特許 7451908 無線端末、制御プログラム、制御方法および通信システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-03-11

(45)【発行日】2024-03-19

(54)【発明の名称】無線端末、制御プログラム、制御方法および通信システム

(51)【国際特許分類】

   H04B 17/26 20150101AFI20240312BHJP

   H04B 17/318 20150101ALI20240312BHJP

   H04B 1/40 20150101ALI20240312BHJP

【ＦＩ】

H04B17/26

H04B17/318

H04B1/40

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2019168486

(22)【出願日】2019-09-17

(65)【公開番号】P2021048447

(43)【公開日】2021-03-25

【審査請求日】2022-05-10

(73)【特許権者】

【識別番号】000000295

【氏名又は名称】沖電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100115417

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 弘一

(72)【発明者】

【氏名】井口 裕貴

【審査官】前田 典之

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１５２９７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１３９３９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０１２８９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１０／０１５９８４３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１０－１５４１２９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｂ １７／２６

Ｈ０４Ｂ １７／３１８

Ｈ０４Ｂ １／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

接続された装置の情報を含むデータ信号を、無線通信を用いて基地局へ送信する無線端末であって、
前記無線端末から前記基地局への上り信号および前記基地局から前記無線端末への下り信号を送受する送受信部と、
前記送受信部が前記基地局から受信した複数の前記下り信号の数を示す受信回数を計数する計数部と、
前記送受信部が前記基地局から受信した前記下り信号の受信強度と、前記受信強度の平均値とを導出する受信強度導出部と、
前記受信強度の散らばり度合を示す散らばり度合値を導出する散らばり度合導出部と、
前記受信回数と比較される第一指標値と、前記平均値と比較される第二指標値と、前記散らばり度合値と比較される第三指標値とを予め記憶する記憶部と、
前記受信回数と前記第一指標値とを比較する第一比較部と、
前記平均値と前記第二指標値とを比較する第二比較部と、
前記散らばり度合値と前記第三指標値とを比較する第三比較部と、
前記無線端末から前記基地局への前記データ信号の送信が可能か不可能かを判定する判定部と、
を備え、
前記判定部は、
前記受信回数が前記第一指標値以上であり、前記平均値が第二指標値未満であり、散らばり度合値が前記第三指標値以下の場合、または、前記受信回数が前記第一指標値以上であり、前記平均値が第二指標値以上である場合に、前記無線端末から前記基地局へ前記データ信号の送信が可能であると判定し、
前記受信回数が前記第一指標値未満の場合、または前記受信回数が前記第一指標値以上であり、前記平均値が第二指標値未満であり、散らばり度合値が前記第三指標値より大きい場合に、前記無線端末から前記基地局へ前記データ信号の送信が不可能であると判定する、ことを特徴とする無線端末。

【請求項2】

前記記憶部は、前記無線端末の端末識別子をさらに記憶し、
前記無線端末から前記基地局へ前記データ信号の送信が可能であると前記判定部が判定すると、前記受信回数が前記第一指標値以上であり前記平均値が前記第二指標値未満であり前記散らばり度合値が前記第三指標値以下であることを示す第一識別子、または前記受信回数が前記第一指標値以上であり前記平均値が前記第二指標値以上であることを示す第二識別子の何れかが前記端末識別子に関連付けられた情報を、前記送受信部を制御して前記無線端末から前記基地局へ送信させる情報送信制御部をさらに有する、ことを特徴とする請求項１に記載の無線端末。

【請求項3】

接続された装置の情報を含むデータ信号を、無線通信を用いて基地局へ送信する無線端末であって、
前記無線端末から前記基地局への上り信号および前記基地局から前記無線端末への下り信号を送受する送受信部と、
前記送受信部が前記基地局から受信した複数の前記下り信号の数を示す受信回数を計数する計数部と、
前記送受信部が前記基地局から受信した前記下り信号の受信強度と、前記受信強度の平均値とを導出する受信強度導出部と、
前記受信強度の散らばり度合を示す散らばり度合値を導出する散らばり度合導出部と、
前記受信回数と比較される第一指標値と、前記平均値と比較される第二指標値と、前記散らばり度合値と比較される第三指標値とを予め記憶する記憶部と、
前記受信回数と前記第一指標値とを比較する第一比較部と、
前記平均値と前記第二指標値とを比較する第二比較部と、
前記散らばり度合値と前記第三指標値とを比較する第三比較部と、
前記無線端末から前記基地局への前記データ信号の送信が可能か不可能かを判定する判定部と、
前記判定部が、前記第一比較部の比較結果が、前記受信回数が前記第一指標値以上であり、かつ前記第二比較部の比較結果が、前記平均値が第二指標値未満であり、かつ前記第三比較部の比較結果が、散らばり度合値が前記第三指標値以下であると判定した場合、前記受信回数と前記平均値を前記記憶部に保持させる保持部と、
前記送受信部に新たな下り信号を受信させ、前記計数部に前記新たな下り信号の新たな受信回数を導出させ、前記第一比較部に前記新たな受信回数と、前記記憶部に保持された前記受信回数とを比較し、前記受信強度導出部に前記新たな下り信号の受信強度の新たな平均値を導出させ、前記第二比較部に前記新たな平均値と、前記記憶部に保持された前記平均値とを比較する制御部と、
を備え、
前記判定部は、
前記第一比較部による比較結果が、前記新たな受信回数が前記記憶部に記憶された前記受信回数以上であり、かつ前記第二比較部による比較結果が、前記新たな平均値が前記記憶部に記憶された前記平均値以上であると、前記無線端末から前記基地局へ前記データ信号の送信が可能であると判定し、
前記第一比較部による比較結果が、前記新たな受信回数が前記記憶部に記憶された前記受信回数未満である、もしくは前記第一比較部による比較結果が、前記新たな受信回数が前記記憶部に記憶された前記受信回数以上であり、かつ前記第二比較部による比較結果が、前記新たな平均値が前記記憶部に記憶された前記平均値未満であり、かつ前記第三比較部による比較結果が、前記散らばり度合値が前記記憶部に記憶された前記散らばり度合値より大きいと、前記無線端末から前記基地局へ前記データ信号の送信が不可能であると判定する
ことを特徴とする無線端末。

【請求項4】

接続された装置の情報を含むデータ信号を、無線通信を用いて基地局へ送信する無線端末のコンピュータを、
前記無線端末から前記基地局への上り信号および前記基地局から前記無線端末への下り信号を送受する送受信手段、
前記送受信手段が前記基地局から受信した複数の前記下り信号の数を示す受信回数を計数する計数手段、
前記送受信手段が前記基地局から受信した前記下り信号の受信強度と、前記受信強度の平均値とを導出する受信強度導出手段、
前記受信強度の散らばり度合を示す散らばり度合値を導出する散らばり度合導出手段、
前記受信回数と比較される第一指標値と、前記平均値と比較される第二指標値と、前記散らばり度合値と比較される第三指標値とを予め記憶する記憶手段、
前記受信回数と前記第一指標値とを比較する第一比較手段、
前記平均値と前記第二指標値とを比較する第二比較手段、
前記散らばり度合値と前記第二指標値とを比較する第三比較手段、
前記無線端末から前記基地局への前記データ信号の送信が可能か不可能かを判定する判定手段、
として機能させるとともに、
さらに、前記判定手段を、
前記受信回数が前記第一指標値以上であり、前記平均値が第二指標値未満であり、散らばり度合値が前記第三指標値以下の場合、または、前記受信回数が前記第一指標値以上であり、前記平均値が第二指標値以上である場合に、前記無線端末から前記基地局へ前記データ信号の送信が可能であると判定し、
前記受信回数が前記第一指標値未満であるか、または前記受信回数が前記第一指標値以上であり、前記平均値が第二指標値未満であり、散らばり度合値が前記第三指標値より大きい場合に、前記無線端末から前記基地局へ前記データ信号の送信が不可能であると判定する、
ように機能させることを特徴とする制御プログラム。

【請求項5】

無線端末と、前記無線端末から上り信号を受信すると前記無線端末へ下り信号を送信する基地局とを含み、前記無線端末として請求項１の無線端末が適用された通信システム。

【請求項6】

接続された装置の情報を含むデータ信号を、無線通信を用いて基地局へ送信する無線端末の制御方法であって、
前記無線端末から前記基地局への上り信号および前記基地局から前記無線端末への下り信号を送受する第一のステップと、
前記第一のステップで前記基地局から受信した複数の前記下り信号の数を示す受信回数を計数する第二のステップと、
前記第一のステップで前記基地局から受信した前記下り信号の受信強度と、前記受信強度の平均値とを導出する第三のステップと、
前記受信強度の散らばり度合を示す散らばり度合値を導出する第四のステップと、
前記受信回数と比較される第一指標値と、前記平均値と比較される第二指標値と、前記散らばり度合値と比較される第三指標値とを予め記憶する第五のステップと、
前記受信回数と前記第一指標値とを比較する第六のステップと、
前記平均値と前記第二指標値とを比較する第七のステップと、
前記散らばり度合値と前記第三指標値とを比較する第八のステップと、
前記無線端末から前記基地局への前記データ信号の送信が可能か不可能かを判定する第九のステップと、を備え、
前記第九のステップは、
前記受信回数が前記第一指標値以上であり、前記平均値が第二指標値未満であり、散らばり度合値が前記第三指標値以下の場合、または、前記受信回数が前記第一指標値以上であり、前記平均値が第二指標値以上である場合に、前記無線端末から前記基地局へ前記データ信号の送信が可能であると判定し、
前記受信回数が前記第一指標値未満である場合、または前記受信回数が前記第一指標値以上であり、前記平均値が第二指標値未満であり、散らばり度合値が前記第三指標値より大きい場合に、前記無線端末から前記基地局へ前記データ信号の送信が不可能であると判定する、
ことを特徴とする制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は無線端末、制御プログラム、制御方法および通信システムに関し、無線端末が中継装置を用いずに基地局へ向けて長距離通信を行う通信システムに適用しうる。

【背景技術】

【0002】

複数の無線端末のそれぞれが基地局へ情報を送信する通信システムがある。そのような通信システムを実現する手段として、消費電力の少ない無線端末で長距離通信を可能とする無線通信技術がある。これは一般にＬＰＷＡ（Ｌｏｗ Ｐｏｗｅｒ Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ）と呼ばれる。ＬＰＷＡにおける無線端末は９２０ＭＨｚ等１ＧＨｚ以下のサブギガ帯の無線帯域を用い、数十ｍＡの消費電力で、数Ｋｍから十数Ｋｍの電波伝播距離の通信を行う。ＬＰＷＡにおける無線端末は長距離の通信が可能であるため、無線端末が広範囲に配置される場合でも、中継局を用いることなく無線端末から基地局へ通信を行うことができる。またＬＰＷＡにおける無線端末は通信に要する消費電力が小さいため、電池駆動であっても長期間に亘って運用することができる。ＬＰＷＡはこのような利点があるため、広範囲に亘り設置される各種メータ等の計測機器からデータを収集する通信システムの構築に用いられる。当該通信システムの構築にＬＰＷＡを用いると、無線端末から基地局への通信に中継局が不要であること、無線端末を電池駆動で長期に亘り運用可能なことから、通信システムの経済コストが抑制される。

