JP5064345B2 - 無線通信システム、位置管理装置、無線端末および無線通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、無線中継局を具備する無線通信システム、および当該無線通信システムにおいて用いられる位置管理装置、無線端末、無線通信方法に関する。

一般的に、無線端末は、最も条件の良い無線基地局と無線通信を実行するために、サーチ処理を実行する。具体的には、無線端末は、無線基地局から通知されるネイバーリストに基づき、無線端末の無線通信相手の候補となり得る無線基地局が送信する無線信号の受信品質を測定する。そして、無線端末は、受信品質が最も良好な無線基地局を無線通信相手として選択する。

近年では、無線通信システムにおいて、無線基地局と無線端末との通信を中継する無線中継局が広く用いられている。無線中継局は、例えば、無線基地局のセル（つまり、無線通信が可能なエリア）の周縁部分に設置される。無線端末は、無線基地局のセル外に位置していても、無線中継局のセル内に位置していれば、無線中継局を介して無線基地局と通信できる（例えば、特許文献１）。

無線基地局および無線中継局のそれぞれのセルが重複するエリアなどでは、無線基地局および無線中継局が無線端末の無線通信相手の候補となり得る。この場合、無線端末は、無線基地局および無線中継局のそれぞれに対してサーチ処理を実行することによって、無線基地局または無線中継局の何れかを無線通信相手として選択する。
特開２００８−６７３８６号公報（[要約]など）

しかしながら、無線端末が無線基地局および無線中継局のそれぞれに対してサーチ処理を実行する場合、無線基地局に対してのみサーチ処理を実行する場合と比較して、無線端末の処理負荷および消費電力が増大する。

また、１つの無線基地局のセル内に多数の無線中継局が設置されるような無線通信システムでは、多数の無線中継局が無線端末の無線通信相手の候補となり得る。無線端末が多数の無線中継局に対してサーチ処理を実行する場合には、無線端末の処理負荷および消費電力がさらに増大する問題がある。

さらに、無線中継局の中には移動可能なものが存在するため、無線中継局が無線端末の無線通信相手の候補となり得る場合には、無線端末が適切な無線通信相手を選択することは困難であった。

そこで、本発明は、無線基地局および無線中継局が無線端末の無線通信相手の候補となり得る場合において、サーチ処理に伴う無線端末の処理負荷および消費電力を低減しつつ、無線端末が適切な無線通信相手を選択できる無線通信システム、位置管理装置、無線端末および無線通信方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明は以下のような特徴を有している。まず、本発明の第１の特徴は、無線端末（無線端末１００）の無線通信相手の候補となり得る無線基地局（無線基地局ＢＳ）および無線中継局（無線中継局ＲＳ）が送信する無線信号の受信品質を測定するとともに、前記受信品質に応じて前記無線通信相手を選択するサーチ処理を前記無線端末が実行する無線通信システム（無線通信システム１０）であって、前記無線基地局および前記無線中継局の位置を示す局位置情報を管理する位置管理装置（位置管理装置２００）を備え、前記位置管理装置は、前記無線端末の位置を示す端末位置情報を取得する取得部（端末位置取得部２２２）と、前記局位置情報と、前記取得部によって取得された前記端末位置情報とに基づき、前記無線端末との間の距離が短い順または長い順に前記無線基地局および前記無線中継局を順位付けする順位付け部（順位付け部２２３）と、前記順位付け部による順位付けの結果に基づく順位通知を前記無線端末に送信する通知送信部（通知部２２４および有線通信部２１０）とを有し、前記無線端末は、前記位置管理装置から受信した前記順位通知に基づき、前記無線基地局および前記無線中継局のうち、前記無線端末との間の距離が短い上位所定数に対してのみ前記サーチ処理を実行することを要旨とする。

このような無線通信システムによれば、位置管理装置は、無線端末との間の距離が短い順または長い順に無線基地局および無線中継局を順位付けした結果に基づく順位通知を無線端末に送信する。無線端末は、位置管理装置から受信した順位通知に基づき、無線通信相手の候補となり得る無線基地局および無線中継局のうち、無線端末との間の距離が短い上位所定数に対してのみサーチ処理を実行する。

つまり、無線通信相手の候補となり得る無線基地局および無線中継局の全部に対してサーチ処理を実行するのではなく、一部に対してのみサーチ処理を実行することによって、サーチ処理に伴う無線端末の処理負荷および消費電力を低減できる。

また、無線端末との間の距離が短い無線基地局または無線中継局は、無線端末との無線通信における伝搬ロスが小さく、無線端末の無線通信相手として適切であるといえる。したがって、無線端末は、自端末との間の距離が短い上位所定数に対してのみサーチ処理を実行することによって、適切な無線通信相手を選択できる。

したがって、上記の特徴に係る無線通信システムによれば、無線基地局および無線中継局が無線端末の無線通信相手の候補となり得る場合において、サーチ処理に伴う無線端末の処理負荷および消費電力を低減しつつ、無線端末が適切な無線通信相手を選択できる。

