(57)【要約】  【課題】  通信方法が互いに異なる移動局が混在した無線環境であっても、共有する限られた周波数帯域を複数の移動局間で効率良く活用することができる無線通信システムを提供すること。  【解決手段】  複数の移動局１は、それぞれ固有の通信方法で無線通信可能であって互いに通信方法が異なるものが混在している。移動局１は、基地局２を介して相手先との通信を開始する際、移動局１間で共有の周波数帯域を使用して通信するための通信要求を基地局２に対して発する。基地局２は、移動局１の通信要求を検出したとき、該通信要求を発した移動局１で通信可能な通信方法を判別し、共有の周波数帯域での通信方法を該通信要求の発した移動局１で通信可能な通信方法に切り替えて、該移動局１と通信するようにした。【選択図】  図１
2005167299.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の移動局、および、各移動局と無線で通信する基地局を含み、
前記複数の移動局は、それぞれ固有の通信方法で無線通信可能であって互いに通信方法が異なるものが混在しており、前記基地局を介した通信を開始する際に移動局間で共有の周波数帯域を使用して通信するための通信要求を前記基地局に対して発し、
前記基地局は、前記移動局の通信要求を検出したとき、該通信要求に基づいて、該通信要求を発した移動局で通信可能な通信方法を判別し、前記共有の周波数帯域での通信方法を該通信要求の発した移動局で通信可能な通信方法に切り替えて、該移動局と通信することを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記基地局は、
前記複数の移動局と通信するための複数の通信方法を記憶する記憶手段と、
通信方法をプログラム可能であって該プログラムされた通信方法によって各移動局との通信を可能にするプログラマブル通信手段と、
前記移動局の通信要求を検出したとき、該通信要求を発した移動局が通信可能な通信方法を前記記憶手段から読み出し、読み出した通信方法を前記プログラマブル通信手段にプログラムする制御手段と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記プログラマブル通信手段は、ＦＰＧＡ等のプログラマブルロジックデバイス、又は、デジタルシグナルプロセッサを含むことを特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記プログラム可能な通信方法は、符号化および復号化、変調および復調、同期処理、又は、通信手順を含むことを特徴とする請求項２又は３に記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記基地局は、前記通信方法を前記記憶手段に設定する通信方法設定手段を有し、該通信方法設定手段により通信方法の登録、変更および削除を必要に応じて行えるようにしたことを特徴とする請求項２ないし４の何れかに記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記移動局のそれぞれに割り振られたアドレスと電話番号とを対応付けるサーバを備え、
前記基地局は、前記通信要求を発した移動局のアドレスを前記サーバに通知して、該移動局の電話番号を前記サーバから取得することを特徴とする請求項１ないし５の何れかに記載の無線通信システム。
【請求項７】
前記移動局は、前記基地局を介した通信を開始する際、移動局間で共通のプロトコルにより、移動局間で共有する周波数帯域内で自局の通信に必要な区分の使用を他局に対して宣言するためのアナウンス信号を発して、前記基地局に対して通信を要求することを特徴とする請求項１ないし６の何れかに記載の無線通信システム。
【請求項８】
前記アナウンス信号は、抑圧搬送波の変調が施された信号であることを特徴とする請求項７に記載の無線通信システム。
【請求項９】
前記移動局は、移動局間で共有する周波数帯域内の複数の区分で同時に他局の電波の有無を感知するとともに、他局の電波がない区分の使用を前記アナウンス信号により宣言することを特徴とする請求項７または８に記載の無線通信システム。
【請求項１０】
前記請求項１ないし９の何れかに記載の無線通信システムを構成する前記基地局。
【請求項１１】
前記請求項７ないし９の何れかに記載の無線通信システムを構成する前記移動局。
