JP2008011259A - Radio communication system, radio base station apparatus, radio communication apparatus, and radio communication method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数のアンテナ素子によって構成されるアレイアンテナを用いて無線信号を送信または受信する無線通信システム、無線基地局装置、無線通信装置及び無線通信方法に関する。 The present invention relates to a radio communication system, a radio base station apparatus, a radio communication apparatus, and a radio communication method that transmit or receive a radio signal using an array antenna including a plurality of antenna elements.
複数のアンテナ素子(アレイ素子)によって構成されるアレイアンテナを用いて、通信相手の位置に応じた適切な指向性ビームを形成する、いわゆるアダプティブアレイ技術は、様々な無線通信システムに導入されている。例えば、アレイアンテナを備える無線基地局装置は、移動局、つまり、携帯無線端末などの無線通信装置に向けた指向性ビームを形成することができる(特許文献1参照)。 So-called adaptive array technology that forms an appropriate directional beam according to the position of a communication partner using an array antenna composed of a plurality of antenna elements (array elements) has been introduced into various wireless communication systems. . For example, a radio base station apparatus including an array antenna can form a directional beam toward a mobile station, that is, a radio communication apparatus such as a portable radio terminal (see Patent Document 1).
このようなアレイアンテナが用いられる無線通信システムにおいて、ブロードキャストやマルチキャスト(以下、単に“ブロードキャスト”と適宜省略する)により、無線基地局装置から点在する複数の無線通信装置に向けて同一のデータを送信する場合、多数のアンテナ素子を用いた指向性ビームの形成は不要となる。このため、何れか(または一部)のアンテナ素子のみを用いて無指向性ビーム(或いは指向性ビームほど指向性が強くないビーム)が形成される。
しかしながら、上述した従来の無線通信システムには、次のような問題があった。すなわち、何れか(または一部)のアンテナ素子のみを用いた無指向性ビームによる無線信号(以下、“無指向性無線信号”)は、多数のアンテナ素子を用いた指向性ビームによる無線信号(以下、“指向性無線信号”)と比較して、アンテナ利得が低い。このため、ブロードキャストによるデータの送信などに用いられる無指向性無線信号のカバレッジは、指向性無線信号のカバレッジよりも狭くなる。つまり、無線通信装置は、ブロードキャストによるデータを受信できない頻度が増大してしまう問題がある。 However, the above-described conventional wireless communication system has the following problems. That is, a radio signal using an omnidirectional beam using only one (or a part) of antenna elements (hereinafter referred to as an “omnidirectional radio signal”) is a radio signal using a directional beam using multiple antenna elements ( Hereinafter, the antenna gain is low compared to “directional radio signal”). For this reason, the coverage of an omnidirectional radio signal used for data transmission by broadcasting is narrower than the coverage of a directional radio signal. That is, there is a problem that the frequency with which the wireless communication apparatus cannot receive data by broadcast increases.
一方、無指向性無線信号のカバレッジを拡大するため、多数のアンテナ素子を用いてアンテナ利得を確保した場合、結果的に指向性ビームが形成されてしまう。つまり、送信の対象となるすべての無線通信装置(特に、無線基地局装置から遠方に位置する無線通信装置)にブロードキャストによるデータを送信するためには、結局、同一のデータが変調された指向性無線信号を複数送信しなければならない場合が発生する。このため、無線リソースを有効に活用することができないといった問題がある。 On the other hand, in order to increase the coverage of an omnidirectional radio signal, when an antenna gain is secured using a large number of antenna elements, a directional beam is formed as a result. In other words, in order to transmit broadcast data to all wireless communication devices to be transmitted (particularly, wireless communication devices located far away from the wireless base station device), the directivity in which the same data is modulated is eventually obtained. There are cases where a plurality of radio signals must be transmitted. For this reason, there exists a problem that a radio | wireless resource cannot be utilized effectively.
そこで、本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、アレイアンテナを用いる場合において、ブロードキャストにより無線リソースの有効活用を図りつつ、ブロードキャストにより送信されるデータをさらに確実に受信することができる無線通信システム、無線基地局装置、無線通信装置及び無線通信方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of such a situation, and in the case of using an array antenna, it is possible to more reliably receive data transmitted by broadcasting while effectively utilizing radio resources by broadcasting. An object of the present invention is to provide a wireless communication system, a wireless base station device, a wireless communication device, and a wireless communication method.
上述した問題を解決するため、本発明は、次のような特徴を有している。まず、本発明の第1の特徴は、複数のアンテナ素子(アレイ素子101a〜101n)によって構成されるアレイアンテナ(アレイアンテナ101)を用いて無線信号(例えば、無線信号S2)を送信する無線基地局装置(無線基地局100)と、前記無線信号を受信する無線通信装置(無線通信端末200A,250A,250B)とを含む無線通信システム(無線通信システム10)であって、無指向性無線信号(無線信号S1)または指向性無線信号(無線信号S2)を送信する無線通信部(無線通信部102)と、送信要求(送信要求RQ)を前記無線通信装置から受信する送信要求受信部(BCMCS管理部109)とを備え、前記無線通信装置は、前記無指向性無線信号を受信しているか否かを判定する受信判定部(送信要求判定部265)と、前記受信判定部によって前記無指向性無線信号が受信できていないと判定された場合、前記送信要求を前記無線基地局装置に送信する送信要求送信部(無線通信部252及び送信要求生成部267)と、前記無線通信部によって送信された前記指向性無線信号を受信する指向性無線信号受信部(無線通信部252)とを備え、前記無線通信部は、複数の前記無線通信装置に向けて同一のデータ(ブロードキャストデータDT)を送信する場合、前記データが変調された無指向性無線信号を送信し、前記送信要求受信部が前記送信要求を受信した場合、前記送信要求を送信した前記無線通信装置に、前記データが変調された指向性無線信号を送信することを要旨とする。
In order to solve the problems described above, the present invention has the following features. First, a first feature of the present invention is that a radio base that transmits a radio signal (for example, radio signal S2) using an array antenna (array antenna 101) composed of a plurality of antenna elements (
このような無線通信システムによれば、複数の無線通信装置に向けて同一のデータを送信する場合、当該データが変調された無指向性無線信号が送信される。無指向性無線信号は指向性がない(または指向性が弱い)ため、無線基地局装置は、点在する複数の無線通信装置に向けて同一のデータを同時に送信、つまり、ブロードキャストにより送信することができる。このため、無線リソースの有効活用を図ることができる。 According to such a wireless communication system, when the same data is transmitted to a plurality of wireless communication devices, an omnidirectional wireless signal in which the data is modulated is transmitted. Since non-directional radio signals have no directivity (or weak directivity), the wireless base station device transmits the same data simultaneously to a plurality of scattered wireless communication devices, that is, transmits by broadcast. Can do. For this reason, it is possible to effectively use radio resources.
