JP4651478B2 - 無線アクセス制御装置、移動局及び方法 - Google Patents

Description

本発明は無線アクセス制御装置、移動局及び方法に関する。

ＩＭＴ２０００システムのような移動通信システムで使用される移動局には小型であること、軽量であること、バッテリで動作すること等の様々な制約がある。このため、移動局は待ち受け中に基地局からの信号を間欠的に受信し、省電力化（バッテリーセービング）を図っている。具体的には移動局で行われる間欠受信動作は２段階に分けて行われる。

図１は間欠受信に使用されるチャネルを模式的に示している。間欠受信の第１段階では、移動局はＰＩＣＨ(Paging Indicator Channel)を間欠的に受信する。受信する周期ＤＲＸは例えば６４０ｍｓのような値でもよい。ＰＩＣＨには例えば０．１ｍｓの短期間のページングインジケータ（ＰＩ）が周期的に多数含まれている。ＰＩは複数の群に群分けされ、図中それらはＰ_１，Ｐ_２，．．．，Ｐ_ｑ，．．．のように示されている。移動局は自身に関連するＰＩのタイミングで間欠的に信号を受信する。ＰＩは移動局宛のページング信号が発生しているか否かを示す。移動局はＰＩを復調し、自局宛のページング信号の存否を判定し、それが存在していれば移動局は間欠受信の第２段階に移行する。第２段階では、移動局はページング信号を受信する。ページング信号は物理チャネルのＳＣＣＰＣＨ(Secondary Common Control Physical Channel)上にマッピングされたトランスポートチャネルＰＣＨ(Paging CHannel)で伝送される。ＰＣＨは例えば１０ｍｓ程度の比較的長期間にわたって受信される。ＳＣＣＰＣＨはＰＩＣＨに対してτ_PICHの時間差を有するように関連付けられる。ページング信号はより具体的には移動局へのページング要求を含む。移動局はページング要求に応答してページング応答を返し、その後に下りのデータ伝送が始まる。従来の間欠受信方法については例えば非特許文献１に記載されている。
立川敬二（監修），"Ｗ−ＣＤＭＡ移動通信方式"，丸善株式会社，ｐｐ．２２２−２２３

このような従来の手法では、基地局は移動局宛の着信の有無によらず（その移動局宛のページング信号が有っても無くても）ＰＩＣＨを常に送信しなければならない。このためPICH用のコードも電力も常に使用される。更にＰＩＣＨに関連付けられたＳＣＣＰＣＨ用のリソース（例えば、拡散符号等）も予め確保されていることを要する。従って多くのリソースが事前に確保されなければならないという問題がある。

一方、上記の間欠受信方式では効率的にバッテリーセービングを行うために２段階の処理が行われている。その結果、間欠受信の手順及び処理内容が煩雑になり、装置構成や演算負担が大きくなってしまうという問題がある。更に、ＰＩＣＨ及びＳＣＣＰＣＨのような共通制御チャネルの受信処理の後に、ＤＰＣＨのような個別チャネルに移行して初めて着信内容が移動局に伝送される。このようなチャネル変更も間欠受信処理を複雑化させる要因になる。

本発明は、上記問題点の少なくとも１つに対処するためになされたものであり、その課題は、無線リソースの使用効率を向上させ、移動局の呼出を簡易化する無線アクセスネットワーク装置、移動局及び方法を提供することである。

本発明では、間欠受信チャネル及び共有データチャネル間の対応関係が無線アクセスネットワーク装置で移動局ごとに決定及び通知される。間欠受信状態の移動局に対する呼出信号が発生すると、前記対応関係から決定される共有データチャネルで前記呼出信号が前記移動局に送信される。その後に移動局の状態は、連続的に共有データチャネルを受信する状態に変更される。

