JP2010056785A

JP2010056785A - 移動通信システム、基地局装置、移動局装置、および通信制御方法

Info

Publication number: JP2010056785A
Application number: JP2008218758A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Tanaka; 洋田中
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2008-08-27
Filing date: 2008-08-27
Publication date: 2010-03-11

Abstract

【課題】上り方向のスループットの低下を防ぐ。
【解決手段】移動局１４−２は、基地局にＬＣＨ確立要求信号（制御信号）を送信し、その所定時間（９５ｍｓ）後に、ＬＣＨ確立要求信号に関連するＡＡ制御用参照信号（関連信号）をさらに送信する。基地局は、移動局１４−２からのＬＣＨ確立要求信号を受信すると、それから９５ｍｓが経過する前に、基地局と通信している移動局１４−１に対して、ＬＣＨ確立要求信号を受信してから９５ｍｓ後に（すなわち移動局１４−２がＡＡ制御用参照信号を送信するタイミングで）通信信号の送信を一時停止するよう指示する。
【選択図】図２

Description

本発明は、移動通信システム、基地局装置、移動局装置、および通信制御方法に関し、特に、上り方向（移動局装置から基地局装置に向かう方向）のスループットの改善に関する。

移動通信システムには、移動局が基地局に制御信号を送信してから所定時間後にその制御信号に関連する関連信号をさらに送信するよう規定しているものがある。ここではその一例として、ＴＤＭＡ／ＴＤＤ（Time Division Multiple Access/Time Division Duplex：時分割多元接続／時分割双方向通信）方式を採用するＰＨＳ（Personal Handy-phone System）について説明する。

図５は、ＰＨＳにおけるフレーム構成と上り制御信号および上り関連信号の送信タイミングとを示す図である。同図に示すように、ＰＨＳでは、各ＴＤＭＡフレーム（５ｍｓ）が８つのタイムスロット（ダウンリンク用に４つ、アップリンク用に４つ）に区切られる。また、周期的に、２０のＴＤＭＡフレーム（１００ｍｓ）が、１つのＣＣＨフレーム（Control Channel Frame：制御用フレーム）と、１９のＩフレーム（Information Frame：通信用フレーム）と、に割り当てられる。

基地局と移動局との間で送受される制御信号は、ＣＣＨフレームに含まれる特定タイムスロットで送受される。一方、基地局と移動局との間で送受される通信信号は、Ｉフレームに含まれるタイムスロットまたはＣＣＨフレームに含まれる上記特定タイムスロット以外のタイムスロットのいずれかで送受される。図５に示すＰＨＳでは、各基地局から制御信号が間欠送信されるよう、このように基地局ごとに異なるＣＣＨフレームが割り当てられる。なお、Ｉフレームの期間中は、制御信号の送受に割り当てられる上記特定タイムスロットも、通信信号の送受に用いることができる。

また、図５に示すＰＨＳでは、基地局との通信を開始する移動局は、基地局に対して、リンクチャネル確立（接続要求）用の制御信号（リンクチャネル確立要求用の上りＳＣＣＨ、以下「ＬＣＨ確立要求信号」という）をＣＣＨフレームの特定タイムスロットで送信する。このＬＣＨ確立要求信号を受信した基地局は、移動局に対して、通信用の無線チャネル（タイムスロットおよびキャリア周波数）を通知するためのＬＣＨ割当信号を返信する。この際、基地局は、アダプティブアレイ技術を用いてＬＣＨ割当信号の指向性を制御する。

この指向性制御を実現するため、移動局は、ＬＣＨ確立要求信号を送信してから９５ｍｓ後に、ＬＣＨ確立要求信号に関連する信号として、ＬＣＨ割当信号の指向性制御に供される参照信号（アダプティブアレイ制御用の上りＳＣＣＨ、以下「ＡＡ制御用参照信号」という）を送信することになっている。

なお、特許文献１には、制御信号の送信にアダプティブアレイ制御を用いる基地局が開示されている。
特開２００１−１４８６４９号公報

しかしながら、上記従来の移動通信システムでは、たとえば図６に示すように、関連信号（ＡＡ制御用参照信号）の送信に通信用フレーム（Ｉフレーム）のタイムスロットが用いられるため、当該タイムスロットにて他の移動局から送信される通信信号と関連信号とが競合してしまう場合がある。この場合、基地局は、関連信号の方を優先して受信するため、移動局は、受信されることなく破棄された通信信号を再送しなければならない。

