WO2016194122A1 - ゲートウェイ装置および無線リソース要求方法 - Google Patents

ゲートウェイ装置および無線リソース要求方法 Download PDF

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WO2016194122A1
WO2016194122A1 PCT/JP2015/065839 JP2015065839W WO2016194122A1 WO 2016194122 A1 WO2016194122 A1 WO 2016194122A1 JP 2015065839 W JP2015065839 W JP 2015065839W WO 2016194122 A1 WO2016194122 A1 WO 2016194122A1
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WO
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data
resource allocation
immediate
allocation method
control unit
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Application number
PCT/JP2015/065839
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English (en)
French (fr)
Inventor
栄二 長竹
良一 藤江
幸太朗 渡辺
Original Assignee
三菱電機株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/04—Wireless resource allocation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W16/00—Network planning, e.g. coverage or traffic planning tools; Network deployment, e.g. resource partitioning or cells structures
    • H04W16/24—Cell structures
    • H04W16/26—Cell enhancers or enhancement, e.g. for tunnels, building shadow
    • H04W4/04—

Definitions

  • the present invention relates to a gateway apparatus and a radio resource request method for performing relay communication in a radio communication system.
  • a wireless communication system in which a data collection device collects data acquired by a large number of wireless terminals such as a wireless sensor network via a wide-area wireless line such as a mobile phone line or a satellite line.
  • the gateway device receives and aggregates data from each wireless terminal via a wireless line smaller than the wide area wireless line, Data is relayed through the network.
  • the radio resource allocation scheme includes a transmission resource allocation scheme that makes a necessary resource allocation request every time the gateway device transmits data, and a transmission that is allocated by requesting a transmission cycle and data size in which the gateway device transmits data in advance.
  • the gateway device selects one of the radio resource allocation methods and makes a resource allocation request to the control device. Such a technique is disclosed in Patent Document 1 below.
  • the resource allocation method at the time of transmission is suitable when the communication traffic amount of the wireless line is small
  • the periodic resource allocation method is suitable.
  • the gateway device selects the radio resource allocation method common to all the radio terminals or for each radio terminal, and therefore the same for all data transmitted by a radio terminal.
  • a radio resource allocation method is applied. Therefore, there were the following problems.
  • the gateway apparatus may transmit data that is less than the allocated data size, so that the utilization efficiency of the wide area wireless line is reduced.
  • the gateway device increases the data storage amount when the traffic volume of communication with the wireless terminal is large, and the transmittable radio resource In the meantime, data exceeding the storable amount of data is discarded.
  • the present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain a gateway device capable of transmitting data requiring immediacy without delay without reducing the utilization efficiency of a wide area wireless line.
  • the gateway device of the present invention includes a data storage unit that stores data acquired from a wireless terminal.
  • the gateway device outputs data included in the data packet received from the wireless terminal to the data storage unit, measures the traffic volume of communication with the wireless terminal, generates traffic volume information, and the immediacy of the data is
  • a terminal communication unit that separates data type information indicating the immediate data from the immediate data notification is provided.
  • the gateway device determines a radio resource allocation method for transmitting normal data, which is allowed to be delayed from immediate data among data, to the wide area radio line based on the traffic volume information, and acquires the data type information
  • a control unit is provided that determines a radio resource allocation method for transmitting immediate data to a wide area wireless line and instructs the data storage unit to output the immediate data. Further, the gateway device makes a resource allocation request using the radio resource allocation method determined by the control unit, and transmits the data stored in the data storage unit to the wide area radio line using the radio resource allocated in response to the resource allocation request.
  • a wide-area wireless communication unit is provided.
  • the gateway device according to the present invention has an effect that data that requires immediacy can be transmitted without delay without reducing the use efficiency of the wide area wireless line.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of a gateway device according to a first embodiment
  • FIG. 3 is a flowchart showing data packet reception processing in the terminal communication unit according to the first embodiment
  • the flowchart which shows the reception process of the immediate data notification in the terminal communication part concerning Embodiment 1.
  • the flowchart which shows the measurement process of the communication traffic amount in the terminal communication part concerning Embodiment 1.
  • FIG. 7 is a sequence diagram illustrating an example of an operation in which the gateway device according to the first embodiment makes a resource allocation request using the transmission resource allocation method.
  • FIG. 3 is a sequence diagram illustrating an example of an operation in which the gateway device according to the first embodiment makes a resource allocation request using a periodic resource allocation method.
  • FIG. 3 is a sequence diagram showing an operation when immediate data is received when a resource allocation request is made by the periodic resource allocation method in the gateway device according to the first exemplary embodiment;
  • 1 is a block diagram showing a configuration example of a data storage unit according to a first embodiment;
  • FIG. 6 is a sequence diagram showing an operation when immediate data is received when a resource allocation request is made by the transmission resource allocation method in the gateway device according to the first embodiment; 4 is a flowchart illustrating an example of an operation of determining a radio resource allocation method and requesting a radio resource in the gateway device according to the first embodiment.
  • 1 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of a gateway device according to a first embodiment; 1 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of a gateway device according to a first embodiment;
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration example of a gateway device according to the second embodiment.
  • 10 is a flowchart illustrating an example of an operation of determining a radio resource allocation method when immediate data is transmitted in the control unit of the gateway device according to the second embodiment; 10 is a flowchart showing a resource allocation response reception process in the wide area wireless communication unit according to the second embodiment.
  • FIG. 9 is a sequence diagram showing an operation when immediate data is received when a resource allocation request is made by the periodic resource allocation method in the gateway device according to the second embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a wireless communication system 10 including a gateway device 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • the wireless communication system 10 is a system in which the data collection device 5 collects data such as sensor information obtained by a plurality of wireless terminals 2.
  • a plurality of wireless terminals 2 individually collect data from various sensors, and transmit the collected data to the gateway device 1 connected via a wireless line.
  • wireless terminal 2 connects with the sensor terminal provided with various sensors, and transmits the data collected from the sensor terminal to the gateway apparatus 1 connected with a radio link.
  • the gateway device 1 is connected to a plurality of wireless terminals 2 by a wireless line smaller than the wide area wireless line 3, aggregates data acquired from the plurality of wireless terminals 2, and sends the data to the data collection device 5 via the wide area wireless line 3. Send data.
  • the gateway device 1 performs relay communication between the wireless terminal 2 and the data collection device 5 in the wireless communication system 10.
  • the gateway apparatus 1 transmits data to the wide area wireless line 3 addressed to the data collection apparatus 5, the gateway apparatus 1 allocates wireless resources in the wide area wireless line 3 in order to acquire wireless resources necessary for data transmission to the wide area wireless line 3.
  • a resource allocation request is made to the control device 4 to be performed.
  • the gateway device 1 receives a resource allocation response, which is a response to the resource allocation request, from the control device 4, and in accordance with the radio resource allocated from the control device 4 by the resource allocation response, that is, the allocated transmission timing and data size. Data is transmitted to the line 3.
  • FIG. 2 is a block diagram of a configuration example of the gateway device 1 according to the first embodiment.
  • the gateway device 1 has acquired from the wireless terminal 2, a terminal communication unit 11 that receives data packets and control packets from the wireless terminal 2, a data storage unit 12 that stores data included in the data packet received from the wireless terminal 2, and When transmitting data to the wide area wireless line 3, the control unit 13 that determines the radio resource allocation method requested to the control device 4 and the wide area wireless that transmits the data stored in the data storage unit 12 to the data collection device 5 And a communication unit 14.
  • the terminal communication unit 11 receives data packets from a plurality of wireless terminals 2 via wireless lines, separates data included in the received data packets, and receives received data 21 as separated data in the data storage unit 12. Output.
  • a data packet received from the wireless terminal 2 in the terminal communication unit 11 needs to be transmitted to the data collection device 5 with low delay, and an immediate data packet including immediate data that requires immediacy, and data collection There is a normal data packet that includes normal data that is allowed to be delayed more than immediate data in transmission to the device 5.
  • a data packet transmitted from the wireless terminal 2 after a control packet for immediate data notification described later is an immediate data packet.
  • the terminal communication unit 11 outputs immediate data and normal data as the reception data 21 to the data storage unit 12.
  • FIG. 3 is a flowchart of a data packet reception process in the terminal communication unit 11 according to the first embodiment.
  • the terminal communication unit 11 When receiving the data packet from the wireless terminal 2 (step ST1), the terminal communication unit 11 separates the data from the data packet (step ST2), and outputs the separated data to the data storage unit 12 (step ST3).
  • the terminal communication unit 11 has received a control packet for immediate data notification for notifying that a data packet transmitted next from the wireless terminal 2, that is, a data packet received next in the gateway device 1 is an immediate data packet.
  • the data type information 22 included in the control packet for immediate data notification is separated and output to the control unit 13.
  • the control packet is a packet other than the data packet, but in this embodiment, the immediate data notification described above is targeted.
  • the data type information 22 is information indicating that the data type is immediate data.
  • the data type information 22 is defined in advance by the gateway device 1 and the wireless terminal 2 that configure the wireless communication system 10, for example.
  • the data type information 22 can be represented by information in a format such as “0” or “1” in a defined area of the header or payload of the control packet for immediate data notification. For example, assume that the data type information 22 is not “1” and the data type information 22 is “0”.
  • FIG. 4 is a flowchart of the immediate data notification reception process in the terminal communication unit 11 according to the first embodiment.
  • the terminal communication unit 11 When receiving the immediate data notification from the wireless terminal 2 (step ST11), the terminal communication unit 11 separates the data type information 22 from the immediate data notification (step ST12), and outputs the separated data type information 22 to the control unit 13. (Step ST13).
  • the terminal communication unit 11 measures the amount of communication traffic for communication with the wireless terminal 2 in the section of the wireless line with the plurality of wireless terminals 2, and generates traffic amount information 23 indicating the measured amount of communication traffic.
  • the generated traffic amount information 23 is output to the control unit 13.
  • the terminal communication unit 11 measures the communication traffic amount constantly or periodically and outputs the traffic amount information 23 to the control unit 13.
  • the method for measuring the amount of communication traffic in the terminal communication unit 11 can be obtained from, for example, the total data size obtained by adding the data sizes of data packets received within a specified period, but is not limited thereto.
  • FIG. 5 is a flowchart of a communication traffic amount measurement process in the terminal communication unit 11 according to the first embodiment.
  • the terminal communication unit 11 measures the communication traffic amount of communication with the wireless terminal 2 (step ST21)
  • the terminal communication unit 11 generates traffic amount information 23 indicating the measured communication traffic amount (step ST22), and generates the generated traffic amount information 23. It outputs to the control part 13 (step ST23).
  • the data storage unit 12 stores the normal data and the immediate data that are output from the terminal communication unit 11 and are received data 21 acquired from the plurality of wireless terminals 2 in the storage area.
  • the data storage unit 12 When the normal data or immediate data is stored in the storage area, the data storage unit 12 generates storage information 24 indicating information about the stored normal data or immediate data, and outputs the generated storage information 24 to the control unit 13.
  • the storage information 24 is information for specifying normal data or immediate data.
  • the storage information 24 is unique to data such as address information for specifying the location of the storage area at the time of storage and a sequence number assigned to the stored data. Contains information such as data number and data size of stored data.
  • FIG. 6 is a flowchart of data storage processing in the data storage unit 12 according to the first embodiment.
  • the data storage unit 12 stores normal data or immediate data in the storage area (step ST31)
  • the data storage unit 12 generates storage information 24 for the stored data (step ST32), and sends the generated storage information 24 to the control unit 13. Output (step ST33).
  • the data storage unit 12 outputs the stored normal data or immediate data to the wide area wireless communication unit 14 as transmission data 26 in response to the data read from the wide area wireless communication unit 14.
  • the data storage unit 12 outputs normal data when there is no immediate data, and outputs the immediate data preferentially when there is immediate data.
  • the data storage unit 12 acquires the immediate data transmission instruction 25 from the control unit 13 for the immediate data out of the stored normal data and immediate data. In response to reading from the communication unit 14, the data is immediately output as transmission data 26.
  • FIG. 7 is a flowchart of the immediate data output process in the data storage unit 12 according to the first embodiment.
  • the data storage unit 12 When acquiring the immediate data transmission instruction 25 from the control unit 13 (step ST41), the data storage unit 12 outputs the immediate data to the wide area wireless communication unit 14 (step ST42).
  • the control unit 13 determines the wide area wireless line 3 based on the traffic amount information 23 acquired from the terminal communication unit 11.
  • the radio resource allocation method in is determined as a periodic resource allocation method or a transmission resource allocation method. That is, the control unit 13 determines a radio resource allocation method for transmitting normal data to the wide area radio line 3 based on the traffic volume information 23.
  • the control unit 13 generates a resource allocation request instruction 27 for instructing the control device 4 to make a resource allocation request using the determined radio resource allocation method, and sends the generated resource allocation request instruction 27 to the wide area wireless communication unit 14. Output.
  • the control unit 13 as a method of determining the radio resource allocation method, for example, when the communication traffic amount indicated by the traffic amount information 23 is equal to or greater than a threshold defined for determining the radio resource allocation method, The allocation method is determined to be a periodic resource allocation method. In addition, when the communication traffic amount indicated by the traffic amount information 23 is less than the threshold, the control unit 13 determines the radio resource allocation method as the transmission resource allocation method.
  • the control unit 13 operates to apply the determined radio resource allocation method to all the radio terminals 2.
  • the control unit 13 can measure the amount of communication traffic for each group and generate and output the traffic amount information 23 in the terminal communication unit 11,
  • the radio resource allocation scheme may be determined and applied.
  • FIG. 8 is a flowchart of a process of determining a radio resource allocation method when normal data is transmitted to the wide area radio line 3 in the control unit 13 according to the first embodiment.
  • the control unit 13 acquires the traffic amount information 23 from the terminal communication unit 11 (step ST51)
  • the radio resource allocation method is changed to a period. If the communication traffic volume is less than the threshold (step ST52: No), the wireless resource allocation method is determined as the transmission resource allocation method (step ST54).
  • the control unit 13 generates a resource allocation request instruction 27 for instructing the control device 4 to make a resource allocation request using the determined radio resource allocation method (step ST55), and the generated resource allocation request instruction 27 is transmitted to the wide area radio. It outputs to the communication part 14 (step ST56).
  • the control unit 13 determines that the received data 21 indicated by the storage information 24 acquired from the data storage unit 12 is immediate data, and sets the immediate data as a wide area wireless line 3 is determined.
  • the control unit 13 transmits the immediate data to the wide area wireless line 3.
  • Decide that the resource allocation method is the resource allocation method during transmission.
  • the control unit 13 obtains the storage information 24 from the data storage unit 12, confirms the data size of the immediate data, and requests a resource allocation request for instructing the controller 4 to make a resource allocation request by the transmission resource allocation method.
