(57)【要約】      （修正有）【課題】通信端末の位置情報を利用することにより、ネットワークの状況に応じた柔軟で的確なチャネル設定を可能とし、更にはネットワーク収容能力（キャパシティ）を増加させる。【解決手段】ホワイトスペース帯域においてＯＦＤＭＡ方式に基づく無線通信を行うマルチホップ無線通信システムにおいて、ＯＦＤＭＡ方式に基づく無線通信を行う１以上の通信デバイス４０及び管理デバイス３０とを有するサブネットワーク３と、複数のサブネットワーク３を管理する基地局２０とを備え、基地局２０は、各サブネットワーク３における管理デバイス３０がＧＰＳ衛星８から受信した位置情報をそれぞれ取得し、取得した位置情報から割り出したサブネットワーク３間の位置関係に基づいて、サブネットワーク間でＯＦＤＭＡの各スーパーフレームを構成する連続フレーム群中のフレームの割り当て方法を決定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホワイトスペース帯域においてＯＦＤＭＡ方式に基づく無線通信を行うマルチホップ無線通信システムにおいて、
１以上の通信デバイスと、上記通信デバイスとＯＦＤＭＡ方式に基づく無線通信を行う管理デバイスとを有するサブネットワークと、
複数の上記サブネットワークを管理する基地局と、
上記サブネットワークにおける上記管理デバイスに対して位置情報を送信する位置情報送信手段とを備え、
上記基地局は、上記各サブネットワークにおける管理デバイスが上記位置情報送信手段から受信した位置情報をそれぞれ取得し、取得した位置情報から割り出した上記サブネットワーク間の位置関係に基づいて、上記サブネットワーク間でＯＦＤＭＡの各スーパーフレームを構成する連続フレーム群中の任意のフレームで且つ任意の周波数サブチャネルを割り当てるか、上記サブネットワーク間でＯＦＤＭＡの各スーパーフレームを構成する連続フレーム群中の互いに異なるフレームを割り当てるか、上記サブネットワーク間でＯＦＤＭＡの各スーパーフレームを構成する連続フレーム群中の同一のフレームで且つ互いに異なる周波数サブチャネルを割り当てるかを決定すること
を特徴とするマルチホップ無線通信システム。
【請求項２】
上記基地局は、スーパーフレームを構成する連続フレーム群中に使用可能な空きフレームが存在する場合には、新たに通信開始する上記サブネットワークに当該空きフレームを割り当てること
を特徴とする請求項１記載のマルチホップ無線通信システム。
【請求項３】
上記基地局は、上記サブネットワーク間の位置関係に基づき、それぞれのサブネットワークの所定距離範囲に他のサブネットワークが存在しない場合には、上記サブネットワーク間でＯＦＤＭＡの各スーパーフレームを構成する連続フレーム群中の任意のフレームで且つ任意の周波数サブチャネルを割り当てること
を特徴とする請求項２記載のマルチホップ無線通信システム。
【請求項４】
上記基地局は、新たに通信開始する上記サブネットワークから所定距離範囲に他のサブネットワークが存在する場合に、上記サブネットワーク間でＯＦＤＭＡの各スーパーフレームを構成する連続フレーム群中の互いに異なるフレームを割り当てるか、又は上記サブネットワーク間でＯＦＤＭＡの各スーパーフレームを構成する連続フレーム群中の同一のフレームで且つ互いに異なる周波数サブチャネルを割り当てること
を特徴とする請求項３記載のマルチホップ無線通信システム。
【請求項５】
上記基地局は、新たに通信開始する上記サブネットワークから所定距離範囲に他のサブネットワークが存在する場合に、上記サブネットワーク間でＯＦＤＭＡの各スーパーフレームを構成する連続フレーム群中の互いに異なるフレームを割り当て、更に互いに異なる周波数サブチャネルを割り当てること
を特徴とする請求項４記載のマルチホップ無線通信システム。
【請求項６】
上記基地局は、上記いずれかの方法によって上記サブネットワーク間で互いに異なるフレーム、及び互いに異なる周波数サブチャネルを割り当てることができない場合には、上記各サブネットワークにおける通信デバイスと管理デバイスに対して通信出力を低くするように制御すること
