JP2012010202A - 通信装置及び通信方法、並びに通信システム - Google Patents

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Abstract

【課題】端末は、基地局からページング情報やその他の必要な情報を基地局から受信しながら、好適に間欠動作する。
【解決手段】長さの異なる複数のＤＲＸの周期を階層的に組み合わせて間欠動作する区間を決定する点に主な特徴がある。階層の上位のＤＲＸは、下位のＤＲＸよりも長い周期を持つ。上位のＤＲＸの周期に関する情報に基づいて、直近下位のＤＲＸの周期を用いる区間を決定する。また、最も下位のＤＲＸの周期に関する情報を用いる区間では、当該ＤＲＸの周期に関する情報に基づいて、通信処理部の間欠動作を制御する。
【選択図】 図７

Description

本発明は、端末を収容する基地局を有する通信システムにおいて端末として動作する通信装置及び通信方法、並びに通信システムに係り、特に、基地局からページング情報やその他の必要な情報を基地局から受信しながら間欠受信により消費電力を低減する通信装置及び通信方法、並びに通信システムに関する。
情報処理、情報通信技術の普及を背景として通信サービスの多様化が進んでいるが、とりわけ携帯電話を始めとする通信システムの成長は目覚しい。現在、３ＧＰＰ（Ｔｈｉｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｏｉｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）では、ＩＴＵ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｕｎｉｏｎ国際電気通信連合）が策定した第３世代（３Ｇ）移動通信システムの世界標準「ＩＭＴ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）−２０００」の標準化作業が行なわれている。３ＧＰＰが策定したデータ通信仕様の１つである「ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）」は、第４世代（４Ｇ）のＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄを目指した長期的高度化システムであり、「３．９Ｇ（スーパー３Ｇ）」とも呼ばれる。
例えば端末を収容する基地局を有する通信システムにおいては、端末の消費電力をいかに低減させるかが課題である。とりわけ、端末が通信を行なっていないときの消費電力を低減することが重要である。かかる課題を解決するための１つの方法として、間欠受信が広く知られている。間欠受信は、端末が通信を行なっていないときに通信ネットワークから信号を受信する期間を必要最小限にとどめて、残りの期間は受信機をオフ状態にすることで消費電力を低減する通信制御方式である。例えば、携帯電話機は、基地局から、通話動作のためのページング情報などの必要最小限の情報を受信するために受信機をオン状態にし、その他のほとんどの期間では受信機をオフ状態にする。上記の３ＧＰＰでは、ＤＲＸ（ｄｉｓｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｒｅｃｅｐｔｉｏｎ）として間欠受信の概要が記述されている（例えば、非特許文献１を参照のこと）。
また、端末を複数のグループに分類して、グループ毎にＤＲＸの周期をシフトさせ、それぞれのＤＲＸの周期の中でのオン状態の比率を下げることで消費電力の低減を図る方法や（例えば、特許文献１を参照のこと）、周期の異なるＤＲＸを時間に応じて使い分けて（例えば昼間と夜間）、ＤＲＸの周期をさらに長くする方法について（例えば、特許文献２を参照のこと）、提案がなされている。
ところで、通信ネットワークの利用は、従来の携帯電話やＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）のような人が直接利用する通常の端末以外にも、メーター、自動販売機、電子広告など人が直接通信に利用するもの以外の端末にも広がりを見せている。以降では、このような人が直接利用しない通信のことをＭＴＣ（Ｍａｃｈｉｎｅ Ｔｙｐｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）と呼び、人が直接通信に利用しない端末のことをＭＴＣ端末と呼ぶことにする。
ＭＴＣの場合、ＭＴＣ端末が必要な通信頻度は、通常の端末に比較して低く(例えば１日１回、週１回、月１回、など)、且つ、一度の通信に利用するデータ量も多くないことが考えられる。一方で、ＭＴＣ端末には非常に低い消費電力が求められることが予想される。
消費電力を低減するために単純にＤＲＸの周期を長くした場合、端末は通信ネットワークから送信されるシステム情報、ページング情報を端末が受信し損ねる可能性がある。したがって、端末が通信ネットワーク（基地局）からの情報を適切に受信する機会を確保しつつ、間欠動作することにより端末の消費電力をさらに低減させる必要がある。
また、ＭＴＣ端末の通信は、通信ネットワーク内のユーザーあるいは通信ネットワーク外のユーザーが希望する通信スケジュールに従って行なわれることが考えられる。このような場合、ユーザーが希望する通信スケジュールの条件を満たすために、通信ネットワーク（基地局）は通信スケジュールを把握してＤＲＸの設定に反映させることが必要になる。
特許第２６６９８９１号公報 特許第３２７０３０６号公報
３ＧＰＰ ＴＳ３６．３２１、「Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ（Ｅ−ＵＴＲＡ） Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ （ＭＡＣ） ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ （Ｒｅｌｅａｓｅ ９）」
本発明の目的は、端末を収容する基地局を有する通信システムにおいて、端末として好適に間欠動作することができる、優れた通信装置及び通信方法、並びに通信システムを提供することにある。
本発明のさらなる目的は、基地局からページング情報やその他の必要な情報を基地局から受信しながら、端末として好適に間欠動作することができる、優れた通信装置及び通信方法、並びに通信システムを提供することにある。
本発明のさらなる目的は、通信ネットワーク内外のユーザーが希望する通信スケジュールに従って、間欠動作しながら端末として好適に通信を行なうことができる、優れた通信装置及び通信方法、並びに通信システムを提供することにある。
本願は、上記課題を参酌してなされたものであり、請求項１に記載の発明は、
データ送受信のディジタル処理及びアナログ処理を行なう通信処理部と、
前記通信処理部を第２の周期毎に間欠動作させる間欠動作区間に入るか否かを、前記第２の周期よりも長い第１の周期に関する情報を用いて判断して、前記通信処理部を間欠動作させる間欠動作制御部と、
を具備する通信装置である。
本願の請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の通信装置は、前記通信処理部で常に通信動作を行なう通常動作モードと、前記通信処理部の通信動作を間欠的に行う間欠動作モードを有している。そして、前記間欠動作制御部は、間欠動作モード下において、前記間欠動作区間に入るか否かを前記第１の周期に基づいて判断する制御を実施するように構成されている。
本願の請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２のいずれかに記載の通信装置において、前記間欠動作制御部は、前記間欠動作区間以外の区間では、前記通信処理部の少なくとも一部の回路をオフ状態にするように構成されている。
本願の請求項４に記載の発明によれば、請求項１に記載の通信装置の前記間欠動作制御部は、所定の基地局の通信ネットワークに収容されたときに、前記基地局からの前記第１及び第２の周期に関する制御情報に基づいて、前記第１の周期毎にオン／オフが切り替わる第１のタイミング信号及び前記第２の周期毎のオン／オフが切り替わる第２のタイミング信号を生成し、前記第１のタイミング信号に基づいて前記間欠動作区間を決定するとともに、前記間欠動作区間内で前記第２のタイミング信号に基づいて前記通信処理部を間欠動作させるように構成されている。
