JPWO2019098312A1 - 無線通信装置及び方法 - Google Patents

Abstract

ＬＰＷＡ通信装置１００は、ＬＰＷＡ方式によって無線通信ネットワーク３００との無線通信を行い、ＵＤＰを用いて伝送されるデータを無線通信ネットワーク３００から受信する無線通信部１３１と、無線通信部１３１が受信したデータをホスト機器２００に転送する転送制御部１３２と、を備える。無線通信部１３１は、無線通信を停止する省電力状態に移行した後、所定時間経過後に無線通信を再開し、省電力状態である間に無線通信ネットワーク３００に蓄積されたデータを受信する。転送制御部１３２は、無線通信部１３１が無線通信を再開した際にホスト機器２００へのデータ転送が不可である場合に、無線通信部１３１が受信したデータをバッファ１４１に保持させる。

Description

本発明は、無線通信装置及び方法に関する。

ＩｏＴ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ）の普及に伴い、低消費電力かつ低コストの無線通信装置の需要が高まっている。このような需要に応えるために、消費電力を抑えつつ遠距離通信を実現する無線通信の方式であるＬＰＷＡ（Ｌｏｗ Ｐｏｗｅｒ Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ）が注目されている。ＬＰＷＡ方式の無線通信を行う無線通信装置は、データ通信が発生しない期間において無線通信を停止することによって省電力化を実現している。このような省電力技術としては、３ＧＰＰ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）規格において規定されたＰＳＭ（Ｐｏｗｅｒ Ｓａｖｉｎｇ Ｍｏｄｅ）やｅＤＲＸ（ｅｘｔｅｎｄｅｄ Ｄｉｓｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｒｅｃｅｐｔｉｏｎ）等が知られている（例えば、非特許文献１参照）。

また、無線通信装置がホスト機器に接続される場合、ホスト機器自身が無線通信の機能を有していなくても、ホスト機器が無線通信装置を介して無線通信ネットワークとの通信を行うことができる。なお、一般的に無線通信装置は１回の通信に要する時間が短いため、トランスポート層において、コネクションレス型のプロトコルであるＵＤＰ（Ｕｓｅｒ Ｄａｔａｇｒａｍ Ｐｒｏｔｏｒｏｌ）を適用することが考えられる。

３ＧＰＰ技術仕様書 「３ＧＰＰ ＴＳ ２３．４０１ Ｖ１５．１．０」 ２０１７年９月

第１の特徴に係る無線通信装置は、ホスト機器に接続される。前記無線通信装置は、ＬＰＷＡ方式によって無線通信ネットワークとの無線通信を行い、ＵＤＰを用いて伝送されるデータを前記無線通信ネットワークから受信すると共にデータ通信が発生しない期間において前記無線通信を停止する省電力状態に移行する無線通信部と、前記無線通信部が受信したデータを前記ホスト機器に転送する転送制御部と、を備える。前記無線通信部が前記省電力状態である間に前記無線通信ネットワーク側では前記無線通信装置宛のデータを蓄積している。前記無線通信部は、前記省電力状態に移行した後、前記無線通信を再開した際に、前記蓄積されたデータを受信し、前記転送制御部は、前記無線通信部が前記無線通信を再開した際に前記ホスト機器へのデータ転送が不可である場合に、前記無線通信部が受信したデータをバッファに保持させる。

第２の特徴に係る方法は、ホスト機器に接続される無線通信装置における方法である。前記方法は、ＬＰＷＡ方式によって無線通信ネットワークとの無線通信を行い、ＵＤＰを用いて伝送されるデータを前記無線通信ネットワークから受信し、データ通信が発生しない期間において前記無線通信を停止する省電力状態に移行し、前記省電力状態である間に前記無線通信ネットワーク側では前記無線通信装置宛のデータを蓄積しており、前記無線通信を再開した際に前記蓄積されたデータを受信し、前記受信したデータを前記ホスト機器に転送し、前記ホスト機器へのデータ転送が不可である場合に、前記無線通信ネットワークから受信したデータをバッファに保持させる。

第３の特徴に係る無線通信装置は、ＬＰＷＡ方式によって無線通信ネットワークとの無線通信を行い、前記無線通信ネットワークからのデータを受信する無線通信部を備える。前記無線通信部は、前記無線通信を停止する省電力状態に移行した後、所定時間経過後に前記無線通信を再開する。前記無線通信部は、前記無線通信を再開する際に、又は前記無線通信を再開した後に、前記無線通信装置へのデータの送信を停止又は遅延させるＮＡＳメッセージを前記無線通信ネットワークに送信する。

