(57)【要約】【課題】基地局におけるデータの受信性能を向上させる。【解決手段】第１のグループの第１の端末からブロードキャストされるデータを受信する受信部と、前記データの種類に基づいて、前記受信されたデータを基地局に送信するか否かを判定する送信判定部と、前記第１のグループとは異なる第２のグループに割り当てられた、前記第１のグループに割り当てられた無線リソースとは異なる無線リソースを用いて前記データを前記基地局に送信する送信部と、を備える、通信端末。【選択図】図１
2018092372.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のグループの第１の端末からブロードキャストされるデータを受信する受信部と、
前記データの種類に基づいて、前記受信されたデータを基地局に送信するか否かを判定する送信判定部と、
第２のグループに割り当てられた、前記第１のグループに割り当てられた無線リソースとは異なる無線リソースを用いて前記データを前記基地局に送信する送信部と、を備える、通信端末。
【請求項２】
前記送信部は、前記第１のグループの前記第１の端末とは異なる周波数を用いて前記データを送信する、請求項１に記載の通信端末。
【請求項３】
前記送信部は、前記第１のグループの前記第１の端末とは異なる符号を用いて前記データを送信する、請求項１に記載の通信端末。
【請求項４】
前記送信部は、前記第１のグループの前記第１の端末とは異なるタイムスロットで前記データを送信する、請求項１に記載の通信端末。
【請求項５】
前記送信判定部は、所定の期間における平均受信電力を監視し、
前記送信判定部は、前記データの種類が前記基地局に送信すべき種類であるか否かを判定し、
さらに前記送信判定部は、前記平均受信電力が閾値以下である場合に、前記平均受信電力が閾値以下である前記無線リソースを用いて前記データを送信することを判定する、請求項１に記載の通信端末。
【請求項６】
前記第１の端末からの前記データが前記第１のグループに割り当てられた無線リソースで受信されたか否かを判定する無線リソース判定部を備え、
前記無線リソース判定部は、前記第１の端末からの前記データが前記第１のグループに割り当てられていない無線リソースで受信された場合、前記第１のグループに割り当てられる前記無線リソースを増加させる、請求項１に記載の通信端末。
【請求項７】
前記第１の端末からの前記データが前記第１のグループに割り当てられた無線リソースで受信されたか否かを判定する無線リソース判定部を備え、
前記無線リソース判定部は、前記第１の端末からの前記データが前記第１のグループに割り当てられていない無線リソースで受信された場合、前記第１のグループに割り当てられる前記無線リソースの一部を前記第２のグループと共に使用される前記無線リソースに変更する、請求項１に記載の通信端末。
【請求項８】
前記第１の端末からの前記データが前記第１のグループに割り当てられた無線リソースで受信されたか否かを判定する無線リソース判定部を備え、
前記無線リソース判定部は、前記第１の端末からの前記データが前記第１のグループに割り当てられている無線リソースで受信されない場合、前記第１のグループに割り当てられる前記無線リソースを減少させる、請求項１に記載の通信端末。
【請求項９】
前記第１の端末からの前記データが前記第１のグループに割り当てられた無線リソースで受信されたか否かを判定する無線リソース判定部を備え、
前記無線リソース判定部は、前記第１の端末からの前記データが前記第１のグループに割り当てられている無線リソースで受信されない場合、前記第１のグループに割り当てられる前記無線リソースの一部を前記第２のグループと共に使用される前記無線リソースに変更する、請求項１に記載の通信端末。
【請求項１０】
前記送信部は、前記第１のグループの前記第１の端末よりも大きい送信電力で前記データを送信する、請求項１に記載の通信端末。
【請求項１１】
前記データの種類は、前記データの種類ごとに異なるプリアンブルによって示され、
前記送信判定部は、前記プリアンブルに基づいて前記データの種類を判定する、請求項１に記載の通信端末。
【請求項１２】
前記データの種類は、前記データのヘッダにおける特定のビットによって示され、
前記送信判定部は、前記特定のビットに基づいて前記データの種類を判定する、請求項１に記載の通信端末。
【請求項１３】
前記第１の端末から前記データが受信されているか否かを監視する障害監視部を備え、
前記障害監視部は、前記第１の端末から所定の期間前記データが受信されていないことに基づいて、前記第１の端末に障害が発生していることを判定し、
前記送信部は、前記障害監視部の判定に基づいて、前記第１の端末に障害が発生していることを示す障害通知を前記基地局に送信する、請求項１に記載の通信端末。
【請求項１４】
前記受信部は、前記通信端末が監視する前記第１のグループの前記第１の端末を示す監視対象端末指示を受信し、
前記障害監視部は、前記監視対象端末指示に基づいて障害の発生を監視する対象である前記第１の端末を決定する、請求項１３に記載の通信端末。
【請求項１５】
第１のグループの第１の端末からブロードキャストされるデータを受信することと、
前記データの種類に基づいて、前記受信されたデータを基地局に送信するか否かを判定することと、
第２のグループに割り当てられた、前記第１のグループに割り当てられた無線リソースとは異なる無線リソースを用いて前記データを前記基地局に送信することと、を含む、通信方法。
【請求項１６】
プロセッサに、第１のグループの第１の端末からブロードキャストされるデータを受信させ、
前記データの種類に基づいて、前記受信されたデータを基地局に送信するか否かを判定させ、
第２のグループに割り当てられた、前記第１のグループに割り当てられた無線リソースとは異なる無線リソースを用いて前記データを前記基地局に送信させる、プログラム。
【請求項１７】
無線システムであって、当該無線システムは、
データをブロードキャストする第１のグループの第１の端末と、
前記第１のグループの前記第１の端末からブロードキャストされる前記データの種類に基づいて、前記第１の端末から受信された前記データを基地局に送信するか否かを判定する第２のグループの第２の端末と、を含み、
前記第２の端末は、第２のグループに割り当てられた、前記第１のグループに割り当てられた無線リソースとは異なる無線リソースを用いて前記データを前記基地局に送信する、無線システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、通信端末、通信方法、プログラムおよび無線システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、無線通信サービスおよび有線通信サービスでは様々なサービスが提供されている。通信サービスでは、通信サービスで通信されるデータの種類が設定され、当該データの種類に基づいて通信サービスが提供されることがある。【０００３】
特許文献１には、上述したデータの種類としてデータの優先度が設定され、当該データの優先度に応じた通信サービスが提供されることが記載されている。具体的に特許文献１には、受信されるデータの優先度に基づいて受信されたデータを他の端末に中継するか否かを判定する無線局が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２９４６０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されている通信システムでは、データの中継を行う無線局が使用する通信リソースについて考慮されていない。よってたとえデータが中継されても輻輳または干渉が生じる可能性があり、宛先端末における受信性能が向上するかどうかは不確かである。そこで本開示では、基地局におけるデータの受信性能を向上させることが可能な、通信端末、通信方法、プログラムおよび無線システムが提案される。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示によれば、第１のグループの第１の端末からブロードキャストされるデータを受信する受信部と、前記データの種類に基づいて、前記受信されたデータを基地局に送信するか否かを判定する送信判定部と、前記第１のグループとは異なる第２のグループに割り当てられた、前記第１のグループに割り当てられた無線リソースとは異なる無線リソースを用いて前記データを前記基地局に送信する送信部と、を備える、通信端末が提供される。【０００７】
また、本開示によれば、第１のグループの第１の端末からブロードキャストされるデータを受信することと、前記データの種類に基づいて、前記受信されたデータを基地局に送信するか否かを判定することと、前記第１のグループとは異なる第２のグループに割り当てられた、前記第１のグループに割り当てられた無線リソースとは異なる無線リソースを用いて前記データを前記基地局に送信することと、を含む、通信方法が提供される。【０００８】
また、本開示によれば、プロセッサに、第１のグループの第１の端末からブロードキャストされるデータを受信させ、前記データの種類に基づいて、前記受信されたデータを基地局に送信するか否かを判定させ、前記第１のグループとは異なる第２のグループに割り当てられた、前記第１のグループに割り当てられた無線リソースとは異なる無線リソースを用いて前記データを前記基地局に送信させる、プログラムが提供される。【０００９】