【0003】

ある範囲内に複数の無線端末が設置されて構築される通信システムの他の形態として、例えばマルチホップ無線システムがある（特許文献１）。上述のＬＰＷＡは中継局が不要であるのに対し、一般的にマルチホップ無線システムでは複数の無線端末でメッシュネットワークが形成され、無線端末間で情報が中継されて通信が行われるが、一つの無線端末（中継局）がカバーできる範囲が限られる。そのためマルチホップ無線システムは、末端の無線端末から最上位の無線端末までを繋いでメッシュネットワークを構築するために、多数の中継局が必要となる虞がある。従って、経済コストの面から、マルチホップ無線システムは広範囲を対象とした通信システムの構築に不向きである。一方でＬＰＷＡにおける無線端末を用いれば、上述のとおり中継局を用いることなく、広範囲を対象とした通信システムを低い経済コストで構築することができる。

【0004】

なお無線端末を用いて通信システムを構築する場合、無線端末と通信の相手先との通信が可能であるかを判定することが、一般的に要求される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１９－６８１３８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上述したように、ＬＰＷＡの無線端末は、メータ等の計測機器からデータを収集する用途の通信システムの構築に利用される。この場合、無線端末はメータ等の計測機器の近傍に設置される。しかしメータ等は建築物に設置されており、メータ等の設置場所は無線通信の適否を考慮して選定されていない。故に無線端末の周囲に建築物等が存在する可能性が高い。ＬＰＷＡにおいては、上述のとおり無線端末と基地局との電波伝搬距離は数Ｋｍから十数Ｋｍと長距離であるので、無線端末の設置場所と基地局との間にも、多数の建築物等が存在する可能性が高い。そして、当該建築物等は無線端末と基地局との通信に影響を与え、無線端末と基地局とにおける通信品質は、理想的な通信品質ではない可能性がある。なお通信品質は、例えば無線端末が基地局から受信する信号の受信強度や、受信強度の散らばり度合など指標で表される。

【0007】

他方、通信システムの経済コストを低減するためには、基地局と理想的な通信品質で通信可能な無線端末を基地局に収容するとともに、理想的な通信品質ではないが実質的に基地局と通信が可能な無線端末も、基地局に収容し、通信システムの効率を高めることが求められる。従ってＬＰＷＡの無線端末は、無線端末と基地局とにおける通信品質が理想的ではないが実質的に通信可能である可能性を考慮して、基地局と通信可能であるかを判定することが要求される。

【0008】

特許文献１は、複数の無線端末と、当該無線端末を制御するゲートウェイ装置とを含むマルチホップ無線システムに関する技術が開示される。特許文献１では、ゲートウェイ装置が複数の無線端末から２台以上の無線端末を選択し、選択された無線端末間で通信試験に係る試験信号を送受させる。そしてゲートウェイ装置は選択された無線端末間で送受される試験信号に対する受信強度の測定結果を収集し、ゲートウェイ装置は当該測定結果を用いて、選択された無線端末間における通信品質を判定する。

【0009】

特許文献１に開示される技術は、マルチホップ無線システムにおいて、ゲートウェイ装置の制御のもとで無線端末の通信試験を実行する技術であり、ゲートウェイ装置は試験信号の受信強度を用いて通信品質を判定する。上述のとおり、マルチホップ無線システムでは複数の無線端末でメッシュネットワークが形成されるので、一方の無線端末と他方の無線端末との間における受信強度が低く通信が不可能なのであれば、受信強度の散らばり度合といった他の指標を考慮せずとも、受信強度が高く通信可能な他の無線端末を、送信先（中継先）として選択すればよい。しかし上述のとおり、ＬＰＷＡでは、無線端末から基地局への通信を中継する中継局は存在しないので、特許文献１のように、無線端末間で授受される信号の受信強度が低いことをもって通信が不可能であると判断し、他の無線端末を送信先に選択することはできない。

【0010】

ＬＰＷＡにおいては、無線端末が基地局から受信する信号の受信強度が理想的な指標値より低くても、受信強度の散らばり度合が小さく安定していれば、無線端末は基地局と通信が実質的に可能であると判定するのが妥当である。このように特許文献１に開示される技術は、上述のように試験信号の受信強度のみを通信品質の判定に用いており、通信品質の判定に受信強度以外の指標を用いる動機付けもないので、特許文献１に開示される技術は、ＬＰＷＡの無線端末が、無線端末と基地局とにおける通信品質が理想的ではないが実質的に通信可能である可能性を考慮して基地局と通信可能であるかを判定することを実現するものではない。

【0011】

本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、無線端末と基地局とにおける通信品質が理想的ではないが実質的に通信可能である可能性を考慮して、基地局と通信可能であるかを判定することが可能である無線端末、制御プログラム、制御方法および通信システムを提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0012】

第一の本発明は、接続された装置の情報を含むデータ信号を、無線通信を用いて基地局へ送信する無線端末であって、前記無線端末から前記基地局への上り信号および前記基地局から前記無線端末への下り信号を送受する送受信部と、前記送受信部が前記基地局から受信した複数の前記下り信号の数を示す受信回数を計数する計数部と、前記送受信部が前記基地局から受信した前記下り信号の受信強度と、前記受信強度の平均値とを導出する受信強度導出部と、前記受信強度の散らばり度合を示す散らばり度合値を導出する散らばり度合導出部と、
前記受信回数と比較される第一指標値と、前記平均値と比較される第二指標値と、前記散らばり度合値と比較される第三指標値とを予め記憶する記憶部と、前記受信回数と前記第一指標値とを比較する第一比較部と、前記平均値と前記第二指標値とを比較する第二比較部と、前記散らばり度合値と前記第三指標値とを比較する第三比較部と、前記無線端末から前記基地局への前記データ信号の送信が可能か不可能かを判定する判定部と、を備え、前記判定部は、前記受信回数が前記第一指標値以上であり、前記平均値が第二指標値未満であり、散らばり度合値が前記第三指標値以下の場合、または、前記受信回数が前記第一指標値以上であり、前記平均値が第二指標値以上である場合に、前記無線端末から前記基地局へ前記データ信号の送信が可能であると判定し、前記受信回数が前記第一指標値未満である場合、または前記受信回数が前記第一指標値以上であり、前記平均値が第二指標値未満であり、散らばり度合値が前記第三指標値より大きい場合に、前記無線端末から前記基地局へ前記データ信号の送信が不可能であると判定する、ことを特徴とする。

【0013】

第二の本発明は、接続された装置の情報を含むデータ信号を、無線通信を用いて基地局へ送信する無線端末であって、前記無線端末から前記基地局への上り信号および前記基地局から前記無線端末への下り信号を送受する送受信部と、前記送受信部が前記基地局から受信した複数の前記下り信号の数を示す受信回数を計数する計数部と、前記送受信部が前記基地局から受信した前記下り信号の受信強度と、前記受信強度の平均値とを導出する受信強度導出部と、前記受信強度の散らばり度合を示す散らばり度合値を導出する散らばり度合導出部と、前記受信回数と比較される第一指標値と、前記平均値と比較される第二指標値と、前記散らばり度合値と比較される第三指標値とを予め記憶する記憶部と、前記受信回数と前記第一指標値とを比較する第一比較部と、前記平均値と前記第二指標値とを比較する第二比較部と、前記散らばり度合値と前記第三指標値とを比較する第三比較部と、前記無線端末から前記基地局への前記データ信号の送信が可能か不可能かを判定する判定部と、前記判定部は、前記第一比較部の比較結果が、前記受信回数が前記第一指標値以上であり、かつ前記第二比較部の比較結果が、前記平均値が第二指標値未満であり、かつ前記第三比較部の比較結果が、散らばり度合値が前記第三指標値以下であると判定した場合、前記受信回数と前記平均値を前記記憶部に保持させる保持部と、前記送受信部に新たな下り信号を受信させ、前記計数部に前記新たな下り信号の新たな受信回数を導出させ、前記第一比較部に前記新たな受信回数と、前記記憶部に保持された前記受信回数とを比較し、前記受信強度導出部に前記新たな下り信号の受信強度の新たな平均値を導出させ、前記第二比較部に前記新たな平均値と、前記記憶部に保持された前記平均値とを比較する制御部と、を備え、前記判定部は、前記第一比較部による比較結果が、前記新たな受信回数が前記記憶部に記憶された前記受信回数以上であり、かつ前記第二比較部による比較結果が、前記新たな平均値が前記記憶部に記憶された前記平均値以上であると、前記無線端末から前記基地局へ前記データ信号の送信が可能であると判定し、前記第一比較部による比較結果が、前記新たな受信回数が前記記憶部に記憶された前記受信回数未満である、もしくは前記第一比較部による比較結果が、前記新たな受信回数が前記記憶部に記憶された前記受信回数以上であり、かつ前記第二比較部による比較結果が、前記新たな平均値が前記記憶部に記憶された前記平均値未満であり、かつ前記第三比較部による比較結果が、前記散らばり度合値が前記記憶部に記憶された前記散らばり度合値より大きいと、前記無線端末から前記基地局へ前記データ信号の送信が不可能であると判定する
ことを特徴とする。

【0014】

第三の本発明は、接続された装置の情報を含むデータ信号を、無線通信を用いて基地局へ送信する無線端末のコンピュータを、前記無線端末から前記基地局への上り信号および前記基地局から前記無線端末への下り信号を送受する送受信手段、前記送受信手段が前記基地局から受信した複数の前記下り信号の数を示す受信回数を計数する計数手段、前記送受信手段が前記基地局から受信した前記下り信号の受信強度と、前記受信強度の平均値とを導出する受信強度導出手段、前記受信強度の散らばり度合を示す散らばり度合値を導出する散らばり度合導出手段、前記受信回数と比較される第一指標値と、前記平均値と比較される第二指標値と、前記散らばり度合値と比較される第三指標値とを予め記憶する記憶手段、前記受信回数と前記第一指標値とを比較する第一比較手段、前記平均値と前記第二指標値とを比較する第二比較手段、前記散らばり度合値と前記第二指標値とを比較する第三比較手段、前記無線端末から前記基地局への前記データ信号の送信が可能か不可能かを判定する判定手段、として機能させるとともに、さらに、前記判定手段を、前記受信回数が前記第一指標値以上であり、前記平均値が第二指標値未満であり、散らばり度合値が前記第三指標値以下の場合、または、前記受信回数が前記第一指標値以上であり、前記平均値が第二指標値以上である場合に、前記無線端末から前記基地局へ前記データ信号の送信が可能であると判定し、前記受信回数が前記第一指標値未満であるか、または前記受信回数が前記第一指標値以上であり、前記平均値が第二指標値未満であり、散らばり度合値が前記第三指標値より大きい場合に、前記無線端末から前記基地局へ前記データ信号の送信が不可能であると判定する、ように機能させることを特徴とする制御プログラムである。

【0015】

第四の本発明は、無線端末と、前記無線端末から上り信号を受信すると前記無線端末へ下り信号を送信する基地局とを含み、前記無線端末として請求項１の無線端末が適用された通信システムである。