第４の特徴に係る方法は、無線通信装置における方法である。前記方法は、ＬＰＷＡ方式によって無線通信ネットワークとの無線通信を行い、前記無線通信ネットワークからのデータを受信し、前記無線通信を停止する省電力状態に移行した後、所定時間経過後に前記無線通信を再開し、前記無線通信を再開する際に、又は前記無線通信を再開した後に、前記無線通信装置へのデータの送信を停止又は遅延させるＮＡＳメッセージを前記無線通信ネットワークに送信する。

実施形態に係る通信システムの構成を示す図である。 実施形態に係る通信システムにおけるプロトコルスタックを示す図である。 実施形態に係るＬＰＷＡ通信装置の構成を示す図である。 実施形態に係るバッファ制御を示す図である。 実施形態における通信システムの動作の一例を示す図である。 実施形態の変更例における通信システムの動作の一例を示す図である。

背景技術において述べた無線通信装置が省電力状態に移行して無線通信を停止する場合、無線通信装置が省電力状態である間は、無線通信装置宛てのデータが無線通信ネットワークにおいて蓄積される。そして、無線通信装置は、無線通信を再開する際に、蓄積されたデータを無線通信ネットワークから受信する。

しかしながら、無線通信装置がホスト機器に接続される場合において、無線通信装置が無線通信を再開するタイミングと、ホスト機器が通信を再開するタイミングとは必ずしも一致しない。このため、無線通信装置が無線通信を再開する際に、ホスト機器が未だデータ受信可能な状態になく、無線通信装置からホスト機器へのデータ転送が不能である場合が想定される。

かかる場合に、無線通信装置がホスト機器に転送不能なデータを破棄し得るという問題がある。特に、ＵＤＰは送達確認や再送の仕組みを有しておらず、無線通信装置が破棄したデータは再送されないため、ホスト機器に送達されないデータが発生することにより、通信の信頼性が低下するという問題がある。

そこで、本開示は、ホスト機器に無線通信装置が接続される場合において、通信の信頼性を高めることのできる無線通信装置及び方法を提供する。

図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。

（通信システムの構成）
図１は、実施形態に係る通信システム１の構成を示す図である。

図１に示すように、通信システム１は、ＬＰＷＡ通信装置（無線通信装置）１００と、ホスト機器２００と、無線通信ネットワーク３００と、サーバ４００とを備える。

ＬＰＷＡ通信装置１００は、ＬＰＷＡ方式の無線通信を無線通信ネットワーク３００と行う。ＬＰＷＡ方式は、消費電力を抑えつつ遠距離通信を実現する無線通信の方式である。実施形態において、ＬＰＷＡ方式として、セルラ通信規格の一つである３ＧＰＰ規格において規定されたｅＭＴＣ（ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｔｙｐｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）方式又はＮＢ（Ｎａｒｒｏｗ Ｂａｎｄ）−ＩｏＴ方式を用いる。ｅＭＴＣは、ＬＴＥカテゴリＭ１と称されることがある。ＮＢ−ＩｏＴは、ＬＴＥカテゴリＮＢ１と称されることがある。

ｅＭＴＣ方式又はＮＢ−ＩｏＴ方式は、通信装置の低コスト化を図るために、無線通信に利用する周波数帯域幅を狭い帯域幅に限定することによってハードウェアを単純化している。なお、ＮＢ−ＩｏＴ方式の無線通信に利用可能な周波数帯域幅は、ｅＭＴＣ方式の無線通信に利用可能な周波数帯域幅よりも狭い。

ＬＰＷＡ通信装置１００は、無線通信ネットワーク３００の通常のエリアのカバレッジ外、例えば地下等に設置されることがある。このため、ｅＭＴＣ方式及びＮＢ−ＩｏＴ方式の両ＬＰＷＡ方式においては、同一信号を繰り返し送信することによってカバレッジを拡張するカバレッジ拡張技術が用いられていてもよい。

また、ＬＰＷＡ通信装置１００は、データ通信が発生しない期間において無線通信を停止することによって省電力化を実現している。このような省電力技術としては、３ＧＰＰ規格において規定されたｅＤＲＸ及びＰＳＭがある。ｅＤＲＸは、ＬＰＷＡ通信装置１００が間欠受信を行う際の受信間隔であるＤＲＸサイクルを延長することにより、ＬＰＷＡ通信装置１００が受信機をオフにする期間（オフ期間）を延長し、省電力化を実現するものである。ＰＳＭは、ＬＰＷＡ通信装置１０を、間欠受信すら行わない擬似的な電源オフ状態（ＰＳＭ状態）にすることによって、省電力化を実現するものである。以下において、ＰＳＭ状態を「省電力状態」という。無線通信システムに依ってはｅＤＲＸにおけるオフ期間及びＰＳＭ状態をまとめて「省電力状態」と称する場合もある。

