JPWO2016152805A1 - 通信端末、通信システム、通信方法、及び通信プログラム - Google Patents

通信端末、通信システム、通信方法、及び通信プログラム Download PDF

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Abstract

本願発明では、上記問題点を鑑みて発明されたものであってMTCデバイスの送信電力の消費を実現することができる技術を提供することにある。本願発明は、通信端末であって、測定対象を測定する測定手段と、アプリケーションサーバから送信に関する所定の条件を受信手段と、前記測定値が前記条件を満たす場合は前記測定値を前記アプリケーションサーバに送信しないと判定する手段を有する。

Description

本願発明は、通信端末通信システム、通信方法、及び通信プログラムに関する。
次世代のセルラシステムの1つである3GPP LTE(Long Term Evolution)では、M2M(Machine to Machine)通信のMTC(Machine Type Communication)を定義している。このMTCでは、MTCデバイスがデータの送受信を行うが、3GPP LTEでは、現在このMTCデバイスの消費電力の削減の為の議論が行われている。
3GPP LTEでは、MTCデバイスの消費電力の削減のために、間欠受信(DRX:DISCONTINUOUS Reception)に関しては非特許文献1にて定義している。一方、間欠送信(DTX:Discontinuous Transmission)に関しては、音声データの間欠送信に関してのみ非特許文献2にて定義している。
3GPP TS36.321(インターネット<URL>HTTP://www.3gpp.org/dynareport/36−series.htm) 3GPP TS26.081(インターネット<URL>HTTP://www.3gpp.org/DynaReport/26‐series.htm)
MTCデバイスがデータを送信するにあたって、送信電力が受信電力、スリープ電力に比べて最も多く、バッテリーで動作するMTCデバイスにおいては送信する際の送信電力の消費が問題となる。
そこで、本願発明では、上記問題点を鑑みて発明されたものであってMTCデバイスの送信電力の消費を実現することができる技術を提供することにある。
本願発明の一態様は、通信端末であって、測定対象を測定する測定手段と、アプリケーションサーバから送信に関する所定の条件を受信手段と、前記測定値が前記条件を満たす場合は前記測定値を前記アプリケーションサーバに送信しないと判定する判定手段とを有する。
本願発明の一態様は、アプリケーションサーバと、前記アプリケーションサーバと通信する端末とを有する通信システムであって、前記アプリケーションサーバは、送信に関する所定の条件を設定する設定手段を有し、前記端末は、測定対象を測定する測定手段と、前記測定値が、前記設定された条件を満たす場合は前記測定値を前記アプリケーションサーバに送信しないと判定する判定手段とを有する。
本願発明の一態様は、通信方法であって、測定対象を測定する測定ステップと、アプリケーションサーバから送信に関する所定の条件を受信ステップと、前記測定値が前記条件を満たす場合は前記測定値を前記アプリケーションサーバに送信しないと判定する判定ステップとを有する。
本願発明の一態様は、通信端末のプログラムであって、前記プログラムは、前記通信端末に、測定対象を測定する測定処理と、アプリケーションサーバから送信に関する所定の条件を受信処理と、前記測定値が前記条件を満たす場合は前記測定値を前記アプリケーションサーバに送信しないと判定する判定処理とを実行させる。
本発明によると、MTCデバイスの送信電力の消費を実現することができる。
図1は、通信システムの概要図である。 図2は、実施の形態1における端末のブロック図である。 図3は、実施の形態1におけるアプリケーションサーバのブロック図である。 図4は、実施の形態1における動作を説明するためのタイムチャートである。 図5は、実施の形態2における端末のブロック図である。 図6は、実施の形態2における動作を説明するためのタイムチャートである。 図7は本実施の形態1の無線通信システムにおける無線端末1の他の態様を示す図である。 図8は本実施の形態の無線通信システムにおける基地局や無線ネットワークの他の態様を示す図である。 図9は本実施の形態2の無線通信システムにおける無線端末1の他の態様を示す図である。