を特徴とする請求項１〜５のうち何れか１項記載のマルチホップ無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホワイトスペース帯域においてＯＦＤＭＡ方式に基づく無線通信を行うマルチホップ無線通信システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
直交周波数分割多重アクセス方式（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）は、商用システムであるIEEE802.16 WiMAX,IEEE802.22 WRAN等に用いられている。このＯＦＤＭＡとは、ＯＦＤＭ方式をベースにしたアクセス方式である。ＯＦＤＭ方式では互いに直交するように並べられた多数のサブキャリアにデータがマッピングされ、そのデータ群を逆フーリエ変換することで時系列信号が導出され、無線送信用の送信シンボルが作成される。受信側では、そのようなシンボルをフーリエ変換することで送信されたデータ群が導出され、各サブキャリアに関連付けられた個々のデータを復元することで送信データが再現される。このようなＯＦＤＭＡは、複数ユーザでサブチャネルを共有し、より柔軟なサービスレベルに対応できる。
【０００３】
このようなＯＦＤＭＡに加えて、通信チャネルを幾つかのサブチャネルで分割し、ネットワーク収容能力を向上させるチャネルセグメントアクセス（Channel Segment Access）方式も提案されている。
【０００４】
しかしながら、上述したＯＦＤＭＡにおけるチャネルセグメントアクセス方式では、単一ホップ無線通信ネットワーク、即ち、基地局（Base Station）と無線端末間の直接通信で行う方式であり、また、ネットワークにおいて通信が開始される前にチャネルセグメントを予め設定する必要がある。このため、無線ノードのみでネットワークが構成され、それらが自律的にパケットを中継することで有線ネットワークなどのインフラを介さずに通信を行うことが可能なマルチホップ無線通信ネットワーク（Multi-hop Wireless Networks）における通信制御方式をこれに適用することができない。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】IEEE Std. 802.22-2011 "IEEE 802.22-2011(TM) Standard for Cognitive Wireless Regional Area Networks (RAN) for Operation in TV Bands"
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＯＦＤＭＡにチャネルセグメントアクセス方式を適用することで、ネットワーク収容能力の向上、及び信号干渉を減らすことが可能な無線ネットワークシステムが提案されている。
【０００７】
しかしながら、上記の通信制御方式では、あくまで単一ホップ無線通信ネットワーク、即ち基地局と無線端末間の直接通信で行うものであり、いわゆるマルチホップ無線通信ネットワークにおける上記通信制御方式に適用することができない。また、ネットワークが運用される前にチャネルセグメントを予め設定する必要があり、ネットワークの状況に応じて自在にチャネルセグメントを設定するのが困難であるという問題点もあった。
【０００８】
特にマルチホップ無線通信では、他の通信端末による無線通信を中継する機会が増加するため、通信衝突の可能性が増加するか、これを効果的に抑制する必要もあった。
【０００９】
そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、マルチホップ無線通信ネットワークにおいてＯＦＤＭＡ及びチャネルセグメントアクセス方式を適用する上で、通信端末の位置情報を利用することにより、ネットワークの状況に応じた柔軟で的確なチャネル設定を可能とし、更にはネットワーク収容能力（キャパシティ）を増加させる上で好適なマルチホップ無線通信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、上述した課題を解決するために、ホワイトスペース帯域においてＯＦＤＭＡ方式に基づく無線通信を行うマルチホップ無線通信システムにおいて、ＯＦＤＭＡ方式に基づく無線通信を行う１以上の通信デバイス及び管理デバイスとを有するサブネットワークと、複数のサブネットワークを管理する基地局とを備え、基地局は、各サブネットワークにおける管理デバイスがＧＰＳ衛星から受信した位置情報をそれぞれ取得し、取得した位置情報から割り出したサブネットワーク間の位置関係に基づいて、サブネットワーク間でＯＦＤＭＡの各スーパーフレームを構成する連続フレーム群中のフレームの割り当て方法を決定することを特徴とする。
