JP5359613B2 - 無線通信ネットワーク及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、無線通信ネットワークにおける指令局の切り替えに関する。

［端末間の無線通信ネットワーク］
端末間の無線通信を、限られた地理的範囲で自律的に構築し運営することは有益である。例えば災害現場等では、ネットワーク事業者の提供する無線通信サービスが障害により利用できない、不特定多数の加入者と無線通信サービスを共有すると通信の緊急性、確実性に対応できない等の理由から、端末間で構築される自律的な無線通信ネットワークが有用である。

このような端末間の無線通信ネットワークは、例えば自治体、警察、消防、自衛隊等により使用される。或いは、このような端末間の無線通信ネットワークは、屋外若しくは屋内で開催される学術、娯楽、商業的な様々な活動のための、限られた地理的範囲内に存在する種々の端末にも有用である。

端末が移動する無線通信ネットワークでは、端末間の通信を確保するために、ハンドオーバー技術が必要である。基地局間のハンドオーバー技術として、以下のような技術が知られている。

［基地局間のハンドオーバー］
無線通信ネットワークの分野では、端末が接続する基地局を切り替えるハンドオーバー技術が知られている。

無線固定加入者ユニット（ＦＳＵ）を用いるワイヤレス・ローカル・ループ（ＷＬＬ）では、最適な無線基地局を捕捉し続ける方法が知られている。当該方法では、ＦＳＵは周囲にある基地局の受信レベルを定期的に測定し、受信レベルを表すメッセージを基地局へ送る。基地局は、当該メッセージに基づきＦＳＵに割り当てられる基地局の更新リストを当該ＦＳＵへ送信する。ＦＳＵは、当該更新リストにある基地局を用いて割り当てを実現する。

また、端末が移動時に通信している基地局を切り替えるハンドオーバー時間を短縮する方法が知られている。当該方法では、時分割多重方式の無線通信において、１フレーム内の所定数のスロットをハンドオーバーのための予備通信に割り当てる。

ＷｉＭＡＸ（Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ａｃｃｅｓｓ）に基づくシステムでは、端末が複数の基地局と同期し、当該基地局の間で高速にハンドオーバーを実現する技術として、ＦＢＳＳ（Ｆａｓｔ−ＢＳ−Ｓｗｉｔｃｈ）が知られている。

特開２００１−１６０９８９号公報 特開２００１−２８７７５号公報

上述のハンドオーバー技術は、何れも固定された基地局間に用いられる技術であり、基地局を用いない端末間の無線通信ネットワークに適用することができない。

そこで、１つの側面では、端末間の無線通信ネットワークの指令局とバックアップ局とを高速に切り替える、新たな技術を提供することを目的とする。

本発明の一実施形態として、帯域を割り当てる指令局であって、バックアップ局と、端末が受信品質を計測すべき定期的な計測期間とを広報し、前記計測期間の間、前記端末への前記帯域の割り当てを停止する指令局と、前記指令局と同期し、前記指令局と同一の周波数チャネルを用いて計測用信号を送信する１又は複数のバックアップ局と、前記計測用信号を用いて前記バックアップ局毎の受信品質を計測する１又は複数の端末と、を有する無線通信ネットワークを提供する。

本発明の実施形態によると、指令局とバックアップ局との高速な切り替えを実現できる。

端末間の無線通信ネットワークの構成例である。 ＯＦＤＭＡフレームの一例である。 指令局、バックアップ局、及び端末のブロック図である。 第１の実施形態のシーケンス図である。 第１の実施形態の指令局、バックアップ局、及び端末が送受信するフレーム構成を説明する図である。 端末間の物理的位置を説明する図である。 第１の実施形態のフローチャートである。 第２の実施形態の指令局、バックアップ局、及び端末が送受信するフレーム構成を説明する図である。 第３の実施形態のシーケンス図である。 第４の実施形態のシーケンス図である。 第５の実施形態のシーケンス図である。 第５の実施形態の指令局、バックアップ局、及び端末が送受信するフレーム構成を説明する図である。

［システム構成］
図１は、端末間の無線通信ネットワークの構成例である。図１の無線通信ネットワーク１００は、スター型の構成を有する端末１〜４を有する。

端末１は、複数の端末の中から指令局として選択され、他の端末２〜４に帯域を割り当てる。指令局である端末１は、端末２〜４からの登録（ＩＮＥ：Ｉｎｉｔｉａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｅｎｔｒｙ）を受付け、端末２〜４がデータを送受信するタイミングを集中的にスケジューリングする。また、端末１は、指令局として動作するとともに、端末３、４と同様に通常の端末としても動作する。

従って、端末１と他端末２〜４との間の通信は直接行われ、端末２〜４の各端末間の通信は、端末１を経由して行われる。

端末１は、端末１が障害などの理由により指令局として動作できなくなった場合に、代わりに指令局として動作可能なバックアップ局として端末２を選択している。端末１、２は、それぞれ指令局、バックアップ局として動作するとともに、端末３、４と同様にユーザー端末としても動作する。

以下の説明では、図１の構成を用いて実施形態を説明する。しかしながら、更に多くの若しくは少ない数の端末、バックアップ局が存在してもよい。

［フレーム構成］
指令局である端末１が端末２〜４に帯域を割り当てる方法として、ＷｉＭＡＸに基づく例を以下に説明する。

図２は、ＷｉＭＡＸ（Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ａｃｃｅｓｓ）におけるＯＦＤＭＡフレームの一例である。同図中、横軸はＯＦＤＭＡシンボル番号（ＯＦＤＭＡ ｓｙｍｂｏｌ ｎｕｍｂｅｒ）を示しており、時間軸方向を示している。縦軸はサブチャネル論理番号（ｓｕｂｃｈａｎｎｅｌ ｌｏｇｉｃａｌ ｎｕｍｂｅｒ）を示している。

ＯＦＤＭＡフレームは、下りリンクのサブフレーム、及び、上りリンクのサブフレーム、及び、ＴＴＧ（Ｔｒａｎｓｍｉｔ／Ｒｅｃｅｉｖｅ Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ Ｇａｐ）、及び、ＲＴＧ（Ｒｅｃｅｉｖｅ／Ｔｒａｎｓｍｉｔ Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ Ｇａｐ）から構成される。

更に、ＤＬサブフレームは、プリアンブル（Ｐｒｅａｍｂｌｅ）、ＦＣＨ（Ｆｒａｍｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｈｅａｄｅｒ）、ＤＬ−ＭＡＰ、ＵＬ−ＭＡＰ、複数のＤＬバースト（ＤＬ ＢＵｒｓｔ）から構成される。プリアンブルは、端末２〜４がフレーム同期を実現するために必要なプリアンブル・パターンを含む。ＦＣＨは、使用するサブチャネルや直後に位置するＤＬ−ＭＡＰに関する情報が含まれる。ＤＬ−ＭＡＰは、ＤＬサブフレームのＤＬバーストのマッピング情報を含み、これを受信し、解析することによって、端末２〜４は、ＵＬ−ＭＡＰ（ＤＬバースト＃１で送信）、ＤＬバースト（＃２〜＃６）を識別することができる。

