JP2002335255A - 分散型無線通信システムおよび分散型無線通信方法 - Google Patents

分散型無線通信システムおよび分散型無線通信方法

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JP2002335255A JP2002076827A JP2002076827A JP2002335255A JP 2002335255 A JP2002335255 A JP 2002335255A JP 2002076827 A JP2002076827 A JP 2002076827A JP 2002076827 A JP2002076827 A JP 2002076827A JP 2002335255 A JP2002335255 A JP 2002335255A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ローカルエリア内で、独立した無線リンクを
用いて個別の無線通信端末間でネットワーク情報を共有
する。 【解決手段】 分散型無線通信システムは、第１のネッ
トワークに接続可能な複数の無線通信装置と、これらの
無線通信装置間に独立して設定される第２のネットワー
クであるローカルリンクとを含む。各無線通信装置は、
第１のネットワークを介して基地局と通信を行う第１通
信手段と、第２のネットワークを介して相互通信する第
２通信手段と、前記複数の無線通信装置の中から第１の
ネットワークを監視するモニタリング端末を選定する監
視マネージャとを有する。モニタリング端末として選定
された無線通信装置は、第１通信手段により受信された
第１のネットワークに関するネットワーク情報を、第２
のネットワークを介して、その他の無線通信装置に供給
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、独立して無線通信
を行う装置間でのリソースの共用に関し、特に、独立し
たローカル無線エリア内に位置する複数の装置間で、遠
隔の基地局やアクセスポイントへの無線リンクおよび関
連するネットワーク情報を共用する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】移動電話通信システムは、所定の地理的
エリアをカバーする一連の基地局と、複数のハンドセッ
トあるいはモバイル端末を含む。各ハンドセットまたは
モバイル端末は、いずれかの基地局とそれぞれ無線通信
しているが、どの基地局と通信するかは、地理的位置、
干渉、チャネル負荷等に応じて選択される。
【０００３】現在、移動携帯端末の使用者数が急増して
いるにもかかわらず、移動端末間で信号の送受信に使用
できる帯域幅はごく限られたものである。また、ラップ
トップコンピュータやパーソナルオーガナイザー等から
の無線リンクも一般化し、インターネット（例えばＷＡ
Ｐ）への接続、ファックシミリ送受信、テレビ会議、テ
レマティーク、家電製品等のハードウェアの遠隔制御に
広く利用されている。
【０００４】帯域幅の制限という問題に対する従来の解
決方法は、複雑なスケジューリング方法を導入すること
であった。ＧＳＭ（Global System for Mobile communi
cations）をはじめとするＴＤＭＡ（Time-division mul
tiple access：時分割マルチプルアクセス）方式のエア
インターフェイスでは、時間を複数スロットに分割し、
異なるユーザの信号を、それぞれ別の時間スロットに配
置する。また、限られた帯域幅を利用するさらに有効な
方法として、ＣＤＭＡ（code division multiple acces
s）方式がある。ＣＤＭＡ方式では、同一の無線周波数
帯域で、ユーザごとに異なるコードを用いてユーザ信号
を多重化し、同時に送信する。各ユーザの信号スペクト
ルは、ユーザに固有のコードシーケンスにより周波数帯
域の帯域幅で拡散される。ＣＤＭＡの中でも、５ＭＨｚ
の搬送波を使用する広帯域ＣＤＭＡは、ビデオストリー
ムなどのマルチメディア伝送の可能性を与えるものとし
て、最も重要視されている。
【０００５】初期のＣＤＭＡ方式では、周波数間のハン
ドオーバーを盲目的に行っていたため、呼の品質が十分
に保障されていなかったが、ハンドオーバーのために
は、現在の搬送波周波数での無線接続を維持しながら、
別の搬送波周波数の信号強度と質を監視する必要があ
る。広帯域ＣＤＭＡの場合は、システムをコンプレスモ
ードにすることによって、別の搬送波も同時にモニタリ
ングできるため、信号監視の問題は解決される。コンプ
レスモードでは、システムは他のチャネルをモニタリン
グする空きスロットを設定できるからである。
【０００６】しかし、コンプレスモードはきわめて複雑
なネットワーク管理を必要とする。コンプレスモードを
設定するには、例えば、伝送電力を上げて拡散率を低減
する、パンクチャリングを増やす、より高位のレイヤで
シグナリングする等の方法があるが、いずれの場合も、
チャネルの生のスループットが下がるにつれて、移動端
末が使いにくくなる。拡散率を低減する方法では、受信
機が受ける干渉が大きくなる。基地局で使用される伝送
電力が大きくなるほど、干渉も増大するからである。パ
