JP2001346265A - 無線通信システム及びそれに用いる通信端末装置 - Google Patents

無線通信システム及びそれに用いる通信端末装置

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JP2001346265A
JP2001346265A JP2000169442A JP2000169442A JP2001346265A JP 2001346265 A JP2001346265 A JP 2001346265A JP 2000169442 A JP2000169442 A JP 2000169442A JP 2000169442 A JP2000169442 A JP 2000169442A JP 2001346265 A JP2001346265 A JP 2001346265A
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cdma
communication
tdd
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station
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JP2000169442A
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Kazuyuki Miya
和行 宮
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W80/00Wireless network protocols or protocol adaptations to wireless operation

Abstract

(57)【要約】 【課題】 カバーエリアのエッジで伝送レート(ス
ループット)が低下することを防止すると共に、与干渉
を抑圧することで周波数利用効率を上げ、平均スループ
ットを落とすことなく収容チャネル数を上げること。 【解決手段】 通信端末である移動局(MS)201か
ら送信されたFDDシステムの音声信号は、基地局(B
S)202で受信され、所定の処理がなされて得られた
受信データが無線ネットワーク制御局203を介して移
動交換局204に送られる。MSCでは、いくつかの基
地局からのデータが束ねられて、電話回線網207に送
られる。一方、移動局(MS)201から送信されたT
DDシステムの高速パケットは、基地局(BS)205
で受信され、所定の処理がなされて得られた受信データ
がルーター206でルーティングされてIP(インター
ネットプロトコル)パケット網208に送られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタル無線通
信システムにおいて使用される通信端末装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年のインターネット関連技術の発達に
伴い、インターネットで音楽配信などの種々のサービス
を提供できるようになってきている。このようなサービ
スでは、下り回線の伝送量が非常に多くなる。下り回線
の伝送量が多いサービスを実現するために、下り回線に
おける高速パケット伝送に大きな期待が寄せられてい
る。そして、この下り回線における高速パケット伝送に
ついて、さまざまな技術開発が行われている。
【0003】セルラシステムにおいては、高速パケット
の無線伝送システムとして、HDR(High Data Rate)
と呼ばれるシステムが提案されている。このシステム
は、従来のIS−95と呼ばれるCDMA(Code Divis
ion Multiple Access)システムと、上下回線ともに同
一帯域幅(1.25MHz)を使用するものである。こ
のHDRシステムは、無線区間で音声や低速パケットを
収容するIS−95システムと周波数によって分離し、
さらにバックボーン(インフラ)でもIS−95システ
ムから分離してインターネットアクセスに特化させてい
る。
【0004】HDRシステムにおいては、送信電力制御
を行わない無線伝送方式を採用しており、常に最大パワ
で伝送することで、低速レートの音声をサービスするI
S−95と同一カバーエリアで高速パケット伝送のサー
ビスを実現している。このため、このシステムでは、図
8に示すように、IS−95(音声サービス:f1)と
HDRシステム(高速パケット伝送サービス:f2)に
関してセル及びアンテナを共有している。
【0005】一般に、パケットは音声などに比べて伝送
遅延が許容できるため、HDRではソフトハンドオーバ
は行わず、ハードハンドオーバによる切替えを行う。し
かしながら、ハードハンドオーバを行う場合でも、サー
ビスエリアに穴を空けない、すなわちどこでも通信可能
にするためには、カバーエリアのエッジまで回線を保持
する必要がある。
【0006】高速パケットはシンボルレートが高いた
め、所要送信パワが低速レートのチャネルに比べて大き
い。したがって、カバーエリアのエッジまで高速パケッ
トの回線を保持するには、かなりの送信パワが必要にな
る。このため、高速パケットのチャネルが他のチャネル
に対して大きな干渉となり、その結果システム容量の減
少の要因になる。
【0007】この問題を解決するために、HDRシステ
