JP3970674B2

JP3970674B2 - Wireless communication system and base station and terminal station constituting the same

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Publication number: JP3970674B2
Application number: JP2002124614A
Authority: JP
Inventors: 茂孝野口; 公彦今村
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2002-04-25
Filing date: 2002-04-25
Publication date: 2007-09-05
Anticipated expiration: 2022-04-25
Also published as: JP2003319449A

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently use a time range and a plurality of frequency channels by easily recognizing the frequency channel used for an own radio communication system. <P>SOLUTION: In the radio communication system including a base station 10 and terminal stations 11, 12 and 13 and enabling communication by using a plurality of the frequency channels, the station 10 sends first information regarding the number of the frequency channels used by itself to the terminal stations 11, 12 and 13. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は無線通信システム及び無線通信システムを構成するのに適した基地局と端末局とに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、５ＧＨｚ帯を使用し免許が不要な小電力無線通信システムが提案・規格化され、実際にＩＥＥＥ８０２．１１ａやＡＲＩＢ（電波産業会）のＨｉ−ＳＷＡＮ規格等を使用した無線通信システムが開発されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、既に小電力無線通信システムに許可されている５．１５ＧＨｚ〜５．２５ＧＨｚ帯においては、周波数帯域２０ＭＨｚ（占有信号周波数帯域は１８ＭＨｚ）のチャネルが４チャネルのみしかなく、無線通信端末或いは通信システムが同一エリア内に多数存在するようになると、電波干渉によりスループットが低下する可能性もある。また、上記の無線通信システムは、１チャネルのみを使用して通信を行うことを想定しているシステムである。
【０００４】
最近、さらに高周波帯の周波数を開放する動きがあり、２５ＧＨｚ帯や２７ＧＨｚ帯の準ミリ波帯を使用した小電力無線通信システムが電波法上で許可され、規格化が進められている。従来、他の用途に限定されていた周波数帯を、電力による制限を課すことにより開放するものである。
【０００５】
総務省により２００２年２月２８日に更新された周波数割当計画によれば、例えば、駅や喫茶店等のホットスポットでの屋外インターネットアクセスを想定したパーソナルエリアのシステムは、２４．７７ＧＨｚから２５．２３ＧＨ（上下２０ＭＨｚのガードバンドは除く）までの４６０ＭＨｚの周波数帯域を使用し、周波数間隔２０ＭＨｚ（１チャネル当たりの占有信号周波数帯が１８ＭＨｚ）で２３の無線チャネルが配置可能であり、連続した３チャネルまでの同時送信が可能となっている。さらに、２７．０２ＧＨｚから２７．４６ＧＨｚ（上下２０ＭＨｚガードバンドは除く）を使用し、家庭内や工場内での無線ＬＡＮや無線ホームリンクを想定したコミュニティエリアでは、周波数２０ＭＨｚ間隔で２２の無線チャネルが配置可能であり、連続した６チャネルまでの同時送信が可能である。
【０００６】
複数の周波数チャネルを使用した通信システムに関しては、特開平１０−１５４９６９号公報に関連する記載がある。上記公報に記載の通信システムは、無線電話システム等の比較的狭帯域の通信システムにおいて、伝送帯域内に複数の伝送チャネルを設定して、伝送容量の変化に対応できるようにしたものである。
【０００７】
しかしながら、前記通信システムでは、通信に使用する伝送チャネルが予め決められており、自己の通信チャネルが流動的な無線通信システムにおいて複数の周波数チャネルを利用して通信する技術に関連する記載はない。すなわち、複数の周波数チャネルを同時に使用可能であり、動画像のリアルタイム伝送等が可能な高速・大容量（１チャネル、１秒当たりの伝送速度は５４メガビット以上）の無線通信システムに関する技術は知られていない。
【０００８】
本発明は、無線通信システムにおいて、複数の周波数チャネルを同時に利用するための技術を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の一観点によれば、基地局と端末局とを含み、複数の周波数チャネルを用いて通信可能な無線通信システムであって、前記基地局が、自己の使用する周波数チャネル数に関する第１の情報を前記端末局に送ることを特徴とする無線通信システムが提供される。
【００１０】
上記無線通信システムによれば、前記端末局は、前記基地局との通信に用いることができる周波数チャネル数を知ることが出来る。
【００１１】
第１の情報は、周波数チャネル数だけではなく、周波数チャネルの番号であっても良いし、具体的に使用する周波数帯域に関する情報であっても良いが、少なくとも、自己の使用する周波数チャネルの数に関する情報を含む。以下、「周波数チャネル数」との用語に関しては同様の意味で用いる。
【００１２】
尚、前記第１の情報を基地局がフレーム毎に送信する制御情報内に含めるのが好ましく、さらに好ましくはプリアンブル信号に含める。
【００１３】
前記端末局が、前記第１の情報に基づいて自己が使用を要求する周波数チャネルと送受信時間領域とに関する要求信号を前記基地局に送信し、前記基地局が、前記要求信号に基づいて前記基地局と前記端末局との間の通信に用いる送受信時間領域と周波数チャネルとの割当てに関する調整を行うのが好ましい。
【００１４】
上記無線通信システムにおいては、前記基地局が、自己の使用する周波数チャネル数と前記端末局が使用を要求する周波数チャネルと送受信時間領域とに基づいて、実際に通信を行う送受信時間領域と周波数チャネルとの割当てるため、両者の通信タイミングと周波数チャネルとを一致させることができる。
【００１５】
前記調整は、前記複数の周波数チャネル中から選択される少なくとも２以上の周波数チャネルにおいて同時に通信できるように前記基地局と前記端末局との間の送受信時間領域と周波数チャネルとを割り当てる調整であるのが好ましい。
【００１６】
上記無線通信システムによれば、前記基地局と前記端末局との間において、２以上の周波数チャネルを用いて同時に通信することができる。従って、容量の大きいデータを高速で伝送することができる。
【００１７】
さらに、基地局は、前記調整が行われた後の送受信時間領域と周波数チャネルとに関する第２の情報を送信するのが好ましい。
【００１８】
第２の情報を受信した端末局は、調整後の送受信時間領域と周波数チャネルとに基づいて、実際にデータ通信を行う時間領域と周波数チャネルを知ることができる。
【００１９】
本発明の他の観点によれば、前記基地局又は前記端末局のそれぞれが、上記特徴的な構成を具備することで、複数周波数チャネルを用いて通信を行うことができる。特に、周波数チャネルと時間領域を調整して割り当てることで、円滑な通信を行うことができ、複数周波数チャネルを用いることにより、大容量のデータを高速に送受信することが可能となる。
【００２０】
また、自己に割り当てられた送信時間領域以外の時間領域において自己の送信手段への電源供給を停止又は低減することができるとともに、自己に割り当てられた受信時間領域以外の時間領域において自己の受信手段への電源供給を停止又は低減することができる供給電力調整手段を有することにより、基地局や端末局の省電力化が可能となる。また、送受信すべきデータ容量に基づき、使用する周波数チャネル数の増減と割当て時間領域の増減を行えば、用途に応じて消費電力を制御できるため、結果的に基地局及び端末局の省電力化が可能となる。
【００２１】
さらに、周波数チャネル数は３以上である場合に、１チャネル用のフィルタあるいは復調器と２チャネル用のフィルタあるいは復調器とのいずれか一方又は両方を用いて１チャネルから３チャネルまでのフィルタあるいは復調器を構成することにより、使用するフィルタ数あるいは復調器数が少なくて済み、回路規模を小さくすることができる。
【００２２】
また、各周波数チャネルにおける電力を検出する電力検出手段と、該当する周波数チャネルが通信に使用されているか否かを判断する基準となる電力しきい値を記憶する記憶手段と、前記電力検出手段により検出された電力と前記電力しきい値とを比較する電力比較手段とを備えることで、１種類のプリアンブルパターンのみから周波数チャネル数を簡単に検知することが出来る。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する前に、発明者が行った考察について説明する。
【００２４】
発明者は、自己の通信チャネルが流動的であり複数の周波数チャネルを利用して同時に通信することが可能な無線通信システムにおいて電波を効率的に利用するためには、無線通信システムを構成する基地局が通信データの伝送容量と周波数チャネルの空き状況を把握するとともに、端末局に対してもその状況を通知し、データ送受信のための時間領域と周波数チャネルとを的確に調整することが重要であると考えた。特に、基地局が利用できる周波数チャネルが、多チャネル、例えば２０チャネル以上である場合に、端末局が、自己の無線通信システムが使用する周波数チャネルを探索し、送受信に同時に使用されている周波数チャネル番号を効率的かつ迅速に認知することが重要であると考えられる。
基地局と端末局とを含み複数の周波数チャネルを利用して同時に通信することが可能な無線通信システムにおいて、例えば、基地局が自己（基地局）の通信に利用可能な周波数チャネル数に関する情報を含む第１の情報を例えば第１端末局に対して送信する。第１の情報は、周波数チャネル数のみではなく、周波数チャネル番号又は周波数帯域に関する情報でも良いが、少なくとも周波数チャネル数に関する情報を含む必要がある。第１の情報は、基地局がフレームごとに送信する制御情報に含めて送信することができる。
【００２５】
第１端末局では、この第１の情報を受信することにより、自己の通信システムが利用できる周波数チャネル数を知ることができる。第１の情報を受けて、第１端末局が通信に用いる周波数チャネル番号又は周波数帯域と送受信時間とに関する要求を含む送受信要求情報を基地局に向けて送信する。
【００２６】
基地局は第１端末局からの送受信要求情報を受けて、基地局と第１の端末局とその他の端末局とを含めた端末局が使用要求を行っている周波数チャネル番号と送受信要求時間とを解析し、それぞれの端末局との通信に使用する周波数チャネル番号と送受信時間領域とをスケジューリング（調整）する。
【００２７】
基地局は、例えば次にフレームにおいて、送受信に使用する周波数チャネル番号や送受信タイミングに関する第２の情報を送信する。各端末局は、第２の情報を受信し、調整された周波数チャネル番号と送受信時間領域（タイミング）を検知することにより、実際の通信をスムーズに行うことができる。
【００２８】
以下、上記考察に基づき、本発明の一実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２９】
図１は、本発明の一実施の形態による無線通信システムの構成例を示した図である。本発明の一実施の形態による無線通信システム１は、１つの基地局１０と、少なくとも１以上の端末局、例えば、第１の端末局１１、第２の端末局１２及び第３の端末局１３の３つの端末局とから構成され、例えばＴＤＭＡ（時分割多元接続）方式を用いた集中制御方式の無線通信システムである。この無線通信システムにおいては、基地局１０が、前記端末局１１、１２及び１３の送受信タイミングや使用する周波数チャネルに関する制御を集中的に行う。また、無線通信システム１は、例えば上述の２４．７７ＧＨｚから２５．２３ＧＨｚ帯の周波数を使用し、周波数間隔２０ＭＨｚで１から２３までの２３の無線チャネルを使用し、連続する３チャネルまでの同時送信を行う無線通信システムである。無線通信システム１を構成する基地局１０と第１の端末局１１とは、最大３チャネルを用いて送受信することが可能であり、第２の端末局１２は最大２チャネルを用いて送受信が可能であるのに対して、第３の端末局１３は１チャネルのみを用いて送受信するシステムを例として説明する。上記の無線通信システムの各端末局における送受信可能なチャネル数は説明の便宜上の例示であり、全ての端末局が３チャネル使用可能なシステムであっても良い。
【００３０】
図２は、本発明の一実施の形態による無線通信システム１を構成する基地局又は端末局の構成例を示す機能ブロック図である。
【００３１】
図２に示すように、基地局又は端末局は、アンテナ２１と、アンテナ共用器２２と、ＲＦ／ＩＦ受信器２３と、Ａ／Ｄ変換器２４と、復調器２５と、情報検出器２６と、バス制御部２７と、変調器２８と、Ｄ／Ａ変換器２９と、ＲＦ／ＩＦ送信器３０と、システム制御部３１とを有している。
【００３２】
尚、基地局１０と端末局１１，１２，１３とのブロック構成は、図２に示す通りであり、両者は、ほぼ同じ構成を有している。但し、前述した最大送受信チャネル数の違いなどにより各機能ブロックの仕様が一部異なる点と、基地局と端末局との送受信に関する機能の違いにより、システム制御部３１の一部の機能が異なっている。尚、基地局と端末局との送受信に関する機能の違いとは、主として、基地局１０のみが周波数チャネルの割当て機能と時間領域の割当て機能とこれらを報知する機能とを具備している点による。
【００３３】
次に、基地局又は端末局の動作を図２に示す機能ブロック図に基づいて説明する。送受信用アンテナ２１から入力した受信信号は、アンテナ共用器２２で受信側の経路が選択され、ＲＦ／ＩＦ受信器２３により前記受信信号の増幅と中間周波数（ＩＦ）帯への周波数変換が行われる。中間周波数（例えば中心周波数２０ＭＨｚ）に変換された受信信号は、Ａ／Ｄ変換器２４によりアナログ形式からデジタル形式の信号に変換され、通常は復調器２５で受信信号が復調され、外部とのインターフェイス等の機能を有するバス制御部２７を経由して、データ（Ｄａｔａ）としてパソコン（ＰＣ）等の情報処理装置に取り込まれる。
【００３４】
尚、フレーム同期や周波数チャネル等に関する情報を含んだプリアンブル信号については、復調器２５を用いて復調を行わなくても、例えば、特開２００１−３１３６２３号公報に記載された方法により、情報検出器２６を用いることでプリアンブルの周期パターン等からフレーム同期や自己のシステムが使用する周波数チャネル番号の判別が可能である。
【００３５】
特開２００１−３１３６２３号公報に記載された方法は、自己の使用する周波数チャネル番号等に関する情報をプリアンブル信号に付加する処理を行うものである。プリアンブル信号への付加処理は、プリアンブル信号の周期Ｔｗを、自己のシステムが使用する周波数チャネル数により変更する処理に対応する。例えば、自己の無線通信システムが使用する周波数チャネル数が１であれば、プリアンブル信号の周期をＴｗに設定し、周波数チャネル数が２であれば、周期をＴｗ／２に設定し、周波数チャネル数が３であれば周期をＴｗ／４に設定する。そして、プリアンブル信号の周期と、予め無線局（端末局）が記憶しているプリアンブルパターンとが一致するか否かに基づいて、プリアンブル信号を復調せずに周波数チャネル数を検知することができる。もちろん、プリアンブルパターンを復調せずに周波数チャネル数を検知する方法の他に、例えばプリアンブル信号を復調することにより周波数チャネル数や周波数チャネル番号などを検知することも可能である。
【００３６】
ＰＣ等から出力されたデータ（Ｄａｔａ）は、バス制御部２７を経由して、変調器２８において、制御情報の付加と無線通信に使用する送信信号の形式（パケット形式等）への変換が行われる。次に、送信信号はＤ／Ａ変換器２９により、デジタル形式からアナログ形式の信号に変換され、ＲＦ／ＩＦ送信器３０で、送信信号の増幅と高周波（ＲＦ）信号への周波数変換が行われ、アンテナ共用器２２を経由して、送受信用アンテナ２１から空中線に信号が送信される。
【００３７】
システム制御部３１は、基地局あるいは端末局全体のシステムを制御する機能と各部への電源供給の制御機能を有している。基地局では、周波数チャネル番号の認識や時間割当て（タイムスケジューリング）等の記憶と判断の機能をも有する。
【００３８】
図３は、本発明の無線通信システムにおける通信データ構造の一例を示した図である。図３に示すように、本発明の一実施の形態による無線通信システムにおける通信データ構造は、ある一定時間毎に区切られた多数のフレームからなる基本構成を有している。１つのフレーム４１は、基地局が送受信に使用する周波数チャネルや送受信タイミングを端末局に報知するための第１の情報を含む制御情報送信領域４２と、基地局から端末局に向けてデータを送信するためのダウンリンク領域４３と、端末局から基地局に向けてデータを送信するためのアップリンク領域４４とに分割されている。制御情報送信領域４２は、フレームの同期等の情報を得るためのプリアンブル４５と、フレーム内での送受信用の時間領域と周波数チャネルの情報を含むデータペイロード（４６−１から４６−Ｎ）とを含む。
【００３９】
次に図４から図７までを参照して、フレーム毎の時間領域と周波数チャネルとの割当てに関する処理を説明する。適宜図１から３までをも参照する。図４は、Ｎ番目のフレームにおける基地局１０と、第１の端末局１１と、第２の端末局１２との各周波数チャネルに応じた時間領域の割当て例を示す図である。図４（Ａ）は、Ｎ番目のフレームの時間領域の割当て例であり、図４（Ｂ）は、Ｎ番目のフレームにおける基地局１０に関する時間領域の利用例であり、図４（Ｃ）は、Ｎ番目のフレームにおける第１の端末局１１に関する時間領域の利用例であり、図４（Ｄ）は、Ｎ番目のフレームにおける第２の端末局１２に関する時間領域の利用例である。
【００４０】
図５は、Ｎ番目のフレームの次のフレームである（Ｎ＋１）番目のフレームにおける基地局１０、第１の端末局１１及び第２の端末局１２の各周波数チャネルに応じた時間領域の使用方法の例について説明した図である。図５（Ａ）は、（Ｎ＋１）番目のフレームの時間領域での割当て例であり、図５（Ｂ）は、（Ｎ＋１）番目のフレームにおける基地局１０に関する時間領域の利用例であり、図５（Ｃ）は、（Ｎ＋１）番目のフレームにおける第１の端末局１１に関する時間領域の利用例を示し、図５（Ｄ）は、（Ｎ＋１）番目のフレームにおける第２の端末局１２に関する時間領域の利用例を示している。
【００４１】
尚、本実施の形態による無線通信システムにおいては、第３の端末局１３は、Ｎ番目のフレームと（Ｎ＋１）番目のフレームでは送受信を行わないことが規定されているため、図４と図５において、第３の端末局１３の時間領域の利用例を示していない。
【００４２】
図６は、本実施の形態による無線通信システムを構成する基地局の動作例を示すフローチャート図であり、Ｎ番目のフレームのアップリンクフェイズ開始から（Ｎ＋１）番目のフレームのアップリンクフェイズ終了までを示している。図７は、本発明の無線通信システムを構成する端末局の動作例を示すフローチャート図であり、Ｎ番目のフレームのアップリンクフェイズ開始から（Ｎ＋１）番目のフレームのアップリンクフェイズ終了までを示している。
【００４３】
以下、図４から図７までを参照しつつ、本発明の一実施の形態による無線通信システムの動作について説明する。適宜、図１から図３までをも参照する。
【００４４】
無線通信システム１を構成する基地局１０と第１及び第２の端末局１１及び１２とが、Ｎ番目以前のフレームにおいて調整（ネゴシエーション）を行っていない場合において、第１及び第２の端末局１１及び１２が通信を開始しようとする場合には、自己の無線通信システム１が使用している周波数チャネル数を検知し、周波数チャネル数と時間領域の割当てに関して基地局１０と端末局１１、１２との間で調整（ネゴシエーション）を行う。無線通信システム１が使用する少なくとも周波数チャネル数に関する情報は、基地局１０が送信する第１の情報に含まれている。図４（Ｂ）に示す例では、第１の情報は、基地局が１フレーム毎に周期的に送信する制御情報（周波数チャネル番号ＣＨ１において送られる制御情報５０−１、周波数チャネル番号ＣＨ２において送られる制御情報５０−２、周波数チャネル番号ＣＨ３において送られる制御情報５０−３のいずれか）を、端末局が対応する周波数チャネルＣＨ１から３までのうちのいずれかの周波数チャネルで受信することにより端末局１１、１２に知らせることができる。
【００４５】
図４（Ｃ）に示すように、例えば第１の端末局１１は、第１の情報を含む制御情報Ａを周波数チャネルＣＨ１、時間領域５１−１において受信する。第２の端末局１２は、第１の情報を含む制御情報Ａを、周波数チャネルＣＨ２、時間領域５２−２において受信する。受信した制御情報Ａ中の第１の情報に自己の無線通信システム１が使用している周波数チャネル数に関する情報が含まれているため、端末局１１、１２は、基地局１０が使用可能な周波数チャネル数を認知することができる。
【００４６】
すなわち、使用する周波数チャネルの番号は、制御情報Ａ（第１の情報）を受信し、復調した時点で判別できる。例えば、端末局１１又は端末局１２が使用可能な最大チャネル数が第１の情報の中に記載されている。これに、端末局１１又は１２のハード上の制限事項を加味して、最終的に端末局１１又は１２が基地局１０にデータ通信に使用する周波数チャネル（番号）を要求する。
【００４７】
尚、制御情報Ａ（第１の情報）を受信して、復調を行わずに情報検出器２６でプリアンブルパターンを検出した時点で判別することも可能である。
【００４８】
