JP3465043B2 - 移動体通信システム、その基地局、移動端末、制御局、これらの制御方法、ならびに、情報記録媒体 - Google Patents

移動体通信システム、その基地局、移動端末、制御局、これらの制御方法、ならびに、情報記録媒体

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JP3465043B2
JP3465043B2 JP2000250957A JP2000250957A JP3465043B2 JP 3465043 B2 JP3465043 B2 JP 3465043B2 JP 2000250957 A JP2000250957 A JP 2000250957A JP 2000250957 A JP2000250957 A JP 2000250957A JP 3465043 B2 JP3465043 B2 JP 3465043B2
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博司 原田
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、移動体通信システ
ム、その基地局、移動端末、制御局、これらの制御方
法、ならびに、情報記録媒体に関する。
【０００２】特に、基地局のセル内に配置された移動体
の数に応じて適切に媒体アクセス制御（Media Access C
ontrol）法を選択して無線通信プロトコルを切り替え
て、高いデータ伝送効率を得るのに好適な移動体通信シ
ステム、その基地局、移動端末、制御局、これらの制御
方法、ならびに、これらをディジタル信号処理ハードウ
ェア（コンピュータ、ＤＳＰ（Digital Signal Process
or）、ＦＰＧＡ（FieldProgrammable Gate Array）を含
む。）において実現するプログラムを記録したコンピュ
ータ読取可能な情報記録媒体に関する。
【０００３】
【従来の技術】従来から陸上での移動体通信では、セル
内の複数の移動端末（無線局）をそのセルの基地局が管
理する一方で、基地局同士が光ファイバなどの有線もし
くは無線で接続されて、その移動端末同士の通信を、基
地局が中継する手法が提案されている。この手法では、
移動端末同士の距離が離れていても、情報の伝送を行う
ことができる。
【０００４】上記のように、１つの基地局が移動端末を
管理する領域のことをセル、もしくは、セルラーゾーン
と呼ぶ。
【０００５】このセル内では、基地局と複数の移動端末
とが無線で通信するため、複数の端末から送信要求がさ
れることがある。これを管理するため、データの送出方
法などに関する無線通信プロトコルが定められている。
これを媒体アクセス制御（Media Access Control）と呼
ぶ。このような無線通信プロトコルには、以下のような
技術が提案されている。
【０００６】・Pure ALOHA法。 ・Slotted ALOHA法。 ・ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access wi
th Collision Avoidance）法。 ・ＣＳＭＡ／ＣＤ（Carrier Sense Multiple Access wi
th Collision Detection）法。 ・ＢＴＭＡ（Busy Tone Multiple Access）法。 ・ＩＳＭＡ（Idle Signal Multiple Access）法。 ・ＲＳＭＡ（Reservation Signal Multiple Access）
法。 ・ＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）法。 ・ＲＳ−ＩＳＭＡ（Reservation-based slotted Idle S
ignal Multiple Access）法。
【０００７】一方、基地局同士は、光ファイバ網で接続
され、制御局によってその接続状況が管理され、光ファ
イバを介して無線信号（あるいはこれを光変調等したも
の）が伝送されるＲＯＦ（Radio On Fiber）技術も提案
されている。
【０００８】また、高度道路交通システム（Intelligen
t Transport Systems；ＩＴＳ）に代表される無線通信
システムも提案されている。これは、複数の基地局が道
路沿いに配置され、道路を通行する車に移動端末が配置
されて、情報提供のための無線通信が行われるようにし
たものである。
【０００９】このようなさまざまな通信システムにおい
て、現在は、１つの無線通信システムに対して１つの無
線通信プロトコルが定められるのが一般的である。この
場合、セル内での移動端末と基地局との通信は、定めら
れた１つの無線通信プロトコルに基づいて行われる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ここで、セル内の移動
端末の数や、セルの無線伝搬状況、移動端末の移動状況
などが変化すると、高いデータ伝送効率を達成するのに
適した無線通信プロトコルも変わる。これは、媒体アク
セス制御法の特性が異なるからである。
【００１１】しかしながら、従来の無線通信システムで
は、無線通信プロトコルがあらかじめ定めた１つに限ら
れているため、このような場合であっても、データ伝送
効率を向上させることができない、という問題が生じて
いた。
【００１２】本発明は、以上のような問題を解決するた
めになされたもので、基地局のセル内に配置された移動
体の数に応じて適切に媒体アクセス制御法を選択して無
線通信プロトコルを切り替えて、高いデータ伝送効率を
得るのに好適な移動体通信システム、その基地局、移動
端末、制御局、これらの制御方法、ならびに、これらを
