(57)【要約】［課題］基地局の消費電力を低減できる、時分割多重アクセス方式を使う無線通信システム、基地局装置、移動局装置、及び無線通信制御方法を提供する。［解決手段］本発明に係る無線通信システムは、ＴＤＭＡ(Time Division Multiple Access)方式により通信を行う無線通信システムにおいて、移動局と、上記移動局と通信する基地局であって、周囲に上記移動局がない場合には通信接続に関わる制御情報を含む信号送信を停止している基地局と、を有する。
2016132741.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＴＤＭＡ(Time Division Multiple Access)方式により通信を行う無線通信システムにおいて、
移動局と、
前記移動局と通信する基地局であって、周囲に前記移動局がない場合には通信接続に関わる制御情報を含む信号送信を停止している基地局と、を有する無線通信システム。
【請求項２】
ＴＤＭＡスロットが、前記基地局の送信スロットと、前記移動局の送信スロットと、前記移動局の探索スロットとを含み、
前記移動局は、前記探索スロットにより前記基地局を探索する、請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記基地局は、前記移動局に対してマルチキャスト方式により情報伝送し、前記移動局は、前記基地局に対してユニキャスト方式により情報伝送する、請求項１又は請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記移動局は、基地局から到来する信号を検知し、新たな基地局から到来した信号が十分に安定なときには新たな基地局と接続を確立し、前記新たな基地局から到来した信号が十分に不安定なときには新たな基地局と接続を確立しない、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記移動局が所定数の基地局と接続されている状態で、前記新たな基地局から到来した信号が十分に安定なときには新たな基地局と接続を確立し、前記新たな基地局から到来した信号が十分に不安定なときには新たな基地局と接続を確立しない、請求項４に記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記移動局が所定数の基地局と接続されている状態で、新たな基地局と接続を確立したときには、既接続の基地局から前記新たな基地局へと接続を切り替える、請求項５に記載の無線通信システム。
【請求項７】
ＴＤＭＡ(Time Division Multiple Access)方式により移動局と通信を行う基地局装置において、
周囲に前記移動局がない場合には通信接続に関わる制御情報を含む信号送信を停止している、基地局装置。
【請求項８】
移動局が他の基地局へ送信する信号を受信することにより、前記移動局の進入を監視する進入監視手段を有する、請求項７に記載の基地局装置。
【請求項９】
ＴＤＭＡ(Time Division Multiple Access)方式により基地局と通信を行う移動局装置において、
ＴＤＭＡスロットが、前記基地局の送信スロットと、移動局の送信スロットと、移動局の探索スロットとを含み、
前記探索スロットにより前記基地局を探索する、移動局装置。
【請求項１０】
ＴＤＭＡ(Time Division Multiple Access)方式により通信を行う基地局と移動局の無線通信制御方法において、
前記基地局は、周囲に前記移動局がない場合には通信接続に関わる制御情報を含む信号送信を停止している、無線通信制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システム、基地局装置、移動局装置、及び無線通信制御方法に関し、特に時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ：Time Division Multiple Access）方式を使う無線通信システム、基地局装置、移動局装置、及び無線通信制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の基地局が配置され、時分割多重通信により、移動局が隣接する基地局間を順次ハンドオーバしながら通信を継続する移動体通信方式が知られている（特許文献１）。この移動体通信方式では、時分割多重されたスロット番号を使用して、基地局と移動局の間で通信を行う。例えば、列車無線通信では、線路に沿って基地局を設置し、線路上を移動する列車（移動局）は、移動局が隣接する基地局間を順次ハンドオーバしながら通信を行っている。【０００３】
移動局は基地局に対する相対位置を刻々と変化させるので、移動局が現在接続している基地局との距離が大きくなれば、より近接した別の基地局への接続先の切り替え（ハンドオーバ）の必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１４１４０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
時分割多重アクセス方式を使う無線通信システムには、以下のような課題がある。【０００６】
例えば基地局が一時的な電池駆動のものである場合、頻繁な充電・電池の取り換えが困難である、という課題がある。この課題は、基地局が移動局とは異なり、移動が不可能であることに起因する。従って、基地局は移動局に比べて消費電力を抑制しなければならない。【０００７】
本発明の目的は、基地局の消費電力を低減できる、時分割多重アクセス方式を使う無線通信システム、基地局装置、移動局装置、及び無線通信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】
【０００８】
前記目的を達成するため、本発明に係る無線通信システムは、ＴＤＭＡ(Time Division Multiple Access)方式により通信を行う無線通信システムにおいて、
移動局と、
上記移動局と通信する基地局であって、周囲に上記移動局がない場合には通信接続に関わる制御情報を含む信号送信を停止している基地局と、を有する。【０００９】
本発明に係る基地局装置は、ＴＤＭＡ(Time Division Multiple Access)方式により移動局と通信を行う基地局装置において、
周囲に上記移動局がない場合には通信接続に関わる制御情報を含む信号送信を停止している。【００１０】
本発明に係る移動局装置は、ＴＤＭＡ(Time Division Multiple Access)方式により基地局と通信を行う移動局装置において、
ＴＤＭＡスロットが、上記基地局の送信スロットと、移動局の送信スロットと、移動局の探索スロットとを含み、
上記探索スロットにより上記基地局を探索する。【００１１】
本発明に係る無線通信制御方法は、ＴＤＭＡ(Time Division Multiple Access)方式により通信を行う基地局と移動局の無線通信制御方法において、
上記基地局は、周囲に上記移動局がない場合には通信接続に関わる制御情報を含む信号送信を停止している。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、基地局は移動局を探索し、周囲に移動局がない場合には通信接続に関わる制御情報を含む信号送信を停止するので、送信処理に係る消費電力を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の最上位概念の実施形態の無線通信システムを示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態による無線通信システムを示すブロック図である。
【図３Ａ】図２の移動局の動作を説明するためのフローチャートである。
【図３Ｂ】図２の基地局の動作の一例を説明するためのフローチャートである。
【図３Ｃ】図２の移動局の動作の一例を説明するためのフローチャートである。
【図４】移動体の経路と、基地局の配置方法を説明するための概観図である。
【図５】本実施形態の無線通信システムで用いる、標準的なＴＤＭＡスロット構成（１フレーム）である。
【図６】本実施形態の移動局の送受信装置を示すブロック図である。
