| 【発明の名称】 |
無線通信システムにおける通信方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】森谷 修
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| 【目的】 |
周波数資源の有効利用を効果的に図ることができる無線通信システムにおける通信方法を提供する。 |
| 【構成】 |
無線基地局１と、無線端末２と、無線基地局１を経由して無線端末２に情報を送信する情報サーバ６とで構成され、無線基地局１から無線端末２へは少なくとも広帯域無線チャネル３を介して信号を伝送し、無線端末２から無線基地局１へは狭帯域無線チャネル４を介して信号を伝送する無線通信システムにおける通信方法であって、無線端末１から無線基地局２へ狭帯域無線チャネル４を介して受信開始要求および受信終了要求の制御信号を送出し、無線基地局１は該制御信号に基づいて広帯域無線チャネル３の割当・解放の制御と情報サーバ６から無線端末２への情報の送信開始・終了の制御を行う。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】無線基地局と、無線端末と、無線基地局を経由して無線端末に情報を送信する情報サーバとで構成され、無線基地局から無線端末へは少なくとも広帯域無線チャネルを介して信号を伝送し、無線端末から無線基地局へは狭帯域無線チャネルを介して信号を伝送する無線通信システムにおける通信方法であって、無線端末から無線基地局へ狭帯域無線チャネルを介して受信開始要求および受信終了要求の制御信号を送出し、無線基地局は該制御信号に基づいて広帯域無線チャネルの割当・解放の制御と情報サーバから無線端末への情報の送信開始・終了の制御を行うことを特徴とする無線通信システムにおける通信方法。
【請求項２】無線基地局と、無線端末と、無線基地局を経由して無線端末に情報を送信する情報サーバとで構成され、無線基地局から無線端末へは少なくとも広帯域無線チャネルを介して信号を伝送し、無線端末から無線基地局へは狭帯域無線チャネルを介して信号を伝送する無線通信システムにおける通信方法であって、無線端末は情報サーバからの情報を広帯域無線チャネルを介して受信中に、狭帯域無線チャネルを介して無線基地局に対して該情報の受信中であることを示す受信中通知を周期的に行い、無線基地局は該受信中通知を予め定められた時間内に受け取らなかった場合に、無線端末への情報サーバからの情報の送信を終了することを特徴とする無線通信システムにおける通信方法。
【請求項３】無線基地局と、無線端末と、無線基地局を経由して無線端末に情報を送信する情報サーバとで構成され、無線基地局から無線端末へは少なくとも広帯域無線チャネルを介して信号を伝送し、無線端末から無線基地局へは狭帯域無線チャネルを介して信号を伝送する無線通信システムにおける通信方法であって、無線端末は情報サーバからの情報を広帯域無線チャネルを介して受信を開始した時点から所定の時間内に該情報の受信中である場合は、狭帯域無線チャネルを介して無線基地局に対して該情報の受信中であることを示す受信中通知を行い、無線基地局は該受信中通知を前記所定の時間内に受け取らなかった場合には、情報サーバから無線端末への情報の送信を終了し、また該受信中通知を前記所定の時間内に受け取った場合には、無線端末から狭帯域無線チャネルを介して受信終了要求の制御信号を受信するまで情報サーバから無線端末への情報の送信を継続することを特徴とする無線通信システムにおける通信方法。
【請求項４】無線基地局と、無線端末と、無線基地局を経由して無線端末に情報を送信する情報サーバとで構成され、無線基地局から無線端末へは少なくとも広帯域無線チャネルを介して信号を伝送し、無線端末から無線基地局へは狭帯域無線チャネルを介して信号を伝送する無線通信システムにおける通信方法であって、無線端末から無線基地局へ狭帯域無線チャネルを介して所望とする通信サービスの種別を識別する識別信号を送出し、無線基地局は該識別信号に基づいて無線基地局と無線端末間の通信の制御手順を選択することを特徴とする無線通信システムにおける通信方法。
【請求項５】無線基地局と、無線端末と、無線基地局を経由して無線端末に情報を送信する情報サーバとで構成され、無線基地局から無線端末へは少なくとも広帯域無線チャネルを介して信号を伝送し、無線端末から無線基地局へは狭帯域無線チャネルを介して信号を伝送する無線通信システムにおける通信方法であって、無線端末から無線基地局へ狭帯域無線チャネルを介して所望とする通信サービスの種別を識別する識別信号を送出し、無線基地局は該識別信号に基づいて無線基地局と無線端末間の通信の制御手順をコネクション型制御手順およびコネクションレス型制御手順の中から選択することを特徴とする無線通信システムにおける通信方法。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、無線基地局と無線端末および情報サーバで構成される無線通信システムにおける通信方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】無線基地局と無線端末で構成される無線通信システムは、移動通信システムとして実用化されている。従来、移動通信システムで提供されていた通信サービスは主として音声通話であり、無線端末からみれば即時・双方向の通信であった。これに対し、近年、ディジタル通信技術や計算機技術の進展によって、音声以外のメディアであるデータ・画像などの通信サービスを移動通信で提供するニーズが高まっている。特に、近年関心の高まっている動画などの配送サービスの場合には、ビデオサーバと呼ばれる情報サーバから送信される画像などの情報信号を無線端末が受信することが基本であり、無線端末から情報信号を送る必要はほとんどない。このため、必然的に無線基地局から無線端末に向けての無線チャネル（下りチャネル）の伝送速度を高くする必要があり、逆に無線端末から無線基地局に向けての無線チャネル（上りチャネル）の伝送速度は低くてよい。