一方、指向性無線信号は、複数のアンテナ素子を用いることによるアンテナ利得があるため、無指向性無線信号よりも遠方まで到達する。このため、無線通信装置は、無指向性無線信号の到達範囲外に移動した場合などでも、指向性無線信号によってデータを無線基地局装置に送信(具体的には、再送)させることによって、当該データを受信することができる。 On the other hand, the directional radio signal reaches farther than the omnidirectional radio signal because it has an antenna gain due to the use of a plurality of antenna elements. For this reason, even when the wireless communication apparatus moves outside the reachable range of the omnidirectional wireless signal, the wireless communication apparatus transmits (specifically, retransmits) the data to the wireless base station apparatus using the directional wireless signal, thereby Data can be received.
本発明の第2の特徴は、複数のアンテナ素子によって構成されるアレイアンテナを用いて、無線信号を無線通信装置に送信する無線基地局装置であって、無指向性無線信号または指向性無線信号を送信する無線通信部と、送信要求を前記無線通信装置から受信する送信要求受信部とを備え、前記無線通信部は、複数の前記無線通信装置に向けて同一のデータを送信する場合、前記データが変調された無指向性無線信号を送信し、前記送信要求受信部が前記送信要求を受信した場合、前記送信要求を送信した前記無線通信装置に、前記データが変調された指向性無線信号を送信することを要旨とする。 A second feature of the present invention is a radio base station apparatus that transmits a radio signal to a radio communication apparatus using an array antenna including a plurality of antenna elements, and is an omnidirectional radio signal or a directional radio signal A wireless communication unit that transmits a transmission request and a transmission request receiving unit that receives a transmission request from the wireless communication device, and the wireless communication unit transmits the same data to a plurality of the wireless communication devices, A directional radio signal in which the data is modulated is transmitted to the radio communication apparatus that has transmitted the transmission request when the omnidirectional radio signal in which data is modulated is transmitted and the transmission request receiving unit receives the transmission request. The gist is to send.
本発明の第3の特徴は、本発明の第2の特徴に係り、前記データから前記指向性無線信号への変調レート(例えば、24QAM相当)は、前記データから前記無指向性無線信号への変調レート(例えば、12QAM相当)よりも高いことを要旨とする。 A third feature of the present invention relates to the second feature of the present invention, wherein a modulation rate from the data to the directional radio signal (e.g., equivalent to 24QAM) is calculated from the data to the omnidirectional radio signal. The gist is that it is higher than the modulation rate (e.g., equivalent to 12QAM).
本発明の第4の特徴は、複数のアンテナ素子によって構成されるアレイアンテナを用いて、指向性無線信号を送信したり、複数の送信先に向けて同一のデータが変調された無指向性無線信号を送信したりすることができる無線基地局装置から、前記指向性無線信号または前記無指向性無線信号を受信する無線通信装置であって、前記無指向性無線信号を受信しているか否かを判定する受信判定部と、前記受信判定部によって前記無指向性無線信号が受信できていないと判定された場合、前記データの送信要求を前記無線基地局装置に送信する送信要求送信部とを備え、前記再送要求の送信によって、前記無線基地局装置から前記指向性無線信号を受信することを要旨とする。 A fourth feature of the present invention is that an omnidirectional wireless signal in which a directional wireless signal is transmitted using an array antenna including a plurality of antenna elements or the same data is modulated toward a plurality of transmission destinations. A radio communication apparatus that receives the directional radio signal or the omnidirectional radio signal from a radio base station apparatus capable of transmitting a signal, and whether or not the omnidirectional radio signal is received And a transmission request transmission unit that transmits the data transmission request to the radio base station device when the reception determination unit determines that the omnidirectional radio signal is not received. The gist is to receive the directional radio signal from the radio base station apparatus by transmitting the retransmission request.
本発明の第5の特徴は、本発明の第4の特徴に係り、前記データから前記指向性無線信号への変調レートは、前記データから前記無指向性無線信号への変調レートよりも高いことを要旨とする。 A fifth feature of the present invention relates to the fourth feature of the present invention, wherein a modulation rate from the data to the directional radio signal is higher than a modulation rate from the data to the omnidirectional radio signal. Is the gist.
本発明の第6の特徴は、本発明の第4または第5の特徴に係り、前記受信判定部は、前記無線通信装置が前記無指向性無線信号の到達範囲(カバレッジC1)外に位置する場合において、所定の周期で前記無指向性無線信号が受信できるか否かを判定することを要旨とする。 A sixth feature of the present invention relates to the fourth or fifth feature of the present invention, wherein the reception determination unit is configured such that the wireless communication device is located outside a reachable range (coverage C1) of the omnidirectional wireless signal. In this case, the gist is to determine whether or not the omnidirectional radio signal can be received at a predetermined period.
