JP6490524B2 - 通信端末および基地局 - Google Patents

Description

本発明は、近距離無線通信を用いた通信を行なう通信端末およびこの通信端末に対する通信制御を行なう基地局に関する。

特許文献１に記載の技術においては、相互に近距離通信が可能な複数の通信端末のうち親となる通信端末を定め、その通信端末が代表として、他の通信端末の通信を含めて外部ネットワークと通信を行なう通信システムが考えられている。

特開２０１０−２３３１０４号公報

特許文献１に記載の技術の通り、外部ネットワークと通信するための１台の通信端末が、他の通信端末の通信を中継することで、無線リソースの消費の軽減や、C-Plane装置などのコアネットワークに配置されている通信制御装置の負荷を軽減することが可能となるが、以下の問題が考えられている。

すなわち、代表となる通信端末をどのようにして選択すべきか、その選定処理が複雑になる可能性がある。また、他の通信端末に中継させるためにデータを送る必要があり、データの秘匿性に問題がある。

そこで、本発明においては、一の代表となる通信端末において中継処理をさせることなく、無線リソースの消費の削減や通信制御装置の負荷を軽減することができる通信端末および基地局を提供することを目的とする。

本発明の通信端末は、基地局を介して通信を行なう無線通信機能と、前記基地局を介することなく近接した通信相手と直接無線通信を行なう近距離無線通信機能と、を有する通信端末において、前記近距離無線通信機能による要求に対する他の通信端末からの応答に基づいて、送信権を取得する送信権取得手段と、前記送信権取得手段により送信権を取得すると、前記無線通信機能による通信を実行可能な状態にする通信制御手段と、前記無線通信機能を実行するための送信権を共有する送信グループとして当該送信権の送信先を示す端末識別情報を記憶する記憶手段と、前記通信制御手段による通信の実行後または送信権取得してから所定時間経過後、前記近距離無線通信機能により、前記記憶手段に記憶されている端末識別情報を示す通信端末に送信権を送信する送信手段と、前記近距離無線通信機能により、送信グループの生成または送信グループへの加入要求を示す加入要求信号を発信する発信手段と、前記近距離無線通信機能により、前記発信手段により発信された加入要求信号に対する許可を示す許可信号を受信する受信手段と、前記記憶手段に記憶されている端末識別情報により特定される通信端末が、送信権の送信先として機能することができる位置から外れたことを、前記近距離無線通信機能による通信状況に基づいて判断する判断手段とを備え、前記記憶手段は、前記受信手段により受信された許可信号に含まれている端末識別情報に基づいて送信グループを構成する端末識別情報を記憶し、前記判断手段により、当該位置から外れたと判断されると、前記発信手段は、送信グループを再構成するために加入要求信号を発信する。

この発明によれば、近距離無線通信機能による要求に対する他の通信端末からの応答に基づいて、送信権を取得すると、無線通信機能による通信を実行可能な状態にする。これによって、送信権を有しているときに無線通信機能による通信を実行することができ、他の通信端末と同時期に無線通信を行なうことを避けることができる。したがって、無線リソースの消費の削減や、ネットワークにおける負荷を軽減することができる。また、データの中継装置となる代表ノードのようなものを決める必要がなく、またデータの秘匿性も保つことができる。
また、この発明によれば、無線通信機能による通信を実行後または送信権を取得してから所定時間経過後、近距離無線通信機能により、記憶手段に記憶されている端末識別情報を示す通信端末に送信権を送信する。これにより、順番に送信権を回すことができ、その結果、他の通信端末と同時期に無線通信を行なうことなく、無線リソースの消費の削減や、ネットワークにおける負荷を軽減することができる。
さらに、近距離無線通信機能により、送信グループの生成または送信グループへの加入要求を示す加入要求信号を発信し、それに対する許可を示す許可信号を受信して、許可信号に含まれている端末識別情報に基づいて送信グループを構成する端末識別情報を記憶する。これによって、送信グループを構成する通信端末を決定することができ、送信グループを簡易に決定することができる。
また、記憶手段に記憶されている端末識別情報により特定される通信端末が、送信権の送信先として機能することができる位置から外れたことを、近距離無線通信機能による通信状況に基づいて、判断されると、送信グループを再構成するために加入要求信号を発信する。これにより、送信権を共有する送信グループを再構成することができ、その結果、送信権に基づく無線通信機能によるデータ送信を順番に行わせることができる。

また、本発明の通信端末において、前記通信制御手段は、前記送信権取得手段が送信権を取得するまで、前記無線通信機能に対する電源供給をオフとする。

この発明によれば、送信権を取得するまで、無線通信機能に対する電源供給をオフとすることで、待機電力を必要とせず、全体の消費電力を低減することができる。

また、本発明の基地局は、通信端末からの送信依頼を受信する受信手段と、前記受信手段により受信された送信依頼とその送信依頼元となる通信端末の端末識別情報とを対応付けた履歴情報を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶されている履歴情報に基づいて、前記受信手段により受信された送信依頼元となる通信端末が所定値を超えた頻度で送信依頼を行ったか否かを判断する判断手段と、前記判断手段により所定値を超えた頻度で送信依頼を行ったと判断すると、前記受信手段により受信された送信依頼を拒絶する拒絶手段と、を備える。

この発明によれば、送信依頼とその送信依頼元となる通信端末の端末識別情報とを対応付けた履歴情報を記憶しておき、新たに送信依頼があった場合、その履歴情報に基づいて、送信依頼元となる通信端末が所定値を超えた頻度で送信依頼を行ったか否かを判断し、所定値を超えた頻度で送信依頼を行ったと判断すると、その送信依頼を拒絶する。これにより、送信権が多く、結果的に数多くの送信依頼が行われた場合に、ネットワークの負荷を軽減することができる。また、送信権を共有するグループに属していない通信端末からの送信依頼も抑えることができる。

また、本発明の基地局は、送信グループを形成する、請求項２から４のいずれか一項に記載の複数の通信端末からの送信依頼の頻度を、当該通信端末ごとに記憶する頻度情報記憶手段と、前記通信端末からの送信依頼を受信する受信手段と、前記受信手段により送信依頼を受信すると、前記頻度情報記憶手段に記憶されている送信依頼の頻度に基づいて、各通信端末における送信頻度を平均化するための処理を実行する実行手段と、を備える。