【０００３】こうした通信サービスでは、下りチャネルでは情報信号が連続的に流れ続けるが、上りチャネルでは通信の開始・終了時に通信パラメータを申告するなど、通信制御時にのみ信号を流せばよい。ところが、従来の音声通話を前提とした移動通信システムでは、通信中は常に上りチャネルと下りチャネルとで伝送周波数帯域の等しい、いわゆる上下対称の通信回線が確保されるため、上りチャネルの周波数帯域が有効に利用されないことになり、周波数資源の利用効率が低下する。この周波数利用効率の問題は、特に周波数資源に限りのある無線通信においては重要である。
【０００４】また、最近注目されている通信サービスのマルチメディア化に際しては、サービスの種類によって、要求される通信態様が異なってくる。例えば電子出版のサービスでは、受信要求の制御信号を端末から情報サーバに送信し、情報サーバから情報信号が送信されるが、これらの制御はシーケンシャルに行われるので、信号が上り・下り両チャネルで同時に送信されることはない。一方、新たなサービスとして注目されている映画などの動画像の情報信号を配信するＶＯＤ（VideoOn Demand:ビデオオンデマンド）では、受信途中で受信チャネルの変更などにより、情報の提供を受ける情報サーバを変更する要求を出す場合があるため、端末から基地局への上りチャネルを随時アクセス可能とする必要がある。
【０００５】このように通信サービス毎に要求される条件は微妙に異なるが、従来の無線通信システムではシステム毎に固定された通信制御手順で通信が行われており、このような新たなサービスに対しては必要もない無線チャネルを割り当てたり、通信サービスの種別によっては冗長な制御が行われて制御トラヒックが増大する結果、周波数資源の利用効率が低下してしまう。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述したように従来の無線通信システムでは、無線基地局と無線端末間の無線伝送路において片方向の情報配送に対しても上下対称の無線周波数帯域を利用していたため、周波数資源の有効利用の観点から問題があり、また通信サービス毎に異なる要求通信条件に対して共通の通信制御手順を用いていたために、通信サービスの種別によっては無駄な無線チャネルの割当てや制御トラヒックの増大により周波数資源の利用効率が低下するという問題があった。
【０００７】本発明は、このような従来の問題点を解決するためになされたもので、周波数資源の有効利用を効果的に図ることができる無線通信システムにおける通信方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するため、本発明は無線基地局と、無線端末と、無線基地局を経由して無線端末に情報を送信する情報サーバとで構成され、無線基地局から無線端末へは少なくとも広帯域無線チャネルを介して信号を伝送し、無線端末から無線基地局へは狭帯域無線チャネルを介して信号を伝送する無線通信システムにおける通信方法であって、本発明の第１の通信方法は、無線端末から無線基地局へ狭帯域無線チャネルを介して受信開始要求および受信終了要求の制御信号を送出し、無線基地局は該制御信号に基づいて広帯域無線チャネルの割当・解放の制御と情報サーバから無線端末への情報の送信開始・終了の制御を行うことを特徴とする。
【０００９】また、本発明の第２の通信方法は、無線端末が情報サーバからの情報を広帯域無線チャネルを介して受信中に、狭帯域無線チャネルを介して無線基地局に対して該情報の受信中であることを示す受信中通知を周期的に行い、無線基地局は該受信中通知を予め定められた時間内に受け取らなかった場合に、無線端末への情報サーバからの情報の送信を終了することを特徴とする。
【００１０】また、本発明の第３の通信方法は、無線端末が情報サーバからの情報を広帯域無線チャネルを介して受信を開始した時点から所定の時間内に該情報の受信中である場合は、狭帯域無線チャネルを介して無線基地局に対して該情報の受信中であることを示す受信中通知を行い、無線基地局は該受信中通知を前記所定の時間内に受け取らなかった場合には、情報サーバから無線端末への情報の送信を終了し、また該受信中通知を前記所定の時間内に受け取った場合には、無線端末から狭帯域無線チャネルを介して受信終了要求の制御信号を受信するまで情報サーバから無線端末への情報の送信を継続することを特徴とする。
