JP6366878B1

JP6366878B1 - 無線通信装置および無線通信方法

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Publication number: JP6366878B1
Application number: JP2018509859A
Authority: JP
Inventors: 薫塚本
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2017-09-12
Filing date: 2017-09-12
Publication date: 2018-08-01
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Also published as: WO2019053772A1; JPWO2019053772A1

Abstract

地上局（１００）は、マルチホップ伝送を行う無線通信装置であって、割り当てられたタイムスロットを使用してデータを送信するアンテナ（２００，３００）と、送信先の無線通信装置の故障を検知する検知部（７２）と、検知部（７２）が故障を検知すると、故障が検知される前よりも、アンテナ（２００，３００）が使用するタイムスロットを増やして、タイムスロットあたりにアンテナ（２００，３００）が送信するデータ量である送信データ量を低減する制御部（７４）と、を備えることを特徴とする。

Description

本発明は、無線マルチホップネットワークシステムにおいて用いられる無線通信装置および無線通信方法に関する。

無線マルチホップネットワークシステムは、隣り合う無線通信装置同士が直接通信するだけでなく、無線通信装置がデータを中継することで、個々の無線通信装置の無線通信エリアよりも広い無線通信エリアを提供することを可能にする技術である。直線上に配置された複数の無線通信装置を用いて構成された無線マルチホップネットワークシステムでは、通常、データを中継する無線通信装置のうち１つが故障した場合、互いに無線通信エリアの外に存在する無線通信装置とは通信できなくなる。

特許文献１には、直線上に配置された複数の無線通信装置により構成される無線マルチホップネットワークシステムが開示されている。この無線マルチホップネットワークシステムでは、隣り合う無線通信装置だけでなく、２つ先の無線通信装置と無線通信できるように、複数の無線通信装置が配置されている。２つ先の無線通信装置と無線通信できるように配置することで、複数の無線通信装置のうち１つの無線通信装置に故障が発生した場合であっても、隣り合う２つの無線通信装置が両方とも故障しない限り通信を継続することができる。

特許第５８１４０４３号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載のシステムでは、無線通信装置の配置間隔を短くする必要があり、無線通信装置の設置数が増大するという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、無線通信装置の設置数の増大を抑制することが可能な無線通信装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、無線通信装置毎に固定のタイムスロットが予め割り当てられるマルチホップ伝送を行う無線通信装置であって、割り当てられたタイムスロットを使用してデータを送信するアンテナと、送信先の無線通信装置の故障を検知する検知部と、検知部が送信先の無線通信装置の故障を検知すると、故障が検知される前からアンテナに割り当てられているタイムスロットである第１のタイムスロットに加えて、故障が検知される前に送信先の無線通信装置に割り当てられていたタイムスロットである第２のタイムスロットを自律的にアンテナに割り当てる制御を行い、第１のタイムスロットで送信するデータ量と第２のタイムスロットで送信するデータ量の総和が、送信先の無線通信装置の故障が検知される前に第１のタイムスロットで送信するデータ量以上となるように、送信するデータ量を維持する制御を行う制御部と、を備えることを特徴とする。

本発明にかかる無線通信装置は、無線通信装置の設置数の増大を抑制することができるという効果を奏する。

本発明の実施の形態にかかる無線通信システムの構成を示す図図１に示す地上局がアンテナを用いて送信するフレームの構成を示す図図１に示す地上局がアンテナを用いて送信するフレームの構成を示す図図１に示す地上局の構成を示す図図４に示す送受信部の機能構成を示す図図１に示す無線通信システムにおいて地上局が故障した場合の動作を示す図図６に示す地上局が故障した場合にアンテナを用いて送信されるフレームの構成を示す図図６に示す地上局が故障した場合にアンテナを用いて送信されるフレームの構成を示す図図４に示す地上局の動作を示すフローチャート図４に示す地上局のハードウェア構成の一例を示す図

