WO2012077385A1

WO2012077385A1 - 通信システムおよび通信装置

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Publication number: WO2012077385A1
Application number: PCT/JP2011/068622
Authority: WO
Inventors: 高野　裕昭
Original assignee: ソニー株式会社
Priority date: 2010-12-06
Filing date: 2011-08-17
Publication date: 2012-06-14
Also published as: US9386399B2; EP2651181A4; CA2816541A1; CN103238370A; EP2651181A1; BR112013013416A2; RU2013125224A; EP2651181B1; ZA201303928B; US20130203455A1; JP2012124603A; CN103238370B

Abstract

【課題】通信システムおよび通信装置を提供する。【解決手段】基地局と、通信装置と、前記基地局と第１の通信方式で通信する第１の通信部、前記通信装置と第２の通信方式で通信する第２の通信部、前記通信装置の前記第１の通信方式における第１の識別情報と、前記第２の通信方式における第２の識別情報との対応関係を保持する識別情報保持部、および前記通信装置の特性を示すカテゴリー情報を前記通信装置と共有するためのカテゴリー情報保持部を有し、前記第１の通信部は、前記基地局との間で、前記カテゴリー情報に応じた前記通信装置に関する通信を前記通信装置の前記第１の識別情報を用いて行うゲートウェイ装置と、を備える通信システム。

Description

通信システムおよび通信装置

　本発明は、通信システムおよび通信装置に関する。

　現在、３ＧＰＰ（Ｔｈｉｒｄ　Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ　Ｐｒｏｊｅｃｔ）において４Ｇの無線通信システムの規格化が進められている。４Ｇによれば、リレーやキャリアアグリゲーションなどの技術を用いることにより、最大通信速度の向上やセルエッジでの品質向上を実現することができる。また、ＨｅＮｏｄｅＢ（Ｈｏｍｅ　ｅＮｏｄｅＢ、フェムトセル基地局、携帯電話用小型基地局）やＲＨＨ（リモートラジオヘッド）など、ｅＮｏｄｅＢ（マクロセル基地局）以外の基地局の導入によりカバレッジを向上させることも検討されている。リレーを行う中継装置（リレーノード）に関しては、例えば下記の特許文献に記載されている。

　一方、３ＧＰＰでは、ＭＴＣ（Ｍａｃｈｉｎｅ　Ｔｙｐｅ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）に関する議論も進められている。ＭＴＣは、一般的にＭ２Ｍ（Ｍａｃｈｉｎｅ　ｔｏ　Ｍａｃｈｉｎｅ）と同義であり、機械と機械の間の人間が直接利用しない通信を意味する。このＭＴＣは、主として、サーバと、人間が直接利用しないＭＴＣ端末との間で行われる。

　例えば、医療系のＭＴＣアプリケーションとして、ＭＴＣ端末が、人間の心電図情報を収集し、あるトリガ条件が満たされた場合に心電図情報をサーバにアップリンクを利用して送信することが考えられる。他のＭＴＣアプリケーションとして、自動販売機をＭＴＣ端末として機能させ、サーバが、一定周期（例えば３０日）ごとに管理下の自動販売機に対して売上を報告させることも考えられる。

　このようなＭＴＣ端末は、一例として一般的には以下の特徴を有するが、各ＭＴＣ端末が以下の全ての特徴を有する必要はなく、いずれの特徴を有するかはアプリケーションに依存する。
・移動がほとんどない（Ｌｏｗ　Ｍｏｂｉｌｉｔｙ）
・小容量のデータ転送（Ｏｎｌｉｎｅ　Ｓｍａｌｌ　Ｄａｔａ　Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）
・超低消費電力（Ｅｘｔｒａ　Ｌｏｗ　Ｐｏｗｅｒ　Ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ）
・各ＭＴＣをグルーピングしてハンドリング（Ｇｒｏｕｐ　ｂａｓｅｄ　ＭＴＣ　Ｆｅａｔｕｒｅｓ）

特開２００７－６０２１２号公報

　しかし、ＭＴＣ端末の数は膨大になることが想定されるので、ＭＴＣ端末を効率的に管理することが重要である。また、ＭＴＣ端末は４Ｇと異なる通信インタフェースを有し、基地局と直接的に通信を行えない場合も考えられる。

　そこで、本発明は上記問題に鑑みてなされたのもであり、本発明の目的は、ＭＴＣ端末などの通信装置を基地局が提供するネットワークに接続することが可能な新規かつ改良された通信システムおよび通信装置を提供することにある。

　上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、基地局と、通信装置と、前記基地局と第１の通信方式で通信する第１の通信部、前記通信装置と第２の通信方式で通信する第２の通信部、前記通信装置の前記第１の通信方式における第１の識別情報と、前記第２の通信方式における第２の識別情報との対応関係を保持する識別情報保持部、および前記通信装置の特性を示すカテゴリー情報を前記通信装置と共有するためのカテゴリー情報保持部を有し、前記第１の通信部は、前記基地局との間で、前記カテゴリー情報に応じた前記通信装置に関する通信を前記通信装置の前記第１の識別情報を用いて行うゲートウェイ装置と、を備える通信システムが提供される。

　前記第２の通信部は、前記通信装置の前記第２の識別情報を用いて前記通信装置と通信してもよい。

　前記第２の通信部は、前記通信装置に特性情報を送信し、前記通信装置から前記特性情報に基づいて変更された前記通信装置のカテゴリー情報を受信し、前記第１の通信部は、前記第２の通信部により受信されたカテゴリー情報を前記基地局に送信し、前記カテゴリー情報保持部は、前記第２の通信部により受信されたカテゴリー情報を保持してもよい。

　前記ゲートウェイ装置は、前記通信装置から受信される変更前のカテゴリー情報に基づいて前記特性情報を選択する特性情報選択部をさらに備えてもよい。

　前記特性情報は前記通信装置に推奨される特性を示してもよい。

　前記ゲートウェイ装置は、前記通信装置に対する前記基地局からのページングを間欠受信するための受信周期を保持し、前記受信周期とオフセットを有する受信周期を前記第２の通信部から前記通信装置に通知させる間欠受信管理部をさらに備えてもよい。

　前記第２の通信部は、前記第１の通信部により前記基地局から前記通信装置を宛先とするデータが受信された場合、当該データを前記通信装置に送信し、前記第１の通信部は、前記通信装置を宛先とするデータの受信に成功した場合、前記通信装置による当該データの受信が成功したか否かの確認前に、前記基地局に対して受信確認信号を送信してもよい。

　前記ゲートウェイ装置は複数の通信装置と通信し、前記複数の通信装置の各々のために前記第１の通信部が間欠受信を行う各受信周期を調整する調整部をさらに備え、前記調整部は、１の受信周期の他の受信周期が、前記１の受信周期の整数倍の周期になるように前記各受信周期を調整してもよい。

　前記ゲートウェイ装置は複数の通信装置と通信し、前記第１の通信部は、アクティブ状態である通信装置のためにショート受信周期またはロング受信周期で間欠受信を行い、スリープ状態である通信装置のためにスリープ用受信周期で間欠受信を行い、前記ロング受信周期および前記スリープ用受信周期は前記ショート受信周期の整数倍に設定され、かつ、各受信周期は位相が揃うように設定されてもよい。

　前記第１の通信部は、前記基地局との間でランダムアクセス手順を行うことによりタイミングアドバンス値を取得し、複数の通信装置に関する通信のために共通の前記タイミングアドバンス値を利用してもよい。

　前記第１の通信部は、前記複数の通信装置の各々の前記第１の識別情報の取得要求を前記基地局に送信し、前記基地局から前記複数の通信装置の各々の前記第１の識別情報を取得してもよい。

　前記第１の通信方式は移動体通信方式であり、前記第２の通信方式は無線ＬＡＮ通信方式であってもよい。

　前記通信装置は前記ゲートウェイ装置内に実装されており、前記第１の通信方式は移動体通信方式であり、前記第２の通信方式は前記ゲートウェイ装置内の専用のインタフェースを利用する通信方式であってもよい。

　また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、通信装置であって、基地局と第１の通信方式で通信し、前記通信装置と第２の通信方式で通信し、前記通信装置の前記第１の通信方式における第１の識別情報と、前記第２の通信方式における第２の識別情報との対応関係を保持し、前記通信装置の特性を示すカテゴリー情報を前記通信装置と共有するゲートウェイ装置と前記第２の通信方式で通信する、通信装置が提供される。

