(57)【要約】【課題】移動体通信ネットワーク、アドホックネットワークおよびＩＰネットワークのシームレスな統合を実現することができ、これによって、ネットワーク利用の効率性および経済性を向上させることができる通信システムおよび無線通信装置を提供する。【解決手段】無線通信装置１０に、その周囲に存在する他の無線通信装置とアドホックネットワーク２を構築して上記他の無線通信装置と無線で通信を行うアドホック通信手段を設けて、その通信方式に、移動体通信ネットワーク１と共通のＴＤＤ−ＣＤＭＡ方式を採用して同一周波数帯を使用する。さらに、無線通信装置１０に、無線インターフェースとして、基地局と通信を行うための第１インターフェースと、アドホックネットワーク内の他の無線通信装置と通信を行うための第２インターフェースと、アドホックネットワーク内の他の無線通信装置と基地局との間の通信を中継するための第３インターフェースとを設ける。【選択図】図１
2005341290.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体通信ネットワークの基地局と、移動局を構成する無線通信装置との間の通信方式にＴＤＤ−ＣＤＭＡ方式を採用するとともに、上記無線通信装置に、その周囲に存在する他の無線通信装置とアドホックネットワークを構築して上記他の無線通信装置と無線で通信を行うアドホック通信手段を設けて、その通信方式に、移動体通信ネットワークと共通のＴＤＤ−ＣＤＭＡ方式を採用して同一周波数帯を使用する通信システムであって、
上記無線通信装置に、無線インターフェースとして、上記基地局と通信を行うための第１インターフェースと、アドホックネットワーク内の他の無線通信装置と通信を行うための第２インターフェースと、アドホックネットワーク内の他の無線通信装置と上記基地局との間の通信を中継するための第３インターフェースとを設けるとともに、ＩＰネットワークの認証サーバにクライアントとして接続可能に当該無線通信装置を構成して、上記認証サーバに、移動体通信ネットワークのホームロケーションレジスタと通信を行うためのインターフェースを設けたことを特徴とする通信システム。
【請求項２】
移動体通信ネットワークの基地局と、
上記基地局とＴＤＤ−ＣＤＭＡ方式で通信を行う無線通信装置と、
上記無線通信装置が移動体通信ネットワークにアクセスする際に、上記無線通信装置の利用者情報を上記基地局経由で受信して、上記利用者情報に基づき上記無線通信装置の利用者の正当性を検証する管理装置と、
ＩＰネットワークを構成する認証サーバとを備え、
上記無線通信装置は、周囲に存在する他の無線通信装置とアドホックネットワークを構築して上記他の無線通信装置と無線で通信を行うアドホック通信手段を備え、このアドホック通信手段は、上記他の無線通信装置との通信に際して、上記移動体通信ネットワークと共通のＴＤＤ−ＣＤＭＡ方式を採用して同一周波数帯を使用するとともに、上記他の無線通信装置と上記基地局との間の通信を中継する中継機能を有し、
さらに、上記無線通信装置は、上記認証サーバにクライアントとして接続可能に構成され、上記認証サーバを介してＩＰネットワークに接続する際に、上記利用者情報を上記認証サーバに対して送信し、
上記認証サーバは、上記管理装置に接続するためのインターフェースを有し、上記利用者情報を上記無線通信装置から受信した際に、上記管理装置と協働して上記利用者の正当性を検証し、検証の結果、上記利用者の正当性が確認された場合には、上記無線通信装置に対してＩＰネットワークへの接続を許可することを特徴とする通信システム。
【請求項３】
周囲に存在する他の無線通信装置とアドホックネットワークを構築して、ＴＤＤ−ＣＤＭＡ方式、ＴＤＤ−ＴＤＭＡ方式およびＴＤＤ−ＯＦＤＭ方式の何れかの通信方式で上記他の無線通信装置と通信を行うとともに、これと同じ通信方式および周波数帯域で、移動体通信ネットワークの基地局と通信を行う無線通信装置であって、
アドホックネットワーク内の上記他の無線通信装置と上記基地局との間の通信を中継する中継手段を備えるとともに、
無線インターフェースとして、上記基地局と通信を行うための第１インターフェースと、アドホックネットワーク内の上記他の無線通信装置と通信を行うための第２インターフェースと、アドホックネットワーク内の上記他の無線通信装置と上記基地局間の通信を中継するための第３インターフェースとを備えることを特徴とする無線通信装置。
【請求項４】
アドホックネットワーク内の他の無線通信装置と第２インターフェースを介して通信を行うアドホック通信手段を有し、
上記アドホック通信手段は、
アドホックネットワーク内にマスタが存在するか否かを探索し、その探索結果に基づいて、当該無線通信装置のノード種別をマスタまたはスレーブの何れかに設定するノード種別設定手段を備え、
ノード種別をマスタに設定した際には、アドホックネットワーク内の各スレーブからノード情報を取得して、それらノード情報に基づきアドホックネットワーク全体のネットワーク情報を更新して記憶手段に記憶するとともに、アドホックネットワーク内のスレーブの何れかより通信チャネルの割当要求を受けた際には、上記記憶手段に記憶されたネットワーク情報に基づいて通信チャネルの割当を行い、上記割当要求のあったスレーブに対して、通信チャネルの割当通知を送信する一方、
上記ノード種別設定手段によりノード種別をスレーブに設定した際には、ノード情報をマスタに対して送信するとともに、アドホックネットワーク内のマスタまたはスレーブと通信を行う際には、通信相手を指定して上記割当要求をマスタに対して送信することにより、マスタから上記割当通知を取得した後、この割当通知に従って、通信相手となるマスタまたはスレーブと直接通信を行うようになっていることを特徴とする請求項３に記載の無線通信装置。
【請求項５】
第２インターフェースの送信プロトコルは、ＯＳＩ参照モデルのレイヤ３がＲＲＣ、レイヤ２がＲＬＣとＭＡＣのサブレイヤにより構成され、
ＲＬＣとＭＡＣを結ぶ論理チャネルにはＳＨ−ＣＣＨおよびＤＴＣＨが、ＭＡＣとレイヤ１を結ぶトランスポートチャネルには、ＦＡＣＨ、ＲＡＣＨおよびＤＣＨが、レイヤ１とノード間の通信を行う物理チャネルには、Ｓ−ＣＣＰＣＨ、ＰＲＡＣＨ、ＤＰＣＨがそれぞれ採用され、
スレーブからマスタへの制御信号用のチャネルとして、ＳＨ−ＣＣＨとＲＡＣＨとＰＲＡＣＨが、マスタからスレーブへの制御信号用のチャネルとして、ＳＨ−ＣＣＨ、ＦＡＣＨおよびＳ−ＣＣＰＣＨが、データ信号用のチャネルとして、ＤＴＣＨ、ＤＣＨおよびＤＰＣＨがそれぞれマッピングされていることを特徴とする請求項３に記載の無線通信装置。
【請求項６】
上記中継手段は、上記基地局と協働して通信チャネルの割当を行うとともに、当該通信チャネルを使用して、アドホックネットワーク内の上記他の無線通信装置と上記基地局の何れか一方から受信した信号をプロトコル変換して他方に送信することを特徴とする請求項３に記載の無線通信装置。
【請求項７】
移動体通信ネットワークの基地局と、
上記基地局とＴＤＤ−ＣＤＭＡ方式で通信を行う移動局と、
上記移動局が移動体通信ネットワークにアクセスする際に、上記移動局の利用者情報を上記基地局経由で受信して、上記利用者情報に基づき上記移動局の利用者の正当性を検証する管理装置と、
ＴＣＰ／ＩＰを基盤とするＩＰネットワークの認証サーバとを備える通信システムであって、
上記移動局は、上記認証サーバにクライアントとして接続可能に構成され、上記認証サーバを介してＩＰネットワークに接続する際に、上記利用者情報を上記認証サーバに対して送信し、
上記認証サーバは、上記管理装置に接続するためのインターフェースを有し、上記利用者情報を上記移動局から受信した際に、上記管理装置と協働して上記利用者の正当性を検証し、検証の結果、上記利用者の正当性が確認された際には、上記移動局に対してＩＰネットワークへの接続を許可することを特徴とする通信システム。