本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記無線中継局は、移動可能であるとともに、前記無線中継局の位置を通知する位置通知を前記位置管理装置に送信し、前記位置管理装置は、前記局位置情報を記憶する記憶部（記憶部２３０）と、前記無線中継局から受信した前記位置通知に応じて、前記記憶部が記憶する前記局位置情報を更新する情報更新部（情報更新部２２１）とをさらに備えることを要旨とする。

本発明の第３の特徴は、本発明の第１または第２の特徴に係り、前記無線端末は、前記無線端末の位置を検出する端末位置検出部（位置検出部１３２）と、前記端末位置検出部によって検出された位置を示す前記端末位置情報を前記位置管理装置に送信する端末位置情報送信部（送信部１１１）とを備えることを要旨とする。

本発明の第４の特徴は、本発明の第１〜第３の何れか一つの特徴に係り、前記無線端末は、前記サーチ処理により選択された前記無線通信相手へのハンドオーバを実行するハンドオーバ実行部（ハンドオーバ実行部１３４）をさらに備えることを要旨とする。

本発明の第５の特徴は、無線端末（無線端末１００）の無線通信相手の候補となり得る無線基地局（無線基地局ＢＳ）および無線中継局（無線中継局ＲＳ）の位置を示す局位置情報を管理する位置管理装置（位置管理装置２００）であって、前記無線端末の位置を示す端末位置情報を取得する取得部（端末位置取得部２２２）と、前記局位置情報と、前記取得部によって取得された前記端末位置情報とに基づき、前記無線端末との間の距離が短い順または長い順に前記無線基地局および前記無線中継局を順位付けする順位付け部（順位付け部２２３）と、前記順位付け部による順位付けの結果に基づく順位通知を前記無線端末に送信する通知送信部（通知部２２４および有線通信部２１０）とを備えることを要旨とする。

本発明の第６の特徴は、無線通信相手の候補となり得る無線基地局（無線基地局ＢＳ）および無線中継局（無線中継局ＲＳ）が送信する無線信号の受信品質を測定するとともに、前記受信品質に応じて前記無線通信相手を選択するサーチ処理を実行する無線端末（無線端末１００）であって、前記無線基地局および前記無線中継局の位置を示す局位置情報を管理する位置管理装置（位置管理装置２００）から、前記無線端末との間の距離が短い順または長い順に前記無線基地局および前記無線中継局を順位付けした結果に基づく順位通知を受信する通知受信部（受信部１１２）と、前記通知受信部が受信した前記順位通知に基づき、前記無線基地局および前記無線中継局のうち、前記無線端末との間の距離が短い上位所定数に対してのみ前記サーチ処理を実行するサーチ処理部（サーチ処理部１３３）とを備えることを要旨とする。

本発明の第７の特徴は、自端末の無線通信相手の候補となり得る無線基地局（無線基地局ＢＳ）および無線中継局（無線中継局ＲＳ）が送信する無線信号の受信品質を測定するとともに、前記受信品質に応じて前記無線通信相手を選択するサーチ処理を実行する無線端末（無線端末１００）と、前記無線基地局および前記無線中継局の位置を示す局位置情報を管理する位置管理装置（位置管理装置２００）とを用いた無線通信方法であって、前記位置管理装置が、前記無線端末の位置を示す端末位置情報を取得するステップ（ステップＳ２０３）と、前記位置管理装置が、前記局位置情報と、前記取得するステップによって取得された前記端末位置情報とに基づき、前記無線端末との間の距離が短い順または長い順に前記無線基地局および前記無線中継局を順位付けするステップ（ステップＳ２０４，Ｓ２０５）と、前記順位付けするステップによる順位付けの結果に基づく順位通知を前記位置管理装置から前記無線端末に送信するステップ（ステップＳ２０６）と、前記無線端末が、前記位置管理装置から受信した前記順位通知に基づき、前記無線基地局および前記無線中継局のうち、前記無線端末との間の距離が短い上位所定数に対してのみ前記サーチ処理を実行するステップ（ステップＳ２０７）とを備えることを要旨とする。

本発明によれば、無線基地局および無線中継局が無線端末の無線通信相手の候補となり得る場合において、サーチ処理に伴う無線端末の処理負荷および消費電力を低減しつつ、無線端末が適切な無線通信相手を選択できる無線通信システム、位置管理装置、無線端末および無線通信方法を提供できる。

次に、図面を参照して、本発明の実施形態に係る無線通信システムについて説明する。具体的には、（１）無線通信システムの概略構成、（２）無線通信システムの詳細構成、（３）無線通信システムの動作、（４）作用・効果、（５）その他の実施形態について説明する。以下の実施形態における図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。

（１）無線通信システムの概略構成
図１は、本実施形態に係る無線通信システム１０の概略構成図である。図１に示すように、無線通信システム１０は、無線端末１００、無線基地局ＢＳ、無線中継局ＲＳ１〜ＲＳ３、ゲートウェイ装置ＧＷおよび位置管理装置２００を有する。本実施形態において無線通信システム１０は、モバイルＷｉＭＡＸ（ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ）に基づく構成を有する。

