JP6777435B2 - 通信装置、通信システム、回線決定方法、及び回線決定プログラム - Google Patents

Description

本発明は、実際に使用される通信回線を回線候補の中から決定する技術に関する。

時分割多元接続（ＴＤＭＡ：Time Division Multiple Access）方式を用いた通信システムでは、互いに通信を行う通信装置（以下、「局」とも称す）間で、タイムスロット（特定局の送信により占有されるタイミングを、要素とする集合）の同期が保たれている必要がある。タイムスロットの同期に要する時間を短縮する技術の一例が、特許文献１に開示されている。

特許文献１の移動体情報共有システムは、通信統制局及び移動局を含む。各局は、無線装置と、時分割同期無線モデム装置と、位置情報表示装置とを含む。無線装置は、ＧＰＳ（Global Positioning System）を用いて時刻同期を行うことにより通信スロット（タイムスロット）を決定した後に、各局間で共通の無線周波数を用いて無線通信を行う。時分割同期無線モデム装置は、送信開始前に通信スロットの使用状態を監視することにより、未使用の通信スロットを自局の送信用スロットとして選択し、以降の送信に使用する。上記構成の結果、特許文献１の移動体情報共有システムは、ＧＰＳにより正確な時刻が取得できていれば、直ちにタイムスロットを同期することができる。

周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ：Frequency Division Multiple Access）方式を用いた通信システムでは、互いに通信を行う局間で、他局が使用する周波数の情報が共有されている必要がある。ＦＤＭＡを用いた通信方式は、例えば、ＳＣＰＣ（Single Channel Per Carrier）規格として規定されている。

自動リンク確立（ＡＬＥ：Automatic Link Establishment）技術は、互いに通信を行う局間で、通信に使用される周波数（以下、「回線」とも称す）を自動的に決定（以下、「回線接続」とも称す）する技術である。ＡＬＥ技術は、例えば、米国国防総省のＭＩＬ−ＳＴＤ−１８８−１４１Ａ規格として規定されている。

ＡＬＥ技術の一例が、特許文献２に開示されている。特許文献２の短波無線回線用送受信装置は、１つの送信系統と、使用できる周波数のそれぞれを受信する複数の受信系統と、自動回線接続制御手段とを含む。自動回線接続制御手段は、タイムスロットにおいて、使用できる周波数の一つを順次使用して送信系統から送信データを相手局に送り、相手局から同じ周波数で返される応答を各受信系統を介して受信する。そして、自動回線接続制御手段は、受信信号の品質（以下、「回線品質」又は「信号品質」とも称す）に基づいて、どの周波数が通信に最適であるかを判断する。上記構成の結果、特許文献２の短波無線回線用送受信装置は、通信に最適な周波数を自動的に決定する。

特許文献２の短波無線回線用送受信装置では、ＡＬＥにタイムスロットが用いられる。そのため、特許文献２の短波無線回線用送受信装置には、ＡＬＥに要する時間が長いという問題がある。特に、相手局の数又は使用できる回線の数が増加するのに応じて、ＡＬＥに要する時間が増加する。

ＡＬＥのために用いられるタイムスロットは、ＡＬＥの実施に際してまず、互いに通信を行う局間で同期される必要がある。

タイムスロットの同期に要する時間を短縮するＡＬＥ技術の一例が、特許文献３に開示されている。特許文献３の通信システムは、１台の統制局と、１台以上の従属局とを含む。特許文献３の通信システムでは、まず、統制局に対する各従属局の同期が確立される。次に、統制局は、各回線を順繰りに用いて回線品質評価のための送受信を実行する。続いて、統制局は、回線品質評価の結果に基づき周波数を決定し、決定された周波数を各従属局に通知することにより、統制局と各従属局との間の回線リンクを確立する。そして、回線リンクの切断後においても、統制局に対する従属局の同期が維持される。続いて、回線リンクの再確立の際には、同期の再確立の処理が行われることなく、回線品質評価以降の処理が行われる。上記構成の結果、特許文献３の通信システムでは、回線リンクの再確立が高速化される。

特開２００９−１１１４４４号公報 特開２００２−３０００７２号公報 特開２００４−２４７９１９号公報

しかしながら、特許文献３の通信システムでは、最初の回線リンク確立の際には、局間の同期の処理と回線品質評価以降の処理とが行われ、回線リンクの再確立の際には、回線品質評価以降の処理が行われる。即ち、最初の回線リンク確立の際には、局間の同期の処理が実行されるので、最初の局間の同期処理に要する時間は短縮されない。従って、特許文献３の通信システムには、ＡＬＥに要する時間の短縮が不十分であるという問題がある。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたもので、回線毎に信号品質の分析を行い、信号品質が高い回線を使用して通信を行う複数の局を含む通信システムにおいて、信号品質が高い回線の決定に要する時間を短縮することを主たる目的とする。

本発明の一態様において、通信システムは、複数の回線のうち何れかを使用して通信可能な複数の通信装置を備えた通信システムであって、複数の通信装置はそれぞれ、衛星測位システムの時刻同期機能を利用して誤差が所定の範囲内に収まるように、複数の通信装置が複数の回線のうち何れかを使用して信号を送信する送信タイミングの集合を表すタイムスロットを、所定の規則に基づいて決定するタイムスロット決定手段と、タイムスロット決定手段によって決定されたタイムスロットに従って、（I）複数の信号のうち、信号の品質を表す品質情報に基づいて、複数の回線のうち、ある回線を決定する際の所定の基準が依存する品質情報であって、且つ自通信装置により受信される信号に関する第１の品質情報を計測可能な信号を、複数の通信装置のうちの他の通信装置から受信し、受信した信号に基づいて第１の品質情報を計測して自通信装置にて保持することと、（II）送信せずに保持したままの第１の品質情報を他の通信装置に送信することと、（III）基準が依存する品質情報であって、且つ他の通信装置により受信される信号に関する第２の品質情報を含む複数の信号のうちのある信号を他の通信装置から受信し、受信した信号に含まれる第２の品質情報を保持することとを行う品質情報送受信手段と、基準と、自通信装置の品質情報送受信手段によって保持された、第１の品質情報と第２の品質情報とに基づいて、回線決定後の通信に自通信装置が使用する何れかの回線を決定する回線決定手段とを備える。

本発明の一態様において、通信装置は、衛星測位システムの時刻同期機能を利用して誤差が所定の範囲内に収まるように、複数の通信装置が、通信に使用可能な複数の回線のうち何れかを使用して信号を送信する送信タイミングの集合を表すタイムスロットを、所定の規則に基づいて決定するタイムスロット決定手段と、タイムスロット決定手段によって決定されたタイムスロットに従って、（I）複数の信号のうち、信号の品質を表す品質情報に基づいて、複数の回線のうち、ある回線を決定する際の所定の基準が依存する品質情報であって、且つ自通信装置により受信される信号に関する第１の品質情報を計測可能な信号を、複数の通信装置のうちの他の通信装置から受信し、受信した信号に基づいて第１の品質情報を計測して自通信装置にて保持することと、（II）送信せずに保持したままの第１の品質情報を他の通信装置に送信することと、（III）基準が依存する品質情報であって、且つ他の通信装置により受信される信号に関する第２の品質情報を含む複数の信号のうちのある信号を他の通信装置から受信し、受信した信号に含まれる第２の品質情報を保持することとを行う品質情報送受信手段と、基準と、自通信装置の品質情報送受信手段によって保持された、第１の品質情報と第２の品質情報とに基づいて、回線決定後の通信に自通信装置が使用する何れかの回線を決定する回線決定手段とを備える。

本発明の一態様において、回線決定方法は、複数の回線のうち何れかを使用して通信可能な複数の通信装置を備えた通信システムにおける回線決定方法であって、複数の通信装置のそれぞれにおいて、衛星測位システムの時刻同期機能を利用して誤差が所定の範囲内に収まるように、複数の通信装置が複数の回線のうち何れかを使用して信号を送信する送信タイミングの集合を表すタイムスロットを、所定の規則に基づいて決定し、決定されたタイムスロットに従って、（I）複数の信号のうち、信号の品質を表す品質情報に基づいて、複数の回線のうち、ある回線を決定する際の所定の基準が依存する品質情報であって、且つ自通信装置により受信される信号に関する第１の品質情報を計測可能な信号を、複数の通信装置のうちの他の通信装置から受信し、受信した信号に基づいて第１の品質情報を計測して自通信装置にて保持すると共に、（II）送信せずに保持したままの第１の品質情報を他の通信装置に送信する一方、（III）基準が依存する品質情報であって、且つ他の通信装置により受信される信号に関する第２の品質情報を含む複数の信号のうちのある信号を他の通信装置から受信し、受信した信号に含まれる第２の品質情報を保持し、基準と、自通信装置によって保持された、第１の品質情報と第２の品質情報とに基づいて、回線決定後の通信に自通信装置が使用する何れかの回線を決定する。

