(57)【要約】      （修正有）【課題】特定の通信方式の無線通信にアクセスが集中することを防止し、他の通信方式におけるネットワークエリアを拡大して優先的に接続する方法を提供する。【解決手段】無線通信システム１０は、第２の無線基地局が通常時に提供する第１のネットワークエリアとビームフォーミング時に提供する第２のネットワークエリアとを示す情報を予め取得する。このとき、ハンドオーバ制御部１７は、第１の通信方式で通信中の無線端末１１が第１のネットワークエリア内に存在する場合は第２の通信方式への切替を決定し、第１のネットワークエリア内に存在せず第２のネットワークエリア内に存在する場合には、ビームフォーミングを実行させた上で第２の通信方式への切替を決定する。そして、ハンドオーバ制御部１７は、第２の通信方式への切替を決定した場合に、ハンドオーバを行って無線端末１１の通信先を第１の無線基地局１２から第２の無線基地局１３に切替える。【選択図】図１
2014036317.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の異なる通信方式で無線通信が可能な無線通信システムにおいて、
第１の通信方式に対応したネットワークエリアを提供する第１の無線基地局と、
第２の通信方式に対応したネットワークエリアを提供する第２の無線基地局と、
前記第１の通信方式で前記第１の無線基地局と無線通信を行うための第１の通信システム及び前記第２の通信方式で前記第２の無線基地局と無線通信を行うための第２の通信システムを有する無線端末と、
前記第２の無線基地局から前記第２の無線基地局に関する基地局情報を取得し格納する位置情報サーバと、
前記無線端末の位置を示す端末位置情報と前記位置情報サーバに格納される前記基地局情報とに基づいて、前記無線端末が利用する通信方式について、前記第２の通信方式を優先的に選択するように制御するハンドオーバ制御部と
を備え、
前記基地局情報には、前記第２の無線基地局がビームフォーミングを実行しない場合に提供可能な第１のネットワークエリアを示す情報と、前記第２の無線基地局がビームフォーミング実行時に拡張して提供可能な第２のネットワークエリアを示す情報とが含まれ、
前記ハンドオーバ制御部は、
前記第１の通信方式で通信中の前記無線端末が前記第１のネットワークエリア内に存在する場合は前記第２の通信方式に切替えることを決定し、
前記第１の通信方式で通信中の前記無線端末が前記第１のネットワークエリア内に存在しない場合であっても前記第２のネットワークエリア内に存在する場合には、前記第２の無線基地局に前記無線端末に対するビームフォーミングを実行させた上で前記第２の通信方式に切替えることを決定し、
前記ハンドオーバ制御部は、前記第２の通信方式に切替えることを決定した場合には、ハンドオーバを行って前記無線端末の通信先の無線基地局を前記第１の無線基地局から前記第２の無線基地局に切替える
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記第２の無線基地局は、ビームフォーミングの実行時に、該ビームフォーミングの対象とする前記無線端末と通信するフレームと、該フレームとは時分割され、該ビームフォーミングの対象とならない他の無線端末と通信するフレームとからなるスロットフレームを送受信する
ことを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記ハンドオーバ制御部は、
前記第１の通信方式で通信中の前記無線端末が前記第１のネットワークエリア内に存在しない場合であっても前記第２のネットワークエリア内に存在する場合には、前記無線端末と前記第２の無線基地局との双方に互いの方向に向けたビームフォーミングを実行させた上で前記第２の通信方式に切替えることを決定する
ことを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記無線通信システムは、複数の前記第２の無線基地局を備え、
前記無線端末と前記第２の無線基地局との通信中に通信品質が劣化した場合に、
前記ハンドオーバ制御部は、
他の第２の無線基地局がビームフォーミングを実行することによって提供可能な第３のネットワークエリア内に前記無線端末が存在する場合には、該他の第２の無線基地局に前記無線端末に対するビームフォーミングを実行させた上で、ハンドオーバを行って前記無線端末の通信先を該他の第２の無線基地局に切替え、
前記第３のネットワークエリア内に前記無線端末が存在しない場合には、ハンドオーバを行って前記無線端末の通信先を前記第１の無線基地局に切替える
ことを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記第１の無線基地局が、前記第２の無線基地局によって提供されるネットワークエリアよりも広いネットワークエリアを提供する
ことを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項６】
複数の異なる通信方式で無線通信が可能な無線通信システムにおいて前記無線端末が利用する通信方式を制御する無線通信制御方法であって、
前記無線通信システムは、
第１の通信方式に対応したネットワークエリアを提供する第１の無線基地局と、
第２の通信方式に対応したネットワークエリアを提供する第２の無線基地局と、
前記第１の通信方式で前記第１の無線基地局と無線通信を行うための第１の通信システム及び前記第２の通信方式で前記第２の無線基地局と無線通信を行うための第２の通信システムを有する無線端末と、
前記第２の無線基地局から前記第２の無線基地局に関する基地局情報を取得し格納する位置情報サーバと、
前記無線端末の位置を示す端末位置情報と前記位置情報サーバに格納される前記基地局情報とに基づいて、前記無線端末が利用する通信方式について、前記第２の通信方式を優先的に選択するように制御するハンドオーバ制御部と
を有し、
前記基地局情報には、前記第２の無線基地局がビームフォーミングを実行しない場合に提供可能な第１のネットワークエリアを示す情報と、前記第２の無線基地局がビームフォーミング実行時に拡張して提供可能な第２のネットワークエリアを示す情報とが含まれ、
前記ハンドオーバ制御部が、前記第１の通信方式で通信中の前記無線端末が前記第１のネットワークエリア内に存在する場合は前記第２の通信方式に切替えることを決定する第１のステップと、
前記ハンドオーバ制御部が、前記第１の通信方式で通信中の前記無線端末が前記第１のネットワークエリア内に存在しない場合であっても前記第２のネットワークエリア内に存在する場合には、前記第２の無線基地局に前記無線端末に対するビームフォーミングを実行させた上で前記第２の通信方式に切替えることを決定する第２のステップと、
前記ハンドオーバ制御部が、前記第２の通信方式に切替えることを決定した場合には、ハンドオーバを行って前記無線端末の通信先の無線基地局を前記第１の無線基地局から前記第２の無線基地局に切替える第３のステップと
を備える
ことを特徴とする無線通信制御方法。
【請求項７】
前記第２の無線基地局が、ビームフォーミングの実行時に、該ビームフォーミングの対象とする前記無線端末と通信するフレームと、該フレームとは時分割され、該ビームフォーミングの対象とならない他の無線端末と通信するフレームとからなるスロットフレームを送受信する
ことを特徴とする請求項６記載の無線通信制御方法。
【請求項８】
前記第２のステップで、前記ハンドオーバ制御部が、前記第１の通信方式で通信中の前記無線端末が前記第１のネットワークエリア内に存在しない場合であっても前記第２のネットワークエリア内に存在する場合には、前記無線端末と前記第２の無線基地局との双方に互いの方向に向けたビームフォーミングを実行させた上で前記第２の通信方式に切替えることを決定する
ことを特徴とする請求項６記載の無線通信制御方法。
【請求項９】
前記無線通信システムが、複数の前記第２の無線基地局を有し、
前記無線端末と前記第２の無線基地局との通信中に通信品質が劣化した場合に、
前記ハンドオーバ制御部が、他の第２の無線基地局がビームフォーミングを実行することによって提供可能な第３のネットワークエリア内に前記無線端末が存在する場合には、該他の第２の無線基地局に前記無線端末に対するビームフォーミングを実行させた上で、ハンドオーバを行って前記無線端末の通信先を該他の第２の無線基地局に切替え、前記第３のネットワークエリア内に前記無線端末が存在しない場合には、ハンドオーバを行って前記無線端末の通信先を前記第１の無線基地局に切替える第４のステップをさらに備える
ことを特徴とする請求項６記載の無線通信制御方法。
【請求項１０】
前記第１の無線基地局が、前記第２の無線基地局によって提供されるネットワークエリアよりも広いネットワークエリアを提供する
ことを特徴とする請求項６記載の無線通信制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システム及び無線通信制御方法に関し、複数の通信方式で無線通信が可能なハイブリッド型の無線通信システム及び無線通信制御方法に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯端末通信に利用される無線通信システムでは、無線端末に単一の無線通信システムを提供する従来の無線通信システムに代わり、無線端末に複数の無線通信システムを利用可能に提供するハイブリッド型の無線通信システムの需要が増加してきている。ハイブリッド型の無線通信システムでは、無線端末の利用状況に応じて安定してかつ迅速に、無線通信システム間で無線端末の通信先基地局を切替えるハンドオーバを行うことが求められる。
【０００３】
一般的に、ハンドオーバは、「ネットワーク発見」、「ネットワーク選択」、そして「ネットワーク切替」という処理手順を踏まえて行われる。「ネットワーク発見」の処理では、無線端末の付近にどのような特性を持つネットワークが存在するかが探索される。「ネットワーク選択」の処理では、「ネットワーク発見」で発見されたネットワークの中から、通信料金、通信品質及び通信の安定性等について利用者や利用アプリケーションの要求条件を満たすネットワークが選択される。異種の無線通信システム間でハンドオーバを行う場合には、複数の無線通信システムの存在を考慮しながら、ネットワーク選択が行われる。そして、「ネットワーク切替」では、「ネットワーク選択」で選択されたネットワークの電波を提供する無線基地局をハンドオーバ先として、無線端末の通信先が切替えられる。
【０００４】