無線基地局ＢＳは、無線端末１００との無線通信を実行可能なエリアであるセルＣ１を形成する。無線端末１００はセルＣ１の周縁部分（すなわち、セルフリンジ）に位置している。無線基地局ＢＳは、無線端末１００の無線通信相手の候補となり得る無線基地局および無線中継局を通知するネイバーリストをセルＣ１内に送信（ブロードキャスト）している。

例えば、ネイバーリストは、無線基地局ＢＳに隣接する無線基地局である隣接基地局を識別する識別情報と、セルＣ１内に位置する無線中継局を識別する識別情報とを含む。このような識別情報は、例えば、隣接基地局または無線中継局の識別子（ＩＤ）と、隣接基地局または無線中継局が通信に使用するチャネル（周波数など）の情報とを対応付けたものである。

無線端末１００は、最も条件の良い無線通信相手を探索（サーチ）するために、無線基地局ＢＳによって送信されるネイバーリストに基づいてサーチ処理を実行する。このようなサーチ処理は、周波数サーチ、セルサーチ、またはセルスキャンとも呼ばれる。

無線端末１００は、ネイバーリストによって識別される無線基地局および無線中継局が送信する無線信号（具体的には、プリアンブルなどの既知信号）の受信品質を測定するとともに、当該受信品質が最も高い無線通信相手を選択する。受信品質とは、例えば受信電界強度（ＲＳＳＩ）または受信信号対雑音比（受信ＳＮＲ）などである。無線端末１００は、無線通信相手を選択すると、選択した無線通信相手との同期を確立する。

無線中継局ＲＳ１〜ＲＳ３は、セルＣ１内に位置している。例えば、無線中継局ＲＳ１〜ＲＳ３それぞれは、例えば、屋内に設置可能な小型無線中継局である。無線中継局ＲＳ１〜ＲＳ３は同様の構成であるため、以下においては、無線中継局ＲＳ１〜ＲＳ３を適宜「無線中継局ＲＳ」と総称する。

無線中継局ＲＳは、無線基地局ＢＳと無線端末１００との通信を中継する。図１の例では、無線中継局ＲＳ１〜ＲＳ３それぞれは、無線基地局ＢＳのセルＣ１のセルフリンジに設置される。

無線中継局ＲＳ１によってセルＣ２が形成される。無線中継局ＲＳ２によってセルＣ３が形成される。無線中継局ＲＳ３によってセルＣ４が形成される。無線端末１００は、セルＣ１のセル外に位置していても、セルＣ２〜セルＣ４の何れかに位置していれば、無線中継局ＲＳを介して無線基地局ＢＳと通信できる。

ゲートウェイ装置ＧＷは、ＷｉＭＡＸに従ったＡＳＮ−ＧＷ（Access Service Network Gateway）である。ここでＡＳＮとは、無線アクセス機能を提供するネットワークを意味する。すなわち、ゲートウェイ装置ＧＷは、ＡＳＮの一部を構成する装置であり、ネットワークと無線基地局ＢＳとのインタフェースとして機能する。

位置管理装置２００は、ゲートウェイ装置ＧＷに接続され、位置管理装置２００は、無線基地局ＢＳおよび無線中継局ＲＳの位置を示す局位置情報を管理する。本実施形態において位置管理装置２００は、局位置情報を管理するサーバとして構成される。

（２）無線通信システムの詳細構成
次に、図２〜図４を参照して、無線通信システム１０の詳細構成について説明する。具体的には、（２．１）無線端末の構成、（２．２）位置管理装置の構成、（２．３）無線中継局の構成について説明する。

（２．１）無線端末の構成
図２は、無線端末１００の構成を示す機能ブロック図である。図２に示すように、無線端末１００は、無線通信部１１０、ＧＰＳ受信機１２０、制御部１３０、記憶部１４０、ユーザインタフェース部１５０およびバッテリ１６０を有する。

無線通信部１１０は、無線基地局ＢＳまたは無線中継局ＲＳと無線通信を実行する機能を有する。具体的には、無線通信部１１０は、無線信号を送信する送信部１１１と、無線信号を受信する受信部１１２とを含む。送信部１１１は、パワーアンプおよびアップコンバータなどを含む。受信部１１２は、ＬＮＡ(Low Noise Amplifier)およびダウンコンバータなどを含む。なお、受信部１１２は、受信した無線信号の受信品質を測定する機能を有する。ＧＰＳ受信機１２０は、全地球測位システム（ＧＰＳ）衛星からの信号を受信する。

制御部１３０は、例えばＣＰＵなどによって構成され、無線端末１００が具備する各種機能を制御する。記憶部１４０は、例えばメモリによって構成され、無線端末１００における制御などに用いられる各種情報を記憶する。

ユーザインタフェース部１５０は、音声を集音するマイクロフォン、音声を出力するスピーカ、画像などを表示する表示部、ユーザの操作内容を入力するテンキー/ファンクションキーなどを有する。バッテリ１６０は、電力を蓄えるとともに、無線端末１００を構成する各機能ブロックに対し、蓄えた電力を供給する。

