JP2007036715A - 移動局、無線アクセスネットワーク装置および移動通信システム並びに通信方法 - Google Patents

移動局、無線アクセスネットワーク装置および移動通信システム並びに通信方法 Download PDF

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Abstract

【課題】接続遅延を短縮し、消費電力を低減できる移動局、無線アクセスネットワーク装置および移動通信システム並びに通信方法を提供する。
【解決手段】無線アクセスネットワーク装置に、移動局から接続要求信号を受信した場合に、接続要求信号の受信タイミングに基づいて接続設定信号の送信割り当てを行う接続設定信号スケジューリング手段と、移動局宛の接続設定信号を作成する接続設定信号作成手段と、送信割り当てに基づいて、接続設定信号を送信する接続設定信号送信手段とを備えることにより達成される。
【選択図】図３

Description

本発明は、移動通信システムの呼接続方法に関わり、特に呼接続に使用するチャネルの送信タイミング制御を行う移動局、無線アクセスネットワーク装置および移動通信システム並びに通信方法に関する。
移動通信システムでは、移動局と無線アクセスネットワーク装置とのコネクションの確立は、移動局もしくはコアネットワーク装置からの呼び出し要求で開始される。
一例として、移動局と無線アクセスネットワーク装置との間の接続確立までのシーケンスについて、移動局が接続要求を行う場合について、図１を参照して説明する。
最初に、移動局は、接続要求信号（RRC Connection Request）を、PRACH（Physical Random Access Channel）にマッピングされているRACH(Random Access Channel)で送信する。接続要求信号を受信した無線アクセスネットワーク装置は、接続設定信号（RRC Connection Setup）を、SCCPCH（Secondary Common Control Physical Channel）にマッピングされているFACH(Forward Access Channel)で送信する。次に、接続設定信号を受信した移動局は、個別物理チャネル(DPCH: Dedicated Physical Channel)にチャネルを切り替えて、接続完了信号（RRC Connection Setup Complete）を個別物理チャネルで送信する。以降の信号の送受信は個別物理チャネルで行われる。
このように、接続確立までには、移動局および無線アクセスネットワーク装置は送受信する物理チャネルを、共通物理チャネル（PRACH、SCCPCH）、および個別物理チャネル（DPCH）と切り替える必要がある。
また、移動局は、接続要求信号を送信後、予め無線アクセスネットワーク装置から指定された時間（T300）以内に接続設定信号を受信できなかった場合は、無線アクセスネットワーク装置から予め指定された回数（N300）まで本動作を繰り返す必要がある（例えば、非特許文献１参照）。
3GPP TS 25.331 v6.5.0
上述した背景技術には、以下の問題がある。
移動局がPRACHで接続要求信号を送信後、送信された接続要求信号を受信した無線アクセスネットワーク装置は任意のタイミングにSCCPCHにマッピングされているFACHで接続設定信号を送信する。このため、移動局は常時FACH受信状態に入り、自移動局に向けたメッセージか否かを判断する必要がある。
SCCPCHを受信中の移動局は、自移動局以外に向けたメッセージも受信するため、受信したメッセージが自移動局に向けたメッセージであるか否かを判断する必要がある。このため、移動局では、自移動局に向けたメッセージが送信されていない期間も受信処理が行われ、バッテリーを消費してしまう問題がある。
また、無線アクセスネットワーク装置から事前に指定された時間（T300）以内に接続設定信号を受信できなかった場合、移動局は接続要求信号の再送を行う。接続要求信号の再送を行い、時間T300まで待っても接続設定信号を受信できなかった場合に、移動局は同様の処理を行う。この処理は、無線アクセスネットワーク装置から事前に指定された回数（N300）継続される。このため、接続遅延およびバッテリー消費が増大する問題がある。最悪の場合、回数N300×時間T300の間、遅延が生じる。