【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に係り、特に複数の移動局が基地局を介して相手先と通信する無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話をはじめとする移動通信端末（移動局）は、部品の集積化等の技術進歩に伴って小型化や低コスト化が図られてきた。このような技術の進歩と、無線で通信できるという利便性等に因り、移動通信端末は広く普及し、各種目的での無線通信の利用が活発化している。また、高機能化、多機能化が進み、例えば、携帯電話は、通話としての基本的な伝送対象である音声以外にも、テキストデータや画像データ等についても符号化、復号化し伝送可能としたものが一般ユーザにも普及してきた。携帯電話以外の製品も各種製造、販売されている。
【０００３】
ところで、移動通信端末の通信方法には各種あり、空間上に様々な通信方法による様々な電波が混在した状況になっている。例えば、デジタル信号の変調方法には、基本的なものとして、振幅変調（ＡＳＫ：Amplitude Shift Keying）、周波数変調（ＦＳＫ：Frequency Shift Keying）、位相変調（ＰＳＫ：Phase Shift Keying）があり、さらに、IEEE802.11やIEEE802.11bで規格化された変調方法を例にすると、ＰＳＫを基本として、ＤＢＰＳＫ（Differential Binary PSK）、ＤＱＰＳＫ（Differential Quadrature PSK）、ＣＣＫ（Complementary PSK）といった互いに異なる変調方法が提案され実用化している。
【０００４】
このような無線の通信環境において、ユーザの利便性、通信の信頼性、伝送効率の向上等の課題を解決することを目的として、各種の無線通信システムが提案されている。
【０００５】
特許文献１には、場所を検出する手段によって得られる位置情報から、そこで得られる通信サービスの種類を判断して、ユーザが通信手段を選択するようにしたものが記載されている。特許文献２には、通信回路が輻輳した場合、代替基地局にその情報を伝えるようにしたものが記載されている。特許文献３には、所定の無線伝送路選択基準に基づき、最適な選択可能伝送手段に変更できるようにしたものが記載されている。特許文献４には、送出信号を数々の変調フォーマットで変調するものが記載されている。
【特許文献１】特開２００２−１９９４５１号公報
【特許文献２】特開２００２−１８５９９７号公報
【特許文献３】特開２００２−１１２３４７号公報
【特許文献４】特開２００１−７８８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
無線通信で利用可能な周波数帯域は無限ではない。このような限られた範囲内で、利用目的等により、それぞれの周波数帯域が予め定義され、さらに、各周波数帯域を、周波数、時間、伝達距離等により制限、細分して利用しなければならない。他方、無線通信の利用者は今後も増加し、通信方法の種類は今後も新たなものが提案され実用化されていくものと考えられる。したがって、限られた共有資源である周波数帯域を如何に効率良く利用するかという課題の解決策が求められている。
【０００７】
このような課題の解決策として、移動通信端末側に各種の通信方法の実装を強要すること、具体的には、移動通信端末が基地局に合わせて変調や符号化等の通信方法を切り替えるようにすることには、各種の問題がある。例えば、移動通信端末の限られた体積に各種の通信方法に対応するハードウエア及びソフトウエアを組み込むことは、一般に、困難である。一般に省電力が求められる携帯電話等にとって、電力的にも不利である。また、必要に応じてユーザがハードウエアやソフトウエアの切り替え操作をするのは煩雑である。自動的に移動通信端末が必要なソフトウエアを無線で所定の配信元からダウンロードして切り替えるようにした場合でも、障害物や妨害電波等により移動通信端末の位置する無線環境が不安定であれば、ダウンロードに失敗し、全く通信できない事態に陥ることがある。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、通信方法が互いに異なる複数の移動局が混在した無線環境であっても、共有する限られた周波数帯域を複数の移動局間で効率良く活用することができる無線通信システム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】
