(57)【要約】【課題】無線環境が変化しても移動体制御に関わる情報の安定的に双方向伝送する。【解決手段】固定無線局と移動無線局との間で移動体制御情報を双方向伝送する無線通信システムにおける無線通信方法であって、前記移動無線局と複数の前記固定無線局との間で、前記移動体制御情報を双方向伝送可能な無線通信チャネルを割り当て、前記固定無線局は、前記割り当てられた全ての無線通信チャネルを使用して、前記移動無線局へ前記移動体制御情報を伝送し、前記移動無線局は、前記割り当てられた無線通信チャネルの一部又は全てを使用して、前記固定無線局へ前記移動体制御情報を伝送する。【選択図】図２
2019216297.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定無線局と移動無線局との間で移動体制御情報を双方向伝送する無線通信システムにおける無線通信方法であって、
前記移動無線局と複数の前記固定無線局との間で、前記移動体制御情報を双方向伝送可能な無線通信チャネルを割り当て、
前記固定無線局は、前記割り当てられた全ての無線通信チャネルを使用して、前記移動無線局へ前記移動体制御情報を伝送し、
前記移動無線局は、前記割り当てられた無線通信チャネルの一部又は全てを使用して、前記固定無線局へ前記移動体制御情報を伝送することを特徴とする無線通信方法。
【請求項２】
請求項１に記載の無線通信方法であって、
前記移動無線局は、前記移動無線局の移動に伴って前記移動無線局の通信相手となる固定無線局を切り替えるハンドオーバを実施する際に、少なくとも一つの前記固定無線局との間で割り当てられている無線通信チャネルを維持し、他の前記固定無線局との間で割り当てられている無線通信チャネルを解放し、ハンドオーバ前には無線通信チャネルが割り当てられていない１又は複数の固定無線局との間で割り当てられる無線通信チャネルをハンドオーバ後に使用することを特徴とする無線通信方法。
【請求項３】
請求項１に記載の無線通信方法であって、
前記移動体制御情報を双方向伝送する無線通信チャネルは、ある一つの移動無線局の通信相手となる前記複数の固定無線局の間で重複せず、かつ、上り通信と下り通信とで重複しないように割り当てられることを特徴とする無線通信方法。
【請求項４】
請求項１に記載の無線通信方法であって、
前記移動無線局に対する前記無線通信チャネルの割り当て結果を含むチャネル割り当て情報を、当該移動無線局との間で無線チャネルが割り当てられている全ての固定無線局から伝送することを特徴とする無線通信方法。
【請求項５】
請求項４に記載の無線通信方法であって、
前記固定無線局は、更新された前記チャネル割り当て情報を前記移動無線局に伝送し、
前記移動無線局は、前記伝送されたチャネル割り当て情報に従って、通信相手となる前記固定無線局を切り替えるハンドオーバを実施することを特徴とする無線通信方法。
【請求項６】
請求項４に記載の無線通信方法であって、
前記無線通信システムは、前記複数の固定無線局を統括する上位装置を有し、
前記上位装置は、
前記チャネル割り当て情報を保持し、
前記保持されたチャネル割り当て情報を参照して、ある一つの移動無線局の通信相手となる複数の固定無線局の間で同一の無線チャネルが割り当てられないように、前記移動無線局に無線チャネルを割り当て、
当該割り当て結果を含むチャネル割り当て情報を生成して、前記固定無線局へ伝送することを特徴とする無線通信方法。
【請求項７】
請求項４に記載の無線通信方法であって、
前記チャネル割り当て情報は、前記移動無線局との間で前記移動体制御情報の伝送用に割り当てられている下りの無線チャネルを用いて、前記移動体制御情報と多重化されて、前記複数の固定無線局から前記移動無線局に伝送されることを特徴とする無線通信方法。
【請求項８】
請求項１に記載の無線通信方法であって、
前記移動無線局は、前記移動体制御情報を伝送する無線チャネルの受信電力に基づいて、前記移動体制御情報の伝送先となる固定無線局を決定することを特徴とする無線通信方法。
【請求項９】
請求項１に記載の無線通信方法であって、
前記移動無線局は、前記固定無線局から伝送されるハンドオーバ判定条件に従って、ハンドオーバを実施するかを判定し、ハンドオーバ実施の判定結果を前記固定無線局へ伝送することを特徴とする無線通信方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の無線通信方法であって、
前記ハンドオーバ判定条件は、前記固定無線局から前記移動体制御情報を伝送する無線信号の受信電力、及び前記移動無線局の位置情報の少なくとも一つを含むことを特徴とする無線通信方法。
【請求項１１】
請求項９に記載の無線通信方法であって、
前記ハンドオーバ判定条件は、前記移動無線局との間で前記移動体制御情報の伝送用に割り当てられている下りの無線チャネルを用いて、前記移動体制御情報と多重化して、前記複数の固定無線局から前記移動無線局へ伝送され、
前記ハンドオーバ実施の判定結果は、前記移動無線局との間で前記移動体制御情報の伝送用に割り当てられている上りの無線チャネルを用いて、前記移動体制御情報と多重化して、前記移動無線局から１又は複数の前記固定無線局へ伝送されることを特徴とする無線通信方法。
【請求項１２】
固定無線局と移動無線局との間で移動体制御情報を双方向伝送する無線通信システムであって、
前記移動無線局及び前記固定無線局の各々を構成する無線通信装置は、１又は複数のアンテナと、無線信号の送受信処理を行う無線信号処理部と、特定の無線チャネルによる無線信号の送受信を制御する無線伝送制御部とを有し、
前記移動無線局と前記複数の固定無線局との間には、前記移動体制御情報を双方向伝送可能な無線通信チャネルが割り当てられ、
前記固定無線局は、割り当てられた全ての無線通信チャネルを使用して、前記移動無線局へ前記移動体制御情報を伝送し、
前記移動無線局は、割り当てられた無線通信チャネルの一部又は全てを使用して、前記固定無線局へ前記移動体制御情報を伝送することを特徴とする無線通信システム。
【請求項１３】
移動無線局との間で移動体制御情報を双方向伝送する固定無線局を構成する無線通信装置であって、
１又は複数のアンテナと、無線信号の送受信処理を行う無線信号処理部と、特定の無線チャネルによる無線信号の送受信を制御する無線伝送制御部とを有し、
前記移動無線局と複数の前記固定無線局との間には、前記移動体制御情報を双方向伝送可能な無線通信チャネルが割り当てられ、
前記無線通信装置は、
前記無線通信チャネルの割り当て結果を含むチャネル割り当て情報を、前記移動無線局に伝送し、
前記割り当てられた全ての無線通信チャネルを使用して、前記移動無線局へ前記移動体制御情報を伝送し、
前記割り当てられた無線通信チャネルの一部又は全てを使用して前記移動無線局から伝送される前記移動体制御情報を受信することを特徴とする無線通信装置。
【請求項１４】
固定無線局との間で移動体制御情報を双方向伝送する移動無線局を構成する無線通信装置であって、
１又は複数のアンテナと、無線信号の送受信処理を行う無線信号処理部と、特定の無線チャネルによる無線信号の送受信を制御する無線伝送制御部とを有し、
前記移動無線局と前記固定無線局との間には、前記移動体制御情報を双方向伝送可能な無線通信チャネルが割り当てられ、
前記移動無線局の移動に伴って、前記移動無線局の通信相手となる固定無線局を切り替えるハンドオーバを実施し、
前記無線通信装置は、
前記割り当てられた無線通信チャネルの一部又は全てを使用して、前記固定無線局へ前記移動体制御情報を伝送し、
前記割り当てられた全ての無線通信チャネルを使用して前記固定無線局から伝送される前記移動体制御情報を受信し、
前記固定無線局から送信されるハンドオーバ判定条件に従って、ハンドオーバを実施するかを判定し、ハンドオーバ実施の判定結果を前記固定無線局へ伝送し、
前記ハンドオーバ判定条件は、前記固定無線局から前記移動体制御情報を伝送する無線信号の受信電力、及び前記移動無線局の位置情報の少なくとも一つを含むことを特徴とする無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
移動体制御に用いる無線通信システムにおける無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、移動体の制御に無線通信を活用する動きがある。例えば、列車制御の分野ではＥＴＣＳ（Ｅｕｒｏｐｉａｎ  Ｔｒａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）のＬｅｖｅｌ２以降や、ＣＢＴＣ（Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｂａｓｅｄ  Ｔｒａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）などが知られている。また、自動車の自動運転の分野では、Ｖ２Ｘ（Ｖｅｈｉｃｌｅ  ｔｏ  Ｅｖｅｒｙｔｈｉｎｇ）などが知られている。移動体制御に用いる通信では、パケット誤り率、レイテンシ、遅延ジッタなどの低減が求められる。
【０００３】
また、非特許文献１に開示されるように、無線列車制御システムであるＡＴＡＣＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｔｒａｉｎ  Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ）が提案されている。ＡＴＡＣＳでは、列車上の移動無線局と地上の固定無線局との間で双方向通信を行い、列車の位置情報と列車の侵入許可地点を交換することで列車制御を実施する。
【０００４】
移動体を対象とした無線通信システムでは、固定無線局間で移動体との間の通信を引き継ぐハンドオーバ処理が必要となる。例えば、特許文献１では、列車から通知される列車在線位置情報を用いて列車速度を計算する列車速度計算部と、予め記憶されているＨ／Ｏ地点、計算された列車速度およびブレーキ性能に基づいてＨ／Ｏ地点における通過予測時刻を計算する通過予測時刻計算部と、Ｈ／Ｏ先の無線基地局に割り当てられた無線チャネルの使用状況と計算した通過予測時刻とに基づいてＨ／Ｏ先の無線基地局における無線ＣＨの予約処理を行う無線ＣＨ予約部と、無線ＣＨ予約部３３による予約結果をＨ／Ｏ元の無線基地局１１Ａ１に通知する無線ＣＨ予約結果通知部を備える列車制御システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開１１／１０１９８３号
【特許文献２】特開平１１−２５９２７６号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】中村英夫著、「鉄道信号システムの革新」、情報処理学会誌、Ｖｏｌ．５５、Ｎｏ．３、ｐｐ２６８−２７６、２０１４年３月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載されたシステムでは、移動無線局がハンドオーバする地点（ハンドオーバ点）をシステムとして管理し、移動無線局の現在位置とハンドオーバ点などを考慮して、移動に伴いハンドオーバ先となる固定無線局の無線通信リソースを当該移動無線局向けに予約するが、移動無線局は常時１個の固定無線局と通信している。
【０００８】
また、特許文献１に記載されたシステムでは、列車に搭載されている移動無線局がハンドオーバ点を通過すると、地上側の通信相手の固定無線局を切り替えるハンドオーバを実施する。また、ハンドオーバに先立ち、ハンドオーバ候補となる固定無線局の無線通信リソースを予約する。
【０００９】
しかし、特許文献１に記載されたシステムでは、移動無線局は１台の固定無線局と通信しているので、安定した通信が困難な場合がある。また、特許文献１に記載されたシステムでは、実際に使用する無線通信リソースにてフェージングやシャドーイングやシステム外からの干渉により固定無線局との通信が不安定となり、無線通信の信頼性が低下し、移動体の安全な走行を担保できない場合がある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願において開示される発明の代表的な一例を示せば以下の通りである。すなわち、固定無線局と移動無線局との間で移動体制御情報を双方向伝送する無線通信システムにおける無線通信方法であって、前記移動無線局と複数の前記固定無線局との間で、前記移動体制御情報を双方向伝送可能な無線通信チャネルを割り当て、前記固定無線局は、前記割り当てられた全ての無線通信チャネルを使用して、前記移動無線局へ前記移動体制御情報を伝送し、前記移動無線局は、前記割り当てられた無線通信チャネルの一部又は全てを使用して、前記固定無線局へ前記移動体制御情報を伝送することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の一態様によれば、無線環境が変化しても移動体制御に関わる情報の安定的に双方向伝送できる。前述した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施例の説明によって明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施例のシステム構成例を示す図である。
【図２】本実施例の移動無線局と複数の固定無線局との間の移動体制御情報の伝送方法の例を示す図である。
【図３】本実施例の移動無線局と複数の固定無線局との間で移動体制御情報を伝送する際のハンドオーバの例を示す図である。
【図４】本実施例の移動無線局のハンドオーバ処理に関する動作シーケンスの例を示す図である。
【図５】本実施例のタイムスロット構成とタイムスロット割り当て管理の例を示す図である。
【図６】本実施例のフレーム内スロット用途情報の例を示す。
