JP7098016B1 - 通信システム、情報処理装置、情報処理装置の制御方法、及び通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＬＰＷＡ通信方式によるＩｏＴ／Ｍ２Ｍシステムの運用を進めるにあたり、ＩｏＴ／Ｍ２Ｍデバイスの効率的な制御を実現すること
【解決手段】通信装置と情報処理装置とが通信を行う通信システムであって、通信は、ユーザプレーンを介したユーザデータの送受信と、制御プレーンを介した制御データの送受信とを含み、情報処理装置は、通信装置を再起動させる指示をショートメッセージサービスセンター（SMSC：Short Message Service Center）へ送信し、情報処理装置によって送信された、通信装置を再起動させる指示が、制御プレーンを介して送信される制御データに含まれて、SMSCを介して通信装置へSMS（ショートメッセージサービス）メッセージで送信される。
【選択図】図１

Description

本発明は、通信システム、情報処理装置、情報処理装置の制御方法、及び通信装置に関する。

近年、ＩｏＴ（Internet of Things）／Ｍ２Ｍ（Machine to Machine）デバイス向けの通信技術として、ＬＰＷＡ（Low Power Wide Area）が広がりを見せている。ＬＰＷＡは、低消費電力、長距離通信を実現する通信技術であり、外部電源を備えず内蔵電池で駆動され、屋内外の様々な場所に設置されるＩｏＴ／Ｍ２Ｍデバイスに適している。

移動通信システムに関する標準仕様の策定を進める３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）は、既存の移動通信向け無線ネットワーク（モバイルネットワーク／セルラーネットワーク）であるＬＴＥ（Long Term Evolution）を利用して、ＬＰＷＡを実現するための検討を進めてきた。３ＧＰＰは、ＬＴＥを拡張したＩｏＴ／Ｍ２Ｍデバイス向けの無線技術として、Category M（カテゴリーＭ）、Category M1（カテゴリーＭ１）、ＮＢ－ＩｏＴ（Narrow Band IoT）を、技術仕様群であるリリース（Release）１３で公開している（例えば、非特許文献１）。

3GPP TS36.304 V13.3.1, 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network;Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); User Equipment (UE) procedures in idle mode (Release 13)

本発明の一実施形態に係る、通信装置と情報処理装置とが通信を行う通信システムは、通信は、ユーザプレーンを介したユーザデータの送受信と、制御プレーンを介した制御データの送受信とを含み、情報処理装置は、通信装置を再起動させる指示をショートメッセージサービスセンター（SMSC：Short Message Service Center）へ送信し、情報処理装置によって送信された、通信装置を再起動させる指示が、制御プレーンを介して送信される制御データに含まれて、SMSCを介して通信装置へSMS（ショートメッセージサービス）メッセージで送信される。

本発明の一実施形態に係る通信システムにおいて、情報処理装置は、ユーザプレーンを介して通信装置へ送信したデータに対する応答を通信装置から受信しない場合、通信装置へ、通信装置を再起動させる指示を送信してもよい。

本発明の一実施形態に係る通信システムにおいて、通信装置は、間欠的にデータを受信する省電力状態で動作してもよい。

本発明の一実施形態に係る通信システムにおいて、通信装置は、情報処理装置との間の第１通信方式とは異なる第２通信方式で、自装置の下位に接続された他の通信装置との間でデータの送受信を行い、再起動させる指示を受信した場合、当該指示を、他の通信装置へ転送してもよい。

本発明の一実施形態に係る通信システムにおいて、通信装置と、複数の他の通信装置とは、互いに第２通信方式で通信する一のグループを形成してよい。

本発明の一実施形態に係る通信システムにおいて、一のグループにおいて、情報処理装置との間で第１通信方式による通信を行う通信装置が、通信装置と複数の他の通信装置との間で切り替えられてよい。

本発明の一実施形態に係る情報処理装置は、通信装置と通信を行う情報処理装置であって、通信は、ユーザプレーンを介したユーザデータの送受信と、制御プレーンを介した制御データの送受信とを含み、通信装置を再起動させる指示をショートメッセージサービスセンター（SMSC：Short Message Service Center）へ送信する通信部を備え、通信部から送信された、通信装置を再起動させる指示が、制御プレーンを介して送信される制御データに含まれて、SMSCを介して通信装置へSMS（ショートメッセージサービス）メッセージで送信される。

本発明の一実施形態に係る情報処理装置の制御方法は、通信装置と通信を行う情報処理装置の制御方法であって、通信は、ユーザプレーンを介したユーザデータの送受信と、制御プレーンを介した制御データの送受信とを含み、通信装置を再起動させる指示をショートメッセージサービスセンター（SMSC：Short Message Service Center）へ送信するステップを含み、送信するステップで送信された、通信装置を再起動させる指示が、制御プレーンを介して送信される制御データに含まれて、SMSCを介して通信装置へSMS（ショートメッセージサービス）メッセージで送信される。

本発明の一実施形態に係る通信装置は、情報処理装置と通信を行う通信装置であって、通信は、ユーザプレーンを介したユーザデータの送受信と、制御プレーンを介した制御データの送受信とを含み、情報処理装置から送信された自装置を再起動させる指示を、制御プレーンを介して送信される制御データに含まれて、ショートメッセージサービスセンター（SMSC：Short Message Service Center）を介して、SMS（ショートメッセージサービス）メッセージで受信する。

本発明の一実施形態に係る通信装置は、情報処理装置との間の第１通信方式とは異なる第２通信方式で、自装置の下位に接続された他の通信装置との間でデータの送受信を行い、再起動させる指示を受信した場合、当該指示を、他の通信装置へ転送してよい。