本発明の第7の特徴は、複数のアンテナ素子によって構成されるアレイアンテナを用いて無線信号を送受信する無線通信方法であって、複数の送信先に向けて同一のデータを送信する場合、無指向性無線信号を送信するステップと、前記データの送信要求を前記送信先から受信するステップと、前記送信要求を受信した場合、前記送信要求を送信した前記無線通信装置に、前記データが変調された指向性無線信号を送信するステップと、前記送信先が前記指向性無線信号を受信するステップとを備えることを要旨とする。 A seventh feature of the present invention is a wireless communication method for transmitting and receiving a wireless signal using an array antenna composed of a plurality of antenna elements. When transmitting the same data to a plurality of transmission destinations, there is no need. Transmitting the directional radio signal; receiving the data transmission request from the destination; and receiving the transmission request, the data is modulated to the wireless communication device that transmitted the transmission request. The present invention includes a step of transmitting a directional radio signal and a step of receiving the directional radio signal by the transmission destination.
本発明の第8の特徴は、本発明の第7の特徴に係り、前記無指向性無線信号を受信しているか否かを判定するステップと、前記判定するステップにおいて前記無指向性無線信号が受信できていないと判定された場合、前記送信要求を前記無指向性無線信号の送信元に送信するステップとをさらに備えることを要旨とする。 An eighth feature of the present invention relates to the seventh feature of the present invention, wherein in the step of determining whether or not the omnidirectional radio signal is received, and in the step of determining, the omnidirectional radio signal is The gist further includes a step of transmitting the transmission request to a transmission source of the omnidirectional radio signal when it is determined that reception is not possible.
本発明の特徴によれば、アレイアンテナを用いる場合において、ブロードキャストにより無線リソースの有効活用を図りつつ、ブロードキャストにより送信されるデータをさらに確実に受信することができる無線通信システム、無線基地局装置、無線通信装置及び無線通信方法を提供することができる。 According to the features of the present invention, in the case of using an array antenna, a radio communication system, a radio base station apparatus, and a radio base station apparatus capable of more reliably receiving data transmitted by broadcast while effectively utilizing radio resources by broadcast A wireless communication device and a wireless communication method can be provided.
次に、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。 Next, an embodiment of the present invention will be described. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, it should be noted that the drawings are schematic and ratios of dimensions and the like are different from actual ones.
したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。 Accordingly, specific dimensions and the like should be determined in consideration of the following description. Moreover, it is a matter of course that portions having different dimensional relationships and ratios are included between the drawings.
(無線通信システムの全体概略構成)
図1は、本実施形態に係る無線通信システム10の全体概略構成図である。図1に示すように、無線通信システム10は、無線基地局100(無線基地局装置)、及び無線通信端末200A,250A,250B(無線通信装置)によって構成される。無線通信システム10は、TDMA及びSDMA/TDD方式を利用した“iBurst”に準拠している。なお、無線通信システム10を構成する無線基地局及び無線通信端末の数は、図1に示した数に限定されるものではない。
(Overall schematic configuration of wireless communication system)
FIG. 1 is an overall schematic configuration diagram of a wireless communication system 10 according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the radio communication system 10 includes a radio base station 100 (radio base station apparatus) and
無線基地局100は、アレイアンテナ101(図1において不図示、図2参照)を用いて無線信号S1,S2を送信する。具体的には、無線基地局100は、アレイアンテナ101を構成するアレイ素子101a〜101n(図1において不図示、図2参照)のうち、何れかのアレイ素子(例えば、アレイ素子101a)のみを用いて、無線信号S1(無指向性無線信号)を送信することができる。
The
何れかのアレイ素子のみを用いて送信される無線信号S1は、指向性を有さない無指向性ビーム(不図示)を形成し、全方位に向けて放射される。本実施形態では、無線信号S1は、同一のデータを複数の無線通信端末に向けて同時に送信するブロードキャスト・マルチキャスト・サービス(BCMCS)によるブロードキャストデータDT(図1において不図示、図2参照)の送信に用いられる。なお、ブロードキャストデータDTとして送信されるデータとしては、例えば、放送型のコンテンツデータが挙げられる。また、ブロードキャストデータDTは、後述する再送の場合以外、ブロードキャスト(またはマルチキャスト)によって送信される。 The radio signal S1 transmitted using only one of the array elements forms an omnidirectional beam (not shown) having no directivity and is emitted toward all directions. In the present embodiment, the wireless signal S1 is transmitted as broadcast data DT (not shown in FIG. 1, refer to FIG. 2) by a broadcast multicast service (BCMCS) that transmits the same data simultaneously to a plurality of wireless communication terminals. Used for. The data transmitted as the broadcast data DT includes, for example, broadcast type content data. The broadcast data DT is transmitted by broadcast (or multicast) except in the case of retransmission described later.
また、無線基地局100は、アレイアンテナ101を構成するアレイ素子101a〜101n(計12本)のすべてを用いて、無線信号S2(指向性無線信号)を送信することができる。アレイ素子101a〜101nのすべてを用いて送信される無線信号S2は、指向性を有する指向性ビームB1を形成(ビームフォーミング)し、特定の無線通信端末に向けて放射される。
In addition, the
本実施形態では、無線信号S2は、特定の無線通信端末へのデータの送信や、無線信号S1によって送信されたブロードキャストデータDTの特定の無線通信端末への再送に用いられる。なお、無線信号S2によりブロードキャストデータDTを再送する場合、ブロードキャスト(またはマルチキャスト)ではなく、ユニキャストが用いられる。 In the present embodiment, the radio signal S2 is used for data transmission to a specific radio communication terminal and retransmission of broadcast data DT transmitted by the radio signal S1 to the specific radio communication terminal. Note that, when the broadcast data DT is retransmitted by the radio signal S2, unicast is used instead of broadcast (or multicast).
