特許 7168933 基地局、無線通信プログラム、及び無線通信方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-11-01

(45)【発行日】2022-11-10

(54)【発明の名称】基地局、無線通信プログラム、及び無線通信方法

(51)【国際特許分類】

   H04W 72/04 20090101AFI20221102BHJP

   H04W 28/06 20090101ALI20221102BHJP

   H04W 84/10 20090101ALI20221102BHJP

   H04W 88/04 20090101ALI20221102BHJP

【ＦＩ】

H04W72/04 131

H04W28/06 130

H04W84/10 110

H04W88/04

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2018242003

(22)【出願日】2018-12-26

(65)【公開番号】P2020107931

(43)【公開日】2020-07-09

【審査請求日】2021-07-27

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）国等の委託研究の成果に係る特許出願（平成２８年度国立研究開発法人情報通信研究機構「高度通信・放送研究開発委託研究／未来を創る新たなネットワーク基盤技術に関する研究開発」、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願）

(73)【特許権者】

【識別番号】000000295

【氏名又は名称】沖電気工業株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】519135633

【氏名又は名称】公立大学法人大阪

(74)【代理人】

【識別番号】100180275

【弁理士】

【氏名又は名称】吉田 倫太郎

(74)【代理人】

【識別番号】100161861

【弁理士】

【氏名又は名称】若林 裕介

(72)【発明者】

【氏名】濱上 卓磨

(72)【発明者】

【氏名】原 晋介

【審査官】田畑 利幸

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－０９２７７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－２６５８３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１２／１０５６１４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００１－３３３０３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－０８８８３１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｗ ４／００－９９／００

Ｈ０４Ｍ １／００

Ｈ０４Ｍ １／７２－１／７２５１６

Ｈ０４Ｍ １１／００－１１／１０

Ｈ０４Ｊ ３／００－ ３／２６

Ｈ０４Ｌ ５／２２－ ５／２６

Ｈ０４Ｌ １２／２８

Ｈ０４Ｌ １２／４４－１２／４６

Ｈ０３Ｊ ９／００－ ９／０６

Ｈ０４Ｑ ９／００－ ９／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のノードに対してスロットの割り当てを行い、ＴＤＭＡ方式により無線伝送を行う無線通信システムの基地局において、
前記スロットの数は、前記無線通信システムに参加しているノードの合計数よりも多いものであり、
所定のタイミングで、前記各ノードの前記スロットの割当を変更する場合、前記スロットの空きスロットをバッファとして利用して、前記各ノードの前記スロットの割当を変更するスロット割当判定手段を有し、
前記スロット割当判定手段は、第１のノードにより占有されている第１のスロットに対して第２のノードを割り当てる場合、前記第１のノードを一旦空きスロットに変更し、前記第１のノードが前記空きスロットを用いてデータ通信を行ったことを確認した後、前記第１のスロットに対して、前記第２のノードを割り当てる
ことを特徴とする基地局。

【請求項2】

前記スロット割当判定手段は、前記第１のノードが前記空きスロットを用いてデータ通信を行ったことを確認できなかった場合、再度、同一の前記空きスロットを前記第１のノードの変更先スロットとして指定することを特徴とする請求項１に記載の基地局。

【請求項3】

前記無線通信システムは、シングルチャネルを用いたネットワークであることを特徴とする請求項１又は２に記載の基地局。

【請求項4】

前記無線通信システムは、マルチチャネルを用いたネットワークであり、
前記スロット割当判定手段は、前記各ノードのチャネルと前記スロットの割当を変更することを特徴とする請求項１又は２に記載の基地局。

【請求項5】

前記無線通信システムは、複数のスーパーフレームを用いたネットワークであり、
前記各スーパーフレームは、下り通信期間と、前記スロットで構成され、
前記スロット割当判定手段は、前記各ノードの前記スロットの割当を、前記各スーパーフレームを跨って変更する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の基地局。

