JP6516039B2 - ゲートウェイ装置、通信システム、省電力制御方法および省電力制御プログラム - Google Patents

ゲートウェイ装置、通信システム、省電力制御方法および省電力制御プログラム Download PDF

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Description

本発明は、無線端末装置、ゲートウェイ装置、通信システム、省電力制御方法および省電力制御プログラムに関し、特に、無線端末装置の省電力動作を実行する無線端末装置、ゲートウェイ装置、通信システム、省電力制御方法および省電力制御プログラムに関する。
移動通信システムでは、無線端末装置が通信可能なエリアであるセル、を形成する無線基地局装置による通信サービスが提供されている。
また、このような通信サービス等を利用したシステムとして、Ｍ２Ｍ（Machine to Machine）システムが知られている。Ｍ２Ｍシステムでは、無線機を搭載した機器同士が人間を介在せずに相互に情報をやり取りすることにより、自動販売機に内蔵されている商品の在庫状況が自動的にサーバ等に報告される等、自動的に機器の制御が行われる。
Ｍ２Ｍシステムの一例として、たとえば、特許文献１（特許第４２３７１３４号公報）には、以下のような技術が開示されている。すなわち、無線端末と、当該無線端末との無線通信が可能なゲートウェイノードと、無線端末の位置情報を保持する位置情報記憶装置とを有する移動体通信ネットワークと、上記無線端末からのメッセージ送信先である端末が接続される他のネットワークとがゲートウェイを介して接続されてなるネットワークシステムである。当該ネットワークシステムは、上記無線端末ごとにあらかじめ定めた送信先である上記端末のアドレスを保持する端末アドレス保持手段を有する。上記無線端末から上記端末へメッセージを送信する際には、上記ゲートウェイノードは、上記無線端末より無線フレームを受信すると、上記端末アドレス保持手段にアクセスして、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、当該特定した送信先の端末宛に上記ゲートウェイを介してメッセージを送信する。上記端末より上記無線端末へメッセージを送信する際には、上記ゲートウェイは、上記位置情報記憶装置にアクセスし、上記無線端末のＩＤから位置情報を取得し、当該取得した位置情報から該当するゲートウェイノードへメッセージを転送する。当該ゲートウェイノードは、上記無線端末へ上記メッセージを転送する。
特許第４２３７１３４号公報
このようなＭ２Ｍシステム等の通信システムにおいて、無線端末装置の省電力動作を簡易な処理で適切に行なうことが可能な技術が望まれる。
この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、通信システムにおける無線端末装置の省電力動作を、簡易な処理で適切に行なうことが可能な無線端末装置、ゲートウェイ装置、通信システム、省電力制御方法および省電力制御プログラムを提供することである。
（１）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる無線端末装置は、複数レイヤを有するプロトコルに従って動作し、管理装置を含む他の装置と通信可能な無線端末装置であって、上記複数レイヤのうちの第１のレイヤの処理を行なう第１処理部と、上記複数レイヤのうち、上記第１のレイヤよりも下位の第２のレイヤの処理を行なう第２処理部とを備え、上記第２処理部は、上記無線端末装置の状態および上記無線端末装置の動作目標の少なくともいずれか一方の端末情報を取得して上記管理装置へ送信し、上記第２処理部は、上記管理装置から上記端末情報に対する省電力動作情報を受信して、上記省電力動作情報に基づいて上記無線端末装置の省電力動作を実行する。
このように、下位レイヤの処理部が無線端末装置の情報を取得して管理装置に通知し、管理装置からの省電力動作情報に基づいて省電力動作を実行する構成により、無線端末装置に実装されたアプリケーション等、上位レイヤの処理部において、無線端末装置の通信方式等、下位レイヤが扱う無線端末装置の構成および動作を意識することなく、無線端末装置の省電力動作を実現することができる。これにより、たとえば、無線端末装置に実装されるアプリケーションの処理を簡易化することができる。したがって、通信システムにおける無線端末装置の省電力動作を、簡易な処理で適切に行なうことができる。また、たとえば、アプリケーションの開発が容易となり、アプリケーションの開発コストを低減することができる。
また、管理装置側で作成した省電力動作情報に基づいて無線端末装置の省電力動作を実行する構成により、通信システム全体の状況等を考慮して、無線端末装置の省電力動作の実行判断を適切に行い、また、たとえば、適切な内容の省電力動作を無線端末装置に実行させることができる。具体的には、たとえば、無線端末装置のスリープ動作およびＤＲＸ（Discontinuous Reception）動作等、他の無線端末装置への干渉に影響するような省電力動作を無線端末装置が行なう場合、管理装置側で通信システムにおける電波環境等を考慮した適切な判断を行なうことができる。
（２）好ましくは、上記第１処理部は、上記第１のレイヤの複数種類の処理を行うことが可能である。
第１処理部が複数種類の処理を行う場合、第２処理部は、これら複数種類の処理によって得られた各種情報を単純化して管理装置へ送信することが可能である。これにより、無線端末装置から管理装置へ送信されるデータの量を抑制し、また、管理装置において無線端末装置の省電力動作の実行判断を容易に行うことができる。
（３）好ましくは、上記無線端末装置は、複数の通信方式のうちのいずれかを選択して通信を行なうことが可能であり、上記第２処理部は、上記無線端末装置が選択中の上記通信方式に応じた上記省電力動作を実行する。
このような構成により、無線端末装置に実装されたアプリケーション等、上位レイヤの処理部において、無線端末装置の扱う複数の通信方式の相違を意識することなく、無線端末装置の省電力動作を実行することができる。
（４）好ましくは、上記第２処理部は、上記無線端末装置の状態として上記無線端末装置のバッテリーの状態を取得する。
このような構成により、たとえば無線端末装置のバッテリーの蓄電残量を考慮した適切な省電力動作を実行することができる。
（５）より好ましくは、上記第１処理部は、上記無線端末装置のバッテリーの状態を測定し、上記第２処理部は、上記無線端末装置のバッテリーの状態を上記第１処理部から取得する。
このように、上位レイヤの処理部が無線端末装置のバッテリーの状態を取得する構成により、通信処理等を行なう下位レイヤの処理部がこのような取得処理を行なう必要が無く、各レイヤにおいて適切な役割分担を設定することができる。
（６）好ましくは、上記第２処理部は、上記無線端末装置の状態として上記無線端末装置の通信品質を取得する。
このような構成により、たとえば無線端末装置の電波環境を考慮した適切な省電力動作を実行することができる。
（７）好ましくは、上記第２処理部は、上記無線端末装置の動作目標として上記無線端末装置の通信速度の目標を取得する。
このような構成により、たとえば無線端末装置が達成すべき通信速度を考慮した適切な省電力動作を実行することができる。
（８）好ましくは、上記第２処理部は、上記無線端末装置の行なうべき通信動作の内容を上記省電力動作情報として受信し、受信した上記通信動作の内容に基づいて、上記省電力動作として上記無線端末装置の通信動作を変更する。
このような構成により、省電力動作を実現するための適切な通信動作を管理装置側で設定することができ、たとえば通信システム全体の状況等を考慮して各無線端末装置の省電力動作を最適化することができる。
（９）好ましくは、上記無線端末装置は、さらに、上記複数レイヤのうち、上記第２のレイヤよりも下位の第３のレイヤの処理により上記他の装置との間で通信信号を送受信する第３処理部を備え、上記第２処理部は、上記省電力動作情報に基づいて、上記省電力動作として上記第３処理部の動作を変更する。
このように、アプリケーション等の上位レイヤおよび通信処理を行なう下位レイヤ間に省電力動作を制御する中間レイヤを設ける構成により、通信処理を行なう下位レイヤがこのような省電力動作の制御を行なう必要が無く、各レイヤにおいて適切な役割分担を設定することができる。すなわち、無線端末装置に実装された通信処理用の下位レイヤにおいて省電力動作の制御を行なうことなく、無線端末装置の省電力動作を実行することができる。これにより、無線端末装置に下位レイヤ用の汎用的なソフトウェアおよびハードウェアを実装することができるか、あるいは下位レイヤの処理を簡易化することができるため、たとえば無線端末装置のソフトウェアおよびハードウェアの開発コストを低減することができる。
（１０）好ましくは、上記第２処理部は、上記省電力動作情報を受信して、上記省電力動作を実行するか否かを判断する。
このように、無線端末装置側で省電力動作の実行判断を行なう構成により、優先度の高いアプリケーションが実行されている等、無線端末装置における種々の状況を考慮して省電力動作の実行の有無を適切に判断することができる。