何れかのアレイ素子のみを用いて送信される無線信号S1は、複数のアレイ素子を用いることによるアンテナ利得がなく、カバレッジC1までをカバーする。一方、アレイ素子101a〜101nのすべてを用いて送信される無線信号S2は、複数のアレイ素子を用いることによるアンテナ利得があるため無線信号S1よりも遠方まで到達する。具体的には、無線信号S2は、カバレッジC2までをカバーすることができる。
The radio signal S1 transmitted using only one of the array elements has no antenna gain due to the use of the plurality of array elements, and covers up to the coverage C1. On the other hand, the radio signal S2 transmitted using all of the
無線通信端末200A,250A,250Bは、無線基地局100によって送信された無線信号S1,S2を受信する。
無線通信端末200Aは、ノート型のパーソナルコンピュータであり、iBurst(登録商標)規格に準拠した無線通信カードモジュールが装着されている。無線通信端末250A,250Bは、携帯情報端末(PDA)であり、iBurst規格に準拠した無線通信カードモジュールが装着されている。
The
(無線通信システムの機能ブロック構成)
次に、無線通信システム10の機能ブロック構成について説明する。図2は、無線基地局100の機能ブロック構成図である。図3は、無線通信端末250Bの機能ブロック構成図である。なお、無線通信端末200A,200Bも無線通信端末250Bと同様の機能ブロック構成を有する。なお、無線基地局100及び無線通信端末250Bは、当該装置としての機能を実現する上で必須な、図示しない或いは説明を省略したブロック(電源部など)を備える場合があることに留意されたい。
(Functional block configuration of wireless communication system)
Next, a functional block configuration of the wireless communication system 10 will be described. FIG. 2 is a functional block configuration diagram of the
(1)無線基地局100
図2に示すように、無線基地局100は、アレイアンテナ101、無線通信部102、アレイアンテナ制御部103、データ処理部105、通信インタフェース部107及びBCMCS管理部109を備える。
(1)
As shown in FIG. 2, the
アレイアンテナ101は、アレイ素子101a〜101n(アンテナ素子)によって構成される。具体的には、アレイアンテナ101は、計12本のアレイ素子によって構成される。アレイアンテナ101は、無線通信部102と接続される。
The
無線通信部102は、所定の周波数帯域(例えば、1.79GHz帯)の無線信号S1,S2を送信したり、無線通信端末によって送信された無線信号(不図示)を受信したりする。
The
具体的には、無線通信部102は、複数の無線通信端末に向けて同一のデータ(ブロードキャストデータDT)を送信する場合、アレイアンテナ制御部103による制御に基づいて、ブロードキャストデータDTが変調された無線信号S1を送信する。さらに、無線通信部102は、BCMCS管理部109がブロードキャストデータDTの送信要求RQを特定の無線通信端末から受信した場合、アレイアンテナ制御部103による制御に基づいて、送信要求RQを送信した当該無線通信端末に、ブロードキャストデータDTが変調された無線信号S2を送信する。
Specifically, when the
また、無線通信部102は、データ処理部105から出力されたベースバンド信号を変調したり、受信した無線信号をベースバンド信号に復調してデータ処理部105に出力したりする。
Further, the
本実施形態では、無線通信部102は、適応変調方式をサポートし、無線信号の状態に応じて、24QAM、16QAM、12QAM、8PSKなどを選択することができる。具体的には、無線通信部102は、無線信号S1と無線信号S2とで、異なる変調方式を適用することができる。例えば、無線通信部102は、ブロードキャストデータDTから無線信号S2への変調方式として、24QAMを適用することができる。一方、無線通信部102は、ブロードキャストデータDTから無線信号S1への変調方式として、12QAMを適用することができる。すなわち、無線通信部102は、ブロードキャストデータDTから無線信号S2への変調レート(約1,061kbps)を、ブロードキャストデータDTから無線信号S1への変調レート(約787kbps)よりも高くすることができる。
In the present embodiment, the
アレイアンテナ制御部103は、アレイアンテナ101を制御する。具体的には、アレイアンテナ制御部103は、アレイ素子101a〜101nのそれぞれが受信した無線信号の相関関係に基づいて、当該無線信号を送信した無線通信端末(例えば、無線通信端末250B)に向けて送信される無線信号S2の振幅や位相を制御する。
The array
本実施形態では、アレイアンテナ制御部103は、複数の無線通信端末に向けて同一のデータ(ブロードキャストデータDT)を送信する場合、ブロードキャストデータDTが変調された無線信号S1を、特定の無線通信端末宛ての無線信号を送信する場合(例えば、12本)よりも少ないアレイ素子(例えば、1本)を用いて、無線通信部102に送信させる。
In the present embodiment, when transmitting the same data (broadcast data DT) to a plurality of wireless communication terminals, the array
また、アレイアンテナ制御部103は、BCMCS管理部109がブロードキャストデータDTの送信要求RQを特定の無線通信端末から受信した場合、無線信号S1を送信する場合よりも多いアレイ素子(例えば、12本)を用いて、送信要求RQを送信した当該無線通信端末に、ブロードキャストデータDTが変調された無線信号S2を無線通信部102に送信させる。
Also, the array
上述したように、無線信号S2は、無線信号S1よりも多くのアレイ素子を用いて送信されるため、無線信号S1よりも指向性が強く、指向性ビームB1(図1参照)を形成する。また、無線信号S2は、複数のアレイ素子を用いることによるアンテナ利得があるため、無線信号S1よりも遠方まで到達する。なお、無線信号S2は、当該無線通信端末との間において用いられる個別の通信チャネルにしたがって送信される。 As described above, since the radio signal S2 is transmitted using more array elements than the radio signal S1, the radio signal S2 has higher directivity than the radio signal S1 and forms a directional beam B1 (see FIG. 1). Further, since the radio signal S2 has an antenna gain due to the use of a plurality of array elements, the radio signal S2 reaches farther than the radio signal S1. The radio signal S2 is transmitted according to an individual communication channel used with the radio communication terminal.
