特許 7629063 通信装置、通信装置の制御方法、通信装置の制御プログラム、情報処理装置、情報処理装置の制御方法、及び情報処理装置の制御プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-02-03

(45)【発行日】2025-02-12

(54)【発明の名称】通信装置、通信装置の制御方法、通信装置の制御プログラム、情報処理装置、情報処理装置の制御方法、及び情報処理装置の制御プログラム

(51)【国際特許分類】

   H04W 52/02 20090101AFI20250204BHJP

   H04W 4/38 20180101ALI20250204BHJP

   H04W 68/02 20090101ALI20250204BHJP

【ＦＩ】

H04W52/02 110

H04W4/38

H04W68/02

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2023130967

(22)【出願日】2023-08-10

【審査請求日】2023-10-23

(73)【特許権者】

【識別番号】501440684

【氏名又は名称】ソフトバンク株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002516

【氏名又は名称】弁理士法人白坂

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 司

(72)【発明者】

【氏名】倉谷 俊明

(72)【発明者】

【氏名】木戸 智晶

(72)【発明者】

【氏名】熊谷 優斗

【審査官】永田 義仁

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１９／１９４２５２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００４－２４７８０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－３３１２８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－１８３４８７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０８Ｃ１３／００－２５／０４

Ｈ０３Ｊ９／００－９／０６

Ｈ０４Ｂ７／２４－７／２６

Ｈ０４Ｍ１／００

１／２４－３／００

３／１６－３／２０

３／３８－３／５８

７／００－７／１６

１１／００－１１／１０

９９／００

Ｈ０４Ｑ９／００－９／１６

Ｈ０４Ｗ４／００－９９／００

３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ ＷＧ１－４

ＳＡ ＷＧ１－４、６

ＣＴ ＷＧ１、４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基地局を介して、情報処理装置との間で無線通信を行う通信装置であって、
前記情報処理装置から前記通信装置へデータが送信されたことに応じた前記基地局からの着信を、所定間隔で待ち受ける通信部と、
前記基地局からの着信状況に応じて、前記通信部が前記基地局からの着信を待ち受ける前記所定間隔を変更する変更部と、
前記所定間隔が第１間隔の際に、前記基地局からの着信のタイミングを計時し記録する計時部と、
前記計時部による計時結果に基づいて、所定期間以上にわたって、前記基地局から所定時間以上着信のない時間帯である無着信時間帯を検出する検出部と、
を備え、
前記変更部は、前記無着信時間帯における前記所定間隔を、前記第１間隔よりも長い第２間隔に変更する、通信装置。

【請求項2】

前記変更部は、前記無着信時間帯の終了時に、前記所定間隔を、前記第２間隔から前記第１間隔へ変更する、
請求項１に記載の通信装置。

【請求項3】

前記所定時間は、前記第１間隔及び前記第２間隔で待ち受ける際の、前記通信装置における単位時間当たりの各消費電力と、前記変更部による前記所定間隔の変更時における消費電力とに応じて設定される、
請求項１に記載の通信装置。

【請求項4】

前記通信部は、前記情報処理装置において、当該情報処理装置から前記通信装置へデータが送信されたタイミングの計時結果に基づいて検出された前記無着信時間帯に関する情報を、前記情報処理装置から受信し、
前記変更部は、前記情報に基づいて、前記所定間隔を変更する、
請求項１に記載の通信装置。

【請求項5】

基地局を介して、情報処理装置との間で無線通信を行う通信装置が、
前記情報処理装置から前記通信装置へデータが送信されたことに応じた前記基地局からの着信を、所定間隔で待ち受けるステップと、
前記基地局からの着信状況に応じて、前記基地局からの着信を待ち受ける前記所定間隔を変更するステップと、
前記所定間隔が第１間隔の際に、前記基地局からの着信のタイミングを計時し記録するステップと、
前記計時するステップによる計時結果に基づいて、所定期間以上にわたって、前記基地局から所定時間以上着信のない時間帯である無着信時間帯を検出するステップと、
を実行する、通信装置の制御方法。

【請求項6】

基地局を介して、情報処理装置との間で無線通信を行う通信装置に、
前記情報処理装置から前記通信装置へデータが送信されたことに応じた前記基地局からの着信を、所定間隔で待ち受ける機能と、
前記基地局からの着信状況に応じて、前記基地局からの着信を待ち受ける前記所定間隔を変更する機能と、
前記所定間隔が第１間隔の際に、前記基地局からの着信のタイミングを計時し記録する機能と、
前記計時するステップによる計時結果に基づいて、所定期間以上にわたって、前記基地局から所定時間以上着信のない時間帯である無着信時間帯を検出する機能と、
を実現させる、通信装置の制御プログラム。

【請求項7】

基地局を介して、通信装置との間で無線通信を行う情報処理装置であって、
前記情報処理装置から前記通信装置へデータが送信されたことに応じた前記基地局からの着信を待ち受ける所定間隔が第１間隔である前記通信装置へデータを送信したタイミングを計時し記録する計時部と、
前記計時部による計時結果に基づいて、所定期間以上にわたって、前記基地局から前記通信装置への着信が生じない時間帯である無着信時間帯を検出する検出部と、
前記無着信時間帯において、前記通信装置における前記所定間隔を、前記第１間隔よりも長い第２間隔に変更させる指令を、前記通信装置へ送信する通信部と、を備える、情報処理装置。

