JP2023128317A - 無線通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】ネットワーク遅延が発生しうる場合においてもタイムスロットの割当を正確に実行する技術を提供する。【解決手段】第１下位中継局３００ａは、上位中継局１００が送信を休止している場合に、第１移動局２００ａからの送信起動要求を受信すると、ネットワークにより送信起動要求を上位中継局１００に送信する。上位中継局１００は、送信起動要求を受信すると、１つのスロット以外のスロットが使用中であることを示したアイドルフレームを送信する。第１下位中継局３００ａは、第１移動局２００ａからの信号を１つのスロットで受信すると、ネットワークにより信号を上位中継局１００に送信する。上位中継局１００は、第１下位中継局３００ａからの信号を受信し、第１移動局２００ａに対して、１つのスロットを使用する。【選択図】図１

Description

本発明は、通信技術に関し、特にタイムスロットを使用して通信する無線通信システムに関する。

ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）を使用する無線通信システムにおいて、上位局と下位局との間に中継局が配置される。上位局は、ＴＤＭＡ信号の個々のタイムスロットの使用状態情報を生成して各中継局に送信する。各中継局は、受信した使用状態情報から中継対象となるＴＤＭＡ信号のタイムスロットが未使用か使用中かを判定し、未使用の場合に当該タイムスロットでの中継送信を許容する（例えば、特許文献１）。

特開平９－２９８５２１号公報

中継局として上位中継局と下位中継局とが含まれ、かつ上位中継局と下位中継局とが有線ネットワークにより接続されている場合、有線ネットワークにおいて不安定なネットワーク遅延が発生することがある。ネットワーク遅延により移動局に対するタイムスロットの割当が正確になされないおそれがある。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、ネットワーク遅延が発生しうる場合においてもタイムスロットの割当を正確に実行する技術を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の無線通信システムは、下り周波数において時分割多重された複数の下りタイムスロットを規定するとともに、下り周波数とは異なった上り周波数において時分割多重された複数の上りタイムスロットを規定し、下り周波数による信号の送信と、上り周波数による信号の受信とを実行可能な上位中継局と、上位中継局とネットワークにより接続され、上り周波数による信号の受信を実行可能であるが、下り周波数による信号の送信を実行不可能である下位中継局とを備える。上位中継局は、信号の受信がない場合に信号の送信を休止し、下位中継局は、上位中継局が送信を休止している場合に、通信の開始を希望する移動局からの送信起動要求を上り周波数で受信すると、ネットワークにより送信起動要求を上位中継局に送信し、上位中継局は、下位中継局からの送信起動要求を受信すると、複数の下りタイムスロットのうち、第１下りタイムスロット以外の下りタイムスロットが使用中であるとともに、複数の上りタイムスロットのうち、第１上りタイムスロット以外の上りタイムスロットが使用中であることを示したアイドルフレームを下り周波数で送信し、下位中継局は、移動局からの信号を、上り周波数における第１上りタイムスロットで受信すると、ネットワークにより信号を上位中継局に送信し、上位中継局は、下位中継局からの信号を受信し、上位中継局は、移動局に対して、第１下りタイムスロットと第１上りタイムスロットを使用する。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、ネットワーク遅延が発生しうる場合においてもタイムスロットの割当を正確に実行できる。

本実施例に係る無線通信システムの構成を示す図である。 図２（ａ）－（ｂ）は、図１に係る無線通信システムにおいて規定されるタイムスロットの構成を示す図である。 図１の上位中継局の構成を示す図である。 図１の移動局の構成を示す図である。 図１の下位中継局の構成を示す図である。 これまでのアイドルフレームに含まれるスロット情報のデータ構造を示す図である。 図７（ａ）－（ｆ）は、図６のアイドルフレームを使用する場合の通信の概要を示す図である。 図１の無線通信システムの別の構成を示す図である。 音声またはデータフレームに含まれるスロット情報のデータ構造を示す図である。 図１０（ａ）－（ｈ）は、図６のアイドルフレームを使用する場合の別の通信の概要を示す図である。 図１１（ａ）－（ｈ）は、図６のアイドルフレームを使用する場合において問題が発生する状況における通信の概要を示す図である。 本実施例に係るアイドルフレームに含まれるスロット情報のデータ構造を示す図である。 図１３（ａ）－（ｈ）は、図１２のアイドルフレームを使用する場合の通信の概要を示す図である。 図１の無線通信システムによる通信手順を示すシーケンス図である。

