(57)【要約】【課題】無線リンクを挟んで対向する一対のノードが、TDDバウンダリの前後いずれを送信期間とするかに基づいて上位、下位のいずれかに排他的で位置付けされるシステムにおいて、上位、下位の位置付けとは無関係に、いずれのノードもが上位／下位属性を主導的に切り替えられるマスタとなり得るようにする。【解決手段】各無線ノードにマスタおよびスレーブの各属性を排他的に設定する手順と、マスタノードが、前記無線リンクへ割当可能な周波数スロットの有無を判定する手順と、割当可能な周波数スロットがないときに、マスタノードがマスタ／スレーブ属性の切り替えを実施すれば割当可能な周波数スロットが新たに生じるか否かを判定する手順と、割当可能な周波数スロットが生じるときに前記属性切替を実施し、割当条件を満足するようになった周波数スロットのチャネルをリンクに追加する手順とを含む。【選択図】図４
2006229478.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の無線ノードが分散配置されたメッシュ状のネットワークで、各無線リンクを終端する一対の無線ノードが、TDDフレームに設定されるTDDバウンダリの前後いずれを送信期間とするかに基づいて上位および下位のいずれかに排他的に位置付けされ、この位置付け属性に基づいて当該無線リンクに割り当てる周波数スロットが選択されるネットワークシステムにおいて、
TDD比を主導的に設定するマスタ、TDD比を受動的に設定されるスレーブの各属性を、前記一対の無線ノードに排他的に設定する手順と、
マスタの属性を設定されたマスタノードが、前記無線リンクへの所定の割当条件を満足する周波数スロットの有無を判定する手順と、
前記割当条件を満足する周波数スロットがないときに、前記マスタノードが、対向ノードとの前記マスタ／スレーブ属性の切り替えによって、前記割当条件を満足する周波数スロットが新たに生じるか否かを判定する手順と、
前記属性切替えによって、前記割当条件を満足する周波数スロットが生じるときに、前記マスタノードおよびスレーブノードが協働して前記属性切替を実施する手順と、
前記属性切替によって割当条件を満足するようになった周波数スロットのチャネルを前記無線リンクに追加する手順とを含むことを特徴とするネットワーク制御方法。
【請求項２】
前記マスタノードおよびスレーブノードが協働して属性切替を実施する手順が、
前記マスタノードがスレーブノードへ、マスタ／スレーブ属性の切替要求を送信する手順と、
前記スレーブノードが、前記マスタ／スレーブ属性の切替要求に応答して、自ノードの属性をスレーブからマスタへ切り替え可能か否かを判定し、切替可能であれば切替許可をマスタノードへ返信する手順と、
前記マスタノードが前記切替許可に応答して、自身のマスタ／スレーブ属性をスレーブに切り替えると共に、送信信号の制御チャネルにおいて、属性識別子をスレーブに変更する手順と、
前記スレーブノードが、受信信号の制御チャネルの属性識別子がスレーブに切り替わったことを検知して、自身のマスタ／スレーブ属性をマスタに切り替えると共に、送信信号の制御チャネルの属性識別子をマスタに変更する手順とを含むことを特徴とする請求項１に記載のネットワーク制御方法。
【請求項３】
前記マスタノードが前記切替許可に応答して、前記制御チャネルにおいてTDD比を固定比に設定することを特徴とする請求項２に記載のネットワーク制御方法。
【請求項４】
前記マスタノードは、自身のマスタ／スレーブ属性をスレーブへ切り替えてから所定時間が経過しても対向ノードのマスタ／スレーブ属性がマスタに切り替わらないと、自身のマスタ／スレーブ属性をマスタに戻すことを特徴とする請求項２に記載のネットワーク制御方法。
【請求項５】
前記マスタノードは、前記割当条件を満足する周波数スロットがないときに、対向ノードとの前記マスタ／スレーブ属性の切替、および前記上位／下位属性の切替によって、割当条件を満足する周波数スロットが新たに生じるか否かを判定する手順と、
前記各属性切替えによって、前記割当条件を満足する周波数スロットが生じるときに、前記マスタノードおよびスレーブノードが協働して前記各属性切替を実施する手順とを含むことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のネットワーク制御方法。