【０００９】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、複数の移動局、および、各移動局と無線で通信する基地局を含み、前記複数の移動局は、それぞれ固有の通信方法で無線通信可能であって互いに通信方法が異なるものが混在しており、前記基地局を介した通信を開始する際に移動局間で共有の周波数帯域を使用して通信するための通信要求を前記基地局に対して発し、前記基地局は、前記移動局の通信要求を検出したとき、該通信要求に基づいて、該通信要求を発した移動局で通信可能な通信方法を判別し、前記共有の周波数帯域での通信方法を該通信要求の発した移動局で通信可能な通信方法に切り替えて、該移動局と通信する構成となっている。
【００１０】
この構成によって、移動局から基地局に対して通信要求が発せられたとき、基地局側で、通信要求を発した移動局で通信可能な通信方法が判別され、共有の周波数帯域での通信方法が、通信要求を発した移動局で通信可能な通信方法に切り替えられるので、通信方法が互いに異なる移動局が混在した無線環境であっても、共有する限られた周波数帯域を複数の移動局間で効率良く活用することができる。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記基地局は、前記複数の移動局と通信するための複数の通信方法を記憶する記憶手段と、通信方法をプログラム可能であって該プログラムされた通信方法によって各移動局との通信を可能にするプログラマブル通信手段と、前記移動局の通信要求を検出したとき、該通信要求を発した移動局が通信可能な通信方法を前記記憶手段から読み出し、読み出した通信方法を前記プログラマブル通信手段にプログラムする制御手段を有する構成となっている。
【００１２】
この構成によって、ひとつの基地局により多種多様な通信方法に対応することが可能となり、互いに異なる通信方法に対応した複数の基地局を同じアクセスポイントに重複して設ける必要がなく、無駄が省ける。
【００１３】
前記プログラマブル通信手段は、請求項３に記載するように、例えば、ＦＰＧＡ等のプログラマブルロジックデバイス、又は、デジタルシグナルプロセッサを含む。
【００１４】
また、前記プログラム可能な通信方法は、請求項４に記載するように、例えば、符号化および復号化、変調および復調、同期処理、又は、通信手順を含む。
【００１５】
また、請求項５に記載の発明は、請求項２ないし４の何れかに記載の発明において、前記基地局は、前記通信方法を前記記憶手段に設定する通信方法設定手段を有し、該通信方法設定手段により通信方法の登録、変更および削除を必要に応じて行えるようにした構成となっている。
【００１６】
この構成によって、各社好き勝手に無線通信方法を選択して使うことが可能になる。
【００１７】
また、請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５の何れかに記載の発明において、前記移動局のそれぞれに割り振られたアドレスと電話番号とを対応付けるサーバを備え、前記基地局は、前記通信要求を発した移動局のアドレスを前記サーバに通知して、該移動局の電話番号を前記サーバから取得する構成となっている。
【００１８】
この構成によって、移動局にそれぞれ割り振られたアドレス、例えばＭＡＣアドレスやＩＰアドレスに基づいて、移動局の電話番号を解決して、移動局は相手先と通信することが可能になる。
【００１９】
また、請求項７に記載の発明は、請求項１ないし６の何れかに記載の発明において、前記移動局は、前記基地局を介した通信を開始する際、移動局間で共通のプロトコルにより、移動局間で共有する周波数帯域内で自局の通信に必要な区分の使用を他局に対して宣言するためのアナウンス信号を発して、前記基地局に対して通信を要求する構成となっている。
【００２０】
この構成によって、移動局は、移動局間で共通のアナウンス信号を用いて基地局との間で通信を開始した後は、各移動局固有の従来の無線通信方法を用いて基地局等と通信することができる。
【００２１】
また、請求項７に記載の発明のアナウンス信号は、請求項８に示すように、例えば、抑圧搬送波の変調が施された信号である。
【００２２】
この構成によって、隠れ端末問題が抑えられることになる。
【００２３】
また、請求項９に記載の発明は、請求項７又は８に記載の発明において、前記移動局は、移動局間で共有する周波数帯域内の複数の区分で同時に他局の電波の有無を感知するとともに、他局の電波がない区分の使用を前記アナウンス信号により宣言する構成となっている。
【００２４】
この構成によって、複数の区分を用いて通信することも可能である。
【００２５】
また、請求項１０に記載の発明は、前記請求項１ないし９の何れかに記載の無線通信システムを構成する前記基地局である。
【００２６】
