JP2002204470A - 無線通信システム、無線通信システムの通信制御方法及びその管理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 無線通信システム全体の送信電力の増大を抑
圧しつつ、移動する端末に高速なデータ通信サービスを
提供する。 【解決手段】 通信可能な領域が広いマクロセルを展開
する中央基地局と、高速なデータ通信が可能なマイクロ
セル基地局と、端末とからなる無線通信システムであっ
て、前記端末は、データ通信の要求が発生した際に前記
中央基地局との間の通信速度よりも高速な通信速度が必
要であるか判定する通信速度判定手段と、前記通信速度
判定手段により高速な通信速度が必要であると判定され
た場合に高速データ通信要求の制御信号を送信する接続
制御手段を有し、前記マイクロセル基地局は、前記端末
から高速データ通信要求を含む制御信号が送信された場
合に、前記マクロセルよりも通信可能な領域が狭小であ
るマイクロセルを展開し、前記端末と無線接続を行って
前中央基地局よりも高速なデータ通信を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、端末及び基地局間
でデータ通信を行う無線通信システム及びその通信制御
方法、ならびに管理方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年の移動体通信の活況を背景に、無線
通信システム環境下における高速データ通信に対する要
求が高まっている。これに対し従来は、１つの通信チャ
ネル当りの通信速度の高速化や、複数の通信チャネルの
多重化などを行って、高速データ通信の実現を図ってき
た。しかしこの様な方法では、データ通信速度の高速化
に応じて無線通信システムの送信電力を高める必要があ
る。

【０００３】例えば、ＣＤＭＡ（Code Division Mult
iple Access）方式を適用した無線通信システムでは、
送信データを複数に分割し、夫々別個の拡散符号を用い
て通信チャネルを多重化することでデータの通信速度を
高めることができるが、この場合、基地局及び端末の送
信する信号電力は、前記通信チャネルの多重化数に比例
して増大する。また、送信データ１ビット当りの拡散率
を下げることにより、通信チャネル当りの通信速度を高
めることも可能であるが、拡散率の低下に伴って拡散利
得が低下するので、ＳＮ比劣化を防ぐために基地局及び
端末が送信する無線信号の送信電力を高める必要があ
る。

【０００４】これに対し、受信側に高性能な増幅器を備
え大きな増幅利得で無線信号を受信することにより送信
側の送信電力を抑圧することも考えられる。しかし移動
体通信の端末では、小型、低消費電力化に対する要求が
強く、大きな増幅率で理想的な雑音指数（ＮＦ）を有す
る増幅器を搭載するのは困難である。

【０００５】また、送信データの通信速度高速化に伴う
送信電力増大は、半径数Ｋｍの大きな面積の無線セルを
展開し多数の端末を収容する基地局において特に顕著で
ある。例えば、前記無線セルの中に存在する特定の端末
と高速データ通信を行う場合であっても、該基地局は無
線セル内に遍く無線信号を送信するために、セル半径
（数Ｋｍ）に相当する伝搬損失を補償する増幅を行って
無線信号を送出する必要がある。この際、通信速度の高
速化に応じて送信対象となっている基の信号電力が増大
していると、伝搬損失補償のために増幅後の無線信号の
送信電力は一層増大されることとなる。このような基地
局の送信電力の増大は、ハードウェア上の制約から限界
があるとともに、他の無線通信システムへの干渉の原因
ともなる。

【０００６】このような問題を解決する方法として、例
えば、特開２０００−２３２３８公報に示された従来の
無線通信システムがある。図１３は、前記従来の無線通
信システムを示した構成図である。以下、当該従来の無
線通信システムの動作について図１３に従って説明す
る。該無線通信システムでは、送信電力の大きな中央基
地局１０３が、半径数Ｋｍで面積が大きい無線セル（以
下、マクロセルと呼ぶ）１０４を展開しており、該マク
ロセル１０４内に該中央基地局１０３と通信可能な端末
１０５が存在する。前記中央基地局１０３と端末１０５
との間では、双方の送信電力の制限からデータの通信速
度が低速に制限され、音声や制御データの送受のほか、
低速のデータ通信のみが可能である。

【０００７】一方、前記マクロセル１０４内には別の基
地局１０１が配置されており、半径１００ｍ程度の面積
が小さい無線セル（以下、マイクロセルと呼ぶ）１０２
を展開している。該基地局１０１と端末１０５との距離
ｒ_Aは、前記中央基地局１０３と端末１０５との距離ｒ_B
と比較して小さく見積もることができ、伝搬損失を補償
するための無線信号の増幅率を低く抑えることが可能で
ある。その結果、該基地局１０１の無線信号の送信電力
は、前記マクロセルの中央基地局１０３より低く設定さ
れる。

【０００８】また、端末が同じ送信電力で信号を送信す
る場合には、伝搬距離が小さい前記マイクロセルの基地
局１０１と通信したほうが伝搬損失が小さいので、高速
データ通信に有利である。そこで、マクロセルの中央基
地局１０３最大通信速度Ｕ_{ma cro}及びマイクロセルの基
地局１０１の最大通信速度Ｕ_microを、 Ｕ_micro＞Ｕ_macro と定める。

【０００９】上記各基地局１０１、１０３は、各無線セ
ル内に、該基地局の識別情報及び送信電力値を含む制御
信号を常時報知しており、端末１０５が当該無線セル１
０２、１０４内にある場合には、両基地局１０１、１０
３の制御信号を受信する。端末１０５は、当該制御信号
を基に、各基地局の最大通信速度Ｕ_micro、Ｕ_macro、各
基地局の送信電力、各基地局から当該端末１０５までの
伝搬損失量等を算定する。

【００１０】端末１０５において、高速なデータ通信の
発呼要求が発生すると、端末１０５は前記制御信号を受
信している基地局１０１、１０３の中から、発呼要求で
指定された通信速度を満足し、送信電力が最小である基
地局１０１を最適基地局として選定し、当該基地局１０
１と接続して通信を開始する。

【００１１】一方、端末１０５において、音声や低速な
データ通信の発呼要求が発生すると、端末１０５は、マ
クロセル１０４を展開している中央基地局１０３を最適
基地局として選定し、当該中央基地局１０３と接続して
通信を開始する。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】前記、従来の無線通信
システムでは、端末１０５が、複数の基地局１０１、１
０３から常時報知されている複数の制御信号を受信し、
当該制御信号を基に発呼要求で指定された通信速度を満
足する基地局を特定して通信を行う。したがって高速デ
ータ通信を継続する場合には、端末１０５は、発呼時に
特定した基地局１０１との接続を維持する必要があり、
該基地局が展開するマイクロセル１０２の外部に移動で
きない、といった問題があった。

【００１３】また、仮に端末１０５が高速データ通信中
に前記マイクロセル１０２の外部に移動した場合には、
それまで接続していた基地局１０１との通信が維持でき
なくなるため、周辺に存在する基地局１０１、１０３の
制御信号を受信して、前記マクロセル１０４内に配置さ
れた別の基地局１０１を特定して再接続する必要があ
り、このような再接続処理は通信品質劣化の原因とな
る、といった問題があった。

【００１４】本発明は、前記課題を解決するためになさ
れたものであり、無線通信システム全体として、通信速
度の高速化に伴う送信電力の増大を抑制しつつ、高速デ
ータ通信を行う端末の移動性を高めることが可能な無線
通信システムを提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決し、目
的を達成するために、本発明にかかる無線通信システム
にあっては、通信可能な領域が広いマクロセルを展開す
る中央基地局と、前記中央基地局に無線接続し通信速度
が低速なデータ通信を行う端末であって、データ通信の
要求が発生した際に、前記中央基地局との間の通信速度
よりも高速な通信速度が必要であるか判定する通信速度
判定手段と、前記通信速度判定手段により高速な通信速
度が必要であると判定された場合に高速データ通信要求
の制御信号を送信する接続制御手段とを有する端末と、
前記マクロセル内に配置され、前記端末から高速データ
通信要求を含む制御信号が送信された場合に限り、前記
マクロセルよりも通信可能な領域が狭小であるマイクロ
セルを展開し、前記端末と無線接続を行って前中央基地
局よりも高速なデータ通信を行うマイクロセル基地局と
を備えたことを特徴とする。

【００１６】次の発明にかかる無線通信システムにあっ
ては、マクロセル内に複数のマイクロセル基地局を配置
し、さらに、前記複数のマイクロセル基地局それぞれの
位置情報が予め記録された基地局位置情報データベース
を備え、端末は当該端末の位置情報を検出する位置情報
作成手段を有し、接続制御手段は高速データ通信要求の
制御信号に前記位置情報を含めて送信し、前記基地局位
置情報データベースは、前記複数のマイクロセル基地局
夫々の位置情報と、前記高速データ通信要求の制御信号
に含まれた端末の位置情報とに基づいて、前記端末と無
線接続が可能なマイクロセル基地局を特定し、当該特定
されたマイクロセル基地局のみが、前記端末と無線接続
を行って高速なデータ通信を行う構成とされたことを特
徴とする。

【００１７】次の発明にかかる無線通信システムにあっ
ては、マクロセル内に複数のマイクロセル基地局を配置
し、さらに、前記複数のマイクロセル基地局それぞれの
位置情報が予め記録された基地局位置情報データベース
を備え、中央基地局は高速データ通信を要求する端末か
ら送信された無線信号の到来方向を推定する方向探知手
段と、前記端末から送信された無線信号の受信強度を測
定する受信強度測定手段と、前記無線信号の到来方向及
び受信強度に基づいて、端末の位置を推定する端末位置
推定手段とを有し、前記基地局位置情報データベース
は、前記複数のマイクロセル基地局それぞれの位置情報
と、前記端末位置推定手段によって推定された端末の位
置情報とに基づいて、前記端末と無線接続が可能なマイ
クロセル基地局を特定し、当該特定されたマイクロセル
基地局のみが、前記端末と無線接続を行って高速なデー
タ通信を行う構成とされたことを特徴とする。

【００１８】次の発明にかかる無線通信システムにあっ
ては、基地局位置情報データベースは、端末の位置情報
を基に該端末が利用可能なデータ通信の最大通信速度を
算出して前記端末に回答する構成とされ、通信速度判定
手段は、データ通信の開始に先立ち、利用可能なデータ
通信の通信速度を基地局位置情報データベースに問い合
わせ、当該端末のユーザに対して、前記利用可能なデー
タ通信の最大通信速度を基に、データ通信で利用するデ
ータ通信の通信速度を選択させる構成とされたことを特
徴とする、請求項２ないし３に記載の無線通信システ
ム。

【００１９】次の発明にかかる無線通信システムにあっ
ては、端末が高速データ通信が必要であると判定された
場合に通信品質が良好な高速データ通信を必要とするか
判定する要求品質判定手段を備え、当該要求品質判定手
段によって通信品質が良好な高速データ通信を必要とす
ると判定された場合には、接続制御手段は、高速データ
通信要求の制御信号に高品質通信要求を含めて送信し、
基地局位置情報データベースによって特定されたマイク
ロセル基地局は、前記高品質通信要求に従って当該マイ
クロセルを拡大し、前記端末との間で高速データ通信を
行う構成とされたことを特徴とする。

【００２０】次の発明にかかる無線通信システムにあっ
ては、端末が高速データ通信が必要であると判定された
場合に通信品質が良好な高速データ通信を必要とするか
判定する要求品質判定手段を備え、当該要求品質判定手
段によって通信品質が良好な高速データ通信を必要とす
ると判定された場合には、接続制御手段は、高速データ
通信要求の制御信号に高品質通信要求を含めて送信し、
基地局位置情報データベースは、前記高品質通信要求に
従って前記端末を含む所定の領域内にある全てのマイク
ロセル基地局を特定し、当該特定された各マイクロセル
基地局は前記端末に対し夫々データを送信する構成とさ
れたことを特徴とする。

【００２１】次の発明にかかる無線通信システムにあっ
ては、端末が当該端末の移動速度を検出する移動速度検
出手段を有し、要求品質判定手段は前記検出された移動
速度が所定の閾値よりも高速である場合に通信品質が良
好な高速データ通信を必要とすると判定する構成とされ
たことを特徴とする。

【００２２】次の発明にかかる無線通信システムにあっ
ては、さらに、複数のマイクロセル基地局を制御するマ
イクセル基地局制御手段を備え、通信速度判定手段は、
データ通信の要求が発生した際に、マイクロセル基地局
との間の通信速度よりも高速な通信速度が必要であるか
判定し、その結果高速な通信速度が必要であると判定さ
れた場合には、接続制御手段は、高速大容量データ通信
要求の制御信号を前記マイクロセル基地局制御手段に送
信し、当該制御信号を受信したマイクロセル基地局制御
手段は、基地局位置情報データベースによって特定され
た複数のマイクロセル基地局を介して、前記端末に対す
る送信データを複局多重伝送する構成とされたことを特
徴とする。

【００２３】次の発明にかかる無線通信システムにあっ
ては、接続制御手段は、高速大容量データ通信要求の制
御信号に、要求する通信速度に関する情報を含めて送信
し、当該制御信号を受信したマイクロセル基地局制御手
段は、基地局位置情報データベースによって特定された
複数のマイクロセル基地局により提供可能な最大通信速
度を算出し、当該最大通信速度が前記要求された通信速
度よりも低速である場合には、前記端末に対し、当該最
大通信速度で高速データ通信を行うか否かを問い合わせ
る構成とされたことを特徴とする。

【００２４】次の発明にかかる無線通信システムにあっ
ては、中央基地局が端末に対するデータをマクロセル内
に所定の送信出力で無線信号で送信し、マイクロセル基
地局に代えて、前記マクロセル内に、前記中央基地局か
ら送信された無線信号を受信する受信アンテナと、当該
受信アンテナで受信された受信信号を増幅する低歪み送
信アンプと、増幅後の受信信号を端末に送信する再送信
する再送信アンテナとを有するリピータを配置し、前記
端末は、前記リピータから再送信された無線信号を受信
し、前記中央基地局との間で高速なデータ通信を行う構
成とされたことを特徴とする。

【００２５】次の発明にかかる無線通信システムの通信
制御方法にあっては、広い領域で低速なデータ通信が可
能な中央基地局が展開するマクロセル内に、狭小な領域
で高速なデータ通信が可能な複数のマイクロセル基地局
が配置され、端末は前記中央基地局若しくは前記マイク
ロセル基地局との間でデータ通信を行う無線通信システ
ムの通信制御方法において、前記端末からデータ通信要
求が発生した際に、前記中央基地局との間のデータ通信
の通信速度よりも高速な通信速度が必要であるか判定す
る通信速度判定ステップと、前記通信速度判定ステップ
で高速な通信速度が必要であると判定された場合に高速
データ通信要求の制御信号を送信する接続制御ステップ
と、当該接続制御ステップで高速データ通信要求の制御
信号が送信された場合に限り、前記マイクロセル基地局
にマイクロセルを展開させ、前記端末と当該マイクロセ
ル基地局との間で高速なデータ通信を行わせる高速デー
タ通信サービス提供ステップとを備えたことを特徴とす
る。

【００２６】次の発明にかかる無線通信システムの通信
制御方法にあっては、さらに、通信速度判定ステップで
高速な通信速度が必要であると判定された場合に当該端
末の位置情報を検出し当該位置情報を接続制御ステップ
に出力する端末位置検出ステップと、接続制御ステップ
で高速データ通信要求の制御信号に含められて送信され
た前記位置情報と、予め記憶された複数のマイクロセル
基地局夫々の位置情報とに基づいて、前記端末との間で
高速なデータ通信が可能なマイクロセル基地局を特定す
るマイクロセル基地局特定ステップとを備え、高速デー
タ通信サービス提供ステップは、前記接続制御ステップ
で高速データ通信要求を含む制御信号が送信された場合
に限り、前記マイクロセル基地局特定ステップで特定さ
れたマイクロセル基地局のみにマイクロセルを展開さ
せ、前記端末と前記特定されたマイクロセル基地局との
間で高速なデータ通信を行わせることを特徴とする。