ｅＤＲＸが適用される場合において、待ち受け状態であるアイドル状態にあるＬＰＷＡ通信装置１００は、無線通信ネットワーク３００からの呼び出しであるページングに気付くことができる。一方、ＰＳＭが適用される場合、ＰＳＭ状態にあるＬＰＷＡ通信装置１００は、無線通信ネットワーク３００からのページングに気付くことができない。無線通信ネットワーク３００は、ＬＰＷＡ通信装置１００が省電力状態にあるか否かを把握しており、ＬＰＷＡ通信装置１００が省電力状態にある間はＬＰＷＡ通信装置１００宛のデータを蓄積する。

ＬＰＷＡ通信装置１００は、ホスト機器２００に接続される。具体的には、ＬＰＷＡ通信装置１００は、ホスト機器２００に直接接続されるか、又はケーブルを介して間接的にホスト機器２００に接続される。ＬＰＷＡ通信装置１００は、例えば、ＵＡＲＴ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｒｅｃｅｉｖｅｒ／Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ）方式又はＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）方式の有線通信をホスト機器２００と行う。

ホスト機器２００は、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、センサ機器、メータ機器、又は自動販売機等である。ホスト機器２００は、ＩｏＴ向けのアプリケーションを実行する。ＬＰＷＡ通信装置１００が接続されたホスト機器２００は、自身が無線通信の機能を有していなくても、ＬＰＷＡ通信装置１００を介して無線通信ネットワーク３００との通信を行うことができる。

無線通信ネットワーク３００は、通信事業者によって管理されるネットワークである。実施形態において、無線通信ネットワーク３００は３ＧＰＰ規格に準拠した構成を有する。無線通信ネットワーク３００は、基地局３１０と、ＭＭＥ（Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｅｎｔｉｔｙ）３２０と、ＧＷ（Ｇａｔｅｗａｙ）３３０とを有する。

基地局３１０は、ＬＰＷＡ方式の無線通信をＬＰＷＡ通信装置１００と行う。基地局３１０は、ＭＭＥ３２０及びＧＷ３３０と接続される。

ＭＭＥ３２０は、基地局３１０を介してＮＡＳ（Ｎｏｎ−Ａｃｃｅｓｓ Ｓｔｒａｔｕｍ）シグナリングを用いてＬＰＷＡ通信装置１００と通信することにより、ＬＰＷＡ通信装置１００が位置するトラッキングエリア（すなわち、ページングを行うエリア単位）等を管理する。また、ＭＭＥ３２０は、ＬＰＷＡ通信装置１００が省電力状態にあるか否かを把握している。

ＧＷ３３０は、ＰＤＮ−ＧＷ（Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｇａｔｅｗａｙ）と、Ｓ−ＧＷ（Ｓｅｒｖｉｎｇ Ｇａｔｅｗａｙ）とを含む。ＰＤＮ−ＧＷは、無線通信ネットワーク３００と外部ネットワーク（例えば、インターネット）との間のインターフェイスとして機能する。Ｓ−ＧＷは、ＰＤＮ−ＧＷと基地局３１０との間でデータの転送制御を行う。ＧＷ３３０は、ＭＭＥ３２０と連携し、ＬＰＷＡ通信装置１００が省電力状態にある間は、ＬＰＷＡ通信装置１００宛のデータを蓄積する。ＧＷ３３０は、ＬＰＷＡ通信装置１００が省電力状態から復帰すると、ＬＰＷＡ通信装置１００宛のデータを、基地局３１０を介してＬＰＷＡ通信装置１００に転送する。

サーバ４００は、外部ネットワーク（例えば、インターネット）に接続される。サーバ４００は、ホスト機器２００の通信先である。サーバ４００は、ホスト機器２００が実行するアプリケーション向けのデータを生成し、無線通信ネットワーク３００及びＬＰＷＡ通信装置１００を介してデータをホスト機器２００に転送する。

図２は、実施形態に係る通信システム１におけるプロトコルスタックを示す図である。ここでは、サーバ４００からホスト機器２００へのデータの処理の流れについて説明する。

図２に示すように、サーバ４００のアプリケーション層において処理されるデータはＳＳＬ（Ｓｅｃｕｒｅ Ｓｏｃｋｅｔｓ Ｌａｙｅｒ）による暗号化が施され、トランスポート層（ＵＤＰ又はＴＣＰ）及びＩＰ層において処理された後、イーサネット等の有線通信により無線通信ネットワーク３００に送信される。