また、本発明によれば、送信グループを形成する上記複数の通信端末からの送信依頼の頻度を、当該通信端末ごとに記憶しておき、通信端末からの送信依頼を受信すると、記憶されている送信依頼の頻度に基づいて、各通信端末における送信頻度を平均化するための処理を実行する。

例えば、当該複数の通信端末のそれぞれの送信依頼の間隔に応じて、送信グループにおける送信権の数を追加または削減したり、当該複数の通信端末のそれぞれの送信依頼の間隔が所定値以下であると判断した場合、その間隔を所定値より長くするように、送信権に基づく送信依頼を待機するよう、送信依頼元となる通信端末に対して指示する。これにより、送信権に基づく送信頻度を平均化することができる。

本発明によれば、他の通信端末と同時期に無線通信を行なうことを避けることができ、無線リソースの消費の削減や、ネットワークにおける負荷を軽減することができる。また、データの中継装置となる代表ノードのようなものを決める必要がなく、またデータの秘匿性も保つことができる。

本実施形態の通信端末１００および基地局２００における通信処理の概要を示す概念図である。 送信グループであるリング状のトポロジーを形成するときの概念図を示す。 本実施形態の通信端末１００の機能構成を示すブロック図である。 通信端末１００のハードウェア構成図である。 送信グループ情報記憶部１０５に記憶する送信グループ情報テーブルを示す説明図である。 基地局２００の機能構成を示すブロック図である。 最初に送信グループ情報を形成するときの処理を示すシーケンス図である。 既に形成されている送信グループに対して加入するときの処理を示すシーケンス図である。 送信グループから通信端末１００ｄが離脱するときの処理を示すシーケンス図である。 通信端末１００ａから通信端末１００ｄの間で送信権を転送するときの処理を示すシーケンス図である。 基地局２００によるその平均化処理のシーケンス図である。 送信依頼が所定値以上である場合に、そのデータ送信依頼を拒絶するときの処理を示すシーケンス図である。 変形例における通信端末１００ｅの機能構成を示すブロック図である。 変形例における通信端末１００ｅおよび通信端末１００ｆの処理を示すシーケンス図である。

添付図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。可能な場合には、同一の部分には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。

図１は、本実施形態の通信端末１００（通信端末１００ａ〜通信端末１００ｄ）および基地局２００における通信処理の概要を示す概念図である。通信端末１００は、無線通信を行なうことができる携帯端末であって、基地局２００を介した無線通信機能による無線通信を実行することができる。また、これら通信端末１００ａ〜通信端末１００ｄは、ブルートゥースなどの近距離無線通信機能を用いた無線通信を行なうことができ、基地局２００を介することなく、直接、無線通信を行なうことができる。

そして、通信端末１００ａ〜通信端末１００ｄは、近距離無線通信を行なうことで、通信のためのグループを形成することができる。本実施形態においては、リング状のトポロジーを形成することができる。また、いずれか一の通信端末が送信権を保持しており、その一の通信端末のみが送信権に基づいて、基地局２００を介した通信を実行することができる。その一の通信端末が送信権に基づく通信を終了すると、あらかじめ定められた通信端末に対して送信権を転送する。送信権を受け取った通信端末は、その送信権に基づく通信を実行することができる。

例えば、通信端末１００ａが、送信権を保持していた場合、通信端末１００ａから通信端末１００ｄのうち、通信端末１００ａのみが基地局２００を介して無線通信を行なうことができる。そして、通信端末１００ａが送信権に基づく通信を終了すると、同じ送信グループに属するあらかじめ定められた通信端末に送信権を転送する。図１の例では、通信端末１００ａは、通信端末１００ｂに送信権を送信することができる。経路Ｐ１〜Ｐ４は、送信権の転送経路を示しており、図１に示される通りの順番で、通信端末１００ａから通信端末１００ｄは、順次、無線通信機能による送信処理を行なうことができる。なお、図１では送信権は一つのみの場合を説明したが、複数の送信権を用意しておいてもよい。例えば、通信端末１００ａと通信端末１００ｃがそれぞれ送信権を有しており、それぞれにおいてデータ送信が終了すると、送信権を転送するようにしてもよい。

このように送信権を、リング状に形成したトポロジー内で転送することで、通信端末１００は、順番に送信権に基づいた通信を実行することができ、ネットワークおよびそこに配置されている通信制御装置の負荷軽減や、無線リソースの枯渇を防止するとともに、データの中継装置となる代表ノードのようなものを決める必要がなく、またデータの秘匿性も保つことができる。

図２に、送信グループであるリング状のトポロジーを形成するときの概念図を示す。本実施形態においては、通信端末１００ａから通信端末１００ｄが、近距離無線通信を行なうことで、リング状にトポロジーを形成することができる。図２（ａ）は、通信端末１００ａ〜通信端末１００ｄが、相互に近距離無線通信を行ない、相互に隣接している通信端末の端末識別情報を記憶することにより、リング状のトポロジーを形成していることを示す。図２（ｂ）および図２（ｃ）は、そのようなトポロジーを形成している状態において、さらに通信端末１００ｄが、既に形成されているトポロジーに加入するための処理を行ない、通信端末１００ｄを含めたリング状のトポロジーを形成していることを示す。

図２（ｄ）は、通信端末１００ｄが離脱しようとしたときを示し、図２（ｅ）は、通信端末１００ｄの離脱が完了し、通信端末１００ａ〜通信端末１００ｃの中で、再度リング状のトポロジーを形成することを示す。

このように、リング状のトポロジーを形成する際において、動的に通信端末の入れ替えを行なうことができる。そして、このように動的に形成されたトポロジー内で送信権を転送することで、送信権を共有することができ、送信権に基づいた通信を順番に実行可能にすることができる。以下、このようなリング状のトポロジーを形成して、送信権に基づいた送信を可能にする通信端末について説明する。

