JP6830490B2 - 端末に共有される通信チャネルに対するリスニングを行った後にメッセージを送信する方法 - Google Patents

Description

本発明は、無線通信システムの分野に関する。より詳細には、本発明は、他の端末と共有される通信チャネル上でメッセージを送信しなければならない場合、および、各端末がメッセージを送信する前に前記通信チャネルの利用可能性を確認しなければならない場合における、端末によりメッセージを送信する方法に関する。

多くの無線通信システムでは、通信チャネル上でメッセージを送信する前に、通信チャネルの可用性を確認するために通信チャネルに対するリスニングを行うことが実際に必要である。

これは、規制上の制約が遵守されている限り、事前の行政的な許可なしで使用できるという、いわゆるアンライセンス周波数帯域を使用する無線通信システムの場合に特に当てはまる。これらの規制上の制約は、実際には、特定の地理的領域において、ＬＢＴ（Ｌｉｓｔｅｎ Ｂｅｆｏｒｅ Ｔａｌｋｉｎｇ）の義務を含む。

このような無線通信システムでは、「非アクティブ時間」と呼ばれる所定の時間にわたり、前記通信チャネル上でアクティビティが検出されなかった場合にのみ、メッセージを送信することが可能である。たとえば、日本では、メッセージを送信する前に検出される非アクティブ時間は、少なくとも５ミリ秒（ｍｓ）でなければならない。

したがって、現在の無線通信システムでは、このような通信チャネル上でのメッセージの送信を望む端末は、前記通信チャネルに対するリスニングを行うことによって開始する。通信チャネルがビジーである場合、または前記非アクティブ時間が観測できる前にアクティビティが検出された場合、端末は直ちにリスニングを中断し、「リスニング遅延時間」と呼ばれる所定の時間が経過した後に、前記通信チャネルのリスニングを試みることができる。また、端末は、前記非アクティブ時間の間に通信チャネル上でアクティビティの不在を検出するまで、リスニングを延長することもできる。前記非アクティブ時間に等しい時間にわたりアクティビティの不在が検出されるとすぐに、端末はメッセージを送信することができる。

アンライセンス周波数帯域を使用することは、かかる通信システムのコストを削減することができるので、Ｍ２Ｍ（「マシンツーマシン」）型または「もののインターネット」（ＩｏＴ）型の用途の場合に特に有利である。

例えばＩｏＴの場合には、日常生活のそれぞれ物品は、通信装置になるという使命を有し、このために、アクセスネットワーク用のメッセージを送信するのに適した端末を装備している。したがって、このような状況では、非常に多数の端末、典型的には１００台以上の端末が同じ通信チャネルを共有する可能性が非常に高い。

送信前にリスニングを行う公知の技術の問題は、多数の端末が同じ通信チャネルを共有する場合、通信チャネルにアクセスすることが困難であり得るという点にある。実際に、他の端末が通信チャネルに対してリスニングを行っている時点にメッセージを送信する端末が存在する確率は、端末の数と共に増加し、端末が通信チャネルの空きを待つのに多くの時間を費やすようになる。

さらに、少なくとも１つの端末が通信チャネル内でメッセージを送信すると、その通信チャネルはビジーであるとみなされるという点は、端末間で干渉することなく前記通信チャネルを使用することができるという端末の能力とは別に、前記通信チャネルのあまり効果的でない使用につながる。

本発明は、端末が送信の前に通信チャネルに対してリスニングを行わなければならない場合に、多数の端末により共有される通信チャネルの使用の有効性を改善することを可能にする解決策を提案することによって、従来技術の解決策の制約、特に上記した制約の全部または一部を克服することを目的とする。

このために、また第１の態様によれば、本発明は、無線通信システムの端末によって、他の端末と共有される通信チャネル上でメッセージを送信する方法であって、
−前記メッセージを送信する前に、「非アクティブ時間ΔＴｉｎ」と呼ばれる所定の時間にわたり、前記通信チャネル上のアクティビティの不在を検出するまで、前記端末による前記通信チャネルのリスニングを中断することなく行うステップと、
−非アクティブ時間ΔＴｉｎにわたり前記通信チャネル上でアクティビティが検出されない場合、前記メッセージを前記通信チャネル上に送信するステップと、を含む方法に関する。

さらに、前記端末は、前記通信チャネル上の周波数および／または異なる拡散コードにより多重化されており、前記非アクティブ時間ΔＴｉｎの間に前記通信チャネル上でアクティビティの不在を検出した後に、前記方法は、メッセージを送信する前に、「待機時間ΔＴａｔ」と呼ばれる、無線通信システムのすべての端末に対して同一の所定の時間にわたり待機するステップを含む。