【請求項6】

複数のノードに対してスロットの割り当てを行い、ＴＤＭＡ方式により無線伝送を行う無線通信システムの基地局に搭載されるコンピュータを、
前記スロットの数は、前記無線通信システムに参加しているノードの合計数よりも多いものであり、
所定のタイミングで、前記各ノードの前記スロットの割当を変更する場合、前記スロットの空きスロットをバッファとして利用して、前記各ノードの前記スロットの割当を変更するスロット割当判定手段として機能させ、
前記スロット割当判定手段は、第１のノードにより占有されている第１のスロットに対して第２のノードを割り当てる場合、前記第１のノードを一旦空きスロットに変更し、前記第１のノードが前記空きスロットを用いてデータ通信を行ったことを確認した後、前記第１のスロットに対して、前記第２のノードを割り当てる
ことを特徴とする無線通信プログラム。

【請求項7】

複数のノードに対してスロットの割り当てを行い、ＴＤＭＡ方式により無線伝送を行う無線通信システムの基地局に使用する無線通信方法において、
前記スロットの数は、前記無線通信システムに参加しているノードの合計数よりも多いものであり、
スロット割当判定手段は、所定のタイミングで、前記各ノードの前記スロットの割当を変更する場合、前記スロットの空きスロットをバッファとして利用して、前記各ノードの前記スロットの割当を変更し、
さらに、前記スロット割当判定手段は、第１のノードにより占有されている第１のスロットに対して第２のノードを割り当てる場合、前記第１のノードを一旦空きスロットに変更し、前記第１のノードが前記空きスロットを用いてデータ通信を行ったことを確認した後、前記第１のスロットに対して、前記第２のノードを割り当てる
ことを特徴とする無線通信方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基地局、無線通信プログラム、及び無線通信方法に関し、例えば、移動体を含む無線マルチホップセンサネットワークに適用し得る。

【背景技術】

【0002】

従来、無線通信システムとして、基地局と移動局（以下、「ノード」とも呼ぶ）で構成され、ノードに備え付けられたセンサ（例えば、温湿度センサや加速度センサ）で取得されたデータを定期的に基地局（以下、ＢＳ（Ｂａｓｅ Ｓｔａｔｉｏｎ）とも呼ぶ）に送信する、センサネットワークシステムが知られている。

【0003】

従来、センサネットワークシステムの通信に特定小電力無線を用いる場合、使用する周波数帯の特性や送信出力の制限により、ノード間の通信距離が十分に確保できない場合が存在する。そのため、従来のセンサネットワークシステムでは、一つの基地局で管理されるエリア内のすべてのノードが、基地局と直接通信できるとは限らない。

【0004】

そこで、このようなセンサネットワークシステムでは、各ノードは自身と直接通信可能なエリア内に存在する他のノード（以下、「隣接ノード」とも呼ぶ）にデータを伝送し、さらに、そのデータを受信したノードが隣接ノードにデータを伝送するというマルチホップ無線通信でデータ伝送が行われる。以下、マルチホップ無線通信が採用されたネットワークシステムを「マルチホップ無線通信システム」とも呼ぶ。

【0005】

ところで、ノードが複数台参加しているネットワークでは、複数ノードの同時データ送信によるパケットの衝突を防ぐために、多元接続方式による送信タイミングの制御が必要である。代表的な多元接続方式として、ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）が存在する。ＴＤＭＡでは、それぞれのノードに固定のタイムスロットを割り当てることで多元接続を実現している。

【0006】

例えば、ネットワーク構成としてＴＤＭＡが採用され、収容するノードが多数に及ぶ場合、複数の無線チャネル（マルチチャネル）を利用し各チャネルにノードを割り当てることで同時に通信できるノードを増やすこともある。

【0007】

ここで、マルチホップ無線通信システムにおいて上記のように、マルチチャネルを利用した場合、あるチャネルにどのノードを割り当てるかが問題となる以下、図６、７を挙げて当該問題を詳述する。

【0008】

図６は、従来の無線通信システムにおけるネットワークトポロジーの一例を示す図である。図６において、無線通信システム２００は、無線通信装置であるノードＡ～Ｆと、ノードを管理する基地局２５０とを備える。図６において、ノードＡ～Ｃには同一チャネル（ｃｈ１）が割り当てられ、ノードＤ～ＦにはノードＡ～Ｃとは異なるチャネル（ｃｈ２）が割り当てられているものとする。