　以上説明したように本発明によれば、ＭＴＣ端末などの通信装置を基地局が提供するネットワークに接続することが可能である。

無線通信システムの構成例を示した説明図である。ＭＴＣゲートウェイの第１の実現形態を示した説明図である。ＭＴＣゲートウェイの第２の実現形態を示した説明図である。ＭＴＣゲートウェイの第３の実現形態を示した説明図である。ＭＴＣゲートウェイの第４の実現形態を示した説明図である。カテゴリー設定のためのシーケンスを示した説明図である。コンテンション型のランダムアクセス手順を示したシーケンス図である。本発明の第１の実施形態によるＭＴＣ端末１およびＭＴＣゲートウェイの構成を示した説明図である。各ＭＴＣ端末のためのランダムアクセス手順を示したシーケンス図である。ＭＴＣ端末に関する通信を示した説明図である。ＤＲＸ周期の伝達シーケンスを示した説明図である。ＭＴＣゲートウェイおよびＭＴＣ端末による間欠受信を示した説明図である。本発明の第２の実施形態によるＭＴＣ端末およびＭＴＣゲートウェイの構成を示した説明図である。第２の実施形態によるＭＴＣ端末およびＭＴＣゲートウェイの動作を示したシーケンス図である。本発明の第３の実施形態によるＭＴＣ端末およびＭＴＣゲートウェイの構成を示した説明図である。各ＤＲＸ周期の関係を示した説明図である。第３の実施形態によるＭＴＣ端末およびＭＴＣゲートウェイの動作を示したシーケンス図である。第４の実施形態による基地局の構成を示した機能ブロック図である。各ＤＲＸ周期の関係を示した説明図である。第４の実施形態による動作を示したシーケンス図である。第５の実施形態による動作を示したシーケンス図である。

　以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

　また、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素を、同一の符号の後に異なるアルファベットを付して区別する場合もある。例えば、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成を、必要に応じてＭＴＣ端末２０Ａ、２０Ｂおよび２０Ｃのように区別する。ただし、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素の各々を特に区別する必要がない場合、同一符号のみを付する。例えば、ＭＴＣ端末２０Ａ、２０Ｂおよび２０Ｃを特に区別する必要が無い場合には、単にＭＴＣ端末２０と称する。

　また、以下に示す項目順序に従って当該「発明を実施するための形態」を説明する。
　　１．無線通信システムの概略
　　　１－１．無線通信システムの構成
　　　１－２．ＭＴＣゲートウェイの実現形態
　　　１－３．ＭＴＣゲートウェイに関する考察
　　　１－４．ＵＥおよびＭＴＣ端末のカテゴリー
　　　１－５．ページング
　　　１－６．ランダムアクセス
　　２．各実施形態の説明
　　　２－１．第１の実施形態
　　　２－２．第２の実施形態
　　　２－３．第３の実施形態
　　　２－４．第４の実施形態
　　　２－５．第５の実施形態
　　３．むすび

　　＜１．無線通信システムの概略＞
　現在、３ＧＰＰにおいて４Ｇの無線通信システムの規格化が進められている。本発明の実施形態は、一例としてこの４Ｇの無線通信システムに適用することができるので、まず、４Ｇの無線通信システムの概略を説明する。

　　　［１－１．無線通信システムの構成］
　図１は、無線通信システム１の構成例を示した説明図である。図１に示したように、無線通信システム１は、オペレータドメイン１０と、ＭＴＣ端末２０と、ＭＴＣゲートウェイ３０と、ＭＴＣサーバ４０と、を備える。

　オペレータドメイン１０は、データ通信用のセッションの設定、開放やハンドオーバーの制御を行うＭＭＥ（Ｍｏｂｉｌｉｔｙ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｅｎｔｉｔｙ）、ユーザデータのルーティング、転送などを行うＳ－ＧＷ（Ｓｅｒｖｉｎｇ　Ｇａｔｅｗａｙ）、およびｅＮｏｄｅＢ、リレーノード、または家庭用小型基地局であるＨｏｍｅ　ｅＮｏｄｅＢのような基地局などを含む。

　ＭＴＣサーバ４０は、各ＭＴＣ端末２０を管理するノードであり、各ＭＴＣ端末２０を制御して例えば情報の収集を行う。図１においてはＭＴＣサーバ４０がオペレータドメイン１０の外部に配置された例を示しているが、ＭＴＣサーバ４０はオペレータドメイン１０の内部に配置されてもよい。ＭＴＣサーバ４０は、例えばＭＴＣユーザ４２から出されるコマンドに従って動作する。

　ＭＴＣ端末２０は、３ＧＰＰで議論されている、機械と機械の間の人間が直接利用しない通信であるＭＴＣに特化した無線端末である。このＭＴＣ端末２０は、オペレータドメイン１０とアプリケーションに応じた通信を行う。また、ＭＴＣ端末２０は、オペレータドメイン１０を介してＭＴＣサーバ４０と双方向通信を行う。

　例えば、医療系のＭＴＣアプリケーションとして、ＭＴＣ端末２０が、人間の心電図情報を収集し、あるトリガ条件が満たされた場合に心電図情報をサーバにアップリンクを利用して送信することが考えられる。他のＭＴＣアプリケーションとして、自動販売機をＭＴＣ端末２０として機能させ、ＭＴＣサーバ４０が、一定周期（例えば３０日）ごとに管理下の自動販売機に対して売上を報告させることも考えられる。

　このようなＭＴＣ端末２０は、一例として一般的には以下の特徴を有するが、各ＭＴＣ端末２０が以下の全ての特徴を有する必要はなく、いずれの特徴を有するかはアプリケーションに依存する。
・移動がほとんどない（Ｌｏｗ　Ｍｏｂｉｌｉｔｙ）
・小容量のデータ転送（Ｏｎｌｉｎｅ　Ｓｍａｌｌ　Ｄａｔａ　Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）
・超低消費電力（Ｅｘｔｒａ　Ｌｏｗ　Ｐｏｗｅｒ　Ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ）
・各ＭＴＣをグルーピングしてハンドリング（Ｇｒｏｕｐ　ｂａｓｅｄ　ＭＴＣ　Ｆｅａｔｕｒｅｓ）

　なお、また、ＭＴＣ端末２０はユーザ端末（ＵＥ：Ｕｓｅｒ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）の一例であり、本発明の実施形態は、携帯電話やＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）などの非ＭＴＣ端末にも適用可能である。

　ＭＴＣゲートウェイ３０には、図１に示したように、１または２以上のＭＴＣ端末２０が従属し、従属するＭＴＣ端末２０を代表して基地局を含むオペレータドメイン１０と接続する。このＭＴＣゲートウェイ３０は、以下の背景から導入され得ると考えられる。
　（１）ＭＴＣ端末２０の数は膨大になることが想定されるので、ＭＴＣゲートウェイ３０が複数のＭＴＣ端末２０を束ねて扱うことにより、基地局からの管理を簡素化できる。
　（２）１の任意の装置内にＭＴＣ端末２０の機能が実装される場合が考えられる。
　（３）ＭＴＣ端末２０がＺｉｇｂｅｅやＩＥＥＥ８０２．１１に規定される無線ＬＡＮなどの４Ｇと異なる通信インタフェースを有する場合が考えられる。

　　　［１－２．ＭＴＣゲートウェイの実現形態］
　上述したＭＴＣゲートウェイ３０は、基地局１２やＭＴＣ端末２０との関係において多様な形態で実現され得る。以下、図２～図５を参照してＭＴＣゲートウェイ３０の実現形態の一例を説明する。

　図２は、ＭＴＣゲートウェイ３０の第１の実現形態を示した説明図である。第１の実現形態では、ＭＴＣゲートウェイ３０は基地局１２とＬＴＥ－Ａセルラーにより接続され、ＭＴＣ端末２０とＺｉｇｂｅｅや無線ＬＡＮなどの非セルラーにより接続される。

　図３は、ＭＴＣゲートウェイ３０の第２の実現形態を示した説明図である。第２の実現形態では、ＭＴＣゲートウェイ３０は基地局１２とＬＴＥ－Ａセルラーにより接続され、ＭＴＣ端末２０ともＬＴＥ－Ａセルラーにより接続される。

　図４は、ＭＴＣゲートウェイ３０の第３の実現形態を示した説明図である。第３の実現形態では、ＭＴＣゲートウェイ３０にＭＴＣ端末２０の機能が実装されており、ＭＴＣゲートウェイ３０は基地局１２とＬＴＥ－Ａセルラーにより接続され、ＭＴＣ端末２０とＭＴＣゲートウェイ３０内の専用インタフェースにより接続される。

　図５は、ＭＴＣゲートウェイ３０の第４の実現形態を示した説明図である。第４の実現形態では、ＭＴＣゲートウェイ３０の実体は存在しないが、ＭＴＣ端末２０が協調して動作し、例えば１のＭＴＣ端末２０が他のＭＴＣ端末２０を代表することにより、仮想的にＭＴＣゲートウェイ３０の機能が実現される。

　　　［１－３．ＭＴＣゲートウェイに関する考察］
　以下、上述のＭＴＣゲートウェイ３０が基地局１２およびＭＴＣ端末２０からどのように認識されるケースがあるかを考察する。

