JP2008300991A - 無線通信システム、移動端末、基地局、および無線通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、移動端末の位置情報と基地局の位置情報に基づいて無線信号の送信タイミングを設定することにより、移動端末と基地局間の距離による遅延の影響を軽減しうる無線通信システム、移動端末、基地局、および無線通信方法を提供することを目的としている。
【解決手段】中継サーバ１４０を介して接続された複数の基地局１２０と、複数の基地局１２０と無線通信を行う移動端末１１０と、を備える無線通信システムにおいて、移動端末１１０の位置情報を取得する端末位置取得部２２０と、移動端末１１０と通信する基地局１２０の位置を取得する基地局位置取得部２２２と、移動端末１１０に備えられ、移動端末１１０の位置および基地局１２０の位置に応じて、該移動端末１１０から送出する無線通信信号の送信タイミングを設定する送信タイミング設定部２２４とを備えたことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、時分割複信に基づくタイムスロットを通じて基地局と無線通信を行う無線通信システム、移動端末、基地局、および無線通信方法に関する。

ＰＨＳなどの無線通信の代表的な方式の一つとして、ＴＤＭＡ−ＴＤＤ方式がある（TDMA： Time Division Multiple Access：時分割多重方式，TDD：Time Division Duplex：時分割複信）。ＴＤＤは通信経路を時間軸で細分化し、短時間に送信と受信を切り替える方式である。ＴＤＭＡは、１つの周波数を時間軸で細分化し、複数の相手と通信を行う方式である。

図１０にＴＤＭＡ−ＴＤＤ方式の信号の送受信の例を示す。ＴＤＭＡ通信において、基地局（CS:Cell Station）が送信するタイミングでは、移動端末（PS:Personal Station）は受信を行い、逆に移動端末が送信するタイミングで、基地局は受信を行う。また、データは１タイムスロット毎に分割され、データの送受信が行われる。なお、時分割多重方式において移動端末は、別のチャネルを使用して複数の基地局と通信を行うことも、１つの基地局で別の複数のチャネルを使用して通信を行うことも可能である。

例えば図１０（ａ）に示すように、ある移動端末が第３スロットを割り当てられたとすれば、基地局のスロットＴｘ３から送信されたデータは、移動端末のスロットＲｘ３で受信する。同様に移動端末のスロットＴｘ３から送信されたデータは、基地局のスロットＲｘ３で受信することとなる。

このように移動端末が２つの基地局からチャネルの割当を受ける場合、そのチャネルに対応するタイムスロットは排他的な（タイムスロット同士が重畳しない）タイミングで設定される。従って、移動端末は、２つの基地局からそれぞれ別のタイミングでフレームデータを受信でき、安定した無線通信を遂行できる。

現状として実施されているサービスにおいて、１つのフレームは８スロットから構成される。１つのスロットは６２５［μｓ］、２４０ｂｉｔで構成されている。図１０（ｂ）は1スロットの構成を示しており、情報部の２２０ｂｉｔの他にランプビット（Ｒ）とガードビット（Ｇ）が存在する。ガードビットは１６ビットあり、このガードビットにより遅延による影響をある程度吸収することができる。

ここで、基地局と端末との距離が離れるほど、電波伝搬距離が伸びることにより遅延が発生する。距離が１００［ｍ］の場合、電波伝搬速度を３×１０^８［ｍ／ｓ］とすると遅延時間は０．３３［μｓ］となり、距離が１，０００ｍの場合、遅延時間は３．３［μｓ］となる。基地局と移動端末とは通信開始時に同期されるため、絶対時間として移動端末は遅延時間に相当するΔｔだけ遅れたタイミングで動作する。そして送信タイミングと受信タイミングの間隔は固定であるため、移動端末から基地局に到達する信号は、往復路の距離に応じた２Δｔの遅延が生じてしまう。

上記のように基地局と端末との距離が離れることによって遅延が増大した場合、移動端末から送信された無線信号が基地局側で受信可能な範囲を超えてしまい、通信できない状況が発生する。特に直交周波数分割多元接続（OFDMA：Orthogonal Frequency Division Multiplex Access）では、深刻な影響が予測される。