本願発明の特徴を説明するために、以下において、図面を参照して具体的に述べる。図1は、本願発明の通信システムの概要図である。
図1に示すように、通信システム1は、端末10、eNB(evolved NodeB)11、MME(Mobility Management Entitiy)12、S−GW(Serving Gate Way)13、P−GW(Packetdata Network Gate Way)14、及びアプリケーションサーバ15を有する。
本願発明は、アプリケーションサーバ15から送信されてくる予測範囲値と、端末10で測定した測定対象の測定値とを比較し、測定値が予測範囲値内である場合に測定値をアプリケーションサーバ15に送信しないことを特徴とする。
また、測定手段が過去に測定した測定値に基づいて、予測値を算出するための予測式を導出して前記アプリケーションサーバに送信する導出手段を有することを特徴とする。
また、予測値は、測定手段が過去に測定した測定値と導出手段が導出した予測式とを用いて算出されることを特徴とする。
また、予測値は、導出手段が導出した予測式と、この予測式を送信した通信端末の近傍に位置する通信端末の測定手段が測定した測定値とを用いて算出されることを特徴とする。
また、予測値は、測定手段が測定した過去の測定値と過去の予測値との少なくとも一方を用いて算出されることを特徴とする。
さらに、通信端末は、MTCデバイスであることを特徴とする。
上記特徴により、本願発明は、MTCデバイスの送信電力の消費を実現することができる。
以下に、本願発明の実施の形態について説明する。
〈実施の形態1〉
端末10は、MTCに用いられる端末であり、MTCデバイスとも言う。端末10は、無線基地局であるeNB11を介してMME12やS−GW13に位置登録を行い、P−GW14を介してアプリケーションサーバ15と通信する。
図2は実施の形態1における端末10のブロック図である。端末10は、図2に示す通り、通信部101、測定部102、及び判定部103を有する。
通信部101は、アプリケーションサーバ15と、DRX及びDTXの間欠送受信を行う。通信部101は、DRX時にアプリケーションサーバ15から、測定部102が測定する測定値の予測値とこの予測値を中心とした許容範囲値とを含む予測範囲値を受信する。また、判定部102の判定結果に応じて、DTXによる送信を行ったり行わなかったりする。
測定部102は、測定対象を測定して蓄積する。測定対象は、質量、距離、力の大きさ、温度、湿度、気圧、圧力、速度、加速度、音量、輝度等のように測定器で測定できる物理現象である物理量を指す。また、密度等のように、測定値から算出することができる物理量も測定値として蓄積させる。尚、測定部102が測定する物理量の種類は、アプリケーションによって予め決められているものとする。また、測定部102における測定は、定期的に行っても、アプリケーションサーバ15からの指示に従って行っても良い。但し、アプリケーションサーバ15からの指示に従って行う場合は、測定値がある程度アプリケーションサーバ15に蓄積されてからが望ましい。
判定部103は、通信部101がアプリケーションサーバ15から受信した予測範囲値と、測定部102が測定した測定値とを比較する。比較の結果、測定値が予測範囲値内である場合には、DTXを行わないと判定する。一方、比較の結果、測定値が予測範囲値外である場合にはDTXを行い、測定値をアプリケーションサーバ15に送信すると判定する。
アプリケーションサーバ15は、複数の端末10と通信できるサーバである。アプリケーションサーバ15は、図3に示す通り、通信部151と、データベース152と、予測部153とを有する。
通信部151は、端末10から送信される測定値を受信する。また、予測部152が予測した予測値に基づいて決定した予測範囲値を端末10に送信する。
データベース152には、端末10から送信される測定値が時系列で蓄積されている。
予測部153、データベース152に蓄積されている測定値に基づいて予測値を算出し、この予測値に予め決められている許容範囲値を付加した予測範囲値を決定する。予測部153が、データベース152に蓄積されている過去の測定値を用いて予測するが、直近に測定された測定値を用いて予測する方法、所定期間の同時刻に測定された測定値を用いて予測する方法、複数の所定期日の測定値を用いて予測する方法のいずれであってもよい。また、予測部153は、予測範囲値を送信後、所定時間、端末10から測定値が送信されない時は予測値を測定値としてデータベース152に記憶させる。