【００２７】次の発明にかかる無線通信システムの通信
制御方法にあっては、さらに、接続制御ステップで高速
データ通信要求を含む制御信号が送信された場合に、当
該端末の位置情報を推定する端末位置推定ステップと、
前記位置情報と予め記憶された複数のマイクロセル基地
局夫々の位置情報とに基づいて、前記端末との間で高速
なデータ通信が可能なマイクロセル基地局を特定するマ
イクロセル基地局特定ステップとを備え、高速データ通
信サービス提供ステップは、前記接続制御ステップで高
速データ通信要求を含む制御信号が送信された場合に限
り、前記マイクロセル基地局特定ステップで特定された
マイクロセル基地局のみにマイクロセルを展開させ、前
記端末と前記特定されたマイクロセル基地局との間で高
速なデータ通信を行わせることを特徴とする。

【００２８】次の発明にかかる無線通信システムの通信
制御方法にあっては、さらに、通信速度判定ステップで
高速な通信速度が必要であると判定された場合に、通信
品質が良好な高速データ通信を必要とするか判定する要
求品質判定ステップを備え、当該要求品質判定ステップ
で通信品質が良好な高速データが必要であると判定され
た場合には、接続制御手段は高速データ通信要求の制御
信号に高品質通信要求を含めて送信し、高速データ通信
サービス提供ステップは、前記接続制御ステップで高品
質通信要求を含む高速データ通信要求の制御信号が送信
された場合には、マイクロセル基地局特定ステップで特
定されたマイクロセル基地局に通信可能な領域が拡大さ
れたマイクロセルを展開させ、前記端末と前記特定され
たマイクロセル基地局との間で高速なデータ通信を行わ
せることを特徴とする。

【００２９】次の発明にかかる無線通信システムの通信
制御方法にあっては、マイクロセル特定ステップが、高
速データ通信要求の制御信号に高品質通信要求が含まれ
ている場合には、接続制御ステップで高速データ通信要
求の制御信号に含められて送信された前記位置情報と、
予め記憶された複数のマイクロセル基地局夫々の位置情
報とに基づき、高速データ通信要求の制御信号を送信し
た端末を含む所定の領域内にある全てのマイクロセル基
地局を特定し、高速データ通信サービス提供ステップ
は、前記特定された各マイクロセル基地局夫々に前記端
末に対するデータを送信させ高速なデータ通信を行わせ
ることを特徴とする。

【００３０】次の発明にかかる無線通信システムの管理
方法にあっては、端末が中央基地局との間で行った低速
なデータ通信の総通信時間と、マイクロセル基地局との
間で行った高品質要求を伴わない高速なデータ通信の総
通信時間と、高品質要求を伴った高速データ通信の総通
信時間とを夫々別個に集計し、前記各データ通信の総通
信時間に各データ通信夫々について別個に設定された単
位時間当りの利用料を乗じて、各データ通信夫々の通信
料金を算出するユーザ課金管理ステップを備えたことを
特徴とする。

【００３１】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は、本実施の
形態１にかかる無線通信システムの構成図である。図１
において、１ａ、１ｂは、それぞれマイクロセル２ａ、
２ｂを展開するマイクロセル基地局、３はマクロセル４
を展開する中央基地局である。実際には、該マクロセル
４内には、多数のマイクロセル基地局が配置され、マイ
クロセルが面的に展開されているが、図１では、簡単の
ため、２つのマイクロセル基地局１ａ、１ｂのみが示さ
れている。

【００３２】また、５は前記基地局１ａ、１ｂ、３のい
ずれかと無線接続してデータ通信を行う端末、６は各基
地局１ａ、１ｂ、３が接続された通信ネットワーク、７
は全てのマイクロセル基地局１ａ、１ｂ及び中央基地局
３の配置位置情報を記録したマイクロセル位置情報デー
タベース、８は端末５の通信システムへの接続状態を監
視し、当該端末５に対する課金情報を記録するユーザ課
金データベースである。

【００３３】以下、前記のように構成される無線通信シ
ステムの動作を図面に従って説明する。本実施の形態１
の無線通信システムにおいて、中央基地局３は、セル半
径が、例えば約３Ｋｍのマクロセル４を展開している。
端末５は、該マクロセル４内において中央基地局３と接
続し、例えば、通信速度が１００Ｋｂｉｔ／秒程度まで
の低速な音声通信やデータ通信を行うことが可能であ
る。しかし、当該中央基地局３は、送信電力の制限及び
端末５に搭載された増幅器の増幅利得やＮＦ等の性能的
な制約から、例えば、通信速度が数Ｍ〜数十Ｍｂｉｔ／
秒程度以上の高速なデータ通信サービスを端末５に直接
提供することはできない。

【００３４】また、前記中央基地局３は、当該基地局の
識別情報や端末に対する着呼情報などを含む制御信号を
常時報知しており、端末５は、当該制御信号を受信する
ことで、無線管理や呼制御など、中央基地局３に対する
通信制御を行うことができる。

【００３５】一方、前記マクロセル４の内部には、複数
のマイクロセル基地局１ａ、１ｂが配置され、それぞ
れ、セル半径が例えば約１００ｍのマイクロセル２ａ、
２ｂを構成する。

【００３６】ここで、自由空間における伝搬損失Ｌ
_p［ｄＢ］は下記式１で与えられる。

【数１】 ｄは基地局−端末間の距離［ｍ］、λは無線信号の搬送
波波長［ｍ］である。

【００３７】上記式１において、無線通信システムが、
例えば、２ＧＨｚの搬送波周波数を用いる場合には、該
マイクロセル２ａ、２ｂ（セル半径１００ｍ）の最大見
積もり伝搬損失は約７９ｄＢとなり、前記マクロセル４
（セル半径３Ｋｍ）の場合には最大見積もり伝搬損失が
約１０８ｄＢとなるのに比較して、伝搬損失が約３０ｄ
Ｂ小さい。実際の市街地などにおける伝搬損失は、基地
局−端末間距離ｄに依存し、上記自由空間の伝搬損失Ｌ
_pよりも大きくなることが知られており、前記マクロセ
ルとマイクロセルの相対伝搬損失差は一層大きくなる。

【００３８】各基地局は上記伝搬損失を補償すべく、送
信する無線信号を大きな増幅率で増幅して出力する必要
があるが、伝搬路損失が小さいマイクロセル基地局１
ａ、１ｂでは、伝搬路損失を補償するための増幅利得を
低く設定することができ、その分、チャネル多重化等に
より通信速度を高速化することが可能となる。例えば、
上記の通り、マイクロセル２ａ、２ｂとマクロセル４と
の間の相対伝搬損失差が約３０ｄＢである場合、マイク
ロセル基地局１ａ、１ｂは、中央基地局４と同じ送信電
力で、通信チャネルの多重化等の方法を用いることによ
り、送信データの通信速度を約１０００倍まで高めるこ
とが可能であり、通信速度が数Ｍ〜数十Ｍｂｉｔ／秒程
度の高速なデータ通信サービスを端末５に提供すること
できる。

【００３９】次に、図２は端末５の構成図である。図２
において、１１は当該端末５に接続されたユーザアプリ
ケーションからデータ通信要求を受領し、必要な通信速
度を判定する通信速度判定部、１２は当該端末５の位置
を検出する位置情報作成部、１３は前記各基地局１ａ、
１ｂ、３との間で通信制御を行う接続制御部である。

【００４０】接続制御部１３は、前記中央基地局３が報
知する制御信号を受信して、無線管理や移動管理、呼制
御などの通信制御処理を行う。また、該接続制御部１３
は、マイクロセル基地局１ａ、１ｂに対する通信制御処
理機能を有し、前記中央基地局３に対する通信制御処理
と並行して、あるいは両処理を切替えて、マイクロセル
基地局１ａ、１ｂと接続することが可能である。

【００４１】ユーザアプリケーションからデータ通信要
求が発生すると、通信速度判定部１１は、当該要求を受
信し、必要な通信速度を判定する。例えば、ユーザアプ
リケーションから音声やテキストデータの送受信要求が
発生した場合には、必要な通信速度は低速であると判定
し、当該判定結果を接続制御部１３に対して出力する。
接続制御部１３は、当該判定結果に基づき、中央基地局
３に対して呼接続制御を行って通信制御を開始する。

【００４２】一方、通信速度判定部１１は、前記ユーザ
アプリケーションからビデオストリーミングデータなど
の通信要求が発生した場合には、必要な通信速度は高速
であると判定し、当該判定結果を前記接続制御部１３に
対して出力する。

【００４３】次に、高速データ通信の要求を受けた接続
制御部１３は、位置情報作成部１２に対して当該端末の
位置情報を問合せる。該位置情報作成部１２はＧＰＳに
よる位置情報検出機能を備え、当該端末５の位置を検出
し当該位置情報を出力する。次に、接続制御部１３は、
高速データ通信の要求と前記位置情報を含む接続要求の
制御信号を作成し、通信制御を行っている中央基地局３
に対して送信する。

【００４４】端末５から高速データ通信の要求を含む制
御信号を受信した中央基地局３は、当該制御信号から高
速データ通信の要求と端末５の位置情報を読み出す。次
に、中央基地局３は端末５の位置情報を基地局位置情報
データベース７に送付し、当該基地局位置情報データベ
ース７に対して端末５に高速データ通信サービスの提供
が可能なマイクロセル基地局を問い合わせる。

【００４５】図３は、基地局位置情報データベース７に
保存される基地局位置情報を例示した説明図である。該
基地局位置情報データベース７には、該無線通信システ
ムに属する各基地局にそれぞれついて、例えば、基地局
識別情報、基地局位置情報、セル半径、送信電力及び対
応可能な通信速度に関する情報が保存されている。

【００４６】次に、基地局位置情報データベース７は、
前記端末５の位置情報と当該データベースに保存された
各マイクロセル基地局の位置情報とから端末−マイクロ
セル基地局間の距離を算出し、高速データ通信サービス
が提供可能なマイクロセル基地局を特定する。前述した
図１の例では、まず、当該データベースに記録された全
ての基地局の中から、高速通信に対応可能な全てのマイ
クロセル基地局１ａ、１ｂを特定する。次に、前記端末
５から前記特定された各マイクロセル基地局１ａ、１ｂ
との距離を順次算出し、算出された距離が当該マイクロ
セル基地局が展開するマイクロセルのセル半径未満であ
るか確認する。図１の例では、端末５はマイクロセル２
ａ内に存在しマイクロセル基地局１ａが前記条件を満足
するので、当該基地局位置情報データベース７は、マイ
クロセル基地局１ａを高速データ通信サービスが提供可
能なマイクロセル基地局として特定し、その結果を中央
基地局３に対して通知する。

【００４７】当該特定結果を受けた中央基地局３は、通
信ネットワーク６を介しマイクロセル基地局１ａに対し
て高速データ通信サービスの提供を要求するとともに、
高速データ通信サービスがマイクロセル基地局１ａによ
って提供される旨の応答をマクロセル４内に報知してい
る制御信号に含め、端末５に対して送信する。

【００４８】前記要求を受けたマイクロセル基地局１ａ
は、マイクロセル２ａ内に基地局識別情報などを含む制
御信号の報知を開始する。一方、端末５は、前記中央基
地局３から送信された高速データ通信サービス提供の応
答を受信し、当該応答からマイクロセル基地局１ａによ
って高速データ通信サービスが提供されることを認識す
る。次に、端末５の接続制御部１３は前記マイクロセル
基地局１ａから報知されている制御信号を受信して通信
制御処理を行い高速データ通信を開始する。

【００４９】端末５と高速データ通信を開始したマイク
ロセル基地局１ａは、通信ネットワーク６を介し、前記
ユーザ課金データベース８に対して端末５が高速データ
通信を開始した旨を報告する。ユーザ課金データベース
８は、端末５による高速データ通信の利用開始時刻を記
録する。

【００５０】また、端末５の接続制御部１３は、マイク
ロセル基地局１ａとの高速データ通信中にも、中央基地
局３に対して位置情報を含む制御信号を定期的に送信す
る。中央基地局３は、端末５から送信される当該位置情
報を受信し、前記基地局位置情報データベース７に問い
合わせて、高速データ通信サービス可能なマイクロセル
基地局を問い合わせる。

【００５１】例えば、端末５が前記マイクロセル基地局
１ａと接続して高速データ通信を行っている間に移動し
てマイクロセル基地局１ｂに近づいた場合、基地局位置
情報データベース７に対する問い合わせの結果、高速デ
ータ通信サービス可能な基地局としてマイクロセル基地
局１ａ及び１ｂが特定される。次に、中央基地局３は当
該特定されたマイクロセル基地局１ａ、１ｂに対して通
信ネットワーク６を介し高速データ通信サービスの提供
を要求する。

【００５２】当該要求を受けたマイクロセル基地局１ｂ
は、既に端末５と接続しているマイクロセル基地局１ａ
と通信ネットワーク６を介して同期を確立し、端末５に
対する高速データ通信サービスの提供を開始する。端末
５では、マイクロセル基地局１ａ及び１ｂから送信され
るデータ信号を受信し、これらを合成して高速データ通
信を継続する。

【００５３】次に、端末５がマイクロセル２ａの外部に
移動した場合には、中央基地局３から基地局位置情報デ
ータベース７に対する問い合わせに対して、マイクロセ
ル基地局１ａは高速データ通信サービスに適するものと
して特定されなくなる。この場合には、中央基地局３は
該マイクロセル基地局１ａに対して、端末５に対する高
速データ通信サービスの提供の停止を指示する。

【００５４】次に、マイクロセル基地局１ｂと高速デー
タ通信を行っている端末５において、ユーザアプリケー
ションがデータ通信を完了すると、前記接続制御部１３
は該マイクロセル基地局１ｂとの接続を終了し、中央基
地局３に対する通信制御処理のみを継続する。一方、端
末５との高速データ通信を終了したマイクロセル基地局
１ｂは、前記ユーザ課金データベース８に対し、通信ネ
ットワーク６を介して端末５による高速データ通信の終
了を報告する。ユーザ課金データベース８は、端末５の
高速データ通信の利用終了時刻を記録する。

【００５５】ここで、ユーザ課金データベース８には、
端末５がマイクロセル基地局１ａ、１ｂを利用した高速
データ通信の利用開始時刻及び利用終了時刻が記録され
ている。ユーザ課金データベース８は、当該記録から端
末５の高速データ通信利用時間を算出し、当該時間に所
定の単位時間当りの利用料を乗じて、端末５の高速デー
タ通信サービスの総利用料金を算出する。当該無線通信
システムのサービス事業者は、該高速データ通信サービ
スの総利用料金を端末５の利用者に対して課金する。

【００５６】このような構成とすることで、本実施の形
態１の無線通信システムでは、中央基地局３によって展
開されるマクロセル４内に、高速なデータ通信が可能な
マイクロセル基地局１ａ、１ｂによって展開されるマイ
クロセル２ａ、２ｂを複数配置し、端末５の位置情報を
基に該端末５に近接するマイクロセル基地局を特定し、
該マイクロセル基地局から高速データ通信サービスを提
供する。したがって、端末５が移動した場合でも、常に
当該端末５に近接するマイクロセル基地局が特定され、
高速データ通信サービスを提供することができ、高速デ
ータ通信サービスを利用する端末５の移動性を高めるこ
とができる。