　（基地局１２から見たＭＴＣゲートウェイ３０）
‐ケース１
　ＭＴＣゲートウェイ３０が従属するＭＴＣ端末２０を完全に代表することにより、基地局１２からはＭＴＣゲートウェイ３０が１のＵＥとして認識され、基地局１２からはＭＴＣゲートウェイ３０に従属するＭＴＣ端末２０の存在を認識できない。このケースでは、基地局１２はＭＴＣゲートウェイ３０のみと通信すればよいので、シグナリングの減少によりＣ－Ｐｌａｎｅへの負荷を低減することが可能である。しかし、実際には異なるカテゴリーを有する複数のＭＴＣ端末２０がＭＴＣゲートウェイ３０に属している場合に、ＭＴＣゲートウェイ３０を単一のカテゴリーで表現することが困難である。なお、カテゴリーについては「１－４．ＵＥおよびＭＴＣ端末のカテゴリー」において後述する。

‐ケース２
　ＭＴＣゲートウェイ３０は実際に存在していて通信を行うが、ＭＴＣゲートウェイ３０は論理的にトランスペアレントで、基地局１２からはＭＴＣ端末２０しか存在しないように見える。このケースでは、基地局１２が各ＭＴＣ端末２０のカテゴリー、属性を直接的にハンドリングできるが、シグナリングは減少しない。

‐ケース３
　ＭＴＣゲートウェイ３０がトランスペアレントに基地局１２とＭＴＣ端末２０間の通信を中継する場合もあるが、一部の設定や通信をＭＴＣ端末２０を代表して行うことにより、基地局１２からＭＴＣゲートウェイ３０もＭＴＣ端末２０も認識される。このケースでは、一部の設定等のＭＴＣゲートウェイ３０がＭＴＣ端末２０を代表して行うのでシグナリング負荷を低減できる。

‐ケース４
　ＭＴＣゲートウェイ３０の実体は存在せず、基地局１２は各ＭＴＣ端末２０と直接通信を行うが、ＭＴＣ端末２０が協調して動作し、１のＭＴＣ端末２０が他のＭＴＣ端末２０を代表することにより、基地局１２からＭＴＣゲートウェイ３０が論理的に存在しているように認識される。

　なお、ケース２およびケース３におけるＭＴＣゲートウェイ３０は現時点で検討されている４Ｇのリレーノードと類似する側面を有するが、ｅＮｏｄｅＢやＵＥ（ＭＴＣ端末２０を含む）による認識のされ方が相違する。具体的には、リレーノードは、ｅＮｏｄｅＢからはリレーノードとして認識され、ＵＥからはｅＮｏｄｅＢとして認識されるが、ＭＴＣゲートウェイ３０は、上述したように基地局１２からはＭＴＣ端末２０として認識され、また、後述するようにＭＴＣ端末２０からはＺｉｇｂｅｅや無線ＬＡＮなど基地局として認識される。ただし、リレーノードの在り方は現在も検討が進められているので、リレーノードの一分類として本実施形態によるＭＴＣゲートウェイ３０が定義されることもあり得る。

　（ＭＴＣ端末２０から見たＭＴＣゲートウェイ３０）
‐ケースＡ
　ＭＴＣゲートウェイ３０とＭＴＣ端末２０が無線ＬＡＮなどで接続されており、ＭＴＣ端末２０からはＭＴＣゲートウェイ３０が無線ＬＡＮなどのアクセスポイントとして認識される。このケースでは、ＭＴＣ端末２０が非セルラー系であっても４Ｇの通信システムにＭＴＣ端末２０を収容することが可能となるが、各ＭＴＣ端末２０が４Ｇで要求される動作を行うことは困難である。

‐ケースＢ
　ＭＴＣゲートウェイ３０にＭＴＣ端末２０の機能が実装されており、ＭＴＣゲートウェイ３０とＭＴＣ端末２０が専用のインタフェースで接続される。このケースでは、複数のＭＴＣ端末２０を個別に用意しなくてよく、例えば、携帯電話等などの１つの装置内にＭＴＣ端末２０の機能が実装されることが考えられる。

‐ケースＣ
　ＭＴＣゲートウェイ３０の実体は存在せず、基地局１２は各ＭＴＣ端末２０と直接通信を行うが、ＭＴＣ端末２０が協調して動作し、１のＭＴＣ端末２０が他のＭＴＣ端末２０を代表することにより、基地局１２からＭＴＣゲートウェイ３０が論理的に存在しているように認識される。このケースは、ＭＴＣゲートウェイ３０が必要でないという利点を有するが、ＭＴＣ端末２０がどのように協調するかが検討事項である。

‐ケースＤ
　ＭＴＣゲートウェイ３０がＭＴＣ端末２０と４Ｇの回線に準じる形態で接続される。

　（各ケースの組み合わせ）
　以上、基地局１２からＭＴＣゲートウェイ３０がケース１～４のように認識される場合、およびＭＴＣ端末２０からケースＡ～Ｄのように認識されるケースを説明した。以下、ＭＴＣゲートウェイ３０の実現形態例として、ケース１～４とケースＡ～Ｃの組み合わせを示す。

　なお、本明細書においては、上記のケース（ｖ）または（ｖｉ）に該当する形態のＭＴＣゲートウェイ３０、すなわち、基地局１２から見たＭＴＣゲートウェイ３０がケース（３）に該当し、ＭＴＣ端末２０から見たＭＴＣゲートウェイがケース（Ａ）またはケース（Ｂ）に該当するＭＴＣゲートウェイ３０に焦点を当てて説明する。

　　　［１－４．ＵＥおよびＭＴＣ端末のカテゴリー］
　以下に説明する本発明の各実施形態は、カテゴリーに関する実施形態、ページングに関する実施形態、およびランダムアクセスに関する実施形態を含む。そこで、各実施形態の説明に先立ち、カテゴリー、ページング、およびランダムアクセスについて説明する。

　ＬＴＥにおいては、ＵＥのカテゴリーがカテゴリー１～カテゴリー５に分類されている。このカテゴリーは、以下に示すように、ＵＥの能力（ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ）に応じて分類されている。

　図６は、カテゴリー設定のためのシーケンスを示した説明図である。図６に示したように、ＵＥ２２は自身のカテゴリーを基地局１２に申請し（Ｓ６２）、基地局１２はＵＥ２２に対して確認信号を返信する（Ｓ６４）。なお、ＵＥ２２は、ディタッチした後に再度アタッチしてからカテゴリーを再度申請することにより、カテゴリーを変更することも可能である。

　以上、ＵＥのカテゴリーについて説明したが、ＭＴＣ端末２０も同様に複数のカテゴリーに分類されることが考えられる。そこで、本件発明者によって検討されたＭＴＣ端末２０のカテゴリーの一例を以下に示す。

　上記のように、ＭＴＣ端末２０が有するＬｏｗ　ＭｏｂｉｌｔｙやＰｏｗｅｒ　Ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎなどの各フィーチャーの能力（特性）に応じてカテゴリーを決定することができる。なお、上記したカテゴリー分類は一例に過ぎず、ＭＴＣ端末２０のフィーチャーは多岐に渡るので、より多数のカテゴリーが用意されることも考えられる。

　また、基地局１２は、各ＭＴＣ端末２０のカテゴリーに応じて各ＭＴＣ端末２０との通信を制御すると考えられる。例えば、基地局１２は、Ｍｏｂｉｌｉｔｙが「Ｈｉｇｈ　Ｍｏｂｉｌｉｔｙ」であるＭＴＣ端末２０には、「Ｌｏｗ　Ｍｏｂｉｌｉｔｙ」であるＭＴＣ端末２０よりも高頻度でメジャメント要求を行ってもよい。

　　　［１－５．ページング］
　ＵＥは、消費電力を節約するために、スリープモードに遷移する場合がある。このスリープモードで動作するＵＥは、ＤＲＸ（Ｄｉｓｃｏｎｔｉｎｕｅｓ　Ｒｅｃｅｏｔｉｏｎ）周期で基地局１２から送信されるページングチャネルを観測し、自分宛てのメッセージがない場合には低消費電力状態に戻り、自分宛のメッセージがある場合には当該メッセージに従った動作を行う。なお、ページングチャネルには、ＵＥ宛てのデータが基地局１２に存在することを通知するためのｉｎｃｏｍｉｎｇ　ｃａｌｌと、基地局１２のシステム情報（例えば、利用周波数）がアップデートされたことを知らせるメッセージが含まれる。ＭＴＣ端末２０にも、このようなスリープモード機能が実装されると考えられる。