ムでは、常時最大パワで送信し、回線状況に応じて割り
当て時間や伝送レートを変更するようになっている。す
なわち、図9に示すように、各ユーザに対しては、同じ
最大パワで送信するが、個々のユーザの回線状況に応じ
て割り当て時間や伝送レートを変更する。このように、
HDRシステムでは、カバーエリアのエッジで伝送レー
ト(平均スループット)を落とすことにより、回線を保
持するようにしている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、HD
Rシステムでは、基地局直下において、高い伝送レート
(スループット)を確保できるものの、カバーエリアの
エッジに向かうにしたがって伝送レートが落ちるという
問題がある。これは、音声サービスを行うIS−95シ
ステムと同一のカバーエリアを確保することで、両シス
テムのセル及びアンテナを共有できることを特徴として
いるためである。
【0009】さらに、HDRシステムでは、同一エリア
内において収容チャネル数が増加すると、限定されたキ
ャリア周波数の中では、各キャリアでの平均スループッ
トを落として収容する必要がある。反対に、各チャネル
の平均スループットを維持するためには、限られたキャ
リア周波数においてあまり多くのユーザを収容すること
ができなくなるために、チャネル数(ユーザ数)を制限
する必要がある。
【0010】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、伝送レートが高い回線を含むシステムにおいて、
カバーエリアのエッジで伝送レート(スループット)が
低下することを防止すると共に、周波数利用効率を上げ
て、平均スループットを落とすことなく収容チャネル数
を上げることができる無線通信システム及びそれに用い
る通信端末装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の無線通信システ
ムは、CDMA−FDDシステム及びCDMA−TDD
システムを含む複数のシステムを有する無線通信システ
ムにおいて、前記CDMA−FDDシステム及びCDM
A−TDDシステムのいずれか一方が伝送レートが高い
回線を含むシステムであり、移動局が前記CDMA−F
DDシステム及びCDMA−TDDシステムのうちから
所望の接続を希望するシステムを選択し、選択したシス
テムと通信を行う構成を採る。
【0012】この構成によれば、例えば、非対称伝送で
ある下り回線の高速伝送をTDDシステムに収容し、そ
れ以外の伝送をFDDシステムに収容することが可能に
なるので、システム全体における周波数利用効率を良く
することができる。
【0013】本発明の無線通信システムは、上記構成に
おいて、前記CDMA−FDDシステム及びCDMA−
TDDシステムは、共通の制御局により制御され、交換
機を介して電話回線網に接続される構成を採る。
【0014】本発明の無線通信システムは、上記構成に
おいて、前記CDMA−FDDシステム及びCDMA−
TDDシステムの少なくとも一方のシステムがルーター
を介してIPパケット網に接続される構成を採る。
【0015】この構成によれば、ルーターなどのIPネ
ットワーク機器を介してIPパケット網に接続すること
により、交換機を介する必要がなく、インフラの構築・
管理コストを低減させることができ、これにより通信料
を低減させることができる。
【0016】本発明の無線通信システムは、上記構成に
おいて、異なる回線で同時に前記CDMA−FDDシス
テム及びCDMA−TDDシステムと通信を行うことが
可能である構成を採る。
【0017】この構成によれば、それぞれのシステムに
ついて、それぞれの基地局と通信を同時に行うことがで
きる。
【0018】本発明の無線通信システムは、上記構成に
おいて、移動局が、CDMA−FDDシステム及びCD
MA−TDDシステムにおけるサービス、通信環境、及
び自局の移動速度からなる群より選ばれた少なくとも一
つを考慮してシステムを選択する構成を採る。
【0019】この構成によれば、サービスなどに応じて
最適なシステムを選択することができるので、システム
においてより効率良く通信、特に下り高速データ通信を
行うことができる。
【0020】本発明の通信端末装置は、CDMA−FD
Dシステム及びCDMA−TDDシステムを含む複数の
システムを有する無線通信システムにおける各システム
からの下り回線信号を監視する監視手段と、前記監視手
段で監視された情報及び自局の接続要求から接続すべき
システムを選択する選択手段と、前記選択手段で選択さ
れたシステムの基地局と通信接続を行う通信接続手段
と、を具備する構成を採る。
【0021】この構成によれば、最適なシステムを選択
することができるので、システムにおいてより効率良く
通信を行うことができる。
【0022】本発明の通信端末装置は、上記構成におい
て、選択手段が、CDMA−FDDシステム及びCDM
A−TDDシステムにおけるサービス、通信環境、及び
自局の移動速度からなる群より選ばれた少なくとも一つ
を考慮してシステムを選択する構成を採る。
【0023】この構成によれば、サービスなどに応じて
最適なシステムを選択することができるので、システム
においてより効率良く通信、特に下り高速データ通信を
行うことができる。
【0024】本発明の基地局装置は、上記構成の通信端