図１は、本発明の第１実施形態に係る通信システム、通信装置、およびサーバ（情報処理装置）を概略的に示す機能ブロック図である。 図２は、ｅＤＲＸの概略を説明する図である。 図３は、ｅＤＲＸで動作する通信装置への、下りリンクのデータ送信の概略を説明するシーケンス図である。 図４は、本発明の第１実施形態に係る、通信装置、コアネットワーク、サーバ間のシーケンスの一例を示す図である。 図５は、本発明の第２実施形態に係る通信システム、通信装置、およびサーバ（情報処理装置）を概略的に示す機能ブロック図である。

以降、諸図面を参照しながら、本発明の一実施形態を詳細に説明する。

＜システム構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る通信システムの構成例を示す図である。通信システム５００は、ＩｏＴ／Ｍ２Ｍを実現するシステムであってよい。ＩｏＴ（Internet of Things）は、様々なモノ（物）がインターネットに接続されて、データの収集、遠隔操作などが可能となる仕組みを指してよい。また、Ｍ２Ｍ（Machine to Machine：機器間通信）は、機器同士で相互にデータをやり取りする仕組みを指してよい。Ｍ２Ｍにおいて、機器同士はインターネットを介して接続されてもよく、直接接続されてもよい。なお、これ以降、通信システム５００が、ＩｏＴ／Ｍ２Ｍを実現するネットワークとして、ＮＢ－ＩｏＴによる無線通信を利用する場合を説明する。しかしながら、本発明はＮＢ－ＩｏＴに限らず、例えば、カテゴリーＭ１（Category M1）、第５世代（５Ｇ）の通信規格や、第６世代（６Ｇ）以降の通信規格等による無線通信を利用してもよい。

通信システム５００は、サーバ（情報処理装置）１００、通信装置（ＵＥ：User Equipment）３００（３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ）、ネットワーク４００を含む。なお、ネットワーク４００は、基地局（ｅＮＢ：eNodeB）２００で構成される無線ネットワーク（E-UTRAN（Evolved Universal Terrestrial Radio Network））と、コアネットワーク（ＥＰＣ：Evolved Packet Core）１０とで構成されてよい。なお、図１において、通信システム５００を構成する各ノードを別個に示してあるが、１つのハードウェアに、複数のノードの機能が組み込まれてもよい。通信装置３００、基地局２００、ＥＰＣ １０を構成する各構成要素は、プロセッサがメモリに格納されたプログラムを実行することによって動作するコンピュータ装置であってもよい。

基地局２００は、通信装置３００との間で無線セッション（RRC Connection）を確立して直接に通信を行い、コアネットワーク１０と通信装置３００との間でパケットの転送を行う。そのため、基地局２００は、通信装置３００からの発信（上りリンクデータの通知）を受け付けたり、通信装置３００向けの下りリンクデータがある場合に、通信装置３００を呼び出すためのページング（Paging）を送信したりする。

ＥＰＣ １０は、ＭＭＥ（Mobility Management Entity：モビリティ管理エンティティ）１１０、Ｓ－ＧＷ（Serving Gateway：サービング・ゲートウェイ）１２０、Ｐ－ＧＷ（Packet Data Network Gateway：パケット・データ・ネットワーク・ゲートウェイ）１３０を含む。ＭＭＥ １１０は、通信装置３００の位置管理、認証管理や、各ノード間のセッションの管理（すなわち、通信経路（ベアラ）の管理）等を行う機能を有する。また、ＭＭＥ １１０は、通信装置３００を呼び出す際に、基地局２００へページングを送信する機能も有する。Ｓ－ＧＷ １２０は、基地局２００とＥＰＣ １０との間で、ユーザパケットのルーティングや転送を行うゲートウェイとしての機能を有する。Ｐ－ＧＷ １３０は、ネットワーク４００で使用可能な通信装置３００のＩＰ（Internet Protocol）アドレスを割り当て、そのＩＰアドレスによって、通信装置３００とネットワーク４００の外部ネットワークとの通信を可能とするゲートウェイとしての機能を有する。なお、Ｓ－ＧＷ １２０とＰ－ＧＷ １３０とは、統合して１つのノードとして実現される場合もあり、これ以降、統合した場合をＳ／Ｐ－ＧＷ １２０／１３０として示す場合もある。

ＮＢ－ＩｏＴでは、ＬＴＥと同様に、ＥＰＣにおいて、制御信号を伝送する機能を有する制御プレーン（ＣＰｌａｎｅ：Control Plane）と、通信装置（ＵＥ）との間で送受信される音声・データ等のユーザデータを伝送する機能を有するユーザプレーン（ＵＰｌａｎｅ：User Plane）とが分離されたシステムとなっている。すなわち、図１において、ユーザデータは、通信端末（ＵＥ）、Ｓ－ＧＷ １２０、Ｐ－ＧＷ １３０、サーバ１００を経由するユーザプレーンを介して転送されてよい。また、制御信号は、通信端末（ＵＥ）、ＭＭＥ １１０、Ｓ－ＧＷ １２０、Ｐ－ＧＷ １３０、サーバ１００を経由する制御プレーンを介して転送されてよい。なお、通信システム５００は、図示しないＳＣＥＦ（Service Capability Exposure Function）、ＳＣＳ（Service Capability Server）を、制御プレーンに含まれる構成要素としてＭＭＥ １１０とサーバ１００との間に備え、ＩＰ（Internet Protocol）を用いないデータ（非ＩＰデータ）の転送を行ってもよい。この場合、通信システム５００は、ＮＩＤＤ（Non-IP Data Delivery）を実現するシステムとなってよい。