ディジタル信号処理ハードウェアにおいて実現するプロ
グラムを記録したコンピュータ読取可能な情報記録媒体
を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
め、本発明の原理にしたがって、下記の発明を開示す
る。
【００１４】本発明の第１の観点に係る移動体通信シス
テムは、基地局と、移動端末と、を備えるように構成す
る。
【００１５】（ａ）ここで、基地局は、移動端末数取得
部と、選択部と、基地局通知部と、基地局通信部と、を
備えるように構成する。
【００１６】ここで、移動端末数取得部は、基地局と通
信可能な移動端末の数を取得する。
【００１７】一方、選択部は、取得された移動端末の数
により、複数の無線通信プロトコルから、いずれか１つ
の無線通信プロトコルを選択する。
【００１８】さらに、基地局通知部は、選択された無線
通信プロトコルを基地局と通信可能な移動端末に通知す
る。
【００１９】そして、基地局通信部は、選択された無線
通信プロトコルにより、基地局と通信可能な移動端末と
通信する。
【００２０】（ｂ）一方、移動端末は、無線通信プロト
コル受付部と、移動端末通信部と、を備えるように構成
する。
【００２１】ここで、無線通信プロトコル受付部は、移
動端末が通信可能な基地局が通知した無線通信プロトコ
ルを受け付ける。
【００２２】一方、移動端末通信部は、受け付けられた
無線通信プロトコルにより、移動端末が通信可能な基地
局と通信する。
【００２３】本発明の第２の観点に係る移動体通信シス
テムは、基地局と、移動端末と、制御局と、を備えるよ
うに構成する。
【００２４】（ａ）ここで、基地局は、移動端末数取得
部と、報告部と、を備えるように構成する。
【００２５】ここで、移動端末数取得部は、基地局と通
信可能な移動端末の数を取得する。
【００２６】一方、報告部は、取得された移動端末の数
を制御局に報告する。
【００２７】（ｂ）一方、制御局は、移動端末数受付部
と、選択部と、制御局通知部と、制御局通信部と、を備
えるように構成する。
【００２８】ここで、移動端末数受付部は、基地局から
報告された移動端末の数を受け付ける。
【００２９】一方、選択部は、受け付けられた移動端末
の数により、複数の無線通信プロトコルから、いずれか
１つの無線通信プロトコルを選択する。
【００３０】さらに、制御局通知部は、選択された無線
通信プロトコルを基地局を介して基地局と通信可能な移
動端末に通知する。
【００３１】そして、制御局通信部は、選択された無線
通信プロトコルにより、基地局を介して基地局と通信可
能な移動端末と通信する。
【００３２】（ｃ）一方、移動端末は、無線通信プロト
コル受付部と、移動端末通信部と、を備えるように構成
する。
【００３３】ここで、無線通信プロトコル受付部は、移
動端末が通信可能な基地局を介して制御局が通知した無
線通信プロトコルを受け付ける。
【００３４】一方、移動端末通信部は、受け付けられた
無線通信プロトコルにより、移動端末が通信可能な基地
局を介して制御局と通信する。
【００３５】（ｄ）さらに、基地局は、中継部を備える
ように構成する。
【００３６】ここで、中継部は、制御局から移動端末へ
の無線通信プロトコルの通知と、制御局と移動端末との
間の通知された無線通信プロトコルによる通信と、を中
継する。
【００３７】また、本発明の移動体通信システムは、基
地局と、制御局と、を接続する光ファイバをさらに備
え、基地局から制御局への報告は、光ファイバを介して
行われ、基地局を介した制御局と移動端末との通知およ
び通信の中継は、制御局と基地局との間では光ファイバ
を介して、基地局と移動端末との間では無線により、そ
れぞれ行われるように構成することができる。
【００３８】また、本発明の移動体通信システムにおい
て、制御局は、予測部をさらに備えるように構成するこ
とができる。
【００３９】ここで、予測部は、報告された移動端末の
数から、所定の時間経過後に基地局と通信可能となる移
動端末の数を予測する。
【００４０】一方、選択部は、予測された移動端末の数
により、複数の無線通信プロトコルから、いずれか１つ
の無線通信プロトコルを選択する。
【００４１】また、本発明の移動体通信システムにおい
て、基地局は、所定の経路に沿って複数配置され、制御
局が備える予測部は、「移動端末は所定の経路に沿って
移動する」と仮定して、移動端末の数を予測するように
構成することができる。
【００４２】また、本発明の移動体通信システムにおい
て、複数の無線通信プロトコルは、Pure ALOHA法、Slot
ted ALOHA法、ＣＳＭＡ／ＣＡ法、ＣＳＭＡ／ＣＤ法、
ＢＴＭＡ法、ＩＳＭＡ法、ＲＳＭＡ法、もしくは、ＴＤ
ＭＡ法のいずれか複数を含むように構成することができ
る。
【００４３】また、本発明の移動体通信システムは、無
線通信プロトコル記憶部をさらに備えるように構成する
ことができる。
【００４４】ここで、無線通信プロトコル記憶部は、移
動端末の数に対応付けて、複数の無線通信プロトコルの
いずれかをあらかじめ記憶する。
【００４５】一方、選択部は、移動端末の数に対応付け
られてあらかじめ記憶された無線通信プロトコルを選択
する。
【００４６】なお、無線通信プロトコル記憶部や選択部
は、上記移動体通信システムの基地局や制御局に配置す
るように構成することができる。
【００４７】本発明の第３の観点に係る基地局は、上記
移動体通信システムに係る基地局である。
【００４８】本発明の第４の観点に係る移動端末は、上
記移動体通信システムに係る移動端末である。
【００４９】本発明の第５の観点に係る制御局は、上記
移動体通信システムに係る制御局である。
【００５０】本発明の第６の観点に係る基地局の制御方
法は、移動端末数取得工程と、選択工程と、基地局通知