  • An instruction 27 is generated, and the generated resource allocation request instruction 27 is output to the wide area wireless communication unit 14. It is assumed that the resource allocation request instruction 27 generated by the control unit 13 and output to the wide area wireless communication unit 14 includes data size information of immediate data.
  • the control unit 13 specifies the immediate data using the address information and the data number included in the storage information 24 acquired from the data storage unit 12.
  • An immediate data transmission instruction 25 is generated, and the generated immediate data transmission instruction 25 is output to the data storage unit 12.
  • the control unit 13 instructs the data storage unit 12 to output immediate data specified by the immediate data transmission instruction 25 with respect to reading from the wide area wireless communication unit 14.
  • FIG. 9 is a flowchart of a process of determining a radio resource allocation method when transmitting immediate data to the wide area radio line 3 in the control unit 13 according to the first embodiment.
  • the control unit 13 acquires the data type information 22 from the terminal communication unit 11 (step ST61)
  • the control unit 13 determines that the radio resource allocation method for transmitting immediate data to the wide area wireless line 3 is the transmission resource allocation method. (Step ST62).
  • the control unit 13 confirms the data size of the immediate data and instructs the control device 4 to make a resource allocation request by the resource allocation method at the time of transmission.
  • Resource allocation request instruction 27 is generated (step ST64), and the generated resource allocation request instruction 27 is output to the wide area wireless communication unit 14 (step ST65). Further, the control unit 13 generates an immediate data transmission instruction 25 (step ST66), and outputs the generated immediate data transmission instruction 25 to the data storage unit 12 (step ST67).
  • the wide area radio communication unit 14 determines the control unit 4 in the radio resource allocation method determined by the control unit 13, that is, instructed by the resource allocation request instruction 27.
  • a resource allocation request in the wide area wireless line 3 is transmitted.
  • the wide area radio communication unit 14 receives a resource allocation response as a response to the resource allocation request from the control device 4, and transmits data according to the radio resource allocated from the control device 4 by the resource allocation response, that is, the allocated transmission timing and data size.
  • the normal data or immediate data stored in the storage unit 12 is read.
  • the wide area wireless communication unit 14 transmits normal data or immediate data output from the data storage unit 12 by reading to the data storage unit 12 to the wide area wireless line 3 as transmission data 26.
  • FIG. 10 is a flowchart of resource allocation request processing and data transmission processing in the wide area wireless communication unit 14 according to the first embodiment.
  • the wide area radio communication unit 14 acquires the resource allocation request instruction 27 from the control unit 13 (step ST71)
  • the wide area radio communication unit 14 transmits a resource allocation request in the wide area radio line 3 to the control device 4 (step ST72).
  • the wide area radio communication unit 14 receives the resource allocation response from the control device 4 (step ST73)
  • the wide area radio communication unit 14 reads data to the data storage unit 12 according to the radio resource allocated from the control device 4 by the resource allocation response, and the data storage unit The data output from 12 is transmitted to the wide area wireless line 3 (step ST74).
  • the gateway apparatus 1 makes a resource allocation request in the wireless communication system 10 .
  • the reception data 21 and the transmission data 26 are specifically described as normal data or immediate data.
  • FIG. 11 is a sequence diagram illustrating an example of an operation in which the gateway device 1 according to the first embodiment makes a resource allocation request by the transmission resource allocation method.
  • the control unit 13 of the gateway apparatus 1 has decided to perform data transmission by the transmission resource allocation method based on the traffic amount information 23 acquired from the terminal communication unit 11.
  • the wireless terminal 2 transmits normal data packets storing normal data to the gateway device 1 (step S102) when normal data, which is sensor information that allows delay in various sensors, is generated (step S101).
  • the terminal communication unit 11 of the gateway device 1 When receiving the normal data packet (step S103), the terminal communication unit 11 of the gateway device 1 separates the normal data from the normal data packet and outputs the normal data to the data storage unit 12.
  • the data storage unit 12 stores the normal data output from the terminal communication unit 11, generates storage information 24 for the stored normal data, and outputs the storage information 24 to the control unit 13.
  • the control unit 13 Based on the storage information 24, the control unit 13 determines whether to allocate a resource allocation method during transmission when a predetermined time has elapsed or when a predetermined amount of data is stored in the data storage unit 12.
  • a request instruction 27 is generated and output to the wide area wireless communication unit 14.
  • the wide area radio communication unit 14 transmits a resource allocation request by the transmission resource allocation method to the control device 4 (step S104).
  • the wide area wireless communication unit 14 receives the resource allocation response from the control device 4 (step S105)
  • the wide area wireless communication unit 14 reads the normal data to the data storage unit 12 according to the transmission timing and the data size allocated from the control device 4 by the resource allocation response.
  • the normal data output from the data storage unit 12 is transmitted to the data collection device 5 (step S106).
  • the gateway device 1 makes a resource allocation request to the control device 4 every time when normal data is transmitted to the data collection device 5.
  • the gateway device 1 sequentially transmits normal data received from the wireless terminal 2 to the data collection device 5 by repeating a series of operations from normal data reception to normal data transmission.
  • FIG. 12 is a sequence diagram illustrating an example of an operation in which the gateway device 1 according to the first embodiment makes a resource allocation request using the periodic resource allocation method.
  • the control unit 13 of the gateway device 1 has decided to perform data transmission by the periodic resource allocation method based on the traffic amount information 23 acquired from the terminal communication unit 11.
  • the control unit 13 of the gateway device 1 generates a resource allocation request instruction 27 that instructs a periodic resource allocation method and outputs the resource allocation request instruction 27 to the wide area wireless communication unit 14.
  • the wide area radio communication unit 14 transmits a resource allocation request by the periodic resource allocation method to the control device 4 in accordance with the resource allocation request instruction 27 from the control unit 13 (step S201).
  • the wide area wireless communication unit 14 stores the transmission cycle and data size allocated from the control device 4 by the resource allocation response.
  • the wide-area wireless communication unit 14 reads normal data from the data storage unit 12 according to the transmission timing and data size according to the transmission cycle assigned by the control device 4, and transmits the normal data to the data collection device 5.
  • the wireless terminal 2 transmits a normal data packet storing the normal data to the gateway device 1 (Step S204).
  • the terminal communication unit 11 of the gateway device 1 When receiving the normal data packet (step S205), the terminal communication unit 11 of the gateway device 1 separates the normal data from the normal data packet and outputs the normal data to the data storage unit 12.
  • the data storage unit 12 stores the normal data output from the terminal communication unit 11, generates storage information 24 for the stored normal data, and outputs the storage information 24 to the control unit 13.
  • the wide area wireless communication unit 14 reads the normal data to the data storage unit 12 according to the transmission cycle and data size allocated by the resource allocation response, and transmits the normal data output from the data storage unit 12 to the data collection device 5. (Step S206).
  • the gateway device 1 first makes a resource allocation request to the control device 4 by the periodic resource allocation method, and stores the transmission cycle and data size allocated by the resource allocation response.
  • the gateway device 1 stores the normal data received from the wireless terminal 2 and repeats the operation of transmitting the normal data having the assigned data size to the data collecting device 5 at the assigned transmission cycle interval.
  • FIG. 13 is a sequence diagram illustrating an operation when immediate data is received when a resource allocation request is made by the periodic resource allocation method in the gateway device 1 according to the first embodiment.
  • the control unit 13 of the gateway device 1 has decided to perform data transmission by the periodic resource allocation method based on the traffic amount information 23 acquired from the terminal communication unit 11.
  • steps S301 to S306 is the same as the processing of steps S201 to S206 shown in FIG.
  • the gateway device 1 transmits normal data at the transmission timing and data size of the assigned transmission cycle.
  • step S307 When immediate data, which is sensor information that requires immediacy in various sensors, is generated (step S307), the wireless terminal 2 first performs an immediate data notification for notifying that a data packet to be transmitted next is an immediate data packet. A control packet is transmitted to the gateway device 1 (step S308).
  • the terminal communication unit 11 when the terminal communication unit 11 receives the immediate data notification (step S 309), the terminal communication unit 11 separates the data type information 22 stored in the control packet for immediate data notification and outputs it to the control unit 13.
  • the control unit 13 that has acquired the data type information 22 determines that the data packet that is next transmitted from the wireless terminal 2 and received by the gateway device 1 is an immediate data packet, and is a periodic resource determined when transmitting normal data. Regardless of the allocation method, the wireless resource allocation method for transmitting immediate data to the wide area wireless line 3 is determined to be the transmission resource allocation method.
  • the wireless terminal 2 transmits an immediate data packet storing the immediate data to the gateway device 1 (step S310).
  • the gateway device 1 when the terminal communication unit 11 receives the immediate data packet (step S 311), it separates the immediate data from the immediate data packet and outputs the immediate data to the data storage unit 12.
  • the data storage unit 12 stores the immediate data output from the terminal communication unit 11, generates storage information 24 for the stored immediate data, and outputs the storage information 24 to the control unit 13. Since the control unit 13 acquires the data type information 22 from the terminal communication unit 11, the control unit 13 recognizes that the storage information 24 acquired from the data storage unit 12 is immediate data.
  • the control unit 13 confirms the data size included in the storage information 24, generates a resource allocation request instruction 27 indicating a transmission resource allocation method that specifies a data size capable of transmitting immediate data, and generates the wide area wireless communication unit 14 Output to.
  • the control unit 13 generates an immediate data transmission instruction 25 for specifying the immediate data based on the address information and the data number included in the storage information 24 in order to preferentially transmit the immediate data stored in the data storage unit 12. And output to the data storage unit 12.
  • the wide area radio communication unit 14 transmits a resource allocation request by the resource allocation method at the time of transmission to the control device 4 according to the resource allocation request instruction 27 from the control unit 13 (step S312).
  • the wide area wireless communication unit 14 receives the resource allocation response from the control device 4 (step S313)
  • the wide area wireless communication unit 14 reads the data immediately to the data storage unit 12 according to the transmission timing and the data size allocated by the resource allocation response, and stores the data.
  • the immediate data output from the unit 12 is transmitted to the data collection device 5 (step S314).
  • the data storage unit 12 since the data storage unit 12 receives the immediate data transmission instruction 25 from the control unit 13, the data storage unit 12 immediately outputs the immediate data in response to the reading from the wide area wireless communication unit 14.
  • steps S315 to S318 is the same as the processing of steps S303 to S306 described above. That is, when the gateway device 1 next receives a normal data packet, the gateway device 1 returns to the processing of the periodic resource allocation method determined first, and according to the transmission timing and data size according to the transmission period allocated by the periodic resource allocation method. The normal data is transmitted to the data collection device 5.
  • the data size of the radio resource requested to the control device 4 by the transmission resource allocation method may be set to a data size that allows only immediate data to be transmitted.
  • the data size may be a data size necessary for transmitting all data including normal data stored in the data storage unit 12 when the data is received from the wireless terminal 2. Since the control unit 13 acquires the storage information 24 including data size information from the data storage unit 12, the control unit 13 can grasp the data size of the data stored in the data storage unit 12. In addition, the control unit 13 recognizes that the storage information 24 acquired from the data storage unit 12 after acquiring the data type information 22 from the terminal communication unit 11 is that of immediate data, and the data stored in the data storage unit 12 Can grasp the data size of immediate data.
  • the wide area wireless communication unit 14 when assigned a data size capable of transmitting all data including normal data from the control device 4, stores immediate data and normal data stored in the data storage unit 12. All data is read out and transmitted to the data collection device 5.
  • the data storage unit 12 when the control unit 13 sets the data size of the radio resource requested to the control device 4 to the control device 4 by the transmission resource allocation method when transmitting the immediate data, the data storage unit 12 is configured.
  • normal data and immediate data may be stored in a common storage area, or normal data and immediate data may be stored separately in separate storage areas.
  • FIG. 14 is a block diagram of a configuration example of the data storage unit 12 according to the first embodiment.
  • the data storage unit 12 stores normal data, generates storage information including information on the data size of the stored normal data, and transmits the storage information to the control unit 13.
  • the terminal communication unit 11 outputs the normal data, which is the reception data 21 separated from the normal data packet, to the normal data storage unit 121, and the reception data separated from the immediate data packet received after the control packet for immediate data notification. 21 is output to the immediate data storage unit 122.
  • the wide area wireless communication unit 14 reads the normal data as the transmission data 26 to the normal data storage unit 121 and transmits the normal data output from the normal data storage unit 121 to the data collection device 5. Further, the wide area wireless communication unit 14 reads the immediate data that is the transmission data 26 to the immediate data storage unit 122 and transmits the immediate data output from the immediate data storage unit 122 to the data collection device 5.
  • the storage information 24 transmitted to the control unit 13 includes information on the data size, and information such as address information and data number is not included. It does not have to be included.
  • the control unit 13 When transmitting immediate data, the control unit 13 outputs an immediate data transmission instruction 25 to the immediate data storage unit 122.
  • the configuration of the data storage unit 12 illustrated in FIG. 14 is an example, and the data storage unit 12 may be configured to store normal data and immediate data in a common storage area.
  • the data storage unit 12 can identify the normal data and the immediate data by using the address information and the data number described above for each of the normal data and the immediate data, and can handle the normal data and the immediate data separately. is there.
  • the data storage unit 12 generates storage information including information such as address information, data number, and data size of each stored data, and transmits the storage information to the control unit 13.
  • the control unit 13 In the wireless resource allocation method when transmitting immediate data to the wide area wireless line 3, it is possible to easily grasp the data size required when requesting the wireless resource so as to transmit only the immediate data stored in the data storage unit 12. can do. Also, the data storage unit 12 can easily output immediate data in response to the immediate data transmission instruction 25 from the control unit 13.
  • FIG. 15 is a sequence diagram illustrating an operation when immediate data is received in the gateway device 1 according to the first embodiment when a resource allocation request is made by the transmission resource allocation method.
  • the control unit 13 of the gateway apparatus 1 has decided to perform data transmission by the transmission resource allocation method based on the traffic amount information 23 acquired from the terminal communication unit 11.
  • steps S401 to S406 and the processing of steps S415 to S420 are the same as the processing of steps S101 to S106 shown in FIG.
  • the control unit 13 acquires the data type information 22 from the terminal communication unit 11 regardless of the periodic resource allocation method determined at the time of normal data transmission.
  • the transmission resource allocation method is determined as the wireless resource allocation method for transmitting the immediate data to the wide area wireless line 3.
  • the terminal communication unit similarly to the transmission resource allocation method determined at the time of normal data transmission. 11 when the data type information 22 is acquired from 11, that is, when an immediate data packet is next received by the gateway device 1, the transmission resource allocation method is used as a radio resource allocation method when transmitting the immediate data to the wide area wireless line 3. decide.
