JP2020141197A - 無線通信システム、基地局及び移動局 - Google Patents

Abstract

【課題】 移動局での消費電流を低減し、無線資源を有効活用できる無線通信システム、基地局及び移動局を提供する。【解決手段】 移動局３，４がＧＰＳ測位データから速度情報を取得し、当該速度情報に基づいて停止中と判定すると、ＧＰＳモジュールの受信機能をオフにし、そのオフ情報と位置情報、時刻情報を基地局２に送信し、基地局２がオフ情報により当該移動局に対するポーリング応答要求の頻度を低減する無線通信システム、基地局及び移動局である。【選択図】 図２

Description

本発明は、基地局と複数の移動局を備えた無線通信システムに係り、特に、移動局での消費電流を低減し、無線資源を有効活用できる無線通信システム、基地局及び移動局に関する。

［従来の技術］
従来、基地局と複数の移動局で構成される無線通信システムがあった。
［従来の無線通信システム：図６］
従来の無線通信システムについて図６を参照しながら説明する。図６は、従来の無線通信システムにおけるポーリング応答を説明する図である。
従来の無線通信システムは、図６に示すように、運用管理装置１と、基地局２と、複数の移動局３，４とを備えている。

尚、図６では、運用管理装置１には、１台の基地局２が接続しているが、通常は複数の基地局が接続している。また、移動局も２台が描かれているが、３台以上の移動局が基地局２に無線接続してもよい。

また、移動局３，４は、ＧＰＳ（Global Positioning System）モジュールの制御を行い、ＧＰＳ衛星からＧＰＳ測位情報を受信して、位置情報と時刻情報を取得する。
更に、移動局３，４は、基地局２からポーリング応答要求を受けて位置情報を応答するポーリング返答を行う。

［従来の移動局の処理：図７］
次に、従来の移動局の処理について図７を参照しながら説明する。図７は、従来の移動局の処理を示す図である。
移動局３，４は、図７に示すように、処理を開始すると（Ｓ３１）、ＧＰＳ測位データを受信し（Ｓ３２）、そして、そのＧＰＳ測位データを内部に保存する（Ｓ３３）。

［従来の基地局の処理：図８］
次に、従来の基地局の処理について図８を参照しながら説明する。図８は、従来の基地局の処理を示す図である。
基地局２は、図８に示すように、処理を開始すると（Ｓ４１）、移動局３へポーリング要求を行い（Ｓ４２）、そして、移動局３からのＧＰＳ測位データ（位置情報）を受信する（Ｓ４３）。
次は、基地局２は、移動局４へポーリング要求を行い（Ｓ４４）、そして、移動局４からの位置情報を受信し（Ｓ４５）、上記処理を繰り返す。

［関連技術］
尚、関連する先行技術として、特開２００４−０８０５８４号公報「携帯情報端末」（特許文献１）がある。
特許文献１には、携帯情報端末において、移動中又は非移動中のいずれかを判断し、非移動中と判断すると、基地局との交信を停止又は交信間隔を延長することが示されている。

特開２００４−０８０５８４号公報

しかしながら、従来の無線通信システムでは、移動局が基地局からのポーリング応答要求に対して位置情報を返答するようになっているので、ＧＰＳモジュールを常時動作させる必要があり、電池パックで動作する移動局の運用可能時間が短くなり、更に基地局はエリア内の移動局全てにポーリング応答要求を行うため、無線資源の占有時間が長くなるという問題点があった。

尚、特許文献１には、携帯情報端末のバッテリー消耗を低減することは記載されているが、基地局における通信の占有時間を短縮して、無線資源を有効活用する構成についての記載がない。

本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、移動局での消費電流を低減し、無線資源を有効活用できる無線通信システム、基地局及び移動局を提供することを目的とする。

上記従来例の問題点を解決するための本発明は、基地局と移動局とが無線通信する無線通信システムであって、移動局が、移動停止中になると、ＧＰＳ測位情報を受信する機能をオフにして基地局に機能オフの情報を送信し、基地局が、移動局から機能オフの情報を受信すると、当該移動局へのポーリング応答要求の頻度を初期状態から減少させることを特徴とする。