このように、上記従来の移動通信システムでは、同一タイムスロット内で起きる上り通信信号と上り関連信号との競合に起因する上り通信信号の再送が必要となり、上り方向の伝送スループットが低下してしまうという問題があった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、上り方向のスループットの低下を防ぐことができる移動通信システム、基地局装置、移動局装置、および移動通信方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る移動通信システムは、基地局装置と、前記基地局装置と通信する第１の移動局装置と、前記基地局装置に制御信号を送信してから所定時間後に前記制御信号に関連する関連信号をさらに送信する第２の移動局装置と、を含む移動通信システムであって、前記基地局装置は、前記制御信号を受信してから前記所定時間が経過する前に、前記第１の移動局装置に対して、前記制御信号を受信してから前記所定時間後に通信信号の送信を一時停止するよう指示する送信停止指示手段を含み、前記第１の移動局装置は、前記送信停止指示手段による指示に従って、前記基地局装置に対する通信信号の送信を一時停止する送信制御手段を含む、ことを特徴とする。

本発明によれば、第１の移動局装置から基地局装置に送信される通信信号と、第２の移動局装置から基地局装置に送信される関連信号と、の競合が防止される。このため、第１の移動局装置による通信信号の再送が不要となり、上り方向のスループットの低下を防ぐことができる。

また、本発明の一態様では、前記送信停止指示手段は、前記制御信号を受信してから前記所定時間後のタイミングを示す送信停止タイミング情報を含む送信停止指示信号を生成する手段と、前記制御信号を受信してから前記所定時間が経過する前に、前記第１の移動局装置に前記送信停止指示信号を送信する手段と、を含み、前記送信制御手段は、前記送信停止指示信号に含まれる前記送信停止タイミング情報により示されるタイミングで、前記基地局装置に対する通信信号の送信を一時停止する。

また、本発明の一態様では、前記基地局装置は、所定の周期に１つの制御用フレームと少なくとも１つの通信用フレームとを割り当てる時分割多元接続方式を採用し、前記制御信号は、前記制御用フレームに含まれる特定タイムスロットで送信され、前記関連信号は、前記制御信号が送信される制御用フレームとその次の制御用フレームとの間に割り当てられる通信用フレームのいずれかに含まれる前記特定タイムスロットで送信され、前記第１の移動局装置は、前記通信用フレームに含まれる前記特定タイムスロットを用いて前記基地局装置と通信する。

なお、上記各態様において、前記制御信号は、前記基地局装置に対する接続要求信号であってもよいし、前記関連信号は、前記基地局装置が前記制御信号に対して返信する応答信号の指向性制御に供されてもよい。

また、本発明に係る基地局装置は、第１の移動局装置と通信するとともに、第２の移動局装置からの制御信号を受信してから所定時間後に前記制御信号に関連する関連信号をさらに受信する基地局装置であって、前記制御信号を受信してから前記所定時間が経過する前に、前記第１の移動局装置に対して、前記制御信号を受信してから前記所定時間後に通信信号の送信を一時停止するよう指示する送信停止指示手段、を含むことを特徴とする。

この態様において、前記送信停止指示手段は、前記制御信号を受信してから前記所定時間後のタイミングを示す送信停止タイミング情報を含む送信停止指示信号を生成する手段と、前記制御信号を受信してから前記所定時間が経過する前に、前記第１の移動局装置に前記送信停止指示信号を送信する手段と、を含んでもよい。

また、本発明に係る移動局装置は、通信装置からの制御信号を受信してから所定時間後に前記制御信号に関連する関連信号をさらに受信する基地局装置と通信する移動局装置であって、前記基地局装置の指示に従って、前記基地局装置が前記制御信号を受信してから前記所定時間後に、前記基地局装置に対する通信信号の送信を一時停止する送信制御手段、を含むことを特徴とする。

また、本発明に係る通信制御方法は、基地局装置と、前記基地局装置と通信する第１の移動局装置と、前記基地局装置に制御信号を送信してから所定時間後に前記制御信号に関連する関連信号をさらに送信する第２の移動局装置と、を含む移動通信システムにおける通信制御方法であって、前記基地局装置が、前記制御信号を受信してから前記所定時間が経過する前に、前記第１の移動局装置に対して、前記制御信号を受信してから前記所定時間後に通信信号の送信を一時停止するよう指示するステップと、前記第１の移動局装置が、前記基地局装置の指示に従って、前記基地局装置に対する通信信号の送信を一時停止するステップと、ことを特徴とする。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る移動通信システム１０の構成図である。同図に示すように、移動通信システム１０は、ＴＤＭＡ／ＴＤＤ方式を採用する基地局１２（ここでは１つのみを示す）と、複数の移動局１４（ここでは移動局１４−１〜１４−３の３つのみを示す）と、を含んで構成される。