このように、従来技術のリスニングを行う特定の技術とは反対に、端末は、通信チャネルに対してリスニングを行っている際に、その通信チャネル上でアクティビティが検出された場合、リスニングを中断しない。逆に、端末は、通信チャネルがビジーであるにもかかわらず、非アクティブ時間ΔＴｉｎに等しい持続時間の前記通信チャネル上でのアクティビティの不在を検出するまで、リスニングを延長し、リスニング時間が非アクティブ時間ΔＴｉｎよりも長くなるようにする。

その結果、通信チャネルが当初ビジーである場合、リスニングを延長することにより、通信チャネル上で進行中のアクティビティの終了の時点を検出することが可能になり、したがって、進行中のアクティビティの終了後、非アクティブ時間ΔＴｉｎに等しい持続時間のアクティビティの不在をできるだけ早く検出することができる。

したがって、この送信方法は、非アクティブ時間ΔＴｉｎに等しい持続時間のアクティビティの不在を予め検出するという制約に適合しつつも、通信チャネル上でのアクティビティの終了にできるだけ近づけてメッセージを送信することができるという理由から、通信チャネルの使用の有効性を改善することができる。

また、通信チャネルを使用することの有効性は、送信されるべきメッセージを有する複数の端末が、一方で、実質的に同じ時点にアクティビティの終了を検出し、実質的に同じ時点に非アクティブ時間ΔＴｉｎに等しい持続時間のアクティビティの不在を検出することとなり、他方で、待機時間ΔＴａｔは、通信システムのすべての端末について同一であるので、それぞれがメッセージを同時に送信する傾向があるという事実により改善される。しかし、複数の端末が前記通信チャネル上の周波数および／または異なる拡散符号によって多重化されるので、衝突は発生せず、前記複数の端末によって同時に送信されるメッセージは互いに干渉しない。

待機時間ΔＴａｔに等しい時間だけメッセージの送信を遅らせることは、送信可能な端末の数を増やすことを可能にし、したがって異なる端末によるメッセージの同時送信をさらに助長することを可能にするので有利である。

待機時間ΔＴａｔは、時間の経過と共に異なる端末のメッセージの送信を拡散することを目的とせず、より多数の端末によるメッセージの同時送信を助長することを目的としているので、通信システムのすべての端末について同一である。

待機時間ΔＴａｔを使用するもう１つの利点は、通信チャネルを占有している端末に最も近い端末が最初にチャネルが空いていることを検出する傾向があり、潜在的に他の端末が送信するのを防ぐことができるという、伝搬時間に関連する問題を是正することが可能になることである。

したがって、この送信方法は、複数のメッセージの同時送信を助長することによって、前記通信チャネルの占有を最適化しつつも、送信前にリスニングを行うという制約に適合することを可能にする。

特定の実施形態では、この送信方法は、個々にまたは技術的に可能な任意の組み合わせに従って、以下の特性のうちの１つまたは複数をさらに含むことができる。

特定の実施形態では、端末は、「最大リスニング時間ΔＴｍａｘ」と呼ばれる所定の時間にわたり、非アクティブ時間ΔＴｉｎに等しい持続時間のアクティビティの不在が検出されない場合、通信チャネルのリスニングを中断する。最大リスニング時間ΔＴｍａｘは、非アクティブ時間ΔＴｉｎよりも実質的に大きく、すなわち、最大リスニング時間ΔＴｍａｘは、非アクティブ時間ΔＴｉｎの少なくとも５倍（ΔＴｍａｘ≧５・ΔＴｉｎ）であり、好ましくは、非アクティブ時間ΔＴｉｎの少なくとも１０倍（ΔＴｍａｘ≧１０・ΔＴｉｎ）である。

このように、リスニングのステップにおいて、最大リスニング時間ΔＴｍａｘ中に非アクティブ時間ΔＴｉｎに等しい持続時間のアクティビティの不在が検出されなければ、端末は最終的にリスニングを中断する。かかる構成は、通信チャネルが規制上の制約を遵守しない干渉源によって常に占有される場合に、特に通信チャネルを常時リスニングすることを回避することを可能にする。

特定の実施形態では、最大リスニング時間ΔＴｍａｘは、無線通信システムの端末によって送信されるメッセージの最大継続時間ΔＴｍｓｇよりも大きく、より好ましくはΔＴｍａｘは（ΔＴｍｓｇ＋２×ΔＴｉｎ＋ΔＴａｔ）よりも大きい。

