JP2009033632A

JP2009033632A - ＷｉＭＡＸシステム、無線端末及び無線基地局

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Publication number: JP2009033632A
Application number: JP2007197513A
Authority: JP
Inventors: Tomohiro Ono; 智博小野
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2007-07-30
Filing date: 2007-07-30
Publication date: 2009-02-12
Also published as: US20090034497A1; TWI383704B; CN101431804B; EP2028896A3; TW200922346A; EP2028896A2; CN101431804A; US8040841B2

Abstract

【課題】Down Link通信のみが可能なエリアにおいてDown Linkサービスのみを行うＷｉＭＡＸシステム、及びこれに用いる無線端末及び無線基地局を提供する。
【解決手段】ＷｉＭＡＸ基地局３が測距信号をＷｉＭＡＸ機能搭載無線端末４から受信できない場合、又は、ＷｉＭＡＸ機能搭載無線端末４が調整値情報に応じたパラメータの調整を所定回数行っても調整が完了しない場合には、ＷｉＭＡＸ機能搭載無線端末４からＷｉＭＡＸ基地局３への上り通信に関しては異種網９を介してネゴシエーションを行って通信を確立させ、ＷｉＭＡＸ基地局３からＷｉＭＡＸ機能搭載無線端末４への下り通信のみをＷｉＭＡＸ網を介して行う。
【選択図】図２

Description

本発明はＷｉＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access[IEEE 802.16a]）システム、及びそれに用いる無線端末並びに無線基地局に関する。

現状のＷｉＭＡＸシステムにおいて、Down Link通信と比較して、Up Link通信は、通信エリアが狭い。これは、ＷｉＭＡＸ基地局３とＷｉＭＡＸ機能搭載無線端末４との送信電力の非対称性や送受信タイミングが問題となるためである。

図１０のように、ＷｉＭＡＸ基地局３は、ＷｉＭＡＸ機能搭載無線端末４からのCDMA Ranging Requestを受信することにより、パワー、タイミング、周波数の調整値をRanging ResponseによってＷｉＭＡＸ機能搭載無線端末４に通知し、許容の範囲内の値となったらRangingが完了したことをRanging ResponseによってＷｉＭＡＸ機能搭載無線端末４へ通知する。

ＷｉＭＡＸ機能搭載無線端末４は、Rangingが完了したことを通知されるまでは、ＷｉＭＡＸ基地局３からRanging Responseによって通知される調整値を参考にして規定の回数、繰り返してＷｉＭＡＸ基地局３へCDMA Ranging Requestを送信し、パワー、タイミング、周波数を調整する。しかし、規定の回数調整を行ってもRangingが完了したことがＷｉＭＡＸ基地局３からＷｉＭＡＸ機能搭載無線端末４に通知されない場合、すなわちいずれかの値が調整しきれない場合がある。これらのパラメータを調整しきれない場合には、Network Entryは失敗に終わり、該当のＷｉＭＡＸ機能搭載無線端末４は、Down Link/Up Linkともにサービスを受けられない。

CDMA Ranging Requestの規定の回数内において、許容の範囲内に調整しきれない原因として、一つ目にＷｉＭＡＸ基地局３の送信電力と比較して、ＷｉＭＡＸ機能搭載無線端末４の送信電力が小さいことが挙げられる。
ＷｉＭＡＸ機能搭載無線端末４は、ＰＣなどの情報機器とともに用いるか、携帯電話端末のように単独で用いることが多く、これらの場合には省電力で動作する必要がある。そのため、ＷｉＭＡＸ基地局３と比較すると、最大電力時であっても、ＷｉＭＡＸ機能搭載無線端末４の消費電力の方が小さい。ＷｉＭＡＸ基地局３が送信側となるDown Linkは、ＷｉＭＡＸ機能搭載無線端末４が十分受信電界が良好な状態で受信できるエリアであっても、ＷｉＭＡＸ機能搭載無線端末４が送信側となるUp Linkは十分な受信電界が得られない場合が多い。

CDMA Ranging Requestの規定の回数内において、許容の範囲内に調整しきれない原因として、二つ目にCDMA Ranging Requestでは、パワー以外にタイミングの調整も行っており、Up Linkに関しては、複数台のＷｉＭＡＸ機能搭載無線端末４の送信をＷｉＭＡＸ基地局３が受信するために、それぞれの受信がずれるとSubchannel間の干渉を生み、復調に大きく影響することが挙げられる。
Down Linkに関しては、ＷｉＭＡＸ機能搭載無線端末４は、Down Link Subframeの先頭をPreambleにて識別するため、伝播によって遅延が生じても特に問題ないが、Up Linkに関しては、ＷｉＭＡＸ基地局３はUp Link Subframeの先頭をDown Link Subframeの終了とのTTG（Transmit/Receive Transition Gap）で定義しているため、伝播による遅延が大きすぎると、ＷｉＭＡＸ基地局３がCDMA Ranging Requestを受信できない場合がある。

