JP2009290495A - Base station and wireless communication method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、OFDMA方式を用いた無線通信が可能な基地局および無線通信方法に関する。 The present invention relates to a base station and a wireless communication method capable of wireless communication using the OFDMA scheme.
近年、PHS(Personal Handy phone System)や携帯電話等に代表される端末装置が普及し、場所や時間を問わず通話や情報入手が可能となった。特に昨今では、入手可能な情報量も増加の一途を辿り、大容量のデータをダウンロードするため高速かつ高品質な無線通信方式が取り入れられるようになってきた。 In recent years, terminal devices represented by PHS (Personal Handy phone System) and mobile phones have become widespread, making it possible to make calls and obtain information regardless of location or time. Especially in recent years, the amount of available information has been increasing, and high-speed and high-quality wireless communication systems have been introduced to download large amounts of data.
これらのような無線通信のうち、高速デジタル通信を可能とする次世代PHS通信規格として、ARIB(Association of Radio Industries and Businesses) STD T95(非特許文献1)やPHS MoU(Memorandum of Understanding)があり、このような通信規格では、OFDMA/TDMA TDD Broadband Wireless Access System(次世代PHSシステム)を策定しつつある。 Among such wireless communications, ARIB (Association of Radio Industries and Businesses) STD T95 (Non-Patent Document 1) and PHS MoU (Memorandum of Understanding) are the next-generation PHS communication standards that enable high-speed digital communications. In such communication standards, OFDMA / TDMA TDD Broadband Wireless Access System (next generation PHS system) is being formulated.
OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access:直交周波数分割多元接続)は、周波数軸上でキャリア信号を多数のサブキャリアに分割し、数個(例えば24個)のサブキャリアをグループ化してサブチャネルを構成し、複数の端末装置で全てのサブチャネルを共有することにより多元接続を行う。サブチャネルは、例えば18MHzの周波数帯域を20個に分割することとなる。TDMAは、周波数を時間軸で複数のタイムスロットに分割し、複数の相手と通信を行う方式である。現状では、上り(Up Link:端末装置から基地局)と下り(Down Link:基地局から端末装置)をそれぞれ4つに分割することが想定されている。 OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) divides a carrier signal into a number of subcarriers on the frequency axis, and groups several (for example, 24) subcarriers to form subchannels. Multiple access is performed by sharing all subchannels with a plurality of terminal devices. For example, the sub-channel divides the frequency band of 18 MHz into 20 pieces. TDMA is a system in which a frequency is divided into a plurality of time slots on a time axis and communication is performed with a plurality of opponents. At present, it is assumed that each of uplink (Up Link: terminal device to base station) and downlink (Down Link: base station to terminal device) is divided into four.
すなわち次世代PHSシステムでは、周波数軸と時間軸の両方で通信ブロックに細分化し、多数の端末装置に通信ブロックを動的に割り当てて効率的に通信を行う。1つのサブチャネルにおける1つのタイムスロットによって定まる通信ブロックをPRU(Physical Resource Unit)と称し、1つの基地局あたり36個ないし40個のPRUを利用することが想定されている。 That is, in the next-generation PHS system, the communication block is subdivided into both the frequency axis and the time axis, and communication is efficiently performed by dynamically allocating the communication block to a large number of terminal devices. A communication block determined by one time slot in one subchannel is called a PRU (Physical Resource Unit), and it is assumed that 36 to 40 PRUs are used per base station.
上述のように基地局は20個のサブチャネルを利用できるが、そのうちの1つのサブチャネルは制御チャネル(CCH)として利用し、残りのサブチャネルを端末装置に対して動的に割り当てる(DCA:Dynamic Channel Assign)。通信に利用されるサブチャネルに含まれるPRUには、アンカーチャネルもしくはエクストラチャネルが割り当てられる。 As described above, the base station can use 20 subchannels, one of which is used as a control channel (CCH), and the remaining subchannels are dynamically allocated to terminal devices (DCA: Dynamic Channel Assign). An anchor channel or an extra channel is allocated to the PRU included in the subchannel used for communication.
アンカーチャネルは端末装置ごとに1つ割り当てられ、その端末装置に対するエクストラチャネルが割り当てられたPRUのマップを含んでいる。エクストラチャネルは実際にデータを内包するチャネルであって、かかるデータには、MAC層における制御のためのデータであるMAC制御データや、MAC層より上位層における制御のためのデータである上位制御データからなる制御データと、データそのものである実体データが含まれている。エクストラチャネルは、データ量や通信状況に応じて1つの端末装置に複数のエクストラチャネルが割り当てられる。このようにアンカーチャネルに含まれるマップによってエクストラチャネルの割り当てを通知することをFM−mode(Fast access channel based on Map-Mode)と称する。 One anchor channel is assigned to each terminal device, and includes a map of PRUs to which an extra channel for the terminal device is assigned. The extra channel is a channel that actually includes data. The data includes MAC control data that is data for control in the MAC layer, and upper control data that is data for control in a layer higher than the MAC layer. The control data consisting of and the actual data that is the data itself are included. In the extra channel, a plurality of extra channels are assigned to one terminal device in accordance with the amount of data and the communication status. The notification of the extra channel assignment by the map included in the anchor channel is referred to as FM-mode (Fast access channel based on Map-Mode).
アンカーチャネルは、全PRUに対してキャリアセンスを行うことにより求められた最も通信品質のよいPRUに割り当てられる。エクストラチャネルは、基本的にはキャリアセンスが行われないが、通信が行われていないPRUをその基地局が新たに使用する場合にはキャリアセンスを行ってから割り当てられる。このように、基地局はアンカーチャネルを介してエクストラチャネルの位置および数を動的に変更することができるため、大容量のデータを高速に送受信することが可能となる。 The anchor channel is assigned to the PRU having the best communication quality obtained by performing carrier sense on all PRUs. The extra channel is basically not subjected to carrier sense. However, when the base station newly uses a PRU that is not performing communication, the extra channel is assigned after performing carrier sense. Thus, since the base station can dynamically change the position and number of extra channels via the anchor channel, it is possible to transmit and receive a large amount of data at high speed.
しかし、OFDMA方式におけるPRUは、隣接するPRUからの干渉を受けやすいという問題がある。無線通信における干渉を防止する提案としてさまざまな提案がなされている。例えば特許文献1では、ダウンリンクフレームをほぼ同一サイズのリソースブロックに分割して、送信データをリソースブロック内で先頭からスケジュールし、リソースブロックを超える容量のデータは他のセクタに割り当てられたリソースブロックの終端から送信されるようにスケジュールする。これにより同一チャネルセクタにおいて延々と通信を行うことを防止し、同一チャネルの干渉を低減させることができるとしている。 However, the PRU in the OFDMA scheme has a problem that it is susceptible to interference from adjacent PRUs. Various proposals have been made as proposals for preventing interference in wireless communication. For example, in Patent Document 1, a downlink frame is divided into resource blocks of almost the same size, transmission data is scheduled from the top in the resource block, and data having a capacity exceeding the resource block is allocated to other sectors. Schedule to be sent from the end of. As a result, it is possible to prevent endless communication in the same channel sector and reduce interference of the same channel.
ところで受信装置が誤ったデータを受信した場合、送信した送信装置に対してそのデータの再送を要求する自動再送要求(ARQ:Automatic Repeat reQuest、以下単にARQという。)が送信される。送信装置は、かかるARQに対しMACレイヤ(低レイヤ)でデータの再送処理を行うので、短い制御時間でエラーを効率良く補償することができる(非特許文献2)。また、かかるARQと前方誤り訂正(FEC:Forward Error Correction)とを組み合わせて、物理レイヤ(PHYレイヤ)で再送データを合成してパケットエラー訂正の効率をさらに向上させるHARQ(Hybrid ARQ)技術も採用されている。 When the receiving device receives erroneous data, an automatic retransmission request (ARQ: Automatic Repeat reQuest, hereinafter simply referred to as ARQ) is transmitted to the transmitting device that requests retransmission of the data. Since the transmitting apparatus performs data retransmission processing on the ARQ in the MAC layer (low layer), it is possible to efficiently compensate for errors in a short control time (Non-Patent Document 2). In addition, HARQ (Hybrid ARQ) technology is used to further improve the efficiency of packet error correction by combining retransmission data in the physical layer (PHY layer) by combining such ARQ and forward error correction (FEC). Has been.