本願の請求項５に記載の発明によれば、請求項４に記載の通信装置は、前記第１のタイミング信号のオン区間の方が、前記第２のタイミング信号のオン区間よりも長くなるように構成されている。
本願の請求項６に記載の発明によれば、請求項４に記載の通信装置の前記間欠動作制御部は、前記第１のタイミング信号のオン区間を前記間欠動作区間とし、前記第１のタイミング信号のオフ区間で前記通信処理部の少なくとも一部の回路をオフ状態にし、前記間欠動作区間内では前記第２のタイミング信号のオン区間で前記通信処理部の通信動作をオン状態にするとともに前記第２のタイミング信号のオフ区間で前記通信処理部を前記オフ状態にするように構成されている。
本願の請求項７に記載の発明によれば、請求項４に記載の通信装置の前記間欠動作制御部は、前記間欠動作区間外では前記第１のタイミング信号がオンになると前記間欠動作区間を開始するとともに前記間欠動作区間内で前記第１のタイミング信号がオンになると前記間欠動作区間を終了し、前記間欠動作区間内では前記第２のタイミング信号のオン区間で前記通信処理部の通信動作をオン状態にするとともに前記第２のタイミング信号のオフ区間で前記通信処理部の少なくとも一部の回路をオフ状態にするように構成されている。
本願の請求項８に記載の発明によれば、請求項４に記載の通信装置の前記間欠動作制御部は、前記第１のタイミング信号のオン区間を前記間欠動作区間とし、前記第１のタイミング信号のオフ区間で前記通信処理部の少なくとも一部の回路をオフ状態にし、前記間欠動作区間内では前記通信処理部の前記オフ状態で前記第２のタイミング信号がオンになると前記通信処理部の通信動作をオン状態にするとともに前記通信処理部の通信動作のオン状態で前記第２のタイミング信号がオンになると前記通信処理部を前記オフ状態にするように構成されている。
本願の請求項９に記載の発明によれば、請求項４に記載の通信装置の前記間欠動作制御部は、前記間欠動作区間内で、前記第２のタイミング信号に基づいて前記通信処理部をオン状態にすると判断した区間であっても、前記通信ネットワークから必要な受信処理をすべて終了したら前記通信処理部の少なくとも一部の回路をオフ状態にするように構成されている。
本願の請求項１０に記載の発明によれば、請求項１に記載の通信装置の前記通信処理部の少なくとも一部の回路がオフ状態から前記間欠動作区間に入って無線フレームを再び受信する際には、前記通信処理部の受信機の所定の補正処理を行なうように構成されている。
本願の請求項１１に記載の発明によれば、請求項１０に記載の通信装置は、前記間欠動作区間で且つ前記通信処理部が前記オフ状態のときに、前記通信処理部の受信機の所定の補正処理を行なうように構成されている。
本願の請求項１２に記載の発明によれば、請求項１に記載の通信装置は、前記第１の間欠動作モードにおいて、前記第１の周期よりも短い第１の２の周期をさらに有し、所定のイベントが発生したときに、前記間欠動作モード切替部は、前記第１の周期を前記第１の２の周期に代えて、前記第２の間欠動作モードに入る区間を決定するように構成されている。
また、本願の請求項１３に記載の発明は、
通信装置を間欠動作させる間欠動作区間に入るか否かを第１の周期に関する情報に基づいて判断する第１のステップと、
前記間欠動作区間において、前記第１の周期よりも短い第２に周期毎に前記通信装置の通信動作のオン状態と少なくとも一部の回路のオフ状態を切り替える第２のステップと、
を有する通信方法である。
本願の請求項１４に記載の発明によれば、請求項１３の記載の発明において、前記通信装置は、常に通信動作を行なう通常動作モードと、通信動作を間欠的に行う間欠動作モードを有している。そして、請求項１３に記載の通信方法の前記第１のステップは、前記間欠動作モード下において前記間欠動作区間に入るか否かを第１の周期に関する情報に基づいて判断し、且つ、前記間欠動作モード下の前記間欠動作区間外において、前記通信装置を前記オフ状態にするステップをさらに有する。
また、本願の請求項１５に記載の発明は、
第１の周期毎に間欠動作を行なう第１の間欠動作モードに関するパラメーターと、第１の周期よりも短い第２の周期毎の間欠動作を行なう第２の間欠モードに関するパラメーターを、ネットワーク内の通信装置に通知する第１のステップと、
前記第１の間欠動作モード又は前記第２の間欠動作モードに合わせて前記ネットワークに関する制御情報を前記ネットワーク内の通信装置に通知する第２のステップと、
を有する通信方法である。
本願の請求項１６に記載の発明によれば、請求項１５に記載の通信方法の前記第２のステップでは、前記第１の間欠動作モード又は前記第２の間欠動作モードにおいて前記ネットワーク内の通信装置が通信動作を行なう区間に合わせて前記ネットワークに関する制御情報を前記ネットワーク内の通信装置に通知するように構成されている。
また、本願の請求項１７に記載の発明は、
通信ネットワークを運営する基地局と、
前記基地局とのデータ送受信のディジタル処理及びアナログ処理を行なう通信処理部を備え、前記通信ネットワークから通知される制御情報に基づいて第１の間欠動作モードの第１の周期と第２の間欠動作モードの第２の周期を設定し、前記第１の周期に基づいて前記第２の間欠動作モードに入る区間を決定し、前記第１の間欠動作モード下では前記第２の間欠動作モードに入る以外の区間で前記通信処理部の少なくとも一部の回路をオフ状態にし、前記第２の間欠動作モード下では前記第２の周期毎に前記通信処理部の間欠動作を行なう、端末と、
を具備する通信システムである。
但し、ここで言う「システム」とは、複数の装置（又は特定の機能を実現する機能モジュール）が論理的に集合した物のことを言い、各装置や機能モジュールが単一の筐体内にあるか否かは特に問わない。
本発明によれば、端末を収容する基地局を有する通信システムにおいて、基地局からページング情報やその他の必要な情報を基地局から受信しながら、端末として好適に間欠動作することができる、優れた通信装置及び通信方法、並びに通信システムを提供することができる。
また、本発明によれば、通信ネットワーク内外のユーザーが希望する通信スケジュールに従って、間欠動作しながら端末として好適に通信を行なうことができる、優れた通信装置及び通信方法、並びに通信システムを提供することができる。
本願の請求項１乃至９、１３乃至１７に記載の発明によれば、長さが異なる複数のＤＲＸの周期を階層化して用いることで、通信装置は、長周期のＤＲＸ（長い期間のスリープ状態）で端末の消費電力の低減を図りつつ、短周期のＤＲＸで通信ネットワークから必要な情報を取得することができる。
本願の請求項１０、１１に記載の発明によれば、通信処理部をオン状態に遷移して無線フレームを再び受信する際には、前記通信処理部に対し同期若しくは引き込みなどの補正処理を行なうので、長時間オフ（スリープ）状態に入っている場合であっても、正しく受信動作を行なうことができる。
本願の請求項１２に記載の発明によれば、同じＤＲＸモードで長さの異なる２種類の周期を定義し、通常は長い周期を用いるが、イベントが発生したときには短い周期に切り替えることで、端末は、イベント発生時には通信ネットワークへの接続を早く行なうことが可能となる。これによって、通信ネットワークの内外のユーザーからサーバーを経由して端末の通信スケジュールを通信ネットワークへ通知し、そのスケジュールをＤＲＸ周期の生成に反映させることができる。
本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本発明の実施形態や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。
