JP2013115585A - 無線データ通信システム、無線データ通信システムの制御方法、及び無線通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】無線基地局からの下り信号は届いても、無線通信装置からの上り信号が広帯域では届きにくい場合において、リンク切れの頻度を減少させることができる無線データ通信システム、無線データ通信システムの制御方法、及び無線通信装置を提供する。
【解決手段】無線通信装置と無線基地局２とを備える無線データ通信システムであって、無線通信装置は、２つの通信帯域により無線基地局２に送信データを送信可能であり、送信データのデータ量が所定の閾値以上の場合に、２つの通信帯域のうち広帯域の通信帯域により前記送信データを無線基地局２に送信し、データ量が所定の閾値未満の場合に、２つの通信帯域のうち狭帯域の通信帯域により送信データを無線基地局２に送信し、無線通信装置はさらに２つの異なる通信帯域のいずれか一方を示すフラグを無線基地局２に送信し、無線基地局２は、フラグに基づき送信データを２つの通信帯域のいずれか一方で信号処理を行うことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線データ通信システム、無線データ通信システムの制御方法、及び無線通信装置に関する。

大容量データの無線データ通信システムは、広帯域・多値変調技術・パケットヘッダの効率化等の進化によって年々高速化が実現されている。しかし、広帯域・多値変調技術については、大きい雑音対信号比（Ｃ／Ｎ比またはＳ／Ｎ比）を必要とするため、無線データ通信システムのサービスエリアを広く確保できないという問題がある。当該問題を改善するため、Ｃ／Ｎの値によって変調方式を可変する適応変調方式を採用し、伝送速度は落ちるものの、サービスエリアは確保される技術が知られている（例えば特許文献１）。

特開２００４−３３６４７０号公報

無線通信装置から無線基地局への上り信号（アップリンク信号）は、消費電力低減の観点や、人体への影響の観点から一定の範囲で抑制される。そのため、従来の適応変調方式を採用しても、無線基地局からの下り信号（ダウンリンク信号）は届くが、無線通信装置からの上り信号が広帯域では届きにくいために、無線通信装置と無線基地局との通信が切断（以下、リンク切れという。）されてしまうという問題があった。また、上記リンク切れにより、無線基地局のサービスエリアが小さくなってしまうという問題があった。さらに、サービスエリアが小さくなってしまうため、無線基地局を設置する投資的効果が十分でなかった。

従って、上記のような問題点に鑑みてなされた本発明の目的は、無線基地局からの下り信号は届いても、無線通信装置からの上り信号が広帯域では届きにくい場合において、リンク切れの頻度を減少させることができる無線データ通信システム、無線データ通信システムの制御方法、及び無線通信装置を提供することにある。

上記課題を解決するために本発明に係る無線データ通信システムは、
無線通信装置と無線基地局とを備える無線データ通信システムであって、
前記無線通信装置は、２つの通信帯域により前記無線基地局に送信データを送信可能であり、前記送信データのデータ量が所定の閾値以上の場合に、前記２つの通信帯域のうち広帯域の通信帯域により前記送信データを前記無線基地局に送信し、前記データ量が所定の閾値未満の場合に、前記２つの通信帯域のうち狭帯域の通信帯域により前記送信データを前記無線基地局に送信し、
前記無線通信装置はさらに、前記送信データを送信した通信帯域を示すフラグを前記無線基地局に送信し、
前記無線基地局は、前記フラグに基づき前記送信データを前記２つの通信帯域のいずれか一方で信号処理を行うことを特徴とする。

また、本発明に係る無線データ通信システムの制御方法は、
無線通信装置と無線基地局とを備える無線データ通信システムの制御方法であって、
前記無線通信装置は、２つの通信帯域により前記無線基地局に送信データを送信可能であり、前記送信データのデータ量が所定の閾値以上の場合に、前記２つの通信帯域のうち広帯域の通信帯域により前記送信データを前記無線基地局に送信し、前記データ量が所定の閾値未満の場合に、前記２つの通信帯域のうち狭帯域の通信帯域により前記送信データを前記無線基地局に送信するステップと、
前記無線通信装置はさらに前記送信データを送信した通信帯域を示すフラグを前記無線基地局に送信するステップと、
前記無線基地局は、前記フラグに基づき前記送信データを前記２つの通信帯域のいずれか一方で信号処理を行うステップと、
を含むことを特徴とする。

また、本発明に係る無線通信装置は、
２つの通信帯域により前記無線基地局に送信データを送信する通信制御部と、
前記送信データのデータ量が所定の閾値以上の場合に、前記２つの通信帯域のうち広帯域の通信帯域により前記送信データを前記無線基地局に送信し、前記データ量が所定の閾値未満の場合に、前記２つの通信帯域のうち狭帯域の通信帯域により前記送信データを前記無線基地局に送信し、かつ、前記送信データを送信した通信帯域を示すフラグを前記無線基地局に送信するように制御する制御部と、
を備えることを特徴とする。