ンクチャリングを増やすと、符号化のエラー検出／訂正
特性が損なわれる。高位のレイヤでのシグナリングで
は、伝送データの特定のセグメントが送信されないの
で、全体として認識される信号品質が劣化してしまう。
【０００７】一般に、移動通信端末は、モニタリングに
かなりの時間を費やしている。モニタリングの対象は、
同一の無線接続モードでの別の搬送波や基地局、アクセ
スポイントだけではなく、別の無線接続モードの搬送
波、基地局、アクセスポイントにも及ぶ。多大なモニタ
リング時間は、ユーザに認識されるほどのスループット
の低下や消費電量の増大の原因となる。また、他の搬送
波や、基地局、アクセスポイントへのハンドオーバー
や、他の接続モードへのハンドオーバーの際に、待ち時
間が生じる。
【０００８】さらに別の問題として、使用するエアイン
ターフェイス（接続）モードの複雑化につれて、無線端
末自体が複雑化してしまうという問題もある。エアイン
ターフェイスの複雑化に応じて、多くの無線通信機能や
アプリケーションが必要になるからである。
【０００９】移動無線装置は通常バッテリーで駆動され
るが、基地局への無線リンクの設定はかなりの高電力を
要する。このため、バッテリーの消耗がはげしく、充電
の頻度が高くなる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】一方、現在では、ユー
ザがより柔軟に操作できるように、必要な技術をすべて
ひとつの装置内に統合する傾向にある。上述したような
高度で複雑な機能性、操作の柔軟性、エアインターフェ
イスモードの多様性に対する要望を考えると、「ソフト
ウエア無線機（Software Defined Radio）」というコン
セプトに行き着く。このようなコンセプトを実現するに
は、すべての要件を充足するための柔軟なアーキテクチ
ャが必要になる。
【００１１】さらに近年、ワイヤレスパーソナルエリア
ネットワーク（以下、「ＷＰＡＮ」と称する）を利用し
て、低電力で独立して端末間を相互接続する技術が実現
してきている。ＷＰＡＮの一例として、ブルートゥース
によるＷＰＡＮがある。ＷＰＡＮ機能が装備された端末
では、ＷＰＡＮ操作モードは独立したモードとして、そ
の他の機能（携帯電話機能、無線ＬＡＮトランシーバ機
能、高性能処理機能など）と共存し得る。このように端
末間に独立したローカル無線リンクを設定することによ
り、各端末が、相互接続される他の端末のリソースを活
用できる可能性が考えられる。
【００１２】そこで本発明は、低電力のローカル無線リ
ンクを介して、複数の無線通信端末が相互ネットワーク
リソースを共用する無線通信システムを提案する。この
ようにローカル無線リンクを介して複数の個別の無線ユ
ニットで構築される仮想システムを、本明細書では「分
散型無線通信システム（distributed wireless syste
m）」または「分散型無線通信（distributed radio）」
と称する。分散型無線通信により、１または複数種類の
無線通信ネットワーク上のネットワーク情報を効率的に
モニタリングし、モニタリング結果を端末間でシェアす
ることが可能になる。
【００１３】換言すると、本発明では分散型無線通信と
いう構成をとることによって、制限のある周波数帯域幅
で各端末がモニタリングやスケジューリングに要する時
間と処理量を低減し、端末の消費電力を節減しようとす
るものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の側面で
は、分散型無線通信システムで用いられる無線通信装置
を提供する。この通信装置は、第１のネットワークに接
続されて、第１のネットワークに関連するネットワーク
情報を受信する第１の通信手段と、受信したネットワー
ク情報を、第１のネットワーク上で無線通信可能な１以
上の別の無線通信端末との間で、第２のネットワークを
介して送受信する第２の通信手段とを備える。このよう
な構成で、無線通信装置は、第２のネットワークを介し
て第１のネットワーク上のネットワーク情報を交換する
ことができる。
【００１５】本発明の第２の側面では、第１のネットワ
ークに接続可能な複数の無線通信装置と、これらの無線
通信装置間に設定される局所的な第２のネットワークと
を含む分散型無線通信システムを提供する。各無線通信
装置は、第１のネットワークを介して基地局と通信を行
う第１通信手段と、第２のネットワークを介して相互通
信する第２通信手段と、前記複数の無線通信装置の中か
ら第１のネットワークを監視するモニタリング端末を選
定する監視マネージャとを有する。モニタリング端末と
して選定された無線通信装置は、第１通信手段により受
信された第１のネットワークに関するネットワーク情報
を、第２のネットワークを介して、その他の無線通信装
置に供給する。
【００１６】各無線通信装置は、省電力モードを有し、
モニタリング端末が第１ネットワークをモニタリングす
る間、省電力モードに移行することができる。
【００１７】各無線通信装置は、周期的なモニタリング
モードと比較手段をさらに有し、モニタリング端末が第
１ネットワークをモニタリングする間に、定期的にモニ
タリングモードに入って、自ら第１ネットワークをモニ
タリングする。第２ネットワークを介してモニタリング
