JP2014036317A - Radio communication system and radio communication control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、無線通信システム及び無線通信制御方法に関し、複数の通信方式で無線通信が可能なハイブリッド型の無線通信システム及び無線通信制御方法に適用して好適なものである。 The present invention relates to a wireless communication system and a wireless communication control method, and is suitable for application to a hybrid wireless communication system and a wireless communication control method capable of wireless communication using a plurality of communication methods.
近年、携帯端末通信に利用される無線通信システムでは、無線端末に単一の無線通信システムを提供する従来の無線通信システムに代わり、無線端末に複数の無線通信システムを利用可能に提供するハイブリッド型の無線通信システムの需要が増加してきている。ハイブリッド型の無線通信システムでは、無線端末の利用状況に応じて安定してかつ迅速に、無線通信システム間で無線端末の通信先基地局を切替えるハンドオーバを行うことが求められる。 In recent years, a wireless communication system used for mobile terminal communication is a hybrid type in which a plurality of wireless communication systems can be provided to a wireless terminal in place of a conventional wireless communication system that provides a single wireless communication system to the wireless terminal. Demand for wireless communication systems is increasing. In a hybrid wireless communication system, it is required to perform a handover for switching a communication destination base station of a wireless terminal between the wireless communication systems stably and quickly in accordance with the usage status of the wireless terminal.
一般的に、ハンドオーバは、「ネットワーク発見」、「ネットワーク選択」、そして「ネットワーク切替」という処理手順を踏まえて行われる。「ネットワーク発見」の処理では、無線端末の付近にどのような特性を持つネットワークが存在するかが探索される。「ネットワーク選択」の処理では、「ネットワーク発見」で発見されたネットワークの中から、通信料金、通信品質及び通信の安定性等について利用者や利用アプリケーションの要求条件を満たすネットワークが選択される。異種の無線通信システム間でハンドオーバを行う場合には、複数の無線通信システムの存在を考慮しながら、ネットワーク選択が行われる。そして、「ネットワーク切替」では、「ネットワーク選択」で選択されたネットワークの電波を提供する無線基地局をハンドオーバ先として、無線端末の通信先が切替えられる。 In general, handover is performed based on processing procedures of “network discovery”, “network selection”, and “network switching”. In the “network discovery” process, a search is made as to what kind of characteristics exist in the vicinity of the wireless terminal. In the “network selection” process, a network that satisfies the requirements of the user and the application to be used with respect to the communication fee, communication quality, communication stability, etc. is selected from the networks discovered by “network discovery”. When performing handover between different types of wireless communication systems, network selection is performed in consideration of the existence of a plurality of wireless communication systems. In “network switching”, the communication destination of the wireless terminal is switched using the wireless base station that provides the radio waves of the network selected in “network selection” as the handover destination.
無線通信システム間でハンドオーバを行う無線通信システムとして、例えば特許文献1に、多様な無線通信システムに対して無線端末のハンドオーバを実現する異種網間接続システムが記載されている。特許文献1に記載された異種網間接続システムでは、3GPP(Third Generation Partnership Project)無線通信システムの通信エリアとWLAN(Wireless Local Area Network)通信システムの通信エリアとが重複しているエリアにおいて、移動端末装置がWLAN通信システムの第1アクセスポイントと通信中にWLAN通信システムの第2アクセスポイントの通信エリアに移動した場合に、移動端末装置が、通信中のセッションを一旦3GPP無線通信システムに移し、3GPP無線通信システムで通信している間に第2アクセスポイントとの接続準備を行い、当該接続準備が完了した後で第2アクセスポイントにハンドオーバすることによって、WLAN内のIPサブネット間でシームレスなハンドオーバを実現する。 As a wireless communication system that performs handover between wireless communication systems, for example, Patent Document 1 describes a connection system between different networks that realizes handover of wireless terminals to various wireless communication systems. In the heterogeneous network connection system described in Patent Document 1, in the area where the communication area of the 3GPP (Third Generation Partnership Project) wireless communication system and the communication area of the WLAN (Wireless Local Area Network) communication system overlap, When the terminal device moves to the communication area of the second access point of the WLAN communication system while communicating with the first access point of the WLAN communication system, the mobile terminal device temporarily moves the communication session to the 3GPP wireless communication system, Seamless handover between IP subnets in a WLAN by preparing for connection with the second access point while communicating in the 3GPP wireless communication system, and handing over to the second access point after the connection preparation is completed Is realized.
また例えば、特許文献2には、同一又は異種無線システム間のハンドオーバを制御するハンドオーバ制御システムが記載されている。特許文献2に記載されたハンドオーバ制御システムでは、ネットワーク側のハンドオーバ制御装置が、移動端末から通知される無線システムの種別情報を基に移動端末の要求を満たすハンドオーバ方式を選択することによって、移動端末側でハンドオーバ方式を選択しなくても済むので、移動端末側でのハンドオーバ制御処理を低減して移動端末装置の簡素化を図ることができる。 Further, for example, Patent Document 2 describes a handover control system that controls handover between the same or different radio systems. In the handover control system described in Patent Document 2, the handover control device on the network side selects a handover method that satisfies the request of the mobile terminal based on the type information of the wireless system notified from the mobile terminal, thereby enabling the mobile terminal Since it is not necessary to select a handover method on the side, it is possible to reduce the handover control processing on the mobile terminal side and simplify the mobile terminal apparatus.
上述したようなハイブリッド型の無線通信システムでは、通信先の無線通信システムをハンドオーバによって切替えることにより、複数の無線通信システムにおけるそれぞれの優位点を利用でき、利用者に提供可能な通信サービスの性能を向上させることができる。 In the hybrid type wireless communication system as described above, by switching the communication destination wireless communication system by handover, the advantages of each of the plurality of wireless communication systems can be used, and the performance of the communication service that can be provided to the user can be improved. Can be improved.
例えば、ハイブリッド型の無線通信システムが、広範囲に安定したネットワークエリアを提供するが通信速度はさほど高速ではない広範囲無線通信システムと、提供するネットワークエリアは狭いが通信速度が速い高速無線通信システムとに通信可能であるとする。このとき、ハイブリッド型の無線通信システムは、通常時は広範囲無線通信システムに接続することによって、安定した通信環境を提供することができる。そして、無線端末が高速無線通信システムのネットワークエリア内に存在する場合には、ハイブリッド型の無線通信システムは、広範囲無線通信システムから高速無線通信システムにハンドオーバすることにより、高速通信を提供することができる。さらに、無線端末が高速無線通信システムのネットワークエリア内に存在する限り高速無線通信システムへの接続を維持することにより、ハイブリッド型の無線通信システムは、利用者に高速な通信環境を提供可能な時間を長くすることができる。 For example, a hybrid wireless communication system provides a wide range of stable network areas but a communication speed that is not so high, and a high-speed wireless communication system that provides a narrow network area but a high communication speed. Assume that communication is possible. At this time, the hybrid wireless communication system can provide a stable communication environment by connecting to a wide-range wireless communication system during normal times. When the wireless terminal exists in the network area of the high-speed wireless communication system, the hybrid wireless communication system can provide high-speed communication by handover from the wide-range wireless communication system to the high-speed wireless communication system. it can. Further, by maintaining the connection to the high-speed wireless communication system as long as the wireless terminal exists in the network area of the high-speed wireless communication system, the hybrid wireless communication system can provide the user with a high-speed communication environment. Can be lengthened.
しかし、ハイブリッド型の無線通信システムでは、ハンドオーバの実行機会が少ない等の理由により特定の無線通信システムに通信先が偏ってしまう場合に、アクセスの集中による弊害が考えられ、特に高速な無線通信システムで通信する割合が低い場合には、高速な通信環境を提供可能な割合が抑えられてしまい、全体的な通信速度が向上しない。このような問題を解決するためには、通信速度の速い無線通信システムに積極的にハンドオーバを実行可能なハイブリッド型の無線通信システムの実現が期待される。 However, in a hybrid type radio communication system, when communication destinations are biased to a specific radio communication system due to a small number of handover execution opportunities, an adverse effect due to concentration of access can be considered. If the communication rate is low, the rate at which a high-speed communication environment can be provided is suppressed, and the overall communication speed is not improved. In order to solve such a problem, it is expected to realize a hybrid type radio communication system capable of positively executing a handover to a radio communication system having a high communication speed.
しかし、特許文献1に記載された異種網間接続システム及び特許文献2に記載されたハンドオーバ制御システムでは、「ネットワーク発見」の処理において、通信サービスが提供されるネットワークエリア内に無線端末が存在していない場合にはハンドオーバ先を発見することができず、積極的にハンドオーバを実行することが難しかった。 However, in the inter-heterogeneous network connection system described in Patent Document 1 and the handover control system described in Patent Document 2, there is a wireless terminal in the network area where the communication service is provided in the “network discovery” process. Otherwise, the handover destination cannot be found and it is difficult to actively execute the handover.
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、特定の通信方式の無線通信にアクセスが集中することを防止し、他の通信方式におけるネットワークエリアを拡大して優先的に接続することができるハイブリッド型の無線通信システム及び無線通信制御方法を提案しようとするものである。 The present invention has been made in view of the above points, and can prevent concentration of access to wireless communication of a specific communication method, and can preferentially connect by expanding a network area in another communication method. A hybrid wireless communication system and a wireless communication control method that can be used are proposed.
かかる課題を解決するため本発明では、複数の異なる通信方式で無線通信が可能な無線通信システムにおいて、第1の通信方式に対応したネットワークエリアを提供する第1の無線基地局と、第2の通信方式に対応したネットワークエリアを提供する第2の無線基地局と、前記第1の通信方式で前記第1の無線基地局と無線通信を行うための第1の通信システム及び前記第2の通信方式で前記第2の無線基地局と無線通信を行うための第2の通信システムを有する無線端末と、前記第2の無線基地局から前記第2の無線基地局に関する基地局情報を取得し格納する位置情報サーバと、前記無線端末の位置を示す端末位置情報と前記位置情報サーバに格納される前記基地局情報とに基づいて、前記無線端末が利用する通信方式について、前記第2の通信方式を優先的に選択するように制御するハンドオーバ制御部とを備える無線通信システムが提供される。この無線通信システムでは、前記基地局情報には、前記第2の無線基地局がビームフォーミングを実行しない場合に提供可能な第1のネットワークエリアを示す情報と前記第2の無線基地局がビームフォーミング実行時に拡張して提供可能な第2のネットワークエリアを示す情報とが含まれ、前記ハンドオーバ制御部は、前記第1の通信方式で通信中の前記無線端末が前記第1のネットワークエリア内に存在する場合は前記第2の通信方式に切替えることを決定し、前記第1の通信方式で通信中の前記無線端末が前記第1のネットワークエリア内に存在しない場合であっても前記第2のネットワークエリア内に存在する場合には、前記第2の無線基地局に前記無線端末に対するビームフォーミングを実行させた上で前記第2の通信方式に切替えることを決定し、前記ハンドオーバ制御部は、前記第2の通信方式に切替えることを決定した場合には、ハンドオーバを行って前記無線端末の通信先の無線基地局を前記第1の無線基地局から前記第2の無線基地局に切替える。 In order to solve this problem, in the present invention, in a wireless communication system capable of wireless communication using a plurality of different communication methods, a first wireless base station that provides a network area corresponding to the first communication method, A second wireless base station that provides a network area corresponding to the communication method; a first communication system for performing wireless communication with the first wireless base station using the first communication method; and the second communication. A wireless terminal having a second communication system for performing wireless communication with the second wireless base station in a method, and acquiring and storing base station information regarding the second wireless base station from the second wireless base station The communication method used by the wireless terminal based on the position information server, the terminal position information indicating the position of the wireless terminal, and the base station information stored in the position information server. Wireless communication system and a handover control unit that controls the communication method to preferentially selected is provided. In this radio communication system, the base station information includes information indicating a first network area that can be provided when the second radio base station does not perform beamforming, and beam forming by the second radio base station. Information indicating a second network area that can be expanded and provided at the time of execution, and the handover control unit includes the wireless terminal in communication with the first communication method in the first network area. If so, it is decided to switch to the second communication method, and even if the wireless terminal communicating with the first communication method does not exist in the first network area, the second network is used. If present in the area, switch to the second communication method after causing the second radio base station to perform beam forming for the radio terminal When the handover control unit decides to switch to the second communication method, the handover control unit performs handover and sets the radio base station to which the radio terminal communicates as the first radio base station. To the second radio base station.