【００５７】また、セル半径が小さく端末−基地局間の
伝搬損失が小さいマイクロセル基地局１ａ、１ｂでのみ
高速データ通信サービスを提供し、セル半径が大きく端
末−基地局間の伝搬損失が大きい中央基地局３では、音
声やテキストデータの送受など低速通信のみを行う。し
たがって、セル半径が大きく端末５までの伝搬損失が大
きく見積もられる中央基地局３では、信号電力が増大す
る高速データ通信を行う必要がないため、提供されるデ
ータ通信サービスが高速化しても無線通信システム全体
の送信電力の増大を抑圧することができる。

【００５８】また、前記中央基地局３は端末５に対して
高速データ通信サービスが提供可能なマイクロセル基地
局１ａ、１ｂのみを特定し、当該特定されたマイクロセ
ル基地局１ａ、１ｂのみが制御信号を報知し端末５に対
して無線信号を出力するような構成としたことにより、
端末５からの要求に応じ、時間とサービスエリア内の領
域とを限定して高速データ通信サービスを提供すること
ができ、無線通信システム全体として無線資源の有効活
用が図られるとともに、他の無線通信システムへの干渉
を低減することが可能である。

【００５９】なお、本実施の形態１では、前記マイクロ
セル基地局１ａ、１ｂと中央基地局３は、同一の通信制
御方式及び同一の周波数を用いて端末５にサービスを提
供する必要はなく、異なる通信制御方式及び異なる周波
数を用いる構成であっても良い。この場合前記端末５
は、接続制御部１３に、複数の通信制御方式に対応した
マルチモードの通信制御機能を備え、接続する基地局に
合せて対応する通信制御機能を切替えることにより、或
いは、複数の通信制御機能を並行して使用することによ
り、前記各基地局に対する通信制御を実現する（マルチ
モード通信通信端末）。

【００６０】また、本実施の形態１において、位置情報
作成部１２はＧＰＳによる位置情報検出機能により該端
末５の位置情報を作成したが、この様な構成に限定され
るものではなく、他の位置情報検出方法によって該端末
５の位置情報を作成するような構成であっても良い。

【００６１】例えば、位置情報作成部１２は、端末５が
複数の基地局からの制御信号を受信できる場合には、各
制御信号についてその受信信号レベルと該制御信号に含
まれる基地局識別情報とをそれぞれ記憶し、当該複数の
制御信号に関する情報を該端末５の制御信号受信情報と
して出力する。中央基地局３では、当該端末５の制御信
号受信情報を基地局位置情報データベース７に送付し
て、端末５に高速データ通信サービスの提供が可能なマ
イクロセル基地局を問い合わせる。

【００６２】次に、基地局位置情報データベース７は、
前記端末５の制御信号受信情報から各制御信号の受信信
号レベルを読出し、該データベースに保存された各基地
局の送信電力と前記受信信号レベルとを比較して伝搬損
失を算出し、前記端末５と各基地局との局間距離を推定
する。さらに、前記推定された端末５から各基地局まで
の局間距離と、当該データベースに保存された各マイク
ロセル２ａ，２ｂのセル半径とを比較して、前記端末５
に対して高速データ通信サービスが提供可能なマイクロ
セル基地局を特定し、前記中央基地局３に対して出力す
る。以上のような構成であっても、上記実施の形態１と
同様の効果を得ることができる。

【００６３】実施の形態２．前記実施の形態１では、端
末５が中央基地局３に対して位置情報を送信し、基地局
位置情報データベース７が端末５に高速データ通信サー
ビスを提供可能なマイクロセル基地局１ａ、１ｂを特定
したが、本実施の形態２では、中央基地局３が、端末５
から送信された無線信号の到来方向を探知することによ
り該端末５の位置を推定し、高速データ通信サービスを
提供可能なマイクロセル基地局１ａ、１ｂを特定する。
本実施の形態２は、前記実施の形態１とは、中央基地局
３が端末５の位置推定機能を有する点のみが異なるのみ
であり、その他の構成は同じであるため同一の符号を付
して説明を省略する。

【００６４】図４は、本実施の形態２の中央基地局３の
受信部の構成図である。図４において、Ｓは端末５から
送信された位置推定用の無線信号であるリファレンス信
号、θは当該リファレンス信号Ｓの到来方向、２１は全
Ｍ個のアンテナ素子（＃１〜＃Ｍ）からなるアレーアン
テナ、２２は前記各アンテナ素子から出力された受信信
号をそれぞれデジタル信号に変換するアナログ−デジタ
ル変換器（以下、Ａ／Ｄと呼ぶ）、２３は前記Ａ／Ｄ２
２から出力された各アンテナ素子の出力信号を基に前記
無線信号Ｓの到来方向θを推定する方向探知部、２４は
無線信号Ｓの受信強度を測定する受信強度測定部、２５
は前記推定された無線信号の到来方向θ及び受信強度か
ら前記端末５の位置を推定する端末位置推定部、２６は
該マクロセル４内の複数の地点の位置情報と伝搬損失と
が予め記録された伝搬損失プロファイル、２７は前記推
定された端末位置情報を基に高速データ通信サービスを
提供可能なマイクロセル基地局の問い合わせを行う基地
局制御部である。

【００６５】以下、前記の通り構成される本実施の形態
２の無線通信システムの動作について説明する。まず、
端末５から高速データ通信サービスの要求を含む制御信
号を受信した中央基地局３は、当該端末５に対し、位置
推定のためリファレンス信号の送信を要求する。当該制
御信号を受信した端末５は、既知のデータ系列を含むリ
ファレンス信号Ｓを所定時間に亘り予め定められた送信
出力で中央基地局３に対して送信する。リファレンス信
号Ｓの送信時間及び送信出力は、中央基地局３が端末５
の位置推定処理を行うのに必要十分な値が予め設定され
ている。

【００６６】次に、中央基地局３は、到来方向θのリフ
ァレンス信号Ｓをアレーアンテナ２１で受信する。当該
アレーアンテナ２１を構成する全Ｍ個のアンテナ素子
は、それぞれ異なる指向性パターンを有し、各々前記リ
ファレンス信号Ｓを受信し受信信号を出力する。各アン
テナ素子から出力された受信信号は、Ａ／Ｄ２２によっ
てそれぞれデジタル信号Ｘ₁〜Ｘ_Mに変換される。

【００６７】各アンテナ素子の受信信号Ｘ₁〜Ｘ_Mは、方
向探知部２３に入力される。該方向探知部２３は、当該
各受信信号Ｘ₁〜Ｘ_Mを基に、例えば、’Multiple Emit
terLocation and Signal Parameter Estimation’,
Schmidt,IEEE Trans.,AP34,3,pp.276-280(1986)に記載
された方向探知アルゴリズムであるＭＵＳＩＣ（MUltip
le SIgnal Classification）アルゴリズムを用い、前
記リファレンス信号Ｓの到来方向θを推定する。

【００６８】また、受信強度測定部２４は、受信信号Ｘ
₁〜Ｘ_Mを入力し、これらの二乗和を算出してリファレン
ス信号Ｓの受信電波強度を測定し、当該受信電波強度
と、前述の通り予め設定された端末５におけるリファレ
ンス信号Ｓの送信出力とを比較して、前記端末５から当
該中央基地局３までの伝搬損失を算出する。

【００６９】一方、当該無線通信システムの設計段階に
おいて、該マクロセル４内の複数の参照地点について各
参照地点の位置情報と各地点から当該中央基地局３まで
のリファレンス信号Ｓの伝搬損失とが予め測定され、こ
れらの測定結果は端末位置推定部２５の伝搬損失プロフ
ァイル２６に記憶されている。前記のとおり、方向探知
部２３によってリファレンス信号Ｓの到来方向θが推定
されると、該端末位置推定部２５は、伝搬損失プロファ
イル２６に記憶された全ての参照地点のうち、到来方向
θの周辺にある参照地点のみを抽出する。

【００７０】次に，端末位置推定部２５は、前記受信強
度測定部２４で算出された端末５からの伝搬損失を、前
記抽出された複数の参照地点の伝搬損失と順次比較し
て、両伝搬損失の差が所定の閾値未満である参照地点を
特定し、当該特定された参照地点の中央基地局３からの
距離を端末５の距離として推定する。ここで、前記伝搬
損失差の閾値は、端末５の距離推定の精度に影響し、端
末５の位置推定を行うのに十分小さな値が予め決定され
る。

【００７１】一方、前記抽出された複数の参照地点につ
いて、伝搬損失差が前記閾値未満となる参照地点が無か
った場合には、前記端末５からの伝搬損失の値に近い伝
搬損失の参照地点を２つ特定し、当該特定された参照地
点間で補間処理を行って当該端末５の位置を推定する。
例えば、端末５からの推定伝搬損失をＬ_MT、前記特定さ
れた２つの参照地点の伝搬損失をＬ₁、Ｌ₂とすると、端
末５の推定位置は下記式２で得られる。

【数２】

【００７２】次に、端末５の推定位置の情報は基地局制
御部２７に出力される。基地局制御部２７は、当該推定
位置の情報を前記通信ネットワーク６を介して基地局位
置情報データベース７に送付し、該端末５に対して高速
データ通信サービスの提供が可能なマイクロセル基地局
を問合せる。

【００７３】また、中央基地局３は、端末５がマイクロ
セル基地局１ａ又は１ｂと接続して高速データ通信を行
っている間も、当該端末５の無線信号を基に端末５の現
在位置を推定し当該位置を前記基地局位置情報データベ
ース７に対して問合せ、該端末５に高速データ通信サー
ビスの提供が可能なマイクロセル基地局１ａ、１ｂの特
定を行う。

【００７４】このような構成とすることで、本実施の形
態２の無線通信システムでは、中央基地局３が、端末５
からの無線信号の到来方向と伝搬損失とを基に当該端末
５の現在位置を推定することにより、高速データ通信サ
ービスの提供が可能なマイクロセル基地局１ａ、１ｂを
特定する。したがって、端末５において現在位置を検出
しなくても当該端末５に近接するマイクロセル基地局１
ａ、１ｂから高速データ通信サービスの提供を行うこと
ができ、端末５にＧＰＳ等の現在位置検出に要する位置
情報作成部を搭載する必要がないため、端末５の小型
化、低消費電力化を図ることができる。

【００７５】また、端末５が高速データ通信を行ってい
る間も、中央基地局３は該端末５の現在位置を推定し、
マイクロセル基地局１ａ、１ｂの特定を行うので、端末
５が移動した場合でも、常に当該端末５に近接するマイ
クロセル基地局が特定され、高速データ通信サービスを
提供することができ、前述の実施の形態１と同様に、無
線通信システム全体の送信電力の増大を抑制し、高速デ
ータ通信サービスを利用する端末５の移動性を高めるこ
とができる。

【００７６】なお、本実施の形態２では、方向探知部２
３は、ＭＵＳＩＣアルゴリズムを用い端末５から送信さ
れたリファレンス信号Ｓの到来方向θを推定したが、こ
れはこのような構成に限られるものではなく、例え
ば、’ESPRIT-Estimation of Signal Parameters v
ia Rotation Invariance Techniques’,Roy,Kailat
h,IEEE Trans.,ASSP-37,7,pp.989-995(198)に記載され
た方向探知アルゴリズムであるＥＳＰＲＩＴアルゴリズ
ムや、その他の方向探知アルゴリズムを用いて前記到来
信号θを推定するような構成であっても良い。

【００７７】また、端末位置推定部２５は、伝搬損失差
が所定の閾値未満となる参照地点が無かった場合には、
端末５からの伝搬損失の大きさと最も近い伝搬損失の参
照地点を２つ特定し、当該特定された参照地点間で補間
処理を行う構成とされていたが、特定される参照地点の
個数は２つに限定されるものではなく、例えば３つ以上
の参照地点を特定し補間処理を行うような構成であって
も良い。

【００７８】実施の形態３．前記実施の形態１では、マ
クロセル４内に複数のマイクロセル基地局１ａ、１ｂを
配置し、当該マイクロセル基地局１ａ、１ｂが端末５に
高速データ通信サービスを提供するような構成とした
が、本実施の形態３では、前記マクロセル４内に中央基
地局３から送信されたデータ信号を増幅して再送信する
リピータを複数配置し、当該リピータを用いて端末５に
対する高速データ通信サービスを提供する。本実施の形
態３の無線通信システムは、前記実施の形態１とは、前
記リピータを用いて端末５に対して高速データ通信サー
ビスを提供する点のみが異なるものであり、その他の構
成は同じであるため同一の符号を付して説明を省略す
る。

【００７９】図５は、本実施の形態３の無線通信システ
ムの構成図である。図５において、３０ａ、３０ｂは前
記中央基地局３からの無線信号を受信し高速データ通信
サービスを提供するリピータである。

【００８０】次に、本実施の形態３の無線通信システム
の動作について説明する。まず、中央基地局３のマクロ
セル内には複数のリピータ３０ａ、３０ｂが配置されて
おり、それぞれにマイクロセル２ａ、２ｂを展開してい
る。実際には、該マクロセル４内には、多数のリピータ
が配置されそれぞれのマイクロセルが面的に展開されて
いるが、図４では、簡単のため、２つのリピータ３０
ａ、３０ｂのみが示されている。

【００８１】該無線通信システムにおいて、端末５は前
記中央基地局３及びリピータ３０ａ、３０ｂと、例え
ば、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Mul
tiplexing：直交周波数分割多重方式）通信方式により
接続する。該ＯＦＤＭ通信方式は、周波数利用効率が高
くマルチパス耐性に優れているという利点がある。この
ような通信方式において、端末５は複数の基地局から同
時に送信される複数の無線信号をそれぞれ受信し復調処
理することが可能である。

【００８２】前記端末５は、中央基地局３と接続し制御
信号の送受を行って当該無線通信システムに対する通信
制御を行っている。ここで、端末５のユーザアプリケー
ションから高速データ通信の要求があると、当該端末５
の接続制御部１３は、当該端末５の位置情報と高速デー
タ通信サービスの要求とを含む制御信号Ｃ₁を前記中央
基地局３に送信する。

【００８３】次に、前記制御信号Ｃ₁を受信した中央基
地局３は、端末５の位置情報を通信ネットワーク６を介
して基地局位置情報データベース７に送信し、当該端末
５に対して高速データ通信サービスの提供が可能なリピ
ータを問合せる。その結果、リピータ３０ａが特定され
ると、該中央基地局３は当該リピータ３０ａと無線接続
を行い、高速データ通信サービスの提供要求を含む制御
信号Ｃ₂を送信する。当該制御信号Ｃ₂を受信したリピー
タ３０ａはマイクロセル２ａ内に制御信号を報知し、前
記端末５は当該制御信号を受信してリピータ３０ａに対
する通信制御を開始する。

【００８４】次に、端末５はリピータ３０ａに対して接
続し、当該リピータ３０ａを介して中央基地局３と高速
データ通信を開始する。まず、中央基地局３は、数Ｍ〜
数十Ｍｂｉｔ／秒といった高速な通信速度で端末５に対
しデータの信号Ｃ₃を送信する。この際、中央基地局３
では、当該中央基地局３で許容される総送信電力Ｑ_{ma x}
及び該マイクロセル４内で高速データ通信サービスを利
用すると見積もられる端末５の数ｋから、端末１局に割
当てる送信電力Ｑ_MTを下記式３に従って予め定め、前記
高速データ信号Ｃ３を当該送信電力Ｑ_MTで前記リピータ
３０ａに対して送信する。