【請求項８】
上記管理装置は、加入者情報データベースを有するホームロケーションレジスタであることを特徴とする請求項７に記載の通信システム。
【請求項９】
上記利用者情報は、上記移動局に装着されたＳＩＭカードに記憶されていることを特徴とする請求項７に記載の通信システム。
【請求項１０】
上記移動局は、周囲に存在する他の無線通信装置とアドホックネットワークを構築して上記他の無線通信装置と無線で通信を行う無線通信装置であり、アドホックネットワーク内の通信に際して、上記移動体通信ネットワークと共通のＴＤＤ−ＣＤＭＡ方式を採用して同一周波数帯を使用するようになっていることを特徴とする請求項７に記載の通信システム。
【請求項１１】
上記移動局は、アドホックネットワーク内の上記他の無線通信装置と上記基地局との間の通信を中継する中継手段を備えるとともに、
無線インターフェースとして、第１〜第３インターフェースを実装し、このうちの第１インターフェースを介して上記基地局と通信を行うとともに、第２インターフェースを介してアドホックネットワーク内の上記他の無線通信装置と通信を行い、
アドホックネットワーク内の上記他の無線通信装置と上記基地局との間の通信を中継する際には、第３インターフェースを介して上記基地局と通信を行うようになっていることを特徴とする請求項１０に記載の通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アドホックネットワークと移動体通信ネットワークの双方に接続できる機能を有する無線通信装置およびこれを用いた通信システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、移動体通信ネットワークにおいては、携帯電話、パソコン、ＰＤＡなどの無線通信装置（User Equipment）によって移動局が構成され、それら移動局と基地局間のデータ伝送が無線によって行われるようになっている。また、各移動局間で音声通話やデータ通信を行う際には、図１５に示すように、基地局（Base Station）を経由してデータの遣り取りが行われるようになっている。このような移動体通信に用いる通信方式としては、例えば、ＧＳＭ（Global System for Mobile Communications）やＷＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）などが知られている。
【０００３】
また、上記移動体通信ネットワークにおいては、移動局と基地局間の通信が双方向になっていて、その通信方式が送受信を同時に行う復信方式となっている。復信方式には、図１６に示すように、移動局から基地局への上り回線（Uplink）と基地局から移動局への下り回線（Downlink）とで異なる周波数帯を使用するＦＤＤ（Frequency Division Duplex）方式と、上り回線と下り回線の周波数帯は同じであるが上下回線を非常に短い時間で切り換えるＴＤＤ（Time Division Duplex）方式がある。ＴＤＤ方式では、１フレームが複数（例えば、１５）のタイムスロットに分割されて、その各々に上り回線と下り回線の何れかが割り当てられるようになっている。図１７は、このＴＤＤ方式を復信方式として採用したＴＤＤ−ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）のフレーム構成を示しており、このＴＤＤ−ＣＤＭＡ方式では、上り回線と下り回線に割り当てるタイムスロットの比率や配列をトラフィック量等に応じて適宜に設定可能となっている。
【０００４】
一方、無線による近距離のデータ通信ネットワークとして、アドホックネットワークが知られている。このアドホックネットワークにおいては、図１８に示すように、基地局の介在無しに、電波の届く範囲内にある無線通信装置どうしで直接通信を行うことが可能となっている。このため、アドホックネットワークによれば、基地局やアクセスポイントが不要となり、このような通信設備を持たない場所においても簡易にネットワークを構築することができるという利点が得られる。このようなアドホックネットワークを構築するための通信技術としては、例えば、Bluetoothや無線ＬＡＮ（IEEE802.11x）などが提案されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、従来では、上記アドホックネットワークと移動体通信ネットワークとで異なる通信方式が採用されていたために、それらネットワークの双方に接続できる無線通信装置を実現しようとすると、無線通信装置の構成が自ずと複雑になり、それに対応してコストが増大するという問題点があった。
また、一方のネットワーク（例えば、アドホックネットワーク）から他方のネットワーク（例えば、移動体通信ネットワーク）に接続先を切り換える際には、双方の通信方式が異なることから、ハンドオーバーに時間がかかるという問題点もあった。
【０００６】
さらに、近年では、ＴＣＰ／ＩＰを基盤とするＩＰネットワークの普及に伴い、ＩＰネットワークと、移動体通信ネットワークやアドホックネットワークをシームレスに統合することが課題とされ、それらネットワークの統合によってネットワーク利用の効率性および経済性を向上させることが強く求められている。
【０００７】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、アドホックネットワークと移動体通信ネットワークの双方に接続できる機能を有しながらも、装置構成が複雑になることなく、コスト増大を回避することができ、しかも接続するネットワークの切換を円滑に行うことができる無線通信装置を提供することを目的とする。
さらに、本発明は、多大なコストをかけることなく、移動体通信ネットワーク、アドホックネットワークおよびＩＰネットワークのシームレスな統合を実現することができ、これによって、ネットワーク利用の効率性および経済性を向上させることができる通信システムおよび無線通信装置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】
請求項１に記載の発明は、移動体通信ネットワークの基地局と、移動局を構成する無線通信装置との間の通信方式にＴＤＤ−ＣＤＭＡ方式を採用するとともに、上記無線通信装置に、その周囲に存在する他の無線通信装置とアドホックネットワークを構築して上記他の無線通信装置と無線で通信を行うアドホック通信手段を設けて、その通信方式に、移動体通信ネットワークと共通のＴＤＤ−ＣＤＭＡ方式を採用して同一周波数帯を使用する通信システムであって、上記無線通信装置に、無線インターフェースとして、上記基地局と通信を行うための第１インターフェースと、アドホックネットワーク内の他の無線通信装置と通信を行うための第２インターフェースと、アドホックネットワーク内の他の無線通信装置と上記基地局との間の通信を中継するための第３インターフェースとを設けるとともに、ＩＰネットワークの認証サーバにクライアントとして接続可能に当該無線通信装置を構成して、上記認証サーバに、移動体通信ネットワークのホームロケーションレジスタと通信を行うためのインターフェースを設けたことを特徴とするものである。
【０００９】
ここで、ＴＤＤ−ＣＤＭＡとは、復信方式にＴＤＤ方式を使用するＣＤＭＡである。ＣＤＭＡとは、スペクトラム拡散方式を応用した多元接続方式の一つで、符号分割多重接続と呼ばれる通信方式である。ＣＤＭＡには、単一搬送波により伝送を行うシングルキャリア方式と、フェージングの影響を軽減するために複数の搬送波を使用するマルチキャリア方式とが含まれる。具体的に、ＴＤＤ−ＣＤＭＡとしては、例えば、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）により標準化されたＴＤ−ＣＤＭＡなどが挙げられる。
