JP4052986B2

JP4052986B2 - Communication system and control station, base station, and mobile station used therefor

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Publication number: JP4052986B2
Application number: JP2003195773A
Authority: JP
Inventors: 茂孝野口
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Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2003-07-11
Filing date: 2003-07-11
Publication date: 2008-02-27
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Also published as: JP2005033473A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、集中制御方式における効率的な無線アクセス技術を使用する通信システム及びそれに用いる制御局、基地局、並びに移動局に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、マイクロ波帯を使用した免許不要の小電力無線通信システムが複数提案、規格化され、実際に２．４ＧＨｚ帯を使用するＩＥＥＥ８０２．１１ｂあるいは５ＧＨｚ帯を使用するＩＥＥＥ８０２．１１ａやＡＲＩＢ（電波産業会）のＨｉ−ＳＷＡＮ規格等を使用した無線通信システムが開発されている。
【０００３】
このような小電力無線通信システムの一例として、図１３に示すような基地局２００と移動局２０１，２０２，２０３から構成される前記Ｈｉ−ＳＷＡＮシステムで使用されているようなＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）集中制御方式を用いた通信システムが挙げられる。
【０００４】
図１４は、基地局２００と移動局２０１，２０２，２０３との無線通信に使用する通信フレームの構成の一例を示した図である。通信データの構造は、ある一定時間毎に区切られたフレームを基本構成としており、１つのフレーム２１１は、基地局が送受信に使用する伝送チャネルや送受信タイミングを移動局に報知するための情報を含んだ制御情報フェイズ２１２と、基地局から移動局にデータを送信するためのダウンリンクフェイズ２１３と、移動局から基地局にデータを送信するためのアップリンクフェイズ２１４に分割されている。さらに制御情報フェイズ２１２は、フレームの同期等の情報を得るためのプリアンブル２１５とフレーム内での送受信用の時間領域と周波数チャネルの情報を含むデータペイロード（２１６−１から２１６−ｎ）から構成されている。
【０００５】
この方式では、基地局２００が移動局２０１，２０２，２０３に対して、制御情報フェイズ２１２で、同期や変調方式等の通信制御に必要な情報を送信し、移動局は制御情報を受信して、自己の通信時間帯等の通信制御に関する情報を取得して、データの送受信を行う。
【０００６】
このような無線通信システムは、駅の構内あるいはファーストフードのような人が多く集まるような場所に設置され、“ホットスポット”と呼ばれるインターネット接続ポイントととして利用されている。このホットスポットでは、利用者が無線ＬＡＮ（Local Area Network）に接続する機能を有しているノートパソコンや携帯端末（ＰＤＡ）等を携行することにより、家庭や職場内だけではなく、公共の場所でもインターネットが利用できる。
【０００７】
また、家庭でパーソナルコンピュータを利用したりあるいは外出先で携帯電話端末を利用しての情報交換手段としては、広く一般的に電子メールが普及している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述したような小電力の無線通信システムにおいては、チャネル数は電波法により制限されており、ブロードバンドコンテンツの伝送が可能なチャネル数は数多くは確保できない。例えばＨｉ−ＳＷＡＮシステムでは、使用可能なチャネル数は２０ＭＨｚ帯域で４チャンネルとなっている。このようなＩＥＥＥ８０２．１１ａやＨｉ−ＳＷＡＮシステムを使用したホットスポットに、数多くの移動局（携帯端末等）が同時に接続しようとした場合には、１移動局当たりのデータ伝送速度の低下あるいはネットワークに接続できない等の問題が生じてしまう。
【０００９】
つまり、前記Ｈｉ−ＳＷＡＮシステムのようなＴＤＭＡ方式の無線通信システムでは、１フレーム当たりのデータ伝送期間は決まっているので、無線通信システムにアクセスしようとする利用者が増えれば増えるほど、１利用者が使用できる帯域（時間）は、当然減少することになり、通信速度の低下を招く。更に、必要最低限の帯域を確保できない場合には、無線通信システムのパフォーマンス維持のために、利用者がアクセスを拒否される場合もある。
【００１０】
顕著な例では、ホットスポットで映像の配信を受けてその映像を鑑賞しようとする利用者にとって、ネットワークの常時接続性が確保できない状態、あるいは伝送速度が遅くリアルタイムの配信ができない状態は、ホットスポットのサービスの低下を招く結果となり、ホットスポットの利用者にとって好ましい状況ではない。
【００１１】
従って、本発明の目的は、ホットスポット等の無線通信システムの利用者が、必ず指定時間帯に無線通信システムにアクセス可能な通信システム及びそれに用いる制御局、基地局、並びに移動局を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、基地局が、移動局の使用する通信チャネルと通信時間帯を示す通信枠とを割り当てる集中制御方式の通信システムであって、前記基地局と、前記移動局との通信システムの制御を行う制御局を備え、前記移動局は、前記移動局が利用する利用希望サービスエリアと、通信枠とを有する通信予約情報を含む電子メールとして前記制御局に送信する電子メール送信手段を備え、前記制御局は、前記移動局から通信予約情報を含む電子メールを受信する電子メール受信手段と、前記電子メール受信手段により受信された電子メールに含まれる通信予約情報に基づいて、前記利用サービスエリアに含まれる基地局の中から、通信予約情報に含まれる通信枠が確保可能な基地局を割り当てる基地局割当手段と、
前記基地局割当手段により割り当てられた基地局に対して、前記通信予約情報を送信する通信予約情報送信手段と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明は、前記通信システムにおいて、前記制御局と前記移動局間の前記電子メールの通信用に、前記基地局と前記移動局との通信に使用する通信路と異なる通信路を使用する通信手段を備えることを特徴とする。
【００１５】
本発明は、前記通信システムにおいて、前記制御局と前記基地局間の前記通信予約情報の通信用に、前記基地局と前記移動局との通信に使用する通信路と異なる通信路を使用する通信手段を備えることを特徴とする。
【００２３】
本発明は、基地局が、移動局の使用する通信チャネルと通信時間帯を示す通信枠とを割り当てる集中制御方式の通信システムに接続されており、前記基地局と、前記移動局との通信システムの制御を行う制御局において、前記移動局から通信予約情報を含む電子メールを受信する電子メール受信手段と、前記電子メール受信手段により受信された電子メールに含まれる通信予約情報に基づいて、前記利用サービスエリアに含まれる基地局の中から、通信予約情報に含まれる通信枠が確保可能な基地局を割り当てる基地局割当手段と、前記基地局割当手段により割り当てられた基地局に対して、前記通信予約情報を送信する通信予約情報送信手段と、を備えることを特徴とする。
【００２４】
本発明は、前記制御局において、前記電子メール受信手段により受信された電子メールに含まれる通信予約情報の通信枠の通信開始希望時刻が、前記電子メールを受信した時刻より任意の一定時間以上後を指定していた場合、前記通信予約情報を通信予約要求として受理する手段を備えることを特徴とする。
【００２５】
本発明は、前記制御局において、前記通信予約情報は、予約した通信枠を使用する移動局のＭＡＣアドレス、或いはＥＳＳ−ＩＤ情報を含み、前記移動局のＭＡＣアドレス、或いはＥＳＳ−ＩＤ情報で、予約した通信枠を使用する移動局を識別する手段を備えたことを特徴とする。
【００２６】
本発明は、前記制御局において、前記移動局の要求する通信枠が、他の移動局から既に通知されている通信枠と重複している場合又は前記移動局への通信枠の割り当てが可能な場合は、前記移動局に通信枠の割り当てを行い、前記通信枠が不足している場合は、前記移動局への通信枠の割り当てを行わないことを特徴とする。
【００２７】
本発明は、基地局と、移動局と、基地局及び移動局を制御する制御局とを有し、前記基地局が、移動局の使用する通信チャネルと通信時間帯を示す通信枠とを、割り当てる集中制御方式の通信システムに備えられる基地局において、前記制御局から、前記移動局の利用希望サービスエリアと通信時間帯を示す通信枠とを含む通信予約情報を受信する通信予約情報受信手段と、前記通信予約情報受信手段により受信された通信予約情報の通信枠において、割り当てられた前記移動局と通信を行う通信手段を備えることを特徴とする。
【００２８】
本発明において、前記通信予約情報は、予約した通信枠を使用する移動局のＭＡＣアドレス、或いはＥＳＳ−ＩＤ情報を含み、前記移動局のＭＡＣアドレス、或いはＥＳＳ−ＩＤ情報で、予約した通信枠を使用する移動局を識別する手段を更に備えることを特徴とする。
【００２９】
本発明は、前記基地局において、更に、前記制御局に対して事前に割り当て可能な通信枠を通知する手段を備えることを特徴とする。
【００３０】
本発明は、前記基地局において、更に、自己が割り当て可能な通信枠の一部あるいは全部を前記制御局から通知される通信枠に割り当てる手段を備えることを特徴とする。
【００３１】
本発明は、基地局と、移動局と、基地局及び移動局を制御する制御局とを有し、前記基地局が、移動局の使用する通信チャネルと通信時間帯を示す通信枠とを、割り当てる集中制御方式の通信システムに備えられる移動局において、前記制御局から電子メールを受信する移動局電子メール受信手段を有し、前記移動局電子メール受信手段により受信された電子メールに記載された基地局と通信を行う手段を備えることを特徴とする。
【００３２】
前記課題を解決するために、基地局に無線接続して通信を行う予定の移動局は、事前にインターネットによる電子メールを通じて、前記制御局に希望する“サービスエリア”と“通信時間帯と通信チャネル（２つを合わせて、以下、通信枠と呼称）”を通知する。前記制御局は電子メールを受信して、前記移動局の希望するサービスエリアに属する基地局の通信枠に空きがあるかどうかを、該当する基地局から事前に通知された通信枠の割り当て情報に基づいて判断する。前記制御局は、前記移動局の希望するサービスエリアの通信枠に空きがある場合には、前記移動局と前記基地局に対して時間枠を割り当て、前記基地局と前記移動局に時間枠の割り当てを通知する。また、前記希望するサービスエリアの通信枠に空きがない場合には、前記移動局に予約内容が認められないことを通知する。
【００３３】
以上の方法により、利用者が指定したサービスエリアと時間帯にホットスポット等の無線通信システムを必ず利用したい場合に、利用者が必ず前記無線通信システムにアクセス可能で、かつ利用者の目的に応じた通信帯域を確保可能な制御局、基地局、移動局あるいは通信システムを提供することが可能になる。
【００３４】
更に、前記制御局は、前記基地局の内から通信時間帯に空きが無い場合に、前記移動局の希望するサービスエリア内の空いている時間帯あるいはアクセス可能な他の無線通信システムの基地局を、前記移動局に対して通知することにより、前記移動局が、アクセスする時間をずらしたり、他の無線通信システムにアクセスしたりすることが可能になる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
本明細書において、無線通信システムを制御する制御信号を発信する局を基地局と称する。基地局は、アクセスポイント、ポーリングマスタ、ハブステーション又は制御局等と呼ばれることもある。一方、通信を行う各機器を移動局と称する。移動局は、例えば、端末又はステーションなどと称されることもある。ノートＰＣやＰＤＡなども無線通信システムを備えていれば移動局として機能する。また、基地局と移動局から構成される無線通信システム間のデータの送受信管理やハンドオーバー等の制御を行うものを制御局と称する。
【００３６】
更に、本発明の説明で使用する“時間帯”とは、例えば９時から１０時までの１時間と言うような比較的長い期間を示したものであり、“時間領域”とは、１つの通信フレーム（例えば２ｍｓ）を時分割した場合の、同じ種類のデータ（例えば、制御情報、移動局１１への送信データ）が使用する時間領域を示したものである。
【００３７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して、詳細に説明する。
【００３８】
図１は、本発明の制御局、基地局、移動局並びに通信システムの構成の一例を示した図である。
【００３９】
基地局を制御する機能を有する制御局７は、基地局８、基地局９、基地局１９と光ファイバーケーブル等で有線接続され、基地局２１とはインターネット１を介して接続されている。制御局７は、基地局８，９に対しては直接制御信号を送受信することにより、基地局８あるいは基地局９の属する無線通信システムの通信時間領域の管理を行っている。また、制御局７は、基地局２１に対してはインターネット１を介して、通信時間領域の管理を行っている。
【００４０】
また、制御局７は、個々にインターネット１にアクセス機能を有する通信機器（メディアサーバ２、ＴＶ（Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ）受信機３、パソコン４、携帯電話５）を介して相互に電子メール等の送受信が可能になっている。さらに、基地局にアクセスする予定の移動局（例えば移動局１６）を通信装置として用いて、移動局自身からインターネット１にアクセスして電子メールの送受信を行うこともできる。
【００４１】
ここで、メディアサーバ２はＤＶＤ（ＤｉｇｉｔａｌＶｅｒｓａｔｉｌｅＤｉｓｋ）やストリーミング映像等をＨＤＤ（ＨａｒｄＤｉｓｋＤｒｉｖｅ）等の記憶装置に蓄積して、インターネット１に接続するパソコン４等の他の通信装置からの要求に応じて、任意の映像を配信する装置である。
【００４２】
基地局１９は、移動局１１〜１６と集中制御方式の無線通信システム１０を構成しており、制御局７の管理する通信時間領域に基づいて、移動局１１〜１６及びその他の移動局と無線による通信を行う。無線通信システム１０は、基地局１９と移動局１１〜１６で構成されるＴＤＭＡ（時分割多元接続方式）集中制御方式の無線通信システムである。つまり、基地局１９が、制御局７の時間領域管理に関する制御信号に基づいて、自己の無線通信システム内に属する移動局１１〜１６の送受信タイミングや使用する周波数チャネルの制御を集中して行っている。
【００４３】
基地局８及び基地局９も、同様に個別に無線通信システム１０と同様の機能をもつ無線通信システムを構成しているが、詳細は省略する。
【００４４】
また、基地局２１は、移動局２２と集中制御方式の無線通信システム２０を構成しており、インターネット１を介して行われる制御局７の時間領域管理に基づいて、移動局２２及びその他の移動局と無線による通信を行う。前記無線通信システム１０，２０は、上述した５．１６ＧＨｚから５．２４ＧＨｚ帯の周波数を使用し、周波数間隔２０ＭＨｚで４つの伝送チャネルの内、１つの伝送チャネルを使用して通信を行う無線通信システムである。
【００４５】
図２は、本発明の通信システムを構成する制御局のブロック構成の一例を示した図である。
【００４６】
制御局７は、送受信用アンテナ２９ａ、無線通信装置３０ａ、電子メール処理装置５０ａ、入出力インターフェイス装置５１ａ、データ処理装置５４ａ、通信システム管理装置５６により構成されている。
【００４７】
次に、制御局が基地局にデータ（時間領域管理のための制御信号等を含む）を有線で直接送受信を行う場合の、各機能ブロックの動作を説明する。基地局から有線で直接送信されたデータは、入出力インターフェイス装置５１ａを介して、データ処理装置５４ａに入力される。データ処理装置５４ａに入力されたデータは、必要に応じてデータ形式の変換や圧縮等のデータ処理を施され、通信システム管理装置５６に渡される。通信システム管理装置５６は、取得したデータの管理（配信情報や蓄積等）を行い、あるいは通信機器からの通信時間帯域の予約を認知し、更には、通信システムの時間管理に必要な情報を基地局から取得する。
【００４８】
また、制御局の通信システム管理装置５６から基地局に発信されるデータ（時間領域管理のための制御信号を含む）は、データ処理装置５４ａを介して、必要なフォーマットに変換され、入出力インターフェイス装置５１ａを介して基地局に送信される。
【００４９】
次に、制御局が基地局あるいは通信機器からのデータをインターネットに接続することにより送受信する場合の、各機能ブロックの動作を説明する。基地局あるいは通信機器からインターネットを介して送信されたデータは、入出力インターフェイス装置５１ａを介して、電子メール処理装置５０ａに入力される。次に、電子メール処理装置５０ａは、インターネットから送信された電子メール等のデータの処理を行い、通信システム管理装置５６にデータを渡す。通信システム管理装置５６は、前記の説明と同様に取得したデータの管理や通信時間帯域の予約を認知、通信システムの時間管理に必要な情報を基地局から取得等を行う。
【００５０】
また、制御局の通信システム管理装置５６からインターネットを介して基地局あるいは通信機器に発信されるデータ（時間領域管理のための制御信号を含む）は、電子メール処理装置５０ａを介して、必要なフォーマットに変換され、入出力インターフェイス装置５１ａを介して基地局あるいは通信機器に送信される。
【００５１】
このように、通信システム管理装置５６は、基地局からの時間領域割り当て情報等の基地局の時間領域管理を行う上で必要な情報を取得し、あるいは基地局や通信機器から受信したデータをインターネット等の手段により他の基地局あるいは通信機器に配信または中継する働きがある。更に、通信システム管理装置５６は、無線通信装置３０ａと送受信用アンテナ２９ａを介して、無線により基地局あるいは通信機器にデータ（制御信号を含む）を送受信する他に、制御局自体の管理も行っている。
【００５２】
図３は、本発明の通信システムを構成する基地局のブロック構成の一例を示した図である。
【００５３】
基地局７〜９，１９，２５は、送受信用アンテナ２９ｂ、無線通信装置３０ｂ、電子メール処理装置５０ｂ、入出力インターフェイス装置５１ｂ、データ処理装置５４ｂ、システム制御装置５５ｂにより構成されている。
【００５４】
次に、基地局が移動局にデータ送信を行う場合の、各機能ブロックの動作を説明する。ＤＶＤ等のメディアあるいはインターネット１を経由して送られた画像あるいは音声等のデータは、入出力インターフェイス装置５１ｂを介して、データ処理装置５４ｂに入力される。次に、データ処理装置５４ｂに入力されたデータは、必要に応じてデータ形式の変換や圧縮等のデータ処理を施され、無線通信装置３０ｂで変調されて、送受信用アンテナ２９ｂにより無線信号として送信される。
【００５５】
次に、基地局が移動局からデータ受信を行う場合の、各機能ブロックの動作を説明する。送受信用アンテナ２９ｂから入力された無線信号は、無線通信装置３０ｂで復調され、データ処理装置５４ｂに入力される。データ処理装置５４ｂに入力されたデータは、必要に応じてデータ形式の変換や伸張等のデータ処理が施される。その後、データ処理が施されたデータ信号は、必要に応じて入出力インターフェイス装置５１ｂを介し、インターネット１を経由して所望の通信相手先に送ることもできる。
【００５６】
次に、基地局が制御局からデータ（時間領域管理のための制御信号を含む）を直接有線により受信する場合の動作を説明する。基地局からのデータは入出力インターフェイス装置５１ｂを介し、データ処理装置５４ｂに入力される。データ処理装置５４ｂに入力されたデータは、必要に応じてデータ形式の変換や圧縮等のデータ処理を施され、システム制御装置５５ｂに渡される。システム制御装置５５ｂは、取得したデータの管理（配信情報やデータ種別情報等）を行い、あるいは制御局からの通信時間帯域の予約を認知する。
【００５７】
また、基地局のシステム制御装置５５ｂから制御局に発信されるデータ（時間領域の予約情報等の通信予約制御に係わる情報を含む）は、データ処理装置５４ｂを介して、必要なフォーマットに変換され、入出力インターフェイス装置５１ｂを介して制御局に送信される。
【００５８】
電子メール処理装置５０ｂは、インターネットを介して送られる制御局からのメールを受信処理して、基地局に接続しようとする移動局の予約時間等を認知して、システム制御装置５５ｂに受け渡す。また、電子メール処理装置５０ｂは、システム制御装置５５ｂの判断に基づいて、基地局に接続しようとする移動局に予約の認否等の情報を電子メールに乗せて制御局に送信する機能を有している。
【００５９】
更に、システム制御装置５５ｂは、個々の機能ブロックに対する制御と、データフローの監視、あるいは通信時間領域の割り当て等の基地局と自己の無線通信システム全体に対する制御の役割を担っている。
【００６０】
図４は、本発明の通信システムを構成する移動局のブロック構成の一例を示した図である。
【００６１】
移動局１１〜１６，２１は、送受信用アンテナ２９ｃ、無線通信装置３０ｃ、電子メール処理装置５０ｃ、入出力インターフェイス装置５１ｃ、表示装置５２ｃ、入力装置５３ｃ、データ処理装置５４ｃ、システム制御装置５５ｃにより構成されている。
【００６２】
次に、移動局がデータ送信を行う場合の、各機能ブロックの動作を説明する。キーボードやタッチパネル等の入力装置５３ｃあるいは映像メディア等から入力された画像あるいは制御情報等のデータは、入出力インターフェイス装置５１ｃに入力される。入力装置５３ｃに入力された画像や文書等のデータあるいはインターネットを経由して取得したデータは、データ処理装置５４ｃに入力され、データ処理装置５４ｃは必要に応じてデータの圧縮やデータの形式変換等のデータ処理を行うデータ処理装置５４ｃで処理されたデータは、無線通信装置３０ｃで変調されて、送受信用アンテナ２９ｃにより無線信号として送信される。
【００６３】
次に、移動局がデータ受信を行う場合の、各機能ブロックの動作を説明する。送受信用アンテナ２９ｃから入力された無線信号は、無線通信装置３０ｃで復調され、データ処理装置５４ｃに入力される。データ処理装置５４ｃに入力されたデータは、必要に応じてデータの伸張やデータ形式の変換等のデータ処理が施される。データ処理が施されたデータ信号は、必要に応じて入出力インターフェイス装置５１ｃを経由して、インターネットを介して別の移動局に送ることや、あるいは液晶ディスプレイ等の表示装置５２に表示することも可能である。
【００６４】
図５は、本発明の無線通信装置の構成の一例を示したブロック図である。
【００６５】
