JP5576432B2

JP5576432B2 - システム及び機器

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Publication number: JP5576432B2
Application number: JP2012130762A
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Inventors: 寛之日高
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Current assignee: Kyocera Corp
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Filing date: 2012-06-08
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Description

本発明は、無線基地局と直接通信する無線端末を最上位とした木構造ネットワークを構成するシステム及び機器に関する。

従来、中継機能を有する複数の無線端末（機器）によって自律的に構成される無線ネットワークであるアドホックネットワークが知られている。また、アドホックネットワークを構成する無線端末が無線基地局と通信する手法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。具体的には、無線端末は、他の無線端末を介して無線基地局と通信する。

すなわち、複数の無線端末によって、無線基地局と直接通信する無線端末を最上位とした木構造ネットワークが構成される。下位の無線端末が上位の無線端末を介して無線基地局と通信するので、下位の無線端末は、無線基地局の電波到達範囲外であっても無線基地局と通信することができる。

特開２００３−１２４８７６号公報（第６−７頁、第７図）

ところで、上述した木構造ネットワークにおいて、最上位の無線端末は必ずしも無線基地局との直接通信を継続可能であるとは限らない。例えば、最上位の無線端末が無線基地局の電波到達範囲外に移動した場合には、当該無線端末と無線基地局との直接通信が継続できなくなる問題があった。

また、最上位の無線端末と無線基地局との直接通信が継続できなくなると、最上位の無線端末を介して無線基地局と通信していた下位の無線端末であって、無線基地局の電波到達範囲外に位置する無線端末は、無線基地局と通信できなくなる問題があった。

そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、無線基地局と直接通信する機器を最上位とした木構造ネットワークにおいて、最上位の機器が無線基地局との直接通信を継続できなくなった場合に、木構造ネットワークを構成する機器が無線基地局と通信可能とするシステム及び機器を提供することを目的とする。

上述した問題を解決するため、本発明は、次のような特徴を有している。

本発明のシステムは、無線基地局と直接通信するマスタである第１機器及び当該第１機器と通信するスレーブである第２機器を含むシステムであって、前記第１機器は、無線基地局との直接通信が不可と判定された場合、無線基地局との直接通信が可能であるか否かを問合せるメッセージを送信し、前記第２機器は、前記メッセージを受信した場合、サーチを行い、前記第１機器は、前記サーチの結果に基づいて、マスタ及びスレーブの関係を入れ替えるために、無線基地局との直接通信を実行させるためのメッセージを送信し、前記第２機器は、前記直接通信を実行させるためのメッセージを受信した場合、無線基地局との直接通信を実行することを特徴とする。

本発明の機器は、無線基地局との直接通信が不可と判定された場合、無線基地局との直接通信が可能であるか否かを問合せるメッセージを、マスタである自機器を含むネットワークを構成するスレーブである他の機器に送信し、当該メッセージに基づく前記他の機器のサーチの結果に基づいて、マスタ及びスレーブの関係を入れ替えるために、無線基地局との直接通信を実行させるためのメッセージを前記他の機器に送信することを特徴とする。

本発明の機器は、無線基地局との直接通信が可能であるか否かを問合せるメッセージを、スレーブである自機器を含むネットワークを構成するマスタである他の機器から受信した場合、サーチを行い、当該サーチの結果に基づいて、マスタ及びスレーブの関係を入れ替えるために、前記他の機器から直接通信を実行させるためのメッセージを受信した場合、無線基地局との直接通信を実行することを特徴とする。

本発明のシステムは、無線基地局と直接通信するマスタである第１機器及び当該第１機器と通信するスレーブである第２機器を含むシステムであって、前記第１機器は、無線基地局との直接通信が不可と判定された場合、サーチ指示を送信し、前記第２機器は、前記メッセージを受信した場合、サーチを行い、前記第１機器は、前記サーチの結果に基づいて、マスタ及びスレーブの関係を入れ替えるために、無線基地局との直接通信を実行させるためのメッセージを送信し、前記第２機器は、前記直接通信を実行させるためのメッセージを受信した場合、無線基地局との直接通信を実行することを特徴とする。

本発明の機器は、無線基地局と直接通信するマスタである機器であって、無線基地局との直接通信が不可と判定された場合、サーチ指示をスレーブである他の機器に送信し、当該指示に基づく前記他の機器のサーチの結果に基づいて、マスタ及びスレーブの関係を入れ替えるために、無線基地局との直接通信を実行させるためのメッセージを前記他の機器に送信することを特徴とする。

本発明の機器は、無線基地局と直接通信するマスタである機器を含むネットワークを構成するスレーブである機器であって、マスタである他の機器からサーチ指示を受信した場合、サーチを行い、当該サーチの結果に基づいて、マスタ及びスレーブの関係を入れ替えるために、前記他の機器から直接通信を実行させるためのメッセージを受信した場合、無線基地局との直接通信を実行することを特徴とする。

