JP2009194606A - 基地局装置及び制御情報の送信条件設定方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明の基地局装置1は、移動端末2との間でトラヒックデータ及び制御情報の通信を行うとともに、前記制御情報の通信をトラヒックデータ用の通信コネクションとは別の通信コネクションを用いて行うものであり、移動端末2との通信状態を検知する検知部11と、検知部11の検知結果に基づいて、移動端末2との通信状態を判断する判断部12と、前記制御情報に対する設定を行うパラメータ設定部13とを備えている。前記制御情報は、当該制御情報以外の他の制御情報の通信の堅牢性に関するパラメータを含んでいる。パラメータ設定部13は、判断部12の判断結果に基づいて、前記制御情報に含まれる前記パラメータを設定することで、前記他の制御情報についての通信の堅牢性を通信状態に応じて変化させる。
【選択図】 図1
Description
上記BWAシステムは、基地局装置と、この基地局装置との間で無線通信を確立する複数の移動端末とを有しており、前記基地局装置は、前記移動端末に対して、広帯域の無線通信サービスを提供する。
上記BWAシステムでは、基地局装置と移動端末との間でユーザデータ(トラヒックデータ)の送受信以外に、両者間の通信を制御するために必要な情報である制御情報(制御メッセージ)の送受信を互いに行う。
このような制御情報としては、基地局装置側が送信するFCH(フレーム制御ヘッダ)、DL−MAP(下りサブフレーム割当情報)、UL−MAP(上りサブフレーム割当情報)、RNG−RSP(レンジング応答情報)等や、移動端末が送信するRNG−REQ(レンジング要求情報)等が挙げられる(例えば、非特許文献1参照)。
これに対して、上記制御情報の通信においては、トラヒックデータの通信を行うための通信路(通信コネクション)とは別の通信路が用いられているが、この制御情報用の通信コネクションにおいては、トラヒックデータの通信コネクションのように、堅牢性に関するパラメータについての調整は行われていなかった。このため、基地局装置と移動端末との間の制御情報の通信が安定して行うことができなくなるおそれがあった。
上記制御情報は、両者間の通信を制御するために必要な情報であるため、基地局装置と移動端末との間で確実に送受信が行われないと、安定した通信の実現が困難になる場合や、全く通信することができない場合が生じる。このため、制御情報の通信をより安定して行うことができる方策が嘱望されていた。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、移動端末との間における制御情報の通信をより安定して行うことができる基地局装置、及び制御情報の送信条件設定方法を提供することを目的とする。
この場合、設定部は、送信した制御情報に対する移動端末からの応答の受信状況に基づいてパラメータを設定することができ、制御情報の通信における堅牢性をより好適に設定することができる。
またさらに、この場合、前記通信状態判断部は、当該基地局装置が受信すべき前記応答の未受信数が前記閾値よりも大きいか否かを判断するものであり、前記設定部は、前記通信状態判断部により前記未受信数が前記閾値よりも大きいと判断された場合、前記パラメータに含まれる、前記送信出力値、及び前記リピテーション値の内、少なくともいずれか一方の値を増加させるものであることが好ましい。
またさらに、この場合、前記設定部は、前記通信状態判断部によって前記所定時間の間に前記トラヒックデータの受信が検知されないと判断された場合、前記割当情報についての前記パラメータに含まれる、前記送信出力値、及び前記リピテーション値の内、少なくともいずれか一方の値を増加させるものであることが好ましい。
この場合、移動端末ごとの制御情報の通信状態に応じて、移動端末それぞれについての制御情報のパラメータを好適に設定することができ、これにより、移動端末との間における制御情報の通信の安定性をより高めることができる。
次に、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の第一の実施形態である、基地局装置1の構成を示すブロック図である。この基地局装置1(以下、BS1ともいう)は、広帯域移動無線通信システムの基地局として用いられるものであり、例えば、IEEE802.16に規定されるいわゆる「WiMAX」と呼ばれる無線通信システムに準拠しており、移動端末2との間で、直交周波数分割多元接続(OFDMA)により通信を行う。BS1は、外部の上位ネットワークと接続されており、移動端末2(以下、MS2ともいう)は、BS1との間で通信を確立することで、外部のネットワークへのエントリが可能となる。