（１１）好ましくは、上記無線端末装置は、複数の無線基地局装置のうちのいずれかを選択して通信可能であり、上記第２処理部は、上記省電力動作として、上記無線端末装置の通信相手となる上記無線基地局装置を変更する。
このような構成により、たとえば無線端末装置により近い位置にある無線基地局装置を新たな通信相手として選択し、良好な電波環境下において短時間で通信を完了することができるため、無線端末装置の省電力化を実現することができる。
（１２）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わるゲートウェイ装置は、好ましくは、無線端末装置および管理装置と通信可能なゲートウェイ装置であって、上記無線端末装置の状態および上記無線端末装置の動作目標の少なくともいずれか一方の端末情報を上記無線端末装置から受信して上記管理装置へ中継する第１処理部と、上記管理装置から上記端末情報に対する省電力動作情報を受信して、上記省電力動作情報に基づいて省電力命令を作成する第２処理部とを備え、上記第１処理部は、上記省電力命令を上記無線端末装置へ送信する。
このように、管理装置側で作成した省電力動作情報に基づいて無線端末装置の省電力動作を実行する構成により、通信システム全体の状況等を考慮して、無線端末装置の省電力動作の実行判断を適切に行い、また、たとえば、適切な内容の省電力動作を無線端末装置に実行させることができる。具体的には、たとえば、無線端末装置のＤＲＸ動作等、他の無線端末装置への干渉に影響するような省電力動作を無線基地局装置の指示に従って無線端末装置が行なう場合、管理装置側で通信システムにおける電波環境等を考慮した適切な判断を行なうことができる。したがって、通信システムにおける無線端末装置の省電力動作を、上記のような簡易な処理で適切に行なうことができる。
（１３）好ましくは、上記ゲートウェイ装置は、複数レイヤを有するプロトコルに従って動作し、上記第２処理部は、上記複数レイヤのうちの第１のレイヤの処理を行い、上記第１処理部は、上記複数レイヤのうち、上記第１のレイヤよりも下位の第２のレイヤの処理を行なう。
このように、下位レイヤの処理部が無線端末装置からの端末情報を取得して管理装置へ中継し、管理装置からの省電力動作情報に基づいて作成された省電力命令を無線端末装置へ送信する構成により、ゲートウェイ装置に実装されたアプリケーション等、上位レイヤの処理部において、ゲートウェイ装置の通信方式等、下位レイヤが扱うゲートウェイ装置の構成および動作を意識することなく、ゲートウェイ装置の制御による無線端末装置の省電力動作を実現することができる。これにより、たとえば、ゲートウェイ装置に実装されるアプリケーションの処理を簡易化することができるため、アプリケーションの開発が容易となり、アプリケーションの開発コストを低減することができる。
（１４）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる通信システムは、管理装置と、複数レイヤを有するプロトコルに従って動作し、上記管理装置を含む他の装置と通信可能な無線端末装置とを備える通信システムであって、上記無線端末装置は、上記複数レイヤのうちの第１のレイヤの処理を行なう第１処理部と、上記複数レイヤのうち、上記第１のレイヤよりも下位の第２のレイヤの処理を行なう第２処理部とを含み、上記第２処理部は、上記無線端末装置の状態および上記無線端末装置の動作目標の少なくともいずれか一方の端末情報を取得して上記管理装置へ送信し、上記第２処理部は、上記管理装置から上記端末情報に対する省電力動作情報を受信して、上記省電力動作情報に基づいて上記無線端末装置の省電力動作を実行する。
このように、下位レイヤの処理部が無線端末装置の情報を取得して管理装置に通知し、管理装置からの省電力動作情報に基づいて省電力動作を実行する構成により、無線端末装置に実装されたアプリケーション等、上位レイヤの処理部において、無線端末装置の通信方式等、下位レイヤが扱う無線端末装置の構成および動作を意識することなく、無線端末装置の省電力動作を実現することができる。これにより、たとえば、無線端末装置に実装されるアプリケーションの処理を簡易化することができる。したがって、通信システムにおける無線端末装置の省電力動作を、簡易な処理で適切に行なうことができる。また、たとえば、アプリケーションの開発が容易となり、アプリケーションの開発コストを低減することができる。
また、管理装置側で作成した省電力動作情報に基づいて無線端末装置の省電力動作を実行する構成により、通信システム全体の状況等を考慮して、無線端末装置の省電力動作の実行判断を適切に行い、また、たとえば、適切な内容の省電力動作を無線端末装置に実行させることができる。具体的には、たとえば、無線端末装置のスリープ動作およびＤＲＸ動作等、他の無線端末装置への干渉に影響するような省電力動作を無線端末装置が行なう場合、管理装置側で通信システムにおける電波環境等を考慮した適切な判断を行なうことができる。
（１５）またこの発明の別の局面に係わる通信システムは、管理装置と、ゲートウェイ装置と、無線端末装置とを備える通信システムであって、上記ゲートウェイ装置は、上記無線端末装置の状態および上記無線端末装置の動作目標の少なくともいずれか一方の端末情報を上記無線端末装置から受信して上記管理装置へ中継する第１処理部と、上記管理装置から上記端末情報に対する省電力動作情報を受信して、上記省電力動作情報に基づいて省電力命令を作成する第２処理部とを含み、上記第１処理部は、上記省電力命令を上記無線端末装置へ送信する。
このように、管理装置側で作成した省電力動作情報に基づいて無線端末装置の省電力動作を実行する構成により、通信システム全体の状況等を考慮して、無線端末装置の省電力動作の実行判断を適切に行い、また、たとえば、適切な内容の省電力動作を無線端末装置に実行させることができる。具体的には、たとえば、無線端末装置のＤＲＸ動作等、他の無線端末装置への干渉に影響するような省電力動作を無線基地局装置の指示に従って無線端末装置が行なう場合、管理装置側で通信システムにおける電波環境等を考慮した適切な判断を行なうことができる。したがって、通信システムにおける無線端末装置の省電力動作を、上記のような簡易な処理で適切に行なうことができる。
（１６）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる省電力制御方法は、複数レイヤを有するプロトコルに従って動作し、管理装置を含む他の装置と通信可能な無線端末装置における省電力制御方法であって、上記複数レイヤのうち、上記第１のレイヤよりも下位の第２のレイヤの処理を行うことにより、上記無線端末装置の状態および上記無線端末装置の動作目標の少なくともいずれか一方の端末情報を取得して上記管理装置へ送信するステップと、上記第２のレイヤの処理を行うことにより、上記管理装置から上記端末情報に対する省電力動作情報を受信して、上記省電力動作情報に基づいて上記無線端末装置の省電力動作を実行するステップとを含む。
このように、下位レイヤの処理部が無線端末装置の情報を取得して管理装置に通知し、管理装置からの省電力動作情報に基づいて省電力動作を実行する構成により、無線端末装置に実装されたアプリケーション等、上位レイヤの処理部において、無線端末装置の通信方式等、下位レイヤが扱う無線端末装置の構成および動作を意識することなく、無線端末装置の省電力動作を実現することができる。これにより、たとえば、無線端末装置に実装されるアプリケーションの処理を簡易化することができる。したがって、通信システムにおける無線端末装置の省電力動作を、簡易な処理で適切に行なうことができる。また、たとえば、アプリケーションの開発が容易となり、アプリケーションの開発コストを低減することができる。
また、管理装置側で作成した省電力動作情報に基づいて無線端末装置の省電力動作を実行する構成により、通信システム全体の状況等を考慮して、無線端末装置の省電力動作の実行判断を適切に行い、また、たとえば、適切な内容の省電力動作を無線端末装置に実行させることができる。具体的には、たとえば、無線端末装置のスリープ動作およびＤＲＸ動作等、他の無線端末装置への干渉に影響するような省電力動作を無線端末装置が行なう場合、管理装置側で通信システムにおける電波環境等を考慮した適切な判断を行なうことができる。
（１７）またこの発明の別の局面に係わる省電力制御方法は、無線端末装置および管理装置と通信可能なゲートウェイ装置における省電力制御方法であって、上記無線端末装置の状態および上記無線端末装置の動作目標の少なくともいずれか一方の端末情報を上記無線端末装置から受信して上記管理装置へ中継するステップと、上記管理装置から上記端末情報に対する省電力動作情報を受信して、上記省電力動作情報に基づいて省電力命令を作成するステップと、上記省電力命令を上記無線端末装置へ送信するステップとを含む。
このように、管理装置側で作成した省電力動作情報に基づいて無線端末装置の省電力動作を実行する構成により、通信システム全体の状況等を考慮して、無線端末装置の省電力動作の実行判断を適切に行い、また、たとえば、適切な内容の省電力動作を無線端末装置に実行させることができる。具体的には、たとえば、無線端末装置のＤＲＸ動作等、他の無線端末装置への干渉に影響するような省電力動作を無線基地局装置の指示に従って無線端末装置が行なう場合、管理装置側で通信システムにおける電波環境等を考慮した適切な判断を行なうことができる。したがって、通信システムにおける無線端末装置の省電力動作を、上記のような簡易な処理で適切に行なうことができる。