図３は、本実施形態の通信端末１００（通信端末１００ａ〜通信端末１００ｄ）の機能構成を示すブロック図である。図３に示される通り、この通信端末１００は、近距離無線通信部１０１（近距離無線通信機能）、電波強度判断部１０２（判断手段）、送信グループ形成部１０３（発信手段、受信手段、送信権取得手段）、送信権管理部１０４（送信手段）、送信グループ情報記憶部１０５（記憶手段）、通信制御部１０６（通信制御手段）、送信データ記憶部１０７、および無線通信部１０８（無線通信機能）を含んで構成されている。

なお、通信端末１００ａ〜通信端末１００ｄも同様の構成要件を含んでおり、それぞれ近距離無線通信部１０１ａ〜１０１ｄ（近距離無線通信機能）、電波強度判断部１０２ａ〜１０２ｄ（判断手段）、送信グループ形成部１０３ａ〜１０３ｄ（送信権取得手段）、送信権管理部１０４ａ〜１０４ｄ（送信手段）、送信グループ情報記憶部１０５ａ〜１０５ｄ（記憶手段）、通信制御部１０６ａ〜１０６ｄ（通信制御手段）、送信データ記憶部１０７ａ〜１０７ｄ、および無線通信部１０８ａ〜１０８ｄ（無線通信機能）で表記される。

図４は、通信端末１００のハードウェア構成図である。図３に示される通信端末１００は、物理的には、図４に示すように、一または複数のＣＰＵ１１、主記憶装置であるＲＡＭ１２及びＲＯＭ１３、入力デバイスであるタッチパネルやテンキーなどの入力装置１４、ディスプレイ等の出力装置１５、公衆移動通信網を介した通信を行なう無線通信部１６、半導体メモリ等の補助記憶装置１７、およびブルートゥース通信を行う近距離無線通信部１８などを含むコンピュータシステムとして構成されている。図３における各機能は、図４に示すＣＰＵ１１、ＲＡＭ１２等のハードウェア上に所定のコンピュータソフトウェアを読み込ませることにより、ＣＰＵ１１の制御のもとで入力装置１４、出力装置１５、近距離無線通信部１８、無線通信部１６を動作させるとともに、ＲＡＭ１２や補助記憶装置１７におけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで実現される。以下、図３に示す機能ブロックに基づいて、各機能ブロックを説明する。

近距離無線通信部１０１は、ブルートゥース（登録商標）などの近距離無線通信により、近接した他の通信端末と通信を行なう部分である。

電波強度判断部１０２は、近距離無線通信部１０１により行われた近距離無線通信における受信信号の電波強度を判断する部分である。電波強度が強い受信信号を発した通信端末とリング状のトポロジー（グループ）を形成するために、このような判断処理が行われる。

送信グループ形成部１０３は、送信権を共有するグループを定めるために、他の通信端末１００とのリング状のトポロジーを生成する部分である。この送信グループ形成部１０３は、加入要求を行なう側である場合には、以下の処理を行なう。

ユーザの操作指示により、通信端末１００（例えば通信端末１００ａ）の周囲にいる他の通信端末１００（通信端末１００ｂ〜通信端末１００ｃ）に対して加入要求信号を、近距離無線通信を用いて発信する。これを受け取った他の通信端末１００は、これに対して許可信号を返信する。そして、電波強度判断部１０２において判断した電波強度に基づいて決定された接続相手となる通信端末に対して、グループを形成する通信端末を特定する端末識別情報を含んだ加入指示信号を出力し、その応答である許可信号を受け付ける。このように送信グループ形成部１０３は、送信権の送受信先となる相手を決定することができる。このとき送信グループ形成部１０３は、２つの通信端末１００を決定し、それぞれにおける端末識別情報を取得する。

また、加入要求に応答する側である場合には、以下の処理を行なう。すなわち、送信グループ形成部１０３は、加入要求信号に対して、グループを形成していない旨を示す情報を含んだ許可信号を近距離無線通信部１０１を介して返信する。その後、加入指示信号を受信すると、それに対して、自機の端末識別情報を含んだ許可信号を返信する。また、既にグループを形成している場合には、グループを形成していることを示す情報と、その接続先を示す通信端末の端末識別情報とを許可信号に含めて返信する。

このような許可信号を受けた通信端末１００は、その許可信号に応じた加入指示信号をそれぞれの通信端末１００に対して送信することで、加入処理を行なうことができる。

そして、送信グループ形成部１０３は、決定された２つの通信端末１００の端末識別をするための端末識別情報を送信グループ情報記憶部１０５に記憶する。ブルートゥースにより通信端末を特定した場合には、識別アドレスを端末識別情報として記憶する。

ここで、図５に送信グループ情報記憶部１０５に記憶する送信グループ情報テーブルを示す。図５に示される通り、この送信グループ情報テーブルには、送信グループ情報として、送信権の送信先・送信元なる端末識別情報が２つ記憶されている。なお、いずれが送信先端末、送信元端末を定める必要はなく、一方の端末識別情報で特定される通信端末から送信権を受信すると、他方の端末識別情報で特定される通信端末に対して送信権を送信するといった制御がなされる。

また、本実施形態にようにリング状にトポロジーを形成する場合には、端末識別情報は２つ記憶することになるが、２つの通信端末のみでトポロジーを形成する場合には、端末識別情報は１つだけ記憶することになる。

送信権管理部１０４は、送信グループ形成部１０３によりグループが形成されると、送信権を生成する部分である。すなわち、他の通信端末から許可信号を受信した場合、送信グループを記憶するとともに送信権を生成する。送信権は、単なる無線通信部１０８による送信を実行可能にするための権利を示す情報である。

そして、送信権管理部１０４は、送信権に基づく無線通信部１０８による通信が行われると、生成した送信権を、送信グループ情報記憶部１０５に記憶されている送信グループ情報テーブルに従って、転送処理を行なう。

さらに、送信権管理部１０４は、他の通信端末１００から送信権を、近距離無線通信部１０１を介して受信すると、その送信権を記憶し、それに応じて通信制御部１０６に対してデータ送信指示を行なう。そして、通信制御部１０６からデータ通信の終了または所定時間が経過すると、送信グループ情報記憶部１０５に記憶されている送信グループ情報テーブルに従って、送信権を送信した他の通信端末１００の端末識別情報ではないもう一方の端末識別情報により特定される通信端末１００に送信権を送信する。

