JP3921113B2 - 複合無線通信システム並びに複合無線通信システムにおける制御装置、無線端末および方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
【０００２】
本発明は、一般に無線通信の技術分野に関し、特に、複数の無線通信システム間のハンドオーバを行わせる複合無線通信システム、制御装置および方法並びにそのような複合無線通信システムにおける無線端末に関する。
【発明の背景】
【０００３】
この種の技術分野において、例えば２Ｍｂｐｓのような高速データ通信の要請に応じ得るＩＭＴ２０００(International Mobile Telecommunications 2000)と呼ばれるシステムが知られている。このシステムに関し、周波数分割方式（ＩＭＴ２０００／ＦＤＤ(Frequency Division Duplex)）および時分割方式（ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ(Time Division Duplex)）の２種類の通信方式が規格化されている。周波数分割方式は、上りおよび下りチャネルのトラフィックが同程度の比較的広範囲のサービスエリアを提供する点で有利である。したがって、例えば３８４ｋｂｐｓ程度の低速データ通信や、音声通信に適している。時分割方式は、上りおよび下りチャネルのトラフィックを動的に変更することができるので、高速データ通信に適している。
【０００４】
図１は、このような２つの異なる方式の無線通信システムが混在している従来の複合無線通信システム１００の部分概念図を示す。図１には、周波数分割方式（ＩＭＴ２０００／ＦＤＤ）のシステムに属するＦＤＤ基地局１０と、時分割方式（ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ）のシステムに属するＴＤＤ基地局２０と、両システムで動作することが可能な無線端末３０が描かれている。ＦＤＤ基地局１０は、所定の地理的領域であるサービスエリア６０を担当し、この領域内では周波数分割方式の通信（ＦＤＤ）を行うことが可能である。同様に、ＴＤＤ基地局２０は、サービスエリア７０を担当し、この領域内では時分割方式の通信（ＴＤＤ）を行うことが可能である。周波数分割方式のサービスエリア６０と時分割方式のサービスエリア７０の一部は地理的に重複しており、この重複した領域内では何れの方式の通信も行うことが可能である。
【０００５】
図中、領域Ｐ１は、２つのサービスエリア６０および７０が重複している共通領域全体を示す。領域Ｐ２は、サービスエリア６０のうち共通領域Ｐ１を除いた領域全体を示す。領域Ｐ３は、サービスエリア７０のうち共通領域Ｐ１を除いた領域全体を示す。領域Ｐ４は、何れのサービスエリアにも属しない領域全体を示す。例えば、領域Ｐ２で示される場所に無線端末３０が位置していたとすると、無線端末はＦＤＤを行うことしかできない。また、領域Ｐ３で示される場所に無線端末３０が位置していたとすると、無線端末はＴＤＤを行うことしかできない。しかし、領域Ｐ１で示される場所に位置する場合は、ＦＤＤおよびＴＤＤの何れの通信を行うことも可能である。なお、領域Ｐ４で示される場所は、両サービスエリアの圏外であり、何れの通信も行うことができない。図１では簡単のため、１つのＦＤＤ基地局１０が描かれているが、実際には複数の基地局が存在し、各基地局の担当するセル（およびセクタ）全体でサービスエリア６０が形成される。同様に、ＴＤＤ基地局２０についても、実際は複数の基地局が存在し、各基地局の担当するセル全体でサービスエリア７０が形成される。また、各基地局１０，２０は、これらを制御する制御装置を含むネットワーク（図示せず）に接続されている。
【０００６】
このような複合無線通信システム１００において、ＦＤＤ基地局１０と通信を行っている無線端末３０が、領域Ｐ２で比較的高速のデータ通信を行っているとする。そして、この無線端末３０が、領域Ｐ１の領域内に到来したとする。上述したように、領域Ｐ１では、ＴＤＤおよびＦＤＤの何れの通信も行うことが可能であり、ＴＤＤは高速通信に有利であった。したがって、領域Ｐ１内で、現在ＦＤＤの通信を行っている無線端末３０は、ＴＤＤの通信資源に余裕があれば、ＴＤＤの通信資源を利用して通信を行った方が有利である。逆に、ＴＤＤで比較的低速の通信を行っていた無線端末が領域Ｐ１に至った場合は、ＦＤＤに切替えたほうが有利である。すなわち、無線端末３０が一方の通信資源を利用して通信を行っている場合に、必要に応じて他方に切替えることができれば、資源効率の優れた複合無線通信システムを実現することが可能になる。
【０００７】
このような複合無線通信システム１００を実現するために提案されている手法の１つに、一方のシステムで通信を行っている無線端末３０が、他方のシステムの制御信号を常時監視し、その受信レベルが所定位置以上になったならば、他方のシステムの通信を行うよう切替え手順を開始するものがある。例えば、無線端末３０が、領域Ｐ２でＦＤＤ基地局１０と通信を行いつつ、ＴＤＤ基地局２０からの制御信号の受信レベルをも監視する。この位置では、その制御信号の受信レベルは所定値よりも低い。無線端末３０が領域Ｐ１に到達すると、ＴＤＤ基地局２０からの制御信号の受信レベルが所定値以上になる。無線端末３０が高速通信を行っており、ＴＤＤの通信資源に余裕があれば、その通信をＴＤＤ方式の通信に切り替える。確かにこのようにすれば、無線端末が一方の通信資源を利用して通信を行っている場合に、必要に応じて他方に切替えることが可能になる。
【０００８】
しかしながら、そのような手法を採用すると、目下行っている通信に関する送受信機に加えて、他方のシステムの制御信号を常時監視するための送受信機を要し、これらの送受信機を同時に動作させる必要があるので、多くの電力を消費してしまう。また、その監視は、無線端末がシステム切替え（通信方式の切替え）を行うか否かによらず実行する必要があるので、システム切替えを行わない場合には全く無駄な電力を消費することにもなる。送受信機を２つ設ける不都合に対処するために、１つの送受信機を時間的に切替えて使用することも考えられる。しかしながら、そのような構成を採用すると、無線端末のユーザの行う通信のための送受信処理、制御信号の受信処理および測定処理等のタイミングを正確に管理する必要があり、そのタイミングの制御は一般に無線端末にとって負担が大きい。したがって、消費電力に配慮しなければならないような無線端末にとって、このような解決手段は必ずしも適切ではない。
【０００９】
一方、基地局から伝送された制御信号の無線端末に置ける受信レベルは、伝搬経路やフェージング等に起因して大きく変動し得る。したがって、受信レベルの強弱は、基地局の遠近に必ずしも対応しない。このため、受信レベルが所定値以上であったとしても、実際はシステム切り替えを行う必要がなかったり、または切替え自体が困難であったりすることが懸念される。このような場合に本来不要な切替手順を実行しようとすると、不要な電力を無駄に消費することにもなる。
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本願課題の１つは、無線端末の消費電力を節約しつつ、一方のシステムで通信を行っている無線端末の通信を、他方のシステムに切替えることを可能にすることである。
【００１１】
本願課題の１つは、無線端末の処理負担を軽減しつつ、一方のシステムで通信を行っている無線端末の通信を、他方のシステムに切替えることを可能にすることである。
【００１２】
本願課題の１つは、システム間の切り替えを適切に制御することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
以下に説明する手段によって、上記課題の全部又は一部が解決される。本発明による解決手段によれば：
第１無線通信システムと、
前記第１無線通信システムとは異なる第２無線通信システムと、
前記第１および第２無線通信システムで動作することの可能な無線端末と、
前記第１無線通信システムで通信を行っている前記無線端末の位置に関する測定値に基づいて、前記無線端末が前記第２無線通信システムで通信を行うべきことを判別し、前記無線端末が前記第２無線通信システムで通信を行うよう少なくとも前記無線端末に指示を与える制御装置
より成る複合無線通信システムが提供される。
【００１４】
本発明の一実施例によれば、第１通信システムで通信を行っている無線端末が、第２無線通信システムの制御信号を常時監視する必要がないので、無線端末の消費電力を節約するが可能になる。
【００１５】
本発明の一実施例によれば、所定の位置情報テーブルを予め作成しておくことが可能であるので、無線端末に対する制御内容が迅速かつ的確に判断される。このため、受信レベルの強弱を利用する場合に比べて、無線端末の不要なシステム切替えを抑制することも可能になる。
【００１６】
本発明の一実施例によれば、無線端末の位置変化を考慮するので、より緻密なテーブルを作成し、様々な状況の各々に適切なシステム切替制御を行うことが可能になる。
【００１７】