【００１１】また、本発明の第４の通信方法は、無線端末から無線基地局へ狭帯域無線チャネルを介して所望とする通信サービスの種別を識別する識別信号を送出し、無線基地局は該識別信号に基づいて無線基地局と無線端末間の通信の制御手順を選択することを特徴とする。
【００１２】さらに、本発明の第５の通信方法は、無線端末から無線基地局へ狭帯域無線チャネルを介して所望とする通信サービスの種別を識別する識別信号を送出し、無線基地局は該識別信号に基づいて無線基地局と無線端末間の通信の制御手順をコネクション型制御手順およびコネクションレス型制御手順の中から選択することを特徴とする。
【００１３】
【作用】第１の通信方法では、無線端末から無線基地局へ狭帯域無線チャネルを介して受信開始要求および受信終了要求の制御信号を送出するため、伝送情報量の少ない無線端末から無線基地局への無線伝送路の周波数帯域を節約できる。
【００１４】また、無線基地局では無線端末から送られてくる受信開始要求の制御信号に基づいて、無線基地局から無線端末への広帯域無線チャネルの割当・解放の制御と、情報サーバから無線端末への情報の送信開始・終了の制御を行うため、無線端末が情報サーバからの情報を受信する際、無線端末は受信開始要求の制御信号を無線基地局に対し１回送出するだけでよく、制御トラヒックが減少する。このように無線端末から無線基地局への無線伝送路の周波数帯域の節約と、制御トラヒックの減少によって、周波数帯域の利用効率が向上する。
【００１５】第２の通信方法では、無線端末は情報サーバからの情報を広帯域無線チャネルを介して受信中に、狭帯域無線チャネルを介して無線基地局に対して受信中通知を周期的に行い、無線基地局は該受信中通知を予め定められた時間内に受け取らなかった場合に、無線端末への情報サーバからの情報の送信を終了することにより、伝送情報量の少ない無線端末から無線基地局への無線伝送路の周波数帯域を節約できる。
【００１６】また、特に受信終了時には無線端末から無線基地局への制御信号の送出を特別に行う必要がないため、特に受信チャネルの切り替え、すなわち情報提供元の情報サーバの変更を頻繁に行う場合に制御信号の送出回数が少なくて済み、制御トラヒックが減少するため、周波数帯域の利用効率が向上する。
【００１７】第３の通信方法では、無線端末が情報サーバからの情報を広帯域無線チャネルを介して受信を開始した時点から所定の時間内に該情報の受信中である場合は、狭帯域無線チャネルを介して無線基地局に対して該情報の受信中であることを示す受信中通知を行い、無線基地局は受信中通知を所定の時間内に受け取らなかった場合には、情報サーバから無線端末への情報の送信を終了し、受信中通知を前記所定の時間内に受け取った場合には、無線端末から狭帯域無線チャネルを介して受信終了要求の制御信号を受信するまで情報サーバから無線端末への情報の送信を継続することにより、伝送情報量の少ない無線端末から無線基地局への無線伝送路の周波数帯域を節約できる。
【００１８】また、例えばＶＯＤにおいてＴＶ画面をサーチする場合のように、チャネルを切り替えた後、同一チャネルを比較的短い時間にわたり継続して使用するような場合、チャネル切り替え毎に受信終了要求の制御信号を無線端末から送信する必要がないので、制御トラヒックが減少し、周波数帯域の利用効率が向上する。
【００１９】第４の通信方法では、無線基地局において無線端末から狭帯域無線チャネルを介して伝送される通信サービスの種別を識別するための識別信号に基づいて無線基地局と無線端末間の通信の制御手順を選択することにより、無駄な無線チャネルを形成したり、無線端末が提供を受けようとする通信サービスにとって不要な通信制御を実行することによる無駄な制御トラヒックの増加を防ぐことができ、周波数資源の利用効率が向上する。また、通信サービスに応じた通信品質の確保も容易に可能となる。
【００２０】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施例に係る移動無線通信システムの概略構成図である。この無線通信システムは、無線基地局１、無線端末２、通信網５および情報サーバ６からなり、無線基地局１と無線端末２との間には基地局１から端末２への方向（下り方向）の通信を行うための広帯域無線チャネル３と、端末２から基地局１への方向（上り方向）の通信を行うための狭帯域無線チャネル４を形成することが可能となっている。なお、狭帯域無線チャネル４を下り方向にも形成可能としてもよい。
【００２１】次に、図２〜図４を用いて図１の各部の構成をより詳細に説明する。無線基地局１は、図２にその概略構成を示すように広帯域送信回路１１、狭帯域（送）受信回路１２、制御部１３およびタイマ１４を有する。広帯域送信回路１１は制御部１３により制御され、広帯域無線チャネル３を介して無線端末２に信号を送信する。狭帯域（送）受信回路１２は制御部１３により制御され、狭帯域無線チャネル４を介して無線端末２からの信号を受信する。なお、狭帯域無線チャネル４が下り方向にも形成可能である場合、狭帯域（送）受信回路１２に送受信機能を持たせるものとする。制御部１３は通信網５に接続され、通信網５を介して情報サーバ６に制御信号を伝送し、また情報サーバ６からの広帯域情報信号を受け取る。タイマ１４については後述する。