次に、第１及び第２の端末局１１及び１２のそれぞれは、基地局１０に対して、周波数チャネルと時間領域とに関する調整（ネゴシエーション）を行うための要求信号Ａ又はＢをそれぞれ基地局１０に対して送信する。この信号を受信するにより、基地局１０は、端末局１１及び１２が要求するデータの送信時間領域とデータの受信時間領域及び使用する周波数チャネル番号等とを知ることが出来る。
【００４９】
尚、端末局１１及び１２が要求信号を送信する際には、第１の端末局１１及び第２の端末局１２は、キャリアセンスを行うことで要求信号を送信しようとする周波数チャネルが空いているか否かを確認する。
【００５０】
要求した周波数チャネルが空いていることが確認されれば送信処理を行い、確認できない場合には周波数チャネルを変えて再度キャリアセンスを行うか、或いは、一定時間経過後に再びキャリアセンスを行う。キャリアセンスを行った後に、Ｎ番目のフレーム（図４参照）において、第１の端末局１１は、制御情報Ａを受信した周波数チャネルと同じ第１の周波数チャネル（ＣＨ１）を使用して、時間領域５４を用いて要求信号Ａを基地局１０に対して送信する。第２の端末局１２も第２の周波数チャネル（ＣＨ２）を使用して、キャリアセンス後に時間領域５６を用いて要求信号Ｂを基地局１０に対して送信する（図７のステップＳＢ２１）。
【００５１】
基地局１０は、第１の周波数チャネルＣＨ１において、時間領域５３で要求信号Ａを受信し、第２の周波数チャネルＣＨ２において、時間領域５５で要求信号Ｂを受信する（図６のステップＳＡ１１）。
【００５２】
次のステップＳＡ１２において、基地局１０は、自己の端末局と他の端末局との要求時間領域及び使用可能な周波数チャネルとに基づいて、自己の端末局と他の端末局とのそれぞれがデータの送受信に用いる周波数チャネルと送受信タイミング（時間領域）とが重ならないように、それぞれの割当てを調整する。この際、基地局１０と端末局１１又は１２との間において、要求される通信容量と、基地局１０または端末局１１，１２が同時に送受信可能なチャネル数、各局間の距離、送信電力、送信速度等のシステムリソース（ハードウエア資源）を判断材料として、例えばフレーム内で可能な限り大きな通信容量が確保できるように調整するのが好ましい。
【００５３】
尚、フレーム長は自己の無線通信システムの通信容量に応じて調整しても良く、アップリンクフェイズとダウンリンクフェイズの長さに関しても、アップリンクとダウンリンクの通信容量の比に応じて適宜伸縮させても良い。
【００５４】
次に、ステップＳＡ１３で、基地局１０は、第１及び第２の端末局１１及び１２の送受信タイミングと使用する周波数チャネルとに関する第２の情報を、Ｎ番目のフレームの次のフレームである（Ｎ＋１）番目のフレームで端末局に向けて送信する。第２の情報は、例えば、（Ｎ＋１）番目のフレーム内の制御情報Ｂ（図５に示す時間領域７０−１、７０−２及び７０−３）に含めて送信するのが好ましい。
【００５５】
ステップＳＢ２２で、第１の端末局１１は時間領域７１−１、７１−２又は７１−３のうちのいずれか１つの周波数チャネルを選択して制御情報Ｂ内を受信し、第２の端末局１２は、時間領域７２−２又は７２−３のいずれかの周波数チャネルを選択して制御情報Ｂを受信する。制御情報Ｂを受信することにより、端末局は第２の情報の内容を知ることができる。
【００５６】
次のステップＳＢ２３では、第１の端末局１１と第２の端末局１２は、受信した第２の情報から、制御局１０が調整した後のデータの送受信時間領域（送受信タイミング）と周波数チャネルの割り当てとを検知する。
【００５７】
次のステップＳＡ１４で、基地局１０は端末局に送信するデータがある場合は、ステップＳＡ１５で送信時間領域（タイミング）の調整（スケジューリング）に基づいて、送信する周波数チャネルの選択を行い、決定された送信時間領域（タイミング）と周波数チャネルとに基づいて、必要なデータ１、２及び４（図５（Ｂ））の送信を行う（ステップＳＡ１６）。もし、送信するデータが存在しない場合には、ステップＳＡ１７の処理に進む。
【００５８】
一方、ステップＳＢ２４において、端末局１１と端末局１２は、自己が受信するべきデータが存在する場合には、ステップＳＢ２５でデータを受信する周波数チャネルの選択を行い、決定された受信時間領域（タイミング）と周波数チャネルとに基づいて、送られたデータ（第１端末局１１ではデータ１、第２端末局１２ではデータ２）の受信を行う（ステップＳＢ２６）。もし、受信するデータが存在しない場合には、ステップＳＢ２７に進む。
【００５９】
前記ステップＳＡ１４からステップＳＡ１７までの動作と前記ステップＳＢ２４からステップＳＢ２７までの動作を説明する。
【００６０】
基地局１０は、時間領域７３で第１のデータ信号を第１の周波数チャネル（ＣＨ１）から第３の周波数チャネル（ＣＨ３）の３チャネルを使用して送信する。第１の端末局１１は、時間領域７４で第１の周波数チャネルＣＨ１から第３の周波数チャネルＣＨ３までの全てのチャネルで信号を受信し、全ての受信データを復調することにより、第１のデータ信号を取り出す。
【００６１】
次いで、基地局１０は、時間領域７５で第２のデータ信号を第２の周波数チャネルＣＨ２と第３の周波数チャネルＣＨ３との２チャネルを使用して送信する。第２の端末局１２は、時間領域７６で第２の周波数チャネルＣＨ２と第３の周波数チャネルＣＨ３の信号を受信し、２チャネル分の受信データを復調することにより、第２のデータ信号を取り出す。
【００６２】
次のステップＳＡ１７で、基地局１０は端末局から受信するデータがある場合は、ステップＳＡ１８で受信タイミングの割当て（スケジューリング）に基づいて、受信する周波数チャネルの選択を行い、決定された受信時間領域（タイミング）と周波数チャネルとに基づいて、データ信号（次のフレームのための送受信要求信号を含むこともある）の受信を行う（ステップＳＡ１９）。もし、受信するデータが存在しない場合には、ステップＳＡ２０の処理に進み、さらに通信を続ける場合には、（Ｎ＋２）番目のフレームのスケジューリングを行うために、ステップＳＡ１２に戻る。
【００６３】
また、基地局１０は、第１及び第２の端末局１１、１２から、所定のタイミングで送信されたデータ信号の受信を行うとともに、端末局との間で行われたＮフレームにおける調整（以前のネゴシエーション）の結果、データ信号の受信に用いていない時間領域及び周波数チャネル（時間領域８３と時間領域８２）において、第１及び第２の端末局以外の他の端末局（例えば第３の端末局１３）からの送受信要求信号が送信されていないかどうかを監視し、送受信要求信号がある場合には、次のフレームにおける時間領域と周波数チャネルの調整（スケジューリング）に反映させる。
【００６４】
ステップＳＢ２７において、第１の端末局１１と第２の端末局１２とは、自己が送信すべきデータがある場合には、ステップＳＢ８でデータを送信する周波数チャネルの選択を行い、決定された受信タイミングと周波数チャネルとに基づいて、データ信号（次のフレームのための送受信要求信号を含むこともある）の送信を行う（ステップＳＢ２９）。もし、送信するデータが存在しない場合には、ステップＳＢ３０に進む、さらに通信を続ける場合には、（Ｎ＋１）番目のフレームの次のフレームである（Ｎ＋２）番目のフレームにおいて、例えば制御情報中に含められた第３の信号を受信するステップＳＢ２２に戻る。
【００６５】
ステップＳＡ１８からステップＳＡ２０までと、ステップＳＢ２７からステップＳＢ３０までの動作を、図５を参照して説明する。
【００６６】
第１の端末局１１は、時間領域７８において、第３のデータ信号を第１の周波数チャネルから第３の周波数チャネルの３チャネルを使用して送信する。基地局１０は、時間領域７７において、第１の周波数チャネルから第３の周波数チャネルまでの信号を受信し、３チャネル全ての受信データを復調することにより、第３のデータ信号を取り出す。
【００６７】
続いて、第２の端末局１２は、時間領域８０において、第４のデータ信号を第２の周波数チャネルと第３の周波数チャネルとの２チャネルを使用して送信する。基地局１０は、時間領域７９において、第２の周波数チャネルと第３の周波数チャネルとの信号を受信し、２チャネル分の受信データを復調することにより、第２のデータ信号を取り出す。
【００６８】
以上のステップにより、複数の周波数チャネルを使用可能な無線通信システムにおいて、基地局と端末局との間の通信をスムーズに行うことができる。
【００６９】
さらに、基地局１０と第１及び第２の端末局１１及び１２とは、送受信のタイミングを第１又は第２の情報等により知ることが出来るため、時間領域８３や時間領域８２のように送信又は受信のいずれにも用いられない時間領域において、電源の供給を停止あるいは供給電力を低減させることができる。
【００７０】
すなわち、送信を行っていない時間領域８３，８２では、送信部（変調器２８，Ｄ／Ａ変換器２９，ＲＦ／ＩＦ送信器３０）への電源供給を停止あるいはスタンバイ状態にして電源供給を減少できる。また、受信を行っていない時間領域では、受信部（ＲＦ／ＩＦ受信器２３，Ａ／Ｄ変換器２４，復調器２５）の電源供給を停止あるいはスタンバイ状態にして電源供給を減少できる。さらに、送受信を両方行わない場合には、前記送信部と受信部に加えて、アンテナ共用器２２とバス制御部２７への電源供給を停止あるいは減少できる。
【００７１】
次に、本発明の一実施の形態による無線通信システムの変形例について説明する。
【００７２】
まず、第１変形例による無線通信システムについて、図８を参照して説明する。図８に示すように、第１変形例による無線通信システムは、フレーム長、ダウンリンクフェイズ又はアップリンクフェイズの少なくともいずれかの時間領域の長さを調節できる時間領域調整機能を有している。
【００７３】
図８（Ａ）は、時間領域調整機能により調整していない場合のフレーム構成を示す図であり、図８（Ｂ）は時間領域調整機能を用いて時間領域を調整した場合のフレーム構成を示している。
【００７４】
図８（Ａ）に示すように、データの送受信などに利用されていない時間領域８３と時間領域８２とが１フレーム内に存在する。これらの時間領域８３及び８２の少なくともいずれか一方をフレームから削除した後のフレーム構成が図８（Ｂ）に示されている。図８（Ｂ）に示すように、ダウンリンクフェイズの長さとフレーム長とが短縮されている。
【００７５】
フレーム長を短縮することにより、伝送ロスや同期誤差が減少するため、データの誤り率が低下する利点がある。また、データの伝送速度を実質的に短縮することができるという利点を有する。
【００７６】
次に、本発明の一実施の形態による無線通信システムのように周波数帯域が異なる複数の周波数チャネルを利用してデータの送受信を行うことができる無線通信システムにおいて、データを復調する多チャネル復調技術について、図９及び図１０を参照して詳細に説明する。図９及び図１０においては、３チャネルを利用して無線通信を行う場合のデータ復調技術を例として説明する。図９に示す復調技術は、３つの周波数フィルタで受信信号を周波数チャンネル毎に分離し、それぞれの周波数チャンネルＣＨ１からＣＨ３をそれぞれ別々に復調した後に、個々の復調信号を合成する技術である。基地局または端末局は、中心周波数f１と中心周波数f２と中心周波数f３の３チャネル分の周波数帯域を使用するＲＦ（高周波）信号１０１を受信する。これらの変調信号は、ミキサ１１１にローカル信号を入力することにより中間（ＩＦ）周波数帯のＩＦ信号にダウンコンバートされ、その後、このＩＦ信号は３つに分配される。分配されたＩＦ信号は、それぞれ１チャネル分の通過帯域を有するフィルタ（バンドパスフィルタ）により隣接信号が除去され、ＩＦ信号１０３−１（ＣＨ１の信号）、ＩＦ信号１０３−２（ＣＨ２の信号）、ＩＦ信号１０３−３（ＣＨ３の信号）として出力される。ＩＦ信号１０３−１から１０３−３までは、復調器１１２−１から１１２−３までにより、個々にデジタルデータ信号１０５−１から１０５−３として復調される。これらの復調データ１０５−１から１０５−３までをデータ合成器１１３により合成することにより、受信信号の復調ができる。
【００７７】
図１０に示す多チャネル復調技術は、周波数フィルタあるいは復調器の数を削減することができる技術である。例えば、図１０（Ａ）に示すように、ダウンコンバータ１１１（図９）の後に１チャネル用のフィルタ１３１と２チャネル用のフィルタ１３３とを分岐させて設けておく。
【００７８】
１ＣＨのみを復調する場合には、図１０（Ｂ）に示すように１ＣＨ用のフィルタ１３１を用いる。図１０（Ｃ）に示すように、２ＣＨを復調する場合には、２ＣＨ用のフィルタ１３３を用いる。図１０（Ｄ）に示すように、３ＣＨを復調する場合には、１ＣＨ用のフィルタ１３１と２ＣＨ用のフィルタ１３３との両方を用いる。このようにすれば、多チャネルを用いる無線通信システムにおいて、フィルタの数あるいは復調器の数を通常の場合（チャネル数が同じ）よりも少なくすることができる。
【００７９】
次に、プリアンブルは１種類で固定にし、電力を検出することによりチャネル数を検出する技術について、図１１を参照して説明する。
【００８０】
図１１（Ａ）は、図２のＲＦ／ＩＦ受信機２３とシステム制御部３１とに接続される電力検出器１４１を設けた構成を示している。図１１（Ｂ）に示すように、使用する周波数チャネルに受信周波数を順次合わせながら、電力検出器１４１により、例えばＣＨ（−１）からＣＨ（３）までの電力を検知する。図１１（Ｃ）に示すように、例えばＣＨ１からＣＨ４までの４チャネルに関する電力Ｐ１からＰ４までを検出し、比較器１４７によりしきい値電力Ｐｔｈと検出された電力Ｐ１からＰ４までのそれぞれとを比較する。図１１（Ｃ）に示す例では、ＣＨ１とＣＨ２との電力Ｐ１及びＰ２がＰｔｈよりも大きく、Ｐ３及びＰ４がＰｔｈよりも小さい。これらの結果より、Ｐｔｈよりも大きい電力を有する周波数チャネル、すなわち、この場合にはＣＨ１とＣＨ２との２チャネルを利用していることを検知できる。
【００８１】
次に、ＣＨ１とＣＨ２は他の無線通信システムが使用している可能性があるので、ＣＨ１あるいはＣＨ２の受信信号を復調するか、または受信信号のプリアンブルのパターンを検出して自己のものと一致しているかどうかを判断し、自己の無線通信システムかどうかの確認を行う。
【００８２】
プリアンブルのパターンにより周波数チャネルを検知する場合と比べて、プリアンブルを１種類に固定したため、図２に示す情報検出器２６の回路構成を簡単にすることができる。第１の情報又は第２の情報として送るデータ量も少なくて良い。
【００８３】
次に、本発明の応用例について図１２を参照して説明する。図１２は、複数周波数チャネルを利用可能な利点を生かして、動画像データや音楽データなどの大容量のデータを送受信する技術と、送受信するデータ容量に対応させて装置（基地局や端末局）の消費電力を変化させる技術とを示す図である。周波数チャネル数としては、ＣＨ１からＣＨ３までの３チャネルを例に説明する。また、説明を簡単にするために、基地局と端末局とが１対１で通信を行っている場合を例にして説明するが、上述のように端末局を複数有するのが一般的である。
【００８４】
図１２（Ａ）は、基地局における周波数チャネルと時間領域の利用例を示す図である。図１２（Ｂ）は、端末局における周波数チャネルと時間領域の利用例を示す図である。図１２（Ｃ）は、基地局、端末局における送受信データ容量と消費電力との関係を示す図である。
【００８５】
図１２（Ａ）に示すように、基地局は、周波数チャネルＣＨ１、ＣＨ２及びＣＨ３を用いて、時間領域２００−１、２及び３において、第２の情報を含む制御情報Ｂを端末局に向けて送信し、端末局は、周波数チャネルＣＨ１からＣＨ３までを用い、時間領域２２０−１、２及び３の少なくともいずれかにおいて第２の情報を含む制御情報Ｂを受信する。
【００８６】
基地局は、例えば時間領域２０３において、動画像データを周波数チャネルＣＨ１からＣＨ３までの全ての周波数チャネルを用いて送信し、端末局が時間領域２２３においてこの動画像データを周波数チャネルＣＨ１からＣＨ３までの全ての周波数チャネルを用いて受信する。図１２（Ｃ）に示すように、動画像データはデータ容量Ｄ１が大きいため、全ての周波数チャネルＣＨ１からＣＨ３までを用いて送受信を行うのが好ましい。この際の消費電力Ｐ１１は大きくなる。
【００８７】
次に、基地局は時間領域２０５においてテキストデータ（又は音声データ）を端末局に向けて送る。この際には、例えば、周波数チャネルＣＨ１の１チャネルのみを用いる。これに対して、端末局では時間領域２２５において、周波数チャネルＣＨ１でテキストデータを受信する。テキストデータのデータ容量Ｄ１は動画像データと比較して通常は少なくてすむので、例えば、周波数チャネルのうち１チャネルのみを用いれば十分であるという考えに基づいている。従って、他のチャネル（ＣＨ２及びＣＨ３）に関係する回路の動作を停止させたり、関連する回路の動作電圧を低くしたりすることにより、消費電力Ｐ１１を小さくすることができる。
【００８８】
時間領域２０６では、基地局はいかなるデータも送受信しないため、図１２（Ｃ）に示すように、データ容量Ｄ１はゼロに近くなり、消費電力Ｐ１１を非常に小さくすることが出来る。上述のように送信又は受信のいずれにも用いられない時間領域において、電源の供給を停止あるいは供給電力を低減することができる。すなわち、送信を行っていない時間領域では、図２に示す送信部（変調器２８，Ｄ／Ａ変換器２９，ＲＦ／ＩＦ送信器３０）への電源供給を停止又はスタンバイ状態にして電源供給を減少できる。また、受信を行っていない時間領域では、受信部（ＲＦ／ＩＦ受信器２３，Ａ／Ｄ変換器２４，復調器２５）の電源供給を停止あるいはスタンバイ状態にして電源供給を減少できる。さらに、送受信を両方行わない場合には、前記送信部と受信部とに加えて、アンテナ共用器２２とバス制御部２７への電源供給を停止あるいは減少できる。
【００８９】
次に、時間領域２０７においては、基地局は音楽情報データを端末局に向けて送信する。端末局は、時間領域２２７において、音楽情報データを受信する。この際、音楽情報データのデータ容量Ｄ１は動画像データに比べて小さいがテキストデータのデータ容量に比べると大きい。従って、周波数チャネルとして、ＣＨ２とＣＨ３とを用いている。この際の消費電力Ｐ１１は、時間領域２０３と時間領域２０５との間の値となるのが一般的である。
【００９０】
時間領域２３１では、端末局がテキストデータを周波数チャネルＣＨ２のみを用いて基地局に向けて送る。時間領域２１１において、基地局は、テキストデータを周波数チャネルＣＨ２のみを用いて受信する。上述のようにデータ容量Ｄ１と消費電力Ｐ１１とを小さくしても良い。
【００９１】
ついで、基地局は、時間領域２１５において、動画像データに音声情報データが付加されたデータを端末局に向けて送信する。端末局においては、時間領域２３５において、動画像データに音声情報データが付加されたデータを受信する。このデータはデータ容量Ｄ１が大きいため、ＣＨ１から３間での全ての周波数チャネルを用い、かつ、時間領域の割当て期間も長くする。この際の消費電力Ｐ１１も大きくなる。
【００９２】
以上のように、送受信するデータの容量に応じて、割り当てる時間領域の長さと使用する周波数チャネル数を変化させることで、多様なデータ通信に対応することができる。加えて、データ容量に応じて消費電力を調整することにより、消費電力を統合的に管理することができる。従って、全体としての消費電力を小さくすることができる。
【００９３】
【発明の効果】
本発明の無線通信システムによれば、複数の周波数チャネルを同時に使用可能な通信システムにおいて、自己の通信システムが使用する周波数チャネルを容易に検知できる。また、通信データ容量と周波数チャネルの空き状況に応じて、基地局と端末局の周波数割り当てと時間割り当てに関して、可能な限り空白な時間領域あるいは空白周波数領域を割当るように調整することにより、電波資源の有効活用が可能となり、かつ、複数の周波数チャネルをも有効に使用できる。
【００９４】
さらに、送受信に使用していない時間領域においては、基地局あるいは端末局の送信あるいは受信に係わる回路への電源供給量を停止又は減少させることにより、基地局／端末局の省電力化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態による無線通信システムの構成例を示した図である。
【図２】本発明の一実施の形態による無線通信システムを構成する基地局あるいは端末局の構成例を示したブロック図である。
【図３】本発明の一実施の形態による無線通信システムの通信データ構造の構成例を示した図である。
【図４】本発明の一実施の形態による無線通信システムのＮ番目のフレームに関するデータ構造を示した図である。
【図５】本発明の一実施の形態による無線通信システムの（Ｎ＋１）番目のフレームに関するデータ構造を示した図である。
【図６】本発明の一実施の形態による無線通信システムを構成する基地局の動作例を示した流れ図である。
【図７】本発明の一実施の形態による無線通信システムを構成する端末局の動作例を示した流れ図である。
【図８】本発明の一実施の形態による無線通信システムにおいてフレーム長及びダウンリンクフェイズとアップリンクフェイズの長さを調節した例を示した図である。
【図９】本発明の一実施の形態による無線通信システムにおけるデータ復調技術の流れを示す図である。
【図１０】図１０（Ａ）から図１０（Ｄ）までは、本発明の一実施の形態の変形例による無線通信システムにおけるフィルタ構成例を示す図である。
【図１１】図１１（Ａ）から（Ｃ）までは、本発明の一実施の形態の変形例による無線通信システムの周波数チャネル数検知技術を示す図である。
【図１２】図１２（Ａ）から（Ｃ）までは、本発明の一実施の形態による基地局、端末局の時間領域及び周波数チャネルの使用例と、それぞれの局のデータ容量と消費電力との関係を示す図である。
【符号の説明】
１…無線通信システム、１０…基地局、１１，１２，１３…端末局、２１…送受信用アンテナ、２２…アンテナ共用器、２３…ＲＦ／ＩＦ受信器、２４…Ａ／Ｄ変換器、２５…復調器、２６…情報検出器、２７…バス制御部、２８…変調器、２９…Ｄ／Ａ変換器、３０…ＲＦ／ＩＦ送信器、３１…システム制御部、４１…フレーム、４２…制御情報、４３…ダウンリンクフェイズ、４４…アップリンクフェイズ、４５…プリアンブル、４６…データペイロード、５０，５１，５２…第１の制御情報の領域、５３，５４…第１の送受信要求信号の領域、５５，５６…第２の送受信要求信号の領域、７０，７１，７２…第２の制御情報の領域、７３，７４…第１のデータ信号の領域、７５，７６…第２のデータ信号の領域、７７，７８…第３のデータ信号の領域、７９，８０…第４のデータ信号の領域、８１，８２，８３，８４…空白領域。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a radio communication system and a base station and a terminal station suitable for configuring the radio communication system.