ＵＬ−ＭＡＰは、ＵＬサブフレームのレンジング領域（Ｒａｎｇｉｎｇ Ｒｅｇｉｏｎ）及びＵＬバーストのマッピング情報を含む。これを読むことによって、端末２〜４は、レンジング領域及びＵＬバースト（＃１〜＃４）を識別することができる。

バーストは、端末２〜４宛の下りユーザデータや制御メッセージ、及び端末２〜４発の上りユーザデータや制御メッセージについて、無線フレームにおける下りサブフレーム及び上りサブフレーム上のスロットの割当及び配置であり、同一の変調方式と同一のＦＥＣ（Ｆｏｒｗａｒｄ Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ；前方エラー訂正）の組合せを有する領域であり、ＤＬ−ＭＡＰ／ＵＬ−ＭＡＰが、各バーストの変調方式とＦＥＣの組合せを指定する。指令局である端末１がスケジューリングした結果は、フレーム毎に、ＤＬサブフレーム先頭に設定されるＤＬ−ＭＡＰ，ＵＬ−ＭＡＰを用いて全ての端末２〜４に通知される。

［指令局の構成］
図３は、指令局、バックアップ局、及び端末のブロック図である。図３の端末１〜３は図１の端末１〜３に対応する。端末４は図３に示されないが、端末３と同様の構成を有し同様に指令局及びバックアップ局と接続される。

指令局である端末１は、スケジューリング部３０１、バックアップ局管理部３０２、ダイバーシティ・セット管理部３０３、コンテキスト保持部３０４、無線部３０５を有する。図１の全ての端末１〜４は指令局になる可能性があるので、図３に示す指令局に含まれるブロックを備える。

スケジューリング部３０１は、図１のシステムの端末２〜４に帯域を割り当てる。例えば、スケジューリング部３０１は、端末２〜４に図２に示したＯＦＤＭＡフレーム内のバーストを割り当てる。

バックアップ局管理部３０２は、複数の端末２〜４の中からバックアップ局を選択する。例えば、バックアップ局管理部３０２は、複数の端末２〜４からの信号の受信品質、例えば搬送波レベル対干渉・雑音比（ＣＩＮＲ：Ｃａｒｒｉｅｒ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ａｎｄ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）、電界強度（ＲＳＳＩ：Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ、Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｓｉｎｇａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、端末２〜４の電池残量等に基づき、最良の値を有する端末をバックアップ局として選択する。

必要に応じて、バックアップ局管理部３０２は、複数のバックアップ局を選択し、優先順位付けする。例えば、ある閾値以上の受信品質を有する複数のバックアップ局を選択し、受信品質の高い順に優先順位を付す。

また、バックアップ局管理部３０２は、ダイバーシティ・セット管理部３０３から端末３〜４のバックアップ局のリストであるダイバーシティ・セットに変更が生じたことを通知されると、バックアップ局を変更する。例えば、端末３又は４のいずれかが端末２からの受信品質が低下したために当該端末のダイバーシティ・セットから端末２を削除し、別の端末をバックアップ局として追加した場合、バックアップ局管理部３０２は、当該別の端末をバックアップ局として選択する。

バックアップ局管理部３０２は、例えばバックアップ局の識別子、又はバックアップ局を特定するその他の情報の形式で、選択したバックアップ局をコンテキスト保持部３０４に通知する。

更に、バックアップ局管理部３０２は、端末３、４が受信品質を計測すべき定期的な計測期間を決定する。定期的な計測期間は、例えばフレーム番号、時刻、３０分毎のような時間周期により指定される。バックアップ局管理部３０２は、バックアップ局と、受信品質を計測すべき定期的な計測期間とを、複数の端末２〜４に広報する。

ダイバーシティ・セット管理部３０３は、各端末２〜４のダイバーシティ・セットを保持する。各端末２〜４は、自身が同一のパラメータを用いて同期可能なバックアップ局のリストをダイバーシティ・セットとして保持している。各端末２〜４のダイバーシティ・セット管理部３０３は、ダイバーシティ・セットを例えばＤｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｓｅｔ Ｕｐｄａｔｅ Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージ、又はＭＯＢ＿ＭＳＨＯ−ＲＥＱ（Ｍｏｂｉｌｅ ＭＳ Ｈａｎｄｏｖｅｒ Ｒｅｑｕｅｓｔ）メッセージを用いて指令局のダイバーシティ・セット管理部３０３に通知する。

コンテキスト保持部３０４は、セキュリティ情報などの端末に関する情報であるコンテキストを保持する。コンテキストは、例えば、指令局が端末２〜４と通信するために使用する暗号化、復号化方式等を含む。端末２〜４のコンテキストは、各端末２〜４が指令局に初めに登録したとき、例えば端末２〜４の電源が入れられたときに作成される。

指令局のコンテキスト保持部３０４は、自身が保持している端末３、４のコンテキストをバックアップ局のコンテキスト保持部３０４へ送信する。これにより、指令局とバックアップ局とは、端末３、４のコンテキストを共有する。

無線部３０５は、上述の各ブロック３０１〜３０４とバックアップ局を含む端末２〜４との間の無線接続を介した通信を提供する。

［バックアップ局の構成］
図３は、指令局、バックアップ局、及び端末のブロック図である。バックアップ局である端末２は、コンテキスト保持部３０４、無線部３０５、計測用信号生成部３０６、指令局管理部３０７を有する。全ての端末１〜４はバックアップ局になる可能性があるので、図３に示すバックアップ局に含まれるブロックを備える。

計測用信号生成部３０６は、指令局のバックアップ局管理部３０２から、バックアップ局及び定期的な計測期間の通知を受信する。計測用信号生成部３０６は、通知されたバックアップ局が自身を示す場合に、自身がバックアップ局として選択されていることを知る。

また、計測用信号生成部３０６は、定期的な計測期間の間、端末３、４が受信品質を計測するための信号を送信する。例えば、端末３、４がＣＩＮＲを計測する場合には、計測用信号生成部３０６は、ＯＦＤＭＡフレームのプリアンブル信号として規定のパターンを生成する。計測用信号生成部３０６は、生成したプリアンブル信号を、指令局がフレームを送信していたタイミングに合わせて送信する。

バックアップ局のコンテキスト保持部３０４は、指令局のコンテキスト保持部３０４から受信した端末３、４のコンテキストを保持する。これにより、障害などの理由で端末１が指令局として動作できなくなった場合に、端末２は端末３、４のコンテキストを用いて指令局として動作し始めることができる。

指令局管理部３０７は、指令局が送信するダウンリンク信号を監視する。指令局管理部３０７は、指令局からのダウンリンク信号が受信されないことを検出すると、指令局が動作不能であると判断し、自身が指令局として動作し始める。従って、端末２は図３に示される構成となり、スケジューリング部３０１が端末３、４に帯域を割り当てる。

無線部３０５は、上述の各ブロック３０４〜３０７と指令局を含む端末１、３、４との間の無線接続を介した通信を提供する。

［端末の構成］
図３の端末３は、ダイバーシティ・セット管理部３０３、コンテキスト保持部３０４、無線部３０５、指令局管理部３０７、計測部３０８を有する。全ての端末１〜４は図３に示す端末に含まれるブロックを備える。

