(57)【要約】第１基地局（２ｋ）が、通信回線（Ｌ１）に接続され、端末局（１）との間で制御チャネルを介して制御情報に関する無線通信を行う。また、第１基地局（２ｋ）に対応する第２基地局（３ｋ）が、通信回線（Ｌ２）に接続され、第１基地局（２ｋ）からの制御情報に基づいてその端末局（１）との間で通信チャネルを介してデータに関する無線通信を行う。
2003019970.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の無線通信回線を介して端末局に接続され、その端末局との間で制御チャネルを介して制御情報に関する無線通信を行う第１基地局と、
第２の無線通信回線を介して上記端末局に接続され、上記制御情報に基づいて上記端末局との間で通信チャネルを介してデータに関する無線通信を行う第２基地局と、
を備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１基地局は、前記制御チャネルを介して前記第２基地局へ無線通信の同期制御情報を送信し、
前記第２基地局は、前記第１基地局の制御チャネルを介して上記同期制御情報を受信し、受信した同期制御情報に基づいて、前記第１基地局の無線通信に同期して前記端末局との間で無線通信を行うこと、
を特徴とする請求の範囲第１項記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記第１基地局が接続される基幹ネットワークに接続され、前記第１基地局から前記制御情報を受信し、その制御情報に基づいて、前記第１基地局および前記第２基地局の両方を利用する前記端末局を管理するサービス制御局を備えることを特徴とする請求の範囲第１項記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記第１基地局が接続される基幹ネットワークに接続され、前記第１基地局および前記第２基地局の両方を利用する前記端末局を管理するサービス制御局を備え、
前記第２基地局は、自己の前記通信チャネルの使用に対する課金に関する情報を前記第１基地局に供給し、
前記第１基地局は、前記第２基地局からの上記課金に関する情報を上記サービス制御局へ転送し、
上記サービス制御局は、上記課金に関する情報に基づいて、前記端末局の課金管理をすること、
を特徴とする請求の範囲第１項記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記第１基地局は、前記端末局からの前記制御情報に基づいて前記第２基地局を制御し、前記通信チャネルを確立させることを特徴とする請求の範囲第１項記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記第２基地局は、前記第１基地局が接続される基幹ネットワークより高速な通信ネットワークに接続されることを特徴とする請求の範囲第１項記載の無線通信システム。
【請求項７】
前記第２基地局は、前記通信チャネルを前記端末局への下り回線専用として使用し、
前記第１基地局は、前記端末局からの上り回線専用の通信チャネルを確立し、その通信チャネルを介してデータに関する無線通信を行うこと、
を特徴とする請求の範囲第６項記載の無線通信システム。
【請求項８】
前記第２基地局の通信チャネルは、ユーザの選択により、上り回線専用、下り回線専用および双方向回線のいずれかとして使用されることを特徴とする請求の範囲第１項記載の無線通信システム。
【請求項９】
前記第１基地局のセル領域内であって、かつ前記第２基地局のセル領域外に所在する前記端末局との間で通信チャネルを介してデータに関する無線通信を行うエリア補完基地局を備えることを特徴とする請求の範囲第１項記載の無線通信システム。
【請求項１０】
前記端末局が前記エリア補完基地局を使用している場合、前記端末局の所在するセル領域を管轄する前記第１基地局が、前記端末局との間で前記制御チャネルを介して前記制御情報に関する無線通信を行うことを特徴とする請求の範囲第９項記載の無線通信システム。
【請求項１１】
前記第２基地局は、前記第１基地局が接続される基幹ネットワークに接続されることを特徴とする請求の範囲第１項記載の無線通信システム。
【請求項１２】
前記第１基地局と前記第２基地局とを接続するデータ通信用通信回線を備えることを特徴とする請求の範囲第１項記載の無線通信システム。
【請求項１３】
端末局との間で制御チャネルを介して制御情報に関する無線通信を行う通信部と、
上記端末局との間で通信チャネルを介してデータに関する無線通信を行う他の基地局に、上記制御情報を送信する送信部と、
を備えることを特徴とする基地局。
【請求項１４】
前記制御チャネルを介して前記他の基地局へ、前記他の基地局が同期して無線通信を行うための同期制御情報を送信することを特徴とする請求の範囲第１３項記載の基地局。
【請求項１５】
前記端末局を管理するサービス制御局へ、その端末局による前記他の基地局の通信チャネルの使用に対する課金に関する情報を送信するネットワーク通信部を備えることを特徴とする請求の範囲第１３項記載の基地局。
【請求項１６】
前記通信部は、前記端末局からの上り回線専用の通信チャネルを介してデータを受信し、
前記送信部は、前記他の基地局に、前記通信チャネルを前記端末局への下り回線専用として確立させるための制御情報を送信すること、
を特徴とする請求の範囲第１３項記載の基地局。
【請求項１７】
書き換え可能なメモリに記憶された制御プログラムに従って動作することを特徴とする請求の範囲第１３項記載の基地局。
【請求項１８】
端末局との間で制御チャネルを介して制御情報に関する無線通信を行う他の基地局からの制御情報を受信する受信部と、
上記他の基地局からの制御情報に基づいて通信チャネルを確立し、上記端末局との間で通信チャネルを介してデータに関する無線通信を行う通信部と、
を備えることを特徴とする基地局。
【請求項１９】
前記受信部は、前記他の基地局の制御チャネルを介して、前記他の基地局と同期して無線通信を行うための同期制御情報を受信し、
前記通信部は、前記受信部により受信された同期制御情報に基づいて、前記他の基地局の無線通信に同期して無線通信を行うこと、
を特徴とする請求の範囲第１８項記載の基地局。
【請求項２０】
前記他の基地局が接続される基幹ネットワークより高速な通信ネットワークに接続されたことを特徴とする請求の範囲第１８項記載の基地局。
【請求項２１】
前記通信チャネルを前記端末局への下り回線専用として確立することを特徴とする請求の範囲第２０項記載の基地局。
【請求項２２】
前記通信チャネルの使用に対する課金に関する情報を、前記他の基地局が接続される基幹ネットワークに接続され前記端末局を管理するサービス制御局へ、前記他の基地局を介して送信する送信部を備えることを特徴とする請求の範囲第１８項記載の基地局。
【請求項２３】
第１の無線通信回線を介して第１基地局に接続され、その第１基地局との間で制御チャネルを介して制御情報に関する無線通信を行う第１の無線機と、
第２の無線通信回線を介して第２基地局に接続され、上記制御情報に基づいてその第２基地局との間で通信チャネルを介してデータに関する無線通信を行う第２の無線機と、
を備えることを特徴とする端末局。
【請求項２４】
前記第１の無線機は、前記第１基地局への上り回線専用の通信チャネルを介してデータを送信し、
前記第２の無線機は、前記第２基地局からの下り回線専用として前記通信チャネルを使用してデータを受信すること、
を特徴とする請求の範囲第２３項記載の端末局。
【請求項２５】
第１の無線通信回線を介して端末局を第１基地局に接続するステップと、
制御チャネルを介して上記端末局と上記第１基地局との間で制御情報に関する無線通信を行うステップと、
第２の無線通信回線を介して上記端末局を第２基地局に接続するステップと、
その制御情報に基づいて、上記端末局と上記第２基地局との間で通信チャネルを介してデータに関する無線通信を行うステップと、
を備えることを特徴とする無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、端末局に対して無線通信サービスを提供する無線通信システム、基地局および無線通信方法、並びにその端末局に関する。
背景技術
既存の自動車電話システム、携帯電話システム、ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）、ＦＷＡ（Ｆｉｘｅｄ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ａｃｃｅｓｓ）などの無線通信システムは、上り回線および下り回線それぞれの伝送容量に設計上の上限があり、全端末局、あるいは１セル内の全端末局に対する通信容量には限界がある。