本発明を具体的に説明する前に、まず概要を述べる。本発明の実施例は、中継局と移動局とを含む無線通信システムに関する。中継局は、上位中継局と下位中継局に分類されてもよい。無線通信システムには、ＥＴＳＩ(欧州電気通信機構)が定めるＴＤＭＡ方式の無線通信プロトコルであるＤＭＲ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｒａｄｉｏ）規格が使用される。ＦＣＣ(米国連邦通信員会)が定めるＳｔａｔｉｏｎ ＣｌａｓｓであるＦＢ６を満たすＣｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌシステムでは、ＥＴＳＩ ＤＭＲ Ｔｉｅｒ２ Ｓｔａｎｄａｒｄが広く用いられている。以下では、（１）基本構成、（２）これまでの接続処理、（３）本実施例における接続処理の順に説明する。

（１）基本構成
図１は、無線通信システム１０００の構成を示す。無線通信システム１０００は、上位中継局１００、移動局２００と総称される第１移動局２００ａ、第２移動局２００ｂ、下位中継局３００と総称される第１下位中継局３００ａから第４下位中継局３００ｄを含む。無線通信システム１０００に含まれる移動局２００の数は「２」に限定されず、下位中継局３００の数は「４」に限定されない。無線通信システム１０００は、例えば、ＤＭＲ規格に準拠する。

無線通信システム１０００においては、上位中継局１００からの送信に使用される下り回線と、上位中継局１００における受信に使用される上り回線が規定される。また、下り回線の周波数（以下、「下り周波数」という）と上り回線の周波数（以下、「上り周波数」という）とは異なる。さらに、下り周波数において時分割多重された複数の下りタイムスロットが規定され、上り周波数において時分割多重された複数の上りタイムスロットが規定される。下りタイムスロットと上りタイムスロットは「タイムスロット」または「スロット」と総称される。

図２（ａ）－（ｂ）は、無線通信システム１０００において規定されるタイムスロットの構成を示す。図２（ａ）は、下りタイムスロットを示す。「１」と示される第１下りタイムスロットと、「２」と示される第２下りタイムスロットとが繰り返される。図２（ｂ）は、上りタイムスロットを示す。「１」と示される第１上りタイムスロットと、「２」と示される第２上りタイムスロットとが繰り返される。また、第１下りタイムスロットと第１上りタイムスロットとのタイミングは異なり、第２下りタイムスロットと第２上りタイムスロットとのタイミングも異なる。以下の説明において、第１下りタイムスロットまたは第１上りタイムスロットを「スロットＡ」と呼び、第２下りタイムスロットまたは第２上りタイムスロットを「スロットＢ」と呼ぶこともある。図１に戻る。

上位中継局１００は、複数の移動局２００間の信号（音声フレーム、データフレーム）を中継する無線装置である。図３は、上位中継局１００の構成を示す。上位中継局１００は、送信部１２０、受信部１３０、ネットワーク通信部１４０、制御部１５０を含む。送信部１２０は、下り周波数による信号の送信を実行可能であり、受信部１３０は、上り周波数による信号の受信を実行可能である。送信部１２０から送信された信号を受信可能なエリアは、図１において上位中継局送信カバレッジ１１０と示される。ネットワーク通信部１４０は、有線ネットワークにより複数の下位中継局３００と通信可能である。制御部１５０は、上位中継局１００全体の動作を制御する。図１に戻る。