本発明は、上記無線通信システムにおいて、基地局が、移動局の移動停止が継続すると、当該移動局へのポーリング応答要求の頻度を更に減少させることを特徴とする。

本発明は、上記無線通信システムにおいて、移動局が、移動中になると、ＧＰＳ測位情報を受信する機能をオンにして基地局に機能オンの情報を送信し、基地局が、移動局から機能オンの情報を受信すると、当該移動局へのポーリング応答要求の頻度を初期状態に戻すことを特徴とする。

本発明は、上記無線通信システムにおいて、基地局に接続し、運用管理を行う運用管理装置を有し、運用管理装置には、表示モニタを備え、基地局で受信した移動局の位置情報及び移動中又は停止中の情報を表示することを特徴とする。

本発明は、移動局と無線通信を行う基地局であって、移動局からＧＰＳ測位情報を受信する機能をオフにする情報を受信すると、当該移動局へのポーリング応答要求の頻度を初期状態から減少させることを特徴とする。

本発明は、上記基地局において、移動局からＧＰＳ測位情報を受信する機能をオンにする情報を受信すると、当該移動局へのポーリング応答要求の頻度を初期状態に戻すことを特徴とする。

本発明は、基地局と無線通線を行う移動局であって、移動停止中になると、ＧＰＳ測位情報を受信する機能をオフにして基地局に機能オフの情報を送信し、移動中になると、ＧＰＳ測位情報を受信する機能をオンにして基地局に機能オンの情報を送信することを特徴とする。

本発明は、上記移動局において、加速度センサを備え、加速度センサで移動と認定されると、移動中と判定し、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ測位情報に基づいて速度情報を算出し、速度情報が特定の数値以下であれば、移動停止中と判定することを特徴とする。

本発明によれば、基地局と移動局とを無線通信する無線通信システムであって、移動局が、移動停止中になると、ＧＰＳ測位情報を受信する機能をオフにして基地局に機能オフの情報を送信し、基地局が、移動局から機能オフの情報を受信すると、当該移動局へのポーリング応答要求の頻度を減少させる無線通信システムとしているので、移動局での消費電流を低減でき、基地局における通信の占有時間を短縮して、無線資源を有効活用できる効果がある。

本発明によれば、移動局が、移動中になると、ＧＰＳ測位情報を受信する機能をオンにして基地局に機能オンの情報を送信し、基地局が、移動局から機能オンの情報を受信すると、当該移動局へのポーリング応答要求の頻度を元に戻す上記無線通信システムとしているので、移動局の移動の管理を適切に行うことができる効果がある。

本システムの移動局の動作を説明する図である。 本システムのポーリング応答を説明する図である。 移動局での処理を示すフロー図である。 基地局の処理１を示すフロー図である。 基地局の処理２を示すフロー図である。 従来の無線通信システムにおけるポーリング応答を説明する図である。 従来の移動局の処理を示す図である。 従来の基地局の処理を示す図である。

本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
［実施の形態の概要］
本発明の実施の形態に係る無線通信システム（本システム）は、移動局がＧＰＳ測位情報から速度情報を取得し、当該速度情報に基づいて移動停止と判定すると、ＧＰＳモジュールの受信機能をオフにし、そのオフ情報と位置情報、時刻情報を基地局に送信し、基地局がオフ情報により当該移動局に対するポーリング応答要求の頻度を低減するものであり、移動局での消費電流を低減でき、基地局における通信の占有時間を短縮して、無線資源を有効活用できるものである。

また、本システムは、移動局が加速度センサで移動を判定すると、ＧＰＳモジュールの受信機能をオンにしてＧＳＰ測位情報の受信を再開し、基地局がポーリング応答要求に対する移動局の位置情報から移動局の移動を認識し、当該基地局に対するポーリング応答要求の頻度を通常の間隔に戻すようにしているので、移動局の移動の管理を適切に行うことができるものである。

