CN1839587A - 无线通信装置、特别系统及通信系统 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提高网络利用效率及经济性。本发明的无线通信装置是设有与周围存在的其它无线通信装置建立特别网络并以无线方式进行通信的特别通信部件的无线通信装置(10)。上述特别通信部件中设有:探索特别网络内是否存在主设备,然后将该无线通信装置(10)的节点种类设定为主设备或从属设备的节点种类设定部件;当该无线通信装置(10)被设定为从属设备时,与主设备之间收发控制信号,从而取得通信所需的设定信息并存储在存储部件的设定信息取得部件;以及根据由主设备取得的上述设定信息,在网络内主设备或从属设备之间直接进行数据信号的收发的数据信号传送部件。
Description
技术领域
本发明涉及设有与周围存在的其它无线通信装置建立特别网络后与上述其它无线通信装置以无线方式进行通信的特别通信部件的无线通信装置、采用该无线通信装置的特别系统及通信系统。
背景技术
众所周知,在移动通信网络中,由便携电话、个人计算机、PDA等的无线通信装置构成移动台,这些移动台与基站之间的数据传送以无线方式进行。另外,在各移动台间进行语音通话或数据通信时,如图20所述,经由基站(Base Station)进行数据的交换。作为采用这种移动通信的通信方式,已知例如GSM(Global System for MobileCommunications)或WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access)等。
另外,在上述移动通信网络中,移动台与基站间的通信为双向,其通信方式成为同时进行收发的双工方式。双工方式有:如图21所述,由移动台到基站的上行线路(Uplink)与由基站到移动台的下行线路(Downlink)上采用不同波段的FDD(Frequency Division Duplex)方式;以及上行线路与下行线路的波段相同但以非常短的时间切换上下行线路的TDD(Time Division Duplex)方式。在TDD方式中,1帧被分割成多个(例如为15)时隙,在各时隙上分配上行线路和下行线路中任一个。图22示出采用该TDD方式作为双工方式的TDD-CDMA(CodeDivision Multiple Access)的帧结构,在该TDD-CDMA方式中,分配给上行线路与下行线路的时隙比率或排列可根据业务量等适当设定。
另一方面,作为基于无线的近距离数据通信网络,已知有特别网络。在该特别网络中,如图23所述,可不经由基站而在电波传播的范围内用各无线通信装置进行直接通信。因此,依据特别网络,具有不需要基站或接入点,即使在不具备这样的通信设备的场所,也能简便地建立网络的优点。用以建立这样的特别网络的通信技术,提出例如蓝牙(Bluetooth)或无线LAN(IEEE802.11x)等。
无线LAN的网络形态中提供在与有线网络连接的接入点和无线通信装置之间进行通信的基本架构模式(Infrastructure Mode),以及在无线通信装置之间进行直接通信的特别模式(Ad Hoc Mode)两种,基本架构模式采用星型网络拓朴,特别模式采用网型网络拓朴。
另一方面,蓝牙中采用星型网络拓朴,以称为主设备(master)的无线通信装置为中心,可连接多个称为从属设备(slave)的无线通信装置。该蓝牙中对整个网络的控制与管理由主设备进行,各从属设备之间的通信经由主设备来进行。
但是,在上述无线LAN中,其在特别模式中可同时进行通信的节点数(无线通信装置的数量)仅限于两个节点,因此线路的利用效率非常低,此外还存在线路容量或通信速度低的问题。
另一方面,蓝牙中所有业务量(控制信号和数据信号)经由主设备,因此实现通信高效率化,此外还存在主设备成为瓶颈的缺点。另外,构成为使多个从属设备与主设备按时分割方式进行通信,因此提高整个网络的线路容量或通信速度自然有界限。
另外,一直以来,由于上述特别网络与移动通信网络上采用不同通信方式,要实现可与这两个网络连接的无线通信装置,存在无线通信装置的结构自然变复杂,且相应地成本也增大的问题。
还有,从一方网络(例如,特别网络)到另一方网络(例如,移动通信网络)切换连接目标时,由于两个网络的通信方式不同,存在越区切换(hand-over)需要时间的问题。
另外,随着近年以TCP/IP为基础的IP网络的普及,其IP网络、移动通信网络或特别网络的无接缝统一成为课题,强烈需求通过统一这些网络来提高网络利用的效率性及经济性。
发明的公开
本发明鉴于上述课题构思而成,其第一目的在于:提供可实现特别网络的通信的高效率化,并可提高整个网络的线路容量及通信速度的无线通信装置和特别系统。
本发明的第二目的在于:提供具有可与特别网络和移动通信网络这两个网络连接的功能,同时不会使装置结构复杂,且可避免成本增大,而且能够平滑地进行连接网络的切换的无线通信装置。
本发明的第三目的在于:提供无需花很大成本,也能实现移动通信网络、特别网络及IP网络的无接缝统一,从而提高网络利用效率性及经济性的通信系统和无线通信装置。
本发明的第一形态
为了达成上述第一目的的本发明第一形态的无线通信装置如权利要求1所示,是设有与周围存在的其它无线通信装置建立特别网络,与上述其它无线通信装置以无线方式进行通信的特别通信部件的无线通信装置,其特征在于:将管理整个上述特别网络的无线通信装置作为主设备,将在该主设备的管理下进行无线通信的无线通信装置作为从属设备,上述特别通信部件中设有:探索上述特别网络内是否存在上述主设备,基于该探索结果,将该无线通信装置的节点种类设定为上述主设备或上述从属设备之一的节点种类设定部件;该无线通信装置的节点种类被设定为上述从属设备时,与上述主设备之间收发控制信号,从而取得与上述特别网络内的上述主设备或上述从属设备之间通信所需的设定信息并存储在存储部件的设定信息取得部件;以及根据由上述主设备取得的上述设定信息,在与上述特别网络内的上述主设备或上述从属设备之间直接进行数据信号的收发的数据信号传送部件。
具体地说,作为上述无线通信装置,例如有便携电话、PDA(Personal Digital Assistance)或个人计算机等的信息终端及这些信息终端的外围设备(例如耳机、打印机、鼠标、显示器)等。
另外,控制信号(control signal)指的是建立及维持管理特别网络时在主设备/从属设备之间交换的控制用信号,该控制信号包括例如附加了通信对方的识别信息、QoS(Quality of Service)、安全级别等信息的信号。另一方面,数据信号(data signal)指的是在与特别网络的节点间交换的数据用信号,包括上述控制信号以外的所有信号。
另外,“通信所需的设定信息”包含通信用的扩频码、时隙等通信信道有关的信息。
另外,上述节点种类设定部件在设定节点种类时,进行以下处理:(1)将通信模式切换到特别模式的模式切换处理;(2)测定从主设备发射的导频信号的导频信号测定处理;以及(3)导频信号测定处理的结果为可检出导频信号时,将节点种类设定为从属设备,而未能检出导频信号时,将节点种类设定为主设备的节点种类设定处理等。还有,在节点种类设定处理中,当节点种类被设定为从属设备时,利用公共信道(Common Channel)进行定期将节点信息发送给主设备的处理,当节点种类设定为从属设备时,进行按每个预定周期重复发送导频信号的处理和监视来自从属设备的通信请求的处理等。
即,上述特别通信部件如权利要求2所示,设有:当节点种类设定为上述主设备时,在与上述特别网络内的各从属设备之间收发控制信号,并收集各从属设备的节点信息的节点信息收集部件;基于收集的各从属设备的节点信息,更新与上述特别网络有关的网络信息并存储在存储部件的网络信息更新部件;以及将上述网络信息向上述特别网络内各从属设备分配的网络信息分配部件。
