JP2009065530A - 移動体通信システム、基地局及び移動通信端末 - Google Patents

Abstract

【課題】基地局リソースの有効利用を図り、高速なデータ通信を行なう。
【解決手段】各基地局３は、基地局自身の識別情報、通信回線４上のフレームに多重化される複数のチャネルのうちの空きチャネルの情報、及び無線接続に用いられる複数のタイムスロットのうちの空きタイムスロットの情報を移動通信端末２へ報知する報知手段を有し、移動通信端末２は、各基地局３との間で無線信号を送受信する無線送受信手段と、受信電界強度が所定値以上である無線信号を送信した所定数の基地局３の識別情報を記憶する記憶手段と、各基地局３からの報知情報に含まれる空きチャネルの情報と空きタイムスロットの情報とに基づき、記憶した識別情報を持つ所定数の基地局３の中から移動通信端末２と同時接続可能な基地局３を選択し、選択した同時接続可能な局数分の基地局３との間で接続するよう無線送受信手段に対して指令を行なう制御手段とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、移動体通信システム、基地局及び移動通信端末に関する。

ＰＨＳ（登録商標［Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ Ｓｙｓｔｅｍ］）端末が高速の通信速度でデータ通信を行なう場合、ＰＨＳ端末は周辺の基地局が発信している制御チャネル情報をサーチし、このサーチにより認識できた複数の基地局のうちの受信電界強度が強い電波を発信した基地局を選択し、この基地局に対して接続手順を実行する。

複数のＰＨＳ端末が１つの基地局へ接続する場合、ＰＨＳ端末は、エリア内の複数の基地局のうち、受信電界強度が強い電波を送信した基地局を優先的に選択するため、この基地局に対して接続を試みるＰＨＳ端末の数が多い場合、基地局にアクセスが集中する傾向がある。基地局へ接続しようとするＰＨＳ端末の数がこの基地局の周辺に少ない場合、この基地局へのアクセス数は少なくなる傾向がある。

また、ＰＨＳ端末が複数の基地局と同時接続するＰＨＳ方式も知られている。この同時接続の処理を、移動通信局と基地局との間を中継接続するレピータ装置が行なう方法に関しては、各基地局の識別情報、受信レベル及び空きチャネル情報を取得して、これらの受信レベル及び空きチャネル情報に基づいて接続対象の基地局を選択するレピータ装置が知られている（特許文献１参照）。レピータ装置は周辺の基地局についてのサーチを行ない、各基地局からの無線信号の受信電界強度の検出値を各基地局のＣＳ−ＩＤに対応させて記憶し、これらの検出値に基づいて接続候補となる基地局を選択する。この場合、レピータ装置は、受信電界強度が高い順に候補となる基地局を選択し、選択した基地局に対して接続設定を行なう。

移動体通信では、ＰＨＳ端末を持つユーザがエリア内を移動することによって、電波環境を変える方法も考えられる。高速無線通信を行なう場合、場所によるデータ通信速度の変化が顕著であるため、即時的に極めて正確なデータ通信速度を利用者に対して通知する必要がある。従来、複数種類のデータ通信速度に対応し、場所に応じて顕著に変化する受信状態を利用者に通知することによって、利用者が良好な受信状態でデータ通信を行なう携帯通信端末が提案されている（例えば特許文献２参照）。
特開２００２-２７１２５６号公報 特開２００２-３００６４４号公報

しかしながら、ＰＨＳ端末が受信電界強度に基づき、有線回線に接続された１つの基地局を選択する方法では、ＰＨＳ端末が、無線接続に用いられるタイムスロットに空きがない基地局や、有線回線上を伝送するフレーム内のチャネルに空きがない基地局に接続することがある。例えばＰＨＳ端末の周辺に、空きタイムスロットや空きチャネルといった利用可能な空きリソースを有する基地局があるにも関わらず、このＰＨＳ端末は通信の混雑度合いの大きい別の基地局へアクセスする。すなわち、エリア内の複数の基地局の間で基地局リソースが平均的に使用されないことがある。

１つのＰＨＳ端末が複数の基地局と同時接続する場合、ＰＨＳ端末は受信電界強度が高い順に基地局を選択し、選択した基地局に対して優先的にアクセスするため、ＰＨＳ端末が選択した複数の基地局の中に、このＰＨＳ端末に割り当て可能な空きタイムスロットを有し、かつ有線回線側に空きチャネルを有する基地局があっても、ＰＨＳ端末はこの空きリソースを有する基地局とは必ずしも接続されない。タイムスロットやチャネルに空きがない基地局へアクセスが集中すること、及び空きタイムスロットや空きチャネルを有する基地局へのアクセスが適正に行なわれないことが生じる。すなわち、エリア内における基地局リソースが有効に使用されない。

上述した特許文献２に記載の発明は、ユーザに対して良好な通信環境へ移動することを促し、これによって、通信速度の向上を図るものであるが、ユーザが移動したとしても、電波環境が良くなる保証は無く、通信速度が向上するとも限らない。

そこで本発明は、上記の課題に鑑み、基地局リソースの有効利用を図り、高速なデータ通信を行なえる移動体通信システム、基地局及び移動通信端末を提供することを目的とする。