末装置からの接続要求情報及び自局で測定した通信状況
情報に基づいて前記通信端末装置に対する接続の可否を
判断する判断手段と、前記判断手段の判断結果が接続可
である場合に前記通信端末装置と通信接続を行い、前記
判断手段の判断結果が接続不可である場合に前記通信端
末装置に接続不可を通知する通信接続手段と、を具備す
る構成を採る。
【0025】この構成によれば、移動局がシステムを選
択して基地局に接続要求を出したときに、通信状態など
の種々の要因を考慮して基地局が接続の可否を判断する
ことができる。
【0026】
【発明の実施の形態】上述したIS−95システム及び
HDRシステムでは、無線アクセス方式は共にFDD方
式であり、上下回線において時間領域及び周波数帯域幅
の点で対称性を有する。具体的には、図1に示すよう
に、上り回線と下り回線で一対の周波数帯域(ペアバン
ド)を確保する。すなわち、FDDシステム#1(例え
ばIS−95システム)は、上り回線の周波数帯域10
1と下り回線の周波数帯域103をペアで確保し、FD
Dシステム#2(例えばHDRシステム)は、上り回線
の周波数帯域102と下り回線の周波数帯域104をペ
アで確保する。なお、周波数帯域幅△f1及び△f2は
上り回線及び下り回線で同じである。
【0027】HDRシステムにおいては、上下回線の時
間領域及び周波数帯域幅の点で対称性を有するFDD方
式であっても、上下回線の変調方式、フレーム構成、チ
ャネル構成、チャネル多重方法などを各々別の方式に変
更することより、より高速レートな伝送を可能にし、か
つ上下回線の非対称伝送を実現している。
【0028】一方、現在、IMT−2000システムと
して標準化が進められているW−CDMA(Wideband-C
ode Division Multiple Access)のFDD(Frequency
Division Duplex)システム及びTDD(Time Division
Duplex)システムは、基本的には、相互に同一サービ
スを提供できることを前提に検討が行われており、FD
Dシステム又はTDDシステム単独でIMT−2000
に要求されるサービスが提供できるシステムである。こ
の場合、両方のシステムには提供するサービスの点で大
きな差異がないため、同一事業者が両方のシステムを構
築した場合に、いかに効率良く両方のシステムを運用す
るかが問題である。
【0029】ITUが設定したIMT−2000用の周
波数帯域には、FDDシステムとしてペアバンドの確保
が困難な周波数帯域(2010−2025MHz)が存
在するため、その周波数帯域をTDDシステム用として
想定し、トラヒックをシェアして補完するシステムを構
築することが検討されている。これにより、IMT−2
000用の周波数帯域を効率的に活用すると共に、FD
DシステムとTDDシステムの両システムを効率良く運
用することができると思われる。
【0030】また、TDDシステムは、上下回線で同一
周波数帯域を用いるピンポン伝送である。このTDDシ
ステムでは、同一の周波数帯域幅を使用するものの、上
下回線の時間比率(スロット数)を非対称にすることに
より、時間領域だけでも非対称伝送を容易に実現するこ
とができる。
【0031】すなわち、FDDシステムでは、図3
(a)に示すように、下り回線のフレーム108にすべ
てのユーザ(ユーザ#1〜)に対する下り回線用の信号
が割り当てられるのに対して、TDDシステムでは、図
3(b)に示すように、同じ周波数帯域で下り回線のス
ロット109と上り回線のスロット110が時間多重さ
れており、その下り回線のスロット109にすべてのユ
ーザ(ユーザ#1〜)に対する下り回線用の信号が割り
当てられ、上り回線のスロット110にすべてのユーザ
(ユーザ#1〜)に対する上り回線用の信号が割り当て
られる。
【0032】したがって、TDDシステムでは、下り回
線のスロット109の長さと上り回線のスロット110
の長さの割合を変えるだけで、周波数帯域幅に関係なく
容易に非対称伝送を実現することができる。さらに、T
DDシステムでは、変調方式、フレーム構成、チャネル
構成、多重方法を上下回線で異なるものにすることによ
り、さらなる非対称性を実現することができる。
【0033】本発明者は上記の点に着目し、同一サービ
スを提供できることを前提に標準化が進められているW
−CDMAのFDDシステム及びTDDシステムに対し
て、TDDシステムを高速パケット伝送に特化させ、F
DDシステムと組み合わせて、主に通信サービスでシェ
アすることにより、伝送レートが高い回線を含むシステ
ムにおいて、カバーエリアのエッジで伝送レート(スル
ープット)が低下することを防止すると共に、周波数利
用効率を上げて、平均スループットを落とすことなく収
容チャネル数を上げることができることを見出し本発明
をするに至った。
【0034】すなわち、本発明の骨子は、CDMA−F
DDシステム及びCDMA−TDDシステムを含む複数
のシステムを有する無線通信システムにおいて、前記C
DMA−FDDシステム及びCDMA−TDDシステム
のいずれか一方が伝送レートが高い回線を含むシステム
であり、移動局が前記CDMA−FDDシステム及びC
DMA−TDDシステムのうちから所望の接続を希望す
るシステムを選択し、選択したシステムと通信を行うこ
とである。
【0035】以下、本発明の実施の形態について、添付