図２は、本実施形態に係るリンクチャネル確立処理を示す図である。同図に示すように、移動通信システム１０におけるフレーム構成と、上り制御信号（リンクチャネル確立要求用の上りＳＣＣＨ、以下「ＬＣＨ確立要求信号」という）および上り関連信号（アダプティブアレイ制御用の上りＳＣＣＨ、以下「ＡＡ制御用参照信号」という）の送信タイミングは、図５に基づいて説明したＰＨＳのそれと同じであるため、ここでは重複説明を省略する。

図２に示すリンクチャネル確立処理において、本実施形態に係る基地局１２は、ＣＣＨフレームに含まれる特定タイムスロットで移動局１４−２からのＬＣＨ確立要求信号を受信すると、それから９５ｍｓが経過する前に、Ｉフレーム内の上記特定タイムスロットを用いて当該基地局１２と通信している移動局１４−１に対して、通信信号の送信を一時停止するよう指示する。以下、この処理を図３を用いて具体的に説明する。

図３は、本実施形態に係るリンクチャネル確立処理を示すシーケンス図である。同図に示すように、ここでは、基地局１２が、Ｉフレーム内の特定タイムスロット（制御信号の送受に用いられるＣＣＨフレーム内の特定タイムスロットと同じタイムスロット）を用いて移動局１４−１と通信しているものとする（Ｓ１００〜Ｓ１０４）。

基地局１２が、ＣＣＨフレームの特定タイムスロットで移動局１４−２からのＬＣＨ確立要求信号を受信すると（Ｓ１０６）、ＬＣＨ確立要求信号を受信してから９５ｍｓが経過する前に（すなわちＡＡ制御用参照信号を受信する前に）、移動局１４−１に対して、ＬＣＨ確立要求信号を受信してから９５ｍｓ後に（すなわち移動局１４−２がＡＡ制御用参照信号を送信するタイミングで）、通信信号の送信を一時停止するよう指示する（Ｓ１１４）。

移動局１４−１は、基地局１２の指示（Ｓ１１４）に従って、移動局１４−２がＡＡ制御用参照信号を送信するタイミングで、基地局１２に対する通信信号の送信を一時停止する（Ｓ１１６）。基地局１２は、移動局１４−２からのＡＡ制御用参照信号を受信すると（Ｓ１１８）、そのＡＡ制御用参照信号に基づいて算出したウェイトを用いて、ＬＣＨ確立要求信号への応答であるＬＣＨ割当信号を移動局１４−２に送信する（Ｓ１１８）。

このように、移動通信システム１０では、移動局１４−１から基地局１２に送信される通信信号と、移動局１４−２から基地局１２に送信されるＡＡ制御用参照信号と、の競合を防止し、移動局１４−１による通信信号の再送を防ぐようにしている。

以下では、上記処理を実現するために基地局１２が備える構成について説明する。

図４は、基地局１２の機能ブロック図である。同図に示すように、基地局１２は、複数のアンテナ素子２０（ここではアンテナ素子２０−１〜２０−４の４本とする）、無線部２２、復調部２４、制御部２６（送信停止指示部２８）、物理フレーム形成部３０、および変調部３２を含んで構成される。

アンテナ素子２０−１〜２０−４は、アレーアンテナを構成する。各アンテナ素子２０は、無線信号を受信し、受信された無線信号を無線部２２に出力する。また、各アンテナ素子２０は、無線部２２から供給される無線信号を移動局１４に対して送信する。なお、無線信号の受信と送信は、４タイムスロットごとに切り替えられる。また、各アンテナ素子２０のウェイトは、所望の指向性パターンが得られるよう、図示しないアダプティブ制御部によって制御される。

無線部２２は、低雑音アンプ、パワーアンプ、局部発振器、ミキサ、およびフィルタを含んで構成される。無線部２２は、アンテナ素子２０−１〜２０−４から入力される無線信号を低雑音アンプで増幅し、中間周波数信号にダウンコンバートしてから、復調部２４に出力する。また、無線部２２は、変調部３２から入力される変調信号を無線信号にアップコンバートし、パワーアンプで送信出力レベルまで増幅してから、アンテナ素子２０−１〜２０−４に供給する。

復調部２４は、Ａ／Ｄ変換器および復調回路を含み、無線部２２から入力されるアナログの受信信号をディジタル信号に変換し、変換したディジタル信号を復調して受信データを抽出する。抽出された受信データは、制御部２６や図示しない上位層に出力される。