本発明によれば、無線基地局と直接通信する機器を最上位とした木構造ネットワークにおいて、最上位の機器が無線基地局との直接通信を継続できなくなった場合に、木構造ネットワークを構成する機器が無線基地局と通信可能とするシステム及び機器を提供することができる。

本発明の実施形態に係る無線通信システムの全体概略構成図である。本発明の実施形態に係る無線端末のハードウェア構成図である。本発明の実施形態に係る無線端末の機能ブロック構成図である。本発明の実施形態に係る無線端末によって実行されるアドホックネットワークの構築動作を示すフローチャートである。本発明の実施形態に係るマスタ・スレーブ入れ替え動作の動作例１を説明するための図である。本発明の実施形態に係るマスタ・スレーブ入れ替え動作の動作例１を示すシーケンス図である。本発明の実施形態に係るマスタ・スレーブ入れ替え動作の動作例２を説明するための図である。本発明の実施形態に係るマスタ・スレーブ入れ替え動作の動作例２を示すシーケンス図である。

次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。具体的には、（１）無線通信システムの全体概略構成、（２）無線端末の構成、（３）無線端末の動作、（４）作用・効果、（５）その他の実施形態について説明する。

なお、以下の実施形態における図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。

（１）無線通信システムの全体概略構成
図１は、本実施形態に係る無線通信システム１０の全体概略構成図である。図１に示すように、無線通信システム１０は、無線基地局ＢＳ、及び無線端末ＭＳ１〜ＭＳ９を含む。

無線基地局ＢＳは、無線端末と直接通信可能なエリアであるサービスエリア（電波到達エリア）ＳＡを構成する。図１の例では、無線基地局ＢＳは、サービスエリアＳＡ内に位置する無線端末ＭＳ１と直接通信する。

無線端末ＭＳ１〜ＭＳ９は、無線基地局ＢＳと直接通信（シングルホップ通信）する機能と、少なくとも１つの他の無線端末を介して無線基地局ＢＳと通信（マルチホップ通信）する機能とを具備する。

本実施形態では、無線端末ＭＳ１〜ＭＳ９によって、自律的な無線ネットワークであるアドホックネットワークＡＨが形成されている。アドホックネットワークＡＨは、無線基地局ＢＳと直接通信する無線端末ＭＳ１を最上位の階層（ルートノード）とした木構造を有する。

図１の例では、木構造のアドホックネットワークＡＨにおいて、無線端末ＭＳ１に接続する無線端末ＭＳ２及び無線端末ＭＳ５は、同一の階層である。無線端末ＭＳ２に接続する無線端末ＭＳ３及び無線端末ＭＳ４と、無線端末ＭＳ５に接続する無線端末ＭＳ６とは、同一の階層である。なお、無線端末ＭＳ８及び無線端末ＭＳ９は、最下位の階層（リーフノード）である。

また、無線端末ＭＳ１〜ＭＳ９は、自己の直上の階層に属する無線端末をマスタとして記憶し、自己の直下の階層に属する無線端末をスレーブとして記憶する。例えば、無線端末ＭＳ２は、無線端末ＭＳ１をマスタとして記憶し、無線端末ＭＳ３及び無線端末ＭＳ４をスレーブとして記憶している。

無線端末ＭＳ１〜ＭＳ９は、同様の構成であるため、以下の説明においては、無線端末ＭＳ１〜ＭＳ９を無線端末ＭＳと適宜総称する。

（２）無線端末の構成
次に、図２及び図３を用いて、無線端末ＭＳの構成について説明する。具体的には、（２．１）無線端末のハードウェア構成、（２．２）無線端末の機能ブロック構成について説明する。

（２．１）無線端末のハードウェア構成
図２は、無線端末ＭＳのハードウェア構成図である。図２に示すように、無線端末ＭＳは、基地局通信部１１０、アドホック通信部１２０、制御部１３０、表示部１４３、入力部１４４、マイク１４１、スピーカ１４２、及びバッテリ１５０を含む。

基地局通信部１１０は、無線基地局ＢＳに接続し、無線基地局ＢＳとの直接通信を実行する。基地局通信部１１０は、例えばＣＤＭＡ方式に従った無線信号（ＲＦ信号）を無線基地局ＢＳと送受信する。また、基地局通信部１１０は、無線信号とベースバンド信号との変換を実行し、ベースバンド信号を制御部１３０と送受信する。

アドホック通信部１２０は、アドホックネットワークＡＨを構成する無線端末に接続し、当該無線端末を介して無線基地局ＢＳと通信する。アドホック通信部１２０は、例えば無線ＬＡＮ（ＩＥＥＥ８０２．１１など）又はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）に準拠した構成を有している。アドホック通信部１２０は、無線信号とベースバンド信号との変換を実行し、ベースバンド信号を制御部１３０と送受信する。