また、本開示によれば、無線システムであって、当該無線システムは、データをブロードキャストする第１のグループの第１の端末と、前記第１のグループの前記第１の端末からブロードキャストされる前記データの種類に基づいて、前記第１の端末から受信された前記データを基地局に送信するか否かを判定する第２のグループの第２の端末と、を含み、前記第２の端末は、第２のグループに割り当てられた、前記第１のグループに割り当てられた無線リソースとは異なる無線リソースを用いて前記データを前記基地局に送信する、無線システムが提供される。
【発明の効果】
【００１０】
以上説明したように本開示によれば、基地局におけるデータの受信性能が向上する。【００１１】
なお、上記の効果は必ずしも限定されず、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】
【００１２】
【図１】図１は、本開示の実施形態に係る無線システムを模式的に示す図である。
【図２】図２は、本開示の実施形態において、通常クラス端末または高機能クラス端末が送信するフレームフォーマットの一例を示す図である。
【図３】図３は、本開示の実施形態に係る基地局の構成の一例を示すブロック図である。
【図４】図４は、本開示の実施形態に係る通常クラス端末の構成の一例を示すブロック図である。
【図５】図５は、本開示の実施形態に係る高機能クラス端末の構成の一例を示すブロック図である。
【図６】図６は、本開示の実施形態において通常クラス端末および高機能クラス端末に割り当てられる周波数の例を示す図である。
【図７】図７は、本開示の実施形態において通常クラス端末および高機能クラス端末が使用する拡散符号の例を示す図である。
【図８】図８は、本開示の実施形態において通常クラス端末から受信されたデータと高機能クラス端末から受信されたデータとを合成する処理の例を示す図である。
【図９】図９は、本開示の実施形態において通常クラス端末および高機能クラス端末が使用する拡散符号の一例を示す図である。
【図１０】図１０は、本開示の実施形態において通常クラス端末と高機能クラス端末がデータを送信する頻度の一例を示す図である。
【図１１】図１１は、本開示の実施形態に係る通常クラス端末の構成の一例を示すブロック図である。
【図１２】図１２は、本開示の実施形態において通常クラス端末および高機能クラス端末に割り当てられるタイムスロットの一例を示す図である。
【図１３】図１３は、本開示の実施形態において通常クラス端末および高機能クラス端末に割り当てられるタイムスロットの他の例を示す図である。
【図１４】図１４は、本開示の実施形態における通常クラス端末および高機能クラス端末の送信電力の例を示す図である。
【図１５】図１５は、本開示の実施形態に係る高機能クラス端末がデータを送信する無線リソースを判定する処理の例を示すフロー図である。
【図１６】図１６は、本開示の実施形態において無線リソースの割り当てが変更される例を示す図である。
【図１７】図１７は、本開示の実施形態において無線リソースの割り当てが変更される例を示す図である。
【図１８】図１８は、本開示の実施形態に係る通常クラス端末の構成の一例を示すブロック図である。
【図１９】図１９は、本開示の実施形態に係る高機能クラス端末の構成の一例を示すブロック図である。
【図２０】図２０は、本開示の実施形態に係る通常クラス端末がデータを送信する無線リソースの割り当てを変更する処理の一例を示すフロー図である。
【図２１】図２１は、本開示の実施形態に係る高機能クラス端末がデータを送信する無線リソースの割り当てを変更する処理の一例を示すフロー図である。
【図２２】図２２は、本開示の実施形態に係る通常クラス端末がデータを送信する無線リソースの割り当てを変更する処理の一例を示すフロー図である。
【図２３】図２３は、本開示の実施形態において無線リソースの割り当てが変更される例を示す図である。
【図２４】図２４は、本開示の実施形態において無線リソースの割り当てが変更される例を示す図である。
【図２５】図２５は、本開示の実施形態に係る高機能クラス端末が基地局に障害通知を送信する例を示す図である。
【図２６】図２６は、本開示の実施形態に係る高機能クラス端末の構成の一例を示すブロック図である。
【図２７】図２７は、本開示の実施形態に係る高機能クラス端末が基地局からの指示に基づいて監視する通常クラス端末を決定する例を示す図である。
【図２８】図２８は、本開示の実施形態に係る基地局の構成の一例を示すブロック図である。
【図２９】図２９は、本開示の実施形態に係る基地局の構成の一例を示すブロック図である。
【図３０】図３０は、本開示の実施形態に係る基地局が通常クラス端末の経路障害を判定する例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【００１４】
なお、説明は以下の順序で行う。
１．本実施形態に係る無線システムの構成について
１−１．無線システムの全体構成について
１−２．基地局の構成例について
１−３．通常クラス端末の構成例について
１−４．高機能クラス端末の構成例について
２．通常クラス端末および高機能クラス端末に対する無線リソースの割り当てについて
２−１．静的な無線リソースの割り当てについて
２−２．動的な無線リソースの割り当てについて
３．本実施形態の無線システムの変形例について
３−１．高機能クラス端末によって障害通知が基地局に通知される例について
３−２．高機能クラス端末に対して監視対象端末指示が送信される例について
３−３．基地局によって通常クラス端末の経路障害が判定される例について
４．補足
５．むすび
【００１５】
＜＜１．本実施形態に係る無線システムの構成について＞＞
＜１−１．無線システムの全体構成について＞
図１は、本開示の一実施形態に係る無線システムを示す模式図である。図１に示されるように本実施形態の無線システムは、基地局１００と、通常クラス端末２００と、高機能クラス端末３００から構成される。通常クラス端末２００は、例えば端末のクラスが通常クラスに分類される第１のグループに属しており、高機能クラス端末３００は端末のクラスが高機能クラスに分類される第２のグループに属している。つまり本実施形態の通信端末は、高機能クラスまたは通常クラスのように、端末のクラスによって分類される。
【００１６】
図１において通常クラス端末２００は、通常クラス端末２００に備えられた各種センサによって取得されたデータをブロードキャストする。また高機能クラス端末３００は、後述するように通常クラス端末２００から受信されるデータの種類に基づいて、通常クラス端末２００から受信されたデータを基地局１００に転送する。
【００１７】
基地局１００は通常クラス端末２００および高機能クラス端末３００から送信されるデータを受信し、無線システムは受信されたデータを用いて各種サービスを提供する。無線システムが提供するサービスは、管理対象の温度を確認するサービス、および管理対象の行動を管理するサービスなど、多岐に渡る。例えば、温度センサを有する通常クラス端末２００が自動販売機に設置される場合、管理対象の温度を確認するサービスが提供されてもよい。このときアプリケーションサーバ等が基地局１００を介して通常クラス端末２００から温度情報を取得することにより、自動販売機の温度状況が提供される。また、加速度センサを有する通常クラス端末２００が牛または豚などの家畜に装着される場合、管理対象の行動を管理するサービスが提供されてもよい。このときアプリケーションサーバ等が基地局１００を介して通常クラス端末２００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が行われるサービスが提供されてもよい。
【００１８】
このため通常クラス端末２００は、センサ機能を有する。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。
【００１９】
なお、本実施形態においては通常クラス端末２００がセンサ機能を有する例について説明される。しかし、通常クラス端末２００がセンサ機能を有さない例にも本実施形態は適用可能である。例えば、通常クラス端末２００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１００にブロードキャストしてもよい。外部装置が自動販売機である場合、通常クラス端末２００には自動販売機から売上げデータが供給され、通常クラス端末２００は売上げデータを基地局１００にブロードキャストしてもよい。
【００２０】
上述したように本実施形態の無線システムにおいて通常クラス端末２００は、人または物に付与される。通常クラス端末２００に対する設置場所、電池交換、充電の制約のために、通常クラス端末２００には小型化および長時間駆動が求められている。このため通常クラス端末２００は、容量の限られたバッテリーで動作するため、低消費電力化が重要となる。
【００２１】
低消費電力化の観点から通常クラス端末２００において複雑な信号処理が行われることは望ましくなく、通常クラス端末２００は高機能クラス端末３００に比べて機能または性能が限定される場合がある。例えば通常クラス端末２００は、データをブロードキャストする機能のみを有し、受信機能を有さなくてもよい。