本発明における無線データ通信システム及び無線データ通信システムの制御方法によれば、無線基地局からの下り信号は届いても、無線通信装置からの上り信号が広帯域では届きにくい場合において、リンク切れの頻度を減少させることができる。

本発明の一実施形態に係る無線データ通信システムのブロック図である。 帯域幅と熱雑音との関係を示す概念図である。 本発明の一実施形態に係る無線データ通信システムの動作を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について説明する。本発明の実施の形態においては、無線通信装置が移動局であるとして以下説明するが、これに限られない。

（実施の形態）
図１は本発明の一実施形態に係る無線データ通信システムのブロック図である。本発明の一実施形態に係る無線データ通信システムは、移動局１と、無線基地局２とを備える。移動局１と、無線基地局２とは、無線により接続される。

移動局１は、アンテナ１１と、送受信切替部１２と、無線部１３と、通信制御部１４と、制御部１５とを備える。

アンテナ１１は、無線基地局２とデータの送受信を行う。送受信切替部１２は、アンテナ１１に接続され、アンテナ１１を送信用アンテナとして用いるか、受信用アンテナとして用いるかを切り替える。送受信切替部１２は、アンテナ１１を介して信号を受信した場合、無線部１３に当該信号を渡し、また無線部１３から信号を受取る。

無線部１３は、無線基地局２と送受信するデータに係る無線信号処理を行う。無線部１３は、受信部１３１と、送信部１３２とを備える。受信部１３１は、送受信切替部１２から受取った信号をベースバンド信号に変換する。送信部１３２は、送信データをベースバンド信号から無線信号に変換し、送受信切替部１２に無線信号を渡す。

通信制御部１４は、ベースバンド処理を行う。通信制御部１４は、受信処理部１４１と、広帯域送信処理部１４２と、狭帯域送信処理部１４３とを備える。受信処理部１４１は、受信部１３１から受けた信号をダウンコンバート及び復調等の処理をする。広帯域送信処理部１４２は、制御部１５からの指示に基づき、送信データをアップコンバート及び広帯域で変調し、変調した信号を送信部１３２に渡す。狭帯域送信処理部１４３は、制御部１５からの指示に基づき、送信データをアップコンバート及び狭帯域で変調し、変調した信号を送信部１３２に渡す。また狭帯域送信処理部１４３は、送信データに狭帯域で変調したことを示す狭帯域フラグを送信データに付加する。

制御部１５は、移動局１に係る各種制御を行う。具体的には制御部１５は、移動局１から無線基地局２に送信する送信データ量が、所定の閾値以上か否かを判定する。制御部１５は、当該送信データ量が、所定の閾値以上の場合、広帯域送信処理部１４２に送信データの処理をさせる。一方、当該送信データ量が、所定の閾値未満の場合、制御部１５は、狭帯域送信処理部１４３に送信データの処理をさせる。

無線基地局２は、アンテナ２１と、送受信切替部２２と、無線部２３と、通信制御部２４と、ネットワーク部２５と、制御部２６とを備える。

アンテナ２１は、無線基地局２とデータの送受信を行う。送受信切替部２２は、アンテナ２１に接続され、アンテナ２１を送信用アンテナとして用いるか、受信用アンテナとして用いるかを切り替える。

無線部２３は、無線基地局２と送受信するデータに係る無線信号処理を行う。無線部２３は、送信部２３１と、受信部２３２とを備える。送信部２３１は、送信データをベースバンド信号から無線信号に変換し、送受信切替部２２に無線信号を渡す。受信部２３２は、送受信切替部２２から受取った信号をベースバンド信号に変換する。

通信制御部２４は、ベースバンド処理を行う。通信制御部２４は、送信処理部２４１と、広帯域受信処理部２４２と、狭帯域受信処理部２４３とを備える。送信処理部２４１は、ネットワーク部２５から受取った送信データをアップコンバート及び所定の帯域で変調し、変調した信号を送信部２３１に渡す。広帯域受信処理部２４２は、制御部２６からの指示に基づき、受信したデータをダウンコンバート及び広帯域で復調し、復調したデータをネットワーク部２５に渡す。狭帯域受信処理部２４３は、制御部１５からの指示に基づき、受信したデータをダウンコンバート及び狭帯域で復調し、復調したデータをネットワーク部２５に渡す。