表示部１４３は、制御部１３０を介して受信した画像を表示したり、操作内容（入力電話番号やアドレスなど）を表示したりする。入力部１４４は、テンキーやファンクションキーなどによって構成され、ユーザの操作内容を入力するために用いられる。

マイク１４１は、音声を電気信号に変換し、当該電気信号を制御部１３０に入力する。スピーカ１４２は、制御部１３０からの電気信号を音声に変換し、当該音声を出力する。

制御部１３０は、ＣＰＵやメモリによって構成され、無線端末ＭＳが具備する各種機能を制御する。メモリは、無線端末ＭＳにおける制御などに用いられる各種情報を記憶する。バッテリ１５０は、無線端末ＭＳを動作させるための電力を蓄積し、蓄積した電力を各ブロックに供給する。

基地局通信部１１０は、アンテナ１１１、基地局通信ＲＦ処理部１１２、符号化部１１３、及び復号部１１４を含む。

符号化部１１３は、制御部１３０からのベースバンド信号を符号化する。基地局通信ＲＦ処理部１１２は、符号化されたベースバンド信号のアップコンバート及び増幅を実行する。これにより、無線信号が生成される。生成された無線信号は、アンテナ１１１を介して外部に送出される。

また、基地局通信ＲＦ処理部１１２は、アンテナ１１１を介して入力される無線信号の増幅及びダウンコンバートを実行し、ベースバンド信号を生成する。復号部１１４は、生成されたベースバンド信号を復号し、復号したベースバンド信号を制御部１３０に入力する。

アドホック通信部１２０は、アンテナ１２１、アドホック通信ＲＦ処理部１２２、符号化部１２３、及び復号部１２４を含む。アンテナ１２１、アドホック通信ＲＦ処理部１２２、符号化部１２３、及び復号部１２４については、アンテナ１１１、基地局通信ＲＦ処理部１１２、符号化部１１３、及び復号部１１４と同様であるため、重複する説明を省略する。

（２．２）無線端末の機能ブロック構成
図３は、無線端末ＭＳの機能ブロック構成図、具体的には、制御部１３０によって実行される各機能を示すブロック図である。なお、以下では、本発明に関連する点について説明する。

図３に示すように、制御部１３０は、通信判定部１３１、メッセージ処理部１３２、マスタ管理部１３３、マスタ記憶部１３４、スレーブ管理部１３５、スレーブ記憶部１３６、通信中継部１３７、及び通信制御部１３８を含む。

通信判定部１３１は、無線基地局ＢＳとの直接通信を実行中に、以下の（ａ）〜（ｃ）の少なくとも１つを基準として、当該直接通信を継続可能であるか否かを判定する。

（ａ）通信判定部１３１は、無線基地局ＢＳから受信する無線信号（例えば、パイロット信号などの報知信号）の品質である受信品質を測定し、測定した受信品質を閾値と比較する。

受信品質としては、例えばＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）、ＳＮＲ（Signal to Noise Ratio）、ＣＮＲ（Carrier to Noise Raito）、又はエラーレートが使用できる。通信判定部１３１は、受信品質が閾値を下回る場合、無線基地局ＢＳとの直接通信が継続不であると判定する。

（ｂ）通信判定部１３１は、バッテリ１５０の残量を検出し、検出した残量を閾値と比較する。通信判定部１３１は、バッテリ１５０の残量が閾値を下回る場合、無線基地局ＢＳとの直接通信が継続不可であると判定する。

（ｃ）通信判定部１３１は、無線基地局ＢＳとの直接通信が規制される発信規制を検出する。通信判定部１３１は、発信規制検出部によって発信規制が検出された後、無線基地局ＢＳとの接続に失敗すると無線基地局ＢＳとの直接通信が継続不可であると判定する。

また、通信判定部１３１は、アドホック通信部１２０及びメッセージ処理部１３２が、マスタから無線基地局ＢＳのサーチ指示を受信した場合、基地局サーチを実行する。なお、基地局サーチの実行に加え、上記（ａ）〜（ｃ）の判定を行ってもよい。

メッセージ処理部１３２は、主に以下のメッセージをマスタやスレーブと送受信する。基地局サーチを指示するサーチ指示（問い合せメッセージ）。基地局サーチの結果であるサーチ結果（応答メッセージ）。無線基地局ＢＳとの直接通信を指示する接続指示（指示メッセージ）。

マスタ管理部１３３は、マスタを識別する識別情報をマスタ記憶部１３４に格納する。スレーブ管理部１３５は、スレーブを識別する識別情報をスレーブ記憶部１３６に格納する。識別情報としては、端末ＩＤ、又はアドレス（ＩＰアドレスやＭＡＣアドレス）が使用できる。