【図７】本実施形態の基地局の送受信装置を示すブロック図である。
【図８】本実施形態のハンドオーバフローの一例を説明するためのシーケンス図である。
【図９】図８の初めの状況を示すタイムフレーム図及び空間図である。
【図１０】移動局が移動した後の状況を示すタイムフレーム図及び空間図である。
【図１１】本実施形態のハンドオーバフローの他の一例を説明するためのシーケンス図である。
【図１２】図１１の初めの状況を示すタイムフレーム図及び空間図である。
【図１３】第１移動局が移動した後の状況を示すタイムフレーム図及び空間図である。
【図１４】（ａ）は本発明の他の実施形態の移動局装置を示すブロック図であり、（ｂ）は本発明の他の実施形態の基地局装置を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図面中の矢印の向きは、一例を示すものであり、ブロック間の信号の向きを限定するものではない。
【００１５】
本発明の最上位概念の実施形態の無線通信システムを説明する。図１は、本発明の最上位概念の実施形態の無線通信システムを示すブロック図である。
【００１６】
図１の無線通信システムは、第１移動局１００１と、第２移動局１００２と、第１基地局２００１と、第２基地局２００２と、を有する。図１においては、第１移動局１００１、第１基地局２００１、第２移動局１００２、第２基地局２００２、と主に４つの通信者のみ記載しているが、実際にはこの両側にさらに複数の移動局及び基地局が存在し得る。例えば、図１のように、第Ｎ基地局２００Ｎなどが存在し得る。
【００１７】
第１移動局１００１、第２移動局１００２は経路を移動する。この経路上の移動に伴い、第１移動局１００１、第２移動局１００２は通信の接続先を、第１基地局２００１から第２基地局２００２へと切り替える。通信の接続先とは、情報を双方向に伝送する対象である。
【００１８】
図１では、例えば第１移動局１００１はまず第１基地局２００１と接続しており、その後第１基地局２００１及び第２基地局２００２と同時に接続している期間を経て、第１基地局２００１との通信を切断し、第２基地局２００２とのみ通信を行う状況に最終的に移行する。第２移動局１００２は逆に、まず第２基地局２００２と接続しており、第１基地局２００１及び第２基地局２００２と同時に接続している期間を経て、第１基地局２００１とのみ通信を行う状況に最終的に移行する。
【００１９】
本発明の実施形態では、ハンドオーバ時の不安定性を軽減する目的で、可能な限り、１つの移動局に対し同時に２つの基地局の接続を維持するよう、制御する。言い換えると、１つの移動局に対し所定数（所定数は２以上）の基地局の接続を維持するように、制御する。
【００２０】
図１の第１基地局２００１及び第２基地局２００２は、移動局を探索する。周囲に移動局が見つからない場合、第１基地局２００１及び第２基地局２００２は通信接続に関わる制御情報を含む信号送信を停止、すなわち停波する。これにより、本実施形態の基地局によれば、送信処理に係る消費電力を低減できる。以下、本発明の好ましい実施形態について、より詳細に説明する。
【００２１】
〔実施形態〕
初めに、本発明の実施形態による無線通信システム、基地局装置、移動局装置、及び無線通信制御方法について、説明する。本実施形態は一例として、ＴＤＭＡを前提とした一次元管制路上のハンドオーバ制御方法に関する。図２は、本発明の実施形態による無線通信システムを示すブロック図である。図３Ａは、図２の移動局の動作を説明するためのフローチャートである。図３Ｂは、図２の基地局の動作の一例を説明するためのフローチャートである。図３Ｃは、図２の移動局の動作の一例を説明するためのフローチャートである。
【００２２】
本実施形態の無線通信システムは、ＴＤＭＡ方式により通信を行う無線通信システムであり、移動局と、第１基地局と、第２基地局と、を有する。
【００２３】
移動局の送受信装置１０は図２に示すように、接続安定化手段の一例としての接続安定化部１１と、輻輳回避手段の一例としての輻輳回避部１２と、進入監視手段の一例としての進入監視部１３と、を有する。さらに移動局の送受信装置１０は、通信スロット制御手段の一例としての通信スロット制御部１４を有する。これら接続安定化部１１、輻輳回避部１２、進入監視部１３、及び通信スロット制御部１４は、ハードウェアによって、或いはこれらを実現するためのプログラムなどソフトウェアによって、構成される。
【００２４】
第１基地局の送受信装置２０１及び第２基地局の送受信装置２０２は図２に示すように、接続安定化手段の一例としての接続安定化部２１と、輻輳回避手段の一例としての輻輳回避部２２と、進入監視手段の一例としての進入監視部２３と、を有する。さらに第１基地局の送受信装置２０１及び第２基地局の送受信装置２０２は、通信スロット制御手段の一例としての通信スロット制御部２４を有する。これら接続安定化部２１、輻輳回避部２２、進入監視部２３、及び通信スロット制御部２４は、ハードウェアによって、或いはこれらを実現するためのプログラムなどソフトウェアによって、構成される。
【００２５】
動作の詳細は、移動局が有する接続安定化部１１、輻輳回避部１２、進入監視部１３、及び通信スロット制御部１４と、基地局が有する接続安定化部２１、輻輳回避部２２、進入監視部２３、及び通信スロット制御部２４と、の間では異なる。
【００２６】
しかしながら、第１基地局の送受信装置２０１が有する各手段と、第２基地局の送受信装置２０２が有する各手段とは同一である。また、移動局が有する手段と、他の移動局が有する手段とは同一である。各手段を実行するためのハードウェアは後述のように小規模なものであるため、同一ハードウェアに移動局と基地局両方の動作を行うことが可能なアルゴリズムを搭載し、物理スイッチやソフトウェア上の設定により入れ替え可能としても良い。
【００２７】
（接続安定化手段）
接続安定化手段は、各移動局（第１移動局、第２移動局、・・・）が、少なくとも一つ以上の基地局との接続を維持するための簡易なアルゴリズムを有し、接続先情報を更新する。接続安定化手段は、各移動局が接続する基地局を選択することから、ハンドオーバ動作において中心的な役割を果たす。接続安定化手段は、ハンドオーバ時の不安定性を軽減するために、可能な限り、１つの移動局に対し同時に２つの基地局との接続を維持する。
【００２８】
接続安定化手段は、移動局が有する接続安定化部１１及び基地局が有する接続安定化部２１より成るが、大部分の処理は移動局側の接続安定化部１１が行う。
【００２９】
移動局の接続安定化部１１は、移動局が基地局から到来する信号を検知した際に、到来した信号は既接続の基地局からのものか、或いは未接続の基地局からのものかを判定する。既接続の基地局からのものの場合には、基地局から到来した信号が確実に不安定であるか否かを判定し、「確実に不安定である」場合には、この基地局との接続を終了する。
【００３０】
到来した信号が既接続の基地局からのものではなく、未接続の基地局からのものの場合には、基地局から到来した信号が確実に安定であるか否かを判定し、さらに現在の接続先の数が所定数以上であるか判定する。ここでは、接続先の数が２以上とした場合で、説明する。すなわち、一つの移動局は、最大２つまでの基地局と同時に接続状態にあり得るものとする。基地局から到来した信号が「確実に安定である」かつ、現在の接続先の数が２以上である場合には、新たな接続先候補の通信距離の方が小さいか否かを判定する。
【００３１】
すなわち、新たな接続先候補の基地局と既接続の基地局との通信距離を比較する。移動局は、例えば予め設定された距離情報テーブルを参照し、基地局から到来した信号の信号レベルから通信距離情報を検出し、通信距離情報を比較する。新たな接続先候補の基地局の通信距離の方が小さい場合には、新たな接続先候補の基地局と接続を確立する。新たな基地局との通信距離が既接続の基地局の１つとの通信距離に比べて確実に短い場合は、接続先を新たな基地局へと切り替える。これに伴い、既接続の基地局のうち、基地局から到来した信号が不安定なものとなったり、通信距離が大きくなった基地局に対しては、接続を終了する。
【００３２】