【請求項６】
前記マスタ／スレーブ属性の切替に成功した後、前記一対の無線ノードにより終端される無線リンクに、前記新たに割り当て可能になった周波数スロットを利用した無線チャネルを追加する手順を含むことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のネットワーク制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の無線ノードが分散配置されたメッシュ状のネットワークで、各無線リンクを終端する一対の無線ノードを、TDDフレーム内に設定されるTDDバウンダリの前後いずれを送信期間とするかに基づいて上位および下位のいずれかに排他的に位置付けし、この位置付けに基づいて当該無線リンクに割り当てる周波数スロットを選択するネットワーク制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リンクのトポロジがメッシュ状である無線ネットワークにおいて、対向するノード間でのトラフィック量が非対称性であっても通信資源を有効に割り当てられる通信方式としてTDD（Time Division Duplex）方式の採用が検討されている。TDD方式とは、１つの周波数帯域（周波数スロット）において時間軸を一定周期で時分割し（タイムスロット）、これを上り回線および下り回線に割り当てることで相互通信を実現するアクセス方式であり、TDMA（Time Division Multiple Access）、CDMA（Code Division Multiple Access）等の多重化方式において一般に用いられている。
【０００３】
このようなTDD方式では、各無線チャネルに割り当てる周波数スロット(FID)を決定し、対向する無線ノードごとに上り回線および下り回線のトラヒック量に応じて、各回線（すなわち、送信期間および受信期間）に割り当てるタイムスロット数の比（以下、TDD比と表現する）を設定する必要となる。
【０００４】
ここで、メッシュ網上の一つの制御ノードが、メッシュ網に存在する全てのノードのトラフィック情報およびネットワークトポロジを把握して各リンクごとにTDD比やFIDを決定し、これを全てのノードへ配信することは、制御ノードの負荷増大、瞬時変動するトラフィック量への追従性、あるいはネットワークのスケーラビリティなどの点から非現実的である。
【０００５】
そこで、特定の制御ノードが集中制御するのではなく、各ノードが近隣の情報を得ながら自身でTDD属性やFIDを決定する自律分散方式が有効と考えられる。しかしながら、TDD方式を採用し、かつ複数のFIDを活用する無線通信システムでは、以下のような技術課題があった。
【０００６】
(1)メッシュ網では、一つのノードが複数の無線リンクを所有することがあり、各ノードには複数のアンテナおよび無線局が設置されている。このとき、複数のリンクで同一のFIDを使用し、各リンクでTDD比が異なると、同一ノードの隣接アンテナからの回り込みによる干渉が生じ得る。したがって、同一のFIDを使用する隣接リンクではTDD比を共通にする必要があり、各リンクごとに、そのトラヒック量に応じて最適なTDD比を設定することができない。
【０００７】
(2)無線リンクに割り当てるFIDを更新する場合、この無線リンクを共有する一対の無線ノードが、そのTDD比やFIDに関して共通の認識を有していないと、各ノードが同一のリンクに異なったFIDを割り当てることとなり、齟齬が生じて通信が不可能になる。
【０００８】
このような技術課題を解決するために、本発明の発明者等は、一対の無線ノードごとに、各TDDフレームの前半を送信期間、後半を受信期間とするノードを「上位」に位置付け、その逆に、TDDフレームの後半を送信期間、前半を受信期間とするノードを「下位」に位置付け、各無線リンクに対して、当該無線リンクから上位または下位に位置付けられた無線ノードの一方が周波数スロットを割り当てるようにすることで、各無線リンクに無線チャネルを齟齬無く割り当てられるようにしたシステムを発明し、特許出願した（特許文献１）。