図１は、本発明が適用される通信ネットワークの構成を模式的に示した図である。 図２は、本発明が適用される通信ネットワークの他の構成を模式的に示した図である。 図３は、３ＧＰＰのＬＴＥで定義されている、基地局から端末へ送信される無線フレームの構成例を示した図である。 図４は、リソース・ブロックの割り当てを行なう様子を模式的に示した図である。 図５は、基地局の通信ネットワーク内で端末として動作する通信装置の構成例を模式的に示した図である。 図６は、ＤＲＸ制御部５６の内部構成例を示した図である。 図７は、長い周期Ｔ＿ＤＲＸ１を持つＤＲＸ１と短い周期Ｔ＿ＤＲＸ２を持つＤＲＸ２を階層的に用いたＤＲＸの一例を示した図である。 図８は、長い周期Ｔ＿ＤＲＸ１を持つＤＲＸ１と短い周期Ｔ＿ＤＲＸ２を持つＤＲＸ２を階層的に用いたＤＲＸの他の例を示した図である。 図９は、長い周期Ｔ＿ＤＲＸ１を持つＤＲＸ１と短い周期Ｔ＿ＤＲＸ２を持つＤＲＸ２を階層的に用いたＤＲＸのさらに他の例を示した図である。 図１０は、通信ネットワークで端末として動作する通信装置５０が間欠動作（ＤＲＸ）モード下で実行する処理手順を示したフローチャートである。 図１１は、通信ネットワークで端末として動作する通信装置５０が間欠動作（ＤＲＸ）モード下で実行する処理手順の別の例を示したフローチャートである。 図１２は、通信ネットワークと端末間で行なわれる通信シーケンスの一例を示した図である。 図１３は、通信ネットワークでイベント発生に対応した端末として動作する通信装置５０が間欠動作（ＤＲＸ）モード下で実行する処理手順を示したフローチャートである。 図１４は、通信ネットワークでイベント発生に対応した端末として動作する通信装置５０が間欠動作（ＤＲＸ）モード下で処理手順の別の例を示したフローチャートである 図１５は、ＭＴＣユーザー、ＭＴＣサーバー、通信ネットワーク、ＭＴＣ端末の間の通信制御手順の一例を示した図である。
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。
まず、本発明が適用されるネットワークの構成について説明する。以下の説明では、ＭＴＣに関連する部分を中心に説明するが、ＭＴＣ以外の端末、サーバーなどが通信ネットワークに存在することが可能である。
図１には、本発明が適用される通信ネットワークの構成を模式的に示している。同図において、通信ネットワークは、例えば３ＧＰＰが仕様を策定した第３世代移動通信システムである。通信ネットワークは、少なくとも基地局によって構成され、さらに端末のモビリティを管理するエンティティ（Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｅｎｔｉｔｙ：ＭＭＥ）と外部ネットワークとのゲートウェイ（ＧａｔｅＷａｙ：ＧＷ）が配置されてもよい。ここで言う外部ネットワークとは、例えばＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）網である。
通信ネットワークに収容される端末の中には、メーター、自動販売機、電子広告など人が直接通信に利用しないＭＴＣ端末が含まれる。ＭＴＣ端末は、通信ネットワーク、ＭＴＣサーバーなどを介してＭＴＣユーザーと通信を行なう端末である。ＭＴＣユーザーは、ＭＴＣを利用するユーザーのことである。例えば、人が操作するクライアント・マシンや、人の作業を代わるプログラムなども、ＭＴＣユーザーの一部と考えられる。
また、ＭＴＣサーバーは、ＭＴＣユーザーとＭＴＣ端末の間に存在するサーバーであり、ＭＴＣユーザーからのアプリケーション・レベルでの要求をＭＴＣ端末への情報として変換したり、通信ネットワークを利用してＭＴＣ端末への情報をＭＴＣ端末へ伝えたりする。但し、このサーバーは、物理的な意味は特に限定されず、さまざまな形態でＭＴＣサーバーの機能を提供することができる。
図１に示した通信ネットワークの構成例では、端末、基地局、ＭＭＥ、ＧＷが１つずつ配置されているが、複数が配置されても構わない。また同図では、ＭＴＣサーバーがＧＷの外側、すなわち外部ネットワーク上に存在している。ＭＴＣユーザーと通信ネットワークの事業者が別である場合には、図示のような構成になることが考えられる。通信ネットワークの事業者以外のＭＴＣユーザーとしては、例えばＭＴＣ端末から情報を収集する、あるいはＭＴＣ端末へ情報を配信する事業者が想定される。
また、図２には、本発明が適用される通信ネットワークの他の構成を模式的に示している。ＭＴＣサーバーが通信ネットワークの内部に配置されている点が、図１に示した通信ネットワーク構成例との主な相違である。
なお、図１、図２のいずれの通信ネットワーク構成例でも、ＭＴＣサーバーは物理的に独立して存在する装置として描かれているが、本発明の要旨はこれに限定されず、例えば、ＧＷやその他の装置がＭＴＣサーバーの機能もサポートするようにしてもよい。
続いて、本発明の実施形態に係る通信ネットワークで設定されるＤＲＸについて説明する。
例えばＭＴＣ端末は、必要な通信頻度が通常の端末と比較して低く、ＤＲＸにより端末の消費電力を低減させる必要がある。３ＧＰＰでは、ＤＲＸとして間欠受信の概要が記述されている（前述）。図３には、３ＧＰＰのＬＴＥで定義されている、基地局から端末へ送信される無線フレームの構成例を示している。無線フレームは、時間単位の短い順に、タイムスロット（Ｓｌｏｔ）、サブフレーム（Ｓｕｂｆｒａｍｅ）、無線フレーム（Ｒａｄｉｏ Ｆｒａｍｅ）の３層に階層化されている。
０．５ミリ秒長のタイムスロットは、７個のＯＦＤＭシンボル＃０〜＃６で構成され（但し、通常のユニキャスト伝送の場合）、ユーザー（移動局）側で受信する際の復調処理の単位となる。１ミリ秒長のサブフレームは、連続する２個のタイムスロットで構成され、訂正符号化された１データ・パケットの送信時間単位となる。１０ミリ秒長の無線フレームは、連続する１０個のサブフレーム＃０〜＃９（すなわち、２０個のタイムスロット）で構成され、すべての物理チャネルの多重に対する基本単位となる。
基地局に収容される各端末は、異なるサブキャリア、又は、異なるタイムスロットを使用すれば、互いに干渉することなく通信することができる。ＬＴＥでは、連続するサブキャリアをブロック化して、「リソース・ブロック（ＲＢ）」と呼ばれる、無線リソース割り当ての最小単位が定義される。
基地局に搭載されているスケジューラーは、各ユーザーに対して、リソース・ブロック単位で無線リソースを割り当てる。図４には、リソース・ブロックの割り当てを行なう様子を模式的に示している。リソース・ブロックは、１２サブキャリア×１タイムスロット（７ＯＦＤＭシンボル＝０．５ミリ秒）からなり、同図中では、太線枠が１リソース・ブロックに相当する。また、サブフレームの先頭から最大３ＯＦＤＭシンボルが、「Ｌ１／Ｌ２コントロール・シグナリング」と呼ばれるコントロール・チャネルに使用される（図示の例では、先頭１シンボルのみがコントロール・チャネルに使用されている）。基地局のスケジューラーは、サブフレーム毎すなわち１ミリ秒間隔で、リソース・ブロックの割り当てを行なうことができる。リソース・ブロックの位置情報をスケジューリングと呼ぶ。端末から基地局へのアップリンクのスケジューリング情報、及び、基地局から端末へのダウンリンクのスケジューリング情報は、ともにダウンリンクのコントロール・チャネル内に記載される。各ユーザーは、コントロール・チャネルを見て、自分に割り当てられたリソース・ブロックを認識することができる。
なお、図３、図４では省略しているが、チャネル、シグナルがあることに留意されたい。
無線フレーム内では、所定の時間及び周波数において制御情報が格納されたサブフレーム、スロットあるいはシンボルが基地局から送信されている。ここで言う制御情報は、例えば、通話情報などを記載したページング情報や、チャネル割り当てなどを記載したスケジューリング情報などである。基地局に収容される各端末は、これら制御情報を受信し取得することで、端末が接続しているネットワークのネットワーク情報、サブフレーム、スロット、周波数などリソースの割り当てなどを知ることができるようになる。
ＤＲＸでは、端末は、基地局から送信される無線フレームのうち、あらかじめ定められた周期でオン状態になりその無線フレームの所定のサブフレーム、スロット、あるいはシンボルを受信し、それ以外の時間はオフ（スリープ）状態に入る。オフ状態では少なくとも受信機を停止することによって、端末は消費電力の低減を図ることができる。
図５には、基地局の通信ネットワーク内で端末として動作する通信装置の構成例を模式的に示している。
図示の通信装置５０は、１本以上のアンテナ５１と、アナログ処理部５２と、ディジタル送信処理部５３及びディジタル受信処理部５４と、アプリケーション処理部５５と、ＤＲＸ制御部５６を備えている。
