(57)【要約】【課題】アドホックネットワークと移動体通信ネットワークにおける通信に共通のＴＤＤ−ＣＤＭＡ方式を採用して同一周波数帯を使用する場合においても、両ネットワーク間の相互干渉を抑制することができ、良好な通信状態を確保することができる通信チャネルの割当方法および割当装置、並びに無線通信装置を提供する。【解決手段】アドホックネットワーク内のマスタが、予め登録されたすべての通信チャネルの中から、アドホックネットワーク内の通信に動的に割当可能な通信チャネルを抽出し、抽出した通信チャネルに対して、通信条件に関わる所定の評価基準に基づき割当の優先順位を設定するステップと、スレーブから通信チャネルの割当要求があった際に、上記優先順位に基づいて通信チャネルの割当を行い、当該通信チャネルをスレーブに対して通知するステップとを有する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アドホックネットワークと移動体通信ネットワークにおける通信に共通のＴＤＤ−ＣＤＭＡ方式を採用して同一周波数帯を使用する無線通信装置に対して、ＴＤＤ−ＣＤＭＡのタイムスロットと拡散符号とで指定される通信チャネルを、上記アドホックネットワーク内の通信で使用する通信チャネルとして割り当てる方法であって、
上記アドホックネットワークを構成する複数の無線通信装置の中で、ネットワーク全体を管理する無線通信装置をマスタ、当該マスタの管理下で通信を行う無線通信装置をスレーブとして、
上記マスタが、予め登録されたすべての通信チャネルの中から、上記アドホックネットワーク内の通信に動的に割当可能な通信チャネルを抽出し、抽出した通信チャネルに対して、通信条件に関わる所定の評価基準に基づき割当の優先順位を設定するステップと、
上記マスタが、上記スレーブから通信チャネルの割当要求があった際に、上記割当の優先順位に基づいて通信チャネルの割当を行い、当該通信チャネルを上記スレーブに対して通知するステップとを有することを特徴とする通信チャネルの割当方法。
【請求項２】
上記マスタは、上記通信条件に関わる所定の評価基準として、ＴＤＤ−ＣＤＭＡの各タイムスロットにおける干渉レベルを測定し、当該干渉レベルが低い通信チャネルほど上位になるように上記割当の優先順位を設定することを特徴とする請求項１に記載の通信チャネルの割当方法。
【請求項３】
上記マスタは、上記アドホックネットワーク内の通信に対して複数の通信チャネルを割り当てる際に、タイムスロットが同じで拡散符号の異なる通信チャネルを優先的に割り当てることを特徴とする請求項２に記載の通信チャネルの割当方法。
【請求項４】
上記マスタは、上記スレーブから通信チャネルの割当要求があった際に、上り下りの双方向の通信で用いる通信チャネルとして、拡散符号が同じでタイムスロットが異なる一組の通信チャネルを優先的に割り当てることを特徴とする請求項１に記載の通信チャネルの割当方法。
【請求項５】
上記マスタは、上記アドホックネットワークを構成する無線通信装置の何れかが上記アドホックネットワーク内の複数の無線通信装置と通信を行う際に、その通信チャネルとして、同一タイムスロットで拡散符号の異なる通信チャネルを優先的に割り当てることを特徴とする請求項１に記載の通信チャネルの割当方法。
【請求項６】
上記拡散符号は、上記アドホックネットワーク固有のスクランブルコードと、直交可変拡散率コードからなるチャネライゼーションコードとの組合せによって構成され、
上記チャネライゼーションコードには、制御信号用のチャネライゼーションコードと、データ信号用のチャネライゼーションコードとが含まれ、
上記データ信号用のチャネライゼーションコードが、上記アドホックネットワーク内の通信に動的に割り当てられるようになっていることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の通信チャネルの割当方法。
【請求項７】
アドホックネットワークと移動体通信ネットワークにおける通信に共通のＴＤＤ−ＣＤＭＡ方式を採用して同一周波数帯を使用する無線通信装置に対して、ＴＤＤ−ＣＤＭＡのタイムスロットと拡散符号とで指定される通信チャネルを、上記アドホックネットワーク内の通信で使用する通信チャネルとして割り当てる通信チャネルの割当装置であって、
予め登録されたすべての通信チャネルの中から、上記アドホックネットワーク内の通信に動的に割当可能な通信チャネルを抽出し、抽出した通信チャネルに対して、通信条件に関わる所定の評価基準に基づき割当の優先順位を設定する優先順位設定手段と、
上記アドホックネットワークを構成するノードから通信チャネルの割当要求があった際に、上記割当の優先順位に基づいて通信チャネルの割当を行い、当該通信チャネルを上記ノードに対して通知する通信チャネル割当手段とを備え、
上記優先順位設定手段は、上記通信条件に関わる所定の評価基準として、ＴＤＤ−ＣＤＭＡの各タイムスロットにおける干渉レベルを測定し、当該干渉レベルが低い通信チャネルほど上位になるように上記優先順位を設定することを特徴とする通信チャネルの割当装置。
【請求項８】
アドホックネットワークと移動体通信ネットワークにおける通信に共通のＴＤＤ−ＣＤＭＡ方式を採用して同一周波数帯を使用する無線通信装置であって、