制御部１３０は、劣化検出部１３１、位置検出部１３２、サーチ処理部１３３およびハンドオーバ実行部１３４を有する。

劣化検出部１３１は、無線基地局ＢＳまたは無線中継局ＲＳから受信する無線通信の受信品質の劣化（例えば、ＲＳＳＩが所定の閾値を下回ったこと）を検出する。

位置検出部１３２は、ＧＰＳ受信機１２０が受信する衛星信号に基づき、無線端末１００の現在位置を検出する。位置検出部１３２によって検出された位置を示す端末位置情報は、送信部１１１を介して無線基地局ＢＳまたは無線中継局ＲＳに送信される。

サーチ処理部１３３は、上述したサーチ処理を実行する。具体的には、サーチ処理部１３３は、無線基地局ＢＳから通知されるネイバーリストに基づき、無線端末１００の無線通信相手の候補となり得る無線基地局ＢＳおよび無線中継局ＲＳが送信する無線信号の受信品質を受信部１１２を用いて測定する。そして、サーチ処理部１３３は、受信品質が最も良好な無線基地局ＢＳまたは無線中継局ＲＳを無線通信相手として選択する。

本実施形態では、サーチ処理部１３３は、ネイバーリストに含まれる全ての無線基地局ＢＳおよび無線中継局ＲＳに対してサーチ処理を実行するのではなく、無線端末１００との間の距離が短い上位所定数（具体的には、上位２つ）に対してのみサーチ処理を実行する。

ハンドオーバ実行部１３４は、サーチ処理部１３３によるサーチ処理の結果に応じてハンドオーバを実行する。すなわち、ハンドオーバ実行部１３４は、受信品質が最も良好な無線基地局ＢＳまたは無線中継局ＲＳを新たな無線通信相手として、当該新たな無線通信相手へのハンドオーバを実行する。

（２．２）位置管理装置の構成
図３は、位置管理装置２００の構成を示す機能ブロック図である。図３に示すように、位置管理装置２００は、有線通信部２１０、制御部２２０および記憶部２３０を有する。

有線通信部２１０は、ゲートウェイ装置ＧＷと有線接続され、ゲートウェイ装置ＧＷを介して無線基地局ＢＳと通信する。制御部２２０は、例えばＣＰＵなどによって構成され、位置管理装置２００が具備する各種機能を制御する。記憶部２３０は、例えばメモリによって構成され、位置管理装置２００における制御などに用いられる各種情報を記憶する。

記憶部２３０は、無線基地局ＢＳおよび無線中継局ＲＳの位置を示す局位置情報を記憶する。局位置情報は、無線基地局ＢＳまたは無線中継局ＲＳを識別する識別子（ＩＤ）と、無線基地局ＢＳまたは無線中継局ＲＳの位置とを対応付けた情報である（図７参照）。図７の例では、無線基地局ＢＳ、無線中継局ＲＳ１、無線中継局ＲＳ２および無線中継局ＲＳ３のそれぞれについて位置が登録されている。

無線基地局ＢＳの局位置情報は、無線基地局ＢＳの設置時に記憶部２３０に記憶させればよい。無線中継局ＲＳの局位置情報については、無線中継局ＲＳが固定型である場合には無線中継局ＲＳの設置時に記憶部２３０に記憶させればよい。無線中継局ＲＳが移動可能である場合には無線中継局ＲＳの局位置情報は適宜更新される。以下においては、無線中継局ＲＳが移動可能であり、無線中継局ＲＳの局位置情報が適宜更新される場合について説明する。

制御部２２０は、情報更新部２２１、端末位置取得部２２２、順位付け部２２３および通知部２２４を有する。

情報更新部２２１は、無線中継局ＲＳの現在位置を通知する位置通知を有線通信部２１０が受信すると、当該位置通知に応じて、記憶部２３０が記憶する局位置情報を更新する。

端末位置取得部２２２は、無線端末１００から送信された端末位置情報を有線通信部２１０が受信すると、当該端末位置情報を取得し、取得した端末位置情報を順位付け部２２３に伝達する。

順位付け部２２３は、記憶部２３０が記憶する局位置情報と、端末位置取得部２２２によって取得された端末位置情報とに基づき、無線端末１００との間の距離が短い順に、無線基地局ＢＳおよび無線中継局ＲＳを順位付けする。

通知部２２４は、順位付け部２２３による順位付けの結果に基づく順位通知を有線通信部２１０を用いて送信する。順位通知は、無線基地局ＢＳを介して無線端末１００に送信される。

順位通知は、無線基地局ＢＳまたは無線中継局ＲＳを識別する識別子（ＩＤ）と、無線基地局ＢＳまたは無線中継局ＲＳの順位とを対応付けた情報である（図８参照）。図８の例では、無線基地局ＢＳ、無線中継局ＲＳ１、無線中継局ＲＳ２および無線中継局ＲＳ３のそれぞれについて、無線端末１００との間の距離が短い順に順位が付けられている。