本発明の一実施例によれば、制御装置が無線端末の位置測定を行うので無線端末の消費電力を更に節約することが可能になる。
【００１８】
本発明の一実施例によれば、無線端末が自ら位置を測定するので、例えば、基地局が無線端末の位置を測定することが不可能な場合にも対処することができる。
【００１９】
本発明の一実施例によれば、両システムの物理レイヤ(physical layer)より上位のレイヤが共通しているので、システム間のハンドオーバ処理が円滑に行われる。制御信号の受信レベルとは異なり、位置情報は物理レイヤの種類には依存しない量なので、通信中のシステムで位置測定を行えば足りる。両システムの物理レイヤ毎に無線端末の位置測定を行う必要はない。したがって、本発明は、このような上位レイヤの共通したシステムに適用する場合に特に有利である。
【００２０】
本発明の一実施例によれば、無線端末が目下通信を行っている基地局から受信した信号の品質に基づいて、無線端末が切替の要否を制御装置に送信する。したがって、通信の実情にいっそう適合させ得るシステム切替制御を行うことが可能になる。
【発明の実施の形態】
【００２１】
以下、図面を参照しながら本発明の実施例を説明する。図中、同一の参照番号は原則として同様の要素を示すものとする。
【００２２】
図２は、本願実施例による複合無線通信システム２００の概略ブロック図を示す。複合無線通信システム２００は、周波数分割方式（ＩＭＴ２０００／ＦＤＤ）のシステムに属するＦＤＤ基地局１０と、時分割方式（ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ）のシステムに属するＴＤＤ基地局２０と、両システムで動作することが可能な無線端末８０を有する。図２では、簡単のため、１つのＦＤＤ基地局１０が描かれているが、実際には複数の基地局が存在し、ＴＤＤ基地局２０も実際には複数の基地局が存在する。ＦＤＤ基地局１０およびＴＤＤ基地局２０は、図１で説明したものと同様である。しかし、無線端末８０は図１で説明したものと異なる。
【００２３】
無線端末８０は、無線リンクを通じてＦＤＤ方式の無線通信信号を送受信するためのＦＤＤアンテナ８１と、このアンテナ８１に結合されたＦＤＤ無線機８２とを有する。無線端末８０は、無線リンクを通じてＴＤＤ方式の無線通信信号を送受信するためのＴＤＤアンテナ８３と、このアンテナ８３に結合されたＴＤＤ無線機８４とを有する。無線端末８０は、ＦＤＤ無線機８２およびＴＤＤ無線機８４に結合されたコントローラ８６を有する。ＦＤＤ無線機８２は、コントローラ８６の制御に基づいて、ＦＤＤ方式の無線通信信号に対する送受信、変復調、エンコード／デコード、インターリーブ／デインターリーブその他ＦＤＤ方式の無線通信に必要な処理を行う。ＴＤＤ無線機８４も、コントローラ８６の制御に基づいて、ＴＤＤ方式の無線通信信号に対する送受信、変復調、エンコード／デコード、インターリーブ／デインターリーブその他ＴＤＤ方式の無線通信に必要な処理を行う。更に、無線端末８０は、選択的に、位置測定手段８８を有することが可能である。この位置測定手段８８は、無線端末８０が備えていてもよいし、制御装置４０（後述）が備えていてもよい。位置測定手段８８は、無線端末８０の位置を測定するための手段であり、具体的には、ＧＰＳ(Global Positioning System)受信機その他の位置を測定する手段とすることが可能である。位置測定手段８８は、複数の基地局からの電波伝搬時間や電波の到着角度等に基づいて、無線端末８０の位置（例えば、緯度および経度）を算出する。精度向上の観点からはＧＰＳ受信機を採用するのが好ましい。簡易に実現する観点からはＧＰＳ以外の三角測量等に基づく測定手段を採用するのが好ましい。
【００２４】
複合無線通信システム２００は、ＴＤＤ基地局１０およびＦＤＤ基地局２０に結合され、これらを制御する制御装置４０を有する。制御装置４０は、交換機５０を介してＩＭＴ２０００のネットワーク５２に結合される。制御装置４０は、ＦＤＤ基地局１０およびＴＤＤ基地局２０との通信を中継する基地局インターフェース４１と、この基地局インターフェース４１に結合したコントローラ４２を有する。制御装置４０は、交換機５０を介してネットワーク５２との通信を中継するネットワークインターフェース４３を有し、このネットワークインターフェース４３もコントローラ４２に結合される。制御装置４０は、コントローラ４２に結合され、無線端末８０の位置に関する測定値を格納するメモリ４４を有する。制御装置４０は、ＦＤＤおよびＴＤＤ何れの方式を利用して通信すべきかを無線端末８０の位置に応じて予め定めている位置情報テーブル４５を有する。さらに、制御装置４０は、選択的に、無線端末８０の位置を測定する位置測定手段４６を有する。位置測定手段４６は、無線端末８０の位置を測定し得る任意の測定手段とすることが可能である。この点、無線端末８０に搭載し得る位置測定手段８８と共通する。
【００２５】
図３は、図２に示す複合無線通信システム３００の部分概略図を示す。図示されているものは、図１に示したものとほぼ同様であるが、少なくとも無線端末８０に関する点が図面上で異なる。
【００２６】
図４は、図３に示すような複合無線通信システム３００において、無線端末８０の行う通信に関して、システム間ハンドオーバを行うためのフローチャートを示す。説明の便宜上、無線端末８０が領域Ｐ２（図３）においてＦＤＤ基地局１０と通信を行っていると仮定する（ステップＡ０）。ステップＡ１において、無線端末８０が自己の位置を測定する。この実施例では、無線端末８０が位置測定手段８８（図２）を備え、無線端末８０が自ら位置測定を行うことを想定している。上述したように、この位置測定は、ＧＰＳ受信機を利用し無線端末８０の緯度および経度を精度高く求めることが可能である。また、複数の基地局に関する電波伝搬時間（差）や、基地局間の距離（差）や、電波の到来角度等を利用して無線端末８０の位置を測定することが可能である。この場合における複数の基地局とは、ＦＤＤ方式の通信に関するＦＤＤ基地局である。位置測定は、これらの基地局からの信号が受信できれば行い得る。無線端末８０は、例えばＦＤＤサービスエリア内でセルのハンドオーバを行うために、周辺のＦＤＤ基地局と常時通信を行っているので、そのような位置測定を実行する労力および電力はさほど大きくない。しかも、無線端末８０の位置測定を行うために、目下通信を行っていないＴＤＤ基地局２０からの信号は必要ではない。
【００２７】
ステップＡ２では、無線端末８０が、位置測定手段８８で測定した現在位置に関する測定値を、コントローラ８６の制御の下で、ＦＤＤ無線機８２およびＦＤＤアンテナ８１を通じて、ＦＤＤ基地局１０に送信する。ステップＡ３において、ＦＤＤ基地局１０は、受信した測定値を制御装置４０に送信する。
【００２８】
ステップＡ４において、無線端末８０の現在位置に関する測定値を受信した制御装置は、その測定値を現在の位置情報として、メモリ４４（図２）に記録する。メモリ４４には、その無線装置８０に関する現在位置の測定値だけでなく、過去の測定値も記録されている。ステップＡ５において、制御装置４０は、テーブル４５を利用して、無線端末８０が現在行っているＦＤＤ方式の通信をＴＤＤ方式の通信に切り替えるべきか否かを判定する。
【００２９】
図５は、図２に示す制御装置４０の位置情報テーブル４５に利用することが可能なテーブル５００を示す。テーブル５００の最左列のＡ〜Ｄは、各行を特定するための行インデックスである。左から２番目の列は、無線端末の過去の位置を示し、３番目の列は無線端末の現在の位置を示し、４番目の列は現在の通信に使用している通信方式を示し、最右列は無線端末への指示内容を示す。各行インデックスＡ〜Ｄに対応するサービスエリア内での位置関係は、図３中のＡ〜Ｄによって示されている。例えば、制御装置４０のメモリ４４に記録された無線端末８０の現在および過去の位置に関する測定値が、何れも領域Ｐ１（図３）にあり、現在の位置に関する測定値を得たときに使用していた通信方式がＦＤＤである場合を考える。この場合は、テーブル５００を参照すると、行インデックスＢで特定される行に該当するので、制御装置４０は、無線端末８０に対して、ＴＤＤ方式の通信に切り替えるよう指示を与えるべきことを導出する。図５に示すテーブルでは、過去も現在も領域Ｐ１に位置する場合（Ａ，Ｂ）と、領域Ｐ２から領域Ｐ１へ移動する場合（Ｃ）と、領域Ｐ３から領域Ｐ１へ移動する場合（Ｄ）が定められている。
【００３０】
このテーブルでは、領域Ｐ１において、高速通信の可能なＴＤＤ方式をなるべく採用するような内容の指示が定められている。ただし、行インデックスＤで示される場合は、無線端末８０の位置変化は、無線端末８０が以後領域Ｐ２へ入る可能性が高いことを示し、これを考慮して、ＴＤＤ方式からＦＤＤ方式に切替えるよう指示するようにしている。また、ＴＤＤ方式ではなく、ＦＤＤ方式をなるべく採用するように定めることも可能である。更に、通信を安全に継続する観点から、通信方式をなるべく切替えないように定めることも可能である。なお、図５に示すテーブルでは、現在の位置が領域Ｐ１にある場合のみを規定しているが、現在の位置が領域Ｐ２やＰ３である場合について規定することも可能である。本実施例は、無線端末の位置変化を考慮しているので、このような様々な指示内容を規定することが可能になる。したがって、様々な状況に合わせてシステム切替制御を適切に行うことが可能になる。