【図７】本実施例の移動無線局の初期接続のシーケンス例を示す図である。
【図８】本実施例の無線リソース制御情報の例を示す図である。
【図９】本実施例の固定無線局の構成例を示す図である。
【図１０】本実施例の移動無線局の構成例を示す図である。
【図１１】本実施例の報知用スロットで伝送する情報の構成例を示す図である。
【図１２】本実施例の初期接続要求及び応答の構成例を示す図である。
【図１３】本実施例の移動体制御スロットで伝送する情報の構成例を示す図である。
【図１４】本実施例のリソース割り当て要求及びハンドオーバ要求の構成例を示す図である。
【図１５】本実施例の固定無線局及び移動無線局の装置構成の例を示す図である。
【図１６】本実施例のスロット内部の構成例を示す図である。
【図１７】本発明による無線システム制御装置の構成例である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜実施例１＞
図１は、本発明の実施例のシステム構成例を示す図である。
【００１４】
本実施例のシステムは、移動体制御情報伝送装置１１と、非制御情報伝送装置１２と、無線システム制御装置（上位装置）１３と、無線電波を送受信する１または複数のアンテナ１６を有する複数の固定無線局１５とがバックボーンネットワーク１４によって相互接続される固定無線局側のネットワークによって構成される。バックボーンネットワーク１４は、有線ネットワークでも無線ネットワークでもよいが、バックボーンネットワーク１４を無線ネットワークで構成する場合、固定無線局１５と移動無線局２４との間の無線伝送を妨げないように、異なる周波数のシステムとすることが望ましい。
また、本実施例の無線通信システムを無線式列車制御へ適用する場合、例えば、後述する移動体２１が列車であり、固定無線局１５は列車が進行する経路に沿って設けられた無線基地局であり、移動無線局２４は列車に取り付けられた車上無線局とみなしてもよい。また、移動体制御情報伝送装置１１は、列車の制御情報を生成する地上側制御システムの一部であって、例えば、列車の制御情報の一つとして停止限界点情報を生成又は更に上位の演算装置から取得し、無線システム制御装置１３を介して固定無線局１５へ伝送する機能や、固定無線局１５を介して、後述する車上側制御システムから送信された位置情報を受信する装置とみなしてもよい。なお、地上側制御システムの構成は任意に決めることができ、例えば移動体制御情報伝送装置１１、非制御情報伝送装置１２および無線システム制御装置１３を一体の装置として構成し、これに対してバックボーンネットワーク１４を介して複数の固定無線局１５が接続される態様としてもよい。
【００１５】
固定無線局側のネットワークには、無線通信を介して１又は複数の移動体２１が接続される。移動体２１は、移動体制御情報伝送装置１１と無線より上位のレイヤで双方向通信を行う移動体側の移動体制御情報伝送装置２２と、非制御情報伝送装置１２と無線より上位のレイヤで双方向通信を行う移動体側の非制御情報伝送装置２３と、無線電波を送受信する１又は複数のアンテナ２５を有する移動無線局２４とで構成される。また、本実施例の無線通信システムを無線式列車制御へ適用する場合、移動体制御情報伝送装置２２は、例えば車上側制御システムの一部とみなしてもよい。移動体制御情報伝送装置２２は、例えば、地上子との通信手段、又は無線を利用した測距手段と接続され、これらによって取得された位置情報を、移動無線局２４を介して固定無線局１５へ送信する機能や、地上側制御システムから受信した停止限界点情報を車両側の上位制御装置へ渡す装置とみなしてもよい。なお車上側制御システムの構成は任意に決めることができ、例えば移動体制御情報伝送装置２２、非制御情報伝送装置２３及び移動無線局２４を一体の装置として構成してもよい。また、このような車上側制御システム及び前述する地上側制御システムによって構成されるシステムを列車制御システムとみなしてもよい。
【００１６】
図２は、本実施例の移動無線局２４と複数の固定無線局１５−ｎとの間の移動体制御情報の伝送方法の例を示す図である。
【００１７】
移動無線局２４と複数の固定無線局１５−１、１５−２、１５−３との間には、移動体制御情報を双方向通信するための無線通信チャネル３１−１、３１−２、３１−３が、それぞれ割り当てられる。
【００１８】
各固定無線局１５−ｎは、複数の移動無線局２４による多元接続に対応するため、無線通信チャネルを分割した無線通信リソースを必要に応じて各移動無線局へ割り当てる。図２（Ｂ）に示す例では、時分割したタイムスロットが無線通信リソースとして定義されている。
【００１９】
無線通信チャネルの分割方法は、時分割の代わりに周波数分割を採用しても、本発明の効果を奏することができる。時分割をベースとして時分割リソースごとに周波数ホッピングを行ってもよい。
【００２０】
また、移動無線局２４との間で無線通信チャネル３１が割り当てられた固定無線局１５の数は、図示した３に限定されない。本発明の効果を得る必要条件は、最低２台の固定無線局１５が当該移動無線局２４との間で無線通信チャネル３１が割り当てられることによって、１台の固定無線局１５との通信がハンドオーバのために中断しても、他の固定無線局１５と通信を継続できることである。
【００２１】
ある一つの移動無線局２４に対して、複数の固定無線局１５の無線通信リソースを割り当てる際、システム外からの干渉の影響に関するダイバーシチ効果を得るため、複数の固定無線局１５間で異なる時間又は周波数の無線通信リソースを割り当てる。
【００２２】
図２（Ｂ）に示す無線リソースの割り当て例では、固定無線局１５間で異なるタイムスロットを一つの移動無線局２４に対して割り当てている。例えば、全ての固定無線局１５が同一の時間及び周波数の無線通信リソースを当該移動無線局２４に割り当てると、割り当てられた無線通信リソースにおいてシステム外からの干渉が発生すると、全ての固定無線局１５との通信が同時に干渉の影響を受けるため、ダイバーシチ効果の観点で望ましくない。
【００２３】
移動無線局２４と固定無線局１５との間の双方向通信のために、移動無線局２４から固定無線局１５の方向に伝送するアップリンク（Ｕｐｌｉｎｋ；ＵＬ）の無線通信リソース３２と、逆方向のダウンリンク（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ；ＤＬ）の無線通信リソース３３とを、少なくとも１個ずつ、移動体制御情報の伝送に要求される通信周期（例えば、１００ミリ秒周期）の間に一つの移動無線局２４に割り当てる。
【００２４】
移動無線局２４は、各固定無線局１５が送信するプリアンブルの受信タイミングと受信電力を推定し、割り当てられた複数の固定無線局１５の移動体制御用スロットで送信される無線信号の受信タイミングが一部でも重なる場合、タイミングが重なった複数の固定無線局１５の受信強度（ここでは受信電力）に基づいて、一つの固定無線局１５を選択する。つまり、時分割で処理可能な１又は複数の固定無線局１５が選択される。そして、移動無線局２４は、選択された１又は複数の固定無線局１５との間に割り当てられた移動体制御用スロットを用いて移動体制御情報を送信する。なお、受信強度としては、受信電力以外に電界強度などを用いてもよい。
【００２５】
図３は、本実施例の移動無線局２４と複数の固定無線局１５との間で移動体制御情報を伝送する際のハンドオーバの例を示す図である。
【００２６】
図３では、図２と比較して、移動体２１が右側に移動しており、移動無線局２４が固定無線局１５−１の通信エリアから外れるため、移動無線局２４と固定無線局１５−１の双方向通信用に割り当てられていた無線通信リソース３５を解放し、移動無線局２４と固定無線局１５−４との間の通信用に無線通信リソース３２−４及び３３−４を割り当てるハンドオーバ処理を行う。
【００２７】
固定無線局１５−２及び１５−３については、ハンドオーバ処理の前後において引き続き同じ無線通信リソースを継続して使用する。このハンドオーバ処理で解放された無線通信リソース３５は、他の移動体に対して割り当て可能となる。
【００２８】
図４は、本実施例の移動無線局２４のハンドオーバ処理に関する動作シーケンスの一例を示す図であり、１台の移動無線局（Ｍｏｂｉｌｅ  Ｒａｄｉｏ  Ｓｔａｔｉｏｎ）２４と、４台の固定無線局（Ｆｉｘｅｄ  Ｒａｄｉｏ  Ｓｔａｔｉｏｎ）１５−１〜１５−４と、１台の無線システム制御装置（Ｒａｄｉｏ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）１３との間のシーケンスを示す。
【００２９】
図４では、当初、移動無線局２４は、３台の当初固定無線局１５−１〜１５−３と移動体制御情報を双方向で伝送しており、ハンドオーバを契機に固定無線局１５−１との双方向伝送を停止し、固定無線局１５−４との双方向伝送を開始する。無線システム制御装置１３は、この一連の固定無線局１５の切り替えを制御している。
【００３０】
無線システム制御装置１３は、内部処理４１−１にて当該移動無線局２４に関する移動体制御情報の双方向伝送に用いる無線チャネルとして、３台の固定無線局１５−１〜１５−３のタイムスロットを固定無線局１５の間で重複しないように割り当て、割り当て結果を含むチャネル割り当て情報を生成する。また、内部処理４１−１では、移動無線局２４においてハンドオーバを実行するか否かを判定するための条件を決定し、ハンドオーバ制御情報を生成する。さらに、内部処理４１−１にて、チャネル割り当て情報とハンドオーバ制御情報とを含む無線リソース制御情報を各固定無線局１５−１〜１５−３に伝送する（４２−１）。
【００３１】
ハンドオーバ制御情報は様々な形式をとり得るが、ハンドオーバに関与する固定無線局１５のいずれかの識別子と、当該固定無線局１５から送信される無線信号の受信強度の閾値と、移動無線局２４が通過するとハンドオーバの実行を開始するハンドオーバ開始位置と、複数の固定無線局１５に関する受信強度閾値との複合条件、又は受信強度条件と位置条件との複合条件がある。ハンドオーバ制御情報の形式は図８を参照して後述する。
【００３２】
各固定無線局１５−１〜１５−３は、受信した無線リソース制御情報に含まれるチャネル割り当て情報に基づいて、当該移動無線局２４宛の無線信号を生成し、送信する処理を実行する。
【００３３】
このチャネル割り当て情報は、固定無線局１５が不定期に無線システム制御装置１３から受信する情報である。受信したチャネル割り当て情報が、固定無線局１５が保持している当該移動無線局２４に関するチャネル割り当て情報を更新するものである場合、生成した無線信号を移動無線局２４に送信するタイムスロットや、移動無線局２４から送信される無線信号を受信するタイムスロットを更新する。
【００３４】
このタイムスロットの更新は、更新後のチャネル割り当て情報を移動無線局２４が受信した後から適用される。つまり、更新直後は更新前のチャネル割り当て情報に従って移動無線局２４に無線信号を送信するが、チャネル割り当て情報の送信後から新しいチャネル割り当てを用いて当該移動無線局２４との間で無線信号を送受信する。
【００３５】
内部処理４３−１〜４３−３は、無線リソース制御情報と、移動体制御情報伝送装置１１が当該移動無線局２４宛に生成し、各固定無線局１５に同報伝送する移動体制御情報（図示省略）とを多重化して、チャネル割り当て情報に基づいて指定されるタイムスロットにて送信する（４４−１）。
【００３６】
移動無線局２４は、内部処理４５−１によって割り当てられたタイムスロットで受信した無線信号を復号し、多重化された移動体制御情報と無線リソース制御情報とを分離し、移動体制御情報を移動無線局２４側の移動体制御情報伝送装置２２に伝送する。そして、移動無線局２４は、無線リソース制御情報を内部に保持し、内部処理４５−１によるハンドオーバ制御情報が示すハンドオーバ条件を満たすか否かを判定する。
【００３７】
判定結果に関わらず、内部処理４５−１では、移動無線局２４側の移動体制御情報伝送装置２２が生成する移動体制御情報と、判定結果を示すハンドオーバ判定情報とを多重化して、無線信号を生成し、受信した無線リソース制御情報に含まれるチャネル割り当て情報にて指示された上りのタイムスロットで、生成した無線信号を、各固定無線局１５−１〜１５−３に個別に伝送する（４６−１）。ハンドオーバ判定情報は、少なくとも、ハンドオーバ実行又は不実行の判定結果と、判定した移動無線局２４を無線システム制御装置１３が一意に識別できる識別子とを含む。
【００３８】
各固定無線局１５は、移動無線局２４から受信した無線信号を内部処理（４７−１〜４７−３）で個別に復号し、移動体制御情報とハンドオーバ判定情報とを分離し、移動体制御情報を移動体制御情報伝送装置１１へ転送する。そして、各固定無線局１５は、ハンドオーバ判定情報がハンドオーバ実行を示すものであれば、ハンドオーバ判定情報に基づいて内部処理（４７−１〜４７−３）にてハンドオーバ要求のメッセージを作成し、無線システム制御装置１３へ伝送（４８）する。無線システム制御装置１３は、複数の同一内容のハンドオーバ要求メッセージを受信した場合、先着優先のポリシーにより遅れて到着した同一内容の通知は破棄してもよい。ハンドオーバ要求メッセージには、少なくともハンドオーバ対象の移動無線局２４の識別子を含む。
【００３９】
移動無線局２４が、ハンドオーバ制御情報を参照し、ハンドオーバを実行すると判定するまでは、固定無線局１５と移動無線局２４との間で、移動体制御情報及び無線リソース制御情報並びにハンドオーバ判定情報を周期的に送受信する双方向伝送を繰り返す。繰り返しの際、移動体制御情報及び無線リソース制御情報並びにハンドオーバ判定情報は、無線信号を送信する毎に最新情報を伝送する。最新情報が前回送信時と変化無ければ、前回と同一の情報を送信する。
【００４０】