また、かかる課題を解決するため本発明では、複数の異なる通信方式で無線通信が可能な無線通信システムにおいて前記無線端末が利用する通信方式を制御する無線通信制御方法が提供される。この無線通信制御方法にあって、前記無線通信システムは、第1の通信方式に対応したネットワークエリアを提供する第1の無線基地局と、第2の通信方式に対応したネットワークエリアを提供する第2の無線基地局と、前記第1の通信方式で前記第1の無線基地局と無線通信を行うための第1の通信システム及び前記第2の通信方式で前記第2の無線基地局と無線通信を行うための第2の通信システムを有する無線端末と、前記第2の無線基地局から前記第2の無線基地局に関する基地局情報を取得し格納する位置情報サーバと、前記無線端末の位置を示す端末位置情報と前記位置情報サーバに格納される前記基地局情報とに基づいて、前記無線端末が利用する通信方式について、前記第2の通信方式を優先的に選択するように制御するハンドオーバ制御部とを有し、前記基地局情報には、前記第2の無線基地局がビームフォーミングを実行しない場合に提供可能な第1のネットワークエリアを示す情報と、前記第2の無線基地局がビームフォーミング実行時に拡張して提供可能な第2のネットワークエリアを示す情報とが含まれる。そして、この無線通信制御方法は、前記ハンドオーバ制御部が、前記第1の通信方式で通信中の前記無線端末が前記第1のネットワークエリア内に存在する場合は前記第2の通信方式に切替えることを決定する第1のステップと、前記ハンドオーバ制御部が、前記第1の通信方式で通信中の前記無線端末が前記第1のネットワークエリア内に存在しない場合であっても前記第2のネットワークエリア内に存在する場合には、前記第2の無線基地局に前記無線端末に対するビームフォーミングを実行させた上で前記第2の通信方式に切替えることを決定する第2のステップと、前記ハンドオーバ制御部が、前記第2の通信方式に切替えることを決定した場合には、ハンドオーバを行って前記無線端末の通信先の無線基地局を前記第1の無線基地局から前記第2の無線基地局に切替える第3のステップとを備える。 In order to solve such a problem, the present invention provides a wireless communication control method for controlling a communication method used by the wireless terminal in a wireless communication system capable of wireless communication with a plurality of different communication methods. In this wireless communication control method, the wireless communication system provides a first wireless base station that provides a network area corresponding to the first communication method, and a network area that corresponds to the second communication method. Wireless communication with the first radio base station in the first communication scheme and the second radio base station in the second communication scheme. A wireless terminal having a second communication system for performing communication, a location information server for acquiring and storing base station information related to the second wireless base station from the second wireless base station, and a location of the wireless terminal The communication method used by the wireless terminal is controlled to preferentially select the second communication method based on the terminal location information indicating the location information and the base station information stored in the location information server. The base station information includes information indicating a first network area that can be provided when the second radio base station does not perform beamforming, and the second radio base station. Includes information indicating a second network area that can be expanded and provided during execution of beamforming. In the wireless communication control method, the handover control unit switches to the second communication method when the wireless terminal communicating with the first communication method exists in the first network area. A first step of determining the second network area even when the handover control unit is not in the first network area and the wireless terminal in communication with the first communication method is not present. A second step of deciding to switch to the second communication method after causing the second radio base station to perform beam forming for the radio terminal, and the handover controller However, if it is decided to switch to the second communication method, handover is performed and the radio base station with which the radio terminal communicates is changed to the first radio base And a third step of switching to the second radio base station from.
本発明によれば、複数の通信方式で無線通信が可能なハイブリッド型の無線通信システムにおいて、特定の通信方式の無線通信にアクセスが集中することを防止し、他の通信方式で提供されるネットワークエリアを拡大して優先的に接続することができる。 According to the present invention, in a hybrid wireless communication system capable of wireless communication with a plurality of communication methods, it is possible to prevent access from being concentrated on wireless communication of a specific communication method, and to provide a network provided by another communication method. The area can be enlarged and connected with priority.
(1)本発明の一実施の形態
本発明の一実施の形態による無線通信システムは、複数の異なる通信方式(例えば、第1の通信方式と第2の通信方式)で無線通信が可能なハイブリッド型の無線通信システムであって、第2の通信方式の無線基地局に関する情報を更新して保持することによって、第2の通信方式で通信可能な範囲(ネットワークエリア)だけでなく、第2の通信方式でビームフォーミングを実行することによって拡張可能なネットワークエリア(ビームフォーミング時ネットワークエリア)をも想定し、これらのネットワークエリアと無線端末の位置とに基づいてシステム間ハンドオーバの実行判断を行い、無線端末が第2の通信方式で無線通信を行う機会を増加させるように制御することを特徴としている。
(1) One Embodiment of the Present Invention A wireless communication system according to one embodiment of the present invention is a hybrid capable of wireless communication using a plurality of different communication methods (for example, a first communication method and a second communication method). Type wireless communication system, by updating and holding information about the wireless base station of the second communication method, not only the range (network area) in which communication is possible in the second communication method, but also the second Assuming network areas that can be expanded by executing beamforming in the communication method (network areas during beamforming), the system determines whether to perform handover between systems based on these network areas and the location of wireless terminals. The terminal is controlled to increase the opportunity to perform wireless communication by the second communication method.
例えば、本発明の一実施の形態による無線通信システムは、第1の通信方式で通信中の無線端末が第2の通信方式のネットワークエリア内に存在する場合には、システム間ハンドオーバを実行して第2の通信方式による無線通信に切替える。また、本発明の一実施の形態による無線通信システムは、第1の通信方式で通信中の無線端末が第2の通信方式のビームフォーミング時ネットワークエリア内に存在する場合には、ビームフォーミング及びシステム間ハンドオーバを実行し、第2の通信方式による無線通信に切替える。 For example, the wireless communication system according to the embodiment of the present invention performs an inter-system handover when a wireless terminal communicating with the first communication method exists in the network area of the second communication method. Switch to wireless communication by the second communication method. In addition, the wireless communication system according to the embodiment of the present invention has a beam forming and system when a wireless terminal communicating with the first communication method is present in the network area during beam forming of the second communication method. Inter-handover is executed, and the wireless communication is switched to the second communication method.
ここで、ビームフォーミングは、複数のアンテナから送信する電力と位相とを変動する伝搬路の状態に応じてアンテナごとに制御する技術であり、ビームフォーミングの実行により、対象とする無線端末及び無線基地局の周囲にネットワークエリアを拡張することができる。本実施の形態による無線通信システムでは、無線端末及び無線基地局の双方がビームフォーミングを実行できるとする。 Here, beam forming is a technique for controlling each antenna according to the state of a propagation path in which the power and phase transmitted from a plurality of antennas fluctuate. By executing beam forming, the target radio terminal and radio base The network area can be expanded around the station. In the radio communication system according to the present embodiment, it is assumed that both the radio terminal and the radio base station can execute beam forming.
(1−1)無線通信システムの構成
本発明の一実施の形態による無線通信システムの構成を説明する。
(1-1) Configuration of Radio Communication System A configuration of a radio communication system according to an embodiment of the present invention will be described.