【請求項8】

基地局を介して、通信装置との間で無線通信を行う情報処理装置に、
前記情報処理装置から前記通信装置へデータが送信されたことに応じた前記基地局からの着信を待ち受ける所定間隔が第１間隔である前記通信装置へデータを送信したタイミングを計時し記録するステップと、
前記計時するステップによる計時結果に基づいて、所定期間以上にわたって、前記基地局から前記通信装置への着信が生じない時間帯である無着信時間帯を検出する検出部と、
前記無着信時間帯において、前記通信装置における前記所定間隔を、前記第１間隔よりも長い第２間隔に変更させる指令を、前記通信装置へ送信するステップと、
を実行させる、情報処理装置の制御方法。

【請求項9】

基地局を介して、通信装置との間で無線通信を行う情報処理装置に、
前記情報処理装置から前記通信装置へデータが送信されたことに応じた前記基地局からの着信を待ち受ける所定間隔が第１間隔である前記通信装置へデータが送信されたタイミングを計時し記録する機能と、
前記計時し記録する機能による計時結果に基づいて、所定期間以上にわたって、前記基地局から前記通信装置への着信が生じない時間帯である無着信時間帯を検出する機能と、
前記無着信時間帯において、前記通信装置における前記所定間隔を、前記第１間隔よりも長い第２間隔に変更させる指令を、前記通信装置へ送信する機能と、
を実現させる、情報処理装置の制御プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、通信装置、通信装置の制御方法、通信装置の制御プログラム、情報処理装置、情報処理装置の制御方法、及び情報処理装置の制御プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、各家庭の電気、水道、ガス等の使用量を表すメーター値等のデータを、無線ネットワークを用いて収集・中継し、遠隔の検針センタ等のデータ収集センタに伝送する遠隔データ収集システムが存在する（例えば、特許文献１）。この、メーターに通信機能を持たせたいわゆるスマートメーターは、近年のＩｏＴ（Internet of Things）／Ｍ２Ｍ（Machine to Machine）技術の広がりとともに普及が進んでいる。

【0003】

なお、ＩｏＴ／Ｍ２Ｍ通信に関し、ＬＴＥ（Long Term Evolution）等の移動通信システムに関する標準仕様の策定を進める３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）（登録商標）は、既存の移動通信向け無線ネットワーク（モバイルネットワーク／セルラーネットワーク）をＩｏＴ／Ｍ２Ｍ通信に利用するための検討を進め、ＩｏＴ／Ｍ２Ｍ通信を含むＭＴＣ（Machine Type Communication）に関する標準化を行なっている。３ＧＰＰは、ＩｏＴ／Ｍ２Ｍ通信に関して、例えば、非特許文献１，２の技術仕様群（リリース（Release））を公開している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００２－２１８０８０号公報

【非特許文献】

【0005】

【文献】3GPP TS24.301 V13.6.1, 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Core Network and Terminals; Non-Access-Stratum (NAS) protocol for Evolved Packet System (EPS); Stage 3 (Release 13)

【文献】3GPP TS23.682 V13.5.0, 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Services and System Aspects; Architecture enhancements to facilitate communications with packet data networks and applications (Release 13)

【発明の概要】

【0006】

外部から電力を供給されず電池によって駆動されるＩｏＴ／Ｍ２Ｍデバイスは、電池寿命の観点から、消費電力を低減することが求められる。上記の非特許文献１，２は、ＩｏＴ／Ｍ２Ｍデバイスの低消費電力化の技術として、ｅＤＲＸ（extended Discontinuous Reception）技術を公開している。ｅＤＲＸは、ＩｏＴ／Ｍ２Ｍデバイスが、下りリンクの信号を間欠的に受信し、受信しない間は無線通信機能を停止させる技術である。

【0007】

ｅＤＲＸの低消費電力化の技術を柔軟に利用した、自装置の消費電力を抑える仕組みが必要とされていた。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一実施形態に係る、基地局を介して、情報処理装置との間で無線通信を行う通信装置は、情報処理装置から通信装置へデータが送信されたことに応じた基地局からの着信を、所定間隔で待ち受ける通信部と、基地局からの着信状況に応じて、通信部が基地局からの着信を待ち受ける所定間隔を変更する変更部と、を備える。

【0009】

本発明の一実施形態に係る通信装置は、所定間隔が第１間隔の際に、基地局からの着信のタイミングを計時し記録する計時部と、計時部による計時結果に基づいて、所定期間以上にわたって、基地局から所定時間以上着信のない時間帯である無着信時間帯を検出する検出部とをさらに備え、変更部は、無着信時間帯における所定間隔を、第１間隔よりも長い第２間隔に変更してもよい。

【0010】

本発明の一実施形態に係る通信装置において、変更部は、無着信時間帯の終了時に、所定間隔を、第２間隔から第１間隔へ変更してもよい。

【0011】

本発明の一実施形態に係る通信装置において、所定時間は、第１間隔及び第２間隔で待ち受ける際の、通信装置における単位時間当たりの各消費電力と、変更部による所定間隔の変更時における消費電力とに応じて設定されてもよい。

【0012】

本発明の一実施形態に係る通信装置において、通信部は、情報処理装置において、当該情報処理装置から通信装置へデータが送信されたタイミングの計時結果に基づいて検出された無着信時間帯に関する情報を、情報処理装置から受信し、変更部は、情報に基づいて、所定間隔を変更してもよい。

【0013】

本発明の一実施形態に係る通信装置の制御方法は、基地局を介して、情報処理装置との間で無線通信を行う通信装置が、情報処理装置から通信装置へデータが送信されたことに応じた基地局からの着信を、所定間隔で待ち受けるステップと、基地局からの着信状況に応じて、基地局からの着信を待ち受ける所定間隔を変更するステップと、を実行する。