ディジタル送信処理部５３は、アプリケーション処理部５５から送信要求された送信データに対しＯＦＤＭなどのディジタル変調を行なう。アナログ処理部５２の送信回路部は、ディジタル送信信号をアナログ変換し、さらに無線周波数帯へアップコンバート並びに電力増幅して、アンテナ５１から送出する。
また、アンテナ５１での受信信号は、アナログ処理部５２の受信回路部で、低雑音増幅並びにダウンコンバートした後、ディジタル変換される。ディジタル受信処理部５４は、ディジタル受信信号に対しＯＦＤＭなどのディジタル復調を施し、受信データを復元してアプリケーション処理部５５に渡す。また、ディジタル受信処理部５４は、同期（若しくは引込み）処理や周波数補正、チャネル推定などを行なう。
通信装置５０は、２本以上のアンテナ５１を備えることにより、空間多重通信を行なうことができる。但し、アンテナ５１の本数は１本以上であればよく、本発明の要旨は特定のアンテナ本数に限定されない。
通信装置５０は、アナログ処理部５２、ディジタル送信処理部５３及びディジタル受信処理部５４といった通信処理部を常時動作させる通常動作モードと、通信処理部の少なくとも一部の回路をオフ状態にして消費電力を低減する省電力モードを有している。省電力モードの一例は、ＤＲＸすなわち通信処理部の通信動作を間欠的に行なう間欠動作モードであり、通信動作を停止している区間を利用して通信処理部の少なくとも一部の回路をオフ状態にすることで低消費電力化を図ることができる。ＤＲＸ制御部５６は、間欠動作モード下で、通信装置５０が通信ネットワークからの必要な情報を取得しながら、通信処理部を間欠通信動作させるための制御を行なう。
一般に、間欠動作は、通信処理部の通信動作のオンとオフの切り替えをＤＲＸの周期で繰り返し行なうものである。周期的な区間内で通信動作がオンになる区間の割合すなわちデューティー比が小さくなると、低消費電力の効果が上がるが、通信ネットワークから情報が得られる時間が短くなる。最も基本的な間欠動作では１種類のＤＲＸの周期しか用いないが、これに対し、本実施形態に係るネットワークは、長さの異なる複数のＤＲＸの周期を階層的に組み合わせて間欠動作する区間を決定する点に主な特徴がある。階層の上位のＤＲＸは、下位のＤＲＸよりも長い周期を持つ。上位のＤＲＸの周期に関する情報に基づいて、直近下位のＤＲＸの周期を用いる区間を決定する。また、最も下位のＤＲＸの周期に関する情報を用いる区間では、当該ＤＲＸの周期に関する情報に基づいて、通信処理部の間欠動作を制御する。本明細書では、最も下位のＤＲＸの周期に関する情報を用いる区間のことを「間欠動作区間」という。間欠動作モード下の通信装置５０は、間欠動作区間でのみ通信処理部の間欠動作を行ない、間欠動作区間以外の長い区間で通信処理部の少なくとも一部の回路をオフ状態にし続けて（長いスリープ状態）、低消費電力化を図ることができる。また、間欠動作モード下の通信装置５０は、間欠動作区間でのみ通信処理部の通信動作を起動するから、通信ネットワークから必要な情報を取得するように、間欠動作区間を設定する。
階層的に用いるＤＲＸの周期又はモードの数は特に限定されない。但し、以下では、説明の簡素化のため、長い周期Ｔ＿ＤＲＸ１を持つ第１のＤＲＸ「ＤＲＸ１」と、短い周期Ｔ＿ＤＲＸ２（但し、Ｔ＿ＤＲＸ１＞Ｔ＿ＤＲＸ２とする）を持ち、ＤＲＸ１の直近下位となる第２のＤＲＸ「ＤＲＸ２」という、長さの異なる２種類のＤＲＸの周期を階層的に用いる場合を例にとって、通信ネットワークの動作について考察する。
図５中のＤＲＸ制御部５６は、上位であるＤＲＸ１の周期Ｔ＿ＤＲＸ１に関する情報を用いて、下位であるＤＲＸ２の周期Ｔ＿ＤＲＸ２に関する情報を用いる区間を決定する。また、ＤＲＸ２は最も下位のＤＲＸであるから、周期Ｔ＿ＤＲＸ２に関する情報を用いる区間は間欠動作区間に相当し、当該区間では、周期Ｔ＿ＤＲＸ２に関する情報を用いて通信処理部の間欠動作を制御する。間欠動作モード下では、間欠動作区間以外の長い区間では、通信動作は停止しているので、通信処理部の少なくとも一部の回路をオフ状態にし続けて（長いスリープ状態）、低消費電力化を図ることができる。また、間欠動作モード下の通信装置５０は、間欠動作区間でのみ通信処理部の通信動作を起動するから、通信ネットワークから必要な情報を取得できる適切な間欠動作区間となるように、通信ネットワークではＤＲＸ１の周期Ｔ＿ＤＲＸ１及びＤＲＸ２の周期Ｔ＿ＤＲＸ２を設定する。本明細書では、ＤＲＸ１の周期Ｔ＿ＤＲＸ１に関する情報、並びに、ＤＲＸ２の周期Ｔ＿ＤＲＸ２に関する情報を含んだ、通信ネットワーク内のＤＲＸに関する情報のことを「ＤＲＸ制御情報」と呼ぶことにする。
図６には、ＤＲＸ制御部５６の内部構成例を示している。ＤＲＸ制御部５６は、ＤＲＸ情報設定部６１と、ＤＲＸ切替部６２と、ＤＲＸ１判断部６３と、ＤＲＸ２判断部６４と、タイミング・カウント部６５を備えている。
ＤＲＸ情報設定部６１は、アプリケーション処理部５５から受け取ったＤＲＸ制御情報に従って、ＤＲＸ切替部６２、ＤＲＸ１判断部６３、ＤＲＸ２判断部６４の設定を行なう。ここでは、ＤＲＸ情報設定部６１は、タイミング・カウント部６５からのタイミング・カウント信号を利用して、ＤＲＸ１の周期Ｔ＿ＤＲＸ１を持つＤＲＸ１タイミング信号、並びに、ＤＲＸ２の周期Ｔ＿ＤＲＸ２を持つＤＲＸ２タイミング信号を生成し、ＤＲＸ切替部６２、ＤＲＸ１判断部６３、ＤＲＸ２判断部６４に供給する。ＤＲＸ制御情報は、ＤＲＸ１の周期Ｔ＿ＤＲＸ１とＤＲＸ１タイミング信号のデューティー比、並びに、ＤＲＸ２の周期Ｔ＿ＤＲＸ２とＤＲＸ２タイミング信号のデューティー比に関する情報を含むものとする。ここで言うデューティー比に関する情報とは、例えば、デューティー比の値そのものであってもよいし、ＤＲＸ１タイミング信号や ＤＲＸ２タイミング信号のオン区間の長さ若しくはオフ区間の長さを直接示す値などであってもよい。
ＤＲＸ切替部６２は、ＤＲＸ情報設定部６１から入力されるＤＲＸ１タイミング信号のオン／オフが切り替わるタイミングに基づいて、ＤＲＸ２タイミング信号を用いる区間すなわち間欠動作区間への切り替えを行ない、ＤＲＸ１判断部６３並びにＤＲＸ２判断部６４に指示を入力する。
ＤＲＸ１判断部６３は、ＤＲＸ情報設定部６１から入力されるＤＲＸ１タイミング信号を、タイミング・カウント部６５から入力されるタイミング・カウント信号と比較して、間欠動作モード下の間欠動作区間以外の区間におけるディジタル受信処理部５４、アナログ処理部５２の間欠動作を制御する。
ＤＲＸ２判断部６４は、ＤＲＸ情報設定部６１から入力されるＤＲＸ２タイミング信号を、タイミング・カウント部６５から入力されるタイミング・カウント信号と比較して、間欠動作区間内におけるディジタル送信処理部５３、ディジタル受信処理部５４、アナログ処理部５２の間欠動作を制御する。
図７には、長い周期Ｔ＿ＤＲＸ１を持つＤＲＸ１と短い周期Ｔ＿ＤＲＸ２を持つＤＲＸ２を階層的に用いたＤＲＸの一例を示している（Ｔ＿ＤＲＸ１≧Ｔ＿ＤＲＸ２）。図示の例では、上位のＤＲＸ１タイミング信号のオン区間の長さだけ間欠動作区間に入り、間欠動作区間内では下位のＤＲＸ２タイミング信号のオン区間だけ通信動作を行なう。したがって、上位のＤＲＸ１タイミング信号のオン区間の方が必然的に、下位のＤＲＸ２タイミング信号のオン区間よりも長くなる。
階層化されたＤＲＸにおいて、上位となるＤＲＸ１タイミング信号に基づいて、直近下位のＤＲＸ２タイミング信号に基づいて通信処理部を間欠動作させる間欠動作区間を設定する。
図７に示す例では、ＤＲＸ切替部６２は、ＤＲＸ１タイミング信号のオン区間に入ると、間欠動作区間を開始することを決定し、ＤＲＸ１タイミング信号のオフ区間に入ると、間欠動作区間を終了することを決定する。また、ＤＲＸ１判断部６３は、間欠動作区間以外では、ディジタル送信処理部５３、ディジタル受信処理部５４、アナログ処理部５２の少なくとも一部の回路をオフ状態にし続ける（すなわち端末を長いスリープ状態にする）。
間欠動作区間に入ると、ＤＲＸ２判断部６４は、ＤＲＸ２タイミング信号のオン／オフの判断を行ない、ＤＲＸ２タイミング信号のオン区間では、ディジタル送信処理部５３、ディジタル受信処理部５４、アナログ処理部５２をオン状態にして、無線フレームすなわち通信ネットワーク（基地局）からの制御情報を受信待ちする。また、ＤＲＸ２タイミング信号のオフ区間では、ＤＲＸ２判断部６４は、ディジタル送信処理部５３、ディジタル受信処理部５４、アナログ処理部５２をオフ状態にする（すなわち端末を短いスリープ状態にする）。