【００１１】
請求項１記載のマルチホップ無線通信システムは、ホワイトスペース帯域においてＯＦＤＭＡ方式に基づく無線通信を行うマルチホップ無線通信システムにおいて、１以上の通信デバイスと、上記通信デバイスとＯＦＤＭＡ方式に基づく無線通信を行う管理デバイスとを有するサブネットワークと、複数の上記サブネットワークを管理する基地局と、上記サブネットワークにおける上記管理デバイスに対して位置情報を送信する位置情報送信手段とを備え、上記基地局は、上記各サブネットワークにおける管理デバイスが上記位置情報送信手段から受信した位置情報をそれぞれ取得し、取得した位置情報から割り出した上記サブネットワーク間の位置関係に基づいて、上記サブネットワーク間でＯＦＤＭＡの各スーパーフレームを構成する連続フレーム群中の任意のフレームで且つ任意の周波数サブチャネルを割り当てるか、上記サブネットワーク間でＯＦＤＭＡの各スーパーフレームを構成する連続フレーム群中の互いに異なるフレームを割り当てるか、上記サブネットワーク間でＯＦＤＭＡの各スーパーフレームを構成する連続フレーム群中の同一のフレームで且つ互いに異なる周波数サブチャネルを割り当てるかを決定することを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載のマルチホップ無線通信システムは、請求項１記載の発明において、上記基地局は、スーパーフレームを構成する連続フレーム群中に使用可能な空きフレームが存在する場合には、新たに通信開始する上記サブネットワークに当該空きフレームを割り当てることを特徴とする。
【００１３】
請求項３記載のマルチホップ無線通信システムは、請求項２記載の発明において、上記基地局は、上記サブネットワーク間の位置関係に基づき、それぞれのサブネットワークの所定距離範囲に他のサブネットワークが存在しない場合には、上記サブネットワーク間でＯＦＤＭＡの各スーパーフレームを構成する連続フレーム群中の任意のフレームで且つ任意の周波数サブチャネルを割り当てることを特徴とする。
【００１４】
請求項４記載のマルチホップ無線通信システムは、請求項３記載の発明において、上記基地局は、新たに通信開始する上記サブネットワークから所定距離範囲に他のサブネットワークが存在する場合に、上記サブネットワーク間でＯＦＤＭＡの各スーパーフレームを構成する連続フレーム群中の互いに異なるフレームを割り当てるか、又は上記サブネットワーク間でＯＦＤＭＡの各スーパーフレームを構成する連続フレーム群中の同一のフレームで且つ互いに異なる周波数サブチャネルを割り当てることを特徴とする。
【００１５】
請求項５記載のマルチホップ無線通信システムは、請求項４記載の発明において、上記基地局は、新たに通信開始する上記サブネットワークから所定距離範囲に他のサブネットワークが存在する場合に、上記サブネットワーク間でＯＦＤＭＡの各スーパーフレームを構成する連続フレーム群中の互いに異なるフレームを割り当て、更に互いに異なる周波数サブチャネルを割り当てることを特徴とする。
【００１６】
請求項６記載のマルチホップ無線通信システムは、請求項１〜５のうち何れか１項記載の発明において、上記基地局は、上記いずれかの方法によって上記サブネットワーク間で互いに異なるフレーム、及び互いに異なる周波数サブチャネルを割り当てることができない場合には、上記各サブネットワークにおける通信デバイスと管理デバイスに対して通信出力を低くするように制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