【0014】

本発明の一実施形態に係る通信装置の制御プログラムは、基地局を介して、情報処理装置との間で無線通信を行う通信装置に、情報処理装置から通信装置へデータが送信されたことに応じた基地局からの着信を、所定間隔で待ち受ける機能と、基地局からの着信状況に応じて、基地局からの着信を待ち受ける所定間隔を変更する機能と、を実現させる。

【0015】

本発明の一実施形態に係る情報処理装置は、基地局を介して、通信装置との間で無線通信を行う情報処理装置であって、通信装置へデータを送信したタイミングを計時し記録する計時部と、計時部による計時結果に基づいて、所定期間以上にわたって、基地局から通信装置への着信が生じない時間帯である無着信時間帯を検出する検出部と、無着信時間帯において、通信装置における、情報処理装置から通信装置へデータが送信されたことに応じた基地局からの着信を待ち受ける所定間隔を変更させる指令を、通信装置へ送信する通信部と、を備える。

【0016】

本発明の一実施形態に係る情報処理装置の制御方法は、基地局を介して、通信装置との間で無線通信を行う情報処理装置に、通信装置へデータを送信したタイミングを計時し記録するステップと、計時するステップによる計時結果に基づいて、所定期間以上にわたって、基地局から通信装置への着信が生じない時間帯である無着信時間帯を検出する検出部と、無着信時間帯において、通信装置における、情報処理装置から通信装置へデータが送信されたことに応じた基地局からの着信を待ち受ける所定間隔を変更させる指令を、通信装置へ送信するステップと、を実行させる。

【0017】

本発明の一実施形態に係る情報処理装置の制御プログラムは、基地局を介して、通信装置との間で無線通信を行う情報処理装置に、通信装置へデータが送信されたタイミングを計時し記録する機能と、計時し記録する機能による計時結果に基づいて、所定期間以上にわたって、基地局から通信装置への着信が生じない時間帯である無着信時間帯を検出する機能と、無着信時間帯において、通信装置における、情報処理装置から通信装置へデータが送信されたことに応じた基地局からの着信を待ち受ける所定間隔を変更させる指令を、通信装置へ送信する機能と、を実現させる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】図１は、本発明の一実施形態に係る通信システム及び通信装置を概略的に示す機能ブロック図である。

【図2】図２は、ｅＤＲＸ及びＰＳＭの概略を説明する図である。

【図3】図３は、本発明の一実施形態に係る通信装置の制御フローの一例である。

【図4】図４は、本発明の一実施形態を説明するための概略図である。

【図5】図５は、本発明の一実施形態に係る、通信装置、基地局、及びコアネットワーク間のシーケンスの一例を示す図である。

【図6】図６は、本発明の一実施形態を説明するための概略図である。

【図7】図７は、本発明の一実施形態に係る、通信装置及びサーバ間のシーケンスの一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以降、諸図面を参照しながら、本発明の一実施形態を詳細に説明する。なお、図は一例であって、本発明は図に示すものに限定されない。例えば、図示した通信装置（ＩｏＴデバイス）、サーバ（情報処理装置）、基地局の数、機能ブロック図、及びシーケンス図等は一例であって、本発明はこれらに限定されるものではない。

【0020】

＜システム構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る通信システムの構成例を示す図である。通信システム６００は、ＩｏＴデバイスである通信装置１００（１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ）とサーバ（情報処理装置）２００との間の、各種データのやり取りを実現するシステムであってよい。

【0021】

通信システム６００は、サーバ２００、通信装置（ＵＥ：User Equipment）１００（１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ）、ネットワーク４００を含んでよい。なお、ネットワーク４００は、基地局（ｅＮＢ：eNodeB）２０と通信装置１００とがデータをやり取りする無線アクセスネットワーク（E-UTRAN（Evolved Universal Terrestrial Radio Network））と、コアネットワーク（ＥＰＣ：Evolved Packet Core）１０とを含んでよい。なお、図１において、通信装置１００、基地局２０、コアネットワーク１０、サーバ２００を構成する各構成要素は、プロセッサがメモリに格納されたプログラムを実行することによって動作するコンピュータ装置であってもよい。

【0022】

通信装置１００は、基地局２０に接続され、基地局２０のセル内に存在（在圏）する各種ＩｏＴデバイスであってよい。なお、本発明の一実施形態において、通信装置１００は、ガス（都市ガス、ＬＰガス）、水道、電気等の図示しないメーター（測定装置）に接続され、メーターの検針データ等を送信するＩｏＴデバイスであってよい。なお、通信装置１００は、自装置またはメーターが備える内蔵電池からの電力供給を受けて駆動するものであってよい。

【0023】

サーバ２００は、各通信装置１００から送信された各メーターの検針値等を処理し、メーターの管理者へ必要なデータを受け渡す、ＩｏＴ－ＰＦ（プラットフォーム）として機能してよい。サーバ２００は、ネットワーク４００を介して通信装置１００を遠隔制御してもよく、管理者が待機する図示しない集中監視センタに接続されてよい。

【0024】

なお、通信装置１００、基地局２０、及びサーバ２００の数は図示したものに限定されず、これ以上存在してもよい。また、通信システム６００は、図示しないデータベースサーバをさらに備えてよく、データベースサーバは、本発明の一実施形態に係る通信システム６００の機能の実現に必要な各種データを格納してもよい。

【0025】

サーバ２００と通信装置１００とは、所定のプロトコルに従ってデータの送受信を行ってよい。所定のプロトコルは、例えば、Open Mobile Alliance（ＯＭＡ）によって策定されたプロトコルであるLightweight M2M（ＬｗＭ２Ｍ）、ＭＱＴＴ（Message Queue Telemetry Transport）、及びＣｏＡＰ（Constrained Application Protocol）等のプロトコルであってよい。

