JP2006295725A - 移動局、基地局および移動通信システム並びに通信制御方法 - Google Patents

移動局、基地局および移動通信システム並びに通信制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】上りリンク予約型パケットアクセスにおける予約に関する各制御情報を目的に応じたタイミング・周期で送信することができる移動局、基地局および移動通信システム並びに通信制御方法を提供する。
【解決手段】移動局に、データパケットの送信に先立って送信する制御情報に基づいて、予約制御信号を生成する予約制御信号生成手段と、予約制御信号を所定のタイミングで送信する予約制御信号送信制御手段とを備えることにより達成される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、上りリンク予約型パケットアクセス方式により通信を行う移動局、基地局および移動通信システム並びに通信制御方法に関する。
第３世代（３Ｇ）での移動通信方式では、回線交換でデータ通信が行われている。この３Ｇにおいて、予約型に近い動作を示すものとしてランダムアクセスがある（例えば、非特許文献１参照）。
具体的には、移動局はデータの送信要求が発生した場合、プリアンブルを用いて基地局に対してデータの送信要求を通知する。プリアンブルは、データ送信要求を通知する一種の予約制御信号であり、後続するデータパケットは固定長となる。
３Ｇのランダムアクセスでは、データパケット長に対して、例えば送信するデータが長い場合、一回のランダムアクセスで送ることができるデータサイズが決まっているため、プリアンブルが頻繁に送信される。このため、オーバヘッドおよび遅延が増大する問題がある。この問題に対し、３Ｇでは、個別データチャネルに移行する。しかし、この個別データチャネル設定のための遅延が生じる問題がある。また、送信データがない場合においても、ある程度の時間はチャネルリソースが保持される問題がある。
また、データパケット長に対して、送信するデータが短い場合、無駄な送信が生じるため、非効率である。
今後は、様々なデータサイズやＱｏＳ要求に対応した、予約型パケットアクセスが必須であり、この予約パケットアクセスにおける効率的な予約制御信号の送信方法が重要となる。
3GPP TS25.211,25.214
しかしながら、上述した背景技術には以下の問題がある。
次世代の無線アクセスでは、上りリンクも予約型とする上りリンク予約型パケットアクセスが検討されている。この上りリンク予約型パケットアクセスでは、移動局は送るべきデータが発生した時点で基地局側へ送信要求を上げ、基地局はその送信要求に基づいて許可を与え、移動局は基地局からの許可にしたがってデータを送信する。
この上りリンク予約型パケットアクセスにおいて、制御情報を頻繁に通知することにより、最新の状況を把握したきめ細かいスケジューリング制御が可能となる。このため、個々のユーザの通信品質要求を満たしつつ、高いユーザダイバーシチ効果を得ることができ、システムスループットを増大させることができる。しかし、オーバヘッドが増大する問題がある。
したがって、目的に応じた必要最小限のタイミング・周期で制御信号を送信することでオーバヘッドを抑えつつきめ細かいスケジューリング制御と行う必要がある。
そこで本発明の目的は、上りリンク予約型パケットアクセスにおける予約に関する各制御情報を、目的に応じたタイミング・周期で送信することができる移動局、基地局および移動通信システム並びに通信制御方法を提供することにある。
上記課題を解決するため、本発明の移動局は、基地局との間でパケット通信を行う移動局において、データパケットの送信に先立って送信する制御情報に基づいて、予約制御信号を生成する予約制御信号生成手段と、前記予約制御信号を所定のタイミングで送信する予約制御信号送信制御手段とを備える。
このように構成することにより、所定のタイミングで予約制御信号を基地局に送信することができる。
また、本発明の基地局は、移動局との間でパケット通信を行う基地局において、移動局から基地局への上りチャネルのトラヒックを測定するトラフィック測定手段と、測定された上りチャネルのトラフィクの状況に基づいて、移動局からの予約制御信号を受け付けられるか否かを判定するトラフィック判定手段と、前記判定結果に基づいて、前記移動局からの予約制御信号の送信を禁止するための制御信号を生成し送信する制御信号生成送信手段とを備える。
このように構成することにより、移動局からの予約制御信号の送信を制御することができる。
また、本発明の移動通信システムは、移動局と、前記移動局との間でパケット通信を行う基地局とを備える移動通信システムにおいて、前記基地局は、移動局から基地局への上りチャネルのトラヒックを測定するトラフィック測定手段と、測定された上りチャネルのトラフィクの状況に基づいて、移動局からの予約制御信号を受け付けられるか否かを判定するトラフィック判定手段と、前記判定結果に基づいて、前記移動局からの予約制御信号の送信を禁止するための制御信号を生成し送信する制御信号生成送信手段とを備え、前記移動局は、データパケットの送信に先立って送信する制御情報に基づいて、予約制御信号を生成する予約制御信号生成手段と、前記基地局に対する予約制御信号の送信が許可されている場合に、前記予約制御信号を所定のタイミングで送信する予約制御信号送信制御手段とを備える。
このように構成することにより、移動局は、予約制御信号の送信が許可されている場合に、所定のタイミングで予約制御信号を基地局に送信することができる。
また、本発明の通信制御方法は、移動局と、前記移動局との間でパケット通信を行う基地局とを備える移動通信システムにおける通信制御方法において、データの送信要求を検出するステップと、データパケットの送信に先立って送信する制御情報に基づいて、予約制御信号を生成するステップと、前記判定結果に基づいて、予約制御信号を所定のタイミングで送信するステップとを有する。
このようにすることにより、移動局は、所定のタイミングで予約制御信号を基地局に送信することができる。