従来からも、特許文献１（特開平１０−２３３７２７）には、基地局と端末の距離に応じてデータの送信タイミングを可変制御することが提案されている。具体的には、符号誤り率が所定値以上である場合に、受信電界強度が高ければ（近すぎると想定して）送信タイミングを遅らせ、受信電界強度が低ければ（遠すぎると想定して）送信タイミングを早めることにより、符号誤り率の向上を図るものである。

また特許文献２（特開２０００−２８４０４０）に示されるように、観測された遅延プロファイルを用いて電波伝搬路を予測することにより、送信点と受信点の間の距離を測定することも提案されている。
特開平１０−２３３７２７号公報 特開２０００−２８４０４０号公報

しかし、上記特許文献１に記載された構成にあっては、受信電界強度によって距離を推定する構成である。しかし受信電界強度は基地局や移動端末の種類によっても異なり、また天候や障害物によっても増減するため、距離を推定するには確実性がない。ひいてはタイミングの変更の方向性（早める／遅らせる）にも確実性がなく、かえって通信を不安定にしてしまうおそれがある。

また特許文献２に記載された遅延プロファイルによる伝搬路予測では、基地局と移動端末との距離を測定できるようにも思われるが、障害物が多いなど不安定な環境ほどマルチパスによる遅延広がり（信号の遅れの幅）が生じるという問題がある。したがって、これに応じてタイミングを変更すると距離を見誤ってしまい、かえって通信が不安定となるおそれがある。

さらには、特許文献１のようにエラー（符号誤り率）が高いときに送信タイミングを変更するように構成すると、マルチパスによって遅延広がりが大きいとき、すなわち伝搬路として不安定なときに送信タイミングを変更してしまうおそれがある。この相乗効果により、通信はさらに不安定となってしまうおそれがある。

そこで本発明は、移動端末の位置情報と基地局の位置情報に基づいて無線信号の送信タイミングを設定することにより、移動端末と基地局間の距離による遅延の影響を軽減しうる無線通信システム、移動端末、基地局、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、本発明にかかる無線通信システムの代表的な構成は、中継サーバを介して接続された複数の基地局と、複数の基地局と無線通信を行う移動端末と、を備える無線通信システムにおいて、移動端末の位置情報を取得する端末位置取得部と、移動端末と通信する基地局の位置を取得する基地局位置取得部と、移動端末に備えられ、移動端末の位置および基地局の位置に応じて、該移動端末から送出する無線通信信号の送信タイミングを設定する送信タイミング設定部とを備えたことを特徴とする。

上記構成によれば、移動端末の位置および基地局の位置に応じて送信タイミングを設定することにより、受信電界強度や遅延プロファイルによって距離を推定する場合に比して適切に送信タイミングを設定することができ、遅延による影響を確実に軽減することができる。

端末位置取得部は移動端末に備えられ、ＧＰＳ衛星からの信号を受信して当該移動端末の経緯度を取得するＧＰＳ受信部であってもよい。これにより移動端末の位置を絶対座標として取得することができ、予めわかっている基地局の位置と合わせて考慮することにより、その遅延の影響を適切に軽減させることができる。

端末位置取得部は移動端末または中継サーバに備えられ、３以上の基地局から移動端末に対する位置依存情報を収集し、少なくとも３つの基地局に対する位置依存情報およびこれらの基地局の位置情報から、三点測量により移動端末の位置を取得してもよい。ここで位置依存情報とは、受信電界強度（RSSI：Received Signal Strength Indicator）、電波到達時間(TDOA：Time Difference Of Arrival)、到達時間(TOA：Time of Arrival)、到来電波方位(AOA：Angle of Arrival)などを用いることができる。これにより、高い精度で移動端末の位置を取得することができ、その遅延の影響を適切に軽減させることができる。

