(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のネットワークに接続され、当該第１のネットワークに関連するネットワーク情報を受信する第１の通信手段と、
前記受信したネットワーク情報を、前記第１のネットワークで無線通信可能な１以上の別の無線通信端末に対して、第２のネットワークを介して無線送信する第２の通信手段と、
を含む無線通信装置。
【請求項２】
各々が第１のネットワークに接続可能な複数の無線通信装置と、
前記複数の無線通信装置の間に設定される局所的な第２のネットワークとを含み、前記各無線通信装置は、
前記第１のネットワークを介して基地局と通信を行う第１通信手段と、
前記第２のネットワークを介して相互通信する第２通信手段と、
前記複数の無線通信装置の中から、第１のネットワークを監視するモニタリング端末を選定する監視マネージャと
を備えることを特徴とする分散型無線通信システム。
【請求項３】
前記モニタリング端末として選定された無線通信装置は、前記第１通信手段により受信された第１のネットワークに関するネットワーク情報を、前記第２のネットワークを介して、その他の無線通信装置に供給することを特徴とする請求項２に記載の分散型無線通信システム。
【請求項４】
前記各無線通信装置は省電力モードを有し、前記モニタリング端末が第１ネットワークを監視する間、その他の無線通信装置は省電力モードに移行することを特徴とする請求項２に記載の分散型無線通信システム。
【請求項５】
前記各無線通信装置は、周期的なモニタリングモードと比較手段をさらに有し、前記モニタリング端末が第１ネットワークを監視する間に、その他の無線通信装置は定期的にモニタリングモードに入って、自ら第１ネットワークを監視し、
前記比較手段は、前記第２ネットワークを介してモニタリング端末から受信されたネットワーク情報と、自ら取得したネットワーク情報とを比較し、一致する場合に消電力モードに戻ることを特徴とする請求項４に記載の分散型無線通信システム。
【請求項６】
前記第１のネットワークは同一種類のネットワークであり、前記モニタリング端末が得たネットワーク情報を、その他の無線通信装置が共有することを特徴とする請求項２に記載の分散型無線通信システム。
【請求項７】
前記第１のネットワークは複数種類のネットワークであり、前記各無線通信装置は、異なる種類のネットワークへのハンドオーバーを、前記モニタリング端末と前記第２のネットワークとを介して行うことを特徴とする請求項２に記載の分散型無線通信システム。
【請求項８】
前記第２のネットワークは、ＷＰＡＮリンク、短距離端末通信リンク、赤外線接続リンク、ブルートゥースリンクのいずれかであることを特徴とする請求項２に記載の分散型無線通信システム。
【請求項９】
複数の無線通信端末間にローカル無線リンクを設定して分散型無線通信システムを構築し、
前記複数の無線通信端末の中から、第１のネットワークを監視するモニタリング端末を選定し、
前記モニタリング端末が取得した前記第１のネットワークに関するネットワーク情報を、前記ローカル無線リンクを介して、その他の無線通信端末に供給することを特徴とする分散型無線通信方法。
【請求項１０】
無線通信ネットワークに接続される複数の無線通信端末間に、独立したローカル無線リンクを設定し、
前記複数の無線通信端末の中から、モニタリング端末を選定して、前記モニタリング端末以外の無線通信端末を省電力モードにし、
前記モニタリング端末で受信された前記無線通信ネットワークの基地局からの情報を、前記ローカル無線リンクを介して、前記モニタリング端末以外の無線通信端末に供給することを特徴とする分散型無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、独立して無線通信を行う装置間でのリソースの共用に関し、特に、独立したローカル無線エリア内に位置する複数の装置間で、遠隔の基地局やアクセスポイントへの無線リンクおよび関連するネットワーク情報を共用する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
移動電話通信システムは、所定の地理的エリアをカバーする一連の基地局と、複数のハンドセットあるいはモバイル端末を含む。各ハンドセットまたはモバイル端末は、いずれかの基地局とそれぞれ無線通信しているが、どの基地局と通信するかは、地理的位置、干渉、チャネル負荷等に応じて選択される。
【０００３】
現在、移動携帯端末の使用者数が急増しているにもかかわらず、移動端末間で信号の送受信に使用できる帯域幅はごく限られたものである。また、ラップトップコンピュータやパーソナルオーガナイザー等からの無線リンクも一般化し、インターネット（例えばＷＡＰ）への接続、ファックシミリ送受信、テレビ会議、テレマティーク、家電製品等のハードウェアの遠隔制御に広く利用されている。