通信装置３００は、本発明の一実施形態において、ＩｏＴデバイスであってよい。図１の例では、通信装置３００を３つ示してあるが、通信装置３００の数はこれに限定されない。なお、これ以降、特に区別する必要が無い場合、通信装置３００の符号における英字は省略して説明する。

一実施形態に係る通信システム５００において、サーバ１００は、ネットワーク４００を介して、ＩｏＴ／Ｍ２Ｍ機器を管理し、それらＩｏＴ／Ｍ２Ｍ機器から送信された各種データを収集する機能を有してよい。例えば、サーバ１００は、各家庭、企業、施設等に設置された、ＩｏＴ／Ｍ２Ｍ機器である例えばメーターに設置された通信装置３００から、メーターに関する情報を収集することができる。すなわち、サーバ１００は、各通信装置３００から送信された情報を処理し、各通信装置３００の管理者へ必要なデータを受け渡すＩｏＴ－ＰＦ（プラットフォーム）としての機能を有してよい。従って、管理者の図示しない集中監視センタが、サーバ１００に接続されてよい。また、サーバ１００は、ネットワーク４００を介して、通信装置３００を遠隔制御してもよい。メーターは、例えば、水道、ガス（都市ガス、ＬＰガス）、石油、電気等の使用量を測定してよい。なお、本発明は、ＩｏＴ／Ｍ２Ｍ機器をメーターに限定するものではない。また、メーターが測定する対象は、上記の例に限定されない。すなわち、サーバ１００は、メーターの測定対象に応じて任意の情報を収集してよい。なお、図１において、サーバ１００は単体で示してあるが、これに限られるものではない。サーバ１００は、各実施形態において記載する機能を実現できる情報処理装置であればどのような装置であってもよい。例えば、サーバ１００は、サーバ装置、コンピュータ（限定でなく例として、デスクトップ、ラップトップ、タブレット等）、コミュニケーションプラットホーム等を含んでもよい。

なお、サーバ１００と通信装置３００とは、所定のプロトコルに従ってデータの送受信を行ってよい。所定のプロトコルは、例えば、Open Mobile Alliance（ＯＭＡ）によって策定されたプロトコルであるLightweight M2M（ＬｗＭ２Ｍ）のプロトコル、ＭＱＴＴ（Message Queue Telemetry Transport）のプロトコル、及びＣｏＡＰ（Constrained Application Protocol）のプロトコル等であってよい。

また、ネットワーク４００は、図示しないＨＳＳ（Home Subscriber Server：ホーム加入者サーバ）、ＭＴＣ－ＩＷＦ（Machine Type Communications - Interworking Function）を含んでもよい。ＨＳＳは、認証処理や、通信装置３００の位置情報を管理するノードである。ＭＴＣ－ＩＷＦは、サーバ１００とＭＭＥ １１０とに接続され、サーバ１００とＥＰＣ １０との間で、データの転送を行ってよい。

さらに、通信システム５００は、ＳＭＳＣ（Short Message Service Center：ショートメッセージサービスセンター）１４０を備えてよい。ＳＭＳＣ １４０は、サーバ１００から送信されたＳＭＳメッセージを受信し、受信したＳＭＳをＥＰＣ １０に送信する機能を有してよい。

＜サーバ＞
サーバ１００は、制御部１０１、通信部１０２、及び記憶部１０５を備える。記憶部１０５は、典型的には、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、フラッシュメモリ等各種の記録媒体により実現され、サーバ１００が動作するうえで必要とする各種プログラム及びデータを記憶する機能を有してよい。また、記憶部１０５には、サーバ１００との通信を行うための、通信装置３００及びメーターに関する情報が記憶されてよい。例えば、記憶部１０５には、各通信装置３００を一意に識別可能な識別子である装置ＩＤ、通信装置３００の位置情報、メーターを一意に識別可能な識別子であるメーターＩＤ、メーターの管理者に係る管理者ＩＤ、通信装置３００とのネットワーク４００を介した通信に必要なネットワークＩＤ等が記憶されてよい。ネットワークＩＤは、例えば、通信装置３００との間のユーザプレーンを介した通信で用いるベアラ（通信経路）の確立時に、Ｐ－ＧＷ １３０から通信装置３００に付与されたＩＰアドレスであってよい。また、ネットワークＩＤは、メーターへＳＭＳを送信するのに必要な情報であって、送信先のアドレスを示す情報として、例えば、電話番号、ＩＭＳＩ（International Mobile Subscriber Identity）等であってよい。なお、通信システム５００がＮＩＤＤを実現するシステムである場合、ＳＭＳの送信に用いる情報としては、通信装置３００に割り当てられた識別子（External-ID）が用いられてもよい。

制御部１０１は、典型的には中央処理装置（ＣＰＵ）であってよい。制御部１０１は、記憶部１０５に記憶されるプログラムを読み出し、読み出したプログラムに含まれるコード又は命令を実行することによって、各実施形態に示す機能、方法を実行してよい。制御部１０１は、集積回路（ＩＣ（Integrated Circuit）チップ、ＬＳＩ（Large Scale Integration））等に形成された論理回路（ハードウェア）や専用回路によって各実施形態に開示される各処理を実現してもよい。また、これらの回路は、１又は複数の集積回路により実現されてよく、各実施形態に示す複数の処理を１つの集積回路により実現されることとしてもよい。