本発明の一態様において、回線決定プログラム又は、係る回線決定プログラムが格納された記録媒体は、衛星測位システムの時刻同期機能を利用して誤差が所定の範囲内に収まるように、複数の通信装置が、通信に使用可能な複数の回線のうち何れかを使用して信号を送信する送信タイミングの集合を表すタイムスロットを、所定の規則に基づいて決定するタイムスロット決定処理と、決定されたタイムスロットに従って、（I）複数の信号のうち、信号の品質を表す品質情報に基づいて、複数の回線のうち、ある回線を決定する際の所定の基準が依存する品質情報であって、且つ自通信装置により受信される信号に関する第１の品質情報を計測可能な信号を、複数の通信装置のうちの他の通信装置から受信し、受信した信号に基づいて第１の品質情報を計測して自通信装置にて保持することと、（II）送信せずに保持したままの第１の品質情報を他の通信装置に送信することと、（III）基準が依存する品質情報であって、且つ他の通信装置により受信される信号に関する第２の品質情報を含む複数の信号のうちのある信号を他の通信装置から受信し、受信した信号に含まれる第２の品質情報を保持することと、を行う品質情報送受信処理と、基準と、自通信装置によって保持された、第１の品質情報と第２の品質情報とに基づいて、回線決定後の通信に自通信装置が使用する何れかの回線を決定する回線決定処理とをコンピュータに実行させる。

本発明によれば、回線毎に信号品質の分析を行い、信号品質が高い回線を使用して通信を行う複数の局を含む通信システムにおいて、信号品質が高い回線の決定に要する時間を短縮することができるという効果がある。

本発明の第１の実施形態における通信システムの構成の一例を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態におけるタイムスロット決定規則、ＡＬＥ用タイムスロット、及び信号品質情報の、一例を説明する図である。 本発明の第１の実施形態における品質情報及び回線決定基準の一例を説明する図である。 本発明の第１の実施形態における通信装置の統制局としての動作を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施形態における通信装置の従属局としての動作を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態における通信システムの構成の一例を示すブロック図である。 本発明の各実施形態における通信装置を実現可能なハードウェア構成の一例を示すブロック図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、すべての図面において、同等な構成要素には同じ符号を付し、適宜説明を省略する。
（第１の実施形態）
本実施形態における構成について説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態における通信システムの構成の一例を示すブロック図である。本実施形態の通信システムに含まれる通信装置（以下、単に「局」とも称す）の台数はＮ＋１（Ｎは１以上の自然数）台である。

本実施形態の通信システム２００は、局１０１、１０２、・・・を含む。各局は、Ｍ（Ｍは２以上の自然数）種類の回線（通信回線）を利用可能である。回線は、例えば、局間の通信に用いられる搬送波の周波数である。ＡＬＥにおいて最初に信号を送信する局を「統制局」と称する。統制局により送信された信号に応答して、ＡＬＥの動作を実施する局を「従属局」と称する。統制局は通信システム２００に１台存在し、従属局は通信システム２００に１台以上存在する。以下の説明では、局１０１は統制局で、局１０２は従属局であるとする。そこで、以下の説明では、局１０１を「統制局」とも称し、局１０２を「従属局１」とも称する。局数が３以上の場合には、通信システム２００は局１０３を含み、局１０３を「従属局２」とも称する。

各局は、「設定情報」を保持する。設定情報は、利用可能な回線数を表す情報と、局数を表す情報と、「ＡＬＥ用タイムスロット」における、回線毎又は回線に依らない、自局の送信順位を表す情報とを含む。あるいは、各局は、設定情報を導出可能な情報を保持する。本願において、ＡＬＥ用タイムスロットとは、特定局による特定回線を用いた送信により占有される送信タイミング（以下、「固定タイムスロット」とも称す）を、要素とする集合である。ＡＬＥ用タイムスロットは、ＡＬＥを行うために用いられる。ＴＤＭＡのタイムスロットは、１つの回線において複数の局の固定タイムスロットを決定する。一方、ＡＬＥ用タイムスロットは、複数の回線において複数の局の固定タイムスロットを決定する。以下の説明では、回線数はＭで、局数はＮ＋１であるとする。局１０１、１０２、・・・の送信順位は、回線に依らず順に“１”、“２”、・・・であるとする。

各局は、タイムスロット決定部１１０と、品質情報送受信部１２０と、回線決定部１３０とを含む。

タイムスロット決定部１１０は、ＡＬＥ用タイムスロットを「タイムスロット決定規則」に基づいて決定する。ＡＬＥ用タイムスロットの決定とは、あるＡＬＥ用タイムスロットにおいて、固定タイムスロットの、順序、開始時刻、及び終了時刻を決定することである。

タイムスロット決定規則は、回線数及び局数に基づいてＡＬＥ用タイムスロットを決定するための規則である。

タイムスロット決定部１１５は、衛星測位システム（ＮＳＳ：Navigation Satellite System）の時刻同期機能を利用して、時刻の誤差が所定の範囲内に収まるように、ＡＬＥ用タイムスロットを決定する。ＮＳＳは、例えば、ＧＰＳ、ＧＬＯＮＡＳＳ、Ｇａｌｉｌｅｏ、Ｃｏｍｐａｓｓである。ＧＬＯＮＡＳＳ（Global Navigation Satellite System）は、ロシアのＮＳＳである。Ｇａｌｉｌｅｏは、欧州連合のＮＳＳである。Ｃｏｍｐａｓｓは、中国のＮＳＳである。

ＡＬＥ用タイムスロットにおける時刻は、例えば、局の「内部時計」（不図示）により供給される。内部時計の時刻は、内部時計の時刻誤差が所定の範囲内に収まるように、高精度なＮＳＳの時刻源に同期するように調整される。内部時計の時刻調整は、内部時計の時刻精度に応じて、必要な頻度で行われる。従って、本実施形態では、各局が有するＡＬＥ用タイムスロットを同一視することが可能である。

品質情報送受信部１２０は、送信すべき一連のデータを所定の変調方式で変調することにより信号を生成する。変調方式は、例えば、ＦＳＫ（Frequency Shift Keying）、ＰＳＫ（Phase Shift Keying）である。係るデータは、「品質情報」（後述）を含み、誤り検出符号が付加されてもよい。誤り検出符号は、誤り訂正符号であってもよく、例えば、ゴレイ符号である。

品質情報送受信部１２０は、タイムスロット決定部１１０によって決定されたＡＬＥ用タイムスロットに従って、品質情報等を含む信号を送信するか、又は他局から品質情報等を含む信号を受信する。

品質情報は、特定の局間における、特定の回線を使用した通信における、受信信号の品質を表す情報である。品質情報は、複数の回線、複数の送信元、又は複数の受信先に関する、品質の情報を含んでもよい。あるいは、品質情報は、送信すべき品質の情報が存在しない場合には、品質の情報を含まなくてもよい。品質情報は、例えば、受信した信号の、エラーレート、受信レベル、信号対雑音電力比、又はこれらの値から導出される評価値（重み付き和等）である。品質情報は、例えば、誤り検出符号の復号により導出されてもよい。

品質情報送受信部１２０は、少なくとも「回線決定基準」（後述）が依存する品質情報を、計測又は受信するために必要な信号を受信する。品質情報送受信部１２０は、回線決定基準が依存しない品質情報を、計測又は受信するために必要な信号を受信してもよい。品質情報送受信部１２０は、少なくとも回線決定基準が依存する品質情報を保持する。品質情報送受信部１２０は、回線決定基準が依存しない品質情報を保持してもよい。

品質情報送受信部１２０は、必要に応じて、受信した信号に基づいて、「他局が送信した信号を特定の回線を使用して自局が受信した際の品質情報」（以下、「自局の品質情報」と称す）を、新たに保持、又は更新する。更に、本実施形態において、品質情報送受信部１２０は、必要に応じて、受信した品質情報に含まれる、「自局又は他局が送信した信号を、特定の回線を使用して他局が受信した際の品質情報」（以下、「他局の品質情報」と称す）の内容に基づいて、他局の品質情報を、新たに保持、又は更新する。

更に、本実施形態において、品質情報送受信部１２０は、必要に応じて、受信した品質情報に付加された、「品質の情報に関連しない情報」（以下、「付加情報」と称す）に基づいて、他局の付加情報を、新たに保持、又は更新する。

品質情報送受信部１２０により送信される品質情報は、少なくとも、回線決定基準が依存し且つ保持したままで未送信な、自局の品質情報を含む。ただし、品質情報送受信部１２０が自局の品質情報を未保持である場合には、送信される品質情報は空であり得る。