【００３１】
図４に戻って、ステップＡ５では、制御装置４０は、無線端末８０の位置情報とテーブル４５を利用して、無線端末８０が現在行っているＦＤＤ方式の通信をＴＤＤ方式の通信に切り替えるべきか否かを判定する。具体的には、コントローラ４２がメモリ４４にアクセスし、無線端末８０の現在の位置（測定値）および過去の位置ならびに通信に使用している通信方式を読み出す。次にコントローラ４２は、この現在および過去の位置と現在の通信方式とを、テーブル４５の内容を照らし合わせて、該当する行インデックスを特定する。そして、特定した行インデックスに含まれる指示内容を決定する。
【００３２】
ところで、無線端末８０が、制御装置４０に対して、現在の位置の測定値に加えて、通信方式の切替えを希望すること又は希望しないことを送信することも可能である。例えば、無線端末８０が位置測定する際に行う周辺ＦＤＤ基地局との通信において、受信信号の品質（例えば受信レベル）が所定値より低い場合には、制御装置４０に対する位置情報の送信の際に通信方式の切替えも希望するようにすることが可能である。また、所定値より高い場合は必ずしも切替える必要はないことを通知することも可能である。このような受信信号の品質測定は、ステップＡ５において行っても良いし、ステップＡ５より前の任意の時点で行っても良い。さらに、通信方式の切替を希望するか否かを制御装置４０に送信するタイミングも、受信信号の品質測定の後であれば、無線端末位置の測定値の送信時と同時でも良いし、それ以前に送信することも可能である。無線端末８０が通信方式の切替えの必要性を制御装置４０に送信することにより、無線端末８０側の通信の実情を制御装置４０に知らせることができるので、通信の実情を反映した的確且つ柔軟な通信方式の切替え制御が可能になる。更に、無線端末の場所および現在の通信方式による判断だけでなく、通信内容がどのようであるかを考慮して指示内容を変えることも可能である。例えば、現在のところ通信速度の低い音声通信をＦＤＤ基地局を介して行っている場合において、ＦＤＤ方式の通信を継続することが可能であれば、あえてＴＤＤ方式に切替えないようにすることも可能である。また、ＴＤＤで高速通信を行っている場合に、ＦＤＤ方式の通信に切り替え得る場所にはいた直後に直ちに切り替えず、なるべくＴＤＤ通信を行わせるようにすることも可能である。
【００３３】
ステップＡ５において、制御装置４０が、無線通信方式の切り替えを行うべきでないと判断した場合（例えば、図５の行インデックスＡの場合）は、無線端末８０にシステムの切り替えを行わせることなしに、ステップＡ１に戻る。これに対して、無線通信方式の切り替えを行うべきであると判断した場合（例えば、図５の行インデックスＣの場合）は、ステップＡ６に進む。ステップＡ６では、制御装置４０は無線端末に対して、通信方式を切替えるべきことを指示する。例えば行インデックスＣに該当する場合ならば、制御装置４０は、無線端末８０に対して、ＴＤＤ方式の通信に切り替えるべきことを指示する。この指示は、コントローラ４２の制御の下に、基地局インターフェース４１およびＦＤＤ基地局１０を通じて無線端末８０に伝送される。（行インデックスＤに該当する場合は、ＴＤＤ基地局２０を通じて無線端末に伝送される。）
ステップＡ７において、無線端末８０は、制御装置４０からのシステム切替えの指示に応答して、システム切替えの手順を開始する。目下の例では、行インデックスＣの場合に相当するので、ＦＤＤ基地局と通信中の無線端末８０が、ＴＤＤ基地局２０からの制御信号を受信する。ステップＡ８において、この制御信号の受信レベルが所定値以上大きいこと、およびＴＤＤ方式の通信を行うための通信資源が付与されること等を調べ、システム切り替えが実際に可能であるか否かを判定する。無線端末８０の現在の位置からすれば、システムを切替え得る場所にいるはずであるが、そのような場所に位置していたとしても通信を行うのに充分な受信レベルが得られない場合もある（例えば、周辺の建物によって良好な通信が困難な場合である）。また、ＴＤＤ方式の通信資源が不足していて、通信資源を無線端末８０に割り当てることができない場合もあり得る。このような状況は、位置情報だけからでは判断することができない。ステップＡ８において、無線通信方式の切り替えが不可能であると判断した場合は、ステップ１０に進む。ステップ１０では、無線端末８０は、制御装置４０に対して、システム切り替えを実行することができないことを報告し、ステップＡ１に戻る。ステップＡ８において、無線通信方式の切替えが可能であると判断した場合は、ステップＡ９において、ＴＤＤ方式の通信資源を無線端末８０に割り当てて、無線端末８０がＴＤＤ方式の通信を行うようにする。こうして、通信方式が良好に切り替えられ、ステップＡ１０でシステム切替の処理が終了する。
【００３４】
本実施例では、無線端末８０自らが位置測定を実行していたが、無線端末８０が位置測定を行わず、制御装置４０が測定することも可能である。この場合は、ステップＡ１ないしＡ３のステップの代わりに、「制御装置４０が、位置測定手段４６（図２）を利用して、無線端末８０の位置を測定する」ステップが行われる。制御装置４０が位置測定を行うと、無線端末８０の処理労力および消費電力をいっそう節約することができる。無線端末８０が自ら位置測定を行う場合は、例えば、基地局が無線端末の位置を測定することが不可能な場合に対処することができる。そのような状況としては、例えば、無線端末上空の見通しは良いが、周辺基地局との通信が困難な場合に、無線端末の搭載するＧＰＳ受信機で位置を測定するような場合があり得る。更に、ステップＡ６において、制御装置４０は無線端末８０にシステム切替えの指示を送信したが、この場合において、移行先のＴＤＤ基地局２０にもシステム切り替えの指示を送信することも可能である。システム切替え手順をより円滑に行う観点からは、無線端末および移行先基地局の両者にその旨を送信することが好ましい。
【００３５】
図６は、他の実施例による複合無線通信システムの部分概略図を示す。これは図３に示したものとほぼ同様であるが、ＦＤＤ方式のサービスエリア６０とＴＤＤ方式のサービスエリア７０の重複領域が、領域Ｐ１および領域Ｐ５の２種類に分けられている点が異なる。
【００３６】
図７は、図６に示すような複合無線通信システムに関し、制御装置４０の位置情報テーブル４５（図２）に利用することが可能なテーブル７００を示す。図５のテーブルと同様に、テーブル７００の最左列のＡ〜Ｊは、各行を特定するための行インデックスである。そして、左列から順に、無線端末の過去、無線端末の現在の位置、現在の通信に使用している通信方式、および無線端末への指示内容を示す。各行インデックスＡ〜Ｊに対応するサービスエリア内での位置関係は、図６中のＡ〜Ｊによって示されている。
【００３７】
図７に示すテーブルでは、過去も現在も領域Ｐ１に位置する場合（Ａ，Ｂ）と、領域Ｐ３から領域Ｐ１へ移動する場合（Ｃ）と、領域Ｐ５から領域Ｐ１へ移動する場合（Ｄ，Ｅ）と、領域Ｐ１から領域Ｐ５へ移動する場合（Ｆ，Ｇ）と、領域Ｐ２から領域Ｐ５へ移動する場合（Ｈ）と、過去も現在も領域Ｐ５に位置する場合（Ｉ，Ｊ）が定められている。
【００３８】
このテーブルでは、高速通信の可能なＴＤＤ方式をなるべく採用するような内容の指示が定められている。ただし、行インデックスＦ，Ｇで示される場合は、無線端末８０の位置変化が、以後無線端末８０がＴＤＤ方式のサービスエリア６０から遠ざかる可能性が高いことを考慮して、ＴＤＤ方式からＦＤＤ方式に切替えるよう指示している。また、行インデックスＡ，Ｉ，Ｊで示されるように、サービスエリアの共通領域の領域Ｐ１またはＰ５において、現在および過去の位置が同一領域内にある場合は、なるべく切替を行わないようにしている。ただし、行インデックスＢで示される場合は、無線端末８０がＦＤＤ基地局１０よりもＴＤＤ基地局２０に近いこと、及びなるべくならＴＤＤ方式の通信を行わせること等の観点から、ＴＤＤ方式の通信を行うよう指示することにしている。このように、現在の位置の測定値だけでなく複数の測定値に基づく位置変化、およびサービスエリアの細分化を利用することにより、例えば、なるべくＴＤＤ方式の通信を行わせつつ、（行インデックスＦおよびＧのような）将来的な無線端末の動向を考慮して通信方式の切替を少なくすることが可能になる。したがって、効率的な切替え制御を行うことが可能になる。
【００３９】