上述した方法に基づいてＯＦＤＭＡフレームをサブネットワークに割り当てることが可能なマルチホップ無線通信システムでは、管理デバイス、ひいてはサブネットワークの位置情報を効果的に活用し、サブネットワークの状況に応じた柔軟で的確なチャネル設定を行うことができる。その結果、単位面積あたりのサブネットワークの収容密度を向上させることが可能となり、更には信号干渉を低減させることが可能となる。その結果、マルチホップの無線通信システムを大規模に構成することも可能となる。このため、災害時等における緊急を要する通信を行う場合には、サブネットワークの単位面積当たりの収容能力の向上が要求される場合や、サブネットワークの状況の予測が困難な場合等において、より顕著な効果を奏し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明を適用したマルチホップ無線通信システムのシステムブロック構成図である。
【図２】管理デバイスと通信デバイスとの間でＯＦＤＭＡ通信を行う上で必要となるスーパーフレームフォーマットを示す図である。
【図３】ＯＦＤＭＡフレームの詳細を示す図である。
【図４】本発明を適用したマルチホップ無線通信システムにおけるフレームの割り当てを示すフローチャートである。
【図５】一の管理デバイスを中心とした３つの距離分類について説明するための図である。
【図６】任意のフレームを割り当てる概念図である。
【図７】ステップＳ１５の動作について説明するための図である。
【図８】ステップＳ１６の動作について説明するための図である。
【図９】ステップＳ１７の動作について説明するための図である。
【図１０】本発明を適用したマルチホップ無線通信システムの実施例について説明するための図である。
【図１１】本発明を適用したマルチホップ無線通信システムの実施例について説明するための他の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を適用したマルチホップ無線通信システムの実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明を適用したマルチホップ無線通信システム１のシステムブロック構成図を示している。このマルチホップ無線通信システム１は、IEEE802.16 WiMAX,IEEE802.22 WRAN等に用いられる。またマルチホップ無線通信システム１は、いわゆるホワイトスペース帯域を使用することを前提としている。
【００２１】
マルチホップ無線通信システム１は、図１に示すように基地局２０と、この基地局２０を中心にして形成された複数のサブネットワーク３とを備えている。ちなみに、この基地局２０と複数のサブネットワーク３とにより、ネットワーク２を形成する。個々のサブネットワーク３は、通信デバイス４０ａ、４０ｂと、これら通信デバイス４０との間でＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）方式に基づく無線通信を行う管理デバイス３０とを有している。また基地局２０は、公衆通信網６に接続され、さらにこの公衆通信網６にはデータベース５が接続されている。更にこのマルチホップ無線通信システム１は、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星８を備えている。
【００２２】
基地局２０は、複数のサブネットワーク３による無線通信を管理するための機器である。この基地局２０は、複数のサブネットワーク３との間で通信を中継する無線アクセスポイントとしての役割も果たし、公衆通信網６との間でインターフェースとしての役割を果たすものである。この基地局２０は、位置情報管理部２１と、フレーム割り当て部２２とを備えている。位置情報管理部２１は、それぞれのサブネットワーク３、ひいてはそのサブネットワーク３を構成する管理デバイス３０から位置情報を受信し、これを管理する。フレーム割り当て部２２は、位置情報管理部２１において管理されている位置情報に基づいて、それぞれのサブネットワーク３において行われる無線通信に必要なフレームの割り当てを行う。この基地局２０は、公衆通信網６を介してデータベース５に対して自らの位置に関する位置情報や、位置情報管理部２１において管理されている位置情報を送信する。また基地局２０は、公衆通信網６を介してデータベース５から通信に必要なチャネルに関するチャネル情報を受信する。