制御部２６は、たとえばＣＰＵおよびＣＰＵの動作を制御するプログラムで構成され、基地局１２の各部を制御する。また、制御部２６は、後述する送信停止指示部２８を含む。

物理フレーム形成部３０は、制御部２６または図示しない上位層から入力される送信データを、制御信号または通信信号に対応する物理フレームに格納し、その物理フレームを変調部３２に出力する。

変調部３２は、変調回路およびＤ／Ａ変換器を含み、物理フレーム形成部３０から入力されるフレームに基づいてディジタルの変調信号を生成し、生成されたディジタルの変調信号に対応するアナログの変調信号を無線部２２に出力する。

送信停止指示部２８は、ある移動局１４（ここでは移動局１４−１とする）から基地局１２に送信される通信信号と、他の移動局１４（ここでは移動局１４−２とする）から基地局１２に送信されるＡＡ制御用参照信号と、の競合を防止するための処理を行う。

すなわち、送信停止指示部２８は、復調部２４から入力される受信データに基づいて、移動局１４−２からのＬＣＨ確立要求信号の受信タイミングを検出する。次に、送信停止指示部２８は、検出したＬＣＨ確立要求信号の受信タイミングから所定時間後（ここでは９５ｍｓ後）のタイミングを求める。ここで求めたタイミングは、移動局１４−２がＡＡ制御用参照信号を送信するタイミングであるともに、Ｉフレーム内の特定タイムスロット（ＬＣＨ確立要求信号の送信に用いられたＣＣＨフレーム内の特定タイムスロットと同じタイムスロット）を用いて基地局１２と通信している移動局１４−１に対して通信信号の送信を一時停止させるタイミングでもある。以下、送信停止指示部２８が求めたタイミングを「送信停止タイミング」という。

そして、送信停止指示部２８は、送信停止タイミングを示す送信停止タイミング情報（送信停止タイミングそのものであってもよい）を含む送信停止指示信号を、その送信停止タイミングが到来する前のいずれかのＩフレームで移動局１４−１に送信するよう、物理フレーム形成部３０を制御する。

送信停止指示信号を受信した移動局１４−１は、その送信停止指示信号から送信停止タイミング情報を取り出し、取り出した送信停止タイミング情報により示されるタイミングで、基地局１２に対する通信信号の送信を一時停止する。なお、通信信号を一時停止する期間は、少なくとも１タイムスロット（０．６２５ｍｓ）あればよい。

これにより、移動局１４−１から基地局１２に送信される通信信号と、移動局１４−２から基地局１２に送信されるＡＡ制御用参照信号と、の競合に起因する、移動局１４−１による通信信号の再送が不要となる。なお、Ｉフレーム内の特定タイムスロットを用いて２０ＴＤＭＡフレームのうち１９ＴＤＭＡフレームという頻度で基地局１２と通信している移動局１４−１は、基地局１２が他の移動局１４からのＬＣＨ確立要求信号を受信したときに限り基地局１２との通信頻度を２０ＴＤＭＡフレームのうち１８ＴＤＭＡフレームに低下させることになる。その代わり、数ＴＤＭＡフレーム分のロスが生じる通信信号の再送が不要となるため、結果として、上り方向のスループットが向上することになる。

以上説明した移動通信システム１０によれば、移動局１４−１から基地局１２に送信される通信信号と、移動局１４−２から基地局１２に送信されるＡＡ制御用参照信号と、の競合を防止することができる。このため、移動局１４−１による通信信号の再送が不要となり、上り方向のスループットの低下を防ぐことができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。

たとえば、以上の説明ではリンクチャネル確立処理に本発明を適用した例を示したが、リンクチャネル確立処理以外のフェーズで送信される制御信号およびその関連信号への対策として本発明を適用してもよい。

また、本発明は、基地局と、基地局と通信する第１の移動局と、基地局に制御信号を送信してから所定時間後に制御信号に関連する関連信号をさらに送信する第２の移動局と、を含む移動通信システムに広く適用可能である。

本発明の実施形態に係る無線通信システムの構成図である。本発明の実施形態に係るリンクチャネル確立処理を示す図である。本発明の実施形態に係るリンクチャネル確立処理を示すシーケンス図である。本発明の実施形態に係る基地局の機能ブロック図である。ＰＨＳにおけるフレーム構成と上り制御信号および上り関連信号の送信タイミングとを示す図である。ＰＨＳにおける上り通信信号と上り関連信号の送信タイミングを示す図である。