「移動局を構成する無線通信装置」としては、例えば、携帯電話や、移動体通信ネットワークとの接続機能を有するＰＤＡ（Personal Digital Assistance）やパーソナルコンピュータ等の情報端末などが挙げられる。
【００１０】
また、「周囲に存在する他の無線通信装置」には、上記のように移動体通信ネットワークとの接続機能を有する無線通信装置の他に、例えば、移動体通信ネットワークとの接続機能を持たない情報端末（コンピュータ、ＰＤＡなど）や、情報端末の周辺機器（例えば、ヘッドセット、プリンタ、マウス、ディスプレイ）なども含まれる。これら無線通信装置は、少なくとも電波の到達範囲内にある他の無線通信装置とアドホックネットワークを構築して、当該アドホックネットワーク内の無線通信装置どうしで相互に通信を行う機能（以下、アドホック通信機能と称す。）を有している。
【００１１】
すなわち、本発明に係る無線通信装置のアドホック通信手段は、上記アドホック通信機能を有する周囲の無線通信装置を検出し、それら無線通信装置に関する情報（例えば、ＩＤやノード種別等のノード情報、拡散符号やタイムスロット等の通信チャネルに関する情報など）を特定の無線通信装置（マスタ）から取得して記憶手段に記憶する処理を実行した後、特定の無線通信装置（マスタ）によって割り当てられた通信チャネルを利用して、アドホックネットワーク内の他の無線通信装置と相互に通信を行うようになっている。
【００１２】
また、ＩＰネットワークとしては、例えば、インターネットやイントラネットが挙げられる。このＩＰネットワークの認証サーバは、無線通信装置がＩＰネットワークにアクセスする際に、無線通信装置から利用者情報（利用者の識別情報やパスワード）を取得して、この利用者情報に基づいて利用者の正当性を検証し、検証の結果、利用者の正当性が確認された場合には、ＩＰネットワークへのアクセスを許可する一方、利用者の正当性が確認されなかった場合には、ＩＰネットワークへのアクセスを拒否する。正当性の検証方法としては、認証サーバが、利用者情報に対応する認証データ（例えば、乱数や秘密鍵、それらデータを引数とする関数値など）をホームロケーションレジスタ（ＨＬＲ）から取得して、上記認証データに基づいて利用者の正当性を検証する方法と、認証サーバが、正当性の検証をホームロケーションレジスタに要求して、その結果を通知してもらう方法とが挙げられるが、何れを採用するようにしても良い。
【００１３】
請求項２に記載の本発明に係る通信システムは、移動体通信ネットワークの基地局と、上記基地局とＴＤＤ−ＣＤＭＡ方式で通信を行う無線通信装置と、上記無線通信装置が移動体通信ネットワークにアクセスする際に、上記無線通信装置の利用者情報を上記基地局経由で受信して、上記利用者情報に基づき上記無線通信装置の利用者の正当性を検証する管理装置と、ＩＰネットワークを構成する認証サーバとを備え、上記無線通信装置は、周囲に存在する他の無線通信装置とアドホックネットワークを構築して上記他の無線通信装置と無線で通信を行うアドホック通信手段を備え、このアドホック通信手段は、上記他の無線通信装置との通信に際して、上記移動体通信ネットワークと共通のＴＤＤ−ＣＤＭＡ方式を採用して同一周波数帯を使用するとともに、上記他の無線通信装置と上記基地局との間の通信を中継する中継機能を有し、さらに、上記無線通信装置は、上記認証サーバにクライアントとして接続可能に構成され、上記認証サーバを介してＩＰネットワークに接続する際に、上記利用者情報を上記認証サーバに対して送信し、上記認証サーバは、上記管理装置に接続するためのインターフェースを有し、上記利用者情報を上記無線通信装置から受信した際に、上記管理装置と協働して上記利用者の正当性を検証し、検証の結果、上記利用者の正当性が確認された場合には、上記無線通信装置に対してＩＰネットワークへの接続を許可することを特徴とするものである。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、周囲に存在する他の無線通信装置とアドホックネットワークを構築して上記他の無線通信装置と、ＴＤＤ−ＣＤＭＡ方式、ＴＤＤ−ＴＤＭＡ方式およびＴＤＤ−ＯＦＤＭ方式の何れかの通信方式で通信を行うとともに、これと同じ通信方式および周波数帯域で、移動体通信ネットワークの基地局と通信を行う無線通信装置であって、アドホックネットワーク内の上記他の無線通信装置と上記基地局との間の通信を中継する中継手段を備えるとともに、無線インターフェースとして、上記基地局と通信を行うための第１インターフェースと、アドホックネットワーク内の上記他の無線通信装置と通信を行うための第２インターフェースと、アドホックネットワーク内の上記他の無線通信装置と上記基地局間の通信を中継するための第３インターフェースとを備えることを特徴とするものである。
【００１５】
ここで、ＴＤＤ−ＴＤＭＡとは、復信方式にＴＤＤ方式を使用するＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access：時分割多元接続）であり、ＴＤＭＡとは、同一周波数帯域を短時間ずつ交代で複数の発信者で共有する多元接続方式である。このＴＤＤ−ＴＤＭＡを採用したものとしては、例えば、ＰＨＳ（Personal Handyphone System）などが挙げられる。また、ＴＤＤ−ＯＦＤＭ方式とは、復信方式にＴＤＤ方式を使用するＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交波周波数分割多重）であり、ＯＦＤＭとは、変調されたスペクトラムの強度が０になる周波数間隔毎に（各スペクトルが互いに直交するように）複数の搬送波を配列する伝送方式である。この伝送方式においては、発信者毎に一または複数の搬送波が割り当てられる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の無線通信装置において、アドホックネットワーク内の他の無線通信装置と第２インターフェースを介して通信を行うアドホック通信手段を有し、上記アドホック通信手段は、アドホックネットワーク内にマスタが存在するか否かを探索し、その探索結果に基づいて、当該無線通信装置のノード種別をマスタまたはスレーブの何れかに設定するノード種別設定手段を備え、ノード種別をマスタに設定した際には、アドホックネットワーク内の各スレーブからノード情報を取得して、それらノード情報に基づきアドホックネットワーク全体のネットワーク情報を更新して記憶手段に記憶するとともに、アドホックネットワーク内のスレーブの何れかより通信チャネルの割当要求を受けた際には、上記記憶手段に記憶されたネットワーク情報に基づいて通信チャネルの割当を行い、上記割当要求のあったスレーブに対して、通信チャネルの割当通知を送信する一方、上記ノード種別設定手段によりノード種別をスレーブに設定した際には、ノード情報をマスタに対して送信するとともに、アドホックネットワーク内のマスタまたはスレーブと通信を行う際には、通信相手を指定して上記割当要求をマスタに対して送信することにより、マスタから上記割当通知を取得した後、この割当通知に従って、通信相手となるマスタまたはスレーブと直接通信を行うようになっていることを特徴とするものである。