(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局と、該基地局と時分割双方向伝送（ＴＤＤ）方式を用いた無線通信を行う移動局と、を含む無線通信システムであって、
前記基地局は、
フレーム周期毎に時分割された複数のタイムスロットの任意のタイムスロットを２以上の所定フレーム数周期で移動局に割り当てるサブスロットに、フレーム周期毎にタイムスロットを用いて通信中の移動局を割り当てる割当変更部と、
前記割当変更部の前記通信中の移動局に対するサブスロットの割当と該割当による無線通信の開始フレームとを含む割当情報を移動局に送信する割当送信部と、
前記開始フレームに達すると前記割当による移動局との無線通信を開始する基地局通信開始部と、
前記割当による移動局との無線通信の切り換えの完了と切換後の割当を示す切換完了通知を移動局に送信する完了通知部と、
を備え、
前記移動局は、
前記割当情報を前記基地局から受信する割当受信部と、
前記開始フレームに達すると前記割当による基地局との無線通信を開始する移動局通信開始部と、
前記切換完了通知を受信し、該切換完了通知に示された前記割当による無線通信になっていなければ、前記割当による無線通信に切り換える切換確認部と、
を備えることを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記基地局は、前記通信中以外の移動局の接続要求に応じて、前記サブスロットへの割当を決定する割当決定部をさらに備え、
前記割当送信部は、前記割当決定部により決定されたサブスロットの割当と該割当による無線通信の開始フレームとを含む割当情報を前記接続要求のあった移動局に送信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】
前記移動局は、前記開始フレームで無線通信を切り換えることが可能なことを示す切換可能応答を基地局に送信する可能応答部をさらに備え、
前記基地局は、前記切換可能応答の受信に応じて前記基地局通信開始部を機能させる開始制御部をさらに備え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４】
前記切換確認部は、前記割当による基地局との無線通信を開始した後、所定期間前記切換完了通知を受信しなければ、切換前の割当による無線通信に戻す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５】
基地局と、該基地局と時分割双方向伝送（ＴＤＤ）方式を用いた無線通信を行う移動局と、を含む無線通信システムの基地局であって、
フレーム周期毎に時分割された複数のタイムスロットの任意のタイムスロットを２以上の所定フレーム数周期で移動局に割り当てるサブスロットに、フレーム周期毎にタイムスロットを用いて通信中の移動局を割り当てる割当変更部と、
前記割当変更部の前記通信中の移動局に対するサブスロットの割当と該割当による無線通信の開始フレームとを含む割当情報を移動局に送信する割当送信部と、
前記開始フレームに達すると前記割当による移動局との無線通信を開始する基地局通信開始部と、
前記割当による移動局との無線通信の切り換えの完了と切換後の割当を示す切換完了通知を移動局に送信する完了通知部と、
を備えることを特徴とする基地局。
【請求項６】
基地局と、該基地局と時分割双方向伝送（ＴＤＤ）方式を用いた無線通信を行う移動局と、を含む無線通信システムの移動局であって、
前記基地局は、フレーム周期毎に時分割された複数のタイムスロットの任意のタイムスロットを２以上の所定フレーム数周期で割り当てるサブスロットに、フレーム周期毎にタイムスロットを用いて通信中の前記移動局を割り当て、該移動局に対するサブスロットの割当と該割当による無線通信の開始フレームとを含む割当情報を移動局に送信し、
前記割当情報を前記基地局から受信する割当受信部と、
前記開始フレームに達すると前記割当による基地局との無線通信を開始する移動局通信開始部と、
前記基地局が送信する、前記割当による無線通信の切り換えの完了と切換後の割当を示す切換完了通知を受信し、該切換完了通知に示された前記割当による無線通信になっていなければ、前記割当による無線通信に切り換える切換確認部と、
を備えることを特徴とする移動局。
【請求項７】
基地局と、該基地局と時分割双方向伝送（ＴＤＤ）方式を用いた無線通信を行う移動局とを用いて無線通信を行う無線通信方法であって、
前記基地局は、
フレーム周期毎に時分割された複数のタイムスロットの任意のタイムスロットを２以上の所定フレーム数周期で移動局に割り当てるサブスロットに、フレーム周期毎にタイムスロットを用いて通信中の移動局の割り当て、
前記通信中の移動局に対するサブスロットの割当と該割当による無線通信の開始フレームとを含む割当情報を移動局に送信し、
前記移動局は、前記割当情報を前記基地局から受信し、
前記基地局および移動局は、開始フレームに達すると前記割当による無線通信を互いに開始し、
前記基地局は、
前記割当による移動局との無線通信の切り換えの完了と切換後の割当を示す切換完了通知を移動局に送信し、
前記移動局は、