このため、本発明の一態様によれば、移動通信端末と、それぞれ通信回線を介して回線交換網に接続されて、この回線交換網に接続されたネットワークを介してこのネットワークに接続された情報配信装置との間でデータ通信を行なうとともに、この移動通信端末との間で時分割多元接続方式により無線通信を行なう複数の基地局と、を備え、各基地局は、基地局自身の識別情報、前記通信回線上のフレームに多重化される複数のチャネルのうちの空きチャネルの情報、及び無線接続に用いられる複数のタイムスロットのうちの空きタイムスロットの情報を前記移動通信端末へ報知する報知手段を有し、前記移動通信端末は、前記各基地局との間で無線信号を送受信する無線送受信手段と、この無線送受信手段により受信された複数の無線信号のうちの受信電界強度が所定値以上である無線信号を送信した所定数の基地局の識別情報を記憶する記憶手段と、前記無線送受信手段により受信された各基地局からの報知情報に含まれる空きチャネルの情報と空きタイムスロットの情報とに基づき、この記憶手段に記憶された識別情報を持つ所定数の基地局の中から当該移動通信端末と同時接続可能な基地局を選択し、選択した同時接続可能な局数分の基地局との間で接続するよう前記無線送受信手段に対して指令を行なう制御手段とを備えたことを特徴とする移動体通信システムが提供される。

また、本発明の別の一態様によれば、移動通信端末と、それぞれパケット転送網に接続されて、このパケット転送網に接続されたネットワークを介してこのネットワークに接続された情報配信装置との間でデータ通信を行なうとともに、この移動通信端末との間で時分割多元接続方式により無線通信を行なう複数の基地局と、を備え、各基地局は、基地局自身の識別情報、前記パケット転送網におけるパケットのトラフィックの情報、及び無線接続に用いられる複数のタイムスロットのうちの空きタイムスロットの情報を前記移動通信端末へ報知する報知手段を有し、前記移動通信端末は、前記各基地局との間で無線信号を送受信する無線送受信手段と、この無線送受信手段により受信された複数の無線信号のうちの受信電界強度が所定値以上である無線信号を送信した所定数の基地局の識別情報を記憶する記憶手段と、前記無線送受信手段により受信された各基地局からの報知情報に含まれるパケットのトラフィックの情報と空きタイムスロットの情報とに基づき、この記憶手段に記憶された識別情報を持つ所定数の基地局の中から当該移動通信端末と同時接続可能な基地局を選択し、選択した同時接続可能な局数分の基地局との間で接続するよう前記無線送受信手段に対して指令を行なう制御手段とを備えたことを特徴とする移動体通信システムが提供される。

また、本発明の別の一態様によれば、通信回線を介して回線交換網に接続されて、この回線交換網に接続されたネットワークを介してこのネットワークに接続された情報配信装置との間でデータ通信を行なう網インターフェース手段と、この通信回線上のフレームに多重化される複数のチャネルのうちの空きチャネルの情報を記憶する空きチャネル情報記憶手段と、移動通信端末との間で時分割多元接続方式により無線通信を行なう無線通信手段と、無線接続に用いられる複数のタイムスロットのうちの空きタイムスロットの情報を記憶する空きタイムスロット情報記憶手段と、前記空きチャネルの情報及び前記空きタイムスロットの情報と、当該基地局自身の識別情報とを、前記移動通信端末に報知される情報として前記無線通信手段に入力する制御手段と、を備えたことを特徴とする基地局が提供される。

また、本発明の別の一態様によれば、それぞれ通信回線を介して回線交換網に接続されて、この回線交換網に接続されたネットワークを介してこのネットワークに接続された情報配信装置との間でデータ通信を行なう複数の基地局との間で無線信号を送受信する無線送受信手段と、この無線送受信手段により受信された複数の無線信号のうちの受信電界強度が所定値以上である無線信号を送信した所定数の基地局の識別情報を記憶する記憶手段と、前記無線送受信手段により受信された各基地局からの報知情報に含まれる前記通信回線上のフレームに多重化される複数のチャネルのうちの空きチャネルの情報と、各基地局との間における時分割多元接続方式の無線接続に用いられる複数のタイムスロットのうちの空きタイムスロットの情報とに基づき、この記憶手段に記憶された識別情報を持つ所定数の基地局の中から当該移動通信端末と同時接続可能な基地局を選択し、選択した同時接続可能な局数分の基地局との間で接続するよう前記無線送受信手段に対して指令を行なう制御手段とを備えたことを特徴とする移動通信端末が提供される。

本発明によれば、データ通信を開始する時点において通信速度が最も速くなる複数の基地局を移動通信端末が選択できるようになるため、移動通信端末は、受信電界強度が高く、且つ、空きチャネル及び空きタイムスロットを有する基地局にアクセスできるようになる。

以下、本発明の実施の形態に係る移動体通信システム、基地局及び移動通信端末について、図１乃至図８を参照しながら説明する。尚、各図において同一箇所については同一の符号を付すとともに、重複した説明は省略する。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る移動体通信システムはパーソナルハンディフォンシステムであり、例えばコンテンツサーバからＰＨＳ端末に対して情報を提供するサービスシステムに用いられている。この移動体通信システムは４チャネル多重のＴＤＭＡ／ＴＤＤ（時分割多元接続／時分割複信）方式を採用しており、前半の下りタイムスロットと、この下りタイムスロットに対応する後半の上りタイムスロットとによって無線区間の１無線チャネルが構成されている。本実施形態に係る移動体通信システムは、有線回線に接続された複数のＰＨＳ対応の基地局と、これらの基地局との間で無線通信を行なうＰＨＳ端末とを備えている。このＰＨＳ端末は、これらの基地局のうちの２〜４つの基地局と同時に接続してデータ通信を行なえるようにされており、また、これらの基地局のうちの単一の基地局との間で複数の無線チャネルを同時に使用してデータ通信を行なえるようにもされている。ＰＨＳ端末が２〜４つの基地局との間でデータ通信を行なう場合、あるいはＰＨＳ端末が１つの基地局との間でデータ通信を行なう場合、ＰＨＳ端末はこのデータ通信を複数の無線チャネルを束ねて使用することによって行なう。