端末から受信したネットワーク情報と、自らモニタリン
グで取得したネットワーク情報とを比較して、一致する
場合に、消電力モードに入る。このようにして、ネット
ワーク情報の信頼性を向上させる。
【００１８】分散型無線通信システム内の各無線通信装
置が接続される第１のネットワークは、同一種類のネッ
トワークであっても、異なる種類のネットワークであっ
てもよい。
【００１９】第２のネットワークとして、たとえばＷＰ
ＡＮリンクが用いられるが、これ以外にも、無線通信装
置間にローカル無線リンクを設定できる任意のメカニズ
ム、たとえば、短距離端末（ＳＲＤ）通信、赤外線接
続、ブルートゥースなどが使用できる。ＷＰＡＮリンク
を利用した端末間の情報共有は、システム内のすべての
端末において、通常の無線通信機能と並行して動作でき
る。
【００２０】このように、ネットワーク情報の共有は、
第２のネットワークとしてのローカル無線リンクを介し
て実現され、ある無線通信装置（以下、場合によって
「無線端末」と称する）で使用可能なネットワーク情報
が、他の無線端末でも利用される。分散型無線通信とい
う概念自体は、リンクを介して相互接続される無線端末
の数に無関係に、等しく適用される。
【００２１】上述したローカル無線リンクを定義する小
エリアが適切なサイズかつ均質であるならば、ある端末
で得られたネットワーク情報は、分散型無線通信システ
ム全体にわたって有効に利用される。共用されるネット
ワーク情報は、たとえば同期情報、干渉、サービスの品
質、ネットワーク構成、近隣セルのリスト、ページング
要求などを含む。また、このようなネットワーク情報
は、複数種類のネットワークや、複数の搬送波周波数、
複数のエアインターフェイス（接続）モードに関するも
のであってもよい。
【００２２】ひとつの無線端末で使用可能なネットワー
ク情報を、分散型無線通信システム内の別の無線端末で
も共用することにより、各無線端末のバッテリー消費
や、モニタリングに費やされる時間を低減することがで
きる。さらに、ネットワーク管理の要件も低減できる。
例えば、分散型無線通信システムによるモニタリングを
広帯域ＣＤＭＡ方式に適用した場合、コンプレスモード
に入る必要がなくなる。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態を説明する。
【００２４】＜第１実施形態＞図１は、本発明の第１実
施形態に係る分散型無線通信システム１０の構成例を示
す。第１実施形態では、分散型無線通信システム内の無
線端末は、すべて同じ接続モード（たとえばＧＳＭモー
ド）で、第１のネットワークである無線通信ネットワー
ク（ＧＳＭネットワーク）に接続される。
【００２５】図１の例では、分散型無線通信システム１
０は、携帯電話１００、ＰＤＡ１０１、ラップトップコ
ンピュータ（以下、単に「ラップトップ」と称する）１
０２を移動無線端末として含み、これらの端末はいずれ
も第２のネットワークであるＷＰＡＮリンク１０８を介
して相互接続される。各端末は、ＷＰＡＮモジュール１
０３、無線通信ネットワークモジュール１０４、アンテ
ナ１０５、プロトコル／モデムマネージャ１０６を備え
る。
【００２６】第１の通信手段である無線通信ネットワー
クモジュール１０４は、接続管理部（ＣＭ）１０４ａ、
移動管理部（ＭＭ）１０４ｂ、無線リソース管理部（Ｒ
ＲＭ）１０４ｃ、セルラーモデム１０４ｄを含み、アン
テナ１０５およびＧＳＭネットワークを介して、基地局
やアクセスポイント（不図示）への接続を行う。第２の
通信手段であるＷＰＡＮモジュール１０３は、ＷＰＡＮ
用のプロトコル１０３ａと、モデム１０３ｂを含み、Ｗ
ＰＡＮリンク１０８を介して端末１００、１０１、１０
２間の情報伝送を行う。
【００２７】この分散型無線通信システムでは、処理時
間と電力消費を要するモニタリング処理を各端末が行う
必要はない。各端末のプロトコル／モデムマネージャ１
０６が、システム全体としてどのようなモニタリング構
成が最適であるかを決定し、システムに含まれる端末の
中から、ＧＳＭネットワークを監視するモニタリング端
末を選定する。選定されたモニタリング端末が得たネッ
トワーク情報は、ＷＰＡＮリンク１０８を介して他の端
末（これを「クライアント端末」と称する）の間で共有
される。各端末は、省電力モードを有し、モニタリング
端末が第１ネットワーク（ＧＳＭネットワーク）上をモ
ニタリングする間に、クライアント端末は省電力モード
にある。
【００２８】図１の例では、ラップトップ１０２がモニ
タリング端末としての役割を果たしている。ラップトッ
プ１０２は、ＧＳＭ無線通信ネットワークを監視し、取
得したネットワーク情報を、ＷＰＡＮリンク１０８を介
してシステム１０内の携帯電話１００やＰＤＡ１０１と
共用する。ネットワーク情報には、ページング要求、同
期情報、近隣のセルやアクセスポイントのモニタリング
情報、信号の干渉、サービスの品質、ネットワーク構
成、搬送波周波数やエアインターフェイスモードに関す
る情報などが含まれる。選定されるモニタリング端末は
必ずしもひとつだけとは限らない。
【００２９】また、図示はしないが、各端末は、定期的
なモニタリングモードと比較手段とを有する。モニタリ
ング端末（ラップトップ１０２）がＧＳＭネットワーク