【０００９】
さらには、各ノードに対して、自ノードを上位に位置付ける無線リンクのみならず、自ノードを下位に位置付ける無線リンクも同時に終端することを許容することで、ネットワークが複数のノードを頂点とする奇数多角形の閉路を含む場合にも、各無線リンクに無線チャネルを齟齬無く割り当てられるようにしたシステムを発明し、特許出願した（特許文献２）。
【００１０】
図８は、上記した特許文献２を採用して、各無線ノードが各リンクにFIDを自律分散的に割り当てる無線ネットワークの構成を示した図である。
【００１１】
各無線リンクL1〜Lnを終端する一対のノードNは、その一方が「上位」、他方が「下位」に位置付けられ、上位および下位のいずれであるかにかかわらず、その一方のノードのみが、その無線リンクに周波数スロットを割り当て得る。例えば、無線リンクL1であれば、これを終端する一方のノードN1が上位（●）に位置付けられれば、他方のノードN4は下位（○）に位置付けられる。同様に、無線リンクL2であれば、これを終端する一方のノードN1が上位に位置付けられ、他方のノードN2が下位に位置付けられる。
【００１２】
ここでは、無線ノードN1，N7のように、自ノードで終端する無線リンクの全てから上位に位置付けられるノードを「上位ノード」と定義し、ノードN2，N4のように、終端する無線リンクの全てから下位に位置付けられるノードを「下位ノード」と定義している。
【００１３】
ところで、複数の無線ノードで構成される閉路の全てが偶数多角形であれば、図９に示したように、全てのノードを上位ノードまたは下位ノードのいずれかに定義できる。しかしながら、図８のように奇数多角形の閉路（例えば、ノードN1，N3，N4を頂点とする三角形）を含む場合には、一部のノードは上位および下位の双方に位置付けられることを余儀なくされる。
【００１４】
例えば、図８のノードN3に関しては、無線リンクL4からは上位に位置付けられるが、他の無線リンクL3，L5，L6からは下位に位置付けられる。同様に、ノードN5に関しても、無線リンクL8からは上位に位置付けられるが、他の無線リンクL7，L9からは下位に位置付けられる。前記ノードN3，N5のように、自ノードで終端している無線リンクから上位および下位の双方に位置付けられるノードは、前記「上位ノード」、「下位ノード」（これらを総称して「ピュアノード」と表現する場合もある）と区別して「ハイブリッドノード」と定義している。
【００１５】
ピュアノードであれば、隣接リンクで同一のFIDを利用しても、そのTDD比が一致している限り干渉等の問題が発生しない。これに対して、ハイブリッドノードでは、自ノードを「上位」に位置付ける無線リンクで利用されているFIDと同一のFIDを、自ノードを「下位」に位置付ける隣接リンクでは利用できない。したがって、ハイブリッドノードではピュアノードに較べて、割当可能な周波数スロットの制約が多くなり、周波数利用効率の低下を余儀なくされる。  このような技術課題を解決するために、本発明の発明者等は、各ノードが各無線リンクに対する自ノードの位置付けを上位および下位の一方から他方へ切り替えることができるシステムを発明し、特許出願した（特願２００２−７０２５９号）。
【特許文献１】特開２００２−３４５０１６号公報
【特許文献２】特開２００３−３３９０７２号公報
【特許文献３】特開２００４−３０４５１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
上記した特許文献３では、上位および下位の位置付けと、その位置付け切替を主導的に実行するマスタノードおよび当該位置付け切替を前記マスタノードからの指示に応答して受動的にしか実行できないスレーブノードとの関係が固定的であり、例えば上位に位置付けられたノードしかマスタノードになれなかった。
【００１７】