符号の説明

１０無線通信システム、１２基地局、１４移動局、２０アンテナ素子（アレーアンテナ）、２２無線部、２４復調部、２６制御部、２８送信停止指示部、３０物理フレーム形成部、３２変調部。

Claims

基地局装置と、前記基地局装置と通信する第１の移動局装置と、前記基地局装置に制御信号を送信してから所定時間後に前記制御信号に関連する関連信号をさらに送信する第２の移動局装置と、を含む移動通信システムであって、
前記基地局装置は、
前記制御信号を受信してから前記所定時間が経過する前に、前記第１の移動局装置に対して、前記制御信号を受信してから前記所定時間後に通信信号の送信を一時停止するよう指示する送信停止指示手段を含み、
前記第１の移動局装置は、
前記送信停止指示手段による指示に従って、前記基地局装置に対する通信信号の送信を一時停止する送信制御手段を含む、
ことを特徴とする移動通信システム。
請求項１に記載の移動通信システムにおいて、
前記送信停止指示手段は、
前記制御信号を受信してから前記所定時間後のタイミングを示す送信停止タイミング情報を含む送信停止指示信号を生成する手段と、
前記制御信号を受信してから前記所定時間が経過する前に、前記第１の移動局装置に前記送信停止指示信号を送信する手段と、
を含み、
前記送信制御手段は、前記送信停止指示信号に含まれる前記送信停止タイミング情報により示されるタイミングで、前記基地局装置に対する通信信号の送信を一時停止する、
ことを特徴とする移動通信システム。
請求項１または２に記載の移動通信システムにおいて、
前記基地局装置は、所定の周期に１つの制御用フレームと少なくとも１つの通信用フレームとを割り当てる時分割多元接続方式を採用し、
前記制御信号は、前記制御用フレームに含まれる特定タイムスロットで送信され、
前記関連信号は、前記制御信号が送信される制御用フレームとその次の制御用フレームとの間に割り当てられる通信用フレームのいずれかに含まれる前記特定タイムスロットで送信され、
前記第１の移動局装置は、前記通信用フレームに含まれる前記特定タイムスロットを用いて前記基地局装置と通信する、
ことを特徴とする移動通信システム。
請求項１から３のいずれかに記載の移動通信システムにおいて、
前記制御信号は、前記基地局装置に対する接続要求信号である、
ことを特徴とする移動通信システム。
請求項１から４のいずれかに記載の移動通信システムにおいて、
前記関連信号は、前記基地局装置が前記制御信号に対して返信する応答信号の指向性制御に供される、
ことを特徴とする移動通信システム。
第１の移動局装置と通信するとともに、第２の移動局装置からの制御信号を受信してから所定時間後に前記制御信号に関連する関連信号をさらに受信する基地局装置であって、
前記制御信号を受信してから前記所定時間が経過する前に、前記第１の移動局装置に対して、前記制御信号を受信してから前記所定時間後に通信信号の送信を一時停止するよう指示する送信停止指示手段、
を含むことを特徴とする基地局装置。
請求項６に記載の基地局装置において、
前記送信停止指示手段は、
前記制御信号を受信してから前記所定時間後のタイミングを示す送信停止タイミング情報を含む送信停止指示信号を生成する手段と、
前記制御信号を受信してから前記所定時間が経過する前に、前記第１の移動局装置に前記送信停止指示信号を送信する手段と、
を含むことを特徴とする移動通信システム。
通信装置からの制御信号を受信してから所定時間後に前記制御信号に関連する関連信号をさらに受信する基地局装置と通信する移動局装置であって、
前記基地局装置の指示に従って、前記基地局装置が前記制御信号を受信してから前記所定時間後に、前記基地局装置に対する通信信号の送信を一時停止する送信制御手段、
を含むことを特徴とする移動局装置。
基地局装置と、前記基地局装置と通信する第１の移動局装置と、前記基地局装置に制御信号を送信してから所定時間後に前記制御信号に関連する関連信号をさらに送信する第２の移動局装置と、を含む移動通信システムにおける通信制御方法であって、
前記基地局装置が、前記制御信号を受信してから前記所定時間が経過する前に、前記第１の移動局装置に対して、前記制御信号を受信してから前記所定時間後に通信信号の送信を一時停止するよう指示するステップと、
前記第１の移動局装置が、前記基地局装置の指示に従って、前記基地局装置に対する通信信号の送信を一時停止するステップと、
ことを特徴とする通信制御方法。