工程と、基地局通信工程と、を備えるように構成する。
【００５１】ここで、移動端末数取得工程では、通信可
能な移動端末の数を取得する。
【００５２】一方、選択工程では、取得された移動端末
の数により、複数の無線通信プロトコルから、いずれか
１つの無線通信プロトコルを選択する。
【００５３】さらに、基地局通知工程では、選択された
無線通信プロトコルを通信可能な移動端末に通知する。
【００５４】そして、基地局通信工程では、選択された
無線通信プロトコルにより、通信可能な移動端末と通信
する。
【００５５】また、本発明の基地局の制御方法におい
て、選択工程は、移動端末の数に対応付けられてあらか
じめ記憶された無線通信プロトコルを選択するように構
成することができる。
【００５６】本発明の第７の観点に係る基地局の制御方
法は、移動端末数取得工程と、報告工程と、中継工程
と、を備えるように構成する。
【００５７】ここで、移動端末数取得工程では、通信可
能な移動端末の数を取得する。
【００５８】一方、報告工程では、取得された移動端末
の数を制御局に報告する。
【００５９】さらに、中継工程では、制御局から移動端
末への無線通信プロトコルの通知と、制御局と移動端末
との間の通知された無線通信プロトコルによる通信と、
を中継する。
【００６０】本発明の第８の観点に係る移動端末の制御
方法は、無線通信プロトコル受付工程と、移動端末通信
工程と、を備えるように構成する。
【００６１】ここで、無線通信プロトコル受付工程で
は、通信可能な基地局が通知した無線通信プロトコルを
受け付ける。
【００６２】一方、移動端末通信工程では、受け付けら
れた無線通信プロトコルにより、移動端末が通信可能な
基地局と通信する。
【００６３】本発明の第９の観点に係る制御局の制御方
法は、移動端末数受付工程と、選択工程と、制御局通知
工程と、制御局通信工程と、を備えるように構成する。
【００６４】ここで、移動端末数受付工程では、基地局
から報告された移動端末の数を受け付ける。
【００６５】一方、選択工程では、受け付けられた移動
端末の数により、複数の無線通信プロトコルから、いず
れか１つの無線通信プロトコルを選択する。
【００６６】さらに、制御局通知工程では、選択された
無線通信プロトコルを基地局を介して基地局と通信可能
な移動端末に通知する。
【００６７】そして、制御局通信工程では、選択された
無線通信プロトコルにより、基地局を介して基地局と通
信可能な移動端末と通信する。
【００６８】また、本発明の制御局の制御方法におい
て、制御局は、基地局と光ファイバにより接続され、基
地局から制御局への報告は、光ファイバを介して行わ
れ、基地局を介した制御局と移動端末との通知および通
信の中継は、制御局と基地局との間では光ファイバを介
して行われるように構成することができる。
【００６９】また、本発明の制御局の制御方法は、予測
工程をさらに備えるように構成することができる。
【００７０】ここで、予測工程では、報告された移動端
末の数から、所定の時間経過後に基地局と通信可能とな
る移動端末の数を予測する。
【００７１】一方、選択工程では、予測された移動端末
の数により、複数の無線通信プロトコルから、いずれか
１つの無線通信プロトコルを選択する。
【００７２】また、本発明の制御局の制御方法におい
て、予測工程は、「基地局は所定の経路に沿って複数配
置され、移動端末は所定の経路に沿って移動する」と仮
定して、移動端末の数を予測するように構成することが
できる。
【００７３】また、本発明の制御局の制御方法におい
て、選択工程は、移動端末の数に対応付けられてあらか
じめ記憶された無線通信プロトコルを選択するように構
成することができる。
【００７４】また、本発明の上記の制御方法において、
複数の無線通信プロトコルは、PureALOHA法、Slotted A
LOHA法、ＣＳＭＡ／ＣＡ法、ＣＳＭＡ／ＣＤ法、ＢＴＭ
Ａ法、ＩＳＭＡ法、ＲＳＭＡ法、もしくは、ＴＤＭＡ法
のいずれか複数を含むように構成することができる。
【００７５】本発明の基地局、移動端末、制御局、なら
びに、これらの制御方法をディジタル信号処理ハードウ
ェア上で実現するプログラムは、コンパクトディスク、
フロッピーディスク、ハードディスク、光磁気ディス
ク、ディジタルビデオディスク、磁気テープ、半導体メ
モリなどの情報記録媒体に記録することができる。
【００７６】たとえば、記憶装置、計算装置、出力装置
などを備える情報処理装置（汎用コンピュータ、ゲーム
装置、携帯情報端末、移動体電話など）で、本発明の情
報記録媒体に記録されたプログラムを、実行することに
より、上記の基地局、移動端末、制御局、ならびに、こ
れらの制御方法を実現することができる。
【００７７】また、情報処理装置とは独立して、本発明
のプログラムを記録した情報記録媒体を配布、販売する
ことができる。
【００７８】
【発明の実施の形態】以下に本発明の一実施形態を説明
する。なお、以下に説明する実施形態は説明のためのも
のであり、本願発明の範囲を制限するものではない。し
たがって、当業者であればこれらの各要素もしくは全要
素をこれと均等なものに置換した実施形態を採用するこ
とが可能であるが、これらの実施形態も本願発明の範囲
に含まれる。
【００７９】（第１の実施の形態）図１は、本発明の第
１の実施の形態に係る無線通信システムの概要構成を示
す模式図である。以下、本図を参照して説明する。
【００８０】無線通信システム１０１は、制御局１２１
と、複数の基地局１４１と、複数の移動端末１６１と、
を備える。
【００８１】制御局１２１と、基地局１４１のそれぞれ
と、は、光ファイバ１８１を介して接続されており、光
ファイバ通信を行う。一方、基地局１４１と、そのセル
内の移動端末１６１と、は、無線により通信を行う。
