JP2014233003A - 通信装置および通信制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】上位装置と無線通信を行う通信装置が、上位装置との無線通信を開始できない状況を低減する。
【解決手段】ＴＤＭＡ／ＴＤＤ方式が採用される通信システム１０において、上位装置３０と、当該上位装置３０と通信端末４０との間で送受信されるデータを中継する通信装置２０は、通信端末４０からの無線接続要求を受信すると、自通信装置２０が無線接続する上位装置３０を選択するにあたり、予め取得した、周囲の上位装置３０と、当該上位装置３０が制御信号を送受信するタイムスロット対と、当該上位装置３０が使用中のタイムスロット対とに関する情報を使用する。
【選択図】図３

Description

本発明は、通信装置および通信制御方法に関する。

基地局からの無線信号が届きにくい場所、基地局設置時の有線回線敷設に多額の費用を要する場所では、データを無線で中継する通信装置が設置されることがある。この通信装置には、隣接する基地局と通信端末との間で送受信されるデータを中継する中継局や、無線バックホールにより上位のネットワークに接続する基地局がある（例えば、特許文献１を参照。）。

上述する通信装置は、無線リソースを使用して基地局等の上位装置に無線接続する。例えば、ＴＤＭＡ／ＴＤＤ方式のＰＨＳを採用する通信システムにおいて、通信装置は、上位装置との無線通信に使用する通信フレームに含まれる４つのタイムスロット対のうち、上位装置が制御信号を送受信する制御チャネル（ＣＣＨ）に使用するタイムスロット対の上りタイムスロットを用いて上位装置に無線接続要求し、上位装置に割り当てられた当該タイムスロット対以外の３つのタイムスロット対の何れかを通信チャネル（ＴＣＨ）に使用して、上位装置と無線通信する。

特開２００１−２９８３９９号公報

しかしながら、ある上位装置１がＣＣＨとして使用中のタイムスロット対を、上述の通信装置が他の上位装置２とのＴＣＨとして使用していると、当該通信装置は、上位装置１に接続要求を送信することができない。また、ある上位装置１がＣＣＨとして使用中のタイムスロット対が、通信装置において空きタイムスロット対で、上位装置１からの制御信号を受信できたとしても、残りのタイムスロット対が使用中である場合は、上位装置１にタイムスロット対を割り当てられたとしても通信装置は無線通信を行うことができない。そのため、通信装置は、上位装置１との無線通信を開始できない。

よって、上位装置と無線通信を行う通信装置は、上述のような上位装置との無線通信を開始できない状況を低減できるよう、使用するタイムスロット対、および、無線接続先となる上位装置を選択することが望まれる。

本発明は、このような問題に鑑み、上位装置と無線通信を行う通信装置が、上位装置との無線通信を開始できない状況を低減することが可能な通信装置および通信制御方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の代表的な構成は、ＴＤＭＡ／ＴＤＤ方式が採用される通信システムにおいて、上位装置と、当該上位装置と通信端末との間で送受信されるデータを中継する通信装置であって、前記上位装置と無線通信を行う第１の通信部と、前記通信端末と無線通信を行う第２の通信部と、前記通信端末からの無線接続要求を受信すると、自通信装置が無線接続する上位装置を選択する制御部と、を備え、前記制御部は、前記上位装置を選択するために、予め取得した、周囲の上位装置と、当該上位装置が制御信号を送受信するタイムスロット対と、当該上位装置が使用中のタイムスロット対とに関する情報を使用する。

また、前記制御部は、前記取得した情報を使用して、自通信装置が未使用のタイムスロット対において、制御信号を送受信する前記上位装置が最も少ないタイムスロット対を特定し、当該特定したタイムスロット対を使用して制御信号を送受信する上位装置のうち、使用中のタイムスロット対が最も少ない上位装置を、自通信装置が無線接続する上位装置として選択してもよい。

また、前記制御部は、周囲の上位装置と、当該上位装置が制御信号を送受信するタイムスロット対とに関する情報を、前記上位装置と、前記通信端末との無線通信を停止している期間において取得してもよい。

