JP6955169B2 - 無線通信方法、無線通信装置及び無線通信システム - Google Patents

Description

本発明は、無線通信方法、無線通信装置及び無線通信システムに関する。

無線信号処理を実行する装置である無線信号処理装置と、基地局装置を含む無線通信装置と、多種多様な要件を持つＩｏＴ（Internet of Things）デバイス等の無線端末とを備える無線通信システムがある。各無線端末は、自端末の要件に適した無線方式で、無線通信装置と通信する。無線信号処理装置及び無線通信装置のうちの少なくとも一方は、ソフトウェアによる無線信号処理を実行する（非特許文献１参照）。

無線通信装置は、無線端末の無線方式に対応しているソフトウェアが無線通信装置にダウンロードされているか否かを判定する。ソフトウェアが無線通信装置にダウンロードされている場合、無線通信装置が無線信号処理を実行する。ソフトウェアが無線通信装置にダウンロードされていない場合、無線通信装置の代わりに、無線信号処理装置が無線信号処理を実行する。

このように、無線通信装置は、無線信号処理装置及び無線通信装置のうちで無線信号処理を実行する装置を、要求される遅延に応じて自律的に選択する。選択された基地局装置及び無線信号処理装置がソフトウェアを入れ替えることで、無線通信システムは無線方式を柔軟に変更することができる。

菅野 秀明、小田切 英昭、高呂 賢治、"ソフトウェア無線（Software Defined Radio）"、沖テクニカルレビュー、第204号、Vol．72 No.4，2005年10月．

図７は、従来の無線通信システムの動作の例を示すフローチャートである。図７では、無線通信システムは、無線通信装置と、無線端末とを備える。無線通信装置は、第１装置処理部と、第２装置処理部と、第３装置処理部と、装置通信部とを、基地局装置として備える。第１装置処理部は、第１の無線方式の信号処理を実行する。第２装置処理部は、第２の無線方式の信号処理を実行する。第３装置処理部は、第３の無線方式の信号処理を実行する。装置通信部は、自装置及び無線端末の間で無線信号を通信する。無線端末は、端末通信部と、第１端末処理部とを備える。端末通信部は、自端末及び無線通信装置の間で無線信号を通信する。第１端末処理部は、第１の無線方式の信号処理を実行する。

従来の無線端末は、自端末の無線方式以外の信号に割り当てられたスロット（タイムスロット）であっても、無線通信装置に対して通信を試みてしまう。図７では、第１の無線方式以外の無線方式の信号に割り当てられたスロットでは第１端末処理部が無線通信装置と通信できないので、信号の再送処理及び受信待機処理が発生してしまう。このように、従来の無線通信装置は、無駄な無線通信を低減することができないことがあった。

上記事情に鑑み、本発明は、無駄な無線通信を低減することが可能である無線通信方法、無線通信装置及び無線通信システムを提供することを目的としている。

本発明の一態様は、１台以上の無線端末と無線通信装置とを備える無線通信システムが実行する無線通信方法であって、前記無線通信装置は、所定の無線方式の上り信号及び下り信号に割り当てられたスロットのスケジュールに関する情報である無線方式スケジュール情報を生成し、前記無線方式スケジュール情報に基づいて、前記無線端末に前記スロットで送信される前記下り信号を生成し、前記無線方式スケジュール情報を含むビーコン信号を、前記スロットで送信し、前記無線端末は、前記ビーコン信号を前記スロットで受信し、前記無線方式スケジュール情報を前記ビーコン信号から取得し、前記無線方式スケジュール情報に基づいて、前記無線通信装置に前記スロットで送信される前記上り信号を生成する、無線通信方法である。

本発明の一態様は、１台以上の無線端末と無線通信装置とを備える無線通信システムが実行する無線通信方法であって、前記無線通信装置は、第１の無線方式の上り信号及び下り信号に割り当てられた第１のスロットのスケジュールに関する情報である第１無線方式スケジュール情報と、第２の無線方式の上り信号及び下り信号に割り当てられた第２のスロットのスケジュールに関する情報である第２無線方式スケジュール情報とを生成し、前記第１無線方式スケジュール情報に基づいて、前記無線端末に前記第１のスロットで送信される前記第１の無線方式の下り信号を生成し、前記第２無線方式スケジュール情報に基づいて、前記無線端末に前記第２のスロットで送信される前記第２の無線方式の下り信号を生成し、前記第１無線方式スケジュール情報と前記第２無線方式スケジュール情報とを含むビーコン信号を前記第１のスロットで送信し、前記無線端末は、前記ビーコン信号を前記第１のスロットで受信し、前記第１無線方式スケジュール情報と前記第２無線方式スケジュール情報とを前記ビーコン信号から取得し、前記第１無線方式スケジュール情報に基づいて、前記無線通信装置に前記第１のスロットで送信される前記第１の無線方式の上り信号を生成し、前記第２無線方式スケジュール情報に基づいて、前記無線通信装置に前記第２のスロットで送信される前記第２の無線方式の上り信号を生成する、無線通信方法である。

本発明の一態様は、上記の無線通信方法であって、前記無線通信装置は、前記第２の無線方式の下り信号を生成する第２装置処理部が起動していない場合、前記第２装置処理部を起動し、前記第２装置処理部に前記第２無線方式スケジュール情報を通知する。

本発明の一態様は、上記の無線通信方法であって、前記無線端末は、前記第２の無線方式の上り信号を生成する場合、前記第１の無線方式の上り信号を生成する処理を停止する。

本発明の一態様は、所定の無線方式の上り信号及び下り信号に割り当てられたスロットのスケジュールに関する情報である無線方式スケジュール情報を生成する装置制御部と、前記無線方式スケジュール情報に基づいて、無線端末に前記スロットで送信される前記下り信号を生成する第１装置処理部と、前記無線方式スケジュール情報を含むビーコン信号を、前記スロットで送信する装置通信部とを備える無線通信装置である。