以下に、本発明の実施の形態にかかる無線通信装置および無線通信方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態．
図１は、本発明の実施の形態にかかる無線通信システム４の構成を示す図である。無線通信システム４は、地上局１００−１から地上局１００−Ｎを有する。以下、地上局１００−１から地上局１００−Ｎのそれぞれを区別する必要がない場合、地上局１００と称する。また並んで配置されたＮ台の地上局１００のうちｉ番目の地上局１００を地上局１００−ｉと称する。Ｎは２以上の整数である。ｉは１からＮの値をとる整数である。地上局１００−１から地上局１００−Ｎのそれぞれは、アンテナ２００−１からアンテナ２００−Ｎおよびアンテナ３００−１からアンテナ３００−Ｎを有する。地上局１００と同様に、アンテナ２００−１からアンテナ２００−Ｎのそれぞれを区別する必要がない場合、アンテナ２００と称する。アンテナ３００−１からアンテナ３００−Ｎのそれぞれを区別する必要がない場合、アンテナ３００と称する。地上局１００−ｉが備えるアンテナ２００をアンテナ２００−ｉと称し、地上局１００−ｉが備えるアンテナ３００をアンテナ３００−ｉと称する。

本実施の形態では、アンテナ２００およびアンテナ３００は共に指向性を有する。故障が発生していない場合、アンテナ２００−ｉは、アンテナ３００−（ｉ＋１）との間で無線信号の送受信を行う。ここで全てのアンテナ２００は、共通の送信周波数を用いて無線信号を送信し、複数のアンテナ２００のそれぞれは、割り当てられたタイムスロットを使用して、異なる時刻で送信を行う。また全てのアンテナ３００は共通の送信周波数であって、アンテナ２００が用いる周波数と異なる送信周波数を用いて無線信号を送信し、複数のアンテナ３００のそれぞれは、割り当てられたタイムスロットを使用して、異なる時刻で送信を行う。なお、地上局１００−ａと地上局１００−ｂとが、電波干渉の発生しない程度に離れて設置されている場合、アンテナ２００−ａとアンテナ２００−ｂとが同時刻に送信を行ってもよいし、アンテナ３００−ａとアンテナ３００−ｂとが同時刻に送信を行ってもよい。

以下、無線通信システム４に備わる複数の地上局１００に故障が発生しておらず、各地上局１００が予め定められた変調方式、符号化方式、およびタイムスロットを用いて無線通信を行っている状態を通常時と称する。

無線通信システム４は、複数の地上局１００を経由して宛先までデータを伝送する無線マルチホップネットワークシステムである。無線通信システム４に備わる複数の地上局１００のそれぞれは、生成したデータまたは中継元の地上局１００から受信したデータをいわゆるバケツリレー式に送信先の地上局１００に伝送する。

各地上局１００は、通常時には、地上局１００−ｉと地上局１００−（ｉ＋１）とが無線通信することができ、地上局１００−ｉと地上局１００−（ｉ＋２）とが無線通信できないように配置されている。つまり通常時の地上局１００−ｉの無線通信可能距離をＸとした場合、地上局１００−ｉと地上局１００−（ｉ＋１）との間の距離はＸ以下とし、地上局１００−ｉと地上局１００−（ｉ＋２）との間の距離はＸよりも大きくなるように、各地上局１００は配置される。

図２は、図１に示す地上局１００がアンテナ２００を用いて送信するフレーム５００の構成を示す図である。フレーム５００は、複数のタイムスロット６００で構成されている。図２の例では、先頭のタイムスロット６００−１から順に、ｉ番目のタイムスロット６００−ｉが地上局１００−ｉのアンテナ２００−ｉに割り当てられている。具体的には、タイムスロット６００−１は、アンテナ２００−１が送信を行うためのタイムスロットとしてアンテナ２００−１に割り当てられており、タイムスロット６００−Ｎは、アンテナ２００−Ｎが送信を行うためのタイムスロットとしてアンテナ２００−Ｎに割り当てられている。なお、図２に示すフレーム５００は一例であり、各アンテナ２００にタイムスロット６００を割り当てる順番は図２に示す例に限られない。

図１では、１台の地上局１００−ｉが２つのアンテナ２００−ｉおよびアンテナ３００−ｉを用いて通信を行うこととしたが、本発明はかかる例に限定されない。地上局１００−ｉは、１つの無指向性アンテナを用いて通信を行ってもよい。