また、前記制御部は、前記上位装置が使用中のタイムスロット対に関する情報を、当該上位装置が送信する前記制御信号から取得してもよい。

上記課題を解決するために、本発明にかかる他の構成は、ＴＤＭＡ／ＴＤＤ方式が採用される通信システムにおいて、上位装置と、当該上位装置と通信端末との間で送受信されるデータを中継する通信装置の通信制御方法であって、前記通信端末からの無線接続要求を受信すると、自通信装置が無線接続する上位装置を選択するステップ、を有し、前記ステップで前記上位装置を選択するために、予め取得した、周囲の上位装置と、当該上位装置が制御信号を送受信するタイムスロット対と、当該上位装置が使用中のタイムスロット対とに関する情報を使用する。

本発明によれば、上位装置と無線通信を行う通信装置が、上位装置との無線通信を開始できない状況を低減できる。

本実施形態に係る通信システムの概略的な構成を示した図である。 本実施形態に係る通信装置の概略的な構成を示したブロック図である。 本実施形態に係る通信装置の処理を示したフローチャートである。 本実施形態に係る通信装置の処理を説明する図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１（Ａ）は、本発明の一実施形態に係る通信システムの構成を示す図である。通信システム１０は、通信装置２０と、有線回線でネットワークに接続する上位装置３０と、通信端末４０と、から構成される。

通信システム１０は、ＴＤＭＡ／ＴＤＤ方式のＰＨＳを採用する通信システムである。通信システム１０における通信装置２０と、上位装置３０と、通信端末４０とは、図１に（Ｂ）に示される通信フレームに含まれるタイムスロット対を用いて無線通信を行う。このタイムスロット対は、通信端末４０から上位装置３０の方向にデータが送信される上りの上りタイムスロットと、上位装置３０から通信端末４０の方向にデータが送信される下りの下りタイムスロットとが予め対応付けられたものである。ここで、図１（Ｂ）には、４つのタイムスロット対が通信フレーム内に形成されている。なお、図１（Ｂ）に示すように、通信フレーム内における各タイムスロット対には、１〜４の番号が付与されている。そして、通信装置２０は、上位装置３０との無線通信に使用する通信フレームの、何れかのタイムスロット対をＣＣＨとして使用して制御信号を送受信するとともに、何れかの上位装置３０に無線接続し、他の何れかのタイムスロット対をＴＣＨに使用して当該上位装置３０と、自装置に無線接続する通信端末４０との間で送受信されるデータを中継する。また、上位装置３０は、通信装置２０または通信端末４０との無線通信に使用する通信フレームの、何れかのタイムスロット対をＣＣＨとして使用して制御信号を送受信するとともに、自装置に無線接続する通信装置３０または通信端末４０とデータの送受信を他の何れかのタイムスロット対をＴＣＨに使用して行う。

図２は、本実施しよう形態に係る通信装置の構成を示す図である。図２に示すように、通信装置２０は、第１通信部２１と、第２通信部２２と、記憶部２４と、制御部２５と、を備えている。

第１通信部２１は、図示しないアンテナを介して上位装置３０から送信される下り無線信号を受信してベースバンド信号に変換（ダウンコンバート）後に、復調及び復号処理を行うことでデータを得る。第１通信部２１は、得られたデータを制御部２５に出力する。

また、第１通信部２１は、制御部２５からのデータの符号化及び変調を行ってベースバンド信号を得た後に、該ベースバンド信号を上り無線信号に変換（アップコンバート）する。第１通信部２１は、図示しないアンテナを介して上位装置３０に上り無線信号を送信する。

第２通信部２２は、図示しないアンテナを介して通信端末４０から送信される上り無線信号を受信してベースバンド信号に変換（ダウンコンバート）後に、復調及び復号処理を行うことでデータを得る。第２通信部２２は、得られたデータを制御部２５に出力する。

また、第２通信部２２は、制御部２５からのデータの符号化及び変調を行ってベースバンド信号を得た後に、該ベースバンド信号を下り無線信号に変換（アップコンバート）する。第２通信部２２は、図示しないアンテナを介して通信端末４０に下り無線信号を送信する。

記憶部２４は、例えばメモリによって構成され、通信装置２０における制御などに用いられる各種情報を記憶する。ここで、記憶部２４が記憶する情報には、後述するＣＣＨ使用リストと、サーチ結果リストとがある。

