(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動可能な通信端末と、基地局と、前記通信端末と前記基地局との間の通信の中継を行う移動可能な中継端末を複数備えた無線通信システムであって、
前記通信端末は、
無線信号を送受信する無線通信部と、
前記中継端末に通信の中継を要求する際に送信する第１の接続要求メッセージを作成するとともに、前記基地局との間での接続処理シーケンスを実行する制御部とを備え、
前記中継端末のそれぞれは、
無線信号を送受信する無線通信部と、
少なくとも前記第１の接続要求メッセージを受信した場合に、受信時の通信品質を取得して第１の通信品質の情報とし、自機の識別情報とともに前記第１の接続要求メッセージに付加した第２の接続要求メッセージを作成する制御部とを備え、
前記基地局は、
無線信号を送受信する無線通信部と、
前記中継端末のそれぞれから前記第２の接続要求メッセージを受信した場合に、それぞれについて受信時の通信品質を取得して第２の通信品質の情報とし、該第２の通信品質の情報と前記第２の接続要求メッセージに付加された前記第１の通信品質の情報とに基づいて、複数の前記中継端末から中継に使用するものを選択し、選択した中継端末の識別情報を含む応答メッセージを作成するとともに、前記通信端末との間での接続処理シーケンスを実行する制御部と、を備え、
前記基地局の前記制御部は、
前記第１の通信品質の情報および前記第２の通信品質の情報を、複数の前記中継端末を介する複数の経路のすべてに対応付け、前記複数の経路のうち最も値が小さな通信品質を示す区間と、当該区間に対応する他の区間のすべてについて通信品質を比較し、通信品質が最も大きな値を示す前記他の区間を有する経路を構成する前記中継端末を中継に使用するものとして選択する、無線通信システム。
【請求項２】
前記中継端末は、
自機が選択されて前記通信端末と前記基地局との間の通信を中継している場合に、自機よりも上位の装置との間での通信品質が所定のしきい値未満となった場合に、前記通信端末に対して中継端末の切り替え指示を送信する、請求項１記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記通信端末は、
前記中継端末から、前記中継端末の切り替え指示を受信した場合、前記第１の接続要求メッセージを作成して前記中継端末に送信し、
前記中継端末のうち、前記通信端末と前記基地局との間の通信を中継しているものにおいては、前記第１の接続要求メッセージを破棄する、請求項２記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記通信端末は、
前記中継端末から、前記中継端末の切り替え指示を受信した場合、前記第１の接続要求メッセージを作成して前記中継端末に送信し、
前記中継端末のうち、前記通信端末と前記基地局との間の通信を中継しているものにおいても、前記第１の接続要求メッセージを受け入れ、受信時の通信品質を取得して前記第１の通信品質の情報とする、請求項２記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記中継端末は、
自機よりも下位の中継端末から前記第２の接続要求メッセージを受信した場合、受信時の通信品質を取得して第１の通信品質の情報とし、自機の識別情報とともに前記第１の接続要求メッセージに付加した前記第２の接続要求メッセージを作成して上位の装置に送信する、請求項１記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記中継端末は、前記通信端末と同じ構成の別の通信端末であって、
前記別の通信端末は、
前記第１の接続要求メッセージに、中継要求が含まれている場合に、前記中継端末として動作する、請求項１記載の無線通信システム。
【請求項７】
移動可能な通信端末と、基地局と、前記通信端末と前記基地局との間の通信の中継を行う移動可能な中継端末を複数備えた無線通信システムにおける通信制御方法であって、
(ａ)前記通信端末から、前記中継端末に通信の中継を要求する際に第１の接続要求メッセージを送信するステップと、
(ｂ)前記中継端末のそれぞれが、少なくとも前記第１の接続要求メッセージを受信した場合に、受信時の通信品質を取得して第１の通信品質の情報とし、自機の識別情報とともに前記第１の接続要求メッセージに付加した第２の接続要求メッセージを送信するステップと、
(ｃ)前記基地局が、前記中継端末のそれぞれから前記第２の接続要求メッセージを受信した場合に、それぞれについて受信時の通信品質を取得して第２の通信品質の情報とし、該第２の通信品質の情報と前記第２の接続要求メッセージに付加された前記第１の通信品質の情報とに基づいて、複数の前記中継端末から中継に使用するものを選択し、選択した中継端末の識別情報を含む応答メッセージを送信するステップと、
(ｄ)前記中継端末のそれぞれが、前記基地局から前記応答メッセージを受信した場合に、自機の識別情報が含まれていない場合は前記応答メッセージを破棄し、自機の識別情報が含まれている場合には、前記通信端末に前記応答メッセージを送信するステップと、を備え、
前記ステップ(ｃ)は、
