JP7083672B2 - 無線通信管理方法、及び無線通信システム - Google Patents

Description

本発明は、通信システムに関する。

ＩｏＴシステムでは、接続された大量で多様な機器から中央装置に定期的にデータを送信する。この分野の先行技術に特許文献１（特開２０１７－２１２４９４号）がある。特許文献１は、ユーザに所定の通信サービスを提供するための通信を制御する通信制御装置を開示する。該通信制御装置は、ユーザごとに通信を許可するか否かを管理するユーザ管理部と、ネットワーク上のトラフィックの空き状況を監視し、ユーザのユーザ端末が所定のデータを送信するときの送信タイミングを管理する送信タイミング管理部と、送信タイミングをユーザ管理部に通知して、ユーザによる通信を許可する送信タイミング通知部と、を備える。送信タイミング管理部は、通信サービスをユーザが利用する必要帯域、および、当該通信サービスの利用時間が決定されると、必要帯域以上となる空き帯域が存在し、利用時間が収まる空き時間帯を検索し、ネットワーク上のトラフィックが時間に関して平準化するように、検索した空き時間帯内で送信タイミングを予約する。

特開２０１７－２１２４９４号公報

特許文献１は、ＩｏＴ向けのセンサとして、植物の成長データや、橋の亀裂等のデータなどの日、週、月単位のデータ収集などのリアルタイム性が求められないデータ収集に関して、予め送信時間帯を定めて送信することによって、背景にある通常のトラヒックとの衝突を避けて、ネットワークの効率化を図ることを開示している。このように、特許文献１の開示は、バックホール回線におけるトラヒックに着目しており、無線通信の衝突を避ける方法は明記されていない。

無線においては、例えば３ＧＰＰにおいて議論されているＬＴＥ方式などが主流である。ＬＴＥでは、基地局に独自のスケジューラ機能が備わっており、端末が上りの信号を送信するために周波数の割り当てを要求するスケジュール割り当て要求に応じて動的に回線を割り当てている。この場合、端末は、基地局が指示するスケジューリングに従った周波数及び送信タイミングでデータを送信する。基地局では、端末から受信したスケジュール割り当て要求をバッファにキャッシュして、優先順位を定める特定のアルゴリズムに応じてスケジューリングを決めている。スケジュール割り当て要求をバッファする時間は、高々１秒以下の範囲の短期的なスケジューリング制御しか行っていない。それゆえ、１秒以下の短期的なメッセージの衝突を緩和する効果しか期待できず、大量の端末が同時にスケジュール割り当てを要求する環境における解にはならない。ＬＴＥであっても、特定のトラヒックが集中する時刻には回線の利用率が限界まで上昇し、回線がパンク状態になってしまう。例えば、０時０分などの特定時刻に多くの端末からトラヒックが集中する場合、端末から大量のスケジュール割り当て要求がほぼ同時に送信され、割り当て可能な回線の帯域幅で回線処理が飽和し、長期に渡って通信が滞る状態が続いてしまう。

前述した特許文献１では、トラヒックの集中は時間帯の範囲で緩和することができるが、どの信号が同時に通信できないかを判定しておらず、公共性が高い電波の利用には不十分である。

また、電波は、環境によって到達距離や強さが変化する。都市部で電波を送信する場合には、端末と基地局の位置が変化しなくても、周辺の構造物の変化によって、反射や回折などの電波伝搬状況が変化し、電波の到達距離が変化する。例えば、夏場で街路樹が生い茂げると電波は吸収されやすくなり、伝搬距離が短くなることがある。このような現実の環境下において、適切な送信タイミングの予約は困難であった。

本願において開示される発明の代表的な一例を示せば以下の通りである。すなわち、無線通信システムにおける通信管理方法であって、前記無線通信システムは、情報の送信元である複数の端末から無線回線を介して情報を受信する基地局と、前記端末が所望のタイミングで信号を送信するためのリソースを管理する資産管理部と、無線回線の品質を監視する回線監視部と、前記端末が信号を送信するタイミングを規定するテンプレートを選択するために、サービス群をユーザに提示するポータルとを有し、前記通信管理方法は、前記ポータルが、前記テンプレートに規定されているリソースを前記資産管理部に指示し、前記回線監視部が、監視する無線回線の品質が所定の基準より低下したことを検知すると、前記資産管理部に通知し、前記資産管理部が、前記テンプレートに規定される組合せや種別に沿ったリソースを空きリソースの群から検索し、必要なリソースが確保できた場合に、無線回線の品質が所定の基準より低下したことが検知されると、品質が低下した無線回線に関する端末、及び、当該端末と送信タイミングが干渉する端末の少なくとも一方に、一時的に利用可能なテストプローブ信号の送信タイミングを指示し、前記送信タイミングの指示を受けた端末が、当該指示を受けた送信タイミングにおいて、所定の回数だけテストプローブ信号を送信し、前記基地局が、受信した前記テストプローブ信号の品質から、干渉の程度を推定し、前記資産管理部が、当該送信タイミングにおけるテストプローブ信号によって干渉があると推定されると、前記送信タイミングの指示を受けた端末の送信タイミングを再設定することを特徴とする。