通信部１０２は、ネットワークアダプタ等のハードウェアや通信用ソフトウェア、及びこれらの組み合わせとして実装されてよい。通信部１０２は、サーバ１００と各通信装置３００の間で確立されたベアラを用いて、ネットワーク４００を介して各種データの送受信を行ってよい。また、通信部１０２は、ＳＭＳメッセージとして送信したい命令（コマンド）を、ＳＭＳＣ １４０へ送信してよい。

＜通信装置＞
通信装置３００は、制御部３１０、通信部３２０、及び記憶部３５０を備えてよい。通信装置３００を構成する制御部３１０や通信部３２０は、プロセッサがメモリに格納されたプログラムを実行することによって処理が実行されるソフトウェアもしくはモジュールであってもよい。または、通信装置３００を構成する構成要素は、回路もしくはチップ等のハードウェアであってもよい。本発明の一実施形態において、制御部３１０は、通信装置３００をＬＴＥに準拠して動作させるための処理を実現してよい。また、詳細は後述するが、制御部３１０は、通信装置３００に、間欠的にデータを受信する省電力状態の動作であるｅＤＲＸ動作を実行させてよい。また、制御部３１０は、図示しないメーターからの各種情報を取得する機能を有してよい。また、制御部３１０は、自装置の再起動を実行したり、ネットワーク４００への接続や、ネットワーク４００との接続を解除するための各種処理を実行してよい。

通信部３２０は、無線通信においてデータの送受信機能を実現するハードウェアや通信用ソフトウェア、及びこれらの組み合わせとして実装されてよい。通信部３２０は、ネットワーク４００を介して、サーバ１００との間で各種データの送受信を行い、サーバ１００から受信した各種データを、制御部３１０へ伝達してよい。

記憶部３５０は、通信装置３００が動作するうえで必要とする各種プログラムや各種データを記憶する。記憶部３５０は、例えば、半導体メモリ（磁気メモリ、フラッシュメモリ等）を含んでよい。また、記憶部３５０は、制御部１０１に対する作業領域を提供するメモリ（ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等）を含んでよい。また、本発明の一実施形態において、記憶部３５０は、ｅＤＲＸ動作を実行するための各種パラメータ、ネットワーク４００に接続するための各種ネットワークパラメータ（例えば、ＩＰアドレス等）、通信装置３００に固有の識別情報（デバイスＩＤ等）を記憶してもよい。

＜ｅＤＲＸについて＞
ここで、図２を用いて、ｅＤＲＸについて概略を説明する。図２は、横軸に時間、縦軸に通信装置３００の無線機能のオン／オフ状態を例示している。ｅＤＲＸは、ＬＴＥにおける低消費電力を実現するためのＬＰＷＡ（Low Power Wide Area）を、ＩｏＴ／Ｍ２Ｍデバイス向けに拡張した無線技術であって、カテゴリーＭ、カテゴリーＭ１、ＮＢ－ＩｏＴ等の通信規格の一機能である。

ＬＴＥにおいて、通信装置３００は、基地局２００との間の無線セッションがある接続状態（RRC_CONNECTED）と、基地局２００との間の無線セッションがないアイドル状態（RRC_IDLE）（待受け状態）との２つの状態を遷移する。アイドル状態とは、接続状態よりも通信装置３００の機能が制限された状態であってよい。例えば、通信装置３００は、接続状態において、基地局２００との間でデータの送受信が可能であるが、アイドル状態において、データの受信のみが可能であってよい。具体的には、例えば、通信装置３００は、アイドル状態において、基地局２００との間では、ページングや、ブロードキャスト情報の受信のみが可能であってよい。アイドル状態の通信装置３００は、ページングを受信した場合にアイドル状態を解除し、基地局２００との間の無線セッションを確立してよい。

ここで、上述のように通信装置３００は、ページングの受信を試みるため、アイドル状態においても待機電力を消費する。これに対し、通信装置３００は、アイドル状態において、ｅＤＲＸによりページングの受信を制御してよい。例えば、通信装置３００は、アイドル状態において、ページングの受信を間欠的に実行してよい。すなわち、通信装置３００は、ページングの受信を試みない期間には、自装置の無線機能を停止させてよい。具体的には、図２に例示するように、通信装置３００は、ページングの受信を試みるタイミングで、無線機能をオンにし、それ以外の時間では、無線機能をオフにしてよい。つまり、通信装置３００は、間欠的にデータを受信することにより消費電力を低減可能な省電力状態で動作してよい。なお、図２において、ＰＴＷ（Paging Time Window）は、ｅＤＲＸ動作中の通信装置３００が、ページングの受信を試みる区間を表す。また、図２において、ｅＤＲＸ周期は、無線機能のオンとオフの周期を表す。すなわち、ｅＤＲＸ周期は、ＰＴＷの始期から次のＰＴＷの始期までの期間を表す。したがって、通信装置３００は、ＰＴＷの長さと、次のＰＴＷまでの周期（ｅＤＲＸ周期）とを設定することにより、アイドル状態における通信装置３００の消費電力量を制御することができる。

通信装置３００、基地局２００、ＭＭＥ １１０は、通信装置３００ごとに設定されたｅＤＲＸ周期に関する情報をそれぞれ共有してよい。すなわち、通信装置３００、基地局２００、ＭＭＥ１１０は、それぞれどのタイミングで通信装置３００がＰＴＷとなるかを算出してよい。そして、通信装置３００、基地局２００、ＭＭＥ １１０は、通信装置３００のＰＴＷの情報に基づいて同期してよい。これにより、基地局２００は、通信装置３００がページングを受信可能なタイミングに、通信装置３００へページングを送出することができる。