図３は、図１に示す地上局１００がアンテナ３００を用いて送信するフレーム５０１の構成を示す図である。フレーム５０１は、複数のタイムスロット６１０で構成されている。図３の例では、先頭のタイムスロット６１０−１から順に、ｉ番目のタイムスロット６１０−ｉが地上局１００−ｉのアンテナ３００−ｉに割り当てられている。具体的には、タイムスロット６１０−１は、アンテナ３００−１が送信を行うために割り当てられており、タイムスロット６１０−Ｎは、アンテナ３００−Ｎが送信を行うために割り当てられている。なお、図３に示すフレーム５０１は一例であり、各アンテナ３００にタイムスロット６１０を割り当てる順番は図３に示す例に限られない。

なお、複数の地上局１００のそれぞれは、隣接する地上局１００が接続されるアンテナ２００およびアンテナ３００に割り当てられているタイムスロットの位置を知っているものとする。

図４は、図１に示す地上局１００−ｉの構成を示す図である。地上局１００−ｉは、アンテナ２００−ｉと、アンテナ３００−ｉと、送受信部７００−ｉと、送受信部７０１−ｉとを有する。送受信部７００−ｉは、アンテナ３００−ｉと接続されている。送受信部７００−ｉは、地上局１００−（ｉ−１）に送信するデータに変調などの送信処理を行う。さらに送受信部７００−ｉは、送信処理後のデータをアンテナ３００−ｉを用いて送信する。また送受信部７００−ｉは、アンテナ３００−ｉを用いて地上局１００−（ｉ−１）からのデータを受信し、受信したデータに復調などの受信処理を行う。送受信部７０１−ｉは、アンテナ２００−ｉと接続されている。送受信部７０１−ｉは、地上局１００−（ｉ＋１）に送信するデータに変調などの送信処理を行うと共に、送信処理後のデータをアンテナ２００−ｉを用いて送信する。また送受信部７０１−ｉは、地上局１００−（ｉ＋１）からのデータを受信し、受信したデータに復調などの受信処理を行う。

ここで、地上局１００−１から地上局１００−Ｎに故障が生じていない通常時に、送信元の地上局１００−１から宛先の地上局１００−Ｎまでデータを伝送する動作について説明する。地上局１００−１は、データのヘッダなどに宛先アドレスとして地上局１００−Ｎのアドレスが記載された地上局１００−Ｎ宛のデータを生成すると、送受信部７０１−１がデータの送信処理を行って、アンテナ２００−１を介して地上局１００−２にデータを送信する。地上局１００−２は、アンテナ３００−２を用いてデータを受信し、送受信部７００−２が受信したデータの受信処理を行う。送受信部７００−２は、ヘッダに記載された宛先アドレスを参照して、受信したデータが自局宛のデータであるか否かを判定する。ここでは他局宛てのデータであるため、受信処理後のデータは、送受信部７０１−２に入力されて、送受信部７０１−２は、入力されたデータの送信処理を行う。地上局１００−２は、アンテナ２００−２を介して地上局１００−３にデータを送信する。以降は同様に、地上局１００−ｉは、アンテナ３００−ｉを介して、地上局１００−（ｉ−１）からのデータを受信し、アンテナ２００−ｉを介して、地上局１００−（ｉ＋１）にデータを送信する。以上説明した動作は、地上局１００−Ｎがアンテナ３００−Ｎを介して、地上局１００−（Ｎ−１）からのデータを受信するまで繰り返される。地上局１００−Ｎは、地上局１００−（Ｎ−１）からのデータを受信すると、ヘッダに記載された宛先アドレスを参照して自局宛のデータであることを確認することができる。

また通常時に、送信元の地上局１００−Ｎから宛先の地上局１００−１までデータを伝送する動作について説明する。地上局１００−Ｎは、データのヘッダなどに宛先アドレスとして地上局１００−１のアドレスが記載された地上局１００−１宛てのデータを生成すると、送受信部７００−Ｎが送信処理を行って、アンテナ３００−Ｎを介して地上局１００−（Ｎ−１）にデータを送信する。地上局１００−（Ｎ−１）は、アンテナ２００−（Ｎ−１）を用いてデータを受信する。送受信部７０１−（Ｎ−１）は、アンテナ２００−（Ｎ−１）を用いて受信されたデータの受信処理を行う。送受信部７０１−（Ｎ−１）は、ヘッダに記載された宛先アドレスを参照して、受信したデータが自局宛のデータであるか否かを判定する。ここでは他局宛てのデータであるため、受信処理後のデータは、送受信部７００−（Ｎ−１）に入力される。送受信部７００−（Ｎ−１）は、入力されたデータの送信処理を行う。地上局１００−（Ｎ−１）は、アンテナ３００−（Ｎ−１）を介して地上局１００−（Ｎ−２）にデータを送信する。以降は同様に、地上局１００−ｉは、アンテナ２００−ｉを介して地上局１００−（ｉ＋１）からのデータを受信し、アンテナ３００−ｉを介して、地上局１００−（ｉ−１）にデータを送信する。以上説明した動作は、地上局１００−１がアンテナ２００−１を介して地上局１００−２からのデータを受信するまで繰り返される。