また、移動局は、接続設定信号受信後は、DPCHで信号の送受信を行う。DPCHでの信号の送受信に先立って、移動局はDPCHのチャネル設定を行い、DPCHで同期確立を行う必要がある。このため、チャネル設定情報による信号長の増大およびDPCH切り替えによる再同期処理などに時間がかかる問題がある。また、移動局および無線アクセスネットワークでの同期確立時間の間は、メッセージの送受信を行えず、遅延が生じる問題がある。
そこで、本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、接続遅延を短縮し、消費電力を低減できる移動局、無線アクセスネットワーク装置および移動通信システム並びに通信方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明の移動局は、無線アクセスネットワーク装置との間で双方向通信を行う移動局であって、接続要求信号を送信した場合に、接続設定信号の受信タイミングを算出する接続設定信号受信タイミング算出手段と、前記受信タイミングに応じて、接続設定信号が受信されたか否かを判定し、該判定に基づいて受信処理を行う接続設定信号判定手段とを備えることを特徴の１つとする。
このように構成することにより、接続要求信号の送信後に、接続設定信号の受信タイミングを決定し、決定された受信タイミングにしたがって受信処理を行うことができる。
また、本発明の無線アクセスネットワーク装置は、移動局との間で双方向通信を行う無線アクセスネットワーク装置であって、移動局から接続要求信号を受信した場合に、前記接続要求信号の受信タイミングに基づいて接続設定信号の送信割り当てを行う接続設定信号スケジューリング手段と、前記移動局宛の接続設定信号を作成する接続設定信号作成手段と、前記送信割り当てに基づいて、接続設定信号を送信する接続設定信号送信手段とを備えることを特徴の１つとする。
このように構成することにより、接続要求信号の受信後に、接続設定信号の送信タイミングを決定し、決定された送信タイミングにしたがって送信処理を行うことができる。
また、本発明の移動通信システムは、移動局と無線アクセスネットワーク装置との間で双方向通信を行う移動通信システムであって、前記移動局は、接続要求信号を送信した場合に、接続設定信号の受信タイミングを算出する接続設定信号受信タイミング算出手段と、前記受信タイミングに応じて、接続設定信号が受信されたか否かを判定し、該判定に基づいて受信処理を行う接続設定信号判定手段とを備え、前記無線アクセスネットワーク装置は、移動局から接続要求信号を受信した場合に、前記接続要求信号の受信タイミングに基づいて接続設定信号の送信割り当てを行う接続設定信号スケジューリング手段と、前記移動局宛の接続設定信号を作成する接続設定信号作成手段と、前記送信割り当てに基づいて、接続設定信号を送信する接続設定信号送信手段とを備えることを特徴の１つとする。
このように構成することにより、移動局は、接続要求信号の送信後に、接続設定信号の受信タイミングを決定し、決定された受信タイミングにしたがって受信処理を行うことができる。また、無線アクセスネットワーク装置は、接続要求信号の受信後に、接続設定信号の送信タイミングを決定し、決定された送信タイミングにしたがって送信処理を行うことができる。
また、本発明の通信方法は、移動局と無線アクセスネットワーク装置との間で双方向通信を行う移動通信システムにおける通信方法であって、前記移動局は、接続要求信号を送信する接続要求信号送信ステップと、接続設定信号の受信タイミングを算出する接続設定信号受信タイミング算出ステップと、前記受信タイミングに応じて、接続設定信号が受信されたか否かを判定する接続設定信号判定ステップと、前記判断に基づいて、受信処理を行う接続設定信号受信ステップとを有し、前記無線アクセスネットワーク装置は、移動局から接続要求信号を受信する接続要求信号受信ステップと、前記接続要求信号の受信タイミングに基づいて接続設定信号の送信割り当てを行う接続設定信号スケジューリングステップと、前記移動局宛の接続設定信号を作成する接続設定信号作成ステップと、前記送信割り当てに基づいて、接続設定信号を送信する接続設定信号送信ステップとを有することを特徴の１つとする。
