JP2010278605A - 無線通信システムおよび無線通信方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 割当て可能なタイムスロットがないような場合においても、無線通信を行え、タイムスロットを共有した無線端末でも、送受信するデータ量を考慮したデータ送受信が可能な無線通信システムおよび無線通信方法を提供する。
【解決手段】 時分割多元接続方式にて無線通信を行う無線通信システム10では、無線基地局100が、2以上の無線端末200に同一タイムスロットを割当て、同一タイムスロットでデータを送信する際、同一タイムスロットを割当てた無線端末200に送信するデータ量に応じてデータを送信する無線端末を設定してデータを送信し無線端末200は、タイムスロットで受信したデータの宛先を判定し、判定結果に応じた送信制御を実行する。
【選択図】 図1
【解決手段】 時分割多元接続方式にて無線通信を行う無線通信システム10では、無線基地局100が、2以上の無線端末200に同一タイムスロットを割当て、同一タイムスロットでデータを送信する際、同一タイムスロットを割当てた無線端末200に送信するデータ量に応じてデータを送信する無線端末を設定してデータを送信し無線端末200は、タイムスロットで受信したデータの宛先を判定し、判定結果に応じた送信制御を実行する。
【選択図】 図1
Description
本発明は、TDMA(時分割多元接続方式)により無線通信を行う無線通信システム、および、その無線通信システムにおける無線通信方法に関する。
PHS等、TDMA−TDD方式を採用する無線基地局と無線端末からなる無線通信システムでは、フレームを時分割し、時分割した1対の送信用タイムスロットと、受信用タイムスロットを、通信を要求する各無線端末を割当てる。
図7にフレーム構成を示す。無線端末は、無線基地局から無線端末への方向(ダウンリンク、DL)におけるタイムスロットをデータ受信する受信用タイムスロットとし、無線端末から無線基地局への方向(アップリンク、UL)におけるタイムスロットをデータ送信する送信用タイムスロットとして割り当てられる。一方、無線基地局は、ダウンリンクのタイムスロットで、各無線端末にデータ送信(送信用タイムスロット)し、アップリンクのタイムスロットで、各無線端末からのデータを受信する(受信用タイムスロット)。これにより、1つの無線基地局と複数の無線端末との間に、同時にそれぞれのチャネルを確保することが可能となる。
図7にフレーム構成を示す。無線端末は、無線基地局から無線端末への方向(ダウンリンク、DL)におけるタイムスロットをデータ受信する受信用タイムスロットとし、無線端末から無線基地局への方向(アップリンク、UL)におけるタイムスロットをデータ送信する送信用タイムスロットとして割り当てられる。一方、無線基地局は、ダウンリンクのタイムスロットで、各無線端末にデータ送信(送信用タイムスロット)し、アップリンクのタイムスロットで、各無線端末からのデータを受信する(受信用タイムスロット)。これにより、1つの無線基地局と複数の無線端末との間に、同時にそれぞれのチャネルを確保することが可能となる。
しかし、上述する無線通信システムでは、1つのタイムスロットで通信できるデータ量や、接続可能な無線端末数が限られている。そのため、同一の1対のタイムスロットに、送受信するデータ量の少ない複数の無信端末を割当てる技術が提案されている(例えば、特許文献1を参照)。
これにより、空きスロットを、多くのデータを送信、受信している無線端末にさらに割当てることや、新たに接続する無線端末に割当てることが可能となる。
これにより、空きスロットを、多くのデータを送信、受信している無線端末にさらに割当てることや、新たに接続する無線端末に割当てることが可能となる。
特許文献1に記載の技術では、同一のタイムスロットを利用する複数の無線端末は、数フレーム毎にタイムスロットを利用する無線通信を行っている。このとき、送受信するデータ量が極端に少なく、また、利用するタイムスロットで送受信するデータが存在しない無線端末でも、数フレーム毎にタイムスロットが割当てられる。そのため、タイムスロットの使用効率が低下する要因となっていた。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、タイムスロットを共有した無線端末においても、当該無線端末への送信データ量を考慮することで、より無線リソースを有効利用できる無線通信システムおよび無線通信方法を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明は、無線端末(無線端末200)と、無線基地局(無線基地局100)とから構成され、時分割多元接続方式にて無線通信を行う無線通信システム(無線通信システム10)であって、前記無線基地局は、前記無線端末とデータを送受信する第1送受信部(無線処理部102、信号処理部103)と、通信中の複数の無線端末のうち、2以上の無線端末に同一タイムスロットを割当てる割当部(割当部181)と、前記同一タイムスロットでデータを送信する場合に、前記同一タイムスロットを割当てている各無線端末に送信するデータ量に応じて、前記同一タイムスロットでデータを送信する無線端末を設定し、当該設定した無線端末へのデータを前記第1送受信部に送信させる第1制御部(制御部108)と、を備え、前記無線端末は、前記無線基地局とデータを送受信する第2送受信部(無線処理部202、信号処理部203)と、前記無線基地局に割当てられたタイムスロットで受信したデータに含まれる識別情報に基づいて、前記受信したデータの宛先を判定する判定部(宛先判定部281)と、前記判定部における判定結果に応じて、送信制御を実行する第2制御部(制御部207)と、を備え、前記無線端末の前記第2制御部は、前記判定部における判定の結果、前記受信したデータの宛先が自身である場合には、前記第2送受信部に、前記データを受信したタイムスロットに対応する送信用タイムスロットでデータを送信させ、前記判定部における判定の結果、前記受信したデータの宛先が自身でない場合には、前記第2送受信部に、前記データを受信したタイムスロットに対応する送信用タイムスロットにおける、前記無線基地局へのデータの送信を停止させる。