【０００４】
帯域幅の制限という問題に対する従来の解決方法は、複雑なスケジューリング方法を導入することであった。ＧＳＭ（Global System for Mobile communications）をはじめとするＴＤＭＡ（Time-division multiple access：時分割マルチプルアクセス）方式のエアインターフェイスでは、時間を複数スロットに分割し、異なるユーザの信号を、それぞれ別の時間スロットに配置する。また、限られた帯域幅を利用するさらに有効な方法として、ＣＤＭＡ（code division multiple access）方式がある。ＣＤＭＡ方式では、同一の無線周波数帯域で、ユーザごとに異なるコードを用いてユーザ信号を多重化し、同時に送信する。各ユーザの信号スペクトルは、ユーザに固有のコードシーケンスにより周波数帯域の帯域幅で拡散される。ＣＤＭＡの中でも、５ＭＨｚの搬送波を使用する広帯域ＣＤＭＡは、ビデオストリームなどのマルチメディア伝送の可能性を与えるものとして、最も重要視されている。
【０００５】
初期のＣＤＭＡ方式では、周波数間のハンドオーバーを盲目的に行っていたため、呼の品質が十分に保障されていなかったが、ハンドオーバーのためには、現在の搬送波周波数での無線接続を維持しながら、別の搬送波周波数の信号強度と質を監視する必要がある。広帯域ＣＤＭＡの場合は、システムをコンプレスモードにすることによって、別の搬送波も同時にモニタリングできるため、信号監視の問題は解決される。コンプレスモードでは、システムは他のチャネルをモニタリングする空きスロットを設定できるからである。
【０００６】
しかし、コンプレスモードはきわめて複雑なネットワーク管理を必要とする。コンプレスモードを設定するには、例えば、伝送電力を上げて拡散率を低減する、パンクチャリングを増やす、より高位のレイヤでシグナリングする等の方法があるが、いずれの場合も、チャネルの生のスループットが下がるにつれて、移動端末が使いにくくなる。拡散率を低減する方法では、受信機が受ける干渉が大きくなる。基地局で使用される伝送電力が大きくなるほど、干渉も増大するからである。パンクチャリングを増やすと、符号化のエラー検出／訂正特性が損なわれる。高位のレイヤでのシグナリングでは、伝送データの特定のセグメントが送信されないので、全体として認識される信号品質が劣化してしまう。
【０００７】
一般に、移動通信端末は、モニタリングにかなりの時間を費やしている。モニタリングの対象は、同一の無線接続モードでの別の搬送波や基地局、アクセスポイントだけではなく、別の無線接続モードの搬送波、基地局、アクセスポイントにも及ぶ。多大なモニタリング時間は、ユーザに認識されるほどのスループットの低下や消費電量の増大の原因となる。また、他の搬送波や、基地局、アクセスポイントへのハンドオーバーや、他の接続モードへのハンドオーバーの際に、待ち時間が生じる。
【０００８】
さらに別の問題として、使用するエアインターフェイス（接続）モードの複雑化につれて、無線端末自体が複雑化してしまうという問題もある。エアインターフェイスの複雑化に応じて、多くの無線通信機能やアプリケーションが必要になるからである。
【０００９】
移動無線装置は通常バッテリーで駆動されるが、基地局への無線リンクの設定はかなりの高電力を要する。このため、バッテリーの消耗がはげしく、充電の頻度が高くなる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
一方、現在では、ユーザがより柔軟に操作できるように、必要な技術をすべてひとつの装置内に統合する傾向にある。上述したような高度で複雑な機能性、操作の柔軟性、エアインターフェイスモードの多様性に対する要望を考えると、「ソフトウエア無線機（Software Defined Radio）」というコンセプトに行き着く。このようなコンセプトを実現するには、すべての要件を充足するための柔軟なアーキテクチャが必要になる。
【００１１】
さらに近年、ワイヤレスパーソナルエリアネットワーク（以下、「ＷＰＡＮ」と称する）を利用して、低電力で独立して端末間を相互接続する技術が実現してきている。ＷＰＡＮの一例として、ブルートゥースによるＷＰＡＮがある。ＷＰＡＮ機能が装備された端末では、ＷＰＡＮ操作モードは独立したモードとして、その他の機能（携帯電話機能、無線ＬＡＮトランシーバ機能、高性能処理機能など）と共存し得る。このように端末間に独立したローカル無線リンクを設定することにより、各端末が、相互接続される他の端末のリソースを活用できる可能性が考えられる。
【００１２】