移動局が基地局から到来する信号を検知した時に実行する、接続安定化部１１の処理フローは、図３Ａに示す次の三つのケースに分かれる。一つ目は、未接続の基地局から到来する信号を検知した場合であって、かつ移動局が既に０又は１つの基地局と接続状態にある場合である（ケースＲ１）。二つ目は、同じく未接続の基地局から到来する信号を検知した場合であるが、移動局が２つの基地局と接続状態にある場合である（ケースＲ２）。三つ目は、既接続の基地局から到来する信号を検知した場合である（ケースＲ３）。
【００３３】
移動局が基地局から到来する信号を検知しても、これらケースのいずれにも当てはまらない場合には、既存の接続状態を維持する。すなわち本接続安定化手段は、現状維持を指向するバイアスを有する。
【００３４】
基地局から到来した信号が「確実に安定である」か「確実に不安定である」かの確実さ判定のために、本実施形態では、受信回数・未受信回数カウンタ及び位置情報取得・伝送手段を設ける。ある固定値（例えば『１０』）を決めておき、１０回継続して受信すれば、受信状態が確実に安定であると判定し、未接続の通信相手に対しては接続要求を行う。
【００３５】
一方、既接続の通信相手については、１０回連続して未受信（受信失敗）である場合に、受信状態が確実に不安定であると判定し、当該通信相手との接続状態を解消する。
【００３６】
”既接続の基地局との通信距離  ＜  未接続の基地局との通信距離  ＋  固定値”という条件を満たす、既接続の基地局が存在する場合を考える。この条件を満たし、新たな基地局との通信距離が既存基地局との通信距離に比べて十分に短いと判定した場合、新たな基地局に対し接続要求を行い、通信相手を切り替える。ここで、通信距離についての上記固定値（例えば『５００ｍ』）を決めておいて、上記判定を行う。ここで、基地局は未接続の移動局に対しても自己の位置情報を通知する必要がある。この方法については、進入監視手段において説明する。
【００３７】
基地局の接続安定化部２１は、以下の動作を行う。まず、接続中の移動局が存在しない場合に、移動局からの送信信号を検出すると送信を開始する（検出方法については進入監視手段において説明）。接続安定化部２１による送信は、最後に移動局からの送信信号を検出した時点から、ある固定回数（例えば『１０』）だけ繰り返す。この固定回数は、上述の移動局側の接続安定化部１１が、「確実に安定である」と判定する受信継続回数以上とする。接続安定化部２１が実行すべき動作はこれだけである。
【００３８】
既に接続中の移動局が存在する場合は、移動局からの接続要求を受信するまで、既存の通信を継続するだけでよい。基地局が送信する信号には、制御情報として常に自己（基地局の）ＩＤ（Identifier）と位置情報を付加する。
【００３９】
（輻輳回避手段）
輻輳回避手段は、ＴＤＭＡを用いた通信において生じる輻輳の問題を回避するために講じる手段である。ＴＤＭＡにおいて、ある受信者が同一時刻に異なる送信者が送信した複数の電波を受信すると、干渉が生じ信号を復元できない。干渉が生じた電波の波形から元の信号を復元する技術も存在するが、本実施形態ではそのような技術を用いる必要が無いよう、予め干渉が生じないように通信スロットと基地局の配置を行うことで、輻輳を回避する方法を取る。以下に詳細に説明する。
【００４０】
図４は、移動体の経路と、基地局の配置方法を説明するための概観図である。図４では、基地局を３つのカテゴリ（Ａ、Ｂ、Ｃ）に分けて、この順に一次元経路上に設置している。このカテゴリは、基地局の輻輳回避部２２において基地局毎に設定するものである。この基地局の配置により、例えばカテゴリＡの特定基地局に接続している移動局から見て、カテゴリＡの他の基地局は、接続中の基地局に比べて遠方にあるため、干渉が問題にならない受信強度に抑えることができる。
【００４１】
図５は、本実施形態の無線通信システムで用いる、標準的なＴＤＭＡスロット構成（１フレーム）である。各基地局は、１フレームの中で１スロットだけ、送信タイミングを有する。図５では、カテゴリＡの基地局の送信タイミングはスロットＳ１、カテゴリＢの基地局の送信タイミングはスロットＳ６、カテゴリＣの基地局の送信タイミングはスロットＳ１１である。
【００４２】
一方、各移動局は接続先の基地局のカテゴリによって、可能な送信タイミングが決定される。カテゴリＡの基地局と通信する移動局の送信タイミングはスロットＳ２〜Ｓ５、カテゴリＢの基地局と通信する移動局の送信タイミングはスロットＳ７〜Ｓ１０、カテゴリＣの基地局と通信する移動局の送信タイミングはスロットＳ１２〜Ｓ１５である。
【００４３】
これでは、どの基地局とも接続していない移動局が送信可能なタイミングが存在しない。そのため図５に示すように、どの基地局とも接続していない移動局が、基地局を探索するための送信スロットとして、スロットＳ１６を設ける。
【００４４】
スロットＳ１〜Ｓ１６の並びの順序については、任意である。カテゴリ毎に１つずつの、基地局の送信スロット、及び基地局カテゴリに対応した複数ずつの移動局の送信スロット、及び移動局が基地局を探索するための送信スロットが存在すればよい。
【００４５】
図５では、カテゴリＡの基地局と通信を行う移動局の送信タイムスロットは、Ｓ２〜Ｓ５の４つであるが、この個数は可変であり、８であっても、１０であっても、１６であっても良い。この個数は、通信スロット構成を動的に変更することなしに、一つの基地局が収容可能である移動局の個数を表す。
【００４６】
移動局の輻輳回避部１２と、基地局の輻輳回避部２２とは、共に上述のタイムスロット構成を有するということのみによって、特徴づけられる。ただし、次に述べる進入監視手段が有する、移動局によるランダム送信については、輻輳回避部１２の一部とみなせる。
【００４７】
（進入監視手段）
進入監視手段は、主に基地局が、接近する移動局の存在を検出するための手段である。移動局から見れば、接続可能な基地局の存在を検出する手段と言える。進入監視手段は、次の二つの手段から成る。
【００４８】
一つ目は、各移動局及び基地局が、自身の送信スロット以外の全てのタイムスロットにおいて信号を受信し、制御情報を獲得することである。これにより、各移動局は他移動局と通信する基地局の通信を傍受し、制御情報に含まれるＩＤ情報から、当該基地局を判別する。すなわち移動局の進入監視部１３が、基地局の送信スロット（Ｓ１、Ｓ６、Ｓ１１）において制御情報を受信するアルゴリズムを有する。一方、各基地局は近傍で通信中の移動局を判別する。基地局の進入監視部２３が、移動局の送信スロット（Ｓ２〜Ｓ５、Ｓ７〜Ｓ１０、Ｓ１２〜Ｓ１５）において制御情報を受信するアルゴリズムを有する。
【００４９】
二つ目は、探索にランダム送信を利用することである。接続中の基地局が存在しない移動局は、探索スロット（図５のＳ１６）において電波を送信するかしないかを、フレーム毎にランダムに決定する。これにより、同時に複数の移動局が基地局の近傍へ進入した場合でも、輻輳を回避し別々に接続することができる。このアルゴリズムは、移動局の進入監視部１３が有する。検出後の基地局の動作は、基地局の接続安定化部２１による。
【００５０】
（通信スロット制御手段）
通信スロット制御手段は、各通信者（第１移動局、第１基地局、第２移動局、第２基地局、・・・）が電波を送信するタイムスロット、電波を受信するタイムスロットを、制御情報に基づき制御する。
【００５１】
この制御情報とは、時刻と、ＧＰＳ(Global Positioning System)情報と、ＩＤ情報と、上述の接続安定化手段、輻輳回避手段及び進入監視手段により導出する変数を意味する。通信スロット制御手段が実際に電波の送受信を制御し通信を維持することにより、上述の接続安定化手段、輻輳回避手段及び進入監視手段は、各々の動作を繰り返し実行し続けることができる。
【００５２】
基地局の通信スロット制御部２４は、当該基地局に接続する全ての移動局のＩＤを保持し、移動局からの接続要求に応じて、移動局の送信スロット割り当てを行う。割り当ては、空いているスロットから順に付与するといった単純な方法で良い。
【００５３】
図５に記載しているように、各基地局の送信スロットは１フレームにつき１つのみである。従って、基地局は、複数の通信相手（移動局）ＩＤを指定し、それらの移動局に対して同時にデータを送信する。言い換えると、各基地局は、移動局に対してマルチキャスト方式により情報伝送する。
【００５４】