特定の実施形態では、最大リスニング時間ΔＴｍａｘは２秒以上である。

特定の実施形態では、待機時間ΔＴａｔは非アクティブ時間ΔＴｉｎ以上である。

特定の実施形態では、端末によって送信されるメッセージは、超狭帯域メッセージである。

特定の実施形態では、メッセージの送信は、前記端末による、他の端末と共有される周波数帯域内での前記メッセージを送信するための中央周波数の無作為な選択を含む。

特定の実施形態では、メッセージの送信は、所定の拡散符号による前記メッセージのスペクトルの拡散を含む。

第２の態様によれば、本発明は、本発明の実施形態のいずれかによる送信方法のステップを実施するように構成された手段を含む無線通信システムの端末に関する。

第３の態様によれば、本発明は、本発明のいずれかの実施形態による複数の端末を含む無線通信システムに関する。

特定の実施形態では、無線通信システムは、複数の基地局を含むアクセスネットワークを備え、通信チャネルは、端末からアクセスネットワークへのアップリンクに対応する。

無線通信システムの一実施形態の概略図である。 送信方法の例示的実施形態を示す概略図である。 送信方法の代替実施形態を示す概略図である。 送信方法の好適な実施形態を示す概略図である。 本発明による送信方法の動作を示す時間図である。

本発明は、非限定的な例示として図面を参照して行われる以下の説明を読んだ場合に、よりよく理解されるべきである。

これらの図において、図面ごとに同一の参照番号は、同一または類似の要素を示す。明確化のために、図示されている要素は、特に言及しない限り、縮尺通りではない。

図１は、無線通信システム１０の一実施形態を図式的に示す。図１に示す例では、無線通信システム１０は、複数の端末２０と、複数の基地局３１を含むアクセスネットワーク３０とを備える。

端末２０およびアクセスネットワーク３０の基地局３１は、無線信号の形でデータを交換する。「無線信号」なる用語は、無線手段を介して伝搬する電磁波を意味し、その周波数は従来の電波スペクトル（数ヘルツから数百ギガヘルツ）内にある。

以下の説明では、端末２０と基地局３１との間のデータ交換が実質的に一方向であり、ここでは端末２０からアクセスネットワーク３０へのアップリンクである場合を非限定的に考慮する。しかし、他の例によれば、アクセスネットワーク３０から端末２０へのダウンリンク上でデータ交換を行うことも可能な双方向無線通信システム１０を有するものを除外するものではない。

アクセスネットワーク３０の端末２０と基地局３１との間のアップリンクは、端末２０によって共有される通信チャネルに対応する。より詳細には、通信チャネルは、例えば２００キロヘルツ（ｋＨｚ）に等しい幅を有する所定の周波数帯域に対応し、その中で、各端末２０は、データを含むメッセージを送信することが許可される。

以下の説明では、端末２０が通信チャネル上の周波数で多重化（「周波数分割多元接続」またはＦＤＭＡ）される場合を非限定的に考慮する。

さらに、無線通信システム１０が超狭帯域である場合を非限定的に考慮する。超狭帯域（ＵＮＢ）という用語は、端末２０によって送信されるメッセージの瞬時周波数スペクトルが、２キロヘルツ未満、さらには１キロヘルツ未満の周波数幅であることを意味する。このようなメッセージの送信は、電気消費量を大幅に削減して実行することができ、特にＭ２ＭまたはＩｏＴ型の用途に適している。

加えて、かかる超狭帯域メッセージは、通信チャネル上で異なる端末２０を周波数多重化するのに特に適している。

例えば、各端末２０にメッセージを送信するための中心周波数を、互いに異なり、時間とともに不変である、異なる端末２０のそれぞれの中央送信周波数に予め関連付けることが可能である。例えば、通信チャネルが２００ｋＨｚに等しい幅を有する周波数帯域に対応する際には、超狭帯域メッセージの場合、前記端末２０によって送信されるメッセージが互いに干渉することなく、前記周波数帯域内で１００〜２００台の端末２０を多重化することが可能である。

代替的に、好ましい実施形態では、無線通信システム１０の各端末２０は、共有周波数帯域内で、送信されるべきメッセージを送信するための中心周波数を無作為に選択するように構成される。したがって、同じ端末２０に対して、送信のための中心周波数は、時間が経過すると、より好ましくはメッセージが送信されるたびに、変化する。

このような構成は、端末２０とアクセスネットワーク３０の基地局３１との間の協調なしに、通信チャネル上での端末２０の周波数多重化を統計的に実行することを可能にする点で有利である。しかしながら、アクセスネットワーク３０が、前記通信チャネル上で、アクセスネットワーク３０に先験的に知られていない任意の中央送信周波数で送信されたメッセージを受信することができなければならないという点において複雑である。

