JP4716882B2 - Ieee802.16における中継局を介したレンジング方法、プログラム及びシステム - Google Patents

Ieee802.16における中継局を介したレンジング方法、プログラム及びシステム Download PDF

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Description

本発明は、IEEE802.16における中継局を介したレンジング方法、プログラム及びシステムに関する。
IEEE802.16は、BWA(Broadband Wireless Access)サービスを提供可能な高速無線アクセスシステムの標準規格である。現在、IEEE802.16標準化会合では、データを中継することによってカバレッジエリアを拡大するMMR(Mobile Multihop Relay)技術に関し、メディアアクセス制御(Medium Access Control)及び物理層の規定を行うための検討が開始されている。このMMR技術によれば、基地局BS(Base Station)は、その基地局BS圏内の固定局SS(Subscriber Station)又は移動局MS(Mobile Subscriber Station)と通信をすると共に、基地局圏BS圏内の中継局RS(Relay Station)を介して、基地局BS圏外の固定局SS又は移動局MSとも通信をすることができる。
IEEE802.16の高速無線アクセスシステムは、基本的に、固定局SS向けBWAサービスの提供を目的とした標準規格である(例えば非特許文献1参照、IEEE802.16−2004)。ここでは、PMP(Point-to-Multipoint)及びMeshの2つのネットワークトポロジが規定されている。PMPは、一般的なセルラシステムと同様、基本的に「BS:SS=1:多」でネットワークを構成する。一方、Meshは、移動局MS同士をマルチホップでネットワークを構成する。変調方式としては、シングルキャリア方式、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiple)方式、OFDMA(OFDM Access)方式が採用されている。
非特許文献1を修正した技術であって、OFDMA方式のイニシャルレンジングシーケンスを規定した標準規格もある(例えば非特許文献2参照)。最初に、移動局MSが、ランダムなイニシャルレンジングコードを生成し、CDMA(Code Division Multiple Access)によって基地局BSへ送信する。これに対し、基地局BSは、レンジング応答RNG−RSP(Ranging Response)を移動局MSへ返信する。このメッセージ交換は、基地局BS−移動局MS間で送信電力及びタイミングを調整するために、複数回繰り返される。これら調整が完了すると、基地局BSは、成功を示すRNG−RSPを移動局MSへ送信する。これに対し、移動局MSは、レンジング要求RNG−REQ(Ranging Request)を基地局BSへ送信する。基地局BSは、移動局MSに接続識別子CID(Connection IDentifier)を割り当て、そのCIDを含むRNG−RSPを移動局MSへ送信する。
非特許文献1及び2によれば、カバレッジエリアの拡大を目的とする中継機能については全く考慮されていない。電力増幅の中継を行う場合、中継局RSは、中継局RS−固定局SS間の通信状況によって決定された、所望Burst Profileを単に増幅して転送する。従って、基地局BS−中継局RS間の通信状況が考慮されず、結果的に基地局BS−中継局RS−固定局SS間の整合が取れない。
また、IEEE802.16−2004標準規格のMeshトポロジを用いてカバレッジエリア拡大を図ることはできる。しかし、Meshはオプション扱いであって、フレーム構成についてPMPと互換性が無い。また、PMPと比較して、フレームのオーバヘッドが多く、スループットに影響する。複信方式は、TDD(Time Division Duplex)しかサポートしていない。
更に、使用周波数帯として2GHz以上が想定されている。その周波数特性上、固定局SSは、地形や周辺建造物などの影響により受信状況が不安定となり、屋内や地下では圏外による利用不可となる可能性が高い。このような状況の場合、同規格のPMPでは、新たに基地局BSを設置するしかない。
更に、IEEE802.16−2004を、移動局MS向けBWAサービス提供を目的として修正した高速無線アクセスシステムの標準規格もある(例えば非特許文献3参照、IEEE802.16e)。ここでは、ネットワークトポロジとして、PMPのみが規定されている。
図1は、OFDMA方式のレンジングコードを生成する擬似乱数ビット列PRBS(Pseudo Random Binary Sequence)生成器の構成図である。
PRBSシード(PRBS seed)15ビットの内、下位7ビット(s0〜s6)をUL_PermBase(UpLink Permutation Base)に割当てて、レンジングコードを生成する。
UL_PermBase:整数0〜69(70通り)
レンジングコード長:144ビット
利用可能なコード数:256通り