【００２２】無線端末２は、図３にその概略構成を示すように広帯域受信回路２１、狭帯域送（受）信回路２２、制御部２３およびタイマ２４を有する。広帯域受信回路２１は制御部２３により制御され、広帯域無線チャネル３を介して無線基地局２１から送信されてくる信号を受信する。狭帯域送（受）信回路２２は制御部２３により制御され、狭帯域無線チャネル４を介して無線基地局１に信号を送信する。なお、狭帯域無線チャネル４が下り方向にも形成可能である場合には、狭帯域送（受）信回路２２に送受信機能を持たせるものとする。タイマ２４については後述する。
【００２３】情報サーバ６は、図４にその概略構成を示すように送受信回路３１、蓄積媒体３２、制御部３３およびタイマ３４を有する。送受信回路３１は通信網５との間で信号の送受信を行う。蓄積媒体３２は例えば映画などの動画像情報その他の広帯域情報信号を格納したハードディスク、光ディスクその他の大容量記憶装置である。制御部３３は通信網５および送受信回路３１を介して無線基地局１から送信されてくる制御信号に基づき蓄積媒体３２から広帯域情報信号を読み出し、送受信回路３１を介して無線基地局１へ送出する制御を行う。タイマ３４については後述する。
【００２４】次に、本実施例に係る無線通信システムの通信動作を説明する。本実施例における通信動作は、基本的に通信制御手順に応じて３つのモードがある。以下、これらのモードに分けて動作を述べる。
【００２５】（第１の通信モード）図５は、第１の通信モードの概略を示すシーケンス図である。この第１の通信モードは、通信制御手順として無線基地局１と無線端末２間に通信に先立って予めコネクション（無線チャネル）を張るコネクション型制御手順を用いたものである。まず、無線端末２の利用者が情報サーバ６から所望の広帯域情報信号を受信したい場合、無線端末２から狭帯域無線チャネル４を介して無線基地局１に受信開始要求を送出する。
【００２６】無線端末２からの受信開始要求を受け取った無線基地局１は、無線端末２において広帯域情報信号の受信に用いる広帯域無線チャネル３を指定するための受信チャネル通知を狭帯域無線チャネル４を介して無線端末２へ行う。これにより、無線基地局１と無線端末２との間に広帯域無線チャネル３が形成される。
【００２７】無線端末２からの受信開始要求を受け取った無線基地局１は、通信網５を介して情報サーバ６に送信開始要求を送出する。これにより情報サーバ６から広帯域情報信号が送出され、無線基地局１で中継された後、広帯域無線チャネル３を介して無線端末２へ送信される。
【００２８】一方、無線端末２の利用者が情報サーバ６からの広帯域情報信号の受信を終了したい場合、無線端末２から狭帯域無線チャネル４を介して無線基地局１へ受信終了要求を送出する。この受信終了要求を受け取った無線基地局１は、狭帯域無線チャネル４を介して無線端末２へ受信チャネル解放通知を行う。これにより、先に無線基地局１と無線端末２との間に形成された広帯域無線チャネル３による受信チャネルが解放される。また、無線端末２からの受信終了要求を受け取った無線基地局１は、無線端末２への広帯域情報信号の送信を終了する。
【００２９】次に、図６に示すフローチャートを用いて上述した第１の通信モードのさらに詳細な手順を説明する。無線端末２において、図示しない入力部から制御部２３に受信開始要求信号が入力されると（Ｓ１０１）、制御部２３からの制御に基づき狭帯域送（受）信回路２１から狭帯域無線チャネル４を介して無線基地局１へ受信開始要求を示す受信開始パケットが送信される（Ｓ１０２）。無線基地局１においては、受信開始パケットが狭帯域（送）受信回路１１で受信されると（Ｓ１０３）、制御部１３によって無線端末３の受信チャネルとなる広帯域無線チャネルの割当が行われ（Ｓ１０４）、受信チャネル通知のための広帯域無線チャネル割当通知パケットが狭帯域無線チャネル４を介して無線端末２へ送信されると共に、送信開始要求を示す送信開始要求パケットが通信網５を介して情報サーバ６に送信される（Ｓ１０５，Ｓ１０６）。無線端末２においては、広帯域無線チャネル割当通知パケットが狭帯域（送）受信回路２１で受信されると（Ｓ１０７）、制御部２３によって広帯域受信回路２１を起動する（Ｓ１０８）。
【００３０】一方、情報サーバ６においては、送信開始パケットが送受信回路３１で受信されると（Ｓ１０９）、制御部３３によって蓄積媒体３２から広帯域情報信号が読み出され、送受信回路３１から通信網５を介して無線基地局１へ送信される（Ｓ１１０）。無線基地局１は、この広帯域情報信号をそのまま中継し、広帯域無線チャネル３を介して無線端末２へ送信する。無線端末２においては、送信されてきた広帯域情報信号が広帯域受信回路２１で受信され（Ｓ１１１）、例えば図示しない画像モニタでの表示に供される。
【００３１】次に、無線端末２において、図示しない入力部から制御部２３に受信終了要求信号が入力されると（Ｓ１１２）、制御部２３からの制御に基づき狭帯域送（受）信回路２１から狭帯域無線チャネル４を介して無線基地局１へ受信終了要求を示す受信終了パケットが送信される（Ｓ１１３）。無線基地局１においては、受信終了パケットを狭帯域（送）受信回路１１で受信すると（Ｓ１１４）、受信終了パケットを通信網５を介して情報サーバ６に転送する。情報サーバ６においては、転送されてきた受信終了パケットを受信すると（Ｓ１１５）、広帯域情報信号の送信を終了すると共に、その旨を示す送信終了通知を通信網５を介して無線基地局１へ送信する（Ｓ１１６）。無線基地局１においては、この送信終了通知を制御部１３で受け取ると、広帯域無線チャネル解放パケットを狭帯域無線チャネル４を介して無線端末２へ送出する（Ｓ１１７）。無線端末２においては、送信されてきた広帯域無線チャネル解放パケットが狭帯域送（受）信回路２２で受信されると（Ｓ１１８）、制御部２３によって広帯域受信回路２１を停止させる（Ｓ１１９）。