这里,上述节点信息包括对成为特别网络的节点的各无线通信装置分别设定的识别信息(ID)或地址等。
上述网络信息包括上述节点信息,此外还包括与网络资源有关的信息(例如使用频率、扩频码、时隙等)、QoS的参数等。
还有,上述特别通信部件如权利要求3所示,可构成为:设有由上述特别网络内从属设备接受了通信请求时,基于存储在上述存储部件中的网络信息,进行网络资源的分配,并将该网络资源的分配被指定的设定信息向发出通信请求的从属设备发送的设定信息发送部件,上述网络信息更新部件基于上述设定信息更新网络信息并存储在存储部件,上述网络信息分配部件将更新后的上述网络信息向上述特别网络内各从属设备分配。
另外,本发明第一形态的无线通信装置如权利要求4所示,最好设有以TDD-CDMA方式与移动通信网络的基站进行通信的移动通信部件,上述特别通信部件在上述特别网络内进行通信时采用与上述移动通信网络共同的TDD-CDMA方式。
这里,TDD-CDMA指的是双工方式采用TDD(Time DivisionDuplex)方式的CDMA(Code Division Multiple Access)。CDMA是采用频谱扩展方式的多路访问方式之一,是称为码分多址的通信方式。CDMA包括用单一载波进行传送的单载波方式和为了减轻衰弱影响而使用多个载波的多载波方式。另外,TDD方式是在由移动台到基站的上行线路和由基站到移动台的下行线路上使用同一波段,以非常短的时间切换上下行线路的双工方式。作为TDD-CDMA,例如有按3GPP(3rd Generation Partnership Project)标准化的TD-CDMA等。
另外,为了达成上述第一目的的本发明第一形态的特别系统如权利要求5所示,是设管理整个网络的无线通信装置为主设备,在该主设备的管理下进行无线通信的无线通信装置为从属设备时,由这些主设备和从属设备构成的特别系统,其特征在于:上述主设备中设有:在上述特别网络内各从属设备之间收发控制信号,并收集各从属设备的节点信息的节点信息收集部件;基于收集到的各从属设备的节点信息,将与上述特别网络相关的网络信息更新并存储在存储部件中的网络信息更新部件;在由上述特别网络内从属设备接受通信请求时,基于上述存储部件中存储的网络信息,进行网络资源的分配,并将该网络资源的分配被指定的设定信息向发出通信请求的从属设备发送的设定信息发送部件;以及将上述网络信息分配给上述特别网络内各从属设备的网络信息分配部件,且上述从属设备中设有:将从上述主设备取得的网络信息存储的存储部件;在与上述特别网络内上述主设备或其它从属设备开始通信时,通过向上述主设备发送通信请求,取得上述设定信息的设定信息取得部件;以及根据从上述主设备取得的设定信息和上述网络信息,与上述特别网络内上述主设备或其它从属设备之间进行数据信号的收发的数据信号传送部件。
上述特别系统如权利要求6所示,可构成为:作为传送上述控制信号时的网络的连接方式,形成以上述主设备为中心的星型无线网络,而作为传送上述数据信号时的网络的连接方式,形成网型无线网络。
依据本发明的第一形态,根据主设备/从属设备之间控制信号的交换,通信所需的设定信息由主设备提供到从属设备,基于该设定信息,特别网络内的数据信号的收发直接在节点间(从属设备和从属设备、从属设备和主设备)进行。结果,传送上述控制信号时的网络的连接方式成为以主设备为中心的星型无线网络,且传送上述数据信号时的网络的连接方式成为网型无线网络。因而,可在多个节点间同时进行通信(数据信号的收发),从而,能够改善特别网络的通信效率,并能提高整个网络的线路容量及通信速度。
另外,能够提供其网络的建立和维持管理容易,且可升级的灵活的无线网络。
本发明的第二形态
为达成上述第二和第三目的的本发明第二形态的通信系统如权利要求7所示,是在移动通信网络的基站和构成移动台的无线通信装置之间的通信方式上采用TDD-CDMA方式,同时在上述无线通信装置上设置与其周围存在的其它无线通信装置建立特别网络后与上述其它无线通信装置以无线方式进行通信的特别通信部件,其通信方式采用与移动通信网络共同的TDD-CDMA方式并使用同一波段的通信系统,其特征在于:在上述无线通信装置上,作为无线接口设有用以与上述基站进行通信的第一接口、用以与特别网络内其它无线通信装置进行通信的第二接口以及对特别网络内其它无线通信装置与上述基站之间的通信进行中继的第三接口,同时作为客户机可与IP网络的认证服务器连接地构成该无线通信装置,在上述认证服务器上设置用以与移动通信网络的归属位置寄存器进行通信的接口。
这里,“构成移动台的无线通信装置”有例如便携电话、具有与移动通信网络的连接功能的PDA、个人计算机等信息终端等。
另外,“周围存在的其它无线通信装置”有上述那样具有与移动通信网络的连接功能的无线通信装置,此外还包括例如不具有与移动通信网络的连接功能的信息终端(计算机、PDA等)、信息终端的外围设备(例如耳机、打印机、鼠标、显示器)等。这些无线通信装置至少具有与在电波到达范围内的其它无线通信装置建立特别网络,并在该特别网络内无线通信装置之间互相通信的功能。
即,上述特别通信部件检出具有上述那样的功能的周围的其它无线通信装置,由特定无线通信装置(主设备)取得与这些无线通信装置相关的信息(例如ID、节点种类等节点信息,与扩频码、时隙等通信信道相关的信息等)并存储在存储部件中,在进行以上处理后,利用由特定无线通信装置(主设备)分配的通信信道,与特别网络内其它无线通信装置互相进行通信。
另外,作为IP网络,有例如互联网或内部网。该IP网络的认证服务器在无线通信装置访问IP网络时,由无线通信装置取得使用者信息(使用者的识别信息或密码),基于该使用者信息验证使用者的合法性,验证的结果,若确认了使用者的合法性,则许可访问到IP网络,而未确认到使用者的合法性时,拒绝访问IP网络。作为合法性的验证方法有:认证服务器从归属位置寄存器(HLR)取得与使用者信息对应的认证数据(例如,随机数或私有密钥,或以这些数据作为变量的函数值等),基于上述认证数据验证使用者的合法性的方法;认证服务器向归属位置寄存器请求验证合法性,并被告知其结果的方法,可采用任一方法。
另外,为达成上述第二和第三目的的本发明第二形态的通信系统如权利要求8所示,其特征在于设有:移动通信网络的基站;与上述基站以TDD-CDMA方式进行通信的无线通信装置;在上述无线通信装置访问移动通信网络时,经由上述基站接收上述无线通信装置的使用者信息,基于上述使用者信息验证上述无线通信装置的使用者合法性的管理装置;以及构成IP网络的认证服务器,上述无线通信装置设有与周围存在的其它无线通信装置建立特别网络后与上述其它无线通信装置以无线方式进行通信的特别通信部件,该特别通信部件在与上述其它无线通信装置通信时,采用与上述移动通信网络共同的TDD-CDMA方式并使用同一波段,同时具有对上述其它无线通信装置与上述基站之间的通信进行中继的中继功能,还有,上述无线通信装置构成为作为客户机可连接到上述认证服务器,在经由上述认证服务器连接到IP网络时,将上述使用者信息向上述认证服务器发送,上述认证服务器设有用以与上述管理装置连接的接口,在从上述无线通信装置接收了上述使用者信息时,与上述管理装置合作验证上述使用者的合法性,验证的结果,若确认上述使用者的合法性,则许可上述无线通信装置连接到IP网络。
另外,为达成上述第二和第三目的的本发明第二形态的无线通信装置如权利要求9所示,与周围存在的其它无线通信装置建立特别网络,用TDD-CDMA方式、TDD-TDMA方式及TDD-OFDM方式中的任一通信方式与上述其它无线通信装置进行通信,同时采用相同的通信方式及波段,与移动通信网络的基站进行通信的无线通信装置,其特征在于:设有对特别网络内上述其它无线通信装置与上述基站之间的通信进行中继的中继部件,同时作为无线接口设有用以与上述基站进行通信的第一接口、用以与特别网络内上述其它无线通信装置进行通信的第二接口以及对特别网络内上述其它无线通信装置与上述基站间的通信进行中继的第三接口。