【0009】

ここで、ノードが移動する環境では、ネットワークトポロジーは時間とともに変化することになる。例えば、図７は、図６の状態からノードＡが移動した状態（ネットワークトポロジーが変化した状態）を示している。図７において、移動したノードＡは、同一チャネルの隣接ノードが存在しない孤立ノードとなり得る。つまり、データ送信ができなくなる問題が発生する。

【0010】

上記問題を解決するために、各チャネルに割り当てるノードを動的に変更する必要がある。ただし、動的にノードの割り当てを変更する場合には、以下の問題が発生する。以下、図８、９を挙げて当該問題を詳述する。

【0011】

図８は、従来の各チャネルにおけるＴＤＭＡスロットの割り当て例を示す説明図（その１）である。

【0012】

図８において、ｃｈ１のノードＡとｃｈ２のノードＤを入れ替える場合を考える。ノードの入れ替えは、（１）ＢＳが入れ替え情報（ここではノードＡがｃｈ２の先頭スロットに移る、といった情報）をネットワークに周知、（２）入れ替え対象ノードが入替情報を把握、（３）入れ替え後のチャネルとスロットでデータを送信、の手順で行われる。

【0013】

この場合、上記手順（１）の入れ替え情報を無線通信品質劣化などのためにノードＡが受信できなかった場合、図９に示すように、上記手順（３）において、ノードＡ及びノードＤが同一チャネル同一タイミングでデータを送信してしまい、パケットの衝突が発生することになる。これがノードの入れ替えを実施した際に起こる問題である。

【0014】

上記問題に対して、例えば、特許文献１に記載の技術が挙げられる。特許文献１では、下り通信で使われていないスロットに上り通信を割り当てる方式が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0015】

【文献】特許第３１１８４０５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0016】

しかしながら、特許文献１に記載の技術は、下り通信に空きスロット（又は空き時間）が存在することを前提としており、そのような時間が確保できない場合は利用することができない。

【0017】

以上のような問題に鑑みて、下り通信の時間を利用することなく、ノードの割当を変更できる基地局、無線通信プログラム、及び無線通信方法が望まれている。

【課題を解決するための手段】

【0018】

第１の本発明は、複数のノードに対してスロットの割り当てを行い、ＴＤＭＡ方式により無線伝送を行う無線通信システムの基地局において、（１）前記スロットの数は、前記無線通信システムに参加しているノードの合計数よりも多いものであり、（２）所定のタイミングで、前記各ノードの前記スロットの割当を変更する場合、前記スロットの空きスロットをバッファとして利用して、前記各ノードの前記スロットの割当を変更するスロット割当判定手段を有し、（３）前記スロット割当判定手段は、第１のノードにより占有されている第１のスロットに対して第２のノードを割り当てる場合、前記第１のノードを一旦空きスロットに変更し、前記第１のノードが前記空きスロットを用いてデータ通信を行ったことを確認した後、前記第１のスロットに対して、前記第２のノードを割り当てることを特徴とする。

【0019】

第２の本発明の無線通信プログラムは、複数のノードに対してスロットの割り当てを行い、ＴＤＭＡ方式により無線伝送を行う無線通信システムの基地局に搭載されるコンピュータを、（１）前記スロットの数は、前記無線通信システムに参加しているノードの合計数よりも多いものであり、（２）所定のタイミングで、前記各ノードの前記スロットの割当を変更する場合、前記スロットの空きスロットをバッファとして利用して、前記各ノードの前記スロットの割当を変更するスロット割当判定手段として機能させ、（３）前記スロット割当判定手段は、第１のノードにより占有されている第１のスロットに対して第２のノードを割り当てる場合、前記第１のノードを一旦空きスロットに変更し、前記第１のノードが前記空きスロットを用いてデータ通信を行ったことを確認した後、前記第１のスロットに対して、前記第２のノードを割り当てることを特徴とする。

【0020】

第３の本発明は、複数のノードに対してスロットの割り当てを行い、ＴＤＭＡ方式により無線伝送を行う無線通信システムの基地局に使用する無線通信方法において、（１）前記スロットの数は、前記無線通信システムに参加しているノードの合計数よりも多いものであり、（２）スロット割当判定手段は、所定のタイミングで、前記各ノードの前記スロットの割当を変更する場合、前記スロットの空きスロットをバッファとして利用して、前記各ノードの前記スロットの割当を変更し、（３）さらに、前記スロット割当判定手段は、第１のノードにより占有されている第１のスロットに対して第２のノードを割り当てる場合、前記第１のノードを一旦空きスロットに変更し、前記第１のノードが前記空きスロットを用いてデータ通信を行ったことを確認した後、前記第１のスロットに対して、前記第２のノードを割り当てることを特徴とする。