本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決し、上位、下位の位置付けとは無関係に、無線リンクを挟んで対向するいずれのノードもがマスタノードとなり得るネットワーク制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記した目的を達成するために、本発明は、複数の無線ノードが分散配置されたメッシュ状のネットワークで、各無線リンクを終端する一対の無線ノードが、TDDフレームに設定されるTDDバウンダリの前後いずれを送信期間とするかに基づいて上位および下位のいずれかに排他的に位置付けされ、この位置付け属性に基づいて当該無線リンクに割り当てる周波数スロットが選択されるネットワークシステムにおいて、TDD比を主導的に設定するマスタ、TDD比を受動的に設定されるスレーブの各属性を、前記一対の無線ノードに排他的に設定する手順と、マスタの属性を設定されたマスタノードが、前記無線リンクへの所定の割当条件を満足する周波数スロットの有無を判定する手順と、前記割当条件を満足する周波数スロットがないときに、前記マスタノードが、対向ノードとの前記マスタ／スレーブ属性の切り替えによって、前記割当条件を満足する周波数スロットが新たに生じるか否かを判定する手順と、前記属性切替えによって、前記割当条件を満足する周波数スロットが生じるときに、前記マスタノードおよびスレーブノードが協働して前記属性切替を実施する手順と、前記属性切替によって割当条件を満足するようになった周波数スロットのチャネルを前記無線リンクに追加する手順とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、相互に対向する一対の無線ノードの一方が、TDD比を主導的に設定するマスタ、他方がTDD比を受動的に設定されるスレーブとなり、マスタノードは、自ノードが上位／下位のいずれに位置づけられているかにかかわらず、自ノードをスレーブ、対向ノードをマスタに切り替えられる。したがって、ネットワークトポロジが、一部の対向ノードに関してマスタ／スレーブ属性を切り替えれば割手可能なFIDを増やせる場合には、当該属性切替を実行することでFIDを増加させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明に係る無線ノードの主要部の構成を示したブロック図であり、「上位ノード」、「下位ノード」および「ハイブリッドノード」のいずれもが同等の構成を有する。
【００２１】
無線ノードNは、屋外無線装置２および屋内無線装置３を含む。屋外無線装置２は、複数の屋外無線ユニット(＃１〜＃４)２１を含む。屋内無線装置３は、複数の無線チャネルユニット(＃１〜＃４)３３、スイッチ３１、無線チャネルマネージャ(CHM)３２およびネットワーク制御装置３４を含む。
【００２２】
前記ネットワーク制御装置３４は、トポロジ情報生成部３４ａおよびデフォルトTDDプラン生成部３４ｂを含む。トポロジ情報生成部３４ａは、ネットワークのトポロジ構成を認識してトポロジ情報を生成する。デフォルトTDDプラン生成部３４ｂは、後に詳述するように、各無線リンクに対する各ノードの標準的な位置付け（上位または下位）を前記トポロジ情報に基づいて求め、これをデフォルトTDDプランとして無線チャネルマネージャ３２へ通知する。
【００２３】
前記無線チャネルマネージャ３２は、各無線チャネルユニット３３(＃１〜＃４)を、前記ネットワーク制御装置３４からの通知に応じて各無線リンクL1〜L4に動的に割り当てる第１CPUと、この第１CPUを制御する第２CPUとを含む。前記各無線チャネルユニット３３は、対向ノードの無線チャネルユニットとの間でTDD方式の無線チャネルを確立し、そのTDDフレームやTDD比を制御する。前記スイッチ３１は、各無線チャネルユニット３３(＃１〜＃４)を前記割り当て結果に基づいて各無線リンクL1〜L4に接続する。
【００２４】
次いで、フローチャートを参照して各無線ノードの動作を詳細に説明する。図２は、無線ノードの主要な動作を示したフローチャートであり、ステップＳ１では、前記ネットワーク制御装置３４のトポロジ生成部３４ａにおいてネットワークトポロジが認識される。ステップＳ２では、この認識結果に基づいてデフォルトTDDプランが生成される。以下、デフォルトTDDプランの生成手順を簡単に説明する。
【００２５】
