JP2008252913A

JP2008252913A - 移動体通信システム、基地局及び移動局

Info

Publication number: JP2008252913A
Application number: JP2008115872A
Authority: JP
Inventors: Hideji Wakabayashi; 秀治若林
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2008-04-25
Filing date: 2008-04-25
Publication date: 2008-10-16

Abstract

【課題】移動局の消費電力や受信処理の負担を削減することができる移動体通信システム及び基地局を得る。
【解決手段】基地局１が共有チャネルHS-DSCHを利用してデータを移動局２に送信する際、予め指定された特定の制御チャネルHS-SCCHを利用して、そのデータの受信に必要な制御情報を移動局２に送信する一方、移動局が予め指定された特定の制御チャネルHS-SCCHから制御情報を受信し、その制御情報を参照して共有チャネルHS-DSCHからデータを受信する。
【選択図】図１

Description

この発明は、複数の制御チャネルと共有チャネルを利用して無線通信を実施する移動体通信システム、基地局及び移動局に関するものである。

移動体通信システムがＷ−ＣＤＭＡ方式を採用している場合、複数の移動局が１本の共有チャネル（基地局から送信されるデータを移動局に運ぶチャネル）を共有し、基地局から送信される制御情報を伝送する制御チャネルについては複数本用意されている。
移動局が共有チャネルから自己宛のデータを取得するには、制御チャネルから自己宛の制御情報を受信して、その制御情報を参照する必要があるが、複数本用意されている制御チャネルのうち、どの制御チャネルに自己宛の制御情報が載せられているかは分からないので、移動局は常に複数本の制御チャネルをモニタしている必要がある。
なお、特開２０００−２２８６４５公報には、基地局の送信電力を削減するために、通信対象の移動局の台数に応じて制御チャネルの送信間隔を制御する移動体通信システムが開示されているが、この移動体通信システムにおいても、移動局は常に複数本の制御チャネルをモニタしている必要がある。

従来の移動体通信システムは以上のように構成されているので、移動局が常に複数本の制御チャネルをモニタすれば、共有チャネルから自己宛のデータを取得することができる。しかし、移動局が常に複数本の制御チャネルをモニタするように設定すると、移動局の消費電力が増加するとともに、移動局における受信処理の負荷が増加するなどの課題があった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、移動局の消費電力や受信処理の負担を削減することができる移動体通信システム及び基地局を得ることを目的とする。
また、この発明は、消費電力や受信処理の負担を削減することができる移動局を得ることを目的とする。

この発明に係る移動体通信システムは、基地局が共有チャネルを利用してデータを移動局に送信する際、複数の制御チャネルのうち、予め指定された特定の制御チャネルを利用して、そのデータの受信に必要な制御情報を移動局に送信する一方、移動局が上記特定の制御チャネルから制御情報を受信し、その制御情報を参照して共有チャネルからデータを受信するようにしたものである。
このことによって、移動局の消費電力や受信処理の負担を削減することができる効果がある。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による移動体通信システムを示す構成図であり、図において、１は共有チャネルＨＳ−ＤＳＣＨを利用してデータを移動局２に送信する際、予め指定された特定の制御チャネルＨＳ−ＳＣＣＨを利用して、そのデータの受信に必要な制御情報を移動局２に送信する基地局、２は予め指定された特定の制御チャネルＨＳ−ＳＣＣＨから制御情報を受信し、その制御情報を参照して共有チャネルＨＳ−ＤＳＣＨからデータを受信する移動局である。ただし、この実施の形態１では複数の移動局２を区別するため、以下必要に応じて移動局２を端末Ａ，Ｂ，・・・，Ｊのように記述する。

図２は基地局１の内部構成を示す構成図であり、図において、１１は網側から送信データを受けると、その送信データをＨＳ−ＤＳＣＨ処理部１２に出力する一方、その送信データの受信に必要な制御情報をＨＳ−ＳＣＣＨ処理部１３に出力し、その制御情報を載せる制御チャネルＨＳ−ＳＣＣＨや変調方式等を指定するスケジューラであり、スケジューラ１１には予め制御情報を載せる制御チャネルＨＳ−ＳＣＣＨが設定されている。
１２はスケジューラ１１から出力された送信データを符号化して変調するＨＳ−ＤＳＣＨ処理部、１２ａはスケジューラ１１から出力された送信データを符号化するエンコーダ部、１２ｂは送信先の移動局２及び基地局１を識別するスクランブリングコードを生成するとともに、共有チャネルＨＳ−ＤＳＣＨに係るチャネライゼーションコードを生成するコード生成器、１２ｃはコード生成器１２ｂにより生成されたコードを用いて、符号化後の送信データを変調する変調部である。

