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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024046359
(43)【公開日】2024-04-03
(54)【発明の名称】通信システム
(51)【国際特許分類】
H04W 72/0446 20230101AFI20240327BHJP
H04L 7/00 20060101ALI20240327BHJP
H04B 7/15 20060101ALI20240327BHJP
H04W 28/04 20090101ALI20240327BHJP
H04W 12/03 20210101ALI20240327BHJP
【ＦＩ】
H04W72/04 131
H04L7/00 990
H04B7/15
H04W28/04 110
H04W12/03
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022151688
(22)【出願日】2022-09-22
(71)【出願人】
【識別番号】000001122
【氏名又は名称】株式会社日立国際電気
(74)【代理人】
【識別番号】100093104
【弁理士】
【氏名又は名称】船津 暢宏
(72)【発明者】
【氏名】庄司 智也
(72)【発明者】
【氏名】河野 日向子
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 道奉
(72)【発明者】
【氏名】武井 大輔
(72)【発明者】
【氏名】山本 和弘
(72)【発明者】
【氏名】西田 順一
【テーマコード（参考）】
5K047
5K067
5K072
【Ｆターム（参考）】
5K047AA18
5K067AA23
5K067DD11
5K067DD30
5K067EE10
5K067EE16
5K067HH23
5K067HH28
5K072AA04
5K072AA24
5K072BB02
5K072BB25
5K072EE33
(57)【要約】
【課題】 送信時間や送信周期に制約があっても、ネットワークの揺らぎを反映した送信開始時刻を設定して、広域網を利用してセキュリティを確保しつつダイバシティ受信を行うことができる通信システムを提供する。
【解決手段】 複数の無線装置３と通信制御装置１が広域網で接続され、複数の無線装置３が、時刻情報を取得して通信制御装置１に送信し、通信制御装置１は、複数の無線装置３からの時刻情報を受信し、受信した無線装置３の時刻情報と当該受信時の時刻情報とから到達時間を演算して記憶し、記憶した複数の無線装置３に対応した到達時間の最大値から通信開始時刻を決定して複数の無線装置３に送信し、複数の無線装置３は、通信制御装置１から送信された通信開始時刻でデータの送信を行い、通信制御装置１は、通信開始時刻から到達時間の最大値に基づく特定のタイムアウト時間が経過した後に到達したデータは誤りとして処理する通信システムである。
【選択図】 図７
【解決手段】 複数の無線装置３と通信制御装置１が広域網で接続され、複数の無線装置３が、時刻情報を取得して通信制御装置１に送信し、通信制御装置１は、複数の無線装置３からの時刻情報を受信し、受信した無線装置３の時刻情報と当該受信時の時刻情報とから到達時間を演算して記憶し、記憶した複数の無線装置３に対応した到達時間の最大値から通信開始時刻を決定して複数の無線装置３に送信し、複数の無線装置３は、通信制御装置１から送信された通信開始時刻でデータの送信を行い、通信制御装置１は、通信開始時刻から到達時間の最大値に基づく特定のタイムアウト時間が経過した後に到達したデータは誤りとして処理する通信システムである。
【選択図】 図７
【特許請求の範囲】
【請求項1】
無線によりデータの送受信を行う複数の無線装置と、前記複数の無線装置と広域ネットワークにより接続する通信制御装置とを有する通信システムであって、
前記複数の無線装置及び前記通信制御装置は各々時刻情報を取得するものであり、
前記複数の無線装置は、取得した時刻情報を前記通信制御装置に送信し、
前記通信制御装置は、前記複数の無線装置からの時刻情報を受信し、前記受信した無線装置の時刻情報と当該受信時の時刻情報の差分から到達時間を演算して記憶し、当該記憶した複数の無線装置に対応した到達時間の最大値から通信開始時刻を決定して前記複数の無線装置に送信すると共に前記到達時間の最大値からタイムアウト時間を設定し、
前記複数の無線装置は、前記通信制御装置から送信された通信開始時刻でデータの送信を行い、
前記通信制御装置は、前記通信開始時刻から前記タイムアウト時間の経過後に到達したデータは誤りとして処理することを特徴とする通信システム。
前記複数の無線装置及び前記通信制御装置は各々時刻情報を取得するものであり、
前記複数の無線装置は、取得した時刻情報を前記通信制御装置に送信し、
前記通信制御装置は、前記複数の無線装置からの時刻情報を受信し、前記受信した無線装置の時刻情報と当該受信時の時刻情報の差分から到達時間を演算して記憶し、当該記憶した複数の無線装置に対応した到達時間の最大値から通信開始時刻を決定して前記複数の無線装置に送信すると共に前記到達時間の最大値からタイムアウト時間を設定し、
前記複数の無線装置は、前記通信制御装置から送信された通信開始時刻でデータの送信を行い、
前記通信制御装置は、前記通信開始時刻から前記タイムアウト時間の経過後に到達したデータは誤りとして処理することを特徴とする通信システム。
【請求項2】
前記通信制御装置は、受信データをフレーム毎に記憶する受信フレームリストと、前記フレーム毎に誤り状況を記憶する誤り状況リストとをデータリンク制御部に備え、前記誤り状況リストを前記複数の無線装置に送信し、前記誤り状況リストで誤りのあるフレームの受信データを前記複数の無線装置から再度受信して、誤りのない受信フレームリストを生成して、接続するユーザ端末に出力することを特徴とする請求項１記載の通信システム。
【請求項3】
前記通信制御装置は、前記複数の無線装置からの受信データを記憶するキャッシュマップをネットワークインタフェース部に備え、前記誤り状況リストで誤りのあるフレームの受信データを前記複数の無線装置から再度受信すると、前記キャッシュマップに記憶して、前記ネットワークインタフェース部が誤りのない受信データを前記データリンク制御部に出力することを特徴とする請求項２記載の通信システム。
【請求項4】
前記無線装置は、前記通信制御装置に暗号による接続を要求し、
前記通信制御装置は、前記無線装置の認証情報を判断して、暗号方式を決定して前記無線装置からの接続を許可することを特徴とする請求項１又は２記載の通信システム。
前記通信制御装置は、前記無線装置の認証情報を判断して、暗号方式を決定して前記無線装置からの接続を許可することを特徴とする請求項１又は２記載の通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、通信システムに係り、特に送信時間や送信周期に制約がある場合でも、セキュリティを確保しつつ広域網を利用してダイバシティ受信を行うことができる通信システムに関する。
【背景技術】
【0002】
［先行技術の説明：図１０］
従来、専用回線を用いたネットワーク上の複数拠点に配置された無線装置を用いて送受信を行う通信システムがある。
従来の通信システムの構成について図１０を用いて説明する。図１０は、従来の通信システムの概略構成を示す説明図である。
図１０に示すように、従来の通信システムは、通信制御装置５１と、複数の音声回線交換機５２と、複数の無線装置５３とを備えており、音声信号による専用回線で接続されている。
従来、専用回線を用いたネットワーク上の複数拠点に配置された無線装置を用いて送受信を行う通信システムがある。
従来の通信システムの構成について図１０を用いて説明する。図１０は、従来の通信システムの概略構成を示す説明図である。
図１０に示すように、従来の通信システムは、通信制御装置５１と、複数の音声回線交換機５２と、複数の無線装置５３とを備えており、音声信号による専用回線で接続されている。
【0003】
通信制御装置５１は、システム全体を制御する。
音声回線交換機５２は、回線交換制御を行う。
無線装置５３は、拠点ごとに複数設けられ、移動局（図示せず）と無線通信を行うと共に、音声回線交換機５２を介して通信制御装置５１と通信を行う。
音声回線交換機５２は、回線交換制御を行う。
無線装置５３は、拠点ごとに複数設けられ、移動局（図示せず）と無線通信を行うと共に、音声回線交換機５２を介して通信制御装置５１と通信を行う。
【0004】
［従来の無線装置の構成：図１１］
従来の無線装置５３の構成について図１１を用いて説明する。図１１は、従来の無線装置５３の概略構成を示す説明図である。
図１１に示すように、従来の無線装置５３は、音声入出力部５３１と高周波部５３２とを備えている。
従来の無線装置５３の構成について図１１を用いて説明する。図１１は、従来の無線装置５３の概略構成を示す説明図である。
図１１に示すように、従来の無線装置５３は、音声入出力部５３１と高周波部５３２とを備えている。
【0005】