  • the control unit 13 does not limit the data size requested to the control device 4 by the transmission resource allocation method when transmitting immediate data, to a data size that can transmit only immediate data
  • the data size may be a data size necessary for transmitting all data including normal data stored in the data storage unit 12 when immediate data is received from the wireless terminal 2.
  • the configuration of the data storage unit 12 may include a normal data storage unit 121 and an immediate data storage unit 122, or may store normal data and immediate data in a common storage area.
  • FIG. 16 is a flowchart illustrating an example of an operation of determining a radio resource allocation method and requesting a radio resource in the gateway device 1 according to the first embodiment.
  • the terminal communication unit 11 measures the traffic volume with the wireless terminal 2 (step ST81).
  • the terminal communication unit 11 generates traffic amount information 23 indicating the traffic amount based on the measured traffic amount and outputs the traffic amount information 23 to the control unit 13.
  • the control unit 13 determines a radio resource allocation method for transmitting normal data based on the traffic volume information 23 acquired from the terminal communication unit 11 (step ST82).
  • the wide area radio communication unit 14 allocates resources for transmitting normal data to the control device 4 by the radio resource allocation method determined by the control unit 13, specifically, the transmission resource allocation method or the periodic resource allocation method. A request is made (step ST83).
  • the wide area wireless communication unit 14 transmits normal data to the data collection device 5 in accordance with the resource allocation response received from the control device 4, that is, at the transmission timing and data size according to the radio resource allocated from the control device 4.
  • the terminal communication unit 11 When receiving the immediate data notification from the wireless terminal 2 (step ST84), the terminal communication unit 11 separates the data type information 22 from the immediate data notification and outputs the data type information 22 to the control unit 13.
  • the control unit 13 Based on the data type information 22 from the terminal communication unit 11, the control unit 13 recognizes that the next immediate data packet will be received from the wireless terminal 2, and determines a wireless resource allocation method for transmitting the immediate data (step ST85). ). In the first embodiment, the control unit 13 determines to use the transmission resource allocation method as the radio resource allocation method for transmitting immediate data.
  • the wide area radio communication unit 14 makes a resource allocation request for transmitting immediate data to the control device 4 by the radio resource allocation method determined by the control unit 13, here, the resource allocation method at the time of transmission (step ST86).
  • the wide area wireless communication unit 14 transmits immediate data to the data collection device 5 in accordance with the resource allocation response received from the control device 4, that is, at the transmission timing and data size according to the radio resource allocated from the control device 4.
  • the terminal communication unit 11 when receiving the immediate data packet, stores the immediate data in the data storage unit 12.
  • the data storage unit 12 generates storage information 24 for the stored immediate data and outputs it to the control unit 13.
  • the control unit 13 confirms the data size capable of transmitting the immediate data based on the storage information 24 on the immediate data from the data storage unit 12, and sets the resource allocation method at the time of transmission specifying the data size capable of transmitting the immediate data.
  • a resource allocation request instruction 27 to be instructed is generated and output to the wide area wireless communication unit 14.
  • the wide area wireless communication unit 14 transmits a resource allocation request by the resource allocation method at the time of transmission to the control device 4 according to the resource allocation request instruction 27 from the control unit 13.
  • the wide area wireless communication unit 14 receives the resource allocation response from the control device 4, it reads the immediate data from the data storage unit 12 according to the transmission timing and the data size specified by the resource allocation response, and transmits the immediate data to the data collection device 5. Send.
  • FIGS. 17 and 18 are diagrams illustrating an example of a hardware configuration of the gateway device 1 according to the first embodiment.
  • the data storage unit 12 may be configured to include the normal data storage unit 121 and the immediate data storage unit 122, but the hardware configuration of the normal data storage unit 121 and the immediate data storage unit 122 is the same as that of the data storage unit 12. It is. Therefore, only the data storage unit 12 will be described in the following description.
  • the function of the terminal communication unit 11 is realized by the processing circuit 91 and the receiving device 92.
  • the functions of the data storage unit 12 and the control unit 13 are realized by the processing circuit 91.
  • the functions of the wide area wireless communication unit 14 are realized by the processing circuit 91, the reception device 92, and the transmission device 93. That is, the gateway apparatus 1 receives a normal data packet, an immediate data packet, and an immediate data notification, measures a traffic volume, stores each data, and transmits a normal data based on the traffic volume. To determine a radio resource allocation method for transmitting immediate data after receiving an immediate data notification, request a radio resource in each radio resource allocation method, and transmit each data with the allocated radio resource A processing device 90 is provided.
  • the processing circuit 91 is dedicated hardware, a CPU (Central Processing Unit) that executes a program stored in the memory 95, a central processing unit, a processing unit, an arithmetic unit, a microprocessor, a microcomputer, a processor 94, It may be a DSP (Digital Signal Processor).
  • a CPU Central Processing Unit
  • the terminal communication unit 11 and the wide area wireless communication unit 14 use the same receiving device 92, but this is an example, and the same receiving device differs in the wireless communication method.
  • a receiving device for the terminal communication unit 11 and a receiving device for the wide area wireless communication unit 14 are provided.
  • the processing circuit 91 may be, for example, a single circuit, a composite circuit, a programmed processor, a parallel programmed processor, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), or an FPGA (Field Programmable Gate). Array) or a combination thereof.
  • a function realized by the processing circuit 91 in the terminal communication unit 11, a function realized by the processing circuit 91 in the wide area wireless communication unit 14, and a function of each unit of the data storage unit 12 and the control unit 13 are realized by the processing circuit 91.
  • the functions of the respective units may be integrated and realized by the processing circuit 91.
  • the processing circuit 91 When the processing circuit 91 is a CPU, the functions realized by the processing circuit 91 in the terminal communication unit 11, the functions realized by the processing circuit 91 in the wide area wireless communication unit 14, and the functions of the data storage unit 12 and the control unit 13 are , Software, firmware, or a combination of software and firmware. Software and firmware are described as programs and stored in the memory 95.
  • the processing circuit 91 implements the functions of the respective units when the processor 94 reads out and executes the program stored in the memory 95. That is, when the gateway device 1 is realized by the processing device 90 of FIG. 17 or FIG.
  • a memory 95 is provided for storing a program that results in the step of sending immediate data on the radio resource.
  • These programs are stored in the terminal communication unit 11 with a procedure and method realized by the processing circuit 91, and in the wide-area wireless communication unit 14, the procedure and method are realized by the processing circuit 91, the data storage unit 12 and the control unit 13. It can be said that the above-mentioned procedures and methods are executed by a computer.
  • the memory 95 is nonvolatile or volatile, such as RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), flash memory, EPROM (Erasable Programmable ROM), EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM), etc.
  • RAM Random Access Memory
  • ROM Read Only Memory
  • flash memory EPROM (Erasable Programmable ROM), EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM), etc.
  • Semiconductor memory, magnetic disk, flexible disk, optical disk, compact disk, mini disk, DVD (Digital Versatile Disc), etc. are applicable.
  • a part of the functions realized by the processing circuit 91 in the terminal communication unit 11, the function realized by the processing circuit 91 in the wide-area wireless communication unit 14, and the functions of the data storage unit 12 and the control unit 13 are partially dedicated. It may be realized by hardware, and a part may be realized by software or firmware.
  • the function of the data storage unit 12 is realized by a processing circuit as dedicated hardware, and the function of the control unit 13 is realized by the processing circuit reading and executing a program stored in the memory. Is possible.
  • the processing circuit 91 can realize the above-described functions by hardware, software, firmware, or a combination thereof.
  • the control unit 13 wirelessly transmits to the wide-area wireless line 3 when transmitting normal data based on the amount of communication traffic with the wireless terminal 2.
  • a resource allocation method is determined and an immediate data notification is received from the wireless terminal 2, a resource allocation request is made by the transmission resource allocation method as a wireless resource allocation method for transmitting immediate data.
  • the gateway apparatus 1 can transmit immediate data without delay, without reducing the utilization efficiency of the wide area radio
  • the gateway device 1 when transmitting immediate data to the wide area wireless line 3, all data including normal data stored in the data storage unit 12 when the immediate data is received from the wireless terminal 2 is transmitted. In this case, the immediate data can be transmitted without delay without complicating the control of the data storage process.
  • the gateway device 1 when immediate data and normal data are stored separately, and when the immediate data is received from the wireless terminal 2, only the immediate data is transmitted by the transmission resource allocation method, the timing control of the data transmission processing Immediate data can be transmitted without delay without complicating.
  • the gateway device 1 stores the immediate data and the normal data separately, when the storage unit for storing the immediate data and the normal data is individually provided, the immediate data can be distinguished without complicating the data storage process. It becomes possible.
  • the gateway device 1 Since the gateway device 1 stores the immediate data and the normal data separately, the immediate data and the normal data are stored in a common storage unit, and the address of the storage area where each data is stored is managed to store the immediate data. When specifying, immediate data can be distinguished without increasing the hardware scale.
  • the gateway device 1 determines a radio resource allocation method for transmitting normal data based on the communication traffic volume of communication with the radio terminal 2 and receives an immediate data notification from the radio terminal 2
  • the radio resource allocation method for transmitting immediate data is determined as the transmission resource allocation method.
  • the gateway device uses the transmission timing of the radio resource allocation method when transmitting normal data and the transmission timing when the transmission resource allocation method is used as the radio resource allocation method when transmitting immediate data. And the radio resource allocation method for the transmission timing that can transmit the immediate data sooner.
  • FIG. 19 is a block diagram of a configuration example of the gateway device 1a according to the second embodiment.
  • the gateway device 1a has a configuration in which the control unit 13 and the wide area wireless communication unit 14 are deleted from the gateway apparatus 1 according to the first embodiment, and the control unit 13a and the wide area wireless communication unit 14a are added.
  • the configuration of the wireless communication system in the second embodiment is such that the gateway device 1 is replaced with the gateway device 1a in the wireless communication system 10 shown in FIG.
  • the wireless communication system in the second embodiment is referred to as a wireless communication system 10a.
  • the control unit 13 a When the control unit 13 a acquires the data type information 22 from the terminal communication unit 11, the control unit 13 a determines that the received data 21 indicated by the storage information 24 acquired from the data storage unit 12 is immediate data, and transmits the immediate data to the wide area wireless line 3. A radio resource allocation method for transmission is determined. In the second embodiment, the control unit 13a uses the radio resource allocation scheme determined based on the traffic amount information 23 as the radio resource allocation scheme for transmitting immediate data, and the transmission timing according to the transmission resource allocation scheme. And the radio resource allocation method that can transmit immediate data sooner is determined.
  • the control unit 13a displays resource allocation information 28 indicating the contents of the radio resource allocated from the control device 4.
  • the next transmission timing is calculated from the transmission cycle according to the periodic resource allocation method based on the resource allocation information 28, acquired from the wide area wireless communication unit 14a.
  • the control unit 13a sets a transmission timing at which immediate data transmission can be started in the transmission resource allocation method based on the time from when the resource allocation request instruction 27 is output until the radio resource is allocated by the control device 4. calculate.
  • the control unit 13a compares the two calculated transmission timings, and as a radio resource allocation method for transmitting immediate data to the wide area radio line 3, the radio resource allocation method with a transmission timing that can transmit the immediate data earlier is used. Decide what to do.
  • information on the time from when the resource allocation request instruction 27 is output from the control unit 13a until the radio resource is allocated from the control device 4 is registered and held in advance as a fixed time by a user or the like.
  • Shall. The control unit 13a outputs the resource allocation request instruction 27 from the held control unit 13a and immediately uses the information on the time until the radio resource is allocated from the control device 4 when the transmission resource allocation method is used. Data transmission timing is calculated.
  • radio resource allocation methods there are two radio resource allocation methods at the time of normal data transmission determined by the control unit 13a based on the traffic amount information 23: a periodic resource allocation method and a transmission resource allocation method.
  • the radio resource allocation method at the time of normal data transmission determined based on the traffic amount information 23 is the resource allocation method at the time of transmission and the radio resource allocation method at the time of transmitting immediate data is the resource allocation method at the time of transmission
  • control is performed.
  • the operation of the unit 13a is the same as the processing of the sequence diagram shown in FIG. 15 described in the first embodiment. Since the radio resource allocation method at the time of normal data transmission is the same as the resource allocation method at the time of transmission of immediate data, the transmission timing by the radio resource allocation method at the time of normal data transmission and the transmission timing by the resource allocation method at the time of transmission are the same become. Therefore, in the second embodiment, it is not assumed that the radio resource allocation method at the time of normal data transmission determined based on the traffic amount information 23 is the transmission resource allocation method.
  • the radio resource allocation method at the time of normal data transmission determined based on the traffic amount information 23 is a periodic resource allocation method and the radio resource allocation method at the time of transmitting immediate data is the transmission resource allocation method
  • control is performed.
  • the operation of the unit 13a is the same as the processing of the sequence diagram shown in FIG. 13 described in the first embodiment.
  • the control unit 13a can allocate the resource at the time of transmission if immediate data can be transmitted at the next transmission timing.
  • immediate data can be transmitted earlier than receiving radio resource assignment from the control device 4 depending on the method.
  • the radio resource allocation method at the time of normal data transmission determined based on the traffic amount information 23 is a periodic resource allocation method.
  • the control unit 13a compares the next transmission timing according to the transmission period allocated by the periodic resource allocation method with the transmission timing of transmission data allocated by the transmission resource allocation method, and immediately compares the transmission timing with the earlier transmission timing. It is determined that the one that can transmit data is the radio resource allocation method for immediate data transmission.
  • control unit 13a is the same as the control unit 13 of the first embodiment, except for the operation of determining the radio resource allocation method when immediate data is transmitted.
  • the operation of the gateway device 1a determining the radio resource allocation method is the same as the flowchart of FIG. 16 described in the first embodiment.
  • the operation of the control unit 13a for determining a radio resource allocation method when transmitting immediate data indicated by step ST85 in the flowchart of FIG. 16 is different.
  • FIG. 20 is a flowchart of an example of an operation of determining a radio resource allocation method when immediate data is transmitted in the control unit 13a of the gateway device 1a according to the second embodiment.
  • the control unit 13a determines the transmission cycle based on the resource allocation information 28 acquired from the wide area radio communication unit 14a. Next transmission timing is calculated (step ST92). Moreover, the control part 13a calculates the transmission timing by the radio
  • the control unit 13a compares the two calculated transmission timings, and if the transmission timing by the periodic resource allocation method is earlier (step ST94: Yes), the control unit 13a sets the radio resource allocation method for transmitting immediate data as normal data. It is determined that the current periodic resource allocation method is the same as the radio resource allocation method used for transmission (step ST95).
