JP4684146B2

JP4684146B2 - 移動局装置

Info

Publication number: JP4684146B2
Application number: JP2006084760A
Authority: JP
Inventors: 力宮本
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2006-03-27
Filing date: 2006-03-27
Publication date: 2011-05-18
Anticipated expiration: 2026-03-27
Also published as: JP2007259389A

Description

本発明は移動局装置に関し、特にＭＩＭＯを採用する場合にモデム部にかかるコストを低減するための技術に関する。

近年の無線通信には、複数のアンテナで同時に通信を行うことで高速な通信を実現する通信方式であるＭＩＭＯ(Multi Input Multi Output)を採用しているものがある（例えば特許文献１）。ＭＩＭＯでは１つの通信について複数のチャネル（伝送路）が設定され、原則として１つのアンテナにおいて１つのチャネルの送受信が行われる。

このＭＩＭＯが移動体通信システムにおいて採用される場合、移動局装置は複数のアンテナを有し、その通信相手である通信装置との間で、アンテナごとにチャネルが設定される。そして、各チャネルでは、無線区間の状況に応じてチャネルごとに選択される基地局装置を介する通信が行われる。

以下、ＭＩＭＯに対応する移動局装置の構成例について説明する。この移動局装置には、それぞれＲＦ部、及びモデム部を備える複数の送受信部と、データ処理部と、が設けられる。

データ処理部は、通信を開始する際、各送受信部に周波数チャネルを割り当てる。通信を開始すると、データ処理部は一連の通信データを各周波数チャネルに分配し、各周波数チャネルを割り当てた送受信部に出力する。モデム部は、データ処理部から送受信部に入力された通信データを変調することにより変調信号を取得し、ＲＦ部に出力する。ＲＦ部はアンテナを備えており、モデム部から入力された変調信号を割り当てられた周波数チャネルの周波数に変換することにより無線信号を取得し、アンテナから無線区間に送出する。

ＲＦ部はまた、アンテナに到来した電波を受信し、割り当てられた周波数チャネルに対応する周波数成分を取り出し、さらにモデム部の動作周波数（ベースバンド周波数）に変換した後、モデム部に出力する。モデム部は、入力された信号を復調することにより、一連の通信データのうちの割り当てられた周波数チャネルで送信された分を取得し、データ処理部に出力する。データ処理部は、各モデム部から入力された通信データを合成し、一連の通信データを取得する。
特開２００３−１９８４４２号公報

ところで、近年は無線通信の通信速度の高速化が進んでいるが、無線通信が高速化すればするほど処理能力の高いモデム部が求められる。すなわち、無線通信が高速化すればするほど、モデム部が一定時間に処理しなければならない通信データの量が多くなる。一般に処理能力の高いモデム部は高価であるので、多数のＲＦ部を有するＭＩＭＯ対応移動局装置ではモデム部にかかるコストが大きくなってしまっており、モデム部にかかるコストの低減が求められていた。

従って、本発明の課題の一つは、多数のＲＦ部を有し、各ＲＦ部に互いに異なるチャネルが割り当てられる移動局装置において、モデム部にかかるコストを低減することにある。

上記課題を解決するための本発明にかかる移動局装置は、それぞれアンテナを含む複数のＲＦ部と、ＲＦ部の数と同数若しくはそれ以上の数のモデム部と、前記モデム部のそれぞれを、前記複数のＲＦ部のいずれかと接続する接続手段と、を含み、前記複数のＲＦ部はそれぞれ同一又は異なる基地局装置を介して他の通信装置との通信を行う移動局装置であって、前記複数のＲＦ部の行う無線通信のそれぞれの通信状態を示す通信状態情報を取得する通信状態情報取得手段をさらに含み、前記モデム部は、それぞれ、当該移動局装置から送信されるデータの一部を変調して、前記接続手段により該モデム部と接続されるＲＦ部に出力する変調処理、および該ＲＦ部から入力されるデータを復調する復調処理を行い、前記複数のＲＦ部は、それぞれ、前記接続手段により該ＲＦ部と接続されるモデム部から入力されるデータをアンテナを介して送信する送信処理、およびアンテナを介して受信されるデータを該モデム部に出力する受信処理を行い、前記接続手段は、前記通信状態情報取得手段により取得される各通信状態情報に応じて、前記モデム部のそれぞれと前記複数のＲＦ部との接続を切り替える、ことを特徴とする。