１３はスケジューラ１１から出力された制御情報を符号化して変調するＨＳ−ＳＣＣＨ処理部、１３ａはスケジューラ１１から出力された制御情報を符号化するエンコーダ部、１３ｂは送信先の移動局２及び基地局１を識別するスクランブリングコードを生成するとともに、スケジューラ１１により指定された制御チャネルＨＳ−ＳＣＣＨに係るチャネライゼーションコードを生成するコード生成器、１３ｃはコード生成器１３ｂにより生成されたコードを用いて、符号化後の制御情報を変調する変調部である。
１４はＨＳ−ＤＳＣＨ処理部１２及びＨＳ−ＳＣＣＨ処理部１３からディジタルの変調信号を受けると、その変調信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａコンバータ、１５はＤ／Ａコンバータ１４によりＤ／Ａ変換された変調信号を直交変調する直交変調器、１６は直交変調器１５により直交変調された変調信号を周波数変換して高周波信号を出力するミキサ、１７はミキサ１６から出力された高周波信号を増幅するパワーアンプ、１８は基地局１のアンテナである。

図３は移動局２の内部構成を示す構成図であり、図において、２１は移動局２のアンテナ、２２はアンテナ２１より受信された高周波信号を増幅する低雑音増幅器、２３は低雑音増幅器２２により増幅された高周波信号の周波数を下げるダウンコンバータ、２４はダウンコンバータ２３の出力信号を直交復調してアナログの変調信号を出力する直交復調器、２５はアナログの変調信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータである。
２６はＡ／Ｄコンバータ２５によりＡ／Ｄ変換された変調信号から予め指定された制御チャネルＨＳ−ＳＣＣＨを分離し、その制御チャネルＨＳ−ＳＣＣＨから制御情報を取得するＨＳ−ＳＣＣＨ処理部、２６ａは基地局１のコード生成器１３ｂと同一コードを生成するコード生成器、２６ｂはコード生成器２６ａにより生成されたコードを用いて、Ａ／Ｄコンバータ２５によりＡ／Ｄ変換された変調信号から制御チャネルＨＳ−ＳＣＣＨを分離する復調部、２６ｃは復調部２６ｂから出力される復調信号に対して誤り訂正処理を実施して制御情報を取得するデコーダ部である。

２７はＡ／Ｄコンバータ２５によりＡ／Ｄ変換された変調信号から共有チャネルＨＳ−ＤＳＣＨを分離し、ＨＳ−ＳＣＣＨ処理部２６により取得された制御情報を用いて、その共有チャネルＨＳ−ＤＳＣＨから自己宛のデータを取得するＨＳ−ＤＳＣＨ処理部、２７ａは基地局１のコード生成器１２ｂと同一コードを生成するコード生成器、２７ｂはコード生成器２７ａにより生成されたコードを用いて、Ａ／Ｄコンバータ２５によりＡ／Ｄ変換された変調信号から共有チャネルＨＳ−ＤＳＣＨを分離し、ＨＳ−ＳＣＣＨ処理部２６により取得された制御情報を用いて、その共有チャネルＨＳ−ＤＳＣＨから自己宛のデータ部分を復調する復調部、２７ｃは復調部２７ｂから出力される復調信号に対して誤り訂正処理を実施して自己宛のデータを取得するデコーダ部である。

次に動作について説明する。
基地局１が網側から例えば端末Ａ宛の送信データを受けると、共有チャネルＨＳ−ＤＳＣＨを利用して当該データを送信するが、その際、端末Ａが自己宛のデータを共有チャネルＨＳ−ＤＳＣＨから取得するために必要な制御情報については制御チャネルＨＳ−ＳＣＣＨを利用して送信する。

しかし、移動体通信システムがＷ−ＣＤＭＡ方式を採用している場合、図４に示すように、１本の共有チャネルＨＳ−ＤＳＣＨと複数本の制御チャネルＨＳ−ＳＣＣＨが用意されており、どの制御チャネルＨＳ−ＳＣＣＨに自己宛の制御情報が載せられているのか分からないため、通常は、端末Ａが複数本の制御チャネルＨＳ−ＳＣＣＨをモニタして、自己宛の制御情報を取得する必要がある。
これでは、端末Ａの消費電力が増加するとともに、端末Ａにおける受信処理の負荷が増加するので、この実施の形態１では、図５に示すように、例えば、基地局１と端末Ａの間では、制御情報を送信する制御チャネルＨＳ−ＳＣＣＨ（初期モニタチャネル）はチャネル番号＃１の制御チャネルであるというように予め設定し、基地局１はチャネル番号＃１の制御チャネルＨＳ−ＳＣＣＨを利用して端末Ａ宛の制御情報を送信する。
これにより、端末Ａは、チャネル番号＃１の制御チャネルＨＳ−ＳＣＣＨのみをモニタして、チャネル番号＃１の制御チャネルＨＳ−ＳＣＣＨから自己宛の制御情報を取得し、その制御情報を用いて、共有チャネルＨＳ−ＤＳＣＨから自己宛のデータを取得する。