本発明によれば、複数の無線端末に同一タイムスロットを共有させて、さらに、同一タイムスロットを共有している無線端末においても送受信するデータ量を考慮した送信制御を行うので、より無線リソースの有効利用が可能となる。
また、本発明によれば、無線端末のいる場所の電波状態が悪い場合や、無線端末が高速移動している状況のために無線基地局からのデータが届かなかったのか、無線基地局から自身宛のデータが送出されていないのかを判断することが可能となる。
また、本発明に係る無線通信システムは、前記無線端末の前記第2制御部は、前記判定部における判定結果により、前記無線基地局に割当てられたタイムスロットが、他の無線端末にも割当てられていることを把握する。
本発明によれば、無線基地局は、同一タイムスロットを共有させる際に、事前に、各無線端末に対して、タイムスロットの切替などに関する制御情報の送受信を行わず、データを受信する際の識別情報で、同一タイムスロットの共有を把握させる。これにより、同一スロットを使用した無線通信時、無線端末を切り替える際に必要となる所手順を限りなく少なくすることができる。
また、本発明に係る無線通信システムは、前記無線端末において、前記無線基地局に割当てられたタイムスロットにおける受信状況に関する値を取得する取得部(信号処理部203)と、をさらに備え、前記第2制御部は、前記受信状況に関する値に応じて、無線通信に関する制御を実行する。
本発明によれば、複数の無線端末に同一タイムスロットを共有させて、さらに、同一タイムスロットを共有している無線端末においても送受信するデータ量を考慮した送信制御を行うので、より無線リソースの有効利用が可能となる。
また、本発明によれば、無線端末のいる場所の電波状態が悪い場合や、無線端末が高速移動している状況のために無線基地局からのデータが届かなかったのか、無線基地局から自身宛のデータが送出されていないのかを判断することが可能となる。
また、本発明に係る無線通信システムは、前記無線端末の前記第2制御部は、前記判定部における判定結果により、前記無線基地局に割当てられたタイムスロットが、他の無線端末にも割当てられていることを把握する。
本発明によれば、無線基地局は、同一タイムスロットを共有させる際に、事前に、各無線端末に対して、タイムスロットの切替などに関する制御情報の送受信を行わず、データを受信する際の識別情報で、同一タイムスロットの共有を把握させる。これにより、同一スロットを使用した無線通信時、無線端末を切り替える際に必要となる所手順を限りなく少なくすることができる。
また、本発明に係る無線通信システムは、前記無線端末において、前記無線基地局に割当てられたタイムスロットにおける受信状況に関する値を取得する取得部(信号処理部203)と、をさらに備え、前記第2制御部は、前記受信状況に関する値に応じて、無線通信に関する制御を実行する。
また、本発明に係る無線通信システムは、前記無線端末において、前記第2制御部は、前記無線基地局に割当てられたタイムスロットにおいてデータを受信できない場合に、無線通信に関する制御を実行する。
また、本発明は、無線端末と、無線基地局とから構成され、時分割多元接続方式にて無線通信を行う無線通信システムの無線通信方法であって、前記無線基地局が、通信中の複数の無線端末のうち、2以上の無線端末に同一のタイムスロットを割当てるステップと、 前記同一タイムスロットでデータを送信する場合に、前記同一タイムスロットを割当てている各無線端末に送信するデータ量に応じて、前記同一タイムスロットでデータを送信する無線端末を設定するステップと、前記設定された無線端末へのデータを、前記同一タイムスロットで送信するステップと、前記無線端末が、前記無線基地局に割当てられたタイムスロットでデータを受信するステップと、前記受信したデータに含まれる識別情報に基づいて、前記受信したデータの宛先を判定するステップと、前記判定ステップにおける判定の結果、前記受信したデータの宛先が自身である場合には、前記データを受信したタイムスロットに対応する送信用タイムスロットでデータを送信するステップと、前記判定ステップにおける判定の結果、前記受信したデータの宛先が自身でない場合には、前記第2送受信部に、前記データを受信したタイムスロットに対応する送信用タイムスロットにおける、前記無線基地局へのデータの送信を停止させるステップと、を有する。
タイムスロットを共有した無線端末に送信するデータ量を考慮した無線通信を行うので、より無線リソースの有効利用が可能となる。
次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
(1)無線通信システムの構成
まず、本実施形態に係る無線通信システムの構成について説明する。
(1.1)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の概略構成図である。図1に示すように、無線通信システム10は、無線基地局100、及び、複数の無線端末200を備える。本実施形態では、無線基地局100及び無線端末200は、時分割多元接続−時分割複信(TDMA−TDD)方式を用いた無線通信を実行する。
(1.2)無線基地局の構成
図2は、無線基地局100の構成を示す機能ブロック図である。
図2に示すように、無線基地局100は、アンテナ101、無線処理部102、信号処理部103、バッファ部104、上位層処理部105、データ量検出部106、データ量
判定部107及び制御部108を備える。
無線処理部102は、アンテナ101を用いて無線信号(RF信号)の送信又は受信を行う。無線処理部102は、受信系統(LNA、ダウンコンバータ及びA/D変換器)及び送信系統(D/A変換器、アップコンバータ及びパワーアンプ)などを有する。