制御部２５は、例えばＣＰＵによって構成され、通信装置２０が具備する各種機能を制御する。制御部２５は、第１通信部２１を介して上位装置３０から受信したデータを第２通信部２２を介して通信端末４０に送信し、一方、第２通信部２２を介して通信端末４０から受信したデータを第１通信部２１を介して上位装置３０に送信する、中継動作を行う。このとき、制御部２５は、上位装置３０との間のデータの送受信については、上位装置３０との無線通信に使用する通信フレームにおいて、当該上位装置３０に割り当てられたタイムスロット対をＴＣＨに使用して行う。また、制御部２５は、通信端末４０との間のデータの送受信については、通信端末４０との無線通信に使用する通信フレームにおいて、制御部２５が割り当てたタイムスロット対をＴＣＨに使用して行う。

制御部２５は、上述の中継動作を行うにあたり、通信端末４０からの無線接続要求を、第２通信部２１を介して受信すると、無線接続先となる上位装置３０を選択する。そして、制御部２５は、無線接続先として選択した上位装置３０に第１通信部２１を介して無線接続要求を送信する。以下、制御部２５における、この通信処理に関する処理の詳細を、図３，４を用いて説明する。

図３は、通信装置２０の制御部２５が、無線接続先となる上位装置３０を選択するための情報を取得し、その後、通信端末４０から無線接続要求を受信すると、取得した情報を使用して上位装置３０を選択し、選択した上位装置３０に無線接続要求を送信するまでの処理を示すフローチャートである。

ステップＳ１０１において、制御部２５は、周囲に存在する上位装置３０を特定するとともに、当該上位装置３０が制御信号の送受信（ＣＣＨ）に使用しているタイムスロット対を特定する。制御部２５は、周囲に存在する上位装置３０を特定するにあたり、上位装置３０が送信する制御信号を受信する。ＰＨＳを採用する通信システムでは、上位装置３０は、制御信号を１スーパーフレーム（２０通信フレーム：１００ｍｓ）に１回送信する。そのため、制御部２５は、上位装置３０、通信端末４０との無線通信（サービス）を一時的に停止する期間、つまり、自通信装置２０がタイムスロット対を使用しない期間を設ける。なお、この停止期間は、例えば、同様にサービスが一時的に停止される、他の通信装置２０や上位装置３０と通信フレームにおける送受信タイミングを同期させる際に併せて設けてもよい。そして、制御部２５は、この停止する期間において、少なくとも１スーパーフレームの期間においてサーチ、つまり、第１通信部２１を介して制御信号を受信し、制御信号内に含まれる送信元を示す識別ＩＤを参照することで、周囲に存在する上位装置３０を特定する。さらに、制御部２５は、同時に、周囲に存在する上位装置３０から制御信号を受信したタイムスロットから、当該上位装置３０が制御信号の送受信に使用するタイムスロット対を特定する。そして、制御部２５は、特定した上位装置３０の識別ＩＤ、および、特定した上位装置３０が制御信号の送受信に使用するタイムスロット対に設定された番号とを対応付けて記憶部２４に記憶するとともに、各タイムスロット対に設定された番号と、当該タイムスロット対をＣＣＨに使用する上位装置３０の数とを対応付けて記憶部２４に記憶する。

ここで、図４（Ａ）は、記憶部２４にＣＣＨ使用リストとして記憶する、通信フレームに含まれる各タイムスロット対をＣＣＨに使用する上位装置３０の数を、各タイムスロット対に設定された番号に対応付けた表を示している。この表では、タイムスロット対１をＣＣＨに使用する上位装置３０の数が４、タイムスロット対２をＣＣＨに使用する上位装置３０の数が３、タイムスロット対３をＣＣＨに使用する上位装置３０の数が１０、タイムスロット対４をＣＣＨに使用する上位装置３０の数が２、であることを示している。

図３に戻る。ステップＳ１０２において、制御部２５は、特定した周囲に存在する上位装置３０がＴＣＨに使用中のタイムスロット対を特定する。制御部２５は、上位装置３０との無線通信（サービス）中に、空きタイムスロット対が生じると、空きタイムスロット対の下りタイムスロットを使用して、上位装置３０からの制御信号を、第１通信部２１を介して受信する。そして、制御部２５は、制御信号に含まれる、当該制御信号を送信した上位装置３０のタイムスロット対の使用状況に関する情報を取得する。このタイムスロット対の使用状況に関する情報としては、例えば、ＴＣＨに使用しているタイムスロット対に設定された番号や、単に空きタイムスロット対の数がある。そして、制御部２５は、取得した上位装置３０のタイムスロット対の使用状況に関する情報を、記憶部２４に記憶される、ステップＳ１０１において特定した上位装置３０の識別ＩＤ、および、特定した上位装置３０が制御信号の送受信に使用するタイムスロット対に設定された番号にさらに対応付けて記憶、または、既に対応付けられている場合は更新する。