【００８２】制御局１２１は、移動端末１６１へ情報デ
ータを伝送することができる。たとえば、ＩＴＳにおけ
る道路混雑状況などのディジタル情報提供サービスや、
テレビジョン放送、ラジオ放送などのアナログ情報提供
サービスである。この場合には、これらの信号を直接光
信号に変換し、もしくは、光変調して伝送するＲＯＦ技
術を用いる。
【００８３】一方、移動端末１６１が、ＰＤＣ（Person
al Digital Celluar）やＰＨＳ（Personal Handyphone
System）として機能する場合は、移動端末１６１は、基
地局１４１と制御局１２１とを介して、他の電話と接続
され、通話が可能となる。通話相手の電話は、本システ
ムの移動端末１６１であってもよいし、本システム以外
の電話であってもよい。
【００８４】基地局１４１が道路に沿って配置されてい
る場合、特に、高速道路や有料道路などの道路に沿って
配置されている場合には、移動端末１６１は、自動車な
どの車両に塔載されて移動することが多いため、移動端
末の移動状況や各セルにおける分布をある程度推測する
ことができる。
【００８５】たとえば、車群が所定の移動速度で移動し
ている場合、ある基地局１４１のセル内にいた移動端末
１６１が別の基地局１４１のセル内に達するには、基地
局同士の距離を移動速度で割った時間だけかかる。これ
により、基地局１４１のセル内に含まれる将来の移動端
末１６１の数を予測する。
【００８６】図２は、本実施形態の無線通信システムに
おける移動端末の概要構成を示す模式図である。以下、
本図を参照して説明する。
【００８７】移動端末１６１は、アンテナ２０１を介し
てそれが存在するセルを管理する基地局１４１と通信す
る。
【００８８】移動端末１６１の無線通信プロトコル受付
部２０２は、アンテナ２０１を介して、次に採用すべき
無線通信プロトコルの情報を、基地局１４１から受け付
ける。
【００８９】受け付けた無線通信プロトコルは、移動端
末１６１が有する一時的な記憶領域などに記憶される。
【００９０】移動端末１６１の移動端末通信部２０３
は、無線通信プロトコル受付部２０２が受け付けて記憶
された無線通信プロトコルにより、それが存在するセル
を管理する基地局１４１との間で、無線通信を行う。
【００９１】この無線通信は、基地局１４１を相手先と
する通信であってもよいし、制御局１２１を相手先とす
る通信であってもよいし、これらを介して接続される他
の端末を相手先とする通信であってもよい。
【００９２】移動端末１６１は、ソフトウェアラジオ技
術によって構成することができる。この場合は、ＤＳＰ
やＦＰＧＡなど、プログラムを動作させることによっ
て、所定のディジタル信号処理回路として機能するハー
ドウェアを用意して、当該地域で提供されている複数の
無線通信プロトコルに対応するためのプログラムを、あ
らかじめダウンロードしておく。そして、実行するプロ
グラムを基地局１４１からの指示に応じて切り替える。
【００９３】あるいは、基地局１４１から無線通信プロ
トコルを切り替える旨の情報を受け付ける際に、当該無
線通信プロトコル用のプログラムをダウンロードするよ
うな実施態様を採用することもできる。
【００９４】図３は、本実施形態の無線通信システムに
おける基地局の概要構成を示す模式図である。以下、本
図を参照して説明する。
【００９５】基地局１４１は、そのセル内の移動端末１
６１と、アンテナ３０１を介して通信する。一方、制御
局１２１とは、光ファイバ１８１を介して通信する。
【００９６】基地局１４１の移動端末数取得部３０２
は、自身が管理するセル内に存在する移動端末からの接
続要求（接続確認信号）を受信することにより、セル内
に存在する移動端末の数を取得する。
【００９７】報告部３０３は、取得した移動端末１６１
の数を制御局１２１へ報告する。
【００９８】この報告を受けた制御局１２１は、後述す
るように、当該移動端末１６１の数の場合に最も高いデ
ータ伝送効率を達成できると予想される無線通信プロト
コルを選択して、これを基地局１４１の中継部３０４に
通知する。基地局１４１の中継部３０４は、通知された
無線通信プロトコルを、さらに、移動端末１６１に通知
する。
【００９９】これ以降の基地局１４１とそのセル内の移
動端末１６１との間の通信は、制御局１２１によって選
択された無線通信プロトコルによって行う。中継部３０
４は、当該無線通信プロトコルにより、制御局１２１と
移動端末１６１との間の通信を中継する。
【０１００】図４は、本実施形態の無線通信システムに
おける制御局の概要構成を示す模式図である。以下、本
図を参照して説明する。なお、本図においては、理解を
容易にするため、制御局１２１に対して１つの基地局１
４１が接続される場合を図示してある。
【０１０１】制御局１２１は、基地局１４１と光ファイ
バ１８１を介して接続される。
【０１０２】制御局１２１の移動端末数受付部４０１
は、光ファイバ１８１を介して基地局１４１から報告さ
れた移動端末１６１の数を受け付ける。
【０１０３】制御局１２１の無線通信プロトコル記憶部
４０２には、移動端末１６１の数のそれぞれと無線通信
プロトコルとの対応関係が記憶されている。
【０１０４】無線通信プロトコルには、たとえば、以下
のような特性がある。
【０１０５】・Pure ALOHA法やSlotted ALOHA法では遅
延が少なく、ＣＳＭＡ／ＣＤ法やＣＳＭＡ／ＣＡ法では
遅延が大きい。
【０１０６】・上記の手法のうち、ＴＤＭＡ法以外の方
法は、ランダムアクセスが可能であり、移動端末１６１
から媒体へのアクセス開始は自由であるが、ＴＤＭＡ法
では割り当てられたスロットでアクセスする。したがっ
て、ＴＤＭＡ法では、スロットが空き状態になってしま
う可能性が高い。