そこで本発明は、低電力のローカル無線リンクを介して、複数の無線通信端末が相互ネットワークリソースを共用する無線通信システムを提案する。このようにローカル無線リンクを介して複数の個別の無線ユニットで構築される仮想システムを、本明細書では「分散型無線通信システム（distributed wireless system）」または「分散型無線通信（distributed radio）」と称する。分散型無線通信により、１または複数種類の無線通信ネットワーク上のネットワーク情報を効率的にモニタリングし、モニタリング結果を端末間でシェアすることが可能になる。
【００１３】
換言すると、本発明では分散型無線通信という構成をとることによって、制限のある周波数帯域幅で各端末がモニタリングやスケジューリングに要する時間と処理量を低減し、端末の消費電力を節減しようとするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の側面では、分散型無線通信システムで用いられる無線通信装置を提供する。この通信装置は、第１のネットワークに接続されて、第１のネットワークに関連するネットワーク情報を受信する第１の通信手段と、受信したネットワーク情報を、第１のネットワーク上で無線通信可能な１以上の別の無線通信端末との間で、第２のネットワークを介して送受信する第２の通信手段とを備える。このような構成で、無線通信装置は、第２のネットワークを介して第１のネットワーク上のネットワーク情報を交換することができる。
【００１５】
本発明の第２の側面では、第１のネットワークに接続可能な複数の無線通信装置と、これらの無線通信装置間に設定される局所的な第２のネットワークとを含む分散型無線通信システムを提供する。各無線通信装置は、第１のネットワークを介して基地局と通信を行う第１通信手段と、第２のネットワークを介して相互通信する第２通信手段と、前記複数の無線通信装置の中から第１のネットワークを監視するモニタリング端末を選定する監視マネージャとを有する。モニタリング端末として選定された無線通信装置は、第１通信手段により受信された第１のネットワークに関するネットワーク情報を、第２のネットワークを介して、その他の無線通信装置に供給する。
【００１６】
各無線通信装置は、省電力モードを有し、モニタリング端末が第１ネットワークをモニタリングする間、省電力モードに移行することができる。
【００１７】
各無線通信装置は、周期的なモニタリングモードと比較手段をさらに有し、モニタリング端末が第１ネットワークをモニタリングする間に、定期的にモニタリングモードに入って、自ら第１ネットワークをモニタリングする。第２ネットワークを介してモニタリング端末から受信したネットワーク情報と、自らモニタリングで取得したネットワーク情報とを比較して、一致する場合に、消電力モードに入る。このようにして、ネットワーク情報の信頼性を向上させる。
【００１８】
分散型無線通信システム内の各無線通信装置が接続される第１のネットワークは、同一種類のネットワークであっても、異なる種類のネットワークであってもよい。
【００１９】
第２のネットワークとして、たとえばＷＰＡＮリンクが用いられるが、これ以外にも、無線通信装置間にローカル無線リンクを設定できる任意のメカニズム、たとえば、短距離端末（ＳＲＤ）通信、赤外線接続、ブルートゥースなどが使用できる。ＷＰＡＮリンクを利用した端末間の情報共有は、システム内のすべての端末において、通常の無線通信機能と並行して動作できる。
【００２０】
このように、ネットワーク情報の共有は、第２のネットワークとしてのローカル無線リンクを介して実現され、ある無線通信装置（以下、場合によって「無線端末」と称する）で使用可能なネットワーク情報が、他の無線端末でも利用される。分散型無線通信という概念自体は、リンクを介して相互接続される無線端末の数に無関係に、等しく適用される。
【００２１】
上述したローカル無線リンクを定義する小エリアが適切なサイズかつ均質であるならば、ある端末で得られたネットワーク情報は、分散型無線通信システム全体にわたって有効に利用される。共用されるネットワーク情報は、たとえば同期情報、干渉、サービスの品質、ネットワーク構成、近隣セルのリスト、ページング要求などを含む。また、このようなネットワーク情報は、複数種類のネットワークや、複数の搬送波周波数、複数のエアインターフェイス（接続）モードに関するものであってもよい。
【００２２】
ひとつの無線端末で使用可能なネットワーク情報を、分散型無線通信システム内の別の無線端末でも共用することにより、各無線端末のバッテリー消費や、モニタリングに費やされる時間を低減することができる。さらに、ネットワーク管理の要件も低減できる。例えば、分散型無線通信システムによるモニタリングを広帯域ＣＤＭＡ方式に適用した場合、コンプレスモードに入る必要がなくなる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