【0016】

第五の本発明は、接続された装置の情報を含むデータ信号を、無線通信を用いて基地局へ送信する無線端末の制御方法であって、前記無線端末から前記基地局への上り信号および前記基地局から前記無線端末への下り信号を送受する第一のステップと、前記第一のステップで前記基地局から受信した複数の前記下り信号の数を示す受信回数を計数する第二のステップと、前記第一のステップで前記基地局から受信した前記下り信号の受信強度と、前記受信強度の平均値とを導出する第三のステップと、前記受信強度の散らばり度合を示す散らばり度合値を導出する第四のステップと、前記受信回数と比較される第一指標値と、前記平均値と比較される第二指標値と、前記散らばり度合値と比較される第三指標値とを予め記憶する第五のステップと、前記受信回数と前記第一指標値とを比較する第六のステップと、前記平均値と前記第二指標値とを比較する第七のステップと、前記散らばり度合値と前記第三指標値とを比較する第八のステップと、前記無線端末から前記基地局への前記データ信号の送信が可能か不可能かを判定する第九のステップと、を備え、前記第九のステップは、前記受信回数が前記第一指標値以上であり、前記平均値が第二指標値未満であり、散らばり度合値が前記第三指標値以下の場合、または、前記受信回数が前記第一指標値以上であり、前記平均値が第二指標値以上である場合に、前記無線端末から前記基地局へ前記データ信号の送信が可能であると判定し、前記受信回数が前記第一指標値未満である場合、または前記受信回数が前記第一指標値以上であり、前記平均値が第二指標値未満であり、散らばり度合値が前記第三指標値より大きい場合に、前記無線端末から前記基地局へ前記データ信号の送信が不可能であると判定する、ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、無線端末と基地局とにおける通信品質が理想的ではないが実質的に通信可能である可能性を考慮して、基地局と通信可能であるかを判定することが可能である無線端末、制御プログラム、制御方法および通信システムが提供される。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】実施形態に係る通信システムの全体構成を示す構成図である。

【図2】第一の実施形態における無線端末の内部構成を示す構成図である。

【図3】無線端末の動作概要を示すフローチャートである。

【図4】無線端末の試験動作において、無線端末が基地局から下り信号を受信する動作を示すフローチャートである。

【図5】無線端末の試験動作において、無線端末が基地局から下り信号を受信する流れを示すシーケンス図である。

【図6】無線端末の試験動作において、無線端末が基地局から受信した下り信号に関する値を指標値と比較する動作を示すフローチャートである。

【図7】無線端末の試験動作において、無線端末が記憶する指標値と、無線端末が保持する測定値とを示す図である。

【図8】無線端末の試験動作において、無線端末が基地局から受信した下り信号に関し導出された値を示す図である。

【図9】受信回数比較部、受信強度比較部、および散らばり度合比較部のそれぞれの判定と、データ送信制御部の判定との関連を示す図である。

【図10】第二の実施形態における無線端末の内部構成を示す構成図である。

【図11】第二の実施形態における無線端末の試験動作において、第二フェーズで無線端末が行う再比較動作を示すフローチャートである。

【図12】第二の実施形態における無線端末の試験動作において、無線端末が基地局から受信した下り信号に関し導出された値を示す図である。

【図13】第一の変形例における通信システムの動作の流れを示すシーケンス図である。

【図14】第一の変形例における無線端末が扱う識別子を示す図、および変形例におけるネットワークサーバが記憶する、無線端末のＩＤに紐づけられた当該識別子を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

（Ａ）第一の実施形態
本発明の第一の実施形態を、図１から図９を参照して説明する。なお第一の実施形態では、ＬＰＷＡの規格の一つであるＬｏＲａＷＡＮ（ＬｏＲａ Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ：ＬｏＲａは登録商標）に規定される方式を一部利用する例を説明する。

【0020】

（Ａ－１）構成
第一の実施形態に係る通信システム１と無線端末１０の構成を、図１および図２を参照して説明する。

【0021】

（Ａ－１－１）通信システムの全体構成
図１は、実施形態に係る通信システムの全体構成を示す構成図である。図１に示す通信システム１は、無線端末１０、基地局２０、ネットワークサーバ３０、アプリケーションサーバ４０を含む。通信システム１の用途（通信システム１が目的とする役務）は限定されないが、通信システム１は例えばメータ等の計測機器（図示せず）で計測されたデータを収集する用途で使用される。

【0022】

図１において、アプリケーションサーバ４０はネットワークサーバ３０に有線で接続され、ネットワークサーバ３０は基地局２０に有線で接続される。ネットワークサーバ３０は基地局２０と無線で接続されてもよい。無線端末１０と基地局２０とは、互いに無線通信を行う。本実施形態では、無線端末１０から基地局２０（ネットワークサーバ３０）へ送信される信号を上り信号と呼び、基地局２０（ネットワークサーバ３０）から無線端末１０へ送信される信号を下り信号と呼ぶ。

【0023】

通信システム１に含まれる無線端末１０および基地局２０の数は図１に限定されない。図１では一つの無線端末１０が基地局２０と無線通信を行う形態を示しているが、無線端末１０は複数であってよい。また図１ではネットワークサーバ３０に一つの基地局２０が接続される形態を示しているが、複数の基地局２０がネットワークサーバ３０に接続されていてもよい。

【0024】

無線端末１０は、メータ等の計測機器（図示せず）に接続され、計測機器の近傍に設置される。無線端末１０は上述したＬｏＲａＷＡＮに準拠した無線通信動作を行い、計測機器で計測されたデータを含む上り信号を基地局２０へ送信する。本実施形態において無線端末１０は、ＬｏＲａＷＡＮに規定される無線通信動作のうちＣｌａｓｓＡと呼ばれる動作を行う。ＣｌａｓｓＡに従った無線端末１０の動作については後述する。

【0025】

また無線端末１０は、無線端末１０が基地局２０と通信可能であるかを判定する。無線端末１０は基地局２０から下り信号を受信し、受信した下り信号から判定に用いられるパラメータを導出し、当該パラメータを無線端末１０に予め記憶される指標値と比較することで、基地局２０と通信可能であるかを判定する。無線端末１０の構成および判定動作の詳細は後述する。

【0026】

基地局２０はＬｏＲａＷＡＮに準拠した装置であり、無線端末１０と無線通信を行う。本実施形態において基地局２０は、無線端末１０と同様にＬｏＲａＷＡＮに規定されるＣｌａｓｓＡに従った動作を行う。基地局２０はネットワークサーバ３０と接続され、基地局２０は無線端末１０から受信した上り信号をネットワークサーバ３０へ中継する。また基地局２０は、送信先が無線端末１０であるデータをネットワークサーバ３０から受信すると、当該データを含む下り信号を無線端末１０へ送信する。なお基地局２０は、無線端末１０とネットワークサーバ３０との間で無線通信と有線通信を変換し、情報を中継する能力を備えていればよく、基地局２０は汎用的な通信装置を用いて実現されてもよい。故に以後の説明では基地局２０の内部構成は図示せず、説明を省略する。

【0027】

ネットワークサーバ３０はＬｏＲａＷＡＮに準拠したサーバ装置であり、無線端末１０が通信システム１へ参加（アクティベーション）する制御や、通信システム１に参加する無線端末１０の管理を行う。ネットワークサーバ３０は基地局２０を介して上り信号を受信し、当該上り信号に対する応答（ＡＣＫ：Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｍｅｎｔ）を含む下り信号（以下、応答のための下り信号をＡＣＫと呼ぶことがある）を、基地局２０を介して無線端末１０へ送信する。なお上り信号に対する応答（ＡＣＫ）は、通信システム１において様式が予め規定されており、ネットワークサーバ３０は当該規定に沿った応答（ＡＣＫ）を無線端末１０へ送信する。またネットワークサーバ３０はアプリケーションサーバ４０と接続され、無線端末１０から基地局２０を介して上り信号を受信し、当該上り信号に含まれる通信システム１の用途（役務）に関するデータをアプリケーションサーバ４０に送信する。ここでのデータとは、例えば上述のとおり計測機器で計測されたデータである。ネットワークサーバ３０は汎用的なサーバ装置を用いて実現される。故に以後の説明においては、ネットワークサーバ３０の内部構成は図示せず、説明を省略する。

【0028】

アプリケーションサーバ４０は、通信システム１の用途（役務）に関するデータをネットワークサーバ３０から受信し、当該データを蓄積し処理して通信システム１の用途（役務）を実現するサーバ装置である。アプリケーションサーバ４０は通信システム１の利用者が所持する情報端末（図示せず）と接続され、当該情報端末を通じて通信システム１の利用者へ役務を提供する。アプリケーションサーバ４０は汎用的なサーバ装置を用いて実現される。故に以後の説明においては、アプリケーションサーバ４０の内部構成は図示せず、説明を省略する。

【0029】

（Ａ－１－２）無線端末の構成
図２は、第一の実施形態における無線端末の内部構成を示す構成図である。図２に示す無線端末１０は、主制御部１１、送信部１２、受信部１３、アンテナ１４、記憶部１５、導出部１６、比較部１７、データ送信制御部１８、外部インタフェース１９を有する。

【0030】

（Ａ－１－２－１）内部構成の概要
無線端末１０の構成のそれぞれについて概要を説明する。なお主制御部１１、導出部１６、比較部１７はさらに複数の構成を含むが、それら構成については後述する。

【0031】

主制御部１１は、無線端末１０を制御するものでありＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等により実現される。主制御部１１は記憶部１５に接続され、記憶部１５に記憶されるプログラムに従って無線端末１０を制御する。また主制御部１１は送信部１２と受信部１３とに接続され、送信部１２と受信部１３とを制御して無線端末１０と基地局２０との間の無線通信（上り信号の送信と下り信号の受信）を実行させ、下り信号を受信した回数をメインメモリ１１３に記憶する。なお本実施例において無線端末１０（主制御部１１）は、基地局２０から受信した下り信号が、通信システム１において様式が予め規定されている応答（ＡＣＫ）であると認識した場合に、下り信号を受信したと判断する。また主制御部１１は導出部１６と接続され、無線端末１０が基地局２０から受信した下り信号に対するパラメータ導出を導出部１６に実行させる。また主制御部１１は比較部１７に接続され、導出部１６により導出されたパラメータと、記憶部１５に予め記憶される指標値との比較を比較部１７に行わせる。また主制御部１１はデータ送信制御部１８に接続され、データ送信制御部１８からデータ送信の指示を受けると、送信部１２を制御してデータを含む上り信号を無線端末１０から基地局２０へ送信させる。

【0032】

送信部１２は、無線端末１０から基地局２０へ送信される上り信号の送信処理を行う。送信部１２が行う送信処理は、ＬｏＲａＷＡＮに規定されるＬｏＲａ変調方式に従った変調処理や暗号化処理を含む。送信部１２はアンテナ１４と接続され、送信部１２で送信処理された上り信号は、アンテナ１４から電波として送出される。

【0033】

受信部１３は、基地局２０からアンテナ１４を介して受信した下り信号の受信処理を行う。受信部１３が行う受信処理は、ＬｏＲａＷＡＮに規定されるＬｏＲａ変調方式に従った復調処理や復号処理を含む。受信部１３はアンテナ１４と接続され、アンテナ１４で受信された下り信号が受信部１３に入力され、受信部１３で受信処理が行われる。

【0034】

アンテナ１４は送信部１２および受信部１３と接続され、無線端末１０と基地局２０との間で電波の送受信を行う。

【0035】

記憶部１５は、無線端末１０を動作させるためのプログラムや、無線端末１０が判定動作に用いる指標値を格納する主記憶装置である。記憶部１５はＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ ａｎｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やフラッシュメモリ等の不揮発メモリで実現される。

【0036】

導出部１６は、無線端末１０が基地局２０から受信した下り信号に対するパラメータ導出を行う。当該パラメータは、記憶部１５に予め記憶される指標値と当該パラメータとを比較部１７が比較するために用いられる。本実施形態において導出部１６はさらに受信強度導出部１６１、平均値導出部１６２、散らばり度合導出部１６３を有し、これらはそれぞれ異なるパラメータを導出する。導出部１６の細部および動作の詳細は後述する。