無線処理部102は、信号送信時において、信号処理部103からのベースバンド信号をアナログ信号に変換する。無線処理部102は、当該アナログ信号をアップコンバート及び増幅して無線信号を生成し、生成した無線信号をアンテナ101から送出する。また、無線処理部102は、制御部108からの指示に従って、無線信号の送信電力を制御する。
無線処理部102は、信号受信時において、アンテナ101からの無線信号を増幅、ダウンコンバート及びA/D変換することで、無線信号をベースバンド信号に変換する。当該ベースバンド信号は、信号処理部103に入力される。
信号処理部103は、信号受信時において、ベースバンド信号からユーザデータを復調するとともに、誤り訂正復号を行う。信号処理部103は、信号送信時において、制御部108から指示される変調クラスを用いて、ユーザデータを変調するとともに、誤り訂正符号化を行う。
また、信号処理部103は、信号受信時において、アップリンクULにおけるRSSIや、CRC等の受信品質を測定する。
バッファ部104は、信号受信時において、受信したユーザデータの順序制御を行うため、ユーザデータを一時的に記憶する。バッファ部104は、信号送信時において、ユーザデータの送信が完了するまで、当該ユーザデータを一時的に記憶する。
上位層処理部105は、ユーザデータを生成する。例えば、上位層処理部105は、RTP(Transport Protocol for Real-Time Applications : RFC 1889)/UDP(User Datagram Protocol : RFC 768)/IP(Internet Protocol : RFC 791)などの通信プロトコルを実行する。
データ量検出部106は、各無線端末200に送信するユーザデータの量(ユーザデータ量)を検出する。ユーザデータ量の検出方法としては、次の(a)又は(b)のいずれかが使用される。
(a)バッファ部104に格納されているユーザデータ量を参照する方法
データ量検出部106は、バッファ部104を参照することによって、無線端末200に送信するユーザデータ量を検出する。例えば、バッファ部104の送信キューが埋まっている場合、データ量検出部106は、ダウンリンクDLのトラフィックは非常に多いと判断する。一方、送信キューにユーザデータが無い場合、データ量検出部106は、ダウンリンクDLのユーザデータ量はゼロであると判断する。
(b)パケットのヘッダ情報を参照する方法
該ヘッダ情報に応じて通信の種別を判定する。例えば、VoIP(Voice over Internet Protocol)による音声通話が実行されている場合、データ量検出部106は、無線端末200に送信するユーザデータ量が少ないと判断する。無線端末200においてコンテンツデータのダウンロードを実行している場合、データ量検出部106は、無線端末200に送信するユーザデータ量が多いと判断する。
データ量比較部107は、データ量検出部106によって検出された各無線端末200に送信するユーザデータ量を比較し、比較結果を制御部108に通知する。
制御部108は、割当部181と、共有配置判定部182と、データ送信先設定部183と、を備える。
割当部181は、無線端末200に対し、各フレームに含まれるタイムスロットを割当てる。このタイムスロットの割当ては、次の(a)又は(b)のいずれかが実行される。
(a)空きタイムスロットがある場合
空きタイムスロットがある場合に、無線端末200から接続要求する信号を送信されると、空きタイムスロットのいずれかを当該無線端末200に割当てる。
(b)空きタイムスロットが少ない、又は、ない場合
空きタイムスロットが少ない場合、又は、空きスロットがない場合には、通信中の複数の無線端末200に同一タイムスロットを割当てる再割当てを行う。タイムスロットの再割当ては、共有配置判定部182から出力される、同一のタイムスロットを共有させる無線端末200の情報(詳細は後述する。)を利用して行う。タイムスロットの再割当ては、空きタイムスロット数が設定される閾値以下となった場合や、閾値以下となった場合に新たに無線端末200から接続要求する信号が送信された場合に行われる。
尚、同一タイムスロットを共有させる際に、事前に、各無線端末200に対して、タイムスロットの切替などに関する制御情報の送受信を行わず、データを受信する際の識別情報で、同一タイムスロットの共有を把握させる。これにより、同一スロットを使用した無線通信時、送信先の無線端末200を切り替える際に必要となる所手順を限りなく少なくすることができる。
共有配置判定部182は、通信中の無線端末200のうち、同一のタイムスロットを共有させる複数の無線端末200を判定する。判定は、データ量比較部107から出力された比較結果を利用して行われる。そして、判定結果となる、同一のタイムスロットを共有させる無線端末200の情報を割当部181に出力する。
データ送信先設定部183は、同一のタイムスロットを共有している複数の無線端末200のうち、データを送信する無線端末200を設定する。データの送信先は、データ量比較部107から出力された比較結果を利用し、同一のタイムスロットを共有している複数の無線端末200のうち、送信するダウンリンクDLのユーザデータ量が最大の無線通信端末200を設定する。この設定は、複数の無線端末200に共有されている、送信用タイムスロット(無線端末200においては、受信用タイムスロット)毎に行われる。そして、送信用タイムスロット毎に、制御データに宛先となる無線端末200の識別情報が付加されて送信される。
なお、制御部108は、無線端末200との通信において、自動再送制御(ARQ)や、CRCを用いた誤り検出なども行う。また、無線端末200によって通知されるダウンリンクDLのRSSI等の受信品質に基づき、ダウンリンクDLの通信に適用する変調クラスを選択する。さらに、信号処理部103で測定されたアップリンクULの受信品質を利用して、アップリンクULにて無線端末200がデータを送信する際の変調クラスや送信電力を、無線端末200に通知する。