【００２２】
また本実施形態の無線システムにおいて通常クラス端末２００は多数設置されることが想定される。よって多数の通常クラス端末２００からのデータの送信によって、干渉が生じる可能性がある。この干渉によって、通常クラス端末２００からブロードキャストされるデータは、基地局１００によって正常に受信されない可能性がある。
【００２３】
よって本実施形態の無線システムでは、通常クラス端末２００がブロードキャストするデータには、後述するように当該データの種類を示す識別情報が含まれる。そして高機能クラス端末３００は、通常クラス端末２００からブロードキャストされたデータを受信し、受信されたデータの種類に応じて受信されたデータを基地局１００に転送する。ここで高機能クラス端末３００が転送するデータは優先度が高いデータであり、優先度はデータの種類により判定される。
【００２４】
例えば火災発生を示す識別情報を含むデータは、高優先度であると判定されてもよく、定期的に温度を通知することを示す識別情報を含むデータは、低優先度であると判定されてもよい。またデータの優先度は、段階的に１〜５の数字で表される優先度に基づいて判定されてもよく、例えば優先度の数字が小さいほど優先度が高いと判定されてもよい。なお低優先度であると判定されたデータは、高機能クラス端末３００において破棄されてもよい。
【００２５】
また高機能クラス端末３００は、通常クラス端末２００が使用する無線リソースとは異なる無線リソースを用いて、通常クラス端末２００から受信したデータを基地局１００に送信する。上述したように高機能クラス端末３００は高優先度のデータを基地局１００に送信するため、高機能クラス端末３００が送信するデータ量は通常クラス端末２００が送信するデータ量よりも少ない。したがって高機能クラス端末３００に割り当てられた無線リソースにおける干渉は、通常クラス端末２００に割り当てられた無線リソースにおける干渉よりも小さくなる。これによって基地局１００が高機能クラス端末３００からデータを受信する受信性能は向上する。つまり本実施形態の無線システムにおいて、通常クラス端末２００がブロードキャストするデータのうち優先度が高いデータの基地局１００における受信性能が向上する。
【００２６】
以上説明されたように通常クラス端末２００はデータをブロードキャストし、また高機能クラス端末３００も通常クラス端末２００から受信したデータを基地局１００に転送する。このように本実施形態の無線システムでは、基地局１００は通常クラス端末２００からデータを受信し、さらに高機能クラス端末３００からも同じデータを受信する。よって基地局１００は、より高優先度のデータを高確率で受信することができる。また高機能クラス端末３００は、通常クラス端末２００が使用する無線リソースとは異なる無線リソースを使用して通常クラス端末２００から受信したデータを送信する。これによって高機能クラス端末３００は、干渉の少ない無線リソースでデータを送信することができ、基地局１００におけるデータの受信性能は向上する。
【００２７】
図２は、通常クラス端末２００および高機能クラス端末３００が送信するフレームフォーマットの例を示す図である。図２に示されるように、通常クラス端末２００および高機能クラス端末３００が送信するフレームは、プリアンブル部１１と、ヘッダ部１２と、データ部１３と、ＦＣＳ（Ｆｒａｍｅ  Ｃｈｅｃｋ  Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）部と、を含む。
【００２８】
プリアンブル部１１は、基地局１００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。プリアンブル部１１は、同期を取るタイミングを与えるための同じパターンの信号で構成される。ヘッダ部１２は、フレームを送信する通常クラス端末２００または高機能クラス端末３００の端末ＩＤなどが含まれる。端末ＩＤは、例えば通常クラス端末２００または高機能クラス端末３００の固有の番号であってもよい。
【００２９】
データ部１３は、アプリケーションサーバにおける利用のためのデータであり、加速度情報、位置情報、温度情報または時刻情報などのデータが含まれ得る。ＦＣＳ部１４は、誤り検出符号であるＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ  Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ  Ｃｈｅｃｋ）に基づいてフレームの偶発的な誤りを検出するために用いられる。
【００３０】
＜１−２．基地局の構成例について＞
以上では、本実施形態の無線システムの全体構成について説明された。以下では本実施形態の無線システムにおける基地局１００の構成について説明される。図３は、本実施形態による基地局１００の構成を示す説明図である。図３に示されるように、本実施形態による基地局１００は、無線通信部１２０と、同期部１４０と、復調部１６０と、制御部１８０と、を備える。
【００３１】
無線通信部１２０は、通常クラス端末２００および高機能クラス端末３００から送信された無線信号の受信処理、および高機能クラス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、通常クラス端末２００および高機能クラス端末３００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１２０は、制御部１８０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。なお無線通信部１２０は、信号を送信する送信部２６０と、信号を受信する受信部とから構成されてもよい。
【００３２】
同期部１４０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１４０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１４０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。
【００３３】
復調部１６０は、同期部１４０により獲得された同期に基づき、受信信号から図２で示されたフレームにおけるヘッダ部１２、データ部１３およびＦＣＳ部１４を切り出す。そして、復調部１６０は、各情報の復調を試みる。
【００３４】
制御部１８０は、基地局１００の動作全般を制御する。例えば、制御部１８０は、復調部１６０がデータの復調に成功した場合、当該データの送信元の高機能クラス端末３００にＡＣＫが送信されるよう、無線通信部１２０を制御してもよい。
【００３５】
＜１−３．通常クラス端末の構成例について＞
以上では、本実施形態の基地局１００の構成について説明された。以下では本実施形態の無線システムにおける通常クラス端末２００の構成について説明される。図４は、本実施形態による通常クラス端末２００の構成を示す説明図である。図４に示されるように、本実施形態による通常クラス端末２００は、送信部２６０と、制御部２４０と、センサ部２２０と、を備える。
【００３６】
送信部２６０は、所定のフレームフォーマットに応じて、無線信号の送信を行う。より具体的には、送信部２６０は、基地局１００に無線信号をブロードキャストする。より具体的に説明すると、送信部２６０は、制御部２４０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ブロードキャストする。なお送信部２６０は、低消費電力で長距離伝送が可能なＬＰＷＡ（Ｌｏｗ  Ｐｏｗｅｒ  Ｗｉｄｅ  Ａｒｅａ）などを用いてデータの送信を行ってもよい。
【００３７】
制御部２４０は、通常クラス端末２００における動作全般を制御する。制御部２４０は、送信部２６０を制御し、通常クラス端末２００に割り当てられた無線リソースを用いてデータの送信を行うとともに、センサ部２２０から各種情報を取得し、センサ部２２０から取得された情報に基づくデータおよび当該データの種類を示す識別情報を含む送信フレームを生成する。ここでデータの種類は、位置情報、温度情報、湿度情報、侵入情報、火災発生情報、救命通知等に関する情報を含んでもよい。また、データの種類は、当該データの優先度を示す情報であってもよい。データの種類は段階的に１〜５の数字で表される優先度を含んでもよく、例えば数字が小さいデータほど優先度が高くなってもよい。
【００３８】
なお制御部２４０は、センサ部２２０から取得されるデータに基づいて、異なる種類のデータを生成してもよい。例えば制御部２４０は、管理対象物の温度が所定の閾値以下である場合、データの種類が温度情報であるデータを生成し、管理対象物の温度が所定の閾値より高い場合、データの種類が火災発生情報であるデータを生成してもよい。当然ながら各通常クラス端末２００は、同一の種類のデータを生成し続けてもよい。つまり各通常クラス端末２００は、あらかじめ設定された種類のデータを生成し続けてもよい。
【００３９】