また、マスタ管理部１３３は、マスタ・スレーブ入れ替え時において、スレーブ記憶部１３６に格納されている識別情報を読み出し、読み出した識別情報をマスタ記憶部１３４に格納する。

同様に、スレーブ管理部１３５は、マスタ・スレーブ入れ替え時において、マスタ記憶部１３４に格納されている識別情報を読み出し、読み出した識別情報をスレーブ記憶部１３６に格納する。

通信中継部１３７は、スレーブ及びマスタ間の通信を中継する。すなわち、通信中継部１３７は、マスタ記憶部１３４に格納された識別情報及びスレーブ記憶部１３６に格納された識別情報に基づき、スレーブとマスタとの間で送受信されるデータ（パケット）を中継する。

通信制御部１３８は、基地局通信部１１０及びアドホック通信部１２０を制御する。通信制御部１３８は、マスタ管理部１３３によってマスタが登録された場合、基地局通信部１１０に対して、無線基地局ＢＳによって送信される無線信号（例えば、パイロット信号などの報知信号）の受信を停止させる。

（３）無線端末の動作
次に、図４〜図８を用いて、無線端末ＭＳの動作について説明する。具体的には、（３．１）アドホックネットワークの構築動作、及び（３．２）マスタ・スレーブ入れ替え動作について説明する。

（３．１）アドホックネットワークの構築動作
図４は、無線端末ＭＳによって実行されるアドホックネットワークＡＨの構築動作を示すフローチャートである。

ステップＳ１０１において、無線端末ＭＳは、直接通信可能な無線基地局ＢＳを発見するために、基地局サーチを実行する。無線端末ＭＳは、例えば無線基地局ＢＳから受信した無線信号の受信レベルが安定しており、かつ当該受信レベルが一定レベル以上である場合に、当該無線基地局ＢＳと直接通信可能であると判定する。

ステップＳ１０２において、無線端末ＭＳは、直接通信可能な無線基地局ＢＳを発見したか否かを判定する。直接通信可能な無線基地局ＢＳを発見すると、無線端末ＭＳは、ステップＳ１０３において待ち受け状態になる。

一方、直接通信可能な無線基地局ＢＳが発見されない場合、無線端末ＭＳは、ステップＳ１０４においてアドホックネットワークＡＨをサーチする。例えば、無線端末ＭＳは、一定の範囲内に接続要求信号を報知し、アドホックネットワークＡＨ内の他の無線端末ＭＳが応答したか否かを判定する。

ステップＳ１０５において、無線端末ＭＳは、アドホックネットワークＡＨを発見したか否かを判定する。

無線端末ＭＳは、アドホックネットワークＡＨを発見すると、ステップＳ１０６において、発見したアドホックネットワークＡＨに加入する。一方、アドホックネットワークＡＨが発見されない場合、ステップＳ１０１に処理が戻る。

ステップＳ１０７において、無線端末ＭＳは、アドホックネットワークＡＨを構築する。具体的には、無線端末ＭＳは、無線基地局ＢＳに接続した場合には、当該無線基地局ＢＳをマスタとして登録する。また、無線端末ＭＳは、他の無線端末ＭＳに接続した場合には、当該他の無線端末ＭＳをマスタとして登録する。

ステップＳ１０８において、無線端末ＭＳは、他の無線端末ＭＳから接続要求を受信したか否かを判定する。無線端末ＭＳは、他の無線端末ＭＳから接続要求を受信すると、ステップＳ１０９において、当該他の無線端末ＭＳをスレーブとして登録する。

（３．２）マスタ・スレーブ入れ替え動作
次に、無線端末ＭＳによって実行されるマスタ・スレーブ入れ替え動作、具体的には、（３．２．１）動作例１、及び（３．２．２）動作例２について説明する。

ここで、動作例１は、２つの階層においてマスタ・スレーブ入れ替えが行われる場合の動作である。動作例２は、３つの階層においてマスタ・スレーブ入れ替えが行われる場合の動作である。

（３．２．１）動作例１
マスタ・スレーブ入れ替え動作の動作例１について説明する。動作例１においては、図５に示すような状況において、マスタ・スレーブ入れ替え動作が行われるものとする。図６は、マスタ・スレーブ入れ替え動作の動作例１を示すシーケンス図である。

図５では、無線端末ＭＳ１及び無線端末ＭＳ２は、無線基地局ＢＳと直接通信可能である。無線端末ＭＳ１は無線端末ＭＳ２及び無線端末ＭＳ３のマスタである。無線端末ＭＳ２及び無線端末ＭＳ３は、無線端末ＭＳ１のスレーブである。

したがって、図６に示すように、無線端末ＭＳ１には、マスタとして無線基地局ＢＳが登録され、スレーブとして無線端末ＭＳ２及び無線端末ＭＳ３が登録されている。無線端末ＭＳ２には、マスタとして無線端末ＭＳ１が登録されている。無線端末ＭＳ３には、マスタとして無線端末ＭＳ１が登録されている。