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の無線通信装置において、第２インターフェースの送信プロトコルは、ＯＳＩ（Open Systems Interconnection）参照モデルのレイヤ３がＲＲＣ（Radio Resource Control）、レイヤ２がＲＬＣ（Radio Link Control）とＭＡＣ（Medium Access Control）のサブレイヤにより構成され、ＲＬＣとＭＡＣを結ぶ論理チャネルにはＳＨ−ＣＣＨ（Shared Control Channel）およびＤＴＣＨ（Dedicated Traffic Channel）が、ＭＡＣとレイヤ１を結ぶトランスポートチャネルには、ＦＡＣＨ（Forward Access Channel）、ＲＡＣＨ（Random Access Channel）およびＤＣＨ（Dedicated Channel）が、レイヤ１とノード間の通信を行う物理チャネルには、Ｓ−ＣＣＰＣＨ（Secondary Common Control Physical Channel）、ＰＲＡＣＨ（Physical Random Access Channel）、ＤＰＣＨ（Dedicated Physical Channel）がそれぞれ採用され、スレーブからマスタへの制御信号用のチャネルとして、ＳＨ−ＣＣＨとＲＡＣＨとＰＲＡＣＨが、マスタからスレーブへの制御信号用のチャネルとして、ＳＨ−ＣＣＨ、ＦＡＣＨおよびＳ−ＣＣＰＣＨが、データ信号用のチャネルとして、ＤＴＣＨ、ＤＣＨおよびＤＰＣＨがそれぞれマッピングされていることを特徴とするものである。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、請求項３に記載の無線通信装置において、上記中継手段は、上記基地局と協働して通信チャネルの割当を行うとともに、当該通信チャネルを使用して、アドホックネットワーク内の上記他の無線通信装置と上記基地局の何れか一方から受信した信号をプロトコル変換して他方に送信することを特徴とするものである。
【００１９】
請求項７に記載の発明は、移動体通信ネットワークの基地局と、上記基地局とＴＤＤ−ＣＤＭＡ方式で通信を行う移動局と、上記移動局が移動体通信ネットワークにアクセスする際に、上記移動局の利用者情報を上記基地局経由で受信して、上記利用者情報に基づき上記移動局の利用者の正当性を検証する管理装置と、ＴＣＰ／ＩＰを基盤とするＩＰネットワークの認証サーバとを備える通信システムであって、上記移動局は、上記認証サーバにクライアントとして接続可能に構成され、上記認証サーバを介してＩＰネットワークに接続する際に、上記利用者情報を上記認証サーバに対して送信し、上記認証サーバは、上記管理装置に接続するためのインターフェースを有し、上記利用者情報を上記移動局から受信した際に、上記管理装置と協働して上記利用者の正当性を検証し、検証の結果、上記利用者の正当性が確認された際には、上記移動局に対してＩＰネットワークへの接続を許可することを特徴とするものである。
【００２０】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の通信システムにおいて、上記管理装置は、加入者情報データベースを有するホームロケーションレジスタであることを特徴とするものである。
【００２１】
請求項９に記載の発明は、請求項７に記載の通信システムにおいて、上記利用者情報は、上記移動局に装着されたＳＩＭカードに記憶されていることを特徴とするものである。
【００２２】
請求項１０に記載の発明は、請求項７に記載の通信システムにおいて、上記移動局は、周囲に存在する他の無線通信装置とアドホックネットワークを構築して上記他の無線通信装置と無線で通信を行う無線通信装置であり、アドホックネットワーク内の通信に際して、上記移動体通信ネットワークと共通のＴＤＤ−ＣＤＭＡ方式を採用して同一周波数帯を使用するようになっていることを特徴とするものである。
【００２３】
請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の通信システムにおいて、上記移動局は、アドホックネットワーク内の上記他の無線通信装置と上記基地局との間の通信を中継する中継手段を備えるとともに、無線インターフェースとして、第１〜第３インターフェースを実装し、このうちの第１インターフェースを介して上記基地局と通信を行うとともに、第２インターフェースを介してアドホックネットワーク内の上記他の無線通信装置と通信を行い、アドホックネットワーク内の上記他の無線通信装置と上記基地局との間の通信を中継する際には、第３インターフェースを介して上記基地局と通信を行うようになっていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、アドホックネットワークと移動体通信ネットワークにおける通信方式を統一して同一周波数帯を使用するようにしたので、装置構成の複雑化やコスト増大を回避することができるとともに、接続するネットワークの切換を円滑に行うことができ、アドホックネットワークと移動体通信ネットワークのシームレスな統合を実現することができる。
また、復信方式にＴＤＤ方式を採用するようにしたので、復信方式にＦＤＤ方式を採用する場合と比較して周波数を有効に活用することができるとともに、上り回線と下り回線に割り当てるタイムスロットの比率を変更することにより、上り回線と下り回線の通信速度を容易に調整することができ、上下回線の通信速度が異なる非対称のデータ通信サービスにも効率良く対応することができる。
【００２５】
また、アドホックネットワーク内の無線通信装置どうしが相互に通信を行うことにより、移動体通信ネットワークにかかる負荷を軽減することができ、これによって、ネットワーク全体としての通信効率を高めることができる。
また、アドホックネットワーク内の他の無線通信装置と基地局間の通信を中継するためのインターフェースを設けたので、例えば、基地局まで電波が届かない無線通信装置がアドホックネットワーク内に存在するような場合に、基地局まで電波が到達するアドホックネットワーク内の無線通信装置を中継装置として利用することができ、これによって、基地局まで電波が届かない無線通信装置の通信範囲を拡大することが可能となる。
【００２６】
さらに、認証サーバに、移動体通信ネットワークの管理装置（ホームロケーションレジスタ）と通信を行うためのインターフェースを設けたので、移動体通信ネットワークとＩＰネットワークとの間で認証情報の相互利用を図ることができる。
したがって、本発明によれば、多大なコストをかけることなく、移動体通信ネットワーク、アドホックネットワークおよびＩＰネットワークのシームレスな統合を実現することができ、これによって、ネットワーク利用の効率性および経済性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
図１は、本発明に係る通信システムの概念図であり、図中符号１は移動体通信ネットワーク、符号２はアドホックネットワークである。
移動体通信ネットワーク１は、ＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunications System）のアーキテクチャを採用しており、図２に示すように、コアネットワーク（Core Network）５、地上波無線アクセスネットワーク（ＵＴＲＡＮ：UMTS Terrestrial Radio Access Network）６、移動局（ＵＥ：User Equipment）１０により概略構成されている。コアネットワーク５と地上波無線アクセスネットワーク６間のインターフェースには、Ｉｕインターフェースが用いられ、地上波無線アクセスネットワーク６と移動局１０間のインターフェースには、Ｕｕインターフェースが用いられている。
【００２８】
コアネットワーク５は、呼のルーティング等を行う移動交換局（ＭＳＣ：Mobile Switching Center）３３と、ＰＳＴＮ（Public Switched Telephone Network）等へのインターフェースを提供するゲートウェイ移動交換局（ＧＭＳＣ：Gateway Mobile Switching Center）３４と、各移動局の位置管理やセキュリティ管理等を行うＳＧＳＮ（Serving GPRS Support Node）３５と、ＩＰネットワーク３とのゲートウェイ機能を有するＧＧＳＮ（Gateway GPRS Support Node）３６と、加入者情報データベースを有するホームロケーションレジスタ（ＨＬＲ：Home Location Register）３７と、ホームロケーションレジスタ３７と連携して移動局の認証処理等を実行する認証センタ（ＡｕＣ：Authentication Center）等により構成されている。