[0002]
[Prior art]
In recent years, a low-power wireless communication system that uses the 5 GHz band and does not require a license has been proposed and standardized, and a wireless communication system that actually uses IEEE 802.11a or the Hi-SWAN standard of ARIB (Radio Industry Association) has been developed. ing.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the 5.15 GHz to 5.25 GHz band already permitted for the low-power radio communication system, there are only four channels with a frequency band of 20 MHz (occupied signal frequency band is 18 MHz). If there are many in the same area, there is a possibility that the throughput is reduced due to radio wave interference. In addition, the above wireless communication system is a system that assumes communication using only one channel.
[0004]
Recently, there has been a movement to open up frequencies in the high frequency band, and a low-power wireless communication system using a quasi-millimeter wave band of 25 GHz band or 27 GHz band is permitted under the Radio Law, and standardization is in progress. Conventionally, a frequency band that has been limited to other uses is released by imposing a restriction with electric power.
[0005]
According to the frequency allocation plan updated by the Ministry of Internal Affairs and Communications on February 28, 2002, for example, a personal area system assuming outdoor Internet access at a hot spot such as a station or a coffee shop is 24.77 GHz to 25.23 GHz. Uses a 460 MHz frequency band (excluding upper and lower 20 MHz guard bands), and can arrange 23 radio channels at a frequency interval of 20 MHz (occupied signal frequency band per channel is 18 MHz), up to 3 consecutive channels Can be transmitted simultaneously. Furthermore, in a community area using 27.02 GHz to 27.46 GHz (excluding upper and lower 20 MHz guard bands) and assuming a wireless LAN or a wireless home link in a home or factory, 22 wireless channels are provided at intervals of 20 MHz. Arrangement is possible, and simultaneous transmission of up to 6 consecutive channels is possible.
[0006]
Regarding a communication system using a plurality of frequency channels, there is a description related to Japanese Patent Laid-Open No. 10-154969. The communication system described in the above publication is a relatively narrow-band communication system such as a radio telephone system, in which a plurality of transmission channels are set in a transmission band so as to cope with a change in transmission capacity.
[0007]
However, in the communication system, a transmission channel to be used for communication is determined in advance, and there is no description related to a technique of performing communication using a plurality of frequency channels in a wireless communication system in which its own communication channel is fluid. That is, a technology related to a wireless communication system of high speed and large capacity (1 channel, transmission speed per second of 54 megabits or more) capable of simultaneously using a plurality of frequency channels and transmitting a moving image in real time is known. Not.
[0008]
An object of the present invention is to provide a technique for simultaneously using a plurality of frequency channels in a wireless communication system.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
According to an aspect of the present invention, there is provided a wireless communication system including a base station and a terminal station and capable of communicating using a plurality of frequency channels, wherein the base station is a first related to the number of frequency channels used by itself. Is sent to the terminal station. A wireless communication system is provided.
[0010]
According to the radio communication system, the terminal station can know the number of frequency channels that can be used for communication with the base station.
[0011]
The first information may be not only the number of frequency channels but also the number of the frequency channel, or may be information regarding the frequency band to be used specifically, but at least the number of frequency channels used by itself. Contains information about. Hereinafter, the term “number of frequency channels” is used in the same meaning.
[0012]
The first information is preferably included in the control information transmitted by the base station for each frame, and more preferably included in the preamble signal.
[0013]
The terminal station transmits a request signal related to a frequency channel and a transmission / reception time region that the terminal station requests to use based on the first information to the base station, and the base station transmits the base station based on the request signal. It is preferable to make adjustments related to allocation of transmission / reception time regions and frequency channels used for communication between a station and the terminal station.
[0014]
In the wireless communication system, the base station actually performs transmission / reception time domain and frequency channel based on the number of frequency channels used by itself, the frequency channel requested by the terminal station and the transmission / reception time domain. Therefore, both communication timings and frequency channels can be matched.
[0015]
The adjustment is an adjustment that allocates a transmission / reception time region and a frequency channel between the base station and the terminal station so that communication can be performed simultaneously in at least two frequency channels selected from the plurality of frequency channels. Is preferred.
[0016]
According to the radio communication system, communication can be simultaneously performed between the base station and the terminal station using two or more frequency channels. Therefore, large capacity data can be transmitted at high speed.
[0017]
Furthermore, it is preferable that the base station transmits the second information related to the transmission / reception time domain and the frequency channel after the adjustment is performed.
[0018]
The terminal station that has received the second information can know the time domain and frequency channel for actual data communication based on the adjusted transmission / reception time domain and frequency channel.
[0019]
According to another aspect of the present invention, each of the base station or the terminal station can perform communication using a plurality of frequency channels by having the above-described characteristic configuration. In particular, smooth communication can be performed by adjusting and assigning the frequency channel and time domain, and by using a plurality of frequency channels, it is possible to transmit and receive a large amount of data at high speed.
[0020]
Further, the power supply to its own transmission means can be stopped or reduced in a time region other than the transmission time region assigned to itself, and the own reception means in a time region other than the reception time region assigned to itself By providing the power supply adjusting means that can stop or reduce the power supply to the base station, it is possible to save power in the base station and the terminal station. In addition, power consumption can be controlled according to the application by increasing / decreasing the number of frequency channels to be used and increasing / decreasing the allocation time area based on the data capacity to be transmitted / received, resulting in power saving of the base station and terminal station. Is possible.
[0021]
Further, when the number of frequency channels is 3 or more, a filter or demodulation from 1 channel to 3 channels using one or both of a filter or demodulator for 1 channel and a filter or demodulator for 2 channel is used. By configuring the circuit, the number of filters or demodulator used can be reduced, and the circuit scale can be reduced.
[0022]
Further, a power detection unit that detects power in each frequency channel, a storage unit that stores a power threshold value that serves as a reference for determining whether or not the corresponding frequency channel is used for communication, and the power detection unit By providing power comparison means for comparing the detected power with the power threshold, the number of frequency channels can be easily detected from only one type of preamble pattern.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, considerations made by the inventors will be described before the embodiments of the present invention are described.
[0024]
In order to efficiently use radio waves in a wireless communication system in which its own communication channel is fluid and a plurality of frequency channels can be used for simultaneous communication, the inventor It is important that the station knows the communication data transmission capacity and the frequency channel availability, and notifies the terminal station of the situation, and adjusts the time domain and frequency channel for data transmission and reception accurately. I thought it was. In particular, when the frequency channel that can be used by the base station is multiple channels, for example, 20 channels or more, the terminal station searches for a frequency channel used by its own wireless communication system and is used simultaneously for transmission and reception. It seems important to recognize the number efficiently and quickly.