上をモニタリングする間、クライアント端末１００、１
０２は、周期的に省電力モードからモニタリングモード
に移行して、クライアント端末自体でＧＳＭネットワー
クのモニタリングを行う。ＷＰＡＮリンク１０８を介し
てモニタリング端末から受信されるネットワーク情報
（無線通信環境）と、クライアント自体が取得したネッ
トワーク情報（無線通信環境）とを比較し、それらが同
一または許容範囲内で近似する場合に、クライアント端
末は再度、省電力モードに移行し、ネットワークの監視
をモニタリング端末に委ねる。
【００３０】たとえば端末間の通信路損失があった場
合、モニタリング端末からのネットワーク情報あるいは
無線通信環境と、クライアント端末自体が取得したネッ
トワーク情報あるいは無線通信環境が相違する。そのよ
うな場合は、クライアント端末側でモニタリングモード
を続行する。このように、通常は省電力モードにしてお
き、定期的にモニタリング情報の信頼性を確認すること
によって、分散型無線通信システムを取り巻く通信環境
の均質性と信頼性を確保することができる。
【００３１】このシステムにおいて、各端末１００、１
０１、１０２はまず、無線通信ネットワークへ位置登録
をする。位置登録は、各端末が直接行ってもよいし、単
一の端末、たとえばラップトップコンピュータ１０２
が、他の端末１００、１０１の登録をすべて代行しても
よい。位置登録が済んだところで、各端末の発信、着信
の準備が整う。
【００３２】次に、プロトコル／モデムマネージャ１０
６がモニタリング構成を決定し、ラップトップ１０２を
モニタリング端末として選定する。ラップトップ１０２
は、分散型無線通信システム１０内にあるすべての端末
のために、ＧＳＭネットワーク上でページングメッセー
ジを傍受する。また、無線環境が変化したとき（たとえ
ば通信可能な基地局の数が増えたとき）や、更新された
セル情報が使用可能になったときも、これらの情報を第
１のネットワークであるＧＳＭネットワークから得て、
他の端末１００、１０１に供給する。このようなページ
ング要求やネットワーク情報は、ラップトップ１０２の
ＷＰＡＮモジュール１０３から、ＷＰＡＮリンク１０８
を介して、他の端末１００、１０１に分散され、シェア
される。
【００３３】たとえば、携帯電話１００に宛てられたペ
ージング要求がラップトップ１０２で受信された場合、
そのページング要求の詳細とタイミング情報が、ラップ
トップ１０２からＷＰＡＮリンク１０８を介して携帯電
話１００に送られる。携帯電話１００は、ページング要
求を受け取り、ラップトップ１０２から送られてきたタ
イミング情報を使用して、ＧＳＭネットワークに同期
し、ランダムアクセスおよび呼のセットアップを、無線
通信モジュール１０４内のセルラーモデム１０４ｄを介
して開始する。あるいは、別の方法として、携帯電話１
００が同期している間に、ラップトップ１０２は携帯電
話１００に代わってランダムアクセス要求を発する構成
としてもよい。すなわち、ページングメッセージに応答
して、クライアント端末である携帯電話１００に代わっ
て、ＧＳＭネットワークへのレスポンスを開始できる。
ラップトップ１０２が適切なメッセージでＧＳＭネット
ワークに応答している間に、携帯電話１００は再同期を
取ることができる。
【００３４】携帯電話１００が接続モードに入り、シス
テムが新たなコンフィギュレーションに移行すると、指
定されているモニタリング端末を更新することになる。
任意の端末が分散型無線通信システムを離れる場合や、
新たな端末がシステム内に入る場合は、モニタリング端
末となる端末の再選定が必要となることもある。また、
無線通信環境が変化したとき（たとえばモニタリング端
末がその他の端末から離反してしまうなど）も、システ
ムの再構成が必要となる。
【００３５】図１のシステムにおいて、第２のネットワ
ークであるＷＰＡＮリンクの帯域幅の大小は問わない。
重要な制御信号だけを中継する狭帯域のリンクであって
もよいし、全データを中継できる広帯域リンクであって
もよい。好ましくは、分散型無線通信システム１０は、
システム内の任意の無線通信端末にバックアップ手段
（不図示）を備える。バックアップを備えることによっ
て、モニタリング端末に選定された無線端末のＷＰＡＮ
モジュールの故障、バッテリーの低下、干渉の局所化な
どで、モニタリング端末へのローカル無線リンクが切断
された場合に、別の端末をモニタリング端末として切り
替えることができる。
【００３６】無線通信端末は、分散型無線通信システム
内の他の端末から引き出されるネットワーク情報の有効
性を立証するために、各端末又はサービス中のネットワ
ークに対する相対位置、あるいは絶対位置を示す位置表
示手段（不図示）を有するのが好ましい。また、ネット
ワーク情報には、その情報が取得された日時を示すべ
く、タイムスタンプが押されてもよい。
【００３７】図２および３は、上述した図１の分散型無
線通信システムの動作をフローチャートで示したもので
ある。図２は、たとえば携帯電話１００にページング要
求があったときの例を、図３は、システムの再構成およ
びモニタリング端末の再設定の例を示す。
【００３８】図２において、ステップＳ２０１ですべて
の端末の位置登録を完了する。ステップＳ２０３で、シ
ステムの幾何学構成（トポロジー）に基づき、各端末の