基地局BSは、複数コードのサブグループS(0〜255)を用い、以下に示す各コードは、S〜((S+O+N+M+L) mod 256)の範囲内に存在する。
・Nコード(イニシャルレンジング)
144×(S mod 256) times〜144×((S+N) mod 256)−1 times
・Mコード(Periodic ranging)
144×((N+S) mod 256) times〜144×((N+M+S) mod 256)−1 times
・Lコード(帯域幅要求)
144×((N+M+S) mod 256) times〜144×((N+M+L+S) mod 256)−1 times
・Oコード(ハンドオーバレンジング)
144×((N+M+L+S) mod 256) times〜144×((N+M+L+O+S) mod 256)−1 times
OFDMA方式によれば、PermBaseはサブキャリア割り当てに対応するので、PermBase毎に周波数帯域が異なる。従って、異なるPermBaseを用いることにより、互いの干渉が抑制されることとなる。
IEEE Std 802.16-2004、IEEE Standard for Local andmetropolitan area networks, Part 16、「Air Interface for Fixed Broadband WirelessAccess Systems」 IEEE P802.16-2004/Cor1/D5、Draft IEEE Standard forLocal and metropolitan area networks, Corrigendum to IEEE Standard for Localand Metropolitan Area Networks - Part 16、「Air Interface for Fixed BroadbandWireless Access Systems」 IEEE P802.16e/D12、Draft IEEE Standard for Localand metropolitan area networks, Part 16、「Air Interface for Fixed and MobileBroadband Wireless Access Systems, Amendment for Physical and Medium AccessControl Layers for Combined Fixed and Mobile Operation in Licensed Bands」
IEEE802.16における基地局BSは、中継局RSを介して移動局MSと通信する場合、基地局BSと通信する移動局MSの数は膨大な数となる。このとき、基地局BSは、移動局MSが経由する中継局RSを特定するために、別途、標準規格以外のシーケンスを必要とする。しかしながら、ネットワークトポロジの特定のためのシーケンスは、ネットワーク全体の負荷となる。
従って、本発明は、IEEE802.16を適用した高速無線アクセスシステムについて、中継局RSが介在したネットワークトポロジを簡易に特定することによりネットワークリソースの効率化を図ることができる、中継局を介したレンジング方法、プログラム及びシステムを提供することを目的とする。
本発明によれば、IEEE802.16のOFDMA方式における中継局を介したレンジング方法であって、
イニシャルレンジング、Periodic ranging、Bandwidth request、Handover rangingの各コードを生成するためのシード情報が、基地局圏内に存在する移動局に割り当てられる基本ドメインと、基地局圏内に存在する中継局及び該中継局圏内に存在する移動局に割り当てられる中継ドメインとに予め区分されており、
シード情報は、疑似乱数ビット列生成器に入力される一部のビット情報であるUL_PermBaseであることを特徴とする。
本発明のレンジング方法における他の実施形態によれば、中継ドメインは、第1の中継局に割り当てられたシード情報毎に、第1の中継局圏内に存在する移動局及び第2の中継局に割り当てられるドメインが予め区分されていることも好ましい。
本発明のレンジング方法における他の実施形態によれば、
基地局が、プリアンブルを中継局へ送信する第1のステップと、
中継局が、割り当てた中継局用シード情報により生成したプリアンブルを移動局へ送信する第2のステップと、
移動局が、中継ドメインの中から当該移動局に割り当てるシード情報を決定し、該シード情報を用いてイニシャルレンジングコードを生成し、該イニシャルレンジングコードを中継局へ返信する第3のステップと、
中継局が、移動局から受信したイニシャルレンジングコードを基地局へ転送する第4のステップと、
基地局が、イニシャルレンジングコードに基づいて、移動局は中継局を介して通信していることを認識する第5のステップと、
を有することも好ましい。
本発明によれば、IEEE802.16のOFDMA方式における通信装置に搭載されたコンピュータによって、レンジング処理を実行させるプログラムであって、
