態における無線端末２ｂを、図１７に示す無線端末２ｃに置き換えたものである。
【００５１】
図１７は、本実施形態による無線通信システムにおける無線端末２ｃの内部構成を示すブロック図であり、本発明と関係する機能ブロックのみ抽出して示してある。
同図において、無線端末２ｃは、制御部２１ｃ、ＴＥ接続インタフェース部２２、無線信号処理部２３、ＲＴＣ２４、アクセス履歴記憶部２５、バックオフ時間生成部２８を備える。ＴＥ接続インタフェース部２２、無線信号処理部２３、ＲＴＣ２４、アクセス履歴記憶部２５は第１の実施形態と、バックオフ時間生成部２８は第２の実施形態と同様である。制御部２１ｃは、当該無線端末２ｃの制御を行うための機能を有しており、輻輳制御においては、無線基地局３ｂから報知される輻輳状況の情報と、自身の保持するアクセス履歴情報を用いる。
【００５２】
図１８を用いて、無線基地局３ｂから受信した報知チャネルで示される輻輳レベルが閾値以上である場合の動作について説明する。
ＴＥ１ｂからデータ送信要求を受信した無線端末２ｃの制御部２１ｃは（ステップＳ６１０）、無線基地局３ｂから報知される報知情報から輻輳状況情報を取得する。また、制御部２１ｃは、ＲＴＣ２４から現在時刻を取得し、取得した時刻に対応したアクセス履歴情報をアクセス履歴記憶部２５から取得する。制御部２１ｃは、輻輳状況情報で示される輻輳状況のレベル、アクセス履歴情報で示される当該時刻に対応したランダムアクセス平均試行回数の両者が、それぞれについて予め決められた閾値に満たない場合、無線基地局３ｂへランダムアクセスによりスロット割当要求を送信し、スロット割当応答を受信すると無線基地局３ｂとの無線通信を確立し、ＴＥ１ｂから送信要求された送信データをセンサデータサーバ５へ送信する。
【００５３】
一方、制御部２１ｃは、輻輳状況のレベル、または、アクセス履歴情報で示されるランダムアクセス試行回数の一方または両方が、それぞれについて予め決められた閾値以上の場合、これらの２つの情報をバックオフ時間生成部２８に通知する。当該通知を受信したバックオフ時間生成部２８は、受信した２つの情報に対して所定の関数を用いて重み付けを行ってレベルを算出し、算出したレベルに応じたバックオフ時間を生成し、制御部２１ｃに通知する（ステップＳ６２０）。これは、算出したレベルをパラメータとして用いた所定の関数によりバックオフ時間を求める。制御部２１ｃは、バックオフ時間生成部２８から受信したバックオフ時間の情報を、エラー応答とともにＴＥ１ｂへ通知する（ステップＳ６３０）。ＴＥ１ｂは、無線端末２ｃから受信したバックオフ時間経過後に、無線端末２ｂへデータ送信要求を再送する（ステップＳ６４０）。
なお、無線端末２ｃのアクセス履歴記憶部２５が保持するアクセス履歴情報の更新は、第１の実施の形態と同様に行う。
【００５４】
図１９は、輻輳状況レベルが閾値以上である場合に、無線端末２ｃにて再送動作を実施する場合の無線端末２ｃの構成を示す図であり、無線基地局３ｂへ送信すべきデータを無線端末２ｃ内に一時記憶してデータ送信を行う点が異なる。同図に示す無線端末２ｃが、図１７に示す無線端末２ｃと異なる点は、制御部２１ｃがデータ一時記憶部２６ｃを備える点である。
【００５５】
同図に示す無線端末２ｃは、図１８に示す処理と同様に、ＴＥ１ｂからデータ送信を受信すると、無線基地局３ｂから報知される輻輳状況情報の示す輻輳状況のレベルと、現在時刻に対応したアクセス履歴情報で示されるランダムアクセス平均試行回数の一方または両方が、それぞれについて予め決められた閾値以上であるかを判断する。両者が、それぞれの閾値に満たない場合、無線基地局３ｂへランダムによりスロット割当要求を送信し、スロット割当応答を受信すると無線基地局３ｂとの無線通信を確立し、ＴＥ１ｂから受信した送信データをセンサデータサーバ５へ送信する。
【００５６】
制御部２１ｃは、輻輳状況のレベルと、現在時刻のランダムアクセス平均試行回数の一方または両方が、それぞれについて予め決められた閾値以上の場合、図１８と同様の処理によりバックオフ時間を求める。つまり、制御部２１ｃは、輻輳状況のレベルと、現在時刻のランダムアクセス平均試行回数の２つの情報をバックオフ時間生成部２８に通知し、バックオフ時間生成部２８は、受信した２つの情報に対して所定の関数を用いてレベルを算出し、算出したレベルをパラメータとして用いた所定の関数によりバックオフ時間を生成する。制御部２１ｃは、バックオフ時間生成部２８からバックオフ時間の情報を受信すると、制御部２１ｃ内のデータ一時記憶部２６ｃにＴＥ１ｂから送信要求された送信データを記憶しておく。制御部２１ｃは、求められたバックオフ時間経過後に、無線信号処理部２３により無線基地局３ｂへランダムアクセス要求を再送し、ランダムアクセス要求応答を受信すると無線基地局３ｂとの無線通信を確立する。その後、制御部２１ｃは、データ一時記憶部２６ｃから送信データを読み出して無線信号処理部２３により無線基地局３ｂへ送信する。