【００３２】このように第１の通信モードでは、無線端末２から無線基地局２へ狭帯域無線チャネル４を介して受信開始要求および受信終了要求の制御信号を送出するため、伝送情報量の少ない無線端末２から無線基地局１への無線伝送路の周波数帯域を節約できる。
【００３３】また、無線基地局１では無線端末２から送られてくる受信開始要求の制御信号に基づいて、無線基地局１から無線端末２への広帯域無線チャネル３の割当・解放の制御と、情報サーバ６から無線端末２への情報の送信開始・終了の制御を行うため、無線端末２が情報サーバ６からの情報を受信する際、無線端末２は受信開始要求の制御信号を無線基地局１に対し１回送出するだけでよく、例えば広帯域無線チャネル３の形成後に無線端末２から再度受信要求の制御信号を送出する必要がないため、制御トラヒックが減少する。すなわち、無線端末２から無線基地局１への無線伝送路の周波数帯域の節約と、制御トラヒックの減少によって、周波数帯域の利用効率がさらに向上する。
【００３４】（第２の通信モード）図７は、第２の通信モードの概略を示すシーケンス図である。この第２の通信モードは、通信制御手順として無線基地局１と無線端末２間に通信に先立って予めコネクション（無線チャネル）を張らず、通信の都度無線チャネルを張るコネクションレス型制御手順を用いたものである。この第２の通信モードでは、無線基地局１から狭帯域無線チャネル４を介して無線端末２に対して広帯域無線チャネル３の空きの有無の状態を示すチャネル状態通知が行われる。なお、このチャネル状態通知に情報サーバ６の空きの有無の情報を含ませてもよい。無線端末２の利用者が情報サーバ６から所望の広帯域情報信号を受信したい場合、このチャネル状態通知から広帯域無線チャネル３が空いており、かつ情報サーバ６が空いていることを確認して、無線端末２から狭帯域無線チャネル４を介して無線基地局１へ受信を要求するための受信中通知を行う。無線端末２からの最初の受信中通知を受け取った無線基地局１は、無線端末２において広帯域情報信号の受信に用いる広帯域無線チャネル３を指定するための受信チャネル通知を狭帯域無線チャネル４を介して無線端末２へ行う。これにより、無線基地局１と無線端末２との間に広帯域無線チャネル３が形成される。
【００３５】こうして無線基地局１と無線端末２との間に広帯域無線チャネル３が形成されると、情報サーバ６から広帯域情報信号が送出され、無線基地局１で中継された後、広帯域無線チャネル３を介して無線端末２へ送信される。そして、無線端末２から予めタイマ１４で定められた一定の送信周期Ｔ１毎に、広帯域情報信号の受信中であることを示す受信中通知が無線基地局１に対して送信される。
【００３６】無線端末２は広帯域情報信号の受信を終了する場合は、前回の受信中通知を行ってから送信周期Ｔ１の時間が経過しても、受信中通知の送信を行わない。図７の破線は、受信中通知を行うタイミングであるが、無線端末２が広帯域情報信号の受信を終了する場合であり、受信中通知を行わないことを示している。
【００３７】そして、無線基地局１では受信中通知を受け取ってから予めタイマ１４で定められた通信継続限時時間Ｔ２内に次の受信中通知を受け取らない場合は、Ｔ２の最終時刻のタイミングで情報サーバ６から無線端末２への広帯域情報信号の送信を終了する。
【００３８】次に、図８〜図９に示すフローチャートを用いて上述した第２の通信モードのさらに詳細な手順を説明する。第２の通信モードでは、情報サーバ６から通信網３および無線基地局１を介して無線端末２にブロードキャストによって例えば一定周期で、図７で述べたチャネル状態通知のための広帯域情報通知パケットが送信されている（Ｓ２０２）。無線端末２において、図示しない入力部から制御部２３に受信開始要求信号が入力されると（Ｓ２０１）、無線基地局１から狭帯域無線チャネル４を介して無線端末２に送信されている広帯域情報通知パケットが狭帯域送（受）信回路２２によって受信される（Ｓ２０３）。無線端末２においては、この広帯域情報通知パケットが受信されると、狭帯域送（受）信回路２２から狭帯域無線チャネル４を介して無線基地局１へ、図７で述べた受信中通知のための資源予約パケットを送信する（Ｓ２０４）。無線基地局１においては、この資源予約パケットが狭帯域（送）受信回路１２で受信されると（Ｓ２０５）、制御部１３によって広帯域無線チャネルの割当が行われ（Ｓ２０６）、広帯域無線チャネル割当通知パケットが狭帯域無線チャネル４を介して無線端末２へ送信されると共に、資源予約パケットが情報サーバ６へ通信網５を介して送信される（Ｓ２０７，Ｓ２０８）。無線端末２においては、広帯域無線チャネル割当通知パケットが狭帯域（送）受信回路２１で受信されると（Ｓ２０９）、制御部２３によって広帯域受信回路２１を起動する（Ｓ２１０）。