前記第１の通信品質の情報および前記第２の通信品質の情報を、複数の前記中継端末を介する複数の経路のすべてに対応付け、前記複数の経路のうち最も値が小さな通信品質を示す区間と、当該区間に対応する他の区間のすべてについて通信品質を比較し、通信品質が最も大きな値を示す前記他の区間を有する経路を構成する前記中継端末を中継に使用するものとして選択するステップを含む、通信制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システムおよび通信制御方法に関し、特に、中継装置として通信端末を使用する無線通信システムおよび通信制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機のように、移動しながら基地局と通信を行う通信端末では、通信端末が通信中の基地局から離れたり、建物の中などで電波が届かない場所では、通信端末と基地局との通信品質が低下する。
【０００３】
このような不具合を解消するため、電波を中継する中継装置を利用することが考えられるが、一般的に中継装置は固定的に設置され、また中継の専用装置として構成されるので、中継装置を設置するにはコストがかかる。
【０００４】
これに対し、特許文献１には、一般ユーザが使用する携帯電話において、他の携帯電話と基地局との間の通信を中継するリピータ機能を付加した構成により、基地局の設置が充分でないエリアにおける通信環境を改善する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１３５１５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
通信端末を中継装置として利用する場合、中継装置が近くに複数存在する可能性があるが、特許文献１ではこのような場合に何れの中継装置を選択するかについては開示がない。また、通信端末を中継装置として利用するのであるから、中継装置も移動する可能性があり、中継装置が移動した場合には、基地局と中継装置間の通信品質も変化することとなる。通常、通信端末は受信の電波状態を監視し、電波が弱くなれば別の電波状態の良い基地局または中継装置を探して接続を切り替えるハンドオーバー制御を行う。しかし、通信端末を中継装置として利用する場合、中継装置と通信端末間の電波状態は良好でも、基地局と中継装置間の電波状態が低下する可能性があるが、そのような場合、従来の技術では対応することができず、急速に通信品質が劣化したり、あるいは突然に接続が切れることとなる。
【０００７】
本発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、中継装置として通信端末を使用する無線通信システムにおいて、複数の通信経路から通信品質の最も良好な通信経路を選択できるとともに、中継装置を介して基地局との通信を行っている場合に、急速な通信品質の劣化や、突然に接続が切れることを防止した無線通信システムおよび通信制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明に係る無線通信システムは、移動可能な通信端末と、基地局と、前記通信端末と前記基地局との間の通信の中継を行う移動可能な中継端末を複数備えた無線通信システムであって、前記通信端末は、無線信号を送受信する無線通信部と、前記中継端末に通信の中継を要求する際に送信する第１の接続要求メッセージを作成するとともに、前記基地局との間での接続処理シーケンスを実行する制御部とを備え、前記中継端末のそれぞれは、無線信号を送受信する無線通信部と、少なくとも前記第１の接続要求メッセージを受信した場合に、受信時の通信品質を取得して第１の通信品質の情報とし、自機の識別情報とともに前記第１の接続要求メッセージに付加した第２の接続要求メッセージを作成する制御部とを備え、前記基地局は、無線信号を送受信する無線通信部と、前記中継端末のそれぞれから前記第２の接続要求メッセージを受信した場合に、それぞれについて受信時の通信品質を取得して第２の通信品質の情報とし、該第２の通信品質の情報と前記第２の接続要求メッセージに付加された前記第１の通信品質の情報とに基づいて、複数の前記中継端末から中継に使用するものを選択し、選択した中継端末の識別情報を含む応答メッセージを作成するとともに、前記通信端末との間での接続処理シーケンスを実行する制御部と、を備え、前記基地局の前記制御部は、前記第１の通信品質の情報および前記第２の通信品質の情報を、複数の前記中継端末を介する複数の経路のすべてに対応付け、前記複数の経路のうち最も値が小さな通信品質を示す区間と、当該区間に対応する他の区間のすべてについて通信品質を比較し、通信品質が最も大きな値を示す前記他の区間を有する経路を構成する前記中継端末を中継に使用するものとして選択する。
【０００９】
本発明に係る無線通信システムの一態様は、前記中継端末が、自機が選択されて前記通信端末と前記基地局との間の通信を中継している場合に、自機よりも上位の装置との間での通信品質が所定のしきい値未満となった場合に、前記通信端末に対して中継端末の切り替え指示を送信する。
【００１０】
本発明に係る無線通信システムの一態様は、前記通信端末が、前記中継端末から、前記中継端末の切り替え指示を受信した場合、前記第１の接続要求メッセージを作成して前記中継端末に送信し、前記中継端末のうち、前記通信端末と前記基地局との間の通信を中継しているものにおいては、前記第１の接続要求メッセージを破棄する。