（１８）またこの発明の別の局面に係わる省電力制御方法は、管理装置と、複数レイヤを有するプロトコルに従って動作し、上記管理装置を含む他の装置と通信可能な無線端末装置とを備える通信システムにおける省電力制御方法であって、上記無線端末装置が、上記複数レイヤのうち、上記第１のレイヤよりも下位の第２のレイヤの処理を行うことにより、上記無線端末装置の状態および上記無線端末装置の動作目標の少なくともいずれか一方の端末情報を取得して上記管理装置へ送信するステップと、上記管理装置が、上記端末情報を受信して、上記端末情報に基づいて省電力動作情報を作成し、上記無線端末装置へ送信するステップと、上記無線端末装置が、上記第２のレイヤの処理を行うことにより、上記省電力動作情報を受信して、上記省電力動作情報に基づいて上記無線端末装置の省電力動作を実行するステップとを含む。
このように、下位レイヤの処理部が無線端末装置の情報を取得して管理装置に通知し、管理装置からの省電力動作情報に基づいて省電力動作を実行する構成により、無線端末装置に実装されたアプリケーション等、上位レイヤの処理部において、無線端末装置の通信方式等、下位レイヤが扱う無線端末装置の構成および動作を意識することなく、無線端末装置の省電力動作を実現することができる。これにより、たとえば、無線端末装置に実装されるアプリケーションの処理を簡易化することができる。したがって、通信システムにおける無線端末装置の省電力動作を、簡易な処理で適切に行なうことができる。また、たとえば、アプリケーションの開発が容易となり、アプリケーションの開発コストを低減することができる。
また、管理装置側で作成した省電力動作情報に基づいて無線端末装置の省電力動作を実行する構成により、通信システム全体の状況等を考慮して、無線端末装置の省電力動作の実行判断を適切に行い、また、たとえば、適切な内容の省電力動作を無線端末装置に実行させることができる。具体的には、たとえば、無線端末装置のスリープ動作およびＤＲＸ動作等、他の無線端末装置への干渉に影響するような省電力動作を無線端末装置が行なう場合、管理装置側で通信システムにおける電波環境等を考慮した適切な判断を行なうことができる。
（１９）またこの発明の別の局面に係わる省電力制御方法は、管理装置と、ゲートウェイ装置と、無線端末装置とを備える通信システムにおける省電力制御方法であって、上記無線端末装置が、自己の状態および自己の動作目標の少なくともいずれか一方の端末情報を上記ゲートウェイ装置へ送信するステップと、上記ゲートウェイ装置が、上記端末情報を上記無線端末装置から受信して上記管理装置へ中継するステップと、上記管理装置が、上記ゲートウェイ装置から上記端末情報を受信して、上記端末情報に基づいて作成した省電力動作情報を上記ゲートウェイ装置へ送信するステップと、上記ゲートウェイ装置が、上記管理装置から上記省電力動作情報を受信して、上記省電力動作情報に基づいて作成した省電力命令を上記無線端末装置へ送信するステップと、上記無線端末装置が、上記ゲートウェイ装置から上記省電力命令を受信して、上記省電力命令に従って省電力動作を実行するステップとを含む。
このように、管理装置側で作成した省電力動作情報に基づいて無線端末装置の省電力動作を実行する構成により、通信システム全体の状況等を考慮して、無線端末装置の省電力動作の実行判断を適切に行い、また、たとえば、適切な内容の省電力動作を無線端末装置に実行させることができる。具体的には、たとえば、無線端末装置のＤＲＸ動作等、他の無線端末装置への干渉に影響するような省電力動作を無線基地局装置の指示に従って無線端末装置が行なう場合、管理装置側で通信システムにおける電波環境等を考慮した適切な判断を行なうことができる。したがって、通信システムにおける無線端末装置の省電力動作を、上記のような簡易な処理で適切に行なうことができる。
（２０）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる省電力制御プログラムは、複数レイヤを有するプロトコルに従って動作し、管理装置を含む他の装置と通信可能な無線端末装置、において用いられる省電力制御プログラムであって、コンピュータに、上記複数レイヤのうち、上記第１のレイヤよりも下位の第２のレイヤの処理を行うことにより、上記無線端末装置の状態および上記無線端末装置の動作目標の少なくともいずれか一方の端末情報を取得して上記管理装置へ送信するステップと、上記第２のレイヤの処理を行うことにより、上記管理装置から上記端末情報に対する省電力動作情報を受信して、上記省電力動作情報に基づいて上記無線端末装置の省電力動作を実行するステップとを実行させるためのプログラムである。
このように、下位レイヤの処理部が無線端末装置の情報を取得して管理装置に通知し、管理装置からの省電力動作情報に基づいて省電力動作を実行する構成により、無線端末装置に実装されたアプリケーション等、上位レイヤの処理部において、無線端末装置の通信方式等、下位レイヤが扱う無線端末装置の構成および動作を意識することなく、無線端末装置の省電力動作を実現することができる。これにより、たとえば、無線端末装置に実装されるアプリケーションの処理を簡易化することができる。したがって、通信システムにおける無線端末装置の省電力動作を、簡易な処理で適切に行なうことができる。また、たとえば、アプリケーションの開発が容易となり、アプリケーションの開発コストを低減することができる。
また、管理装置側で作成した省電力動作情報に基づいて無線端末装置の省電力動作を実行する構成により、通信システム全体の状況等を考慮して、無線端末装置の省電力動作の実行判断を適切に行い、また、たとえば、適切な内容の省電力動作を無線端末装置に実行させることができる。具体的には、たとえば、無線端末装置のスリープ動作およびＤＲＸ動作等、他の無線端末装置への干渉に影響するような省電力動作を無線端末装置が行なう場合、管理装置側で通信システムにおける電波環境等を考慮した適切な判断を行なうことができる。
（２１）またこの発明の別の局面に係わる省電力制御プログラムは、無線端末装置および管理装置と通信可能なゲートウェイ装置において用いられる省電力制御プログラムであって、コンピュータに、上記無線端末装置の状態および上記無線端末装置の動作目標の少なくともいずれか一方の端末情報を上記無線端末装置から受信して上記管理装置へ中継するステップと、上記管理装置から上記端末情報に対する省電力動作情報を受信して、上記省電力動作情報に基づいて省電力命令を作成するステップと、上記省電力命令を上記無線端末装置へ送信するステップとを実行させるためのプログラムである。
このように、管理装置側で作成した省電力動作情報に基づいて無線端末装置の省電力動作を実行する構成により、通信システム全体の状況等を考慮して、無線端末装置の省電力動作の実行判断を適切に行い、また、たとえば、適切な内容の省電力動作を無線端末装置に実行させることができる。具体的には、たとえば、無線端末装置のＤＲＸ動作等、他の無線端末装置への干渉に影響するような省電力動作を無線基地局装置の指示に従って無線端末装置が行なう場合、管理装置側で通信システムにおける電波環境等を考慮した適切な判断を行なうことができる。したがって、通信システムにおける無線端末装置の省電力動作を、上記のような簡易な処理で適切に行なうことができる。
本発明によれば、通信システムにおける無線端末装置の省電力動作を、簡易な処理で適切に行なうことができる。
本発明の第１の実施の形態に係る通信システムの構成を示す図である。 本発明の第１の実施の形態に係る通信システムにおける無線端末装置および管理装置の構成を示す図である。 本発明の第１の実施の形態に係る通信システムにおける省電力制御のシーケンスの一例を示す図である。 本発明の第１の実施の形態に係る通信システムにおけるレイヤ間の情報のやり取りを概略的に示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係る通信システムにおけるゲートウェイ装置の構成を示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係る通信システムにおける省電力制御のシーケンスの一例を示す図である。
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
＜第１の実施の形態＞
［構成および基本動作］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る通信システムの構成を示す図である。
図１を参照して、通信システム３０１は、たとえば、３ＧＰＰ(Third Generation Partnership Project)で規格化されたＬＴＥ（Long Term Evolution）に従う移動体通信システム、およびＩＥＥＥ８０２．１１で規格化された無線ＬＡＮシステムを含み、１または複数の無線端末装置２０２と、１または複数のＷｉＦｉアクセスポイント１５１と、１または複数のＬＴＥ基地局１５２と、管理装置１０１とを備える。ここで、図１では、１つの無線端末装置２０２、１つのＷｉＦｉアクセスポイント１５１および１つのＬＴＥ基地局１５２を代表的に示している。