無線通信ネットワーク３００は、イーサネット等の有線通信により無線通信ネットワーク３００からデータを受信し、ＩＰ層及びＩＰアドレス管理においてルーティング処理等が施され、基地局３１０の無線レイヤを介してＬＰＷＡ通信装置１００に送信される。無線レイヤは、３ＧＰＰ規格に準拠した構成を有しており、物理（ＰＨＹ）層、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）層、ＲＬＣ（Ｒａｄｉｏ Ｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ）層、ＰＤＣＰ（Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）層、ＲＲＣ（Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）層を含む。

ＬＰＷＡ通信装置１００は、イーサネット等の有線通信により無線通信ネットワーク３００から無線レイヤ及びＩＰアドレス管理を介してデータを受信する。ＬＰＷＡ通信装置１００は、ＩＰ層、トランスポート層（ＵＤＰ又はＴＣＰ）、ＳＳＬを有する。ＩＰ層は、無線レイヤ及びＩＰアドレス管理を介してＩＰパケットの形式でデータを受信し、受信データをトランスポート層（ＵＤＰ又はＴＣＰ）で処理し、ＳＳＬにより暗号解除（復号）を行う。そして、ＬＰＷＡ通信装置１００は、暗号解除されたデータをＵＳＢ又はＵＡＲＴを介してホスト機器２００に送信する。ホスト機器２００は、ＵＳＢ又はＵＡＲＴを介してＬＰＷＡ通信装置１００から受信したデータをアプリケーション層により処理する。

ＬＰＷＡ通信装置１００は、１回の通信に要する時間が短いため、トランスポート層において、コネクションレス型のプロトコルであるＵＤＰを適用することが好ましい。但し、ＵＤＰは、送達確認や再送の仕組みを有していない。

（ＬＰＷＡ通信装置の構成）
図３は、実施形態に係るＬＰＷＡ通信装置１００の構成を示す図である。

図３に示すように、ＬＰＷＡ通信装置１００は、アンテナ１１０、フロントエンド部１２０、プロセッサ１３０、メモリ１４０、及び電源管理部１５０を有する。ＬＰＷＡ通信装置１００には、図示を省略するインターフェイスを介して、ホスト機器２００、ＵＩＭ／ＳＩＭ１６０、及びセンサ１７０を接続可能である。ＵＩＭ／ＳＩＭ１６０は、無線通信ネットワーク３００との無線通信を行うために必要な加入者情報等を記憶する。センサ１７０は、温度、湿度、気圧、照度、加速度、地磁気等を測定し、測定値を出力する。ＬＰＷＡ通信装置１００は、ＧＰＳ受信機をさらに有してもよい。

アンテナ１１０は、無線信号の送受信に用いられる。フロントエンド部１２０は、アンテナ１１０が受信した無線信号に対して増幅処理及びフィルタ処理等を行い、無線信号をベースバンド信号に変換してプロセッサ１３０に出力する。また、フロントエンド部１２０は、プロセッサ１３０から入力されたベースバンド信号を無線信号に変換し、増幅処理等を行ってアンテナ１１０に出力する。

プロセッサ１３０は、ＬＰＷＡ通信装置１００における各種の処理及び制御を行う。メモリ１４０は、揮発性メモリ及び不揮発性メモリを含み、プロセッサ１３０により実行されるプログラム、及びプロセッサ１３０による処理に用いられる情報を記憶する。電源管理部１５０は、バッテリ及びその周辺回路を含む。電源管理部１５０は、ＬＰＷＡ通信装置１００の駆動電力を供給する。なお、ＬＰＷＡ通信装置１００がホスト機器２００とＵＳＢにより接続される場合、駆動電力がホスト機器２００からＵＳＢ給電により供給されてもよい。

実施形態において、プロセッサ１３０は、無線通信部１３１及び転送制御部１３２を有する。メモリ１４０は、バッファ１４１を有する。無線通信部１３１は、ＬＰＷＡ方式によって無線通信ネットワーク３００との無線通信を行い、ＵＤＰを用いて伝送されるデータを無線通信ネットワーク３００から受信する。転送制御部１３２は、無線通信部１３１が受信したデータをホスト機器２００に転送する。

フロントエンド部１２０及び無線通信部１３１は、データ通信が発生しない期間が継続する場合、無線通信を停止する省電力状態に移行する。データ通信が発生しない期間とは、例えば、アイドル状態が一定時間（３ＧＰＰではＴ３３２４）継続するとき、または、無線通信ネットワーク３００との無線接続が解放された時点からデータ通信が発生しない期間が一定時間継続するときなどである。省電力状態時において、フロントエンド部１２０等に対する給電を停止可能であるため、ＬＰＷＡ通信装置１００の省電力化を実現することができる。