このようにすることにより、移動局は、接続要求信号の送信後に、接続設定信号の受信タイミングを決定し、決定された受信タイミングにしたがって受信処理を行うことができる。また、無線アクセスネットワーク装置は、接続要求信号の受信後に、接続設定信号の送信タイミングを決定し、決定された送信タイミングにしたがって送信処理を行うことができる。
本発明の実施例によれば、接続遅延を短縮し、消費電力を低減できる移動局、無線アクセスネットワーク装置および移動通信システム並びに通信方法を実現できる。
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について、図２を参照して説明する。
本実施例にかかる移動通信システムは、無線アクセスネットワーク装置１００と移動局２００とから構成される。無線アクセスネットワーク装置１００と移動局２００とは無線による通信が可能である。
本実施例にかかる移動通信システムは、接続要求信号受信時から接続設定信号送信までの時間を固定値とする送信タイミング制御を行う。このようにすることにより、接続遅延短縮およびバッテリー消費の低減を図ることができる。
次に、本実施例にかかる無線アクセスネットワーク装置１００について、図３を参照して説明する。
無線アクセスネットワーク装置１００は、データ送受信部１０２と、データ送受信部１０２と接続された接続要求信号受信判定部１０４および接続設定信号作成部１１０と、接続要求信号受信判定部１０４および接続設定信号作成部１１０と接続された接続設定信号スケジューリング部１０６および識別子設定部１０８とを備える。
データ送受信部１０２は、接続要求信号の受信処理および接続設定信号の送信処理を行う。
接続要求信号受信判定部１０４は、接続要求信号の受信の有無を判定する。接続要求信号受信判定部１０４は、接続要求信号を受信した場合には、接続要求信号を受信したことを示す情報を接続設定信号スケジューリング部１０６および識別子設定部１０８に入力する。
接続設定信号スケジューリング部１０６は、接続要求信号の受信タイミングに基づいて、接続設定信号の送信タイミングを決定し、決定した送信タイミングを示す情報を接続設定信号作成部１１０に入力する。例えば、接続設定信号スケジューリング部１０６は、移動局から接続要求信号を受信してから接続設定信号を送信するまでの時間として、固定値Ｔｓｅｔｕｐを予め定めておき、この固定値Ｔｓｅｔｕｐに基づいて、送信タイミングを決定する。また、接続設定信号スケジューリング部１０６は、固定値Ｔｓｅｔｕｐを、接続設定信号を送信可能なタイミングの最大値に基づいて決定するようにしてもよい。
識別子設定部１０８は、接続要求信号を送信した移動局が、接続要求信号に対応する接続設定信号が自移動局宛であることが分かるように識別子を設定し、設定した識別子を接続設定信号作成部１１０に入力する。
例えば、識別子設定部１０８は、移動局２００とコアネットワーク間の識別子、接続設定信号を示す識別子、接続要求信号を送信する場合に移動局が選択したテンポラリな識別子およびセルを示す識別子の少なくとも１つを識別子として、設定する。
接続設定信号作成部１１０は、接続設定信号の作成を行い、作成した接続設定信号をデータ送受信部１０２に入力する。例えば、接続設定信号作成部１１０は、識別子設定部１０８において設定された識別子を格納し、接続設定信号を作成する。
本実施例においては、図４に示すように、無線アクセスネットワーク装置１００が、無線制御装置の機能と、無線基地局装置の機能とを備える場合について説明する。この場合、例えば、無線制御装置１２０には、接続要求信号受信判定部１０４および接続設定信号作成部１１０が配置され、無線基地局装置１３０には、データ送受信部１０２および接続設定信号スケジューリング部１０６が配置される。また、識別子設定部１０８は設定する識別子の種類により、無線制御装置１２０および無線基地局装置１３０のうちいずれか一方に配置される。例えば、識別子として、移動局２００とコアネットワーク間の識別子、接続設定信号を示す識別子が設定される場合には、無線制御装置１２０に配置される。また、識別子として、接続要求信号を送信する場合に移動局が選択したテンポラリな識別子およびセルを示す識別子が設定される場合には、無線基地局装置１３０に配置される。
また、無線アクセスネットワーク装置１００を、無線制御装置１２０と無線基地局装置１３０として実現するようにしてもよい。
次に、本実施例にかかる移動局２００について、図５を参照して説明する。