BS1は、MS2との間で無線通信を行うための信号を送受信するアンテナ3と、このアンテナ3によって信号の送受信を行うための送受信部4と、MS2との通信に関する各種制御を行うための制御部5と、外部の上位ネットワークと接続するための通信部6とを有している。
制御部5は、CPU、メモリ(RAM)及び記憶装置(ハードディスクやROM)等を有するコンピュータにより構成されており、BS1がMS2との間で通信を確立するために必要な処理を行ったり、MS2からの受信信号の通信フレームに含まれる受信情報を取り出して上位ネットワークに送信したり、上位ネットワークからMS2に送信される情報を通信フレームに載せる処理等を行う。
また、この制御部5は、MS2との間の通信を制御するために必要な制御情報を生成し、送受信を行うための機能部である、検知部11、判断部12、パラメータ設定部13、及び制御情報生成部14を有している。これら各機能部については、後に詳述する。
MS2は、通信が確立されたBS1を介して外部の上位ネットワークにエントリし、外部との間でユーザデータの授受を行うための機能を有する他、BS1との間の通信を制御するために必要な制御情報の送受信を行うための機能を有している。
より具体的には、BS1から送信される下り制御情報を受信し、この下り制御情報に基づいて、又は自己の判断によって、上り制御情報を生成し、BS1に向けて送信する機能を有している。
図2は、BS1とMS2との間で行われる無線通信における通信フレームの構成を示す図である。この通信フレームは、縦軸を周波数、横軸を時間としたときに表される各データの配置構成であり、BS1が送信する送信信号が割り当てられる下りサブフレームと、MS2が送信する送信信号が割り当てられる上りサブフレームとによって構成され、両サブフレームは時間軸上に、所定時間のギャップ(TTG,RTG)を介して交互に配列されている。
また、下りバースト領域DBは、BS1との間で通信を確立しているMS2それぞれに対応してトラヒックデータを送信するために複数に分割される。この内、領域Dに続く下り第一バースト領域db1には、上りサブフレーム割当情報(UL−MAP)が格納される。
上りバースト領域UBは、BS1との間で通信を確立しているMS2それぞれに対応して複数に分割されており、BS1との間で通信を確立しているMS2それぞれがトラヒックデータを送信するための領域として、MS2それぞれに対応して割り当てられる。
BS1及びMS2の間で送受信される制御情報は、その目的に応じて多種規定されている。図3は、その制御情報の一例を示す図である。
図3に示すように、制御情報としては、FCHや、各種制御メッセージが規定されている。この内、BS1からは、FCH、及び、制御メッセージに属する、DL−MAP、UL−MAP、DL制御メッセージといった情報が、下り制御情報としてMS2に対して送信される。また、MS2からは、制御メッセージに属するUL制御メッセージを上り制御情報としてBS1に対して送信する。
上記DL制御メッセージとしては、下り物理チャネル情報(DCD)、上り物理チャネル情報(UCD)、レンジング応答情報(RNG−RSP)、及び無線品質要求情報(REP−REQ)といった情報が規定されている。また、UL制御メッセージには、レンジング要求情報(RNG−REQ)、無線品質応答情報(REP−RSP)といった情報が規定されている。
また、このDL−MAPは、UL−MAP、DCD、UCD、RNG−RSP、及びREP−REQといった、当該DL−MAP以外の他の下り制御情報を送信する際の送信条件に関するパラメータを含んでいる。なお、DL−MAPの送信条件に関するパラメータは、FCHに含めて送信される。MS2がBS1から送信される下り制御情報を受信するためには、MS2がこれら下り制御情報の送信条件に関するパラメータを把握する必要がある。このため、BS1は、上記各下り制御情報の送信条件に関するパラメータを、FCH及びDL−MAPに含めてMS2に対して送信する。
また、これら各制御情報は、後述するように、トラヒックデータの通信のやり取りに用いられる通信コネクションとは別個独立した通信コネクションによって通信が行われる。このため、BS1は、トラヒックデータについての通信に関する設定とは別に、上記制御情報を送信するための設定を、各通信コネクションごとに設定して送信することができる。