以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、基地局１が共有チャネルＨＳ−ＤＳＣＨを利用してデータを移動局２に送信する際、予め指定された特定の制御チャネルＨＳ−ＳＣＣＨを利用して、そのデータの受信に必要な制御情報を移動局２に送信する一方、移動局２が予め指定された特定の制御チャネルＨＳ−ＳＣＣＨから制御情報を受信し、その制御情報を参照して共有チャネルＨＳ−ＤＳＣＨからデータを受信するように構成したので、移動局２の消費電力や受信処理の負担を削減することができる効果を奏する。

実施の形態２．
上記実施の形態１では、基地局１が共有チャネルＨＳ−ＤＳＣＨを利用してデータを移動局２に送信する際、予め指定された特定の制御チャネルＨＳ−ＳＣＣＨを利用して、そのデータの受信に必要な制御情報を移動局２に送信するものについて示したが、図６に示すように、基地局１が制御情報を間欠的に送信するようにしてもよい。
図６の例では、端末Ａ宛の制御情報を１回おきに送信しているので、端末Ａは１回おきに特定の制御チャネルＨＳ−ＳＣＣＨをモニタして、特定の制御チャネルＨＳ−ＳＣＣＨから自己宛の制御情報を取得し、自端末の周期以外では制御情報の受信処理を停止する。

これにより、移動局２の消費電力や受信処理の負担を更に削減することができる。ただし、データのスループットは多少低下する。
スループットの低下を防止する必要がある場合は、図６に示すように、端末Ａが初期モニタチャネルで制御情報を取得すると、例えば、チャネル番号＃２の制御チャネルＨＳ−ＳＣＣＨに変更し、チャネル番号＃２の制御チャネルＨＳ−ＳＣＣＨから制御情報を連続で受信するようにする。

実際のパケット通信においては、データ送信と送信停止の発生にばらつきがみられるため、一度データの送信が開始されると、ある程度連続して送信が続くことが多い。このような場合、上記の手法を採用すれば、スループットの低下を効率的に防止することができる。

実施の形態３．
上記実施の形態２では、基地局１が制御情報を間欠的に送信するものについて示したが、基地局１が制御情報の送信周期の変更を受け付けるとともに、移動局２が制御情報の受信周期の変更を受け付けるようにしてもよい。
具体的には、図７に示すように、基地局１及び移動局２が周期を広げるようにすれば、更に、移動局２の消費電力や受信処理の負担を削減することができる。

なお、チャネル番号＃１の制御チャネルＨＳ−ＳＣＣＨのみを初期モニタチャネルとすると、移動局２の収容数が不足して制御情報の送信周期が長くなる場合があり、このような場合には、基地局１のスケジューラ１１が網側からデータを受けてから、実際にデータを送信する機会を得るまでの待ち時間が増加する。
このような場合には、図８に示すように、移動局２を複数の群に分けて、初期モニタチャネルを複数本用意することにより収容数を確保する。図８の例では、チャネル番号＃１，＃３の制御チャネルＨＳ−ＳＣＣＨを初期モニタチャネルとしている。
これにより、移動局２の収容数が多数あっても、待ち時間の増加を防止することができる。

実施の形態４．
上記実施の形態１では、常にチャネル番号＃１の制御チャネルＨＳ−ＳＣＣＨを利用して制御情報を送信するものについて示したが、基地局１及び移動局２が予め設定された切替条件にしたがって制御チャネルＨＳ−ＳＣＣＨを切り替えるようにしてもよい。
具体的には、基地局１及び移動局２には同一の切替条件が予め設定され（切替条件は制御情報の受信回数や受信時間などにより設定される）、例えば、基地局１と端末Ａの間で、端末Ａが初期モニタチャネルを間欠的にモニタして、初期モニタチャネルから制御情報を１回取得すると、初期モニタチャネルからチャネル番号＃２の制御チャネルＨＳ−ＳＣＣＨに切り替えるような切替条件が設定されている場合、図９に示すように、端末Ａが初期モニタチャネルから制御情報を１回取得すると、基地局１及び端末Ａは初期モニタチャネルからチャネル番号＃２の制御チャネルＨＳ−ＳＣＣＨに切り替える処理を実施する。