＜ｅＤＲＸ動作中の通信装置とネットワークとの間のシーケンス＞
図３は、ｅＤＲＸ動作を行うアイドル状態の通信装置３００に対して、サーバ１００からデータを送信する場合を説明するシーケンス図である。なお、図３を含むこれ以降のシーケンス図において、Ｓ－ＧＷ１２０とＰ－ＧＷ１３０とは統合して示してある。また、図３において、制御プレーンを介した所定の制御信号の送受信により、通信装置３００のネットワーク４００へのアタッチ（Attach）処理は完了し、ネットワーク４００（より詳細には、ＭＭＥ １１０）において、通信装置３００に関する情報（コンテキスト情報）が保持されているものとする。また、サーバ１００への通信装置３００の登録処理（Registration）は完了し、サーバ１００は、通信装置３００を管理対象として通信が実行できる状態にあるものとする。

サーバ１００の制御部１０１は、通信部１０２を介して、通信装置３００へ送信すべきデータをＳ／Ｐ－ＧＷ １２０／１３０へ送信する（ステップＳ１１）。Ｓ／Ｐ－ＧＷ １２０／１３０は、サーバ１００から受信したデータをバッファリングし（ステップＳ１２）、ＭＭＥ １１０へ、通信装置３００へ送信すべきデータがある旨を通知する（ステップＳ１３）。ＭＭＥ １１０は、データ通知に対する応答をＳ／Ｐ－ＧＷ １２０／１３０へ送信する（ステップＳ１４）。なお、ＭＭＥ １１０は、通信装置３００のｅＤＲＸ周期に関する情報から、次のＰＴＷとなる時間を算出し、Ｓ／Ｐ－ＧＷ １２０／１３０への応答に、必要なバッファリング期間についての情報を含めてもよい。ＭＭＥ １１０は、通信装置３００においてＰＴＷとなるまで、通信装置３００へのページングの送信を保留する（ステップＳ１５）。

ＭＭＥ １１０は、基地局２００へページングを送信する（ステップＳ１６）。このとき、ＭＭＥ １１０は、通信装置３００におけるＰＴＷのタイミングで、基地局２００が通信装置３００へページングを送信できるように、そのタイミングに合わせてページングを送信する。ＭＭＥ １１０からのページングを受け、基地局２００は、通信装置３００へページングを送信する（ステップＳ１７）。なお、基地局２００は、ページングを受信した後、ＰＴＷのタイミングまでページングをバッファし、ＰＴＷのタイミングとなった場合に通信装置３００へページングを送信する。このため、ＭＭＥ １１０と基地局２００との間の同期の精度を高め、基地局２００が、ＭＭＥ １１０からのページングを受信してから遅滞なく、通信装置３００へページングを送信できるようにすることにより、基地局２００におけるバッファ量を低減することが好ましい。

ＰＴＷの間にページングを受信した通信装置３００は、基地局２００との間で無線セッションの確立処理（RRC Connection Procedure）を実行する。これにより、通信装置３００と基地局２００との間の無線セッションが確立する（ステップＳ１８）。その後、所定の手順を経て、通信装置３００、基地局２００、Ｓ／Ｐ－ＧＷ １２０／１３０、サーバ１００の間の、ユーザプレーンを介したベアラが設定される（ステップＳ１９）。ベアラが設定されると、Ｓ／Ｐ－ＧＷ １２０／１３０にバッファされていたデータが、通信装置３００へ送信される（ステップＳ２０）。その後、基地局２００は、通信装置３００との間の無線セッションを解放する（ステップＳ２１）。無線セッションの解放は、予め無線セッションが確立してから解放するまでの時間を定め、時間が満了したことをトリガとして基地局２００によって行われてよい。なお、無線セッションの解放は、通信装置３００によって行われてもよい。例えば、通信装置３００は、基地局２００との間で適切に同期を取ることができない場合に、無線セッションを解放してもよい。無線セッションを解放してアイドル状態となった通信装置３００は、引き続きｅＤＲＸ周期に従って、ページングの間欠受信を行う。

なお、通信装置３００からネットワーク４００への、上りリンクデータの送信（通信装置３００による発信）は、ｅＤＲＸ周期に依存せず、任意のタイミングで行うことができる。

＜第１実施形態＞
ｅＤＲＸ動作を行う通信装置３００に限定されるものではないが、通信装置３００とサーバ１００との通信において、通信装置３００の再起動を要する事象が発生し得る。例えば、ｅＤＲＸ動作を行う通信装置３００の場合、ＰＴＷのタイミングの計算誤差や通信環境の悪化といった何らかの原因により、基地局２００と通信装置３００との間の無線セッションが確立できない現象が起こり得る。また、ｅＤＲＸ動作を行う通信装置３００に限定されるものではなく、通信装置３００とサーバ１００との間で、登録状態の不一致が生じ得る。登録状態の不一致とは、例えば、通信装置３００の動作期限（有効期限）が満了しているにも関わらず、サーバ１００に登録された状態を指してよい。また、登録状態の不一致とは、通信装置３００はサーバ１００の管理対象として動作しているにも関わらず、サーバ１００には登録されていない状態を指してよい。なお、通信装置３００の再起動は、上述した事象が生じた場合に限定されず、サーバ１００の管理者が所望するタイミングで実行できてよい。

図４は、本発明の第１実施形態による、通信装置３００とサーバ１００との間のシーケンスの一例である。図４は、図３と同様に、ｅＤＲＸ動作を行うアイドル状態の通信装置３００に対して、サーバ１００から再起動の指示を送信する場合を説明するシーケンス図である。図３と同様に、通信装置３００のネットワーク４００へのアタッチ（Attach）処理は完了し、ネットワーク４００において、通信装置３００に関する情報が保持されている。