Up Link通信が困難な場合や品質が悪い場合に、特許文献１のように移動網などの異種網へハンドオーバしたり、特許文献２のように中継器によって信号源を増幅するという手法もあるが、Down LinkサービスのみＷｉＭＡＸシステムで通信を行うことは実現されていない。しかも、特許文献１に開示される発明は、ＷｉＭＡＸでのUp Linkサービスが不要でDown Linkサービスのみが必要な場合でも異種網へハンドオーバするため、異種網を介した通信料金の方が高額である場合には、ユーザは不必要に高い通信料金を負担しなければならなくなる。また、特許文献２に開示される発明は、中継器を設置するために設備投資が必要となるという問題がある。

Down Linkの通信に関連する技術として、特許文献３に開示される「通信システム」や、特許文献４に開示される「無線通信システムおよびその再送制御方式」がある。
特開２００５−１８４８２０号公報特開２００６−１９６９８５号公報特開２００３−１５３２３８号公報特開平８−２７４７５８号公報

しかし、特許文献３や特許文献４に開示される発明は、Down Linkサービスの通信システムが特定されておらず、ＷｉＭＡＸシステムを想定したものではない。しかも、これらの特許文献に開示される発明は、接続方法に関する開示がなされていない。

さらに、特許文献３に開示される発明は、Down Linkサービスが放送に限定される構成であり、放送以外のDown Linkサービスに適用可能な構成ではない。

よって、上記特許文献３や４に開示される発明は、Down LinkサービスのみＷｉＭＡＸシステムで行うことはできなかった。

本発明は係る問題に鑑みてなされたものであり、Down Link通信のみが可能なエリアにおいてDown Linkサービスのみを行うＷｉＭＡＸシステム、及びこれに用いる無線端末及び無線基地局を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、第１の態様として、ＷｉＭＡＸ網及びこれとは異なる任意の通信網である異種網を介して接続される少なくとも一つの無線端末及び無線基地局と、異種網を介して無線基地局にアクセスする無線端末を認証する認証局とを有するＷｉＭＡＸシステムであって、無線端末は、無線基地局との通信を確立するためにＷｉＭＡＸ網を介して無線基地局へ測距信号を送出する手段と、無線基地局からＷｉＭＡＸ網を介して受信した応答信号に含まれる調整値情報に応じて、測距信号の通信パラメータを調整する手段とを有し、無線基地局は、無線端末からＷｉＭＡＸ網を介して受信した測距信号のパラメータが、所定の範囲内にあるか否かを判断する手段と、測距信号のパラメータが所定の範囲内にある場合には完了通知を、所定の範囲内に無い場合には調整値情報を含んだ応答信号をＷｉＭＡＸ網を介して無線端末へ返信する手段とを有し、無線基地局が測距信号を無線端末から受信できない場合、又は、無線端末が調整値情報に応じたパラメータの調整を所定回数行っても調整が完了しない場合には、無線端末から無線基地局への上り通信に関しては異種網を介してネゴシエーションを行って通信を確立させ、無線基地局から無線端末への下り通信のみをＷｉＭＡＸ網を介して行うことを特徴とするＷｉＭＡＸシステムを提供するものである。

また、上記目的を達成するため、本発明は、第２の態様として、ＷｉＭＡＸ網を介して接続される少なくとも一つの無線端末及び無線基地局と、ＷｉＭＡＸ網とは異なる任意の通信網である異種網を介して無線基地局にアクセスする無線端末を認証する認証局とを有するＷｉＭＡＸシステムであって、無線端末は、接続された他の装置の備える通信機能を用いて異種網を介して無線基地局と通信する手段と、無線基地局との通信を確立するためにＷｉＭＡＸ網を介して無線基地局へ測距信号を送出する手段と、無線基地局からＷｉＭＡＸ網を介して受信した応答信号に含まれる調整値情報に応じて、測距信号の通信パラメータを調整する手段とを有し、無線基地局は、異種網を介して無線端末と通信する手段と、無線端末からＷｉＭＡＸ網を介して受信した測距信号のパラメータが、所定の範囲内にあるか否かを判断する手段と、測距信号のパラメータが所定の範囲内にある場合には完了通知を、所定の範囲内に無い場合には調整値情報を含んだ応答信号をＷｉＭＡＸ網を介して無線端末へ返信する手段とを有し、無線基地局が測距信号を無線端末から受信できない場合、又は、無線基地局が調整値情報に応じたパラメータの調整を所定回数行っても調整が完了しない場合には、無線端末から無線基地局への上り通信に関しては他の装置が備える通信機能を用いて異種網を介してネゴシエーションを行って通信を確立させ、無線基地局から無線端末への下り通信のみをＷｉＭＡＸ網を介して行うことを特徴とするＷｉＭＡＸシステムを提供するものである。