ネットワークが偶数多角形の閉路以外を含む場合にはハイブリッドノードの発生を余儀なくされる。ハイブリッドノードにおいてトラヒック需要が増加した場合には、これをピュアノード化してFIDの利用効率を高めることが望ましく、そのためには、各ノードは自ノードの上位／下位属性を無線リンクごとに動的に切り替えられるようにする必要がある。
【００２６】
ただし、上位／下位属性の切り替えが頻発すると伝送効率が低下するので、上位／下位属性の切り替えを許容する場合であっても、その発生を最小限に抑える必要があり、そのためには各ノードの上位／下位属性を常に適正に設定しておくことが望ましい。そこで、本実施形態ではトラヒック需要に依存せずにネットワークトポロジ情報のみから決定される「デフォルトTDDプラン」を定義している。
【００２７】
「デフォルトTDDプラン」は、ネットワーク上の全ての無線ノードに対して上位／下位属性に関する基準設定を与えるもので、瞬時瞬時における割り当てを固定的に定めるものではなく、上位／下位属性の動的な切り替えを不必要に発生させることなく、また切り替えが発生しても効率的に実施できるようにガイドする役割も果たす。したがって、本実施形態では運用開始直後のみならず、トラヒック変動に応じて一部の上位／下位属性を切り替えた後も、トラヒック量が少なくなった場合には、「デフォルトTDDプラン」に戻すような指導原理が働くようにしている。
【００２８】
本発明者等は、任意のネットワークトポロジに対して、全てのリンクにおける上位／下位属性を、可能な限りハイブリッドノードを発生させないように設定できる「デフォルトTDDプラン」の作成アルゴリズムを考案し、次世代広帯域FWAの研究開発の過程で作成した通信放送機構向け「研究成果報告書」で紹介している。その内容は、本出願人が先に出願した特許出願（特開平２００４−３０４５１１号公報）でも説明されている。
【００２９】
ステップＳ３では、前記デフォルトTDDプランで規定された上位／下位属性と自ノードの現在の上位／下位属性とが異なるときに、自ノードの上位／下位属性を前記デフォルトTDDプランに合わせて、上位および下位の一方から他方へ切り替える「デフォルトTDDプランの反映処理」が実行される。なお、この「デフォルトTDDプランの反映処理」は、無線リンクを挟んで対向する一対の無線ノードのうちマスタノードのみで実施され、スレーブノードでは、前記マスタノードからの要求にしたがって受動的に切替が実行される。
【００３０】
図３は、前記「デフォルトTDDプランの反映処理」の手順を示したフローチャートであり、ステップＳ１０では、自ノードで終端される各無線リンクL1，L2，L3，L4に関する現在の上位／下位属性が、前記デフォルトTDDプランで規定された上位／下位属性と比較され、上位／下位属性の切り替えが必要な無線リンクの有無が判別される。ここでは、デフォルトTDDプランで規定された上位／下位属性と異なる属性の無線リンクが全て切替対象リンクと認識される。切替対象となる無線リンクが存在すればステップＳ１１へ進む。
【００３１】
ステップＳ１１では、切替対象リンクに関して、その回線品質が求められる。本実施形態では、回線品質としてCNR｛C：キャリア、N：ノイズ、R：レシオ、すなわちC/N｝を採用し、これが基準値CNRrefと比較される。CNR＞CNRrefであればステップＳ１２へ進み、上位／下位属性を切り替える無線リンクが選択される。なお、対象リンクが複数存在する場合には、そのうちの一つがランダムに選択される。
【００３２】
ステップＳ１３では、選択された切替対象リンクが所定の切替条件を満足しているか否かが判別される。本実施形態では、切替対象リンクと隣接し、当該切替対象リンクと上位／下位属性が同一の隣接リンクにおいて、当該切替対象リンクで利用されているFIDと同一のFIDが使用されていないことが切替条件として設定されている。同一FIDが使用されていれば、上位／下位属性の切り替え後に干渉が生じてしまうので、当該切替対象リンクに関しては、上位／下位属性の切り替えを中止する。これに対して、同一FIDが使用されていなければ、切替条件が満足されたものとしてステップＳ１４へ進む。
【００３３】
ステップＳ１４では、上位／下位属性の切替指示および切替タイミングが対向ノードへ通知される。ステップＳ１５では、今回の切り替え対象リンクの上位／下位属性が切り替えられ、当該無線リンクに含まれる全ての無線チャネルに関して、その上位／下位属性が、上位から下位、または下位から上位へと切り替えられる。