  • the control unit 13a compares the two calculated transmission timings, and when the transmission timing by the periodic resource allocation method is later (step ST94: No), the control unit 13a determines the radio resource allocation method for transmitting immediate data as the transmission resource. It is decided to use the allocation method (step ST96).
  • the control unit 13a changes the radio resource allocation scheme for immediate data transmission to the transmission resource allocation scheme. Is determined (step ST96).
  • the wide area wireless communication unit 14a When the wide area wireless communication unit 14a receives a resource allocation response from the control device 4 in addition to the operation of the wide area wireless communication unit 14 according to the first embodiment, the transmission timing of the data allocated from the control device 4 by the resource allocation response and Resource allocation information 28 indicating the contents of radio resources such as data size is generated, and the generated resource allocation information 28 is output to the control unit 13a.
  • the wide area radio communication unit 14a may output the resource allocation information 28 to the control unit 13a after receiving the resource allocation response from the control device 4 or output it every time data is transmitted in the transmission cycle. Alternatively, it may be output when requested by the control unit 13a.
  • FIG. 21 is a flowchart of a resource allocation response reception process in the wide area wireless communication unit 14a according to the second embodiment.
  • the wide area wireless communication unit 14a When receiving the resource allocation response from the control device 4 (step ST101), the wide area wireless communication unit 14a generates the resource allocation information 28 (step ST102), and outputs the generated resource allocation information 28 to the control unit 13a (step ST103). ).
  • FIG. 22 is a sequence diagram illustrating an operation when immediate data is received when a resource allocation request is made by the periodic resource allocation method in the gateway device 1a according to the second embodiment.
  • the control unit 13a of the gateway device 1a determines that normal data is to be transmitted by the periodic resource allocation method based on the traffic amount information 23 acquired from the terminal communication unit 11, and transmits the immediate data.
  • the radio resource allocation method is the periodic resource allocation method determined when normal data is transmitted.
  • the control unit 13a decides to transmit normal data by the periodic resource allocation method based on the traffic volume information 23, and sets the radio resource allocation method at the time of transmitting immediate data to the transmission resource.
  • the operation when determining the allocation method is the same as the sequence diagram shown in FIG. 13 of the first embodiment.
  • step S501 to S506 is the same as the processing in steps S301 to S306 shown in FIG.
  • step S506 the gateway device 1a transmits normal data at the transmission timing and data size of the assigned transmission cycle.
  • step S507 When immediate data, which is sensor information that requires immediacy in various sensors, is generated (step S507), the wireless terminal 2 first performs an immediate data notification for notifying that the data packet to be transmitted next is an immediate data packet.
  • the control packet is transmitted to the gateway device 1a (step S508).
  • the data type information 22 stored in the control packet for immediate data notification is separated and output to the control unit 13a.
  • the control unit 13a that has acquired the data type information 22 determines that the data packet that is next transmitted from the wireless terminal 2 and received by the gateway device 1a is an immediate data packet, and is used when the immediate data is transmitted to the wide area wireless line 3. Determine the resource allocation method.
  • the determination method of the radio resource allocation method by the control unit 13a is as described above.
  • the control unit 13a determines to transmit the immediate data by the periodic resource allocation method determined when transmitting the normal data.
  • control unit 13a may acquire the resource allocation information 28 from the wide area wireless communication unit 14a after receiving the resource allocation response from the control device 4 (step S502) or transmit data at the transmission cycle. It may be acquired later (step S506), or the data type information 22 may be acquired and acquired after a request from the control unit 13a (step S509).
  • the wireless terminal 2 transmits an immediate data packet storing the immediate data to the gateway device 1a (step S510).
  • the terminal communication unit 11 when the terminal communication unit 11 receives the immediate data packet (step S511), it separates the immediate data from the immediate data packet and outputs the immediate data to the data storage unit 12.
  • the data storage unit 12 stores the immediate data output from the terminal communication unit 11, generates storage information 24 for the stored immediate data, and outputs it to the control unit 13a. Since the control unit 13a acquires the data type information 22 from the terminal communication unit 11, the control unit 13a recognizes that the storage information 24 acquired from the data storage unit 12 is immediate data. In order to preferentially transmit the immediate data stored in the data storage unit 12, the control unit 13a generates an immediate data transmission instruction 25 that specifies the immediate data by the address information and the data number included in the storage information 24. Output to the data storage unit 12.
  • the wide area wireless communication unit 14a reads the immediate data to the data storage unit 12 according to the transmission cycle and the data size specified by the resource allocation response, and transmits the immediate data output from the data storage unit 12 to the data collection device 5. (Step S512).
  • steps S513 to S516 is the same as the processing of steps S503 to S506 described above.
  • the timing at which the control unit 13a determines the wireless resource allocation method for immediate data may be after the gateway device 1a receives the immediate data notification or after the gateway device 1a receives the immediate data packet.
  • the terminal communication unit 11 outputs the data type information 22 to the control unit 13a. Further, the data storage unit 12 outputs storage information 24 to the control unit 13a.
  • the control unit 13a outputs a resource allocation request instruction 27 to the wide area wireless communication unit 14a immediately after the determination when receiving the immediate data notification in the gateway device 1a, that is, after obtaining the data type information 22 from the terminal communication unit 11. This increases the possibility of sending immediate data sooner.
  • control unit 13a receives the immediate data packet at the gateway device 1a, that is, acquires the data type information 22 from the terminal communication unit 11, and further determines the storage information 24 from the data storage unit 12 and then determines it immediately. By checking whether the data size can be transmitted with the data size allocated as the radio resource at the time of normal data transmission, immediate data can be reliably transmitted when the transmission resource allocation method is determined. In the example of FIG. 22, the control unit 13a determines the radio resource allocation method for immediate data after receiving the immediate data notification at the gateway device 1a.
  • the control unit 13 determines that the transmission resource allocation method is used when immediate data is transmitted, and stores the storage information 24 from the data storage unit 12.
