JP4833135B2 - 無線基地局、集中制御局、移動局 - Google Patents

Description

本発明は、無線方式の変更可能な複数の移動局と無線通信を行う、無線方式の変更可能な複数の無線基地局を備えた無線通信システムに関する。

近年、様々な特性を持った無線方式が開発されており、利用者はそれらを使い分けることにより快適な通信環境を享受することが可能である。しかしながら、無線基地局において、利用者が利用する移動局が具備する全ての無線方式をサポートすることは困難であり、またいくつかの無線方式に限定して無線方式を実装した場合でも、含まれる無線方式以外の無線方式が開発された場合には新規の無線基地局を設置しなければならない。そのため、新規無線通信システムの導入コストが高止まりし、利便性の高いサービス導入への高い障壁となっている。

例えば、特許文献１では上述のような問題点への解決策として、設置する無線基地局には主にアンテナ部のみを具備し、変復調部に関しては無線基地局を統括する集中制御局において実施することによって無線通信システムの設置コスト及び運用コストの低減を図っている。また、集中制御局においてはデジタル信号処理部をデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）によって構成し、無線方式をソフトウェアによって実現する（以下、本技術をソフトウェア無線技術と呼ぶ）。そのため新しい無線方式を導入する場合においてもソフトウェアの書き換えのみで対処可能となる。また簡易無線基地局においてもアンテナポートしか具備していないため、ハードウェアの変更が生じず、運用コストの低廉化も実現可能である。
特開２０００−１５２３００号公報

上述の技術では無線通信システムをアンテナ部とそれ以外に分割し、それぞれを無線基地局及び集中制御局へ役割分担することにより、無線基地局の簡易化を実現している。また、無線方式に関わる信号処理部分を、集中制御局においてソフトウェア無線技術を用いて実現しているため、無線方式の更新も容易である。

しかしながら、このような機能分担に従えば無線基地局の簡素化及び低廉化は可能であるが、例えば集中制御局配下の無線基地局数が増加した場合には集中制御局における信号処理の負荷が増大してしまう。また、アンテナ端と信号処理部に電気光変換及び光ファイバによる伝送が加わるため、伝送遅延を考慮した信号処理を行う必要があり、リアルタイムでの信号処理に対してより一層の時間制約が加わることとなる。また、無線方式の変更を集中制御局において一括して行うため、変更前の無線方式で通信していた移動局はそれ以降通信不可能となるなどの問題点がある。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたもので、その目的は、集中制御局の処理負担を減らし、かつ、通信中の移動局を切断することなく無線方式を変更可能な無線通信システムを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、無線方式を変更可能な移動局と無線通信を行う無線基地局であって、無線方式を変更可能な無線通信手段（例えば、本実施形態例における通信部２１）と、移動局から無線方式の変更要求を受信する変更要求受信手段（例えば、本実施形態例における無線方式変更要求受信部２４）と、自局と接続中の移動局を検出する移動局検出手段（例えば、本実施形態例における移動局検出部２５）と、自局と接続中の移動局が存在する場合、該移動局に他の無線基地局への接続変更依頼を送信し、該移動局から接続変更を行うか否かの返信を得る接続変更依頼手段（例えば、本実施形態例における接続変更依頼部２６、接続変更依頼部５６）と、接続変更依頼手段によって、自局と接続中の移動局のすべてから接続変更を行うことを表す接続変更通知を得た場合、変更要求に応じて、無線方式を変更可と判定する無線方式制御手段（例えば、本実施形態例における無線方式変更部２２）と、複数の無線方式毎に、無線通信手段が無線方式による通信を行った時間の割合を示す履歴情報が記憶される記憶手段（例えば、本実施形態例における無線方式変更履歴記憶部２７）と、自局と接続中の移動局が存在しない場合、履歴情報に応じて、無線通信手段による無線方式を時分割で切り替える時分割無線方式変更手段（例えば、本実施形態例における時分割無線方式変更部２８）と、を備えることを特徴とする。

また、本発明は、無線方式を変更可能な移動局と無線通信を行う無線基地局であって、無線方式を変更可能な無線通信手段（例えば、本実施形態例における無線方式変更要求受信部５４）と、移動局から受信する無線方式の変更要求を集中制御局に転送する変更要求転送手段（例えば、本実施形態例における無線方式変更要求受信部５４と無線方式変更要求送信部５９）と、集中制御局から無線方式の変更要求を受信する変更要求受信手段（例えば、本実施形態例における無線方式変更要求受信部５４）と、自局と接続中の移動局を検出する移動局検出手段（例えば、本実施形態例における移動局検出部５５）と、自局と接続中の移動局が存在する場合、該移動局に他の無線基地局への接続変更依頼を送信し、該移動局から接続変更を行うか否かの返信を得る接続変更依頼手段（例えば、本実施形態例における接続変更依頼部２６、接続変更依頼部５６）と、接続変更依頼手段によって、自局と接続中の移動局のすべてから接続変更を行うことを表す接続変更通知を得た場合、変更要求に応じて、無線方式を変更可と判定する無線方式制御手段（例えば、本実施形態例における無線方式変更部５２）と、複数の無線方式毎に、無線通信手段が無線方式による通信を行った時間の割合を示す履歴情報が記憶される記憶手段（例えば、本実施形態例における無線方式変更履歴記憶部５７）と、自局と接続中の移動局が存在しない場合、履歴情報に応じて、無線通信手段による無線方式を時分割で切り替える時分割無線方式変更手段（例えば、本実施形態例における時分割無線方式変更部５８）と、を備えることを特徴とする。

