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JPH0746248A - 無線通信システム - Google Patents

無線通信システム

Info

Publication number
JPH0746248A
JPH0746248A JP5190269A JP19026993A JPH0746248A JP H0746248 A JPH0746248 A JP H0746248A JP 5190269 A JP5190269 A JP 5190269A JP 19026993 A JP19026993 A JP 19026993A JP H0746248 A JPH0746248 A JP H0746248A
Authority
JP
Japan
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wireless
atm
communication
receiving
transmitting
Prior art date
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Pending
Application number
JP5190269A
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English (en)
Inventor
Motoharu Ueno
元治 上野
Yoshinari Kumaki
良成 熊木
Katsuya Noujin
克也 農人
Eiji Kamagata
映二 鎌形
Shigeo Matsuzawa
茂雄 松澤
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Priority to DE69429696T priority patent/DE69429696T2/de
Priority to EP94305529A priority patent/EP0637185B1/en
Priority to US08/282,747 priority patent/US5553069A/en
Publication of JPH0746248A publication Critical patent/JPH0746248A/ja
Priority to US08/584,282 priority patent/US5661723A/en
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Abstract

(57)【要約】 【目的】無線回線の伝送速度の高速化を実現しつつ、Ａ
ＴＭセルの送受信により通信を行う無線端末の移動に対
応することができ、ＡＴＭに特有のメタシグナリングを
無線回線を介して行うことができる無線通信システムを
提供する。 【構成】無線中継装置１と、この無線中継装置との間で
ＡＴＭセルの送受信により通信を行う第１の無線端末３
１〜３３と、無線中継装置との間でＡＴＭセルの送受信
により通信を行い、かつバックボーン通信網５との間で
通信を行う第２の無線端末３４とを有し、無線中継装置
１はサービスエリア内に複数のスポットビームエリアＡ
１〜Ａ３と広域ビームエリアＡ０により無線回線を提供
するためのアンテナ１１〜１８、送信器２１〜２４およ
び受信器２５〜２８と、受信器２５〜２８から出力され
るＡＴＭセルを所望の送信器２１〜２４へスイッチング
するためのＡＴＭスイッチング装置２９を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は無線通信システムに係
り、特にＡＴＭ（非同期転送モード）技術を用いて各種
データ、音声および映像等のマルチメディア通信を行う
無線通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】無線によりデータ通信等を行う無線通信
システムは、従来より様々な分野で用いられている。近
年、計算機端末等を通信ネットワークに接続して通信を
行うＬＡＮ（Local Area Network）においても、無線通
信技術を適用して通信ネットワークを無線化する、いわ
ゆる無線ＬＡＮ技術の研究開発が行われている。無線Ｌ
ＡＮ技術については、例えば、小林浩『無線ＬＡＮ−シ
ステム化技術−』、１９９２年電子情報通信学会春季大
会併催セミナー「次世代ＬＡＮ技術」（１９９２年３
月）において、詳細に述べられている。また、ＩＥＥＥ
ＮｅｔｗｏｒｋＭａｇａｚｉｎｅ，ｖｏｌ．５，Ｎ
ｏ．６，１９９１年１１月において、無線ＬＡＮ技術全
般にわたる解説が行われている。
【０００３】図１５は、典型的な無線ＬＡＮシステムの
構成を示す図であり、有線ＬＡＮシステムへのブリッジ
機能を持つ無線伝送装置８０１，８０２により形成され
るビームエリアＢ１，Ｂ２内に無線端末８１１，８１２
および８２１，８２２がそれぞれ存在し、これら無線伝
送装置８０１，８０２と無線端末８１１，８１２および
８２１，８２２とは無線回線を通してデータの送受を行
う。そして、無線伝送装置８０１，８０２の持つブリッ
ジ機能により各無線端末８１１，８１２および８２１，
８２２は無線回線およびバックボーン通信網８０３を介
して有線ＬＡＮシステムと接続することができる。これ
によって無線端末８１１，８１２および８２１，８２２
は、有線ＬＡＮシステムの持つ各種のサービスの提供を
受けることができ、また直接あるいは無線伝送装置８０
１，８０２を介して互いにデータを送受することが可能
であり、特に無線伝送装置８０１，８０２を介して通信
を行う場合は、異なるビームエリア内にある無線端末間
でのデータの送受も可能である。
【０００４】ところで、ＬＡＮシステムにおける技術的
課題の一つは、伝送速度の高速化にある。現在、広く普
及している代表的な有線ＬＡＮシステムにおける伝送速
度の上限は１０Ｍbps 程度であるが、データ、映像およ
び音声といった多様な情報、すなわちマルチメディア情
報を伝送するためには、より高速のＬＡＮシステムが要
求される。このような高速ＬＡＮシステムを構築するた
め、有線ＬＡＮシステムではＡＴＭ（Asynchronous Tra
nsfer Mode：非同期転送モード）技術を用いた、いわゆ
るＡＴＭ−ＬＡＮの研究開発が行われている。ＡＴＭ技
術は情報をヘッダ部と情報フィールド部とからなるセル
と呼ばれる固定長パケットの形で伝送／交換することを
基本とする技術であり、例えば富永英義監修、「Ｂ−Ｉ
ＳＤＮ入門」、オーム社、平成４年１月２５日発行に詳
細に説明されている。
【０００５】図１６は、ＡＴＭ−ＬＡＮの構成例を示し
たもので、ＡＴＭスイッチ９００にＡＴＭ端末９０１，
９０２，９０３が接続される。ＡＴＭ端末９０３はブリ
ッジ機能を持ち、バックボーン通信網９０４に接続され
ている。ＡＴＭ端末９０１〜９０３は、情報の発生に応
じて全ての情報をセル化し、セルのヘッダ部に宛先を示
す識別子、すなわちバーチャルパス識別子（ＶＰＩ）
と、バーチャルチャネル識別子（ＶＣＩ）を付加して送
出する。ＡＴＭスイッチ９００に入力されたセルは識別
子の値に従って決められた経路にルーチングされ、ＡＴ
Ｍスイッチ９００から宛先端末へ伝送される。宛先端末
ではセルを分解し（デセル化）、元の情報を取り出す。
また、端末９０１，９０２はブリッジ機能を持つＡＴＭ
端末９０３を通してバックボーン通信網９０４に接続す
ることができる。
【０００６】一方、無線ＬＡＮシステムにおいてもマル
チメディア情報の通信を可能とする要求が生じつつあ
り、そのためには同様にＡＴＭ技術の適用により高速化