そして、音声入出力部５３１は、通信制御装置５１から送信された音声信号を入力し、アナログ変調を行って高周波部５３２に出力し、高周波部５３２からの音声信号を入力して、アナログ復調を行って通信制御装置５１に送信する。
高周波部５３２は、音声入出力部５３１からの音声信号を高周波信号に変換して電力増幅し、アンテナに出力する。また、高周波部５３２は、アンテナから入力された他通信局からの高周波を低雑音化し、音声信号に変換して音声入出力部５３１に出力する。
高周波部５３２は、音声入出力部５３１からの音声信号を高周波信号に変換して電力増幅し、アンテナに出力する。また、高周波部５３２は、アンテナから入力された他通信局からの高周波を低雑音化し、音声信号に変換して音声入出力部５３１に出力する。
【0006】
［従来の通信制御装置の構成：図１２］
次に、従来の通信制御装置の構成について図１２を用いて説明する。図１２は、従来の通信制御装置の構成を示す説明図である。
図１２に示すように、従来の通信制御装置５１は、制御部５４と、変復調部５５と、音声入出力部５６とを備えている。
更に、制御部５４は、フレーム生成部５４１と、フレーム選択・合成部５４２と、ユーザ情報変換部５４３と、通信制御部５４４とを備えている。
次に、従来の通信制御装置の構成について図１２を用いて説明する。図１２は、従来の通信制御装置の構成を示す説明図である。
図１２に示すように、従来の通信制御装置５１は、制御部５４と、変復調部５５と、音声入出力部５６とを備えている。
更に、制御部５４は、フレーム生成部５４１と、フレーム選択・合成部５４２と、ユーザ情報変換部５４３と、通信制御部５４４とを備えている。
【0007】
フレーム生成部５４１は、ユーザ端末からの送信用のデータに基づいて送信用のフレームを生成し、変復調部５５に出力する。
フレーム選択・合成部５４２は、変復調部５５から入力された受信データについて、フレーム形成後に受信の誤り有無を見て受信誤りのないフレームを選択、合成(ダイバシティ)する。
ユーザ情報変換部５４３は、受信データをユーザ向けの情報に変換して、ユーザ端末に出力する。
通信制御部５４４は、ユーザ端末からの指示に応じて無線装置５３と制御情報の送受信を行う。
フレーム選択・合成部５４２は、変復調部５５から入力された受信データについて、フレーム形成後に受信の誤り有無を見て受信誤りのないフレームを選択、合成(ダイバシティ)する。
ユーザ情報変換部５４３は、受信データをユーザ向けの情報に変換して、ユーザ端末に出力する。
通信制御部５４４は、ユーザ端末からの指示に応じて無線装置５３と制御情報の送受信を行う。
【0008】
変復調部５５は、変復調・誤り訂正部５５１を備え、送信フレームについて誤り訂正符号化を施してデジタル変調し、音声信号に変換して音声入出力部に出力する。
また、変復調部５５は、音声入出力部５６からの受信信号についてデジタル復調し、誤り訂正復号化を行って制御部５４に出力する。
音声入出力部５６は、音声信号の入出力を行う。
また、変復調部５５は、音声入出力部５６からの受信信号についてデジタル復調し、誤り訂正復号化を行って制御部５４に出力する。
音声入出力部５６は、音声信号の入出力を行う。
【0009】
通信制御装置５１において、ユーザ端末からの送信データは、制御部５４でフレームに生成され、変復調部５５で誤り訂正符号化及びデジタル変調が行われて音声信号に変換され、音声入出力部５６から専用回線に出力されて無線装置５３に伝送される。
また、無線装置５３で受信され専用回線を介して伝送された音声信号は、音声入出力部５６から入力されて変復調部５５でデジタル復調及び誤り訂正復号化が施され、制御部５４で誤りのないフレームが選択されて合成され、ユーザ向けの情報に変換されて、ユーザ端末に出力される。
また、無線装置５３で受信され専用回線を介して伝送された音声信号は、音声入出力部５６から入力されて変復調部５５でデジタル復調及び誤り訂正復号化が施され、制御部５４で誤りのないフレームが選択されて合成され、ユーザ向けの情報に変換されて、ユーザ端末に出力される。
【0010】
［従来の通信システムにおける通信の流れ：図１３］
次に、従来の通信システムにおける移動局から通信制御装置５１への通信の流れについて図１３を用いて説明する。図１３は、従来の通信システムにおける通信の流れを示す説明図である。
図１３では、ユーザ端末、通信制御装置５１、音声回線交換機５２を備えた中央局と、音声回線交換機５２と、複数の無線装置５３を備えた無線局＃１及び無線局＃２とを有する通信システムが、移動局（送信局）６０からの信号を受信する際の通信の例を示している。尚、送信局６０は、図を簡単にするために、複数の移動局をまとめて示したものである。
次に、従来の通信システムにおける移動局から通信制御装置５１への通信の流れについて図１３を用いて説明する。図１３は、従来の通信システムにおける通信の流れを示す説明図である。
図１３では、ユーザ端末、通信制御装置５１、音声回線交換機５２を備えた中央局と、音声回線交換機５２と、複数の無線装置５３を備えた無線局＃１及び無線局＃２とを有する通信システムが、移動局（送信局）６０からの信号を受信する際の通信の例を示している。尚、送信局６０は、図を簡単にするために、複数の移動局をまとめて示したものである。
【0011】
送信局６０からチャンネル（ｎ）で高周波信号が送信されると、無線局＃２の無線装置＃２－N及び無線局＃１の無線装置＃１－Nに受信される。また、別の移動局である送信局６０からチャンネル（１）で高周波信号が送信されると、無線局＃２の無線装置＃２－1及び無線局＃１の無線装置＃１－1に受信される（Ｓ１０１）。
【0012】
無線局＃２の無線装置＃２－N及び無線局＃１の無線装置＃１－Nは、チャンネル（ｎ）で高周波信号を受信すると、音声信号に変換して音声回線交換機５２に出力し（Ｓ１０２）、無線局＃２の無線装置＃２－1及び無線局＃１の無線装置＃１－1は、チャンネル（１）で高周波信号を受信すると、音声信号に変換して音声回線交換機５２に出力する（Ｓ１０３）。
【0013】
各無線局に設けられた音声回線交換機５２は、音声信号を音声回線を介して中央局に伝送し（Ｓ１０４）、通信制御装置５１は、中央局の音声回線交換機を介して音声信号を受信する（Ｓ１０５）。
そして、上述したように、チャンネル（ｎ）については無線装置＃２－N及び無線装置＃１－Nからの受信フレームに基づいて誤りのないフレームを選択して合成し、チャンネル（１）については無線装置＃２－1及び無線装置＃１－1からの受信フレームに基づいて誤りのないフレームを選択して合成し、受信データを生成して、ユーザ情報としてユーザ端末に出力する（Ｓ１０６）。
このようにして、ダイバシティ受信が行われる。
そして、上述したように、チャンネル（ｎ）については無線装置＃２－N及び無線装置＃１－Nからの受信フレームに基づいて誤りのないフレームを選択して合成し、チャンネル（１）については無線装置＃２－1及び無線装置＃１－1からの受信フレームに基づいて誤りのないフレームを選択して合成し、受信データを生成して、ユーザ情報としてユーザ端末に出力する（Ｓ１０６）。
このようにして、ダイバシティ受信が行われる。
【0014】
また、従来の通信システムでは、同一チャネルを受信している無線装置＃２－Nと無線装置＃１－N、及び無線装置＃２－1及び無線装置＃１－1は、互いに同じタイミングで送信を開始するよう、予め設定されている。
【0015】
そして、次に送信局６０からチャンネル（ｎ）及びチャンネル（１）で送信が行われると（Ｓ１１１）、処理Ｓ１０２～Ｓ１０６と同様に処理Ｓ１１２～Ｓ１１６が行われる。
【0016】
ここで、従来の通信システムにおいては、通信制御装置５１と無線装置５３との間は専用回線で接続されているため、回線の揺らぎ等はなく、音声信号の送受信の際に発生する遅延は通信制御装置５１と無線装置５３との間の距離によって固定されていた。
つまり、同一の無線装置５３から伝送される音声信号について、図１３に示した処理Ｓ１０４と処理Ｓ１１４における遅延時間は同一時間となる。
つまり、同一の無線装置５３から伝送される音声信号について、図１３に示した処理Ｓ１０４と処理Ｓ１１４における遅延時間は同一時間となる。
【0017】
このように、従来の通信システムは、専用回線を利用した閉塞網であることが多いため、回線遅延や揺らぎによる影響を抑えることは比較的容易であった。
しかし、広域網を利用する場合には、回線遅延や揺らぎに対応することは困難であり、更にセキュリティリスクへの対応も必要となる。
従来の無線装置では、WEBアクセスをはじめとする一般的なセキュリティ保護を行うと、処理が増大して通信の遅延にもつながってしまう。
しかし、広域網を利用する場合には、回線遅延や揺らぎに対応することは困難であり、更にセキュリティリスクへの対応も必要となる。
従来の無線装置では、WEBアクセスをはじめとする一般的なセキュリティ保護を行うと、処理が増大して通信の遅延にもつながってしまう。
【0018】
また、ＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access：時分割多重）やＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）等のアクセス方式による無線でのネットワーク通信やデータ通信では、無線受信に対する応答の送信時間や、時刻同期情報の送信時間に制約がある場合が多い。