In a wireless communication system that includes a base station and a terminal station and can simultaneously communicate using a plurality of frequency channels, for example, information on the number of frequency channels that the base station can use for its own (base station) communication The first information including it is transmitted to the first terminal station, for example. The first information may be not only the number of frequency channels but also information on frequency channel numbers or frequency bands, but it is necessary to include at least information on the number of frequency channels. The first information can be transmitted by being included in the control information that the base station transmits for each frame.
[0025]
By receiving the first information, the first terminal station can know the number of frequency channels that can be used by its communication system. Upon receiving the first information, the first terminal station transmits transmission / reception request information including a request regarding the frequency channel number or frequency band used for communication and the transmission / reception time to the base station.
[0026]
The base station receives the transmission / reception request information from the first terminal station, and the frequency channel number and the transmission / reception request time for which the terminal station including the base station, the first terminal station, and the other terminal station has requested use. And frequency channel numbers and transmission / reception time regions used for communication with each terminal station are scheduled (adjusted).
[0027]
For example, in the next frame, the base station transmits the second information related to the frequency channel number used for transmission and reception and the transmission and reception timing. Each terminal station receives the second information and detects the adjusted frequency channel number and transmission / reception time region (timing), thereby enabling actual communication smoothly.
[0028]
Hereinafter, based on the above consideration, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0029]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a wireless communication system according to an embodiment of the present invention. A wireless communication system 1 according to an embodiment of the present invention includes one base station 10 and at least one or more terminal stations, for example, a first terminal station 11, a second terminal station 12, and a third terminal station 13. And a centralized control wireless communication system using, for example, a TDMA (Time Division Multiple Access) system. In this wireless communication system, the base station 10 centrally controls transmission / reception timings of the terminal stations 11, 12 and 13 and frequency channels to be used. In addition, the wireless communication system 1 uses, for example, the above-described 24.77 GHz to 25.23 GHz band frequency, uses 23 wireless channels from 1 to 23 at a frequency interval of 20 MHz, and simultaneously transmits up to three consecutive channels. It is the radio | wireless communications system which performs. The base station 10 and the first terminal station 11 constituting the wireless communication system 1 can transmit and receive using a maximum of 3 channels, and the second terminal station 12 can transmit and receive using a maximum of 2 channels. In contrast, the third terminal station 13 will be described as an example of a system that transmits and receives using only one channel. The number of channels that can be transmitted and received in each terminal station of the above-described wireless communication system is an example for convenience of explanation, and a system in which all the terminal stations can use three channels may be used.
[0030]
FIG. 2 is a functional block diagram showing a configuration example of a base station or a terminal station constituting the wireless communication system 1 according to the embodiment of the present invention.
[0031]
As shown in FIG. 2, the base station or terminal station includes an antenna 21, an antenna duplexer 22, an RF / IF receiver 23, an A / D converter 24, a demodulator 25, and an information detector 26. A bus control unit 27, a modulator 28, a D / A converter 29, an RF / IF transmitter 30, and a system control unit 31.
[0032]
The block configuration of the base station 10 and the terminal stations 11, 12, 13 is as shown in FIG. 2, and both have substantially the same configuration. However, some of the functions of the system control unit 31 are different due to the difference in the specifications of each functional block due to the difference in the maximum number of transmission / reception channels described above and the difference in functions related to transmission / reception between the base station and the terminal station. Yes. The difference in functions related to transmission / reception between the base station and the terminal station is mainly because only the base station 10 has a frequency channel allocation function, a time domain allocation function, and a function for reporting these.
[0033]
Next, the operation of the base station or terminal station will be described based on the functional block diagram shown in FIG. The reception signal input from the transmission / reception antenna 21 is selected on the receiving side by the antenna duplexer 22, and the RF / IF receiver 23 amplifies the received signal and converts the frequency to an intermediate frequency (IF) band. . The received signal converted to an intermediate frequency (for example, a center frequency of 20 MHz) is converted from an analog format to a digital format signal by the A / D converter 24. Usually, the received signal is demodulated by the demodulator 25, and is interfaced with the outside. The data is taken into an information processing apparatus such as a personal computer (PC) via the bus control unit 27 having the functions as described above.
[0034]
It should be noted that the preamble detector including information related to frame synchronization, frequency channels, and the like is not demodulated using the demodulator 25, for example, by the method described in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-313623. 26, it is possible to determine the frequency channel number used by the frame synchronization and the own system from the preamble periodic pattern or the like.
[0035]
The method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-313623 performs a process of adding information related to the frequency channel number used by itself to a preamble signal. The process of adding to the preamble signal corresponds to a process of changing the cycle Tw of the preamble signal according to the number of frequency channels used by its own system. For example, if the number of frequency channels used by the wireless communication system is 1, the cycle of the preamble signal is set to Tw, and if the number of frequency channels is 2, the cycle is set to Tw / 2. If is 3, the cycle is set to Tw / 4. The number of frequency channels can be detected without demodulating the preamble signal based on whether or not the period of the preamble signal matches the preamble pattern stored in advance by the radio station (terminal station). Of course, in addition to the method of detecting the number of frequency channels without demodulating the preamble pattern, it is also possible to detect the number of frequency channels, the frequency channel number, etc. by demodulating the preamble signal, for example.
[0036]
Data (Data) output from a PC or the like is added via a bus control unit 27 to a modulator 28 where control information is added and converted into a transmission signal format (packet format, etc.) used for wireless communication. Is called. Next, the transmission signal is converted from a digital format to an analog format signal by the D / A converter 29, and the RF / IF transmitter 30 performs amplification of the transmission signal and frequency conversion to a radio frequency (RF) signal. The signal is transmitted from the transmitting / receiving antenna 21 to the antenna via the antenna duplexer 22.
[0037]
The system control unit 31 has a function of controlling the system of the entire base station or terminal station and a function of controlling power supply to each unit. The base station also has functions for storing and determining frequency channel number recognition and time allocation (time scheduling).
[0038]
FIG. 3 is a diagram showing an example of a communication data structure in the wireless communication system of the present invention. As shown in FIG. 3, the communication data structure in the radio communication system according to the embodiment of the present invention has a basic configuration composed of a large number of frames divided at certain time intervals. One frame 41 transmits a control information transmission area 42 including first information for notifying the terminal station of a frequency channel and transmission / reception timing used by the base station for transmission / reception, and transmits data from the base station to the terminal station. Is divided into a downlink area 43 for transmitting data and an uplink area 44 for transmitting data from the terminal station to the base station. The control information transmission area 42 includes a preamble 45 for obtaining information such as frame synchronization, and a data payload (46-1 to 46-N) including time domain and frequency channel information for transmission / reception within the frame. Including.
[0039]
Next, with reference to FIG. 4 to FIG. 7, processing relating to allocation of time domain and frequency channel for each frame will be described. Reference is also made to FIGS. 1 to 3 as appropriate. FIG. 4 is a diagram illustrating an example of time domain allocation according to each frequency channel of the base station 10, the first terminal station 11, and the second terminal station 12 in the Nth frame. 4A is an example of time domain allocation for the Nth frame, FIG. 4B is an example of time domain usage for the base station 10 in the Nth frame, and FIG. FIG. 4D shows an example of using the time domain for the first terminal station 11 in the Nth frame, and FIG. 4D shows an example of using the time domain for the second terminal station 12 in the Nth frame.