を図ることが望まれている。このような無線ＡＴＭ−Ｌ
ＡＮでは、有線ＡＴＭ−ＬＡＮとの適合性が重要とな
る。すなわち、無線ＬＡＮの中に従来は専ら有線ＬＡＮ
として考えられていたＡＴＭ−ＬＡＮの形態をどのよう
に取り込むか、また逆に無線ＬＡＮシステム特有の形態
をＡＴＭ−ＬＡＮシステムとどのように整合させるか
が、無線ＡＴＭ−ＬＡＮの大きな技術課題となる。具体
的には、無線ＡＴＭ−ＬＡＮにおいて、無線通信システ
ムに特有の無線端末の移動に対し、マルチメディア通信
の特徴を生かしつつどの様に対応するかということ、お
よびＡＴＭ通信において必要なメタシグナリング手順を
いかにして行うかが大きな課題となる。以下、この課題
について説明する。
【０００７】ＡＴＭ通信システムは高速の伝送／交換を
実現するため、複雑なフロー制御を極力行わないことを
基本としている。このことを可能としている一つの背景
として、光ファイバ伝送路などの良質な伝送路の使用を
前提としていることが挙げられる。一方、無線回線は伝
送路として必ずしも良好な特性を持つとはいい難い。特
に、無線ＡＴＭ−ＬＡＮが使用されるであろう室内で
は、一般に電波の多重反射（マルチパス）による伝送路
特性の劣化が顕著である。伝送路特性の劣化に対して
は、ダイバーシチ受信などのアンテナ系の改善、波形等
化器等による時間軸上での信号処理技術等が従来から用
いられている。ところが、高い伝送速度が要求される場
合、時間軸上での信号処理技術による伝送路特性の改善
には信号処理回路に極めて高い動作速度が要求され、技
術的・コスト的に困難を伴うため、アンテナ系による改
善が望まれてくる。
【０００８】アンテナ系による伝送路特性の改善の一つ
として、アンテナの放射ビームを狭くしたいわゆるスポ
ットビームを採用する方法がある。スポットビームを用
いると、放射ビームの広がったいわゆる広域ビームを用
いた場合に比較して、より高速の伝送が可能となる。し
かし、スポットビームを用いた場合には、一つのアンテ
ナによりサービス可能なエリアが制限され、それによっ
て無線端末の移動が制限されるという問題が生ずる。こ
の問題に対しては、必要なサービスエリアを複数のアン
テナのスポットビームにより覆う、いわゆるマイクロセ
ル方式さらにはピコセル方式などが用いられているが、
必ずしも十分な解決策とはいえない。
【０００９】また、ＡＴＭ通信システムは、先に述べた
ように複雑なフロー制御を極力行わないことを基本とし
ているため、伝送品質を保証する目的で、情報伝送を行
う前に、端末は伝送速度や品質などのサービスプロファ
イルを網に申告し、その申告を受け付けてもらうという
コネクション受付制御が必要である。このコネクション
受付制御を行うための制御チャネル（シグナリング仮想
チャネル：ＳＶＣ）を設定し検査し、開放するためにメ
タシグナリング手順が行われる。この手順は、ＣＣＩＴ
Ｔ ＢＬＵＥ・ＢＯＯＫ（１９９０年勧告）Ｂ−ＩＳＤ
Ｎによって勧告されている。有線ＡＴＭ−ＬＡＮでは、
各端末は有線回線で接続されているので、１５５．５２
０Ｍbps のデータを伝送する媒体とＳＶＣ，メタシグナ
リングの伝送のための媒体を同一の物理媒体で共用して
伝送することができる。
【００１０】無線ＡＴＭ−ＬＡＮにおけるメタシグナリ
ング手順においては、有線通信システムと同様に、最大
１５５．５２０Ｍbps の伝送速度の伝送媒体とメタシグ
ナリング用の伝送媒体に同一の物理媒体を共用すること
が考えられる。しかし、無線ＡＴＭ−ＬＡＮにおいてメ
タシグナリング手順を行う毎に１５５．５２０Ｍbpsと
いう伝送速度を持つ帯域の無線チャネルを無線端末に割
り当てるのでは、周波数利用効率が非常に悪くなる。さ
らに、１５５．５２０Ｍbps を無線通信システムで実現
するには前述した高速伝送に適したスポットビームを用
いることになるが、スポットビームはサービス可能なエ
リアが狭いため、スポットビームでメタシグナリングを
行うためには、通信しようとする無線端末がどのスポッ
トビームエリアに位置しているかが予め詳細に分かって
いなければならないという困難がある。
【００１１】また、無線端末があるエリアから他のエリ
アへ移動する際に通信サービスの継続性を提供する技術
としてハンドオフ技術があるが、従来のハンドオフ技術
が対象としている通信システムは、例えば自動車電話シ
ステムのように比較的伝送速度が低く、また伝送方式と
してＡＴＭ技術を用いてはいない。従って、無線ＡＴＭ
−ＬＡＮにおいては、ハンドオフ技術も検討すべき重要
な技術課題の一つである。
【００１２】さらに、無線通信システムでは伝送路をい
かに複数の無線端末により共用するかが重要な課題であ
る。有線通信システムでは図１６に示したように端末９
０１，９０２とＡＴＭスイッチ９００との間の伝送路
は、一つの端末により占有される。これに対して、無線
通信システムにおいては図１５に示したように伝送路が
複数の無線端末により共用される形態が一般的である。
無線通信システムにおいて伝送路を複数の無線端末で共
用する技術として、従来、ＦＤＭＡ（FrequencyDivlsio
n Multiple Access：周波数分割多元接続）、ＴＤＭＡ
（Time DivisionMultiple Access ：時間分割多元接
続）及びＣＤＭＡ（Code Division MultipleAccess ：
符号分割多元接続）といったマルチアクセス技術が用い
られて来ている。これらは周波数、時間および符号とい
う無線通信システムにおいて利用できる資源（以下、無
線リソースという）を排他的に割り当てることにより、
伝送路の共用を可能とする技術である。
【００１３】通常、この無線リソースの排他的割り当て
は、端末レベルで行われる。すなわち、呼設定を行った
端末に無線リソースの一部が排他的に割り当てられる。
これに対して、無線ＡＴＭ−ＬＡＮでは従来の無線通信
システムのように端末レベルで無線リソースを割り当て
ることは、(1) 可変伝送速度に対応できる、(2) マルチ
メディア通信に対応するため一つの端末が複数のコネク
ションを使用できる、というＡＴＭ−ＬＡＮの特徴を生
かす上で、また従来の有線ＡＴＭ−ＬＡＮとの互換性維
持の上で好ましくない。例えば、可変伝送速度に対応す
るためには無線リソースの伝送帯域を変える必要がある
が、個々の無線端末毎に無線リソースを割り当ててしま
うと、伝送帯域を柔軟に変えることができず、また原則
的に一つの無線端末が一つの無線リソースを使用するた
め、無線端末が複数の異なるメディアの情報を伝送する
ために複数のコネクションを使用するということもでき
ない。
【００１４】一方、上述した伝送路の共有化に着目した
無線リソースの割り当てとともに、特に無線リソースが
周波数の場合、それをより有効に利用する周波数再利用
の技術も従来から用いられている。これは、前述したス
ポットビームの採用によるピコセル方式を周波数の有効
利用という観点から用いたものである。すなわち、ピコ
セル方式において、互いに電波干渉の生じない、または
電波干渉の相互影響が許容できる複数のスポットビーム
エリア同士で同じ周波数を用いる方式である。この周波
数再利用技術により、サービスエリア全体で考えると、
利用できる周波数が増加したことになる。しかしなが
ら、無線端末があるエリアから異なる周波数を用いてい
る他のエリアへ移動する際には、周波数の動的な割り当
て／切り替え等の新たなハンドオフ技術が必要となる
が、従来ピコセル方式において有効なハンドオフ技術は
提案されていない。
【００１５】さらに、無線ＡＴＭ−ＬＡＮでは無線端末
が同等の通信サービスを受けることのできるエリア間を
移動したり、低品質の通信サービスのみを受けることの