請求項７に記載の通信チャネルの割当装置を備える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】
本発明は、アドホックネットワーク内で使用する通信チャネルの割当方法、通信チャネルの割当装置およびこれを用いた無線通信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、移動体通信ネットワークにおいては、携帯電話、パソコン、ＰＤＡなどの無線通信装置（User Equipment）によって移動局が構成され、それら移動局と基地局間のデータ伝送が無線によって行われるようになっている。また、各移動局間で音声通話やデータ通信を行う際には、図６に示すように、基地局（Base Station）を経由してデータの遣り取りが行われるようになっている。このような移動体通信に用いる通信方式としては、例えば、ＧＳＭ（Global System for Mobile Communications）やＷＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）などが知られている。
【０００３】
また、上記移動体通信ネットワークにおいては、移動局と基地局間の通信が双方向になっていて、その通信方式が送受信を同時に行う復信方式となっている。復信方式には、図７に示すように、移動局から基地局への上り回線（Uplink）と基地局から移動局への下り回線（Downlink）とで異なる周波数帯を使用するＦＤＤ（Frequency Division Duplex）方式と、上り回線と下り回線の周波数帯は同じであるが上下回線を非常に短い時間で切り換えるＴＤＤ（Time Division Duplex）方式がある。ＴＤＤ方式では、１フレームが複数（例えば、１５）のタイムスロットに分割されて、その各々に上り回線と下り回線の何れかが割り当てられるようになっている。図８は、このＴＤＤ方式を復信方式として採用したＴＤＤ−ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）のフレーム構成を示しており、このＴＤＤ−ＣＤＭＡ方式では、上り回線と下り回線に割り当てるタイムスロットの比率や配列をトラフィック量等に応じて適宜に設定可能となっている。
【０００４】
一方、無線による近距離のデータ通信ネットワークとして、アドホックネットワークが知られている。このアドホックネットワークにおいては、図９に示すように、基地局の介在無しに、電波の届く範囲内にある無線通信装置どうしで直接通信を行うことが可能となっている。このため、アドホックネットワークによれば、基地局やアクセスポイントが不要となり、このような通信設備を持たない場所においても簡易にネットワークを構築することができるという利点が得られる。このようなアドホックネットワークを構築するための通信技術としては、例えば、Bluetoothや無線ＬＡＮ（IEEE802.11x）などが提案されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、従来では、上記アドホックネットワークと移動体通信ネットワークとで異なる通信方式が採用されていたために、それらネットワークの双方に接続できる無線通信装置を実現しようとすると、無線通信装置の構成が自ずと複雑になり、それに対応してコストが増大するという問題点があった。
また、一方のネットワーク（例えば、アドホックネットワーク）から他方のネットワーク（例えば、移動体通信ネットワーク）に接続先を切り換える際には、双方の通信方式が異なることから、ハンドオーバーに時間がかかるという問題点もあった。
【０００６】
そこで、本発明者等は、先に、上記問題点を解消する無線通信装置として、アドホックネットワークにおける通信と移動体通信ネットワークにおける通信とに共通のＴＤＤ−ＣＤＭＡ方式を採用して同一周波数帯を使用する無線通信装置を開発するとともに、これに関する技術を特願２００３−１６０５７６に開示している。この無線通信装置によれば、アドホックネットワークと移動体通信ネットワークにおける通信方式を統一したことにより、装置構成の複雑化やコスト増大を回避することができる上に、接続するネットワークの切換を円滑に行うことができるという利点が得られる。
【０００７】
ところで、上記構成からなる複数の無線通信装置によりアドホックネットワークを構築して、当該ネットワーク内の無線通信装置どうしで相互に通信を行う際には、その通信チャネルとして、上述したタイムスロットおよび拡散符号を割り当てる必要がある。
移動体通信ネットワークで使用する通信チャネルの割当方式としては、例えば、静的（固定的）に通信チャネルを割り当てるＦＣＡ（static or Fixed Channel Assignment ）方式、動的に通信チャネルを割り当てるＤＣＡ（Dynamic Channel Assignment）方式、ランダムに通信チャネルを割り当てるＲＣＡ（Random Channel Assignment）方式などが知られている。
【０００８】