　　　［１－６．ランダムアクセス］
　ＵＥは、基地局１２との間でランダムアクセスと呼ばれる手順を行うことにより基地局１２とのコネクションを確立する。このランダムアクセス手順において、ＵＥによるアップリンクの送信タイミングを調整するためのタイミングアドバンス値が取得される。各ＵＥと基地局１２との距離は異なるが、各ＵＥから送信されたデータが基地局１２に同時に到達するようにタイミングアドバンス値を用いた調整を行うことにより、アップリンクで複数のＵＥがリソースブロックを多重することが可能となる。

　また、ランダムアクセス手順は、コンテンション型とコンテンションフリー型の２種類に大別される。基本的にはコンテンション型が利用されるが、より確実なランダムアクセスのためにコンテンションフリー型が利用される場合もある。例えば、コンテンションフリー型は、ハンドオーバー後の新たな基地局１２に接続する場合に利用される。ただし、コンテンションフリー型では、用意された６４個のシーケンスのうちのいくつかのシーケンスが使用されるので、常にコンテンションフリー型を利用できるわけではない。

　図７は、上述したコンテンション型のランダムアクセス手順を示したシーケンス図である。図７に示したように、まず、ＵＥ２２がランダムアクセスプリアンブルを基地局１２に送信する（Ｓｔｅｐ１）。ランダムアクセスプリアンブルとして用意されている６４個の各シーケンスは直交するので、異なるシーケンスがランダムアクセスプリアンブルとして同一リソース（同時刻、同周波数）で送信されても、基地局１２は各ランダムアクセスプリアンブルを分離可能である。ただし、同一のシーケンスのランダムアクセスプリアンブルが同一リソースで送信された場合、基地局１２は衝突により各ランダムアクセスプリアンブルを検出することが困難である。

　基地局１２は、ＵＥ２２からのランダムアクセスプリアンブルの受信に成功した場合、ランダムアクセスプリアンブルの受信タイミングからＵＥ２２の遠近を判断し、ＵＥ２２が送信タイミングを調整するためのタイミングアドバンス値を計算する。

　そして、基地局１２は、ランダムアクセスレスポンスをＵＥ２２に送信する（Ｓｔｅｐ２）。このランダムアクセスレスポンスは、上記のタイミングアドバンス値、およびアップリンクのスケジューリング情報を含む。なお、アップリンクのスケジューリングのための空きリソースが無い場合には当該ステップは行われない。

　その後、ＵＥ２２は、コネクションリクエストとして、Ｓｔｅｐ２において受信したスケジューリング情報の示すリソースにおいてＬ２／Ｌ３メッセージを送信する（Ｓｔｅｐ３）。なお、Ｓｔｅｐ１において同一のランダムアクセスプリアンブルを複数のＵＥ２２が送信し、基地局１２が少なくとも一方のランダムアクセスプリアンブルの受信に成功する場合も考えられる。この場合、Ｓｔｅｐ２において基地局１２から送信されるランダムアクセスレスポンスを複数のＵＥ２２が自分宛と認識とし、複数のＵＥ２２が同一リソースにおいてＬ２／Ｌ３メッセージを送信する。このため、基地局１２は、複数のＵＥ２２から送信されたＬ２／Ｌ３メッセージをいずれも受信できない、またはいずれかを受信できる。

　基地局１２は、Ｓｔｅｐ３においてＵＥ２２から送信されたＬ２／Ｌ３メッセージの受信に成功した場合、このＵＥ２２に対してＡＣＫを返信する（Ｓｔｅｐ４）。なお、基地局１２は、ＡＣＫ送信用のリソースの空きが無い場合にはＡＣＫを返信しない。ＵＥ２２は、このようにＳｔｅｐ４のＡＣＫの受信によりランダムアクセスが成功したことを認識する。

　　＜２．各実施形態の説明＞
　本発明は、一例として「２－１．第１の実施形態」～「２－５．第５の実施形態」において詳細に説明するように、多様な形態で実施され得る。以下、このような各実施形態について順次に説明する。

　　　［２－１．第１の実施形態］
　　　　（着眼点）
　基地局１２から見てＭＴＣゲートウェイがトランスペアレントであるためにＭＴＣゲートウェイが基地局からの情報を単にＭＴＣ端末にリレーすると、遅延に対する要求を満たせない場合がある。例えば、ハイブリッドＡＲＱ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　Ｒｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　Ｒｅｑｕｅｓｔ）が用いられる場合、ラウンドトリップタイムは８ｍｓと定められている。しかし、ＭＴＣゲートウェイが基地局からの情報を単にＭＴＣ端末にリレーすると、このラウンドトリップタイムを満足できない場合があるだろう。なお、ハイブリッドＡＲＱは、送信者が、送信データに対するＡＣＫまたはＮＡＣＫが受信されるまで次のデータ送信を待機するＳｔｏｐ　Ａｎｄ　Ｗａｉｔ型の方法である。

　また、ランダムアクセス手順においても、ＭＴＣ端末がＭＴＣゲートウェイを介して図７に示したランダムアクセスレスポンスを受信してからＬ２／Ｌ３を送信すると、上記同様に遅延の問題が生じる。

　したがって、４Ｇに関する全ての情報をＭＴＣ端末のみに搭載し、ＭＴＣゲートウェイを常に単なる中継を行うように動作させることは、遅延やレスポンスなどの観点から好ましくない。一方、４Ｇに関する全ての情報をＭＴＣゲートウェイの搭載することも現実的でない。

　本発明の第１の実施形態は上記の事情を一着眼点にしてなされたものであり、本発明の第１の実施形態によれば、ＭＴＣゲートウェイに、トランスペアレントな側面や、ＭＴＣ端末を代表する側面を持たせることが可能である。以下、図８～図１２を参照し、このような本発明の第１の実施形態の詳細を説明する。

　　　　（第１の実施形態の構成）
　図８は、本発明の第１の実施形態によるＭＴＣ端末２０－１およびＭＴＣゲートウェイ３０－１の構成を示した説明図である。

　図８に示したように、ＭＴＣ端末２０－１は、無線ＬＡＮ通信部２１０、カテゴリー情報保持部２２０、ＤＲＸ管理部２３０、ＭＡＣ＿ＩＤ保持部２４０、およびアプリケーション２５０を備える。また、ＭＴＣゲートウェイ３０－１は、無線ＬＡＮ通信部３１０、カテゴリー情報保持部３２０、ＤＲＸ管理部３３０、Ｃ－ＲＮＴＩ保持部３４０と、データバッファ３５０と、を備える。

　ＭＴＣ端末２０－１の無線ＬＡＮ通信部２１０は、ＭＴＣゲートウェイ３０－１の無線ＬＡＮ通信部３１０（第２の通信部）と、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ｂ、ｎ、およびａｃなどの無線通信規格に従って無線通信する。なお、図８においてはＭＴＣ端末２０－１とＭＴＣゲートウェイ３０－１が非セルラー系（移動体通信方式、第２の通信方式）の一例として無線ＬＡＮにより接続される例を示したが、ＭＴＣ端末２０－１とＭＴＣゲートウェイ３０－１は他の非セルラー系（例えば、Ｚｉｇｂｅｅ）により接続されてもよい。

　さらに、ＭＴＣ端末２０－１の機能は図４に示したようにＭＴＣゲートウェイ３０－１にソフトウェア的に実装されてもよく、この場合、ＭＴＣ端末２０－１はＭＴＣゲートウェイ３０－１と専用のインタフェースを介して接続されてもよい。

　ＭＴＣゲートウェイ３０－１のカテゴリー情報保持部３２０は、ＭＴＣ端末２０－１のカテゴリー情報を保持する。このカテゴリー情報は、ＭＴＣ端末２０－１におけるアプリケーション２５０の動作によって変化する場合も考えられるので、ＭＴＣ端末２０－１のカテゴリー情報保持部２２０においても保持される。このように、ＭＴＣゲートウェイ３０－１がＭＴＣ端末２０－１とカテゴリー情報を共有することにより、トランスペアレントを実現する。

　ＭＴＣゲートウェイ３０－１のＤＲＸ管理部３３０（間欠受信管理部）は、ＭＴＣゲートウェイ３０－１のセルラー通信部３６０がＭＴＣ端末２０－１に対するページング情報を受信するためのＤＲＸ周期（間欠受信周期）を保持、管理する。同様に、ＭＴＣ端末２０－１のＤＲＸ管理部２３０は、ＭＴＣゲートウェイ３０－１から転送されるページング情報を無線ＬＡＮ通信部２１０が受信するためのＤＲＸ周期を保持する。なお、詳細については図１２を参照して説明するが、ＭＴＣ端末２０－１のＤＲＸ周期はＭＴＣゲートウェイ３０－１のＤＲＸ周期に対してオフセットを有する。