【００５７】
なお、ＴＥ１、１ｂ無線端末２、２ｂ、２ｃ、無線基地局３、３ｂの各部は、専用のハードウェアにより実現されるものであってもよい。また、ＴＥ１、１ｂ、無線端末２、２ｂ、２ｃ、ならびに、無線基地局３、３ｂは、内部にコンピュータシステムを有し、ＴＥ１、１ｂ、無線端末２、２ｂ、２ｃ、ならびに、無線基地局３、３ｂの動作の過程を、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶しておき、このプログラムをコンピュータシステムが読み出して実行することによって、上記処理を行うことでもよい。ここでいうコンピュータシステムとは、ＣＰＵ及び各種メモリやＯＳ、周辺機器等のハードウェアを含むものである。
【００５８】
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
【００５９】
［適用ネットワークの例］
以下に、上記無線通信システムに適用されうる広域ユビキタスネットワークについて説明する。なお、広域ユビキタスネットワークについては、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  ２００５／１１  Ｖｏｌ．Ｊ８８−Ｂ  Ｎｏ．１１等に記載されている。
【００６０】
広域ユビキタスネットワークは、携帯電話などの端末を携帯することを前提とした端末携帯型サービス、及び、人や物にセンサなどがくっついている環境を前提とした環境埋込型サービスの２つに大別される。前者では、人口普及率という点で成熟期にある携帯電話がベースになっているが、携帯電話をゲートウェイとして超小型センサなどを収容することも想定され、実際にはこれらの境界は明確ではない。
【００６１】
図２０は、現在想定されているユビキタスネットワークの構成を示す図である。
広域なネットワークインフラから見て、端末収容形態は、直接収容（直収）とゲートウェイを介しての収容の二つに分かれ、さらに後者はゲートウェイから先のネットワーク（「ローカルネットワーク」と記載）の形態で、ゲートウェイの端末収容とゲートウェイのネットワーク収容に分かれる。ゲートウェイの端末収容は、ローカルネットワーク内端末がゲートウェイとのみ通信する形態であり、ゲートウェイのネットワーク終了はローカルネットワーク内端末がローカルネットワーク内の他端末とも通信する形態である。
【００６２】
直収の場合、端末はエンドツーエンドの通信機能やネットワーク上のユニークなアドレスが必要となる。ゲートウェイ収容の場合、端末はゲートウェイとのみ（ゲートウェイの端末収容）、あるいは、ゲートウェイとローカルネットワーク内の他端末（ゲートウェイのネットワーク収容）と通信できればよい。したがって、ローカルなアドレスやローカルネットワーク内で好適な特殊なプロトコルなどの適用が容易である。ネットワーク収容と端末収容の差は、ローカルネットワーク内で利用するプロトコルに依存する。ネットワーク収容のためには、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ，ＺｉｇＢｅｅなどのマルチホップを利用するかルーチングプロトコルを導入する必要がある。端末収容の方が簡単であるが、無線リンクを用いる場合、ひとつのローカルネットワークで物理的に広域エリアをカバーするにはネットワーク収容が必要である。
直収の場合のネットワークインフラは、現状では、携帯電話網が最有力である。ゲートウェイ収容の場合のネットワークインフラは、インターネットアクセスネットワークとインターネット・ＩＰ網、あるいは、携帯電話網と想定される。
【００６３】
広域ユビキタスネットワークでは、上述した現在想定されているユビキタスネットワークに対し、端末数に関する「スケール性」、物理的に広い範囲をカバーできる「広域性」、移動端末に対応できる「移動管理性」、端末数が多いことにより総端末コストの観点から機能が低く演算能力やメモリ容量に限界がある低能力端末が想定されるため、それらを収容可能とする「低能力端末のサポート」、多くの端末がネットワークに接続されるためネットワークコストを抑える「経済性」を備えることが必要となる。そのため、広域ユビキタスネットワークは、図２１に示されるような複合的なネットワークの集合により実現される。
【００６４】
次に、広域ユビキタスネットワークシステムの具体的な実現例を説明する。