無線システム制御装置１３は、ハンドオーバ要求を受信すると、内部処理４１−２にて当該移動無線局２４に関する移動体制御情報の双方向伝送に用いる無線チャネルを更新する。図４に示す例では、固定無線局１５−１のタイムスロットを除外し、固定無線局１５−４のタイムスロットを固定無線局１５−１〜１５−３のタイムスロットと重複しないよう追加するように、チャネル割り当て情報を更新する。更新されたチャネル割り当て情報は、固定無線局１５−１から１５−４に伝送される（４２−２）。
【００４１】
固定無線局１５の内部処理４３−４〜４３−７は、固定無線局１５の内部処理４３−１〜４３−３と同様の動作をする。すなわち、移動体制御情報と無線リソース制御情報とを多重化し、無線信号として移動無線局２４へ送信する（４４−２）。無線リソース制御情報は、当該移動無線局２４との間でタイムスロットが割り当てられている全ての固定無線局１５から伝送しても、一部の固定無線局１５（例えば、アンカー固定無線局）から伝送してもよい。
【００４２】
固定無線局１５−４の内部処理４３−７は、この段階で当該移動無線局２４から初めて無線リソース制御情報を受信する。既に述べた通り、受信した無線リソース制御情報に含まれるチャネル割り当て情報に基づいた無線信号の送信は、当該チャネル割り当て情報の更新を移動無線局２４に送信した後で開始するのが原則である。この更新が移動無線局２４に通知されるまでは、移動無線局２４は固定無線局１５−４から下りの無線信号が届くことを知らないため、固定無線局１５−４は当該移動無線局２４に無線信号を送信しない。
【００４３】
また、チャネル割り当て情報の更新が通知されるまでは、移動無線局２４は固定無線局１５−１が送信する無線信号を待ち受けているため、固定無線局１５−１からも移動体制御情報と無線リソース制御情報を送信される。固定無線局１５−１は、更新された無線リソース制御情報を送信後、当該移動無線局２４に関する通信リソースを解放する。
【００４４】
更新された無線リソース制御情報は、移動無線局２４の内部処理４５−２にて復号及び解析され、ハンドオーバ実行判定条件の更新、固定無線局毎の割り当てスロットの更新を取得する。この割り当てスロットの更新の取得によって、移動無線局２４は、固定無線局１５−１のスロット割り当ての解放と、固定無線局１５−４のスロットの割り当ての追加を知る。
【００４５】
移動無線局２４の内部処理４５−２は、内部処理４５−１と同様の動作である。具体的には、更新されたハンドオーバ実行判定条件の判定処理と移動体制御情報とハンドオーバ判定情報を多重化し、更新されたチャネル割り当て情報に基づくタイムスロットで、固定無線局１５−２〜１５−４に対して多重化した情報を伝送する。
【００４６】
更新されたチャネル割り当て情報から、固定無線局１５−１に関連する情報が削除されていることから、スロットが割り当てられていた固定無線局１５−１に対する無線信号送信を停止する。また、更新されたチャネル割り当て情報に固定無線局１５−４が追加されていることから、この追加の検出をトリガに、固定無線局１５−４に対する無線信号送信を開始する。
【００４７】
移動無線局２４から送信された無線信号は、更新された無線リソース制御情報に従って、各固定無線局１５の内部処理（４７−４〜４７−６）が復号し、移動体制御情報及びハンドオーバ判定情報を取得する。
【００４８】
以上の手順によって、固定無線局１５−１〜１５−３と双方向通信していた移動無線局２４が、固定無線局１５−２〜１５−４と双方向通信するようになり、ハンドオーバ処理が完了する。
【００４９】
前述した例では、ハンドオーバ処理によって、１台の固定無線局１５−１とのチャネル割り当て情報が削除され、１台の固定無線局１５−４とのチャネル割り当て情報が追加されるが、チャネル割り当て情報が削除及び追加される固定無線局１５の数は複数でもよい。本発明の効果を得るために、ハンドオーバ中も、少なくとも１台の固定無線局１５とのチャネル割り当て情報が維持され、当該固定無線局１５との間で移動体制御情報を双方向通信できる。
【００５０】
図５は、本実施例のタイムスロット構成とタイムスロット割り当て管理の例を示す図である。
【００５１】
図５には、各固定無線局１５に割り当てられた無線通信リソースを時分割した様子を図示しており、最も大きな分割単位はフレーム５１である。
【００５２】
フレーム５１は、無線通信制御に関して固定無線局１５と通信している全ての移動無線局２４が共有すべき情報を報知するタイムスロットや、システムに初めて接続する移動無線局２４が接続要求及び応答を送受信するためのタイムスロットが配置されるアクセス制御スロット群５２と、移動体制御情報と無線リソース制御情報又はハンドオーバ判定情報を多重化したものを双方向通信するための移動体制御スロット群５３と、情報伝送スロット群５４は、固定無線局１５と移動無線局２４との間でその他の情報を伝送するための情報伝送スロット群５４とで構成される。
【００５３】
各スロット群は、複数の同一サイズのスロット５５から構成される。各スロット群がいくつのスロット５５で構成されるか、各フレーム５１がいくつのスロット５５で構成されるかはシステム設計に依存し、システム要件次第では情報伝送スロット群５４が不要となることもある。このため、フレーム５１内がどのようなスロット構成となっているか通知するインターフェースを報知用のタイムスロットに定義することによって、適用先のシステム要件に応じた柔軟なスロット構成を提供することが可能となる。
【００５４】
アクセス制御スロット群５２は、固定的なスロット割り当てでフレーム５１の先頭に配置する。固定無線局１５固有の情報伝送チャネル割り当て情報や、移動無線局２４がシステム接続を行う際に必要な情報を配信する必要から、固定無線局１５自身がアクセス制御スロット群５２を管理する。
【００５５】
移動体制御スロット群５３は、移動無線局２４のシステム接続及び切断、並びにハンドオーバなどのイベントを契機に、当該イベントに関与する移動無線局２４に関するスロットを割り当て、割り当てを変更する準静的な割り当てを実施する。この割り当ては複数の固定無線局１５に跨るため、それらを統括する無線システム制御装置１３が移動無線局２４に対してスロット割り当てを実施する。
【００５６】
情報伝送スロット群５４は、固定無線局１５側の非制御情報伝送装置１２と、移動無線局２４側の非制御情報伝送装置２３との間の情報伝送に用いる無線通信リソースであり、高い信頼性が求められる移動体制御情報とは異なり、システムとしての通信容量が重視される。従って、移動無線局２４は一つの固定無線局１５と情報伝送スロット群５４を用いて双方向伝送を行うので、固定無線局１５が、同スロット群の移動無線局２４への割り当てる。この割り当て結果は、アクセス制御スロット群５２の中の報知情報として移動無線局２４に通知される。
【００５７】
移動無線局２４は、アクセス制御スロット群５２と情報伝送スロット群５４とを用いて一つの固定無線局１５と通信し、移動体制御スロット群５３を用いて複数の固定無線局１５と通信する。前者の一つの固定無線局１５は、後者の固定無線局１５のグループの一部という関係である。この一つの固定無線局１５を、移動無線局２４のアンカー固定無線局と定義する。移動無線局２４は、アンカー固定無線局との無線通信をベースとし、移動体制御スロットに関しては他の固定無線局１５とも補助的に通信する。
【００５８】
フレーム内スロットの用途情報５６は、フレーム内各スロットの用途を示すインジケータである。無線システム制御装置１３は、スロットの用途を決め、各固定無線局１５は、アクセス制御スロット群５２内の報知用スロットを用いて決定内容の移動無線局２４へ報知する。用途は、システム起動時に無線システム制御装置１３がデフォルト値を初期化するが、システム運用者向けのユーザインターフェースを持つ保守端末等の外部装置から、運用中に必要に応じて設定変更可能としてもよい。また、固定無線局１５や無線システム制御装置１３が、システムの状態に応じて変更可能としてもよい。
【００５９】
フレーム内スロットの用途情報５６は、Ａがシステムに初期エントリする移動無線局２４が接続要求や応答を伝送する初期接続用スロット、Ｂが当該固定無線局１５をアンカーとする移動無線局２４に対する報知情報を伝送するための報知用スロット、Ｃが移動体制御情報や無線リソース制御情報及びハンドオーバ判定情報を伝送する制御用スロット、Ｄが固定無線局側と移動無線局側の非制御情報伝送装置間の情報を伝送するデータ用スロットである。ＤＬは固定無線局１５から移動無線局２４方向の下り伝送、ＵＬは逆方向の上り伝送を示す。
【００６０】
図６は、本実施例のフレーム内スロット用途情報の例を示す。
【００６１】
フレーム内スロット用途情報は、アクセス制御スロット群５２中の報知用スロットで、固定無線局１５から、当該固定無線局をアンカー固定無線局とする全ての移動無線局２４に報知される。フレーム内の各スロットについて、通信方向と用途を、図示する通り３ビットの情報にエンコードする。
【００６２】
図６に示す例では、図５に示すスロット構成例に基づいてフレーム内スロット用途情報を生成しているため、全部で１４スロット分の情報が含まれているが、フレーム内スロット数が図５に示す例と異なる場合、実際のフレーム内スロット数に合わせてフレーム内スロット用途情報を生成する。
【００６３】
移動無線局２４は、あるフレームの報知用スロットを受信してフレーム内スロット用途情報を取得しても、当該フレームに対してスロットの用途を即時には反映できないため、フレーム内スロット用途情報を受信したフレームの次のフレームから適用する。
【００６４】
図７は、本実施例の移動無線局２４の初期接続のシーケンス例を示す図である。
【００６５】
固定無線局１５−１〜１５−３は、少なくとも報知用スロットを無線信号として毎フレームで送信する。移動無線局２４は、１又は複数の固定無線局１５の報知用スロットを受信して、受信強度が最も大きい固定無線局１５を選択し、当該固定無線局１５とフレームやスロットのタイミングを同期するアンカー固定無線局サーチ処理を実行する。
【００６６】
アンカー固定無線局の候補を決定すると、移動無線局２４は当該固定無線局の報知用スロットを参照して上りの初期接続用スロットの番号を特定し、当該スロットのタイミングで初期接続要求をアンカー固定無線局へ送信する（６３）。また、移動無線局２４は、内部処理６２で、アンカー固定無線局サーチ処理及び初期接続要求の送信処理を実行する。
【００６７】
なお、上りの初期接続用スロットがない場合、当該アンカー固定無線局が初期接続要求を受け付けないことを示すため、移動無線局２４は上りの初期接続用スロットが提供されるまで初期接続要求の送信を待つ。また、上りの初期接続用スロットがフレーム内に複数ある場合は、移動無線局２４がランダムに１個のスロットを選択する。
【００６８】
各固定無線局１５は、内部処理６４で、自身の上り初期接続用スロットのタイミングで無線信号の復号を試みる。各固定無線局１５は、復号に成功した場合、無線リソース割り当て要求６５を無線システム制御装置１３へ送信し、復号に成功した無線信号が格納された上り初期接続用スロットの通信方向を下りに反転し、フレーム内スロット用途情報（図６）を更新する。この通信方向を反転させたスロットは、後に移動無線局２４に対する接続要求の応答を送信するために使用する。
【００６９】
無線リソース割り当て要求６５は、少なくとも接続要求を送信した移動無線局２４の識別子と、無線リソース割り当て要求６５を送信する固定無線局１５の識別子とを含む。各識別子は、システム内で他の移動無線局２４及び他の固定無線局１５と重複しない一意な値とする。無線リソース割り当て要求６５は、移動無線局２４がＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）等の測位手段で取得した位置情報を含んでもよい。これは、無線システム制御装置１３が、移動無線局２４が観測した固定無線局１５からの無線信号の受信強度基準ではなく、移動無線局２４の位置ベースで無線リソースを割り当てる際に使用する。
【００７０】
無線リソース割り当て要求６５の内容のうち、移動無線局２４の識別子（及び、必要に応じて移動無線局２４の位置情報）は、移動無線局２４から送信する初期接続要求６３に含められる。
【００７１】
無線システム制御装置１３は、無線リソース割り当て要求６５を受信すると、内部処理６６においてアンカー固定無線局及び移動体制御情報を伝送する補助的な固定無線局１５のタイムスロットを当該移動無線局２４に割り当てる。割り当てに成功した場合、リソース割り当て要求に対するポジティブ応答と、図４に示すハンドオーバ時と同様の無線リソース制御情報とをアンカー固定無線局に送信する（６７）。割り当てるリソースが残っていないなどの理由で当該移動無線局に対するリソース割り当てに失敗した場合、リソース割り当て要求に対するネガティブ応答を要求送信元の固定無線局１５に送信する（６７）。
【００７２】
また、割り当てに成功した場合は、図４に示すハンドオーバ時と同様、当該移動無線局２４に移動体制御用スロットを割り当てた全ての固定無線局１５に、図４に示す無線リソース制御情報４２と同様の無線リソース制御情報を送信する（６８）。但し、アンカー固定無線局１５に対しては応答（無線リソース制御情報）６７で同じ情報を伝送済みのため、無線リソース制御情報６８ではアンカー固定無線局以外の固定無線局１５に対して送信する。
【００７３】
無線システム制御装置１３からのリソース割り当て要求に対する応答６７を受信すると、アンカー固定無線局は、内部処理６９にて、当該応答を下り初期接続用スロットで移動局に向けて送信する（７０）。ここで使用する下り初期接続用スロットは、当該移動無線局に関して初期接続要求を受信したスロットを用いる。応答７０の送信後、当該下り初期接続用スロットの通信方向を上りに逆転させ、図６のフレーム内スロット用途情報を更新する。
【００７４】