できるエリア、またはサービスを全く受けることのでき
ないエリアを経由して、他の同等のサービスを受けるこ
とのできるエリアに移動することが想定される。例え
ば、あるオフィスにおいて無線ＡＴＭ−ＬＡＮの機能の
使用を一時中断し、サービスを全く受けることのできな
い廊下を通って他のオフィスに移動した後、直ちに無線
ＡＴＭ−ＬＡＮ機能の使用を再開することが考えられ
る。従来、このような一時的な機能の使用中断にも拘ら
ず、その機能の使用継続性を実現する技術として、計算
機で見られるレジューム機能が知られている。無線ＡＴ
Ｍ−ＬＡＮにおいては、無線端末の移動を想定したレジ
ューム機能の実現が大きな課題となるが、従来そのよう
な技術は見出だされていない。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の技術では無線ＡＴＭ−ＬＡＮにおいて良好な伝送路特
性と高い伝送速度を実現するためにスポットビームを用
いると、無線端末の移動が制限されるばかりでなく、メ
タシグナリングを行うことが困難となるという問題があ
った。
【００１７】また、無線ＡＴＭ−ＬＡＮにおいてマルチ
アクセス技術で伝送路を共用する場合に、従来の無線通
信システムのように端末レベルで無線リソースの排他的
割り当てを行うと、可変伝送速度やマルチメディア通信
に対応できるといったＡＴＭ−ＬＡＮの特徴を生かすこ
とができず、従来の有線ＡＴＭ−ＬＡＮとの互換性維持
の上でも問題となる。
【００１８】さらに、従来の技術では、無線ＡＴＭ−Ｌ
ＡＮにおいて無線端末の移動に対して、ハンドオフおよ
びレジューム機能をいかに実現するかが見出だされてい
なかった。
【００１９】本発明の目的は、無線回線の伝送速度の高
速化を実現しつつ、ＡＴＭセルの送受信により通信を行
う無線端末の移動に対応することができ、またＡＴＭに
特有のメタシグナリングを無線回線を介して容易に行う
ことができる無線通信システムを提供することにある。
【００２０】本発明の他の目的は、有線ＡＴＭ−ＬＡＮ
で実現されていた、可変伝送速度やマルチメディア通信
に対応できるというＡＴＭ方式の特徴を生かすことがで
き、有線ＡＴＭ−ＬＡＮとの互換性も維持できる無線通
信システムを提供することにある。
【００２１】本発明のさらに別の目的は、ＡＴＭセルの
送受信により通信を行う無線端末の移動に伴うハンドオ
フ・レジューム機能を実現できる無線通信システムを提
供することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明の無線通信システムは、所定のサービスエリ
ア内に通信サービスを提供するための無線中継装置と、
この無線中継装置との間でＡＴＭセルの送受信により通
信を行う第１の無線端末と、無線中継装置との間でＡＴ
Ｍセルの送受信により通信を行い、かつバックボーン通
信網との間で通信を行う第２の無線端末とを具備するこ
とを基本とする。
【００２３】無線中継装置は、前記所定のサービスエリ
ア内に複数のスポットビームにより無線回線を提供する
ための複数のスポットビーム送信アンテナおよび受信ア
ンテナと、前記所定のサービスエリア内に一つの広域ビ
ームにより無線回線を提供するための広域ビーム送信ア
ンテナおよび受信アンテナと、複数のスポットビーム送
信アンテナおよび受信アンテナにそれぞれ接続され、Ａ
ＴＭセルの送信および受信を行う複数の第１の送信器お
よび第１の受信器と、広域ビーム送信アンテナおよび受
信アンテナにそれぞれ接続され、ＡＴＭセルの送信およ
び受信を行う第２の送信器および第２の受信器と、第１
および第２の受信器から出力されるＡＴＭセルが入力さ
れる複数の出力端子と第１および第２の送信器へのＡＴ
Ｍセルを出力する複数の出力端子を有し、各入力端子に
入力されたＡＴＭセルをそれぞれ所望の出力端子へ出力
するスイッチング処理を行うＡＴＭスイッチング装置と
によって構成される。
【００２４】また、本発明の他の無線通信システムは、
互いに異なる所定のサービスエリア内に通信サービスを
提供するための第１および第２の無線中継装置と、前記
所定のサービスエリアと異なるサービスエリア内に通信
サービスを提供するとともに、バックボーン通信網との
間で通信を行う無線送受信装置と、第１および第２の無
線中継装置との間でＡＴＭセルの送受信により通信を行
い、かつ無線送受信装置との間で通信を行う第１の無線
端末と、第１および第２の無線中継装置との間でＡＴＭ
セルの送受信により通信を行い、かつバックボーン通信
網との間で通信を行う第２の無線端末とを具備する。こ
の無線通信システムの場合も、第１および第２の無線中
継装置の各々は、上述と同様に複数のスポットビーム送
信アンテナおよび受信アンテナ、広域ビーム送信アンテ
ナおよび受信アンテナ、第１の送信器および第１の受信
器、第２の送信器および第２の受信器、ＡＴＭスイッチ
ング装置によって構成される。
【００２５】また、本発明の無線通信システムは、第１
および第２の無線端末が送受信するＡＴＭセル、第１お
よび第２の送信器が送信するＡＴＭセル、第１および第
２の受信器が受信するＡＴＭセル中のバーチャルパス識
別子およびバーチャルチャネル識別子の少なくとも一方
と無線回線の無線リソースとの対応関係を予め記憶した
記憶手段と、この対応関係に従って、ＡＴＭセル中のバ
ーチャルパス識別子およびバーチャルチャネル識別子の
少なくとも一方に対応した無線リソースを設定する無線
リソース設定手段とをさらに具備することを特徴とす
る。
【００２６】さらに、本発明の無線通信システムは、無
線中継装置と第１および第２の無線端末との間に共通制
御チャネルを提供する共通制御チャネル提供手段と、こ
の共通制御チャネルを介して無線中継装置と第１および
第２の無線端末との間でメタシグナリング手順を実行す
るメタシグナリング手順実行手段とを具備することを特
徴とする。
【００２７】さらにまた、本発明の無線通信システム
は、第１および第２の無線端末の移動開始を検出して無
線中継装置に通知する検出手段と、この検出手段からの
通知に従い、第１および第２の無線端末の移動に対して
該無線端末と無線中継装置との間の通信を維持する通信
維持手段とをさらに具備することを特徴とする。
【００２８】
【作用】本発明においては、無線通信回線がスポットビ
ーム系無線回線と広域ビーム系無線回線とに階層化され
ているため、無線通信端末は情報伝送速度に応じた回線
を選択することでマルチメディア通信に対応できる。す
なわち、画像情報の通信のような高い伝送速度を必要と
する情報通信においてはスポットビーム系無線回線を用
い、また音声情報の通信のような比較的低速でよい情報
通信においては広域ビーム系無線回線を用いることによ
り、無線回線を有効に利用しながらマルチメディア通信
が可能となる。また、ＡＴＭコネクションの設定時に必
要なメタシグナリング手順においては、広域ビーム系無
線回線をメタシグナリングのための共通制御チャネルと
して用いることにより、無線端末が移動していてもサー
ビスエリア内に存在している限り、どの端末に対しても
ＡＴＭコネクションを容易に設定することができる。
【００２９】さらに、本発明では無線リソースすなわち
ＦＤＭＡ，ＴＤＭＡおよびＣＤＭＡなどの無線回線に対
するマルチアクセス技術における周波数、時間および符
号などのリソースと、ＡＴＭセルの識別子であるＶＰＩ
やＶＣＩとを対応させることにより、有線ＡＴＭ−ＬＡ
Ｎが持つ可変伝送速度と各端末に複数のコネクションを
設定できるというＡＴＭの特徴を引き継ぐことができ、
有線ＡＴＭ−ＬＡＮとの互換性も維持される。特に、無
線端末は基本的に有線ＡＴＭ−ＬＡＮ端末に無線部を付