さらに、各端末２０の送信のための中心周波数が時間の経過とともに変化するという事実のために、各端末２０とアクセスネットワーク３０との間の通信は、経時的に不変である中央送信周波数での寄生信号を送信し、前記端末２０によって共有される周波数帯域の一部分のみを占める干渉源の存在に対してあまり敏感ではない。

図２は、無線通信システム１０の異なる端末２０によって共有される通信チャネル上にメッセージを送信するための方法５０の主なステップを概略的に示す。

送信方法５０は、前記無線通信システム１０の各端末２０によって実施される。

このために、各端末２０は、例えば、１つまたは複数のプロセッサおよび記憶手段（磁気ハードドライブ、電子メモリ、光ディスク等）を備えた制御ユニット（図示せず）を特に備え、記憶手段には、送信方法５０の異なるステップを実施するために実行される一連のプログラムコード命令の形式でコンピュータプログラム製品が記憶される。代替的または補足的に、制御ユニットは、送信方法５０のステップの全部または一部を実施するのに適した、１つまたは複数のプログラマブル論理回路（ＦＰＧＡ、ＰＬＤ等）、および／または１つまたは複数の専用集積回路（ＡＳＩＣ）、および／または一組の個別電子部品等を備える。

さらに、各端末２０は、アクセスネットワーク３０の基地局３１向けに意図されたアップリンクメッセージを前記端末が送信することを可能にする、当業者には公知と考えられる無線通信手段を備える。

換言すると、端末２０は、送信方法５０のステップを実施するために、ソフトウェア（特定のコンピュータプログラム製品）および／またはハードウェア（ＦＰＧＡ、ＰＬＤ、ＡＳＩＣ、個別の電子部品等）によって構成される一組の手段を備える。

上述したように、通信チャネル上でメッセージを送信する前に、端末２０は、通信チャネルがビジーでないことを確認するために、通信チャネルをリスニングする必要がある。

したがって、図２に示すように、端末２０が送信すべきメッセージを有する場合、送信方法５０は、前記メッセージを送信する前に、前記端末２０によって通信チャネルをリスニングするステップ５１を含む。

通信チャネルは、「非アクティブ時間ΔＴｉｎ」と呼ばれる所定の時間にわたり、前記通信チャネル上でのアクティビティが検出されない場合に、占有されていないとみなされる。非アクティブ時間ΔＴｉｎは、特に、無線通信システム１０によってカバーされる地理的領域において有効な規制上の制約により決まり、例えば５ｍｓ以上である。

「通信チャネル上のアクティビティ」なる用語は、無線通信システム１０の別の端末２０によるメッセージの進行中の送信と、前記無線通信システム１０に属さない第三者の機器による送信とを意味する。当業者に公知のアクティビティを検出するための任意の方法を実施することができ、特定の方法の選択は本発明の代替実施形態を形成するに過ぎないことに留意されたい。

リスニングステップ５１の間に、前記非アクティブ時間ΔＴｉｎ（図２の参照番号５１０）に等しい持続時間の前記通信チャネル上のアクティビティの不在を検出することができる前にアクティビティが検出された場合には、リスニングステップ５１の実行が継続する。

しかしながら、非アクティブ時間ΔＴｉｎに等しい持続時間のアクティビティの不在が検出された場合（図２の参照番号５１１）、通信チャネルは占有されていないとみなされる。次いで、送信方法５０は、前記メッセージを送信するステップ５２を含む。

換言すれば、端末２０は、非アクティブ時間ΔＴｉｎに等しい持続時間の前記通信チャネル上のアクティビティの不在を検出するまで、中断することなく通信チャネルをリスニングする。

端末２０がメッセージを送信しなければならず、通信チャネルをリスニングし始めると、通信チャネル上でアクティビティが検出された場合、端末２０は、前記通信チャネル上で進行中のアクティビティの終了の時点まで、通信チャネルに対してリスニングを行う。このように、端末２０は、通信チャネル上で進行中のアクティビティが停止した直後に非アクティブ時間ΔＴｉｎの測定が開始されるので、アクティビティ終了の時点にできるだけ近づけて送信することができる。

さらに、端末２０のこのような挙動は、通信チャネル上で進行中のアクティビティが停止した後に、異なる端末２０による複数のメッセージの同時送信を助長することを可能にする。実際に、送信されるべきメッセージを有し、通信チャネル上の同じアクティビティ期間中に通信チャネルのリスニングを始める端末２０は、通信チャネル上で進行中のアクティビティが停止した直後に、実質的に同じ時点に非アクティブ時間ΔＴｉｎの測定を開始する。考慮されている実施例では、端末２０が周波数多重化されていると仮定すると、同時に送信されたメッセージは互いに干渉しない。