イニシャルレンジング、Periodic ranging、Bandwidth request、Handover rangingの各コードを生成するためのシード情報が、基地局圏内に存在する移動局に割り当てられる基本ドメインと、基地局圏内に存在する中継局及び該中継局圏内に存在する移動局に割り当てられる中継ドメインとに予め区分されており、
シード情報は、疑似乱数ビット列生成器に入力される一部のビット情報であるUL_PermBaseであるようにコンピュータを実行させることを特徴とする。
本発明によれば、IEEE802.16のOFDMA方式における中継局であって、
イニシャルレンジング、Periodic ranging、Bandwidth request、Handover rangingの各コードを生成するためのシード情報が、基地局圏内に存在する移動局に割り当てられる基本ドメインと、基地局圏内に存在する中継局及び該中継局圏内に存在する移動局に割り当てられる中継ドメインとに予め区分されおり、
シード情報は、疑似乱数ビット列生成器に入力される一部のビット情報であるUL_PermBaseであり、
中継ドメインは、第1の中継局に割り当てられたシード情報毎に、第1の中継局圏内に存在する移動局及び第2の中継局に割り当てられるドメインが予め区分されており、
中継ドメインの中から中継局用シード情報を決定するシード情報決定手段と、
中継局用シード情報により生成したプリアンブルを移動局へ送信するプリアンブル送信手段と、
移動局から受信したイニシャルレンジングコードを、基地局へ転送するレンジングコード送信手段と
を有することを特徴とする。
本発明によれば、IEEE802.16のOFDMA方式における基地局であって、
イニシャルレンジング、Periodic ranging、Bandwidth request、Handover rangingの各コードを生成するためのシード情報が、基地局圏内に存在する移動局に割り当てられる基本ドメインと、基地局圏内に存在する中継局及び該中継局圏内に存在する移動局に割り当てられる中継ドメインとに予め区分されており、
シード情報は、疑似乱数ビット列生成器に入力される一部のビット情報であるUL_PermBaseであり、
中継ドメインは、第1の中継局に割り当てられたシード情報毎に、第1の中継局圏内に存在する移動局及び第2の中継局に割り当てられるドメインが予め区分されており、
受信したイニシャルレンジングコードのシード情報が、基本ドメインか又は中継ドメインかを判定するレンジングコード判定手段と、
シード情報が中継ドメインである場合、移動局が経由する中継局を特定し、中継経路を判定する中継経路判定手段と、
中継経路を経路テーブルに保持する経路テーブル保持手段と、
経路テーブルに応じて送受信タイミングをスケジューリングするマップスケジューリング手段と
を有することを特徴とする。
本発明によればIEEE802.16のOFDMA方式における移動局であって、
イニシャルレンジング、Periodic ranging、Bandwidth request、Handover rangingの各コードを生成するためのシード情報が、基地局圏内に存在する移動局に割り当てられる基本ドメインと、基地局圏内に存在する中継局及び該中継局圏内に存在する移動局に割り当てられる中継ドメインとに予め区分されており、
シード情報は、疑似乱数ビット列生成器に入力される一部のビット情報であるUL_PermBaseであり、
中継ドメインは、第1の中継局に割り当てられたシード情報毎に、第1の中継局圏内に存在する移動局及び第2の中継局に割り当てられるドメインが予め区分されており、
受信したプリアンブルを生成したシード情報が、基本ドメインか又は中継ドメインかを判定するプリアンブル判定手段と、
シード情報が中継ドメインである場合、受信したプリアンブルを生成したシード情報に基づくドメインの中から移動局用シード情報を決定するシード情報決定手段と、
シード情報を用いて、イニシャルレンジング、Periodic ranging、Bandwidth request、Handover rangingの各コードを生成するレンジングコード生成手段と、
イニシャルレンジングコードを用いて、レンジング処理をするレンジング処理手段と
を有することを特徴とする。
本発明のレンジング方法等によれば、IEEE802.16高速無線アクセスシステムについて、中継局RSが介在したネットワークトポロジを簡易に特定することができる。
本発明によれば、OFDMA方式のレンジング処理で用いられるレンジングコードを中継局向けに拡張する。このようなレンジングコードの割り当ては、中継局を含むネットワークトポロジを関連付けることができる。基地局は、移動局が経由している中継局を特定し、ネットワーク全体の経路を把握し、その経路情報に基づいた帯域割当をすることができる。
以下では、図面を用いて、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
PRBS生成器で割当可能なUL_PermBaseは、7ビット(128通り)であるのに対し、従来の標準規格によって規定されたUL_PermBaseは、0〜69(70通り)である。このUL_PermBase=0〜69は、基地局BS圏内に存在する移動局MSに割り当てる基本ドメインとする。これに対し、本発明は、従来の標準規格によって規定されていないUL_PermBaseの70〜128(58通り)を、ネットワークトポロジに応じて割り当てる。このUL_PermBaseの70〜128は、中継局RSと、その中継局RSを介して基地局BSと通信する移動局MSとに割り当てる中継ドメインとする。