【００２４】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る分散型無線通信システム１０の構成例を示す。第１実施形態では、分散型無線通信システム内の無線端末は、すべて同じ接続モード（たとえばＧＳＭモード）で、第１のネットワークである無線通信ネットワーク（ＧＳＭネットワーク）に接続される。
【００２５】
図１の例では、分散型無線通信システム１０は、携帯電話１００、ＰＤＡ１０１、ラップトップコンピュータ（以下、単に「ラップトップ」と称する）１０２を移動無線端末として含み、これらの端末はいずれも第２のネットワークであるＷＰＡＮリンク１０８を介して相互接続される。各端末は、ＷＰＡＮモジュール１０３、無線通信ネットワークモジュール１０４、アンテナ１０５、プロトコル／モデムマネージャ１０６を備える。
【００２６】
第１の通信手段である無線通信ネットワークモジュール１０４は、接続管理部（ＣＭ）１０４ａ、移動管理部（ＭＭ）１０４ｂ、無線リソース管理部（ＲＲＭ）１０４ｃ、セルラーモデム１０４ｄを含み、アンテナ１０５およびＧＳＭネットワークを介して、基地局やアクセスポイント（不図示）への接続を行う。第２の通信手段であるＷＰＡＮモジュール１０３は、ＷＰＡＮ用のプロトコル１０３ａと、モデム１０３ｂを含み、ＷＰＡＮリンク１０８を介して端末１００、１０１、１０２間の情報伝送を行う。
【００２７】
この分散型無線通信システムでは、処理時間と電力消費を要するモニタリング処理を各端末が行う必要はない。各端末のプロトコル／モデムマネージャ１０６が、システム全体としてどのようなモニタリング構成が最適であるかを決定し、システムに含まれる端末の中から、ＧＳＭネットワークを監視するモニタリング端末を選定する。選定されたモニタリング端末が得たネットワーク情報は、ＷＰＡＮリンク１０８を介して他の端末（これを「クライアント端末」と称する）の間で共有される。各端末は、省電力モードを有し、モニタリング端末が第１ネットワーク（ＧＳＭネットワーク）上をモニタリングする間に、クライアント端末は省電力モードにある。
【００２８】
図１の例では、ラップトップ１０２がモニタリング端末としての役割を果たしている。ラップトップ１０２は、ＧＳＭ無線通信ネットワークを監視し、取得したネットワーク情報を、ＷＰＡＮリンク１０８を介してシステム１０内の携帯電話１００やＰＤＡ１０１と共用する。ネットワーク情報には、ページング要求、同期情報、近隣のセルやアクセスポイントのモニタリング情報、信号の干渉、サービスの品質、ネットワーク構成、搬送波周波数やエアインターフェイスモードに関する情報などが含まれる。選定されるモニタリング端末は必ずしもひとつだけとは限らない。
【００２９】
また、図示はしないが、各端末は、定期的なモニタリングモードと比較手段とを有する。モニタリング端末（ラップトップ１０２）がＧＳＭネットワーク上をモニタリングする間、クライアント端末１００、１０２は、周期的に省電力モードからモニタリングモードに移行して、クライアント端末自体でＧＳＭネットワークのモニタリングを行う。ＷＰＡＮリンク１０８を介してモニタリング端末から受信されるネットワーク情報（無線通信環境）と、クライアント自体が取得したネットワーク情報（無線通信環境）とを比較し、それらが同一または許容範囲内で近似する場合に、クライアント端末は再度、省電力モードに移行し、ネットワークの監視をモニタリング端末に委ねる。
【００３０】
たとえば端末間の通信路損失があった場合、モニタリング端末からのネットワーク情報あるいは無線通信環境と、クライアント端末自体が取得したネットワーク情報あるいは無線通信環境が相違する。そのような場合は、クライアント端末側でモニタリングモードを続行する。このように、通常は省電力モードにしておき、定期的にモニタリング情報の信頼性を確認することによって、分散型無線通信システムを取り巻く通信環境の均質性と信頼性を確保することができる。
【００３１】
このシステムにおいて、各端末１００、１０１、１０２はまず、無線通信ネットワークへ位置登録をする。位置登録は、各端末が直接行ってもよいし、単一の端末、たとえばラップトップコンピュータ１０２が、他の端末１００、１０１の登録をすべて代行してもよい。位置登録が済んだところで、各端末の発信、着信の準備が整う。
【００３２】
次に、プロトコル／モデムマネージャ１０６がモニタリング構成を決定し、ラップトップ１０２をモニタリング端末として選定する。ラップトップ１０２は、分散型無線通信システム１０内にあるすべての端末のために、ＧＳＭネットワーク上でページングメッセージを傍受する。また、無線環境が変化したとき（たとえば通信可能な基地局の数が増えたとき）や、更新されたセル情報が使用可能になったときも、これらの情報を第１のネットワークであるＧＳＭネットワークから得て、他の端末１００、１０１に供給する。このようなページング要求やネットワーク情報は、ラップトップ１０２のＷＰＡＮモジュール１０３から、ＷＰＡＮリンク１０８を介して、他の端末１００、１０１に分散され、シェアされる。