(1.3)無線端末の構成
図3は、無線端末200の構成を示す機能ブロック図である。図3に示すように、無線基地局100は、アンテナ201、無線処理部202、信号処理部203、バッファ部204、上位層処理部205、データ検出部206及び制御部207を備える。
無線処理部202は、アンテナ201を用いて無線信号(RF信号)の送信又は受信を行う。無線処理部202は、受信系統(LNA、ダウンコンバータ及びA/D変換器)及び送信系統(D/A変換器、アップコンバータ及びパワーアンプ)などを有する。
無線処理部202は、信号送信時において、信号処理部203からのベースバンド信号をアナログ信号に変換する。無線処理部202は、当該アナログ信号をアップコンバート及び増幅して無線信号を生成し、生成した無線信号をアンテナ201から送出する。また、無線処理部202は、制御部207からの指示に従って、無線信号の送信電力を制御する。
無線処理部202は、信号受信時において、アンテナ201からの無線信号を増幅、ダウンコンバート及びA/D変換することで、無線信号をベースバンド信号に変換する。当該ベースバンド信号は、信号処理部203に入力される。
信号処理部203は、信号受信時において、ベースバンド信号からユーザデータを復調するとともに、誤り訂正復号を行う。信号処理部203は、信号送信時において、制御部207から指示される変調クラスを用いて、ユーザデータを変調するとともに、誤り訂正符号化を行う。また、信号処理部203は、信号受信時において、ダウンリンクDLのRSSIやCRCなどの受信品質を測定する。
バッファ部204は、信号受信時において、受信したユーザデータの順序制御を行うため、ユーザデータを一時的に記憶する。バッファ部204は、信号送信時において、ユーザデータの送信が完了するまで、当該ユーザデータを一時的に記憶する。
上位層処理部205は、ユーザデータを生成する。例えば、上位層処理部205は、RTP(Transport Protocol for Real-Time Applications : RFC 1889)/UDP(User Datagram Protocol : RFC 768)/IP(Internet Protocol : RFC 791)などの通信プロトコルを実行する。
データ検出部206は、各受信用スロットにて受信するユーザデータの有無を検出する。
制御部207は、宛先判定部281と、受信品質判定部282と、データ送信設定部283と、を備える。
宛先判定部281は、割当てられた受信用タイムスロットで送信されたデータの宛先を判定する。当該データの宛先は、受信したデータの制御情報に含まれる、宛先となる無線端末200の識別情報を参照する。そして、判定結果をデータ送信設定部283に出力する。
受信品質判定部282は、信号受信時に、信号処理部203が測定したダウンリンクDLの受信品質を判定する。本実施形態においては、受信品質とし、RSSIを利用する。そして、RSSIが、予め設定されている閾値以上であるかを判定する。そして、CNRが閾値未満であると判定された場合、制御部207は、無線基地局100との通信環境が悪化していると判断し、無線基地局100に通知したり、干渉を回避するための制御をしたりする。
データ送信設定部283は、宛先判定部281から、受信したデータが、自身が宛先であるとの判定結果が出力された場合には、当該データを受信したタイムスロットに対応する送信用タイムスロットにて、無線基地局200に対して、データを送信するための指示を行う。また、宛先判定部281から、受信したデータが、他の無線端末200であるとの判定結果が出力された場合には、当該データを受信した受信用タイムスロットに対応する送信用タイムスロットにて、無線基地局200に対して、データ送信を停止させる指示を行う。
なお、制御部207は、無線基地局100との通信において、自動再送制御(ARQ)や、CRCを用いた誤り検出なども行う。また、無線基地局100によって通知されるアップリンクDLの通信に適用する変調クラスを選択する。
(2)無線通信システム10の動作
次に、本実施形態に係る無線通信システム10における、無線基地局100、及び、無線端末200の動作について説明する。
以下では、(2.1)無線基地局100に関する動作、(2.2)無線端末200に関する動作を説明する。
(2.1)無線基地局100に関する動作
図4は、無線基地局100における動作を示すフローチャートである。
ステップS40において、無線基地局100は、通信中の複数の無線端末200のうち、2以上の無線端末200に同一のタイムスロットを割当てる再割当てを行う。
ステップS41において、無線基地局100は、次に無線基地局100がデータを送信する送信用タイムスロットがいずれかの無線端末200に割当てられているか否かを判定する。いずれかの無線端末200に割当てられている場合、処理がステップS42に進む。一方、いずれの無線端末200にも割当てていない場合、処理がステップS47に進む。
ステップS42において、無線基地局100は、データを送信する送信用タイムスロットが、複数の無線端末200に共有させているタイムスロットであるか否かを判定する。送信用スロットが複数の無線端末200に共有させているタイムスロットである場合、処理がステップS43に進む。一方、送信用スロットが単独の無線端末200に割当てているタイムスロットである場合、処理がステップS45に進む。
ステップS43において、無線基地局100は、送信用スロットを共有させている各無線端末200における、送信するユーザデータ量を検出する。
(1)無線通信システムの構成
まず、本実施形態に係る無線通信システムの構成について説明する。