送信タイミング設定部は、移動端末の位置および基地局の位置に基づいて算出したこれらの距離に応じて送信タイミングを設定してもよい。すなわち基地局と移動端末との遅延を直線距離を用いて考え、送信タイミングを設定することができる。

さらに中継サーバは地域に応じた無線信号の遅延情報を含む遅延情報テーブルを備え、基地局または移動端末は遅延情報テーブルから移動端末の位置に対応する遅延情報を取得する遅延情報取得部を備え、送信タイミング設定部は、遅延情報取得部が取得した遅延情報に基づいて、送信タイミングを設定してもよい。例えば障害物の多い都市部では電波が直線的に届きにくい場合もあるため、取得した移動端末の位置をその地域に応じた遅延情報に基づいて補正することにより、より適切に送信タイミングを設定することができる。

送信タイミング設定部は、移動端末と基地局の距離が所定距離以上である場合に、送信タイミングを設定してもよい。移動端末と基地局とがいかなる距離であっても送信タイミングを設定（変更）し続けることでも良いが、上記のように所定距離以上である場合にのみ送信タイミングを設定することにより、移動端末の処理を軽減することができる。

基地局位置取得部は移動端末に備えられ、基地局位置取得部は近隣の複数の基地局の位置を取得することでもよい。これにより移動端末は基地局から基地局のＩＤのみを受信すれば、基地局位置を取得することができる。したがって継続的に送信タイミングを設定する場合に送受信するデータを削減することができる。

さらには、移動端末に全ての基地局のＩＤと位置情報とを関連づけて格納してもよい。従来から移動端末は通信開始にあたって基地局のＩＤを取得しているため、上記構成によれば基地局に変更を加えることなく基地局の位置を取得し、自端末の位置とあわせて送信タイミングを設定することができる。

本発明にかかる移動端末の代表的な構成は、基地局と無線通信を行う移動端末において、当該移動端末の位置情報を取得する端末位置取得部と、当該移動端末と通信する基地局の位置を取得する基地局位置取得部と、当該移動端末の位置および基地局の位置に応じて、無線通信信号の送信タイミングを設定する送信タイミング設定部とを備えたことを特徴とする。

さらに移動端末は、移動端末と基地局の距離が所定距離以上である場合に、ハンドオーバ先の基地局を探索するよう構成してもよい。これにより、受信電界強度が十分なうちからハンドオーバをすることができ、より円滑なシームレスハンドオーバを実現することができる。

本発明にかかる基地局の代表的な構成は、移動端末と無線通信を行う基地局において、当該基地局と通信する移動端末に、当該基地局の位置情報または当該基地局を含む近隣の基地局の位置情報を送信する基地局位置送信部を備えていることを特徴とする。これにより、移動端末において基地局との距離を算出することが可能となり、送信タイミングを設定するための利用に供することができる。

本発明にかかる無線通信方法の代表的な構成は、中継サーバを介して接続された複数の基地局と、複数の基地局と無線通信を行う移動端末と、を用いて無線通信を行う無線通信方法において、移動端末の位置情報を取得する端末位置取得工程と、移動端末と通信する基地局の位置を取得する基地局位置取得工程と、移動端末の位置および基地局の位置からこれらの距離を算出する距離算出工程と、算出した距離に応じて無線通信信号の送信タイミングを設定する送信タイミング設定工程と、を含むことを特徴とする。

上記無線通信方法によれば、移動端末と基地局の距離に応じて送信タイミングを設定することにより、適切に送信タイミングを設定することができ、遅延による影響を確実に軽減することができる。

本発明によれば、移動端末の位置および基地局の位置に応じて送信タイミングを設定することにより、適切に送信タイミングを設定することができ、遅延による影響を確実に軽減することができる。

［第一実施形態］
本発明にかかる無線通信システム、移動端末、基地局、および無線通信方法の第一実施形態について説明する。本実施形態において無線通信システムはＰＨＳ（Personal Handy phone System）であって、ＴＤＭＡ−ＴＤＤ方式によって通信するものとして説明する。