前記切換完了通知を受信し、該切換完了通知に示された前記割当による無線通信になっていなければ、前記割当による無線通信に切り換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】
【０００１】
本発明は、ハーフレート通信を用いて無線通信を行う基地局およびスケジューリング方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＰＨＳ（ＰｅｒｓｏｎａｌＨａｎｄｙｐｈｏｎｅＳｙｓｔｅｍ）や携帯電話等に代表される移動局が普及し、場所や時間を問わず通話や情報入手が可能となった。このような移動局は、所定間隔をおいて配される基地局と、無線通信を行うことで通信網との接続を行っている。ここで、基地局と移動局とが双方向に送受信する方式としては、時分割双方向伝送（ＴＤＤ：ＴｉｍｅＤｉｖｉｓｉｏｎＤｕｐｌｅｘ）方式や周波数分割双方向伝達（ＦＤＤ：ＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＤｕｐｌｅｘ）方式が利用されている。ＴＤＤ方式は、例えば無線端末と基地局とが、一方から他方へまた他方から一方への通信タイミングを交互かつ短時間に切換える方式である。
【０００３】
上記ＴＤＤ方式を利用している現在の無線通信システムにおけるパケット通信では、基地局のタイムスロットに空きがない場合、スケジューリング動作を行うことで１タイムスロットに複数パケット通信を収容している。ここでスケジューリング動作とは、１つのタイムスロットの利用時間を複数ユーザに分割して割り当てることをいう。以下にその動作を説明する。
【０００４】
図９のフローチャートでは、まず、基地局１０と移動局１２との通信が行われている（Ｓ２０）。ここで、移動局１４が基地局１０に接続要求を行うと（Ｓ２２）、基地局１０は、移動局１２と移動局１４とのスケジューリングを行う（Ｓ２４）。かかるスケジューリングによる移動局１４への割当時間になると、基地局１０は、移動局１２に無線通信の解放要求（Ｓ２６）を送信し、移動局１２は、基地局１０との通信を解放して（Ｓ２８）、基地局１０へ無線通信の解放完了（Ｓ３０）を送信する。そして、基地局１０は、移動局１４に接続指示を送信（Ｓ３２）し、基地局１０と移動局１４との通信を開始する（Ｓ３４）。
【０００５】
基地局１０と移動局１４との通信が所定時間行われた後、移動局１２への割当時間になると、基地局１０は移動局１４に無線通信の解放要求（Ｓ３６）を送信し、移動局１４は、基地局との通信を解放して（Ｓ３８）、基地局１０へ無線通信の解放完了（Ｓ４０）を送信する。そして、基地局１０は、移動局１２に接続指示を送信し（Ｓ４２）、基地局１０と移動局１２との通信を再度開始する（Ｓ４４）。スケジューリング動作では、このように解放と接続を繰り返して１つのタイムスロットに２つの移動局１２、１４を収容する。
【０００６】
また、ＴＤＤ方式の１タイムスロットをさらに時分割して２ユーザに割り当て、収容ユーザ数を２倍にする技術も提案されている。かかる収容ユーザ数を２倍にする通信方式は、１ユーザ１タイムスロットをフルレート通信というのに対して、ハーフレート通信と呼ぶ。以下、ハーフレート通信の動作を説明する。
【０００７】
図１０では、ＴＤＤ方式が説明され横軸に時間の経過を示す。ＴＤＤ方式では、時分割されたフレーム５０（５０Ａ〜５０Ｅ）単位で移動局と基地局との通信が交互に行われる。通常、１つの移動局はフレームをさらに分割したタイムスロット５２の１つに割り当てられ、フレーム５０の周期で送受信タイミングが与えられる。
【０００８】
ハーフレート通信は、その１タイムスロットをさらに２つに時分割したものである。フレーム５０Ａ〜５０Ｅの１つのタイムスロット５２Ａ〜５２Ｅを２つの移動局に割り当てる場合、タイムスロットを交互に割り振り、例えば、２つの移動局が、タイムスロット５２Ａ、５２Ｃ、５２Ｅと、タイムスロット５２Ｂ、５２Ｄとをそれぞれ占有する。従って、１つのタイムスロットで２つの移動局と通信可能となるが、その通信速度は半分に減少する。
【０００９】
また、上述したようなフルレート通信およびハーフレート通信を並行して実行可能な通信システムにおいて、フルレート通信をタイムスロットに割り当てるためのハーフレート通信の再配置回数を削減し、接続遅延を短縮化することが可能な技術も開示されている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開平７−２２２２３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、上述したスケジューリング動作を伴う技術において、基地局１０のスケジューリング動作で毎切換時に行われる通信の解放Ｓ２８と接続Ｓ３４の間は、基地局１０と移動局１２間とのデータ通信が行われず無駄な時間を消費していた。
【００１１】
また、フルレート通信やハーフレート通信は、一旦そのレートが設定されると通信中にはフルレート通信とハーフレート通信を切り換えることができなかった。例えばハーフレート通信の一方が空いたとしても他方のハーフレート通信がその資源を占有することができず、スロットの利用効率が向上しないといった問題があった。
【００１２】