  • the resource allocation request instruction 27 is generated and output to the wide area wireless communication unit 14 after acquiring the above, but may operate like the control unit 13a described above. That is, in the first embodiment, the control unit 13 determines that the transmission resource allocation method is used when acquiring the data type information 22 from the terminal communication unit 11 and transmitting immediate data, and immediately, the wide area wireless communication unit 14 A resource allocation request instruction 27 may be output. In the first embodiment, the control unit 13 may acquire the storage information 24 from the data storage unit 12 and then decide to use the resource allocation method during transmission when transmitting immediate data.
  • control unit 13a and the wide area wireless communication unit 14a in the second embodiment is realized by the same configuration as the control unit 13 and the wide area wireless communication unit 14 in the first embodiment.
  • the control unit 13a wirelessly transmits to the wide area wireless line 3 when transmitting normal data based on the communication traffic amount with the wireless terminal 2.
  • a resource allocation method is determined and an immediate data notification is received from the wireless terminal 2, as a wireless resource allocation method for transmitting immediate data, a wireless resource allocation method or a transmission resource allocation method determined based on the amount of communication traffic It was decided to decide which one can be sent sooner.
  • the gateway device 1a has a higher probability of being able to transmit immediate data without delay without reducing the utilization efficiency of the wide area wireless line 3 as compared with the first embodiment.
  • the gateway device 1a when the timing for determining the radio resource allocation method for immediate data is after reception of the immediate data notification, when the radio resource allocation method for immediate data is set to the resource allocation method at transmission, before the reception of immediate data. Since resource allocation can be requested, immediate data can be transmitted without delay.
  • the gateway device 1a when the timing for determining the wireless resource allocation method for immediate data is performed after the reception of immediate data, the delay time from the reception of the immediate data notification until the actual reception of the immediate data varies. However, it is possible to avoid a case where a resource allocation request can be made at an appropriate timing and immediate data cannot be transmitted in time for the allocated transmission timing.
  • the configuration described in the above embodiment shows an example of the contents of the present invention, and can be combined with another known technique, and can be combined with other configurations without departing from the gist of the present invention. It is also possible to omit or change the part.

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Abstract

無線端末から取得したデータを格納するデータ格納部１２と、無線端末から受信したデータパケットに含まれるデータをデータ格納部１２へ出力し、無線端末との通信のトラヒック量を計測してトラヒック量情報２３を生成し、即時データ通知を受信した場合、即時データ通知からデータ種別情報２２を分離する端末通信部１１と、トラヒック量情報２３に基づいて、通常データを広域無線回線へ送信する際の無線リソース割当方式を決定し、データ種別情報２２を取得した場合、即時データを広域無線回線へ送信する際の無線リソース割当方式を決定し、データ格納部１２へ即時データの出力を指示する制御部１３と、制御部１３で決定された無線リソース割当方式でリソース割当要求を行い、リソース割当要求の応答により割り当てられた無線リソースでデータ格納部１２に格納されたデータを広域無線回線へ送信する広域無線通信部１４と、を備える。

Description

ゲートウェイ装置および無線リソース要求方法
　本発明は、無線通信システムにおいて中継通信を行うゲートウェイ装置および無線リソース要求方法に関する。
　従来、無線センサネットワークなど、多数の無線端末で取得されたデータを携帯電話回線や衛星回線などの広域無線回線を経由してデータ収集装置が収集する無線通信システムがある。このような無線通信システムでは、広域無線回線の利用効率向上を目的として、ゲートウェイ装置が、広域無線回線より小規模な無線回線経由で各無線端末からデータを受信して集約し、広域無線回線を介してデータを中継転送している。
　ゲートウェイ装置では、広域無線回線へのデータ送信に必要な無線リソースを取得するため、広域無線回線における無線リソースの割り当てを行う制御装置に対してリソース割当要求を行い、制御装置から割り当てられた送信タイミングおよびデータサイズに従って広域無線回線へデータ送信を行う。無線リソース割当方式には、ゲートウェイ装置がデータを送信する都度必要なリソース割当要求を行う送信時リソース割当方式、および、ゲートウェイ装置が予めデータ送信する送信周期およびデータサイズを要求して割り当てられた送信周期およびデータサイズでデータ送信を行う、データ送信毎のリソース割当要求の処理を省いた周期的リソース割当方式がある。ゲートウェイ装置は、いずれかの無線リソース割当方式を選択し、制御装置に対してリソース割当要求を行う。このような技術が下記特許文献１において開示されている。
　無線端末との無線回線の通信における利用効率、データ破棄が発生する確率、データ転送遅延などの通信品質を考慮すると、無線回線の通信トラヒック量が小さい場合には送信時リソース割当方式が適しており、無線回線の通信トラヒック量が大きい場合には周期的リソース割当方式が適している。
特開２０１０－１１４６８１号公報
　しかしながら、上記従来の技術によれば、ゲートウェイ装置は、全ての無線端末に共通または無線端末毎に無線リソース割当方式を選択しているので、ある無線端末が送信する全てのデータに対して同一の無線リソース割当方式を適用している。そのため、つぎのような問題があった。
　（１）広域無線回線の無線リソース割当方式に周期的リソース割当方式を用いたとき、無線端末との通信のトラヒック量が小さい場合、ゲートウェイ装置では、広域無線回線の利用効率を高めるため長い送信周期が割り当てられると、データ転送の遅延時間が増加して即時性が損なわれる。
　（２）広域無線回線の無線リソース割当方式に周期的リソース割当方式を用いたとき、送信可能なタイミングが決まっているため、ゲートウェイ装置では決められたタイミングまでデータ送信を待つ必要があり、データ転送の即時性が損なわれる。また、転送遅延を削減するため送信周期を短くすると、ゲートウェイ装置では、割り当てられたデータサイズを下回るデータを送信するケースも生じるため、広域無線回線の利用効率が低下する。
　（３）広域無線回線の無線リソース割当方式に送信時リソース割当方式を用いたとき、ゲートウェイ装置では、無線端末との通信のトラヒック量が大きい場合はデータ格納量が増加し、送信可能な無線リソースを割り当てられるまでの間に、格納可能なデータ量を超過して破棄されるデータが発生する。
　（４）広域無線回線の無線リソース割当方式に送信時リソース割当方式を用いたとき、データ転送遅延を削減しようとすると、ゲートウェイ装置によるリソース割当要求の回数が多くなってリソース割当要求およびリソース割当応答による制御用通信の頻度が増加し、広域無線回線の利用効率が低下する。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、広域無線回線の利用効率を低下させず即時性が要求されるデータを遅滞なく送信可能なゲートウェイ装置を得ることを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のゲートウェイ装置は、無線端末から取得したデータを格納するデータ格納部を備える。また、ゲートウェイ装置は、無線端末から受信したデータパケットに含まれるデータをデータ格納部へ出力し、無線端末との通信のトラヒック量を計測してトラヒック量情報を生成し、データのうち即時性が要求される即時データが格納された即時データパケットが次に受信されることを示す即時データ通知を受信した場合、即時データ通知から即時データを示すデータ種別情報を分離する端末通信部を備える。また、ゲートウェイ装置は、トラヒック量情報に基づいて、データのうち即時データより遅延が許容される通常データを広域無線回線へ送信する際の無線リソース割当方式を決定し、データ種別情報を取得した場合、即時データを広域無線回線へ送信する際の無線リソース割当方式を決定し、データ格納部へ即時データの出力を指示する制御部を備える。また、ゲートウェイ装置は、制御部で決定された無線リソース割当方式でリソース割当要求を行い、リソース割当要求の応答により割り当てられた無線リソースでデータ格納部に格納されたデータを広域無線回線へ送信する広域無線通信部を備える。
　本発明にかかるゲートウェイ装置は、広域無線回線の利用効率を低下させず即時性が要求されるデータを遅滞なく送信できる、という効果を奏する。
実施の形態１にかかるゲートウェイ装置を備える無線通信システムの構成例を示す図 実施の形態１にかかるゲートウェイ装置の構成例を示すブロック図 実施の形態１にかかる端末通信部におけるデータパケットの受信処理を示すフローチャート 実施の形態１にかかる端末通信部における即時データ通知の受信処理を示すフローチャート 実施の形態１にかかる端末通信部における通信トラヒック量の計測処理を示すフローチャート 実施の形態１にかかるデータ格納部におけるデータの格納処理を示すフローチャート 実施の形態１にかかるデータ格納部における即時データの出力処理を示すフローチャート 実施の形態１にかかる制御部における通常データを広域無線回線へ送信する際の無線リソース割当方式を決定する処理を示すフローチャート 実施の形態１にかかる制御部における即時データを広域無線回線へ送信する際の無線リソース割当方式を決定する処理を示すフローチャート 実施の形態１にかかる広域無線通信部におけるリソース割当要求処理およびデータ送信処理を示すフローチャート 実施の形態１にかかるゲートウェイ装置が送信時リソース割当方式によりリソース割当要求をする動作の一例を示すシーケンス図 実施の形態１にかかるゲートウェイ装置が周期的リソース割当方式によりリソース割当要求をする動作の一例を示すシーケンス図 実施の形態１にかかるゲートウェイ装置において周期的リソース割当方式でリソース割当要求をした場合に即時データを受信したときの動作を示すシーケンス図 実施の形態１にかかるデータ格納部の構成例を示すブロック図 実施の形態１にかかるゲートウェイ装置において送信時リソース割当方式でリソース割当要求をした場合に即時データを受信したときの動作を示すシーケンス図 実施の形態１にかかるゲートウェイ装置において無線リソース割当方式を決定して無線リソースを要求する動作の例を示すフローチャート 実施の形態１にかかるゲートウェイ装置のハードウェア構成の例を示す図 実施の形態１にかかるゲートウェイ装置のハードウェア構成の例を示す図 実施の形態２にかかるゲートウェイ装置の構成例を示すブロック図 実施の形態２にかかるゲートウェイ装置の制御部において即時データを送信する際の無線リソース割当方式を決定する動作の例を示すフローチャート 実施の形態２にかかる広域無線通信部におけるリソース割当応答の受信処理を示すフローチャート 実施の形態２にかかるゲートウェイ装置において周期的リソース割当方式でリソース割当要求をした場合に即時データを受信したときの動作を示すシーケンス図
　以下に、本発明の実施の形態にかかるゲートウェイ装置および無線リソース要求方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態１．
　図１は、本発明の実施の形態１にかかるゲートウェイ装置１を備える無線通信システム１０の構成例を示す図である。無線通信システム１０は、データ収集装置５が、複数の無線端末２で得られたセンサ情報などのデータを収集するシステムである。無線通信システム１０において、複数の無線端末２は、各種センサによるデータを個々に収集し、収集したデータを無線回線で接続するゲートウェイ装置１へ送信する。または、複数の無線端末２は、各種センサを備えたセンサ端末と接続し、センサ端末から収集したデータを無線回線で接続するゲートウェイ装置１へ送信する。
　ゲートウェイ装置１は、複数の無線端末２と広域無線回線３より小規模な無線回線で接続し、複数の無線端末２から取得したデータを集約し、広域無線回線３を介してデータ収集装置５へデータを送信する。ゲートウェイ装置１は、無線通信システム１０において無線端末２とデータ収集装置５との間で中継通信を行う。ゲートウェイ装置１は、データ収集装置５宛に広域無線回線３へデータを送信する際、広域無線回線３へのデータ送信に必要な無線リソースを取得するため、広域無線回線３における無線リソースの割り当てを行う制御装置４へリソース割当要求を行う。ゲートウェイ装置１は、リソース割当要求に対する応答であるリソース割当応答を制御装置４から受信し、リソース割当応答により制御装置４から割り当てられた無線リソース、すなわち割り当てられた送信タイミングおよびデータサイズに従って、広域無線回線３へデータを送信する。
　図２は、実施の形態１にかかるゲートウェイ装置１の構成例を示すブロック図である。ゲートウェイ装置１は、無線端末２からデータパケットおよび制御パケットを受信する端末通信部１１と、無線端末２から受信したデータパケットに含まれるデータを格納するデータ格納部１２と、無線端末２から取得したデータを広域無線回線３へ送信する際に、制御装置４へ要求する無線リソース割当方式を決定する制御部１３と、データ格納部１２に格納されているデータをデータ収集装置５へ送信する広域無線通信部１４と、を備える。
　端末通信部１１は、複数の無線端末２から無線回線を介してデータパケットを受信し、受信したデータパケットに含まれるデータを分離して、分離したデータである受信データ２１をデータ格納部１２に出力する。端末通信部１１において無線端末２から受信するデータパケットには、データ収集装置５へ低遅延で送信する必要があり、即時性が要求される即時データが含まれた即時データパケット、および、データ収集装置５への送信において即時データよりも遅延が許容される通常データが含まれた通常データパケットがある。本実施の形態では、無線端末２から後述する即時データ通知の制御パケットの後に送信されるデータパケットが即時データパケットとなる。端末通信部１１は、受信データ２１として即時データおよび通常データをデータ格納部１２に出力する。
　図３は、実施の形態１にかかる端末通信部１１におけるデータパケットの受信処理を示すフローチャートである。端末通信部１１は、無線端末２からデータパケットを受信すると（ステップＳＴ１）、データパケットからデータを分離し（ステップＳＴ２）、分離したデータをデータ格納部１２へ出力する（ステップＳＴ３）。
　また、端末通信部１１は、無線端末２から次に送信されるデータパケット、すなわちゲートウェイ装置１において次に受信するデータパケットが即時データパケットであることを通知する即時データ通知の制御パケットを受信した場合、即時データ通知の制御パケットに含まれるデータ種別情報２２を分離して制御部１３へ出力する。制御パケットは、データパケット以外のパケットであるが、本実施の形態では前述の即時データ通知を対象とする。データ種別情報２２は、データ種別が即時データであることを示す情報である。データ種別情報２２は、例えば、あらかじめ無線通信システム１０を構成するゲートウェイ装置１および無線端末２で定義しておく。データ種別情報２２は、即時データ通知の制御パケットのヘッダまたはペイロードの規定された領域において「０」または「１」などの形式の情報で表すことができる。例えば、「１」のときがデータ種別情報２２、「０」のときがデータ種別情報２２ではないとする。