そのような通信を行う場合には、各無線装置の送信時刻が同一となるよう、制御する必要がある。
そのような通信を行う場合には、各無線装置の送信時刻が同一となるよう、制御する必要がある。
【0019】
［関連技術］
尚、通信システムに関する従来技術としては、特開２０１６－１１１３９６号公報「無線通信装置」（特許文献１）がある。
特許文献１には、伝送遅延時間を考慮して基準遅延時間との差分をタイミング調整時間として算出し、単一周波数ＦＭ同期放送を実現することが記載されている。
尚、通信システムに関する従来技術としては、特開２０１６－１１１３９６号公報「無線通信装置」（特許文献１）がある。
特許文献１には、伝送遅延時間を考慮して基準遅延時間との差分をタイミング調整時間として算出し、単一周波数ＦＭ同期放送を実現することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0020】
【特許文献1】特開２０１６－１１１３９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0021】
上述したように、従来の通信システムでは、公衆回線による広域網を利用した場合、ネットワークの揺らぎによる遅延時間のバラつきを反映した送信開始時刻を設定したり、セキュリティを確保して、安全にダイバシティ受信を行うことが困難であるという問題点があった。
【0022】
尚、特許文献１には、通信制御サーバが、ネットワークの揺らぎを含む遅延時間に応じて無線装置に送信開始時刻を設定すると共に、タイムアウト時間を設けて受信を待ち受け、タイムアウト後に到達したデータは誤りであるとして削除することは記載されていない。
【0023】
本発明は上記実状に鑑みて為されたもので、送信時間や送信周期に制約がある場合でも、ネットワークの揺らぎを反映した送信開始時刻を設定して、広域網を利用してセキュリティを確保しつつダイバシティ受信を行うことができる通信システム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】
【0024】
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、無線によりデータの送受信を行う複数の無線装置と、複数の無線装置と広域ネットワークにより接続する通信制御装置とを有する通信システムであって、複数の無線装置及び通信制御装置は各々時刻情報を取得するものであり、複数の無線装置は、取得した時刻情報を通信制御装置に送信し、通信制御装置は、複数の無線装置からの時刻情報を受信し、受信した無線装置の時刻情報と当該受信時の時刻情報の差分から到達時間を演算して記憶し、当該記憶した複数の無線装置に対応した到達時間の最大値から通信開始時刻を決定して複数の無線装置に送信すると共に到達時間の最大値からタイムアウト時間を設定し、複数の無線装置は、通信制御装置から送信された通信開始時刻でデータの送信を行い、通信制御装置は、通信開始時刻からタイムアウト時間の経過後に到達したデータは誤りとして処理することを特徴としている。
【0025】
また、本発明は、上記通信システムにおいて、通信制御装置は、受信データをフレーム毎に記憶する受信フレームリストと、フレーム毎に誤り状況を記憶する誤り状況リストとをデータリンク制御部に備え、誤り状況リストを複数の無線装置に送信し、誤り状況リストで誤りのあるフレームの受信データを複数の無線装置から再度受信して、誤りのない受信フレームリストを生成して、接続するユーザ端末に出力することを特徴としている。
【0026】
また、本発明は、上記通信システムにおいて、通信制御装置は、複数の無線装置からの受信データを記憶するキャッシュマップをネットワークインタフェース部に備え、誤り状況リストで誤りのあるフレームの受信データを複数の無線装置から再度受信すると、キャッシュマップに記憶して、ネットワークインタフェース部が誤りのない受信データをデータリンク部に出力することを特徴としている。
【0027】
また、本発明は、上記通信システムにおいて、無線装置は、通信制御装置に暗号による接続を要求し、通信制御装置は、無線装置の認証情報を判断して、暗号方式を決定して無線装置からの接続を許可することを特徴としている。
【発明の効果】
【0028】
本発明によれば、無線によりデータの送受信を行う複数の無線装置と、複数の無線装置と広域ネットワークにより接続する通信制御装置とを有する通信システムであって、複数の無線装置及び通信制御装置は各々時刻情報を取得するものであり、複数の無線装置は、取得した時刻情報を通信制御装置に送信し、通信制御装置は、複数の無線装置からの時刻情報を受信し、受信した無線装置の時刻情報と当該受信時の時刻情報の差分から到達時間を演算して記憶し、当該記憶した複数の無線装置に対応した到達時間の最大値から通信開始時刻を決定して複数の無線装置に送信すると共に到達時間の最大値からタイムアウト時間を設定し、複数の無線装置は、通信制御装置から送信された通信開始時刻でデータの送信を行い、通信制御装置は、通信開始時刻からタイムアウト時間の経過後に到達したデータは誤りとして処理する通信システムとしているので、実際のネットワークの揺らぎを反映した到達時間に基づいて送信開始時刻やタイムアウト時間を設定でき、送信時間や送信周期に制約がある場合でも、広域網を利用してダイバシティ受信を行うことができる効果がある。
【0029】
また、本発明によれば、無線装置は、通信制御装置に暗号による接続を要求し、通信制御装置は、無線装置の認証情報を判断して、暗号方式を決定して無線装置からの接続を許可する上記通信システムとしているので、広域網を利用した場合のセキュリティリスクを低減することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【0030】
【図1】本通信システムの概略構成を示す説明図である。
【図2】本通信システムの無線装置３の構成を示す説明図である。
【図3】本通信システムの通信制御装置１の構成を示す説明図である。
【図4】本通信システムのネットワークインタフェース部１３の保持データ構造を示す説明図である。
【図5】本通信システムの暗号化通信開始・通信開始時刻通知のシーケンスを示す説明図である。
【図6】本通信システムの通信の流れを示す説明図である。
【図7】本通信システムのタイムアウトのシーケンスを示す説明図である。
【図8】本通信システムの通信制御装置１の受信時の動作を示す説明図である。
【図9】本通信システムの再送があった場合の通信制御装置１の受信時の動作を示す説明図である。
【図10】従来の通信システムの概略構成を示す説明図である。
【図11】従来の通信システムの無線装置の概略構成を示す説明図である。
【図12】従来の通信システムの通信制御装置の構成を示す説明図である。
【図13】従来の通信システムにおける通信の流れを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0031】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
［実施の形態の概要］
本発明の実施の形態に係る通信システム（本通信システム）は、無線によりデータの送受信を行う複数の無線装置と、複数の無線装置と広域ネットワークにより接続する通信制御装置とを有し、複数の無線装置は、時刻情報を取得して通信制御装置に送信し、通信制御装置は、複数の無線装置からの時刻情報を受信し、受信した無線装置の時刻情報と当該受信時の時刻情報とから到達時間を演算して記憶し、当該記憶した複数の無線装置に対応した到達時間の最大値から通信開始時刻を決定して複数の無線装置に送信し、複数の無線装置は、通信制御装置から送信された通信開始時刻でデータの送信を行い、通信制御装置は、通信開始時刻から到達時間の最大値に基づく特定のタイムアウト時間が経過した後に到達したデータは誤りとして処理するものであり、実際のネットワークの揺らぎを反映した到達時間に基づいて送信開始時刻や受信待ち受けのタイムアウト時間を設定でき、送信時間や送信周期に制約がある場合でも、広域網を利用してダイバシティ受信を行うことができるものである。
［実施の形態の概要］
本発明の実施の形態に係る通信システム（本通信システム）は、無線によりデータの送受信を行う複数の無線装置と、複数の無線装置と広域ネットワークにより接続する通信制御装置とを有し、複数の無線装置は、時刻情報を取得して通信制御装置に送信し、通信制御装置は、複数の無線装置からの時刻情報を受信し、受信した無線装置の時刻情報と当該受信時の時刻情報とから到達時間を演算して記憶し、当該記憶した複数の無線装置に対応した到達時間の最大値から通信開始時刻を決定して複数の無線装置に送信し、複数の無線装置は、通信制御装置から送信された通信開始時刻でデータの送信を行い、通信制御装置は、通信開始時刻から到達時間の最大値に基づく特定のタイムアウト時間が経過した後に到達したデータは誤りとして処理するものであり、実際のネットワークの揺らぎを反映した到達時間に基づいて送信開始時刻や受信待ち受けのタイムアウト時間を設定でき、送信時間や送信周期に制約がある場合でも、広域網を利用してダイバシティ受信を行うことができるものである。