移動局２００は、データ送受信部２０２と、データ送受信部２０２と接続された接続要求信号送信部２０４および接続設定信号受信判定部２０８と、接続要求信号送信部２０４および接続設定信号受信判定部２０８と接続された接続要求信号再送タイミング決定部２０６および接続設定信号受信タイミング算出部２１０とを備える。
データ送受信部２０２は、接続要求信号の送信処理および接続設定信号の受信処理を行う。
接続要求信号送信部２０４は、接続要求信号の送信制御を行う。移動局２００が接続要求信号を送信する場合は、データ送受信部２０２より、接続要求信号を送信する。
接続設定信号受信タイミング算出部２１０は、接続要求信号の送信タイミングに基づいて、接続設定信号の受信タイミングを算出し、算出結果を接続設定信号受信判定部２０８に入力する。例えば、接続設定信号受信タイミング算出部２１０は、接続要求信号を送信してから接続設定信号を受信するまでの時間として、固定値Ｔｓｅｔｕｐを予め定め、この固定値Ｔｓｅｔｕｐに基づいて、受信タイミングを算出する。また、接続設定信号受信タイミング算出部２１０は、固定値Ｔｓｅｔｕｐを、接続設定信号を受信可能なタイミングの最大値として接続設定信号受信判定部２０８に入力するようにしてもよい。
接続設定信号受信判定部２０８は、接続設定信号が受信されたか否かを検出し、接続設定信号が受信された場合は、データ送受信部２０２に、上りデータの送信を開始することを示す命令を入力する。その結果、上りデータの送信が開始される。一方、接続設定信号受信判定部２０８で接続設定信号が受信されなかった場合は、接続設定信号が受信されないことを示す情報を接続要求信号再送タイミング決定部２０６に入力する。
接続要求信号再送タイミング決定部２０６は、接続要求信号の再送タイミングを決定する。また、接続要求信号再送タイミング決定部２０６は、決定した接続要求信号の再送タイミングを示す情報を接続要求信号送信部２０４に入力する。その結果、接続要求信号の再送が行われる。
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説明する。
最初に、本実施例にかかる無線アクセスネットワーク装置１００の動作について、図６を参照して説明する。
接続要求信号受信判定部１０４は、接続要求信号を受信したか否かを判断する（ステップＳ６０２）。
接続要求信号を受信した場合（ステップＳ６０２：ＹＥＳ）、接続要求信号スケジューリング部１０６は、接続要求信号の受信タイミングに基づき、予め定めたタイミングで接続設定信号の送信タイミングを決定する（ステップＳ６０４）。例えば、図７に示すように、接続要求信号スケジューリング部１０６は、移動局から接続要求信号を受信してから接続設定信号を送信するまでの時間として、固定値Ｔｓｅｔｕｐを予め定め、この固定値Ｔｓｅｔｕｐに基づいて、送信タイミングを決定する。また、接続設定信号スケジューリング部１０６は、固定値Ｔｓｅｔｕｐを、接続設定信号を送信可能なタイミングの最大値として送信タイミングを決定するようにしてもよい。
一方、接続要求信号を受信していない場合（ステップＳ６０２：ＮＯ）、ステップＳ６０２に戻る。
次に、識別子設定部１０８は、接続設定信号の識別子を設定する（ステップＳ６０６）。例えば、識別子設定部１０８は、移動局とコアネットワーク間の識別子、接続設定信号を示す識別子、接続要求信号を送信する場合に移動局が選択したテンポラリな識別子およびセルを示す識別子のうち少なくとも１つを割り当てる。
次に、接続設定信号作成部１１０は、識別子設定部１０８で割り当てられた識別子を用いて接続設定信号を作成する（ステップＳ６０８）。例えば、接続設定信号作成部１１０は、識別子設定部１０８において設定された識別子を格納し、接続設定信号を作成する。
次に、データ送受信部１０２は、接続設定信号作成部１１０において作成された接続設定信号を、接続設定信号スケジューリング部１０６において決定された送信タイミングに送信する（ステップＳ６１０）。例えば、データ送受信部１０２は、接続設定信号を送信するチャネルは共有チャネルとし、識別子の一部をシグナリング制御チャネルで送信してもよい。このようにすることにより、接続確立時のチャネル切り替えを不要にできる。
次に、本実施例にかかる移動局２００の動作について、図８を参照して説明する。
最初に、接続要求信号送信部２０４は、接続要求信号を送信したか否かを判断する（ステップＳ８０２）。