ＷｉＦｉアクセスポイント１５１およびＬＴＥ基地局１５２は、ネットワーク４０１を介して管理装置１０１と接続されている。なお、ＷｉＦｉアクセスポイント１５１およびＬＴＥ基地局１５２と管理装置１０１とが直接接続されてもよい。
無線端末装置２０２は、複数の通信方式のうちのいずれかを選択して通信を行なうことが可能であり、たとえばＭ２Ｍシステム用の装置である。
具体的には、無線端末装置２０２は、無線ＬＡＮ方式に従って無線通信を行なうことにより、ＷｉＦｉアクセスポイント１５１と通信を行い、また、ＷｉＦｉアクセスポイント１５１を介して管理装置１０１と通信を行なうことが可能である。
また、無線端末装置２０２は、ＬＴＥ方式に従って無線通信を行なうことにより、ＬＴＥ基地局１５２と通信を行い、また、ＬＴＥ基地局１５２を介して管理装置１０１と通信を行なうことが可能である。
図２は、本発明の第１の実施の形態に係る通信システムにおける無線端末装置および管理装置の構成を示す図である。
図２を参照して、無線端末装置２０２は、アプリケーション（第１処理部）１１と、ミドルウェア（第２処理部）１２と、通信処理部（第３処理部）１９と、バッテリー１６とを備える。通信処理部１９は、ＴＣＰ／ＵＤＰ処理部１３と、ＩＰ処理部１４と、ＭＡＣ／ＰＨＹ処理部１５とを含む。なお、無線端末装置２０２は、複数のアプリケーション１１を備える構成であってもよい。
無線端末装置２０２は、階層化された複数のレイヤを有するプロトコルに従って動作する。具体的には、アプリケーション１１は、アプリケーションレイヤ（第１のレイヤ）の処理を行なう。ミドルウェア１２は、アプリケーションレイヤよりも下位のミドルウェアレイヤ（第２のレイヤ）の処理を行なう。通信処理部１９は、ミドルウェアレイヤよりも下位の通信処理レイヤ（第３のレイヤ）の処理を行うことにより、他の装置との間で通信信号を送受信する。たとえば、アプリケーション１１は、バッテリー１６の監視、および温度センサ等のセンシング結果の取得等、アプリケーションレイヤの複数種類の処理を行うことが可能である。
また、通信処理部１９において、ＴＣＰ／ＵＤＰ処理部１３は、ＴＣＰ／ＵＤＰレイヤの処理を行なう。ＩＰ処理部１４は、ＴＣＰ／ＵＤＰレイヤよりも下位のＩＰレイヤの処理を行なう。ＭＡＣ／ＰＨＹ処理部１５は、ＩＰレイヤよりも下位のＭＡＣ／ＰＨＹレイヤの処理を行なう。
また、無線端末装置２０２における各ユニットは、バッテリー１６から供給される電力を用いて動作する。
なお、無線端末装置２０２は、ＴＣＰ／ＵＤＰ処理部１３、ＩＰ処理部１４およびＭＡＣ／ＰＨＹ処理部１５で構成される通信処理部の代わりに、他の通信方式の処理部で構成される通信処理部を備える構成であってもよい。
また、管理装置１０１は、アプリケーション３１と、ミドルウェア３２と、通信処理部３９と、データベース３６とを備える。通信処理部３９は、ＴＣＰ／ＵＤＰ処理部３３と、ＩＰ処理部３４と、ＭＡＣ／ＰＨＹ処理部３５とを含む。なお、管理装置１０１は、複数のアプリケーション３１を備える構成であってもよい。
管理装置１０１は、階層化された複数のレイヤを有するプロトコルに従って動作する。具体的には、アプリケーション３１は、アプリケーションレイヤの処理を行なう。ミドルウェア３２は、アプリケーションレイヤよりも下位のミドルウェアレイヤの処理を行なう。通信処理部３９は、ミドルウェアレイヤよりも下位の通信処理レイヤの処理を行うことにより、他の装置との間で通信信号を送受信する。
また、通信処理部３９において、ＴＣＰ／ＵＤＰ処理部３３は、ＴＣＰ／ＵＤＰレイヤの処理を行なう。ＩＰ処理部３４は、ＴＣＰ／ＵＤＰレイヤよりも下位のＩＰレイヤの処理を行なう。ＭＡＣ／ＰＨＹ処理部３５は、ＩＰレイヤよりも下位のＭＡＣ／ＰＨＹレイヤの処理を行なう。
アプリケーション３１は、データベース３６に保存された各種情報を用いて、通信システム３０１における無線端末装置２０２等の管理を行なう。データベース３６には、たとえば、無線端末装置２０２のＩＤ、ＩＰアドレスおよびセキュリティ情報等が保存される。
なお、管理装置１０１は、ＴＣＰ／ＵＤＰ処理部３３、ＩＰ処理部３４およびＭＡＣ／ＰＨＹ処理部３５で構成される通信処理部の代わりに、他の通信方式の処理部で構成される通信処理部を備える構成であってもよい。
無線端末装置２０２において、ミドルウェア１２は、無線端末装置２０２の状態および無線端末装置２０２の動作目標の少なくともいずれか一方の端末情報を取得して管理装置１０１へ送信する。そして、ミドルウェア１２は、管理装置１０１から端末情報に対する省電力動作情報を受信して、当該省電力動作情報に基づいて無線端末装置２０２の省電力動作を実行する。
より詳細には、ミドルウェア１２は、管理装置１０１から受信した省電力動作情報に基づいて作成した省電力命令をたとえばＭＡＣ／ＰＨＹ処理部１５へ出力する。
ＭＡＣ／ＰＨＹ処理部１５は、ミドルウェア１２から受けた省電力命令に従い、省電力動作を実行する。
たとえば、ミドルウェア１２は、無線端末装置２０２が選択中の通信方式に応じた省電力動作を実行する。具体的には、ミドルウェア１２は、無線端末装置２０２が選択中のＬＴＥ方式または無線ＬＡＮ方式に応じた省電力動作を実行する。
また、たとえば、ミドルウェア１２は、無線端末装置２０２の状態として無線端末装置２０２のバッテリー１６の状態を取得する。
より詳細には、たとえば、アプリケーション１１は、無線端末装置２０２のバッテリー１６の状態を測定し、測定結果を示すバッテリー情報をミドルウェア１２へ出力する。
ミドルウェア１２は、アプリケーション１１からバッテリー情報を受けることにより、無線端末装置２０２のバッテリー１６の状態を取得する。
また、たとえば、ミドルウェア１２は、無線端末装置２０２の状態として無線端末装置２０２の通信品質を、たとえばＩＰ処理部１４から取得する。
また、たとえば、ミドルウェア１２は、無線端末装置２０２の動作目標として無線端末装置２０２の通信速度の目標を、たとえばアプリケーション１１から取得する。また、たとえば、ミドルウェア１２は、アプリケーション１１およびＩＰ処理部１４等から取得した情報を単純化して管理装置１０１へ送信する。より詳細には、ミドルウェア１２は、たとえば、取得したデータのヘッダを削除するか、または各情報を「通信品質が悪い」および「ユーザの満足度が低い」等の単純な情報に変換することにより、管理装置１０１へ送信するデータを圧縮する。
ここで、無線端末装置２０２の動作目標は、たとえば、通信速度値であってもよいし、値ではなく、「高速」および「低速」等、通信速度のレベルであってもよい。また、通信速度は、スループットすなわち実効速度であってもよいし、理論値であってもよい。
また、無線端末装置２０２の動作目標は、たとえば、無線端末装置２０２に１つのアプリケーション１１が実装されている場合には固定的な設定となり、無線端末装置２０２に複数のアプリケーション１１が実装されている場合には、実行中のアプリケーションに応じた動的な設定となる。
また、たとえば、管理装置１０１におけるアプリケーション３１は、無線端末装置２０２から受信した端末情報に基づいて、当該無線端末装置２０２の省電力動作を実行するか否かを判断する。
アプリケーション３１は、無線端末装置２０２の省電力動作を実行すると判断した場合、省電力動作の実行を示す省電力動作情報を作成して無線端末装置２０２へ送信する。
一方、アプリケーション３１は、たとえば、無線端末装置２０２からの端末情報に含まれる動作目標たとえば要求スループットが大きい場合には、無線端末装置２０２の省電力動作を実行しないと判断し、省電力動作情報を作成しない。
無線端末装置２０２は、たとえば、省電力動作用の通信動作の内容を記憶しており、アプリケーション３１から省電力動作情報を受信すると、通常時の通信動作から当該省電力動作用の通信動作へ変更する。
なお、管理装置１０１におけるアプリケーション３１は、省電力動作の実行を示す省電力動作情報を作成する構成に限らず、省電力動作の内容を示す省電力動作情報を作成する構成であってもよい。
すなわち、無線端末装置２０２におけるミドルウェア１２は、無線端末装置２０２の行なうべき通信動作の内容を省電力動作情報として管理装置１０１から受信する。そして、ミドルウェア１２は、受信した通信動作の内容に基づいて、省電力動作として無線端末装置２０２の通信動作を変更する。たとえば、ミドルウェア１２は、省電力動作情報の示す通信動作の内容に基づいて、省電力動作として通信処理部１９の動作を変更する。
また、たとえば、管理装置１０１におけるアプリケーション３１は、無線端末装置２０２の評価関数Ｊの値が最大になるように、無線端末装置２０２の省電力動作の実行の有無、および省電力動作のパラメータ設定等を行なう。評価関数Ｊは、たとえば、無線端末装置２０２のバッテリー１６の蓄電残量、および無線端末装置２０２の通信品質を変数とする。
また、たとえば、無線端末装置２０２におけるミドルウェア１２は、管理装置１０１から省電力動作情報を受信して、無線端末装置２０２の省電力動作を実行するか否かを判断する。ミドルウェア１２は、無線端末装置２０２の省電力動作を実行すると判断した場合、省電力命令を作成する。
具体的には、たとえば、ミドルウェア１２は、無線端末装置２０２において優先度の高いアプリケーションが実行されている場合には、管理装置１０１から省電力動作情報を受信しても、省電力動作を実行しないと判断し、省電力命令を作成しない。