【0032】
［本通信システムの概略構成：図１］
本通信システムの概略構成について図１を用いて説明する。図１は、本通信システムの概略構成を示す説明図である。
図１に示すように、本通信システムの基本的な構成は、中央局の通信制御装置１と、複数の拠点（無線局）に設けられた複数の無線装置３（無線装置３-11，３-12，…３-1N，…３-N1，…３-NN）とがそれぞれルータを介してＷＡＮ（Wide Area Network：広域通信網）で接続された構成である。
また、図示は省略するが、無線装置３は、移動局と無線送受信を行う。尚、本明細書では、移動局を送信局と呼ぶことがある。
本通信システムの概略構成について図１を用いて説明する。図１は、本通信システムの概略構成を示す説明図である。
図１に示すように、本通信システムの基本的な構成は、中央局の通信制御装置１と、複数の拠点（無線局）に設けられた複数の無線装置３（無線装置３-11，３-12，…３-1N，…３-N1，…３-NN）とがそれぞれルータを介してＷＡＮ（Wide Area Network：広域通信網）で接続された構成である。
また、図示は省略するが、無線装置３は、移動局と無線送受信を行う。尚、本明細書では、移動局を送信局と呼ぶことがある。
【0033】
つまり、本通信システムは、移動局から送信された信号を複数の無線装置３が受信し、音声信号ではなく高周波信号として広域網を介して通信制御装置１に伝送し、通信制御装置１においてダイバシティ受信するものである。
【0034】
中央局の時刻管理サーバ２は、通信制御装置１にＧＮＳＳに同期した時刻情報を配信する。
通信制御装置１は、従来と同様にユーザ端末に接続され、複数の無線装置３を利用したダイバシティ受信を行って、ユーザ端末に情報を出力するものである。
通信制御装置１は、従来と同様にユーザ端末に接続され、複数の無線装置３を利用したダイバシティ受信を行って、ユーザ端末に情報を出力するものである。
【0035】
特に、本通信システムの通信制御装置１は、複数の無線装置３が同一の時刻に広域網を介して送信を開始するよう、送信開始時刻を決定して複数の無線装置３に通知する。
具体的には、通信制御装置１は、各無線装置３と通信制御装置１との間の伝送に要する時間（到達時間）を算出して、複数の無線装置３の到達時間の内の最大の時間（最大到達時間）に基づいて、送信開始時刻を決定する。
また、通信制御装置１は、無線装置３からの受信を待ち受ける特定時間をタイムアウト時間として設定し、タイムアウト時間後に到達したデータは誤りとして処理する。
具体的には、通信制御装置１は、各無線装置３と通信制御装置１との間の伝送に要する時間（到達時間）を算出して、複数の無線装置３の到達時間の内の最大の時間（最大到達時間）に基づいて、送信開始時刻を決定する。
また、通信制御装置１は、無線装置３からの受信を待ち受ける特定時間をタイムアウト時間として設定し、タイムアウト時間後に到達したデータは誤りとして処理する。
【0036】
これにより、本通信システムでは、送信時間や送信周期に制約がある場合でも、誤りがあったフレームの再送を迅速に実施でき、効率よくダイバシティ受信を行うことができるものである。
【0037】
また、通信制御装置１は、無線装置３からの要求に対して認証を行って、認証した無線装置３との暗号化通信を実現し、セキュリティリスクの低減を図るものである。
通信制御装置１における具体的な動作については後述する。
通信制御装置１における具体的な動作については後述する。
【0038】
各拠点の無線装置３は、移動局から送信されたデータを受信して、広域網を介して通信制御装置１に送信するものであり、通信制御装置１から通知された送信開始時刻に従って送信を開始する。
また、本通信システムの無線装置３は、通信制御装置１との通信を暗号化通信で行い、セキュリティを向上させる。
無線装置３の構成及び動作については後述する。
また、本通信システムの無線装置３は、通信制御装置１との通信を暗号化通信で行い、セキュリティを向上させる。
無線装置３の構成及び動作については後述する。
【0039】
また、時刻管理サーバ４（時刻管理サーバ４-1，４-2，…４-n）は、拠点ごとに設けられ、拠点内の無線装置３に対してＧＮＳＳに同期した時刻情報及び基準信号を配信するＮＴＰ（Network Time Protocol）サーバである。
【0040】
［無線装置３の構成：図２］
次に、本通信システムの無線装置３の構成について図２を用いて説明する。図２は、本通信システムの無線装置３の構成を示す説明図である。
図２に示すように、本通信システムの無線装置３は、ネットワーク部３１と、無線アクセス制御部３２と、無線信号処理部３３と、高周波部３４と、セキュリティクライアント部３５とを備えている。
また、無線装置３は、時刻管理サーバ４に接続され、更に広域ネットワーク（図示せず）を介して、通信制御装置１に接続されている。
次に、本通信システムの無線装置３の構成について図２を用いて説明する。図２は、本通信システムの無線装置３の構成を示す説明図である。
図２に示すように、本通信システムの無線装置３は、ネットワーク部３１と、無線アクセス制御部３２と、無線信号処理部３３と、高周波部３４と、セキュリティクライアント部３５とを備えている。
また、無線装置３は、時刻管理サーバ４に接続され、更に広域ネットワーク（図示せず）を介して、通信制御装置１に接続されている。
【0041】
無線装置３の各部について説明する。
ネットワーク部３１は、通信制御装置データ入出力部３１１と、通信方式制御部３１２とを備えている。
通信制御装置データ入出力部３１１は、通信制御装置１とのインタフェースであり、移動局から受信したデータや、通信制御装置１からの送信開始時刻等の制御情報のやり取りを行う。
特に、本無線通信システムの通信制御装置データ入出力部３１１は、通信制御装置１から通知された送信開始時刻に従って、セキュリティクライアント部３５に通信制御装置１への送信データを出力する。
通信方式制御部３１２は、設定された通信方式に基づいて、無線アクセス制御部３２、無線信号処理部３３、高周波部３４の設定を切り替える。
ネットワーク部３１は、通信制御装置データ入出力部３１１と、通信方式制御部３１２とを備えている。
通信制御装置データ入出力部３１１は、通信制御装置１とのインタフェースであり、移動局から受信したデータや、通信制御装置１からの送信開始時刻等の制御情報のやり取りを行う。
特に、本無線通信システムの通信制御装置データ入出力部３１１は、通信制御装置１から通知された送信開始時刻に従って、セキュリティクライアント部３５に通信制御装置１への送信データを出力する。
通信方式制御部３１２は、設定された通信方式に基づいて、無線アクセス制御部３２、無線信号処理部３３、高周波部３４の設定を切り替える。
【0042】
無線アクセス制御部３２は、制御データ生成部３２１と、誤り検出・フレーム抽出部３２２とを備えている。
制御データ生成部３２１は、ネットワーク部３１から入力された通信制御装置１からの制御データに基づいて、送信局向けの制御データを生成する。
制御データ生成部３２１は、ネットワーク部３１から入力された通信制御装置１からの制御データに基づいて、送信局向けの制御データを生成する。
【0043】
誤り検出・フレーム抽出部３２２は、無線信号処理部でデジタル復調されたフレームを入力して誤り検出及び訂正復号を行い、誤りのないフレームを選択して、通信制御装置１に伝送するデータとしてネットワーク部３１に出力する。
その際、誤り検出・フレーム抽出部３２２は、誤り訂正後のフレームと順序番号、復号結果からの誤り検出結果を、時刻管理サーバ４から取得した時刻情報と共にネットワーク部３１に出力する。また、当該フレームについて、継続データの有無を示すモアフラグも付して出力する。
その際、誤り検出・フレーム抽出部３２２は、誤り訂正後のフレームと順序番号、復号結果からの誤り検出結果を、時刻管理サーバ４から取得した時刻情報と共にネットワーク部３１に出力する。また、当該フレームについて、継続データの有無を示すモアフラグも付して出力する。
【0044】
無線信号処理部３３は、誤り訂正・デジタル変復調部３３１を備えており、移動局への送信データに対する誤り訂正符号化及びデジタル変調を行い、移動局から受信した信号についてデジタル復調及び誤り訂正復号化を行う。
高周波部３４は、周波数変換を行って、アンテナを介して高周波信号の送受信を行う。
高周波部３４は、周波数変換を行って、アンテナを介して高周波信号の送受信を行う。
【0045】
セキュリティクライアント部３５は、中央局の通信制御装置１との暗号化通信を行うものであり、ベアラ情報取得部３５１を備え、暗号化や復号に伴う処理を行う。
ベアラ情報取得部３５１は、通信制御装置１から認証情報としてのベアラ情報を取得すると共に、拠点の時刻管理サーバ４に接続して、時刻情報及び基準信号を取得する。
また、ベアラ情報取得部３５１は、通信制御装置１に対して認証を要求し、認証後は、セキュリティクライアント部３５と通信制御装置１は暗号化通信を行う。
本通信システムの無線装置３は、セキュリティクライアント部３５を設けることで、通信のセキュリティ向上を図るようにしている。