また、送信権管理部１０４は、送信権の取得頻度を管理している。すなわち、送信権管理部１０４は、どれぐらいの間隔で送信権が取得されるのか、を判断して、所定時間以上の間隔をもって送信権を取得した場合には、送信権を増加するよう要求処理を基地局２００に対して行なう。

通信制御部１０６は、送信データ記憶部１０７に記憶されている送信データを、無線通信部１０８を介して送信するための制御を行う部分である。

無線通信部１０８は、基地局２００を介した無線通信を行なう部分である。この無線通信部１０８は、送信権管理部１０４による制御に従って、送信権を記憶している時のみ電源オン状態とすることで、通信端末１００の消費電力を削減することができる。なお、送信権管理部１０４において送信権を取得した時以外にも、送信権が転送されてくる周期を把握しておき、それに基づいて事前に電源オンとするような制御をしてもよい。

つぎに、基地局２００について説明する。図６は、基地局２００の機能構成を示すブロック図である。この基地局２００は、無線通信部２０１（受信手段）、通信部２０２、中継制御部２０３、履歴情報記憶部２０４（頻度情報記憶手段、記憶手段）、および送信権管理部２０５（実行手段、判断手段、拒絶手段）を含んで構成されている。
この基地局２００のハードウェア構成は、無線信号を送受信するためのアンテナ部、このアンテナ部で受信した信号の処理を実行するためのベースバンド回路などの各種処理回路、コアネットワークと接続するためのネットワークインターフェースからなる。本実施形態における基地局２００においては、さらに、通信履歴情報や送信権管理のためのプログラムを記憶するためのメモリや、それに基づく送信権管理のための制御を行なうＣＰＵ等を備える。以下、この基地局２００の機能について図６に基づいて説明する。

無線通信部２０１は、通信端末１００と無線通信により通信する部分である。

通信部２０２は、コアネットワークに接続するためのネットワークボードからなるものである。

中継制御部２０３は、通信端末１００からデータ送信の依頼を受け付けると、通信部２０２を介してコアネットワークにデータを転送する制御を行なう部分である。

履歴情報記憶部２０４は、通信端末１００からのデータ送信依頼の履歴を記憶する部分であり、データ受付時刻とその発信元となる通信端末１００を特定可能な情報（例えば、端末識別情報）を対応付けて記憶する部分である。

送信権管理部２０５は、無線通信部２０１を介して送信権に基づくデータ送信依頼を受けると、その送信頻度をカウントして、その送信頻度が、あらかじめ定めた単位時間あたり所定値以上であるか否かを判断する部分である。その送信頻度が所定値以上であると判断されると、無線通信部２０１を介して、その送信依頼を拒絶するか、または送信依頼を受けつつ、その送信権を削除する指示を、送信依頼元である通信端末１００に対して行う。

また逆に、送信権管理部２０５は、送信依頼元の通信端末１００における送信間隔が所定間隔（例えば所定時間）以上あいていると判断する場合には、その送信依頼元の通信端末１００に対してさらに送信権を授与する。通信端末１００においては、授与された送信権を所定時間保持しつつ、所定時間経過後送信権を起動して、データ送信を実行することができる。

以上説明した通り、通信端末１００は、送信権を共有するグループを形成しつつ、そのグループ内で送信権を転送することで、送信処理を順番に行うことを可能にしている。

また、基地局２００は、通信端末１００などのグループを形成する通信端末以外の通信端末からのデータ送信依頼を受け付けると、その依頼の頻度や間隔に従って、データ送信を行うか、データ送信依頼を拒絶する。

つぎに、通信端末１００の処理について説明する。図７は、最初に送信グループ情報（リング状のトポロジー）を形成するときの処理を示すシーケンス図である。

まず、通信端末１００ａから通信端末１００ｃが互いに近い位置に存在していたとする。通信端末１００ａにおいて、近距離無線通信部１０１ａにより、ユーザの指示に基づいて加入要求信号が、その周囲に向けて発信される（Ｓ１０１）。ここでは、通信端末１００ｂおよび通信端末１００ｃに対して発信される。

通信端末１００ｂおよび通信端末１００ｃにおいては、それぞれ近距離無線通信部１０１ｂおよび近距離無線通信部１０１ｃにより、それぞれ許可信号が、通信端末１００ａに対して出力される（Ｓ１０２）。この許可信号の中には、通信端末１００ｂおよび通信端末１００ｃがそれぞれ送信グループ情報に基づいたグループを形成していない旨の情報が付与されている。なお、端末識別情報が付与されていないようにすることによって、グループを形成していない旨を通知するようにしてもよい。また、周囲に通信端末１００ｂ等が存在しておらず、許可信号が送信されてこない場合もある。さらに、通信端末１００ｂ等の故障や、本実施形態における機能を実行できない端末もあり得る。その場合には、グループ形成処理を行なうことなく、無線通信部１０８による通信を実行してもよい。

許可信号を受信した通信端末１００ａにおいて、送信グループ形成部１０３ａにより、許可信号に含まれている通信端末１００ｂおよび通信端末１００ｃの端末識別情報に基づいて、グループを形成する相手が特定される。そして、送信グループ形成部１０３ａにより、近距離無線通信部１０１ａを介して、通信端末１００ｂおよび通信端末１００ｃに対して加入指示信号が出力される（Ｓ１０３）。この加入指示信号には、通信端末１００ａ、通信端末１００ｂ、および通信端末１００ｃでグループを形成する旨の情報が付与されている。

通信端末１００ｂおよび通信端末１００ｃにおいては、それぞれ近距離無線通信部１０１ｂおよび近距離無線通信部１０１ｃを介して加入指示信号を受信すると、それぞれ送信グループ形成部１０３ｂおよび送信グループ形成部１０３ｃの制御に従って、通信端末１００ｂおよび通信端末１００ｃの間で接続確認処理が行われる（Ｓ１０４）。そして、通信端末１００ｂおよび通信端末１００ｃにおける送信グループ形成部１０３ｂおよび送信グループ形成部１０３ｃのそれぞれにより、接続確認が行われると、通信端末１００ａに対して許可信号が出力される。

通信端末１００ａにおいて、送信グループ形成部１０３ａにより、許可信号が受信されると、許可信号を出力した通信端末１００ｂおよび通信端末１００ｃの端末識別情報が、送信グループ情報記憶部１０５ａに送信グループ情報として記憶される（Ｓ１０６：図５（ｂ）参照）。