［本システムの移動局の動作：図１］
本システムにおける移動局の動作について図１を参照しながら説明する。図１は、本システムの移動局の動作を説明する図である。
本システムの構成を説明する前に、移動局の動作を説明する。
移動局３，４は、図１に示すように、ＧＰＳ衛星５から１秒周期でＧＰＳ測位情報（ＧＰＳ測位データ）をＧＰＳモジュールで受信している。無論、移動局３，４は、基地局と無線通信する無線モジュールを備えている。

また、移動局３，４は、受信したＧＰＳ測位データからＧＰＳモジュールで位置情報、時刻情報を取得し、更に速度情報を算出するようになっている。
更に、移動局３，４は、加速度センサを備え、移動判定を行うことができるようになっている。

ここで、移動局４は、ＧＰＳ測位データから得られる速度情報に基づいて移動中と判定される場合には、ＧＰＳモジュールの受信機能をオンのままとする。
また、移動局３は、ＧＰＳ測位データから得られる速度情報が、例えば、５回連続で時速１ｋｍ以下であれば、停止中と判定して、ＧＰＳモジュールの受信機能をオフにし、基地局２に当該オフの情報、位置情報及び時刻情報を送信し、加速度センサの移動判定に移行する。

移動局３は、加速度センサの判定で再び移動中と判定されれば、ＧＰＳモジュールの受信機能をオンにして、ＧＰＳ衛星５からのＧＰＳ測位データを受信する。
このようにして、移動局は、電池パックの消費電流を低減している。

［本システムのポーリング応答：図２］
次に、本システムのポーリング応答について図２を参照しながら説明する。図２は、本システムのポーリング応答を説明する図である。
本システムは、図２に示すように、運用管理装置１と、基地局２と、複数の移動局３，４とを備えている。
運用管理装置１に基地局２が有線で接続され、基地局２と移動局３，４との間で無線通信を行っている。移動局３，４は、ＧＰＳ衛星５からＧＰＳ測位情報（ＧＰＳ測位データ）を受信している。

図２では、運用管理装置１に１台の基地局２が接続しているが、複数の基地局２が接続していてもよい。
また、基地局２には、２台の移動局３，４が無線接続しているが、それ以上の移動局が無線接続してもよい。
尚、運用管理装置１には、モニタ１ａが接続され、地図上における移動局の位置情報を表示するようになっている。具体的な表示については後述する。

本システムにおけるポーリング応答は、図２に示すように、移動局３，４が共に移動中であれば、基地局２は、通常の間隔でポーリング応答要求を送信し、移動局３，４からポーリング応答として位置情報と時刻情報を受信し、運用管理装置１に移動局の位置情報と時刻情報を送信する。
尚、移動局３，４では、ＧＰＳ測位データから算出される速度情報に基づいて特定の数値（例えば、時速１ｋｍ）を超えた場合に移動中と判定し、特定の数値以下となった場合に停止中と判定する。

そして、移動局３が、ＧＰＳ測位データから算出された速度情報により停止中と判定されると、ＧＰＳモジュールの受信機能をオフにし、基地局２にＧＰＳモジュールの受信機能オフの情報、位置情報と時刻情報を送信する。この基地局２への送信は、ＧＰＳモジュールの受信機能オフ後に直ちに送信してもよいし、ポーリング応答要求に対するポーリング応答で送信してもよい。

基地局２は、移動局３からのＧＰＳモジュールの受信機能オフの情報を受信すると、当該オフの情報、移動局の位置情報と時刻情報を運用管理装置１に送信する。
また、基地局２は、ＧＰＳモジュールの受信機能オフの情報を受信した移動局３に対してポーリング応答要求の頻度を、例えば１／５に減らす。つまり、移動中の移動局４には通常の頻度でポーリング応答要求を送信し、停止中の移動局３には、それより少ない１／５の頻度（間隔としては５倍の長い期間）でポーリング応答要求を送信する。