また、請求項１１に記載の発明は、前記請求項７ないし９の何れかに記載の無線通信システムを構成する前記移動局である。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、通信方法が互いに異なる移動局が混在した無線環境であっても、共有する限られた周波数帯域を複数の移動局間で効率良く活用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明に係る無線通信システムを実施するための最良の形態について、添付図面に従って、詳細に説明する。
【００２９】
図１は、本発明に係る一実施形態の無線通信システムの概略を示す全体構成図である。
【００３０】
図１に示す無線通信システムは、主として、複数のモバイル局１（１ａ、１ｂ、１ｃ）、複数の基地局２（２ａ、２ｂ、２ｃ）、サーバ４、通信回線５を含んで構成される。
【００３１】
複数のモバイル局１は、それぞれ固有の通信方法で無線通信可能であって、互いに通信方法が異なるものが混在している。モバイル局１は、特に限定されないが、例えば、携帯電話、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）等がある。各モバイル局１は、基地局２を介して相手先と通信を開始する際、基地局２に対して、モバイル間１で共有の周波数帯域を使用して通信するための通信要求を発する。ここで、相手先とは、特に限定されないが、例えば、通信回線５を介して通信が行われる、他のモバイル局１、固定電話機（図示を省略）、コンピュータ装置（図示を省略）、その他の通信端末装置がある。
【００３２】
複数の基地局２は、それぞれ安定かつ大容量の通信回線５に接続されている。各基地局２は、モバイル局１の通信要求を検出したとき、この通信要求に基づいて、通信要求を発したモバイル局１で通信可能な通信方法を判別し、共有の周波数帯域での通信方法を、通信要求を発したモバイル局１で通信可能な通信方法に切り替える。
【００３３】
サーバ４は、モバイル局１に関する情報を基地局２に提供するものである。このサーバ４は、モバイル局１のそれぞれに割り振られたアドレス（例えばＩＰアドレスやＭＡＣアドレス）と電話番号とを対応付けて記憶する。このサーバ４は、基地局２からのアドレスに基づく電話番号の問い合わせに対して電話番号を応答し、電話番号に基づくアドレスの問い合わせに対してアドレスを応答する。基地局２は、通信要求を発したモバイル局１のアドレスをサーバ４に通知して、このモバイル局１の電話番号をサーバ４から取得する。また、基地局２は、電話番号をサーバ４に通知して、この電話番号に対応するモバイル局１のアドレスをサーバ４から取得する。
【００３４】
図２および図３は、基地局２の内部構成の具体例を示す要部ブロック図である。
【００３５】
図２において、基地局２は、主として、アンテナ２１、サーキュレータ２２、ＲＦ（無線周波数）アンプ２３、受信用コンバータ２４、受信用バンドパスフィルタ２５、Ａ／Ｄ変換器２６、受信ブロック２７、パワーアンプ３３、送信用コンバータ３４、送信用バンドパスフィルタ３５、Ｄ／Ａ変換器３６、送信ブロック３７、および、回線インタフェース３８によって構成されている。
【００３６】
まず、モバイル局１からの受信について説明すると、モバイル局１からの電波は、アンテナ２１によって受信され、アナログの信号としてサーキュレータ２２を通してＲＦアンプ２３に入力される。ＲＦアンプ２３で増幅された信号は、受信用コンバータ２４で中間周波数に変換され、変換に伴う不要な周波数成分が受信用バンドパスフィルタ２５で除去され、Ａ／Ｄ変換器２６にてデジタルの信号に変換され、受信ブロック２７に入力される。受信ブロック２７は、入力された中間周波数の信号に対して、同期検出処理、各種フィルタリング処理、ベースバンド変換処理、復調処理、復号化処理等を施す。受信ブロック２７から出力された信号が回線インタフェース３８を介してパケットデータとして通信回線５に送出されることにより、モバイル局１は相手先との通信が可能になる。
【００３７】
次に、モバイル局１への送信について説明すると、モバイル局１の相手先から通信回線５を介して送られてくるパケットデータ（音声を含む）は、予め基地局２に対して送られてきている識別情報に基づいて、特定の基地局２に送られる。基地局２では、パケットデータを回線インタフェース３８で受け取り、このパケットデータが送信ブロック３７に入力される。送信ブロック３７は、パケットデータに対して、符号化処理、変調処理、ベースバンド変換処理、各種フィルタリング処理、同期信号付加処理等を施す。送信ブロック３７から出力されたデジタルの信号は、Ｄ／Ａ変換器３６にてアナログの信号に変換され、送信用バンドパスフィルタ３５を通って、送信用コンバータ３４でＲＦ信号に変換され、パワーアンプ３３で適切な信号レベルまで増幅された後、サーキュレータ２２を介して、アンテナ２１によりモバイル局１に向けて電波として送信される。
