WO2009130973A1 - 無線通信システム、基地局、移動局および無線通信方法 - Google Patents

無線通信システム、基地局、移動局および無線通信方法 Download PDF

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WO2009130973A1
WO2009130973A1 PCT/JP2009/056436 JP2009056436W WO2009130973A1 WO 2009130973 A1 WO2009130973 A1 WO 2009130973A1 JP 2009056436 W JP2009056436 W JP 2009056436W WO 2009130973 A1 WO2009130973 A1 WO 2009130973A1
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base station
communication
priority
unit
mobile station
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PCT/JP2009/056436
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Inventor
秦光孝
Original Assignee
京セラ株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/04—Wireless resource allocation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/20—Control channels or signalling for resource management

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system, a base station, a mobile station, and a wireless communication method capable of wireless communication.
  • wireless terminals such as PHS (Personal Handyphone System) and mobile phones have become widespread, and there is a demand for improvement in communication quality and communication rate as well as downsizing and weight reduction of wireless terminals.
  • PHS Personal Handyphone System
  • adaptive modulation is being adopted in which a modulation scheme is adaptively changed and communication rate is improved according to a change in communication environment while maintaining communication quality.
  • Such adaptive modulation is a communication between a mobile station and a base station based on a signal-to-interference noise ratio (SINR) of the uplink transmission data transmitted from the mobile station to the base station and a bit error rate.
  • SINR signal-to-interference noise ratio
  • control means of the base station determines the quality of the uplink signal, and the signal transmitted on the downlink is modulated based on the information related to the quality.
  • transmission methods such as CDMA (Code Division Multiple Access) and TDMA (Time Division Multiple Access) are also determined unilaterally by the base station, and how much resources are selected as to which base station is available. Whether the handover is executed when the electric field strength is deteriorated to some extent is an agreement of the wireless communication system itself, and the user cannot change the communication state.
  • CDMA Code Division Multiple Access
  • TDMA Time Division Multiple Access
  • An object of the present invention is to provide a radio communication system, a base station, a mobile station, and a radio communication method.
  • a typical configuration of the present invention is a wireless communication system including a plurality of base stations and a mobile station capable of wireless communication with the base station, and the base station transmits a compatible transmission.
  • An information transmitter that transmits one or more base station information selected from a group of systems, applicable modulation systems, resource availability information, and position information to the mobile station, and receives a communication state change request from the mobile station
  • a request receiving unit that performs communication with the mobile station according to the communication state indicated in the change request, the mobile station receiving an information receiving unit that receives base station information from the base station, and a user setting Or a priority item selection unit that selects either a priority item of communication quality priority or connectivity priority according to changes in the communication environment, and communication necessary to achieve the priority item selected based on the base station information
  • State to derive state A detection section, a change request transmission unit that transmits to the base station the difference between the actual communication state between the derived communication with the base station as a change request, characterized in that it comprises a.
  • the state deriving unit derives a short-distance transmission method when communication quality priority is selected, and a long distance when connectivity priority is selected.
  • a transmission system for distance may be derived.
  • the state deriving unit derives the modulation scheme with the highest transmission rate when communication quality priority is selected, and when connectivity priority is selected.
  • a modulation scheme with the lowest transmission rate may be derived.
  • the modulation scheme desired by the user for example, communication quality is to be prioritized, 256QAM (Quadrature Amplitude Modulation), 64QAM, 16QAM, QPSK (Quadrature Phase Shift Keying), BPSK (Binary PSK) within the allowable range of the base station.
  • BPSK Binary PSK
  • the state derivation unit compares the resource availability information of a plurality of base stations, and performs handover to the base station with the most available resources. Execution may be derived. By forcibly handing over to a base station with many free resources in this way, the user can perform wireless communication with a desired communication quality.
  • the state deriving unit When position information is included in base station information and communication quality priority is selected, the state deriving unit performs three-point positioning based on position information of a plurality of base stations and GPS signals or radio signals from the plurality of base stations. The execution of the handover to the closest base station may be derived based on the location information of the mobile station based on the above. By forcibly handing over to a short-distance base station in this way, the user can perform wireless communication with desired communication quality.
  • the mobile station may further include a voice input unit that acquires voice, and when the noise level of the voice exceeds a predetermined noise level, the priority item selection unit may select communication quality priority.
  • a voice input unit that acquires voice
  • the priority item selection unit may select communication quality priority.
  • the mobile station further includes a voice analysis unit that decomposes and extracts speech from the other party into morphemes and analyzes the meaning of the wording, and when the meaning indicates that the wording is difficult, the priority item selection unit communicates Quality priority may be selected. For example, when the other party speaks words such as “Eh”, “I can't hear”, “Noisy”, etc. that the call is difficult, the present invention detects this and automatically sets the communication quality priority, that is, the sound quality priority. it can. Therefore, it is possible to perform wireless communication with a desired communication quality for the other party.
  • a voice analysis unit that decomposes and extracts speech from the other party into morphemes and analyzes the meaning of the wording, and when the meaning indicates that the wording is difficult, the priority item selection unit communicates Quality priority may be selected. For example, when the other party speaks words such as “Eh”, “I can't hear”, “Noisy”, etc. that the call is difficult, the present invention detects this and automatically sets the communication quality priority,
  • the mobile station may further include a speed deriving unit that derives its own moving speed, and when the moving speed exceeds a predetermined speed, the priority item selecting unit may select connectivity priority.
  • the moving speed is derived from the position of the base station and the number of handovers in the speedometer, accelerometer, and handover. With this configuration, the user can perform wireless communication with the desired connectivity, regardless of changes in the moving speed, in particular, an increase in moving speed.
  • the mobile station further includes an interference wave detection unit that detects an interference wave in the current communication channel, and when the interference wave is detected, the priority item selection unit can also select connectivity priority. By giving priority to connectivity in this way, interference waves can be avoided, and the user can perform wireless communication with the desired connectivity.
  • the mobile station further includes a partner information acquisition request unit that requests acquisition of a transmission method or modulation method with which the mobile station of the communication partner communicates, and the state derivation unit transmits the transmission method acquired in response to the request for acquiring the modulation method.
  • a modulation scheme may be derived.
  • the transmission method or modulation method of each mobile station is different, one of them becomes a bottleneck and obstructs comfortable wireless communication.
  • the mobile station further includes a priority item acquisition request unit that requests acquisition of the priority item selected in the mobile station of the communication counterpart, and the state derivation unit achieves the priority item acquired in response to the priority item acquisition request Therefore, a communication state necessary for the purpose may be derived.
  • priority items can be matched with the mobile station of the communication partner, and communication quality or connectivity is prioritized in both, and optimal wireless communication can be performed.
  • the mobile station further includes a wired determination unit that determines whether or not the communication partner is connected to the communication network by wire, and when it is determined that the communication partner is wired, the state deriving unit may derive a wired communication band .
  • the communication band (dynamic range) in the wired connection is, for example, 32 kHz, and it is possible to perform the optimum wireless communication without under and over specs by adjusting the wireless communication to the communication band.
  • Another representative configuration according to the present invention is a base station capable of wireless communication with a mobile station, and is selected from the group of a compatible transmission method, a compatible modulation method, resource availability information, and position information. Or an information transmission unit that transmits two or more base station information to a mobile station, a communication state based on base station information necessary to achieve communication quality priority or connectivity priority in the mobile station, and the base station A request receiving unit that receives a change request that is a difference from an actual communication state from a mobile station, and a request execution unit that executes communication with the mobile station according to the communication state indicated in the change request .
  • Another representative configuration according to the present invention is a mobile station capable of wireless communication with a base station, and is selected from the group of a compatible transmission method, a compatible modulation method, resource availability information, and position information. Or an information receiving unit that receives two or more base station information from the base station, and a priority item selection unit that selects either a priority item of communication quality priority or connectivity priority according to a change in user settings or communication environment, Based on the base station information, a state deriving unit for deriving a communication state necessary for achieving the selected priority item, and a difference between the derived communication state and the actual communication state of the base station as a change request And a change request transmission unit for transmitting to the base station.
  • Another representative configuration according to the present invention is a wireless communication method using a plurality of base stations and a mobile station capable of wireless communication with the base station.