無線通信システム間でハンドオーバを行う無線通信システムとして、例えば特許文献１に、多様な無線通信システムに対して無線端末のハンドオーバを実現する異種網間接続システムが記載されている。特許文献１に記載された異種網間接続システムでは、３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）無線通信システムの通信エリアとＷＬＡＮ（Wireless Local Area Network）通信システムの通信エリアとが重複しているエリアにおいて、移動端末装置がＷＬＡＮ通信システムの第１アクセスポイントと通信中にＷＬＡＮ通信システムの第２アクセスポイントの通信エリアに移動した場合に、移動端末装置が、通信中のセッションを一旦３ＧＰＰ無線通信システムに移し、３ＧＰＰ無線通信システムで通信している間に第２アクセスポイントとの接続準備を行い、当該接続準備が完了した後で第２アクセスポイントにハンドオーバすることによって、ＷＬＡＮ内のＩＰサブネット間でシームレスなハンドオーバを実現する。
【０００５】
また例えば、特許文献２には、同一又は異種無線システム間のハンドオーバを制御するハンドオーバ制御システムが記載されている。特許文献２に記載されたハンドオーバ制御システムでは、ネットワーク側のハンドオーバ制御装置が、移動端末から通知される無線システムの種別情報を基に移動端末の要求を満たすハンドオーバ方式を選択することによって、移動端末側でハンドオーバ方式を選択しなくても済むので、移動端末側でのハンドオーバ制御処理を低減して移動端末装置の簡素化を図ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２２９８３１号公報
【特許文献２】特開２００４−２６０４４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したようなハイブリッド型の無線通信システムでは、通信先の無線通信システムをハンドオーバによって切替えることにより、複数の無線通信システムにおけるそれぞれの優位点を利用でき、利用者に提供可能な通信サービスの性能を向上させることができる。
【０００８】
例えば、ハイブリッド型の無線通信システムが、広範囲に安定したネットワークエリアを提供するが通信速度はさほど高速ではない広範囲無線通信システムと、提供するネットワークエリアは狭いが通信速度が速い高速無線通信システムとに通信可能であるとする。このとき、ハイブリッド型の無線通信システムは、通常時は広範囲無線通信システムに接続することによって、安定した通信環境を提供することができる。そして、無線端末が高速無線通信システムのネットワークエリア内に存在する場合には、ハイブリッド型の無線通信システムは、広範囲無線通信システムから高速無線通信システムにハンドオーバすることにより、高速通信を提供することができる。さらに、無線端末が高速無線通信システムのネットワークエリア内に存在する限り高速無線通信システムへの接続を維持することにより、ハイブリッド型の無線通信システムは、利用者に高速な通信環境を提供可能な時間を長くすることができる。
【０００９】
しかし、ハイブリッド型の無線通信システムでは、ハンドオーバの実行機会が少ない等の理由により特定の無線通信システムに通信先が偏ってしまう場合に、アクセスの集中による弊害が考えられ、特に高速な無線通信システムで通信する割合が低い場合には、高速な通信環境を提供可能な割合が抑えられてしまい、全体的な通信速度が向上しない。このような問題を解決するためには、通信速度の速い無線通信システムに積極的にハンドオーバを実行可能なハイブリッド型の無線通信システムの実現が期待される。
【００１０】
しかし、特許文献１に記載された異種網間接続システム及び特許文献２に記載されたハンドオーバ制御システムでは、「ネットワーク発見」の処理において、通信サービスが提供されるネットワークエリア内に無線端末が存在していない場合にはハンドオーバ先を発見することができず、積極的にハンドオーバを実行することが難しかった。
【００１１】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、特定の通信方式の無線通信にアクセスが集中することを防止し、他の通信方式におけるネットワークエリアを拡大して優先的に接続することができるハイブリッド型の無線通信システム及び無線通信制御方法を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
かかる課題を解決するため本発明では、複数の異なる通信方式で無線通信が可能な無線通信システムにおいて、第１の通信方式に対応したネットワークエリアを提供する第１の無線基地局と、第２の通信方式に対応したネットワークエリアを提供する第２の無線基地局と、前記第１の通信方式で前記第１の無線基地局と無線通信を行うための第１の通信システム及び前記第２の通信方式で前記第２の無線基地局と無線通信を行うための第２の通信システムを有する無線端末と、前記第２の無線基地局から前記第２の無線基地局に関する基地局情報を取得し格納する位置情報サーバと、前記無線端末の位置を示す端末位置情報と前記位置情報サーバに格納される前記基地局情報とに基づいて、前記無線端末が利用する通信方式について、前記第２の通信方式を優先的に選択するように制御するハンドオーバ制御部とを備える無線通信システムが提供される。この無線通信システムでは、前記基地局情報には、前記第２の無線基地局がビームフォーミングを実行しない場合に提供可能な第１のネットワークエリアを示す情報と前記第２の無線基地局がビームフォーミング実行時に拡張して提供可能な第２のネットワークエリアを示す情報とが含まれ、前記ハンドオーバ制御部は、前記第１の通信方式で通信中の前記無線端末が前記第１のネットワークエリア内に存在する場合は前記第２の通信方式に切替えることを決定し、前記第１の通信方式で通信中の前記無線端末が前記第１のネットワークエリア内に存在しない場合であっても前記第２のネットワークエリア内に存在する場合には、前記第２の無線基地局に前記無線端末に対するビームフォーミングを実行させた上で前記第２の通信方式に切替えることを決定し、前記ハンドオーバ制御部は、前記第２の通信方式に切替えることを決定した場合には、ハンドオーバを行って前記無線端末の通信先の無線基地局を前記第１の無線基地局から前記第２の無線基地局に切替える。
【００１３】
また、かかる課題を解決するため本発明では、複数の異なる通信方式で無線通信が可能な無線通信システムにおいて前記無線端末が利用する通信方式を制御する無線通信制御方法が提供される。この無線通信制御方法にあって、前記無線通信システムは、第１の通信方式に対応したネットワークエリアを提供する第１の無線基地局と、第２の通信方式に対応したネットワークエリアを提供する第２の無線基地局と、前記第１の通信方式で前記第１の無線基地局と無線通信を行うための第１の通信システム及び前記第２の通信方式で前記第２の無線基地局と無線通信を行うための第２の通信システムを有する無線端末と、前記第２の無線基地局から前記第２の無線基地局に関する基地局情報を取得し格納する位置情報サーバと、前記無線端末の位置を示す端末位置情報と前記位置情報サーバに格納される前記基地局情報とに基づいて、前記無線端末が利用する通信方式について、前記第２の通信方式を優先的に選択するように制御するハンドオーバ制御部とを有し、前記基地局情報には、前記第２の無線基地局がビームフォーミングを実行しない場合に提供可能な第１のネットワークエリアを示す情報と、前記第２の無線基地局がビームフォーミング実行時に拡張して提供可能な第２のネットワークエリアを示す情報とが含まれる。そして、この無線通信制御方法は、前記ハンドオーバ制御部が、前記第１の通信方式で通信中の前記無線端末が前記第１のネットワークエリア内に存在する場合は前記第２の通信方式に切替えることを決定する第１のステップと、前記ハンドオーバ制御部が、前記第１の通信方式で通信中の前記無線端末が前記第１のネットワークエリア内に存在しない場合であっても前記第２のネットワークエリア内に存在する場合には、前記第２の無線基地局に前記無線端末に対するビームフォーミングを実行させた上で前記第２の通信方式に切替えることを決定する第２のステップと、前記ハンドオーバ制御部が、前記第２の通信方式に切替えることを決定した場合には、ハンドオーバを行って前記無線端末の通信先の無線基地局を前記第１の無線基地局から前記第２の無線基地局に切替える第３のステップとを備える。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、複数の通信方式で無線通信が可能なハイブリッド型の無線通信システムにおいて、特定の通信方式の無線通信にアクセスが集中することを防止し、他の通信方式で提供されるネットワークエリアを拡大して優先的に接続することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施の形態による無線通信システムの構成を示すブロック図である。
【図２】位置情報サーバ内に格納された基地局情報テーブルの構成例である。
【図３】図１に示す無線端末の構成を示すブロック図である。
【図４】図３に示す信号処理部の構成を示すブロック図である。
【図５】ビーム目標方向を決定する処理手順を示すシーケンス図である。
【図６】図１に示す無線通信システムにおいて、１ｘＥＶＤＯ方式による通信開始からハンドオーバの判断を行うまでの処理の流れを示すシーケンス図である。
【図７】図１に示す無線通信システムにおいて、１ｘＥＶＤＯ方式による通信時に行われるハンドオーバの判断の処理手順を示すフローチャートである。
【図８】ＷｉＦｉシステムへのシステム間ハンドオーバの処理手順を示すフローチャートである。
【図９】図１に示す無線通信システムにおいて、ＷｉＦｉ方式から１ｘＥＶＤＯ方式にシステム間ハンドオーバする処理の流れを示すシーケンス図である。
【図１０】図１に示す無線通信システムにおいて、ＷｉＦｉ方式による通信時に行われるハンドオーバの判断の処理手順を示すフローチャートである。
【図１１】ビームフォーミングの実行によるネットワークエリアの変化を示すイメージ図である。
【図１２】ビームフォーミング実行中の無線基地局が送受信する信号のスロットフレームの構成例である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（１）本発明の一実施の形態