一方、電子機器の進歩に伴って電子機器の処理能力は日々向上しているため、処理可能なデータの量も増加しており、通信システムにおける通信容量拡大の要求は高まりつつある。
しかしながら、通信容量を拡大するには、全く新しい無線通信システムを構築するか、既存の通信システムに使用される基地局および端末局の仕様変更をする必要があり、それに伴い多くのコストを要する。
そこで、本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、既存通信システムの設備を活用しつつ安価で通信容量を拡大することができる無線通信システムおよび無線通信方法、並びに、その無線通信システムで使用される基地局および端末局を得ることを目的とする。
発明の開示
本発明の無線通信システムは、第１の無線通信回線を介して端末局に接続され、その端末局との間で制御チャネルを介して制御情報に関する無線通信を行う第１基地局と、第２の無線通信回線を介してその端末局に接続され、その制御情報に基づいてその端末局との間で通信チャネルを介してデータに関する無線通信を行う第２基地局とを備える。
これにより、既存通信システムの設備を活用しつつ安価で通信容量を拡大することができる。
さらに、本発明の無線通信システムは、上記発明の無線通信システムに加え、第１基地局が、制御チャネルを介して第２基地局へ無線通信の同期制御情報を送信し、第２基地局が、第１基地局の制御チャネルを介して同期制御情報を受信し、受信した同期制御情報に基づいて、第１基地局の無線通信に同期して端末局との間で無線通信を行う。
これにより、第１基地局により第２基地局の無線通信を制御することが簡単になる。
さらに、本発明の無線通信システムは、上記各発明の無線通信システムに加え、第１基地局が接続される基幹ネットワークに接続され、第１基地局から制御情報を受信し、その制御情報に基づいて、第１基地局および第２基地局の両方を利用する端末局を管理するサービス制御局を備える。
これにより、第１基地局を介して、第２基地局による通信チャネルについての制御情報も既存のサービス制御局が受信できるため、第２基地局に対するサービス制御局を新たに設ける必要がなく、より安価で通信容量を拡大することができる。
さらに、本発明の無線通信システムは、上記各発明の無線通信システムに加え、第１基地局が接続される基幹ネットワークに接続され、第１基地局および第２基地局の両方を利用する端末局を管理するサービス制御局を備え、第２基地局が自己の通信チャネルの使用に対する課金に関する情報を第１基地局に供給し、第１基地局が第２基地局からの課金に関する情報をサービス制御局へ転送し、サービス制御局が、課金に関する情報に基づいて、端末局の課金管理をするようにしたものである。
これにより、第１基地局を介して、第２基地局による通信チャネルについての課金情報を既存のサービス制御局が受信できるため、第２基地局に対するサービス制御局を新たに設ける必要がなく、より安価で通信容量を拡大することができる。
さらに、本発明の無線通信システムは、上記各発明の無線通信システムに加え、第１基地局が、端末局からの制御情報に基づいて第２基地局を制御し、通信チャネルを確立させるようにしたものである。
これにより、第２基地局が制御チャネルを開設する必要がなくなるとともに、第１基地局が第２基地局による通信サービスを管理しやすくなる。
さらに、本発明の無線通信システムは、上記各発明の無線通信システムに加え、第２基地局が第１基地局が接続される基幹ネットワークより高速な通信ネットワークに接続されるようにしたものである。
これにより、第１基地局が接続される基幹ネットワークが低速な既存の通信ネットワークであっても、新規の高速な通信ネットワークに第２基地局を接続することで、必要に応じた通信容量を簡単に確保することができる。
さらに、本発明の無線通信システムは、上記各発明の無線通信システムに加え、第２基地局が通信チャネルを端末局への下り回線専用として使用し、第１基地局が、端末局からの上り回線専用の通信チャネルを確立し、その通信チャネルを介してデータに関する無線通信を行うようにしたものである。
これにより、上り回線と下り回線とが分離され、データを効率良く伝送することができるとともに、この通信チャネルに対して端末局には受信部、第２基地局には送信部があればよく、これらの装置のコストを低くすることができる。
さらに、本発明の無線通信システムは、上記各発明の無線通信システムに加え、第２基地局の通信チャネルが、ユーザの選択により、上り回線専用、下り回線専用および双方向回線のいずれかとして使用されるようにしたものである。
これにより、ユーザによる無線通信の利用形態に応じて最適な無線通信サービスを提供することができる。
さらに、本発明の無線通信システムは、上記各発明の無線通信システムに加え、第１基地局のセル領域内であって、かつ第２基地局のセル領域外に所在する端末局との間で通信チャネルを介してデータに関する無線通信を行うエリア補完基地局を備える。
これにより、第２基地局によるセル領域が第１基地局のセル領域より狭い場合にも、このエリア補完基地局により第２基地局と同様の通信チャネルを端末局が使用でき、安定した通信サービスを提供することができる。
さらに、本発明の無線通信システムは、上記発明の無線通信システムに加え、端末局がエリア補完基地局を使用している場合、端末局の所在するセル領域を管轄する第１基地局が、エリア補完基地局の通信チャネルを使用する端末局との間で制御チャネルを介して制御情報に関する無線通信を行うようにしたものである。
これにより、エリア補完基地局が制御チャネルを開設する必要がなくなるとともに、第１基地局がエリア補完基地局による通信サービスを管理することができる。
さらに、本発明の無線通信システムは、上記各発明の無線通信システムに加え、第２基地局が、第１基地局が接続される基幹ネットワークに接続されるようにしたものである。
これにより、新たな通信ネットワークを敷設することなく、より安価で通信容量を拡大することができる。
さらに、本発明の無線通信システムは、上記各発明の無線通信システムに加え、第１基地局と第２基地局とを接続するデータ通信用通信回線を備える。
これにより、第１基地局が接続される通信ネットワークおよび第２基地局が接続される通信ネットワークの両方をデータ通信に使用するため、通信速度および通信容量をより拡大することができる。
本発明の基地局は、端末局との間で制御チャネルを介して制御情報に関する無線通信を行う通信部と、その端末局との間で通信チャネルを介してデータに関する無線通信を行う他の基地局に、制御情報を送信する送信部とを備える。
これにより、既存通信システムの設備を活用しつつ安価で通信容量を拡大する無線通信システムを実現することができる。
さらに、本発明の基地局は、上記発明の基地局に加え、制御チャネルを介して他の基地局へ、他の基地局が同期して無線通信を行うための同期制御情報を送信する。
これにより、この基地局により上記他の基地局の無線通信を制御することが簡単になる。
さらに、本発明の基地局は、上記各発明の基地局に加え、端末局を管理するサービス制御局へ、その端末局による他の基地局の通信チャネルの使用に対する課金に関する情報を送信するネットワーク通信部を備える。
これにより、この基地局を介して、上記他の基地局による通信チャネルについての制御情報を既存のサービス制御局へ送信できるため、上記他の基地局に対するサービス制御局を新たに設ける必要がなく、より安価で無線通信システムの通信容量を拡大することができる。
さらに、本発明の基地局は、上記各発明の基地局に加え、通信部が、端末局からの上り回線専用の通信チャネルを介してデータを受信し、送信部が、他の基地局に、通信チャネルを端末局への下り回線専用として確立させる制御情報を送信するようにしたものである。
これにより、無線通信の上り回線と下り回線とが分離され、データを効率良く伝送することができる。
さらに、本発明の基地局は、上記各発明の基地局に加え、書き換え可能なメモリに記憶された制御プログラムに従って動作するものである。
これにより、既存の基地局の制御プログラムを変更するだけで本発明の基地局を実現することができ、さらに、既存通信システムの設備を活用しつつ安価で通信容量を拡大することができる。
本発明の基地局は、端末局との間で制御チャネルを介して制御情報に関する無線通信を行う他の基地局からの制御情報を受信する受信部と、他の基地局からの制御情報に基づいて通信チャネルを確立し、その端末局との間で通信チャネルを介してデータに関する無線通信を行う通信部とを備える。
これにより、既存通信システムの設備を活用しつつ安価で通信容量を拡大する無線通信システムを実現することができる。