ベアラ情報取得部３５１は、通信制御装置１から認証情報としてのベアラ情報を取得すると共に、拠点の時刻管理サーバ４に接続して、時刻情報及び基準信号を取得する。
また、ベアラ情報取得部３５１は、通信制御装置１に対して認証を要求し、認証後は、セキュリティクライアント部３５と通信制御装置１は暗号化通信を行う。
本通信システムの無線装置３は、セキュリティクライアント部３５を設けることで、通信のセキュリティ向上を図るようにしている。
【0046】
［通信制御装置１の構成：図３］
次に、本通信システムの通信制御装置１の構成について図３を用いて説明する。図３は、本通信システムの通信制御装置１の構成を示す説明図である。
図３に示すように、本通信システムの通信制御装置１は、データリンク制御部１１と、時刻サーバ通信部１２と、ネットワークインタフェース部１３と、セキュリティサーバ部１４と、認証管理部１５とを備えている。
また、通信制御装置１は、ユーザ端末５及び時刻管理サーバ２に接続している。
次に、本通信システムの通信制御装置１の構成について図３を用いて説明する。図３は、本通信システムの通信制御装置１の構成を示す説明図である。
図３に示すように、本通信システムの通信制御装置１は、データリンク制御部１１と、時刻サーバ通信部１２と、ネットワークインタフェース部１３と、セキュリティサーバ部１４と、認証管理部１５とを備えている。
また、通信制御装置１は、ユーザ端末５及び時刻管理サーバ２に接続している。
【0047】
時刻サーバ通信部１２は、時刻管理サーバ２から時刻情報を取得し、通信制御装置１の各部に配信する。
データリンク制御部１１は、受信フレームリスト１１１と、誤り状況リスト１１２とを記憶しており、複数の無線装置３から受信したデータから誤りのないフレームを選択して受信データを生成し、ユーザ端末５に合わせた情報を生成してユーザ端末５に出力する。誤りのないフレームを選択できない場合には、誤り状況をユーザ端末５に通知する。
受信フレームリスト１１１及び誤り状況リスト１１２については後述する。
データリンク制御部１１は、受信フレームリスト１１１と、誤り状況リスト１１２とを記憶しており、複数の無線装置３から受信したデータから誤りのないフレームを選択して受信データを生成し、ユーザ端末５に合わせた情報を生成してユーザ端末５に出力する。誤りのないフレームを選択できない場合には、誤り状況をユーザ端末５に通知する。
受信フレームリスト１１１及び誤り状況リスト１１２については後述する。
【0048】
また、データリンク制御部１１は、複数の無線装置３に対して、同一時刻で送信を開始するよう、送信開始時刻を決定して無線装置３に通知する。
データリンク制御部１１の動作については後述する。
ネットワークインタフェース部１３は、ネットワークに対する送受信を行うインタフェースであり、セキュリティサーバ部１４から入力された受信フレームを、無線装置３毎に保持するキャッシュマップ１３１を備えている。
キャッシュマップ１３１については後述する。
データリンク制御部１１の動作については後述する。
ネットワークインタフェース部１３は、ネットワークに対する送受信を行うインタフェースであり、セキュリティサーバ部１４から入力された受信フレームを、無線装置３毎に保持するキャッシュマップ１３１を備えている。
キャッシュマップ１３１については後述する。
【0049】
セキュリティサーバ部１４は、無線装置３のセキュリティクライアント部３５と暗号化通信を行い、暗号化や復号の処理を行う。
また、セキュリティサーバ部１４は、無線装置３からのデータに付された認証用のベアラ情報を認証管理部１５に出力して、認証された無線装置３からのデータであることを確認の上、受信したデータをネットワークインタフェース部１３に出力する。
また、セキュリティサーバ部１４は、無線装置３からのデータに付された認証用のベアラ情報を認証管理部１５に出力して、認証された無線装置３からのデータであることを確認の上、受信したデータをネットワークインタフェース部１３に出力する。
【0050】
認証管理部１５は、無線装置３に対して認証を行うためのベアラ情報を管理している。ベアラ情報には、有効期限が設けられている。
認証管理部１５は、セキュリティサーバ部１４から、無線装置３からの認証要求が入力されると、予め登録されている無線装置３であることを確認後、対応するベアラ情報を出力する。
認証管理部１５は、セキュリティサーバ部１４から、無線装置３からの認証要求が入力されると、予め登録されている無線装置３であることを確認後、対応するベアラ情報を出力する。
【0051】
また、認証管理部１５は、セキュリティサーバ部１４から、無線装置３からの受信データに付されたベアラ情報の確認の指示が入力されると、認証されたベアラ情報か否かをセキュリティサーバ部１４に出力する。
本通信システムでは、無線装置３との通信を開始する際に、通信制御装置１の認証管理部１５が、無線装置３からの要求に応じて無線装置の認証を行って暗号化方式を決定する。
このように、本通信システムは広域網を介した通信におけるセキュリティを向上させている。
本通信システムでは、無線装置３との通信を開始する際に、通信制御装置１の認証管理部１５が、無線装置３からの要求に応じて無線装置の認証を行って暗号化方式を決定する。
このように、本通信システムは広域網を介した通信におけるセキュリティを向上させている。
【0052】
［ネットワークインタフェース部で保持するデータ：図４］
ここで、ネットワークインタフェース部１３のキャッシュマップ１３１で保持するデータについて図４を用いて説明する。図４は、ネットワークインタフェース部１３の保持データ構造を示す説明図であり、（ａ）はキャッシュマップフォーマット、（ｂ）は無線装置受信情報フォーマットを示している。
キャッシュマップ１３１は、上述したように、無線装置３毎に受信情報を格納するものであり、図４（ａ）に示すように、フォーマットとして「無線装置ＩＤ」と「無線装置受信情報リスト」とを備えている。
無線装置受信情報リストの内容は、図４（ｂ）の無線装置受信情報フォーマットに示す。
ここで、ネットワークインタフェース部１３のキャッシュマップ１３１で保持するデータについて図４を用いて説明する。図４は、ネットワークインタフェース部１３の保持データ構造を示す説明図であり、（ａ）はキャッシュマップフォーマット、（ｂ）は無線装置受信情報フォーマットを示している。
キャッシュマップ１３１は、上述したように、無線装置３毎に受信情報を格納するものであり、図４（ａ）に示すように、フォーマットとして「無線装置ＩＤ」と「無線装置受信情報リスト」とを備えている。
無線装置受信情報リストの内容は、図４（ｂ）の無線装置受信情報フォーマットに示す。
【0053】
無線装置受信情報フォーマットは、図４（ｂ）に示すように、「受信データ」「時刻情報」「誤り検出結果」「順序番号」「モアフラグ」で構成されている。
「受信データ」は、送信局６０から受信した受信データのバイナリデータである。
「時刻情報」は、受信時に時刻管理サーバ４から取得した時刻である。
「誤り検出結果」は、誤り検出符号等による誤り検出結果である。
「順序番号」は、受信データごとに付与される番号で、受信データ毎に１ずつ増加する。
「モアフラグ」は、継続する受信データの有無を示す情報であり、継続する受信データがある場合には「１」、ない場合には「０」となる。
「受信データ」は、送信局６０から受信した受信データのバイナリデータである。
「時刻情報」は、受信時に時刻管理サーバ４から取得した時刻である。
「誤り検出結果」は、誤り検出符号等による誤り検出結果である。
「順序番号」は、受信データごとに付与される番号で、受信データ毎に１ずつ増加する。
「モアフラグ」は、継続する受信データの有無を示す情報であり、継続する受信データがある場合には「１」、ない場合には「０」となる。
【0054】
本通信システムでは、通信制御装置１が無線装置３から情報を受信した際に、ネットワークインタフェース部１３のキャッシュマップ１３１にそれぞれのデータを格納し、データリンク制御部１１で正しいデータが選択される。通信制御装置１の受信時の動作については後述する。
【0055】
［暗号化通信開始・通信開始時刻通知のシーケンス：図５］
次に、本通信システムにおける暗号化通信開始及び通信開始時刻通知のシーケンスについて図５を用いて説明する。図５は、本通信システムにおける暗号化通信開始・通信開始時刻通知のシーケンスを示す説明図である。
図５の例では、中央局と、２つの拠点（無線局＃１，無線局＃２）とを備えており、中央局には、ユーザ端末５、時刻管理サーバ２、通信制御装置１が設けられている。
また、無線局＃１には、時刻管理サーバ４－1、無線装置＃１－1、…無線装置＃１－Nが設けられ、同様に、無線局＃２には、時刻管理サーバ４－2、無線装置＃２－2…、無線装置＃２－Nが設けられている。尚、ここでは、無線装置＃１－1、無線装置＃１－N、無線装置＃２－1、無線装置＃２－Nを例として説明する。
次に、本通信システムにおける暗号化通信開始及び通信開始時刻通知のシーケンスについて図５を用いて説明する。図５は、本通信システムにおける暗号化通信開始・通信開始時刻通知のシーケンスを示す説明図である。