上述した再送要求によって再送されるデータもエクストラチャネルに含まれるため、エクストラチャネルには、初送の制御データおよび実体データ、並びに再送の制御データおよび実体データが含まれることとなる。
上述のように再送要求を受けてデータを再送する場合、エクストラチャネルのうち、再送要求による再送データ(再送の制御データおよび実体データ)が優先的にPRUに割り当てられ、その後に初送データ(初送の制御データおよび実体データ)がPRUに割り当てられる。すなわち、常に再送データは初送データに優先して送信される。 When retransmitting data in response to a retransmission request as described above, retransmission data (retransmission control data and entity data) according to the retransmission request is preferentially allocated to the PRU in the extra channel, and then the initial transmission data (initial transmission data) Transmission control data and entity data) are allocated to the PRU. That is, retransmission data is always transmitted with priority over initial transmission data.
しかし、このような従来のPRUの割り当て方であると、再送データによってPRUがすべて占有され、初送データに割り当てるPRUがなくなってしまう可能性がある。これにより、特に初送の制御データの送信の遅延が生じるという問題が考えられる。制御データは新規接続や位置登録などをするためのデータが含まれており、遅延が生じると通信の継続が難しくなるなどの支障を来たしてしまうおそれがある。 However, with this conventional method of assigning PRUs, there is a possibility that all the PRUs will be occupied by retransmission data, and there will be no PRUs assigned to initial transmission data. As a result, there may be a problem that a delay in transmission of control data for the initial transmission occurs. The control data includes data for new connection, location registration, and the like, and if a delay occurs, there is a risk that troubles such as difficulty in continuing communication may occur.
また、OFDMA/TDMA TDDシステムにおいては、端末装置ごとに通信状況や基地局からの距離が異なり、それに伴って変調方式や電力、遅延量が異なる場合があるため、隣接するPRU同士で干渉が生じる場合がある。遅延量についてはTDMAにおけるガードバンドによって有効に干渉を防止しうる。 Also, in the OFDMA / TDMA TDD system, the communication status and distance from the base station are different for each terminal device, and the modulation method, power, and delay amount may differ accordingly, so that interference occurs between adjacent PRUs. There is a case. As for the delay amount, interference can be effectively prevented by a guard band in TDMA.
しかしOFDMAではサブキャリアの周波数帯域を重複させているため、変調方式や電力が大きく異なると、隣接するPRUの電波の影響を受けてしまう。特にアンカーチャネルは、エクストラチャネルの数および位置の情報(マップ)を含んでいるため、アンカーチャネルが他のPRUからの干渉により利用できなくなれば、通信自体が不可能となる。 However, since the frequency bands of subcarriers are overlapped in OFDMA, if the modulation method or power is greatly different, it is affected by the radio waves of adjacent PRUs. In particular, since the anchor channel includes information (map) of the number and position of extra channels, if the anchor channel becomes unavailable due to interference from other PRUs, communication itself becomes impossible.
本発明は、このような問題に鑑み、エクストラチャネルに含まれるデータに優先順位を付加することで、制御データの送信の遅延を回避し、アンカーチャネルへの干渉を著しく低減し、通信の安定性を向上することが可能な基地局および無線通信方法を提供することを目的としている。 In view of such a problem, the present invention avoids a delay in transmission of control data by adding priority to data included in an extra channel, significantly reduces interference with an anchor channel, and stabilizes communication. It is an object of the present invention to provide a base station and a wireless communication method capable of improving performance.
上記課題を解決するために、本発明にかかる基地局の代表的な構成は、OFDMA方式を用いて、1または複数の端末装置と無線通信を行う基地局であって、データの通信に用いるエクストラチャネルをPRUに割り当てるチャネル割当部を備え、チャネル割当部は、エクストラチャネルを、その内容に従って、再送の制御データ、初送の制御データ、再送の実体データ、初送の実体データに分類し、この順に優先的にPRUに割り当てることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a typical configuration of a base station according to the present invention is a base station that performs radio communication with one or a plurality of terminal apparatuses using the OFDMA scheme, and is used for data communication. A channel allocating unit for allocating channels to the PRUs, and the channel allocating unit classifies the extra channel into retransmission control data, initial transmission control data, retransmission entity data, and initial transmission entity data according to the contents thereof. It is characterized in that it is preferentially assigned to PRUs in order.
従来のエクストラチャネルの割当では、再送の制御データおよび実体データを先にPRUに割り当てるため、かかるデータによりPRUが占有され、初送の制御データに割り当てるPRUがなくなり、初送の制御データの送信が滞ってしまうおそれがあった。これに対し、上記の構成によれば、PRUには、再送の制御データ、初送の制御データ、再送の実体データ、初送の実体データの順にエクストラチャネルが割り当てられることとなる。これにより、再送の実体データによるPRUの占有を回避し、初送の制御データに優先的にPRUを割り当てることができる。したがって、初送の制御データの送信の遅延を防止することが可能となる。 In the conventional extra channel allocation, retransmission control data and entity data are allocated to the PRU first, so the PRU is occupied by such data, and there is no PRU allocated to the initial transmission control data, so that the transmission of the initial transmission control data is performed. There was a risk of delay. On the other hand, according to the above configuration, an extra channel is allocated to the PRU in the order of retransmission control data, initial transmission control data, retransmission actual data, and initial transmission actual data. As a result, it is possible to avoid the occupation of the PRU by the retransmission actual data, and to preferentially assign the PRU to the initial transmission control data. Therefore, it is possible to prevent a delay in transmission of control data for the initial transmission.
上記チャネル割当部は、各端末装置が利用するエクストラチャネルを、再送の制御データまたは実体データ、初送の制御データまたは実体データの順に、各端末装置に割り当てられたPRUのうち、より早いタイムスロットかつより高い周波数のPRUから配置するとよい。 The channel allocating unit determines an extra channel used by each terminal device as an earlier time slot among PRUs allocated to each terminal device in the order of retransmission control data or entity data, initial transmission control data or entity data. And it is good to arrange | position from PRU of a higher frequency.
上述した優先順位に従ったエクストラチャネルの割り当てによって、PRUには、再送の制御データ、初送の制御データ、再送の実体データという順に、再送のデータ(再送の制御データまたは再送の実体データ)と初送のデータ(初送の制御データまたは初送の実体データ)が混在して割り当てられる場合がある。また例えば、再送の制御データが存在しない場合、PRUには、初送の制御データ、再送の実体データという順にエクストラチャネルが割り当てられる場合もある。 By assigning the extra channel in accordance with the above-mentioned priority order, the PRU has retransmission data (retransmission control data or retransmission entity data) in the order of retransmission control data, initial transmission control data, and retransmission entity data. In some cases, initial transmission data (initial transmission control data or initial transmission entity data) is mixed and assigned. Further, for example, when there is no retransmission control data, an extra channel may be allocated to the PRU in the order of initial transmission control data and retransmission entity data.
しかし、PHS MoUでは、再送のデータは、タイムスロットの上位のPRU、すなわち、各端末装置に割り当てられたPRUのうち、最も高い周波数のPRUから順に配置するという規定がある。したがって、上記の構成により、上述した優先順位に従ってPRUに割り当てられたエクストラチャネル(再送のデータおよび初送のデータ)を、規定に則した配置にすることができる。なお、再送のデータおよび初送のデータに含まれる制御データおよび実体データの配置順に関しては、適宜設定することが可能である。 However, in PHS MoU, there is a rule that retransmission data is arranged in order from the highest PRU of the time slot, that is, the PRU having the highest frequency among the PRUs assigned to each terminal apparatus. Therefore, with the above configuration, the extra channels (retransmission data and initial transmission data) allocated to the PRUs according to the above-described priority order can be arranged according to the regulations. Note that the arrangement order of the control data and the entity data included in the retransmission data and the initial transmission data can be set as appropriate.
上記チャネル割当部は、制御データを、MAC層における制御のためのデータであるMAC制御データと、MAC層より上位層における制御のためのデータである上位制御データとに分類し、初送の制御データをPRUに割り当てる際に、上位制御データ、MAC制御データの順に優先的に割り当てるとよい。 The channel allocation unit classifies the control data into MAC control data that is data for control in the MAC layer and upper control data that is data for control in a layer higher than the MAC layer, and controls initial transmission When assigning data to the PRU, it is preferable to preferentially assign higher-order control data and MAC control data in this order.