【数３】 Ｑ_Cは高速データ通信サービス以外の通信に必要とされ
る中央基地局３の送信電力である。また、前記端末数ｋ
は当該無線通信システムのセル配置に依存し、マクロセ
ル４の配置設計の段階で予め適切な値が設定される。

【００８５】ここで、前記端末１局当りに割当てられる
送信電力Ｑ_MTは、通信速度高速化に伴う送信データ１ビ
ット当りの送信電力の低下や、端末５−中央基地局３間
の伝搬損失は考慮されず、中央基地局３で許容される最
大送信電力Ｑ_maxに依存して決定される。したがって、
当該中央基地局３から送信された高速データ信号Ｃ
₃は、マクロセル４内であっても高速データ通信を行う
のに十分な電波強度で端末５に受信されるとは限らな
い。一方、該端末５に搭載される受信増幅器は、端末の
小型化、低消費電力化の制約より増幅性能が制限されて
いるため、低い受信強度で受信された前記信号Ｃ₃を、
良好なＳＮ比を維持しつつ高速データ通信を行うために
十分な信号強度まで増幅することは困難である。

【００８６】次に、前記中央基地局より高速データ通信
サービス提供の要求を受けたリピータ３０ａは、中央基
地局３から送信された高速データ信号Ｃ₃を受信して、
当該信号Ｃ₃を増幅し、当該リピータ３０ａとの間で通
信制御を行っている端末５に対して再送信する。なお、
マクロセル４内には当該リピータ３０ａの他にも複数の
リピータが配置されているが、高速データ信号Ｃ₃の再
送信処理を行うのは、前記中央基地局３から高速データ
通信サービス提供の要求を受けたリピータ３０ａのみで
あり、その他のリピータは端末５に対する高速データ信
号Ｃ₃の再送信処理を行わない。

【００８７】リピータ３０ａ、３０ｂによる再送信処理
では、送信アンテナから端末５に再送信される増幅後の
信号（以下、再送信信号と呼ぶ）が、受信アンテナに回
り込んで受信されることにより、該再送信信号に発信が
生じる場合があり、端末５における受信性能劣化の原因
となる。そこで本実施の形態のリピータ３０ａ、３０ｂ
では、該受信アンテナから入力された無線信号から送信
信号の回り込み（以下、回り込み信号と呼ぶ）を除去す
る。

【００８８】以下で、リピータ３０ａにおける高速デー
タ信号Ｃ₃の増幅及び再送信処理について説明する。図
６は、前記リピータ３０ａ、３０ｂの構成図である。図
６において、３１は中央基地局３からの無線信号を受信
する受信アンテナ、３２は当該リピータ３０ａ、３０ｂ
の送信信号の廻り込み（以下、廻り込み信号と呼ぶ）を
受信する補助アンテナ、３３は前記受信アンテナ３１の
受信信号から信号レベルの大きな廻り込み信号を除去す
るアンテナキャンセラ、３６は信号レベルの大きな廻り
込み信号が除去された受信信号から残存する廻り込み信
号成分を除去し再送信信号を出力する廻り込みキャンセ
ラ、４４は前記再送信信号を増幅する低歪み送信アン
プ、４５は増幅後の再送信信号を送出する再送信アンテ
ナである。

【００８９】また、アンテナキャンセラ３３において、
３４は前記補助アンテナ３２の受信信号の位相及び振幅
を制御する位相・振幅制御部、３５は前記受信アンテナ
３１の受信信号と前記位相・振幅制御部３４の出力とを
合成する合成器である。

【００９０】また、廻り込みキャンセラ３６において、
３７は前記アンテナキャンセラ３３から出力された合成
信号に残存する廻り込み信号成分の遅延時間を推定する
遅延時間推定部、３８は再送信信号を一旦保持するメモ
リ、３９は前記合成信号と前記メモリ３８に保持された
再送信信号との相関値を算出する相関処理部、４０は前
記相関値から伝送路推定値を算出する伝送路推定部、４
１は前記伝送路推定値と前記メモリ３８に保持された再
送信信号とから廻り込み信号の推定的な複製（以下、レ
プリカ信号と呼ぶ）を生成するレプリカ生成部、４３は
前記レプリカ信号を前記受信信号から減算し再送信信号
を生成する減算器である。

【００９１】まず、中央基地局３から送信された高速デ
ータ信号Ｃ₃は、受信アンテナ３１に受信される。ここ
で該受信アンテナ３１には、前記中央基地局３から直接
受信された信号Ｃ₃の他、当該リピータ３０ａが端末５
に対して再送信している信号の廻り込み信号Ｃ_4rが含ま
れる。当該廻り込み信号Ｃ_4rは、当該リピータ３０ａに
おける高速データ信号の増幅によって発振を引き起こ
し、特性劣化の原因となる。そこで、リピータ３０ａで
は、前記廻り込み信号Ｃ_4rに対する指向性が前記受信ア
ンテナ３１よりも大きい補助アンテナ３２を備え、前記
受信アンテナ３１と該補助アンテナ３２との両方で高速
データ信号Ｃ₃を受信する。両アンテナ３１、３２から
出力された信号はアンテナキャンセラ３３に入力され
る。

【００９２】次に、該補助アンテナ３１の受信信号は、
位相・振幅制御部３４によって前記受信アンテナ３１の
受信信号との間で位相調整された後、合成器３５によっ
て当該受信アンテナ３１の受信信号と合成される。この
際、位相・振幅制御部３４は、合成器３５から出力され
た合成信号ｙの信号電力を最小化するように、補助アン
テナ３１の受信信号の振幅及び位相を制御する。その結
果、当該合成信号ｙでは、廻り込み信号Ｃ_4rの信号レベ
ルが小さく抑圧される。

【００９３】次に、前記アンテナキャンセラ３３から出
力された合成信号ｙは、廻り込みキャンセラ３６に入力
される。当該廻り込みキャンセラ３６は、例えば「地上
波デジタルＳＦＮ中継器様廻り込み波キャンセラに関す
る検討」（山崎他、電子情報通信学会技術報告、RCS200
0-64、pp.89-94、2000-07）やに示す方法により、前記
合成信号ｙに残存する廻り込み信号Ｃ_4rを除去し、再送
信信号ｕを出力する。

【００９４】次に、前記廻り込みキャンセラ３６から出
力された再送信信号ｕは、低歪み送信アンプ４４によっ
て、当該マイクロセル２ａ内で高速データ通信サービス
を提供するのに十分な信号強度に増幅される。ここで、
当該低歪みアンプ４４は、中央基地局３から前記送信電
力Ｑ_MTで送信され、伝搬損失を受けて受信強度が低下し
ている高速データ信号Ｃ₃から抽出された再送信信号ｕ
を、良好なＳＮ比を維持しつつ前記端末５が受信可能な
信号強度まで増幅するために十分な増幅性能を有する。
次に、再送信アンテナ４５は、前記増幅後の再送信信号
を無線信号に変換し、高速データの再送信信号Ｃ₄とし
て前記端末５に対し出力する。

【００９５】一方、前記中央基地局３は、前記端末５か
らの無線信号を、良好なＳＮ比を維持しつつ通信可能な
信号レベルを維持するために十分な増幅利得及びＮＦを
有する高性能な受信アンプを備え、端末５からの上りデ
ータを直接受信し、端末５との間でデータ通信を維持す
る。

【００９６】また、前記端末５は、高速データ通信中も
中央基地局３に対して現在位置情報を含む制御信号Ｃ₁
を送信する。当該制御信号Ｃ₁を受信した中央基地局３
は、該端末５の位置情報を前記基地局位置情報データベ
ース７に問合せて、端末５に近接するリピータの特定を
行う。したがって、高速データ通信中に端末５が移動し
た場合であっても、常に該端末５に近接するリピータが
特定され、当該リピータを介して高速データ通信サービ
スの提供が可能である。

【００９７】このような構成とすることで、本実施の形
態３の無線通信システムでは、マクロセル４内に複数配
置されたリピータ３０ａ、３０ｂのうち、端末５に近接
するリピータ３０ａのみが、中央基地局３から送信され
た高速データ通信Ｃ₃の再送信処理を行って、高速デー
タ通信サービスを提供する。したがって、高速データ通
信サービスの提供に伴う中央基地局３の送信電力を制限
しつつ、前記端末５の近傍にのみ高速データ通信が可能
なマイクロセルを展開することが可能となり、高速デー
タ通信に伴う無線通信システム全体の送信電力の増大を
抑圧することが可能である。

【００９８】また、高速データ通信中も、前記端末５は
中央基地局３に対して位置情報を含む制御信号Ｃ₁を送
信し、中央基地局３は当該位置情報を基にリピータ３０
ａ、３０ｂの特定を行うので、端末５が移動した場合で
も、常に当該端末５に近接するリピータが特定され、高
速データ通信サービスを提供することができ、高速デー
タ通信サービスを利用する端末５の移動性を高めること
ができる。

【００９９】さらに、前記リピータ３０ａが中央基地局
３から送信される高速データ信号Ｃ ₃を増幅し再送信す
る構成としたことにより、端末５において高速データ信
号を大きな増幅率で増幅する必要がないため、小型・低
消費電力であるが増幅利得やＮＦ等の増幅性能が制限さ
れる増幅器であっても、高速データ通信を実現すること
ができ、端末の小型化、低消費電力化を図ることができ
る。

【０１００】なお、本実施の形態４では、端末５と前記
中央基地局３及びリピータ３０ａ、３０ｂとが、ＯＦＤ
Ｍ通信方式により接続する場合について説明したが、端
末・基地局間の無線方式は、これに限定されるものでは
なく、その他の接続方式であっても同様の効果を得るこ
とは当然に可能である。例えば、端末５と各リピータ３
０ａ、３０ｂはＣＤＭＡ方式で無線接続し、端末５はリ
ピータ３０ａ、３０ｂそれぞれから送信された無線信号
をＲＡＫＥ合成するような構成であってよい。また、端
末５とリピータ３０ａ、３０ｂとが単一の無線キャリア
を使用して無線接続する場合には、各リピータ３０ａ、
３０ｂから送信される無線信号にそれぞれ所定の時間オ
フセットを与える一方、端末５の接続制御部１３に適応
等化機能を備え、前記時間オフセットを含む複数の無線
信号をマルチパス多重信号としてダイバーシチ合成受信
を行うような構成であってもよい。

【０１０１】実施の形態４．本実施の形態４では、高速
データ通信サービスを要求する端末５において、当該端
末５の移動速度に応じて要求する通信品質を決定して中
央基地局３に通知し、当該要求された通信品質に応じ、
マイクロセル基地局１ａ、１ｂがマイクロセル２ａ、２
ｂの大きさを切替えて高速データ通信サービスを提供す
る。本実施の形態４は、前述の実施の形態１とは、マイ
クロセル１ａ、１ｂが端末５が要求する通信品質に応じ
てマイクロセルの大きさを切替える点のみが異なるもの
であり、その他の動作は同じであるため、以下では、マ
イクロセル基地局１ａ、１ｂによるマイクロセルの大き
さの切替動作について説明し、また同一の構成について
は同一の符号を付して説明を省略する。

【０１０２】ここで、以下、本発明の実施の形態におい
て取り扱われる「通信品質」とは、端末５の基地局切替
えの頻度に応じて変動するデータ通信の品質を指すもの
とする。端末５が高速データ通信中に移動すると、複数
のマイクロセル基地局を切替えて通信を維持する必要が
ある。基地局切替えの前後では、無線接続が瞬断されデ
ータ通信の連続性が損なわれる。従って、基地局切替え
の頻度が高くなると前記通信品質は劣化し、逆に基地局
切替えの頻度が低くなると前記通信品質は良好となる。

【０１０３】一般に前記基地局切替えの頻度は、端末５
が接続する基地局の無線セルの面積と、当該端末５の移
動速度とに依存して変動する。即ち、端末５のデータ通
信中の移動速度が一定である場合には、無線セルの面積
が大きい程、基地局切替えの頻度が低くなり、結果的に
前記通信品質を高めることができる。一方、無線セルの
面積が一定である場合には、端末の移動速度が高速にな
る程、基地局切替えの頻度が高まって通信品質が低下す
る。

【０１０４】次に図７は、本実施の形態４の無線通信シ
ステムの構成図である。図７において、５０ａはマイク
ロセル基地局１ａが展開する拡大されたマイクロセルで
ある。また、図８は本実施の形態４の端末５の構成図で
ある。図８において、５１は高速データ通信を行う際に
要求するセル半径の大小を決定する通信品質判定部、５
２は当該端末５の移動速度を検出する移動速度検出部で
ある。

【０１０５】次に、本実施の形態４の無線通信システム
の動作について説明する。本実施の形態４において各マ
イクロセル基地局１ａ、１ｂは、信号の送信電力を切替
えることにより、通常のセル半径のマイクロセル２ａ、
２ｂと、セル半径が拡大されたマイクロセル５０ａとを
切替えて展開することができる。なお、図７中では、簡
単のためマイクロセル基地局１ａが展開する拡大された
マイクロセル５０ａのみが示されているが、マイクロセ
ル基地局１ｂも同様に送信電力の切替により拡大された
マイクロセルを展開することが可能である。また、図７
中では、マイクロセル基地局１ａ、１ｂのみが示されて
いるが、実際にはマクロセル４内にはこれらの他にも複
数のマイクロセル基地局が配置されており、それぞれの
マイクロセル基地局はマイクロセルのセル半径を切替え
て高速データ通信サービスの提供が可能である。

【０１０６】端末５において、通信速度判定部１１が高
速データ通信を要すると判定した場合には、接続制御部
１３は、前述の通り位置情報作成部１２から当該端末５
の現在位置情報を取得するとともに、前記要求品質判定
部５１に対して、高速データ通信の維持するために拡大
されたマイクロセルの展開を要求する必要があるか問合
せる。なお、以下では、拡大されたマイクロセル展開の
要求を「高品質通信要求」と呼ぶ。

【０１０７】次に、前記問い合わせを受けた品質判定部
５１は、前記移動速度検出部５２を介して当該端末の移
動速度を検出する。例えば、当該端末５が自動車に搭載
されている場合には、該移動速度検出部５２は自動車の
速度計と接続され、該速度計の検出値を当該端末５の移
動速度として要求品質判定部５１に通知する。

【０１０８】一方、前記品質判定部５１には、高品質通
信要求が必要であるか判定するための移動速度の閾値が
予め記憶されている。高速データ通信中に端末５が高速
で移動する場合には、前記マイクロセルの面積を拡大し
て基地局切替えの頻度をできるだけ低減させるのが望ま
しい。そこで、移動速度の通知を受けた要求品質判定部
５１は、該移動速度と前記閾値とを比較し、当該無線通
信システムに対する高品質通信要求が必要であるか判定
する。例えば、高品質要求が必要である移動速度の閾値
が時速２０Ｋｍ／ｈに設定されており、前記移動速度検
出部５２から通知された当該端末５の移動速度が時速３
０Ｋｍ／ｈであった場合には、要求品質判定部５１は当
該端末５は高速で移動中であると判定し、前記接続制御
部１３に対して高品質通信要求を送付する。一方、端末
５が停止或いは低速で移動しており、当該端末５の移動
速度が前記閾値（時速２０Ｋｍ／ｈ）よりも低速である
場合には、該要求品質判定部５１は接続制御部１３に対
して高品質通信要求を送付しない。以下では、要求品質
判定部５１より高品質通信要求が発生した場合について
説明する。