（２．３）無線中継局の構成
図４は、本実施形態に係る無線中継局ＲＳの構成を示す機能ブロック図である。図４に示すように、無線中継局ＲＳは、基地局無線通信部３１０、端末無線通信部３２０、ＧＰＳ受信機３３０、制御部３４０および記憶部３５０を有する。

基地局無線通信部３１０は、無線基地局ＢＳと無線通信を実行する機能を有する。端末無線通信部３２０は、無線端末１００と無線通信を実行する機能を有する。ＧＰＳ受信機３３０は、ＧＰＳ衛星からの信号を受信する。

制御部３４０は、例えばＣＰＵなどによって構成され、無線中継局ＲＳが具備する各種機能を制御する。制御部３４０は、ＧＰＳ受信機３３０を用いて自局の位置を周期的に検出し、検出した位置を示す局位置情報を、基地局無線通信部３１０を用いて無線基地局ＢＳに周期的に送信する。記憶部３５０は、例えばメモリによって構成され、無線中継局ＲＳにおける制御などに用いられる各種情報を記憶する。

（３）無線通信システムの動作
次に、図５〜図８を参照して、無線通信システム１０の動作について説明する。具体的には、（３．１）中継局位置登録動作、（３．２）ハンドオーバ動作について説明する。

ここで中継局位置登録動作は、位置管理装置２００が無線中継局ＲＳの位置を登録する際の無線通信システム１０の動作である。ハンドオーバ動作は、無線端末１００がハンドオーバを実行する際の無線通信システム１０の動作である。

（３．１）中継局位置登録動作
図５は、中継局位置登録動作の流れを示すシーケンス図である。

ステップＳ１０１およびＳ１０２において、無線中継局ＲＳの制御部３４０は、ＧＰＳ受信機３３０を用いて自局の位置を検出し、検出した位置を示す局位置情報を、基地局無線通信部３１０を用いて無線基地局ＢＳに送信する。無線基地局ＢＳは、局位置情報を無線中継局ＲＳから受信すると、受信した局位置情報を位置管理装置２００に送信する。

位置管理装置２００の有線通信部２１０は、無線基地局ＢＳから受信した局位置情報を情報更新部２２１に伝達する。ステップＳ１０３において、位置管理装置２００の情報更新部２２１は、局位置情報を記憶部２３０に記憶させることによって、無線中継局ＲＳの位置登録を行う。

ステップＳ１０４およびＳ１０５において、無線中継局ＲＳの制御部３４０は、ステップＳ１０１と同様に、基地局無線通信部３１０を用いて、自局の局位置情報を無線基地局ＢＳに送信する。無線基地局ＢＳは、局位置情報を無線中継局ＲＳから受信すると、受信した局位置情報を位置管理装置２００に送信する。

位置管理装置２００の有線通信部２１０は、無線基地局ＢＳから受信した局位置情報を情報更新部２２１に伝達する。ステップＳ１０６において、情報更新部２２１は、無線中継局ＲＳの局位置情報を記憶部２３０に記憶させ直すことによって、無線中継局ＲＳの局位置情報を更新する。これにより、無線中継局ＲＳの局位置情報が最新の状態に保たれる。

（３．２）ハンドオーバ動作
図６は、ハンドオーバ動作の流れを示すシーケンス図である。ここでは、無線基地局ＢＳから無線中継局ＲＳへ無線通信相手を切り替えるハンドオーバを無線端末１００が実行する場合について説明する。

ステップＳ２０１において、無線端末１００の劣化検出部１３１は、無線基地局ＢＳが送信する無線信号の受信品質が劣化したことを検出する。

劣化検出部１３１が受信品質の劣化を検出すると、ステップＳ２０２において無線端末１００の位置検出部１３２は、ＧＰＳ受信機１２０を用いて無線端末１００の位置を検出する。位置検出部１３２が無線端末１００の位置を検出すると、無線端末１００の送信部１１１は、検出された位置を示す端末位置情報を無線基地局ＢＳに送信する（ステップＳ２０３）。無線基地局ＢＳは、端末位置情報を無線端末１００から受信すると、受信した端末位置情報を位置管理装置２００に送信する（ステップＳ２０３）。

ただし、劣化検出部１３１が受信品質の劣化を検出した後に位置検出部１３２が位置を検出する場合に限らず、次のような方法を採用してもよい。具体的には、位置検出部１３２が無線端末１００の位置を周期的に検出し、劣化検出部１３１が受信品質の劣化を検出した時点で、最も新しい端末位置情報を送信部１１１から無線基地局ＢＳに送信してもよい。

位置管理装置２００の端末位置取得部２２２は、有線通信部２１０を介して端末位置情報を取得し、取得した端末位置情報を順位付け部２２３に伝達する。端末位置情報が伝達されると、順位付け部２２３は、記憶部２３０に記憶されている局位置情報を読み出す。ステップＳ２０４において順位付け部２２３は、端末位置情報および局位置情報に基づいて、無線端末１００と無線基地局ＢＳとの間の距離、および無線端末１００と無線中継局ＲＳとの間の距離を計算する。