ここで、無線端末ＭＳ１が、無線基地局ＢＳのサービスエリアＳＡ内からサービスエリアＳＡ外へ向けて移動するものとする。

ステップＳ２０１において、無線端末ＭＳ１は、無線基地局ＢＳとの直接通信が継続不可であると判定する。

ステップＳ２０２において、無線端末ＭＳ１は、サーチ指示をスレーブ（すなわち、無線端末ＭＳ２及び無線端末ＭＳ３）に送信する。無線端末ＭＳ２及び無線端末ＭＳ３は、サーチ指示を受信すると、基地局サーチを実行する。

ステップＳ２０３において、無線端末ＭＳ３は、基地局サーチに失敗する。一方、ステップＳ２０４において、無線端末ＭＳ２は、基地局サーチに成功する。

ステップＳ２０５において、無線端末ＭＳ３は、基地局サーチに失敗した旨のサーチ結果を無線端末ＭＳ１に報告する。ステップＳ２０６において、無線端末ＭＳ２は、基地局サーチに成功した旨のサーチ結果を無線端末ＭＳ１に報告する。

ステップＳ２０７において、無線端末ＭＳ１は、無線基地局ＢＳへの接続を指示する接続指示を無線端末ＭＳ２に送信する。無線端末ＭＳ２は、接続指示を受信すると、ステップＳ２０８において無線基地局ＢＳに接続する。無線端末ＭＳ２は、無線基地局ＢＳに接続すると、ステップＳ２０９において、無線基地局ＢＳへの接続が完了した旨の完了報告を無線端末ＭＳ１に送信する。

ステップＳ２１０において、無線端末ＭＳ１は、マスタ・スレーブ関係の解除を指示するマスタ・スレーブ解除指示を無線端末ＭＳ２に送信する。また、無線端末ＭＳ１は、ステップＳ２１１において、スレーブとしての無線端末ＭＳ２の登録を解除する。

無線端末ＭＳ２は、マスタ・スレーブ解除指示を受信すると、ステップＳ２１２において、マスタとしての無線端末ＭＳ１の登録を解除する。無線端末ＭＳ２は、マスタ登録を解除した旨の完了報告を、ステップＳ２１３において無線端末ＭＳ１に送信する。

ステップＳ２１４において、無線端末ＭＳ１は、無線端末ＭＳ２をマスタとして登録する。

ステップＳ２１５において、無線端末ＭＳ２は、無線基地局ＢＳをマスタとして登録する。また、無線端末ＭＳ２は、ステップＳ２１６において、無線端末ＭＳ１をスレーブとして登録する。

以上の動作によって、無線端末ＭＳ１には、マスタとして無線端末ＭＳ２が登録され、スレーブとして無線端末ＭＳ３が登録される。無線端末ＭＳ２には、マスタとして無線基地局ＢＳが登録され、スレーブとして無線端末ＭＳ１が登録される。

マスタ・スレーブ入れ替え動作が完了すると、無線端末ＭＳ１は、無線端末ＭＳ２を介して無線基地局ＢＳと通信する。また、無線端末ＭＳ１は、無線端末ＭＳ３と無線基地局ＢＳとの通信を中継する。無線端末ＭＳ２は、無線端末ＭＳ１と無線基地局ＢＳとの通信を中継する。

（３．２．２）動作例２
マスタ・スレーブ入れ替え動作の動作例２について説明する。動作例２においては、図７に示すような状況において、マスタ・スレーブ入れ替え動作が行われるものとする。無線端末ＭＳ１は、無線基地局ＢＳのサービスエリアＳＡ内からサービスエリアＳＡ外へ向けて移動したものとする。無線端末ＭＳ３は、無線基地局ＢＳと直接通信可能である。

図８は、マスタ・スレーブ入れ替え動作の動作例２を示すシーケンス図である。

図７では、無線端末ＭＳ１は無線端末ＭＳ２のマスタである。無線端末ＭＳ２は、無線端末ＭＳ１のスレーブである。無線端末ＭＳ２は無線端末ＭＳ３のマスタである。無線端末ＭＳ３は、無線端末ＭＳ２のスレーブである。

したがって、図８に示すように、無線端末ＭＳ１には、マスタとして無線基地局ＢＳが登録され、スレーブとして無線端末ＭＳ２が登録されている。無線端末ＭＳ２には、マスタとして無線端末ＭＳ１が登録され、スレーブとして無線端末ＭＳ３が登録されている。無線端末ＭＳ３には、マスタとして無線端末ＭＳ２が登録されている。

図８のステップＳ３０１において、無線端末ＭＳ１は、無線基地局ＢＳとの直接通信が継続不可であると判定する。

ステップＳ３０２において、無線端末ＭＳ１は、サーチ指示をスレーブ（すなわち、無線端末ＭＳ２）に送信する。無線端末ＭＳ２は、サーチ指示を受信すると、基地局サーチを実行する。