制御局７に備えられた無線通信装置３０ａ、基地局８，９，１９に備えられた無線通信装置３０ｂ、移動局１１〜１６，２１に備えられた無線通信装置３０ｃのブロック構成は、図５に示す通りである。但し、制御局、基地局及び移動局の送受信制御方法の違いにより、通信制御部３１の一部の機能が異なっている。制御局に備わる通信制御部３１は、基地局との間のアドホック通信を行う機能を備え、基地局と直接的に１対１の通信を行うことができる。基地局に備わる通信制御部３１は、無線通信システムを制御する必要があるので、伝送チャネルの割り当て機能とチャネル内の時間領域の割り当て機能とこれらを移動局に報知する機能とを具備している点である。
【００６６】
次に、制御局、基地局及び移動局の前記機能ブロックの動作について説明する。送受信用アンテナ２９から入力した受信信号は、アンテナ共用器３２で受信側の経路が選択され、ＲＦ／ＩＦ受信器３３により、前記受信信号の増幅と中間周波数（ＩＦ）帯への周波数変換が行われる。中間周波数（例えば中心周波数２０ＭＨｚ）に変換された前記受信信号は、Ａ／Ｄ変換器３５によりアナログ形式からデジタル形式の信号に変換後に、復調器３６で受信信号が復調され、外部とのインターフェイス等の機能を有するバス制御部３８を経由して、データ（Ｄａｔａ）として前記データ処理装置等に送られる。
【００６７】
また、復調器３６は、受信データの誤り率を計測する機能を具備しており、受信信号のＢＥＲ（ビットエラーレート：Bit Error Rate）やＰＥＲ（パケットエラーレート：Packet Error Rate）等が計測できる。
【００６８】
更に、ＲＦ／ＩＦ受信器３３からは、信号強度を検出するための、信号強度検出器３４に受信信号の一部が伝送され、信号強度が検出される。検出された信号強度のデータは、通信制御部３１に送られて、ＲＦ／ＩＦ受信器３３の損失等の補正が行われ、アンテナ端（送受信用アンテナ２９）で、受信した信号強度が判別される。
【００６９】
また、前記データ処理装置等から出力されたデータ（Ｄａｔａ）は、バス制御部３８を経由して、制御情報の付加と無線通信に使用する送信信号の形式（パケット形式等）への変換が変調器３９で行われる。後述される各セグメントでの伝送速度の変更は、通信制御部３１からの指令を受けて、変調器３９が自身の変調方式を変更することによりなされる。
【００７０】
次に、前記送信信号はＤ／Ａ変換器４０により、デジタル形式からアナログ形式の信号に変換され、ＲＦ／ＩＦ送信器４１で、前記送信信号の増幅と高周波（ＲＦ）信号への周波数変換が行われ、アンテナ共用器３２を経由して、送受信用アンテナ２９から空中線に信号が送信される。
【００７１】
通信制御部３１は、自局の個々の装置を制御して、全体をシステムとして動作させる機能を有するとともに、周波数チャネルの認識あるいは各セグメントの伝送速度や長さの割り当て（基地局のみ）等の通信制御機能と各部への電源供給の制御機能も有している。
【００７２】
ここでは、制御局が無線通信装置３０ａを有している場合の説明を行ったが、必ずしも制御局は無線通信装置３０ａを有している必要はない。
【００７３】
図６は、本発明の基地局と移動局から構成される無線通信システムに使用する通信フレームの構成の一例を示した図である。本発明の通信データの構造は、ある一定時間毎に区切られたフレーム（７１−１から７１−３）を基本構成としており、１つのフレーム７１−１は、基地局が送受信に使用する周波数チャネルや送受信タイミングを移動局に報知するための情報を含んだ制御情報フェイズ７２と、基地局からＭ個の移動局にコンテンツ（データ）を送信するためのＮ個のダウンリンクフェイズ７３と、移動局から基地局にデータを送信するためのアップリンクフェイズ７４に分割されている。さらに制御情報フェイズ７２は、フレームの同期等の情報を得るためのプリアンブル７５とフレーム内での送受信用の時間領域と周波数チャネルの情報を含むデータペイロード（７６−１から７６−Ｍ）から構成されている。尚、フレーム内の制御情報フェイズ７２、ダウンリンクフェイズ７３及びアップリンクフェイズ７４の時間領域は、データ通信容量等に合わせて適宜変更可能である。
【００７４】
図７は、本発明の通信システムにおける通信枠の予約方法について、主に制御局に着目した場合の流れ図を示しており、図８は、本発明の通信システムにおける通信枠の予約方法について、主に予約を行う通信機器（図８では、通信機器が移動局自体である場合を説明）に着目した場合の流れ図を示している。主にこの図７と図８に従い、本発明の通信予約システムを構成する制御局、基地局及ぶ移動局の通信枠の予約方法について説明する。
【００７５】
図７で着目する制御局は、図３で説明したように、基地局に対しては、有線あるいは無線で直接、通信枠の予約に関する制御信号を送信する機能と、インターネットを経由して基地局に通信枠の割り当てに関する制御行う機能を有している。一方、予約を行う通信機器（移動局）に対しては、通信機器からインターネットを経由して、通信枠の予約に関するやりとりを行う機能を備えている。図７と図８では、制御局と基地局は有線回線により接続され、直接通信枠の予約に関する情報を交換できるものとし、移動局からインターネットを経由した電子メールを制御局が受信して、通信枠の予約を行う方法を説明する。
【００７６】
図８ステップＳＢ１０１にて、データの通信枠の予約を行う移動局は、通信予約を希望するサービスエリアと時間帯、及び自己の認識ＩＤを含む通信予約情報を記載した電子メールを、電子メール処理装置５０ｃで電子メールの送信プロトコルに適合した形式に変換する。この際に、移動局は、通信を希望する基地局等の情報を一緒に送信することも可能である。次に、電子メールは、入出力インターフェイス装置５１ｃを経由してインターネットに接続することにより、制御局に対して通信時間帯の予約を報知する電子メールを送信する。
【００７７】
前記電子メールの形式は、電子メールの本文に、予約を希望するサービスエリアと時間帯、及び事前に制御局に認識されている移動局を認識するための認識ＩＤ［ＭＡＣ（Media Access Control）アドレスあるいはＥＳＳ−ＩＤ（Enhanced Service Set ID）等］を記載する形式でも良く、また、制御局に予約情報を入れることができるホームページにアクセスして、ＷＷＷ（World Wide Web）上で予約時間と移動局の認識のためのＩＤをタグ形式で入力して、データを送信する形式でも良い。
【００７８】
次に、図７のステップＳＡ１０１において、インターネットに接続された制御局は、入出力インターフェイス装置５１ａを経由して、移動局からの通信予約情報を含む電子メールを受信し、電子メール処理装置５０ａにて、前記移動局の認識ＩＤと通信枠の情報等を認識する。
【００７９】
次に、ステップＳＡ１０２において、制御局の通信システム管理装置５６は、前記移動局から送信された通信予約情報に対応した基地局の通信枠のスケージューリング（割り当て情報）を確認する。この場合、事前に基地局から定期的に通信枠の割り当て情報を取得しておき、基地局毎の通信枠のスケージューリングを行っても良いし、通信予約の要求が入った時点で、該当する基地局に問い合わせを行っても良い。
【００８０】
次に、ステップＳＡ１０３において、制御局の通信システム管理装置５６は、前記確認した通信枠の割り当て情報に基づいて、前記移動局が希望するサービスエリア内に存在し、前記移動局の追加割り当てが可能な基地局を探索する。通信枠の割り当てが可能な基地局があれば、ステップＳＡ１０４に進み、通信枠の割り当てが可能な基地局がなければ、ステップＳＡ１０７に進む。可能な基地局が複数ある場合には、事前に決めた優先順位に基づいて、通信枠を割り当てる基地局を判断する。例えば、移動局が接続したい基地局を指定している場合は、指定している基地局を優先して割り当てる方法や、電波状態が良好な基地局から優先して割り当てる方法、更には、基地局の利用効率を平均化するように割り当てる方法等がある。
【００８１】
制御局の通信システム管理装置５６が、前記通信枠を割り当てることが“不可能”であると判断した場合には、ステップＳＡ１０７において、制御局の電子メール処理装置５０ａは、少なくともデータの送受信を“拒否”を伝達する情報と、各基地局の空き時間帯等の付加情報を記した電子メールをインターネット経由で前記移動局に送信し、ステップＳＡ１０１に戻り、次の電子メールの受信待ちを行う。
【００８２】
制御局の通信システム管理装置５６が、前記通信枠を割り当てることが“可能”であると判断した場合には、ステップＳＡ１０４において、制御局の通信システム管理装置５６は、通信枠の予約を希望している前記移動局と接続する予定の基地局に対して、通信枠の割り当てを要求する制御信号を、入出力インターフェイス装置５１ａを介して伝達する。
【００８３】
次の、ステップＳＡ１０５において、制御局の通信システム管理装置５６は、通信枠の割り当てを行った基地局の通信枠管理情報を更新する。
【００８４】
ステップＳＡ１０６において、電子メール処理装置５０ａは、データの送受信を“了承”する内容と割り当てた基地局を記載した電子メールをインターネット経由で前記移動局に入出力インターフェイス装置５１ａを介して送信する。
【００８５】
一方、ステップＳＢ１０２において、移動局の電子メール処理装置５０ｃは、インターネット経由で受信した基地局からの返信メールを処理し、基地局からの返信内容の確認を行い、システム制御装置５５ｃに返信内容を伝達する。
【００８６】
ステップＳＢ１０３において、移動局のシステム制御装置５５ｃは、データの送受信要求が、制御局に了承されたかどうかを判断し、同時にメールの返信内容を表示装置５２ｃに表示して、利用者に通知する。データの送受信要求が制御局に“了承された”場合には、ステップＳＢ１０４に進み、制御局に“了承されない”場合には、ステップＳＢ１０５に進む。
【００８７】
ステップＳＢ１０６において、利用者は、通知された基地局の空き時間帯に基づいて、通信枠の予約変更を行うかどうかを判断する。このステップで、予約内容の変更を行うのであれば、ステップＳＢ１０１に進み、再度、通信枠の予約を電子メールにより行う。一方、“指定されたサービスエリア内にある基地局の通信枠”と“予約を希望する通信枠”とが全く適合せずに、利用者が予約を断念した場合は、終了になる。
【００８８】
以上の方法により、移動局が希望するサービスエリア内に存在する基地局に対して通信枠の予約が可能になる。
【００８９】
（第１の実施の形態）
次に、図９と図１０を参照して、本発明の第１の実施の形態による通信システムの具体的な事例について、説明する。適宜、図１から図８までも参照する。
【００９０】
図９は、本発明の第１の実施の形態に係わる予約前の基地局の通信枠割り当ての一例を示した図であり、図１０は、本発明の第１の実施の形態に係わる、予約後の基地局の通信枠割り当て一例を示した図である。
【００９１】
利用者は、図１で示すような通信システムの構成を用いて、移動局１６が制御局７に電子メールを送信して通信枠の予約をする場合の具体的な実施の方法について説明を行う。但し、説明の簡略化のために、制御局７が制御する基地局は基地局８、基地局９、基地局１９の３つの基地局とし、基地局８，９，１９はいずれも移動局１６が通信を希望するサービスエリア内にあるものとする。また、基地局８，９，１９は、通信データの輻輳防止のためにそれぞれ固有の単一通信チャネルを使用するものとして、通信チャネルの指定は必要ないものとする。制御局７と前記基地局は有線接続され、無線信号とは別の制御信号により、基地局への時間枠割り当てが可能となっている。また、通信を行うデータは映像データ等の大容量のデータを送受信するものとし、１つの基地局と同時に通信を行うことができるのは１つの移動局とする。
【００９２】
利用者は、アクセスを希望する移動局１６の有する電子メール送受信機能を用いて、予約を要求するサービスエリアと通信枠（本実施の形態では、通信時間帯のみ）及び認識ＩＤ（例えば、ＭＡＣアドレス「００１１ＦＦ０００００１」、ＥＳＳ−ＩＤ「ＧＲＯＵＰ１」、利用時間帯２００２年１０月３１日９時２０分から９時４０分まで）を、通信時間帯の予約を管理している制御局７に対して送信する。
【００９３】
制御局７は、前記ＭＡＣアドレスにより移動局１６固有の番号を認識し、ＥＳＳ−ＩＤにより制御局７にアクセスできる移動局かどうかを認識する。このＭＡＣアドレスとＥＳＳ−ＩＤは事前に登録されており、制御局７が認識できるようになっている。その他、セキュリティーの強化のために、ＷＥＰ（Wired Equivalent Privacy）キーを設定して、このＷＥＰキーを認識ＩＤに加えて、送信させても良い。
【００９４】
制御局７は、前記電子メールを受信して、通信枠と認識ＩＤを認知し、移動局１６の予約要求時間帯８２を、基地局の時間枠に割り当てることが可能かどうか検討を行う。
【００９５】
図９に示すように、移動局１６が予約を希望する時間帯において、基地局９あるいは基地局１９が、移動局１６を割り当てることが可能になっている。このような状況の下では、制御局７が基地局９あるいは基地局１９のいずれに時間枠を割り当てるかは、事前に決定された割り当ての優先方法に基づいて決定される。この実施の形態の例では、基地局の稼動効率を上げる目的で、基地局の通信負荷を均等化する方向で、基地局を決定することにする。つまり、図９に示すような基地局９よりも基地局１９の方が空いている時間帯（８１−２）が長く、稼動効率が悪いので、制御局７は、基地局１９に移動局１６の予約希望時間帯８２を割り当てる。
【００９６】
予約時間帯割り当て後の各基地局の通信枠予約状況は図１０に示す通りであり、通信枠８３に移動局１６の通信時間帯が挿入されている。
【００９７】
この実施例では、移動局１６自身が制御局７に対して電子メールを送信して、通信時間の予約を行う例を述べたが、他の通信機器（例えば、パソコン４、携帯電話５）の電子メール送受信機能を利用して、通信時間の予約を行っても良い。この場合には、前記他の通信機器から前記移動局１６に対して、電子メールを送信し、あるいは有線や無線で直接移動局１６に接続して、通信時間帯等の情報を送受信することにより、前記移動局１６が基地局１９に直接的に通信時間の予約をした場合と同じ効果が得られる。
【００９８】
更に、通信時間の予約を前記その他の通信機器で全て完了した場合には、利用者が入力装置５３ｂを操作することで直接移動局１６に指令を与えても良いし、最終の通信時間予約結果の情報をデータとして移動局１６に送信しても良い。
【００９９】
（第２の実施の形態）
次に本発明の第２の実施の形態の例について示す。第２の実施の形態の例では、図１１と図１２を主に参照して説明を行うが、適宜、図１から図８までも参照する。通信の方式や制御局と移動局の接続状況に関しては、第１の実施の形態の例に準ずるが、基地局１９が同時に接続できる移動局の数は、第２の実施の形態の例では３つまで可能になっている。また、通信枠の予約を行う移動局１６は、データ送受信の相手先として移動局１５を希望している。
【０１００】
図１１は、本発明の第２の実施の形態に係わる通信時間帯予約方法の一例を示した図である。通信時間帯の予約を行う移動局１６は、制御局７に対して、通信希望時間帯（９時２０分から９時４０分）において、移動局１６自身と相手先の移動局１５の２局分の予約を行う。基地局８は、前記希望時間帯において、３局分の予約が入っており、追加予約はできない。基地局９は、前記希望時間帯において、２局分の予約が入っており、追加で予約できるのは１局分である。基地局１９は、前記希望時間帯において、予約が全く入っておらず、３局分の追加予約が可能になっている。
【０１０１】
この場合、制御局７は、２局分の追加予約が可能な、基地局１９に移動局１５と移動局１６の通信枠を割り当てることができる。本実施の形態の例では、通信相手先が移動局になっているので、通信チャネルと通信時間帯を２つの移動局１５，１６に割り当てているのであるが、通信効率を鑑みると、移動局１５と移動局１６とが基地局を経由せずに直接通信を行った方が効率的である。しかしながら、移動局１５と移動局１６が直接通信を行ってしまうと、使用する通信チャネルによっては、他の通信と干渉を起こす可能性がある。それゆえ、干渉を回避するために、基地局は、移動局に通信チャネルと通信時間帯を割り当てて移動局１５と移動局１６を管理する必要がある。また、移動局１５，１６を別々の基地局に割り当てるより、１つの基地局で２つの移動局を管理した方が制御が容易であるので、基地局１９に移動局１５，１６を割り当てることになる。
【０１０２】
図１２は、本発明の第２の実施の形態に係わる図１１とは別の状況での通信枠予約方法の一例を示した図である。
【０１０３】
図１１の場合と異なる点は、前記通信要求時間帯において、基地局１９は既に２局分の予約が入っており、１局分のみの追加しかできない点である。
【０１０４】
この場合、制御局７は、基地局９と基地局１９に、それぞれ移動局１５，１６の通信枠を割り当てる。移動局１５と移動局１６とが、異なる基地局に割り当てられるために、図１１の場合のように直接移動局どうしが通信を行うことは、周波数チャネルあるいは電波到達距離等の問題があるので難しい。このために、移動局１５と移動局１６の通信は、基地局９と基地局１９を経由して、通信を行う。図１２の例のように、基地局の通信枠の割り当て容量が不足している場合においても、制御局が、空いている基地局を探し出して通信枠を割り当てることにより、効率的に基地局が使用できる。
【０１０５】
このように、２つの移動局間で通信を行いたい場合には、同時に２つの移動局の通信枠を予約の際に確保することにより、実現できる。
【０１０６】
【発明の効果】
以上、前述したところから明らかなように、本発明によれば、利用者が指定した時間帯にホットスポット等の無線通信システムを必ず利用したい場合に、利用者が、必ず指定時間帯に無線通信システムにアクセス可能な制御局、基地局、移動局あるいは通信システムを提供することが可能になる。
【０１０７】
更に、本発明によれば、前記制御局が、一括して基地局の通信枠を管理することにより、利用者が通信を希望するサービスエリア及び時間帯において、通信枠が空いている基地局を容易に見つけることができ、かつ基地局間にまたがるような割り当ても可能であり、時間枠の割り方の自由度を増加させる効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基地局と移動局及び通信システムの構成の一例を示した図である。
【図２】本発明の通信システムを構成する制御局のブロック構成の一例を示した図である。
【図３】本発明の通信システムを構成する基地局のブロック構成の一例を示した図である。
【図４】本発明の通信システムを構成する移動局のブロック構成の一例を示した図である。
【図５】本発明の無線通信装置の構成の一例を示したブロック図である。
【図６】本発明の基地局と移動局から構成される無線通信システムに使用する通信フレームの構成の一例を示した図である。
【図７】本発明の通信システムにおける通信時間帯の予約方法について、主に制御局に着目した場合の流れ図である。
【図８】本発明の通信システムにおける通信時間帯の予約方法について、主に移動局に着目した場合の流れ図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態に係わる予約前の基地局の時間枠割り当ての一例を示した図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態に係わる、予約後の基地局の時間枠割り当て一例を示した図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態に係わる時間枠の予約方法の一例を示した図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態に係わる図１１とは別の状況での時間枠の予約方法の一例を示した図である。
【図１３】従来の無線通信システムの構成例を示した図である。
【図１４】従来の集中制御方式を用いた無線通信システムのフレームの構成例を示した図である。
【符号の説明】
１インターネット
２メディアサーバ
３ＴＶ受信機
４パソコン（ＰＣ）
５携帯電話
１０，２０無線通信システム
１１〜１６，２２移動局
８，９，１９，２１基地局
２９，２９ａ，２９ｂ，２９ｃ送受信用アンテナ
３０，３０ａ，３０ｂ，３０ｃ無線通信装置
３１通信制御部
３２アンテナ共用器
３３ＲＦ／ＩＦ受信器
３４信号強度検出器
３５Ａ／Ｄ変換器
３６復調器
３８バス制御部
３９変調器
４０Ｄ／Ａ変換器
４１ＲＦ／ＩＦ送信器
５０ａ，５０ｂ，５０ｃ電子メール処理装置
５１ａ，５１ｂ，５１ｃ入出力インターフェイス装置
５２ｃ表示装置
５３ｃ入力装置
５４ａ，５４ｂ，５４ｃデータ処理装置
５５ｂ，５５ｃシステム制御装置
５６通信システム管理装置
７１−１（Ｎ−１）番目のフレーム
７１−２（Ｎ）番目のフレーム
７１−３（Ｎ＋１）番目のフレーム
７２制御情報
７３−１，７３−Ｍダウンリンクフェイズのセグメント１、セグメントＮ
７４アップリンクフェイズフェイズ
７５プリアンブル
７６−１，７６−Ｍデータペイロード
８１−１，８１−３予約が既に存在する時間帯
８１−２予約が存在しない時間帯
８２予約希望時間帯
８３新たに予約を入れた時間帯
８５予約希望時間帯
８６予約が全く存在しない時間帯
８７，８８２局分の予約が存在する時間帯[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a communication system using an efficient radio access technology in a centralized control system, and a control station, a base station, and a mobile station used therefor.
[0002]
[Prior art]
In recent years, a plurality of license-free low-power wireless communication systems using the microwave band have been proposed and standardized, and IEEE 802.11b or ARIB (which uses the 2.4 GHz band or the IEEE 802.11b or 5 GHz band which actually uses the 2.4 GHz band). A wireless communication system using the Hi-SWAN standard, etc., has been developed.
[0003]
As an example of such a low-power radio communication system, a TDMA (Time Division Multiple) used in the Hi-SWAN system including a base station 200 and mobile stations 201, 202, and 203 as shown in FIG. Access) is a communication system using a centralized control method.
[0004]
FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a configuration of a communication frame used for wireless communication between the base station 200 and the mobile stations 201, 202, and 203. The structure of communication data is basically composed of frames divided at certain intervals, and one frame 211 includes information for notifying the mobile station of the transmission channel and transmission / reception timing used by the base station for transmission / reception. It is divided into a control information phase 212, a downlink phase 213 for transmitting data from the base station to the mobile station, and an uplink phase 214 for transmitting data from the mobile station to the base station. Further, the control information phase 212 includes a preamble 215 for obtaining information such as frame synchronization, and a data payload (216-1 to 216-n) including information on a time domain for transmission / reception within the frame and frequency channel. ing.
[0005]
In this scheme, base station 200 transmits information necessary for communication control such as synchronization and modulation scheme to mobile stations 201, 202, and 203 in control information phase 212, and the mobile station receives control information. It acquires information related to communication control such as its own communication time zone, and transmits and receives data.
[0006]
Such a wireless communication system is installed in a station or a place where many people gather, such as fast food, and is used as an Internet connection point called “hot spot”. In this hotspot, users carry not only homes and workplaces but also public places by carrying laptop computers and personal digital assistants (PDAs) that have a function of connecting to a wireless local area network (LAN). But the internet is available.
[0007]
In addition, as a means for exchanging information using a personal computer at home or using a mobile phone terminal on the go, electronic mail is widely used.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the low-power wireless communication system as described above, the number of channels is limited by the Radio Law, and a large number of channels that can transmit broadband content cannot be secured. For example, in the Hi-SWAN system, the number of usable channels is 4 channels in the 20 MHz band. When a large number of mobile stations (mobile terminals, etc.) try to connect to a hot spot using the IEEE802.11a or Hi-SWAN system at the same time, the data transmission rate per mobile station decreases or the network Problems such as inability to connect will occur.
[0009]
That is, in a TDMA wireless communication system such as the Hi-SWAN system, the data transmission period per frame is determined. Therefore, as the number of users trying to access the wireless communication system increases, the number of users increases. The bandwidth (time) that can be used will naturally decrease, leading to a decrease in communication speed. Further, when the necessary minimum bandwidth cannot be secured, the user may be denied access to maintain the performance of the wireless communication system.
[0010]
A prominent example is that a user who receives video distribution at a hot spot and wants to view the video can see that the network cannot always be connected or the transmission speed is low and real-time distribution is not possible. As a result, the service will be degraded, which is not preferable for hot spot users.
[0011]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a communication system in which a user of a wireless communication system such as a hot spot can always access the wireless communication system in a designated time zone, and a control station, a base station, and a mobile station used therefor. It is in.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
  The present invention provides a communication frame in which a base station indicates a communication channel and a communication time zone used by a mobile station.WhenA centralized control communication system that allocatesControl the communication system between the base station and the mobile stationWith a control station,The mobile station includes an e-mail transmission means for transmitting to the control station as an e-mail including communication reservation information having a service area desired to be used by the mobile station and a communication frame, and the control station An e-mail receiving means for receiving an e-mail including communication reservation information from the station, and a base station included in the use service area based on the communication reservation information included in the e-mail received by the e-mail receiving means. From the base station allocation means for allocating a base station that can secure a communication frame included in the communication reservation information,
Communication reservation information transmitting means for transmitting the communication reservation information to the base station assigned by the base station assigning means;It is characterized by providing.
[0014]
  In the communication system, the present invention provides the communication between the control station and the mobile station.e-mailFor the communication of the base station and the mobile stationWhenIt is characterized by comprising a communication means that uses a communication path different from the communication path used for the communication.
[0015]
  In the communication system, the present invention provides the base station and the mobile station for communication of the communication reservation information between the control station and the base station.WhenIt is characterized by comprising a communication means that uses a communication path different from the communication path used for the communication.
[0023]
  The present invention provides a communication frame in which a base station indicates a communication channel and a communication time zone used by a mobile station.WhenAssign to a centralized control communication systemAn e-mail receiving means for receiving an e-mail including communication reservation information from the mobile station in a control station that is connected and controls a communication system between the base station and the mobile station, and the e-mail receiving means Base station allocating means for allocating a base station capable of securing a communication frame included in the communication reservation information from among the base stations included in the use service area, based on the communication reservation information included in the e-mail received by Communication reservation information transmitting means for transmitting the communication reservation information to the base station assigned by the base station assigning means.It is characterized by that.
[0024]
  The present invention provides the control station,Included in the email received by the email receiving meansThe communication start desired time in the communication frame of the communication reservation information isI received an emailA means is provided for accepting the communication reservation information as a communication reservation request when a predetermined time after a certain time is specified.
[0025]
According to the present invention, in the control station, the communication reservation information includes a MAC address or ESS-ID information of a mobile station that uses the reserved communication frame, and is the MAC address of the mobile station or ESS-ID information. A means for identifying a mobile station that uses a reserved communication frame is provided.
[0026]
  In the control station, the communication frame requested by the mobile station overlaps with a communication frame already notified from another mobile station.OrWhen a communication frame can be allocated to the mobile stationIsWhen a communication frame is allocated to the mobile station and the communication frame is insufficientIsThe communication frame is not allocated to the mobile station.
[0027]
  The present inventionA centralized control system having a base station, a mobile station, and a control station that controls the base station and the mobile station, wherein the base station allocates a communication channel used by the mobile station and a communication frame indicating a communication time zone In the base station provided in the communication system, communication reservation information receiving means for receiving communication reservation information including a service area desired to be used by the mobile station and a communication frame indicating a communication time zone from the control station, and the communication reservation Communication means for communicating with the assigned mobile station in the communication frame of the communication reservation information received by the information receiving meansIt is characterized by providing.
[0028]
In the present invention, the communication reservation information includes a MAC address or ESS-ID information of a mobile station that uses the reserved communication frame, and a communication frame reserved by the MAC address or ESS-ID information of the mobile station. The apparatus further comprises means for identifying a mobile station to be used.
[0029]
The present invention is characterized in that the base station further comprises means for notifying the control station of a communication frame that can be allocated in advance.
[0030]
The present invention is characterized in that the base station further comprises means for allocating a part or all of a communication frame that can be allocated to the communication frame notified from the control station.
[0031]
  The present inventionA centralized control system having a base station, a mobile station, and a control station that controls the base station and the mobile station, wherein the base station allocates a communication channel used by the mobile station and a communication frame indicating a communication time zone The mobile station provided in the communication system includes mobile station e-mail receiving means for receiving e-mail from the control station, and communicates with the base station described in the e-mail received by the mobile station e-mail receiving means Means to doIt is characterized by providing.
[0032]