さらに、本発明の基地局は、上記発明の基地局に加え、受信部が、他の基地局の制御チャネルを介して、他の基地局と同期して無線通信を行うための同期制御情報を受信し、通信部が、受信部により受信された同期制御情報に基づいて、他の基地局の無線通信に同期して無線通信を行うようにしたものである。
これにより、上記他の基地局によりこの基地局の無線通信を制御することが簡単になる。また、端末局との無線通信の同期のための回路の規模を小さくすることができる。
さらに、本発明の基地局は、上記各発明の基地局に加え、他の基地局が接続される基幹ネットワークより高速な通信ネットワークに接続されるようにしたものである。
これにより、上記他の基地局が接続される基幹ネットワークが低速な既存の通信ネットワークであっても、新規の高速な通信ネットワークにこの基地局を接続することで、必要に応じた通信容量を簡単に確保することができる。
さらに、本発明の基地局は、上記各発明の基地局に加え、通信チャネルを端末局への下り回線専用として確立するようにしたものである。
これにより、無線通信の上り回線と下り回線とが分離され、データを効率良く伝送することができるとともに、この通信チャネルに対して端末局には受信部、この基地局には送信部があればよく、これらの装置のコストを低くすることができる。
さらに、本発明の基地局は、上記各発明の基地局に加え、通信チャネルの使用に対する課金に関する情報を、他の基地局が接続される基幹ネットワークに接続され端末局を管理するサービス制御局へ、他の基地局を介して送信する送信部を備える。
これにより、この基地局に対するサービス制御局を新たに設ける必要がなく、より安価で通信容量を拡大することができる。
本発明の端末局は、第１の無線通信回線を介して第１基地局に接続され、その第１基地局との間で制御チャネルを介して制御情報に関する無線通信を行う第１の無線機と、第２の無線通信回線を介して第２基地局に接続され、その制御情報に基づいてその第２基地局との間で通信チャネルを介してデータに関する無線通信を行う第２の無線機とを備える。
これにより、既存通信システムの設備を活用しつつ安価で通信容量を拡大する無線通信システムを実現することができる。
さらに、本発明の端末局は、上記発明の端末局に加え、第１の無線機が前記第１基地局への上り回線専用の通信チャネルを介してデータを送信し、第２の無線機が、第２基地局からの下り回線専用として通信チャネルを使用してデータを受信するようにしたものである。
これにより、無線通信の上り回線と下り回線とが分離され、データを効率良く伝送することができるとともに、この通信チャネルに対してこの端末局には受信部、第２基地局には送信部があればよく、これらの装置のコストを低くすることができる。
本発明の無線通信方法は、第１の無線通信回線を介して端末局を第１基地局に接続するステップと、制御チャネルを介して上記端末局と第１基地局との間で制御情報に関する無線通信を行うステップと、第２の無線通信回線を介してその端末局を第２基地局に接続するステップと、その制御情報に基づいて、端末局と第２基地局との間で通信チャネルを介してデータに関する無線通信を行うステップとを備える。
これにより、既存通信システムの設備を活用しつつ安価で通信容量を拡大することができる。
発明を実施するための最良の形態
以下、図に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
実施の形態１．
第１図は、本発明の実施の形態１に係る無線通信システムを示すブロック図である。第１図において、実施の形態１に係る無線通信システムは、複数の第１基地局２ｋ，２ｋ＋１，２ｋ＋２（ここではｋ番目〜ｋ＋２番目のみを代表として示す）と、これらに対応して配置された複数の第２基地局３ｋ，３ｋ＋１，３ｋ＋２（ここではｋ番目〜ｋ＋２番目のみを代表として示す）とを備える。各第１基地局２ｋ，２ｋ＋１，２ｋ＋２は、少なくとも制御チャネルによる制御情報の送受信が可能であり、各第２基地局３ｋ，３ｋ＋１，３ｋ＋２は、通信チャネルによるデータの送受信が可能である。
各第１基地局２ｋ，２ｋ＋１，２ｋ＋２は、例えば既存のＰＤＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｅｌｌｕｌａｒ）、ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）などのセルラー方式通信システムの基地局であり、その方式に従って制御チャネルおよび通信チャネルを介したデータの送受信を行う。また、第１基地局２ｋ，２ｋ＋１，２ｋ＋２は、端末局１，１Ｃとの間で送受される制御情報やデータを基幹ネットワークである第１の通信回線Ｌ１を介して送受する。さらに、第１基地局２ｋ，２ｋ＋１，２ｋ＋２は、その通信回線Ｌ１を介してサービス制御局４に接続され、そのサービス制御局４へ端末局１，１Ｃおよび第２基地局３ｋ，３ｋ＋１，３ｋ＋２からの制御情報を送信する。
なお、通信回線Ｌ１は、例えばＩＳＤＮ網である。
また、制御チャネルとは、位置登録、発着信制御、チャネル切替制御、終話制御、課金処理、ハンドオーバ、その他の通信制御などに必要な情報である制御情報を転送するためのチャネルのことであり、通信チャネルとは、ユーザが送受信するデータを転送するためのチャネルのことである。
各第２基地局３ｋ，３ｋ＋１，３ｋ＋２は、端末局１との間の通信容量を拡大するために設けられ、第１基地局２ｋ，２ｋ＋１，２ｋ＋２と同一または異なる通信ネットワークである第２の通信回線Ｌ２に接続された基地局であり、端末局１との間で通信チャネルを介したデータの送受信（または送信）が可能である。
なお、第２基地局３ｋ，３ｋ＋１，３ｋ＋２によるマルチアクセスや変復調の方式は、第１基地局２ｋ，２ｋ＋１，２ｋ＋２によるものと同一のものであっても異なるものであってもよい。
また、各第２基地局３ｋ，３ｋ＋１，３ｋ＋２は、通信チャネルを介して端末局１との間で送受されるデータを通信回線Ｌ２を介して送受する。なお、第２基地局３ｋ，３ｋ＋１，３ｋ＋２による通信チャネルでは大容量のデータが送受されるため、通信回線Ｌ２には、通信回線Ｌ１より高速な高速光通信網などの通信ネットワークを使用するのが好ましい。
エリア補完基地局Ｉｋは、第２基地局３ｋ，３ｋ＋１，３ｋ＋２と同様の基地局であって、通信回線Ｌ２に接続され、第１基地局２ｋ，２ｋ＋１，２ｋ＋２によるセル領域内で、第２基地局３ｋ，３ｋ＋１，３ｋ＋２によるセル領域によりカバーされないエリアをカバーするための基地局である。
端末局１Ｃは、既存のセルラー方式通信システムの基地局である第１基地局２ｋ，２ｋ＋１，２ｋ＋２との間で無線通信可能な携帯電話機、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、ハンドヘルドコンピュータといった端末装置である。この端末局１Ｃは、第１基地局２ｋ，２ｋ＋１，２ｋ＋２の制御チャネルによって無線通信の同期を確保するとともに種々の制御を行い、これらの第１基地局２ｋ，２ｋ＋１，２ｋ＋２の通信チャネルを介して通信を行う。すなわち、端末局１Ｃは、従来の移動体端末装置であり、本システムではそのような従来の移動体端末装置も従来どおり活用することができる。
一方、端末局１は、既存のセルラー方式通信システムの基地局である第１基地局２ｋ，２ｋ＋１，２ｋ＋２との間で無線通信可能であるとともに、追加される第２基地局３ｋ，３ｋ＋１，３ｋ＋２との間でも通信可能な携帯電話機、ＰＤＡ、ハンドヘルドコンピュータといった端末装置である。
セルＡ（ｋ）は、第１基地局２ｋおよび第２基地局３ｋにより管轄される領域であり、セルＡ（ｋ）内の端末局１は、第１基地局２ｋおよび第２基地局３ｋとの間で無線通信を行い、セルＡ（ｋ）内の端末局１Ｃは、第１基地局２ｋとの間で無線通信を行う。同様に、セルＡ（ｋ＋１）は、第１基地局２ｋ＋１および第２基地局３ｋ＋１により管轄される領域であり、セルＡ（ｋ＋１）内の端末局１は、第１基地局２ｋ＋１および第２基地局３ｋ＋１との間で無線通信を行い、セルＡ（ｋ＋１）内の端末局１Ｃは、第１基地局２ｋ＋１との間で無線通信を行う。また、セルＡ（ｋ＋２）は、第１基地局２ｋ＋２および第２基地局３ｋ＋２により管轄される領域であり、セルＡ（ｋ＋２）内の端末局１は、第１基地局２ｋ＋２および第２基地局３ｋ＋２との間で無線通信を行い、セルＡ（ｋ＋２）内の端末局１Ｃは、第１基地局２ｋ＋２との間で無線通信を行う。
第２図は、実施の形態１におけるセルの構成の一例を示す図である。図２において、セルＡ（ｋ），Ａ（ｋ＋１）の領域の広さは、第１基地局２ｋ，２ｋ＋１によって通信を行うか、第２基地局３ｋ，３ｋ＋１によって通信を行うかによって異なる。第１基地局２ｋ，２ｋ＋１は既存の通信システムの基地局であるので、隣接する第１基地局２ｋ，２ｋ＋１によるセルは、隙間が生じないように設定されている。