上記本発明の第１又は第２の態様においては、認証局が設置された第１のネットワークと無線基地局が設置された第２のネットワークとを接続し、無線基地局を管理するゲートウェイを有し、ゲートウェイは、管理する全ての無線基地局と認証局とに、管理している無線基地局の情報を所定の間隔で配信することが好ましい。また、通信パラメータは、応答要求信号のパワー、タイミング及び周波数の少なくとも一つを含むことが好ましい。また、無線基地局は、無線端末への下り通信に関して異種網を介してネゴシエーションを行って通信を確立させる手段を有することが好ましい。また、無線基地局は、ＷｉＭＡＸ網を介しての下り通信に関して、全ての無線端末に対して同じ帯域を割り当てることが好ましい。また、認証局の認証結果に基づいて、異種網を介してのＷｉＭＡＸ機能搭載無線端末からＷｉＭＡＸ基地局への上り通信に課金する課金手段をさらに有することが好ましい。

また、上記目的を達成するため、本発明は、第３の態様として、ＷｉＭＡＸ網及びこれとは異なる任意の通信網である異種網を介して無線基地局と接続される無線端末であって、無線基地局との通信を確立するためにＷｉＭＡＸ網を介して無線基地局へ測距信号を送出する手段と、無線基地局からＷｉＭＡＸ網を介して受信した応答信号に含まれる調整値情報に応じて、測距信号の通信パラメータを調整する手段とを有し、調整値情報に応じたパラメータの調整を所定回数行っても調整が完了しない場合、又は、無線基地局が測距信号を受信できない場合には、無線基地局への上り通信に関しては異種網を介してネゴシエーションを行って通信を確立させ、無線基地局からの下り通信のみをＷｉＭＡＸ網を介して行うことを特徴とする無線端末を提供するものである。

本発明の第３の態様においては、通信パラメータは、応答要求信号のパワー、タイミング及び周波数の少なくとも一つを含むことが好ましい。

また、上記目的を達成するため、本発明は、第４の態様として、ＷｉＭＡＸ網及びこれとは異なる任意の通信網である異種網を介して少なくとも一つの無線端末と接続される無線基地局であって、無線端末からＷｉＭＡＸ網を介して受信した測距信号のパラメータが、所定の範囲内にあるか否かを判断する手段と、測距信号のパラメータが所定の範囲内にある場合には完了通知を、所定の範囲内に無い場合には調整値情報を含んだ応答信号をＷｉＭＡＸ網を介して無線端末へ返信する手段とを有し、測距信号を無線端末から受信できない場合、又は、無線端末が調整値情報に応じたパラメータの調整を所定回数行っても調整が完了しない場合には、無線端末からの上り通信に関しては異種網を介してネゴシエーションを行って通信を確立させ、無線端末への下り通信のみをＷｉＭＡＸ網を介して行うことを特徴とする無線基地局を提供するものである。

本発明の第４の態様においては、無線端末への下り通信に関して異種網を介してネゴシエーションを行って通信を確立させる手段を有することが好ましい。また、ＷｉＭＡＸ網を介しての下り通信に関して、全ての無線端末に対して同じ帯域を割り当てることが好ましい。

本発明によれば、Down Link通信のみが可能なエリアにおいてDown Linkサービスのみを行うＷｉＭＡＸシステム、及びこれに用いる無線端末及び無線基地局を提供できる。

〔第１の実施形態〕
本発明を好適に実施した第１の実施形態について説明する。
ＷｉＭＡＸシステムにおいては、図１に示すようにDowm Link及びUp Linkの通信が可能なエリア１の他に、Down Link通信のみが可能なエリア２がエリア１の外側に存在する。本実施形態に係るＷｉＭＡＸシステムは、Down Linkは受信電力やタイミングが良好であるが、Up Linkは受信電力やタイミングが十分でないDown Linkのみ通信可能なエリアにおいて、Down Linkのみのサービスを提供するためのものである。