In order to solve the above-mentioned problem, a mobile station that is scheduled to communicate by connecting wirelessly to a base station transmits a “service area”, a “communication time zone, and a communication channel desired by the control station through electronic mail via the Internet in advance. (The two are collectively referred to as a communication frame hereinafter) ". The control station receives the e-mail and indicates whether there is a vacancy in the communication frame of the base station belonging to the service area desired by the mobile station in the communication frame allocation information notified in advance from the corresponding base station. Judgment based on. The control station allocates a time frame to the mobile station and the base station when a communication frame of a service area desired by the mobile station is available, and sets a time frame to the base station and the mobile station. Notify the assignment. Further, when there is no vacant communication frame in the desired service area, the mobile station is notified that the reservation content is not allowed.
[0033]
According to the above method, when a user wants to use a wireless communication system such as a hot spot in the service area and time zone specified by the user, the user can always access the wireless communication system, and according to the purpose of the user. It is possible to provide a control station, a base station, a mobile station, or a communication system that can secure a communication band.
[0034]
In addition, the control station, when there is no available communication time zone from among the base stations, the available time zone within the service area desired by the mobile station or the base station of another accessible wireless communication system Is notified to the mobile station, it becomes possible for the mobile station to shift the access time or access another wireless communication system.
[0035]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In this specification, a station that transmits a control signal for controlling a wireless communication system is referred to as a base station. A base station may also be called an access point, a polling master, a hub station, or a control station. On the other hand, each device that performs communication is referred to as a mobile station. A mobile station may be referred to as a terminal or a station, for example. A notebook PC, PDA, or the like also functions as a mobile station if it has a wireless communication system. A control station that performs data transmission / reception management and handover control between a radio communication system including a base station and a mobile station is referred to as a control station.
[0036]
Furthermore, the “time zone” used in the description of the present invention indicates a relatively long period of time, for example, 1 hour from 9 o'clock to 10 o'clock. The time domain used by the same kind of data (for example, control information, transmission data to the mobile station 11) when a communication frame (for example, 2 ms) is time-divided is shown.
[0037]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0038]
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of the configuration of a control station, a base station, a mobile station, and a communication system according to the present invention.
[0039]
The control station 7 having a function of controlling the base station is wired to the base station 8, the base station 9, and the base station 19 through an optical fiber cable or the like, and is connected to the base station 21 via the Internet 1. The control station 7 manages the communication time region of the radio communication system to which the base station 8 or the base station 9 belongs by directly transmitting and receiving control signals to and from the base stations 8 and 9. In addition, the control station 7 manages the communication time area for the base station 21 via the Internet 1.
[0040]
In addition, the control station 7 can send and receive e-mails and the like to each other via communication devices (media server 2, TV (television) receiver 3, personal computer 4, mobile phone 5) having an access function to the Internet 1 individually. It has become. Furthermore, by using a mobile station (for example, mobile station 16) scheduled to access the base station as a communication device, the mobile station itself can access the Internet 1 to send and receive electronic mail.
[0041]
Here, the media server 2 accumulates a DVD (Digital Versatile Disk), streaming video, etc. in a storage device such as an HDD (Hard Disk Drive) and responds to requests from other communication devices such as the personal computer 4 connected to the Internet 1. Accordingly, it is a device that distributes an arbitrary video.
[0042]
The base station 19 forms a centralized control wireless communication system 10 with the mobile stations 11 to 16, and wirelessly communicates with the mobile stations 11 to 16 and other mobile stations based on the communication time region managed by the control station 7. Communication by. The wireless communication system 10 is a TDMA (time division multiple access method) centralized control wireless communication system including a base station 19 and mobile stations 11 to 16. That is, the base station 19 performs control of the transmission / reception timing of the mobile stations 11 to 16 belonging to its own radio communication system and the frequency channel to be used based on the control signal related to the time domain management of the control station 7. Yes.
[0043]
Similarly, the base station 8 and the base station 9 individually constitute a wireless communication system having the same function as the wireless communication system 10, but the details are omitted.
[0044]
In addition, the base station 21 constitutes a centralized control wireless communication system 20 with the mobile station 22, and the mobile station 22 and other mobile stations are based on the time domain management of the control station 7 performed via the Internet 1. Communicate wirelessly with stations. The wireless communication systems 10 and 20 use the above-mentioned 5.16 GHz to 5.24 GHz band frequencies, and perform communication using one transmission channel among four transmission channels at a frequency interval of 20 MHz. It is.
[0045]
FIG. 2 is a diagram showing an example of a block configuration of a control station constituting the communication system of the present invention.
[0046]
The control station 7 includes a transmission / reception antenna 29a, a wireless communication device 30a, an electronic mail processing device 50a, an input / output interface device 51a, a data processing device 54a, and a communication system management device 56.
[0047]
Next, the operation of each functional block when the control station directly transmits / receives data (including a control signal for time domain management) to the base station by wire will be described. Data directly transmitted from the base station by wire is input to the data processing device 54a via the input / output interface device 51a. The data input to the data processing device 54 a is subjected to data processing such as data format conversion and compression as necessary, and is passed to the communication system management device 56. The communication system management device 56 manages the acquired data (distribution information, storage, etc.), recognizes the reservation of the communication time band from the communication device, and further bases information necessary for time management of the communication system. Get from the station.
[0048]
Further, data (including control signals for time domain management) transmitted from the communication system management device 56 of the control station to the base station is converted into a required format via the data processing device 54a, and an input / output interface It is transmitted to the base station via the device 51a.
[0049]
Next, the operation of each functional block when the control station transmits / receives data from the base station or communication device by connecting to the Internet will be described. Data transmitted from the base station or communication device via the Internet is input to the electronic mail processing device 50a via the input / output interface device 51a. Next, the e-mail processing device 50 a processes data such as e-mail transmitted from the Internet, and passes the data to the communication system management device 56. The communication system management device 56 recognizes the management of the acquired data and the reservation of the communication time band in the same manner as described above, and acquires information necessary for the time management of the communication system from the base station.
[0050]
Also, data (including control signals for time domain management) transmitted from the communication system management device 56 of the control station to the base station or communication device via the Internet is necessary via the electronic mail processing device 50a. The data is converted into a format and transmitted to the base station or the communication device via the input / output interface device 51a.
[0051]
As described above, the communication system management device 56 acquires information necessary for performing time domain management of the base station such as time domain allocation information from the base station, or receives data received from the base station or communication equipment from the Internet. It serves to distribute or relay to other base stations or communication devices by such means. Further, the communication system management device 56 transmits and receives data (including control signals) to the base station or communication device wirelessly via the wireless communication device 30a and the transmission / reception antenna 29a, and also manages the control station itself. ing.
[0052]
FIG. 3 is a diagram showing an example of a block configuration of a base station constituting the communication system of the present invention.
[0053]
The base stations 7 to 9, 19, 25 are configured by a transmitting / receiving antenna 29b, a wireless communication device 30b, an e-mail processing device 50b, an input / output interface device 51b, a data processing device 54b, and a system control device 55b.
[0054]