さらに、上述した再配置回数を削減する技術では、配置もしくは再配置したいタイムスロットに対し、すでに他のフルレート通信およびハーフレート通信が配置されているときは、タイムスロットの配置が制限されていた。
【００１３】
また、このようなハーフレート通信は、従来音声通信のみを対象として使用され、データ通信への適用がなされていなかった。
【００１４】
本発明は、このような課題に鑑み、基地局と移動局とのデータ通信を切断することなく通信速度を切り換えることでタイムスロットの有効活用を図ることが可能な無線通信システムおよび無線通信方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するために、本発明にかかる無線通信システムの代表的な構成は、基地局と、基地局と時分割双方向伝送（ＴＤＤ）方式を用いた無線通信を行う移動局と、を含み、基地局は、フレーム周期毎に時分割された複数のタイムスロットの任意のタイムスロットを所定フレーム数周期でさらに時分割した所定数のサブスロットへの、通信中の移動局の割当を変更する割当変更部と、割当変更部により変更されたサブスロットの割当と割当による無線通信の開始フレームとを含む割当情報を移動局に送信する割当送信部と、開始フレームに達すると割当による移動局との無線通信を開始する基地局通信開始部と、を備え、移動局は、割当情報を基地局から受信する割当受信部と、開始フレームに達すると割当による基地局との無線通信を開始する移動局通信開始部と、を備えることを特徴とする。
【００１６】
かかる構成により、解放や接続といった処理を介すことなくサブスロットへの移動局の割当を変更することが可能となる。このように、基地局と移動局とのデータ通信を切断することなく通信速度を切り換えることで解放、接続に費やす時間の短縮およびタイムスロットの有効活用を図ることができる。
【００１７】
また、開始フレームを伝達することで新たな割当への変更タイミングを同期させることができ、データの重複や欠落のないシームレスな通信速度切換が可能となる。
【００１８】
基地局は、通信中以外の移動局の接続要求に応じて、所定数のサブスロットへの割当を決定する割当決定部をさらに備え、割当送信部は、割当決定部により決定されたサブスロットの割当と割当による無線通信の開始フレームとを含む割当情報を接続要求のあった移動局に送信してもよい。
【００１９】
かかる構成により、新規に移動局を割り当てる場合でも、移動局は、通信中の移動局同様、サブスロットの割当と割当による無線通信の開始フレームとを正確に把握することができる。また、タイムスロットが既に占有されていたとしても上述した割当変更部によってタイムスロットを空けることができ、シームレスな通信速度切換とタイムスロットの有効活用とを図ることができる。
【００２０】
移動局は、開始フレームで無線通信を切り換えることが可能なことを示す切換可能応答を基地局に送信する可能応答部をさらに備え、基地局は、切換可能応答の受信に応じて基地局通信開始部を機能させる開始制御部をさらに備えてもよい。
【００２１】
かかる構成により、基地局は、移動局が当該通信速度切換に対応しているかどうかを判断することができ、対応している場合にのみ基地局通信開始部を機能させることで、基地局および移動局両者間の通信速度の切換を確実に実行することができる。
【００２２】
基地局は、割当による移動局との無線通信の切り換えの完了と切換後の割当を示す切換完了通知を移動局に送信する完了通知部をさらに備え、移動局は、切換完了通知を受信し、切換完了通知に示された割当による無線通信になっていなければ、割当による無線通信に切り換える切換確認部をさらに備えてもよい。
【００２３】
かかる構成により、移動局は、基地局が切換完了通知に示された割当による無線通信が実行されたことを認識でき、何らかの理由により移動局での通信速度の切換が実行されてなかったらその通信速度に迅速に切り換えることが可能となる。こうして、通信速度の切換を確実に実行することができる。
【００２４】
上記切換確認部は、割当による基地局との無線通信を開始した後、所定期間切換完了通知を受信しなければ、切換前の割当による無線通信に戻してもよい。
【００２５】
かかる構成により、移動局は、切換完了通知を受信できなかった場合、基地局において通信速度の切り換えが実行されていないとみなすことができ、切換前の通信速度に戻して基地局と同速度の無線通信を行うことが可能となる。
【００２６】
所定数は２であってもよい。所定数が２、即ち、従来から音声通信で利用されていたハーフレート通信を採用することで、既存の技術を利用でき、コストの削減を図ることができる。
【００２７】
上記課題を解決するために、本発明にかかる無線通信システムの別の構成は、複数の移動局と基地局がＴＤＤ方式の通信スロットを共用して通信を行う通信システムに用いられる基地局であって、前記複数の移動局がハーフレート通信可能であることに基づきハーフレート通信を行うことにより前記タイムスロットを共用することを特徴としても良い。
【００２８】
また、新たなに通信開始する移動局がハーフレート通信しないことに基づき、前記タイムスロットの共用を、フルレート通信を用いて行うよう切り替えることを特徴としても良い。
【００２９】
上述した無線通信システムにおける技術的思想に対応する構成要素やその説明は、当該無線通信方法にも適用可能である。