【００２９】
地上波無線アクセスネットワーク６は、複数の無線ネットワークサブシステム（ＲＮＳ：Radio Network Subsystem）からなり、各無線ネットワークサブシステムは、無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ：Radio Network Controller Equipment）３１と、この無線ネットワーク制御装置に接続された複数の基地局３０（Node Ｂ）とにより構成されている。各基地局３０には、図１に示すように、セル１Ａと呼ばれる通信エリアがそれぞれ割り当てられ、そのセル１Ａ内に存在する移動局と基地局３０とが無線で通信するようになっている。また、その通信に際しては、ＴＤＤ−ＣＤＭＡ方式を用いるようになっている。
【００３０】
アドホックネットワーク２は、基地局３０やアクセスポイントの介在無しに、特定のローカルエリア内に存在する無線通信装置どうしで直接交信することが可能な小規模ネットワークである。このアドホックネットワーク２を構成する無線通信装置の中には、図３に示すように、移動体通信ネットワーク１の基地局３０との通信機能を有し移動体通信ネットワーク１の移動局としても機能する第１無線通信装置１０と、移動体通信ネットワーク１の基地局３０との通信機能を持たない第２無線通信装置２０とが含まれる。第１無線通信装置１０は、上記通信機能を有するパーソナルコンピュータ、ＰＤＡ、携帯電話などにより構成され、第２無線通信装置２０は、例えば、パーソナルコンピュータ、ワークステーションなどの情報端末や、それら情報端末の周辺機器（例えば、ヘッドセット、プリンタ、マウス）などにより構成されている。
【００３１】
これら第１および第２無線通信装置１０、２０は、周囲に存在する他の無線通信装置１０、２０とアドホックネットワーク２を構築して、当該アドホックネットワーク２内の無線通信装置どうしで相互に通信を行うアドホック通信機能を有し、その通信方式に、移動体通信ネットワーク１における通信方式と共通のＴＤＤ−ＣＤＭＡ方式を採用して同一周波数帯を使用するようになっている。また、その通信に際しては、移動体通信ネットワーク１における通信と同期を取ってアドホックネットワーク２内の通信を行うようになっている。また、第１無線通信装置１０は、アドホックネットワーク２内の他の無線通信装置と基地局３０との間の通信を中継する中継機能を有している。
【００３２】
なお、第１無線通信装置１０の中には、ＩＰネットワーク（インターネット、イントラネット）３を構成する認証サーバにクライアントとして接続可能に構成された無線通信装置１０Ａも含まれている。この無線通信装置１０Ａは、例えば、図２に示すように、インターネット接続サービスを提供するＩＳＰ（Internet Service Provider）のアクセスポイントに電話網やＩＳＤＮ、ＡＤＳＬ、ＣＡＴＶ或いは専用線などを介して接続され、ＩＳＰのＡＡＡ（Authentication Authorization Accounting）サーバ４０を経由してインターネットに接続可能となっている。ＡＡＡサーバ４０には、ホームロケーションレジスタ３７とのインターフェースとして、Ａｕインターフェースが実装されている。例えば、移動体通信ネットワーク１とＩＰネットワーク３の何れかに第１無線通信装置１０がアクセスしたときには、このＡｕインターフェースを介して、ＡＡＡサーバ４０とＨＬＲ３７間で第１無線通信装置１０の利用者情報や認証データなどが遣り取りされて、ＳＩＭ（Subscriber Identity Module）認証が行われるようになっている。
【００３３】
図４は、第１無線通信装置の要部構成を示すブロック図である。この図４に示すように、第１無線通信装置１０は、送信器１１、受信器１２、アンテナ１３、制御部１４および記憶部１５を有している。また図示は省略するが、第１無線通信装置１０には、利用者の識別情報（ＩＭＳＩ：International Mobile Subscriber Identity）等を格納したＳＩＭカードが装着されている。
送信器１１は、送信信号を生成する送信データ処理部１１ａと、搬送波を送信信号で一次変調する一次変調部１１ｂと、一次変調によって得られた変調信号を拡散符号（直交拡散符号）で拡散変調（二次変調）する拡散部１１ｃと、拡散変調された信号を増幅する増幅部１１ｄとを備えている。すなわち、送信データ処理部１１ａで生成された送信信号は、一次変調部１１ｂにて所定の変調方式で一次変調された後、拡散部１１ｃにて拡散符号により拡散変調され、その後、増幅部１１ｄにて増幅されてアンテナ１３から電波として放射されるようになっている。
【００３４】
一方、受信器１２は、アンテナ１３から受信した受信信号に含まれる不要なノイズ成分を除去する帯域フィルタ１２ａと、この帯域フィルタ１２ａを通過した受信信号をベースバンド信号に復調する復調部１２ｂと、ベースバンド信号に含まれるミッドアンブル（Midamble）からチャネル推定値を求めるチャネル推定部１２ｃと、各無線通信装置のチャネル推定値と拡散符号とを用いてジョイントディテクション（Joint Detection）により干渉信号を除去する干渉信号除去部（干渉信号除去手段）１２ｄと、干渉信号が除去された復調信号に基づいて各種処理を行う受信データ処理部１２ｅとを備えている。なお、各無線通信装置１０、２０には、固有のミッドアンブルが予め割り当てられており、受信信号に含まれるミッドアンブルから各無線通信装置のチャネル推定値を導き出すことが可能となっている。干渉信号除去部１２ｄは、各無線通信装置に予め割り当てられた拡散符号と上記チャネル推定値とを畳込み乗算してシステム行列を生成し、このシステム行列をベースバンド信号に乗算することにより復調信号を得るようになっている。
【００３５】
制御部１４は、記憶部１５に記憶された各種情報に基づいて、送信器１１および受信器１２を制御するもので、この制御部１４によって、送信と受信の切替制御、送信電力の出力制御（パワーコントロール）、アドホックネットワーク２と移動体通信ネットワーク１との切替制御や同期制御等が行われるようになっている。例えば、移動体通信ネットワーク１の基地局３０、或いはアドホックネットワーク２内の他の無線通信装置と無線回線を使って通信する際には、予め設定されたタイムスロットの割当に基づいて送信と受信の切替が行われて、ＴＤＤ方式で通信が行われるようになっている。
【００３６】
また、アドホックネットワーク２内の他の無線通信装置と通信を開始するにあたっては、移動体通信ネットワーク１の上り回線（Uplink）と下り回線（Downlink）に設定された各タイムスロットについて、干渉信号の大きさをそれぞれ測定し、その測定値に基づいて、干渉量の少ない方のタイムスロットを、アドホックネットワーク２内の通信で使用するタイムスロットとして選択する処理が行われるようになっている。さらに、アドホックネットワーク２内の他の無線通信装置と通信する際には、基地局３０から受信した同期用の情報に基づいて、移動体通信ネットワーク１における通信タイミングに合致するように、アドホックネットワーク２内の他の無線通信装置との通信タイミングが設定されるようになっている。また、アドホックネットワーク２内の他の無線通信装置と通信する際には、受信器１２に入力された受信信号から干渉レベルが検出され、その干渉レベルに応じて送信電力が調整されるようになっている。
【００３７】