なお、ミドルウェア１２は、無線端末装置２０２のバッテリー１６の状態、無線端末装置２０２の状態としての通信品質、および無線端末装置２０２の動作目標たとえば通信速度の目標、の一部または全部の組み合わせを端末情報として管理装置１０１へ送信することが可能である。
［動作］
次に、本発明の第１の実施の形態に係る通信システムにおける省電力制御について図面を用いて説明する。
図３は、本発明の第１の実施の形態に係る通信システムにおける省電力制御のシーケンスの一例を示す図である。無線端末装置２０２および管理装置１０１の各々は、シーケンスの各ステップを含むプログラムを図示しないメモリから読み出して実行する。このプログラムは、外部からインストールすることができる。
図３を参照して、まず、無線端末装置２０２において、アプリケーション１１は、許容遅延時間およびスループット等の通信品質の目標値をミドルウェア１２へ出力する（ステップＳ１）。
また、アプリケーション１１は、バッテリー１６の状態を監視し、バッテリー１６の蓄電残量をバッテリー情報としてミドルウェア１２へ出力する（ステップＳ２）。
また、通信処理部１９は、自己の無線端末装置２０２における他の装置との通信品質を測定し、測定結果をミドルウェア１２へ出力する（ステップＳ３）。
次に、ミドルウェア１２は、アプリケーション１１および通信処理部１９から取得したこれらの端末情報に、他の装置への送信に必要な情報を付加する送信処理を行い、処理後のデータを通信処理部１９へ出力する。具体的には、ミドルウェア１２は、自己の無線端末装置２０２が通信方式として無線ＬＡＮを選択している場合、データ送信先のＷｉＦｉアクセスポイント１５１のＳＳＩＤ等を端末情報に付加して通信処理部１９へ出力する。また、ミドルウェア１２は、自己の無線端末装置２０２が通信方式としてＬＴＥを選択している場合、データ送信先のＬＴＥ基地局１５２のＩＤ等を端末情報に付加して通信処理部１９へ出力する（ステップＳ４）。
次に、通信処理部１９は、ミドルウェア１２から受けたデータをたとえばＩＰパケットに含め、ＷｉＦｉアクセスポイント１５１またはＬＴＥ基地局１５２経由で管理装置１０１へ送信する（ステップＳ５）。
次に、管理装置１０１において、通信処理部３９は、無線端末装置２０２における通信処理部１９から受信したＩＰパケットに含まれるデータおよびＩＰアドレスをミドルウェア３２へ出力する（ステップＳ６）。
次に、ミドルウェア３２は、無線端末装置２０２からのデータ送信の再送制御およびセキュリティ処理等を行なうとともに、通信処理部３９から受けたデータから端末情報を抽出する受信処理を行なう（ステップＳ７）。
次に、ミドルウェア３２は、通信処理部３９から受けたＩＰアドレスおよび抽出した端末情報をアプリケーション３１へ出力する（ステップＳ８）。
次に、アプリケーション３１は、ミドルウェア３２から受けたＩＰアドレスに基づいて無線端末装置２０２を特定し、ミドルウェア３２から受けた端末情報に基づいて、無線端末装置２０２の省電力動作を実行すべきか否かを判断する（ステップＳ９）。
アプリケーション３１は、無線端末装置２０２の省電力動作を実行すべきであると判断すると、省電力動作情報を作成してミドルウェア３２へ出力する（ステップＳ１０）。
次に、ミドルウェア３２は、アプリケーション３１から受けた省電力動作情報に、無線端末装置２０２への送信に必要な情報を付加する送信処理を行い、処理後のデータを通信処理部３９へ出力する。具体的には、ミドルウェア３２は、無線端末装置２０２のＩＤ等を省電力動作情報に付加して通信処理部３９へ出力する（ステップＳ１１）。
次に、通信処理部３９は、無線端末装置２０２のＩＰアドレスおよびミドルウェア３２から受けたデータをＩＰパケットに含め、ＷｉＦｉアクセスポイント１５１またはＬＴＥ基地局１５２経由で無線端末装置２０２へ送信する（ステップＳ１２）。
次に、無線端末装置２０２において、通信処理部１９は、管理装置１０１における通信処理部３９から受信したＩＰパケットに含まれるデータをミドルウェア１２へ出力する（ステップＳ１３）。
次に、ミドルウェア１２は、管理装置１０１からのデータ送信の再送制御およびセキュリティ処理等を行なうとともに、通信処理部１９から受けたデータから省電力動作情報を抽出する受信処理を行なう（ステップＳ１４）。
次に、ミドルウェア１２は、抽出した省電力動作情報に基づいて、自己の無線端末装置２０２の省電力動作を実行すべきか否かを判断する（ステップＳ１５）。
ミドルウェア１２は、自己の無線端末装置２０２の省電力動作を実行すべきであると判断すると、省電力命令を作成して通信処理部１９へ出力する（ステップＳ１６）。
次に、通信処理部１９は、ミドルウェア１２から受けた省電力命令に従い、省電力動作を開始する（ステップＳ１７）。
なお、管理装置１０１において、アプリケーション３１は、無線端末装置２０２の省電力動作を実行すべきか否かを判断することなく、省電力動作情報を作成してミドルウェア３２へ出力する構成であってもよい。
また、無線端末装置２０２において、ミドルウェア１２は、自己の無線端末装置２０２の省電力動作を実行すべきか否かを判断することなく、省電力命令を作成して通信処理部１９へ出力する構成であってもよい。
次に、無線端末装置２０２の省電力動作の具体例を説明する。
再び図２を参照して、無線端末装置２０２が通信方式として無線ＬＡＮを選択している状態を考える。この状態において、無線端末装置２０２におけるミドルウェア１２は、管理装置１０１から省電力動作情報を受信して、たとえばスリープ動作におけるスリープ期間を長くする省電力命令を作成し、ＭＡＣ／ＰＨＹ処理部１５へ出力する。
ＭＡＣ／ＰＨＹ処理部１５は、ミドルウェア１２からの省電力命令に従い、スリープ動作において、ＷｉＦｉアクセスポイント１５１との無線信号の送受信を停止するスリープ期間の長さを変更する。
また、たとえば、無線端末装置２０２は、複数の無線基地局装置のうちのいずれかを選択して通信可能である。なお、無線端末装置２０２の通信相手となる無線基地局装置は、複数であってもよい。ここで、無線基地局装置は、たとえばＷｉＦｉアクセスポイント１５１またはＬＴＥ基地局１５２である。
ミドルウェア１２は、省電力動作として、無線端末装置２０２の通信相手となる無線基地局装置を変更する。
具体的には、無線端末装置２０２におけるミドルウェア１２は、管理装置１０１から省電力動作情報を受信して、接続先のＷｉＦｉアクセスポイント１５１を変更する省電力命令を作成し、たとえばＭＡＣ／ＰＨＹ処理部１５へ出力する。たとえば、ミドルウェア１２は、自己の無線端末装置２０２により近い位置にあるＷｉＦｉアクセスポイント１５１へ接続先を変更する。
ＭＡＣ／ＰＨＹ処理部１５は、ミドルウェア１２からの省電力命令に従い、現在、通信相手となっているＷｉＦｉアクセスポイント１５１との通信接続を切断する処理、および他のＷｉＦｉアクセスポイント１５１との通信接続を確立する処理を行なう。
また、通信処理部１９は、省電力動作として、たとえば、データ送信における再送回数を少なくしたり、あるいは再送までの待ち時間を長くしたりすることもできる。
図４は、本発明の第１の実施の形態に係る通信システムにおけるレイヤ間の情報のやり取りを概略的に示す図である。
図４を参照して、無線端末装置２０２において、アプリケーション１１からミドルウェア１２へ通信品質の要求等の動作目標、およびバッテリー情報が通知される。
また、アクセスネットワークレイヤ２１からミドルウェア１２へ現在の通信品質が通知される。ここで、アクセスネットワークレイヤ２１には、無線端末装置２０２の通信処理部１９および管理装置１０１の通信処理部３９の他、ＷｉＦｉアクセスポイント１５１およびＬＴＥ基地局１５２も含まれる。
また、ミドルウェア１２から管理装置１０１におけるミドルウェア３２へ端末情報が通知され、ミドルウェア３２から無線端末装置２０２におけるミドルウェア１２へ省電力動作情報が通知される。
このように、通信システム３０１では、無線端末装置２０２におけるミドルウェア１２および管理装置１０１におけるミドルウェア３２間で端末情報および省電力動作情報をやり取りし、無線端末装置２０２の省電力動作を制御する。これにより、無線端末装置２０２に実装されたアプリケーション１１において、無線端末装置２０２、ＷｉＦｉアクセスポイント１５１およびＬＴＥ基地局１５２の通信方式等、下位レイヤが扱う各装置の構成および動作を意識することなく、無線端末装置２０２の省電力動作を実行することができる。
ところで、Ｍ２Ｍシステム等の通信システムにおいて、無線端末装置の省電力動作を簡易な処理で適切に行なうことが可能な技術が望まれる。
本発明の第１の実施の形態に係る無線端末装置では、アプリケーション１１は、アプリケーションレイヤの処理を行なう。ミドルウェア１２は、アプリケーションレイヤよりも下位のミドルウェアレイヤの処理を行なう。ミドルウェア１２は、無線端末装置２０２の状態および無線端末装置２０２の動作目標の少なくともいずれか一方の端末情報を取得して管理装置１０１へ送信する。そして、ミドルウェア１２は、管理装置１０１から端末情報に対する省電力動作情報を受信して、当該省電力動作情報に基づいて無線端末装置２０２の省電力動作を実行する。