図３は、送信方法５０の別の実装形態の主なステップを図式的に示す。

図２を参照して説明したステップに加えて、送信方法５０は、通信チャネルのリスニングを行う持続時間が、「最大リスニング時間ΔＴｍａｘ」と呼ばれる所定の時間を超えたかどうかを判定するステップ５３を含む。

非アクティブ時間ΔＴｉｎ（図３の参照番号５３０）に等しい持続時間のアクティビティの不在を検出することなく、リスニング時間が最大リスニング時間ΔＴｍａｘを超えた場合、端末２０は通信チャネルのリスニングを中断する。かかる場合には、端末２０は、後で、例えば、「リスニング遅延時間ΔＴｒ」と呼ばれる所定の時間が経過した後に、通信チャネルをリスニングすることを試みることができる。リスニング遅延時間ΔＴｒは、例えば、数百ミリ秒から数秒の間である。さらに、所定の数の中断されたリスニングの後、または所定の最大持続時間、例えば約数百秒の経過後に、メッセージの送信を取り消すことも可能である。

しかし、リスニング時間が最大リスニング時間ΔＴｍａｘ（図３の参照番号５３１）を超えていなければ、通信チャネルのリスニングは中断することなく継続する。

換言すれば、端末２０は、非アクティブ時間ΔＴｉｎに等しい持続時間のアクティビティの不在が検出されない限り、リスニング時間が最大リスニング時間ΔＴｍａｘを超えることができない限度まで、中断することなく、通信チャネルのリスニングを行う。かかる構成は、規制上の制約を遵守しない干渉源によって通信チャネルが常時占有される場合に、特に通信チャネルを常時リスニングすることを回避可能にする。

より好ましくは、最大リスニング時間ΔＴｍａｘは非アクティブ時間ΔＴｉｎよりも顕著に大きく、すなわち非アクティブ時間ΔＴｉｎの少なくとも５倍大きい。

実際、最大リスニング時間ΔＴｍａｘが大きいほど、送信すべきメッセージを有する多数の端末２０が、通信チャネル上で進行中のアクティビティの終了の時点を検出する可能性がより高くなる。その結果、最大リスニング時間ΔＴｍａｘが増加するほど、同時にメッセージを送ることができる端末２０の数がより多くなる。非アクティブ時間ΔＴｉｎが５ｍｓに等しい場合、最大リスニング時間は、例えば５００ｍｓ以上、さらには２秒以上である。

好ましい実施形態では、最大リスニング時間ΔＴｍａｘは、無線通信システムの端末２０によって送信されるメッセージの最大継続時間ΔＴｍｓｇよりも大きく、より好ましくは、ΔＴｍａｘは（ΔＴｍｓｇ＋２×ΔＴｉｎ＋ΔＴａｔ）より大きい。かかる場合には、各端末２０は、進行中のアクティビティが前記無線通信システム１０の端末２０により送信されたメッセージに対応する場合には、このアクティビティの後に非アクティブ時間ΔＴｉｎに等しい持続時間のアクティビティの不在を検出するのに十分長い間、通信チャネルを依然としてリスニングするであろう。

図４は、送信方法５０の好ましい実施形態の主なステップを図式的に示す。

図４に示すように、送信方法５０は、図２を参照して説明したステップを含む。図４に示す非限定的な例では、送信方法５０は、図３を参照して説明した、リスニング時間が最大リスニング時間ΔＴｍａｘを超えたかどうかを判断するステップ５３を含まない。しかし、他の例によれば、リスニング時間が最大リスニング時間ΔＴｍａｘを超えたかどうかを判定するステップ５３を含むことも除外するものではない。

図４に示すように、送信方法５０は、非アクティブ時間ΔＴｉｎに等しい持続時間の通信チャネル上のアクティビティの不在を検出した後、メッセージを送信する前に、「待機時間ΔＴａｔ」と呼ばれる所定時間にわたり待機するステップ５４を含む。

換言すれば、端末２０は、非アクティブ時間ΔＴｉｎに等しい持続時間の通信チャネル上のアクティビティの不在を検出した後、待機時間ΔＴａｔに等しい持続時間だけメッセージの送信を遅延させる。