本発明の一実施の形態による無線通信システムは、複数の異なる通信方式（例えば、第１の通信方式と第２の通信方式）で無線通信が可能なハイブリッド型の無線通信システムであって、第２の通信方式の無線基地局に関する情報を更新して保持することによって、第２の通信方式で通信可能な範囲（ネットワークエリア）だけでなく、第２の通信方式でビームフォーミングを実行することによって拡張可能なネットワークエリア（ビームフォーミング時ネットワークエリア）をも想定し、これらのネットワークエリアと無線端末の位置とに基づいてシステム間ハンドオーバの実行判断を行い、無線端末が第２の通信方式で無線通信を行う機会を増加させるように制御することを特徴としている。
【００１７】
例えば、本発明の一実施の形態による無線通信システムは、第１の通信方式で通信中の無線端末が第２の通信方式のネットワークエリア内に存在する場合には、システム間ハンドオーバを実行して第２の通信方式による無線通信に切替える。また、本発明の一実施の形態による無線通信システムは、第１の通信方式で通信中の無線端末が第２の通信方式のビームフォーミング時ネットワークエリア内に存在する場合には、ビームフォーミング及びシステム間ハンドオーバを実行し、第２の通信方式による無線通信に切替える。
【００１８】
ここで、ビームフォーミングは、複数のアンテナから送信する電力と位相とを変動する伝搬路の状態に応じてアンテナごとに制御する技術であり、ビームフォーミングの実行により、対象とする無線端末及び無線基地局の周囲にネットワークエリアを拡張することができる。本実施の形態による無線通信システムでは、無線端末及び無線基地局の双方がビームフォーミングを実行できるとする。
【００１９】
（１−１）無線通信システムの構成
本発明の一実施の形態による無線通信システムの構成を説明する。
【００２０】
（１−１−１）全体構成
図１は、本発明の一実施の形態による無線通信システムの構成を示すブロック図である。図１に示すように、無線通信システム１０は、無線端末１１、第１の無線基地局１２、第２の無線基地局１３、第１の制御網１４、第２の制御網１５、ホームエージェント１６、ハンドオーバ制御部１７、及び位置情報サーバ１８を備える。
【００２１】
一例として、無線端末１１は、３ＧＰＰ２標準規格に準拠した１ｘＥＶＤＯ（Evolution Data Only）方式と、ＩＥＥＥ（The Institute of Electrical and Electronics Engineers）８０２．１１シリーズの無線ＬＡＮ（Local Area Network）規格に準拠して認証を受けたＷｉＦｉ（Wireless Fidelity）（登録商標）方式との２種の無線通信システムに対応可能な携帯電話機であるとする。１ｘＥＶＤＯ方式は、第１の通信方式の一例であって、通信速度はＷｉＦｉ方式ほど速くないが、提供するネットワークエリアがＷｉＦｉ方式よりも広く、安定した無線通信を提供可能な通信方式である。また、ＷｉＦｉ方式は、第２の通信方式の一例であって、提供するネットワークエリアは１ｘＥＶＤＯ方式よりも狭いが、１ｘＥＶＤＯ方式よりも高速な無線通信を提供可能な通信方式である。無線端末１１は、例えば携帯電話機で実現されるが、携帯型データ送受信機やノート型パーソナルコンピュータ等の移動可能な情報処理端末で実現することもできる。
【００２２】
第１の無線基地局１２は、１ｘＥＶＤＯ方式の制御網である第１の制御網１４に接続された１ｘＥＶＤＯ用の無線基地局（ＡＰ：Access Point）であって、無線端末１１と電波の送受信を行う。第１の制御網１４には、第１のＡＰ制御部１４１及びＰＤＳＮ（Packet Data Serving Node）１４２が含まれている。第１の無線基地局１２は、無線端末１０１が１ｘＥＶＤＯ方式で無線通信を行う場合に、無線端末１１から受信した電波を、第１の制御網１４及びホームエージェント１６を介して、インターネット２０上に伝送する。
【００２３】
第２の無線基地局１３は、ＷｉＦｉ方式の制御網である第２の制御網１５に接続されたＷｉＦｉ用の無線基地局であって、無線端末１１と電波の送受信を行う。第２の制御網１５には、第２のＡＰ制御部１５１及びＰＤＩＦ（Packet Data Interworking Function）１５２が含まれる。第２の無線基地局１３は、無線端末１１がＷｉＦｉ方式で無線通信を行う場合に、無線端末１１から受信した電波を、第２の制御網１５及びホームエージェント１６を介して、インターネット２０上に伝送する。
【００２４】
ホームエージェント１６は、ホームリンク上に設けられたルータである。ホームエージェント１６は、第１の制御網１４、第２の制御網１５、ハンドオーバ制御部１７、及びインターネット２０の中継点に位置し、第１の制御網１４及び第２の制御網１５の通信状態を監視する。
【００２５】
ハンドオーバ制御部１７は、例えばコンピュータのＣＰＵ（Central Processing Unit）により実現され、無線端末１１における通信手段を選択する機能を有する。具体的には、ハンドオーバ制御部１７は、ホームエージェント１６を介して通知される無線端末１１の通信状況の情報に基づいて、必要な場合には位置情報サーバ１８を参照し、無線端末１１にとって最適な無線通信システムを選択する。このとき、ハンドオーバ制御部１７は、現在通信中の無線通信システムから異なる無線通信システムに接続先を切替える必要があると判断した場合にはシステム間ハンドオーバの実行を指示し、現在通信中の無線通信システムと同じ通信方式の他の無線基地局に接続先を切替える必要があると判断した場合にはシステム内ハンドオーバの実行を指示する。なお、ハンドオーバの具体的な実行方法は、特に限定されず、通信接続先を切替える処理として一般的に用いられる方法を利用することができる。また、ハンドオーバ制御部１７は、位置情報サーバ１８内に実装されてもよい。
【００２６】
位置情報サーバ１８は、ＷｉＦｉシステム用のデータベースサーバであり、記憶デバイスとしてのデータベースを有する。位置情報サーバ１８のデータベースには、それぞれの第２の無線基地局１３についての情報が登録された基地局情報テーブルが格納されている。
【００２７】
なお、簡略のため図１には記載していないが、一般に、無線通信システム１０は、複数の第１の無線基地局１２及び複数の第２の無線基地局１３を備えて構成され、複数の第１の無線基地局１２及び複数の第２の無線基地局１３のそれぞれがネットワークエリアを提供することにより、多数の無線端末１１に対して広範囲の通信サービスを実現する。
【００２８】
（１−１−２）基地局情報テーブル
図２は、位置情報サーバ内に格納された基地局情報テーブルの構成例である。図２に示す基地局情報テーブル１８１には、ＳＳＩＤ欄１８１１、ＭＡＣアドレス欄１８１２、通信方式欄１８１３、ＡＰ位置ＧＰＳ座標欄１８１４、通信可能範囲ＧＰＳ座標欄１８１５、ビームフォーミング可能範囲ＧＰＳ座標欄１８１６、及びサービス状態欄１８１７が設けられている。
【００２９】
ＳＳＩＤ欄１８１１には、第２の無線基地局１３を特定するＩＤが記載され、基地局情報テーブル１８１の同行における他の欄１８１２〜１８１７には、ＳＳＩＤ欄１８１１の記載から特定される第２の無線基地局１３についての情報が記載される。図２に記載される情報は、例えば、事前に各無線基地局１３からハンドオーバ制御部１７を介して位置情報サーバ１８に情報が送信されることによって基地局情報テーブル１８１に格納されてもよいし、所定の周期で各無線基地局１３からハンドオーバ制御部１７を介して位置情報サーバ１８に情報が送信されることによって基地局情報テーブル１８１が更新されてもよい。
【００３０】
ＭＡＣアドレス欄１８１２には、第２の無線基地局１３に割当てられたＭＡＣアドレスが記載される。通信方式欄１８１３には、第２の無線基地局１３が利用可能な通信方式の分類が記載され、例えば、ＷｉＦｉ方式を規定するＩＥＥＥ８０２．１１シリーズから、対応する詳細な分類（ａ／ｂ／ｇ／ｎ）が記載される。通信方式欄１８１３に「１１ｎ」と記載された場合には、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ規格に準拠した通信方式であることを示し、通信方式欄１８１３に「１１ｂ」と記載された場合には、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格に準拠した通信方式であることを示す。
【００３１】
ＡＰ位置ＧＰＳ座標欄１８１４には、第２の無線基地局１３の位置を示すＧＰＳ座標が記載される。例えば、第２の無線基地局１３にはＧＰＳ受信機（図示せず）が設けられ、該ＧＰＳ受信機が定期的に受信するＧＰＳ情報に基づいて、第２の無線基地局１３の位置を示すＧＰＳ座標が算出される。そして、算出されたＧＰＳ座標は、第２の無線基地局１３からハンドオーバ制御部１７を介して位置情報サーバ１８に送信され、ＡＰ位置ＧＰＳ座標欄１８１４に記載される。また、通信可能範囲ＧＰＳ座標欄１８１５には、第２の無線基地局１３によるネットワークエリアを示すＧＰＳ座標が記載される。一般に、第２の無線基地局１３によるネットワークエリアは、完全な同心円や矩形とはならないので、例えば、当該範囲の境界線上の複数点（例えば４点〜６点）を示すＧＰＳ座標を記載する等して、ネットワークエリアを近似するようなＧＰＳ座標が記載される。
【００３２】
ビームフォーミング可能範囲ＧＰＳ座標欄１８１６には、ビームフォーミングを行った場合に第２の無線基地局１３によって提供されるビームフォーミング時ネットワークエリアを示すＧＰＳ座標が記載される。ビームフォーミング可能範囲ＧＰＳ座標欄１８１６には、通信可能範囲ＧＰＳ座標欄１８１５と同様にして、例えば、ビームフォーミング時ネットワークエリアの境界線上の複数点を示すＧＰＳ座標が記載される。なお、図２のビームフォーミング可能範囲ＧＰＳ座標欄１８１６に「不可」と記載されている場合は、ＳＳＩＤ欄の記載から特定される第２の無線基地局１３がビームフォーミングを実行できないことを示している。
【００３３】
サービス状態欄１８１７には、ＳＳＩＤ欄１８１１の記載から特定される第２の無線基地局１３が、無線基地局としてのサービス（すなわち、無線端末との間で無線通信を行い、通話や通信を中継する機能）を提供しているかどうかが記載される。なお、図２のサービス状態欄１８１７には、「運用中」または「停止」と記載されているが、実際には「運用中」や「停止」等の項目にそれぞれに対応する値が記載されてもよい。
【００３４】
（１−１−３）無線端末
図３は、図１に示す無線端末の構成を示すブロック図である。図３に示すように、無線端末１１は、アンテナ１０１〜１０４、アンテナ制御部１０５、第１の無線ＩＦ部１０６、第２の無線ＩＦ部１０７、信号処理部１０８、外部ＩＦ１０９、端末制御部１１０、ＧＰＳ受信機１１１、方位センサ１１２、ジャイロセンサ１１３、及び、加速度センサ１１４を有する。無線端末１１は、上記の各部を動作させることによって、１ｘＥＶＤＯ方式による無線通信を行うための１ｘＥＶＤＯシステム、及び、ＷｉＦｉ方式による無線通信を行うためのＷｉＦｉシステムを実現する。