図面を参照して詳細に説明する。 (実施の形態1)本実施の形態において、FDDシステ
ム及びTDDシステムの両方のシステムを利用する場
合、図2に示すように、FDDシステムでは上り回線と
下り回線で一対の周波数帯域(ペアバンド)を確保し、
TDDシステムでは上り回線と下り回線で共通の周波数
帯域を確保する。すなわち、FDDシステム#3は、上
り回線の周波数帯域105と下り回線の周波数帯域10
6をペアで確保し、TDDシステム#4は、上り回線及
び下り回線用の周波数帯域107を確保する。なお、F
DDシステム及びTDDシステムは、各々複数の周波数
帯域を有していても良い。
【0036】本実施の形態では、下り回線のスロット長
と上り回線のスロット長よりも長くして非対称伝送を実
現するTDDシステムに高速パケット伝送サービスを収
容し、FDDシステムに音声サービス又は低速パケット
(高速でないパケット)伝送サービスを収容し、TDD
システムは周波数f2を用い、FDDシステムは周波数
f1,f3(ペアバンド)を用いる場合について説明す
る。ここで、高速パケットとは、”高速伝送するパケッ
ト”又は”伝送レートの高いパケット”を意味する。
【0037】すなわち、本実施の形態では、「無線上で
の伝送レートが高いチャネルを含むシステム」をTDD
システムに収容する。この場合、「無線上での伝送レー
トが高いチャネルを含むシステム」とは、無線上での伝
送レートが高いチャネルのみで構成されたシステムや、
無線上での伝送レートが高いチャネルを主に含むシステ
ムを意味し、画像や音楽など、データ量が膨大なものを
高速で伝送するシステムはもちろんのこと、音声のよう
にデータ量は少ないが、高速なパケットで瞬時に(短い
伝送時間で)伝送するシステムも含む。
【0038】図4は、本発明の実施の形態1に係る無線
通信システムにおける概略構成を示す図である。図4に
示す無線通信システムにおいては、通信端末である移動
局(MS)201から送信された周波数f1の音声信号
は、基地局(BS)202で受信され、所定の処理がな
されて得られた受信データが無線ネットワーク制御局
(以下、RNC(Radio Network Controller)と省略す
る)203を介して移動交換局(以下、MSC(Mobile
Switching Center)と省略する)204に送られる。
MSC204では、いくつかの基地局からのデータが束
ねられて、電話回線網207に送られる。また、MSC
204とIPパケット網208とも接続されており、必
要に応じて、後述するように、一般にトンネリング技術
を使用してIPパケット信号を伝送する。なお、電話回
線網207としては、PSTN、ISDNなどを含むも
のとする。
【0039】一方、移動局(MS)201から送信され
た周波数f2の高速パケットは、基地局(BS)205
で受信され、所定の処理がなされて得られた受信データ
がルーター206でルーティングされてIP(インター
ネットプロトコル)パケット網208に送られる。
【0040】このように、一方のシステムがRNC20
3からMSC204を介して電話回線網に接続され、他
方のシステムが無線リソース管理などの制御機能を有す
るルーター206を介してIPパケット網208に接続
している。ルーターを介してIPパケット網に接続する
ことにより、交換機を介する必要がなく、インフラの構
築・管理コストを低減させることができ、これにより通
信料を低減させることができる。
【0041】上記システムにおける移動局は、図5に示
す構成を有する。なお、移動局は、複数のシステム(基
地局)と通信可能であり、複数の受信系列を備えている
が、図5においては説明を簡単にするために一系列のみ
を表記している。
【0042】アンテナ301を介して受信した信号は、
無線回路302で所定の無線受信処理(ダウンコンバー
ト、A/D変換など)が行われる。無線受信処理された
信号は、マッチドフィルタ303に送られ、マッチドフ
ィルタ303において基地局で用いられた拡散コードで
逆拡散処理が行われる。
【0043】逆拡散処理された信号は、復調回路304
に送られて、復調処理されることにより受信データとな
る。また、逆拡散処理された信号及び/又は復調処理さ
れた信号は、モニタ回路305に送られる。
【0044】モニタ回路305では、基地局202と基
地局205からの制御信号により、基地局202と基地
局205がどのようなサービスであるかを認識して、そ
の制御信号を制御回路306に出力する。また、モニタ
回路305では、基地局からの信号を用いて受信品質や
移動速度を測定し、基地局との間の伝搬路状況を推定し
たり、自局の移動速度がどの程度であるかを認識する。
伝搬路推定結果や移動速度の情報を制御信号として制御
回路306に出力する。
【0045】制御回路306では、モニタ回路305か
らの制御信号と、送受信要求や伝送レートの情報とか
ら、どのシステムと接続するかを示す旨の制御データを
加算器307に出力すると共に、接続するサービスに対
応するシステムの周波数に切り替える旨の切替制御信号
を無線回路302に出力する。加算器307では、送信
データに上記システム接続用の制御データを多重して変
調回路308に出力する。変調回路308では、多重し
た送信データと制御データをディジタル変調処理して、
拡散変調回路309に出力する。拡散変調回路309で