図１は本実施形態に係る移動体通信システムを含む情報提供サービスシステムの構成図である。情報提供サービスシステム１は、移動通信端末であるＰＨＳ端末２と、それぞれサービスエリア内に配置された複数の基地局３と、これらの基地局３と通信回線４を介して接続された公衆網５と、この公衆網５に接続されたインターネット６と、このインターネット６に接続されたコンテンツサーバ７とを備えている。通信回線４にはＩ′回線が用いられる。公衆網５は回線交換網であり、通信回線４に接続された交換機を有するＩＳＤＮ（登録商標［Integrated Service Digital Network］）や公衆電話網を有する。公衆網５は、ゲートウェイといったインターワーク装置を介してインターネット６と接続されている。インターワーク装置は、公衆網５側の回線上のフレームの終端と、インターネット側のパケットの終端と、これらのフレーム及びパケットの間のデータの載せ換え処理とを行なう。コンテンツサーバ７はコンテンツを蓄積した情報提供装置である。

各基地局３は、通信回線４を介してＩＳＤＮに接続され、このＩＳＤＮに接続されたインターネット６を介して情報配信装置であるコンテンツサーバ７との間でデータ通信を行なうとともに、ＰＨＳ端末２との間で時分割多元接続方式による無線通信を行なう。各基地局３は、通信回線４側のインターフェース手段、及びＰＨＳ端末２と無線通信を行なう無線通信手段を有する。更に各基地局３は、有線区間における空きチャネル数及び無線区間における空きタイムスロット数といった空きリソース情報を記憶する記憶手段と、この空きリソース情報及び基地局３自身の識別情報であるＣＳ−ＩＤをＰＨＳ端末２に報知される情報として無線通信手段に入力する制御手段とを有する。これにより、各基地局３がＰＨＳ端末２に対し、複数の無線チャネルを使用して行なうデータ通信の際に使用可能な空きリソース情報を報知し、ＰＨＳ端末２がこの報知される情報を元に最も速い通信速度でデータ通信を行なうようになっている。

図２はＰＨＳ端末２のブロック図である。ＰＨＳ端末２は、送信すべきデータをディジタル変調して無線信号を送信するとともに、基地局３からの無線信号を受信し復調データを出力する無線部８と、この無線部８にて受信された無線信号から送受信のタイミングを検出し、検出したタイミングに基づいて無線部８の無線通信制御を行なう制御部９と、各基地局３からの報知情報に含まれる空きリソース情報を記憶するメモリ部（空きリソース等記憶用メモリ部）１０とを備えている。

無線部８は無線送受信手段である。この無線部８は、符号化されたデータの無線変調や変調信号の増幅などを行なって無線信号をアンテナ１１から送信するとともに、アンテナ１１にて受信された無線信号の検波、受信電界強度の検出、及び検波された信号の復調を行なうＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）部１２を有する。無線部８において得られた受信電界強度の検出値のデータは、記憶手段としてのメモリ部１０に書き込まれる。更に無線部８は、制御部９の指示により１タイムスロットを構成するビットデータを生成するとともに、制御部９の指示によりＲＦ部１２から出力された復調データからタイムスロットごとにビットデータを分解して出力するベースバンド（Ｂａｓｅｂａｎｄ）部１３を有する。無線部８の機能は、これらのＲＦ部１２及びベースバンド部１３が一体化された無線ユニットにより実現される。ＰＨＳ端末２は、例えば４つの無線ユニットを有する。

制御手段としての制御部９は、主にＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１４、ＦＲＯＭ（フラッシュＲＯＭ）１５及びＲＡＭ１６により構成されており、無線部８にて受信されたデータから送受信のタイミングを検出し、検出したタイミングに基づいて無線部８を制御する。制御部９は、各基地局３から送信される制御チャネルに含まれるＣＳ−ＩＤと空きリソース情報とをメモリ部１０に書き込む。空きリソース情報とは、通信回線４上のフレームに多重化される複数のチャネルのうちの空きチャネルと、無線区間における４つのタイムスロットのうちの空きタイムスロットとを指す。

制御部９は、メモリ部１０に記憶されている空きチャネル数及び空きタイムスロット数から、これらの空きチャネル数及び空きタイムスロット数が多い基地局３を通信速度が速い基地局３と予測する。制御部９は、空きチャネル数が多ければ複数のタイムスロット分のデータを有線区間上を伝送するフレームに多重することができると予測する。制御部９は、空きタイムスロット数が多ければ無線チャネルを束ねることができると予測する。制御部９は複数の基地局３の中から、有線区間の空きチャネル数と無線区間の空きタイムスロット数とが多い１又は複数の基地局３を、通信速度が速い基地局３として選択する。

メモリ部１０は、無線部８により受信された複数の無線信号のうちの受信電界強度が予め決められた閾値以上である無線信号を送信した所定数の基地局３の識別情報を記憶する記憶手段である。更にＰＨＳ端末２は、情報を表示する表示部１７と、番号やデータの入力用の入力部１８と、着信報知用のサウンダ１９と、必要に応じて音声通話する際に用いられるマイク及びスピーカ等の音声入出力部２０とを備えている。