【０１０７】・ＲＳＭＡ法では、あらかじめアクセスを
予約してから通信を行うため、空きが発生する可能性が
高い。
【０１０８】このように、基地局１４１のセル内の移動
端末１６１の数や当該基地局１４１が配置されている場
所の電波伝搬状況などの条件によって、最も高いデータ
伝送効率を達成できる無線通信プロトコルは異なる。
【０１０９】そこで、あらかじめ測定することにより、
あるいは、適宜リアルタイムで伝送効率を測定すること
により、基地局１４１のセル内の移動端末１６１の数
と、これに適した無線通信プロトコルの対応関係を無線
通信プロトコル記憶部４０２に記憶しておく。
【０１１０】記憶される対応関係は、当該制御局１２１
が接続されている複数の基地局１４１で共通のものとし
てもよいし、基地局１４１ごと、あるいは、基地局１４
１のグループごとに設定してもよい。
【０１１１】制御局１２１の選択部４０３は、受け付け
られた移動端末１６１の数に対応付けて無線通信プロト
コル記憶部４０２に記憶されている無線通信プロトコル
を選択する。
【０１１２】制御局通知部４０４は、選択した無線通信
プロトコルを基地局１４１とその基地局１４１のセル内
の移動端末１６１に通知する。
【０１１３】制御局通信部４０５は、基地局１４１を介
して、移動端末１６１と通信を行う。
【０１１４】これにより、当該基地局１４１と、そのセ
ル内の移動端末１６１との間の無線通信は、適宜選択さ
れた無線通信プロトコルに切り替えて行われることとな
り、高いデータ伝送効率を保つことができる。
【０１１５】なお、ＩＴＳにおいて、基地局１４１が道
路に沿って配置され、移動端末１６１がその道路に沿っ
て移動する高速道路などの状況下では、制御局１２１
は、複数の基地局１４１のそれぞれから当該基地局１４
１のセル内の移動端末１６１の数の報告を受ける。
【０１１６】この情報をもとに、一定の時間が経過した
後の移動端末１６１の分布の様子を推測する。
【０１１７】道路に沿って走る自動車の分布は、たとえ
ば、Ｎ−ｇｒａｍ問題や隠れマルコフモデル問題に帰着
させてモデル化することにより、予測することができ
る。
【０１１８】もっとも単純には、その道路を走る車両の
平均時速を得て、当該平均時速によって移動端末１６１
が移動すると仮定して、予測してもよい。
【０１１９】このようにして、所定の時間ごとに各基地
局１４１のセル内にいる移動端末１６１の数の予測をす
ることにより、移動端末１６１の数の報告の回数を減ら
して、通信トラヒックを抑えることができる。
【０１２０】また、この予測結果は、ＩＴＳにおけるほ
かの情報、たとえば、混雑状況や目的地までの到達時間
予測などに利用することができる。
【０１２１】（第２の実施形態）上記実施形態において
は、無線通信プロトコルの選択は制御局１２１が行って
いたが、本実施形態は、この選択も基地局１４１が行う
ものである。図５は、本実施形態に係る無線通信システ
ムの概要構成を示す模式図である。
【０１２２】本実施形態の無線通信システム１０１で
は、１つの基地局１４１が１つのセルを管理し、そのセ
ル内の移動端末１６１と通信する。
【０１２３】基地局１４１は、セル内の移動端末１６１
の数を適宜取得する。
【０１２４】そして、当該基地局１４１内にあらかじめ
記憶された移動端末１６１の数と無線通信プロトコルと
の対応関係を調べ、取得された移動端末１６１の数に対
応する無線通信プロトコルを選択する。
【０１２５】さらに、選択された無線通信プロトコルを
そのセル内の移動端末１６１に通知する。
【０１２６】以降は、その無線通信プロトコルにより、
セル内の移動端末１６１と基地局１４１との通信が行わ
れる。
【０１２７】このように、本実施形態は、上記実施形態
の基地局１４１と制御局１２１とが合体したものに相当
する。
【０１２８】また、本実施形態に係る移動端末１６１
は、上記実施形態に係る移動端末１６１と同じ構成を採
用することができる。
【０１２９】本実施形態は、１つの基地局１４１を介し
て、当該基地局１４１のセル内の移動端末１６１同士が
通信する場合、あるいは、当該基地局１４１からセル内
の移動端末１６１のそれぞれへデータ伝送を行う場合な
どに好適である。
【０１３０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
基地局のセル内に配置された移動体の数に応じて適切に
媒体アクセス制御法を選択して無線通信プロトコルを切
り替えて、高いデータ伝送効率を得るのに好適な移動体
通信システム、その基地局、移動端末、制御局、これら
の制御方法、ならびに、これらをディジタル信号処理ハ
ードウェアにおいて実現するプログラムを記録したコン
ピュータ読取可能な情報記録媒体を提供することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る移動体通信シス
テムの概要構成を示す模式図である。
【図２】上記実施形態に係る移動端末の概要構成を示す
模式図である。
【図３】上記実施形態に係る基地局の概要構成を示す模
式図である。
【図４】上記実施形態に係る制御局の概要構成を示す模
式図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る移動体通信シス
テムの概要構成を示す模式図である。
【符号の説明】
１０１ 移動体通信システム １２１ 制御局 １４１ 基地局 １６１ 移動端末 １８１ 光ファイバ ２０１ アンテナ ２０２ 無線通信プロトコル受付部 ２０３ 移動端末通信部 ３０１ アンテナ ３０２ 移動端末数取得部 ３０３ 報告部 ３０４ 中継部 ４０１ 移動端末数受付部 ４０２ 無線通信プロトコル記憶部 ４０３ 選択部 ４０４ 制御局通知部 ４０５ 制御局通信部