かかる構成は、異なる端末２０によるメッセージの同時送信をさらに助長できるという点で有利である。実際、アクティビティが進行中に通信チャネルのリスニングを開始した端末２０は、下記式に対応する時点にそのメッセージを送信する傾向がある。
Ｔｆｉｎ＋ΔＴｉｎ＋ΔＴａｔ
式中、Ｔｆｉｎは、前記端末２０によって検出されたアクティビティの終了の時点に対応する。したがって、時点Ｔｆｉｎと時点（Ｔｆｉｎ＋ΔＴａｔ）との間でリスニングを開始する端末２０は、非アクティブ時間ΔＴｉｎに等しい持続時間のアクティビティの不在を検出し、メッセージの送信を起動することができるが、これは、アクティビティが進行している間に通信チャネルのリスニングを開始した端末２０が時点（Ｔｆｉｎ＋ΔＴｉｎ）に直接そのメッセージを送信することになっている場合には当てはまらない。

待機時間ΔＴａｔはメッセージの送信を遅延させることのみを目的とし、送信は時点Ｔｆｉｎで既に決定されていることに留意されたい。このように、時点Ｔｆｉｎの後に開始するアクティビティは、時点Ｔｆｉｎの後で待機時間ΔＴａｔの間に通信チャネルのリスニングを行う必要がないように、端末２０によるメッセージの送信に疑問を呈するものではない。

有利には、待機時間ΔＴａｔは、無線通信システム１０のすべての端末２０について同じである。実際、待機時間ΔＴａｔは、メッセージが同時に送信されるのを防ぐために、異なる端末２０のメッセージの送信を経時的に拡散することを目的としていない。待機時間ΔＴａｔは、多数の端末２０によるメッセージの同時送信を助長するために、通信チャネル上の非アクティブを拡張することのみを目的とする。例えば、待機時間ΔＴａｔは非アクティブ時間ΔＴｉｎ以上である。

待機時間ΔＴａｔを使用するもう１つの利点は、通信チャネルを占有している端末に最も近い端末が最初にチャネルを検出する傾向があり、他の端末の送信を妨げる可能性がある伝搬時間に関連する問題を訂正することが可能になることである。実際、待機時間ΔＴａｔなしでは、最も近い端末が、さらに他のより離れた端末が非アクティブ時間ΔＴｉｎに等しい持続時間のアクティビティの不在を検出することができる前に、潜在的に送信を開始し、したがって通信チャネルを占有する可能性があり、このことは、この他の端末が、最も近い端末と同時に送信することを妨げる。

図５は、送信方法５０の動作原理を表す時間図を示す。図５に示す例では、リスニング時間が最大リスニング時間ΔＴｍａｘに制限されている場合であって、各端末２０が非アクティブに等しい持続時間のアクティビティの不在を検出し、待機時間ΔＴａｔに等しい追加時間だけ待機した後に送信する場合を非限定的に考慮する。

より具体的には、図５は、ａ）〜ｇ）の７つの部分からなり、これらは、７台の端末２０ａ〜２０ｇの挙動を示す。これらの端末の各々について、斜線領域は、メッセージを送信する時間間隔に対応し、「ＣＳ」によって示される領域は、通信チャンネルをリスニングする時間間隔に対応する。

図５のａ）部に示すように、端末２０ａが、当初は通信チャネル上でメッセージを送信する過程にあり、端末２０ａによるメッセージの送信は時点Ｔ４に終了する場合を非限定的に考慮する。

図５のｂ）部に示すように、Ｔ４未満の時点Ｔ０において、端末２０ｂは、メッセージを送信する目的で、通信チャネルのリスニングを開始する。（Ｔ０＋ΔＴｍａｘ）に対応し、Ｔ４未満である時点Ｔ３において、端末２０ｂは、依然として端末２０ａによって占有されている通信チャネルのリスニングを中断する。例えば、端末２０ｂは、リスニング遅延時間ΔＴｒが経過した後に、通信チャネルのリスニングを再度試みることができる。

図５のｃ）部に示すように、時点Ｔ１において、端末２０ｃは、メッセージを送信する目的で、通信チャネルのリスニングを開始する。端末２０ｃが、時点Ｔ４での通信チャネル上のアクティビティの終了、および、（Ｔ４＋ΔＴｉｎ）に対応する時点Ｔ６での持続時間ΔＴｉｎのアクティビティの不在を検出するように、時点Ｔ１は、（Ｔ１＋ΔＴｍａｘ）が（Ｔ４＋ΔＴｉｎ）よりも大きくなるようにする。端末２０ｃは、時点Ｔ１１（Ｔ６＋ΔＴａｔ）からメッセージを送信し始める。