(1−1−1)全体構成
図1は、本発明の一実施の形態による無線通信システムの構成を示すブロック図である。図1に示すように、無線通信システム10は、無線端末11、第1の無線基地局12、第2の無線基地局13、第1の制御網14、第2の制御網15、ホームエージェント16、ハンドオーバ制御部17、及び位置情報サーバ18を備える。
(1-1-1) Overall Configuration FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a wireless communication system according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the
一例として、無線端末11は、3GPP2標準規格に準拠した1xEVDO(Evolution Data Only)方式と、IEEE(The Institute of Electrical and Electronics Engineers)802.11シリーズの無線LAN(Local Area Network)規格に準拠して認証を受けたWiFi(Wireless Fidelity)(登録商標)方式との2種の無線通信システムに対応可能な携帯電話機であるとする。1xEVDO方式は、第1の通信方式の一例であって、通信速度はWiFi方式ほど速くないが、提供するネットワークエリアがWiFi方式よりも広く、安定した無線通信を提供可能な通信方式である。また、WiFi方式は、第2の通信方式の一例であって、提供するネットワークエリアは1xEVDO方式よりも狭いが、1xEVDO方式よりも高速な無線通信を提供可能な通信方式である。無線端末11は、例えば携帯電話機で実現されるが、携帯型データ送受信機やノート型パーソナルコンピュータ等の移動可能な情報処理端末で実現することもできる。
As an example, the
第1の無線基地局12は、1xEVDO方式の制御網である第1の制御網14に接続された1xEVDO用の無線基地局(AP:Access Point)であって、無線端末11と電波の送受信を行う。第1の制御網14には、第1のAP制御部141及びPDSN(Packet Data Serving Node)142が含まれている。第1の無線基地局12は、無線端末101が1xEVDO方式で無線通信を行う場合に、無線端末11から受信した電波を、第1の制御網14及びホームエージェント16を介して、インターネット20上に伝送する。
The first
第2の無線基地局13は、WiFi方式の制御網である第2の制御網15に接続されたWiFi用の無線基地局であって、無線端末11と電波の送受信を行う。第2の制御網15には、第2のAP制御部151及びPDIF(Packet Data Interworking Function)152が含まれる。第2の無線基地局13は、無線端末11がWiFi方式で無線通信を行う場合に、無線端末11から受信した電波を、第2の制御網15及びホームエージェント16を介して、インターネット20上に伝送する。
The second
ホームエージェント16は、ホームリンク上に設けられたルータである。ホームエージェント16は、第1の制御網14、第2の制御網15、ハンドオーバ制御部17、及びインターネット20の中継点に位置し、第1の制御網14及び第2の制御網15の通信状態を監視する。
The
ハンドオーバ制御部17は、例えばコンピュータのCPU(Central Processing Unit)により実現され、無線端末11における通信手段を選択する機能を有する。具体的には、ハンドオーバ制御部17は、ホームエージェント16を介して通知される無線端末11の通信状況の情報に基づいて、必要な場合には位置情報サーバ18を参照し、無線端末11にとって最適な無線通信システムを選択する。このとき、ハンドオーバ制御部17は、現在通信中の無線通信システムから異なる無線通信システムに接続先を切替える必要があると判断した場合にはシステム間ハンドオーバの実行を指示し、現在通信中の無線通信システムと同じ通信方式の他の無線基地局に接続先を切替える必要があると判断した場合にはシステム内ハンドオーバの実行を指示する。なお、ハンドオーバの具体的な実行方法は、特に限定されず、通信接続先を切替える処理として一般的に用いられる方法を利用することができる。また、ハンドオーバ制御部17は、位置情報サーバ18内に実装されてもよい。
The
位置情報サーバ18は、WiFiシステム用のデータベースサーバであり、記憶デバイスとしてのデータベースを有する。位置情報サーバ18のデータベースには、それぞれの第2の無線基地局13についての情報が登録された基地局情報テーブルが格納されている。
The
なお、簡略のため図1には記載していないが、一般に、無線通信システム10は、複数の第1の無線基地局12及び複数の第2の無線基地局13を備えて構成され、複数の第1の無線基地局12及び複数の第2の無線基地局13のそれぞれがネットワークエリアを提供することにより、多数の無線端末11に対して広範囲の通信サービスを実現する。
Although not shown in FIG. 1 for the sake of brevity, generally, the
(1−1−2)基地局情報テーブル
図2は、位置情報サーバ内に格納された基地局情報テーブルの構成例である。図2に示す基地局情報テーブル181には、SSID欄1811、MACアドレス欄1812、通信方式欄1813、AP位置GPS座標欄1814、通信可能範囲GPS座標欄1815、ビームフォーミング可能範囲GPS座標欄1816、及びサービス状態欄1817が設けられている。
(1-1-2) Base Station Information Table FIG. 2 is a configuration example of the base station information table stored in the location information server. 2 includes an
SSID欄1811には、第2の無線基地局13を特定するIDが記載され、基地局情報テーブル181の同行における他の欄1812〜1817には、SSID欄1811の記載から特定される第2の無線基地局13についての情報が記載される。図2に記載される情報は、例えば、事前に各無線基地局13からハンドオーバ制御部17を介して位置情報サーバ18に情報が送信されることによって基地局情報テーブル181に格納されてもよいし、所定の周期で各無線基地局13からハンドオーバ制御部17を介して位置情報サーバ18に情報が送信されることによって基地局情報テーブル181が更新されてもよい。
In the
MACアドレス欄1812には、第2の無線基地局13に割当てられたMACアドレスが記載される。通信方式欄1813には、第2の無線基地局13が利用可能な通信方式の分類が記載され、例えば、WiFi方式を規定するIEEE802.11シリーズから、対応する詳細な分類(a/b/g/n)が記載される。通信方式欄1813に「11n」と記載された場合には、IEEE802.11n規格に準拠した通信方式であることを示し、通信方式欄1813に「11b」と記載された場合には、IEEE802.11b規格に準拠した通信方式であることを示す。
The
AP位置GPS座標欄1814には、第2の無線基地局13の位置を示すGPS座標が記載される。例えば、第2の無線基地局13にはGPS受信機(図示せず)が設けられ、該GPS受信機が定期的に受信するGPS情報に基づいて、第2の無線基地局13の位置を示すGPS座標が算出される。そして、算出されたGPS座標は、第2の無線基地局13からハンドオーバ制御部17を介して位置情報サーバ18に送信され、AP位置GPS座標欄1814に記載される。また、通信可能範囲GPS座標欄1815には、第2の無線基地局13によるネットワークエリアを示すGPS座標が記載される。一般に、第2の無線基地局13によるネットワークエリアは、完全な同心円や矩形とはならないので、例えば、当該範囲の境界線上の複数点(例えば4点〜6点)を示すGPS座標を記載する等して、ネットワークエリアを近似するようなGPS座標が記載される。
In the AP position GPS coordinate
ビームフォーミング可能範囲GPS座標欄1816には、ビームフォーミングを行った場合に第2の無線基地局13によって提供されるビームフォーミング時ネットワークエリアを示すGPS座標が記載される。ビームフォーミング可能範囲GPS座標欄1816には、通信可能範囲GPS座標欄1815と同様にして、例えば、ビームフォーミング時ネットワークエリアの境界線上の複数点を示すGPS座標が記載される。なお、図2のビームフォーミング可能範囲GPS座標欄1816に「不可」と記載されている場合は、SSID欄の記載から特定される第2の無線基地局13がビームフォーミングを実行できないことを示している。
The beam forming possible range GPS coordinate
サービス状態欄1817には、SSID欄1811の記載から特定される第2の無線基地局13が、無線基地局としてのサービス(すなわち、無線端末との間で無線通信を行い、通話や通信を中継する機能)を提供しているかどうかが記載される。なお、図2のサービス状態欄1817には、「運用中」または「停止」と記載されているが、実際には「運用中」や「停止」等の項目にそれぞれに対応する値が記載されてもよい。
In the
(1−1−3)無線端末
図3は、図1に示す無線端末の構成を示すブロック図である。図3に示すように、無線端末11は、アンテナ101〜104、アンテナ制御部105、第1の無線IF部106、第2の無線IF部107、信号処理部108、外部IF109、端末制御部110、GPS受信機111、方位センサ112、ジャイロセンサ113、及び、加速度センサ114を有する。無線端末11は、上記の各部を動作させることによって、1xEVDO方式による無線通信を行うための1xEVDOシステム、及び、WiFi方式による無線通信を行うためのWiFiシステムを実現する。
(1-1-3) Wireless Terminal FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of the wireless terminal shown in FIG. As illustrated in FIG. 3, the
アンテナ101〜104は、それぞれが1xEVDO方式の無線信号とWiFi方式の無線信号とを送受信可能なアンテナである。無線端末11は、アンテナ101〜104を用いて、4素子のアンテナによるビームフォーミングに対応することができる。アンテナ101〜104は、第1の無線基地局12又は第2の無線基地局13から受信した電波を信号に変換してアンテナ制御部105に出力し、また、アンテナ制御部106から入力された信号を電波に変換して第1の無線基地局12又は第2の無線基地局13に送信する。
Each of the
アンテナ制御部105は、アンテナ101〜104と、第1の無線IF部106又は第2の無線IF部107との間で接続の切替を制御する。アンテナ制御部105は、アンテナ制御部105に入出力される信号の形式に応じて、接続先となる無線IF部106,107を切替える。
The
第1の無線IF部106は、1xEVDO方式の無線信号の増幅、及び、アナログ/ディジタル信号変換処理を行う。第2の無線IF部107は、WiFi方式の無線信号の増幅、及び、アナログ/ディジタル信号変換処理を行う。
The first wireless IF
信号処理部108は、無線信号の通信方式に応じて、無線信号に対する符号化/複号化処理及び変復調処理等のベースバンド信号処理を行う。具体的には例えば、信号処理部108は、第1の無線部106又は第2の無線部107から入力された無線信号に対してベースバンド信号処理を行い、ユーザ側のインタフェース機能を有する外部IF109に出力する。外部IF109は、例えば、マイクロフォン、スピーカ、及びディスプレイ等に相当する。また、例えば、信号処理部108は、無線通信システム10において4素子を用いたビームフォーミングを実行する場合には、WiFi形式の送信信号に対して、4素子を用いたビームフォーミングを実行するための所定の信号処理を実行し、当該信号処理実行後の送信信号を、第2の無線IF部107を介してアンテナ制御部105に出力する。
The
GPS受信機111は、無線端末11のGPS座標を検出する受信機である。方位センサ112は、無線端末11のアンテナ101〜104の開口面がどの方角を向いているか検出するセンサである。ジャイロセンサ113は、無線端末11のヨー角及びピッチング角を検出するセンサである。加速度センサ114は、無線端末11の加速度(例えば、縦方向、横方向、及び、傾き方向)を測定して出力するセンサである。GPS受信機111、方位センサ112、ジャイロセンサ113、及び加速度センサ114は、端末制御部110の指示に従って動作し、各出力結果を端末制御部110に出力する。
The
端末制御部110は、上述した無線端末11の各部における機能を全体的に制御する。具体的には例えば、端末制御部110は、選択されている無線通信システムにおける通信状況及び無線端末11の位置情報を集約し、集約した情報を第1の無線基地局12又は第2の無線基地局13を介してハンドオーバ制御部17に送信する。また例えば、端末制御部110は、ハンドオーバ制御部17から通知される無線通信システムの切替要求に従って、無線端末11が接続する無線通信システムの切替を指示する。特に、ハンドオーバ制御部17から「WiFiシステムを選択し、かつ、ビームフォーミングを実行する」旨の要求を通知された場合には、端末制御部110は、無線端末11が接続する無線通信システムにWiFi方式を選択して、第2の無線IF部107によってWiFi方式の無線信号に関する処理を実行するように指示する。さらに端末制御部110は、GPS受信機111、方位センサ112、ジャイロセンサ113、及び加速度センサ114を作動させて検出結果を収集し、収集した検出結果と、ハンドオーバ制御部17から通知される情報に含まれるビームフォーミングの対象(第2の無線基地局13)の位置情報とに基づいて、第2の無線基地局13が存在すると推定される方向にビーム目標方向を決定し、信号処理部108に決定結果を通知する。端末制御部110がビーム目標方向を決定する詳細な処理については、図5を参照して後述する。
The
(1−1−4)信号処理部
図4は、図3に示す信号処理部の構成を示すブロック図である。図4に示す信号処理部108は、無線端末11によるビームフォーミングの実行時に必要な信号処理を行い、OFDM変調部201、係数乗算部202〜205、及び係数算出部206を有している。
(1-1-4) Signal Processing Unit FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the signal processing unit shown in FIG. The