Down Link通信のみが可能なエリア２において、CDMA Rangingが成功しない場合に、図２に示すように、Ranging以外のNetwork EntryのためのマネージメントメッセージでのネゴシエーションをDown Linkに関してはＷｉＭＡＸ基地局３とＷｉＭＡＸ機能搭載無線端末４とで直接行い、Up Linkに関してはＷｉＭＡＸ基地局３とＷｉＭＡＸ機能搭載無線端末４とで直接は行わず、異種網９及びＣＳＮ（Connectivity Service Network）８のＣＡ（Certificate Authority）６経由で行う。

異種網９とは、第３世代携帯電話網や第２世代携帯電話網（ＰＤＣやＧＳＭなど）、ＰＨＳ網、固定電話網、無線ＬＡＮ、有線ＬＡＮなどの通信網である。これらの異種網接続のデバイス（後述の異種網通信部１０４）は、ＷｉＭＡＸ機能搭載無線端末４にＷｉＭＡＸ用の通信デバイス（後述のＷｉＭＡＸ通信部１０３）とデュアル又はマルチで搭載されている。

CDMA Rangingが完了しない場合、Ranging以外のNetwork EntryのためのマネージメントメッセージでのネゴシエーションをDown Linkに関してはＷｉＭＡＸ基地局３とＷｉＭＡＸ機能搭載無線端末４とで直接行い、Up Linkに関してはＷｉＭＡＸ基地局３とＷｉＭＡＸ機能搭載無線端末４とで直接行うのではなく、異種網９及びＣＳＮ８のＣＡ６経由で行う。

すなわち、CDMA Rangingが完了しない場合には、ＷｉＭＡＸシステムは図３に示すシーケンスフローに従ってNetwork Entry及びデータパス生成を行う。ここで、CDMA Rangingが完了しない場合とは、規定の回数内にパワー、タイミング等を調整しきれないときを指している。

Up Linkに異種網９を用いることにより、ＷｉＭＡＸシステムのマネージメントメッセージの要求応答を行い、必要なネゴシエーションを行う。マネージメントメッセージとは、Ranging以外のＷｉＭＡＸのマネージメントメッセージ全てであり、例として、SS Basic CapabilityやRegistrationやPrivacy Key Managementがある。

図４に、ＷｉＭＡＸ機能搭載無線端末４の機能構成を示す。ＷｉＭＡＸ機能搭載無線端末４は、制御部１０１、パラメータ調整部１０２、ＷｉＭＡＸ通信部１０３、異種網通信部１０４を有する。制御部１０１は、ＷｉＭＡＸ機能搭載無線端末４のＷｉＭＡＸ無線基地局３との通信に関する動作を制御する。パラメータ調整部１０２は、ＷｉＭＡＸ無線基地局３からＷｉＭＡＸ網を介して受信したRanging Responseに含まれる調整値情報を抽出し、ＷｉＭＡＸ通信におけるパラメータを調整する。ＷｉＭＡＸ通信部１０３は、ＷｉＭＡＸ網を介して情報を送受信するための機能部である。異種網通信部１０４は、異種網９を介して情報を送受信するための機能部である。なお、異種網通信部１０４は、２種類以上の通信網に対応できるように複数実装されていても良い。

図５に、ＷｉＭＡＸ基地局３の機能構成を示す。ＷｉＭＡＸ無線基地局３は、制御部２０１、パラメータ判断部２０２、調整値生成部２０２１、ＷｉＭＡＸ通信部２０３、ネットワーク通信部２０４を有する。制御部２０１は、ＷｉＭＡＸ基地局３のＷｉＭＡＸ機能搭載無線端末４との通信に関する動作を制御する。パラメータ判断部２０２は、ＷｉＭＡＸ機能搭載無線端末４からＷＩＭＡＸ網を介して受信したRanging Requestを解析して、受信信号のパラメータが所定の値の範囲内にあるか否かを判断する。パラメータが所定の範囲内に無い場合、パラメータ判断部２０２は、Ranging Requestのパラメータを所定の範囲内とするための調整値を調整値生成部２０２１に生成させる。ＷｉＭＡＸ通信部２０３は、ＷｉＭＡＸ網を介して情報を送受信するための機能部である。ネットワーク通信部２０４は、ＡＳＮ（Access Service Network）７を介して情報を送受信するための機能部である。