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平11−32370（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−313371（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−205352（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−336092（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−262054（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04B 7/24 - 7/26 H04Q 7/00 - 7/38

Claims (21)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 所定の経路に沿って配置される複数の 基地
    局と、移動端末と、制御局と、を備える移動体通信シス
    テムであって、 （ａ）前記複数の基地局のそれぞれは、当該 基地局と通信可能な移動端末の数を取得する移動端
    末数取得部と、 前記取得された移動端末の数を前記制御局に報告する報
    告部と、 を備え、 （ｂ）前記制御局は、 前記複数の基地局のそれぞれから報告された移動端末の
    数を受け付ける移動端末数受付部と、前記複数の基地局のそれぞれについて前記受け付けられ
    た移動端末の数と、前記複数の基地局のそれぞれとこれ
    に隣接する基地局との距離と、当該移動端末群の移動速
    度と、から、前記複数の基地局のそれぞれについて、所
    定の時間経過後に当該基地局と通信可能となる移動端末
    の数を予測する予測部と、 前記複数の基地局のそれぞれについて、前記予測された
    所定の時間経過後の移動端末の数により、 複数の無線通
    信プロトコルから、いずれか１つの無線通信プロトコル
    を選択する選択部と、前記複数の基地局のそれぞれについて、 前記選択された
    無線通信プロトコルを当該基地局を介して当該基地局と
    通信可能な移動端末に通知する制御局通知部と、前記複数の基地局のそれぞれについて、 前記選択された
    無線通信プロトコルにより、当該基地局を介して当該基
    地局と通信可能な移動端末と通信する制御局通信部と、 を備え、 （ｃ）前記移動端末は、前記複数の基地局のうち、 前記移動端末が通信可能な基
    地局を介して前記制御局が通知した無線通信プロトコル
    を受け付ける無線通信プロトコル受付部と、 前記受け付けられた無線通信プロトコルにより、前記移
    動端末が通信可能な基地局を介して前記制御局と通信す
    る移動端末通信部と、 を備え、 （ｄ）前記複数の基地局のそれぞれは、 前記制御局から前記移動端末への無線通信プロトコルの
    通知と、前記制御局と前記移動端末との間の前記通知さ
    れた無線通信プロトコルによる通信と、を中継する中継
    部をさらに備えることを特徴とする移動体通信システ
    ム。
  2. 【請求項２】 前記基地局と、前記制御局と、を接続する
    光ファイバ をさらに備え、 前記基地局から前記制御局への報告は、前記光ファイバ
    を介して行われ、 前記基地局を介した前記制御局と前記移動端末との通知
    および通信の中継は、前記制御局と前記基地局との間で
    は前記光ファイバを介して、前記基地局と前記移動端末
    との間では無線により、それぞれ行われることを特徴と
    する請求項１に記載の移動体通信システム。
  3. 【請求項３】 前記複数の無線通信プロトコルは、 Pure ALOHA法、 Slotted ALOHA法、 ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with
    Collision Avoidance）法、 ＣＳＭＡ／ＣＤ（Carrier Sense Multiple Access with
    Collision Detection）法、 ＢＴＭＡ（Busy Tone Multiple Access）法、 ＩＳＭＡ（Idle Signal Multiple Access）法、 ＲＳＭＡ（Reservation Signal Multiple Access）法、 ＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）法、もし
    くは、 ＲＳ−ＩＳＭＡ（Reservation-based slotted Idle Sig
    nal Multiple Access）法のいずれか複数を含むことを
    特徴とする請求項１または２に記載の移動体通信システ
    ム。
  4. 【請求項４】 移動端末の数に対応付けて、複数の無線通
    信プロトコルのいずれかをあらかじめ記憶する無線通信
    プロトコル記憶部をさらに備え、 前記選択部は、前記移動端末の数に対応付けられて前記
    あらかじめ記憶された無線通信プロトコルを選択するこ
    とを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の
    移動体通信システム。
  5. 【請求項５】 所定の経路に沿って配置される複数の 基地
    局のそれぞれから報告された移動端末の数を受け付ける
    移動端末数受付部と、前記複数の基地局のそれぞれについて前記受け付けられ
    た移動端末の数と、前記複数の基地局のそれぞれとこれ
    に隣接する基地局との距離と、当該移動端末群の移動速