フロントエンド部１２０及び無線通信部１３１は、省電力状態に移行してから所定時間経過後に無線通信を再開する。所定時間は、ＤＲＸサイクルにより定められてもよいし、ＰＳＭ用のタイマ値により定められてもよい。ＤＲＸサイクル及びＰＳＭ用のタイマ値は、ＬＰＷＡ通信装置１００及びＭＭＥ３２０で共有される情報である。無線通信部１３１は、所定時間経過後に無線通信を再開した後、省電力状態である間に無線通信ネットワーク３００（ＧＷ３３０）に蓄積されたデータを受信する。

転送制御部１３２は、無線通信部１３１が無線通信を再開した際にホスト機器２００へのデータ転送が不可である場合に、ホスト機器２００に転送すべきデータがあることを示す通知をホスト機器２００に送信する。転送制御部１３２は、通知の送信後、ホスト機器２００から通信要求を受信するまでは、ホスト機器２００へのデータ転送が不可であると判断してもよい。或いは、転送制御部１３２は、ホスト機器２００の電源起動状態及びホスト機器２００のアプリケーション起動状態等に基づいて、ホスト機器２００へのデータ転送が可能であるか否かを判断してもよい。

転送制御部１３２は、ホスト機器２００へのデータ転送が不可である場合に、ホスト機器２００へのデータ転送が可能になるまで、無線通信部１３１が受信したデータをバッファ１４１に保持させる。そして、転送制御部１３２は、ホスト機器２００へのデータ転送が可能になると、バッファ１４１に保持されたデータをホスト機器２００に転送する。例えば、転送制御部１３２は、ホスト機器２００から通信要求を受信すると、ホスト機器２００へのデータ転送が可能になったと判断し、バッファ１４１に保持されたデータをホスト機器２００に転送してもよい。

ホスト機器２００からの通信要求には、ホスト機器２００の接続先を示す情報（例えば、サーバ４００の識別子又はアドレス）が含まれてもよい。転送制御部１３２は、省電力状態に遷移する前におけるホスト機器２００の接続先を記憶し、記憶している接続先と通信要求に含まれる接続先とが一致するか否かを判断してもよい。そして、転送制御部１３２は、記憶している接続先と通信要求に含まれる接続先とが一致する場合に、バッファ１４１に保持されたデータをホスト機器２００に転送してもよい。

（バッファ制御）
バッファ１４１の容量には限りがあるため、ホスト機器２００へのデータ転送が不可である場合に、無線通信部１３１が受信する全てのデータをバッファ１４１に保持させることができない場合があり得る。

図４は、実施形態に係るバッファ制御を示す図である。図４に示すように、バッファ１４１は、ＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ Ｉｎ， Ｆｉｒｓｔ Ｏｕｔ）型のバッファである。転送制御部１３２は、バッファ１４１に保持されたデータを古いものから順にホスト機器２００に転送する。データ転送が不可である期間が継続すると、バッファ１４１に保持されるデータの量が増大する。

転送制御部１３２は、バッファ１４１に保持されるデータの量を、バッファ１４１の容量に応じて定められる閾値と比較する。閾値は、バッファ１４１の最大容量であってもよいし、バッファ１４１の最大容量よりも小さい値であってもよい。

バッファ１４１に保持されるデータの量が閾値を超える場合、転送制御部１３２は、バッファ１４１に既に保持されたデータを維持しつつ、無線通信部１３１が新たに受信するデータを破棄する。これにより、古いデータを破棄せずに保護することができる。

或いは、バッファ１４１に保持されるデータの量が閾値を超える場合、転送制御部１３２は、バッファ１４１に保持された最も古いデータを破棄しつつ、無線通信部１３１が新たに受信したデータをバッファ１４１に保持させる。例えば、転送制御部１３２は、バッファ１４１に保持されるデータの量が閾値を超えた後、無線通信部１３１が新たにデータを受信する度に、受信データの量と同じ量のデータをバッファ１４１から古い順に破棄する。これにより、新しいデータを破棄せずに保護することができる。

ホスト機器２００を介して、例えばＬＰＷＡ通信装置１００の初期設定時において、古いデータを保護するか又は新しいデータを保護するかが、ＬＰＷＡ通信装置１００に設定されるようにしてもよい。ＬＰＷＡ通信装置１００は、ホスト機器２００からの設定に応じて、バッファ１４１に保持されるデータの量が閾値を超える場合の動作として、古いデータを保護するか又は新しいデータを保護するかを選択する。

（通信システムの動作の一例）
図５は、実施形態における通信システム１の動作の一例を示す図である。ここでは、省電力状態がＰＳＭ状態である場合の動作について説明する。