(1.1)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の概略構成図である。図1に示すように、無線通信システム10は、無線基地局100、及び、複数の無線端末200を備える。本実施形態では、無線基地局100及び無線端末200は、時分割多元接続−時分割複信(TDMA−TDD)方式を用いた無線通信を実行する。
(1.2)無線基地局の構成
図2は、無線基地局100の構成を示す機能ブロック図である。
図2に示すように、無線基地局100は、アンテナ101、無線処理部102、信号処理部103、バッファ部104、上位層処理部105、データ量検出部106、データ量
判定部107及び制御部108を備える。
無線処理部102は、アンテナ101を用いて無線信号(RF信号)の送信又は受信を行う。無線処理部102は、受信系統(LNA、ダウンコンバータ及びA/D変換器)及び送信系統(D/A変換器、アップコンバータ及びパワーアンプ)などを有する。
無線処理部102は、信号送信時において、信号処理部103からのベースバンド信号をアナログ信号に変換する。無線処理部102は、当該アナログ信号をアップコンバート及び増幅して無線信号を生成し、生成した無線信号をアンテナ101から送出する。また、無線処理部102は、制御部108からの指示に従って、無線信号の送信電力を制御する。
無線処理部102は、信号受信時において、アンテナ101からの無線信号を増幅、ダウンコンバート及びA/D変換することで、無線信号をベースバンド信号に変換する。当該ベースバンド信号は、信号処理部103に入力される。
信号処理部103は、信号受信時において、ベースバンド信号からユーザデータを復調するとともに、誤り訂正復号を行う。信号処理部103は、信号送信時において、制御部108から指示される変調クラスを用いて、ユーザデータを変調するとともに、誤り訂正符号化を行う。
また、信号処理部103は、信号受信時において、アップリンクULにおけるRSSIや、CRC等の受信品質を測定する。
バッファ部104は、信号受信時において、受信したユーザデータの順序制御を行うため、ユーザデータを一時的に記憶する。バッファ部104は、信号送信時において、ユーザデータの送信が完了するまで、当該ユーザデータを一時的に記憶する。
上位層処理部105は、ユーザデータを生成する。例えば、上位層処理部105は、RTP(Transport Protocol for Real-Time Applications : RFC 1889)/UDP(User Datagram Protocol : RFC 768)/IP(Internet Protocol : RFC 791)などの通信プロトコルを実行する。
データ量検出部106は、各無線端末200に送信するユーザデータの量(ユーザデータ量)を検出する。ユーザデータ量の検出方法としては、次の(a)又は(b)のいずれかが使用される。
(a)バッファ部104に格納されているユーザデータ量を参照する方法
データ量検出部106は、バッファ部104を参照することによって、無線端末200に送信するユーザデータ量を検出する。例えば、バッファ部104の送信キューが埋まっている場合、データ量検出部106は、ダウンリンクDLのトラフィックは非常に多いと判断する。一方、送信キューにユーザデータが無い場合、データ量検出部106は、ダウンリンクDLのユーザデータ量はゼロであると判断する。
(b)パケットのヘッダ情報を参照する方法
該ヘッダ情報に応じて通信の種別を判定する。例えば、VoIP(Voice over Internet Protocol)による音声通話が実行されている場合、データ量検出部106は、無線端末200に送信するユーザデータ量が少ないと判断する。無線端末200においてコンテンツデータのダウンロードを実行している場合、データ量検出部106は、無線端末200に送信するユーザデータ量が多いと判断する。
データ量比較部107は、データ量検出部106によって検出された各無線端末200に送信するユーザデータ量を比較し、比較結果を制御部108に通知する。
制御部108は、割当部181と、共有配置判定部182と、データ送信先設定部183と、を備える。
割当部181は、無線端末200に対し、各フレームに含まれるタイムスロットを割当てる。このタイムスロットの割当ては、次の(a)又は(b)のいずれかが実行される。
(a)空きタイムスロットがある場合
空きタイムスロットがある場合に、無線端末200から接続要求する信号を送信されると、空きタイムスロットのいずれかを当該無線端末200に割当てる。
(b)空きタイムスロットが少ない、又は、ない場合
空きタイムスロットが少ない場合、又は、空きスロットがない場合には、通信中の複数の無線端末200に同一タイムスロットを割当てる再割当てを行う。タイムスロットの再割当ては、共有配置判定部182から出力される、同一のタイムスロットを共有させる無線端末200の情報(詳細は後述する。)を利用して行う。タイムスロットの再割当ては、空きタイムスロット数が設定される閾値以下となった場合や、閾値以下となった場合に新たに無線端末200から接続要求する信号が送信された場合に行われる。
尚、同一タイムスロットを共有させる際に、事前に、各無線端末200に対して、タイムスロットの切替などに関する制御情報の送受信を行わず、データを受信する際の識別情報で、同一タイムスロットの共有を把握させる。これにより、同一スロットを使用した無線通信時、送信先の無線端末200を切り替える際に必要となる所手順を限りなく少なくすることができる。
共有配置判定部182は、通信中の無線端末200のうち、同一のタイムスロットを共有させる複数の無線端末200を判定する。判定は、データ量比較部107から出力された比較結果を利用して行われる。そして、判定結果となる、同一のタイムスロットを共有させる無線端末200の情報を割当部181に出力する。