一方、通信端末１００ｂおよび通信端末１００ｃにおいて、許可信号がそれぞれ出力された後に、その送信先となる通信端末１００ａおよび接続確認を行った相手となる通信端末１００ｂまたは通信端末１００ｃの端末識別情報が、それぞれの送信グループ情報記憶部１０５ｂおよび送信グループ情報記憶部１０５ｃに送信グループ情報として記憶される（Ｓ１０７、Ｓ１０８：図５（ｂ）参照）。

なお、接続確認処理によって接続ができないと判断された場合、例えば通信端末１００ｂと通信端末１００ｃとの距離が離れている場合には、接続確認をとることができず、エラー信号が出力される。

ところで、本実施形態では、通信端末１００ａから通信端末１００ｃの３台が存在した場合について説明したが、４台以上の場合もあり得る。上述の通り、エラー信号を受信した通信端末１００ａにおいては、必要に応じて、Ｓ１０１の加入要求に対する許可信号に基づいて、通信端末１００ｂおよび通信端末１００ｃ以外の他の通信端末１００を加入指示の宛先として選択することで、再度グループ情報の形成を試みるようにしてもよい。

つぎに、既にグループが形成されている状態において新たな通信端末１００ｄを加入する場合についての処理を説明する。図８は、その時の処理を示すシーケンス図である。

通信端末１００ｄにおいて、グループを形成している通信端末１００ａから通信端末１００ｃの近隣で、送信グループ形成部１０３ｄにより、加入要求信号が発信される（Ｓ２０１）。

そして、通信端末１００ａおよび通信端末１００ｃにおいて、送信グループ形成部１０３ａおよび送信グループ形成部１０３ｃにより、その加入要求信号に対して、許可信号が出力される（Ｓ２０２）。なお、３つ以上の許可信号が出力される場合も考えられるが、受信した順に上位２つの加入指示信号の送信対象とするか、または信号強度に基づいて上位２つを送信対象とすることが考えられる。

通信端末１００ｃからの許可信号には、通信端末１００ｃの端末識別情報とともに、通信端末１００ｂと通信端末１００ａとが接続している旨を含んでいる。また、同様に、通信端末１００ａからの許可信号には、通信端末１００ａの端末識別情報とともに、通信端末１００ｂと通信端末１００ｃとが接続している旨が含んでいる。なお、通信端末１００ｂにおいては、加入要求信号を受信できない位置にいたとして、何も応答はなされていない。

また、周囲に通信端末１００ｂ等が存在しておらず、許可信号が送信されてこない場合もある。また、通信端末１００ｂ等の故障や、本実施形態における機能を実行できない端末もあり得る。その場合には、グループ形成処理を行なうことなく、無線通信部１０８による通信を実行してもよい。

そして、通信端末１００ｄにおいて、送信グループ形成部１０３ｄにより、許可信号の応答として加入指示信号が通信端末１００ｃおよび通信端末１００ａに対して送信される（Ｓ２０３）。なお、それぞれの許可信号に基づいて、通信端末１００ａと通信端末１００ｃとが接続されていることを判断することができる。よって、この加入指示信号に、通信端末１００ａと通信端末１００ｃとの間のリンクに割り込むように、当該グループに加入する旨の通知を含めることができる。

そして、それぞれ通信端末１００ａおよび通信端末１００ｃから許可信号が出力される（Ｓ２０４）。この許可信号が受信されると、通信端末１００ｄにおいては、その送信グループ情報記憶部１０５に、送信グループ情報として、通信端末１００ａおよび通信端末１００ｃの端末識別情報が記憶される（Ｓ２０７）。

一方、許可信号を出力した通信端末１００ａおよび通信端末１００ｃにおいて、通信端末１００ｄから通信端末１００ａおよび通信端末１００ｃの間に入るように加入することの指示が来ていることから、その送信グループ情報として、通信端末１００ｃの端末識別情報に代えて、通信端末１００ｄの端末識別情報を記憶する（Ｓ２０５）。通信端末１００ｃにおいても同様に、送信グループ情報として、通信端末１００ａの端末識別情報に代えて、通信端末１００ｄの端末識別情報を記憶する（Ｓ２０６）。このようにして、送信グループ情報を動的に形成することができる。

つぎに、一の通信端末がグループから離脱する場合の処理について説明する。図９は、通信端末１００ａから通信端末１００ｄでグループを形成している状態において、通信端末１００ｄが離脱するときの処理を示すシーケンス図である。図９に示される通り、通信端末１００ｄがグループから離脱しようとしている（Ｓ３０１）。そして、通信端末１００ｃおよび通信端末１００ｄにおいては、それぞれ電波強度判断部１０２ｃおよび電波強度判断部１０２ｄにより、近距離無線通信の接続状況が判断され、所定値以下となった場合には、通信端末１００ｃおよび通信端末１００ｄは、グループから離脱したと判断される（Ｓ３０２、Ｓ３０３）。

通信端末１００ｃにおいて、離脱と判断されると、一旦グループ形成を解消するために、送信グループ形成部１０３ｃにより、送信グループ情報記憶部１０５ｃに記憶されている送信グループ情報に記述されている端末識別情報で特定される通信端末１００ｂに対して、切断信号が出力される（Ｓ３０４）。通信端末１００ｄにおいても同様に、切断信号が通信端末１００ａに対して出力される（Ｓ３０５）。なお、ここでは、通信端末１００ｄと通信端末１００ａは、近距離無線通信ができる程度の距離にいることを前提としているが、届かないこともありえる。よって、通信端末１００ｃから切断信号を受け取った通信端末１００ｂは、さらに通信端末１００ａに対して切断信号を出力するようにしてもよい。

切断信号を受信した通信端末１００ａおよび通信端末１００ｂ、並びに切断信号を出力した通信端末１００ｃおよび通信端末１００ｄにおいて、それぞれの送信グループ情報記憶部１０５ａ〜送信グループ情報記憶部１０５ｄに記憶されている送信グループ情報テーブルが消去される（Ｓ３０７〜Ｓ３０９）。