加することにより実現でき、有線ＡＴＭ−ＬＡＮ端末の
持つ機能をそのまま互換性をもって活用することができ
る。
【００３０】このように無線リソースとＡＴＭセルの識
別子とを対応させることで、呼設定・トラヒック制御お
よび無線リソースの割り当ての簡易化も可能である。ま
た、無線通信装置で重要となる無線端末の移動時のトラ
ヒック制御が簡単となる。
【００３１】また、スポットビームアンテナを用いるこ
とにより、スポットビームを空間領域における無線リソ
ースの一つとして利用でき、有線ＡＴＭ−ＬＡＮとの互
換性の向上、および呼設定・トラヒック制御および無線
リソースの割り当ての簡易化を実現するとともに、マル
チパスなどによる無線回線特性の劣化を補償し、データ
の伝送路としての無線回線そのものの特性の改善が図ら
れる。
【００３２】さらに、本発明では無線端末の移動開始を
無線中継装置に通知し、それに従って無線端末と無線中
継装置間の通信を維持するハンドオフ・レジューム機能
を容易に実現することが可能である。
【００３３】
【実施例】本発明は、次の４つの項目を含む。 （ａ）ハードウェア構成（物理レイヤの構成） （ｂ）ＡＴＭレイヤと無線回線の割り当て方法 （ｃ）コネクション設定方法 （ｄ）ハンドオフ・レジューム機能 以下、これらの各項目について説明する。 （ａ）無線通信システムのハードウェア構成 図１に、本発明の一実施例に係る無線通信システムの構
成を示す。この無線通信システムは、無線ＡＴＭ−ＬＡ
Ｎを構成しており、無線中継装置１と、無線中継装置１
との間でＡＴＭセルを送受信することにより通信を行う
第１の無線端末３１〜３３、および無線中継装置１との
間でＡＴＭセルを送受信することにより通信を行い、か
つバックボーン通信網５と通信を行う第２の無線端末３
４を有する。
【００３４】無線中継装置１は、所定のサービスエリア
内に複数のスポットビームＡ１〜Ａ３により無線回線を
提供するためのスポットビーム送信アンテナ１１〜１３
および受信アンテナ１５〜１７と、該サービスエリア内
に一つの広域ビームＡ０により無線回線を提供するため
の広域ビーム送信アンテナ１４および受信アンテナ１８
と、スポットビーム送信アンテナ１１〜１３および受信
アンテナ１５〜１７にそれぞれ接続され、ＡＴＭセルを
送受信する複数の第１の送信器２１〜２３および第１の
受信器２５〜２７と、広域ビーム送信アンテナ１４およ
び受信アンテナ１８にそれぞれ接続され、ＡＴＭセルを
送受信する第２の送信器２４および第２の受信器２８
と、ＡＴＭスイッチング装置２９および制御装置３０を
有する。なお、図１では第１の無線端末３１〜３３はス
ポットビームエリアＡ１〜Ａ３内にそれぞれ位置し、第
２の無線端末３４はスポットビームエリアＡ２内に位置
している。
【００３５】ＡＴＭスイッチング装置２９は、受信器２
５〜２８から出力されるＡＴＭセルが入力される複数の
入力端子と送信器２１〜２４へのＡＴＭセルを出力する
複数の出力端子を有し、各入力端子に入力されたＡＴＭ
セルをそれぞれ所望の出力端子へ出力するスイッチング
処理すなわち交換処理を行う。制御装置３０は、送信器
２１〜２４、受信器２５〜２８およびＡＴＭスイッチン
グ装置２９の制御を行うものである。
【００３６】（ｂ）ＡＴＭレイヤと無線回線の割り当て
方法 ＡＴＭシステムの構成は、基本的に物理レイヤとＡＴＭ
レイヤの２階層に階層化される。物理レイヤは、ＡＴＭ
セルを伝送するための伝送リソースを提供し、ＡＴＭレ
イヤはＶＰ／ＶＣレベルの２階層の論理的なコネクショ
ンを提供する。無線ＡＴＭ−ＬＡＮにおいては、最初に
物理レイヤすなわちＡＴＭセルを伝送するための無線回
線のリソースをどのように構成し、提供するかが課題と
なる。第１には、まず所定のサービスエリア、すなわち
アンテナによって形成されるビームエリアをどのように
構成するかであり、これは必要な伝送速度、移動性の要
求、また使用周波数の有効利用や通信制御方式などの観
点から決定される。
【００３７】この課題に対して、本発明では複数のスポ
ットビームアンテナによりサービスされるスポットビー
ムエリアと、広域ビームアンテナによりサービスされる
広域ビームエリアの２種のビームエリアにより、所定の
サービスエリアにサービスを行う。図１の実施例では、
スポットビームアンテナ１１〜１３，１５〜１７により
サービスされる３個のスポットビームエリアＡ１〜Ａ３
と、広域ビームアンテナ１４，１８によりサービスされ
る広域ビームエリアＡ０の２種のビームエリアを形成し
ている。なお、後述するように、これらスポットビーム
エリアおよび広域ビームエリアのいずれか一方のみを用
いて、所定のサービスエリアにサービスを行うことも可
能である。
【００３８】上記のサービスエリアに対して、無線通信
システムで最も重要な無線回線を共用するためのマルチ
アクセスの実現法について述べる。前述したように、マ
ルチアクセス技術としてはＦＤＭＡ、ＴＤＭＡおよびＣ
ＤＭＡ等があるが、本実施例においてはＦＤＭＡを用
い、マルチアクセスを周波数領域で行うものとする。表
１は、広域ビームエリアＡ０およびスポットビームエリ
アＡ１〜Ａ３のアップリンク、すなわち無線端末３１〜
３４から無線中継装置１への無線回線と、ダウンリン
ク、すなわち無線中継装置１から無線端末３１〜３４へ
の無線回線でそれぞれ使用する周波数を示す。
【００３９】
【表１】
【００４０】表１は、広域ビームエリアＡ０、３つのス
ポットビームエリアＡ１〜Ａ３において、アップリンク
には５つの周波数Ｆ０Ｕ，Ｆ１Ｕ，…，Ｆ４Ｕ、ダウン
リンクには３つの周波数Ｆ０Ｄ，…，Ｆ２Ｄをそれぞれ
割り当てる例を示している。表１に示すように、各スポ
ットビームエリアＡ１〜Ａ３毎にアップリンクには２つ
の周波数、ダウンリンクには１つの周波数をそれぞれ割
り当てている。また、周波数Ｆ１Ｕ，Ｆ２Ｕ，Ｆ１Ｄは
スポットビームエリアＡ１とＡ３で周波数の共用を行っ
ている。このようにして、ＡＴＭを無線通信システムに
おいて適用するための無線リソースが構成される。
【００４１】ところで、ＡＴＭ方式はコネクション・オ
リエンテッドな伝送方式であり、情報の伝送に先立ち送
受信端末間にコネクションを設定する必要がある。具体
的には、端末が送受するＡＴＭセルに付加される識別子
を設定することにより、ＶＰ／ＶＣレベルの２階層の伝
達機能（ＡＴＭコネクション）を実現する。この識別子
はＶＰ／ＶＣレベルの２階層のＡＴＭレイヤに対応し
て、ＶＰＩ，ＶＣＩの２つにより階層的に構成され、Ａ
ＴＭセルのヘッダ部に付加されて送信される。
【００４２】無線ＡＴＭ−ＬＡＮシステムでは、さらに
以上述べた無線回線と設定されたＡＴＭコネクションを
どのように対応させるかという特有の重要な問題が生ず
る。本発明では、基本的にＡＴＭコネクションを定義す
る識別子であるＶＰＩおよびＶＣＩの少なくとも一方
と、前述の広域ビームエリアおよびスポットビームエリ
アに割り当てられた無線リソース（例えば周波数）を対
応させることにより、このＡＴＭコネクションと無線回
線との対応を図っている。
【００４３】以下では、本発明におけるＡＴＭコネクシ
ョンと無線回線（無線リソース）との対応方法の説明を
簡単にするため、ＡＴＭコネクションを定義する識別子
としてＶＰＩのみを考える。図１に示しように、スポッ
トビームエリアＡ１，Ａ２にそれぞれ第１の無線端末３
１〜３３が存在し、これらの無線端末３１〜３３が送信
するＡＴＭセルにはＶＰＩとしてＶＰＩ３１，ＶＰＩ３
２が設定されるものとする。そして、表２で示すような
無線リソースとして周波数の割り当てを想定する。な
お、コネクション設定方法そのものについては後述す
る。
【００４４】
【表２】