【0026】

通信システム６００の各構成要素は、ＬＴＥにおけるＩｏＴ／Ｍ２Ｍデバイス向けの無線通信規格である、ＮＢ－ＩｏＴ（Narrow Band IoT）、Category M（Cat.M：カテゴリーＭ）、Category M1（Cat.M1：カテゴリーＭ１）等を用いた通信を行ってよい。しかしながら、本発明はこれらに限らず、通信システム６００において、例えば、第５世代（５Ｇ）の通信規格や、第６世代（６Ｇ）以降の通信規格が利用されてもよい。

【0027】

基地局２０は、通信装置１００との間で無線セッション（RRC Connection）を確立して直接に通信を行い、コアネットワーク１０と通信装置１００との間でパケットの転送を行う。基地局２０は、通信装置１００からの発信（上りリンクデータの通知）を受け付けたり、例えばサーバ２００から送信された、通信装置１００向けの下りリンクデータがある場合に、通信装置１００を呼び出すためのページング（Paging）を送信したりする。

【0028】

コアネットワーク１０は、図示しないＭＭＥ（Mobility Management Entity：モビリティ管理エンティティ）、Ｓ－ＧＷ（Serving Gateway：サービング・ゲートウェイ）、Ｐ－ＧＷ（Packet Data Network Gateway：パケット・データ・ネットワーク・ゲートウェイ）等を含んでよい。ＭＭＥは、通信装置１００の位置管理、認証管理や、各ノード間のセッションの管理（すなわち、通信ベアラの管理）等を行う機能を有する。また、ＭＭＥは、通信装置１００を呼び出す際に、基地局２０へページングを送信する機能も有する。Ｓ－ＧＷは、基地局２０とコアネットワーク１０との間で、ユーザパケットのルーティングや転送を行うゲートウェイとしての機能を有する。Ｐ－ＧＷは、コアネットワーク１０以降のＩＰ通信網で使用可能な通信装置１００のＩＰ（Internet Protocol）アドレスを割り当て、そのＩＰアドレスによって、通信装置１００とネットワーク４００の外部ネットワークとの通信を可能とするゲートウェイとしての機能を有する。

【0029】

＜通信装置＞
通信装置１００は、基地局２０を介して、サーバ１００との間で無線通信を行ってよい。通信装置１００は、制御部１１０、通信部１２０、入出力インタフェース（Ｉ／Ｆ）１３０、内蔵電池１５０、及び記憶部１７０を備えてよい。通信装置１００の各構成要素は、プロセッサがメモリに格納されたプログラムを実行することによって処理が実行されるソフトウェアもしくはモジュールであってもよい。または、通信装置１００を構成する各構成要素は、回路もしくはチップ等のハードウェアであってもよい。

【0030】

通信部１２０は、ネットワークアダプタ等のハードウェアや通信用ソフトウェア、及びこれらの組み合わせとして実装されてよい。通信部１２０は、所定の通信方式で基地局２０との間で無線通信を行い、ネットワーク４００を介して、サーバ２００との間で各種データの送受信を行ってよい。なお、通信部１２０は、ＩｏＴデバイスにおける低消費電力化の規格であるＬＰＷＡ（Low Power Wide Area）として、ＤＲＸ（Discontinuous Reception）やｅＤＲＸ、ＰＳＭ（Power Saving Mode）に対応した通信が可能であってよい。すなわち、通信部１２０は、サーバ１００から通信装置１００へデータが送信されたことに応じた基地局２０からの着信を、所定間隔で待ち受けてよい（所定間隔については後述する）。

【0031】

入出力Ｉ／Ｆ１３０は、図示しないメーターとの接続インタフェースであってよい。なお、通信装置１００は、入出力Ｉ／Ｆ１３０を介して、メーターとは別個の通信装置としてメーター外部に接続されてもよいし、メーターの内部に、例えば通信ボードとして組み込まれていてもよい。また、入出力Ｉ／Ｆ１３０は、メーターから通信装置１００へ電力を供給するインタフェースであってよい。

【0032】

内蔵電池１５０は、通信装置１００を駆動する電力供給源であって、リチウム電池、リチウムイオン電池等であってよい。なお、一実施形態において、通信装置１００は内蔵電池１５０を備えず、内蔵電池を備えるメーターから電力を供給されてもよい。

【0033】

記憶部１７０は、通信装置１００が動作するうえで必要とする各種プログラムや、各種データを記憶（格納）してよい。記憶部１７０は、例えば、半導体メモリ（磁気メモリ、フラッシュメモリ等）を含んでよい。また、記憶部１７０は、制御部１１０に対する作業領域を提供するメモリ（ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等）を含んでよい。また、本発明の一実施形態において、記憶部１７０は、ＤＲＡ，ｅＤＲＸに対応した動作を実行するための各種パラメーター、ネットワーク４００に接続するための各種ネットワークパラメーター（例えば、ＩＰアドレス等）、通信装置１００に固有の識別情報（デバイスＩＤ等）を記憶してもよい。

【0034】

制御部１１０は、典型的にはプロセッサであって、例えばＭＰＵ（Micro Processing Unit）等で構成され、記憶部１７０に記憶されているプログラムを実行することにより、各実施形態に示す機能、方法を実行してよい。なお、一実施形態において、制御部１１０は、計時部１１１、検出部１１２、変更部１１３、及び判定部１１４を備えてよい。

