JP4403515B2 - 通信システム、その基地局及び通信方法 - Google Patents
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Description
図7は送信側に用いられるOFDM変調装置の構成を示すブロック図である。OFDM変調装置には、送信データが入力される。この送信データは、シリアル/パラレル変換部201に供給されて、低速な複数の伝送シンボルからなるデータに変換される。つまり、伝送情報を分割して、複数の低速なデジタル信号を生成する。このパラレルデータは、逆高速フーリエ変換(IFFT)部202に供給される。
そして、当該ユーザの端末の送信データ量が再び増えた場合に、開放されたサブチャネルを再度使用するには、他のユーザの端末に割り当てたサブチャネルが開放されるのを待たなければならない。この間は、当該ユーザの端末の通信データ量が再び増えたとしても使用できるサブチャネルの数が減ったままなので、当該ユーザの端末における通信のスループットは上がらず、データ送信が完了するまでに時間がかかるという問題点がある。
また、上記の場合に、QoSに応じた通信のスループットをユーザの端末に提供することができなくなってしまう。
ユーザデータ量を取得するユーザデータ量取得手段と、
前記基地局と前記各端末とは、帯域設定及び帯域設定の要求を送受信する1つの通知用サブチャネルで接続され、前記基地局と前記各端末との間でユーザデータを送受信するためのユーザデータ通信用サブチャネルを前記ユーザデータ量に応じて割り当てるチャネル割当手段と、
を備え、
前記ユーザデータ量が減少した場合に、前記チャネル割当手段は、前記基地局と前記端末との間で割り当てたユーザデータ通信用サブチャネルのうち少なくとも1つのユーザデータ通信用サブチャネルの割当を維持し、当該端末の優先度に応じて、前記割当を維持するユーザデータ通信用サブチャネルの数を決めることを特徴とする(請求項1)。
図1は、本発明の実施の形態に係る通信方法に用いられるOFDMAのフレーム構成を示す説明図である。
本通信システムは、基地局(CS:cell station)と複数の端末(PS:personal station)との間において、各周波数帯毎に複数のサブチャネルで構成されたフレームによって通信を行うOFDMA方式の通信システムである。
図1において、ダウンリンク期間及びアップリンク期間は、共に周波数軸に対して、28個の周波数帯に分割されている。最初の周波数帯のサブチャネルは、コントロールサブチャネルと呼ばれ、制御チャネル(CCH)で使用している。
なお、上記の最初の周波数帯は、最も高い周波数帯あるいは最も低い周波数帯のどちらでも良い。また、コントロールサブチャネルは、各周波数帯において、各タイムスロットのどのサブチャネルを使うかを指示する。
このトラフィックサブチャネルは、アンカーサブチャネルとエクストラサブチャネルとにより構成されている。
図2に示すように、基地局1は、アンテナに接続され後述する信号処理部12からの信号をRF信号に変換したり、逆に受信したRF信号を信号処理部12が扱えるように変換する無線通信部11、受信した信号または送信する信号を処理する信号処理部12、信号の変調または復調を行う変復調部13、上位通信網に接続される外部I/F部14、信号処理部12及び変復調部13を制御する制御部15、QoS情報等を記憶する記憶部16で構成されている。
このために、制御部15は、通信で使用するエクストラサブチャネル(ESCH)の端末毎の割り当てを設定するESCH(エクストラサブチャネル)設定部15−1、送信データが無いエクストラサブチャネルの割当維持を開始するか否かを判定してESCH(エクストラサブチャネル)設定部15−1に対するエクストラサブチャネル開放、Invalid信号(不許可を表す信号)生成部15−3に対するエクストラサブチャネル割当維持を指示するESCH割当維持制御部15−2、エクストラサブチャネルのPHYフレームのVフィールドにInvalid信号(不許可を表す信号)を生成するInvalid信号(不許可を表す信号)生成部15−3、記憶部16よりユーザのQoSのクラスに関する情報を取得するQoSクラス取得部15−4を有している。