さらに、アレイアンテナ制御部103は、BCMCS管理部109から通知されたブロードキャストデータDTの受信を要求している無線通信端末の数が所定の閾値(例えば、5)を下回る場合、無線信号S1によるブロードキャストデータDTの送信を中止することができる。この場合、アレイアンテナ制御部103は、無線信号S1ではなく、無線信号S2を用いて、ブロードキャストデータDTの受信を要求しているそれぞれの無線通信端末に対してブロードキャストデータDTを送信すればよい。
Furthermore, when the number of wireless communication terminals requesting reception of broadcast data DT notified from the
データ処理部105は、ベースバンド信号、具体的には、各種のデータ(ユーザデータや制御データ)に関する処理を実行する。特に、本実施形態では、データ処理部105は、ブロードキャストデータDTを所定の間隔ごとに複数の無線通信端末に向けて送信する。
The
通信インタフェース部107は、データ処理部105と接続されている。通信インタフェース部107は、無線基地局100が接続される有線バックボーンネットワーク(不図示)に接続するために必要な通信インタフェースを提供する。
The
BCMCS管理部109は、BCMCSによるブロードキャストデータDTの送信状態を管理する。特に、本実施形態では、BCMCS管理部109は、ブロードキャストデータDTの送信要求RQを特定の無線通信端末から受信することができる。本実施形態において、BCMCS管理部109は、送信要求受信部を構成する。
The
BCMCS管理部109は、送信要求RQを受信したこと、及び送信要求RQを送信した無線通信端末を示す情報をアレイアンテナ制御部103に通知する。
The
また、BCMCS管理部109は、無線通信端末がブロードキャストデータDTの受信を要求しているか否かを示す通知を、当該無線通信端末から受信することができる。BCMCS管理部109は、ブロードキャストデータDTの受信を要求している無線通信端末の数をアレイアンテナ制御部103に提供することもできる。
Further, the
(2)無線通信端末250B
図3に示すように、無線通信端末250Bは、アンテナ251、無線通信部252、送信データ処理部253、受信データ処理部255及びBCMCS情報受信管理部260を備える。
(2)
As shown in FIG. 3, the
アンテナ251は、無線通信部252と接続される。アンテナ251は、アレイアンテナではなく、1本のアンテナ素子によって構成される。
The
無線通信部252は、無線基地局100によって送信された無線信号S1,S2を受信したり、無線基地局100に向けて無線信号を送信したりする。本実施形態では、無線通信部252は、指向性無線信号受信部を構成する。
The
また、無線通信部252は、送信データ処理部253から出力されたベースバンド信号を変調したり、受信した無線信号S1,S2をベースバンド信号に復調し、受信データ処理部255に出力したりする。
Further, the
送信データ処理部253は、ベースバンド信号、具体的には、各種の送信データ(ユーザデータや制御データ)に関する処理を実行する。また、送信データ処理部253は、BCMCS情報受信管理部260と接続されている。送信データ処理部253は、BCMCS情報受信管理部260から出力された送信要求RQに基づいて、送信要求RQを含むベースバンド信号、具体的には、上りリンクフレームF(図5参照)を生成することができる。
The transmission
受信データ処理部255は、ベースバンド信号、具体的には、各種の受信データ(ユーザデータや制御データ)に関する処理を実行する。特に、本実施形態では、受信データ処理部255は、無線基地局100によって送信されたブロードキャストデータDTの受信処理を実行する。
The reception
BCMCS情報受信管理部260は、BCMCS情報記憶部261、受信動作制御部263、送信要求判定部265、送信要求生成部267及びBCMCS受信通知部269によって構成される。
The BCMCS information reception management unit 260 includes a BCMCS
BCMCS情報記憶部261は、BCMCSによるブロードキャストデータDTに関する情報を記憶する。具体的には、BCMCS情報記憶部261は、ブロードキャストデータDTの送信頻度(コンテンツの送信回数)、送信間隔及び使用する無線信号の情報(チャネルなど)を記憶する。
The BCMCS
受信動作制御部263は、BCMCSによるブロードキャストデータDTの受信動作を制御する。具体的には、受信動作制御部263は、BCMCS情報記憶部261に記憶されている情報に基づいて、所定のタイミングで受信データ処理部255を起動し、ブロードキャストデータDTを受信データ処理部255に受信させる。また、受信動作制御部263は、受信データ処理部255がブロードキャストデータDTを所定の間隔で受信していない場合、ブロードキャストデータDTの受信エラーをBCMCS情報記憶部261に記憶する。
The reception
送信要求判定部265は、ブロードキャストデータDTの送信(再送)を要求するか否かを判定する。具体的には、送信要求判定部265は、BCMCS情報記憶部261に記憶されている情報に基づいて、ブロードキャストデータDTの送信に用いられる無線信号S1を、受信データ処理部255が所定の周期で受信しているか否かを判定する。本実施形態において、送信要求判定部265は、受信判定部を構成する。送信要求判定部265は、受信データ処理部255がブロードキャストデータDTを所定の周期に応じたタイミングで受信できない回数が所定回数継続した場合、ブロードキャストデータDTが受信できないことを送信要求生成部267に通知する。
The transmission
また、送信要求判定部265は、無線通信端末250Bが無線信号S1の到達範囲、つまり、カバレッジC1外に位置する場合においても、所定の周期で無線信号S1が受信できるか否かを判定することもできる。
Further, the transmission
送信要求生成部267は、送信要求判定部265によって無線信号S1が所定の周期で受信できていないと判定された場合、受信できなかったブロードキャストデータDTの送信要求RQを無線基地局100に送信する。本実施形態では、無線通信部252と送信要求生成部267とによって、送信要求送信部が構成される。
When the transmission
具体的には、送信要求生成部267は、ブロードキャストデータDTが受信できないことを示す通知を送信要求判定部265から受信した場合、送信要求RQを生成し、生成した送信要求RQを無線通信部252に送信させる。本実施形態では、図5に示すように、iBurstの上りリンクフレームFのうち、情報シンボル部分の1ビットが、BCMCSフラッグビットとして割り当てられる。送信要求生成部267は、送信要求RQを無線基地局100に送信する場合、BCMCSフラッグビットを“1”に設定する。
Specifically, when receiving a notification indicating that broadcast data DT cannot be received from the transmission
BCMCS受信通知部269は、無線通信端末250BがブロードキャストデータDTの受信を要求していることを無線基地局100に通知する。BCMCS受信通知部269は、例えば、BCMCSフラッグビットと同様に、上りリンクフレームFのうち、情報シンボル部分の1ビットを用いて、ブロードキャストデータDTの受信を要求していることを無線基地局100に通知することができる。
The BCMCS
(無線通信システムの動作)
次に、上述した無線通信システムの動作について説明する。具体的には、無線通信端末250BによるブロードキャストデータDTの受信動作について説明する。図4は、無線基地局100及び無線通信端末250BによるブロードキャストデータDTの送受信動作フローを示す。
(Operation of wireless communication system)
Next, the operation of the above-described wireless communication system will be described. Specifically, the reception operation of the broadcast data DT by the
図4に示すように、ステップS10において、無線通信端末250Bは、ブロードキャストデータDTが変調された無線信号S1を、無線基地局100から受信したか否かを判定する。
As shown in FIG. 4, in step S10, the
無線信号S1を受信した場合(ステップS10のYES)、ステップS20において、無線通信端末250Bは、受信したブロードキャストデータDTに基づいて、情報の再生処理を実行する(例えば、放送型コンテンツの再生)。