上記の実施例では、ＴＤＤ方式をなるべく採用するようにしたが、逆に、ＦＤＤ方式をなるべく採用するように定めることも可能である。また、通信を安全に継続する観点から、通信方式をなるべく切替えないように定めることも可能である。更に、行インデックスＨに規定される場合において、ＴＤＤに切り替えないようにすることも有意義である。領域Ｐ５ではＴＤＤ方式の通信が可能であるが、領域Ｐ２に近いので、再び領域Ｐ２に戻ることもあり得るからである。すなわち、一方のシステムで通信をしている無線端末が他方のシステムに切替え得る位置に到来したとしても、一方のシステムの側に戻る可能性の高い間は切替え手順を開始しないようにすることが可能になる。本実施例は、無線端末の位置変化を考慮しているので、このような様々な指示内容が実現可能になる。更に、サービスエリアの共通領域を領域Ｐ１およびＰ５に分割しているので、図３や図５に示す場合よりも通信の実情に即した一層緻密な切替制御を行うことが可能になる。したがって、様々な状況に適切に対応したシステム切替制御を実現することが可能になる。
【００４０】
図７に示すテーブルでは、現在の位置が領域Ｐ１やＰ５にある場合のみを規定しているが、現在の位置が領域Ｐ２やＰ３である場合について規定することも可能である。無線端末８０の位置（座標）だけでなく、無線端末８０の速度に関する情報を利用して制御を行うことも可能である。例えば、不要な切替を少なくする観点から、現在及び過去の位置の間で位置変化があったとしても、現在の速度が所定値より低い場合は、システムの切替を行わないようにすることが可能である。更に、無線端末８０が行っている通信の内容に依存して、システム切替の指示内容を定めることも可能である。例えば、音声通信のみを行っている場合はなるべくＦＤＤ方式を行わせること、データ通信を行っている場合はなるべくＴＤＤ方式を行わせること、等である。図３に示す例では、４つの領域Ｐ１〜Ｐ４でサービスエリアを区別し、図６に示す例では領域Ｐ１〜Ｐ５の５つで区別していた。更に多くの領域に分割して制御内容を緻密に規定することも可能である。どの程度まで緻密にするかは、位置測定の精度およびテーブル４５に関するメモリ容量に依存して定められる。なお、これまでの説明において、テーブル４５は、制御装置４０に予め定められた不変のものであることを想定していた。しかしながら、例えばネットワーク側からの要請により、システム切替の指示内容すなわちテーブル４５の内容を変更することも可能である。このようにテーブル４５の内容を動的に変化し得るようにしておくと、例えば、トラフィックの実情に合わせて通信方式を使用させ、システムの収容容量を増加させることも可能である。
【００４１】
以上説明した実施例では、ＦＤＤ基地局１０とＴＤＤ基地局２０を制御する制御装置４０が、ネットワーク側と独立して設けられた両システムに共通の制御装置として描かれているが（図２）、この配置形態に制限されない。制御装置４０に相当する機能を交換機５０を含むネットワーク側で実行しても良い。また、２つのシステムの間で通信を行い得るようにしておけば、制御装置４０に相当する手段を一方のシステムの側に包含させることも可能である。制御装置４０の機能が担保されていれば、その形態によらずどこに位置していても良い。無線端末８０の位置情報を取得し、テーブル４５を参照して無線端末８０（および基地局）にシステム切替に関する指示を送信することが可能であれば良いからである。
【００４２】
上記の実施例では、ＩＭＴ２０００／ＦＤＤおよびＩＭＴ２０００／ＴＤＤより成る複合無線通信システムを採用していたが、本発明を他の通信システムの組み合わせに適用することも可能である。通信に使用していないシステムの基地局からの受信信号レベルを監視する代わりに、無線端末の位置情報を使用する本発明は、任意の通信システムの組み合わせに適用することが可能である。ただし、システム間の切替えを効率的に円滑に行う観点からは、両通信システムのプロトコルの階層（レイヤ）が、なるべく共通していることが好ましい。ＩＭＴ２０００／ＦＤＤおよびＴＤＤは、物理レイヤ（例えば、無線リンク）は異なるがその上位レイヤは共通している。この上位レイヤには、例えば、呼接続に関する制御情報の送受信、課金方式、位置登録の方法、使用するデータフォーマット等に関する通信規則（プロトコル）が含まれる。無線端末の位置（の測定値）は、物理レイヤの内容に依存しない量であるので、一方の通信システムで位置を測定すれば、他方の通信システムで測定することを要しない。この点、常時他方のシステムからの受信レベルを監視しなければならなかった従来の手法と大きく異なる。したがって、本発明は、通信プロトコルの物理レイヤより上位のレイヤが共通する通信システムの組み合わせに特に有利である。
【００４３】
なお、本発明は、周波数の異なる２つのＩＭＴ２０００／ＦＤＤのように、物理レイヤさえも共通する通信システムの組み合わせにも有利である。更に、２つのシステムの組み合わせだけでなく、３つ以上のシステムより成る複合無線通信システムに本発明を適用することも可能である。
【発明の効果】
【００４４】
以上のように本発明によれば、無線端末の消費電力を節約しつつ、一方のシステムで通信を行っている無線端末が、他方のシステムに通信を切替えることを可能にすることである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、２つの異なる方式の無線通信システムが混在している従来の複合無線通信システム１００の部分概念図を示す。
【図２】 図２は、本願実施例による複合無線通信システム２００の概略ブロック図を示す。
【図３】 図３は、図２に示す複合無線通信システム３００の部分概略図を示す。
【図４】 図４は、本願実施例によるシステム間ハンドオーバを行うためのフローチャート４００を示す。
【図５】 図５は、制御装置４０の位置情報テーブル４５に利用することが可能なテーブルの図表５００を示す。
【図６】 図６は、他の複合無線通信システム６００の部分概略図を示す。
【図７】 図７は、制御装置４０の位置情報テーブル４５に利用することが可能な他のテーブルの図表７００を示す。
【符号の説明】
１０ ＦＤＤ基地局
２０ ＴＤＤ基地局
３０ 無線端末
４０ 制御装置
４１ 基地局インターフェース
４２ コントローラ
４３ ネットワークインターフェース
４４ メモリ
４５ 位置情報テーブル
４６ 位置測定手段
５０ 交換機
５２ ネットワーク
６０ ＦＤＤサービスエリア
７０ ＴＤＤサービスエリア
８０ 無線端末
８１ ＦＤＤアンテナ
８２ ＦＤＤ無線機
８３ ＴＤＤアンテナ
８４ ＴＤＤ無線機
８６ コントローラ
８８ 位置測定手段
【発明の属する技術分野】
【０００２】
本発明は、一般に無線通信の技術分野に関し、特に、複数の無線通信システム間のハンドオーバを行わせる複合無線通信システム、制御装置および方法並びにそのような複合無線通信システムにおける無線端末に関する。
【発明の背景】
【０００３】
この種の技術分野において、例えば２Ｍｂｐｓのような高速データ通信の要請に応じ得るＩＭＴ２０００(International Mobile Telecommunications 2000)と呼ばれるシステムが知られている。このシステムに関し、周波数分割方式（ＩＭＴ２０００／ＦＤＤ(Frequency Division Duplex)）および時分割方式（ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ(Time Division Duplex)）の２種類の通信方式が規格化されている。周波数分割方式は、上りおよび下りチャネルのトラフィックが同程度の比較的広範囲のサービスエリアを提供する点で有利である。したがって、例えば３８４ｋｂｐｓ程度の低速データ通信や、音声通信に適している。時分割方式は、上りおよび下りチャネルのトラフィックを動的に変更することができるので、高速データ通信に適している。
【０００４】
図１は、このような２つの異なる方式の無線通信システムが混在している従来の複合無線通信システム１００の部分概念図を示す。図１には、周波数分割方式（ＩＭＴ２０００／ＦＤＤ）のシステムに属するＦＤＤ基地局１０と、時分割方式（ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ）のシステムに属するＴＤＤ基地局２０と、両システムで動作することが可能な無線端末３０が描かれている。ＦＤＤ基地局１０は、所定の地理的領域であるサービスエリア６０を担当し、この領域内では周波数分割方式の通信（ＦＤＤ）を行うことが可能である。同様に、ＴＤＤ基地局２０は、サービスエリア７０を担当し、この領域内では時分割方式の通信（ＴＤＤ）を行うことが可能である。周波数分割方式のサービスエリア６０と時分割方式のサービスエリア７０の一部は地理的に重複しており、この重複した領域内では何れの方式の通信も行うことが可能である。
【０００５】
図中、領域Ｐ１は、２つのサービスエリア６０および７０が重複している共通領域全体を示す。領域Ｐ２は、サービスエリア６０のうち共通領域Ｐ１を除いた領域全体を示す。領域Ｐ３は、サービスエリア７０のうち共通領域Ｐ１を除いた領域全体を示す。領域Ｐ４は、何れのサービスエリアにも属しない領域全体を示す。例えば、領域Ｐ２で示される場所に無線端末３０が位置していたとすると、無線端末はＦＤＤを行うことしかできない。また、領域Ｐ３で示される場所に無線端末３０が位置していたとすると、無線端末はＴＤＤを行うことしかできない。しかし、領域Ｐ１で示される場所に位置する場合は、ＦＤＤおよびＴＤＤの何れの通信を行うことも可能である。なお、領域Ｐ４で示される場所は、両サービスエリアの圏外であり、何れの通信も行うことができない。図１では簡単のため、１つのＦＤＤ基地局１０が描かれているが、実際には複数の基地局が存在し、各基地局の担当するセル（およびセクタ）全体でサービスエリア６０が形成される。同様に、ＴＤＤ基地局２０についても、実際は複数の基地局が存在し、各基地局の担当するセル全体でサービスエリア７０が形成される。また、各基地局１０，２０は、これらを制御する制御装置を含むネットワーク（図示せず）に接続されている。