  • 1 or two or more base station information selected from a group of modulation schemes, resource availability information, and position information is transmitted to the mobile station, and the mobile station receives the base station information from the base station, and performs user setting or communication environment.
  • the communication status necessary to achieve the selected priority item is derived based on the base station information.
  • the difference between the communication state and the actual communication state with the base station is transmitted to the base station as a change request, and the base station receives the change request from the mobile station and communicates with the mobile station according to the communication state indicated in the change request. Communication is performed.
  • the components corresponding to the technical idea of the above-described wireless communication system and the description thereof can be applied to the base station, the mobile station, and the wireless communication method.
  • the present invention can easily realize a communication state desired by a user with only a simple configuration such as selection of priority items without breaking the overall balance of the wireless communication system.
  • Wireless communication system 110 ... PHS terminal (mobile station) 120 ... base station 218 ... voice input section 230 ... priority item selection section 232 ... voice analysis section 234 ... speed derivation section 236 ... interference wave detection section 238 ... information reception section 240 ... state derivation section 242 ... partner information acquisition request section 244 ... Priority item acquisition request unit 246 ... Wired determination unit 248 ... Change request transmission unit 260 ... GPS satellite 330 ... Information transmission unit 332 ... Request reception unit 334 ... Request execution unit
  • a mobile station represented by a PHS terminal, a mobile phone or the like constructs a wireless communication system that performs wireless communication with a base station that is fixedly arranged at a predetermined interval.
  • a PHS terminal as a mobile station and a base station will be described.
  • the present invention is not limited to such a case.
  • a mobile phone a notebook personal computer, a PDA (Personal Digital Assistant), a digital camera, a music player, a car navigation system, a portable TV, a game
  • PDA Personal Digital Assistant
  • a digital camera a music player
  • a car navigation system a portable TV
  • a game Various electronic devices capable of wireless communication, such as devices, DVD players, and remote controllers, can also be used as mobile stations.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic connection relationship of the wireless communication system 100.
  • the wireless communication system 100 includes a PHS terminal 110 (110A, 110B), a base station 120 (120A, 120B, 120C), an ISDN (Integrated Services Digital Network) line, the Internet, a dedicated line, and the like. And the relay server 140.
  • PHS terminal 110 110A, 110B
  • base station 120 120A, 120B, 120C
  • ISDN Integrated Services Digital Network
  • the PHS terminal 110A when a user connects a communication line from his / her PHS terminal 110A to another PHS terminal 110B, the PHS terminal 110A makes a wireless connection request to the base station 120A within the communicable range. .
  • the base station 120A that has received the wireless connection request requests the relay server 140 to establish a communication connection with the communication partner via the communication network 130.
  • the relay server 140 refers to the location registration information of the other PHS terminal 110B, and so on.
  • the base station 120B within the wireless communication range of the PHS terminal 110B is selected to secure a communication path between the base station 120A and the base station 120B, and communication between the PHS terminal 110A and the PHS terminal 110B is established.
  • the PHS terminal 110B when the PHS terminal 110B as the communication partner moves, the distance between the PHS terminal 110B and the base station 120B increases, and wireless communication with the base station 120B finally becomes difficult.
  • the PHS terminal 110B predicts that wireless communication becomes difficult due to the attenuation of the electric field strength of the signal from the base station 120B, performs carrier sense again, and performs wireless communication with the base station 120C having high electric field strength. To request.
  • the base station 120B notifies the relay server 140 to that effect, the relay server 140 performs a handover from the base station 120B to the base station 120C.
  • adaptive modulation is performed to improve the communication rate by changing the modulation method adaptively according to changes in the communication environment while maintaining the communication quality between the PHS terminal 110 and the base station 120. Can be used.
  • FIG. 2 is a functional block diagram showing a hardware configuration of the PHS terminal 110
  • FIG. 3 is a perspective view showing an appearance of the PHS terminal 110.
  • the PHS terminal 110 includes a terminal control unit 210, a terminal memory 212, a display unit 214, an operation unit 216, a voice input unit 218, a voice output unit 220, and a terminal wireless communication unit 222. .
  • the terminal control unit 210 manages and controls the entire PHS terminal 110 by a semiconductor integrated circuit including a central processing unit (CPU). In addition, the terminal control unit 210 performs a call function, a mail transmission / reception function, an imaging function, a music playback function, and a TV viewing function using the program in the terminal memory 212.
  • the terminal memory 212 includes ROM, RAM, EEPROM, nonvolatile RAM, flash memory, HDD (Hard Disk Disk Drive), and the like, and stores programs processed by the terminal control unit 210, audio data, and the like.
  • the display unit 214 includes a liquid crystal display, EL (Electro Luminescence), etc., and is stored in the terminal memory 212 or provided from an application relay server (not shown) via the communication network 130.
  • GUI Graphic User Interface
  • the operation unit 216 includes switches such as a keyboard, a cross key, and a joystick, and receives a user operation input.
  • the voice input unit 218 includes voice recognition means such as a microphone, and converts the user's voice input during a call into an electrical signal that can be processed in the PHS terminal 110.
  • the voice output unit 220 includes a speaker, and converts the voice signal of the other party received by the PHS terminal 110 into voice and outputs the voice.
  • a ring tone, an operation sound of the operation unit 216, an alarm sound, and the like can be output.
  • the terminal wireless communication unit 222 performs wireless communication with the base station 120 in the communication network 130.
  • the terminal wireless communication unit 222 estimates the communication environment between the PHS terminal 110 and the base station 120 based on the signal-to-interference noise ratio and bit error rate of the uplink transmission data transmitted from the PHS terminal 110 to the base station, Wireless communication using adaptive modulation to perform stable wireless communication by selecting a modulation method having a higher communication rate under a better communication environment and selecting a modulation method having a lower communication rate under a poor communication environment Is possible.
  • the terminal control unit 210 includes a priority item selection unit 230, a voice analysis unit 232, a speed derivation unit 234, an interference wave detection unit 236, an information reception unit 238, a state derivation unit 240, a partner information acquisition request unit 242, and a priority item acquisition. It functions as a request unit 244, a wired determination unit 246, and a change request transmission unit 248.
  • the priority item selection unit 230 selects a priority item of communication quality priority or connectivity priority according to a user setting.
  • the communication quality priority is to give priority to the sound quality in the call and the transmission speed in the data communication over the connectivity, and the priority to the connectivity gives priority to the continuation of the communication connection between the PHS terminal 110 and the base station 120 over the communication quality. That is.
  • Such selection may be performed for each call or data communication, or may be set in advance in the PHS terminal 110 so that such selection is always performed. Further, the service of the communication service provider may be registered in a server owned by the communication service provider so that such a selection is always made.
  • the priority item selection unit 230 can select either a priority item of communication quality priority or connectivity priority according to a change in the communication environment in which the PHS terminal 110 is placed. For example, when the noise level of the voice input to the voice input unit 218 described above exceeds a predetermined noise level, the priority item selection unit 230 selects communication quality priority. Thus, by giving priority to the sound quality when the noise level of the sound exceeds the predetermined noise level, the user can perform wireless communication with a desired communication quality (sound quality).
  • the voice analysis unit 232 decomposes and extracts the voice from the other party into morphemes and analyzes the meaning of the wording.
  • the priority item selection unit 230 selects communication quality priority. For example, when the other party speaks a statement that the call is difficult, such as “Eh”, “I can't hear”, “Noisy”, etc., in the present embodiment, this is detected and the communication quality priority, that is, the sound quality priority is automatically set. Therefore, it is possible to perform wireless communication with a desired communication quality for the other party.
  • the speed deriving unit 234 derives the moving speed of the PHS terminal 110 itself based on the speedometer, the accelerometer, the position of the base station in the handover, and the number of handovers.
  • the priority item selection unit 230 selects connectivity priority. With this configuration, the user can perform wireless communication with the desired connectivity, regardless of changes in the moving speed, in particular, an increase in moving speed.
  • the interference wave detection unit 236 detects an interference wave in the current communication channel through the terminal wireless communication unit 222.
  • the priority item selection unit 230 selects connectivity priority. Thus, by giving priority to connectivity, interference waves to the PHS terminal 110 can be avoided, and the user can perform wireless communication with the desired connectivity.