品質情報送受信部１２０により送信される品質情報は、回線決定基準が依存しないか、又は保持した後に送信された、自局の品質情報を含んでもよい。品質情報送受信部１２０により送信される品質情報は、他局の品質情報を含んでもよく、「制御情報」又は付加情報が付加されてもよい。制御情報は、ＡＬＥの各種機能を制御するための情報である。

品質情報送受信部１２０は、保持している品質情報を所定の符号化方式で符号化して送信する。なお、品質情報送受信部１２０は、送信すべき品質情報が自局の固定タイムスロットで送信可能なデータ長に比べて短い場合には、品質情報に他のデータ（ダミーデータ等）を付加して送信してもよい。品質情報に他のデータを付加することにより、自局の固定タイムスロットにおける送信継続時間が確保される。

回線決定部１３０は、品質情報の送受信後に、所定の回線決定基準と、自局で保持されている品質情報とに基づいて、以降の通信に使用される回線を決定する（以降、「回線決定」と称す）。回線決定基準は、品質情報に基づいて回線決定を行うための基準である。なお、回線決定基準は、全ての品質情報に依存してもよいし、一部の品質情報にのみ依存してもよい。また、回線決定基準は、依存する品質情報の有効期限（例えば、計測後３０分間）を規定する基準を含んでもよい。また、回線決定基準は、回線決定のタイムアウト時間（例えば、開始後５分間）を設ける等、回線決定の期限を規定する基準を含んでもよい。

回線決定後には、決定された回線を用いた所定の通信方式により、局間で通信が行われる。通信方式は、例えば、ＦＤＭＡ（ＳＣＰＣ等）、又は特定回線におけるＴＤＭＡである。

次に、ＡＬＥ用タイムスロットの具体例について説明する。

図２は、本発明の第１の実施形態におけるタイムスロット決定規則、ＡＬＥ用タイムスロット、及び品質情報の、一例を説明する図である。具体的には、図２の左上はＡＬＥ用タイムスロットの一例を、図２の右下は１つの固定タイムスロットにおいて送信される品質情報の一例を示す。なお、品質情報において、実線で示した要素は必須要素（ただし、空である場合がある）であり、点線で示した要素は必須要素ではない。

本例におけるタイムスロット決定規則は、例えば、以下の通りである（「タイムスロット決定規則Ａ」）。
●ＡＬＥ用タイムスロットの１周期を任意の時分における０秒経過後６０秒直前までとする。
●ＡＬＥ用タイムスロットの１周期を回線数で等分して、特定の回線用のＡＬＥ用タイムスロットとする。
●特定の回線用のＡＬＥ用タイムスロットを（局数＋１）で等分して、先頭から順に、「途中加入局」（回線決定後に、通信に新たに加入する局）、統制局、従属局１、・・・、従属局Ｎの送信用の固定タイムスロットとする。

具体的には、例えば、回線数が“４”ならば、上述のタイムスロット決定規則は、以下のようになる。なお、“［”は左閉右開区間の開始を、“）”は左閉右開区間の終了を表す。
●第１の回線用のＡＬＥ用タイムスロットは毎分［０，１５）秒、
●第２の回線用のＡＬＥ用タイムスロットは毎分［１５，３０）秒、
●第３の回線用のＡＬＥ用タイムスロットは毎分［３０，４５）秒、
●第４の回線用のＡＬＥ用タイムスロットは毎分［４５，６０）秒。

更に、例えば、局数が“４”ならば、第１の回線について、上述のタイムスロット決定規則は、以下のようになる。
●途中加入局用の固定タイムスロットは毎分［０，３）秒、
●統制局用の固定タイムスロットは毎分［３，６）秒、
●従属局１用の固定タイムスロットは毎分［６，９）秒、
●従属局２用の固定タイムスロットは毎分［９，１２）秒、
●従属局３用の固定タイムスロットは毎分［１２，１５）秒。

第２の回線、第３の回線、及び第４の回線についても、第１の回線と同様に固定タイムスロットが決定される。但し、通信システム２００が、回線決定後に従属局が通信に途中加入することを許容しないならば、途中加入局用の固定タイムスロットは、省略されてもよい。タイムスロット決定規則Ａが使用される場合には、ＡＬＥ用タイムスロットの１周期が一定時間に抑えられる。

上述とは別の例では、タイムスロット決定規則は、例えば、以下の通りであってもよい（「タイムスロット決定規則Ｂ」）。
●固定タイムスロットの長さを１秒とする。
●先頭から順に、途中加入局、統制局、従属局１、・・・、従属局Ｎの送信用の固定タイムスロットを並べた列を、１つの回線用のＡＬＥ用タイムスロットとする。
●１つの回線用のＡＬＥ用タイムスロットを、所定の順序で回線数分だけ並べた列を、１周期分のＡＬＥ用タイムスロットとする。
●最初の１周期分のＡＬＥ用タイムスロットの開始時刻を、Ｙ年１月１日の午前０時とする。

但し、通信システム２００が、回線決定後に従属局が通信に途中加入することを許容しないならば、途中加入局用の固定タイムスロットは、省略されてもよい。タイムスロット決定規則Ｂが使用される場合には、ＡＬＥ用タイムスロットの１周期を最短にできる。

タイムスロット決定規則は、上述の例には限定されず、例えば、各局の並び順は任意な規則であってよいし、固定タイムスロットの長さは各局で異なる規則であってよいし、又は固定タイムスロットの個数は各局で異なる規則であってよい。

続いて、品質情報の具体例について説明する。

各局は、自局の固定タイムスロットにおいて品質情報を送信する。品質情報は、品質の情報を含むか又は、制御情報若しくは付加情報を含む。

制御情報は、例えば、以下である。
●回線決定後に新たな局を通信に途中加入させる要求（以下、「途中加入要求」と称す）、
●ＡＬＥ用タイムスロットに固定タイムスロットを追加する要求、
●ＡＬＥ用タイムスロットから固定タイムスロットを削除する要求、
●ＡＬＥを開始させる要求（以下、「ＡＬＥ開始要求」と称す）、
●ＡＬＥを終了させる要求、
●特定の局にＡＬＥを実行させる要求、
●回線を変更させる要求、
●回線を維持させる要求。

付加情報は、例えば、「自局情報」及び「他局受信情報」である。自局情報は、例えば、自局の「位置情報」、又は「自局の状態に関する情報」を含む。位置情報は、例えば、自局が存在する位置の緯度経度の情報である。自局の状態に関する情報は、自局が相手局に伝える必要がある自局の状態に関する情報で、例えば、“待ち受け”、“通信中”等のプレゼンス情報である。他局受信情報は、自局が他局から受信した他局の自局情報である。自局情報及び他局受信情報は、例えば、各局の位置やプレゼンス情報を地図上に表示するために使われる。

続いて、回線決定基準について説明する。

図３は、本発明の第１の実施形態における品質情報及び回線決定基準の一例を説明する図である。具体的には、図３（Ａ）は、統制局で受信された信号の品質情報の例を示す。図３（Ｂ）乃至（Ｄ）は、順に従属局１乃至３で受信された信号の品質情報の例を示す。図３（Ｅ）及び（Ｆ）は、回線決定基準の適用例を示す。図３において、行は回線を、列は信号の送信元を、値は特定の回線及び特定の送信元に関する品質情報を示す。品質情報は、１から７までの自然数で、値が大きいほど高品質であることを示す。

まず、図３（Ｅ）を参照して、以下の回線決定基準の一例について説明する。

回線決定基準Ａ：特定送信元から送信され、特定回線を使用して、統制局で受信された信号の品質情報の、全送信元内での最小値が、全回線内で最大である回線を選択する。

上記のような回線決定基準Ａが依存する品質情報は、統制局で受信された信号の品質情報である。そのため、図３（Ｅ）に示された品質情報は、図３（Ａ）に示された統制局の品質情報と同じである。図３（Ｅ）に示すように、特定送信元から送信され、回線“Ｆ１”、“Ｆ２”、“Ｆ３”、“Ｆ４”を使用して、統制局で受信された信号の品質情報の、全送信元内での最小値は、係る回線順に、“１”、“２”、“１”、“３”である。そして、これらの最小値の、全回線内での最大値は、回線“Ｆ４”が使用された品質情報“３”である。従って、回線決定基準Ａによれば、回線“Ｆ４”が選択される。送信元と受信先との入れ替えに対して信号品質が概ね等しいことが想定される場合には、回線決定基準Ａは有効である。なお、回線決定基準Ａが使用される場合には、送信される何れかの品質情報は、統制局で受信された信号の品質情報を含めばよく、従属局で受信された信号の品質情報を含む必要はない。

即ち、本実施形態では、回線決定基準において、複数の局のうち、統制局とは異なる送信元のそれぞれにより送信され、複数の回線のうち何れかを使用して、統制局により受信された信号に関する、複数の送信元における品質情報の最小値が複数の回線において最大である回線を選択することを規定するわけである。