また制御部２４０は、上述したデータの種類を示す識別情報が図２を用いて説明されたフレームフォーマットのプリアンブル部１１で示されるように、送信フレームを生成してもよい。また制御部２４０は、上述したデータの種類を示す識別情報がフレームフォーマットのヘッダ部１２における特定のビットで示されるように、送信フレームを生成してもよい。例えば、データの種類は、異なるプリアンブルによって示されてもよく、ヘッダにおける特定のビットによって示されてもよい。
【００４０】
センサ部２２０は、各種の情報を取得するセンサデバイスで構成される。例えばセンサ部２２０は、ＧＰＳ受信部２８０、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センサデバイスから構成されてもよい。
【００４１】
＜１−４．高機能クラス端末の構成例について＞
以上では、本実施形態の通常クラス端末２００の構成について説明された。以下では本実施形態の無線システムにおける高機能クラス端末３００の構成について説明される。図５は、本実施形態による高機能クラス端末３００の構成を示す説明図である。図５に示されるように、本実施形態による高機能クラス端末３００は、無線通信部３２０と、制御部３４０と、を備え、また制御部３４０は送信判定部３４２を含む。
【００４２】
無線通信部３２０は、図２で示されたような所定のフレームフォーマットに応じて、無線信号の送受信を行う。より具体的には、無線通信部３２０は、通常クラス端末２００からブロードキャストされた無線信号の受信処理、および基地局１００への無線信号の送信処理を行う。なお無線通信部３２０は、信号を送信する送信部２６０と、信号を受信する受信部とから構成されてもよい。また無線通信部３２０は、通常クラス端末２００と同様、ＬＰＷＡを用いて通信を行ってもよく、また通常クラス端末２００とは異なるＷｉ−ＦｉやＬＴＥ（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）を用いて通信を行ってもよい。
【００４３】
制御部３４０は、高機能クラス端末３００における動作全般を制御する。制御部３４０は、無線通信部３２０を制御し、所定のフレームフォーマットおよび高機能クラス端末３００に割り当てられた無線リソースを用いてデータの送受信を行う。制御部３４０の送信判定部３４２は、通常クラス端末２００から受信されるデータに含まれるデータの種類を表す識別情報に基づいて当該データの種類を判定する。そして送信判定部３４２は、判定されたデータの種類に応じて当該データを基地局１００に送信するか否かを判定する。
【００４４】
例えば制御部３４０は、通常クラス端末２００から受信されたデータの種類が温度情報である場合、当該データは低優先度であると判定し、受信されたデータを基地局１００に転送せずに破棄してもよい。一方、制御部３４０は、通常クラス端末２００から受信されたデータの種類が火災発生情報である場合、当該データは高優先度であると判定し、受信されたデータを基地局１００に転送するように無線通信部３２０を制御してもよい。
【００４５】
また制御部３４０は、上述したデータの種類を示す識別情報がフレームフォーマットのプリアンブル部１１で示されるように、送信フレームを生成してもよい。また制御部３４０は、上述したデータの種類を示す識別情報がフレームフォーマットのヘッダ部１２における特定のビットで示されるように、送信フレームを生成してもよい。
【００４６】
なお、図３、図４および図５に示される各装置の構成要素は、ハードウェア、またはＣＰＵなどの中央演算処理装置とこれを機能させるためのプログラム（ソフトウェア）から構成することができる。各構成要素がＣＰＵなどの中央演算処理装置とこれを機能させるためのプログラムから構成される場合、そのプログラムは、各装置が備えるメモリなどの記録媒体に格納される。
【００４７】
＜＜２．通常クラス端末および高機能クラス端末に対する無線リソースの割り当て＞＞
以上では、本実施形態の無線システムの各構成について説明された。以下では本実施形態の無線システムにいて、通常クラス端末２００と高機能クラス端末３００とに割り当てられる無線リソースについて説明される。上述したように本実施形態の無線システムでは、高機能クラス端末３００はデータの種類に応じて、通常クラス端末２００から受信されたデータを基地局１００に転送する。また本実施形態の無線システムにおいて通常クラス端末２００と高機能クラス端末３００は、互いに異なる無線リソースを用いてデータを送信する。
【００４８】
よって、高機能クラス端末３００がデータを送信するために用いる無線リソースにおける干渉は、通常クラス端末２００がデータを送信するために用いる無線リソースにおける干渉よりも小さくなることが想定される。したがって、高機能クラス端末３００は干渉が少ない状態の無線リソースを用いてデータを基地局１００に転送することができ、基地局１００におけるデータの受信性能は向上する。なお無線リソースは、例えば、周波数リソース、符号リソース、時間リソースである。
【００４９】
＜２−１．静的な無線リソース割り当てについて＞
最初に本実施形態における無線システムにおいて、無線リソースが、通常クラス端末２００と高機能クラス端末３００とに静的に割り当てられる例について説明される。
【００５０】
（周波数リソース）
図６は、通常クラス端末２００と高機能クラス端末３００とに異なる周波数帯域が割り当てられることを示す図である。図６に示されるように、通常クラス端末２００と高機能クラス端末３００には同じ周波数帯域幅の異なる周波数帯域が割り当てられてもよい。また、通常クラス端末２００と高機能クラス端末３００には異なる周波数帯域幅の異なる周波数帯域が割り当てられてもよい。例えば高機能クラス端末３００に対して割り当てられる周波数帯域幅は、通常クラス端末２００に割り当てられる周波数帯域幅よりも大きくてもよく、また小さくてもよい。
【００５１】
高機能クラス端末３００に対して割り当てられる周波数帯域幅が通常クラス端末２００に割り当てられる周波数帯域幅よりも大きい場合、基地局１００における優先度が高いデータの受信性能はさらに向上する。また通常クラス端末２００に対して割り当てられる周波数帯域幅が高機能クラス端末３００に割り当てられる周波数帯域幅よりも大きい場合、多数の通常クラス端末２００が本実施形態の無線システムに収容される。
【００５２】
（符号リソース）
図７は、無線リソースとして異なる拡散符号が通常クラス端末２００と高機能クラス端末３００に対して割り当てられることを示す図である。例えば、直接スペクトラム拡散が用いられる通信方式の場合、端末のクラスごとに異なる拡散符号が割り当てられる。図７では、通常クラス端末２００には拡散符号Ａが割り当てられ、通常クラス端末２００は拡散符号Ａを用いて送信するデータを拡散する。同様に高機能クラス端末３００には拡散符号Ａとは異なる拡散符号Ｂが割り当てられ、高機能クラス端末３００は拡散符号Ｂを用いて送信するデータを拡散する。
【００５３】
基地局１００は受信したデータに対し逆拡散符号との演算により受信データを復号する。ここで基地局１００は、高機能クラスの拡散符号（図７では拡散符号Ｂ）によって検出されるデータに対して優先的に復調処理を実施してもよい。この処理により、基地局１００における優先度の高いデータの受信性能が向上する。
【００５４】
また上述したように端末のクラスごとに異なる拡散符号が割り当てられる場合、基地局１００は通常クラス端末２００および高機能クラス端末３００の両方から受信した同一のデータを合成してもよい。図８に示されるように基地局１００は、通常クラス端末２００からデータを受信した後、高機能クラス端末３００からも同一のデータを受信する。基地局１００は、通常クラス端末２００から受信したデータと高機能クラス端末３００から受信したデータを合成した後に復調処理を行うことによって、基地局１００におけるデータの受信性能は向上する。
【００５５】
しかしながら基地局１００がデータを合成するためには、復調処理を行う前に２つのデータが同一データであることを基地局１００は判別しなければならない。上述したように端末のクラスごとに異なる周波数が割り当てられる場合、高機能クラス端末３００が通常クラス端末２００から受信したデータをそのまま転送するのであれば、通常クラス端末２００が端末毎に異なる拡散符号を用いてデータを送信することによって、基地局１００は、高機能クラス端末３００から受信したデータと通常クラス端末２００から受信したデータが同一のデータであることを判別できる。
【００５６】
また端末のクラスごとに割り当てられる拡散符号が異なる場合は、図９に示されるように、拡散符号の前半部分はデータ送信元の端末に依存する構成とされ、拡散符号の後半部分は端末のクラスに依存する構成とされることによって、基地局１００は、高機能クラス端末３００から受信したデータと通常クラス端末２００から受信したデータが同一のデータであることを判別できる。つまり、拡散符号の端末に依存する部分が同一であれば、基地局１００は、２つのデータは同一のデータであると判断する。
【００５７】
（時間リソース）
また、通常クラス端末２００と高機能クラス端末３００には異なる時間リソースが割り当てられてもよい。例えば図１０に示されるように、通常クラス端末２００と高機能クラス端末３００とは所定の期間（例えば１分間）に異なる回数データの送信を行ってもよい。例えば図１０に示されるように通常クラス端末２００は所定の期間に１回データの送信を行ってもよく、高機能クラス端末３００は所定の期間に３回データの送信を行ってもよい。