本発明の一態様は、第１の無線方式の上り信号及び下り信号に割り当てられた第１のスロットのスケジュールに関する情報である第１無線方式スケジュール情報と、第２の無線方式の上り信号及び下り信号に割り当てられた第２のスロットのスケジュールに関する情報である第２無線方式スケジュール情報とを生成する装置制御部と、前記第１無線方式スケジュール情報に基づいて、無線端末に前記第１のスロットで送信される前記第１の無線方式の下り信号を生成する第１装置処理部と、前記第２無線方式スケジュール情報に基づいて、前記無線端末に前記第２のスロットで送信される前記第２の無線方式の下り信号を生成する第２装置処理部と、前記第１無線方式スケジュール情報と前記第２無線方式スケジュール情報とを含むビーコン信号を前記第１のスロットで送信する装置通信部とを備える無線通信装置である。

本発明の一態様は、１台以上の無線端末と無線通信装置とを備える無線通信システムであって、前記無線通信装置は、所定の無線方式の上り信号及び下り信号に割り当てられたスロットのスケジュールに関する情報である無線方式スケジュール情報を生成する装置制御部と、前記無線方式スケジュール情報に基づいて、前記無線端末に前記スロットで送信される前記下り信号を生成する第１装置処理部と、前記無線方式スケジュール情報を含むビーコン信号を、前記スロットで送信する装置通信部とを有し、前記無線端末は、前記ビーコン信号を前記スロットで受信し、前記無線方式スケジュール情報を前記ビーコン信号から取得する端末通信部と、前記無線方式スケジュール情報に基づいて、前記無線通信装置に前記スロットで送信される前記上り信号を生成する第１端末処理部とを有する、無線通信システムである。

本発明の一態様は、１台以上の無線端末と無線通信装置とを備える無線通信システムであって、前記無線通信装置は、第１の無線方式の上り信号及び下り信号に割り当てられた第１のスロットのスケジュールに関する情報である第１無線方式スケジュール情報と、第２の無線方式の上り信号及び下り信号に割り当てられた第２のスロットのスケジュールに関する情報である第２無線方式スケジュール情報とを生成する装置制御部と、前記第１無線方式スケジュール情報に基づいて、前記無線端末に前記第１のスロットで送信される前記第１の無線方式の下り信号を生成する第１装置処理部と、前記第２無線方式スケジュール情報に基づいて、前記無線端末に前記第２のスロットで送信される前記第２の無線方式の下り信号を生成する第２装置処理部と、前記第１無線方式スケジュール情報と前記第２無線方式スケジュール情報とを含むビーコン信号を前記第１のスロットで送信する装置通信部とを有し、前記無線端末は、前記ビーコン信号を前記第１のスロットで受信し、前記第１無線方式スケジュール情報と前記第２無線方式スケジュール情報とを前記ビーコン信号から取得する端末通信部と、前記第１無線方式スケジュール情報に基づいて、前記無線通信装置に前記第１のスロットで送信される前記第１の無線方式の上り信号を生成する第１端末処理部と、前記第２無線方式スケジュール情報に基づいて、前記無線通信装置に前記第２のスロットで送信される前記第２の無線方式の上り信号を生成する第２端末処理部とを有する、無線通信システムである。

本発明の一態様は、上記の無線通信システムであって、前記無線通信装置は、前記第２装置処理部が起動していない場合、前記第２装置処理部を起動し、前記第２装置処理部に前記第２無線方式スケジュール情報を通知する装置制御部を更に備える。

本発明の一態様は、上記の無線通信システムであって、前記第１端末処理部は、前記第２の無線方式の上り信号を生成する場合、前記第１の無線方式の上り信号を生成する処理を停止する。

本発明により、無駄な無線通信を低減することが可能である。

第１実施形態における、無線通信システムの構成の例を示す図である。 第１実施形態における、スケジュール情報テーブルの例を示す図である。 第１実施形態における、状態情報テーブルの例を示す図である。 第１実施形態における、無線通信システムの動作の例を示すフローチャートである。 第２実施形態における、無線通信システムの構成の例を示す図である。 第２実施形態における、無線通信システムの動作の例を示すフローチャートである。 従来の無線通信システムの動作の例を示すフローチャートである。

本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

（第１実施形態）
図１は、無線通信システム１ａの構成の例を示す図である。無線通信システム１ａは、無線通信装置２と、１台以上の無線端末３ａと、１台以上の無線端末４とを備える。無線通信システム１ａは、複数の無線方式の通信を実行するシステムである。以下、無線端末から無線通信装置への通信の向きを「上り」という。以下、無線通信装置から無線端末への通信の向きを「下り」という。

無線通信装置２は、複数の無線方式の通信を実行する装置であり、例えば基地局装置である。基地局装置は、８０２．１１規格等の複数の無線方式を切り替えることによって、各無線方式の無線端末と通信する。基地局装置は、例えば、ソフトウェア無線（SDR: Software Defined Radio）に対応しているアクセスポイントである。無線通信装置２が対応する無線方式は、例えば、無線通信サービスを提供する複数のサービスプロバイダが要求する無線方式である。

無線端末３ａは、無線通信装置２が対応する複数の無線方式のうちの１種類の無線方式で、無線通信装置２との無線通信を実行する端末である。無線端末４は、無線端末３ａの無線方式以外の１種類の無線方式で、無線通信装置２との無線通信を実行する端末である。無線端末３ａ及び無線端末４は、例えば、スマートフォン端末、タブレット端末、ＩｏＴデバイスである。

次に、無線通信装置２の構成を説明する。
無線通信装置２は、装置制御部２０と、第１装置処理部２１と、第２装置処理部２２と、第３装置処理部２３と、装置通信部２４と、記憶部２５とを備える。以下、第１装置処理部２１と第２装置処理部２２と第３装置処理部２３とに共通する事項については、符号等を省略して「装置処理部」と表記する。無線通信装置２は、装置処理部を更に備えてもよい。装置制御部２０及び装置処理部は、無線通信装置２の内部に備えられてもよいし、ネットワークを介して無線通信装置２の外部に備えられてもよい。