【０１０９】次に、接続制御部１３は、高速データ通信
サービスの要求、前記端末５の位置情報、及び高品質通
信要求を含む制御信号を作成し、中央基地局３に送信す
る。次に、中央基地局３は前記端末５の位置情報を通信
ネットワーク６を介して基地局位置情報データベース７
に問合せ、当該端末５に対して高速データ通信サービス
の提供が可能なマイクロセル基地局１ａを特定する。

【０１１０】次に、中央基地局３は、前記特定されたマ
イクロセル基地局１ａに対し、前記端末５の接続制御部
１３から送信された高品質通信要求と供に高速データ通
信サービスの提供を要求する。当該要求を受けたマイク
ロセル基地局１ａは、通常の高速データ通信サービスの
提供時よりも送信電力を増大させ、拡大されたマイクロ
セル５０ａ内に制御信号の報知を開始する。また、該マ
イクロセル基地局１ａは、拡大されたマイクロセル基地
局５０ａのセル半径と増大された送信電力とを、通信ネ
ットワーク６を介して基地局位置情報データベース７に
送信し、前述の図３に示したマイクロセル基地局１ａに
関する情報を更新する。

【０１１１】次に、端末５は前記マイクロセル基地局１
ａから送信された制御信号を受信し、当該マイクロセル
基地局１ａに対する通信制御を行って高速データ通信を
開始する。ここで、端末５と移動しながら高速データ通
信を行う場合、マイクロセル基地局１ａは拡大されたマ
イクロセル５０ａを展開しているため、当該マイクロセ
ル基地局１ａとの接続を維持できる時間は、通常のマイ
クロセル２ａよりも長い。したがって、移動中の端末５
の高速データ通信中における基地局の切替の回数が削減
され、高速データ通信の通信品質が高められる。

【０１１２】一方、マイクロセル基地局１ａは、前記端
末５に対して拡大されたマイクロセル５０ａにより高速
データ通信サービスの提供を開始した旨の通知を、通信
ネットワーク６を介してユーザ課金データベース８に送
信する。当該ユーザ課金データベース８では、当該端末
５による高品質な高速データ通信の開始時刻を記録す
る。

【０１１３】図９は、ユーザ課金データベース８の記録
の例を示した説明図である。ユーザ課金データベース８
には、当該無線通信システムに接続する端末５の通信開
始時間と通信終了時間が、使用したサービス毎に分類し
て記録されている。例えば、図９では端末５の通信時間
が、中央基地局３との間で音声や低速データ通信などを
行った「低速通信」、マイクロセル基地局１ａ、１ｂの
通常のマイクロセル２ａ、２ｂ内で高速データ通信を行
った「高速通信」、及び前記拡大されたマイクロセル５
０ａ内で高速データ通信を行った「高品質・高速データ
通信」の３つのサービスに分類されて、それぞれに通信
開始・終了時間が記録される。

【０１１４】また、端末５の接続制御部１３は、マイク
ロセル基地局１ａとの高品質な高速データ通信中にも、
高品質通信要求及び位置情報を含む制御信号を、前記中
央基地局３に対して定期的に送信する。当該中央基地局
３は、端末５から送信される当該位置情報を受信し、前
記基地局位置情報データベース７に問い合わせて、高速
データ通信サービス可能なマイクロセル基地局を問い合
わせる。この際、拡大されたマイクロセル５０ａを展開
しているマイクロセル基地局１ａに関する情報には、当
該マイクロセル５０ａの拡大されたセル半径及び該マイ
クロセル基地局１ａの増大された送信電力が反映されて
おり、当該拡大されたマイクロセル５０ａが展開されて
いる状況が考慮された上で、マイクロセル基地局の特定
が行われ、端末５が該拡大されたマイクロセル５０ａ内
に存在する間は、マイクロセル基地局１ａが高速データ
通信サービスの提供が可能なマイクロセル基地局として
特定される。さらに、端末５が移動を継続し、前記拡大
されたマイクロセル５０ａの外に移動した場合には、前
記中央基地局３及び基地局位置情報データベース７は、
他のマイクロセル基地局を特定して前記高品質通信要求
を伴う高速データ通信サービス提供の要求を送信する。

【０１１５】次に、端末５が高速データ通信を終了する
と、前記マイクロセル基地局１ａは端末５による高品質
な高速データ通信サービスの利用が終了した旨の通知
を、通信ネットワーク６を介してユーザ課金データベー
ス８に送信する。ユーザ課金データベースでは８では、
当該端末５による高品質・高速データ通信の終了時刻を
記録する。また、該マイクロセル基地局１ａは、無線信
号の送出を停止するとともに、前記基地局位置情報デー
タベース７に記録されている当該マイクロセル基地局１
ａに関する情報を、通常のマイクロセル２ａのセル半径
及び送信電力に設定しなおす。

【０１１６】前記ユーザ課金データベース８は、前記各
サービスの通信開始・終了時間の記録に基づいて、各サ
ービス毎にそれぞれ総通信時間を集計する。さらに、当
該各サービス毎の総通信時間に所定の単位時間当りの利
用料を乗じて、当該端末５の通信料金を算出する。例え
ば、前述の図９に示すユーザ課金データベース８の記録
の例では、各サービス毎にそれぞれ異なる単位時間当り
の利用料が予め記憶されており、該ユーザ課金データベ
ース８は、前記各サービス毎にそれぞれ別個に前記算出
された送通信時間と単位時間当りの利用料を乗じて、各
通信サービス毎の通信料金を順次算出する。当該無線通
信システムのサービス事業者は、各サービスの通信料金
の総額を端末５の利用者に対して課金する。このよう
に、各サービス毎に異なる単位時間当りの利用料を設定
することにより、使用したサービスの内容に応じた通信
料金を端末の利用者に課金する。

【０１１７】以上では端末５の要求品質判定部５１によ
って高品質通信要求が発生した場合について説明した
が、端末５が低速移動時であって前記要求品質判定部５
１が高品質通信要求を発生しなかった場合には、前述の
実施の形態１と同様に、マイクロセル基地局１ａ、１ｂ
は通常のセル半径のマイクロセル２０ａ、２０ｂを展開
し、前記端末５に対する高速データ通信サービスの提供
を行う。

【０１１８】このような構成とすることで、本実施の形
態４の無線通信システムでは、高速データ通信サービス
を利用する端末５が高品質通信要求の要否を判定し、当
該判定の結果、高品質通信要求が発生した場合には、マ
イクロセル基地局１ａ、１ｂは拡大されたマイクロセル
５０ａを展開して前記端末５に対し高速データ通信サー
ビスを提供する。したがって、例えば端末高速移動時の
様に、セル半径の小さいマイクロセル２ａ、２ｂでは基
地局切替が頻発し高速データ通信の品質劣化が予想され
る場合には、拡大されたマイクロセル基地局５０ａによ
って高速データ通信サービスを提供することが可能とな
り、高速データ通信サービスを利用する端末の移動性を
高めることができる。

【０１１９】また、端末５から前記高品質通信要求を伴
う高速データ通信サービスの要求が発生した場合に限
り、該端末５に近接するマイクロセル基地局１ａのみ
が、拡大されたマイクロセル５０ａを展開して高速デー
タ通信サービスを提供し、前記端末５が、例えば停止あ
るいは低速移動時であって、マイクロセル基地局１ａ、
１ｂの切替に伴う高速データ通信の品質劣化が問題にな
らない場合には、セル半径が小さなマイクロセル２ａ、
２ｂで高速データ通信サービスを提供する。したがっ
て、高品質な高速データ通信サービスの提供に伴うマイ
クロセル基地局１ａ、１ｂの送信電力の増大を抑圧する
ことができ、無線通信システム全体の送信電力を低減す
ることができる。

【０１２０】また、ユーザ課金データベース８は、当該
無線通信サービスが提供する各サービス毎にそれぞれ別
個に端末５の総通信時間を算出する。したがって、各サ
ービス毎の総通信時間に応じ利用者に課金する利用料金
を算出することができ、当該無線通信システムに属する
端末の課金管理の利便性が高められる。

【０１２１】なお、本実施の形態４において、各マイク
ロセル基地局１ａ、１ｂは、通常のマイクロセル２ａ、
２ｂの他に、拡大されたマイクロセル５０ａを展開する
ことにより高速データ通信サービスを提供したが、マイ
クロセルのセル半径は前記２種に限定されるものではな
く、各マイクロセル基地局１ａ、１ｂがセル半径の異な
る３種以上のマイクロセルを展開するような構成であっ
ても良い。この場合には、端末５から送信される高品質
通信要求にセル半径の種類を指定する情報が送信され、
各マイクロセル基地局１ａ、１ｂは当該情報に応じてマ
イクロセルのセル半径を切替える。

【０１２２】また、本実施の形態４では、高速データ通
信サービスを要求する端末５において位置情報を作成
し、当該位置情報に基づいて当該端末５に近接するマイ
クロセル基地局１ａ、１ｂが特定されたが、マイクロセ
ル基地局の特定の方法はこれに限定されるものではな
く、例えば前述の実施の形態２に記載されているよう
に、中央基地局３において当該端末５の位置を推定し、
当該推定結果に基づいて、マイクロセル基地局１ａ、１
ｂを特定するような構成であっても良い。

【０１２３】また、本実施の形態４において、端末５の
移動速度検出部５２は、自動車等の速度計に接続される
ことにより移動速度を検出したが、これはこのような構
成に限定されるものではなく、例えば、前記位置情報作
成部１２によって検出された位置情報の時間差分値を算
出して当該端末５の移動速度を推定するような構成であ
っても良い。

【０１２４】さらに、前記端末５の要求品質判定部５１
は、前記移動速度検出部５２によって検出された移動速
度に応じて高品質通信要求の要否を判定したが、これは
このような方法に限定されるものではなく、拡大された
マイクロセル５０ａによって高品質な高速データ通信サ
ービスを利用するのが好ましいと思われる状態か否かを
判定する他の方法であっても良い。例えば、当該端末５
の利用者から明示的な要求があった場合に、前記要求品
質判定部５１は高品質通信要求が必要であると判定する
ような方法であっても良い。

【０１２５】また、前記ユーザ課金データベース８は、
各サービス毎の総利用時間を基に利用者に課金する利用
料金を算出したが、利用料金の算出方法はこれに限定さ
れるものではなく、例えば各サービス夫々について、端
末５と各基地局１ａ、１ｂ、３との間でやり取りされた
データ量を記録してその総量を算出し、当該算出された
各サービス毎の総データ量に応じて利用者に課金する利
用料金を算出するような構成であっても良い。

【０１２６】実施の形態５．前述の実施の形態４では、
マイクロセル基地局１ａ、１ｂが端末５からの要求に応
じて拡大されたマイクロセル５０ａを展開し高速データ
通信サービスを提供したが、本実施の形態５では、高品
質通信要求を伴う高速データ通信サービスの要求が端末
５から生じた場合に限って、当該端末５から所定の距離
内に存在するマイクロセル基地局を特定し、当該特定さ
れた全てのマイクロセル基地局から高速データ通信サー
ビスを提供する。

【０１２７】なお、本実施の形態５の無線通信システム
は、前記実施の形態４とは、前記端末５から所定の距離
内にある全てのマイクロセル基地局から高速データ通信
サービスを提供する点のみが異なるものであり、その他
の通信制御方法は全く同じであるので、以下では、マイ
クロセル基地局の特定方法及び高速データ通信サービス
の提供方法について説明し、その他の通信制御方法は説
明を省略する。また、前記実施の形態４と同一の構成に
ついては同一の符号を付して説明を省略する。

【０１２８】図１０は、本実施の形態５の無線通信シス
テムにおけるマイクロセル基地局の高速データ通信サー
ビスの提供の様子を示した説明図である。図１０におい
て、１ａ〜１ｅは高速データ通信サービスを提供するマ
イクロセル基地局、２ａ〜２ｅは前記マイクロセル基地
局１ａ〜１ｅによって展開されるマイクロセル、５５は
端末５から所定距離の領域である。

【０１２９】次に、本実施の形態５における高速データ
通信サービス提供の方法について、図１０に従って説明
する。まず、端末５から高速データ通信要求、高品質通
信要求及び位置情報を含む接続要求の制御信号を受信し
た前記中央基地３（図１０中に図示せず）は、前記高品
質通信要求及び位置情報を読み出して、通信ネットワー
ク６を介して基地局位置情報データベース７（図１０中
に図示せず）に送信する。

【０１３０】一方、前記基地局位置情報データベース７
には、高品質通信要求を伴う高速データ通信要求が発生
した場合に、マイクロセル基地局特定に考慮されるべき
前記端末５の周辺領域５５を規定する距離Ｒが予め記憶
されている。前記中央基地局３から端末５の高品質通信
要求及び位置情報を受信した該基地局位置情報データベ
ース７は、該端末５の位置情報と、当該データベースに
記憶された全てのマイクロセル基地局の位置情報を基
に、当該端末５から前記距離Ｒ内にある全てのマイクロ
セル基地局を特定する。例えば、図１０（１）におい
て、端末５が地点Ｘに存在する場合には、該地点Ｘから
距離Ｒの領域５５の内部に含まれる、全てのマイクロセ
ル基地局１ａ〜１ｄが特定される。このように特定され
た全てのマイクロセル基地局１ａ〜１ｄは、通信ネット
ワーク６を介して前記中央基地局３に通知される。

【０１３１】ここで、前記周辺領域５５を規定する距離
Ｒは、予め測定によって、高速移動する端末５が高速デ
ータ通信の通信品質を維持するために十分な大きさに設
定され、前記基地局位置情報データベース７に記憶され
ているものとする。例えば、各マイクロセル２ａ〜２ｅ
のセル半径が約１００ｍである場合に、単一のマイクロ
セル基地局１ａ〜１ｅによって高速移動する端末５に対
して高速データ通信サービスを提供すると、マイクロセ
ル基地局間の切り替え処理が頻発して高速データ通信の
通信品質が劣化する。そこで、前記マイクロセル２ａ〜
２ｅのセル半径より十分に大きく、高速移動する端末５
が高速データ通信の通信品質を維持するために十分な距
離Ｒを予め実験やシミュレーションにより測定してお
く。当該測定の結果、距離Ｒが例えば１Ｋｍと設定され
た場合には、該端末５を中心として距離Ｒ（＝１Ｋｍ）
の領域５５内にある全てのマイクロセル基地局が特定さ
れることとなる。

【０１３２】次に、中央基地局３は前記特定された全て
のマイクロセル基地局１ａ〜１ｄに対して、端末５に対
する高速データ通信サービスの提供を要求する。当該要
求を受けた各マイクロセル基地局１ａ〜１ｄは、前記通
信ネットワーク６を介してマイクロセル基地局間の同期
を確立した後に、それぞれのマイクロセル２ａ〜２ｄに
制御信号の報知を開始する。端末５は、前記各マイクロ
セル基地局１ａ〜１ｄから送信された制御信号を受信し
て、同期確立・無線制御等の通信制御処理を行い、高速
データ通信を開始する。

【０１３３】高速データ通信中において、前記特定され
たマイクロセル基地局１ａ〜１ｄは、互いにマイクロセ
ル基地局間の同期を保持しながらそれぞれに、端末５に
対して高速データ信号を送信する。各マイクロセル基地
局１ａ〜１ｄ夫々から送信された高速データ信号をそれ
ぞれ受信して合成する。例えば、当該端末５が各マイク
ロセル基地局とＣＤＭＡ方式により接続している場合に
は、前記特定されたマイクロセル基地局１ａ〜１ｄは、
同じ拡散符号で拡散処理された高速データ信号を基地局
間で同期を保持しながら端末５に対して送信する。端末
５では、各マイクロセル基地局から送信された複数の高
速データ信号を受信してＲＡＫＥ合成する。