図１の例では、順位付け部２２３は、無線端末１００と無線基地局ＢＳとの間の距離ｄ１、無線端末１００と無線中継局ＲＳ１との間の距離ｄ２、無線端末１００と無線中継局ＲＳ２との間の距離ｄ３、無線端末１００と無線中継局ＲＳ３との間の距離ｄ４を計算する。なお、本動作例では、無線端末１００が無線基地局ＢＳからのハンドオーバを実行するため、距離ｄ１の計算を省略してもよい。

ステップＳ２０５において順位付け部２２３は、ステップＳ２０４において計算した距離ｄ１〜距離ｄ４が短い順に、無線基地局ＢＳおよび無線中継局ＲＳを順位付けする。図１の例では、無線端末１００と無線中継局ＲＳ２との間の距離ｄ３が最も短く、無線中継局ＲＳ２が無線端末１００から最も近いことになる。順位付けの結果は、距離ｄ３＜距離ｄ４＜距離ｄ１＜距離ｄ２（つまり、無線中継局ＲＳ２＜無線中継局ＲＳ３＜無線基地局ＢＳ＜無線中継局ＲＳ１）となる。

ステップＳ２０５において位置管理装置２００の通知部２２４は、順位付け部２２３による順位付けの結果を示す順位通知（図８参照）を有線通信部２１０を用いて無線基地局ＢＳに送信する。すなわち、本実施形態において通知部２２４および有線通信部２１０は、順位通知を送信する通知送信部を構成する。無線基地局ＢＳは、位置管理装置２００から受信した順位通知を無線端末１００に送信する。

無線端末１００の受信部１１２は、順位通知を無線基地局ＢＳから受信すると、受信した順位通知をサーチ処理部１３３に伝達する。本実施形態において受信部１１２は、順位通知を受信する通知受信部を構成する。

ステップＳ２０５においてサーチ処理部１３３は、無線基地局ＢＳ、無線中継局ＲＳ１、無線中継局ＲＳ２および無線中継局ＲＳ３のうち、無線端末１００との間の距離が短い上位２つ、具体的には無線中継局ＲＳ２および無線中継局ＲＳ３に対してのみサーチ処理を実行する。その結果、無線基地局ＢＳおよび無線中継局ＲＳ１に対するサーチ処理は省略されることになる。

サーチ処理部１３３は、無線中継局ＲＳ２および無線中継局ＲＳ３のそれぞれが送信する無線信号を受信し、当該無線信号の受信品質を測定する。そして、サーチ処理部１３３は、測定した受信品質を比較し、受信品質が高い方を特定する。

ここでは、無線中継局ＲＳ２からの受信品質が無線中継局ＲＳ３からの受信品質よりも高いものとする。サーチ処理部１３３によるサーチ処理の結果は、ハンドオーバ実行部１３４に伝達される。

ステップＳ２０８においてハンドオーバ実行部１３４は、サーチ処理部１３３によるサーチ処理の結果に応じて、無線中継局ＲＳ２をハンドオーバ先とするハンドオーバを実行する。

（４）作用・効果
以上説明したように、位置管理装置２００は、無線端末１００との間の距離が短い順に無線基地局ＢＳおよび無線中継局ＲＳを順位付けした結果に基づく順位通知を無線端末１００に送信する。無線端末１００は、位置管理装置２００から受信した順位通知に基づき、無線通信相手の候補となり得る無線基地局ＢＳおよび無線中継局ＲＳのうち、無線端末１００との間の距離が短い上位所定数（本実施形態では、上位２つ）に対してのみサーチ処理を実行する。

つまり、無線端末１００は、無線通信相手の候補となり得る無線基地局ＢＳおよび無線中継局ＲＳの全部に対してサーチ処理を実行するのではなく、一部に対してのみサーチ処理を実行するため、サーチ処理に伴う処理負荷および消費電力を低減できる。

また、無線端末１００との間の距離が短い無線基地局ＢＳまたは無線中継局ＲＳは、無線端末１００との無線通信における伝搬ロスが小さく、無線端末１００の無線通信相手として適切であるといえる。したがって、無線端末１００は、自端末との間の距離が短い上位所定数に対してのみサーチ処理を実行することによって、適切な無線通信相手を選択できる。

したがって、本実施形態に係る無線通信システム１０によれば、無線基地局ＢＳおよび無線中継局ＲＳが無線端末１００の無線通信相手の候補となり得る場合において、サーチ処理に伴う無線端末１００の処理負荷および消費電力を低減しつつ、無線端末１００が適切な無線通信相手を選択できる。

特に、無線端末１００のバッテリ１６０に蓄えられている電力は有限であるため、無線端末１００の消費電力を低減することによって、無線端末１００の駆動可能時間を延長させることができる。