その後、通信端末１００ａ〜通信端末１００ｄにおいて、送信グループ形成部１０３ａ〜送信グループ形成部１０３ｄのそれぞれにより、ランダムに所定時間がそれぞれ設定され、そのランダムに設定された相互に異なる所定時間が経過したか否かの判断がなされる（Ｓ３１０〜Ｓ３１３）。そして、ランダムに設定された所定時間が一番小さい通信端末１００（ここでは通信端末１００ｃ）において、加入要求信号がその周囲にいる通信端末１００ａおよび通信端末１００ｂに対して発信され、再度送信グループ情報の形成処理が行われる。

なお、通信端末１００ｄに設定された所定時間が一番小さくなる場合がある。本実施形態においては、通信端末１００ｄが離脱していることから、他の通信端末１００ａ〜通信端末１００ｃには加入要求信号が受信されることがない。一方で、通信端末１００ｃから加入要求信号が発信され、その所定時間経過前に、通信端末１００ａおよび通信端末１００ｂにおいて加入要求信号が受信されると、そこで所定時間の計時処理は中止され、加入要求信号の発信処理を行なうことなく、グループ形成処理に移行することになる。

上記の例では、グループ形成の再構成は通信端末１００ｄが離脱し、それに伴って、切断信号を出力することにより送信グループ情報記憶部１０５の消去により行われているが、これに限るものではない。例えば、通信端末１００ａ〜通信端末１００ｄで構成される送信グループは、どこかが離脱すると、送信権の転送処理がそこでとだえることになる。したがって、通信端末１００ａ〜通信端末１００ｄにおいて、送信権を転送してから所定時間を計時した場合、送信グループが破たんした（どこかの端末がいなくなった）と判断して、送信グループ情報記憶部１０５の情報を消去するとともに、加入要求信号を発信することで、送信グループの再構成処理を行なうようにしてもよい。

つぎに、通信端末１００ａから通信端末１００ｄの間で送信権を転送するときの処理を示す。図１０は、その処理を示すシーケンス図である。

図１０に示される通り、通信端末１００ｄから送信権が通信端末１００ａに転送される。送信権管理部１０４ａにより、送信権が受信されると、送信権管理部１０４ａからの指示に従って、通信制御部１０６ａにより、データ送信が実行される（Ｓ４０２）。そのデータ送信が終了すると、送信権管理部１０４ａにより、送信グループ情報記憶部１０５aに記憶されている端末識別情報に基づいた宛先に、送信権が転送される（Ｓ４０４）。ここで、送信グループ情報記憶部１０５ａには、２つの端末識別情報が記憶されている。送信権は、Ｓ４０１による処理によって通信端末１００ｄからの受信であることから、その送信元とは異なるもう一方の端末識別情報が転送先であることが決定される。このような処理が、通信端末１００ｂ、通信端末１００ｃと順次行われる（Ｓ４０５〜Ｓ４０８）。

なお、上述の送信権の転送先の決定方法は、送信権の送信元とは異なるもう一方の端末識別情報を、転送先として決定しているが、送信権の１回目の転送先としては、あらかじめ定められたいずれか端末識別情報を転送先とすることになる。

つぎに、通信端末１００ａから通信端末１００ｄにおける送信権に基づいた送信間隔の平均化処理について説明する。図１１は、基地局２００によるその平均化処理のシーケンス図である。通信端末１００ａにおいて、送信権管理部１０４ａにより、送信権に基づくデータ送信が所定時間以上経過したことが判断される（Ｓ４１１）。そして、通信制御部１０６ａによる制御に従って、無線通信部１０８ａにより、送信権に基づく送信データと、送信権取得要求とが基地局２００に送信される（Ｓ４１２）。

基地局２００において、無線通信部２０１により送信データおよび送信権取得要求が受信され、通信部２０２により送信データは、そのあて先に対して中継される（Ｓ４１３）。そして、基地局２００において、その送信処理が履歴情報記憶部２０４に記憶されるとともに、送信権取得要求に対応して、送信権管理部２０５により、送信依頼間隔が判断される（Ｓ４１４）。ここでは、送信権管理部２０５により、履歴情報記憶部２０４に記憶されている履歴情報に基づいて、その送信元からの送信依頼の頻度や、送信間隔が所定値以上であるか否かが判断される。ここでは、送信間隔が所定値以下であると判断され、送信権管理部２０５の制御に従って、送信権が無線通信部２０１により送信される（Ｓ４１５）。

通信端末１００ａにおいて、送信権が授与されると、送信権管理部１０４ａにより送信権が記憶される（Ｓ４１６）。そして、送信権が記憶されてから所定時間経過すると、当該送信権に基づくデータ送信が可能となる（Ｓ４１７）。

このように、送信権に基づくデータ送信が所定間隔以下である場合には、そのグループにおいて送信権の数が少ないと判断することができる。よって、そのような場合には、基地局２００において、その送信間隔を管理することによって、送信権を適切な数に調整することができる。

つぎに、送信権の削除処理について説明する。図１２は、送信依頼が所定値以上である場合に、そのデータ送信依頼を拒絶するときの処理を示すシーケンス図である。通信端末１００ａにおいて、無線通信部１０８ａにより、データ送信依頼が基地局２００に送信される（Ｓ５０１）。基地局２００において、送信権管理部２０５により、送信依頼の頻度が所定値以上であると判断されると（Ｓ５０２）、そのデータ送信の依頼は拒絶される（Ｓ５０３）。そして、通信端末１００ａに対して、無線通信部２０１により、送信権の削除指示が出力される（Ｓ５０４）。

通信端末１００ａにおいて、送信権の削除指示が受け付けられると、送信権管理部１０４ａにより、当該送信権管理部１０４ａに記憶されている送信権が削除される（Ｓ５０５）。このようにして、送信権の調整を行なうことで、ネットワーク負荷を軽減することができる。

なお、図１２の例では、送信権に基づいた送信依頼を処理の対象としているが、それに限るものではない。通信端末１００は送信権に基づかない送信依頼も行う場合もあり、その場合には、送信権に基づかない送信依頼であることを基地局２００は認識し、それに応じた処理を行なうようにしてもよい。例えば、通信端末１００が、送信権に基づかないデータ送信を行なう場合、基地局２００においては、送信権に基づくデータ送信の送信依頼ではないことを認識し、当該基地局２００に対する接続数、密度情報や、通信端末１００に対する送信頻度に基づいて、通信を拒絶するようにしてもよい。すなわち、基地局２００は、送信権を持たない通信端末からの送信依頼は、その基地局２００の負荷の状況に応じて拒絶する。