移動局の通信スロット制御部１４は、基地局から通知された、自身の送信スロット情報から送信タイミングを決定し、当該スロットにて通信を行う。基地局への接続要求を行う場合、基地局に対してその基地局ＩＤを含む制御情報を送信する。移動局は、基地局に対し、各基地局毎に異なるスロットにおいてデータを送信する。言い換えると、各移動局は、基地局に対してユニキャスト方式により情報伝送する。
【００５５】
次に、図６及び図７を参照して、移動局及び基地局の送受信装置の詳細な構成例を説明する。図６は、本実施形態の移動局の送受信装置を示すブロック図である。図７は、本実施形態の基地局の送受信装置を示すブロック図である。
【００５６】
（移動局の送受信装置の構成）
移動局の送受信装置１０は図６に示すように、復調器１０１、受信判定器１０２、制御用メモリ１０３、タイムフレーム制御器１０４、変調器１０５、クロック発生器１０６、ＧＰＳ受信器１０７、及び乱数発生器１０８を、有する。図２の接続安定化部１１、輻輳回避部１２、進入監視部１３、通信スロット制御部１４は、タイムフレーム制御器１０４などから構成される。
【００５７】
復調器１０１は、受信電波をデジタルデータ列に変換し、復調結果を制御用メモリ１０３に格納する。本発明はハンドオーバ制御方法に関するものなので、制御用ではない通信データ（ユーザーデータ）の流れは省略するが、ユーザーデータを保持する必要がある場合、ユーザーデータをユーザーメモリに格納する。
【００５８】
受信判定器１０２は、実際には復調と同時に動作する。従って通常は復調器の内部に存在するが、説明のために分けて記載する。受信判定器１０２は、現在のタイムスロットにおいて信号を受信したか否かを判定し、結果を制御用メモリ１０３に格納する。
【００５９】
制御用メモリ１０３は、制御用情報を長時間に亘って保持する。全ての制御用メモリは、当該送受信装置固有のＩＤを保持する。制御用メモリ１０３は、接続中の基地局ＩＤ及びその基地局の送信スロット番号及び連続未受信回数及びその基地局に対する自身の送信スロット番号を保持する。また、フレーム内のスロット番号毎に、未接続の基地局からの信号を受信した場合に、その基地局ＩＤと連続受信回数とを保持する。
【００６０】
タイムフレーム制御器１０４は、制御用メモリ１０３及びＧＰＳ受信器１０７の位置情報を参照し、接続安定化処理を実行する。また、クロック発生器１０６が生成するタイミング信号に従い、輻輳回避手段が定めるスロット時間に対応する、具体的な送信開始タイミング・送信停止タイミングを決定する。タイムフレーム制御器１０４は、乱数発生器１０８の出力を参照し、進入監視手段が規定するランダム送信タイミングを指定する。タイムフレーム制御器１０４は、送受信装置全体の処理装置を含む。
【００６１】
変調器１０５は、タイムフレーム制御器１０４から取得したタイミングにおいて、送信情報を変調し送信する。送信情報はタイムフレーム制御器１０４が指定する制御情報の他、その制御情報に含まれる送信先に対して送信予定のユーザーデータをユーザーメモリより読み出し、結合しても良い。
【００６２】
クロック発生器１０６は、タイムスロット区切りのための基準信号を生成し、タイムフレーム制御器１０４に対して出力する。ＧＰＳ受信器１０７は、時刻情報・位置情報を更新し続け、タイムフレーム制御器１０４から参照できるようにする。ＧＰＳ受信器１０７からの時刻情報・位置情報を参照することにより、偶発的な通信不良の影響を排する。乱数発生器１０８は、タイムフレーム制御器１０４からの要求に応じて少なくとも二値の乱数を返す。
【００６３】
（基地局の送受信装置の構成）
基地局の送受信装置２０は図７に示すように、復調器２０１、受信判定器２０２、制御用メモリ２０３、タイムフレーム制御器２０４、変調器２０５、クロック発生器２０６、及びＧＰＳ受信器２０７を、有する。図２の接続安定化部２１、輻輳回避部２２、進入監視部２３、通信スロット制御部２４は、タイムフレーム制御器２０４などから構成される。
【００６４】
復調器２０１は、受信電波をデジタルデータ列に変換し、復調結果を制御用メモリ２０３に格納する。本発明はハンドオーバ制御方法に関するものなので、制御用ではない通信データ（ユーザーデータ）の流れは省略するが、ユーザーデータを保持する必要がある場合、ユーザーデータをユーザーメモリに格納する。
【００６５】
受信判定器２０２は、実際には復調と同時に動作する。従って通常は復調器の内部に存在するが、説明のために分けて記載する。受信判定器２０２は、現在のタイムスロットにおいて信号を受信したか否かを判定し、結果を制御用メモリ２０３に格納する。
【００６６】
制御用メモリ２０３は、制御用情報を長時間に亘って保持する。全ての制御用メモリは、当該送受信装置固有のＩＤを保持する。制御用メモリ２０３は、自身の送信スロット番号及び接続中の移動局ＩＤ及びその移動局の送信スロット番号及び連続未受信回数を保持する。また、フレーム内のスロット番号毎に、未接続の移動局からの信号を受信した場合に、その移動局ＩＤと直近の受信タイミングとを保持する。
【００６７】
タイムフレーム制御器２０４は、制御用メモリ２０３、及びＧＰＳ受信器２０７の位置情報を参照し、接続安定化処理を実行する。また、クロック発生器２０６が生成するタイミング信号に従い、輻輳回避手段が定めるスロット時間に対応する、具体的な送信開始タイミング・送信停止タイミングを決定する。タイムフレーム制御器２０４は、送信タイミングを指定する。タイムフレーム制御器１０４は、送受信装置全体の処理装置を含む。
【００６８】
変調器２０５は、タイムフレーム制御器２０４から取得したタイミングにおいて、送信情報を変調し送信する。送信情報はタイムフレーム制御器２０４が指定する制御情報の他、その制御情報に含まれる送信先に対して送信予定のユーザーデータをユーザーメモリより読み出し、結合しても良い。
【００６９】
クロック発生器２０６は、タイムスロット区切りのための基準信号を生成し、タイムフレーム制御器２０４に対して出力する。ＧＰＳ受信器２０７は、時刻情報・位置情報を更新し続け、タイムフレーム制御器２０４から参照できるようにする。ＧＰＳ受信器２０７からの時刻情報・位置情報を参照することにより、偶発的な通信不良の影響を排する。基地局のＧＰＳ受信器２０７については、位置情報を自動更新する機器の代わりに、手動設定等の方法で位置情報を付与しても良い。
【００７０】
（タイムフレーム制御器の動作）
タイムフレーム制御器１０４、２０４の各々の動作をより具体的に述べる。タイムフレーム制御器１０４は、タイムスロット毎に制御用メモリを参照し、送信タイミングであるか受信タイミングであるか、送信タイミングであれば送信相手ＩＤを、受信タイミングであれば受信相手ＩＤを取得する。受信タイミングとは、図５のＳ１、Ｓ６、及びＳ１１である。
【００７１】
当該スロットで全ての基地局と未接続ならば、受信相手ＩＤは存在しない。また、探索スロットのタイミング（図５のＳ１６）である場合は、制御用メモリに接続先ＩＤが存在しない場合には、乱数発生器１０８の値により送信するかしないかを決定する。
【００７２】
送信タイミングであれば、制御用情報に自己ＩＤと送信先ＩＤを付加し、変調器１０５へ送信許可と共に出力する。
【００７３】
受信タイミングであれば、受信判定器１０２の判定結果を参照して、制御用メモリ１０３において、既接続基地局ＩＤに対応する連続未受信回数の更新、未接続基地局ＩＤの追加及び当該ＩＤに対応する連続受信回数の更新を行う。接続安定化部１１を実行するために、これらの回数を制御用メモリ１０３に格納されている閾値と比較する。
【００７４】
続いて上記ケースＲ１、ケースＲ３に従い、接続先ＩＤと送受信スロット番号を更新（追加・削除）する。送信スロット番号は、基地局のタイムフレーム制御器２０４が生成したものであり、当該スロットにおける受信信号に含まれている。制御用メモリ１０３を参照した結果、接続先ＩＤがすでに２つ存在し、上記ケースＲ２を実行する必要が生じた場合には、ＧＰＳ受信器１０７を参照して自己位置情報を取得し、当該スロットにおける受信信号に含まれる基地局の位置情報と比較する。
【００７５】
基地局のタイムフレーム制御器２０４は、タイムスロット毎に制御用メモリを参照し、送信タイミングであるか受信タイミングであるか、送信タイミングであれば当該タイミングにおける全ての送信相手ＩＤを、受信タイミングであれば受信相手ＩＤを取得する。