  • the information receiving unit 238 transmits, through the terminal wireless communication unit 222, a transmission method that can be supported by the base station 120, a modulation method that can be supported from the base station 120 that is actually communicating with the base station 120 that can communicate with the base station 120, One or more base station information selected from the group of the resource availability information of the base station 120 and the position information of the base station 120 is received.
  • the transmission system refers to a communication format itself such as CDMA (macro cell system) or TDMA (micro cell system).
  • modulation schemes 256QAM, 64QAM, 16QAM, QPSK, and BPSK are prepared in descending order of transmission speed. The transmission distance of radio waves becomes longer as the transmission speed is lower.
  • the empty slots indicate the number of slots not occupied by other PHS terminals, for example, and assuming that the transmission rate in one slot is 32 kbps, data communication of 128 kbps is possible in four slots.
  • the position information indicates an absolute position such as a latitude and longitude of the fixed base station 120 or a relative position from a predetermined point.
  • the state deriving unit 240 determines a communication state necessary for achieving the priority item selected by the priority item selecting unit 230 based on the base station information including the transmission method, modulation method, resource availability information, and position information. To derive.
  • the state deriving unit 240 derives a short-distance transmission method such as TDMA when communication quality priority is selected, and connectivity priority is determined.
  • a transmission system for long-distance transmission such as CDMA is derived.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the derivation of the transmission method.
  • an umbrella structure is configured by overlapping two types of cells, a plurality of micro cells 260 having a small communication area by the TDMA method and a macro cell 262 having a larger communication range than the micro cell 260 by the CDMA method.
  • the two types of cells are managed by the same relay server 140 in the same wireless communication system 100.
  • the PHS terminal 110 in the communicable range of the base station 120D belonging to the microcell 260 can select radio communication with the base station 120E belonging to the macrocell 262 in addition to the base station 120D.
  • the microcell 260 and the macrocell 262 have the following advantages depending on the size of the communicable range.
  • the transmission power of the PHS terminal 110 can be suppressed, and the battery length is reduced by reducing power consumption. Time use becomes possible.
  • the transmission power of the base station 120D can be reduced, the microcell base station 120 can be reduced in size and weight, and can be installed in a small occupied area.
  • the frequency use efficiency can be improved, the radio capacity per unit area can be increased.
  • the macro cell 262 has a wide communication allowable range with the PHS terminal 110, it is not necessary to frequently change the base station 120E to be communicated even when the PHS terminal 110 moves at high speed, and the handover amount is significant. Reduction is possible.
  • the PHS terminal 110 selects one of the cells according to the communication environment and the movement state of the PHS terminal 110 itself.
  • connectivity priority can be selected in advance as a priority item, and the problem that communication is interrupted during file download is less likely to occur.
  • the state deriving unit 240 derives the modulation scheme with the highest transmission rate when the communication quality priority is selected, and the connectivity priority is selected.
  • the modulation scheme with the lowest transmission rate is derived.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the derivation of the modulation scheme.
  • the communicable range of each modulation method is shown with the base station 120 as the center.
  • 256QAM, 64QAM, 16QAM, QPSK, and BPSK are shown in ascending order of the communicable range.
  • the modulation schemes that can be communicated are 16QAM, QPSK, and BPSK. If communication is performed with the current QPSK, 16QAM is used when priority is given to communication quality. In addition, when priority is given to connectivity, the modulation method can be changed to BPSK.
  • the user when the call is connected by BPSK, the user operates the operation unit 216 on the PHS terminal 110 to make a call by QPSK.
  • the connection can be switched.
  • the state deriving unit 240 compares the resource availability information of the plurality of base stations 120, and the base station with the most available resources Deriving execution of handover to 120.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining handover of the base station 120 based on resource availability information.
  • the PHS terminal 110 acquires resource availability information from the surrounding base stations 120A, 120B, and 120C. Then, a handover with the base station 120C having many empty slots is attempted.
  • the user can perform wireless communication with desired communication quality. For example, in the case where the data transmission speed is desired to be further increased in data communication. It is possible to select a base station 120 having a large amount of resources.
  • the state deriving unit 240 receives the position information of the plurality of base stations and the GPS signal from the GPS satellite 290 (see FIG. 2).
  • execution of a handover to the nearest base station 120 is derived based on position information of the PHS terminal 110 based on three-point positioning using radio signals from a plurality of base stations.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining handover of the base station 120 based on position information.
  • PHS terminal 110 When PHS terminal 110 is performing wireless communication with base station 120A in FIG. 7 and communication quality priority is selected, PHS terminal 110 acquires location information from surrounding base stations 120A, 120B, and 120C, A handover with the base station 120B closer to the current base station 120A is attempted. By forcibly handing over to the short-range base station 120 in this way, the user can perform wireless communication with desired communication quality.
  • the partner information acquisition request unit 242 requests the base station 120 to acquire the transmission method or modulation method with which the communication partner PHS terminal is actually communicating.
  • the base station 120 acquires the base station 120 accommodating the communication partner PHS terminal through the relay server 140 and transmits it to the PHS terminal 110.
  • the state deriving unit 240 derives the transmission scheme or modulation scheme acquired from the base station 120 in response to the modulation scheme acquisition request as it is as the communication state.
  • the transmission method or modulation method of each PHS terminal 110 is different, one becomes a bottleneck and obstructs comfortable wireless communication.
  • the priority item acquisition request unit 244 requests the base station 120 to acquire the priority item selected in the communication partner PHS terminal.
  • the base station 120 acquires the priority item set in the communication partner PHS terminal through the relay server 140 and transmits it to the PHS terminal 110.
  • the state deriving unit 240 derives a communication state necessary for achieving the priority item acquired in response to the priority item acquisition request.
  • priority items can be matched with the communication partner PHS terminal, and communication quality or connectivity is prioritized in both, and optimal wireless communication can be performed.
  • the wired determination unit 246 determines whether the communication partner is connected to the communication network by wire. If it is determined as wired, the state deriving unit 240 may derive a wired communication band.
  • the communication band (dynamic range) in the wired connection is, for example, 32 kHz, and it is possible to perform the optimum wireless communication without under and over specs by adjusting the wireless communication to the communication band.
  • the change request transmission unit 248 changes a difference between the communication state derived by the state deriving unit 240 and the actual communication state with the base station 120, for example, a different transmission method, a different modulation method, and a different base station. It transmits to the base station 120 as a request.
  • FIG. 8 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the base station 120.
  • the base station 120 includes a base station control unit 310, a base station memory 312, a base station wireless communication unit 314, and a base station wired communication unit 316.
  • the base station control unit 310 manages and controls the entire base station 120 using a semiconductor integrated circuit including a central processing unit (CPU). Further, the base station control unit 310 controls communication connection of the PHS terminal 110 to the communication network 130 and other PHS terminals 110 using a program in the base station memory 312.
  • the base station memory 312 includes a ROM, RAM, EEPROM, nonvolatile RAM, flash memory, HDD, and the like, and stores programs processed by the base station control unit 310, time information, and the like.
  • the base station wireless communication unit 314 can establish communication with the PHS terminal 110 and adaptively change the modulation scheme and codec according to the communication quality of the PHS terminal 110.
  • the base station wired communication unit 316 can be connected to various servers including the relay server 140 via the communication network 130.
  • the base station control unit 310 also functions as an information transmission unit 330, a request reception unit 332, and a request execution unit 334.
  • the information transmission unit 330 transmits to the PHS terminal 110 one or more base station information selected from the group of transmission methods that can be handled by the base station 120, modulation methods that can be handled, resource availability information, and position information. .
  • the request receiving unit 332 receives the change request generated by the PHS terminal 110.
  • the request execution unit 334 executes communication with the PHS terminal 110 according to the communication state indicated in the change request.
  • the user can easily select communication quality (sound quality in the case of a call, transmission speed in the case of data communication) priority or connectivity priority. It is possible to easily realize a desired communication state according to the situation at that time, such as having to receive a call or a large amount of data at an early stage, or wanting to secure connectivity because the moving speed is high.