しかしながら、上記割当方式は何れも移動体通信ネットワークに対応したもので、アドホックネットワークと移動体通信ネットワークが混在するようなネットワーク環境を想定したものではないことから、そのまま適用しようとすると、両ネットワーク間において相互に干渉が生じ、良好な通信状態を確保することが困難になるという問題点があった。また、上記干渉により無線通信装置の受信特性が悪化して、スループットや通信容量が低下するという懸念もあった。
【０００９】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、アドホックネットワークと移動体通信ネットワークにおける通信に共通のＴＤＤ−ＣＤＭＡ方式を採用して同一周波数帯を使用する場合においても、両ネットワーク間の相互干渉を抑制することができ、これによって、良好な通信状態を確保することができるとともに、スループットや通信容量の低下を回避することができる通信チャネルの割当方法、通信チャネルの割当装置およびこれを用いた無線通信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載の発明は、アドホックネットワークと移動体通信ネットワークにおける通信に共通のＴＤＤ−ＣＤＭＡ方式を採用して同一周波数帯を使用する無線通信装置に対して、ＴＤＤ−ＣＤＭＡのタイムスロットと拡散符号とで指定される通信チャネルを、上記アドホックネットワーク内の通信で使用する通信チャネルとして割り当てる方法であって、上記アドホックネットワークを構成する複数の無線通信装置の中で、ネットワーク全体を管理する無線通信装置をマスタ、当該マスタの管理下で通信を行う無線通信装置をスレーブとして、上記マスタが、予め登録されたすべての通信チャネルの中から、上記アドホックネットワーク内の通信に動的に割当可能な通信チャネルを抽出し、抽出した通信チャネルに対して、通信条件に関わる所定の評価基準に基づき割当の優先順位を設定するステップと、上記マスタが、上記スレーブから通信チャネルの割当要求があった際に、上記割当の優先順位に基づいて通信チャネルの割当を行い、当該通信チャネルを上記スレーブに対して通知するステップとを有することを特徴とするものである。
【００１１】
ここで、ＴＤＤ−ＣＤＭＡとは、復信方式にＴＤＤ方式を使用するＣＤＭＡである。ＣＤＭＡとは、スペクトラム拡散方式を応用した多元接続方式の一つで、符号分割多重接続と呼ばれる通信方式である。ＴＤＤ−ＣＤＭＡとしては、例えば、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）により標準化されたＴＤ−ＣＤＭＡなどが挙げられる。
無線通信装置としては、例えば、携帯電話や、移動体通信ネットワークとの接続機能を有するＰＤＡ（Personal Digital Assistance）やパーソナルコンピュータ等の情報端末などが挙げられる。これら無線通信装置は、少なくとも電波の到達範囲内にある周囲の無線通信装置とアドホックネットワークを構築して、当該アドホックネットワーク内の無線通信装置どうしで相互に通信を行う機能（以下、アドホック通信機能と称す。）を有している。
【００１２】
すなわち、上記無線通信装置は、上記アドホック通信機能を有する周囲の無線通信装置（ノード）を検出し、それら無線通信装置に関する情報（例えば、ＩＤやノード種別等のノード情報、拡散符号とタイムスロットとで指定される通信チャネルに関する情報など）をマスタから取得して記憶手段に記憶する処理を実行した後、上記記憶手段に記憶された情報の中から通信相手となる無線通信装置に関する情報を抽出し、当該情報に基づいて、上記通信相手となる無線通信装置とアドホックネットワーク内で相互に通信を行うようになっている。
【００１３】
また、通信条件に関わる所定の評価基準としては、例えば、ネットワークの形態、負荷状況、干渉状態に関わる評価基準などが挙げられ、干渉状態に関わる評価基準には、例えば、請求項２に記載の発明のように、各タイムスロットにおける干渉レベルが含まれる。また、ネットワークの形態に関わる評価基準としては、例えば、請求項４に記載の発明のように、上り下りの双方向の通信で用いられる通信チャネルや、請求項５に記載の発明のように、アドホックネットワーク内の一つのノードが複数のノードと通信を行う際に割り当てられる通信チャネルなど、割当の対象となる通信チャネルが特定の条件を満足するか否かによって区別される評価基準などが挙げられる。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の通信チャネルの割当方法において、上記マスタは、上記通信条件に関わる所定の評価基準として、ＴＤＤ−ＣＤＭＡの各タイムスロットにおける干渉レベルを測定し、当該干渉レベルが低い通信チャネルほど上位になるように上記割当の優先順位を設定することを特徴とするものである。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の通信チャネルの割当方法において、上記マスタは、上記アドホックネットワーク内の通信に対して複数の通信チャネルを割り当てる際に、タイムスロットが同じで拡散符号の異なる通信チャネルを優先的に割り当てることを特徴とするものである。