MAC層とは、7層で構成されるOSI(Open System Interconnection)参照モデルのデータリンク層に当たり、送信バッファ内のデータを管理し、物理層を利用して実際に通信パケット(フレーム)のやりとりを行なっている。上記のMAC制御データは、このMAC層における制御のためのデータである。また、上位層とは、MAC層より上位層、すなわち、OSI参照モデルにおけるネットワーク層またはトランスポート層等に当たり、基地局と端末装置との無線通信における新規接続や位置登録を行っている。上記の上位制御データは、この上位層における制御のためのデータである。 The MAC layer is a data link layer of the OSI (Open System Interconnection) reference model composed of seven layers, manages the data in the transmission buffer, and actually exchanges communication packets (frames) using the physical layer. Is doing. The MAC control data is data for control in the MAC layer. The upper layer corresponds to a layer higher than the MAC layer, that is, a network layer or a transport layer in the OSI reference model, and performs new connection and location registration in wireless communication between the base station and the terminal device. The upper control data is data for control in the upper layer.
上記構成によれば、初送の制御データに、上位制御データ、MAC制御データの順に優先順位を付けることにより、無線通信の制御において重要な役割を担う上位制御データに優先的にPRUを割り当てることが可能となる。 According to the above configuration, by assigning priorities to the first transmission control data in the order of higher control data and MAC control data, PRUs are preferentially assigned to higher control data that plays an important role in wireless communication control. Is possible.
上記チャネル割当部は、エクストラチャネルが割り当てられるPRUの位置を示すマップを含むアンカーチャネルのPRUへの割り当ても行い、アンカーチャネルを割り当てたPRUのタイムスロットと同一のタイムスロットの他のPRUに当該アンカーチャネルが割り当てられた端末装置が利用するエクストラチャネルを割り当てることを特徴とする。 The channel assignment unit also assigns an anchor channel including a map indicating the position of the PRU to which the extra channel is assigned to the PRU, and assigns the anchor channel to another PRU in the same time slot as the time slot of the PRU to which the anchor channel is assigned. An extra channel used by a terminal device to which a channel is assigned is assigned.
かかる構成により、アンカーチャネルが割り当てられたタイムスロットのPRUには当該アンカーチャネルを利用する端末装置のエクストラチャネルが割り当てられることとなる。したがってアンカーチャネルが割り当てられるタイムスロットのPRUには他の端末装置のエクストラチャネルが割り当てられることがなくなる。これにより、アンカーチャネルに対する他の端末装置のエクストラチャネルからの干渉を防止することができ、安定して通信を行うことが可能となる。 With this configuration, an extra channel of a terminal device using the anchor channel is allocated to the PRU of the time slot to which the anchor channel is allocated. Therefore, the extra channel of another terminal device is not assigned to the PRU in the time slot to which the anchor channel is assigned. As a result, interference from the extra channel of another terminal device with respect to the anchor channel can be prevented, and stable communication can be performed.
上記チャネル割当部が複数のアンカーチャネルを同一のタイムスロットのPRUに割り当てた場合、1のアンカーチャネルの周波数方向に隣接するPRUに当該1のアンカーチャネルが割り当てられた端末装置が利用するエクストラチャネルを割り当てるとよい。 When the channel allocating unit allocates a plurality of anchor channels to PRUs in the same time slot, an extra channel used by a terminal device in which the one anchor channel is allocated to a PRU adjacent in the frequency direction of one anchor channel. Assign it.
アンカーチャネルはキャリアセンスの結果に基づいて割り当てられるため、同一のタイムスロットに複数のアンカーチャネルが割り当てられる場合もある。この際アンカーチャネルの周波数方向に隣接するPRUに当該アンカーチャネルを利用する端末装置のエクストラチャネルを割り当てれば、他の端末装置のエクストラチャネルからの干渉を抑えることが可能となる。 Since the anchor channel is assigned based on the result of carrier sense, a plurality of anchor channels may be assigned to the same time slot. At this time, if an extra channel of a terminal device using the anchor channel is assigned to a PRU adjacent in the frequency direction of the anchor channel, interference from the extra channel of another terminal device can be suppressed.
上記チャネル割当部は、1のタイムスロットのPRUに1の端末装置が利用するエクストラチャネルを割り当てることを特徴とする。また、当該基地局は、アダプティブアレイアンテナを備えるとよい。 The channel allocation unit allocates an extra channel used by one terminal apparatus to a PRU in one time slot. In addition, the base station may include an adaptive array antenna.
1のタイムスロットのPRUに1の端末装置が利用するエクストラチャネルを割り当てる構成により、端末装置ごとに時分割で通信を行うことができ、アダプティブアレイアンテナによるビームフォーミングを適切にその端末装置に向けることができるため、アダプティブアレイアンテナの効果を最大限に得ることができる。 With the configuration in which an extra channel used by one terminal device is assigned to a PRU in one time slot, communication can be performed in a time-sharing manner for each terminal device, and beam forming by an adaptive array antenna is appropriately directed to that terminal device. Therefore, the effect of the adaptive array antenna can be maximized.
上記チャネル割当部は、エクストラチャネルを、エクストラチャネルを割り当てる端末装置が利用するアンカーチャネルと同一のタイムスロットのPRUに割り当てるとよい。 The channel allocation unit may allocate an extra channel to a PRU in the same time slot as an anchor channel used by a terminal device that allocates the extra channel.
アンカーチャネルはキャリアセンスの結果に基づいて割り当てられるため、同一のタイムスロットに複数のアンカーチャネルが割り当てられる場合もある。この際アンカーチャネルの周波数方向に隣接するPRUに当該アンカーチャネルを利用する端末装置のエクストラチャネルを割り当てれば、他の端末装置のエクストラチャネルからの干渉を抑えることが可能となる。 Since the anchor channel is assigned based on the result of carrier sense, a plurality of anchor channels may be assigned to the same time slot. At this time, if an extra channel of a terminal device using the anchor channel is assigned to a PRU adjacent in the frequency direction of the anchor channel, interference from the extra channel of another terminal device can be suppressed.
上記チャネル割当部は、端末装置ごとに異なるタイムスロットのPRUにアンカーチャネルを割り当てるとよい。 The channel allocation unit may allocate an anchor channel to PRUs having different time slots for each terminal device.
端末装置ごとにアンカーチャネルを異なるタイムスロットに割り当てる構成により、端末装置ごとにエクストラチャネルを異なるタイムスロットに割り当てることとなる。したがって、1のタイムスロットは1の端末装置が利用することとなり、他の端末装置のエクストラチャネルからのアンカーチャネルに対する干渉を抑制することが可能となる。また、端末装置ごとに時分割で通信を行うことができ、アダプティブアレイアンテナの効果を最大限に得ることができる。 With the configuration in which the anchor channel is assigned to a different time slot for each terminal device, the extra channel is assigned to a different time slot for each terminal device. Therefore, one time slot is used by one terminal device, and interference with an anchor channel from an extra channel of another terminal device can be suppressed. Further, communication can be performed in a time division manner for each terminal device, and the effect of the adaptive array antenna can be obtained to the maximum.
上記チャネル割当部は、所定周波数領域のPRUにアンカーチャネルを割り当て、当該所定周波数領域以外のPRUにエクストラチャネルを割り当てるとよい。 The channel assignment unit may assign an anchor channel to a PRU in a predetermined frequency region and assign an extra channel to a PRU other than the predetermined frequency region.
上記の構成により、所定周波数領域のPRUにはアンカーチャネルのみが割り当てられるため、アンカーチャネルを割り当てるPRUの周波数の領域と、エクストラチャネルを割り当てるPRUの周波数の領域とを確実に区分することができる。したがって、アンカーチャネルが割り当てられた後に、当該アンカーチャネルに隣接するPRUに他の端末装置のエクストラチャネルが割り当てられることがないため、エクストラチャネルによるアンカーチャネルへの干渉を防止することができる。これにより、通信の安定性の向上を図ることが可能になる。 With the above configuration, since only an anchor channel is assigned to a PRU in a predetermined frequency region, a PRU frequency region to which an anchor channel is assigned and a PRU frequency region to which an extra channel is assigned can be reliably distinguished. Therefore, after the anchor channel is assigned, the extra channel of another terminal apparatus is not assigned to the PRU adjacent to the anchor channel, so that interference to the anchor channel by the extra channel can be prevented. Thereby, it becomes possible to improve the stability of communication.