図７に示すように長さが異なる複数のＤＲＸの周期を階層化して用いることで、端末は、長いＤＲＸの周期で端末の消費電力の低減を図りつつ、短いＤＲＸの周期で通信ネットワークから必要な情報を取得することができる。なお、階層化するＤＲＸの周期の数は２つには限定されない。また、ＤＲＸの単位をサブフレームとしているが、それ以外の単位で受信することも可能である。
また、図８には、長い周期Ｔ＿ＤＲＸ１を持つＤＲＸ１と短い周期Ｔ＿ＤＲＸ２を持つＤＲＸ２を階層的に用いたＤＲＸの他の例を示している。但し、Ｔ＿ＤＲＸ１＞Ｔ＿ＤＲＸ２とする。図示の例では、上位のＤＲＸ１タイミング信号の立ち上がりを用いて間欠動作区間の開始点及び終了点を決めるので、オン区間の長さは意味を持たない。また、間欠動作区間内では、下位のＤＲＸ２タイミング信号のオン区間だけ通信動作を行なうので、デューティー比を大きくすると受信機会は増えるが低消費電力の効果は小さくなる。
階層化されたＤＲＸにおいて、上位となるＤＲＸ１タイミング信号に基づいて、直近下位のＤＲＸ２タイミング信号に基づいて通信処理部を間欠動作させる間欠動作区間を設定する。図７に示した例では、ＤＲＸ１タイミング信号のオン区間で間欠動作区間となるのに対し、図８に示す例では、間欠動作区間外でＤＲＸ１タイミング信号がオンになると間欠動作区間を開始し、間欠動作区間内でＤＲＸ１タイミング信号がオンになると間欠動作区間を終了する（すなわち、ＤＲＸ１タイミング信号がオンになる度に、間欠動作区間の開始及び終了を交互に繰り返す）という点で相違する。
図８に示す例では、ＤＲＸ切替部６２は、ＤＲＸ２モードに入っていないときにＤＲＸ１タイミング信号がオンになると、間欠動作区間を開始することを決定することを決定する。また、ＤＲＸ切替部６２は、間欠動作区間に入っているときにＤＲＸ１タイミング信号がオンになると、間欠動作区間を終了することを決定する。
間欠動作区間では、ＤＲＸ２判断部６４は、ＤＲＸ２タイミング信号のオン／オフの判断を行ない、ＤＲＸ２タイミング信号のオン区間では、ディジタル送信処理部５３、ディジタル受信処理部５４、アナログ処理部５２をオン状態にして、通信ネットワーク（基地局）からの制御情報を受信待ちする。また、ＤＲＸ２タイミング信号のオフ区間では、ＤＲＸ２判断部６４は、ディジタル送信処理部５３、ディジタル受信処理部５４、アナログ処理部５２をオフにする（すなわち端末を短いスリープ状態にする）。また、間欠動作区間以外の区間では、ＤＲＸ１判断部６３は、ディジタル送信処理部５３、ディジタル受信処理部５４、アナログ処理部５２をオフにする（すなわち端末を長いスリープ状態にする）。
図８に示すように長さが異なる複数のＤＲＸの周期を階層化して用いることで、端末は、長いＤＲＸの周期で端末の消費電力の低減を図りつつ、短いＤＲＸの周期で通信ネットワークから必要な情報を取得することができる。なお、階層化するＤＲＸの周期の数は２つには限定されない。ＤＲＸの単位をサブフレームとしているが、それ以外の単位で受信することも可能である。
また、図９には、長い周期Ｔ＿ＤＲＸ１を持つＤＲＸ１モードと短い周期Ｔ＿ＤＲＸ２を持つＤＲＸ２モードを階層的に用いたＤＲＸのさらに他の例を示している。但し、Ｔ＿ＤＲＸ１＞Ｔ＿ＤＲＸ２とする。図示の例では、上位のＤＲＸ１タイミング信号のオン区間の方が、下位のＤＲＸ２タイミング信号のオン区間よりも長いことが望ましい場合もある（同上）。上位のＤＲＸ１タイミング信号のオン区間の長さだけ間欠動作区間に入るので、デューティー比を大きくすると受信機会は増える。また、間欠動作区間内では、下位のＤＲＸ２タイミング信号の立ち上がりを用いて通信動作の開始点及び終了点を決めるので、オン区間の長さは意味を持たない。
階層化されたＤＲＸにおいて、上位となるＤＲＸ１タイミングに基づいて、直近下位のＤＲＸ２タイミング信号に基づいて通信処理部を間欠動作させる間欠動作区間を設定する。図９に示す例では、図７に示した例と同様に、ＤＲＸ１タイミング信号のオン区間で間欠動作区間となる。但し、図７に示した例では、間欠動作区間内でＤＲＸ２タイミング信号のオン区間で通信動作を行なうのに対し、図９に示す例では、間欠動作区間内で通信動作を停止しているときにＤＲＸ２タイミング信号がオンになると通信動作を開始し、通信動作しているときＤＲＸ２タイミング信号がオンになると通信動作を停止する（すなわち、ＤＲＸ２タイミング信号がオンになる度に、通信動作の開始と停止を交互に繰り返す）という点で相違する。
図９に示す例では、ＤＲＸ切替部６２は、ＤＲＸ１タイミング信号のオン区間に入ると、間欠動作区間を開始することを決定し、ＤＲＸ１タイミング信号のオフ区間に入ると、間欠動作区間を終了することを決定する。また、ＤＲＸ１判断部６３は、間欠動作区間以外では、ディジタル送信処理部５３、ディジタル受信処理部５４、アナログ処理部５２の少なくとも一部の回路をオフ状態にし続ける（すなわち端末を長いスリープ状態にする）。
間欠動作区間に入ると、ＤＲＸ２判断部６４は、ディジタル送信処理部５３、ディジタル受信処理部５４、アナログ処理部５２といった通信処理部が通信動作を停止しているときにＤＲＸ２タイミング信号がオンになると、通信動作を開始して、無線フレームすなわち通信ネットワーク（基地局）からの制御情報を受信待ちする。また、通信処理部の通信動作中にＤＲＸ２タイミング信号がオンになると、通信処理部の通信動作を停止する（すなわち端末をスリープ状態にする）。その後、ＤＲＸ２タイミング信号がオンになる度に、受信待ち状態と（短い）スリープ状態を交互に切り替える。
図９に示すように長さが異なる複数のＤＲＸの周期を階層化して用いることで、端末は、長いＤＲＸの周期で端末の消費電力の低減を図りつつ、短いＤＲＸの周期で通信ネットワークから必要な情報を取得することができる。なお、階層化するＤＲＸの周期の数は２つには限定されない。ＤＲＸの単位をサブフレームとしているが、それ以外の単位で受信することも可能である。
なお、図７乃至図９に示した例では、間欠動作モード下では、間欠動作区間だけ無線フレームの受信を続けるようになっている。しかしながら、間欠動作区間内に端末が必要な受信処理をすべて終了することができた場合には、ＤＲＸ１タイミング信号に基づいて決定される間欠動作区間の終了を待つことなく、間欠動作区間を抜けて通信処理部をオフ状態させるようにしてもよい。これによって、端末は、さらに消費電力の低減を図ることができる。
上述のように長さが異なる複数のＤＲＸの周期を階層的に用いる場合、間欠動作モード下のＭＴＣ端末は、間欠動作区間以外の長時間にわたってオフ（スリープ）状態に入っていることが想定される。このため、ＭＴＣ端末がオン状態に遷移して無線フレームを再び受信する際には、受信機の補正（同期若しくは引込み）が必要となる可能性がある。受信機を補正するには、具体的には、基地局から送信される信号の既知部分を利用した方法などが考えられるが、本発明の要旨は特定の補正方法に限定されるものではない。
ＭＴＣ端末が受信機の補正を行なうタイミングとしては、間欠動作区間を開始した状態で受信機がオンでないときに引き込み若しくは同期を実施することが考えられる。これにより、ＤＲＸ１タイミング信号で定められる間欠動作区間以外の区間で通信処理部をオフ（スリープ）状態による消費電力の低減を図りつつ、受信品質を保つための受信機補正を行なうことが可能である。受信機の補正については、これ以外のタイミングでも行なうことが可能である。例えば、間欠動作区間以外のオフ状態の場合でも、端末が自主的に補正を行なうことも可能である。この場合、端末は一時的にオン状態になる。
図１０には、通信ネットワークで端末として動作する通信装置５０が間欠動作（ＤＲＸ）モード下で実行する処理手順をフローチャートの形式で示している。ここでは、端末は、間欠動作モードに入ると、長い周期Ｔ＿ＤＲＸ１と短い周期Ｔ＿ＤＲＸ２を階層的に用いるものとする。
ＤＲＸ切替部６２による決定に従って、間欠動作モードを開始すると（ステップＳ１００１）、通信処理部をオンにする前に、ディジタル受信処理部５４で同期若しくは引き込みなどの補正処理を行なう（ステップＳ１００２）。
その後、ＤＲＸ切替部６２は、ＤＲＸ１タイミング信号をモニターして、間欠動作区間に入るタイミングが到来するまで待機する（ステップＳ１００３のＮｏ）。そして、間欠動作区間に入るタイミングが到来すると（ステップＳ１００３のＹｅｓ）、間欠動作区間に入る（ステップＳ１００４）。