【0037】

比較部１７は、導出部１６で導出されたパラメータと記憶部１５に予め記憶される指標値とを比較する。比較部１７による比較動作の結果、無線端末１０と基地局２０との通信が可能であるかが判定される。本実施形態において比較部１７はさらに受信回数比較部１７１、受信強度比較部１７２、散らばり度合比較部１７３を有し、これらはそれぞれ異なるパラメータと指標値とを比較する。比較部１７の細部および動作の詳細は後述する。

【0038】

データ送信制御部１８は、無線端末１０に接続される計測機器（図示せず）で計測されたデータを無線端末１０から基地局２０へ送信するために、比較部１７による比較動作の結果に応じて、当該データを含む上り信号の送信を主制御部１１に指示する。データ送信制御部１８は外部インタフェース１９に接続され、外部インタフェース１９を介して計測機器からデータを取得する。なお本実施形態では、データ送信制御部１８は主制御部１１と区別される機能部であるが、主制御部１１が外部インタフェース１９と接続され、主制御部１１がデータ送信制御部１８の機能を有していてもよい。

【0039】

外部インタフェース１９は、無線端末１０と計測機器（図示せず）とを接続するインタフェースである。ここで計測装置は上述のとおり例えば各種メータ等（電気、水道等）である。外部インタフェース１９は既存の規格に従ったものでよく、例えばＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）規格や、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ規格に従ったアダプタである。計測装置で計測されたデータは、外部インタフェース１９を介してデータ送信制御部１８に入力される。

【0040】

なお本実施形態において、無線端末１０は計測装置で計測されたデータを、計測機器に能動的に働きかけて取得してもよいし、無線端末１０は計測装置で計測されたデータを計測機器から受動的に与えられてもよい。また、無線端末１０は、ネットワークサーバ３０あるいはアプリケーションサーバ４０から指示を受け、計測機器に能動的に働きかけて計測装置で計測されたデータを取得してもよい。

【0041】

（Ａ－１－２－２）内部構成の細部
無線端末１０の構成における主制御部１１、導出部１６、比較部１７の細部について説明する。

【0042】

主制御部１１は、タイマ１１１、カウンタ１１２、メインメモリ１１３、平均値保持部１１４を有する。

【0043】

タイマ１１１は、無線端末１０の内部で時間を計る。主制御部１１が送信部１２および受信部１３を制御し、ＬｏＲａＷＡＮに規定されるＣｌａｓｓＡに準拠した無線通信動作を行わせるにあたり、タイマ１１１は予め規定される時間を計る。具体的には、送信部１２が上り信号を送信するとタイマ１１１は規定時間Ｔ１を計測し、主制御部１１は規定時間Ｔ１の経過後に受信部１３を受信可能状態とする。受信部１３が受信可能状態となると、タイマ１１１は規定時間Ｔ２を計測し、主制御部１１は規定時間Ｔ２の経過後に受信部１３を受信可能状態からスリープ状態へ遷移させる。

【0044】

カウンタ１１２は、無線端末１０が基地局２０へ上り信号を送信した回数をカウントする。具体的には、カウンタ１１２は主制御部１１が送信部１２を制御して上り信号を送信する度に、送信回数を一つインクリメントする。

【0045】

メインメモリ１１３は、無線端末１０の動作に用いられる一時記憶装置である。具体的には、記憶部１５に記憶されるプログラムがメインメモリ１１３にロードされ、無線端末１０が動作する。また無線端末１０が基地局２０から受信した下り信号それぞれに対し、導出部１６がパラメータを導出する際、メインメモリ１１３は導出部１６にアクセスされ、導出部１６により導出されたパラメータはメインメモリ１１３に格納される。またメインメモリ１１３は比較部１７にアクセスされ、メインメモリ１１３に格納されるパラメータは比較部１７に渡される。メインメモリ１１３はＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等のメモリで実現される。

【0046】

平均値保持部１１４は、比較部１７における散らばり度合比較部１７３から指示を受けると、導出部１６により導出された受信強度の平均値を、メインメモリ１１３の予め用意される領域に保持させる。

【0047】

導出部１６は、受信強度導出部１６１、平均値導出部１６２、散らばり度合導出部１６３を有する。これらはそれぞれ異なるパラメータを導出する。

【0048】

受信強度導出部１６１は、無線端末１０が基地局２０から受信した、上述した応答（ＡＣＫ）としての下り信号それぞれに対し電波受信強度を測定して受信強度値を導出する。具体的には、主制御部１１の制御のもと受信部１３が下り信号を受信すると、下り信号は受信強度導出部１６１に入力される。受信強度導出部１６１は入力された下り信号毎に受信強度値を導出し、受信強度値をメインメモリ１１３に格納する。受信強度値の表現形式は限定されないが、例えば下り信号の電力レベル（ｄＢｍ）で表されてもよいし、ＲＳＳＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）で表されてもよい。なお、例えば、無線端末１０が基地局２０から受信した電波が極めて微弱であり、無線端末１０が基地局２０から応答（ＡＣＫ）としての下り信号を受信したと判断できない場合は、無線端末１０は基地局２０から下り信号を受信しなかったものとして、受信強度導出部１６１は受信強度値を導出しない。

【0049】

平均値導出部１６２は、受信強度導出部１６１により導出された受信強度値に対する、受信強度の平均値（以下、平均値と呼ぶ）を導出する。具体的には、下り信号毎の受信強度値がメインメモリ１１３に格納されると、平均値導出部１６２はメインメモリ１１３から各受信強度値を読み出して平均値を導出し、平均値をメインメモリ１１３に格納する。

【0050】

散らばり度合導出部１６３は、受信強度導出部１６１により導出された受信強度値に対する、受信強度の散らばり度合値（以下、散らばり度合値と呼ぶ）を導出する。具体的には、下り信号毎の受信強度値がメインメモリ１１３に格納されると、散らばり度合導出部１６３はメインメモリ１１３から各受信強度値を読み出して散らばり度合値を導出し、散らばり度合値をメインメモリ１１３に格納する。散らばり度合値は、下り信号毎の受信強度値に対する標準偏差を表すものであってもよいし、下り信号毎の受信強度値に対する分散を表すものであってもよい。なお本実施形態における標準偏差は分散の正の平方根を指し、分散は統計値と平均値との違い（偏差）を二乗しそれを算術平均したものを指す。

【0051】

比較部１７は受信回数比較部１７１、受信強度比較部１７２、散らばり度合比較部１７３を有する。これらはそれぞれ異なるパラメータと指標値とを比較する。

【0052】

受信回数比較部１７１は、無線端末１０が基地局２０から下り信号を受信した回数と、記憶部１５に予め記憶される受信回数の指標値（以下、受信回数指標値と呼ぶ）とを比較する。具体的には、受信回数比較部１７１はメインメモリ１１３に格納された受信回数の値を読み出し、受信回数指標値と比較する。受信回数比較部１７１は、受信回数が受信回数指標値以上であると肯定（ＹＥＳ）の結果を出力し、受信回数が受信回数指標値未満であると否定（ＮＯ）の結果を出力する。受信回数比較部１７１による出力は、データ送信制御部１８および後述する受信強度比較部１７２に入力される。

【0053】

受信強度比較部１７２は、平均値導出部１６２が導出した平均値（受信強度の平均値）と、記憶部１５に予め記憶される受信強度の指標値（以下、受信強度指標値と呼ぶ）とを比較する。具体的には、受信強度比較部１７２はメインメモリ１１３に格納された平均値を読み出し、受信強度指標値と比較する。受信強度比較部１７２は、平均値が受信強度指標値未満であると肯定（ＹＥＳ）の結果を出力し、平均値が受信強度指標値以上であると否定（ＮＯ）の結果を出力する。受信強度比較部１７２による出力は、データ送信制御部１８および後述する散らばり度合比較部１７３に入力される。なお受信強度比較部１７２は、受信回数比較部１７１による比較結果が肯定である場合に、平均値と受信強度指標値とを比較する。

【0054】

散らばり度合比較部１７３は、散らばり度合導出部１６３が導出した散らばり度合値（受信強度の散らばり度合を示す）と、記憶部１５に予め記憶される散らばり度合の指標値（以下、散らばり度合指標値と呼ぶ）とを比較する。具体的には、散らばり度合比較部１７３はメインメモリ１１３に格納された散らばり度合値を読み出し、散らばり度合指標値と比較する。散らばり度合比較部１７３は、散らばり度合値が散らばり度合指標値以下であると肯定（ＹＥＳ）の結果を出力し、散らばり度合値が散らばり度合指標値より大きいと否定（ＮＯ）の結果を出力する。散らばり度合比較部１７３による出力は、データ送信制御部１８および主制御部１１の平均値保持部１１４に入力される。なお上述した平均値保持部１１４は、散らばり度合比較部１７３から肯定の出力が入力されると、受信強度の平均値をメインメモリ１１３の予め用意される領域に保持する。なお散らばり度合比較部１７３は、受信強度比較部１７２による比較結果が肯定である場合に、散らばり度合値と散らばり度合指標値とを比較する。

【0055】

（Ａ－２）動作
無線端末１０が、無線端末１０と基地局２０との通信可能であるかを判定する動作を、図３から図９を用いて説明する。以降の説明において（Ａ－２－１）では無線端末１０の動作の概要を説明する。（Ａ－２－２）では無線端末１０が基地局２０から下り信号を受信する動作（以下、受信動作と呼ぶ）を説明する。（Ａ－２－３）では無線端末１０が、基地局２０から受信した下り信号に関するパラメータを指標値と比較する動作（以下、比較動作と呼ぶ）を説明する。

【0056】

（Ａ－２－１）無線端末１０の動作の概要
図３は、無線端末の動作概要を示すフローチャートである。まず無線端末１０において、無線端末１０と基地局２０とが通信可能であるかを判定する試験動作（以下、試験動作と呼ぶ）が開始されるトリガが無線端末１０の主制御部１１に入力される（Ｓ１０１）。トリガは、無線端末１０に電源が投入されたことや、無線端末１０が有する図示しない機械式スイッチが操作されたこと等である。

【0057】

次いで、無線端末１０は試験動作を行う（Ｓ１０２）。当該試験動作は、上述した受信動作と比較動作の双方を含む。

【0058】

無線端末１０は、試験動作の結果、無線端末１０が基地局２０との間で通信可能か否かを判定する（Ｓ１０３）。具体的には、無線端末１０のデータ送信制御部１８は、比較部１７の各比較部（受信回数比較部１７１、受信強度比較部１７２、散らばり度合比較部１７３）から入力される比較結果に基づき、無線端末１０が基地局２０との間で通信可能か否かを判定する。

【0059】

判定が肯定（Ｓ１０３：ＹＥＳ）であれば、無線端末１０は計測機器（図示せず）から取得したデータを含む上り信号を基地局２０へ送信する運用状態へ移行する。具体的には、データ送信制御部１８は、外部インタフェース１９から取得したデータが存在する場合は、当該データを含む上り信号の送信を主制御部１１に指示し、主制御部１１の制御のもと送信部１２から上り信号が送信される。

【0060】

判定が否定（Ｓ１０３：ＮＯ）であれば、無線端末１０は運用状態へ移行しない。

【0061】

以上が、無線端末１０の動作の概要である。続いて、図３に示した試験動作（Ｓ１０２）の詳細について、受信動作と比較動作とを説明する。

【0062】

（Ａ－２－２）下り信号の受信動作
図４は、無線端末の試験動作において、無線端末が基地局から下り信号を受信する動作を示すフローチャートである。図５は無線端末の試験動作において、無線端末が基地局から下り信号を受信する流れを示すシーケンス図である。図８は無線端末の試験動作において、無線端末が基地局から受信した下り信号に関し導出された値を示す図である。