なお、図４に示す例では、地上局１００−ｉのそれぞれが２本のアンテナ２００−ｉおよびアンテナ３００−ｉを有しているため、２つの送受信部７００−ｉおよび送受信部７０１−ｉを有していることとしたが、アンテナ数が１本の場合、地上局１００−ｉが備える送受信部の数も１つでよい。

図５は、図４に示す送受信部７００−ｉの機能構成を示す図である。送受信部７００−ｉは、送信処理部７１と、検知部７２と、受信処理部７３と、制御部７４とを有する。また送信処理部７１は、変調部７５と符号化部７６とを有する。受信処理部７３は、復調部７７と復号部７８とを有する。

送信処理部７１は、地上局１００−ｉが生成したデータ、または、地上局１００−（ｉ＋１）から伝送されたデータを、アンテナ３００−ｉを用いて、地上局１００−（ｉ−１）に送信する。送信処理部７１には、アンテナ２００−ｉを用いて送受信部７０１−ｉが受信したデータが入力される。送信処理部７１の符号化部７６は、制御部７４から指定された符号化率で、送信するデータを符号化する。送信処理部７１の変調部７５は、制御部７４から指定された変調方式を用いて、送信するデータを変調する。また、送信処理部７１は、送信データのヘッダ領域に、制御部７４から指定された符号化率と変調方式とを格納する。

検知部７２は、送信先の無線通信装置であり、隣接する地上局１００−（ｉ−１）の故障を検知する。地上局１００−（ｉ−１）が通信を継続することができない状態であることを検知することができれば、検知部７２が故障を検知する方法は、特に限定されない。例えば、検知部７２は、受信処理部７３がデータを受信しているか否かを監視して、データを受信していない時間を取得し、地上局１００−（ｉ−１）からのデータを受信していない時間が予め定められた時間以上となった場合、地上局１００−（ｉ−１）が故障していると判断することができる。データを受信していない時間を用いて故障の判定を行うことで、通信に瞬断が発生した場合に誤って故障と判断されることを抑制することができる。或いは地上局１００−（ｉ−１）が故障したことを通知する機能を有する場合、検知部７２はこの通知を受信処理部７３を介して受信することで、地上局１００−（ｉ−１）が故障していると判断してもよい。検知部７２は、隣接する地上局１００−（ｉ−１）の故障を検知すると、故障を検知したことを制御部７４に通知する。

受信処理部７３は、アンテナ３００−ｉを用いて、地上局１００−（ｉ−１）からデータを受信して、受信したデータに復調、復号などの受信処理を行い、受信処理後のデータを送受信部７０１−ｉおよび検知部７２に出力する。受信処理部７３の復調部７７は、受信データのヘッダ領域で指定された復調方式を用いて、受信したデータを復調する。受信処理部７３の復号部７８は、受信データのヘッダ領域で指定された復号方式を用いて、受信したデータを復号する。

制御部７４は、送受信部７００−ｉの動作を制御する。具体的には、制御部７４は、送信処理部７１が行う送信処理の条件を指定して、送信処理を制御することができる。送信処理の条件は、変調方式、符号化率などである。

制御部７４は、検知部７２が隣接する地上局１００−（ｉ−１）の故障を検知した場合、上記の送信処理の条件などを調整して、タイムスロットあたりに送信するデータ量である送信データ量を低減する。このように送信処理の条件を調整することで、通信可能距離を伸ばし、地上局１００−ｉが２つ先の地上局１００−（ｉ−２）と無線通信できるようにする。地上局１００に故障が生じた場合の詳細な動作は後述する。