本実施形態では、無線中継局ＲＳは、移動可能であるとともに、無線中継局ＲＳの位置を通知する位置通知を位置管理装置２００に周期的に送信する。位置管理装置２００の情報更新部２２１は、位置通知を受信した場合、記憶部２３０が記憶する局位置情報を当該位置通知に応じて更新する。これにより、無線中継局ＲＳの局位置情報を常に最新の状態に保つことができる。その結果、無線端末１００が適切な無線通信相手をより確実に選択できる。

本実施形態では、無線端末１００は、ＧＰＳ受信機１２０を利用して無線端末１００の位置を検出し、検出された位置を示す端末位置情報を位置管理装置２００に送信する。このため、無線端末１００の位置を高精度に検出でき、無線端末１００が適切な無線通信相手をより確実に選択できる。

本実施形態では、無線端末１００は、サーチ処理により選択された無線通信相手へのハンドオーバを実行するハンドオーバ実行部１３４を備える。上記のように本実施形態では適切な無線通信相手が選択されるため、無線端末１００は、適切な無線通信相手へのハンドオーバを実行でき、ハンドオーバ後においても高品質な通信を継続できる。

（５）その他の実施形態
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。

例えば、上述した実施形態では、位置管理装置２００は、無線基地局ＢＳとは個別にネットワーク側に設けられていたが、位置管理装置２００を無線基地局ＢＳ内に設けてもよい。あるいは、位置管理装置２００をゲートウェイ装置ＧＷ内に設けてもよい。

上述した実施形態では、無線端末１００は、無線端末１００との間の距離が短い上位２つに対してのみサーチ処理を実行していたが、上位２つに限らず、無線端末１００との間の距離が最も短い上位１つ（最短局）に対してのみサーチ処理を実行してもよい。あるいは、上位２つに限らず、例えば上位３つなどに対してのみサーチ処理を実行してもよい。

また、上述した実施形態では、無線中継局ＲＳが移動可能である場合について説明したが、固定型の無線中継局ＲＳであってもよい。

上述した実施形態では、位置検出にＧＰＳを利用していたが、ＧＰＳに限らず、既存の位置検出技術（三角測量法など）を採用可能である。

さらに、上述した実施形態では、位置管理装置２００は、無線端末１００との間の距離が短い順い順に無線基地局ＢＳおよび無線中継局ＲＳを順位付けしていたが、これに限らず、無線端末１００との間の距離が長い順に無線基地局ＢＳおよび無線中継局ＲＳを順位付けしてもよい。

上述した実施形態では、位置管理装置２００は、局位置情報を管理していたが、局位置情報に加えて他の情報を管理してもよい。例えば、位置管理装置２００は、無線中継局ＲＳの稼動状態を示す稼動状態情報をさらに管理してもよい。具体的には、無線中継局ＲＳは頻繁に稼動/非稼動（電源オン/オフ）が入れ替わることがあるため、無線端末１００との間の距離が短い無線中継局ＲＳであっても非稼動であれば通知しないことが好ましい。このため、位置管理装置２００は、稼動/非稼動を示す稼動状態情報を記憶部２３０に記憶させ、順位付けの際には非稼動の無線中継局ＲＳを除外して順位付けを行う。

上述した実施形態では、無線端末１００主導のハンドオーバについて説明したが、無線基地局ＢＳ主導のハンドオーバが実行されてもよい。例えば、ハンドオーバを実行することを無線基地局ＢＳから無線端末１００に指示し、この指示に従って無線端末１００がハンドオーバ手順を開始してもよい。

また、上述した実施形態では、ハンドオーバ時に実行されるサーチ処理について主に説明したが、このようなサーチ処理に限らず、例えば無線端末１００の電源投入時などに実行される初期的なサーチ処理に対しても本発明を適用可能である。

上述した実施形態では、比較的大きなセルＣ１を形成する無線基地局ＢＳについて説明した。しかしながら、このような無線基地局ＢＳに限らず、図９に示すように、小型のセルＣ５を形成する無線基地局ＢＳ’（いわゆる、フェムトセル基地局）が無線通信システム１０に含まれていてもよい。この場合、位置管理装置２００は、無線基地局ＢＳ、無線中継局ＲＳ１、無線中継局ＲＳ２および無線中継局ＲＳ３に加えて、無線基地局ＢＳ’の位置も管理することになる。

このように本発明は、ここでは記載していない様々な実施形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。

本発明の実施形態に係る無線通信システムの概略構成図である。 本発明の実施形態に係る無線端末の構成を示す機能ブロック図である。 本発明の実施形態に係る位置管理装置の構成を示す機能ブロック図である。 本発明の実施形態に係る無線中継局の構成を示す機能ブロック図である。 本発明の実施形態に係る中継局位置登録動作の流れを示すシーケンス図である。 本発明の実施形態に係るハンドオーバ動作の流れを示すシーケンス図である。 本発明の実施形態に係る局位置情報の一構成例を示す図である。 本発明の実施形態に係る順位通知の一構成例を示す図である。 その他の実施形態に係る無線通信システムの概略構成図である。