【００３９】一方、情報サーバ６においては、資源予約パケットが送受信回路３１で受信されると（Ｓ２１１）、制御部３３によって蓄積媒体３２から広帯域情報信号が読み出され、送受信回路３１から通信網５を介して無線基地局１へ送信される（Ｓ２１２）。無線基地局１は、この広帯域情報信号をそのまま中継し、広帯域無線チャネル３を介して無線端末２へ送信する。無線端末２においては、送信されてきた広帯域情報信号が広帯域受信回路２１で受信され（Ｓ２１３）、例えば図示しない画像モニタでの表示に供される。
【００４０】無線端末２においては広帯域情報信号が受信されると制御部２３によってタイマ２４が起動され（Ｓ２１４）、無線基地局１においては資源予約パケットを送信すると制御部１３によってタイマ１４が起動され（Ｓ２１５）、情報サーバ６においては広帯域情報信号を送信すると制御部３３によってタイマ３４が起動される（Ｓ２１６）。ここで、タイマ２４の限時時間はＴ１であり、タイマ１４の限時時間はＴ２である。こうしてタイマ１４，２４，３４が起動された以降の処理は、図９に示される。
【００４１】すなわち、無線端末２においては、タイマ２４が起動されると、制御部２３への受信終了要求信号入力の有無が調べられ（Ｓ２２１）、受信終了要求信号の入力があった時点で制御部２３によって広帯域受信回路２１が停止される（Ｓ２２２）。受信終了要求信号の入力がない場合は、タイマ２４の経過時間が送信周期Ｔ１に達したか否かが調べられ（Ｓ２２３）、Ｔ１に達すると制御部２３からの制御によって資源予約パケットが狭帯域送（受）信回路２２から狭帯域無線チャネル４を介して無線基地局１へ送信され（Ｓ２２４）、さらにタイマ２４がリセットされる（Ｓ２２５）。
【００４２】また、無線基地局１においては、タイマ１４が起動されると、無線端末２から送信されてくる資源予約パケットの有無が調べられ（Ｓ２３１）、資源予約パケット有りと判定されれば、Ｓ２２４で送信される資源予約パケットが狭帯域（送）受信回路１２で受信され（Ｓ２３２）、さらに制御部１３によってタイマ１４がリセットされる（Ｓ２３３）。Ｓ２３１で資源予約パケット無し、つまり無線端末２からの受信中通知が無いと判定された場合は、Ｓ２３４でタイマ１４がタイムアウトしたと判定された時点、つまり通信継続限時時間Ｔ２が経過した時点で、制御部１４によって広帯域無線チャネル３が解放される（Ｓ２３５）。
【００４３】一方、情報サーバ６においては、タイマ３４が起動されると、無線基地局１から送信されてくる資源予約パケットの有無が調べられ（Ｓ２４１）、資源予約パケットが受信されていれば、Ｓ２３２で送信される資源予約パケットが送受信回路３１で受信され（Ｓ２４２）、さらに制御部３３によってタイマ３４がリセットされる（Ｓ２４３）。Ｓ２４１で資源予約パケットが受信されていない場合はＳ２４４でタイマ３４がタイムアウトしたと判定された時点で、制御部３４によって送受信回路３１による広帯域情報信号の送信が終了される（Ｓ２４５）。
【００４４】このように第２の通信モードでは、無線端末２は情報サーバ６からの情報を広帯域無線チャネル３を介して受信中に、狭帯域無線チャネル４を介して無線基地局１に対して受信中通知を周期的に行い、無線基地局１は該受信中通知を予め定められた時間内に受け取らなかった場合に、無線端末２への情報サーバ６からの情報の送信を終了することにより、伝送情報量の少ない無線端末２から無線基地局１への無線伝送路の周波数帯域を節約できる。
【００４５】また、特に受信終了時には無線端末２から無線基地局１への制御信号の送出を特別に行う必要がないため、特に受信チャネルの切り替え、すなわち情報提供元の情報サーバ６の変更を頻繁に行う場合に制御信号の送出回数が少なくて済み、制御トラヒックが減少することによって、周波数帯域の利用効率が向上する。
【００４６】（第３の通信モード）図１０は、第３の通信モードを示すシーケンス図である。この第３の通信モードは通信制御手順として第１の通信モードで用いたコネクション型制御手順と、第２の通信モードで用いたコネクションレス型制御手順を組み合わて用いたものである。
【００４７】すなわち、無線基地局１から狭帯域無線チャネル４を介して無線端末２に対して広帯域無線チャネル３の空きの有無の状態や情報サーバ６の空きの有無を示すチャネル状態通知が行われる。無線端末２の利用者が情報サーバ６から所望の広帯域情報信号を受信したい場合、このチャネル状態通知から広帯域無線チャネル３が空いており、かつ情報サーバ６が空いていることを確認して、無線端末２から狭帯域無線チャネル４を介して無線基地局１へ受信を要求するための受信中通知を行う。無線端末２からの最初の受信中通知を受け取った無線基地局１は、無線端末２において広帯域情報信号の受信に用いる広帯域無線チャネル３を指定するための受信チャネル通知を狭帯域無線チャネル４を介して無線端末２へ行う。これにより、無線基地局１と無線端末２との間に広帯域無線チャネル３が形成される。
【００４８】こうして無線基地局１と無線端末２との間に広帯域無線チャネル３が形成されると、情報サーバ６から広帯域情報信号が送出され、無線基地局１で中継された後、広帯域無線チャネル３を介して無線端末２へ送信される。そして、無線基地局１は無線端末２からの受信チャネル通知を受信した時点から、タイマ１４で定められた一定の送信周期Ｔ１の時間内または通信継続限時時間Ｔ２内に広帯域情報信号の受信中であることを示す受信中通知を無線端末２から受け取らなかった場合には、情報サーバ６から広帯域無線チャネル３を介しての無線端末２への広帯域情報信号の送信を終了する。