【０１３４】また、端末５は、前記マイクロセル基地局
１ａ〜１ｄと高速データ通信を行っている間にも、当該
端末の位置情報及び高品質通信要求を含む制御信号を前
記中央基地局３に送信する。例えば、図１０（２）に示
すとおり、端末５が高速データ通信中に、地点Ｘから地
点Ｙへと移動した場合には、端末５は移動先の地点Ｙの
位置情報と前記高品質通信要求を含む制御信号を前記中
央基地局３に送信する。

【０１３５】当該制御信号を受信した中央基地局３は、
端末５の移動先である前記地点Ｙの位置情報と高品質通
信要求とを、前記基地局位置情報データベース７に対し
て送信する。これらの情報を受信した基地局位置情報デ
ータベース７では、前記地点Ｙについて領域５５を新た
に規定し、当該領域５５の内部に存在するマイクロセル
基地局１ｃ〜１ｅを特定して、前記中央基地局３に通知
する。次に中央基地局３は、当該通知に基づき、新たに
特定されたマイクロセル基地局１ｅに対して高速データ
通信サービス提要を要求するとともに、前記基地局位置
情報データベース７による特定の選外となったマイクロ
セル基地局１ａ、１ｂに対して高速データ通信サービス
提供の停止を指示する。

【０１３６】次に、新たに高速データ通信サービスの提
供を要求されたマイクロセル基地局１ｅは、既に高速デ
ータ通信サービスを行っているマイクロセル基地局１
ｃ、１ｄと同期を確立して、端末５に対する高速データ
信号の送信を開始する。端末５では、新たに特定された
マイクロセル基地局１ｃ〜１ｅ夫々から送信された高速
データ信号をそれぞれ受信して合成する。

【０１３７】以上のマイクロセル基地局選択処理及び高
速データ通信サービス提供の方法は、前記端末５から発
生した高速データ通信の要求に高品質通信要求が含まれ
ている場合に限って行われる。これに対し、前記端末５
が、例えば静止時または低速移動時であって、当該端末
５からの高速データ通信要求に高品質通信要求が含まれ
ていない場合には、前述の実施の形態１に示す方法によ
り、該端末５の位置情報と、前期基地局位置情報データ
ベース７に記憶された各マイクロセル基地局１ａ〜１ｅ
の位置情報とに基づいて、当該端末５に高速データ通信
サービスの提供が可能なマイクロセル基地局を特定し、
該特定されたマイクロセル基地局のみにより高速データ
通信サービスを提供する。

【０１３８】この様な構成とすることで、本実施の形態
５の無線通信システムでは、端末５から高品質通信要求
を伴う高速データ通信要求が生じた場合に、当該端末５
が含まれる所定の領域５５内にある全てのマイクロセル
基地局からそれぞれ高速データ信号を送信し、端末５で
これらを受信して合成するような構成としたことによ
り、端末５が高速移動する場合であっても、高速データ
通信の通信品質を維持することができ、高速データ通信
サービスを利用する端末５の移動性を高めることができ
る。

【０１３９】また、前記端末５から高品質通信要求を含
む高速データ通信サービスの要求が発生した場合に限
り、当該端末５が含まれる所定の領域５５内にある全て
のマイクロセル基地局からそれぞれ高速データ信号を送
信し、高品質通信要求を含まない高速データ通信サービ
スの要求が発生した場合には該端末５に高速データ通信
サービスの提供が可能なマイクロセル基地局のみにより
高速データ通信サービスを提供する。したがって、高品
質な高速データ通信サービスの提供に伴う当該無線通信
システム全体の送信電力の増大を抑圧することができ
る。

【０１４０】なお、本実施の形態５では、高速データ通
信サービスを要求する端末５において位置情報を作成
し、当該位置情報に基づいて当該端末５を含む所定の領
域５５内にある全てのマイクロセル基地局が特定された
が、マイクロセル基地局の特定の方法はこれに限定され
るものではなく、例えば前述の実施の形態２に記載され
ているように、中央基地局３において当該端末５の位置
を推定し、当該推定結果に基づいて、当該端末５を含む
所定の領域５５内にある全てのマイクロセル基地局を特
定するような構成であっても良い。

【０１４１】また、本実施の形態５では、前記端末５の
周辺領域５５を規定する距離Ｒは、予め実験やシミュレ
ーションで測定された結果特定された値が、基地局位置
情報データベース７に予め記憶されていたが、この様な
構成に限定されるものではなく、例えば、端末５におい
て高速データ通信を要求する際に、当該端末５の移動速
度に応じて距離Ｒの大きさ決定し、高速データ通信要求
の制御信号に当該距離Ｒを含めて中央基地局３に送信
し、当該中央基地局３はこれらの情報を読み出して前記
基地局位置情報データベース７に送信し、該基地局位置
情報データベース７は、前記端末５で決定された距離Ｒ
によって規定される領域５５の内部にある全てのマイク
ロセル基地局を特定する構成であっても良い。この様な
構成では、前記距離Ｒによって規定される領域５５の大
きさを、端末の移動速度に応じて切替えることができる
ので、例えば端末５の移動速度が大きい場合には、距離
Ｒを大きく設定することにより高速データ通信サービス
を提供するマイクロセル基地局の個数を増やして、高速
移動時の高速データ通信の通信品質を維持することが可
能である。

【０１４２】また、本実施の形態５では、前記端末５は
各マイクロセル基地局１ａ〜１ｅとＣＤＭＡ方式で接続
している場合について示したが、端末５とマイクロセル
基地局１ａ〜１ｅの接続方式はＣＤＭＡ方式に限定され
るものではなく、その他の接続方式であっても同様の効
果を得ることは当然に可能である。例えば、端末５と各
マイクロセル基地局１ａ〜１ｅがＴＤＭＡ方式で接続し
ている場合には、各マイクロセル基地局１ａ〜１ｅはそ
れぞれ異なるＴＤＭＡスロットタイミングで端末５に対
する高速データ信号を送信し、端末５はこれらの高速デ
ータ信号を各ＴＤＭＡスロットタイミングで受信し合成
するような構成であっても、前記実施の形態５と同様の
効果を得ることができる。

【０１４３】実施の形態６．本実施の形態６では、端末
５が前記各マイクロセル基地局１局から提供される高速
データ通信サービスよりも更に高速で大容量のデータ通
信を必要とする場合には、端末５の近傍にある複数のマ
イクロセル基地局１ａ〜１ｃは、端末５に対する高速大
容量データをバルク伝送し、端末５は、前記複数のマイ
クロセル基地局１ａ〜１ｃそれぞれから送信されたデー
タ信号を受信し、これらを合成して高速大容量なデータ
通信を行う。以下では、当該複数のマイクロセル基地局
による大容量データの高速なバルク伝送を「複局多重伝
送」と呼ぶ。なお、本実施の形態６の無線通信システム
は、前述の実施の形態５とは、マイクロセル基地局１ａ
〜１ｃと端末５の間で高速大容量のデータ通信を行う点
のみが異なるので、以下では当該無線通信における高速
大容量のデータ通信の方法について説明する。また、前
述の実施の形態５と同一の構成については、同一の符号
を付して説明を省略する。

【０１４４】図１１は、本実施の形態６の無線通信シス
テムの構成図である。図１１において、６０は各マイク
ロセル基地局１ａ〜１ｃを制御して、端末５との間で高
速大容量なデータ通信を行うマイクロセル基地局制御装
置である。

【０１４５】次に、本実施の形態６の無線通信システム
の動作について説明する。まず端末５において、ユーザ
アプリケーションからデータ通信の要求が発生すると、
通信速度判定部１１は、当該ユーザアプリケーションに
対して、前記中央基地局３によって提供される低速なデ
ータ通信サービスを要求するか、各マイクロセル基地局
１ａ〜１ｃから提供される高速なデータ通信サービスを
要求するか、或いは、これらのデータ通信サービスより
も更に高速で大容量なデータ通信を必要とするかについ
て問い合わせを行う。

【０１４６】当該問い合わせに対してユーザアプリケー
ションから低速なデータ通信サービスの要求があった場
合には、通信制御部１３は、前述の方法により中央基地
局３との間で無線接続を行って低速なデータ通信を開始
する。また、高速データ通信サービスの要求あった場合
には、通信制御部は前述の方法により、当該端末５の近
傍に存するマイクロセル基地局１ａ〜１ｃとの間で無線
接続を行って高速なデータ通信を開始する。

【０１４７】次に、前記ユーザアプリケーションから、
各マイクロセル基地局１ａ〜１ｃによって提供される高
速データ通信サービスよりも、更に高速大容量なデータ
通信の要求があった場合には、接続制御部１３は前記中
央基地局３に対して、高速大容量データ通信を要求する
制御信号を送信する。この際、前記ユーザアプリケーシ
ョンからは要求するデータ通信速度が明示され、前記高
速大容量データ通信を要求する制御信号には要求データ
通信速度を示す情報が含まれて送信される。次に中央基
地局３は、当該高速大容量データ通信を要求する制御信
号を通信ネットワーク６を介してマイクロセル基地局制
御装置６０に送信する。

【０１４８】次に、当該高速大容量データ通信を要求す
る制御信号を受信したマイクロセル基地局制御装置６０
は、前記基地局位置情報データベース７に対して、前記
端末５に高速データ通信サービスの提供が可能なマイク
ロセル基地局の特定を要求する。図１２は、本実施の形
態６の無線通信システムにおける高速大容量データ通信
サービスの提供の様子を示した説明図である。例えば、
当該図１２に示すように、端末５の近傍にマイクロセル
基地局１ａ〜１ｃが存在する場合には、基地局位置情報
データベースはこれらを特定して前記マイクロセル基地
局制御装置６０に回答する。また、各マイクロセル基地
局１ａ〜１ｃが、前述の通り拡大されたマイクロセル５
０ａ〜５０ｃを展開することができる場合には、基地局
位置情報データベース７はこれらのセル半径も勘案し
て、マイクロセル基地局の特定を行う。

【０１４９】次に、マイクロセル基地局制御部６０は、
前記特定されたマイクロセル基地局１ａ〜１ｃそれぞれ
に対して、高速データ通信サービスの提供の可否を問い
合わせる。各マイクロセル基地局１ａ〜１ｃは、例え
ば、既に他の端末（図１１、図１２中に示さず）に高速
データ通信サービスの提供を行っている等の理由によ
り、端末５に対する高速データ通信サービスの提供がで
きない場合には、前記マイクロセル基地局制御装置６０
に対してその旨回答する。一方、各マイクロセル基地局
１ａ〜１ｃにおいて、端末５に対する高速データ通信サ
ービスの提供が可能である場合には、前記マイクロセル
基地局制御装置６０に対してその旨回答する。

【０１５０】各マイクロセル基地局１ａ〜１ｃより高速
データ通信サービスの提供可否の回答を受信したマイク
ロセル基地局制御装置６０は、高速データ通信サービス
の提供が可能であるマイクロセル基地局１ａ〜１ｃの通
信速度の総和を算出する。例えば、当該無線通信システ
ムにおいて、各マイクロセル基地局は端末一局に対して
２０Ｍｂｉｔ／秒の高速データ通信サービスの提供が可
能であって、サービス提供可能なマイクロセル基地局１
ａ〜１ｃの３局である場合には、これらのマイクロセル
基地局１ａ〜１ｃを用いた複局多重伝送によって、端末
５に提供可能な高速大容量データ通信サービスの最大通
信速度は６０Ｍｂｉｔ／秒となる。この際、前記マイク
ロセル基地局１ａ〜１ｃのうち、高速データ通信サービ
スの提供が不可なマイクロセル基地局があった場合に
は、マイクロセル基地局制御部６０は、当該サービス提
供が不可であるマイクロセル基地局の通信速度を除外し
て、通信速度の総和を算出する。

【０１５１】次にマイクロセル基地局制御装置６０は、
前記端末５から送信された要求データ通信速度と前記提
供可能な最大通信速度（６０Ｍｂｉｔ／秒）とを比較し
て、提供可能な最大通信速度が要求データ通信速度より
も高速である場合には、高速大容量データ通信サービス
が提供可能な旨と当該サービスを提供するマイクロセル
基地局１ａ〜１ｃを特定する情報とを含む制御信号を、
通信ネットワーク６及び中央基地局３を介して端末５に
送信する。端末５の接続制御部１３は、当該制御信号を
受信して、前記マイクロセル基地局１ａ〜１ｃに対する
通信制御処理を開始する。

【０１５２】また、マイクロセル基地局制御装置６０
は、前記マイクロセル基地局１ａ〜１ｃそれぞれに対し
て、端末５に対する複局多重伝送によるデータ通信サー
ビスの提供を依頼する。当該依頼を受けた各マイクロセ
ル基地局１ａ〜１ｃは、通信ネットワーク６を介して相
互に同期を確立した後に、図１２に示すように拡大され
たマイクロセル５０ａ〜５０ｃで制御信号の報知を開始
する。

【０１５３】次に、端末５と各マイクロセル基地局１ａ
〜１ｃとの間で無線接続が確立されると、マイクロセル
基地局制御装置６０は、端末５に対する大容量データを
分割して各マイクロセル基地局１ａ〜１ｃに送信する。
各マイクロセル基地局１ａ〜１ｃは、既に確立したマイ
クロセル基地局相互間の同期を確保しながら、前記分割
データを拡大されたマイクロセル５０ａ〜５０ｂ内にそ
れぞれ送信する。

【０１５４】次に、端末５は各前記マイクロセル基地局
１ａ〜１ｃからそれぞれ送信されたデータ信号を全て受
信しこれらを合成する。例えば、当該端末５と各マイク
ロセル基地局１ａ〜１ｃとがＣＤＭＡ方式により通信を
行っている場合には、端末５はマイクロセル基地局１ａ
〜１ｃそれぞれから送信された複数のデータ信号をＲＡ
ＫＥ合成することにより、分割前の大容量データを得
る。

【０１５５】また、マイクロセル基地局制御装置６０
は、端末５による高速大容量データ通信サービスの利用
開始・終了と当該端末５が利用したデータ通信サービス
の通信速度とを、通信ネットワーク６を介してユーザ課
金データベース８に通知し、当該ユーザ課金データベー
ス８は、当該サービスの利用開始・終了及び通信速度を
記録して、当該高速大容量データ通信サービスの通信料
金を算出する。

【０１５６】一方、端末５から送信された要求データ通
信速度と前記提供可能な最大通信速度（６０Ｍｂｉｔ／
秒）とを比較した結果、提供可能な最大通信速度が要求
データ通信速度よりも低速であった場合には、マイクロ
セル基地局制御装置６０は、要求された通信速度でのデ
ータ通信サービスの提供は不可である旨と、提供可能な
最大通信速度を示す情報とを含む制御信号を、通信ネッ
トワーク６及び中央基地局３を介し、前記端末５に送信
する。次に、端末５において通信速度判定部１１は、前
記提供可能な最大通信速度でデータ通信を行うか否か
を、データ通信要求を発生させたユーザアプリケーショ
ンに問い合わせる。

【０１５７】その結果、前記提供可能な最大通信速度で
の高速大容量データ通信サービスの利用要求があった場
合には、接続制御部１３は、当該高速大容量データ通信
サービスを利用する旨の制御信号を、中央基地局３及び
通信ネットワーク６を介してマイクロセル基地局６０に
送信し、前述の方法によりマイクロセル基地局１ａ〜１
ｃとの間で、複局多重伝送による高速大容量データ通信
を行う。