【０００６】
このような複合無線通信システム１００において、ＦＤＤ基地局１０と通信を行っている無線端末３０が、領域Ｐ２で比較的高速のデータ通信を行っているとする。そして、この無線端末３０が、領域Ｐ１の領域内に到来したとする。上述したように、領域Ｐ１では、ＴＤＤおよびＦＤＤの何れの通信も行うことが可能であり、ＴＤＤは高速通信に有利であった。したがって、領域Ｐ１内で、現在ＦＤＤの通信を行っている無線端末３０は、ＴＤＤの通信資源に余裕があれば、ＴＤＤの通信資源を利用して通信を行った方が有利である。逆に、ＴＤＤで比較的低速の通信を行っていた無線端末が領域Ｐ１に至った場合は、ＦＤＤに切替えたほうが有利である。すなわち、無線端末３０が一方の通信資源を利用して通信を行っている場合に、必要に応じて他方に切替えることができれば、資源効率の優れた複合無線通信システムを実現することが可能になる。
【０００７】
このような複合無線通信システム１００を実現するために提案されている手法の１つに、一方のシステムで通信を行っている無線端末３０が、他方のシステムの制御信号を常時監視し、その受信レベルが所定位置以上になったならば、他方のシステムの通信を行うよう切替え手順を開始するものがある。例えば、無線端末３０が、領域Ｐ２でＦＤＤ基地局１０と通信を行いつつ、ＴＤＤ基地局２０からの制御信号の受信レベルをも監視する。この位置では、その制御信号の受信レベルは所定値よりも低い。無線端末３０が領域Ｐ１に到達すると、ＴＤＤ基地局２０からの制御信号の受信レベルが所定値以上になる。無線端末３０が高速通信を行っており、ＴＤＤの通信資源に余裕があれば、その通信をＴＤＤ方式の通信に切り替える。確かにこのようにすれば、無線端末が一方の通信資源を利用して通信を行っている場合に、必要に応じて他方に切替えることが可能になる。
【０００８】
しかしながら、そのような手法を採用すると、目下行っている通信に関する送受信機に加えて、他方のシステムの制御信号を常時監視するための送受信機を要し、これらの送受信機を同時に動作させる必要があるので、多くの電力を消費してしまう。また、その監視は、無線端末がシステム切替え（通信方式の切替え）を行うか否かによらず実行する必要があるので、システム切替えを行わない場合には全く無駄な電力を消費することにもなる。送受信機を２つ設ける不都合に対処するために、１つの送受信機を時間的に切替えて使用することも考えられる。しかしながら、そのような構成を採用すると、無線端末のユーザの行う通信のための送受信処理、制御信号の受信処理および測定処理等のタイミングを正確に管理する必要があり、そのタイミングの制御は一般に無線端末にとって負担が大きい。したがって、消費電力に配慮しなければならないような無線端末にとって、このような解決手段は必ずしも適切ではない。
【０００９】
一方、基地局から伝送された制御信号の無線端末に置ける受信レベルは、伝搬経路やフェージング等に起因して大きく変動し得る。したがって、受信レベルの強弱は、基地局の遠近に必ずしも対応しない。このため、受信レベルが所定値以上であったとしても、実際はシステム切り替えを行う必要がなかったり、または切替え自体が困難であったりすることが懸念される。このような場合に本来不要な切替手順を実行しようとすると、不要な電力を無駄に消費することにもなる。
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本願課題の１つは、無線端末の消費電力を節約しつつ、一方のシステムで通信を行っている無線端末の通信を、他方のシステムに切替えることを可能にすることである。
【００１１】
本願課題の１つは、無線端末の処理負担を軽減しつつ、一方のシステムで通信を行っている無線端末の通信を、他方のシステムに切替えることを可能にすることである。
【００１２】
本願課題の１つは、システム間の切り替えを適切に制御することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
以下に説明する手段によって、上記課題の全部又は一部が解決される。本発明による解決手段によれば：
第１無線通信システムと、
前記第１無線通信システムとは異なる第２無線通信システムと、
前記第１および第２無線通信システムで動作することの可能な無線端末と、
前記第１無線通信システムで通信を行っている前記無線端末の位置に関する測定値に基づいて、前記無線端末が前記第２無線通信システムで通信を行うべきことを判別し、前記無線端末が前記第２無線通信システムで通信を行うよう少なくとも前記無線端末に指示を与える制御装置
より成る複合無線通信システムが提供される。
【００１４】
本発明の一実施例によれば、第１通信システムで通信を行っている無線端末が、第２無線通信システムの制御信号を常時監視する必要がないので、無線端末の消費電力を節約するが可能になる。
【００１５】
本発明の一実施例によれば、所定の位置情報テーブルを予め作成しておくことが可能であるので、無線端末に対する制御内容が迅速かつ的確に判断される。このため、受信レベルの強弱を利用する場合に比べて、無線端末の不要なシステム切替えを抑制することも可能になる。
【００１６】
本発明の一実施例によれば、無線端末の位置変化を考慮するので、より緻密なテーブルを作成し、様々な状況の各々に適切なシステム切替制御を行うことが可能になる。
【００１７】
本発明の一実施例によれば、制御装置が無線端末の位置測定を行うので無線端末の消費電力を更に節約することが可能になる。
【００１８】
本発明の一実施例によれば、無線端末が自ら位置を測定するので、例えば、基地局が無線端末の位置を測定することが不可能な場合にも対処することができる。
【００１９】
本発明の一実施例によれば、両システムの物理レイヤ(physical layer)より上位のレイヤが共通しているので、システム間のハンドオーバ処理が円滑に行われる。制御信号の受信レベルとは異なり、位置情報は物理レイヤの種類には依存しない量なので、通信中のシステムで位置測定を行えば足りる。両システムの物理レイヤ毎に無線端末の位置測定を行う必要はない。したがって、本発明は、このような上位レイヤの共通したシステムに適用する場合に特に有利である。
【００２０】
本発明の一実施例によれば、無線端末が目下通信を行っている基地局から受信した信号の品質に基づいて、無線端末が切替の要否を制御装置に送信する。したがって、通信の実情にいっそう適合させ得るシステム切替制御を行うことが可能になる。
【発明の実施の形態】
【００２１】
以下、図面を参照しながら本発明の実施例を説明する。図中、同一の参照番号は原則として同様の要素を示すものとする。
【００２２】
図２は、本願実施例による複合無線通信システム２００の概略ブロック図を示す。複合無線通信システム２００は、周波数分割方式（ＩＭＴ２０００／ＦＤＤ）のシステムに属するＦＤＤ基地局１０と、時分割方式（ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ）のシステムに属するＴＤＤ基地局２０と、両システムで動作することが可能な無線端末８０を有する。図２では、簡単のため、１つのＦＤＤ基地局１０が描かれているが、実際には複数の基地局が存在し、ＴＤＤ基地局２０も実際には複数の基地局が存在する。ＦＤＤ基地局１０およびＴＤＤ基地局２０は、図１で説明したものと同様である。しかし、無線端末８０は図１で説明したものと異なる。
【００２３】
無線端末８０は、無線リンクを通じてＦＤＤ方式の無線通信信号を送受信するためのＦＤＤアンテナ８１と、このアンテナ８１に結合されたＦＤＤ無線機８２とを有する。無線端末８０は、無線リンクを通じてＴＤＤ方式の無線通信信号を送受信するためのＴＤＤアンテナ８３と、このアンテナ８３に結合されたＴＤＤ無線機８４とを有する。無線端末８０は、ＦＤＤ無線機８２およびＴＤＤ無線機８４に結合されたコントローラ８６を有する。ＦＤＤ無線機８２は、コントローラ８６の制御に基づいて、ＦＤＤ方式の無線通信信号に対する送受信、変復調、エンコード／デコード、インターリーブ／デインターリーブその他ＦＤＤ方式の無線通信に必要な処理を行う。ＴＤＤ無線機８４も、コントローラ８６の制御に基づいて、ＴＤＤ方式の無線通信信号に対する送受信、変復調、エンコード／デコード、インターリーブ／デインターリーブその他ＴＤＤ方式の無線通信に必要な処理を行う。更に、無線端末８０は、選択的に、位置測定手段８８を有することが可能である。この位置測定手段８８は、無線端末８０が備えていてもよいし、制御装置４０（後述）が備えていてもよい。位置測定手段８８は、無線端末８０の位置を測定するための手段であり、具体的には、ＧＰＳ(Global Positioning System)受信機その他の位置を測定する手段とすることが可能である。位置測定手段８８は、複数の基地局からの電波伝搬時間や電波の到着角度等に基づいて、無線端末８０の位置（例えば、緯度および経度）を算出する。精度向上の観点からはＧＰＳ受信機を採用するのが好ましい。簡易に実現する観点からはＧＰＳ以外の三角測量等に基づく測定手段を採用するのが好ましい。