ネットワーク部２５は、通信制御部２４から受取った受信データを、公衆網等を介して上位網に送信し、また、上位網から受信した送信データを通信制御部２４に渡す。

制御部２６は、無線基地局２に係る各種制御を行う。具体的には制御部２６は、送信データに狭帯域フラグが付加されているか否かを判定する。そして狭帯域フラグが付加されていた場合、制御部２６は、当該送信データを狭帯域受信処理部２４３に処理させるように制御する。一方、狭帯域フラグが付加されていない場合、制御部２６は、当該送信データを広帯域受信処理部２４２に処理させるように制御する。

図２に、帯域幅と、熱雑音との関係を示す概念図を示す。熱雑音とは、雑音指数（ＮＦ）が限りなくゼロに近い受信機での受信限界レベルを指し、熱雑音のレベルは、周囲温度と使用する帯域幅に比例して増加する。具体的には例えばあるシステムにおいて、帯域幅が１０ＭＨｚである場合、熱雑音は−１０３．９ｄＢｍである。また、帯域幅が５００ｋＨｚである場合、熱雑音は−１１６．９ｄＢｍである。図２に示すように、帯域幅がこの中間の場合、熱雑音も中間の値をとる。

ここで、所定の帯域幅で信号を送信する場合、熱雑音のレベルを十分に超過する信号レベルでなければ、受信機側で当該信号を復調等することができない。したがって、図２に示すように、帯域幅が１０ＭＨｚにおいて必要な信号レベルと、５００ｋＨｚにおいて必要な信号レベルは大きく異なる。すなわちこれは、帯域幅を狭くすることにより、必要な信号レベルを低減できることを意味する。本発明に係る無線データシステムは概略として、移動局１が、送信データ量に基づき帯域幅を狭くすることにより、移動局１が送信する信号に必要な信号レベルを低減することを特徴とする。

次に、本発明の一実施形態に係る無線データ通信システムについて、図３に示すフローチャートによりその動作を説明する。

はじめに移動局１の制御部１５は、移動局１から無線基地局２に送信する送信データ量が、所定の閾値以上か否かを判定する（ステップＳ１）。送信データ量が所定の閾値以上の場合はステップＳ２に進み、送信データ量が所定の閾値未満の場合には、ステップＳ４に進む。

続いて送信データ量が所定の閾値以上の場合、制御部１５は、広帯域送信処理部１４２に送信データの処理をさせる（ステップＳ２）。広帯域送信処理部１４２は、制御部１５の指示に基づき送信データのアップコンバート処理及び変調等の処理を行う。そして広帯域送信処理部１４２は、送信データを、送信部１３２に渡す。なおこのとき広帯域送信処理部１４２は、狭帯域フラグを送信データに付加しない。

続いて送信部１３２は、受取った送信データの無線信号処理をし、アンテナ１１を介して無線基地局２に送信する（ステップＳ３）。このように、移動局１は、所定の閾値よりも送信データが多い場合には、ステップＳ２〜ステップＳ３により、広帯域により送信データを処理する。

一方、ステップＳ１において送信データ量が所定の閾値未満の場合、制御部１５は、狭帯域送信処理部１４３に送信データの処理をさせる（ステップＳ４）。狭帯域送信処理部１４３は、制御部１５の指示に基づき送信データの変調及びアップコンバート処理等を行う。そして狭帯域送信処理部１４３は、処理を施した送信データを、送信部１３２に渡す。このとき、狭帯域送信処理部１４３は、狭帯域で変調したことを示す狭帯域フラグを送信データに付加する。

続いて送信部１３２は、受取った狭帯域フラグの付加された送信データを変調し、アンテナ１１を介して無線基地局２に送信する（ステップＳ３）。このように、移動局１は、送信データが所定の閾値よりも少ない場合には、ステップＳ４〜ステップＳ５により、狭帯域により送信データを処理する。

続いて無線基地局２がステップＳ３又はステップＳ５により、移動局１から送信された送信データを、アンテナ２１を介して受信すると、無線基地局２の制御部２６は、送信データに狭帯域フラグが付加されているか否かを判定する（ステップＳ６）。狭帯域フラグが付加されていた場合、ステップＳ７に進み、狭帯域フラグが付加されていない場合、ステップＳ８に進む。

ステップＳ６において、狭帯域フラグが付加されていた場合、無線基地局２の制御部２６は、当該送信データを狭帯域受信処理部２４３に処理させるように制御する（ステップＳ７）。狭帯域受信処理部２４３は、制御部２６の指示に基づき送信データのダウンコンバート処理等をする。そして狭帯域受信処理部２４３は、処理を施した送信データをネットワーク部２５に渡す。

ステップＳ６において、狭帯域フラグが付加されていない場合、無線基地局２の制御部２６は、当該送信データを広帯域受信処理部２４２に処理させるように制御する（ステップＳ８）。広帯域受信処理部２４２は、制御部２６の指示に基づき送信データのダウンコンバート処理等をする。そして広帯域受信処理部２４２は、処理を施した送信データをネットワーク部２５に渡す。