Next, the operation of each functional block when the base station transmits data to the mobile station will be described. Data such as an image or sound sent via a medium such as a DVD or the Internet 1 is input to the data processing device 54b via the input / output interface device 51b. Next, the data input to the data processing device 54b is subjected to data processing such as data format conversion and compression as necessary, modulated by the wireless communication device 30b, and transmitted as a wireless signal by the transmitting / receiving antenna 29b. Is done.
[0055]
Next, the operation of each functional block when the base station receives data from the mobile station will be described. The radio signal input from the transmission / reception antenna 29b is demodulated by the radio communication device 30b and input to the data processing device 54b. Data input to the data processing device 54b is subjected to data processing such as data format conversion or expansion as necessary. Thereafter, the data signal subjected to the data processing can be sent to a desired communication partner via the Internet 1 via the input / output interface device 51b as necessary.
[0056]
Next, an operation when the base station directly receives data (including a control signal for time domain management) from the control station by wire will be described. Data from the base station is input to the data processing device 54b via the input / output interface device 51b. The data input to the data processing device 54b is subjected to data processing such as data format conversion and compression as necessary, and is transferred to the system control device 55b. The system control device 55b performs management of the acquired data (distribution information, data type information, etc.), or recognizes reservation of the communication time band from the control station.
[0057]
Also, data (including information related to communication reservation control such as time domain reservation information) transmitted from the base station system controller 55b to the control station is converted into a required format via the data processor 54b. And transmitted to the control station via the input / output interface device 51b.
[0058]
The electronic mail processing device 50b receives mail from the control station sent via the Internet, recognizes the reservation time of the mobile station to be connected to the base station, and passes it to the system control device 55b. The e-mail processing device 50b has a function of transmitting information such as reservation approval / rejection to the mobile station to be connected to the base station on the e-mail to the control station based on the determination of the system control device 55b. ing.
[0059]
Further, the system control device 55b plays a role of controlling the individual functional blocks and controlling the entire base station and its own wireless communication system, such as data flow monitoring or communication time domain allocation.
[0060]
FIG. 4 is a diagram showing an example of a block configuration of a mobile station constituting the communication system of the present invention.
[0061]
The mobile stations 11 to 16, 21 are configured by a transmission / reception antenna 29c, a wireless communication device 30c, an e-mail processing device 50c, an input / output interface device 51c, a display device 52c, an input device 53c, a data processing device 54c, and a system control device 55c. Has been.
[0062]
Next, the operation of each functional block when the mobile station performs data transmission will be described. Data such as an image or control information input from an input device 53c such as a keyboard or a touch panel or video media is input to the input / output interface device 51c. Data such as images and documents input to the input device 53c or data acquired via the Internet is input to the data processing device 54c. The data processing device 54c compresses data or converts the format of the data as necessary. The data processed by the data processing device 54c that performs the data processing is modulated by the wireless communication device 30c and transmitted as a wireless signal by the transmitting / receiving antenna 29c.
[0063]
Next, the operation of each functional block when the mobile station performs data reception will be described. The radio signal input from the transmission / reception antenna 29c is demodulated by the radio communication device 30c and input to the data processing device 54c. Data input to the data processing device 54c is subjected to data processing such as data expansion and data format conversion as necessary. The data signal that has been subjected to the data processing may be sent to another mobile station via the Internet via the input / output interface device 51c or displayed on the display device 52 such as a liquid crystal display as necessary. Is possible.
[0064]
FIG. 5 is a block diagram showing an example of the configuration of the wireless communication apparatus of the present invention.
[0065]
The block configuration of the wireless communication device 30a provided in the control station 7, the wireless communication device 30b provided in the base stations 8, 9, 19 and the wireless communication device 30c provided in the mobile stations 11-16, 21 is shown in FIG. As shown in However, some functions of the communication control unit 31 differ depending on the transmission / reception control methods of the control station, base station, and mobile station. The communication control unit 31 provided in the control station has a function of performing ad hoc communication with the base station, and can directly perform one-to-one communication with the base station. Since it is necessary to control the radio communication system, the communication control unit 31 provided in the base station has a transmission channel assignment function, a time domain assignment function in the channel, and a function for reporting these to the mobile station. Is a point.
[0066]
Next, operations of the functional blocks of the control station, base station, and mobile station will be described. The reception signal input from the transmission / reception antenna 29 is selected on the receiving side by the antenna duplexer 32, and the RF / IF receiver 33 amplifies the received signal and converts the frequency to the intermediate frequency (IF) band. Is called. The received signal converted to an intermediate frequency (for example, a center frequency of 20 MHz) is converted from an analog format to a digital format signal by an A / D converter 35, and then the received signal is demodulated by a demodulator 36, and an external interface, etc. The data is sent as data to the data processing device or the like via the bus control unit 38 having the above function.
[0067]
The demodulator 36 has a function of measuring the error rate of the received data, and can measure the BER (Bit Error Rate), PER (Packet Error Rate), and the like of the received signal. .
[0068]
Further, a part of the received signal is transmitted from the RF / IF receiver 33 to the signal strength detector 34 for detecting the signal strength, and the signal strength is detected. The detected signal strength data is sent to the communication control unit 31, and the loss of the RF / IF receiver 33 is corrected, and the received signal strength is determined at the antenna end (transmission / reception antenna 29). The
[0069]
Further, the data (Data) output from the data processing device or the like is modulated via the bus control unit 38 by adding control information and converting it into a transmission signal format (packet format, etc.) used for wireless communication. This is done in the vessel 39. The transmission rate in each segment, which will be described later, is changed by receiving a command from the communication control unit 31 and the modulator 39 changing its own modulation method.
[0070]
Next, the transmission signal is converted from a digital format to an analog format signal by the D / A converter 40, and the RF / IF transmitter 41 performs amplification of the transmission signal and frequency conversion to a high frequency (RF) signal. The signal is transmitted from the transmission / reception antenna 29 to the antenna via the antenna duplexer 32.
[0071]
The communication control unit 31 has a function of controlling individual devices of the own station and operating the entire system as a system, and also recognizes frequency channels or assigns the transmission speed and length of each segment (base station only). It also has a communication control function and a control function for supplying power to each unit.
[0072]
Although the case where the control station has the wireless communication device 30a has been described here, the control station does not necessarily need to have the wireless communication device 30a.
[0073]
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a configuration of a communication frame used in a radio communication system including a base station and a mobile station according to the present invention. The structure of the communication data of the present invention is basically composed of frames (71-1 to 71-3) divided every certain time, and one frame 71-1 is a frequency channel used for transmission / reception by the base station. And a control information phase 72 including information for informing the mobile station of transmission / reception timing, N downlink phases 73 for transmitting content (data) from the base station to M mobile stations, and a mobile station To the uplink phase 74 for transmitting data to the base station. Further, the control information phase 72 includes a preamble 75 for obtaining information such as frame synchronization, and a data payload (76-1 to 76-M) including information on a time domain for transmission / reception within the frame and frequency channel. ing. In addition, the time domain of the control information phase 72, the downlink phase 73, and the uplink phase 74 in the frame can be appropriately changed according to the data communication capacity and the like.
[0074]
FIG. 7 shows a flow chart of a communication frame reservation method in the communication system of the present invention when mainly focusing on the control station, and FIG. 8 shows a communication frame reservation method in the communication system of the present invention. FIG. 8 shows a flow chart in a case where attention is paid to a communication device that makes a reservation (in FIG. 8, a case where the communication device is a mobile station itself) is described. A method for reserving communication frames for control stations, base stations and mobile stations constituting the communication reservation system of the present invention will be described mainly with reference to FIGS.