When the wireless signal S1 is received (YES in step S10), in step S20, the
無線信号S1を受信しない場合(ステップS10のNO)、ステップS30において、無線通信端末250Bは、ブロードキャストデータDTの受信タイミングが経過したか否かを判定する。具体的には、無線通信端末250Bは、ブロードキャストデータDTの受信周期(所定の周期)に基づいて、ブロードキャストデータDTの受信タイミングが経過したか否かを判定する。
When the wireless signal S1 is not received (NO in step S10), in step S30, the
ブロードキャストデータDTの受信タイミングが経過した場合(ステップS30のYES)、ステップS40において、無線通信端末250Bは、ブロードキャストデータDTの受信が失敗したことを記憶する。なお、ブロードキャストデータDTの受信が失敗する原因の例としては、無線通信端末250BがカバレッジC1の外に移動したことが挙げられる。
When the reception timing of the broadcast data DT has elapsed (YES in step S30), in step S40, the
ステップS50において、無線通信端末250Bは、ブロードキャストデータDTの受信の失敗がN回連続したか否かを判定する。
In step S50, the
ブロードキャストデータDTの受信の失敗がN回連続した場合(ステップS50のYES)、ステップS60において、無線通信端末250Bは、受信できなかったブロードキャストデータDTの送信要求RQを無線基地局100に送信する。具体的には、無線通信端末250Bは、上りリンクフレームF(図5参照)のBCMCSフラッグビットを“1”に設定することによって、送信要求RQを無線基地局100に送信する。
When the failure in receiving broadcast data DT continues N times (YES in step S50), in step S60,
なお、本実施形態では、Nの値は、無線基地局100において既知であり、無線基地局100が送信要求RQを受信した場合、無線基地局100は、無線通信端末250Bがどの位置からブロードキャストデータDTを受信できていないのかを認識することができる。無線基地局100は、無線通信端末250Bから送信要求RQを受信した場合、無指向性ビームを形成する無線信号S1ではなく、指向性ビームB1(図1参照)を形成する無線信号S2により、ブロードキャストデータDTを無線通信端末250Bに向けて送信(再送)する。
In the present embodiment, the value of N is known in the
ブロードキャストデータDTの受信の失敗がN回連続していない場合(ステップS50のNO)、無線通信端末250Bは、ステップS10からの処理を繰り返す。
If the failure to receive the broadcast data DT has not continued N times (NO in step S50), the
ステップS65において、無線基地局100は、無線通信端末250Bから送信要求RQを受信したことに基づいて、BCMCSによって送信されていたブロードキャストデータDTの送信を、ユニキャストによる送信に切り替える。
In step S65, based on the reception of the transmission request RQ from the
ステップS70において、無線通信端末250Bは、ブロードキャストデータDTが変調された無線信号S2を、無線基地局100から受信する。つまり、無線通信端末250Bは、無線信号S2を用いて、ユニキャストにより再送されたブロードキャストデータDTと同一内容のデータを受信する。
In step S70, the
ステップS80において、無線通信端末250Bは、受信したブロードキャストデータDTに基づいて、情報の再生処理を実行する。
In step S80, the
(作用・効果)
以上説明した無線通信システム10によれば、複数の無線通信端末に向けて同一のブロードキャストデータDTを送信する場合、通常の無線信号を送信する場合よりも少ないアレイ素子を用いて、ブロードキャストデータDTが変調された無線信号S1が送信される。通常の無線信号を送信する場合よりも少ないアレイ素子を用いて送信される無線信号S1は指向性がないため、無線基地局100は、点在する複数の無線通信端末に向けて同一のブロードキャストデータDTを同時に送信することができる。このため、無線リソースの有効活用を図ることができる。
(Action / Effect)
According to the wireless communication system 10 described above, when the same broadcast data DT is transmitted to a plurality of wireless communication terminals, the broadcast data DT is generated using fewer array elements than when transmitting a normal wireless signal. The modulated radio signal S1 is transmitted. Since the radio signal S1 transmitted using a smaller number of array elements than when transmitting a normal radio signal has no directivity, the
一方、無線信号S1を送信する場合よりも多いアレイ素子を用いて送信される無線信号S2は、複数のアレイ素子を用いることによるアンテナ利得があるため、無線信号S1よりも遠方まで到達する。このため、無線通信端末は、無線信号S1の到達範囲外に移動した場合などでも、無線信号S2によってブロードキャストデータDTを無線基地局100に送信(再送)させることによって、ブロードキャストデータDTを確実に受信することができる。
On the other hand, the radio signal S2 transmitted using more array elements than when transmitting the radio signal S1 has an antenna gain due to the use of a plurality of array elements, and thus reaches farther than the radio signal S1. Therefore, even when the wireless communication terminal moves out of the reachable range of the wireless signal S1, the broadcast data DT is reliably received by transmitting (retransmitting) the broadcast data DT to the
本実施形態では、ブロードキャストデータDTから無線信号S2への変調レート(約1,061kbps)は、ブロードキャストデータDTから無線信号S1への変調レート(約787kbps)よりも高くすることができる。無線信号S1によるブロードキャストデータDTの受信に失敗した場合、無線通信端末は、ブロードキャストデータDTが変調された無線信号S2を受信することによって、無線信号S1によるブロードキャストデータDTの受信よりも、短時間により多くのブロードキャストデータDTを受信することができる。 In the present embodiment, the modulation rate (about 1,061 kbps) from the broadcast data DT to the radio signal S2 can be higher than the modulation rate (about 787 kbps) from the broadcast data DT to the radio signal S1. When reception of the broadcast data DT by the radio signal S1 fails, the radio communication terminal receives the radio signal S2 in which the broadcast data DT is modulated, so that it can be received in a shorter time than the reception of the broadcast data DT by the radio signal S1. A lot of broadcast data DT can be received.