装置制御部２０は、各装置処理部の動作を制御する情報処理装置（統合コントローラ）である。装置制御部２０は、フラッシュメモリ等の不揮発性の記憶装置（非一時的な記録媒体）を備える。この不揮発性の記憶装置は、例えば、ソフトウェアプログラムを記憶する。装置制御部２０は、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の揮発性の記録媒体を更に備えてもよい。この揮発性の記憶装置は、例えば、無線通信のスケジュールに関する情報のテーブル（以下「スケジュール情報テーブル」という。）を記憶する。

図２は、スケジュール情報テーブル（タイムテーブル）の例を示す図である。スケジュール情報テーブルは、同じ無線方式の信号がスロットに割り当てられる周期（以下「タイムスロット周期」という。）を表す情報と、スロットに割り当てられた信号の無線方式を表す情報（無線方式ごとの装置処理部の識別番号）とを含む。タイムスロット周期は、スロット単位で表現される。異なる無線方式の信号は、異なるスロットに割り当てられる。無線通信システム１ａで使用される無線方式の種類が例えば３種類である場合、タイムスロット周期は、例えば３である。なお、図２に記載されているスロットの割り当ては、一例である。

装置制御部２０は、第１の無線方式の上り信号及び下り信号に割り当てられたスロットのスケジュールに関する情報（以下「第１無線方式スケジュール情報」という。）を生成する。図２では、第１無線方式スケジュール情報は、第１の無線方式の上り信号及び下り信号に割り当てられたスロット（通信可能なタイムスロット）が第２スロットであることを示す。装置制御部２０は、第１無線方式スケジュール情報を、第１装置処理部２１に通知する。

装置制御部２０は、第２の無線方式の上り信号及び下り信号に割り当てられたスロットのスケジュールに関する情報（以下「第２無線方式スケジュール情報」という。）を生成する。図２では、第２無線方式スケジュール情報は、第２の無線方式の上り信号及び下り信号に割り当てられたスロットが第１スロットであることを示す。装置制御部２０は、第２無線方式スケジュール情報を、第２装置処理部２２に通知する。

装置制御部２０は、第３の無線方式の上り信号及び下り信号に割り当てられたスロットのスケジュールに関する情報（以下「第３無線方式スケジュール情報」という。）を生成する。図２では、第３無線方式スケジュール情報は、第３の無線方式の上り信号及び下り信号に割り当てられたスロットが第３スロットであることを示す。装置制御部２０は、第３無線方式スケジュール情報を、第３装置処理部２３に通知する。

第１装置処理部２１は、第１の無線方式の信号処理を実行する処理部である。第１装置処理部２１は、第１の無線方式に関する状態を表す情報のテーブル（以下「第１の無線方式の状態情報テーブル」という。）を記憶している。

図３は、状態情報テーブルの例を示す図である。各無線方式の状態情報テーブルは、記憶部２５にまとめて記憶されてもよい。第１の無線方式の状態情報テーブルは、第１無線方式スケジュール情報（タイムスロット周期を表す情報、通信可能なタイムスロットを表す情報）と、現在のスロットを表す情報とを含む。

第１装置処理部２１は、第１無線方式スケジュール情報を、第１無線方式の状態情報テーブルに記録する。第１装置処理部２１は、第１の無線方式の状態情報テーブルにおいて現在のスロットを表す情報を、現在時刻に応じて更新する。

第１装置処理部２１は、スケジュール情報テーブルにおいて第１の無線方式の信号に割り当てられた第２スロットで、第１無線方式スケジュール情報を装置通信部２４に出力する。第１装置処理部２１は、第２スロットに割り当てられた第１の無線方式の信号を用いて、装置通信部２４を介して無線端末３ａと通信する。

第２装置処理部２２は、第２の無線方式の信号処理を実行する処理部である。第２装置処理部２２は、第２の無線方式に関する状態を表す情報テーブル（以下「第２の無線方式の状態情報テーブル」という。）を記憶している。第２装置処理部２２は、第２無線方式スケジュール情報を、第２の無線方式の状態情報テーブルに記録する。第２装置処理部２２は、第２無線方式スケジュール情報において現在のスロットを表す情報を、現在時刻に応じて更新する。

第２装置処理部２２は、スケジュール情報テーブルにおいて第２の無線方式の信号に割り当てられた第１スロットで、第２無線方式スケジュール情報を装置通信部２４に出力する。第２装置処理部２２は、第１スロットに割り当てられた第２の無線方式の信号を用いて、装置通信部２４を介して無線端末（不図示）と通信する。

第３装置処理部２３は、第３の無線方式の信号処理を実行する処理部である。第３装置処理部２３は、第３の無線方式に関する状態を表す情報テーブル（以下「第３の無線方式の状態情報テーブル」という。）を記憶している。第３装置処理部２３は、第３無線方式スケジュール情報を、第３の無線方式の状態情報テーブルに記録する。第３装置処理部２３は、第３無線方式スケジュール情報において現在のスロットを表す情報を、現在時刻に応じて更新する。

第３装置処理部２３は、スケジュール情報テーブルにおいて第３の無線方式の信号に割り当てられた第３スロットで、第３無線方式スケジュール情報を装置通信部２４に出力する。第３装置処理部２３は、第３スロットに割り当てられた第３の無線方式の信号を用いて、装置通信部２４を介して無線端末４と通信する。

装置通信部２４は、無線方式ごとに無線信号処理を実行する。装置通信部２４は、無線方式ごとに変調処理を実行することによって、無線通信装置２から送信される無線信号を生成する。装置通信部２４は、第１装置処理部２１から取得された第１無線方式スケジュール情報を含むビーコン信号を生成する。装置通信部２４は、第２装置処理部２２から取得された第２無線方式スケジュール情報を含むビーコン信号を生成する。装置通信部２４は、第３装置処理部２３から取得された第３無線方式スケジュール情報を含むビーコン信号を生成する。

装置通信部２４は、無線方式ごとに信号に割り当てられたスロットで、ビーコン信号等の無線信号（下り信号）を送信する。装置通信部２４は、無線方式ごとに復調処理を実行することによって、受信された無線信号に応じたベースバンド信号を無線方式ごとに生成する。