また、本発明の第１の実施の形態に係る通信システムでは、まず、無線端末装置２０２が、複数レイヤのうち、アプリケーションレイヤよりも下位のミドルウェアレイヤの処理を行うことにより、無線端末装置２０２の状態および無線端末装置２０２の動作目標の少なくともいずれか一方の端末情報を取得して管理装置１０１へ送信する。次に、管理装置１０１が、端末情報を受信して、当該端末情報に基づいて省電力動作情報を作成し、無線端末装置２０２へ送信する。次に、無線端末装置２０２が、ミドルウェアレイヤの処理を行うことにより、省電力動作情報を受信して、当該省電力動作情報に基づいて無線端末装置２０２の省電力動作を実行する。
このように、下位レイヤの処理部が無線端末装置２０２の情報を取得して管理装置１０１に通知し、管理装置１０１からの省電力動作情報に基づいて省電力動作を実行する構成により、無線端末装置２０２に実装されたアプリケーション等、上位レイヤの処理部において、無線端末装置２０２の通信方式等、下位レイヤが扱う無線端末装置２０２の構成および動作を意識することなく、無線端末装置２０２の省電力動作を実現することができる。これにより、たとえば、無線端末装置２０２に実装されるアプリケーションの処理を簡易化することができる。
したがって、本発明の第１の実施の形態に係る無線端末装置では、通信システムにおける無線端末装置の省電力動作を、簡易な処理で適切に行なうことができる。また、たとえば、アプリケーションの開発が容易となり、アプリケーションの開発コストを低減することができる。
また、管理装置１０１側で作成した省電力動作情報に基づいて無線端末装置２０２の省電力動作を実行する構成により、通信システム３０１全体の状況等を考慮して、無線端末装置２０２の省電力動作の実行判断を適切に行い、また、たとえば、適切な内容の省電力動作を無線端末装置２０２に実行させることができる。
具体的には、たとえば、無線端末装置２０２のスリープ動作およびＤＲＸ動作等、他の無線端末装置２０２への干渉に影響するような省電力動作を無線端末装置２０２が行なう場合、管理装置１０１側で通信システム３０１における電波環境等を考慮した適切な判断を行なうことができる。
また、本発明の第１の実施の形態に係る無線端末装置では、アプリケーション１１は、アプリケーションレイヤの複数種類の処理を行うことが可能である。
アプリケーション１１が複数種類の処理を行う場合、ミドルウェア１２は、これら複数種類の処理によって得られた各種情報を単純化して管理装置１０１へ送信することが可能である。これにより、無線端末装置２０２から管理装置１０１へ送信されるデータの量を抑制し、また、管理装置１０１において無線端末装置２０２の省電力動作の実行判断を容易に行うことができる。
また、本発明の第１の実施の形態に係る無線端末装置では、ミドルウェア１２は、無線端末装置２０２が選択中の通信方式に応じた省電力動作を実行する。
このような構成により、無線端末装置２０２に実装されたアプリケーション等、上位レイヤの処理部において、無線端末装置２０２の扱う複数の通信方式の相違を意識することなく、無線端末装置２０２の省電力動作を実行することができる。
また、本発明の第１の実施の形態に係る無線端末装置では、ミドルウェア１２は、無線端末装置２０２の状態として無線端末装置２０２のバッテリー１６の状態を取得する。
このような構成により、たとえば無線端末装置２０２のバッテリーの蓄電残量を考慮した適切な省電力動作を実行することができる。
また、本発明の第１の実施の形態に係る無線端末装置では、アプリケーション１１は、無線端末装置２０２のバッテリー１６の状態を測定する。そして、ミドルウェア１２は、無線端末装置２０２のバッテリー１６の状態をアプリケーション１１から取得する。
このように、上位レイヤの処理部が無線端末装置２０２のバッテリーの状態を取得する構成により、通信処理等を行なう下位レイヤの処理部がこのような取得処理を行なう必要が無く、各レイヤにおいて適切な役割分担を設定することができる。
また、本発明の第１の実施の形態に係る無線端末装置では、ミドルウェア１２は、無線端末装置２０２の状態として無線端末装置２０２の通信品質を取得する。
このような構成により、たとえば無線端末装置２０２の電波環境を考慮した適切な省電力動作を実行することができる。
また、本発明の第１の実施の形態に係る無線端末装置では、ミドルウェア１２は、無線端末装置２０２の動作目標として無線端末装置２０２の通信速度の目標を取得する。
このような構成により、たとえば無線端末装置２０２が達成すべき通信速度を考慮した適切な省電力動作を実行することができる。
また、本発明の第１の実施の形態に係る無線端末装置では、ミドルウェア１２は、無線端末装置２０２の行なうべき通信動作の内容を省電力動作情報として受信し、受信した通信動作の内容に基づいて、省電力動作として無線端末装置２０２の通信動作を変更する。
このような構成により、省電力動作を実現するための適切な通信動作を管理装置１０１側で設定することができ、たとえば通信システム３０１全体の状況等を考慮して各無線端末装置２０２の省電力動作を最適化することができる。
また、本発明の第１の実施の形態に係る無線端末装置では、通信処理部１９は、ミドルウェアレイヤよりも下位の通信処理レイヤの処理を行うことにより、他の装置との間で通信信号を送受信する。そして、ミドルウェア１２は、省電力動作情報に基づいて、省電力動作として通信処理部１９の動作を変更する。
このように、アプリケーション等の上位レイヤおよび通信処理を行なう下位レイヤ間に省電力動作を制御する中間レイヤを設ける構成により、通信処理を行なう下位レイヤがこのような省電力動作の制御を行なう必要が無く、各レイヤにおいて適切な役割分担を設定することができる。すなわち、無線端末装置２０２に実装された通信処理用の下位レイヤにおいて省電力動作の制御を行なうことなく、無線端末装置２０２の省電力動作を実行することができる。これにより、無線端末装置２０２に下位レイヤ用の汎用的なソフトウェアおよびハードウェアを実装することができるか、あるいは下位レイヤの処理を簡易化することができるため、たとえば無線端末装置２０２のソフトウェアおよびハードウェアの開発コストを低減することができる。
また、本発明の第１の実施の形態に係る無線端末装置では、ミドルウェア１２は、省電力動作情報を受信して、省電力動作を実行するか否かを判断する。
このように、無線端末装置２０２側で省電力動作の実行判断を行なう構成により、優先度の高いアプリケーションが実行されている等、無線端末装置２０２における種々の状況を考慮して省電力動作の実行の有無を適切に判断することができる。
また、本発明の第１の実施の形態に係る無線端末装置では、ミドルウェア１２は、省電力動作として、無線端末装置２０２の通信相手となる無線基地局装置を変更する。
このような構成により、たとえば無線端末装置２０２により近い位置にある無線基地局装置を新たな通信相手として選択し、良好な電波環境下において短時間で通信を完了することができるため、無線端末装置２０２の省電力化を実現することができる。
なお、本発明の第１の実施の形態に係る無線端末装置では、アプリケーション１１のレイヤのすぐ下位のレイヤがミドルウェア１２のレイヤであるとしたが、これに限定するものではない。無線端末装置２０２において、アプリケーション１１のレイヤおよびミドルウェア１２のレイヤ間に他のレイヤが存在してもよい。
また、本発明の第１の実施の形態に係る無線端末装置は、２つの通信方式に従った通信が可能な構成であるとしたが、これに限定するものではない。無線端末装置２０２は、３つ以上の通信方式に従った通信が可能な構成であってもよいし、１つの通信方式のみに従って通信を行なう構成であってもよい。
また、本発明の第１の実施の形態に係る通信システムは、ＬＴＥに従う移動体通信システム、およびＩＥＥＥ８０２．１１で規格化された無線ＬＡＮシステムを含む構成であるとしたが、これに限定するものではない。通信システム３０１は、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）およびＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等、他の通信システムを含む構成であってもよい。
次に、本発明の他の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
＜第２の実施の形態＞
本実施の形態は、第１の実施の形態に係る通信システムと比べてゲートウェイ装置が無線端末装置へ省電力命令を与える通信システムに関する。以下で説明する内容以外は第１の実施の形態に係る通信システムと同様である。
図５は、本発明の第２の実施の形態に係る通信システムにおけるゲートウェイ装置の構成を示す図である。
図５を参照して、ゲートウェイ装置１６１は、無線端末装置２０２および管理装置１０１と通信可能である。ゲートウェイ装置１６１は、たとえばＷｉＦｉアクセスポイント１５１またはＬＴＥ基地局１５２であり、アプリケーション５１と、ミドルウェア（第２処理部）５２と、通信処理部（第１処理部）５９とを備える。通信処理部５９は、ＴＣＰ／ＵＤＰ処理部５３と、ＩＰ処理部５４と、ＭＡＣ／ＰＨＹ処理部５５とを含む。なお、ゲートウェイ装置１６１は、複数のアプリケーション５１を備える構成であってもよい。