【００３５】
アンテナ１０１〜１０４は、それぞれが１ｘＥＶＤＯ方式の無線信号とＷｉＦｉ方式の無線信号とを送受信可能なアンテナである。無線端末１１は、アンテナ１０１〜１０４を用いて、４素子のアンテナによるビームフォーミングに対応することができる。アンテナ１０１〜１０４は、第１の無線基地局１２又は第２の無線基地局１３から受信した電波を信号に変換してアンテナ制御部１０５に出力し、また、アンテナ制御部１０６から入力された信号を電波に変換して第１の無線基地局１２又は第２の無線基地局１３に送信する。
【００３６】
アンテナ制御部１０５は、アンテナ１０１〜１０４と、第１の無線ＩＦ部１０６又は第２の無線ＩＦ部１０７との間で接続の切替を制御する。アンテナ制御部１０５は、アンテナ制御部１０５に入出力される信号の形式に応じて、接続先となる無線ＩＦ部１０６，１０７を切替える。
【００３７】
第１の無線ＩＦ部１０６は、１ｘＥＶＤＯ方式の無線信号の増幅、及び、アナログ／ディジタル信号変換処理を行う。第２の無線ＩＦ部１０７は、ＷｉＦｉ方式の無線信号の増幅、及び、アナログ／ディジタル信号変換処理を行う。
【００３８】
信号処理部１０８は、無線信号の通信方式に応じて、無線信号に対する符号化／複号化処理及び変復調処理等のベースバンド信号処理を行う。具体的には例えば、信号処理部１０８は、第１の無線部１０６又は第２の無線部１０７から入力された無線信号に対してベースバンド信号処理を行い、ユーザ側のインタフェース機能を有する外部ＩＦ１０９に出力する。外部ＩＦ１０９は、例えば、マイクロフォン、スピーカ、及びディスプレイ等に相当する。また、例えば、信号処理部１０８は、無線通信システム１０において４素子を用いたビームフォーミングを実行する場合には、ＷｉＦｉ形式の送信信号に対して、４素子を用いたビームフォーミングを実行するための所定の信号処理を実行し、当該信号処理実行後の送信信号を、第２の無線ＩＦ部１０７を介してアンテナ制御部１０５に出力する。
【００３９】
ＧＰＳ受信機１１１は、無線端末１１のＧＰＳ座標を検出する受信機である。方位センサ１１２は、無線端末１１のアンテナ１０１〜１０４の開口面がどの方角を向いているか検出するセンサである。ジャイロセンサ１１３は、無線端末１１のヨー角及びピッチング角を検出するセンサである。加速度センサ１１４は、無線端末１１の加速度（例えば、縦方向、横方向、及び、傾き方向）を測定して出力するセンサである。ＧＰＳ受信機１１１、方位センサ１１２、ジャイロセンサ１１３、及び加速度センサ１１４は、端末制御部１１０の指示に従って動作し、各出力結果を端末制御部１１０に出力する。
【００４０】
端末制御部１１０は、上述した無線端末１１の各部における機能を全体的に制御する。具体的には例えば、端末制御部１１０は、選択されている無線通信システムにおける通信状況及び無線端末１１の位置情報を集約し、集約した情報を第１の無線基地局１２又は第２の無線基地局１３を介してハンドオーバ制御部１７に送信する。また例えば、端末制御部１１０は、ハンドオーバ制御部１７から通知される無線通信システムの切替要求に従って、無線端末１１が接続する無線通信システムの切替を指示する。特に、ハンドオーバ制御部１７から「ＷｉＦｉシステムを選択し、かつ、ビームフォーミングを実行する」旨の要求を通知された場合には、端末制御部１１０は、無線端末１１が接続する無線通信システムにＷｉＦｉ方式を選択して、第２の無線ＩＦ部１０７によってＷｉＦｉ方式の無線信号に関する処理を実行するように指示する。さらに端末制御部１１０は、ＧＰＳ受信機１１１、方位センサ１１２、ジャイロセンサ１１３、及び加速度センサ１１４を作動させて検出結果を収集し、収集した検出結果と、ハンドオーバ制御部１７から通知される情報に含まれるビームフォーミングの対象（第２の無線基地局１３）の位置情報とに基づいて、第２の無線基地局１３が存在すると推定される方向にビーム目標方向を決定し、信号処理部１０８に決定結果を通知する。端末制御部１１０がビーム目標方向を決定する詳細な処理については、図５を参照して後述する。
【００４１】
（１−１−４）信号処理部
図４は、図３に示す信号処理部の構成を示すブロック図である。図４に示す信号処理部１０８は、無線端末１１によるビームフォーミングの実行時に必要な信号処理を行い、ＯＦＤＭ変調部２０１、係数乗算部２０２〜２０５、及び係数算出部２０６を有している。
【００４２】
ＯＦＤＭ変調部２０１は、ディジタル変調方式の１つである直交周波数分割多重方式（ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency Domain Multiplex）を用いて、外部ＩＦ１０９から入力される送信情報の変調処理を行う。
【００４３】
係数算出部２０６は、端末制御部１１０から入力されるビーム目標方向情報に基づいて、当該情報によって定められるビーム目標方向で電波が強め合うようにビームフォーミングを実行するために、係数乗算部２０２〜２０５に与える係数をそれぞれ算出する。具体的には、係数算出部２０６は、アンテナ４素子からそれぞれ送信される送信信号の電力及び位相がビーム目標方向で同じになるように、外部ＩＦ１０９から係数乗算部２０２〜２０５に４つに分配されて入力される各送信信号に対して電力及び位相の変更量を決定する係数を算出する。係数算出部２０６によって算出された係数は、それぞれ係数乗算部２０２〜２０５に出力される。
【００４４】
係数乗算部２０２〜２０５は、係数算出部２０６で算出されて入力される各係数に基づいて、第２の無線ＩＦ部１０７を介してアンテナ１０１〜１０４に出力される送信信号別に、電力及び位相の値を変更する処理を行う。係数乗算部２０２〜２０５によって係数に基づいた電力及び位相の値の変更処理が行われた送信信号は、ＯＦＤＭ変調部２０１によって変調処理が行われ、第２の無線ＩＦ部１０７及びアンテナ制御部１０５を介してアンテナ１０１〜１０４から送信される。無線端末１１は、このようなビームフォーミングを実行することによって、ビームフォーミングを実行しない場合よりも距離の遠い場所に存在する第２の基地局に対して、通信を行うことができるようになる。
【００４５】
（１−２）無線通信システムによる処理
以下では、図１に示す無線通信システム１０による各処理について説明する。具体的には、ビーム目標方向の決定処理について、図５を参照して説明し、１ｘＥＶＤＯシステムで通信時にシステム間ハンドオーバを実行する一連の処理について、図６〜図８を参照して説明する。また、ＷｉＦｉシステムで通信時にシステム間ハンドオーバを実行する一連の処理について、図９〜図１０を参照して説明する。
【００４６】
（１−２−１）ビーム目標方向の決定
まず、ビームフォーミングの実行時に電波を発信する方向を示すビーム目標方向について、端末制御部１１０がビーム目標方向を決定する処理手順について説明する。図５は、ビーム目標方向を決定する処理手順を示すシーケンス図である。
【００４７】
まず、無線端末１１の端末制御部１１０は、第２の無線基地局１３の位置情報を取得する（ステップＳ１０１）。第２の無線基地局１３の位置情報は、例えばＧＰＳ座標情報によって管理され、位置情報サーバ１８に格納された基地局情報テーブル１８１のＡＰ位置ＧＰＳ座標欄１８１４を参照することで取得される。例えば、無線端末１１は、位置情報サーバ１８から第１の無線基地局１２又は第２の無線基地局１３を介して基地局情報テーブル１８１に記載された情報を定期的に受信することにより、第２の無線基地局１３の位置情報を取得することができる。
【００４８】
次に、端末制御部１１０は、第２の無線基地局１３が存在する方向を検出する方向検出処理を開始する（ステップＳ１０２）。ステップＳ１０２の方向検出処理が開始されると、端末制御部１１０は、無線端末１１の位置を示す位置情報の報告を要求する位置情報要求をＧＰＳ受信機１１１に送信し（ステップＳ１０３）、無線端末１１の向きを示す方位情報の報告を要求する方位情報要求を方位センサ１１２に送信し（ステップＳ１０４）、無線端末１１の動き幅を示す手ブレ情報の報告を要求する手ブレ情報要求をジャイロセンサ１１３に送信し（ステップＳ１０５）、無線端末１１がどの程度傾いているかを示す本体向き情報の報告を要求する本体向き情報要求を加速度センサ１１４に送信する（ステップＳ１０６）。
【００４９】
ステップＳ１０３〜Ｓ１０６で送信された各要求を受信したＧＰＳ受信機１１１、方位センサ１１２、ジャイロセンサ１１３、及び加速度センサ１１４は、各要求に応じて情報を取得し（ステップＳ１０７〜Ｓ１１３）、端末制御部１１０に報告する（ステップＳ１１７）。
【００５０】
ステップＳ１０３で位置情報要求を受信したＧＰＳ受信機１１１は、ＧＰＳ信号を受信して（ステップＳ１０７）無線端末１１のＧＰＳ座標情報を検出し（ステップＳ１０８）、検出したＧＰＳ座標情報を無線端末１１の位置情報として端末制御部１１０に報告する（ステップＳ１１４）。
【００５１】
また、ステップＳ１０４で方位情報要求を受信した方位センサ１１２は、例えば無線端末１１に設けられたアレイアンテナ（図示せず）の開口面に対する垂直方向を方位センサ１１２の基準に設定してアレイアンテナ開口面の方位を検出し（ステップＳ１０９）、検出した方位情報を無線端末１１の方位情報として端末制御部１１０に報告する（ステップＳ４１５）。
【００５２】
また、ステップＳ１０５で手ブレ情報要求を受信したジャイロセンサ１１３は、例えば無線端末１１に設けられたアレイアンテナの開口面に対する垂直方向をジャイロセンサ１１３の基準に設定して無線端末１１のヨー角及びピッチング角の動き幅を検出し、この動き幅をアレイアンテナ開口面の垂直方向の手ブレの程度を示すパラメータとし、無線端末１１の手ブレ情報として端末制御部１１０に報告する（ステップＳ４１６）。
【００５３】
また、ステップＳ１０６で本体向き情報要求を受信した加速度センサ１１４は、例えば無線端末１１に設けられたアレイアンテナの開口面における長辺方向を縦、短辺方向を横として加速度センサ１１４の基準を設定する。そして、加速度センサ１１４は、無線端末１１のアレイアンテナ開口面が縦向きであるか横向きであるかを検出し（ステップＳ１１２）、さらに、どの程度の傾きであるかを検出し（ステップＳ１１３）、ステップＳ１１２及びステップＳ１１３における検出結果を無線端末１１の本体向き情報として端末制御部１１０に報告する（ステップＳ１１７）。