図１は無線通信システムの概略構成を示すブロック図である。かかる無線通信システム１００は、移動端末１１０と、基地局１２０と、インターネットや専用回線等の通信網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では、移動端末１１０を利用して他の移動端末に電話しようと試みた場合、ユーザは、自己の移動端末１１０を操作して、無線通信可能領域にある基地局１２０と無線通信を確立し、通信網１３０、中継サーバ１４０、および、他の移動端末１５０の無線通信可能領域にある基地局１２０を介して、通信相手の有する他の移動端末１５０と音声通話を遂行する。

このとき、移動端末１１０は、通信可能な２つの基地局１２０に対し、時分割多重方式に基づく無線通信を並行して行い、各基地局１２０から排他的に提供される２つのタイムスロットを利用して無線通信を確立することができる（図１０参照）。

また本実施形態においては、ＧＰＳ衛星５００からの信号を利用する。なおＧＰＳ衛星５００は一般の利用に供されているものを用い、それ自体は本システムには含まれない。

以下、無線通信システム１００における移動端末１１０と、基地局１２０とを詳述する。その後で、基地局１２０の送受信タイミングを基準として、移動端末１１０の送信タイミングを設定する例について説明する。

（移動端末１１０）
図２は、移動端末１１０の概略的な機能を示した機能ブロック図である。かかる移動端末１１０は、端末側制御部２１０と、端末側メモリ２１２と、表示部２１４と、操作部２１６と、無線通信部２１８とを含んで構成される。さらに本実施形態において移動端末１１０には、ＧＰＳ受信部からなる端末位置取得部２２０、基地局位置取得部２２２、送信タイミング設定部２２４が備えられている。

端末側制御部２１０は、中央処理装置（ＣＰＵ）を含む半導体集積回路により移動端末１１０全体を管理および制御する。端末側制御部２１０は、端末側メモリ２１２のプログラムを用いて、移動端末１１０を利用した通話機能やメール配信機能を遂行する。

端末側メモリ２１２は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｅ^２ＰＲＯＭ、不揮発性ＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＨＤＤ(Hard Disk Drive)等で構成され、端末側制御部２１０で処理されるプログラムやアプリケーション等を記憶する。

表示部２１４は、カラーまたは単色のディスプレイで構成され、端末側メモリ２１２に記憶された、または通信網を介してアプリケーションサーバ（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。

端末側無線通信部２１８は、無線通信システム１００における基地局１２０と無線通信を行う。かかる無線通信としては、例えば、基地局１２０内でフレームを時分割した複数のタイムスロットをそれぞれ移動端末１１０のチャネルに割り当てて通信を行うＴＤＭＡ−ＴＤＤ方式（TDMA： Time Division Multiple Access：時分割多重方式，TDD：Time Division Duplex：時分割複信）、ＯＦＤＭＡ方式（Orthogonal Frequency Division Multiplex Access：直交周波数分割多元接続）等が用いられる。

端末位置取得部２２０は、ＧＰＳ衛星５００からの信号を受信して当該移動端末の経緯度を取得するＧＰＳ受信部である。図１においてＧＰＳ衛星５００は１つしか図示していないが、一般に３〜５個のＧＰＳ衛星５００から信号を受け、現在位置の経緯度を絶対値として取得することができる。

基地局位置取得部２２２は、後述するように、基地局１２０から基地局の位置情報を取得する。位置情報としては経緯度情報を用いることができる。

送信タイミング設定部２２４は、後述するように、移動端末１１０から送信する無線信号の送信タイミングを設定する。

（基地局１２０）
図３は、基地局１２０の概略的な機能を示した機能ブロック図である。基地局１２０は、基地局側制御部２３０と、基地局側メモリ２３２と、無線通信部２３４と、通信網接続部２３６と、基地局位置送信部２３８とを含んで構成される。

基地局側制御部２３０は、中央処理装置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。基地局側制御部２３０は、基地局側メモリ２３２のプログラムを用いて、移動端末同士間の通話もしくは通信を支援する。