【００３３】
たとえば、携帯電話１００に宛てられたページング要求がラップトップ１０２で受信された場合、そのページング要求の詳細とタイミング情報が、ラップトップ１０２からＷＰＡＮリンク１０８を介して携帯電話１００に送られる。携帯電話１００は、ページング要求を受け取り、ラップトップ１０２から送られてきたタイミング情報を使用して、ＧＳＭネットワークに同期し、ランダムアクセスおよび呼のセットアップを、無線通信モジュール１０４内のセルラーモデム１０４ｄを介して開始する。あるいは、別の方法として、携帯電話１００が同期している間に、ラップトップ１０２は携帯電話１００に代わってランダムアクセス要求を発する構成としてもよい。すなわち、ページングメッセージに応答して、クライアント端末である携帯電話１００に代わって、ＧＳＭネットワークへのレスポンスを開始できる。ラップトップ１０２が適切なメッセージでＧＳＭネットワークに応答している間に、携帯電話１００は再同期を取ることができる。
【００３４】
携帯電話１００が接続モードに入り、システムが新たなコンフィギュレーションに移行すると、指定されているモニタリング端末を更新することになる。任意の端末が分散型無線通信システムを離れる場合や、新たな端末がシステム内に入る場合は、モニタリング端末となる端末の再選定が必要となることもある。また、無線通信環境が変化したとき（たとえばモニタリング端末がその他の端末から離反してしまうなど）も、システムの再構成が必要となる。
【００３５】
図１のシステムにおいて、第２のネットワークであるＷＰＡＮリンクの帯域幅の大小は問わない。重要な制御信号だけを中継する狭帯域のリンクであってもよいし、全データを中継できる広帯域リンクであってもよい。好ましくは、分散型無線通信システム１０は、システム内の任意の無線通信端末にバックアップ手段（不図示）を備える。バックアップを備えることによって、モニタリング端末に選定された無線端末のＷＰＡＮモジュールの故障、バッテリーの低下、干渉の局所化などで、モニタリング端末へのローカル無線リンクが切断された場合に、別の端末をモニタリング端末として切り替えることができる。
【００３６】
無線通信端末は、分散型無線通信システム内の他の端末から引き出されるネットワーク情報の有効性を立証するために、各端末又はサービス中のネットワークに対する相対位置、あるいは絶対位置を示す位置表示手段（不図示）を有するのが好ましい。また、ネットワーク情報には、その情報が取得された日時を示すべく、タイムスタンプが押されてもよい。
【００３７】
図２および３は、上述した図１の分散型無線通信システムの動作をフローチャートで示したものである。図２は、たとえば携帯電話１００にページング要求があったときの例を、図３は、システムの再構成およびモニタリング端末の再設定の例を示す。
【００３８】
図２において、ステップＳ２０１ですべての端末の位置登録を完了する。ステップＳ２０３で、システムの幾何学構成（トポロジー）に基づき、各端末のプロトコル／モデムマネージャ１０６を用いて、どの端末をモニタリング端末にするかを決定する。モニタリング端末の選定は、多数の要因に基づいて決定される。例えば、端末が主電力を有するかどうか、有さないときはバッテリーがどの程度残っているか、端末がすでに接続されてアクティブ状態にあるか否か、端末の無線通信性能はどうか、ユーザの選択はあるか、などである。モタリング端末は、より高い感度が必要とされるので、無線通信性能はモニタリング端末を選択する際の重要な要因のひとつである。
【００３９】
モニタリング端末が決定されたなら、ステップＳ２０５で、モニタリング端末（たとえば図１のラップトップ１０２）は無線通信ネットワーク（図１の例ではＧＳＭネットワーク）を監視して、ページングメッセージやネットワーク情報を傍受する。ステップＳ２０７で、モニタリング端末はページング要求があるか否かを判断する。ページング要求がない場合（Ｓ２０７でＮＯ）は、ステップＳ２０５に戻り、モニタリングを続ける。ページング要求がある場合（Ｓ２０７でＹＥＳ）は、ステップＳ２０９へ進み、そのページング要求の宛先であるターゲット端末に、ページング要求と同期情報を転送する。ステップＳ２１１で、ページング要求を受け取ったターゲット端末は、ＧＳＭネットワークへの同期を行い、ランダムアクセスを行って接続モードに入る。
【００４０】
図３は、無線通信環境が変化したときの、システムコンフィギュレーションの再構成の動作フローを示す。ステップＳ３０１〜Ｓ３０５で示される端末の位置登録、モニタリング端末の選択、およびモニタリング端末による無線通信ネットワークの傍受は、図２の場合と同様である。モニタリング端末はシステム内で定期的にネットワーク情報を更新し（Ｓ３０７）、更新したネットワーク情報を、ＷＰＡＮリンク１０８を介してシステム内のすべての端末に供給する（Ｓ３０９）。そしてステップＳ３０５へ戻って、Ｓ３０５〜Ｓ３０９を繰り返す。