図５では、送受信部７００−ｉの構成を示したが、送受信部７０１−ｉについても同様である。上記の説明中の送受信部７００−ｉを送受信部７０１−ｉ、送受信部７０１−ｉを送受信部７００−ｉ、アンテナ３００−ｉをアンテナ２００−ｉ、地上局１００−（ｉ−１）を地上局１００−（ｉ＋１）、地上局１００−（ｉ＋１）を地上局１００−（ｉ−１）と読み替えることで、送受信部７０１−ｉの説明を省略する。

図６は、図１に示す無線通信システム４において地上局１００−２が故障した場合の動作を示す図である。複数の地上局１００のそれぞれは、隣接する地上局１００が故障しているか否かを監視している。地上局１００−２が故障した場合、地上局１００−１および地上局１００−２の間の通信と、地上局１００−２および地上局１００−３の間の通信とが途絶えてしまう。この場合、地上局１００−２に隣接する地上局１００−１および地上局１００−３は、無線通信を直接行うことができるように、送信処理の条件を調整する。

地上局１００−２の故障には、地上局１００−２全体の故障、およびアンテナ２００−２、アンテナ３００−２、送受信部７００−２、送受信部７０１−２などの故障といった地上局１００−２の一部の故障が挙げられる。地上局１００−２の一部が故障して、一方の方向の通信を行うことができなくなった場合、地上局１００−２は、他方の方向の通信も停止させることが望ましい。この場合、地上局１００−２の一部に故障が発生すると、地上局１００−２全体の動作が停止する。

地上局１００−２の故障が検知されると、地上局１００−１は、地上局１００−１のアンテナ２００−１に割り当てられたタイムスロットと、地上局１００−２のアンテナ２００−２に割り当てられたタイムスロットとを用いてデータを送信する。地上局１００−３は、地上局１００−３のアンテナ３００−３に割り当てられたタイムスロットと、地上局１００−２のアンテナ３００−２に割り当てられたタイムスロットとを用いてデータを送信する。

図７は、図６に示す地上局１００−２が故障した場合にアンテナ２００を用いて送信されるフレーム５０２の構成を示す図である。図２に示した通常時のフレーム５００と比較して、フレーム５０２は、タイムスロット６００−２が地上局１００−１のアンテナ２００−１に割り当てられている点が異なる。このように、隣接する地上局１００−２が故障した場合、地上局１００−１は、２つのタイムスロット６００を用いてデータを送信することができる。

図８は、図６に示す地上局１００−２が故障した場合にアンテナ３００を用いて送信されるフレーム５０３の構成を示す図である。図３に示した通常時のフレーム５０１と比較して、フレーム５０３は、タイムスロット６１０−２が地上局１００−３のアンテナ３００−３に割り当てられている。このように、隣接する地上局１００−２が故障した場合、地上局１００−３は、２つのタイムスロット６１０を用いてデータを送信することができる。

送受信部７００−ｉの検知部７２が地上局１００−（ｉ−１）の故障を検知した場合、アンテナ３００がデータを送信するタイミングは、アンテナ３００が調整してもよいし、送受信部７００−ｉがアンテナ３００の送信タイミングに合わせてデータをアンテナ３００に出力してもよい。送受信部７０１−ｉの検知部７２が地上局１００−（ｉ＋１）の故障を検知した場合、アンテナ２００がデータを送信するタイミングは、アンテナ２００が調整してもよいし、送受信部７０１−ｉがアンテナ２００の送信タイミングに合わせてデータをアンテナ２００に出力してもよい。

また、地上局１００−１が地上局１００−３にデータを送信する場合、地上局１００−１の制御部７４は、送信データ量を、故障が検知される前の通常時よりも低減する。制御部７４は、データを送信するために使用するタイムスロット数の増加に合わせて、送信データ量を低減させることが望ましい。制御部７４は、データを送信するために使用するタイムスロット数を通常時の２倍とする場合、送信データ量を通常時の半分とする。送信データ量を低減する方法は、変調部７５が用いる変調方式の変調多値数を下げる方法、符号化部７６が用いる符号化方式の符号化率を下げる方法、またはこれらの組み合わせなどが挙げられる。地上局１００−３が地上局１００−１にデータを送信する場合も同様である。