本発明の実施例によれば、上りリンク予約型パケットアクセスにおける予約に関する各制御情報を、目的に応じたタイミング・周期で送信することができる移動局、基地局および移動通信システム並びに通信制御方法を実現できる。
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を用い、繰り返しの説明は省略する。
本発明の実施例にかかる移動通信システムは、基地局と、基地局と無線通信が可能である移動局とを備える。
移動局は、データパケットの送信に先立って、制御情報として、（１）要求データサイズ（情報レート）または移動局バッファ状態、（２）通信品質(QoS:Quality of Service)要求、（３）下りチャネル状態、移動局送信電力情報を送信する。また、移動局は、基地局による送信スロットの割り当てにしたがってデータパケットの送信を行う。基地局は、受信した制御情報および測定した上りチャネル状態に基づいてスケジューリングを行い、送信スロットの割り当てを行う。
本発明の第１の実施例にかかる移動局１００について、図１を参照して説明する。
本実施例にかかる移動局１００は、トラフィックタイプ判定部１０２と、制御信号生成部１０４と、トラフィックタイプ判定部１０２および制御信号生成部１０４と接続された制御信号送信制御部１０６とを備える。
トラヒックタイプ判定部１０２は、例えば、送信するデータのトラヒックのタイプを判定する。例えば、送信するデータが、バースト的に不規則に発生する場合（以下、ノンリアルタイム(Non-Real Time)型トラヒックと呼ぶ）、データが一定レートで規則的に発生する場合（以下、リアルタイム(Real-Time)型トラヒックと呼ぶ）のどちらであるかを判定する。
制御信号生成部１０４は、制御情報に基づいて制御信号を生成する。
制御情報としては、上述したように、（１）要求されるデータサイズ、一定レートでの送信である場合には情報レート、または移動局のバッファ状態、（２）通信品質(QoS:Quality of Service)要求、（３）下りチャネル状態、移動局送信電力情報である。
制御信号送信制御部１０６は、トラヒックタイプ判定部１０２における判定結果に基づいて、制御信号を送信する。
本実施例においては、制御情報として、（１）要求データサイズ、情報レートまたは移動局のバッファ状態を送信する場合について説明する。
特に、データ通信開始時点では、移動局においてはトータルのデータサイズは不確定である。すなわち、バッファにデータが蓄積されている途中であるのか、またバッファにデータが蓄積されていない場合でもデータがさらに送られてくるのか不確定である。したがって、移動局１００は、基地局に対してデータサイズを時々要求する。すなわち、制御信号送信制御部１０６は、制御信号を所定のタイミングで送信する。
例えば、制御信号送信制御部１０６は、図２に示すように、前回通知（予約）したデータサイズを送り終える直前に次のデータサイズを通知する。この場合、次のデータサイズはその時点でのバッファ内のデータサイズから算出する。
例えば、制御信号送信制御部１０６は、データを送信する場合に、予め送信するデータサイズ、例えばｘ１を制御情報として基地局に送信し、基地局からの許可が得られた場合にデータを送信する。そして、データサイズｘ１のデータを送信し終える直前に次のデータサイズ、例えばｘ２を制御情報として送信する。例えば、移動局１００は、基地局から送信許可が得られた場合に、図２の斜線部分でデータを送信する。図２において、ｘｉ（ｉは、正の整数）は通知されるデータサイズ、ｙｉ（ｉは、正の整数）は１予約単位で送信されるデータサイズである。
また、基地局から送信するデータサイズの予約を受け付けられた移動局は基地局の制御状態に入るが、基地局は必ずしもその移動局に送信スロットを割り当てるとは限らない。斜線部分は移動局に送信スロットが割り当てられている状態、斜線以外の部分は他の移動局に送信スロットが割り当てられている状態を示す。斜線部分と、斜線部分以外の部分の時間間隔は、チャネル状態や基地局におけるスケジューリングによって変化する。すなわち、可変レート伝送や割り当て頻度によって実効的な情報速度が変化する。
制御信号送信制御部１０６は、送信されたデータのデータサイズの閾値を予め設定し、送信されたデータのサイズが閾値と等しくなった場合に、次のデータサイズを制御情報として通知する。この閾値は移動局１００において予め設定するようにしてもよいし、ネットワーク側で設定するようにしてもよい。ネットワーク側で設定することにより、他の移動局のデータ送信状態がわかるため、システム全体の状況に基づいて閾値を設定できる。
このように、制御信号の通知頻度を小さくすることにより、予約制御信号のオーバヘッドを小さくすることができる。
また、例えば、制御信号送信制御部１０６は、図３に示すように、周期的に次のデータサイズを通知するようにしてもよい。この場合においても、次のデータサイズはその時点でのバッファ内のデータサイズから算出される。
例えば、制御信号送信制御部１０６は、データを送信する場合に、予め送信するデータサイズ、例えばｘ１を制御情報として基地局に送信し、基地局からの許可が得られた場合にデータを送信する。そして、所定の周期毎に次のデータサイズ、例えばｘ２を制御情報として送信する。例えば、移動局１００は、基地局から送信許可が得られた場合に、図３の斜線部分でデータを送信する。図３において、ｘｉ（ｉは、正の整数）は通知されるデータサイズ、ｙｉ（ｉは、正の整数）は１予約単位で送信されるデータサイズである。
また、基地局から送信するデータサイズの予約を受け付けられた移動局は基地局の制御状態に入るが、基地局は必ずしもその移動局に送信スロットを割り当てるとは限らない。斜線部分は移動局に送信スロットが割り当てられている状態、斜線以外の部分は他の移動局に送信スロットが割り当てられている状態を示す。
このようにすることにより、基地局側で移動局１００の最新のバッファ状態を把握できる。このため、基地局側で、バッファ状態に基づく制御、すなわちスケジューリングを行うことができる。また、制御が周期的であるので、制御チャネルの構成が容易である。例えばデータパケットに付随して固定長のフィールドを設けることにより実現できる。