【００４１】
一方で、モニタリング端末は無線環境や、システム内に存在する端末に変化がないかどうかを監視する（Ｓ３１１）。変化がない場合（Ｓ３１１でＮＯ）は、ステップＳ３０５に戻って、無線通信ネットワークの監視を続ける。変化があった場合（Ｓ３１１でＹＥＳ）は、ステップＳ３１３に進み、変化後の状態に基づいて、新たなシステムコンフィギュレーションを決定する。コンフィギュレーションの再構成の後、ステップＳ３０３に戻り、新しいコンフィギュレーションでモニタリング端末を選定し、ステップＳ３０５、Ｓ３１１、Ｓ３１３を繰り返す。
【００４２】
第１実施形態では、第２のネットワークとしてＷＰＡＮリンクを利用しているが、これに限定されず、ブルートゥース規格による近距離無線リンク、赤外線リンク、短距離無線リンク、無線ＬＡＮなどを利用してもよい。
【００４３】
また、ＷＰＡＮリンクの中でも、実際に使用されるＷＰＡＮの態様によって、それぞれ異なるネットワークコンフィギュレーションが採用される。たとえば、各端末がＷＰＡＮリンク内のすべての端末と直接に無線通信可能な態様と、すべての端末間に直接リンクがあるわけではなく、端末間で情報の転送があり得る態様とでは、微妙にネットワークコンフィギュレーションが異なる。正確な幾何学構成（トポロジー）は、ＷＰＡＮの短距離リンクフォーマットそのものによって決定されることが多い。
【００４４】
たとえば、図１のＷＰＡＮリンク１０８をブルートゥース規格のリンクとすると、マスター／スレーブ構造が採用されることになる。マスター／スレーブ構成では、マスター機器（たとえばラップトップ１０２）をモニタリング端末として設定し、ページング要求などの情報をスレーブ（携帯電話１００およびＰＤＡ１０１）に転送させるのが合理的である。もちろん、スレーブをモニタリング端末とする構成も取り得る。この場合は、モニタリング情報はいったんスレーブからマスターに転送され、マスターからその他のすべてのスレーブに転送される。
【００４５】
モニタリング端末を選定して、その端末宛てではない情報を他の端末に転送するようなＷＰＡＮトポロジーでは、特定のエリアでのカバレージが強化されるものの、すべての端末についてモニタリングの質が保証されることが重要である。モニタリング端末で受信されたモニタリング情報は、そのモニタリング端末自体にとって不必要なある場合もあるし、また、モニタリング端末自体が、受信したモニタリング情報と関連する場合もある。
【００４６】
モニタリング端末の決定をどこで行うかは複雑な問題であるが、基礎となるＷＰＡＮの幾何学構成（トポロジー）によるところが大きい。マスター／スレーブ構成のようにマスター制御により集中化されたネットワークでは、マスター機器がどの端末をモニタリング端末とすべきかを決定できるし、マスター自体がモニタリング端末となり得る。図１の例でいうと、ラップトップ１０２がマスターであり、モニタリング端末となる。もちろん、集中型のアーキテクチャでも、どの端末をマスターにするかについて分散型の決定方式を採用することができる。逆に、幾何学構成が非集中型のネットワークであっても、モニタリング端末の決定については、集中型方式を採用してもよいし、非集中型方式を採用してよい。一般に集中型方式のほうが、モニタリング端末を決定するにあたって、１つの端末が性能を順次照合できるので、実現が容易である。
【００４７】
なお、分散型無線システムを構成する個別の無線ユニットは、独立して製造され、個別に所有され得るが、同一の通信プロトコルで共通の短距離無線リンクを介してリンクされるのが好ましいが、ＷＰＡＮ内で複数種類のリンクを使用することも考えられる。
【００４８】
第１実施形態の分散型無線通信システムと、無線通信端末によれば、選定されたモニタリング端末が取得したネットワーク情報（モニタリング情報）を、システム内のその他の無線端末で共用できる。したがって、他の無線端末はアクティブモードに入ってモニタリングする必要がなく、各無線端末の電力消費が低減する。
【００４９】
また、図１の例では、第１のネットワークとしてＧＳＭネットワークを用いているが、広帯域ＣＤＭＡネットワークを用いてもよい。従来の技術では、広帯域ＣＤＭＡモードでは、無線端末はハンドオーバーのために別の搬送波もモニタリングするためにコンプレスモードに入る必要があったが、第１実施形態の分散式無線通信システムでは、コンプレスモードを使う必要がない。したがって、各無線端末内でコンプレスモードのための演算処理やスケジューリングを省略できる。
【００５０】
＜第２実施形態＞