上記所定周波数領域は、制御チャネルが割り当てられる周波数領域に隣接しているとよい。 The predetermined frequency region may be adjacent to a frequency region to which a control channel is assigned.
制御チャネルは間欠的に送信されるため、制御チャネル送信後から次の制御チャネル送信前までは制御チャネルは通信が行われない。このため、制御チャネルが割り当てられているPRUは隣接するPRUへの干渉が少ない。したがって、上記の構成によれば、アンカーチャネルへの干渉を低減することでき、通信の安定性の向上を図ることが可能となる。 Since the control channel is transmitted intermittently, the control channel does not communicate until after the control channel transmission until the next control channel transmission. For this reason, the PRU to which the control channel is allocated has little interference with the adjacent PRU. Therefore, according to the above configuration, interference with the anchor channel can be reduced, and communication stability can be improved.
上記所定周波数領域は、当該基地局が利用する周波数のうち、最も高い周波数または最も低い周波数に偏っているとよい。 The predetermined frequency region may be biased to the highest frequency or the lowest frequency among the frequencies used by the base station.
所定周波数領域を、当該基地局が利用する周波数の中間の領域にした場合、アンカーチャネルが割り当てられたPRUは、当該PRUの所定周波数領域よりも高い周波数および低い周波数のPRUに割り当てられたエクストラチャネルからの干渉を受ける可能性がある。これに対し、上記構成によれば、アンカーチャネルが割り当てられたPRUに隣接するPRUの数を、所定周波数領域を周波数の中間にした場合の半分にすることができ、アンカーチャネルへの隣接するエクストラチャネルによる干渉を低減することが可能となる。 When the predetermined frequency region is an intermediate region of the frequency used by the base station, the PRU to which the anchor channel is assigned is an extra channel assigned to a PRU having a frequency higher and lower than the predetermined frequency region of the PRU. There is a possibility of receiving interference from. On the other hand, according to the above configuration, the number of PRUs adjacent to the PRU to which the anchor channel is allocated can be halved when the predetermined frequency region is set to the middle of the frequency. It is possible to reduce interference due to the channel.
上記課題を解決するために、本発明にかかる無線通信方法の代表的な構成は、OFDMA方式を用いて、1または複数の端末装置と、基地局とを用いた無線通信方法であって、基地局がデータの通信に用いるエクストラチャネルをPRUに割り当てる場合に、チャネル割当部は、エクストラチャネルを、その内容に従って、再送の制御データ、初送の制御データ、再送の実体データ、初送の実体データに分類し、この順に優先的にPRUに割り当てることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a representative configuration of a radio communication method according to the present invention is a radio communication method using one or more terminal devices and a base station using the OFDMA method, When the station allocates an extra channel to be used for data communication to the PRU, the channel allocating unit allocates the extra channel according to the contents of the extra channel, retransmission control data, initial transmission control data, retransmission actual data, initial transmission actual data. And is preferentially assigned to PRUs in this order.
上述した基地局における技術的思想に対応する構成要素やその説明は、当該無線通信方法にも適用可能である。 The component corresponding to the technical idea in the base station mentioned above and its description are applicable also to the said radio | wireless communication method.
以上のように本発明の基地局では、エクストラチャネルに含まれるデータをその内容に従って分類し、再送の実体データよりも初送の制御データを優先的にPRUに割り当てると共に、1の端末装置が利用するエクストラチャネルが割り当てられるPRUの位置を工夫することで、制御データの送信の遅延を回避しつつ、アンカーチャネルへの干渉を著しく低減することができ、通信の安定性を向上することが可能となる。 As described above, in the base station of the present invention, the data included in the extra channel is classified according to the contents thereof, and the control data of the initial transmission is preferentially assigned to the PRU over the actual data of retransmission, and is used by one terminal device By devising the position of the PRU to which the extra channel to be assigned is devised, it is possible to significantly reduce the interference to the anchor channel while avoiding the delay of transmission of control data, and to improve the stability of communication Become.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The dimensions, materials, and other specific numerical values shown in the embodiment are merely examples for facilitating understanding of the invention, and do not limit the present invention unless otherwise specified. In the present specification and drawings, elements having substantially the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted, and elements not directly related to the present invention are not illustrated. To do.
PHS端末や携帯電話等に代表される端末装置は、所定間隔をおいて固定配置される基地局と、無線で通信を行う無線通信システムを構築する。ここでは、まず、無線通信システム全体を説明し、その後、基地局の具体的構成を説明する。また、本実施形態では、端末装置としてPHS端末を挙げているが、かかる場合に限らず、携帯電話、ノート型パーソナルコンピュータ、PDA(Personal Digital Assistant)、デジタルカメラ、音楽プレイヤー、カーナビゲーション、ポータブルテレビ、ゲーム機器、DVDプレイヤー、リモートコントローラ等無線通信可能な様々な電子機器を端末装置として用いることもできる。 A terminal device represented by a PHS terminal, a mobile phone, or the like constructs a wireless communication system that performs wireless communication with a base station that is fixedly arranged at a predetermined interval. Here, the entire wireless communication system will be described first, and then the specific configuration of the base station will be described. In this embodiment, a PHS terminal is cited as the terminal device. However, the present invention is not limited to such a case. A mobile phone, a notebook personal computer, a PDA (Personal Digital Assistant), a digital camera, a music player, a car navigation system, a portable TV. Various electronic devices capable of wireless communication such as game devices, DVD players, and remote controllers can also be used as terminal devices.
(無線通信システム100)
図1は、無線通信システムの概略的な接続関係を示した説明図である。当該無線通信システム100は、PHS端末110(110A、110B、110C)と、基地局120(120A、120B)と、ISDN(Integrated Services Digital Network)回線、インターネット、専用回線等で構成される通信網130と、中継サーバ140とを含んで構成される。
(Wireless communication system 100)
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic connection relationship of a wireless communication system. The wireless communication system 100 includes a PHS terminal 110 (110A, 110B, 110C), a base station 120 (120A, 120B), an ISDN (Integrated Services Digital Network) line, the Internet, a dedicated line, and the like. And the relay server 140.