また、例えば、制御信号送信制御部１０６は、図４に示すように、データ送信開始と終了を通知するようにしてもよい。この場合、移動機１００は、バッファにデータが入り始めた時点で送信開始要求を通知し、バッファが空になった場合に送信終了通知を行う。この場合、開始と終了の時間間隔は、チャネル状態やスケジューリングにより変化する。図４において、ｙｉ（ｉは、正の整数）は送信されるデータサイズである。
また、基地局から送信するデータサイズの予約を受け付けられた移動局は基地局の制御状態に入るが、基地局は必ずしもその移動局に送信スロットを割り当てるとは限らない。斜線部分は移動局に送信スロットが割り当てられている状態、斜線以外の部分は他の移動局に送信スロットが割り当てられている状態を示す。斜線部分と、斜線部分以外の部分の時間間隔は、チャネル状態や基地局におけるスケジューリングによって変化する。すなわち、可変レート伝送や割り当て頻度によって実効的な情報速度が変化する。
このようにすることにより、送信開始通知と送信終了通知とを行うだけでよいので、特にトータルのデータサイズが長い場合に予約制御信号のオーバヘッドを小さくできる。また、データサイズ自体の通知を不要にできる。また、一定レートの通信の場合に、予約制御信号で情報レートを通知し、基地局では情報レートに応じた、例えば一定周期のスロット割り当てを行うようにでき、予約制御信号の通知頻度を低減できる。例えば、音声を送る場合には、送信されるデータ量がわかっているため、最初の制御信号で通信の内容を通知しておくことにより、基地局はその通信における情報レートを予測できる。
また、例えば、バッファ内のデータサイズがある値、例えばｘ１以上であるときはｘ１以上であることを通知し、バッファ内のデータサイズがｘ１未満になったら残りのデータサイズを通知するようにしてもよい。この場合、開始と終了の時間間隔および残りのデータサイズを通知する時間は、チャネル状態やスケジューリングにより変化する。
例えば、データサイズが大きい場合、制御信号送信制御部１０６は、データを送信する場合に、送信するデータサイズが、例えばｘ１以上であることを制御情報として基地局に送信し、基地局からの許可が得られた場合にデータを送信する。そして、バッファのデータサイズがｘ１未満になった場合、送信するデータサイズが残りｘ１であることを制御情報として送信する。例えば、移動局１００は、基地局から送信許可が得られた場合に、図５Ａの斜線部分でデータを送信する。図５Ａにおいて、ｘ１はバッファ内のデータサイズの閾値、ｙ１は送信されるデータサイズである。
また、基地局から送信するデータサイズの予約を受け付けられた移動局は基地局の制御状態に入るが、基地局は必ずしもその移動局に送信スロットを割り当てるとは限らない。斜線部分は移動局に送信スロットが割り当てられている状態、斜線以外の部分は他の移動局に送信スロットが割り当てられている状態を示す。斜線部分と、斜線部分以外の部分の時間間隔は、チャネル状態や基地局におけるスケジューリングによって変化する。すなわち、可変レート伝送や割り当て頻度によって実効的な情報速度が変化する。
また、例えば、データサイズが小さい場合、制御信号送信制御部１０６は、データを送信する場合に、送信するデータサイズが、例えばｘ１未満であることを制御情報として基地局に送信し、基地局からの許可が得られた場合にデータを送信する。例えば、移動局１００は、基地局から送信許可が得られた場合に、図５Ｂの斜線部分でデータを送信する。図５Ｂにおいて、ｘ１はバッファ内のデータサイズの閾値、ｙ１は送信されるデータサイズ、すなわちｘ１である。
また、基地局から送信するデータサイズの予約を受け付けられた移動局は基地局の制御状態に入るが、基地局は必ずしもその移動局に送信スロットを割り当てるとは限らない。斜線部分は移動局に送信スロットが割り当てられている状態、斜線以外の部分は他の移動局に送信スロットが割り当てられている状態を示す。斜線部分と、斜線部分以外の部分の時間間隔は、チャネル状態や基地局におけるスケジューリングによって変化する。すなわち、可変レート伝送や割り当て頻度によって実効的な情報速度が変化する。
このようにすることにより、データサイズが長い１送信単位では、送信開始時と送信終了間際の通知だけでよいため、通知頻度を小さくでき、予約制御信号のオーバヘッドを小さくできる。また、データサイズが短い場合は、送信開示時にのみの通知だけでよいため、通知頻度を小さくでき、予約制御信号のオーバヘッドを小さくできる。
次に、本実施例にかかる移動局１００の動作について、図６を参照して説明する。本実施例においては、移動局１００が、送信するトラヒックに基づいて、予約制御信号の送信周期として、前回通知（予約）したデータサイズを送り終える直前に次のデータサイズを通知するか、周期的に次のデータサイズを通知するかを選択する場合について説明する。上述した他の送信周期についても同様に、トラヒックに基づいて、選択するようにすることにより同様の効果を有する。
最初に、データ送信要求が発生する（ステップＳ６０２）。
次に、トラヒックタイプ判定部１０２は、送信要求の対象となるデータが、リアルタイム型トラヒックであるかノンリアルタイム型トラヒックであるかを判定する（ステップＳ６０４）。
ノンリアルタイム型トラヒックである場合（ステップＳ６０４：ＮＲＴ型）、前回通知（予約）したデータサイズを送り終える直前に次のデータサイズを通知する送信周期で予約制御信号を送信する（ステップＳ６０６）。ノンリアルタイム型トラヒックでは送るべきデータサイズが時間的に変化するので、必要が生じたときに通知することにより、予約制御信号のオーバヘッドを低減することができる。
一方、リアルタイム型トラヒックである場合（ステップＳ６０４：ＲＴ型）、周期的に次のデータサイズを示す予約制御信号を送信する（ステップＳ６０８）。リアルタイム型トラヒックでは送るべきデータサイズ（情報レート）が時間的に一定であるので、最初のみ通知して以降は通知しないことにより、予約制御信号のオーバヘッドを低減することができる。