【００５４】
次に、端末制御部１１０は、ステップＳ１１４〜Ｓ１１７で受信した各情報を集約して、無線端末１１の移動速度を算出し（ステップＳ１１８）、無線端末１１のアンテナ開口面の向きを算出する（ステップＳ１１９）。なお、無線端末１１におけるアンテナ開口面の向きは、例えば、無線端末１１のアンテナ開口面に対する垂直方向が水平面に対してなす角度及び方位をパラメータとすることによって示される。
【００５５】
次いで、端末制御部１１０は、ステップＳ１０１で取得した第２の無線基地局１３の位置情報、及び、ステップＳ１１９で算出したアンテナ開口面の向きに基づいて、無線端末１１のアンテナ開口面に対して第２の無線基地局１３が現在どの方向に存在するか、という第２の無線基地局１３の現在方向を算出する。さらに、端末制御部１１０は、ステップＳ１１８で算出した無線端末１１の移動速度に基づいて将来の無線端末１１の位置を推定し、該推定位置から第２の無線基地局がどの方向に存在するか、という第２の無線基地局１３の予測方向を算出する。
【００５６】
そして、端末制御部１１０は、算出した第２の無線基地局１３の現在方向又は予測方向を、無線端末１１が第２の無線基地局１３に向けてビームフォーミングを実施する際に必要なビーム目標方向として決定する（ステップＳ１２０）。そして、端末制御部１１０は、決定したビーム目標方向を端末制御部１１０内に保持し、ハンドオーバ制御部１７から第２の無線基地局１３に対するビームフォーミングを実行するよう指示された場合に、当該ビーム目標方向に電波を発信する。無線端末１１のアンテナ１０１〜１０４からビーム目標方向に電波を発信する方法については、例えば図４において説明した方法を用いて、アンテナ１０１〜１０４から発信される各送信信号の処理によって電波の発信方向を制御すればよい。
【００５７】
なお、ステップＳ１１９における第２の無線基地局１３の予測方向は、無線端末１１の推定位置と第２の無線基地局１３の位置とを比較して算出することができるが、所定の時間経過後に無線端末１１の位置情報を再取得し、無線端末１１による実際の移動幅及び移動方向を加味して算出するようにしてもよい。また、ビーム目標方向を決定する処理は、ステップＳ１０１で第２の無線基地局１３の位置情報を取得するたびに繰り返し実行されることが好ましく、端末制御部１１０が最新のビーム目標方向を常に保持することによって、ビームフォーミング実行時に電波を発信する方向を第２の無線基地局１３の方向に確実に向けることができ、ビームフォーミング後に通信接続が成功する確率を向上させることが期待できる。
【００５８】
上述のステップＳ１０１〜Ｓ１２０の処理を実行することにより、無線端末１１が第２の無線基地局１３に対するビームフォーミングの実行時に電波を発信するビーム目標方向が決定される。なお、図５のステップＳ１０１〜１２０に示すビーム目標方向の決定処理は、例えば定期的に実行されてもよく、このようにすることで、無線端末１１の急激な動きの変化があった場合にも、端末制御部１１０は正確にビーム目標方向を決定することができる。
【００５９】
（１−２−２）通信開始からシステム間ハンドオーバの判断までの処理（１ｘＥＶＤＯシステム通信時）
次に、１ｘＥＶＤＯシステムで通信中の無線通信システム１０による処理を説明する。図６は、図１に示す無線通信システムにおいて、１ｘＥＶＤＯ方式による通信開始からハンドオーバの判断を行うまでの処理の流れを示すシーケンス図である。事前の設定として、無線端末１１は、最初に通信を開始するときに、１ｘＥＶＤＯ方式の無線通信システムを選択するように設定されているとする。
【００６０】
まず、無線端末１１は、使用する無線通信システムを１ｘＥＶＤＯ方式に決定し、１ｘＥＶＤＯシステムを起動する（ステップＳ２０１）。無線端末１１で１ｘＥＶＤＯシステムが起動されると、例えば信号処理部１０８及び端末制御部１１０は、１ｘＥＶＤＯ方式に応じた処理を実行する。
【００６１】
次に、無線端末１１は、１ｘＥＶＤＯ方式の無線基地局である第１の無線基地局１２に接続し、無線通信を行うための所定の処理に相当する無線接続設定処理を第１の無線基地局１２との間で実行する（ステップＳ２０２）。無線接続設定処理が完了すると、無線端末１１及び第１の無線基地局１２は、互いの間でデータ通信を開始する（ステップＳ２０３）。
【００６２】
ステップＳ２０３でデータ通信を開始した後、無線端末１１は、端末通信状況を内部の記憶部（図示せず）に格納又は更新する（ステップＳ２０４）。ここでいう端末通信状況とは、主に無線端末１１の１ｘＥＶＤＯシステムにおける受信品質、通信速度、通信容量、移動速度、及びトラフィック等を示す。また、無線端末１１では、端末制御部１１０がＧＰＳ受信機１１１を起動する。端末制御部１１０は、ＧＰＳ受信機１１１が受信するＧＰＳ信号に基づいて算出されるＧＰＳ座標を、無線端末１１の位置を示す端末位置情報として取得する（ステップＳ２０５）。なお、端末通信状況及び端末位置情報は、定期的又は常時取得されて最新の情報に更新されることが好ましい。
【００６３】
次に、無線端末１１は、ハンドオーバを実行するか否かをハンドオーバ制御部１７に問合せるハンドオーバ問合せを実行する（ステップＳ２０６）。具体的には、無線端末１１は、ステップＳ２０４で取得した最新の端末通信状況とステップＳ２０５で取得した無線端末１１の端末位置情報とを、第１の無線基地局１２、第１の制御網１４及びホームエージェント１６を介して、ハンドオーバ制御部１７に通知する（ステップＳ２０７）。
【００６４】
ステップＳ２０７の通知を受信したハンドオーバ制御部１７は、無線端末１１の端末通信状況及び端末位置情報を取得し（ステップＳ２０８）、その後、位置情報サーバ１８と連携してシステム間ハンドオーバの判断を行う（ステップＳ２０９）。
【００６５】
（１−２−３）システム間ハンドオーバの判断（１ｘＥＶＤＯシステム通信時）
図７は、図１に示す無線通信システムにおいて、１ｘＥＶＤＯ方式による通信時に行われるハンドオーバの判断の処理手順を示すフローチャートである。図６のステップＳ２０８〜Ｓ２０９では、無線端末１１が１ｘＥＶＤＯシステムで通信中に、ハンドオーバ制御部１７が、端末通信状況及び端末位置情報を取得し、システム間ハンドオーバの判断を行うと説明したが、図７はこのようなハンドオーバ制御部１７による処理を詳細に説明するものである。図７に示すシステム間ハンドオーバの判断では、１ｘＥＶＤＯシステムで無線端末１１と通信中の無線通信システム１０において、ＷｉＦｉシステムへのシステム間ハンドオーバを実行するか否か、さらに、ＷｉＦｉシステムへのシステム間ハンドオーバを実行する場合にビームフォーミングを実行するか否かが判定される。
【００６６】
まず、無線端末１１が１ｘＥＶＤＯシステムで通信中であるときに（ステップＳ３０１）、ハンドオーバ制御部１７は、無線端末１１から通知される端末通信状況及び端末位置情報を取得し（例えば、図６のステップＳ２０８の処理に相当）、取得した情報を内部の記憶部（図示せず）に格納して更新する（ステップＳ３０２）。
【００６７】
ハンドオーバ制御部１７は、ステップＳ３０２で取得した情報に基づいて、無線端末１１の通信状況がＷｉＦｉシステムへのハンドオーバを推奨すべき通信状況であるか判定する（ステップＳ３０３）。例えば、現在の１ｘＥＶＤＯシステムでの通信品質が良好であり、十分な通信速度が得られている場合には、ハンドオーバ制御部１７は、ＷｉＦｉシステムへのハンドオーバを推奨する必要はないと判定する。ハンドオーバ制御部１７は、ＷｉＦｉシステムへのハンドオーバを推奨する必要がないと判定した場合に（ステップＳ３０３のＮＯ）、１ｘＥＶＤＯシステムでの通信を継続させる。
【００６８】
また、ステップＳ３０３において、例えば現在の１ｘＥＶＤＯシステムでのトラフィックが所定の基準値を超える高い状態である場合には、ハンドオーバ制御部１７は、ＷｉＦｉシステムへのハンドオーバを推奨すべき通信状況であると判定する。ハンドオーバ制御部１７は、ＷｉＦｉシステムへのハンドオーバを推奨すべきと判定した場合に（ステップＳ３０３のＹＥＳ）、ステップＳ３０４の処理に進む。
【００６９】
ステップＳ３０４では、ハンドオーバ制御部１７は、位置情報サーバ１８の基地局情報テーブル１８１を参照する。無線通信システム１０の全体構成の説明で前述したように、位置情報サーバ１８は、ＷｉＦｉシステム用のデータベースサーバであり、基地局情報テーブル１８１には、ＷｉＦｉシステムによる通信を行う第２の基地局１３に関する情報が登録されている。
【００７０】
そして、ハンドオーバ制御部１７は、基地局情報テーブル１８１に記載された第２の無線基地局１３ごとのＡＰ位置ＧＰＳ座標及び通信可能ＧＰＳ座標と、ステップＳ３０２で取得した無線端末１１の端末位置情報とに基づいて、無線端末１１がいずれかの第２の無線基地局１３が提供するネットワークエリアに存在しているか判定する（ステップＳ３０５）。なお、ステップＳ３０５では、基地局情報テーブル１８１のサービス状態欄１８１７に「運用中」と記載された第２の無線基地局１３（例えば、図２におけるＡＰ００１及びＡＰ００２）だけを対象とする。
【００７１】
ステップＳ３０５でネットワークエリア内に無線端末１１を含む第２の無線基地局１３が存在する場合には（ステップＳ３０５のＹＥＳ）、ハンドオーバ制御部１７は、ＷｉＦｉシステムへのシステム間ハンドオーバを開始する（ステップＳ３０９）。ステップＳ３０５でネットワークエリア内に無線端末１２を含む第２の無線基地局１３が存在しない場合には（ステップＳ３０５のＮＯ）、ハンドオーバ制御部１７はステップＳ３０６の処理に進む。
【００７２】
ステップＳ３０６では、ハンドオーバ制御部１７は、基地局情報テーブル１８１のビームフォーミング可能範囲ＧＰＳ座標を参照し、ビームフォーミングを実行した場合に第２の無線基地局１３によって提供されるビームフォーミング時ネットワークエリアに、無線端末１１が存在するか判定する。
【００７３】
ステップＳ３０６においてビームフォーミング時ネットワークエリア内に無線端末１１を含む第２の無線基地局１３が存在しない場合には（ステップＳ３０６のＮＯ）、ハンドオーバ制御部１７は、ＷｉＦｉシステムへのハンドオーバを実行できないと判断し、１ｘＥＶＤＯシステムでの通信を継続する。また、ステップＳ３０６においてビームフォーミング時ネットワークエリア内に無線端末１１を含む第２の無線基地局１３が存在する場合には（ステップＳ３０６のＹＥＳ）、ハンドオーバ制御部１７は、ＷｉＦｉシステムへのハンドオーバを実行可能と判断してステップＳ３０７の処理に進む。
【００７４】