上記無線通信システム100において、ユーザが自身のPHS端末110Aから他のPHS端末110Bへの通信回線の接続を行う場合、PHS端末110Aは、通信可能範囲内にある基地局120Aに無線接続要求を行う。無線接続要求を受信した基地局120Aは、通信網130を介して中継サーバ140に通信相手との通信接続を要求し、中継サーバ140は、PHS端末110Bの位置登録情報を参照し他のPHS端末110Bの無線通信範囲内にある例えば基地局120Bを選択して基地局120Aと基地局120Bとの通信経路を確保し、PHS端末110AとPHS端末110Bの通信を確立する。
In the wireless communication system 100, when a user connects a communication line from his / her PHS terminal 110A to another PHS terminal 110B, the PHS terminal 110A makes a wireless connection request to the base station 120A within the communicable range. . The base station 120A that has received the wireless connection request requests the relay server 140 to establish a communication connection with the communication partner via the
このような無線通信システム100においては、PHS端末110と基地局120との通信速度および通信品質を向上させるため様々な技術が採用されている。本実施形態では、例えば、ARIB STD T95やPHS MoU等の次世代PHS通信技術が採用され、PHS端末110と基地局120との間ではOFDMA/TDMA−TDD方式に基づいた無線通信が実行される。以下、PHS端末110と無線通信を行う基地局120の具体的な構成と動作を説明する。
In such a wireless communication system 100, various techniques are employed to improve the communication speed and communication quality between the
(基地局120)
図2は、基地局の概略的な構成を示したブロック図である。基地局120は、基地局制御部210と、基地局メモリ212と、基地局無線通信部214と、基地局有線通信部216と、複数のアンテナ218を含んで構成される。
(Base station 120)
FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of the base station. The
基地局制御部210は、中央処理装置(CPU)を含む半導体集積回路により基地局120全体を管理および制御する。また、基地局制御部210は、基地局メモリ212のプログラムを用いて、PHS端末110の通信網130や他のPHS端末110への通信接続を制御する。基地局メモリ212は、ROM、RAM、EEPROM、不揮発性RAM、フラッシュメモリ、HDD等で構成され、基地局制御部210で処理されるプログラムや時刻情報等を記憶する。
The base
基地局無線通信部214は、アンテナ218から受信した信号をアレイ処理してPHS端末110との通信を確立し、データの送受信を行う。
The base station
本実施形態においてアンテナ218はアダプティブアレイ機能を有しており、ビームフォーミングとヌルステアリングを形成することにより、送受信する電波の指向性を動的に変更することができる。ここでビームフォーミングは複数のアンテナ218から出力される電波の位相をあわせることによって電波強度を強めたビームを形成することであり、ヌルステアリングの位置は電波の位相をずらすことによって各アンテナ218からのビームを相殺して電波強度を弱めている。
In this embodiment, the
基地局有線通信部216は、通信網130を介して中継サーバ140を含む様々なサーバと接続することができる。
The base station wired
また、本実施形態において基地局制御部210は、チャネル割当部220としても機能する。上述したようにOFDMA/TDMA−TDD方式では、周波数軸と時間軸の両方で通信ブロックに細分化し、多数の端末装置に通信ブロックを動的に割り当てて効率的に通信を行う。1つのサブチャネルにおける1つのタイムスロットによって定まる通信ブロックをPRU(Physical Resource Unit)と称している。
In the present embodiment, the base
チャネル割当部220は、PRUにエクストラチャネル(EXtra CHannel 以下EXCHと称する)とアンカーチャネル(ANchor CHannel 以下ANCHと称する)とを割り当てる。ANCHは端末装置ごとに1つ割り当てられ、その端末装置に対するEXCHが割り当てられたPRUのマップを含んでいる。EXCHは実際にデータを内包するチャネルであって、データ量や通信状況に応じて1つの端末装置に複数のEXCHが割り当てられる。
The
また後に詳述するように、チャネル割当部220は、EXCHを、その内容に従って、再送の制御データ、初送の制御データ、再送の実体データ、初送の実体データに分類し、この順に優先的にPRUに割り当てる。
Further, as will be described in detail later,
図3は、OFDMA方式を用いた無線通信において送受信されるデータのフレーム構成を説明するための図である。OFDMA(またはOFDM)では、時間軸方向と周波数方向とに2次元化したマップを有し、周波数軸方向には均一のベースバンド距離をおいて複数のサブチャネル302が配され、各サブチャネル302には、タイムスロット(TDMAスロット)304毎にPRU300が配される。
FIG. 3 is a diagram for explaining a frame configuration of data transmitted and received in wireless communication using the OFDMA scheme. OFDMA (or OFDM) has a two-dimensional map in the time axis direction and the frequency direction, and a plurality of
例えばOFDMのキャリアの有効周波数帯域が18MHzであり、これを480のサブキャリアに分割し、24のサブキャリアを束ねて1つのサブチャネル302を構成すると、1つのキャリアに20のサブチャネル302が構成され、1つのサブチャネル302の占有帯域は900kHzとなる。また、例えば1つのフレームは5msecであるとすれば、TDDによって上りと下りに分割するとそれぞれ2.5msecとなる。そしてTDMAによって2.5msecを4分割しているため、1つのタイムスロット304は625μsecとなる。
For example, when the effective frequency band of an OFDM carrier is 18 MHz, this is divided into 480 subcarriers, and when 24 subcarriers are bundled to form one
したがって、PRU300はベースバンド距離に応じた900kHzの占有帯域と時分割による625μsecの時間長で定義される。また、特定のPHS端末110との通信に利用されるフレームは、制御信号に関するANCH320とデータを格納するEXCH330とから構成される。
Therefore, the
ANCH320は、FM−Modeの制御信号であり、例えばMI(Mcs Indicator)、MR(Mcs Requirement)、ACKフィールド、マップを含んでいる。ここで、MIは、データを変調したときのMCSのMCS識別子を示している。MRは、自体へ送信されるデータのMCS要求である。時間的な観点で説明すると、MIは当該MCS識別子と同時に送信されるデータの変調に用いたMCSを示し、MRは次回以降に所望するMCSを示している。ACKフィールドは、復調されたデータのエラー検出結果を示している。また、マップは、基地局120からPHS端末110への送信フレームにのみ存在し、EXCH330の割当を示す。
The
ANCH320は1つのPHS端末110ごとに個別に割り当てられ、1つのPRU300を占有する。かかるANCH320へは、基地局120のキャリアセンスの結果に基づき、通信品質の高いPRU300が割り当てられる。ここで、キャリアセンスは、PHS端末110との送受信が遂行されるフレームのPRU300における信号対干渉雑音比(SINR:Signal to Interference and Noise Ratio)やビットエラーレートに基づいて行われる。
The
EXCH330は、FM−Modeにおける通信路としてユーザ毎に割り当てられるPRU300であり、図3に破線で示されるように1つのPHS端末110に複数割り当てることができる。かかるEXCH330へは、PRU300が他のユーザに利用されているかどうかを判定するキャリアセンスの結果に基づき割り当てられる。そして、割り当てられた結果は、上述したようにANCH320のマップに示される。
The
また図3においては、当該基地局120が利用する周波数のうち、最も高い周波数領域のPRU300には制御チャネル310(CCH:Control CHannel 以下CCHと称する)が割り当てられている。かかるCCH310は基地局120から間欠的に送信されており、PHS端末110は、CCH310を受信することにより、通信対象の候補となる基地局120の識別子(CSID)と受信電界強度(RSSI)を認識することができる。なお本実施形態では、CCH310は最も高い周波数領域のPRU300に割り当てられているがこれに限定されるものではなく、かかる領域以外のPRU300に割り当てることも可能である。
Also, in FIG. 3, a control channel 310 (CCH: Control CHannel, hereinafter referred to as CCH) is assigned to the
図4は、EXCHの詳細を説明する図である。図4(a)はEXCHに含まれるデータの分類を示している。EXCH330のデータは、その内容に従い、チャネル割当部によって図4(a)に示すように分類することができる。EXCH330は、初送のデータ340と再送のデータ350に大きく分類される。再送のデータ350とは、HARQによる要求に応じて再送するデータである。
FIG. 4 is a diagram for explaining the details of EXCH. FIG. 4A shows the classification of data included in EXCH. The data of
初送のデータ340は、初送の実体データ342および初送の制御データ344に分類することができる。さらに初送の制御データ344は、初送の上位制御データ346および初送のMAC制御データ348に細分することができる。 The initial transmission data 340 can be classified into initial transmission entity data 342 and initial transmission control data 344. Further, the initial transmission control data 344 can be subdivided into initial transmission upper control data 346 and initial transmission MAC control data 348.