【００１１】
本発明に係る無線通信システムの一態様は、前記通信端末が、前記中継端末から、前記中継端末の切り替え指示を受信した場合、前記第１の接続要求メッセージを作成して前記中継端末に送信し、前記中継端末のうち、前記通信端末と前記基地局との間の通信を中継しているものにおいても、前記第１の接続要求メッセージを受け入れ、受信時の通信品質を取得して前記第１の通信品質の情報とする。
【００１２】
本発明に係る無線通信システムの一態様は、前記中継端末が、自機よりも下位の中継端末から前記第２の接続要求メッセージを受信した場合、受信時の通信品質を取得して第１の通信品質の情報とし、自機の識別情報とともに前記第１の接続要求メッセージに付加した前記第２の接続要求メッセージを作成して上位の装置に送信する。
【００１３】
本発明に係る無線通信システムの一態様は、前記中継端末が、前記通信端末と同じ構成の別の通信端末であって、前記別の通信端末は、前記第１の接続要求メッセージに、中継要求が含まれている場合に、前記中継端末として動作する。
【００１４】
本発明に係る通信制御方法は、移動可能な通信端末と、基地局と、前記通信端末と前記基地局との間の通信の中継を行う移動可能な中継端末を複数備えた無線通信システムにおける通信制御方法であって、(ａ)前記通信端末から、前記中継端末に通信の中継を要求する際に第１の接続要求メッセージを送信するステップと、(ｂ)前記中継端末のそれぞれが、少なくとも前記第１の接続要求メッセージを受信した場合に、受信時の通信品質を取得して第１の通信品質の情報とし、自機の識別情報とともに前記第１の接続要求メッセージに付加した第２の接続要求メッセージを送信するステップと、(ｃ)前記基地局が、前記中継端末のそれぞれから前記第２の接続要求メッセージを受信した場合に、それぞれについて受信時の通信品質を取得して第２の通信品質の情報とし、該第２の通信品質の情報と前記第２の接続要求メッセージに付加された前記第１の通信品質の情報とに基づいて、複数の前記中継端末から中継に使用するものを選択し、選択した中継端末の識別情報を含む応答メッセージを送信するステップと、(ｄ)前記中継端末のそれぞれが、前記基地局から前記応答メッセージを受信した場合に、自機の識別情報が含まれていない場合は前記応答メッセージを破棄し、自機の識別情報が含まれている場合には、前記通信端末に前記応答メッセージを送信するステップと、を備え、前記ステップ(ｃ)は、前記第１の通信品質の情報および前記第２の通信品質の情報を、複数の前記中継端末を介する複数の経路のすべてに対応付け、前記複数の経路のうち最も値が小さな通信品質を示す区間と、当該区間に対応する他の区間のすべてについて通信品質を比較し、通信品質が最も大きな値を示す前記他の区間を有する経路を構成する前記中継端末を中継に使用するものとして選択するステップを含む。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る無線通信システムによれば、複数の中継端末において通信端末との間の通信品質を取得して第１の通信品質の情報とし、その情報を第２の接続要求メッセージに付加して基地局に与え、基地局では自機と各中継端末との間の通信品質を取得して第２の通信品質の情報とし、該第２の通信品質の情報と第２の接続要求メッセージに付加された第１の通信品質の情報とに基づいて、複数の中継端末から中継に使用するものを選択することで、複数の通信経路から通信品質の最も良好な通信経路を選択することができる。
【００１６】
本発明に係る通信制御方法によれば、複数の中継端末において通信端末との間の通信品質を取得して第１の通信品質の情報とし、その情報を第２の接続要求メッセージに付加して基地局に与え、基地局では自機と各中継端末との間の通信品質を取得して第２の通信品質の情報とし、該第２の通信品質の情報と第２の接続要求メッセージに付加された第１の通信品質の情報とに基づいて、複数の中継端末から中継に使用するものを選択することで、複数の通信経路から通信品質の最も良好な通信経路を選択することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る無線通信システムの中継端末および通信端末の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る無線通信システムの基地局の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明に係る無線通信システムの構成例を模式的に示す図である。
【図４】通信端末の動作を示すフローチャートである。
【図５】中継端末の動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明に係る無線通信システムにおける通信制御方法を説明する図である。
【図７】基地局の動作を示すフローチャートである。
【図８】本発明に係る無線通信システムにおける通信制御方法を説明する図である。
【図９】本発明に係る無線通信システムにおける通信制御方法を説明する図である。
【図１０】本発明に係る無線通信システムにおける通信制御方法を説明する図である。