【００３８】
送信ブロック３７および受信ブロック２７の内部構成の具体例を、それぞれ図３（ａ）、図３（ｂ）に示す。
【００３９】
図３（ａ）に示す送信ブロック３７は、主として、メモリ３７１、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３７２、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）３７３、および、第１から第３のＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）３７４、３７５、３７６によって構成されている。図３（ｂ）に示す受信ブロック２７は、送信ブロック３７と対をなし、主として、メモリ２７１、ＣＰＵ２７２、ＤＳＰ２７３、および、第１から第３のＦＰＧＡ２７４、２７５、２７６によって構成されている。
【００４０】
受信ブロック２７および送信ブロック３７のメモリ２７１、３７１は、各モバイル局１と通信するための複数の通信方法を記憶する。詳細には、符号化および復号化、変調および復調、ベースバンド変換、各種フィルタリング、同期信号の付加および検出といった、各種の通信処理に関する情報（通信方法）を予め記憶している。
【００４１】
受信ブロック２７および送信ブロック３７のＣＰＵ２７２、３７２は、通信要求を発したモバイル局１が通信可能な通信方法に対応する情報をメモリ２７１、３７１から読み出し、読み出した情報を、ＤＳＰ２７３、３７３、および、ＦＰＧＡ２７４、２７５、２７６、３７４、３７５、３７６にプログラムする。
【００４２】
例えば、送信ブロック３７において、ＤＳＰ３７３は、ＥＣＣ（誤り訂正コード）生成、畳み込み符号化、チャンネル符号化、音声符号化等を担当し、第１のＦＰＧＡ３７４は、ＰＳＫ（Phase Shift Keying）等の変調を担当し、第２のＦＰＧＡ３７５は、同期信号生成、ＰＮ（拡散符号）生成等を担当し、第３のＦＰＧＡ３７６は、ＭＵＸ、デジタルフィルタ、アップコンバータ等を担当する。
【００４３】
また、受信ブロック２７において、ＤＳＰ２７３は、ＥＣＣによる誤り訂正、チャンネル復号化、音声復号化等を担当し、第１のＦＰＧＡ２７４は、ＰＳＫ（Phase Shift Keying）等の復調を担当し、第２のＦＰＧＡ２７５は、同期信号検出、ＰＮ復号化、ＤＰＬＬ（デジタル位相同期回路）等を担当し、第３のＦＰＧＡ２７６は、ＤＥＭＵＸ、デジタルフィルタ、ダウンコンバータ等を担当する。
【００４４】
要するに、モバイル局１から通信要求を受信すると、図３（ｂ）の受信ブロック２７および図３（ａ）の送信ブロック３７が、それぞれのＣＰＵ２７２、３７２の制御により、通信要求を発したモバイル局１で通信可能な通信方法に合わせて、ダイナミックかつ自動的に更新するようになっている。すなわち、基地局２は、いわゆるソフトウエア無線機として機能する。以上の説明では、理解を容易にするため、ひとつのモバイル局１との通信について説明したが、基地局２は複数の異なるモバイル局１と同時に通信可能であり、かつ、通信方法が互いに異なるモバイル局１であっても同時に通信可能であるように構成されているのはもちろんである。このような同時並行処理のため、各構成要素の一部は複数並列に設けてよいことは言うまでもない。したがって、互いに通信方法が異なる移動局１が混在していても、ひとつの基地局２で複数の移動局１に対応することが可能になり、コストがかからず、ユーザ側も通信不可の場所が減って利便性が向上する。
【００４５】
また、基地局２には、通信方法をメモリ２７１、３７１に設定する通信方法設定手段（図示を省略）を有し、通信方法設定手段により通信方法の登録、変更および削除を必要に応じて行えるようになっている。この通信方法設定手段は、図２の回線インタフェース３８および図３のＣＰＵ２７２、３７２等で構成し、通信回線５を介して通信方法の設定をすることができるようにしてもよい。
【００４６】
図４は、本実施形態のモバイル局１の内部構成の具体例を示す要部ブロック図である。
【００４７】
図４において、モバイル局１は、例えば携帯電話であって、主として、音声を入力するマイク１１、音声を出力するスピーカ１２、テキストや画像で各種情報を表示する表示部１３、ユーザが操作するキー等からなる操作部１４、基地局２を介して無線通信するための無線通信部１５およびアンテナ１５ａ、モバイル局１を統括制御するＣＰＵ１６、各種の情報を記憶するメモリ１７によって構成されている。