再送のデータ350は、再送の実体データ352および再送の制御データ354に分類することができる。さらに再送の制御データ354は、再送の上位制御データ356および再送のMAC制御データ358に細分することができる。なお、本実施形態においては、再送の上位制御データ356および再送のMAC制御データ358を併せて、再送の制御データ354として処理するが、これに限定されるものではなく、再送の上位制御データ356および再送のMAC制御データ358を細分化して処理することも可能である。
The
次に、図4(b)にEXCHのデータの例を示す。ここでは、基地局120は、PHS端末110A、PHS端末110B、およびPHS端末110Cと通信を行うものとする。なお、符号の末尾の英字はそのデータを利用するPHS端末110を示しており、例えば、「初・実体342a」はPHS端末110Aが、「初・実体342b」はPHS端末110Bが、「初・実体342c」はPHS端末110Cが利用する、初送の実体データ342である。
Next, FIG. 4B shows an example of EXCH data. Here, it is assumed that
そしてチャネル割当部220は、図4(b)に示すように、EXCH330のデータを、その内容に従って分類する。具体的には、EXCH330のデータは、初送のデータ340、再送のデータ350に分けられ、更に、初送のデータ340は、初送の実体データ342、初送の上位制御データ346および初送のMAC制御データ348に、再送のデータ350は、再送の実体データ352、再送の上位制御データ356および再送のMAC制御データ358に分類され、基地局メモリ212の送信バッファに格納されている。
Then, as shown in FIG. 4B, the
図5は、図4(b)に示したEXCHのデータをPHS端末ごとに示した図である。図5に示すように、PHS端末110AおよびPHS端末110Bが利用するEXCH330は、再送の制御データ354、初送の上位制御データ346、初送のMAC制御データ348、再送の実体データ352、初送の実体データ342に分類されている。PHS端末110Cが利用するEXCH330においては、再送の制御データ354が存在しないため、初送の上位制御データ346、初送のMAC制御データ348、再送の実体データ352、初送の実体データ342に分類されている。
FIG. 5 is a diagram showing the EXCH data shown in FIG. 4B for each PHS terminal. As shown in FIG. 5, the
図6は、内容に従って分類したデータの優先順位について説明する図である。チャネル割当部220は、基地局メモリ212の送信バッファに格納されているEXCH330のデータを、図6に示すように、再送の制御データ354、初送の制御データ344、再送の実体データ352、初送の実体データ342の順に優先的にPRU300に割り当てる。ここで本実施形態の特徴は、再送の実体データ352よりも初送の制御データ344を優先的にPRU300に割り当てる点である。
FIG. 6 is a diagram for explaining the priority order of data classified according to the contents. As shown in FIG. 6, the
(第1実施形態)
図7および図8は、第1実施形態にかかるEXCHへのPRU割当によるフレーム構成を説明する図である。図7(a)に示すように、1つのサブチャネル302のPRU300にはCCH310が割り当てられている。この例では、最も周波数の高いサブチャネル302にCCH310を割り当てている。チャネルの割当では、まず基地局120によるキャリアセンスが行われ、その結果に基づき、チャネル割当部220は、通信品質の高いPRU300にANCH320を割り当てる。ここでは、PHS端末110A、PHS端末110BおよびPHS端末110Cが利用するANCH320である、ANCH320a、ANCH320bおよびANCH320cがPRU300に割り当てられている。
(First embodiment)
7 and 8 are diagrams for explaining a frame configuration by PRU allocation to EXCH according to the first embodiment. As shown in FIG. 7A, the
次に、チャネル割当部220は、EXCH330のPRU300への割当を行う。図7(b)に示すように、EXCH330のデータのうち、まず再送の制御データ354、すなわち再送の上位制御データ356および再送のMAC制御データ358がPRU300に優先的に割り当てられる。
Next,
再送の制御データ354(再送の上位制御データ356および再送のMAC制御データ358)のPRU300への割当後、チャネル割当部220は、初送の制御データ344である初送の上位制御データ346および初送のMAC制御データ348をPRU300に割り当てる。その後に、再送の実体データ352、初送の実体データ342の順にEXCH330をPRU300に割り当て、図8(a)に示すように全てのデータをPRU300に割り当てる。ここで割り当てるべきデータがPRU300の数より多い場合には、余剰のデータは基地局メモリ212の送信バッファに残留し、次のフレームにて割り当てを行う。
After allocating retransmission control data 354 (retransmission upper control data 356 and retransmission MAC control data 358) to
このように、EXCH330をその内容に従って、再送の制御データ354、初送の制御データ344、再送の実体データ352、初送の実体データ342に分類し、この順に優先的にPRU300に割り当てることによって、再送のデータ350(再送の制御データ354および実体データ352)によりすべてのPRU300が占有されることを回避することができる。したがって、初送の制御データ344にPRU300を割り当てることが可能になり、初送の制御データ344の送信の遅延を防止することができる。
In this way, the
また、本実施形態の如く、初送の制御データ344を、上位制御データ346とMAC制御データ348とに分類し、この順に優先的にPRUに割り当てることによって、新規接続や位置登録等、無線通信の制御において重要な役割を担う上位制御データ346に優先的にPRU300を割り当てることができる。したがって、通信の確実性を向上することが可能となる。
Further, as in this embodiment, the initial transmission control data 344 is classified into upper control data 346 and MAC control data 348, and assigned to PRUs in this order in order, thereby enabling wireless communication such as new connection or location registration. The
さらにチャネル割当部220は、図8(a)のようにすべてのEXCH330のデータをPRU300に割り当てた後、各PHS端末110が利用するEXCH330のデータの並べ替えを行う。並べ替えは、PRU300に割り当てられたEXCH330を、各PHS端末110が利用するEXCH330ごとに、再送のデータ350、初送のデータ340の順に、各PHS端末110に割り当てられたPRU300のうち、より高い周波数のPRU300から配置する。
Further, the
図8(a)では、PRU300に再送のデータ350と初送のデータ340が混在して割り当てられている。しかし、PHS MoUでは、再送のデータ350は、各PHS端末110に割り当てられたPRU300のうち、最も高い周波数のPRU300から順に配置するという規定がある。したがって、各PHS端末110の再送のデータ350が割り当てられたPRU300よりも高い周波数にあるPRU300に、当該PHS端末110の初送のデータ340が割り当てられていた場合、図8(a)の矢印に示すように、かかる再送のデータ350および初送のデータ340を並べ替える。
In FIG. 8A,
その結果、図8(b)に示すように、PRU300に割り当てられたEXCH330を再送のデータ350、初送のデータ340という順に配置でき、PHS MoUの規定に則することができる。なお、本実施形態においては、再送のデータ350、初送のデータ340という順のみを定めており、再送のデータ350および初送のデータ340に含まれる制御データおよび実体データの配置順に関しては、適宜設定することが可能である。
As a result, as shown in FIG. 8B, the
以下、本発明にかかる基地局の他の実施形態について詳細に説明する。なお、他の実施形態の説明に用いる図面、図9、図10および図11中、EXCH330は、初送の実体データ342、初送の上位制御データ346および初送のMAC制御データ348、並びに再送の実体データ352、再送の上位制御データ356および再送のMAC制御データ358として示しているが、理解を容易にするため、以下の説明では特に断りがない限り、上記のEXCHすべてのデータを併せ、EXCHと総称する。
Hereinafter, another embodiment of the base station according to the present invention will be described in detail. In FIG. 9, FIG. 10, and FIG. 11,
(第2実施形態)
図9は、第2実施形態にかかるEXCHへのPRU割当によるフレーム構成を説明する図である。図9(a)に示すように、第2実施形態では、チャネル割当部220は、ANCH320を割り当てたPRU300のタイムスロット304と同一のタイムスロット304の他のPRU300に、当該ANCH320が割り当てられたPHS端末110が利用するEXCHを割り当てる。
(Second Embodiment)
FIG. 9 is a diagram for explaining a frame configuration by PRU allocation to EXCH according to the second embodiment. As shown in FIG. 9A, in the second embodiment, the
例えば、ANCH320aを割り当てたPRU300のタイムスロット304と同一のタイムスロット304の他のPRU300には、ANCH320aが割り当てられたPHS端末110Aが利用するEXCH330a、すなわち再送の制御データ354a(上位制御データ356aおよびMAC制御データ358a)、初送の上位制御データ346a、初送のMAC制御データ348a、再送の実体データ352a、初送の実体データ342aが順に割り当てられている。
For example, another
これにより、ANCH320aが割り当てられるタイムスロット304のPRU300には、他のタイムスロット304にANCH320b、320cを割り当てられたPHS端末110B、110CのEXCHが割り当てられることがなくなる。
As a result, the
更に、図9(a)に示すように、ANCH320に隣接または近接するPRU300に、当該ANCH320を利用するPHS端末110のEXCHを高周波数側のPRUから順に割り当てることにより、隣接するPRU300間において変調方式や電波の強度が同じになり、他のPHS端末110のEXCHからの干渉を抑えることができる。
Further, as shown in FIG. 9 (a), the
またチャネル割当部220は、PHS端末110ごとに異なるタイムスロット304のPRU300にANCH320を割り当てる(図9(a)中、ANCH320a、b、c)。これにより、1のタイムスロット304は1のPHS端末110が利用することとなり、他のPHS端末110のEXCHからのANCH320に対する干渉を抑制することが可能となる。
Further, the