また、このUL−MAPは、他の制御情報としての、MS2が送信するRNG−REQやREP−RSPといった上り制御情報についての送信条件に関するパラメータを含んでいる。
言い換えると、MS2は、BS1が送信するDL−MAP及びUL−MAPを受信できなければ、全くトラヒックデータの送受信ができない状態となる。
DL制御メッセージに属するREP−REQは、下り通信におけるCINR等の無線品質に関する情報の送信をMS2に対して要求するための情報であり、無線品質の要求対象となるMS2に割り当てられている下りバースト領域を用いてBS1により送信される。
また、MS2及びBS1は、REP−REQ及びREP−RSPの送受信によって、互いの間で確立している通信に係る無線品質を把握維持することができる。
この内、ブロードキャスト・コネクション、及びフラグメンタブル・ブロードキャスト・コネクションは、BS1から不特定多数のMS2に対して制御情報をブロードキャスト送信するためのコネクションである。また、イニシャル・レンジング・コネクションは、イニシャル・レンジングを行うための制御情報を送信するためのコネクションである。ベーシック・コネクションは、基本的な制御情報を送信するためのコネクションであり、プライマリ・コネクションは、その他の制御情報を送信するためのコネクションである。
また、DCD、及びUCDは、フラグメンタブル・ブロードキャスト・コネクションによって、BS1から不特定のMS2に対してブロードキャスト送信される。
RNG−RSP、及びREP−REQは、ベーシック・コネクションによってBS1から所定のMS2に向けて送信される。
RNG−REQは、イニシャル・レンジング・コネクションによってMS2からBS1に向けて送信される。
また、REP−RSPは、ベーシック・コネクションによってMS2からBS1に向けて送信される。
以上のように、BS1及びMS2は、トラヒックデータを送信するための通信コネクションとは別個独立した通信コネクションによって上記各制御情報の送受信を互いに行うことができ、通信の制御を行うように構成されている。
BS1は、他の制御情報としてのUL−MAPや、DL制御メッセージの送信条件としてその通信の堅牢性に関するパラメータを含んだDL−MAPを生成し、他の制御情報としてのMS2が送信するRNG−REQ、及びREP−RSPの送信条件としてその通信の堅牢性に関するパラメータを含んだUL−MAPを生成する機能を有している。また、BS1は、上記DL制御メッセージを生成する機能を有している。
MS2は、BS1から送信されるUL−MAPに含まれる通信の堅牢性に関するパラメータに基づいて、UL制御メッセージであるRNG−REQ、及びREP−RSPの通信の堅牢性に関するパラメータを調整し、当該UL制御メッセージをBS1に向けて送信するように構成されている。
つまり、BS1は、RNG−REQやREP−RSPといった上り制御情報の通信における堅牢性に関するパラメータを含んだUL−MAPをMS2に送信することで、当該MS2が送信するUL制御メッセージ(上り制御情報)の送信条件を調整させることができる。
図1に示すように、BS1の制御部5は、上述のように、上記各下り制御情報を生成し、送受信を行うための機能部を有しており、制御部5は、前記機能部として、MS2との通信状態を検知するための検知部11と、この検知部11の検知結果に基づいてMS2との通信状態を判断する判断部12と、この判断部12の判断結果に基づいて制御情報の通信における堅牢性に関するパラメータを設定するパラメータ設定部13と、このパラメータ設定部13により設定されたパラメータに基づいて制御情報を生成する制御情報生成部14とを有している。
なお、BS1が送信した下り制御情報に対する応答としてMS2から送信される上り制御情報としては、BS1が送信するRNG−RSPに対して応答されるRNG−REQや、BS1が送信するREP−REQに対して応答されるREP−RSP等が挙げられる。
判断部12は、トラヒックデータ判断部12aによって、MS2からのトラヒックデータの受信の有無を判断できるとともに、制御情報判断部12bによって、上り制御情報の未受信数から制御情報の通信が適正に行われているか否かを判断することができる。
これら両設定部13a,13bは、上記判断部12の判断結果に基づいて、両制御情報の送信条件の内、通信における堅牢性に関するパラメータをそれぞれ設定する。