【００２４】
複合無線通信システム２００は、ＴＤＤ基地局１０およびＦＤＤ基地局２０に結合され、これらを制御する制御装置４０を有する。制御装置４０は、交換機５０を介してＩＭＴ２０００のネットワーク５２に結合される。制御装置４０は、ＦＤＤ基地局１０およびＴＤＤ基地局２０との通信を中継する基地局インターフェース４１と、この基地局インターフェース４１に結合したコントローラ４２を有する。制御装置４０は、交換機５０を介してネットワーク５２との通信を中継するネットワークインターフェース４３を有し、このネットワークインターフェース４３もコントローラ４２に結合される。制御装置４０は、コントローラ４２に結合され、無線端末８０の位置に関する測定値を格納するメモリ４４を有する。制御装置４０は、ＦＤＤおよびＴＤＤ何れの方式を利用して通信すべきかを無線端末８０の位置に応じて予め定めている位置情報テーブル４５を有する。さらに、制御装置４０は、選択的に、無線端末８０の位置を測定する位置測定手段４６を有する。位置測定手段４６は、無線端末８０の位置を測定し得る任意の測定手段とすることが可能である。この点、無線端末８０に搭載し得る位置測定手段８８と共通する。
【００２５】
図３は、図２に示す複合無線通信システム３００の部分概略図を示す。図示されているものは、図１に示したものとほぼ同様であるが、少なくとも無線端末８０に関する点が図面上で異なる。
【００２６】
図４は、図３に示すような複合無線通信システム３００において、無線端末８０の行う通信に関して、システム間ハンドオーバを行うためのフローチャートを示す。説明の便宜上、無線端末８０が領域Ｐ２（図３）においてＦＤＤ基地局１０と通信を行っていると仮定する（ステップＡ０）。ステップＡ１において、無線端末８０が自己の位置を測定する。この実施例では、無線端末８０が位置測定手段８８（図２）を備え、無線端末８０が自ら位置測定を行うことを想定している。上述したように、この位置測定は、ＧＰＳ受信機を利用し無線端末８０の緯度および経度を精度高く求めることが可能である。また、複数の基地局に関する電波伝搬時間（差）や、基地局間の距離（差）や、電波の到来角度等を利用して無線端末８０の位置を測定することが可能である。この場合における複数の基地局とは、ＦＤＤ方式の通信に関するＦＤＤ基地局である。位置測定は、これらの基地局からの信号が受信できれば行い得る。無線端末８０は、例えばＦＤＤサービスエリア内でセルのハンドオーバを行うために、周辺のＦＤＤ基地局と常時通信を行っているので、そのような位置測定を実行する労力および電力はさほど大きくない。しかも、無線端末８０の位置測定を行うために、目下通信を行っていないＴＤＤ基地局２０からの信号は必要ではない。
【００２７】
ステップＡ２では、無線端末８０が、位置測定手段８８で測定した現在位置に関する測定値を、コントローラ８６の制御の下で、ＦＤＤ無線機８２およびＦＤＤアンテナ８１を通じて、ＦＤＤ基地局１０に送信する。ステップＡ３において、ＦＤＤ基地局１０は、受信した測定値を制御装置４０に送信する。
【００２８】
ステップＡ４において、無線端末８０の現在位置に関する測定値を受信した制御装置は、その測定値を現在の位置情報として、メモリ４４（図２）に記録する。メモリ４４には、その無線装置８０に関する現在位置の測定値だけでなく、過去の測定値も記録されている。ステップＡ５において、制御装置４０は、テーブル４５を利用して、無線端末８０が現在行っているＦＤＤ方式の通信をＴＤＤ方式の通信に切り替えるべきか否かを判定する。
【００２９】
図５は、図２に示す制御装置４０の位置情報テーブル４５に利用することが可能なテーブル５００を示す。テーブル５００の最左列のＡ〜Ｄは、各行を特定するための行インデックスである。左から２番目の列は、無線端末の過去の位置を示し、３番目の列は無線端末の現在の位置を示し、４番目の列は現在の通信に使用している通信方式を示し、最右列は無線端末への指示内容を示す。各行インデックスＡ〜Ｄに対応するサービスエリア内での位置関係は、図３中のＡ〜Ｄによって示されている。例えば、制御装置４０のメモリ４４に記録された無線端末８０の現在および過去の位置に関する測定値が、何れも領域Ｐ１（図３）にあり、現在の位置に関する測定値を得たときに使用していた通信方式がＦＤＤである場合を考える。この場合は、テーブル５００を参照すると、行インデックスＢで特定される行に該当するので、制御装置４０は、無線端末８０に対して、ＴＤＤ方式の通信に切り替えるよう指示を与えるべきことを導出する。図５に示すテーブルでは、過去も現在も領域Ｐ１に位置する場合（Ａ，Ｂ）と、領域Ｐ２から領域Ｐ１へ移動する場合（Ｃ）と、領域Ｐ３から領域Ｐ１へ移動する場合（Ｄ）が定められている。
【００３０】
このテーブルでは、領域Ｐ１において、高速通信の可能なＴＤＤ方式をなるべく採用するような内容の指示が定められている。ただし、行インデックスＤで示される場合は、無線端末８０の位置変化は、無線端末８０が以後領域Ｐ２へ入る可能性が高いことを示し、これを考慮して、ＴＤＤ方式からＦＤＤ方式に切替えるよう指示するようにしている。また、ＴＤＤ方式ではなく、ＦＤＤ方式をなるべく採用するように定めることも可能である。更に、通信を安全に継続する観点から、通信方式をなるべく切替えないように定めることも可能である。なお、図５に示すテーブルでは、現在の位置が領域Ｐ１にある場合のみを規定しているが、現在の位置が領域Ｐ２やＰ３である場合について規定することも可能である。本実施例は、無線端末の位置変化を考慮しているので、このような様々な指示内容を規定することが可能になる。したがって、様々な状況に合わせてシステム切替制御を適切に行うことが可能になる。
【００３１】
図４に戻って、ステップＡ５では、制御装置４０は、無線端末８０の位置情報とテーブル４５を利用して、無線端末８０が現在行っているＦＤＤ方式の通信をＴＤＤ方式の通信に切り替えるべきか否かを判定する。具体的には、コントローラ４２がメモリ４４にアクセスし、無線端末８０の現在の位置（測定値）および過去の位置ならびに通信に使用している通信方式を読み出す。次にコントローラ４２は、この現在および過去の位置と現在の通信方式とを、テーブル４５の内容を照らし合わせて、該当する行インデックスを特定する。そして、特定した行インデックスに含まれる指示内容を決定する。
【００３２】
ところで、無線端末８０が、制御装置４０に対して、現在の位置の測定値に加えて、通信方式の切替えを希望すること又は希望しないことを送信することも可能である。例えば、無線端末８０が位置測定する際に行う周辺ＦＤＤ基地局との通信において、受信信号の品質（例えば受信レベル）が所定値より低い場合には、制御装置４０に対する位置情報の送信の際に通信方式の切替えも希望するようにすることが可能である。また、所定値より高い場合は必ずしも切替える必要はないことを通知することも可能である。このような受信信号の品質測定は、ステップＡ５において行っても良いし、ステップＡ５より前の任意の時点で行っても良い。さらに、通信方式の切替を希望するか否かを制御装置４０に送信するタイミングも、受信信号の品質測定の後であれば、無線端末位置の測定値の送信時と同時でも良いし、それ以前に送信することも可能である。無線端末８０が通信方式の切替えの必要性を制御装置４０に送信することにより、無線端末８０側の通信の実情を制御装置４０に知らせることができるので、通信の実情を反映した的確且つ柔軟な通信方式の切替え制御が可能になる。更に、無線端末の場所および現在の通信方式による判断だけでなく、通信内容がどのようであるかを考慮して指示内容を変えることも可能である。例えば、現在のところ通信速度の低い音声通信をＦＤＤ基地局を介して行っている場合において、ＦＤＤ方式の通信を継続することが可能であれば、あえてＴＤＤ方式に切替えないようにすることも可能である。また、ＴＤＤで高速通信を行っている場合に、ＦＤＤ方式の通信に切り替え得る場所にはいた直後に直ちに切り替えず、なるべくＴＤＤ通信を行わせるようにすることも可能である。
【００３３】
ステップＡ５において、制御装置４０が、無線通信方式の切り替えを行うべきでないと判断した場合（例えば、図５の行インデックスＡの場合）は、無線端末８０にシステムの切り替えを行わせることなしに、ステップＡ１に戻る。これに対して、無線通信方式の切り替えを行うべきであると判断した場合（例えば、図５の行インデックスＣの場合）は、ステップＡ６に進む。ステップＡ６では、制御装置４０は無線端末に対して、通信方式を切替えるべきことを指示する。例えば行インデックスＣに該当する場合ならば、制御装置４０は、無線端末８０に対して、ＴＤＤ方式の通信に切り替えるべきことを指示する。この指示は、コントローラ４２の制御の下に、基地局インターフェース４１およびＦＤＤ基地局１０を通じて無線端末８０に伝送される。（行インデックスＤに該当する場合は、ＴＤＤ基地局２０を通じて無線端末に伝送される。）