【0035】

詳細は後述するが、各機能部の処理について簡単に説明する。計時部１１１は、基地局２０からの着信のタイミングを計時し記録してよい。検出部１１２は、計時部１１１による計時結果に基づいて、所定期間以上にわたって、基地局２０から所定時間以上着信のない時間帯である無着信時間帯を検出してよい。変更部１１３は、基地局２０からの着信状況に応じて、通信部１２０が基地局２０からの着信を待ち受ける所定間隔を変更してよい。判定部１１４は、各種判定処理を行ってよい。

【0036】

なお、制御部１１０は、通信装置１００に、上述したＤＲＸ，ｅＤＲＸ、ＰＳＭに応じた処理を実行させてよい。また、制御部１１０は、自装置の再起動を実行したり、ネットワーク４００への接続や、ネットワーク４００との接続を解除するための各種処理を実行してよい。

【0037】

＜省電力状態での動作について＞
ここでＩｏＴデバイスの省電力状態での動作について、図２を用いて概略を説明する。図２（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、ｅＤＲＸ、ＰＳＭの概略説明図である。

【0038】

＜ｅＤＲＸ＞
ｅＤＲＸにおいて、通信装置１００は、基地局２０との間の無線セッションがある接続状態（RRC_CONNECTED）と、基地局２０との間の無線セッションがないアイドル状態（RRC_IDLE）（待受け状態）との２つの状態を遷移する。図２（ａ）は、ｅＤＲＸ動作時のアイドル状態（RRC_IDLE）における、通信装置１００の無線機能を説明する図である。図２（ａ）に示すように、ｅＤＲＸ動作時には、ページングの受信を試みる回数をＤＲＸ動作時よりも低頻度とし、ＰＴＷ（Paging Time Window）の区間内のみ、ＤＲＸ周期に従ってページングの受信が試みられ、ＰＴＷ以外では、無線機能がオフにされる。なお、アイドル状態とは、接続状態よりも通信装置１００の機能が制限された状態であってよい。例えば、通信装置１００は、接続状態において、基地局２０との間でデータの送受信（発信／着信）が可能であるが、アイドル状態においては、データの受信（着信）のみが可能であってよい。具体的には、例えば、通信装置１００は、アイドル状態において、基地局２０との間では、ページングや、ブロードキャスト情報の受信のみが可能であってよい。アイドル状態の通信装置１００は、ページングを受信した場合にアイドル状態を解除し、基地局２０との間の無線セッションを確立し、接続状態へ遷移してよい。

【0039】

ここで、従来のＩｏＴデバイス等の通信機器は、常にページングの受信を試みるため、アイドル状態においても待機電力を消費することとなっていた。これに対し、通信装置１００は、アイドル状態において、ｅＤＲＸによりページングの受信を制御してよい。例えば、通信装置１００は、アイドル状態において、ページングの受信を間欠的に実行してよい。すなわち、通信装置１００は、ページングの受信を試みない期間には、自装置の無線機能を停止させ、スリープ状態としてよい。具体的には、通信装置１００は、ページングの受信を試みるタイミングで、無線機能をオンにし、それ以外の時間では、無線機能をオフにしてよい。つまり、通信装置１００は、間欠的にデータを受信することにより消費電力を低減可能な省電力状態で動作してよい。なお、ｅＤＲＸ動作中の通信装置１００がページングの受信を試みる区間を、ＰＴＷ（Paging Time Window）という。そして、ＰＴＷの始期から次のＰＴＷの始期までの期間が、ｅＤＲＸ周期となる。通信装置１００において、ＰＴＷの長さと、次のＰＴＷまでの周期（ｅＤＲＸ周期）とが設定されることにより、アイドル状態における通信装置１００の消費電力量を制御することができる。ｅＤＲＸ周期は、ＮＢ－ＩｏＴの場合最大で１７４分、Cat.M、Cat.M１の場合最大で４３分に設定することが可能である。また、例えば、ｅＤＲＸ周期が８１．９２秒、ＰＴＷが２．５６秒の場合、スリープ状態の長さは、８１．９２－２．５６＝７９．３６秒以下となる。

【0040】

＜ＰＳＭ＞
図２（ｂ）を参照して、通信装置１００の省電力モード（ＰＳＭ）動作について説明する。ＰＳＭにある通信装置１００では、無線通信機能がほぼ停止されるため、ページングに反応せず、消費電力を削減することができる。通信装置１００におけるＰＳＭへの遷移制御は、２つのタイマー値（Ｔ３３２４，Ｔ３４１２）を用いて行われてよい。図２（ｂ）に示すように、タイマー値Ｔ３３２４は、通信装置１００がアイドル状態にとどまる時間を指定し、Ｔ３３２４のタイマーが満了するまで、通信装置１００は、ページングに反応することができる。タイマー値Ｔ３４１２は、位置登録エリアの更新タイマーであり、Ｔ３４１２のタイマーが満了すると、通信装置１００は、ＴＡＵ（Tracking Area Update：位置登録エリアの更新）を実施してよい。すなわち、Ｔ３３２４のタイマーが満了すると、通信装置１００はＰＳＭへと遷移し、Ｔ３４１２のタイマーが満了するまで、ＰＳＭを継続する。なお、通信装置１００は、Ｔ３４１２のタイマーが満了するか、アプリケーションレイヤからデータ送信要求があった場合に、ＰＳＭから復帰してよい。

【0041】

通信装置１００、基地局２０、及びＭＭＥは、通信装置１００ごとに設定されたｅＤＲＸ周期やＰＳＭ動作時の各タイマー値に関する情報をそれぞれ共有してよい。すなわち、通信装置１００、基地局２０、ＭＭＥは、それぞれ、どのタイミングで通信装置１００がＰＴＷとなるかを算出してよい。そして、通信装置１００、基地局２０、ＭＭＥは、通信装置１００のＰＴＷの情報に基づいて同期し、基地局２０は、通信装置１００がページングを受信可能なタイミングに、通信装置１００へページングを送出してよい。なお、通信装置１００からネットワーク４００への、上りリンクデータの送信（通信装置１００による発信）は、ｅＤＲＸ周期に依存せず、任意のタイミングで行うことができる。