図５に示すように、ステップＳ１０１において、ホスト機器２００及びＬＰＷＡ通信装置１００はＵＡＲＴ通信を行う。ステップＳ１０２において、ＬＰＷＡ通信装置１００及びサーバ４００は、無線通信ネットワーク３００を介してＵＤＰ通信を行う。なお、ＬＰＷＡ通信装置１００は、無線通信ネットワーク３００との無線接続を有する状態であるコネクティッド状態にある。ＬＰＷＡ通信装置１００は、ＰＳＭ状態用のタイマ値（後述する第１及び第２のタイマ）を、ＭＭＥ３２０に送信するアタッチ要求メッセージ及びトラッキングエリア更新メッセージに含める。アタッチ要求メッセージは、無線通信ネットワーク３００に接続する際に用いるＮＡＳメッセージである。トラッキングエリア更新メッセージは、トラッキングエリアが変更されたことを通知するためのＮＡＳメッセージである。ＭＭＥ３２０は、これらのＮＡＳメッセージに基づいてＰＳＭ状態用のタイマ値を把握する。

ステップＳ１０３において、ＬＰＷＡ通信装置１００とサーバ４００との間で送受信すべきデータが無くなり、コネクティッド状態が継続する。無線通信ネットワーク３００は、ＬＰＷＡ通信装置１００との無線接続を解放し、ＬＰＷＡ通信装置１００をアイドル状態に移行させる。ＬＰＷＡ通信装置１００及びＭＭＥ３２０は、アイドル状態への移行を検知し、ＰＳＭ状態へ移行する時間を定める第１のタイマ（例えば３ＧＰＰではＴ３３２４）を起動する。また、ＰＳＭ状態が解除されると共にトラッキングエリア更新メッセージが送信される時間を定める第２のタイマ（例えば３ＧＰＰではＴ３４１２）もまた作動している。

ステップＳ１０４において、ＬＰＷＡ通信装置１００は、第１のタイマが満了した際に、ＰＳＭ状態に移行する。ＭＭＥ３２０は、ＬＰＷＡ通信装置１００がＰＳＭ状態に移行したことにより、ＬＰＷＡ通信装置１００へのデータを蓄積するようＧＷ３３０に指示する。

ステップＳ１０５において、サーバ４００は、ホスト機器２００（ＬＰＷＡ通信装置１００）宛てのデータを無線通信ネットワーク３００に送信する。

ステップＳ１０６において、無線通信ネットワーク３００のＧＷ３３０は、サーバ４００からのデータを蓄積する。

ステップＳ１０７において、ＬＰＷＡ通信装置１００は、第２のタイマが満了した際に、ＰＳＭ状態から復帰し、無線通信を再開する。

ステップＳ１０８において、ＬＰＷＡ通信装置１００は、無線通信ネットワーク３００との無線接続を確立し、トラッキングエリア更新メッセージをＭＭＥ３２０に送信する。ＭＭＥ３２０は、ＬＰＷＡ通信装置１００からのトラッキングエリア更新メッセージの受信に応じて、ＬＰＷＡ通信装置１００がＰＳＭ状態から復帰したことを検知する。ＭＭＥ３２０は、蓄積データをＬＰＷＡ通信装置１００に送信するようＧＷ３３０に指示する。

ステップＳ１０９において、ＧＷ３３０は、基地局３１０を介して蓄積データをＬＰＷＡ通信装置１００に送信する。

ステップＳ１１０において、ＬＰＷＡ通信装置１００は、ホスト機器２００に転送すべきデータがあることを示す通知をホスト機器２００に送信する。

ステップＳ１１１において、ＬＰＷＡ通信装置１００は、無線通信ネットワーク３００から受信したデータをバッファ１４１に保持する。

ステップＳ１１２において、サーバ４００は、ＬＰＷＡ通信装置１００宛てのデータを無線通信ネットワーク３００に送信する。

ステップＳ１１３において、無線通信ネットワーク３００は、サーバ４００から受信したデータをＬＰＷＡ通信装置１００に転送する。

ステップＳ１１４において、ＬＰＷＡ通信装置１００は、無線通信ネットワーク３００から受信したデータをバッファ１４１に保持する。

ステップＳ１１５において、ＬＰＷＡ通信装置１００は、ホスト機器２００から通信要求を受信する。

ステップＳ１１６において、ＬＰＷＡ通信装置１００は、バッファ１４１に保持されたデータをホスト機器２００に転送する。

（実施形態のまとめ）
ＬＰＷＡ通信装置１００は、省電力状態に移行してから所定時間経過後に無線通信を再開した際に、ホスト機器２００へのデータ転送が不可である場合、ホスト機器２００へのデータ転送が可能になるまで、無線通信部１３１が受信したデータをバッファ１４１に保持させる。これにより、特にＵＤＰを用いる場合においてホスト機器２００に送達されないデータが発生することを防止できるため、通信の信頼性が低下することを回避できる。