　図４は、実施の形態１にかかる端末通信部１１における即時データ通知の受信処理を示すフローチャートである。端末通信部１１は、無線端末２から即時データ通知を受信すると（ステップＳＴ１１）、即時データ通知からデータ種別情報２２を分離し（ステップＳＴ１２）、分離したデータ種別情報２２を制御部１３へ出力する（ステップＳＴ１３）。
　また、端末通信部１１は、複数の無線端末２との間の無線回線の区間における無線端末２との通信の通信トラヒック量を計測し、計測した通信トラヒック量を示すトラヒック量情報２３を生成し、生成したトラヒック量情報２３を制御部１３へ出力する。端末通信部１１は、常時または周期的に通信トラヒック量を計測し、制御部１３へトラヒック量情報２３を出力する。端末通信部１１における通信トラヒック量の計測方法は、例えば、規定された期間内に受信したデータパケットのデータサイズを加算した総データサイズから求めることができるが、これに限定するものではない。
　図５は、実施の形態１にかかる端末通信部１１における通信トラヒック量の計測処理を示すフローチャートである。端末通信部１１は、無線端末２との通信の通信トラヒック量を計測すると（ステップＳＴ２１）、計測した通信トラヒック量を示すトラヒック量情報２３を生成し（ステップＳＴ２２）、生成したトラヒック量情報２３を制御部１３へ出力する（ステップＳＴ２３）。
　データ格納部１２は、端末通信部１１から出力され、複数の無線端末２から取得した受信データ２１である通常データおよび即時データを記憶領域に格納する。データ格納部１２は、通常データまたは即時データを記憶領域に格納すると、格納した通常データまたは即時データについての情報を示す格納情報２４を生成し、生成した格納情報２４を制御部１３へ出力する。格納情報２４は、通常データまたは即時データを特定するための情報であり、格納した際の記憶領域の場所を特定するためのアドレス情報、格納したデータに付与されているシーケンス番号などのデータ固有のデータ番号、格納したデータのデータサイズなどの情報を含む。
　図６は、実施の形態１にかかるデータ格納部１２におけるデータの格納処理を示すフローチャートである。データ格納部１２は、通常データまたは即時データのデータを記憶領域に格納すると（ステップＳＴ３１）、格納したデータについての格納情報２４を生成し（ステップＳＴ３２）、生成した格納情報２４を制御部１３へ出力する（ステップＳＴ３３）。
　また、データ格納部１２は、広域無線通信部１４からのデータの読み出しに対して、格納している通常データまたは即時データを送信データ２６として広域無線通信部１４へ出力する。データ格納部１２は、即時データが無いときは通常データを出力し、即時データが有るときは即時データを優先的に出力する。具体的に、データ格納部１２は、格納している通常データおよび即時データのうち、即時データについては、制御部１３から即時データ送信指示２５を取得すると、データの格納順序に関わらず、広域無線通信部１４からの読み出しに対して即座に送信データ２６として出力する。
　図７は、実施の形態１にかかるデータ格納部１２における即時データの出力処理を示すフローチャートである。データ格納部１２は、制御部１３から即時データ送信指示２５を取得すると（ステップＳＴ４１）、即時データを広域無線通信部１４へ出力する（ステップＳＴ４２）。
　制御部１３は、無線端末２から受信したデータを広域無線回線３へ送信するために必要な無線リソースを取得する際、端末通信部１１から取得したトラヒック量情報２３に基づいて、広域無線回線３における無線リソース割当方式を周期的リソース割当方式または送信時リソース割当方式に決定する。すなわち、制御部１３は、トラヒック量情報２３に基づいて、通常データを広域無線回線３へ送信する際の無線リソース割当方式を決定する。制御部１３は、決定した無線リソース割当方式により制御装置４へリソース割当要求を行うことを指示するためのリソース割当要求指示２７を生成し、生成したリソース割当要求指示２７を広域無線通信部１４へ出力する。このとき、制御部１３では、無線リソース割当方式の決定方法として、例えば、トラヒック量情報２３で示される通信トラヒック量が無線リソース割当方式を決定するために規定された閾値以上の場合は、無線リソース割当方式を周期的リソース割当方式に決定する。また、制御部１３では、トラヒック量情報２３で示される通信トラヒック量が閾値未満の場合は、無線リソース割当方式を送信時リソース割当方式に決定する。
　制御部１３は、決定した無線リソース割当方式を全ての無線端末２に適用するよう動作する。なお、制御部１３は、無線端末２がグループ分けされており、端末通信部１１においてグループ毎に通信トラヒック量を計測してトラヒック量情報２３を生成して出力できる場合、無線端末２のグループ毎に無線リソース割当方式を決定して適用するよう動作してもよい。
　図８は、実施の形態１にかかる制御部１３における通常データを広域無線回線３へ送信する際の無線リソース割当方式を決定する処理を示すフローチャートである。制御部１３は、端末通信部１１からトラヒック量情報２３を取得すると（ステップＳＴ５１）、トラヒック量情報２３で示される通信トラヒック量が閾値以上の場合（ステップＳＴ５２：Ｙｅｓ）、無線リソース割当方式を周期的リソース割当方式に決定し（ステップＳＴ５３）、通信トラヒック量が閾値未満の場合（ステップＳＴ５２：Ｎｏ）、無線リソース割当方式を送信時リソース割当方式に決定する（ステップＳＴ５４）。制御部１３は、決定した無線リソース割当方式で制御装置４へリソース割当要求を行うことを指示するためのリソース割当要求指示２７を生成し（ステップＳＴ５５）、生成したリソース割当要求指示２７を広域無線通信部１４へ出力する（ステップＳＴ５６）。
　また、制御部１３は、端末通信部１１からデータ種別情報２２を取得した場合、データ格納部１２から取得した格納情報２４で示される受信データ２１は即時データと判定し、即時データを広域無線回線３へ送信する際の無線リソース割当方式を決定する。実施の形態１では、制御部１３は、トラヒック量情報２３に基づいて決定した無線リソース割当方式に関わらず、データ種別情報２２を取得した場合、即時データを広域無線回線３へ送信する際の無線リソース割当方式を送信時リソース割当方式にすることを決定する。制御部１３は、データ格納部１２から格納情報２４を取得して即時データのデータサイズを確認し、送信時リソース割当方式により制御装置４へリソース割当要求を行うことを指示するためのリソース割当要求指示２７を生成し、生成したリソース割当要求指示２７を広域無線通信部１４へ出力する。制御部１３が生成して広域無線通信部１４へ出力するリソース割当要求指示２７には、即時データのデータサイズの情報が含まれるものとする。
　制御部１３は、データ格納部１２に格納されている即時データを優先的に送信するため、データ格納部１２から取得した格納情報２４に含まれるアドレス情報およびデータ番号を用いて即時データを特定する即時データ送信指示２５を生成し、生成した即時データ送信指示２５をデータ格納部１２へ出力する。制御部１３は、即時データ送信指示２５によって、データ格納部１２へ、広域無線通信部１４からの読み出しに対して即時データ送信指示２５で特定される即時データの出力を指示する。
　図９は、実施の形態１にかかる制御部１３における即時データを広域無線回線３へ送信する際の無線リソース割当方式を決定する処理を示すフローチャートである。制御部１３は、端末通信部１１からデータ種別情報２２を取得すると（ステップＳＴ６１）、即時データを広域無線回線３へ送信する際の無線リソース割当方式を送信時リソース割当方式にすることを決定する（ステップＳＴ６２）。制御部１３は、データ格納部１２から格納情報２４を取得すると（ステップＳＴ６３）、即時データのデータサイズを確認し、送信時リソース割当方式により制御装置４へリソース割当要求を行うことを指示するためのリソース割当要求指示２７を生成し（ステップＳＴ６４）、生成したリソース割当要求指示２７を広域無線通信部１４へ出力する（ステップＳＴ６５）。また、制御部１３は、即時データ送信指示２５を生成し（ステップＳＴ６６）、生成した即時データ送信指示２５をデータ格納部１２へ出力する（ステップＳＴ６７）。
　広域無線通信部１４は、制御部１３からリソース割当要求指示２７を取得すると、制御部１３で決定された、すなわちリソース割当要求指示２７によって指示された無線リソース割当方式で、制御装置４に対して広域無線回線３におけるリソース割当要求を送信する。広域無線通信部１４は、制御装置４からリソース割当要求に対する応答としてリソース割当応答を受信し、リソース割当応答によって制御装置４から割り当てられた無線リソース、すなわち割り当てられた送信タイミングおよびデータサイズに従って、データ格納部１２に格納されている通常データまたは即時データの読み出しを行う。広域無線通信部１４は、データ格納部１２への読み出しによってデータ格納部１２から出力された通常データまたは即時データを送信データ２６として広域無線回線３へ送信する。
　図１０は、実施の形態１にかかる広域無線通信部１４におけるリソース割当要求処理およびデータ送信処理を示すフローチャートである。広域無線通信部１４は、制御部１３からリソース割当要求指示２７を取得すると（ステップＳＴ７１）、制御装置４に対して広域無線回線３におけるリソース割当要求を送信する（ステップＳＴ７２）。広域無線通信部１４は、制御装置４からリソース割当応答を受信すると（ステップＳＴ７３）、リソース割当応答によって制御装置４から割り当てられた無線リソースに従ってデータ格納部１２へデータの読み出しを行い、データ格納部１２から出力されたデータを広域無線回線３へ送信する（ステップＳＴ７４）。
　つづいて、無線通信システム１０においてゲートウェイ装置１がリソース割当要求を行う動作について説明する。なお、以降の説明において、受信データ２１および送信データ２６については、具体的に通常データまたは即時データとして記載する。
　図１１は、実施の形態１にかかるゲートウェイ装置１が送信時リソース割当方式によりリソース割当要求をする動作の一例を示すシーケンス図である。ここでは、ゲートウェイ装置１の制御部１３は、端末通信部１１から取得したトラヒック量情報２３に基づいて、送信時リソース割当方式によりデータ送信を行うことを決定しているものとする。
　無線端末２は、各種センサにおいて遅延が許容されるセンサ情報である通常データが発生すると（ステップＳ１０１）、通常データを格納した通常データパケットをゲートウェイ装置１へ送信する（ステップＳ１０２）。
　ゲートウェイ装置１の端末通信部１１は、通常データパケットを受信すると（ステップＳ１０３）、通常データパケットから通常データを分離してデータ格納部１２へ出力する。データ格納部１２は、端末通信部１１から出力された通常データを格納し、格納した通常データについて格納情報２４を生成して制御部１３へ出力する。制御部１３は、格納情報２４に基づいて、あらかじめ規定された時間が経過した場合、またはあらかじめ規定されたデータ量がデータ格納部１２に格納された場合、送信時リソース割当方式を指示するリソース割当要求指示２７を生成して広域無線通信部１４へ出力する。広域無線通信部１４は、制御部１３からのリソース割当要求指示２７に従って、制御装置４へ送信時リソース割当方式によるリソース割当要求を送信する（ステップＳ１０４）。広域無線通信部１４は、制御装置４からリソース割当応答を受信すると（ステップＳ１０５）、リソース割当応答により制御装置４から割り当てられた送信タイミングおよびデータサイズに従って、データ格納部１２へ通常データの読み出しを行い、データ格納部１２から出力された通常データをデータ収集装置５へ送信する（ステップＳ１０６）。
　ステップＳ１０７～Ｓ１１２の処理およびステップＳ１１３～Ｓ１１８の処理は前述のステップＳ１０１～Ｓ１０６の処理と同様である。このように、ゲートウェイ装置１は、送信時リソース割当方式の場合、データ収集装置５へ通常データを送信する都度、制御装置４へリソース割当要求を行う。ゲートウェイ装置１は、通常データ受信から通常データ送信までの一連の動作を繰り返すことによって、無線端末２から受信した通常データをデータ収集装置５へ順次送信する。
　図１２は、実施の形態１にかかるゲートウェイ装置１が周期的リソース割当方式によりリソース割当要求をする動作の一例を示すシーケンス図である。ここでは、ゲートウェイ装置１の制御部１３は、端末通信部１１から取得したトラヒック量情報２３に基づいて、周期的リソース割当方式によりデータ送信を行うことを決定しているものとする。
　ゲートウェイ装置１の制御部１３は、周期的リソース割当方式を指示するリソース割当要求指示２７を生成して広域無線通信部１４へ出力する。広域無線通信部１４は、制御部１３からのリソース割当要求指示２７に従って、制御装置４へ周期的リソース割当方式によるリソース割当要求を送信する（ステップＳ２０１）。広域無線通信部１４は、制御装置４からリソース割当応答を受信すると（ステップＳ２０２）、リソース割当応答により制御装置４から割り当てられた送信周期およびデータサイズを記憶する。広域無線通信部１４は、制御装置４から割り当てられた送信周期による送信タイミングおよびデータサイズに従って、データ格納部１２から通常データを読み出し、通常データをデータ収集装置５へ送信する。
　無線端末２は、各種センサにおいて遅延が許容されるセンサ情報である通常データが発生すると（ステップＳ２０３）、通常データを格納した通常データパケットをゲートウェイ装置１へ送信する（ステップＳ２０４）。
　ゲートウェイ装置１の端末通信部１１は、通常データパケットを受信すると（ステップＳ２０５）、通常データパケットから通常データを分離し、通常データをデータ格納部１２へ出力する。データ格納部１２は、端末通信部１１から出力された通常データを格納し、格納した通常データについて格納情報２４を生成して制御部１３へ出力する。広域無線通信部１４は、リソース割当応答により割り当てられた送信周期およびデータサイズに従って、データ格納部１２へ通常データの読み出しを行い、データ格納部１２から出力された通常データをデータ収集装置５へ送信する（ステップＳ２０６）。
　ステップＳ２０７～Ｓ２１０の処理およびステップＳ２１１～Ｓ２１４の処理は前述のステップＳ２０３～Ｓ２０６の処理と同様である。このように、ゲートウェイ装置１は、周期的リソース割当方式の場合、まず周期的リソース割当方式で制御装置４へリソース割当要求を行い、リソース割当応答によって割り当てられた送信周期およびデータサイズを記憶する。ゲートウェイ装置１は、無線端末２から受信した通常データを格納し、割り当てられた送信周期の間隔で、割り当てられたデータサイズの通常データをデータ収集装置５へ送信する動作を繰り返す。
　図１１および図１２では、ゲートウェイ装置１において、無線端末２から通常データのみ受信した場合のリソース割当要求について説明した。つぎに、ゲートウェイ装置１において、無線端末２から即時データを受信した場合のリソース割当要求について説明する。
　図１３は、実施の形態１にかかるゲートウェイ装置１において周期的リソース割当方式でリソース割当要求をした場合に即時データを受信したときの動作を示すシーケンス図である。ここでは、ゲートウェイ装置１の制御部１３は、端末通信部１１から取得したトラヒック量情報２３に基づいて、周期的リソース割当方式によりデータ送信を行うことを決定しているものとする。
　ステップＳ３０１～Ｓ３０６の処理は、図１２に示すステップＳ２０１～Ｓ２０６の処理と同様である。ゲートウェイ装置１は、ステップＳ３０６では、割り当てられた送信周期の送信タイミングおよびデータサイズで通常データを送信する。
　無線端末２は、各種センサにおいて即時性が要求されるセンサ情報である即時データが発生すると（ステップＳ３０７）、まず、次に送信するデータパケットが即時データパケットであることを通知する即時データ通知の制御パケットをゲートウェイ装置１へ送信する（ステップＳ３０８）。
　ゲートウェイ装置１では、端末通信部１１が、即時データ通知を受信すると（ステップＳ３０９）、即時データ通知の制御パケットに格納されたデータ種別情報２２を分離して制御部１３へ出力する。データ種別情報２２を取得した制御部１３は、つぎに無線端末２から送信されてゲートウェイ装置１で受信するデータパケットが即時データパケットと判定し、通常データを送信する際に決定された周期的リソース割当方式に関わらず、即時データを広域無線回線３へ送信する際の無線リソース割当方式を送信時リソース割当方式にすることを決定する。
　無線端末２は、即時データを格納した即時データパケットをゲートウェイ装置１へ送信する（ステップＳ３１０）。
　ゲートウェイ装置１では、端末通信部１１が、即時データパケットを受信すると（ステップＳ３１１）、即時データパケットから即時データを分離し、即時データをデータ格納部１２へ出力する。データ格納部１２は、端末通信部１１から出力された即時データを格納し、格納した即時データについて格納情報２４を生成して制御部１３へ出力する。制御部１３は、端末通信部１１からデータ種別情報２２を取得しているため、データ格納部１２から取得した格納情報２４が即時データのものと認識する。制御部１３は、格納情報２４に含まれるデータサイズを確認し、即時データを送信可能なデータサイズを指定した送信時リソース割当方式を指示するリソース割当要求指示２７を生成して広域無線通信部１４へ出力する。また、制御部１３は、データ格納部１２に格納されている即時データを優先的に送信するため、格納情報２４に含まれるアドレス情報、データ番号によって即時データを特定する即時データ送信指示２５を生成してデータ格納部１２へ出力する。
　広域無線通信部１４は、制御部１３からのリソース割当要求指示２７に従って、制御装置４へ送信時リソース割当方式によるリソース割当要求を送信する（ステップＳ３１２）。広域無線通信部１４は、制御装置４からリソース割当応答を受信すると（ステップＳ３１３）、リソース割当応答により割り当てられた送信タイミングおよびデータサイズに従って、データ格納部１２へ即時データの読み出しを行い、データ格納部１２から出力された即時データをデータ収集装置５へ送信する（ステップＳ３１４）。このとき、データ格納部１２では、制御部１３から即時データ送信指示２５を受けているため、広域無線通信部１４からの読み出しに対して、即座に即時データを出力する。
　ステップＳ３１５～Ｓ３１８の処理は前述のステップＳ３０３～Ｓ３０６の処理と同様である。すなわち、ゲートウェイ装置１では、つぎに通常データパケットを受信した場合は、最初に決定した周期的リソース割当方式の処理に戻り、周期的リソース割当方式により割り当てられた送信周期による送信タイミングおよびデータサイズに従って、通常データをデータ収集装置５へ送信する。
　なお、制御部１３では、即時データを送信する際に送信時リソース割当方式により制御装置４へ要求する無線リソースのデータサイズについては、即時データのみを送信可能なデータサイズにしてもよいし、即時データを無線端末２から受信した時点でデータ格納部１２に格納されている通常データを含む全てのデータを送信するために必要なデータサイズとしてもよい。制御部１３は、データ格納部１２からデータサイズの情報を含む格納情報２４を取得していることから、データ格納部１２に格納されているデータのデータサイズを把握できる。また、制御部１３は、端末通信部１１からデータ種別情報２２を取得後にデータ格納部１２から取得した格納情報２４は即時データのものであると認識し、データ格納部１２に格納されているデータのうち即時データのデータサイズを把握できる。ゲートウェイ装置１では、広域無線通信部１４は、制御装置４から通常データを含む全てのデータを送信可能なデータサイズが割り当てられた場合、データ格納部１２に格納されている即時データおよび通常データの全てのデータを読み出して、データ収集装置５へデータを送信する。