【００５８】
また図１１に示されるように通常クラス端末２００がＧＰＳ受信部２８０などの他の端末と時間同期を図れる構成を有している場合、図１２に示されるように端末のクラスごとに異なるタイムスロットが割り当てられてもよい。例えば図１２に示されるように、通常クラス端末２００は、タイムスロット番号が偶数であるタイムスロットでデータを送信でき、高機能クラス端末３００は、タイムスロット番号が奇数であるタイムスロットでデータを送信することができてもよい。
【００５９】
また、図１２で示された例では通常クラス端末２００と高機能クラス端末３００に割り当てられるタイムスロットの数は同じであった。しかし図１３に示されるように、高機能クラス端末３００に割り当てられるタイムスロットの数が通常クラス端末２００に割り当てられるタイムスロットの数よりも多くなるように、タイムスロットが割り当てられてもよい。
【００６０】
上述したように、高機能クラス端末３００に割り当てられた無線リソースで送信されるデータは優先度の高いデータであるため、高機能クラスに割り当てられた無線リソースで送信されるデータ量は、通常クラス端末２００に割り当てられた無線リソースで送信されるデータ量に比べて少ない。加えて、高機能クラス端末３００に割り当てられる無線リソースの数は、通常クラス端末２００に割り当てられる無線リソースの数よりも多くなることで、さらに高機能クラス端末３００に割り当てられた無線リソースにおける干渉は低減し、基地局１００におけるデータの受信性能が向上する。
【００６１】
なお、図１４に示されるように高機能クラス端末３００は、通常クラス端末２００に比べて高い送信電力でデータを基地局１００に送信してもよく、このように高機能クラス端末３００が構成されることによって、高機能クラス端末３００が送信した信号の基地局１００における受信電力が大きくなる。高機能クラス端末３００が送信するデータは優先度が高いデータなので、これによって基地局１００における優先度が高いデータの受信性能が向上する。
【００６２】
＜２−２．動的な無線リソースの割り当てについて＞
以上では、高機能クラス端末３００と通常クラス端末２００に異なる無線リソースが静的に割り当てられる例について説明された。しかしながら無線リソースが静的に割り当てられる場合、無線システム内の通常クラス端末２００および高機能クラス端末３００の端末数の増減に対応することは困難である。そこで以下の実施形態では無線リソースが動的に割り当てられる方法について説明される。
【００６３】
（高機能クラス端末が無線リソースを動的に判断する例）
図１５は、高機能クラス端末３００がデータを送信するために用いられる無線リソースを動的に判定する処理の例を示すフロー図である。図１５に示される処理において高機能クラス端末３００の送信判定部３４２は、所定の期間における各無線リソースの平均受信電力を監視し、当該平均受信電力に基づいてデータを送信する無線リソースを判定する。
【００６４】
Ｓ１００において送信判定部３４２は、無線通信部３２０によって受信される各無線リソース（時間リソースまたは周波数リソース）における受信電力を監視する。ここで送信判定部３４２は、所定の時間であるＴｃ時間受信電力を監視する。
【００６５】
次にＳ１０２において送信判定部３４２は、Ｔｃ時間における平均受信電力が所定の閾値Ｔｈ以下であるか否かを判定する。ここで平均受信電力が閾値Ｔｈ以下であると判定される場合、処理はＳ１０４に進み、送信判定部３４２は平均受信電力がＴｈ以下である無線リソースを用いてデータを送信することを判定する。平均受信電力が低い無線リソースでは他の端末のデータの送信量が少ないため、干渉および輻輳のレベルは低くなる。したがって、このような無線リソースでデータが送信されることによって、基地局１００におけるデータの受信性能は向上する。
【００６６】
一方、Ｓ１０２において平均受信電力が閾値Ｔｈより大きいと判定される場合、送信判定部３４２は他の端末からの送信量が多いと判定する。そして処理はＳ１０６に進み、送信判定部３４２は通常クラス端末２００からデータを受信した時点からの経過時間が所定の閾値であるＴｍ以下であるか否かを判定する。Ｓ１０６において経過時間がＴｍ以下であると判定される場合、処理はＳ１００に戻り、送信判定部３４２は他の端末からのデータの送信量が少ない無線リソースを検出することを繰り返す。
【００６７】
Ｓ１０６において経過時間がＴｍより大きいと判定される場合、送信判定部３４２は、これ以上他の端末からのデータの送信量が少ない無線リソースを検出することが繰り返されると、遅延時間が大きくなると判定する。よって送信判定部３４２は、Ｓ１０６において経過時間がＴｍより大きくなると、通常クラス端末２００から受信されたデータを基地局１００に送信する（Ｓ１０４）。このときデータを送信するために用いられる無線リソースは、予め高機能クラス端末３００に割り当てられた無線リソースであってもよく、平均受信電力が比較的小さい無線リソースであってもよい。
【００６８】
このように高機能クラス端末３００が各無線リソースの受信電力を監視して動的に使用するリソースを判断することによって、高機能クラス端末３００がデータを基地局１００に転送する優先度の高いデータの基地局１００における受信性能が向上する。また、通常クラス端末２００が任意の無線リソースで送信しているデータの基地局１００における受信性能への影響を小さくすることができる。
【００６９】
（通常クラス端末および高機能クラス端末が無線リソースを動的に判断する例）
以上では、高機能クラス端末３００がデータを送信するために用いられる無線リソースを動的に判定する例について説明された。以下では、通常クラス端末２００および高機能クラス端末３００がデータを送信するために用いられる無線リソースを動的に判断する例について説明される。本実施形態では、通常クラス端末２００のデータの送信量に応じて、各クラスの端末が使用する無線リソースが動的に決定される。
【００７０】
図１６の上段に示されるように、通常クラス端末２００および高機能クラス端末３００のそれぞれに割り当てられる無線リソースの初期値が設定されている。本実施形態の通常クラス端末２００は、上述したように通常クラス端末２００のデータの送信量に応じて、各クラスの端末が使用する無線リソースを動的に決定する。図１６の上段と下段の間に示される矢印は、通常クラス端末２００が無線リソースの割り当てを動的に変更したことを示しており、タイムスロット番号２のタイムスロットが高機能クラス端末３００に対するタイムスロットから通常クラス端末２００に対するタイムスロットに変更されている。これによって通常クラス端末２００に割り当てられる無線リソースの量は増加する。
【００７１】
また図１７に示されるように、通常クラス端末２００に割り当てられる無線リソースの量は減少してもよい。図１７では、タイムスロット番号３のタイムスロットが通常クラス端末２００に対するタイムスロットから高機能クラス端末３００に対するタイムスロットに変更されている。これによって通常クラス端末２００に割り当てられる無線リソースの量は減少する。なお、図１６および１７では、無線リソースが時間リソースであるタイムスロットの例について説明されたが、同様に周波数リソースの割り当てが動的に変更されてもよい。周波数リソースの割り当てが動的に変更される場合、タイムスロットの増減は、周波数帯域幅の増減に対応する。
【００７２】
図１８は、本実施形態の通常クラス端末２００の構成の例を示すブロック図である。本実施形態の通常クラス端末２００は、キャリアセンスを実行するキャリアセンス実行部２９０を備え、さらに制御部２４０内に無線リソース判定部２４２を備える。本実施形態の通常クラス端末２００はデータ送信時にキャリアセンスを行う。そしてキャリアセンス実行部２９０がキャリアセンスを行うことにより、通常クラス端末２００がデータを送信できないとキャリアセンス実行部２９０が判断した回数を用いて、通常クラス端末２００の無線リソース判定部２４２は、データをブロードキャストするための無線リソースを動的に決定する。
【００７３】
また図１９に本実施形態の高機能クラス端末３００の構成の一例を示すブロック図が示される。本実施形態の高機能クラス端末３００は、制御部３４０に無線リソース判定部３４４を備える。高機能クラス端末３００の無線リソース判定部３４４は、通常クラス端末２００からデータを受信した無線リソースを判定する。
【００７４】
図２０は、本実施形態の通常クラス端末２００が実行する処理を示すフロー図である。Ｓ２００において通常クラス端末２００のキャリアセンス実行部２９０は、キャリアセンスを行う。次にＳ２０２においてキャリアセンス実行部２９０は、通常クラス端末２００がデータを送信可能か否かを判定する。そしてＳ２０２においてキャリアセンス実行部２９０が、通常クラス端末２００がデータを送信可能であると判断した場合、処理はＳ２０４に進む。
【００７５】
Ｓ２０４においてキャリアセンス実行部２９０は、キャリアセンスにおいて通常クラス端末２００がデータを送信可能であると判断された回数が所定の回数であるＴｈｓ以上か否かを判定する。Ｓ２０４において通常クラス端末２００がデータを送信可能であると判断された回数が所定の回数であるＴｈｓより少ない場合、処理はＳ２００に戻り、キャリアセンス実行部２９０は再度キャリアセンスを実行する。