は、所定の拡散コードを用いて多重した送信データと制
御データに対して拡散変調処理を行い、拡散変調後の信
号を無線回路302に出力する。
【0046】無線回路302では、送信データと制御デ
ータに対して所定の無線送信処理(D/A変換、アップ
コンバートなど)が行われる。また、無線回路302に
は、制御回路306から接続するシステムの周波数に切
り替える旨の切替制御信号が入力されるので、無線回路
302はその切替制御信号にしたがって周波数を切り替
える。無線送信処理後の送信データは、アンテナ301
を介して基地局に対して送信される。
【0047】次に、上記構成を有する無線通信システム
における動作について説明する。図4において、移動局
201は、基地局202及び基地局205から信号を受
信し、内部のモニタ回路305で基地局202及び基地
局205がどのようなシステムを提供しているかを認識
する。この基地局のシステムを示す制御信号は制御回路
306に送られる。
【0048】移動局201は、高速パケット伝送を要求
する場合、その要求が制御回路306に送られる。制御
回路306は、基地局のシステムを示す制御信号と高速
パケット伝送を要求する旨により、基地局205に接続
すべきであることを選択し、その選択結果(接続を希望
する旨)を示す制御データを基地局205に送る送信デ
ータに多重する。
【0049】また、制御回路306は、基地局205に
接続すべきであることを判断したので、基地局205の
システムの周波数f2に切り替える旨の切替制御信号を
無線回路302に出力する。無線回路302は、切替制
御信号にしたがって周波数をf2に切り替える。
【0050】基地局205は、移動局201から送信さ
れた信号を受信すると、信号に含まれる制御データ、す
なわち接続を希望する旨を示すデータに基づいて移動局
201との接続動作に移る。そして、基地局205と移
動局201とが接続されると、高速パケット伝送が開始
される。移動局201は、高速パケットを受信する場
合、例えばダウンロードする場合には、IPパケット網
208からルーター206を介して基地局205から高
速パケットを受信する。
【0051】また、移動局201は、音声サービスを利
用する場合、その要求が制御回路306に送られる。制
御回路306は、基地局のサービスを示す制御信号と音
声サービス又は低速パケット(高速でないパケット)伝
送サービスを要求する旨により、基地局202に接続す
べきであることを選択し、その選択結果(接続を希望す
る旨)を示す制御データを基地局202に送る送信デー
タに多重する。
【0052】制御回路306は、基地局202に接続す
べきであることを判断したので、基地局202のシステ
ムの周波数f1,f3に切り替える旨の切替制御信号を
無線回路302に出力する。無線回路302は、切替制
御信号にしたがって周波数をf1,f3に切り替える。
【0053】基地局202は、移動局201から送信さ
れた信号を受信すると、信号に含まれる制御データ、す
なわち接続を希望する旨を示すデータに基づいて移動局
201との接続動作に移る。そして、基地局202と移
動局201とが接続されると、音声通信が開始される。
移動局201は、音声通信を行う場合には、RNC20
3及びMSC204を介して電話回線網207と接続さ
れる。
【0054】このように、本実施の形態に係る無線通信
システムにおいては、時間領域で伝送レートに非対称性
を有するTDDシステムに高速パケット伝送を収容さ
せ、FDDシステムに音声サービスを収容させている。
【0055】FDDシステムは、上下回線で同一の無線
周波数帯域を持っている場合に、基本的には、上下回線
で同程度のシステム容量を有していることになるので、
例えばインターネット接続や音楽配信といった、下り回
線の伝送量が多く、上り回線の伝送量の少ない非対称伝
送のチャネルを多く収容する場合には、上下回線の総伝
送量がアンバランスになり、周波数効率が悪くなる。
【0056】これに対して、TDDシステムでは、上下
回線の時間比率(スロット数など)を非対称にすること
により、容易に上下回線のシステム容量を非対称にする
ことが可能である。このため、下り回線の高速チャネル
(パケット)を効率良く収容することができる。
【0057】したがって、非対称伝送である下り高速チ
ャネル(パケット)伝送をTDDシステムに収容し、そ
れ以外の伝送をFDDシステムに収容することにより、
システムにおける効率を良くすることができる。その結
果、平均スループットを落とすことなく収容チャネル数
を上げること、すなわちチャネルあたりの伝送レートの
高速化の実現とシステム容量の増加を実現することがで
きる。
【0058】上記説明では、TDDシステムにおいて、
時間領域で伝送レートに非対称性をもたせている場合に
ついて説明しているが、TDDシステムにおいては、さ
らに、アクセス方式、変調方式、フレーム構成、チャネ
ル構成、多重方法を上下回線で異なるものにすることに
より、さらなる非対称性を実現することができる。
【0059】また、TDDシステムは、上り回線を下り
回線との間に伝搬遅延によって生じる衝突(Collisio
n)を防止するため、ガードタイムを設けている。この
ガードタイムの時間幅は、セル半径に依存しており、セ
ル半径が大きくなるほど長くする必要がある。これは、
セル半径が大きくなると、セルエッジと基地局との間で