本発明の一態様によれば、ネットワークの効率を向上できる。前述した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施例の説明によって明らかにされる。

ＩｏＴ端末が独自のタイミングで信号を送信する場合の説明図である。 ＩｏＴ端末が独自のタイミングで信号を送信する場合の説明図（端末が複数の場合）である。 ＩｏＴ端末がスケジュールされたタイミングで信号を送信する場合の説明図（マルチセルの場合）である。 ＩｏＴ端末がスケジュールされたタイミングで信号を送信する場合の説明図（端末の送信タイミングが分散している場合）である。 ＩｏＴ端末がスケジュールされたタイミングで信号を送信する場合の説明図（シングルセルの場合）である。 ＩｏＴ端末がスケジュールされたタイミングで信号を送信する場合の説明図（マルチセルの場合）である。 ＩｏＴ端末がスケジュールされたタイミングで信号を送信する場合の説明図（マルチセルの場合）である。 ＩｏＴ端末がスケジュールされたタイミングでテストプローブ信号を送信する場合の説明図である。 第一の実施例の通信システムの構成を示す図である。 第一の実施例の送信タイミングの割り当てを示すシーケンス図である。 第一の実施例において、複数の基地局で受信できる場合の送信タイミングの割り当てを示すシーケンス図である。 第一の実施例において、一つの基地局で受信できる場合の送信タイミングの割り当てを示すシーケンス図である。 第一の実施例の処理のフローチャートである。 第一の実施例の端末の位置情報管理処理のフローチャートである。 第二の実施例の通信システムの構成を示す図である。 第二の実施例の処理のフローチャートである。

図１を参照して、従来技術であるＬＴＥなどのモバイル通信システムにおいて、ＩｏＴ用途の端末が独自のタイミングで信号を送信した際の課題について説明する。図１は３段階の図を含む。（Ａ）は、３台の端末が信号を送信するタイミング１０００、１００１、１００２を示す。各端末が送信した信号は空間で合成されるため、（Ｂ）に示すように、基地局では重なった信号１００３として受信されるため、一部又は全ての信号の受信に失敗する。なお、伝搬時間が十分小さいとして無視している。

（Ｃ）に示すように、ＬＴＥでは、いきなり信号１００３を送信せず、拡散符号の符号化率を大きくとった干渉に強い信号方式を用いたアクセスチャネルでチャネルの割り当てを要求し（１００４）、基地局が、受信したチャネル割り当て要求に対して、スケジューリング情報を送信して、干渉が発生しない送信時間を端末に指示する（１００５）。端末は、指示された送信時間に送信する（１００６）。このため、互いに干渉しないタイミング調整が可能となる。基地局で行われるスケジューリングは、都度行われる短期の調整作業であるため、大量の端末が時間的に分散せずに同時にアクセスチャネルで送信すると、基地局側のスケジューラでは処理が困難になり、回線が輻輳し、再送によって伝送効率が低下する。図２は、このことを基地局が１台のシングルセルにおいて整理した図である。図２（Ｂ）は、図１（Ｃ）と同じ図であるが、１台の基地局の周囲に複数の端末が存在するケースを想定している。

図３は、マルチセルの場合を示す。マルチセルの場合、複数の基地局２００、２０１があり、その周辺には各基地局に接続する端末１００、１０１等が存在する。（Ｂ）に示すように、基地局２００は、信号１００４、１００５、１００６に関わり、基地局２０１は、信号１００７、１００８、１００９に関わる。ここで、信号１００４、１００７はアクセスチャネルで送信されるチャネル割り当て要求を、信号１００５、１００８はスケジューリング情報の送信を、信号１００６、１００９はスケジューリング情報に基づくデータの送信を示す。基地局２００に着目すると、シングルセルの場合には、信号１００６を受けるだけであるが、マルチセルになると、信号１００６に加え信号１００９も重なるタイミングで受信することになり、干渉が発生する。このため、（Ｃ）に示すように、基地局２００は干渉した信号１０１０を受信する。基地局での受信品質は信号対干渉電力比で決めるため、干渉が発生すると、信号１０１０では、三つの受信信号の内、真ん中の信号が信号に対して干渉の電力比が高く、シングルセルに比べて品質が大きく劣化する。この場合、信号が正しく受信できないことも生じ得る。このため、基地局２００から再送要求１０１１が送信され、データが再送される（１０１２）。このように、送信タイミングが集中すると、再送の発生によって回線効率が低下する。

前述したように、従来技術でも端末の送信タイミングを調整する機能はあるが、ＩｏＴトラヒックを想定し、元々のデータの送信タイミングを時間的に分散させ、システム全体として負荷が集中しない仕組みがあれば再送による回線効率の低下は抑制でき、高効率なシステムを構築できる。