　また、制御部１３が、即時データを送信する際に送信時リソース割当方式により制御装置４へ要求する無線リソースのデータサイズを即時データのみ送信可能なデータサイズにする場合、データ格納部１２の構成については、通常データと即時データを共通の記憶領域に格納する構成にしてもよいし、通常データと即時データを個別の記憶領域に区別して格納する構成にしてもよい。図１４は、実施の形態１にかかるデータ格納部１２の構成例を示すブロック図である。通常データと即時データを個別の記憶領域に格納する場合、データ格納部１２は、通常データを格納し、格納した通常データのデータサイズの情報を含む格納情報を生成して制御部１３へ送信する通常データ格納部１２１と、即時データを格納し、格納した即時データのデータサイズの情報を含む格納情報を生成して制御部１３へ送信する即時データ格納部１２２と、を備える。
　この場合、端末通信部１１は、通常データパケットから分離した受信データ２１である通常データを通常データ格納部１２１へ出力し、即時データ通知の制御パケットの後に受信した即時データパケットから分離した受信データ２１である即時データを即時データ格納部１２２へ出力する。広域無線通信部１４は、通常データ格納部１２１へ送信データ２６である通常データの読み出しを行い、通常データ格納部１２１から出力された通常データをデータ収集装置５へ送信する。また、広域無線通信部１４は、即時データ格納部１２２へ送信データ２６である即時データの読み出しを行い、即時データ格納部１２２から出力された即時データをデータ収集装置５へ送信する。通常データ格納部１２１および即時データ格納部１２２では、各々格納した順にデータを出力する場合、制御部１３へ送信する格納情報２４にはデータサイズの情報を含め、アドレス情報、データ番号などの情報は含めなくてもよい。制御部１３は、即時データを送信する場合は即時データ送信指示２５を即時データ格納部１２２へ出力する。
　なお、図１４に示すデータ格納部１２の構成は一例であって、データ格納部１２は、通常データと即時データを共通の記憶領域に格納する構成であってもよい。データ格納部１２では、通常データおよび即時データの各データについて前述のアドレス情報、データ番号などを用いることで、通常データおよび即時データを特定し、通常データおよび即時データを区別して扱うことが可能である。データ格納部１２は、格納した各データのアドレス情報、データ番号、データサイズなどの情報を含む格納情報を生成して制御部１３へ送信する。
　このように、データ格納部１２が通常データ格納部１２１および即時データ格納部１２２を備える構成、または通常データと即時データを共通の記憶領域に格納する構成を有している場合、制御部１３では、即時データを広域無線回線３へ送信する際の無線リソース割当方式において、データ格納部１２に格納されている即時データのみ送信するように無線リソースを要求する際に必要なデータサイズを容易に把握することができる。また、データ格納部１２においても、制御部１３からの即時データ送信指示２５に対して、容易に即時データを出力することができる。
　図１５は、実施の形態１にかかるゲートウェイ装置１において送信時リソース割当方式でリソース割当要求をした場合に即時データを受信したときの動作を示すシーケンス図である。ここでは、ゲートウェイ装置１の制御部１３は、端末通信部１１から取得したトラヒック量情報２３に基づいて、送信時リソース割当方式によりデータ送信を行うことを決定しているものとする。
　ステップＳ４０１～Ｓ４０６の処理およびステップＳ４１５～Ｓ４２０の処理は、図１１に示すステップＳ１０１～Ｓ１０６の処理と同様である。
　また、ステップＳ４０７～Ｓ４１４の処理は、図１３に示すステップＳ３０７～Ｓ３１４の処理と同様である。図１３に示すシーケンス図の例では、制御部１３は、通常データ送信の際に決定された周期的リソース割当方式に関わらず、端末通信部１１からデータ種別情報２２を取得した場合、すなわち、つぎにゲートウェイ装置１で即時データパケットを受信する場合、即時データを広域無線回線３へ送信する際の無線リソース割当方式として送信時リソース割当方式に決定する。図１５に示すシーケンス図の例では、制御部１３は、通常データ送信の際に送信時リソース割当方式に決定していたとき、通常データ送信時に決定した送信時リソース割当方式と同様、端末通信部１１からデータ種別情報２２を取得した場合、すなわち、つぎにゲートウェイ装置１で即時データパケットを受信する場合、即時データを広域無線回線３へ送信する際の無線リソース割当方式として送信時リソース割当方式に決定する。
　なお、制御部１３では、前述のように、即時データを送信する際に送信時リソース割当方式により制御装置４へ要求するデータサイズについては、即時データのみを送信可能なデータサイズに限定せず、即時データを無線端末２から受信した時点でデータ格納部１２に格納されている通常データを含む全てのデータを送信するために必要なデータサイズとしてもよい。また、データ格納部１２の構成については、通常データ格納部１２１および即時データ格納部１２２を備える構成でもよいし、通常データと即時データを共通の記憶領域に格納する構成であってもよい。
　図１６は、実施の形態１にかかるゲートウェイ装置１において無線リソース割当方式を決定して無線リソースを要求する動作の例を示すフローチャートである。まず、ゲートウェイ装置１では、端末通信部１１が、無線端末２との間のトラヒック量を計測する（ステップＳＴ８１）。端末通信部１１は、計測したトラヒック量に基づいてトラヒック量を示すトラヒック量情報２３を生成して制御部１３へ出力する。
　制御部１３は、端末通信部１１から取得したトラヒック量情報２３に基づいて、通常データを送信する際の無線リソース割当方式を決定する（ステップＳＴ８２）。広域無線通信部１４は、制御部１３で決定された無線リソース割当方式、具体的には、送信時リソース割当方式または周期的リソース割当方式によって、制御装置４へ通常データを送信するためのリソース割当要求を行う（ステップＳＴ８３）。なお、広域無線通信部１４では、制御装置４から受信したリソース割当応答に従って、すなわち制御装置４から割り当てられた無線リソースによる送信タイミングおよびデータサイズで、データ収集装置５へ通常データを送信する。
　端末通信部１１は、無線端末２から即時データ通知を受信すると（ステップＳＴ８４）、即時データ通知からデータ種別情報２２を分離して制御部１３へデータ種別情報２２を出力する。
　制御部１３は、端末通信部１１からのデータ種別情報２２に基づいて無線端末２から次に即時データパケットを受信すると認識し、即時データを送信する際の無線リソース割当方式を決定する（ステップＳＴ８５）。実施の形態１では、制御部１３は、即時データを送信する際の無線リソース割当方式として、送信時リソース割当方式とすることを決定する。広域無線通信部１４は、制御部１３で決定された無線リソース割当方式、ここでは、送信時リソース割当方式によって、制御装置４へ即時データを送信するためのリソース割当要求を行う（ステップＳＴ８６）。なお、広域無線通信部１４では、制御装置４から受信したリソース割当応答に従って、すなわち制御装置４から割り当てられた無線リソースによる送信タイミングおよびデータサイズで、データ収集装置５へ即時データを送信する。
　具体的に、実施の形態１では、端末通信部１１は、即時データパケットを受信すると、データ格納部１２に即時データを格納する。データ格納部１２は、格納した即時データについて格納情報２４を生成して制御部１３へ出力する。
　制御部１３は、データ格納部１２から即時データについての格納情報２４に基づいて、即時データを送信可能なデータサイズを確認し、即時データを送信可能なデータサイズを指定した送信時リソース割当方式を指示するリソース割当要求指示２７を生成して広域無線通信部１４へ出力する。
　広域無線通信部１４は、制御部１３からのリソース割当要求指示２７に従って、制御装置４へ送信時リソース割当方式によるリソース割当要求を送信する。広域無線通信部１４は、制御装置４からリソース割当応答を受信すると、リソース割当応答で指定された送信タイミングおよびデータサイズに従って、データ格納部１２から即時データを読み出し、即時データをデータ収集装置５へ送信する。
　つづいて、図２に示すゲートウェイ装置１の各構成を実現するハードウェア構成について説明する。図１７および図１８は、実施の形態１にかかるゲートウェイ装置１のハードウェア構成の例を示す図である。なお、データ格納部１２については通常データ格納部１２１および即時データ格納部１２２を備える構成の場合があるが、通常データ格納部１２１および即時データ格納部１２２のハードウェア構成はデータ格納部１２と同様である。そのため、以降の説明では、データ格納部１２についてのみ説明する。ゲートウェイ装置１において、端末通信部１１の機能は、処理回路９１および受信装置９２により実現される。また、データ格納部１２および制御部１３の機能は、処理回路９１により実現される。また、広域無線通信部１４の機能は、処理回路９１、受信装置９２および送信装置９３により実現される。すなわち、ゲートウェイ装置１は、通常データパケット、即時データパケットおよび即時データ通知を受信し、トラヒック量を測定し、各データを格納し、トラヒック量に基づいて通常データを送信する際の無線リソース割当方式を決定し、即時データ通知を受信後に即時データを送信する際の無線リソース割当方式を決定し、各無線リソース割当方式で無線リソースを要求し、割り当てられた無線リソースで各データを送信するための処理装置９０を備える。処理回路９１は、専用のハードウェアであっても、メモリ９５に格納されるプログラムを実行するＣＰＵ（Central　Processing　Unit）、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ９４、ＤＳＰ（Digital　Signal　Processor）などであってもよい。なお、図１７および図１８に示すハードウェア構成において、端末通信部１１および広域無線通信部１４は同じ受信装置９２を使用しているが、一例であり、無線通信の方式が異なって同じ受信装置９２を共用できない場合、端末通信部１１用の受信装置および広域無線通信部１４用の受信装置を備えることとする。
　処理回路９１が専用のハードウェアである場合、処理回路９１は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application　Specific　Integrated　Circuit）、ＦＰＧＡ（Field　Programmable　Gate　Array）、またはこれらを組み合わせたものが該当する。端末通信部１１のうち処理回路９１で実現される機能、広域無線通信部１４のうち処理回路９１で実現される機能、データ格納部１２および制御部１３の各部の機能それぞれを処理回路９１で実現してもよいし、各部の機能をまとめて処理回路９１で実現してもよい。
　処理回路９１がＣＰＵの場合、端末通信部１１のうち処理回路９１で実現される機能、広域無線通信部１４のうち処理回路９１で実現される機能、データ格納部１２および制御部１３の機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアやファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ９５に格納される。処理回路９１は、メモリ９５に記憶されたプログラムをプロセッサ９４が読み出して実行することにより、各部の機能を実現する。すなわち、ゲートウェイ装置１は、図１７または図１８の処理装置９０により実現されるときに、トラヒック量を計測するステップ、通常データを送信する際の無線リソース割当方式を決定するステップ、決定した無線リソース割当方式により割り当てられた無線リソースで通常データを送信するステップ、即時データ通知を受信するステップ、即時データを送信する際の無線リソース割当方式を決定するステップ、決定した無線リソース割当方式により割り当てられた無線リソースで即時データを送信するステップが結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ９５を備える。また、これらのプログラムは、端末通信部１１のうち処理回路９１で実現される手順や方法、広域無線通信部１４のうち処理回路９１で実現される手順や方法、データ格納部１２および制御部１３の手順や方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。ここで、メモリ９５とは、例えば、ＲＡＭ（Random　Access　Memory）、ＲＯＭ（Read　Only　Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable　Programmable　ROM）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically　Erasable　Programmable　ROM）などの、不揮発性または揮発性の半導体メモリや、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ（Digital　Versatile　Disc）などが該当する。
　なお、端末通信部１１のうち処理回路９１で実現される機能、広域無線通信部１４のうち処理回路９１で実現される機能、データ格納部１２および制御部１３の各機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。例えば、データ格納部１２については専用のハードウェアとしての処理回路でその機能を実現し、制御部１３については処理回路がメモリに格納されたプログラムを読み出して実行することによってその機能を実現することが可能である。
　このように、処理回路９１は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。
　以上説明したように、本実施の形態によれば、ゲートウェイ装置１では、制御部１３が、無線端末２との間の通信トラヒック量に基づいて通常データを送信する際の広域無線回線３に対する無線リソース割当方式を決定し、無線端末２から即時データ通知を受信した場合、即時データを送信する際の無線リソース割当方式として送信時リソース割当方式でリソース割当要求を行うこととした。これにより、ゲートウェイ装置１は、広域無線回線３の利用効率を低下させることなく、即時データを遅滞なく送信することができる。
　また、ゲートウェイ装置１では、即時データを広域無線回線３へ送信する際に、即時データを無線端末２から受信した時点でデータ格納部１２に格納していた通常データを含む全てのデータを送信する場合、データ格納処理の制御を複雑化させることなく、即時データを遅滞なく送信することができる。
　また、ゲートウェイ装置１では、即時データおよび通常データを区別して格納し、即時データを無線端末２から受信した時点で、即時データのみを送信時リソース割当方式で送信する場合、データ送信処理のタイミング制御を複雑化させることなく、即時データを遅滞なく送信することができる。
　また、ゲートウェイ装置１では、即時データおよび通常データを区別して格納するため、即時データと通常データを各々格納する格納部を個別に備える場合、データ格納処理を複雑化させることなく即時データの区別が可能となる。
　また、ゲートウェイ装置１では、即時データおよび通常データを区別して格納するため、即時データおよび通常データを共通の格納部で格納して各データを格納した格納領域のアドレスを管理することで即時データを特定する場合、ハードウェア規模を増加させることなく即時データの区別が可能となる。
実施の形態２．
　実施の形態１では、ゲートウェイ装置１は、無線端末２との通信の通信トラヒック量に基づいて通常データを送信する際の無線リソース割当方式を決定し、無線端末２から即時データ通知を受信した場合、即時データを送信する際の無線リソース割当方式を送信時リソース割当方式に決定する。実施の形態２では、ゲートウェイ装置は、即時データを送信する際の無線リソース割当方式として、通常データを送信する際の無線リソース割当方式の送信タイミングと、送信時リソース割当方式にした場合の送信タイミングとを比較して、より早く即時データを送信できる送信タイミングの方の無線リソース割当方式にすることを決定する。
　図１９は、実施の形態２にかかるゲートウェイ装置１ａの構成例を示すブロック図である。ゲートウェイ装置１ａは、実施の形態１のゲートウェイ装置１から、制御部１３および広域無線通信部１４を削除し、制御部１３ａおよび広域無線通信部１４ａを追加した構成である。なお、実施の形態２における無線通信システムの構成は、図１に示す無線通信システム１０において、ゲートウェイ装置１をゲートウェイ装置１ａに置き換えたものである。説明の便宜上、実施の形態２における無線通信システムを、無線通信システム１０ａとする。
　制御部１３ａは、端末通信部１１からデータ種別情報２２を取得した場合、データ格納部１２から取得した格納情報２４で示される受信データ２１は即時データと判定し、即時データを広域無線回線３へ送信する際の無線リソース割当方式を決定する。実施の形態２では、制御部１３ａは、即時データを送信する際の無線リソース割当方式について、トラヒック量情報２３に基づいて決定した無線リソース割当方式による送信タイミングと、送信時リソース割当方式による送信タイミングとを比較して、より早く即時データを送信できる方の無線リソース割当方式にすることを決定する。
　制御部１３ａは、トラヒック量情報２３に基づいて決定した通常データ送信時の無線リソース割当方式が周期的リソース割当方式の場合、制御装置４から割り当てられた無線リソースの内容を示すリソース割当情報２８を広域無線通信部１４ａから取得し、リソース割当情報２８に基づいて周期的リソース割当方式による送信周期から次の送信タイミングを算出する。また、制御部１３ａは、リソース割当要求指示２７を出力してから制御装置４より無線リソースが割り当てられるまでの時間に基づいて、送信時リソース割当方式での即時データを送信開始可能な送信タイミングを算出する。制御部１３ａは、算出した２つの送信タイミングを比較し、即時データを広域無線回線３へ送信する際の無線リソース割当方式として、より早く即時データを送信できる送信タイミングの方の無線リソース割当方式にすることを決定する。なお、制御部１３ａでは、制御部１３ａからリソース割当要求指示２７を出力して制御装置４より無線リソースが割り当てられるまでの時間の情報については、固定時間として予めユーザなどによって登録され保持しているものとする。制御部１３ａは、保持している制御部１３ａからリソース割当要求指示２７を出力して制御装置４より無線リソースが割り当てられるまでの時間の情報を用いて、送信時リソース割当方式にした場合の即時データの送信タイミングを算出する。