本実施形態では、これら送信器１１、受信器１２、アンテナ１３、制御部１４および記憶部１５等によって、本発明に係るアドホック通信手段が構成されている。
他方、第２無線通信装置２０についても、上記第１無線通信装置１０と同様の送信器、受信器、アンテナ、制御部および記憶部を有し、これら通信手段によって、アドホックネットワーク２内の他の無線通信装置と、基地局３０の介在無しに無線回線を使って通信することが可能となっている。
【００３８】
図２に示すように、第１無線通信装置１０と基地局３０との通信には、無線インターフェースとしてＵｕインターフェース（第１インターフェース）が用いられ、アドホックネットワーク２内の無線通信装置１０、２０どうしの通信には、無線インターフェースとしてＥｕインターフェース（第２インターフェース）が用いられている。また、アドホックネットワーク２のマスタとして設定された無線通信装置が、スレーブとして設定された無線通信装置と基地局３０との間の通信を中継する際には、マスタとして設定された無線通信装置と基地局３０との間の通信に、Ｕｕインターフェースを拡張したＵｕ＊インターフェース（第３インターフェース）が用いられるようになっている。
【００３９】
Ｅｕインターフェースは、アドホックネットワーク２用に新設した無線インターフェースで、この無線インターフェースの送信プロトコルは、図５に示すように、レイヤ３（ネットワーク層）がＲＲＣ（Radio Resource Control）、レイヤ２（データリンク層）がＲＬＣ（Radio Link Control）とＭＡＣ（Medium Access Control）のサブレイヤにより構成されている。ＲＬＣレイヤとＭＡＣレイヤは論理チャネルで結ばれ、ＭＡＣレイヤとレイヤ１（物理層）はトランスポートチャネルで結ばれている。そして、レイヤ１とノード間の通信が物理チャネルにより行われるようになっている。
【００４０】
論理チャネルにはＳＨ−ＣＣＨ（Shared Control Channel）およびＤＴＣＨ（Dedicated Traffic Channel）、トランスポートチャネルにはＦＡＣＨ（Forward Access Channel）、ＲＡＣＨ（Random Access Channel）およびＤＣＨ（Dedicated Channel）、物理チャネルにはＳ−ＣＣＰＣＨ（Secondary Common Control Physical Channel）、ＰＲＡＣＨ（Physical Random Access Channel）、ＤＰＣＨ（Dedicated Physical Channel）がそれぞれ採用されている。
【００４１】
ＳＨ−ＣＣＨ、ＲＡＣＨおよびＰＲＡＣＨは、スレーブからマスタへの制御信号用のチャネルとして相互に対応付けられ、ＳＨ−ＣＣＨ、ＦＡＣＨおよびＳ−ＣＣＰＣＨは、マスタからスレーブへの制御信号用のチャネルとして相互に対応付けられている。また、ＤＴＣＨ、ＤＣＨおよびＤＰＣＨは、ノード間のデータ信号用のチャネルとして相互に対応付けられている。
【００４２】
ＳＨ−ＣＣＨに対しては、スレーブからのマスタへのトラフィックの場合（ＲＡＣＨがマッピングされている場合）に、ＲＬＣでトランスペアレント（Transparent）送信モードが選択され、ＲＬＣヘッダが不要となる。一方、マスタからスレーブへのトラフィックの場合（ＦＡＣＨがマッピングされている場合）には、ＲＬＣでアンアクノレッジド（Unacknowledged）送信モードが選択され、ＲＬＣヘッダが必要となる。また、ＳＨ−ＣＣＨは、ＭＡＣレイヤにおいて、ＲＡＣＨとＦＡＣＨのみにマッピングされるチャネルとなるため、ＭＡＣヘッダが不要となる。
【００４３】
これに対して、ＤＴＣＨの連続的なデータストリームは、ＲＬＣレイヤで送信ブロックにセグメント化された後、ＭＡＣレイヤでＤＣＨにマッピングされる。その際に、ＭＡＣレイヤにおいてＤＴＣＨの多重化が行われない場合には、ＲＬＣレイヤおよびＭＡＣレイヤでトランスペアレント送信モードが選択されて、プロトコルの制御情報が付加されないことから、ＲＬＣヘッダおよびＭＡＣヘッダが不要となる。但し、ＭＡＣレイヤにおいてＤＴＣＨの多重化が行われる場合にはＭＡＣヘッダが必要となる。
【００４４】
次に、アドホックネットワーク２のセットアップ処理について説明する。ここでは、無線通信装置１０をノードＸとして説明する。
この処理は、図６に示すように、アドホックモードに通信モードの切換が行われた場合（ステップＳ１）や、移動体通信ネットワーク１よりもアドホックネットワーク２のＳＩＲ（Signal to Interference Ratio：信号対干渉比）の方が強い場合などに開始される。
先ず、ノードＸが、アドホックネットワーク２内にマスタが存在するか否かを探索し、その探索結果に基づいて、当該ノードＸのノード種別をマスタまたはスレーブの何れかに設定する処理を行う（ノード種別設定手段）。すなわち、ノードＸが、ＦＡＣＨを介してマスタから発せられるパイロット信号（制御信号）を検出する処理を行い（ステップＳ２）、その結果、パイロット信号を検出できた場合には、ノード種別をスレーブに設定し、パイロット信号を検出できなかった場合には、ノード種別をマスタに設定する（ステップＳ６）。
【００４５】
ここで、ノード種別がスレーブに設定された場合には、ノードＸが、ＲＡＣＨを利用して、ネットワークへの接続要求とノード情報（例えば、ノードＸのＩＤ、アドレスなど）をマスタに対して送信する処理を行う（ステップＳ３）。
マスタは、ネットワークへの接続要求とノード情報をノードＸから受信すると、受信したノード情報に基づいて、記憶部（記憶手段）内のネットワーク情報（各スレーブおよびマスタのノード情報、使用されているスクランブルコードおよびチャネライゼーションコード、共通チャネルに関する情報など）を更新する。その後、ノードＸは、ＦＡＣＨを介して、マスタからＡＣＫ（接続許可応答）を受信した後（ステップＳ４）、上記ネットワーク情報をマスタから取得して記憶部に記憶する処理を行う（ステップＳ５）。これにより、ノードＸがスレーブとしてアドホックネットワーク２内に組み入れられた状態となる。
【００４６】
一方、ノード種別がマスタに設定された場合には、ノードＸが、ＦＡＣＨを利用して、所定周期毎にパイロット信号を繰り返し発信（ブロードキャスト）するとともに（ステップＳ７）、スレーブから出力される制御信号を監視しながら、定期的に、上記ネットワーク情報を更新する処理、並びにスレーブの通信状態を検出する処理を行う。これにより、ノードＸをマスタとするアドホックネットワーク２が構築され、当該アドホックネットワーク２の維持管理がノードＸによって行われる。
【００４７】
次に、上記のようにして構築されたアドホックネットワーク２内において、データ信号を送信する際に行われる送信処理について説明する。
例えば、スレーブに設定された無線通信装置（Source ＵＥ）が、ＲＬＣのバッファに送信待ちのパケットが存在することを検知した際には、先ず、無線通信装置（Source ＵＥ）が、図７に示すように、ＲＡＣＨを利用して通信チャネルの割当要求（Capacity Request）をマスタに対して送信する処理を行う。
これを受けて、マスタは、記憶部内のネットワーク情報を参照して、ＲＲＣのスケジューリング機能により、ＤＣＨに対する通信チャネルの割当を行うとともに、ＦＡＣＨを利用して、通信チャネルの割当通知（Allocation Message）を、無線通信装置（Source ＵＥ）とその通信相手となる無線通信装置（Target ＵＥ）の各々に対して送信する処理を行う。
無線通信装置（Source ＵＥ）と無線通信装置（Target ＵＥ）は、通信チャネルの割当通知をマスタから受信すると、割り当てられた通信チャネルを利用して、ＤＣＨによりデータ信号（ＲＬＣブロック）の送受信を直接行う。
【００４８】