伝搬遅延が大きくなり、この場合ガードタイムが不十分
であると、基地局での受信において、遅延して受信され
る上り回線信号が、下り回線信号の送信タイミングと重
なってしまい、衝突が発生してしまうからである。
【0060】セル半径を大きくすると、上述したように
ガードタイムを大きくする必要があり、その分だけオー
バーヘッド比率(全通信時間における実際には送受信信
号のない区間の占める割合)が大きくなり、伝送効率を
劣化させることになる。よって、一般に、TDDシステ
ムでは、大きなセル半径は不向きと考えられている。そ
のため、TDDシステムは比較的セル半径の小さいマイ
クロセル又はピコセルに適している。
【0061】このガードタイムは、ピンポン伝送である
TDDシステムに固有なものであり、FDDシステムに
おいては不要である。このため、FDDシステムでは、
ガードタイムに起因するセル半径の大きさについての制
約がないため、マイクロセル又はピコセルよりも大きい
マクロセルに適用することが可能となる。
【0062】したがって、音声サービスと高速パケット
伝送サービスを同じカバーエリアにするのではなく、マ
クロセルにおいてFDDシステムで音声サービスを収容
し、セル半径を小さくしたマイクロセルにおいてTDD
システムで高速パケット伝送サービスを収容することに
より、HDRで課題となるセルエッジ、セルエッジで伝
送レート(スループット)が低下することを防止するこ
とができる。また、マイクロセルで高速パケット伝送サ
ービスを収容させることにより、伝搬距離が短くなるこ
とで干渉を抑圧することができる。その結果、周波数利
用効率が上がり、平均スループットを落とすことなく収
容チャネル数を上げること、すなわちチャネルあたりの
伝送レートの高速化の実現とシステム容量の増加を実現
することができる。
【0063】さらに、高速レート伝送のチャネルをセル
半径を小さくしたマイクロセルで収容することにより、
伝搬距離が短い分だけ送信電力を低減できる。このた
め、基地局において大出力の送信アンプが不要になり、
基地局の装置コストを低減することが可能になる。
【0064】上記説明では、基地局からの制御信号で基
地局におけるシステムを認識し、そのシステムに基づい
て、すなわちリアルタイム性が要求される音声やノンリ
アルタイム性である低速なパケットをFDDシステムで
通信するように、ノンリアルタイム性である高速なパケ
ットをTDDシステムで通信するように、システムを切
り替えることについて説明した。本発明においては、シ
ステム切替の要因として、これに限定されず、移動局の
移動速度や通信環境(伝搬路状態や混雑度)、特にサー
ビスに応じて、いずれか一方のシステムを選択して接続
するようにしても良い。
【0065】この場合、移動速度については、高速移動
の移動局はセル間ハンドオーバの回数を少なくするため
にFDDシステムに収容し、低速移動の移動局はTDD
システムに収容する。このとき、移動局では、基地局か
らの受信信号からドップラー周波数などをモニタ回路で
測定し、その情報に基づいて制御回路で接続するシステ
ム(基地局)を選択する。
【0066】なお、FDDシステムにパケット伝送サー
ビス、特に非対称のパケット伝送サービスを収容する場
合には、上下回線の総伝送量がアンバランスになり、周
波数利用効率が悪くなるので、その収容チャネル数及び
最大伝送速度に制限を加えることが望ましい。この場
合、収容チャネル数とは無関係に最大伝送速度を制限す
る、又は収容チャネル数が少ないときのみ比較的高速な
パケット伝送(例えば、384kbps)を行い、チャ
ネル数の増加に応じて最大伝送速度を落とす(たとえば
64kbps)制御をすることなどが考えられる。
【0067】また、リアルタイム性を要求するサービス
(音声など)において、例えば音質を重視する場合はF
DDシステム(回線交換)に接続するように、すなわち
基地局202に接続するように選択し、通話料金を安く
したいなどの場合はマイクロセルに接続するように、す
なわち基地局205に接続するように選択する。なお、
音声で基地局205に接続して通信を行う場合には、I
P伝送(VoIP:Voice over IP)を行うことも考え
られる。
【0068】また、システム切替の要因として通信環境
(伝搬路状態や混雑度)を用いる場合、通信環境が良い
移動局はカバーエリアを広くとるマクロセルに収容し、
通信環境が悪い移動局はマイクロに収容する。このと
き、移動局では、基地局からの受信信号から受信品質
(SIRなど)をモニタ回路で測定し、その情報に基づ
いて制御回路で接続するシステム(基地局)を選択す
る。
【0069】上記説明においては、音声サービスを行う
FDDシステムの基地局202(マクロセル)は、RN
C203及びMSC204を介して電話回線網207に
接続され、高速パケット伝送サービスを行うTDDシス
テムの基地局205(マイクロセル)は、ルーター20
6を介してIPパケット網208に接続されている場合
について説明した。本発明においては、図6に示すよう
に、音声サービスを行うFDDシステムの基地局202
(マクロセル)も高速パケット伝送サービスを行うTD
Dシステムの基地局205(マイクロセル)も共通のR
NC203及びMSC204を介してバックボーン(電
話回線網207やIPパケット網208)に接続される
構成でも良い。この場合においても、上記と同様な効果