接続要求信号を送信した場合（ステップＳ８０２：ＹＥＳ）、接続設定信号受信タイミング算出部２１０は、接続要求信号の送信タイミングから接続設定信号の受信タイミングを算出する。接続設定信号受信判定部２０８は、接続設定信号の受信タイミングにしたがって接続設定信号を待ち受ける（ステップＳ８０４）。例えば、接続設定信号受信タイミング算出部２１０は、接続要求信号の送信タイミングに、上述したＴｓｅｔｕｐを足した時間を接続設定信号の受信タイミングとして算出する。接続設定信号受信判定部２０８は、算出された接続設定信号の受信タイミングにしたがって接続設定信号の受信を待つ。また、接続設定信号受信判定部２０８は、接続要求信号送信後からＴｓｅｔｕｐ時間経過後まで継続的に接続設定信号を受信し続けるようにしてもよい。ここで、Ｔｓｅｔｕｐは予め仕様に規定されていてもよいし、無線アクセスネットワーク装置１００から、例えば報知情報で移動局２００に報知するようにしてもよい。
次に、算出された接続設定信号の受信タイミングにおいて、接続設定信号受信判定部２０８は、自移動局宛の接続設定信号を受信したか否かを判断する（ステップＳ８０６）。ここで、接続設定信号受信判定部２０８は、識別子に基づいて、自移動局宛の接続設定信号か否かの判断を行う。
自移動局宛の接続設定信号を受信したと判断した場合（ステップＳ８０６：ＹＥＳ）、移動局２００は、接続設定信号で指定された接続情報に基づき上り送信を開始する（ステップＳ８０８）。
一方、自移動局宛の接続設定信号を受信しなかった場合（ステップＳ８０６：ＮＯ）、接続要求信号再送タイミング決定部２０６は、無線アクセスネットワークから事前に指定された再送タイミングで、最大再送回数に達するまで、接続要求信号の再送を行う（ステップＳ８１０）。
上述した実施例においては、移動局が無線アクセスネットワーク装置に対して接続要求を行う場合について説明したが、無線アクセスネットワーク装置が移動局に対して接続要求を行う場合についても同様である。
以上説明したように、本実施例によれば、接続要求信号の受信から固定時間経過後に接続設定信号の送信割り当てが行われるため、移動局は、既知の受信タイミングに受信処理を行い、自移動局宛の信号であった場合は、通信を継続し、自移動局宛の信号でない場合は、再送が必要であることを高速に判断できる。
また、移動局は、接続設定信号の受信タイミングが既知であり、この既知のタイミングでのみ接続設定信号の受信処理を行うため、バッテリー消費の低減ができる。
また、受信タイミングにおける自移動局宛の信号の有無で、接続要求信号の再送の要否を即時に判断できるため、接続遅延の短縮を図ることができる。
また、接続設定信号を共有チャネルで送信することにより、共通チャネルから個別チャネルへのチャネル切り替えを不要にでき、個別チャネルの設定処理、個別チャネル同期処理などの処理時間の短縮、処理負荷の低減を図ることができる。
本発明にかかる移動局、無線アクセスネットワーク装置および移動通信システム並びに通信方法は、移動通信システムに適用できる。
移動局が接続要求した場合の接続確立を示すシーケンス図である。 本発明の一実施例にかかる移動通信システムを示す説明図である。 本発明の一実施例にかかる無線アクセスネットワーク装置を示すブロック図である。 本発明の一実施例にかかる無線アクセスネットワーク装置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を示すブロック図である。 本発明の一実施例にかかる無線アクセスネットワーク装置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通信システム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。
符号の説明
１００ 無線アクセスネットワーク装置
２００ 移動局

Claims (10)

  1. 無線アクセスネットワーク装置との間で双方向通信を行う移動局であって：
    接続要求信号を送信した場合に、接続設定信号の受信タイミングを算出する接続設定信号受信タイミング算出手段；
    前記受信タイミングに応じて、接続設定信号が受信されたか否かを判定し、該判定に基づいて受信処理を行う接続設定信号判定手段；
    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：