【０１５８】これに対し、端末５において、前記ユーザ
アプリケーションから通信速度判定部１１に対して、前
記提供可能な最大通信速度でのデータ通信を要求しない
旨の回答があった場合には、通信制御部１３は当該高速
大容量データ通信サービスを利用しない旨の制御信号を
マイクロセル基地局６０に対して送信する。この際、前
記通信速度判定部１１から、中央基地局３により提供さ
れる低速データ通信サービス、或いはマイクロセル基地
局１局により提供される高速データ通信サービスの利用
要求があった場合には、接続制御部１３は、前述の方法
により中央基地局３或いはマイクロセル基地局１ａ〜１
ｃの何れかとデータ通信を行う。

【０１５９】以上、本実施の形態６の無線通信システム
では、複数のマイクロセル基地局１ａ〜１ｃを制御し端
末５との間で大容量のデータ通信を行うマイクロセル基
地局制御装置６０を備え、複数のマイクロセル基地局１
ａ〜１ｃを用いて大容量データを複局多重伝送すること
により、端末５に対し、マイクロセル基地局１局により
提供される高速データ通信サービスよりも更に高速で大
容量なデータ通信サービスを提供することができる。

【０１６０】また、前記高速大容量データ通信サービス
は、端末５の近傍にあるマイクロセル基地局１ａ〜１ｃ
によって提供されるので、高速大容量データ通信サービ
スの提供に要する当該無線通信システム全体の送信電力
の増大を最小限に抑圧することができる。

【０１６１】さらに、端末５からのデータ通信サービス
利用の要求があった時点で、各マイクロセル基地局で利
用可能な無線資源に基づき提供可能な最大通信速度を算
出し、当該最大通信速度の範囲内で高速大容量データ通
信サービスの提供を行う構成としたことにより、他の端
末に対して提供されているデータ通信サービス等を阻害
せずに、最適な通信速度でデータ通信サービスを提供す
ることが可能であり、無線通信システムの利便性を高め
ることができる。

【０１６２】なお、本実施の形態６の無線通信システム
では、端末５と各マイクロセル基地局１ａ〜１ｃはＣＤ
ＭＡ方式で無線接続し、端末５はマイクロセル基地局１
ａ〜１ｃそれぞれから送信された無線信号をＲＡＫＥ合
成して、複局多重伝送された大容量データを合成する構
成を例示したが、これはこのような構成に限られるもの
ではなく、複数のマイクロセル基地局から複局多重伝送
されたデータを合成受信する他の構成であってもよい。

【０１６３】例えば、各マイクロセル基地局１ａ〜１ｃ
が単一の無線キャリアを使用して大容量データを複局多
重伝送する場合には、各マイクロセル基地局１ａ〜１ｃ
から送信されるデータ信号にそれぞれ所定の時間オフセ
ットを与る。一方、端末５の接続制御部１３に適応等化
機能を備え、前記時間オフセットを含む複数のデータ信
号をマルチパス多重信号としてダイバーシチ合成受信を
行うような構成であってもよい。また各マイクロセル基
地局１ａ〜１ｃがそれぞれ複数の無線キャリアを使用し
て端末５と無線接続するマルチキャリア方式において
も、適応等化機能を備えた端末５が、前記各マイクロセ
ル基地局から送信されたデータ信号をマルチパス多重信
号としてダイバーシチ合成受信するような構成であって
もよい。

【０１６４】また、本実施の形態６においてマイクロセ
ル基地局制御装置６０は、提供可能な最大通信速度が要
求データ通信速度より高速であった場合には、基地局位
置情報データベース７により特定された、高速データ通
信サービスの提供が可能なマイクロセル基地局１ａ〜１
ｃ全てを用いて大容量データの複局多重伝送を行った
が、これはこのような構成に限られるものではなく、要
求データ通信速度を満足する必要十分な個数のマイクロ
セル基地局を用いて、大容量データの複局多重伝送を行
うような構成であってもよい。

【０１６５】例えば、要求データ通信速度が４０Ｍｂｉ
ｔ／秒、提供可能な最大通信速度が６０Ｍｂｉｔ／秒で
あり、マイクロセル基地局１局あたりの通信速度が２０
Ｍｂｉｔ／秒である場合には、マイクロセル基地局制御
装置６０は、前記高速データ通信サービス提供可能なマ
イクロセル基地局１ａ〜１ｃのうち任意の２局を選択
し、要求データ通信速度で高速大容量なデータ通信サー
ビスを提供するような構成であってもよい。このような
構成である場合には、高速大容量データ通信サービスの
提供に要する当該無線通信システム全体の送信電力の増
大を一層抑圧することが可能である。

【０１６６】実施の形態７．本実施の形態７では、端末
５からデータ通信要求が発生した際に、中央基地局３及
びマイクロセル基地局１ａ〜１ｅによって提供可能な各
データ通信サービスの通信速度を当該端末５に通知し、
端末５のユーザは当該通信速度を基に実際に利用するデ
ータ通信サービスを選択する。なお、本実施の形態７の
無線通信システムは、前述の実施の形態６の無線通信シ
ステムとは、基地局位置情報データベース７がデータ端
末５に提供可能なデータ通信サービスを抽出して端末５
に通知する点のみが異なるものであり、その他の通信制
御処理は同一であるため、以下では、端末５に対する提
供可能なデータ通信サービスの通知と端末５によるデー
タ通信速度選択の処理についてのみ説明する。また、前
述の実施の形態６と同一の構成については同一の符号を
付して説明を省略する。

【０１６７】まず、端末５のユーザアプリケーションか
らデータ通信の要求が発生すると、通信速度判定部１１
は、接続制御部１３に対して利用可能なデータ通信速度
の問い合わせを要求する。次に、接続制御部１３は位置
情報作成部１２を介して当該端末５の現在位置情報を取
得するとともに、中央基地局３に対して、当該端末５の
現在位置情報を含むデータ通信サービスの問い合わせの
制御信号を送信する。

【０１６８】次に、中央基地局３は、基地局位置情報デ
ータベース７に対して、端末５の位置情報を転送し提供
可能なデータ通信サービスの問い合わせを行う。次に、
基地局位置情報データベース７は、前記端末５の位置情
報を基に、該端末５に高速データ通信サービスの提供が
可能なマイクロセル基地局の特定を行う。

【０１６９】前記端末５に高速データ通信サービスを提
供可能なマイクロセル基地局が複数特定された場合に
は、基地局位置情報データベース７は、該特定された複
数のマイクロセル基地局をマイクロセル基地局制御装置
６０に通知し、当該特定された複数のマイクロセル基地
局を介して複局多重伝送を行った際に、提供可能な高速
大容量データ通信サービスの最大通信速度を問い合わせ
る。

【０１７０】次に、基地局位置情報データベース７は、
前記中央基地局３による低速データ通信サービスの通信
速度と、前記特定された各マイクロセル基地局による高
速データ通信サービスの通信速度と、前記マイクロセル
基地局制御装置６０によって算出された、複局多重伝送
による高速大容量データ通信サービスの最大通信速度と
を含む制御信号を、中央基地局３を介して前記端末５に
送信する。

【０１７１】次に、端末５の通信速度判定部１１は、前
記基地局位置情報データベース７から送信された各デー
タ通信サービスの通信速度を、データ通信要求のあった
ユーザアプリケーションに通知する。ユーザアプリケー
ションでは、前記利用可能な各データ通信サービスの通
信速度を基に、実際に利用するデータ通信サービスを選
択し、通信速度判定部１１に回答する。次に、通信速度
判定部１１は、接続制御部１３に対して前記ユーザアプ
リケーションによって選択されたデータ通信サービスの
利用開始を要求し、端末５と、中央基地局３ないしマイ
クロセル基地局１ａ〜１ｅとの間でデータ通信が開始さ
れる。

【０１７２】以上、本実施の形態７では、端末５からデ
ータ通信の要求が発生した場合に、当該端末５に提供可
能なデータ通信サービスを抽出し、当該抽出された各デ
ータ通信サービスの通信速度を基に、ユーザが最適なデ
ータ通信サービスを選択する。従って、端末５のユーザ
は、利用可能なデータ通信サービスの中から最適なデー
タ通信サービスを任意に選択する事が可能であり、デー
タ通信端末の利便性を高めることができる。

【０１７３】なお、上記実施の形態７では、データ通信
を要求する端末５が位置情報作成部１２を介して位置情
報を取得し、基地局位置情報データベース７は、前記位
置情報を基に端末５に提供可能なデータ通信サービスの
抽出を行ったが、端末５の位置情報の取得はこのような
方法に限られるものではなく、前述の実施の形態２のよ
うに、中央基地局３で端末５の位置情報を推定するよう
な構成であってもよい。

【０１７４】また、データ通信要求のあったユーザアプ
リケーションは、通信速度判定部１１から通知された各
データ通信サービスの通信速度に基づいて、実際に利用
するデータ通信サービスを選択したが、ユーザアプリケ
ーションによるデータ通信サービスの選択はこのような
方法に限定されるものではなく、例えば、通信速度判定
部１１に各データ通信サービスの単位時間あたりの利用
料金を予め記憶しておき、ユーザアプリケーションに対
して各データ通信サービスの通信速度と単位時間あたり
の利用料金とを通知し、前記ユーザアプリケーションは
これらの情報を基に実際に利用するデータ通信サービス
を選択するような構成であってもよい。この場合には、
端末５のユーザは、前記通信速度に加え、各データ通信
サービスの利用料金をも考慮して最適なデータ通信サー
ビスを選択することができる。

【０１７５】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、中央基
地局によって展開されるマクロセル内に、高速なデータ
通信が可能であるが通信可能なセル面積が狭小なマイク
ロセルを展開可能なマイクロセル基地局を配置し、端末
において高速なデータ通信サービスの要求が発生した場
合に限り、前記マイクロセル基地局にマイクロセルを展
開させて高速データ通信サービスを提供させる構成とし
たことにより、データ通信サービスが高速化しても無線
通信システム全体の送信電力の増大を抑圧することがで
きる、といった効果を奏する。

【０１７６】また、前記マクロセル内に複数のマイクロ
セル基地局を配置し、各マイクロセル基地局の位置を記
憶した基地局位置情報データベースを備えるとともに、
当該基地局位置情報データベースは、端末から送信され
た現在位置情報に基づいて高速データ通信サービスの提
供が可能なマイクロセル基地局を特定し、前記端末の近
傍にあるマイクロセル基地局のみにマイクロセルを展開
させる構成としたことにより、無線通信システム全体の
送信電力の増大を抑圧することができる、といった効果
を奏する。

【０１７７】また、高速データ通信を行っている端末が
移動した場合にも、前記基地局位置情報データベースが
当該端末の位置情報に基づいてマイクロセル基地局の特
定を行う構成としたことにより、常に端末の近傍にある
マイクロセル基地局から高速データ通信サービスの提供
が可能とであり、高速データ通信サービスを利用する端
末の移動性を高めることができる、といった効果を奏す
る。

【０１７８】また、前記中央基地局に端末から送信され
た無線信号に基づいて当該端末の位置を推定する端末位
置推定手段を備え、高速データ通信サービスの要求が発
生した場合に当該端末位置推定手段は端末位置を推定
し、前記基地局位置情報データベースは、当該推定され
た位置情報に基づいて当該端末に高速データ通信サービ
スの提供が可能なマイクロセル基地局を特定し、当該特
定されたマイクロセル基地局のみにマイクロセルを展開
させる構成としたことにより、無線通信システム全体の
送信電力の増大を抑圧することができる、といった効果
を奏する。また、端末に位置情報を検出するＧＰＳ等の
位置検出手段を備える必要がないため、端末の小型、低
消費電力化が図れる、といった効果をも奏する。

【０１７９】また、端末からデータ通信の要求が発生し
た際に、通信速度判定手段は、データ通信の開始に先立
って、当該端末が利用可能なデータ通信サービスの通信
速度を基地局位置情報データベースに問い合わせ、基地
局位置情報データベースは該端末に提供可能なデータ通
信サービスの最大通信速度を算出して該端末に回答し、
ユーザは当該最大通信速度に基づいて最適なデータ通信
サービスを任意に選択する構成としたことにより、デー
タ通信端末の利便性を一層高めることができる、といっ
た効果を奏する。

【０１８０】また、端末に高速データ通信を行う際に必
要となる通信品質を判定する要求品質判定手段を備え、
当該端末によって高品質な高速データ通信サービスが要
求された場合には、前記基地局位置情報データベースに
よって特定されたマイクロセル基地局は、セル半径が拡
大されたマイクロセルを展開して高速データ通信サービ
スを提供する構成としたことにより、高速データ通信の
通信品質の劣化を抑圧しつつ端末の移動性を高めること
ができる、といった効果を奏する。

【０１８１】また、端末から高品質な高速データ通信サ
ービスが要求された場合には、前記基地局位置情報デー
タベースは、当該端末を含む所定の領域内にある全ての
マイクロセル基地局を特定し、当該特定された全てのマ
イクロセル基地局から前記端末に対するデータを送信す
る構成としたことにより、高速データ通信の通信品質の
劣化を抑圧しつつ端末の移動性を高めることができる、
といった効果を奏する。

【０１８２】さらに、端末は移動速度検出手段を備え、
前記要求品質判定手段は当該移動速度検出手段によって
検出された端末の移動速度に基づいて高品質通信要求を
行うか否か判定する構成としたことにより、端末の移動
速度が低速である場合には、自動的に通常のマイクロセ
ルによって高速データ通信サービスの提供が行われるの
で、無線通信システム全体の送信電力の増大を抑圧する
ことができる、といった効果を奏する。

【０１８３】また、無線通信システムに複数のマイクロ
セル基地局を制御するマイクロセル基地局制御手段を備
え、前記端末の通信速度判定手段によって、前記マイク
ロセル基地局１局により提供される高速データ通信サー
ビスよりも更に高速で大容量なデータ通信が必要である
と判断された場合には、前記接続制御手段は、高速大容
量データ通信要求の制御信号を送信し、当該制御信号を
受信した前記マイクロセル基地局制御手段は、当該端末
の近傍にあって前記基地局位置情報データベースによっ
て特定された複数のマイクロセル基地局を介して、大容
量データを複局多重伝送するような構成としたことによ
り、無線通信システム全体の送信電力の増大を最小限に
抑圧しつつ、端末からの要求に応じ高速かつ大容量なデ
ータ通信サービスを提供することができる、といった効
果を奏する。

【０１８４】さらに、前記接続制御手段は、前記端末の
高速大容量データ通信要求の制御信号に、要求する通信
速度に関する情報を含めて送信し、前記マイクロセル基
地局制御手段は、基地局位置情報データベースにより特
定された複数のマイクロセル基地局によって提供可能な
最大通信速度を算出して、当該最大通信速度と前記要求
された通信速度とを比較し、当該最大通信速度が前記要
求された通信速度よりも低速である場合には、前記端末
に対し、当該最大通信速度で高速データ通信を行うか否
かを問い合わせる構成としたことにより、上記発明の効
果に加え、他の端末に対する無線接続サービスを阻害す
ることなく、高速大容量なデータ通信サービスを提供す
ることができる、といった効果をも奏する。

【０１８５】また、中央基地局は、当該中央基地局の最
大送信電力と予め想定される端末数とに基づいて決定さ
れる所定の送信電力で端末に対するデータを送信すると
ともに、当該中央基地局から送信されたデータ信号を増
幅し再送信するリピータをマクロセル内に配置し、端末
は当該リピータを介して高速データ通信サービスを行う
構成としたことにより、中央基地局から送信されるデー
タの送信電力を抑圧しつつ、端末の近傍にのみ高速デー
タ通信が可能なマイクロセルを展開することができ、無
線通信システム全体の送信電力の増大を抑圧することが
できる、といった効果を奏する。