次に、図３（Ｆ）を参照して、以下の回線決定基準の別の一例について説明する。

回線決定基準Ｂ：特定送信元から送信され、特定回線を使用して、特定受信先で受信された信号の品質情報の、全受信先内での最小値の、全送信元内での最小値が、全回線内で最大である回線を選択する。

上記のような回線決定基準Ｂが依存する品質情報は、各局で受信された信号の品質情報である。そのため、図３（Ｆ）に示された品質情報は、図３（Ａ）乃至（Ｄ）に示された各局の品質情報から導出される。図３（Ａ）乃至（Ｄ）の特定の回線と特定の送信元との組み合わせに対応する品質情報から、全送信先内での最小値を選ぶと、図３（Ｆ）が得られる。即ち、図３（Ｆ）は、「特定送信元から送信され、特定回線を使用して、特定受信先で受信された信号の品質情報の、全受信先内での最小値」を示す。図３（Ｆ）に示すように、回線“Ｆ１”、“Ｆ２”、“Ｆ３”、“Ｆ４”が使用された、「全受信先内で最小値」の、全送信元内での最小値は、係る回線順に、“１”、“１”、“１”、“３”である。そして、これらの最小値の、全回線内での最大値は、回線“Ｆ４”が使用された品質情報“３”である。従って、回線決定基準Ｂによれば、回線“Ｆ４”が選択される。送信元と受信先との入れ替えに対して信号品質が大幅に異なることが想定される場合には、回線決定基準Ｂは有効である。なお、回線決定基準Ｂが使用される場合には、送信される何れかの品質情報は、各局で受信された信号の品質情報を含む必要がある。

即ち、本実施形態では、回線決定基準において、複数の局のうち何れかである送信元のそれぞれにより送信され、複数の回線のうち何れかを使用して、複数の局のうち、送信元とは異なる何れかである受信先のそれぞれにより受信された信号に関する、複数の受信先における品質情報の最小値の、複数の送信元における最小値が複数の回線において最大である回線を選択することを規定するわけである。

回線決定基準は、品質情報の有効期限を規定する基準を含んでもよい。この場合には、品質情報は、計測された時刻の情報を含む。そして、有効期限を規定する基準は、例えば、「品質情報は、計測後３０分間有効である」という基準である。

即ち、本実施形態では、回線決定基準において、品質情報の有効期限を規定するわけである。

回線決定基準は、ＡＬＥのタイムアウト時間を規定する基準を含んでもよい。ＡＬＥのタイムアウト時間を規定する基準は、例えば、「品質情報の送信の待ち受けは、最初の品質情報の送信から５分でタイムアウトする」という基準である。

回線決定基準は、上述の例には限定されず、例えば、品質情報の平均値に基づく基準であってもよいし、又は何れの回線でも所定の品質を満たさない局を回線接続の対象から除外する基準であってもよい。あるいは、回線決定基準は、例えば、局の異なる組み合わせに対して、異なる回線を決定する基準であってもよい。

本実施形態における動作について説明する。但し、以下では、説明を分かりやすくするために、回線決定のために、統制局で受信された信号の品質情報は必要であるが、従属局で受信された信号の品質情報は必要でない場合（例えば、回線決定基準Ａ）について説明する。また、品質情報には、付加情報が付加されない場合について説明する。

まず、統制局の動作について説明する。

図４は、本発明の第１の実施形態における通信装置の統制局としての動作を示すフローチャートである。図において、ノード（ステップ）は処理を、ノードへのリンクは処理への移行を、リンクに付されたラベルは移行条件を示す。ラベルを有しないリンクにおける移行は無条件に行われる。

局１０１は、所定の頻度で自局の時刻同期を行い、内部時計の誤差を所定の範囲内に維持している。

まず、局１０１は、ＡＬＥの開始を要求されると、利用可能な回線数を表す情報と、局数を表す情報と、ＡＬＥ用タイムスロットにおける自局の送信順位を表す情報とを設定情報から読み出す。そして、設定情報の説明において仮定したように、ＡＬＥ用タイムスロットにおける自局の送信順位が“１”なので、局１０１は、統制局として起動し（ステップＳ１１０）、ステップＳ１２０の処理へ進む。

次に、局１０１（統制局）は、読み出した設定情報に基づいて、ＡＬＥ用タイムスロットを決定することによりＡＬＥを開始し（ステップＳ１２０）、ステップＳ１３０の処理へ進む。

続いて、統制局は、自局の品質情報を送信し（ステップＳ１３０）、ステップＳ１４０の処理へ進む。

続いて、統制局は、他局の品質情報の受信を待ち受ける（ステップＳ１４０）。品質情報の受信が発生した場合には、統制局は、ステップＳ１５０の処理へ進む。固定タイムスロットにおいて受信のタイムアウトが発生した場合には、統制局は、ステップＳ１６０の処理へ進む。

統制局は、他局の品質情報を受信する（ステップＳ１５０）。そして、統制局は、受信した品質情報を含む信号に基づいて、自局で保持している、自局の品質情報を更新する。そして、統制局は、受信した品質情報の内容に基づいて、自局で保持している、他局の品質情報を更新し、ステップＳ１６０の処理へ進む。

統制局は、ＡＬＥを継続するか否かを判定する（ステップＳ１６０）。送信が必要であるが未送信（以下、単に「未送信」と称す）、又は受信が必要であるが未受信（以下、単に「未受信」と称す）な、品質情報がないか、又は品質情報の受信においてタイムアウトが発生した場合には、統制局は、ステップＳ１７０の処理へ進む。タイムアウトが発生した場合には、必要な品質情報を送信した局のみが通信に参加したものとみなされる。タイムアウト時間は、回線決定基準により規定されてもよい。未送信又は未受信な品質情報があり、且つ次の固定タイムスロットが自局の固定タイムスロットであれば、統制局は、ステップＳ１３０の処理へ戻る。未送信又は未受信な品質情報があり、且つ次の固定タイムスロットが自局の固定タイムスロットでなければ、統制局は、ステップＳ１４０の処理へ戻る。

統制局は、回線決定基準と自局で保持している品質情報とに基づいて、回線決定を行う（ステップＳ１７０）。そして、統制局は、ＡＬＥ用タイムスロットにおける品質情報の受信待ち受けを継続する。

次に、局１０２の動作を例に、従属局の動作について説明する。

図５は、本発明の第１の実施形態における通信装置の従属局としての動作を示すフローチャートである。図５において、ノード（ステップ）は処理を、ノードへのリンクは処理への移行を、リンクに付されたラベルは移行条件を示す。ラベルを有しないリンクにおける移行は無条件に行われる。

局１０２は、所定の頻度で自局の時刻同期を行い、内部時計の誤差を所定の範囲内に維持している。

まず、局１０２は、ＡＬＥの開始を要求されると、利用可能な回線数を表す情報と、局数を表す情報と、ＡＬＥ用タイムスロットにおける自局の送信順位を表す情報とを設定情報から読み出す。そして、設定情報の説明において仮定したように、ＡＬＥ用タイムスロットにおける自局の送信順位が“２”なので、局１０２は、従属局として起動し（ステップＳ２１０）、ステップＳ２２０の処理へ進む。

次に、局１０２（従属局１）は、読み出した設定情報に基づいて、ＡＬＥ用タイムスロットを決定することによりＡＬＥを開始し（ステップＳ２２０）、ステップＳ２８０の処理へ進む。

続いて、従属局１は、ＡＬＥ用タイムスロットにおいて統制局の品質情報の受信を待ち受ける（スキャン受信）（ステップＳ２８０）。従属局１は、統制局からの品質情報の受信が発生するか、又は統制局からの品質情報の受信がタイムアウトするまで、ステップＳ２８０の処理を繰り返す。統制局からの品質情報の受信が発生した場合には、従属局１は、ステップＳ２５０の処理へ進む。統制局からの品質情報の受信がタイムアウトした場合には、従属局１は、ステップＳ２６０の処理へ進む。

従属局１は、他局の品質情報を受信する（ステップＳ２５０）。そして、従属局１は、受信した品質情報を含む信号に基づいて、自局で保持している、自局の品質情報を更新する。そして、従属局１は、受信した品質情報の内容に基づいて、自局で保持している、他局の品質情報を更新し、ステップＳ２６０の処理へ進む。

従属局１は、ＡＬＥを継続するか否かを判定する（ステップＳ２６０）。未送信又は未受信な品質情報がないか、又は未受信な品質情報が所定の時間長をなすＡＬＥ用タイムスロット期間内で受信できなければ、従属局１は、品質情報の送受信が完了したとみなして、ステップＳ２７０の処理へ進む。未送信又は未受信な品質情報があり、且つ次の固定タイムスロットが自局の固定タイムスロットであれば、従属局１は、ステップＳ２３０の処理へ進む。未送信又は未受信な品質情報があり、且つ次の固定タイムスロットが自局の固定タイムスロットでなければ、従属局１は、ステップＳ２４０の処理へ進む。