移動無線局２４は、応答７０を受信し、内部処理７１にて、自らの初期接続要求が成功したことを確認すると、応答７０を含まれる無線リソース制御情報を参照し、移動体制御用に複数の固定無線局１５に割り当てられたスロット番号とハンドオーバ制御情報を取得して一時的に格納し、図４のメッセージ４４〜４７に相当する通常の通信オペレーションを開始する（７２）。自らの初期接続要求が失敗だった場合は、再度、内部処理６２によってアンカー固定無線局サーチ処理を実行する。
【００７５】
図８は、本実施例の無線リソース制御情報の例を示す図である。
【００７６】
無線リソース制御情報は、移動無線局２４毎に無線システム制御装置１３が管理するもので、図７に示す初期接続時に初めて無線システム制御装置１３から移動無線局２４に設定され、図４で示すハンドオーバの発生毎に更新される。
【００７７】
無線リソース制御情報は、固定無線局（Ａｎｃｈｏｒ  ＦＲＳ）１５の識別子、１以上の補助固定無線局（Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔａｌ  ＦＲＳ）１５の識別子及び各固定無線局１５に関する制御用スロットの割り当て情報（１０１〜１０９）と、次のハンドオーバ先の候補となる固定無線局の識別子（１１０）と、ハンドオーバ制御情報（１１１〜１１６）とで構成される。
【００７８】
固定無線局１５の識別子（１０１、１０４、１０７、１１０）は、システム内で各固定無線局１５に一意に割り当てられる識別子である。スロット識別子（１０２、１０３、１０５、１０６、１０８、１０９）は、図５に示すフレーム内のスロット番号（＃０〜＃１３）を指す。図示した例では合計６個のスロット識別子をある移動無線局２４に割り当てているが、本実施例では、無線システム制御装置１３が、相互重複しないように、スロットを割り当てる。すなわち、無線システム制御装置１３は、一つの移動無線局２４に同じスロットが重複して割り当てられないように、また、一つの固定無線局１５に同じスロットが重複して割り当てられないように、スロットの割り当てを管理している。
【００７９】
ハンドオーバ制御情報は、移動無線局２４が受信電力や位置情報の観測結果から、ハンドオーバを開始する条件の一覧（１１２〜１１６）と、各条件が実際に適用されるかを示すハンドオーバ条件（１１１）で構成される。受信電力に関する条件（１１２〜１１５）は固定基地局単位で指定され、図示する通り受信電力がある値よりも大きくなった、又は小さくなったことをトリガにハンドオーバを開始する条件である。
【００８０】
位置情報は、示された位置の通過をトリガとしてハンドオーバを開始する条件である。位置情報は、人が内容を認識可能な意味のある文字列（図示した例では、当該路線の起点からの距離）で記載されているが、適切なエンコーディングを実施して、情報量を削減してもよい。なお、移動無線局２４は、位置情報の取得はＧＰＳなど測位手段から取得してもよい。
【００８１】
ハンドオーバ条件１１１は、各ハンドオーバ開始条件１１２〜１１６を有効にするかを示すビットマップであり、ハンドオーバ開始条件１１２が最上位ビットに対応し、ハンドオーバ開始条件１１６が最下位ビットに対応し、当該開始条件を有効化する場合には１、無効化する場合には０を記録する。ビットマップ上の複数のビットを１とすることで、複合的なハンドオーバ判定条件を設定できる。
【００８２】
なお、図示した例では、２台の補助固定無線局１５（識別子１０４、１０７）のチャネル割り当て情報１０５、１０６、１０８、１０９と、ハンドオーバの受信電力条件１１３、１１４を含むが、少なくとも１台の補助固定無線局１５の識別子が記録されていれば本発明を実施でき、補助固定無線局１５の識別子の数の上限はない。また、１台のハンドオーバ候補の固定無線局１５の識別子１１０及び受信電力条件１１５が記録されているが、複数のハンドオーバ候補の固定無線局１５の情報が記録されてもよい。
【００８３】
本実施例では、タイムスロットのみが各固定無線局に関して割り当てられているが、システムとして利用可能な周波数帯域が通信帯域より十分に大きい場合、周波数帯域を複数に分割して周波数チャネル、及び各分割チャネルの周波数チャネル番号を定義して、固定基地局毎に異なるスロット毎の周波数ホッピングを適用するとよい。広い帯域を用いて周波数ホッピングで通信することによって、固定無線局間のシステム内やシステム外からの干渉を緩和できる。
【００８４】
周波数ホッピングを適用する場合は、移動無線局２４がハンドオーバ制御情報内の電力条件を満たしているか否かを判定するため、移動無線局２４は周波数ホッピングする固定無線局１５の送信信号の受信電力を測定する必要がある。つまり、移動無線局２４は各固定無線局１５の周波数ホッピングの規則を把握する必要がある。
【００８５】
周波数ホッピングの規則の一例としては、フレームの先頭スロットにて選択する周波数チャネル番号の初期値と、スロット当たりの周波数チャネル番号の増加量とを、固定無線局１５毎に個別に設定する方法がある。周波数チャネル番号を初期値に戻すフレームを、全てのフレームとするか、特定フレーム（例えばフレーム番号０）のみとするかは、固定無線局１５と移動無線局２４との間で周波数ホッピング規則が共有されていれば自由に決定してよい。
【００８６】
無線リソース制御情報（図８）に定義された各固定無線局の識別子１０１，１０４，１０７，１１０のそれぞれに、この周波数ホッピング規則に関する情報を付加し、無線リソース制御情報に記録することによって、移動無線局２４は各固定無線局１５の周波数ホッピング規則を把握でき、周波数ホッピングする各固定無線局１５からの無線信号を捕捉し、受信電力を測定できるようになる。
【００８７】
図９は、本実施例の固定無線局１５の構成例を示す図である。
【００８８】
ネットワークインターフェース部２０１は、バックボーンネットワーク１４を介して移動体制御情報伝送装置１１、非制御情報伝送装置１２及び無線システム制御装置１３と固定無線局１５との間の双方向通信を実現する。双方向通信では、例えばＩＰパケットを用いることができるが、固定無線局１５と前述した各装置間との間で別に定義されたインターフェースに従う独自の通信プロトコルを用いてもよい。
【００８９】
移動体制御情報の下り伝送バッファ２０２は、当該固定無線局と無線通信を行う移動無線局単位で移動体制御情報を一時的に記憶する。伝送バッファ２０２は、移動体制御情報伝送装置１１から移動無線局２４へ移動体制御情報を送信するにあたり、無線への送信タイミングとなるまで移動体制御情報を保持するタイミング調整機能と、移動体制御情報伝送装置１１から移動体制御情報が入力される頻度が無線での送信頻度より少ない場合に、同一の移動体制御情報を無線で再度送信するための情報の一時的な記憶機能を有する。
【００９０】
バッファ２０６は、チャネル割り当て情報とハンドオーバ制御情報とを含む無線リソース制御情報、フレーム内スロット用途情報、及び初期接続要求を発行した移動無線局２４に対する応答メッセージを一時的に記憶する。
【００９１】
無線リソース制御情報と初期接続要求への応答は、移動無線局２４毎に管理され、当該移動無線局２４に割り当てられたスロットにて無線送信する。フレーム内スロット用途情報は、無線システム制御装置１３が固定無線局１５に固有の情報として生成して固定無線局１５へ送信し、一部情報に関して固定無線局１５で必要に応じて書き換えたものを移動無線局２４へ報知する。
【００９２】
多重化処理部２０３は、下り伝送バッファ２０２に格納されている最新の移動体制御情報と、バッファ２０６に格納されている無線リソース制御情報を移動無線局２４毎に多重化する。多重化は単純に２種類の情報のビット列を結合すればよい。例えば、移動体制御情報のビット列の後に、無線リソース制御情報のビット列を結合する。
【００９３】
初期接続応答の生成処理部２０７は、バッファ２０６に格納されている初期接続要求に対する応答メッセージを、該当する移動無線局２４が受信可能な初期接続スロットで送信する処理と、送信後に当該初期接続スロットの通信方向をダウンリンクからアップリンクへ変更する処理を実行する。
【００９４】
スロット割り当て管理処理部２０８は、バッファ２０６に格納されているフレーム内スロット用途情報と、各移動無線局２４に関する無線リソース制御情報内のチャネル割り当て情報とを参照し、報知用スロット、初期接続用スロット及び移動体制御用スロットの、フレーム内のスロット位置と、上り又は下りの通信方向と、通信相手の移動無線局２４の情報とを管理している。なお、情報伝送スロット群は、固定無線局１５内で動的に割り当てられる。情報伝送スロット群は、フレーム内のスロット位置と、スロット毎の上り又は下りの通信方向を動的割り当て処理部２１０が参照するために管理される。
【００９５】
伝送バッファ２０９は、移動無線局２４毎に下りの非制御情報本体だけでなく、未送信パケット数又は未送信データ量（バイト数など）を管理し、動的割り当て処理２１０が参照できるように構成されている。
【００９６】
動的割り当て処理部２１０は、上り及び下りの情報伝送スロットの各々を移動無線局２４に割り当てる。割り当ては、例えば移動無線局２４毎の未送信パケット数などを参照して、フレーム毎に通信需要が高い移動無線局２４にスロットを重点配分する。
【００９７】
下り通信に関しては、伝送バッファ２０９にて移動無線局２４毎のパケット残量などを管理可能であるが、上り通信に関しては、通信需要に応じた割り当てを実施するために、移動無線局２４が管理しているバッファの内容を固定無線局１５が取得する必要がある。
【００９８】
これは、例えば、移動無線局２４内の非制御情報に関する未送信パケット数や未送信データ量などの情報を上りバッファ情報を、移動無線局２４が生成するハンドオーバ判定情報に付与することで解決可能である。なお、固定無線局１５が上りバッファ情報を取得できなくても、全ての移動無線局２４に、例えばラウンドロビンで上り情報伝送スロットを割り当てることによって、本発明を実現可能である。
【００９９】
動的割り当て処理部２１０は、動的割り当て結果及びスロット割り当て管理処理部２０８から取得したスロット割り当て管理情報に基づいて、フレーム内全スロットの割り当て情報をフレーム毎に、無線デジタル信号送信処理部２０４及び無線デジタル信号受信処理部２１１に設定する。これによって、無線デジタル信号送信処理部２０４及び無線デジタル信号受信処理部２１１が情報を送信するスロットと通信相手の移動無線局２４を判断できる。
【０１００】
少なくとも、動的割り当て結果のうち上り通信に関しては、移動無線局２４に送信タイミングを通知する必要があるため、フレーム内スロット用途情報と共に上り動的割り当て結果を多重化して報知用スロットに格納して、無線デジタル信号送信処理部２０４へ入力する。また、下り通信に関しては、同様に下り動的割り当て結果を多重化して報知用スロットに格納してもよいが、情報ビット系列に宛先の移動無線局２４の識別子を付与することによって、移動無線局２４側で全ての情報伝送用スロットをデコードして識別子を確認すれば、必要な情報を移動無線局２４で取り出すことができる。この識別子を導入する代わりに、報知用スロットに下り動的割り当て結果を多重化してもよい。
【０１０１】
図８の説明で述べたスロット毎の周波数ホッピングを適用する場合は、スロット毎に送受信すべき周波数チャネルをスロット割り当て管理処理部２０８から無線デジタル信号送信処理部２０４及び無線デジタル信号受信処理部２１１に設定する。周波数ホッピングの規則は固定無線局１５毎に定められているため、動的割り当て処理部２１０に当該固定無線局１５の周波数ホッピング規則を初期設定の段階で予め記録する。
【０１０２】
無線デジタル信号送信処理部２０４は、多重化処理部２０３から入力される移動体制御情報とリソース制御情報とが多重化された信号、初期接続応答の生成処理部２０７から入力される初期接続要求に対応する応答メッセージ、スロット割り当て管理処理部２０８から入力されるフレーム内スロット用途情報、動的割り当て処理部２１０から入力される非制御情報を入力とし、送信すべき各スロットの無線信号を生成する。
【０１０３】
無線デジタル信号送信処理部２０４の入力は、各種情報の本体であるスロット毎のビット系列であり、これに誤り検出のための符号（例えば、ＣＲＣ：Ｃｈｅｃｋ  Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ  Ｃｏｄｅ）の付与、誤り訂正のための畳み込み符号化、誤り訂正能力向上やビット当たりの対雑音エネルギーを向上させるインターリーブ及びリピティション、並びにビット列を振幅や位相の情報に変換する変調などの処理を行い。無線デジタル信号送信処理部２０４の出力はベースバンドのデジタル信号である。
【０１０４】
無線アナログ信号送受信処理部２０５は、無線デジタル信号送信処理部２０４から入力されたベースバンドデジタル信号に、デジタルアナログ変換、ベースバンドから高周波信号への変換、高周波信号の出力の増幅処理を行う。なお、アンテナ１６の手前には送受信を切り替えるスイッチを設ける。
【０１０５】
アンテナ１６が受信した無線アナログ信号は、前述したスイッチによって受信信号処理側に流され、入力された微弱な信号の増幅、高周波信号からベースバンド信号への変換、アナログデジタル変換処理を実行し、無線デジタル信号受信処理部２１１へ出力する。
【０１０６】
無線デジタル信号受信処理部２１１は、入力されるデジタル受信信号を用いて、無線伝搬路応答を推定し、推定された無線伝搬路応答を用いて無線伝搬路の影響を受けた受信信号の振幅位相を補償し、補償された受信信号の振幅位相に載せられた情報をビット列に戻す復調処理を行い、復調処理後のビット列に対して送信側のインターリーブの逆処理を行うデインターリーブ、リピティションによって送信側で繰り返されたビットを合成する。
【０１０７】