ここで、図４（Ｂ）は、記憶部２４にサーチ結果リストとして記憶される、各上位装置３０と、当該上位装置３０が制御信号の送受信に使用するタイムスロット対に設定された番号と、上位装置３０のタイムスロット対の使用状況に関する情報（ＴＣＨに使用するタイムスロット対に設定された番号）とが対応付けられた表を示している。例えば、この表において、識別ＩＤがＸＸＸＡ０２の上位装置３０は、タイムスロット対３が制御信号の送受信に使用されており、さらに、タイムスロット対４がＴＣＨに使用されていることが記憶されている。

図３に戻る。ステップＳ１０３において、制御部２５は、第２通信部２２を介して通信端末４０から無線接続要求を受信したか否か判定する。制御部２５は、無線接続要求を受信した場合（ステップＳ１０３Ｙｅｓに相当）は、ステップＳ１０４に移行する。一方、制御部２５は、無線接続要求を受信していない場合（ステップＳ１０３Ｎｏに相当）は、ステップＳ１０２に移行する。

ステップＳ１０４において、制御部２５は、自通信装置２０が無線接続要求を行う上位装置３０を選択する。制御部２５は、この上位装置３０の選択にあたり、記憶部２４に記憶されるＣＣＨ使用リストと、サーチ結果リストとを使用する。

（自通信装置２０が使用中のタイムスロット対がない場合）制御部２５は、まず、記憶部２４に記憶されるＣＣＨ使用リストを参照し、ＣＣＨに使用する上位装置３０が最も少ないタイムスロット対を特定する。例えば、図４（Ａ）に示されるＣＣＨ使用リストが記憶部２４に記憶されている場合、制御部２５は、タイムスロット対４を、ＣＣＨに使用する上位装置３０が最も少ないタイムスロット対として特定する。次に、制御部２５は、記憶部２４に記憶されるサーチ結果リストを参照し、特定したタイムスロット対をＣＣＨに使用する上位装置３０を特定する。例えば、図４（Ｂ）に示されるサーチ結果リストが記憶部２４に記憶されている場合、制御部２５は、識別ＩＤがＸＸＸＡ０４と、ＸＸＸＡ０６の上位装置３０を特定する。さらに、制御部２５は、記憶部２４に記憶されるサーチ結果リストを参照し、特定した上位装置３０のうち、使用中のタイムスロット対が少ない、つまり、空きタイムスロット対が最も多い上位装置３０を特定する。例えば、図４（Ｂ）に示されるサーチ結果リストが記憶部２４に記憶されている場合、制御部２５は、識別ＩＤがＸＸＸＡ０４と、ＸＸＸＡ０６の上位装置３０とを比較して、使用中のタイムスロット対が少ない識別ＩＤがＸＸＸＡ０４の上位装置３０を特定する。そして、制御部２５は、特定した識別ＩＤがＸＸＸＡ０４の上位装置３０を無線接続要求先として選択する。

（自通信装置２０が使用中のタイムスロット対がある場合）制御部２５は、まず、記憶部２４に記憶されるＣＣＨ使用リストを参照し、自通信装置２０が現在使用していないタイムスロット対のうち、ＣＣＨに使用する上位装置３０が最も少ないタイムスロット対を特定する。例えば、通信装置２０が、タイムスロット対４を既に使用しており、図４（Ａ）に示されるＣＣＨ使用リストが記憶部２４に記憶されている場合、制御部２５は、タイムスロット対２を、ＣＣＨに使用する上位装置３０が最も少ないタイムスロット対として特定する。次に、制御部２５は、記憶部２４に記憶されるサーチ結果リストを参照し、特定したタイムスロット対をＣＣＨに使用する上位装置３０を特定する。例えば、図４（Ｂ）に示されるサーチ結果リストが記憶部２４に記憶されている場合、制御部２５は、識別ＩＤがＸＸＸＡ０１と、ＸＸＸＡ０３と、ＸＸＸＡ０５の上位装置３０を特定する。さらに、制御部２５は、記憶部２４に記憶されるサーチ結果リストを参照し、特定した上位装置３０のうち、使用中のタイムスロット対が少ない、つまり、空きタイムスロット対が最も多い上位装置３０を特定する。例えば、図４（Ｂ）に示されるサーチ結果リストが記憶部２４に記憶されている場合、制御部２５は、識別ＩＤがＸＸＸＡ０１と、ＸＸＸＡ０３と、ＸＸＸＡ０５の上位装置３０とを比較して、使用中のタイムスロット対が最も少ない識別ＩＤがＸＸＸＡ０１の上位装置３０を特定する。そして、制御部２５は、特定した識別ＩＤがＸＸＸＡ０１の上位装置３０を無線接続要求先として選択する。