  • the maximum allowable communication quality or connectivity of the base station 120 can be achieved without losing the overall balance of the radio communication system 100. It becomes possible to receive.
  • a wireless communication method capable of wireless communication using the priority item desired by the user through the above-described PHS terminal 110 and the base station 120 will be described.
  • FIG. 9 is a sequence diagram illustrating specific processing of the wireless communication method.
  • the PHS terminal 110 starts communication with the base station 120 (S400)
  • the PHS terminal 110 acquires base station information for every predetermined period from all the communicable base stations 120 (S402).
  • the PHS terminal 110 when the user has selected one of the priority items of communication quality priority or connectivity priority, or one of the priority items was automatically selected according to a change in the communication environment.
  • a communication state necessary for achieving the selected priority item is derived (S406), and the derived communication state and the base station 120 are derived.
  • the difference from the actual communication state is transmitted to the base station 120 as a change request (S408).
  • the base station 120 Upon receiving the change request from the PHS terminal 110, the base station 120 determines whether wireless communication with the PHS terminal 110 according to the communication state indicated in the change request is possible (S410). Wireless communication is executed (S412).
  • the communication state desired by the user can be easily achieved by only a simple configuration such as selection of priority items without losing the overall balance of the wireless communication system 100, similarly to the wireless communication system 100 described above. It can be realized.
  • each step in the wireless communication method of the present specification does not necessarily have to be processed in time series in the order described as a sequence diagram, and may include processing in parallel or a subroutine.
  • the present invention can be used in a wireless communication system, a base station, a mobile station, and a wireless communication method capable of wireless communication.

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Abstract

　無線通信システムの総合的なバランスを崩すことなく、優先項目の選択といった簡単な構成のみによって、ユーザの所望する通信状態を容易に実現する。本発明の無線通信システム１００における基地局１２０は、伝送方式等からなる基地局情報を移動局に送信する情報送信部３３０と、要求受信部３３２と、変更要求に示される通信状態による移動局との通信を実行する要求実行部３３４と、を備え、移動局１１０は、情報受信部２３８と、ユーザ設定または通信環境の変化に応じて通信品質優先または接続性優先のいずれかの優先項目を選択する優先項目選択部２３０と、基地局情報に基づいて、優先項目を達成するために必要な通信状態を導出する状態導出部２４０と、その通信状態と基地局との実際の通信状態との差分を変更要求として基地局に送信する変更要求送信部２４８とを備える。

Description

無線通信システム、基地局、移動局および無線通信方法
　本発明は、無線による通信が可能な無線通信システム、基地局、移動局および無線通信方法に関する。
　近年、ＰＨＳ(Personal Handy phone System)や携帯電話等の無線端末が普及し、無線端末の小型化、軽量化と共に通信品質および通信レートの向上が求められている。例えば、通信品質を維持しつつ、通信環境の変化に応じて適応的に変調方式を変え通信レートを向上させる適応変調が採用されつつある。
　かかる適応変調は、移動局から基地局に送信される上り送信データの信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ：Signal to Interference and Noise Ratio）やビットエラーレートに基づいて移動局と基地局との間の通信環境を推測し、より良い通信環境の下ではより高い通信レートを有する変調方式を選択し、通信環境の悪い状況下では低い通信レートを有する変調方式を選択して、安定した無線通信を実施する方式である。
　例えば、特許文献１においては、基地局の制御手段が上りリンクの信号の品質を決定し、この品質に関する情報に基づいて、下りリンクで伝送される信号が変調されている。
特表２０００－５１３８９９号公報
　しかし、上述した適応変調を用いた技術においては、移動局との信号の品質に基づいてあくまで基地局が変調方式を決めているので、移動局側で変調方式を制御する手段が存在せず、ユーザの所望する通信状態を反映することができなかった。
　また、同様にＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）やＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）といった伝送方式も基地局に一方的に決定され、また、どの程度リソースが空いている基地局を選択するかや、どの程度電界強度が劣化したらハンドオーバを実行するかは無線通信システム自体の取り決めであって、やはり、ユーザがその通信状態を変更することができなかった。
　しかし、ここで、ユーザが伝送方式や変調方式を自由に選択できるとすると、基地局の許容範囲を超えた変更要求が殺到するだけでなく、無線通信システムの総合的な制御バランスが崩れ、従来では安定していた通信も不安定になりかねない。
　本発明は、このような課題に鑑み、無線通信システムの総合的なバランスを崩すことなく、優先項目の選択といった簡単な構成のみによって、ユーザの所望する通信状態を容易に実現することが可能な、無線通信システム、基地局、移動局および無線通信方法を提供することを目的としている。
　上記課題を解決するために、本発明の代表的な構成は、複数の基地局と、基地局と無線通信可能な移動局とを含む無線通信システムであって、基地局は、対応可能な伝送方式、対応可能な変調方式、リソース空き情報、位置情報の群から選択された１または２以上の基地局情報を移動局に送信する情報送信部と、移動局からの通信状態の変更要求を受信する要求受信部と、変更要求に示される通信状態による移動局との通信を実行する要求実行部と、を備え、移動局は、基地局から基地局情報を受信する情報受信部と、ユーザ設定または通信環境の変化に応じて通信品質優先または接続性優先のいずれかの優先項目を選択する優先項目選択部と、基地局情報に基づいて、選択された優先項目を達成するために必要な通信状態を導出する状態導出部と、導出された通信状態と基地局との実際の通信状態との差分を変更要求として基地局に送信する変更要求送信部と、を備えることを特徴とする。ここで、通信状態は、実行している無線通信の伝送方式、変調方式、無線通信を確立している基地局等を示す。