サーバ１００の制御部１０１は、通信部１０２を介して、通信装置３００を再起動させる指示をＳＭＳＣ １４０へ送信する（ステップＰ１１）。サーバ１００からＳＭＳＣ １４０へ送信される指示は、再起動を目的とすること、再起動させる対象である通信装置３００の識別情報が含む情報であってよい。例えば、ＳＭＳＣ １４０とサーバ１００との間で、あらかじめ再起動指示であることを示すコマンドを設定しておき、そのコマンドを含む情報が、サーバ１００から送信されてよい。ＳＭＳＣ １４０は、サーバ１００から受信したデータをバッファリングしてよい（ステップＰ１２）。また、ＳＭＳＣ １４０は、ＭＭＥ １１０へ、通信装置３００へ送信すべきデータがある旨を通知してよい（ステップＰ１３）。なお、ＳＭＳＣ １４０からＭＭＥ １１０へ通知されるデータは、「再起動させるコマンドを含むＳＭＳを通信装置３００へ送信する」との内容を含む情報であればそのデータ形式は問わない。ＭＭＥ １１０は、データ通知に対する応答をＳＭＳＣ １４０へ送信してよい（ステップＰ１４）。ＭＭＥ １１０は、通信装置３００においてＰＴＷとなるまで、通信装置３００へのページングの送信を保留してよい（ステップＰ１５）。

ステップＰ１６～Ｐ１８までは、図３のステップＳ１６～Ｓ１８と同様であるため説明を省略する。ステップＰ１８で無線セッションが確立されると、ＭＭＥ １１０から基地局２００へ、再起動させるコマンドが送信されてよい。そして、基地局２００から通信装置３００へ、ＳＭＳメッセージの形式で、再起動させるコマンドが送信されてよい（ステップＰ２０）。その後、無線セッションが解放されてよい（ステップＰ２１）。

なお、上述のように、ＳＭＳメッセージはＭＭＥ １１０を介する制御プレーンで送信されてよい。この場合、ユーザプレーンを介したパケット送信と異なり、ベアラの設定が必要ないという利点がある。また、再起動させる指示をＳＭＳで送信させるため、データ容量を抑えることができる。さらに、データ容量が少なく軽いため、無線通信におけるデータの欠損が生じにくく、確実に通信装置３００へコマンドを送達させることができる。

なお、図４のシーケンスは一例であって、本発明はこれに限定されない。例えば、ＳＭＳＣ １４０から送信されたデータは、ＭＭＥ １１０以外の構成要素を経由してもよい。また、通信装置３００がｅＤＲＸ動作を行うことは必須でなく、ＰＴＷのタイミングを待機しなくてもよい。

なお、再起動とは、通信装置３００の電源の入れ直しを示す再起動（Reboot）であってもよいし、ネットワーク４００への再登録を示すデタッチ（Detach）及びアタッチ（Attach）指示であってもよい。

また、再起動指示は、サーバ１００が、ユーザプレーンを介して通信装置３００へ送信したデータに対する応答を通信装置３００から受信しない場合に、通信装置３００へ送信されてもよい。例えば、サーバ１００の制御部１０１は、ユーザプレーンを介して通信装置３００へデータを送信した後に、送信した時間から所定時間経過しても、通信装置３００からの応答を受信できなかった場合に、通信装置３００へのデータが送信されないと判定してもよい。

通信装置３００へデータが送信されない場合、ユーザプレーンで設定された通信ベアラに何らかの不具合が生じている可能性がある。本発明の一実施形態によれば、ユーザプレーンと異なる制御プレーンを介して、通信装置３００の再起動を指示するコマンドが送信される。従って、通信装置３００へ再起動のコマンドを到達させ、再起動させる可能性を高めることができる。さらに、再起動により通信ベアラの再設定や、サーバ１００への再登録処理が実行されるため、不具合を解消させることができる。

＜第２実施形態＞
図４は、本発明の第２実施形態による通信システムの概略図である。通信システム５００Ａにおいて、サーバ１００、ネットワーク４００、通信装置３００は図１と同様であってよい。通信システム５００Ａは、フィールド内の複数の通信装置３００によってマルチホップ方式のネットワークを組み、ネットワーク内のメーターのデータを収集するＦＡＮ（Field Area Network）と、ＦＡＮによって収集されたデータを遠隔のサーバ１００に送信するＷＡＮ（Wide Area Network）とを実現してよい。ＦＡＮにおいて、各メーターの情報は、複数の通信装置３００間のマルチホップ通信を用いて伝送されてよい。下位の通信装置３００間を伝送した情報は、上位のゲートウェイ装置（ＧＷ）に収集され、ゲートウェイ装置から、ＷＡＮを介してサーバ１００へ送信されてよい。なお、本発明の一実施形態による通信装置３００は、ゲートウェイ装置の機能を備えてもよい。すなわち、本発明の一実施形態による通信システム５００Ａは、専用のゲートウェイ装置を用いることなく、通信装置３００のみでＦＡＮ及びＷＡＮの構築が可能であってよい。