これにより、QoS情報に応じたスループットをユーザに提供できる。
なお、QoS(Quality of Service)とは、ネットワーク上で、ある特定の通信のための帯域を予約し、データが途切れないように伝送品質を保証する機能である。
ファイル転送は、電子ファイルをある程度の帯域が確保できていればよいクラスであり、優先度はストリーミングよりも低い、クラス2とする。
ベストエフォートは、QoSの保証を行わないクラスであり、優先度は最も低いクラス3とする。
図3は、本発明の実施の形態に係る通信システムの基地局におけるエクストラサブチャネルの割当維持フローを示す図である。
・基地局1のQoSクラス取得部15−4は、記憶部16よりユーザのQoSのクラスに関する情報を取得する(ステップS1)。
・制御部15は、取得したQoSクラスに応じて通信帯域を設定する(ステップS2)。例えば、前記3種類のクラス(クラス1〜3)に分類した場合、優先度が最も高いクラス1に割り当てる通信帯域は、最も広い帯域に設定する。次に優先度が高いクラス2は、割り当てる通信帯域を中程度の帯域に設定する。最も優先度が低いクラス3に割り当てる通信帯域は最も狭い帯域に設定する。
・ESCH設定部15−1は、通信で使用するエクストラサブチャネル(ESCH)の端末毎の割り当てを設定し通信を確立する(ステップS3)。
・ESCH割当維持制御部15−2は、基地局−端末間の通信で使用中の各エクストラサブチャネル内に送信データがあるか否かを判定し(ステップS4)、送信データがあると判定されたエクストラサブチャネルの場合(ステップS4のY)はデータ送信をそのまま続ける(ステップS5)。
・送信データが無いエクストラサブチャネルの場合(ステップS4のN)は、ESCH割当維持制御部15−2が当該エクストラサブチャネルの割当維持を開始するか否かを判定し(ステップS6)、割当維持を開始しないと判定された場合は、ESCH設定部15−1に、当該エクストラサブチャネルを開放するように指示して(ステップS8)、割当維持フローを終了する。
・割当維持を開始すると判定された場合(ステップS6のY)は、Invalid信号(不許可を表す信号)生成部15−3に指示して、PHYフレームのVフィールドにInvalid信号(不許可を表す信号)を載せて送信することにより、空データのエクストラサブチャネルを送信し続ける(割当維持する)。制御部15は所定の割当維持時間が経過したか否かを判定して(ステップS7)、割当維持時間が経過した場合(ステップS7のY)に、ステップS4の処理に戻る。
(1−1) 接続手順
接続時は既存のPHSシステムと同様の手順で接続する。
・端末から基地局に対して制御チャネル(CCH)によりリンクチャネル(LCH)エスタブリシュメント(確定)を送信する。
・基地局においてキャリアセンスを実行する。
・基地局から端末に対して制御チャネル(CCH)によりリンクチャネル(LCH)アサイン(割り当て)を送信する。
・端末においてキャリアセンスを実行する。
以上のように、アンカーサブチャネル(ASCH)接続に先立ち、必ず基地局と端末の双方でキャリアセンスを実行する。これにより、安定した帯域の制御に使用できる。
当該端末で未使用のサブチャネルをエクストラサブチャネル(ESCH)として割り当てるときは、キャリアセンスを行う。
・端末から基地局に対してアンカーサブチャネル(ASCH)によりレンジングリクエスト(帯域設定の要求)をRCHフィールドで送信する。
このような、エクストラサブチャネル(ESCH)の要求・割り当てはアンカーサブチャネル(ASCH)を介して伝送する。
・基地局においてキャリアセンスを実行する。
・基地局から端末に対してアンカーサブチャネル(ASCH)によりレンジングレスポンス(帯域設定)をMAPフィールドで送信する。
・基地局と端末との間でユーザデータ送受信を開始する。