本発明によれば、無線リソースの使用効率を向上させ、移動局の呼出を簡易化することができる。

本発明の一形態によれば、１以上の移動局の各々について間欠受信状態であるか否かを管理する間欠受信管理手段と、間欠受信チャネル及び共有データチャネル間の対応関係を移動局ごとに決定及び通知する手段と、下りの共有データチャネルのスケジューリングを行う手段とを有する無線アクセスネットワーク装置が使用される。間欠受信状態の移動局に対する呼出信号が発生すると、前記対応関係から決定される共有データチャネルで前記呼出信号が前記移動局に送信される。これにより、呼出信号が発生した場合に、２段階の処理を行わずに１段階で呼出信号を送信することができる。

間欠受信状態の移動局に対する呼出信号が発生していない場合には、前記対応関係で該移動局に関連付けられる共有データチャネルは別の移動局への送信に使用されてもよい。即ち、移動局に関連付けられる共有データチャネルは、その移動局宛の呼出信号があるときしかその移動局に送信されない。呼出信号がなければそれは別の移動局のために使用されてもよい。これにより無線リソースの利用効率を大きく向上させることができる。

無線アクセスネットワーク装置は無線ネットワークコントローラ及び無線基地局から構成され、スケジューリングを行う前記手段が該無線基地局に設けられてもよい。スケジューラを移動局の近くに設けることは、データ伝送の遅延時間をなるべく短くする観点から好ましい。

本発明の一態様によれば、無線アクセスネットワークと通信する移動局が使用される。移動局は、待ち受け時に間欠的に信号を受信する手段と、間欠的に受信した信号に自局宛の呼出信号が含まれているか否かを判定する手段とを有する。間欠的に受信される信号は前記無線アクセスネットワークからの通知信号で指定された共有データチャネルで伝送される。これにより、待ち受け中の移動局は間欠受信を行う場合においても共有データチャネルで受信するので、通話チャネルを切り替える必要が無く、制御負荷を軽減及び装置構成の簡易化を図ることができる。

本発明の一態様では、自局宛の呼出信号が無線アクセスネットワーク装置から実際に送信されていてもいなくても、移動局は指定された共有データチャネルを指定された頻度で受信し、それを復調する。従ってバッテリーセービングの観点からは、消費電力が最小に抑制されているとはいえない。しかしながら、無線アクセスネットワーク装置からの共有データチャネルの送信時間間隔(TTI: transmission time interval)が適切に短時間であれば、電力消費量はそれほど大きくはならない。例えば従来方式では、移動局は、数百ｍｓのような間欠受信周期で０．１ｍｓ程度の短期間のページングインジケータを受信し、ページング信号が有る場合にのみ１０ｍｓ程度の比較的長い時間でページング信号を受信している。しかし、ページング信号が０．５ｍｓ程度の短期間で共有データチャネルで伝送されるならば、間欠受信周期毎に共有データチャネルを受信及び復調してもそれほど大きな電力を消費することにはならない。むしろ、ページングの有無を判別した後でしかページング信号を実際に受信しない２段階の受信処理の代わりに、自他の呼出信号の受信が間欠受信周期毎の１段階で済むことは、受信処理を簡易にする点で好ましい。

図２は本発明の一実施例による移動通信システムを示す。図２には移動局１００及び無線アクセスネットワーク装置２００が示されている。移動局１００及び無線アクセスネットワーク装置２００は少なくとも共有データチャネル(shared data channel)で互いに無線通信を行うことができる。図示の例では無線アクセスネットワーク装置２００が移動局１００と無線通信を行うように描かれている。しかし、１以上の無線基地局が用意され、それらが無線アクセスネットワーク装置により制御されてもよい。

図３は移動局１００の機能ブロック図を示す。移動局１００はデータ送受信部１０２と、データ送受信部１０２に接続された共有データチャネル復調部１０４と、共有データチャネル復調部１０４に接続されたデータ有無判定部１０６を有する。

データ送受信部１０２は、データ送受信部は待ち受け時にアンテナを通じて間欠的に信号を受信する。この信号は前記無線アクセスネットワークからの通知信号で指定された共有データチャネルである。