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の通信チャネルの割当方法において、上記マスタは、上記スレーブから通信チャネルの割当要求があった際に、上り下りの双方向の通信で用いる通信チャネルとして、拡散符号が同じでタイムスロットが異なる一組の通信チャネルを優先的に割り当てることを特徴とするものである。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の通信チャネルの割当方法において、上記マスタは、上記アドホックネットワークを構成する無線通信装置の何れかが上記アドホックネットワーク内の複数の無線通信装置と通信を行う際に、その通信チャネルとして、同一タイムスロットで拡散符号の異なる通信チャネルを優先的に割り当てることを特徴とするものである。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５の何れかに記載の通信チャネルの割当方法において、上記拡散符号は、上記アドホックネットワーク固有のスクランブルコードと、直交可変拡散率コードからなるチャネライゼーションコードとの組合せによって構成され、上記チャネライゼーションコードには、制御信号用のチャネライゼーションコードと、データ信号用のチャネライゼーションコードとが含まれ、上記データ信号用のチャネライゼーションコードが、上記アドホックネットワーク内の通信に動的に割り当てられるようになっていることを特徴とするものである。
【００１９】
ここで、制御信号（control signal）とは、アドホックネットワークの構築および維持管理に際してマスタ・スレーブ間で遣り取りされる制御用の信号であり、データ信号（data signal）とは、アドホックネットワークのノード間で遣り取りされるデータ用の信号である。
【００２０】
請求項７に記載の発明は、アドホックネットワークと移動体通信ネットワークにおける通信に共通のＴＤＤ−ＣＤＭＡ方式を採用して同一周波数帯を使用する無線通信装置に対して、ＴＤＤ−ＣＤＭＡのタイムスロットと拡散符号とで指定される通信チャネルを、上記アドホックネットワーク内の通信で使用する通信チャネルとして割り当てる通信チャネルの割当装置であって、予め登録されたすべての通信チャネルの中から、上記アドホックネットワーク内の通信に動的に割当可能な通信チャネルを抽出し、抽出した通信チャネルに対して、通信条件に関わる所定の評価基準に基づき割当の優先順位を設定する優先順位設定手段と、上記アドホックネットワークを構成するノードから通信チャネルの割当要求があった際に、上記割当の優先順位に基づいて通信チャネルの割当を行い、当該通信チャネルを上記ノードに対して通知する通信チャネル割当手段とを備え、上記優先順位設定手段は、上記通信条件に関わる所定の評価基準として、ＴＤＤ−ＣＤＭＡの各タイムスロットにおける干渉レベルを測定し、当該干渉レベルが低い通信チャネルほど上位になるように上記優先順位を設定することを特徴とするものである。
【００２１】
請求項８に記載の発明は、アドホックネットワークと移動体通信ネットワークにおける通信に共通のＴＤＤ−ＣＤＭＡ方式を採用して同一周波数帯を使用する無線通信装置であって、請求項７に記載の通信チャネルの割当装置を備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、予め登録されたすべての通信チャネルの中から、アドホックネットワーク内の通信に動的に割当可能な通信チャネルを抽出し、抽出した通信チャネルに対して、通信条件に関わる所定の評価基準に基づき割当の優先順位を設定するとともに、通信チャネルの割当要求があった際に、上記割当の優先順位に基づいて通信チャネルの割当を行うようにしたので、アドホックネットワークと移動体通信ネットワークとが混在するようなネットワーク環境下においても、通信条件に応じた通信チャネルの割当が可能となり、アドホックネットワークにおける通信の効率化および最適化を図ることができる。また、通信条件に関わる所定の評価基準として、ＴＤＤ−ＣＤＭＡの各タイムスロットにおける干渉レベルを測定し、当該干渉レベルが低い通信チャネルほど上位になるように上記割当の優先順位を設定するようにしたので、アドホックネットワークと移動体通信ネットワークにおける通信に共通のＴＤＤ−ＣＤＭＡ方式を採用して同一周波数帯を使用する場合においても、両ネットワーク間の相互干渉を抑制することができ、これにより良好な通信状態を確保することができるとともに、スループットや通信容量の低下を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１は、本発明に係る無線通信装置によって構築されたアドホックネットワークの一実施形態を示すもので、図中符号１０は第１無線通信装置、符号２０は第２無線通信装置である。
第１無線通信装置１０は、移動体通信ネットワークとの接続機能を有する無線通信装置（本発明に係る無線通信装置）で、例えば、携帯電話、ＰＤＡ、パーソナルコンピュータなどにより構成されている。この第１無線通信装置１０は、移動体通信ネットワークの基地局３０との通信にＴＤＤ−ＣＤＭＡ方式を用いるようになっている。