また、本発明は、無線方式の変更可能な複数の無線基地局であって、無線方式の変更要求に応じて、自局と接続中の移動局が存在する場合、該移動局に他の無線基地局への接続変更依頼を送信し、該移動局から接続変更を行うか否かの返信を得る接続変更依頼手段と、自局と接続中の移動局のすべてから接続変更を行うことを表す接続変更通知を得た場合、変更要求に応じて、無線方式を変更可と判定する無線方式制御手段と、複数の無線方式毎に、自局が当該無線方式による通信を行った時間の割合を示す履歴情報が記憶される記憶手段と、自局と接続中の移動局が存在しない場合、履歴情報に応じて、自局の無線方式を時分割で切り替える時分割無線方式変更手段とを備える無線基地局を制御する集中制御局であって、移動局からの無線方式の変更要求を受信する通信部（例えば、本実施形態例における通信部３１）と、変更要求に応じて、変更要求された無線方式に変更可能な無線基地局を判定する無線基地局判定手段（例えば、本実施形態例における無線基地局判定部３２）と、判定結果の無線基地局に、無線方式の変更要求を送信する変更要求手段（例えば、本実施形態例における無線方式変更要求送信部３３）と、を備えることを特徴とする。

また、本発明は、移動局が接続可能な無線基地局のリストを基地局を介して取得するリスト受信手段をさらに備え、無線基地局判定手段は、リストに基づいて無線方式に変更可能な無線基地局を判定することをさらに特徴とする。

また、本発明は、無線方式の変更要求に応じて、自局と接続中の移動局が存在する場合、該移動局に他の無線基地局への接続変更依頼を送信し、該移動局から接続変更を行うか否かの返信を得る接続変更依頼手段と、自局と接続中の移動局のすべてから接続変更を行うことを表す接続変更通知を得た場合、変更要求に応じて、無線方式を変更可と判定する無線方式制御手段と、複数の無線方式毎に、自局が当該無線方式による通信を行った時間の割合を示す履歴情報が記憶される記憶手段と、自局と接続中の移動局が存在しない場合、履歴情報に応じて、自局の無線方式を時分割で切り替える時分割無線方式変更手段とを備える無線基地局と通信を行う無線方式を変更可能な移動局であって、無線基地局に無線方式の変更要求を送信する変更要求送信手段（例えば、本実施形態例における無線方式変更要求送信部１４、無線方式変更要求送信部４４）と、自局と接続中の第１の無線基地局から接続変更依頼を受信する変更依頼受信手段（例えば、本実施形態例における通信部４１）と、接続可能な第２の無線基地局を検出した場合に、接続変更通知を第１の無線基地局に送信し、第２の無線基地局へ接続先を変更する無線通信手段（例えば、本実施形態例における通信部４１）と、変更要求を送信した後、変更要求した無線方式の変更を行う無線方式制御手段（例えば、本実施形態例における無線方式変更部１５、無線方式変更部４５）と、を備えることを特徴とする。

また、本発明は、自局と接続可能な無線基地局のリストを生成するリスト生成手段（例えば、本実施形態例におけるアクセス可能局リスト生成部４６）と、リストを基地局に送信するリスト送信手段（例えば、本実施形態例における通信部４１）とをさらに備えることを特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば、各無線基地局が無線方式の変更に関する制御を行い、かつ、無線方式を変更する際に、無線基地局は自身と接続中の移動局の存在を検知し、その検知結果に基づいて無線方式の変更を行うようにしたので、集中制御局に負荷が集中することはなく、また、通信中の移動局が存在する場合にも通信を切断することなく無線方式を変更することができる。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態例による無線通信システムの概念図である。第１の実施形態による無線通信システムは、移動局１０と、無線基地局２０とを備える。そして、第２の実施形態による無線通信システムでは、移動局１０と同様の構成である移動局４０と、無線基地局２０と同様の構成である無線基地局５０との他に、集中制御局３０を備えている。

移動局１０は、無線基地局２０を介してネットワークへの接続が可能である。無線基地局２０は移動局１０に対して無線アクセスを提供し、移動局１０からの要求に応じて提供する無線方式を変更する機能を持つ。従って、各無線基地局は要求のあった無線方式を適宜導入すればよく、予め多数の無線方式を導入する必要がない。また、将来的に新しい無線方式への要求が発生した場合においてもその都度無線方式を導入すればよく、システム自体を長期間運用することが可能となる。
第２の実施形態による集中制御局３０は、無線基地局５０経由で受信した移動局４０からの無線方式変更要求を処理し、配下の無線基地局５０に無線方式の変更を指示する機能を持つ。