データ送信先設定部183は、同一のタイムスロットを共有している複数の無線端末200のうち、データを送信する無線端末200を設定する。データの送信先は、データ量比較部107から出力された比較結果を利用し、同一のタイムスロットを共有している複数の無線端末200のうち、送信するダウンリンクDLのユーザデータ量が最大の無線通信端末200を設定する。この設定は、複数の無線端末200に共有されている、送信用タイムスロット(無線端末200においては、受信用タイムスロット)毎に行われる。そして、送信用タイムスロット毎に、制御データに宛先となる無線端末200の識別情報が付加されて送信される。
なお、制御部108は、無線端末200との通信において、自動再送制御(ARQ)や、CRCを用いた誤り検出なども行う。また、無線端末200によって通知されるダウンリンクDLのRSSI等の受信品質に基づき、ダウンリンクDLの通信に適用する変調クラスを選択する。さらに、信号処理部103で測定されたアップリンクULの受信品質を利用して、アップリンクULにて無線端末200がデータを送信する際の変調クラスや送信電力を、無線端末200に通知する。
(1.3)無線端末の構成
図3は、無線端末200の構成を示す機能ブロック図である。図3に示すように、無線基地局100は、アンテナ201、無線処理部202、信号処理部203、バッファ部204、上位層処理部205、データ検出部206及び制御部207を備える。
無線処理部202は、アンテナ201を用いて無線信号(RF信号)の送信又は受信を行う。無線処理部202は、受信系統(LNA、ダウンコンバータ及びA/D変換器)及び送信系統(D/A変換器、アップコンバータ及びパワーアンプ)などを有する。
無線処理部202は、信号送信時において、信号処理部203からのベースバンド信号をアナログ信号に変換する。無線処理部202は、当該アナログ信号をアップコンバート及び増幅して無線信号を生成し、生成した無線信号をアンテナ201から送出する。また、無線処理部202は、制御部207からの指示に従って、無線信号の送信電力を制御する。
無線処理部202は、信号受信時において、アンテナ201からの無線信号を増幅、ダウンコンバート及びA/D変換することで、無線信号をベースバンド信号に変換する。当該ベースバンド信号は、信号処理部203に入力される。
信号処理部203は、信号受信時において、ベースバンド信号からユーザデータを復調するとともに、誤り訂正復号を行う。信号処理部203は、信号送信時において、制御部207から指示される変調クラスを用いて、ユーザデータを変調するとともに、誤り訂正符号化を行う。また、信号処理部203は、信号受信時において、ダウンリンクDLのRSSIやCRCなどの受信品質を測定する。
バッファ部204は、信号受信時において、受信したユーザデータの順序制御を行うため、ユーザデータを一時的に記憶する。バッファ部204は、信号送信時において、ユーザデータの送信が完了するまで、当該ユーザデータを一時的に記憶する。
上位層処理部205は、ユーザデータを生成する。例えば、上位層処理部205は、RTP(Transport Protocol for Real-Time Applications : RFC 1889)/UDP(User Datagram Protocol : RFC 768)/IP(Internet Protocol : RFC 791)などの通信プロトコルを実行する。
データ検出部206は、各受信用スロットにて受信するユーザデータの有無を検出する。
制御部207は、宛先判定部281と、受信品質判定部282と、データ送信設定部283と、を備える。
宛先判定部281は、割当てられた受信用タイムスロットで送信されたデータの宛先を判定する。当該データの宛先は、受信したデータの制御情報に含まれる、宛先となる無線端末200の識別情報を参照する。そして、判定結果をデータ送信設定部283に出力する。
受信品質判定部282は、信号受信時に、信号処理部203が測定したダウンリンクDLの受信品質を判定する。本実施形態においては、受信品質とし、RSSIを利用する。そして、RSSIが、予め設定されている閾値以上であるかを判定する。そして、CNRが閾値未満であると判定された場合、制御部207は、無線基地局100との通信環境が悪化していると判断し、無線基地局100に通知したり、干渉を回避するための制御をしたりする。
データ送信設定部283は、宛先判定部281から、受信したデータが、自身が宛先であるとの判定結果が出力された場合には、当該データを受信したタイムスロットに対応する送信用タイムスロットにて、無線基地局200に対して、データを送信するための指示を行う。また、宛先判定部281から、受信したデータが、他の無線端末200であるとの判定結果が出力された場合には、当該データを受信した受信用タイムスロットに対応する送信用タイムスロットにて、無線基地局200に対して、データ送信を停止させる指示を行う。
なお、制御部207は、無線基地局100との通信において、自動再送制御(ARQ)や、CRCを用いた誤り検出なども行う。また、無線基地局100によって通知されるアップリンクDLの通信に適用する変調クラスを選択する。
(2)無線通信システム10の動作
次に、本実施形態に係る無線通信システム10における、無線基地局100、及び、無線端末200の動作について説明する。
以下では、(2.1)無線基地局100に関する動作、(2.2)無線端末200に関する動作を説明する。
(2.1)無線基地局100に関する動作
図4は、無線基地局100における動作を示すフローチャートである。
ステップS40において、無線基地局100は、通信中の複数の無線端末200のうち、2以上の無線端末200に同一のタイムスロットを割当てる再割当てを行う。
ステップS41において、無線基地局100は、次に無線基地局100がデータを送信する送信用タイムスロットがいずれかの無線端末200に割当てられているか否かを判定する。いずれかの無線端末200に割当てられている場合、処理がステップS42に進む。一方、いずれの無線端末200にも割当てていない場合、処理がステップS47に進む。