移動局３が、内蔵する加速度センサで移動中と判定すると、ＧＰＳモジュールの受信機能をオンにし、ＧＰＳ衛星５からのＧＰＳ測位データの受信を再開する。
そして、移動局３は、次のポーリング応答要求に対してＧＰＳモジュールの受信機能オンの情報、位置情報と時刻情報を送信する。
つまり、移動局３は、ＧＰＳモジュールの受信機能がオンの場合に、ＧＰＳ測位データに基づいて速度情報を演算して停止中を判定し、ＧＰＳモジュールの受信機能がオフの場合に加速度センサの数値により移動中を判定する。

基地局２は、移動局３からＧＰＳモジュールの受信機能オンの情報、位置情報と時刻情報を受信すると、それら情報を運用管理装置１に送信し、その後、移動局３には通常の頻度でポーリング応答要求を送信する。つまり、移動局の停止中にポーリング応答要求の頻度を低減したのを、移動中となったため元のポーリング応答要求の頻度に戻す（初期化する）。

［移動局での処理：図３］
次に、本システムにおける移動局でのＧＰＳモジュール制御の処理について図３を参照しながら説明する。図３は、移動局での処理を示すフロー図である。
移動局は、図３に示すように、処理が開始すると（Ｓ１）、ＧＰＳ衛星５からのＧＰＳ測位データを受信し（Ｓ２）、その測位データを内部に記憶（保存）する（Ｓ３）。

そして、移動局は、測位データから算出された速度情報が５回（測位データの受信が５回）連続して時速１ｋｍ以下であるか否かを判定する（Ｓ４）。尚、この５回連続して時速１ｋｍ以下か否かを判定する代わりに、特定の期間内で移動局が移動した距離が特定の距離以内か否かで判定してもよい。

時速１ｋｍ以下でない場合（Ｎｏの場合）は、移動局が移動中と判定され、処理Ｓ２に戻る。
時速１ｋｍ以下である場合（Ｙｅｓの場合）は、移動局が停止中と判定され、移動局は、ＧＰＳモジュールの受信機能をオフ（ＯＦＦ）にし（Ｓ５）、基地局２にＧＰＳモジュールの受信機能オフの情報、位置情報及び時刻情報を送信する。

そして、移動局は、加速度センサによる移動判定を行う（Ｓ６）。
加速度センサによる移動判定は、一定期間に一定方向に加速度が加わった場合で、特定のしきい値を超えた場合に移動と判定する。

判定処理Ｓ６で、移動ではなければ（Ｎｏの場合）、当該判定処理Ｓ６を繰り返す。
判定処理Ｓ６で、移動であれば（Ｙｅｓの場合）、移動局は、ＧＰＳモジュールの受信機能をオン（ＯＮ）にして（Ｓ７）、基地局２にＧＰＳモジュールの受信機能オンの情報、位置情報及び時刻情報を送信し、処理Ｓ２に戻る。基地局２への送信は、ポーリング応答で行うようにしている。
このようにして、移動局では、移動中又は停止中のＧＰＳ測位データの受信・休止を行うようになっている。

［基地局での処理：図４，５］
次に、基地局の処理について図４，５を参照しながら説明する。図４は、基地局の処理１を示すフロー図であり、図５は、基地局の処理２を示すフロー図である。図４と図５とは、（Ａ）と（Ｂ）で接続しており、一連の処理となっている。
基地局２は、図４に示すように、処理を開始すると（Ｓ１１）、第１の移動局３へポーリング応答要求を行い（Ｓ１２）、そして、移動局３から位置情報と時刻情報を受信する（Ｓ１３）。
尚、処理Ｓ１２，Ｓ１５、Ｓ２３，Ｓ２５において、移動局の位置情報と時刻情報を受信する際に、ＧＰＳモジュールの受信機能のオン／オフの制御が為されれば、そのオン／オフの情報も受信するものである。

次に、基地局２は、第２の移動局４へポーリング応答要求を行い（Ｓ１４）、そして、移動局４から位置情報と時刻情報を受信する（Ｓ１５）。
そして、基地局２は、移動局３のＧＰＳモジュールの受信機能がオフで位置情報に変化がないか否かを判定する（Ｓ１６）。具体的には、基地局２は、移動局３からＧＰＳモジュールの受信機能オフの情報を受信したかどうか、更に受信した位置情報が前回受信した位置情報と比較して変化があるかないかを判定する。