装置通信部２４は、第１スロットに割り当てられた第２の無線方式の信号を用いて無線端末（不図示）と通信する。装置通信部２４は、第２スロットに割り当てられた第１の無線方式の信号を用いて無線端末３ａと通信する。装置通信部２４は、第３スロットに割り当てられた第３の無線方式の信号を用いて無線端末４と通信する。

記憶部２５は、ＲＡＭ等の揮発性の記録媒体である。記憶部２５は、例えば、各無線方式の状態情報テーブルを記憶する。

次に、無線端末３ａの構成を説明する。
無線端末３ａは、端末通信部３０と、第１端末処理部３１とを備える。端末通信部３０は、第１の無線方式の復調処理を実行することによって、第２スロットで受信された無線信号に応じたベースバンド信号等の電気信号を生成する。端末通信部３０は、ビーコン信号を装置通信部２４から受信する。端末通信部３０は、第１無線方式スケジュール情報を、受信されたビーコン信号から取得する。端末通信部３０は、第１無線方式スケジュール情報を、第１端末処理部３１に出力する。

端末通信部３０は、第２スロットで無線端末３ａから送信されるデータを、第１端末処理部３１から取得する。端末通信部４０は、第２スロットで送信されるデータに対して第１の無線方式の変調処理を実行することによって、無線端末３ａから送信される無線信号を生成する。端末通信部３０は、無線端末３ａから送信される無線信号（上り信号）を、第２スロットで送信する。

第１端末処理部３１は、第１の無線方式の無線信号処理を実行する処理部である。第１端末処理部３１は、スケジュール情報テーブルにおいて第１の無線方式の信号に割り当てられた第２スロットで、第１無線方式スケジュール情報を取得する。第１端末処理部３１は、第１無線方式スケジュール情報において第１の無線方式の信号に割り当てられた第２スロットで、無線端末３ａから送信されるデータを端末通信部３０に出力する。

次に、無線端末４の構成を説明する。
無線端末４は、第３の無線方式の無線通信を実行するＩｏＴデバイス等の端末である。無線端末４は、端末通信部４０と、第３端末処理部４１とを備える。

端末通信部４０は、第３の無線方式の復調処理を実行することによって、第３スロットで受信された無線信号に応じたベースバンド信号等の電気信号を生成する。端末通信部４０は、ビーコン信号を装置通信部２４から受信する。端末通信部４０は、第３無線方式スケジュール情報を、受信されたビーコン信号から取得する。端末通信部４０は、第３無線方式スケジュール情報を、第３端末処理部４１に出力する。

端末通信部４０は、第３スロットで無線端末４から送信されるデータを、第３端末処理部４１から取得する。端末通信部４０は、第３スロットで送信されるデータに対して第３の無線方式の変調処理を実行することによって、無線端末４から送信される無線信号を生成する。端末通信部４０は、無線端末４から送信される無線信号（上り信号）を、第３スロットで送信する。

第３端末処理部４１は、第３の無線方式の無線信号処理を実行する処理部である。第３端末処理部４１は、スケジュール情報テーブルにおいて第３の無線方式の信号に割り当てられた第３スロットで、第３無線方式スケジュール情報を取得する。第３端末処理部４１は、第３無線方式スケジュール情報において第３の無線方式の信号に割り当てられた第３スロットで、無線端末４から送信されるデータを端末通信部４０に出力する。

次に、無線通信システム１ａの動作の例を説明する。
装置制御部２０は、無線方式に関するスケジュール情報を、各装置処理部に通知する（ステップＳ１０１）。第２装置処理部２２は、スケジュール情報テーブルにおいて第２の無線方式に割り当てられた第１スロットで、第２無線方式スケジュール情報を装置通信部２４に出力する（ステップＳ１０２）。

第１装置処理部２１は、スケジュール情報テーブルにおいて第１の無線方式の信号に割り当てられた第２スロットで、第１無線方式スケジュール情報を装置通信部２４に出力する（ステップＳ１０３）。装置通信部２４は、第１の無線方式の信号に割り当てられた第２スロットで、ビーコン信号等の無線信号を無線端末３ａに送信する（ステップＳ１０４）。端末通信部３０は、第１無線方式スケジュール情報を、第１端末処理部３１に出力する（ステップＳ１０５）。

第３装置処理部２３は、スケジュール情報テーブルにおいて第３の無線方式の信号に割り当てられた第３スロットで、第３無線方式スケジュール情報を装置通信部２４に出力する（ステップＳ１０６）。装置通信部２４は、第３の無線方式の信号に割り当てられた第３スロットで、ビーコン信号等の無線信号を無線端末３ａに送信する（ステップＳ１０７）。端末通信部４０は、第３無線方式スケジュール情報を、第３端末処理部４１に出力する（ステップＳ１０８）。

第２装置処理部２２及び装置通信部２４は、スケジュール情報テーブルにおいて第２の無線方式の信号に割り当てられた第１スロットで、第２の無線方式の信号処理を実行する（ステップＳ１０９）。

第１装置処理部２１は、スケジュール情報テーブルにおいて第１の無線方式の信号に割り当てられた第２スロットで送信されるデータを、装置通信部２４に出力する（ステップＳ１１０）。装置通信部２４は、第１の無線方式の信号に割り当てられた第２スロットで、第１装置処理部２１から取得されたデータを含む無線信号を無線端末３ａに送信する（ステップＳ１１１）。端末通信部３０は、受信された無線信号から取得されたデータを、第１端末処理部３１に出力する（ステップＳ１１２）。

第３装置処理部２３は、スケジュール情報テーブルにおいて第３の無線方式の信号に割り当てられた第３スロットで送信されるデータを、装置通信部２４に出力する（ステップＳ１１３）。装置通信部２４は、第３の無線方式の信号に割り当てられた第３スロットで、第３装置処理部２３から取得されたデータを含む無線信号を無線端末４に送信する（ステップＳ１１４）。端末通信部４０は、受信された無線信号から取得されたデータを、第３端末処理部４１に出力する（ステップＳ１１５）。