次に、本発明の第２の実施例にかかる移動通信システムについて説明する。
上述した実施例では、移動局主導により、データサイズなどを通知する場合について説明したが、基地局側で移動局の予約制御信号の送信を抑制するようにしてもよいし、また、予約制御信号の送信周期を基地局主導で通知するようにしてもよい。この場合、基地局は、無線チャネルのトラヒック状況から予約を受け付けられる状況であるか否かを判定する。その結果に基づいて、基地局は、予約制御信号の送信許可／禁止を下り制御チャネルで通知する。このようにすることにより、無線チャネルのトラヒック状況が混んでいる場合に、予約制御信号の送信を基地局側で抑制できる。
本実施例にかかる移動局１００について、図７を参照して説明する。
本実施例にかかる移動局は、制御信号生成部１０４と、制御信号生成部１０４と接続された制御信号送信制御部１０６とを備え、図１を参照して説明した移動局において、トラヒック判定部１０２を省略した構成である。制御信号生成部１０４および制御信号送信制御部１０６の動作は、図１を参照して説明した移動局における制御信号生成部１０４および制御信号送信制御部１０６の動作に加え、制御信号送信制御部１０６において、基地局から通知された下り制御チャネルに基づいて、予約制御信号の送信周期が制御される。
次に、本実施例にかかる基地局２００について、図８を参照して説明する。
基地局２００は、トラヒック測定部２０２と、トラヒック測定部２０２と接続されたトラヒック判定部２０４と、トラヒック判定部２０４と接続された制御信号生成部２０６とを備える。
トラヒック測定部２０２は、移動局１００から基地局２００への上りチャネルのトラヒックを測定する。
トラヒック判定部２０４は、トラヒック測定部２０２において測定された上り無線チャネルのトラヒックの状況に基づいて、移動局１００からの上りリンクの予約を受け付けられる状況にあるか否かを判定する。例えば、上り無線チャネルのトラヒックの閾値を予め設定し、この閾値に基づいて予約を受け付けられる状況にあるか否かを判定する。
また、トラヒック測定部２０２において測定されたトラヒックの状況に基づいて、最適な予約制御信号の送信周期の判定を行う。例えば、上り無線チャネルのトラヒックの閾値を予め設定し、この閾値に基づいて最適な予約制御信号の送信周期の判定を行う。
制御信号生成部２０６は、トラヒック判定部２０４による予約を受け付けられる状況にあるか否かの判定結果に基づいて、下り制御チャネルで予約制御信号送信許可／禁止を通知するための制御信号を生成し、移動局１００に送信する。また、トラヒック判定部２０４により判定された最適な予約信号の送信周期を示す制御信号を生成し、移動局１００に送信する。
その結果、移動局１００は、図９に示すように、予約制御信号の送信許可が通知されている場合に、予約制御信号を送信する。
例えば、制御信号送信制御部１０６は、データを送信する場合に、予約制御信号の送信許可が通知されている場合に、予め送信するデータサイズ、例えばｘ１を制御情報として基地局２００に送信し、基地局からの許可が得られた場合にデータを送信する。予約制御信号の送信禁止が通知された場合、次の制御情報としてのデータサイズ、例えばｘ２を送信しない。再度、予約制御信号の送信許可が通知された場合、次のデータサイズ、例えばｘ２を制御情報をとして送信する。
例えば、移動局１００は、基地局２００から送信許可が得られた場合に、図９の斜線部分でデータを送信する。図９において、ｘｉ（ｉは、正の整数）は通知されるデータサイズ、ｙｉ（ｉは、正の整数）は１予約単位で送信されるデータサイズである。
また、基地局から送信するデータサイズの予約を受け付けられた移動局は基地局の制御状態に入るが、基地局は必ずしもその移動局に送信スロットを割り当てるとは限らない。斜線部分は移動局に送信スロットが割り当てられている状態、斜線以外の部分は他の移動局に送信スロットが割り当てられている状態を示す。斜線部分と、斜線部分以外の部分の時間間隔は、チャネル状態や基地局におけるスケジューリングによって変化する。すなわち、可変レート伝送や割り当て頻度によって実効的な情報速度が変化する。
次に、本実施例にかかる移動通信システムの動作について、図１０Ａおよび図１０Ｂを参照して説明する。本実施例においては、基地局２００が、無線チャネルのトラヒック状況に基づいて、予約制御信号の送信周期として、前回通知（予約）したデータサイズを送り終える直前に次のデータサイズを通知する（送信周期１と呼ぶ）か、周期的に次のデータサイズを通知する（送信周期２と呼ぶ）かを選択する場合について説明する。上述した他の送信周期についても同様に、無線チャネルのトラヒック状況に基づいて、選択するようにすることにより同様の効果を有する。
基地局２００の動作について、図１０Ａを参照して説明する。
最初に、トラヒック測定部２０２は、上りトラヒックの測定を行う（ステップＳ１００２）。
次に、トラヒック判定部２０４は、トラヒック測定部２０２の測定結果に基づいて、上りトラヒックの測定値が予め設定された閾値より大きいか否か、すなわち上りトラヒック測定値＞閾値であるか否かを判定する（ステップＳ１００４）。
上りトラヒックの測定値が予め設定された閾値より大きい場合、すなわち上りトラヒック測定値＞閾値である場合（ステップＳ１００４：ＹＥＳ）、制御信号生成部２０６は、前回通知（予約）したデータサイズを送り終える直前に次のデータサイズを通知する送信周期で予約制御信号を送信する（送信周期１）ことを指示する制御信号を生成し、下り制御チャネルで送信する（ステップＳ１００６）。このようにすることにより、上りトラヒックが大きい場合に、制御信号を抑制することができる。
一方、上りトラヒックの測定値が予め設定された閾値以下である場合、すなわち上りトラヒック測定値≦閾値である場合（ステップＳ１００４：ＮＯ）、制御信号生成部２０６は、周期的に次のデータサイズを示す予約制御信号を送信する（送信周期２）ことを指示する制御信号を生成し、下り制御チャネルで送信する（ステップＳ１００８）。このようにすることにより、トラヒックが小さい場合に移動局の最新の状況を把握することができる。