【００２３】
公衆通信網６は、データベース５と基地局２０とを電話回線を介して接続されるインターネット網を始め、ＴＡ／モデムと接続されるＩＳＤＮ（Integrated Services Digital Network）／Ｂ（broadband）−ＩＳＤＮ等のように、情報の双方向送受信を可能としたネットワーク等である。また、この公衆通信網６は、携帯端末やスマートフォン、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）からアクセス可能な通信網であればいかなるものであってもよい。
【００２４】
データベース５は、基地局２０から公衆通信網６を介して位置情報を受信してこれを記憶する。またデータベース５は、基地局２０に対して、他の基地局２０やその他の通信システムにおける通信チャネル情報等を必要に応じて送信する。
【００２５】
サブネットワーク３における管理デバイス３０は、サブネットワーク３内における無線通信を制御するためのデバイスであり、例えば携帯情報端末、スマートフォン、ＰＣを始めとしたあらゆる機器で具現化される。この管理デバイス３０は、いわゆるH-CPE (High-capability Consumer Premise Entity)で構成されていることが前提であり、ＧＰＳ衛星８から位置情報を取得可能とされている。この管理デバイス３０は、ＧＰＳ位置情報部３１と、フレーム割り当て部３２とを有している。ＧＰＳ位置情報部３１は、ＧＰＳ衛星８から受信した自らの位置情報を記憶し、管理する。また、フレーム割り当て部３２は、個々の通信デバイス４０による通信に必要なフレームを割り当てるための処理を行う。
【００２６】
この管理デバイス３０は、通信デバイス４０との間でＯＦＤＭＡ通信を行う上で必要なＯＦＤＭＡフレームが基地局２０により割り当てられる。管理デバイス３０は、この割り当てられたＯＦＤＭＡフレームを利用して通信デバイス４０とＯＦＤＭＡ通信を行う。
【００２７】
通信デバイス４０ａ、４０ｂは、例えば携帯情報端末、スマートフォン、ＰＣを始めとしたあらゆる機器で具現化される。この通信デバイス４０ａ、４０ｂは、ＧＰＳ衛星８から位置情報を取得可能不能なL-CPE(Low-capability Consumer Premise Entity) で構成されていてもよいが、これに限定されるものではなく、ＧＰＳ衛星８から位置情報を取得可能なH-CPEにより構成されていてもよい。通信端末デバイスａ、４０ｂは、実際にＯＦＤＭＡによる無線通信を行う場合には、管理デバイス３０により割り当てられたＯＦＤＭＡフレームを利用する。
【００２８】
ＧＰＳ衛星８は、各サブネットワーク３における管理デバイス３０に対して位置情報を送信する人工衛星である。このＧＰＳ衛星８から送られてくる位置情報に基づいて管理デバイス３０は、現在位置における位置情報を取得することが可能となる。
【００２９】
上述した構成からなるマルチホップ無線通信システム１において、管理デバイス３０と通信デバイス４０との間でＯＦＤＭＡ通信を行う上では、例えば図２に示すようなスーパーフレームフォーマットを利用する。
【００３０】
このスーパーフレームフォーマットでは、互いにビーコンによって区切られたスーパーフレームｎ−１、ｎ、ｎ＋１、・・・が連続している。このスーパーフレームの周期は、例えば１６０ｍｓである。そして、個々のスーパーフレームは、さらに１６個の、例えば１０ｍｓの長さからなるフレーム＃０〜フレーム＃１５に分割されている。ちなみに、フレーム０の先頭には、スーパーフレームプリアンブルや、フレームプリアンブル、ＳＣＨ（Superframe Control Header）等が付され、いわゆる管理情報等が記述される。また、これらフレーム＃０〜フレーム＃１５に記述される実データは、いわゆるＯＦＤＭＡフレームを構成する。
【００３１】