図４は、本発明の第２実施形態に係る分散型無線通信システムの概略構成を示す。第２実施形態では、システム内の端末が、異なる種類の無線通信ネットワークに接続されている例を説明する。第１の端末と第２の端末が、異なるエアインターフェイスモード、たとえば広帯域ＣＤＭＡモードとＧＳＭモードで、それぞれ対応する無線通信ネットワークに接続されており、第１端末が、第２端末のネットワークに切り替えたい場合を考える。この場合、異なるモード間でのハンドオーバーが必要になるが、第２実施形態の分散型無線通信システムでは、第２端末が、第１端末に代わってネットワークへの接続要求またはハンドオーバー要求を開始する。
【００５１】
第２実施形態の分散型無線通信システムでは、端末間の情報共有により、異なるモード間のハンドオーバーが容易になる。共有される情報は、一連の通信関連イベントというよりは、むしろモード切り替えと関連するオン／オフイベントとなる点で第１実施形態と異なるが、各端末がシステム内の別の接続モードに関する情報を直接引き出す必要がない点で共通する。
【００５２】
図４に示す例では、分散型無線通信システム４０は、２つの無線通信端末４１３、４１４を含む。ＧＳＭ端末４１３は、ＧＳＭリンク４１１を介してＧＳＭモードでＧＳＭ基地局４０９と接続される。デュアルモードＣＤＭＡ端末４１４は、広帯域ＣＤＭＡリンク４１２を介して広帯域ＣＤＭＡ基地局４１０に広帯域ＣＤＭＡモードで接続される。デュアルモードＣＤＭＡ端末４１４は、広域ＤＣＭＡモードと、ＧＭＳモードの双方の接続モードで動作することができる。図４では、ＣＤＭＡ端末４１４が広帯域ＣＤＭＡのカバレージの弱い領域に位置しており、ＧＳＭモードへのハンドオーバーが望まれる状況にある。
【００５３】
ＧＳＭ端末４１３とデュアルモードＣＤＭＡ端末４１４の各々は、自己の属する無線通信ネットワークで基地局と接続する無線通信モジュール４０４と、第２のネットワークであるＷＰＡＮリンク４０８を介して相互に情報交換するＷＰＡＮモジュール４０３と、ハンドオーバーや監視情報の転送を制御するプロトコル／モデムマネージャ４０６とを有する。ＧＳＭ端末４１３にとって第１のネットワークはＧＳＭリンク４１１であり、デュアルモードＣＤＭＡ端末４１４にとって第１のネットワークは広帯域ＣＤＭＡリンク４１２である。
【００５４】
図４の例では、ＧＳＭ端末４１３がモニタリング端末の役割を果たし、ハンドオーバーを求めるクライアント端末であるＣＤＭＡ端末１４１に代わって、ＧＳＭリンク４１１をモニタリングする。すなわち、デュアルモードＣＤＭＡ端末４１４がＧＳＭモードにハンドオーバーするために、接続がオペレータによって許可されているかどうか、適切な基地局、チャネル構成はどれか等に関する情報は、ＧＳＭ端末４１３が取得する。ＧＳＭ端末４１３は、すでにＧＳＭモードでＧＳＭリンク４１１に接続されているので、わざわざモニタリングモードに入る必要はなく、ハンドオーバーに必要なオーバヘッドは、ＧＳＭネットワーク情報を転送するために、ＷＰＡＮシステムで消費されるわずかな電力だけである。
【００５５】
第２実施形態では、デュアルモードＣＤＭＡ端末４１４は、近傍に位置する任意のＷＰＡＮ機能付き端末が、必要なネットワーク情報を有しているかどうかを確認するために、図５に示すように、ページング要求と、関連するサービス要求プロトコルを発信する。この要求に応じて、システム内で関連情報を有している端末が応答する。この応答は、有効な情報（ネットワークの種類、オペレータ等）の詳細を含む。デュアルモードＣＤＭＡ端末４１４は、応答のあった端末の中から、１つまたは複数のモニタリング端末（図４の例ではＧＭＳ端末４１３）を選択し、必要な情報を引き出す。
【００５６】
応答のあったものの中からどれをモニタリング端末とするかは、第１実施形態と同様、多くの要因によって決定される。例えば必要なネットワークの種類とオペレータがサポートされているか、相対距離はどのくらいか、などである。第２実施形態ではさらに、これらの要因に加えて、どの端末が他の端末に共通あるいは類似する無線リンクを有するか、も重要な要因となる。このような無線リンクの共通性は、分散型無線通信システム４０の幾何学構成上の中心を暗示するともいえる。
【００５７】
モニタリング端末が選定されると、ＧＭＳ端末４１３は必要なＧＳＭネットワーク情報をクライアント端末であるデュアルＣＤＭＡ端末４１４に転送する。ネットワーク性能に関する情報とＧＳＭネットワーク情報の転送は、ＷＰＡＮリンク４０８を介して実行される。また、接続されたＧＳＭ端末４１３の専用リンクによっても同時に情報転送、交換を行ってもよい。こうして、ＧＳＭ端末４１３とデュアルモードＣＤＭＡ端末４１４の間で、現在サービスを行っている基地局に関する情報や、現在の接続ネットワークでの近隣セルのリスト等の情報が共有される。
【００５８】