ステップＡ７において、無線端末８０は、制御装置４０からのシステム切替えの指示に応答して、システム切替えの手順を開始する。目下の例では、行インデックスＣの場合に相当するので、ＦＤＤ基地局と通信中の無線端末８０が、ＴＤＤ基地局２０からの制御信号を受信する。ステップＡ８において、この制御信号の受信レベルが所定値以上大きいこと、およびＴＤＤ方式の通信を行うための通信資源が付与されること等を調べ、システム切り替えが実際に可能であるか否かを判定する。無線端末８０の現在の位置からすれば、システムを切替え得る場所にいるはずであるが、そのような場所に位置していたとしても通信を行うのに充分な受信レベルが得られない場合もある（例えば、周辺の建物によって良好な通信が困難な場合である）。また、ＴＤＤ方式の通信資源が不足していて、通信資源を無線端末８０に割り当てることができない場合もあり得る。このような状況は、位置情報だけからでは判断することができない。ステップＡ８において、無線通信方式の切り替えが不可能であると判断した場合は、ステップ１０に進む。ステップ１０では、無線端末８０は、制御装置４０に対して、システム切り替えを実行することができないことを報告し、ステップＡ１に戻る。ステップＡ８において、無線通信方式の切替えが可能であると判断した場合は、ステップＡ９において、ＴＤＤ方式の通信資源を無線端末８０に割り当てて、無線端末８０がＴＤＤ方式の通信を行うようにする。こうして、通信方式が良好に切り替えられ、ステップＡ１０でシステム切替の処理が終了する。
【００３４】
本実施例では、無線端末８０自らが位置測定を実行していたが、無線端末８０が位置測定を行わず、制御装置４０が測定することも可能である。この場合は、ステップＡ１ないしＡ３のステップの代わりに、「制御装置４０が、位置測定手段４６（図２）を利用して、無線端末８０の位置を測定する」ステップが行われる。制御装置４０が位置測定を行うと、無線端末８０の処理労力および消費電力をいっそう節約することができる。無線端末８０が自ら位置測定を行う場合は、例えば、基地局が無線端末の位置を測定することが不可能な場合に対処することができる。そのような状況としては、例えば、無線端末上空の見通しは良いが、周辺基地局との通信が困難な場合に、無線端末の搭載するＧＰＳ受信機で位置を測定するような場合があり得る。更に、ステップＡ６において、制御装置４０は無線端末８０にシステム切替えの指示を送信したが、この場合において、移行先のＴＤＤ基地局２０にもシステム切り替えの指示を送信することも可能である。システム切替え手順をより円滑に行う観点からは、無線端末および移行先基地局の両者にその旨を送信することが好ましい。
【００３５】
図６は、他の実施例による複合無線通信システムの部分概略図を示す。これは図３に示したものとほぼ同様であるが、ＦＤＤ方式のサービスエリア６０とＴＤＤ方式のサービスエリア７０の重複領域が、領域Ｐ１および領域Ｐ５の２種類に分けられている点が異なる。
【００３６】
図７は、図６に示すような複合無線通信システムに関し、制御装置４０の位置情報テーブル４５（図２）に利用することが可能なテーブル７００を示す。図５のテーブルと同様に、テーブル７００の最左列のＡ〜Ｊは、各行を特定するための行インデックスである。そして、左列から順に、無線端末の過去、無線端末の現在の位置、現在の通信に使用している通信方式、および無線端末への指示内容を示す。各行インデックスＡ〜Ｊに対応するサービスエリア内での位置関係は、図６中のＡ〜Ｊによって示されている。
【００３７】
図７に示すテーブルでは、過去も現在も領域Ｐ１に位置する場合（Ａ，Ｂ）と、領域Ｐ３から領域Ｐ１へ移動する場合（Ｃ）と、領域Ｐ５から領域Ｐ１へ移動する場合（Ｄ，Ｅ）と、領域Ｐ１から領域Ｐ５へ移動する場合（Ｆ，Ｇ）と、領域Ｐ２から領域Ｐ５へ移動する場合（Ｈ）と、過去も現在も領域Ｐ５に位置する場合（Ｉ，Ｊ）が定められている。
【００３８】
このテーブルでは、高速通信の可能なＴＤＤ方式をなるべく採用するような内容の指示が定められている。ただし、行インデックスＦ，Ｇで示される場合は、無線端末８０の位置変化が、以後無線端末８０がＴＤＤ方式のサービスエリア６０から遠ざかる可能性が高いことを考慮して、ＴＤＤ方式からＦＤＤ方式に切替えるよう指示している。また、行インデックスＡ，Ｉ，Ｊで示されるように、サービスエリアの共通領域の領域Ｐ１またはＰ５において、現在および過去の位置が同一領域内にある場合は、なるべく切替を行わないようにしている。ただし、行インデックスＢで示される場合は、無線端末８０がＦＤＤ基地局１０よりもＴＤＤ基地局２０に近いこと、及びなるべくならＴＤＤ方式の通信を行わせること等の観点から、ＴＤＤ方式の通信を行うよう指示することにしている。このように、現在の位置の測定値だけでなく複数の測定値に基づく位置変化、およびサービスエリアの細分化を利用することにより、例えば、なるべくＴＤＤ方式の通信を行わせつつ、（行インデックスＦおよびＧのような）将来的な無線端末の動向を考慮して通信方式の切替を少なくすることが可能になる。したがって、効率的な切替え制御を行うことが可能になる。
【００３９】
上記の実施例では、ＴＤＤ方式をなるべく採用するようにしたが、逆に、ＦＤＤ方式をなるべく採用するように定めることも可能である。また、通信を安全に継続する観点から、通信方式をなるべく切替えないように定めることも可能である。更に、行インデックスＨに規定される場合において、ＴＤＤに切り替えないようにすることも有意義である。領域Ｐ５ではＴＤＤ方式の通信が可能であるが、領域Ｐ２に近いので、再び領域Ｐ２に戻ることもあり得るからである。すなわち、一方のシステムで通信をしている無線端末が他方のシステムに切替え得る位置に到来したとしても、一方のシステムの側に戻る可能性の高い間は切替え手順を開始しないようにすることが可能になる。本実施例は、無線端末の位置変化を考慮しているので、このような様々な指示内容が実現可能になる。更に、サービスエリアの共通領域を領域Ｐ１およびＰ５に分割しているので、図３や図５に示す場合よりも通信の実情に即した一層緻密な切替制御を行うことが可能になる。したがって、様々な状況に適切に対応したシステム切替制御を実現することが可能になる。
【００４０】
図７に示すテーブルでは、現在の位置が領域Ｐ１やＰ５にある場合のみを規定しているが、現在の位置が領域Ｐ２やＰ３である場合について規定することも可能である。無線端末８０の位置（座標）だけでなく、無線端末８０の速度に関する情報を利用して制御を行うことも可能である。例えば、不要な切替を少なくする観点から、現在及び過去の位置の間で位置変化があったとしても、現在の速度が所定値より低い場合は、システムの切替を行わないようにすることが可能である。更に、無線端末８０が行っている通信の内容に依存して、システム切替の指示内容を定めることも可能である。例えば、音声通信のみを行っている場合はなるべくＦＤＤ方式を行わせること、データ通信を行っている場合はなるべくＴＤＤ方式を行わせること、等である。図３に示す例では、４つの領域Ｐ１〜Ｐ４でサービスエリアを区別し、図６に示す例では領域Ｐ１〜Ｐ５の５つで区別していた。更に多くの領域に分割して制御内容を緻密に規定することも可能である。どの程度まで緻密にするかは、位置測定の精度およびテーブル４５に関するメモリ容量に依存して定められる。なお、これまでの説明において、テーブル４５は、制御装置４０に予め定められた不変のものであることを想定していた。しかしながら、例えばネットワーク側からの要請により、システム切替の指示内容すなわちテーブル４５の内容を変更することも可能である。このようにテーブル４５の内容を動的に変化し得るようにしておくと、例えば、トラフィックの実情に合わせて通信方式を使用させ、システムの収容容量を増加させることも可能である。
【００４１】
以上説明した実施例では、ＦＤＤ基地局１０とＴＤＤ基地局２０を制御する制御装置４０が、ネットワーク側と独立して設けられた両システムに共通の制御装置として描かれているが（図２）、この配置形態に制限されない。制御装置４０に相当する機能を交換機５０を含むネットワーク側で実行しても良い。また、２つのシステムの間で通信を行い得るようにしておけば、制御装置４０に相当する手段を一方のシステムの側に包含させることも可能である。制御装置４０の機能が担保されていれば、その形態によらずどこに位置していても良い。無線端末８０の位置情報を取得し、テーブル４５を参照して無線端末８０（および基地局）にシステム切替に関する指示を送信することが可能であれば良いからである。
【００４２】