ステップＳ３０３において、無線端末ＭＳ２は、基地局サーチに失敗する。

ステップＳ３０４において、無線端末ＭＳ２は、基地局サーチに失敗した旨のサーチ結果を無線端末ＭＳ１に報告する。さらに、無線端末ＭＳ２は、ステップＳ３０５において、サーチ指示をスレーブ（すなわち、無線端末ＭＳ３）に送信する。

無線端末ＭＳ３は、サーチ指示を受信すると、基地局サーチを実行する。ステップＳ３０６において、無線端末ＭＳ３は、基地局サーチに成功する。

ステップＳ３０７において、無線端末ＭＳ３は、基地局サーチに成功した旨のサーチ結果を無線端末ＭＳ２に送信する。ステップＳ３０８において、無線端末ＭＳ２は、受信したサーチ結果を無線端末ＭＳ１に送信する。

無線端末ＭＳ１は、基地局サーチに成功した旨のサーチ結果を受信すると、ステップＳ３０９において、無線基地局ＢＳへの接続を指示する接続指示を、無線端末ＭＳ２に送信する。ステップＳ３１０において、無線端末ＭＳ２は、受信した接続指示を無線端末ＭＳ３に送信する。

無線端末ＭＳ３は、接続指示を受信すると、ステップＳ３１１において無線基地局ＢＳに接続する。無線端末ＭＳ３は、無線基地局ＢＳに接続すると、ステップＳ３１２において、無線基地局ＢＳへの接続が完了した旨の完了報告を、無線端末ＭＳ２に送信する。ステップＳ３１３において、無線端末ＭＳ２は、受信した完了報告を無線端末ＭＳ１に送信する。

ステップＳ３１４において、無線端末ＭＳ１は、マスタ・スレーブ関係の解除を指示するマスタ・スレーブ解除指示を無線端末ＭＳ２に送信する。また、無線端末ＭＳ１は、ステップＳ３１５において、スレーブとしての無線端末ＭＳ２の登録を解除する。

無線端末ＭＳ２は、マスタ・スレーブ解除指示を受信すると、ステップＳ３１６において、マスタとしての無線端末ＭＳ１の登録を解除する。ステップＳ３１７において、無線端末ＭＳ２は、マスタ登録を解除した旨の完了報告を、無線端末ＭＳ１に送信する。そして、無線端末ＭＳ１は、ステップＳ３２２において、無線端末ＭＳ２をマスタとして登録する。

ステップＳ３１８において、無線端末ＭＳ２は、マスタ・スレーブ解除指示を無線端末ＭＳ３に送信する。また、無線端末ＭＳ２は、ステップＳ３１９において、スレーブとしての無線端末ＭＳ３の登録を解除する。

無線端末ＭＳ３は、マスタ・スレーブ解除指示を受信すると、ステップＳ３２０において、マスタとしての無線端末ＭＳ２の登録を解除する。ステップＳ３２１において、無線端末ＭＳ３は、マスタ登録を解除した旨の完了報告を、無線端末ＭＳ２に送信する。

ステップＳ３２３において、無線端末ＭＳ２は、無線端末ＭＳ３をマスタとして登録する。また、無線端末ＭＳ２は、ステップＳ３２５において無線端末ＭＳ１をスレーブとして登録する。

ステップＳ３２４において、無線端末ＭＳ３は、無線基地局ＢＳをマスタとして登録する。また、無線端末ＭＳ３は、ステップＳ３２６において、無線端末ＭＳ２をスレーブとして登録する。

以上の動作によって、無線端末ＭＳ１には、マスタとして無線端末ＭＳ２が登録される。無線端末ＭＳ２には、マスタとして無線端末ＭＳ３が登録され、スレーブとして無線端末ＭＳ１が登録される。無線端末ＭＳ３には、マスタとして無線基地局ＢＳが登録され、スレーブとして無線端末ＭＳ２が登録される。

（４）作用・効果
本実施形態によれば、無線端末ＭＳは、無線基地局ＢＳとの直接通信が継続可能であるか否か判定し、無線基地局ＢＳとの直接通信が継続不可であると判定した場合、無線基地局ＢＳとの直接通信が可能であるか否かを問い合せるサーチ指示を、スレーブに送信する。そして、無線端末ＭＳは、無線基地局ＢＳとの直接通信が可能である旨のサーチ結果をスレーブから受信した場合、スレーブをマスタとして登録する。

すなわち、マスタと無線基地局ＢＳとの直接通信が継続不可であって、スレーブが無線基地局ＢＳとの直接通信が可能である場合、マスタ及びスレーブの関係を入れ替えることによって、アドホックネットワークＡＨを構成する無線端末ＭＳが無線基地局ＢＳと通信可能とすることができる。