本発明の第２実施形態による通信システム５００Ａにおいて、複数の通信装置３００によってＦＡＮ（通信装置群の一例）が構成されてよい。図４の例では、通信装置３００Ａ，３００Ｘ，３００Ｙ，３００Ｚによって、ＦＡＮ３０Ａが構成されている。ＦＡＮ３０Ａにおいて、通信装置３００Ａはゲートウェイ（無線通信親機、以降「親機」とも示す）として動作し、その他の通信装置３００Ｘ～３００Ｚは子機（無線通信子機）として動作しているものとする。ここで、各通信装置３００は、親機としても子機としても動作可能であって、親機としての動作と子機としての動作を切り替え可能であってよい。なお、ＦＡＮの構造は、図示したツリー型に限定されない。ＦＡＮの構造としては、スター型、メッシュ型であってもよい。また、各ＦＡＮに含まれる無線通信装置は、図示した数に限られるものではない。なおこれ以降、特に区別する必要が無い場合、ＦＡＮにおける符号の英字は省略して説明することもある。

ここで、本明細書において、「親機」は、ゲートウェイとしてＷＡＮを介したサーバ１００との通信を行う通信装置を指し、「子機」は、ＷＡＮを介したサーバ１００との通信を行わない通信装置を指すものとする。すなわち、通信装置３００同士の接続において、その上位／下位によって親子を定義するものではない。

本発明の第２実施形態によれば、通信装置３００は、サーバ１００との間の第１通信方式とは異なる第２通信方式で、自装置の下位に接続された他の通信装置との間でデータの送受信を行い、サーバ１００から再起動させる指示を受信した場合、当該指示を、他の通信装置へ転送してよい。ここで、第１通信方式は、例えば、ＬＴＥ、ＬＴＥ－Ａｄｖａｎｃｅｄ、４Ｇ、５Ｇ、６Ｇ、ＣＤＭＡなどの通信方式であってよい。また、第１通信方式は、例えば、Category M, Category M1、ＮＢ－ＩｏＴ等のＩｏＴ向けの無線通信方式であってよい。また、第１通信方式は例えば、電波法における免許を必要とする通信方式（公衆無線）である。なお、第１通信方式は、これらの例に限られるものではない。また、第２通信方式は、例えば、９２０ＭＨｚ帯を使用して通信する特定小電力無線方式である。９２０ＭＨｚ帯を使用して通信する特定小電力無線方式は、例えば、Ｗｉ-ＳＵＮの通信規格に基づく通信方式や、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）等のＩＥＥＥ８０２．１５．４上で動作する無線通信規格の通信方式であってよい。なお、第２通信方式は、９２０ＭＨｚ帯に限られず、どのような通信帯域で通信するものであってもよい。第２通信方式は例えば、電波法における免許を必要としない通信方式である。第１通信方式と第２通信方式とは例えば、通信に用いる電波の周波数帯が互いに異なってよい。すなわち、親機として動作し、サーバ１００との通信を行う通信装置３００Ａは、サーバ１００からＳＭＳメッセージで再起動する指示を受信した場合に、当該再起動の指示を、ＬｗＭ２Ｍプロトコルを用いた通信方式で、子機である通信装置３００Ｘ～３００Ｚに対して送信してよい。

これにより、ＦＡＮの再起動のトリガを、ＳＭＳメッセージという軽いデータで確実に送信することができる。なお、ＦＡＮの再起動は、ＦＡＮ全体の再起動を指してもよいし、ＦＡＮを構成する通信装置３００の一部の再起動を指してもよい。

本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各構成部、各ステップ等に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成部やステップ等を１つに組み合わせたり、或いは分割したり、必要に応じて適宜省略又は変更することが可能である。また、上記実施の形態に示す構成を適宜組み合わせることとしてもよい。例えば、サーバ１００が備えるとして説明した各機能部は、コアネットワーク１０におけるノードのいずれかによって実現されてもよい。逆に、コアネットワーク１０におけるノードのいずれかが備えるとして説明した各機能部を、サーバ１００が備えてもよい。

また、サーバ１００から送信されＳＭＳＣ １４０でバッファされたデータは、サーバ１００でバッファされてもよいし、ＭＭＥ １１０でバッファされてもよい。

また、上述では、ｅＤＲＸに準拠する通信システムについて説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されず、制御プレーンとユーザプレーンとが分離した通信方式において適用可能であってよい。

また、上述では、ＦＡＮの親機がＳＭＳメッセージで受信した再起動の指示が、子機には、ＬｗＭ２Ｍのプロトコルで転送される態様を説明した。しかしながら、子機に対しても、ＳＭＳメッセージの形式で再起動の指示が転送されてもよい。さらに、子機への再起動の指示が、親機を介して、サーバ１００から送信されてもよい。

本開示の各実施形態のプログラムは、通信装置や情報処理装置に読み取り可能な記憶媒体に記憶された状態で提供されてもよい。記憶媒体は、「一時的でない有形の媒体」に、プログラムを記憶可能であってよい。プログラムは、例えば、ソフトウェアプログラムや情報処理装置プログラムを含んでよい。

記憶媒体は適切な場合、１つ又は複数の半導体ベースの、又は他の集積回路（ＩＣ）（例えば、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）等）、ハード・ディスク・ドライブ（ＨＤＤ）、ハイブリッド・ハード・ドライブ（ＨＨＤ）、光ディスク、光ディスクドライブ（ＯＤＤ）、光磁気ディスク、光磁気ドライブ、フロッピィ・ディスケット、フロッピィ・ディスク・ドライブ（ＦＤＤ）、磁気テープ、固体ドライブ（ＳＳＤ）、ＲＡＭドライブ、セキュア・デジタル・カードもしくはドライブ、任意の他の適切な記憶媒体、又はこれらの２つ以上の適切な組合せを含むことができる。記憶媒体は、適切な場合、揮発性、不揮発性、又は揮発性と不揮発性の組合せであってよい。