一方、新設される第２基地局３ｋ，３ｋ＋１によるセルの広さは、第２基地局３ｋ，３ｋ＋１が採用する周波数帯域、通信速度、出力電力、アンテナの配置状態などによって変化する。
第２図では、例えば、第２基地局３ｋ，３ｋ＋１が最高速度で通信する際のセルの領域をＡ（ｋ，１），Ａ（ｋ＋１，１）で示し、低速で通信する際のセルの領域をＡ（ｋ，２），Ａ（ｋ＋１，２）、既存の第１基地局２ｋ，２ｋ＋１で通信する際の領域をＡ（ｋ，３），Ａ（ｋ＋１，３）で示している。一般に、高速で通信しようとする場合には、セル領域が狭くなる傾向がある。
セルＡ（ｋ），Ａ（ｋ＋１）の領域がＡ（ｋ，１），Ａ（ｋ＋１，１）である場合には、第２図に示すように、エリア補完基地局ＩｋのセルＡ（Ｉｋ）によって２つの領域Ａ（ｋ，１），Ａ（ｋ＋１，１）の間が補完される。
サービス制御局４は、既存のセルラー方式通信システムに接続されたサービス制御局であって、第１基地局２ｋ，２ｋ＋１，２ｋ＋２からの制御情報に基づいて端末局１，１Ｃについて課金管理などの管理を行う装置である。また、サービス制御局４は、制御情報に基づいて端末局１，１Ｃについての位置登録処理を行い、各端末局１，１Ｃがいずれのセルに移動しても確実にその位置を把握する。
光伝送端局５は、第２基地局３ｋ，３ｋ＋１，３ｋ＋２が接続される通信回線Ｌ２の終端局であり、通信回線Ｌ２を介してデータを送受する装置である。
ゲートウェイ６は、光伝送端局５をインターネットＩＮなどの外部ネットワークに接続する装置である。
ネットワークマネージメント装置７は、ゲートウェイ６を図示せぬローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）に接続する装置である。
第３図は、第１図の端末局１の構成例を示すブロック図である。第４図は、第１図の端末局１のより詳細な構成例を示すブロック図である。
第３図に示すように、端末局１は、既存通信システムの第１基地局２ｋ，２ｋ＋１，２ｋ＋２に対応した無線機１１、通信容量拡大のための第２基地局３ｋ，３ｋ＋１，３ｋ＋２に対応した無線機１２、およびそれらの無線機１１，１２を制御する制御部１３を有する。
第４図に示す無線機１１において、アンテナ２１は、電波を感受または放射する装置であり、アンテナ共用部２２は、アンテナ２１を受信用アンテナおよび送信用アンテナとして使用するための回路である。
また、受信部２３は、感受されたＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号から、第１基地局２ｋ，２ｋ＋１，２ｋ＋２より伝送されてきた信号を抽出する回路である。高周波増幅器３１は、ＲＦ信号を増幅する回路である。受信ミキサ３２は、増幅後のＲＦ信号を周波数変換する回路である。中間周波増幅器３３は、周波数変換後のＩＦ（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号を増幅する回路である。復調器３４は、そのＩＦ信号を復調し、伝送されてきた信号を抽出する回路である。
また、送信部２４は、第１基地局２ｋ，２ｋ＋１，２ｋ＋２へ伝送する信号をＲＦ信号に変換し、出力する回路である。変調器４３は、伝送する信号を所定の変調方式で変調する回路である。送信ミキサ４２は、変調後のＩＦ信号をＲＦ信号へ周波数変換する回路である。送信電力増幅器４１は、そのＲＦ信号を電力増幅する回路である。
また、ベースバンド信号処理部２５は、受信部２３により受信された信号に対して各種処理を行う受信信号処理回路６１、および送信部２４により送信される信号に対して各種処理を行う送信信号処理回路６２を有する。
また、受話器２６は、受信したデータのうちの音声データをアナログ信号に変換し、変換後のアナログ信号に応じた音声を出力する装置である。
また、送話器２７は、ユーザなどの音声をアナログの音声信号として取得し、その音声信号をデジタルデータに変換する装置である。
また、周波数シンセサイザ２８は、局部発振信号を生成する回路である。
第４図に示す無線機１２において、アンテナ７１は、電波を感受または放出する装置であり、アンテナ共用部７２は、アンテナ７１を受信用アンテナおよび送信用アンテナとして使用するための回路である。
また、受信部７３は、感受されたＲＦ信号から、第２基地局３ｋ，３ｋ＋１，３ｋ＋２より伝送されてきた信号を抽出する回路である。高周波増幅器８１は、ＲＦ信号を増幅する回路である。受信ミキサ８２は、増幅後のＲＦ信号をＩＦ信号へ周波数変換する回路である。中間周波増幅器８３は、そのＩＦ信号を増幅する回路である。復調器８４は、そのＩＦ信号を復調し、伝送されてきた信号を抽出する回路である。
また、送信部７４は、第２基地局３ｋ，３ｋ＋１，３ｋ＋２へ伝送する信号をＲＦ信号に変換し、出力する回路である。変調器９３は、伝送する信号を所定の変調方式で変調する回路である。送信ミキサ９２は、変調後のＩＦ信号をＲＦ信号へ周波数変換する回路である。送信電力増幅器９１は、そのＲＦ信号を電力増幅する回路である。
また、ベースバンド信号処理部７５は、受信部７３により受信された信号に対して各種処理を行う受信信号処理回路１１１、および送信部７４により送信される信号に対して各種処理を行う送信信号処理回路１１２を有する。
また、周波数シンセサイザ７６は、局部発振信号を生成する回路である。
第４図に示す制御部１３において、ＣＰＵ１２１は、ＲＯＭ１２４やＥＥＰＲＯＭ１２２に記憶されたプログラムに従って端末局１内部の制御を行う装置である。ＥＥＰＲＯＭ１２２は、制御プログラム、各種パラメータ、テーブルなどを格納するフラッシュメモリなどの電気的消去書込み可能なＲＯＭである。インタフェース１２３は、入力キー１３１からのデータ入力の受け付けや、表示部１３２へのデータ出力を行う回路である。ＲＯＭ１２４は、制御プログラムや所定の定数などを記憶したメモリである。ＲＡＭ１２５は、ワークエリアとして使用されるメモリである。バス１２６は、ＣＰＵ１２１、ＥＥＰＲＯＭ１２２、インタフェース１２３、ＲＯＭ１２４およびＲＡＭ１２５を相互に接続するとともに、それらと、無線機１１のベースバンド信号処理部２５および無線機１２のベースバンド信号処理部７５とを接続する回路である。
なお、無線機１１および無線機１２において、アンテナ２１，７１、アンテナ共用部２２，７２、受信部２３，７３、送信部２４，７４、ベースバンド信号処理部２５，７５などにおいて共用できる部分があれば、それらを同一の回路として構成するようにしてもよい。
次に、上記システムの動作について説明する。第５図は、実施の形態１における第１および第２基地局２ｋ，３ｋと端末局１，１Ｃとの間のチャネルを示すブロック図である。なお、ここでは第５図を参照して、セルＡ（ｋ）に端末局１，１Ｃが所在する場合について述べる。他のセルに端末局１，１Ｃが所在する場合も同様である。
まず、端末局１Ｃは、既存の第１基地局２ｋと従来どおり通信することができる。
一方、端末局１は、既存の第１基地局２ｋと通信することができるとともに、新規の第２基地局３ｋと通信することができる。
端末局１は、第１基地局２ｋの制御チャネルを介して制御情報を送受して無線通信の同期を確保するとともに種々の制御を行い、第１基地局２ｋを介して第２基地局３ｋに通信チャネルを割当てさせ、その通信チャネルを介して通信を行う。
なお、第１基地局２ｋと第２基地局３ｋは、第１基地局２ｋの制御チャネルを介して同期制御情報を送受し、その同期制御情報の内容または受信タイミングに基づいて無線通信の同期を確保する。
例えばセルＡ（ｋ）においては、第５図に示すように、従来の端末局１Ｃは、第１基地局２ｋの制御チャネルＣＮＴｃｈおよび通信チャネルＣＭ１ｃｈを使用して通信を実行し、端末局１は、第１基地局２ｋの制御チャネルＣＮＴｃｈおよび通信チャネルＣＭ２ｃｈ、並びに第２基地局３ｋの通信チャネルＣＭ３ｃｈを使用して通信を実行する。
第２基地局３ｋは、所定のチャネルＰＲｃｈを介して第１基地局２ｋと通信を行い、端末局１の接続・開放に関する情報、すなわち課金に関する情報を第１基地局２ｋを介してサービス制御局４に伝送する。したがって、第２基地局３ｋの課金管理のために別のサービス制御局を設ける必要はない。なお、チャネルＰＲｃｈは、制御チャネルでも通信チャネルでもよい。また、チャネルＰＲｃｈは、無線および有線のいずれの回線でもよい。
第２基地局３ｋによる通信チャネルを介した通信を開始する際、端末局１は、第１基地局２ｋを介して、第２基地局３ｋに対して通信チャネル確保を要求する。第２基地局３ｋは、未使用通信チャネルを検索して、確保した通信チャネルＣＭ３ｃｈを、第１基地局２ｋを介して端末局１に通知する。
そして、その通信チャネルＣＭ３ｃｈを介して大容量の通信データの伝送が実行され、それが終了すると、その通信チャネルＣＭ３ｃｈは開放される。