各ＲＦ部の通信状態は通常同一ではなく、あるＲＦ部の通信状態はよいけれども、他のＲＦ部の通信状態はよくない、という場合が多い。このような場合、通信状態のよいＲＦ部は比較的多量のデータ送受信を行うことになる一方、通信状態の悪いＲＦ部は比較的少量のデータ送受信を行うことになる。結果として、モデム部の要求される処理能力に差が出ることになる。上記移動局装置では、通信状態に応じてＲＦ部とモデム部との接続を切り替えているので、モデム部の余剰処理能力を有効活用することができ、モデム部にかかるコストを低減することができる。

また、上記移動局装置において、前記各ＲＦ部と、該各ＲＦ部がそれぞれ無線通信を行う前記基地局装置と、の間で行われる無線通信の通信速度が、その無線通信の通信状態により変化し、前記通信状態情報は、前記通信速度を示す情報である、こととしてもよい。

無線区間の通信速度が適応的に変化する場合、各無線区間において送受信されるデータの量は通信速度に応じた量となる。上記移動局装置によれば、通信状態情報は通信速度を示す情報であるとしているので、無線区間の通信速度に応じてＲＦ部とモデム部との接続を切り替えることができる。その結果、モデム部の余剰処理能力を有効活用することができ、モデム部にかかるコストを低減することができる。

本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は、本実施の形態にかかる無線ＬＡＮシステム１のシステム構成を示す図である。同図に示すように、無線ＬＡＮシステム１は、移動局装置１０と、複数の基地局装置２０と、通信装置３０と、を含んで構成される。

移動局装置１０、基地局装置２０、通信装置３０は、いずれもＣＰＵ及びメモリを備えるコンピュータである。ＣＰＵは、メモリに記憶されるプログラムを実行するための処理ユニットであり、各装置の各部を制御する処理を行うとともに、後述する各機能を実現する。メモリは本実施の形態を実施するためのプログラムやデータを記憶している。また、ＣＰＵのワークメモリとしても動作する。

移動局装置１０と通信装置３０の間では、複数のチャネルを利用する通信が行われる。各チャネルは、それぞれ同一又は異なる基地局装置２０によって中継される。ここでは、図１に示すように、ＣＨ１乃至ＣＨ４の４つのチャネルが利用される。

移動局装置１０は、通信を開始するとき、まず１つのチャネル（ここではＣＨ１とする。）を通信装置３０との間で確立する。具体的には、移動局装置１０は、まず複数の基地局装置２０の中からタイムスロットなどの無線リソースに所定量の空きがある複数の基地局装置２０を選択し、さらに該基地局装置２０の中で当該移動局装置１０との間での無線通信状態が最もよいものを選択する。そして、選択した基地局装置２０に対して通信開始要求を送信する。基地局装置２０は、こうして送信された通信開始要求を受信すると、移動局装置１０との間で無線チャネルを確立するとともに、通信装置３０との間でもチャネルを確立する。こうして、ＣＨ１の伝送路が確立すると、移動局装置１０と通信装置３０との通信が開始される。

その後、通信データの量が多い場合には、チャネル（ここではＣＨ２とする。）が増設される。具体的には、移動局装置１０は上記同様の処理により再度基地局装置２０を選択し、該選択した基地局装置２０に対して通信開始要求を送信する。基地局装置２０は、こうして送信された通信開始要求を受信すると、移動局装置１０との間で無線チャネルを確立するとともに、通信装置３０との間でもチャネルを確立する。こうして、ＣＨ２の伝送路が確立すると、移動局装置１０と通信装置３０は、送信する通信データをＣＨ１とＣＨ２に振り分けつつ、通信を行うようになる。