なお、通信チャネルとして割り当てるネットワーク資源には、タイムスロットと拡散符号が含まれる。タイムスロットは、ＴＤＤ−ＣＤＭＡの無線フレームを複数に分割してなるもので、ここでは１５個のタイムスロット（ＳＴ１〜ＳＴ１５）が設けられている。また、拡散符号には、スクランブルコード（scrambling code）とチャネライゼーションコード（channelization code）の２種類が用いられている。スクランブルコードは、移動体通信ネットワーク１の各セル１Ａに対して割り当てられる識別コードで、各セル１Ａに割り当てられたコードと異なるコードが、アドホックネットワーク２共通の識別コードとして付与されるようになっている。一方、アドホックネットワーク２内で使用するチャネライゼーションコードには、拡散率１６のＯＶＳＦ（Orthogonal Variable Spreading Factor：直交可変拡散率）符号が用いられている。このチャネライゼーションコードには、複数（例えば、１６）のコードが予め確保され、そのうちの一部が制御信号用として、残りがデータ信号用として割り当てられている。
【００４９】
次に、アドホックネットワーク２内のマスタが他の無線通信装置と基地局３０（ＵＴＲＡＮ６）との間の通信を中継する際の処理について説明する。
例えば、スレーブに設定された無線通信装置（Source ＵＥ）が、ＲＬＣのバッファ内に、ＵＴＲＡＮ６への送信待ちのパケットが存在することを検知した際には、先ず、無線通信装置（Source ＵＥ）が、図８に示すように、ＲＡＣＨを利用して通信チャネルの割当要求（Capacity Request）をマスタに対して送信する処理を行う。
【００５０】
これを受けて、マスタは、記憶部内のネットワーク情報を参照して、ＲＲＣのスケジューリング機能により、ＤＣＨに対する通信チャネルの割当を行うとともに、ＲＡＣＨを利用して、通信チャネルの割当要求（Capacity Request）をＵＴＲＡＮ６に対して送信する処理を行う。
ＵＴＲＡＮ６は、そのスケジューリング機能を利用して、ＤＣＨに対する通信チャネルの割当を行うとともに、ＦＡＣＨを利用して、通信チャネルの割当通知（Allocation Message）をマスタに対して送信する処理を行う。
その後、マスタは、ＦＡＣＨを利用して、通信チャネルの割当通知（Allocation Message）を無線通信装置（Source ＵＥ）に対して送信する処理を行う。
【００５１】
無線通信装置（Source ＵＥ）は、通信チャネルの割当通知をマスタから受信すると、マスタにより割り当てられた通信チャネルを利用して、マスタとの間でＤＣＨによりデータ信号（ＲＬＣブロック）の送受信を行う。マスタは、ＵＴＲＡＮ宛のデータ信号を無線通信装置（Source ＵＥ）から受信すると、ＵＴＲＡＮ６により割り当てられた通信チャネルを利用して、受信したデータ信号をＵＴＲＡＮ６に転送する。同様に、マスタは、無線通信装置（Source ＵＥ）宛のデータ信号をＵＴＲＡＮ６から受信すると、自身で割り当てた通信チャネルを利用して、受信したデータ信号をＤＣＨにより無線通信装置（Source ＵＥ）に転送する処理を行う。これにより、無線通信装置（Source ＵＥ）とＵＴＲＡＮ６との間で遣り取りされるデータ信号がマスタによって中継されることとなる。
【００５２】
次に、アドホックネットワーク２内のマスタが他の無線通信装置とＩＰネットワーク３との間の通信を中継する際の処理について説明する。
例えば、スレーブに設定された無線通信装置（Source ＵＥ）が、ＲＬＣのバッファ内に、ＩＰネットワーク３への送信待ちのパケットが存在することを検知した際には、先ず、無線通信装置（Source ＵＥ）が、図９に示すように、ＲＡＣＨを利用して通信チャネルの割当要求（Capacity Request）をマスタに対して送信する処理を行う。
【００５３】
これを受けて、マスタは、ＩＰネットワーク３との間でセッションを確立するとともに、記憶部内のネットワーク情報を参照して、ＲＲＣのスケジューリング機能により、ＤＣＨに対する通信チャネルの割当を行い、その後、ＦＡＣＨを利用して、通信チャネルの割当通知（Allocation Message）を無線通信装置（Source ＵＥ）に対して送信する処理を行う。
無線通信装置（Source ＵＥ）は、通信チャネルの割当通知をマスタから受信すると、マスタにより割り当てられた通信チャネルを利用して、マスタとの間でＤＣＨによりデータ信号（ＲＬＣブロック）の送受信を行う。マスタは、ＩＰネットワーク３宛のデータ信号（ＲＬＣブロック）を無線通信装置（Source ＵＥ）から受信すると、受信したデータ信号を無線通信プロトコルからＩＰプロトコルにプロトコル変換してＩＰパケットでＩＰネットワーク３に送信する。一方、マスタは、ＩＰネットワーク３から無線通信装置（Source ＵＥ）宛のデータ信号（ＩＰパケット）を受信すると、受信したデータ信号をＩＰプロトコルから無線通信プロトコルにプロトコル変換してＲＬＣブロックで無線通信装置（Source ＵＥ）に送信する処理を行う。これにより、無線通信装置（Source ＵＥ）とＩＰネットワーク３との間で遣り取りされるデータ信号がマスタによって中継されることとなる。
【００５４】
すなわち、マスタに設定された無線通信装置１０は、図１０示すように、移動体通信ネットワーク１への接続モジュールと、アドホックネットワーク２への接続モジュールと、ＩＰネットワーク３への接続モジュールと、アドホックネットワーク２と移動体通信ネットワーク１間のプロトコル変換モジュールと、アドホックネットワーク２とＩＰネットワーク３間のプロトコル変換モジュールとを備えている。そして、移動体通信ネットワーク１への接続モジュールにはＵｕ＊インターフェース、アドホックネットワーク２への接続モジュールにはＥｕインターフェース、ＩＰネットワーク３への接続モジュールには有線インターフェースがそれぞれ設けられている。
【００５５】
次に、アドホックネットワーク２以外のネットワークに無線通信装置１０がアクセスする際に使用される送信プロトコルについて説明する。
先ず、無線通信装置１０が移動体通信ネットワーク１に直接アクセスする際には、無線通信装置１０の通信モードがセルラモードとされて、基地局３０との通信にＵｕインターフェースが用いられる。この際には、ＵＭＴＳにおいて標準的な送信プロトコルと認証メカニズムが使用され、無線通信装置１０はアドホックネットワーク２から独立した存在となる。
【００５６】
一方、無線通信装置１０がアドホックネットワーク２のマスタ（移動体通信ネットワーク１の基地局３０との通信機能を有する無線通信装置）を経由して移動体通信ネットワーク１にアクセスする際には、無線通信装置１０（ＵＥ）とマスタとの通信にＥｕインターフェースが用いられ、マスタから基地局３０への送信データの中継にＵｕ＊インターフェースが用いられる。無線通信装置１０（ＵＥ）のプロトコルスタックは、データ信号を伝送する場合、図１１に示すように、下位から順に、物理層（３Ｇ ＰＨＹ）、ＲＬＣ／ＭＡＣ、ＰＤＣＰ（Packet Data Convergence Protocol）、ＩＰ、ＴＣＰ／ＵＤＰ、（ＲＴＰ）、アプリケーション層となり、無線通信装置１０（ＵＥ）とＵＴＲＡＮ６間で遣り取りされる信号がマスタによりレイヤ２で中継される。一方、認証用の制御信号を伝送する場合には、図１２に示すように、下位から順に、物理層（３Ｇ ＰＨＹ）、ＭＡＣ、ＲＬＣ、ＲＲＣ、ＧＭＭ／ＳＭ／ＳＭＳ、ＡＫＡ／ＳＩＭとなり、認証用の制御信号がマスタによりＲＲＣレイヤで中継される。無線通信装置１０の認証には、無線通信装置１０のＳＩＭカードに格納された利用者情報（利用者の識別情報など）が用いられ、この利用者情報がマスタ、ＵＴＲＡＮ６、ＳＧＳＮ３５およびＧＧＳＮ３６を経由してＨＬＲ３７に送信されることにより、ＵＭＴＳにおいて標準的なＳＩＭ／ＵＳＩＭ（Universal SIM）認証が行われるようになっている。