ビットレベルで受信信号を合成した後、ビタビ復号法などの誤り訂正復号を行い、同出力に付与されているＣＲＣを検査することでビット誤りの有無を判定する。無線デジタル信号受信処理部２１１は、少なくとも、ＣＲＣを除いた推定送信ビット系列と、誤りの有無を示すＣＲＣ検査結果を出力する。
【０１０８】
無線デジタル信号受信処理部２１１は、前述したデータ信号に関する復号処理だけでなく、移動無線局２４から受信する無線信号に対するタイミング同期を行う。無線信号として、データ信号の前に受信側で既知のプリアンブル信号を付与し、プリアンブル信号に対するスライディング相関演算結果に基づいて無線信号の受信タイミングを推定し、同タイミングからデータ信号先頭の時間位置を特定してデータ信号を抽出する。
【０１０９】
伝送バッファ２１４は、上りの非制御情報を一時的に格納するバッファである。本実施例では、ネットワークインターフェース部２０１が、複数装置との間の入出力に共用されているため、複数装置との間の通信でのタイミング競合を避けるため、適切な送信タイミングまで情報を待たせる機能を有する。
【０１１０】
初期接続要求処理部２１２は、初期接続用スロットにおいて、上り無線通信のＣＲＣ検査結果が受信成功を示すビット系列を検出した場合、検出されたビット系列に基づいて無線システム制御装置１３に対して無線リソース割り当て要求を発行する。さらに、当該初期接続用スロットの通信方向を上りから下りに反転する。
【０１１１】
情報分割処理部２１３は、上りの移動体制御スロットに含まれる移動体制御情報とハンドオーバ判定情報とを分離し、移動体制御情報を移動体制御情報伝送装置１１へ伝送し、ハンドオーバ判定情報を無線システム制御装置１３へ伝送する。
【０１１２】
なお、ハンドオーバ判定情報に上り非制御情報の未送信データ量などのバッファ情報が含まれている場合、情報分割処理部２１３から動的割り当て処理部２１０にバッファ情報を転送する。
【０１１３】
送信バッファ２１５は、無線システム制御装置１３へ伝送するデータを一時的に格納するバッファである。初期接続要求処理部２１２から出力される無線リソース割り当て要求と、情報分割処理部２１３から出力されるハンドオーバ判定情報が送信タイミング待ちのために送信バッファ２１５に格納される。
【０１１４】
上り伝送バッファ２１６は、移動体制御情報伝送装置１１へ伝送するデータを一時的に格納するバッファであり、情報分割処理部２１３が出力する移動体制御情報が格納される。
【０１１５】
図１０は、本実施例の移動無線局２４の構成例を示す図である。
【０１１６】
ネットワークインターフェース部３０１は、移動無線局２４と移動体制御情報伝送装置２２及び非制御情報伝送装置２３との間の双方向通信を制御する。図９に示す構成例と同様に、双方向通信ではＩＰパケットやシステム独自の通信プロトコルを使用することができる。
【０１１７】
上り伝送バッファ３０２は、上りの非制御情報が一時的に格納されるバッファである。非制御情報本体だけでなく、未送信パケット数又は未送信データ量（バイト数など）を管理し、バッファ読み出し処理部３０３が、割り当てられたスロットで送るべきデータの有無によって、無線信号を送信するか否かを判定する。
【０１１８】
なお、ハンドオーバ判定情報に上り非制御情報の未送信データ量などのバッファ情報を伝送する場合、このバッファ情報を多重化処理部３０７へ入力し、多重化処理部３０７にてハンドオーバ判定情報の一部としてバッファ情報を組み込む。
【０１１９】
バッファ読み出し処理部３０３は、リソース割り当て制御部３０９から入力される上り情報伝送スロットに関する割り当て情報を参照し、割り当てがなければ特に何もしない。割り当てがある場合、送信待ちの非制御情報が上り伝送バッファ３０２に格納されているかを参照して、非制御情報が上り伝送バッファ３０２に格納されていれば、上り伝送バッファ３０２から非制御情報本体を読み出して無線デジタル信号送信処理部３０４へ入力する。非制御情報が上り伝送バッファ３０２に格納されていなければ、当該割り当てスロットに関して無線信号の出力を止める制御信号を無線デジタル信号送信処理部３０４へ入力する。
【０１２０】
上り伝送バッファ３０６は、移動体制御情報伝送装置１１へ伝送する上りの移動体制御情報データを一時的に格納するバッファである。上り伝送バッファ３０６は、移動体制御情報伝送装置２２から固定無線局１５へ移動体制御情報を送信するにあたり、無線への送信タイミングとなるまで移動体制御情報を待たせるタイミング調整機能と、無線での送信頻度より移動体制御情報伝送装置２２から移動体制御情報が入力される頻度が少ない場合、同一の移動体制御情報を無線で再度送信するための情報の一時的な記憶機能とを果たす。
【０１２１】
ハンドオーバ判定処理部３０８は、リソース割り当て制御部３０９から入力されるハンドオーバ制御情報に含まれるハンドオーバ実行判定条件と、リソース割り当て制御部３０９から入力される固定無線局１５ごとの報知用スロットの受信電力測定結果、及び図示していないが本システム外の位置検出手段から入力される移動無線局２４の位置情報を用いて、各種測定結果がハンドオーバ発生条件を満たしているかどうかを判定するハンドオーバ判定処理部である。ハンドオーバ判定処理の結果は、ハンドオーバ判定情報として多重化処理部３０７へ出力される。
【０１２２】
多重化処理部３０７は、上り伝送バッファ３０６から入力される上りの移動体制御情報と、ハンドオーバ判定処理部３０８から入力されるハンドオーバ判定情報とを結合し、リソース割り当て制御部３０９から入力されるチャネル割り当て情報に基づいて、上りの移動体制御用スロットで無線送信するため、結合したビット列を無線デジタル信号送信処理部３０４へ入力する。例えば、移動体制御情報のビット列の後に、ハンドオーバ判定情報のビット列を結合する。フレーム内で複数スロットに関する割り当て情報がある場合、各割り当て情報の送信宛先の固定無線局１５は異なるが、内容が同じ結合後ビット列を送信する。
【０１２３】
無線デジタル信号送信処理部３０４は、バッファ読み出し処理部３０３から入力される上り非制御情報と、多重化処理部３０７から入力される上り移動体制御情報及びハンドオーバ判定情報と、初期アクセス処理部３１０から入力される初期接続要求とを、適切なスロットで送信する。適切なスロットとは、リソース割り当て制御部３０９が管理しているスロット毎の割り当て情報が示すスロットである。
【０１２４】
無線デジタル信号送信処理部３０４に入力される情報はビット列であり、入力されたビット列に、誤り検出符号（例えば、ＣＲＣ：Ｃｈｅｃｋ  Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ  Ｃｏｄｅ）の付与、誤り訂正のための畳み込み符号化、誤り訂正能力向上やビット当たりの対雑音エネルギーを向上させるインターリーブ及びリピティション、ビット列を振幅や位相の情報に変換する変調などの処理を施す。無線デジタル信号送信処理部３０４の出力はベースバンドのデジタル信号である。
【０１２５】
リソース割り当て制御部３０９は、無線デジタル信号受信処理部３１１から入力されるフレーム内スロット用途情報及び情報伝送用スロットに関する動的割り当て結果と、情報分割処理部３１２から入力される当該移動無線局２４に関する無線リソース制御情報内のリソース割り当て情報とを参照して、当該移動無線局２４が送受信すべきフレーム内スロット位置、及び各スロットの用途を把握する。スロット毎の送受信に関する情報は無線デジタル信号送信処理部３０４及び無線デジタル信号受信部３０５に設定する。また、リソース割り当て制御部３０９は、初期接続要求に対する応答メッセージに含まれる、情報分割処理部３１２からの入力相当の情報を、初期アクセス処理部３１０から取得することができる。
【０１２６】
さらに、リソース割り当て制御部３０９は、情報分割処理部３１２及び初期アクセス処理部３１０から入力される無線リソース制御情報内のハンドオーバ制御情報から、ハンドオーバ判定条件を取得できる。また、ハンドオーバの受信電力判定に用いる固定無線局１５の識別子を取得するため、各固定無線局１５の報知用スロット又は移動体制御用スロットの受信電力測定指示を無線デジタル信号受信部３０５に入力し、その応答として受信電力測定結果を得る。
【０１２７】
リソース割り当て制御部３０９は、ハンドオーバ判定条件、及び各固定無線局に関する受信電力測定結果をハンドオーバ判定処理部３０８へ出力する。また、初期接続用スロット、移動体制御用上りスロット、情報伝送用に割り当てられた上りスロットの各々のフレーム内位置の情報を、それぞれ初期アクセス処理部３１０、多重化処理部３０７、バッファ読み出し処理部３０３へ出力する。
【０１２８】
なお、周波数ホッピング対応する場合は、情報分割処理部３１２及び初期アクセス処理部３１０から入力される各固定無線局の無線リソース制御情報内のハンドオーバ制御情報に含まれる周波数ホッピング規則情報を取得し、スロット毎の送受信動作に合わせて無線デジタル信号送信処理部３０４及び無線デジタル信号受信部３０５に対してスロット毎に使用する周波数チャネル番号を指定する。
【０１２９】
初期アクセス処理部３１０は、移動無線局２４が起動直後でいずれの固定無線局１５とも通信を行っていない状態において、図７に示した移動無線局２４のシーケンスを実行し、いずれかの固定無線局１５との通信を開始する。
【０１３０】
初期アクセス処理部３１０は、最初に固定無線局１５をサーチし、受信電力が最も大きい無線信号の送信元である固定無線局１５を特定する。初期アクセス処理部３１０は、当該固定無線局が送信する報知用スロットに含まれるフレーム内スロット用途情報を参照して、当該固定無線局１５の上り初期接続用スロットのフレーム内位置を特定し、当該上り初期接続用スロットにて初期接続要求を固定無線局１５へ送信する。
【０１３１】
初期接続要求の送信が完了すると、リソース割り当て制御部３０９が初期接続用スロットにて初期接続要求に対する応答を待つ。初期接続用スロットは、固定無線局１５が通信方向を上りから下りに反転している。初期接続要求に対する応答がポジティブであれば、リソース割り当て制御部３０９は、応答に含まれる無線リソース制御情報を受信し、当該固定無線局１５をアンカーとして移動体制御情報の通信を開始する。一方、初期接続要求に対する応答がネガティブであれば、再度、固定無線局１５をサーチする。
【０１３２】
無線デジタル信号受信処理部３１１は、入力されるデジタル受信信号を用いて、無線伝搬路応答を推定し、推定された無線伝搬路応答を用いて無線伝搬路の影響を受けた受信信号の振幅位相を補償し、補償された受信信号の振幅位相に載せられた情報をビット列に戻す復調処理を行い、復調処理後のビット列に対して送信側のインターリーブの逆処理を行うデインターリーブ、リピティションによって送信側で繰り返されたビットを合成する。
【０１３３】
ビットレベルで受信信号を合成した後、ビタビ復号法などの誤り訂正復号を行い、同出力に付与されているＣＲＣを検査することでビット誤りの有無を判定する。無線デジタル信号受信処理部３１１は、少なくとも、ＣＲＣを除いた推定送信ビット系列と、誤りの有無を示すＣＲＣ検査結果を出力する。
【０１３４】
無線デジタル信号受信処理部３１１は、前述したデータ信号に関する復号処理だけでなく、固定無線局１５から受信する無線信号に対するタイミング同期を行う。無線信号として、データ信号の前に受信側で既知のプリアンブル信号を付与し、プリアンブル信号に対するスライディング相関演算結果に基づいて無線信号の受信タイミングを推定し、同タイミングからデータ信号先頭の時間位置を特定してデータ信号を抽出する。
【０１３５】
また、無線デジタル信号受信処理部３１１は、アンカーとして接続した固定無線局１５が送信した無線信号受信タイミングに基づいて、スロット及びフレームタイミングを調整する。つまり、移動無線局２４のスロットタイミングより固定無線局１５からの信号の受信タイミングが早い場合、移動無線局２４のスロットタイミングを早める。逆も同様にスロットタイミングを調整する。
【０１３６】
情報分割処理部３１２は、下り移動体制御用スロットに含まれる移動体制御情報と無線リソース制御情報とを分離し、移動体制御情報を下り伝送バッファ３１３へ出力し、無線リソース制御情報をリソース割り当て制御部３０９へ出力する。
【０１３７】
下り伝送バッファ３１３は、移動体制御情報伝送装置２２へ伝送する移動体制御情報を一時的に格納するためのバッファであり、情報分割処理部３１２が出力する移動体制御情報を格納する。本実施例では、ネットワークインターフェース部３０１が、複数装置との間の入出力に共用されているため、複数装置との間の通信でのタイミング競合を避けるため、適切な送信タイミングまで情報を待たせる機能を有する。
【０１３８】
下り伝送バッファ３１４は、下りの非制御情報を一時的に格納するバッファであり、無線デジタル信号受信処理部３１１が出力する下り非制御情報のうち、ＣＲＣによる誤りが検出されなかった情報を格納する。
【０１３９】
無線デジタル信号受信部３０５は、無線デジタル信号送信処理部３０４から入力されたベースバンドデジタル信号に、デジタルアナログ変換、ベースバンドから高周波信号への変換、高周波信号の出力の増幅処理を行う。なお、アンテナ２５の手前には送受信を切り替えるスイッチを設ける。
【０１４０】
アンテナ２５が受信した無線アナログ信号は、前述したスイッチによって受信信号処理側に流され、入力された微弱な信号の増幅、高周波信号からベースバンド信号への変換、アナログデジタル変換処理を実行し、無線デジタル信号受信処理部３１１へ出力する。
【０１４１】
図１１は、本実施例の報知用スロットで伝送する情報の構成例を示す図である。
【０１４２】
各固定無線局は、当該固定無線局をアンカーとする移動無線局全体及び当該固定無線局に初期接続を試みる移動無線局２４を対象に、共通に通知すべき内容を報知用スロットで通知する。