図３は、ＯＦＤＭＡフレームの詳細を示している。このＯＦＤＭＡフレームは、サブキャリアを分割した周波数軸の論理チャネルと、時間スロットの組み合わせから構成されるサブチャネルを各サブネットワーク３に割り当てることが可能となる。また、これとともに、時間軸に沿って生成されるシンボルも各サブネットワーク３に割り当てることが可能となる。即ち、このＯＦＤＭＡフレームは、時間（ｔ）の軸と、周波数（ｆ）の軸の２軸で各サブネットワーク３にフレームを割り当てることが可能となる。
【００３２】
ＯＤＦＭＡフレームは、管理情報を記述するためのフレームプリアンブルと、フレーム制御ヘッダ（ＦＣＨ）と、上り回線のバースト信号の割り当て情報が記述されたＵＳＭＡＰと、下り回線のバースト信号の割り当て情報が記述されたＤＳＭＡＰ等が時間（ｔ）方向における先頭部分に設けられる。また、このＯＦＤＭＡには、それぞれサブネットワーク３に割り当てる下り回線のデータ領域としての下りバースト＃１１、＃１２、・・・、＃ｍから構成されるＤＳサブフレームと、レンジングサブチャネル、上りバースト＃２１、＃２２、・・・、＃ｎからなるＵＳサブフレームとから構成される。ＤＳサブフレームと、ＵＳサブフレームとの間には、ＴＴＧ（送信／受信切換ギャップ）が設けられる。またＵＳサブフレームの終端にはＲＴＧ（受信／送信切換ギャップ）が設けられる。
【００３３】
本発明を適用したマルチホップ無線通信システム１は、上述の如きＯＦＤＭＡフレームを以下に説明する方法に基づいて各サブネットワーク３に割り当てる。図４の示すフローチャートに示すように、先ずサブネットワーク３における各管理デバイス３０から基地局２０に対して位置情報を転送する。各管理デバイス３０は、ＧＰＳ衛星８から位置情報が送信されてくる状態となっている。このため、管理デバイス３０は、必要に応じて、或いは常時に亘り、このＧＰＳ衛星８から受信した位置情報を基地局２０へと転送することが可能となる。
【００３４】
次にステップＳ１２へ移行し、基地局２０は、管理デバイス３０から受信した位置情報を識別する。基地局２０は、管理デバイス３０から受信した位置情報に基づいて、この管理デバイス３０を中心に展開されるサブネットワーク３の位置も識別することが可能となる。
【００３５】
次に基地局２０は、ステップＳ１３において、スーパーフレームの中に割り当てられていないフレームが存在していた場合には、それを割り当てる。つまり、このステップＳ１３では、サブネットワーク３間の距離がいかに離間していても、いかに近接していても、スーパーフレーム中に割り当てられていないフレームが存在する場合にはそれを優先して割り当てるものである。
【００３６】
なお、このステップＳ１２とステップＳ１３の各工程の順序は入れ替えて実行するものであってもよい。
【００３７】
次にステップＳ１４へ移行し、基地局２０は、ステップＳ１２において識別した位置情報に基づいて識別した管理デバイス３０のうち、これからフレームを割り当て酔うとするサブネットワーク３における一の管理デバイス３０ａに着目する。図５に示すように、一の管理デバイス３０ａを中心とした３つの距離に分類できる。先ず距離Ａは、管理デバイス３０ａを構成するサブネットワーク３内の通信範囲を示している。また、距離Ｂは、例えばＡ×２で表されるものであり、仮に距離Ａの通信範囲の境界線上に通信デバイス４０が存在していた場合には、当該通信デバイス４０からの電波の最大到達距離を示すものである。また距離Ｃは、例えばＡ×３で表されるものであり、他のサブネットワーク３における通信デバイス４０’が当該距離Ｃ線上に位置していた場合に、当該通信デバイス４０’からの電波が距離Ｂに到達する場合の距離を示すものである。即ち、距離Ｃよりも短い範囲に他のサブネットワーク３の管理デバイス４０’が存在する場合には、他のサブネットワーク３は一の管理デバイス３０ａを中心としたサブネットワークと通信干渉を起こすおそれがある。
【００３８】
このため、基地局は、これからフレームを割り当てようとするサブネットワーク３における一の管理デバイス３０ａから距離Ｃの範囲に他のサブネットワーク３が存在するか否かを確認する。具体的には、距離Ｃ中にスーパーフレーム中のフレームが割り当てられているサブネットワーク３があるか否かを確認する。その結果、距離Ｃ中にスーパーフレーム中のフレームが割り当てられているサブネットワーク３が存在する場合には、ステップＳ１５に移行し、存在しない場合には、ステップＳ１８へ移行する。