【図１１】中継端末の動作を示すフローチャートである。
【図１２】本発明に係る無線通信システムにおける通信制御方法を説明する図である。
【図１３】通信端末の動作を示すフローチャートである。
【図１４】本発明に係る無線通信システムにおける通信制御方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
＜実施の形態＞
＜装置構成＞
図１は、本発明に係る無線通信システムの中継端末ＲＳおよび通信端末ＭＳの構成を示すブロック図である。なお、中継端末ＲＳの構成は、後に説明する中継端末ＲＳ１およびＲＳ２の構成に相当する。
【００１９】
図１に示すように、中継端末ＲＳは、送受信アンテナ１が接続された無線受信部２と、無線送信部６と、復調部３と、変調部５と、信号処理部４と、電波強度測定部７とを備えている。信号処理部４および電波強度測定部７は、中継端末ＲＳの全体を制御する制御部１０に含まれている。なお、図１においては、発明に係る構成についてのみ示しており、他の構成は省略している。
【００２０】
中継端末ＲＳにおいて、送受信アンテナ１で受信した受信信号は無線受信部２に入力され、増幅処理やダウンコンバートを行って、ベースバンド信号に変換して出力される。なお、送受信アンテナ１で受信される信号は、ＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）変調方式やＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）変調方式などで変調されている。
【００２１】
ベースバンド信号に変換された信号は、復調部３に与えられて誤り訂正処理等が実行されるとともに、電波強度測定部７に与えられ、電波の受信強度の測定（通信品質の測定）が行われる。
【００２２】
信号処理部４では、復調部３で復調された信号に、後に説明する第１の接続要求メッセージがある場合には、当該メッセージの解析を行うとともに、また、電波強度測定部７で測定した電波の受信強度の情報（通信品質の情報）を第１の接続要求メッセージに付加して第２の接続要求メッセージとして基地局に対して送信すべく、変調部５に与える。
【００２３】
そして変調部５では、ＢＰＳＫ変調方式やＱＰＳＫ変調方式などを用いて信号を再び変調し、無線送信部６を介して送受信アンテナ１から送信する。なお、無線受信部２および無線送信部６は、無線通信部と呼称する場合がある。
【００２４】
また、上記においては通信端末を中継端末ＲＳとして使用する場合について説明したが、通信端末ＭＳとして使用する場合には、復調部３から出力される復調後の信号は、信号処理部４においてそれが音声信号であると解析された場合は、図示しないスピーカ等を介して音声信号に変換される。また、変調部５は、図示されないマイク等の音声入力部から音声信号が入力された場合、それをＢＰＳＫ変調方式やＱＰＳＫ変調方式などを用いて変調し、無線送信部６を介して送受信アンテナ１から送信する。
【００２５】
図２は、本発明に係る無線通信システムの基地局ＢＳの構成を示すブロック図である。図２に示すように、基地局ＢＳは、送受信アンテナ１１が接続された無線受信部１２と、無線送信部１６と、復調部１３と、変調部１５と、信号処理部１４と、電波強度測定部１７と、中継端末選択部１８と、回線制御部１９と、回線側送受信部２０とを備えている。信号処理部１４、電波強度測定部１７、中継端末選択部１８、回線制御部１９および回線側送受信部２０は、基地局ＢＳの全体を制御する制御部２１に含まれている。なお、図２においては、発明に係る構成についてのみ示しており、他の構成は省略している。
【００２６】
基地局ＢＳにおいて、送受信アンテナ１１で受信した受信信号は無線受信部１２に入力され、増幅処理やダウンコンバートを行って、ベースバンド信号に変換して出力される。なお、送受信アンテナ１１で受信される信号は、ＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）変調方式やＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）変調方式などで変調されている。
【００２７】
ベースバンド信号に変換された信号は、復調部１３に与えられて誤り訂正処理等が実行されるとともに、電波強度測定部１７に与えられ、電波の受信強度の測定（通信品質の測定）が行われる。
【００２８】
信号処理部１４では、復調部１３で復調された信号に、第２の接続要求メッセージがある場合には、当該メッセージの解読を行うとともに、電波強度測定部１７で測定した電波の受信強度および第２の接続要求メッセージに付加して送られる当該中継端末ＲＳでの受信強度の情報（通信品質の情報）に基づいて、中継端末選択部１８において選択された中継端末の識別情報を応答メッセージに付加して各中継端末に対して送信すべく、変調部１５に与える。そして変調部１５では、ＢＰＳＫ変調方式やＱＰＳＫ変調方式などを用いて信号を再び変調し、無線送信部１６を介して送受信アンテナ１１から送信する。なお、無線受信部１２および無線送信部１６は、無線通信部と呼称する場合がある。
【００２９】