以上のように、第１実施形態の無線通信システム１ａは、無線通信装置２と、１台以上の無線端末とを備える。無線通信装置２は、装置制御部２０と、第１装置処理部２１と、装置通信部２４とを有する。無線端末３ａは、端末通信部３０と、第１端末処理部３１とを有する。装置制御部２０は、第１無線方式スケジュール情報を生成する。第１装置処理部は、第１無線方式スケジュール情報に基づいて、無線端末３ａに第２スロットで送信される下り信号を生成する。装置通信部２４は、第１無線方式スケジュール情報を含むビーコン信号を、第２スロットで送信する。端末通信部３０は、ビーコン信号を第２スロットで受信する。端末通信部３０は、第１無線方式スケジュール情報をビーコン信号から取得する。第１端末処理部３１は、第１無線方式スケジュール情報に基づいて、無線通信装置２に第２スロットで送信される上り信号を生成する。

これによって、第１実施形態の無線通信システム１ａは、無駄な無線通信を低減することが可能である。

無線通信システム１ａは、ビーコン信号を用いて、各無線端末を複数の無線方式のタイムシェアに対応させることができる。無線通信システム１ａは、無線アクセスの仮想化により、迅速かつ低コストでＩｏＴサービスをＩｏＴ事業者に開始させることができる。無線通信システム１ａは、顧客の無線端末のコストと、充電コスト等の運用コストとを低減することができる。無線通信システム１ａは、信号の送信回数を「１／（基地局装置において使用されている無線方式の数）」まで、従来方法と比較して低減することができる。無線通信システム１ａは、消費電力を低減することができる。無線通信システム１ａは、不要電波の発生を防止することができる。無線端末は、利用される無線方式が時間に応じて変化する基地局装置と無線通信する場合も、適切なタイミングで信号の送受信することができる。無線通信システム１ａは、無線リソースを効率的に利用することができる。

（第２実施形態）
第２実施形態では、１台の無線端末が複数の無線方式の通信を実行する点が、第１実施形態と相違する。第２実施形態では、第１実施形態との相違点を説明する。

図５は、無線通信システム１ｂの構成の例を示す図である。無線通信システム１ｂは、無線通信装置２と、１台以上の無線端末３ｂとを備える。無線通信システム１ｂは、複数の無線方式の通信を実行するシステムである。無線端末３ｂは、無線通信装置２が対応する複数の無線方式のうちの２種類の無線方式で、無線通信装置２との無線通信を実行する端末である。無線端末３ｂは、例えば、スマートフォン端末、タブレット端末、ＩｏＴデバイスである。

以下、第１の無線方式の通信に使用される制御情報を「第１無線方式制御情報」という。第１無線方式制御情報は、例えば、第１無線方式スケジュール情報を含む。以下、第２の無線方式の通信に使用される制御情報を「第２無線方式制御情報」という。第２無線方式制御情報は、例えば、第２無線方式スケジュール情報を含む。

次に、無線通信装置２の構成を説明する。
装置制御部２０は、第１無線方式スケジュール情報と第２無線方式制御情報とを、第１装置処理部２１に通知する。装置制御部２０は、第３無線方式スケジュール情報を、第３装置処理部２３に通知する。

装置制御部２０は、第２の無線方式による通信の開始を要求することを表す情報（以下「第２無線方式要求情報」という。）を、装置通信部２４及び第１装置処理部２１を介して取得する。第２無線方式要求情報は、例えば、無線端末の識別情報と、認証に関する情報とを含む。

装置制御部２０は、第２無線方式要求情報を取得した場合、スケジュール情報テーブルにおいて、第１スロットから第３スロットまでのいずれかのスロットに、第２の無線方式の信号を割り当てる。装置制御部２０は、第２装置処理部２２が起動していない場合、第２装置処理部２２を起動する。装置制御部２０は、第２無線方式スケジュール情報を、起動した第２装置処理部２２に通知する。装置制御部２０は、第２の無線方式を用いた接続の承認を表す情報を、無線端末３ｂから受信された第２無線方式要求情報の応答として第１装置処理部２１に出力する

第１装置処理部２１は、第１無線方式スケジュール情報と第２無線方式制御情報とを、装置通信部２４に出力する。第１装置処理部２１は、第２無線方式要求情報を、装置通信部２４を介して無線端末３ｂから取得する。第１装置処理部２１は、第２無線方式要求情報を装置制御部２０に出力する。第１装置処理部２１は、第２の無線方式を用いた接続の承認を表す情報を、装置制御部２０から取得された第２無線方式要求情報の応答として装置通信部２４に出力する。

装置通信部２４は、第１無線方式スケジュール情報と第２無線方式制御情報とを含むビーコン信号を、端末通信部３０に送信する。装置通信部２４は、無線端末３ｂから受信された第１無線方式制御情報から、第２無線方式要求情報を取得する。装置通信部２４は、第２無線方式要求情報を第１装置処理部２１に出力する。

装置通信部２４は、第２の無線方式を用いた接続の承認を表す情報を、第１装置処理部２１から取得する。装置通信部２４は、第２の無線方式を用いた接続の承認を表す情報を、第１無線方式制御情報として端末通信部３０に送信する。

次に、無線端末３ｂの構成を説明する。
無線端末３ｂは、端末通信部３０と、第１端末処理部３１と、第２端末処理部３２と、端末制御部３３とを備える。

端末通信部３０は、第１の無線方式の信号に割り当てられたスロットで、第１無線方式スケジュール情報と第２無線方式制御情報とを含むビーコン信号を装置通信部２４から受信する。端末通信部３０は、受信されたビーコン信号から、第１無線方式スケジュール情報と第２無線方式制御情報とを取得する。端末通信部３０は、第１無線方式スケジュール情報と第２無線方式制御情報とを、第１端末処理部３１に出力する。