下り設定部13aは、DL−MAP、UL−MAP、DCD,UCD,RNG−RSP,REP−REQ,及びその他制御メッセージそれぞれの通信の堅牢性に関するパラメータを設定し、設定したこれら下り制御情報に対応する各パラメータを制御情報生成部14に出力する。
なお、下り設定部13aが設定する下り制御情報の内、ベーシックコネクションで送信されるRNG−RSP,REP−REQ,及びその他制御メッセージそれぞれについてのパラメータについては、各MS2ごとに異なる設定が可能である。
上り設定部13bは、RNG−REQ,REP−RSP,及びその他制御メッセージに関するパラメータを設定し、設定したこれら上り制御情報の送信条件を制御情報生成部14に出力する。
なお、RNG−REQ,REP−RSP,及びその他メッセージそれぞれについてのパラメータは、各MS2ごとに異なる設定が可能である。
なお、下り設定部13aによって設定される、DL−MAPの通信における堅牢性に関するパラメータは、FCHに格納されてMS2に送信される。
送受信部4は、上記下り制御情報(DL−MAP、UL−MAP、DCD,UCD,RNG−RSP,REP−REQ,及びその他メッセージ)を、下り設定部13aによってそれぞれに設定されたパラメータに基づいて送信する。
選択可能な変調方式としては、例えば、DL−MAP及びUL−MAPについてはQPSK1/2がある。DCD,UCD,RNG−RSP,REP−REQ,及びその他メッセージについてはQPSK1/2〜64QAM5/6がある。RNG−REQ,及びREP−RSP,及びその他メッセージについてはQPSK1/2〜16QAM3/4がある。
なお、本実施形態においては、これら変調方式は、全てQPSK1/2で固定とした。
このリピテーション値としては、各制御情報全てにおいて、0,2,4,6回の4種類の中から選択し設定することができる。
また、送信出力値としては、下りバースト領域で送信されるUL−MAP,DCD,UCD,RNG−RSP,REP−REQ,及びその他メッセージについては、−12dB〜+6dBの範囲で設定することができる。この送信出力値を増加させることで、制御情報に係る通信は、その堅牢性が高められる。なお、本実施形態において、DL−MAP,及びMS2により送信されるRNG−REQ,REP−RSP,及びその他メッセージの送信出力値については、0dBで固定とする。
また、上記パラメータの内、各MS2ごとに異なる設定が可能な、UL制御メッセージ(RNG−REQ,REP−RSP,及びその他メッセージ)について、本実施形態では、各MS2全てに対して、同一のパラメータの値に設定するものとする。
また、図中の各ステップにおいて、特に設定の表示がないパラメータについては、現状の設定を維持するものとする。
図において、パラメータ設定部13は、まず、各パラメータについて、初期設定を行う(ステップS101)。初期設定の値としては、図に示すように、変調方式は、全てQPSK1/2、リピテーション値、及び送信出力値は、全て「0」に設定される。
その後、ステップS102に戻り、再度、MS2との間における通信状態の検知を行う。
ステップS105において、上り制御情報の未受信数がY個よりも大きいと判断された場合、ステップS106に進み、制御部5は、下り設定部13aに、DL−MAPのリピテーション値、並びに、UL−MAPのリピテーション値及び送信出力値を維持させる設定を行わせ、DL制御メッセージのリピテーション値及び送信出力値については、増加させる設定を行わせる。また、制御部5は、上り設定部13bに、UL制御メッセージのリピテーション値を増加させる設定を行わせる(ステップS106)。
その後、ステップS102に戻り、再度、MS2との間における通信状態の検知を行う。なお、ステップS105における判断基準となる未受信数の個数(Y個)は、両制御情報の通信が適正に行われていないと判断しうる値に設定される。
ステップS107において、上り制御情報の未受信数がZ個以下でないと判断された場合、ステップS108に進み、制御部5は、下り設定部13a、及び上り設定部13bに、全てのパラメータについて、現状を維持する設定を行わせ(ステップS108)、ステップS102に戻る。
なお、ステップS107における判断基準となる未受信数の個数(Z個)は、両制御情報の通信が適正に行われていると判断できる程度の値に設定される。
その後、ステップS102に戻り、再度、MS2との間における通信状態の検知を行う。