本実施形態によれば、無線端末ＭＳは、無線基地局ＢＳとの直接通信が可能である旨のサーチ結果をスレーブから受信した場合、無線基地局ＢＳとの直接通信の開始を指示する接続指示をスレーブに送信する。つまり、無線基地局ＢＳとの直接通信が可能なスレーブに対して無線基地局ＢＳへの接続を指示することによって、アドホックネットワークＡＨを構成する無線端末ＭＳが通信を継続可能となる。

本実施形態によれば、無線端末ＭＳは、マスタ管理部１３３によって登録されたマスタを介して、無線基地局ＢＳと通信する。したがって、無線端末ＭＳは、マスタ・スレーブの入れ替えによってスレーブになった場合には、マスタを介して無線基地局ＢＳと通信することによって、通信を継続することが可能となる。

本実施形態によれば、無線端末ＭＳは、マスタ管理部１３３によってスレーブがマスタとして登録された場合、基地局サーチを停止する。このように、スレーブとなった無線端末ＭＳが基地局サーチを停止することによって、当該無線端末ＭＳにおける消費電力が削減される。

本実施形態によれば、無線端末ＭＳは、無線基地局ＢＳから受信する無線信号の品質である受信品質を測定し、当該受信品質を閾値と比較する。受信品質が閾値を下回る場合、無線端末ＭＳは、無線基地局ＢＳとの直接通信が継続不可であると判定する。したがって、無線基地局ＢＳと直接通信する無線端末ＭＳがサービスエリアＳＡ外へ向けて移動したような場合、完全に通信の継続が不可能となる前に、当該無線端末ＭＳ及び当該無線端末ＭＳのスレーブにおいて、マスタ・スレーブの入れ替えを実行可能となる。

本実施形態によれば、無線端末ＭＳは、バッテリ１５０の残量を検出し、当該残量を閾値と比較する。そして、無線端末ＭＳは、バッテリ１５０の残量が閾値を下回る場合、無線基地局ＢＳとの直接通信が継続不可であると判定する。これにより、バッテリ１５０が尽きて無線端末ＭＳの動作が停止する前に、当該無線端末ＭＳ及び当該無線端末ＭＳのスレーブにおいて、マスタ・スレーブの入れ替えを実行可能となる。

本実施形態によれば、無線端末ＭＳは、無線基地局ＢＳとの直接通信が規制される発信規制を検出する。そして、無線端末ＭＳは、発信規制が検出された後、無線基地局ＢＳとの接続に失敗すると無線基地局ＢＳとの直接通信が継続不可であると判定する。したがって、発信規制により無線端末ＭＳが通信不能となる場合に、当該無線端末ＭＳ及び当該無線端末ＭＳのスレーブにおいて、マスタ・スレーブの入れ替えを実行可能となる。

本実施形態によれば、無線端末ＭＳは、無線基地局ＢＳとの直接通信が可能であるか否かを問い合せるサーチ指示をマスタから受信した場合、無線基地局ＢＳとの直接通信が可能であるか否かを判定する。無線基地局ＢＳとの直接通信が可能であると判定した場合、無線端末ＭＳは、無線基地局ＢＳとの直接通信を実行し、マスタをスレーブとして登録する。

本実施形態によれば、無線端末ＭＳは、スレーブ管理部１３５によって登録されたスレーブと、無線基地局ＢＳとの通信を中継する。したがって、無線端末ＭＳは、マスタ・スレーブ関係の入れ替えによってマスタになった場合には、スレーブと無線基地局ＢＳとの通信を中継することによって、当該スレーブが無線基地局ＢＳと通信（接続）可能となる。

本実施形態によれば、無線端末ＭＳは、無線基地局ＢＳとの直接通信が可能であると判定した場合、無線基地局ＢＳとの直接通信が可能である旨のサーチ結果をマスタに送信する。また、無線端末ＭＳは、無線基地局ＢＳとの直接通信の開始を指示する接続指示をマスタから受信する。そして、無線端末ＭＳは、無線基地局ＢＳとの直接通信が可能であり、かつ接続指示を受信した場合に、無線基地局ＢＳとの直接通信を実行する。このように、無線端末ＭＳは、接続指示を待ってマスタ・スレーブ入れ替えを行うことによって、マスタ・スレーブの入れ替えをより確実に行うことができる。

本実施形態によれば、無線端末ＭＳは、サーチ指示を受信した後に無線基地局ＢＳとの直接通信が不可であると判定した場合、サーチ指示をスレーブに送信する。したがって、サーチ指示を下位の各階層の無線端末ＭＳへ向けて伝搬することができる。