【0042】

＜サーバ＞
サーバ２００は、制御部２１０、通信部２２０、及び記憶部２７０を備えてよい。制御部２１０は、典型的には中央処理装置（ＣＰＵ）であってよい。制御部２１０は、記憶部２７０に記憶されるプログラムを読み出し、読み出したプログラムに含まれるコード又は命令を実行することによって、各実施形態に示す機能、方法を実行してよい。

【0043】

制御部２１０は、計時部２１１、検出部２１２、及び生成部２１３を備えてよい。計時部２１１は、通信装置１００へデータを送信したタイミングを計時し記録してよい。検出部２１２は、計時部２１１による計時結果に基づいて、所定期間以上にわたって、基地局２０から通信装置１００への着信が生じない時間帯である無着信時間帯を検出してよい。生成部２１３は、無着信時間帯において、通信装置１００における、サーバ２００から通信装置１００へデータが送信されたことに応じた基地局２０からの着信を待ち受ける所定間隔を変更させる指令を生成してよい。

【0044】

記憶部２７０は、典型的には、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、フラッシュメモリ等各種の記録媒体により実現され、サーバ２００が動作するうえで必要とする各種プログラム及びデータを記憶する機能を有してよい。また、記憶部２７０には、サーバ２００との通信を行うための、通信装置１００及びメーターに関する情報が記憶されてよい。例えば、記憶部２７０には、各通信装置１００を一意に識別可能な識別子である装置ＩＤ、通信装置１００の位置情報、メーターを一意に識別可能な識別子であるメーターＩＤ、メーターの管理者に係る管理者ＩＤ、通信装置１００とのネットワーク４００を介した通信に必要なネットワークＩＤ等が記憶されてよい。

【0045】

通信部２２０は、ＮＩＣ（Network Interface Card）等のハードウェアや通信用ソフトウェア、及びこれらの組み合わせとして実装されてよい。通信部２２０は、サーバ２００と各通信装置１００の間で確立されたベアラを用いて、ネットワーク４００を介して各種データの送受信を行ってよい。

【0046】

＜通信装置の制御フロー＞
以降、本発明の一実施形態について、通信装置１００の各機能部の処理とともに、図３～７を用いて説明する。図３は、一実施形態に係る通信装置１００による処理を示すフローチャートの一例である。

【0047】

まず、アイドル状態において、通信部１２０は、所定間隔として第１間隔で着信を待ち受けてよい（ステップＳ１１）。なお、ステップＳ１１において、通信装置１００はｅＤＲＸで動作中であってよいが、サーバ２００からの着信状況を判定するため、「第１間隔」は、３ＧＰＰで規定されたｅＤＲＸ周期のうち、より短い（すなわち、単位時間当たりに待ち受けを試みる回数がより多い）ｅＤＲＸ周期であってよい。

【0048】

計時部１１１は、基地局２０からの着信のタイミングを計時し記録してよい（ステップＳ１２）。検出部１１２は、計時部１１１による計時結果に基づいて、所定期間以上にわたって、基地局２０から所定時間以上着信のない時間帯である無着信時間帯を検出してよい（ステップＳ１３）。

【0049】

ここで、図４を用いて、無着信時間帯の検出について説明する。図４は、計時部１１１によって記録された計時結果の一例であってよい。図４は、横軸を時刻、縦軸を日数とし、通信装置１００において着信及び発信が生じたタイミングを、それぞれ色付きで示した概略図である。例えば、１日目に、通信装置１００において、２：００～３：００の時間帯で発信が行われ、９：００～１０：００、１７：００～１８：００の時間帯で着信が発生している。また、３日目に、通信装置１００において、２：００～３：００の時間帯で発信が行われ、１８：００～１９：００の時間帯で着信が発生している。

【0050】

検出部１１２は、所定期間以上にわたって、基地局２０から所定時間以上着信のない時間帯を、「無着信時間帯」として検出してよい。ここで、所定期間は、例えば１か月、２週間等であってよいが、これらに限定されない。また、所定期間は、メーカーの管理者によって設定されてもよい。図４の例では、３０日間にわたって記録が行われ、図４において矢印Ｔ１Ａ，Ｔ１Ｂで示す１９：００～翌９：００の時間帯に、着信が発生していないことがわかる。したがって、検出部１１２は、「１９：００～翌９：００」を、通信装置１００における無着信時間帯として検出してよい。

【0051】

その後、通信装置１００は、第１間隔での待ち受けを継続し、無着信時間帯（すなわち、１９：００～翌９：００）にあるか否かを判定してよい（ステップＳ１４）。無着信時間帯にあると判定された場合（ステップＳ１４でＹＥＳ）、CＳ１５）。なお、「第２間隔」は、３ＧＰＰで規定されたｅＤＲＸ周期のうち、設定された無着信時間帯において、待ち受け回数がより少ないものが設定されてよい。例えば、これに限定されるものではないが、第２間隔は、Cat.Mなら最大の４３分（２６２１．４４ｓ）、NB-IoTなら最大の１７４分（１０４８５．７６ｓ）等であってよい。無着信時間帯にあると判定されない場合（ステップＳ１４でＮＯ）、通信装置１００は、第１間隔での着信待ち受けを継続してよい。