また、図９の例では、チャネル番号＃２の制御チャネルＨＳ−ＳＣＣＨにおいては、端末Ａが制御情報を間欠受信するのではなく、連続受93信を実施し、その制御情報を２回受信すると、基地局１及び端末Ａがチャネル番号＃２の制御チャネルＨＳ−ＳＣＣＨからチャネル番号＃３の制御チャネルＨＳ−ＳＣＣＨに切り替えるような切替条件が設定されている。
さらに、図９の例では、一定期間、制御情報が送信されない場合、基地局１及び端末Ａがチャネル番号＃３の制御チャネルＨＳ−ＳＣＣＨから初期モニタチャネルに戻すような切替条件が設定されている。

この実施の形態４によれば、基地局１及び移動局２が予め設定された切替条件にしたがって制御チャネルＨＳ−ＳＣＣＨを切り替えるようにしたので、複数の制御チャネルＨＳ−ＳＣＣＨを効率的に利用することができる効果を奏する。

実施の形態５．
上記実施の形態４では、基地局１及び移動局２が予め設定された切替条件にしたがって制御チャネルＨＳ−ＳＣＣＨを切り替えるものについて示したが、図１０に示すように、基地局１が制御チャネルＨＳ−ＳＣＣＨを切り替える際、その制御チャネルＨＳ−ＳＣＣＨの切替情報を移動局２に送信し、移動局２が基地局１から制御チャネルＨＳ−ＳＣＣＨの切替情報を受信すると、その切替情報にしたがって制御チャネルＨＳ−ＳＣＣＨを切り替えるようにしてもよい。
なお、切替情報のシグナリング方法としては、切替前の制御チャネルＨＳ−ＳＣＣＨに情報ビットを追加する方法などが考えられるが、その情報ビットを埋め込む具体的な位置や手段については特に限定するものではない。

実施の形態６．
上記実施の形態１では、特に言及していないが、１本の共有チャネルＨＳ−ＤＳＣＨを効率的に使用するため、各移動局２に対するデータの送信量に応じて各移動局２を群分けして、各群から同時送信対象の移動局２をそれぞれ選定し、複数の制御チャネルＨＳ−ＳＣＣＨを同時送信対象の移動局２に割り付けるようにしてもよい。

具体的には次の通りである。
共有チャネルＨＳ−ＤＳＣＨは、ある基地局１のサービスエリア内では１本であり、複数の移動局２により共有され、各移動局２へ転送するデータ量はコード数により可変にすることが可能である。これにより、各移動局２へのデータ量に応じて柔軟に無線資源を割り当てることができる。しかし、共有チャネルＨＳ−ＤＳＣＨの全体として同時に送信できる容量は定まっており、それ以上のデータ量を送信することはできない。

図１１は同時に送信するデータの総和が均一でないときの共有チャネルＨＳ−ＤＳＣＨへのデータの割付例を示している。
例えば、４台の移動局２に対して同時に送信するデータの総和が均一でないと、図１１（ａ）に示すように、１本の共有チャネルＨＳ−ＤＳＣＨで使えるコード数を越えた分については同時に送信することができない。超えた分については次回以降の送信となり、スループットの低下を引き起こすことになる。
一方、図１１（ｂ）に示すように、１本の共有チャネルＨＳ−ＤＳＣＨで使えるコード数よりも小さい場合は、余った分が無駄となり非効率な割付となる。

図１２は同時に送信するデータの総和が均一となるときの共有チャネルＨＳ−ＤＳＣＨへのデータの割付例を示している。
例えば、４台の移動局２に対して同時に送信するデータの総和が均一であれば、１本の共有チャネルＨＳ−ＤＳＣＨで使えるコード数を限界まで有効に使えるため効率が良くなる。
図１２のような均一な割付を実現するためには、複数本用意されている制御チャネルＨＳ−ＳＣＣＨを各移動局２に割り付けるに際して、各移動局２に対するデータの送信量に応じて各移動局２を群分けする。