無線方式としては、例えば、無線ＬＡＮシステム、移動通信システムなどが挙げられる。無線ＬＡＮシステムとしては、例えば、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronic Engineers）の標準規格「ＩＥＥＥ８０２．１１ｊ」、「ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ」、「ＩＥＥＥ８０２．１１ｇ」などが挙げられる。移動通信システムとしては、例えば、「ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ」に準拠の「Ｍｏｂｉｌｅ ＷｉＭＡＸ」と呼ばれる無線アクセス方式、「ＣＤＭＡ２０００ ｌｘＥＶ−ＤＯ」と呼ばれるＣＤＭＡ方式などが挙げられる。なお、「ＣＤＭＡ２０００ ｌｘＥＶ−ＤＯ」において、ＥＶはEvolution、ＤＯはData onlyの意である。

以下、第１の実施形態として、無線基地局２０が自律的に無線方式の変更を判定する分散型制御方式による無線通信システムを説明し、後に、第２の実施形態として、集中制御局３０からの指示によって無線基地局５０が無線方式を変更する集中型制御方式による無線通信システムを説明する。
また、本実施形態の説明中で無線方式の変更が行われる際、変更前の無線方式を旧無線方式といい、変更後の無線方式を新無線方式という。

＜第１の実施形態：分散型制御方式＞
第１の実施形態として、本発明による分散型制御方式の無線通信システムについて説明する。
図２は、本実施形態による移動局１０の構成を示すブロック図である。
移動局１０は、携帯電話端末などの無線端末であり、通信部１１と、電波検知部１２と、接続部１３と、無線方式変更要求送信部１４と、無線方式変更部１５とを備えている。

通信部１１は、例えば、無線基地局２０と無線通信を行う機能部であり、本実施形態では、ソフトウェア無線技術によって無線方式を変更可能であることとする。ただし、必ずしもソフトウェア無線技術による必要はなく、無線方式の変更が可能であれば、例えば複数種類の無線回路を備えて利用切り替えをすることで無線方式を変更することとしても良い。
電波検知部１２は、電波を検知する機能部であり、例えば、無線方式を変更する際に、新無線方式の電波を検知する。
接続部１３は、新無線方式によって無線基地局２０に接続要求を行う。

無線方式変更要求送信部１４は、無線基地局２０に、新無線方式のサービス提供を要求する無線方式変更要求を送信する。無線方式変更部１５は、通信部１１の無線方式を変更する。
図３は、本実施形態による無線基地局２０の構成を示すブロック図である。
無線基地局２０は、移動局１０と無線通信を行い、通信部２１と、無線方式変更部２２と、無線方式変更可否判定部２３と、無線方式変更要求受信部２４と、移動局検出部２５と、接続変更依頼部２６と、無線方式変更履歴記憶部２７と、時分割無線方式変更部２８とを備える。

通信部２１は、例えば、移動局１０と無線通信を行う機能部であり、本実施形態では、ソフトウェア無線技術によって無線方式を変更可能であることとする。但し、実施形態としてはその限りではなく、複数の無線通信方式を提供可能であってもよい。無線方式変更部２２は、通信部１１の無線方式を変更する。無線方式変更可否判定部２３は、無線基地局２０が提供する無線方式を変更する際に、変更するか否かの判定を行う機能部である。無線方式変更要求受信部２４は、移動局１０から送信される無線方式変更要求を受信する。移動局検出部２５は、自身と接続中の移動局を検出する機能部である。

そして、接続変更依頼部２６は、自身に接続された移動局１０に接続先の変更依頼を送信する。無線方式変更履歴記憶部２７には、例えば、移動局１０から無線方式変更要求を受信した回数や、それにより無線方式を変更した履歴情報が記憶される。時分割無線方式変更部２８は、無線方式変更履歴記憶部２７に記憶された情報に基づいて、無線基地局２０に接続中の端末が存在せず待ち受け状態である場合に、無線方式変更履歴記憶部２７に記憶された履歴情報に基づいて、自律的に無線方式を切り替えて移動局１０からの接続を待ち受ける。

次に、本実施形態による分散型制御方式の無線通信システムについて、動作例を説明する。分散型制御では、移動局１０から無線方式変更要求を受信した無線基地局２０が、自律的な無線方式変更処理を行う。このため、別途集中制御局等を敷設するコストが不要であり、また無線方式変更要求への迅速な対応が可能となる。

図４に、分散型制御時の移動局１０の処理フローチャートを示す。本フローチャートでは、移動局１０において別の無線方式への要求が発生した時点(ステップＳ１０１)から、実際に要求した無線方式で無線基地局２０に接続要求を実施する（ステップＳ１０２）までの処理を示している。図中、星印が付与された処理は要求した無線方式にて実施される処理であり、無印は現行の無線方式にて実施される処理である。

移動局１０が無線方式の変更要求処理を開始すると、まず、電波検知部１２が、新無線方式が周辺で提供されているか否かを検知する（ステップＳ１０３）。電波検知部１２が新無線方式による電波を検知した場合には（ステップＳ１０４）、接続部１３は、新無線方式を提供する無線基地局２０に接続要求を送信する（ステップＳ１０２）。一方、電波検知部１２が新無線方式による電波を検知できなかった場合には（ステップＳ１０５）、無線方式変更要求送信部１４が、無線基地局２０に対して無線方式変更要求を送信する（ステップＳ１０６）。