通常時に変調部７５が用いている変調方式が多値数８の２５６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）である場合、隣接する地上局１００が故障している時には、多値数４の１６ＱＡＭを用いることが考えられる。変調部７５が用いる変調方式の変調多値数を下げて送信データ量を低減することで、地上局１００の通信可能距離を延ばすことができる。故障時の通信可能距離Ｙは、地上局１００−ｉと地上局１００−（ｉ＋２）との間の距離よりも大きくなり、２つ先の地上局１００までデータを伝送することが可能になる。２つ先の地上局１００とは、アンテナ２００を用いた通信を行うとき、地上局１００−１を基準にすると、地上局１００−３である。

隣接する地上局１００の故障を検知した場合、変調方式は変更せずに、符号化率を低減、例えば半分にしてもよい。また、１つのタイムスロットで送信するデータ量が半分となるように、変調方式および符号化率の両方を変更してもよい。通常時の変調方式を４相ＰＳＫ（Phase Shift Keying）とし、符号化率を４分の３とした場合、送信先の地上局１００の故障を検知した故障時には、変調方式を４相ＰＳＫのままとし、符号化率を８分の３とすることができる。また通常時の変調方式を多値数が３の８相ＰＳＫとし、符号化率を３分の２とした場合、送信先の地上局１００の故障時には、変調方式を多値数が２の４相ＰＳＫとし、符号化率を２分の１とすることができる。

このように、送信先の地上局１００の故障を検知した場合、データの送信に使用するタイムスロットを増やして、タイムスロットあたりに送信するデータ量である送信データ量を低減することで、送信するデータの伝送速度の変化を抑制することができる。タイムスロットを２倍とし、送信データ量を半分にした場合、伝送速度は通常時と故障時とで同じとなる。

図９は、図４に示す地上局１００−ｉの動作を示すフローチャートである。地上局１００−ｉの検知部７２は、隣接する地上局１００である地上局１００−（ｉ−１）または地上局１００−（ｉ＋１）の故障を検知したか否かを判断する（ステップＳ１００）。

故障を検知していない場合（ステップＳ１００：Ｎｏ）、地上局１００−ｉの送信処理部７１は、通常の送信処理を行う（ステップＳ１１０）。通常の送信処理とは、隣接する地上局１００と通信することが可能なように設定された条件を用いた、データの符号化、変調などの送信処理である。地上局１００−ｉは、自身に割り当てられたタイムスロット、つまり地上局１００−ｉのアンテナ２００−ｉまたはアンテナ３００−ｉに割り当てられたタイムスロットを用いてデータを送信する（ステップＳ１２０）。

故障を検知した場合（ステップＳ１００：Ｙｅｓ）、送受信部７００−ｉおよび送受信部７０１−ｉのうち故障が検知された方に備わる制御部７４は、タイムスロットあたりに送信するデータ量を通常時の半分にする（ステップＳ１３０）。そして制御部７４は、自身と故障した地上局１００とに割り当てられたタイムスロットを用いてデータを送信させる（ステップＳ１４０）。

送受信部７００−ｉが地上局１００−（ｉ−１）の故障を検知した場合、送受信部７００−ｉの制御部７４は、アンテナ３００−ｉがタイムスロットあたりに送信するデータ量を通常時の半分にする。また送受信部７００−ｉの制御部７４は、地上局１００−ｉのアンテナ３００−ｉに割り当てられたタイムスロットと、地上局１００−（ｉ−１）のアンテナ２００−（ｉ−１）に割り当てられていたタイムスロットとを用いて、アンテナ３００−ｉにデータを送信させる。送受信部７０１−ｉが地上局１００−（ｉ＋１）の故障を検知した場合、送受信部７０１−ｉの制御部７４は、アンテナ２００−ｉがタイムスロットあたりに送信するデータ量を通常時の半分にする。また送受信部７０１−ｉの制御部７４は、地上局１００−ｉのアンテナ２００−ｉに割り当てられたタイムスロットと、地上局１００−（ｉ＋１）のアンテナ３００−（ｉ＋１）に割り当てられていたタイムスロットとを用いて、アンテナ２００−ｉにデータを送信させる。

図１０は、図４に示す地上局１００−ｉのハードウェア構成の一例を示す図である。地上局１００−ｉは、アンテナ２００−ｉと、アンテナ３００−ｉと、処理回路８００−ｉと、インタフェース回路８１０−ｉと、インタフェース回路８１１−ｉと、メモリ８２０−ｉとを有する。