また、PHS端末110ごとに時分割(タイムスロット304ごと)で通信を行うことができるため、アダプティブアレイ機能を有するアンテナ218を用いてビームフォーミングを形成することで所定の方向に電波を絞ることができ、ヌルステアリングを形成することで他の基地局120への干渉を著しく低減することが可能となる。
In addition, since communication can be performed in a time-sharing manner (for each time slot 304) for each
すなわち、ある瞬間において通信相手としてのPHS端末110を特定することができるため、特定したPHS端末110の方向にビームフォーミングを形成し、特定したPHS端末110の方向以外の方向にヌルステアリングを形成することが可能となる。これにより、アダプティブアレイ機能の効果を最大限に利用することができる。
That is, since the
また、データ量が多く、ANCH320cを割り当てたタイムスロット304と同一のタイムスロット304にEXCH、例えばPHS端末110Cが利用する初送の実体データ342cを割り当て切れない場合、通信が行われていない他のタイムスロット304のPRU300にEXCHを割り当てることもできる(図9(a)の第3スロット参照)。
In addition, when the amount of data is large and the initial transmission
この際も同一のタイムスロット304に同一のPHS端末110が利用するEXCHが配されていることから、PHS端末110ごとに時分割(タイムスロット304ごと)で通信を行うことができるため、アダプティブアレイ機能を有するアンテナ218を用いて所定の方向に電波を絞ることができ、他の基地局120への干渉を極めて少なくすることができる。
Also in this case, since the EXCH used by the
図9(a)に示すようにすべてのEXCH330のデータをPRU300に割り当てた後、チャネル割当部220は、割り当てたEXCH330を、各PHS端末110が利用するEXCH330ごとに、図9(a)の矢印に示すように、再送のデータ350、初送のデータ340の順に並べ替える。そして、図9(b)に示すように、各PHS端末110に割り当てられたPRU300のうち、より早いタイムスロットかつより高い周波数のPRU300から配置する。
As shown in FIG. 9A, after assigning all the data of the
具体的には、図9(a)においてPHS端末110AのEXCH330に着目すると、PHS端末110Aの再送の上位制御データ356aは、当該PHS端末110AのEXCH330が割り当てられているPRU300のうち、最も高い周波数のPRU300に割り当てられているため、並び替えは行われない。しかし、再送の実体データ352aが割り当てられているPRU300よりも高い周波数のPRU300に初送の制御データ344(初送の上位制御データ346aおよび初送のMAC制御データ348a)が割り当てられているため、再送の実体データ352aは並べ替えて配置される。
Specifically, focusing on the
また、図9(a)におけるPHS端末110Cのように、1のPHS端末110のEXCH330が複数のタイムスロットに割り当てられている場合、再送の実体データ352cは、当該PHS端末110CのEXCH330が割り当てられたPRU300のうち、より早いタイムスロットかつより高い周波数のPRU300に並べ替えて配置される。
Further, as in the PHS terminal 110C in FIG. 9A, when the
なお、EXCH330のPRU300への割り当てにおいて、割り当て可能であるPRU300が少ない場合等、再送の制御データ354、初送の上位制御データ346および初送のMAC制御データ348までしか割り当てが行われなかった場合、EXCH330の並び順は、再送のデータ350、初送のデータ340の順となるため、並び替えを行う必要は生じない。
In the allocation of the
しかし、使用できるPRU300が多く存在し、再送の実体データ352まで割り当てることが可能であった場合、再送のデータ350と初送のデータ340の混在が生じるため、上述した並び替えによる配置が行われる。これにより、PRU300に割り当てられたEXCH330を、再送のデータ350、初送のデータ340という順により早いタイムスロットかつより高い周波数のPRU300から配置でき、PHS MoUの規定に則することができる。
However, when there are
なお、本実施形態では、PRU300にEXCH330を割当と同時に配置を行い、その後に並べ替え(再配置)を行っている。しかし本発明はこれに限定するものではなく、チャネル割当部220が予め各々のPHS端末110に割当可能なPRU300の数をカウントし、どのEXCH330を割り当てるかをまず決定し、先に再送のデータ350(再送の制御データおよび実体データ)を配置し、次に初送のデータ340(初送の制御データおよび実体データ)を配置してもよい。この場合、並べ替えの操作(作業)は発生しない。電車に例えていえば、割当とは乗車券に相当し、配置とは指定席券に相当する。すなわち、結果として再送の制御データまたは実体データ、初送の制御データまたは実体データの順に、各PHS端末110に割り当てられたPRU300のうち、より早いタイムスロットかつより高い周波数のPRU300から配置されていればよい。
In this embodiment, the
(第3実施形態)
図10は、第3実施形態にかかるEXCHへのPRU割当によるフレーム構成を説明する図である。図10に示すように、第3実施形態では、チャネル割当部220が複数のPHS端末110が利用するそれぞれのANCH320を同一のタイムスロット304に割り当てた場合を説明している。図10の例では、CCH310はOFDMA占有帯域のほぼ中間のサブチャネル302に配置しており、これに隣接するサブチャネル302にANCH320を割り当てている。
(Third embodiment)
FIG. 10 is a diagram for explaining a frame configuration by PRU allocation to EXCH according to the third embodiment. As shown in FIG. 10, the third embodiment describes a case where the
チャネル割当部220が複数のPHS端末110が利用するそれぞれのANCH320a、320bを、キャリアセンスの結果に基づいて同一のタイムスロット304のPRU300に割り当てる場合がある。このときチャネル割当部220は、ANCH320aに隣接するPRU300に、当該ANCH320aが割り当てられたPHS端末110Aが利用するEXCHを割り当てる。同様に、ANCH320bに隣接するPRU300に、当該ANCH320bが割り当てられたPHS端末110Bが利用するEXCHを割り当てる。
The
このように同一のタイムスロット304に複数のANCH320割り当てられる場合、ANCH320に隣接するPRU300に当該ANCH320を利用するPHS端末110のEXCHを割り当てれば、隣接するPRU300間において変調方式や電波の強度が同じになるため、他のPHS端末110のEXCHからの干渉を抑えることが可能となる。
When a plurality of
(第4実施形態)
図11は、第4実施形態にかかるEXCHへのPRU割当によるフレーム構成を説明する図である。図11に示すように、第4実施形態では、チャネル割当部220は、所定周波数領域370のPRU300にANCH320を割り当て、ANCH320を割り当てた所定周波数領域以外の領域380のPRU300にEXCHを割り当てた場合を説明している。
(Fourth embodiment)
FIG. 11 is a diagram for explaining a frame configuration by PRU allocation to EXCH according to the fourth embodiment. As shown in FIG. 11, in the fourth embodiment, the
ANCH320を割り当てるPRU300の周波数の領域と、EXCHを割り当てるPRU300の周波数の領域とを区分することにより、所定周波数領域370のPRU300にはANCH320のみが割り当てられ、ANCH320が割り当てられた後の当該ANCH320に隣接するPRU300へのEXCHの割当を回避することができる。したがって、EXCHによるANCH320への干渉を低減でき、通信の安定性の向上を図ることが可能になる。
By dividing the frequency region of the
さらに、チャネル割当部220は、複数のPHS端末110が利用するそれぞれのANCH320a、320bを、所定周波数領域370の同一のタイムスロット304のPRU300に割り当てる場合がある。この場合であっても、ANCH320は、CCH310に近接する領域に集中して配されるため、他のPHS端末110のEXCHからの干渉を抑えることが可能となる。
Further, the
このとき、EXCHをANCH320と同じタイムスロット304に割り当てるとすれば、同一のタイムスロット304に複数のPHS端末110に対するEXCHを割り当てることとなる。この場合は、PHS端末110ごとにそれぞれが利用するEXCHの間に、EXCHを割り当てないPRU300を設けることにより、電波の周波数上の重複を回避し、互いの干渉を防止することができる。
At this time, if the EXCH is assigned to the
上記のANCH320を割り当てるPRU300の所定周波数領域370は、CCH310が割り当てられる周波数領域に隣接しているとよく、更に好ましくは、当該基地局120が利用する周波数のうち、最も高い周波数または最も低い周波数に偏っているとよい。
The
CCH310は間欠的に送信されるため、通信を行っていない場合がある。したがって、CCH310が割り当てられているPRU300は隣接するPRU300への干渉が少ないため、かかるPRU300にANCH320を割り当てることにより、ANCH320への干渉を低減することできる。
Since the
また所定周波数領域370を、当該基地局120が利用する周波数のうち最も高い周波数または最も低い周波数に偏らせることにより、所定周波数領域370に隣接するPRU300の数を減らすことができる。したがって、隣接するPRU300によるANCH320が割り当てられたPRU300への干渉を低減することが可能となる。
Further, by biasing the
さらには、ANCH320を割り当てるための所定周波数領域370に隣接して、ANCH320もEXCHも割り当てない空白領域390を設けてもよい。ANCH320とEXCHとが周波数軸方向に隣接することによってANCH320の通信品質が低下するところ、ANCH320の割当を所定周波数領域370に限定したとしても、その境界においてはANCH320とEXCHとが隣接することとなってしまう。しかし、上記のように空白領域390を設けることにより、さらに確実にANCH320とEXCHとを分離することができ、干渉を極めて低減させることが可能となる。
Furthermore, a
なお第4実施形態においては、ANCH320を割り当てるための所定周波数領域370には2つのサブチャネル302が配されているが、これに限定されるものではなく、配するサブチャネル302の数は任意に設定することが可能である。例えば、基地局120を人口密度が低い地域に設置する場合、配するサブチャネル302の数を1とする。これにより、所定周波数領域以外の領域380に配されるサブチャネル302の数が増し、EXCHを割り当てるPRU300を増やすことができる。したがって、PHS端末110と基地局120との通信速度を向上させることが可能となる。
In the fourth embodiment, the two
また例えば繁華街のように接続数が多い場所にある基地局120においては、所定周波数領域370に割り当てるサブチャネル302の数を増やすことにより、同時接続数を増やしながらANCH320の切れにくい安定した通信を行うことができる。
Further, for example, in a