プロトコル／モデムマネージャ１０６を用いて、どの端
末をモニタリング端末にするかを決定する。モニタリン
グ端末の選定は、多数の要因に基づいて決定される。例
えば、端末が主電力を有するかどうか、有さないときは
バッテリーがどの程度残っているか、端末がすでに接続
されてアクティブ状態にあるか否か、端末の無線通信性
能はどうか、ユーザの選択はあるか、などである。モタ
リング端末は、より高い感度が必要とされるので、無線
通信性能はモニタリング端末を選択する際の重要な要因
のひとつである。
【００３９】モニタリング端末が決定されたなら、ステ
ップＳ２０５で、モニタリング端末（たとえば図１のラ
ップトップ１０２）は無線通信ネットワーク（図１の例
ではＧＳＭネットワーク）を監視して、ページングメッ
セージやネットワーク情報を傍受する。ステップＳ２０
７で、モニタリング端末はページング要求があるか否か
を判断する。ページング要求がない場合（Ｓ２０７でＮ
Ｏ）は、ステップＳ２０５に戻り、モニタリングを続け
る。ページング要求がある場合（Ｓ２０７でＹＥＳ）
は、ステップＳ２０９へ進み、そのページング要求の宛
先であるターゲット端末に、ページング要求と同期情報
を転送する。ステップＳ２１１で、ページング要求を受
け取ったターゲット端末は、ＧＳＭネットワークへの同
期を行い、ランダムアクセスを行って接続モードに入
る。
【００４０】図３は、無線通信環境が変化したときの、
システムコンフィギュレーションの再構成の動作フロー
を示す。ステップＳ３０１〜Ｓ３０５で示される端末の
位置登録、モニタリング端末の選択、およびモニタリン
グ端末による無線通信ネットワークの傍受は、図２の場
合と同様である。モニタリング端末はシステム内で定期
的にネットワーク情報を更新し（Ｓ３０７）、更新した
ネットワーク情報を、ＷＰＡＮリンク１０８を介してシ
ステム内のすべての端末に供給する（Ｓ３０９）。そし
てステップＳ３０５へ戻って、Ｓ３０５〜Ｓ３０９を繰
り返す。
【００４１】一方で、モニタリング端末は無線環境や、
システム内に存在する端末に変化がないかどうかを監視
する（Ｓ３１１）。変化がない場合（Ｓ３１１でＮＯ）
は、ステップＳ３０５に戻って、無線通信ネットワーク
の監視を続ける。変化があった場合（Ｓ３１１でＹＥ
Ｓ）は、ステップＳ３１３に進み、変化後の状態に基づ
いて、新たなシステムコンフィギュレーションを決定す
る。コンフィギュレーションの再構成の後、ステップＳ
３０３に戻り、新しいコンフィギュレーションでモニタ
リング端末を選定し、ステップＳ３０５、Ｓ３１１、Ｓ
３１３を繰り返す。
【００４２】第１実施形態では、第２のネットワークと
してＷＰＡＮリンクを利用しているが、これに限定され
ず、ブルートゥース規格による近距離無線リンク、赤外
線リンク、短距離無線リンク、無線ＬＡＮなどを利用し
てもよい。
【００４３】また、ＷＰＡＮリンクの中でも、実際に使
用されるＷＰＡＮの態様によって、それぞれ異なるネッ
トワークコンフィギュレーションが採用される。たとえ
ば、各端末がＷＰＡＮリンク内のすべての端末と直接に
無線通信可能な態様と、すべての端末間に直接リンクが
あるわけではなく、端末間で情報の転送があり得る態様
とでは、微妙にネットワークコンフィギュレーションが
異なる。正確な幾何学構成（トポロジー）は、ＷＰＡＮ
の短距離リンクフォーマットそのものによって決定され
ることが多い。
【００４４】たとえば、図１のＷＰＡＮリンク１０８を
ブルートゥース規格のリンクとすると、マスター／スレ
ーブ構造が採用されることになる。マスター／スレーブ
構成では、マスター機器（たとえばラップトップ１０
２）をモニタリング端末として設定し、ページング要求
などの情報をスレーブ（携帯電話１００およびＰＤＡ１
０１）に転送させるのが合理的である。もちろん、スレ
ーブをモニタリング端末とする構成も取り得る。この場
合は、モニタリング情報はいったんスレーブからマスタ
ーに転送され、マスターからその他のすべてのスレーブ
に転送される。
【００４５】モニタリング端末を選定して、その端末宛
てではない情報を他の端末に転送するようなＷＰＡＮト
ポロジーでは、特定のエリアでのカバレージが強化され
るものの、すべての端末についてモニタリングの質が保
証されることが重要である。モニタリング端末で受信さ
れたモニタリング情報は、そのモニタリング端末自体に
とって不必要なある場合もあるし、また、モニタリング
端末自体が、受信したモニタリング情報と関連する場合
もある。
【００４６】モニタリング端末の決定をどこで行うかは
複雑な問題であるが、基礎となるＷＰＡＮの幾何学構成
（トポロジー）によるところが大きい。マスター／スレ
ーブ構成のようにマスター制御により集中化されたネッ
トワークでは、マスター機器がどの端末をモニタリング
端末とすべきかを決定できるし、マスター自体がモニタ
リング端末となり得る。図１の例でいうと、ラップトッ
プ１０２がマスターであり、モニタリング端末となる。
もちろん、集中型のアーキテクチャでも、どの端末をマ
スターにするかについて分散型の決定方式を採用するこ
とができる。逆に、幾何学構成が非集中型のネットワー
クであっても、モニタリング端末の決定については、集
中型方式を採用してもよいし、非集中型方式を採用して