従属局１は、自局の品質情報を送信し（ステップＳ２３０）、ステップＳ２４０の処理へ進む。

続いて、従属局１は、他局の品質情報の受信を待ち受ける（ステップＳ２４０）。品質情報の受信が発生した場合には、従属局１は、ステップＳ２５０の処理へ戻る。固定タイムスロットにおいて受信のタイムアウトが発生した場合には、従属局１は、ステップＳ２６０の処理へ戻る。

従属局１は、回線決定基準と自局で保持している品質情報とに基づいて、回線決定を行う（ステップＳ２７０）。そして、従属局１は、ＡＬＥ用タイムスロットにおける品質情報の受信待ち受けを継続する。

従属局２乃至Ｎの動作は、従属局１の動作と同様である。

統制局、従属局１乃至Ｎは、回線決定後に、決定された回線を用いて通信を行う。

続いて、従属局が通信に途中加入する場合の動作について、図４及び図５を参照して説明する。以下では、統制局と従属局１（局１０２）との回線決定後に、従属局２（局１０３）が通信に新たに加入する場合を例に説明する。但し、既に説明した動作の詳細は、適宜省略して説明する。

統制局は、従属局１と通信を行うと共に、ＡＬＥ用タイムスロットにおける品質情報の受信待ち受けを継続している（ステップＳ１７０）。

従属局１は、統制局と通信を行うと共に、ＡＬＥ用タイムスロットにおける品質情報の受信待ち受けを継続している（ステップＳ２７０）。

途中加入局である局１０３は、所定の頻度で自局の時刻同期を行い、内部時計の誤差を所定の範囲内に維持している。

このような状況において、局１０３は、ＡＬＥの開始を要求されると、設定情報を読み出し、従属局として起動する（ステップＳ２１０）。

次に、局１０３（従属局２）は、読み出した設定情報に基づいて、ＡＬＥ用タイムスロットを決定することによりＡＬＥを開始し（ステップＳ２２０）、ＡＬＥ用タイムスロットにおいて統制局の品質情報の受信を待ち受ける（ステップＳ２８０）。

統制局からの品質情報の受信はタイムアウトするので、従属局２は、ＡＬＥを継続するか否かを判定する（ステップＳ２６０）。

未受信な品質情報があるので、従属局２は、途中加入局用の固定タイムスロットを待って、自局の品質情報を送信する（ステップＳ２３０）。従属局２は途中加入局なので、送信される品質情報は、空の品質情報で、制御情報として途中加入要求が付加される。

従属局２は、品質情報の受信を待ち受ける（ステップＳ２４０）。

途中加入要求の受信が発生した場合には、統制局は、他局の品質情報を受信し（ステップＳ１５０）、受信した品質情報を含む信号に基づいて、自局で保持している、自局の品質情報を更新する。

統制局は、ＡＬＥを継続するか否かを判定する（ステップＳ１６０）。

未送信な品質情報があるので、統制局は、自局の固定タイムスロットを待って、自局の品質情報を送信し（ステップＳ１３０）、他局の品質情報の受信を待ち受ける（ステップＳ１４０）。統制局は、従属局１と従属局２との品質情報を保持しているので、ステップＳ１３０の後には、未送信又は未受信な品質情報を有しない。

途中加入要求の受信が発生した場合には、従属局１は、他局の品質情報を受信し（ステップＳ２５０）、受信した品質情報を含む信号に基づいて、自局で保持している、自局の品質情報を更新する。

従属局１は、ＡＬＥを継続するか否かを判定する（ステップＳ２６０）。

未受信な品質情報があるので、従属局１は、他局の品質情報の受信を待ち受ける（ステップＳ２４０）。

ステップＳ１３０で統制局により送信された品質情報の受信が発生した場合には、従属局１は、他局の品質情報を受信し（ステップＳ２５０）、受信した品質情報を含む信号に基づいて、自局で保持している、自局の品質情報を更新する。そして、従属局１は、受信した品質情報の内容に基づいて、自局で保持している、他局の品質情報を更新する。

従属局１は、ＡＬＥを継続するか否かを判定する（ステップＳ２６０）。未送信又は未受信な品質情報がないので、従属局１は、品質情報の送受信が完了したとみなす。そして、従属局１は、回線決定基準と自局で保持している品質情報とに基づいて、回線決定を行う（ステップＳ２７０）。

ステップＳ１３０で統制局により送信された品質情報の受信が発生した場合には、従属局２は、他局の品質情報を受信し（ステップＳ２５０）、受信した品質情報を含む信号に基づいて、自局で保持している、自局の品質情報を更新する。そして、従属局２は、受信した品質情報の内容に基づいて、自局で保持している、他局の品質情報を更新する。

従属局２は、ＡＬＥを継続するか否かを判定する（ステップＳ２６０）。未送信又は未受信な品質情報がないので、従属局２は、品質情報の送受信が完了したとみなす。そして、従属局２は、回線決定基準と自局で保持している品質情報とに基づいて、回線決定を行う（ステップＳ２７０）。

固定タイムスロットにおいて受信のタイムアウトが発生するので、統制局は、ＡＬＥを継続するか否かを判定する（ステップＳ１６０）。未送信又は未受信な品質情報がないので、統制局は、品質情報の送受信が完了したとみなす。そして、統制局は、回線決定基準と自局で保持している品質情報とに基づいて、回線決定を行う（ステップＳ１７０）。

統制局、従属局１、及び従属局２は、回線決定後に、決定された回線を用いて通信を行う。

即ち、本実施形態では、ＡＬＥ用タイムスロットは、複数の局のうち、通信に途中加入する局が複数の回線のうち何れかを使用して信号を送信する送信タイミングを更に含み、複数の局のうち、途中加入する途中加入局とは異なる、途中加入局以外の局の品質情報送受信部は、途中加入局以外の局の回線決定部による回線決定後においても、ＡＬＥ用タイムスロットに従って、複数の局のうち何れかによる、途中加入を要求するための途中加入要求を含む信号の送信を待ち受け、途中加入局の品質情報送受信部は、ＡＬＥ用タイムスロットに従って、途中加入要求を含む信号を送信し、途中加入局以外の局の品質情報送受信部は、ＡＬＥ用タイムスロットに従って、（I）途中加入要求を含む信号を途中加入局から受信し、受信した信号に基づいて自局の品質情報を計測して自局にて保持すると共に、（II）送信せずに保持したままの自局の品質情報を他の局に送信すると共に、（III）他局の品質情報を含む複数の信号のうちのある信号を途中加入局から受信し、受信した信号に含まれる他局の品質情報を保持する一方、途中加入局の品質情報送受信部は、ＡＬＥ用タイムスロットに従って、（I）自局の品質情報を計測可能な信号を、途中加入局以外の局から受信し、受信した信号に基づいて自局の品質情報を計測して自局にて保持すると共に、（II）送信せずに保持したままの自局の品質情報を途中加入局以外の局に送信すると共に、（III）他局の品質情報を含む複数の信号のうちのある信号を途中加入局以外の局から受信し、受信した信号に含まれる他局の品質情報を保持し、途中加入局及び途中加入局以外の局の回線決定部は、基準と、自局の品質情報送受信部によって保持された、自局の品質情報と他局の品質情報とに基づいて、回線決定後の通信に自局が使用する何れかの回線を新たに決定するわけである。

上述の従属局が通信に途中加入する場合の動作についての説明では、回線決定基準が依存する品質情報は、統制局で受信された信号の品質情報を含むが、従属局で受信された信号の品質情報を含まない場合（例えば、回線決定基準Ａ）について説明した。しかしながら、回線決定基準が依存する品質情報が従属局で受信された信号の品質情報を含む場合（例えば、回線決定基準Ｂ）には、従属局２の通信への途中加入に伴い、従属局１及び従属局２も、自局の品質情報を送信する必要がある。