端末通信部３０は、第２無線方式要求情報を、第１端末処理部３１を介して端末制御部３３から取得する。端末通信部３０は、第２無線方式要求情報を含む無線信号（上り信号）を、第１無線方式制御情報として装置通信部２４に送信する。端末通信部３０は、第２の無線方式を用いた接続の承認を表す情報を、第１端末処理部３１に出力する。

第１端末処理部３１は、第２無線方式スケジュール情報を端末通信部３０から取得する。第１端末処理部３１は、第２無線方式スケジュール情報を端末制御部３３に出力する。第１端末処理部３１は、第２の無線方式を用いた接続の承認を表す情報を端末通信部３０から取得する。第１端末処理部３１は、第２の無線方式を用いた接続の承認を表す情報を端末制御部３３に出力する。

第２端末処理部３２は、第２の無線方式の無線信号処理を実行する処理部である。第２端末処理部３２は、第２無線方式スケジュール情報を端末制御部３３から取得する。第２端末処理部３２は、第２無線方式スケジュール情報に基づいて、第２の無線方式の無線信号処理を実行する。すなわち、第２端末処理部３２は、第２無線方式スケジュール情報において第２の無線方式の信号に割り当てられたスロットで、無線端末３ｂから送信されるデータを端末通信部３０に出力する。

端末制御部３３は、第１端末処理部３１の動作と第２端末処理部３２の動作とを制御する。例えば、端末制御部３３は、第２端末処理部３２を起動する。端末制御部３３は、第２端末処理部３２を起動した場合、第１端末処理部３１の動作を停止してもよい。すなわち、端末制御部３３は、第２の無線方式の上り信号を第２端末処理部３２が生成する場合、第１の無線方式の上り信号を第１端末処理部３１が生成する動作を停止してもよい。

端末制御部３３は、第２無線方式制御情報を、端末通信部３０及び第１端末処理部３１を介して無線通信装置２から取得する。端末制御部３３は、第２無線方式制御情報を取得した場合、第２無線方式要求情報を生成する。端末制御部３３は、生成された第２無線方式要求情報を、第１端末処理部３１に出力する。端末制御部３３は、第２無線方式制御情報に含まれている第２無線方式スケジュール情報を、端末制御部３３の記憶部にタイムテーブルとして記録する。端末制御部３３は、第２無線方式スケジュール情報を、第２端末処理部３２に通知する。

次に、無線通信システム１ｂの動作の例を説明する。
図６は、無線通信システム１ｂの動作の例を示すフローチャートである。図６における初期状態では、第２装置処理部２２の動作と第２端末処理部３２の動作とは、いずれも停止している。装置制御部２０は、第１無線方式スケジュール情報と、第２無線方式スケジュール情報を含む第２無線方式制御情報とを、第１装置処理部２１に通知する。装置制御部２０は、第３無線方式スケジュール情報を、第３装置処理部２３に通知する（ステップＳ２０１）。

第１装置処理部２１は、第１無線方式スケジュール情報と第２無線方式制御情報とを、装置通信部２４に出力する（ステップＳ２０２）。装置通信部２４は、第１無線方式スケジュール情報と第２無線方式制御情報とを含むビーコン信号を、端末通信部３０に送信する（ステップＳ２０３）。

端末通信部３０は、受信されたビーコン信号から、第１無線方式スケジュール情報と第２無線方式制御情報とを取得する。端末通信部３０は、第１無線方式スケジュール情報と第２無線方式制御情報とを、第１端末処理部３１に出力する（ステップＳ２０４）。第１端末処理部３１は、第２無線方式制御情報を端末制御部３３に出力する（ステップＳ２０５）。端末制御部３３は、第２無線方式制御情報を取得したので、第２無線方式要求情報を生成する（ステップＳ２０６）。

無線通信装置２では、第３装置処理部２３及び装置通信部２４は、第３無線方式スケジュール情報に基づいて、第３の無線方式の信号処理を実行する（ステップＳ２０７）。

端末制御部３３は、第２無線方式要求情報を、第１端末処理部３１に出力する（ステップＳ２０８）。第１端末処理部３１は、第２無線方式要求情報を、端末通信部３０に出力する（ステップＳ２０９）。端末通信部３０は、第２無線方式要求情報を含む無線信号を、第１無線方式制御情報として装置通信部２４に送信する（ステップＳ２１０）。

装置通信部２４は、受信された第１無線方式制御情報から、第２無線方式要求情報を取得する（ステップＳ２１１）。第１装置処理部２１は、第２無線方式要求情報を、装置制御部２０に出力する（ステップＳ２１２）。

装置制御部２０は、スケジュール情報テーブルにおいて、第１スロットから第３スロットまでのいずれかのスロットに、第２の無線方式の信号を割り当てる。装置制御部２０は、第２装置処理部２２を起動する。装置制御部２０は、第２無線方式スケジュール情報を、起動した第２装置処理部２２に通知する。第２装置処理部２２は、第２無線方式スケジュール情報において第２の無線方式の信号に割り当てられているスロットを表す情報を、第２の無線方式の状態情報テーブルに記録する（ステップＳ２１３）。

装置制御部２０は、第２の無線方式を用いた接続の承認を表す情報を、第２無線方式要求情報の応答として第１装置処理部２１に出力する（ステップＳ２１４）。第１装置処理部２１は、第２の無線方式を用いた接続の承認を表す情報を、第２無線方式要求情報の応答として装置通信部２４に出力する（ステップＳ２１５）。装置通信部２４は、第２の無線方式を用いた接続の承認を表す情報を、第１無線方式制御情報として端末通信部３０に送信する（ステップＳ２１６）。

端末通信部３０は、第２の無線方式を用いた接続の承認を表す情報を、第１端末処理部３１に出力する（ステップＳ２１７）。第１端末処理部３１は、第２の無線方式を用いた接続の承認を表す情報を、端末制御部３３に出力する（ステップＳ２１８）。

端末制御部３３は、第２端末処理部３２を起動する。端末制御部３３は、第１端末処理部３１の動作を停止する。端末制御部３３は、第２無線方式スケジュール情報を、端末制御部３３の記憶部にタイムテーブルとして記録する。端末制御部３３は、第２無線方式スケジュール情報を、第２端末処理部３２に通知する（ステップＳ２１９）。