計測部３０８は、指令局のバックアップ局管理部３０２からバックアップ局及び定期的な計測期間の広報を受信する。定期的な計測期間の間、端末の計測部３０８は計測用の信号を受信し、上述のようにバックアップ局が送信した計測用信号の受信品質を計測する。指令局が複数のバックアップ局と各バックアップ局に対応する複数の定期的な計測期間とを広報した場合には、計測部３０８は、各バックアップ局について、それぞれの計測期間に受信品質を計測する。

計測の方法として、計測部３０８は、例えばバックアップ局が送信したＯＦＤＭＡフレームのプリアンブル信号から、ＣＩＮＲを算出する。或いは、計測部３０８は、電界強度等に基づきバックアップ局の受信品質を計測してもよい。

計測部３０８は、計測の結果、つまりバックアップ局について計測した受信品質をダイバーシティ・セット管理部３０３へ通知する。

端末３のダイバーシティ・セット管理部３０３は、端末３自身のダイバーシティ・セットを保持する。各端末３は、同一のパラメータを用いて同期可能なバックアップ局のリストをダイバーシティ・セットとして保持している。

端末３のダイバーシティ・セット管理部３０３は、計測部３０８から受信した結果に基づき、ダイバーシティ・セットに保持するバックアップ局を決定する。例えば、ダイバーシティ・セット管理部３０３は、ある閾値以上の受信品質を有するバックアップ局をダイバーシティ・セットに追加し、ある閾値より低い受信品質を有するバックアップ局をダイバーシティ・セットから削除する。

端末３のダイバーシティ・セット管理部３０３は、自身が保持するダイバーシティ・セットを例えばＤｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｓｅｔ Ｕｐｄａｔｅ Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージ、又はＭＯＢ＿ＭＳＨＯ−ＲＥＱ（Ｍｏｂｉｌｅ ＭＳ Ｈａｎｄｏｖｅｒ Ｒｅｑｕｅｓｔ）メッセージを用いて指令局のダイバーシティ・セット管理部３０３に通知する。

指令局管理部３０７は、指令局が送信するダウンリンク信号を監視する。指令局管理部３０７は、指令局からのダウンリンク信号が受信されないことを検出すると、指令局が動作不能であると判断し、指令局が広報したバックアップ局の優先順位に従い最も優先順位が高いバックアップ局を新たな指令局として動作し始める。

図１の例で、端末２〜４の指令局管理部３０７が、指令局である端末１が動作不能になったことを検出したとする。端末２はバックアップ局から指令局に切り替わり、端末２のスケジューリング部３０１は端末３、４に帯域を割り当てる。端末３、４はダイバーシティ・セットに含まれるバックアップ局から新たな指令局が広報したバックアップ局の優先順位に従い指令局を選択する。端末３、４は、割り当てられた帯域を用い、新たな指令局へメッセージを送信する。新たな指令局へのメッセージとして、例えばＷｉＭＡＸに基づくシステムではＡｎｃｈｏｒ ＢＳメッセージを用いることができる。

無線部３０５は、上述の各ブロック３０３〜３０８と、指令局及びバックアップ局を含む端末１、２、４との間の無線接続を介した通信を提供する。

端末３のコンテキスト保持部３０４は、セキュリティ情報などの端末３自身に関する情報であるコンテキストを保持する。コンテキストは、例えば、端末３が指令局又はバックアップ局と通信するために使用する暗号化、復号化方式等を含む。端末３のコンテキスト保持部３０４は、端末３が指令局に初めに登録するとき、例えば端末３の電源が入れられたときに指令局へコンテキストを送信する。

以上に端末３について説明したが、端末４についても同様である。

［第１の実施形態］
図４に示すシーケンス図を参照し、第１の実施形態を説明する。以下では、図１のネットワーク構成、図２のフレーム構成、図３の指令局、バックアップ局、及び端末の構成を用いて本実施形態を説明する。

ステップＳ１で、指令局である端末１のバックアップ局管理部３０２は、［指令局の構成］で説明したような方法でバックアップ局を決定する。本実施形態では、端末２がバックアップ局として決定された。指令局内で、バックアップ局管理部３０２は、決定したバックアップ局の情報をコンテキスト保持部３０４へ送信する。バックアップ局の情報は、バックアップ局を識別する如何なる情報であってもよい。

ステップＳ２で、指令局のコンテキスト保持部３０４は、無線部３０５を経由して他の端末のコンテキストをバックアップ局である端末２へ送信する。送信の際には例えば、Ｃｏｎｔｅｘｔ Ｒｐｔ（Ｃｏｎｔｅｘｔ Ｒｅｐｏｒｔ）メッセージを使用する。これにより、指令局とバックアップ局は、他の端末、すなわち端末３、４のコンテキストを共有することができる。また、各端末３、４は自身のコンテキストを指令局にのみ送信すればよく、バックアップ局へ送信する必要がない。従って、指令局が切り替わるときに、各端末３、４と新たな指令局との間で送受信されるデータ量の増加を抑制できる。

ステップＳ３で、バックアップ局である端末２は、受信したコンテキストに対して受信確認を応答する。応答の際には例えばＣｏｎｔｅｘｔ Ｒｐｔ Ａｃｋ（Ｃｏｎｔｅｘｔ Ｒｅｐｏｒｔ Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）メッセージを使用する。

コンテキストには、リアルタイムで更新する必要があるコンテキストとリアルタイムで更新する必要がないコンテキストがある。リアルタイムで更新する必要があるコンテキストは、例えば、各種のタイマー値や暗号化に利用するパケット送信カウンタ値等である。リアルタイムで更新する必要がないコンテキストは、例えば、端末がサポートしている機能やデータに施す暗号化の方式や指令局と端末間のコネクションの情報等がある。

バックアップ局のコンテキスト保持部３０４は、受信したコンテキストを保持する。この保持しているコンテキストの中で、上述したリアルタイムで更新する必要があるコンテキストについては、バックアップ局自身が、適時更新する。例えば、タイマー値ならば、バックアップ局自身が保持しているタイマー値をカウントアップする。指令局も同様にタイマー値を適時更新しているので、結果的に、このコンテキストに関して指令局及びバックアップ局は同一内容を共有することになる。これにより、メッセージを送受信することによっては更新が間に合わないコンテキストの共有を実現することができる。

ステップＳ４で、各端末３、４のコンテキスト保持部３０４は、自身が保持するコンテキストが更新された場合、指令局のコンテキスト保持部３０４にコンテキストの更新を要求する。コンテキストの更新は、例えば、指令局と端末との間で新たにコネクションを追加する場合に発生する。コンテキストを更新する要求は、例えば、コネクションの追加ならばコネクション追加メッセージによって、サポートしている機能の変更ならば機能交換メッセージによって行われる。すなわち、コンテキストの更新は、そのコンテキストを更新する契機となった処理に依存して、それぞれ適したメッセージによって行われる。図４では、これらのメッセージをＣｏｎｔｅｘｔ Ｕｐｄａｔｅ Ｒｅｑ（Ｃｏｎｔｅｘｔ Ｕｐｄａｔｅ Ｒｅｑｕｅｓｔ）メッセージと表している。