・端末から基地局に対してアンカーサブチャネル(ASCH)によりレンジングリクエスト(帯域設定の要求)をRCHフィールドで送信する。
・基地局においてキャリアセンスを実行する。
エクストラサブチャネル(ESCH)を増設する際は、当該端末で未使用のサブチャネルをエクストラサブチャネル(ESCH)として割り当てることになるので、キャリアセンスを行う。
・基地局から端末に対してアンカーサブチャネル(ASCH)によりレンジングレスポンス(帯域設定)をMAPフィールドで送信する。
・基地局と端末との間でユーザデータを送受信する。
ユーザデータを送受信しているときに、通信データが減少した場合は、アンカーサブチャネルのVフィールドに不許可を表す信号である“Invalid”を載せて、端末から基地局へ送信し続ける(通信継続)。このとき、エクストラサブチャネル(ESCH)を開放せずに割当を維持し続ける。
このとき、QoSクラスに応じて、開放するエクストラサブチャネルの個数及び割当維持するエクストラサブチャネルの個数を決めておく。また、エクストラサブチャネルを割当維持する場合に、QoSクラスに応じて割当維持時間を変える。
データが再び増加した場合は、上記の開放せずに割当維持し続けているエクストラサブチャネル(ESCH)を使用してユーザデータを送信する。
・基地局から端末に対して、制御チャネル(CCH)により通信チャネル(TCH)開放要求を行う。
呼切断し通信を終了する。
図6は、QoSを考慮せずに通信を行う場合における通信開始(端末−基地局の接続)から、通信終了(端末−基地局の開放)までのフローを示す説明図である。
接続時は既存のPHSシステムと同様の手順で接続する。
・端末から基地局に対して制御チャネル(CCH)によりリンクチャネル(LCH)エスタブリシュメント(確定)を送信する。
・基地局においてキャリアセンスを実行する。
・基地局から端末に対して制御チャネル(CCH)によりリンクチャネル(LCH)アサイン(割り当て)を送信する。
・端末においてキャリアセンスを実行する。
以上のように、アンカーサブチャネル(ASCH)接続に先立ち、必ず基地局と端末の双方でキャリアセンスを実行する。これにより、安定した帯域の制御に使用できる。
・端末から基地局に対してアンカーサブチャネル(ASCH)によりレンジングリクエスト(帯域設定の要求)をRCHフィールドで送信する。
帯域設定、即ちエクストラサブチャネル(ESCH)の要求・割り当ては、アンカーサブチャネル(ASCH)を介して伝送する。
・基地局のアンカーサブチャネル(ASCH)のキャリアセンスを実行する。
・基地局から端末に対してアンカーサブチャネル(ASCH)によりレンジングレスポンス(帯域設定)をMAPフィールドで送信する。
・基地局と端末との間でユーザデータを送受信する。
・端末から基地局に対してアンカーサブチャネル(ASCH)によりレンジングリクエスト(帯域設定の要求)をRCHフィールドで送信する。
・基地局のアンカーサブチャネル(ASCH)のキャリアセンスを実行する。
・基地局から端末に対してアンカーサブチャネル(ASCH)によりレンジングレスポンス(帯域設定)をMAPフィールドで送信する。
・基地局と端末との間でユーザデータを送受信する。
・基地局から端末に対してアンカーサブチャネル(ASCH)のMAPによって、エクストラサブチャネル(ESCH)を開放したことを端末に通知する。このとき、端末は開放したエクストラサブチャネル(ESCH)でのダウンリンク(基地局から端末への)送信を継続しない。
・基地局と端末との間でユーザデータを送受信する。
・端末から基地局に対してアンカーサブチャネル(ASCH)によりレンジングリクエスト(帯域設定の要求)をRCHフィールドで送信する。
・一旦開放したエクストラサブチャネル(ESCH)を帯域増設要求に基づき割り当てる際も、当該基地局で未使用のサブチャネルをエクストラサブチャネルとして割り当てることになるので、基地局のアンカーサブチャネル(ASCH)のキャリアセンスを実行する。