OFDM変調部201は、ディジタル変調方式の1つである直交周波数分割多重方式(OFDM:Orthogonal Frequency Domain Multiplex)を用いて、外部IF109から入力される送信情報の変調処理を行う。
The
係数算出部206は、端末制御部110から入力されるビーム目標方向情報に基づいて、当該情報によって定められるビーム目標方向で電波が強め合うようにビームフォーミングを実行するために、係数乗算部202〜205に与える係数をそれぞれ算出する。具体的には、係数算出部206は、アンテナ4素子からそれぞれ送信される送信信号の電力及び位相がビーム目標方向で同じになるように、外部IF109から係数乗算部202〜205に4つに分配されて入力される各送信信号に対して電力及び位相の変更量を決定する係数を算出する。係数算出部206によって算出された係数は、それぞれ係数乗算部202〜205に出力される。
Based on the beam target direction information input from the
係数乗算部202〜205は、係数算出部206で算出されて入力される各係数に基づいて、第2の無線IF部107を介してアンテナ101〜104に出力される送信信号別に、電力及び位相の値を変更する処理を行う。係数乗算部202〜205によって係数に基づいた電力及び位相の値の変更処理が行われた送信信号は、OFDM変調部201によって変調処理が行われ、第2の無線IF部107及びアンテナ制御部105を介してアンテナ101〜104から送信される。無線端末11は、このようなビームフォーミングを実行することによって、ビームフォーミングを実行しない場合よりも距離の遠い場所に存在する第2の基地局に対して、通信を行うことができるようになる。
The
(1−2)無線通信システムによる処理
以下では、図1に示す無線通信システム10による各処理について説明する。具体的には、ビーム目標方向の決定処理について、図5を参照して説明し、1xEVDOシステムで通信時にシステム間ハンドオーバを実行する一連の処理について、図6〜図8を参照して説明する。また、WiFiシステムで通信時にシステム間ハンドオーバを実行する一連の処理について、図9〜図10を参照して説明する。
(1-2) Processing by Radio Communication System Each process by the
(1−2−1)ビーム目標方向の決定
まず、ビームフォーミングの実行時に電波を発信する方向を示すビーム目標方向について、端末制御部110がビーム目標方向を決定する処理手順について説明する。図5は、ビーム目標方向を決定する処理手順を示すシーケンス図である。
(1-2-1) Determination of Beam Target Direction First, the processing procedure in which the
まず、無線端末11の端末制御部110は、第2の無線基地局13の位置情報を取得する(ステップS101)。第2の無線基地局13の位置情報は、例えばGPS座標情報によって管理され、位置情報サーバ18に格納された基地局情報テーブル181のAP位置GPS座標欄1814を参照することで取得される。例えば、無線端末11は、位置情報サーバ18から第1の無線基地局12又は第2の無線基地局13を介して基地局情報テーブル181に記載された情報を定期的に受信することにより、第2の無線基地局13の位置情報を取得することができる。
First, the
次に、端末制御部110は、第2の無線基地局13が存在する方向を検出する方向検出処理を開始する(ステップS102)。ステップS102の方向検出処理が開始されると、端末制御部110は、無線端末11の位置を示す位置情報の報告を要求する位置情報要求をGPS受信機111に送信し(ステップS103)、無線端末11の向きを示す方位情報の報告を要求する方位情報要求を方位センサ112に送信し(ステップS104)、無線端末11の動き幅を示す手ブレ情報の報告を要求する手ブレ情報要求をジャイロセンサ113に送信し(ステップS105)、無線端末11がどの程度傾いているかを示す本体向き情報の報告を要求する本体向き情報要求を加速度センサ114に送信する(ステップS106)。
Next, the
ステップS103〜S106で送信された各要求を受信したGPS受信機111、方位センサ112、ジャイロセンサ113、及び加速度センサ114は、各要求に応じて情報を取得し(ステップS107〜S113)、端末制御部110に報告する(ステップS117)。
The
ステップS103で位置情報要求を受信したGPS受信機111は、GPS信号を受信して(ステップS107)無線端末11のGPS座標情報を検出し(ステップS108)、検出したGPS座標情報を無線端末11の位置情報として端末制御部110に報告する(ステップS114)。
The
また、ステップS104で方位情報要求を受信した方位センサ112は、例えば無線端末11に設けられたアレイアンテナ(図示せず)の開口面に対する垂直方向を方位センサ112の基準に設定してアレイアンテナ開口面の方位を検出し(ステップS109)、検出した方位情報を無線端末11の方位情報として端末制御部110に報告する(ステップS415)。
The
また、ステップS105で手ブレ情報要求を受信したジャイロセンサ113は、例えば無線端末11に設けられたアレイアンテナの開口面に対する垂直方向をジャイロセンサ113の基準に設定して無線端末11のヨー角及びピッチング角の動き幅を検出し、この動き幅をアレイアンテナ開口面の垂直方向の手ブレの程度を示すパラメータとし、無線端末11の手ブレ情報として端末制御部110に報告する(ステップS416)。
In addition, the
また、ステップS106で本体向き情報要求を受信した加速度センサ114は、例えば無線端末11に設けられたアレイアンテナの開口面における長辺方向を縦、短辺方向を横として加速度センサ114の基準を設定する。そして、加速度センサ114は、無線端末11のアレイアンテナ開口面が縦向きであるか横向きであるかを検出し(ステップS112)、さらに、どの程度の傾きであるかを検出し(ステップS113)、ステップS112及びステップS113における検出結果を無線端末11の本体向き情報として端末制御部110に報告する(ステップS117)。
The
次に、端末制御部110は、ステップS114〜S117で受信した各情報を集約して、無線端末11の移動速度を算出し(ステップS118)、無線端末11のアンテナ開口面の向きを算出する(ステップS119)。なお、無線端末11におけるアンテナ開口面の向きは、例えば、無線端末11のアンテナ開口面に対する垂直方向が水平面に対してなす角度及び方位をパラメータとすることによって示される。
Next, the
次いで、端末制御部110は、ステップS101で取得した第2の無線基地局13の位置情報、及び、ステップS119で算出したアンテナ開口面の向きに基づいて、無線端末11のアンテナ開口面に対して第2の無線基地局13が現在どの方向に存在するか、という第2の無線基地局13の現在方向を算出する。さらに、端末制御部110は、ステップS118で算出した無線端末11の移動速度に基づいて将来の無線端末11の位置を推定し、該推定位置から第2の無線基地局がどの方向に存在するか、という第2の無線基地局13の予測方向を算出する。
Next, the
そして、端末制御部110は、算出した第2の無線基地局13の現在方向又は予測方向を、無線端末11が第2の無線基地局13に向けてビームフォーミングを実施する際に必要なビーム目標方向として決定する(ステップS120)。そして、端末制御部110は、決定したビーム目標方向を端末制御部110内に保持し、ハンドオーバ制御部17から第2の無線基地局13に対するビームフォーミングを実行するよう指示された場合に、当該ビーム目標方向に電波を発信する。無線端末11のアンテナ101〜104からビーム目標方向に電波を発信する方法については、例えば図4において説明した方法を用いて、アンテナ101〜104から発信される各送信信号の処理によって電波の発信方向を制御すればよい。
Then, the
なお、ステップS119における第2の無線基地局13の予測方向は、無線端末11の推定位置と第2の無線基地局13の位置とを比較して算出することができるが、所定の時間経過後に無線端末11の位置情報を再取得し、無線端末11による実際の移動幅及び移動方向を加味して算出するようにしてもよい。また、ビーム目標方向を決定する処理は、ステップS101で第2の無線基地局13の位置情報を取得するたびに繰り返し実行されることが好ましく、端末制御部110が最新のビーム目標方向を常に保持することによって、ビームフォーミング実行時に電波を発信する方向を第2の無線基地局13の方向に確実に向けることができ、ビームフォーミング後に通信接続が成功する確率を向上させることが期待できる。
Note that the predicted direction of the second
上述のステップS101〜S120の処理を実行することにより、無線端末11が第2の無線基地局13に対するビームフォーミングの実行時に電波を発信するビーム目標方向が決定される。なお、図5のステップS101〜120に示すビーム目標方向の決定処理は、例えば定期的に実行されてもよく、このようにすることで、無線端末11の急激な動きの変化があった場合にも、端末制御部110は正確にビーム目標方向を決定することができる。
By executing the processing of steps S101 to S120 described above, the beam target direction in which the
(1−2−2)通信開始からシステム間ハンドオーバの判断までの処理(1xEVDOシステム通信時)
次に、1xEVDOシステムで通信中の無線通信システム10による処理を説明する。図6は、図1に示す無線通信システムにおいて、1xEVDO方式による通信開始からハンドオーバの判断を行うまでの処理の流れを示すシーケンス図である。事前の設定として、無線端末11は、最初に通信を開始するときに、1xEVDO方式の無線通信システムを選択するように設定されているとする。
(1-2-2) Processing from communication start to inter-system handover determination (during 1xEVDO system communication)
Next, processing by the
まず、無線端末11は、使用する無線通信システムを1xEVDO方式に決定し、1xEVDOシステムを起動する(ステップS201)。無線端末11で1xEVDOシステムが起動されると、例えば信号処理部108及び端末制御部110は、1xEVDO方式に応じた処理を実行する。
First, the
次に、無線端末11は、1xEVDO方式の無線基地局である第1の無線基地局12に接続し、無線通信を行うための所定の処理に相当する無線接続設定処理を第1の無線基地局12との間で実行する(ステップS202)。無線接続設定処理が完了すると、無線端末11及び第1の無線基地局12は、互いの間でデータ通信を開始する(ステップS203)。
Next, the
ステップS203でデータ通信を開始した後、無線端末11は、端末通信状況を内部の記憶部(図示せず)に格納又は更新する(ステップS204)。ここでいう端末通信状況とは、主に無線端末11の1xEVDOシステムにおける受信品質、通信速度、通信容量、移動速度、及びトラフィック等を示す。また、無線端末11では、端末制御部110がGPS受信機111を起動する。端末制御部110は、GPS受信機111が受信するGPS信号に基づいて算出されるGPS座標を、無線端末11の位置を示す端末位置情報として取得する(ステップS205)。なお、端末通信状況及び端末位置情報は、定期的又は常時取得されて最新の情報に更新されることが好ましい。
After starting data communication in step S203, the
次に、無線端末11は、ハンドオーバを実行するか否かをハンドオーバ制御部17に問合せるハンドオーバ問合せを実行する(ステップS206)。具体的には、無線端末11は、ステップS204で取得した最新の端末通信状況とステップS205で取得した無線端末11の端末位置情報とを、第1の無線基地局12、第1の制御網14及びホームエージェント16を介して、ハンドオーバ制御部17に通知する(ステップS207)。
Next, the
ステップS207の通知を受信したハンドオーバ制御部17は、無線端末11の端末通信状況及び端末位置情報を取得し(ステップS208)、その後、位置情報サーバ18と連携してシステム間ハンドオーバの判断を行う(ステップS209)。
The
(1−2−3)システム間ハンドオーバの判断(1xEVDOシステム通信時)
図7は、図1に示す無線通信システムにおいて、1xEVDO方式による通信時に行われるハンドオーバの判断の処理手順を示すフローチャートである。図6のステップS208〜S209では、無線端末11が1xEVDOシステムで通信中に、ハンドオーバ制御部17が、端末通信状況及び端末位置情報を取得し、システム間ハンドオーバの判断を行うと説明したが、図7はこのようなハンドオーバ制御部17による処理を詳細に説明するものである。図7に示すシステム間ハンドオーバの判断では、1xEVDOシステムで無線端末11と通信中の無線通信システム10において、WiFiシステムへのシステム間ハンドオーバを実行するか否か、さらに、WiFiシステムへのシステム間ハンドオーバを実行する場合にビームフォーミングを実行するか否かが判定される。
(1-2-3) Inter-system handover decision (at the time of 1xEVDO system communication)
FIG. 7 is a flowchart of a handover determination process procedure performed during communication by the 1xEVDO method in the wireless communication system shown in FIG. In steps S208 to S209 of FIG. 6, it has been described that the
まず、無線端末11が1xEVDOシステムで通信中であるときに(ステップS301)、ハンドオーバ制御部17は、無線端末11から通知される端末通信状況及び端末位置情報を取得し(例えば、図6のステップS208の処理に相当)、取得した情報を内部の記憶部(図示せず)に格納して更新する(ステップS302)。
First, when the
ハンドオーバ制御部17は、ステップS302で取得した情報に基づいて、無線端末11の通信状況がWiFiシステムへのハンドオーバを推奨すべき通信状況であるか判定する(ステップS303)。例えば、現在の1xEVDOシステムでの通信品質が良好であり、十分な通信速度が得られている場合には、ハンドオーバ制御部17は、WiFiシステムへのハンドオーバを推奨する必要はないと判定する。ハンドオーバ制御部17は、WiFiシステムへのハンドオーバを推奨する必要がないと判定した場合に(ステップS303のNO)、1xEVDOシステムでの通信を継続させる。