続いて、本実施の形態の動作について説明する。図4は、本実施の形態における動作を説明するためのタイムチャート図である。ここで、アプリケーションサーバ15には、既に端末10の測定部102がアプリケーションごとに決められている物理量を各種測定した測定値が蓄積されており、アプリケーションサーバから予測範囲値が送信された時に測定部102が測定するものとする。
予測部153は、データベース152に蓄積されている測定値に基づいて予測値を算出し(S401)、この予測値に許容範囲値を付加させた予測範囲値を決定する(S402)。
通信部151は、予測部153が決定した予測範囲値を端末10に送信する(S403)。
端末10の通信部101は、アプリケーションサーバ15から送信される予測範囲値をDRXのタイミングにて受信する(S404)。
測定部102が測定を開始し(S405)、判定部103はこの測定値と、受信した予測範囲値とを比較し(S406)、測定値が予測範囲外である場合には測定値を送信すると判定し、通信部101を介してDTXのタイミングにて測定値を送信し(S407)、アプリケーションサーバ15の通信部151が受信してデータベース152に記録される(S408)。
一方、測定値が予測範囲内である場合には送信を行わないと判定する(S409)。
予測部153は、予測範囲値を送信後、所定時間内に端末10から測定値が送信されたか否かを監視し(S410)、送信されない場合は予測値を測定値としてデータベース152に記憶させる(S411)。
上記本実施の形態によると、測定値が予測範囲値外である時に測定値を送信するため、端末10の送信電力の消費を実現することが可能となる。
尚、上記説明した予測部152の予測方法は、上記以外にもいくつか挙げられる。
例えば、予測範囲値を送信する端末10の近傍の近隣端末10から過去に送信された同一アプリケーションの測定値を利用して予測する方法が挙げられる。この場合も上記同様に、時系列で測定を蓄積し、直近に測定された測定値を用いて予測する方法、所定期間の同時刻に測定されたデータを用いて予測する方法、所定期日の測定値を用いて予測する方法が挙げられる。尚、近隣端末10から過去に送信された測定値と、予測範囲値を送信する端末10から過去に送信された測定値との両方を用いても良いものとする。
次に、アプリケーションサーバ15が予測範囲値を送信する端末10において複数のアプリケーションが実行されている場合、別のアプリケーションでの測定データを用いてターゲットの測定値の予測値を予測する方法が挙げられる。この場合の一例としては、例えば、自販機の冷たい飲料の売り上げ値から、現在の温度を予測する等が考えられる。
次に、アプリケーションサーバ15がアクセスすることができる外部データベースの測定値を利用して予測する方法が挙げられる。この一例としては、気象庁が発表した特定地域の気温を用いて、端末が設置されている該特定地域に位置する農場の気温を予測する等があげられる。
本願発明における予測方法は上記のいずれであっても良く、また組み合わせても良いものとする。
〈実施の形態2〉
本願発明の実施の形態2について説明する。上記実施の形態では、アプリケーションサーバ15が過去の測定値を用いて予測範囲値を決定する形態について説明した。本実施の形態では、端末10が過去の測定値を用いて予測式を導出し、アプリケーションサーバ15がこの予測式と測定値とを用いて予測範囲値を決定する形態について説明する。尚、上記実施の形態と同様の構成については同一番号を付し、詳細な説明は省略する。
端末10は、図5に示す通り、実施の形態1の構成に加えて導出部104を有する。
導出部104は、測定部102が測定して蓄積させた測定値を用いて回帰分析を行って予測式を導出する。そして、導出した予測式を、通信部101を介してDTXのタイミングでアプリケーションサーバ15に送信する。予測式の導出は、例えば所定量の測定値が収集された際に行っても、定期的に行っても、アプリケーションサーバ15からの指示を受信した際に行っても良い。また、予測式の送信は、予測式が導出される度に送信しても、定期的に送信しても、アプリケーションサーバ15からの指示に従って送信しても良い。
アプリケーションサーバ15の予測部153は、端末10から送信される予測式と、データベース152に蓄積されている測定値とを用いて予測値を算出し、予測範囲値を決定する。