移動局２００は、ユーザによって携帯され、音声通信またはデータ通信を実行可能な無線装置である。例えば、音声通信またはデータ通信のために第１移動局２００ａから送信された信号は、上位中継局１００に受信されてから、上位中継局１００から第２移動局２００ｂに送信される。図４は、移動局２００の構成を示す。移動局２００は、送信部２２０、受信部２３０、制御部２５０、インターフェース部２６０を含む。送信部２２０は、上り周波数による信号の送信を実行可能であり、受信部２３０は、下り周波数による信号の受信を実行可能である。送信部２２０から送信された信号を受信可能なエリアは、図１において移動局送信カバレッジ２１０と示される。制御部２５０は、移動局２００全体の動作を制御する。インターフェース部２６０は、移動局２００を使用するユーザとのインターフェースであり、例えば、ＰＴＴ（Ｐｕｓｈ Ｔｏ Ｔａｌｋ）ボタン等の操作部、マイクロフォン、スピーカ、ディスプレイを含む。図１に戻る。

移動局送信カバレッジ２１０は上位中継局送信カバレッジ１１０よりも小さい。そのため、移動局２００が存在する位置によっては、上位中継局送信カバレッジ１１０に移動局２００が含まれるが、移動局送信カバレッジ２１０に上位中継局１００が含まれない状況が発生しうる。これは、下り回線の通信はなされるが、上り回線の通信がなされない状況ともいえる。このような状況の発生を抑制するために、上位中継局送信カバレッジ１１０内には複数の下位中継局３００が設置される。

図５は、下位中継局３００の構成を示す。下位中継局３００は、受信部３３０、ネットワーク通信部３４０、制御部３５０を含む。受信部３３０は、上り周波数による信号の受信を実行可能である。一方、下位中継局３００には送信部が含まれないので、下位中継局３００は、下り周波数による信号の送信を実行不可能である。ネットワーク通信部３４０は、有線ネットワークにより上位中継局１００と通信可能である。このように、複数の下位中継局３００のそれぞれと上位中継局１００とは有線ネットワーク、例えばＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ネットワークにより接続される。図１に戻る。上位中継局１００を含まない移動局送信カバレッジ２１０の移動局２００、例えば、第１移動局２００ａから送信された信号は、第１下位中継局３００ａで受信され、第１下位中継局３００ａから上位中継局１００に送信される。

（２）これまでの接続処理
（２－１）上位中継局１００と移動局２００との処理
Ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌシステムにおいて、上位中継局１００は、移動局２００からの信号の受信がない場合に信号の送信を休止することが義務づけられている。上位中継局１００が信号の送信を休止している場合に、通信の開始を希望する移動局２００、第１移動局２００ａは、送信起動要求を上り周波数で送信する。ここでは説明を明瞭にするために、図１とは異なり、第１移動局２００ａの移動局送信カバレッジ２１０に上位中継局１００が含まれるとする。

上位中継局１００の受信部１３０は、送信起動要求を上り周波数で受信する。制御部１５０は、送信起動要求を受けつけると、現在使用可能なスロットの情報（以下、「スロット情報」という）を含むアイドルフレームを生成し、送信部１２０はアイドルフレームを下り周波数で送信する。図６は、これまでのアイドルフレームに含まれるスロット情報のデータ構造を示す。スロット情報は、スロットＡとスロットＢが未使用であることを示す。スロットＡは、前述の第１下りタイムスロットと第１上りタイムスロットの組合せに対応し、スロットＢは、前述の第２下りタイムスロットと第２上りタイムスロットの組合せに対応する。この状態において、制御部１５０は、２つのスロットを規定するが、どちらがスロットＡであるか、またはスロットＢであるかを決定していない。図１に戻る。

第１移動局２００ａの受信部２３０は、アイドルフレームを受信する。アイドルフレームの相対的なタイミングは既知であるので、制御部２５０は、アイドルフレームを受信したタイミングをもとに上位中継局１００との同期を確立する。同期の確立には公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。また、同期が確立することによって、第１移動局２００ａにおいても、図２（ａ）－（ｂ）に示された下りタイムスロットと上りタイムスロットが形成される。制御部２５０は、アイドルフレームからスロット情報を抽出する。制御部２５０は、スロット情報においてスロットＡとスロットＢのいずれもが使用可能であることを確認すると、いずれか１つのスロット、例えばスロットＡを選択する。制御部２５０は、選択したスロット番号を、送信すべき信号、例えば音声フレームに含める。送信部２２０は、スロットＡ、つまり第１上りタイムスロットにおいて音声フレームを上位中継局１００に送信する。送信すべき信号は、音声フレームに限定されず、データフレームであってもよい。