ステップＳ５で、指令局は受信したコンテキストに対して応答する。図４では、ステップＳ４と同様に、各種応答メッセージをＣｏｎｔｅｘｔ Ｕｐｄａｔｅ Ｒｓｐ（Ｃｏｎｔｅｘｔ Ｕｐｄａｔｅ Ｒｓｐｏｎｓｅ）メッセージと表している。指令局のコンテキスト保持部３０４は、ステップＳ４で受信した要求に基づきコンテキストを更新し、保持する。

ステップＳ６〜Ｓ７で、指令局は、ステップＳ２〜Ｓ３と同様の手順で、更新したコンテキストをバックアップ局と共有する。

ステップＳ４〜Ｓ７の手順で示したように、リアルタイムに更新する必要がないコンテキストが変更された場合には、当該変更を契機に、端末３、４のコンテキスト保持部３０４が指令局のコンテキスト保持部３０４へ制御信号を送受信する。これにより、指令局とバックアップ局との間でコンテキストの共有が実現される。

ステップＳ２〜Ｓ７により、指令局が動作不能になった場合に、各端末とバックアップ局との間でコンテキストを交換する必要がないので、指令局からバックアップ局への切り替えを高速に行うことができる。

ステップＳ８で、指令局のバックアップ局管理部３０２は、バックアップ局が端末２であること、及び端末がバックアップ局の受信品質を計測すべき定期的な計測期間を広報する。例えばＷｉＭＡＸに基づくシステムでは、バックアップ局は、広報のために隣接基地局情報広報メッセージ（ＭＯＢ＿ＮＢＲ−ＡＤＶ：Ｍｏｂｉｌｅ Ｎｅｉｇｈｂｏｒ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ）を用いる。

定期的な計測期間は、バックアップ局が決定されたとき、バックアップ局が変更されたとき、受信品質を計測すべき定期的な計測期間が変更されたとき、新たな端末が無線通信ネットワークへ接続したとき等に、又は定期的に広報されてもよい。

バックアップ局の計測用信号生成部３０６は、指令局のバックアップ局管理部３０２からバックアップ局と計測期間を含む広報を受信する。計測用信号生成部３０６は、広報されたバックアップ局から、自身がバックアップ局であるか否かを判断する。

端末３、４の計測部３０８は、指令局のバックアップ局情報３０２からバックアップ局と計測期間を含む広報を受信する。計測部３０８は、広報されたバックアップ局から端末２がバックアップ局であることを認識する。

また、指令局のバックアップ局管理部３０２は計測期間をスケジューリング部３０１へ送信する。

ステップＳ９で、バックアップ局の計測用信号生成部３０６は、無線部３０５を介して、指令局と同期し且つ同一周波数チャネルである受信品質計測用信号を送信する。バックアップ局及び端末は指令局と同期し、指令局が使用している周波数チャネルで指令局の電波を受信しており、かつ、計測期間後も引き続き受信し続ける。従って、計測用信号は、指令局と同期し且つ同一周波数チャネルであることが好適である。

端末３、４が計測する受信品質としては例えばＣＩＮＲがある。また、端末３、４がＣＩＮＲを計測するためにバックアップ局が送信する信号としては、例えばプリアンブル信号がある。プリアンブル信号は、図２に示すように各フレームの先頭に指令局によって付与される。端末３、４は、当該プリアンブル信号を受信し、当該プリアンブル信号を基準に端末自身が送受信するフレームの送受信タイミングを指令局のフレームの送受信タイミングに同期する。また、端末は、受信したプリアンブル信号から、プリアンブル信号を送信した局のＣＩＮＲを計測することもできる。

指令局のスケジューリング部３０１は、計測期間中、端末３、４への帯域の割り当てを停止する。これによって、端末は指令局と電波を送受信する必要がなくなるので、計測期間中、端末の計測部３０８は、無線部３０５を介して、バックアップ局からの計測用信号を受信することができる。一方、バックアップ局の計測用信号生成部３０６も指令局と電波を送受信する必要がなくなるので、計測期間中、バックアップ局の計測用信号生成部３０６は計測用信号を送信することができる。

図５を用いて、指令局、バックアップ局、及び端末の間で送受信されるフレーム構成を説明する。図５に示すように、一つのフレームは、指令局が電波を送信するダウンリンク（ＤＬ）期間及び電波を受信するアップリンク（ＵＬ）期間を有する。図５の期間Ｔ０−Ｔ１、期間Ｔ１−Ｔ２、期間Ｔ２−Ｔ３、期間Ｔ３−Ｔ４で、それぞれ一つのフレームが送受信される。各フレームの詳細な構成は図２に示した通りである。図５に示すように、一つのフレームの中で、指令局がＤＬ信号を送信している間、バックアップ局及び端末は受信モード（ＲＸ：Ｒｅｃｅｉｖｅ ｅＸｃｈａｎｇｅ）となる。また、指令局がＵＬ信号を受信している間、バックアップ局及び端末は送信モード（ＴＸ：Ｔｒａｎｓｍｉｔ ｅＸｃｈａｎｇｅ）となる。

指令局のバックアップ局管理部３０２は、バックアップ局及び端末がＲＸからＴＸへ切り替わるタイミングを計測期間５０３として設定する。バックアップ局の計測用信号送信部３０６は、計測期間５０３の間、計測用信号５０４を送信する。計測用信号５０４は上述したようにプリアンブル信号５０１でもよい。このようにＲＸからＴＸへ切り替わるタイミングを計測期間５０３と設定することにより、バックアップ局及び端末においてＲＸとＴＸとの間の余計な切り替えの発生を回避できる。

図５に示すように、計測期間５０３を含む期間５０２の間、指令局はバックアップ局及び端末への帯域の割り当てを停止する。これは、指令局のスケジューリング部３０１が帯域割り当て情報を無線部３０５へ送信することによって実現する。ＤＬとＵＬの間、ＲＸとＴＸの間、及び計測期間の前後のマージンは、送受信モードの切り替えに必要なガード時間である。このガード時間を考慮して計測期間５０３を設定する必要がある。

期間Ｔ１−Ｔ２のフレーム中に計測期間５０３がないのは、当該フレームが受信品質を計測すべき定期的な計測期間に該当しないためである。

図４のステップＳ９の計測は、定期的に繰り返し実行される。

ステップＳ８〜Ｓ９により、指令局が動作不能になった場合に、各端末は最適なバックアップ局を選択する処理、及び各端末とバックアップ局とが同期を確立する処理を行う必要がないので、指令局からバックアップ局への切り替えを高速に行うことができる。

ステップＳ１０で、端末３、４のダイバーシティ・セット管理部３０３は、計測部３０８から受信した計測結果に基づきダイバーシティ・セットを更新する必要があるかどうか判断する。上述したように、ダイバーシティ・セットは他局（本実施形態では指令局及びバックアップ局）への同期パラメータ（同期情報）を含み、該同期パラメータで同期可能な他局のリストである。