【発明の効果】
【００３０】
以上説明したように本発明では、基地局と移動局とのデータ通信を切断することなく通信速度を切り換えることでタイムスロットの有効活用を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００３２】
以下の実施形態では、理解を容易にするため、まず、無線通信システム全体の構成を説明し、その後機能および動作について詳述する。また、本実施形態の移動局として、上述したＰＨＳや携帯電話のほかに、ノート型パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ（ＰｅｒｓｏｎａｌＤｉｇｉｔａｌＡｓｓｉｓｔａｎｔ）等の様々な電子機器を適用可能であるが、ここではＰＨＳ端末を例に挙げて説明する。
【００３３】
（無線通信システム１００）
図１は、無線通信システム１００の概略的な構成を示したブロック図である。かかる無線通信システム１００は、基地局１１０（１１０Ａ、１１０Ｂ）と、ＰＨＳ端末１２０（１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ）と、ＩＳＤＮ（ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＳｅｒｖｉｃｅｓＤｉｇｉｔａｌＮｅｔｗｏｒｋ）やインターネット等の通信網１３０と、中継サーバ１４０とを含んで構成される。
【００３４】
上記無線通信システム１００において、ユーザが自己のＰＨＳ端末１２０Ａから通信相手のＰＨＳ端末１２０Ｂへ通信回線の接続を行う場合、ユーザのＰＨＳ端末１２０Ａは、無線通信可能領域にある基地局１１０Ａに無線接続要求を行う。無線接続要求が行われた基地局１１０Ａは、ＰＨＳ端末１２０Ａにタイムスロットを割り当て、通信網１３０を介して中継サーバ１４０に通信相手ＰＨＳ端末１２０Ｂとの通信接続を要求する。そして、中継サーバ１４０は、通信相手ＰＨＳ端末１２０Ｂの無線通信可能領域にある基地局１１０Ｂを選定して、通信相手ＰＨＳ端末１２０Ｂとの通信を設定する。
【００３５】
ここで、ＰＨＳ端末１２０Ａの通信中に、他のＰＨＳ端末１２０Ｃが基地局１１０Ａとの通信回線の接続を試みた場合、基地局１１０ＡはＰＨＳ端末１２０Ｃにタイムスロットを割り当てる。しかし、基地局１１０Ａのタイムスロットに空きがない場合、例えば基地局１１０Ａは、ＰＨＳ端末１２０Ａと通信しているタイムスロット（フルレート）を２回線に時分割（以下、単に２分割という）し、通信速度の変更を行う。そして基地局１１０Ａは、ＰＨＳ端末１２０ＡとＰＨＳ端末１２０Ｃとを２分割したサブスロット（ハーフレート）へそれぞれに割り当てる。
こうしてＰＨＳ端末１２０ＡとＰＨＳ端末１２０Ｃは、基地局１１０Ａから割り当てられたサブスロットを通じて通信を行う。本実施形態ではタイムスロットを２分割する際、基地局１１０ＡとＰＨＳ端末１２０Ａのデータ通信を切断することなく通信速度を切り換えることができる。また、本実施形態においては、理解を容易にするためタイムスロットを２つのサブスロットに時分割する構成を説明しているが、時分割する数は２に限られず、用途に応じた様々な整数を適用することができる。
【００３６】
（基地局１１０）
本実施形態における基地局１１０について詳細に説明する。図２は、基地局１１０のハードウェア構成を示した機能ブロック図である。基地局１１０は、基地局制御部２１０と、基地局メモリ２１２と、基地局無線通信部２１４とを含んで構成されている。
【００３７】
上記基地局制御部２１０は、中央処理装置（ＣＰＵ）を含む半導体集積回路により基地局１１０全体を管理および制御する。基地局制御部２１０は、基地局メモリ２１２のプログラムを用いて、ＰＨＳ端末１２０間の通話もしくは通信を支援する。
【００３８】
上記基地局メモリ２１２は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ、不揮発性ＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＨＤＤ（ＨａｒｄＤｉｓｋＤｒｉｖｅ）等で構成され、基地局制御部２１０で処理され
るプログラムや、ＰＨＳ端末１２０間で送受信されるデータを格納する。
【００３９】
上記基地局無線通信部２１４は、ＰＨＳ端末１２０とＰＨＳ電話網に基づく無線通信を行う。例えば、本実施形態では、基地局１１０内でフレームを時分割した複数のタイムスロットをそれぞれチャネルに割り当てて通信を行う時分割双方向伝送（ＴＤＤ）方式が採用される。
【００４０】
また、基地局制御部２１０は、割当変更部２１６、割当送信部２１８、基地局通信開始部２２０、割当決定部２２２、開始制御部２２４、完了通知部２２６としても機能する。
【００４１】
上記割当変更部２１６は、ＰＨＳ端末１２０と通信しているサブスロットの割当を変更する。本実施形態においては、フレーム周期毎に時分割されたタイムスロットがさらに所定数（本実施形態では２つ）のサブスロットに時分割されている。従って、ＰＨＳ端末１２０はそのサブスロットの一つまたは全て（２つ）のサブスロットを通じて通信を実行する。割当変更部２１６は、サブスロットに対するＰＨＳ端末の振り分けを制御し、ＰＨＳ端末の数に応じて割当を変更している。