ここで、無線方式変更要求送信部１４は、複数の通信可能な無線基地局２０が存在する場合には、無線方式変更要求を送信する無線基地局２０を、各無線基地局２０からの電波受信電力に基づいて選択しても良い。また、無線方式変更要求送信部１４は、例えば予め無線方式変更要求を行う無線基地局２０の識別情報を記憶しておき、該無線基地局２０を無線方式変更要求先としても良いし、その他のリソース情報に基づいて選択しても良い。

無線方式変更要求送信部１４が無線方式変更要求を送信した後、無線方式変更部１５は、通信部１１を新無線方式に変更し、待ち受け状態に入る（ステップＳ１０７）。電波検知部１２が新無線方式の電波を検知した場合（ステップＳ１０８）、接続要求を実施する（ステップＳ１０２）。また、検知に至らず予め定められた一定の時間を過ぎてタイムアウトとなった場合には（ステップＳ１０９）、再度無線方式変更要求を行う無線基地局２０を選択し、無線方式変更要求を実施する（ステップＳ１０６）。移動局１０が備える各部は、ステップＳ１０６からステップＳ１０７の処理を例えば予め定められた回数繰り返し、電波を検知できなかった場合には、無線方式変更部１５は通信部１１を旧無線方式に再度変更する。

次に、無線基地局２０の動作を示す。図５は、移動局１０からの無線方式変更要求を受信し（ステップＳ２０１）、その要求を処理完了（ステップＳ２０２）または破棄（ステップＳ２０３）するまでの無線基地局２０の処理の流れを示したフローチャートである。図中、星印が付与された処理は要求した無線方式にて実施される処理であり、無印は現行の無線方式にて実施される処理である。なお、接続している移動局１０が全く存在しない無線基地局２０は、それまで提供した無線方式の履歴を統計処理し、その結果に基づいて定期的に無線方式を切り替えながら移動局１０からの接続を待ち受けることとしても良い。このような切り替え処理については、後に説明する。

無線方式変更要求受信部２４は、移動局１０から無線方式変更要求を受信する（ステップＳ２０１）。無線方式変更部２２は、処理能力などにより自装置が提供可能な無線方式の一覧情報を予め記憶しておき、要求された無線方式が、自局が提供可能な無線方式であるか否かを判定する（ステップＳ２０４）。処理能力不足などにより提供できない場合には（ステップＳ２０５）、無線方式変更部２２は、無線方式変更要求を破棄する（ステップＳ２０３）。処理能力に問題ない場合には、移動局検出部２５が、無線基地局２０と接続済みの他の移動局の数を確認する（ステップＳ２０６）。

他の移動局１０が接続していない場合（ステップＳ２０７）には、無線方式変更部２２が、通信部２１を新無線方式に変更し、待ち受け状態に入る（ステップS２０８）。他にも自局に接続している移動局１０が存在した場合（ステップＳ２１０）には、例えば、接続変更依頼部２６が、その移動局１０に対して他の無線基地局２０への接続変更依頼を送信する（ステップＳ２１１）。切り替え不可能な移動局が存在した場合（ステップＳ２１３）には、無線方式変更可否判定部２３は、無線方式変更要求を破棄する（ステップＳ２０３）。通信部２１が、全ての移動局１０からが切り替え可能である旨の接続変更通知を受信すれば（ステップＳ２１２）、無線方式変更部２２が、通信部１１を新無線方式に変更し、待ち受け状態に入る（ステップＳ２０８）。そして、通信部２１が移動局１０から接続要求を受信すれば（ステップＳ２１４）、移動局１０との接続を確立する（ステップＳ２０２）。接続要求を受信しないまま予め定められた一定の時間が超過した場合（ステップＳ２０９）には、無線方式変更可否判定部２３が、無線方式変更要求を破棄し（ステップＳ２０３）、無線方式変更部２２は、通信部２１を旧無線方式に変更する。

なお、ここで無線基地局２０が複数の無線方式を提供する能力を有していた場合にも同様の処理を行い、例えば一方の無線方式を維持しながら要求のあった無線方式を提供することなどが可能である。

次に、移動局１０と無線基地局２０とが情報通信を行い、無線方式の変更を行う動作例を説明する。図６は、本実施形態による移動局ＳＳ１と、無線基地局ＢＳ１と、無線基地局ＢＳ２とを例として、無線方式が変更されて接続が確立するまでの動作例を示している。
まず、移動局ＳＳ１において別の無線方式への要求が発生した場合、移動局ＳＳ１は通信可能な無線基地局から一つを選択して無線方式変更要求を送信する（ステップＳ１００）。図６では、移動局ＳＳ１はまず無線基地局ＢＳ１に対して無線方式変更要求を送信している（ステップＳ１０１）。無線基地局ＢＳ１は本要求を受信後、提供する能力の可否や他の接続移動局との折衝などを通じて無線方式変更可否判定を行う（ステップＳ２１１＿１）。図６の例では、例えば接続先切り替えができない移動局が存在しているなどの理由で提供が不可であったため、そのまま無線方式変更要求は破棄されている（ステップＳ２０３）。