無線通信装置２では、第１装置処理部２１及び第３装置処理部２３は、通信処理を継続する（ステップＳ２２０）。第１装置処理部２１は、第１の無線方式の無線信号処理を実行してもよい（ステップＳ２２１）。

第２装置処理部２２は、第２無線方式スケジュール情報に基づいて、第２の無線方式の無線信号処理を実行する（ステップＳ２２２）。装置通信部２４は、第２の無線方式の信号に割り当てられたスロットで、端末通信部３０と通信する（ステップＳ２２３）。第２端末処理部３２は、第２無線方式スケジュール情報に基づいて、第２の無線方式の無線信号処理を実行する（ステップＳ２２４）。

以上のように、第２実施形態の無線通信システム１ｂは、無線通信装置２と、１台以上の無線端末とを備える。無線通信装置２は、装置制御部２０と、第１装置処理部２１と、第２装置処理部２２と、装置通信部２４とを有する。無線端末３ｂは、端末通信部３０と、第１端末処理部３１と、第２端末処理部３２とを有する。

装置制御部２０は、第１無線方式スケジュール情報と、第２無線方式スケジュール情報とを生成する。第１装置処理部２１は、第１無線方式スケジュール情報を取得する。第１装置処理部２１は、無線端末３ｂに第１のスロットで送信される第１の無線方式の下り信号を生成する。第２装置処理部２２は、第２無線方式スケジュール情報を取得する。第２装置処理部２２は、無線端末に第２のスロットで送信される第２の無線方式の下り信号を生成する。装置通信部２４は、第１無線方式スケジュール情報と第２無線方式スケジュール情報とを含むビーコン信号を、第１のスロットで送信する。

端末通信部３０は、ビーコン信号を第１のスロットで受信する。端末通信部３０は、第１無線方式スケジュール情報と第２無線方式スケジュール情報とを、ビーコン信号から取得する。第１端末処理部３１は、第１無線方式スケジュール情報に基づいて、無線端末３ｂに第１のスロットで送信される第１の無線方式の上り信号を生成する。第２端末処理部３２は、第２無線方式スケジュール情報に基づいて、無線端末に第２のスロットで送信される第２の無線方式の上り信号を生成する。

これによって、第２実施形態の無線通信システム１ｂは、無線端末が複数の無線方式の通信を実行する場合でも、無駄な無線通信を低減することが可能である。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

１ａ，１ｂ…無線通信システム、２…無線通信装置、３ａ，３ｂ…無線端末、４…無線端末、２０…装置制御部、２１…第１装置処理部、２２…第２装置処理部、２３…第３装置処理部、２４…装置通信部、２５…記憶部、３０…端末通信部、３１…第１端末処理部、３２…第２端末処理部、３３…端末制御部、４０…端末通信部、４１…第３端末処理部

Claims (10)