这里,TDD-TDMA是双工方式中使用TDD方式的TDMA(TimeDivision Multiple Access:时分多路访问),TDMA是将同一波段按较短时间轮流由多个发送者公用的多路访问方式。采用该TDD-TDMA的有例如PHS(Personal Handyphone System)等。另外,TDD-OFDM方式是其双工方式使用TDD方式的OFDM(Orthogonal FrequencyDivision Multiplexing:正交频分复用),OFDM是将按每个经调制的频谱强度成为0的频率间隔(使各频谱互相正交)排列多个载波的传送方式。该传送方式中按每个发送者分配一个或多个载波。
还有,本发明第二形态的无线通信装置如权利要求10所示,设有经由第二接口与特别网络内其它无线通信装置进行通信的特别通信部件,上述特别通信部件设有探索特别网络内是否存在主设备,并基于该探索结果,将该无线通信装置的节点种类设定为主设备或从属设备的任一设备的节点种类设定部件,当节点种类设定为主设备时,用特别网络内各从属设备取得节点信息,基于该节点信息更新整个特别网络的网络信息后存储在存储部件中,同时从特别网络内某一从属设备接受通信信道的分配请求时,基于上述存储部件中存储的网络信息进行通信信道的分配,向发送了上述分配请求的从属设备发送通信信道的分配通知,而通过上述节点种类设定部件将节点种类设定为从属设备时,将节点信息向主设备发送,同时在与特别网络内主设备或从属设备进行通信时,通过指定通信对方向主设备发送上述分配请求,用主设备取得上述分配通知后,根据该分配通知,与成为通信对方的主设备或从属设备直接通信。
这里,上述第二接口的发送协议,例如如权利要求11所示,OSI(Open Systems Interconnection)参考模型的层3由RRC(Radio Re原Control)构成,层2由RLC(Radio Link Control)和MAC(Medium AccessControl)的子层构成,连接RLC和MAC的逻辑信道采用SH-CCH(SharedControl Channel)和DTCH(Dedicated Traffic Channel),连接MAC和层1的传送信道采用FACH(Forward Access Channel)、RACH(RandomAccess Channel)及DCH(Dedicated Channel),在层1与节点间进行通信的物理信道采用S-CCPCH(Secondary Common Control PhysicalChannel)、PRACH(Physicai Random Access Channel)、DPCH(DedicatedPhysical Channel),作为由从属设备到主设备的控制信号用的信道,映射SH-CCH、RACH和PRACH,作为由主设备到从属设备的控制信号用的信道,映射SH-CCH、FACH及S-CCPCH,作为数据信号用的信道映射DTCH、DCH及DPCH。
另外,上述中继部件可构成为如权利要求12所示,与上述基站合作而进行通信信道的分配,同时使用该通信信道,对从特别网络内上述其它无线通信装置和上述基站中某一方接收的信号进行协议变换后向另一方发送。
另外,为了达成上述第二和第三目的的本发明第二形态的通信系统如权利要求13所示,包括移动通信网络的基站;与上述基站以TDD-CDMA方式进行通信的移动台;在上述移动台访问移动通信网络时,经由上述基站接收上述移动台的使用者信息,基于上述使用者信息验证上述移动台的使用者合法性的管理装置;以及以TCP/IP为基础的IP网络的认证服务器,所述通信系统中,上述移动台构成为作为客户机可与上述认证服务器连接,经由上述认证服务器连接到IP网络时,将上述使用者信息向上述认证服务器发送,上述认证服务器设有用以与上述管理装置连接的接口,在从上述移动台接收上述使用者信息时,与上述管理装置合作而验证上述使用者的合法性,验证的结果,确认了上述使用者的合法性时,许可上述移动台连接到IP网络。
这里,上述管理装置如权利要求14所示,最好是包括加入者信息数据库的归属位置寄存器。
另外,上述使用者信息如权利要求15所示,可存储到装入上述移动台的SIM卡。
另外,上述移动台可构成为如权利要求16所示,是与周围存在的其它无线通信装置建立特别网络,与上述其它无线通信装置以无线方式进行通信的无线通信装置,在特别网络内通信上,采用与上述移动通信网络共同的TDD-CDMA方式并使用同一波段。
还有,上述移动台可构成为如权利要求17所示,设有对特别网络内上述其它无线通信装置与上述基站之间的通信进行中继的中继部件,同时作为无线接口,安装第一~第三接口,经由其中第一接口与上述基站进行通信,同时经由第二接口与特别网络内上述其它无线通信装置进行通信,在对特别网络内上述其它无线通信装置与上述基站之间的通信进行中继时,经由第三接口与上述基站进行通信。
依据本发明的第二形态,将特别网络和移动通信网络中的通信方式统一并使用同一波段,因此能够避免装置结构的复杂化和成本增大,同时可平滑地进行所连接网络的切换,并可实现特别网络与移动通信网络的无接缝的统一。
另外,双工方式采用TDD方式,因此与双工方式采用FDD方式的场合相比,可有效活用频率,同时通过变更分配给上行线路和下行线路的时隙比率,能容易调节上行线路和下行线路的通信速度,可高效地应对其上下行线路通信速度不同的非对称数据通信服务。
另外,特别网络内无线通信装置之间互相进行通信,从而能够减轻加到移动通信网络上的负载,因而能够提高整个网络的通信效率。
另外,设有用以中继特别网络内其它无线通信装置和基站问的通信的接口,因此例如在特别网络内存在其电波传不到基站的无线通信装置时,能够将其电波到达基站的特别网络内无线通信装置作为中继装置利用,从而能够扩大其电波传不到基站的无线通信装置的通信范围。
还有,在认证服务器中设有用以与移动通信网络的管理装置(归属位置寄存器)进行通信的接口,因此能够实现移动通信网络和IP网络之间认证信息的互相利用。
因而,依据本发明的第二形态,不花很大成本,可实现移动通信网络、特别网络及IP网络的无接缝的统一,从而能够提高网络利用的效率性和经济性。
附图的简单说明
图1A和图1B是表示本发明特别系统的一实施方式的示意图。
图2是表示特别网络与移动通信网络的一实施方式的概略结构图。
图3是表示图2的第一无线通信装置的要部结构的框图。
图4是说明由图3的第一无线通信装置执行的到特别网络的连接处理的流程图。
图5表示特别网络的各节点间进行通信时的信号的流向。
图6是表示构成图1的特别系统的主设备及从属设备具备的功能的框图。
图7是表示本发明通信系统的一实施方式的概念图。
图8是图7的通信系统的概略结构图。
图9是表示图7的第一无线通信装置(移动台)的要部结构的框图。
图10是在特别网络内通信中使用的协议构成的示图。
图11是表示特别网络的设立处理的流程图。
图12表示在特别网络内进行通信时的信号的流向。
图13表示在中继特别网络内其它无线通信装置与UTRAN间通信时的信号的流向。
图14表示在中继特别网络内其它无线通信装置与IP网络间通信时的信号的流向。
图15是表示图13和图14的主设备所具备的功能的框图。
图16表示经由特别网络的主设备访问移动通信网络时的发送协议。
图17表示经由特别网络的主设备进行从属设备的认证时的发送协议。
图18表示经由特别网络的主设备访问IP网络时的发送协议。
图19表示经由特别网络的主设备及IP网络进行从属设备的认证时的发送协议。
图20是一例表示移动通信网络的概略结构图。
图21是说明TDD方式和FDD方式的示意图。
图22表示一例TDD-CDMA的帧结构。
图23是表示一例特别网络的概略结构图。
本发明的最佳实施方式
实施例1