符号の説明

ＢＳ…無線基地局、ＧＷ…ゲートウェイ装置、ＲＳ…無線中継局、１０…無線通信システム、１００…無線端末、１１０…無線通信部、１１１…送信部、１１２…受信部、１２０…ＧＰＳ受信機、１３０…制御部、１３１…劣化検出部、１３２…位置検出部、１３３…サーチ処理部、１３４…ハンドオーバ実行部、１４０…記憶部、１５０…ユーザインタフェース部、１６０…バッテリ、２００…位置管理装置、２１０…有線通信部、２２０…制御部、２２１…情報更新部、２２２…端末位置取得部、２２３…順位付け部、２２４…通知部、２３０…記憶部、３１０…基地局無線通信部、３２０…端末無線通信部、３３０…ＧＰＳ受信機、３４０…制御部、３５０…記憶部

Claims (7)

1. 無線端末の無線通信相手の候補となり得る無線基地局および無線中継局が送信する無線信号の受信品質を測定するとともに、前記受信品質に応じて前記無線通信相手を選択するサーチ処理を前記無線端末が実行する無線通信システムであって、
   前記無線基地局および前記無線中継局の位置を示す局位置情報を管理する位置管理装置を備え、
   前記位置管理装置は、
   前記無線端末の位置を示す端末位置情報を取得する取得部と、
   前記局位置情報と、前記取得部によって取得された前記端末位置情報とに基づき、前記無線端末との間の距離が短い順または長い順に前記無線基地局および前記無線中継局を順位付けする順位付け部と、
   前記順位付け部による順位付けの結果に基づく順位通知を前記無線端末に送信する通知送信部と
   を有し、
   前記無線端末は、前記位置管理装置から受信した前記順位通知に基づき、前記無線基地局および前記無線中継局のうち、前記無線端末との間の距離が短い上位所定数に対してのみ前記サーチ処理を実行する無線通信システム。
2. 前記無線中継局は、移動可能であるとともに、前記無線中継局の位置を通知する位置通知を前記位置管理装置に送信し、
   前記位置管理装置は、
   前記局位置情報を記憶する記憶部と、
   前記無線中継局から受信した前記位置通知に応じて、前記記憶部が記憶する前記局位置情報を更新する情報更新部と
   をさらに備える請求項１に記載の無線通信システム。
3. 前記無線端末は、
   前記無線端末の位置を検出する端末位置検出部と、
   前記端末位置検出部によって検出された位置を示す前記端末位置情報を前記位置管理装置に送信する端末位置情報送信部と
   を備える請求項１または２に記載の無線通信システム。
4. 前記無線端末は、前記サーチ処理により選択された前記無線通信相手へのハンドオーバを実行するハンドオーバ実行部をさらに備える請求項１〜３の何れか一項に記載の無線通信システム。
5. 無線端末の無線通信相手の候補となり得る無線基地局および無線中継局の位置を示す局位置情報を管理する位置管理装置であって、
   前記無線端末の位置を示す端末位置情報を取得する取得部と、
   前記局位置情報と、前記取得部によって取得された前記端末位置情報とに基づき、前記無線端末との間の距離が短い順または長い順に前記無線基地局および前記無線中継局を順位付けする順位付け部と、
   前記順位付け部による順位付けの結果に基づく順位通知を前記無線端末に送信する通知送信部と
   を備える位置管理装置。
6. 無線通信相手の候補となり得る無線基地局および無線中継局が送信する無線信号の受信品質を測定するとともに、前記受信品質に応じて前記無線通信相手を選択するサーチ処理を実行する無線端末であって、
   前記無線基地局および前記無線中継局の位置を示す局位置情報を管理する位置管理装置から、前記無線端末との間の距離が短い順または長い順に前記無線基地局および前記無線中継局を順位付けした結果に基づく順位通知を受信する通知受信部と、
   前記通知受信部が受信した前記順位通知に基づき、前記無線基地局および前記無線中継局のうち、前記無線端末との間の距離が短い上位所定数に対してのみ前記サーチ処理を実行するサーチ処理部と
   を備える無線端末。
7. 自端末の無線通信相手の候補となり得る無線基地局および無線中継局が送信する無線信号の受信品質を測定するとともに、前記受信品質に応じて前記無線通信相手を選択するサーチ処理を実行する無線端末と、
   前記無線基地局および前記無線中継局の位置を示す局位置情報を管理する位置管理装置とを用いた無線通信方法であって、
   前記位置管理装置が、前記無線端末の位置を示す端末位置情報を取得するステップと、
   前記位置管理装置が、前記局位置情報と、前記取得するステップによって取得された前記端末位置情報とに基づき、前記無線端末との間の距離が短い順または長い順に前記無線基地局および前記無線中継局を順位付けするステップと、
   前記順位付けするステップによる順位付けの結果に基づく順位通知を前記位置管理装置から前記無線端末に送信するステップと、
   前記無線端末が、前記位置管理装置から受信した前記順位通知に基づき、前記無線基地局および前記無線中継局のうち、前記無線端末との間の距離が短い上位所定数に対してのみ前記サーチ処理を実行するステップと
   を備える無線通信方法。

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