すなわち、端末局１は、比較的少ない情報量である制御情報については、制御チャネルを介して第１基地局２ｋとの間で送受信し、比較的に情報量の多いユーザデータについては、データ通信専用の通信チャネルを介して、第２基地局３ｋとの間で送受信する。
これによって、既存設備を有効活用しつつ安価で通信容量を拡大することができる。なお、端末局１が、複数の第１基地局２ｋ，２ｋ＋１，２ｋ＋２のセル内に所在する場合には、それらの第１基地局２ｋ，２ｋ＋１，２ｋ＋２の通信チャネルを同時に使用して通信を行うこととしてもよい。その場合、より通信容量を拡大することができる。
また、第２基地局３ｋ，３ｋ＋１，３ｋ＋２が管轄するエリア外であり、かつエリア補完基地局Ｉｋが管轄するセルＡ（Ｉｋ）内に、端末局１が所在する場合、端末局１は、大容量の通信データを、データ通信専用の通信チャネルを介して、そのエリア補完基地局Ｉｋとの間で送受信する。
例えば第２図に示す場合では、セルＡ（ｋ）およびセルＡ（ｋ＋１）の外側においては、第２基地局３ｋや第２基地局３ｋ＋１に代わって、エリア補完基地局Ｉｋが、端末局１との間で通信チャネルを使用してデータの送受信を行う。なお、エリア補完基地局Ｉｋの通信チャネルを使用した場合、そのエリア補完基地局Ｉｋが予め割り当てられている第１基地局２ｋ（２ｋ＋１）が、その際の課金に関する情報をサービス制御局４へ送信する。
さらに、通信回線Ｌ２で伝送されるデータは、光伝送端局５、ゲートウェイ６およびネットワークマネージメント装置７を介してインターネットＩＮや図示せぬＬＡＮなどとの間で送受される。
このようにして、端末局１は、第１基地局２ｋ，２ｋ＋１，２ｋ＋２による制御チャネルと、第２基地局３ｋ，３ｋ＋１，３ｋ＋２による通信チャネルとを使用して通信を行う。
なお、端末局１が第１基地局２ｋ，２ｋ＋１，２ｋ＋２のセル間を移動する場合、第１基地局２ｋ，２ｋ＋１，２ｋ＋２による無線通信について従来どおりハンドオーバが行われ、それに伴い、移動元および移動先のセルにおける第１基地局２ｋ，２ｋ＋１，２ｋ＋２による制御に基づいて、移動元のセルにおける第２基地局３ｋ，３ｋ＋１，３ｋ＋２への接続は切断され、移動先のセルにおける第２基地局３ｋ，３ｋ＋１，３ｋ＋２への接続が開設される。
また、第１基地局２ｋ，２ｋ＋１，２ｋ＋２は、通信回線Ｌ１を介して監視されるが、第２基地局３ｋ，３ｋ＋１，３ｋ＋２は、通信回線Ｌ２を介して監視されるか、あるいは第１基地局２ｋ，２ｋ＋１，２ｋ＋２および通信回線Ｌ１を介して監視される。
さらに、第１基地局２ｋ，２ｋ＋１，２ｋ＋２は、サービス制御局４から通信回線Ｌ１を介してその制御プログラムを受信して、制御プログラムのバージョンアップを行う。一方、第２基地局３ｋ，３ｋ＋１，３ｋ＋２は、通信回線Ｌ２を介して制御プログラムをダウンロードしたり、第１基地局２ｋ，２ｋ＋１，２ｋ＋２および通信回線Ｌ１を介してサービス制御局４から制御プログラムをダウンロードして、制御プログラムのバージョンアップを行う。
ここで、第４図に示す端末局１の詳細な動作について説明する。
制御部１３は、表示部１３２を制御して受信されたデータあるいは各種情報をユーザに対して表示させたり、入力キー１３１に対する操作に対応して各種情報を表示部１３２に表示させたりする。また、制御部１３は、入力キー１３１に対する操作に対応して各種データをベースバンド信号処理部２５，７５に出力したり、その他、端末局１内部の各種制御を行う。さらに、制御部１３のＣＰＵ１２１は、制御プログラムに従って動作し、必要に応じて、無線機１１，１２を制御し、通信を実行させる。その際、送信するデータが、制御部１３から無線機１１，１２へ供給されたり、受信したデータが、無線機１１，１２から制御部１３へ供給されたりする。また、各種制御情報が無線機１１との間で授受される。
また、第１基地局２ｋ，２ｋ＋１，２ｋ＋２に対応した無線機１１では、アンテナ２１で受信された第１基地局２ｋ，２ｋ＋１，２ｋ＋２からの信号が、アンテナ共用部２２を介して受信部２３に入力される。そして、その信号は、高周波増幅器３１により高周波増幅された後、受信ミキサ３２に入力される。そして、その信号は、受信ミキサ３２において周波数シンセサイザ２８からの局部発振信号を混合されて周波数変換され、中間周波増幅器３３を介して復調器３４により復調される。自局に対する復調された受信信号は、ベースバンド信号処理部２５の受信信号処理回路６１にて信号処理され、受話器２６に出力されたり、表示部１３２に出力される。
一方、送話器２７からの音声信号および／または制御部１３からのデータは、送信信号処理回路６２において信号処理された後、送信部２４に入力される。そして、送信信号処理回路６２の出力信号は、変調器４３で所定の変調処理を施された後、周波数シンセサイザ２８からの局部発振信号が供給される送信ミキサ４２により周波数変換され、さらに送信電力増幅器４１により電力増幅された後、アンテナ共用部２２を介してアンテナ２１から第１基地局２ｋ，２ｋ＋１，２ｋ＋２に向け送信される。
また、第２基地局３ｋ，３ｋ＋１，３ｋ＋２に対応した無線機１２では、アンテナ７１で受信された第２基地局３ｋ，３ｋ＋１，３ｋ＋２からの信号が、アンテナ共用部７２を介して受信部７３に入力される。そして、その信号は、高周波増幅器８１で高周波増幅された後、受信ミキサ８２に入力される。さらに、その信号は、受信ミキサ８２により、周波数シンセサイザ７６からの局部発振信号を混合されて周波数変換され、中間周波増幅器８３を介して復調器８４により復調される。自局に対する復調された受信信号は、ベースバンド信号処理部７５の受信信号処理回路１１１により信号処理された後、制御部１３へ供給され、例えば表示部１３２に出力される。
一方、制御部１３からのデータは、送信信号処理回路１１２において信号処理された後、送信部７４に入力される。すなわち、送信信号処理回路１１２の出力信号は、変調器９３で所定の変調処理を施された後、周波数シンセサイザ７６からの局部発振信号が供給される送信ミキサ９２により周波数変換され、さらに送信電力増幅器９１により電力増幅された後、アンテナ共用部７２を介してアンテナ７１から第２基地局３ｋ，３ｋ＋１，３ｋ＋２に向け送信される。
なお、第１基地局２ｋ，２ｋ＋１，２ｋ＋２に対応した無線機１１は、第２基地局３ｋ，３ｋ＋１，３ｋ＋２に対応した無線機１２における送受信シーケンス動作の制御、送受信信号の変復調の制御、送受信プロトコルの制御などを行うようにしてもよい。
また、第１基地局２ｋ，２ｋ＋１，２ｋ＋２に対応した無線機１１は、上記の機能の他、他の端末局１との間で通信を行う機能を備えるようにしてもよい。
なお、第２基地局３ｋ，３ｋ＋１，３ｋ＋２の通信チャネルによるデータ通信と同時に、第１基地局２ｋ，２ｋ＋１，２ｋ＋２の通信チャネルによるデータ通信を行うことも勿論可能である。
以上のように、上記実施の形態１によれば、第１基地局２ｋ，２ｋ＋１，２ｋ＋２が、第１の無線通信回線を介して端末局１に接続され、その端末局１との間で制御チャネルを介して制御情報に関する無線通信を行い、第２基地局３ｋ，３ｋ＋１，３ｋ＋２が、第２の無線通信回線を介してその端末局１に接続され、その制御情報に基づいて端末局１との間で通信チャネルを介してデータに関する無線通信を行う。これにより、既存通信システムの設備を活用しつつ安価で通信容量を拡大することができる。
また、上記実施の形態１によれば、第１基地局２ｋ，２ｋ＋１，２ｋ＋２が、制御チャネルを介して第２基地局３ｋ，３ｋ＋１，３ｋ＋２へ無線通信の同期制御情報を送信し、第２基地局３ｋ，３ｋ＋１，３ｋ＋２が、その同期制御情報を受信し、受信した同期制御情報に基づいて、第１基地局２ｋ，２ｋ＋１，２ｋ＋２の無線通信に同期して無線通信を行う。これにより、第１基地局２ｋ，２ｋ＋１，２ｋ＋２により第２基地局３ｋ，３ｋ＋１，３ｋ＋２の無線通信を制御することが簡単になる。
さらに、上記実施の形態１によれば、サービス制御局４が、第１基地局２ｋ，２ｋ＋１，２ｋ＋２が接続される基幹ネットワークに接続され、第１基地局２ｋ，２ｋ＋１，２ｋ＋２から制御情報を受信し、その制御情報に基づいて、第１基地局２ｋ，２ｋ＋１，２ｋ＋２および第２基地局３ｋ，３ｋ＋１，３ｋ＋２の両方を利用する端末局１を管理する。これにより、第１基地局２ｋ，２ｋ＋１，２ｋ＋２を介して、第２基地局３ｋ，３ｋ＋１，３ｋ＋２による通信チャネルについての制御情報も既存のサービス制御局４が受信できるため、第２基地局３ｋ，３ｋ＋１，３ｋ＋２に対するサービス制御局を新たに設ける必要がなく、より安価で通信容量を拡大することができる。