表1は、本発明におけるUL_PermBaseの割り当てを表す。
Figure 0004716882
表1によれば、基地局BS圏内に存在する移動局MSは、UL_PermBase=0〜69のいずれかの整数を用いる。基地局BS圏内に存在する中継局RShop1は、UL_PermBase=70、80、・・・のいずれかの整数を用いる。UL_PermBase=70の中継局RShop1圏内に存在する移動局MSは、UL_PermBase=71〜74のいずれかの整数を用いる。UL_PermBase=70の中継局RShop1圏内に存在する中継局RShop2は、UL_PermBase=75を用いる。UL_PermBase=75の中継局RShop2圏内に存在する移動局MSは、UL_PermBase=76〜79のいずれかの整数を用いる。このように、本発明は、イニシャルレンジング、Periodic ranging、Bandwidth request、Handover rangingの各コードを生成するためのUL_PermBaseが、基地局BS圏内に存在する移動局MSに割り当てられる基本ドメインと、基地局BS圏内に存在する中継局RS及びその中継局RS圏内に存在する移動局MSに割り当てられる中継ドメインとに予め区分されている。割り当てられたUL_PermBaseは、ネットワークトポロジを表すこととなる。
図2は、本発明におけるネットワークシステム構成図である。
図2によれば、IEEE802.16高速無線アクセスシステムのPMPについて、中継局RSが存在するネットワークトポロジが表されている。基地局BS圏内には、移動局MS1及びMS2と、中継局RS1及びRS2とが存在する。中継局RS1圏内には、移動局MS3及びMS4と、中継局RS11とが存在する。また、中継局RS11圏内には、移動局MS7及びMS8が存在する。移動局MS7及びMS8は、中継局RS11及び中継局RS1を介して、基地局BSと通信する。一方、中継局RS2圏内には、移動局MS5及びMS6が存在する。
次に、中継局RS及び移動局MSが割り当てるUL_PermBaseについて説明する。
基地局BS圏内の移動局MS1及びMS2は、従来技術に従って、UL_PermBase=0〜69のいずれかの整数を選択して、PRBSシードの一部とする。
基地局BS圏内の中継局RS1及びRS2は、UL_PermBase=70〜127(58通り)のうち、中継局用に規定した整数を選択する。図2によれば、中継局RS1はUL_PermBase=70を割り当て、中継局RS2はUL_PermBase=80を割り当てる。ここで、中継局RSは、割り当てた基地局BSに対するUL_PermBaseを、移動局MSに対するDL_PermBase(Downlink Permutation Base)と共用する。従って、中継局RSは、その中継局RS圏内に送信するプリアンブルのPermutationに、そのDL_PermBaseを用いる。これにより、プリアンブルを受信した移動局MS又は中継局RSは、中継局が介在していることを認識することができる。
中継局RS1は、その圏内の移動局MS3及びMS4に対し、DL_PermBase=70により生成したプリアンブルを送信する。このプリアンブルを受信した移動局MS3及びMS4と中継局RS11は、自身が中継局RS1の圏内に存在していることを認識する。そして、移動局MS3及びMS4は、UL_PermBase=71〜74のいずれかの整数を選択し、その整数をPRBSシードの一部とする。図2によれば、移動局MS3はUL_PermBase=71を、移動局MS4はUL_PermBase=72をそれぞれ選択している。
中継局RS2は、その圏内の移動局MS5及びMS6に対し、DL_PermBase=80により生成したプリアンブルを送信する。このプリアンブルを受信した移動局MS5及びMS6は、自身が中継局RS2の圏内に存在していることを認識する。そして、移動局MS5及びMS6は、UL_PermBase=81〜84のいずれかの整数を選択し、その整数をPRBSシードの一部とする。図2によれば、移動局MS5はUL_PermBase=81を、移動局MS6はUL_PermBase=82をそれぞれ選択している。
中継局RS(基地局BSからみて1ホップ目の上位中継局RS)の圏内に存在する中継局RS(基地局BSからみて2ホップ目)には、上位中継局RSに割り当てられたUL_PermBaseのドメインの内、予め固有のUL_PermBaseを割り当てる。図2及び表1によれば、中継局RS11にはUL_PermBase=75が割り当てられている。
中継局RS11は、その圏内の移動局MS7及びMS8に対し、DL_PermBase=75により生成したプリアンブルを送信する。このプリアンブルを受信した移動局MS7及びMS8は、自身が中継局RS11の圏内に存在していることを認識する。そして、移動局MS7及びMS8は、UL_PermBase=76〜79のいずれかの整数を選択し、その整数をPRBSシードの一部とする。図2によれば、移動局MS7はUL_PermBase=76を、移動局MS8はUL_PermBase=77をそれぞれ選択している。