基地局側メモリ２３２は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｅ^２ＰＲＯＭ、不揮発性ＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＨＤＤ等で構成され、基地局側制御部２３０で処理されるプログラムや、移動端末同士間で送受信されるデータを記憶する。

無線通信部２３４は、移動端末１１０と携帯電話網に基づく無線通信を行う。例えば、本実施形態では、基地局１２０内でフレームを時分割した複数のタイムスロットをそれぞれチャネルに割り当てて通信を行う時分割多重方式が採用される。

通信網接続部２３６は、通信網１３０を通じて中継サーバ１４０と通信信号の送受信を行う。通信網としては、ＩＳＤＮ通信網でもよく、ＩＰ通信網でもよい。

基地局位置送信部２３８は、移動端末１１０に対して、当該基地局１２０の位置情報または当該基地局１２０を含む近隣の基地局の位置情報を送信する。位置情報としては経緯度情報を用いることができ、各基地局の経緯度はそれぞれを設置した時点において決定され、基地局側メモリ２３２に格納しておくことができる。

（中継サーバ１４０）
図４は、中継サーバ１４０の概略的な機能を示した機能ブロック図である。中継サーバ１４０は、サーバ側制御部２６０と、サーバ側メモリ２６２と、通信網接続部２６４とを含んで構成される。

サーバ側制御部２６０は、中央処理装置を含む半導体集積回路により中継サーバ１４０全体を管理および制御する。サーバ側制御部２６０は、サーバ側メモリ２６２のプログラムを用いて、移動端末同士間の通話時に必要な基地局１２０を選択し、その接続支援を行う。そして、基地局１２０を通じた通信回線を確立すると、その音声通話処理を基地局に委ね、移動端末１１０側および無線端末装置１５０側の基地局１２０同士により直接音声信号の送受をさせる。それから中継サーバ１４０は、各移動端末１１０、１５０の通信環境の変化に応じて適切な基地局１２０を割り当てるための待機状態に移行する。

サーバ側メモリ２６２は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｅ^２ＰＲＯＭ、不揮発性ＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＨＤＤ等で構成され、サーバ側制御部２６０で処理されるプログラムや、サーバ側制御部２６０が選択した基地局１２０の対応関係を移動端末１１０に関連付けたテーブル等に記憶する。

通信網接続部２６４は、通信網１３０を通じて、移動端末１１０の通信経路として選択した基地局１２０にその旨の指令を送信する。また、基地局１２０からのハンドオーバ要求を受けて、サーバ側制御部２６０に新たに適切な基地局１２０を選択させ、その基地局１２０に対してハンドオーバ先となったことを通知する。

（無線通信方法）
上記構成を有する移動端末１１０、基地局１２０、中継サーバ１４０を備えた無線通信システム１００による無線通信方法について説明する。

図５は通信中に送信タイミングを設定する例を示すフローチャートである。通信を開始しようとするとき、移動端末１１０は周辺の基地局を探索し、無線通信部２１８によって最適な基地局と接続する。通信を開始すると（Ｓ１０２）、移動端末１１０は基地局位置取得部２２２によって、基地局１２０からその基地局の位置情報として経緯度情報を取得する（基地局位置取得工程：Ｓ１０４）。次に、端末位置取得部２２０を用いてＧＰＳ衛星からの信号を受信し、自端末の経緯度情報を取得する（端末位置取得工程：Ｓ１０６）。

次に移動端末１１０の送信タイミング設定部２２４は、移動端末１１０の位置および基地局１２０の位置から、これらの距離を算出する（距離算出工程：Ｓ１０８）。さらに送信タイミング設定部２２４は、算出した距離に応じて、無線通信信号の送信タイミングを設定する（送信タイミング設定工程：Ｓ１１０）。そして通信が終了か否かを判断し（Ｓ１１２）、終了でなければ端末位置取得部２２０を用いてＧＰＳ衛星からの信号を受信し、自端末の現在位置を更新する。