【発明の効果】

【0021】

本発明によれば、下り通信の時間を利用することなく、ノードの割当を変更できる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】第１の実施形態に係る基地局の機能的構成について示すブロック図である。

【図2】第１の実施形態に係る無線通信システム（ネットワーク）の一例を示す全体構成図である。

【図3】第１の実施形態に係る無線通信装置のＴＤＭＡスロット構成の一例を示す説明図である。

【図4】第２の実施形態に係る無線通信装置のＴＤＭＡスロット構成の一例を示す説明図である。

【図5】変形実施形態に係るスーパーフレーム構成の一例を示す説明図である。

【図6】従来の無線通信システム（ネットワーク）の一例を示す全体構成図（その１）である。

【図7】従来の無線通信システム（ネットワーク）の一例を示す全体構成図（その２）である。

【図8】従来の各チャネルにおけるＴＤＭＡスロットの割り当て例を示す説明図（その１）である。

【図9】従来の各チャネルにおけるＴＤＭＡスロットの割り当て例を示す説明図（その２）である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

（Ａ）第１の実施形態
以下、本発明による基地局、無線通信プログラム、及び無線通信方法の第１の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。

【0024】

（Ａ－１）第１の実施形態の構成
（Ａ－１－１）全体構成
図２は、第１の実施形態に係る無線通信システム（ネットワーク）の一例を示す全体構成図である。

【0025】

無線通信システム１では、無線マルチホップネットワークを構成する要素として基地局１０（図２中の「ＢＳ」は基地局を示している）と複数の無線通信装置２０が配置されているものとする。以下では、各無線通信装置２０を総じて、「ノード」と呼ぶこともある。また、無線通信システム１は、マルチチャネル方式を用いている事を前提とする。

【0026】

基地局１０は、ネットワーク全体（各無線通信装置２０）を管理する装置であるものとする。無線通信システム１に配置される各装置の数は限定されないものであるが、この実施形態の無線通信システム１では、１個の基地局１０と、６個の無線通信装置２０（１０－１～１０－６）が配置されているものとして説明する。

【0027】

無線マルチホップネットワークを構成している各ノードは、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１５．４を利用した通信に対応可能なものとすることができる。なお、無線通信方式は、各局間で無線マルチホップ通信が可能であれば、ＩＥＥＥ８０２．１５．４に限定されない。

【0028】

基地局１０及び各無線通信装置２０には、それぞれネットワーク上で固有のアドレス（例えば、ＭＡＣアドレス、ショートアドレス、ＩＰアドレス等）が割り当てられている。基地局１０と各無線通信装置２０との間で通信は行われるが、無線通信装置２０同士で通信を行わない。すなわち、各無線通信装置２０は、原則として、基地局１０を最終的な宛先としたユニキャストのデータパケットの送信は行なうが、他の無線通信装置２０を最終的な宛先としたユニキャストのデータパケットの送信は行わないものとする。仮に、無線通信装置２０同士の通信が必要な場合には、基地局１０を中継して通信するようにしてもよい。

【0029】

また、本実施形態では、各ノードは複数のチャネル（及びスロット）を用いて無線通信を行うが、同一チャネルのノード間のみ通信を行うことができる。チャネル及びスロット制御の詳しい説明は動作の項で述べる。

【0030】

（Ａ－１－２）基地局１０の詳細な構成
次に、基地局１０の機能的構成について図１を用いて説明する。

【0031】

図１は、第１の実施形態に係る基地局の機能的構成について示すブロック図である。

【0032】

図１に示すように、基地局１０は、アンテナ１０１、無線信号送受信部１０２、データ処理部１０３、ネットワーク管理部１０４、スロット割当判定部１０５、及びパケット生成部１０６を有している。また、基地局１０は、外部システム３０に接続されている。