続いて、本実施の形態の動作について説明する。図6は、本実施の形態における動作を説明するためのタイムチャート図である。ここで、アプリケーションサーバ15には、既に端末10の測定部102がアプリケーションごとに決められている物理量を各種測定した測定値が蓄積されているものとする。
導出部104は、過去に測定した測定値を用いて予測式を導出する(S601)。そして、導出した予測式を、DTXのタイミングで通信部101を介してアプリケーションサーバ15に送信する(S602)。
予測部153は、送信された予測式を受信し、この受信した予測式と、データベース152に蓄積されている測定値とに基づいて予測値を算出し(S603)、この予測値に許容範囲値を付加させた予測範囲値を決定する(S604)。
通信部151は、予測部153が決定した予測範囲値を端末10に送信する(S605)。
端末10の通信部101は、アプリケーションサーバ15から送信される予測範囲値をDRXのタイミングにて受信する(S606)。
測定部102は予測範囲値を受信すると測定を開始し(S607)、判定部103はこの測定値と、受信した予測範囲値とを比較し(S608)、測定値が予測範囲外である場合には測定値を送信すると判定し、通信部101を介してDTXのタイミングにて測定値を送信し(S609)、アプリケーションサーバ15の通信部151が受信してデータベース152に記録される(S610)。
一方、測定値が予測範囲内である場合には送信を行わないと判定する(S611)。
予測部153は、予測範囲値を送信後、所定時間内に端末10から測定値が送信さたか否かを監視し(S612)、送信されない場合は予測値を測定値としてデータベース152に記憶させる(S613)。
上記本実施の形態によると、測定値が予測範囲値外である時に測定値を送信するため、端末10の送信電力の消費を実現することが可能となる。
尚、上記説明した予測部152の予測方法は、上記以外にもいくつか挙げられる。
例えば、予測範囲値を送信する端末10の近傍の近隣端末10から送信される同一アプリケーションの予測式と測定値とを利用して予測する方法が挙げられる。この場合も上記同様に、時系列で測定を蓄積し、直近に測定された測定値を用いて予測する方法、所定期間の同時刻に測定されたデータを用いて予測する方法、所定期日の測定値を用いて予測する方法が挙げられる。尚、近隣端末10から送信された測定式と、予測範囲値を送信する端末10から過去に送信された測定値とを用いても、予測範囲値を送信する端末10から送信された測定式と、近隣端末10から過去に送信された測定値とを用いても良いものとする。
また、上記説明した導出部104の予測式の導出方法は上記以外の方法で当ても良い。例えば、端末10において複数のアプリケーションが実行されている場合、別のアプリケーションでの測定データとの相関分析を行って予測式を導出する方法が挙げられる。
本願発明における予測方法及び導出方法は上記のいずれであっても良く、また組み合わせても良いものとする。
尚、上述した本願発明は、上記説明からも明らかなようにハードウェアで構成することも可能であるが、コンピュータプログラムによって各処理を情報処理装置(CPU)に行わせることにより実現することも可能である。この場合、プログラムメモリに格納されているプログラムで動作するプロセッサによって、上述した実施の形態と同様の機能、動作を実現させる。
例えば、無線端末1では、図7に示す如く、メモリ700と、CPU701とから構成されるコンピュータシステムによって実現可能である。この場合、メモリ700には、上述した実施の形態1の通信部101、測定部102及び判定部103に対応する処理を行うプログラムが格納されている。そして、CPU701がメモリ700に格納されているプログラムを実行することで、通信部101、測定部102及び判定部103の機能が実現される。
また、通信部151及び予測部153を有するアプリケーションサーバ15も同様に、図8に示す如く、メモリ800と、CPU801とから構成されるコンピュータシステムによって実現可能である。この場合、メモリ800には、上述した通信部151及び予測部153に対応する処理を行うプログラムが格納されている。そして、CPU801がメモリ800に格納されているプログラムを実行することで、通信部151及び予測部153の機能が実現される。尚、データベース152は、メモリ800内に記憶されていても、同一のコンピュータシステム内の別のメモリに記憶されても、更には、別のコンピュータシステム内のメモリに記憶されても良い。