図3は、本発明について基地局BSとその圏外に存在する移動局MSとの間の中継局RSを介したレンジングシーケンスである。
(S301)基地局BSは、予め割り当てられたDL_PermBase(0〜31のいずれか、例えば1)により生成したプリアンブルを、その圏内の中継局RS(及び移動局MS)へ送信する。
(S302)中継局RSは、そのDL_PermBase(1)が基本ドメイン(0〜31)であることを確認し、中継ドメイン(70〜127)の中から中継局用シード情報(例えば70)を割り当てる。中継局RSは、中継局用シード情報(70)と等価なDL_PermBase for RS(70)により生成したプリアンブルを、その圏内の移動局MSへ送信する。
(S303)また、基地局BSは、中継局RSへUL−MAPを送信する。
(S304)中継局RSは、そのUL−MAPを移動局MSへ転送する。
(S305)移動局MSは、受信したプリアンブルを生成したDL_PermBase for RS(70)に基づくドメイン(71〜74)のいずれかの整数(例えば71)を選択し、その整数をPRBSシードの一部とする。移動局MSは、そのPRBSシードを用いて、PRBS生成器の出力によりイニシャルレンジングコードを決定する。そのイニシャルレンジングコードは、中継局RSへ送信される。
(S306)中継局RSは、受信したイニシャルレンジングコードを基地局BSへ転送する。イニシャルレンジングコードを受信した基地局BSは、以下のことを認識する。
・UL_PermBaseが0〜69以外の整数であるために、基地局BS圏内の移動局MSからの要求ではないことを認識する。
・UL_PermBaseは予め中継ドメインに区分されている(中継局70:ドメイン71〜74)ので、その移動局MSが存在する中継局RSを特定する。
(S307)基地局BSは、その中継局RS圏内の移動局MSに対してRNG−RSPを送信するための帯域を確保する。
(S308)中継局RSは、基地局BSから割り当てられた帯域を用いて、RNG−RSPを移動局MSへ送信する。
(S309)レンジング処理が成功するまで、S301〜S308のシーケンスを繰り返す。
(S310)レンジング処理が成功したとする。
(S311)基地局BSは、再度、基本ドメイン(0〜31)のDL_PermBase(例えば1)により生成したプリアンブルを、中継局RSへ送信する。
(S312)中継局RSは、中継局用シード情報(70)と等価なDL_PermBase for RS(70)により生成したプリアンブルを、その圏内の移動局MSへ送信する。
(S313)また、基地局BSは、中継局RSへUL−MAPを送信する。
(S314)UL−MAPを受信した中継局RSは、そのUL−MAPを移動局MSへ転送する。
(S315)移動局MSは、中継局RS−移動局MS間で所望するバーストプロファイル(変調方式や誤り訂正FEC(Forward Error Correction)等の情報)を付加したRNG−REQを、中継局RSへ送信する。
(S316)中継局RSは、受信したRNG−REQを基地局BSへ転送する。
(S317)基地局BSは、RNG−RSPを中継局RSへ返信する。
(S318)中継局RSは、RNG−RSPを移動局MSへ転送する。
図4は、本発明について基地局BSとその圏内に存在する移動局MSとの間の中継局RSを介したレンジングシーケンスである。
(S401)基地局BSは、予め割り当てられたDL_PermBase(0〜31のいずれか、例えば1)により生成したプリアンブルを、その圏内の移動局MS(及び中継局RS)へ送信する。
(S402)また、基地局BSは、移動局MSへUL−MAPを送信する。
(S403)移動局MSは、基本ドメイン(0〜69)のいずれかの整数(例えば1)をUL_PermBaseに割り当て、その整数をPRBSシードの一部とする。移動局MSは、そのPRBSシードを用いて、PRBS生成器の出力によりイニシャルレンジングコードを決定する。そのイニシャルレンジングコードは、基地局BSへ送信される。
(S404)基地局BSは、RNG−RSPを移動局MSへ返信する。
(S405)移動局MSは、近隣に存在する中継局RSを探索するために、予め決められた特定のUL_PermBase(例えば127)を用いた、コモンコードをブロードキャストする。このコモンコードは、中継局RSだけでなく、基地局BSにも受信される。
(S406)コモンコードを受信した中継局RSは、予め割り当てられたDL_PermBase for RS(70〜126のいずれか、例えば70)により生成したプリアンブルを、一定期間、ブロードキャストする。
(S407)プリアンブルを受信した移動局MSは、DL_PermBase for RS(70)に基づくドメイン(71〜74)のいずれかの整数(例えば71)をUL_PermBaseに割り当て、その整数をPRBSシードの一部とする。移動局MSは、そのPRBSシードを用いて、PRBS生成器の出力によりイニシャルレンジングコードを決定する。そのイニシャルレンジングコードは、中継局RSだけでなく、基地局BSへも送信される。