端末３、４のダイバーシティ・セット管理部３０３は、バックアップ局の受信品質が予め設定された閾値以上ならば当該バックアップ局をダイバーシティ・セットに含め、受信品質が閾値より低ければダイバーシティ・セットから除く。このように、端末３、４は、バックアップ局、及びバックアップ局と同期するための同期情報をダイバーシティ・セットとして記憶し、必要に応じて更新する。バックアップ局の決定方法に依存するが、基本的にバックアップ局はダイバーシティ・セットに含まれることが期待される。ダイバーシティ・セットの更新が発生した場合、端末３、４のダイバーシティ・セット管理部３０３は、更新したダイバーシティ・セットの情報を、無線部３０５を介して指令局のダイバーシティ・セット管理部３０３へ送信する。

指令局のダイバーシティ・セット管理部３０３は各端末３、４のダイバーシティ・セットを保持している。指令局のダイバーシティ・セット管理部３０３は、バックアップ局決定方法に依存するが、ダイバーシティ・セットの変更に伴いバックアップ局の変更をバックアップ局管理部３０２へ依頼する。

例えば、端末３が現在のバックアップ局である端末２から十分な受信品質を得られなくなった場合、端末３は自身のダイバーシティ・セットから端末２を除く。この場合、指令部のダイバーシティ・セット管理部３０３はバックアップ局を変更することが望ましい。端末３は、ダイバーシティ・セットの変更を、例えば、Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｓｅｔ Ｕｐｄａｔｅ ＲｅｑｕｅｓｔメッセージやＭＯＢ＿ＭＳＨＯ−ＲＥＱ（Ｍｏｂｉｌｅ ＭＳ Ｈａｎｄｏｖｅｒ Ｒｅｑｕｅｓｔ）メッセージを用いて、指令局に通知する。

ステップＳ１１で、指令局はダイバーシティ・セットの変更の通知に応答する。指令局は、例えば、Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｓｅｔ Ｕｐｄａｔｅ ＲｓｐｏｎｓｅメッセージやＭＯＢ＿ＢＳＨＯ−ＲＳＰ（Ｍｏｂｉｌｅ ＢＳ Ｈａｎｄｏｖｅｒ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）メッセージを用いて、端末に応答する。

ステップＳ１２で、指令局が動作不可能になったとする。バックアップ局及び端末の指令局管理部３０７は、指令局のダウンリンク信号を監視している。指令局管理部３０７は、予め決められたある一定期間の間、ダウンリンク信号が受信できなくなったことを検出すると、指令局が動作不可能になったと判断し、バックアップ局が新たに指令局となる。新たに指令局となった端末２は、端末３、４との間のデータ送受信のタイミングを集中的にスケジューリングし、端末３、４へダウンリンク信号を送信し、端末３、４からアップリンク信号を受信する。

ステップＳ１３〜Ｓ１４で、バックアップ局（ステップＳ１２で新たに指令局となった端末２）及び端末３、４の指令局管理部３０７は指令局を変更する旨を通知する制御信号を送受信する。この制御信号は、例えば、ＷｉＭＡＸで用いられるＦＢＳＳでアンカー基地局を別の基地局へ更新する旨を基地局へ通知するＡｎｃｈｏｒ ＢＳ Ｕｐｄａｔｅ Ｒｅｑｕｅｓｔ／Ｒｅｓｐｏｎｓｅメッセージ、または同じく基地局へ通知するメッセージであるＭＯＢ＿ＭＳＨＯ−ＲＥＱ／ＭＯＢ＿ＢＳＨＯ−ＲＳＰにより送受信される。

図５及び図６を用い、指令局を切り替える動作を説明する。

図６は、端末間の物理的位置を説明する図である。図６では、指令局である端末１は端末３と端末４のほぼ中央に位置する。ｔ１３は端末１と端末３との間の遅延時間を示す。ｔ１４は端末１と端末４との間の遅延時間を示す。バックアップ局（ＢＵ局）である端末２は端末４よりも端末３の近くに位置する。Δｔはｔ１４またはｔ１３に対する差分時間である。また、バックアップ局である端末２は、指令局に対して、端末３及び端末４よりも近くに位置する。ｔ１２は端末１と端末２の間の遅延時間を示す。上述のような端末間のネットワーク構成においてフレームを送受信した場合、図５に示すようなフレーム構成となる。

図５に示すように、期間Ｔ０−Ｔ１、期間Ｔ１−Ｔ２、期間Ｔ２−Ｔ３において、バックアップ局は、ｔ１２時間だけ遅れて指令局からの電波を受信している。また、端末３及び端末４は、それぞれ、時間ｔ１３、ｔ１４だけ遅れて指令局からの電波を受信している。これらの遅延は、電波の物理的な伝播時間により発生する。バックアップ局及び端末は、この遅延時間を見込んだ上で指令局とフレームを送受信するタイミングを同期させる。

期間Ｔ２−Ｔ３で指令局が動作不能になった場合（５０５）、バックアップ局は、時刻Ｔ３から動作不可能前の該指令局のフレーム送信開始タイミングに合わせたタイミングで指令局としてフレームを送信し始める。上述したようにバックアップ局は指令局と同期していたので、上述のタイミングでフレームを送信し始めることが可能である。

一方、端末３及び端末４は時刻Ｔ３からバックアップ局からフレームを受信し始める。この際、例えば、端末３は、自身にフレームが到達することを期待して、フレームをいつ受信し始めるかが問題となる。端末３は、ｔ１３遅延時間を見込んで指令局と同期していたので、この指令局との同期のタイミングでバックアップ局からのフレームを受信し始めると、実際には、フレームは時間Δｔだけ早く端末３に到達してしまう。しかし、無線の変調方式の特性上、Δｔがある程度小さければ、この差分に関係なく端末３はバックアップ局からの信号をデコードすることができる。上述したΔｔの最大値は、無線の変調方式に依存して決定される。

また、上述した最大値よりも多少Δｔが大きくても、端末３は最終的にバックアップ局からの信号をデコードすることができる。端末３は、計測期間中、バックアップ局から受信品質を計測するための計測用信号（例えばプリアンブル信号５０１）を受信しているので、このときの受信タイミングを基に、Δｔ分の差分があることを見込み、指令局と同期していた受信タイミングを微調整して、時刻Ｔ３以降、バックアップ局からのフレームを、受信することもできる。

ただし、時間Δｔが大き過ぎると、端末３は、無線方式で定められた同期手順を初めからやり直し、再度同期を確立する必要がある。このような場合、端末３は、バックアップ局の計測結果を基に、ダイバーシティ・セットからバックアップ局を除く。バックアップ局決定方法に依存するが、バックアップ局を選定し直す必要が生じる。

端末４も端末３と同様に動作する。

まとめると、端末は、許容遅延以内に同期可能な局としてダイバーシティ・セット内にバックアップ局を維持しているので、指令局が動作不可能になった後、直ちにバックアップ局と同期することが可能である。

図４のステップＳ１５で、端末間ネットワークの再構築、つまり指令局の切り替えが完了する。

図７は、第１の実施形態のフローチャートである。図７に示すように、指令局とバックアップ局が各端末のコンテキストを共有する処理と並行して、各端末がバックアップ局からの電波の受信品質を計測し、ダイバーシティ・セットを維持する処理が実行される。従って、バックアップ局への高速な切り替えが実現できる。