よい。一般に集中型方式のほうが、モニタリング端末を
決定するにあたって、１つの端末が性能を順次照合でき
るので、実現が容易である。
【００４７】なお、分散型無線システムを構成する個別
の無線ユニットは、独立して製造され、個別に所有され
得るが、同一の通信プロトコルで共通の短距離無線リン
クを介してリンクされるのが好ましいが、ＷＰＡＮ内で
複数種類のリンクを使用することも考えられる。
【００４８】第１実施形態の分散型無線通信システム
と、無線通信端末によれば、選定されたモニタリング端
末が取得したネットワーク情報（モニタリング情報）
を、システム内のその他の無線端末で共用できる。した
がって、他の無線端末はアクティブモードに入ってモニ
タリングする必要がなく、各無線端末の電力消費が低減
する。
【００４９】また、図１の例では、第１のネットワーク
としてＧＳＭネットワークを用いているが、広帯域ＣＤ
ＭＡネットワークを用いてもよい。従来の技術では、広
帯域ＣＤＭＡモードでは、無線端末はハンドオーバーの
ために別の搬送波もモニタリングするためにコンプレス
モードに入る必要があったが、第１実施形態の分散式無
線通信システムでは、コンプレスモードを使う必要がな
い。したがって、各無線端末内でコンプレスモードのた
めの演算処理やスケジューリングを省略できる。
【００５０】＜第２実施形態＞図４は、本発明の第２実
施形態に係る分散型無線通信システムの概略構成を示
す。第２実施形態では、システム内の端末が、異なる種
類の無線通信ネットワークに接続されている例を説明す
る。第１の端末と第２の端末が、異なるエアインターフ
ェイスモード、たとえば広帯域ＣＤＭＡモードとＧＳＭ
モードで、それぞれ対応する無線通信ネットワークに接
続されており、第１端末が、第２端末のネットワークに
切り替えたい場合を考える。この場合、異なるモード間
でのハンドオーバーが必要になるが、第２実施形態の分
散型無線通信システムでは、第２端末が、第１端末に代
わってネットワークへの接続要求またはハンドオーバー
要求を開始する。
【００５１】第２実施形態の分散型無線通信システムで
は、端末間の情報共有により、異なるモード間のハンド
オーバーが容易になる。共有される情報は、一連の通信
関連イベントというよりは、むしろモード切り替えと関
連するオン／オフイベントとなる点で第１実施形態と異
なるが、各端末がシステム内の別の接続モードに関する
情報を直接引き出す必要がない点で共通する。
【００５２】図４に示す例では、分散型無線通信システ
ム４０は、２つの無線通信端末４１３、４１４を含む。
ＧＳＭ端末４１３は、ＧＳＭリンク４１１を介してＧＳ
ＭモードでＧＳＭ基地局４０９と接続される。デュアル
モードＣＤＭＡ端末４１４は、広帯域ＣＤＭＡリンク４
１２を介して広帯域ＣＤＭＡ基地局４１０に広帯域ＣＤ
ＭＡモードで接続される。デュアルモードＣＤＭＡ端末
４１４は、広域ＤＣＭＡモードと、ＧＭＳモードの双方
の接続モードで動作することができる。図４では、ＣＤ
ＭＡ端末４１４が広帯域ＣＤＭＡのカバレージの弱い領
域に位置しており、ＧＳＭモードへのハンドオーバーが
望まれる状況にある。
【００５３】ＧＳＭ端末４１３とデュアルモードＣＤＭ
Ａ端末４１４の各々は、自己の属する無線通信ネットワ
ークで基地局と接続する無線通信モジュール４０４と、
第２のネットワークであるＷＰＡＮリンク４０８を介し
て相互に情報交換するＷＰＡＮモジュール４０３と、ハ
ンドオーバーや監視情報の転送を制御するプロトコル／
モデムマネージャ４０６とを有する。ＧＳＭ端末４１３
にとって第１のネットワークはＧＳＭリンク４１１であ
り、デュアルモードＣＤＭＡ端末４１４にとって第１の
ネットワークは広帯域ＣＤＭＡリンク４１２である。
【００５４】図４の例では、ＧＳＭ端末４１３がモニタ
リング端末の役割を果たし、ハンドオーバーを求めるク
ライアント端末であるＣＤＭＡ端末１４１に代わって、
ＧＳＭリンク４１１をモニタリングする。すなわち、デ
ュアルモードＣＤＭＡ端末４１４がＧＳＭモードにハン
ドオーバーするために、接続がオペレータによって許可
されているかどうか、適切な基地局、チャネル構成はど
れか等に関する情報は、ＧＳＭ端末４１３が取得する。
ＧＳＭ端末４１３は、すでにＧＳＭモードでＧＳＭリン
ク４１１に接続されているので、わざわざモニタリング
モードに入る必要はなく、ハンドオーバーに必要なオー
バヘッドは、ＧＳＭネットワーク情報を転送するため
に、ＷＰＡＮシステムで消費されるわずかな電力だけで
ある。
【００５５】第２実施形態では、デュアルモードＣＤＭ
Ａ端末４１４は、近傍に位置する任意のＷＰＡＮ機能付
き端末が、必要なネットワーク情報を有しているかどう
かを確認するために、図５に示すように、ページング要
求と、関連するサービス要求プロトコルを発信する。こ
の要求に応じて、システム内で関連情報を有している端
末が応答する。この応答は、有効な情報（ネットワーク
の種類、オペレータ等）の詳細を含む。デュアルモード
ＣＤＭＡ端末４１４は、応答のあった端末の中から、１
つまたは複数のモニタリング端末（図４の例ではＧＭＳ
端末４１３）を選択し、必要な情報を引き出す。
【００５６】応答のあったものの中からどれをモニタリ
ング端末とするかは、第１実施形態と同様、多くの要因