(S408)イニシャルレンジングコードを受信した基地局BSは、以下のことを認識する。
・UL_PermBaseが0〜69以外の整数であるために、基地局BS圏内の移動局MSからの要求ではないことを認識する。
・UL_PermBaseは予めドメインに区分されているので、その移動局MSが存在する中継局RSを特定する。
そして、基地局BSは、その中継局RS配下の移動局MSに対してRNG−RSPを送信するための帯域を確保する。中継局RSは、基地局BSから割り当てられた帯域を用いて、RNG−RSPを移動局MSへ送信する。
(S409)基地局BSは、予め割り当てられたDL_PermBase(0〜31のいずれか、例えば1)により生成したプリアンブルを、その圏内の移動局MSへ送信する。
(S410)中継局RSも、予め割り当てられたDL_PermBase(70〜126のいずれか、例えば70)により生成したプリアンブルを、その圏内の移動局MSへ送信する。
(S411)また、基地局BSは、移動局MSへUL−MAPを送信する。
(S412)移動局MSは、基地局BS及び中継局RSからの受信状況に基づいて、所望する接続先(基地局BS又は中継局RS)を決定する。そして、所望する接続先のイニシャルレンジングコードをブロードキャストする。このイニシャルレンジングコードは、基地局BS及び中継局RSの両方によって受信されるので、両局が、いずれの局が選択されたかを認識できる。
(S413)中継局RSが選択された場合、基地局BSは、その中継局RS圏内の移動局MSに対してRNG−RSPを送信するための帯域を確保する。中継局RSは、基地局BSから割り当てられた帯域を用いて、RNG−RSPを移動局MSへ送信する。
(S414)基地局BSは、UL−MAPを移動局MSへ送信する。
(S415)移動局MSは、RNG−REQを基地局BSへ送信する。
(S416)基地局BSは、RNG−RSPを移動局MSへ返信する。
図5は、本発明における中継局の機能構成図である。
図5によれば、中継局1は、無線通信インタフェース部101と、UL−MAP転送部102と、レンジング処理部103と、プリアンブル判定部111と、シード情報決定部112と、レンジングコード送信部113と、プリアンブル送信部121と、レンジングコード判定部122とを有する。これら機能部は、中継局1に搭載されたコンピュータを実行させるプログラムによっても実現できる。
プリアンブル判定部111は、基地局BS(又は中継局RS)からプリアンブルを受信し、そのプリアンブルを生成したDL_PermBaseが、基本ドメイン(0〜31)であるか又は中継ドメイン(70、80、…)であるかを判定する。プリアンブル判定部111は、その判定結果をシード情報決定部112へ通知する。
シード情報決定部112は、DL_PermBaseが基本ドメイン(0〜31)である場合には、中継ドメイン(70〜127)から中継局として割り当て可能なシード情報(例えば70)を決定する。一方、DL_PermBaseが中継ドメイン(70、80、…)である場合には、その中継局用シード情報(70)に基づいて割り当て可能なシード情報(例えば75)を決定する。決定されたシード情報は、プリアンブル送信部121へ通知される。
プリアンブル送信部121は、中継局用シード情報により生成したプリアンブルを送信する。例えば、DL_PermBase=70又は75により生成したプリアンブルを送信する。
レンジングコード判定部122は、移動局MSから受信したイニシャルレンジングコードがコモンコード(例えば127)か又はそれ以外かを判定する。コモンコードであれば、プリアンブル送信部121へその旨を通知する。プリアンブル送信部121は、中継局用シード情報(例えば70)により生成したプリアンブルを同報送信する。イニシャルレンジングコードが、コモンコード以外であれば、レンジングコード送信部113へ、レンジングコードを通知する。レンジングコード送信部113は、基地局BSへレンジングコードを転送する。
UL−MAP転送部102は、基地局BSからUL−MAPを受信し、そのUL−MAPを移動局MSへ転送する。
レンジング処理部103は、レンジング処理をするものであり、基地局BSと移動局MSとの間でRNG−REQ/RNG−RSPを転送する。
図6は、本発明における基地局の機能構成図である。
図6によれば、基地局2は、無線通信インタフェース部201と、レンジングコード判定部202と、レンジング処理部203と、中継経路判定部204と、経路テーブル保持部205と、帯域幅算出部206と、MAPスケジューリング部207と、プリアンブル送信部208とを有する。これら機能部は、基地局2に搭載されたコンピュータを実行させるプログラムによっても実現できる。
レンジングコード判定部202は、受信したイニシャルレンジングコードを生成したシード情報が、基本ドメイン(0〜69)か又は中継ドメイン(70〜127)かを判定する。基本ドメインであれば、その旨がレンジング処理部203へ通知される。中継ドメインであれば、その旨が中継経路判定部204へ通知される。