【0052】

変更部１１３は、待ち受け時の所定間隔の変更、すなわち、ｅＤＲＸ周期の変更を、ネットワーク４００（コアネットワーク１０、ＭＭＥ）に対し登録してよい（ステップＳ１６）。なお、登録処理について、図５を用いて説明する。図５は、登録処理における、通信装置１００、基地局２０、及びコアネットワーク（ＥＰＣ）１０（ＭＭＥ）間のシーケンス図であってよい。

【0053】

制御部１１０は、待ち受け動作の切替に伴い、自装置を再起動してよい（ステップＴ１０）。再起動後、通信装置１００は、基地局２０との間で無線セッションの確立処理（RRC Connection Procedure）を実行し、これにより、通信装置１００と基地局２０との間の無線セッションが確立する（ステップＴ１１）。無線セッションが確立すると、通信装置１００は、基地局２０を介して、ネットワーク４００へのアタッチ（Attach）リクエストを送信してよい（ステップＴ１２）。アタッチリクエストには、通信装置１００において設定したいｅＤＲＸ周期の値が含まれてよい。ＭＭＥは、通信装置１００に使用するｅＤＲＸ周期の値を設定し、通信装置１００へアタッチアクセプトとして送信してよい（ステップＴ１３）。ｅＤＲＸ周期の設定（更新）が完了すると、通信装置１００と基地局２０との間の無線セッションが解放されてよい（ステップＴ１４）。なお、通信装置１００は、設定したいｅＤＲＸ周期の値を、アタッチリクエストに代わって、トラッキングエリアアップデート（ＴＡＵ：Tracking Area Update）リクエストに含めて送信してもよい。その場合、ＭＭＥは、通信装置１００に使用するｅＤＲＸ周期を、ＴＡＵアクセプトに含めて通信装置１００へ送信してよい。なお、通信装置１００の再起動は必須でなくてもよい。

【0054】

図３に戻り、ネットワーク４００へのｅＤＲＸ周期の登録処理が完了すると、通信装置１００は、第２間隔にて着信を待ち受けてよい（ステップＳ１７）。

【0055】

上述のように、本発明の一実施形態によれば、基地局２０からの着信が発生する可能性が低い時間帯が判定され、当該時間帯において、着信を待ち受ける間隔が、切り替わる前よりも長く変更されてよい。これにより、内蔵電池の消費電力を低減し、省電力化を実現することができる。

【0056】

なお、無着信時間帯以外の時間帯では、発生し得る着信へ迅速に対応するため、待ち受けを行う回数を増やすことが好ましい。図６に、無着信時間帯が経過した場合の、一実施形態に係る通信装置１００による処理を示すフローチャートの一例を示す。

【0057】

通信装置１００は、無着信時間帯であるため、第２間隔で着信を待ち受けているものとする（ステップＳ２１）。その後、判定部１１４は、無着信時間帯が終了したか否かを判定してよい（ステップＳ２２）。無着信時間帯が終了したと判定されると（ステップＳ２２でＹＥＳ）、変更部１１３は、待ち受け間隔を、第２間隔から第１間隔に変更してよい（ステップＳ２３）。なお、無着信時間帯の経過前である場合（ステップＳ２２でＮＯ）、通信部１２０は、第２間隔での着信の待ち受けを継続してよい。

【0058】

その後、登録処理（ステップＳ２４）を経て、通信装置１００は、第１間隔にて着信を待ち受けてよい。なお、ステップＳ２４の登録処理は、図３のステップＳ１６と同様であるため説明を省略する。

【0059】

上述のように、本発明の一実施形態によれば、無着信時間帯が経過し、着信が発生する可能性が高い状態になったことに伴い、着信を待ち受ける間隔が、無着信時間帯にある場合よりも短く変更されてよい。これにより、サーバ２００からの下りデータに対し、迅速な対応が可能となる。

【0060】

なお、一実施形態において、無着信時間帯として検出するための「所定時間」は、第１間隔及び第２間隔で待ち受ける際の、通信装置１００における単位時間当たりの各消費電力と、変更部１１３による、着信を待ち受ける所定間隔の変更時における消費電力とに応じて設定されてよい。着信を待ち受ける間隔を変更する場合、上述した再起動や、ＭＭＥへの登録処理によっても電力を消費し得る。ここで、待ち受け間隔を長くしたことによって低減できる消費電力量を、待ち受け間隔の変更による消費分が上回ることは好ましくない。したがって、一実施形態によれば、第１間隔から第２間隔に切り替えた場合に低減できる単位時間当たりの消費電力量に、所定時間を乗じた値が、待ち受け間隔の変更による消費電力量よりも大きくなるように、所定時間が定められてよい。これにより、確実な省電力化が可能となる。

【0061】

なお、一実施形態において、無通信時間帯の検出は、サーバ２００によって行われてもよい。すなわち、サーバ２００において、サーバ２００から通信装置１００へデータが送信されたタイミングの計時結果に基づいて検出された無着信時間帯に関する情報が、サーバ２００から通信装置１００へ送信されてよい。変更部１１３は、サーバ１００から受信した情報に基づいて、着信を待ち受ける所定間隔を変更してよい。

【0062】

このことを、図７のシーケンス図を用いて説明する。まず、通信装置１００において、通信部１２０は、所定間隔として第１間隔で着信を待ち受けてよい（ステップＰ１１）。サーバ２００の計時部２１１は、通信装置１００へデータを送信し、送信した時刻を記録してよい（ステップＰ１２）。サーバ２００は、所定期間にわたってデータの送信と記録を継続し、検出部２１２は、計時部２１１による計時結果に基づいて、所定期間以上にわたって、通信装置１００へ所定時間以上データ送信（発信）のない時間帯である無着信時間帯を検出し、生成部２１３は、検出した無着信時間帯に関する情報を、通信装置１００へ送信してよい（ステップＰ１３，Ｐ１４）。通信装置１００におけるステップＰ１５～Ｐ１８については、図３のステップＳ１４～Ｓ１７と同様であるため説明を省略する。