【０１４３】
固定無線局の識別子４０１は、送信元である固定無線局１５の識別子である。
フレーム番号４０２は、移動無線局２４が固定無線局１５とフレーム同期を行うために使用される。固定無線局１５はフレーム番号を、適切な桁数（例えば８ｂｉｔｓ）で設定しておき、オーバーフローしないように最大値の次は０にリセットするとよい。
【０１４４】
フレーム内スロット用途情報４０３は、図６で説明したとおりである。
【０１４５】
動的スロット割り当て結果４０４は、固定無線局１５側がスロットを動的に割り当てた結果であり、スロット毎に割り当てられた移動無線局２４の識別子を格納する。情報伝送スロットは動的に割り当てられ、報知用スロット、初期接続用スロット、移動体制御スロットは動的に割り当てが変わらないので、情報伝送スロットには移動無線局２４の識別子が格納されない。このため、特定の識別子（たとえば０ｘＦＦ）を設定し、当該スロットが動的スロット割り当ての対象外であることを示すとよい。
【０１４６】
ここで、移動無線局２４の識別子の桁数が大きい場合、固定無線局１５内で一時的な識別子を割り当ててもよい。この場合、移動無線局２４が割り当てられた一時的な識別子を認識する必要がある。また、この識別子は、利用可能な情報伝送用スロットを移動無線局２４ごとに示すため、アンカー固定無線局１５において一時的な識別子を割り当てる。
【０１４７】
移動無線局２４に対する一時的な識別子は、無線システム制御装置１３が初期接続要求受信時及びハンドオーバ要求受信時に割り当てる。割り当て情報は、図８に示す無線リソース制御情報に、アンカー固定無線局の固定無線局１５の一時的な移動無線局２４の識別子を追加することで、最終的に移動無線局２４に対して一時識別子の割り当て結果を通知できる。
【０１４８】
周波数ホッピングを適用する場合、当該固定無線局１５の周波数ホッピング規則に関する情報も報知スロットで移動無線局２４へ報知する。
【０１４９】
なお、フレーム番号４０２とフレーム内スロット用途情報４０３は、移動無線局２４が復号して得た情報に基づく制御を行うため、次のフレームからに適用される。例えば、フレーム番号１で伝送されるフレーム番号４０２とフレーム内スロット用途情報４０３はフレーム番号２から適用される。
【０１５０】
図１２は、本実施例の初期接続要求及び応答の構成例を示す図である。
【０１５１】
初期接続要求は、移動無線局２４がアンカー候補となる固定無線局１５に対して、当該固定無線局１５の上り初期接続用スロットを用いて送信する。初期接続要求の内容は、図１２（Ａ）に示すように、移動無線局（ＭＲＳ）の識別子４１１と、送信先となる固定無線局（ＦＲＳ）１５の識別子４１２が必須項目であり、移動無線局の位置情報４１３は、無線システム制御装置１３が移動無線局２４の位置情報に基づいて接続先の固定無線局１５を選択する場合に使用する。固定無線局の識別子４１２は、固定無線局１５のサーチ実施時に、受信電力が最も大きい無線信号の送信元である固定無線局１５の報知スロットに含まれる固定無線局１５の識別子が記録される。
【０１５２】
初期接続要求に対する応答は、図１２（Ｂ）に示すように、無線システム制御装置１３が決定したアンカー固定無線局の識別子４２１と、本応答を受信すべき移動無線局の識別子４２２と、応答がポジティブかネガティブかを示す応答本体４２３と、無線システム制御装置１３が生成したリソース割り当て情報及びハンドオーバ情報が含まれる無線リソース制御情報４２４で構成される。
【０１５３】
アンカー固定無線局の識別子４２１には、無線システム制御装置１３による割り当て結果が記録されるため、必ずしも初期接続要求に対する応答の送信元の固定無線局１５の識別子と一致するとは限らない。アンカー固定無線局の識別子４２１と応答の送信元の固定無線局１５の識別子とが一致しない場合、移動無線局２４は無線システム制御装置１３に指示された固定無線局１５との通信を開始する。
【０１５４】
移動無線局の識別子４２２は、複数の移動無線局２４が同時に接続要求を発行した時に、無線システム制御装置１３が受け入れた移動無線局２４を一意に特定するために記録される。この識別子が自身の識別子と一致しなかった移動無線局２４は、初期接続が無線システム制御装置１３に受け入れられなかったと判断し、再度接続要求を送信する。無線リソース制御情報に４２４の内容は図８で示したものと同一である。
【０１５５】
図１３は、本実施例の移動体制御スロットで伝送する情報の構成例を示す図である。
【０１５６】
移動無線局２４から固定無線局１５に送信する移動体制御スロットは、図１３（Ａ）に示すように、移動体制御情報としての移動無線局位置４３１と、ハンドオーバ判定情報としてのハンドオーバトリガ４３２を少なくとも含む。ハンドオーバトリガ４３２には、移動無線局２４におけるハンドオーバ条件判定の結果、条件を満たしている場合にＹｅｓ、満たしていない場合にＮｏが記録される。
【０１５７】
固定無線局１５から移動無線局２４に送信する移動体制御スロットは、図１３（Ｂ）に示すように、無線システムよりも上位レイヤで移動体制御情報伝送装置１１、２２間でやり取りされる移動体を制御するための移動体制御情報４４１と、図８に示す無線リソース制御情報４４２とを含む。
【０１５８】
移動無線局位置４３１及び移動体制御情報４４１に関しては、移動体制御システムに依存するもので、例えば、非特許文献１には移動体制御での情報のやり取りの一例が示されており、やり取りされる情報を両方の移動体制御情報伝送装置１１、２２が解釈できる形式にエンコードする。
【０１５９】
図１４は、本実施例のリソース割り当て要求及びハンドオーバ要求の構成例を示す図である。
【０１６０】
リソース割り当て要求及びハンドオーバ要求は、固定無線局１５から無線システム制御装置１３に送信されるメッセージである。このメッセージに対しては明示的な応答はなされず、要求を受けた無線システム制御装置１３が固定無線局１５へ送信する、当該移動無線局２４に関する更新されたリソース制御情報を応答の代わりとしている。
【０１６１】
各メッセージは、メッセージがリソース割り当て要求かハンドオーバ要求かを一意に示すメッセージ識別子４５１、４６１と、メッセージ送信元の固定無線局の識別子４５２、４６２と、リソース割り当て又はハンドオーバ対象の移動無線局２４の識別子４５３、４６３とを含む。メッセージ識別子は、無線システム内でメッセージの種類ごとに一意の値を定義する。
【０１６２】
図１５は、本実施例の固定無線局１５及び移動無線局２４の装置構成の例を示す図である。
【０１６３】
固定無線局１５と移動無線局２４は、同一のハードウェア構成を取ることが可能である。
【０１６４】
ネットワークインターフェース部５０１は、移動体制御情報伝送装置１１、非制御情報伝送装置１２、（固定無線局１５の場合は無線システム制御装置１３も）などの外部装置との間で、定められた通信方式に従って有線又は無線で通信する装置であり、当該通信方式で使用する物理層、データリンク層、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉｕｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）層などの下位レイヤを処理するモデム機能を有する。市販されているモデム機能を有するチップやボードなどを利用できる。ネットワークインターフェース部５０１は、図９のネットワークインターフェース部２０１及び図１０のネットワークインターフェース部３０１に対応する。
【０１６５】
無線制御演算部５０２は、地上無線局及び移動無線局内でリソース割り当て管理やメッセージ伝送などのフレーム単位の無線制御を実施し、ＣＰＵなどの演算装置により実現可能である。無線制御演算部５０２は図９の多重化処理部２０３、初期接続応答の生成処理部２０７、スロット割り当て管理処理部２０８、動的割り当て処理部２１０、初期接続要求処理部２１２及び情報分割処理部２１３に対応し、図１０のバッファ読み出し処理部３０３、多重化処理部３０７、ハンドオーバ判定処理部３０８、リソース割り当て制御部３０９、初期アクセス処理部３１０及び情報分割処理部３１２に対応する。
【０１６６】
無線デジタル信号処理部５０３は、ＦＰＧＡなどリアルタイム処理に適する演算装置で実現可能である。無線デジタル信号処理部５０３は、図９の無線デジタル信号送信処理部２０４及び無線デジタル信号受信処理部２１１に対応し、図１０の無線デジタル信号送信処理部３０４及び無線デジタル信号受信処理部３１１に対応する。
【０１６７】
無線アナログ信号処理部５０４は、ベースバンドデジタル信号と高周波アナログ信号との変換機能を有し、Ａ／Ｄ（アナログデジタル）変換器、Ｄ／Ａ（デジタルアナログ）変換器、フィルタ、ミキサ、アンプなどを有する無線通信モジュールである。本実施例ではＴＤＤ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｄｕｐｌｅｘ）通信を想定しているため、送信と受信を切り替えるスイッチをアンテナ側に備える。高周波アナログ信号はアンテナ（１６、２５）を介して送受信される。
【０１６８】
無線制御演算部５０２、無線デジタル信号処理部５０３及び無線アナログ信号処理部５０４のうち、プログラム可能なデバイスに関するプログラムは５１１のプログラム用メモリに格納されている。電源を遮断してもメモリの記憶内容がクリアされず、電源投入後直後にメモリ内容を無線制御演算部５０２、無線デジタル信号処理部５０３及び無線アナログ信号処理部５０４へ書き込むため、不揮発性のメモリの利用が望ましい。
【０１６９】
プログラム格納メモリ５１０は、プログラムの書き込み制御を実行する。プログラム格納メモリ５１０は電源投入後に、装置を起動するためにブートシーケンスを実行する。ブートシーケンスの過程で、プログラム格納メモリ５１０内に格納されたプログラムの内容をデータ伝送バス５０９を通して無線制御演算部５０２、無線デジタル信号処理部５０３及び無線アナログ信号処理部５０４へ書き込む。プログラム格納メモリ５１０はＣＰＵなどの演算装置と記憶装置で実現可能である。
【０１７０】
バッファ５０５はネットワークインターフェース部に備わる記憶領域であり、揮発性のメモリで構成する。バッファ５０５は、移動体制御情報伝送装置１１、非制御情報伝送装置１２及び無線システム制御装置１３から固定無線局１５や移動無線局２４へ伝送された情報系列や、逆方向（移動無線局２４から固定無線局１５）に伝送される情報系列を一時的に格納する。バッファ５０５は、図９に示す下り伝送バッファ２０２、バッファ２０６、下り伝送バッファ２０９、上り伝送バッファ２１４、送信バッファ２１５及び上り伝送バッファ２１６に対応し、図１０に示す上り伝送バッファ３０２、３０６及び下り伝送バッファ３１３、３１４に対応する。
【０１７１】
バッファ５０６は、フレームのタイミングで動作する無線制御演算部５０２とリアルタイムで駆動する無線デジタル信号処理部５０３との間でデータを受け渡すバッファであり、揮発性のメモリで構成する。無線制御演算部５０２から無線デジタル信号処理部５０３へは、フレーム内の各スロットで伝送する情報ビット系列を書き込む。無線デジタル信号処理部５０３から無線制御演算部５０２へは、フレーム内の各スロットに関する無線信号を復号して得られた情報ビット系列と、ＣＲＣによる誤り検出結果を書き込む。
【０１７２】
ワーキングメモリ５０７、５０８は、それぞれ無線制御演算部５０２及び無線デジタル信号処理部５０３が使用するワーキングメモリであり、無線制御及び無線信号処理に必要な情報をそれぞれワーキングメモリ５０７、５０８に書き込んで自ら参照する。ワーキングメモリ５０７、５０８は揮発性メモリで構成する。
【０１７３】
図１６は、本実施例のスロット内部の構成例を示す図である。
【０１７４】
プリアンブル６０１は、スロット先頭のタイミング推定に用いられる。システム内のすべての固定無線局１５及び移動無線局２４が同一のプリアンブル系列を用いる。
【０１７５】
プリアンブル６０２は正しい送信元の特定に用いられる。固定無線局１５の識別子毎、少なくとも近接する固定無線局１５の識別子間で一意のプリアンブルを定義する。移動無線局２４は、スロット毎に送信宛先の固定無線局１５の識別子のプリアンブルを送信する。固定無線局１５の識別子毎に固有のプリアンブル系列は、例えば、特許文献２に開示されているＧｏｌｄ系列を用いて生成できる。
【０１７６】
このようなプリアンブルの構成によって、プリアンブル６０１で推定したスロット先頭タイミングが、正しい送信元が送信したプリアンブルに基づくか、偽の送信元が送信したプリアンブルに基づくかを、無線デジタル信号受信処理部３１１で判定することができ、誤ったタイミングで６０３の無線信号の復号失敗のリスクを下げる。
無線デジタル信号受信処理部（図９に示す無線デジタル信号受信処理部２１１、及び図１０に示す無線デジタル信号受信処理部３１１）は、プリアンブル６０１にスライディング相関演算を実施し、相互相関値が高いタイミングをスロット先頭と判定する。
【０１７７】
推定したスロット先頭タイミングからプリアンブル６０１の長さだけ後ろにプリアンブル６０２の先頭が存在すると仮定し、同先頭タイミングからプリアンブル６０２に関する相関演算を実施する。
【０１７８】
プリアンブル６０１に関する相関演算結果を考慮し、プリアンブル６０２に関する相関演算結果が小さい場合、プリアンブル６０１で推定したスロット先頭タイミングは誤ったタイミングであると判定し、プリアンブル６０１を用いてスロット先頭タイミングを再度推定する。プリアンブル６０２に関する相関演算結果が十分に大きいと判定されると、正しい送信元が送信した無線信号への同期に成功したと受信側で判断する。
【０１７９】
無線信号の本体６０３は、移動体制御情報伝送装置１１、非制御情報伝送装置１２、無線システム制御装置１３が生成した情報系列を無線信号に変調したものに相当する。