移動局ＳＳ１は無線方式変更要求送信後、移行先の無線方式にて待ち受け状態に入っているが（ステップＳ１０７）、タイムアウト（ステップＳ１０９）によって、要求した無線基地局ＢＳ１からは返答が無かったことを検知する。なお、要求した無線基地局が無線方式を切り替えたにも関わらず、セルサイズの変化などによって当該移動局ＳＳ１で電波が受信できなかった場合でも、本タイムアウト処理により検知が可能である。その後、改めて要求先の無線基地局を選択し（ステップＳ１００＿２）、無線方式提供要求を送信する（ステップＳ１０１＿２）。

図６の例では、次の無線方式変更要求先として無線基地局ＢＳ２が選択されたこととする。無線基地局ＢＳ２ではこの要求を受け入れ（ステップＳ２１１＿２）、要求された無線方式にて待ち受け状態に入り、通信方式の変更を移動局ＳＳ１に通知する（ステップＳ２０８）。移動局ＳＳ１では既に待ち受け状態に入っているため、電波検知部１２が電波を検知後、すぐに接続要求を送信し（ステップＳ１０２）、接続を確立する（ステップＳ２０２）。

＜無線基地局待ち受け＞
無線基地局２０は、自身を経由して通信を行っている移動局１０が存在しない場合には時分割で複数の無線方式を提供するように構成しても良い。図１３を参照して時分割の無線方式変更制御の動作例を説明する。
無線基地局２０は、それまでの無線方式の提供履歴に基づいて、待ち受け状態時に用いる無線方式を時分割で切り替えている例である。時分割無線方式変更部２８は、無線方式の変更を行った時間を記憶し、無線を変更する際に、旧無線方式の提供を開始してから新無線方式を導入するまでの時間を計測する。

例えば、無線基地局２０は、ここまで無線方式Ａを６０％、無線方式Ｂを３０％、無線方式Ｃを１０％の時間割合で提供していたとする。ここでの提供履歴は、 それぞれの無線方式を提供していた実時間であっても良く、これまでにそれぞれの無線方式を要求してきた移動局１０の数であっても良い。提供履歴を用いて無 線基地局２０は各無線方式への時間の提供割合を決定する。図１３の例では、提供割合に対応して、単位時間Ｔを無線方式Ａに０．６Ｔ、無線方式Ｂに０．３Ｔ、無線方式Ｃに０．１Ｔ割り当て、それぞれを切り替えながら待ち受け状態に入る。そして、移動局１０からの接続要求を受信すると、接続要求された時点での無線方式に固定する。例えば、図１３では、無線方式Ａで待ち受けていた時点で接続要求を受信したため、その後は無線方式Ａで無線アクセスを提供する。

＜第２の実施形態：集中型制御方式＞
第２の実施形態として、本発明による集中型制御方式の無線通信システムについて説明する。集中型制御では、移動局４０、無線基地局５０に加えて、複数の無線基地局５０の無線通信方式を統轄して制御する集中制御局３０を設置する。集中制御局３０は移動局４０からの無線方式変更要求を保持する待ち行列（無線方式変更要求記憶部３４）を有し、待ち行列内の無線方式変更要求を順次処理する。そのため、一度に複数の無線基地局５０が無線方式を変更してしまうなどの事態を防ぎつつ、エリア全体で整合性の取れた無線方式の提供が実現可能となる。

図７は、本実施形態による移動局４０の構成を示すブロック図である。
本実施形態による移動局は第１の実施形態と同様の構成をしており、同様の構成、処理については説明を省略し、以下、第２の実施形態に特有の構成、処理について説明する。
第２の実施形態による移動局４０は、アクセス可能局リスト生成部４６を有している。アクセス可能局リスト生成部４６は、接続可能な無線基地局５０を検出して、その識別情報をリスト化した情報を生成する。

図８は、本実施形態による無線基地局５０の構成を示すブロック図である。
本実施形態による無線基地局５０は第１の実施形態と同様の構成をしており、同様の構成、処理については説明を省略し、以下、第２の実施形態に特有の構成、処理について説明する。
無線基地局５０は、無線方式変更要求送信部５９を有している。無線方式変更要求送信部５９は、移動局４０から受信する無線方式変更要求を、集中制御局３０に転送する。

図９は、本実施形態による集中制御局３０の構成を示すブロック図である。
集中制御局３０は、複数の無線基地局５０の無線方式をネットワークを介して制御し、通信部３１と、無線基地局判定部３２と、無線方式変更要求送信部３３と、無線方式変更要求記憶部３４とを有している。
通信部３１は、無線基地局５０を介して、移動局４０から送信される無線方式変更要求を受信する。無線基地局判定部３２は、無線方式変更要求に応じて、予め記憶された、無線基地局５０とその提供可能な無線方式とが対応付けられた対応表を参照し、該無線方式を提供する無線基地局５０の識別情報を検出する。無線方式変更要求送信部３３は、無線基地局判定部３２が検出した識別情報に対応する無線基地局５０に、無線方式の変更命令を送信する。無線方式変更要求記憶部３４には、受信する無線方式変更要求が待ち行列として記憶される。