ステップS42において、無線基地局100は、データを送信する送信用タイムスロットが、複数の無線端末200に共有させているタイムスロットであるか否かを判定する。送信用スロットが複数の無線端末200に共有させているタイムスロットである場合、処理がステップS43に進む。一方、送信用スロットが単独の無線端末200に割当てているタイムスロットである場合、処理がステップS45に進む。
ステップS43において、無線基地局100は、送信用スロットを共有させている各無線端末200における、送信するユーザデータ量を検出する。
ステップS44において、無線基地局100は、ステップS43で検出されたユーザデータ量が最も多い無線端末200をデータの送信先として設定する。
一方、ステップS45において、無線基地局100は、単独の無線端末200を送信用タイムスロットにおけるデータの送信先として設定する。
ステップS46において、無線基地局100は、設定した送信先にデータを送信する。
ステップS47において、無線基地局100は、1フレーム内の送信用タイムスロットにおけるデータ送信が終了したか否かを判定する。データ送信が終了した場合、処理がステップS48に進む。一方、データ送信が終了していない場合、処理がステップS41に進む。
ステップS48において、無線基地局100は、各受信用タイムスロットで、対応する送信用タイムスロットでデータを送信した無線端末200からデータを受信する。
(2.2)無線端末200に関する動作
図5は、無線端末200における動作を示すフローチャートである。
ステップS50において、無線端末200は、無線基地局200に割当てられている受信用タイムスロットで、無線基地局200から送信されたデータを受信できたか否かを判定する。データを受信できた場合、処理がステップS51に進む。一方、データを受信できなかった場合、処理がステップS56に進む。
ステップS51において、無線端末200は、受信したデータが、自身を宛先として送信されたデータか否かを判定する。自身が宛先のデータである場合、処理がステップS52に進む。一方、宛先が他の無線端末200である場合、処理がS54に進む。
ステップS52において、無線端末200は、ダウンリンクDLのRSSIが、予め設定されている閾値以上であるかを判定する。RSSIが閾値以上である場合、処理がステップS53に進む。一方、RSSIが閾値未満である場合、処理がステップS56に進む。
ステップS53において、無線端末200は、データを受信したタイムスロットに対応する無線端末200が送信する送信用タイムスロットで、データを無線基地局200に送信する。
ステップS54において、無線端末200は、ダウンリンクDLのRSSIが、予め設定されている閾値以上であるかを判定する。RSSIが閾値以上である場合、処理がステップS55に進む。一方、RSSIが閾値未満である場合、処理がステップS56に進む。
ステップS55において、無線端末200は、データを受信した受信用タイムスロットに対応する送信用タイムスロットで、データを無線基地局200に送信するための送信処理を停止する。
ステップS56において、無線端末200は、無線信号の送信電力を制御したり、変調クラスの変更を指示したりする通信制御を行う。
(2.2)無線端末200に関する動作
図5は、無線端末200における動作を示すフローチャートである。
ステップS50において、無線端末200は、無線基地局200に割当てられている受信用タイムスロットで、無線基地局200から送信されたデータを受信できたか否かを判定する。データを受信できた場合、処理がステップS51に進む。一方、データを受信できなかった場合、処理がステップS56に進む。
ステップS51において、無線端末200は、受信したデータが、自身を宛先として送信されたデータか否かを判定する。自身が宛先のデータである場合、処理がステップS52に進む。一方、宛先が他の無線端末200である場合、処理がS54に進む。
ステップS52において、無線端末200は、ダウンリンクDLのRSSIが、予め設定されている閾値以上であるかを判定する。RSSIが閾値以上である場合、処理がステップS53に進む。一方、RSSIが閾値未満である場合、処理がステップS56に進む。
ステップS53において、無線端末200は、データを受信したタイムスロットに対応する無線端末200が送信する送信用タイムスロットで、データを無線基地局200に送信する。
ステップS54において、無線端末200は、ダウンリンクDLのRSSIが、予め設定されている閾値以上であるかを判定する。RSSIが閾値以上である場合、処理がステップS55に進む。一方、RSSIが閾値未満である場合、処理がステップS56に進む。
ステップS55において、無線端末200は、データを受信した受信用タイムスロットに対応する送信用タイムスロットで、データを無線基地局200に送信するための送信処理を停止する。
ステップS56において、無線端末200は、無線信号の送信電力を制御したり、変調クラスの変更を指示したりする通信制御を行う。
図6は、本実施形態に係る無線通信システム10がタイムスロットを使用して無線通信を行っているときのフレーム構成を示す図である。図6では、無線端末200Aと無線端末200Bがタイムスロットを共有されている無線通信を行っている。各無線端末200の送信するユーザデータ量に応じて、無線基地局200は送信先を設定する。そのため、タイムスロットを共有した無線端末においても送受信するデータ量を考慮した無線通信を行うことができる。
なお、上述した実施の形態では、送信するユーザデータ量に応じてタイムスロットにおける送信先の無線端末200を設定した。しかし、本発明は、これに限るものではなく、通信の種別を判定して、送信するユーザデータ量の比較を行っても良い。