Based on the information acquired in step S302, the
また、ステップS303において、例えば現在の1xEVDOシステムでのトラフィックが所定の基準値を超える高い状態である場合には、ハンドオーバ制御部17は、WiFiシステムへのハンドオーバを推奨すべき通信状況であると判定する。ハンドオーバ制御部17は、WiFiシステムへのハンドオーバを推奨すべきと判定した場合に(ステップS303のYES)、ステップS304の処理に進む。
In step S303, for example, when the traffic in the current 1xEVDO system is in a high state exceeding a predetermined reference value, the
ステップS304では、ハンドオーバ制御部17は、位置情報サーバ18の基地局情報テーブル181を参照する。無線通信システム10の全体構成の説明で前述したように、位置情報サーバ18は、WiFiシステム用のデータベースサーバであり、基地局情報テーブル181には、WiFiシステムによる通信を行う第2の基地局13に関する情報が登録されている。
In step S304, the
そして、ハンドオーバ制御部17は、基地局情報テーブル181に記載された第2の無線基地局13ごとのAP位置GPS座標及び通信可能GPS座標と、ステップS302で取得した無線端末11の端末位置情報とに基づいて、無線端末11がいずれかの第2の無線基地局13が提供するネットワークエリアに存在しているか判定する(ステップS305)。なお、ステップS305では、基地局情報テーブル181のサービス状態欄1817に「運用中」と記載された第2の無線基地局13(例えば、図2におけるAP001及びAP002)だけを対象とする。
Then, the
ステップS305でネットワークエリア内に無線端末11を含む第2の無線基地局13が存在する場合には(ステップS305のYES)、ハンドオーバ制御部17は、WiFiシステムへのシステム間ハンドオーバを開始する(ステップS309)。ステップS305でネットワークエリア内に無線端末12を含む第2の無線基地局13が存在しない場合には(ステップS305のNO)、ハンドオーバ制御部17はステップS306の処理に進む。
If the second
ステップS306では、ハンドオーバ制御部17は、基地局情報テーブル181のビームフォーミング可能範囲GPS座標を参照し、ビームフォーミングを実行した場合に第2の無線基地局13によって提供されるビームフォーミング時ネットワークエリアに、無線端末11が存在するか判定する。
In step S306, the
ステップS306においてビームフォーミング時ネットワークエリア内に無線端末11を含む第2の無線基地局13が存在しない場合には(ステップS306のNO)、ハンドオーバ制御部17は、WiFiシステムへのハンドオーバを実行できないと判断し、1xEVDOシステムでの通信を継続する。また、ステップS306においてビームフォーミング時ネットワークエリア内に無線端末11を含む第2の無線基地局13が存在する場合には(ステップS306のYES)、ハンドオーバ制御部17は、WiFiシステムへのハンドオーバを実行可能と判断してステップS307の処理に進む。
If the second
ステップS307では、ハンドオーバ制御部17は、無線端末11に、ステップS306で選択される第2の無線基地局13のAP位置GPS座標(AP位置情報)を送信し、無線端末11に、当該第2の無線基地局13のAP位置情報が示すGPS座標に向けてビームフォーミングを実行するよう指示する。無線端末11では、ハンドオーバ制御部17から第2の無線基地局13のAP位置GPS座標を受信したことをトリガとして、図5で説明したようにビーム目標方向を算出し、算出したビーム目標方向に向けてビームフォーミング用の電波を発信する。
In step S307, the
そして、ハンドオーバ制御部17は、ステップS306で選択される第2の無線基地局13に、無線端末11の端末位置情報を送信し、当該第2の無線基地局13に、無線端末11の端末位置情報が示すGPS座標に向けてビームフォーミングを実行するよう指示する(ステップS308)。第2の無線基地局13は、自身のGPS座標と無線端末11の端末位置座標とに基づいて、無線端末11へのビーム目標方向を決定し、決定したビーム目標方向にビームフォーミング用の電波を発信する。第2の無線基地局13が無線端末11へのビーム目標方向に電波を発信する方法については、一般的に利用される電波の発信方向制御方法を利用して、第2の無線基地局13の内部的な処理によって電波の発信方向を制御すればよい。
Then, the
ステップS307及びステップS308の処理によってビームフォーミングが実行されることにより、無線端末11は第2の無線基地局13のネットワークエリア内に存在することになるので、ハンドオーバ制御部17は、WiFiシステムへのハンドオーバを開始する(ステップS309)。なお、ステップS305でネットワークエリア内に無線端末11を含む第2の無線基地局13が存在した場合には、無線端末11はビームフォーミングを実行することなく第2の無線基地局13と通信可能であるので、ハンドオーバ制御部17は、ステップS307及びステップS308の処理を行わずに、WiFiシステムへのシステム間ハンドオーバを開始する。
Since beam forming is executed by the processing of step S307 and step S308, the
(1−2−4)WiFiシステムへのシステム間ハンドオーバの処理
図8は、WiFiシステムへのシステム間ハンドオーバの処理手順を示すフローチャートである。図8では、図7のステップ306でYESである場合にステップS307〜S309で行われるシステム間ハンドオーバの処理、すなわち、ビームフォーミングを実行してWiFiシステムへのシステム間ハンドオーバを行う処理手順について説明している。
(1-2-4) Inter-system Handover Processing to WiFi System FIG. 8 is a flowchart showing a processing procedure for inter-system handover to the WiFi system. FIG. 8 illustrates the inter-system handover process performed in steps S307 to S309 when YES is determined in step 306 in FIG. 7, that is, a process procedure for performing inter-system handover to the WiFi system by executing beamforming. ing.
まず、ハンドオーバ制御部17が、ホームエージェント16、第1の制御網14、及び第1の無線基地局12を介して、無線端末11に、WiFiシステムへのシステム間ハンドオーバの開始を要求する「WiFiへのハンドオーバ要求」を送信する(ステップS401)。「WiFiへのハンドオーバ要求」を受信した無線端末11は、要求に従ってWiFiシステムを起動する(ステップS402)。無線端末11でWiFiシステムが起動されると、例えば信号処理部108及び端末制御部110は、WiFi方式に応じた処理を実行する。
First, the
次に、ハンドオーバ制御部17は、無線端末11に、ビームフォーミングを実行する第2の無線基地局13のAP位置情報を通知する(ステップS403)。無線端末11は、当該AP位置情報を受信して、ビームフォーミングの対象とする第2の無線基地局13の位置情報を取得する(ステップS404)。そして、無線端末11は、ステップS404で取得した第2の無線基地局13の位置情報が示すGPS座標に向けて、ビームフォーミングを開始する(ステップS405)。図8のステップS403〜S405の処理は、図7のステップS307の処理に相当し、ビームフォーミングを行うビーム目標方向は、図5で前述した処理によって決定される。
Next, the
また、ハンドオーバ制御部17は、ビームフォーミングを実行する第2の無線基地局13に、無線端末11の端末位置情報を通知する(ステップS406)。第2の無線基地局13は、当該端末位置情報を受信して無線端末11の位置情報を取得する(ステップS407)。そして、第2の無線基地局13は、ステップS407で取得した無線端末11の位置情報が示すGPS座標に向けて、ビームフォーミングを開始する(ステップS408)。図8のステップS406〜S408の処理は、図7のステップS308の処理に相当する。
Further, the
そして、ステップS405の処理及びS408の処理が共に完了すると、無線端末11と第2の無線基地局13との間で、無線通信を行うための所定の処理に相当する無線接続設定処理が実行される(ステップS409)。無線接続設定処理が完了すると、無線端末11及び第2の無線基地局13は、互いの間でデータ通信を開始する(ステップS410)。
When both the processing of step S405 and the processing of S408 are completed, a wireless connection setting process corresponding to a predetermined process for performing wireless communication is executed between the
ステップS401〜S410の処理によって1xEVDOシステムからWiFiシステムへのシステム間ハンドオーバが完了する。システム間ハンドオーバが完了すると、無線端末11は1xEVDO用の無線基地局である第1の無線基地局12に接続している必要がなくなるので、無線端末11と第1の無線基地局12との間で、無線通信を終了するための所定の処理に相当する無線接続断処理が実行される(ステップS411)。そして、無線端末11は、1xEVDOシステムを停止する(ステップS412)。
The inter-system handover from the 1xEVDO system to the WiFi system is completed by the processes in steps S401 to S410. When the inter-system handover is completed, the
上記の図6〜図8に示した各ステップの処理を行うことによって、無線通信システム10は、無線端末11が第1の通信方式である1xEVDOシステムで通信中に、無線端末11を第2の通信方式であるWiFiシステムにハンドオーバ可能な状況であるかを、ビームフォーミング時のネットワークエリアまで想定して検索し、ハンドオーバ可能な状況であった場合には、必要に応じてビームフォーミングを実行し、システム間ハンドオーバを実行することによって、無線端末11の接続先を第2の通信方式の無線基地局13に積極的に切替えることができる。
By performing the processing of each step shown in FIGS. 6 to 8 described above, the
(1−2−5)1xEVDOシステムへのシステム間ハンドオーバの処理
次に、WiFiシステムで通信中の無線通信システム10による処理を説明する。図9は、図1に示す無線通信システムにおいて、WiFi方式から1xEVDO方式にシステム間ハンドオーバする処理の流れを示すシーケンス図である。図9の開始状態では、無線端末11が、WiFiシステムを起動し、第2の無線基地局13に接続してWiFi方式でデータ通信を行っている状態とする。
(1-2-5) Inter-system Handover Processing to 1xEVDO System Next, processing by the
まず、WiFi方式でデータ通信中の無線端末11は、端末通信状況及び端末位置情報を取得し、記憶部に格納又は更新する(ステップS501)。ここでいう端末通信状況とは、主に無線端末11のWiFiシステムにおける受信品質、通信速度、通信容量、移動速度、及びトラフィック等を示す。また、端末位置情報は、端末制御部110がGPS受信機111を起動させることによって得られるGPS座標である。なお、端末通信状況及び端末位置情報は、定期的又は常時取得されて最新の情報に更新されることが好ましい。
First, the
次に、無線端末11は、ハンドオーバを実行するか否かをハンドオーバ制御部17に問合せるハンドオーバ問合せを実行する(ステップS502)。具体的には、無線端末11は、ステップS501で取得した最新の端末通信状況及び端末位置情報を、第2の無線基地局13、第2の制御網15及びホームエージェント16を介して、ハンドオーバ制御部17に通知する(ステップS503)。
Next, the
ステップS503の通知を受信したハンドオーバ制御部17は、無線端末11の端末通信状況及び端末位置情報を取得し(ステップS504)、その後、位置情報サーバ18と連携してシステム間ハンドオーバの判断を行う(ステップS505)。
The
ステップS504〜S505において、ハンドオーバ制御部17が端末通信状況及び端末位置情報を取得し、システム間ハンドオーバの判断を行う詳細な処理については、図10を参照して後述する。以下では、ステップS505で、ハンドオーバ制御部17が1xEVDOシステムへのシステム間ハンドオーバを実行すると判断した場合について、処理の説明を続ける。
A detailed process in which the
ステップS505において1xEVDOシステムへのシステム間ハンドオーバを実行すると判断したハンドオーバ制御部17は、ホームエージェント16、第2の制御網15、及び第2の無線基地局13を介して、無線端末11に、1xEVDOシステムへのシステム間ハンドオーバの開始を要求する「1xEVDOへのハンドオーバ要求」を送信する(ステップS506)。「1xEVDOへのハンドオーバ要求」を受信した無線端末11は、要求に従って1xEVDOシステムを起動する(ステップS507)。無線端末11で1xEVDOシステムが起動されると、例えば信号処理部108及び端末制御部110は、1xEVDO方式に応じた処理を実行する。
The
次に、無線端末11は、1xEVDO方式で無線通信を行うために、1xEVDO用の無線基地局を探索し、第1の無線基地局12を発見する(ステップS508)。その後、無線端末11と第1の無線基地局12との間で、無線通信を行うための所定の処理に相当する無線接続設定処理が実行される(ステップS509)。無線接続設定処理が完了すると、無線端末11及び第1の無線基地局12は、互いの間でデータ通信を開始する(ステップS510)。
Next, the