上記の実施例では、ＩＭＴ２０００／ＦＤＤおよびＩＭＴ２０００／ＴＤＤより成る複合無線通信システムを採用していたが、本発明を他の通信システムの組み合わせに適用することも可能である。通信に使用していないシステムの基地局からの受信信号レベルを監視する代わりに、無線端末の位置情報を使用する本発明は、任意の通信システムの組み合わせに適用することが可能である。ただし、システム間の切替えを効率的に円滑に行う観点からは、両通信システムのプロトコルの階層（レイヤ）が、なるべく共通していることが好ましい。ＩＭＴ２０００／ＦＤＤおよびＴＤＤは、物理レイヤ（例えば、無線リンク）は異なるがその上位レイヤは共通している。この上位レイヤには、例えば、呼接続に関する制御情報の送受信、課金方式、位置登録の方法、使用するデータフォーマット等に関する通信規則（プロトコル）が含まれる。無線端末の位置（の測定値）は、物理レイヤの内容に依存しない量であるので、一方の通信システムで位置を測定すれば、他方の通信システムで測定することを要しない。この点、常時他方のシステムからの受信レベルを監視しなければならなかった従来の手法と大きく異なる。したがって、本発明は、通信プロトコルの物理レイヤより上位のレイヤが共通する通信システムの組み合わせに特に有利である。
【００４３】
なお、本発明は、周波数の異なる２つのＩＭＴ２０００／ＦＤＤのように、物理レイヤさえも共通する通信システムの組み合わせにも有利である。更に、２つのシステムの組み合わせだけでなく、３つ以上のシステムより成る複合無線通信システムに本発明を適用することも可能である。
【発明の効果】
【００４４】
以上のように本発明によれば、無線端末の消費電力を節約しつつ、一方のシステムで通信を行っている無線端末が、他方のシステムに通信を切替えることを可能にすることである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、２つの異なる方式の無線通信システムが混在している従来の複合無線通信システム１００の部分概念図を示す。
【図２】 図２は、本願実施例による複合無線通信システム２００の概略ブロック図を示す。
【図３】 図３は、図２に示す複合無線通信システム３００の部分概略図を示す。
【図４】 図４は、本願実施例によるシステム間ハンドオーバを行うためのフローチャート４００を示す。
【図５】 図５は、制御装置４０の位置情報テーブル４５に利用することが可能なテーブルの図表５００を示す。
【図６】 図６は、他の複合無線通信システム６００の部分概略図を示す。
【図７】 図７は、制御装置４０の位置情報テーブル４５に利用することが可能な他のテーブルの図表７００を示す。
【符号の説明】
１０ ＦＤＤ基地局
２０ ＴＤＤ基地局
３０ 無線端末
４０ 制御装置
４１ 基地局インターフェース
４２ コントローラ
４３ ネットワークインターフェース
４４ メモリ
４５ 位置情報テーブル
４６ 位置測定手段
５０ 交換機
５２ ネットワーク
６０ ＦＤＤサービスエリア
７０ ＴＤＤサービスエリア
８０ 無線端末
８１ ＦＤＤアンテナ
８２ ＦＤＤ無線機
８３ ＴＤＤアンテナ
８４ ＴＤＤ無線機
８６ コントローラ
８８ 位置測定手段
Claims (11)
- ＴＤＤ方式又はＦＤＤ方式の一方である第１無線通信システムと、
ＴＤＤ方式又はＦＤＤ方式の他方である第２無線通信システムと、
前記第１および第２無線通信システムで動作することの可能な無線端末と、
前記第１無線通信システムで通信を行っている前記無線端末が現在在圏する領域、過去に在圏していた領域及び使用すべき通信方式の所定の対応関係を示す位置情報テーブルに基づいて、前記無線端末が前記第２無線通信システムで通信を行うべきことを判別し、前記無線端末が前記第２無線通信システムで通信を行うよう少なくとも前記無線端末に指示を与える制御装置
を有し、前記位置情報テーブルでは、ＴＤＤ方式及びＦＤＤ方式のサービスエリアの重複する地域は少なくとも第１領域及び第２領域に分けられ、或る無線端末の過去に在圏していた領域がＴＤＤ方式及びＦＤＤ方式のサービスエリアの重複していない地域であった場合に、該無線端末の現在在圏している領域が前記第１領域であるか前記第２領域であるかに応じて、該無線端末の通信方式が切り替えられるべきか否かが判定される
ことを特徴とする複合無線通信システム。 - ＴＤＤ方式又はＦＤＤ方式の一方である第１無線通信システムおよびＴＤＤ方式又はＦＤＤ方式の他方である第２無線通信システムで動作することの可能な無線端末の行う通信を、前記第１および第２無線通信システム間で切替えることを制御する制御装置であって、
前記第１無線通信システムで通信を行っている前記無線端末が現在在圏する領域、過去に在圏していた領域及び使用すべき通信方式の所定の対応関係を示す位置情報テーブルに基づいて、前記無線端末が前記第２無線通信システムで通信を行うべきことを判別し、前記無線端末が前記第２無線通信システムで通信を行うよう少なくとも前記無線端末に指示を与え、
前記位置情報テーブルでは、ＴＤＤ方式及びＦＤＤ方式のサービスエリアの重複する地域は少なくとも第 1 領域及び第２領域に分けられ、或る無線端末の過去に在圏していた領域がＴＤＤ方式及びＦＤＤ方式のサービスエリアの重複していない地域であった場合に、該無線端末の現在在圏している領域が前記第１領域であるか前記第２領域であるかに応じて、該無線端末の通信方式が切り替えられるべきか否かが判定される
ことを特徴とする制御装置。 - 前記制御装置が、前記無線端末の位置に関する測定値を測定することを特徴とする請求項２記載の制御装置。
- 前記制御装置が、前記無線端末により測定された無線端末の位置に関する測定値を利用して、前記無線端末が前記第２無線通信システムで通信を行うべきことを判別することを特徴とする請求項２記載の制御装置。
- 前記第１および第２無線通信システムの物理レイヤより上位の通信プロトコルのレイヤの少なくとも一部が共通することを特徴とする請求項２記載の制御装置。
- ＴＤＤ方式又はＦＤＤ方式の一方である第１無線通信システムおよびＴＤＤ方式又はＦＤＤ方式の他方である第２無線通信システムで動作することの可能な無線端末であって、
当該無線端末が前記第２無線通信システムで通信を行うべきことを指示する指示信号を、前記第１および第２無線通信システムを制御する制御装置から受信し、
前記指示信号の内容は、前記第１無線通信システムで通信を行っている当該無線端末の現在在圏する領域、過去に在圏していた領域及び使用すべき通信方式の所定の対応関係を示す位置情報テーブルに基づいて前記制御装置により判別され、前記指示信号が前記制御装置により送信され、
前記位置情報テーブルでは、ＴＤＤ方式及びＦＤＤ方式のサービスエリアの重複する地域は少なくとも第 1 領域及び第２領域に分けられ、当該無線端末の過去に在圏していた領域がＴＤＤ方式及びＦＤＤ方式のサービスエリアの重複していない地域であった場合に、当該無線端末の現在在圏している領域が前記第１領域であるか前記第２領域であるかに応じて、当該無線端末の通信方式が切り替えられるべきか否かが判定される
ことを特徴とする無線端末。 - 前記無線端末の位置に関する測定値が、前記制御装置により測定されることを特徴とする請求項６記載の無線端末。
- 前記無線端末が、当該無線端末の位置に関する測定値を測定することを特徴とする請求項６記載の無線端末。
- 前記第１および第２無線通信システムの物理レイヤより上位の通信プロトコルのレイヤの少なくとも一部が共通することを特徴とする請求項６記載の無線端末。
- ＴＤＤ方式又はＦＤＤ方式の一方である第１無線通信システムと、ＴＤＤ方式又はＦＤＤ方式の他方である異なる第２無線通信システムと、前記第１および第２無線通信システムを制御する制御装置を有する複合無線通信システムにおいて、
前記制御装置が、第１無線通信システムで通信を行っている無線端末の位置に関する測定値を得るステップと、
前記測定値に基づいて、現在在圏する領域、過去に在圏していた領域及び使用すべき通信方式の所定の対応関係を示す位置情報テーブルから、前記無線端末が前記第２無線通信システムで通信を行うべきであると前記制御装置により判定された場合に、前記制御装置が前記無線端末に対して前記第２無線通信システムで通信を行うよう指示を与えるステップと、
前記無線端末が、前記第２無線通信システムでの通信を行うための切替手順を開始するステップ
を有し、前記位置情報テーブルでは、ＴＤＤ方式及びＦＤＤ方式のサービスエリアの重複する地域は少なくとも第 1 領域及び第２領域に分けられ、或る無線端末の過去に在圏していた領域がＴＤＤ方式及びＦＤＤ方式のサービスエリアの重複していない地域であった場合に、該無線端末の現在在圏している領域が前記第１領域であるか前記第２領域であるかに応じて、該無線端末の通信方式が切り替えられるべきか否かが判定される
ことを特徴とする方法。 - 前記測定値を得るステップが、前記無線端末から通信方式の切替の必要性を示す信号を受信するステップより成り、前記通信方式の切替の必要性は、前記無線端末が目下通信を行っている基地局から受信した信号の品質に基づいて前記無線端末により判定されることを特徴とする請求項１０記載の方法。
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