回線決定基準が依存する品質情報が、従属局で受信された信号の品質情報を含む場合の動作について説明する。

まず、各局が個別にＡＬＥを実行する場合の動作例について、同じく図４及び図５を参照して説明する。但し、既に説明した動作の詳細は、適宜省略して説明する。

局１０３が途中加入の手順を開始する前の状況は、上述の従属局が通信に途中加入する場合の動作についての説明と同じである。このような状況において、局１０３が途中加入する際の、各局の動作は、例えば、以下の通りである。
（１）まず、従属局２は、途中加入局用の固定タイムスロットで途中加入要求を送信する（ステップＳ２３０等）。
（２）次に、統制局は、途中加入要求を受信する（ステップＳ１７０からステップＳ１５０への移行等）。この際、統制局は、既に保持している品質情報を破棄してもよい。
（３）上記（２）と並行して、従属局１は、途中加入要求を受信する（ステップＳ２７０からステップＳ２５０への移行等）。この際、従属局１は、既に保持している品質情報を破棄してもよい。
（４）続いて、統制局は、自局の品質情報を送信する（ステップＳ１３０等）。
（５）続いて、従属局１は、統制局の品質情報を受信する（ステップＳ２５０等）。
（６）上記（５）と並行して、従属局２は、統制局の品質情報を受信する（ステップＳ２５０等）。
（７）続いて、従属局１は、自局の品質情報を送信する（ステップＳ２３０等）。
（８）続いて、統制局は、従属局１の品質情報を受信する（ステップＳ１５０等）。
（９）上記（８）と並行して、従属局２は、従属局１の品質情報を受信する（ステップＳ２５０等）。
（１０）続いて、従属局２は、自局の品質情報を送信する（ステップＳ２３０等）。
（１１）続いて、統制局は、従属局２の品質情報を受信する（ステップＳ１５０等）。
（１２）上記（１１）と並行して、従属局１は、従属局２の品質情報を受信する（ステップＳ２５０等）。
（１３）続いて、統制局は、回線決定基準と自局で保持している品質情報とに基づいて、回線決定を行う（ステップＳ１７０等）。
（１４）上記（１３）と並行して、従属局１は、回線決定基準と自局で保持している品質情報とに基づいて、回線決定を行う（ステップＳ２７０等）。
（１５）上記（１３）と並行して、従属局２は、回線決定基準と自局で保持している品質情報とに基づいて、回線決定を行う（ステップＳ２７０等）。
（１６）統制局、従属局１、及び従属局２のそれぞれは、回線決定後に、決定された回線を用いて通信を行う。

即ち、本実施形態では、途中加入局以外の局の品質情報送受信部は、途中加入要求を含む信号を受信するのに応じて、保持している品質情報を破棄した後に、回線決定を新たに実行するわけである。

次に、統制局が全従属局にＡＬＥを実行させる場合の動作例について、同じく図４及び図５を参照して説明する。但し、以下では、各局の動作の詳細は、各局が個別にＡＬＥを実行する場合と異なる。

局１０３が途中加入の手順を開始する前の状況は、上述の各局が個別にＡＬＥを実行する場合の動作についての説明と同じである。このような状況において、局１０３が途中加入する際の、各局の動作は、例えば、以下の通りである。
（１）まず、従属局２は、途中加入局用の固定タイムスロットで途中加入要求を送信する（ステップＳ２３０等）。
（２）次に、統制局は、途中加入要求を受信する（ステップＳ１７０からステップＳ１５０への移行等）。
（３）上記（２）と並行して、従属局１は、途中加入要求を受信する（ステップＳ２７０からステップＳ２５０への移行等）。
（４）続いて、統制局は、自局で保持している、他局の品質情報を破棄した後に、ＡＬＥ開始要求が付加された自局の品質情報を送信する（ステップＳ１３０等）。
（５）続いて、従属局１は、ＡＬＥ開始要求及び統制局の品質情報を受信し、自局で保持している、他局の品質情報を破棄した後に、受信した品質情報に基づいて、自局で保持している、統制局の品質情報を更新する（ステップＳ２５０等）。
（６）上記（５）と並行して、従属局２は、ＡＬＥ開始要求及び統制局の品質情報を受信し、自局で保持している、他局の品質情報を破棄した後に、受信した品質情報に基づいて、自局で保持している、統制局の品質情報を更新する（ステップＳ２５０等）。
（７）続いて、従属局１は、自局の品質情報を送信する（ステップＳ２３０等）。
（８）続いて、統制局は、従属局１の品質情報を受信し、受信した品質情報に基づいて、自局で保持している、従属局１の品質情報を更新する（ステップＳ１５０等）。
（９）上記（８）と並行して、従属局２は、従属局１の品質情報を受信し、受信した品質情報に基づいて、自局で保持している、従属局１の品質情報を更新する（ステップＳ２５０等）。
（１０）続いて、従属局２は、自局の品質情報を送信する（ステップＳ２３０等）。
（１１）続いて、統制局は、従属局２の品質情報を受信し、受信した品質情報に基づいて、自局で保持している、従属局２の品質情報を更新する（ステップＳ１５０等）。
（１２）上記（１１）と並行して、従属局１は、従属局２の品質情報を受信し、受信した品質情報に基づいて、自局で保持している、従属局２の品質情報を更新する（ステップＳ２５０等）。
（１３）続いて、統制局は、自局で保持している品質情報に基づいて、回線決定を行う（ステップＳ１７０等）。
（１４）上記（１３）と並行して、従属局１は、自局で保持している品質情報に基づいて、回線決定を行う（ステップＳ２７０等）。
（１５）上記（１３）と並行して、従属局２は、自局で保持している品質情報に基づいて、回線決定を行う（ステップＳ２７０等）。
（１６）統制局、従属局１、及び従属局２のそれぞれは、回線決定後に、決定された回線を用いて通信を行う。

即ち、本実施形態では、途中加入局以外の局の何れかの品質情報送受信部は、途中加入要求を含む信号を受信するのに応じて、回線決定を新たに実行させるための要求を送信するわけである。

以上説明したように、本実施形態の通信システム２００では、タイムスロット決定部１１０は、ＮＳＳの時刻同期機能を利用して、時刻の誤差が所定の範囲内に収まるように、ＡＬＥ用タイムスロットを決定する。つまり、本実施形態において、ＡＬＥ用タイムスロットの時刻同期は、ＡＬＥの手順とは非同期に実行される。そのため、本実施形態の通信システム２００によれば、ＡＬＥの手順内で時刻同期の完了を待つことが不要であり、且つＡＬＥ用タイムスロットの時刻同期のために各局間で通信を行う手順が不要である。

また、本実施形態において、品質情報送受信部１２０は、回線毎の自局の品質情報を送信すると共に、他局から他局の品質情報を受信する。そして、回線決定部１３０は、回線決定規則が依存する品質情報の送信及び受信後に、保持している品質情報に基づいて、以降の通信に使用される回線を決定する。即ち、保持している品質情報と、所定の回線決定基準とに基づいて、以降の通信に使用される回線が決定される。つまり、各局は、回線決定基準が依存する品質情報を取得した後には、独立して同じ回線決定を行うことができる。そのため、決定された回線を通知するために各局間で通信を行う手順が不要である。

従って、本実施形態の通信システム２００には、回線毎に信号品質の分析を行い、信号品質が高い回線を使用して通信を行う複数の局を含む通信システムにおいて、信号品質が高い回線の決定に要する時間を短縮することができるという効果がある。

また、本実施形態の通信システム２００では、ＡＬＥ用タイムスロットが途中加入局用の固定タイムスロットを含む場合には、接続された回線を切断する手順なしに、途中加入局が既存加入局の通信に加入できる。つまり、回線を一旦切断する手順と、回線の切断を各局に通知する手順とが不要である。従って、本実施形態の通信システム２００には、ＡＬＥ用タイムスロットが途中加入局用の固定タイムスロットを含む場合には、回線の再決定に要する時間を短縮することができるという効果がある。

特に、本実施形態の通信システム２００には、回線決定のために、統制局で受信された信号の品質情報は必要であるが、従属局で受信された信号の品質情報は必要でない場合には、品質情報の送信が最小限ですむという効果がある。
（第２の実施形態）
次に、本発明の第１の実施形態の基本である、本発明の第２の実施形態について説明する。

図６は、本発明の第２の実施形態における通信装置の構成の一例を示すブロック図である。本実施形態の通信システムに含まれる通信装置（局）の台数は２台以上である。

本実施形態の通信システム２０５は、複数の局１０５、１０６、・・・を含む。各局は、複数の回線１４１、１４２、・・・のうち何れかを使用して通信可能である。

局１０５、１０６、・・・のそれぞれは、タイムスロット決定部１１５と、品質情報送受信部１２５と、回線決定部１３５とを含む。

タイムスロット決定部１１５は、タイムスロット（ＡＬＥ用タイムスロット）をタイムスロット決定規則に基づいて決定する。ＡＬＥ用タイムスロットは、局１０５、１０６、・・・が、回線１４１、１４２、・・・のうち何れかを使用して信号を送信する送信タイミング（固定タイムスロット）の集合を表す。本実施形態におけるＡＬＥ用タイムスロットは、例えば、前述した第１の実施形態におけるＡＬＥ用タイムスロットである。本実施形態におけるタイムスロット決定規則は、例えば、前述した第１の実施形態におけるタイムスロット決定規則である。タイムスロット決定部１１５は、衛星測位システムの時刻同期機能を利用して、時刻の誤差が所定の範囲内に収まるように、ＡＬＥ用タイムスロットを決定する。