具体的には、図１３に示すように、各制御チャネルＨＳ−ＳＣＣＨを用途分けし（チャネル番号＃１の制御チャネルＨＳ−ＳＣＣＨは初期モニタ用、チャネル番号＃２の制御チャネルＨＳ−ＳＣＣＨは少量データ用、チャネル番号＃３の制御チャネルＨＳ−ＳＣＣＨは中量データ用、チャネル番号＃４の制御チャネルＨＳ−ＳＣＣＨは大量データ用）、各移動局２に対するデータの送信量に応じて、各移動局２を何れかの制御チャネルＨＳ−ＳＣＣＨと対応付けるようにする。
そして、各移動局２に対する共有チャネルＨＳ−ＤＳＣＨのコード数が、それぞれの制御チャネルＨＳ−ＳＣＣＨにおいてほぼ均等になるように、１回の送信毎に割り付けるようにする。

ただし、移動局２を群分けした場合に問題となるのは、各移動局２のデータを同時に送信する際、どれか一つの制御チャネルＨＳ−ＳＣＣＨに偏って移動局２が群分けされると、多数の移動局２を持つ群の制御チャネルＨＳ−ＳＣＣＨでは、個々の移動局２に対するデータの送信機会が減少する。一方、他の群の制御チャネルＨＳ−ＳＣＣＨでは、移動局２に送信するデータがなくなることがある。
したがって、各移動局２の群分けが特定の制御チャネルＨＳ−ＳＣＣＨに偏ることなく、複数の制御チャネルＨＳ−ＳＣＣＨにバランスよく行われることが、資源の効率的な配分という点で望ましい。

ここで、図１４は制御チャネルＨＳ−ＳＣＣＨの割当手順を示すフローチャートである。
例えば、基地局１が端末Ａに係る制御チャネルＨＳ−ＳＣＣＨを割り当てる場合、端末Ａに対するデータ量を計測し（ステップＳＴ１）、そのデータ量が現在割り当てられている制御チャネルＨＳ−ＳＣＣＨの上限閾値より大きいか否かを判断する（ステップＳＴ２）。
そして、そのデータ量が現在割り当てられている制御チャネルＨＳ−ＳＣＣＨの上限閾値より大きい場合、端末Ａが所属する群を、その制御チャネルＨＳ−ＳＣＣＨよりデータ量が大きい制御チャネルＨＳ−ＳＣＣＨの群に変更する（ステップＳＴ３）。

次に、端末Ａに対するデータ量が現在割り当てられている制御チャネルＨＳ−ＳＣＣＨの下限閾値より小さいか否かを判断する（ステップＳＴ４）。
そして、そのデータ量が現在割り当てられている制御チャネルＨＳ−ＳＣＣＨの下限閾値より小さい場合、端末Ａが所属する群を、その制御チャネルＨＳ−ＳＣＣＨよりデータ量が小さい制御チャネルＨＳ−ＳＣＣＨの群に変更する（ステップＳＴ５）。
その後、基地局１は、現在、端末Ａが所属する群に対応する制御チャネルＨＳ−ＳＣＣＨに制御情報を載せて（ステップＳＴ６）、端末Ａに対するデータを共有チャネルＨＳ−ＤＳＣＨに載せる（ステップＳＴ７）。
これにより、移動局２に対する１回の送信のデータ量に応じて、各移動局２を群分けすることができるため、１本の共有チャネルＨＳ−ＤＳＣＨを効率的に使用することができる。

この発明の実施の形態１による移動体通信システムを示す構成図である。基地局の内部構成を示す構成図である。移動局の内部構成を示す構成図である。制御チャネルと共有チャネルの構造を示す説明図である。制御チャネルと共有チャネルの構造を示す説明図である。制御チャネルの構造を示す説明図である。制御チャネルの構造を示す説明図である。制御チャネルの構造を示す説明図である。制御チャネルの構造を示す説明図である。制御チャネルの構造を示す説明図である。同時に送信するデータの総和が均一でないときの共有チャネルへのデータの割付例を示す説明図である。同時に送信するデータの総和が均一となるときの共有チャネルへのデータの割付例を示している。制御チャネルと共有チャネルの構造を示す説明図である。制御チャネルの割当手順を示すフローチャートである。

Claims

基地局と移動局が予め用意されている複数の制御チャネルと共有チャネルを利用して無線通信を実施する移動体通信システムにおいて、上記基地局が共有チャネルを利用してデータを上記移動局に送信する際、上記複数の制御チャネルのうち、予め指定された特定の制御チャネルを利用して、そのデータの受信に必要な制御情報を上記移動局に送信する一方、上記移動局が上記特定の制御チャネルから制御情報を受信し、その制御情報を参照して共有チャネルからデータを受信することを特徴とする移動体通信システム。