【００４２】
上記割当送信部２１８は、割当変更部２１６により変更されたサブスロットの割当や後述する割当決定部２２２により決定されたサブスロットの割当と、その割当による無線通信の開始フレームとを含む割当情報をＰＨＳ端末１２０に送信する。割当情報をＰＨＳ端末１２０に送信することによって、基地局１１０の情報をＰＨＳ端末１２０と共有し、割当による通信速度の変更タイミングを同期させる。
【００４３】
上記基地局通信開始部２２０は、割当変更部２１６によって割り当てられた開始フレームに達すると、割当変更部２１６によって割り当てられたサブスロットを用いて各ＰＨＳ端末１２０との無線通信を開始する。
【００４４】
上記割当決定部２２２は、ＰＨＳ端末１２０からの新規の（通信中ではない）通信接続要求に応じて、サブスロットの割当を決定する。
【００４５】
上記開始制御部２２４は、ＰＨＳ端末１２０からの切換可能応答の受信に応じ、ＰＨＳ端末１２０が割当変更部２１６の割当に対応可能であることを確認して基地局通信開始部２２０を機能させる。また、ＰＨＳ端末１２０から切換可能応答が無い場合、ＰＨＳ端末１２０が当該割当に対応していないと見なして、基地局通信開始部２２０を機能させない。即ち、当該割当による通信速度の変更は行われない。
【００４６】
上記完了通知部２２６は、当該基地局１１０において、割り当てられた無線通信への切り換えが完了すると、その切り換えの完了と切換後の割当を示す切換完了通知をＰＨＳ端末１２０に送信する。
【００４７】
（ＰＨＳ端末１２０）
続いて、本実施形態におけるＰＨＳ端末１２０について説明する。図３は、ＰＨＳ端末のハードウェア構成を示した機能ブロック図である。ＰＨＳ端末１２０は、端末制御部３１０と、端末メモリ３１２と、表示部３１４と、操作部３１６と、音声入力部３１８と、音声出力部３２０と、端末無線通信部３２２とを含んで構成されている。
【００４８】
上記端末制御部３１０は、中央処理装置（ＣＰＵ）を含む半導体集積回路によりＰＨＳ端末１００全体を管理および制御する。端末制御部３１０は、端末メモリ３１２のプログラムを用いて、ＰＨＳ端末１２０を利用した通話機能やメール配信機能も当然にして遂行する。
【００４９】
上記端末メモリ３１２は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ、不揮発性ＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＨＤＤ等で構成され、端末制御部３１０で処理されるプログラムや音声データ等を記憶する。
【００５０】
上記表示部３１４は、液晶ディスプレイ、ＥＬ（ＥｌｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）、ＰＤＰ（ＰｌａｓｍａＤｉｓｐｌａｙＰａｎｅｌ）等で構成され、端末メモリ１１２に記憶された、または通信網を介してアプリケーション中継サーバ（図示せず）から提供される、ＷｅｂブラウザやアプリケーションのＧＵＩ（ＧｒａｐｈｉｃａｌＵｓｅｒＩｎｔｅｒｆａｃｅ）を表示することができる。
【００５１】
上記操作部３１６は、キーボード、十字キー、ジョイスティック等の操作キーから構成され、ユーザの操作入力を受け付ける。
【００５２】
上記音声入力部３１８は、マイク等の音声認識装置で構成され、通話時に入力されたユーザの音声をＰＨＳ端末１２０内で処理可能な電気信号に変換する。
【００５３】
上記音声出力部３２０は、スピーカで構成され、ＰＨＳ端末１２０で受信した通話相手の音声信号を音声に変えて出力する。また、着信音や操作部３１６による操作音、アラーム音等も出力できる。
【００５４】
上記端末無線通信部３２２は、ＰＨＳ端末網における基地局１１０と無線通信を行う。かかる無線通信としては、基地局１１０内でフレームを時分割した複数のタイムスロットをそれぞれＰＨＳ端末１２０のチャネルに割り当てて通信を行う時分割多重方式等がある。
【００５５】
また、端末制御部３１０は、割当受信部３２４、移動局通信開始部３２６、可能応答部３２８、切換確認部３３０としても機能する。
【００５６】
上記割当受信部３２４は、割当送信部２１８から送信されたサブスロットの割当と無線通信の開始フレームを含む割当情報を受信する。
【００５７】
上記移動局通信開始部３２６は、割当受信部３２４が受信した無線通信の開始フレームに達すると、割当情報に示された割当によるサブスロットを通じて基地局１１０との無線通信を開始する。
【００５８】
上記可能応答部３２８は、基地局１１０から割り当てられた開始フレームに通信速度の切換が可能であれば、即ち、移動局通信開始部３２６を有し、その機能を遂行可能であれば、基地局１１０に切り換えが可能であること（切換可能応答）を送信する。
【００５９】
上記切換確認部３３０は、基地局１１０の完了通知部２２６から送信された切換完了通知を受信し、自体のサブスロットの割当がその切換完了通知に示された割当による無線通信になっていなければ、即ち、何らかの理由により自体の通信速度の切換が遂行されていないときは、割り当てられた無線通信に迅速に切り換える。また、割当による基地局１１０との無線通信を開始した後、受信するはずの切換完了通知を所定期間受信できなければ、切換前の通信速度に戻す。