　かかる構成により、ユーザは、通信品質（通話の場合音質、データ通信の場合伝送速度）優先か接続性優先かを容易に選択することができ、お客様からの大切な通話や大容量のデータを早期に受信しなければならない、または、移動速度が高いので接続性を確保したい等そのときの状況に応じて所望する通信状態を容易に実現することができる。また、本発明では予め複数の基地局から基地局情報を収集しているので、無線通信システムの総合的なバランスを崩すことなく、基地局の許容最大の通信品質または接続性を受けることが可能となる。
　基地局情報に、対応可能な伝送方式が含まれる場合に、状態導出部は、通信品質優先が選択されているとき近距離用の伝送方式を導出し、接続性優先が選択されているとき遠距離用の伝送方式を導出してもよい。かかる構成により、ユーザが所望する伝送方式、例えば通信品質を優先したい場合、ＴＤＭＡ等の近距離伝送方式で、接続性を優先したい場合、ＣＤＭＡ等の遠距離伝送方式で無線通信を遂行することが可能となる。
　基地局情報に、対応可能な変調方式が含まれる場合に、状態導出部は、通信品質優先が選択されているとき伝送速度が最も高い変調方式を導出し、接続性優先が選択されているとき伝送速度が最も低い変調方式を導出してもよい。かかる構成により、ユーザが所望する変調方式、例えば通信品質を優先したい場合、基地局の許容範囲内の２５６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）、６４ＱＡＭ、１６ＱＡＭ、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）、ＢＰＳＫ（Binary PSK）の上位の変調方式で、接続性を優先したい場合、下位の変調方式で無線通信を遂行することが可能となる。
　基地局情報にリソース空き情報が含まれかつ通信品質優先が選択されている場合に、状態導出部は、複数の基地局のリソース空き情報を比較し、空きリソースが最も多い基地局へのハンドオーバの実行を導出してもよい。このように空きリソースが多い基地局に強制的にハンドオーバすることで、ユーザは所望する通信品質による無線通信を遂行することが可能となる。
　基地局情報に位置情報が含まれかつ通信品質優先が選択されている場合に、状態導出部は、複数の基地局の位置情報と、ＧＰＳ信号または複数の基地局からの電波信号による３点測位に基づいた当該移動局の位置情報とに基づいて距離が最も近い基地局へのハンドオーバの実行を導出してもよい。このように近距離の基地局に強制的にハンドオーバすることでユーザは所望する通信品質による無線通信を遂行することが可能となる。
　移動局は、音声を取得する音声入力部をさらに備え、音声のノイズレベルが所定ノイズレベルを超えたとき、優先項目選択部は通信品質優先を選択してもよい。かかる音声入力部の構成により通信環境の変化、特にノイズレベルの変化を検知することが可能となり、所定ノイズレベルを超えたときに通信品質優先即ち音質優先とすることで、ユーザは所望する通信品質による無線通信を遂行することが可能となる。
　移動局は、通話相手からの音声を形態素に分解、抽出し、その文言の意味を解析する音声解析部をさらに備え、文言が通話困難である旨の意味を示すとき、優先項目選択部は通信品質優先を選択してもよい。例えば、通話相手が「えっ」「聞こえない」「騒がしい」等の通話困難である旨の文言を話したとき、本発明ではそれを検知して自動的に通信品質優先即ち音質優先とすることができる。従って、通話相手に対しても、所望する通信品質による無線通信を遂行することが可能となる。
　移動局は、自体の移動速度を導出する速度導出部をさらに備え、移動速度が所定速度を超えたとき、優先項目選択部は接続性優先を選択してもよい。移動速度は、速度計、加速度計、ハンドオーバにおける基地局の位置とハンドオーバの回数によって導出される。かかる構成により移動速度の変化、とりわけ移動速度の高速化にも拘わらず、ユーザは所望する接続性による無線通信を遂行することができる。
　移動局は、現行の通信チャネルにおける干渉波を検知する干渉波検知部をさらに備え、干渉波が検知されたとき、優先項目選択部は接続性優先を選択することもできる。このように接続性を優先させることで干渉波を回避し、ユーザは所望する接続性による無線通信を遂行することが可能となる。
　移動局は、通信相手の移動局が通信している伝送方式または変調方式の取得を要求する相手情報取得要求部をさらに備え、状態導出部は、変調方式取得の要求に応じて取得した伝送方式または変調方式を導出してもよい。各移動局の伝送方式または変調方式が相異する場合、一方がボトルネックとなり快適な無線通信を阻害する。本発明では、通信相手の移動局と伝送方式または変調方式を合わせることで、アンダーおよびオーバースペックのない最適な無線通信を遂行することが可能となる。
　移動局は、通信相手の移動局において選択されている優先項目の取得を要求する優先項目取得要求部をさらに備え、状態導出部は、優先項目取得の要求に応じて取得した優先項目を達成するために必要な通信状態を導出してもよい。本発明では、通信相手の移動局と優先項目を合わせることができ、通信品質または接続性が両者において優先され、最適な無線通信を遂行することが可能となる。
　移動局は、通信相手が通信網と有線で接続されているか否かを判定する有線判定部をさらに備え、有線と判定された場合、状態導出部は、有線の通信帯域を導出してもよい。有線接続における通信帯域（ダイナミックレンジ）は例えば３２ｋＨｚであり、無線通信もかかる通信帯域に合わせることで、アンダーおよびオーバースペックのない最適な無線通信を遂行することが可能となる。
　本発明にかかる他の代表的な構成は、移動局と無線通信可能な基地局であって、対応可能な伝送方式、対応可能な変調方式、リソース空き情報、位置情報の群から選択された１または２以上の基地局情報を移動局に送信する情報送信部と、移動局における、通信品質優先または接続性優先を達成するために必要な基地局情報に基づく通信状態と、当該基地局との実際の通信状態との差分である変更要求を移動局から受信する要求受信部と、変更要求に示される通信状態による移動局との通信を実行する要求実行部と、を備えることを特徴とする。
　本発明にかかる他の代表的な構成は、基地局と無線通信可能な移動局であって、対応可能な伝送方式、対応可能な変調方式、リソース空き情報、位置情報の群から選択された１または２以上の基地局情報を基地局から受信する情報受信部と、ユーザ設定または通信環境の変化に応じて通信品質優先または接続性優先のいずれかの優先項目を選択する優先項目選択部と、基地局情報に基づいて、選択された優先項目を達成するために必要な通信状態を導出する状態導出部と、導出された通信状態と基地局との実際の通信状態との差分を変更要求として基地局に送信する変更要求送信部と、を備えることを特徴とする。
　本発明にかかる他の代表的な構成は、複数の基地局と、基地局と無線通信可能な移動局とを用いた無線通信方法であって、基地局は、対応可能な伝送方式、対応可能な変調方式、リソース空き情報、位置情報の群から選択された１または２以上の基地局情報を移動局に送信し、移動局は、基地局から基地局情報を受信し、ユーザ設定または通信環境の変化に応じて通信品質優先または接続性優先のいずれかの優先項目を選択し、基地局情報に基づいて、選択された優先項目を達成するために必要な通信状態を導出し、導出された通信状態と基地局との実際の通信状態との差分を変更要求として基地局に送信し、基地局は、移動局からの変更要求を受信し、変更要求に示される通信状態による移動局との通信を実行することを特徴とする。
　上述した無線通信システムにおける技術的思想に対応する構成要素やその説明は、当該基地局、移動局、無線通信方法にも適用可能である。
　以上説明したように本発明は、無線通信システムの総合的なバランスを崩すことなく、優先項目の選択といった簡単な構成のみによって、ユーザの所望する通信状態を容易に実現することが可能となる。
無線通信システムの概略的な接続関係を示した説明図である。 ＰＨＳ端末のハードウェア構成を示した機能ブロック図である。 ＰＨＳ端末の外観を示した斜視図である。 伝送方式の導出を説明するための説明図である。 変調方式の導出を説明するための説明図である。 リソース空き情報による基地局のハンドオーバを説明するための説明図である。 位置情報による基地局のハンドオーバを説明するための説明図である。 基地局の概略的な構成を示したブロック図である。 無線通信方法の具体的な処理を示したシーケンス図である。
符号の説明
１００  …無線通信システム
１１０  …ＰＨＳ端末（移動局）
１２０  …基地局
２１８  …音声入力部
２３０  …優先項目選択部
２３２  …音声解析部
２３４  …速度導出部
２３６  …干渉波検知部
２３８  …情報受信部
２４０  …状態導出部
２４２  …相手情報取得要求部
２４４  …優先項目取得要求部
２４６  …有線判定部
２４８  …変更要求送信部
２６０  …ＧＰＳ衛星