共有データチャネル復調部１０４は、受信した共有データチャネルを復調する。

データ有無判定部１０６は、復調された共有データチャネルに自局宛のトラフィックデータが含まれているか否かを判定する。

図４は本発明の一実施例による無線アクセスネットワーク装置を示す。無線アクセスネットワーク装置２００は送信部２０２と、共有データチャネル制御部２０４と、間欠受信チャネル通知部２０６と、間欠受信管理部２１０と、間欠受信チャネル決定部２１２とを有する。

間欠受信管理部２１０は移動局の状態が常時受信状態であるか又は間欠受信状態であるかを移動局ごとに管理する。常時受信状態の移動局は常時通信可能な状態にある。間欠受信状態の移動局は待ち受け状態にあり、無線基地局又は無線ネットワーク装置からの信号を間欠的に監視する。間欠受信のタイミングが何時であるか、間欠受信に使用されるチャネルが何であるか等は間欠受信チャネル決定部２１２から通知される。

間欠受信チャネル決定部２１２は、間欠受信を行うタイミング、間欠受信周期、間欠受信に使用されるチャネル等を管理する。なお、これらの全てが移動局ごとに決定されることは必須ではない。例えば間欠受信周期がある値に固定されていてもよい。本実施例では、移動局が間欠的に受信する間欠受信チャネルは、従来の手法とは異なり、共有データチャネルである。間欠受信チャネル決定部２１２は、間欠受信状態の移動局の各々と、間欠受信チャネルとの間の対応関係を管理する。当然にこの対応関係は間欠受信状態にある移動局同士の間で競合しないように決定されるが、呼び出し移動局数が多い場合は、複数の移動局に同じチャネルを割り当てることも可能である。一例として移動局数が少ない場合に、間欠受信状態の移動局＃１，＃２，＃３に対して、共有データチャネルＡは移動局＃１に、共有データチャネルＢは移動局＃２に、共有データチャネＣは移動局＃３に設定される。システムで使用可能な共有データチャネルの全てが間欠受信チャネルに使用可能になっていてもよいし、一部の共有データチャネルだけが間欠受信チャネルになり得るように定められていてもよい。間欠受信チャネル決定部２１２は、決定した間欠受信チャネル、間欠受信のタイミング、間欠受信の周期等を間欠受信状態に遷移する移動局各自に通知する。また、間欠受信に関する情報は間欠受信管理部２１０にも通知され、移動局毎の状態と共に記憶されてもよい。

間欠受信チャネル通知部２０６は間欠受信チャネル決定部２１２で決定された間欠受信チャネル等の情報を間欠状態に移行する移動局に通知する。通知は何度行われてもよいが、通知は移動局が間欠状態に移行する時点で１度だけでもよい。

共有データチャネル制御部２０４は下りの共有データチャネルのスケジューリングを行う。常時受信状態の移動局については、移動局の優先度やデータ量等に基づいてスケジューリングが行われる。例えば通信品質の良好な伝搬路を有する移動局が他の移動局に優先してデータ伝送が行われてもよい。間欠受信状態の移動局については、移動局宛の呼出信号（ページング）が発生したならば、その移動局に対応付けられている共有データチャネルで呼出信号を送信するようにスケジューリングされる。このスケジューリングは、間欠受信チャネル決定部２１２で決定された間欠受信のタイミングや周期に合わせて決定される。その移動局宛の呼出信号がなければ、その移動局に対する共有データチャネルのスケジューリングはなされない。例えば、上記の対応関係の例のように、間欠受信状態の移動局＃１について、共有データチャネルＡが設定されていたとする。移動局＃１宛ての呼出信号が発生していれば、その呼出信号は共有データチャネルＡで移動局＃１用のタイミングで移動局＃１に通知される。移動局＃１宛ての呼出信号が発生していなければ、その共有データチャネルＡは別の移動局へのデータ伝送に使用されてもよい。