【００５７】
また、無線通信装置１０がアドホックネットワーク２のマスタ（ＩＰネットワーク３に有線または無線により接続された無線通信装置）を経由してＩＰネットワーク３にアクセスする際には、図１３に示すように、無線通信装置１０（ＵＥ）とマスタとの通信にＥｕインターフェースが用いられる。マスタは、無線通信プロトコルをＩＰプロトコルに変換するプロトコル変換モジュールを有し、このモジュールにより、無線通信装置１０（ＵＥ）から受け取ったデータ信号や制御信号をプロトコル変換した後、ＬＡＮ、ＰＰＰ（Point to Point Protocol）、ＰＰＰｏＥ（PPP over Ethernet（登録商標））などを利用してＩＰネットワーク３に送出するようになっている。
【００５８】
また、無線通信装置１０の認証時には、ＳＩＭカードに記憶された利用者情報或いは無線通信装置１０の入力部から入力された利用者情報がマスタ経由でＡＡＡサーバ４０に送信されて、ＡＡＡサーバ４０において認証処理が行われるとともに、図１４に示すように、ＡＡＡサーバ４０とＨＬＲ３７との間で、ＳＩＭカードに記憶された利用者情報やこれに対応する認証データ（乱数等のチャレンジ、チャレンジを用いて生成されたレスポンスなど）が遣り取りされて、ＨＬＲ３７においても、ＡＫＡ（Authentication and Key Agreement）によるチャレンジ＆レスポンス方式の認証処理が行われるようになっている。それら認証処理の結果、利用者の識別情報の正当性が確認された場合には、ＡＡＡサーバ４０が、無線通信装置１０に対してＩＰネットワーク３への接続を許可する一方、利用者の識別情報の正当性が確認されなかった場合には、ＩＰネットワーク３への接続を拒否する処理が行われる。
【００５９】
以上のように、本実施形態によれば、アドホックネットワーク２と移動体通信ネットワーク１における通信方式を統一して同一周波数帯を使用するようにしたので、装置構成の複雑化やコスト増大を回避することができるとともに、接続するネットワークの切換を円滑に行うことができ、アドホックネットワーク２と移動体通信ネットワーク１のシームレスな統合を実現することができる。
また、復信方式にＴＤＤ方式を採用するようにしたので、復信方式にＦＤＤ方式を採用する場合と比較して周波数を有効に活用することができるとともに、上り回線と下り回線に割り当てるタイムスロットの比率を変更することにより、上り回線と下り回線の通信速度を容易に調整することができ、上下回線の通信速度が異なる非対称のデータ通信サービスにも効率良く対応することができる。
【００６０】
また、アドホックネットワーク２内の無線通信装置どうしが相互に通信を行うことにより、移動体通信ネットワーク１にかかる負荷を軽減することができ、これによって、ネットワーク全体としての通信効率を高めることができる。
また、アドホックネットワーク２内の他の無線通信装置と基地局３０間の通信を中継するためのＵｕ＊インターフェースを設けたので、例えば、基地局３０まで電波が届かない無線通信装置がアドホックネットワーク２内に存在するような場合に、基地局３０まで電波が到達するアドホックネットワーク２内の無線通信装置を中継装置として利用することができ、これによって、基地局３０まで電波が届かない無線通信装置の通信範囲を拡大することが可能となる。
【００６１】
さらに、ＡＡＡサーバ４０に、移動体通信ネットワーク１のホームロケーションレジスタ３７と通信を行うためのＡｕインターフェースを設けたので、移動体通信ネットワーク１とＩＰネットワーク３との間で認証情報の相互利用を図ることができる。
したがって、本実施形態によれば、多大なコストをかけることなく、移動体通信ネットワーク１、アドホックネットワーク２およびＩＰネットワーク３のシームレスな統合を実現することができ、これによって、ネットワーク利用の効率性および経済性を向上させることができる。
【００６２】
なお、本実施形態においては、アドホックネットワーク２内における通信と、移動体通信ネットワーク１の基地局と移動局との通信に、それぞれ共通のＴＤＤ−ＣＤＭＡ方式を採用して同一周波数帯を使用するようにしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、アドホックネットワーク２と移動体通信ネットワーク１で使用する通信方式は、ＴＤＤをベースとする共通の通信方式であれば、例えば、ＴＤＤ−ＴＤＭＡ方式やＴＤＤ−ＯＦＤＭ方式などであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明に係る通信システムの一実施形態を示す概念図である。
【図２】図１の通信システムの概略構成図である。
【図３】アドホックネットワークの一例を示す概略構成図である。
【図４】図３の第１無線通信装置の要部構成を示すブロック図である。
【図５】アドホックネットワーク内の通信で用いられるプロトコル構成を示す図である。
【図６】アドホックネットワークのセットアップ処理を示すフローチャートである。
【図７】アドホックネットワーク内で通信を行う際の信号の流れを示す図である。
【図８】アドホックネットワーク内の他の無線通信装置とＵＴＲＡＮ間の通信を中継する際の信号の流れを示す図である。
【図９】アドホックネットワーク内の他の無線通信装置とＩＰネットワーク間の通信を中継する際の信号の流れを示す図である。
【図１０】図８および図９のマスタが有する機能を示すブロック図である。
【図１１】アドホックネットワークのマスタ経由で移動体通信ネットワークにアクセスする際の送信プロトコルを示す図である。
【図１２】アドホックネットワークのマスタを介してスレーブの認証を行う際の送信プロトコルを示す図である。
【図１３】アドホックネットワークのマスタ経由でＩＰネットワークにアクセスする際の送信プロトコルを示す図である。
【図１４】アドホックネットワークのマスタおよびＩＰネットワークを介してスレーブの認証を行う際の送信プロトコルを示す図である。
【図１５】移動体通信ネットワークの一例を示す概略構成図である。
【図１６】ＴＤＤ方式とＦＤＤ方式を説明するための模式図である。
【図１７】ＴＤＤ−ＣＤＭＡのフレーム構成の一例を示す図である。
【図１８】アドホックネットワークの一例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００６４】
１    移動体通信ネットワーク
２    アドホックネットワーク
３    ＩＰネットワーク
１０  第１無線通信装置（移動局）
３０  基地局
３７  ホームロケーションレジスタ（管理装置）
４０  ＡＡＡサーバ（認証サーバ）
【図１】
2005341290.tif 000003
【図２】
2005341290.tif 000004
【図３】
2005341290.tif 000005
【図４】
2005341290.tif 000006
【図５】
2005341290.tif 000007
【図６】
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【図７】
2005341290.tif 000009
【図８】
2005341290.tif 000010
【図９】
2005341290.tif 000011
【図１０】
2005341290.tif 000012
【図１１】
2005341290.tif 000013
【図１２】
2005341290.tif 000014
【図１３】
2005341290.tif 000015
【図１４】
2005341290.tif 000016
【図１５】
2005341290.tif 000017
【図１６】
2005341290.tif 000018
【図１７】
2005341290.tif 000019
【図１８】
2005341290.tif 000020