ゲートウェイ装置１６１は、階層化された複数のレイヤを有するプロトコルに従って動作する。具体的には、アプリケーション５１は、アプリケーションレイヤ（第１のレイヤ）の処理を行なう。ミドルウェア５２は、アプリケーションレイヤよりも下位のミドルウェアレイヤ（第２のレイヤ）の処理を行なう。通信処理部５９は、ミドルウェアレイヤよりも下位の通信処理レイヤ（第３のレイヤ）の処理を行うことにより、他の装置との間で通信信号を送受信する。たとえば、アプリケーション５１は、アプリケーションレイヤの複数種類の処理を行うことが可能である。
また、通信処理部５９において、ＴＣＰ／ＵＤＰ処理部５３は、ＴＣＰ／ＵＤＰレイヤの処理を行なう。ＩＰ処理部５４は、ＴＣＰ／ＵＤＰレイヤよりも下位のＩＰレイヤの処理を行なう。ＭＡＣ／ＰＨＹ処理部５５は、ＩＰレイヤよりも下位のＭＡＣ／ＰＨＹレイヤの処理を行なう。
なお、ゲートウェイ装置１６１は、ＴＣＰ／ＵＤＰ処理部５３、ＩＰ処理部５４およびＭＡＣ／ＰＨＹ処理部５５で構成される通信処理部の代わりに、他の通信方式の処理部で構成される通信処理部を備える構成であってもよい。
ゲートウェイ装置１６１において、通信処理部５９は、無線端末装置２０２の状態および無線端末装置２０２の動作目標の少なくともいずれか一方の端末情報を無線端末装置２０２から受信して管理装置１０１へ中継する。
また、ミドルウェア５２は、管理装置１０１から端末情報に対する省電力動作情報を受信して、省電力動作情報に基づいて省電力命令を作成する。
通信処理部５９は、ミドルウェア５２によって作成された省電力命令を無線端末装置２０２へ送信する。
なお、ゲートウェイ装置１６１は、無線端末装置２０２の省電力動作として、無線端末装置２０２の通信相手となる無線基地局装置を変更する動作、たとえばＬＴＥ基地局１５２を変更するハンドオーバ動作を行なってもよい。
図６は、本発明の第２の実施の形態に係る通信システムにおける省電力制御のシーケンスの一例を示す図である。
図６を参照して、まず、無線端末装置２０２において、アプリケーション１１は、許容遅延時間およびスループット等の通信品質の目標値をミドルウェア１２へ出力する（ステップＳ２１）。
また、アプリケーション１１は、バッテリー１６の状態を監視し、バッテリー１６の蓄電残量をバッテリー情報としてミドルウェア１２へ出力する（ステップＳ２２）。
また、通信処理部１９は、自己の無線端末装置２０２における他の装置との通信品質を測定し、測定結果をミドルウェア１２へ出力する（ステップＳ２３）。
次に、ミドルウェア１２は、アプリケーション１１および通信処理部１９から取得したこれらの端末情報に、他の装置への送信に必要な情報を付加する送信処理を行い、処理後のデータを通信処理部１９へ出力する。具体的には、ミドルウェア１２は、自己の無線端末装置２０２が通信方式として無線ＬＡＮを選択している場合、データ送信先のＷｉＦｉアクセスポイント１５１のＳＳＩＤ等を端末情報に付加して通信処理部１９へ出力する。また、ミドルウェア１２は、自己の無線端末装置２０２が通信方式としてＬＴＥを選択している場合、データ送信先のＬＴＥ基地局１５２のＩＤ等を端末情報に付加して通信処理部１９へ出力する（ステップＳ２４）。
次に、通信処理部１９は、ミドルウェア１２から受けたデータをたとえばＩＰパケットに含め、ＷｉＦｉアクセスポイント１５１またはＬＴＥ基地局１５２であるゲートウェイ装置１６１へ送信する（ステップＳ２５）。
次に、ゲートウェイ装置１６１において、通信処理部５９は、無線端末装置２０２から受信したＩＰパケットを管理装置１０１へ中継する（ステップＳ２６）。
次に、管理装置１０１において、通信処理部３９は、ゲートウェイ装置１６１経由で無線端末装置２０２における通信処理部１９から受信したＩＰパケットに含まれるデータおよびＩＰアドレスをミドルウェア３２へ出力する（ステップＳ２７）。
次に、ミドルウェア３２は、無線端末装置２０２からのデータ送信の再送制御およびセキュリティ処理等を行なうとともに、通信処理部３９から受けたデータから端末情報を抽出する受信処理を行なう（ステップＳ２８）。
次に、ミドルウェア３２は、通信処理部３９から受けたＩＰアドレスおよび抽出した端末情報をアプリケーション３１へ出力する（ステップＳ２９）。
次に、アプリケーション３１は、ミドルウェア３２から受けたＩＰアドレスに基づいて無線端末装置２０２を特定し、ミドルウェア３２から受けた端末情報に基づいて、無線端末装置２０２の省電力動作を実行すべきか否かを判断する（ステップＳ３０）。
アプリケーション３１は、無線端末装置２０２の省電力動作を実行すべきであると判断すると、省電力動作情報を作成してミドルウェア３２へ出力する（ステップＳ３１）。
次に、ミドルウェア３２は、アプリケーション３１から受けた省電力動作情報に、ゲートウェイ装置１６１への送信に必要な情報を付加する送信処理を行い、処理後のデータを通信処理部３９へ出力する。具体的には、ミドルウェア３２は、ゲートウェイ装置１６１のＩＤ等を省電力動作情報に付加して通信処理部３９へ出力する（ステップＳ３２）。
次に、通信処理部３９は、無線端末装置２０２のＩＰアドレスおよびミドルウェア３２から受けたデータをＩＰパケットに含め、ゲートウェイ装置１６１へ送信する（ステップＳ３３）。
次に、ゲートウェイ装置１６１において、通信処理部５９は、管理装置１０１における通信処理部３９から受信したＩＰパケットに含まれるデータをミドルウェア５２へ出力する（ステップＳ３４）。
次に、ミドルウェア５２は、管理装置１０１からのデータ送信の再送制御およびセキュリティ処理等を行なうとともに、通信処理部５９から受けたデータから省電力動作情報を抽出する受信処理を行なう（ステップＳ３５）。
次に、ミドルウェア５２は、抽出した省電力動作情報に基づいて、無線端末装置２０２の省電力動作を実行すべきか否かを判断する（ステップＳ３６）。
ミドルウェア５２は、無線端末装置２０２の省電力動作を実行すべきであると判断すると、省電力命令を作成し、省電力命令に、無線端末装置２０２への送信に必要な情報を付加する送信処理を行い（ステップＳ３７）、処理後のデータを通信処理部５９へ出力する（ステップＳ３８）。具体的には、ミドルウェア５２は、無線端末装置２０２のＩＤ等を省電力命令に付加して通信処理部５９へ出力する。
次に、通信処理部５９は、無線端末装置２０２のＩＰアドレスおよびミドルウェア５２から受けたデータをＩＰパケットに含めて無線端末装置２０２へ送信する（ステップＳ３９）。
次に、通信処理部１９は、ゲートウェイ装置１６１における通信処理部５９から受信した省電力命令に従い、省電力動作を実行する（ステップＳ４０）。
なお、ゲートウェイ装置１６１において、ミドルウェア５２は、無線端末装置２０２の省電力動作を実行すべきか否かを判断することなく、省電力命令を通信処理部５９へ出力する構成であってもよい。
次に、無線端末装置２０２の省電力動作の具体例を説明する。
たとえば、無線端末装置２０２は、ＬＴＥ基地局１５２からの通信制御情報を含むＰＤＣＣＨ（Physical Downlink Control Channel）のモニタを間欠的に停止するＤＲＸ（Discontinuous Reception）動作を行なう。ＤＲＸの詳細は、3GPP TS 36.321 V10.4.0 2011.12に開示されている。たとえば、ＤＲＸでは、通常のＤＲＸ周期を用いるロングＤＲＸに加えて、ロングＤＲＸよりも周期の短いショートＤＲＸが設けられている。
無線端末装置２０２は、たとえば、ＰＤＣＣＨのモニタを行なった結果、ＬＴＥ基地局１５２との通信を行なう必要がない場合には送信回路の動作を停止する。すなわち、ＤＲＸ動作を実行することにより、ＰＤＣＣＨのモニタを連続して行なう必要がなくなるため、送信回路も含めた消費電力の低減を図ることができる。
無線端末装置２０２が通信方式としてＬＴＥを選択し、ＤＲＸ動作を行なっていない状態を考える。この状態において、ＬＴＥ基地局１５２におけるミドルウェア５２は、管理装置１０１から省電力動作情報を受信して、ＤＲＸ動作開始を示す省電力命令を作成し、通信処理部５９経由で無線端末装置２０２へ送信する。
無線端末装置２０２は、ＬＴＥ基地局１５２から省電力命令を受信すると、たとえばロングＤＲＸのＤＲＸ動作を開始する。
他の例として、無線端末装置２０２が通信方式としてＬＴＥを選択し、ロングＤＲＸでＤＲＸ動作を行なっている状態を考える。この状態において、ＬＴＥ基地局１５２におけるミドルウェア５２は、管理装置１０１から省電力動作情報を受信して、ロングＤＲＸからショートＤＲＸへの切り替えを示すＤＲＸコマンドを省電力命令として作成し、通信処理部５９経由で無線端末装置２０２へ送信する。
無線端末装置２０２は、ロングＤＲＸで動作している状態において、ＬＴＥ基地局１５２からＤＲＸコマンドを受信すると、ショートＤＲＸに切り替える。
さらに他の例として、無線端末装置２０２が通信方式としてＬＴＥを選択し、ロングＤＲＸまたはショートＤＲＸでＤＲＸ動作を行なっている状態を考える。この状態において、ＬＴＥ基地局１５２におけるミドルウェア５２は、管理装置１０１から省電力動作情報を受信して、ＤＲＸ周期の長さの変更を示す省電力命令を通信処理部５９経由で無線端末装置２０２へ送信する。
無線端末装置２０２は、ＬＴＥ基地局１５２から受信した省電力命令に従って、ＤＲＸ周期の長さを変更する。