【００４５】図２を参照してスポットビームエリアＡ１
内にある第１の無線端末３１から、無線中継装置１を介
してスポットビームエリアＡ２内にある第１の無線端末
３２に情報を送信する場合を例にとり説明する。図２は
第１の送信器２１〜２３および第１の無線端末３１〜３
３における送信部の要部構成を示している。
【００４６】まず、無線端末３１においては送信する情
報が図示しないセル化部によりセル化され、セルのヘッ
ダ部にＶＰＩが付加された後、ヘッダ情報抽出／フォー
マット変換部２０１に入力される。ヘッダ情報抽出／フ
ォーマット変換部２０１では入力されたＡＴＭセルから
のヘッダ情報の抽出とフォーマット変換が行われ、ヘッ
ダ情報はＶＰＩ／周波数対応テーブル２０５に入力さ
れ、フォーマット変換されたＡＴＭセルは、無線送信回
路２０２およびアンテナを経て送信される。ＶＰＩ／周
波数対応テーブル２０４は、表２に示したようなＶＰＩ
と周波数との対応関係を記憶したものであり、入力され
たヘッダ情報中のＶＰＩに対応した周波数の情報を出力
する。なお、ＶＰＩ／周波数対応テーブル２０４におけ
るＶＰＩと周波数との対応関係は、テーブル書き替え部
２０５により書き替え可能である。ＶＰＩ／周波数対応
テーブル２０４から出力された周波数情報は、無線送信
回路２０２の送信周波数を制御する制御部２０３に与え
られる。表２より、無線端末３１でのＡＴＭセル中のＶ
ＰＩはＶＰＩ３１であるから、送信周波数はＦ１Ｕであ
る。すなわち、無線端末３１からはＡＴＭセルが周波数
Ｆ１Ｕにより無線中継装置１へ送信されることになる。
【００４７】無線中継装置１においては、スポットビー
ム受信アンテナ１５を通して第１の受信器２５によりＡ
ＴＭセルが受信され、ＡＴＭスイッチング装置２９に入
力される。ＡＴＭスイッチング装置２９は、必要に応じ
て受信ＡＴＭセルのＶＰＩをＶＰＩ３２へと変更した
後、受信ＡＴＭセルを送信器２２が接続されている出力
端子に導くようにスイッチングを行う。送信器２２はＡ
ＴＭスイッチング装置２９から入力されたＡＴＭセルを
周波数Ｆ２Ｄを用いてスポットビーム送信アンテナ１２
により送信する。送信器２２から送信されたＡＴＭセル
は無線端末３２により受信され、情報の再構成が行われ
る。これにより、無線端末３１〜３３間で情報の通信を
行うことができる。
【００４８】さらに、スポットビームエリアＡ２内にあ
り、外部のバックボーン通信網５に接続されている第２
の無線端末３４と、スポットビームエリアＡ１内にある
第１の無線端末３１との間に同様な手順でＡＴＭコネク
ションを設定し、情報を通信すれば、無線端末３１は外
部の通信システムとの間でも情報通信を行うことが可能
となる。
【００４９】（ｃ）コネクション設定方法について 次に、送受信無線端末間のコネクション設定方法の一実
施例について、コネクションを制御するための制御チャ
ネルとしてのシグナリング用仮想チャネルＳＶＣ（Sign
alling Virtual Channel）の設定方法と、ＳＶＣ設定用
のメタシグナリング手順について説明する。
【００５０】図４に、本実施例におけるメタシグナリン
グ手順のための概念図を示し、また図５にこのメタシグ
ナリング手順を含めたコネクション設定手順を示す。本
実施例は、メタシグナリング用共通制御チャネル４０２
として、図１の広域ビームエリアＡ０により提供される
無線回線（広域ビーム系無線回線）を用いて無線中継装
置１によるポーリングを行うことを基本し、この共通制
御チャネル４０２によってＳＶＣ用のＶＰＩを要求す
る。図１に示したように、スポットビームエリアＡ１〜
Ａ３にそれぞれ第１の無線端末３１〜３３が存在し、ス
ポットビームエリアＡ１〜Ａ３により提供される無線回
線（スポットビーム系無線回線）を無線中継装置１と無
線端末３１〜３５との間の個別情報チャネル４０３とし
て用いて、無線端末３１からの要求により個別情報チャ
ネル４０３を用いて無線端末３１〜３３間にコネクショ
ンを設定することを考える。
【００５１】初めに、無線中継装置１内の制御装置３０
に配置されたメタシグナリング制御部４０１は、予め決
められた周波数／ＶＰＩ、例えば表２のＦ０ＤとＶＰＩ
００からなる共通制御チャネル４０２により、広域ビー
ム系無線回線を通してメタシグナリング制御信号を同報
送信する。無線端末３１は、このメタシグナリング制御
信号を受信し、ＳＶＣ用の周波数／ＶＰＩの割り当て要
求を共通制御チャネル４０２にて例えばランダムアクセ
スにより送信する。次に、制御装置３０は未使用のＳＶ
Ｃ用の周波数／ＶＰＩを広域ビーム系無線回線を通して
第１の無線端末３１に割り当て、この割り当てたＳＶＣ
用の周波数／ＶＰＩにより第１の送信器２１〜２３を用
いてポーリングを行う。第１の無線端末３１は、このポ
ーリングを受信して応答する。これにより、制御装置３
０は無線端末３１が存在するスポットビームエリアＡ１
の確認を行う。こうして無線中継装置１と第１の無線端
末３１との間に、ＳＶＣが確立される。
【００５２】次に、第１の無線端末３１は確立されたＳ
ＶＣを用いて第１の無線端末３２との間のコネクション
設定のための申告を行う。無線中継装置の制御装置３０
は、この申告に基づいて第１の無線端末３１との間に行
ったのと同様の手順により第１の無線端末３２との間に
ＳＶＣを確立し、第１の無線端末３１〜３３との間にコ
ネクションを設定する。
【００５３】（ｃ）ハンドオフ・レジューム機能につい
て 無線ＬＡＮなどでは、無線端末がコネクションを設定し
た後、コネクションを解除しないまま他のビームエリア
に移動することが想定される。このように無線端末がコ
ネクションを解除しないまま他のビームエリアに移動す
ることを許容するための技術、すなわちハンドオフ・レ
ジューム機能についての実施例を図５〜図８を参照して
説明する。
【００５４】図５〜図７は、第１および第２の無線端末
の移動開始を検出して無線中継装置１に通知する手段の
種々の例を示す図である。図５は、無線端末５００が移
動される場合、通常はカバー５０１がユーザによって閉
じられる点を利用して、カバー５０１が閉じられたこと
をセンサ５０２で検出して無線端末５００の移動開始を
事前に検知し、それをＳＶＣを用いて無線中継装置１に
通知する例である。図６は、無線端末５００が移動され
る場合に無線端末５００が持ち上げられたことや移動中
であることを検知するセンサ５０３（ジャイロなど）を
設けることにより、事前に無線端末５００の移動を検知
するか、あるいは移動開始を検知して、それをＳＶＣを
用いて無線中継装置１に通知する例である。図７は、無
線端末が移動される場合、無線端末の画面５０５上にお
いて端末のユーザが移動の開始コマンドをマウスカーソ
ル５０６等を用いてメニュー上で指定することにより、
無線端末の移動開始をＳＶＣを用いて無線中継装置１に
通知する例である。
【００５５】図８は、無線端末のハンドオフ・レジュー
ム機能に関する構成を概念的に示すブロック図であり、
スポットビーム呼設定／解放制御部６０１、広域ビーム
呼設定／解放制御部６０２、レジューム制御部６０３、
通信維持制御部６０４および無線部６０５を有する。
【００５６】今、例えばスポットビームエリアＡ１に存
在する第１の無線端末３１がスポットビームエリアＡ２
に存在する第１の無線端末３２と間のコネクションを保
持したまま、スポットビームエリアＡ３内に移動するこ
とを考える。第１の無線端末３１は、図５〜図７に示し
たような手段により、ＳＶＣを用いて移動開始すること
あるいは移動が開始したことを無線中継装置１に通知す
る。無線中継装置１および移動する無線端末３１は、移
動を行うための各種準備動作を行う。例えば、情報の伝