[0075]
As shown in FIG. 3, the control station focused on in FIG. 7 has a function of transmitting a control signal related to reservation of a communication frame directly to the base station by wire or wireless, and a base station via the Internet. In addition, it has a function of performing control related to communication frame allocation. On the other hand, a communication device (mobile station) that makes a reservation is provided with a function for exchanging communication frame reservations from the communication device via the Internet. In FIG. 7 and FIG. 8, the control station and the base station are connected by a wired line, and can directly exchange information on the reservation of the communication frame, and the control station receives an e-mail from the mobile station via the Internet and communicates. A method for reserving a frame will be described.
[0076]
In step SB101 in FIG. 8, the mobile station that reserves the communication frame of the data performs e-mail processing on the e-mail in which the communication reservation information including the service area and time zone for which communication reservation is desired and its own identification ID is described. The device 50c converts the file into a format compatible with the e-mail transmission protocol. At this time, the mobile station can also transmit information such as a base station that desires communication. Next, the electronic mail is connected to the Internet via the input / output interface device 51c, thereby transmitting an electronic mail notifying the reservation of the communication time zone to the control station.
[0077]
The format of the e-mail is that the body of the e-mail includes a service area and time zone for which a reservation is desired and a recognition ID [MAC (Media Access Control) address for recognizing a mobile station recognized in advance by the control station. Alternatively, an ESS-ID (Enhanced Service Set ID) or the like] may be written, and a homepage where reservation information can be entered in the control station is accessed, and the reservation time and mobile station are set on the WWW (World Wide Web). The ID may be input in a tag format and data may be transmitted.
[0078]
Next, in step SA101 in FIG. 7, the control station connected to the Internet receives an e-mail including communication reservation information from the mobile station via the input / output interface device 51a, and sends it to the e-mail processing device 50a. Then, the mobile station recognition ID, communication frame information, and the like are recognized.
[0079]
Next, in step SA102, the communication system management device 56 of the control station confirms scheduling (allocation information) of the communication frame of the base station corresponding to the communication reservation information transmitted from the mobile station. In this case, the communication frame allocation information may be periodically acquired from the base station in advance, and the communication frame may be scheduled for each base station. An inquiry may be made to the base station that performs the operation.
[0080]
Next, in step SA103, the communication system management device 56 of the control station exists in the service area desired by the mobile station based on the confirmed communication frame allocation information, and can additionally allocate the mobile station. For a good base station. If there is a base station to which a communication frame can be allocated, the process proceeds to step SA104, and if there is no base station to which a communication frame can be allocated, the process proceeds to step SA107. When there are a plurality of possible base stations, a base station to which a communication frame is allocated is determined based on a predetermined priority order. For example, if the mobile station specifies the base station that it wants to connect to, a method that assigns priority to the designated base station, a method that assigns priority to a base station with a good radio wave condition, and a base station There is a method of assigning so as to average the utilization efficiency.
[0081]
When the communication system management device 56 of the control station determines that it is “impossible” to allocate the communication frame, in step SA107, the electronic mail processing device 50a of the control station transmits at least data transmission / reception “ An e-mail in which information indicating “rejection” and additional information such as a free time zone of each base station is recorded is transmitted to the mobile station via the Internet, and the process returns to step SA101 to wait for reception of the next e-mail.
[0082]
When the communication system management device 56 of the control station determines that the communication frame can be allocated, in step SA104, the communication system management device 56 of the control station requests the reservation of the communication frame. A control signal for requesting allocation of a communication frame is transmitted to the base station to be connected to the mobile station via the input / output interface device 51a.
[0083]
In the next step SA105, the communication system management device 56 of the control station updates the communication frame management information of the base station to which the communication frame has been allocated.
[0084]
In step SA106, the e-mail processing device 50a transmits an e-mail describing the content of “acknowledging” data transmission / reception and the assigned base station to the mobile station via the input / output interface device 51a via the Internet.
[0085]
On the other hand, in step SB102, the electronic mail processing device 50c of the mobile station processes the reply mail from the base station received via the Internet, confirms the reply content from the base station, and sends the reply content to the system control device 55c. introduce.
[0086]
In step SB103, the system controller 55c of the mobile station determines whether or not the data transmission / reception request has been accepted by the control station, and simultaneously displays the reply content of the mail on the display device 52c to notify the user. If the data transmission / reception request is “accepted” by the control station, the process proceeds to step SB104. If the data transmission request is “not accepted” by the control station, the process proceeds to step SB105.
[0087]
In step SB106, the user determines whether or not to change the reservation of the communication frame based on the notified vacant time zone of the base station. If the reservation contents are to be changed in this step, the process proceeds to step SB101, and the communication frame is reserved again by e-mail. On the other hand, if the “communication frame of the base station in the designated service area” and the “communication frame desired to be reserved” do not match at all, and the user gives up the reservation, the process ends.
[0088]
By the above method, it is possible to reserve a communication frame for a base station existing in a service area desired by the mobile station.
[0089]
(First embodiment)
Next, specific examples of the communication system according to the first exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 9 and 10. Reference is also made to FIGS. 1 to 8 as appropriate.
[0090]
FIG. 9 is a diagram showing an example of communication frame allocation of a base station before reservation according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a reservation according to the first embodiment of the present invention. It is the figure which showed an example of the communication frame allocation of a subsequent base station.
[0091]
The user will explain a specific implementation method in the case where the mobile station 16 transmits an e-mail to the control station 7 to reserve a communication frame, using the configuration of the communication system as shown in FIG. . However, for the sake of simplicity of explanation, the base station controlled by the control station 7 is assumed to be three base stations of the base station 8, the base station 9, and the base station 19, and the base stations 8, 9, and 19 are all mobile stations 16 Is in the service area where communication is desired. Further, it is assumed that the base stations 8, 9, and 19 each use a unique single communication channel for preventing congestion of communication data, and it is not necessary to specify a communication channel. The control station 7 and the base station are connected by wire, and a time frame can be assigned to the base station by a control signal different from the radio signal. The data to be communicated is a large amount of data such as video data, and one mobile station can communicate simultaneously with one base station.
[0092]
The user uses the e-mail transmission / reception function of the mobile station 16 that desires access, and the service area and communication frame (in this embodiment, only the communication time zone) requesting reservation and the identification ID (for example, MAC address) “00 11 FF 00 0001”, ESS-ID “GROUP 1”, usage time zone from 9:20 to 9:40 on October 31, 2002) to the control station 7 that manages the reservation of the communication time zone. Send to.
[0093]
The control station 7 recognizes a number unique to the mobile station 16 based on the MAC address, and recognizes whether the mobile station can access the control station 7 based on the ESS-ID. The MAC address and ESS-ID are registered in advance and can be recognized by the control station 7. In addition, for the purpose of security enhancement, a WEP (Wired Equivalent Privacy) key may be set, and this WEP key may be transmitted in addition to the recognition ID.
[0094]
The control station 7 receives the electronic mail, recognizes the communication frame and the recognition ID, and examines whether the reservation request time zone 82 of the mobile station 16 can be assigned to the time frame of the base station.