【0063】

図４を参照して説明する。なお図４のフローチャートの各動作を行う主体については、図２に示した無線端末１０の各構成部を挙げて説明する。

【0064】

まず主制御部１１は、カウンタ１１２およびメインメモリ１１３を制御し、上り信号の送信回数、下り信号の受信回数および受信強度の記録を初期化する（Ｓ２０１）。

【0065】

次いで主制御部１１は、送信部１２を制御して上り信号を基地局２０へ送信させる（Ｓ２０２）。当該動作で無線端末１０から基地局２０へ送信される上り信号は、ダミーデータを含むものであってよい。送信部１２が上り信号を送信すると、カウンタ１１２は送信回数を１だけインクリメントする。なお、当該受信動作において無線端末１０が基地局２０へ上り信号を送信する回数は、記憶部１５に記憶されるプログラムに予め規定されている。

【0066】

次いで主制御部１１は、受信部１３を制御して無線端末１０が基地局２０から下り信号を受信可能な受信可能状態に移行させ、規定時間内に基地局２０から下り信号を受信したか否かを判定する（Ｓ２０４）。

【0067】

図４におけるＳ２０２からＳ２０４の動作は、ＬｏＲａＷＡＮに規定されるＣｌａｓｓＡに準拠するものである。図４におけるＳ２０２からＳ２０４の動作を、図５を用いて説明する。

【0068】

無線端末１０から基地局２０へ上り信号が送信され（Ｓ３０１）、基地局２０は上り信号をネットワークサーバ３０へ中継する（Ｓ３０２）。無線端末１０が上り信号を送信すると、主制御部１１は規定時間Ｔ１の経過後に受信部１３を受信可能状態に移行させる（Ｓ３０５）。主制御部１１は、規定時間Ｔ２を上限として受信部１３を受信可能状態とした後、受信部１３をスリープ状態へ移行させる。図４のＳ２０４における規定時間とは、図５における規定時間Ｔ２に相当する。

【0069】

一方でネットワークサーバ３０は、無線端末１０が受信可能状態である期間に、無線端末１０へ基地局２０を介して下り信号を送信する（Ｓ３０３）。当該下り信号は、上り信号に対する応答（ＡＣＫ）である。基地局２０は下り信号を無線端末１０へ中継する（Ｓ３０４）。ネットワークサーバ３０は、例えば上り信号を受信してから規定時間Ｔ３が経過したタイミングで下り信号を送信する。この場合、規定時間Ｔ３は規定時間Ｔ１以上かつ規定時間Ｔ１と規定時間Ｔ２の和未満に設定される（Ｔ１≦Ｔ３＜Ｔ１＋Ｔ２）。

【0070】

なお図５に示すシーケンス図は、ＬｏＲａＷＡＮに規定されるＣｌａｓｓＡの仕様を一部簡略化して図示している。ＣｌａｓｓＡにおいて、受信部１３が規定時間Ｔ２の間に基地局２０から下り信号を受信しなかった場合、主制御部１１は規定時間Ｔ２の経過後に、再度、受信部１３を受信可能状態に移行させる。

【0071】

図４に戻って説明を続ける。無線端末１０が規定時間内に基地局２０から下り信号を受信したならば（Ｓ２０４：ＹＥＳ）、受信強度導出部１６１は当該下り信号における受信強度を測定し（Ｓ２０５）、測定された受信強度値をメインメモリ１１３に記憶する（Ｓ２０６）。また主制御部１１は、下り信号の受信回数を１だけインクリメントしてメインメモリ１１３に記憶する（Ｓ２０７）

【0072】

一方で無線端末１０が規定時間内に基地局２０から下り信号を受信しなければ（Ｓ２０４：ＮＯ）、図４のＳ２０５からＳ２０７の動作は行われず、次の処理（Ｓ２０８）へ進む。

【0073】

次いで主制御部１１は、カウンタ１１２によりカウントされる上り信号の送信回数が、予め定められる規定値以上か否かを判定する（Ｓ２０８）。上り信号の送信回数が規定値未満であれば（Ｓ２０８：ＮＯ）、主制御部１１は送信部１２を制御し、基地局２０へ上り信号を送信する（Ｓ２０２）。以降は、上り信号の送信回数が予め定められる規定値以上（Ｓ２０８：ＹＥＳ）となるまで、上り信号の送信、下り信号の受信および電波強度の測定が繰り返される。

【0074】

図４に示す一連の動作によってメインメモリ１１３に記憶される情報を、図８を参照して説明する。図８に示す表は、メインメモリ１１３に設けられる配列を模式的に表したものである。当該配列は「受信強度測定値」欄と、「受信回数」欄と、「受信強度平均値」欄と、「散らばり度合値」欄を有する。図８は上り信号の送信回数の規定値が１０回である場合を例示しており、送信回数の規定値に合わせて「受信強度測定値」欄は１番目から１０番目の番号が振られている。図４に示す処理のうちＳ２０２からＳ２０７の一連の処理が一回行われると、「受信強度測定値」欄の若い番号から順に、受信強度導出部１６１で導出された受信強度値（図８においてはｘｎ（ｎは整数））が記録され、「受信回数」欄の値が１ずつインクリメントされる。

【0075】

例えば無線端末１０が基地局２０へ上り信号を１０回送信し、無線端末１０が全ての上り信号に対し基地局２０から下り信号を受信したならば、図８の配列における「受信強度測定値」欄の１番目から１０番目までのそれぞれに受信強度値が記憶され、「受信回数」欄は１０が記憶される。また例えば無線端末１０が基地局２０へ上り信号を１０回送信し、５回目の上り信号送信および８回目の上り信号送信に対して、無線端末１０が基地局２０から下り信号を受信せず、他の上り信号に対しては下り信号を受信したならば、図８の配列における「受信強度測定値」欄の５番目と８番目を除く欄に受信強度値が記憶され、「受信回数」欄は８が記憶される。なお図８において「受信回数」欄の値はｙと表現している。

【0076】

無線端末１０が上り信号を規定される回数だけ基地局２０へ送信し、図８に示すメインメモリ１１３上の配列に情報が記憶されると、無線端末１０は図３に示した試験動作（Ｓ１０２）における比較動作を行う。

【0077】

（Ａ－２－３）指標値との比較動作
図６は、無線端末の試験動作において、無線端末が基地局から受信した下り信号に関する値を指標値と比較する動作を示すフローチャートである。図７は無線端末の試験動作において、無線端末が記憶する指標値と、無線端末が保持する測定値とを示す図である。

【0078】

図６を参照して説明する。なお（Ａ－２－２）と同様に、図６のフローチャートの各動作を行う主体については、図２に示した無線端末１０の各構成部を挙げて説明する。

【0079】

まず平均値導出部１６２は、メインメモリ１１３に記憶された受信強度値に対する、受信強度の平均値を導出し、平均値をメインメモリ１１３に記憶する（Ｓ４０１）。当該動作により、図８に示す配列の「受信強度平均値」欄に平均値（図８においてはｘ＿ａｖｅ）が記憶される。

【0080】

次いで散らばり度合導出部１６３は、メインメモリ１１３に記憶された受信強度値に対する、受信強度の散らばり度合を示す散らばり度合値を導出し、散らばり度合値をメインメモリ１１３に記憶する（Ｓ４０２）。当該動作により、図８に示す配列の「散らばり度合値」欄に散らばり度合値（図８においてはｚ）が記憶される。

【0081】

次いで主制御部１１は、記憶部１５から比較動作に用いられる指標値を読み出し、メインメモリ１１３に記憶する（Ｓ４０３）。図７（ａ）に示す表は、メインメモリ１１３上の配列に記憶された指標値を表すものである。当該配列は「受信回数指標値」欄と「受信強度指標値」欄と「散らばり度合指標値」欄を有する。また比較動作に用いられる指標値としては、受信回数指標値はα、受信強度指標値はβ、散らばり度合指標値はγが記憶される。これら指標値は記憶部１５に記憶されるプログラムに予め規定されている。

【0082】

受信回数指標値、受信強度指標値、散らばり度合指標値それぞれの具体的な値は限定されないが、受信回数指標値は例えば、規定される送信回数の７割（規定される送信回数が１０回であれば７）等としてもよい。また受信強度指標値は例えば－１１５ｄＢｍ等としてもよい。また散らばり度合指標値は、例えば標準偏差を用いるならば５ｄＢｍ等とする。本実施例においては、標準偏差が５ｄＢｍ以下であれば、無線端末１０が基地局２０から受信する下り信号の受信強度の散らばり度合は小さいものとする。

【0083】

また受信強度指標値については、指標値に下限値と上限値を設けてもよい。この場合、下限値β＿ｌと上限値β＿ｕの二つが記憶部１５に格納されるプログラムで規定され、図７（ａ）の「受信強度指標値」欄に当該二つの指標値が読み込まれるようにしてもよい。下限値β＿ｌの具体的な値は限定されないが、無線端末１０が受信可能な電波強度の限界値を考慮して設定されるのが好適であり、例えば－１３０ｄＢｍ等である。上限値β＿ｕの具体的な値は、例えば上述した－１１５ｄＢｍである。

【0084】

次いで受信回数比較部１７１は、メインメモリ１１３に格納される受信回数の値ｙ（図８）と、受信回数指標値α（図７（ａ））と比較する（Ｓ４０４）。受信回数が受信回数指標値以上（ｙ≧α）であると比較結果は肯定となり（Ｓ４０４：ＹＥＳ）、受信回数が受信回数指標値未満（ｙ＜α）であると比較結果は否定（Ｓ４０４：ＮＯ）となる。ここでは、受信回数比較部１７１による比較結果は肯定であったものとする。

【0085】

受信回数比較部１７１の比較結果が肯定（Ｓ４０４：ＹＥＳ）であると、受信強度比較部１７２はメインメモリ１１３に格納される受信強度の平均値ｘ＿ａｖｅ（図８）と、受信強度指標値β（図７（ａ））と比較する（Ｓ４０６）。平均値が受信強度指標値未満（ｘ＿ａｖｅ＜β）であると比較結果は肯定となり（Ｓ４０６：ＹＥＳ）、平均値が受信強度指標値以上（ｘ＿ａｖｅ≧β）であると比較結果は否定（Ｓ４０６：ＮＯ）となる。ここでは、受信強度比較部１７２による比較結果は肯定であったものとする。

【0086】

なお、上述のように受信強度指標値に下限値β＿ｌと上限値β＿ｕが規定される場合、受信強度比較部１７２は、受信強度の平均値ｘ＿ａｖｅが下限値β＿ｌ以上かつ上限値β＿ｕ未満（β＿ｌ≦ｘ＿ａｖｅ＜β＿ｕ）であると比較結果を肯定とし（Ｓ４０６：ＹＥＳ）、受信強度の平均値ｘ＿ａｖｅが上限値β＿ｕ以上（ｘ＿ａｖｅ≧β＿ｕ）であると比較結果を否定（Ｓ４０６：ＮＯ）としてもよい。

【0087】

受信強度比較部１７２の比較結果が肯定（Ｓ４０６：ＹＥＳ）であると、散らばり度合比較部１７３はメインメモリ１１３に格納される散らばり度合値ｚ（図８）と、散らばり度合指標値γ（図７（ａ））と比較する（Ｓ４０８）。散らばり度合値が散らばり度合指標値以下（ｚ≦γ）であると比較結果は肯定となり（Ｓ４０８：ＹＥＳ）、散らばり度合値が散らばり度合指標値より大きい（ｚ＞γ）と比較結果は否定（Ｓ４０８：ＮＯ）となる。ここでは、散らばり度合比較部１７３による比較結果は肯定であったものとする。