図５のｄ）部に示すように、時点Ｔ２（Ｔ２＞Ｔ１）において、端末２０ｄは、メッセージを送信する目的で、通信チャネルのリスニングを開始する。端末２０ｄが、時点Ｔ４での通信チャネル上のアクティビティの終了、および、時点Ｔ６での持続時間ΔＴｉｎのアクティビティの不在を検出するように、時点Ｔ２は、（Ｔ２＋ΔＴｍａｘ）が（Ｔ４＋ΔＴｉｎ）よりも大きくなるようにする。端末２０ｄは、端末２０ｃと同様に、時点Ｔ１１（Ｔ６＋ΔＴａｔ）からメッセージを送信し始める。

図５のｅ）部に示すように、端末２０ｅは、時点Ｔ５（Ｔ４＜Ｔ５＜Ｔ６）において、メッセージを送信する目的で、通信チャネルのリスニングを開始する。端末２０ｅが、時点Ｔ７（Ｔ５＋ΔＴｉｎ）での継続時間ΔＴｉｎのアクティビティの不在を検出するように、時点Ｔ５は、（Ｔ５＋ΔＴｉｎ）がＴ１１より小さく、かつ、（Ｔ５＋ΔＴｍａｘ）よりも小さくなるようにする。端末２０ｅは、時点Ｔ１２（Ｔ７＋ΔＴａｔ）からメッセージを送信し始める。

図５のｆ）部に示すように、端末２０ｆは、時点Ｔ８（Ｔ６＜Ｔ８＜Ｔ１１）において、メッセージを送信する目的で、通信チャネルのリスニングを開始する。端末２０ｆが、時点Ｔ１０（Ｔ８＋ΔＴｉｎ）での継続時間ΔＴｉｎのアクティビティの不在を検出するように、時点Ｔ８は、（Ｔ８＋ΔＴｉｎ）がＴ１１未満、かつ、（Ｔ８＋ΔＴｍａｘ）未満となるようにする。端末２０ｆは、時点Ｔ１３（Ｔ１０＋ΔＴａｔ）からメッセージを送信し始める。

図５のｇ）部に示すように、端末２０ｇは、時点Ｔ９（Ｔ９＜Ｔ１１）において、メッセージを送信する目的で、通信チャネルのリスニングを開始する。時点Ｔ９は、（Ｔ９＋ΔＴｉｎ）がＴ１１よりも大きくなるようにする。（Ｔ９＋ΔＴｍａｘ）に対応する時点Ｔ１４において、端末２０ｇは、持続時間ΔＴｉｎのアクティビティの不在の検出に成功せず、通信チャネルのリスニングを中断する。例えば、端末２０ｇは、リスニング遅延時間ΔＴｒが経過した後、通信チャネルのリスニングを再度試みることができる。ΔＴｍａｘの値が（ΔＴｍｓｇ＋２×ΔＴｉｎ＋ΔＴａｔ）よりも大きく選択されていた場合、端末２０ｇは、端末２０ｆの送信の終了に可能な限り近づけてメッセージを送信することができたことに留意されたい。

したがって、図５に示すように、端末２０ｃおよび２０ｄは、それらのメッセージを同時に送信する。さらに、端末２０ｅおよび２０ｆは、端末２０ｃおよび２０ｄに関して事実上同時にメッセージを送信するが、これは、待機時間ΔＴａｔを使用しなければ、そのようにならなかったであろう。端末２０ａ〜２０ｇは、考慮されている例では、周波数多重化されているので、同時に送信されるメッセージは互いに干渉しない。したがって、送信方法５０は、送信する前にリスニングを行うという制約に依然として適合しつつも、通信チャネルの使用の有効性を改善することを可能にすることが理解される。

かかる改善は、端末２０が通信チャネル上でアクティビティを検出した場合に、非アクティブ時間ΔＴｉｎに等しい持続時間のアクティビティの不在を検出するまで、通信チャネルのリスニングを継続するという事実によって部分的に得られる。

かかる動作は、ある場合には、アクティビティが検出されると直ちに通信チャネルのリスニングを中断する端末の電気的消費よりも、本発明による端末２０の電気的消費を実質的に大きくすることを伴い得る。しかしながら、本発明者らは、端末の数が多数である場合、本発明による端末２０（中断なしでリスニングを行う）の電気消費が、中断を伴うリスニングを行う端末の電気消費に対して平均して低減されることを観察した。実際、多数の端末の場合、中断を伴うリスニングを行う端末は、通信チャネルのリスニングをより頻繁に中断し、リスニング遅延時間を待ってから何度もリスニングを再試行する傾向がある。端末の数が多いと、本発明の端末２０は、前記端末２０によって送信されたメッセージの最大持続時間よりも一般的に短いリスニング時間の間に１回だけ通信チャネルのリスニングを行うので、メッセージを送信するために中断してリスニングを行う端末に要求される全リスニング時間が、本発明の場合に要求されるリスニング時間よりも長くなる傾向がある。