ステップF１で、指令局は、バックアップ局を決定する。ステップＦ１は図４のステップＳ１に対応する。

ステップF２で、指令局は、バックアップ局及び定期的な計測期間を広報するタイミングか否かを判断する。広報するタイミングは、例えばフレーム番号、時刻、時間周期等により予め定められた定期的なタイミングである。

ステップF３で、指令局は、バックアップ局及び受信品質を計測すべき定期的な計測期間を広報する。ステップＦ３は図４のステップＳ８に対応する。

ステップF４で、指令局、バックアップ局、及び各端末は、それぞれ計測期間か否かを判断する。ステップＦ４は図４のステップＳ９に対応する。

ステップF５で、バックアップ局は計測用信号を送信し、各端末は計測用信号を受信し受信品質を計測する。ステップＦ５は図４のステップＳ９に対応する。

ステップF６で、ステップＦ５と並行して、指令局は、端末への帯域の割り当てを停止する。ステップＦ６は図４のステップＳ９に対応する。

ステップF７で、計測期間が終了すると、指令局は、端末への帯域の割り当てを再開する。

ステップF８で、各端末は、受信品質の計測結果を基にダイバーシティ・セットの更新が必要かどうか判断する。更新した場合には、各端末は、更新したダイバーシティ・セットを指令局に通知する。

ステップF９で、指令局は、各端末からの通知に基づき、必要に応じてダイバーシティ・セットを更新する。ステップＦ９は図４のステップＳ１０、Ｓ１１に対応する。

ステップF１１で、バックアップ局及び各端末は、指令局が動作不可能か判断し、動作不能でなければ継続して端末間通信を行う。動作不能ならば、ステップＦ１２へ進む。ステップＦ１１は図４のステップＳ１２に対応する。

ステップF１２で、バックアップ局は指令局として動作し始め、各端末はバックアップ局を指令局に切り替える。ステップＦ１２は図４のステップＳ１２〜Ｓ１５に対応する。

ステップF１３〜Ｆ１５で、ステップＦ２〜Ｆ１１と並行して、指令局とバックアップ局は各端末のコンテキストの共有を繰り返す。指令局が動作不能となると、ステップＦ１５で、指令局とバックアップ局はコンテキストの共有を終了し、ステップＦ１２へ進む。

尚、本実施形態では、端末毎にコンテキストが異なるシステムを想定して、端末毎に異なるコンテキストを指令局とバックアップ局間で共有した。また、共有するため、上述したように制御メッセージを指令局とバックアップ局間で送受信した。しかし、端末間の無線通信ネットワークを構築する前に、全端末が同じコンテキストを予め保持しておき、端末間の無線通信ネットワークを運用している間、コンテキストを変更せず、コンテキストを共有する処理を省略してもよい。この場合、図７のステップＦ１３〜Ｆ１５は行われない。

本実施形態により、端末間の無線通信ネットワークにおいて、指令局からバックアップ局への高速な切り替えが実現できる。

［第２の実施形態］
第２の実施形態は、バックアップ局がフレームを送信し始めるタイミングが実施形態１と異なる。第２の実施形態では、指令局が動作不可能になった後、バックアップ局は、動作不可能を検出する前に該バックアップ局が送信していた受信品質計測用信号の送信タイミングに合わせて、フレームを送信し始める。

図８を参照し、実施形態１と異なる点を説明する。図８は、第２の実施形態の指令局、バックアップ局、及び端末が送受信するフレーム構成を説明する図である。以下では、図１のネットワーク構成、図２のフレーム構成、図３の指令局、バックアップ局、及び端末の構成を用いて本実施形態を説明する。

期間Ｔ２−Ｔ３で、指令局が動作不能となった場合（５０５）、期間Ｔ３−Ｔ４で、バックアップ局は、自身が計測用信号を送信していたタイミング５０３に合わせて、フレームを送信し始める（５１０）。バックアップ局は、指令局が動作不可能となる前には、上述のタイミングで計測用信号５０４を送信していたので、このタイミングを分かっており、これに合わせてフレームを送信し始めることが可能である。

一方、端末３は、指令局が動作不可能となる前の計測期間５０３中、バックアップ局から計測用信号（例えばプリアンブル信号５０４）を受信していたタイミングに合わせて、バックアップ局がフレームを送信し始めることを期待している。従って、端末３は当該タイミングに合わせてバックアップ局からのフレームを受信し始めることができる。

実施形態１で述べたように、Δｔは端末３から見て許容遅延以内に同期可能なのでバックアップ局へ、直ちに同期可能である。端末３は、バックアップ局が、指令局がフレームの送信を開始するタイミング、又はバックアップ局が計測用信号を送信するタイミングのいずれでフレームを送信し始めるのかを、前もって分かっている必要がある。このために例えば、指令局は定期的な計測期間と共に、フレームを送信し始めるタイミングの設定を重畳して広報する。

端末４も端間３と同様に動作する。

本実施形態により、端末間の無線通信ネットワークにおいて、指令局からバックアップ局への高速な切り替えが実現できる。

［第３の実施形態］
第３の実施形態では、指令局は複数の端末の中から複数のバックアップ局を選択し、優先順位を付加する。指令局は、複数のバックアップ局と、端末が各バックアップ局の受信品質を計測すべき定期的な計測期間とを、それぞれ広報する。

更に、本実施形態では、複数の端末は、各計測期間中、各バックアップ局からの受信品質を計測する。各端末は、計測結果に基づき、他局への同期パラメータを含み、当該同期パラメータで同期可能な他局のリストであるダイバーシティ・セット内に複数のバックアップ局を保持する。

図９に示す第３の実施形態のシーケンス図を参照し、実施形態１と異なる点を説明する。以下では、図１のネットワーク構成、図２のフレーム構成、図３の指令局、バックアップ局、及び端末の構成を用いて本実施形態を説明する。

ステップＳ１で、指令局である端末１は、［第１の実施形態］と同様の方法でバックアップ局を決定する。本実施形態では、一つのバックアップ局だけでなく複数のバックアップ局を選択し、優先順位を付す。例えば、受信品質が高いバックアップ局ほど高い優先順位が付される。

図９では、指令局は端末２と端末３をバックップ局として選択し、端末２に高い優先順位を付している。指令局が動作不可能となると端末２が指令局となる。指令局及び端末２が動作不可能となると端末３が指令局となる。以降、端末２をバックアップ局１、端末３をバックアップ局２と称する。

ステップＳ２ａ〜Ｓ３ａで、指令局はバックアップ局１とだけでなくバックアップ局２とも、第１の実施形態のステップＳ２〜Ｓ３（図４）と同様の手順で、各端末のコンテキストを共有する。

ステップＳ６ａ〜Ｓ７ａで、指令局はバックアップ局１とだけでなくバックアップ局２とも、第１の実施形態のステップＳ６〜Ｓ７（図４）と同様の手順で、各端末の更新したコンテキストを共有する。