図２２は、広域ユビキタスネットワークシステムの構成例を示す。同図において、広域ユビキタスネットワークシステムは、無線端末１０１と、該無線端末１０１との無線通信が可能なゲートウェイノード（以下、ＧＷノードと記す。）１０２〜１０５と、無線端末１０１の位置情報を保持する位置登録データベース１０９とを有する移動体通信ネットワークと、無線端末１０１からのメッセージ送信先としてのパーソナルコンピュータ（以下、ＰＣと記す。）１１１、１１２が接続されるインターネット１１０とがインターネットゲートウェイ（以下、インターネットＧＷと記す。）１１３を介して接続されてなるネットワークシステムである。
【００６５】
また、該ネットワークシステムは、中継ノード１０６、１０７と、無線端末１０１ごとにあらかじめ定めた送信先である端末としてのＰＣ１０１のアドレスを保持する登録管理システム１０８を有している。
無線端末１０１と、ＰＣ１１１またはＰＣ１１２との間では、概略、次のように通信が行われる。
無線端末１０１からＰＣ１１１、またはＰＣ１１２へメッセージを送信する際には、ＧＷノード１０２〜１０５のいずれかは、無線端末１０１より無線フレームを受信すると、登録管理システム１０８にアクセスして、無線端末ごとにメッセージの送信先の端末アドレスを特定し、該特定した送信先の端末であるＰＣ１１１、またはＰＣ１１２宛にインターネットＧＷ１１３を介してメッセージを送信する。
【００６６】
また、ＰＣ１１１、またはＰＣ１１２より無線端末１０１へメッセージを送信する際には、インターネットＧＷ１１３は、位置登録データベース１０９にアクセスし、無線端末１０１のＩＤから位置情報を取得し、該取得した位置情報から該当するＧＷノード１０２〜１０５へメッセージを転送し、該ゲートウェイノードは、前記無線端末へ前記メッセージを転送する。
【００６７】
無線端末１０１は、ＧＷノード１０２〜１０５との間で無線通信が可能である。ＧＷノード１０２〜１０５、登録管理システム１０８及び位置登録データベース１０９は、中継ノード１０６、１０７を介して相互に接続しており、通信が可能である。無線端末１０１、ＧＷノード１０２〜１０５、登録管理システム１０８、位置登録データベース１０９及び中継ノード１０６、１０７は移動体通信ネットワークを構成している。
【００６８】
また、移動体通信ネットワークは、インターネットＧＷ１１３を介してインターネット１１０とも接続しており、インターネット１１０に接続するパーソナルコンピュータ（ＰＣ）１１１、１１２との通信も可能である。
ここでは、ＧＷノード１０２〜１０５、中継ノード１０６、１０７、インターネットＧＷ１１３は、すべてＩＰアドレスをもち、インターネット１１０を介してＰＣ１１１，１１２と通信可能としている。
【００６９】
無線端末１０１は、そのメッセージ送信先をあらかじめ定め、登録管理システム１０８に登録しておく。登録管理システム１０８は、図２３に示す｛無線端末ＩＤ、相手先アドレス｝の組を記憶する。ここでは、一例として無線端末１０１の送信先をＰＣ１１１とする。また、無線端末１０１は、移動時に位置登録が必要となる。
【００７０】
各ＧＷノード１０２〜１０５は、ページングエリア番号を無線報知し、無線端末１０１は、自分の保持するページングエリア番号と異なる番号を受信し、在圏エリアの変更を認識する。在圏エリアが変わると、無線端末１０１は、（１）自分の保持するページングエリア番号を更新し、（２）ＧＷノード・中継ノードを介して、自分の在圏するページングエリア番号（在圏エリア番号）を、位置登録データベース１０９に通知する。位置登録データベース１０９は、位置情報として図２２に示す｛無線端末ＩＤ、在圏エリア番号｝の組を記憶する。
【００７１】
次に、無線端末１０１からの情報送信の処理について説明する。無線端末１０１は、所定の起動条件（例えば、一定時間ごと、センシングしていたセンサ値がー定値を超えた場合など）を満たすと、あらかじめ定められた通信相手（例えば、ＰＣ１１１）に対して、自ＩＤとセンシング情報をメッセージとして無線フレームに入れ、送信する。
【００７２】
ＧＷノード１０２〜１０５は、自エリア内に在圏すると推定される無線端末のＩＤとその相手先アドレス、参照時刻の組（在圏端末リスト、と呼ぶ）を保持する（図２４）。ＧＷノード１０２〜１０５は、上記無線フレームを受信し、受信メッセージ中の無線端末ＩＤが在圏端末リストにあるか、チェックする。なければ、登録管理システム１０８にアクセスし、当該無線端末ＩＤに対する相手先アドレスを照会する。（照会しても該当端末がない場合、不正端末であるので、受信したメッセージを廃棄する。）
【００７３】
そして、現在時刻を参照時刻とし、無線端末ＩＤと照会して得た相手先アドレスの組を在圏端末リストに加える。（これにより、在圏エリア変更なしの場合、登録管理システム１０８ヘの照会なしに、相手先アドレスを把握できる。）
在圏端末リストに、もともとあった場合は、参照時刻を現在時刻に更新して保持する。