また、ＬＰＷＡ通信装置１００は、無線通信を再開した際にホスト機器２００へのデータ転送が不可である場合に、ホスト機器２００に転送すべきデータがあることを示す通知をホスト機器２００に送信する。これにより、ホスト機器２００がデータ受信可能な状態になるように促すことができる。

また、バッファ１４１に保持されるデータの量が閾値を超える場合、転送制御部１３２は、バッファ１４１に既に保持されたデータを維持しつつ、無線通信部１３１が新たに受信するデータを破棄する。これにより、古いデータを破棄せずに保護することができる。

或いは、バッファ１４１に保持されるデータの量が閾値を超える場合、転送制御部１３２は、バッファ１４１に保持された最も古いデータを破棄しつつ、無線通信部１３１が新たに受信したデータをバッファ１４１に保持させる。これにより、新しいデータを破棄せずに保護することができる。

（実施形態の変更例）
上述した実施形態において、バッファ１４１に保持されるデータの量が閾値を超える場合に、バッファ１４１に既に保持されたデータ又は新たに受信するデータを破棄する一例を説明した。

実施形態の変更例においては、ＬＰＷＡ通信装置１００の無線通信部１３１は、バッファ１４１に保持されるデータの量に基づいて、ＬＰＷＡ通信装置１００へのデータの送信を停止又は遅延させるＮＡＳメッセージを無線通信ネットワーク３００（ＭＭＥ３２０）に送信する。これにより、バッファ１４１に既に保持されたデータ又は新たに受信するデータを破棄しなくても、バッファ１４１がオーバーフローすることを防止できる。

図６は、実施形態の変更例における通信システム１の動作の一例を示す図である。ここでは、上述した実施形態との相違点について説明する。

図６に示すように、ステップＳ１０１〜Ｓ１１１の動作については、上述した実施形態と同様である。ステップＳ１１１において、ＬＰＷＡ通信装置１００は、無線通信ネットワーク３００から受信したデータをバッファ１４１に保持する。ここで、ＬＰＷＡ通信装置１００は、バッファ１４１に保持されるデータの量が閾値を超えると判断する。

ステップＳ２０１において、ＬＰＷＡ通信装置１００は、ＬＰＷＡ通信装置１００へのデータの送信を停止又は遅延させるＮＡＳメッセージを無線通信ネットワーク３００（ＭＭＥ３２０）に送信する。データ送信を遅延させるＮＡＳメッセージには、無線通信ネットワーク３００がＬＰＷＡ通信装置１００へのデータの送信を待つべき時間を指定する情報（タイマ値）が含まれてもよい。ＭＭＥ３２０は、かかるＮＡＳメッセージに応じて、ＬＰＷＡ通信装置１００へのデータを蓄積するようＧＷ３３０に指示する。

ステップＳ２０２において、サーバ４００は、ＬＰＷＡ通信装置１００宛てのデータを無線通信ネットワーク３００に送信する。

ステップＳ２０３において、ＧＷ３３０は、サーバ４００からのデータを蓄積する。

ステップＳ２０４において、ＬＰＷＡ通信装置１００は、ホスト機器２００から通信要求を受信する。

ステップＳ２０５において、ＬＰＷＡ通信装置１００は、バッファ１４１に保持されたデータをホスト機器２００に転送する。

ＬＰＷＡ通信装置１００は、ホスト機器２００からの通信要求を受信したこと、又はバッファ１４１が空になったことに応じて、ＬＰＷＡ通信装置１００へのデータの送信を再開させるＮＡＳメッセージをＭＭＥ３２０に送信してもよい。

ステップＳ２０６において、ＧＷ３３０は、基地局３１０を介して蓄積データをＬＰＷＡ通信装置１００に送信する。

ステップＳ２０７において、ＬＰＷＡ通信装置１００は、無線通信ネットワーク３００から受信したデータをホスト機器２００に転送する。

（その他の実施形態）
上記のように実施形態について記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。

実施形態において、ＬＰＷＡ方式がｅＭＴＣ方式又はＮＢ−ＩｏＴ方式である一例について説明したが、ｅＭＴＣ方式及びＮＢ−ＩｏＴ方式以外のＬＰＷＡ方式を利用してもよい。

実施形態において、ＬＰＷＡ通信装置１００がホスト機器２００に接続される一例について説明した。しかしながら、ＬＰＷＡ通信装置１００は、ホスト機器２００に接続されない状態で利用されてもよい。例えば、ＬＰＷＡ通信装置１００は、センサ１７０が出力するセンサ値を定期的に取得してサーバ４００に送信してもよい。