また、本開示のプログラムは、当該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して、サーバ１００に提供されてもよい。

また、本開示の各実施形態は、プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。

なお、本開示のプログラムは、例えば、ＪａｖａＳｃｒｉｐｔ（登録商標）、Ｐｙｔｈｏｎ等のスクリプト言語、Ｃ言語、Ｇｏ言語、Ｓｗｉｆｔ，Ｋｏｌｔｉｎ、Ｊａｖａ（登録商標）等の任意のプログラミング言語を用いて実装されてよい。

１００ サーバ
１０１ 制御部
１０２ 通信部
１０５ 記憶部
１０ ＥＰＣ
１１０ ＭＭＥ
１２０ Ｓ－ＧＷ
１３０ Ｐ－ＧＷ
１４０ ＳＭＳＣ
２００ 基地局
３００ 通信装置
３１０ 制御部
３２０ 通信部
３５０ 記憶部
４００ ネットワーク
５００ 通信システム

Claims (8)

1. 間欠的にデータを受信する省電力状態で動作する通信装置と情報処理装置とがネットワークを介して通信を行う通信システムであって、
   前記通信は、ユーザプレーンを介したユーザデータの送受信と、制御プレーンを介した制御データの送受信とを含み、
   前記情報処理装置は、前記ユーザプレーンを介して前記通信装置へ送信したデータに対する応答を前記通信装置から受信しない場合、前記通信装置へ、前記通信装置を再起動させる指示であって、前記ネットワークへの再登録指示をショートメッセージサービスセンター（SMSC：Short Message Service Center）へ送信し、
   前記情報処理装置によって送信された、前記通信装置を再起動させる指示が、前記制御プレーンを介して送信される制御データに含まれて、前記SMSCを介して前記通信装置へSMS（ショートメッセージサービス）メッセージで送信され、
   前記通信装置は、前記SMSメッセージで前記情報処理装置から受信した前記再起動させる指示を、LwM2M（Lightweight M2M）を用いたプロトコルで、自装置の下位に接続された他の通信装置へ転送する、通信システム。
2. 前記通信装置は、前記情報処理装置との間の第１通信方式とは異なる第２通信方式で、自装置の下位に接続された他の通信装置との間でデータの送受信を行い、前記再起動させる指示を受信した場合、当該指示を、前記他の通信装置へ転送する、
   請求項１に記載の通信システム。
3. 前記通信装置と、複数の前記他の通信装置とは、互いに前記第２通信方式で通信する一のグループを形成する、
   請求項２に記載の通信システム。
4. 前記一のグループにおいて、前記情報処理装置との間で前記第１通信方式による通信を行う通信装置が、前記通信装置と前記複数の他の通信装置との間で切り替えられる、
   請求項３に記載の通信システム。
5. 間欠的にデータを受信する省電力状態で動作する通信装置とネットワークを介して通信を行う情報処理装置であって、
   前記通信は、ユーザプレーンを介したユーザデータの送受信と、制御プレーンを介した制御データの送受信とを含み、
   前記ユーザプレーンを介して前記通信装置へ送信したデータに対する応答を前記通信装置から受信しない場合、前記通信装置へ、前記通信装置を再起動させる指示であって、前記ネットワークへの再登録指示をショートメッセージサービスセンター（SMSC：Short Message Service Center）へ送信する通信部を備え、
   前記通信部から送信された、前記通信装置を再起動させる指示が、前記制御プレーンを介して送信される制御データに含まれて、前記SMSCを介して前記通信装置へSMS（ショートメッセージサービス）メッセージで送信される、請求項１に記載の通信システムに係る情報処理装置。
6. 通信装置とネットワークを介して通信を行う情報処理装置の制御方法であって、
   前記通信は、ユーザプレーンを介したユーザデータの送受信と、制御プレーンを介した制御データの送受信とを含み、
   前記ユーザプレーンを介して前記通信装置へ送信したデータに対する応答を前記通信装置から受信しない場合、前記通信装置へ、前記通信装置を再起動させる指示であって、前記ネットワークへの再登録指示をショートメッセージサービスセンター（SMSC：Short Message Service Center）へ送信するステップを含み、
   前記送信するステップで送信された、前記通信装置を再起動させる指示が、前記制御プレーンを介して送信される制御データに含まれて、前記SMSCを介して前記通信装置へSMS（ショートメッセージサービス）メッセージで送信される、請求項５に記載の情報処理装置の制御方法。
7. 情報処理装置とネットワークを介して通信を行う通信装置であって、
   前記通信は、ユーザプレーンを介したユーザデータの送受信と、制御プレーンを介した制御データの送受信とを含み、
   前記情報処理装置から送信された自装置を再起動させる指示であって、前記ネットワークへの再登録指示を、前記制御プレーンを介して送信される制御データに含まれて、ショートメッセージサービスセンター（SMSC：Short Message Service Center）を介して、SMS（ショートメッセージサービス）メッセージで受信し、
   前記通信装置は、前記SMSメッセージで前記情報処理装置から受信した前記再起動させる指示を、LwM2M（Lightweight M2M）を用いたプロトコルで、自装置の下位に接続された他の通信装置へ転送する、通信装置。
8. 前記通信装置は、前記情報処理装置との間の第１通信方式とは異なる第２通信方式で、自装置の下位に接続された他の通信装置との間でデータの送受信を行い、前記再起動させる指示を受信した場合、当該指示を、前記他の通信装置へ転送する、
   請求項７に記載の通信装置。
   

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