【００６０】
次に、開始フレームによる通信速度の変更タイミングについて説明する。図４は、開始フレームによる通信速度の変更タイミングについての説明図である。
【００６１】
基地局１１０とＰＨＳ端末１２０との通信にはＴＤＤ方式が採用され、横軸の時間に対して周期的に繰り返される各フレーム３６０（３６０Ａ、３６０Ｂ、３６０Ｃ、３６０Ｄ、３６０Ｅ）が、所定数、ここでは送受信４つのタイムスロット３７０に時分割されている。従って、基地局１１０と１つのＰＨＳ端末１２０との通信には、各フレーム３６０Ａ、３６０Ｂ、３６０Ｃ、３６０Ｄ、３６０Ｅの１つのタイムスロット３７０Ａ、３７０Ｂ、３７０Ｃ、３７０Ｄ、３７０Ｅが用いられる。また、タイムスロット３７０は、所定フレーム数周期、例えば２フレーム周期で時分割された２つのサブスロット３７０Ａ、３７０Ｃ、３７０Ｅ、・・・、サブスロット３７０Ｂ、３７０Ｄ、・・・、から構成される。ここでは、かかる２つのサブスロットの一方を用いた通信をハーフレート通信、両方を用いた通信をフルレート通信という。
【００６２】
図４（ａ）は、フルレート通信からハーフレート通信への割当の変更を示している。基地局１１０の割当送信部２１８は、割当変更部２１６によって割り当てられた割当情報を、フレーム３６０Ａのタイムスロット３７０Ａを通じて（１）、ＰＨＳ端末１２０に送信する。割当情報にはサブスロットの割当（ここでは、フルレート通信からハーフレート通信へ変更）とその割当による無線通信の開始フレーム（ここでは相対的に２フレーム後）とが示される。
【００６３】
ＰＨＳ端末１２０の割当受信部３２４は、割当情報を受信し、可能応答部３２８は当該割当情報の開始フレーム（フレーム３６０Ａから２フレーム後）に無線通信を切り換えることが可能なことを示す切換可能応答をフレーム３６０Ｂのタイムスロット３７０Ｂを通じて（２）基地局１１０に送信する。
【００６４】
基地局１１０の開始制御部２２４は、ＰＨＳ端末１２０からの切換可能応答を受信して、基地局通信開始部２２０を機能させる。そして、開始フレームであるフレーム３６０Ｃに到達すると（３）、基地局１１０の基地局通信開始部２２０およびＰＨＳ端末１２０の移動局通信開始部３２６とは、ハーフレート通信を開始する。従って、ＰＨＳ端末１２０と基地局１１０との通信は、サブスロット３７０Ｃ、３７０Ｅでのみ行われ、他のサブスロット３７０Ｄ・・・、が割当可能なサブスロットとして空くこととなる。
【００６５】
基地局１１０の完了通知部２２６は、割当情報による無線通信の切り換えの完了を示す切換完了通知をフレーム３６０Ｃのタイムスロット３７０Ｃを通じて（４）ＰＨＳ端末１２０に送信する。
【００６６】
上述したフルレート通信からハーフレート通信への切換によって、タイムスロット３７０の通信占有量は半減し、次のフレーム３６０Ｄでは、何ら通信が行われない。
【００６７】
図４（ｂ）は、ハーフレート通信からフルレート通信への割当の変更を示している。基地局１１０が、利用されていないサブスロットを、ハーフレート通信のみを実行しているＰＨＳ端末１２０に割り当てる場合、基地局１１０は、図４（ａ）と同様、割当変更部２１６によって割り当てられた割当情報を、現在使用されているフレーム３６０Ａのタイムスロット３７０Ａを通じて（５）ＰＨＳ端末１２０に送信する。ここで、タイムスロット３７０Ｂは空きサブスロットなので通信が行われていない。
【００６８】
ＰＨＳ端末１２０は割当情報を受信し、可能応答部３２８は、フレーム３６０Ｃのタイムスロット３７０Ｃを通じて（６）切換可能応答を基地局１１０に送信する。
【００６９】
そして割り当てられた無線通信の開始フレームであるフレーム３６０Ｄが到来すると（７）、基地局１１０およびＰＨＳ端末１２０は、ハーフレート通信からフルレート通信への切換を行う。最後に基地局１１０の完了通知部２２６がフレーム３６０Ｄのタイムスロット３７０Ｄを通じて（８）切換完了通知をＰＨＳ端末１２０に送信し、当該通信速度の切換が完了する。
【００７０】
このように、フルレート通信またはハーフレート通信の開始フレームをＰＨＳ端末１２０に伝達することで、新たな割当への変更タイミングを基地局１１０とＰＨＳ端末１２０とで同期させることができる。またデータの重複や欠落のないシームレスな通信速度切換が可能となる。
【００７１】
（無線通信方法）
以上説明した無線通信システム１００における基地局１１０とＰＨＳ端末１２０の無線通信方法を以下に詳述する。
【００７２】
図５は、正常に行われている無線通信方法の処理の流れを示したフローチャートである。ここでは基地局１１０とＰＨＳ端末１２０Ａと他のＰＨＳ端末１２０Ｃとを用いて説明を行う。かかるフローチャートでは、基地局１１０とＰＨＳ端末１２０ＡまたはＰＨＳ端末１２０Ｃの通信速度の切換が正常に行われた場合の処理動作が示されている。
【００７３】
まず、通信を所望するＰＨＳ端末１２０Ａは、通信の接続要求を基地局１１０に行う（Ｓ５００）。通信の要求を受けた基地局１１０は、空いている１つのタイムスロット（２つのサブスロット）にフルレート通信でＰＨＳ端末１２０Ａを割り当て（Ｓ５０２）、当該割り当てられたタイムスロットと開始フレームの割当情報をＰＨＳ端末１２０Ａに送信する（Ｓ５０４）。ＰＨＳ端末１２０Ａは、基地局１１０から送信された割当情報に基づいて通信を開始する（Ｓ５０６）。