【００７６】
送信タイミングとは、自己のカテゴリＡ、Ｂ、Ｃによって定まる単一のタイムスロットである。受信タイミングとは、図５のＳ２〜Ｓ５、Ｓ７〜Ｓ１０、Ｓ１２〜Ｓ１５、Ｓ１６である。送信タイミングの決定には、制御用メモリが保持する接続先ＩＤ及び通信スロット情報のみならず、未接続の移動局からの直近受信タイミング情報も参照する。
【００７７】
送信タイミングであれば、制御用情報に自己ＩＤと全ての送信先ＩＤ（接続確定以前には付加しない）、各移動局の送信スロット番号（接続確定以前には付加しない）及び自己位置情報を付加し、変調器２０５へ送信許可と共に出力する。なお、接続先ＩＤが存在せず、未接続移動局からの直近受信タイミングが閾値（例えば『１０回』）を超えて過去であれば、何も送信しない。
【００７８】
受信タイミングであれば、当該基地局と通信する移動局の送信スロットの場合には、受信判定器２０２の判定結果を参照し、制御用メモリ２０３において、既接続移動局ＩＤに対応する連続未受信回数を更新する。ここで、基地局と通信する移動局の送信スロットとは、当該基地局がカテゴリＡであれば、図５のＳ２〜Ｓ５である。
【００７９】
当該基地局以外の基地局と通信する移動局の送信スロット又は探索スロット（図５のＳ１６）では、直近の未接続移動局が当該基地局ＩＤを接続先に含まない場合、未接続移動局からの直近受信タイミングを更新する。直近の未接続移動局が当該基地局ＩＤを接続先に含む場合、接続要求受信を判定し、制御用メモリ２０３を参照して割り当て可能なスロット番号を選択する。また、接続先ＩＤも更新する。
【００８０】
（実施形態による効果）
以上説明したように、本実施形態の基地局は、近傍に移動局が存在しない時には常に停波している。これにより本実施形態の基地局は、極めて省電力である。本実施形態によれば近傍に移動局が存在しない時には、受信処理に係る電力のみが消費され、基地局の送信電力はほぼ０にすることができる。例えば１日に数分といった頻度でのみ送信が必要になるシステムの場合、極めて高効率である。
【００８１】
本実施形態の基地局は、外部電波環境への擾乱が小さい。そもそもＴＤＭＡを採用したことは電波の有効利用を目的としているが、さらに基地局を必要なときにのみ送信状態とし、他の時間は停波しておくことにより、外部環境への影響をより小さく抑えることが可能である。
【００８２】
さらに、本実施形態によれば、基地局の小型軽量化を実現できる。図７に示したように必要なハードウェアの構成数が少なく、通信を行うに当たり最小限の構成のみで実現可能なハンドオーバ制御方法である。特別なアルゴリズムを用いる必要もなく、プロトコルにのみ依存しているため、相互入れ替えも容易である。
【００８３】
さらに、本実施形態によれば、ネットワーク規模によらず適用可能である。移動局と基地局とが１つずつであっても、多数の移動局と基地局が広域に分布している場合であっても、同様に適用できる。
【００８４】
さらに、本実施形態では、移動局がどの基地局とも接続しない状態になる確率、すなわちロス確率が低い。通常、通信状態はハンドオーバ時に不安定となりやすいが、本実施形態の通信制御方法ではハンドオーバ時刻周辺において同時に２局の通信を維持するので、ダイバーシティ効果によりロス確率が低減する。
【００８５】
ハンドオーバの瞬間は一般に不安定であり、通信の瞬断が生じる可能性が高くなる。瞬断を生じさせないために、特許文献１では一次元経路上における移動局の通信スロット情報を、現在通信中の基地局から隣接基地局との間で交換することによりハンドオーバ制御している。このような方法においては、基地局間ネットワークの必要性、周波数切り換えの必要性、大きな演算を実行する必要性等、少なくとも移動局と基地局のいずれかが大規模となりやすいという課題がある。
【００８６】
これに対し、本発明の実施形態によれば、ハンドオーバ時刻周辺において同時に２局の通信を維持するので、ダイバーシティ効果によりロス確率が低減する。またハンドオーバ時の通信の瞬断低減と、基地局の小型軽量化とを両立させることができる。
【００８７】
〔具体例〕
本発明に係る具体例の想定状況について、説明する。
【００８８】
本具体例では、移動局が種々のセンサを有する飛翔体であり、基地局は地上に設置され、移動局が取得したデータの収集及び（必要に応じて）移動局の管制制御を行うものとする。このような状況は、低頻度で行われる研究目的のデータ収集や、災害発生時に上空からの情報収集を行う場合等に出現し得る。
【００８９】
このような場合、基地局間ネットワークの存在は期待できない。ただし、基地局間ネットワークが存在する場合に類似の目的を以て無線通信を行う場合にも、本具体例の方法を、軽量・省電力の目的からそのまま適用することができる。
【００９０】
また、通信の対象が飛翔体であることから、ハンドオーバを可能な限り切断せず安定的に維持することで、安全で効率的な飛行を担保することができる（飛翔体は一度見失うと再発見が困難であるため、接続を継続すること自体が効率性を向上させる）。
【００９１】
（具体例１）
図８は、本実施形態のハンドオーバフローの一例を説明するためのシーケンス図である。図８は、最も基本的なハンドオーバフローを示す。移動局が、まず第１基地局及び第２基地局に接続し通信を行う状況から始まり、ハンドオーバを行って第１基地局との接続を切断し、第２基地局及び第３基地局と通信を行う状況へ移行するシーケンスを示す。ここでは、基地局間ネットワークは存在しないものとする。
【００９２】
図９は、図８の初めの状況を示すタイムフレーム図及び空間図である。タイムフレーム図中の星形記号は、そのタイムスロットにおいて送信者が存在することを示す。第１基地局はカテゴリＡ、第２基地局はカテゴリＢ、第３基地局はカテゴリＣに属するものとする。図９において、第１基地局の左側には、カテゴリＣの基地局が存在する場合と、基地局が存在しない場合との両方が、あり得る。図１０は、移動局が移動した後の状況を示すタイムフレーム図及び空間図である。図１０は、ハンドオーバ後の状況を示す。
【００９３】
以下、図８のシーケンスを、フローＦ１〜Ｆ７の順に動作を説明する。
【００９４】
フローＦ１：ハンドオーバ前
ハンドオーバ前には、移動局は第１基地局及び第２基地局と接続し、通信を行う。すなわち移動局の制御用メモリ（図６の制御用メモリ１０３）が第１基地局及び第２基地局のＩＤを接続先ＩＤとして格納している。
【００９５】
移動局は、第１基地局からの受信スロット（図９のＳ１）において、第１基地局からの信号を受信する。移動局はこの信号に、自身のＩＤが送信先ＩＤとして含まれていることを判定し、受信成功とする。ユーザー情報まで復調し、管制情報等があればユーザーメモリに格納する。移動局は、第１基地局への送信スロット（図９のＳ２）において、第１基地局のＩＤ等の制御情報とユーザー情報を合わせて送信する。ユーザー情報には、移動局が取得したセンサ情報などが含まれる。次に移動局は、第２基地局からの受信スロット（図９のＳ６）において、第１基地局の場合と同様に信号を受信する。次に移動局は、第２基地局への送信スロット（図９のＳ７）において、第２基地局のＩＤ等の制御情報とユーザー情報を合わせて送信する。
【００９６】
図９のＴＤＭＡスロットにおいて、移動局から第１基地局への送信スロットと第１基地局への送信スロットとは、異なる。これにより、第１基地局と第２基地局へ別々のユーザー情報（異なるセンサの情報や、他方に関する補完情報等）を送信することも、同一のユーザー情報（同時配信、二重ログ等）を送信することも可能である。
【００９７】
第１基地局及び第２基地局は、制御用メモリ（図６の制御用メモリ２０３）に接続先として移動局のＩＤを保持する。
【００９８】
フローＦ２：基地局による移動局進入検出
第３基地局は、直前のフローＦ１においては停波していた。従って、移動局が第３基地局の存在を検出することはできないが、移動局が他局へ送信する信号を第３基地局が受信し、移動局の進入を検出することが可能である。第３基地局は、近傍に移動局が存在しない時には常に停波しているので、受信処理に係る電力のみが消費され、送信電力はほぼ０になる。第３基地局は、移動局の送信スロットＳ２又はＳ７のいずれかにおいて、初めて復調に成功し受信成功を判定する。