    度と、から、前記複数の基地局のそれぞれについて、所
    定の時間経過後に当該基地局と通信可能となる移動端末
    の数を予測する予測部と、 前記複数の基地局のそれぞれについて、前記予測された
    所定の時間経過後の移動端末の数により、 複数の無線通
    信プロトコルから、いずれか１つの無線通信プロトコル
    を選択する選択部と、前記複数の基地局のそれぞれについて、 前記選択された
    無線通信プロトコルを当該基地局を介して当該基地局と
    通信可能な移動端末に通知する制御局通知部と、前記複数の基地局のそれぞれについて、 前記選択された
    無線通信プロトコルにより、当該基地局を介して当該基
    地局と通信可能な移動端末と通信する制御局通信部と、 を備えることを特徴とする制御局。
  6. 【請求項６】 前記制御局は、前記基地局と光ファイバに
    より接続され、 前記基地局から前記制御局への報告は、前記光ファイバ
    を介して行われ、 前記基地局を介した前記制御局と前記移動端末との通知
    および通信の中継は、前記制御局と前記基地局との間で
    は前記光ファイバを介して行われることを特徴とする請
    求項５に記載の制御局。
  7. 【請求項７】 前記複数の無線通信プロトコルは、 Pure ALOHA法、 Slotted ALOHA法、 ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with
    Collision Avoidance）法、 ＣＳＭＡ／ＣＤ（Carrier Sense Multiple Access with
    Collision Detection）法、 ＢＴＭＡ（Busy Tone Multiple Access）法、 ＩＳＭＡ（Idle Signal Multiple Access）法、 ＲＳＭＡ（Reservation Signal Multiple Access）法、 ＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）法、もし
    くは、 ＲＳ−ＩＳＭＡ（Reservation-based slotted Idle Sig
    nal Multiple Access）法のいずれか複数を含むことを
    特徴とする請求項５または６に記載の制御局。
  8. 【請求項８】 移動端末の数に対応付けて、複数の無線通
    信プロトコルのいずれかをあらかじめ記憶する無線通信
    プロトコル記憶部をさらに備え、 前記選択部は、前記移動端末の数に対応付けられて前記
    あらかじめ記憶された無線通信プロトコルを選択するこ
    とを特徴とする請求項５から７のいずれか１項に記載の
    制御局。
  9. 【請求項９】請求項１から４のいずれか１項に記載の移
    動体通信システムの移動端末。
  10. 【請求項１０】請求項１から４のいずれか１項に記載の
    移動体通信システムの基地局。
  11. 【請求項１１】 所定の経路に沿って配置される複数の 基
    地局のそれぞれから報告された移動端末の数を受け付け
    る移動端末数受付工程と、前記複数の基地局のそれぞれについて前記受け付けられ
    た移動端末の数と、前記複数の基地局のそれぞれとこれ
    に隣接する基地局との距離と、当該移動端末群の移動速
    度と、から、前記複数の基地局のそれぞれについて、所
    定の時間経過後に当該基地局と通信可能となる移動端末
    の数を予測する予測工程と、 前記複数の基地局のそれぞれについて前記予測された所
    定の時間経過後の移動端末の数により、 複数の無線通信
    プロトコルから、いずれか１つの無線通信プロトコルを
    選択する選択工程と、前記複数の基地局のそれぞれについて 前記選択された無
    線通信プロトコルを当該基地局を介して当該基地局と通
    信可能な移動端末に通知する制御局通知工程と、前記複数の基地局のそれぞれについて 前記選択された無
    線通信プロトコルにより、当該基地局を介して当該基地
    局と通信可能な移動端末と通信する制御局通信工程と、 を備えることを特徴とする制御局の制御方法。
  12. 【請求項１２】 前記制御局は、前記基地局と光ファイバ
    により接続され、 前記基地局から前記制御局への報告は、前記光ファイバ
    を介して行われ、 前記基地局を介した前記制御局と前記移動端末との通知
    および通信の中継は、前記制御局と前記基地局との間で
    は前記光ファイバを介して行われることを特徴とする請
    求項１１に記載の制御局の制御方法。
  13. 【請求項１３】 前記複数の無線通信プロトコルは、 Pure ALOHA法、 Slotted ALOHA法、 ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with
    Collision Avoidance）法、 ＣＳＭＡ／ＣＤ（Carrier Sense Multiple Access with
    Collision Detection）法、 ＢＴＭＡ（Busy Tone Multiple Access）法、 ＩＳＭＡ（Idle Signal Multiple Access）法、 ＲＳＭＡ（Reservation Signal Multiple Access）法、 ＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）法、もし
    くは、 ＲＳ−ＩＳＭＡ（Reservation-based slotted Idle Sig
    nal Multiple Access）法のいずれか複数を含むことを