これにより、制御部９は、無線部８により受信された各基地局３からの報知情報に含まれる空きチャネル数及び空きタイムスロット数に基づき、メモリ部１０に記憶された識別情報を持つ所定数の基地局３の中からＰＨＳ端末２と同時接続可能な基地局３を選択し、選択した同時接続可能な局数分の基地局３との間で接続するよう無線部８に対して指令を行なう。

図３はＰＨＳ端末２のメモリ部１０に記憶される情報のフォーマットの一例を示す図である。ｄＢ値で表される受信電界強度の検出値、空きチャネル数、及び空きタイムスロット数が、各基地局３のＣＳ−ＩＤに対応付けられてメモリ部１０に記憶されている。通信回線４には、Ｉインターフェース規格を拡張したＩ′インターフェース規格が用いられている。通信回線４は、ＩＳＤＮ回線としての機能と、ＰＨＳ端末２の位置登録を行なうための機能とを有する。図３の例では、通信回線４は２本の基本インターフェース回線を使用しており、各基地局３と、公衆網５の交換機との間は、制御用として２チャネル分のＤチャネルが使用されており、情報通信用として４チャネル分のＢチャネルが使用されている。

図４は本実施形態に係る基地局３のブロック図である。基地局３は、アンテナ２１を介してＰＨＳ端末２と無線通信を行なう無線部２２と、通信回線４との回線接続を行なう公衆網インターフェース部２３と、これらの無線部２２による無線通信処理の制御、及び公衆網インターフェース部２３によるデータ交換処理の制御を行なう制御部２４と、通信回線４上のフレームに多重化される複数のチャネルのうちの空きチャネルの数、及び無線区間における４つのタイムスロットのうちの空きタイムスロットの数を記憶する記憶部２５とを備えている。

この無線部２２は例えば４つの無線ユニットを有する。これらの無線ユニットはいずれもＰＨＳ端末２のＲＦ部１２が有する機能と同様の機能を有するＲＦ部と、ＰＨＳ端末２のベースバンド部１３が有する機能と同様の機能を有するベースバンド部とを有する。公衆網インターフェース部２３は、通信回線４からのフレームに含まれる複数のチャネルを分離して無線区間の下りタイムスロットに挿入されるデータを制御部２４に入力するとともに、制御部２４より出力される最大４チャネル分の上りタイムスロットに含まれるデータを多重して複数のチャネルが多重されたフレームを通信回線４側へ出力する。

制御部２４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等によって構成されている。制御部２４は、記憶部２５に記憶された空きチャネル数及び空きタイムスロット数と、予め保持する基地局３のＣＳ−ＩＤとを、ＰＨＳ端末２に報知される情報として無線部２２に入力する。制御部２４は、報知チャネル（ＢＣＣＨ）、一斉呼び出しチャネル（ＰＣＨ）及び個別セル用チャネル（ＳＣＣＨ）等の制御チャネルを所定の順序で周期的に繰り返し送信するよう無線部２２に対して指令を行なう。これらの制御部２４と無線部２２とによって、基地局３自身の識別情報、通信回線４上の空きチャネル数、及び空きタイムスロット数をＰＨＳ端末２へ報知する報知手段としての機能が発揮される。

このような構成の本実施形態に係るＰＨＳ端末２は、周辺の基地局３からの制御チャネルに含まれる制御チャネルをサーチし、このサーチによって認識できた複数の基地局３について、空きチャネル数及び空きタイムスロット数を各基地局３のＣＳ−ＩＤごとにメモリ部１０に記憶する。ＰＨＳ端末２がデータ量の大きいデータ通信を行なう場合、制御部９はデータ量に応じて接続先基地局３の局数を決定し、メモリ部１０に記憶した空きチャネル数及び空きタイムスロット数に基づいて所定数の接続先基地局３を選択する。この場合、制御部９は、最大４局の基地局３との間で同時に通信接続するように４つの無線ユニットを制御する。

また、ＰＨＳ端末２がさほどデータ量の大きくないデータ通信を行なう場合、制御部９は単一の基地局３との間で無線チャネルの空きタイムスロットを束ねる処理を行なって、メモリ部１０に記憶したチャネル数及び空きタイムスロット数に基づき１つの接続先基地局３を選択する。この場合、制御部９は選択した基地局３との間に最大４チャネルを同時に割り当てるように１つの無線ユニットを制御する。以下、基地局３と、子機であるＰＨＳ端末２との各通信制御処理について説明する。

（１）基地局３側の動作
図５は本実施形態に係る基地局３が報知情報を送信する際の動作を説明するためのフローチャートである。ステップＡ１において、制御部２４は無線部２２から報知情報を送信するタイミングであるかどうかを判断する。ステップＡ１において、このタイミングではないと制御部２４が判断している間、Ｎｏルートを通り、制御部２４は送信タイミングになるまで待機する。ステップＡ１において、制御部２４が送信タイミングであると判断した場合、Ｙｅｓルートを通り、制御部２４は、自基地局３における、データ通信についての空きチャネル数及び空きタイムスロット数といった空きリソース情報の収集を行なう（ステップＡ２）。これによって、基地局３は制御部２４の制御によって一定の時間間隔で報知情報を送信する。

ステップＡ３において、制御部２４は、ステップＡ２にて収集した空きリソース情報を、報知情報として報知される際のデータフォーマットに変換し、この空きリソース情報を、下りの制御チャネル内に設定する。ステップＡ４において、制御部２４は、ステップＡ３にて生成した報知情報を送信する。これ以降、制御部２４は報知情報を報知するタイミングが到来する度に、上記ステップＡ１からステップＡ４の処理を行なう。