　ＭＴＣゲートウェイ３０－１のＣ－ＲＮＴＩ保持部３４０（識別情報保持部）は、ＭＴＣ端末２０－１の４Ｇにおける識別情報であるＣ－ＲＮＴＩと、ＭＴＣ端末２０－１の無線ＬＡＮにおける識別情報であるＭＡＣ＿ＩＤとを対応付けて保持する。一方、ＭＴＣ端末２０－１のＭＡＣ＿ＩＤ保持部２４０は、ＭＴＣ端末２０－１のＭＡＣ＿ＩＤを保持する。なお、ＭＴＣ端末２０－１は、ＭＡＣ＿ＩＤに加えてＣ－ＲＮＴＩを保持してもよい。

　ＭＴＣゲートウェイ３０－１のデータバッファ３５０は、基地局１２およびＭＴＣ端末２０－１間で中継するためのデータを一時的に保持するためのバッファである。例えば、基地局１２からＭＴＣ端末２０－１に向けたデータ、およびＭＴＣ端末２０－１から基地局１２に向けたデータがデータバッファ３５０に一時的に保持される。

　ＭＴＣゲートウェイ３０－１のセルラー通信部３６０（第１の通信部）は、基地局１２と４Ｇ（第１の通信方式）に従った通信を行う。

　このように、本実施形態においては、カテゴリー情報、Ｃ－ＲＮＴＩに対応するＭＡＣ＿ＩＤおよびＤＲＸ周期をＭＴＣ端末２０－１に保持させ、他の４Ｇの処理をＭＴＣゲートウェイ２０－１側で代行して処理する。以下、本実施形態によるランダムアクセス、データ通信、およびＤＲＸの動作を具体的に説明する。

　　（第１の実施形態による動作）
　　　－ランダムアクセス
　図９は、各ＭＴＣ端末２０－１のためのランダムアクセス手順を示したシーケンス図である。図９に示したように、ＭＴＣゲートウェイ３０－１は、ＭＴＣ端末２０－１からＣ－ＲＮＴＩの取得要求を受信すると（Ｓ４０４）、基地局１２との間でランダムアクセスを実行する（Ｓ４０８）。

　Ｓ４０８のランダムアクセスにより、タイミングアドバンス値およびＭＴＣ端末２０－１用のＣ－ＲＮＴＩが取得されるので、ＭＴＣゲートウェイ３０－１は、取得されたＭＴＣ端末２０－１用のＣ－ＲＮＴＩをＣ－ＲＮＴＩ保持部３４０に保持する（Ｓ４１２）。

　そして、ＭＴＣゲートウェイ３０－１は、複数のＭＴＣ端末２０－１が従属する場合、従属するＭＴＣ端末２０－１の数だけ図９に示した処理を繰り返す。なお、ＭＴＣゲートウェイ３０－１は、取得したＣ－ＲＮＴＩをＭＴＣ端末２０－１に通知してもよい。

　　　－データ通信
　図１０は、ＭＴＣ端末２０－１に関する通信を示した説明図である。図１０に示したように、Ｃ－ＲＮＴＩが「ｘｘ」であり、ＭＡＣ＿ＩＤが「ｙｙ」であるＭＴＣ端末２０－１へ基地局１２がデータを送信する場合を考える。この場合、基地局１２は、宛先をＣ－ＲＮＴＩ：ｘｘに設定してデータＡを送信する（Ｓ４２０）。

　そして、ＭＴＣゲートウェイ３０－１は、データＡの受信に成功すると、ＭＴＣ端末２０－１が当該データＡの受信に成功したか否かの確認前に、基地局１２に対してＡＣＫを返信する（Ｓ４２２）。基地局１２は、ＭＴＣゲートウェイ３０－１からＡＣＫを受信すると、次のデータＢを送信する（Ｓ４２６）。なお、ＭＴＣゲートウェイ３０－１は、データＡの受信に失敗した場合にはＮＡＣＫを返信し、基地局１２はデータＡを再送する。

　一方、ＭＴＣゲートウェイ３０－１は、データＡの受信に成功すると、宛先をＭＡＣ＿ＩＤ：ｙｙに設定してデータＡをＭＴＣ端末２０－１に送信する（Ｓ４２４）。そして、ＭＴＣ端末２０－１は、データＡの受信に成功するとＡＣＫをＭＴＣゲートウェイ３０－１に返信する（Ｓ４２８）。

　上述したように、ＭＴＣゲートウェイ３０－１がＡＣＫ／ＮＡＣＫの返信を代行して行うことにより、トランスペアレントを実現しつつ、ハイブリッドＡＲＱに関して定められているラウンドトリップタイムを満たすことが可能である。

　　　－ＤＲＸ
　図１１は、ＤＲＸ周期の伝達シーケンスを示した説明図である。図１１に示したように、ＭＴＣゲートウェイ３０－１は、ＭＴＣ端末２０－１に対するページングを間欠受信するためのＤＲＸ周期を基地局１２から受信すると、このＤＲＸ周期をＤＲＸ管理部３３０に保持する（Ｓ４３０）。

　そして、ＭＴＣゲートウェイ３０－１のＤＲＸ管理部３３０は、基地局１２から受信したＤＲＸ周期に対してオフセットを有するＤＲＸ周期を無線ＬＡＮ通信部３１０からＭＴＣ端末２０－１に送信させる（Ｓ４３４）。その後、ＭＴＣ端末２０－１のＤＲＸ管理部２３０は、無線ＬＡＮ通信部３１０により受信されたＤＲＸ周期を保持する。ここで、図２を参照し、ＭＴＣゲートウェイ３０－１のＤＲＸ周期とＭＴＣ端末２０－１のＤＲＸ周期の関係を説明する。

　図１２は、ＭＴＣゲートウェイ３０－１およびＭＴＣ端末２０－１による間欠受信を示した説明図である。図１２に示したように、ＭＴＣ端末２０－１は、ＭＴＣゲートウェイ３０－１に連動して間欠受信を行う。また、ＭＴＣ端末２０－１のＤＲＸ周期は、ＭＴＣゲートウェイ３０－１がページングチャネルを受信してから送信するまでの遅延を考慮して、ＭＴＣゲートウェイ３０－１のＤＲＸ周期に対してオフセットを有するように設定される。

　以上説明したように、本発明の第１の実施形態によれば、４Ｇにおける遅延の要求を満たしつつ、トランスペアレントな側面を有するＭＴＣゲートウェイ３０－１を実現することが可能である。

　　　［２－２．第２の実施形態］
　　　（着眼点）
　１のＭＴＣゲートウェイには、異なるカテゴリーに分類される複数のＭＴＣ端末が従属し得る。しかし、あるＭＴＣ端末のカテゴリーのフィーチャーと、他のＭＴＣ端末のカテゴリーのフィーチャーは矛盾し得る。例えば、表３に示したカテゴリー２に分類されるＭＴＣ端末のＭｏｂｉｌｉｔｙは「Ｌｏｗ　Ｍｏｂｉｌｉｔｙ」であるが、カテゴリー５に分類されるＭＴＣ端末のＭｏｂｉｌｉｔｙは「Ｈｉｇｈ　Ｍｏｂｉｌｉｔｙ」である。このため、カテゴリー２に分類されるＭＴＣ端末と、カテゴリー５に分類されるＭＴＣ端末が同一のＭＴＣゲートウェイに従属すると矛盾が生じる。

　本発明の第２の実施形態は上記の事情を一着眼点にしてなされたものであり、本発明の第２の実施形態によれば、ＭＴＣ端末のカテゴリー設定に関する矛盾の発生を防止することができる。以下、図１３および図１４を参照し、このような本発明の第２の実施形態の詳細を説明する。

　　　（第２の実施形態の構成）
　図１３は、本発明の第２の実施形態によるＭＴＣ端末２０－２およびＭＴＣゲートウェイ３０－２の構成を示した説明図である。

　図１３に示したように、ＭＴＣ端末２０－２は、無線ＬＡＮ通信部２１０、カテゴリー情報保持部２２０、カテゴリー変更部２２４、ＤＲＸ管理部２３０、ＭＡＣ＿ＩＤ保持部２４０、およびアプリケーション２５０を備える。また、ＭＴＣゲートウェイ３０－２は、無線ＬＡＮ通信部３１０、カテゴリー情報保持部３２０、推奨特性管理部３２４、ＤＲＸ管理部３３０、Ｃ－ＲＮＴＩ保持部３４０と、データバッファ３５０と、を備える。以下、第２の実施形態によるＭＴＣ端末２０－２およびＭＴＣゲートウェイ３０－２が有する構成のうちで、第１の実施形態によるＭＴＣ端末２０－１およびＭＴＣゲートウェイ３０－１と異なる構成を主に説明する。