上位中継局１００の受信部１３０は、第１移動局２００ａからの音声フレームを、上り周波数における第１上りタイムスロットで受信する。制御部１５０は、音声フレームに含まれたスロット番号をもとに第１移動局２００ａがスロットＡを使用することを許可する。また、制御部１５０は、音声フレームを受信した上りタイムスロットを第１上りタイムスロットに決定する。その結果、制御部１５０は、第１移動局２００ａに対して、第１上りタイムスロットと第１下りタイムスロット、つまりスロットＡを使用する。

図７（ａ）－（ｆ）は、図６のアイドルフレームを使用する場合の通信の概要を示す。図７（ａ）は、上位中継局１００から送信される信号を示す。送信が休止されているので、上位中継局１００からは信号が送信されておらず、下りタイムスロットのみが規定される。図７（ｂ）は、第１移動局２００ａにおいて受信される信号を示す。第１移動局２００ａは、１つの下りタイムスロットをスロットＡとして選択する。図７（ｃ）は、第１移動局２００ａから送信される信号を示す。第１移動局２００ａは、選択したスロットＡに対応した第１上りタイムスロットにて信号を送信する。図７（ｄ）は、上位中継局１００において受信される信号を示す。上位中継局１００は、第１移動局２００ａからの信号を受信する。

図７（ｅ）は、上位中継局１００において決定される上りタイムスロットを示す。第１移動局２００ａからの信号に含まれたスロット番号には、スロットＡが含まれるので、当該信号を受信した上りタイムスロットを第１上りタイムスロットに決定する。ここでは、第１上りタイムスロットが「スロットＡ」として示される。さらに、上位中継局１００は、決定した第１上りタイムスロットを基準にして、第１上りタイムスロットと第２上りタイムスロットを交互に配置する。図７（ｆ）は、上位中継局１００において決定される下りタイムスロットを示す。上位中継局１００は、第１上りタイムスロットと同一タイミングの下りタイムスロットを第２下りタイムスロットとして決定する。また、上位中継局１００は、第２上りタイムスロットと同一タイミングの下りタイムスロットを第１下りタイムスロットとして決定する。

図８は、無線通信システム１０００の別の構成を示す。これは、第１移動局２００ａに続いて第２移動局２００ｂが上位中継局１００に接続されることによって、第１移動局２００ａと第２移動局２００ｂとが上位中継局１００を介して通信する状況を示す。上位中継局１００の制御部１５０は、第１移動局２００ａから受信した音声フレームにスロット情報を含める。図９は、音声またはデータフレームに含まれるスロット情報のデータ構造を示す。スロット情報は、図６と同様に示されるが、スロットＡに「Ｖｏｉｃｅ ｏｒ Ｄａｔａ」が格納される。これは使用中に相当する。また、スロット情報は、スロットＢが未使用であることを示す。このようなスロット情報によって、第１移動局２００ａとの通信を開始した後、第１下りタイムスロットと第１上りタイムスロットとが使用中であり、かつ第２下りタイムスロットと第２上りタイムスロットとが未使用であることが示される。図８に戻る。上位中継局１００の送信部１２０は、第１移動局２００ａに割り当てていない第２下りタイムスロットにおいて音声フレームを下り周波数で送信する。

第２移動局２００ｂの受信部２３０は、音声フレームを下り周波数で受信する。制御部２５０は、音声フレームからスロット情報を抽出する。制御部２５０は、スロット情報をもとにスロットＢが使用可能であることを認識する。制御部２５０は、受信した音声フレームを再生する。一方、第２移動局２００ｂから音声フレームを送信する場合、送信部２２０は、第２上りタイムスロットにおいて音声フレームを上り周波数で上位中継局１００に送信する。