【0088】

散らばり度合比較部１７３の比較結果が肯定（Ｓ４０８：ＹＥＳ）であると、散らばり度合比較部１７３は当該比較結果（比較結果が肯定であることを示す情報）をデータ送信制御部１８および平均値保持部１１４に出力する（Ｓ４１０）。

【0089】

平均値保持部１１４は、散らばり度合比較部１７３から比較結果が肯定であることを示す情報が入力されると、メインメモリ１１３に記憶される受信強度の平均値ｘ＿ａｖｅを、メインメモリ１１３に予め用意される他の領域（配列）に保持する（Ｓ４１１）。図７（ｂ）に示す表は、メインメモリ１１３上の予め用意される領域「受信強度平均値（保持）」欄に記憶された平均値ｘ＿ａｖｅを示すものである。図７（ｂ）に示す平均値ｘ＿ａｖｅは、図８の「受信強度平均値」欄の平均値ｘ＿ａｖｅと同一の値であるが、図８に示す配列と図７（ｂ）に示す配列とはそれぞれ、メインメモリ１１３の異なる領域に設けられており、平均値保持部１１４は図８に示す配列の平均値ｘ＿ａｖｅを、図７（ｂ）に示す領域にコピーする。

【0090】

なお、受信回数比較部１７１による比較結果が否定（Ｓ４０４：ＮＯ）であった場合は、受信回数比較部１７１は当該比較結果（比較結果が否定であることを示す情報）をデータ送信制御部１８に出力する（Ｓ４０５）。

【0091】

受信強度比較部１７２による比較結果が否定（Ｓ４０６：ＮＯ）であった場合は、受信強度比較部１７２は当該比較結果（比較結果が否定であることを示す情報）をデータ送信制御部１８に出力する（Ｓ４０７）。

【0092】

散らばり度合比較部１７３による比較結果が否定（Ｓ４０８：ＮＯ）であった場合は、散らばり度合比較部１７３は当該比較結果（比較結果が否定であることを示す情報）をデータ送信制御部１８に出力する（Ｓ４０９）。

【0093】

以上が、無線端末１０の動作うち、図３に示した試験動作（Ｓ１０２）の詳細である。

【0094】

図３と図６との対応関係における、受信回数比較部１７１、受信強度比較部１７２、及び散らばり度合比較部１７３のそれぞれの判定と、データ送信制御部１８の判定との関連を、図９を参照して説明する。図９は受信回数比較部、受信強度比較部、および散らばり度合比較部のそれぞれの判定と、データ送信制御部の判定との関連を示す図である。

【0095】

データ送信制御部１８は、散らばり度合比較部１７３から比較結果が肯定であること（Ｓ４０８：ＹＥＳ）を示す情報が入力されると（Ｓ４１０）、無線端末１０は基地局２０と通信が可能と判定する（図３のＳ１０３：ＹＥＳ）（図９の４行目）。これは、無線端末１０が基地局２０から受信する下り信号に関し、受信回数は規定値以上であり、受信強度の平均値は規定値に満たないが、受信強度の散らばり度合は規定値以下であることから、無線端末１０は基地局２０と通信が可能と判定することを意味する。

【0096】

またデータ送信制御部１８は、受信強度比較部１７２から、比較結果が否定であること（Ｓ４０６：ＮＯ）を示す情報が入力されると（Ｓ４０７）、無線端末１０は基地局２０と通信が可能と判定する（図３のＳ１０３：ＹＥＳ）（図９の２行目）。これは、無線端末１０が基地局２０から受信する下り信号に関し、受信回数は規定値以上であり、受信強度の平均値は規定値未満ではない（受信強度の平均値は規定値以上と同義）であることから、受信強度の散らばり度合を考慮せずとも、無線端末１０は基地局２０と通信が可能と判定することを意味する。

【0097】

無線端末１０が基地局２０と通信が可能と判定されると（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、無線端末１０は計測機器（図示せず）から取得したデータを含む上り信号を基地局２０へ送信する運用状態へ移行する。具体的には、運用状態においてデータ送信制御部１８は、外部インタフェース１９を介して取得したデータが存在する場合は、当該データを含む上り信号の送信を主制御部１１に指示し、無線端末１０から基地局２０へデータを含む上り信号が送信される（Ｓ１０４）。

【0098】

一方でデータ送信制御部１８は、散らばり度合比較部１７３から、比較結果が否定であること（Ｓ４０８：ＮＯ）を示す情報が入力されると（Ｓ４０９）、無線端末１０と基地局２０との通信は不可と判定する（図３のＳ１０３：ＮＯ）（図９の３行目）。これは、無線端末１０が基地局２０から受信する下り信号に関し、受信回数は規定値以上であるが、受信強度の平均値は規定値に満たず、受信強度の散らばり度合は規定値より大きいことから、無線端末１０と基地局２０との通信は不可と判定することを意味する。

【0099】

またデータ送信制御部１８は、受信回数比較部１７１から、比較結果が否定であること（Ｓ４０４：ＮＯ）を示す情報が入力されると（Ｓ４０５）、無線端末１０と基地局２０との通信は不可と判定する（図３のＳ１０３：ＮＯ）（図９の１行目）。これは、無線端末１０が基地局２０から受信する下り信号に関し、受信回数は規定値未満であることから、受信強度の平均値および受信強度の散らばり度合を考慮するまでもなく、無線端末１０と基地局２０と通信は不可と判定することを意味する。

【0100】

データ送信制御部１８が無線端末１０は基地局２０と通信が不可と判定すると（Ｓ１０３：ＮＯ）、無線端末１０から基地局２０へデータを含む上り信号の送信が開始されず、無線端末１０の動作は終了する。

【0101】

（Ａ－３）第一の実施形態における効果

【0102】

本発明の第一の実施形態によれば、無線端末１０は、無線端末１０が基地局２０から受信する下り信号の受信強度の平均値と、受信強度の散らばり度合との二つを考慮して、基地局２０と通信可能であるかを判定することが可能となる。

【0103】

第一の実施形態に係る無線端末１０は、導出部１６が下り信号の受信強度の平均値と、受信強度の散らばり度合とを導出し、比較部１７が当該二つの値を指標値と比較し、データ送信制御部１８が比較結果に応じて無線端末１０と基地局２０との通信が可能であるか否かを判定する。そのため、無線端末１０の設置される環境が、無線端末１０と基地局２０との間の電波伝搬における受信強度と受信強度の散らばり度合に影響を与えても、第一の実施形態に係る無線端末１０は、その影響を考慮して基地局２０と通信可能であるかを判定することができる。

【0104】

上述したように、無線端末１０が基地局２０から受信する下り信号の受信強度値が規定値以上でなくとも、下り信号の受信強度の散らばり度合が一定以下であれば、換言すると下り信号の受信強度値が規定値に満たずとも無線端末１０が基地局２０から安定して下り信号を受信できれば、無線端末１０は実質的に基地局２０と通信が可能と考えられる。

【0105】

この点において第一の実施形態に係る無線端末１０は、無線端末間の通信品質を電波の受信強度のみを用いて判定する従来態様（例えば上述した特許文献１）に比べ、実質的に基地局２０と通信可能である無線端末１０に対して通信不可と判定せず、無線端末１０は基地局２０と通信可能であると判定することができる。

【0106】

また第一の実施形態に係る無線端末１０を通信システム１に適用することで、基地局２０一台あたりに収容される無線端末１０の台数を向上させることができる。

【0107】

無線端末１０は基地局２０がカバーする範囲に多数設置される。そのため、基地局２０に可能な限り多くの無線端末１０を収容して通信システム１の経済コストを低減することが求められる。そのためには、基地局２０と理想的な通信品質で通信可能な無線端末１０を基地局２０に収容するとともに、理想的な通信品質ではないが基地局２０と実質的に通信可能な無線端末１０も基地局２０に収容する必要がある。この点において第一の実施形態に係る無線端末１０は、実質的に基地局２０と通信可能である環境に設置される無線端末１０対して通信可能と判定するので、基地局２０一台あたりに収容される無線端末１０の台数が向上される。

【0108】

また第一の実施形態に係る無線端末１０は、無線端末１０が基地局２０へ送信した上り信号に対する下り信号の受信回数、換言すると下り信号の受信成功率も用いて基地局２０と通信可能であるかを判定するので、無線端末間の通信品質を電波の受信強度のみを用いて判定する従来態様（例えば上述した特許文献１）に比べ、精度よく判定を行うことができる。

【0109】

（Ｂ）第二の実施形態
本発明の第二の実施形態を、図１０から図１２を参照して説明する。第二の実施形態は、第一の実施形態と同様にＬｏＲａＷＡＮに規定される方式を一部利用する実施形態である。また第二の実施形態における無線端末１０Ｂは、第一の実施形態における無線端末１０の内部構成が一部変更される。また第二の実施形態における無線端末１０Ｂは、第一の実施形態における無線端末１０の動作（図４と図６）が行い、さらに新たな動作を行う。それなので以降の説明では、第一の実施形態と同様の構成と動作については図１から図９を再度用いて説明を適宜に省略し、第一の実施形態に対する第二の実施形態の差分を中心に説明する。

【0110】

（Ｂ－１）構成
第二の実施形態に係る通信システム１Ｂの構成は、図１に示す第一の実施形態に係る通信システム１と同様である。ただし、第二の実施形態における無線端末１０Ｂの内部構成は、第一の実施形態における無線端末１０に対して変更されている。

【0111】

（Ｂ－１－１）無線端末１０Ｂの構成
図１０は、第二の実施形態における無線端末の内部構成を示す構成図である。図１０に示す無線端末１０Ｂは、主制御部１１Ｂ、送信部１２、受信部１３、アンテナ１４、記憶部１５、導出部１６、比較部１７、データ送信制御部１８、外部インタフェース１９を有する。

【0112】

主制御部１１Ｂは、第一の実施形態における主制御部１１に比べて内部構成の一部と動作が異なる。そのため、主制御部１１Ｂと他の機能部との入出力関係および機能の連携は、第一の実施形態の無線端末１０に比べて異なる。

【0113】

具体的には、第一の実施形態においては、比較部１７による比較結果はデータ送信制御部１８へ出力される。対して第二の実施形態においては、比較部１７による比較結果は主制御部１１Ｂへ出力される。また第一の実施形態においては、データ送信制御部１８が比較部１７による比較結果に基づき無線端末１０が基地局２０と通信可能かを判定する。対して第二の実施形態においては、主制御部１１Ｂが比較部１７による比較結果に基づき無線端末１０が基地局２０と通信可能かを判定する。また第一の実施形態においては、データ送信制御部１８は通信可能と判定すると、基地局２０へ送信するべきデータの送信を主制御部１１に指示する。対して第二の実施形態においては、主制御部１１Ｂは通信可能と判定するとデータ送信制御部１８に基地局２０へ送信するべきデータがあるか問い合わせ、基地局２０へ送信するべきデータがある場合は、主制御部１１Ｂは送信部１２を制御して当該データを基地局２０へ送信する。

【0114】

上記の動作を行うために主制御部１１Ｂは試験制御部１１５を有する。無線端末１０Ｂが下り信号の受信動作（上述の（Ａ－２－２）および図４で説明）および指標値との比較動作（上述の（Ａ－２－３）および図６で説明）の一連の動作（以降、第一フェーズの動作と呼ぶ）を行った後、試験制御部１１５は無線端末１０Ｂに基地局２０から新たな下り信号を受信させ、新たな下り信号における受信回数と受信強度を用いて比較部１７に再度比較を行わせる動作（以降、第二フェーズの動作と呼ぶ）の制御を行う。