さらに、上記実施の形態１によれば、第２基地局３ｋ，３ｋ＋１，３ｋ＋２が、端末局１による自己の通信チャネルの使用に対する課金に関する情報を第１基地局２ｋ，２ｋ＋１，２ｋ＋２に供給し、第１基地局２ｋ，２ｋ＋１，２ｋ＋２が、第２基地局３ｋ，３ｋ＋１，３ｋ＋２からの課金に関する情報をサービス制御局４へ転送し、サービス制御局４が、課金に関する情報に基づいて、端末局１の課金管理をする。これにより、第１基地局２ｋ，２ｋ＋１，２ｋ＋２を介して、第２基地局３ｋ，３ｋ＋１，３ｋ＋２による通信チャネルについての課金情報を既存のサービス制御局４が受信できるため、第２基地局３ｋ，３ｋ＋１，３ｋ＋２に対するサービス制御局を新たに設ける必要がなく、より安価で通信容量を拡大することができる。
さらに、上記実施の形態１によれば、第１基地局２ｋ，２ｋ＋１，２ｋ＋２が、端末局１からの制御情報に基づいて第２基地局３ｋ，３ｋ＋１，３ｋ＋２を制御し、通信チャネルを確立させる。これにより、第２基地局３ｋ，３ｋ＋１，３ｋ＋２が制御チャネルを開設する必要がなくなるとともに、第１基地局２ｋ，２ｋ＋１，２ｋ＋２が第２基地局３ｋ，３ｋ＋１，３ｋ＋２による通信サービスを管理しやすくなる。
さらに、上記実施の形態１によれば、第２基地局３ｋ，３ｋ＋１，３ｋ＋２が、第１基地局２ｋ，２ｋ＋１，２ｋ＋２が接続される基幹ネットワークより高速な通信ネットワークに接続される。これにより、第１基地局２ｋ，２ｋ＋１，２ｋ＋２が接続される基幹ネットワークが低速な既存の通信ネットワークであっても、新規の高速な通信ネットワークに第２基地局３ｋ，３ｋ＋１，３ｋ＋２を接続することで、必要に応じた通信容量を簡単に確保することができる。
さらに、上記実施の形態１によれば、第１基地局２ｋ，２ｋ＋１，２ｋ＋２のセル領域内であって、かつ第２基地局３ｋ，３ｋ＋１，３ｋ＋２のセル領域外に所在する端末局１との間で通信チャネルを介してデータに関する無線通信を行うエリア補完基地局Ｉｋが設けられる。これにより、第２基地局３ｋ，３ｋ＋１，３ｋ＋２によるセル領域が第１基地局２ｋ，２ｋ＋１，２ｋ＋２のセル領域より狭い場合にも、このエリア補完基地局Ｉｋにより第２基地局３ｋ，３ｋ＋１，３ｋ＋２と同様の通信チャネルを端末局１が使用でき、安定した通信サービスを提供することができる。
さらに、上記実施の形態１によれば、端末局１の所在するセル領域を管轄する第１基地局２ｋ，２ｋ＋１，２ｋ＋２が、エリア補完基地局Ｉｋの通信チャネルを使用する端末局１との間で制御チャネルを介して制御情報に関する無線通信を行う。これにより、エリア補完基地局Ｉｋが制御チャネルを開設する必要がなくなるとともに、第１基地局２ｋ，２ｋ＋１，２ｋ＋２がエリア補完基地局Ｉｋによる通信サービスを管理することができる。
さらに、上記実施の形態１によれば、端末局１が、第１の無線通信回線を介して第１基地局２ｋ，２ｋ＋１，２ｋ＋２に接続され、その第１基地局２ｋ，２ｋ＋１，２ｋ＋２との間で制御チャネルを介して制御情報に関する無線通信を行う無線機１１と、第２の無線通信回線を介して第２基地局３ｋ，３ｋ＋１，３ｋ＋２に接続され、その制御情報に基づいてその第２基地局３ｋ，３ｋ＋１，３ｋ＋２との間で通信チャネルを介してデータに関する無線通信を行う無線機１２とを備える。これにより、既存通信システムの設備を活用しつつ安価で通信容量を拡大する無線通信システムを実現することができる。
実施の形態２．
第６図は、本発明の実施の形態２に係る無線通信システムの構成を示すブロック図である。実施の形態２に係る無線通信システムは、実施の形態１における通信回線Ｌ１，Ｌ２を１つの通信回線Ｌ１に統合し、通信回線Ｌ１にすべての基地局２ｋ〜２ｋ＋２，３ｋ〜３ｋ＋２，Ｉｋを接続したものである。
すなわち、実施の形態２に係る無線通信システムでは、第２基地局３ｋ〜３ｋ＋２は、第１基地局２ｋ〜２ｋ＋２の使用する通信回線と同一の通信回線を使用する。
なお、第６図における各構成要素については実施の形態１におけるものと同様であるので、その説明を省略する。
以上のように、上記実施の形態２によれば、第２基地局３ｋ，３ｋ＋１，３ｋ＋２が、第１基地局２ｋ，２ｋ＋１，２ｋ＋２が接続される基幹ネットワークに接続されるので、新たな通信ネットワークを敷設することなく、より安価で通信容量を拡大することができる。
実施の形態３．
本発明の実施の形態３に係る無線通信システムは、互いに対応する第１基地局２ｋと第２基地局３ｋとをデータ通信用通信回線で接続し、２つの通信回線Ｌ１，Ｌ２をデータ通信に使用するようにしたものである。
第７図は、実施の形態３における基地局と端末局の関係を示すブロック図である。第７図（Ａ）において、端末局１は、第１基地局２ｋの制御チャネルＣＮＴｃｈおよび通信チャネルＣＭ１ｃｈ、並びに第２基地局３ｋの通信チャネルＣＭ２ｃｈを使用して通信を実行する。第１基地局２ｋと第２基地局３ｋは、第３の通信回線Ｌ３によって接続され、相互に通信可能である。
また、第７図（Ｂ）に示すように、第１基地局２ｋと第２基地局３ｋを一体の装置１５１ｋとし、通信回線Ｌ３を内部回路として内蔵させるようにしてもよい。
このようにすると、第１基地局２ｋによる第２基地局３ｋの制御が行いやすくなるとともに、第１基地局２ｋと第２基地局３ｋとの間でデータの授受が可能となり、通信回線Ｌ１，Ｌ２の両方を必要に応じてデータ通信に使用することができる。すなわち、通信回線Ｌ３を介してデータを一方から他方の基地局へ転送することで、通信回線Ｌ１，Ｌ２の両方をデータ通信に使用することができる。
以上のように、上記実施の形態３によれば、第１基地局２ｋ，２ｋ＋１，２ｋ＋２と第２基地局３ｋ，３ｋ＋１，３ｋ＋２とを接続するデータ通信用通信回線を備えるので、通信回線Ｌ１，Ｌ２の両方をデータ通信に使用でき、通信速度および通信容量をより拡大することができる。
実施の形態４．
第８図は、本発明の実施の形態４に係る基地局の構成を示すブロック図である。この基地局は、実施の形態１に係る無線通信システムにおいて第１基地局２ｋ，２ｋ＋１，２ｋ＋２として使用されるものである。
第８図において、アンテナ２０１は、電波を感受または放射する装置であり、アンテナ共用部２０２は、アンテナ２０１を受信用アンテナおよび送信用アンテナとして使用するための回路である。
また、受信部２０３は、感受されたＲＦ信号から、従来の端末局１Ｃや、端末局１の無線機１１より伝送されてきた信号を抽出する回路である。
また、送信部２０４は、従来の端末局１Ｃや、端末局１の無線機１１へ伝送する信号をＲＦ信号に変換し、出力する回路である。
また、信号処理部２０５は、各種処理を行い、受信部２０３により受信された信号を音声通信やデータ通信におけるデータに変換したり、送信部２０４により送信される信号へ、音声通信やデータ通信におけるデータを変換したりする回路である。
また、ネットワーク通信部２０６は、通信回線Ｌ１に接続され、通信回線Ｌ１を介して音声通信やデータ通信を行う回路である。
また、制御部２０７は、メモリ２０８に記憶された制御プログラム２１１に従って各部を制御するとともに、端末局１Ｃ，１や他の基地局（例えば第１図の第２基地局３ｋ）との間で制御情報を送受し、それに基づいて動作する例えばＣＰＵを含む回路である。
また、メモリ２０８は、制御プログラム２１１を記憶するＥＥＰＲＯＭなどの不揮発性であって書き換え可能な素子である。
なお、この基地局は、既存の無線通信システムの基地局における制御プログラムを、制御プログラム２１１に変更して構成することができる。
次に、上記装置の動作について説明する。
この実施の形態４に係る基地局は、制御プログラム２１１に従って、従来の端末局１Ｃとの間で無線通信を行うとともに、端末局１との間で無線通信を行う。従来の端末局１Ｃとの無線通信の際の動作については、既存の無線通信システムの場合と同様であるので、その説明を省略する。
また、端末局１との無線通信の際、音声通信を行う場合には、従来の端末局１Ｃとの音声通信の場合と同様であるので、その説明を省略する。
端末局１がデータ通信を行う場合、端末局１から制御チャネルを介して、この基地局に接続される他の基地局（例えば第１図の第２基地局３ｋ）の通信チャネルを確立させる要求が受信部２０３により受信され、信号処理部２０５を介して制御部２０７に供給される。
制御部２０７は、その要求を受け取ると、送信部２０４などを制御してチャネルＰＲｃｈを介して所定の制御情報を他の基地局（第２基地局）に供給させ、その端末局１のための通信チャネルを確立させる。そして、制御部２０７は、他の基地局（第２基地局）から、その通信チャネルを確立した旨の通知をチャネルＰＲｃｈを介して受け取ると、信号処理部２０５および送信部２０４を制御して、制御チャネルを介してその通知をその端末局１へ送信する。
その端末局１は、その通知を受信した後、確立された他の基地局（第２基地局）の通信チャネルを介してデータ通信を行う。
また、制御部２０７は、ネットワーク通信部２０６を制御して、端末局１による他の基地局（第２基地局）の通信チャネルの使用に対する課金に関する情報を、通信回線Ｌ１に接続され端末局１を管理するサービス制御局４へ送信させる。