图1表示本发明特别系统的一实施方式,图中符号M表示设定为主设备的节点,S1~S3表示设定为从属设备的节点。在该特别系统中,通过主设备M与从属设备S1~S3间的控制信号的交换,通信所需的设定信息等(扩频码或时隙等)从主设备M提供给从属设备S1~S3,基于上述设定信息,特别网络内数据信号的收发直接在节点间(例如,从属设备S1与从属设备S2、从属设备S1与主设备M)进行。即,在传送上述控制信号时的网络的连接方式,如图1A所示,设定为以主设备M为中心的星型无线网络,而传送上述数据信号时的网络的连接方式,如图1B所示,设定为网型无线网络。
具体地说,上述主设备M或从属设备S1~S3,如图2所示,例如由便携电话、信息终端(PDA、个人计算机)、信息终端的外围设备(例如耳机、打印机、鼠标)等各种无线通信装置来构成。还有,这些无线通信装置中包括:具有与移动通信网络的基站30的连接功能(移动通信部件)的第一无线通信装置10和不具有与移动通信网络的基站30的连接功能的第二无线通信装置20。
该第一和第二无线通信装置10、20设有与周围存在的其它无线通信装置10、20建立特别网络,以无线方式与上述其它无线通信装置进行通信的特别通信部件,其通信方式采用与移动通信网络的通信方式公用的TDD-CDMA方式并使用同一波段。另外,进行通信时,与移动通信网络的通信同步进行特别网络内通信。
图3是表示第一无线通信装置的要部结构的框图。如该图3所述,第一无线通信装置10包括发送器11、接收器12、天线13、控制部14及存储部15。
发送器11中设有:生成发送信号的发送数据处理部11a;用发送信号对载波进行一次调制的一次调制部11b;用扩频码(正交扩频码)对经一次调制而得到的调制信号进行扩频调制(二次调制)的扩频部11c;将扩频调制后的信号放大的放大部11d。即,在发送数据处理部11a生成的发送信号,在一次调制部11b中按预定的调制方式被一次调制后,在扩频部11c中用扩频码被扩频调制,然后,在放大部11d中放大并从天线13以电波方式发射。
另一方面,接收器12中设有:除去从天线13接收的接收信号中包含的不要的噪声分量的带通滤波器12a;将通过该带通滤波器12a的接收信号用扩频码反向扩频的反扩频部12b;对经反向扩频而得到的信号进行解调的解调部12c;基于解调后的信号进行各种处理的接收数据处理部12d。即,用天线13接收的接收信号,在噪声分量被带通滤波器12a除去后,用发送侧相同的扩频码来反向扩频,然后用解调部12c解调而返回到基带波形。
控制部14基于存储部15中存储的各种信息,控制发送器11及接收器12,因此通过该控制部14,能够进行发送与接收的切换控制、发送功率的输出控制(功率控制)、特别网络与移动通信网络的切换控制或同步控制等。例如,使用移动通信网络的基站30或特别网络内的其它无线通信装置与无线线路进行通信时,基于预先设定的时隙的分配进行发送与接收的切换,可按TDD方式进行通信。另外,与特别网络内其它无线通信装置进行通信时,基于从基站30接收的同步用信息,设定与特别网络内其它无线通信装置的通信定时,以使移动通信网络中的通信定时一致。还有,与特别网络内其它无线通信装置进行通信时,从输入接收器12的接收信号检出干扰电平,并根据该干扰电平,调节发送功率。
本实施方式中,由该发送器11、接收器12、天线13、控制部14及存储部15等来构成本发明的特别通信部件。
另一方面,第二无线通信装置20也具备与上述第一无线通信装置10一样的发送器、接收器、天线、控制部及存储部,通过这些通信部件,可不经由基站30而使用无线线路与特别网络内其它无线通信装置进行通信。
接着,就通过由上述结构构成的第一无线通信装置10执行的对特别网络的连接处理进行说明。这里将上述无线通信装置10设为节点X后进行说明。
该处理在例如特别网络的SIR(Signal to Interference Ratio:信号对干扰比)强于移动通信网络时,或在通信模式切换到特别模式时等开始。
首先,节点X探索特别网络内是否存在主设备,基于该探索结果,进行将该节点X的节点种类设定为主设备或从属设备之一的处理(节点种类设定部件)。即,如图4所示,节点X进行检出由主设备发射的导频信号的处理,其结果为检出了导频信号时,将节点种类设定为从属设备,而未能检出导频信号时,将节点种类设定为主设备。
这里,当节点种类被设定为从属设备时,节点X利用预先设定的公共信道(Common Channel),进行将节点信息(例如,节点X的ID、地址等)向主设备发送的处理。主设备在接收节点X的节点信息时(节点信息收集部件),基于该节点信息,将存储部(存储部件)内的网络信息(各从属设备的节点信息、网络资源、QoS的参数等)更新后(网络信息更新部件),进行将上述网络信息分配给上述特别网络内各从属设备(包含节点X)的处理(网络信息分配部件)。从而,成为节点X作为从属设备编入特别网络内的状态。
另一方面,当节点种类被设定为主设备时,节点X按预定周期重复发送导频信号(越区切换),同时监视从属设备输出的控制信号,并定期进行更新上述网络信息的处理及检出从属设备的通信状态的处理。从而,建立将节点X设为主设备的特别网络,该特别网络的维持管理由节点X进行。
接着,就上述那样建立的特别网络内,各节点间进行通信时的处理进行说明。例如,设定为从属设备的节点A开始与节点B的通信时,首先,如图5所示,节点A进行指定成为通信对方的节点B的ID并将通信请求消息发送给主设备的处理。接受该消息后,主设备参照存储部内的网络信息,确认节点B的通信状态的同时,确认可用于通信的网络资源(例如,波段、扩频码(CDMA代码)、时隙等),然后,基于SIR、QoS及业务量等,作为节点A、B间的专用信道(DedicatedChannel)分配效率最佳的通信信道(包含扩频码、时隙)后,进行将该通信信道等、网络资源的分配被指定的设定信息,向发出通信请求的从属设备发送的处理(设定信息发送部件)。这时,主设备基于上述设定信息一并进行将网络信息更新后存储在存储部中的处理和将更新后的网络信息分配给特别网络内各从属设备的处理。
节点A若从主设备接收与节点B的通信所需的设定信息,则将该设定信息存储在存储部(存储部件)后(设定信息取得部件),根据该设定信息,开始与节点B之间的直接数据信号的收发(数据信号传送部件)。
即,本实施例1的无线通信装置10设有将该无线通信装置的节点种类设定为主设备或从属设备之一的节点种类设定部件,由该节点种类设定部件设定为主设备时,如图6所示,作为节点信息收集部件、网络信息更新部件、网络信息分配部件及设定信息发送部件起作用,而由上述节点种类设定部件设定为从属设备时,作为设定信息取得部件及数据信号传送部件起作用。
如上所述,依据本实施例1,通过主设备/从属设备间控制信号的交换,通信所需的设定信息由主设备提供给从属设备,基于上述设定信息,特别网络内数据信号的收发直接在节点间(从属设备和从属设备、从属设备和主设备)进行,从而能够在多个节点间同时进行通信(数据信号的收发),因而,能够实现特别网络的通信高效率化,同时能够提高整个网络的线路容量及通信速度。
另外,在无线通信装置的节点种类被设定为主设备时,在特别网络内各从属设备之间收发控制信号,收集各从属设备的节点信息,基于这些节点信息更新网络信息,将该网络信息分配给特别网络内各从属设备,因此使网络的建立及维持管理变得容易,并能提供可升级的灵活的无线网络。
另外,特别网络内各无线通信装置10、20互相进行通信,从而能够减轻加到移动通信网络的负载,因而可提高网络资源的利用效率。
还有,当电波传达不到基站30时,能够将电波传达到基站30的特别网络内其它无线通信装置10、20用作中继装置,结果能够扩大可连接到移动通信网络的区域。
另外,在特别网络和移动通信网络的通信上采用共公的TDD-CDMA方式并使用同一波段,因此能以简单结构低价提供与特别网络和移动通信网络这两个网络均可连接的无线通信装置10。