図４に、予め端末の送信タイミングが分散しているケースを示す。このケースでは、予め分散して信号１０２０、１０２１、１０２２が送信されるようにタイミングが決められている。よって、図４（Ｂ）に示すように、伝搬路で信号が合成されても、各信号のタイミングに重なりはなく、良好な通信を確保できる。

図５は、同様にシングルセルの問題を示す。シングルセルでは１台の基地局２００に対して、複数の端末１００が信号を送信するが、タイミングが予め分散されていれば、基地局２００は各信号を受信できる。

次に、図６にて、マルチセルの場合を考える。マルチセルでも、端末からの信号の送信タイミングが十分に空いていれば、各基地局２００、２０１が複数の端末１００、１０１から送信された信号を同時に受信することがない限り、干渉は発生しない。よって、（Ｃ）に示すように、複数の基地局２００、２０１は接続する端末１００、１０１から送信された信号を正しく受信できる（１０３０）。

しかし、基地局が１００台、１０００台と膨大な数に増えた場合には、信号送信タイミングは有限の資源であるため、各基地局が割り当て可能なタイミングが１００分の１、１０００分の１と小さくなり、割り当てができなくなる問題が生じる。そのため、ある程度距離が離れた基地局では伝搬距離に従って電波の強度が減衰するため、距離が離れた端末からの信号については、同じタイミングを再利用できる。

その様子を図７に示す。ここで、端末１０１は基地局２０１に接続しており、端末１００は基地局２００に接続している。端末１００が送信した信号は距離が離れている基地局２０１にも原理的には届くが、その距離減衰が大きく干渉のレベルは十分に低い。また、端末１０１が送信した信号も原理的には基地局２００にも届くが、距離減衰が大きく干渉のレベルは十分に低い。このような時に端末１００が信号を送信するタイミングと端末１０１が信号を送信するタイミングとして再利用でき、同じタイミングで送信しても実質的には干渉の問題が発生しない。すなわち、端末１００が送信する信号１０３１と端末１０１が送信する信号１０３２は同じタイミングに設定しても問題が発生しない。

ＩｏＴシステムは大量の端末を含み、システムに収容できる端末の数を増加するためには、積極的に周波数を再利用し、１台の基地局に収容できる端末数を多くする必要がある。

しかしながら、ここで新たな課題が発生する。それは、電波は公共性が高く、周囲の環境によって伝搬路が影響を受けるため、干渉の程度はそれに応じて変化する。ＩｏＴ機器は常に信号を送信している訳ではなく、１０分に１回のように低頻度で信号を送信する。また、信号電力の測定は比較的容易であり、与干渉電力の推定は困難であるが、何らかの方法で干渉状態を把握して、干渉が大きいければ送信タイミングを再スケジューリングする仕組みが必要である。

本明細書で開示する技術では、図８に示すように、干渉状況を把握するため、一時的に周囲の基地局が送信していない空き時間帯１０３４を設けて、その空き時間帯において、一時的に信号を送信（１０３３）する手順を設け、正しく干渉電力を測定し、その測定結果によって送信タイミングを調整する仕組みを開示する。

＜実施例１＞
図９から図１４を参照して、本発明の第一の実施例を説明する。

図９は、第一の実施例の通信システムの構成を示す図であり、図１０は、送信タイミングの割り当てを示すシーケンス図である。

図９において、端末１００～１０３には、センサが実装されており、定期的に測定している。測定結果は、上位装置である資産管理部７００が指示する送信タイミングにおいて測定結果を含む信号を送信する。送信された信号は基地局２００、２０１に受信される。基地局２００、２０１は、端末１００～１０３が送信する信号を待ち受けており、受信した信号を復調し、受信信号の品質（受信強度、信号対雑音電力比など）を測定する。復調されたデータは、中央処理部３００に転送され、中央処理部３００が、データの比較や統合を行うことによって２次データを生成し、生成された２次データは様々な用途に利用される。

まず、図１０を参照して、端末１００を起動し、データを送信する場合を説明する。ポータル５００は、端末１００によって提供されるサービス群（例えば、振動センサ計測サービス、電力メータ検診サービス）を提示する（１０）。ポータル５００を操作するユーザ６００は、ポータル５００上に提示されるサービス群から所望のサービスを選択する（２０）。ポータル５００は、ユーザの選択結果に従って、サービスごとの送信タイミングを定めているテンプレートと呼ばれるサービス設定を選択し、端末１００の送信タイミングを決定する。本実施例におけるテンプレートは、サービスに必要なリソースの組み合わせや種別を規定したもので、テンプレートによって規定されたリソースによって通信サービスが提供される。ポータル５００は、選択されたテンプレートで定められるリソースの情報（決定された送信タイミングの情報を含む）を資産管理部７００に指示する（３０）。なお、ポータル５００は、ユーザが選択した送信タイミングを実現するためのリソースの情報を含むテンプレートを新たに生成して、当該新たに生成されたテンプレートで定められるリソースの資産管理部７００に指示してもよい。