[0040]
FIG. 5 shows a method of using a time domain according to each frequency channel of the base station 10, the first terminal station 11, and the second terminal station 12 in the (N + 1) th frame that is the frame next to the Nth frame. It is a figure explaining the example of. FIG. 5A shows an example of allocation in the time domain of the (N + 1) th frame, and FIG. 5B shows an example of use of the time domain related to the base station 10 in the (N + 1) th frame. 5 (C) shows an example of using the time domain for the first terminal station 11 in the (N + 1) th frame, and FIG. 5 (D) shows the time for the second terminal station 12 in the (N + 1) th frame. An example of using the area is shown.
[0041]
In the wireless communication system according to the present embodiment, it is specified that the third terminal station 13 does not perform transmission / reception in the Nth frame and the (N + 1) th frame. However, an example of using the time domain of the third terminal station 13 is not shown.
[0042]
FIG. 6 is a flowchart showing an operation example of the base station constituting the radio communication system according to the present embodiment, from the start of the uplink phase of the Nth frame to the end of the uplink phase of the (N + 1) th frame. Show. FIG. 7 is a flowchart showing an operation example of the terminal station constituting the wireless communication system of the present invention, from the start of the uplink phase of the Nth frame to the end of the uplink phase of the (N + 1) th frame. Yes.
[0043]
Hereinafter, the operation of the wireless communication system according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Reference is also made to FIGS. 1 to 3 as appropriate.
[0044]
When the base station 10 and the first and second terminal stations 11 and 12 constituting the wireless communication system 1 are not performing adjustment (negotiation) in the Nth and previous frames, the first and second terminal stations When 11 and 12 try to start communication, the number of frequency channels used by the wireless communication system 1 is detected, and the base station 10 and the terminal stations 11 and 12 are associated with the number of frequency channels and time domain allocation. (Negotiation) between the two. Information regarding at least the number of frequency channels used by the wireless communication system 1 is included in the first information transmitted by the base station 10. In the example shown in FIG. 4B, the first information is transmitted in the control information (control information 50-1 transmitted in the frequency channel number CH1 and the frequency channel number CH2) periodically transmitted by the base station every frame. The terminal receives the control information 50-2 or any of the control information 50-3 transmitted in the frequency channel number CH3) on any one of the corresponding frequency channels CH1 to CH3. The stations 11 and 12 can be notified.
[0045]
As shown in FIG. 4C, for example, the first terminal station 11 receives the control information A including the first information in the frequency channel CH1 and the time domain 51-1. The second terminal station 12 receives the control information A including the first information in the frequency channel CH2 and the time domain 52-2. Since the first information in the received control information A includes information on the number of frequency channels used by the wireless communication system 1, the terminal stations 11 and 12 can use frequencies that the base station 10 can use. The number of channels can be recognized.
[0046]
In other words, the number of the frequency channel to be used can be determined when the control information A (first information) is received and demodulated. For example, the maximum number of channels that can be used by the terminal station 11 or the terminal station 12 is described in the first information. In consideration of the hardware restrictions of the terminal station 11 or 12, the terminal station 11 or 12 finally requests the frequency channel (number) used for data communication from the base station 10.
[0047]
It is also possible to determine when the control information A (first information) is received and the preamble pattern is detected by the information detector 26 without being demodulated.
[0048]
Next, each of the first and second terminal stations 11 and 12 sends a request signal A or B for performing adjustment (negotiation) on the frequency channel and the time domain to the base station 10, respectively. Send to. By receiving this signal, the base station 10 can know the data transmission time region requested by the terminal stations 11 and 12, the data reception time region, the frequency channel number to be used, and the like.
[0049]
When the terminal stations 11 and 12 transmit the request signal, the first terminal station 11 and the second terminal station 12 have a free frequency channel to transmit the request signal by performing carrier sense. Check if it exists.
[0050]
If it is confirmed that the requested frequency channel is free, transmission processing is performed. If it cannot be confirmed, carrier sensing is performed again by changing the frequency channel, or carrier sensing is performed again after a predetermined time has elapsed. After performing the carrier sense, in the Nth frame (see FIG. 4), the first terminal station 11 uses the same first frequency channel (CH1) as the frequency channel that received the control information A to The request signal A is transmitted to the base station 10 using the area 54. The second terminal station 12 also uses the second frequency channel (CH2) to transmit the request signal B to the base station 10 using the time domain 56 after carrier sense (step SB21 in FIG. 7).
[0051]
The base station 10 receives the request signal A in the time domain 53 in the first frequency channel CH1, and receives the request signal B in the time domain 55 in the second frequency channel CH2 (step SA11 in FIG. 6).
[0052]
In the next step SA12, the base station 10 determines that each of its own terminal station and the other terminal station has data based on the requested time area between the own terminal station and the other terminal station and the usable frequency channel. Each allocation is adjusted so that the frequency channel used for transmission / reception and transmission / reception timing (time domain) do not overlap. At this time, the required communication capacity between the base station 10 and the terminal station 11 or 12, the number of channels that the base station 10 or the terminal stations 11 and 12 can simultaneously transmit and receive, the distance between the stations, transmission power, transmission It is preferable to adjust the system resource (hardware resource) such as speed as a judgment material so that, for example, as much communication capacity as possible can be secured in the frame.
[0053]
Note that the frame length may be adjusted according to the communication capacity of the own wireless communication system, and the length of the uplink phase and the downlink phase is appropriately expanded or reduced according to the ratio of the uplink and downlink communication capacity. You may let them.
[0054]
Next, in step SA13, the base station 10 transmits the second information about the transmission / reception timings of the first and second terminal stations 11 and 12 and the frequency channel to be used in the frame next to the Nth frame ( Transmit to the terminal station in the (N + 1) th frame. The second information is preferably transmitted by being included in the control information B (time regions 70-1, 70-2 and 70-3 shown in FIG. 5) in the (N + 1) th frame, for example.
[0055]
In step SB22, the first terminal station 11 selects any one frequency channel in the time domain 71-1, 71-2, or 71-3, receives the control information B, and receives the second terminal station. 12 receives the control information B by selecting either frequency channel in the time domain 72-2 or 72-3. By receiving the control information B, the terminal station can know the content of the second information.
[0056]
In the next step SB23, the first terminal station 11 and the second terminal station 12 determine the data transmission / reception time domain (transmission / reception timing) and frequency channel after adjustment by the control station 10 from the received second information. Detect assignments.
[0057]
In the next step SA14, if there is data to be transmitted to the terminal station, the base station 10 selects and determines the frequency channel to be transmitted based on the adjustment (scheduling) of the transmission time region (timing) in step SA15. The necessary data 1, 2 and 4 (FIG. 5B) are transmitted based on the transmission time region (timing) and the frequency channel (step SA16). If there is no data to be transmitted, the process proceeds to step SA17.
[0058]
On the other hand, if there is data to be received by the terminal station 11 and the terminal station 12 in step SB24, the terminal station 11 and the terminal station 12 select a frequency channel for receiving the data in step SB25 and determine the received reception time region (timing). ) And the frequency channel, the received data (data 1 at the first terminal station 11 and data 2 at the second terminal station 12) is received (step SB26). If there is no data to be received, the process proceeds to step SB27.
[0059]
The operation from Step SA14 to Step SA17 and the operation from Step SB24 to Step SB27 will be described.
[0060]