このようにして、各基地局３から、空きチャネル数及び空きタイムスロット数が、データ通信に使用可能な空きリソース情報として報知される。

（２）ＰＨＳ端末２側の動作
ＰＨＳ端末２の制御部９は、周辺の基地局３からの制御チャネルをサーチすること、サーチした制御チャネルに基づいて１つの基地局３又は同時接続する複数の基地局３を各無線ユニットに割り当てること、及び各無線ユニットに割り当てた基地局３に無線部８を接続させることのそれぞれを行なう。

ＰＨＳ端末２側の動作は、待ち受け時とデータ通信を開始する時とに応じて異なる。これらの待ち受け時及びデータ通信の開始時のそれぞれの場合の動作について、図６及び図７を参照して説明する。

（２−１）待ち受け時の動作
図６はＰＨＳ端末２の待ち受け時における動作を説明するためのフローチャートである。ＰＨＳ端末２は、位置登録時、あるいは、待ち受け中に、いずれかの基地局３の受信レベルが予め定められたレベル以下になるかどうかを監視し続けている。ＰＨＳ端末２はこの判定の際、周辺の基地局サーチを行ない、通信可能な基地局３のリストをメモリ部１０に記憶する。ＰＨＳ端末２は、このリストをメモリ部１０に記憶する際、それぞれの基地局３の報知情報の送信タイミングについても記憶しておく。

図６のステップＢ１において、ＰＨＳ端末２は、通信可能な基地局３について、報知情報の受信タイミングであるかどうかの判断を行なう。ステップＢ１において、受信タイミングではないと制御部９が判断している間、Ｎｏルートを通り、制御部９は送信タイミングになるまで待機する。ステップＢ１において、制御部９が、通信可能な基地局３の報知情報の受信タイミングであると判断すると、Ｙｅｓルートを通り、ステップＢ２において制御部９は報知情報の受信処理を行なう。ステップＢ３において、ＰＨＳ端末２は、受信した報知情報の中から空きリソース情報を抽出し、この空きリソース情報をメモリ部１０に記憶する。

（２−２）データ通信開始時の動作
図７はＰＨＳ端末２のデータ通信開始時における動作を説明するためのフローチャートである。ステップＣ１において、ＰＨＳ端末２の制御部９は、データ通信の開始時においてどの基地局３に対して発呼を行なうかを決めるため、待ち受け時の動作時に記憶した基地局３のリストを検索する。ステップＣ２において、ＰＨＳ端末２はこのリストから、空きチャネル数や空きタイムスロット数が多い基地局３を通信速度の速い基地局３と予測する。これにより、受信可能な複数の基地局３のうち、最も通信速度が速くなる基地局３が選択される。このステップＣ２において、複数の基地局３に対してＰＨＳ端末２が同時に通信設定を行なう場合、最も通信速度が速くなる２〜４つの基地局３の組み合わせが決定する。

ステップＣ３において、ＰＨＳ端末２は、候補となる基地局３を複数選択する必要があるかどうかを判定する。ステップＣ３において、ＰＨＳ端末２は、候補となる基地局３が複数であると判定した場合、Ｙｅｓルートを通り、ステップＣ４において、それらの基地局３の中から、受信レベルが高い１つの基地局３を選択する。これにより、最も通信速度が速い基地局３が選択される。このステップＣ４において、ＰＨＳ端末２は複数の基地局３を組み合わせて選択してもよい。ステップＣ５において、ＰＨＳ端末２は選択した当該１又は複数の基地局３に対してデータ通信を開始するための手順を実行する。

ステップＣ６において、ＰＨＳ端末２は、選択した１又は複数の基地局３について、データ通信を開始する手順が成功したかどうかを判定する。一例として、ＰＨＳ端末２が基地局３に対してリンクチャネル確立要求を送信した後、この基地局３からリンクチャネル割当て応答を受信したか否かをＰＨＳ端末２が監視することによって、この手順の成否が判定される。このステップＣ６において、ＰＨＳ端末２が、ステップＣ５にて実行した手順の結果が成功であると判定した場合、Ｙｅｓルートを通り、ステップＣ７において、ＰＨＳ端末２は選択した基地局３との間でデータ通信を開始する。データ通信が成功した場合、ステップＣ８において、ＰＨＳ端末２は通信が終了するまでこの通信の処理を継続する。ＰＨＳ端末２は、各基地局３からの報知情報を元に、通信速度が最速であると予測した基地局３との間で最も速い通信速度でデータ通信を行なえるように、タイムスロットの多重を行なう。

ステップＣ６における判定処理の際に、ＰＨＳ端末２がステップＣ５において実行したデータ通信を開始するための手順が何らかの理由で失敗したと判断した場合、Ｎｏルートを通り、ステップＣ９において、ＰＨＳ端末２はメモリ部１０に記憶している各基地局３についての空きリソース数及び空きチャネル数から、通信速度が二番目に速い基地局３があるかどうかを判定する。ＰＨＳ端末２が複数の基地局３を選択してこれらの基地局３と同時接続する場合、ステップＣ９において、このＰＨＳ端末２が、二番目に通信速度が速い次候補としての基地局３が複数存在すると判定すると、Ｙｅｓルートを通り、ステップＣ１０において、複数の基地局３の中から更に次候補としての基地局３を選択する。ステップＣ９及びステップＣ１０において、一部の基地局３についてデータ通信開始手順が失敗した場合、ＰＨＳ端末２は失敗した基地局３についてのみ、次候補となる基地局３の選択を行なう。