なお所定周波数領域370に割り当てる帯域(サブチャネル302の数)は、基地局120ごとにパラメータとして半固定的に設定することができる。また、遠隔操作によってサブチャネル302の数を切り換えたり、PHS端末110の接続数に応じて動的に変更させることもできる。
The band (number of subchannels 302) allocated to the
以上説明した無線通信システム100では、チャネル割当部220がEXCH330に含まれるデータに優先順位を付加することで、制御データの送信の遅延を回避することができる。また、チャネル割当部220は、所定周波数領域370のPRU300にANCH320を割り当て、ANCH320を割り当てた所定周波数領域以外の領域380のPRU300にEXCH330を割り当て、更に、ANCH320が割り当てられたタイムスロット304のPRU300には当該ANCH320を利用するPHS端末110のEXCH330を割り当てることにより、ANCH320に対する他のPHS端末110のEXCH330からの干渉を防止することができ、通信の安定性を向上することが可能となる。
In the wireless communication system 100 described above, the
(無線通信方法)
次に、上述した基地局120を用いて無線通信を行う無線通信方法を説明する。図12は、上述した実施形態にかかる無線通信方法の処理の流れを示したフローチャートである。
(Wireless communication method)
Next, a wireless communication method for performing wireless communication using the
基地局120は、CCH310に隣接したPRU300、すなわち所定周波数領域370のPRU300に対してキャリアセンスを行い、干渉が少なく通信品質の高いPRU300にANCH320を割り当てる(S400:ANCH割当ステップ)。
The
次に、チャネル割当部220は、基地局メモリ212に格納されているEXCH330のデータをその内容に従って、再送の制御データ354(再送の上位制御データ356および再送のMAC制御データ358)、初送の上位制御データ346、初送のMAC制御データ348、再送の実体データ352、初送の実体データ342に分類する(S402:EXCH分類ステップ)。
Next, the
そして、基地局120は、所定周波数領域以外の領域380のPRU300に対してキャリアセンスを行い、PRU300が他のユーザ(他のPHS端末110)に利用されているかどうかを判定し、当該PHS端末110が利用するANCH320が割り当てられたタイムスロット304と同一のタイムスロット304にある通信が行われていないPRU300に、EXCH330を、再送の制御データ354(再送の上位制御データ356および再送のMAC制御データ358)、初送の上位制御データ346、初送のMAC制御データ348、再送の実体データ352、初送の実体データ342の順に優先的に割り当てる。(S404:EXCH割当ステップ)。
Then, the
すべてのEXCH330のデータをPRU300に割り当てた後、チャネル割当部220は、PRU300に割り当てられたEXCH330を、再送のデータ350、初送のデータ340の順に並べ替え、各PHS端末110に割り当てられたPRU300のうち、より早いタイムスロットかつより高い周波数のPRU300から配置する(S406:EXCH配置ステップ)。
After assigning all the data of
そしてEXCH330のPRU300の位置および数を割当情報として、ANCH320のマップに書き込み、端末装置(PHS端末110)ごとに通知する(S408:マップ書込みステップ)。PHS端末110はANCH320を読み取り、これに含まれるマップに従ってEXCH330を取得することによって通信を行う。このとき、ANCH320に対する干渉が極めて低減されていることから、安定した通信を行うことができる。
Then, the position and number of the
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to the example which concerns. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Understood.
なお、本明細書の無線通信方法における各工程は、必ずしもフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はなく、並列的あるいはサブルーチンによる処理を含んでもよい。 Note that each step in the wireless communication method of the present specification does not necessarily have to be processed in time series in the order described in the flowchart, and may include processing in parallel or a subroutine.
本発明は、OFDMA方式を用いた無線通信が可能な基地局および無線通信方法に利用可能である。 The present invention is applicable to a base station and a wireless communication method capable of wireless communication using the OFDMA scheme.
100…無線通信システム
110…PHS端末
120…基地局
130…通信網
140…中継サーバ
210…基地局制御部
212…基地局メモリ
214…基地局無線通信部
216…基地局有線通信部
218…アンテナ
220…チャネル割当部
300…PRU
302…サブチャネル
304…タイムスロット
310…CCH
320…ANCH
330…EXCH
340…初送のデータ
342…初送の実体データ
344…初送の制御データ
346…初送の上位制御データ
348…初送のMAC制御データ
350…再送のデータ
352…再送の実体データ
354…再送の制御データ
356…再送の上位制御データ
358…再送のMAC制御データ
370…所定周波数領域
380…所定周波数領域以外の領域
390…空白領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ...
302 ... subchannel 304 ...
320 ... ANCH
330 ... EXCH
340 ... Initial transmission data 342 ... Initial transmission entity data 344 ... Initial transmission control data 346 ... Initial transmission upper control data 348 ... Initial transmission
Claims (13)
データの通信に用いるエクストラチャネルをPRUに割り当てるチャネル割当部を備え、
前記チャネル割当部は、
前記エクストラチャネルを、その内容に従って、再送の制御データ、初送の制御データ、再送の実体データ、初送の実体データに分類し、この順に優先的に前記PRUに割り当てることを特徴とする基地局。 A base station that performs radio communication with one or a plurality of terminal apparatuses using the OFDMA scheme,
A channel allocation unit that allocates an extra channel used for data communication to the PRU;
The channel allocation unit
The extra channel is classified into retransmission control data, initial transmission control data, retransmission entity data, and initial transmission entity data according to the contents, and is preferentially assigned to the PRUs in this order. .
前記初送の制御データを前記PRUに割り当てる際に、上位制御データ、MAC制御データの順に優先的に割り当てることを特徴とする請求項1に記載の基地局。 The channel allocation unit classifies the control data into MAC control data that is data for control in the MAC layer and upper control data that is data for control in a layer higher than the MAC layer,
2. The base station according to claim 1, wherein when the initial transmission control data is allocated to the PRU, priority control data and MAC control data are preferentially allocated in this order.
前記アンカーチャネルを割り当てたPRUのタイムスロットと同一のタイムスロットの他のPRUに該アンカーチャネルが割り当てられた端末装置が利用するエクストラチャネルを割り当てることを特徴とする請求項1に記載の基地局。 The channel allocation unit also performs allocation of the anchor channel including the map indicating the position of the PRU to which the extra channel is allocated to the PRU,
The base station according to claim 1, wherein an extra channel used by a terminal apparatus to which the anchor channel is allocated is allocated to another PRU in the same time slot as the PRU time slot to which the anchor channel is allocated.
前記基地局がデータの通信に用いるエクストラチャネルをPRUに割り当てる場合に、
前記チャネル割当部は、
前記エクストラチャネルを、その内容に従って、再送の制御データ、初送の制御データ、再送の実体データ、初送の実体データに分類し、この順に優先的に前記PRUに割り当てることを特徴とする無線通信方法。 A wireless communication method using one or a plurality of terminal devices and a base station using the OFDMA method,
When the base station allocates an extra channel used for data communication to the PRU,
The channel allocation unit
Radio communication characterized in that the extra channel is classified into retransmission control data, initial transmission control data, retransmission actual data, and initial transmission entity data according to the contents, and preferentially assigned to the PRUs in this order. Method.
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