本実施例では説明の便宜上図５に示されるように無線アクセスネットワーク装置２００が無線制御装置２２０の機能及び無線基地局２３０の機能を備えている。しかしながら無線制御装置２２０及び無線基地局２３０が別々に用意されてもよい。いずれの場合でもデータ伝送に伴う遅延時間を短くする観点からは、共有データチャネル制御部２０４は無線基地局装置２３０に用意されることが望ましい。スケジューリングを行う共有データチャネル制御部２０４がなるべく移動局に近い位置に設けられるようにするためである。

図６は本発明の一実施例による移動局の呼出方法の説明図である。図中左右方向に時間軸が想定されている。ある特定の移動局１００が常時受信状態から間欠受信状態に移行し、その後に常時受信状態に移行するものとする。無線アクセスネットワーク装置は共有データチャネルを何らかの移動局（移動局１００及び他の移動局が含まれる）に送信している。移動局１００が常時受信状態にある場合には、移動局１００は連続的に共有データチャネルを受信及び復調する。移動局１００は間欠受信状態では無線アクセスネットワーク装置から指示されたタイミング又は周期で（図示の例ではｔ_１，ｔ_２，ｔ_３で）指定された間欠受信チャネル（指定された共有データチャネル）を間欠的に受信する。間欠受信状態ではｔ_１，ｔ_２，ｔ_３でないタイミングでは移動局は信号の受信及び復調を行わない。移動局１００は復調した信号が自局宛の呼出信号を含むか否かを判定する。図示の例ではｔ_１，ｔ_２のタイミングで復調した信号に移動局１００宛ての呼出信号は含まれていないので、移動局１００はそのまま待ち受け状態を維持する。移動局１００がｔ_３のタイミングで受信及び復調した信号には自局宛の呼出信号が含まれているので、その呼出信号により移動局１００は接続要求処理を開始し、常時受信状態に移行する。移動局１００は例えば自局宛の呼出信号に応じてページング応答のような信号を応答することで、接続要求処理を開始してもよい。図示の例では無線アクセスネットワーク装置は発生した呼出信号を速やかに移動局１００に送信せず、移動局１００の間欠的な受信周期に合わせて呼出信号をバッファリングし、タイミングｔ_３に合わせて呼出信号を送信している。

図示の簡明化のため、図６では８つの送信時間間隔（ＴＴＩ）ごとに間欠受信のタイミングが訪れるように描かれているが、定期的に又は不定期的に様々な間欠受信周期が設定されてもよい。

図７は間欠受信状態の移動局の動作例を示す。移動局は、間欠受信状態に入る際に無線アクセスネットワーク装置から、間欠受信で使用される共用データチャネル、間欠受信周期、間欠受信タイミング等を含む間欠受信情報の通知を受ける。以後移動局は通知されたタイミング又は周期で共用データチャネルを受信及び復調する。ステップ９０２では、復調した信号に自局宛の呼出信号（ページング信号）が含まれているか否かが確認される。この確認は、例えば自局の識別子に一致する識別子の有無を判定することで行われてもよい。間欠的に共有データチャネルを受信及び復調することは、自局宛の呼出信号が確認されるまで続く。従ってステップ９０２で判定結果が自局宛データ無しであれば（ＮＯ）、フローはステップ９０２に戻る。これは図６のｔ_１，ｔ_２のタイミングでの動作に関連する。一方、自局宛の呼出信号が確認されると、フローはステップ９０４に進み、移動局は接続要求処理を開始する。これは図６のｔ_３のタイミングでの動作に関連する。上述したように接続要求処理はページング応答に相当する信号が移動局１００から無線アクセスネットワーク装置に返されることでなされてもよい。以後、無線アクセスネットワーク装置から下りのデータ伝送が行われる。この下りのデータ伝送も共有データチャネルを通じて行われるので、呼出信号を移動局１００に送信したのと同じ共用データチャネルが使用されてもよい。移動局が間欠受信状態から常時受信状態へ遷移する場合に、従来の手法では共通制御チャネルでページングが行われ、その後に共通チャネルによる個別チャネル設定、および個別チャネルによるデータ伝送が行われていたが、本実施例ではそのようなチャネル切り替えは不要である。