を得ることができる。
【0070】図6に示すように、IPパケット信号をR
NC203及びMSC204を介して電話回線網207
やIPパケット網208に伝送する場合には、一般にト
ンネリング技術を使用する。すなわち、通信端末のIP
アドレス又はモバイルIPなどのモビリティを考慮した
IPアドレスをみて、基地局202又は基地局205か
らMSC204間を直接ルーティングするのではなく、
移動通信網としてのBTSまでの接続先を別途管理し
て、移動通信網として独自にパス(ローカルなアドレ
ス、ノードアドレス)を張って、IPパケット網208
からの信号を転送する方法を採用することができる。
【0071】本実施の形態においては、各システムを選
択して切り替えて接続する場合について説明している
が、一つの移動局の接続が択一的であるわけではなく、
サービス毎にシステムを変えていれば、同時に各システ
ムについて回線を接続しても良い。
【0072】すなわち、一つの移動局について、サービ
ス毎にシステムの選択結果が異なっても良く、例えば、
音声サービスについてFDDシステム(基地局202)
を選択し、高速パケット伝送サービスについてTDDシ
ステム(基地局205)を選択するというように、サー
ビス毎に異なる選択結果が出ても、それぞれのサービス
についてそれぞれの基地局と通信を同時に行うことがで
きる。
【0073】(実施の形態2)本実施の形態では、移動
局から一方のシステムに通信環境や移動速度の測定結果
及び接続希望を報告し、基地局側の判断に基づいて接続
を決定して通信を行う場合について説明する。
【0074】図7は、本発明の実施の形態2に係る無線
通信システムにおける基地局装置の構成を示すブロック
図である。
【0075】まず、移動局からは、上記実施の形態1で
説明したように、各サービスや通信環境、移動速度など
の測定に基づいて接続希望の旨を示す制御信号(接続希
望情報)や前記測定の結果が送られる。
【0076】これらの制御信号や測定結果を含む信号
は、アンテナ401を介して受信され、無線回路402
で所定の無線受信処理(ダウンコンバート、A/D変換
など)が行われる。無線受信処理された信号は、復調回
路403に送られて、復調処理されることにより受信デ
ータとなる。また、復調処理された信号は、判断回路4
04に送られる。
【0077】判断回路404では、移動局から接続希望
情報や測定結果情報、これに加えて自局で監視している
通信状態情報などに基づいて移動局と接続するかどうか
の判断を行う。例えば、移動局から高速パケット伝送の
接続要求を受けた際に、通信状態が悪かったり、混雑度
が高かったりしたときには、現在高速パケット伝送を収
容できないと判断して、接続不可を示す制御データを加
算器405に出力する。一方、現在高速パケット伝送を
収容できると判断したときには、接続可を示す制御デー
タを加算器405に出力する。
【0078】加算器405では、送信データに上記シス
テム接続用の制御データを多重して変調回路406に出
力する。変調回路406では、多重した送信データと制
御データをディジタル変調処理して、無線回路402に
出力する。
【0079】無線回路402では、送信データと制御デ
ータに対して所定の無線送信処理(D/A変換、アップ
コンバートなど)が行われる。無線送信処理後の送信デ
ータは、アンテナ401を介して移動局に対して送信さ
れる。
【0080】このようにして、本実施の形態に係る基地
局装置は、接続要求情報及び自局で測定した通信状況情
報に基づいて移動局に対する接続の可否を判断し、その
判断結果が接続可である場合に移動局と通信接続を行
い、その判断結果が接続不可である場合に移動局に接続
不可を通知する。これにより、移動局がシステムを選択
して基地局に接続要求を出したときに、通信状態などの
種々の要因を考慮して基地局が接続の可否を判断する。
【0081】上記説明においては、基地局が接続可能か
どうかを判断し、その判断結果を通知する場合について
説明した。本発明においては、基地局が接続可能かどう
かを判断するだけではなく、移動局をどちらのシステム
に収容すれば良いかを判断するようにしても良い。
【0082】この場合、図6に示すように、共通の制御
局(RNC)で構成される場合は、RNC203又はM
SC204において、移動局をどちらのシステムに収容
すれば良いかを判断する。また、図4に示すように、R
NC203とルーター206を独立して設ける場合は、
RNC203(又はMSC204)とルーター206と
の間に、移動局をどちらのシステムで収容するかを判断
する装置を設け、その装置で移動局をどちらのシステム
で収容するかを判断し、その判断結果を移動局に通知す
る。
【0083】本発明は上記実施の形態1,2に限定され
ず、種々変更して実施することが可能である。上記実施
の形態1,2では、無線通信システムに含まれるシステ
ムが2つの場合について説明しているが、本発明におい
ては無線通信システムに含まれるシステムが3つ以上の
場合にも適用することができる。
【0084】また、上記実施の形態では、移動速度や通
信環境について選択するシステムを判断するケースにつ
いて説明しているが、このケースは一例であり、サービ
ス、移動速度、通信環境を単独又は組み合わせて、選択
基準を適宜変更して実施することができる。
【0085】
【発明の効果】以上説明したように本発明の無線通信シ