【００９９】
フローＦ３：基地局による応答信号送信
第３基地局は、当該受信信号に自己ＩＤが含まれていないことから、当該信号の送信者が未接続の移動局であることを判定し、次回の第３基地局の送信スロットＳ１１において、応答信号の送信を開始する。
【０１００】
移動局と第３基地局は未接続であることから、応答信号は送信先として移動局のＩＤを含まない（送信先ＩＤ無し）。第３基地局は、移動局からの信号を受信した直近の時点から１０フレームの間、送信スロットＳ１１において応答信号の送信を継続する。なお、応答信号は短い制御用データのみから構成されるため、接続しユーザーデータを伴う通信を行う場合に比べ、消費電力はごく僅かである。
【０１０１】
フローＦ４：接続安定化手段による接続先切り替え
移動局は、第３基地局による信号を、受信スロットＳ１１において受信する。移動局は第３基地局のＩＤを制御用メモリ（図６の制御用メモリ１０３）に新たに追加し、連続受信カウンタの数値を保持する。
【０１０２】
連続受信回数カウンタが１０回（１０フレーム）に達している場合（この場合１１以上をカウントする必要はない）、移動局は、移動局−第１基地局間の距離及び移動局−第２基地局間の距離と、移動局−第３基地局間の距離を比較する。
【０１０３】
この比較には、第３基地局による信号が含む第３基地局の位置情報を用いる。さらに、第１基地局からの受信信号が含む第１基地局の位置情報、及び第２基地局からの受信信号が含む第２基地局の位置情報を用いる。さらに、移動局自身のＧＰＳ受信器（図６のＧＰＳ受信器１０７）から取得した自己位置情報を用いる。
【０１０４】
移動局−第１基地局間の距離が増大し、移動局−第３基地局間の距離が減少することにより、あるタイミングで移動局−第１基地局間の距離が、移動局−第３基地局間の距離に５００ｍを加算した数よりも大きくなる。この時点で、移動局は制御用メモリ（図６の制御用メモリ１０３）の接続先ＩＤから、第１基地局のＩＤを削除し、代わりに第３基地局のＩＤを追加する。
【０１０５】
フローＦ５：既存回線を介した接続要求
この時点で移動局は、接続先ＩＤとして第２基地局のＩＤと第３基地局のＩＤとを保持しているが、第３基地局については移動局からの送信スロット番号を保持していない。従って、移動局が保持している送信スロット番号は、第２基地局に対する送信スロットＳ７のみである。送信スロットＳ７において、移動局は第３基地局を接続先ＩＤに追加して送信することで、第３基地局への接続要求を行う。すなわち移動局は、第２基地局向けの信号に、第３基地局への応答確認信号を混ぜ込んで、送信する。
【０１０６】
移動局が送信する接続先ＩＤに第１基地局が含まれないことを以て切断要求としても良いし、当該スロットにおいて明示的に切断要求を行っても良い。切断要求を以て、第１基地局は接続先ＩＤから移動局のＩＤを削除する。
【０１０７】
なお、当該スロットにおける通信先ＩＤは第２基地局のＩＤであるため、ユーザーデータは第２基地局向けのデータである。
【０１０８】
フローＦ６：通信スロット割り当て
第３基地局は、受信スロットＳ７において移動局による第３基地局向けの接続先ＩＤを含む信号を受信するので、応答確認を判定し、移動局と第３基地局との間の通信スロット（図１０のＳ１２）を割り当てる。すなわち第３基地局は、移動局に通信スロットを指定する。
【０１０９】
フローＦ７：ハンドオーバ終了
この時点で、移動局は第１基地局との通信を切断する。すなわち移動局は第１基地局との通信（図９のＳ１及びＳ２）を終了し、第３基地局との通信（図１０のＳ１１及びＳ１２）を開始する。移動局が第１基地局に対して送信していたユーザーデータの行先も第３基地局に変わるが、後に双方からデータを回収し連結することも可能である。移動局が空間的に移動するに従い、本フローを繰り返す。
【０１１０】
（具体例２）
次に、移動局が初期状態ではどの基地局とも接続状態にない場合の、ネットワークへの参加を含むフローを説明する。また、ハンドオーバ先の基地局に既に接続している移動局が存在する状況を想定する。ハンドオーバ先の基地局に既に接続している移動局は、位置変動が小さいものとする。これは、移動局の一方が特定区域上空を旋回しながら継続的に情報収集を行っているような状況や、移動速度が異なる複数種類の移動局が混在する状況を意味する。
【０１１１】
図１１は、第１移動局がどの基地局とも接続状態にない状態から開始し、まず第１基地局と接続した後に、既に第２移動局と通信中の第２基地局へも接続する動作を表すフローである。図１２は、図１１の初めの状況を示すタイムフレーム図及び空間図である。図１３は、第１移動局が移動した後の状況を示すタイムフレーム図及び空間図である。図１３は、上述のフローにおいて第１移動局が第１基地局と接続した状態を表す。
【０１１２】
図１２及び図１３において第２移動局は、常に第２基地局と第３基地局の周辺の上空にあり、状態を変えないものとする。従って図１０においては、第３基地局の記載を省略している。
【０１１３】
図１１のシーケンス図では、最終的に第１移動局が第１基地局及び第２基地局の両方と接続した状態となる。このフローの後で、第１移動局は（具体例１）のように第３基地局と接続する代わりに第１基地局との接続を切断する場合と、第３基地局と接続しない場合であっても第１基地局との通信が不可能になり切断する場合とが、あり得る。
【０１１４】
フローＧ１：移動局による基地局探索
第１移動局は接続先ＩＤを保持していないので、探索スロットＳ１６においてのみ送信を行う。すなわち第１移動局は探索スロットＳ１６においてのみ探索信号を送信し、基地局探索を行う。第１移動局は各フレームの送信タイミングＳ１６において、乱数発生器（図６の乱数発生器１０８）の出力を参照し、当該タイミングにおいて送信するかしないかを判定する。探索スロットＳ１６においては、送信する場合であっても制御用データのみを送信する。
【０１１５】
フローＧ２：基地局による応答信号送信
第１基地局は初期状態では停波しているが、第１移動局からの信号をスロットＳ１６において受信すると、（具体例１）と同様に応答信号を送信する。第１基地局はカテゴリＡに属するので、応答信号の送信スロットはＳ１である。
【０１１６】
フローＧ３：接続安定化手段による接続
第１移動局は、スロットＳ１において第１基地局からの応答信号を１０回連続で受信すると、スロットＳ１６において第１基地局のＩＤを含む信号（応答確認信号）を送信し、接続要求を行う。これは、第１移動局の接続先ＩＤが０個であったためであり、１０回連続受信を以て接続先ＩＤに第１基地局のＩＤを追加する（ケースＲ１）。
【０１１７】
フローＧ４：通信スロット割り当て（１）
第１基地局は、スロットＳ１６において第１移動局からの信号に自身のＩＤが含まれている接続要求を受信すると、接続先ＩＤに第１移動局を追加し、第１移動局に対し通信スロットＳ２を割り当てる。すなわち、通信スロットを指定する。第１基地局はスロットＳ１において、第１移動局のＩＤと通信用スロット番号Ｓ２を含む制御用信号をユーザーデータと共に送信する。
【０１１８】
フローＧ５：一対一通信確立
第１移動局は、スロットＳ１において第１基地局より受信した信号から、送信スロット番号（スロットＳ２）を取得し、自身の制御用メモリに格納する。以降、第１移動局と第１基地局は、通信スロットＳ２とＳ１を用いて、制御データとユーザーデータを含む通信を行う。第１移動局は接続先基地局ＩＤを有するので、探索スロットＳ１６における送信は行わない。この時点で図１２から図１３の状況へ移行する。
【０１１９】
フローＧ６：移動局による基地局検出
第２基地局は、初期状態（図１１）及び図１２の状態において第２移動局と接続しており、送信スロットＳ６において第２移動局へ向けた送信を行っている。従って、第２基地局は第１移動局の送信信号を受信することは可能であるものの、それにより何らかの判定を行う必要はなく、第１移動局は第２基地局による第２移動局向けの送信信号受信回数を直接カウントすることが可能である。第１移動局がスロットＳ６において第２基地局の送信信号を１０回連続受信したことを以て、第１移動局は接続先ＩＤに第２基地局のＩＤを追加する。
【０１２０】
フローＧ７：既存回線を介した接続要求