中継経路判定部204は、移動局MSが経由する中継局RSを特定し、中継経路を判定する。中継経路の判定には、経路テーブル保持部205を参照する。経路テーブル保持部205は、ネットワーク全体のトポロジを管理する。帯域幅算出部206は、中継経路情報に基づいて帯域幅を割り当てる。MAPスケジューリング部207は、その帯域幅に基づいてUL−MAPを更新し、そのUL−MAPを送信する。
プリアンブル送信部208は、DL_PermBase=0〜31により生成したプリアンブルを送信する。
図7は、本発明における移動局の機能構成図である。
図7によれば、移動局3は、無線通信インタフェース部301と、プリアンブル判定部302と、レンジング処理部303と、シード情報決定部304と、レンジングコード生成部305と、経路テーブル保持部306とを有する。これら機能部は、移動局3に搭載されたコンピュータを実行させるプログラムによっても実現できる。
プリアンブル判定部302は、受信したプリアンブルを生成したシード情報が、基本ドメイン(0〜31)であるか又は中継ドメイン(70〜127)であるかを判定する。基本ドメインであれば、レンジング処理部303は、通常の基地局BSに対するレンジング処理をする。
シード情報決定部304は、受信したプリアンブルを生成したシード情報が、中継ドメインである場合、その中継ドメインの中から移動局用シード情報を決定する。
レンジングコード生成部305は、決定された移動局用シード情報を用いて、PRBS生成器の出力によりイニシャルレンジングコードを生成する。レンジング処理部303は、このイニシャルレンジングコードを用いて、レンジング処理をする。また、生成されたレンジングコードは、経路情報を表すために、経路テーブル保持部306に蓄積される。これにより、基地局BSまでのネットワークトポロジが認識される。
本発明によれば、OFDMA方式のレンジング処理で用いられるレンジングコードを中継局向けに拡張する。このようなレンジングコードの割り当ては、中継局を含むネットワークトポロジを関連付けることができる。基地局は、移動局が経由している中継局を特定し、ネットワーク全体の経路を把握し、その経路情報に基づいた帯域割当をすることができる。
前述した本発明における種々の実施形態によれば、当業者は、本発明の技術思想及び見地の範囲における種々の変更、修正及び省略を容易に行うことができる。前述の説明はあくまで例であって、何ら制約しようとするものではない。本発明は、特許請求の範囲及びその均等物として限定するものにのみ制約される。
OFDMA方式のレンジングコードを生成するPRBS生成器の構成図である。 本発明におけるネットワークシステム構成図である。 本発明について基地局BSとその圏外に存在する移動局MSとの間の中継局RSを介したレンジングシーケンスである。 本発明について基地局BSとその圏内に存在する移動局MSとの間の中継局RSを介したレンジングシーケンスである。 本発明における中継局の機能構成図である。 本発明における基地局の機能構成図である。 本発明における移動局の機能構成図である。
符号の説明
1 中継局
101 無線通信インタフェース部
102 UL−MAP転送部
103 レンジング処理部
111 プリアンブル判定部
112 シード情報決定部
113 レンジングコード送信部
121 プリアンブル送信部
122 レンジングコード判定部
2 基地局
201 無線通信インタフェース部
202 レンジングコード判定部
203 レンジング処理部
204 中継経路判定部
205 経路テーブル保持部
206 帯域幅算出部
207 MAPスケジューリング部
208 プリアンブル送信部
3 移動局
301 無線通信インタフェース部
302 プリアンブル判定部
303 レンジング処理部
304 シード情報決定部
305 レンジングコード生成部
306 経路テーブル保持部

Claims (7)

  1. IEEE802.16のOFDMA方式における中継局を介したレンジング方法であって、
    イニシャルレンジング、Periodic ranging、Bandwidth request、Handover rangingの各コードを生成するためのシード情報が、基地局圏内に存在する移動局に割り当てられる基本ドメインと、基地局圏内に存在する中継局及び該中継局圏内に存在する移動局に割り当てられる中継ドメインとに予め区分されており、
    前記シード情報は、疑似乱数ビット列生成器に入力される一部のビット情報であるUL_PermBaseであることを特徴とするレンジング方法。
  2. 前記中継ドメインは、第1の中継局に割り当てられたシード情報毎に、第1の中継局圏内に存在する移動局及び第2の中継局に割り当てられるドメインが予め区分されていることを特徴とする請求項1に記載のレンジング方法。
  3. 前記基地局が、プリアンブルを前記中継局へ送信する第1のステップと、
    前記中継局が、割り当てた中継局用シード情報により生成したプリアンブルを前記移動局へ送信する第2のステップと、
    前記移動局が、前記中継ドメインの中から当該移動局に割り当てるシード情報を決定し、該シード情報を用いてイニシャルレンジングコードを生成し、該イニシャルレンジングコードを前記中継局へ返信する第3のステップと、
    前記中継局が、前記移動局から受信したイニシャルレンジングコードを前記基地局へ転送する第4のステップと、