【００４９】さらに、図５で説明した第１の通信モードと同様に、無線端末２の利用者が情報サーバ６からの広帯域情報信号の受信を終了したい場合、無線端末２から狭帯域無線チャネル４を介して無線基地局１へ受信終了要求を送出する。この受信終了要求を受け取った無線基地局１は、狭帯域無線チャネル４を介して無線端末２へ受信チャネル解放通知を行う。これにより、先に無線基地局１と無線端末２との間に形成された広帯域無線チャネル３による受信チャネルが解放される。また、無線端末２からの受信終了要求を受け取った無線基地局１は、無線端末２への広帯域情報信号の送信を終了する。
【００５０】次に、図１１〜図１２に示すフローチャートを用いて上述した第３の通信モードのさらに詳細な手順を説明する。第３の通信モードでは、情報サーバ６から通信網３および無線基地局１を介して無線端末２にブロードキャストにより例えば一定周期で、図１０で述べたチャネル状態通知のための広帯域情報通知パケットが送信されている（Ｓ３０２）。無線端末２において、図示しない入力部から制御部２３に受信開始要求信号が入力されると（Ｓ３０１）、無線基地局１から狭帯域無線チャネル４を介して無線端末２に送信されている広帯域情報通知パケットが狭帯域送（受）信回路２２によって受信される（Ｓ３０３）。無線端末２においては、この広帯域情報通知パケットが受信されると、狭帯域送（受）信回路２２から狭帯域無線チャネル４を介して無線基地局１へ図１０で述べた受信中通知のための資源予約パケットを送信する（Ｓ３０４）。無線基地局１においては、この資源予約パケットが狭帯域（送）受信回路１２で受信されると（Ｓ３０５）、制御部１３によって広帯域無線チャネルの割当が行われ（Ｓ３０６）、広帯域無線チャネル割当通知パケットが狭帯域無線チャネル４を介して無線端末２へ送信されると共に、資源予約パケットが情報サーバ６へ通信網５を介して送信される（Ｓ３０７，Ｓ３０８）。無線端末２においては、広帯域無線チャネル割当通知パケットが狭帯域（送）受信回路２１で受信されると（Ｓ３０９）、制御部２３によって広帯域受信回路２１を起動する（Ｓ３１０）。
【００５１】一方、情報サーバ６においては、資源予約パケットが送受信回路３１で受信されると（Ｓ３１１）、制御部３３によって蓄積媒体３２から広帯域情報信号を読み出され、送受信回路３１から通信網５を介して無線基地局１へ送信される（Ｓ３１２）。無線基地局１は、この広帯域情報信号をそのまま中継し、広帯域無線チャネル３を介して無線端末２へ送信する。無線端末２においては、送信されてきた広帯域情報信号が広帯域受信回路２１で受信され（Ｓ３１３）、例えば図示しない画像モニタでの表示に供される。
【００５２】無線端末２においては広帯域情報信号を受信すると制御部２３によってタイマ２４が起動され（Ｓ３１４）、無線基地局１においては資源予約パケットを送信すると制御部１３によってタイマ１４が起動される（Ｓ３１５）。ここで、タイマ２４の限時時間はＴ３、タイマ１４の限時時間はＴ２である。こうしてタイマ１４，２４が起動された以降の処理は、図１２に示される。
【００５３】すなわち、無線端末２においては、タイマ２４が起動されると、制御部２３への受信終了要求信号入力の有無が調べられ（Ｓ３２１）、受信終了要求信号の入力があった時点で制御部２３によって広帯域受信回路２１が停止される（Ｓ３２２）。受信終了要求信号の入力がない場合は、タイマ２４の経過時間が送信周期Ｔ３に達したか否かが調べられ（Ｓ３２３）、Ｔ３に達すると制御部２３からの制御によって資源予約パケットが狭帯域送（受）信回路２２から狭帯域無線チャネル４を介して無線基地局１へ送信される（Ｓ３２４）。
【００５４】一方、無線基地局１においては、タイマ１４が起動されると無線端末２から送信されてくる資源予約パケットの有無が調べられ（Ｓ３２５）、資源予約パケット有りと判定されれば、Ｓ３２４で送信される資源予約パケットが狭帯域（送）受信回路１２で受信され（Ｓ３２６）、さらに制御部１３によってタイマ１４が停止される（Ｓ３２７）。Ｓ３２５で資源予約パケットが無し、つまり無線端末２からの受信中通知が無いと判定された場合は、Ｓ３２８でタイマ１４がタイムアウトしたと判定された時点、つまり通信継続限時時間Ｔ２が経過した時点で、制御部１４によって広帯域無線チャネル３が解放される（Ｓ３２９）。
【００５５】次に、無線端末２においてＳ３２４で資源予約パケットが送信された後、図示しない入力部から制御部２３に受信終了要求信号が入力されると（Ｓ３３０）、制御部２３からの制御に基づき狭帯域送（受）信回路２１から狭帯域無線チャネル４を介して無線基地局１へ受信終了要求である受信終了パケットが送信される（Ｓ３３１）。無線基地局１においては、受信終了パケットを狭帯域（送）受信回路１１で受信すると（Ｓ３３２）、受信終了パケットを通信網５を介して情報サーバ６に転送する。情報サーバ６においては、転送されてきた受信終了パケットを受信すると（Ｓ３３３）、広帯域情報信号の送信を終了すると共に、その旨を示す送信終了通知を通信網５を介して無線基地局１へ送信する（Ｓ３３４）。無線基地局１においては、この送信終了通知を制御部１３で受け取ると、広帯域無線チャネル解放パケットを狭帯域無線チャネル４を介して無線端末２へ送出する（Ｓ３３５）。無線端末２においては、送信されてきた広帯域無線チャネル解放パケットが狭帯域送（受）信回路２２で受信されると（Ｓ３３６）、制御部２３によって広帯域受信回路２１を停止させる（Ｓ３３７）。