図１０に集中型制御時の移動局４０の処理フローチャートを示す。本フローチャートでは、移動局４０が別の無線方式への要求を行った時点（ステップＳ３０１）から、移動局が集中制御局３０に電波検知報告を送信した時点（ステップＳ３０２）までの流れを示している。
新無線方式への要求が発生した移動局４０の電波検知部４２は、まずその新無線方式が周辺で提供されていないかを探索する（ステップＳ３０３）。電波検知部４２が、新無線方式が検知できた場合には（ステップＳ３０４）、接続部４３が、該無線方式を提供する無線基地局５０に接続要求を実施する（ステップＳ３０２）。一方、検知できなかった場合には（ステップＳ３０５）、無線方式変更要求送信部４４が、無線基地局５０を介して集中制御局３０へ無線方式変更要求を送信する（ステップＳ３０６）。

集中型制御の場合には、アクセス可能局リスト生成部４６が、旧無線方式にて電波受信可能な無線基地局の識別情報のリスト（以下、アクセス可能局リスト）を作成し、無線方式変更要求と同時に送信する。無線方式変更要求送信部４４が無線方式変更要求及びアクセス可能局リストを集中制御局３０に送信後、無線方式変更部４５は通信部４１を新無線方式に変更し、移動局４０は待ち受け状態に入る（ステップＳ３０７）。電波検知部４２が新無線方式の電波を検知した場合（ステップＳ３０８）、接続部４３は接続処理を行い、集中制御局３０へ電波を検知した旨を通知する（ステップＳ３０２）。また、検知に至らずタイムアウトとなった場合には（ステップＳ３０９）、再度無線方式変更要求およびアクセス可能局リストを送信する（ステップＳ３０６）。

無線基地局５０は、集中型制御時には移動局４０からの無線方式変更要求を集中制御局３０に中継する役割を担う。また、その後集中制御局３０から無線方式変更要求を受信した場合には弟１の実施形態での図５に示したフローチャートに従い、無線方式の変更処理を実施する。なお、集中型制御時には無線方式変更要求を破棄した時点（図５のＳ２０３）でその旨を集中制御局３０に通知する。

集中制御局３０の処理フローチャートを図１１に示す。本フローチャートでは集中制御局３０が移動局４０より無線方式変更要求を受信した時点（ステップＳ４０１）から、待ち行列内の全ての無線方式変更要求が処理完了される（ステップＳ４０２）までの流れを示している。

集中制御局３０の通信部３１が、無線方式変更要求及びアクセス可能局リストを受信すると、無線基地局判定部３２が、アクセス可能局リストから無線基地局５０を選択し、無線方式変更要求を送信する（ステップＳ４０３）。ここで、無線基地局判定部３２による無線方式変更要求先の無線基地局の選択は、各無線基地局の要求元移動局での電波受信電力に基づいてもよく、その他のリソース情報に基づいても良い。集中制御局は無線方式変更要求を送信後、待ち受け状態に入る（ステップＳ４０４）。

その後、通信部３１が無線方式変更要求破棄の通知を受信するか、または予め設定された一定の時間を経過した場合（ステップＳ４０５）には無線基地局判定部３２が再度アクセス可能局リストから無線基地局を１局選択し、無線方式変更要求を発行する（ステップＳ４０３）。無線基地局判定部３２は、移動局４０から電波検知報告を受信した場合（ステップＳ４０６）には当該無線方式変更要求の処理を完了し、該当する無線方式変更要求を待ち行列から削除する。ここで、削除される無線方式変更要求は待ち行列内での先頭の無線方式変更要求とは限らない。無線方式変更要求記憶部３４を参照して無線方式変更要求の待ち行列を確認する（ステップＳ４０７）。処理すべき無線方式変更要求が存在した場合（ステップＳ４０８）には、同要求と同時に受信されたアクセス可能局リストから実際に無線方式を提供すべき無線基地局を選択し、無線方式変更要求を送信する（ステップＳ４０３）。無線基地局判定部３２は、既に待ち行列内には要求が存在しなかった場合（ステップＳ４０９）には無線方式変更要求の処理を完了する（ステップＳ４０２）。

次に、移動局４０と無線基地局５０と集中制御局３０とが情報通信を行い、無線方式の変更を行う動作例を説明する。図１２は、無線方式が変更され、接続が確立するまでの動作例である。
図１２では、移動局二台（移動局ＳＳ１０と移動局ＳＳ２０）が、それぞれ無線基地局ＢＳ１００と無線基地局ＢＳ２００に接続している。無線基地局ＢＳ１００および無線基地局ＢＳ２００は集中制御局（以下、ＣＭ）と有線で接続されており、ＣＭによって集中制御されている。