基地局２が、移動局３からＧＰＳモジュールの受信機能オフの情報を受信しておらず、若しくは位置情報の変化がある場合（Ｎｏの場合）は、処理Ｓ１２に戻る。
また、基地局２が、移動局３からＧＰＳモジュールの受信機能オフの情報を受信し、かつ位置情報の変化がない場合（Ｙｅｓの場合）は、移動局３へのポーリング応答要求の頻度を、例えば、５回に１回にする（減少させる）設定を行う（Ｓ１７）。そして、（Ａ）に移行する。

次に、基地局２は、図５に示すように、移動局３についてポーリング応答要求の対象回（間隔）かどうか判定する（Ｓ２１）。対象回かどうかは処理Ｓ１７で設定した頻度（５回に１回）、つまり、通常の５倍の間隔（前回の移動局へのポーリング応答要求から４回休んで５回目になった）かどうかを判定するものである。
移動局３がポーリング応答要求の対象回であれば（Ｙｅｓの場合）、移動局３へポーリング応答要求を行い（Ｓ２２）、そして、移動局３から位置情報と時刻情報を受信する（Ｓ２３）。

ここで、移動局３は、ポーリング応答要求を受けても継続して移動していない場合、ＧＰＳモジュールの受信機能をオフにしたままで、ＧＰＳ測位データを受信していないため、処理Ｓ２３で基地局２に送信する位置情報及び時刻情報は、ＧＰＳモジュールの受信機能をオフにしたときの情報である。尚、移動局３は、内部に保有する自走の時計に基づいた時刻情報を基地局２に送信してもよい。

次に、基地局２は、移動局４へポーリング応答要求を行い（Ｓ２４）、そして、移動局４から位置情報と時刻情報を受信する（Ｓ２５）。
また、処理Ｓ２１で、移動局３がポーリング応答要求の対象回でなければ（Ｎｏの場合）、処理Ｓ２４に移行する。

次に、基地局２は、移動局３のＧＰＳモジュールの受信機能オン又は位置情報に変化があるか否かを判定する（Ｓ２６）。
つまり、基地局２が、移動局３からのポーリング応答で、ＧＰＳモジュールの受信機能オンの通知を受信したか、受信した位置情報が以前受信した位置情報と比較して変化していると認識した場合（Ｙｅｓの場合）、つまり、移動中と判定した場合、移動局３へのポーリング応答要求の頻度を初期化（５回中１回の頻度を毎回の頻度に変更）する（Ｓ２７）。

また、判定処理Ｓ２６で、基地局２が、移動局３からのポーリング応答で、ＧＰＳモジュールの受信機能オンの通知を受信しておらず、受信した位置情報が以前受信した位置情報と比較して変化していないと認識した場合（Ｎｏの場合）、つまり、停止中と認定した場合、判定処理Ｓ２１に戻る。
図４，５では、移動局３が移動停止となり、移動局４が移動中の場合の処理について説明したものであり、移動局３が移動中で移動局４が移動停止であれば、図４，５における移動局３と移動局４の記載が逆になり、移動局４について移動停止の同様の処理が行われる。

［応用例］
図５の判定処理Ｓ２６で、停止中の移動局３が５回に１回のポーリング応答要求を行っている状態で、停止中の状態が継続している場合、例えば、移動局３への５回に１回のポーリング応答要求が１０回以上となった場合に、移動局３へのポーリング応答要求を２０回に１回に変更する。
これにより、長期間停止中の移動局３へのポーリング応答要求の頻度を更に低下させ、基地局２の処理負荷を軽減し、無線資源の占用を低減して無線資源を有効に活用できるものである。

［モニタの表示例］
次に、運用管理装置１に接続されるモニタ１ａでの表示について説明する。
モニタ１ａでは、基地局２が通信を行うエリアを含む地図が表示され、その地図上に、ポーリング応答要求対象の移動局を表示する。