ステップＳ８で、第１の実施形態のステップＳ８（図４）と同様の手順で、指令局は、バックアップ局が端末２及び端末３であること、及びその優先順位が高い順に端末２、端末３であること、及びバックアップ局１の受信品質を計測すべき定期的な計測期間、及びバックアップ局２の受信品質を計測すべき定期的な計測期間を広報する。図９では、優先順位は広報されるバックアップ局の順序として表されている。本実施形態では２つのバックアップ局が選択されているが、３以上のバックアップ局が選択されてもよい。

ステップＳ９ａで、バックアップ局２は、第１の実施形態のステップＳ９（図４）と同様の手順で、指令局と同期し且つ同一の周波数チャネルで計測用信号を送信する。バックアップ局２の計測期間はバックアップ局１の計測期間と異なる期間とする。

指令局はバックアップ局１及びバックアップ局２の計測期間中、複数の端末への帯域の割り当てを停止する。これによって、各端末は指令局と電波を送受信する必要がなくなり、バックアップ局１及びバックアップ局２からの測用信号を受信することができる。一方、各計測期間中、バックアップ局１及びバックアップ局２も指令局と電波を送受信する必要がなくなり、計測用信号を送信することができる。

ステップＳ１０〜Ｓ１１で、端末は第１の実施形態のステップＳ１０〜Ｓ１１（図４）と同様の手順でダイバーシティ・セットを更新する。本実施形態は、ダイバーシティ・セットがバックアップ局１だけでなくバックアップ局２も含む点が第１の実施形態と異なる。

ステップＳ１２ａで、バックアップ局１が指令局とほぼ同時に動作不可能となったとする。端末３及び端末４は、例えば、指令局が動作不能になったことを検知した後、バックアップ局１のダウンリンク信号を受信しようと試みて、一定時間、受信できなかったことをもってバックアップ局１も動作不可能になっていると判断する。以降、バックアップ局２は、第１の実施形態と同様に指令局としてフレームを送信し始める。

ステップＳ１３〜Ｓ１４で、バックアップ局２及び端末４は指令局を変更する旨を通知する制御信号を第１の実施形態のステップＳ１３〜Ｓ１４（図４）と同様の手順で送受信する。

本実施形態により、指令局及び複数のバックアップ局が同時若しくは連続して、動作不可能になったとき、次善の動作可能なバックアップ局へ高速に切り替えることができる。

尚、本実施形態では、端末４はバックアップ局に選定されていないが、全ての端末を優先順位付けしてバックアップ局に選定してもよい。

［第４の実施形態］
本実施形態では、バックアップ局が、指令局が動作不可能となったことを検知し、指令局が動作不可能となったことを、計測期間中に複数の端末へ通知する。

図１０に示す第４の実施形態のシーケンス図を参照し、第１の実施形態と異なる点を説明する。以下では、図１のネットワーク構成、図２のフレーム構成、図３の指令局、バックアップ局、及び端末の構成を用いて本実施形態を説明する。

ステップＳ１２で、指令局が動作不可能になったとする。バックアップ局は、指令局のダウンリンク信号を監視しており、予め決められたある一定期間ダウンリンク信号が受信できなくなったことをもって指令局が動作不可能になったと判断する。

ステップＳ９ｂで、バックアップ局は計測期間中に計測用信号及び指令局が動作不能となったことを示すフラグを複数の端末へ送信する。各端末は当該フラグの受信を基に指令局が動作不能となったことを認識する。ステップＳ９ｂは、指令局が動作不可能となった後の次の計測期間で実行される。

第１の実施形態では、各端末が、指令局のダウンリンク信号を監視することで、指令局が動作不可能となったことを認識した。しかしながら、ダウンリンク信号の受信環境はバックアップ局と端末で異なる可能性があるので、必ずしも同じタイミングで指令局が動作不可能になったと認識するとは限らない。動作不可能になったと認識するタイミングが異なる場合には、バックアップ局が指令局としてフレームを送信し始めるタイミングと、端末が、バックアップ局が指令局としてフレームを送信し始めると想定するタイミングとがずれ、場合によっては同時に電波を送信してしまい、お互いに相手の干渉元となってしまう可能性もある。

そこで本実施形態は、これらのタイミングを一致させることにより、この問題を回避している。

本実施形態により、複数の端末は、指令局が動作不可能となった後、バックアップ局へ切り替えるタイミングを一致させることができる。

［第５の実施形態］
本実施形態では、指令局は、複数の端末がバックアップ局への送信電力を調整すべき定期的な調整期間を広報する。調整期間中、指令局は複数の端末への帯域の割り当てを停止し、バックアップ局は複数の端末に送信電力を調整するための調整用信号を送信するための帯域を割り当て、各端末に送信電力を調整するよう指示する。

更に、本実施形態では、バックアップ局は、送信電力を調整する指示を上述の計測用信号に付随して各端末へ送信する。

または、本実施形態では、バックアップ局は、指令局を経由して送信電力を調整する指示を各端末へ送信する。

第１の実施形態によって、端末はバックアップ局と直ちに同期できるので、同時にバックアップ局からのダウンリンク信号を受信し始めることができる。しかし、バックアップ局と端末が電波を送受信する環境が変化すると、端末からバックアップ局への送受信電力を更に調整する必要がある。ある調整値以内に送信電力が調整されていないとバックアップ局が端末からのアップリンク信号をデコードできない可能性もある。また、不必要に大きい送信電力は端末の電池を無駄に消費してしまう可能性がある。

そこで、本実施形態では、指令局は動作不可能となる前に端末とバックアップ局との送信電力の調整を済ませておく。

本実施形態により、指令局が動作不可能となる前に端末とバックアップ局との送信電力調整を済ませておくことができる。これによりバックアップ局へ切り替えた後、アップリンクのユーザデータを直ちに送信し始めることができる。

例えば、送信電力の調整は、端末が送信電力調整用の信号をバックアップ局へ送信し、バックアップ局が、その受信結果に基づき、端末へ送信電力を調整する指示を端末へ返信することで実現する。当該指示は、例えば、送信電力をある値だけ上げる、又は下げるという指示である。調整は繰り返し行われてもよい。

図１１に示す第５の実施形態のシーケンス図、及び図１２に示す第５の実施形態の指令局、バックアップ局、及び端末が送受信するフレーム構成を説明する図を参照し、第１の実施形態と異なる点を説明する。以下では、図１のネットワーク構成、図２のフレーム構成、図３の指令局、バックアップ局、及び端末の構成を用いて本実施形態を説明する。

ステップＳ８で、指令局のバックアップ局管理部３０２はバックアップ局が端末２であること、バックアップ局の受信品質を計測すべき定期的な計測期間、端末の送信電力を調整すべき定期的な調整期間、及び調整期間中に各端末が調整用信号を送信するための帯域の割り当てを広報する。

ステップＳ９ｃで、端末は送信電力の調整に用いる調整用信号をバックアップ局へ送信する。指令局は調整期間中、複数の端末への帯域の割り当てを停止する。これによって、調整期間中、端末は指令局と電波を送受信する必要がなくなり、端末は調整用信号をバックアップ局へ送信することができる。一方、調整期間中、バックアップ局も指令局と電波を送受信する必要がなくなり、バックアップ局は調整用信号を端末から受信ことができる。