間欠動作区間内では、ＤＲＸ２判断部６４は、ＤＲＸ情報設定部６１から入力されるＤＲＸ２タイミング信号を、タイミング・カウント部６５から入力されるタイミング・カウント信号と比較して、受信動作を行なう区間が到来するまで待機する（ステップＳ１００５のＮｏ）。
そして、受信動作を行なう区間が到来すると（ステップＳ１００５のＹｅｓ）、ＤＲＸ２判断部６４は、受信機、すなわちディジタル受信処理部５４並びにアナログ処理部５２をオン状態にして、通信ネットワークから所定の制御情報を受信する（ステップＳ１００６）。
ここで言う制御情報は、例えば、通話情報などを記載したページング情報や、チャネル割り当てなどを記載したスケジューリング情報などである。通信ネットワークから受信した制御情報を解析して、自局へのチャネルの割り当てがあるかどうかをチェックする（ステップＳ１００７）。そして、チャネルの割り当てがある場合には（ステップＳ１００７のＹｅｓ）、ディジタル受信処理部５４並びにアナログ処理部５２で、割り当てられたチャネルを受信し（ステップＳ１００８）、アプリケーション処理部５５において受信した内容に応じた処理を行なう（ステップＳ１００９）。
その後、ＤＲＸ切替部６２は、ＤＲＸ１タイミング信号に基づいて、間欠動作区間を続けるかどうかをチェックする（ステップＳ１０１０）。ＤＲＸ２モードを続ける場合は（ステップＳ１０１０のＹｅｓ）、ステップＳ１００５に戻り、受信動作を行なう区間が到来するまで待機する。また、間欠動作区間を続けない場合には（ステップＳ１０１０のＮｏ）、ステップＳ１００１に戻る。
図１１には、通信ネットワークで端末として動作する通信装置５０が間欠動作（ＤＲＸ）モード下で実行する処理手順の別の例をフローチャートの形式で示している。ここでは、端末は、間欠動作モードに入ると、長い周期Ｔ＿ＤＲＸ１と短い周期Ｔ＿ＤＲＸ２を階層的に用いるものとする（同上）。
ＤＲＸ切替部６２による決定に従って、間欠動作モードを開始すると（ステップＳ１１０１）、ＤＲＸ切替部６２は、ＤＲＸ１タイミング信号をモニターして、間欠動作区間に入るタイミングが到来するまで待機する（ステップＳ１１０２のＮｏ）。そして、間欠動作区間に入るタイミングが到来すると（ステップＳ１１０２のＹｅｓ）、端末は、間欠動作区間に入る（ステップＳ１１０３）。
間欠動作区間に入ると、受信機をオンにする前に、受信機すなわちディジタル受信処理部５４で同期若しくは引き込みなどの補正処理を行なう（ステップＳ１１０４）。
間欠動作区間内では、ＤＲＸ２判断部６４は、ＤＲＸ情報設定部６１から入力されるＤＲＸ２タイミング信号を、タイミング・カウント部６５から入力されるタイミング・カウント信号と比較して、受信動作を行なう区間が到来するまで待機する（ステップＳ１１０５のＮｏ）。
そして、受信動作を行なう区間が到来すると（ステップＳ１１０５のＹｅｓ）、ＤＲＸ２判断部６４は、受信機、すなわちディジタル受信処理部５４並びにアナログ処理部５２をオン状態にして、通信ネットワークから所定の制御情報を受信する（ステップＳ１１０６）。
次いで、通信ネットワークから受信した制御情報を解析して、自局へのチャネルの割り当てがあるかどうかをチェックする（ステップＳ１１０７）。そして、チャネルの割り当てがある場合には（ステップＳ１１０７のＹｅｓ）、ディジタル受信処理部５４並びにアナログ処理部５２で、割り当てられたチャネルを受信し（ステップＳ１１０８）、アプリケーション処理部５５において受信した内容に応じた処理を行なう（ステップＳ１１０９）。
その後、ＤＲＸ切替部６２は、ＤＲＸ１タイミング信号に基づいて、間欠動作区間を続けるかどうかをチェックする（ステップＳ１１１０）。間欠動作区間を続ける場合は（ステップＳ１１１０のＹｅｓ）、ステップＳ１１０５に戻り、受信動作を行なう区間が到来するまで待機する。また、間欠動作区間を続けない場合には（ステップＳ１１１０のＮｏ）、ステップＳ１００１に戻る。
図１２には、通信ネットワークとＭＴＣ端末間で行なわれる通信シーケンスの一例を示している。
通信ネットワークでは、例えば基地局が、端末においてＤＲＸを実行するために必要なＤＲＸ制御情報を生成する（ＳＥＱ１２０１）。ここでは、周期がそれぞれ異なる複数のＤＲＸモードを階層化して用いるためのＤＲＸ制御情報が生成される。ＤＲＸ制御情報は、ＤＲＸ１の周期Ｔ＿ＤＲＸ１に関する情報、並びに、ＤＲＸ２の周期Ｔ＿ＤＲＸ２に関する情報を含むものとする。そして、生成されたＤＲＸ制御情報は、通信ネットワークからＭＴＣ端末へ通知される（ＳＥＱ１２０２）。
そして、ＭＴＣ端末は、受信したＤＲＸ制御情報に基づいて、ＤＲＸ１タイミング信号及びＤＲＸ２タイミング信号の周期及びデューティー比を設定して、例えば図７〜図９に示したいずれかの動作手順に従って、ＤＲＸを実行する（ＳＥＱ１２０３）。
また、通信ネットワークは、システム情報、ページング情報、スケジューリング情報などを生成する（ＳＥＱ１２０４）。そして、上述のようにＭＴＣ端末に対してＤＲＸ１タイミング信号及びＤＲＸ２タイミング信号の周期及びデューティー比を設定した後に、その周期（すなわち、ＭＴＣ端末が受信動作するサブフレーム）に合うように、ＭＴＣ端末に対して、システム情報、ページング情報、スケジューリング情報などを送信する（ＳＥＱ１２０５）。
ＭＴＣ端末は、システム情報、ページング情報、スケジューリング情報などを受信すると、これらの情報に応じた処理を行なう（ＳＥＱ１２０６）。これによって、ＭＴＣ端末は、長周期のＴ＿ＤＲＸ１（長い期間のスリープ状態）による消費電力の低減と、通信ネットワークからの必要な情報の取得を両立することができる。
図１２に示した通信シーケンス例では、ＭＴＣ端末におけるＤＲＸの設定を基本的には通信ネットワーク側から行なうことを前提としている。通常、ＤＲＸの設定は、ネットワーク情報の通信頻度に応じて通信ネットワーク側から設定される。
しかしながら、ＭＴＣ端末の場合、長い期間スリープ状態にあることが想定されるが、当初のスケジュール以外のタイミングにおけるイベントの発生によって、通信の必要が生じることもあり得る。ここで言うイベントには、ＭＴＣ端末で発生する緊急事態や異常などを挙げることができる。ＭＴＣの利便性を考えると、このようなイベントが発生したときにも、通信ネットワーク及びＭＴＣ端末が適切に動作する必要がある。以下では、イベントの発生に応じたＤＲＸの制御方式について考察する。
ここまでは、長さの異なる複数のＤＲＸの周期を階層的に用いる例として、長い周期Ｔ＿ＤＲＸ１を持つ第１のＤＲＸ「ＤＲＸ１」と、短い周期Ｔ＿ＤＲＸ２（但し、Ｔ＿ＤＲＸ１＞Ｔ＿ＤＲＸ２とする）を持ち、ＤＲＸ１の直近下位となる第２のＤＲＸ「ＤＲＸ２」という２種類のＤＲＸのモードを階層的に用いる場合を採り上げた。これに対し、イベントの発生による通信が必要となる場合のために、ＤＲＸ１に相当する周期として、ＴＤＲＸ１ａ及びＴ＿ＤＲＸ１ｂという長さの異なる２種類の周期を定義する（但し、Ｔ＿ＤＲＸ１ａ＞Ｔ＿ＤＲＸ１ｂとする）。通常は、周期Ｔ＿ＤＲＸ１ａで駆動するＤＲＸ１タイミング信号を用いて間欠動作区間を決定するが、イベントが発生すると、周期をＴ＿ＤＲＸ１ｂで駆動するＤＲＸ１タイミング信号に切り替えて間欠動作区間の決定を行なう。具体的には、ＤＲＸ情報設定部６１が、ＤＲＸ１の周期をＴ＿ＤＲＸ１ａからＴ＿ＤＲＸ１ｂに代えて、ＤＲＸ１タイミング信号を変更し、ＤＲＸ切替部６２が変更した後のＤＲＸ１タイミング信号を用いて間欠動作区間を決定するようにすればよい。このような周期の切り替えによって、端末は、イベント発生時には通信ネットワークへの接続を早く行なうことが可能となる。
図１３には、通信ネットワークでイベント発生に対応した端末として動作する通信装置５０が間欠動作（ＤＲＸ）モード下で実行する処理手順をフローチャートの形式で示している。
ＤＲＸ切替部６２による決定に従って、間欠動作モードを開始すると（ステップＳ１３０１）、ＤＲＸ情報設定部６１は、まずＤＲＸ１の周期をＴ＿ＤＲＸ１ａに設定して、ＤＲＸ１タイミング信号を生成する。
次いで、間欠動作モード下で（但し、間欠動作区間に入っていない区間とする）、所定のイベントが発生したか否かをチェックする（ステップＳ１３０２）。
イベントについては、ＭＴＣ端末のアプリケーション層レベルでのイベントの発生や、センサーによる検知などが考えられる。但し、本発明の要旨は、特定のイベント検出方法に限定されるものではない。