上位中継局１００の受信部１３０は、第２移動局２００ｂからの音声フレームを上り周波数の第２上りタイムスロットで受信する。制御部１５０は、第２移動局２００ｂに対して第２下りタイムスロットと第２上りタイムスロット、つまりスロットＢを使用する。第１移動局２００ａがスロットＡを使用し、第２移動局２００ｂがスロットＢを使用することによって、第１移動局２００ａと第２移動局２００ｂは、上位中継局１００を介して通信する。

（２－２）下位中継局３００も含まれる場合の処理
次に、図１のごとく、第１移動局２００ａの移動局送信カバレッジ２１０に上位中継局１００が含まれず、第１下位中継局３００ａが含まれる場合を想定する。前述のごとく、上位中継局１００が送信を休止している場合に、通信の開始を希望する移動局２００、第１移動局２００ａは、送信起動要求を上り周波数で送信する。

第１下位中継局３００ａの受信部３３０は、上位中継局１００が送信を休止している場合に、第１移動局２００ａからの送信起動要求を上り周波数で受信する。ネットワーク通信部３４０は、有線ネットワークにより送信起動要求を上位中継局１００に送信する。上位中継局１００のネットワーク通信部３４０は、送信起動要求を第１下位中継局３００ａから受信する。制御部１５０は、送信起動要求を受けつけると、スロット情報を含むアイドルフレームを生成し、送信部１２０はアイドルフレームを下り周波数で送信する。アイドルフレームとスロット情報はこれまでと同一であるので、ここでは説明を省略する。

第１移動局２００ａの受信部２３０は、アイドルフレームを受信する。制御部２５０は、アイドルフレームを受信したタイミングをもとに上位中継局１００との同期を確立する。制御部２５０は、アイドルフレームから抽出したスロット情報をもとに、いずれか１つのスロット、例えばスロットＡを選択する。制御部２５０は、選択したスロット番号を、送信すべき信号、例えば音声フレームに含める。送信部２２０は、スロットＡ、つまり第１上りタイムスロットにおいて音声フレームを送信する。送信すべき信号は、音声フレームに限定されず、データフレームであってもよい。

第１下位中継局３００ａの受信部３３０は、第１移動局２００ａからの音声フレームを、上り周波数における第１上りタイムスロットで受信する。ネットワーク通信部３４０は、有線ネットワークにより音声フレームを上位中継局１００に送信する。上位中継局１００のネットワーク通信部３４０は、音声フレームを第１下位中継局３００ａから受信する。制御部１５０は、音声フレームに含まれたスロット番号をもとに第１移動局２００ａがスロットＡを使用することを許可する。また、制御部１５０は、ネットワーク通信部３４０が音声フレームを受信したタイミングを含む上りタイムスロットを第１上りタイムスロットに決定する。その結果、制御部１５０は、第１上りタイムスロットと第１下りタイムスロットを第１移動局２００ａに割り当てる。

これに続く、図８の処理はこれまでと同様であるので、ここでは説明を省略する。このような処理の結果、上位中継局１００は、下り周波数における第１下りタイムスロットを使用して音声フレームを第１移動局２００ａに送信する。また、第１移動局２００ａは、上り周波数における第１上りタイムスロットを使用して音声フレームを第１下位中継局３００ａに送信し、第１下位中継局３００ａは、第１移動局２００ａから受信した音声フレームを上位中継局１００に送信する。

図１０（ａ）－（ｈ）は、図６のアイドルフレームを使用する場合の別の通信の概要を示す。図１０（ａ）－（ｃ）は、図７（ａ）－（ｃ）と同一である。図１０（ｄ）は、第１下位中継局３００ａにおいて受信される信号を示す。第１下位中継局３００ａは、第１移動局２００ａからの信号を受信する。図１０（ｅ）は、第１下位中継局３００ａから通信ネットワークを介して送信される信号を示す。第１移動局２００ａから受信した信号が送信される。図１０（ｆ）は、上位中継局１００において通信ネットワークを介して受信される信号を示す。第１下位中継局３００ａからの信号が受信される。