なお、移動局装置１０と各基地局装置２０との間で確立される各無線チャネルにおいて行われる無線通信の通信速度は、該無線通信の通信状態により変化する。例えばIEEE 802.11aやIEEE 802.11gでは、最大５４Ｍｂｐｓの範囲内で、無線通信の通信状態により適応的に変化する。

ところで、移動局装置１０には、各チャネルにおいて送受信される信号の変復調を行うために、各チャネルに対応するモデム部が必要である。本実施の形態では、このモデム部にかかるコストの低減を実現する。

以下、再度図１を参照しながら、このコスト低減を実現するための移動局装置１０の構成の詳細について説明する。

図１には、移動局装置１０のハードウェア構成及び機能ブロックも示している。同図に示すように、移動局装置１０はＲＦ部１１−ｉ（ｉ＝１乃至４）、切替部１２、モデム部１３−ｊ（ｊ＝１乃至６）、ＣＰＵ１４を含んで構成され、ＣＰＵ１４は機能的に通信状態取得部１５を含んで構成される。

切替部１２は、各ＲＦ部１１−ｉと各モデム部１３−ｊを互いに接続する。具体的には、各ＲＦ部１１−ｉから入力される通信データを、該各ＲＦ部１１−ｉとそれぞれ接続される各モデム部１３−ｊに出力するとともに、各モデム部１３−ｊから入力される通信データを、該各モデム部１３−ｊとそれぞれ接続される各ＲＦ部１１−ｉに出力する。また、切替部１２は、後述するＣＰＵ１４の制御に応じて上記接続を切り替える。

各ＲＦ部１１−ｉはそれぞれアンテナ（不図示）を備えており、基地局装置２０との間で、それぞれ１つのチャネルにかかる通信データの送受信を行う。具体的には、各ＲＦ部１１−ｉは、基地局装置２０から受信した通信データの周波数をベースバンド周波数に変換し、切替部１２に入力する。また、各ＲＦ部１１−ｉは、切替部１２から入力された通信データの周波数を各チャネルの無線周波数に変換し、アンテナから無線区間に送出する。

モデム部１３−ｊは、通信データの変復調を行う。具体的には、切替部１２から入力された通信データを所定の変調方式で復調してデジタルデータとし、ＣＰＵ１４に出力する。一方、ＣＰＵ１４から入力されたデジタルデータを所定の変調方式で変調して切替部１２に出力する。

ＣＰＵ１４は、モデム部１３−ｊとチャネルとの対応関係を決定する。すなわち、各ＲＦ部１１−ｉにおいて送受信される通信データの処理を行うモデム部１３−ｊを決定する。以下、具体的に説明する。

まず、通信状態取得部１５は、各ＲＦ部１１−ｉとチャネルとの対応関係を取得する。図１の例では、ＲＦ部１１−１とＣＨ１とが、ＲＦ部１１−２とＣＨ２とが、ＲＦ部１１−３とＣＨ３とが、ＲＦ部１１−４とＣＨ４とが、それぞれ対応している。

次に通信状態取得部１５は、各ＲＦ部１１−ｉの行う無線通信の通信状態を示す通信状態情報を取得する。具体的には、該無線通信の通信速度を示す情報であることが好適であるが、他にも基地局装置２０が所定送信電力でパイロット信号を送信している場合には、各ＲＦ部１１−ｉにおけるそのパイロット信号の受信電力であってもよいし、各チャネルにおいて送受信される通信データ量であってもよい。

通信状態取得部１５は、こうして取得した通信状態情報に応じてモデム部１３−ｊとチャネルとの対応関係を決定する。例えば、ＣＨ１の通信状態が他のチャネルに比べて良好である場合には、相対的にＣＨ１の通信データ量が多くなるので、ＣＨ１に他のチャネルより多くのモデム部１３−ｊを割り当てる。