所定のイベントが発生すると（ステップＳ１３０２のＹｅｓ）、ＤＲＸ情報設定部６１は、ＤＲＸ１の周期をＴ＿ＤＲＸ１ａからＴ＿ＤＲＸ１ｂに切り替えて、ＤＲＸ１タイミング信号を変更する（ステップＳ１３０３）。この結果、ＤＲＸ切替部６２は、変更した後のＤＲＸ１タイミング信号を用いて間欠動作区間を決定することになる。
他方、所定のイベントが発生しなければ（ステップＳ１３０２のＮｏ）、ＤＲＸ情報設定部６１はＤＲＸ１の周期をＴ＿ＤＲＸ１ａのままでＤＲＸ１タイミング信号を生成し、ＤＲＸ切替部６２は、このＤＲＸ１タイミング信号を用いて間欠動作区間を決定する。
ＤＲＸ切替部６２は、ＤＲＸ１タイミング信号をモニターして、間欠動作区間に入るタイミングが到来するまで待機する（ステップＳ１３０４のＮｏ）。そして、間欠動作区間に入るタイミングが到来すると（ステップＳ１３０４のＹｅｓ）、端末は、間欠動作区間に入る（ステップＳ１３０５）。
そして、間欠動作区間に入ると、受信動作を起動する前に、受信機すなわちディジタル受信処理部５４で同期若しくは引き込みなどの補正処理を行なう（ステップＳ１３０６）。
間欠動作区間内では、ＤＲＸ２判断部６４は、ＤＲＸ情報設定部６１から入力されるＤＲＸ２タイミング信号を、タイミング・カウント部６５から入力されるタイミング・カウント信号と比較して、受信動作を行なう区間が到来するまで待機する（ステップＳ１３０７のＮｏ）。
そして、受信動作を行なう区間が到来すると（ステップＳ１３０７のＹｅｓ）、ＤＲＸ２判断部６４は、受信機、すなわちディジタル受信処理部５４並びにアナログ処理部５２をオン状態にして、通信ネットワークから所定の制御情報を受信する（ステップＳ１３０８）。
次いで、通信ネットワークから受信した制御情報を解析して、自局へのチャネルの割り当てがあるかどうかをチェックする（ステップＳ１３０９）。そして、チャネルの割り当てがある場合には（ステップＳ１３０９のＹｅｓ）、ディジタル受信処理部５４並びにアナログ処理部５２で、割り当てられたチャネルを受信し（ステップＳ１３１０）、アプリケーション処理部５５において受信した内容に応じた処理を行なう（ステップＳ１３１１）。
その後、ＤＲＸ切替部６２は、ＤＲＸ１タイミング信号に基づいて、間欠動作区間を続けるかどうかをチェックする（ステップＳ１３１２）。間欠動作区間を続ける場合は（ステップＳ１３１２のＹｅｓ）、ステップＳ１３０７に戻り、受信動作を行なう区間が到来するまで待機する。また、間欠動作区間を続けない場合には（ステップＳ１３１２のＮｏ）、ステップＳ１３０１に戻る。
図１４には、通信ネットワークでイベント発生に対応した端末として動作する通信装置５０が間欠動作（ＤＲＸ）モード下で実行する処理手順の別の例をフローチャートの形式で示している。
ＤＲＸ切替部６２による決定に従って、間欠動作モードを開始すると（ステップＳ１４０１）、ＤＲＸ情報設定部６１は、ＤＲＸ１の周期をＴ＿ＤＲＸ１ａに設定して、ＤＲＸ１タイミング信号を生成する。
次いで、間欠動作モード下で（但し、間欠動作区間に入っていない区間とする）、所定のイベントが発生したか否かをチェックする（ステップＳ１４０２）。
ここで、所定のイベントが発生すると（ステップＳ１４０２のＹｅｓ）、端末は、間欠動作モードを抜け、通常の通信状態に入り、常時受信動作を行なうようにする（ステップＳ１４０３）。そして、端末は、通信ネットワーク（基地局）へ接続要求を発行し（ステップＳ１４０４）、接続が確立すると、所定の内容に応じた通信処理を行なう（ステップＳ１４０５）。その後、端末は、ステップＳ１４０１に戻る。
他方、所定のイベントが発生しないときには（ステップＳ１４０２のＮｏ）、ＤＲＸ切替部６２は、ＤＲＸ１タイミング信号をモニターして、間欠動作区間に入るタイミングが到来するまで待機する（ステップＳ１４０６のＮｏ）。そして、間欠動作区間に入るタイミングが到来すると（ステップＳ１４０６のＹｅｓ）、間欠動作区間に入る（ステップＳ１４０７）。
そして、間欠動作区間に入ると、受信機をオンにする前に、受信機すなわちディジタル受信処理部５４で同期若しくは引き込みなどの補正処理を行なう（ステップＳ１４０８）。
間欠動作区間内では、ＤＲＸ２判断部６４は、ＤＲＸ情報設定部６１から入力されるＤＲＸ２タイミング信号を、タイミング・カウント部６５から入力されるタイミング・カウント信号と比較して、受信動作を行なう区間が到来するまで待機する（ステップＳ１４０９のＮｏ）。
そして、受信動作を行なう区間が到来すると（ステップＳ１４０９のＹｅｓ）、ＤＲＸ２判断部６４は、受信機、すなわちディジタル受信処理部５４並びにアナログ処理部５２をオン状態にして、通信ネットワークから所定の制御情報を受信する（ステップＳ１４１０）。
次いで、通信ネットワークから受信した制御情報を解析して、自局へのチャネルの割り当てがあるかどうかをチェックする（ステップＳ１４１１）。そして、チャネルの割り当てがある場合には（ステップＳ１４１１のＹｅｓ）、ディジタル受信処理部５４並びにアナログ処理部５２で、割り当てられたチャネルを受信し（ステップＳ１４１２）、アプリケーション処理部５５において受信した内容に応じた処理を行なう（ステップＳ１４１３）。
その後、ＤＲＸ切替部６２は、ＤＲＸ１タイミング信号に基づいて、間欠動作区間を続けるかどうかをチェックする（ステップＳ１４１４）。間欠動作区間を続ける場合は（ステップＳ１４１４のＹｅｓ）、ステップＳ１４０９に戻り、受信動作を行なう区間が到来するまで待機する。また、間欠動作区間を続けない場合には（ステップＳ１４１４のＮｏ）、ステップＳ１４０１に戻る。
ＭＴＣの用途としては、メーター、自動販売機、電子広告などが考えられる。そのため、ＭＴＣ端末の通信内容、通信スケジュールについては、ＭＴＣユーザーの意向が大きく反映されることが望ましい。特に通信スケジュールは、ＤＲＸと大きな関係を持っている。また、ＭＴＣの用途を考慮すると、通常の通信とは異なり、通信スケジュールが日単位、週単位、月単位と長くなることも十分に予想される。
ＤＲＸの制御を効率的にシステムへ実装するためには、ＭＴＣユーザーが希望する通信スケジュールを通信ネットワーク側のＤＲＸの制御に入れ込むことが必要となる。このため、ＭＴＣユーザーの希望する通信スケジュールを通信ネットワーク側へ通知する機能が通信ネットワーク内あるいは通信ネットワーク外にあることが望ましい。この機能を実現するものとして、ＭＴＣサーバーが考えられる。
図1５には、ＭＴＣユーザー、ＭＴＣサーバー、通信ネットワーク、ＭＴＣ端末の間の通信制御手順の一例を示している。なお、同図ではＭＴＣユーザー、ＭＴＣサーバー、通信ネットワーク、ＭＴＣ端末は、物理的な意味での分類ではなく論理的な意味での分類であるとする。例えば、ＭＴＣサーバーがＭＴＣユーザーの機能を併せ持つことや、通信ネットワーク内のＧＷがＭＴＣサーバーの機能を併せ持つことも可能である。また、図１５では論理レベル・アプリケーション層での情報のやり取りのみに注目して示しており、下位層での通信誤りなどがあった場合のＡＣＫ／ＮＡＣＫ、再送などは省略している。下位層のプロトコルについては任意のプロトコルが適用可能である。
通信ネットワークとの間でＤＲＸを制御することに関して、ＭＴＣサーバーが持つ機能として以下を挙げることができる。
（１）ＭＴＣユーザーから、ＭＴＣに関する内容、スケジュールなどの情報を受け付ける機能。
（２）スケジュールを基に、対象となるＭＴＣ端末の通信間隔・周期を通信ネットワークへと通知する機能。
上記の機能（１）については、ＭＴＣユーザーから入力される情報は、ＭＴＣユーザーが手動で入力されるものでもよいし、ＭＴＣユーザー（クライアント・マシン）が自動で生成した情報でもよい。入力方法については問われない。
上記の機能（２）については、ＭＴＣサーバーは単純に時間情報としてスケジュール情報を通信ネットワークへ通知してもよいし、通信ネットワークのフレーム構成に従った単位(無線フレーム、サブフレーム、スロット、など)に変換して通信ネットワークへ通知してもよい。