一方、第２無線通信装置２０は、移動体通信ネットワークとの接続機能を持たない無線通信装置で、例えば、ＬＡＮ（Local Area Network）等の固定的な通信ネットワークに有線または無線で接続された情報端末（例えば、パーソナルコンピュータ、ワークステーションなど）や、情報端末の周辺機器（例えば、ヘッドセット、プリンタ、マウス）などにより構成されている。
【００２４】
これら第１および第２無線通信装置１０、２０は、周囲に存在する他の無線通信装置１０、２０とアドホックネットワークを構築して、当該アドホックネットワーク内の無線通信装置どうしで相互に通信を行うアドホック通信機能を有し、その通信方式に、移動体通信ネットワークにおける通信方式と共通のＴＤＤ−ＣＤＭＡ方式を採用して同一周波数帯を使用するようになっている。また、その通信に際しては、移動体通信ネットワークにおける通信と同期を取ってアドホックネットワーク内の通信を行うようになっている。
【００２５】
図２は、第１無線通信装置の要部構成を示すブロック図である。この図２に示すように、第１無線通信装置１０は、送信器１１、受信器１２、アンテナ１３、制御部１４および記憶部１５を有している。
【００２６】
送信器１１は、送信信号を生成する送信データ処理部１１ａと、搬送波を送信信号で一次変調する一次変調部１１ｂと、一次変調によって得られた変調信号を拡散符号（直交拡散符号）で拡散変調（二次変調）する拡散部１１ｃと、拡散変調された信号を増幅する増幅部１１ｄとを備えている。すなわち、送信データ処理部１１ａで生成された送信信号は、一次変調部１１ｂにて所定の変調方式で一次変調された後、拡散部１１ｃにて拡散符号により拡散変調され、その後、増幅部１１ｄにて増幅されてアンテナ１３から電波として放射されるようになっている。
【００２７】
一方、受信器１２は、アンテナ１３から受信した受信信号に含まれる不要なノイズ成分を除去する帯域フィルタ１２ａと、この帯域フィルタ１２ａを通過した受信信号をベースバンド信号に復調する復調部１２ｂと、ベースバンド信号に含まれるミッドアンブル（Midamble）からチャネル推定値を求めるチャネル推定部１２ｃと、各無線通信装置のチャネル推定値と拡散符号とを用いてジョイントディテクション（Joint Detection）により干渉信号を除去する干渉信号除去部１２ｄと、干渉信号が除去された復調信号に基づいて各種処理を行う受信データ処理部１２ｅとを備えている。なお、各無線通信装置１０、２０には、固有のミッドアンブルが予め割り当てられており、受信信号に含まれるミッドアンブルから各無線通信装置のチャネル推定値を導き出すことが可能となっている。干渉信号除去部１２ｄは、各無線通信装置に予め割り当てられた拡散符号と上記チャネル推定値とを畳込み乗算してシステム行列を生成し、このシステム行列をベースバンド信号に乗算することにより復調信号を得るようになっている。
【００２８】
制御部１４は、記憶部１５に記憶された各種情報に基づいて、送信器１１および受信器１２を制御するもので、この制御部１４によって、送信と受信の切替制御、送信電力の出力制御（パワーコントロール）、アドホックネットワークと移動体通信ネットワークとの切替制御や同期制御等が行われるようになっている。例えば、移動体通信ネットワークの基地局３０、或いはアドホックネットワーク内の他の無線通信装置と無線回線を使って通信する際には、予め設定されたタイムスロットの割当に基づいて送信と受信の切替が行われて、ＴＤＤ方式で通信が行われるようになっている。また、アドホックネットワーク内の他の無線通信装置と通信する際には、基地局３０から受信した同期用の情報に基づいて、移動体通信ネットワークにおける通信タイミングに合致するように、アドホックネットワーク内の他の無線通信装置との通信タイミングが設定されるようになっている。さらに、アドホックネットワーク内の他の無線通信装置と通信する際には、受信器１２に入力された受信信号から干渉レベルが検出され、その干渉レベルに応じて送信電力が調整されるようになっている。
【００２９】
また、制御部１４は、当該無線通信装置１０がアドホックネットワーク内でマスタに設定された際に、本発明に係る優先順位設定手段および通信チャネル割当手段として機能するようになっており、記憶部１５等に予め記憶されたすべての通信チャネルの中から、アドホックネットワーク内の通信に動的に割当可能な通信チャネルを抽出し、抽出した通信チャネルに対して、通信条件に関わる所定の評価基準に基づき割当の優先順位を設定する処理を実行する。そして、スレーブから通信チャネルの割当要求があった際に、上記割当の優先順位に基づいて通信チャネルの割当を行い、当該通信チャネルをスレーブに対して通知する処理を実行する。すなわち、本実施形態では、本発明に係る通信チャネルの割当装置が制御部１４によって構成されている。
【００３０】
また、本実施形態では、これら送信器１１、受信器１２、アンテナ１３、制御部１４および記憶部１５等によって、周囲に存在する他の無線通信装置１０、２０とアドホックネットワークを構築して、当該アドホックネットワーク内の無線通信装置どうしで相互に通信を行うアドホック通信機能が実現されている。
他方、第２無線通信装置２０についても、上記第１無線通信装置１０と同様の送信器、受信器、アンテナ、制御部および記憶部を有し、これら通信手段によって、アドホックネットワーク内の他の無線通信装置と、基地局３０の介在無しに無線回線を使って通信することが可能となっている。