本実施形態に係るＷｉＭＡＸシステムの動作の流れを説明する。
図１におけるDown Linkサービスのみ可能なエリア２にＷｉＭＡＸ機能搭載無線端末４が存在するとき、ＷｉＭＡＸ機能搭載無線端末４は図６に示すフローに従ってＷｉＭＡＸ基地局３にNetwork Entry及びデータパス生成を行う。

ＷｉＭＡＸ基地局３から定期的に送信されるＷｉＭＡＸのOFDMA信号をＷｉＭＡＸ通信部１０３を用いて受信及び復調可能であり、かつDL-MAPとUL-MAPとを復号可能な環境であるＷｉＭＡＸ機能搭載無線端末４は、Network Entryする際に、DL-MAPとUL-MAPとをＷｉＭＡＸ基地局３からＷｉＭＡＸ網を介して受信する（ステップＳ１）。ＷｉＭＡＸ機能搭載無線端末４の制御部１０１は、DL-MAPとUL-MAPとをＷｉＭＡＸ基地局３から受信すると、ＷｉＭＡＸ通信部１０３を用いてCDMA Ranging RequestをＷｉＭＡＸ基地局３へ送信する（ステップＳ２）。

CDMA Rangingが成功したならば（ステップＳ３／Ｎｏ）、ＷｉＭＡＸ基地局３の制御部２０１は、図１０に示したようにRanging ResponseをＷｉＭＡＸ機能搭載無線端末４へＷｉＭＡＸ通信部２０３を用いて送信し、Rangingが完了したことをＷｉＭＡＸ機能搭載無線端末４へ通知する（ステップＳ９）。そして、ＷｉＭＡＸ無線基地局３及びＷｉＭＡＸ機能搭載無線端末４のそれぞれの制御部１０１及び２０１は、一般的なＷｉＭＡＸシステムとしてのNetwork Enrtyの処理（DL及びULの両方の通信サービスを提供するための処理）を行う（ステップＳ１０）。

CDMA Rangingが成功しなかった場合、換言すると下記（ａ）、（ｂ）のいずれかに該当する場合（ステップＳ３／Ｙｅｓ）、ＷｉＭＡＸ機能搭載無線端末４の制御部１０１は、図３に示すシーケンスのように異種網通信部１０４を用いて異種網９を介してＣＡ６にアクセスする（ステップＳ４）。
（ａ）距離や遅延の問題でＷｉＭＡＸ基地局３がCDMA Ranging Requestを受信できず、ＷｉＭＡＸ基地局３がRanging Responseを送信できない場合
（ｂ）CDMA Ranging Requestを受信したＷｉＭＡＸ基地局３が、Ranging Responseに調整値の情報を載せてＷｉＭＡＸ機能搭載無線端末４に送信することを規定の回数繰り返したが、ＷｉＭＡＸ機能搭載無線端末４が調整しきれない場合
ＷｉＭＡＸ機能搭載無線端末４の制御部１０１は、DL-MAPからＷｉＭＡＸ基地局３のBSIDを取得しており、異種網通信部１０４を用いて異種網９を経由してＣＡ６にBSIDとMSIDとの情報を送信する（ステップＳ５）。

ASN-GW（Access Service Network-Gateway）５は、所定の間隔ごとにRRM（Ratio Resource Management）を行うために、図７に示すように配下のＷｉＭＡＸ基地局３にSpare Capacity Requestを送信し、これを受けたＷｉＭＡＸ基地局３の制御部２０１はネットワーク通信部２０４を用いてSpare Capacity ReportをASN-GW５に送信する。ここで、Spare Capacity Reportには、BSID情報が含まれている。通常、ASN-GW５は、配下のＷｉＭＡＸ基地局３の情報をまとめて、配下のＷｉＭＡＸ基地局３全てにNeighbor BS Resource Status Updateを送信する。本実施形態に係るＷｉＭＡＸシステムは従来のシステムとは異なり、ASN-GW５は、ＷｉＭＡＸ基地局３に加えて、ＣＡ６にもNeighbor BS Resouce Status Updateを送信する（ステップＳ６）。

ＣＡ６は、ASN-GW５から受信したNeighbor BS Resource Status Updateの情報を基に、ＷｉＭＡＸ機能搭載無線端末４からインプットされたBSIDを検索し、ＷｉＭＡＸ基地局３がどのASN-GW５の管理下になっているかを識別する（ステップＳ７）。