通信ネットワークは、ＭＴＣサーバーからスケジュール情報を受け取ることで、そのスケジュールから実際のＤＲＸの制御情報を生成し、対象となるＭＴＣ端末のＤＲＸの制御を実行する。ＭＴＣ端末へＤＲＸ制御情報は、基地局を介して得通知する。ＭＴＣサーバーから受け取るスケジュール情報は、通信ネットワークが扱う時間情報として長い(時間、日、週、月、など)可能性が高い。そのため、ＭＴＣ端末が消費電力の低減とネットワーク情報の取得の両立が可能になるよう通信ネットワーク・レベルでのＤＲＸの階層化を考慮することが望ましい。通信ネットワーク・レベルのＤＲＸの設定において、最も長いＤＲＸ周期はＭＴＣユーザーによって設定されたスケジュールの周期より短いことが必要となる。
以上、特定の実施形態を参照しながら、本発明について詳細に説明してきた。しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施形態の修正や代用を成し得ることは自明である。
本明細書では、３ＧＰＰのＬＴＥが策定したデータ通信仕様に基づく通信ネットワークに本発明を適用した実施形態を中心に説明してきたが、本発明の要旨はこれに限定されるものではない。端末を収容する基地局で構成されるさまざまなタイプの通信ネットワークに、本発明を適用することができる。
また、本明細書では、人が直接通信に利用しないＭＴＣ端末に本発明を適用した実施形態を中心に説明してきたが、本発明の要旨はこれに限定されるものではない。ＭＴＣ以外の、人が直接通信に利用するさまざまなタイプの端末や、図１、図２に示した以外のさまざまなタイプの通信システムに、本発明を適用することができる。
要するに、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、本明細書の記載内容を限定的に解釈するべきではない。本発明の要旨を判断するためには、特許請求の範囲を参酌すべきである。
５０…通信装置
５１…アンテナ
５２…アナログ処理部
５３…ディジタル送信処理部
５４…ディジタル受信処理部
５５…アプリケーション処理部
５６…ＤＲＸ制御部
６１…ＤＲＸ情報設定部
６２…ＤＲＸ切替部
６３…ＤＲＸ１判断部
６４…ＤＲＸ２判断部
６５…タイミング・カウント部

Claims (17)

  1. データ送受信のディジタル処理及びアナログ処理を行なう通信処理部と、
    前記通信処理部を第２の周期毎に間欠動作させる間欠動作区間に入るか否かを、前記第２の周期よりも長い第１の周期に関する情報を用いて判断して、前記通信処理部を間欠動作させる間欠動作制御部と、
    を具備する通信装置。
  2. 前記通信装置は、前記通信処理部で常に通信動作を行なう通常動作モードと、前記通信処理部の通信動作を間欠的に行う間欠動作モードを有し、
    前記間欠動作制御部は、間欠動作モード下において、前記間欠動作区間に入るか否かを前記第１の周期に基づいて判断する制御を実施する、
    請求項１に記載の通信装置。
  3. 前記間欠動作制御部は、前記間欠動作区間以外の区間では、前記通信処理部の少なくとも一部の回路をオフ状態にする、
    請求項１又は２のいずれかに記載の通信装置。
  4. 前記間欠動作制御部は、
    所定の基地局の通信ネットワークに収容されたときに、前記基地局からの前記第１及び第２の周期に関する制御情報に基づいて、前記第１の周期毎にオン／オフが切り替わる第１のタイミング信号及び前記第２の周期毎のオン／オフが切り替わる第２のタイミング信号を生成し、
    前記第１のタイミング信号に基づいて前記間欠動作区間を決定するとともに、前記間欠動作区間内で前記第２のタイミング信号に基づいて前記通信処理部を間欠動作させる、
    請求項１に記載の通信装置。
  5. 前記第１のタイミング信号のオン区間の方が、前記第２のタイミング信号のオン区間よりも長い、
    請求項４に記載の通信装置。
  6. 前記間欠動作制御部は、前記第１のタイミング信号のオン区間を前記間欠動作区間とし、前記第１のタイミング信号のオフ区間で前記通信処理部の少なくとも一部の回路をオフ状態にし、前記間欠動作区間内では前記第２のタイミング信号のオン区間で前記通信処理部の通信動作をオン状態にするとともに前記第２のタイミング信号のオフ区間で前記通信処理部を前記オフ状態にする、
    請求項４に記載の通信装置。
  7. 前記間欠動作制御部は、前記間欠動作区間外では前記第１のタイミング信号がオンになると前記間欠動作区間を開始するとともに前記間欠動作区間内で前記第１のタイミング信号がオンになると前記間欠動作区間を終了し、前記間欠動作区間内では前記第２のタイミング信号のオン区間で前記通信処理部の通信動作をオン状態にするとともに前記第２のタイミング信号のオフ区間で前記通信処理部の少なくとも一部の回路をオフ状態にする、
    請求項４に記載の通信装置。
  8. 前記間欠動作制御部は、前記第１のタイミング信号のオン区間を前記間欠動作区間とし、前記第１のタイミング信号のオフ区間で前記通信処理部の少なくとも一部の回路をオフ状態にし、前記間欠動作区間内では前記通信処理部の前記オフ状態で前記第２のタイミング信号がオンになると前記通信処理部の通信動作をオン状態にするとともに前記通信処理部の通信動作のオン状態で前記第２のタイミング信号がオンになると前記通信処理部を前記オフ状態にする、
    請求項４に記載の通信装置。
  9. 前記間欠動作制御部は、前記間欠動作区間内で、前記第２のタイミング信号に基づいて前記通信処理部をオン状態にすると判断した区間であっても、前記通信ネットワークから必要な受信処理をすべて終了したら前記通信処理部の少なくとも一部の回路をオフ状態にする、
    請求項４に記載の通信装置。
  10. 前記通信処理部の少なくとも一部の回路がオフ状態から前記間欠動作区間に入って無線フレームを再び受信する際には、前記通信処理部の受信機の所定の補正処理を行なう、
    請求項１に記載の通信装置。
  11. 前記間欠動作区間で且つ前記通信処理部が前記オフ状態のときに、前記通信処理部の受信機の所定の補正処理を行なう、
    請求項１０に記載の通信装置。
  12. 前記第１の周期よりも短い第１の２の周期をさらに有し、
    前記間欠動作モード制御部は、所定のイベントが発生したときに、前記第１の周期に代えて前記第１の２の周期を用いて、前記間欠動作区間に入るか否かを決定する、
    請求項１に記載の通信装置。
  13. 通信装置を間欠動作させる間欠動作区間に入るか否かを第１の周期に関する情報に基づいて判断する第１のステップと、
    前記間欠動作区間において、前記第１の周期よりも短い第２に周期毎に前記通信装置の通信動作のオン状態と少なくとも一部の回路のオフ状態を切り替える第２のステップと、
    を有する通信方法。
  14. 前記通信装置は、常に通信動作を行なう通常動作モードと、通信動作を間欠的に行う間欠動作モードを有し、
    前記第１のステップは、前記間欠動作モード下において前記間欠動作区間に入るか否かを第１の周期に関する情報に基づいて判断し、
    前記間欠動作モード下の前記間欠動作区間外において、前記通信装置を前記オフ状態にするステップをさらに有する、
    請求項１３に記載の通信方法。
  15. 第１の周期に関するパラメーターと第１の周期よりも短い第２の周期に関するパラメーターをネットワーク内の通信装置に通知する第１のステップと、
    前記第１の周期又は前記第２の周期に基づいて決定される区間に合わせて前記ネットワークに関する制御情報を前記通信装置に通知する第２のステップと、
    を有する通信方法。
  16. 前記第２のステップでは、前記通信装置が前記第１の周期に基づいて決定した間欠動作区間内で前記第２の周期に基づいて通信動作をオンにする区間に合わせて前記ネットワークに関する制御情報を前記ネットワーク内の通信装置に通知する、
    請求項１５に記載の通信方法。
  17. 通信ネットワークを運営する基地局と、
    前記基地局とのデータ送受信のディジタル処理及びアナログ処理を行なう通信処理部を備え、前記通信ネットワークから通知される第１の周期に関するパラメーターと第１の周期よりも短い第２の周期に関するパラメーターに基づいて第１の周期と第２の周期を設定し、前記第１の周期に基づいて前記第２の間欠動作モードに入る区間を決定し、前記通信処理部を第２の周期毎に間欠動作させる間欠動作区間に入るか否かを前記第１の周期を用いて判断して、前記通信処理部を間欠動作させる、端末と、
    を具備する通信システム。
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