局１０５、１０６、・・・のそれぞれは、ＡＬＥ用タイムスロットの決定後に、局間で互いに時刻の差が生じているＡＬＥ用タイムスロットを有する。しかしながら、各ＡＬＥ用タイムスロットの時刻の誤差は、各種の手順を利用すれば所定の範囲内に収められるので、時刻の差を必要なだけ小さくすることが可能である。その手順の一例は、各局が有する内部時計（不図示）の時刻精度に応じて、必要な頻度で、衛星測位システムの時刻同期機能を利用して、内部時計の時刻補正を行うことである。この際、ＡＬＥ用タイムスロット間において許容される時刻差の半分を内部時計における許容誤差にして、内部時計における誤差が許容誤差に収まる頻度で、内部時計の時刻補正が行われればよい。従って、本実施形態では、各局が有するＡＬＥ用タイムスロットを同一視することが可能である。

品質情報送受信部１２５は、タイムスロット決定部１１５によって決定されたＡＬＥ用タイムスロットに従って、品質情報を、送信又は受信する。本実施形態における品質情報は、受信した信号の品質を表す情報である。品質情報は、送信すべき品質の情報が存在しない場合には、品質の情報を含まなくてもよい。本実施形態における品質情報は、例えば、前述した第１の実施形態における品質情報である。

本実施形態における回線決定基準は、品質情報に基づいて、回線１４１、１４２、・・・のうち、ある回線を決定する際の基準である。回線決定基準は、全ての品質情報に依存してもよいし、一部の品質情報にのみ依存してもよい。回線決定基準は、例えば、前述した第１の実施形態における回線決定基準である。回線決定基準は、例えば、局１０５で受信された信号の品質情報のみに基づいて回線が決定される基準（例えば、第１の実施形態における回線決定基準Ａ）である。あるいは、回線決定基準は、例えば、全ての局１０５、１０６、・・・で受信された信号の品質情報に基づいて回線が決定される基準（例えば、第１の実施形態における回線決定基準Ｂ）である。なお、回線決定基準は、依存する品質情報の有効期限（例えば、計測後３０分間）を規定する基準を含んでもよい。また、回線決定基準は、回線決定のタイムアウト時間（例えば、開始後５分間）を設ける等、回線決定の期限を規定する基準を含んでもよい。

より詳細には、品質情報送受信部１２５は、以下の動作を行う。
●品質情報送受信部１２５は、複数の信号のうち、回線決定基準が依存する品質情報であって、且つ自局により受信される信号に関する「自局の品質情報」を計測可能な信号を、複数の局のうちの他局から受信する。そして、品質情報送受信部１２５は、受信した信号に基づいて自局の品質情報を計測して自局にて保持する。
●品質情報送受信部１２５は、送信せずに保持したままの自局の品質情報を他局に送信する。
●品質情報送受信部１２５は、回線決定基準が依存する品質情報であって、且つ他局により受信される信号に関する「他局の品質情報」を含む複数の信号のうちのある信号を他局から受信する。そして、品質情報送受信部１２５は、受信した信号に含まれる他局の品質情報を保持する。

回線決定部１３５は、回線決定基準と、自局の品質情報送受信部１２５によって保持された、「自局の品質情報」と「他局の品質情報」とに基づいて、回線決定後の通信に自通信装置が使用する何れかの回線を決定する。

なお、本実施形態における通信システム２０５のＡＬＥ用タイムスロットは、第１の実施形態と同様に、途中加入局用の固定タイムスロットを含んでもよい。この場合には、局１０５、１０６、・・・は、第１の実施形態の局と同様に、回線決定後においても、ＡＬＥ用タイムスロットに従って、途中加入局からの、途中加入要求を含む信号の受信を待ち受け、途中加入要求の受信後に再度回線決定を行ってもよい。

以上説明したように、本実施形態の通信システム２０５では、タイムスロット決定部１１５は、ＮＳＳの時刻同期機能を利用して、時刻の誤差が所定の範囲内に収まるように、ＡＬＥ用タイムスロットを決定する。つまり、本実施形態において、ＡＬＥ用タイムスロットの時刻同期は、ＡＬＥの手順とは非同期に実行される。そのため、本実施形態の通信システム２０５によれば、ＡＬＥの手順内で時刻同期の完了を待つことが不要であり、且つＡＬＥ用タイムスロットの時刻同期のために各局間で通信を行う手順が不要である。

また、本実施形態において、品質情報送受信部１２５は、回線毎の自局の品質情報を送信すると共に、他局から他局の品質情報を受信する。そして、回線決定部１３５は、回線決定規則が依存する品質情報の送信及び受信後に、保持している品質情報に基づいて、以降の通信に使用される回線を決定する。即ち、保持している品質情報と、所定の回線決定基準とに基づいて、以降の通信に使用される回線が決定される。つまり、各局は、回線決定基準が依存する品質情報を取得した後には、独立して同じ回線決定を行うことができる。そのため、決定された回線を通知するために各局間で通信を行う手順が不要である。

従って、本実施形態の通信システム２０５には、回線毎に信号品質の分析を行い、信号品質が高い回線を使用して通信を行う複数の局を含む通信システムにおいて、信号品質が高い回線の決定に要する時間を短縮することができるという効果がある。

図７は、本発明の各実施形態における通信装置を実現可能なハードウェア構成の一例を示すブロック図である。

通信装置９０７は、記憶装置９０２と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）９０３と、キーボード９０４と、モニタ９０５と、Ｉ／Ｏ（Input/Output）９０８とを備え、これらが内部バス９０６で接続されている。記憶装置９０２は、回線決定部１３５等のＣＰＵ９０３の動作プログラムを格納する。ＣＰＵ９０３は、通信装置９０７全体を制御し、記憶装置９０２に格納された動作プログラムを実行し、Ｉ／Ｏ９０８を介して回線決定部１３５等のプログラムの実行やデータの送受信を行なう。なお、上記の通信装置９０７の内部構成は一例である。通信装置９０７は、必要に応じて、キーボード９０４、モニタ９０５を接続する装置構成であってもよい。

上述した本発明の各実施形態における通信装置は、専用の装置によって実現してもよいが、コンピュータ（情報処理装置）によっても実現可能である。この場合、係るコンピュータは、記憶装置９０２に格納されたソフトウェア・プログラムをＣＰＵ９０３に読み出し、読み出したソフトウェア・プログラムをＣＰＵ９０３において実行する。上述した各実施形態の場合、係るソフトウェア・プログラムには、上述したところの、図１に示した通信装置１０１、１０２、１０３、１０４の各部の機能、又は図６に示した通信装置１０５、１０６の各部の機能を実現可能な記述がなされていればよい。ただし、これらの各部には、適宜ハードウェアを含むことも想定される。そして、このような場合、係るソフトウェア・プログラム（コンピュータ・プログラム）は、本発明を構成すると捉えることができる。更に、係るソフトウェア・プログラムを格納した、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体も、本発明を構成すると捉えることができる。

以上、本発明を、上述した各実施形態及びその変形例によって例示的に説明した。しかしながら、本発明の技術的範囲は、上述した各実施形態及びその変形例に記載した範囲に限定されない。当業者には、係る実施形態に対して多様な変更又は改良を加えることが可能であることは明らかである。そのような場合、係る変更又は改良を加えた新たな実施形態も、本発明の技術的範囲に含まれ得る。そしてこのことは、特許請求の範囲に記載した事項により明らかである。

本発明は、ＡＬＥ機能を有する通信装置において、ＡＬＥに要する時間を短縮する用途において利用できる。

１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６ 通信装置
１１０、１１５ タイムスロット決定部
１２０、１２５ 品質情報送受信部
１３０、１３５ 回線決定部
１４１、１４２ 回線
２００、２０５ 通信システム
９０２ 記憶装置
９０３ ＣＰＵ
９０４ キーボード
９０５ モニタ
９０６ 内部バス
９０７ 通信装置
９０８ Ｉ／Ｏ

Claims (10)