ステップＳ３０７では、ハンドオーバ制御部１７は、無線端末１１に、ステップＳ３０６で選択される第２の無線基地局１３のＡＰ位置ＧＰＳ座標（ＡＰ位置情報）を送信し、無線端末１１に、当該第２の無線基地局１３のＡＰ位置情報が示すＧＰＳ座標に向けてビームフォーミングを実行するよう指示する。無線端末１１では、ハンドオーバ制御部１７から第２の無線基地局１３のＡＰ位置ＧＰＳ座標を受信したことをトリガとして、図５で説明したようにビーム目標方向を算出し、算出したビーム目標方向に向けてビームフォーミング用の電波を発信する。
【００７５】
そして、ハンドオーバ制御部１７は、ステップＳ３０６で選択される第２の無線基地局１３に、無線端末１１の端末位置情報を送信し、当該第２の無線基地局１３に、無線端末１１の端末位置情報が示すＧＰＳ座標に向けてビームフォーミングを実行するよう指示する（ステップＳ３０８）。第２の無線基地局１３は、自身のＧＰＳ座標と無線端末１１の端末位置座標とに基づいて、無線端末１１へのビーム目標方向を決定し、決定したビーム目標方向にビームフォーミング用の電波を発信する。第２の無線基地局１３が無線端末１１へのビーム目標方向に電波を発信する方法については、一般的に利用される電波の発信方向制御方法を利用して、第２の無線基地局１３の内部的な処理によって電波の発信方向を制御すればよい。
【００７６】
ステップＳ３０７及びステップＳ３０８の処理によってビームフォーミングが実行されることにより、無線端末１１は第２の無線基地局１３のネットワークエリア内に存在することになるので、ハンドオーバ制御部１７は、ＷｉＦｉシステムへのハンドオーバを開始する（ステップＳ３０９）。なお、ステップＳ３０５でネットワークエリア内に無線端末１１を含む第２の無線基地局１３が存在した場合には、無線端末１１はビームフォーミングを実行することなく第２の無線基地局１３と通信可能であるので、ハンドオーバ制御部１７は、ステップＳ３０７及びステップＳ３０８の処理を行わずに、ＷｉＦｉシステムへのシステム間ハンドオーバを開始する。
【００７７】
（１−２−４）ＷｉＦｉシステムへのシステム間ハンドオーバの処理
図８は、ＷｉＦｉシステムへのシステム間ハンドオーバの処理手順を示すフローチャートである。図８では、図７のステップ３０６でＹＥＳである場合にステップＳ３０７〜Ｓ３０９で行われるシステム間ハンドオーバの処理、すなわち、ビームフォーミングを実行してＷｉＦｉシステムへのシステム間ハンドオーバを行う処理手順について説明している。
【００７８】
まず、ハンドオーバ制御部１７が、ホームエージェント１６、第１の制御網１４、及び第１の無線基地局１２を介して、無線端末１１に、ＷｉＦｉシステムへのシステム間ハンドオーバの開始を要求する「ＷｉＦｉへのハンドオーバ要求」を送信する（ステップＳ４０１）。「ＷｉＦｉへのハンドオーバ要求」を受信した無線端末１１は、要求に従ってＷｉＦｉシステムを起動する（ステップＳ４０２）。無線端末１１でＷｉＦｉシステムが起動されると、例えば信号処理部１０８及び端末制御部１１０は、ＷｉＦｉ方式に応じた処理を実行する。
【００７９】
次に、ハンドオーバ制御部１７は、無線端末１１に、ビームフォーミングを実行する第２の無線基地局１３のＡＰ位置情報を通知する（ステップＳ４０３）。無線端末１１は、当該ＡＰ位置情報を受信して、ビームフォーミングの対象とする第２の無線基地局１３の位置情報を取得する（ステップＳ４０４）。そして、無線端末１１は、ステップＳ４０４で取得した第２の無線基地局１３の位置情報が示すＧＰＳ座標に向けて、ビームフォーミングを開始する（ステップＳ４０５）。図８のステップＳ４０３〜Ｓ４０５の処理は、図７のステップＳ３０７の処理に相当し、ビームフォーミングを行うビーム目標方向は、図５で前述した処理によって決定される。
【００８０】
また、ハンドオーバ制御部１７は、ビームフォーミングを実行する第２の無線基地局１３に、無線端末１１の端末位置情報を通知する（ステップＳ４０６）。第２の無線基地局１３は、当該端末位置情報を受信して無線端末１１の位置情報を取得する（ステップＳ４０７）。そして、第２の無線基地局１３は、ステップＳ４０７で取得した無線端末１１の位置情報が示すＧＰＳ座標に向けて、ビームフォーミングを開始する（ステップＳ４０８）。図８のステップＳ４０６〜Ｓ４０８の処理は、図７のステップＳ３０８の処理に相当する。
【００８１】
そして、ステップＳ４０５の処理及びＳ４０８の処理が共に完了すると、無線端末１１と第２の無線基地局１３との間で、無線通信を行うための所定の処理に相当する無線接続設定処理が実行される（ステップＳ４０９）。無線接続設定処理が完了すると、無線端末１１及び第２の無線基地局１３は、互いの間でデータ通信を開始する（ステップＳ４１０）。
【００８２】
ステップＳ４０１〜Ｓ４１０の処理によって１ｘＥＶＤＯシステムからＷｉＦｉシステムへのシステム間ハンドオーバが完了する。システム間ハンドオーバが完了すると、無線端末１１は１ｘＥＶＤＯ用の無線基地局である第１の無線基地局１２に接続している必要がなくなるので、無線端末１１と第１の無線基地局１２との間で、無線通信を終了するための所定の処理に相当する無線接続断処理が実行される（ステップＳ４１１）。そして、無線端末１１は、１ｘＥＶＤＯシステムを停止する（ステップＳ４１２）。
【００８３】
上記の図６〜図８に示した各ステップの処理を行うことによって、無線通信システム１０は、無線端末１１が第１の通信方式である１ｘＥＶＤＯシステムで通信中に、無線端末１１を第２の通信方式であるＷｉＦｉシステムにハンドオーバ可能な状況であるかを、ビームフォーミング時のネットワークエリアまで想定して検索し、ハンドオーバ可能な状況であった場合には、必要に応じてビームフォーミングを実行し、システム間ハンドオーバを実行することによって、無線端末１１の接続先を第２の通信方式の無線基地局１３に積極的に切替えることができる。
【００８４】
（１−２−５）１ｘＥＶＤＯシステムへのシステム間ハンドオーバの処理
次に、ＷｉＦｉシステムで通信中の無線通信システム１０による処理を説明する。図９は、図１に示す無線通信システムにおいて、ＷｉＦｉ方式から１ｘＥＶＤＯ方式にシステム間ハンドオーバする処理の流れを示すシーケンス図である。図９の開始状態では、無線端末１１が、ＷｉＦｉシステムを起動し、第２の無線基地局１３に接続してＷｉＦｉ方式でデータ通信を行っている状態とする。
【００８５】
まず、ＷｉＦｉ方式でデータ通信中の無線端末１１は、端末通信状況及び端末位置情報を取得し、記憶部に格納又は更新する（ステップＳ５０１）。ここでいう端末通信状況とは、主に無線端末１１のＷｉＦｉシステムにおける受信品質、通信速度、通信容量、移動速度、及びトラフィック等を示す。また、端末位置情報は、端末制御部１１０がＧＰＳ受信機１１１を起動させることによって得られるＧＰＳ座標である。なお、端末通信状況及び端末位置情報は、定期的又は常時取得されて最新の情報に更新されることが好ましい。
【００８６】
次に、無線端末１１は、ハンドオーバを実行するか否かをハンドオーバ制御部１７に問合せるハンドオーバ問合せを実行する（ステップＳ５０２）。具体的には、無線端末１１は、ステップＳ５０１で取得した最新の端末通信状況及び端末位置情報を、第２の無線基地局１３、第２の制御網１５及びホームエージェント１６を介して、ハンドオーバ制御部１７に通知する（ステップＳ５０３）。
【００８７】
ステップＳ５０３の通知を受信したハンドオーバ制御部１７は、無線端末１１の端末通信状況及び端末位置情報を取得し（ステップＳ５０４）、その後、位置情報サーバ１８と連携してシステム間ハンドオーバの判断を行う（ステップＳ５０５）。
【００８８】
ステップＳ５０４〜Ｓ５０５において、ハンドオーバ制御部１７が端末通信状況及び端末位置情報を取得し、システム間ハンドオーバの判断を行う詳細な処理については、図１０を参照して後述する。以下では、ステップＳ５０５で、ハンドオーバ制御部１７が１ｘＥＶＤＯシステムへのシステム間ハンドオーバを実行すると判断した場合について、処理の説明を続ける。
【００８９】
ステップＳ５０５において１ｘＥＶＤＯシステムへのシステム間ハンドオーバを実行すると判断したハンドオーバ制御部１７は、ホームエージェント１６、第２の制御網１５、及び第２の無線基地局１３を介して、無線端末１１に、１ｘＥＶＤＯシステムへのシステム間ハンドオーバの開始を要求する「１ｘＥＶＤＯへのハンドオーバ要求」を送信する（ステップＳ５０６）。「１ｘＥＶＤＯへのハンドオーバ要求」を受信した無線端末１１は、要求に従って１ｘＥＶＤＯシステムを起動する（ステップＳ５０７）。無線端末１１で１ｘＥＶＤＯシステムが起動されると、例えば信号処理部１０８及び端末制御部１１０は、１ｘＥＶＤＯ方式に応じた処理を実行する。
【００９０】
次に、無線端末１１は、１ｘＥＶＤＯ方式で無線通信を行うために、１ｘＥＶＤＯ用の無線基地局を探索し、第１の無線基地局１２を発見する（ステップＳ５０８）。その後、無線端末１１と第１の無線基地局１２との間で、無線通信を行うための所定の処理に相当する無線接続設定処理が実行される（ステップＳ５０９）。無線接続設定処理が完了すると、無線端末１１及び第１の無線基地局１２は、互いの間でデータ通信を開始する（ステップＳ５１０）。
【００９１】
ステップＳ５０７〜Ｓ５１０の処理によってＷｉＦｉシステムから１ｘＥＶＤＯシステムへのシステム間ハンドオーバが完了する。システム間ハンドオーバが完了すると、無線端末１１はＷｉＦｉ用の無線基地局である第２の無線基地局１３に接続している必要がなくなるので、無線端末１１と第２の無線基地局１３との間で、無線通信を終了するための所定の処理に相当する無線接続断処理が実行される（ステップＳ５１１）。そして、無線端末１１は、ＷｉＦｉシステムを停止する（ステップＳ５１２）。
【００９２】
（１−２−６）ハンドオーバの判断（ＷｉＦｉシステム通信時）
図１０は、図１に示す無線通信システムにおいて、ＷｉＦｉ方式による通信時に行われるハンドオーバの判断の処理手順を示すフローチャートである。図１０に示すハンドオーバの判断では、ＷｉＦｉシステムで無線端末１１と通信中の無線通信システム１０において、出来るだけＷｉＦｉシステムによる通信を継続する方針の下で、１ｘＥＶＤＯシステムへのシステム間ハンドオーバを実行するか否かが判定される。以下では、具体的な処理について説明する。
【００９３】
まず、無線端末１１が、ＷｉＦｉシステムで通信中であるときに（ステップＳ６０１）、ハンドオーバ制御部１７は、無線端末１１から通知される端末通信状況及び端末位置情報を取得し（例えば、図９のステップＳ５０４の処理に相当）、取得した情報を内部の記憶部（図示せず）に格納して更新する（ステップＳ６０２）。