ステップＳ９ｃにおけるフレーム構成は、図１２の期間Ｔ１−Ｔ２に示される。指令局は、期間Ｔ１−Ｔ２でＲＸからＴＸへ切り替わるタイミングに、調整期間を設定する。このタイミングを調整期間に設定することにより、バックアップ局及び端末においてＲＸとＴＸとの間の余計な切り替えの発生を回避できる。

ステップＳ９ｄで、バックアップ局は、ステップＳ９ｃの受信結果に基づき、送信電力を調整する指示を計測用信号に付随して各端末へ送信する（図１２の５２２に相当する）。各端末は送信電力を調整する指示に従い送信電力を調整する。ステップＳ９ｄにおけるフレーム構成は、図１２の期間Ｔ２−Ｔ３に示される。

ステップＳ１６〜Ｓ１７で、バックアップ局は、ステップＳ９ｃで受信した調整用信号に基づき、送信電力を調整する指示を指令局経由で各端末へ送信する。送信電力を調整する指示の送信は、ステップＳ９ｄ又はステップＳ１６〜Ｓ１７のどちらの手順で実現してもよい。

本実施形態により、指令局が動作不可能となる前に端末とバックアップ局との間の送信電力の調整を済ませておくことができる。これによりバックアップ局へ切り替えた後、アップリンクのユーザデータを直ちに送信し始めることができる。

以上の実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
帯域を割り当てる指令局であって、バックアップ局と、端末が受信品質を計測すべき定期的な計測期間とを広報し、前記計測期間の間、前記端末への前記帯域の割り当てを停止する指令局と、
前記指令局と同期し、前記指令局と同一の周波数チャネルを用いて計測用信号を送信する１又は複数のバックアップ局と、
前記計測用信号を用いて前記バックアップ局毎の受信品質を計測する１又は複数の端末と、を有する無線通信ネットワーク。
（付記２）
前記端末は、前記計測の結果が所定値以上を有する前記バックアップ局を前記指令局へ通知し、前記バックアップ局と同期するための同期情報を記憶する、付記１に記載の無線通信ネットワーク。
（付記３）
前記指令局は、送信電力を調整すべき定期的な調整期間を更に広報し、
前記調整期間の間、前記端末は、前記各バックアップ局により割り当てられた帯域を用いて調整用信号を送信し、前記各バックアップ局は、前記調整用信号に基づき前記端末に送信電力を調整するよう指示する、付記１又は２に記載の無線通信ネットワーク。
（付記４）
前記指令局は、前記バックアップ局の優先順位を更に広報する、付記１乃至３の何れか一項に記載の無線通信ネットワーク。
（付記５）
前記バックアップ局は、前記指令局が動作不能になったことを検出すると、前記指令局のフレームの先頭、前記計測期間、又は前記調整期間と同期したタイミングでフレームの送信を開始する、付記１乃至４の何れか一項に記載の無線通信ネットワーク。
（付記６）
前記バックアップ局は、前記指令局が動作不能になったことを前記複数の端末へ通知する、付記１乃至５の何れか一項に記載の無線通信ネットワーク。
（付記７）
前記指令局は、前記バックアップ局に前記複数の端末のコンテキストを通知する、付記１乃至６の何れか一項に記載の無線通信ネットワーク。
（付記８）
前記バックアップ局は、前記指令局を介して各端末へ前記送信電力を調整する指示を送信する、付記１乃至７の何れか一項に記載の無線通信ネットワーク。
（付記９）
前記指令局は、隣接基地局広報メッセージを用いて前記広報を行う、付記１乃至８の何れか一項に記載の無線通信ネットワーク。
（付記１０）
前記受信品質は、搬送波レベル対干渉雑音比（ＣＩＮＲ）、又は電界強度である、付記１乃至９の何れか一項に記載の無線通信ネットワーク。
（付記１１）
指令局が、前記指令局と同期している１又は複数のバックアップ局と、端末が受信品質を計測すべき定期的な計測期間とを広報するステップと、
前記計測期間の間、前記指令局は、前記端末への帯域の割り当てを停止し、前記バックアップ局は、前記指令局と同一の周波数チャネルを用いて計測用信号を送信し、前記端末は、前記計測用信号を用いて前記バックアップ局毎の受信品質を計測するステップと、を有する無線通信方法。

１ 端末（指令局）
２ 端末（バックアップ局）
３、４ 端末
１００ 無線通信ネットワーク
３０１ スケジューリング部
３０２ バックアップ局管理部
３０３ ダイバーシティ・セット管理部
３０４ コンテキスト保持部
３０５ 無線部
３０６ 計測用信号生成部
３０７ 指令局管理部
３０８ 計測部

Claims (6)

1. 帯域を割り当てる指令局であって、バックアップ局と、端末が受信品質を計測すべき定期的な計測期間とを広報し、前記計測期間の間、前記端末への前記帯域の割り当てを停止する指令局と、
   前記指令局と同期し、前記指令局と同一の周波数チャネルを用いて計測用信号を送信する１又は複数のバックアップ局と、
   前記計測用信号を用いて前記バックアップ局毎に計測した受信品質に基づいて作成した同期情報及び該同期情報を用いて同期可能なバックアップ局のリストを記憶する１又は複数の端末と、
   を有し、
   前記指令局は、自身の保持する前記端末のコンテキストを前記バックアップ局へ送信することにより前記バックアップ局とコンテキストを共有する、無線通信ネットワーク。
2. 前記端末は、前記計測の結果が所定値以上を有するバックアップ局を前記同期可能なバックアップ局のリストに加える、請求項１に記載の無線通信ネットワーク。
3. 前記指令局は、送信電力を調整すべき定期的な調整期間を更に広報し、
   前記調整期間の間、前記端末は、前記各バックアップ局により割り当てられた帯域を用いて調整用信号を送信し、前記各バックアップ局は、前記調整用信号に基づき前記端末に送信電力を調整するよう指示する、請求項１又は２に記載の無線通信ネットワーク。
4. 前記指令局は、前記バックアップ局の優先順位を更に広報する、請求項１乃至３の何れか一項に記載の無線通信ネットワーク。
5. 前記バックアップ局は、前記指令局が動作不能になったことを検出すると、前記指令局のフレームの先頭、前記計測期間、又は前記調整期間と同期したタイミングでフレームの送信を開始する、請求項１乃至４の何れか一項に記載の無線通信ネットワーク。
6. 指令局が、前記指令局と同期している１又は複数のバックアップ局と、端末が受信品質を計測すべき定期的な計測期間とを広報するステップと、
   前記計測期間の間、前記指令局は、前記端末への帯域の割り当てを停止し、前記バックアップ局は、前記指令局と同一の周波数チャネルを用いて計測用信号を送信し、前記端末は、前記計測用信号を用いて前記バックアップ局毎の受信品質を計測するステップと、
   前記端末が、前記の計測した受信品質に基づき、同期情報及び該同期情報を用いて同期可能なバックアップ局のリストを作成し記憶するステップと、
   を有し、
   前記指令局は、自身の保持する前記端末のコンテキストを前記バックアップ局へ送信することにより前記バックアップ局とコンテキストを共有する、無線通信方法。

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