【0115】

以上が、第二の実施形態における無線端末１０Ｂの構成である。無線端末１０Ｂの上記以外の構成は、第一の実施形態の無線端末１０と同様である。

【0116】

（Ｂ－２）動作
無線端末１０Ｂが無線端末１０Ｂと基地局２０との通信可能であるかを判定する動作について、第一の実施形態と共通する動作については概説し、第一の実施形態との差分については図１１および図１２を用いて説明する。上述のとおり、無線端末１０Ｂの動作は、第一の実施形態における無線端末１０の動作と同様である第一フェーズの動作（図４と図６）に、新たに第二フェーズの動作が追加されたものである。

【0117】

（Ｂ－２－１）無線端末１０Ｂの動作の概要
無線端末１０Ｂの動作概要は、図３に示す第一の実施形態の無線端末１０の動作概要と同様である。ただし、無線端末１０Ｂにおける試験動作（図３のＳ１０２Ｂ）は、上述の第一フェーズの動作に第二フェーズの動作が追加されたものである。

【0118】

（Ｂ－２－２）無線端末１０Ｂにおける試験動作
無線端末１０Ｂにおける試験動作（図３のＳ１０２Ｂ）の詳細を説明する。まず無線端末１０Ｂは第一フェーズの動作を行う。無線端末１０Ｂは第一の実施形態と同様に図４に示すフローチャートのＳ２０１からＳ２０８の処理を実行する。これにより無線端末１０Ｂのメインメモリ１１３に、図８に示す配列の「受信強度測定値」欄と「受信回数」欄との値が記憶される。

【0119】

次いで無線端末１０Ｂは、第一の実施形態と同様に図６に示すフローチャートのＳ４０１からＳ４１１の処理を実行する。これにより無線端末１０Ｂのメインメモリ１１３に、図８に示す配列の「受信強度平均値」欄と「散らばり度合値」欄との値が記憶される。そしてメインメモリ１１３に記憶された情報に基づいて、受信回数比較部１７１、受信強度比較部１７２および散らばり度合比較部１７３によって比較処理（Ｓ４０４、Ｓ４０６、Ｓ４０８）と比較結果の出力（Ｓ４０５、Ｓ４０７、Ｓ４０９、Ｓ４１０）が行われる。受信回数比較部１７１、受信強度比較部１７２および散らばり度合比較部１７３は、それぞれの比較結果を主制御部１１Ｂに出力する。

【0120】

ここでは、受信回数比較部１７１、受信強度比較部１７２および散らばり度合比較部１７３のそれぞれにおける比較結果はいずれも肯定となり（Ｓ４０４：ＹＥＳ，Ｓ４０６：ＹＥＳ、Ｓ４０８：ＹＥＳ）、平均値保持部１１４が受信強度の平均値ｘ＿ａｖｅ（図８）を、メインメモリ１１３に予め用意される領域（図７（ｂ）の「受信強度平均値（保持）」）に記憶したものとする（Ｓ４１１）。

【0121】

以上が第一フェーズの動作である。

【0122】

試験制御部１１５は、散らばり度合比較部１７３から比較結果が肯定であることを示す情報が入力されると、第二フェーズの動作を行う。第二フェーズの動作について図４、図１１および図１２を参照して説明する。図１１は第二の実施形態における無線端末の試験動作において、第二フェーズで無線端末が行う再比較動作を示すフローチャートである。図１２は第二の実施形態における無線端末の試験動作において、無線端末が基地局から受信した下り信号に関し導出された値を示す図である。

【0123】

散らばり度合比較部１７３の動作において、散らばり度合値が散らばり度合指標値以下であると、比較結果が肯定であること（Ｓ４０８：ＹＥＳ）を示す情報が散らばり度合比較部１７３から試験制御部１１５に入力される（Ｓ４１０）。次いで主制御部１１Ｂは図４に示すフローチャートＳ２０１からＳ２０８の処理を再度実行する。これにより、図８に示す配列の各欄は初期化され、無線端末１０Ｂは基地局２０から新たに下り信号を受信する。そして新たな下り信号に対する受信強度の値と受信回数の値が図１２に示す配列の「受信強度測定値」欄と「受信回数」欄とに記憶される。ここでは、新たな下り信号のそれぞれに対する受信強度値を「ｘｎ＿ｓ（ｎは整数）」とし、新たな下り信号に対する受信回数の値を「ｙ＿ｓ」とする。なお第二フェーズの動作では散らばり度合値は導出されないので、図１２における「散らばり度合値」欄は値が記憶されない（図１２においては「－」と記載）。

【0124】

次いで無線端末１０Ｂは、図１１に示すフローチャートの動作を行う。まず平均値導出部１６２は、メインメモリ１１３に記憶された新たな受信強度値に対する新たな平均値を導出し、新たな平均値をメインメモリ１１３に記憶する（Ｓ５０１）。ここでは、新たな平均値を「ｘ＿ａｖｅ＿ｓ」とする。これにより図１２に示す配列の「受信強度平均値」欄に新たな平均値「ｘ＿ａｖｅ＿ｓ」が記憶される。

【0125】

次いで主制御部１１Ｂは、記憶部１５から受信回数指標値（図７（ａ）のα）を読み出し、メインメモリ１１３から第一フェーズの動作においてメインメモリ１１３に記憶された受信強度の平均値ｘ＿ａｖｅ（図７（ｂ）を読み出す（Ｓ５０２）

【0126】

次いで受信回数比較部１７１は、メインメモリ１１３に格納された受信回数の値ｙ＿ｓ（図１２）と、受信回数指標値α（図７（ａ））と比較する（Ｓ５０３）。受信回数が受信回数指標値以上（ｙ＿ｓ≧α）であると比較結果は肯定となり（Ｓ５０３：ＹＥＳ）、受信回数が受信回数指標値未満（ｙ＿ｓ＜α）であると比較結果は否定（Ｓ５０３：ＮＯ）となる。ここでは、受信回数比較部１７１による比較結果は肯定であったものとする。

【0127】

受信回数比較部１７１の比較結果が肯定（Ｓ５０３：ＹＥＳ）であると、受信強度比較部１７２は、メインメモリ１１３に格納された受信強度の平均値ｘ＿ａｖｅ＿ｓ（図１２）と、第一フェーズの動作における受信強度の平均値ｘ＿ａｖｅ（図７（ｂ））と比較する（Ｓ５０５）。第二フェーズの動作において受信強度比較部１７２は、第一フェーズの動作における受信強度の平均値ｘ＿ａｖｅを受信強度の指標値として、新たな平均値ｘ＿ａｖｅ＿ｓと比較する。平均値ｘ＿ａｖｅ＿ｓが第一フェーズの動作における受信強度の平均値ｘ＿ａｖｅ以上（ｘ＿ａｖｅ＿ｓ≧ｘ＿ａｖｅ）であると比較結果は肯定となり（Ｓ５０５：ＹＥＳ）。一方で、平均値ｘ＿ａｖｅ＿ｓが第一フェーズの動作における受信強度の平均値ｘ＿ａｖｅ未満（ｘ＿ａｖｅ＿ｓ＜ｘ＿ａｖｅ）であると、比較結果は否定（Ｓ５０５：ＮＯ）となる。ここでは、受信強度比較部１７２による比較結果は肯定であったものとする。

【0128】

受信強度比較部１７２の比較結果が肯定（Ｓ５０５：ＹＥＳ）であると、受信強度比較部１７２は当該比較結果（比較結果が肯定であることを示す情報）を主制御部１１Ｂに出力する（Ｓ５０７）。

【0129】

受信回数比較部１７１による比較結果が否定（Ｓ５０３：ＮＯ）であった場合は、受信回数比較部１７１は当該比較結果（比較結果が否定であることを示す情報）を主制御部１１Ｂに出力する（Ｓ５０４）。

【0130】

受信強度比較部１７２による比較結果が否定（Ｓ５０５：ＮＯ）であった場合は、受信強度比較部１７２は当該比較結果（比較結果が否定であることを示す情報）を主制御部１１Ｂに出力する（Ｓ５０６）。

【0131】

以上が、第二の実施形態における無線端末１０Ｂにおける試験動作の詳細である。なお無線端末１０Ｂの試験動作は、図３に示すフローチャートのＳ１０２Ｂの処理に相当する。続いて図１１を参照しつつ、図３のフローチャートにおける無線端末１０Ｂの、Ｓ１０３の動作を説明する。

【0132】

主制御部１１Ｂは、図１１に示す第二フェーズの動作において受信強度比較部１７２から比較結果が肯定であること（Ｓ５０５：ＹＥＳ）を示す情報が入力されると（Ｓ５０７）、図３のＳ１０３において無線端末１０Ｂは基地局２０と通信が可能と判定する（Ｓ１０３：ＹＥＳ）。この場合、第一フェーズの動作において無線端末１０Ｂが基地局２０から受信する下り信号に関し、受信回数は規定値を以上であり、受信強度の平均値は規定値に満たないが、受信強度の散らばり度合は規定値以下である。これは、無線端末１０Ｂは基地局２０と実質的に通信が可能であることを意味する。そして第二フェーズの動作において再度試験を行った結果、第二フェーズにおける受信強度の平均値が第一フェーズにおける平均値以上となり、無線端末１０Ｂは基地局２０と実質的に通信が可能であることが再確認されたことを意味する。

【0133】

そして主制御部１１Ｂは、無線端末１０Ｂは基地局２０と通信が可能と判定すると（図３のＳ１０３：ＹＥＳ）、無線端末１０Ｂを運用状態へ移行させ、データ送信制御部１８に基地局２０へ送信するべきデータがあるか問い合わせ、データが存在する場合は基地局２０へ当該データを含む上り信号を送信する（Ｓ１０４）

【0134】

一方、主制御部１１Ｂは、図１１に示す第二フェーズにおいて受信強度比較部１７２から比較結果が否定であること（Ｓ５０５：ＮＯ）を示す情報が入力されると（Ｓ５０６）、図３のＳ１０３において無線端末１０Ｂと基地局２０との通信は不可と判定する（Ｓ１０３：ＮＯ）。この場合、第一フェーズの動作が行われた時点においては、無線端末１０Ｂは基地局２０と実質的に通信が可能と判断されたことを意味する。ところが第二フェーズにおける受信強度の平均値が第一フェーズにおける平均値未満となったことは、基地局２０に対する無線端末１０Ｂの受信強度が低下傾向にあり、この状況で無線端末１０Ｂの運用が開始されると、無線端末１０Ｂと基地局２０との通信が不可となる可能性があることを意味する。それなので無線端末１０Ｂは図３のＳ１０３において、無線端末１０Ｂと基地局２０と通信は不可と判定する。

【0135】

また主制御部１１Ｂは、図１１に示す第二フェーズにおいて受信回数比較部１７１から比較結果が否定であること（Ｓ５０３：ＮＯ）を示す情報が入力されると（Ｓ５０４）、図３のＳ１０３において無線端末１０Ｂと基地局２０との通信は不可と判定する（Ｓ１０３：ＮＯ）。この場合、第一フェーズの動作が行われた時点においては、無線端末１０Ｂは基地局２０と実質的に通信が可能である状態であったことを意味する、ところが第一フェーズから第二フェーズにかけて無線端末１０Ｂのおかれる状態が変化し、その結果、第二フェーズにおける下り信号の受信回数が規定値未満となり、第二フェーズにおいて受信強度の平均値を比較するまでもなく、無線端末１０Ｂは基地局２０と通信が不可となったことを意味する。