このように本発明によれば、移動局１の制御部１５が、送信データ量が閾値以上であるか否かを判定して、所定の閾値未満の場合には、狭帯域送信処理部１４３に処理させることで、熱雑音の影響の少ない狭帯域により送信データを送信するため、無線基地局２からの下り信号は届いても、移動局１からの上り信号が広帯域では届きにくい場合においても、リンク切れの頻度を減少させることができる。なお一般的に移動局１は、コンテンツのダウンロード等の通信等、無線基地局２からデータを受信することが多く、送信データ量が少ないため、上記のように送信データ量が閾値以上であるか否かを判定して、所定の閾値未満の場合には、狭帯域により送信データを送信するため、リンク切れの頻度を減少させることができる。

また、仮に送信データ量が閾値以上の場合には、広帯域送信処理部１４２で処理させることで、送信データ量が多い場合にも十分に対応できる。

なお、移動局１は、ステップＳ５において狭帯域フラグを付加してデータを送信したが、狭帯域フラグの替わりに、広帯域フラグを用いてもよい。広帯域フラグを用いる場合、ステップＳ３において移動局１は、広帯域フラグを付加してデータを送信する。また、ステップＳ５において、移動局１は、広帯域フラグを付加せずにデータを送信する。つまりフラグは、移動局１が送信データを送信した通信帯域を示すものであり、移動局１は、当該フラグを無線基地局２に送信すればよい。

なお、移動局１は、別途ＲＳＳＩを検出して、上り信号の通信環境を推定してもよい。この場合移動局１は、ＲＳＳＩに基づき、上り信号の通信環境がある所定値より悪いと推定される場合には、狭帯域により送信データを送信するように制御する。

なお、移動局１は、自局の温度を検出して、熱雑音を推定するように構成してもよい。この場合移動局１は、温度に基づき、熱雑音のレベルがある所定値より高いと推定される場合には、狭帯域により送信データを送信するように制御する。

本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各手段、各ステップ等に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段やステップ等を１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。

１ 移動局
１１ アンテナ
１２ 送受信切替部
１３ 無線部
１３１ 受信部
１３２ 送信部
１４ 通信制御部
１４１ 受信処理部
１４２ 広帯域送信処理部
１４３ 狭帯域送信処理部
１５ 制御部
２ 無線基地局
２１ アンテナ
２２ 送受信切替部
２３ 無線部
２３１ 送信部
２３２ 受信部
２４ 通信制御部
２４１ 送信処理部
２４２ 広帯域受信処理部
２４３ 狭帯域受信処理部
２５ ネットワーク部
２６ 制御部

Claims (3)

1. 無線通信装置と無線基地局とを備える無線データ通信システムであって、
   前記無線通信装置は、２つの通信帯域により前記無線基地局に送信データを送信可能であり、前記送信データのデータ量が所定の閾値以上の場合に、前記２つの通信帯域のうち広帯域の通信帯域により前記送信データを前記無線基地局に送信し、前記データ量が所定の閾値未満の場合に、前記２つの通信帯域のうち狭帯域の通信帯域により前記送信データを前記無線基地局に送信し、
   前記無線通信装置はさらに、前記送信データを送信した通信帯域を示すフラグを前記無線基地局に送信し、
   前記無線基地局は、前記フラグに基づき前記送信データを前記２つの通信帯域のいずれか一方で信号処理を行うことを特徴とする無線データ通信システム。
2. 無線通信装置と無線基地局とを備える無線データ通信システムの制御方法であって、
   前記無線通信装置は、２つの通信帯域により前記無線基地局に送信データを送信可能であり、前記送信データのデータ量が所定の閾値以上の場合に、前記２つの通信帯域のうち広帯域の通信帯域により前記送信データを前記無線基地局に送信し、前記データ量が所定の閾値未満の場合に、前記２つの通信帯域のうち狭帯域の通信帯域により前記送信データを前記無線基地局に送信するステップと、
   前記無線通信装置はさらに前記送信データを送信した通信帯域を示すフラグを前記無線基地局に送信するステップと、
   前記無線基地局は、前記フラグに基づき前記送信データを前記２つの通信帯域のいずれか一方で信号処理を行うステップと、
   を含む無線データ通信システムの制御方法。
3. ２つの通信帯域により前記無線基地局に送信データを送信する通信制御部と、
   前記送信データのデータ量が所定の閾値以上の場合に、前記２つの通信帯域のうち広帯域の通信帯域により前記送信データを前記無線基地局に送信し、前記データ量が所定の閾値未満の場合に、前記２つの通信帯域のうち狭帯域の通信帯域により前記送信データを前記無線基地局に送信し、かつ、前記送信データを送信した通信帯域を示すフラグを前記無線基地局に送信するように制御する制御部と、
   を備える無線通信装置。

Images