図１０（ｇ）は、上位中継局１００において決定される上りタイムスロットを示す。第１移動局２００ａからの信号に含まれたスロット番号には、スロットＡが含まれるので、当該信号を受信したタイミングが含まれる上りタイムスロットを第１上りタイムスロットに決定する。ここでは、第１上りタイムスロットが「スロットＡ」として示される。さらに、上位中継局１００は、決定した第１上りタイムスロットを基準にして、第１上りタイムスロットと第２上りタイムスロットを交互に配置する。図１０（ｈ）は、上位中継局１００において決定される下りタイムスロットを示す。上位中継局１００は、第１上りタイムスロットと同一タイミングの下りタイムスロットを第２下りタイムスロットとして決定する。また、上位中継局１００は、第２上りタイムスロットと同一タイミングの下りタイムスロットを第１下りタイムスロットとして決定する。

（２－３）問題点
（２－２）において、第１下位中継局３００ａと上位中継局１００との間で不定のネットワーク遅延が発生する場合がある。前述のごとく、上位中継局１００は、音声フレームを受信したタイミングが含まれる上りタイムスロットを第１上りタイムスロットに決定するので、上位中継局１００で決定した第１上りタイムスロットと、第１移動局２００ａにおいて特定した第１上りタイムスロットとが異なるおそれがある。これは、上位中継局１００で決定した第１下りタイムスロットと、第１移動局２００ａにおいて特定した第１下りタイムスロットとが異なること、上位中継局１００で決定したスロットＡと、第１移動局２００ａにおいて特定したスロットＡとが異なることに相当する。

図１１（ａ）－（ｈ）は、図６のアイドルフレームを使用する場合において問題が発生する状況における通信の概要を示す。図１１（ａ）－（ｅ）は、図１０（ａ）－（ｅ）と同一である。図１１（ｆ）は、上位中継局１００において通信ネットワークを介して受信される信号を示す。第１下位中継局３００ａからの信号がネットワーク遅延により受信される。

図１１（ｇ）は、上位中継局１００において決定される上りタイムスロットを示す。第１移動局２００ａからの信号に含まれたスロット番号には、スロットＡが含まれるので、当該信号を受信したタイミングが含まれる上りタイムスロットを第１上りタイムスロットに決定する。ここでは、第１上りタイムスロットが「スロットＡ」として示される。さらに、上位中継局１００は、決定した第１上りタイムスロットを基準にして、第１上りタイムスロットと第２上りタイムスロットを交互に配置する。図１１（ｈ）は、上位中継局１００において決定される下りタイムスロットを示す。上位中継局１００は、第１上りタイムスロットと同一タイミングの下りタイムスロットを第２下りタイムスロットとして決定する。また、上位中継局１００は、第２上りタイムスロットと同一タイミングの下りタイムスロットを第１下りタイムスロットとして決定する。

第１移動局２００ａは、図１１（ｂ）の「Ａ選択」と示された下りタイムスロットを第１下りタイムスロットとして認識する。一方、図１１（ｈ）によると、上位中継局１００において第１下りタイムスロットは、第１移動局２００ａにおいて認識された第１下りタイムスロットとは異なる。また、第１移動局２００ａは、図１１（ｃ）において信号を送信した上りタイムスロットを第１上りタイムスロットとして認識する。一方、図１１（ｇ）によると、上位中継局１００において第１上りタイムスロットは、第１移動局２００ａにおいて認識された第１上りタイムスロットとは異なる。

その結果、第１移動局２００ａにおけるスロットＡと上位中継局１００におけるスロットＡとが異なる。上位中継局１００は、第２移動局２００ｂとの通信にスロットＢを使用する。しかしながら、上位中継局１００が第２移動局２００ｂにおいて使用させるスロットＢは、第１移動局２００ａにおけるスロットＡである。その結果、第２移動局２００ｂによる送信が、第１移動局２００ａの送信を妨害する。

（３）本実施例における接続処理
ネットワーク遅延が発生する状況においても上位中継局１００と第１移動局２００ａとにおけるスロットの認識を共通にするために、本実施例に係る上位中継局１００は次の処理を実行する。上位中継局１００の制御部１５０は、移動局２００との通信を実行しない場合においても、複数の下りタイムスロットと複数の上りタイムスロットとに対してスロットＡとスロットＢとを設定する。