【００３１】
次に、上記構成からなる第１無線通信装置１０によって実行されるアドホックネットワークへの接続処理について説明する。ここでは、上記第１無線通信装置１０をノードＸとして説明する。
【００３２】
この処理は、例えば、移動体通信ネットワークよりもアドホックネットワークのＳＩＲ（Signal to Interference Ratio：信号対干渉比）の方が強い場合や、アドホックモードに通信モードの切換が行われた場合などに開始される。
先ず、ノードＸが、アドホックネットワーク内にマスタが存在するか否かを探索し、その探索結果に基づいて、当該ノードＸのノード種別をマスタまたはスレーブの何れかに設定する処理を行う。すなわち、ノードＸが、マスタから発せられるパイロット信号を検出する処理を行い、その結果、パイロット信号を検出できた場合には、ノード種別をスレーブに設定し、パイロット信号を検出できなかった場合には、ノード種別をマスタに設定する。
【００３３】
ここで、ノード種別がスレーブに設定された場合には、ノードＸが、予め設定された共有チャネル（Common Channel）を利用して、ノード情報（例えば、ノードＸのＩＤ、アドレスなど）をマスタに対して送信する処理を行う。マスタは、ノードＸのノード情報を受信すると、このノード情報に基づいて、記憶部内のネットワーク情報（各スレーブのノード情報、ネットワーク資源、ＱｏＳ（Quality of Service）のパラメータなど）を更新した後、当該ネットワーク情報をアドホックネットワーク内の各スレーブ（ノードＸを含む。）に対して配信する処理を行う。これにより、ノードＸがスレーブとしてアドホックネットワーク内に組み入れられた状態となる。
【００３４】
一方、ノード種別がマスタに設定された場合には、ノードＸが、所定周期毎にパイロット信号を繰り返し発信（ブロードキャスト）するとともに、スレーブから出力される制御信号を監視しながら、定期的に、上記ネットワーク情報を更新する処理、並びにスレーブの通信状態を検出する処理を行う。これにより、ノードＸをマスタとするアドホックネットワークが構築され、当該アドホックネットワークの維持管理がノードＸによって行われる。
【００３５】
次に、上記のようにして構築されたアドホックネットワーク内において、各ノード間で通信を行う際の処理について説明する。例えば、ノードＸがスレーブに設定されている場合に、当該ノードＸが、スレーブに設定されている他の無線通信装置（以下、ノードＹと称する）との通信を開始する際には、先ず、ノードＸが、通信相手となるノードＹのＩＤを指定して、通信チャネルの割当要求を、共有チャネル（Common Channel）を利用してマスタに対して送信する処理を行う。これを受けて、マスタは、記憶部内のネットワーク情報を参照して、ノードＹの通信状態を確認するとともに、ノードＸ・Ｙ間の通信チャネルを割り当てる処理を実行する。
【００３６】
具体的には、先ず、予め登録されたすべての通信チャネル（タイムスロットと拡散符号の組合せ）の中から、ノードＸ・Ｙ間の通信に新たに割当可能な通信チャネル（アドホックネットワーク内の通信に動的に割当可能な通信チャネルの中で、未だ割当が確定してない通信チャネル）を抽出し、抽出した通信チャネルに対して、通信条件に関わる所定の評価基準に基づき割当の優先順位を設定する処理を行った後、上記割当の優先順位に基づいてノードＸ・Ｙ間の通信で使用する通信チャネルを割り当てる処理を行う。
【００３７】
ここで、通信チャネルとして割り当てるネットワーク資源には、タイムスロットと拡散符号が含まれる。タイムスロットは、ＴＤＤ−ＣＤＭＡの無線フレームを複数に分割してなるもので、ここでは１５個のタイムスロット（ＳＴ１〜ＳＴ１５）が設けられている。また、拡散符号には、スクランブルコード（scrambling code）とチャネライゼーションコード（channelization code）の２種類が用いられている。
【００３８】
スクランブルコードは、移動体通信ネットワークの各セルに対して割り当てられる識別コードで、各セルに割り当てられたコードと異なるコードが、アドホックネットワーク共通の識別コードとして付与されるようになっている。一方、アドホックネットワーク内で使用するチャネライゼーションコードには、拡散率１６のＯＶＳＦ（Orthogonal Variable Spreading Factor：直交可変拡散率）符号が用いられている。このチャネライゼーションコードには、マスタ・スレーブ間で遣り取りされる制御信号（例えば、パイロット信号、同期信号、チャネル要求信号など）用の固定コードとして予め確保されたチャネライゼーションコードと、ノード間で遣り取りされるデータ信号用として自由に使用できるチャネライゼーションコードとが含まれている。本実施形態では、制御信号用のチャネライゼーションコードとしてＣ０、データ信号用のチャネライゼーションコードとしてＣ１〜Ｃ１５を用い、チャネライゼーションコードＣ１〜Ｃ１５をアドホックネットワーク内の通信に動的に割当可能な拡散符号として用いるようにしている。
【００３９】