    前記基地局が、前記イニシャルレンジングコードに基づいて、前記移動局は前記中継局を介して通信していることを認識する第5のステップと、
    を有することを特徴とする請求項1又は2に記載のレンジング方法。
  4. IEEE802.16のOFDMA方式における通信装置に搭載されたコンピュータによって、レンジング処理を実行させるプログラムであって、
    イニシャルレンジング、Periodic ranging、Bandwidth request、Handover rangingの各コードを生成するためのシード情報が、基地局圏内に存在する移動局に割り当てられる基本ドメインと、基地局圏内に存在する中継局及び該中継局圏内に存在する移動局に割り当てられる中継ドメインとに予め区分されており、
    前記シード情報は、疑似乱数ビット列生成器に入力される一部のビット情報であるUL_PermBaseであるようにコンピュータを実行させることを特徴とするプログラム。
  5. IEEE802.16のOFDMA方式における中継局であって、
    イニシャルレンジング、Periodic ranging、Bandwidth request、Handover rangingの各コードを生成するためのシード情報が、基地局圏内に存在する移動局に割り当てられる基本ドメインと、基地局圏内に存在する中継局及び該中継局圏内に存在する移動局に割り当てられる中継ドメインとに予め区分されおり、
    前記シード情報は、疑似乱数ビット列生成器に入力される一部のビット情報であるUL_PermBaseであり、
    前記中継ドメインは、第1の中継局に割り当てられたシード情報毎に、第1の中継局圏内に存在する移動局及び第2の中継局に割り当てられるドメインが予め区分されており、
    前記中継ドメインの中から中継局用シード情報を決定するシード情報決定手段と、
    前記中継局用シード情報により生成したプリアンブルを移動局へ送信するプリアンブル送信手段と、
    前記移動局から受信したイニシャルレンジングコードを、前記基地局へ転送するレンジングコード送信手段と
    を有することを特徴とする中継局。
  6. IEEE802.16のOFDMA方式における基地局であって、
    イニシャルレンジング、Periodic ranging、Bandwidth request、Handover rangingの各コードを生成するためのシード情報が、基地局圏内に存在する移動局に割り当てられる基本ドメインと、基地局圏内に存在する中継局及び該中継局圏内に存在する移動局に割り当てられる中継ドメインとに予め区分されており、
    前記シード情報は、疑似乱数ビット列生成器に入力される一部のビット情報であるUL_PermBaseであり、
    前記中継ドメインは、第1の中継局に割り当てられたシード情報毎に、第1の中継局圏内に存在する移動局及び第2の中継局に割り当てられるドメインが予め区分されており、
    受信した前記イニシャルレンジングコードのシード情報が、前記基本ドメインか又は前記中継ドメインかを判定するレンジングコード判定手段と、
    前記シード情報が前記中継ドメインである場合、前記移動局が経由する前記中継局を特定し、中継経路を判定する中継経路判定手段と、
    前記中継経路を経路テーブルに保持する経路テーブル保持手段と、
    前記経路テーブルに応じて送受信タイミングをスケジューリングするマップスケジューリング手段と
    を有することを特徴とする基地局。
  7. IEEE802.16のOFDMA方式における移動局であって、
    イニシャルレンジング、Periodic ranging、Bandwidth request、Handover rangingの各コードを生成するためのシード情報が、基地局圏内に存在する移動局に割り当てられる基本ドメインと、基地局圏内に存在する中継局及び該中継局圏内に存在する移動局に割り当てられる中継ドメインとに予め区分されており、
    前記シード情報は、疑似乱数ビット列生成器に入力される一部のビット情報であるUL_PermBaseであり、
    前記中継ドメインは、第1の中継局に割り当てられたシード情報毎に、第1の中継局圏内に存在する移動局及び第2の中継局に割り当てられるドメインが予め区分されており、
    受信したプリアンブルを生成したシード情報が、前記基本ドメインか又は前記中継ドメインかを判定するプリアンブル判定手段と、
    前記シード情報が前記中継ドメインである場合、受信したプリアンブルを生成したシード情報に基づくドメインの中から移動局用シード情報を決定するシード情報決定手段と、
    前記シード情報を用いて、イニシャルレンジング、Periodic ranging、Bandwidth request、Handover rangingの各コードを生成するレンジングコード生成手段と、
    前記イニシャルレンジングコードを用いて、レンジング処理をするレンジング処理手段と
    を有することを特徴とする移動局。
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