このため、当該無線通信端末は、ブロードキャストデータDTが変調された無線信号S2の受信を継続することによって、無線信号S1によるブロードキャストデータDTの送信スケジュールに追い着くことができる。つまり、無線信号S1の到達範囲(カバレッジC1)から外れた無線通信端末がカバレッジC1内に再び入った場合などには、無線信号S2から無線信号S1への切替えを無線通信端末のユーザに認識させることなく、無線信号S1によるブロードキャストデータDTの受信を再開することができる。 Therefore, the radio communication terminal can catch up with the transmission schedule of the broadcast data DT by the radio signal S1 by continuing to receive the radio signal S2 in which the broadcast data DT is modulated. That is, when a wireless communication terminal outside the reachable range (coverage C1) of the wireless signal S1 reenters the coverage C1, the user of the wireless communication terminal is made aware of switching from the wireless signal S2 to the wireless signal S1. Without receiving the broadcast data DT by the radio signal S1.
本実施形態では、無線通信端末は、無線信号S1の到達範囲、つまり、カバレッジC1外に位置する場合において、所定の周期で無線信号S1が受信できるか否かを判定することができる。このため、無線通信端末がカバレッジC1内に入った場合、速やかに無線信号S1によるブロードキャストデータDTの受信を開始することができる。 In the present embodiment, the radio communication terminal can determine whether or not the radio signal S1 can be received at a predetermined period when it is located outside the coverage area of the radio signal S1, that is, outside the coverage C1. For this reason, when the wireless communication terminal enters the coverage C1, reception of the broadcast data DT by the wireless signal S1 can be started promptly.
本実施形態では、無線基地局100は、ブロードキャストデータDTの受信を要求している無線通信端末の数が所定の閾値(例えば、5)を下回る場合、無線信号S1によるブロードキャストデータDTの送信を中止することができる。
In the present embodiment, the
この場合、無線通信端末は、上述した動作フローにしたがってブロードキャストデータDTの送信要求RQを無線基地局100に送信する。このため、無線基地局100は、無線信号S1ではなく、無線信号S2により、ブロードキャストデータDTを、ブロードキャストデータDTを要求するそれぞれの無線通信端末に向けて送信する。つまり、ブロードキャストデータDTの受信を要求している無線通信端末の数が極めて少ない場合、無線信号S1を用いたブロードキャストによるデータの送信を中止し、無線信号S2を用いたユニキャストによるデータの送信を選択することができる。
In this case, the radio communication terminal transmits a broadcast data DT transmission request RQ to the
(その他の実施形態)
上述したように、本発明の一実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態が明らかとなろう。
(Other embodiments)
As described above, the contents of the present invention have been disclosed through one embodiment of the present invention. However, it should not be understood that the description and drawings constituting a part of this disclosure limit the present invention. From this disclosure, various alternative embodiments will be apparent to those skilled in the art.
例えば、上述した実施形態では、何れかのアレイ素子のみを用いて無線信号S1を送信する形態としたが、通常の無線信号を送信する場合(例えば、12本)よりも少ないアレイ素子を用いる形態であれば、複数のアレイ素子(例えば、2本)を用いて無線信号S1を送信してもよい。 For example, in the above-described embodiment, the wireless signal S1 is transmitted using only one of the array elements. However, the number of array elements is smaller than that in the case of transmitting normal wireless signals (for example, 12). If so, the radio signal S1 may be transmitted using a plurality of array elements (for example, two).
また、上述した実施形態では、アレイ素子101a〜101n(12本)を用いて無線信号S2を送信する形態としたが、無線信号S1を送信する場合よりも多いアレイ素子を用いる形態であれば、12本未満のアレイ素子(例えば、8本)を用いて無線信号S2を送信してもよい。
In the above-described embodiment, the radio signal S2 is transmitted using the
このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。 As described above, the present invention naturally includes various embodiments that are not described herein. Therefore, the technical scope of the present invention is defined only by the invention specifying matters according to the scope of claims reasonable from the above description.