また、制御部１５０は、下位中継局３００からの送信起動要求を受信すると、スロットＡとスロットＢの両方が未使用であるにもかかわらず、スロットＡとスロットＢのうちのいずれか１つを使用中としたスロット情報を含むアイドルフレームを生成する。図１２は、本実施例に係るアイドルフレームに含まれるスロット情報のデータ構造を示す。ここでは、スロットＡが未使用とされ、スロットＢが使用中とされる。つまり、スロットＢは未使用であるが、制御部１５０は、スロットＢを使用中とする。これは、複数の下りタイムスロットのうち、第１下りタイムスロット以外の下りタイムスロットが使用中であるとともに、複数の上りタイムスロットのうち、第１上りタイムスロット以外の上りタイムスロットが使用中であることを示すことに相当する。このようなスロット情報により、上位中継局１００はスロットＡの使用を第１移動局２００ａに指示する。図８に戻る。送信部１２０はアイドルフレームを下り周波数で送信する。

第１移動局２００ａの受信部２３０は、アイドルフレームを受信する。制御部２５０は、アイドルフレームを受信したタイミングをもとに上位中継局１００との同期を確立する。その結果、上位中継局１００において予め設定されたスロットＡとスロットＢと、第１移動局２００ａにおいて認識したスロットＡとスロットＢは共通する。制御部２５０は、アイドルフレームからスロット情報を抽出する。前述のごとく、スロット情報ではスロットＢが使用中とされているので、制御部２５０は、未使用のスロットＡを選択する。送信部２２０は、スロットＡ、つまり第１上りタイムスロットにおいて音声フレームを送信する。送信すべき信号は、音声フレームに限定されず、データフレームであってもよい。音声フレームまたはデータフレームに、選択したスロット番号が含められなくてもよい。

第１下位中継局３００ａの受信部３３０は、第１移動局２００ａからの音声フレームを、上り周波数における第１上りタイムスロットで受信する。ネットワーク通信部３４０は、有線ネットワークにより音声フレームを上位中継局１００に送信する。上位中継局１００のネットワーク通信部１４０は、音声フレームを第１下位中継局３００ａから受信する。制御部１５０は、予め第１移動局２００ａに対して指定したスロットＡを第１移動局２００ａに使用させる。ここで、スロットＡは予め設定されている。そのため、ネットワーク遅延が生じても、第１移動局２００ａに使用されるスロットＡは変わらない。上位中継局１００は、第１移動局２００ａに対して、第１下りタイムスロットと第１上りタイムスロットを使用する。これに続く、図８の処理はこれまでと同様であるので、ここでは説明を省略する。

図１３（ａ）－（ｈ）は、図１２のアイドルフレームを使用する場合の通信の概要を示す。図１３（ａ）は、上位中継局１００において決定される上りタイムスロットを示す。第１上りタイムスロットと第２上りタイムスロットとが交互に配置される。図１３（ｂ）は、上位中継局１００において決定される下りタイムスロットを示す。第１下りタイムスロットと第２下りタイムスロットとが交互に配置される。図１３（ｃ）－（ｈ）は、図１１（ａ）－（ｆ）と同一である。図１３（ｈ）において、上位中継局１００は、いかなるタイミングで信号を受信しても、予め設定したスロットＡを第１移動局２００ａに使用させる。

この構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、その他のＬＳＩで実現でき、ソフトウエア的にはメモリにロードされたプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。

以上の構成による無線通信システム１０００の動作を説明する。図１４は、無線通信システム１０００による通信手順を示すシーケンス図である。第１移動局２００ａのＰＴＴボタンが押し下げられる（Ｓ１０）。第１移動局２００ａは、上位中継局１００からの信号を受信していないことを確認する（Ｓ１２）。第１移動局２００ａは、送信起動要求を送信する（Ｓ１４、Ｓ１６）。第１下位中継局３００ａは、送信起動要求をネットワーク送信する（Ｓ１８、Ｓ２０）。上位中継局１００は、送信起動要求を受信する（Ｓ２２）。上位中継局１００は、スロットＢを使用中としてアイドルフレームを生成し（Ｓ２４）、アイドルフレームを送信する（Ｓ２６、Ｓ２８）。第１移動局２００ａは、スロットＡで信号の送信を開始する（Ｓ３０、Ｓ３２）。第１下位中継局３００ａは、信号のネットワーク送信を開始する（Ｓ３４、Ｓ３６）。上位中継局１００は、スロットＡを使用中とし、スロットＢを未使用とした信号を送信する（Ｓ３８、Ｓ４０、Ｓ４２）。