送とそれに伴う処理中であれば、レジューム制御部６０
３からの制御によりレジューム動作を行い、これらの一
連の動作終了後、移動を開始する。
【００５７】以後は、前述のコネクション設定手順と同
様な手順により、コネクションの設定を行う。すなわ
ち、無線中継装置１は第１の送信器を用いてポーリング
を開始し、無線端末３１は移動終了後、このポーリング
に応答する。これにより、無線中継装置１内の制御装置
３０は、移動した無線端末が存在するスポットビームエ
リアを確認し、コネクションの設定を行う。
【００５８】また、無線端末の移動中は、広域ビーム系
無線回線にＳＶＣ以外のコネクションを設定し、情報伝
送チャネルをスポットビーム系無線回線から広域ビーム
系無線回線に切り替えての実施が考えられる。広域ビー
ム系無線回線の情報伝送能力は、一般にスポットビーム
系無線回線のそれに比較して小さいが、無線端末の移動
中はこの新たに設定したコネクションを低速、受信専用
などとすることが可能であり、広域ビーム系無線回線の
情報伝送能力をもってしても十分な通信サービスを行う
ことができる。
【００５９】以上、本発明の一実施例について説明した
が、本発明は次のように種々変形して実施することが可
能である。図９は、本発明の他の実施例に係る無線通信
システムの構成図であり、第１の無線中継装置１、無線
送受信装置２、第２の無線中継装置３およびバックボー
ン通信網５を有する。第１の無線中継装置１、無線送受
信装置２および第２の無線中継装置３は、それぞれ異な
るサービスエリアＡ１０、Ａ２０およびＡ３０を提供す
る。ここで、第１および第２の無線中継装置１，３の構
成は、図１の実施例における無線中継装置１と同様の構
成である。
【００６０】このような構成により、サービスエリアＡ
１０，Ａ２０，Ａ３０に存在する無線端末間の通信を確
保することができる。このことは無線端末がサービスエ
リアＡ１０，Ａ２０，Ａ３０の間を移動しても、呼設
定、情報伝送などのサービスを常に受けられることを意
味する。また、無線送受信装置２はサービスエリアＡ１
０，Ａ３０と同様な構成のサービスエリアＡ２０を提供
し、無線中継装置１，３と同様なサービスを提供するこ
とが基本となるが、例えば無線端末のオフィス間の移動
時に、移動中の低速なデータなどの情報伝送のみのサー
ビスを行うことなどを想定すれば、無線回線としては広
域ビーム系無線回線のみを用いて構成することもでき
る。これにより、無線通信システム全体の構成を簡単に
することができるとともに、移動中の無線端末に対する
実用上十分な通信サービスを提供できる。さらに、無線
送受信装置の情報伝送方式はＡＴＭ方式に限定されず、
他の低速なデータ等の情報伝送のみを対象とした伝送方
式を用いることもできる。
【００６１】図１０は、本発明の他の実施例に係る無線
通信システムの構成図であり、二つの無線中継装置１，
４が設けられている。無線中継装置１，４は、それぞれ
異なるサービスエリアＡ１０，Ａ４０を提供する。無線
中継装置１は、図１および図９の実施例と同様に第２の
無線端末によりバックボーン通信網５と接続されている
が、もう一つの無線中継装置４は直接バックボーン通信
網５と接続されている点が図１および図９の実施例と異
なる。
【００６２】以上の実施例では、無線端末には一つの周
波数／ＶＰＩが割り当てられ、各無線端末はバックボー
ン通信網と接続されている第２の無線端末を除いて、単
独の装置として取り扱ってきた。これに対し、図１１に
示す実施例では、第１の無線端末３１には物理的、論理
的に他の複数の端末、例えば端末４１，４２が接続され
ている。従って、第１の無線端末３１は無線回線を維持
する動作と共に、端末４１，４２からの伝送信号を処理
するマルチプレクス動作を備えている。また、端末４
１，４２には、個別のＶＰＩ／周波数を割り当てるほ
か、個別のＶＰＩのみを割り当て、周波数は共用とする
ようにしてもよく、またＶＰＩ／周波数は共通として、
個別のＶＣＩを割り当てるなど変形しての実施が可能で
ある。
【００６３】本発明の無線通信システムにおいては、無
線リソースとしての周波数の割り当てに関して、それぞ
れの周波数帯域幅をどのように割り当てるかも重要な検
討項目となる。以下、この点について説明する。
【００６４】以上の実施例では、広域ビーム系無線回線
は主としてメタシグナリング手順のための共通制御チャ
ネル、スポットビーム系無線回線は主として情報伝送に
それぞれ用いた。一般に、共通制御チャネルの伝送速度
と情報伝送チャネルのそれは異なると考えることができ
る。従って、共通制御チャネルへの周波数帯域幅割り当
て、すなわち広域ビーム系無線回線への周波数帯幅域割
り当てと、情報伝送チャネルへの周波数帯域幅割り当
て、すなわちスポットビーム系無線回線への周波数帯域
幅割り当てとを必ずしも同じとする必要はない。例え
ば、周波数割り当てを表１に示したものと仮定した時、
例えばアップリンクに関して周波数帯域幅割り当ては、 Ｆ０Ｕの周波数帯域幅＜Ｆ１Ｕ，Ｆ２Ｕ，Ｆ３Ｕ，Ｆ４
Ｕの周波数帯域幅 とすることが考えられる。すなわち、広域ビーム系無線
回線への周波数帯域幅割り当てをスポットビーム系無線
回線への周波数帯域幅割り当てより小さく設定すること
も可能である。
【００６５】従来の無線通信システムにおいては、周波
数帯域幅の割り当ては情報伝送速度が一定であるため、
固定的である。しかしながら、本発明において用いる情
報伝送方式であるＡＴＭ方式では、伝送速度は一定では
なく、呼設定時の申告パラメータにより、個々にダイナ
ミックに設定する。従って、このような可変伝送速度の
ＡＴＭ伝送方式を用いる本発明の無線通信システムで
は、周波数帯域幅の割り当てを適応的に行うことが有効
であると考えられる。例えば、呼設定時の平均伝送速度
パラメータ、ピーク伝送速度パラメータ等により、周波
数帯域幅の割り当てを可変することが可能である。
【００６６】また、情報伝送速度については、アップリ
ンクとダウンリンクとで異ならせることも考えられる。
その場合、アップリンクとダウンリンクの各々の伝送速
度パラメータに応じて周波数帯域幅の割り当てを行うこ
とが有効である。
【００６７】以上の実施例では、マルチアクセス手段と
してＦＤＭＡを想定し、具体的にはＡＴＭセルの識別子
であるＶＰＩまたはＶＣＩあるいはその両方と周波数を
対応させるようにしたが、マルチアクセス手段としては
ＦＤＭＡに限られず、例えばＴＤＭＡ，ＣＤＭＡ等他の
種々のマルチアクセス手段を使用することも可能であ
り、場合によってはＦＤＭＡ，ＴＤＭＡ，ＣＤＭＡ等を
適宜組み合わせて使用することも可能である。その場
合、周波数、時間、符号、および空間等の無線リソース
とＡＴＭセルの識別子であるＶＰＩ／ＶＣＩとを対応付
けることはいうまでもない。
【００６８】次に、ＦＤＭＡのような周波数領域でのマ
ルチアクセス手段を基本として、その他のマルチアクセ
ス手段、すなわち時間領域、符号領域、空間領域等の無
線リソースの割り当てによるマルチアクセスの手段をど
のように用いるかについて、具体的な実施例を説明す
る。これについては、スポットビームエリア内およびス
ポットビームエリア間において周波数とＶＰＩ／ＶＣＩ
の重複を許容するか否かにより、種々の変形が可能とな
る。
【００６９】具体的な実施例を説明する前に、本発明に
おける時間領域、符号領域、空間領域等でのマルチアク
セス手段について説明する。図１２は時間領域における
マルチアクセス手段の実施例を説明するためのＶＰＩと
時間領域でのマルチアクセス手段であるＴＤＭＡのタイ
ムスロットの対応を示したものである。この図ではアッ
プリンクを想定し、例えばあるスポットビームエリアで
は３つのＶＰＩつまりＶＰＩ１，ＶＰＩ２，ＶＰＩ３が