以上のように、上記実施の形態４によれば、受信部２０３および送信部２０４が、端末局１との間で制御チャネルを介して制御情報に関する無線通信を行う通信部として機能し、送信部２０４が、端末局１との間で通信チャネルを介してデータに関する無線通信を行う他の基地局（第２基地局）に制御情報を送信する。これにより、この基地局を実施の形態１に係る無線通信システムの第１基地局２ｋ，２ｋ＋１，２ｋ＋２に使用することで、実施の形態１で示した効果が得られる。
また、上記実施の形態４によれば、制御部２０７が、書き換え可能なメモリ２０８に記憶された制御プログラム２１１によって動作する。これにより、既存の基地局の制御プログラムを変更するだけでこの基地局を実現することができ、さらに、既存通信システムの設備を活用しつつ安価で通信容量を拡大することができる。
実施の形態５．
第９図は、本発明の実施の形態５に係る基地局の構成を示すブロック図である。この基地局は、実施の形態１に係る無線通信システムにおいて第２基地局３ｋ，３ｋ＋１，３ｋ＋２として使用されるものである。
第９図において、アンテナ２２１は、電波を感受または放出する装置であり、アンテナ共用部２２２は、アンテナ２２１を受信用アンテナおよび送信用アンテナとして使用するための回路である。
また、受信部２２３は、感受されたＲＦ信号から、端末局１の無線機１２から伝送されてきた信号を抽出する回路である。
また、送信部２２４は、端末局１の無線機１２へ伝送するデータをＲＦ信号に変換し、出力する回路である。
また、信号処理部２２５は、各種処理を行い、受信部２２３により受信された信号をデータ通信におけるデータに変換したり、送信部２２４により送信される信号へ、データ通信におけるデータを変換したりする回路である。
また、ネットワーク通信部２２６は、通信回線Ｌ２に接続され、通信回線Ｌ２を介してデータ通信を行う回路である。
また、制御部２２７は、この基地局に接続される他の基地局（例えば第１図の第１基地局２ｋ）からの制御情報に応じて各部を制御する例えばＣＰＵを含む回路である。
次に、上記装置の動作について説明する。
この実施の形態５に係る基地局は、従来の端末局１Ｃとは無線通信を行わず、端末局１との間で無線通信を行う。
端末局１がデータ通信を行う場合、端末局１から、この基地局に接続される他の基地局（例えば第１図の第１基地局２ｋ）の制御チャネルを介して、この基地局の通信チャネルを確立させる要求が送信される。そして、その要求は、他の基地局（第１基地局）から制御部２２７へチャネルＰＲｃｈを介して供給される。
制御部２２７は、その要求を受け取ると、信号処理部２２５を制御して、その端末局１のための通信チャネルを確立させる。そして、制御部２２７は、その通信チャネルを確立すると、通信チャネルを確立した旨の通知を他の基地局（第１基地局）へチャネルＰＲｃｈを介して供給する。
その端末局１は、他の基地局（第１基地局）の制御チャネルを介してその通信を受け取った後、その通信チャネルを介してデータ通信を行う。
データ通信において受信部２２３および送信部２２４により送受されるデータは、ネットワーク通信部２２６により通信回線Ｌ２との間で送受される。
以上のように、上記実施の形態５によれば、受信部２２３が、端末局１との間で制御チャネルを介して制御情報に関する無線通信を行う他の基地局（第１基地局）からの制御情報を受信し、受信部２２３および送信部２２４が、他の基地局（第１基地局）からの制御情報に基づいて通信チャネルを確立し、その端末局１との間で通信チャネルを介してデータに関する無線通信を行う通信部として機能する。これにより、この基地局を実施の形態１に係る無線通信システムの第２基地局３ｋ，３ｋ＋１，３ｋ＋２に使用することで、実施の形態１で示した効果が得られる。また、第１基地局２ｋ，２ｋ＋１，２ｋ＋２の無線通信のタイミングを利用することで、端末局１との無線通信の同期のための回路の規模を小さくすることができる。
実施の形態６．
本発明の実施の形態６に係る無線通信システムは、データ通信時において、第２基地局３ｋ，３ｋ＋１，３ｋ＋２の通信チャネルを端末局１への下り回線専用とし、第１基地局２ｋ，２ｋ＋１，２ｋ＋２の通信チャネルを端末局１からの上り回線専用としたものである。
第１０図は、実施の形態６における端末局１の、第２基地局２ｋ，２ｋ＋１，２ｋ＋２との間で通信する無線機１２の構成を示すブロック図である。第１０図に示すように、実施の形態６における端末局１の無線機１２は、実施の形態１における端末局１の無線機１２のアンテナ共用部７２、送信部７４および送信信号処理回路１１２を削除したものである。なお、実施の形態６における端末局１のその他の構成要素については実施の形態１のものと同様であるので、その説明を省略する。
第１１図は、実施の形態６における第２基地局３ｋ，３ｋ＋１，３ｋ＋２の構成を示すブロック図である。第１１図において、アンテナ２４１は、電波を放射する送信用アンテナであり、電力増幅部２４２は、ＲＦ信号を電力増幅し、アンテナ２４１へ印加する回路である。
また、送信部２４３は、端末局１の無線機１２へ伝送するデータをＲＦ信号に変換し、出力する回路である。
また、信号処理部２４４は、各種処理を行い、データ通信におけるデータを、送信部２４３により送信される信号へ変換したりする回路である。
また、ネットワーク通信部２４５は、通信回線Ｌ２に接続され、通信回線Ｌ２を介してデータ通信を行う回路である。
また、制御部２４６は、この第２基地局３ｋ，３ｋ＋１，３ｋ＋２に接続される第１基地局２ｋ，２ｋ＋１，２ｋ＋２からの制御情報に応じて各部を制御する例えばＣＰＵを含む回路である。この場合、第１基地局２ｋ，２ｋ＋１，２ｋ＋２の制御部２０７との間で制御情報が例えば有線回線であるチャネルＰＲｃｈを介して直接授受される。なお、無線回線であるチャネルＰＲｃｈを介してその制御情報を授受する場合には、第９図に示すように受信部２２３などが必要になる。
なお、実施の形態６に係る無線通信システムにおけるその他の構成要素については実施の形態１のものと同様であるので、その説明を省略する。
次に、上記システムの動作について説明する。第１２図は、実施の形態６に係る無線通信システムの呼制御の一例を示すシーケンス図である。なお、第１２図では、端末局１がセルＡ（ｋ）に所在する場合について説明している。
第１２図に示すように、端末局１は、各種処理を行っている際にパケット受信要求が発生すると（ステップＳ１）、まず、無線機１１により、制御チャネルを介して、第１基地局２ｋに対して、第１基地局２ｋによる通信チャネルＣＭ２ｃｈの割当要求を送信する（ステップＳ２）。
第１基地局２ｋは、自己の通信チャネルＣＭ２ｃｈについての割当要求を受信すると、通信チャネルＣＭ２ｃｈをその端末局１に割当て、その旨の通知を、制御チャネルを介して端末局１へ送信する（ステップＳ３）。
端末局１は、無線機１１により、その通知を受け取ると、その通信チャネルＣＭ２ｃｈを介して、上り回線のデータ通信を行う。
次に、端末局１は、制御チャネルを介して、第１基地局２ｋに対して、第２基地局３ｋによる通信チャネルＣＭ３ｃｈの割当要求を送信する（ステップＳ４）。
第１基地局２ｋは、第２基地局３ｋの通信チャネルＣＭ３ｃｈについての割当要求を受信すると、通信チャネルの割当要求を示す制御情報を第２基地局３ｋに供給する（ステップＳ５）。
第２基地局３ｋは、通信チャネルの割当要求を示す制御情報を受け取ると、使用されていない通信チャネルＣＭ３ｃｈをその端末局１に割当て、その旨の通知を第１基地局２ｋに供給する（ステップＳ６）。
第１基地局２ｋは、通信チャネルＣＭ３ｃｈを割り当てた旨の通知を第２基地局３ｋから受け取ると、その通知を、制御チャネルを介して端末局１へ送信する（ステップＳ７）。
その通知の送出後、第２基地局３ｋは、通信チャネルＣＭ３ｃｈを介して端末局１とのデータ通信を開始する（ステップＳ８）。このようにして、第２基地局３ｋから端末局１への下り回線のデータ通信が実行される。
なお、第２基地局３ｋから端末局１へのデータ通信は、第１基地局２ｋと端末局１との間の既存のデータ通信に同期して実行される。
例えば、第１基地局２ｋがＰＨＳ基地局である場合、１フレームが５ミリ秒で伝送される。したがって、その場合、第２基地局３ｋも、１フレームを５ミリ秒で送信する。
なお、ＰＨＳの場合、１フレームは、８つのスロットに分割され、４つのスロットが上り回線に使用され、残りの４つのスロットが下り回線に使用される。また、各４つのスロットのうちの１つのスロットが、セル内のすべての端末局１により制御チャネルに使用される。そして、残りのスロットが通信チャネルに使用される。