資産管理部７００は、選択されたテンプレートで定められる組合せや種別に沿ったリソースを空きリソースの群から検索し、必要なリソースが確保できた場合、中央処理部３００や基地局２００を経由して、端末１００に送信タイミングを指示する（４０）。ここで指示される送信タイミングは、端末から定期的に信号を送信するものである。この指示により、課題として示したトラヒックの集中は回避され、回線の効率向上が図れる。端末１００は、指示された送信タイミングに従ったタイミングで信号を周期的に送信する（５０－１、５０－２、５０－３）。中央処理部３００は、基地局２００から転送されるデータに異常（欠落や破損）がないかを調べる（８１）。

中央処理部３００は、端末１００から送信されたデータに異常を検知した場合、回線監視部４００に異常を通知する（９０）。回線監視部４００は、中央処理部３００が検知した異常を集計し、予め定める閾値を超えるかを判定する。例えば、異常の回数や連続発生数などの指標を用いて判定できる。判定結果が閾値を超える場合、第一のトリガを資産管理部７００に送信する（９１）。資産管理部７００は、第一のトリガを受信すると、周囲の基地局を含めた範囲で空きとなっているタイミングを空きリソースの群から検索し、テストプローブ信号を送信するための一時的な送信タイミングとして端末１００に指示する（９２）。テストプローブでは、空きとなっているタイミングを選択するため、他の端末からの信号に邪魔されず、正しい干渉電力を測定できる。なお、資産管理部７００が、テストプローブ信号の送信先を指示する端末は、品質が低下した端末でも、該当品質が低下した端末と送信タイミングが干渉する他の端末でもよい。

端末１００は、その指示に従って、指定されるタイミングにおいて、所定の回数だけテストプローブ信号を送信する（５１）。送信されたテストプローブ信号は基地局２００で品質が測定される（８０）。品質測定は、図９、図１０では明記していないが、周囲の他の基地局２００でも行われ、送信した電波の伝搬範囲が把握される。把握した電波の伝搬範囲の情報に基づいて、干渉波の電力を推定し、信号対干渉電力比を計算して、定期的な信号の送信において干渉が発生しているかを計算する。計算された干渉の度合いは、回線監視部４００に報告される（９３）。回線監視部４００は、報告された品質（干渉の程度）を集計し、予め定める信号方式に従って定められる閾値を下回る場合には、干渉の影響が小さいと判定し、第二のトリガを資産管理部７００に送信する（９４）。資産管理部７００は、第二のトリガを受信すると、該当する端末１００の信号送信タイミングを調整する。そして、送信タイミングの調整結果を端末１００に送信する（４１）。端末１００は、新たに受信した送信タイミングに従って、以降の信号送信タイミングを変更する（５２－１以降）。なお、送信タイミングを調整する端末１００は、原則として、品質が低下し、テストプローブ信号を送信した端末であるが、該当品質が低下した端末と送信タイミングが干渉する他の端末の送信タイミングを調整してもよい。

本実施例の中央処理部３００、回線監視部４００、ポータル５００及び資産管理部７００は、プロセッサ（ＣＰＵ）、記憶装置及び通信インターフェースを有する計算機システムによって構成される。

プロセッサは、メモリに格納されたプログラムを実行する。メモリは、不揮発性の記憶素子であるＲＯＭ及び揮発性の記憶素子であるＲＡＭを含む。ＲＯＭは、不変のプログラム（例えば、ＢＩＯＳ）などを格納する。ＲＡＭは、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）のような高速かつ揮発性の記憶素子であり、プロセッサが実行するプログラム及びプログラムの実行時に使用されるデータを一時的に格納する。

記憶装置は、例えば、磁気記憶装置（ＨＤＤ）、フラッシュメモリ（ＳＳＤ）等の大容量かつ不揮発性の記憶装置である。記憶装置は、プログラムの実行時にアクセスされるデータを格納する。また、記憶装置は、プロセッサが実行するプログラムを格納してもよい。この場合、プログラムは、記憶装置から読み出されて、メモリにロードされて、プロセッサによって実行される。

ＣＰＵが実行するプログラムは、リムーバブルメディア（ＣＤ－ＲＯＭ、フラッシュメモリなど）又はネットワークを介して物体検出装置に提供され、非一時的記憶媒体である不揮発性の記憶装置に格納される。このため、物体検出装置は、リムーバブルメディアからデータを読み込むインターフェースを有するとよい。

中央処理部３００、回線監視部４００、ポータル５００及び資産管理部７００の各々は、物理的に一つの計算機上で、又は、論理的又は物理的に構成された複数の計算機上で構成される計算機システムであり、複数の物理的計算機資源上に構築された仮想計算機上で動作してもよい。

図１１を参照して、端末１００から送信される信号が、複数の基地局２００、２０１で受信できる場合を説明する。図１１は、端末１００が基地局Ａ２００から信号を受信している状況から基地局Ａ２００及び基地局Ｂ２０１から信号を受信している状況に変化した場合のシステム動作を示す。