まず移動局ＳＳ１０において無線方式切り替えの要求が発生し（ステップＳ３００＿１）、アクセス可能局リストと共に無線基地局ＢＳ１０経由（ステップＳ３０６＿２、ステップＳ５０１）でＣＭに送信される（ステップＳ５０５）。ＣＭでは無線方式変更要求及びアクセス可能局リストを受信後、無線方式を切り替えるべき無線基地局をアクセス可能局リストから選択し（ステップＳ４０３＿１）、選択した無線基地局に無線方式変更要求を送信する（ステップＳ４０４＿１）。ここで、無線方式変更要求先の無線基地局の選択には、要求元移動局における各無線基地局からの電波受信電力であっても良く、各無線基地局のリソース情報を利用しても良い。

図７の例では、まず無線基地局ＢＳ１０に無線方式変更要求が発行されている。命令を受信した無線基地局ＢＳ１０は命令された無線方式が提供可能かどうかを調査する（ステップＳ５０２）が、今回要求された無線方式は提供不可能であったため、無線方式提供不可の旨をＣＭに通知している（ステップＳ５０４）。

無線方式が提供不可能である旨を受信したＣＭは別の無線基地局として無線基地局ＢＳ２０を選択し（ステップＳ４０３＿２）、命令を発行する（ステップＳ４０４＿２）。命令を受信した無線基地局ＢＳ２０では無線方式への切り替えが可能であったため、無線基地局ＢＳ２０は無線方式を切り替えて無線アクセス提供を開始する（ステップＳ５０３）。移動局ＳＳ１０は、これらの電波を検知し（ステップＳ３０８＿１）、無線基地局ＢＳ２０に対して接続要求を行い（ステップＳ３０２＿１）、無線基地局ＢＳ２０は応答する（ステップＳ３１０＿１）。そして、移動局ＳＳ１０が、無線基地局ＢＳ２０を介して無線方式変更完了通知をＣＭに送信し（ステップＳ３１１＿１、ステップＳ３１２＿１）、
通信を確立する（ステップＳ３１３＿１）。

また、移動局ＳＳ２０は、移動局ＳＳ１０と同様の無線方式への変更要求をＣＭに送信していたこととする（ステップＳ３００＿２、ステップＳ３０６＿２、ステップＳ５０１＿２、ステップＳ５０５＿２）。図１２の例では、ＣＭは、移動局ＳＳ２０からの無線方式変更要求受信時には、移動局ＢＳ１０からの無線方式変更要求の処理中であるので、移動局ＳＳ２０から受信する無線方式変更要求は待ち行列（無線方式変更要求記憶部３４）に記憶される（ステップＳ４１０）。

また、移動局ＳＳ２０は、無線方式変更要求をステップＳ３００＿２にて送信した時点で、新方式での待ち受けを開始しているので、ステップＳ５０３にて無線基地局ＢＳ２０が新方式の提供を開始すると、移動局ＳＳ２０は新方式の電波を検知する（ステップＳ３０８＿２）。以降、移動局ＳＳ１０と同様に、無線基地局ＢＳ２０との接続確立を行う（ステップＳ３０２＿２、ステップＳ３１０＿２、ステップＳ３１０＿２、ステップＳ３１１＿２、ステップＳ３１２＿２、ステップＳ３１３＿２）。また、ＣＭは、無線方式要求完了通知を受信すると、待ち行列からその無線方式要求を削除する（ステップＳ４１１、ステップＳ４１１＿２）。

なお、上記した実施例では移動局、無線基地局共に通信システムはそれぞれ一つしか提供できない場合を記載したが、複数の通信システムを同時に有することが可能であっても良く、同様のアルゴリズムにて適応的なサービスエリアの構築が可能である。

なお、本発明における処理部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより無線方式の変更を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）を備えたＷＷＷシステムも含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。

また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。

本発明の実施形態による無線通信システムを示す図である。 本発明の第１の実施形態による移動局を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態による無線基地局を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態による移動局の動作例を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施形態による移動局の動作例を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施形態による無線方式変更の動作例を示す図である。 本発明の第２の実施形態による移動局を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態による無線基地局を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態による集中制御局を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態による移動局の動作例を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態による集中制御局の動作例を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態による無線方式変更の動作例を示す図である。 本発明の第１の実施形態による時分割による無線方式変更の動作例を示す図である。

符号の説明

１０ 移動局
１１ 通信部
１２ 電波検知部
１３ 接続部
１４ 無線方式変更要求送信部
１５ 無線方式変更部
２０ 無線基地局
２１ 通信部
２２ 無線方式変更部
２３ 無線方式変更可否判定部
２４ 無線方式変更要求受信部
２５ 移動局検出部
２６ 接続変更依頼部
２７ 無線方式変更履歴記憶部
２８ 時分割無線方式変更部
３０ 集中制御局
３１ 通信部
３２ 無線基地局判定部
３３ 無線方式変更要求送信部
３４ 無線方式変更要求記憶部
４０ 移動局
４１ 通信部
４２ 電波検知部
４３ 接続部
４４ 無線方式変更要求送信部
４５ 無線方式変更部
４６ アクセス可能局リスト生成部
５０ 無線基地局
５１ 通信部
５２ 無線方式変更部
５３ 無線方式変更可否判定部
５４ 無線方式変更要求受信部
５５ 移動局検出部
５６ 接続変更依頼部
５７ 無線方式変更履歴記憶部
５８ 時分割無線方式変更部
５９ 無線方式変更要求送信部