【0136】

主制御部１１Ｂが無線端末１０Ｂは基地局２０と通信が不可と判定すると（Ｓ１０３：ＮＯ）、無線端末１０Ｂから基地局２０へデータを含む上り信号の送信が開始されず、無線端末１０Ｂの動作は終了する。

【0137】

なお上述した第一フェーズの動作において、試験制御部１１５が、散らばり度合比較部１７３から比較結果が否定であることを示す情報が入力されたならば（図６のＳ４０９）、主制御部１１Ｂは第二フェーズの動作を行わず、無線端末１０Ｂと基地局２０との通信は不可と判定し、無線端末１０Ｂの動作を終了させる。また上述した第一フェーズの動作において、試験制御部１１５が、受信回数比較部１７１から比較結果が否定であることを示す情報が入力されたならば（図６のＳ４０５）、主制御部１１Ｂは第二フェーズの動作を行わず、無線端末１０Ｂと基地局２０との通信は不可と判定し、無線端末１０Ｂの動作を終了させる。

【0138】

一方で、上述した第一フェーズの動作において、試験制御部１１５が、受信強度比較部１７２から比較結果が否定であることを示す情報が入力されたならば（図６のＳ４０７）、平均値保持部１１４は図７（ｂ）に示す配列の「受信強度平均値（保持）」欄に新たな平均値「ｘ＿ａｖｅ＿ｓ」を記憶させなくてもよい。この場合、主制御部１１Ｂは第二フェーズの動作において、記憶部１５に記憶される受信強度指標値β（図７（ａ））と、新たな平均値ｘ＿ａｖｅ＿ｓとを比較する（Ｓ５０５）。この場合、第一フェーズの動作を行った時点で、受信強度の散らばり度合を考慮せずとも無線端末１０Ｂは基地局２０と通信が可能であることを意味する。そして無線端末１０Ｂは、第二フェーズの動作において受信回数と受信強度とを再度試験を行い、基地局２０とが通信が可能であることが再度確認されたことを意味する。

【0139】

（Ｂ－３）第二の実施形態における効果
本発明の第二の実施形態によれば、第一の実施形態と同様に、無線端末１０Ｂは、無線端末１０が基地局２０から受信する下り信号の受信強度の平均値と、受信強度の散らばり度合との二つを考慮して、基地局２０と通信可能であるかを判定することが可能となる。

【0140】

さらに第二の実施形態によれば、無線端末１０Ｂは、第一フェーズの動作（第一の実施形態における無線端末１０の図４および図６の動作）を行い、その結果無線端末１０Ｂは基地局２０と実質的に通信が可能であると把握されると、無線端末１０Ｂは第二フェーズの動作を行って、無線端末１０Ｂは基地局２０と実質的に通信が可能であることを再確認することが可能となる。さらに無線端末１０Ｂは、第一フェーズの動作以降、無線端末１０Ｂが基地局２０と実質的に通信が可能な状態から、通信が不可能な状態へ変化したとしても、第二フェーズの動作によって通信が不可能な状態へ変化したことを把握し、基地局２０と通信可能であるかを判定することが可能となる。

【0141】

従って第二の実施形態における無線端末１０Ｂは、第一の実施形態に加え、無線端末１０Ｂの設置される環境において、信号の受信強度が急峻に変化しうる場合であっても、無線端末１０が基地局２０から受信する下り信号の受信強度の平均値と、受信強度の散らばり度合との二つを考慮して、基地局２０と通信可能であるかを判定することが可能となる。

【0142】

（Ｃ）変形例
第一の実施形態および第一の実施形態の双方に次の変形例を適用してもよい。なお以下の説明では、各変形例を第一の実施形態に適用する例を説明するが、各変形例を第二の実施形態へ適用する場合についても同様である。

【0143】

（Ｃ－１）第一の変形例
無線端末１０は、図３に示すフローチャートの動作を行った結果、無線端末１０は基地局２０と通信が可能であると判定されたならば（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、当該判定を示す情報を基地局２０へ送信してもよい。

【0144】

図１３は、第一の変形例における通信システムの動作の流れを示すシーケンス図である。図１３において、無線端末１０、基地局２０およびネットワークサーバ３０との間におけるＳ３０１からＳ３０４の信号の授受は、図５に示すシーケンス図と同様である。第一の変形例においては、無線端末１０は基地局２０と通信が可能であると判定したならば（Ｓ６０１、図３のＳ１０３と同様）、無線端末１０は当該判定の結果を示す識別子の情報を、基地局２０を介しネットワークサーバ３０へ送信する（Ｓ６０２およびＳ６０３）。対してネットワークサーバ３０は、基地局２０を介して応答（ＡＣＫ）を無線端末１０へ送信する（Ｓ６０４およびＳ６０５）。

【0145】

第一の変形例において、無線端末１０がネットワークサーバ３０へ送信する判定の結果を示す情報は、無線端末１０の判定結果のパターンに対応する識別子とするのが好適である。識別子の例を図１４に示す。図１４は第一の変形例における無線端末が扱う識別子を示す図、および変形例におけるネットワークサーバが記憶する、無線端末のＩＤに紐づけられた当該識別子を示す図である。

【0146】

図１４（ａ）は、図６のフローチャートにおけるＳ４０４、Ｓ４０６およびＳ４０８の比較結果の組み合わせ（各処理における肯定と否定の組み合わせ）に対し、１番から４番の識別子を割り当てたものである。識別子２番（図１４（ａ）の２行目）は、受信回数比較部１７１の比較結果が肯定（Ｓ４０４：ＹＥＳ）であり、かつ受信強度比較部１７２の比較結果が否定（Ｓ４０６：ＮＯ）であることを示す。また識別子４番（図１４（ａ）の４行目）は、受信回数比較部１７１の比較結果が肯定（Ｓ４０４：ＹＥＳ）であり、受信強度比較部１７２の比較結果が肯定（Ｓ４０６：ＹＥＳ）であり、かつ散らばり度合比較部１７３の比較結果が肯定（Ｓ４０８：ＹＥＳ）ことを示す。

【0147】

識別子２番は、受信回数と受信強度値が指標値を満たし、受信強度の散らばり度合を考慮するまでもなく無線端末１０は基地局２０と通信が可能と無線端末１０が判定したことを示す。また識別子４番は、受信回数が指標値を満たし受信強度値は指標値を満たさないが受信強度の散らばり度合が指標値以下であるため、無線端末１０は基地局２０と通信が実質的に可能と無線端末１０が判定したことを示す。

【0148】

基地局２０がカバーする範囲に設置される無線端末１０のそれぞれが、ネットワークサーバ３０へ識別子２番または識別子４番の情報を送信することで、ネットワークサーバ３０は、各無線端末１０の判定結果を把握することができる、またネットワークサーバ３０は、基地局２０がカバーする範囲内における通信環境を、各無線端末１０から受信された判定結果の情報を用いて推定することができる。

【0149】

なお図１４（ａ）において識別子１番と識別子３番（図１４（ａ）の１行目と３行目）は、無線端末１０が、無線端末１０と基地局２０との通信が不可能と判断したことを示す。従って、第一の変形例において無線端末１０は識別子１番または識別子３番の情報を基地局２０へ送信しない。

【0150】

ネットワークサーバ３０が、基地局２０がカバーする範囲内における通信環境を、各無線端末１０から受信された判定結果の情報を用いて推定するために、無線端末１０は、識別子の情報を無線端末１０に固有の固有識別子と紐づけて送信するのが好適である。また図１４（ｂ）に示すように、ネットワークサーバ３０は、無線端末１０から受信した識別子の情報を無線端末１０の固有識別子（図１４（ｂ）ではＩＤｎ（ｎは整数））と紐づけて管理するのが好適である。これによりネットワークサーバ３０は、無線端末１０の固有識別子と紐づけられた無線端末１０の設置場所の情報（基地局２０がカバーする範囲内における位置情報）と、各無線端末１０から受信された判定結果の情報とをさらに紐づけることができる。このようにすることで、ネットワークサーバ３０は、識別子２番を送信した無線端末１０の位置情報、および識別子４番を送信した無線端末１０の位置情報を用いて、基地局２０がカバーする範囲内における通信環境を地理的分布として把握することができる。

【0151】

第一の変形例において、無線端末１０の固有識別子として例えばＬｏＲａＷＡＮに規定される、端末（Ｅｎｄ Ｄｅｖｉｃｅ）の固有識別子であるＥｎｄ－Ｄｅｖｉｃｅ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ（ＤｅｖＥＵＩ）を利用してもよい。ＤｅｖＥＵＩはＬｏＲａＷＡＮに対応するデバイスに固有に割り当てられる６４ビットの識別子である。または無線端末１０の固有識別子として例えばＬｏＲａＷＡＮに規定されるＮｅｔＩＤ（Ｎｅｔｗｏｒｋ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）を利用してもよい。ＮｅｔＩＤは端末（Ｅｎｄ Ｄｅｖｉｃｅ）がネットワークに参加するに際に割り振られる識別子（アドレス）である。

【0152】

また第一の変形例において、無線端末１０はＬｏＲａＷＡＮに規定されるフレームフォーマットを利用して、ネットワークサーバ３０へ判定の結果を示す識別子の情報を送信してもよい。この場合、ＬｏＲａＷＡＮに規定される無線端末１０から基地局２０への上り信号（ＬｏＲａにおいてはＵｐｌｉｎｋ Ｍｅｓｓａｇｅ）のフレームフォーマットの、例えばＰＨＹＰａｙｌｏａｄ内に識別子の情報が格納されるようにしてもよい。また例えば、ＰＨＹＰａｙｌｏａｄ内のＭＡＣＰａｙｌｏａｄ内、またはＭＡＣＰａｙｌｏａｄ内のＦＲＭＰａｙｌｏａｄ内に識別子の情報が格納されるようにしてもよい。

【0153】

（Ｃ－２）第二の変形例
無線端末１０は、図６のフローチャートにおけるＳ４０４、Ｓ４０６およびＳ４０８の比較結果の組み合わせ（各処理における肯定と否定の組み合わせ）に応じて、無線端末１０の図示しない表示部を制御し、無線端末１０を操作する者（作業者等）に対して通知を行ってもよい。

【0154】

この場合、無線端末１０はＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の図示しない表示部を備え、図１４（ａ）に示す１番から４番の識別子毎に異なる表示態様となるよう表示部を制御するのが好適である。

【0155】

図１４（ａ）に示す識別子のうち、識別子１番と識別子３番は、無線端末１０が、無線端末１０と基地局２０との通信が不可能と判断したことを示す。この場合、無線端末１０は基地局２０と通信ができないので、識別子１番の情報または識別子３番の情報はネットワークサーバ３０へ送信されないものと想定される。それなので、無線端末１０が識別子１番または識別子３番に対応して表示部を用いて作業者に通知することで、作業者は確実に無線端末１０の判定結果を把握することができる。

【符号の説明】

【0156】

１（１Ｂ）…通信システム、１０（１０Ｂ）…無線端末、２０…基地局、３０…ネットワークサーバ、４０…アプリケーションサーバ、１１（１１Ｂ）…主制御部、１１１…タイマ、１１２…カウンタ、１１３…メインメモリ、１１４…平均値保持部、１１５…試験制御部、１２…送信部、１３…受信部、１４…アンテナ、１５…記憶部、１６…導出部、１６１…受信強度導出部、１６２…平均値導出部、１６３…散らばり度合導出部、１７…比較部、１７１…受信回数比較部、１７２…受信強度比較部、１７３…散らばり度合比較部、１８…データ送信制御部、１９…外部インタフェース

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】