ステムは、CDMA−FDDシステム及びCDMA−T
DDシステムを含む複数のシステムを有し、移動局が各
システムから所望の接続を希望するシステムを選択し、
選択したシステムと通信を行うことので、通信を行う下
り回線における高速パケットを効率良く行うことであ
る。その結果、カバーエリアのエッジで伝送レート(ス
ループット)が低下することを防止すると共に、与干渉
を抑圧することで周波数利用効率を上げ、平均スループ
ットを落とすことなく収容チャネル数を上げることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】FDDシステムを利用する場合の周波数帯域を
示す図
【図2】FDDシステム及びTDDシステムを利用する
場合の周波数帯域を示す図
【図3】(a) FDDシステムの下り回線信号のフレ
ーム構成を示す図 (b) TDDシステムの上り回線信号及び下り回線信
号のフレーム構成を示す図
【図4】本発明の実施の形態1に係る無線通信システム
における概略構成を示す図
【図5】本発明の実施の形態1に係る無線通信システム
における通信端末装置の構成を示すブロック図
【図6】本発明の実施の形態1に係る無線通信システム
における概略構成の他の例を示す図
【図7】本発明の実施の形態2に係る無線通信システム
における基地局装置の構成を示すブロック図
【図8】基地局のカバーエリアを説明するための図
【図9】HDRシステムにおけるユーザ割り当てを説明
するための図
【符号の説明】
101〜107 周波数帯域 108 フレーム 109 下りスロット 110 上りスロット 201 移動局 202,205 基地局 203 無線ネットワーク制御局(RNC) 204 移動交換局(MSC) 206 ルーター 207 電話回線網 208 IPパケット網 301,401 アンテナ 302,402 無線回路 303 マッチドフィルタ304,403 復調回路 305 モニタ回路 306 制御回路 307,405 加算器 308,406 変調回路 309 拡散変調回路 404 判断回路

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 CDMA−FDDシステム及びCDMA
    −TDDシステムを含む複数のシステムを有する無線通
    信システムにおいて、前記CDMA−FDDシステム及
    びCDMA−TDDシステムのいずれか一方が伝送レー
    トが高い回線を含むシステムであり、移動局が前記CD
    MA−FDDシステム及びCDMA−TDDシステムの
    うちから所望の接続を希望するシステムを選択し、選択
    したシステムと通信を行うことを特徴とする無線通信シ
    ステム。
  2. 【請求項2】 前記CDMA−FDDシステム及びCD
    MA−TDDシステムは、共通の制御局により制御さ
    れ、交換機を介して電話回線網に接続されることを特徴
    とする請求項1記載の無線通信システム。
  3. 【請求項3】 前記CDMA−FDDシステム及びCD
    MA−TDDシステムの少なくとも一方のシステムがル
    ーターを介してIPパケット網に接続されることを特徴
    とする請求項1記載の無線通信システム。
  4. 【請求項4】 異なる回線で同時に前記CDMA−FD
    Dシステム及びCDMA−TDDシステムと通信を行う
    ことが可能であることを特徴とする請求項1から請求項
    3のいずれかに記載の無線通信システム。
  5. 【請求項5】 移動局は、CDMA−FDDシステム及
    びCDMA−TDDシステムにおけるサービス、通信環
    境、及び自局の移動速度からなる群より選ばれた少なく
    とも一つを考慮してシステムを選択することを特徴とす
    る請求項1から請求項4のいずれかに記載の無線通信シ
    ステム。
  6. 【請求項6】 CDMA−FDDシステム及びCDMA
    −TDDシステムを含む複数のシステムを有する無線通
    信システムにおける各システムからの下り回線信号を監
    視する監視手段と、前記監視手段で監視された情報及び
    自局の接続要求から接続すべきシステムを選択する選択
    手段と、前記選択手段で選択されたシステムの基地局と
    通信接続を行う通信接続手段と、を具備することを特徴
    とする通信端末装置。
  7. 【請求項7】 選択手段は、CDMA−FDDシステム
    及びCDMA−TDDシステムにおけるサービス、通信
    環境、及び自局の移動速度からなる群より選ばれた少な
    くとも一つを考慮してシステムを選択することを特徴と
    する請求項6記載の通信端末装置。
  8. 【請求項8】 請求項6又は請求項7記載の通信端末装
    置からの接続要求情報及び自局で測定した通信状況情報
    に基づいて前記通信端末装置に対する接続の可否を判断
    する判断手段と、前記判断手段の判断結果が接続可であ
    る場合に前記通信端末装置と通信接続を行い、前記判断
    手段の判断結果が接続不可である場合に前記通信端末装
    置に接続不可を通知する通信接続手段と、を具備するこ
    とを特徴とする基地局装置。
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