また、上記においては基地局ＢＳにおいて中継端末ＲＳの選択を行う場合について説明したが、基地局ＢＳが通常の動作を行う場合には、復調部１３から出力される復調後の信号は、それが信号処理部１４においてネットワーク回線を介して他の基地局に与えられるべき信号であると解析された場合は、回線側制御部１９に与えられ、回線側送受信部２０を介して図示されないネットワーク回線に与えられる。また、ネットワーク回線から通信端末に送信すべき信号が与えられた場合は、回線側送受信部２０を介して回線側制御部１９に与えられ、回線側制御部１９から信号処理部１４に与えられ、信号処理部１４において送信すべき通信端末の識別情報を付加し、変調部１５に与える。そして変調部１５では、ＢＰＳＫ変調方式やＱＰＳＫ変調方式などを用いて信号を再び変調し、無線送信部１６を介して送受信アンテナ１１から送信する。
【００３０】
＜装置動作＞
次に、図３〜図１５を用いて本発明に係る無線通信システムの動作について説明する。図３は、本発明に係る無線通信システムの構成の一例を模式的に示す図であり、基地局ＢＳとの接続を要求する通信端末ＭＳに対して、中継端末ＲＳ１およびＲＳ２が存在する場合を示している。なお、上述した通信端末ＭＳや、中継端末ＲＳ１およびＲＳ２は、携帯電話端末や、無線通信機能を備えたＰＤＡ（Personal Digital Assistant）などの携帯電子機に該当する。
【００３１】
通信端末ＭＳは、基地局ＢＳの通信エリアＡの外部にあって、基地局ＢＳとは直接に通信できない状況であるが、中継端末ＲＳ１およびＲＳ２を中継端末として利用できる位置にある。このような状況にあって、通信端末ＭＳが、基地局ＢＳとの通信を開始するため、第１の接続要求メッセージを送信する。第１の接続要求メッセージは、従来から使用されるものであるが、通信端末ＭＳが基地局ＢＳの通信エリアＡの外部にある場合には、これに中継情報を付加して送信する。
【００３２】
ここでの中継情報は、中継端末に対して基地局への中継を要求するメッセージを含んでおり、例えば、複数のビットで構成される第１の接続要求メッセージの何れかのビットを中継要求フラグとして利用し、そこが“１”であれば中継要求があるものとし、“０”であれば中継要求がないものとすることで、中継要求の有無を付加することができる。
【００３３】
以上説明した通信端末ＭＳの動作を、図４に示すフローチャートを用いてさらに説明する。図４に示すように、通信端末ＭＳが基地局ＢＳとの接続シーケンス処理を開始すると、通信端末ＭＳでは、現在位置が基地局ＢＳの通信エリア外であるか否かを判断する（ステップＳ１）。この判断は、例えば、基地局ＢＳから定期的に送信されるパイロット信号の受信強度を測定し、当該パイロット信号の受信強度が所定値以下となっている場合には、自機が基地局ＢＳの通信エリア外に位置していると判断する。なお、この判断や接続シーケンス処理は、通信端末ＭＳの制御部１０（図１）において実行される。
【００３４】
ステップＳ１において、基地局ＢＳの通信エリア内であると判断された場合は、通信端末ＭＳは第１の接続要求メッセージを送信する（ステップＳ４）。この第１の接続要求メッセージは従来から使用されているものであり、中継情報は含んでいない。第１の接続要求メッセージを送信した後は、基地局ＢＳとの接続シーケンス処理を続行し（ステップＳ３）、接続シーケンス処理を完了することで基地局ＢＳとの接続を確立する。
【００３５】
一方、ステップＳ１において、基地局ＢＳの通信エリア外であると判断された場合は、通信端末ＭＳは中継情報を含んだ第１の接続要求メッセージを送信する（ステップＳ２）。第１の接続要求メッセージを送信した後は、中継端末を介しての基地局ＢＳとの接続シーケンス処理を続行し（ステップＳ３）、接続シーケンス処理を完了することで基地局ＢＳとの接続を確立する。
【００３６】
ここで、図３の説明に戻ると、第１の接続要求メッセージは、基地局ＢＳには届かないが、基地局ＢＳの通信エリアＡ内にある中継端末ＲＳ１およびＲＳ２には届き、それを受けた中継端末ＲＳ１およびＲＳ２のそれぞれは、中継情報が付加されている場合には、接続要求メッセージ受信時の受信電波強度を測定する。そして、中継端末ＲＳ１およびＲＳ２のそれぞれは、自機の識別情報と測定した受信強度の値を第１の接続要求メッセージの中継情報に付加し基地局ＢＳに向けて送信する。
【００３７】
以上説明した中継端末ＲＳ１およびＲＳ２の動作を、図５に示すフローチャートを用いてさらに説明する。図５に示すように、中継端末ＲＳ１およびＲＳ２は、通常は通信端末として機能しており、中継端末としての機能は待機状態にある。
【００３８】
待機状態にある中継端末ＲＳ１およびＲＳ２の無線受信部２（図１）が、通信端末ＭＳから第１の接続要求メッセージを受信すると（ステップＳ１１）、復調部３（図１）で復調された後、信号処理部４において解析され、第１の接続要求メッセージに中継情報（中継要求）が含まれているか否かが判断される（ステップＳ１２）。そして、第１の接続要求メッセージに中継情報（中継要求）が含まれていない場合には、中継端末として動作する必要がないので第１の接続要求メッセージを破棄し（ステップＳ１７）、待機状態に戻る。
【００３９】