【００７４】
こうして得た相手先アドレスを着アドレスにし、発アドレスをＧＷノードアドレスとし、メッセージをペイロードに入れたＴＣＰ／ＩＰパケットにより、相手先に送る。このとき、メッセージは保持する。
上記ＴＣＰ／ＩＰパケットを受信したＰＣは、メッセージを取り出し、ＧＷノードにＡＣＫを返送する。上記ＡＣＫを受信したＧＷノードは、ＩＰアドレスから、対応する保持しているメッセージを特定し、それを消去する。
【００７５】
また、在圏端末リストの参照時刻が、現在時刻からあらかじめ定められたタイムアウトとなる時点より、古くなった場合、当該｛無線端末のＩＤとその相手先アドレス、参照時刻の組｝を削除する。
【００７６】
なお、図２３のネットワークの無線端末１０１を本発明の無線端末２、２ｂ、２ｃとして、ＧＷノード１０２〜１０５を無線基地局３、３ｂとして、ＰＣ１１１、１１２をセンサデータサーバ５として、インターネット１１０をＮＷ４として考えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の第１の実施形態による無線通信システムの構成図である。
【図２】第１の実施形態による無線端末の機能ブロック図である。
【図３】第１の実施形態による無線基地局の機能ブロック図である。
【図４】第１の実施形態による無線通信のフレーム構成例を示す。
【図５】第１の実施形態による無線端末に保持されるアクセス履歴情報を示す。
【図６】第１の実施形態による無線通信システムにおけるランダムアクセスのシーケンス図を示す。
【図７】第１の実施形態による無線通信システムにおける輻輳制御の処理フローを示す図である。
【図８】第１の実施形態による無線通信システムにおいて試行回数が所定の閾値以上となった場合のシーケンス図である。
【図９】第１の実施形態による無線通信システムにおいて試行回数が所定の閾値以上となった場合の他の動作を実施する無線端末の機能ブロック図である。
【図１０】第１の実施形態による無線通信システムにおいて試行回数が所定の閾値以上となった場合のさらに他の動作を実施する無線端末の機能ブロック図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態による無線通信システムの構成図である。
【図１２】第２の実施形態による無線端末の機能ブロック図である。
【図１３】第２の実施形態による無線基地局の機能ブロック図である。
【図１４】第２の実施形態による無線通信のフレーム構成例を示す。
【図１５】第２の実施形態による無線通信システムにおけるシーケンス図である。
【図１６】第２の実施形態による無線通信システムにおける他のシーケンス図である。
【図１７】本発明の第３の実施形態による無線端末２の機能ブロック図である。
【図１８】第３の実施形態による無線通信システムにおける、輻輳レベルが閾値以上である場合の処理フローを示す図である。
【図１９】第３の実施形態による無線通信システムにおける、輻輳レベルが閾値以上である場合の他の動作を実施する無線端末の機能ブロック図である。
【図２０】現在想定されているユビキタスネットワークを示す図である。
【図２１】広域ユビキタスネットワークインフラストラクチャを示す図である。
【図２２】広域ユビキタスネットワークの構成例を示す図である。
【図２３】図２０に示したネットワークシステムにおける登録管理システムの記憶内容を示す説明図である。
【図２４】図２０に示したネットワークシステムにおける位置登録データベースの記憶内容を示す説明図である。
【図２５】図２０に示したネットワークシステムにおけるＧＷノードの記憶内容を示す説明図である。
【符号の説明】
【００７８】
１、１ｂ…ＴＥ（端末機器）
２、２ｂ、２ｃ…無線端末
２１、２１ｂ、２１ｃ…制御部
２２…ＴＥ接続インタフェース部
２３…無線信号処理部
２４…ＲＴＣ
２５…アクセス履歴記憶部
２６、２６ｂ、２６ｃ…データ一時記憶部
２７…タイマ値生成部
２８…バックオフ時間生成部
３…無線基地局
３１…無線信号処理部
３２、３２ｂ…アクセス制御部
３３…データ転送部
３４…有線インタフェース部
３５…トラヒック記憶部
３６…トラヒック管理部
３７…送信フレーム構成部
４…ＮＷ
５…センサデータサーバ
１０１…無線端末
１０２〜１０５…ＧＷノード
１０６、１０７…中継ノード
１０８…登録管理システム
１０９…位置登録データベース
１１０…インターネット
１１１、１１２…ＰＣ
１１３…インターネットＧＷ
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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