３３０  …情報送信部
３３２  …要求受信部
３３４  …要求実行部
　以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
　ＰＨＳ端末や携帯電話等に代表される移動局は、所定間隔をおいて固定配置される基地局と無線で通信を行う無線通信システムを構築する。ここでは、理解を容易にするため無線通信システム全体を説明し、その後、移動局としてのＰＨＳ端末および基地局の具体的構成を説明する。また、ここでは、移動局としてＰＨＳ端末を挙げているが、かかる場合に限らず、携帯電話、ノート型パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、デジタルカメラ、音楽プレイヤー、カーナビゲーション、ポータブルテレビ、ゲーム機器、ＤＶＤプレイヤー、リモートコントローラ等無線通信可能な様々な電子機器を移動局として用いることもできる。
（無線通信システム１００）
　図１は、無線通信システム１００の概略的な接続関係を示した説明図である。当該無線通信システム１００は、ＰＨＳ端末１１０（１１０Ａ、１１０Ｂ）と、基地局１２０（１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ）と、ＩＳＤＮ(Integrated Services Digital Network)回線、インターネット、専用回線等で構成される通信網１３０と、中継サーバ１４０とを含んで構成される。
　上記無線通信システム１００において、ユーザが自身のＰＨＳ端末１１０Ａから他のＰＨＳ端末１１０Ｂへの通信回線の接続を行う場合、ＰＨＳ端末１１０Ａは、通信可能範囲内にある基地局１２０Ａに無線接続要求を行う。無線接続要求を受信した基地局１２０Ａは、通信網１３０を介して中継サーバ１４０に通信相手との通信接続を要求し、中継サーバ１４０は、他のＰＨＳ端末１１０Ｂの位置登録情報を参照し、他のＰＨＳ端末１１０Ｂの無線通信範囲内にある基地局１２０Ｂを選択して基地局１２０Ａと基地局１２０Ｂとの通信経路を確保し、ＰＨＳ端末１１０ＡとＰＨＳ端末１１０Ｂの通信を確立する。
　ここで、通信相手先となるＰＨＳ端末１１０Ｂが移動すると、ＰＨＳ端末１１０Ｂと基地局１２０Ｂとの距離が大きくなり、最終的に基地局１２０Ｂとの無線通信が困難になる。ＰＨＳ端末１１０Ｂは、かかる基地局１２０Ｂからの信号の電界強度の減衰により無線通信が困難になることを予測し、改めてキャリアセンスを行って電界強度の高い基地局１２０Ｃとの無線通信を基地局１２０Ｂに要求する。基地局１２０Ｂは、その旨中継サーバ１４０に伝達すると、中継サーバ１４０は、基地局１２０Ｂから基地局１２０Ｃへのハンドオーバを遂行する。
　また、このような無線通信システム１００においては、ＰＨＳ端末１１０と基地局１２０との通信品質を維持しつつ、通信環境の変化に応じて適応的に変調方式を変え通信レートを向上させる適応変調を用いることができる。
（ＰＨＳ端末１１０）
　図２は、ＰＨＳ端末１１０のハードウェア構成を示した機能ブロック図であり、図３は、ＰＨＳ端末１１０の外観を示した斜視図である。ＰＨＳ端末１１０は、端末制御部２１０と、端末メモリ２１２と、表示部２１４と、操作部２１６と、音声入力部２１８と、音声出力部２２０と、端末無線通信部２２２とを含んで構成される。
　端末制御部２１０は、中央処理装置（ＣＰＵ）を含む半導体集積回路によりＰＨＳ端末１１０全体を管理および制御する。また、端末制御部２１０は、端末メモリ２１２のプログラムを用いて、通話機能、メール送受信機能、撮像機能、音楽再生機能、ＴＶ視聴機能も遂行する。端末メモリ２１２は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ、不揮発性ＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等で構成され、端末制御部２１０で処理されるプログラムや音声データ等を記憶する。
　表示部２１４は、液晶ディスプレイ、ＥＬ(Electro Luminescence)等で構成され、端末メモリ２１２に記憶された、または通信網１３０を介してアプリケーション中継サーバ（図示せず）から提供される、ＷｅｂブラウザやアプリケーションのＧＵＩ（Graphical User Interface）を表示することができる。操作部２１６は、キーボード、十字キー、ジョイスティック等のスイッチから構成され、ユーザの操作入力を受け付ける。
　音声入力部２１８は、マイク等の音声認識手段で構成され、通話時に入力されたユーザの音声をＰＨＳ端末１１０内で処理可能な電気信号に変換する。音声出力部２２０は、スピーカで構成され、ＰＨＳ端末１１０で受信した通話相手の音声信号を音声に変えて出力する。また、着信音や、操作部２１６の操作音、アラーム音等も出力できる。
　端末無線通信部２２２は、通信網１３０における基地局１２０との無線通信を行う。端末無線通信部２２２は、ＰＨＳ端末１１０から基地局に送信される上り送信データの信号対干渉雑音比やビットエラーレートに基づいてＰＨＳ端末１１０と基地局１２０との間の通信環境を推測し、より良い通信環境の下ではより高い通信レートを有する変調方式を選択し、通信環境の悪い状況下では低い通信レートを有する変調方式を選択して、安定した無線通信を実施する適応変調による無線通信が可能である。
　また、端末制御部２１０は、優先項目選択部２３０、音声解析部２３２、速度導出部２３４、干渉波検知部２３６、情報受信部２３８、状態導出部２４０、相手情報取得要求部２４２、優先項目取得要求部２４４、有線判定部２４６、変更要求送信部２４８として機能する。
　優先項目選択部２３０は、ユーザの設定に応じて通信品質優先または接続性優先のいずれかの優先項目を選択する。通信品質優先は、通話においては音質をデータ通信においては伝送速度を接続性より優先することであり、接続性優先は、通信品質よりＰＨＳ端末１１０と基地局１２０との通信接続の継続を優先することである。また、かかる選択は、通話やデータ通信毎に行ってもよいし、予めＰＨＳ端末１１０内に設定しておき常にそのような選択をするように設定してもよい。さらに、通信サービス事業者のサービスとして、通信サービス事業者が有するサーバに登録させ常にそのような選択をさせてもよい。
　また、優先項目選択部２３０は、ＰＨＳ端末１１０のおかれた通信環境の変化に応じて通信品質優先または接続性優先のいずれかの優先項目を選択することもできる。例えば、上述した音声入力部２１８に入力された音声のノイズレベルが所定ノイズレベルを超えたとき、優先項目選択部２３０は通信品質優先を選択する。このように音声のノイズレベルが所定ノイズレベルを超えたときに音質を優先することで、ユーザは所望する通信品質（音質）による無線通信を遂行することが可能となる。
　音声解析部２３２は、通話相手からの音声を形態素に分解、抽出し、その文言の意味を解析する。そして、解析した文言が通話困難である旨の意味を示すとき、優先項目選択部２３０は通信品質優先を選択する。例えば、通話相手が「えっ」「聞こえない」「騒がしい」等の通話困難である旨の文言を話したとき、本実施形態ではそれを検知して自動的に通信品質優先即ち音質優先とする。従って、通話相手に対しても、所望する通信品質による無線通信を遂行することが可能となる。
　速度導出部２３４は、速度計、加速度計、ハンドオーバにおける基地局の位置とハンドオーバの回数に基づいて、ＰＨＳ端末１１０自体の移動速度を導出する。そして、移動速度が所定速度を超えたとき、優先項目選択部２３０は接続性優先を選択する。かかる構成により移動速度の変化、とりわけ移動速度の高速化にも拘わらず、ユーザは所望する接続性による無線通信を遂行することができる。
　干渉波検知部２３６は、端末無線通信部２２２を通じて、現行の通信チャネルにおける干渉波を検知する。干渉波が検知されたとき、優先項目選択部２３０は接続性優先を選択する。このように接続性を優先させることでＰＨＳ端末１１０への干渉波を回避し、ユーザは所望する接続性による無線通信を遂行することが可能となる。
　情報受信部２３８は、端末無線通信部２２２を通じて、実際に通信している基地局１２０および通信可能な周囲の基地局１２０から、当該基地局１２０が対応可能な伝送方式、対応可能な変調方式、その基地局１２０のリソース空き情報、基地局１２０の位置情報の群から選択された１または２以上の基地局情報を受信する。ここで、伝送方式は、ＣＤＭＡ（マクロセル方式）やＴＤＭＡ（マイクロセル方式）等の通信形式そのものを指す。変調方式には、その伝送速度の高い順に２５６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、１６ＱＡＭ、ＱＰＳＫ、ＢＰＳＫが準備されているが、電波の伝達距離は伝送速度が低いほど長くなる。空きスロットは、例えば他のＰＨＳ端末に占有されていないスロットの数を指し、１スロットにおける伝送速度を３２ｋｂｐｓとすると、４スロットで１２８ｋｂｐｓのデータ通信が可能となる。位置情報は、固定された基地局１２０の緯度経度といった絶対位置または所定地点からの相対的位置を示す。
　状態導出部２４０は、上述した伝送方式、変調方式、リソース空き情報、位置情報からなる基地局情報に基づいて、優先項目選択部２３０に選択された優先項目を達成するために必要な通信状態を導出する。