ステップS507〜S510の処理によってWiFiシステムから1xEVDOシステムへのシステム間ハンドオーバが完了する。システム間ハンドオーバが完了すると、無線端末11はWiFi用の無線基地局である第2の無線基地局13に接続している必要がなくなるので、無線端末11と第2の無線基地局13との間で、無線通信を終了するための所定の処理に相当する無線接続断処理が実行される(ステップS511)。そして、無線端末11は、WiFiシステムを停止する(ステップS512)。
The inter-system handover from the WiFi system to the 1xEVDO system is completed by the processes in steps S507 to S510. When the inter-system handover is completed, the
(1−2−6)ハンドオーバの判断(WiFiシステム通信時)
図10は、図1に示す無線通信システムにおいて、WiFi方式による通信時に行われるハンドオーバの判断の処理手順を示すフローチャートである。図10に示すハンドオーバの判断では、WiFiシステムで無線端末11と通信中の無線通信システム10において、出来るだけWiFiシステムによる通信を継続する方針の下で、1xEVDOシステムへのシステム間ハンドオーバを実行するか否かが判定される。以下では、具体的な処理について説明する。
(1-2-6) Determination of handover (during WiFi system communication)
FIG. 10 is a flowchart of a handover determination process procedure performed at the time of communication using the WiFi scheme in the wireless communication system illustrated in FIG. In the handover determination shown in FIG. 10, in the
まず、無線端末11が、WiFiシステムで通信中であるときに(ステップS601)、ハンドオーバ制御部17は、無線端末11から通知される端末通信状況及び端末位置情報を取得し(例えば、図9のステップS504の処理に相当)、取得した情報を内部の記憶部(図示せず)に格納して更新する(ステップS602)。
First, when the
ハンドオーバ制御部17は、ステップS602で取得した情報に基づいて、無線端末11の通信状況がハンドオーバを推奨すべき通信状況であるか判定する(ステップS603)。例えば、現在のWiFiシステムでの通信品質が良好であり、十分な通信速度が得られている場合には、ハンドオーバ制御部17は、ハンドオーバを推奨する必要はないと判定する。ハンドオーバ制御部17は、ハンドオーバを推奨する必要がないと判定した場合に(ステップS603のNO)、WiFiシステムでの通信を継続させる。
Based on the information acquired in step S602, the
また、ステップS603において、例えば、無線端末11が過去にWiFiシステムにハンドオーバした時点から移動する等して、現在のWiFiシステムでの受信品質が所定の基準値を下回り通信速度も十分ではない状態にある場合には、ハンドオーバ制御部17は、WiFiシステム内でのハンドオーバが可能か否かを判定するために、ステップS604の処理を行う。
In step S603, for example, the
ステップS604では、ハンドオーバ制御部17は、位置情報サーバ18の基地局情報テーブル181を参照する。無線通信システム10の全体構成の説明で前述したように、位置情報サーバ18は、WiFiシステム用のデータベースサーバであり、基地局情報テーブル181には、WiFiシステムによる通信を行う第2の基地局13に関する情報が登録されている。
In step S604, the
そして、ハンドオーバ制御部17は、基地局情報テーブル181に記載されたSSID、AP位置GPS座標、通信可能範囲GPS座標、及びサービス状態と、ステップS602で取得した無線端末11の端末位置情報とに基づいて、現在無線端末11と通信を行っている第2の無線基地局13(例えば、図2におけるAP001)の近くに、ネットワークエリア内に無線端末11を含む他の第2の無線基地局13(例えば、図2におけるAP002)が存在しているか判定する(ステップS605)。
Then, the
ステップS605でネットワークエリア内に無線端末11を含む他の第2の無線基地局13が存在する場合には(ステップS605のYES)、ハンドオーバ制御部17は、当該他の第2の無線基地局13へのシステム内ハンドオーバを開始する(ステップS609)。ステップS609でシステム内ハンドオーバが実行されると、通信システムとしてはWiFiシステムを選択したまま、無線端末11の通信接続先が他の第2の無線基地局13に切替えられる。
If there is another second
また、ステップS605でネットワークエリア内に無線端末11を含む他の第2の無線基地局13が存在しない場合には(ステップS605のNO)、ハンドオーバ制御部17は、ビームフォーミングを実行すればWiFiシステムによる通信を維持できるかを判定するために、ステップS606の処理を行う。
If no other second
ステップS606では、ハンドオーバ制御部17は、ステップS605で参照した情報に加えて、基地局情報テーブル181に記載されているビームフォーミング可能範囲GPS座標まで参照し、ビームフォーミング時ネットワークエリアの範囲内に無線端末11を含むような他の第2の無線基地局13が存在しているか判定する。
In step S606, the
ステップS606において、ビームフォーミング時ネットワークエリア内に無線端末11を含む他の第2の無線基地局13が存在する場合には(ステップS606のYES)、ハンドオーバ制御部17は、ビームフォーミングを実行すればWiFiシステムによる通信を維持できると判断し、ステップS607の処理に進む。
In step S606, when there is another second
ステップS607では、ハンドオーバ制御部17は、無線端末11に、ステップS606で選択される第2の無線基地局13のAP位置情報を送信し、無線端末11に、当該第2の無線基地局13のAP位置情報が示すGPS座標に向けてビームフォーミングを実行するよう指示する。無線端末11では、ハンドオーバ制御部17から第2の無線基地局13のAP位置情報を受信したことをトリガとして、図5で説明したようにビーム目標方向を算出し、算出したビーム目標方向に向けてビームフォーミング用の電波を発信する。
In step S607, the
そして、ハンドオーバ制御部17は、ステップS606で選択される第2の無線基地局13に、無線端末11の端末位置情報を送信し、当該第2の無線基地局13に、無線端末11の端末位置情報が示すGPS座標に向けてビームフォーミングを実行するよう指示する(ステップS608)。第2の無線基地局13は、自身のGPS座標と無線端末11の端末位置座標とに基づいて、無線端末11へのビーム目標方向を決定し、決定したビーム目標方向にビームフォーミング用の電波を発信する。
Then, the
ステップS607及びステップS608の処理によってビームフォーミングが実行されることにより、無線端末11はステップS606で選択された他の第2の無線基地局13のネットワークエリア内に存在することになるので、ハンドオーバ制御部17は、無線端末11の通信接続先を、現在の第2無線基地局13から、ステップS606で選択された他の第2の無線基地局13に切替えるシステム内ハンドオーバを開始する(ステップS609)。ステップS609でシステム内ハンドオーバが実行されると、通信システムとしてはWiFiシステムを選択したまま、無線端末11の通信接続先が他の第2の無線基地局13に切替えられる。
Since the beam forming is executed by the processing in step S607 and step S608, the
一方、ステップS606において、他の第2の無線基地局13によるビームフォーミング時ネットワークエリアの範囲内に無線端末11が含まれない場合には(ステップS606のNO)、ハンドオーバ制御部17は、ビームフォーミングを行ったとしてもWiFiシステムによる通信を維持できないと判断し、1xEVDOシステムへのシステム間ハンドオーバを開始する(ステップS610)。ステップS610でシステム間ハンドオーバが開始されてからの処理は、図9のステップS506〜S512の処理に示されている。そして、システム間ハンドオーバが完了すると、無線端末11の通信接続先は、WiFi方式の第2の無線基地局13から1xEVDO方式の第1の無線基地局12に切替えられる。
On the other hand, in step S606, when the
上記の図9〜図10に示した各ステップの処理を行うことによって、無線通信システム10は、無線端末11が第2の通信方式であるWiFiシステムで通信中に、出来るだけ第2の通信方式による通信を維持する方針の下で、通信状況に基づいてシステム内ハンドオーバ又はシステム間ハンドオーバの実行が必要な状況か判断する。具体的には、通信品質が劣化した場合に、無線端末11が他の第2の無線基地局13によるネットワークエリア又はビームフォーミング時ネットワークエリアの範囲内に存在していれば、システム内ハンドオーバを実行して無線端末11の接続先を他の第2の無線基地局13に切替え、第2の通信方式による通信を維持する。そして、接続先を他の第2の無線基地局13に切替えられない場合にのみ、システム間ハンドオーバを実行して無線端末11の接続先を第1の無線基地局12に切替え、第1の通信方式による通信を行う。
By performing the processing of each step shown in FIG. 9 to FIG. 10, the
(1−3)ビームフォーミングによるネットワークエリア
上述してきたように、本実施の一形態による無線通信システム10は、無線端末11が利用する通信方式を積極的に第2の通信方式に切替えるような処理を行い、必要な場合にはビームフォーミングを実行してネットワークエリアを拡張した上でシステム間ハンドオーバを実行する。以下では、ビームフォーミング実行時のネットワークエリアの変化、及び、ビームフォーミング実行時に送受信される信号のフレームについて、図11〜図12を参照して説明する。
(1-3) Network Area by Beam Forming As described above, the
図11は、ビームフォーミングの実行によるネットワークエリアの変化を示すイメージ図である。ネットワークエリア100Aは、ビームフォーミングを実行していない通常時に第2の無線基地局13が提供するネットワークエリアである。ネットワークエリア100Bは、無線端末11Eと第2の無線基地局13との間でビームフォーミングを実行したときに第2の無線基地局13がビームフォーミングによって拡張して提供するネットワークエリア(ビームフォーミング時ネットワークエリア)である。
FIG. 11 is an image diagram showing changes in the network area due to execution of beamforming. The
図11に示すように、通常時に第2の無線基地局13と通信可能な端末は、無線端末11A〜11Dであり、ネットワークエリア100Aの範囲外に存在する無線端末11Eは第2の無線基地局13と通信することはできない。そして、第2の無線基地局13がビームフォーミングを実行することによって、無線端末11Eの周囲にネットワークエリア100Bが拡大されると、無線端末11Eは第2の無線基地局13と通信可能になる。
As shown in FIG. 11, terminals that can communicate with the second
しかし、第2の無線基地局13が無線端末11Eとの間で常にビームフォーミングを実行してしまうと、第2の無線基地局13はネットワークエリア100Bだけを提供することになり、無線端末11A〜11Dは、ネットワークエリア100Bの範囲内に存在しないことから第2の無線基地局13と通信することができなくなってしまう。一般に、無線基地局には複数の無線端末との間で無線通信が可能であることが求められるので、第2の無線基地局13がネットワークエリアを拡張させて無線端末11Eと通信ができても、他の無線端末11A〜11Dとの通信が出来なくなることは好ましくない。
However, if the second
そこで、本実施の形態による無線通信システム10では、第2の無線基地局13は、他の無線端末11A〜11Dとの通信に影響を与えることなく無線端末11Eとの間でビームフォーミングを実行できるように、図12に例示するようなスロットフレームからなる信号を用いて送受信を行う。
Therefore, in the
図12は、ビームフォーミング実行中の無線基地局が送受信する信号のスロットフレームの構成例である。図12に示すスロットフレームは、時分割複信(TDD:Time Division Duplex)方式によるスロットフレームである。TDD方式は、上り(受信)と下り(送信)とで同じ周波数を利用し、上り方向の通信と下り方向の通信とを時間軸で区分し、短時間周期で通信方向を高速に切替えることによって双方向通信を実現する方式である。時分割されたフレームには、所定の周波数帯域を分割して割当てられた複数のリソースが搭載される。 FIG. 12 is a configuration example of a slot frame of a signal transmitted / received by a radio base station that is executing beamforming. The slot frame shown in FIG. 12 is a slot frame based on a time division duplex (TDD) system. The TDD system uses the same frequency for uplink (reception) and downlink (transmission), separates uplink communication and downlink communication on the time axis, and switches the communication direction at high speed in a short cycle. This is a method for realizing bidirectional communication. A plurality of resources allocated by dividing a predetermined frequency band are mounted on the time-divided frame.