【００３４】
図２へ戻り、ステップＳ４では、ネットワーク制御装置３４から通知された要求チャネル数が判別される。前記ネットワーク制御装置３４は、ネットワークトポロジやトラヒック量に基づいて、一端が自ノードで終端される各無線リンクL1，L2，L3，L4に適正なチャネル数を定期的または不定期に演算し、演算結果を要求チャネル数Lreq(Lreq(1)〜Lreq(4))として無線チャネルマネージャ３２に通知する。
【００３５】
ステップＳ５では、通知された要求チャネル数Lreqと現在の無線チャネル数Lrefとが比較され、Lreq＞Lrefの無線リンクに関してはステップＳ６へ進む。ステップＳ６では、「チャネル追加の前処理」が実行され、追加する無線チャネルに割り当てるFIDが決定され、さらには、必要に応じて上位／下位属性の切り替えが実行される。
【００３６】
図４は、「チャネル追加の前処理」の手順を示したフローチャートであり、ステップＳ３１では、いずれの無線チャネルにも割り当てられていない未割当FIDの中に、割当条件を満足するFIDが存在するか否かが判別される。本実施形態では、割当条件として以下の３つを設定している。
(1)条件１：上位／下位属性の異なる他の無線リンクに割り当てられていないこと。
(2)条件２：ある一定期間連続して所定の回線品質を満足すること
(3)条件３：互いに隣接リンクとならないリンク同士（つまり、互いに異なるノードに終端されるリンク同士）がTDD比を一致させなければならないFIDは選択できない。
【００３７】
図５は、前記条件３を説明するための図であり、ノードN1，N2間にFIDがf1の無線リンクL1が確立され、これに隣接する無線リンクL2のFIDがf1のとき、リンクL1，L2のTDD比は、相互の干渉を回避すべく同一に設定される。この状態で、ノードN2で終端される他の無線リンクL3にチャネルを追加する際、そのFIDをf1に設定してしまうと、リンクL3とリンクL1との干渉を避けるためには両者のTDD比を一致させなければ成らず、これがリンクL2にも波及するので、リンクL3，L2は相互に隣接しないにもかかわらずTDD比を一致させなければならなくなる。
【００３８】
同様に、無線リンクL2，L3は隣接しないので、両者が同一のFID（例えば、f1）を利用していてもTDD比を一致させる必要はない。しかしながら、このような状態で無線リンクL1にチャネルを追加する際、そのFIDをf1に設定してしまうと、無線リンクL1に隣接する無線リンクL2，L3は、そのTDD比を無線リンクL1のそれと一致させなければならないので、結局、リンクL3，L2は相互に隣接しないにもかかわらずTDD比を一致させなければならなくなる。
【００３９】
このように、複数のノードをまたいでTDD比を一致させるための制御を行おうとすれば、TDD比を一致させるために複数のリンク間でTDD比情報を交換するための処理が煩雑になる。本実施形態では、このような事態を回避すべく、互いに隣接リンクとならないリンク同士（図５では、リンクL2，L3）がTDD比を一致させなければならなくなるようなFIDは選択できないことが第３の条件となる。そして、これらの割当条件を満足するFIDが存在すればステップＳ３２へ進み、その中の一つが選択される。
【００４０】
ステップＳ３３では、前記選択されたFIDが隣接リンクに割り当てられているFIDと同一であるか否かが判定される。同一FIDであればステップＳ３４へ進み、同一FID割当条件が満たされているか否かが判定される。すなわち、ネットワーク同期が確立されていないと、たとえTDD比を一致させても干渉をもたらし、チャネルダウンを引き起こす。また、チャネル単位でFIDやTDD比の制御を行う機能は、そのリンクにおいてマスタとなっているノードであるため、同一TDD 比を設定すべき複数のリンクを終端するノードが当該リンクでの「マスタ」となっている必要がある。そこで、本実施形態では、同一FID割当条件として以下の２つを設定している。
(1)条件１：隣接リンク間でネットワーク同期が確立されていること
(2)条件２：当該リンクを終端するノードが当該リンクのマスタであること。