更に、無線端末1では、図9に示す如く、メモリ900と、CPU901とから構成されるコンピュータシステムによって実現可能である。この場合、メモリ900には、上述した実施の形態2の通信部101、測定部102、判定部103、及び導出部104に対応する処理を行うプログラムが格納されている。そして、CPU901がメモリ900に格納されているプログラムを実行することで、通信部101、測定部102、判定部103、及び導出部104の機能が実現される。
また、上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
[付記1]
通信端末であって、
測定対象を測定する測定手段と、
アプリケーションサーバから送信に関する所定の条件を受信手段と、
前記測定値が前記条件を満たす場合は前記測定値を前記アプリケーションサーバに送信しないと判定する判定手段と
を有する通信端末。
[付記2]
前記条件は、前記測定手段が測定した測定値が、前記測定手段で測定される測定値の予測値から求められた予測範囲値である
付記1に記載の通信端末。
[付記3]
前記測定手段が過去に測定した測定値に基づいて、前記予測値を算出するための予測式を導出して前記アプリケーションサーバに送信する導出手段を有する付記1又は付記2に記載の通信端末。
[付記4]
前記予測値は、前記測定手段が過去に測定した測定値と前記予測式とを用いて算出されることを特徴とする付記3に記載の通信端末。
[付記5]
前記予測値は、前記予測式と、前記予測式を送信した通信端末の近傍に位置する通信端末の測定手段が測定した測定値とを用いて算出されることを特徴とする付記3に記載の通信端末。
[付記6]
前記予測値は、前記測定手段が測定した過去の測定値と過去の予測値との少なくとも一方を用いて算出されることを特徴とする付記2から付記5のいずれかに記載の通信端末。
[付記7]
前記通信端末は、MTCデバイスであることを特徴とする付記1から付記6のいずれかに記載の通信端末。
[付記8]
アプリケーションサーバと、前記アプリケーションサーバと通信する端末とを有する通信システムであって、
前記アプリケーションサーバは、送信に関する所定の条件を設定する設定手段を有し、
前記端末は、
測定対象を測定する測定手段と、
前記測定値が、前記設定された条件を満たす場合は前記測定値を前記アプリケーションサーバに送信しないと判定する判定手段と
を有する通信システム。
[付記9]
前記条件は、前記測定手段が測定した測定値が、前記測定手段で測定される測定値の予測値から求められた予測範囲値である
付記8に記載の通信システム。
[付記10]
前記端末は、前記測定手段が過去に測定した測定値に基づいて、前記予測値を算出するための予測式を導出する導出手段を有する付記8又は付記9に記載の通信システム。
[付記11]
前記設定手段は、前記測定手段が過去に測定した測定値と前記導出手段が導出した予測式とを用いて前記予測値を算出する付記10に記載の通信システム。
[付記12]
前記設定手段は、前記導出された予測式と、前記予測式を導出した通信端末の近傍に位置する通信端末の測定手段が測定した測定値とを用いて予測値を算出する付記10に記載の通信システム。
[付記13]
前記設定手段は、前記測定手段が測定した過去の測定値と過去の予測値との少なくとも一方を用いて前記予測値を算出する付記9から付記12のいずれかに記載の通信システム。
[付記14]
前記通信端末は、MTCデバイスである付記8から付記13のいずれかに記載の通信システム。
[付記15]
通信方法であって、
測定対象を測定する測定ステップと、
アプリケーションサーバから送信に関する所定の条件を受信ステップと、
前記測定値が前記条件を満たす場合は前記測定値を前記アプリケーションサーバに送信しないと判定する判定ステップと
を有する通信方法。
[付記16]
通信端末であって、
メモリとプロセッサとから構成され、
前記プロセッサは、
測定対象を測定する測定処理と、
アプリケーションサーバから送信に関する所定の条件を受信処理と、
前記測定値が前記条件を満たす場合は前記測定値を前記アプリケーションサーバに送信しないと判定する判定処理と
を実行する通信端末。
以上、実施の形態及び実施例をあげて本願発明を説明したが、本願発明は必ずしも上記実施の形態及び実施例に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内において様々に変形し実施することが出来る。