BS1が受信すべき上り制御情報の未受信数が多ければ、MS2との間で、DL−MAP,及びUL−MAP以外の他の下り制御情報、及び上り制御情報の内、少なくともいずれか一方の通信が適正に行われていないおそれがある。つまり、BS1側からでは、BS1が送信した下り制御情報がMS2に正常に到達していないのか、あるいは、MS2が送信した上り制御情報がBS1に正常に到達していないのか判断することができない。
本実施形態では、BS1が受信すべき上り制御情報の未受信数が所定の閾値であるY個よりも大きいと判断され、制御情報の通信が適正に行われていないと判断される場合、DL制御メッセージのリピテーション値及び送信出力値、並びに、UL制御メッセージのリピテーション値をそれぞれ増加させることで(図5中、ステップS105,S106参照)、DL制御メッセージ及びUL制御メッセージのパラメータをより堅牢性の高い設定とすることができる。すなわち、正常に通信が行われていないのが、上り側及び下り側のいずれであったとしても、上り側及び下り側の双方について、堅牢性が高まる設定とするように構成されている。この結果、MS2との間における通信における制御情報の通信の安定性をより高めることができる。
MS2からのトラヒックデータの受信がなければ、MS2との間で、適正な通信の確立が行われていない可能性があり、DL−MAP、及び、UL−MAPを、MS2が適正に受信していないおそれがある。本実施形態では、MS2からのトラヒックデータの受信がないと判断され、DL−MAP、及び、UL−MAPが、MS2によって適正に受信されていないと判断される場合、DL−MAPのリピテーション値、及びUL−MAPのリピテーション値、送信出力値をそれぞれ増加させることで(図5中、ステップS103,S104参照)、DL−MAP及びUL−MAPのパラメータをより堅牢性の高い設定とすることができる。この結果、MS2との間における通信における制御情報の通信の安定性をより高めることができる。
図6は、本発明の第二の実施形態であるBS1による制御情報のパラメータ設定の手順を示すフローチャートである。
本実施形態では、検知部11の制御情報検知部11b、判断部12の制御情報判断部12b、及びパラメータ設定部13が、それぞれ、MS2ごとに制御情報の検知、判断を行い、MS2ごとに上り制御情報のパラメータを設定する場合を示している。
ステップS202において、制御部5は、トラヒックデータ検知部11aに上りトラヒックデータの受信パケット数を計測させるとともに、制御情報検知部11bに、各MS2ごとに上り制御情報の受信の有無を検知させる(ステップS202)。
ステップS203において、トラヒックデータを受信していると判断された場合、ステップS205に進み、制御部5は、下り設定部13aに、DL−MAPのリピテーション値を減少させる設定を行わせるとともに、UL−MAPのリピテーション値及び送信出力値を減少させる設定を行わせる(ステップS205)。
そして、ステップS207において、制御部5は、下り設定部13aに、ステップS206において特定されたMS2についてのDL制御メッセージのリピテーション値及び送信出力値については、増加させる設定を行わせ、上り設定部13bに、前記特定されたMS2についてのUL制御メッセージのリピテーション値を増加させる設定を行わせる(ステップS207)。なお、このステップS207においてパラメータが設定されるDL制御メッセージは、MS2ごとに各パラメータの設定が可能なRNG−RSP及びREP−RSPを対象としている。
その後、ステップS202に戻り、再度、MS2との間における通信状態の検知を行う。
また、パラメータ設定部13は、各制御情報の通信における変調方式を、調整の対象としても良く、この場合、各制御情報の通信それぞれについて、変調方式を堅牢性の高いQPSK1/2から、堅牢性は低下するがデータの送信効率が高くなる64QAM5/6までの間で、調整するように構成してもよい。
4 送受信部 5 制御部 6 通信部 11 検知部
11a トラヒックデータ検知部 11b 制御情報検知部 12 判断部
12a トラヒックデータ判断部 12b 制御情報判断部
13 パラメータ設定部 13a 下り設定部
13b 上り設定部 14 制御情報生成部
Claims (10)
- 移動端末との間でトラヒックデータ及び制御情報の通信を行うとともに、前記制御情報の通信を、トラヒックデータ用の通信コネクションとは別の制御情報用の通信コネクションを用いて行う基地局装置であって、
前記移動端末との通信状態を検知する通信状態検知部と、