1. それぞれ無線通信サービスを提供するＩｏＴ（Internet of Things）事業者を含む複数のサービスプロバイダが要求する複数の無線方式で通信を行う無線通信装置と、それぞれ複数の前記無線方式のうちのいずれか１つで通信を行う複数の無線端末とを備える無線通信システムが実行する無線通信方法であって、
   前記無線通信装置は、
   前記無線方式ごとに、当該無線方式の上り信号及び下り信号に割り当てられたスロットのスケジュールに関する情報である無線方式スケジュール情報を生成し、
   前記無線方式ごとに、対応する前記無線方式スケジュール情報に基づいて、当該無線方式で通信を行う前記無線端末に対して当該無線方式に割り当てられた前記スロットで送信される当該無線方式の前記下り信号を生成し、
   前記無線方式ごとに、対応する前記無線方式スケジュール情報を含むビーコン信号を、当該無線方式に割り当てられた前記スロットで送信し、
   前記無線端末は、
   前記ビーコン信号を自装置の前記無線方式に割り当てられた前記スロットで受信し、自装置の前記無線方式に対応する前記無線方式スケジュール情報を当該ビーコン信号から取得し、
   当該無線方式スケジュール情報に基づいて、前記無線通信装置に対して当該無線方式に割り当てられた前記スロットで送信される当該無線方式の前記上り信号を生成する、
   無線通信方法。
2. それぞれ無線通信サービスを提供するＩｏＴ（Internet of Things）事業者を含む複数のサービスプロバイダが要求する第１及び第２の無線方式で通信を行う無線通信装置と、前記第１及び第２の無線方式で通信を行う１台以上の無線端末とを備える無線通信システムが実行する無線通信方法であって、
   前記無線通信装置は、
   前記第１の無線方式の上り信号及び下り信号に割り当てられた第１のスロットのスケジュールに関する情報である第１無線方式スケジュール情報と、前記第２の無線方式の上り信号及び下り信号に割り当てられた第２のスロットのスケジュールに関する情報である第２無線方式スケジュール情報とを生成し、
   前記第１無線方式スケジュール情報に基づいて、前記無線端末に対して前記第１のスロットで送信される前記第１の無線方式の下り信号を生成し、
   前記第２無線方式スケジュール情報に基づいて、前記無線端末に対して前記第２のスロットで送信される前記第２の無線方式の下り信号を生成し、
   前記第１無線方式スケジュール情報と前記第２無線方式スケジュール情報とを含むビーコン信号を前記第１のスロットで送信し、
   前記無線端末は、
   前記ビーコン信号を前記第１のスロットで受信し、前記第１無線方式スケジュール情報と前記第２無線方式スケジュール情報とを前記ビーコン信号から取得し、
   前記第１無線方式スケジュール情報に基づいて、前記無線通信装置に対して前記第１のスロットで送信される前記第１の無線方式の上り信号を生成し、
   前記第２無線方式スケジュール情報に基づいて、前記無線通信装置に対して前記第２のスロットで送信される前記第２の無線方式の上り信号を生成する、
   無線通信方法。
3. 前記無線通信装置は、前記第２の無線方式の下り信号を生成する第２装置処理部が起動していない場合、前記第２装置処理部を起動し、前記第２装置処理部に前記第２無線方式スケジュール情報を通知する、
   請求項２に記載の無線通信方法。
4. 前記無線端末は、前記第２の無線方式の上り信号を生成する場合、前記第１の無線方式の上り信号を生成する処理を停止する、
   請求項２又は請求項３に記載の無線通信方法。
5. それぞれ無線通信サービスを提供するＩｏＴ（Internet of Things）事業者を含む複数のサービスプロバイダが要求する複数の無線方式で通信を行う無線通信装置であって、
   前記無線方式ごとに、当該無線方式の上り信号及び下り信号に割り当てられたスロットのスケジュールに関する情報である無線方式スケジュール情報を生成する装置制御部と、
   前記無線方式ごとに、対応する前記無線方式スケジュール情報に基づいて、当該無線方式で通信を行う無線端末に対して当該無線方式に割り当てられた前記スロットで送信される当該無線方式の前記下り信号を生成する第１装置処理部と、
   前記無線方式ごとに、対応する前記無線方式スケジュール情報を含むビーコン信号を、当該無線方式に割り当てられた前記スロットで送信する装置通信部と
   を備える無線通信装置。
6. それぞれ無線通信サービスを提供するＩｏＴ（Internet of Things）事業者を含む複数のサービスプロバイダが要求する第１及び第２の無線方式で通信を行う無線通信装置であって、
   前記第１の無線方式の上り信号及び下り信号に割り当てられた第１のスロットのスケジュールに関する情報である第１無線方式スケジュール情報と、前記第２の無線方式の上り信号及び下り信号に割り当てられた第２のスロットのスケジュールに関する情報である第２無線方式スケジュール情報とを生成する装置制御部と、
   前記第１無線方式スケジュール情報に基づいて、前記第１及び第２の無線方式で通信を行う無線端末に対して前記第１のスロットで送信される前記第１の無線方式の下り信号を生成する第１装置処理部と、
   前記第２無線方式スケジュール情報に基づいて、前記無線端末に対して前記第２のスロットで送信される前記第２の無線方式の下り信号を生成する第２装置処理部と、
   前記第１無線方式スケジュール情報と前記第２無線方式スケジュール情報とを含むビーコン信号を前記第１のスロットで送信する装置通信部と
   を備える無線通信装置。
7. それぞれ無線通信サービスを提供するＩｏＴ（Internet of Things）事業者を含む複数のサービスプロバイダが要求する複数の無線方式で通信を行う無線通信装置と、それぞれ複数の前記無線方式のうちのいずれか１つで通信を行う複数の無線端末とを備える無線通信システムであって、
   前記無線通信装置は、
   前記無線方式ごとに、当該無線方式の上り信号及び下り信号に割り当てられたスロットのスケジュールに関する情報である無線方式スケジュール情報を生成する装置制御部と、
   前記無線方式ごとに、対応する前記無線方式スケジュール情報に基づいて、当該無線方式で通信を行う前記無線端末に対して当該無線方式に割り当てられた前記スロットで送信される当該無線方式の前記下り信号を生成する第１装置処理部と、
   前記無線方式ごとに、対応する前記無線方式スケジュール情報を含むビーコン信号を、当該無線方式に割り当てられた前記スロットで送信する装置通信部とを有し、
   前記無線端末は、
   前記ビーコン信号を自装置の前記無線方式に割り当てられた前記スロットで受信し、自装置の前記無線方式に対応する前記無線方式スケジュール情報を当該ビーコン信号から取得する端末通信部と、
   当該無線方式スケジュール情報に基づいて、前記無線通信装置に対して当該無線方式に割り当てられた前記スロットで送信される当該無線方式の前記上り信号を生成する第１端末処理部とを有する、
   無線通信システム。
8. それぞれ無線通信サービスを提供するＩｏＴ（Internet of Things）事業者を含む複数のサービスプロバイダが要求する第１及び第２の無線方式で通信を行う無線通信装置と、前記第１及び第２の無線方式で通信を行う１台以上の無線端末とを備える無線通信システムであって、
   前記無線通信装置は、
   前記第１の無線方式の上り信号及び下り信号に割り当てられた第１のスロットのスケジュールに関する情報である第１無線方式スケジュール情報と、前記第２の無線方式の上り信号及び下り信号に割り当てられた第２のスロットのスケジュールに関する情報である第２無線方式スケジュール情報とを生成する装置制御部と、
   前記第１無線方式スケジュール情報に基づいて、前記無線端末に対して前記第１のスロットで送信される前記第１の無線方式の下り信号を生成する第１装置処理部と、
   前記第２無線方式スケジュール情報に基づいて、前記無線端末に対して前記第２のスロットで送信される前記第２の無線方式の下り信号を生成する第２装置処理部と、
   前記第１無線方式スケジュール情報と前記第２無線方式スケジュール情報とを含むビーコン信号を前記第１のスロットで送信する装置通信部とを有し、
   前記無線端末は、
   前記ビーコン信号を前記第１のスロットで受信し、前記第１無線方式スケジュール情報と前記第２無線方式スケジュール情報とを前記ビーコン信号から取得する端末通信部と、
   前記第１無線方式スケジュール情報に基づいて、前記無線通信装置に対して前記第１のスロットで送信される前記第１の無線方式の上り信号を生成する第１端末処理部と、
   前記第２無線方式スケジュール情報に基づいて、前記無線通信装置に対して前記第２のスロットで送信される前記第２の無線方式の上り信号を生成する第２端末処理部とを有する、
   無線通信システム。
9. 前記無線通信装置は、前記第２装置処理部が起動していない場合、前記第２装置処理部を起動し、前記第２装置処理部に前記第２無線方式スケジュール情報を通知する装置制御部を更に備える、
   請求項８に記載の無線通信システム。
10. 前記第１端末処理部は、前記第２の無線方式の上り信号を生成する場合、前記第１の無線方式の上り信号を生成する処理を停止する、
    請求項８又は請求項９に記載の無線通信システム。

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