このように、QoSを考慮せずに通信を行う場合は、エクストラサブチャネル(ESCH)の増設時にキャリアセンスが必要である。
・基地局から端末に対してアンカーサブチャネル(ASCH)によりレンジングレスポンス(帯域設定)をMAPフィールドで送信する。
・基地局と端末との間でユーザデータを送受信する。
・基地局から端末に対して、制御チャネル(CCH)により通信チャネル(TCH)開放要求を行う。
呼切断し通信を終了する。
11 無線通信部
12 信号処理部
13 変復調部
14 外部I/F部
15 制御部
15−1 ESCH(エクストラサブチャネル)設定部
15−2 ESCH(エクストラサブチャネル)割当維持制御部
15−3 Invalid信号(不許可を表す信号)生成部
15−4 QoSクラス取得部
16 記憶部
Claims (6)
- 基地局と複数の端末との間において、各々複数のサブチャネルを用いてデータ通信を行うOFDMA方式の通信システムにおいて、
ユーザデータ量を取得するユーザデータ量取得手段と、
前記基地局と前記各端末とは、帯域設定及び帯域設定の要求を送受信する1つの通知用サブチャネルで接続され、前記基地局と前記各端末との間でユーザデータを送受信するためのユーザデータ通信用サブチャネルを前記ユーザデータ量に応じて割り当てるチャネル割当手段と、
を備え、
前記ユーザデータ量が減少した場合に、前記チャネル割当手段は、前記基地局と前記端末との間で割り当てたユーザデータ通信用サブチャネルのうち少なくとも1つのユーザデータ通信用サブチャネルの割当を維持し、当該端末の優先度に応じて、前記割当を維持するユーザデータ通信用サブチャネルの数を決めることを特徴とする通信システム。 - 前記優先度はQoSクラスであることを特徴とする請求項1に記載の通信システム。
- 前記通知用サブチャネルはアンカーサブチャネルであり、前記ユーザデータ通信用サブチャネルはエクストラサブチャネルであることを特徴とする請求項1または2に記載の通信システム。
- 複数の端末との間で、各々複数のサブチャネルを用いてデータ通信を行うOFDMA方式の基地局であって、
ユーザデータ量を取得するユーザデータ量取得手段と、
帯域設定及び帯域設定の要求を送受信する1つの通知用サブチャネルにより前記各端末と接続され、ユーザデータを送受信するためのユーザデータ通信用サブチャネルを前記ユーザデータ量に応じて前記各端末に割り当てるチャネル割当手段と、
を備え、
前記各端末との間のユーザデータ量が減少した場合に、前記チャネル割当手段は、前記割り当てたユーザデータ通信用サブチャネルのうち少なくとも1つのユーザデータ通信用サブチャネルの割当を維持し、前記通信が確立された端末の優先度に応じて、前記割り当てを維持するユーザデータ通信用サブチャネルの数を決めることを特徴とする基地局。 - 前記通知用サブチャネルはアンカーサブチャネルであり、前記ユーザデータ通信用サブチャネルはエクストラサブチャネルであることを特徴とする請求項4に記載の基地局。
- 基地局と複数の端末との間において、各々複数のサブチャネルを用いてデータ通信を行うOFDMA方式の通信方法において、
ユーザデータ量を取得するユーザデータ量取得ステップと、
前記基地局と前記各端末とが、帯域設定及び帯域設定の要求を送受信する1つの通知用サブチャネルで接続された後、前記基地局と前記各端末との間でユーザデータを送受信するためのユーザデータ通信用サブチャネルを前記ユーザデータ量に応じて割り当てるチャネル割り当てステップと、
を含み、
前記チャネル割り当てステップは、前記基地局と前記各端末との間のユーザデータ量が減少した場合に、前記基地局と前記各端末との間で割り当てたユーザデータ通信用サブチャネルのうち少なくとも1つのユーザデータ通信用サブチャネルの割当を維持し、当該端末の優先度に応じて、前記割当を維持するユーザデータ通信用サブチャネルの数を決めることを特徴とするチャネル割当方法。
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