10…無線通信システム、100…無線基地局、101…アレイアンテナ、101a〜101n…アレイ素子、102…無線通信部、103…アレイアンテナ制御部、105…データ処理部、107…通信インタフェース部、109…BCMCS管理部、200A,250A,250B…無線通信端末、251…アンテナ、252…無線通信部、253…送信データ処理部、255…受信データ処理部、260…BCMCS情報受信管理部、261…BCMCS情報記憶部、263…受信動作制御部、265…送信要求判定部、267…送信要求生成部、269…BCMCS受信通知部、B1…指向性ビーム、C1,C2…カバレッジ、DT…ブロードキャストデータ、F…上りリンクフレーム、RQ…送信要求、S1,S2…無線信号 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Wireless communication system, 100 ... Wireless base station, 101 ... Array antenna, 101a-101n ... Array element, 102 ... Wireless communication part, 103 ... Array antenna control part, 105 ... Data processing part, 107 ... Communication interface part, 109 ... BCMCS management unit, 200A, 250A, 250B ... wireless communication terminal, 251 ... antenna, 252 ... radio communication unit, 253 ... transmission data processing unit, 255 ... reception data processing unit, 260 ... BCMCS information reception management unit, 261 ... BCMCS Information storage unit, 263 ... reception operation control unit, 265 ... transmission request determination unit, 267 ... transmission request generation unit, 269 ... BCMCS reception notification unit, B1 ... directional beam, C1, C2 ... coverage, DT ... broadcast data, F ... uplink frame, RQ ... transmission request, S1, S2 ... radio signal
Claims (8)
前記無線基地局装置は、
無指向性無線信号または指向性無線信号を送信する無線通信部と、
送信要求を前記無線通信装置から受信する送信要求受信部と、
を備え、
前記無線通信装置は、
前記無指向性無線信号を受信しているか否かを判定する受信判定部と、
前記受信判定部によって前記無指向性無線信号が受信できていないと判定された場合、前記送信要求を前記無線基地局装置に送信する送信要求送信部と、
前記無線通信部によって送信された前記指向性無線信号を受信する指向性無線信号受信部と
を備え、
前記無線通信部は、
複数の前記無線通信装置に向けて同一のデータを送信する場合、前記データが変調された無指向性無線信号を送信し、
前記送信要求受信部が前記送信要求を受信した場合、前記送信要求を送信した前記無線通信装置に、前記データが変調された指向性無線信号を送信する無線通信システム。 A wireless communication system including a wireless base station device that transmits a wireless signal using an array antenna configured by a plurality of antenna elements, and a wireless communication device that receives the wireless signal,
The wireless base station device
A wireless communication unit that transmits an omnidirectional radio signal or a directional radio signal;
A transmission request receiving unit for receiving a transmission request from the wireless communication device;
With
The wireless communication device
A reception determination unit that determines whether or not the omnidirectional radio signal is received;
When it is determined by the reception determination unit that the omnidirectional radio signal cannot be received, a transmission request transmission unit that transmits the transmission request to the radio base station device;
A directional radio signal receiving unit that receives the directional radio signal transmitted by the radio communication unit;
The wireless communication unit
When transmitting the same data to a plurality of the wireless communication devices, transmitting an omnidirectional radio signal in which the data is modulated,
When the transmission request receiving unit receives the transmission request, a wireless communication system that transmits a directional wireless signal in which the data is modulated to the wireless communication device that has transmitted the transmission request.
無指向性無線信号または指向性無線信号を送信する無線通信部と、
送信要求を前記無線通信装置から受信する送信要求受信部と
を備え、
前記無線通信部は、
複数の前記無線通信装置に向けて同一のデータを送信する場合、前記データが変調された無指向性無線信号を送信し、
前記送信要求受信部が前記送信要求を受信した場合、前記送信要求を送信した前記無線通信装置に、前記データが変調された指向性無線信号を送信する無線基地局装置。 A radio base station apparatus that transmits a radio signal to a radio communication apparatus using an array antenna constituted by a plurality of antenna elements,
A wireless communication unit that transmits an omnidirectional radio signal or a directional radio signal;
A transmission request receiving unit for receiving a transmission request from the wireless communication device;
The wireless communication unit
When transmitting the same data to a plurality of the wireless communication devices, transmitting an omnidirectional radio signal in which the data is modulated,
When the transmission request receiving unit receives the transmission request, a radio base station apparatus that transmits a directional radio signal in which the data is modulated to the radio communication apparatus that has transmitted the transmission request.
前記無指向性無線信号を受信しているか否かを判定する受信判定部と、
前記受信判定部によって前記無指向性無線信号が受信できていないと判定された場合、前記データの送信要求を前記無線基地局装置に送信する送信要求送信部と
を備え、
前記再送要求の送信によって、前記無線基地局装置から前記指向性無線信号を受信することを特徴とする無線通信装置。 Using an array antenna composed of a plurality of antenna elements, it is possible to transmit a directional radio signal or transmit an omnidirectional radio signal in which the same data is modulated to a plurality of transmission destinations. A wireless communication device that receives the directional wireless signal or the omnidirectional wireless signal from a wireless base station device,
A reception determination unit that determines whether or not the omnidirectional radio signal is received;
When it is determined by the reception determination unit that the omnidirectional radio signal cannot be received, a transmission request transmission unit that transmits the data transmission request to the radio base station device,
A radio communication apparatus that receives the directional radio signal from the radio base station apparatus by transmitting the retransmission request.
複数の送信先に向けて同一のデータを送信する場合、無指向性無線信号を送信するステップと、
前記データの送信要求を前記送信先から受信するステップと、
前記送信要求を受信した場合、前記送信要求を送信した前記無線通信装置に、前記データが変調された指向性無線信号を送信するステップと、
前記送信先が前記指向性無線信号を受信するステップと
を備える無線通信方法。 A wireless communication method for transmitting and receiving a wireless signal using an array antenna composed of a plurality of antenna elements,
A step of transmitting an omnidirectional radio signal when transmitting the same data to a plurality of destinations;
Receiving a transmission request for the data from the destination;
When receiving the transmission request, transmitting a directional wireless signal in which the data is modulated to the wireless communication device that has transmitted the transmission request;
A wireless communication method comprising: the transmission destination receiving the directional wireless signal.
前記判定するステップにおいて前記無指向性無線信号が受信できていないと判定された場合、前記送信要求を前記無指向性無線信号の送信元に送信するステップと
をさらに備える請求項7に記載の無線通信方法。 Determining whether the omnidirectional radio signal is received;
The wireless communication according to claim 7, further comprising: transmitting the transmission request to a transmission source of the omnidirectional wireless signal when it is determined that the omnidirectional wireless signal cannot be received in the determining step. Communication method.
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