次に、移動局１００の動作について、図１０Ｂを参照して説明する。
最初に、データ送信要求が発生する（ステップＳ１０１０）。
次に、制御信号送信制御部１０６は、基地局２００から、送信周期１を指示されたか否かを判定する（ステップＳ１０１２）。
送信周期１を指示された場合（ステップＳ１０１２：ＹＥＳ）、送信周期１、すなわち前回通知（予約）したデータサイズを送り終える直前に次のデータサイズを通知する送信周期で予約制御信号を送信する（ステップＳ１０１４）。このようにすることにより、トラヒックが大きい場合に、予約制御信号のオーバヘッドを低減することができる。
一方、送信周期１を指示されていない場合（ステップＳ１０１２：ＮＯ）、送信周期２、すなわち周期的に次のデータサイズを示す予約制御信号を送信する（ステップＳ１０１６）。このようにすることにより、トラヒックが小さい、すなわちトラヒックに余裕がある場合、移動局の最新の状態、例えばバッファの変動状態を通知することができる。
次に、本発明の第３の実施例にかかる移動局１００について説明する。
本実施例にかかる移動局１００の構成は、図１を参照して説明した移動局と同様の構成であるが、制御情報として（２）ＱｏＳ要求を送信する点で異なる。すなわち、制御信号生成部１０４は、ＱｏＳ要求として、移動局１００が望むサービス、例えば誤り率情報、遅延情報を生成する。
また、制御信号送信制御部１０６は、図１１に示すように予約単位毎、すなわちデータサイズと同じタイミングで予約制御信号の送信を行う。データは１または複数の予約単位から構成される送信単位に基づいて送信されが、この場合、予約単位の行われた区間では要求されるＱｏＳは変わらないと仮定される。
例えば、制御信号送信制御部１０６は、データを送信する場合に、予め送信するデータサイズ、例えばｘ１とＱｏＳ要求Ｑ１とを制御情報として基地局に送信し、基地局からの許可が得られた場合にデータを送信する。１予約単位に対応するデータサイズの送信にしたがって、次のデータサイズ、例えばｘ２とＱｏＳ要求Ｑ２とを制御情報として送信する。この場合、データサイズｘ１およびｘ２とともに送信されるＱｏＳ要求、すなわちＱ１およびＱ２は同じであってもよいし、異なるようにしてもよい。
例えば、移動局１００は、基地局から送信許可が得られた場合に、図１１の斜線部分でデータを送信する。図１１において、ｘｉ（ｉは、正の整数）は通知されるデータサイズである。また、基地局から送信するデータサイズの予約を受け付けられた移動局は基地局の制御状態に入るが、基地局は必ずしもその移動局に送信スロットを割り当てるとは限らない。斜線部分は移動局に送信スロットが割り当てられている状態、斜線以外の部分は他の移動局に送信スロットが割り当てられている状態を示す。斜線部分と、斜線部分以外の部分の時間間隔は、チャネル状態や基地局におけるスケジューリングによって変化する。すなわち、可変レート伝送や割り当て頻度によって実効的な情報速度が変化する。
このようにすることにより、データサイズとセットでＱｏＳ要求を通知できるため、制御が容易である。また、予約単位毎に異なるＱｏＳ要求に対応できる。
また、例えば、制御信号生成部１０４は、図１２に示すように１または複数の予約単位から構成される送信単位毎、例えば初回予約時、すなわち初回の予約単位にのみ通知を行うようにしてもよい。この場合、送りたいデータが発生した場合、またバッファの状態が変化した場合に、移動局１００は、基地局にＱｏＳ要求を行う。
例えば、制御信号送信制御部１０６は、データを送信する場合に、予め送信するデータサイズ、例えばｘ１とＱｏＳ要求Ｑとを制御情報として基地局に送信し、基地局からの許可が得られた場合にデータを送信する。そして以降のデータサイズを送信する場合には、ＱｏＳ要求は送信せず、例えばｘ２を制御情報として送信する。
例えば、移動局１００は、基地局から送信許可が得られた場合に、図１２の斜線部分でデータを送信する。図１２において、ｘｉ（ｉは、正の整数）は通知されるデータサイズである。
また、基地局から送信するデータサイズの予約を受け付けられた移動局は基地局の制御状態に入るが、基地局は必ずしもその移動局に送信スロットを割り当てるとは限らない。斜線部分は移動局に送信スロットが割り当てられている状態、斜線以外の部分は他の移動局に送信スロットが割り当てられている状態を示す。斜線部分と、斜線部分以外の部分の時間間隔は、チャネル状態や基地局におけるスケジューリングによって変化する。すなわち、可変レート伝送や割り当て頻度によって実効的な情報速度が変化する。このようにすることにより、予約制御信号のオーバヘッドと小さくすることができる。
また、予約制御の前、例えば呼制御の段階、すなわち呼制御シーケンスでＱｏＳを行うようにしてもよい。
次に、本発明の第４の実施例にかかる移動局について、図１３を参照して説明する。本実施例にかかる移動局１００は、制御情報として（３）下りチャネル状態、移動局送信電力情報要求を送信する。
移動局１００は、下りチャネル状態測定部１０８と、下りチャネル状態測定部と接続された制御信号生成部１０４と、制御信号生成部１０４と接続された制御信号送信制御部１０６とを備える。
下りチャネル状態測定部１０８は、下り共通パイロットチャネル(CPICH)を用いて、平均チャネル状態、例えばパスロス、最大ドップラ周波数(fD)、遅延スプレッドなどを測定する。例えば、下りチャネル状態測定部１０８は、共通パイロットの受信レベルを測定し、この測定値と、基地局から送信される制御情報としての送信電力とにより、パスロスを求める。これらの平均チャネル状態は、基地局２００においても測定することができるが、共通パイロットチャネルを用いて測定することにより、その測定精度を改善できる。
また、下りチャネル状態測定部１０８は、他セルに対する平均チャネル状態、例えば他セルのパスロスの測定を行う。また、下りチャネル状態測定部１０８は、送信電力、例えば絶対送信電力、最大送信電力までのマージンを測定する。