【００３９】
ステップＳ１８に移行した場合には、これからフレームを割り当てようとするサブネットワーク３における一の管理デバイス３０ａに対して、ＯＦＤＭＡの各スーパーフレームを構成する連続フレーム群中の任意のフレームを割り当てる。図６は、かかる任意のフレームを割り当てる概念図である。仮にこれからフレームを割り当てようとするサブネットワーク３における一の管理デバイス３０ａにフレーム＃３を割り当てたものとする。このフレーム＃３は距離Ｃよりも離れた位置にあるサブネットワーク３がフレームｆ１として既に使用していたものとする。かかる場合であっても、当該他のサブネットワーク３とは互いに距離Ｃよりも離れているため、通信干渉が生じることはない。従って、これからフレームを割り当てようとするサブネットワーク３に任意のフレームを割り当てても通信時において特段の障害となることはない。なお、これからフレームを割り当てようとするサブネットワーク３に任意のフレームを割り当てた結果、これが他のサブネットワーク３と異なるフレームであっても、同様に通信干渉が生じることはない。
【００４０】
ステップＳ１５に移行した場合には、一の管理デバイス３０ａを中心とした距離Ｃの範囲内において、他のサブネットワーク３が存在する場合であり、通信干渉が生じる可能性がある場合である。かかる場合には、図７に示すように、一の管理デバイス３０ａを中心としたサブネットワーク３ａと、他のサブネットワーク３ｂ、３ｃ間でＯＦＤＭＡの各スーパーフレームを構成する連続フレーム群中の互いに異なるフレームを割り当てる。つまり、これからフレームを割り当てようとするサブネットワーク３ａは、他のサブネットワーク３ｂ、３ｃが既に利用しているフレームと重ならないように、互いに異なるフレームを割り当てるように制御する。換言すれば、複数のサブネットワーク３間でＯＦＤＭＡの各スーパーフレームを構成する連続フレーム群中の互いに異なるフレームを割り当てるように制御する。
【００４１】
しかし、他のサブネットワーク３によりフレームが全て満たされて、既に割り当て可能なフレームが存在しない場合には、ステップＳ１６へ移行し、互いに周波数チャネルの異なるフレームを割り当てる。例えば、図８に示すように、フレームが全て他のサブネットワーク３により満たされている場合に、これからフレームを割り当てようとするサブネットワーク３にフレーム１を割り当てるものとする。係るフレーム１においても、既に他のサブネットワーク３が割り当てられている。このため、このフレーム１において互いに、互いに周波数チャネルの異なるフレームを割り当てる。例えば３０個のサブチャネルが予め用意されている場合に、これを３分割し、それぞれ異なるサブネットワーク３に割り当てる。即ち、サブネットワーク３間でＯＦＤＭＡの各スーパーフレームを構成する連続フレーム群中の同一のフレームで且つ互いに異なる周波数サブチャネルを割り当てるように制御する。これにより、ＯＦＤＭＡ通信を行う上での周波数軸を互いにサブネットワーク３間で異ならせることができるため、互いに通信干渉が生じるのを防止することが可能となる。
【００４２】
このステップＳ１６においてＯＦＤＭＡのサブチャネルが既に他のサブネットワークにより占められていて、新たに割り当てを行うのが難しい場合にはステップＳ１７へ移行する。
【００４３】
ステップＳ１７に移行した場合は、基地局２０は、ステップＳ１５、Ｓ１６のいずれかの方法によってサブネットワーク３間で互いに異なるフレーム、及び互いに異なる周波数サブチャネルを割り当てることができないケースである。かかる場合には、図９（ｂ）に示すように各サブネットワーク３における通信デバイス４０と管理デバイス３０に対して通信出力を低くするように制御する。これにより、図９（ａ）に示すような通信出力を低くする前と比較して、通信干渉の有無を判断する上での距離Ｃを小さくすることができる。その結果、ステップＳ１４の判断において距離Ｃの中にサブネットワーク３が含まれる可能性をより低く抑えることが可能となる。
【００４４】
ちなみに、このステップＳ１７へ移行した後、再びステップＳ１１〜Ｓ１４の何れかに戻るようにしてもよい。また、このステップＳ１７において通信出力（電波出力）を抑制するのは、全てのサブネットワークに限らず、その一部であってもよい。