通信状態取得部１５は、各ＲＦ部１１−ｉとチャネルとの対応関係及び決定した各モデム部１３−ｊとチャネルとの対応関係に基づき、各ＲＦ部１１−ｉと各モデム部１３−ｊの接続を切り替えるよう、切替部１２を制御する。すなわち、同じチャネルと対応するＲＦ部１１−ｉと、モデム部１３−ｊとを接続するよう、切替部１２を制御する。切替部１２は、この制御に応じて、各ＲＦ部１１−ｉと各モデム部１３−ｊの接続を切り替える。

この場合において、切替部１２は、１つのＲＦ部１１−ｉに対し２つ以上のモデム部１３−ｊを接続することになる場合がある。この場合、切替部１２及びＣＰＵ１４は、モデム部１３−ｊの処理遅延状況を確認し、処理遅延量に応じて通信データの出力先を決定する。例えば、モデム部１３−１及びモデム部１３−２の両方のＣＨ１が割り当てられ、ともにＲＦ部１１−１に接続された場合、切替部１２は、モデム部１３−１及びモデム部１３−２双方の処理遅延量に応じて、ＲＦ部１１−１から入力された通信データを出力するモデム部１３−ｊを決定するようにする。ＣＰＵ１４も、同様に、モデム部１３−１及びモデム部１３−２双方の処理遅延量に応じて、通信装置３０に対して送信すべき通信データを出力するモデム部１３−ｊを決定するようにする。

以上説明したように、移動局装置１０では、通信速度などの通信状態に応じて通信データの処理を行うモデム部１３−ｊを決定しているので、モデム部１３−ｊの余剰処理能力を有効活用することができる。これにより、モデム部１３−ｊの個々の処理能力を平準化することとなり、１つ１つのモデム部１３−ｊに要求される処理能力を低くすることができ、モデム部１３−ｊにかかるコストを低減することができる。

本発明の実施の形態にかかる無線ＬＡＮシステムのシステム構成、及び移動局装置のハードウェア構成乃至機能ブロックを示す図である。

符号の説明

１無線ＬＡＮシステム、１０移動局装置、１１ＲＦ部、１２切替部、１３モデム部、１４ＣＰＵ、１５通信状態取得部、２０基地局装置、３０通信装置。

Claims

それぞれアンテナを含む複数のＲＦ部と、ＲＦ部の数と同数若しくはそれ以上の数のモデム部と、前記モデム部のそれぞれを、前記複数のＲＦ部のいずれかと接続する接続手段と、を含み、前記複数のＲＦ部はそれぞれ同一又は異なる基地局装置を介して他の通信装置との通信を行う移動局装置であって、
前記複数のＲＦ部の行う無線通信のそれぞれの通信状態を示す通信状態情報を取得する通信状態情報取得手段をさらに含み、
前記モデム部は、それぞれ、当該移動局装置から送信されるデータの一部を変調して、前記接続手段により該モデム部と接続されるＲＦ部に出力する変調処理、および該ＲＦ部から入力されるデータを復調する復調処理を行い、
前記複数のＲＦ部は、それぞれ、前記接続手段により該ＲＦ部と接続されるモデム部から入力されるデータをアンテナを介して送信する送信処理、およびアンテナを介して受信されるデータを該モデム部に出力する受信処理を行い、
前記接続手段は、前記通信状態情報取得手段により取得される各通信状態情報に応じて、前記モデム部のそれぞれと前記複数のＲＦ部との接続を切り替える、
ことを特徴とする移動局装置。
請求項１に記載の移動局装置において、
前記各ＲＦ部と、該各ＲＦ部がそれぞれ無線通信を行う前記基地局装置と、の間で行われる無線通信の通信速度が、その無線通信の通信状態により変化し、
前記通信状態情報は、前記通信速度を示す情報である、
ことを特徴とする移動局装置。