このように、本発明の第２の実施の形態に係るゲートウェイ装置では、通信処理部５９は、無線端末装置２０２の状態および無線端末装置２０２の動作目標の少なくともいずれか一方の端末情報を無線端末装置２０２から受信して管理装置１０１へ中継する。ミドルウェア５２は、管理装置１０１から端末情報に対する省電力動作情報を受信して、省電力動作情報に基づいて省電力命令を作成する。そして、通信処理部５９は、省電力命令を無線端末装置２０２へ送信する。
また、本発明の第２の実施の形態に係る通信システムでは、まず、無線端末装置２０２が、自己の状態および自己の動作目標の少なくともいずれか一方の端末情報をゲートウェイ装置１６１へ送信する。次に、ゲートウェイ装置１６１が、端末情報を無線端末装置２０２から受信して管理装置１０１へ中継する。次に、管理装置１０１が、ゲートウェイ装置１６１から端末情報を受信して、当該端末情報に基づいて作成した省電力動作情報をゲートウェイ装置１６１へ送信する。次に、ゲートウェイ装置１６１が、管理装置１０１から省電力動作情報を受信して、当該省電力動作情報に基づいて作成した省電力命令を無線端末装置２０２へ送信する。次に、無線端末装置２０２が、ゲートウェイ装置１６１から省電力命令を受信して、当該省電力命令に従って省電力動作を実行する。
このように、管理装置１０１側で作成した省電力動作情報に基づいて無線端末装置２０２の省電力動作を実行する構成により、通信システム３０１全体の状況等を考慮して、無線端末装置２０２の省電力動作の実行判断を適切に行い、また、たとえば、適切な内容の省電力動作を無線端末装置２０２に実行させることができる。
具体的には、たとえば、無線端末装置２０２のＤＲＸ動作等、他の無線端末装置２０２への干渉に影響するような省電力動作を無線基地局装置の指示に従って無線端末装置２０２が行なう場合、管理装置１０１側で通信システム３０１における電波環境等を考慮した適切な判断を行なうことができる。
したがって、本発明の第２の実施の形態に係るゲートウェイ装置では、通信システムにおける無線端末装置の省電力動作を、上記のような簡易な処理で適切に行なうことができる。
また、本発明の第２の実施の形態に係るゲートウェイ装置では、ミドルウェア５２は、ミドルウェアレイヤの処理を行なう。通信処理部５９は、ミドルウェアレイヤよりも下位の通信処理レイヤの処理を行なう。
このように、下位レイヤの処理部が無線端末装置２０２からの端末情報を取得して管理装置１０１へ中継し、管理装置１０１からの省電力動作情報に基づいて作成された省電力命令を無線端末装置２０２へ送信する構成により、ゲートウェイ装置１６１に実装されたアプリケーション等、上位レイヤの処理部において、ゲートウェイ装置１６１の通信方式等、下位レイヤが扱うゲートウェイ装置１６１の構成および動作を意識することなく、ゲートウェイ装置１６１の制御による無線端末装置２０２の省電力動作を実現することができる。これにより、たとえば、ゲートウェイ装置１６１に実装されるアプリケーションの処理を簡易化することができるため、アプリケーションの開発が容易となり、アプリケーションの開発コストを低減することができる。
その他の構成および動作は第１の実施の形態に係る通信システムと同様であるため、ここでは詳細な説明を繰り返さない。
上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
１１ アプリケーション（第１処理部）
１２ ミドルウェア（第２処理部）
１３，３３，５３ ＴＣＰ／ＵＤＰ処理部
１４，３４，５４ ＩＰ処理部
１５，３５，５５ ＭＡＣ／ＰＨＹ処理部
１６ バッテリー
１９ 通信処理部（第３処理部）
３１ アプリケーション
３２ ミドルウェア
３６ データベース
３９ 通信処理部
５１ アプリケーション
５２ ミドルウェア（第２処理部）
５９ 通信処理部（第１処理部）
１０１ 管理装置
１５１ ＷｉＦｉアクセスポイント
１５２ ＬＴＥ基地局
１６１ ゲートウェイ装置
２０２ 無線端末装置
３０１ 通信システム
４０１ ネットワーク

Claims (6)

  1. 無線端末装置および管理装置と通信可能なゲートウェイ装置であって、
    前記無線端末装置の状態および前記無線端末装置の動作目標の少なくともいずれか一方の端末情報を前記無線端末装置から受信して前記管理装置へ中継する第１処理部と、
    前記管理装置から前記端末情報に対する省電力動作情報を受信して、前記省電力動作情報に基づいて省電力命令を作成する第２処理部とを備え、
    前記第１処理部は、前記省電力命令を前記無線端末装置へ送信し、
    前記第２処理部は、前記無線端末装置の行なうべき通信動作の内容を前記省電力動作情報として受信し、受信した前記通信動作の内容に基づいて、前記無線端末装置の省電力動作を実行すべきか否かを判断し、前記省電力動作を実行すべきと判断した場合、前記省電力命令を作成する、ゲートウェイ装置。
  2. 前記ゲートウェイ装置は、複数レイヤを有するプロトコルに従って動作し、
    前記第２処理部は、前記複数レイヤのうちの第１のレイヤの処理を行い、
    前記第１処理部は、前記複数レイヤのうち、前記第１のレイヤよりも下位の第２のレイヤの処理を行なう、請求項１に記載のゲートウェイ装置。
  3. 管理装置と、ゲートウェイ装置と、無線端末装置とを備える通信システムであって、
    前記ゲートウェイ装置は、
    前記無線端末装置の状態および前記無線端末装置の動作目標の少なくともいずれか一方の端末情報を前記無線端末装置から受信して前記管理装置へ中継する第１処理部と、
    前記管理装置から前記端末情報に対する省電力動作情報を受信して、前記省電力動作情報に基づいて省電力命令を作成する第２処理部とを含み、
    前記第１処理部は、前記省電力命令を前記無線端末装置へ送信し、
    前記第２処理部は、前記無線端末装置の行なうべき通信動作の内容を前記省電力動作情報として受信し、受信した前記通信動作の内容に基づいて、前記無線端末装置の省電力動作を実行すべきか否かを判断し、前記省電力動作を実行すべきと判断した場合、前記省電力命令を作成する、通信システム。
  4. 無線端末装置および管理装置と通信可能なゲートウェイ装置における省電力制御方法であって、
    前記無線端末装置の状態および前記無線端末装置の動作目標の少なくともいずれか一方の端末情報を前記無線端末装置から受信して前記管理装置へ中継するステップと、
    前記管理装置から前記端末情報に対する省電力動作情報を受信して、前記省電力動作情報に基づいて省電力命令を作成するステップと、
    前記省電力命令を前記無線端末装置へ送信するステップとを含み、
    前記省電力命令を作成するステップにおいては、前記無線端末装置の行なうべき通信動作の内容を前記省電力動作情報として受信し、受信した前記通信動作の内容に基づいて、前記無線端末装置の省電力動作を実行すべきか否かを判断し、前記省電力動作を実行すべきと判断した場合、前記省電力命令を作成する、省電力制御方法。
  5. 管理装置と、ゲートウェイ装置と、無線端末装置とを備える通信システムにおける省電力制御方法であって、
    前記無線端末装置が、自己の状態および自己の動作目標の少なくともいずれか一方の端末情報を前記ゲートウェイ装置へ送信するステップと、
    前記ゲートウェイ装置が、前記端末情報を前記無線端末装置から受信して前記管理装置へ中継するステップと、
    前記管理装置が、前記ゲートウェイ装置から前記端末情報を受信して、前記端末情報に基づいて作成した省電力動作情報を前記ゲートウェイ装置へ送信するステップと、
    前記ゲートウェイ装置が、前記管理装置から前記省電力動作情報を受信して、前記省電力動作情報に基づいて作成した省電力命令を前記無線端末装置へ送信するステップと、
    前記無線端末装置が、前記ゲートウェイ装置から前記省電力命令を受信して、前記省電力命令に従って省電力動作を実行するステップとを含み、
    前記省電力命令を送信するステップにおいては、前記ゲートウェイ装置が、前記無線端末装置の行なうべき通信動作の内容を前記省電力動作情報として受信し、受信した前記通信動作の内容に基づいて、前記無線端末装置の省電力動作を実行すべきか否かを判断し、前記省電力動作を実行すべきと判断した場合、前記省電力命令を作成する、省電力制御方法。
  6. 無線端末装置および管理装置と通信可能なゲートウェイ装置において用いられる省電力制御プログラムであって、コンピュータに、
    前記無線端末装置の状態および前記無線端末装置の動作目標の少なくともいずれか一方の端末情報を前記無線端末装置から受信して前記管理装置へ中継するステップと、
    前記管理装置から前記端末情報に対する省電力動作情報を受信して、前記省電力動作情報に基づいて省電力命令を作成するステップと、
    前記省電力命令を前記無線端末装置へ送信するステップとを実行させるためのプログラムであり、
    前記省電力命令を作成するステップにおいては、前記無線端末装置の行なうべき通信動作の内容を前記省電力動作情報として受信し、受信した前記通信動作の内容に基づいて、前記無線端末装置の省電力動作を実行すべきか否かを判断し、前記省電力動作を実行すべきと判断した場合、前記省電力命令を作成する、省電力制御プログラム。
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