割り当てられ、使用されているとする。タイムスロット
を３つに分割し、それぞれ割り当てられたタイムスロッ
トを使用することにより、情報伝送を行う。このとき、
本発明では無線中継装置にＡＴＭスイッチング装置が具
備されているため、通常のＴＤＭＡ方式で必須のタイム
スロットの分解がＡＴＭスイッチング装置の動作により
行われ、周波数領域でのマルチアクセス手段を用いたと
きの無線中継装置の構成と基本的には同一の構成をとる
ことができる。
【００７０】また、図１２におけるＶＰＩとタイムスロ
ットの割り当ては、周波数領域でのＶＰＩと周波数帯域
幅との割り当てと同様に、呼設定時の申告パラメータに
よりダイナミックに設定することも可能である。例え
ば、呼設定時の平均伝送速度パラメータ、ピーク伝送速
度パラメータにより、タイムスロットの割り当てを可変
とすることができる。
【００７１】ＶＰＩと符号領域におけるマルチアクセス
手段であるＣＤＭＡの符号とＶＰＩとを対応させる実施
例を図１３に示す。この図ではアップリンクを想定し、
例えばあるスポットビームエリアでは３つのＶＰＩ、す
なわちＶＰＩ１，ＶＰＩ２，ＶＰＩ３が割り当てられ、
使用されているとする。符号として３つの符号Ｃ１，Ｃ
２，Ｃ３を想定する。それぞれの無線端末は割り当てら
れた符号により無線信号を拡散し、情報伝送を行う。無
線中継装置は拡散された無線信号を圧縮した後、ＡＴＭ
スイッチング装置に入力する。無線中継装置の構成は周
波数領域でのマルチアクセス手段を用いたときの無線中
継装置の構成と基本的には同一の構成をとることができ
る。
【００７２】また、図１３におけるＶＰＩと符号の割り
当ては、周波数領域でのＶＰＩと周波数帯域幅との割り
当てと同様に、呼設定時の申告パラメータにより行って
の実施が可能である。さらに、符号長などのパラメータ
は、呼設定時の平均伝送速度パラメータ、ピーク伝送速
度パラメータにより、割り当てを可変とすることもでき
る。
【００７３】その他、無線リソースの割り当てについて
は、空間領域を用いることも可能である。以上の実施例
では、例えばスポットビームの指向性（サービスエリア
の形状）は固定として説明を行ったが、スポットビーム
アンテナとして可変指向性アンテナを用いることも可能
である。すなわち、あるスポットビームエリアにおいて
周波数領域、時間領域および符号領域の無線リソースが
重複した時、スポットビームアンテナの特性を可変とし
て、スポットビームエリアの形状を変化させ、スポット
ビームエリア内の無線端末数を制限することで、無線リ
ソースの重複を避けることができる。このような空間領
域におけるマルチアクセス手段は以上述べた他の領域に
おけるマルチアクセス手段と同様に、呼設定時の申告パ
ラメータにより適応的に行っての実施が可能である。
【００７４】次に、ＶＰＩと無線リソースの割り当てに
ついてのより具体的な実施例を説明する。表３に具体的
の実施例として形態１〜９の９種類の形態を示した。基
本的な特徴は、(1) スポットビームエリア間で周波数の
重複を許容した場合はハンドオフ時に周波数変更を行
い、またＶＰＩ／ＶＣＩの重複を許容した場合はハンド
オフ時にＶＰＩ／ＶＣＩ変更を行う、(2) スポットビー
ムエリア内で周波数や、ＶＰＩ／ＶＣＩの重複を許容し
た場合を考えると、まず周波数の重複を許容した場合は
各無線端末は時間領域、符号領域、空間領域の他のマル
チアクセス手段を使用し、またＶＰＩの重複を許容した
場合は各無線端末の使用できるＶＣＩを分割し、さらに
ＶＣＩの重複を許容した場合はより上位レイヤで無線端
末の識別を行うようにする。
【００７５】
【表３】
【００７６】形態１は、先の実施例に対応するものであ
る。すなわち、スポットビームエリア間での周波数の重
複を許容するが、ＶＰＩの重複は行わない。これによ
り、エリア間の移動に関して無線端末はＶＰＩの変更を
行う必要はないが、スポットビームエリア間で周波数の
重複があるため、無線端末の移動によってスポットビー
ムエリアが変化する場合、制御装置３０は移動している
無線端末に対して、スポットビームエリアが変化した際
に用いる周波数を割り当てる状態を整え、無線端末がス
ポットビームエリア内に入った時に、無線端末に対して
新しい周波数を割り当てるか他のマルチアクセス手段を
用いるようにする。
【００７７】形態２は、無線リソースの割り当てに関し
て、無線端末にとって最も自由度が高い形態で、スポッ
トビームエリア内およびスポットビームエリア間で周波
数、ＶＰＩの重複を行わない。従って、スポットビーム
エリア間での移動に関して、無線端末は周波数及びＶＰ
Ｉの変更を行う必要がない。無線端末の移動によってス
ポットビームエリアが変化する場合、各スポットビーム
エリアをサポートする送信器および受信器は、ある無線
端末がエリア内に移動するまでに、移動して来る無線端
末が割り当てられている周波数での送受信が可能な状態
に切り換えるようにする。
【００７８】形態３は、スポットビームエリア間で周波
数の重複がないため、エリア間での移動に関して無線端
末は周波数の変更を行う必要がない。しかし、ＶＰＩの
スポットビームエリア間での重複があるため、移動先の
スポットビームエリアで既に同じＶＰＩが使用されてい
る場合、無線端末に対して新しいＶＰＩを与え、そのＶ
ＰＩを用いて通信を行う。
【００７９】形態４は、スポットビームエリア内でのＶ
ＰＩ重複を許容しているので、同一エリア内での各無線
端末の送信には競合が発生する。このため、ＡＴＭスイ
ッチング装置で周波数とＶＰＩの組によりコネクション
識別を行う。重複ＶＰＩを持つ無線端末の利用できるＶ
ＣＩを分割し、ＡＴＭスイッチング、ＶＣＩ変換を行
う。また、この形態はＶＰＩ重複を許容しているため、
スポットビームエリア間の移動に対してはＶＰＩ変更を
行う必要はない。しかし、ＶＰＩ重複の状態をなるべく
回避するために、スポットビームエリア間の移動に対し
ては使用されていないＶＰＩを割り当てることが可能で
ある。
【００８０】形態９では、スポットビームエリア間、ス
ポットビームエリア内でも周波数、ＶＰＩの重複を許容
する。これにより無線端末のエリア間の移動の際、周波
数の変更、ＶＰＩの変更を行う必要はない。しかし、ス
ポットビームエリア内において、周波数の重複、ＶＰＩ
の重複があるため、送信における競合を吸収する目的で
時間領域、符号領域、空間領域等のマルチアクセス手段
や、形態３で述べた重複ＶＰＩを持つ無線端末の利用で
きるＶＣＩを分割し、ＡＴＭスイッチングおよびＶＣＩ
変換を行う、などを組み合わせて実施することが可能で
ある。
【００８１】本発明においては、無線リソース／ＶＰＩ
の重複がある場合でも、情報伝送が可能であるが、より
良好な情報伝送を可能とするため、一般に以下のような
無線リソース／ＶＰＩの割り当てを行うことも可能であ
る。すなわち、無線リソース／ＶＰＩの重複が許容され
ている場合、呼設定時やスポットビームエリア間の無線
端末の移動時にスポットビームエリアが使用していない
無線リソース／ＶＰＩを有しているとき、それらの使用
していない無線リソース／ＶＰＩを優先的に割り当てる
という形態をとることができる。
【００８２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば無
線ＡＴＭ−ＬＡＮのようなＡＴＭ技術を用いた無線通信
システムにおいて、無線回線の伝送速度の高速化を実現
しつつ無線端末の移動に対応でき、しかもＡＴＭコネク
ションの設定に必要なメタシグナリング手順を無線回線
を介して容易に行うことができる。
【００８３】また、従来より有線ＡＴＭ−ＬＡＮで実現
されていた可変伝送速度やマルチメディア通信対応とい