図３に戻る。ステップＳ１０５において、制御部２５は、第１通信部２１を介して、ステップＳ１０４において選択した上位装置３０に対して無線接続要求を送信する。

ステップＳ１０６において、制御部２５は、無線接続要求を送信した上位装置３０から、第１通信部２１を介して、無線接続応答を受信すると、当該無線接続応答において示されるタイムスロット対を用いて、当該上位装置３０との無線通信を開始するとともに、ステップＳ１０３において自通信装置２０に無線接続要求を行った通信端末４０との通信処理を行い、当該通信端末４０との無線通信を開始する。

以上、本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。

例えば、各部材、各手段、各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段やステップなどを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。

また、上述の実施形態においては、有線ネットワークに接続する無線機器を上位装置として説明した。しかしながら、上位装置は、これに限られるものではなく、上述した通信装置が上位装置として動作することも可能である。この場合、通信装置２０は、他の通信装置２０がＣＣＨとして使用するタイムスロット対を特定するとともに、ＴＣＨに使用するタイムスロット対を特定し、特定した情報を無線接続要求先の無線機器を選択する際に使用する。

１０ 通信システム、２０ 通信装置、２１ 第１通信部、２２ 第２通信部、２４ 記憶部、２５ 制御部、３０ 上位装置、４０ 通信端末

Claims (5)

1. ＴＤＭＡ／ＴＤＤ方式が採用される通信システムにおいて、上位装置と、当該上位装置と通信端末との間で送受信されるデータを中継する通信装置であって、
   前記上位装置と無線通信を行う第１の通信部と、
   前記通信端末と無線通信を行う第２の通信部と、
   前記通信端末からの無線接続要求を受信すると、自通信装置が無線接続する上位装置を選択する制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記上位装置を選択するために、予め取得した、周囲の上位装置と、当該上位装置が制御信号を送受信するタイムスロット対と、当該上位装置が使用中のタイムスロット対とに関する情報を使用する、通信装置。
2. 前記制御部は、
   前記取得した情報を使用して、自通信装置が未使用のタイムスロット対において、制御信号を送受信する前記上位装置が最も少ないタイムスロット対を特定し、当該特定したタイムスロット対を使用して制御信号を送受信する上位装置のうち、使用中のタイムスロット対が最も少ない上位装置を、自通信装置が無線接続する上位装置として選択する、請求項１に記載の通信装置。
3. 前記制御部は、
   周囲の上位装置と、当該上位装置が制御信号を送受信するタイムスロット対とに関する情報を、前記上位装置と、前記通信端末との無線通信を停止している期間において取得する、請求項１または２に記載の通信装置。
4. 前記制御部は、
   前記上位装置が使用中のタイムスロット対に関する情報を、当該上位装置が送信する前記制御信号から取得する、請求項１または２に記載の通信装置。
5. ＴＤＭＡ／ＴＤＤ方式が採用される通信システムにおいて、上位装置と、当該上位装置と通信端末との間で送受信されるデータを中継する通信装置の通信制御方法であって、
   前記通信端末からの無線接続要求を受信すると、自通信装置が無線接続する上位装置を選択するステップ、を有し、
   前記ステップで前記上位装置を選択するために、予め取得した、周囲の上位装置と、当該上位装置が制御信号を送受信するタイムスロット対と、当該上位装置が使用中のタイムスロット対とに関する情報を使用する、通信制御方法。
   
   

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