而且,在确立特别网络和移动通信网络间同步的状态下进行各网络中的通信,因此即便在特别网络和移动通信网络上使用同一波段,也能避免扩频码正交性的劣化。因而,能够降低特别网络和移动通信网络的互相干扰,利用任何网络时均可确保良好的通信状态。
实施例2
图7是本发明的通信系统的概念图,图中符号1表示移动通信网络,符号2表示特别网络。
移动通信网络1采用UMTS(Universal Mobile TelecommunicationsSystem)体系结构,如图8所示,大致由核心网络(Core Network)5、地面无线接入网络(UTRAN:UMTS Terrestrial Radio Access Network)6、移动台(UE:User Equipment)110构成。核心网络5和地面无线接入网络6间的接口采用Iu接口,地面无线接入网络6和移动台110间的接口采用Uu接口。
核心网络5由以下部分构成:进行呼叫的路由选择等的移动交换中心(MSC:Mobile Switching Center)33;提供到PSTN(Public SwitchedTelephone Network)等的接口的网关移动交换中心(GMSC:GatewayMobile Switching Center)34;进行各移动台的位置管理或安全管理等的SGSN(Serving GPRS Support Node)35;具有与IP网络3的网关功能的GGSN(Gateway GPRS Support Node)36;具有加入者信息数据库的归属位置寄存器(HLR:Home Location Register)37;以及与归属位置寄存器37合作执行移动台的认证处理等的认证中心(AuC:Authentication Center)等。
地面无线接入网络6由多个无线网络子系统(RNS:Radio NetworkSubsystem)构成,各无线网络子系统由无线网络控制装置(RNC:RadioNetwork Controller Equipment)31和与该无线网络控制装置连接的多个基站30(Node B)构成。如图7所示,各基站30分别被分配称为小区1A的通信区,在该小区1A内的移动台110和基站30以无线方式进行通信。另外,该通信采用TDD-CDMA方式。
特别网络2是可不经由基站30或接入点,与特定本地区内存在的各无线通信装置直接通信的小规模网络。在构成该特别网络2的无线通信装置中,与实施例1同样,如图7所示,包括具有与移动通信网络1的基站30的通信功能并作为移动通信网络1的移动台起作用的第一无线通信装置110和不具有与移动通信网络1的基站30的通信功能的第二无线通信装置120。第一无线通信装置110由具有上述通信功能的个人计算机、PDA、便携电话等构成,第二无线通信装置120由例如个人计算机、工作站等的信息终端或这些信息终端的外围设备(例如,耳机、打印机、鼠标)等构成。
这些第一和第二无线通信装置110、120与周围存在的其它无线通信装置110、120建立特别网络2,具有与该特别网络2内各无线通信装置互相通信的特别通信功能,其通信方式采用与移动通信网络1中的通信方式共公的TDD-CDMA方式并使用同一波段。另外,进行该通信时,与移动通信网络1中的通信同步进行特别网络2内的通信。另外,第一无线通信装置110具有中继特别网络2内其它无线通信装置与基站30之间通信的中继功能。
还有,第一无线通信装置110中包括作为客户机可连接到构成IP网络(互联网、内部网)3的认证服务器地构成的无线通信装置110A。该无线通信装置110A,例如如图8所示,经由电话网或ISDN、ADSL、CATV或专用线等连接到提供互联网连接服务的ISP(Internet ServiceProvider)的接入点,可经由ISP的AAA(Authentication AuthorizationAccounting)服务器40连接到互联网。AAA服务器40中作为与归属位置寄存器37的接口安装了Au接口。例如,在第一无线通信装置110访问移动通信网络1和IP网络3中任一网络时,经由该Au接口,在AAA服务器40和HLR37间交换第一无线通信装置110的使用者信息或认证数据等,进行SIM(Subscriber Identity Module)认证。
图9是表示第一无线通信装置的要部结构的框图。如该图9所述,第一无线通信装置110中设有发送器111、接收器112、天线113、控制部114及存储部115。另外,虽然省略了图示,但第一无线通信装置110中装入了存放使用者的识别信息(IMSI:International MobileSubscriber Identity)等的SIM卡。
发送器111中包括:生成发送信号的发送数据处理部111a;用发送信号对载波进行一次调制的一次调制部111b;用扩频码(正交扩频码)对经一次调制而得到的调制信号进行扩频调制(二次调制)的扩频部111c;将扩频调制后的信号放大的放大部111d。即,发送数据处理部111a中生成的发送信号,在一次调制部111b中按预定的调制方式被一次调制后,在扩频部111c中用扩频码进行扩频调制,然后,用放大部111d放大后从天线113以电波方式发射。
另一方面,接收器112中设有:除去从天线113接收的接收信号中包含的不要的噪声分量的带通滤波器112a;将通过该带通滤波器112a的接收信号解调为基带信号的解调部112b;从基带信号中包含的中间码(Midamble)求出信道推定值的信道推定部112c;利用各无线通信装置的信道推定值与扩频码,并通过联合检测(Joint Detection)除去干扰信号的干扰信号除去部(干扰信号除去部件)112d;以及基于干扰信号被除去的调制信号进行各种处理的接收数据处理部112e。还有,各无线通信装置110、120上,固有的中间码被预先分配,能够从接收信号中包含的中间码导出各无线通信装置的信道推定值。干扰信号除去部112d将预先分配给各无线通信装置的扩频码与上述信道推定值卷积相乘而生成系统矩阵,通过将该系统矩阵与基带信号相乘来得到调制信号。
控制部114基于存储部115中存储的各种信息,控制发送器111及接收器112,通过该控制部114,进行发送与接收的切换控制、发送功率的输出控制(功率控制)、特别网络2与移动通信网络1的切换控制或同步控制等。例如,使用无线线路与移动通信网络1的基站30或者特别网络2内其它无线通信装置进行通信时,基于预先设定的时隙的分配,进行发送与接收的切换,可按TDD方式进行通信。
另外,在与特别网络2内其它无线通信装置开始通信时,对于移动通信网络1的上行线路与下行线路上设定的各时隙,分别测定干扰信号的大小,基于该测定值,进行选择其干扰量少的时隙用于特别网络2内通信的时隙的处理。还有,与特别网络2内其它无线通信装置进行通信时,基于从基站30接收的同步用信息,设定与特别网络2内其它无线通信装置的通信定时,使得与移动通信网络1的通信定时一致。另外与特别网络2内其它无线通信装置进行通信时,从输入接收器112的接收信号检出干扰电平,按照该干扰电平调节发送功率。
本实施方式中由这些发送器111、接收器112、天线113、控制部114及存储部115等来构成本发明的特别通信部件。
另一方面,第二无线通信装置120中也设有与上述第一无线通信装置110同样的发送器、接收器、天线、控制部及存储部,通过这些通信部件,能够不经由基站30而利用无线线路与特别网络2内其它无线通信装置进行通信。
如图8所示,第一无线通信装置110与基站30之间的通信上,作为无线接口使用Uu接口(第一接口),特别网络2内各无线通信装置110、120之间的通信上,作为无线接口使用Eu接口(第二接口)。另外,设定为特别网络2的主设备的无线通信装置,中继设定为从属设备的无线通信装置与基站30之间的通信时,设定为主设备的无线通信装置与基站30之间的通信上,使用将Uu接口扩展的Uu*接口(第三接口)。