図５の例では、中央局と、２つの拠点（無線局＃１，無線局＃２）とを備えており、中央局には、ユーザ端末５、時刻管理サーバ２、通信制御装置１が設けられている。
また、無線局＃１には、時刻管理サーバ４－1、無線装置＃１－1、…無線装置＃１－Nが設けられ、同様に、無線局＃２には、時刻管理サーバ４－2、無線装置＃２－2…、無線装置＃２－Nが設けられている。尚、ここでは、無線装置＃１－1、無線装置＃１－N、無線装置＃２－1、無線装置＃２－Nを例として説明する。
【0056】
シーケンスを実現するネットワーク通信方式としては、認証機能や暗号通信方式が実現されているＣｏＡＰ(Constrained Application Protocol)及びＨＴＴＰ(Hyper Text Transfer Protocol)を用いる。
まず、通信制御装置１は、中央局の時刻管理サーバ２からＮＴＰによる時刻情報を取得する（Ｓ１１，Ｓ１２）。
同様に、各拠点の無線装置は、同一拠点の時刻管理サーバ４から時刻情報を取得する（Ｓ１４～Ｓ１７）。
まず、通信制御装置１は、中央局の時刻管理サーバ２からＮＴＰによる時刻情報を取得する（Ｓ１１，Ｓ１２）。
同様に、各拠点の無線装置は、同一拠点の時刻管理サーバ４から時刻情報を取得する（Ｓ１４～Ｓ１７）。
【0057】
無線装置＃２－1は、通信制御装置１に対して、処理Ｓ１４で取得した時刻情報と、無線装置名、パスワード等を付して、認証要求を送出する（Ｓ２１）。
通信制御装置１の認証管理部１６では、当該無線装置＃２－1のＩＰアドレスや受信した情報に基づいて、認証予定の無線装置であるかどうかを判断し、認証対象であると判断すると、通信制御装置１は、暗号方式を決定し、当該無線装置＃２－1に認証用のベアラ情報と暗号方式を応答する（Ｓ２２）。これにより、通信制御装置１と無線装置＃２－1とは、決定された暗号方式による通信を開始する。暗号方式としては、例えば、公開鍵と秘密鍵による暗号化がある。
通信制御装置１の認証管理部１６では、当該無線装置＃２－1のＩＰアドレスや受信した情報に基づいて、認証予定の無線装置であるかどうかを判断し、認証対象であると判断すると、通信制御装置１は、暗号方式を決定し、当該無線装置＃２－1に認証用のベアラ情報と暗号方式を応答する（Ｓ２２）。これにより、通信制御装置１と無線装置＃２－1とは、決定された暗号方式による通信を開始する。暗号方式としては、例えば、公開鍵と秘密鍵による暗号化がある。
【0058】
暗号方式決定の動作は、図示は省略するが、無線装置＃２－1は、取得したベアラ情報を付して通信制御装置１に公開鍵で暗号化した情報を送付し、通信制御装置１の認証管理部１６は、ベアラ情報に対応する秘密鍵を用いて復号を行い、無線装置＃２－1に応答する。これにより、無線装置＃２－1と通信制御装置１との間で、公開鍵と秘密鍵とを用いて暗号化された通信接続（セッション）が構築される。
【0059】
そして、無線装置＃２－1は、暗号化通信により、処理Ｓ２２で取得したベアラ情報を付して、通信制御装置１に対してサーバ情報の取得要求を送出する（Ｓ２３）。
通信制御装置１は、サーバ情報の取得要求を受信すると、付されたベアラ情報を確認し、認証されたものであれば、要求元の無線装置＃２－1に対してサーバ情報を応答する（Ｓ２４）。
通信制御装置１は、サーバ情報の取得要求を受信すると、付されたベアラ情報を確認し、認証されたものであれば、要求元の無線装置＃２－1に対してサーバ情報を応答する（Ｓ２４）。
【0060】
サーバ情報は、通信に関する制御情報であり、例えば、通信制御装置１で算出した当該無線装置３と通信制御装置１との通信に要する到達時間（ネットワーク遅延）に関する情報等が含まれる。
【0061】
無線装置＃１－1、無線装置＃２－N、無線装置＃１－Nも、無線装置＃２－1と同様に、時刻情報を付して通信制御装置１に認証要求を送出し、ベアラ情報を取得して、暗号化通信によりサーバ情報を要求し、サーバ情報を取得する（Ｓ２５～Ｓ３６）。
【0062】
ここで、通信制御装置１は、各無線装置３から送信された認証要求を受信すると（Ｓ２１,Ｓ２５，Ｓ２９，Ｓ３３）、当該要求に含まれる時刻情報と、時刻管理サーバ２から取得した当該要求の受信時刻とを比較して、差分を到達時間（ネットワーク遅延）として算出し、記憶する（Ｓ３７）。到達時間には、ネットワーク揺らぎによる遅延や認証に要する時間も含まれている。
【0063】
そして、通信制御装置１は、記憶された複数の無線装置３の到達時間の内、最大の到達時間を最大到達時間として特定し、当該最大到達時間に基づいて、送信開始時刻を決定して（Ｓ３８）、すべての無線装置３に対して送信開始時刻を通知する（図示せず）。送信開始時刻は、当該システムの通信方式等に応じて予め設定されている送信時間や送信周期に応じて決定される。
【0064】
更に、通信制御装置１は、無線装置３から送信されるデータの受信待ち受けを行う時間を一定時間に制限するため、最大到達時間に基づいてタイムアウト時間を設定する（Ｓ３９）。タイムアウト時間を設けることにより、通信制御装置１は、送信開始時刻からタイムアウト時間が経過するまでに到達したデータについてダイバシティ受信処理を行い、タイムアウト時間経過後に到達したデータは、誤りとして処理する。
これにより、送信時間や送信周期に制限がある場合でも、ダイバシティ受信を効率よく行うことが可能となるものである。
これにより、送信時間や送信周期に制限がある場合でも、ダイバシティ受信を効率よく行うことが可能となるものである。
【0065】
尚、各無線装置３は、情報同期のために定期的に時刻情報を付してサーバ情報取得要求を送信するようにしており、通信制御装置１では、サーバ情報取得要求を受信する度に到達時間を算出して集計し、最大到達時間を更新して保持し、サーバ情報を配信する。
これにより、通信制御装置１は、最新のネットワーク状況に基づいた送信開始時刻を各無線装置３に通知できるものである。
これにより、通信制御装置１は、最新のネットワーク状況に基づいた送信開始時刻を各無線装置３に通知できるものである。
【0066】
[本通信システムの通信の流れ：図６]
次に、本通信システムの通信の流れについて図６を用いて説明する。図６は、本通信システムにおける通信の流れを示す説明図である。尚、ここでは、タイムアウトの処理を行わない場合を示している。
図６に示すように、従来と同様に、送信局６０からチャンネル（ｎ）で高周波信号が送信されると、無線局＃２の無線装置＃２－N及び無線局＃１の無線装置＃１－Nに受信される（Ｓ４１，Ｓ４３）。また、別の移動局である送信局６０からチャンネル（１）で高周波信号が送信されると、無線局＃２の無線装置＃２－1及び無線局＃１の無線装置＃１－1に受信される（Ｓ４２，Ｓ４４）。
各無線装置３では、復調し誤り訂正を施したフレーム情報に、時刻情報等を付して保持しておく。時刻情報は、上述した無線アクセス制御部３２で付与され、受信時刻に相当している。
次に、本通信システムの通信の流れについて図６を用いて説明する。図６は、本通信システムにおける通信の流れを示す説明図である。尚、ここでは、タイムアウトの処理を行わない場合を示している。
図６に示すように、従来と同様に、送信局６０からチャンネル（ｎ）で高周波信号が送信されると、無線局＃２の無線装置＃２－N及び無線局＃１の無線装置＃１－Nに受信される（Ｓ４１，Ｓ４３）。また、別の移動局である送信局６０からチャンネル（１）で高周波信号が送信されると、無線局＃２の無線装置＃２－1及び無線局＃１の無線装置＃１－1に受信される（Ｓ４２，Ｓ４４）。
各無線装置３では、復調し誤り訂正を施したフレーム情報に、時刻情報等を付して保持しておく。時刻情報は、上述した無線アクセス制御部３２で付与され、受信時刻に相当している。
【0067】
そして、送信開始時刻になると、無線装置＃２－N、無線装置＃２－1、無線装置＃１－N、及び無線装置＃１－1は、ネットワークを介して通信制御装置１に一斉に送信を開始し（Ｓ４５～Ｓ４８）、通信制御装置１において受信され、誤りのないフレームが選択されてダイバシティ合成が行われる。
そして、通信制御装置１は、誤りのない受信データが得られた場合には、受信データをユーザに応じた形式に変換してユーザ情報を生成し、ユーザ端末５に出力する（Ｓ４９）。
そして、通信制御装置１は、誤りのない受信データが得られた場合には、受信データをユーザに応じた形式に変換してユーザ情報を生成し、ユーザ端末５に出力する（Ｓ４９）。
【0068】
送信局６０が別のタイミングで送信を行って（Ｓ５１～Ｓ５４）、無線装置＃２－N及び無線装置＃１－N、無線装置＃２－1及び無線装置＃１－1から同時に通信制御装置１に対して送信開始されたとしても、ネットワーク揺らぎの影響で、通信制御装置１への到達が遅れることがある（Ｓ５５～Ｓ５８）。
【0069】
このように、到達が多少遅れたとしても、各無線装置３からの情報にタイムスタンプとして受信時刻が付されているため、通信制御装置１での合成には影響がないものである。
具体的には、キャッシュマップ１３１が更新された際にキャッシュマップ１３１に登録された時刻情報と順序番号に基づいて、再度受信フレームリスト１１１への格納を行う。これにより、ネットワーク揺らぎ等で到達が遅れても、ダイバシティ受信が可能となる。