前記通信状態検知部の検知結果に基づいて、前記移動端末との通信状態を判断する通信状態判断部と、
前記制御情報に対する設定を行う設定部と、を備え、
前記制御情報は、当該制御情報以外の他の制御情報の通信の堅牢性に関するパラメータを含んでおり、
前記設定部は、前記通信状態判断部の判断結果に基づいて、前記制御情報に含まれる前記パラメータを設定することで、前記他の制御情報についての通信の堅牢性を通信状態に応じて変化させることを特徴とする基地局装置。 - 前記パラメータは、前記他の制御情報の送信出力値、及びリピテーション値の内、少なくともいずれか一方を含んでいる請求項1に記載の基地局装置。
- 前記通信状態検知部は、当該基地局装置が送信した前記制御情報に対する前記移動端末からの応答の受信状況を前記通信状態として検知する請求項1又は2に記載の基地局装置。
- 前記通信状態検知部は、当該基地局装置が送信した前記制御情報に対して前記移動端末からの応答の受信数をカウントし、この応答の受信数に基づいて当該基地局装置が受信すべき応答の未受信数を前記受信状況として求めるものであり、
前記通信状態判断部は、前記通信状態検知部による検知の結果、当該基地局装置が受信すべき前記応答の未受信数と、予め設定された閾値とに基づいて通信状態を判断するものであり、
前記設定部は、前記通信状態判断部の判断結果に基づいて、前記パラメータに含まれる、前記送信出力値、及び前記リピテーション値の内、少なくともいずれか一方の値の調整を行う請求項3に記載の基地局装置。 - 前記通信状態判断部は、当該基地局装置が受信すべき前記応答の未受信数が前記閾値よりも大きいか否かを判断するものであり、
前記設定部は、前記通信状態判断部により前記未受信数が前記閾値よりも大きいと判断された場合、前記パラメータに含まれる、前記送信出力値、及び前記リピテーション値の内、少なくともいずれか一方の値を増加させる請求項4に記載の基地局装置。 - 前記制御情報は、前記移動端末に対する前記トラヒックデータの割り当てに関する割当情報を含んでおり、
前記通信状態検知部は、前記移動端末からのトラヒックデータの受信状況を前記通信状態として検知するものであり、
前記設定部は、前記通信状態検知部による前記トラヒックデータの受信状況に基づいて、前記割当情報についての前記パラメータを設定する請求項1又は2に記載の基地局装置。 - 前記通信状態検知部は、前記移動端末からのトラヒックデータの有無を前記トラヒックデータの受信状況として検知するものであり、
前記通信状態判断部は、所定時間の間に前記移動端末からのトラヒックデータの受信の有無が前記通信状態検知部によって検知されるか否かによって通信状態を判断するものであり、
前記設定部は、前記通信状態判断部の判断結果に基づいて、前記割当情報についての前記パラメータに含まれる、前記送信出力値、及び前記リピテーション値の内、少なくともいずれか一方の値の調整を行う請求項6に記載の基地局装置。 - 前記設定部は、前記通信状態判断部によって前記所定時間の間に前記トラヒックデータの受信が検知されないと判断された場合、前記割当情報についての前記パラメータに含まれる、前記送信出力値、及び前記リピテーション値の内、少なくともいずれか一方の値を増加させる請求項7に記載の基地局装置。
- 前記通信状態検知部は、前記移動端末ごとに通信状態を検知するものであり、
前記設定部は、前記移動端末ごとに前記パラメータの設定を行う請求項1又は2に記載の基地局装置。 - 移動端末と、前記移動端末との間でトラヒックデータ及び制御情報の通信を行うとともに前記制御情報の通信をトラヒックデータ用の通信コネクションとは別の制御情報用の通信コネクションを用いて行う基地局装置と、を備えた無線通信システムにおける前記制御情報の送信条件設定方法であって、
前記基地局装置と前記移動端末との間の通信状態を検知する検知ステップと、
前記検知ステップによる検知結果に基づいて、前記基地局装置と前記移動端末との間の通信状態を判断する判断ステップと、
前記判断ステップによる判断結果に基づいて、前記制御情報に含まれる当該制御情報以外の他の制御情報の通信の堅牢性に関するパラメータを設定するパラメータ設定ステップと、
前記設定ステップによって設定された前記制御情報を前記移動端末に送信し、前記パラメータに基づいて前記他の制御情報の送信条件を設定する送信条件設定ステップと、
を有していることを特徴とする制御情報の送信条件設定方法。
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