【０１８６】また、当該無線通信サービスによって提供
される各データ通信サービス毎にそれぞれ別個に端末の
総通信時間を算出するユーザ課金データベースを備えた
ことにより、当該無線通信システムのハードウェア資源
や無線資源の使用状況に応じた課金管理を行うことがで
き、端末のデータ通信の利便性を高めつつ無線通信シス
テムの課金管理の利便性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態１の無線通信システムの
構成図である。

【図２】 本発明の実施の形態１の端末の構成図であ
る。

【図３】 本発明の実施の形態１の基地局位置情報デー
タベースに保存される基地局位置情報を示した説明図で
ある。

【図４】 本発明の実施の形態２の中央基地局の受信部
の構成図である。

【図５】 本発明の実施の形態３の無線通信システムの
構成図である。

【図６】 本発明の実施の形態３のリピータの構成図で
ある。

【図７】 本発明の実施の形態４の無線通信システムの
構成図である。

【図８】 本発明の実施の形態４の端末の構成図であ
る。

【図９】 本発明の実施の形態４のユーザ課金データベ
ースの記録の例を示した説明図である。

【図１０】 本発明の実施の形態５の無線通信システム
におけるマイクロセル基地局の高速データ通信サービス
の提供の様子を示した説明図である。

【図１１】 本発明の実施の形態６の無線通信システム
の構成図である。

【図１２】 本発明の実施の形態６の無線通信システム
におけるマイクロセル基地局の高速大容量データ通信サ
ービスの提供の様子を示した説明図である。

【図１３】 従来の無線通信システムの構成図である。

【符号の説明】

１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ マイクロセル基地局 ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ、１０２ マイクロセル ３、１０３ 中央基地局 ４、１０４ マクロセル ５、１０５ 端末 ６ 通信ネットワーク ７ 基地局位置情報データベース ８ ユーザ課金データベース １１ 通信速度判定部 １２ 位置情報作成部 １３ 接続制御部 ２１ アレーアンテナ ２２ Ａ／Ｄ ２３ 方向探知部 ２４ 受信強度測定部 ２５ 端末位置推定部 ２６ 伝搬損失プロファイル ２７ 基地局制御部 ３０ａ、３０ｂ リピータ ３１ 受信アンテナ ３２ 補助アンテナ ３３ アンテナキャンセラ ３４ 位相・振幅制御部 ３５ 合成器 ３６ 廻り込みキャンセラ ３７ 遅延時間推定部 ３８ メモリ ３９ 相関処理部 ４０ 伝送路推定部 ４１ レプリカ生成部 ４３ 減算器 ４４ 低歪み送信アンプ ４５ 再送信アンテナ ５０ａ、５０ｂ、５０ｃ 拡大されたマイクロセル ５１ 要求品質判定部 ５２ 移動速度検出部 ５５ 端末５から所定距離Ｒの領域 ６０ マイクロセル基地局制御装置 １０１ 基地局

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5K033 AA04 DA01 DA19 DB20 EA03 5K067 AA21 AA43 BB04 DD29 DD53 EE02 EE10 EE16 HH21 HH23 JJ39 JJ52 JJ56 JJ66

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 通信可能な領域が広いマクロセルを展開
   する中央基地局と、 前記マクロセル内に配置され、前記中央基地局よりも高
   速なデータ通信が可能なマイクロセル基地局と、 前記中央基地局に無線接続し通信速度が低速なデータ通
   信を行う端末とを備えた無線通信システムであって、 前記端末は、データ通信の要求が発生した際に前記中央
   基地局との間の通信速度よりも高速な通信速度が必要で
   あるか判定する通信速度判定手段と、前記通信速度判定
   手段により高速な通信速度が必要であると判定された場
   合に高速データ通信要求の制御信号を送信する接続制御
   手段を有し、 前記マイクロセル基地局は、前記端末から高速データ通
   信要求を含む制御信号が送信された場合に、前記マクロ
   セルよりも通信可能な領域が狭小であるマイクロセルを
   展開し、前記端末と無線接続を行って前中央基地局より
   も高速なデータ通信を行う構成とされたことを特徴とす
   る無線通信システム。
2. 【請求項２】 マクロセル内に複数のマイクロセル基地
   局を配置し、さらに、前記複数のマイクロセル基地局そ
   れぞれの位置情報が予め記録された基地局位置情報デー
   タベースを備え、 端末は、当該端末の位置情報を検出する位置情報作成手
   段を有し、接続制御手段は高速データ通信要求の制御信
   号に前記位置情報を含めて送信し、 前記基地局位置情報データベースは、前記複数のマイク
   ロセル基地局夫々の位置情報と、前記高速データ通信要
   求の制御信号に含まれた端末の位置情報とに基づいて、
   前記端末と無線接続が可能なマイクロセル基地局を特定
   し、当該特定されたマイクロセル基地局が、前記端末と
   無線接続を行って高速なデータ通信を行う構成とされた
   ことを特徴とする、請求項１に記載の無線通信システ
   ム。
3. 【請求項３】 マクロセル内に複数のマイクロセル基地
   局を配置し、さらに、前記複数のマイクロセル基地局そ
   れぞれの位置情報が予め記録された基地局位置情報デー
   タベースを備え、 中央基地局は、高速データ通信を要求する端末から送信
   された無線信号の到来方向を推定する方向探知手段と、
   前記端末から送信された無線信号の受信強度を測定する
   受信強度測定手段と、前記無線信号の到来方向及び受信
   強度に基づいて、端末の位置を推定する端末位置推定手
   段とを有し、 前記基地局位置情報データベースは、前記複数のマイク
   ロセル基地局それぞれの位置情報と、前記端末位置推定
   手段によって推定された端末の位置情報とに基づいて、
   前記端末と無線接続が可能なマイクロセル基地局を特定
   し、当該特定されたマイクロセル基地局が、前記端末と
   無線接続を行って高速なデータ通信を行う構成とされた
   ことを特徴とする、請求項１に記載の無線通信システ
   ム。
4. 【請求項４】 基地局位置情報データベースは、端末の
   位置情報を基に該端末が利用可能なデータ通信の通信速
   度を算出する構成とされ、 通信速度判定手段は、データ通信の開始に先立ち、利用
   可能なデータ通信の通信速度を前記基地局位置情報デー
   タベースに問い合わせ、該基地局位置情報データベース
   から通知された利用可能なデータ通信の通信速度に関す
   る情報を基に、当該端末のユーザに対して、データ通信
   で利用するデータ通信の通信速度を選択させる構成とさ
   れたことを特徴とする、請求項２ないし３の何れかに記
   載の無線通信システム。
5. 【請求項５】 端末は、通信速度判定手段により高速デ
   ータ通信が必要であると判定された場合に、通信品質が
   良好な高速データ通信を必要とするか否かを判定する要
   求品質判定手段を備え、当該要求品質判定手段によって
   通信品質が良好な高速データ通信を必要とすると判定さ
   れた場合には、接続制御手段は、高速データ通信要求の
   制御信号に高品質通信要求を含めて送信し、 基地局位置情報データベースによって特定されたマイク
   ロセル基地局は、前記高品質通信要求に従って当該マイ
   クロセルを拡大し、前記端末との間で高速データ通信を
   行う構成とされたことを特徴とする、請求項１ないし４
   の何れかに記載の無線通信システム。
6. 【請求項６】 端末は、高速データ通信が必要であると
   判定された場合に通信品質が良好な高速データ通信を必
   要とするか判定する要求品質判定手段を備え、当該要求
   品質判定手段によって通信品質が良好な高速データ通信
   を必要とすると判定された場合には、接続制御手段は、
   高速データ通信要求の制御信号に高品質通信要求を含め
   て送信し、 基地局位置情報データベースは、前記高品質通信要求に
   従って前記端末を含む所定の領域内にある全てのマイク
   ロセル基地局を特定し、当該特定された各マイクロセル
   基地局は前記端末に対し夫々データを送信する構成とさ
   れたことを特徴とする、請求項１ないし４の何れかに記
   載の無線通信システム。
7. 【請求項７】 端末は、当該端末の移動速度を検出する
   移動速度検出手段を有し、要求品質判定手段は前記検出
   された移動速度が所定の閾値よりも高速である場合に通
   信品質が良好な高速データ通信を必要とすると判定する
   構成とされたことを特徴とする、請求項５ないし６に記
   載の無線通信システム。
8. 【請求項８】 請求項１ないし４の何れかに記載の無線
   通信システムに、さらに、複数のマイクロセル基地局を
   制御するマイクセル基地局制御手段を備え、 通信速度判定手段は、データ通信の要求が発生した際
   に、中央基地局及びマイクロセル基地局との間の通信速
   度よりも高速な通信速度が必要であるか否かを判定し、
   その結果高速な通信速度が必要であると判定された場合
   には、接続制御手段は、高速大容量データ通信要求の制
   御信号を前記マイクロセル基地局制御手段に送信し、 当該制御信号を受信したマイクロセル基地局制御手段
   は、基地局位置情報データベースによって特定された複
   数のマイクロセル基地局を介して、前記端末に対する送
   信データを複局多重伝送する構成とされたことを特徴と
   する無線通信システム。
9. 【請求項９】 接続制御手段は、高速大容量データ通信
   要求の制御信号に、要求する通信速度に関する情報を含
   めて送信し、 当該制御信号を受信したマイクロセル基地局制御手段
   は、基地局位置情報データベースによって特定された複
   数のマイクロセル基地局を介した複局多重伝送により提
   供可能な最大通信速度を算出し、当該最大通信速度が前
   記要求された通信速度よりも低速である場合には、前記
   端末に対し、当該最大通信速度で高速データ通信を行う
   か否かを問い合わせる構成とされたことを特徴とする、
   請求項８に記載の無線通信システム。
10. 【請求項１０】 請求項１ないし９の何れかに記載の無
    線通信システムにおいて、 中央基地局は、端末に対するデータをマクロセル内に所
    定の送信出力で無線送信し、 マイクロセル基地局に代えて、前記マクロセル内に、前
    記中央基地局から送信された無線信号を受信し、当該無
    線信号を増幅して端末に再送信するリピータを配置し、 前記端末は、前記リピータから再送信された無線信号を
    受信し、前記中央基地局との間で高速なデータ通信を行
    う構成とされたことを特徴とする無線通信システム。
11. 【請求項１１】 広い領域で低速なデータ通信が可能な
    中央基地局が展開するマクロセル内に、狭小な領域で高
    速なデータ通信が可能な複数のマイクロセル基地局が配
    置され、端末は前記中央基地局若しくは前記マイクロセ
    ル基地局との間でデータ通信を行う無線通信システムの
    通信制御方法において、 前記端末からデータ通信要求が発生した際に、前記中央
    基地局との間のデータ通信の通信速度よりも高速な通信
    速度が必要であるか判定する通信速度判定ステップと、 前記通信速度判定ステップで高速な通信速度が必要であ
    ると判定された場合に高速データ通信要求の制御信号を
    送信する接続制御ステップと、 当該接続制御ステップで高速データ通信要求の制御信号
    が送信された場合に限り、前記マイクロセル基地局にマ
    イクロセルを展開させ、前記端末と当該マイクロセル基
    地局との間で高速なデータ通信を行わせる高速データ通
    信サービス提供ステップとを備えたことを特徴とする無
    線通信システムの通信制御方法。
12. 【請求項１２】 請求項１１の通信制御方法に、さら
    に、通信速度判定ステップで高速な通信速度が必要であ
    ると判定された場合に当該端末の位置情報を検出し当該
    位置情報を接続制御ステップに出力する端末位置検出ス
    テップと、 接続制御ステップで高速データ通信要求の制御信号に含
    められて送信された前記位置情報と、予め記憶された複
    数のマイクロセル基地局夫々の位置情報とに基づいて、
    前記端末との間で高速なデータ通信が可能なマイクロセ
    ル基地局を特定するマイクロセル基地局特定ステップと
    を備え、 高速データ通信サービス提供ステップは、前記接続制御
    ステップで高速データ通信要求を含む制御信号が送信さ
    れた場合に限り、前記マイクロセル基地局特定ステップ
    で特定されたマイクロセル基地局のみにマイクロセルを
    展開させ、前記端末と前記特定されたマイクロセル基地
    局との間で高速なデータ通信を行わせることを特徴とす
    る無線通信システムの通信制御方法。
13. 【請求項１３】 請求項１１の通信制御方法に、さら
    に、接続制御ステップで高速データ通信要求を含む制御
    信号が送信された場合に、当該端末の位置情報を推定す
    る端末位置推定ステップと、 前記位置情報と予め記憶された複数のマイクロセル基地
    局夫々の位置情報とに基づいて、前記端末との間で高速
    なデータ通信が可能なマイクロセル基地局を特定するマ
    イクロセル基地局特定ステップとを備え、 高速データ通信サービス提供ステップは、前記接続制御
    ステップで高速データ通信要求を含む制御信号が送信さ
    れた場合に限り、前記マイクロセル基地局特定ステップ
    で特定されたマイクロセル基地局のみにマイクロセルを
    展開させ、前記端末と前記特定されたマイクロセル基地
    局との間で高速なデータ通信を行わせることを特徴とす
    る無線通信システムの通信制御方法。
14. 【請求項１４】 請求項１２ないし１３の何れかに記載
    の通信制御方法に、さらに、通信速度判定ステップで高
    速な通信速度が必要であると判定された場合に、通信品
    質が良好な高速データ通信を必要とするか判定する要求
    品質判定ステップを備え、 当該要求品質判定ステップで通信品質が良好な高速デー
    タが必要であると判定された場合には、接続制御手段は
    高速データ通信要求の制御信号に高品質通信要求を含め
    て送信し、 高速データ通信サービス提供ステップは、前記接続制御
    ステップで高品質通信要求を含む高速データ通信要求の
    制御信号が送信された場合には、マイクロセル基地局特
    定ステップで特定されたマイクロセル基地局に通信可能
    な領域が拡大されたマイクロセルを展開させ、前記端末
    と前記特定されたマイクロセル基地局との間で高速なデ
    ータ通信を行わせることを特徴とする無線通信システム
    の通信制御方法。
15. 【請求項１５】 請求項１４の通信制御方法において、
    マイクロセル特定ステップは、高速データ通信要求の制
    御信号に高品質通信要求が含まれている場合には、接続
    制御ステップで高速データ通信要求の制御信号に含めら
    れて送信された前記位置情報と、予め記憶された複数の
    マイクロセル基地局夫々の位置情報とに基づき、高速デ
    ータ通信要求の制御信号を送信した端末を含む所定の領
    域内にある全てのマイクロセル基地局を特定し、 高速データ通信サービス提供ステップは、前記特定され
    た各マイクロセル基地局夫々に前記端末に対するデータ
    を送信させ高速なデータ通信を行わせることを特徴とす
    る無線通信システムの通信制御方法。
16. 【請求項１６】 請求項１４ないし１５の何れかに記載
    の通信制御方法に、端末が中央基地局との間で行った低
    速なデータ通信の総通信時間と、マイクロセル基地局と
    の間で行った高品質要求を伴わない高速なデータ通信の
    総通信時間と、高品質要求を伴った高速データ通信の総
    通信時間とを夫々別個に集計し、前記各データ通信の総
    通信時間に各データ通信夫々について別個に設定された
    単位時間当りの利用料を乗じて、各データ通信夫々の通
    信料金を算出するユーザ課金管理ステップを備えたこと
    を特徴とする無線通信システムの管理方法。