通信条件に関わる所定の評価基準としては、例えば、干渉状態、ネットワーク形態、負荷状況に関わる評価基準などが挙げられる。ここでは、干渉状態に関わる評価基準として、各タイムスロットにおける干渉レベルを使用する。すなわち、マスタは、ＴＤＤ−ＣＤＭＡの各タイムスロットにおける干渉レベルを測定し、当該干渉レベルが低い通信チャネルほど上位になるように割当の優先順位を決定する。
【００４０】
例えば、図３に示すように、アドホックネットワークが移動体通信ネットワークの基地局３０の近傍に構築された場合には、移動体通信ネットワークの下り回線（Downlink）に設定されたタイムスロットにおいて干渉レベルが高く、上り回線（Uplink）に設定されたタイムスロットにおいて干渉レベルが相対的に低くなる傾向がある。これに対して、図４に示すように、アドホックネットワークが基地局３０から離れた位置に構築された場合には、移動体通信ネットワークの上り回線に設定されたタイムスロットにおいて干渉レベルが高く、下り回線に設定されたタイムスロットにおいて干渉レベルが相対的に低くなる傾向がある。
【００４１】
したがって、図３のように、移動体通信ネットワークの上り回線として使用するタイムスロットの干渉レベルが低くなる場合には、この上り回線に対応するタイムスロットを用いた通信チャネルの優先順位が相対的に高くなり、図３の例では、タイムスロットＳＴ５，８，１１，１４が優先順位の上位に設定される。一方、図４のように、移動体通信ネットワークの下り回線として使用するタイムスロットの干渉レベルが低くなる場合には、この下り回線に対応するタイムスロットを用いた通信チャネルの優先順位が相対的に高くなり、図４の例では、タイムスロットＳＴ３，４，６，７，９，１０，１２，１３が優先順位の上位に設定される。このため、アドホックネットワーク内の通信に割り当てられるタイムスロットが、セル内におけるアドホックネットワークの位置や、移動体通信ネットワークの回線方向等によって動的に変化することとなる。なお、本実施形態では、例えば、図中のＢＨ（Broadcast Channel）、ＦＡ（Forward Access Chanel）のように、移動体通信ネットワークにおいて制御信号の遣り取りに使用されるタイムスロットについては、アドホックネットワーク内の通信で利用しないようにしている。また、本実施形態では、アドホックネットワークどうしは、十分に離れていて相互に干渉は生じないものと仮定している。
【００４２】
他方、ネットワーク形態に関わる評価基準としては、例えば、（１）上り下りの双方向の通信で用いられる通信チャネルや、（２）１つのノードが複数のノードと通信を行う際に割り当てられる通信チャネルなど、割当の対象となる通信チャネルが特定の条件を満足するか否かによって区別される評価基準などが挙げられる。
【００４３】
例えば、ノードＸから通信チャネルの割当要求があった際には、上り回線（Ｘ→Ｙ）と下り回線（Ｙ→Ｘ）用にそれぞれ通信チャネルを割り当てる必要がある。その際に、本実施形態では、マスタが、上り下りの双方向の通信で使用する通信チャネルとして、拡散符号が同じでタイムスロットが異なる一組の通信チャネルを優先的に割り当て、ノードＸおよびＹが、アドホックネットワーク内の干渉信号をジョイントディテクションによって抑制若しくは除去する処理を実行する。一つのタイムスロットにおいて同時に使用可能なチャネライゼーションコードの数は、最大で１０〜１２程度となるが、このチャネライゼーションコードの割当は、なるべく少数のタイムスロットに集約させることが望ましく、例えば、あるタイムスロットでチャネライゼーションコードが上限に達した後に、別のタイムスロットでチャネライゼーションコードの割当を行うようにすることが好ましい。
【００４４】
また、例えば、図５（ａ）に示すように、アドホックネットワーク内のノードの何れかが複数のノードと通信を行う際には、その通信チャネルとして、同一タイムスロットで拡散符号の異なる通信チャネルを優先的に割り当てることにより、各ノードが使用するタイムスロットの数を最少化する制御を行う。すなわち、ジョイントディテクションの処理に対する負荷が、各タイムスロットで使用される拡散符号の数には関係なく、各無線通信装置で使用されるタイムスロットの数に依存して増大することとなるので、あるノードが複数のノードと通信を行う際には、同じタイムスロットで異なるチャネライゼーションコードを使用してトラフィックを多重化することにより、各ノードが使用するタイムスロットの数を抑制する。例えば、図５（ａ）に示すように、ノードＢとノードＤとが、タイムスロットＳＴ５とＳＴ７とを使って通信を行っている状況下において、ノードＡがノードＢ、Ｃ、Ｄと通信しようとした場合には、図５（ｂ）に示すように、タイムスロットＳＴ２、ＳＴ５、ＳＴ７を使用することによって、各ノード間の通信（Ａ→Ｂ、Ｂ→Ａ、Ａ→Ｃ、Ｃ→Ａ、Ａ→Ｄ、Ｄ→Ａ）で必要な通信チャネルをすべて割り当てることができ、使用するタイムスロットの数を最少化することができる。
【００４５】
このように優先順位の設定および通信チャネルの割当を行った後、マスタは、通信チャネルの割当が指定された設定情報を、通信要求のあったノードＸに対して返信する処理を行う。この際に、マスタは、上記設定情報に基づきネットワーク情報を更新して記憶部に記憶する処理や、更新したネットワーク情報をアドホックネットワーク内の各スレーブに対して配信する処理を併せて行う。