図４に示す送受信部７００−ｉの機能は、インタフェース回路８１０−ｉ、処理回路８００−ｉおよびメモリ８２０−ｉを用いて実現される。送受信部７０１−ｉの機能は、インタフェース回路８１１−ｉ、処理回路８００−ｉおよびメモリ８２０−ｉを用いて実現される。

インタフェース回路８１０−ｉは、アンテナ３００−ｉとのインタフェース機能を有する回路であり、インタフェース回路８１１−ｉは、アンテナ２００−ｉとのインタフェース機能を有する回路である。インタフェース回路８１０−ｉおよびインタフェース回路８１１−ｉは、デジタルアナログ変換、周波数変換などの処理を行う。

処理回路８００−ｉは、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などの専用回路で構成することができる。

また処理回路８００−ｉは、汎用のプロセッサまたはＤＳＰ（Digital Signal Processor）などのプロセッサとメモリ８２０−ｉに記憶されたコンピュータプログラムとを用いて構成することができる。この場合、プロセッサは、メモリ８２０−ｉに記憶されたコンピュータプログラムを読み出して実行することで、処理回路８００−ｉの各機能を実現する。

メモリ８２０−ｉは、データを記憶する記憶装置である。図１０では、メモリ８２０−ｉは、処理回路８００−ｉと別に設けられているが、本実施の形態はかかる例に限定されない。メモリ８２０−ｉは、処理回路８００−ｉの内部に備えられてもよい。また、処理回路８００−ｉの一部をＡＳＩＣ、ＦＰＧＡなどの専用の回路を用いて実現し、一部をプロセッサおよびプログラムを用いて実現してもよい。さらに処理回路８００−ｉは、複数の専用の回路を用いて実現されてもよいし、複数のプロセッサを用いて実現されてもよい。

以上説明したように、本実施の形態の地上局１００−ｉは、隣接する地上局１００−（ｉ−１）の故障を検知すると、故障が検知される前よりも、アンテナ３００−ｉが使用するタイムスロットを増やして、タイムスロットあたりにアンテナ３００−ｉが送信するデータ量である送信データ量を低減する。このような構成とすることで、隣接する地上局１００の故障を検知したとき、アンテナ３００−ｉを用いた無線通信の通信可能距離が長くなる。また、送信データ量が減った分だけ、使用するタイムスロットを増やして、データの送信を行う時間を延ばすことで、全体として故障が発生する前と同程度の通信速度で無線通信を継続することができる。地上局１００−ｉが、地上局１００−ｉと隣接する地上局１００−（ｉ＋１）の故障を検知した場合も同様である。

したがって、マルチホップ伝送を行う複数の地上局１００の設置間隔は、通常時の送信処理の条件を用いたときに、隣り合う地上局１００同士が無線通信することが可能であり、２つ先の地上局１００とは無線通信することができない距離とすることができる。つまり、通常時の送信処理の条件を用いているときに、２つ先の地上局１００と無線通信することが可能な程度まで地上局１００間の距離を近づける必要がない。故障を検知したときには、通信可能距離が延びるため、無線通信を継続することが可能である。

また上記の実施の形態によれば、故障が検知される前に送信先の地上局１００に割り当てられていたタイムスロットをアンテナ３００−ｉに割り当てることで、アンテナ３００−ｉが使用するタイムスロットを増やす。このような構成をとることで、マルチホップ伝送を行う複数の地上局１００のうち、故障した地上局１００にデータを送信する地上局１００が送信処理の条件を変更すれば、他の地上局１００は設定を変更することなく、無線通信を継続することが可能になる。

また上記の実施の形態によれば、送信処理部７１が用いる送信処理の条件を調整することで、送信データ量を低減している。送信処理の条件は、変調部７５が用いる変調方式、符号化部７６が用いる符号化方式の符号化率などである。変調方式の多値数を下げたり、符号化率を下げたりすることで、送信データ量を低減することができる。また上記の実施の形態では、送信データ量を故障が検知される前の２分の１として、データの送信に使用するタイムスロットの数を２倍にしている。地上局１００が送信するデータの総量が変わらないように送信処理の条件を変更することで、故障が発生する前後で伝送速度の変化を抑制することができる。