　ここで、制御部１３ａにおいてトラヒック量情報２３に基づいて決定した通常データ送信時の無線リソース割当方式には、周期的リソース割当方式および送信時リソース割当方式の２つがある。
　トラヒック量情報２３に基づいて決定した通常データ送信時の無線リソース割当方式が送信時リソース割当方式であって、即時データを送信する際の無線リソース割当方式を送信時リソース割当方式にする場合、制御部１３ａの動作は実施の形態１で説明した図１５に示すシーケンス図の処理と同様である。通常データ送信時の無線リソース割当方式が即時データを送信する際の送信時リソース割当方式と同じため、通常データ送信時の無線リソース割当方式による送信タイミングと送信時リソース割当方式による送信タイミングとは同じになる。従って、実施の形態２では、トラヒック量情報２３に基づいて決定した通常データ送信時の無線リソース割当方式が送信時リソース割当方式の場合は想定しない。
　トラヒック量情報２３に基づいて決定した通常データ送信時の無線リソース割当方式が周期的リソース割当方式であって、即時データを送信する際の無線リソース割当方式を送信時リソース割当方式にする場合、制御部１３ａの動作は実施の形態１で説明した図１３に示すシーケンス図の処理と同様である。このとき、制御部１３ａでは、周期的リソース割当方式により割り当てられた送信周期による送信データの次の送信タイミングが直近に迫っている場合、次の送信タイミングで即時データを送信できれば、送信時リソース割当方式によって制御装置４から無線リソースの割り当てを受けるよりも早く即時データを送信できる可能性がある。
　そのため、実施の形態２では、具体的に、トラヒック量情報２３に基づいて決定した通常データ送信時の無線リソース割当方式が周期的リソース割当方式の場合を想定する。制御部１３ａは、周期的リソース割当方式により割り当てられた送信周期による次の送信タイミングと、送信時リソース割当方式によって割り当てられる送信データの送信タイミングとを比較して、より早い方の送信タイミングで即時データを送信可能な方を即時データ送信時の無線リソース割当方式にすることを決定する。
　なお、制御部１３ａにおいて、即時データを送信する際の無線リソース割当方式を決定する動作以外は、実施の形態１の制御部１３と同様である。
　実施の形態２において、ゲートウェイ装置１ａが無線リソース割当方式を決定する動作は実施の形態１で説明した図１６のフローチャートと同じである。実施の形態２では、図１６のフローチャートのステップＳＴ８５で示す即時データを送信する際の無線リソース割当方式を決定する制御部１３ａの動作が異なる。図２０は、実施の形態２にかかるゲートウェイ装置１ａの制御部１３ａにおいて即時データを送信する際の無線リソース割当方式を決定する動作の例を示すフローチャートである。
　制御部１３ａは、通常データを送信する際の無線リソース割当方式が周期的リソース割当方式の場合（ステップＳＴ９１：Ｙｅｓ）、広域無線通信部１４ａから取得したリソース割当情報２８に基づいて、送信周期による次の送信タイミングを算出する（ステップＳＴ９２）。また、制御部１３ａは、送信時リソース割当方式でリソース割当要求をした場合に制御装置４から割り当てられる無線リソースによる送信タイミングを算出する（ステップＳＴ９３）。なお、ステップＳＴ９２の処理とステップＳＴ９３の処理については、順番を入れ替えてもよい。
　制御部１３ａは、算出した２つの送信タイミングを比較し、周期的リソース割当方式による送信タイミングの方が早い場合（ステップＳＴ９４：Ｙｅｓ）、即時データを送信する際の無線リソース割当方式を通常データを送信する際の無線リソース割当方式と同じ現在の周期的リソース割当方式にすることを決定する（ステップＳＴ９５）。制御部１３ａは、算出した２つの送信タイミングを比較し、周期的リソース割当方式による送信タイミングの方が遅い場合（ステップＳＴ９４：Ｎｏ）、即時データを送信する際の無線リソース割当方式を送信時リソース割当方式にすることを決定する（ステップＳＴ９６）。
　制御部１３ａは、通常データを送信する際の無線リソース割当方式が送信時リソース割当方式の場合（ステップＳＴ９１：Ｎｏ）、即時データを送信する際の無線リソース割当方式を送信時リソース割当方式にすることを決定する（ステップＳＴ９６）。
　広域無線通信部１４ａは、実施の形態１の広域無線通信部１４の動作に加えて、制御装置４からリソース割当応答を受信すると、リソース割当応答により制御装置４から割り当てられたデータの送信タイミングおよびデータサイズなどの無線リソースの内容を示すリソース割当情報２８を生成し、生成したリソース割当情報２８を制御部１３ａへ出力する。広域無線通信部１４ａは、リソース割当情報２８を制御部１３ａへ出力するタイミングについて、制御装置４からリソース割当応答を受信した後に出力してもよいし、送信周期でデータを送信する毎に出力してもよいし、制御部１３ａから要求された場合に出力してもよい。
　図２１は、実施の形態２にかかる広域無線通信部１４ａにおけるリソース割当応答の受信処理を示すフローチャートである。広域無線通信部１４ａは、制御装置４からリソース割当応答を受信すると（ステップＳＴ１０１）、リソース割当情報２８を生成し（ステップＳＴ１０２）、生成したリソース割当情報２８を制御部１３ａへ出力する（ステップＳＴ１０３）。
　つづいて、無線通信システム１０ａのゲートウェイ装置１ａにおいて、無線端末２から即時データを受信した場合のリソース割当要求について説明する。
　図２２は、実施の形態２にかかるゲートウェイ装置１ａにおいて周期的リソース割当方式でリソース割当要求をした場合に即時データを受信したときの動作を示すシーケンス図である。ここでは、ゲートウェイ装置１ａの制御部１３ａは、端末通信部１１から取得したトラヒック量情報２３に基づいて、周期的リソース割当方式により通常データを送信することを決定し、即時データを送信する際の無線リソース割当方式として、通常データを送信する際に決定した周期的リソース割当方式とする場合について説明する。なお、前述のように、制御部１３ａが、トラヒック量情報２３に基づいて周期的リソース割当方式により通常データを送信することを決定し、即時データを送信する際の無線リソース割当方式を送信時リソース割当方式に決定する場合の動作は、実施の形態１の図１３に示すシーケンス図と同じである。
　ステップＳ５０１～Ｓ５０６の処理は、図１３に示すステップＳ３０１～Ｓ３０６の処理と同様である。ゲートウェイ装置１ａは、ステップＳ５０６では、割り当てられた送信周期の送信タイミングおよびデータサイズで通常データを送信する。
　無線端末２は、各種センサにおいて即時性が要求されるセンサ情報である即時データが発生すると（ステップＳ５０７）、まず、次に送信するデータパケットが即時データパケットであることを通知する即時データ通知の制御パケットをゲートウェイ装置１ａへ送信する（ステップＳ５０８）。
　ゲートウェイ装置１ａでは、端末通信部１１が、即時データ通知を受信すると（ステップＳ５０９）、即時データ通知の制御パケット内に格納されたデータ種別情報２２を分離して制御部１３ａへ出力する。データ種別情報２２を取得した制御部１３ａは、つぎに無線端末２から送信されてゲートウェイ装置１ａで受信するデータパケットが即時データパケットと判定し、即時データを広域無線回線３へ送信する際の無線リソース割当方式を決定する。制御部１３ａによる無線リソース割当方式の決定方法は前述のとおりである。制御部１３ａは、ここでは、通常データを送信する際に決定された周期的リソース割当方式で即時データを送信することを決定する。なお、制御部１３ａは、広域無線通信部１４ａからリソース割当情報２８を取得するタイミングについて、制御装置４からリソース割当応答を受信後に取得してもよいし（ステップＳ５０２）、送信周期でデータを送信後に取得してもよいし（ステップＳ５０６）、データ種別情報２２を取得して制御部１３ａから要求後に取得してもよい（ステップＳ５０９）。
　無線端末２は、即時データを格納した即時データパケットをゲートウェイ装置１ａへ送信する（ステップＳ５１０）。
　ゲートウェイ装置１ａでは、端末通信部１１が、即時データパケットを受信すると（ステップＳ５１１）、即時データパケットから即時データを分離し、即時データをデータ格納部１２へ出力する。データ格納部１２は、端末通信部１１から出力された即時データを格納し、格納した即時データについて格納情報２４を生成して制御部１３ａへ出力する。制御部１３ａは、端末通信部１１からデータ種別情報２２を取得しているため、データ格納部１２から取得した格納情報２４が即時データのものと認識する。制御部１３ａは、データ格納部１２に格納されている即時データを優先的に送信するため、格納情報２４に含まれるアドレス情報、データ番号によって即時データを特定する即時データ送信指示２５を生成してデータ格納部１２へ出力する。広域無線通信部１４ａは、リソース割当応答で指定された送信周期およびデータサイズに従って、データ格納部１２へ即時データの読み出しを行い、データ格納部１２から出力された即時データをデータ収集装置５へ送信する（ステップＳ５１２）。
　ステップＳ５１３～Ｓ５１６の処理は前述のステップＳ５０３～Ｓ５０６の処理と同様である。
　なお、制御部１３ａが、即時データの無線リソース割当方式を決定するタイミングは、ゲートウェイ装置１ａで即時データ通知を受信した後でもよいし、ゲートウェイ装置１ａで即時データパケットを受信した後でもよい。端末通信部１１は、制御部１３ａへデータ種別情報２２を出力している。また、データ格納部１２は、制御部１３ａへ格納情報２４を出力している。
　制御部１３ａは、ゲートウェイ装置１ａで即時データ通知を受信後、すなわち端末通信部１１からデータ種別情報２２を取得後に決定する場合、決定後すぐに広域無線通信部１４ａへリソース割当要求指示２７を出力することで、より早く即時データを送信する可能性が高くなる。
　また、制御部１３ａは、ゲートウェイ装置１ａで即時データパケットを受信後、すなわち端末通信部１１からデータ種別情報２２を取得し、さらに、データ格納部１２から格納情報２４を取得後に決定する場合、即時データのデータサイズが通常データ送信時の無線リソースとして割り当てられているデータサイズで送信可能かどうかを確認することで、送信時リソース割当方式に決定したときには確実に即時データを送信できる。図２２の例では、制御部１３ａは、ゲートウェイ装置１ａで即時データ通知を受信した後、即時データの無線リソース割当方式を判定している。
　なお、実施の形態１では、制御部１３は、端末通信部１１からデータ種別情報２２を取得すると即時データを送信する際は送信時リソース割当方式にすると決定し、データ格納部１２から格納情報２４を取得してからリソース割当要求指示２７を生成して広域無線通信部１４へ出力していたが、前述の制御部１３ａのように動作してもよい。すなわち、実施の形態１において、制御部１３は、端末通信部１１からデータ種別情報２２を取得して即時データを送信する際は送信時リソース割当方式にすると決定し、すぐに広域無線通信部１４へリソース割当要求指示２７を出力してもよい。また、実施の形態１において、制御部１３は、データ格納部１２から格納情報２４を取得してから、即時データを送信する際は送信時リソース割当方式にすると決定してもよい。
　実施の形態２における制御部１３ａおよび広域無線通信部１４ａのハードウェア構成については、実施の形態１の制御部１３および広域無線通信部１４と同様の構成により実現される。
　以上説明したように、本実施の形態によれば、ゲートウェイ装置１ａでは、制御部１３ａが、無線端末２との間の通信トラヒック量に基づいて通常データを送信する際の広域無線回線３に対する無線リソース割当方式を決定し、無線端末２から即時データ通知を受信した場合、即時データを送信する際の無線リソース割当方式として、通信トラヒック量に基づいて決定した無線リソース割当方式または送信時リソース割当方式のいずれか早く送信可能な方に決定することとした。これにより、ゲートウェイ装置１ａは、実施の形態１と比較して、広域無線回線３の利用効率を低下させることなく、即時データを遅滞なく送信することができる確率が高くなる。
　また、ゲートウェイ装置１ａでは、即時データの無線リソース割当方式を決定するタイミングを即時データ通知の受信後にする場合、即時データの無線リソース割当方式を送信時リソース割当方式にしたときは即時データの受信前にリソース割当要求ができるため、即時データを遅滞なく送信することができる。
　また、ゲートウェイ装置１ａでは、即時データの無線リソース割当方式を決定するタイミングを即時データの受信後にする場合、即時データ通知を受信してから実際に即時データを受信するまでの遅延時間が変動しても、適切なタイミングでリソース割当要求ができ、割り当てられた送信タイミングに即時データが間に合わず送信できないというケースを回避することができる。
　以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
　１，１ａ　ゲートウェイ装置、２　無線端末、３　広域無線回線、４　制御装置、５　データ収集装置、１０　無線通信システム、１１　端末通信部、１２　データ格納部、１３，１３ａ　制御部、１４，１４ａ　広域無線通信部、９０　処理装置、９１　処理回路、９２　受信装置、９３　送信装置、９４　プロセッサ、９５　メモリ。

Claims (10)

  1. 　無線端末から取得したデータを格納するデータ格納部と、
    　前記無線端末から受信したデータパケットに含まれる前記データを前記データ格納部へ出力し、前記無線端末との通信のトラヒック量を計測してトラヒック量情報を生成し、前記データのうち即時性が要求される即時データが格納された即時データパケットが次に受信されることを示す即時データ通知を受信した場合、前記即時データ通知から即時データを示すデータ種別情報を分離する端末通信部と、
    　前記トラヒック量情報に基づいて、前記データのうち前記即時データより遅延が許容される通常データを広域無線回線へ送信する際の無線リソース割当方式を決定し、前記データ種別情報を取得した場合、前記即時データを前記広域無線回線へ送信する際の無線リソース割当方式を決定し、前記データ格納部へ前記即時データの出力を指示する制御部と、
    　前記制御部で決定された無線リソース割当方式でリソース割当要求を行い、前記リソース割当要求の応答により割り当てられた無線リソースで前記データ格納部に格納された前記データを前記広域無線回線へ送信する広域無線通信部と、
    　を備えることを特徴とするゲートウェイ装置。
  2. 　前記制御部は、前記データ種別情報を取得した場合、前記即時データを前記広域無線回線へ送信する際の無線リソース割当方式を、前記無線端末から前記データを取得してからリソース割当要求を行う送信時リソース割当方式にすることを決定する、
    　ことを特徴とする請求項１に記載のゲートウェイ装置。
  3. 　前記制御部は、前記トラヒック量情報に基づいて、前記通常データを前記広域無線回線へ送信する際の無線リソース割当方式を、決められた送信周期で前記データを前記広域無線回線へ送信するようにリソース割当要求を行う周期的リソース割当方式に決定しており、前記データ種別情報を取得した場合、前記周期的リソース割当方式による次の送信タイミングと、前記無線端末から前記データを取得してからリソース割当要求を行う送信時リソース割当方式によって割り当てられる送信タイミングとを比較し、送信タイミングが早い方の無線リソース割当方式を、前記即時データを前記広域無線回線へ送信する際の無線リソース割当方式にすることを決定する、
    　ことを特徴とする請求項１に記載のゲートウェイ装置。
  4. 　前記制御部は、前記端末通信部から前記データ種別情報を取得後、前記即時データを前記広域無線回線へ送信する際の無線リソース割当方式を決定する、
    　ことを特徴とする請求項１，２または３に記載のゲートウェイ装置。
  5. 　前記データ格納部は、前記端末通信部から出力された前記データを格納し、格納した前記データのデータサイズの情報を含む格納情報を生成して前記制御部へ送信し、
    　前記制御部は、前記端末通信部から前記データ種別情報を取得し、さらに、前記データ格納部から前記格納情報を取得後、前記即時データを前記広域無線回線へ送信する際の無線リソース割当方式を決定する、
    　ことを特徴とする請求項１，２または３に記載のゲートウェイ装置。
  6. 　前記データ格納部は、格納した前記データのデータサイズの情報を含む格納情報を生成して前記制御部へ送信し、
    　前記制御部は、前記データ格納部から前記格納情報を取得し、前記即時データを前記広域無線回線へ送信する際の無線リソース割当方式において、前記データ格納部に格納されている通常データも含めて送信するように無線リソースを要求する、
    　ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載のゲートウェイ装置。
  7. 　前記データ格納部は、前記即時データと前記通常データを区別して格納し、格納した各データのデータサイズの情報を含む格納情報を生成して前記制御部へ送信し、
    　前記制御部は、前記データ格納部から前記格納情報を取得し、前記即時データを前記広域無線回線へ送信する際の無線リソース割当方式において、前記データ格納部に格納されている即時データのみ送信するように無線リソースを要求する、
    　ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載のゲートウェイ装置。
  8. 　前記データ格納部は、
    　前記通常データを格納し、格納した前記通常データのデータサイズの情報を含む格納情報を生成して前記制御部へ送信する通常データ格納部と、
    　前記即時データを格納し、格納した前記即時データのデータサイズの情報を含む格納情報を生成して前記制御部へ送信する即時データ格納部と、
    　を備えることを特徴とする請求項７に記載のゲートウェイ装置。
  9. 　前記データ格納部は、前記即時データが格納された記憶領域のアドレスによって前記即時データを特定し、前記通常データと区別する、
    　ことを特徴とする請求項７に記載のゲートウェイ装置。
  10. 　端末通信部が、無線端末との通信のトラヒック量を計測する計測ステップと、
    　制御部が、前記トラヒック量に基づいて、通常データを送信する際の無線リソース割当方式を決定する第１の決定ステップと、
    　広域無線通信部が、前記第１の決定ステップで決定された無線リソース割当方式によりリソース割当要求を行う第１のリソース割当要求ステップと、
    　前記端末通信部が、前記無線端末から即時データ通知を受信する受信ステップと、
    　前記制御部が、前記即時データを送信する際の無線リソース割当方式を決定する第２の決定ステップと、
    　前記広域無線通信部が、前記第２の決定ステップで決定された無線リソース割当方式によりリソース割当要求を行う第２のリソース割当要求ステップと、
    　を含むことを特徴とする無線リソース要求方法。
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