【００４６】
ノードＸは、ノードＹとの通信に必要な設定情報をマスタから受信すると、当該設定情報を記憶部１５に記憶した後、当該設定情報に従って、ノードＹとの間で直接データ信号の送受信を行う。その際に、ノードＸは、アドホックネットワークに加わってない近傍の無線通信装置の干渉とならないように、パワーコントロールを行う。すなわち、受信器１２に入力された受信信号に基づいてすべてのタイムスロットの干渉レベルを測定し、その測定値と予め設定されたオフセット値との和を送信電力の最大値（許容値）として、この最大値を上回らないように、送信電力の出力制御を行う。また、ノードＸは、基地局３０からの信号を受信して、受信した信号の所定タイムスロットに含まれる同期用の情報を抽出し、当該同期用の情報に基づいて、移動体通信ネットワークにおける通信タイミングに合致するように、ノードＹとの通信タイミングを設定する処理や、受信信号に含まれるミッドアンブルに基づいて、ノードＹから送信された希望信号とそれ以外の干渉信号のチャネル推定値を求め、当該チャネル推定値と、各信号に割り当てられた拡散符号とを用いて、ジョイントディテクションにより上記干渉信号を除去する処理等を行う。
【００４７】
例えば、ノードＸ・Ｙ間で通信が行われている最中に、ノードＹからノードＸに、またはノードＸからノードＹにＮＡＫ（Negative Acknowledge）が送信された際には、ノードＹとノードＸとの間で遣り取りされるデータ信号をマスタが中継する処理を実行する。すなわち、マスタが、自身とノードＸの通信チャネルと、自身とノードＹの通信チャネルとを割り当てた後、それら通信チャネルを利用して、ノードＸまたはノードＹから送信されたデータ信号を取得し、これをノードＹまたはノードＸに転送する処理を行う。このため、当該アドホックネットワーク内においてはマスタを中継装置として利用することができ、その結果、当該アドホックネットワークの利用可能範囲を拡大することができる。
【００４８】
また、マスタは、ノードＸおよびＹに対して定期的に通信状況の問い合わせを行い、その応答によりノードＸ・Ｙ間の通信完了を確認した後に、ノードＸ・Ｙ間の通信に割り当ててあった通信チャネルを解放した後、ネットワーク情報を更新して記憶部に記憶する処理や、更新したネットワーク情報をアドホックネットワーク内の各スレーブに対して配信する処理を行う。
【００４９】
以上のように、本実施形態によれば、予め登録されたすべての通信チャネルの中から、アドホックネットワーク内の通信に動的に割当可能な通信チャネルを抽出し、抽出した通信チャネルに対して、通信条件に関わる所定の評価基準に基づき割当の優先順位を設定するとともに、通信チャネルの割当要求があった際に、上記割当の優先順位に基づいて通信チャネルの割当を行うようにしたので、アドホックネットワークと移動体通信ネットワークとが混在するようなネットワーク環境下においても、通信条件（例えば、ネットワークの形態、負荷状況、干渉状態など）に応じた通信チャネルの割当が可能となり、アドホックネットワークにおける通信の効率化および最適化を図ることが可能となる。また、通信条件に関わる所定の評価基準として、ＴＤＤ−ＣＤＭＡの各タイムスロットにおける干渉レベルを測定し、当該干渉レベルが低い通信チャネルほど上位になるように上記割当の優先順位を設定するようにしたので、アドホックネットワークと移動体通信ネットワークにおける通信に共通のＴＤＤ−ＣＤＭＡ方式を採用して同一周波数帯を使用する場合においても、両ネットワーク間の相互干渉を抑制することができ、これにより良好な通信状態を確保することができる上に、スループットや通信容量の低下を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明に係る無線通信装置によって構築されたアドホックネットワークの一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】図１の第１無線通信装置の要部構成を示すブロック図である。
【図３】基地局の近傍にアドホックネットワークが構築されている状態を示す模式図である。
【図４】基地局から離れた位置にアドホックネットワークが構築されている状態を示す模式図である。
【図５】タイムスロットの割当を最少化する方法を説明するための模式図である。
【図６】移動体通信ネットワークの一例を示す概略構成図である。
【図７】ＴＤＤ方式とＦＤＤ方式を説明するための模式図である。
【図８】ＴＤＤ−ＣＤＭＡのフレーム構成の一例を示す図である。
【図９】アドホックネットワークの一例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０  第１無線通信装置
２０  第２無線通信装置
３０  基地局
【図１】
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【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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