The base station 10 transmits the first data signal in the time domain 73 using the three channels from the first frequency channel (CH1) to the third frequency channel (CH3). The first terminal station 11 receives signals on all the channels from the first frequency channel CH1 to the third frequency channel CH3 in the time domain 74, and demodulates all the received data, whereby the first data Retrieve the signal.
[0061]
Next, the base station 10 transmits the second data signal in the time domain 75 using two channels of the second frequency channel CH2 and the third frequency channel CH3. The second terminal station 12 receives the signals of the second frequency channel CH2 and the third frequency channel CH3 in the time domain 76, and takes out the second data signal by demodulating the reception data for two channels. .
[0062]
In the next step SA17, when there is data to be received from the terminal station, the base station 10 selects the frequency channel to be received based on the allocation (scheduling) of the reception timing in step SA18, and the received reception time region determined Based on (timing) and the frequency channel, a data signal (which may include a transmission / reception request signal for the next frame) is received (step SA19). If there is no data to be received, the process proceeds to step SA20. If further communication is to be continued, the process returns to step SA12 in order to schedule the (N + 2) th frame.
[0063]
In addition, the base station 10 receives data signals transmitted from the first and second terminal stations 11 and 12 at a predetermined timing, and performs adjustments in N frames performed with the terminal stations (previous As a result of the negotiation), in the time domain and frequency channel (time domain 83 and time domain 82) not used for receiving the data signal, other terminal stations (for example, the third terminal) other than the first and second terminal stations It is monitored whether a transmission / reception request signal from the station 13) is transmitted, and if there is a transmission / reception request signal, it is reflected in the adjustment (scheduling) of the time domain and frequency channel in the next frame.
[0064]
In step SB27, when there is data to be transmitted, the first terminal station 11 and the second terminal station 12 select a frequency channel for transmitting data in step SB8, and are determined to be received. Based on the timing and the frequency channel, a data signal (which may include a transmission / reception request signal for the next frame) is transmitted (step SB29). If there is no data to be transmitted, the process proceeds to step SB30. If further communication is to be continued, in the (N + 2) th frame that is the frame next to the (N + 1) th frame, for example, in the control information. The process returns to step SB22 for receiving the included third signal.
[0065]
Operations from step SA18 to step SA20 and from step SB27 to step SB30 will be described with reference to FIG.
[0066]
In the time domain 78, the first terminal station 11 transmits the third data signal using three channels from the first frequency channel to the third frequency channel. In the time domain 77, the base station 10 receives signals from the first frequency channel to the third frequency channel, and demodulates the reception data of all three channels, thereby extracting the third data signal.
[0067]
Subsequently, in the time domain 80, the second terminal station 12 transmits the fourth data signal using two channels of the second frequency channel and the third frequency channel. In the time domain 79, the base station 10 receives the signals of the second frequency channel and the third frequency channel, and demodulates the received data for two channels to extract the second data signal.
[0068]
Through the above steps, communication between a base station and a terminal station can be smoothly performed in a wireless communication system that can use a plurality of frequency channels.
[0069]
Further, since the base station 10 and the first and second terminal stations 11 and 12 can know the transmission / reception timing from the first or second information or the like, transmission is performed as in the time domain 83 or the time domain 82. Alternatively, power supply can be stopped or power supply can be reduced in a time region that is not used for reception.
[0070]
That is, in the time regions 83 and 82 in which transmission is not performed, the power supply to the transmission units (the modulator 28, the D / A converter 29, and the RF / IF transmitter 30) is stopped or put in a standby state to reduce the power supply. it can. Further, in the time domain in which reception is not performed, the power supply can be reduced by stopping the power supply of the reception unit (RF / IF receiver 23, A / D converter 24, demodulator 25) or by setting the power supply to the standby state. Further, when both transmission and reception are not performed, power supply to the antenna duplexer 22 and the bus control unit 27 can be stopped or reduced in addition to the transmission unit and the reception unit.
[0071]
Next, a modification of the wireless communication system according to the embodiment of the present invention will be described.
[0072]
First, the radio | wireless communications system by a 1st modification is demonstrated with reference to FIG. As shown in FIG. 8, the radio communication system according to the first modification has a time domain adjustment function that can adjust the time domain length of at least one of the frame length, the downlink phase, and the uplink phase.
[0073]
FIG. 8A is a diagram illustrating a frame configuration when adjustment is not performed by the time domain adjustment function, and FIG. 8B illustrates a frame configuration when time domain is adjusted using the time domain adjustment function. ing.
[0074]
As shown in FIG. 8A, a time region 83 and a time region 82 that are not used for data transmission / reception exist in one frame. FIG. 8B shows a frame configuration after deleting at least one of these time regions 83 and 82 from the frame. As shown in FIG. 8B, the length of the downlink phase and the frame length are shortened.
[0075]
By shortening the frame length, transmission loss and synchronization error are reduced, which has the advantage of reducing the data error rate. In addition, there is an advantage that the data transmission rate can be substantially shortened.
[0076]
Next, a multi-channel demodulation technique for demodulating data in a wireless communication system capable of transmitting and receiving data using a plurality of frequency channels having different frequency bands as in the wireless communication system according to an embodiment of the present invention Will be described in detail with reference to FIGS. In FIGS. 9 and 10, a data demodulation technique when performing wireless communication using three channels will be described as an example. The demodulation technique shown in FIG. 9 is a technique for separating received signals for each frequency channel using three frequency filters, demodulating each frequency channel CH1 to CH3 separately, and then synthesizing individual demodulated signals. The base station or the terminal station receives an RF (high frequency) signal 101 that uses a frequency band for three channels of the center frequency f1, the center frequency f2, and the center frequency f3. These modulated signals are down-converted into IF signals in the intermediate (IF) frequency band by inputting local signals to the mixer 111, and then the IF signals are distributed into three. In the distributed IF signal, adjacent signals are removed by a filter (band pass filter) having a pass band for one channel, and IF signal 103-1 (CH1 signal) and IF signal 103-2 (CH2 signal). , IF signal 103-3 (CH3 signal). The IF signals 103-1 to 103-3 are demodulated individually as digital data signals 105-1 to 105-3 by the demodulators 112-1 to 112-3. By synthesizing these demodulated data 105-1 to 105-3 by the data synthesizer 113, the received signal can be demodulated.
[0077]
The multi-channel demodulation technique shown in FIG. 10 is a technique that can reduce the number of frequency filters or demodulators. For example, as shown in FIG. 10A, a 1-channel filter 131 and a 2-channel filter 133 are branched after the down converter 111 (FIG. 9).
[0078]
When demodulating only 1CH, a filter 131 for 1CH is used as shown in FIG. As shown in FIG. 10C, when 2CH is demodulated, a filter 133 for 2CH is used. As shown in FIG. 10D, when 3CH is demodulated, both the 1CH filter 131 and the 2CH filter 133 are used. In this way, in a wireless communication system using multiple channels, the number of filters or the number of demodulators can be made smaller than in the normal case (the number of channels is the same).
[0079]
Next, a technique for detecting the number of channels by detecting a power with one type of preamble fixed will be described with reference to FIG.
[0080]
FIG. 11A shows a configuration in which a power detector 141 connected to the RF / IF receiver 23 and the system control unit 31 in FIG. 2 is provided. As shown in FIG. 11B, the power detector 141 detects the power from, for example, CH (-1) to CH (3) while sequentially adjusting the reception frequency to the frequency channel to be used. As shown in FIG. 11C, for example, powers P1 to P4 relating to four channels CH1 to CH4 are detected, and the threshold power Pth and the powers P1 to P4 detected by the comparator 147 are respectively detected. Compare. In the example shown in FIG. 11C, the powers P1 and P2 of CH1 and CH2 are larger than Pth, and P3 and P4 are smaller than Pth. From these results, it can be detected that a frequency channel having power larger than Pth, that is, in this case, two channels of CH1 and CH2 are used.
[0081]