図８は図４に示されるような無線アクセスネットワーク装置の動作例を示す。図示の動作例は間欠受信状態の移動局１００に対する動作例を示す。ステップ１０００では無線アクセスネットワーク装置２００の共有データチャネル制御部２０４は移動局１００宛ての呼出信号が上位のネットワーク側から来ているか否かを確認する。呼出信号が来ていなければフローはステップ１０００に戻る。即ち呼出信号が来るまでフローは待機する。呼出信号が来ると、ステップ１００２にて現時点が移動局１００に通知可能な時点か否かが判定される。通知可能な時点でなければそれが訪れるまでフローは待機する。移動局１００が受信可能な時点になると、事前に通知済みの共有データチャネルで呼出信号がステップ１００４にて移動局１００に通知され、接続処理等が以後行われ、待ち受け状態の移動局に対するフローは終了する。

間欠受信に使用されるチャネルを示す図である。 本発明の一実施例による移動通信システムを示す。 移動局の機能ブロック図を示す。 本発明の一実施例による無線アクセスネットワーク装置を示す図である。 無線アクセスネットワークの構成例を示す図である。 本発明の一実施例による移動局の呼出方法の説明図である。 本発明の一実施例による移動局の動作例を示すフローチャートである。 本発明の一実施例による無線アクセスネットワーク装置の動作例を示すフローチャートである。

符号の説明

１００ 移動局
１０２ データ送受信部
１０４ 共有データチャネル復調部
１０６ データ有無判定部
２００ 無線アクセスネットワーク装置
２０２ 送信部
２０４ 共有データチャネル制御部
２０６ 間欠受信チャネル通知部
２１０ 間欠受信管理部
２１２ 間欠受信チャネル決定部
２２０ 無線制御装置
２３０ 無線基地局装置

Claims (6)

1. １以上の移動局の各々について間欠受信状態であるか否かを管理する間欠受信管理手段と、
   間欠受信チャネル及び共有データチャネル間の対応関係を移動局ごとに決定及び通知する手段と、
   下りの共有データチャネルのスケジューリングを行う手段と、
   を有し、間欠受信状態の移動局に対する呼出信号が発生した場合に、前記対応関係から決定される共有データチャネルで前記呼出信号が前記移動局に送信される
   ことを特徴とする無線アクセスネットワーク装置。
2. 間欠受信状態の移動局に対する呼出信号が発生していない場合には、前記対応関係で該移動局に関連付けられる共有データチャネルは別の移動局への送信に使用される
   ことを特徴とする請求項１記載の無線アクセスネットワーク装置。
3. 通信システムに用意される共有データチャネルの一部が間欠受信チャネルに対応付けられる
   ことを特徴とする請求項１記載の無線アクセスネットワーク装置。
4. 当該無線アクセスネットワーク装置が無線ネットワークコントローラ及び無線基地局から構成され、スケジューリングを行う前記手段が該無線基地局に設けられる
   ことを特徴とする請求項１記載の無線アクセスネットワーク装置。
5. 無線アクセスネットワークと通信する移動局であって、
   待ち受け時に間欠的に信号を受信する手段と、
   間欠的に受信した信号に自局宛の呼出信号が含まれているか否かを判定する手段と、
   を有し、間欠的に受信される信号は前記無線アクセスネットワークからの通知信号で指定された共有データチャネルで伝送される
   ことを特徴とする移動局。
6. 間欠受信チャネル及び共有データチャネル間の対応関係が無線アクセスネットワーク装置で移動局ごとに決定及び通知され、
   間欠受信状態の移動局に対する呼出信号が発生した場合に、前記対応関係から決定される共有データチャネルで前記呼出信号が前記移動局に送信され、
   前記移動局が連続的に共有データチャネルを受信する状態に変更される
   ことを特徴とする方法。

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