ここで送信タイミングの設定は、本実施形態においては距離に応じて設定する。図６は送受信状態を説明する図である。基地局１２０と移動端末１１０との距離が離れるほど、電波伝搬距離が伸びることにより遅延が発生する。基地局と移動端末とは通信開始時に同期されるため、絶対時間として移動端末は遅延時間に相当するΔｔだけ遅れたタイミングで動作する。そして往復路の距離に応じて、本来であれば２Δｔの遅延が生じる。そこで本実施形態では、送出タイミングを２Δｔだけ早めるように設定することにより、基地局１２０に対して正しいタイミングで到来させることができる。

例えば基地局１２０と移動端末１１０の距離が１０００［ｍ］の場合、電波伝搬速度を３×１０^８［ｍ／ｓ］とすると遅延時間Δｔは３．３［μｓ］となる。したがって移動端末１１０の送信タイミング設定部２２４は、２Δｔである６．６［μｓ］だけ送出タイミングを早めるように設定することができる。

ここで６２５［μｓ］のスロットは、２２０ビットの情報部の前に4ビットのランプビット（約１０．４［μｓ］）があり、情報部の後に１６ビットのガードビット（約４１．７［μｓ］）がある。送出タイミングがスロットからはみ出してしまうと他のスロットに影響を与えてしまうため、上記のランプビットまたはガードビットの範囲内で設定することが好ましい。ただし、直前のスロット（図６の場合はTx2）を使用しないこととすれば、さらに大幅にずらして送出タイミングを設定することができる。

上記構成によれば、移動端末１１０の位置および基地局１２０の位置に応じて送信タイミングを設定することにより、受信電界強度や遅延プロファイルによって距離を推定する場合に比して適切に送信タイミングを設定することができ、遅延による影響を確実に軽減することができる。

特にＧＰＳ衛星からの信号を受信して移動端末の経緯度を取得することにより、移動端末の位置を絶対座標として取得することができ、予めわかっている基地局の位置と合わせて考慮することにより、その遅延の影響を適切に軽減させることができる。

図７は通信前に送信タイミングを設定する例を示すフローチャートである。図５と説明の重複する部分については同一のステップ番号を付して説明を省略する。

基地局１２０は、所定の間隔ごとに自局の経緯度情報をブロードキャストする（Ｓ２０２）。また移動端末１１０においても、通信しない場合であってもブロードキャストを受信し、基地局１２０の経緯度情報を取得しておく（Ｓ２０４）。これを通信開始するまで繰り返す（Ｓ２０６）。通信を開始しようとするとき、まず基地局１２０と移動端末の距離の計算と送信タイミングの変更を行う（Ｓ２０８）。なおステップＳ２０８は、図５に示した自端末の経緯度情報取得（Ｓ１０６）から送信タイミングの変更（Ｓ１１２）までをサブルーチン化したものである。

そして送信タイミングが設定された後に、通信を開始する（Ｓ１０２）。このように構成することにより、通信開始当初から安定した通信を行うことができる。さらに通信中は、図５に示した場合と同様に、通信が終了か否かを判断し（Ｓ１１２）、終了でなければ継続的に自端末の経緯度情報を取得し、距離の計算と送信タイミングの変更を行う（Ｓ２１０）。

［第二実施形態］
本発明にかかる無線通信システム、移動端末、基地局、および無線通信方法の第二実施形態について説明する。上記第一実施形態と説明の重複する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。

図８は本実施形態にかかる無線通信システム１００の構成を説明する図である。本実施形態においては、中継サーバ１４０に端末位置取得部２６６が設けられている。中継サーバ１４０は、３以上の基地局から移動端末１１０に対する位置依存情報を収集し、少なくとも３つの基地局に対する位置依存情報およびこれらの基地局の位置情報から、三点測量により移動端末１１０の位置を取得することができる。ここで位置依存情報とは、受信電界強度（RSSI：Received Signal Strength Indicator）、電波到達時間(TDOA：Time Difference Of Arrival)、到達時間(TOA：Time of Arrival)、到来電波方位(AOA：Angle of Arrival)などを用いることができる。