Next, since CH1 and CH2 may be used by another wireless communication system, the received signal of CH1 or CH2 is demodulated, or the preamble pattern of the received signal is detected and the same as its own. Judgment is made to confirm whether or not the wireless communication system is used.
[0082]
Compared with the case where the frequency channel is detected by the preamble pattern, the preamble is fixed to one type, so that the circuit configuration of the information detector 26 shown in FIG. 2 can be simplified. The amount of data sent as the first information or the second information may be small.
[0083]
Next, an application example of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 12 shows a technology for transmitting / receiving large-capacity data such as moving image data and music data, taking advantage of the ability to use multiple frequency channels, and a device (base station or terminal station) corresponding to the data capacity to be transmitted / received. It is a figure which shows the technique which changes the power consumption of. As the number of frequency channels, three channels from CH1 to CH3 will be described as an example. In addition, in order to simplify the description, the case where the base station and the terminal station are communicating one-to-one will be described as an example, but it is common to have a plurality of terminal stations as described above. .
[0084]
FIG. 12A is a diagram illustrating an example of using frequency channels and time domains in a base station. FIG. 12B is a diagram illustrating an example of using frequency channels and time domains in a terminal station. FIG. 12C is a diagram illustrating a relationship between transmission / reception data capacity and power consumption in the base station and the terminal station.
[0085]
As illustrated in FIG. 12A, the base station uses the frequency channels CH1, CH2, and CH3 to direct the control information B including the second information to the terminal station in the time domains 200-1, 2, and 3. The terminal station uses the frequency channels CH1 to CH3 and receives the control information B including the second information in at least one of the time domains 220-1, 2 and 3.
[0086]
For example, in the time domain 203, the base station transmits moving image data using all frequency channels from the frequency channels CH1 to CH3, and the terminal station transmits the moving image data from the frequency channels CH1 to CH3 in the time domain 223. Receive using all frequency channels. As shown in FIG. 12C, since the moving image data has a large data capacity D1, it is preferable to perform transmission / reception using all the frequency channels CH1 to CH3. The power consumption P11 at this time increases.
[0087]
Next, the base station sends text data (or voice data) to the terminal station in the time domain 205. In this case, for example, only one channel of the frequency channel CH1 is used. On the other hand, the terminal station receives text data on the frequency channel CH1 in the time domain 225. Since the data capacity D1 of text data is usually smaller than that of moving image data, for example, it is based on the idea that it is sufficient to use only one of the frequency channels. Therefore, the power consumption P11 can be reduced by stopping the operation of the circuits related to the other channels (CH2 and CH3) or lowering the operation voltage of the related circuits.
[0088]
In the time domain 206, since the base station does not transmit or receive any data, as shown in FIG. 12C, the data capacity D1 is close to zero, and the power consumption P11 can be made very small. As described above, in the time domain that is not used for either transmission or reception, supply of power can be stopped or supply power can be reduced. That is, in the time domain in which transmission is not performed, power supply to the transmission units (modulator 28, D / A converter 29, RF / IF transmitter 30) shown in FIG. Can be reduced. Further, in the time domain in which reception is not performed, the power supply can be reduced by stopping the power supply of the reception unit (RF / IF receiver 23, A / D converter 24, demodulator 25) or by setting the power supply to the standby state. Furthermore, when both transmission and reception are not performed, power supply to the antenna duplexer 22 and the bus control unit 27 can be stopped or reduced in addition to the transmission unit and the reception unit.
[0089]
Next, in the time domain 207, the base station transmits music information data to the terminal station. The terminal station receives the music information data in the time domain 227. At this time, the data capacity D1 of the music information data is small compared to the moving image data, but large compared to the data capacity of the text data. Therefore, CH2 and CH3 are used as frequency channels. In this case, the power consumption P11 is generally a value between the time region 203 and the time region 205.
[0090]
In the time domain 231, the terminal station sends text data to the base station using only the frequency channel CH2. In the time domain 211, the base station receives text data using only the frequency channel CH2. As described above, the data capacity D1 and the power consumption P11 may be reduced.
[0091]
Next, the base station transmits data in which the audio information data is added to the moving image data to the terminal station in the time domain 215. In the terminal station, in the time domain 235, data in which audio information data is added to moving image data is received. Since this data has a large data capacity D1, all frequency channels between CH1 and CH3 are used, and the time domain allocation period is also increased. The power consumption P11 at this time also increases.
[0092]
As described above, various data communications can be handled by changing the length of the time domain to be allocated and the number of frequency channels to be used according to the volume of data to be transmitted and received. In addition, the power consumption can be managed in an integrated manner by adjusting the power consumption according to the data capacity. Therefore, the power consumption as a whole can be reduced.
[0093]
【The invention's effect】
According to the wireless communication system of the present invention, in a communication system that can use a plurality of frequency channels at the same time, it is possible to easily detect the frequency channel used by its own communication system. Also, by adjusting the frequency allocation and time allocation between the base station and the terminal station according to the communication data capacity and the frequency channel availability so that the blank time domain or blank frequency domain is allocated as much as possible, Resources can be used effectively, and a plurality of frequency channels can be used effectively.
[0094]
Furthermore, in the time domain that is not used for transmission / reception, it is possible to save the power of the base station / terminal station by stopping or reducing the power supply amount to the circuit related to transmission or reception of the base station or terminal station. Become.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of a base station or a terminal station constituting the wireless communication system according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a configuration example of a communication data structure of a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating a data structure related to an Nth frame of a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating a data structure related to an (N + 1) th frame in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a flowchart showing an operation example of a base station constituting a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a flowchart showing an operation example of a terminal station constituting the wireless communication system according to the embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram illustrating an example in which the frame length and the lengths of the downlink phase and the uplink phase are adjusted in the wireless communication system according to the embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram illustrating a flow of a data demodulation technique in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 10A to FIG. 10D are diagrams showing filter configuration examples in a wireless communication system according to a modification of the embodiment of the present invention.
FIGS. 11A to 11C are diagrams showing a frequency channel number detection technique of a wireless communication system according to a modification of the embodiment of the present invention.
FIGS. 12A to 12C are diagrams illustrating usage examples of a time domain and a frequency channel of a base station and a terminal station according to an embodiment of the present invention, and data capacity and power consumption of each station. It is a figure which shows the relationship.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Wireless communication system, 10 ... Base station, 11, 12, 13 ... Terminal station, 21 ... Transmitting / receiving antenna, 22 ... Antenna duplexer, 23 ... RF / IF receiver, 24 ... A / D converter, 25 ... Demodulator, 26 ... Information detector, 27 ... Bus controller, 28 ... Modulator, 29 ... D / A converter, 30 ... RF / IF transmitter, 31 ... System controller, 41 ... Frame, 42 ... Control information 43 ... Downlink phase, 44 ... Uplink phase, 45 ... Preamble, 46 ... Data payload, 50, 51, 52 ... First control information area, 53, 54 ... First transmission / reception request signal area, 55 56, second transmission / reception request signal area, 70, 71, 72, second control information area, 73, 74, first data signal area, 75, 76, second data signal area, 77, 78 ... Third de Region of the data signal, 79, 80 ... area of the fourth data signals, 81, 82, 83, and 84 ... blank area.