10…無線通信システム、100…無線基地局、101…アンテナ、102…無線処理部、103…信号処理部、104…バッファ部、105…上位層処理部、106…データ量検出部、107…データ量比較部、108…制御部、181…割当部、182…共有配置判定部、183…データ送信先設定部、200…無線端末、201…アンテナ、202…無線処理部、203…信号処理部、204…バッファ部、205…上位層処理部、206…データ検出部、207…制御部、281…宛先判定部、282…受信品質判定部、283…データ送信設定部。
Claims (5)
- 無線端末と、無線基地局とから構成され、時分割多元接続方式にて無線通信を行う無線通信システムであって、
前記無線基地局は、
前記無線端末とデータを送受信する第1送受信部と、
通信中の複数の無線端末のうち、2以上の無線端末に同一タイムスロットを割当てる割当部と、
前記同一タイムスロットでデータを送信する場合に、前記同一タイムスロットを割当てている各無線端末に送信するデータ量に応じて、前記同一タイムスロットでデータを送信する無線端末を設定し、当該設定した無線端末へのデータを前記第1送受信部に送信させる第1制御部と、を備え、
前記無線端末は、
前記無線基地局とデータを送受信する第2送受信部と、
前記無線基地局に割当てられたタイムスロットで受信したデータに含まれる識別情報に基づいて、前記受信したデータの宛先を判定する判定部と、
前記判定部における判定結果に応じて、送信制御を実行する第2制御部と、を備え、
前記無線端末の前記第2制御部は、
前記判定部における判定の結果、前記受信したデータの宛先が自身である場合には、前記第2送受信部に、前記データを受信したタイムスロットに対応する送信用タイムスロットでデータを送信させ、
前記判定部における判定の結果、前記受信したデータの宛先が自身でない場合には、前記第2送受信部に、前記データを受信したタイムスロットに対応する送信用タイムスロットにおける、前記無線基地局へのデータの送信を停止させる、
ことを特徴とする無線通信システム。 - 前記無線端末の前記第2制御部は、
前記判定部における判定結果により、前記無線基地局に割当てられたタイムスロットが、他の無線端末にも割当てられていることを把握する、
ことを特徴とする請求項1に記載の無線通信システム。 - 前記無線端末において、
前記無線基地局に割当てられたタイムスロットにおける受信状況に関する値を取得する取得部と、をさらに備え、
前記第2制御部は、前記受信状況に関する値に応じて、無線通信に関する制御を実行する、
ことを特徴とする請求項1または2に記載の無線通信システム。 - 前記無線端末において、
前記第2制御部は、前記無線基地局に割当てられたタイムスロットにおいてデータを受信できない場合に、無線通信に関する制御を実行する、
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の無線通信システム。 - 無線端末と、無線基地局とから構成され、時分割多元接続方式にて無線通信を行う無線通信システムの無線通信方法であって、
前記無線基地局が、
通信中の複数の無線端末のうち、2以上の無線端末に同一のタイムスロットを割当てるステップと、
前記同一タイムスロットでデータを送信する場合に、前記同一タイムスロットを割当てている各無線端末に送信するデータ量に応じて、前記同一タイムスロットでデータを送信する無線端末を設定するステップと、
前記設定された無線端末へのデータを、前記同一タイムスロットで送信するステップと、
前記無線端末が、
前記無線基地局に割当てられたタイムスロットでデータを受信するステップと、
前記受信したデータに含まれる識別情報に基づいて、前記受信したデータの宛先を判定するステップと、
前記判定ステップにおける判定の結果、前記受信したデータの宛先が自身である場合には、前記データを受信したタイムスロットに対応する送信用タイムスロットでデータを送信するステップと、
前記判定ステップにおける判定の結果、前記受信したデータの宛先が自身でない場合には、前記第2送受信部に、前記データを受信したタイムスロットに対応する送信用タイムスロットにおける、前記無線基地局へのデータの送信を停止させるステップと、
を有することを特徴とする無線通信方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009127331A JP2010278605A (ja) | 2009-05-27 | 2009-05-27 | 無線通信システムおよび無線通信方法 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2009127331A JP2010278605A (ja) | 2009-05-27 | 2009-05-27 | 無線通信システムおよび無線通信方法 |
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JP2009127331A Pending JP2010278605A (ja) | 2009-05-27 | 2009-05-27 | 無線通信システムおよび無線通信方法 |
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JP (1) | JP2010278605A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014535211A (ja) * | 2011-10-26 | 2014-12-25 | クゥアルコム・インコーポレイテッドQualcomm Incorporated | ワイヤレスローカルエリアネットワークにおけるリモートデータレートにおけるパワー不均衡の影響の軽減 |
-
2009
- 2009-05-27 JP JP2009127331A patent/JP2010278605A/ja active Pending
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