    前記接続設定信号受信タイミング算出手段は、接続要求信号の送信タイミングに予め設定された時間を加えた時間を受信タイミングとして算出することを特徴とする移動局。
  3. 請求項１または２に記載の移動局において：
    前記接続設定信号判定手段は、識別子に基づいて、接続設定信号を受信したか否かを判定することを特徴とする移動局。
  4. 移動局との間で双方向通信を行う無線アクセスネットワーク装置であって：
    移動局から接続要求信号を受信した場合に、前記接続要求信号の受信タイミングに基づいて接続設定信号の送信割り当てを行う接続設定信号スケジューリング手段；
    前記移動局宛の接続設定信号を作成する接続設定信号作成手段；
    前記送信割り当てに基づいて、接続設定信号を送信する接続設定信号送信手段；
    を備えることを特徴とする無線アクセスネットワーク装置。
  5. 請求項４に記載の無線アクセスネットワーク装置において：
    前記接続設定信号スケジューリング手段は、前記受信タイミングに予め設定された時間を加えた時間を送信タイミングとして、接続設定信号の送信割り当てを行うことを特徴とする無線アクセスネットワーク装置。
  6. 請求項４または５に記載の無線アクセスネットワーク装置において：
    接続設定信号に格納する識別子を設定する識別子設定手段；
    を備え、
    前記接続設定信号作成手段は、前記識別子を接続設定信号に格納することを特徴とする無線アクセスネットワーク装置。
  7. 請求項４ないし６のいずれか１項に記載の無線アクセスネットワーク装置において：
    前記接続設定信号送信手段は、前記接続設定信号を共有チャネルで送信することを特徴とする無線アクセスネットワーク装置。
  8. 移動局と無線アクセスネットワーク装置との間で双方向通信を行う移動通信システムであって：
    前記移動局は、
    接続要求信号を送信した場合に、接続設定信号の受信タイミングを算出する接続設定信号受信タイミング算出手段；
    前記受信タイミングに応じて、接続設定信号が受信されたか否かを判定し、該判定に基づいて受信処理を行う接続設定信号判定手段；
    を備え、
    前記無線アクセスネットワーク装置は、
    移動局から接続要求信号を受信した場合に、前記接続要求信号の受信タイミングに基づいて接続設定信号の送信割り当てを行う接続設定信号スケジューリング手段；
    前記移動局宛の接続設定信号を作成する接続設定信号作成手段；
    前記送信割り当てに基づいて、接続設定信号を送信する接続設定信号送信手段；
    を備えることを特徴とする移動通信システム。
  9. 移動局と無線アクセスネットワーク装置との間で双方向通信を行う移動通信システムにおける通信方法であって：
    前記移動局は、
    接続要求信号を送信する接続要求信号送信ステップ；
    接続設定信号の受信タイミングを算出する接続設定信号受信タイミング算出ステップ；
    前記受信タイミングに応じて、接続設定信号が受信されたか否かを判定する接続設定信号判定ステップ；
    前記判断に基づいて、受信処理を行う接続設定信号受信ステップ；
    を有し、
    前記無線アクセスネットワーク装置は、
    移動局から接続要求信号を受信する接続要求信号受信ステップ；
    前記接続要求信号の受信タイミングに基づいて接続設定信号の送信割り当てを行う接続設定信号スケジューリングステップ；
    前記移動局宛の接続設定信号を作成する接続設定信号作成ステップ；
    前記送信割り当てに基づいて、接続設定信号を送信する接続設定信号送信ステップ；
    を有することを特徴とする通信方法。
  10. 請求項９に記載の通信方法において：
    前記接続設定信号受信タイミング算出ステップは、接続要求信号の送信タイミングに予め設定された時間を加えた時間を受信タイミングとして算出するステップ；
    を有し、
    前記接続設定信号スケジューリングステップは、前記接続要求信号の受信タイミングに予め設定された時間を加えた時間を送信タイミングとして、接続設定信号の送信割り当てを行うステップ；
    を有することを特徴とする通信方法。
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