【0033】

基地局１０は、ハードウェア的な無線通信インタフェース（例えば、アンテナ１０１等）を除く他は、コンピュータにプログラム（実施形態に係る無線通信プログラム）をインストールすることにより実現するようにしても良く、その場合でも機能的構成は、図１のように示すことができる。

【0034】

アンテナ１０１は、各ノード（無線通信装置２０）との無線信号の送受信を行う。

【0035】

無線信号送受信部１０２は、アンテナ１０１を用いて無線信号を送受信する処理を行う。具体的には、無線信号送受信部１０２はアンテナ１０１で受信した信号の復調とその信号に含まれるパケットの受信を行う。無線信号送受信部１０２は、受信したパケットに含まれるデータをデータ処理部１０３に送付する。また、無線信号送受信部１０２は、パケット生成部１０６から送られてきたパケットを変調して無線信号に変換し、アンテナ１０１を用いて当該無線信号の送信を開始する。

【0036】

データ処理部１０３は、無線信号送受信部１０２で受信したパケット（受信した無線信号を復調して得られたパケット）を処理する。データ処理部１０３は、無線信号送受信部１０２で得られたパケットの種類を判別する処理を行う。データ処理部１０３は、例えば、受信したパケットが制御パケットである場合には、ネットワークに関する情報をネットワーク管理部１０４に供給する。そして、データ処理部１０３は、受信したパケットのデータが、外部システム３０に供給するデータ（例えば、各ノードからのセンシングデータ）である場合には、当該データを外部システム３０に供給する。外部システム３０とは、例えば、ホストＰＣであり、ノードにおける無線通信以外の機能を担う部分である。

【0037】

ネットワーク管理部１０４は、データ処理部１０３から送付された情報を基にチャネルやスロット位置を入れ替えるノードを決定し、決定したノードの情報をスロット割当判定部１０５に送付する。

【0038】

スロット割当判定部１０５は、ネットワーク管理部１０４から送付されたノードの情報を基に各ノードにチャネルとスロットを割り当てる処理を行う。さらに、スロット割当判定部１０５は、割り当てた結果をパケット生成部１０６に送付する。各ノードにチャネルとスロットを割り当てる処理の詳細は、動作の項で述べる。

【0039】

パケット生成部１０６は、ネットワーク管理部１０４から送られてきた情報と外部システム３０から供給されてきた情報を挿入したパケットを生成（供給されてきたデータのパケット化）し、生成したパケットを無線信号送受信部１０２に送付する。

【0040】

（Ａ－２）第１の実施形態の動作
次に、以上のような構成を有するこの実施形態の無線通信システム１の動作を説明する。

【0041】

無線通信システム１では、上述の図２に示すようなネットワークトポロジーで基地局１０、及び６台のノード（無線通信装置２０－Ａ～２０－Ｆ）が配置されているものとして説明する。以下では、説明便宜上、例えば、無線通信装置２０－Ａを単に「ノードＡ」等と呼んで説明を行う。

【0042】

図３は、第１の実施形態に係る無線通信装置のＴＤＭＡスロット構成の一例（６台のノードのＴＤＭＡスロット構成）示す説明図である。

【0043】

図３では、ｃｈ１のスロットＳ１～Ｓ３にはノードＡ～Ｃが割り当てられ、ｃｈ１のスロットＳ４、Ｓ５は、空きスロットである。また、ｃｈ２のスロットＳ１～Ｓ３にはノードＤ～Ｆが割り当てられ、ｃｈ２のスロットＳ４、Ｓ５は、空きスロットである。本実施形態では、ｃｈ１、ｃｈ２の空きスロット（スロットＳ４、Ｓ５）をバッファとして利用する。なお、スロットＳの数は、図３の例に限定されることはなく、ノード数全体より多ければ良い。

【0044】

以下、図３のスロット構成を用いて、無線通信システム１（基地局１０）の動作を説明する。

【0045】

基地局１０のネットワーク管理部１０４は、定期的（又は必要に応じて）各ノードのチャネル割当やスロット割当を変更し、変更した結果をスロット割当判定部１０５に送付する。なお、ネットワーク管理部１０４におけるチャネルやスロット割当の方法は問わず種々様々な方法を適用できるが、本実施形態ではその割り当てに矛盾（ノードＤは移動させないが、ノードＡをノードＤの位置に移動させる等）は生じないとしている。以下、例としてノードＤをｃｈ１のスロットＳ１に移動させるものとする。