【００４８】
このモバイル局１は、基地局２を介して相手先と通信を開始する際、所定のプロトコルでパイロット信号（アナウンス信号）を無線通信部１５により発信する。このパイロット信号の発信により、モバイル局１間で共有する周波数帯域内で自局の通信に必要な区分を使用する旨を他局に対して宣言するとともに、基地局２に対して通信を要求するようになっている。
【００４９】
パイロット信号を用いたスタートアップのプロトコルによる交換情報には、例えば、以下の情報が含まれる。
・変調方法、および、専有の必要性の有無（モバイル局間の共用が可能か否か）
・必要バンド数（各モバイル局が通信に必要とする周波数帯域の区分の数、いわゆるバンド幅）
・他検出ステーション数（待機ステーション数）
・衝突検出回数
・ずらしマジック番号（乱数発生の基本になる番号）
・帯域専有時間（使用する区分の専有予定時間）
・帯域専有優先番号
このようなパイロット信号の発信により、モバイル局１は、例えば、所定の周波数帯域内で自局の通信に必要な分についての一定の時間の専有を、宣言することができる。
【００５０】
パイロット信号は、スペクトルがはっきり立ち、衝突がきちんと検出でき、かつ、信号の抑圧効果の少ない、専有帯域幅が狭く、電力搬送効率がよい信号形式を選択するのが好ましい。本実施形態では、例えば、ＦＳＫ（Frequency Shift Keying）で変調される。隠れ端末問題が表面化しがたい抑圧搬送波方式に準拠した変調方法を採用するとよい。
【００５１】
また、パイロット信号は、全てのモバイル局１で共通の変調方法によって変調されて送出される。その他、パイロット信号に関するスタートアップのプロトコルは全てのモバイル局１で共通にする。
【００５２】
モバイル局１間で共有する周波数帯域は、予め複数の区分（バンド）に分割されており、モバイル局１は、モバイル局１間で共有する複数の区分で同時に他局の電波の有無を感知するとともに、他局の電波がない区分の使用をパイロット信号により宣言する。
【００５３】
図５（ａ）に示す例では、使用可能な連続した周波数帯域の全範囲を、ｎ個（BAND1からBANDnまで）に区分している。モバイル局１が特定の区分（バンド）を使用する際、該当する区分の確保を宣言するパイロット信号を発する。例えば、BAND1を使用するにはBAND1の確保を宣言するパイロット信号１、BAND2を使用するにはBAND2の確保を宣言するパイロット信号２を発信する。このパイロット信号は、一定時間間隔で発信する。各区分は、使用可能な全範囲が一定の周波数幅で区切られたものである。限られた周波数帯域を有効に利用するため、パイロット信号により区分毎に使用を宣言する。
【００５４】
また、モバイル局は、他局から発信されたパイロット信号の検出（以下「衝突検出」という）をしたとき、言い換えれば、自局がパイロット信号を発信すれば他局のパイロット信号等と衝突してしまうとき、所定時間待機する。この待ち時間は、自局のパイロット信号の発信が、他局のパイロット信号の発信と同期してしまうことがないように、ランダムにする。
【００５５】
図５（ｂ）は、ＡＭ変調で通信可能なモバイル局１が、パイロット信号を発して、２個の区分（BAND2、BAND3）を専有した場合を示す。図５（ｃ）は、狭帯域のＦＭ変調で通信可能なモバイル局が、４個の区分（BAND2からBAND5まで）を専有した場合を示す。なお、一般に、隣接する区分（隣接バンド）も専有する必要がある場合には、専有時間が短くなるようにする。
【００５６】
パイロット信号は全モバイル局１間で共通のプロトコル（変調方法を含む）で発信されるが、モバイル局１とその相手先との通話等、実際の通信内容は、モバイル局１間で異なる場合があることを前提としている。変調方法を含む通信方法の切り替えは、モバイル局１が基地局２に要求し、それに呼応して基地局２側で通信方法を切り替える。実際には、基地局２は、モバイル局１の応答を受信してから通信方法を切り替えるようになっている。
【００５７】
次に、本発明に係る一実施形態の無線通信システムにおける通信処理の流れについて、図６ないし図９のフローチャートを用いて説明する。
【００５８】
図６は、モバイル局側での所定のスタートアッププロトコルによる処理を示している。
【００５９】
モバイル局１が通信を開始する際、まず、衝突回避のため、共有の周波数帯域の各区分（バンド）で、衝突（コリージョン）の有無を確認する（Ｓ２）。具体的には、該当する特定のバンドで、他局が電波を送信していないかを調べ、さらに自局宛ての電波が送信されていないかを調べ、その結果、衝突の可能性があるか否かを判定する。