図８に示すように、ＣＡ６は、ASN-GW５経由でＷｉＭＡＸ基地局３にMSIDの情報を伝える。同時に、ＣＡ６はＷｉＭＡＸ機能搭載無線端末４に対し、ＷｉＭＡＸ基地局３を発見しＷｉＭＡＸのマネージメントメッセージのネゴシエーションが可能な状態となったことを通知する。

ＷｉＭＡＸ機能搭載無線端末４の制御部１０１は、必要に応じて、SS Basic CapabilityやRegistrationやPrivacy Key Managementやデータパスを生成するためのネゴシエーションを行い、Down Linkサービスを受けるためのコネクション状況を構築する。なお、MBSサービスを受けるネゴシエーションも必要に応じて行う（ステップＳ８）。

本実施形態に係るＷｉＭＡＸシステムは、Down Linkは受信電力が良好であるが、Up Linkは受信電力やタイミングが十分ではなく、Down Link通信のみが可能なエリアにおいて、Down Linkのみのサービスを提供することによって、通信エリアが拡大される。
また、Down Link通信のみが可能なエリアにおいて、MBS（Multicast Broadcast Service）により、接続しているＷｉＭＡＸ機能搭載無線端末４単位にDown Linkの帯域を割り当てのではなく、全てのＷｉＭＡＸ機能搭載無線端末４に同じDown Linkの帯域を割り当ててサービスを行えるため、帯域利用が効率的である。

なお、ここではＷｉＭＡＸ機能搭載無線端末４に、異種網９へのアクセスデバイスが実装されている場合を例として説明したが、ＷｉＭＡＸ機能搭載無線端末４に異種網９へのアクセスデバイスがマルチ搭載されていない場合でも、インタフェースを介して接続された他の装置（PCやPDAなど）が搭載する通信機能を用いることにより、アクセスデバイスがマルチ搭載されている場合と同様に異種網９経由でＣＡ６へアクセス可能である。

〔第２の実施形態〕
本発明を好適に実施した第２の実施形態について説明する。ＷｉＭＡＸシステムの構成は第１の実施形態と同様である。
本実施形態においては、Up Linkの受信電界とタイミングとが不十分なだけでなく、Down Linkの受信電界も不十分なエリアにおいて、ＷｉＭＡＸ機能搭載無線端末４がＷｉＭＡＸ基地局３のBSIDを認知している環境であれば、Ranging以外のNetwork Entryのためのマネージメントメッセージでのネゴシエーションの際、図９に示すようにDown Link及びUp LinkともにＷｉＭＡＸ基地局３とＷｉＭＡＸ機能搭載無線端末４で直接行わず、異種網９及びＣＳＮ８のＣＡ６経由で行う。なお、Down Linkの受信電界が不十分なエリアであるか否かは、ＷｉＭＡＸ機能搭載無線端末４の制御部１０１が、ＲＳＳＩに基づいて判断するなどすればよい。また、制御部１０１は、受信強度が所定の閾値を下回った回数が既定値に達した場合にDown Linkの受信電界が不十分であると判断しても良い。

ＢＳＩＤの認知は、Down Linkの受信電力が十分な自宅などの居住エリア、また頻繁に利用する場所にて事前に登録しておくことによって行う。

Down Linkの受信電界が不十分なエリアにおいて、Down Link及びUp Linkともに異種網９及びＣＳＮ８のＣＡ６経由でＷｉＭＡＸシステムのNetwork Entryを行っておくことにより、異種網９からのハンドオーバを高速に行うことが可能となる。

〔第３の実施形態〕
本発明を好適に実施した第３の実施形態について説明する。ＷｉＭＡＸシステムの構成は、第１の実施形態と同様である。
本実施形態においては、ＷｉＭＡＸ基地局３の制御部２０１は、Down Link通信のみが可能なエリアにおいて、すべてのＷｉＭＡＸ機能搭載無線端末４に同じDown Linkの帯域を割り当ててＭＢＳ（Multicast Broadcast Service）を行う。ＭＢＳには、Single BS MBSとMulti BS MBSとがあり、どちらのシステムにも対応が可能である。ＭＢＳを用いるサービスとしては、放送などがあげられる。なお、コンテンツの変更の際には、ＷｉＭＡＸ機能搭載無線端末４の制御部１０１は、ＷｉＭＡＸシステムのUp Linkの代わりに異種網９及びＣＳＮ８経由でＣＳＮ８上に存在する不図示のアプリケーションサーバへアクセスし、変更を行う。