つぎに、本実施形態の変形例について説明する。上述の通信端末１００ａ等は、送信権を他の通信端末１００から取得し、その送信権に基づいたデータ送信を可能にしていた。本変形例においては、近距離無線通信の届く範囲において存在する通信端末がデータ送信中ではない場合に、送信権を取得したものとして、データ送信を可能にするものである。

図１３は、変形例における通信端末１００ｅの機能構成を示すブロック図である。図１３に示される通り、上記図３の通信端末１００の機能ブロック図と比較して、送信権管理部１０４に代えて、送信要求処理部１０４ｘを備え、送信権を用いることなく送信処理を行なうことを特徴とするものである。以下、相違点に着目して説明する。

送信要求処理部１０４ｘは、他の通信端末に対して送信要求を行い、拒絶の旨の応答に基づいた送信処理を行なう部分である。すなわち、送信要求処理部１０４ｘは、送信要求に対して、所定時間内に、拒絶の応答を受け取ると、基地局２００に対する送信処理を行なうことなく待機処理を行なう。

一方、送信要求処理部１０４ｘは、所定時間内に何も応答を受け取らない場合には、その所定時間経過後、基地局２００を介してデータ送信処理を行なうよう通信制御部１０６に対して指示を出力する。この場合、送信要求処理部１０４ｘは、送信権を他の通信端末の応答状態によって取得したものとなり、その送信権に基づいた処理を実行することができる。この場合、送信処理の終了後、送信権は自動的に削除される。

上述の処理は、データ送信を行なう際における処理である。通信端末がその送信要求を受け付ける立場である場合には、送信要求処理部１０４ｘは、以下の処理を実行する。

すなわち、送信要求処理部１０４ｘは、他の通信端末から送信要求信号を受信すると、通信制御部１０６がデータ送信処理実行中であるか否かを判断し、データ送信中であると判断する場合には、当該他の通信端末に対して拒絶の旨の応答信号を出力する。また、データ送信処理実行中ではない場合には、何も応答はしないが、データ送信を許可する信号を送るようにしてもよい。

つぎに、その処理について説明する。図１４は、変形例における通信端末１００ｅおよび通信端末１００ｆの処理を示すシーケンス図である。

ここでは、通信端末１００ｅがデータ送信要求を出力する側であり、通信端末１００ｆがデータ送信要求を受信する側である。図１４（ａ）に示される通り、ユーザからの操作指示によって送信要求が周囲の通信端末１００ｆおよび通信端末１００ｇに対して発信される（Ｓ６０１）。通信端末１００ｆは、無線通信部１０８によるデータ送信中であることから、送信要求処理部１０４ｘにより、拒絶の旨の応答信号が通信端末１００ｅに対して送信される（Ｓ６０２）。通信端末１００ｅにおいて、送信要求処理部１０４ｘにより拒絶の旨の応答信号を受信すると、所定時間待機する（Ｓ６０３）。その後、通信端末１００ｅは、再度送信要求を発信するようにしてもよい。

図１４（ｂ）は、拒絶の旨の応答信号が受信されなかった時の処理である。ユーザからの操作指示によって送信要求が周囲の通信端末１００ｆおよび通信端末１００ｇに対して発信される（Ｓ７０１）。その後、通信端末１００ｅは、所定時間待機し、拒絶の旨の応答信号待ちとなる（Ｓ７０２）。ここでは、所定時間経過するまで拒絶の旨の応答信号が受信されないため、通信端末１００ｅは、データ送信処理を実行する（Ｓ７０３）。

つぎに、本実施形態の通信端末１００の作用効果について説明する。本実施形態の通信端末１００によれば、送信権管理部１０４は、近距離無線通信部１０１による要求に対する他の通信端末（例えば通信端末１００ｂや、通信端末１００ｆなど）からの応答に基づいて、送信権を取得する。そして、送信権管理部１０４は、送信権を取得すると、通信制御部１０６に対して指示を出力し、無線通信部１０８による通信を実行可能な状態にする。これによって、送信権を有しているときに無線通信部１０８による通信を実行することができ、他の通信端末と同時期に無線通信を行なうことを避けることができる。したがって、無線リソースの消費の削減や、ネットワークにおける負荷を軽減することができる。

なお、送信権の取得の方法として、変形例のように他の通信端末１００ｆや通信端末１００ｇから拒絶の応答を所定時間内に受信しない場合に、送信要求処理部１０４ｘは、送信権が取得されたと判断し、通信制御部１０６に対してデータ送信を可能にするという制御も可能である。

なお、一般的に、近距離無線通信部１０１からの通信は、無線通信部１０８からの通信を妨げるものではないため、変形例における方法は十分に実用的である。また、仮に通信が衝突したとしても、ＬＴＥなどにおいては、チャネル割り当て機能がある為、正常通信はある程度担保できる。

また、本実施形態の通信端末１００によれば、無線通信部１０８による通信を実行後または送信権取得してから所定時間経過後、送信権管理部１０４は、近距離無線通信部１０１により、送信グループ情報記憶部１０５に記憶されている端末識別情報を示す通信端末（例えば通信端末１００ｂ）に送信権を送信する。これにより、順番に送信権を回すことができ、その結果、他の通信端末と同時期に無線通信を行なうことなく、無線リソースの消費の削減や、ネットワークにおける負荷を軽減することができる。また、データの中継装置となる代表ノードのようなものを決める必要がなく、またデータの秘匿性も保つことができる。

また、本実施形態の通信端末１００によれば、送信グループ形成部１０３は、近距離無線通信部１０１により、送信グループの生成または送信グループへの加入要求を示す加入要求信号を発信し、それに対する許可を示す許可信号を受信する。送信グループ情報記憶部１０５は、許可信号に含まれている端末識別情報に基づいて送信グループを構成する端末識別情報を記憶する。これによって、送信グループを構成する通信端末を決定することができ、送信グループを簡易に決定することができる。