【００６０】
調べた特定のバンドで「衝突無し」と判定した場合には、モバイル局１の通信に必要な分の帯域確保が可能かを否か判定する（Ｓ４）。例えば、図５（ｂ）の例では２バンド必要であり、２バンドで空きがあれば、必要分の帯域確保が可能と判定する。また、図５（ｃ）の例では４バンド必要であり、４バンドで空きがあれば、必要分の帯域確保が可能と判定する。
【００６１】
調べた特定のバンドで「衝突有り」と判定した場合、または、帯域確保の判定が未だ不可である場合には、バンド周波数を変更し（Ｓ６）、所定回数の変更をしたか否か、即ち全バンドで確認が終了したか否かを判定する（Ｓ８）。未確認のバンドがあれば、次のバンドで衝突の有無を確認し（Ｓ２）、帯域確保の判定を行う（Ｓ４）。
【００６２】
全バンド確認しても必要分の帯域確保が不可と判定した場合には、モバイル局１の表示部１３にバンドビジー表示を行って（Ｓ１０）、一旦、通信開始処理を終了する。
【００６３】
モバイル局１の通信に必要な分の帯域確保が可能と判断した場合には、パイロット信号により、基地局２に対して通信要求を行う（Ｓ１２）。パイロット信号は、前述したように、第１に、自局の通信に必要なバンドの専有を宣言するとともに、第２に、基地局２の通信方法を自局で可能な通信方法に切り替えるよう要求する信号である。
【００６４】
パイロット信号を発すると、基地局２との通信が可能か否かを判定する（Ｓ１４）。例えば、所定の通信範囲内に基地局２がない場合には、通信圏外である旨が、モバイル局１の表示部１３に表示される（Ｓ１６）。
【００６５】
図７および図８は、基地局２側での自局の通信方法の切り替え処理と、周辺基地局への担当基地局の交代（ハンドオーバ）のための処理を主に示している。
【００６６】
図７において、モバイル局１からの通信要求を受信した基地局２は、モバイル局１から要求されたバンドが使用可能であるか否か判定する（Ｓ１８）。例えば、該当するバンドが他の通信で既に予約されているために使用不可であれば、基地局２からモバイル局１に対して、使用不可を回答する（Ｓ２０）。
【００６７】
モバイル局１から要求されたバンドが使用可能であれば、基地局２からモバイル局１に使用可を通知する（Ｓ２２）。
【００６８】
また、基地局２は、該当するモバイル局１の通信可能な通信方法に基地局２側が通信方法を切り替え可能か否かを判定する（Ｓ２４）。例えば、該当する通信方法が未対応であれば、基地局２からモバイル局１に対して、該当する通信方法が未対応である旨を回答し（Ｓ２６）、モバイル局１は、該当する通信方法が基地局２で未対応である旨の表示を行う（Ｓ２８）。
【００６９】
モバイル局１の通信可能な通信方法に切り替え可能であれば、その通信方法に切り替える（Ｓ３０）。具体的には、基地局２において、モバイル局１が通信可能な通信方法をメモリ２７１、３７１から読み出し、読み出した通信方法をＤＳＰ２７３、３７３およびＦＰＧＡ２７４、２７５、２７６、３７４、３７５、３７６にプログラムする。基地局２のメモリ２７１、３７１にＤＳＰ２７３、３７３およびＦＰＧＡ２７４、２７５、２７６、３７４、３７５、３７６へのプログラム内容がキャッシュされていればそれを用い、キャッシュされていない場合には、所定のファームステーション（図示を省略）からダウンロードする。
【００７０】
なお、実際には、基地局２は、スタートアッププロトコルとして規定されたモバイル局１の応答を受信してから通信方法を切り替えるようになっている。
【００７１】
また、基地局２は、ハンドオーバの準備として、その基地局２に隣接する周辺基地局に、専有バンド、通信プロトコル、変調方法等を通知し（Ｓ３２）、周辺基地局から変調および通信プロトコルの対応が可能である旨、および、該当するバンドの使用が可能である旨の応答を受信する（Ｓ３４、Ｓ３６）。例えば、図１において、通信要求を受け付けたのが第１の基地局２ａである場合、隣接する第２の基地局２ｂにハンドオーバの可能性がある旨を通知し、第２の基地局２ｂがハンドオーバ可能か否かを応答する。
【００７２】
周辺基地局がハンドオーバ可能であれば、基地局２は、隣接する周辺基地局に、専有バンド、通信プロトコル、変調方法等の予約を要求し（Ｓ３８）、周辺基地局からその予約の回答を受信する（Ｓ４０）。
【００７３】
周辺基地局の予約できたか否か判定し（Ｓ４２）、周辺基地局からバンド予約不可や通信プロトコル非対応等の回答があった場合には、モバイル局１に周辺基地局の予約が不可である旨を通知する（Ｓ４４）。モバイル局１は、移動によって通信が切れる可能性がある旨を表示部１３に表示する（Ｓ４６）。