Claims (6)

1. 無線方式を変更可能な移動局と無線通信を行う無線基地局であって、
   無線方式を変更可能な無線通信手段と、
   移動局から無線方式の変更要求を受信する変更要求受信手段と、
   自局と接続中の前記移動局を検出する移動局検出手段と、
   自局と接続中の移動局が存在する場合、該移動局に他の無線基地局への接続変更依頼を送信し、該移動局から接続変更を行うか否かの返信を得る接続変更依頼手段と、
   前記接続変更依頼手段によって、自局と接続中の前記移動局のすべてから接続変更を行うことを表す接続変更通知を得た場合、前記変更要求に応じて、無線方式を変更可と判定する無線方式制御手段と、
   複数の無線方式毎に、前記無線通信手段が当該無線方式による通信を行った時間の割合を示す履歴情報が記憶される記憶手段と、
   自局と接続中の移動局が存在しない場合、前記履歴情報に応じて、前記無線通信手段による無線方式を時分割で切り替える時分割無線方式変更手段と、
   を備えることを特徴とする無線基地局。
2. 無線方式を変更可能な移動局と無線通信を行う無線基地局であって、
   無線方式を変更可能な無線通信手段と、
   移動局から受信する無線方式の変更要求を集中制御局に転送する変更要求転送手段と、
   前記集中制御局から無線方式の変更要求を受信する変更要求受信手段と、
   自局と接続中の前記移動局を検出する移動局検出手段と、
   自局と接続中の移動局が存在する場合、該移動局に他の無線基地局への接続変更依頼を送信し、該移動局から接続変更を行うか否かの返信を得る接続変更依頼手段と、
   前記接続変更依頼手段によって、自局と接続中の前記移動局のすべてから接続変更を行うことを表す接続変更通知を得た場合、前記変更要求に応じて、無線方式を変更可と判定する無線方式制御手段と、
   複数の無線方式毎に、前記無線通信手段が当該無線方式による通信を行った時間の割合を示す履歴情報が記憶される記憶手段と、
   自局と接続中の移動局が存在しない場合、前記履歴情報に応じて、前記無線通信手段による無線方式を時分割で切り替える時分割無線方式変更手段と、
   を備えることを特徴とする無線基地局。
3. 無線方式の変更可能な複数の無線基地局であって、無線方式の変更要求に応じて、自局と接続中の移動局が存在する場合、該移動局に他の無線基地局への接続変更依頼を送信し、該移動局から接続変更を行うか否かの返信を得る接続変更依頼手段と、自局と接続中の前記移動局のすべてから接続変更を行うことを表す接続変更通知を得た場合、前記変更要求に応じて、無線方式を変更可と判定する無線方式制御手段と、複数の無線方式毎に、自局が当該無線方式による通信を行った時間の割合を示す履歴情報が記憶される記憶手段と、自局と接続中の移動局が存在しない場合、前記履歴情報に応じて、自局の無線方式を時分割で切り替える時分割無線方式変更手段とを備える無線基地局を制御する集中制御局であって、
   移動局からの無線方式の変更要求を受信する通信部と、
   前記変更要求に応じて、前記変更要求された無線方式に変更可能な無線基地局を判定する無線基地局判定手段と、
   前記判定結果の無線基地局に、無線方式の変更要求を送信する変更要求手段と、
   を備えることを特徴とする集中制御局。
4. 移動局が接続可能な無線基地局のリストを基地局を介して取得するリスト受信手段をさらに備え、
   無線基地局判定手段は、前記リストに基づいて前記無線方式に変更可能な無線基地局を判定すること
   をさらに特徴とする請求項３に記載の集中制御局。
5. 無線方式の変更要求に応じて、自局と接続中の移動局が存在する場合、該移動局に他の無線基地局への接続変更依頼を送信し、該移動局から接続変更を行うか否かの返信を得る接続変更依頼手段と、自局と接続中の前記移動局のすべてから接続変更を行うことを表す接続変更通知を得た場合、前記変更要求に応じて、無線方式を変更可と判定する無線方式制御手段と、複数の無線方式毎に、自局が当該無線方式による通信を行った時間の割合を示す履歴情報が記憶される記憶手段と、自局と接続中の移動局が存在しない場合、前記履歴情報に応じて、自局の無線方式を時分割で切り替える時分割無線方式変更手段とを備える無線基地局と通信を行う無線方式を変更可能な前記移動局であって、
   無線基地局に無線方式の変更要求を送信する変更要求送信手段と、
   自局と接続中の第１の無線基地局から接続変更依頼を受信する変更依頼受信手段と、
   接続可能な第２の無線基地局を検出した場合に、接続変更通知を第１の無線基地局に送信し、第２の無線基地局へ接続先を変更する無線通信手段と、
   前記変更要求を送信した後、前記変更要求した無線方式の変更を行う無線方式制御手段と、
   を備えることを特徴とする移動局。
6. 自局と接続可能な無線基地局のリストを生成するリスト生成手段と、
   前記リストを基地局に送信するリスト送信手段と
   をさらに備えることを特徴とする請求項５に記載の移動局。

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