[0095]
As shown in FIG. 9, the base station 9 or the base station 19 can allocate the mobile station 16 in a time zone in which the mobile station 16 desires to make a reservation. Under such circumstances, whether the control station 7 assigns a time frame to the base station 9 or the base station 19 is determined based on a priority method of assignment determined in advance. In the example of this embodiment, for the purpose of increasing the operating efficiency of the base station, the base station is determined in a direction to equalize the communication load of the base station. That is, the base station 19 has a longer time zone (81-2) than the base station 9 as shown in FIG. 9, and the operation efficiency is poor. Therefore, the control station 7 connects the base station 19 to the mobile station 16. The reservation desired time zone 82 is assigned.
[0096]
The communication frame reservation status of each base station after the reservation time band is allocated is as shown in FIG. 10, and the communication time band of the mobile station 16 is inserted into the communication frame 83.
[0097]
In this embodiment, the mobile station 16 itself transmits an e-mail to the control station 7 to reserve the communication time. However, other communication devices (for example, the personal computer 4 and the mobile phone 5) The communication time may be reserved using an e-mail transmission / reception function. In this case, by transmitting an e-mail from the other communication device to the mobile station 16 or by directly connecting to the mobile station 16 by wire or wirelessly and transmitting / receiving information such as a communication time zone. The same effect as when the mobile station 16 directly reserves the communication time with the base station 19 can be obtained.
[0098]
Further, when all the communication time reservations are completed by the other communication devices, the user may directly give a command to the mobile station 16 by operating the input device 53b, or the final communication time reservation result May be transmitted to the mobile station 16 as data.
[0099]
(Second Embodiment)
Next, an example of the second embodiment of the present invention will be described. In the example of the second embodiment, description will be made mainly with reference to FIGS. 11 and 12, but FIGS. 1 to 8 are also referred to as appropriate. The communication system and the connection status between the control station and the mobile station are the same as those in the first embodiment, but the number of mobile stations to which the base station 19 can be connected simultaneously is 3 in the second embodiment. Up to two are possible. In addition, the mobile station 16 that reserves a communication frame desires the mobile station 15 as a data transmission / reception destination.
[0100]
FIG. 11 is a diagram showing an example of a communication time slot reservation method according to the second embodiment of the present invention. The mobile station 16 that makes a reservation for the communication time zone, with respect to the control station 7, for two stations of the mobile station 16 itself and the destination mobile station 15 in the desired communication time zone (9:20 to 9:40). Make a reservation. The base station 8 has reservations for three stations in the desired time zone and cannot make additional reservations. The base station 9 has reservations for two stations in the desired time zone, and can additionally reserve for one station. The base station 19 has no reservation at all in the desired time zone, and can make an additional reservation for three stations.
[0101]
In this case, the control station 7 can allocate communication frames of the mobile station 15 and the mobile station 16 to the base station 19 that can make an additional reservation for two stations. In the example of the present embodiment, since the communication partner is a mobile station, the communication channel and the communication time zone are allocated to the two mobile stations 15 and 16, but considering the communication efficiency, the mobile station It is more efficient that 15 and the mobile station 16 communicate directly without going through the base station. However, if the mobile station 15 and the mobile station 16 communicate directly, there is a possibility of causing interference with other communications depending on the communication channel used. Therefore, in order to avoid interference, the base station needs to manage the mobile station 15 and the mobile station 16 by assigning a communication channel and a communication time zone to the mobile station. Further, since it is easier to control two mobile stations with one base station than to assign the mobile stations 15 and 16 to different base stations, the mobile stations 15 and 16 are assigned to the base station 19. Become.
[0102]
FIG. 12 is a diagram showing an example of a communication frame reservation method in a different situation from FIG. 11 according to the second embodiment of the present invention.
[0103]
The difference from the case of FIG. 11 is that the base station 19 has already reserved two stations in the communication request time zone, and only one station can be added.
[0104]
In this case, the control station 7 assigns the communication frames of the mobile stations 15 and 16 to the base station 9 and the base station 19, respectively. Since the mobile station 15 and the mobile station 16 are assigned to different base stations, it is difficult for the mobile stations to communicate directly with each other as in the case of FIG. 11 because there are problems such as frequency channel or radio wave reach distance. . Therefore, communication between the mobile station 15 and the mobile station 16 is performed via the base station 9 and the base station 19. As in the example of FIG. 12, even when the allocated capacity of the communication frame of the base station is insufficient, the base station efficiently searches for a free base station and allocates the communication frame, Can be used.
[0105]
Thus, when it is desired to perform communication between two mobile stations, it can be realized by securing the communication frames of the two mobile stations at the time of reservation at the same time.
[0106]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when a user wants to use a wireless communication system such as a hot spot in a time zone designated by the user, the user must perform radio communication in the designated time zone. It becomes possible to provide a control station, a base station, a mobile station, or a communication system that can access the system.
[0107]
Furthermore, according to the present invention, the control station collectively manages the communication frame of the base station, so that a base station with a free communication frame can be obtained in a service area and a time zone that a user desires to communicate with. Allocation that can be easily found and spans base stations is also possible, and there is an effect of increasing the degree of freedom of time frame allocation.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a base station, a mobile station, and a communication system according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing an example of a block configuration of a control station constituting the communication system of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing an example of a block configuration of a base station constituting the communication system of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing an example of a block configuration of a mobile station constituting the communication system of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram showing an example of a configuration of a wireless communication apparatus of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a configuration of a communication frame used in a radio communication system including a base station and a mobile station according to the present invention.
FIG. 7 is a flowchart when a communication time zone reservation method in the communication system of the present invention is mainly focused on a control station.
FIG. 8 is a flowchart when a communication time zone reservation method in the communication system of the present invention is mainly focused on a mobile station.
FIG. 9 is a diagram showing an example of time frame allocation of a base station before reservation according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram showing an example of time frame allocation of a base station after reservation according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a diagram showing an example of a time frame reservation method according to the second embodiment of the present invention;
FIG. 12 is a diagram showing an example of a time frame reservation method in a situation different from FIG. 11 according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration example of a conventional wireless communication system.
FIG. 14 is a diagram illustrating a frame configuration example of a wireless communication system using a conventional centralized control method.
[Explanation of symbols]
1 Internet
2 Media server
3 TV receiver
4 PC
5 Mobile phones
10, 20 Wireless communication system
11-16, 22 Mobile station
8, 9, 19, 21 Base station
29, 29a, 29b, 29c Transmission / reception antenna
30, 30a, 30b, 30c Wireless communication apparatus
31 Communication control unit
32 Antenna duplexer
33 RF / IF receiver
34 Signal strength detector
35 A / D converter
36 Demodulator
38 Bus control unit
39 Modulator
40 D / A converter
41 RF / IF transmitter
50a, 50b, 50c E-mail processing device
51a, 51b, 51c I / O interface device
52c display device
53c input device
54a, 54b, 54c Data processing device
55b, 55c system controller
56 Communication System Management Device
71-1 (N-1) th frame
71-2 (N) th frame
71-3 (N + 1) th frame
72 Control information
73-1, 73-M Downlink Phase Segment 1, Segment N
74 Uplink Phase
75 preamble
76-1, 76-M Data payload
81-1, 81-3 Time zones when reservations already exist
81-2 Time period when no reservation exists
82 Preferred time zone
83 Time zone when a new reservation is made
85 Reservation time zone
86 When there are no reservations
87,88 Time zone where reservations for two stations exist