一方、第１の接続要求メッセージに中継情報（中継要求）が含まれている場合には、接続要求メッセージ受信時に、電波強度測定部７（図１）において測定した受信電力（ＲＳＳＩ：Receive Signal Strength Indication）などの値を受信電波強度とし、その値を信号処理部４（図１）において第１の接続要求メッセージに中継情報として付加し、第２の接続要求メッセージとして無線送信部６（図１）を介して基地局ＢＳに向けて送信する（ステップＳ１３）。従って、ここでの中継情報には、通信端末ＭＳと自機との間での受信電波強度の情報を含んでいる。また、送信元である自機の識別情報も含んでいる。
【００４０】
第２の接続要求メッセージを送信した中継端末ＲＳ１およびＲＳ２は、基地局ＢＳからの接続応答メッセージの受信を待つ（ステップＳ１４）。
【００４１】
ここで、図３の説明に戻り、中継端末ＲＳ１およびＲＳ２から第２の接続要求メッセージを受信した基地局ＢＳは、接続要求メッセージ受信時の各中継端末との間での受信電波強度を測定する。そして、中継情報として付加された各中継端末での受信電波強度と、基地局ＢＳで測定された各中継端末との間での受信電波強度とに基づいて、使用する中継端末の選択を行う。
【００４２】
ここでの選択方法は、例えば通信端末−中継端末間と、中継端末−基地局間の受信電波強度のうち、最も値が小さな受信電波強度を示す区間についてすべての経路で受信電波強度を比較し、最も大きな値を示す区間を有する経路を選択する。
【００４３】
例えば、図３において、中継端末ＲＳ１と基地局ＢＳとの間での受信電波強度が最も小さい場合には、中継端末ＲＳ２を介する経路を使用し、例え、中継端末ＲＳ１と通信端末ＭＳとの間での電波強度が最も大きい場合であっても、中継端末ＲＳ１を介する経路は使用しない、すなわち中継端末ＲＳ１は選択しない。
【００４４】
使用する中継端末を選択した基地局ＢＳは、図６に示すように接続応答メッセージを送信する。接続応答メッセージは、従来から使用されるものであるが、この場合には、これに選択された中継端末の識別情報を付加して送信する。
【００４５】
以上説明した基地局ＢＳの動作を、図７に示すフローチャートを用いてさらに説明する。図７に示すように、基地局ＢＳの無線受信部１２（図２）が、中継端末ＲＳ１およびＲＳ２あるいは通信端末ＭＳから第１あるいは第２の接続要求メッセージを受信すると（ステップＳ２１）、復調部１３（図２）で復調された後、信号処理部１４（図２）において解析され、当該接続要求メッセージに中継情報（受信電波強度の情報や中継端末の識別情報）が含まれているか否かが判断される（ステップＳ２２）。そして、当該接続要求メッセージに中継情報（受信電波強度の情報や中継端末の識別情報）が含まれていない場合は、通信端末ＭＳからの直接の第１の接続要求メッセージであると判断し、接続シーケンス処理を続行する（ステップＳ２４）。
【００４６】
一方、中継情報（受信電波強度の情報や中継端末の識別情報）が含まれている場合には、第２の接続要求メッセージを受信したものとして中継端末選択部１８に与える。
【００４７】
中継端末選択部１８では、接続要求メッセージ受信時に、電波強度測定部１７（図２）において測定した、中継端末ＲＳ１およびＲＳ２との間でのそれぞれの受信電力（ＲＳＳＩ）などの値を自機での受信電波強度とし、中継端末ＲＳ１およびＲＳ２での通信端末ＭＳとの間の受信電波強度の情報と合わせて中継端末の選択に用いる（ステップＳ２３）。選択の方法の一例は、先に説明した通りである。
【００４８】
中継端末選択部１８での選択結果は信号処理部１４（図２）に与えられ、信号処理部１４において、選択された中継端末（図６の例では中継端末ＲＳ２）の識別情報を接続応答メッセージに付加して、無線送信部１６（図２）を介して送信し、接続シーケンス処理を続行する（ステップＳ２４）。一連の接続シーケンス処理が終わると、通信端末ＭＳと基地局ＢＳとの間で接続が完了する（ステップＳ２５）。
【００４９】
ここで、図６の説明に戻り、接続応答メッセージを受信した中継端末ＲＳ１およびＲＳ２のそれぞれは、接続応答メッセージの識別情報に基づいて、自機が中継端末として選択されているか否かを確認する。この場合は、中継端末ＲＳ２が選択されているので、中継端末ＲＳ２が接続応答メッセージを通信端末ＭＳに中継する。
【００５０】
以上説明した中継端末ＲＳ１およびＲＳ２の動作を、図５に示すフローチャートを用いてさらに説明する。図５のステップＳ１４に示すように、第２の接続要求メッセージを送信した中継端末ＲＳ１およびＲＳ２は、基地局ＢＳからの接続応答メッセージの受信を待っており、接続応答メッセージを受信すると、その中に自機の識別情報が含まれているか否かを確認する（ステップＳ１５）。そして、自機の識別情報が含まれていない場合には、自機が選択されなかったものと判断して接続応答メッセージを破棄（ステップＳ１８）し、待機状態に戻る。この場合、以降のメッセージを受信してもすべて破棄する。
【００５１】
一方、接続応答メッセージに自機の識別情報が含まれている場合には、接続応答メッセージを通信端末ＭＳに中継し、接続シーケンス処理を続行する（ステップＳ１６）。
【００５２】
以後、接続シーケンスは中継端末ＲＳ２が中継し、通信端末ＭＳと基地局ＢＳとの間で接続が完了すると、通信が開始する。
【００５３】
この時点では、図８に示すように、通信端末ＭＳ−中継端末ＲＳ２間、中継端末ＲＳ２−基地局ＢＳ間ともに通信品質は良好である。