【0046】

基地局１０のスロット割当判定部１０５は、ネットワーク管理部１０４から上記のノード割当（例えば、ノードＤをｃｈ１のスロットＳ１に移動）を通知されると、空きスロットを利用しチャネルとスロットを割り当てる。

【0047】

まず、（ｉ）スロット割当判定部１０５は、ノードＤの移り先であるｃｈ１のスロットＳ１を占有しているノードであるノードＡはｃｈ２の空きスロットであるスロットＳ４に移動するように指示を出す。この指示のノードへの伝え方は問わず、例えば、基地局１０は、下り通信時の制御パケットにこの指示を載せても良い。この指示を受けたノードＡは指定されたチャネルとスロットでパケットを送信する。

【0048】

（ｉｉ）基地局１０のデータ処理部１０３及びネットワーク管理部１０４は、ノードＡからのパケットを受信すると送信されたチャネルとスロットをスロット割当判定部１０５に通知する。スロット割当判定部１０５は、ノードＡが指定したチャネルとスロットで送信したことを確認することでｃｈ１のスロットＳ１が空きスロットになったことを確認する。

【0049】

（ｉｉｉ）スロット割当判定部１０５は、ノードＤにｃｈ１のスロットＳ１に移動するよう指示を出す。ノードＤが指定されたチャネルとスロットでパケットを送信することで、チャネルとスロットの変更が達成される。

【0050】

上記処理（ｉｉ）において、スロット割当判定部１０５は、ノードＡが指定したチャネルやスロットとは異なる位置でパケットを送信しているか、ノードＡからのパケットを受信できなかったと判断した場合には、上記処理（ｉ）の指示がノードに通知されていないと判断し、上記処理（ｉ）を再度繰り返す（上記処理（ｉｉｉ）は行わない）。上記処理（ｉｉｉ）は、処理（ｉ）及び処理（ｉｉ）が確実に達成されたことを確認した後に実行される。

【0051】

（Ａ－３）第１の実施形態の効果
第１の実施形態によれば、以下のような効果を奏することができる。

【0052】

第１の実施形態の無線通信システム１（マルチチャネル方式を用いたマルチホップ無線ネットワーク）では、収容ノード台数より多くスロットを用意し、基地局１０が、各ノードのチャネル及びスロット割当を変更するに際に、空きスロットをバッファとして利用することで、各ノードのスロット割当（ノードの入れ替え）を的確に行うことが可能となった。

【0053】

仮に、基地局１０が、空きスロットをバッファとして利用しないで、ノードのスロット割り当てを変更する場合を想定する。例えば、先述の図３の例からノードＡのチャネル及びスロットを変更（ノードＤのスロットに変更）する場合、ノードＡとノードＤを同時に入れ替えなければならない。つまり、いずれかのノードが制御パケットを受信できなかった場合、パケットの衝突が発生し、ネットワークの品質の劣化を招くことになる。この点、第１の実施形態の無線通信システム１は、パケットの衝突を発生させることなくＴＤＭＡのスロットの移動やチャネルの変更を達成できる。

【0054】

また、第１の実施形態の無線通信システム１は、先述の図７で説明したような孤立ノードをネットワークに参加させることができるため、結果としてネットワークの品質の向上が見込まれる。

【0055】

（Ｂ）第２の実施形態
以下、本発明による基地局、無線通信プログラム、及び無線通信方法の第２の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。

【0056】

（Ｂ－１）第２の実施形態の構成
第２の実施形態の無線通信システム１、及び基地局１０の構成についても、第１の実施形態と同様に、図１、２を用いて示すことができる。

【0057】

ただし、第２の実施形態では、後述する図４で示すようにシングルチャネルのＴＤＭＡで構成されるネットワーク（３台のノード）である点が第１の実施形態（第１の実施形態はマルチチャネルのＴＤＭＡで構成されるネットワーク）と異なる。第１の実施形態との差異は動作の項で述べる。