第１移動局は、接続先ＩＤとして第２基地局のＩＤを保持しているものの第２基地局への送信スロット番号を保持していない。よって、（具体例１）と同様に第１基地局向けの送信スロットＳ２において、接続先ＩＤに第２基地局のＩＤを追加し送信することにより、第２基地局に対し接続要求を行う。すなわち送信スロットＳ２において第１移動局は応答確認信号を送信し、第２基地局に対し接続要求を行う。
【０１２１】
フローＧ８：通信スロット割り当て（２）
第２基地局は、スロットＳ２における受信信号に自局ＩＤが含まれていることを検出し、接続要求を受け付ける。第２基地局は既に第２移動局と接続しており、カテゴリＢの基地局に対する移動局の送信スロットの内、スロットＳ７は割り当て済みである。第２基地局は、制御用メモリを参照して未割り当てのスロット番号を取得し、新たな通信スロットとしてスロットＳ８を第１移動局との通信用に割り当てる。第２基地局は、送信スロットＳ６において、接続先ＩＤとして第１移動局と第２移動局のＩＤを、各々の送信スロットとしてスロットＳ７とスロットＳ８を、制御データに追加し送信する。
【０１２２】
フローＧ９：基地局のマルチキャスト送信
第１移動局は受信スロットＳ６において、第２基地局の送信信号内に自局ＩＤ及び割り当てスロット番号を検出し、割り当てスロット番号（スロットＳ８）を制御用メモリに格納する。以降、スロットＳ８において第２基地局向けの通信を開始する。この時点で図１２から図１３の状況へ移行する。第１移動局は、スロットＳ２及びスロットＳ８において、各々第１基地局及び第２基地局向けに、制御データと要求に応じたユーザーデータを配信する。一方、第２基地局は、スロットＳ６において、第１移動局及び第２移動局向けに、制御データとユーザーデータを送信する。従って、第２基地局はスロットＳ６において、ユーザーデータを含めたマルチキャスト送信を行っている。
【０１２３】
〔他の実施形態〕
（基地局ネットワークが存在する場合のハンドオーバ制御）
上述した実施形態では、各基地局間には基地局ネットワークが存在しないものとして、説明した。本発明は基地局ネットワークの存在を前提とするものではないが、基地局ネットワークが存在する場合にも、低コストなハンドオーバ制御方法として利用可能である。基地局ネットワークが存在する場合には、全ての移動局の通信状況やデータの送受信を一元管理することができる。
【０１２４】
（孤立ネットワーク間の接続）
本発明の実施形態では、移動局はハンドオーバの際に２つの基地局と接続する期間を有する。従って、この２つの基地局の間で基地局ネットワークが分断している場合、移動局を介してこの２つの孤立ネットワーク間を接続しているとみなすことができる。本発明の通信制御方法をそのまま用いることにより、この情報中継伝送を実現可能である。
【０１２５】
図１４（ａ）は本発明の他の実施形態の移動局装置を示すブロック図であり、図１４（ｂ）は本発明の他の実施形態の基地局装置を示すブロック図である。図１４（ａ）の移動局装置１００ａは、処理部の一例としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）１１１と、メモリ１１２と、を含む。図１４（ａ）の移動局装置１００ａは、ＴＤＭＡスロットに含まれる探索スロットにより基地局を探索する処理や、基地局に対してユニキャスト方式により情報伝送する処理を実行させるプログラムを、メモリ１１２に読み込む。また移動局装置１００ａは、基地局から到来する信号を検知し、新たな基地局から到来した信号が十分に安定なときには上記新たな基地局と接続を確立し、新たな基地局から到来した信号が十分に不安定なときには上記新たな基地局と接続を確立しない処理を実行させるプログラムを、メモリ１１２に読み込む。また移動局装置１００ａは、所定数の基地局と接続されている状態で、新たな基地局から到来した信号が十分に安定なときには上記新たな基地局と接続を確立し、新たな基地局から到来した信号が十分に不安定なときには上記新たな基地局と接続を確立しない処理を実行させるプログラムを、メモリ１１２に読み込む。図１４（ａ）の移動局装置１００ａは、所定数の基地局と接続されている状態で、新たな基地局と接続を確立したときには、既接続の基地局から上記新たな基地局へと接続を切り替える処理を実行させるプログラムを、メモリ１１２に読み込む。さらに、ＣＰＵ１１１がこのような基地局探索処理、情報伝送処理や接続確立処理を実行する。
【０１２６】
なお、このプログラムは移動局装置制御用記録媒体、例えば、ＣＦ（Compact Flash（登録商標））及びＳＤ（Secure Digital）等の汎用的な半導体記録デバイス、フレキシブルディスク（Flexible Disk）等の磁気記録媒体、又はＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）などの光学記録媒体などの形態で、流通され得る。このような記録媒体に記録されたプログラムを読み込んで、移動局装置１００ａが基地局探索処理、情報伝送処理や接続確立処理を実行することにより、本実施形態の移動局装置をソフトウェア的に実現してもよい。
【０１２７】
図１４（ｂ）の基地局装置２００ａは、処理部の一例としてのＣＰＵ２１１と、メモリ２１２と、を含む。図１４（ｂ）の基地局装置２００ａは、周囲に移動局がない場合には通信接続に関わる制御情報を含む信号送信を停止させる処理、移動局が他の基地局へ送信する信号を受信することにより移動局の進入を監視する処理を実行させるプログラムを、メモリ２１２に読み込む。また基地局装置２００ａは、移動局に対してマルチキャスト方式により情報伝送する処理を実行させるプログラムを、メモリ２１２に読み込む。さらに、ＣＰＵ２１１がこのような信号送信停止処理、進入監視処理や情報伝送処理を実行する。
【０１２８】
なお、このプログラムは基地局装置制御用記録媒体、例えば、ＣＦ及びＳＤ等の汎用的な半導体記録デバイス、フレキシブルディスク等の磁気記録媒体、又はＣＤ−ＲＯＭなどの光学記録媒体などの形態で、流通され得る。このような記録媒体に記録されたプログラムを読み込んで、基地局装置２００ａが信号送信停止処理、進入監視処理や情報伝送処理を実行することにより、本実施形態の基地局装置をソフトウェア的に実現してもよい。
【０１２９】
以上、本発明の好ましい実施形態や具体例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。請求の範囲に記載した発明の範囲内で、種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲に含まれることはいうまでもない。
【０１３０】
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
（付記１）ＴＤＭＡ(Time Division Multiple Access)方式により通信を行う無線通信システムにおいて、移動局と、前記移動局と通信する基地局であって、周囲に前記移動局がない場合には通信接続に関わる制御情報を含む信号送信を停止している基地局と、を有する無線通信システム。
（付記２）ＴＤＭＡスロットが、前記基地局の送信スロットと、前記移動局の送信スロットと、前記移動局の探索スロットとを含み、前記移動局は、前記探索スロットにより前記基地局を探索する、付記１に記載の無線通信システム。
（付記３）前記基地局は、前記移動局に対してマルチキャスト方式により情報伝送し、前記移動局は、前記基地局に対してユニキャスト方式により情報伝送する、付記１又は付記２に記載の無線通信システム。
（付記４）前記移動局は、基地局から到来する信号を検知し、新たな基地局から到来した信号が十分に安定なときには新たな基地局と接続を確立し、前記新たな基地局から到来した信号が十分に不安定なときには新たな基地局と接続を確立しない、付記１乃至付記３のいずれか一つに記載の無線通信システム。
（付記５）前記移動局が所定数の基地局と接続されている状態で、前記新たな基地局から到来した信号が十分に安定なときには新たな基地局と接続を確立し、前記新たな基地局から到来した信号が十分に不安定なときには新たな基地局と接続を確立しない、付記４に記載の無線通信システム。
（付記６）前記移動局が所定数の基地局と接続されている状態で、新たな基地局と接続を確立したときには、既接続の基地局から前記新たな基地局へと接続を切り替える、付記５に記載の無線通信システム。