次候補となる基地局３が選択された後、ステップＣ５の処理に戻り、ＰＨＳ端末２は、ステップＣ１０にて選択した２〜４つの基地局３に対して、データ通信を開始するための手順の実行を開始する。この次候補として選択した基地局３についてステップＣ５で実行した手順の結果の成否をＰＨＳ端末２は判定する（ステップＣ６）。ステップＣ６においてＰＨＳ端末２が、選択した各基地局３との間の手順の結果が成功であると判定した場合、Ｙｅｓルートを通り、これらの基地局３との間でデータ通信を開始する（ステップＣ７）。従って、ＰＨＳ端末２は、各基地局３からの報知情報を元に、最速の通信速度で通信可能であると選択した基地局３との間で最も速い通信速度でデータ通信を行なえるようになる。

一方、ステップＣ６において、ＰＨＳ端末２はデータ通信を開始するための手順の結果が失敗したと判定した場合、Ｎｏルートを通り、再度、ＰＨＳ端末２は二番目に通信速度が速い基地局３を選択し、データ通信を開始するための手順を開始する（ステップＣ５、Ｃ６、Ｃ９、Ｃ１０）。以降、ＰＨＳ端末２は、通信可能な基地局３の候補がなくなるまでこの処理動作を繰り返す。

ステップＣ９において、ＰＨＳ端末２が記憶している全ての基地局３の候補に対し、データ通信の開始手順を成功裏に終了することが出来なかった場合、Ｎｏルートを通り、ステップＣ１１において、制御部９は、通信が失敗である旨をＰＨＳ端末２の表示部１８に表示する。あるいは制御部９は、この旨をＰＨＳ端末２が接続されているパーソナルコンピュータ等を使ってユーザに通知する。

ステップＣ２及びステップＣ１０の処理が行なわれるため、受信電界強度が高く、かつ通信速度の最も速い基地局３が選択されるようになる。各基地局３は、空きチャネル数及び空きタイムスロット数を更新して報知するため、ＰＨＳ端末２はメモリ部１０の内容から、通信速度が速い複数の基地局３を予測することができ、この予測によって選択した基地局３に対して接続設定を行なえるようになる。

このように、本実施形態に係る移動体通信システム１によれば、予め、最大通信速度での通信が期待できる基地局３に対して優先的にＰＨＳ端末２が通信手順を実行することによって、基地局リソースの有効活用を図ることができる。また、ユーザに対しても高速度でのデータ通信を利用可能とする環境を提供することができる。

従来の移動体通信システムでは、ＰＨＳ端末が複数の基地局のうち受信電界強度が最も大きい基地局に接続設定している。この基地局のタイムスロットがすべて使用されている場合であっても、ＰＨＳ端末は、受信電界強度に基づいて接続先の基地局を選択するため、複数のＰＨＳ端末が空きリソースのない基地局に対して接続手順を続けて、この基地局にのみ負荷がかかることがある。１つの基地局に対して複数のＰＨＳ端末が接続を試みる場合、接続先の基地局の負担は更に大きくなる。

本実施形態に係る移動体通信システムは、ＰＨＳ端末２が複数の基地局３のうちの受信電界強度の一番大きい基地局３を認識する機能を持ち、この機能に、基地局３が空きタイムスロット数といった無線リソースの情報、及び有線回線側の空いている回線リソースの情報をＰＨＳ端末２に対して通知する機能が追加されている。ＰＨＳ端末２は、受信可能な複数の基地局３の中から、タイムスロットやチャネルに空きを有する基地局３に対して接続設定を行なう。これにより、ＰＨＳ端末２が複数の基地局３に同時接続する場合、受信電界強度が強くない電波を発信した基地局３のうち、チャネル容量に余裕のあるいくつかの基地局３を接続候補として選択でき、これらの選択した基地局３に対して同時接続設定を行なえるようになる。

従って、本実施形態に係る移動体通信システム、基地局３及び移動通信端末によれば、複数の基地局３の間で通信負荷が分散されて、基地局リソースが有効に使用されるようになる。また、ＰＨＳ端末２側が最も通信速度が速くなる基地局３を選択して通信を行なうため、ＰＨＳ端末２を使うユーザが受信環境の良好な場所を探して移動するといった手間が不要となる。一定の通信速度も保証されるようになる。

上記の実施形態では、ＰＨＳ端末２の通信開始時の動作について述べたが、ＰＨＳ端末２が場所を移動する場合、又は何らかの理由で無線状況が悪化し、接続先の基地局３を切り替える必要がある場合、ＰＨＳ端末２は上述した動作と同様の動作によって、最も通信速度が速い基地局３を選択して通信することが可能となる。

上記の実施形態の変形例として、ＰＨＳ端末２がデータ通信を行なっている最中にこのＰＨＳ端末２が基地局３からの報知情報を受信し、現状の通信速度よりも速い通信速度でデータ通信が可能な基地局３を選択可能と判定した場合、上述した動作と同様の動作を行ない、ＰＨＳ端末２は接続先の基地局３を切り替えることによって、常に速い通信速度の通信チャネルを確保することも可能である。

別の変形例として、本実施形態に係る移動体通信システムを運営する者が、接続先の複数の基地局３のうちの特定の基地局３における通信処理を音声通信の処理に特化させたいと考える場合、基地局３が最大通信速度に相当する空きタイムスロット及び空きチャネルを故意に低い値に設定して報知することによって、データ通信によって生じる通信負荷を他の基地局３へ分散させることができるようになる。