Eu接口是为特别网络2而新设的无线接口,该无线接口的发送协议如图10所示,层3(网络层)由RRC(Radio Re原Control)构成,层2(数据连接层)由RLC(Radio Link Control)和MAC(Medium Access Control)的子层构成。RLC层和MAC层用逻辑信道连接,MAC层和层1(物理层)用传送信道连接。还有,层1和节点间的通信通过物理信道来进行。
逻辑信道采用SH-CCH(Shared Control Channel)和DTCH(Dedicated Traffic Channel),传送信道采用FACH(Forward AccessChannel)、RACH(Random Access Channel)及DCH(DedicatedChannel)、物理信道采用S-CCPCH(Secondary Common Control PhysicalChannel)、PRACH(Physical Random Access Channel)、DPCH(DedicatedPhysical Channel)。
SH-CCH、RACH及PRACH作为由从属设备到主设备的控制信号用的信道而互相对应,SH-CCH、FACH及S-CCPCH作为由主设备到从属设备的控制信号用的信道而互相对应。另外,DTCH、DCH及DPCH作为节点间数据信号用的信道而互相对应。
在SH-CCH中有来自从属设备到主设备的业务时(RACH映射时),由RLC选择透明(Transparent)发送模式,而不需要RLC头。另一方面,从主设备到从属设备的业务中(FACH映射时),由RLC选择未确认(Unacknowledged)发送模式,需要RLC头。另外,SH-CCH在MAC层中成为仅与RACH和PACH映射的信道,不需要MAC头。
相反,DTCH的连续的数据流在RLC层分段成发送块后,在MAC层中被DCH映射。这时,在MAC层中不进行DTCH的多重化时,在RLC层和MAC层上选择透明发送模式,由于不附加协议的控制信息,不需要RLC头和MAC头。但是,在MAC层中进行DTCH的多重化时需要MAC头。
接着,就特别网络2的设立处理进行说明。这里,将无线通信装置110作为节点X进行说明。
该处理如图11所示,当通信模式切换到特别模式时(步骤S1),或在特别网络2的SIR(Signal to Interference Ratio)强于移动通信网络1等时开始。
首先,节点X探索特别网络2内是否存在主设备,基于该探索结果,进行将该节点X的节点种类设定为主设备或从属设备之一的处理(节点种类设定部件)。即,节点X进行检出经由FACH由主设备发射的导频信号(控制信号)的处理(步骤S2),其结果检出了导频信号时,将节点种类设定为从属设备,而未能检出导频信号时,将节点种类设定为主设备(步骤S6)。
这里,当节点种类设定为从属设备时,节点X利用RACH,进行向主设备发送对网络的连接请求和节点信息(例如,节点X的ID、地址等)的处理(步骤S3)。
主设备在从节点X接收对网络的连接请求和节点信息时,基于接收的节点信息,将存储部(存储部件)内的网络信息(各从属设备及主设备的节点信息、所使用的扰码和信道化码、共公信道相关的信息等)更新。然后,节点X经由FACH从主设备接收ACK(连接许可应答)后(步骤S4),进行从主设备取得上述网络信息并存储在存储部中的处理(步骤S5)。从而节点X成为作为从属设备编入特别网络2内的状态。
另一方面,当节点种类设定为主设备时,节点X利用FACH,按预定周期重复发送导频信号(撒播)(步骤S7),同时监视由从属设备输出的控制信号,并进行定期更新上述网络信息的处理及检出从属设备的通信状态的处理。从而,建立将节点X设为主设备的特别网络2,该特别网络2的维持管理由节点X进行。
接着,就上述那样建立的特别网络2内,发送数据信号时进行的发送处理进行说明。
例如,在从属设备中设定的无线通信装置(原UE)检出RLC的缓冲器中存在待发送数组时,首先,如图12所示,无线通信装置(原UE)利用RACH进行将通信信道的分配请求(Capacity Request)向主设备发送的处理。
接受该分配请求后,主设备参照存储部内的网络信息,根据RRC的时序安排功能向DCH分配通信信道,同时利用FACH,进行将通信信道的分配通知(Allocation Message)向无线通信装置(原UE)和其成为通信对方的无线通信装置(目标UE)分别发送的处理。
无线通信装置(原UE)和无线通信装置(目标UE)由主设备接收通信信道的分配通知,利用被分配的通信信道,通过DCH直接进行数据信号(RLC块)的收发。
还有,作为通信信道被分配的网络资源包括时隙和扩频码。时隙是将TDD-CDMA的无线帧分割多个而成,因此在这里设了15个时隙(ST1~ST15)。另外,扩频码采用扰码(scrambling code)和信道化码(channelization code)两种。扰码是分配给移动通信网络1的各小区1A的识别码,作为特别网络2共同的识别码赋予了与分配给各小区1A的代码不同的代码。另一方面,在特别网络2内使用的信道化码采用扩频率16的OVSF(Orthogonal Variable Spreading Factor:正交可变扩频率)码。该信道化码采用预先确保多个(例如16)代码,其中一部分作为控制信号用、剩下的作为数据信号用而被分配。
接着,就特别网络2内主设备中继其它无线通信装置与基站30(UTRAN6)之间的通信时的处理进行说明。
例如,在设定为从属设备的无线通信装置(原UE)检出RLC的缓冲器内存在对UTRAN6的待发送数组时,首先,如图13所示,无线通信装置(原UE)利用RACH进行将通信信道的分配请求(CapacityRequest)向主设备发送的处理。
接受该分配请求后,主设备参照存储部内的网络信息,根据RRC的时序安排功能,向DCH分配通信信道,同时利用RACH,进行将通信信道的分配请求(Capacity Request)向UTRAN6发送的处理。
UTRAN6利用该时序安排功能,向DCH分配通信信道,同时利用FACH,进行将通信信道的分配通知(Allocation Message)向主设备发送的处理。
然后,主设备利用FACH,进行将通信信道的分配通知(AllocationMessage)向无线通信装置(原UE)发送的处理。
无线通信装置(原UE)由主设备接收通信信道的分配通知时,利用通过主设备被分配的通信信道,在与主设备之间用DCH进行数据信号(RLC块)的收发。主设备用无线通信装置(原UE)接收来自UTRAN的数据信号时,利用由UTRAN6分配的通信信道,将接收的数据信号转送到UTRAN6。同样地,主设备用UTRAN6接收来自无线通信装置(原UE)的数据信号时,利用自己分配的通信信道,进行通过DCH将接收的数据信号转送给无线通信装置(原UE)的处理。从而,在无线通信装置(原UE)与UTRAN6之间交换的数据信号用主设备进行中继。
接着,就特别网络2内主设备中继其它无线通信装置与IP网络3之间的通信时的处理进行说明。
例如,在设定为从属设备的无线通信装置(原UE)检出RLC的缓冲器内存在对IP网络3的待发送数组时,首先,如图14所示,无线通信装置(原UE)利用RACH进行将通信信道的分配请求(CapacityRequest)向主设备发送的处理。
接受该分配请求后,主设备在与IP网络3之间确立对话,同时参照存储部内的网络信息,根据RRC的时序安排功能,向DCH分配通信信道,然后,利用FACH,进行将通信信道的分配通知(AllocationMessage)向无线通信装置(原UE)发送的处理。
无线通信装置(原UE)从主设备接收通信信道的分配通知时,利用由主设备分配的通信信道,在与主设备之间用DCH进行数据信号(RLC块)的收发。主设备用无线通信装置(原UE)接收来自IP网络3的数据信号(RLC块),将接收的数据信号从无线通信协议向IP协议进行协议变换后以IP数组的方式发送到IP网络3。另一方面,主设备用IP网络3接收来自无线通信装置(原UE)的数据信号(IP数组)时,进行将接收的数据信号从IP协议向无线通信协议进行协议变换后以RLC块的方式发送到无线通信装置(原UE)的处理。从而,在无线通信装置(原UE)与1P网络3之间交换的数据信号由主设备中继。