　ＭＴＣゲートウェイ３０－２の推奨特性管理部３２４（特性情報選択部）は、従属するＭＴＣ端末２０に推奨するフィーチャー（特性）を選択し、当該フィーチャーを無線ＬＡＮ通信部３１０からＭＴＣ端末２０－２に通知させる。推奨特性管理部３２４は、例えば、従属する各ＭＴＣ端末２０－２のカテゴリーを問い合わせ、「Ｍｏｂｉｔｙ」、「Ｐｏｗｅｒ　Ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ」などのフィーチャー項目ごとに推奨されるフィーチャーを選択してもよい。

　なお、上記では推奨されるフィーチャーを選択する例を説明したが、ＭＴＣゲートウェイ３０－２は、反対に、回避すべきフィーチャーを選択し、当該フィーチャーを無線ＬＡＮ通信部３１０からＭＴＣ端末２０－２に通知させてもよい。例えば、「Ｍｏｂｉｔｙ」が「Ｈｉｇｈ　Ｍｏｂｉｌｉｔｙ」であるカテゴリーのＭＴＣ端末２０－２が多数派であった場合、推奨特性管理部３２４は、「Ｌｏｗ　Ｍｏｂｉｌｉｔｙ」を回避すべきフィーチャーとして選択してもよい。

　ＭＴＣ端末２０－２のカテゴリー変更部２２４は、ＭＴＣゲートウェイ３０－２から通知されるフィーチャーに基づき、自身のカテゴリーを必要に応じて変更する。例えば、自身のカテゴリーが表３に示したカテゴリー２であり、ＭＴＣゲートウェイ３０－２から推奨されるフィーチャーとして「Ｈｉｇｈ　Ｍｏｂｉｌｉｔｙ」が通知された場合を考える。この場合、カテゴリー変更部２２４は、カテゴリー４または５など、Ｍｏｂｉｌｉｔｙが「Ｈｉｇｈ　Ｍｏｂｉｌｉｔｙ」であるカテゴリーに自身のカテゴリーを変更してもよい。

　また、自身のカテゴリーが表３に示したカテゴリー２であり、ＭＴＣゲートウェイ３０－２から回避すべきケーパビリティとして「Ｌｏｗ　Ｍｏｂｉｌｉｔｙ」が通知された場合を考える。この場合、カテゴリー変更部２２４は、カテゴリー４または５など、Ｍｏｂｉｌｉｔｙが「Ｈｉｇｈ　Ｍｏｂｉｌｉｔｙ」であるカテゴリーに自身のカテゴリーを変更してもよい。

　なお、ＭＴＣゲートウェイ３０－２から通知されるフィーチャーを満たすカテゴリーへの変更が困難である場合、ＭＴＣ端末２０－２はＭＴＣゲートウェイ３０－２との接続を解除してもよい。また、上記では推奨されるフィーチャーを選択する例を説明したが、ＭＴＣゲートウェイ３０－２は、推奨されるカテゴリー、または回避すべきカテゴリーを選択してＭＴＣ端末２０－２に通知してもよい。

　　　（第２の実施形態の動作）
　以上、第２の実施形態によるＭＴＣ端末２０－２およびＭＴＣゲートウェイ３０－２の構成を説明した。続いて、図１４を参照し、第２の実施形態によるＭＴＣ端末２０－２およびＭＴＣゲートウェイ３０－２の動作を説明する。

　図１４は、第２の実施形態によるＭＴＣ端末２０－２およびＭＴＣゲートウェイ３０－２の動作を示したシーケンス図である。図１４に示したように、まず、ＭＴＣゲートウェイ３０－２がＭＴＣ端末２０－２にカテゴリーの通知を要求すると（Ｓ４５２）、ＭＴＣ端末２０－２は、ＭＴＣゲートウェイ３０－２からの要求に応じて自身のカテゴリーをＭＴＣゲートウェイ３０－２に通知する（Ｓ４５４）。

　なお、ＭＴＣゲートウェイ３０－２に複数のＭＴＣ端末２０－２が従属する場合、Ｓ４５２およびＳ４５４の処理は従属するＭＴＣ端末２０－２ごとに行われる。ただし、ＭＴＣゲートウェイ３０－２は、Ｓ４５２においてカテゴリー通知の要求をブロードキャストにより一括して複数のＭＴＣ端末２０－２に送信してもよい。

　続いて、ＭＴＣゲートウェイ３０－２の推奨特性管理部３２４は、従属するＭＴＣ端末２０－２のカテゴリーに基づいて、従属するＭＴＣ端末２０－２に推奨されるフィーチャーを選択する（Ｓ４５６）。その後、ＭＴＣゲートウェイ３０－２は、ＭＴＣ端末２０－２から推奨されるフィーチャーの問い合わせを受けると（Ｓ４５８）、Ｓ４５６において選択したフィーチャーをＭＴＣ端末２０－２に通知する（Ｓ４６０）。

　次に、ＭＴＣ端末２０－２のカテゴリー変更部２２４は、ＭＴＣゲートウェイ３０－２から通知されたフィーチャーに基づき、通知されたフィーチャーと自身のフィーチャーが矛盾する場合等、必要に応じて自身のフィーチャーを変更する（Ｓ４６２）。その後、ＭＴＣ端末２０－２は、変更後のカテゴリーをカテゴリー情報保持部２２０に保持し、変更後のカテゴリーをＭＴＣゲートウェイ３０－２に通知する（Ｓ４６４）。

　続いて、ＭＴＣゲートウェイ３０－２は、ＭＴＣ端末２０－２から通知されたカテゴリーを基地局１２に通知する（Ｓ４６６）。そして、ＭＴＣゲートウェイ３０－２は、基地局１２からカテゴリーの設定確認を受信すると（Ｓ４６８）、当該カテゴリーをカテゴリー情報保持部３２０に保持し、カテゴリーの設定確認をＭＴＣ端末２０－２に送信する（Ｓ４７０）。

　以上説明したように、本発明の第２の実施形態によれば、ＭＴＣ端末のカテゴリー設定に関する矛盾の発生を防止してＭＴＣゲートウェイ３０－２を導入することが可能となる。

　　　［２－３．第３の実施形態］
　　　（着眼点）
　ＭＴＣゲートウェイが基地局から見てトランスペアレントであり、ＭＴＣゲートウェイに複数のＭＴＣ端末が従属する場合、各ＭＴＣ端末のために異なるＤＲＸ周期（ページング周期）が設定され得る。この場合、ＭＴＣゲートウェイが各ＭＴＣ端末のためのページングチャネルを個別に間欠受信するので、受信回数が増加し、ＭＴＣゲートウェイの消費電力が増大してしまうことが懸念される。

　本発明の第３の実施形態は上記の事情を一着眼点にしてなされたものであり、本発明の第３の実施形態によれば、各ＭＴＣ端末のためのＤＲＸ周期を調整することによりＭＴＣゲートウェイの消費電力を抑制することができる。以下、図１５～図１７を参照し、このような本発明の第３の実施形態の詳細を説明する。

　　　（第３の実施形態の構成）
　図１５は、本発明の第３の実施形態によるＭＴＣ端末２０－３およびＭＴＣゲートウェイ３０－３の構成を示した説明図である。

　図１５に示したように、ＭＴＣ端末２０－３は、無線ＬＡＮ通信部２１０、カテゴリー情報保持部２２０、カテゴリー変更部２２４、ＤＲＸ管理部２３０、ＭＡＣ＿ＩＤ保持部２４０、およびアプリケーション２５０を備える。また、ＭＴＣゲートウェイ３０－３は、無線ＬＡＮ通信部３１０、カテゴリー情報保持部３２０、推奨特性管理部３２４、ＤＲＸ管理部３３０、Ｃ－ＲＮＴＩ保持部３４０と、データバッファ３５０と、を備える。以下、第３の実施形態によるＭＴＣ端末２０－３およびＭＴＣゲートウェイ３０－３が有する構成のうちで、第１の実施形態によるＭＴＣ端末２０－１およびＭＴＣゲートウェイ３０－１と異なる構成を主に説明する。

　ＭＴＣゲートウェイ３０－３のＤＲＸ管理部３３０は、従属する複数のＭＴＣ端末２０－３のＤＲＸ周期を調整するＤＲＸ調整部３３２を含む。具体的には、ＤＲＸ調整部３３２は、最も短いＤＲＸ周期の他のＤＲＸ周期が、最も短いＤＲＸ周期の整数倍になるように各ＭＴＣ端末２０－３のためのＤＲＸ周期を調整する。

　例えば、図１６に示したように、ＭＴＣ端末２０－３Ｂおよび２０－３ＣのＤＲＸ周期が、最も短いＭＴＣ端末２０－３ＡのためのＤＲＸ周期の整数倍になるように各ＭＴＣ端末２０－３のためのＤＲＸ周期を調整する。かかる構成により、ＭＴＣゲートウェイ３０－３のセルラー通信部３６０は、最も短いＭＴＣ端末２０－３ＡのためのＤＲＸ周期でページングチャネルを受信する際に、同時に他のＭＴＣ端末２０－３Ｂおよび２０－３Ｃのためのページングチャネルを受信することが可能となる。その結果、ＭＴＣゲートウェイ３０－３の受信回数が削減されるので、ＭＴＣゲートウェイ３０－３のＤＲＸのための消費電力を抑制することが可能である。