また、本実施形態の通信端末１００によれば、送信グループ情報記憶部１０５に記憶されている端末識別情報により特定される通信端末が、送信権の送信先として機能することができる位置から外れたことを、電波強度判断部１０２が、近距離無線通信部１０１による通信状況に基づいて判断する。その判断にしたがって、送信グループ形成部１０３は、送信グループを再構成するために加入要求信号を発信する。これにより、送信権を共有する送信グループを再構成することができ、その結果、送信権に基づく無線通信機能によるデータ送信を順番に行わせることができる。

また、本実施形態の通信端末１００によれば、送信権管理部１０４は、送信権を取得するまで、無線通信部１０８に対する電源供給をオフとすることで、待機電力を必要とせず、全体の消費電力を低減することができる。

また、本実施形態の基地局２００によれば、履歴情報記憶部２０４は、送信依頼とその送信依頼元となる通信端末の端末識別情報とを対応付けた履歴情報を記憶している。そして、無線通信部２０１を介して通信端末１００から新たに送信依頼があった場合、送信権管理部２０５は、その履歴情報に基づいて、送信依頼元となる通信端末１００が所定値を超えた頻度で送信依頼を行ったか否かを判断する。そして、所定値を超えた頻度で送信依頼を行ったと判断すると、送信権管理部２０５は、その送信依頼を拒絶する。これにより、グループ内において、そのグループを構成する端末数に比べて送信権が多く、結果的に数多くの送信依頼が行われた場合に、ネットワークの負荷を軽減することができる。また、送信権を共有するグループに属していない通信端末からの送信依頼も抑えることができる。

また、本実施形態の通信端末１００によれば、履歴情報記憶部２０４は、送信グループを形成する上記複数の通信端末からの送信依頼の頻度を、当該通信端末ごとに記憶している。無線通信部２０１は、通信端末１００からの送信依頼を受信すると、送信権管理部２０５は、記憶されている送信依頼の頻度に基づいて、各通信端末における送信頻度を平均化するための処理を実行する。

例えば、送信権管理部２０５は、当該複数の通信端末のそれぞれの送信依頼の間隔に応じて、送信グループにおける送信権の数を追加または削減したり、当該複数の通信端末のそれぞれの送信依頼の間隔が所定値以下であると判断した場合、その間隔を所定値より長くするように、送信権の待機指示を送信依頼元となる通信端末に対して行う。これにより、送信権に基づく送信頻度を平均化することができる。

１００…通信端末、１０１…近距離無線通信部、１０２…電波強度判断部、１０３…送信グループ形成部、１０４…送信権管理部、１０４ｘ…送信要求処理部、１０５…送信グループ情報記憶部、１０６…通信制御部、１０７…送信データ記憶部、１０８…無線通信部、２００…基地局、２０１…無線通信部、２０２…通信部、２０３…中継制御部、２０４…履歴情報記憶部、２０５…送信権管理部。

Claims (6)

1. 基地局を介して通信を行なう無線通信機能と、前記基地局を介することなく近接した通信相手と直接無線通信を行なう近距離無線通信機能と、を有する通信端末において、
   前記近距離無線通信機能による要求に対する他の通信端末からの応答に基づいて、送信権を取得する送信権取得手段と、
   前記送信権取得手段により送信権を取得すると、前記無線通信機能による通信を実行可能な状態にする通信制御手段と、
   前記無線通信機能を実行するための送信権を共有する送信グループとして当該送信権の送信先を示す端末識別情報を記憶する記憶手段と、
   前記通信制御手段による通信の実行後または送信権取得してから所定時間経過後、前記近距離無線通信機能により、前記記憶手段に記憶されている端末識別情報を示す通信端末に送信権を送信する送信手段と、
   前記近距離無線通信機能により、送信グループの生成または送信グループへの加入要求を示す加入要求信号を発信する発信手段と、
   前記近距離無線通信機能により、前記発信手段により発信された加入要求信号に対する許可を示す許可信号を受信する受信手段と、
   前記記憶手段に記憶されている端末識別情報により特定される通信端末が、送信権の送信先として機能することができる位置から外れたことを、前記近距離無線通信機能による通信状況に基づいて判断する判断手段とを備え、
   前記記憶手段は、前記受信手段により受信された許可信号に含まれている端末識別情報に基づいて送信グループを構成する端末識別情報を記憶し、
   前記判断手段により、当該位置から外れたと判断されると、前記発信手段は、送信グループを再構成するために加入要求信号を発信する、通信端末。
2. 前記通信制御手段は、前記送信権取得手段が送信権を取得するまで、前記無線通信機能に対する電源供給をオフとする、請求項１に記載の通信端末。
3. 請求項１に記載の通信端末からの送信依頼を受信する受信手段と、
   前記受信手段により受信された送信依頼とその送信依頼元となる通信端末の端末識別情報とを対応付けた履歴情報を記憶する記憶手段と、
   前記記憶手段に記憶されている履歴情報に基づいて、前記受信手段により受信された送信依頼元となる通信端末が所定値を超えた頻度で送信依頼を行ったか否かを判断する判断手段と、
   前記判断手段により所定値を超えた頻度で送信依頼を行ったと判断すると、前記受信手段により受信された送信依頼を拒絶する拒絶手段と、
   を備える基地局。
4. 送信グループを形成する、請求項１に記載の複数の通信端末からの送信依頼の頻度を、当該通信端末ごとに記憶する頻度情報記憶手段と、
   前記通信端末からの送信依頼を受信する受信手段と、
   前記受信手段により送信依頼を受信すると、前記頻度情報記憶手段に記憶されている送信依頼の頻度に基づいて、各通信端末における送信頻度を平均化するための処理を実行する実行手段と、
   を備える基地局。
5. 前記実行手段は、当該複数の通信端末のそれぞれの送信依頼の間隔に応じて、前記送信グループにおける送信権の数を追加または削減する、請求項４に記載の基地局。
6. 前記実行手段は、当該複数の通信端末のそれぞれの送信依頼の間隔が所定値以下であると判断した場合、その間隔を所定値より長くするように、送信権に基づく送信依頼を待機するよう、送信依頼元となる通信端末に対して指示する、請求項４または５に記載の基地局。

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