遅延情報取得部２２６で検知した端末の位置情報は、基地局１２０を介して移動端末１１０の端末位置受信部２２８に送信される。そして移動端末１１０の送信タイミング設定部２２４は、上記第一実施形態と同様に、基地局１２０と移動端末１１０との距離を計算し、送信タイミングを設定することができる。これにより、ＧＰＳ衛星を利用せずとも高い精度で移動端末１１０の位置を取得することができ、その遅延の影響を適切に軽減させることができる。

［他の実施形態］
上記第一実施形態においては、基地局１２０と移動端末１１０の距離を直線距離として考え、遅延時間を算出している。しかし、都市部におけるビルや山間部の回り込みなどにより、直線距離以上の遅延が生じる場合がある。

図９は無線通信システムの他の構成例であって、さらなる遅延情報を用いて送信タイミングを設定する例である。図９に示す無線通信システム１００においては、中継サーバ１４０に遅延情報テーブル２６８を備え、移動端末１１０に遅延情報取得部２２６を備えている。遅延情報テーブル２６８には、地域に応じた無線信号の遅延情報を格納している。

ここで遅延情報とは、電波がその地域において平均的にどの程度遅延するかを表す指標である。例えば障害物の多い都市部では電波が直線的に届きにくい場合もあるため、第一実施形態で説明した送信タイミングの設定値（２Δｔ）に対し、都市部であったら１．２倍、農村部では１．０倍などというように設定することができる。このように取得した移動端末１１０の位置をその地域に応じた遅延情報に基づいて補正することにより、より適切に送信タイミングを設定することができる。

また上記第一実施形態において基地局１２０の位置情報は接続した基地局１２０の位置のみを取得するように説明したが、近隣の複数の基地局１２０の位置を取得することでもよい。これにより移動端末は基地局１２０からそのＩＤのみを受信すれば、基地局位置を取得することができる。したがって継続的に（繰り返して）送信タイミングを設定する場合に、送受信するデータを削減することができる。

さらには、移動端末１１０の端末側メモリ２１２に全ての基地局１２０のＩＤと位置情報とを関連づけて格納してもよい。従来から移動端末１１０は通信開始にあたって基地局のＩＤを取得しているため、上記のように構成することにより、基地局１２０に変更を加えることなくその位置を取得し、自端末の位置とあわせて送信タイミングを設定することができる。

また、上記第一実施形態において送信タイミング設定部２２４はいかなる距離であっても送信タイミングを設定し続けるように説明したが（図５）、移動端末１１０と基地局１２０の距離が所定距離以上である場合にのみ、送信タイミングを設定してもよい。これにより、遅延の大きいときにのみ処理を実行させることができ、移動端末１１０の負荷を軽減することができる。

さらに移動端末１１０は、移動端末１１０と基地局１２０の距離が所定距離以上である場合に、ハンドオーバ先の基地局１２０を探索するよう構成してもよい。従来は、現在接続している基地局１２０に対する受信電界強度が十分である場合には、次のハンドオーバ先の探索は行っていなかった。しかし移動端末１１０と基地局１２０との距離をハンドオーバを行うためのトリガーとすることにより、受信電界強度が十分なうちからハンドオーバをすることができ、より円滑なシームレスハンドオーバを実現することができる。

本発明は、時分割複信に基づくタイムスロットを通じて基地局と無線通信を行う無線通信システム、移動端末、基地局、および無線通信方法として利用することができる。

無線通信システムの概略構成を示すブロック図である。 移動端末１１０の概略的な機能を示した機能ブロック図である。 基地局１２０の概略的な機能を示した機能ブロック図である。 中継サーバ１４０の概略的な機能を示した機能ブロック図である。 通信中に送信タイミングを設定する例を示すフローチャートである。 送受信状態を説明する図である。 通信前に送信タイミングを設定する例を示すフローチャートである。 本実施形態にかかる無線通信システム１００の構成を説明する図である。 無線通信システムの他の構成例を示す図である。 従来のＴＤＭＡ−ＴＤＤ方式の信号の送受信状態を示す図である。