上記の実施の形態において、複数の地上局１００のうち故障が発生した地上局１００を第１の無線通信装置と称し、第１の無線通信装置にデータを送信する地上局１００を第２の無線通信装置と称した場合、第２の無線通信装置は、送信処理の条件を調整する。第２の無線通信装置は、隣接する第１の無線通信装置の故障を検知すると、第１の無線通信装置に割り当てられていたタイムスロットと、第２の無線通信装置に割り当てられていたタイムスロットとを用いることで、第２の無線通信装置がデータを送信する際に使用するタイムスロットを増やす。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

４無線通信システム、７１送信処理部、７２検知部、７３受信処理部、７４制御部、７５変調部、７６符号化部、７７復調部、７８復号部、１００，１００−１，１００−２，１００−３，１００−Ｎ，１００−ｉ地上局、２００，２００−１，２００−２，２００−Ｎ，２００−ｉ，３００，３００−１，３００−２，３００−３，３００−Ｎ，３００−ｉアンテナ、５００，５０１，５０２，５０３フレーム、６００，６００−１，６００−Ｎ，６００−ｉ，６１０，６１０−１，６１０−Ｎ，６１０−ｉタイムスロット、７００−ｉ，７０１−ｉ送受信部、８００−ｉ処理回路、８１０−ｉ，８１１−ｉインタフェース回路、８２０−ｉメモリ。

Claims

無線通信装置毎に固定のタイムスロットが予め割り当てられるマルチホップ伝送を行う無線通信装置であって、
割り当てられたタイムスロットを使用してデータを送信するアンテナと、
送信先の無線通信装置の故障を検知する検知部と、
前記検知部が前記送信先の無線通信装置の故障を検知すると、前記故障が検知される前から前記アンテナに割り当てられているタイムスロットである第１のタイムスロットに加えて、前記故障が検知される前に前記送信先の無線通信装置に割り当てられていたタイムスロットである第２のタイムスロットを自律的に前記アンテナに割り当てる制御を行い、前記第１のタイムスロットで送信するデータ量と前記第２のタイムスロットで送信するデータ量の総和が、前記送信先の無線通信装置の故障が検知される前に前記第１のタイムスロットで送信するデータ量以上となるように、送信するデータ量を維持する制御を行う制御部と、
を備えることを特徴とする無線通信装置。
送信するデータに送信処理を行う送信処理部、
をさらに備え、
前記制御部は、前記送信処理の条件を調整することで、タイムスロットあたりに前記アンテナが送信するデータ量を低減することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
前記送信処理部は、送信するデータを変調する変調部を有し、
前記制御部は、前記故障が検知されると、前記変調部が用いる変調方式の変調多値数を前記故障が検知される前よりも下げることによってタイムスロットあたりに前記アンテナが送信するデータ量を低減することを特徴とする請求項２に記載の無線通信装置。
前記送信処理部は、送信するデータを誤り訂正符号化する符号化部をさらに有し、
前記制御部は、前記故障が検知されると、前記符号化部が用いる符号化率を前記故障が検知される前よりも下げることによってタイムスロットあたりに前記アンテナが送信するデータ量を低減することを特徴とする請求項２または３に記載の無線通信装置。
無線通信装置毎に固定のタイムスロットが予め割り当てられた複数の無線通信装置がデータを中継して伝送する無線通信方法であって、
前記複数の無線通信装置のそれぞれが、送信先の無線通信装置の故障を監視するステップと、
前記監視するステップにおいて前記複数の無線通信装置のうちの第１の無線通信装置の故障が検知されると、前記第１の無線通信装置にデータを送信する第２の無線通信装置が、前記第２の無線通信装置に割り当てられていたタイムスロットである第１のタイムスロットに加えて、前記故障が検知される前に前記第１の無線通信装置に割り当てられていたタイムスロットである第２のタイムスロットを前記第２の無線通信装置が利用できるタイムスロットと判断するステップと、
前記第１のタイムスロットで送信するデータ量と前記第２のタイムスロットで送信するデータ量との総和が、前記第１の無線通信装置の故障が検知される前に前記第１のタイムスロットで送信するデータ量以上となるように、送信するデータ量を維持する制御を行うステップと、
を含むことを特徴とする無線通信方法。