【００５４】
ここで、図９に示すように、中継端末ＲＳ２が移動し、基地局ＢＳの通信エリアＡの外縁部に近づくなどすると、中継端末ＲＳ２−基地局ＢＳ間の通信品質が低下するが、通信端末ＭＳ−中継端末ＲＳ２間の通信品質は良好なままである。この場合、中継端末ＲＳ２では、基地局ＢＳとの間での電波強度が低くなったことを検出すると、図１０に示すように中継端末の切り替えを指示する中継切替指示メッセージを通信端末ＭＳに送信する。
【００５５】
以上説明した中継端末ＲＳ２の動作を、図１１に示すフローチャートを用いてさらに説明する。通信端末ＭＳと基地局ＢＳとの間の通信を中継している中継端末ＲＳ２は、電波強度測定部７（図１）において受信電力（ＲＳＳＩ）などを定期的に測定することで受信電波強度をモニタしているが、当該受信電波強度が所定のしきい値未満となった場合は（ステップＳ３１）、その情報を受けた信号処理部４（図１）において中継切替指示メッセージを作成し、通信端末ＭＳに送信する（ステップＳ３２）。
【００５６】
中継切替指示メッセージを受信した通信端末ＭＳは、図１２に示すように再び中継情報を含んだ第１の接続要求メッセージを送信する。
【００５７】
この通信端末ＭＳの動作を、図１３に示すフローチャートを用いてさらに説明する。図１３において、通信端末ＭＳは、現在、中継端末ＲＳ２を介して基地局ＢＳとの間で通信中である。この状態で、中継端末ＲＳ２から中継切替指示メッセージを受信すると（ステップＳ４１）、通信端末ＭＳは、現在位置が基地局ＢＳの通信エリア外であるか否かを判断する（ステップＳ４２）。
【００５８】
ステップＳ４２において、基地局ＢＳの通信エリア内であると判断された場合は、通信端末ＭＳは第１の接続要求メッセージを送信する（ステップＳ４６）。この第１の接続要求メッセージは従来から使用されているものであり、中継情報は含んでいない。第１の接続要求メッセージを送信した後は、基地局ＢＳとの接続シーケンス処理を続行し（ステップＳ４４）、現在、中継端末ＲＳ２を介して基地局ＢＳとの間で行っている通信の接続を切断する処理を実行する（ステップＳ４５）。その後、基地局ＢＳとの間で直接に通信を行う。
【００５９】
一方、ステップＳ４２において、基地局ＢＳの通信エリア外であると判断された場合は、通信端末ＭＳは中継情報を含んだ第１の接続要求メッセージを送信する（ステップＳ４３）。
【００６０】
ここで、図１２の説明に戻ると、第１の接続要求メッセージは、中継端末ＲＳ１およびＲＳ２に届くが、中継端末ＲＳ２は、すでに通信中なので、第１の接続要求メッセージを受けてもそれを破棄する。これにより、中継切替指示メッセージを送信した中継端末ＲＳ２が再び中継端末として選択されることがなくなり、通信経路の選択に費やす時間を軽減できる。
【００６１】
一方、第１の接続要求メッセージを受けた中継端末ＲＳ１は、中継情報が付加されている場合には、第１の接続要求メッセージ受信時の受信電波強度を測定し、自機の識別情報と測定した受信強度の値を第１の接続要求メッセージの中継情報に付加し、第２の接続要求メッセージとして基地局ＢＳに向けて送信する。
【００６２】
この場合の中継端末ＲＳ１動作は、図５を用いて説明した、ステップＳ１１〜ステップＳ１３の動作と同じである。
【００６３】
第２の接続要求メッセージを送信した中継端末ＲＳ１は、基地局ＢＳからの接続応答メッセージの受信を待つ（ステップＳ１４）。
【００６４】
ここで、図１２の説明に戻り、中継端末ＲＳ１から第２の接続要求メッセージを受信した基地局ＢＳは、接続要求メッセージ受信時の中継端末ＲＳ１との間での受信電波強度を測定する。そして、中継情報として付加された中継端末ＲＳ１での受信電波強度と、基地局ＢＳで測定された中継端末ＲＳ１との間での受信電波強度とに基づいて、使用する中継端末の選択を行う。この動作は、図７を用いて説明したステップＳ２１〜Ｓ２４の動作と同じである。
【００６５】
ここでの選択方法は、先に説明したように、通信端末−中継端末間と、中継端末−基地局間の電波強度をすべての経路で比較し、最も値が小さな経路を構成する中継端末を除外するように選択を行う。ただし、図１４に示す例では、中継端末ＲＳ１を介した経路しか対象となる経路は存在しないので、通信端末ＭＳ−中継端末間ＲＳ１と、中継端末ＲＳ１−基地局ＢＳ間での電波強度が、何れも所定値よりも大きい値であれば当該経路を使用する、すなわち中継端末間ＲＳ１を選択するものとする。
【００６６】
使用する中継端末を選択した基地局ＢＳは、選択された中継端末の識別情報を付加した接続応答メッセージを送信し、接続応答メッセージを受信した中継端末ＲＳ１およびＲＳ２のそれぞれは、接続応答メッセージの識別情報に基づいて、自機が中継端末として選択されているか否かを確認する。この場合は、中継端末ＲＳ１が選択されているので、中継端末ＲＳ１が接続応答メッセージを通信端末ＭＳに中継し、接続シーケンス処理を続行する。以後、接続シーケンスは中継端末ＲＳ１が中継し、通信端末ＭＳと基地局ＢＳとの間で接続が完了すると、通信が開始する。
【００６７】
この場合の中継端末ＲＳ２動作は、図５を用いて説明した、ステップＳ１４〜ステップＳ１６，ステップＳ１８の動作と同じである。
【００６８】