【００４１】
上記した同一FID割当条件が満たされていなければ、ステップＳ３５で当該FIDを未割当FIDから外してステップＳ３１へ戻り、上記した手順が繰り返される。同一FID割当条件が満たされていればステップＳ３６へ進み、チャネル追加処理関数に対して前記選択されたFIDが通知される。
【００４２】
これに対して、前記ステップＳ３１において割当条件を満足するFIDが存在しないと判定されればステップ３７へ進み、未割当FIDのいずれかが任意に選択される。ステップＳ３８では、上位／下位属性を切り替えれば割当条件を満足できるFIDであるか否かが判定され、満足できるFIDがあればステップＳ３９へ進む。ステップＳ３９では、無線チャネルを追加しようとしているリンクの上位／下位属性を切り替えても、既設の無線チャネルで利用中のFIDが全て割当条件を満足できるか否かが判定され、満足できるのであればステップＳ４０へ進む。ステップＳ４０では、無線チャネルが追加される無線リンクの上位／下位属性が切り替えられる。
【００４３】
一方、前記ステップＳ３８において、上位／下位属性を切り替えても割当条件が満足されないと判定されるか、あるいはステップＳ３９において、上位／下位属性を切り替えてしまうと既設の無線チャネルで利用中のFIDが割当条件を満足できなくなると判定されるとステップＳ４１へ進む。ステップＳ４１では、他の未割当FIDが存在するか否かが判定され、存在すればステップＳ３７へ戻って上記各処理が他のFIDに関して繰り返される。他の未割当FIDが存在しなければステップＳ４２へ進み、マスタ／スレーブ属性を切替えれば割り当て条件が満足されるFIDの有無が、以下の２つの条件に基づいて判定される。
(1)条件１：マスタ／スレーブ属性の切替のみで割り当て条件が満足されるFID。
(2)条件２：上位／下位属性の切替およびマスタ／スレーブ属性の切替で割り当て条件が満足されるFID。
【００４４】
上記いずれかの条件を満足するFIDが存在すればステップＳ４３へ進み、後述するマスタ／スレーブ属性の切替処理が実行される。
【００４５】
図６は、マスタ／スレーブ属性の切替によって割り当て可能なFIDが増える様子を模式的に示した図であり、ここでは、各無線リンクに確立できる最大チャネル数が４つであり、予め確保されている周波数スロットがf1〜f6の６つである場合を例にして説明する。
【００４６】
同図(a)に示したように、ここでは無線リンクL1に関してはノードN1がスレーブS，ノードN2がマスタ、これに隣接する無線リンクL2に関してはノードN1がマスタ，ノードN3がスレーブであり、無線リンクL1にはf1，f2，f3の各FIDが割り当て済みであり、無線リンクL2にはf4，f5，f6の各FIDが割り当て済みである場合を考える。
【００４７】
ここで、リンクL1に関してチャネルの追加要求があると、リンクL1に未割り当てのFIDはf4，f5，f6の３つであるが、これらのFIDは、隣接リンクL2に割り当て済みである。そして、リンクL1に関してノードN1はスレーブであり、各チャネルのTDD比等を制御することができないので、リンクL2に割り当て済みのFIDをリンクL1に割り当てることができず、したがってリンクL1にチャネルを追加できない。
【００４８】
しかしながら、同図(b)に示したように、ノードN1，N2がマスタ／スレーブ属性を切り替えてノードN1がマスタになれば、ノードN1はリンクL1，L2の全てのチャネルに関してTDD比等を制御権を取得するので、ノードN1はリンクL2に割り当て済みのf4を利用するチャネルをリンクL1に追加し、そのTDD比をリンクL2でf4を利用するチャネルと一致させれば、リンクL1にFIDがf4のチャネルを追加できるようになる。
【００４９】
図２へ戻り、以上のようにして追加するチャネルに割り当てるFIDが決定されると、ステップＳ７では、対向ノードとTDD比やフレーム同期に関するネゴシエーションが行われ、その後、所定のタイミングで無線チャネルが追加される。
【００５０】
次いで、図７のシーケンス図を参照しながら、前記マスタ／スレーブ属性の切替手順を説明する。ここでは、相互に対向する一対のノードA，Bの属性が、それぞれマスタ，スレーブである状態から説明を始める。