【００４５】
上述した方法に基づいてＯＦＤＭＡフレームをサブネットワーク３に割り当てることが可能なマルチホップ無線通信システム１では、管理デバイス３０、ひいてはサブネットワーク３の位置情報を効果的に活用し、サブネットワークの状況に応じた柔軟で的確なチャネル設定を行うことができる。その結果、単位面積あたりのサブネットワーク３の収容密度を向上させることが可能となり、更には信号干渉を低減させることが可能となる。その結果、マルチホップの無線通信システムを大規模に構成することも可能となる。このため、災害時等における緊急を要する通信を行う場合には、サブネットワーク３の単位面積当たりの収容能力の向上が要求される場合や、サブネットワーク３の状況の予測が困難な場合等において、より顕著な効果を奏し得るものである。
【００４６】
なお本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではない。例えばステップＳ１５と、ステップＳ１６の方法を組み合わせるものであってもよい。つまり、新たに通信開始するサブネットワーク３から所定距離範囲に他のサブネットワーク３が存在する場合に、サブネットワーク３間でＯＦＤＭＡの各スーパーフレームを構成する連続フレーム群中の互いに異なるフレームを割り当てるようにし、更に互いに異なる周波数サブチャネルを割り当てるようにしてもよい。
【００４７】
更に本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではない。各サブネットワーク３における管理デバイス３０から取得した位置情報から割り出したサブネットワーク間の位置関係に基づき、ステップＳ１５、Ｓ１６、Ｓ１８の何れかの処理動作を実行するものであればいかなるものであってもよいことは勿論である。
【実施例１】
【００４８】
本発明を適用したマルチホップ無線通信システム１の実施例について説明をする。例えば図１０（ａ）に示すように、各スーパーフレームを構成する連続フレーム群中において、サブネットワーク３に対して割り当て可能なフレームがフレーム＃１３〜フレーム＃１５であるものとする。また、管理デバイス３０ａを中心とした場合における他のサブネットワーク３の管理デバイス３０ｂ〜３０ｄが、図１０（ｂ）に示すような位置関係にあるものとする。更に表１に示すように、管理デバイス３０ｂは、フレーム＃１３が、管理デバイス３０ｃは、フレーム＃１４が、管理デバイス３０ｄは、フレーム＃１５が既に割り当てられているものとする。
【００４９】
【表１】
2014099768.tif 000003
【００５０】
このため、管理デバイス３０ａに対して、他のサブネットワーク３の管理デバイス３０ｂ〜３０ｄが何れも距離Ｃの範囲に含まれるものであるから、通信干渉を起こす可能性がある。これに加えて、使用可能なフレーム＃１３〜フレーム＃１５は、何れもこれら他のサブネットワーク３によって満たされている。従って、上述のステップＳ１５の処理を実行することができないため、ステップＳ１６に移行する。
【００５１】
このステップＳ１６では、図１１に示すように、フレーム＃１３に、管理デバイス３０ａを含むサブネットワーク３を割り当てる。このフレーム＃１３には既に管理デバイス３０ｂに割り当てられているが、この管理デバイス３０ａとの間で互いに異なるサブチャネル（セグメント１、セグメント２）を使用することで通信干渉を防止することが可能となる。
【００５２】
【表２】
2014099768.tif 000004
【符号の説明】
【００５３】
１  マルチホップ無線通信システム
２  ネットワーク
３  サブネットワーク
５  データベース
６  公衆通信網
８  ＧＰＳ衛星
２０  基地局
２１  位置情報管理部
２２  フレーム割り当て部
３０  管理デバイス
３１  位置情報部
４０  通信デバイス
【図１】
2014099768.tif 000005
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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