【0058】

（Ｂ－２）第２の実施形態の動作
図４は、第２の実施形態に係る無線通信装置のＴＤＭＡスロット構成の一例（３台のノードのＴＤＭＡスロット構成）示す説明図である。

【0059】

図４では、ｃｈ１のスロットＳ１～Ｓ３にはノードＡ～Ｃが割り当てられ、ｃｈ１のスロットＳ４、Ｓ５は、空きスロットである。なお、スロットＳの数は、図４の例に限定されることはなく、ノード数より多ければ良い。

【0060】

以下、図４のスロット構成を用いて、第２の実施形態の無線通信システム１（基地局１０）の動作を説明する。

【0061】

第２の実施形態の図４の構成（シングルチャネル）においても、ノードのスロットを変更させる要望が発生する。例えば、移動体を含むネットワークでは移動によるネットワークトポロジーの影響を小さくするために、経路構築からデータ送信までの時間間隔を小さくしたい場合が存在する。

【0062】

基地局１０のネットワーク管理部１０４は、定期的（又は必要に応じて）各ノードのスロット割当を変更し、変更した結果をスロット割当判定部１０５に送付する。ここでは、図４のノードＣをスロットＳ１（現在、ノードＡが占有）に移動させる場合を例に挙げて説明を行う。

【0063】

基地局１０は、第１の実施形態の処理（ｉ）と同様、ノードＡとノードＣに指示を送る。この際、ノードＡは、スロットＳ４を使用するように指示を出す。

【0064】

次に、基地局１０は、先述の処理（ｉｉ）と同様に、ノードＡからパケットを受信し、処理（ｉ）が間違いなく達成されたことを確認する。

【0065】

最後に、基地局１０は、先述の処理（ｉｉｉ）として、ノードＣにスロットＳ１に移るよう指示を出す。なお、第１の実施形態の場合と同様、基地局１０は、処理（ｉ）と（ｉｉ）が確実に達成されない限り処理（ｉｉｉ）は行わない。

【0066】

（Ｂ－３）第２の実施形態の効果
第２の実施形態によれば、第１の実施形態の効果に加え、例えば、同一チャネルのＴＤＭＡにおいて、ノードの移動などに起因する無線通信の品質の変化に対応させることが可能となり、結果としてネットワークの品質を向上させることができる。

【0067】

（Ｃ）他の実施形態
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、以下に例示するような変形実施形態も挙げることができる。

【0068】

（Ｃ－１）上記第１の実施形態ではマルチチャネルの構成を取るネットワーク、第２の実施形態ではシングルチャネルの構成を取るネットワークにおいて、本発明を適用する例を示したが、変形例として以下の図５に示すようなスーパーフレーム構成を採用するネットワークに適用しても良い。スーパーフレーム構成を採用する理由としては、例えば、多数のノードをシングルチャネルで収容するため等が挙がられる。

【0069】

図５は、変形実施形態に係るスーパーフレーム構成の一例を示す説明図である。図５において、スーパーフレームＳＦ１、ＳＦ２の「下り通信」は、例えば、各ノードが制御パケットのやり取りを行う時間を示すが、この時間の利用方法（例えば、親ノードの決定等）は、特に限定されるものではない。

【0070】

スーパーフレームＳＦ１、ＳＦ２に対しても、基地局１０が、上述の処理（ｉ）～（ｉｉｉ）を適用することで、衝突なくスロットの入れ替えを達成することができる。

【0071】

（Ｃ－２）上記第１及び２の実施形態では、１台のノードのスロットを変更したい場合に対して本発明を適用する例を示したが、複数のノードのスロットを同時に変更したい場合に対しても本発明を適用しても良い。

【0072】

その場合、例えば、上述の図３では、上述の処理（ｉ）でノードＡにｃｈ２のスロットＳ４に移る指示とノードＤにｃｈ１のスロットＳ４に移る指示を同時に出せば良い。

【0073】

（Ｃ－３）上記第１及び第２の実施形態では、無線マルチホップネットワークに、本発明を適用する例を示したが、これに限らず、ＴＤＭＡを用いるネットワークであれば良い。

【符号の説明】

【0074】

１…無線通信システム、１０…基地局、２０…無線通信装置、３０…外部システム、１０１…アンテナ、１０２…無線信号送受信部、１０３…データ処理部、１０４…ネットワーク管理部、１０５…スロット割当判定部、１０６…パケット生成部、ＳＦ…スーパーフレーム。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】