　　　（第３の実施形態の動作）
　以上、第３の実施形態によるＭＴＣ端末２０－３およびＭＴＣゲートウェイ３０－３の構成を説明した。続いて、図１７を参照し、第３の実施形態によるＭＴＣ端末２０－３およびＭＴＣゲートウェイ３０－３の動作を説明する。

　図１７は、第３の実施形態によるＭＴＣ端末２０－３およびＭＴＣゲートウェイ３０－３の動作を示したシーケンス図である。図１７に示したように、まず、ＭＴＣゲートウェイ３０－３に従属する複数のＭＴＣ端末２０－３Ａ、２０－３Ｂ・・・がＤＲＸ周期をＭＴＣゲートウェイ３０－３に通知すると（Ｓ４８２、Ｓ４８４）、ＭＴＣゲートウェイ３０－３のＤＲＸ調整部３３２が各ＭＴＣ端末２０－３のためのＤＲＸ周期を調整する（Ｓ４８６）。

　具体的には、ＭＴＣゲートウェイ３０－３のＤＲＸ調整部３３２は、最も短いＤＲＸ周期の他のＤＲＸ周期が、最も短いＤＲＸ周期の整数倍になるように各ＭＴＣ端末２０－３のためのＤＲＸ周期を調整する。

　その後、ＭＴＣゲートウェイ３０－３は、調整後の各ＭＴＣ端末２０－３のためのＤＲＸ周期を基地局１２に通知し（Ｓ４８８）、基地局１２からＤＲＸ周期の設定確認を受信すると（Ｓ４９０）、各ＭＴＣ端末２０－３にＤＲＸ周期の設定確認を送信する（Ｓ４９２、Ｓ４９４）。

　　　＜２－４．第４の実施形態＞
　　　（着眼点）
　ＭＴＣゲートウェイに、状態がＲＲＣ＿ＣｏｎｎｅｃｔｅｄであるＭＴＣ端末と、状態がＲＲＣ＿ＩＤＬＥであるＭＴＣ端末の双方が従属する場合が考えられる。ＲＲＣ＿Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄは、基地局と通信を行えるＡｃｔｉｖｅな状態である。ＲＲＣ＿ＩＤＬＥは、ＤＲＸ周期でページングチャネルを観測することにより消費電力を抑制するＳｌｅｅｐ状態である。

　また、状態がＲＲＣ＿Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄであっても、「３ＧＰＰ　ＴＳ　３６．３００　７．２章」にあるように、ＤＲＸ周期が設定される場合がある。このＤＲＸ周期はショートとロングに大別され、ショートで動作中に所定期間にわたってページングチャネルが受信されなかった場合にロングに移行することが想定されている。このショートとロングの切替えは、基地局による決定、および基地局からＵＥ（ＭＴＣ端末）への制御によって行われる。

　上記のＲＲＣ＿ＩＤＬＥにおけるＤＲＸ周期は多様であり、また、ＲＲＣ＿ＣｏｎｎｅｃｔｅｄにおけるショートおよびロングのＤＲＸ周期も存在するが、これのＤＲＸ周期の同期がとれていないとＭＴＣゲートウェイの動作率が高くなり、消費電力の増大が懸念される。

　本発明の第４の実施形態は上記の事情を一着眼点にしてなされたものであり、本発明の第４の実施形態によれば、各状態のＤＲＸ周期を調整することによりＭＴＣゲートウェイの消費電力を抑制することができる。以下、図１８～図２０を参照し、このような本発明の第４の実施形態の詳細を説明する。

　　　（第４の実施形態の構成）
　図１８は、第４の実施形態による基地局１２の構成を示した機能ブロック図である。図１８に示したように、基地局１２は、ＭＴＣ端末管理部１２０と、ＤＲＸ調整部１３０と、セルラー通信部１６０と、を備える。

　ＭＴＣ端末管理部１２０は、各ＭＴＣゲートウェイ３０に従属するＭＴＣ端末２０をグループとして管理し、各ＭＴＣ端末２０のＣ－ＲＮＴＩおよびＰ－ＲＮＴＩ（Ｐａｇｉｎｇ　Ｒａｄｉｏ　Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ｔｅｍｐｏｒａｒｙ　Ｉｄｅｎｔｉｆｙ）を保持する。なお、状態がＲＲＣ＿ＩＤＬＥであるＭＴＣ端末２０へのページングの送信にはＰ－ＲＮＴＩが用いられ、状態がＲＲＣ＿ＣｏｎｎｅｃｔｅｄであるＭＴＣ端末２０への制御信号の送信にはＣ－ＲＮＴＩまたはＰ－ＲＮＴＩが用いられる。

　セルラー通信部１６０は、ＭＴＣゲートウェイ３０と４Ｇなどのセルラー通信方式に従った通信を行う。

　ＤＲＸ調整部１３０は、ＲＲＣ＿ＣｏｎｎｅｃｔｅｄのＤＲＸ周期、およびＲＲＣ＿ＩＤＬＥのＤＲＸ周期を調整する。具体的には、ＲＲＣ＿ＩＤＬＥのＤＲＸ周期の方がＲＲＣ＿ＣｏｎｎｅｃｔｅｄのＤＲＸ周期よりも長いので、ＤＲＸ調整部１３０は、ＲＲＣ＿ＩＤＬＥのＤＲＸ周期がＲＲＣ＿ＣｏｎｎｅｃｔｅｄのロングＤＲＸ周期の整数倍になるように各ＤＲＸ周期を調整する。また、ＤＲＸ調整部１３０は、ロングＤＲＸ周期がショートＤＲＸ周期の整数倍になるように各ＤＲＸ周期を調整する。さらに、ＤＲＸ調整部１３０は、ＲＲＣ＿ＩＤＬＥのＤＲＸ周期、ショートＤＲＸ周期、およびロングＤＲＸ周期の位相を揃える。

　例えば、図１９に示したように、ＲＲＣ＿ＩＤＬＥのＤＲＸ周期、ショートＤＲＸ周期、およびロングＤＲＸ周期の長さおよび位相を調整することにより、ショートＤＲＸ周期からロングＤＲＸ周期へ移行した場合も、ロングＤＲＸ周期からショートＤＲＸ周期へ移行した場合も、ＲＲＣ＿ＩＤＬＥのＤＲＸはＲＲＣ＿ＣｏｎｎｅｃｔｅｄのＤＲＸと同時に行われる。

　したがって、状態がＲＲＣ＿ＣｏｎｎｅｃｔｅｄであるＭＴＣ端末２０と、状態がＲＲＣ＿ＩＤＬＥであるＭＴＣ端末２０の双方がＭＴＣゲートウェイ３０に従属する場合であっても、ＭＴＣゲートウェイ３０の動作率を低減することにより、ＭＴＣゲートウェイ３０の消費電力を抑制することが可能である。

　　　（第４の実施形態の動作）
　以上、第４の実施形態による基地局１２の構成を説明した。続いて、図２０を参照し、第４の実施形態による動作を説明する。

　図２０は、第４の実施形態による動作を示したシーケンス図である。図２０に示したように、まず、ＭＴＣ端末２０がＲＲＣ＿ＩＤＬＥのＤＲＸ周期を要求すると（Ｓ５０４）、ＭＴＣゲートウェイ３０が当該要求を基地局１２に転送する（Ｓ５０８）。

　そして、基地局１２のＤＲＸ調整部１３０は、ＲＲＣ＿ＣｏｎｎｅｃｔｅｄのロングＤＲＸ周期の整数倍になるように、かつ、ロングＤＲＸ周期と位相が揃うようにＲＲＣ＿ＩＤＬＥのＤＲＸ周期を調整する（Ｓ５１２）。その後、ＭＴＣゲートウェイ３０を介してＤＲＸ周期の設定内容がＭＴＣ端末２０に通知される（Ｓ５１６、Ｓ５２０）。

　　　［２－５．第５の実施形態］
　　　（着眼点）
　図９を参照し、ＭＴＣゲートウェイ３０－１が各ＭＴＣ端末２０－１に関してランダムアクセスを行い、各ＭＴＣ端末２０－１のＣ－ＲＮＴＩおよびタイミングアドバンス値を取得する第１の実施形態を説明した。

　ここで、タイミングアドバンス値が用いられるのはＭＴＣゲートウェイおよび基地局間のアップリンクのみである。このため、ＭＴＣゲートウェイのタイミングアドバンス値があればよいと考えられる。しかし、現状、ある端末の通信に関し、他の端末が取得したタイミングアドバンス値を使用するという手続きが存在しない。