図12では、上下方向に周波数を表し、左右方向に時間を表している。下りサブフレーム1311は、下り方向に通信する(送信時の)フレームを示し、上りサブフレーム1313は、上り方向に通信する(受信時の)フレームを示す。また、TG(Transition Gap)1312は、送受信切替時のギャップを示す。そして、時分割されたフレーム(図12の1列ごとに相当)が、リソース1314の集合体で表されている。また、各リソース1314に記載された「AT1」〜「AT5」は当該リソース1314の宛先を示し、「AT1」〜「AT5」は、図11の無線端末11A〜11Eにそれぞれ対応しているとする。
In FIG. 12, the frequency is shown in the vertical direction and the time is shown in the horizontal direction. The downlink subframe 1311 indicates a frame that communicates in the downlink direction (at the time of transmission), and the uplink subframe 1313 indicates a frame that communicates in the uplink direction (at the time of reception). A TG (Transition Gap) 1312 indicates a gap at the time of transmission / reception switching. A time-divided frame (corresponding to each column in FIG. 12) is represented by an aggregate of
ここで、ビームフォーミング実行中の第2の無線基地局13が送信する信号の構成を詳しく説明する。本実施の形態においては、第2の無線基地局13は、ビームフォーミングの対象となる無線端末に対するフレームと、ビームフォーミングの対象とならない無線端末に対するフレームとを時分割したスロットフレームを送受信することを特徴とする。
Here, the configuration of the signal transmitted by the second
図12の下りサブフレーム1311を例に具体的に説明する。まず、ビームフォーミングの対象となる無線端末は、図9に示すネットワークエリア100B内に存在する無線端末11E、すなわち「AT5」である。第2の無線基地局13は、下りサブフレーム1311の左から4列目に示すように、「AT5」を宛先とするリソース1315を同じ時間のフレームにまとめて送信し、このとき、無線端末11Eに対してビームフォーミングを実行する。また、ビームフォーミングの対象とならない無線端末は、図9に示すネットワークエリア100A内に存在する無線端末11A〜11D、すなわち「AT1」〜「AT4」である。第2の無線基地局13は、下りサブフレーム1311の左から1〜3列目又は5〜7列目に示すように、「AT1」〜「AT4」を宛先とするリソース1314をフレームにまとめて送信する。このとき、第2の無線基地局13は、ビームフォーミングを実行しない。
A specific description will be given by taking the downlink subframe 1311 of FIG. 12 as an example. First, the wireless terminal to be beam-formed is the
図12では下りサブフレーム1311の詳細しか記載していないが、上りサブフレーム1313についても同様であって、第2の無線基地局13は、ビームフォーミングの対象となる無線端末11Eからのフレームと、ビームフォーミングの対象とならない無線端末11A〜11Dからのフレームとが時分割されたスロットフレームを受信する。そして、第2無線基地局13は、ビームフォーミングの対象となる無線端末からのフレームを受信するときだけ、無線端末11Eに対するビームフォーミングを実行する。
Although only the details of the downlink subframe 1311 are shown in FIG. 12, the same applies to the uplink subframe 1313, and the second
このように、ビームフォーミングを実行して通信するフレームと、ビームフォーミングを実行せずに通信するフレームとを時分割して扱うことにより、第2の無線基地局13は、ビームフォーミングを実行しない場合のネットワークエリア内に存在する無線端末11A〜11Dとの通信を維持しながら、無線端末11Eとの通信時のみビームフォーミングを実行して拡張したネットワークエリアで通信を実現することができる。
In this way, when the second
なお、一連のサブフレームにおいて、ビームフォーミングを実行して送受信するフレームの比率が高い場合には、ビームフォーミングの実行によるネットワークエリア100Bが提供される時間が増え、通常時のネットワークエリア100Aが提供される時間が減るために、ネットワークエリア100Aによる通信の安定性が下がる可能性が考えられる。従って、第2の無線基地局13は、サブフレームにビームフォーミングを実行して送受信するフレームを含める比率を、通常時のネットワークエリア100Aによる通信に影響を与えない程度に抑えることが好ましい。例えば図12に示したようなタイムスロット構成の無線通信システム10において、全ての無線端末11〜11Eにほぼ等しくリソースを割当てるようにスケジューリングをする場合、ビームフォーミング用フレーム1315に割当てられるタイムスロット数は、1スロットとなる。
In a series of subframes, when the ratio of frames transmitted and received by performing beamforming is high, the time during which
(1−4)本実施の形態による効果
このような無線通信システム10によれば、ハンドオーバ制御部17が、第1の通信方式で通信中の無線端末11に対して、第2の通信方式にハンドオーバ可能か否かを、第2の無線基地局13から通常提供されるネットワークエリアだけでなく、ビームフォーミングの実行時に拡張して提供されるネットワークエリアの場合も考慮して判断し、第2の通信方式を優先的に選択するように制御するので、第1の通信方式に通信が集中することを防止し、第2の通信方式で提供されるネットワークエリアを拡大して優先的に接続することができる。
(1-4) Effects According to this Embodiment According to such a
また、このような無線通信システム10によれば、ビームフォーミング実行中に第2の無線基地局13が送受信する信号のスロットフレームは、ビームフォーミングの対象となる無線端末11Eに対するフレームと、ビームフォーミングの対象とならない無線端末11A〜11Dに対するフレームとが時分割されて構成されるので、無線端末11A〜11Dに対してビームフォーミングを実行しない通常の第2の通信方式による通信を実現しつつ、無線端末11Eとはビームフォーミングを実行した第2の通信方式による通信を実現することができる。その結果、無線端末11A〜11Eは、第2の通信方式による通信サービスを等しく提供されるという効果がある。
Further, according to such a
また、このような無線通信システム10によれば、ハンドオーバ制御部17は、無線端末11が第2の通信方式で通信中に通信状況が悪くなった場合にも、他の第2の無線基地局13から提供されるネットワークエリアを検索する等して、できるだけ第2の通信方式を維持しようとするので、複数の無線端末11との無線通信を行う無線通信システム10全体において、第1の通信方式による無線通信にアクセスが集中することを防止し、第2の通信方式による無線通信を優先して継続させることができる。
In addition, according to such a
(2)他の実施の形態
なお、上述の実施の一形態による無線通信システム10では、第1の通信方式を1xEVDO方式とする場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば、3GGP規格に準拠した無線通信方式であってもよい。また、第2の通信方式についても、本発明はWiFi方式に限らず、例えば、WiFiの認証を受けていない無線LAN通信方式であってもよい。さらに、第1及び第2の通信方式には、一般にデータや音声等の無線通信に利用される様々な通信方式を適用可能であるが、第1の通信方式よりも第2の通信方式のほうが、より近距離用の通信方式であることが好ましく、言い換えれば、第1の通信方式における無線基地局によって提供されるネットワークエリアが、第2の通信方式における無線基地局によって提供されるネットワークエリアよりも広いほうが好ましい。
(2) Other Embodiments In the
また、上述の実施の一形態による無線通信システム10では、無線端末11は、ビームフォーミングを実行する場合に、内部的な処理を行ってビーム目標方向にビームフォーミング用の電波を発信するとしたが、本発明はこれに限らず、例えば、無線端末11の表示部(図示せず)にビーム目標方向を3次元的に表示する等して、無線端末11のアンテナ開口面の向きを変更するように無線端末11のユーザに促すように構成されてもよい。このような場合に、ユーザがビーム目標方向に無線端末11のアンテナ開口面の向きを変更すれば、無線端末11のアンテナ開口面の向きとビーム目標方向とのずれが小さくなるので、無線端末11から発信する電波の発信方向を修正して制御するための処理を軽減でき、結果として、より確実にビームフォーミングを実行することが期待できる。
Further, in the
また、上述の実施の一形態による無線通信システム10では、図7のステップS308及び図10のステップS608において、ハンドオーバ制御部17が第2の無線基地局13に無線端末11の端末位置情報を送信し、第2の無線基地局13に、無線端末11の端末位置情報が示すGPS座標に向けてビームフォーミングを実行するよう指示する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ハンドオーバ制御部17が、第2の無線基地局13に、無線端末11へのビーム目標方向を通知し、ビームフォーミングの実行を指示するように構成されてもよい。詳細に説明すると、例えば、図7のステップS307で、無線端末11が、算出した第2の無線基地局13へのビーム目標方向をハンドオーバ制御部17に通知する。そして、ステップS308で、ハンドオーバ制御部17が、通知されたビーム目標方向を180度反転させた方向を無線端末11へのビーム目標方向として第2の無線基地局13に通知すればよい。このような場合に、第2の無線基地局13は、無線端末11のGPS座標を受信することなく、無線端末11へのビーム目標方向を取得することができる。
In the
また、上述の実施の一形態による無線通信システム10では、第2の無線基地局13が送受信する信号がTDD方式である場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば、周波数帯域を送信と受信とに分割して同時送受信を行う周波数分割複信(FDD:Frequency Division Duplex)方式を用いるように構成されてもよい。第2の無線基地局13が送受信する信号をFDD方式とする場合には、第2の無線基地局13は、送受信の同期をとり、所定の送受信タイミングにビームフォーミングを実行して送信及び受信を行い、当該タイミングに合わせて送受信するフレームを時分割してスロットフレームに挿入すればよく、そのように構成された無線通信システムは、ビームフォーミングを必要としない無線端末との通信と、ビームフォーミングを必要とする無線端末の通信とを並行して実現することができる。
Moreover, in the radio |
また、上述の実施の一形態による無線通信システム10では、無線端末11と第2の無線基地局13とが互いに向けてビームフォーミングを実行できる場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば、無線端末11又は第2の無線基地局13のいずれかが、他方に向けてビームフォーミングを実行するように構成されてもよい。このような場合には、拡張可能なネットワークエリアは、無線端末11と第2の無線基地局13とが互いにビームフォーミングを実行する場合より狭くなるが、ビームフォーミングを実行しない側における処理量を低減することができる。
Moreover, in the radio |
10 無線通信システム
11(11A〜11E) 無線端末
12 第1の無線基地局
13 第2の無線基地局
14 第1の制御網
15 第2の制御網
16 ホームエージェント
17 ハンドオーバ制御部
18 位置情報サーバ
101〜104 アンテナ
105 アンテナ制御部
108 信号処理部
110 端末制御部
111 GPS受信機
112 方位センサ
113 ジャイロセンサ
114 加速度センサ
DESCRIPTION OF
Claims (10)
第1の通信方式に対応したネットワークエリアを提供する第1の無線基地局と、
第2の通信方式に対応したネットワークエリアを提供する第2の無線基地局と、
前記第1の通信方式で前記第1の無線基地局と無線通信を行うための第1の通信システム及び前記第2の通信方式で前記第2の無線基地局と無線通信を行うための第2の通信システムを有する無線端末と、
前記第2の無線基地局から前記第2の無線基地局に関する基地局情報を取得し格納する位置情報サーバと、
前記無線端末の位置を示す端末位置情報と前記位置情報サーバに格納される前記基地局情報とに基づいて、前記無線端末が利用する通信方式について、前記第2の通信方式を優先的に選択するように制御するハンドオーバ制御部と
を備え、
前記基地局情報には、前記第2の無線基地局がビームフォーミングを実行しない場合に提供可能な第1のネットワークエリアを示す情報と、前記第2の無線基地局がビームフォーミング実行時に拡張して提供可能な第2のネットワークエリアを示す情報とが含まれ、
前記ハンドオーバ制御部は、
前記第1の通信方式で通信中の前記無線端末が前記第1のネットワークエリア内に存在する場合は前記第2の通信方式に切替えることを決定し、
前記第1の通信方式で通信中の前記無線端末が前記第1のネットワークエリア内に存在しない場合であっても前記第2のネットワークエリア内に存在する場合には、前記第2の無線基地局に前記無線端末に対するビームフォーミングを実行させた上で前記第2の通信方式に切替えることを決定し、
前記ハンドオーバ制御部は、前記第2の通信方式に切替えることを決定した場合には、ハンドオーバを行って前記無線端末の通信先の無線基地局を前記第1の無線基地局から前記第2の無線基地局に切替える
ことを特徴とする無線通信システム。 In a wireless communication system capable of wireless communication with a plurality of different communication methods,
A first radio base station that provides a network area corresponding to the first communication method;
A second radio base station that provides a network area corresponding to the second communication method;
A first communication system for performing wireless communication with the first wireless base station by the first communication method and a second for performing wireless communication with the second wireless base station by the second communication method. A wireless terminal having the communication system of
A location information server that acquires and stores base station information related to the second radio base station from the second radio base station;
Based on the terminal location information indicating the location of the wireless terminal and the base station information stored in the location information server, the communication method used by the wireless terminal is preferentially selected. And a handover control unit for controlling
The base station information includes information indicating a first network area that can be provided when the second radio base station does not perform beamforming, and is expanded when the second radio base station performs beamforming. Information indicating a second network area that can be provided, and
The handover controller is
If the wireless terminal communicating with the first communication method exists in the first network area, it is determined to switch to the second communication method,
Even if the wireless terminal communicating with the first communication method does not exist in the first network area, but does not exist in the second network area, the second wireless base station Determining to switch to the second communication method after performing beam forming for the wireless terminal,