(1)手順１：マスタのノードAにおいて、無線チャネルマネージャ３２の第１CPUから第２CPUへマスタ切替要求が通知される。このマスタ切替要求は、無線チャネルユニット３３およびスイッチ３１、ならびに屋外無線装置３を経由して対向するノードBへ送信され、無線チャネルマネージャ３２の第２CPUから第１CPUへ通知される。ノードBの無線チャネルマネージャ３２は、自ノードの属性をスレーブからマスタへ切り替え可能であるか否かが判定される。
(2)手順２：ノードBにおいて、前記マスタ／スレーブ属性の切り替えによって、既設の無線チャネルで利用中のFIDで割当条件を満足できなくなるものがあれば、マスタ切替応答(NAK)がノードAへ返信される。
(3)手順３：ノードBにおいて、前記マスタ／スレーブ属性の切り替えによって、既設の無線チャネルで利用中のFIDで割当条件を満足できなくなるものがなければ、マスタ切替応答(NAK)がノードAへ返信される。
(4)手順４：ノードAでは、無線チャネルマネージャ３２の第１CPUが前記マスタ切替応答(ACK)を受信すると、TDD比を固定値（例えば、６：６）に変更するTDD比固定要求を第２CPUへ通知する。
(5)手順５：ノードAの第２CPUが前記TDD比固定要求に対してTDD比固定応答(ACK)を返信する。
(6)手順６：ノードAでは、無線チャネルマネージャ３２の第１CPUが前記TDD比固定応答(ACK)に対して、スレーブ切替要求を第２CPUへ通知する。第２CPUは無線チャネルユニットにスレーブ設定を要求する。
(7)手順７：ノードAの第２CPUにおいて、制御チャネルの属性識別子がマスタ(M)からスレーブ(S)に変更され、TDD比が固定値に設定される。
(8)手順８：ノードBの第２CPUは、受信信号の制御チャネルにおいて属性識別子がマスタ(M)からスレーブ(S)に変更されことを検知して、無線チャネルユニットにマスタ設定を要求する。第２CPUではさらに、送信信号の制御チャネルの属性識別子がスレーブ(S)からマスタ(M)に変更される。
(9)手順９：ノードBでは、第２CPUから第１CPUへマスタ切替通知が出力され、属性がスレーブからマスタへ切り替えられる。ノードAの第２CPUは、受信信号の制御チャネルにおいて属性識別子がスレーブ(S)からマスタ(M)に変更されことを検知して、第１CPUへスレーブ切替応答(ACK)が出力される。
(10)手順１０：ノードBでは、その属性がマスタに設定され、ノードAでは、その属性がスレーブに設定される。これ以後は、ノードBがトラヒック量等に応じて動的に設定するTDD比で通信が行われる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】各無線ノードに搭載される無線通信システムのブロック図である。
【図２】各無線ノードの動作を示したフローチャートである。
【図３】デフォルトTDDプラン反映処理のフローチャートである。
【図４】チャネル追加前処理のフローチャートである。
【図５】割当条件を説明するための図である。
【図６】マスタ／スレーブ属性の切り替えによって割り当て可能なFIDが増える様子を模式的に示した図である。
【図７】マスタ／スレーブ属性の切替手順を示したシーケンス図である。
【図８】奇数多角形の閉路を含むネットワークの構成を模式的に示した図である。
【図９】偶数多角形の閉路のみを含むネットワークの構成を模式的に示した図である。
【符号の説明】
【００５２】
２…屋外無線装置，３…屋内無線装置，３１…スイッチ，３２…無線チャネルマネージャ，３３…無線チャネルユニット，３４…ネットワーク制御装置
【図１】
2006229478.tif 000003
【図２】
2006229478.tif 000004
【図３】
2006229478.tif 000005
【図４】
2006229478.tif 000006
【図５】
2006229478.tif 000007
【図６】
2006229478.tif 000008
【図７】
2006229478.tif 000009
【図８】
2006229478.tif 000010
【図９】
2006229478.tif 000011