ここで、運用管理装置１は、基地局２を介して移動局の位置情報と移動中又は停止中の情報を取得しているので、表示モニタ１ａに移動中又は停止中を区別可能に表示する。例えば、移動中の移動局は濃い色のアイコンで、停止中の移動局は薄い色のアイコンで地図上に表示する。
移動局のアイコンを開くと、当該移動局の履歴情報を表示するようにしてもよい。

また、モニタ１ａに、移動局の移動履歴の経路（軌跡）を表示してもよい。
具体的には、運用管理装置１に移動局の位置情報、時刻情報、それにＧＰＳモジュールの受信機能のオフ／オンの情報を内部に記憶しているので、その位置情報及び時刻情報に基づいてプロットして軌跡を表示するものである。

［実施の形態の効果］
本システムによれば、移動局３，４がＧＰＳ測位データから速度情報を取得し、当該速度情報に基づいて停止中と判定すると、ＧＰＳモジュールの受信機能をオフにし、そのオフ情報と位置情報、時刻情報を基地局２に送信し、基地局２がオフ情報により当該移動局に対するポーリング応答要求の頻度を低減するものであり、移動局での消費電流を低減でき、基地局２における通信の占有時間を短縮して、無線資源を有効活用できる効果がある。

また、本システムによれば、移動局３，４が加速度センサで移動を判定すると、ＧＰＳモジュールの受信機能をオンにしてＧＳＰ測位データの受信を再開し、基地局２がポーリング応答要求に対するオン情報又は移動局の位置情報から移動局の移動を認識し、当該基地局に対するポーリング応答要求の頻度を通常の間隔に戻す（初期化する）ようにしているので、移動局の移動の管理を有効に行うことができる効果がある。

本発明は、移動局での消費電流を低減し、無線資源を有効活用できる無線通信システム、基地局及び移動局に好適である。

１…運用管理装置、 １ａ…モニタ、 ２…基地局、 ３，４…移動局、 ５…ＧＰＳ衛星

Claims (8)

1. 基地局と移動局とが無線通信する無線通信システムであって、
   前記移動局は、移動停止中になると、ＧＰＳ測位情報を受信する機能をオフにして前記基地局に前記機能オフの情報を送信し、
   前記基地局は、前記移動局から前記機能オフの情報を受信すると、当該移動局へのポーリング応答要求の頻度を初期状態から減少させることを特徴とする無線通信システム。
2. 基地局は、移動局の移動停止が継続すると、当該移動局へのポーリング応答要求の頻度を更に減少させることを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
3. 移動局は、移動中になると、ＧＰＳ測位情報を受信する機能をオンにして基地局に前記機能オンの情報を送信し、
   前記基地局は、前記移動局から前記機能オンの情報を受信すると、当該移動局へのポーリング応答要求の頻度を初期状態に戻すことを特徴とする請求項１又は２記載の無線通信システム。
4. 基地局に接続し、運用管理を行う運用管理装置を有し、
   前記運用管理装置には、表示モニタを備え、前記基地局で受信した移動局の位置情報及び移動中又は停止中の情報を表示することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の無線通信システム。
5. 移動局と無線通信を行う基地局であって、
   前記移動局からＧＰＳ測位情報を受信する機能をオフにする情報を受信すると、当該移動局へのポーリング応答要求の頻度を初期状態から減少させることを特徴とする基地局。
6. 移動局からＧＰＳ測位情報を受信する機能をオンにする情報を受信すると、当該移動局へのポーリング応答要求の頻度を初期状態に戻すことを特徴とする請求項５記載の基地局。
7. 基地局と無線通線を行う移動局であって、
   移動停止中になると、ＧＰＳ測位情報を受信する機能をオフにして前記基地局に前記機能オフの情報を送信し、
   移動中になると、前記ＧＰＳ測位情報を受信する機能をオンにして前記基地局に前記機能オンの情報を送信することを特徴とする移動局。
8. 加速度センサを備え、前記加速度センサで移動と認定されると、移動中と判定し、
   ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ測位情報に基づいて速度情報を算出し、前記速度情報が特定の数値以下であれば、移動停止中と判定することを特徴とする請求項７記載の移動局。

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