（第２の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る移動体通信システムでは、基地局３はコンテンツサーバ７からのデータを、ＩＳＤＮといった回線交換網を介して受信していたが、本発明の第２の実施形態に係る移動体通信システムでは、基地局３がコンテンツサーバ７からのデータを、パケット転送網を介して受信するように構成されている。

図８は本実施形態に係る移動体通信システムを含む情報提供サービスシステムの構成図である。図８に示す符号のうち上述した符号と同じ符号を有する要素はそれらと同じものを表す。情報提供サービスシステム２６も、コンテンツサーバ７からＰＨＳ端末２に対して情報を提供するサービスシステムに用いられる。この情報提供サービスシステム２６に含まれる移動体通信システムはパーソナルハンディフォンシステムであり、ＰＨＳ端末２と、それぞれパケット転送網２７に接続されて、このパケット転送網２７に接続されたインターネット６を介してコンテンツサーバ７との間でデータ通信を行なうとともに、ＰＨＳ端末２との間で時分割多元接続方式により無線通信を行なう複数の基地局２８とを備えている。これらの基地局２８とパケット転送網２７との間は専用回線２９によって接続されている。パケット転送網２７は例えば事業者独自のバックボーンネットワークといったＩＰ網である。

基地局２８は、専用回線２９との間で回線接続を行なうための図示しない専用回線インターフェース手段と、この専用回線インターフェース手段によるデータ交換処理の制御及び無線部２２による無線通信処理の制御を行なう制御手段とを有する。この制御手段には、パケット転送網２７におけるパケットのトラフィックの情報と、無線区間における４つのタイムスロットのうちの空きタイムスロット数とを記憶する記憶手段が接続されている。専用回線インターフェース手段は、専用回線２９を伝送するパケットからパケットデータを抽出して無線区間の下りタイムスロットに挿入されるデータを制御手段に入力し、また、この制御手段より出力される４チャネル分の上りタイムスロットに含まれるデータをパケット化し、生成したパケットを専用回線２９側へ出力する。各基地局２８は、それぞれのＣＳ−ＩＤ、専用回線２９におけるパケットの伝送速度といったトラフィック量、及び空きタイムスロット数を、空きリソース情報としてＰＨＳ端末２へ報知する報知手段を有する。この報知手段の機能は無線部２２及び本実施形態の制御手段によって実現される。

ＰＨＳ端末２では、制御部９が、各基地局２８からの報知情報に含まれるトラフィック量及び空きタイムスロット数に基づき、メモリ部１０に記憶したＣＳ−ＩＤを持つ基地局２８の中からこのＰＨＳ端末２と同時接続可能な基地局２８を選択し、選択した同時接続可能な局数分の基地局２８との間で接続するよう無線部８に対して指令を行なう。

このような構成の本実施形態に係る移動体通信システム２７の基地局２８及びＰＨＳ端末２は、第１の実施形態の例と同様の通信制御処理を行なう。これらのＰＨＳ端末２及び基地局２８が、音声信号をパケット化して伝送するＶｏＩＰ（Voice over Internet Protocol）通信のように、通信時に一定の帯域を要する場合、ＰＨＳ端末２は基地局２８からの報知情報を元に、電波の存在を認識できる複数の基地局３のうち、所望の通信速度を確保できない基地局３に対するアクセス処理を行なわないようにする。

第１の実施形態の例では、基地局３と公衆網５との間の通信回線４はＩ′回線であり、情報提供サービスシステム１を運営する者は、通信回線４の所有者に対して回線使用料を支払う必要があるが、本実施形態に係る移動体通信システムでは、情報提供サービスシステム２６を運営する者がこの回線使用料に相当する分の費用の発生を抑えることができる。

このように、本実施形態に係る移動体通信システム、基地局３及び移動通信端末によれば、ＰＨＳを利用するユーザにとって常に最大の通信速度でのデータ通信を行なうことができるようになる。また、ＰＨＳの通信キャリアは、基地局リソースの有効活用を図ることができるようになる。

また、本実施形態に係る移動体通信システム、基地局３及び移動通信端末によれば、本発明の第１の実施形態の例と同様に、データ通信を開始する時点において通信速度が最も速くなる複数の基地局３の組み合わせをＰＨＳ端末２が選択できるようになるため、ＰＨＳ端末２は、受信電界強度が高く、且つ、空きチャネル及び空きタイムスロットを有する基地局３にアクセスできるようになる。ＰＨＳ端末２は良好な受信レベルを得るために移動する必要が無くなり、一定の通信速度が保証される利点がある。

（その他）
本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。本発明は、マイクロセルの無線カバーエリアをサービスエリアとするマイクロセル方式の移動体通信システムに利用可能である。上記の実施形態及び変形例では、移動通信端末２と基地局３又は基地局２８との間の無線通信に用いられる複信方式には時分割複信が用いられていたが、この複信方式は周波数分割複信方式が用いられても良い。

上記の実施形態では、移動通信端末はＰＨＳ端末であったが、移動通信端末は、ＰＨＳ通信手段と、ＰＨＳ方式と異なる他の無線通信方式の無線通信手段とを備えてなるデュアルモード対応の端末であってもよい。上記の実施形態においては、ディジタル変調方式の変調多値数を高めることによって、データ通信のスループットを向上させることができる。

また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

本発明の第１の実施形態に係る移動体通信システムを含む情報提供サービスシステムの構成図である。 本発明の第１の実施形態に係る移動通信端末のブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る移動通信端末の記憶手段に記憶される情報のフォーマットの一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る基地局のブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る基地局が報知情報を送信する際の動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の第１の実施形態に係る移動通信端末の待ち受け時における動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の第１の実施形態に係る移動通信端末のデータ通信開始時における動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の第２の実施形態に係る移動体通信システムを含む情報提供サービスシステムの構成図である。