（付記７）ＴＤＭＡ(Time Division Multiple Access)方式により移動局と通信を行う基地局装置において、周囲に前記移動局がない場合には通信接続に関わる制御情報を含む信号送信を停止している、基地局装置。
（付記８）移動局が他の基地局へ送信する信号を受信することにより、前記移動局の進入を監視する進入監視手段を有する、付記７に記載の基地局装置。
（付記９）前記移動局に対してマルチキャスト方式により情報伝送し、前記移動局はユニキャスト方式により情報伝送する、付記７又は付記８に記載の基地局装置。
（付記１０）ＴＤＭＡ(Time Division Multiple Access)方式により基地局と通信を行う移動局装置において、ＴＤＭＡスロットが、前記基地局の送信スロットと、移動局の送信スロットと、移動局の探索スロットとを含み、前記探索スロットにより前記基地局を探索する、移動局装置。
（付記１１）前記基地局はマルチキャスト方式により情報伝送し、前記移動局はユニキャスト方式により情報伝送する、付記１０に記載の移動局装置。
（付記１２）前記基地局から到来する信号を検知し、新たな基地局から到来した信号が十分に安定なときには新たな基地局と接続を確立し、前記新たな基地局から到来した信号が十分に不安定なときには新たな基地局と接続を確立しない、付記１０又は付記１１に記載の移動局装置。
（付記１３）所定数の基地局と接続されている状態で、前記新たな基地局から到来した信号が十分に安定なときには新たな基地局と接続を確立し、前記新たな基地局から到来した信号が十分に不安定なときには新たな基地局と接続を確立しない、付記１０又は付記１１に記載の移動局装置。
（付記１４）所定数の基地局と接続されている状態で、新たな基地局と接続を確立したときには、既接続の基地局から前記新たな基地局へと接続を切り替える、付記１３に記載の移動局装置。
（付記１５）ＴＤＭＡ(Time Division Multiple Access)方式により通信を行う基地局と移動局の無線通信制御方法において、前記基地局は、周囲に前記移動局がない場合には通信接続に関わる制御情報を含む信号送信を停止している、無線通信制御方法。
（付記１６）ＴＤＭＡスロットが、前記基地局の送信スロットと、前記移動局の送信スロットと、前記移動局の探索スロットとを含み、前記移動局は、前記探索スロットにより前記基地局を探索する、付記１５に記載の無線通信制御方法。
（付記１７）前記基地局は、前記移動局に対してマルチキャスト方式により情報伝送し、前記移動局は、前記基地局に対してユニキャスト方式により情報伝送する、付記１５又は付記１６に記載の無線通信制御方法。
（付記１８）前記移動局は、基地局から到来する信号を検知し、新たな基地局から到来した信号が十分に安定なときには新たな基地局と接続を確立し、前記新たな基地局から到来した信号が十分に不安定なときには新たな基地局と接続を確立しない、付記１５乃至付記１７のいずれか一つに記載の無線通信制御方法。
（付記１９）前記移動局が所定数の基地局と接続されている状態で、前記新たな基地局から到来した信号が十分に安定なときには新たな基地局と接続を確立し、前記新たな基地局から到来した信号が十分に不安定なときには新たな基地局と接続を確立しない、付記１５乃至付記１７のいずれか一つに記載の無線通信制御方法。
（付記２０）前記移動局が所定数の基地局と接続されている状態で、新たな基地局と接続を確立したときには、既接続の基地局から前記新たな基地局へと接続を切り替える、付記１９に記載の無線通信制御方法。
（付記２１）ＴＤＭＡ(Time Division Multiple Access)方式により移動局と通信を行う基地局装置を制御するプログラムが記録された記録媒体であって、
コンピュータに、
周囲に前記移動局がない場合には通信接続に関わる制御情報を含む信号送信を停止させる処理を実行させる、プログラムが記録された記録媒体。
（付記２２）移動局が他の基地局へ送信する信号を受信することにより、前記移動局の進入を監視する処理を実行させる、付記２１に記載のプログラムが記録された記録媒体。
（付記２３）前記移動局に対してマルチキャスト方式により情報伝送する処理を実行させる、付記２１又は付記２２に記載のプログラムが記録された記録媒体。
（付記２４）ＴＤＭＡ(Time Division Multiple Access)方式により基地局と通信を行う移動局装置を制御するプログラムが記録された記録媒体であって、
コンピュータに、
ＴＤＭＡスロットに含まれる探索スロットにより前記基地局を探索する処理を実行させる、プログラムが記録された記録媒体。
（付記２５）前記基地局に対してユニキャスト方式により情報伝送する処理を実行させる、付記２５に記載のプログラムが記録された記録媒体。
（付記２６）前記基地局から到来する信号を検知し、新たな基地局から到来した信号が十分に安定なときには新たな基地局と接続を確立し、前記新たな基地局から到来した信号が十分に不安定なときには新たな基地局と接続を確立しない処理を実行させる、付記２４又は付記２５に記載のプログラムが記録された記録媒体。
（付記２７）所定数の基地局と接続されている状態で、前記新たな基地局から到来した信号が十分に安定なときには新たな基地局と接続を確立し、前記新たな基地局から到来した信号が十分に不安定なときには新たな基地局と接続を確立しない処理を実行させる、付記２４又は付記２５に記載のプログラムが記録された記録媒体。
（付記２８）所定数の基地局と接続されている状態で、新たな基地局と接続を確立したときには、既接続の基地局から前記新たな基地局へと接続を切り替える処理を実行させる、付記２７に記載のプログラムが記録された記録媒体。
【０１３１】
以上、上述した実施形態や具体例を模範的な例として本発明を説明した。しかしながら、本発明は、上述した実施形態や具体例には限定されない。即ち、本発明は、本発明のスコープ内において、当業者が理解し得る様々な態様を適用することができる。
【０１３２】
この出願は、２０１５年２月２０日に出願された日本出願特願２０１５−３１２１３号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【産業上の利用可能性】
【０１３３】
本発明の活用例として、一次元管制路上の飛翔体について通信接続先基地局を安定的に切り替え続けＴＤＭＡ通信を維持することが考えられる。
【符号の説明】
【０１３４】
１００、１００１、１００２    移動局
２００、２００１、２００２、２００Ｎ    基地局
１０、２０、２０１、２０２    送受信装置
１１、２１    接続安定化部
１２、２２    輻輳回避部
１３、２３    進入監視部
１４、２４    通信スロット制御部
１０１、２０１    復調器
１０２、２０２    受信判定器
１０３、２０３    制御用メモリ
１０４、２０４    タイムフレーム制御器
１０５、２０５    変調器
１０６、２０６    クロック発生器
１０７、２０７    ＧＰＳ受信器
１０８    乱数発生器
【図１】
2016132741.tif 000003
【図２】
2016132741.tif 000004
【図３Ａ】
2016132741.tif 000005
【図３Ｂ】
2016132741.tif 000006
【図３Ｃ】
2016132741.tif 000007
【図４】
2016132741.tif 000008
【図５】
2016132741.tif 000009
【図６】
2016132741.tif 000010
【図７】
2016132741.tif 000011
【図８】
2016132741.tif 000012
【図９】
2016132741.tif 000013
【図１０】
2016132741.tif 000014
【図１１】
2016132741.tif 000015
【図１２】
2016132741.tif 000016
【図１３】
2016132741.tif 000017
【図１４】
2016132741.tif 000018
【国際調査報告】
2016132741.tif 000019
2016132741.tif 000020
2016132741.tif 000021
2016132741.tif 000022