図１１に示す場合においても、ポータル５００は、端末１００によって提供されるサービス群（例えば、振動センサ計測サービス、電力メータ検診サービス）を提示する（１０）。ポータル５００を操作するユーザ６００は、ポータル５００上に提示されるサービス群から所望のサービスを選択する（２０）。ポータル５００は、ユーザの選択結果に従って、サービスごとの送信タイミングを定めているテンプレートと呼ばれるサービス設定を選択し、端末１００の送信タイミングを決定する。本実施例におけるテンプレートは、サービスに必要なリソースの組み合わせや種別を規定したもので、テンプレートによって規定されたリソースによって通信サービスが提供される。ポータル５００は、選択されたテンプレートで定められるリソースの情報（決定された送信タイミングの情報を含む）を資産管理部７００に指示する（３０）。なお、ポータル５００は、ユーザが選択した送信タイミングを実現するためのリソースの情報を含むテンプレートを新たに生成して、当該新たに生成されたテンプレートで定められるリソースの資産管理部７００に指示してもよい。

資産管理部７００は、中央処理部３００や基地局２００を経由して、端末１００に送信タイミングを指示する（４０）。ここで指示される送信タイミングは、端末から定期的に信号を送信するものである。この指示により、課題として示したトラヒックの集中は回避され、回線の効率向上が図れる。端末１００は、指示された送信タイミングに従ったタイミングで信号を周期的に送信する（５０－１、５０－２、５０－３）。中央処理部３００は、基地局２００から転送されるデータに異常（欠落や破損）がないかを調べる（８１）。この状態では、基地局Ａ２００のみが端末１００が送信する信号を受信しており、回線監視部４００及び中央処理部３００にて端末１００からの信号品質を監視し、スケジュールを決定している。

端末１００が移動し、基地局Ａ２００と基地局Ｂ２０１のどちらも端末１００が送信した信号を受信できることを中央処理部３００が検知した後（８２）、中央処理部３００は基地局Ｂにおけるスケジューリングに端末の送信タイミングを追加して、資産管理部７００に登録する（９５）。資産管理部７００は、基地局毎に端末の送信タイミングの登録を管理することにより、各基地局に対する端末１００の位置情報を管理する。

資産管理部７００は、端末の送信タイミングを受信すると、周囲の基地局を含めた範囲で空きとなっているタイミングを一時的な送信タイミングとして端末１００に指示する（９２）。そのため、他の端末からの信号に邪魔されず、正しい干渉電力を測定できる。

端末１００は、その指示に従って、指定されるタイミングにおいて、所定の回数だけテストプローブ信号を送信する（５１）。送信されたテストプローブ信号は基地局２００、２０１で品質が測定される（８０）。品質測定は、基地局Ａ２００の他、基地局Ｂ２０１でも行われ、送信した電波の伝搬範囲が把握される。把握した電波の伝搬範囲の情報に基づいて、干渉波の電力を推定し、信号対干渉電力比を計算して、定期的な信号の送信において干渉が発生しているかを計算する。計算された干渉の度合いは、回線監視部４００に報告される（９３）。回線監視部４００は、報告された品質（干渉の程度）を集計し、予め定める信号方式に従って定められる閾値を超える場合には、干渉の影響が大きいと判定し、第二のトリガを資産管理部７００に送信する（９４）。資産管理部７００は、第二のトリガを受信すると、該当する端末１００の信号送信タイミングを調整する。そして、送信タイミングの調整結果を端末１００に送信する（４１）。端末１００は、新たに受信した送信タイミングに従って、以降の信号送信タイミングを変更する（５２－１以降）。

図１２を参照して、端末１００が移動し、端末が送信しているデータを基地局Ａ、基地局Ｂにて受信している状況から、基地局Ｂにて受信している状況に変化する場合のシステム動作を説明する。

端末１００は、指示された送信タイミングに従ったタイミングで信号を周期的に送信する（５０－１、５０－２）。中央処理部３００は、基地局２００、２０１から転送されるデータに異常（欠落や破損）がないかを調べる（８１）。この状態では、端末１００が送信する信号を基地局Ａ２００及び基地局Ｂ２０１が受信しており、回線監視部４００及び中央処理部３００にて端末１００からの信号品質を監視し、スケジュールを決定している。

端末１００が移動し、端末１００が送信した信号を基地局Ａ２００が受信できず、基地局Ｂ２０１が受信できることを中央処理部３００が検知した後（８２）、中央処理部３００は基地局Ｂにおけるスケジューリングに端末１００の送信タイミングを追加して、資産管理部７００に登録する（９５）。資産管理部７００は、基地局毎に端末の送信タイミングの登録を管理することにより、各基地局に対する端末１００の位置情報を管理する。

資産管理部７００は、端末の送信タイミングを受信すると、周囲の基地局を含めた範囲で空きとなっているタイミングを一時的な送信タイミングとして端末１００に指示する（９２）。そのため、他の端末からの信号に邪魔されず、正しい干渉電力を測定できる。