【００７４】
このようなＰＨＳ端末１２０Ａと基地局１１０とが通信を行っている状態において、ＰＨＳ端末１２０Ｃが、通信を試みて通信範囲内にある基地局１１０に通信の接続要求を行った場合（Ｓ５０８）、基地局１１０は、タイムスロットに空きがないことを受けて、ＰＨＳ端末１２０Ａと同一のタイムスロットへのＰＨＳ端末１２０Ｃの割当を行う（Ｓ５１０）。
【００７５】
まず、基地局１１０は、ＰＨＳ端末１２０Ａに、フルレート通信からハーフレート通信への切換を行わせる割当情報を送信する（Ｓ５１２）。ＰＨＳ端末１２０Ａは、割当情報を受信し、切換可能応答を基地局１１０に返信する（Ｓ５１４）。基地局１１０は、切換可能応答を受信し、当該受信に応じて基地局通信開始部２２０を機能させる（Ｓ５１６）。開始フレームに達したら基地局１１０とＰＨＳ端末１２０Ａは、割り当てられた無線通信（ハーフレート通信）を通じて通信を開始する（Ｓ５１８）。基地局１１０は、ＰＨＳ端末１２０Ａに切換完了通知を送信する（Ｓ５２０）。完了通知を受信したＰＨＳ端末１２０Ａは、割り当てられた無線通信に切り換わっていることを確認する（Ｓ５２２）。
【００７６】
上記サブスロットの割当変更により、基地局１１０とＰＨＳ端末１２０Ａとの通信に使用されていた２つのサブスロットの１つが空きとなるので、基地局１１０は、かかる空きサブスロットにＰＨＳ端末１２０Ｃを割り当てる（Ｓ５２４）。そして基地局１１０は、ＰＨＳ端末１２０Ｃにハーフレート通信による通信の接続を指示し（Ｓ５２６）、通信を開始する（Ｓ５２８）。
【００７７】
このように、新たに通信を開始するＰＨＳ端末１２０Ｃをタイムスロットに割り当てる際、ＰＨＳ端末１２０Ｃは、ＰＨＳ端末１２０Ａと同様、サブスロットの割当と割当による無線通信の開始フレームとを正確に把握することができる。また、タイムスロットが既に占有されていたとしても基地局１１０によってＰＨＳ端末１２０Ｃの割り当てるタイムスロットを空けることができ、シームレスな通信速度切換とタイムスロットの有効活用とを図ることができる。
【００７８】
その後、ＰＨＳ端末１２０Ａが基地局１１０との通信をの終了を希望する場合、基地局１１０と通信を切断する手続きを行う。ここで基地局１１０は、ＰＨＳ端末１２０Ａに無線通信の解放要求を送信する（Ｓ５３０）。ＰＨＳ端末１２０Ａは、無線通信の解放要求を受信した後、無線通信の解放を行い（Ｓ５３２）、無線通信の解放完了を送信する（Ｓ５３４）。
【００７９】
かかるＰＨＳ端末１２０Ａの通信解放に伴い、サブスロットの一方が空くこととなるので、基地局１１０は、タイムスロットの有効活用を図るためＰＨＳ端末１２０Ｃにフルレート通信への変更を促す。
【００８０】
基地局１１０は、通信速度をフルレート通信に変更した割当情報をＰＨＳ端末１２０Ｃに送信する（Ｓ５３６）。割当情報を受信したＰＨＳ端末１２０Ｃは、切換可能応答を基地局１１０に送信する（Ｓ５３８）。基地局１１０は、切換可能応答を受信し、当該受信に応じて通信開始の準備をして（Ｓ５４０）、割当情報に示した開始フレームからＰＨＳ端末１２０Ｃとの無線通信を開始する（Ｓ５４２）。基地局１１０は、切換完了通知を送信し（Ｓ５４４）、切換完了通知を受信したＰＨＳ端末１２０Ｃは、割り当てられた無線通信になっていることを確認する（Ｓ５４６）。こうして、１つのタイムスロットを効率的に利用することが可能となる。
【００８１】
また、基地局１１０は、データの有無を常に監視することもでき、ＰＨＳ端末１２０Ａおよび１２０Ｃがいずれも基地局１１０と通信接続されている状態（Ｓ５１８、Ｓ５２８）において、一方のサブスロットでデータ通信が途切れるようであれば、基地局１１０は、一定期間データの通信が行われていないことをもってそのＰＨＳ端末１２０にサブスロットの解放要求を出すこともできる。
【００８２】
図６は、無線通信方法の他の処理の流れを示したフローチャートである。ここでは、ＰＨＳ端末１２０Ａが本実施形態に適用していなかった場合の処理動作が説明されている。図６のフローチャートにおいて、処理Ｓ５００〜Ｓ５１２までは図５と実質的に処理が等しいのでここではその詳細な説明を省略する。
【００８３】
例えば、ＰＨＳ端末１２０Ａが当該実施形態に対応していない場合やＰＨＳ端末１２０Ａにおいて何らかの障害が生じている場合、基地局１１０が通信速度を変更するための割当情報をＰＨＳ端末１２０Ａに送信（Ｓ５１２）したとしても、ＰＨＳ端末１２０Ａは、その割当情報に対応できず、基地局１１０は切換可能応答を受信することがない（Ｓ５６０）。
【００８４】
基地局１１０は、切換可能応答を受信しない限りＰＨＳ端末１２０Ａとのフルレート通信を継続する。
【００８５】
図７は、無線通信方法のさらに他の処理の流れを示したフローチャートである。ここでは、本実施形態が適用されている状態で、基地局１１０に何らかの障害が生じ、通信速度の切換ができない場合の処理動作が説明されている。図７のフローチャートにおいて、処理Ｓ５００〜Ｓ５１６までは図５と実質的に処理が等しいのでここではその詳細な説明を省略する。
【００８６】