本実施例によれば、１つのスロット以外を使用中としたスロット情報が含まれたアイドルフレームを送信するので、移動局に対して１つのスロットの使用を指示することができる。また、移動局は、指示されたスロットを使用して信号を送信するので、ネットワーク遅延が発生しても、上位移動局は、予め指示したスロットで信号を受信したと決定できる。また、スロットに関する認定が移動局と上位中継局とにおいて共通であるので、上位中継局と移動局との通信を正確に実行できる。また、スロットに関する認定が移動局と上位中継局とにおいて共通であるので、ネットワーク遅延が発生しうる場合においてもタイムスロットの割当を正確に実行できる。また、上位中継局と移動局との通信が正確に実行されるので、別の移動局も別のスロットを使用して上位中継局と通信できる。

以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

１００ 上位中継局、 １１０ 上位中継局送信カバレッジ、 １２０ 送信部、 １３０ 受信部、 １４０ ネットワーク通信部、 １５０ 制御部、 ２００ 移動局、 ２１０ 移動局送信カバレッジ、 ２２０ 送信部、 ２３０ 受信部、 ２５０ 制御部、 ２６０ インターフェース部、 ３００ 下位中継局、 ３３０ 受信部、 ３４０ ネットワーク通信部、 ３５０ 制御部、 １０００ 無線通信システム。

Claims (2)

1. 下り周波数において時分割多重された複数の下りタイムスロットを規定するとともに、前記下り周波数とは異なった上り周波数において時分割多重された複数の上りタイムスロットを規定し、前記下り周波数による信号の送信と、前記上り周波数による信号の受信とを実行可能な上位中継局と、
   前記上位中継局とネットワークにより接続され、前記上り周波数による信号の受信を実行可能であるが、前記下り周波数による信号の送信を実行不可能である下位中継局とを備え、
   前記上位中継局は、信号の受信がない場合に信号の送信を休止し、
   前記下位中継局は、前記上位中継局が送信を休止している場合に、通信の開始を希望する移動局からの送信起動要求を前記上り周波数で受信すると、前記ネットワークにより前記送信起動要求を前記上位中継局に送信し、
   前記上位中継局は、前記下位中継局からの前記送信起動要求を受信すると、前記複数の下りタイムスロットのうち、第１下りタイムスロット以外の下りタイムスロットが使用中であるとともに、前記複数の上りタイムスロットのうち、第１上りタイムスロット以外の上りタイムスロットが使用中であることを示したアイドルフレームを前記下り周波数で送信し、
   前記下位中継局は、前記移動局からの信号を、前記上り周波数における前記第１上りタイムスロットで受信すると、前記ネットワークにより前記信号を前記上位中継局に送信し、
   前記上位中継局は、前記下位中継局からの前記信号を受信し、
   前記上位中継局は、前記移動局に対して、前記第１下りタイムスロットと前記第１上りタイムスロットを使用する無線通信システム。
2. 前記複数の下りタイムスロットは、前記第１下りタイムスロットと第２下りタイムスロットを含み、
   前記複数の上りタイムスロットは、前記第１上りタイムスロットと第２上りタイムスロットを含み、
   前記上位中継局は、前記移動局との通信を開始した後、前記第１下りタイムスロットと前記第１上りタイムスロットとが使用中であり、かつ前記第２下りタイムスロットと前記第２上りタイムスロットとが未使用であることを示した情報を送信し、
   前記移動局を第１移動局と呼ぶ場合、前記第１移動局とは別の第２移動局は、前記情報をもとに、前記第２下りタイムスロットと前記第２上りタイムスロットを使用して通信を実行する請求項１に記載の無線通信システム。

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