　本発明の第５の実施形態は上記の事情を一着眼点にしてなされたものであり、本発明の第５の実施形態によれば、ランダムアクセスによるシグナリング、およびＭＴＣゲートウェイの負荷を軽減することが可能である。以下、図２１を参照し、このような本発明の第５の実施形態の詳細を説明する。

　　　（第５の実施形態の動作）
　図２１は、第５の実施形態による動作を示したシーケンス図である。図２１に示したように、まず、ＭＴＣゲートウェイ３０－５は基地局１２とランダムアクセスを実行し、タイミングアドバンス値を取得する（Ｓ５２４）。

　その後、ＭＴＣゲートウェイ３０－５は、ＭＴＣ端末２０からＣ－ＲＮＴＩの取得要求を受信すると（Ｓ５２８）、基地局１２に対してＭＴＣ端末２０用のＣ－ＲＮＴＩの取得要求を基地局１２に送信する（Ｓ５３２）。

　そして、ＭＴＣゲートウェイ３０－５は、基地局１２から要求に応じてＭＴＣ端末２０用のＣ－ＲＮＴＩが付与されると（Ｓ５３６）、ＭＴＣ端末２０用のＣ－ＲＮＴＩをＣ－ＲＮＴＩ保持部３４０に保持する（Ｓ５４０）。なお、ＭＴＣゲートウェイ３０－５は、このＣ－ＲＮＴＩをＭＴＣ端末２０に通知してもよいし、通知しなくてもよい。

　その後、ＭＴＣゲートウェイ３０－５は、Ｓ５３６において付与されたＣ－ＲＮＴＩ、およびＳ５２４において取得したタイミングアドバンス値を用いてＭＴＣ端末２０のアップリンク通信を行う。すなわち、ＭＴＣゲートウェイ３０－５は、従属する複数のＭＴＣ端末２０のアップリンク通信に、Ｓ５２４において取得した共通のタイミングアドバンス値を利用する。

　このような第５の実施形態によれば、ＭＴＣゲートウェイ３０－５によるランダムアクセスの回数が減少するので、ランダムアクセスによるシグナリング、およびＭＴＣゲートウェイ３０－５の負荷を軽減することが可能である。

　　＜３．むすび＞
　以上説明したように、本発明の実施形態によれば、４Ｇにおける遅延の要求を満たしつつ、トランスペアレントな側面を有するＭＴＣゲートウェイを実現することが可能である。また、本発明の実施形態によれば、ＭＴＣ端末のカテゴリー設定に関する矛盾の発生を防止してＭＴＣゲートウェイを導入することが可能である。また、本発明の実施形態によれば、ＭＴＣゲートウェイのＤＲＸのための消費電力を抑制することが可能である。また、本発明の実施形態によれば、ランダムアクセスによるシグナリング、およびＭＴＣゲートウェイの負荷を軽減することが可能である。

　なお、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明の技術的範囲はかかる例に限定されない。本発明の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

　例えば、本明細書のＭＴＣ端末２０、またはＭＴＣゲートウェイ３０の処理における各ステップは、必ずしもシーケンス図として記載された順序に沿って時系列に処理する必要はない。例えば、ＭＴＣ端末２０、またはＭＴＣゲートウェイ３０の処理における各ステップは、シーケンス図として記載した順序と異なる順序で処理されても、並列的に処理されてもよい。

　また、ＭＴＣ端末２０、ＭＴＣゲートウェイ３０および基地局１２に内蔵されるＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭなどのハードウェアを、上述したＭＴＣ端末２０、ＭＴＣゲートウェイ３０および基地局１２の各構成と同等の機能を発揮させるためのコンピュータプログラムも作成可能である。また、該コンピュータプログラムを記憶させた記憶媒体も提供される。

　１０　　　オペレータドメイン
　１２　　　基地局
　２０　　　ＭＴＣ端末
　３０　　　ＭＴＣゲートウェイ
　４０　　　ＭＴＣサーバ
　１２０　　ＭＴＣ端末管理部
　１３０、３３２　ＤＲＸ調整部
　１６０、３６０　セルラー通信部
　２１０、３１０　無線ＬＡＮ通信部
　２２０、３２０　カテゴリー情報保持部
　２３０、３３０　ＤＲＸ管理部
　２４０　　ＭＡＣ＿ＩＤ保持部
　２５０　　アプリケーション
　３２４　　推奨特性管理部
　３４０　　Ｃ－ＲＮＴＩ保持部
　３５０　　データバッファ

Claims

　基地局と；
　通信装置と；
　　前記基地局と第１の通信方式で通信する第１の通信部、
　　前記通信装置と第２の通信方式で通信する第２の通信部、
　　前記通信装置の前記第１の通信方式における第１の識別情報と、前記第２の通信方式における第２の識別情報との対応関係を保持する識別情報保持部、および
　　前記通信装置の特性を示すカテゴリー情報を前記通信装置と共有するためのカテゴリー情報保持部を有し、
　　前記第１の通信部は、前記基地局との間で、前記カテゴリー情報に応じた前記通信装置に関する通信を前記通信装置の前記第１の識別情報を用いて行うゲートウェイ装置と；
を備える、通信システム。
　前記第２の通信部は、前記通信装置の前記第２の識別情報を用いて前記通信装置と通信する、請求項１に記載の通信システム。
　前記第２の通信部は、前記通信装置に特性情報を送信し、前記通信装置から前記特性情報に基づいて変更された前記通信装置のカテゴリー情報を受信し、
　前記第１の通信部は、前記第２の通信部により受信されたカテゴリー情報を前記基地局に送信し、
　前記カテゴリー情報保持部は、前記第２の通信部により受信されたカテゴリー情報を保持する、請求項２に記載の通信システム。
　前記ゲートウェイ装置は、
　前記通信装置から受信される変更前のカテゴリー情報に基づいて前記特性情報を選択する特性情報選択部をさらに備える、請求項３に記載の通信システム。
　前記特性情報は前記通信装置に推奨される特性を示す、請求項４に記載の通信システム。
　前記ゲートウェイ装置は、前記通信装置に対する前記基地局からのページングを間欠受信するための受信周期を保持し、前記受信周期とオフセットを有する受信周期を前記第２の通信部から前記通信装置に通知させる間欠受信管理部をさらに備える、請求項１に記載の通信システム。
　前記第２の通信部は、前記第１の通信部により前記基地局から前記通信装置を宛先とするデータが受信された場合、当該データを前記通信装置に送信し、
　前記第１の通信部は、前記通信装置を宛先とするデータの受信に成功した場合、前記通信装置による当該データの受信が成功したか否かの確認前に、前記基地局に対して受信確認信号を送信する、請求項１に記載の通信システム。
　前記ゲートウェイ装置は複数の通信装置と通信し、
　前記複数の通信装置の各々のために前記第１の通信部が間欠受信を行う各受信周期を調整する調整部をさらに備え、
　前記調整部は、１の受信周期の他の受信周期が、前記１の受信周期の整数倍の周期になるように前記各受信周期を調整する、請求項１に記載の通信システム。
　前記ゲートウェイ装置は複数の通信装置と通信し、
　前記第１の通信部は、アクティブ状態である通信装置のためにショート受信周期またはロング受信周期で間欠受信を行い、スリープ状態である通信装置のためにスリープ用受信周期で間欠受信を行い、
　前記ロング受信周期および前記スリープ用受信周期は前記ショート受信周期の整数倍に設定され、かつ、各受信周期は位相が揃うように設定される、請求項１に記載の通信システム。
　前記第１の通信部は、前記基地局との間でランダムアクセス手順を行うことによりタイミングアドバンス値を取得し、複数の通信装置に関する通信のために共通の前記タイミングアドバンス値を利用する、請求項１に記載の通信システム。
　前記第１の通信部は、前記複数の通信装置の各々の前記第１の識別情報の取得要求を前記基地局に送信し、前記基地局から前記複数の通信装置の各々の前記第１の識別情報を取得する、請求項１０に記載の通信システム。
　前記第１の通信方式は移動体通信方式であり、前記第２の通信方式は無線ＬＡＮ通信方式である、請求項１に記載のゲートウェイ装置。
　前記通信装置は前記ゲートウェイ装置内に実装されており、
　前記第１の通信方式は移動体通信方式であり、前記第２の通信方式は前記ゲートウェイ装置内の専用のインタフェースを利用する通信方式である、請求項１に記載の通信システム。
　通信装置であって、
　　基地局と第１の通信方式で通信し、前記通信装置と第２の通信方式で通信し、前記通信装置の前記第１の通信方式における第１の識別情報と、前記第２の通信方式における第２の識別情報との対応関係を保持し、前記通信装置の特性を示すカテゴリー情報を前記通信装置と共有するゲートウェイ装置と前記第２の通信方式で通信する、通信装置。