制御信号生成部１０４は、測定された下りチャネル状態、移動局送信電力情報に基づいて、制御信号を生成する。
制御信号送信制御部１０６は、制御信号生成部１０４において生成した制御信号を送信する。例えば、制御信号送信制御部１０６は、図１４に示すように、周期的、例えば１００ｍｓｅｃ毎に下りチャネル状態および移動局送信電力情報のうち少なくとも一方を通知する。
例えば、制御信号送信制御部１０６は、データを送信する場合に、予め送信するデータサイズ、例えばｘ１、ＱｏＳ要求Ｑ１、および下りチャネル状態ＣＨ１を制御情報として基地局に送信し、基地局からの許可が得られた場合にデータを送信する。そして、制御信号送信制御部１０６は、所定の周期、例えば１００ｍｓｅｃ毎に下りチャネル状態ＣＨ２を制御情報として送信する。
例えば、移動局１００は、基地局から送信許可が得られた場合に、図１４の斜線部分でデータを送信する。図１４において、ｘｉ（ｉは、正の整数）は通知されるデータサイズである。また、基地局から送信するデータサイズの予約を受け付けられた移動局は基地局の制御状態に入るが、基地局は必ずしもその移動局に送信スロットを割り当てるとは限らない。斜線部分は移動局に送信スロットが割り当てられている状態、斜線以外の部分は他の移動局に送信スロットが割り当てられている状態を示す。
このようにすることにより、基地局側で受信タイミングを予測できるので、送信周期を可変とする場合と比べて制御が容易である。また、送信周期を短くすることにより、チャネル状態の変動に対する追随性を高くすることができる。
また、例えば、制御信号送信制御部１０６は、図１５に示すように、チャネル状態が変動した場合に通知するようにしてもよい。
例えば、制御信号送信制御部１０６は、データを送信する場合に、予め送信するデータサイズ、例えばｘ１、ＱｏＳ要求Ｑ１、および下りチャネル状態ＣＨ１を制御情報として基地局に送信し、基地局からの許可が得られた場合にデータを送信する。そして、制御信号送信制御部１０６は、チャネル状態が変化した場合に下りチャネル状態ＣＨ２を制御情報として送信する。例えば、チャネル状態の変化量の閾値を予め決めておき、この閾値を満たさないようになった場合に通知する。この場合、データサイズおよびＱｏＳ要求は所定の周期で送信される。
例えば、移動局１００は、基地局から送信許可が得られた場合に、図１５の斜線部分でデータを送信する。図１５において、ｘｉ（ｉは、正の整数）は通知されるデータサイズである。また、基地局から送信するデータサイズの予約を受け付けられた移動局は基地局の制御状態に入るが、基地局は必ずしもその移動局に送信スロットを割り当てるとは限らない。斜線部分は移動局に送信スロットが割り当てられている状態、斜線以外の部分は他の移動局に送信スロットが割り当てられている状態を示す。
このようにすることにより、通知頻度を必要最小限にできるため、予約制御信号のオーバヘッドを小さくすることができる。また、チャネル状態の変動に対する追随性を高くすることができる。
また、例えば、制御信号送信制御部１０６は、図１６に示すように、送信単位を構成する１または複数の予約単位毎に通知するようにしてもよい。
例えば、制御信号送信制御部１０６は、データを送信する場合に、予め送信するデータサイズ、例えばｘ１、ＱｏＳ要求Ｑ１、および下りチャネル状態ＣＨ１を制御情報として基地局に送信し、基地局からの許可が得られた場合にデータを送信する。そして、制御信号送信制御部１０６は、次の送信するデータサイズを通知する場合に、そのデータサイズ、例えばｘ２、ＱｏＳ要求Ｑ２、および下りチャネル状態ＣＨ２を制御情報として基地局に送信する。
例えば、移動局１００は、基地局から送信許可が得られた場合に、図１６の斜線部分でデータを送信する。また、基地局から送信するデータサイズの予約を受け付けられた移動局は基地局の制御状態に入るが、基地局は必ずしもその移動局に送信スロットを割り当てるとは限らない。斜線部分は移動局に送信スロットが割り当てられている状態、斜線以外の部分は他の移動局に送信スロットが割り当てられている状態を示す。
このようにすることにより、データサイズの通知とセットにして、下りチャネル状態および移動局送信電力情報のうち少なくとも一方を通知できるため、効率がよい。また、送信制御も容易である。
また、例えば、制御信号送信制御部１０６は、図１７に示すように、送信単位毎に通知するようにしてもよい。例えば、初回の予約時のみ通知する。
例えば、制御信号送信制御部１０６は、データを送信する場合に、予め送信するデータサイズ、例えばｘ１、ＱｏＳ要求Ｑ１、および下りチャネル状態ＣＨ１を制御情報として基地局に送信し、基地局からの許可が得られた場合にデータを送信する。
その後、１または複数の予約単位により構成される送信単位にしたがって下りチャネル状態を通知する。すなわち、予約単位では下りチャネル状態の通知は行わない。
例えば、移動局１００は、基地局から送信許可が得られた場合に、図１４の斜線部分でデータを送信する。また、基地局から送信するデータサイズの予約を受け付けられた移動局は基地局の制御状態に入るが、基地局は必ずしもその移動局に送信スロットを割り当てるとは限らない。斜線部分は移動局に送信スロットが割り当てられている状態、斜線以外の部分は他の移動局に送信スロットが割り当てられている状態を示す。
このようにすることにより、下りチャネル状態の通知の頻度を小さくできるため、予約制御信号のオーバヘッドを小さくできる。
次に、本発明の第５の実施例にかかる移動局について、図１８を参照して説明する。本実施例にかかる移動局１００は上述した実施例にかかる移動局の機能を備える。
移動局は、トラヒックタイプ判定部１０２と、下りチャネル状態測定部１０８と、下りチャネル状態測定部１０８と接続された制御信号生成部１０４と、トラヒックタイプ判定部１０２および制御信号生成部１０４と接続された制御信号送信制御部１０６とを備える。
各部の動作については、上述した実施例と同様であるため省略する。