【０１８０】
ガードタイム６０４はスロット間に設けられており、送信タイミング及び無線伝搬時間の機器間のずれを吸収するための無線信号無送信区間である。
【０１８１】
図１７は、本実施例の無線システム制御装置１３の構成例を示す図である。
【０１８２】
無線システム制御装置１３は、複数の固定無線局１５を統括する上位装置として機能する。
【０１８３】
ネットワークインターフェース部７０１は、図９や図１０に示すネットワークインターフェース部２０１、３０１と同等の機能を有する。
【０１８４】
受信メッセージバッファ７０２は、固定無線局１５から送信されるメッセージを一時蓄積するバッファである。固定無線局１５からは、図１４に示すハンドオーバ要求及びリソース割り当て要求が送信されるため、受信メッセージ処理部７０３にてメッセージ処理が完了するまで受信メッセージを一時的に格納する。
【０１８５】
受信メッセージ処理部７０３は、受信メッセージバッファ７０２に蓄積されたハンドオーバ要求及びリソース割り当て要求を入力順に処理する。ハンドオーバ要求は複数の固定無線局１５から送信されるが、同一の移動無線局２４に関するハンドオーバ要求は先着優先のポリシーで処理するため、後着のハンドオーバ要求メッセージを破棄する。
【０１８６】
また、受信メッセージ処理部７０３は、リソース割り当て要求に対して当該移動無線局２４に対する無線リソースの新規割り当て、ハンドオーバ要求に対して当該移動無線局に関する無線リソースの割り当て更新処理として動作する。
【０１８７】
無線リソースの新規割り当て時には、まずアンカーとなる固定無線局１５を決定する。移動無線局２４での受信電力に基づいて決定する場合、リソース割り当て要求に含まれる固定無線局ＩＤが示す固定無線局１５をアンカーとする。移動無線局２４の位置情報に基づいて決定する場合、位置情報の範囲とアンカー固定無線局ＩＤの対応関係を示すアンカー固定無線局テーブル７０７を参照し、アンカー固定無線局を決定する。
【０１８８】
無線リソースの割り当ての更新時は、アンカー固定無線局毎の関連固定無線局テーブル７０５を参照して、アンカー固定無線局を変更する。関連固定無線局テーブル７０５は、アンカー固定基地局ごとに補助的な固定無線局ＩＤ、ハンドオーバ後にアンカーとする固定無線局ＩＤ、ハンドオーバ後に新規接続する固定無線局ＩＤの構造情報を少なくとも含み、システムの必要に応じて移動無線局２４の移動方向（列車の進行方向）毎に同様の構造をもつテーブルを複数持つとよい。
【０１８９】
受信メッセージ処理部７０３は、ハンドオーバ要求を受信すると、当該移動局のアンカー固定無線局ＩＤをスロット割り当て状況管理テーブル７０６から取得し、ハンドオーバ前のアンカー固定無線局ＩＤをインデックスとして、関連固定無線局テーブル７０５から、ハンドオーバ後にアンカーとする固定無線局ＩＤを参照して、ハンドオーバ後のアンカー固定無線局ＩＤを決定する。
【０１９０】
移動無線局２４の移動方向を計算するためには、図１３（Ａ）のＭＲＳ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎ４３１の値を固定無線局１５から移動体制御情報伝送装置１１だけでなく、無線システム制御装置１３に同報し、無線システム制御装置１３内で周期的に入力されるＭＲＳ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎの差分を計算することによって、移動方向を推定できる。
【０１９１】
以上の処理によって、ハンドオーバ後又は初期接続後のアンカー固定無線局が決定すると、当該アンカー固定無線局のＩＤをインデックスとして、関連固定無線局テーブル７０５から、補助的な固定無線局ＩＤを参照して、ハンドオーバ後に新規に接続される補助的な固定無線局ＩＤを図８のＨａｎｄｏｖｅｒ  ｃａｎｄｉｄａｔｅ  ＦＲＳ  ＩＤ１１０に記録して、インデックスとしたアンカー固定無線局ＩＤを図８のＡｎｃｈｏｒ  ＦＲＳ  ＩＤ１０１に記録する。
【０１９２】
ハンドオーバ条件（図８の１１１〜１１６）に定められるハンドオーバ条件情報はハンドオーバ条件格納テーブル７０４に格納されており、アンカー固定無線局毎にハンドオーバ条件（図８の１１１〜１１６）がそのまま格納されているため、格納されている情報をそのまま図８の該当フィールドへ記録する。
【０１９３】
最後に、図８の各固定無線局にスロットを割り当てる。例えば、固定無線局ＩＤとスロットＩＤの２次元マトリクス上の各マス目に、当該スロットが割り当てられた移動無線局ＩＤを一覧化したスロット割り当て状況管理テーブル７０６を参照して、スロットを割り当てられる。
【０１９４】
無線リソースの新規割り当て時は、図８のＡｎｃｈｏｒ  ＦＲＳ  ＩＤ１０１と全てのＳｕｐｐｌｅｍｅｎｔａｌ  ＦＲＳ  ＩＤ１０４、１０７とに関して、上りスロット及び下りスロットを割り当てる。このとき、既に他の移動無線局２４へ割り当て済みのスロットを回避しつつ、上りと下りの通信方向、及び該当する固定無線局１５の間で異なるスロットＩＤを割り当てる。
【０１９５】
割り当てに成功すれば、ポジティブなリソース割り当て要求への応答として、図８に示す無線リソース制御情報を、リソース割り当て要求元の固定無線局１５に送信する。割り当てに失敗した場合、図１４のメッセージと同様の形式で、Ｍｅｓｓａｇｅ  ＩＤがＲｅｓｏｕｒｃｅ  Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ  Ｆａｉｌｕｒｅ、ＦＲＳ  ＩＤがリソース割り当て要求元の固定無線局１５、ＭＲＳ  ＩＤがリソース割り当て要求に含まれているＭＲＳ
【０１９６】
ＩＤで構成されるネガティブメッセージをリソース割り当て要求元の固定無線局１５へ送信する。
【０１９７】
無線リソースの割り当て更新時は、関連固定無線局テーブル７０５から、ハンドオーバ前のアンカー固定無線局のＩＤを基準とした補助的な固定無線局ＩＤと当該アンカー固定無線局ＩＤで構成される第一のＩＤグループと、ハンドオーバ後のアンカー固定無線局のＩＤを基準とした補助的な固定無線局ＩＤと当該アンカー固定無線局ＩＤで構成される第二のＩＤグループを生成する。
【０１９８】
第一のＩＤグループに含まれ、かつ第二のＩＤグループに含まれない固定無線局（第一の固定無線局）に関する割り当てを削除し、第一のＩＤグループに含まれず、かつ第二のＩＤグループに含まれるＩＤの固定無線局（第二の固定無線局）に関する割り当てを実施する。
【０１９９】
その際、他移動無線局に割り当て済みでないスロットで、かつ第一のＩＤグループと第二のＩＤグループの双方に存在する固定無線局（第三の固定無線局群）に関する当該移動無線局に割り当て済みのスロットを回避するように割り当てる。
【０２００】
処理の順番としては、第二の固定無線局に関するスロット割り当てに成功した後に、第一の固定無線局に関するスロット割り当てを削除し、更新されたスロット割り当てを図８の形式にまとめて、第一の固定無線局と第二の固定無線局と第三の固定無線局群に無線リソース制御情報として送信する。このように、ハンドオーバが成功したケースでは、第一の固定無線局への送信は、図４の例で示した通り１回でよい。
【０２０１】
第二の固定無線局へのスロット割り当てに失敗した場合、図８に示すスロット割り当てを更新せず、直近に送信した内容と同一の無線リソース制御情報を、第一の固定無線局と第三の固定無線局群へ送信する。このようにハンドオーバが失敗した場合、同じハンドオーバ要求が入力されるため、その都度同じ処理を繰り返し実行する。但し、先着優先後着破棄のポリシーによって、後続するハンドオーバ要求が破棄されないように、図１４に示すハンドオーバ要求にシーケンス番号を付与することが望ましい。固定無線局１５毎かつ移動無線局毎にシーケンス番号を管理し、ハンドオーバ要求が新たに発行されるたびにシーケンス番号をインクリメントする。
【０２０２】
以上のように生成した無線リソース制御情報に、宛先の固定無線局１５のＩＤを示すヘッダを付与し、送信バッファ７０８へ順次書き込んで、該当する固定無線局１５に送信する。
【０２０３】
なお、ハードウェアとしては、ネットワークインターフェース部７０１は固定無線局１５や移動無線局２４と同様のデバイスでよく、受信メッセージバッファ７０２、ハンドオーバ条件格納テーブル７０４、関連固定無線局テーブル７０５、スロット割り当て状況管理テーブル７０６、アンカー固定無線局テーブルテーブル７０７、送信バッファ７０８はいずれも不揮発性のメモリ情に構成され、受信メッセージ処理部７０３を初期化するときに各テーブルやバッファを初期化する。受信メッセージ処理部７０３は、ＣＰＵなどの演算装置で構成できる。受信メッセージ処理部７０３のプログラムを格納するメモリや、書き込み動作のためのブートシーケンスを動作させるプロセッサは、図１７には図示を省略しているが、図１５と同様のもので実現できる。
【０２０４】
＜実施例２＞
実施例２では、固定無線局１５の数が多いシステムにおいて、一台の無線システム制御装置１３が全ての固定無線局１５を管理できず、複数台の無線システム制御装置１３を導入する場合のハンドオーバの実施例を示す。
【０２０５】
無線システム制御装置１３が１台の場合と複数台の場合とでは、バックボーンネットワーク側の振る舞いが異なる。固定無線局１５と移動無線局２４との間の無線通信は実施例１と同じである。換言すると、移動無線局２４は、どの無線システム制御装置１３に管理されているか意識せずに動作する。
【０２０６】
より具体的には、複数台化で影響を受けるのは、固定無線局１５と無線システム制御装置１３との間でやり取りされる無線リソース割り当て要求及びハンドオーバ要求を受信した無線システム制御装置１３の動作と、無線リソース制御情報を固定無線局１５に配信する動作の２点である。
【０２０７】
無線リソース制御情報は、配信先となる固定無線局１５が、無線リソース制御情報を生成した無線システム制御装置１３自身でない場合、配信先の固定無線局１５を管掌する無線システム制御装置１３を介して配信先の固定無線局１５へ届けられる。正しい固定無線局１５へ無線リソース制御情報を転送するため、無線リソース制御情報のヘッダとして経由する無線システム制御装置１３及び固定無線局１５の識別子を付与し、受信側の固定無線局１５でヘッダを排除する仕組みを導入することが望ましい。
【０２０８】
無線リソース割り当て要求及びハンドオーバ要求を受信した無線システム制御装置１３が、自身が管掌しない固定無線局１５のスロット割り当てを必要とする場合、当該固定無線局１５を管掌する無線システム制御装置１３にスロット割り当て要求を送信する。
【０２０９】
このスロット割り当て要求には、すでに管掌下の固定無線局１５へ割り当て済みのスロット番号を含めておき、このスロット割り当て要求を受信した無線システム制御装置１３が、割り当て済みのスロットへの重複割り当てを回避したうえで、スロットを割り当て可能かを判定する。スロットを割り当て可能であれば、Ｐｏｓｉｔｉｖｅ応答と管掌下の固定無線局１５ごとに割り当てたスロット番号を返信し、スロットを割り当て不可能であれば、Ｎｅｇａｔｉｖｅ応答を返信する。
【０２１０】
無線システム制御装置１３は、管掌下の固定無線局１５をアンカーとする移動無線局２４に関するチャネル割り当て情報を管理しているが、同一の無線スロットへ複数の移動無線局２４の重複した割り当てを避けるため、管掌外の移動無線局２４との間で貸し借りしているチャネル割り当て情報も併せて管理する。
【０２１１】
以上に説明したように、本発明の実施例によると、無線システム制御装置１３によって制御される複数の固定無線局１５は、割り当てられた全ての無線通信チャネルを使用して移動無線局２４へ移動体制御情報を伝送し、移動無線局２４は、割り当てられた無線通信チャネルの一部又は全てを使用して固定無線局１５へ前記移動体制御情報を伝送する。換言すると、少なくとも２以上の固定無線局１５は、時分割や周波数分割によって互いに異なる無線チャネルを割り当てられ、同じ内容の移動体制御情報をそれぞれの無線チャネルを介して移動無線局２４へ対して伝送可能に構成される。特に、複数の固定無線局１５が、互いに異なる無線チャネルを割り当てられ、これらの無線チャネルを介して移動無線局２４にプリアンブル信号をそれぞれ送信することによって、一つの移動無線局２４に対して複数の固定無線局１５が通信可能となっている状態を形成する。また、移動無線局２４は、複数の固定無線局１５が少なくとも２以上の異なる無線チャネルを介して送信する信号のうち、移動体制御情報を通信するに適した信号を検出、例えば受信強度が所定の閾値以上の信号を特定し、この信号の伝送に用いられた無線チャネルで通信を確立するように構成される。このため、固定無線局１５と移動無線局２４との間で常時１以上の無線チャネルを用いて移動体制御情報を双方向伝送するので、無線環境が変化しても無線通信が不安定化を抑制でき、移動体制御用の無線通信を安定的に提供できる。また、一部の固定無線局１５が停止したり、無線伝搬路の影響で無線信号が減衰しても、双方向伝送を維持でき、移動体制御に関わる情報の安定的に双方向伝送でき、移動体の走行の安全性を担保できる。また、前述するような無線通信システムを無線式列車制御に適用することによって、例えば、もし無線電波環境が悪化し一つの無線基地局において車上無線局との通信が困難となっても、他の無線基地局との通信が確立され通信が継続できるため、信頼性が高い列車制御が実現できる。
【０２１２】
また、移動無線局２４は、少なくとも一つの固定無線局１５との間で割り当てられている無線通信チャネルを維持し、他の固定無線局１５との間で割り当てられている無線通信チャネルを解放し、ハンドオーバ前には無線通信チャネルが割り当てられていない１又は複数の固定無線局１５との間で割り当てられる無線通信チャネルを使用するので、ハンドオーバ中でも一部の無線チャネルが維持され、ハンドオーバ時に通信停止又は通信開始する無線チャネルの通信品質が低下しても、移動体制御情報を安定的に双方向伝送できる。