1. 複数の回線のうち何れかを使用して通信可能な複数の通信装置を備えた通信システムであって、
   前記複数の通信装置はそれぞれ、
   衛星測位システムの時刻同期機能を利用して誤差が所定の範囲内に収まるように、前記複数の通信装置が前記複数の回線のうち何れかを使用して信号を送信する送信タイミングの集合を表すタイムスロットを、所定の規則に基づいて決定するタイムスロット決定手段と、
   前記タイムスロット決定手段によって決定された前記タイムスロットに従って、
   （I）複数の前記信号のうち、信号の品質を表す品質情報に基づいて、前記複数の回線のうち、ある回線を決定する際の所定の基準が依存する前記品質情報であって、且つ自通信装置により受信される前記信号に関する第１の品質情報を計測可能な前記信号を、前記複数の通信装置のうちの他の通信装置から受信し、受信した前記信号に基づいて前記第１の品質情報を計測して自通信装置にて保持することと、
   （II）送信せずに保持したままの前記第１の品質情報を前記他の通信装置に送信することと、
   （III）前記基準が依存する前記品質情報であって、且つ前記他の通信装置により受信される前記信号に関する第２の品質情報を含む前記複数の信号のうちのある信号を前記他の通信装置から受信し、受信した前記信号に含まれる前記第２の品質情報を保持することと
   を行う品質情報送受信手段と、
   前記基準と、自通信装置の前記品質情報送受信手段によって保持された、前記第１の品質情報と前記第２の品質情報とに基づいて、回線決定後の通信に自通信装置が使用する何れかの前記回線を決定する回線決定手段と
   を備える通信システム。
2. 前記タイムスロットは、前記複数の通信装置のうち、通信に途中加入する通信装置が前記複数の回線のうち何れかを使用して信号を送信する送信タイミングを更に含み、
   前記複数の通信装置のうち、前記途中加入する第１の通信装置とは異なる、第２の通信装置の前記品質情報送受信手段は、前記第２の通信装置の前記回線決定手段による前記回線決定後においても、前記タイムスロットに従って、前記複数の通信装置のうち何れかによる、前記途中加入を要求するための途中加入要求を含む前記信号の送信を待ち受け、
   前記第１の通信装置の前記品質情報送受信手段は、前記タイムスロットに従って、前記途中加入要求を含む前記信号を送信し、
   前記第２の通信装置の前記品質情報送受信手段は、前記タイムスロットに従って、
   （I）前記途中加入要求を含む前記信号を前記第１の通信装置から更に受信し、受信した前記信号に基づいて前記品質情報を計測して自通信装置にて前記第１の品質情報として更に保持すると共に、
   （II）送信せずに保持したままの前記第１の品質情報を前記他の通信装置に送信すると共に、
   （III）前記品質情報を含む前記複数の信号のうちのある信号を前記第１の通信装置から更に受信し、受信した前記信号に含まれる前記品質情報を前記第２の品質情報として更に保持する一方、
   前記第１の通信装置の前記品質情報送受信手段は、前記タイムスロットに従って、
   （I）前記品質情報を計測可能な前記信号を、前記第２の通信装置から受信し、受信した前記信号に基づいて前記品質情報を計測して自通信装置にて前記第１の品質情報として保持すると共に、
   （II）送信せずに保持したままの前記第１の品質情報を前記第２の通信装置に送信すると共に、
   （III）前記品質情報を含む前記複数の信号のうちのある信号を前記第２の通信装置から受信し、受信した前記信号に含まれる前記品質情報を前記第２の品質情報として保持し、
   前記第１の通信装置及び前記第２の通信装置の前記回線決定手段は、前記基準と、自通信装置の前記品質情報送受信手段によって保持された、前記第１の品質情報と前記第２の品質情報とに基づいて、回線決定後の通信に自通信装置が使用する何れかの前記回線を新たに決定する
   請求項１に記載の通信システム。
3. 前記第２の通信装置の前記品質情報送受信手段は、前記途中加入要求を含む前記信号を受信するのに応じて、保持している前記品質情報を破棄した後に、前記回線決定を新たに実行する
   請求項２に記載の通信システム。
4. 前記第２の通信装置の何れかの前記品質情報送受信手段は、前記途中加入要求を含む前記信号を受信するのに応じて、前記回線決定を新たに実行させるための要求を送信する
   請求項２に記載の通信システム。
5. 衛星測位システムの時刻同期機能を利用して誤差が所定の範囲内に収まるように、複数の通信装置が、通信に使用可能な複数の回線のうち何れかを使用して信号を送信する送信タイミングの集合を表すタイムスロットを、所定の規則に基づいて決定するタイムスロット決定手段と、
   前記タイムスロット決定手段によって決定された前記タイムスロットに従って、
   （I）複数の前記信号のうち、信号の品質を表す品質情報に基づいて、前記複数の回線のうち、ある回線を決定する際の所定の基準が依存する前記品質情報であって、且つ自通信装置により受信される前記信号に関する第１の品質情報を計測可能な前記信号を、前記複数の通信装置のうちの他の通信装置から受信し、受信した前記信号に基づいて前記第１の品質情報を計測して自通信装置にて保持することと、
   （II）送信せずに保持したままの前記第１の品質情報を前記他の通信装置に送信することと、
   （III）前記基準が依存する前記品質情報であって、且つ前記他の通信装置により受信される前記信号に関する第２の品質情報を含む前記複数の信号のうちのある信号を前記他の通信装置から受信し、受信した前記信号に含まれる前記第２の品質情報を保持することと
   を行う品質情報送受信手段と、
   前記基準と、自通信装置の前記品質情報送受信手段によって保持された、前記第１の品質情報と前記第２の品質情報とに基づいて、回線決定後の通信に自通信装置が使用する何れかの前記回線を決定する回線決定手段と
   を備える通信装置。
6. 前記基準において、前記複数の通信装置のうち、第１の通信装置とは異なる送信元のそれぞれにより送信され、前記複数の回線のうち何れかを使用して、前記第１の通信装置により受信された前記信号に関する、複数の前記送信元における前記品質情報の最小値が前記複数の回線において最大である前記回線を選択することを規定する
   請求項５に記載の通信装置。
7. 前記基準において、前記複数の通信装置のうち何れかである送信元のそれぞれにより送信され、前記複数の回線のうち何れかを使用して、前記複数の通信装置のうち、前記送信元とは異なる何れかである受信先のそれぞれにより受信された前記信号に関する、複数の前記受信先における前記品質情報の最小値の、複数の前記送信元における最小値が前記複数の回線において最大である前記回線を選択することを規定する
   請求項５に記載の通信装置。
8. 前記基準において、前記品質情報の有効期限を規定する
   請求項５乃至７の何れか１項に記載の通信装置。
9. 複数の回線のうち何れかを使用して通信可能な複数の通信装置を備えた通信システムにおける回線決定方法であって、
   前記複数の通信装置のそれぞれにおいて、
   衛星測位システムの時刻同期機能を利用して誤差が所定の範囲内に収まるように、前記複数の通信装置が前記複数の回線のうち何れかを使用して信号を送信する送信タイミングの集合を表すタイムスロットを、所定の規則に基づいて決定し、
   前記決定された前記タイムスロットに従って、
   （I）複数の前記信号のうち、信号の品質を表す品質情報に基づいて、前記複数の回線のうち、ある回線を決定する際の所定の基準が依存する前記品質情報であって、且つ自通信装置により受信される前記信号に関する第１の品質情報を計測可能な前記信号を、前記複数の通信装置のうちの他の通信装置から受信し、受信した前記信号に基づいて前記第１の品質情報を計測して自通信装置にて保持すると共に、
   （II）送信せずに保持したままの前記第１の品質情報を前記他の通信装置に送信する一方、
   （III）前記基準が依存する前記品質情報であって、且つ前記他の通信装置により受信される前記信号に関する第２の品質情報を含む前記複数の信号のうちのある信号を前記他の通信装置から受信し、受信した前記信号に含まれる前記第２の品質情報を保持し、
   前記基準と、自通信装置によって保持された、前記第１の品質情報と前記第２の品質情報とに基づいて、回線決定後の通信に自通信装置が使用する何れかの前記回線を決定する、
   回線決定方法。
10. 衛星測位システムの時刻同期機能を利用して誤差が所定の範囲内に収まるように、複数の通信装置が、通信に使用可能な複数の回線のうち何れかを使用して信号を送信する送信タイミングの集合を表すタイムスロットを、所定の規則に基づいて決定するタイムスロット決定処理と、
    前記決定された前記タイムスロットに従って、
    （I）複数の前記信号のうち、信号の品質を表す品質情報に基づいて、前記複数の回線のうち、ある回線を決定する際の所定の基準が依存する前記品質情報であって、且つ自通信装置により受信される前記信号に関する第１の品質情報を計測可能な前記信号を、前記複数の通信装置のうちの他の通信装置から受信し、受信した前記信号に基づいて前記第１の品質情報を計測して自通信装置にて保持することと、
    （II）送信せずに保持したままの前記第１の品質情報を前記他の通信装置に送信することと、
    （III）前記基準が依存する前記品質情報であって、且つ前記他の通信装置により受信される前記信号に関する第２の品質情報を含む前記複数の信号のうちのある信号を前記他の通信装置から受信し、受信した前記信号に含まれる前記第２の品質情報を保持することと、
    を行う品質情報送受信処理と、
    前記基準と、自通信装置によって保持された、前記第１の品質情報と前記第２の品質情報とに基づいて、回線決定後の通信に自通信装置が使用する何れかの前記回線を決定する回線決定処理と
    をコンピュータに実行させる回線決定プログラム。

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