ったＡＴＭ方式の特徴を継承することができ、有線ＡＴ
Ｍ−ＬＡＮとの互換性を維持することも可能である。さ
らに、本発明によればＡＴＭセルの送受信により通信を
行う無線端末の移動に伴うハンドオフ・レジューム機能
を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る無線通信システムの構
成図
【図２】同実施例における第１の送信器および第１の無
線端末の送信部の要部構成を示すブロック図
【図３】同実施例におけるメタシグナリング手順を含め
たコネクション設定機能の構成を概念的に示す図
【図４】同実施例におけるメタシグナリング手順を含め
たコネクション設定手順を示す図
【図５】同実施例における無線端末の移動開始検出手段
の一例を示す図
【図６】同実施例における無線端末の移動開始検出手段
の他の例を示す図
【図７】同実施例における無線端末の移動開始検出手段
のさらに別の例を示す図
【図８】同実施例におけるハンドオフ・レジューム機能
の構成を概念的に示す図
【図９】本発明の他の実施例に係る無線通信システムの
構成図
【図１０】本発明の他の実施例に係る無線通信システム
の構成図
【図１１】本発明の他の実施例に係る無線通信システム
の構成図
【図１２】時間領域におけるマルチアクセス手段の一実
施例を説明する図
【図１３】符号領域におけるマルチアクセス手段の一実
施例を説明する図
【図１４】従来の無線通信システムの構成図
【図１５】従来の有線ＡＴＭ−ＬＡＮの構成図
【符号の説明】
１…第１の無線中継装置 ２…無線送受信
装置 ３…第２の無線中継装置 ５…バックボー
ン通信網 １１〜１３…スポットビーム送信アンテナ １４…広域ビーム送信アンテナ １５〜１７…スポットビーム受信アンテナ １８…広域ビーム受信アンテナ ２１〜２３…第１の送信器 ２４…第２の送
信器 ２５〜２７…第１の受信器 ２８…第２の受
信器 ２９…ＡＴＭスイッチング装置 ３０…制御装置 ３１〜３３…第１の無線端末 ３４…第２の無
線端末 Ａ０…広域ビームエリア Ａ１〜Ａ３…ス
ポットビームエリア
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鎌形 映二 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 松澤 茂雄 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】所定のサービスエリア内に通信サービスを
    提供するための無線中継装置と、 前記無線中継装置との間でＡＴＭセルの送受信により通
    信を行う第１の無線端末と、 前記無線中継装置との間でＡＴＭセルの送受信により通
    信を行い、かつバックボーン通信網との間で通信を行う
    第２の無線端末とを具備し、 前記無線中継装置は、 前記所定のサービスエリア内に複数のスポットビームに
    より無線回線を提供するための複数のスポットビーム送
    信アンテナおよび受信アンテナと、 前記所定のサービスエリア内に一つの広域ビームにより
    無線回線を提供するための広域ビーム送信アンテナおよ
    び受信アンテナと、 前記複数のスポットビーム送信アンテナおよび受信アン
    テナにそれぞれ接続され、ＡＴＭセルの送信および受信
    を行う複数の第１の送信器および第１の受信器と、 前記広域ビーム送信アンテナおよび受信アンテナにそれ
    ぞれ接続され、ＡＴＭセルの送信および受信を行う第２
    の送信器および第２の受信器と、 前記第１および第２の受信器から出力されるＡＴＭセル
    が入力される複数の入力端子と前記第１および第２の送
    信器へのＡＴＭセルを出力する複数の出力端子を有し、
    各入力端子に入力されたＡＴＭセルをそれぞれ所望の出
    力端子へ出力するスイッチング処理を行うＡＴＭスイッ
    チング装置とを有することを特徴とする無線通信システ
    ム。
  2. 【請求項２】互いに異なる所定のサービスエリア内に通
    信サービスを提供するための第１および第２の無線中継
    装置と、 前記所定のサービスエリアと異なるサービスエリア内に
    通信サービスを提供するとともに、バックボーン通信網
    との間で通信を行う無線送受信装置と、 前記第１および第２の無線中継装置との間でＡＴＭセル
    の送受信により通信を行い、かつ前記無線送受信装置と
    の間で通信を行う第１の無線端末と、 前記第１および第２の無線中継装置との間でＡＴＭセル
    の送受信により通信を行い、かつ前記バックボーン通信
    網との間で通信を行う第２の無線端末とを具備し、 前記第１および第２の無線中継装置の各々は、 前記所定のサービスエリア内に複数のスポットビームに
    より無線回線を提供するための複数のスポットビーム送
    信アンテナおよび受信アンテナと、 前記所定のサービスエリア内に一つの広域ビームにより
    無線回線を提供するための広域ビーム送信アンテナおよ
    び受信アンテナと、 前記複数のスポットビーム送信アンテナおよび受信アン
    テナにそれぞれ接続され、ＡＴＭセルの送信および受信
    を行う複数の第１の送信器および第１の受信器と、 前記広域ビーム送信アンテナおよび受信アンテナにそれ
    ぞれ接続され、ＡＴＭセルの送信および受信を行う第２
    の送信器および第２の受信器と、 前記第１および第２の受信器から出力されるＡＴＭセル
    が入力される複数の入力端子と前記第１および第２の送
    信器へのＡＴＭセルを出力する複数の出力端子を有し、
    各入力端子に入力されたＡＴＭセルをそれぞれ所望の出
    力端子へ出力するスイッチング処理を行うＡＴＭスイッ
    チング装置とを有することを特徴とする無線通信システ
    ム。
  3. 【請求項３】前記第１および第２の無線端末が送受信す
    るＡＴＭセル、前記第１および第２の送信器が送信する
    ＡＴＭセル、前記第１および第２の受信器が受信するＡ
    ＴＭセル中のバーチャルパス識別子およびバーチャルチ
    ャネル識別子の少なくとも一方と前記無線回線の無線リ
    ソースとの対応関係を記憶した記憶手段と、 この記憶手段に記憶された前記対応関係に従って、ＡＴ
    Ｍセル中のバーチャルパス識別子およびバーチャルチャ
    ネル識別子の少なくとも一方に対応した無線通信リソー
    スを設定する無線リソース設定手段とを具備することを
    特徴とする請求項１または２に記載の無線通信システ
    ム。
  4. 【請求項４】前記無線中継装置と前記第１および第２の
    無線端末との間に共通制御チャネルを提供する共通制御
    チャネル提供手段と、 この手段により提供される共通制御チャネルを用いて前
    記無線中継装置と前記第１および第２の無線端末との間
    でメタシグナリング手順を実行するメタシグナリング手
    順実行手段とを具備することを特徴とする請求項１また
    は２に記載の無線通信システム。
  5. 【請求項５】前記第１および第２の無線端末の移動開始
    を検出して前記無線中継装置に通知する検出手段と、 この検出手段からの通知に従い、前記第１および第２の
    無線端末の移動に対して該無線端末と前記無線中継装置
    との間の通信を維持する通信維持手段とを具備すること
    を特徴とする請求項１または２に記載の無線通信システ
    ム。
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