次に、本実施例にかかる移動局１００の動作について、図１９を参照して説明する。本実施例においては、前回通知（予約）したデータサイズを送り終える直前に次のデータサイズが通知され、ＱｏＳ要求については予約単位毎に送信され、チャネル状態が変動した場合に下りチャネル状態および送信電力情報のうち少なくとも一方が通知される場合について説明する。
最初に、データ送信要求が発生する（ステップＳ１９０２）。
次に、データサイズ、ＱｏＳ要求、および下りチャネル状態および送信電力情報のうち少なくとも一方を予約制御信号により送信する（ステップＳ１９０４）。
次に、基地局のスケジューリングにしたがって、データパケットを送信する（ステップＳ１９０６）、次に、予約したデータパッケットの送信が終了したか否かを判断する（ステップＳ１９０８）。予約したデータパケットの送信が終了しない場合（ステップＳ１９０８：ＮＯ）、後述するステップＳ１９１６に進む。一方、予約したデータパケットの送信が終了した場合（ステップＳ１９０８：ＹＥＳ）、送信すべきデータがあるか否かを判断する（ステップＳ１９１０）。
送信すべきデータがある場合（ステップＳ１９１０：ＹＥＳ）、次の予約単位のＱｏＳ要求、データサイズを通知する（ステップＳ１９１４）。一方、送信すべきデータがない場合（ステップＳ１９１０：ＮＯ）、終了する。
次に、チャネル状態が変化したか否かを判断する（ステップＳ１９１６）。チャネル状態が変化しない場合（ステップＳ１９１６：ＮＯ）、後述するステップＳ１９２０に進む。一方、チャネル状態が変化した場合（ステップＳ１９１６：ＹＥＳ）、チャネル状態を通知する（ステップＳ１９１８）。次に、ＱｏＳ要求、データサイズ通知またはチャネル状態の通知の少なくとも一方が必要であるか否かを判断する（ステップＳ１９２０）。ＱｏＳ要求、データサイズ通知およびチャネル状態の通知の少なくとも一方が必要である場合（ステップＳ１９２０：ＹＥＳ）、予約制御信号の送信を行い（ステップＳ１９２２）、ステップＳ１９０６に戻る。一方、ＱｏＳ要求、データサイズ通知またはチャネル状態の通知のどちらも必要でない場合（ステップＳ１９２０：ＮＯ）、ステップＳ１９０６に戻る。
次に、上述した実施例における予約制御チャネルの送信チャネルについて説明する。
制御チャネルの種類としては、予約制御チャネル、個別制御チャネルおよび上位レイヤ制御信号が挙げられる。予約制御チャネルは、競合型の共通チャネルであり、衝突の可能性があるが、コードリソース、基地局のハードリソースの観点では効率がよい。個別制御チャネルは、個々のユーザにチャネルを割り当てる。コードリソース、基地局のハードリソースの観点では非効率的であるが、衝突がなく確実性が高い。上位レイヤ制御信号は、物理レイヤとしては、データパケットとして送信する。
例えば、制御信号送信制御部１０６は、図２０に示すように制御信号生成部１０４において生成された予約制御信号、すなわちデータサイズ、ＱｏＳ要求およびチャネル状態をすべて予約制御チャネルで送信する。このようにすることにより、制御が容易である。また、コードリソース、基地局のハードリソースは共通であるので効率的である。
また、例えば制御信号送信制御部１０６は、図２１に示すように、最初は予約制御チャネル、以降送信終了までは個別制御チャネルで送信するようにしてもよい。このようにすることにより、個別制御チャネルによる送信は、競合チャネルより確実性が高いので、既に予約されたデータを確実に通すことができる。
また、例えば制御信号送信制御部１０６は、すべて個別制御チャネルで送信するようにしてもよい。このようにすることにより、個別制御チャネルは、競合チャネルより確実性の高い通信ができる。
また、例えば制御信号送信制御部１０６は、図２２に示すように、最初は予約制御チャネル、以降送信終了までは上位レイヤ制御信号として送信するようにしてもよい。個別制御チャネルは、一定レート、すなわち制御情報フィールドを固定するのが望ましい。上位レイヤ信号として、データパケットを用いて予約制御情報を送信することにより、個別制御チャネルを一定情報レートに保ちつつ、個別制御チャネルで送信する場合と同様の効果を得ることができる。
次に、上りパイロットチャネルの送信周期について、図２３〜図２５を参照して説明する。
移動局１００は、予約制御信号を送信している場合、データを送信している場合に関わらず上りパイロットチャネルを送信する。
上りパイロットチャネルにより、基地局は、上りチャネル状態、例えばＳＩＲ、Ｓ、ｆＤ、パス数などを測定することができる。
移動局１００は、図２３に示すように、データ送信／非送信に関わらず連続的に上りパイロットチャネルを送信する。このようにすることにより、基地局は常にチャネル状態を測定できるため、瞬時のチャネル状態の変動への追従性を向上させることができる。このため、基地局は、瞬時のチャネル状態に基づいてチャネル割り当てを行うことができる。
また、移動局１００は、図２４に示すように、データ送信時のみ上りパイロット信号を送信するようにしてもよい。このようにすることにより、オーバヘッドを小さくすることができる。
また、移動局１００は、図２５に示すように、データ送信時およびデータ送信前のパイロット信号を送信するようにしてもよい。このようにすることにより、閉ループＴＰＣのために使用することができる。
本発明にかかる移動局、基地局および移動通信システム並びに通信制御方法は、上りリンク予約型パケットアクセス方式により通信を行う通信システムに適用できる。
本発明の一実施例にかかる移動局を示すブロック図である。 予約制御信号の送信周期を示す説明図である。 予約制御信号の送信周期を示す説明図である。 予約制御信号の送信周期を示す説明図である。 予約制御信号の送信周期を示す説明図である。 予約制御信号の送信周期を示す説明図である。 本発明の一実施例にかかる移動局の動作を示すフローチャートである。 本発明の一実施例にかかる移動局を示すブロック図である。 本発明の一実施例にかかる基地局を示すブロック図である。 予約制御信号の送信周期を示す説明図である。 本発明の一実施例にかかる基地局の動作を示すフローチャートである。 本発明の一実施例にかかる移動局の動作を示すフローチャートである。 予約制御信号の送信周期を示す説明図である。 予約制御信号の送信周期を示す説明図である。 本発明の一実施例にかかる移動局を示すブロック図である。 予約制御信号の送信周期を示す説明図である。 予約制御信号の送信周期を示す説明図である。 予約制御信号の送信周期を示す説明図である。 予約制御信号の送信周期を示す説明図である。 本発明の一実施例にかかる移動局を示すブロック図である。 本発明の一実施例にかかる移動局の動作を示すフローチャートである。 予約制御信号の送信チャネルを示す説明図である。 予約制御信号の送信チャネルを示す説明図である。 予約制御信号の送信チャネルを示す説明図である。 上りパイロットチャネルの送信周期を示す説明図である。 上りパイロットチャネルの送信周期を示す説明図である。 上りパイロットチャネルの送信周期を示す説明図である。