【００９４】
ハンドオーバ制御部１７は、ステップＳ６０２で取得した情報に基づいて、無線端末１１の通信状況がハンドオーバを推奨すべき通信状況であるか判定する（ステップＳ６０３）。例えば、現在のＷｉＦｉシステムでの通信品質が良好であり、十分な通信速度が得られている場合には、ハンドオーバ制御部１７は、ハンドオーバを推奨する必要はないと判定する。ハンドオーバ制御部１７は、ハンドオーバを推奨する必要がないと判定した場合に（ステップＳ６０３のＮＯ）、ＷｉＦｉシステムでの通信を継続させる。
【００９５】
また、ステップＳ６０３において、例えば、無線端末１１が過去にＷｉＦｉシステムにハンドオーバした時点から移動する等して、現在のＷｉＦｉシステムでの受信品質が所定の基準値を下回り通信速度も十分ではない状態にある場合には、ハンドオーバ制御部１７は、ＷｉＦｉシステム内でのハンドオーバが可能か否かを判定するために、ステップＳ６０４の処理を行う。
【００９６】
ステップＳ６０４では、ハンドオーバ制御部１７は、位置情報サーバ１８の基地局情報テーブル１８１を参照する。無線通信システム１０の全体構成の説明で前述したように、位置情報サーバ１８は、ＷｉＦｉシステム用のデータベースサーバであり、基地局情報テーブル１８１には、ＷｉＦｉシステムによる通信を行う第２の基地局１３に関する情報が登録されている。
【００９７】
そして、ハンドオーバ制御部１７は、基地局情報テーブル１８１に記載されたＳＳＩＤ、ＡＰ位置ＧＰＳ座標、通信可能範囲ＧＰＳ座標、及びサービス状態と、ステップＳ６０２で取得した無線端末１１の端末位置情報とに基づいて、現在無線端末１１と通信を行っている第２の無線基地局１３（例えば、図２におけるＡＰ００１）の近くに、ネットワークエリア内に無線端末１１を含む他の第２の無線基地局１３（例えば、図２におけるＡＰ００２）が存在しているか判定する（ステップＳ６０５）。
【００９８】
ステップＳ６０５でネットワークエリア内に無線端末１１を含む他の第２の無線基地局１３が存在する場合には（ステップＳ６０５のＹＥＳ）、ハンドオーバ制御部１７は、当該他の第２の無線基地局１３へのシステム内ハンドオーバを開始する（ステップＳ６０９）。ステップＳ６０９でシステム内ハンドオーバが実行されると、通信システムとしてはＷｉＦｉシステムを選択したまま、無線端末１１の通信接続先が他の第２の無線基地局１３に切替えられる。
【００９９】
また、ステップＳ６０５でネットワークエリア内に無線端末１１を含む他の第２の無線基地局１３が存在しない場合には（ステップＳ６０５のＮＯ）、ハンドオーバ制御部１７は、ビームフォーミングを実行すればＷｉＦｉシステムによる通信を維持できるかを判定するために、ステップＳ６０６の処理を行う。
【０１００】
ステップＳ６０６では、ハンドオーバ制御部１７は、ステップＳ６０５で参照した情報に加えて、基地局情報テーブル１８１に記載されているビームフォーミング可能範囲ＧＰＳ座標まで参照し、ビームフォーミング時ネットワークエリアの範囲内に無線端末１１を含むような他の第２の無線基地局１３が存在しているか判定する。
【０１０１】
ステップＳ６０６において、ビームフォーミング時ネットワークエリア内に無線端末１１を含む他の第２の無線基地局１３が存在する場合には（ステップＳ６０６のＹＥＳ）、ハンドオーバ制御部１７は、ビームフォーミングを実行すればＷｉＦｉシステムによる通信を維持できると判断し、ステップＳ６０７の処理に進む。
【０１０２】
ステップＳ６０７では、ハンドオーバ制御部１７は、無線端末１１に、ステップＳ６０６で選択される第２の無線基地局１３のＡＰ位置情報を送信し、無線端末１１に、当該第２の無線基地局１３のＡＰ位置情報が示すＧＰＳ座標に向けてビームフォーミングを実行するよう指示する。無線端末１１では、ハンドオーバ制御部１７から第２の無線基地局１３のＡＰ位置情報を受信したことをトリガとして、図５で説明したようにビーム目標方向を算出し、算出したビーム目標方向に向けてビームフォーミング用の電波を発信する。
【０１０３】
そして、ハンドオーバ制御部１７は、ステップＳ６０６で選択される第２の無線基地局１３に、無線端末１１の端末位置情報を送信し、当該第２の無線基地局１３に、無線端末１１の端末位置情報が示すＧＰＳ座標に向けてビームフォーミングを実行するよう指示する（ステップＳ６０８）。第２の無線基地局１３は、自身のＧＰＳ座標と無線端末１１の端末位置座標とに基づいて、無線端末１１へのビーム目標方向を決定し、決定したビーム目標方向にビームフォーミング用の電波を発信する。
【０１０４】
ステップＳ６０７及びステップＳ６０８の処理によってビームフォーミングが実行されることにより、無線端末１１はステップＳ６０６で選択された他の第２の無線基地局１３のネットワークエリア内に存在することになるので、ハンドオーバ制御部１７は、無線端末１１の通信接続先を、現在の第２無線基地局１３から、ステップＳ６０６で選択された他の第２の無線基地局１３に切替えるシステム内ハンドオーバを開始する（ステップＳ６０９）。ステップＳ６０９でシステム内ハンドオーバが実行されると、通信システムとしてはＷｉＦｉシステムを選択したまま、無線端末１１の通信接続先が他の第２の無線基地局１３に切替えられる。
【０１０５】
一方、ステップＳ６０６において、他の第２の無線基地局１３によるビームフォーミング時ネットワークエリアの範囲内に無線端末１１が含まれない場合には（ステップＳ６０６のＮＯ）、ハンドオーバ制御部１７は、ビームフォーミングを行ったとしてもＷｉＦｉシステムによる通信を維持できないと判断し、１ｘＥＶＤＯシステムへのシステム間ハンドオーバを開始する（ステップＳ６１０）。ステップＳ６１０でシステム間ハンドオーバが開始されてからの処理は、図９のステップＳ５０６〜Ｓ５１２の処理に示されている。そして、システム間ハンドオーバが完了すると、無線端末１１の通信接続先は、ＷｉＦｉ方式の第２の無線基地局１３から１ｘＥＶＤＯ方式の第１の無線基地局１２に切替えられる。
【０１０６】
上記の図９〜図１０に示した各ステップの処理を行うことによって、無線通信システム１０は、無線端末１１が第２の通信方式であるＷｉＦｉシステムで通信中に、出来るだけ第２の通信方式による通信を維持する方針の下で、通信状況に基づいてシステム内ハンドオーバ又はシステム間ハンドオーバの実行が必要な状況か判断する。具体的には、通信品質が劣化した場合に、無線端末１１が他の第２の無線基地局１３によるネットワークエリア又はビームフォーミング時ネットワークエリアの範囲内に存在していれば、システム内ハンドオーバを実行して無線端末１１の接続先を他の第２の無線基地局１３に切替え、第２の通信方式による通信を維持する。そして、接続先を他の第２の無線基地局１３に切替えられない場合にのみ、システム間ハンドオーバを実行して無線端末１１の接続先を第１の無線基地局１２に切替え、第１の通信方式による通信を行う。
【０１０７】
（１−３）ビームフォーミングによるネットワークエリア
上述してきたように、本実施の一形態による無線通信システム１０は、無線端末１１が利用する通信方式を積極的に第２の通信方式に切替えるような処理を行い、必要な場合にはビームフォーミングを実行してネットワークエリアを拡張した上でシステム間ハンドオーバを実行する。以下では、ビームフォーミング実行時のネットワークエリアの変化、及び、ビームフォーミング実行時に送受信される信号のフレームについて、図１１〜図１２を参照して説明する。
【０１０８】
図１１は、ビームフォーミングの実行によるネットワークエリアの変化を示すイメージ図である。ネットワークエリア１００Ａは、ビームフォーミングを実行していない通常時に第２の無線基地局１３が提供するネットワークエリアである。ネットワークエリア１００Ｂは、無線端末１１Ｅと第２の無線基地局１３との間でビームフォーミングを実行したときに第２の無線基地局１３がビームフォーミングによって拡張して提供するネットワークエリア（ビームフォーミング時ネットワークエリア）である。
【０１０９】
図１１に示すように、通常時に第２の無線基地局１３と通信可能な端末は、無線端末１１Ａ〜１１Ｄであり、ネットワークエリア１００Ａの範囲外に存在する無線端末１１Ｅは第２の無線基地局１３と通信することはできない。そして、第２の無線基地局１３がビームフォーミングを実行することによって、無線端末１１Ｅの周囲にネットワークエリア１００Ｂが拡大されると、無線端末１１Ｅは第２の無線基地局１３と通信可能になる。
【０１１０】
しかし、第２の無線基地局１３が無線端末１１Ｅとの間で常にビームフォーミングを実行してしまうと、第２の無線基地局１３はネットワークエリア１００Ｂだけを提供することになり、無線端末１１Ａ〜１１Ｄは、ネットワークエリア１００Ｂの範囲内に存在しないことから第２の無線基地局１３と通信することができなくなってしまう。一般に、無線基地局には複数の無線端末との間で無線通信が可能であることが求められるので、第２の無線基地局１３がネットワークエリアを拡張させて無線端末１１Ｅと通信ができても、他の無線端末１１Ａ〜１１Ｄとの通信が出来なくなることは好ましくない。
【０１１１】
そこで、本実施の形態による無線通信システム１０では、第２の無線基地局１３は、他の無線端末１１Ａ〜１１Ｄとの通信に影響を与えることなく無線端末１１Ｅとの間でビームフォーミングを実行できるように、図１２に例示するようなスロットフレームからなる信号を用いて送受信を行う。
【０１１２】
図１２は、ビームフォーミング実行中の無線基地局が送受信する信号のスロットフレームの構成例である。図１２に示すスロットフレームは、時分割複信（ＴＤＤ：Time Division Duplex）方式によるスロットフレームである。ＴＤＤ方式は、上り（受信）と下り（送信）とで同じ周波数を利用し、上り方向の通信と下り方向の通信とを時間軸で区分し、短時間周期で通信方向を高速に切替えることによって双方向通信を実現する方式である。時分割されたフレームには、所定の周波数帯域を分割して割当てられた複数のリソースが搭載される。
【０１１３】
図１２では、上下方向に周波数を表し、左右方向に時間を表している。下りサブフレーム１３１１は、下り方向に通信する（送信時の）フレームを示し、上りサブフレーム１３１３は、上り方向に通信する（受信時の）フレームを示す。また、ＴＧ（Transition Gap）１３１２は、送受信切替時のギャップを示す。そして、時分割されたフレーム（図１２の１列ごとに相当）が、リソース１３１４の集合体で表されている。また、各リソース１３１４に記載された「ＡＴ１」〜「ＡＴ５」は当該リソース１３１４の宛先を示し、「ＡＴ１」〜「ＡＴ５」は、図１１の無線端末１１Ａ〜１１Ｅにそれぞれ対応しているとする。