より一般的には、考慮される実施形態は非限定的な例として記載されており、したがって、他の代替案が考慮され得ることに留意されたい。

特に、本発明は、主として、端末２０によって送信されるメッセージが超狭帯域である場合を考慮することによって説明されており、これは、Ｍ２ＭまたはＩｏＴ型の用途に特に有利である。しかし、他の例によれば、超狭帯域ではないメッセージの送信を考慮することも除外するものではない。

さらに、主として、通信チャネル上の端末２０の周波数多重化を考慮して、本発明を説明してきた。しかし、他の例によれば、通信チャネル上で端末２０を多重化する他の技術、または代替的に周波数多重化の補完として考慮することを除外するものではない。特に、本発明は、端末２０が異なる拡散符号（「符号分割多元接続」またはＣＤＭＡ）によって多重化される場合にも適用可能である。かかる場合には、端末２０によるメッセージの送信は、無線通信システム１０の他の端末２０の拡散符号とは別個の、前記端末２０のための所定の拡散符号を用いた前記メッセージのスペクトルの拡散を含む。考慮される拡散符号は、例えば、Ｍ系列、ゴールド系列等である。

また、通信チャネルが端末２０とアクセスネットワーク３０との間のアップリンクに対応する場合を考慮して、本発明を説明してきた。しかし、他の例によれば、例えば、アクセスネットワークを通過する必要なく、端末２０がそれらの間で直接通信するために使用する通信チャネル等の別の通信チャネルを考慮することを除外するものではない。

Claims (11)

1. 無線通信システム（１０）の端末（２０）によって、他の端末（２０）と共有される通信チャネル上でメッセージを送信する方法（５０）であって、
   −前記メッセージを送信する前に、「非アクティブ時間ΔＴｉｎ」と呼ばれる所定の時間にわたり、前記通信チャネル上のアクティビティの不在を検出するまで、前記端末（２０）による前記通信チャネルのリスニングを中断することなく行うステップ（５１）と、
   −非アクティブ時間ΔＴｉｎにわたり前記通信チャネル上でアクティビティが検出されない場合、前記メッセージを前記通信チャネル上に送信するステップ（５２）と、を含む方法において、
   前記端末（２０）は、前記通信チャネル上の周波数および／または異なる拡散コードにより多重化されており、前記非アクティブ時間ΔＴｉｎの間に前記通信チャネル上でアクティビティの不在を検出した後に、前記方法（５０）は、メッセージを送信する前に、「待機時間ΔＴａｔ」と呼ばれる、前記無線通信システム（１０）のすべての端末（２０）に対して同一の所定の時間にわたり待機するステップ（５４）を含むことを特徴とする方法。
2. 前記端末（２０）は、「最大リスニング時間ΔＴｍａｘ」と呼ばれる所定の時間にわたり、非アクティブ時間ΔＴｉｎに等しい持続時間のアクティビティの不在が検出されない場合、前記通信チャネルのリスニングを中断し、最大リスニング時間ΔＴｍａｘは、非アクティブ時間ΔＴｉｎよりも実質的に大きい、請求項１に記載の方法（５０）。
3. 前記最大リスニング時間ΔＴｍａｘは、前記無線通信システムの端末（２０）によって送信されるメッセージの最大継続時間よりも大きい、請求項２に記載の方法（５０）。
4. 前記最大リスニング時間ΔＴｍａｘは２秒以上である、請求項２または３に記載の方法（５０）。
5. 前記待機時間ΔＴａｔは前記非アクティブ時間ΔＴｉｎ以上である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法（５０）。
6. 前記端末（２０）によって送信されるメッセージは、超狭帯域メッセージである、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法（５０）。
7. 前記メッセージの送信（５２）は、前記端末（２０）による、他の端末と共有される周波数帯域内での前記メッセージを送信するための中央周波数の無作為な選択を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法（５０）。
8. 前記メッセージの送信（５２）は、所定の拡散符号による前記メッセージのスペクトルの拡散を含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法（５０）。
9. 無線通信システム（１０）の端末（２０）において、請求項１〜８のいずれか一項に記載の送信方法のステップを実施するように構成された手段を備えることを特徴とする端末。
10. 無線通信システム（１０）において、請求項９に記載の端末（２０）を複数台含むことを特徴とするシステム。
11. 複数の基地局（３１）を含むアクセスネットワークを備え、前記通信チャネルは、端末（２０）から前記アクセスネットワーク（３０）へのアップリンクに対応する、請求項１０に記載のシステム（１０）。
    

Images