なお、上記各実施形態は本発明の好適な実施の一例であり、本発明はこれに限定されることはない。
例えば、上記各実施形態においては、システム中にＣＡ６を備えているため、ＷｉＭＡＸ機能搭載無線端末４が異種網９を介しての上り通信を行う場合に、ＣＡ６での認証の記録に基づいてＷｉＭＡＸ機能搭載無線端末４に課金することも可能である。
このように、本発明は様々な変形が可能である。

Up Linkの通信が可能なエリアとDown Link通信のみが可能なエリアとの関係を示す図である。本発明を好適に実施した第１の実施形態に係るＷｉＭＡＸシステムの構成を示す図である。第１の実施形態に係るＷｉＭＡＸシステムのNetwork Entry及びデータパス生成のシーケンスを示す図である。ＷｉＭＡＸ機能搭載無線端末の機能構成を示す図である。ＷｉＭＡＸ基地局の機能構成を示す図である。 Down Linkサービスのみ可能なエリアにＷｉＭＡＸ機能搭載無線端末が存在する場合のNetwork Entry及びデータパス生成の手順を示すフローチャートである。 Spare Capacity Request、Spare Capacity Report及びNeighbor BS Resource Status Updateの送信シーケンスを示す図である。ＣＡからＷｉＭＡＸ機能搭載無線端末及びＷｉＭＡＸ基地局へのBSID及びMSIDの配信のシーケンスを示す図である。 Down Link及びUp Linkともに、異種網及びＣＳＮ経由で行う場合の通信シーケンスを示す図である。ＷｉＭＡＸ機能搭載無線端末のRanging Request及びそれに対するＷｉＭＡＸ危局の応答のシーケンスを示す図である。

符号の説明

１ Up Linkの通信が可能なエリア
２ Down Link通信のみが可能なエリア
３ＷｉＭＡＸ基地局（ＢＳ）
４ＷｉＭＡＸ機能搭載無線端末（ＭＳ）
５ＡＳＮ−ＧＷ
６ＣＡ
７ＡＳＮ
８ＣＳＮ
９異種網
１０１、２０１制御部
１０２、パラメータ調整部
１０３、２０３ＷｉＭＡＸ通信部
１０４異種網通信部
２０２パラメータ判断部
２０４ネットワーク通信部
２０２１調整値生成部