    特徴とする請求項１１または１２に記載の制御局の制御
    方法。
  14. 【請求項１４】 前記選択工程は、前記移動端末の数に対
    応付けられて前記あらかじめ記憶された無線通信プロト
    コルを選択することを特徴とする請求項１１から１３の
    いずれか１項に記載の制御局の制御方法。
  15. 【請求項１５】ディジタル信号処理ハードウェア（コン
    ピュータ、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＦＰ
    ＧＡ（Field Programmable Array）を含む。）を、所定の経路に沿って配置される複数の 基地局のそれぞれ
    から報告された移動端末の数を受け付ける移動端末数受
    付部、前記複数の基地局のそれぞれについて、前記受け付けら
    れた移動端末の数と、前記複数の基地局のそれぞれとこ
    れに隣接する基地局との距離と、当該移動端末群の移動
    速度と、から、前記複数の基地局のそれぞれについて、
    所定の時間経過後に当該基地局と通信可能となる移動端
    末の数を予測する予測部と、 前記複数の基地局のそれぞれについて、前記予測された
    所定の時間経過後の移動端末の数により、 複数の無線通
    信プロトコルから、いずれか１つの無線通信プロトコル
    を選択する選択部、前記複数の基地局のそれぞれについて、 前記選択された
    無線通信プロトコルを当該基地局を介して当該基地局と
    通信可能な移動端末に通知する制御局通知部、および、前記複数の基地局のそれぞれについて、 前記選択された
    無線通信プロトコルにより、当該基地局を介して当該基
    地局と通信可能な移動端末と通信する制御局通信部とし
    て機能させることを特徴とするプログラムを記録したコ
    ンピュータ読取可能な情報記録媒体。
  16. 【請求項１６】 前記ディジタル信号処理ハードウェア
    は、前記基地局と光ファイバにより接続され、 前記プログラムは、前記ディジタル信号処理ハードウェ
    アにおいて、 前記基地局からの報告は、前記光ファイバを介して行わ
    れ、 前記基地局を介した前記移動端末と間の通知および通信
    の中継は、前記基地局との間では前記光ファイバを介し
    て行われるように機能させることを特徴とする請求項１
    ５に記載の情報記録媒体。
  17. 【請求項１７】 前記プログラムは、前記ディジタル信号
    処理ハードウェアにおいて、 前記複数の無線通信プロトコルは、 Pure ALOHA法、 Slotted ALOHA法、 ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with
    Collision Avoidance）法、 ＣＳＭＡ／ＣＤ（Carrier Sense Multiple Access with
    Collision Detection）法、 ＢＴＭＡ（Busy Tone Multiple Access）法、 ＩＳＭＡ（Idle Signal Multiple Access）法、 ＲＳＭＡ（Reservation Signal Multiple Access）法、 ＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）法、もし
    くは、 ＲＳ−ＩＳＭＡ（Reservation-based slotted Idle Sig
    nal Multiple Access）法のいずれか複数を含むように
    機能させることを特徴とする請求項１５または１６に記
    載の情報記録媒体。
  18. 【請求項１８】 前記プログラムは、前記ディジタル信号
    処理ハードウェアを、 移動端末の数に対応付けて、複数の無線通信プロトコル
    のいずれかをあらかじめ記憶する無線通信プロトコル記
    憶部としてさらに機能させ、 前記選択部は、前記移動端末の数に対応付けられて前記
    あらかじめ記憶された無線通信プロトコルを選択するよ
    うに機能させることを特徴とする請求項１５から１７の
    いずれか１項に記載の情報記録媒体。
  19. 【請求項１９】ディジタル信号処理ハードウェア（コン
    ピュータ、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＦＰ
    ＧＡ（Field Programmable Array）を含む。）を、請求
    項１から４のいずれか１項に記載の移動体通信システム
    の移動端末として機能させることを特徴とするプログラ
    ムを記録したコンピュータ読取可能な情報記録媒体。
  20. 【請求項２０】ディジタル信号処理ハードウェア（コン
    ピュータ、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＦＰ
    ＧＡ（Field Programmable Array）を含む。）を、請求
    項１から４のいずれか１項に記載の移動体通信システム
    の基地局として機能させることを特徴とするプログラム
    を記録したコンピュータ読取可能な情報記録媒体。
  21. 【請求項２１】 前記情報記録媒体は、コンパクトディス
    ク、フレキシブルディスク、ハードディスク、光磁気デ
    ィスク、ディジタルビデオディスク、磁気テープ、また
    は、半導体メモリであることを特徴とする請求項１５か
    ら２０のいずれか１項に記載の情報記録媒体。
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