【００５６】このように第３の通信モードでは、無線端末２が情報サーバ６からの情報を広帯域無線チャネル３を介して受信を開始した時点から所定の時間内に該情報の受信中である場合は、狭帯域無線チャネル４を介して無線基地局１に対して受信中通知を行い、無線基地局１は受信中通知を所定の時間内に受け取らなかった場合には、情報サーバ６から無線端末２への情報の送信を終了し、受信中通知を所定の時間内に受け取った場合には、無線端末２から狭帯域無線チャネル４を介して受信終了要求の制御信号を受信するまで情報サーバ６から無線端末２への情報の送信を継続することにより、伝送情報量の少ない無線端末２から無線基地局１への無線伝送路の周波数帯域を節約できる。
【００５７】また、例えばＶＯＤのサービスにおいてＴＶ画面をサーチする場合のように、チャネルを切り替えた後、同一チャネルを比較的短い時間にわたり継続して使用するような場合、チャネル切り替え毎に受信終了要求の制御信号を無線端末２から送信する必要がないので、制御トラヒックが減少し、周波数帯域の利用効率が向上する。
【００５８】次に、本発明の他の実施例に係る通信方法を図１３および図１４を用いて説明する。本実施例は、先の実施例で説明したような無線通信システムにおいて、提供しようとする通信サービス（アプリケーションサービス）の種別を識別し、それに基づいて無線基地局１と無線端末２間の通信の制御手順を選択するようにしたものである。
【００５９】図１３は、その選択手順の概略を示すフローチャートであり、まず図１の構成において無線端末２から無線基地局１へ狭帯域無線チャネル４を介して、所望とする通信サービスの種別を識別するための識別信号を送出する。図１４は、このような識別信号を含むデータパケットのフォーマットの一例を示したもので、同期ビット、プロトコル識別番号に続いてサービス識別番号が付加され、これに続いて伝送速度、平均遅延時間、遅延分散などの申告パラメータが配置され、最後の終了フラグがある。
【００６０】無線基地局１は、上記のサービス識別番号からアプリケーションサービスの種別を識別する（Ｓ４０１）。図１３の例では、アプリケーションサービスの種別は大きく分けて、双方向のストリーム系アプリケーションＡ１と、非対称のストリーム系アプリケーションＡ２と、片方向のデータ系アプリケーションＡ３の３つがある。アプリケーションＡ１は電話やＴＶ会議など、アプリケーションＡ２はＣＡＴＶ、ＶＯＤおよびスポット放送など、アプリケーションＡ３はファイル転送やメイルなどである。
【００６１】ここで、アプリケーションサービスが双方向のストリーム系アプリケーションＡ１の場合と、非対称ストリーム系アプリケーションＡ２の中のＣＡＴＶまたはＶＯＤの場合は、コネクション型制御手順が選択され（Ｓ４０２）、また非対称ストリーム系アプリケーションＡ２の中のスポット放送の場合と、片方向のデータ系アプリケーションＡ３の場合は、コネクションレス型制御手順が選択される（Ｓ４０３）。コネクション型制御手順は、例えば先に説明した第１の通信モードで使用された制御手順であり、コネクションレス型制御手順は第２の通信モードで使用された制御手順である。
【００６２】このように無線端末２が提供を受けようとする通信サービスの種別に応じて通信制御手順を選択することにより、例えばアプリケーションＡ２，Ａ３において上下対称の無線チャネルを形成することで無線チャネルを無駄に使用したり、あるいは、提供を受けるサービスにとって無駄な通信制御を行うことによる制御トラヒックの増大を防ぐことが可能となり、周波数資源の利用効率をより一層上げることができる。
【００６３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば無線基地局、無線端末および情報サーバで構成され、無線基地局から無線端末へは少なくとも広帯域無線チャネルを介して信号を伝送し、無線端末から無線基地局へは狭帯域無線チャネルを介して信号を伝送する無線通信システムにおいて、広帯域無線チャネルの利用効率向上と制御トラヒックの減少を達成でき、もって周波数資源の有効利用を効果的に図ることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００３０７８
【氏名又は名称】株式会社東芝
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| 【出願日】 |
平成７年（１９９５）５月３１日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴江 武彦
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| 【公開番号】 |
特開平８−３３１０３５ |
| 【公開日】 |
平成８年（１９９６）１２月１３日 |
| 【出願番号】 |
特願平７−１３４４５０ |
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