Claims

Base station, a communication system of a centralized control method for allocating a communication frame indicating a communication time zone and communication channels used by the mobile station,
A control station for controlling a communication system between the base station and the mobile station ;
The mobile station
E-mail transmission means for transmitting to the control station as an e-mail including communication reservation information having a service area desired to be used by the mobile station and a communication frame;
The control station
E-mail receiving means for receiving e-mail containing communication reservation information from the mobile station;
Based on the communication reservation information included in the e-mail received by the e-mail receiving means, a base station that can secure a communication frame included in the communication reservation information is allocated from the base stations included in the use service area. Base station assignment means;
Communication reservation information transmitting means for transmitting the communication reservation information to the base station assigned by the base station assigning means;
A communication system comprising:

A communication unit that uses a communication path different from a communication path used for communication between the base station and the mobile station for communication of the electronic mail between the control station and the mobile station. The communication system according to 1.

A communication unit that uses a communication path different from a communication path used for communication between the base station and the mobile station for communication of the communication reservation information between the control station and the base station. Item 12. The communication system according to Item 1.

  A control in which a base station is connected to a communication system of a centralized control system that allocates a communication channel used by a mobile station and a communication frame indicating a communication time zone, and performs control of the communication system between the base station and the mobile station In the station
  E-mail receiving means for receiving e-mail containing communication reservation information from the mobile station;
  Based on the communication reservation information included in the e-mail received by the e-mail receiving means, a base station that can secure a communication frame included in the communication reservation information is allocated from the base stations included in the use service area. Base station assignment means;
  Communication reservation information transmitting means for transmitting the communication reservation information to the base station assigned by the base station assigning means;
  A control station comprising:

If the communication start desired time of the communication frame of the communication reservation information included in the e-mail received by the e-mail receiving means designates an arbitrary fixed time after the e-mail is received, the communication 5. The control station according to claim 4, further comprising means for receiving reservation information as a communication reservation request.

The communication reservation information includes the MAC address or ESS-ID information of the mobile station that uses the reserved communication frame, and the mobile station uses the reserved communication frame with the MAC address or ESS-ID information of the mobile station. 5. The control station according to claim 4, further comprising means for identifying

When the communication frame requested by the mobile station overlaps with a communication frame already notified from another mobile station, or when the communication frame can be assigned to the mobile station, the communication frame is provided to the mobile station. 5. The control station according to claim 4, wherein when the communication frame is insufficient, the communication frame is not allocated to the mobile station.

  A centralized control system having a base station, a mobile station, and a control station that controls the base station and the mobile station, wherein the base station allocates a communication channel used by the mobile station and a communication frame indicating a communication time zone In the base station provided in the communication system of
  Communication reservation information receiving means for receiving communication reservation information including a service area desired to be used by the mobile station and a communication frame indicating a communication time zone from the control station;
  A base station comprising communication means for communicating with the assigned mobile station in a communication frame of communication reservation information received by the communication reservation information receiving means.

The communication reservation information includes the MAC address or ESS-ID information of the mobile station that uses the reserved communication frame, and the mobile station uses the reserved communication frame with the MAC address or ESS-ID information of the mobile station. 9. The base station of claim 8, further comprising means for identifying.

9. The base station according to claim 8, further comprising means for notifying the control station of a communication frame that can be allocated in advance.

The base station according to claim 8, further comprising means for allocating a part or all of a communication frame that can be allocated to a communication frame notified from the control station.

  A centralized control system having a base station, a mobile station, and a control station that controls the base station and the mobile station, wherein the base station allocates a communication channel used by the mobile station and a communication frame indicating a communication time zone In the mobile station provided in the communication system of
  Mobile station e-mail receiving means for receiving e-mail from the control station;
  A mobile station comprising means for communicating with a base station described in an e-mail received by the mobile station e-mail receiving means.