によって決定される。例えば必要なネットワークの種類
とオペレータがサポートされているか、相対距離はどの
くらいか、などである。第２実施形態ではさらに、これ
らの要因に加えて、どの端末が他の端末に共通あるいは
類似する無線リンクを有するか、も重要な要因となる。
このような無線リンクの共通性は、分散型無線通信シス
テム４０の幾何学構成上の中心を暗示するともいえる。
【００５７】モニタリング端末が選定されると、ＧＭＳ
端末４１３は必要なＧＳＭネットワーク情報をクライア
ント端末であるデュアルＣＤＭＡ端末４１４に転送す
る。ネットワーク性能に関する情報とＧＳＭネットワー
ク情報の転送は、ＷＰＡＮリンク４０８を介して実行さ
れる。また、接続されたＧＳＭ端末４１３の専用リンク
によっても同時に情報転送、交換を行ってもよい。こう
して、ＧＳＭ端末４１３とデュアルモードＣＤＭＡ端末
４１４の間で、現在サービスを行っている基地局に関す
る情報や、現在の接続ネットワークでの近隣セルのリス
ト等の情報が共有される。
【００５８】ＧＳＭ端末４１３がデュアルＣＤＭＡ端末
４１４のためにＧＳＭリンク４１１との接続をセットア
ップする場合、接続情報をデュアルＣＤＭＡ端末４１４
に中継して、容量が十分かどうかを確認するのが好まし
い。この方法で異なるモード間のハンドオーバーを行う
と、各端末はチャネルの再調整や、他モードを開始して
ネットワーク負荷や使用可能状態をチェックする必要が
なくなる。
【００５９】分散型無線通信システム４０では、システ
ム内のすべての端末が位置的に近接する場合に、同一の
モードあるいはネットワークに接続されていると考えら
れるので、各端末内で、ある程度、位置認識をしておく
必要がある。位置認識は、モニタリング端末（ＧＳＭ端
末４１３）とクライアント端末（デュアルＣＤＭＡ端末
４１４）との間の距離を単に表示するだけでもよい。モ
ニタリング端末との間の距離が、一定のしきい値より小
さくなった場合に、情報は有効であると判断され適用さ
れる。また、端末間の距離を判断する簡単な基準とし
て、伝送電力が十分に小さい状態ですべての端末が接続
されているならば、ＷＰＡＮネットワークで比較的近く
に位置すると判断する方法がある。より複雑にはなる
が、位置機能付き（ＧＰＳ機能付き）端末を使用して、
位置情報を情報交換の一部に組み込んで交換する方法も
考えられる。もっとも、無線アクセスの観点からは、位
置情報がかならずしも均質性についての最良の基準とな
るわけではない。たとえば、非常に近い位置にある２つ
の端末を使用する場合でも、一方が建物によって基地局
から遮られ、他方は障害物がない場合、距離だけの問題
ではなくなる。
【００６０】より信頼性の高い方法は、第１実施形態と
同様に、クライアント端末が定期的にモニタリング端末
と同様のモニタリングを並列して行い、リンクの有効性
を保証する方法である。この方法を並列モニタリングと
称する。受信した信号の強度指数を、アンテナ利得と伝
送電力に関連づけて調べるだけで、ＷＰＡＮネットワー
クの相対的な均質性を簡単に判断することができる。
【００６１】無線通信環境の近似性とともに、環境の変
化率の近似性も測定することが望ましい。この場合、近
似性を再テストするために、可変時間でしきい値を設定
できる。たとえば、モニタリング端末とクライアント端
末で観測される無線通信環境が近似し、その変化がない
場合は、次に無線通信環境をチェックするまでに端末間
で比較的長時間、情報を共有することができる。無線通
信環境が急速に変化している場合には、必要に応じてモ
ニタリングの間隔を短縮する。
【００６２】第２実施形態によれば、異なる種類の無線
通信ネットワーク間でハンドオーバーする際にも、モニ
タリング端末が取得した情報を、ローカル無線リンクを
介して共有できるので、システム内の無線端末のモニタ
リング時間や消費電力を低減できる。
【００６３】
【発明の効果】以上述べたように、分散型無線通信シス
テムは、限られた帯域幅での無線通信を効率的に行え
る。システム内の無線端末は、無線通信ネットワーク上
の遠隔の基地局との通信をモニタリング端末に委ね、モ
ニタリング端末が取得した情報を共有できるので、消費
電力を大幅に低減できる。
【００６４】また、広帯域ＣＤＭＡネットワークに適用
する場合は、ハンドオーバーの際にコンプレスモードに
移行する必要がない。
【００６５】また、定期的に、モニタリング端末とクラ
イアント端末が並列してモニタリングし、モニタリング
情報を比較することによって、通信の均質と信頼性を確
保できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に係る分散型無
線通信システムの概略構成図であり、システム内の端末
が同一モードで接続されている構成例を示す。
【図２】図１のシステムにおいて端末間での情報共有処
理の一例を示すフローチャートである。
【図３】図１のシステムにおけるモニタリング端末の選
定と、端末間の情報共有の処理例を示すフローチャート
である。
【図４】図４は、本発明の第２実施形態に係る分散型無
線通信システムの概略構成図であり、システム内の端末
が異なるモードで接続されている構成例を示す。
【図５】図５は、図４のシステムで、異なるモード間で
のハンドオーバーの手順を示す図である。