　例えば、基地局情報に、対応可能な伝送方式が含まれる場合に、状態導出部２４０は、通信品質優先が選択されているとき、ＴＤＭＡ等近距離用の伝送方式を導出し、接続性優先が選択されているときＣＤＭＡ等遠距離用の伝送方式を導出する。かかる構成により、ユーザが所望する優先項目に適した伝送方式に基づく無線通信を遂行することができる。
　図４は、伝送方式の導出を説明するための説明図である。ここでは、ＴＤＭＡ方式による通信領域の小さい複数のマイクロセル２６０と、マイクロセル２６０より通信可能範囲の大きいＣＤＭＡ方式によるマクロセル２６２の２種類のセルがオーバラップし、アンブレラ構造が構成されている。ただし、２種類のセルは、同一の無線通信システム１００において同一の中継サーバ１４０により管理されている。
　従って、例えば、マイクロセル２６０に属している基地局１２０Ｄの通信可能範囲に在るＰＨＳ端末１１０は、基地局１２０Ｄ以外にもマクロセル２６２に属している基地局１２０Ｅとの無線通信を選択することができ、基地局１２０Ｄと基地局１２０Ｅとの間で自由にハンドオーバすることも可能である。マイクロセル２６０とマクロセル２６２は、それぞれその通信可能範囲の大きさに応じて以下の利点を有す。
　例えば、マイクロセル２６０では、（１）ＰＨＳ端末１１０と基地局１２０Ｄとの距離が短いので（例えば、５００ｍ以内）、ＰＨＳ端末１１０の送信電力を抑えることができ、消費電力の削減によるバッテリーの長時間利用が可能となる。（２）同様に基地局１２０Ｄの送信電力も小さくすることができるので、マイクロセル基地局１２０の小型化、軽量化を図ることができ、小さな占有領域への設置が可能となる。（３）周波数の利用効率を改善できるので、単位面積あたりの無線容量を大きくすることが可能となる。また、マクロセル２６２では、ＰＨＳ端末１１０との通信許容範囲が広いので、ＰＨＳ端末１１０が高速移動した場合においても通信対象となる基地局１２０Ｅを頻繁に変更することを要さず、ハンドオーバ量の著しい削減が可能となる。ＰＨＳ端末１１０は、通信環境や自体の移動状態に応じていずれかのセルを選択することとなる。
　このように伝送方式を使い分けることで、例えば、自動車や電車等に乗車するとき、予め優先項目として接続性優先を選択することができ、ファイルのダウンロード中に通信が途切れるといった問題が生じ難くなる。
　また、基地局情報に、対応可能な変調方式が含まれる場合に、状態導出部２４０は、通信品質優先が選択されているとき伝送速度が最も高い変調方式を導出し、接続性優先が選択されているとき伝送速度が最も低い変調方式を導出する。
　図５は、変調方式の導出を説明するための説明図である。図５では、基地局１２０を中心に各変調方式の通信可能範囲が示されている。本実施形態では、通信可能範囲が小さい順に２５６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、１６ＱＡＭ、ＱＰＳＫ、ＢＰＳＫが示されるが、これは同時に伝送速度の高い順を示す。例えば、ＰＨＳ端末１１０が図５に示す位置にある場合、通信可能な変調方式は、１６ＱＡＭ、ＱＰＳＫ、ＢＰＳＫとなり、現行ＱＰＳＫで通信を行っているとすれば、通信品質を優先する場合には１６ＱＡＭに、接続性を優先する場合にはＢＰＳＫに変調方式を変更することができる。
　同様に、基地局１２０が目視できる程度に近くに設置されている状況下において、通話がＢＰＳＫで接続されている場合、ユーザはＰＨＳ端末１１０上の操作部２１６を操作することで、ＱＰＳＫによる通話に接続切換することができる。
　また、基地局情報にリソース空き情報が含まれかつ通信品質優先が選択されている場合に、状態導出部２４０は、複数の基地局１２０のリソース空き情報を比較し、空きリソースが最も多い基地局１２０へのハンドオーバの実行を導出する。
　図６は、リソース空き情報による基地局１２０のハンドオーバを説明するための説明図である。図６においてＰＨＳ端末１１０が基地局１２０Ａと無線通信を行っているときに、通信品質優先が選択された場合、ＰＨＳ端末１１０は、周囲の基地局１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃからリソース空き情報を取得し、空きスロットが多い基地局１２０Ｃとのハンドオーバを試みる。このように空きリソースが多い基地局１２０に強制的にハンドオーバすることで、ユーザは所望する通信品質による無線通信を遂行することが可能となり、例えば、データ通信においてさらにデータ伝送速度を上げたいといった場合にリソースの多い基地局１２０を選択することができる。
　また、基地局情報に位置情報が含まれかつ通信品質優先が選択されている場合に、状態導出部２４０は、複数の基地局の位置情報と、ＧＰＳ衛星２９０（図２参照）からのＧＰＳ信号または複数の基地局からの電波信号による３点測位に基づいた当該ＰＨＳ端末１１０の位置情報とに基づいて距離が最も近い基地局１２０へのハンドオーバの実行を導出する。
　図７は、位置情報による基地局１２０のハンドオーバを説明するための説明図である。図７においてＰＨＳ端末１１０が基地局１２０Ａと無線通信を行っている場合に、通信品質優先が選択された場合、ＰＨＳ端末１１０は、周囲の基地局１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃから位置情報を取得し、現行の基地局１２０Ａより近い基地局１２０Ｂとのハンドオーバを試みる。このように近距離の基地局１２０に強制的にハンドオーバすることでユーザは所望する通信品質による無線通信を遂行することが可能となる。
　相手情報取得要求部２４２は、基地局１２０に対して通信相手のＰＨＳ端末が実際に通信している伝送方式または変調方式の取得を要求する。基地局１２０は中継サーバ１４０を通じて通信相手のＰＨＳ端末を収容している基地局１２０を取得し、ＰＨＳ端末１１０に送信する。状態導出部２４０は、変調方式取得の要求に応じて基地局１２０から取得した伝送方式または変調方式をそのまま通信状態として導出する。各ＰＨＳ端末１１０の伝送方式または変調方式が相異する場合、一方がボトルネックとなり快適な無線通信を阻害する。ここでは、通信相手のＰＨＳ端末１１０と伝送方式または変調方式を合わせることで、アンダーおよびオーバースペックのない最適な無線通信を遂行することが可能となる。
　優先項目取得要求部２４４は、基地局１２０に対して通信相手のＰＨＳ端末において選択されている優先項目の取得を要求する。基地局１２０は中継サーバ１４０を通じて通信相手のＰＨＳ端末に設定されている優先項目を取得し、ＰＨＳ端末１１０に送信する。状態導出部２４０は、優先項目取得の要求に応じて取得した優先項目を達成するために必要な通信状態を導出する。ここでは、通信相手のＰＨＳ端末と優先項目を合わせることができ、通信品質または接続性が両者において優先され、最適な無線通信を遂行することが可能となる。
　有線判定部２４６は、通信相手が通信網と有線で接続されているか否かを判定する。有線と判定された場合、状態導出部２４０は、有線の通信帯域を導出してもよい。有線接続における通信帯域（ダイナミックレンジ）は例えば３２ｋＨｚであり、無線通信もかかる通信帯域に合わせることで、アンダーおよびオーバースペックのない最適な無線通信を遂行することが可能となる。
　変更要求送信部２４８は、状態導出部２４０により導出された通信状態と、基地局１２０との実際の通信状態との差分、例えば、相違する伝送方式、相違する変調方式、相違する基地局を変更要求として基地局１２０に送信する。
（基地局１２０）
　図８は、基地局１２０の概略的な構成を示したブロック図である。基地局１２０は、基地局制御部３１０と、基地局メモリ３１２と、基地局無線通信部３１４と、基地局有線通信部３１６とを含んで構成される。
　基地局制御部３１０は、中央処理装置（ＣＰＵ）を含む半導体集積回路により基地局１２０全体を管理および制御する。また、基地局制御部３１０は、基地局メモリ３１２のプログラムを用いて、ＰＨＳ端末１１０の通信網１３０や他のＰＨＳ端末１１０への通信接続を制御する。基地局メモリ３１２は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ、不揮発性ＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＨＤＤ等で構成され、基地局制御部３１０で処理されるプログラムや時刻情報等を記憶する。
　基地局無線通信部３１４は、ＰＨＳ端末１１０との通信を確立し、ＰＨＳ端末１１０の通信品質に応じて、変調方式やコーデックを適応的に変更することもできる。基地局有線通信部３１６は、通信網１３０を介して中継サーバ１４０を含む様々なサーバと接続することができる。
　また、基地局制御部３１０は、情報送信部３３０、要求受信部３３２、要求実行部３３４としても機能する。
　情報送信部３３０は、当該基地局１２０で対応可能な伝送方式、対応可能な変調方式、リソース空き情報、位置情報の群から選択された１または２以上の基地局情報をＰＨＳ端末１１０に送信する。
　要求受信部３３２は、ＰＨＳ端末１１０で生成された変更要求を受信する。要求実行部３３４は、変更要求に示される通信状態によるＰＨＳ端末１１０との通信を実行する。
　かかるＰＨＳ端末１１０および基地局１２０の構成により、ユーザは、通信品質（通話の場合音質、データ通信の場合伝送速度）優先か接続性優先かを容易に選択することができ、お客様からの大切な通話や大容量のデータを早期に受信しなければならない、または、移動速度が高いので接続性を確保したい等そのときの状況に応じて所望する通信状態を容易に実現することができる。