（５）その他の実施形態
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。

上述した実施形態では、上記（ａ）〜（ｃ）の基準を用いて、無線基地局ＢＳと無線端末ＭＳとの直接通信が可能であるか否かが判定されていたが、上記（ａ）〜（ｃ）に限定されるものではない。例えば、音声通話中にデータ通信を実行できない無線端末ＭＳにおいては、音声通話が開始された場合に、無線基地局ＢＳとの直接通信が継続不可であると判定してもよい。

上述した実施形態では、マスタ・スレーブ入れ替え動作がマスタ主導で行われていたが、スレーブ主導で行ってもよい。

図１の例においては無線端末ＭＳとして携帯電話端末を例示していたが、無線通信機能を有するノートＰＣ又はパーソナル・デジタル・アシスタンス（ＰＤＡ）等であっても構わない。可搬型の無線端末に限らず、固定型の無線端末を含むアドホックネットワークＡＨが構成されてもよい。

なお、上記のアドホックネットワーク構築動作においては、ＤＳＲ（Dynamic Source Routing）又はＡＯＤＶ（Ad-hoc On-Demand Vector Routing）などの既存のルーティングプロトコルを使用可能である。

このように本発明は、ここでは記載していない様々な実施形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。

ＡＨ…アドホックネットワーク、ＢＳ…無線基地局、ＭＳ，ＭＳ１〜ＭＳ９…無線端末、ＳＡ…サービスエリア、１０…無線通信システム、１１０…基地局通信部、１１１…アンテナ、１１２…基地局通信用ＲＦ処理部、１１３…符号化部、１１４…復号部、１２０…アドホック通信部、１２１…アンテナ、１２２…アドホック通信用ＲＦ処理部、１２３…符号化部、１２４…復号部、１３０…制御部、１４３…表示部、１３１…通信判定部、１３２…メッセージ処理部、１４４…入力部、１３３…マスタ管理部、１３４…マスタ記憶部、１３５…スレーブ管理部、１３６…スレーブ記憶部、１３７…通信中継部、１３８…通信制御部、１４１…マイク、１４２…スピーカ、１５０…バッテリ

Claims

無線基地局と直接通信するマスタである第１機器及び当該第１機器と通信するスレーブである第２機器を含むシステムであって、
前記第１機器は、
無線基地局との直接通信が不可と判定された場合、無線基地局との直接通信が可能であるか否かを問合せるメッセージを送信し、
前記第２機器は、
前記メッセージを受信した場合、サーチを行い、
前記第１機器は、
前記サーチの結果に基づいて、マスタ及びスレーブの関係を入れ替えるために、無線基地局との直接通信を実行させるためのメッセージを送信し、
前記第２機器は、
前記直接通信を実行させるためのメッセージを受信した場合、無線基地局との直接通信を実行する
システム。
無線基地局との直接通信が不可と判定された場合、無線基地局との直接通信が可能であるか否かを問合せるメッセージを、マスタである自機器を含むネットワークを構成するスレーブである他の機器に送信し、当該メッセージに基づく前記他の機器のサーチの結果に基づいて、マスタ及びスレーブの関係を入れ替えるために、無線基地局との直接通信を実行させるためのメッセージを前記他の機器に送信する
機器。
無線基地局との直接通信が可能であるか否かを問合せるメッセージを、スレーブである自機器を含むネットワークを構成するマスタである他の機器から受信した場合、サーチを行い、当該サーチの結果に基づいて、マスタ及びスレーブの関係を入れ替えるために、前記他の機器から直接通信を実行させるためのメッセージを受信した場合、無線基地局との直接通信を実行する
機器。
無線基地局と直接通信するマスタである第１機器及び当該第１機器と通信するスレーブである第２機器を含むシステムであって、
前記第１機器は、
無線基地局との直接通信が不可と判定された場合、サーチ指示を送信し、
前記第２機器は、
前記メッセージを受信した場合、サーチを行い、
前記第１機器は、
前記サーチの結果に基づいて、マスタ及びスレーブの関係を入れ替えるために、無線基地局との直接通信を実行させるためのメッセージを送信し、
前記第２機器は、
前記直接通信を実行させるためのメッセージを受信した場合、無線基地局との直接通信を実行する
システム。
無線基地局と直接通信するマスタである機器であって、
無線基地局との直接通信が不可と判定された場合、サーチ指示をスレーブである他の機器に送信し、当該指示に基づく前記他の機器のサーチの結果に基づいて、マスタ及びスレーブの関係を入れ替えるために、無線基地局との直接通信を実行させるためのメッセージを前記他の機器に送信する
機器。
無線基地局と直接通信するマスタである機器を含むネットワークを構成するスレーブである機器であって、
マスタである他の機器からサーチ指示を受信した場合、サーチを行い、当該サーチの結果に基づいて、マスタ及びスレーブの関係を入れ替えるために、前記他の機器から直接通信を実行させるためのメッセージを受信した場合、無線基地局との直接通信を実行する
機器。