【0063】

このように、データの送信元であるサーバ１００側で、無着信時間帯の検出を行うことにより、無着信時間帯の検出精度を上げることができる。

【0064】

本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各構成部、各ステップ等に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成部やステップ等を１つに組み合わせたり、或いは分割したり、必要に応じて適宜省略又は変更することが可能である。また、上記実施の形態に示す構成を適宜組み合わせることとしてもよい。例えば、通信装置１００が備えるとして説明した各機能部は、サーバ２００によって実現されてもよい。

【0065】

例えば、上述では、通信装置１００において発生した着信の計時が、２４時間（１日）行われる態様について説明した。しかしながら、着信の計時は、あらかじめ設定された所定の時間帯のみ行われてもよい。例えば、所定の時間帯として、０：００～５：００が設定され、その時間帯のみ着信の記録が行われてもよい。これにより、記録に要する電力の消費を抑えることができる。

【0066】

また、上述では、通信装置１００を、メーターに設置されるＩｏＴデバイスとして説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されず、通信装置１００としては、橋や道路等のインフラ監視に用いられるＩｏＴセンサや、ウェアラブルデバイスなどであってよい。

【0067】

なお、例えば、通信装置１００Ａと１００Ｂとが、同一の管理者によって管理されている場合、サーバ２００からのデータ送信が、同一のタイミングで発生することが考えられる。したがって、通信装置１００Ａにおいて検出された無着信時間帯を、他の通信装置１００Ｂに適用し、通信装置１００Ｂの消費電力を低減させてもよい。

【0068】

また、上述では、通信装置１００がｅＤＲＸで動作し、ｅＤＲＸ周期を変更する態様について説明した。しかしながら、無着信時間帯によっては、ｅＤＲＸ動作からＰＳＭ動作へ遷移することで、消費電力をより低減できてよい。ＰＳＭにある通信装置１００は、最大１３日間にわたって無線通信機能がほぼ停止されるため、ページングに反応せず、消費電力を削減することができる。

【0069】

本開示の各実施形態のプログラムは、通信装置や情報処理装置に読み取り可能な記憶媒体に記憶された状態で提供されてもよい。記憶媒体は、「一時的でない有形の媒体」に、プログラムを記憶可能であってよい。プログラムは、例えば、ソフトウェアプログラムや情報処理装置プログラムを含んでよい。

【0070】

記憶媒体は適切な場合、１つ又は複数の半導体ベースの、又は他の集積回路（ＩＣ）（例えば、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）等）、ハード・ディスク・ドライブ（ＨＤＤ）、ハイブリッド・ハード・ドライブ（ＨＨＤ）、光ディスク、光ディスクドライブ（ＯＤＤ）、光磁気ディスク、光磁気ドライブ、フロッピィ・ディスケット、フロッピィ・ディスク・ドライブ（ＦＤＤ）、磁気テープ、固体ドライブ（ＳＳＤ）、ＲＡＭドライブ、セキュア・デジタル・カードもしくはドライブ、任意の他の適切な記憶媒体、又はこれらの２つ以上の適切な組合せを含むことができる。記憶媒体は、適切な場合、揮発性、不揮発性、又は揮発性と不揮発性の組合せであってよい。

【0071】

また、本開示のプログラムは、当該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して、サーバ２００に提供されてもよい。

【0072】

また、本開示の各実施形態は、プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。

【0073】

なお、本開示のプログラムは、例えば、ＪａｖａＳｃｒｉｐｔ（登録商標）、Ｐｙｔｈｏｎ等のスクリプト言語、Ｃ言語、Ｇｏ言語、Ｓｗｉｆｔ，Ｋｏｌｔｉｎ、Ｊａｖａ（登録商標）等の任意のプログラミング言語を用いて実装されてよい。

【0074】

以上説明した本開示の各態様によれば、５Ｇ以降のネットワーク技術に向けたＩｏＴデバイスの監視や保守に係る技術を提供することにより、持続可能な開発目標（ＳＤＧs）の目標９「産業と技術革新の基盤をつくろう」の達成に貢献できる。

【符号の説明】

【0075】

１００ 通信装置
１１０ 制御部
１１１ 切替部
１１２ 変更部
１１３ 取得部
１１４ 計時部
１２０ 通信部
１３０ 入出力Ｉ／Ｆ
１４０ センサ
１５０ 内蔵電池
１７０ 記憶部
１０ コアネットワーク（ＥＰＣ）
２０ 基地局（ｅＮＢ）
２００ サーバ（情報処理装置）
２１０ 制御部
２１１ 計時部
２１２ 検出部
２１３ 生成部
２２０ 通信部
２７０ 記憶部
４００ ネットワーク
６００ 通信システム

【要約】      （修正有）

【課題】ＩｏＴ／Ｍ２Ｍデバイスにおいて、自装置の消費電力を抑える。
【解決手段】通信システム６００において、基地局２０を介して、情報処理装置２００との間で無線通信を行う通信装置１００は、情報処理装置２００から通信装置１００へデータが送信されたことに応じた基地局２０からの着信を、所定間隔で待ち受ける通信部１２０と、基地局２０からの着信状況に応じて、通信部１２０が基地局２０からの着信を待ち受ける所定間隔を変更する変更部１１３とを備える。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】