1 通信システム
10 端末
11 eNB
12 MME
13 S−GW
14 P−GW
15 アプリケーションサーバ
101 通信部
102 測定部
103 判定部
104 導出部
151 通信部
152 データベース
153 予測部
700 メモリ
701 CPU
800 メモリ
801 CPU
900 メモリ
901 CPU

Claims (16)

  1. 通信端末であって、
    測定対象を測定する測定手段と、
    アプリケーションサーバから送信に関する所定の条件を受信手段と、
    前記測定値が前記条件を満たす場合は前記測定値を前記アプリケーションサーバに送信しないと判定する判定手段と
    を有する通信端末。
  2. 前記条件は、前記測定手段が測定した測定値が、前記測定手段で測定される測定値の予測値から求められた予測範囲値である
    請求項1に記載の通信端末。
  3. 前記測定手段が過去に測定した測定値に基づいて、前記予測値を算出するための予測式を導出して前記アプリケーションサーバに送信する導出手段を有する請求項1又は請求項2に記載の通信端末。
  4. 前記予測値は、前記測定手段が過去に測定した測定値と前記予測式とを用いて算出されることを特徴とする請求項3に記載の通信端末。
  5. 前記予測値は、前記予測式と、前記予測式を送信した通信端末の近傍に位置する通信端末の測定手段が測定した測定値とを用いて算出されることを特徴とする請求項3に記載の通信端末。
  6. 前記予測値は、前記測定手段が測定した過去の測定値と過去の予測値との少なくとも一方を用いて算出されることを特徴とする請求項2から請求項5のいずれかに記載の通信端末。
  7. 前記通信端末は、MTCデバイスであることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれかに記載の通信端末。
  8. アプリケーションサーバと、前記アプリケーションサーバと通信する端末とを有する通信システムであって、
    前記アプリケーションサーバは、送信に関する所定の条件を設定する設定手段を有し、
    前記端末は、
    測定対象を測定する測定手段と、
    前記測定値が、前記設定された条件を満たす場合は前記測定値を前記アプリケーションサーバに送信しないと判定する判定手段と
    を有する通信システム。
  9. 前記条件は、前記測定手段が測定した測定値が、前記測定手段で測定される測定値の予測値から求められた予測範囲値である
    請求項8に記載の通信システム。
  10. 前記端末は、前記測定手段が過去に測定した測定値に基づいて、前記予測値を算出するための予測式を導出する導出手段を有する請求項8又は請求項9に記載の通信システム。
  11. 前記設定手段は、前記測定手段が過去に測定した測定値と前記導出手段が導出した予測式とを用いて前記予測値を算出する請求項10に記載の通信システム。
  12. 前記設定手段は、前記導出された予測式と、前記予測式を導出した通信端末の近傍に位置する通信端末の測定手段が測定した測定値とを用いて予測値を算出する請求項10に記載の通信システム。
  13. 前記設定手段は、前記測定手段が測定した過去の測定値と過去の予測値との少なくとも一方を用いて前記予測値を算出する請求項9から請求項12のいずれかに記載の通信システム。
  14. 前記通信端末は、MTCデバイスである請求項8から請求項13のいずれかに記載の通信システム。
  15. 通信方法であって、
    測定対象を測定する測定ステップと、
    アプリケーションサーバから送信に関する所定の条件を受信ステップと、
    前記測定値が前記条件を満たす場合は前記測定値を前記アプリケーションサーバに送信しないと判定する判定ステップと
    を有する通信方法。
  16. 通信端末のプログラムであって、前記プログラムは、前記通信端末に、
    測定対象を測定する測定処理と、
    アプリケーションサーバから送信に関する所定の条件を受信処理と、
    前記測定値が前記条件を満たす場合は前記測定値を前記アプリケーションサーバに送信しないと判定する判定処理と
    を実行させるプログラム。
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