【００７６】
Ｓ２０４において、通常クラス端末２００がデータを送信可能であると判断された回数が所定の回数であるＴｈｓ以上である場合、無線リソース判定部２４２は、通常クラス端末２００が使用する無線リソースを減少させる。これは、通常クラス端末２００のデータの送信量に対して無線リソースが過剰に通常クラス端末２００に割り当てられている可能性があるためである。
【００７７】
次にＳ２０２においてキャリアセンス実行部２９０が、通常クラス端末２００はデータを送信できないと判断した場合、処理はＳ２０８に進む。Ｓ２０８においてキャリアセンス実行部２９０は、キャリアセンスにおいて通常クラス端末２００がデータを送信できないと判断された回数が所定の回数であるＴｈｆ以上か否かを判定する。Ｓ２０８において通常クラス端末２００がデータを送信できないと判断された回数が所定の回数であるＴｈｆ以下である場合、処理はＳ２００に戻り、キャリアセンス実行部２９０は再度キャリアセンスを実行する。
【００７８】
Ｓ２０８において、通常クラス端末２００がデータを送信できないと判断された回数が所定の回数であるＴｈｆより大きい場合、無線リソース判定部２４２は、通常クラス端末２００が使用する無線リソースを増加させる。これは、通常クラス端末２００のデータの送信量に対して通常クラス端末２００に割り当てられている無線リソースが不足している可能性があるためである。
【００７９】
以上では、本実施形態における通常クラス端末２００の動作例について説明された。以下では、本実施形態における高機能クラス端末３００の動作例について説明される。本実施形態の高機能クラス端末３００は、図２０の処理に基づいて通常クラス端末２００が使用することを決定した無線リソースを判定する。図２１は、この判定のために本実施形態の高機能クラス端末３００が実行する処理を示すフロー図である。
【００８０】
最初にＳ３００において高機能クラス端末３００の制御部３４０は、全ての無線リソースで受信処理を実行する。次にＳ３０２において無線リソース判定部３４４は、受信処理を行った無線リソースのそれぞれが高機能クラス端末３００に割り当てられている無線リソースか否かを判定する。
【００８１】
Ｓ３０２において受信処理が実行された無線リソースが高機能クラス端末３００に割り当てられた無線リソースである場合、処理はＳ３０４に進む。Ｓ３０４において無線リソース判定部３４４は、Ｓ３０２において高機能クラスに割り当てられていると判定された無線リソースで通常クラス端末２００からデータを受信したか否かを判定する。
【００８２】
Ｓ３０４において無線リソース判定部３４４が、通常クラス端末２００からデータを受信していないと判定すると、処理はＳ３００に戻る。Ｓ３０４において無線リソース判定部３４４が、高機能クラス端末３００に割り当てられている無線リソースで通常クラス端末２００からデータを受信したと判定すると、処理はＳ３０６に進む。そしてＳ３０６において無線リソース判定部３４４は、通常クラス端末２００からデータを受信した無線リソースを通常クラス端末２００に対する無線リソースに変更し、通常クラス端末２００が使用する無線リソースを増加させる。
【００８３】
Ｓ３０２において受信処理が実行された無線リソースが高機能クラス端末３００に割り当てられた無線リソースではない場合、処理はＳ３０８に進む。Ｓ３０８において無線リソース判定部３４４は、Ｓ３０２において高機能クラスに割り当てられていないと判定された無線リソースで通常クラス端末２００からデータを受信したか否かを判定する。
【００８４】
Ｓ３０８において無線リソース判定部３４４が、通常クラス端末２００からデータを受信したと判定すると、処理はＳ３００に戻る。これは、高機能クラス端末３００が、通常クラス端末２００に割り当てられた無線リソースで通常クラス端末２００からデータを受信したからである。
【００８５】
一方Ｓ３０８において無線リソース判定部３４４が、通常クラス端末２００に割り当てられている無線リソースで通常クラス端末２００からデータを受信しなかったと判定すると、処理はＳ３１０に進む。そしてＳ３１０において無線リソース判定部３４４は、通常クラス端末２００からデータを受信しなかった無線リソースを高機能クラス端末３００に対する無線リソースに変更し、通常クラス端末２００が使用する無線リソースを減少させる。このように高機能クラス端末３００は、通常クラス端末２００が通常クラス端末２００に対する無線リソースを減らしたと判定できるため、高機能クラスは対象リソースを高機能クラス端末３００が使用する無線リソースに追加する。
【００８６】
なお図２０および図２１の例では、１度条件が適合したときに無線リソースの増減が実行される。しかしながら、このような処理では無線リソースの増減の実行が多発するため、無線システムにおいて安定した性能が出ないかもしれない。その場合、条件が複数回適合する場合に無線リソースの増減が実行されてもよい。
【００８７】
このように、通常クラス端末２００のデータの送信量によって無線リソースが動的に決定されることによって、通常クラス端末２００が送信したデータの基地局１００における受信性能が維持され、また高機能クラス端末３００が送信する優先度の高いデータの基地局１００における受信性能が向上する。上述した無線リソースの動的な割り当て方法は、通常クラス端末２００が送信するデータにおいて、優先度の高いデータの割合が低い場合に特に有効なリソース割り当て方法である。
【００８８】
なお上述した例では通常クラス端末２００および高機能クラス端末３００は、通常クラス端末２００のデータの送信量が増加した場合に通常クラス端末２００に割り当てられる無線リソースを増加させる処理の例について説明された。しかしながら通常クラス端末２００および高機能クラス端末３００は、通常クラス端末２００のデータの送信量が増加した場合に通常クラス端末２００に割り当てられる無線リソースを減少させてもよい。この無線リソースの動的な割り当て方法は、通常クラス端末２００が送信するデータにおいて、優先度の高いデータの割合が高い場合に、優先度の高いデータの基地局１００における受信性能を向上させるために特に有効な無線リソースの割り当て方法である。
【００８９】
図２２に上述した無線リソースの割り当て方法において、通常クラス端末２００が行う処理を示すフロー図が示される。なお、図２２のＳ４００〜Ｓ４０４およびＳ４０８は、図２０のＳ２００〜Ｓ２０４およびＳ２０８に対応するため、説明は省略される。
【００９０】
Ｓ４０４において、通常クラス端末２００がデータを送信可能であると判断された回数が所定の回数であるＴｈｓ以上である場合、無線リソース判定部２４２は、通常クラス端末２００が使用する無線リソースを増加させる（Ｓ４０６）。またＳ４０８において、通常クラス端末２００がデータを送信できないと判断された回数が所定の回数であるＴｈｆより大きい場合、無線リソース判定部２４２は、通常クラス端末２００が使用する無線リソースを減少させる。
【００９１】
上述したＳ４１０の処理によって高機能クラス端末３００は、優先度の高いデータを基地局１００に送信するための無線リソースを多く得ることができる。よって、通常クラス端末２００が優先度が高いデータを多く送信する場合、高機能クラス端末３００は優先度が高いデータを基地局１００に転送しやすくなり、基地局１００における優先度が高いデータの受信性能が向上する。なお図２２において示された通常クラス端末２００の処理に対する高機能クラス端末３００の処理は、図２１で示された処理と同様である。
【００９２】
（通常クラス端末と高機能クラス端末で無線リソースが共用される例）
以上では、通常クラス端末２００および高機能クラス端末３００のそれぞれに、それぞれのクラスの端末に対する無線リソースが割り当てられた。以下では、通常クラス端末２００と高機能クラス端末３００で無線リソースが共用される例について説明される。なお本実施形態においては、高機能クラス端末３００も通常クラス端末２００と同様にキャリアセンスを実行することが想定される。また通常クラス端末２００および高機能クラス端末３００が各クラスに割り当てられた無線リソースで実行するキャリアセンスの時間は同じであると想定される。
【００９３】
本実施形態では、図２３の上段に示されるように通常クラス端末２００および高機能クラス端末３００のそれぞれが使用する無線リソースが予め設定される。本実施形態において通常クラス端末２００が行う処理は、図２０に記載された処理と同じである。よって通常クラス端末２００のデータの送信量が増加した場合、通常クラス端末２００は使用する無線リソースを増加する。
【００９４】
しかしながら本実施形態では図２３の下段に示されるように、通常クラス端末２００のデータの送信量が増加した場合、タイムスロット番号２のタイムスロットが、通常クラス端末２００と高機能クラス端末３００が共に使用することができるタイムスロットとなる。
【００９５】
このとき、通常クラス端末２００が高機能クラス端末３００と共用されるタイムスロット２でデータを送信する場合、通常クラス端末２００はキャリアセンスを行う時間を高機能クラス端末３００よりも長くする。これによって共用となった無線リソースにおいて、高機能クラス端末３００のほうが通常クラス端末２００よりもデータを送信しやすくなる。したがって、優先度の高いデータの基地局１００における受信性能が向上する。