If the handover control unit decides to switch to the second communication method, the handover control unit performs a handover and moves the radio base station to which the radio terminal communicates from the first radio base station to the second radio system. A radio communication system characterized by switching to a base station.
ことを特徴とする請求項1記載の無線通信システム。 The second radio base station, when performing beam forming, communicates with the radio terminal that is the target of beam forming, and the other radio terminal that is time-divided into the frame and is not subject to the beam forming. The wireless communication system according to claim 1, wherein a slot frame composed of a frame communicating with the wireless communication device is transmitted and received.
前記第1の通信方式で通信中の前記無線端末が前記第1のネットワークエリア内に存在しない場合であっても前記第2のネットワークエリア内に存在する場合には、前記無線端末と前記第2の無線基地局との双方に互いの方向に向けたビームフォーミングを実行させた上で前記第2の通信方式に切替えることを決定する
ことを特徴とする請求項1記載の無線通信システム。 The handover controller is
If the wireless terminal that is communicating with the first communication method does not exist in the first network area but does exist in the second network area, the wireless terminal and the second The radio communication system according to claim 1, wherein both the radio base station and the radio base station are determined to switch to the second communication method after performing beamforming in the mutual direction.
前記無線端末と前記第2の無線基地局との通信中に通信品質が劣化した場合に、
前記ハンドオーバ制御部は、
他の第2の無線基地局がビームフォーミングを実行することによって提供可能な第3のネットワークエリア内に前記無線端末が存在する場合には、該他の第2の無線基地局に前記無線端末に対するビームフォーミングを実行させた上で、ハンドオーバを行って前記無線端末の通信先を該他の第2の無線基地局に切替え、
前記第3のネットワークエリア内に前記無線端末が存在しない場合には、ハンドオーバを行って前記無線端末の通信先を前記第1の無線基地局に切替える
ことを特徴とする請求項1記載の無線通信システム。 The wireless communication system includes a plurality of the second wireless base stations,
When communication quality deteriorates during communication between the wireless terminal and the second wireless base station,
The handover controller is
When the wireless terminal exists in a third network area that can be provided by performing beam forming by another second wireless base station, the other second wireless base station is connected to the wireless terminal with respect to the second wireless base station. After performing beamforming, perform handover to switch the communication destination of the wireless terminal to the other second wireless base station,
The wireless communication according to claim 1, wherein when the wireless terminal does not exist in the third network area, handover is performed to switch a communication destination of the wireless terminal to the first wireless base station. system.
ことを特徴とする請求項1記載の無線通信システム。 The wireless communication system according to claim 1, wherein the first wireless base station provides a network area wider than a network area provided by the second wireless base station.
前記無線通信システムは、
第1の通信方式に対応したネットワークエリアを提供する第1の無線基地局と、
第2の通信方式に対応したネットワークエリアを提供する第2の無線基地局と、
前記第1の通信方式で前記第1の無線基地局と無線通信を行うための第1の通信システム及び前記第2の通信方式で前記第2の無線基地局と無線通信を行うための第2の通信システムを有する無線端末と、
前記第2の無線基地局から前記第2の無線基地局に関する基地局情報を取得し格納する位置情報サーバと、
前記無線端末の位置を示す端末位置情報と前記位置情報サーバに格納される前記基地局情報とに基づいて、前記無線端末が利用する通信方式について、前記第2の通信方式を優先的に選択するように制御するハンドオーバ制御部と
を有し、
前記基地局情報には、前記第2の無線基地局がビームフォーミングを実行しない場合に提供可能な第1のネットワークエリアを示す情報と、前記第2の無線基地局がビームフォーミング実行時に拡張して提供可能な第2のネットワークエリアを示す情報とが含まれ、
前記ハンドオーバ制御部が、前記第1の通信方式で通信中の前記無線端末が前記第1のネットワークエリア内に存在する場合は前記第2の通信方式に切替えることを決定する第1のステップと、
前記ハンドオーバ制御部が、前記第1の通信方式で通信中の前記無線端末が前記第1のネットワークエリア内に存在しない場合であっても前記第2のネットワークエリア内に存在する場合には、前記第2の無線基地局に前記無線端末に対するビームフォーミングを実行させた上で前記第2の通信方式に切替えることを決定する第2のステップと、
前記ハンドオーバ制御部が、前記第2の通信方式に切替えることを決定した場合には、ハンドオーバを行って前記無線端末の通信先の無線基地局を前記第1の無線基地局から前記第2の無線基地局に切替える第3のステップと
を備える
ことを特徴とする無線通信制御方法。 A wireless communication control method for controlling a communication method used by the wireless terminal in a wireless communication system capable of wireless communication with a plurality of different communication methods,
The wireless communication system includes:
A first radio base station that provides a network area corresponding to the first communication method;
A second radio base station that provides a network area corresponding to the second communication method;
A first communication system for performing wireless communication with the first wireless base station by the first communication method and a second for performing wireless communication with the second wireless base station by the second communication method. A wireless terminal having the communication system of
A location information server that acquires and stores base station information related to the second radio base station from the second radio base station;
Based on the terminal location information indicating the location of the wireless terminal and the base station information stored in the location information server, the communication method used by the wireless terminal is preferentially selected. A handover control unit for controlling
The base station information includes information indicating a first network area that can be provided when the second radio base station does not perform beamforming, and is expanded when the second radio base station performs beamforming. Information indicating a second network area that can be provided, and
A first step in which the handover control unit determines to switch to the second communication method when the wireless terminal in communication with the first communication method exists in the first network area;
When the handover control unit is present in the second network area even when the wireless terminal in communication with the first communication method does not exist in the first network area, A second step of deciding to switch to the second communication method after causing the second radio base station to perform beam forming for the radio terminal;
When the handover control unit decides to switch to the second communication method, the handover is performed, and the radio base station that is the communication destination of the radio terminal is moved from the first radio base station to the second radio system. And a third step of switching to a base station. A wireless communication control method comprising:
ことを特徴とする請求項6記載の無線通信制御方法。 When the second radio base station performs beam forming, the frame that communicates with the radio terminal that is the target of the beam forming, and the other radio terminal that is time-divided into the frame and that is not the target of the beam forming The wireless communication control method according to claim 6, further comprising: transmitting and receiving a slot frame including a frame communicating with the wireless communication device.
ことを特徴とする請求項6記載の無線通信制御方法。 In the second step, the handover control unit causes the second network area to be in the second network area even when the wireless terminal in communication with the first communication method does not exist in the first network area. If it exists, it is determined that both the radio terminal and the second radio base station perform beamforming in the direction of each other and then switch to the second communication method. A wireless communication control method according to claim 6.
前記無線端末と前記第2の無線基地局との通信中に通信品質が劣化した場合に、
前記ハンドオーバ制御部が、他の第2の無線基地局がビームフォーミングを実行することによって提供可能な第3のネットワークエリア内に前記無線端末が存在する場合には、該他の第2の無線基地局に前記無線端末に対するビームフォーミングを実行させた上で、ハンドオーバを行って前記無線端末の通信先を該他の第2の無線基地局に切替え、前記第3のネットワークエリア内に前記無線端末が存在しない場合には、ハンドオーバを行って前記無線端末の通信先を前記第1の無線基地局に切替える第4のステップをさらに備える
ことを特徴とする請求項6記載の無線通信制御方法。 The wireless communication system includes a plurality of the second wireless base stations;
When communication quality deteriorates during communication between the wireless terminal and the second wireless base station,
When the wireless terminal exists in a third network area that can be provided by the handover control unit performing beamforming by another second radio base station, the other second radio base station The station is caused to perform beam forming for the wireless terminal, and then performs handover to switch the communication destination of the wireless terminal to the other second wireless base station, and the wireless terminal is located in the third network area. The wireless communication control method according to claim 6, further comprising a fourth step of performing handover and switching the communication destination of the wireless terminal to the first wireless base station when the wireless terminal does not exist.
ことを特徴とする請求項6記載の無線通信制御方法。
The radio communication control method according to claim 6, wherein the first radio base station provides a network area wider than a network area provided by the second radio base station.
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