符号の説明
１００ 移動局
２００ 基地局

Claims (15)

  1. 基地局との間でパケット通信を行う移動局において：
    データパケットの送信に先立って送信する制御情報に基づいて、予約制御信号を生成する予約制御信号生成手段；
    前記予約制御信号を所定のタイミングで送信する予約制御信号送信制御手段；
    を備えることを特徴とする移動局。
  2. 請求項１に記載の移動局において：
    前記予約制御信号生成手段は、要求するデータサイズ、情報レート、バッファの状態、通信品質要求、下りチャネル状態および送信電力情報のうち少なくとも１つに基づいて、予約制御信号を生成することを特徴とする移動局。
  3. 請求項２に記載の移動局において：
    前記予約制御信号送信制御手段は、通知したデータサイズに対応するデータを送信し終えるタイミングで、次に送信するデータのデータサイズを示す予約制御信号を送信することを特徴とする移動局。
  4. 請求項２に記載の移動局において：
    前記予約制御信号送信制御手段は、データの送信を開始する場合およびデータの送信を終了する場合に予約制御信号を送信することを特徴とする移動局。
  5. 請求項２に記載の移動局において：
    前記予約制御信号送信制御手段は、送信するデータのサイズが所定の条件を満たす場合に、予約制御信号を送信することを特徴とする移動局。
  6. 請求項１または２に記載の移動局において：
    前記予約制御信号送信制御手段は、周期的に予約制御信号の送信を行うことを特徴とする移動局。
  7. 請求項１または２に記載の移動局において：
    前記予約制御信号送信制御手段は、送信単位毎に予約制御信号を送信することを特徴とする移動局。
  8. 請求項２に記載の移動局において：
    前記予約制御信号送信制御手段は、前記下りチャネル状態が所定の値を満たさない場合に下りチャネル状態を送信することを特徴とする移動局。
  9. 請求項１ないし８のいずれか１項に記載の移動局において：
    前記予約制御信号送信制御手段は、基地局に対する予約制御信号の送信が許可されている場合に、予約制御信号を送信することを特徴とする移動局。
  10. 請求項１ないし９のいずれか１項に記載の移動局において：
    送信するデータのトラフィックを判定するトラフィックタイプ判定手段；
    を備え、
    前記制御信号送信制御手段は、判定されたトラフィックに基づいて、制御信号の送信タイミングを変更することを特徴とする移動局。
  11. 請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の移動局において：
    前記制御信号送信制御手段は、前記予約制御信号を予約制御チャネル、個別制御チャネルおよび上位レイヤ制御信号の少なくとも１つを用いて送信することを特徴とする移動局。
  12. 移動局との間でパケット通信を行う基地局において：
    移動局から基地局への上りチャネルのトラヒックを測定するトラフィック測定手段；
    測定された上りチャネルのトラフィクの状況に基づいて、移動局からの予約制御信号を受け付けられるか否かを判定するトラフィック判定手段；
    前記判定結果に基づいて、前記移動局からの予約制御信号の送信を禁止するための制御信号を生成し送信する制御信号生成送信手段；
    を備えることを特徴とする基地局。
  13. 請求項１２に記載の基地局において：
    測定された上りチャネルのトラフィクの状況に基づいて、予約制御信号の送信タイミングを判定する送信タイミング判定手段；
    を備え、
    前記制御信号生成送信手段は、前記予約制御信号の送信タイミングの判定結果に基づいて、予約制御信号を生成し送信することを特徴とする基地局。
  14. 移動局と、前記移動局との間でパケット通信を行う基地局とを備える移動通信システムにおいて：
    前記基地局は、
    上りチャネルのトラヒックを測定するトラフィック測定手段；
    測定された上りチャネルのトラフィクの状況に基づいて、移動局からの予約制御信号を受け付けられるか否かを判定するトラフィック判定手段；
    前記判定結果に基づいて、前記移動局からの予約制御信号の送信を禁止するための制御信号を生成し送信する制御信号生成送信手段；
    を備え、
    前記移動局は、
    データパケットの送信に先立って送信する制御情報に基づいて、予約制御信号を生成する予約制御信号生成手段；
    前記基地局に対する予約制御信号の送信が許可されている場合に、前記予約制御信号を所定のタイミングで送信する予約制御信号送信制御手段；
    を備えることを特徴とする移動通信システム。
  15. 移動局と、前記移動局との間でパケット通信を行う基地局とを備える移動通信システムにおける通信制御方法において：
    データの送信要求を検出するステップ；
    データパケットの送信に先立って送信する制御情報に基づいて、予約制御信号を生成するステップ；
    前記判定結果に基づいて、予約制御信号を所定のタイミングで送信するステップ；
    を有することを特徴とする通信制御方法。
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