【０１１４】
ここで、ビームフォーミング実行中の第２の無線基地局１３が送信する信号の構成を詳しく説明する。本実施の形態においては、第２の無線基地局１３は、ビームフォーミングの対象となる無線端末に対するフレームと、ビームフォーミングの対象とならない無線端末に対するフレームとを時分割したスロットフレームを送受信することを特徴とする。
【０１１５】
図１２の下りサブフレーム１３１１を例に具体的に説明する。まず、ビームフォーミングの対象となる無線端末は、図９に示すネットワークエリア１００Ｂ内に存在する無線端末１１Ｅ、すなわち「ＡＴ５」である。第２の無線基地局１３は、下りサブフレーム１３１１の左から４列目に示すように、「ＡＴ５」を宛先とするリソース１３１５を同じ時間のフレームにまとめて送信し、このとき、無線端末１１Ｅに対してビームフォーミングを実行する。また、ビームフォーミングの対象とならない無線端末は、図９に示すネットワークエリア１００Ａ内に存在する無線端末１１Ａ〜１１Ｄ、すなわち「ＡＴ１」〜「ＡＴ４」である。第２の無線基地局１３は、下りサブフレーム１３１１の左から１〜３列目又は５〜７列目に示すように、「ＡＴ１」〜「ＡＴ４」を宛先とするリソース１３１４をフレームにまとめて送信する。このとき、第２の無線基地局１３は、ビームフォーミングを実行しない。
【０１１６】
図１２では下りサブフレーム１３１１の詳細しか記載していないが、上りサブフレーム１３１３についても同様であって、第２の無線基地局１３は、ビームフォーミングの対象となる無線端末１１Ｅからのフレームと、ビームフォーミングの対象とならない無線端末１１Ａ〜１１Ｄからのフレームとが時分割されたスロットフレームを受信する。そして、第２無線基地局１３は、ビームフォーミングの対象となる無線端末からのフレームを受信するときだけ、無線端末１１Ｅに対するビームフォーミングを実行する。
【０１１７】
このように、ビームフォーミングを実行して通信するフレームと、ビームフォーミングを実行せずに通信するフレームとを時分割して扱うことにより、第２の無線基地局１３は、ビームフォーミングを実行しない場合のネットワークエリア内に存在する無線端末１１Ａ〜１１Ｄとの通信を維持しながら、無線端末１１Ｅとの通信時のみビームフォーミングを実行して拡張したネットワークエリアで通信を実現することができる。
【０１１８】
なお、一連のサブフレームにおいて、ビームフォーミングを実行して送受信するフレームの比率が高い場合には、ビームフォーミングの実行によるネットワークエリア１００Ｂが提供される時間が増え、通常時のネットワークエリア１００Ａが提供される時間が減るために、ネットワークエリア１００Ａによる通信の安定性が下がる可能性が考えられる。従って、第２の無線基地局１３は、サブフレームにビームフォーミングを実行して送受信するフレームを含める比率を、通常時のネットワークエリア１００Ａによる通信に影響を与えない程度に抑えることが好ましい。例えば図１２に示したようなタイムスロット構成の無線通信システム１０において、全ての無線端末１１〜１１Ｅにほぼ等しくリソースを割当てるようにスケジューリングをする場合、ビームフォーミング用フレーム１３１５に割当てられるタイムスロット数は、１スロットとなる。
【０１１９】
（１−４）本実施の形態による効果
このような無線通信システム１０によれば、ハンドオーバ制御部１７が、第１の通信方式で通信中の無線端末１１に対して、第２の通信方式にハンドオーバ可能か否かを、第２の無線基地局１３から通常提供されるネットワークエリアだけでなく、ビームフォーミングの実行時に拡張して提供されるネットワークエリアの場合も考慮して判断し、第２の通信方式を優先的に選択するように制御するので、第１の通信方式に通信が集中することを防止し、第２の通信方式で提供されるネットワークエリアを拡大して優先的に接続することができる。
【０１２０】
また、このような無線通信システム１０によれば、ビームフォーミング実行中に第２の無線基地局１３が送受信する信号のスロットフレームは、ビームフォーミングの対象となる無線端末１１Ｅに対するフレームと、ビームフォーミングの対象とならない無線端末１１Ａ〜１１Ｄに対するフレームとが時分割されて構成されるので、無線端末１１Ａ〜１１Ｄに対してビームフォーミングを実行しない通常の第２の通信方式による通信を実現しつつ、無線端末１１Ｅとはビームフォーミングを実行した第２の通信方式による通信を実現することができる。その結果、無線端末１１Ａ〜１１Ｅは、第２の通信方式による通信サービスを等しく提供されるという効果がある。
【０１２１】
また、このような無線通信システム１０によれば、ハンドオーバ制御部１７は、無線端末１１が第２の通信方式で通信中に通信状況が悪くなった場合にも、他の第２の無線基地局１３から提供されるネットワークエリアを検索する等して、できるだけ第２の通信方式を維持しようとするので、複数の無線端末１１との無線通信を行う無線通信システム１０全体において、第１の通信方式による無線通信にアクセスが集中することを防止し、第２の通信方式による無線通信を優先して継続させることができる。
【０１２２】
（２）他の実施の形態
なお、上述の実施の一形態による無線通信システム１０では、第１の通信方式を１ｘＥＶＤＯ方式とする場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば、３ＧＧＰ規格に準拠した無線通信方式であってもよい。また、第２の通信方式についても、本発明はＷｉＦｉ方式に限らず、例えば、ＷｉＦｉの認証を受けていない無線ＬＡＮ通信方式であってもよい。さらに、第１及び第２の通信方式には、一般にデータや音声等の無線通信に利用される様々な通信方式を適用可能であるが、第１の通信方式よりも第２の通信方式のほうが、より近距離用の通信方式であることが好ましく、言い換えれば、第１の通信方式における無線基地局によって提供されるネットワークエリアが、第２の通信方式における無線基地局によって提供されるネットワークエリアよりも広いほうが好ましい。
【０１２３】
また、上述の実施の一形態による無線通信システム１０では、無線端末１１は、ビームフォーミングを実行する場合に、内部的な処理を行ってビーム目標方向にビームフォーミング用の電波を発信するとしたが、本発明はこれに限らず、例えば、無線端末１１の表示部（図示せず）にビーム目標方向を３次元的に表示する等して、無線端末１１のアンテナ開口面の向きを変更するように無線端末１１のユーザに促すように構成されてもよい。このような場合に、ユーザがビーム目標方向に無線端末１１のアンテナ開口面の向きを変更すれば、無線端末１１のアンテナ開口面の向きとビーム目標方向とのずれが小さくなるので、無線端末１１から発信する電波の発信方向を修正して制御するための処理を軽減でき、結果として、より確実にビームフォーミングを実行することが期待できる。
【０１２４】
また、上述の実施の一形態による無線通信システム１０では、図７のステップＳ３０８及び図１０のステップＳ６０８において、ハンドオーバ制御部１７が第２の無線基地局１３に無線端末１１の端末位置情報を送信し、第２の無線基地局１３に、無線端末１１の端末位置情報が示すＧＰＳ座標に向けてビームフォーミングを実行するよう指示する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ハンドオーバ制御部１７が、第２の無線基地局１３に、無線端末１１へのビーム目標方向を通知し、ビームフォーミングの実行を指示するように構成されてもよい。詳細に説明すると、例えば、図７のステップＳ３０７で、無線端末１１が、算出した第２の無線基地局１３へのビーム目標方向をハンドオーバ制御部１７に通知する。そして、ステップＳ３０８で、ハンドオーバ制御部１７が、通知されたビーム目標方向を１８０度反転させた方向を無線端末１１へのビーム目標方向として第２の無線基地局１３に通知すればよい。このような場合に、第２の無線基地局１３は、無線端末１１のＧＰＳ座標を受信することなく、無線端末１１へのビーム目標方向を取得することができる。
【０１２５】
また、上述の実施の一形態による無線通信システム１０では、第２の無線基地局１３が送受信する信号がＴＤＤ方式である場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば、周波数帯域を送信と受信とに分割して同時送受信を行う周波数分割複信（ＦＤＤ：Frequency Division Duplex）方式を用いるように構成されてもよい。第２の無線基地局１３が送受信する信号をＦＤＤ方式とする場合には、第２の無線基地局１３は、送受信の同期をとり、所定の送受信タイミングにビームフォーミングを実行して送信及び受信を行い、当該タイミングに合わせて送受信するフレームを時分割してスロットフレームに挿入すればよく、そのように構成された無線通信システムは、ビームフォーミングを必要としない無線端末との通信と、ビームフォーミングを必要とする無線端末の通信とを並行して実現することができる。
【０１２６】
また、上述の実施の一形態による無線通信システム１０では、無線端末１１と第２の無線基地局１３とが互いに向けてビームフォーミングを実行できる場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば、無線端末１１又は第２の無線基地局１３のいずれかが、他方に向けてビームフォーミングを実行するように構成されてもよい。このような場合には、拡張可能なネットワークエリアは、無線端末１１と第２の無線基地局１３とが互いにビームフォーミングを実行する場合より狭くなるが、ビームフォーミングを実行しない側における処理量を低減することができる。
【符号の説明】
【０１２７】
１０    無線通信システム
１１（１１Ａ〜１１Ｅ）  無線端末
１２    第１の無線基地局
１３    第２の無線基地局
１４    第１の制御網
１５    第２の制御網
１６    ホームエージェント
１７    ハンドオーバ制御部
１８    位置情報サーバ
１０１〜１０４  アンテナ
１０５  アンテナ制御部
１０８  信号処理部
１１０  端末制御部
１１１  ＧＰＳ受信機
１１２  方位センサ
１１３  ジャイロセンサ
１１４  加速度センサ
【図１】
2014036317.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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