符号の説明

１，２６…情報提供サービスシステム、２…ＰＨＳ端末（移動通信端末）、３，２８…基地局、４，２９…通信回線、５…公衆網、６…インターネット、７…コンテンツサーバ（情報配信装置）、８…無線部（無線送受信手段）、９…制御部（制御手段）、１０…メモリ部（記憶手段）、１１，２１…アンテナ、１２…ＲＦ部、１３…ベースバンド部、１４…ＣＰＵ、１５…ＦＲＯＭ、１６…ＲＡＭ、１７…表示部、１８…入力部、１９…サウンダ、２０…音声入出力部、２２…無線部（無線通信手段）、２３…公衆網インターフェース部（網インターフェース手段）、２４…制御部（制御手段）、２５…記憶部（空きチャネル情報記憶手段、空きタイムスロット情報記憶手段）、２７…パケット転送網。

Claims (4)

1. 移動通信端末と、
   それぞれ通信回線を介して回線交換網に接続されて、この回線交換網に接続されたネットワークを介してこのネットワークに接続された情報配信装置との間でデータ通信を行なうとともに、この移動通信端末との間で時分割多元接続方式により無線通信を行なう複数の基地局と、を備え、
   各基地局は、
   基地局自身の識別情報、前記通信回線上のフレームに多重化される複数のチャネルのうちの空きチャネルの情報、及び無線接続に用いられる複数のタイムスロットのうちの空きタイムスロットの情報を前記移動通信端末へ報知する報知手段を有し、
   前記移動通信端末は、
   前記各基地局との間で無線信号を送受信する無線送受信手段と、
   この無線送受信手段により受信された複数の無線信号のうちの受信電界強度が所定値以上である無線信号を送信した所定数の基地局の識別情報を記憶する記憶手段と、
   前記無線送受信手段により受信された各基地局からの報知情報に含まれる空きチャネルの情報と空きタイムスロットの情報とに基づき、この記憶手段に記憶された識別情報を持つ所定数の基地局の中から当該移動通信端末と同時接続可能な基地局を選択し、選択した同時接続可能な局数分の基地局との間で接続するよう前記無線送受信手段に対して指令を行なう制御手段とを備えたことを特徴とする移動体通信システム。
2. 移動通信端末と、
   それぞれパケット転送網に接続されて、このパケット転送網に接続されたネットワークを介してこのネットワークに接続された情報配信装置との間でデータ通信を行なうとともに、この移動通信端末との間で時分割多元接続方式により無線通信を行なう複数の基地局と、を備え、
   各基地局は、
   基地局自身の識別情報、前記パケット転送網におけるパケットのトラフィックの情報、及び無線接続に用いられる複数のタイムスロットのうちの空きタイムスロットの情報を前記移動通信端末へ報知する報知手段を有し、
   前記移動通信端末は、
   前記各基地局との間で無線信号を送受信する無線送受信手段と、
   この無線送受信手段により受信された複数の無線信号のうちの受信電界強度が所定値以上である無線信号を送信した所定数の基地局の識別情報を記憶する記憶手段と、
   前記無線送受信手段により受信された各基地局からの報知情報に含まれるパケットのトラフィックの情報と空きタイムスロットの情報とに基づき、この記憶手段に記憶された識別情報を持つ所定数の基地局の中から当該移動通信端末と同時接続可能な基地局を選択し、選択した同時接続可能な局数分の基地局との間で接続するよう前記無線送受信手段に対して指令を行なう制御手段とを備えたことを特徴とする移動体通信システム。
3. 通信回線を介して回線交換網に接続されて、この回線交換網に接続されたネットワークを介してこのネットワークに接続された情報配信装置との間でデータ通信を行なう網インターフェース手段と、
   この通信回線上のフレームに多重化される複数のチャネルのうちの空きチャネルの情報を記憶する空きチャネル情報記憶手段と、
   移動通信端末との間で時分割多元接続方式により無線通信を行なう無線通信手段と、
   無線接続に用いられる複数のタイムスロットのうちの空きタイムスロットの情報を記憶する空きタイムスロット情報記憶手段と、
   前記空きチャネルの情報及び前記空きタイムスロットの情報と、当該基地局自身の識別情報とを、前記移動通信端末に報知される情報として前記無線通信手段に入力する制御手段と、を備えたことを特徴とする基地局。
4. それぞれ通信回線を介して回線交換網に接続されて、この回線交換網に接続されたネットワークを介してこのネットワークに接続された情報配信装置との間でデータ通信を行なう複数の基地局との間で無線信号を送受信する無線送受信手段と、
   この無線送受信手段により受信された複数の無線信号のうちの受信電界強度が所定値以上である無線信号を送信した所定数の基地局の識別情報を記憶する記憶手段と、
   前記無線送受信手段により受信された各基地局からの報知情報に含まれる前記通信回線上のフレームに多重化される複数のチャネルのうちの空きチャネルの情報と、各基地局との間における時分割多元接続方式の無線接続に用いられる複数のタイムスロットのうちの空きタイムスロットの情報とに基づき、この記憶手段に記憶された識別情報を持つ所定数の基地局の中から当該移動通信端末と同時接続可能な基地局を選択し、選択した同時接続可能な局数分の基地局との間で接続するよう前記無線送受信手段に対して指令を行なう制御手段とを備えたことを特徴とする移動通信端末。

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