Claims

ＷｉＭＡＸ網及びこれとは異なる任意の通信網である異種網を介して接続される少なくとも一つの無線端末及び無線基地局と、前記異種網を介して前記無線基地局にアクセスする前記無線端末を認証する認証局とを有するＷｉＭＡＸシステムであって、
前記無線端末は、
前記無線基地局との通信を確立するために前記ＷｉＭＡＸ網を介して前記無線基地局へ測距信号を送出する手段と、
前記無線基地局から前記ＷｉＭＡＸ網を介して受信した応答信号に含まれる調整値情報に応じて、前記測距信号の通信パラメータを調整する手段とを有し、
前記無線基地局は、
前記無線端末から前記ＷｉＭＡＸ網を介して受信した前記測距信号のパラメータが、所定の範囲内にあるか否かを判断する手段と、
前記測距信号のパラメータが所定の範囲内にある場合には完了通知を、所定の範囲内に無い場合には前記調整値情報を含んだ前記応答信号を前記ＷｉＭＡＸ網を介して前記無線端末へ返信する手段とを有し、
前記無線基地局が前記測距信号を前記無線端末から受信できない場合、又は、前記無線端末が前記調整値情報に応じた前記パラメータの調整を所定回数行っても調整が完了しない場合には、前記無線端末から前記無線基地局への上り通信に関しては前記異種網を介してネゴシエーションを行って通信を確立させ、前記無線基地局から前記無線端末への下り通信のみを前記ＷｉＭＡＸ網を介して行うことを特徴とするＷｉＭＡＸシステム。
ＷｉＭＡＸ網を介して接続される少なくとも一つの無線端末及び無線基地局と、前記ＷｉＭＡＸ網とは異なる任意の通信網である異種網を介して前記無線基地局にアクセスする前記無線端末を認証する認証局とを有するＷｉＭＡＸシステムであって、
前記無線端末は、
接続された他の装置の備える通信機能を用いて前記異種網を介して前記無線基地局と通信する手段と、
前記無線基地局との通信を確立するために前記ＷｉＭＡＸ網を介して前記無線基地局へ測距信号を送出する手段と、
前記無線基地局から前記ＷｉＭＡＸ網を介して受信した応答信号に含まれる調整値情報に応じて、前記測距信号の通信パラメータを調整する手段とを有し、
前記無線基地局は、
前記異種網を介して前記無線端末と通信する手段と、
前記無線端末から前記ＷｉＭＡＸ網を介して受信した前記測距信号のパラメータが、所定の範囲内にあるか否かを判断する手段と、
前記測距信号のパラメータが所定の範囲内にある場合には完了通知を、所定の範囲内に無い場合には前記調整値情報を含んだ前記応答信号を前記ＷｉＭＡＸ網を介して前記無線端末へ返信する手段とを有し、
前記無線基地局が前記測距信号を前記無線端末から受信できない場合、又は、前記無線基地局が前記調整値情報に応じた前記パラメータの調整を所定回数行っても調整が完了しない場合には、前記無線端末から前記無線基地局への上り通信に関しては前記他の装置が備える通信機能を用いて前記異種網を介してネゴシエーションを行って通信を確立させ、前記無線基地局から前記無線端末への下り通信のみを前記ＷｉＭＡＸ網を介して行うことを特徴とするＷｉＭＡＸシステム。
前記認証局が設置された第１のネットワークと前記無線基地局が設置された第２のネットワークとを接続し、前記無線基地局を管理するゲートウェイを有し、
前記ゲートウェイは、管理する全ての前記無線基地局と前記認証局とに、管理している前記無線基地局の情報を所定の間隔で配信することを特徴とする請求項１又は２記載のＷｉＭＡＸシステム。
前記通信パラメータは、前記応答要求信号のパワー、タイミング及び周波数の少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載のＷｉＭＡＸシステム。
前記無線基地局は、前記無線端末への下り通信に関して前記異種網を介してネゴシエーションを行って通信を確立させる手段を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載のＷｉＭＡＸシステム。
前記無線基地局は、前記ＷｉＭＡＸ網を介しての下り通信に関して、全ての前記無線端末に対して同じ帯域を割り当てることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載のＷｉＭＡＸシステム。
前記認証局の認証結果に基づいて、前記異種網を介しての前記ＷｉＭＡＸ機能搭載無線端末から前記ＷｉＭＡＸ基地局への上り通信に課金する課金手段をさらに有することを特徴する請求項１から６のいずれか１項記載のＷｉＭＡＸシステム。
ＷｉＭＡＸ網及びこれとは異なる任意の通信網である異種網を介して無線基地局と接続される無線端末であって、
前記無線基地局との通信を確立するために前記ＷｉＭＡＸ網を介して前記無線基地局へ測距信号を送出する手段と、
前記無線基地局から前記ＷｉＭＡＸ網を介して受信した応答信号に含まれる調整値情報に応じて、前記測距信号の通信パラメータを調整する手段とを有し、
前記調整値情報に応じた前記パラメータの調整を所定回数行っても調整が完了しない場合、又は、前記無線基地局が前記測距信号を受信できない場合には、前記無線基地局への上り通信に関しては前記異種網を介してネゴシエーションを行って通信を確立させ、前記無線基地局からの下り通信のみを前記ＷｉＭＡＸ網を介して行うことを特徴とする無線端末。
前記通信パラメータは、前記応答要求信号のパワー、タイミング及び周波数の少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項８記載の無線端末。
ＷｉＭＡＸ網及びこれとは異なる任意の通信網である異種網を介して少なくとも一つの無線端末と接続される無線基地局であって、
前記無線端末から前記ＷｉＭＡＸ網を介して受信した測距信号のパラメータが、所定の範囲内にあるか否かを判断する手段と、
前記測距信号のパラメータが所定の範囲内にある場合には完了通知を、所定の範囲内に無い場合には前記調整値情報を含んだ前記応答信号を前記ＷｉＭＡＸ網を介して前記無線端末へ返信する手段とを有し、
前記測距信号を前記無線端末から受信できない場合、又は、前記無線端末が前記調整値情報に応じた前記パラメータの調整を所定回数行っても調整が完了しない場合には、前記無線端末からの上り通信に関しては前記異種網を介してネゴシエーションを行って通信を確立させ、前記無線端末への下り通信のみを前記ＷｉＭＡＸ網を介して行うことを特徴とする無線基地局。
前記無線端末への下り通信に関して前記異種網を介してネゴシエーションを行って通信を確立させる手段を有することを特徴とする請求項１０記載の無線基地局。
前記ＷｉＭＡＸ網を介しての下り通信に関して、全ての前記無線端末に対して同じ帯域を割り当てることを特徴とする請求項１０又は１１記載の無線基地局。