実施形態の変更例において、ＬＰＷＡ通信装置１００が、バッファ１４１に保持されるデータの量に基づいて、ＬＰＷＡ通信装置１００へのデータの送信を停止又は遅延させるＮＡＳメッセージを無線通信ネットワーク３００に送信する一例について説明した。しかしながら、ＬＰＷＡ通信装置１００は、バッファ１４１の状態と無関係に、ＬＰＷＡ通信装置１００へのデータの送信を停止又は遅延させるＮＡＳメッセージを無線通信ネットワーク３００に送信してもよい。例えば、ＬＰＷＡ通信装置１００は、無線通信部１３１が無線通信を再開した際にホスト機器２００へのデータ転送が不可である場合に、かかるＮＡＳメッセージを無線通信ネットワーク３００に送信してもよい。

なお、日本国特許出願第２０１７−２２２１３６号（２０１７年１１月１７日出願）の全内容が、参照により、本願に組み込まれている。

Claims (8)

1. ホスト機器に接続される無線通信装置であって、
   ＬＰＷＡ方式によって無線通信ネットワークとの無線通信を行い、ＵＤＰを用いて伝送されるデータを前記無線通信ネットワークから受信すると共にデータ通信が発生しない期間において前記無線通信を停止する省電力状態に移行する無線通信部と、
   前記無線通信部が受信したデータを前記ホスト機器に転送する転送制御部と、を備え、
   前記無線通信部が前記省電力状態である間に前記無線通信ネットワーク側では前記無線通信装置宛のデータを蓄積しており、
   前記無線通信部は、前記省電力状態に移行した後、前記無線通信を再開した際に、前記蓄積されたデータを受信し、
   前記転送制御部は、前記無線通信部が前記無線通信を再開した際に前記ホスト機器へのデータ転送が不可である場合に、前記無線通信部が受信したデータをバッファに保持させる、無線通信装置。
2. 前記転送制御部は、前記バッファに保持されるデータの量が、前記バッファの容量に応じて定められる閾値を超える場合に、前記バッファに既に保持されたデータを維持しつつ、前記無線通信部が新たに受信するデータを破棄する、請求項１に記載の無線通信装置。
3. 前記転送制御部は、前記バッファに保持されるデータの量が、前記バッファの容量に応じて定められる閾値を超える場合に、前記バッファに保持された最も古いデータを破棄しつつ、前記無線通信部が新たに受信したデータを前記バッファに保持させる、請求項１に記載の無線通信装置。
4. 前記転送制御部は、前記無線通信部が前記無線通信を再開した際に前記ホスト機器へのデータ転送が不可である場合に、前記ホスト機器に転送すべきデータがあることを示す通知を前記ホスト機器に送信する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の無線通信装置。
5. 前記無線通信部は、前記バッファに保持されるデータの量に基づいて、前記無線通信装置へのデータの送信を停止又は遅延させるＮＡＳメッセージを前記無線通信ネットワークに送信する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の無線通信装置。
6. ホスト機器に接続される無線通信装置における方法であって、
   ＬＰＷＡ方式によって無線通信ネットワークとの無線通信を行い、
   ＵＤＰを用いて伝送されるデータを前記無線通信ネットワークから受信し、
   データ通信が発生しない期間において前記無線通信を停止する省電力状態に移行し、
   前記省電力状態である間に前記無線通信ネットワーク側では前記無線通信装置宛のデータを蓄積しており、
   前記無線通信を再開した際に前記蓄積されたデータを受信し、
   前記受信したデータを前記ホスト機器に転送し、
   前記ホスト機器へのデータ転送が不可である場合に、前記無線通信ネットワークから受信したデータをバッファに保持させる、方法。
7. 無線通信装置であって、
   ＬＰＷＡ方式によって無線通信ネットワークとの無線通信を行い、前記無線通信ネットワークからのデータを受信する無線通信部を備え、
   前記無線通信部は、前記無線通信を停止する省電力状態に移行した後、所定時間経過後に前記無線通信を再開し、
   前記無線通信部は、前記無線通信を再開する際に、又は前記無線通信を再開した後に、前記無線通信装置へのデータの送信を停止又は遅延させるＮＡＳメッセージを前記無線通信ネットワークに送信する、無線通信装置。
8. 無線通信装置における方法であって、
   ＬＰＷＡ方式によって無線通信ネットワークとの無線通信を行い、
   前記無線通信ネットワークからのデータを受信し、
   前記無線通信を停止する省電力状態に移行した後、所定時間経過後に前記無線通信を再開し、
   前記無線通信を再開する際に、又は前記無線通信を再開した後に、前記無線通信装置へのデータの送信を停止又は遅延させるＮＡＳメッセージを前記無線通信ネットワークに送信する、方法。

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