【００９６】
一方、通常クラス端末２００が優先度の高いデータを送信する送信量が増加した場合、つまり高機能クラス端末３００が送信するデータの送信量が増加した場合、通常クラス端末２００は通常クラス端末２００が使用する無線リソースを減少させる。図２４は上述した動作を示す図であり、高機能クラス端末３００のデータの送信量が増加すると、タイムスロット１が通常クラス端末２００と高機能クラス端末３００とで共に使用される。
【００９７】
このとき、高機能クラス端末３００が通常クラス端末２００と共用されるタイムスロット１でデータを送信する場合、高機能クラス端末３００はキャリアセンスを行う時間を通常クラス端末２００よりも短くする。これによって共用となった無線リソースにおけるデータ送信の優先度は、高機能クラス端末３００のほうが通常クラス端末２００よりも高くなる。したがって、優先度の高いデータの基地局１００における受信性能が向上する。
【００９８】
上述したように本実施形態の無線システムでは、通常クラス端末２００と高機能クラス端末３００とで共に使用する無線リソースが設けられてもよい。また通常クラス端末２００と高機能クラス端末３００とで共に使用する無線リソースが設けられる場合、キャリアセンスの時間の設定によって共用リソース内での端末のクラスに対するデータ送信の優先度が設定される。これにより、優先度の高いデータの基地局１００における受信性能が向上され、また通常クラス端末２００の送信するデータの受信性能も向上する。
【００９９】
＜＜３．本実施形態の無線システムの変形例について＞＞
以上では、通常クラス端末２００および高機能クラス端末３００に対する無線リソースの割り当てについて説明された。以下では、本実施形態の無線システムの変形例について説明される。
【０１００】
＜３−１．高機能クラス端末によって障害通知が基地局に通知される例について＞
図２５は、本実施形態の無線システムの変形例の一例を示す図である。図２５に示される無線システムでは、高機能クラス端末３００は、通常クラス端末２００からのデータの受信状況に基づいて障害通知を基地局１００に送信する。高機能クラス端末３００が送信するデータの基地局１００における受信性能は、通常クラス端末２００がブロードキャストするデータの基地局１００における受信性能と比較して高いため、基地局１００は、高機能クラス端末３００から通常クラス端末２００の障害に関する障害通知が送信されることによって、通常クラス端末２００の障害を高い確率で検知できる。
【０１０１】
例えば、通常クラス端末２００Ｂに電池切れまたは故障などの障害が発生した場合、図２５に示されるように、通常クラス端末２００Ｂからデータの送信は行われない。このとき高機能クラス端末３００は、所定の期間通常クラス端末２００Ｂからデータを受信していないことに基づいて、障害通知を基地局１００に送信してもよい。
【０１０２】
また、通常クラス端末２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃのそれぞれがデータを送信する間隔が異なっている場合、高機能クラス端末３００は通常クラス端末２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃがデータを送信する間隔を学習する。この学習によって高機能クラス端末３００は、各通常クラス端末２００がどのタイミングでデータを送信してくるかを予測でき、予測されたタイミングでデータが受信されないことに基づいて、通常クラス端末２００の障害を判定してもよい。
【０１０３】
また高機能クラス端末３００が通常時に、通常クラス端末２００Ａ、通常クラス端末２００Ｂ、通常クラス端末２００Ｃの順にデータを受信していた場合について説明する。この場合例えば高機能クラス端末３００は、通常クラス端末２００Ａからデータを受信した後に、通常クラス端末２００Ｂからデータを受信せずに通常クラス端末２００Ｃからデータを受信したときに、通常クラス端末２００Ｂに障害が発生していると判定してもよい。
【０１０４】
図２６は、図２５で示される無線システムにおける高機能クラス端末３００の構成を示すブロック図である。本実施形態の高機能クラス端末３００は、通常クラス端末２００の障害を監視する障害監視部３４６を備える。上述したように障害監視部３４６は、通常クラス端末２００からのデータの受信状況に基づいて、通常クラス端末２００に障害が生じたか否かを判定する。
【０１０５】
例えば障害監視部３４６は、上述したように通常クラス端末２００から所定期間データが受信されないことに基づいて、当該通常クラス端末２００に障害が生じたことを判定してもよい。また障害監視部３４６は、通常と異なる順序で各通常クラス端末２００からデータを受信することに基づいて、通常クラス端末２００に障害が生じたことを判定してもよい。
【０１０６】
このように高機能クラス端末３００が構成されることによって、基地局１００は、より高い確率で通常クラス端末２００に発生した障害を検知することができる。
【０１０７】
＜３−２．高機能クラス端末に対して監視対象端末指示が送信される例について＞
以上では、高機能クラス端末３００によって障害通知が行われる例について説明された。以下では、基地局１００が高機能クラス端末３００に対して監視対象端末指示を送信する例について説明される。本実施形態では図２７に示されるように、高機能クラス端末３００の障害監視部３４６は、基地局１００から送信された監視対象端末指示を受信することによって、優先的にデータの受信を監視する対象である通常クラス端末２００を決定する。なお本実施形態では図２８に示されるように、基地局１００は、監視対象である通常クラス端末２００を決定する監視対象端末決定部１８２を備えてもよい。
【０１０８】
図２７に示される例では、基地局１００は、通常クラス端末２００Ｂを監視対象とするように、例えば通常クラス端末２００Ｂの端末識別情報を含む監視対象端末指示を高機能クラス端末３００に送信する。基地局１００から監視対象端末指示を受信した高機能クラス端末３００は、通常クラス端末２００Ｂから送信されるデータを優先的に送受信するように動作を変更する。例えば高機能クラス端末３００は、通常クラス端末２００Ｂ以外から送信されるデータを破棄または所定時間バッファするように動作を変更してもよい。また高機能クラス端末３００は、通常クラス端末２００Ｂから受信されるデータの種類に関係なく、通常クラス端末２００Ｂから受信される全てのデータを基地局１００に送信するように動作を変更してもよい。そして高機能クラス端末３００は、通常クラス端末２００Ｂからデータを受信していることを定期的に基地局１００に通知してもよい。
【０１０９】
このように高機能クラス端末３００に対して優先的に監視する通常クラス端末２００を指示することによって、通常クラス端末２００に複雑な機能を持たせることなく、メンテナンスが可能な無線システムの構築が可能となる。
【０１１０】
＜３−３．基地局によって通常クラス端末の経路障害が判定される例について＞
以上では、高機能クラス端末３００に対して監視対象端末指示が送信される例について説明された。以下では、基地局１００によって通常クラス端末２００の経路障害が判定される例について説明される。なお本実施形態の基地局１００は、図２９に示されるように、経路障害を判定する経路障害判定部１８４を備えてもよい。
【０１１１】
本実施形態における通常クラス端末２００は、上述したように低消費電力で長距離伝送が可能なＬＰＷＡ（Ｌｏｗ  Ｐｏｗｅｒ  Ｗｉｄｅ  Ａｒｅａ）などを用いる通信を行うことが望ましい。一方、電力制限がある程度緩和可能な高機能クラス端末３００は、Ｗｉ−ＦｉやＬＴＥ（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）を用いて通信を行うことが可能である。
【０１１２】
ここで図３０に示されるように、ビルの建設などによって通常クラス端末２００Ａ、２００Ｂに経路障害が発生し、通常クラス端末２００Ａ、２００Ｂからブロードキャストされたデータが、基地局１００まで届かないことが想定される。このとき基地局１００は、通常クラス端末２００に障害が発生したことによってデータを受信できないのか、経路障害の発生によって通常クラス端末２００からデータを受信できないのか、を判別できない。
【０１１３】
したがって高機能クラス端末３００が通常クラス端末２００からデータを受信できているかどうかを定期的に基地局１００に通知する。これよって基地局１００は、通常クラス端末２００からデータが受信されないものの、高機能クラス端末３００からデータが受信される場合は、通常クラス端末２００に経路障害が発生していると判定できる。また基地局１００は、通常クラス端末２００からデータが受信されず、さらに高機能クラス端末３００からもデータが受信されない場合、通常クラス端末２００に障害が発生していると判定できる。なお、上述したように、高機能クラス端末３００は通常クラス端末２００とは異なる通信網を使ってデータを転送することによって、通常クラス端末２００および高機能クラス端末３００が送信するデータの冗長性が向上する。
【０１１４】
＜＜４．補足＞＞