符号の説明

１００…無線通信システム、１１０…移動端末、１２０…基地局、１３０…通信網、１４０…中継サーバ、１５０…無線端末装置、２１０…端末側制御部、２１２…端末側メモリ、２１４…表示部、２１６…操作部、２１８…無線通信部、２２０…端末位置取得部、２２２…基地局位置取得部、２２４…送信タイミング設定部、２２６…遅延情報取得部、２２８…端末位置受信部、２３０…基地局側制御部、２３２…基地局側メモリ、２３４…無線通信部、２３６…通信網接続部、２３８…基地局位置送信部、２６０…サーバ側制御部、２６２…サーバ側メモリ、２６４…通信網接続部、２６６…端末位置取得部、２６８…遅延情報テーブル、５００…ＧＰＳ衛星

Claims (11)

1. 中継サーバを介して接続された複数の基地局と、該複数の基地局と無線通信を行う移動端末と、を備える無線通信システムにおいて、
   移動端末の位置情報を取得する端末位置取得部と、
   該移動端末と通信する基地局の位置を取得する基地局位置取得部と、
   前記移動端末に備えられ、前記移動端末の位置および前記基地局の位置に応じて、該移動端末から送出する無線通信信号の送信タイミングを設定する送信タイミング設定部とを備えたことを特徴とする無線通信システム。
2. 前記端末位置取得部は前記移動端末に備えられ、ＧＰＳ衛星からの信号を受信して当該移動端末の経緯度を取得するＧＰＳ受信部であることを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
3. 前記端末位置取得部は前記移動端末または前記中継サーバに備えられ、３以上の基地局から前記移動端末に対する位置依存情報を収集し、少なくとも３つの基地局に対する位置依存情報およびこれらの基地局の位置情報から、三点測量により前記移動端末の位置を取得することを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
4. 前記送信タイミング設定部は、前記移動端末の位置および前記基地局の位置に基づいて算出したこれらの距離に応じて送信タイミングを設定することを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
5. さらに前記中継サーバは地域に応じた無線信号の遅延情報を含む遅延情報テーブルを備え、
   前記基地局または前記移動端末は前記遅延情報テーブルから移動端末の位置に対応する遅延情報を取得する遅延情報取得部を備え、
   前記送信タイミング設定部は、前記遅延情報取得部が取得した遅延情報に基づいて、前記送信タイミングを設定することを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
6. 前記送信タイミング設定部は、前記移動端末と前記基地局の距離が所定距離以上である場合に、送信タイミングを設定することを特徴とする請求項４記載の無線通信システム。
7. 前記基地局位置取得部は前記移動端末に備えられ、該基地局位置取得部は近隣の複数の基地局の位置を取得することを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
   
8. 基地局と無線通信を行う移動端末において、
   当該移動端末の位置情報を取得する端末位置取得部と、
   当該移動端末と通信する基地局の位置を取得する基地局位置取得部と、
   当該移動端末の位置および前記基地局の位置に応じて、無線通信信号の送信タイミングを設定する送信タイミング設定部とを備えたことを特徴とする移動端末。
9. 前記移動端末と前記基地局の距離が所定距離以上である場合に、ハンドオーバ先の基地局を探索することを特徴とする請求項８記載の移動端末。
   
10. 移動端末と無線通信を行う基地局において、
    当該基地局と通信する移動端末に、当該基地局の位置情報または当該基地局を含む近隣の基地局の位置情報を送信する基地局位置送信部を備えていることを特徴とする基地局。
    
11. 中継サーバを介して接続された複数の基地局と、該複数の基地局と無線通信を行う移動端末と、を用いて無線通信を行う無線通信方法において、
    移動端末の位置情報を取得する端末位置取得工程と、
    該移動端末と通信する基地局の位置を取得する基地局位置取得工程と、
    前記移動端末の位置および前記基地局の位置からこれらの距離を算出する距離算出工程と、
    前記算出した距離に応じて無線通信信号の送信タイミングを設定する送信タイミング設定工程と、を含むことを特徴とする無線通信方法。

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