具体的には、キャッシュマップ１３１が更新された際にキャッシュマップ１３１に登録された時刻情報と順序番号に基づいて、再度受信フレームリスト１１１への格納を行う。これにより、ネットワーク揺らぎ等で到達が遅れても、ダイバシティ受信が可能となる。
【0070】
正常に受信が行われると、通信制御装置１は、ユーザ情報を生成してユーザ端末５に出力する（Ｓ５９）。
また、誤ったフレームがある場合には、通信制御装置１は、各無線装置３を介して、送信局６０に誤り結果を通知し（Ｓ６０）、ユーザ端末５に対して誤り状況通知を出力する（Ｓ６１）。
ダイバシティ受信時の通信制御装置１の動作については後述する。
このようにして、本通信システムにおける通信が行われる。
また、誤ったフレームがある場合には、通信制御装置１は、各無線装置３を介して、送信局６０に誤り結果を通知し（Ｓ６０）、ユーザ端末５に対して誤り状況通知を出力する（Ｓ６１）。
ダイバシティ受信時の通信制御装置１の動作については後述する。
このようにして、本通信システムにおける通信が行われる。
【0071】
［タイムアウト時間］
上述したように、本通信システムの通信制御装置１は、無線装置３からの認証要求時に各無線装置３から通信制御装置１までの伝送に要する到達時間を算出して、記憶し、記憶された到達時間の中から最大到達時間を求め、最大到達時間に基づいて送信開始時刻及びタイムアウト時間を決定する。
上述したように、本通信システムの通信制御装置１は、無線装置３からの認証要求時に各無線装置３から通信制御装置１までの伝送に要する到達時間を算出して、記憶し、記憶された到達時間の中から最大到達時間を求め、最大到達時間に基づいて送信開始時刻及びタイムアウト時間を決定する。
【0072】
タイムアウト時間は、送信開始時間から通信制御装置１が受信を待ち受ける特定時間であり、送信開始時刻から計時を始めて、タイムアウト時間が経過すると、それ以降に到達したデータは誤りとして処理する。
タイムアウト時間は、最大到達時間よりも長く設定されるが、通信制御装置１からの誤り結果通知を送信するタイミングより早くタイムアウトするよう設定される。
タイムアウト時間は、最大到達時間よりも長く設定されるが、通信制御装置１からの誤り結果通知を送信するタイミングより早くタイムアウトするよう設定される。
【0073】
ダイバシティ受信の結果、誤ったフレームがあった場合には、無線装置３からの次の送信時に反映されるよう（正常なフレームが取得できるよう）、通信制御装置１からの誤り結果通知を適切なタイミングで送信する必要がある。また、広域網を利用すると、ネットワーク揺らぎ等の影響で信号の到達が遅れることがある。
【0074】
そのため、本無線通信システムでは、タイムアウト時間を設定することで、ネットワーク揺らぎ等の影響で到達が遅れた信号があっても、当該信号を待ち続けて処理が遅れることがないようにしている。
これにより、送信時間や送信周期に制約がある場合でも、到達が遅れた信号の影響を受けずに、効率よくダイバシティ受信を行うことができるものである。
これにより、送信時間や送信周期に制約がある場合でも、到達が遅れた信号の影響を受けずに、効率よくダイバシティ受信を行うことができるものである。
【0075】
[タイムアウトのシーケンス：図７]
送信周期や時間に制約がある場合には、通信制御装置１は、タイムアウトを設けた処理を行う。タイムアウトのシーケンスについて図７を用いて説明する。図７は、タイムアウトのシーケンスを示す説明図である。
尚、図７の例では、１秒周期で無線装置３から送信局６０に対して同期信号や誤り結果通知等の制御情報を送信するものとしており、図７に制御情報を送信した後のシーケンスを示している。
送信周期や時間に制約がある場合には、通信制御装置１は、タイムアウトを設けた処理を行う。タイムアウトのシーケンスについて図７を用いて説明する。図７は、タイムアウトのシーケンスを示す説明図である。
尚、図７の例では、１秒周期で無線装置３から送信局６０に対して同期信号や誤り結果通知等の制御情報を送信するものとしており、図７に制御情報を送信した後のシーケンスを示している。
【0076】
図７に示すように、送信局６０からチャンネル（ｎ）とチャンネル（１）で送信された高周波信号は、無線装置＃２－N、無線装置＃１－N、無線装置＃２－1、及び無線装置＃１－1に受信される（Ｓ７１～Ｓ７４）
無線装置＃２－N、無線装置＃２－1、無線装置＃１－N、及び無線装置＃１－1は、受信したフレーム情報に誤り訂正を行い、時刻情報等を付与して、送信開始時刻になると一斉に通信制御装置１に送信する（Ｓ７５～Ｓ７８）。
一方、通信制御装置１は、送信開始時刻から時間のカウントを開始し、タイムアウト時間になったかどうかを監視する。
無線装置＃２－N、無線装置＃２－1、無線装置＃１－N、及び無線装置＃１－1は、受信したフレーム情報に誤り訂正を行い、時刻情報等を付与して、送信開始時刻になると一斉に通信制御装置１に送信する（Ｓ７５～Ｓ７８）。
一方、通信制御装置１は、送信開始時刻から時間のカウントを開始し、タイムアウト時間になったかどうかを監視する。
【0077】
図７の例では、無線装置＃２－N、無線装置＃２－1、無線装置＃１－Nから送信された信号は、タイムアウトする前に通信制御装置１に受信されているが、無線装置＃１－1からの信号は到達していない。
通信制御装置１は、送信開始時刻からのカウント時間がタイムアウト時間に達すると（Ｓ７９）、それまでに到達した信号に基づいてダイバシティ合成を行い、到達していない信号については欠落したまま処理を進める。
通信制御装置１は、送信開始時刻からのカウント時間がタイムアウト時間に達すると（Ｓ７９）、それまでに到達した信号に基づいてダイバシティ合成を行い、到達していない信号については欠落したまま処理を進める。
【0078】
そして、通信制御装置１は、無線装置３を介して送信局６０に誤り結果通知を送信し、無線装置＃１－1、無線装置＃２－N、無線装置＃２－1、無線装置＃１－Nは、次の制御情報の送信タイミング（図７では、15:00:02）で誤り結果通知を含む制御情報を送信局に一斉に送信する（Ｓ８０）。
【0079】
タイムアウト後に、無線装置＃１－1からの信号が到達しても（Ｓ８１）、当該信号は誤りとして処理し、選択・合成に利用しない。
そして、通信制御装置１は、全フレームが正常に受信できた場合にはユーザ端末用のユーザ情報を生成して出力し（Ｓ８２）、誤りのフレームがある場合には誤り状況通知を出力する（Ｓ８３）。
このようにしてタイムアウトの処理が行われる。
そして、通信制御装置１は、全フレームが正常に受信できた場合にはユーザ端末用のユーザ情報を生成して出力し（Ｓ８２）、誤りのフレームがある場合には誤り状況通知を出力する（Ｓ８３）。
このようにしてタイムアウトの処理が行われる。
【0080】
[通信制御装置１の受信時の動作：図８]
次に、通信制御装置１のネットワークインタフェース部１３とデータリンク制御部１１の受信時の動作について図８を用いて説明する。図８は、通信制御装置１の受信時の動作を示す説明図である。
図８に示すように、ネットワークインタフェース部１３は、キャッシュマップ１３１と、誤り状況ネットワーク送信部１３２とを備えている。
次に、通信制御装置１のネットワークインタフェース部１３とデータリンク制御部１１の受信時の動作について図８を用いて説明する。図８は、通信制御装置１の受信時の動作を示す説明図である。
図８に示すように、ネットワークインタフェース部１３は、キャッシュマップ１３１と、誤り状況ネットワーク送信部１３２とを備えている。
【0081】
上述したように、キャッシュマップ１３１は、無線装置３から送信され、セキュリティサーバ部１４で受信されて復調、誤り訂正復号化が為されたフレームデータを記憶するリストであり、ＩＰアドレス情報をインデックスとして無線装置３毎に設けられている。
誤り状況ネットワーク送信部１３２は、データリンク制御部１１から入力された誤り状況リストを、ネットワークを介して無線装置３及び送信局６０に送信する。
誤り状況ネットワーク送信部１３２は、データリンク制御部１１から入力された誤り状況リストを、ネットワークを介して無線装置３及び送信局６０に送信する。
【0082】
データリンク制御部１１は、受信フレームリスト１１１と、誤り状況リスト１１２と、キャッシュ取得部１１３と、ユーザ情報生成部１１４と、誤り状況ユーザ送信部１１５と、誤り状況無線装置送信部１１６とを備えている。
【0083】
受信フレームリスト１１１は、ネットワークインタフェース部１３のキャッシュマップ１３１から取得したデータの中から選択された正常なデータを保持する。
誤り状況リスト１１２は、受信フレームリスト１１１を参照して、フレーム毎の正誤を保持する。フレームリスト１１１にデータが格納されていないフレームは、正常なデータを受信できていないものである。
誤り状況リスト１１２は、受信フレームリスト１１１を参照して、フレーム毎の正誤を保持する。フレームリスト１１１にデータが格納されていないフレームは、正常なデータを受信できていないものである。
【0084】
ユーザ情報生成部１１４は、全てのフレームについて正常なデータが受信できた場合に、ユーザ情報を生成して、ユーザ端末５に出力する。