このような方法で選択された中継端末ＲＳ１を介して通信を行うことで、図１４に示されるように、通信端末ＭＳ−中継端末ＲＳ１間、中継端末ＲＳ１−基地局ＢＳ間ともに良好な通信品質を得ることができる。
【００６９】
以上説明したように、中継装置として通信端末を使用する無線通信システムにおいて、中継可能な中継端末が複数ある場合、各中継端末において通信端末との間の受信電波強度を測定し、その情報を第２の接続要求メッセージに付加して基地局に与え、基地局では自機と各中継端末との間の受信電波強度を測定し、測定した受信電波強度と第２の接続要求メッセージに付加された各中継端末における通信端末との間の受信電波強度とに基づいて、中継に使用する中継端末を決定する。このため、複数の経路から通信品質の最も良好な通信経路を選択することができる。
【００７０】
また、中継中の中継端末において基地局との間の受信電波強度をモニタし、受信電波強度が低下した場合は中継端末を切り替えるように通信端末に指示を出すので、急速な通信品質の劣化や、突然に接続が切れることを防止できる。
【００７１】
＜変形例＞
以上の説明において、中継端末ＲＳ２から中継切替指示メッセージを受信した後、通信端末ＭＳが送信する接続要求メッセージを中継端末ＲＳ２が受けた場合、中継端末ＲＳ２はすでに通信中なので、接続要求メッセージを受けても接続要求メッセージを破棄するとして説明したが、通信中であっても、再度、第１の接続要求メッセージ受信時の受信電波強度を測定し、自機の識別情報と測定した受信強度の値を第２の接続要求メッセージの中継情報に付加し基地局ＢＳに向けて送信するようにしても良い。
【００７２】
すなわち、中継端末ＲＳ２は、基地局ＢＳとの間での受信信号強度が低下したために中継切替指示メッセージを送信したが、中継端末ＲＳ２がさらに移動することで基地局ＢＳとの間での受信信号強度が回復する可能性もある。この場合には、中継端末ＲＳ２も再び、中継端末として使用可能となるので、上述した動作をさせることで、通信経路の候補を増やすことができる。
【００７３】
また、以上の説明において、中継端末ＲＳ２から中継切替指示メッセージを受信した後、通信端末ＭＳが接続要求メッセージを送信することで、該通信端末ＭＳの接続する中継端末ＲＳの切り替えを行うと説明した。しかしながら、通信端末ＭＳにおいて、例えば、利用するユーザが現在の通信速度が良好でないと判断して図示しない操作部を操作して通信端末ＭＳに接続する中継端末ＲＳの切り替えを行うよう指示したり、通信品質やスループットが予め定めている基準を満たさないようになると、該通信端末ＭＳの制御部が該指示や該基準を満たさないことを検出して接続要求メッセージを送信するよう制御し、通信端末ＭＳの接続する中継端末ＲＳの切り替えを行うように構成すれば良い。
【００７４】
さらに、以上の説明においては、中継端末は２台の場合を例示したが、さらに多くの場合であっても本発明は適用可能であることは言うまでもなく、また、複数の中継端末を直列に介して通信する場合にも本発明は適用可能である。
【００７５】
この場合、中継端末から送信される第２の接続要求メッセージを受信した中継端末においても、図５に示すフローと同様の処理を行い、第２の接続要求メッセージに自機での受信信号強度の情報と識別情報とを付加して送信するように構成すれば良い。
【００７６】
基地局では、１台の中継端末を介して得られた第２の接続要求メッセージや、複数の中継端末を介して得られた第２の接続要求メッセージを集積し、それらのもたらす情報に基づいて通信品質の最も良好な通信経路を選択することが可能となる。また、基地局では、選択した通信経路に含まれる各中継端末の識別情報を接続応答メッセージに含めて送信することで、該経路に含まれる中継端末にデータを中継するよう指示することも可能となる。このような構成を採ることで、１台の中継端末では中継できないような場所に通信端末がある場合でも、リレー式に中継することで基地局との通信を可能にできる。
【００７７】
また、以上の説明においては、通信端末を中継端末として使用し、中継端末は通信端末と同じ構成を有するものとして説明した。このように、通信端末を汎用的に利用することで、専用の中継装置を設けずとも、基地局の設置が充分でないエリアにおける通信環境を改善できる。しかし、本発明は専用の中継装置を複数設けて基地局の通信エリアを拡大するシステムに対しても有効である。
【符号の説明】
【００７８】
ＭＳ  通信端末
ＲＳ１，ＲＳ２  中継端末
ＢＳ  基地局
【図１】
0005702246.tif 000002
【図２】
0005702246.tif 000003
【図３】
0005702246.tif 000004
【図４】
0005702246.tif 000005
【図５】
0005702246.tif 000006
【図６】
0005702246.tif 000007
【図７】
0005702246.tif 000008
【図８】
0005702246.tif 000009
【図９】
0005702246.tif 000010
【図１０】
0005702246.tif 000011
【図１１】
0005702246.tif 000012
【図１２】
0005702246.tif 000013
【図１３】
0005702246.tif 000014
【図１４】
0005702246.tif 000015