ＧＳＭ端末４１３がデュアルＣＤＭＡ端末４１４のためにＧＳＭリンク４１１との接続をセットアップする場合、接続情報をデュアルＣＤＭＡ端末４１４に中継して、容量が十分かどうかを確認するのが好ましい。この方法で異なるモード間のハンドオーバーを行うと、各端末はチャネルの再調整や、他モードを開始してネットワーク負荷や使用可能状態をチェックする必要がなくなる。
【００５９】
分散型無線通信システム４０では、システム内のすべての端末が位置的に近接する場合に、同一のモードあるいはネットワークに接続されていると考えられるので、各端末内で、ある程度、位置認識をしておく必要がある。位置認識は、モニタリング端末（ＧＳＭ端末４１３）とクライアント端末（デュアルＣＤＭＡ端末４１４）との間の距離を単に表示するだけでもよい。モニタリング端末との間の距離が、一定のしきい値より小さくなった場合に、情報は有効であると判断され適用される。また、端末間の距離を判断する簡単な基準として、伝送電力が十分に小さい状態ですべての端末が接続されているならば、ＷＰＡＮネットワークで比較的近くに位置すると判断する方法がある。より複雑にはなるが、位置機能付き（ＧＰＳ機能付き）端末を使用して、位置情報を情報交換の一部に組み込んで交換する方法も考えられる。もっとも、無線アクセスの観点からは、位置情報がかならずしも均質性についての最良の基準となるわけではない。たとえば、非常に近い位置にある２つの端末を使用する場合でも、一方が建物によって基地局から遮られ、他方は障害物がない場合、距離だけの問題ではなくなる。
【００６０】
より信頼性の高い方法は、第１実施形態と同様に、クライアント端末が定期的にモニタリング端末と同様のモニタリングを並列して行い、リンクの有効性を保証する方法である。この方法を並列モニタリングと称する。受信した信号の強度指数を、アンテナ利得と伝送電力に関連づけて調べるだけで、ＷＰＡＮネットワークの相対的な均質性を簡単に判断することができる。
【００６１】
無線通信環境の近似性とともに、環境の変化率の近似性も測定することが望ましい。この場合、近似性を再テストするために、可変時間でしきい値を設定できる。たとえば、モニタリング端末とクライアント端末で観測される無線通信環境が近似し、その変化がない場合は、次に無線通信環境をチェックするまでに端末間で比較的長時間、情報を共有することができる。無線通信環境が急速に変化している場合には、必要に応じてモニタリングの間隔を短縮する。
【００６２】
第２実施形態によれば、異なる種類の無線通信ネットワーク間でハンドオーバーする際にも、モニタリング端末が取得した情報を、ローカル無線リンクを介して共有できるので、システム内の無線端末のモニタリング時間や消費電力を低減できる。
【００６３】
【発明の効果】
以上述べたように、分散型無線通信システムは、限られた帯域幅での無線通信を効率的に行える。システム内の無線端末は、無線通信ネットワーク上の遠隔の基地局との通信をモニタリング端末に委ね、モニタリング端末が取得した情報を共有できるので、消費電力を大幅に低減できる。
【００６４】
また、広帯域ＣＤＭＡネットワークに適用する場合は、ハンドオーバーの際にコンプレスモードに移行する必要がない。
【００６５】
また、定期的に、モニタリング端末とクライアント端末が並列してモニタリングし、モニタリング情報を比較することによって、通信の均質と信頼性を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に係る分散型無線通信システムの概略構成図であり、システム内の端末が同一モードで接続されている構成例を示す。
【図２】図１のシステムにおいて端末間での情報共有処理の一例を示すフローチャートである。
【図３】図１のシステムにおけるモニタリング端末の選定と、端末間の情報共有の処理例を示すフローチャートである。
【図４】図４は、本発明の第２実施形態に係る分散型無線通信システムの概略構成図であり、システム内の端末が異なるモードで接続されている構成例を示す。
【図５】図５は、図４のシステムで、異なるモード間でのハンドオーバーの手順を示す図である。
【符号の説明】
１０、４０  分散型無線通信システム
１００  携帯電話
１０１  ＰＤＡ
１０２  ラップトップコンピュータ
１０３、４０３  ＷＰＡＮモジュール（第２の通信手段）
１０４、４０４  無線通信モジュール（第１の通信手段）
１０５、４０５  アンテナ
１０６、４０６  プロトコル／モデムマネージャ
１０８、４０８  ＷＰＡＮリンク（第２のネットワーク）
４１３  ＧＳＭ端末
４１４  デュアルモードＣＤＭＡ端末
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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