誤り状況ユーザ送信部１１５は、誤りがあった場合に、誤りの状況をユーザ端末５に出力し、誤りがなかった場合に、誤り状況がないこと及び通信完了をユーザ端末５に出力する。
誤り状況ユーザ送信部１１５は、誤りがあった場合に、誤りの状況をユーザ端末５に出力し、誤りがなかった場合に、誤り状況がないこと及び通信完了をユーザ端末５に出力する。
【0085】
誤り状況無線装置送信部１１６は、誤りがあった場合に、誤り状況リストのデータを無線装置及び送信局に通知するよう、ネットワークインタフェース部１３の誤り状況ネットワーク送信部１３２に指示する。
【0086】
そして、通信制御装置１のネットワークインタフェース部１３では、無線装置３から送信されたデータを受信して復号し、誤り訂正復号化を行って、無線装置毎にフレームデータ、誤り検出結果、順序番号、モアフラグ（継続するデータがあるか否か）、付与された時刻情報をキャッシュマップ１３１に格納する。
図８の例では、無線装置＃１-1のリストは、１番と３番のフレームは正常なデータが得られているが、２番と４番のフレームは正常に受信できていないことを示している。
図８の例では、無線装置＃１-1のリストは、１番と３番のフレームは正常なデータが得られているが、２番と４番のフレームは正常に受信できていないことを示している。
【0087】
データリンク制御部１１は、キャッシュ取得部１１３でキャッシュマップ１３１から各無線装置の受信情報を取得し、フレームと順序番号を基に正常なデータを受信フレームリスト１１１に格納する。また、誤り検出結果が誤りありだった場合、誤り状況リストにその旨格納する。
【0088】
データリンク制御部１１１は、全てのデータが受信フレームリストに格納されたかどうかを確認し、全てのデータが格納されていない場合には、ユーザ情報の出力は行わず、誤り状況ユーザ送信部１１５が、誤り状況をユーザ端末５に出力する。
図８の例では、複数の無線装置３の受信データを取得しても、２番のフレームは正常なデータが得られておらず、受信フレームリスト１１１に２番のフレームが格納されていないため、ユーザ情報は出力されず、誤り状況が通知される。
図８の例では、複数の無線装置３の受信データを取得しても、２番のフレームは正常なデータが得られておらず、受信フレームリスト１１１に２番のフレームが格納されていないため、ユーザ情報は出力されず、誤り状況が通知される。
【0089】
尚、データリンク制御部１１の誤り状況無線装置送信部１１６は、誤り状況リスト１１２を定期的に（又はその都度）無線装置３に転送し、再送依頼を行う。
再送依頼を受信した送信局６０は、誤りのあるデータのみを再送する。図８の例では、送信局６０は、誤り状況リストを受信して、２番のフレームのみを再送する。
再送依頼を受信した送信局６０は、誤りのあるデータのみを再送する。図８の例では、送信局６０は、誤り状況リストを受信して、２番のフレームのみを再送する。
【0090】
［通信制御装置１の受信時（再送があった場合）の動作：図９］
次に、送信局から再送があった場合の通信制御装置１の動作について図９を用いて説明する。図９は、再送があった場合の通信制御装置１の動作を示す説明図であり、図８の状態から再送が行われた後の状態を示している。
送信局６０から２番のフレームの再送が行われ、複数の無線装置３で受信されて、広域網を介して通信制御装置１に送信されると、図９に示すように、通信制御装置１のネットワークインタフェース部１３は、図８の場合と同様に、復号、誤り訂正を行い、フレームデータ、誤り検出結果、順序番号、モアフラグ、時刻情報をキャッシュマップ１３１の無線装置毎のリストに格納する。
次に、送信局から再送があった場合の通信制御装置１の動作について図９を用いて説明する。図９は、再送があった場合の通信制御装置１の動作を示す説明図であり、図８の状態から再送が行われた後の状態を示している。
送信局６０から２番のフレームの再送が行われ、複数の無線装置３で受信されて、広域網を介して通信制御装置１に送信されると、図９に示すように、通信制御装置１のネットワークインタフェース部１３は、図８の場合と同様に、復号、誤り訂正を行い、フレームデータ、誤り検出結果、順序番号、モアフラグ、時刻情報をキャッシュマップ１３１の無線装置毎のリストに格納する。
【0091】
データリンク制御部１１は、キャッシュマップ１３１から各無線装置の受信情報を取得し、正常なデータを選択して受信フレームリスト１１１に格納する。図９の例では、再送により、２番のフレームについて正常なデータが取得できたことを示している。それと共に、データリンク制御部１１は、誤り状況リストの２番のフレームについても正常である旨を格納して更新する。
【0092】
そして、データリンク制御部１１のユーザ情報生成部１１４は、受信フレームリストに全てのデータが格納されたので、ユーザ情報を生成して、ユーザ端末５に送信する。
更に、誤り状況ユーザ送信部１１５は、誤りがないこと及び通信完了した旨をユーザ端末５に通知する。
更に、誤り状況ユーザ送信部１１５は、誤りがないこと及び通信完了した旨をユーザ端末５に通知する。
【0093】
また、誤り状況無線装置送信部１１６は、誤りがないこと、及び通信完了した旨を無線装置３及び送信局６０に通知するよう、ネットワークインタフェース部１３の誤り状況ネットワーク送信部１３２に指示する。
このようにして、再送が行われた際の通信制御装置１の動作が行われる。
このようにして、再送が行われた際の通信制御装置１の動作が行われる。
【0094】
［実施の形態の効果］
本通信システムによれば、無線によりデータの送受信を行う複数の無線装置３と、複数の無線装置３と広域ネットワークにより接続する通信制御装置１とを有し、複数の無線装置３は、時刻情報を取得して通信制御装置１に送信し、通信制御装置１は、複数の無線装置３からの時刻情報を受信し、受信した無線装置３の時刻情報と当該受信時の時刻情報とから到達時間を演算して記憶し、当該記憶した複数の無線装置３に対応した到達時間の最大値から通信開始時刻を決定して複数の無線装置３に送信し、複数の無線装置３は、通信制御装置１から送信された通信開始時刻でデータの送信を行い、通信制御装置１は、通信開始時刻から到達時間の最大値に基づく特定のタイムアウト時間が経過した後に到達したデータは誤りとして処理するものであり、実際のネットワークの揺らぎを反映した到達時間に基づいて送信開始時刻や受信待ち受けのタイムアウト時間を設定でき、送信時間や送信周期に制約がある場合でも、広域網を利用してダイバシティ受信を行うことができる効果がある。
本通信システムによれば、無線によりデータの送受信を行う複数の無線装置３と、複数の無線装置３と広域ネットワークにより接続する通信制御装置１とを有し、複数の無線装置３は、時刻情報を取得して通信制御装置１に送信し、通信制御装置１は、複数の無線装置３からの時刻情報を受信し、受信した無線装置３の時刻情報と当該受信時の時刻情報とから到達時間を演算して記憶し、当該記憶した複数の無線装置３に対応した到達時間の最大値から通信開始時刻を決定して複数の無線装置３に送信し、複数の無線装置３は、通信制御装置１から送信された通信開始時刻でデータの送信を行い、通信制御装置１は、通信開始時刻から到達時間の最大値に基づく特定のタイムアウト時間が経過した後に到達したデータは誤りとして処理するものであり、実際のネットワークの揺らぎを反映した到達時間に基づいて送信開始時刻や受信待ち受けのタイムアウト時間を設定でき、送信時間や送信周期に制約がある場合でも、広域網を利用してダイバシティ受信を行うことができる効果がある。
【0095】
また、本通信システムによれば、無線装置３は、通信制御装置１に暗号による接続を要求し、通信制御装置１は、無線装置３の認証情報を判断して、暗号方式を決定して無線装置３からの接続を許可するようにしているので、広域網を利用してもセキュリティを確保したダイバシティ受信を行うことができる効果がある。
【産業上の利用可能性】
【0096】
本発明は、送信時間や送信周期に制約がある場合でも、セキュリティを確保しつつ広域網を利用してダイバシティ受信を行うことができる通信システムに適している。
【符号の説明】
【0097】
１，５１…通信制御装置、 ２，４…時刻管理サーバ、 ３，５３…無線装置、 ５…ユーザ端末、 １１…データリンク制御部、 １２…時刻サーバ通信部、 １３…ネットワークインタフェース部、 １４…セキュリティサーバ部、 １５…認証管理部、 ３１…ネットワーク部、 ３２…無線アクセス制御部、 ３３…無線信号処理部、 ３４、５３２…高周波部、 ３５…セキュリティクライアント部、 ５２…音声回線交換機、 ５４…制御部、 ５５…変復調部、 ５６，５３１…音声入出力部、 ６０…送信局、 １１１…受信フレームリスト、 １１２…誤り状況リスト、 １１３…キャッシュ取得部、 １１４…ユーザ情報生成部、 １１５…誤り状況ユーザ送信部、 １１６…誤り状況無線装置送信部、 １３１…キャッシュマップ、 １３２…誤り状況ネットワーク送信部、 ３１１…通信制御装置データ入出力部、 ３１２…通信方式制御部、 ３２１…制御データ生成部、 ３２２…誤り検出・フレーム抽出部、 ３３１…誤り訂正・デジタル変復調部、 ３５１…ベアラ情報取得部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