端末１００は、その指示に従って、指定されるタイミングにおいて、所定の回数だけテストプローブ信号を送信する（５１）。送信されたテストプローブ信号は基地局Ｂ２０１で品質が測定される（８０）。基地局Ｂ２０１は、干渉波の電力を推定し、信号対干渉電力比を計算して、定期的な信号の送信において干渉が発生しているかを計算する。計算された干渉の度合いは、回線監視部４００に報告される（９３）。回線監視部４００は、報告された品質（干渉の程度）を集計し、予め定める信号方式に従って定められる閾値を超える場合には、干渉の影響が大きいと判定し、第二のトリガを資産管理部７００に送信する（９４）。資産管理部７００は、第二のトリガを受信すると、該当する端末１００の信号送信タイミングを調整する。そして、送信タイミングの調整結果を端末１００に送信する（４１）。端末１００は、新たに受信した送信タイミングに従って、以降の信号送信タイミングを変更する（５２－１以降）。

図１３は、本実施例の処理のフローチャートである。図１３に示す処理は、中央処理部３００による異常の検出を契機に開始する（２０００）。その後、回線監視部４００が、異常が複数回検出されるなど、閾値を上回る異常を検出すると、第一のトリガを送信して（２００１）、資産管理部７００がテストプローブの送信を端末１００に指示し（２００２）、端末１００がテストプローブを送信する。複数の基地局２００、２０１は、テストプローブを受信し、干渉を判定する（２００３）。回線監視部４００が干渉があると判定すると、リスケジュールのための第二のトリガを送信し、資産管理部７００がリスケジュールを行う（２００４）。一方、回線監視部４００が干渉がないと判定すると、現状のスケジューリングを維持し（２００５）、処理を終了する。

図１４は、端末の位置情報管理処理のフローチャートである。まず、端末１００が移動したことにより、端末１００が送信した信号を受信する基地局２００、２０１における受信状態の変化を中央処理部３００が検出すると（３０００）、回線監視部４００が受信経路の追加・削除によって受信経路を更新する（３００１）。受信経路の更新後、資産管理部７００はテストプローブの送信を端末１００に指示し（３００２）、端末１００がテストプローブを送信する。複数の基地局２００、２０１がテストプローブを受信し、回線監視部４００が各受信経路の品質測定結果を反映し（３００３）、資産管理部７００がリスケジュールを行う（３００４）。

＜実施例２＞
図１５及び図１６を参照して、本発明の第二の実施例を説明する。

図１５に示すように、第二の実施例は、前述した第一の実施例に蓄積部８００が追加される。蓄積部８００は干渉の判定結果と判定時刻を記録し、蓄積部８００は、干渉の判定結果として、第一のトリガを送信しているかと第一のトリガ送信時刻を記録してもよく、基地局が受信した信号品質と受信時刻を記録してもよい。回線監視部４００が蓄積部８００にアクセスして過去に干渉を判定しているかを確認する。

回線監視部４００が送信した第一のトリガに基づいて、端末１００が送信するテストプローブ信号によって干渉状況を調査するステップは、端末１００や無線回線の負荷が増大する。特に干渉が小さい場合に、何度もテストプローブを送信することがあり、コストがかかる。そのため、干渉がないと判定された場合には、干渉の判定結果と判定時刻を蓄積部８００に記録し、当該時刻から所定時間が経過しない場合は、第一のトリガの判定を抑制し、頻繁なテストプローブ送信を抑制する。

そのため、回線監視部４００が第一のトリガを送信する際に、蓄積部８００にアクセスし、同一端末に関して干渉の判定結果を確認する。また、端末１００一時的に送信したプローブ信号を基地局２００が受信して、受信品質を評価し、回線監視部４００が干渉の有無を判定した際には、その結果と時刻を蓄積部８００に記録するようにした。

しかし、干渉がないと判定されても、所定時間に渡って異常が検出される場合には、複数の干渉が複雑に絡んで結果的に異常と判定されるケースがある。このため、蓄積部８００に記録された過去の判定結果も考慮して送信タイミングを変更する契機とするようにした。

図１６は、本実施例の処理のフローチャートである。図１６に示す処理は、中央処理部３００による異常の検出を契機に開始する（２０００）。その後、回線監視部４００は、異常が複数回検出されるなど、閾値を上回る異常を検出すると、蓄積部（データベース）８００を参照して、同一端末に関する干渉の判定結果を確認し、判定結果が蓄積部８００に記録されていなければ、第一のトリガを資産管理部７００に送信する。一方、回線監視部４００は、判定結果が蓄積部８００に記録されていれば、判定時刻と現在時刻との差が所定の時間範囲内である場合、テストプローブによる再測定は不要と判定し、第一のトリガを資産管理部７００に送信しない（２００１）。