【０２１３】
また、移動体制御情報を双方向伝送する無線通信チャネルは、ある一つの移動無線局２４の通信相手となる複数の固定無線局１５の間で重複せず、かつ、上り通信と下り通信とで重複しないように割り当てられるので、複数ある無線通信チャネル間の独立性が担保され、一部の無線通信チャネルが干渉等により影響を受けても、チャネル間のダイバーシチ効果により影響を軽減し、移動体制御情報を安定的に双方向伝送できる。
【０２１４】
また、移動無線局２４に対する前記無線通信チャネルの割り当て結果を含むチャネル割り当て情報を、当該移動無線局２４との間で無線チャネルが割り当てられている全ての固定無線局１５から伝送するので、同一のチャネル割り当て情報を複数の無線通信チャネルにて伝送して、チャネル割り当て情報の不達による影響を軽減し、移動体制御情報を安定的に双方向伝送できる。
【０２１５】
また、更新されたチャネル割り当て情報を移動無線局２４に伝送することによって、移動無線局２４の通信相手となる固定無線局１５を切り替えるハンドオーバを実施するので、ハンドオーバの有無によらず移動無線局２４は常に同一のオペレーションで動作可能となるため、ハンドオーバに関する特別な処理を設ける必要がなく、移動無線局２４の動作制御を簡素化できる。
【０２１６】
また、上位装置（無線システム制御装置１３）は、チャネル割り当て情報を保持し、保持されたチャネル割り当て情報を参照して、ある一つの移動無線局２４の通信相手となる複数の固定無線局１５の間で同一の無線チャネルが割り当てられないように、移動無線局２４に無線チャネルを割り当て、割り当て結果を含むチャネル割り当て情報を生成して、上位装置１３から固定無線局１５へ伝送するので、固定無線局１５の間で割り当て済みの無線通信チャネルの問い合わせが不要となり、バックボーンネットワーク１４のトラフィックを削減でき、固定無線局１５の演算処理やメッセージ処理を簡素化できる。
【０２１７】
また、移動無線局２４に関するチャネル割り当て情報は、移動体制御情報伝送用に割り当てられている無線チャネルを用いて、移動無線局２４へ伝送される移動体制御情報と多重化して、複数の固定無線局１５から伝送される。すなわち、周期的に通信が行われる移動体制御用の無線通信チャネルにてチャネル割り当て情報を多重化して伝送するので、特別なチャネルを設けることなく、移動無線局２４に対して最新の無線通信リソース割り当て状態を通知でき、結果として固定無線局１５と移動無線局２４との間の状態不一致に伴う通信不良を抑制でき、移動体制御情報を安定的に双方向伝送できる。
【０２１８】
また、移動無線局２４は、移動体制御情報を伝送する無線チャネルの受信電力に基づいて、移動体制御情報の伝送先となる固定無線局１５を決定するので、移動体制御情報を確実に伝送できるチャネルを選択でき、定められた１台の固定無線局１５に上り移動体制御情報を繰り返し送信するより、移動体制御情報を安定的に双方向伝送できる。
【０２１９】
また、移動無線局２４は、固定無線局１５から伝送されるハンドオーバ判定条件に従って、ハンドオーバを実施するかを判定し、ハンドオーバ実施の判定結果を固定無線局１５へ伝送する。すなわち、ハンドオーバの条件は固定側で集約的に決定し、ハンドオーバの判定は移動側で分散して判定するので、固定側の負荷を抑制しつつ、ハンドオーバを集中的に管理できる。
【０２２０】
また、ハンドオーバ判定条件は、固定無線局１５から移動体制御情報を伝送する無線信号の受信電力、及び移動無線局２４の位置情報の少なくとも一つを含むので、様々なハンドオーバ条件を組み合わせて、無線通信システムの実態に合わせた適切なハンドオーバ条件を定義できる。
【０２２１】
また、ハンドオーバ判定条件は、下りの移動体制御情報伝送用の無線チャネルを用いて、下りの移動体制御情報と多重化して、固定無線局１５から伝送され、ハンドオーバ判定結果は、上りの移動体制御情報伝送用の無線チャネルを用いて、上りの移動体制御情報と多重化して、固定無線局１５へ伝送されるので、周期的に通信が行われる移動体制御用の無線通信チャネルにてハンドオーバ判定条件及びハンドオーバ判定結果を多重化して伝送することによって、特別なチャネルを設けることなく、固定無線局１５と移動無線局２４との間で最新のハンドオーバ判定条件及びハンドオーバ判定結果を共有でき、結果として固定無線局１５と移動無線局２４との間の状態不一致に伴う通信不良を抑制でき、移動体制御情報を安定的に双方向伝送できる。
【０２２２】
なお、本発明は前述した実施例に限定されるものではなく、添付した特許請求の範囲の趣旨内における様々な変形例及び同等の構成が含まれる。例えば、前述した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに本発明は限定されない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えてもよい。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えてもよい。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をしてもよい。
【０２２３】
また、前述した各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等により、ハードウェアで実現してもよく、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し実行することにより、ソフトウェアで実現してもよい。
【０２２４】
各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリ、ハードディスク、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ）等の記憶装置、又は、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に格納することができる。
【０２２５】
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、実装上必要な全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には、ほとんど全ての構成が相互に接続されていると考えてよい。
【符号の説明】
【０２２６】
１１…移動体制御情報伝送装置   
１２…非制御情報伝送装置
１３…無線システム制御装置
１４…バックボーンネットワーク
１５…固定無線局
１６…固定無線局に付随するアンテナ
２１…移動体
２２…移動体側の移動体制御情報伝送装置
２３…移動体側の非制御情報伝送装置
２４…移動無線局
２５…移動体側のアンテナ
３１…双方向無線通信チャネル
３２…アップリンク用無線通信リソース
３３…ダウンリンク用無線通信リソース
３４…当該移動無線局との通信以外の用途に割り当てられた無線通信リソース
３５…ハンドオーバに伴い解放された無線通信リソース
４１…無線システム制御装置の内部処理
４２…無線リソース制御情報の伝送
４３…下り伝送に関する固定無線局の内部処理
４４…移動体制御情報と無線リソース制御情報を多重化した無線信号伝送
４５…移動無線局の内部処理
４６…移動体制御情報とハンドオーバ判定情報を多重化した無線信号伝送
４７…上り伝送に関する固定無線局の内部処理
５１…無線フレーム
５２…アクセス制御用スロット群
５３…移動体制御用スロット群
５４…情報伝送用スロット群
５５…無線スロット
５６…フレーム内スロットの用途情報
６１…固定無線局が送信する報知スロット
６２…固定無線局サーチ処理
６３…初期接続要求
６４…初期接続要求の復号
６５…無線リソース割り当て要求
６６…初期接続要求を発行した移動無線局に対する無線リソース制御情報生成
６７…無線リソース制御情報通知（無線リソース割り当て要求の応答）
６８…無線リソース制御情報通知
６９…初期接続要求に対する応答の送信処理
７０…初期接続要求に対する応答
７１…初期接続要求の応答解析
７２…初期接続完了後の通常の通信オペレーション
８１…フレーム内スロット毎の用途情報
１０１…アンカー固定無線局の識別子
１０２…アンカー固定無線局にて移動無線局に割り当てた上りフレーム内スロット番号
１０３…アンカー固定無線局にて移動無線局に割り当てた下りフレーム内スロット番号
１０４…補助固定無線局＃１の識別子
１０５…補助固定無線局＃１にて移動無線局に割り当てた上りフレーム内スロット番号
１０６…補助固定無線局＃１にて移動無線局に割り当てた下りフレーム内スロット番号
１０７…補助固定無線局＃２の識別子
１０８…補助固定無線局＃２にて移動無線局に割り当てた上りフレーム内スロット番号
１０９…補助固定無線局＃２にて移動無線局に割り当てた下りフレーム内スロット番号
１１０…ハンドオーバ先候補の固定無線局の識別子
１１１…ハンドオーバ判定条件のうち有効条件のビットマップ
１１２…アンカー固定無線局が送信する無線信号の受信電力に関する閾値
１１３…補助固定無線局＃１が送信する無線信号の受信電力に関する閾値
１１４…補助固定無線局＃２が送信する無線信号の受信電力に関する閾値
１１５…ハンドオーバ候補の固定無線局が送信する無線信号の受信電力に関する閾値
１１６…ハンドオーバトリガをかける移動無線局の位置情報
２０１…ネットワークインターフェース部
２０２…移動体制御情報の下り伝送バッファ
２０３…多重化処理部
２０４…無線デジタル信号送信処理部
２０５…無線アナログ信号送受信処理部
２０６…無線リソース制御情報等を一時蓄積するバッファ
２０７…初期接続応答の生成処理部
２０８…スロット割り当て管理処理部
２０９…非制御情報の下り伝送バッファ
２１０…動的割り当て処理部
２１１…無線デジタル信号受信処理部
２１２…初期接続要求処理部
２１３…情報分割処理部
２１４…非制御情報の上り伝送バッファ
２１５…無線システム制御装置への送信バッファ
２１６…移動体制御情報の上り伝送バッファ
３０１…ネットワークインターフェース部
３０２…非制御情報の上り伝送バッファ
３０３…バッファ読み出し処理部
３０４…無線デジタル信号送信処理部
３０５…無線アナログ信号送受信処理部
３０６…移動体制御情報の上り伝送バッファ
３０７…多重化処理部
３０８…ハンドオーバ判定処理部
３０９…リソース割り当て制御部
３１０…初期アクセス処理部
３１１…無線デジタル信号受信処理部
３１２…情報分割処理部
３１３…移動体制御情報の下り伝送バッファ
３１４…非制御情報の下り伝送バッファ
４０１…固定無線局の識別子
４０２…フレーム番号
４０３…フレーム内スロット用途情報
４０４…フレーム内スロットの動的スロット割り当て結果
４１１…移動無線局の識別子
４１２…初期接続要求の送信先となる固定無線局の識別子
４１３…移動無線局の位置情報（Ｏｐｔｉｏｎａｌ）
４２１…アンカーとなる固定無線局の識別子
４２２…初期接続要求の応答の送信先となる移動無線局の識別子
４２３…初期接続要求の応答
４２４…無線リソース制御情報
４３１…上りの移動体制御情報としての移動無線局位置情報
４３２…ハンドオーバ判定情報としてのハンドオーバ実行判定結果
４４１…下りの移動体制御情報
４４２…無線リソース制御情報
４５１…リソース割り当て要求のメッセージ識別子
４５２…リソース割り当て要求を発行した固定無線局の識別子
４５３…リソース割り当て対象となる移動無線局の識別子
４６１…ハンドオーバ要求のメッセージ識別子
４６２…ハンドオーバ要求を発行した固定無線局の識別子
４６３…ハンドオーバ実行対象の移動無線局の識別子
５０１…ネットワークインターフェース部
５０２…無線制御演算部
５０３…無線デジタル信号処理部
５０４…無線アナログ信号処理部
５０５…ネットワークインターフェース部を介して外部装置との通信で使用するバッファ
５０６…無線制御演算部と無線デジタル信号処理部との間でデータを受け渡すバッファ
５０７…無線制御演算部のワーキングメモリ
５０８…無線デジタル信号処理部のワーキングメモリ
５０９…データ伝送バス
５１０…プログラム格納メモリ
５１１…ブートシーケンスを実行するプロセッサ
６０１…タイミング推定で用いるプリアンブル
６０２…プリアンブル送信元を特性するプリアンブル
６０３…情報ビット系列から生成した無線信号
６０４…スロット間ガードタイム
７０１…ネットワークインターフェース部
７０２…固定無線局からの受信メッセージバッファ
７０３…受信メッセージ処理部
７０４…アンカー固定無線局毎のハンドオーバ条件格納テーブル
７０５…アンカー固定無線局毎の関連固定無線局テーブル
７０６…固定無線局毎のスロット割り当て状況管理テーブル
７０７…位置情報の範囲に対応するアンカー固定無線局テーブル
７０８…無線リソース制御情報送信バッファ
【図１】
2019216297.tif 000003
【図２】
2019216297.tif 000004
【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】
2019216297.tif 000011
【図１０】
2019216297.tif 000012
【図１１】
2019216297.tif 000013
【図１２】
2019216297.tif 000014
【図１３】
2019216297.tif 000015
【図１４】
2019216297.tif 000016
【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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