Claims

A wireless communication system including a base station and a terminal station and capable of communicating using a plurality of frequency channels, wherein the base station sends first information regarding the number of frequency channels used by itself to the terminal station In a wireless communication system characterized by:
The terminal station transmits a request signal related to a frequency channel and a transmission / reception time region that the terminal station requests to use based on the first information to the base station, and the base station transmits the base station based on the request signal. The transmission / reception time domain used for communication between the station and the terminal station is adjusted with respect to the allocation of frequency channels, and the adjustment can be performed simultaneously on at least two frequency channels selected from the plurality of frequency channels. And the frequency channel used by each of the terminal station and the other terminal station for data transmission / reception based on the transmission / reception time region and the usable frequency channel requested by the terminal station and the other terminal station. and so as not to overlap with each other and receive the time domain, tone allocated transmission and reception time and frequency channel between the terminal station and the base station Wireless communication system characterized in that it.

It is suitable for use in a wireless communication system including a base station and a terminal station and capable of communicating using a plurality of frequency channels, and transmits first information regarding the number of frequency channels used by itself. In the base station
The terminal station transmits a request signal related to a frequency channel and a transmission / reception time region that the terminal station requests to use based on the first information to the base station, and the base station transmits the base station based on the request signal. The transmission / reception time domain used for communication between the station and the terminal station is adjusted with respect to the allocation of frequency channels, and the adjustment can be performed simultaneously on at least two frequency channels selected from the plurality of frequency channels. And the frequency channel used by each of the terminal station and the other terminal station for data transmission / reception based on the transmission / reception time region and the usable frequency channel requested by the terminal station and the other terminal station. and so as not to overlap with each other and receive the time domain, tone allocated transmission and reception time and frequency channel between the terminal station and the base station Base station, characterized in that it.

The adjustment is performed based on a communication capacity required in communication between the base station and the terminal station, and a frequency channel and a transmission / reception time region in which the base station or the terminal station can transmit and receive simultaneously. The base station according to claim 2, characterized in that:

The base station according to claim 2, further comprising transmitting second information related to a transmission / reception time region and a frequency channel after the adjustment is performed.

The base station according to any one of claims 2 to 4, wherein the first information is independently transmitted using all frequency channels available to the first information.

After transmitting the second information, a data signal including data information transmitted or received by itself is transmitted / received using the transmission time region or reception time region and the frequency channel after the adjustment is performed. The base station according to claim 4 or 5, wherein

Based on the adjustment, the power supply to the transmission means can be stopped or reduced in a time region other than the transmission time region assigned to itself, and in a time region other than the reception time region assigned to itself. The base station according to any one of claims 2 to 6, further comprising supply power adjusting means capable of stopping or reducing power supply to the receiving means of the own receiver.

Suitable for use in a wireless communication system including a base station and a terminal station and capable of communicating using a plurality of frequency channels, wherein the base station is selected from at least two of the plurality of channels. Each of the terminal station and the other terminal station transmits / receives data based on a transmission / reception time region and an available frequency channel required by the terminal station and the other terminal station so that the terminal station and the other terminal station can communicate simultaneously. First information on the number of allocated frequency channels is received from the base station so that the frequency channel to be used and the transmission / reception time region do not overlap, and the base station uses the first information based on the analysis result of the first information. A terminal station characterized by comprising detection means for detecting the number of frequency channels.

Receiving the first information, detecting information on the number of frequency channels used by the base station based on an analysis result of the first information, and at least one frequency channel in the frequency channels used by the base station; The terminal station according to claim 8, wherein a request signal related to a frequency channel and transmission / reception time required by the terminal is transmitted using the terminal.

Further, based on the request signal, a second transmission from the base station regarding the transmission / reception time and the frequency channel after adjusting the allocation of the data transmission / reception time and the frequency channel between the base station and the terminal station. The terminal station according to claim 9, wherein the terminal station receives information.

After receiving the second information, transmitting and receiving a data signal including data information to be transmitted or received by the own transmission time region or reception time region and the frequency channel after the adjustment is performed. The terminal station according to claim 10, wherein:

Based on the adjustment, in a time region other than the transmission time region assigned to itself, power supply to the transmission means can be stopped or reduced, and a time other than the reception time region assigned to itself The terminal station according to claim 10 or 11, further comprising supply power adjustment means capable of stopping or reducing power supply to its reception means in the area.

The number of frequency channels is 3 or more, and one or both of a filter or demodulator for one frequency channel and a filter or demodulator for two frequency channels are used, and each frequency channel from 1 to 3 is used. The wireless communication system according to claim 1, comprising a filter or a demodulator.

Furthermore, at least one of the base station or the terminal station is a power detection unit that detects power in each frequency channel, and power that serves as a reference for determining whether or not the corresponding frequency channel is used for communication. The wireless communication system according to claim 1, further comprising storage means for storing a threshold value, and power comparison means for comparing the power detected by the power detection means with the power threshold value.