　また、本実施形態では予め複数の基地局１２０から基地局情報を収集しているので、無線通信システム１００の総合的なバランスを崩すことなく、基地局１２０の許容最大の通信品質または接続性を受けることが可能となる。以下、上述したＰＨＳ端末１１０と基地局１２０とを通じてユーザの所望する優先項目による無線通信が可能な無線通信方法について説明する。
（無線通信方法）
　図９は、無線通信方法の具体的な処理を示したシーケンス図である。ＰＨＳ端末１１０は、基地局１２０との通信を開始すると（Ｓ４００）、通信可能な基地局１２０全てから所定期間毎に基地局情報を取得する（Ｓ４０２）。
　そして、ＰＨＳ端末１１０は、ユーザが通信品質優先または接続性優先のいずれかの優先項目を選択している場合、または、通信環境の変化に応じて自動的にいずれかの優先項目が選択された場合（Ｓ４０４）、各基地局１２０からの基地局情報に基づいて、選択された優先項目を達成するために必要な通信状態を導出し（Ｓ４０６）、導出された通信状態と基地局１２０との実際の通信状態との差分を変更要求として基地局１２０に送信する（Ｓ４０８）。
　基地局１２０は、ＰＨＳ端末１１０からの変更要求を受信すると、変更要求に示される通信状態によるＰＨＳ端末１１０との無線通信が可能か否か判断し（Ｓ４１０）、可能であればその通信状態による無線通信を実行する（Ｓ４１２）。
　このような無線通信方法により、上述した無線通信システム１００同様、無線通信システム１００の総合的なバランスを崩すことなく、優先項目の選択といった簡単な構成のみによって、ユーザの所望する通信状態を容易に実現することが可能となる。
　以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
　なお、本明細書の無線通信方法における各工程は、必ずしもシーケンス図として記載された順序に沿って時系列に処理する必要はなく、並列的あるいはサブルーチンによる処理を含んでもよい。
　本発明は、無線による通信が可能な無線通信システム、基地局、移動局および無線通信方法に利用することができる。

Claims (15)

  1. 　複数の基地局と、該基地局と無線通信可能な移動局とを含む無線通信システムであって、
    　前記基地局は、
    　対応可能な伝送方式、対応可能な変調方式、リソース空き情報、位置情報の群から選択された１または２以上の基地局情報を前記移動局に送信する情報送信部と、
    　前記移動局からの通信状態の変更要求を受信する要求受信部と、
    　前記変更要求に示される通信状態による前記移動局との通信を実行する要求実行部と、
    を備え、
    　前記移動局は、
    　前記基地局から前記基地局情報を受信する情報受信部と、
    　ユーザ設定または通信環境の変化に応じて通信品質優先または接続性優先のいずれかの優先項目を選択する優先項目選択部と、
    　前記基地局情報に基づいて、前記選択された優先項目を達成するために必要な通信状態を導出する状態導出部と、
    　前記導出された通信状態と前記基地局との実際の通信状態との差分を変更要求として前記基地局に送信する変更要求送信部と、
    を備えることを特徴とする無線通信システム。
  2. 　前記基地局情報に、対応可能な伝送方式が含まれる場合に、前記状態導出部は、通信品質優先が選択されているとき近距離用の伝送方式を導出し、接続性優先が選択されているとき遠距離用の伝送方式を導出することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
  3. 　前記基地局情報に、対応可能な変調方式が含まれる場合に、前記状態導出部は、通信品質優先が選択されているとき伝送速度が最も高い変調方式を導出し、接続性優先が選択されているとき伝送速度が最も低い変調方式を導出することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
  4. 　前記基地局情報にリソース空き情報が含まれかつ通信品質優先が選択されている場合に、前記状態導出部は、複数の基地局のリソース空き情報を比較し、空きリソースが最も多い基地局へのハンドオーバの実行を導出することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
  5. 　前記基地局情報に位置情報が含まれかつ通信品質優先が選択されている場合に、前記状態導出部は、複数の基地局の位置情報と、ＧＰＳ信号または複数の基地局からの電波信号による３点測位に基づいた当該移動局の位置情報とに基づいて距離が最も近い基地局へのハンドオーバの実行を導出することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
  6. 　前記移動局は、音声を取得する音声入力部をさらに備え、該音声のノイズレベルが所定ノイズレベルを超えたとき、前記優先項目選択部は通信品質優先を選択することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
  7. 　前記移動局は、通話相手からの音声を形態素に分解、抽出し、その文言の意味を解析する音声解析部をさらに備え、該文言が通話困難である旨の意味を示すとき、前記優先項目選択部は通信品質優先を選択することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
  8. 　前記移動局は、自体の移動速度を導出する速度導出部をさらに備え、該移動速度が所定速度を超えたとき、前記優先項目選択部は接続性優先を選択することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
  9. 　前記移動局は、現行の通信チャネルにおける干渉波を検知する干渉波検知部をさらに備え、干渉波が検知されたとき、前記優先項目選択部は接続性優先を選択することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
  10. 　前記移動局は、通信相手の移動局が通信している伝送方式または変調方式の取得を要求する相手情報取得要求部をさらに備え、前記状態導出部は、該変調方式取得の要求に応じて取得した伝送方式または変調方式を導出することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
  11. 　前記移動局は、通信相手の移動局において選択されている優先項目の取得を要求する優先項目取得要求部をさらに備え、前記状態導出部は、該優先項目取得の要求に応じて取得した優先項目を達成するために必要な通信状態を導出することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
  12. 　前記移動局は、通信相手が通信網と有線で接続されているか否かを判定する有線判定部をさらに備え、有線と判定された場合、前記状態導出部は、有線の通信帯域を導出することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
  13. 　移動局と無線通信可能な基地局であって、
    　対応可能な伝送方式、対応可能な変調方式、リソース空き情報、位置情報の群から選択された１または２以上の基地局情報を前記移動局に送信する情報送信部と、
    　前記移動局における、通信品質優先または接続性優先を達成するために必要な前記基地局情報に基づく通信状態と、当該基地局との実際の通信状態との差分である変更要求を該移動局から受信する要求受信部と、
    　前記変更要求に示される通信状態による前記移動局との通信を実行する要求実行部と、
    を備えることを特徴とする基地局。
  14. 　基地局と無線通信可能な移動局であって、
    　対応可能な伝送方式、対応可能な変調方式、リソース空き情報、位置情報の群から選択された１または２以上の基地局情報を前記基地局から受信する情報受信部と、
    　ユーザ設定または通信環境の変化に応じて通信品質優先または接続性優先のいずれかの優先項目を選択する優先項目選択部と、
    　前記基地局情報に基づいて、前記選択された優先項目を達成するために必要な通信状態を導出する状態導出部と、
    　前記導出された通信状態と前記基地局との実際の通信状態との差分を変更要求として前記基地局に送信する変更要求送信部と、
    を備えることを特徴とする移動局。
  15. 　複数の基地局と、該基地局と無線通信可能な移動局とを用いた無線通信方法であって、
    　前記基地局は、対応可能な伝送方式、対応可能な変調方式、リソース空き情報、位置情報の群から選択された１または２以上の基地局情報を前記移動局に送信し、
    　前記移動局は、
    　前記基地局から前記基地局情報を受信し、
    　ユーザ設定または通信環境の変化に応じて通信品質優先または接続性優先のいずれかの優先項目を選択し、
    　前記基地局情報に基づいて、前記選択された優先項目を達成するために必要な通信状態を導出し、
    　前記導出された通信状態と前記基地局との実際の通信状態との差分を変更要求として前記基地局に送信し、
    　前記基地局は、
    　前記移動局からの変更要求を受信し、
    　前記変更要求に示される通信状態による前記移動局との通信を実行することを特徴とする無線通信方法。
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