即,设定为主设备的无线通信装置110,如图15所示,设有到移动通信网络1的连接组件、到特别网络2的连接组件、到IP网络3的连接组件、特别网络2与移动通信网络1间的协议变换组件以及特别网络2与IP网络3间的协议变换组件。还有,到移动通信网络1的连接组件上设有Uu*接口;到特别网络2的连接组件上设有Eu接口;到IP网络3的连接组件上设有有线接口。
接着,就无线通信装置110访问特别网络2以外的网络时使用的发送协议进行说明。
首先,无线通信装置110直接访问移动通信网络1时,无线通信装置110的通信模式设为小区模式,与基站30的通信上使用Uu接口。这时,UMTS中使用标准的发送协议与认证机制,无线通信装置110在特别网络2中独立存在。
另一方面,无线通信装置110经由特别网络2的主设备(具有与移动通信网络1的基站30的通信功能的无线通信装置)访问移动通信网络1时,在无线通信装置110(UE)和主设备的通信上使用Eu接口,并从主设备到基站30的发送数据的中继上使用Uu*接口。无线通信装置110(UE)的协议栈在传送数据信号时,如图16所示,由下位开始依次为物理层(3G PHY)、RLC/MAC、PDCP(Packet Data ConvergenceProtocol)、IP、TCP/UDP、(RTP)、应用层,在无线通信装置110(UE)与UTRAN6间交换的信号通过主设备在层2被中继。另一方面,传送认证用的控制信号时,如图17所示,由下位开始依次为物理层(3GPHY)、MAC、RLC、RRC、GMM/SM/SMS、AKA/SIM,认证用的控制信号通过主设备在RRC层中被中继。无线通信装置110的认证中使用无线通信装置110的SIM卡中存放的使用者信息(使用者的识别信息等),该使用者信息经由主设备、UTRAN6、SGSN35及GGSN36发送到HLR37,从而UMTS中能够进行标准的SIM/USIM(Universal SIM)认证。
另外,无线通信装置110经由特别网络2的主设备(与IP网络3以有线或无线方式连接的无线通信装置)访问IP网络3时,如图18所示,在无线通信装置110(UE)与主设备的通信上使用Eu接口。主设备中设有将无线通信协议变换为IP协议的协议变换组件,通过该组件,将从无线通信装置110(UE)接受的数据信号或控制信号协议变换后,利用LAN、PPP(Point to Point Protocol)、PPPoE(PPP over Ethernet)等发送到IP网络3。
另外,在无线通信装置110的认证中,在SIM卡中存储的使用者信息或用无线通信装置110的输入部输入的使用者信息经由主设备发送到AAA服务器40,在AAA服务器40中进行认证处理,同时如图19所示,在AAA服务器40与HLR37之间,交换SIM卡中存储的使用者信息或与之对应的认证数据(随机数等的挑战、用挑战生成的应答等),HLR37中也进行AKA(Authentication and Key Agreement)的挑战&应答方式的认证处理。这些认证处理的结果,若确认了使用者识别信息的合法性,则AAA服务器40许可无线通信装置110连接到IP网络3,而未确认到使用者识别信息的合法性时,拒绝连接到IP网络3。
如上所述,依据本实施例2,将特别网络2与移动通信网络1上的通信方式统一并使用同一波段,因此能够避免装置结构的复杂化或成本增大,同时能够平滑地进行所连接网络的切换,并能实现特别网络2与移动通信网络1的无接缝的统一。
另外,双工方式上采用TDD方式,因此与双工方式采用FDD方式的场合相比,可有效活用频率,同时通过变更分配给上行线路与下行线路的时隙比率,能够容易地调节上行线路与下行线路的通信速度,可有效率地应对其上下行线路不同通信速度的非对称数据通信服务。
另外,特别网络2内各无线通信装置之间互相通信,从而能够减轻加到移动通信网络1的负载,因而能够提高整个网络的通信效率。
另外,设有用以中继特别网络2内其它无线通信装置与基站30间通信的Uu*接口,因此,例如电波达不到基站30的无线通信装置存在于特别网络2内时,能够将其电波达到基站30的特别网络2内的无线通信装置作为中继装置加以利用,从而,能够扩大其电波达不到基站30的无线通信装置的通信范围。
还有,在AAA服务器40中设有用以与移动通信网络1的归属位置寄存器37进行通信的Au接口,因此能够在移动通信网络1与IP网络3之间互相利用认证信息。
因而,依据实施例2,无需花很大成本,而能实现移动通信网络1、特别网络2及IP网络3的无接缝的统一,从而能提高网络利用效率及经济性。
还有,在以上的各实施例中,特别网络2内的通信和移动通信网络1的基站与移动台的通信上分别采用共同的TDD-CDMA方式并使用同一波段,但本发明并不限于此,只要特别网络2与移动通信网络1中使用的通信方式为以TDD基础的共公的通信方式时,可为例如TDD-TDMA方式或TDD-OFDM方式等。
工业上的利用可能性
依据本发明,能够提高特别网络上的通信效率,并能提高整个网络的线路容量及通信速度。
另外,能以简单的结构且低价提供可与特别网络和移动通信网络两个连接的无线通信装置。
还有,无需花很大成本,而能够实现移动通信网络、特别网络及IP网络的无接缝的统一,从而能够提高网络利用效率及经济性。
Claims (19)
1.一种无线通信装置,设有与周围存在的其它无线通信装置建立特别网络,与上述其它无线通信装置以无线方式进行通信的特别通信部件,其特征在于:
将管理整个上述特别网络的无线通信装置作为主设备,将在该主设备的管理下进行无线通信的无线通信装置作为从属设备,
上述特别通信部件中设有:
探索上述特别网络内是否存在上述主设备,基于该探索结果,将该无线通信装置的节点种类设定为上述主设备或上述从属设备之一的节点种类设定部件;
该无线通信装置的节点种类被设定为上述从属设备时,与上述主设备之间收发控制信号,从而取得与上述特别网络内的上述主设备或上述从属设备之间通信所需的设定信息并存储在存储部件的设定信息取得部件;以及
根据由上述主设备取得的上述设定信息,在与上述特别网络内的上述主设备或上述从属设备之间直接进行数据信号的收发的数据信号传送部件。
2.如权利要求1所述的无线通信装置,其特征在于上述特别通信部件中设有:
当该无线通信装置的节点种类设定为上述主设备时,在与上述特别网络内的各从属设备之间收发控制信号,并收集各从属设备的节点信息的节点信息收集部件;
基于收集的各从属设备的节点信息,更新与上述特别网络有关的网络信息并存储在存储部件的网络信息更新部件;以及
将上述网络信息向上述特别网络内各从属设备分配的网络信息分配部件。
3.如权利要求2所述的无线通信装置,其特征在于:
上述特别通信部件中设有由上述特别网络内从属设备接受了通信请求时,基于存储在上述存储部件中的网络信息,进行网络资源的分配,并将该网络资源的分配被指定的设定信息向发出通信请求的从属设备发送的设定信息发送部件,
上述网络信息更新部件基于上述设定信息更新网络信息并存储在存储部件,上述网络信息分配部件将更新后的上述网络信息向上述特别网络内各从属设备分配。
4.如权利要求1所述的无线通信装置,其特征在于:
设有以TDD-CDMA方式与移动通信网络的基站进行通信的移动通信部件,
上述特别通信部件在上述特别网络内进行通信时采用与上述移动通信网络共同的TDD-CDMA方式。
5.一种特别系统,设管理整个网络的无线通信装置为主设备,在该主设备的管理下进行无线通信的无线通信装置为从属设备时,由这些主设备和从属设备构成,其特征在于:
上述主设备中设有:
在上述特别网络内各从属设备之间收发控制信号,并收集各从属设备的节点信息的节点信息收集部件;
基于收集到的各从属设备的节点信息,将与上述特别网络相关的网络信息更新并存储在存储部件中的网络信息更新部件;
在由上述特别网络内从属设备接受通信请求时,基于上述存储部件中存储的网络信息,进行网络资源的分配,并将该网络资源的分配被指定的设定信息向发出通信请求的从属设备发送的设定信息发送部件;以及
将上述网络信息分配给上述特别网络内各从属设备的网络信息分配部件,且
上述从属设备中设有:
将从上述主设备取得的网络信息存储的存储部件;
在与上述特别网络内上述主设备或其它从属设备开始通信时,通过向上述主设备发送通信请求,取得上述设定信息的设定信息取得部件;以及
根据从上述主设备取得的设定信息和上述网络信息,与上述特别网络内上述主设备或其它从属设备之间进行数据信号的收发的数据信号传送部件。
6.如权利要求5所述的特别系统,其特征在于:
作为传送上述控制信号时的网络的连接方式,形成以上述主设备为中心的星型无线网络,
而作为传送上述数据信号时的网络的连接方式,形成网型无线网络。
7.一种通信系统,在移动通信网络的基站和构成移动台的无线通信装置之间的通信方式上采用TDD-CDMA方式,同时在上述无线通信装置上设置与其周围存在的其它无线通信装置建立特别网络后与上述其它无线通信装置以无线方式进行通信的特别通信部件,其通信方式采用与移动通信网络共同的TDD-CDMA方式并使用同一波段,其特征在于:
在上述无线通信装置上,作为无线接口设有用以与上述基站进行通信的第一接口、用以与特别网络内其它无线通信装置进行通信的第二接口以及对特别网络内其它无线通信装置与上述基站之间的通信进行中继的第三接口,同时作为客户机可与IP网络的认证服务器连接地构成该无线通信装置,在上述认证服务器上设置用以与移动通信网络的归属位置寄存器进行通信的接口。
8.一种通信系统,其特征在于设有:
移动通信网络的基站;
与上述基站以TDD-CDMA方式进行通信的无线通信装置;
在上述无线通信装置访问移动通信网络时,经由上述基站接收上述无线通信装置的使用者信息,基于上述使用者信息验证上述无线通信装置的使用者合法性的管理装置;以及
构成IP网络的认证服务器,
上述无线通信装置设有与周围存在的其它无线通信装置建立特别网络后与上述其它无线通信装置以无线方式进行通信的特别通信部件,该特别通信部件在与上述其它无线通信装置通信时,采用与上述移动通信网络共同的TDD-CDMA方式并使用同一波段,同时具有对上述其它无线通信装置与上述基站之间的通信进行中继的中继功能,
还有,上述无线通信装置构成为作为客户机可连接到上述认证服务器,在经由上述认证服务器连接到IP网络时,将上述使用者信息向上述认证服务器发送,
上述认证服务器设有用以与上述管理装置连接的接口,在从上述无线通信装置接收了上述使用者信息时,与上述管理装置合作验证上述使用者的合法性,验证的结果,若确认上述使用者的合法性,则许可上述无线通信装置连接到IP网络。
9.一种无线通信装置,与周围存在的其它无线通信装置建立特别网络,用TDD-CDMA方式、TDD-TDMA方式及TDD-OFDM方式中的任一通信方式与上述其它无线通信装置进行通信,同时采用相同的通信方式及波段,与移动通信网络的基站进行通信,其特征在于:
设有对特别网络内上述其它无线通信装置与上述基站之间的通信进行中继的中继部件,同时
作为无线接口设有用以与上述基站进行通信的第一接口、用以与特别网络内上述其它无线通信装置进行通信的第二接口以及对特别网络内上述其它无线通信装置与上述基站间的通信进行中继的第三接口。
10.如权利要求9所述的无线通信装置,其特征在于:
设有经由第二接口与特别网络内其它无线通信装置进行通信的特别通信部件,
上述特别通信部件设有探索特别网络内是否存在主设备,并基于该探索结果,将该无线通信装置的节点种类设定为主设备或从属设备的任一设备的节点种类设定部件,
当节点种类设定为主设备时,用特别网络内各从属设备取得节点信息,基于该节点信息更新整个特别网络的网络信息后存储在存储部件中,同时从特别网络内某一从属设备接受通信信道的分配请求时,基于上述存储部件中存储的网络信息进行通信信道的分配,向发送了上述分配请求的从属设备发送通信信道的分配通知,而
通过上述节点种类设定部件将节点种类设定为从属设备时,将节点信息向主设备发送,同时在与特别网络内主设备或从属设备进行通信时,通过指定通信对方向主设备发送上述分配请求,用主设备取得上述分配通知后,根据该分配通知,与成为通信对方的主设备或从属设备直接通信。
11.如权利要求9所述的无线通信装置,其特征在于:
第二接口的发送协议中,OSI参考模型的层3由RRC构成,层2由RLC和MAC的子层构成,
连接RLC和MAC的逻辑信道采用SH-CCH和DTCH,连接MAC和层1的传送信道采用FACH、RACH及DCH,在层1与节点间进行通信的物理信道采用S-CCPCH、PRACH、DPCH,
作为由从属设备到主设备的控制信号用的信道,映射SH-CCH、RACH和PRACH,作为由主设备到从属设备的控制信号用的信道,映射SH-CCH、FACH及S-CCPCH,作为数据信号用的信道映射DTCH、DCH及DPCH。
12.如权利要求9所述的无线通信装置,其特征在于:
上述中继部件与上述基站合作而进行通信信道的分配,同时使用该通信信道,对从特别网络内上述其它无线通信装置和上述基站中某一方接收的信号进行协议变换后向另一方发送。
13.一种通信系统,其特征在于包括:
移动通信网络的基站;
与上述基站以TDD-CDMA方式进行通信的移动台;
在上述移动台访问移动通信网络时,经由上述基站接收上述移动台的使用者信息,基于上述使用者信息验证上述移动台的使用者合法性的管理装置;以及
以TCP/IP为基础的IP网络的认证服务器,
上述移动台构成为作为客户机可与上述认证服务器连接,经由上述认证服务器连接到IP网络时,将上述使用者信息向上述认证服务器发送,
上述认证服务器设有用以与上述管理装置连接的接口,在从上述移动台接收上述使用者信息时,与上述管理装置合作而验证上述使用者的合法性,验证的结果,确认了上述使用者的合法性时,许可上述移动台连接到IP网络。
14.如权利要求13所述的通信系统,其特征在于:
上述管理装置是包括加入者信息数据库的归属位置寄存器。
15.如权利要求13所述的通信系统,其特征在于:
上述使用者信息存储在装入上述移动台的SIM卡中。
16.如权利要求13所述的通信系统,其特征在于:
上述移动台是与周围存在的其它无线通信装置建立特别网络,与上述其它无线通信装置以无线方式进行通信的无线通信装置,在特别网络内通信上,采用与上述移动通信网络共同的TDD-CDMA方式并使用同一波段。
17.如权利要求16所述的通信系统,其特征在于:
上述移动台设有对特别网络内上述其它无线通信装置与上述基站之间的通信进行中继的中继部件,同时
作为无线接口,安装第一~第三接口,经由其中第一接口与上述基站进行通信,同时经由第二接口与特别网络内上述其它无线通信装置进行通信,
在对特别网络内上述其它无线通信装置与上述基站之间的通信进行中继时,经由第三接口与上述基站进行通信。
18.如权利要求1所述的无线通信装置,其特征在于:
上述特别通信部件在特别网络内进行通信时,采用与上述移动通信网络的基站之间的通信相同的波段及共同的通信方式,该通信方式是TDD-CDMA方式、TDD-TDMA方式及TDD-OFDM方式中的任一通信方式。
19.如权利要求1所述的无线通信装置,其特征在于:
上述节点种类设定部件在设定节点种类时,进行检出由主设备发射的导频信号的处理,其结果,检出了上述导频信号时,将节点种类设定为从属设备,而未能检出导频信号时,将节点种类设定为主设备后,进行按预定周期重复发送导频信号的处理。
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