【００７４】
周辺基地局の予約ができた場合には、一定時間、予約セット待機を行い（Ｓ４８）、通信開始処理を終了して、通常の交信状態に移行する（Ｓ５０）。モバイル局１は相手先との通信を開始する。
【００７５】
図９は、モバイル局１が相手先との通信を終了したときに行う基地局１での処理を主に示している。
【００７６】
図９において、モバイル局１が通信を終了する際には、モバイル局１と通信中の基地局２は、モバイル局１の通信状態を判定し（Ｓ６２）、モバイル局１が通信を終了するとき、バンドクリア予約、すなわち専有バンドを解放するための自局内の準備（バンドクリア予約）をして（Ｓ６４）、周辺基地局に対しては、バンドクリア予約通知で、専有バンドの開放をアナウンスする（Ｓ６６）。
【００７７】
基地局２は、専有バンド解放の準備が整うと、モバイル局１の通信状態を判定し（Ｓ６８）、モバイル局１との通信が完全に終了したことを確認して、バンドクリアセット（Ｓ７０）、すなわち専有バンドの解放を行い、所定のパイロット周波で、専有バンドの解放をアナウンスする（Ｓ７２）。
【００７８】
以上説明したように、本実施形態の無線通信システムは、モバイル局１（移動局）から基地局２に対して通信要求が発せられたとき、基地局２側で、通信要求を発したモバイル局１で通信可能な通信方法が判別され、共有の周波数帯域での通信方法が、通信要求を発したモバイル局１で通信可能な通信方法に切り替えられるので、通信方法が互いに異なるモバイル局１が混在した無線環境であっても、共有する限られた周波数帯域を複数のモバイル局１間で効率良く活用することができる。また、従来のモバイル局１の通信方法を大幅に変更することもない。ユーザは好みの端末を使って、今まで通り、なんら問題なく通話やデータ通信などを実施することが可能になる。
【００７９】
基地局２側について説明すると、ひとつの基地局２で様々な通信方法を持ったモバイル局１に対応可能であり、モバイル局１の通信方法別に対応する基地局を設ける必要がないのでコストダウンを図ることが可能になる。さらに、モバイル局の種類によって通信不可能な場所が生じる可能性が減る。
【００８０】
また、モバイル局１の移動によって対応する基地局が交代するとき、交代した隣接基地局は、前任の基地局から通信方法の通知（予約）を予め受けており、通知された通信方法に切り替わるようになっている。したがって、ハンドオーバ時の通信途絶を防止することができ、また、スムーズな基地局交代が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明に係る一実施形態の無線通信システムの全体構成図である。
【図２】本発明に係る一実施形態の無線通信システムにおける基地局の内部構成例を示すブロック図である。
【図３】（ａ）は基地局の送信ブロックのブロック図、（ｂ）は基地局の受信ブロックのブロック図である。
【図４】本発明に係る一実施形態の無線通信システムにおける移動局の内部構成例を示すブロック図である。
【図５】パイロット信号の説明に供する説明図である。
【図６】本発明に係る一実施形態の無線通信システムにおける通信開始時の処理の流れを示す第１のフローチャートである。
【図７】本発明に係る一実施形態の無線通信システムにおける通信開始時の処理の流れを示す第２のフローチャートである。
【図８】本発明に係る一実施形態の無線通信システムにおける通信開始時の処理の流れを示す第３のフローチャートである。
【図９】本発明に係る一実施形態の無線通信システムにおける通信終了時の処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８２】
１…モバイル局（移動局）、２…基地局、４…サーバ、５…通信回線、２７…基地局の受信ブロック、３７…基地局の送信ブロック、２７１、３７１…基地局のメモリ（記憶手段）、２７２、３７２…基地局のＣＰＵ（制御手段）、２７３、３７３…基地局のＤＳＰ、２７４、２７５、２７６、３７４、３７５、３７６…基地局のＦＰＧＡ
【図１】
2005167299.tif 000003
【図２】
2005167299.tif 000004
【図３】
2005167299.tif 000005
【図４】
2005167299.tif 000006
【図５】
2005167299.tif 000007
【図６】
2005167299.tif 000008
【図７】
2005167299.tif 000009
【図８】
2005167299.tif 000010
【図９】
2005167299.tif 000011