【符号の説明】
１０、４０ 分散型無線通信システム １００ 携帯電話 １０１ ＰＤＡ １０２ ラップトップコンピュータ １０３、４０３ ＷＰＡＮモジュール（第２の通信手
段） １０４、４０４ 無線通信モジュール（第１の通信手
段） １０５、４０５ アンテナ １０６、４０６ プロトコル／モデムマネージャ １０８、４０８ ＷＰＡＮリンク（第２のネットワー
ク） ４１３ ＧＳＭ端末 ４１４ デュアルモードＣＤＭＡ端末
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5K033 BA08 CB08 DA05 DA19 5K067 AA23 AA33 AA43 BB04 CC21 EE04 EE10 EE23 EE25 EE35 EE37 HH22 JJ64 LL01

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１のネットワークに接続され、当該第
    １のネットワークに関連するネットワーク情報を受信す
    る第１の通信手段と、 前記受信したネットワーク情報を、前記第１のネットワ
    ークで無線通信可能な１以上の別の無線通信端末に対し
    て、第２のネットワークを介して無線送信する第２の通
    信手段と、 を含む無線通信装置。
  2. 【請求項２】 各々が第１のネットワークに接続可能な
    複数の無線通信装置と、 前記複数の無線通信装置の間に設定される局所的な第２
    のネットワークとを含み、前記各無線通信装置は、 前記第１のネットワークを介して基地局と通信を行う第
    １通信手段と、 前記第２のネットワークを介して相互通信する第２通信
    手段と、 前記複数の無線通信装置の中から、第１のネットワーク
    を監視するモニタリング端末を選定する監視マネージャ
    とを備えることを特徴とする分散型無線通信システム。
  3. 【請求項３】 前記モニタリング端末として選定された
    無線通信装置は、前記第１通信手段により受信された第
    １のネットワークに関するネットワーク情報を、前記第
    ２のネットワークを介して、その他の無線通信装置に供
    給することを特徴とする請求項２に記載の分散型無線通
    信システム。
  4. 【請求項４】 前記各無線通信装置は省電力モードを有
    し、前記モニタリング端末が第１ネットワークを監視す
    る間、その他の無線通信装置は省電力モードに移行する
    ことを特徴とする請求項２に記載の分散型無線通信シス
    テム。
  5. 【請求項５】 前記各無線通信装置は、周期的なモニタ
    リングモードと比較手段をさらに有し、前記モニタリン
    グ端末が第１ネットワークを監視する間に、その他の無
    線通信装置は定期的にモニタリングモードに入って、自
    ら第１ネットワークを監視し、 前記比較手段は、前記第２ネットワークを介してモニタ
    リング端末から受信されたネットワーク情報と、自ら取
    得したネットワーク情報とを比較し、一致する場合に消
    電力モードに戻ることを特徴とする請求項４に記載の分
    散型無線通信システム。
  6. 【請求項６】 前記第１のネットワークは同一種類のネ
    ットワークであり、前記モニタリング端末が得たネット
    ワーク情報を、その他の無線通信装置が共有することを
    特徴とする請求項２に記載の分散型無線通信システム。
  7. 【請求項７】 前記第１のネットワークは複数種類のネ
    ットワークであり、前記各無線通信装置は、異なる種類
    のネットワークへのハンドオーバーを、前記モニタリン
    グ端末と前記第２のネットワークとを介して行うことを
    特徴とする請求項２に記載の分散型無線通信システム。
  8. 【請求項８】 前記第２のネットワークは、ＷＰＡＮリ
    ンク、短距離端末通信リンク、赤外線接続リンク、ブル
    ートゥースリンクのいずれかであることを特徴とする請
    求項２に記載の分散型無線通信システム。
  9. 【請求項９】 複数の無線通信端末間にローカル無線リ
    ンクを設定して分散型無線通信システムを構築し、 前記複数の無線通信端末の中から、第１のネットワーク
    を監視するモニタリング端末を選定し、 前記モニタリング端末が取得した前記第１のネットワー
    クに関するネットワーク情報を、前記ローカル無線リン
    クを介して、その他の無線通信端末に供給することを特
    徴とする分散型無線通信方法。
  10. 【請求項１０】 無線通信ネットワークに接続される複
    数の無線通信端末間に、独立したローカル無線リンクを
    設定し、 前記複数の無線通信端末の中から、モニタリング端末を
    選定して、前記モニタリング端末以外の無線通信端末を
    省電力モードにし、 前記モニタリング端末で受信された前記無線通信ネット
    ワークの基地局からの情報を、前記ローカル無線リンク
    を介して、前記モニタリング端末以外の無線通信端末に
    供給することを特徴とする分散型無線通信方法。
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