そして、資産管理部７００がテストプローブの送信タイミングを端末１００に指示し（２００２）、端末１００は、テストプローブを送信する。複数の基地局２００、２０１は、テストプローブを受信し、干渉を判定する（２００３）。回線監視部４００が干渉があると判定すると、リスケジュールのための第二のトリガを送信し、資産管理部７００がリスケジュールを行う（２００４）。一方、回線監視部４００が干渉がないと判定すると、干渉の判定結果と判定時刻が蓄積部８００に記録する。記録された情報はデータベース化され（２００６）、第一のトリガ判定（２００１）で同一端末に関する頻繁なテストプローブを送信しないために利用される。また、それでも何度かプローブが送信される場合には、判定（２００３）において、干渉が観測されなくても、リスケジュールを行ってもよい（２００４）。

以上に説明したように、本発明の実施例によると、資産管理部７００は、回線の品質が所定の基準より低下したことが検知されると、品質が低下した回線に関する端末１００、及び、当該端末１００と送信タイミングが干渉する端末の少なくとも一方に、一時的に利用可能なテストプローブ信号の送信タイミングを指示し、当該送信タイミングにおけるテストプローブ信号によって干渉があると推定されると、当該端末１００の送信タイミングを再設定するので、環境の変化によって変化する干渉の状況を把握しながら、端末からのデータの送信タイミングを制御して、トラヒックの集中を抑止でき、また、ネットワークの効率を向上できる。

また、回線監視部４００は、監視する回線の品質が所定の基準より低下したことを検知すると資産管理部７００に通知し、資産管理部７００は、品質が低下した端末１００及び当該端末と送信タイミングが干渉する端末１００の少なくとも一方に一時的に利用可能なテストプローブの送信タイミングを指示し、当該送信タイミングの指示を受けた端末１００は、当該指示を受けた送信タイミングにおいて、所定の回数だけテストプローブ信号を送信し、基地局２００は、受信したテストプローブ信号の品質から、干渉の程度を推定し、資産管理部７００は、干渉があると推定された場合に、当該端末１００の送信タイミングを再設定するので、環境によって変化する干渉の状況を把握しながら、端末からのデータの送信タイミングを制御して、トラヒックの集中を抑止でき、また、ネットワークの効率を向上できる。

また、ポータル５００は、ユーザ６００が所望する通信サービスの提供を受けるためのテンプレートに規定されているリソースを資産管理部７００に指示し、資産管理部７００は、リソースが確保できた場合に、テストプローブ信号の送信タイミングを端末１００に指示するので、ネットワークの詳細な設定を隠蔽し、これらを纏めたテンプレートを指定するだけでネットワークが利用できるため、アプリケーションソフトウェアの開発速度を向上できる。

また、基地局２００が受信したテストプローブ信号の品質から推定された干渉の判定結果を格納する蓄積部８００を有し、回線監視部４００は、監視する回線の品質が所定の基準より低下したことを検知すると、所定時間内の干渉の判定結果が蓄積部８００に格納されている場合には、資産管理部７００に通知をしないので、テストプローブ信号の送信が抑制され、ネットワークの効率を向上できる。

また、資産管理部７００は、端末１００が送信した信号を受信できる基地局２００の数が変化した場合、当該端末１００の送信タイミングを再登録し、資産管理部７００は、端末１００の送信タイミングを基地局２００毎に管理することによって、各基地局２００に対する端末１００の位置情報を管理するので、各端末の位置を管理できる。

なお、本発明は前述した実施例に限定されるものではなく、添付した特許請求の範囲の趣旨内における様々な変形例及び同等の構成が含まれる。例えば、前述した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに本発明は限定されない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えてもよい。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えてもよい。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をしてもよい。

また、前述した各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等により、ハードウェアで実現してもよく、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し実行することにより、ソフトウェアで実現してもよい。

各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリ、ハードディスク、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等の記憶装置、又は、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に格納することができる。

また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、実装上必要な全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には、ほとんど全ての構成が相互に接続されていると考えてよい。

１０．．．ポータルがユーザに示す端末に関する情報
２０．．．ユーザがポータルに指示する特定端末の送信タイミングに関する指示
３０．．．ポータルが資産管理部に送る新規の送信時間割り当て要求
４０．．．資産管理部が端末に送る送信タイミング情報
４１．．．資産管理部が端末に送る送信タイミングの変更指示
５０．．．端末が送信するデータの送信
５１．．．本発明からなる実施例において、端末が一時的に送信するテストプローブ
５２．．．端末が送信するデータの送信（但し、５０の指示とは異なるタイミング）
６０．．．端末の送信タイミングを定めるシーケンス
７０．．．端末の異常検知から送信タイミングを変更するためのシーケンス
７１．．．端末の位置情報変化による送信タイミングを変更するためのシーケンス
８０．．．基地局で行うテストプローブの測定
８１．．．中央処理部で行う異常の検出
８２．．．中央処理部で行う端末の位置変化の検出
９０．．．中央処理部が回線監視部に報告する異常検出
９１．．．回線監視部が資産管理部に出す第一のトリガ
９２．．．資産管理部が端末に出す一時送信（テストプローブ）の指示
９３．．．基地局が回線監視部に報告するテストプローブの測定結果
９４．．．回線監視部が資産管理部に出す第二のトリガ
９５．．．中央処理部が回線監視部に報告する端末の位置変化(受信経路変化)のトリガ
１００～１０３．．．端末
２００、２０１．．．基地局
３００．．．中央処理部
４００．．．回線監視部
５００．．．ポータル
６００．．．ユーザ
７００．．．資産管理部
８００．．．蓄積部
１０００～１０３２．．．データの送信タイミング
１０３３．．．テストプローブの送信タイミング
１０３４．．．周囲基地局で利用しないように設定されたスロット