一方、第２基地局３ｋから端末局１へのデータ通信におけるフレーム構成は、上記のような第１基地局２ｋと端末局１とのデータ通信とは異なるものとすることができる。第１３図は、第１基地局２ｋおよび第２基地局３ｋによる無線通信のフレーム構成の一例を示す図である。例えば第１３図に示すように、第２基地局３ｋの無線通信における１フレームを１６のスロットＳＬ０１〜ＳＬ１６に分割してもよく、１または複数のスロットを１つの通信チャネルに割り当てるようにしてもよい。この際、ＰＨＳ基地局である第１基地局２ｋの無線通信における１フレームにおける８つのスロットのうちの２つのスロットに割り当てられた制御チャネルＣＣＨ（Ｒ），ＣＣＨ（Ｔ）を介して、同期制御情報が、第１基地局２ｋと第２基地局３ｋとの間で送受され、両者の無線通信の同期が確保される。
また、例えば、第２基地局３ｋによる通信チャネルは、通信開始時に、ベースバンドクロックの再生、および第２基地局３ｋと端末局１との間の基準クロック周波数の誤差検出を目的とする同期バーストチャネルＳＢＣＨとされ、その後、ユーザデータの転送に使用されるユーザパケットチャネルＵＰＣＨとされる。
なお、第２基地局３ｋにより通信チャネルに使用される周波数帯域は、例えば全第１基地局２ｋにより使用される全帯域とは別に確保される。第１４図は、１つの第２基地局３ｋにより通信チャネルに使用される周波数帯域と、全第１基地局２ｋ，・・・により使用される全帯域の一例を示す図である。第１４図に示すように、全第１基地局２ｋ，・・・により使用される全帯域に隣接する帯域を通信チャネルとしてすべての第２基地局３ｋ，・・・が共用するようにしてもよい。
ただし、通信方式の種類などにより、同一セルの第１基地局２ｋと第２基地局３ｋが同一の帯域を使用しても互いに影響を受けない場合には、両者が同一の帯域を使用するようにしてもよい。
このようにして、第２基地局３ｋにより通信チャネルＣＭ３ｃｈを介したデータ通信が行われる。
その後、通信チャネルＣＭ３ｃｈによるデータ通信が終了すると、第２基地局３ｋは、通信完了通知を第１基地局２ｋへ供給し（ステップＳ９）、第１基地局２ｋは、その通信完了通知を端末局１へ送信する（ステップＳ１０）。
端末局１は、その通信完了通知を受け取った後、無線機１１による上り回線のデータ通信も完了すると、制御チャネルを介して、第１基地局２ｋに対して、通信チャネルＣＭ２ｃｈの開放要求を送信する（ステップＳ１１）。
第１基地局２ｋは、その開放要求を受信すると、その端末局１のための通信チャネルＣＭ２ｃｈを開放し、その旨の通知を端末局１へ送信する（ステップＳ１２）。
以上のように、上記実施の形態６によれば、第２基地局３ｋ，３ｋ＋１，３ｋ＋２が、通信チャネルを端末局１への下り回線専用として使用し、第１基地局２ｋ，２ｋ＋１，２ｋ＋２が、端末局１からの上り回線専用の通信チャネルを確立し、その通信チャネルを介してデータに関する無線通信を行う。これにより、上り回線と下り回線とが分離され、データを効率良く伝送することができるとともに、この通信チャネルに対して端末局１の無線機１２には送信部７４が、第２基地局３ｋ，３ｋ＋１，３ｋ＋２には受信部２２３が不要となり、これらの装置のコストを低くすることができる。
実施の形態７．
本発明の実施の形態７に係る無線通信システムは、第２基地局３ｋ，３ｋ＋１，３ｋ＋２の通信チャネルを端末局１からの上り回線専用とし、第１基地局２ｋ，２ｋ＋１，２ｋ＋２の通信チャネルを端末局１からの下り回線専用としたものである。
これにより、実施の形態６の場合とは逆に、端末局１から送信されるデータが多い場合には、効率良く通信容量を拡大することができる。
実施の形態８．
第１５図は、他の端末局１の構成例を示すブロック図である。第１５図において、インタフェース回路３０１は、パーソナルコンピュータに接続可能なインタフェース規格でデータの授受を行う回路である。例えば、インタフェース規格としては、ＰＣＭＣＩＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｍｅｍｏｒｙ  Ｃａｒｄ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）やＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）などがある。ＰＣＭＣＩＡを使用して、当該端末局１をＰＣカードとして構成するようにしてもよい。
なお、第１５図におけるその他の構成要素については実施の形態１のものと同様であるので、その説明を省略する。
次に、上記装置の動作について説明する。
本実施の形態８の場合、この端末局１が接続されるパーソナルコンピュータに対してユーザの操作が行われる。そして、その操作やパーソナルコンピュータによる処理に応じて、制御信号やデータが、パーソナルコンピュータとインターフェース回路３０１との間で送受される。
なお、その他の動作については実施の形態１における端末局１と同様であるので、その説明を省略する。
なお、上記各実施の形態では、第１基地局２ｋ，２ｋ＋１，２ｋ＋２は、従来の端末局１Ｃとの間で通信チャネルによる送受信を行うことができるが、端末局１と制御チャネルによる送受信のみを行うことができるようにしてもよい。
また、上記各実施の形態では、無線通信システムのデータリンク層および物理層について述べているが、ネットワーク層以上の層の機能を第２基地局３ｋ，３ｋ＋１，３ｋ＋２に備えることも勿論可能である。
さらに、第２基地局３ｋ，３ｋ＋１，３ｋ＋２の通信チャネルが、ユーザの選択により、上り回線専用、下り回線専用および双方向回線のいずれかとして使用されるようにしてもよい。その場合、ユーザによる無線通信の利用形態に応じた最適な無線通信サービスをユーザに提供することができる。
さらに、第１基地局２ｋと第２基地局３ｋを一体として、１つの基地局としてもよい。その場合、アンテナ２０１，２２１などの構成要素に共用可能なものがあれば、共用するようにしてもよい。
なお、上記各実施の形態において、端末局１は、家庭やオフィスで使用される固定された端末装置でもよい。すなわち、ＦＷＡにも本発明を適用することができる。
また、第２基地局３ｋ〜３ｋ＋２による制御チャネルを設け、端末局１の制御のうち少なくとも課金、セキュリティ等のネットワークに関する制御のみを第１基地局２ｋ〜２ｋ＋２の制御チャネルによって行い、その他のチャネル割当て、発着呼などの制御を第２基地局３ｋ〜３ｋ＋２の制御チャネルによって行うようにしてもよい。
産業上の利用可能性
本発明によれば、既存の無線通信システムの設備を活用しつつ安価で通信容量を拡大することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の実施の形態１に係る無線通信システムを示すブロック図である。
第２図は、実施の形態１におけるセルの構成の一例を示す図である。
第３図は、第１図の端末局の構成例を示すブロック図である。
第４図は、第１図の端末局のより詳細な構成例を示すブロック図である。
第５図は、実施の形態１における第１および第２基地局と端末局との間のチャネルを示すブロック図である。
第６図は、本発明の実施の形態２に係る無線通信システムの構成を示すブロック図である。
第７図は、実施の形態３における基地局と端末局の関係を示すブロック図である。
第８図は、本発明の実施の形態４に係る基地局の構成を示すブロック図である。
第９図は、本発明の実施の形態５に係る基地局の構成を示すブロック図である
第１０図は、実施の形態６における端末局の、第２基地局との間で通信する無線機の構成を示すブロック図である。
第１１図は、実施の形態６における第２基地局の構成を示すブロック図である。
第１２図は、実施の形態６に係る無線通信システムの呼制御の一例を示すシーケンス図である。
第１３図は、第１基地局および第２基地局による無線通信のフレーム構成の一例を示す図である。
第１４図は、第２基地局により通信チャネルに使用される周波数帯域と、全第１基地局により使用される全帯域の一例を示す図である。
第１５図は、他の端末局の構成例を示すブロック図である。
【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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【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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2003019970.tif 000019
2003019970.tif 000020
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