以上、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、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。
【０１１５】
例えば上述した実施形態では、端末のクラスは、通常クラス端末２００と高機能クラスの２つのクラスに分類された。しかしながら端末のクラスの分類の数は２つに限られない。例えば端末のクラスは５つまたは６つなど、より多くのクラスに分類されてもよい。
【０１１６】
また高機能クラス端末３００は、基地局１００からの指示に基づいて転送するデータの種類を変更してもよい。例えば基地局１００は、火災発生情報または侵入情報を転送するように高機能クラス端末３００に指示を送信してもよい。このとき高機能クラス端末３００は、温度情報などの他の種類のデータは基地局１００に転送しなくてもよい。
【０１１７】
また、各端末の制御部１８０、２４０、３４０を上述したように動作させるためのコンピュータプログラムが提供されてもよい。また、このようなプログラムが記憶された記憶媒体が提供されてもよい。
【０１１８】
＜＜５．むすび＞＞
以上説明したように本開示の無線システムでは、無線端末が複数のクラスに分類され、分類されたクラスによって無線端末の動作が異なるように構成される。上述した例では、通常クラス端末２００はセンサ部２２０で取得したデータをデータの種類を示す識別情報を付加してブロードキャストし、高機能クラス端末３００は、データの種類に基づいて通常クラス端末２００から受信したデータを基地局１００に転送する。このように通常クラス端末２００と高機能クラス端末３００が構成されることによって、基地局１００は、高優先度のデータを受信することができる。
【０１１９】
また、本開示の無線システムでは、通常クラス端末２００と高機能クラス端末３００は、互いに異なる無線リソースを用いてデータを送信する。このように通常クラス端末２００および高機能クラス端末３００が構成されることによって、高機能クラス端末３００がデータの送信に用いる無線リソースにおける干渉または輻輳が低減され、基地局１００は、より確実に、高優先度のデータを受信することができる。
【０１２０】
なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）
第１のグループの第１の端末からブロードキャストされるデータを受信する受信部と、
前記データの種類に基づいて、前記受信されたデータを基地局に送信するか否かを判定する送信判定部と、
第２のグループに割り当てられた、前記第１のグループに割り当てられた無線リソースとは異なる無線リソースを用いて前記データを前記基地局に送信する送信部と、を備える、通信端末。
（２）
前記送信部は、前記第１のグループの前記第１の端末とは異なる周波数を用いて前記データを送信する、前記（１）に記載の通信端末。
（３）
前記送信部は、前記第１のグループの前記第１の端末とは異なる符号を用いて前記データを送信する、前記（１）に記載の通信端末。
（４）
前記送信部は、前記第１のグループの前記第１の端末とは異なるタイムスロットで前記データを送信する、前記（１）に記載の通信端末。
（５）
前記送信判定部は、所定の期間における平均受信電力を監視し、
前記送信判定部は、前記データの種類が前記基地局に送信すべき種類であるか否かを判定し、
さらに前記送信判定部は、前記平均受信電力が閾値以下である場合に、前記平均受信電力が閾値以下である前記無線リソースを用いて前記データを送信することを判定する、前記（１）から４のいずれか１項に記載の通信端末。
（６）
前記第１の端末からの前記データが前記第１のグループに割り当てられた無線リソースで受信されたか否かを判定する無線リソース判定部を備え、
前記無線リソース判定部は、前記第１の端末からの前記データが前記第１のグループに割り当てられていない無線リソースで受信された場合、前記第１のグループに割り当てられる前記無線リソースを増加させる、前記（１）から前記（５）のいずれか１項に記載の通信端末。
（７）
前記第１の端末からの前記データが前記第１のグループに割り当てられた無線リソースで受信されたか否かを判定する無線リソース判定部を備え、
前記無線リソース判定部は、前記第１の端末からの前記データが前記第１のグループに割り当てられていない無線リソースで受信された場合、前記第１のグループに割り当てられる前記無線リソースの一部を前記第２のグループと共に使用される前記無線リソースに変更する、前記（１）から前記（５）のいずれか１項に記載の通信端末。
（８）
前記第１の端末からの前記データが前記第１のグループに割り当てられた無線リソースで受信されたか否かを判定する無線リソース判定部を備え、
前記無線リソース判定部は、前記第１の端末からの前記データが前記第１のグループに割り当てられている無線リソースで受信されない場合、前記第１のグループに割り当てられる前記無線リソースを減少させる、前記（１）から前記（５）のいずれか１項に記載の通信端末。
（９）
前記第１の端末からの前記データが前記第１のグループに割り当てられた無線リソースで受信されたか否かを判定する無線リソース判定部を備え、
前記無線リソース判定部は、前記第１の端末からの前記データが前記第１のグループに割り当てられている無線リソースで受信されない場合、前記第１のグループに割り当てられる前記無線リソースの一部を前記第２のグループと共に使用される前記無線リソースに変更する、前記（１）から前記（５）のいずれか１項に記載の通信端末。
（１０）
前記送信部は、前記第１のグループの前記第１の端末よりも大きい送信電力で前記データを送信する、前記（１）から前記（９）のいずれか１項に記載の通信端末。
（１１）
前記データの種類は、前記データの種類ごとに異なるプリアンブルによって示され、
前記送信判定部は、前記プリアンブルに基づいて前記データの種類を判定する、前記（１）から前記（１０）のいずれか１項に記載の通信端末。
（１２）
前記データの種類は、前記データのヘッダにおける特定のビットによって示され、
前記送信判定部は、前記特定のビットに基づいて前記データの種類を判定する、前記（１）から前記（１０）のいずれか１項に記載の通信端末。
（１３）
前記第１の端末から前記データが受信されているか否かを監視する障害監視部を備え、
前記障害監視部は、前記第１の端末から所定の期間前記データが受信されていないことに基づいて、前記第１の端末に障害が発生していることを判定し、
前記送信部は、前記障害監視部の判定に基づいて、前記第１の端末に障害が発生していることを示す障害通知を前記基地局に送信する、前記（１）から前記（１２）のいずれか１項に記載の通信端末。
（１４）
前記受信部は、前記通信端末が監視する前記第１のグループの前記第１の端末を示す監視対象端末指示を受信し、
前記障害監視部は、前記監視対象端末指示に基づいて障害の発生を監視する対象である前記第１の端末を決定する、前記（１３）に記載の通信端末。
（１５）
第１のグループの第１の端末からブロードキャストされるデータを受信することと、
前記データの種類に基づいて、前記受信されたデータを基地局に送信するか否かを判定することと、
第２のグループに割り当てられた、前記第１のグループに割り当てられた無線リソースとは異なる無線リソースを用いて前記データを前記基地局に送信することと、を含む、通信方法。
（１６）
プロセッサに、第１のグループの第１の端末からブロードキャストされるデータを受信させ、
前記データの種類に基づいて、前記受信されたデータを基地局に送信するか否かを判定させ、
第２のグループに割り当てられた、前記第１のグループに割り当てられた無線リソースとは異なる無線リソースを用いて前記データを前記基地局に送信させる、プログラム。
（１７）
無線システムであって、当該無線システムは、
データをブロードキャストする第１のグループの第１の端末と、
前記第１のグループの前記第１の端末からブロードキャストされる前記データの種類に基づいて、前記第１の端末から受信された前記データを基地局に送信するか否かを判定する第２のグループの第２の端末と、を含み、
前記第２の端末は、第２のグループに割り当てられた、前記第１のグループに割り当てられた無線リソースとは異なる無線リソースを用いて前記データを前記基地局に送信する、無線システム。
【符号の説明】
【０１２１】
１００    基地局
１２０、３２０    無線通信部
１４０    同期部
１６０    復調部
１８０、２４０、３４０    制御部
１８２    監視対象端末決定部
１８４    経路障害判定部
２００    通常クラス端末
２２０    センサ部
２４２、３４４    無線リソース判定部
２６０    送信部
２８０    ＧＰＳ受信部
２９０    キャリアセンス実行部
３００    高機能クラス端末
３４２    送信判定部
３４６    障害監視部
【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】
2018092372.tif 000027
【図２６】
2018092372.tif 000028
【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【国際調査報告】
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