Claims (6)

1. 無線通信システムにおける通信管理方法であって、
   前記無線通信システムは、情報の送信元である複数の端末から無線回線を介して情報を受信する基地局と、前記端末が所望のタイミングで信号を送信するためのリソースを管理する資産管理部と、無線回線の品質を監視する回線監視部と、前記端末が信号を送信するタイミングを規定するテンプレートを選択するために、サービス群をユーザに提示するポータルとを有し、
   前記通信管理方法は、
   前記ポータルが、前記テンプレートに規定されているリソースを前記資産管理部に指示し、
   前記回線監視部が、監視する無線回線の品質が所定の基準より低下したことを検知すると、前記資産管理部に通知し、
   前記資産管理部が、前記テンプレートに規定される組合せや種別に沿ったリソースを空きリソースの群から検索し、必要なリソースが確保できた場合に、無線回線の品質が所定の基準より低下したことが検知されると、品質が低下した無線回線に関する端末、及び、当該端末と送信タイミングが干渉する端末の少なくとも一方に、一時的に利用可能なテストプローブ信号の送信タイミングを指示し、
   前記送信タイミングの指示を受けた端末が、当該指示を受けた送信タイミングにおいて、所定の回数だけテストプローブ信号を送信し、
   前記基地局が、受信した前記テストプローブ信号の品質から、干渉の程度を推定し、
   前記資産管理部が、当該送信タイミングにおけるテストプローブ信号によって干渉があると推定されると、前記送信タイミングの指示を受けた端末の送信タイミングを再設定することを特徴とする通信管理方法。
2. 請求項１に記載の通信管理方法であって、
   前記無線通信システムは、前記基地局が受信した前記テストプローブ信号の品質から推定された干渉の判定結果を格納する蓄積部を有し、
   前記回線監視部は、監視する無線回線の品質が所定の基準より低下したことを検知した場合、所定時間内の干渉の判定結果が前記蓄積部に格納されていれば、前記資産管理部に通知をしないことを特徴とする通信管理方法。
3. 請求項１に記載の通信管理方法であって、
   前記回線監視部は、前記端末が送信した信号を受信する基地局における受信状態の変化が変化すると、当該端末が送信した信号の受信経路を更新し、各基地局に対する前記端末の位置情報を管理することを特徴とする通信管理方法。
4. 複数の端末から無線回線を介して情報を収集する無線通信システムであって、
   情報の送信元である複数の端末から前記無線回線を介して情報を受信する基地局と、
   前記端末が所望のタイミングで信号を送信するためのリソースを管理する資産管理部と、
   無線回線の品質を監視する回線監視部と、
   前記端末が信号を送信するタイミングを規定するテンプレートを選択するために、サービス群をユーザに提示するポータルとを備え、
   前記ポータルは、前記テンプレートに規定されているリソースを前記資産管理部に指示し、
   前記回線監視部は、監視する無線回線の品質が所定の基準より低下したことを検知すると、前記資産管理部に通知し、
   前記資産管理部は、前記テンプレートに規定される組合せや種別に沿ったリソースを空きリソースの群から検索し、必要なリソースが確保できた場合に、無線回線の品質が所定の基準より低下したことが検知されると、品質が低下した無線回線に関する端末、及び、当該端末と送信タイミングが干渉する端末の少なくとも一方に、一時的に利用可能なテストプローブ信号の送信タイミングを指示し、
   前記送信タイミングの指示を受けた端末は、当該指示を受けた送信タイミングにおいて、所定の回数だけテストプローブ信号を送信し、
   前記基地局は、受信した前記テストプローブ信号の品質から、干渉の程度を推定し、
   前記資産管理部は、当該送信タイミングにおけるテストプローブ信号によって干渉があると推定されると、前記送信タイミングの指示を受けた端末の送信タイミングを再設定することを特徴とする無線通信システム。
5. 請求項４に記載の無線通信システムであって、
   前記基地局が受信した前記テストプローブ信号の品質から推定された干渉の判定結果を格納する蓄積部を有し、
   前記回線監視部は、監視する無線回線の品質が所定の基準より低下したことを検知した場合、所定時間内の干渉の判定結果が前記蓄積部に格納されていれば、前記資産管理部に通知をしないことを特徴とする無線通信システム。
6. 請求項４に記載の無線通信システムであって、
   前記回線監視部は、前記端末が送信した信号を受信する基地局における受信状態の変化が変化すると、当該端末が送信した信号の受信経路を更新し、各基地局に対する前記端末の位置情報を管理することを特徴とする無線通信システム。

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