基地局１１０とＰＨＳ端末１２０Ａは、開始フレームに達したら割り当てられた無線通信を通じて通信を開始するはずであるが、何らかの理由により基地局１１０の通信速度の切換が行われなかった場合、ＰＨＳ端末１２０Ａのみ通信速度が切り換わっているという状態になる（Ｓ５７０）。しかし、切換に失敗した基地局１１０は、ＰＨＳ端末１２０Ａに切換完了通知を出すことができない（Ｓ５７２）ので、ＰＨＳ端末１２０Ａは、通信速度を切り換えた後、所定期間切換完了通知を受信しなければ、切換前の割当による無線通信に戻す（Ｓ５７４）。こうして、基地局１１０との通信速度の同期が図られる。
【００８７】
図８は、無線通信方法のさらに他の処理の流れを示したフローチャートである。ここでは、本実施形態が適用されている状態で、ＰＨＳ端末１２０Ａに何らかの障害が生じ、通信速度の切換ができない場合の処理動作が説明されている。図８のフローチャートにおいて、処理Ｓ５００〜Ｓ５１６までは図５と実質的に処理が等しいのでここではその詳細な説明を省略する。
【００８８】
基地局１１０とＰＨＳ端末１２０Ａは、開始フレームに達したら割り当てられた無線通信を通じて通信を開始するはずであるが、何らかの理由によりＰＨＳ端末１２０Ａの通信速度の切換が行われなかった場合、基地局１１０のみ通信速度が切り換わっているという状態になる（Ｓ５８０）。しかし、通信速度が切り換わった基地局１１０は、その割当を記した切換完了通知を送信するので（Ｓ５２０）切換に失敗したＰＨＳ端末１２０Ａは、切換完了通知に示された割当と、自体に設定された割当とを比較することで自体の通信速度が所望する通信速度になっていないことを把握することができ、迅速に切換完了通知に示される割当に変更する（Ｓ５８２）。こうして、基地局１１０との通信速度の同期が図られる。
【００８９】
上述した無線通信方法によって、基地局１１０とＰＨＳ端末１２０とのデータ通信を切断することなく通信速度を切り換えることでタイムスロットの有効活用を図ることが可能となる。また、互いの装置の通信速度の切換（割当）がうまくいかなかったときでも、正常な状態にスムーズに移行することができる。
【００９０】
更に、前述した無線通信方法において、基地局１１０とＰＨＳ端末１２０がハーフレート通信可能であることに基づき、ＴＤＭＡ方式のタイムスロットを共用することにより、通信のスケジューリング動作を容易に可能とすることができる。
【００９１】
また、既にハーフレート通信によりタイムスロットを共用しているところへ新規に通信を開始する移動局が現れた場合、ハーフレート可否検出手段により新規の移動局がハーフレート通信可能と検出された場合は、ハーフレート通信によりタイムスロットを共用しても良い。
【００９２】
また、ハーフレート通信ができないと検出された場合は、１つの端末がタイムスロットを連続に占有する「フルレート通信」を行う移動局を、「所定時間毎に切断」・「別の移動局への接続」を繰り返すことにより共用するスケジューリング動作を行うよう切り替えても良い。
【００９３】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００９４】
なお、本明細書の無線通信方法における各工程は、必ずしもフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はなく、並列的あるいは個別に実行される処理（例えば、並列処理あるいはオブジェクトによる処理）も含むとしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
本発明は、ハーフレート通信を用いて無線通信を行う基地局およびスケジューリング方法に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】無線通信システムの概略的な構成を示したブロック図である。
【図２】基地局のハードウェア構成を示した機能ブロック図である。
【図３】ＰＨＳ端末のハードウェア構成を示した機能ブロック図である。
【図４】開始フレームによる通信速度の変更タイミングについての説明図である。
【図５】正常に行われている無線通信方法の処理の流れを示したフローチャートである。
【図６】無線通信方法の他の処理の流れを示したフローチャートである。
【図７】無線通信方法のさらに他の処理の流れを示したフローチャートである。
【図８】無線通信方法のさらに他の処理の流れを示したフローチャートである。
【図９】従来の無線通信方法の処理の流れを示したフローチャートである。
【図１０】従来のスロットの割当についての説明図である。
【符号の説明】
【００９７】
１００  無線通信システム
１１０  基地局
１２０  ＰＨＳ端末
２１０  基地局制御部
２１６  割当変更部
２１８  割当送信部
２２０  基地局通信開始部
２２２  割当決定部
２２４  開始制御部
２２６  完了通知部
３１０  端末制御部
３２４  割当受信部
３２６  移動局通信開始部
３２８  可能応答部
３３０  切換確認部
【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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