JP5079083B2 - 無線端末呼出方法、および無線アクセスシステム - Google Patents
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Description
本願は、2008年3月24日に、日本に出願された特願2008−076498号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
広帯域移動アクセスシステム(HiSWANa)標準規格、ARIB STD-T702.0版、平成14年11月27日2.0改定、社団法人 電波産業会
これにより、無線端末では間欠受信が行なえるようになり、呼出待ち状態における無線端末の待機消費電力を大幅に低減できる。このため、無線端末内の電池の長寿命化が図れる。
これにより、第1の報知信号を固定長とすることができ、無線端末における受信処理が簡単になり、かつオーバヘッドが少なくなる。
これにより、呼び出しの対象となる無線端末の数に関わらず第1の報知信号を固定長とすることができる。
これにより、無線端末ID情報で指定するビットパターン数(部分IDパターン数)以上の数の無線端末の呼び出しが行なえる。
これにより、無線端末ID情報で指定するビットパターン数(部分IDパターン数)以上の数の無線端末の呼び出しが行なえる。
このように、第1の報知信号により、第2の報知信号を受信する無線端末を限定することができ、呼出遅延時間を増加させることなく呼出待ち状態における無線端末の待機消費電力を大幅に低減できる。このため、無線端末内の電池の長寿命化が図れる。
これにより、実際にデータ受信するタイミングを検出し、該当無線端末以外は第2の報知信号の受信動作を行わないようにする。
このように、第1の報知信号により、第2の報知信号を受信する無線端末を限定することができ、呼出遅延時間を増加させることなく呼出待ち状態における無線端末の待機消費電力を大幅に低減できる。このため、無線端末内の電池の長寿命化が図れる。
本発明の各実施の形態は、無線アクセスネットワークにおいて無線端末を呼び出す方法に関する。従来の無線端末を呼び出す方法においては、複数の無線端末を収容する無線基地局から特定の無線端末を呼び出す際、呼出があることを示す第1の報知信号と、具体的な呼出無線端末情報を通知する第2の報知信号の両方を、全ての無線端末が受信していた。そのため、呼び出し対象となる無線端末以外の無線端末では、第2の報知信号を受信することによって無駄な電力消費を生じていた。
図1は、本発明の第1の実施の形態による無線アクセスシステムの構成について説明する図である。本実施の形態の無線アクセスシステムは、有線ネットワーク10に接続された一つの無線基地局11と、その無線基地局11を経由して有線ネットワーク10に接続する複数(図1では、3台)の無線端末21から構成される。無線基地局11と無線端末21の間の無線回線30を介した通信には、TDMA/TDD(Time Division Multiple Access/Time Division Duplex)を用いたアクセス方式が用いられる。
報知信号生成部13は、前述の第1の報知信号、および第2の報知信号を生成する。この第1の報知信号には、呼出情報として、「種別情報」と「無線端末ID情報(無線端末IDの一部の情報)」とが含まれる。また、第2の報知信号には、無線端末21に対する呼出データの無線スロットの割当情報が含まれる。
MACフレーム生成部14(無線フレーム生成部とも称する)は、第1の報知信号、第1の報知信号に後続する第2の報知信号、および送信データ等を含むMACフレームを生成する。
送受信部15(第1の送受信部とも称する)は、無線端末21との間で無線通信を行う。
データベース16には、無線端末21のID情報等が記憶されている。なお、第1の報知信号、第2の報知信号、MACフレーム等の詳細な構成については後述する。
報知信号受信部25は、報知信号判定部24が第2の報知信号を受信すると判定した場合に、第2の報知信号を受信する。第2の報知信号により自無線端末21宛の無線スロットの割当情報を検出した場合、データ受信部26は、その割当情報に基づいて、無線基地局11から送信される自無線端末21宛のデータを受信する。また、送受信部23(第2の送受信部とも称する)は、無線基地局11との間で無線通信を行う。
MACフレームの長さは、固定長である。MACフレームの前半は、無線基地局11から無線端末21へ向かう下りリンクである。MACフレームの後半は、無線端末21から無線基地局11へ向かう上りリンクである。
デマンドアサイン領域では、UDCH(User Data Channel)、LCCH(Link Control Channel)が送信される。なお、前述の報知用スロットは、BCCH、FCCHが相当する。
無線端末21は、このFCCHの長さ情報を基に、引き続き送信されるFCCHを無線基地局11から受信する(ステップS12)。FCCHには、ユーザデータを送信するためのUDCHの送信開始位置と長さの情報が含まれている。
無線端末21は、FCCHを受信することで、自無線端末21宛のUDCHの位置の情報を取得し(ステップS13)、受信を開始する(ステップS14)。無線端末21は、ステップS13で取得した情報で特定される位置において、UDCHを無線基地局11から受信する(ステップS15)。
例えば、スーパーフレーム#1は、MACフレーム#0〜#N−1から構成されている(図5の中段の図)。また、例えば、MACフレーム#2は、BCCH、FCCH、RFCH、UDCH、UDCH、UDCH、LCCH、LCCHを含む下りリンクと、UDCH、UDCH、LCCH、LCCH、RACH、RACH、RACH、RACHを含む上りリンクとから構成されている(図5の下段の図)。
BCCH間欠受信を行う無線端末21は、受信待ち状態においてm番目のMACフレームにおいてのみBCCHを受信する。なお、mは、0以上、N−1以下の整数であり、無線基地局11と無線端末21との間で予め決められる。
グループG1に属する無線端末21−1、21−2、21−3は、各スーパーフレーム#1〜#4に含まれる0番目のMACフレーム#0においてのみ、BCCHを受信し、その他のMACフレーム#2〜#N−1ではBCCHを受信しない。
グループG2に属する無線端末21−4、21−5は、各スーパーフレーム#1〜#4に含まれる1番目のMACフレーム#1においてのみ、BCCHを受信し、その他のMACフレーム#0、#2〜#N−1ではBCCHを受信しない。
グループG3に属する無線端末21−6、21−7、21−8、21−9は、2番目のMACフレーム#2においてのみ、BCCHを受信し、その他のMACフレーム#0、#1、#3〜#N−1ではBCCHを受信しない。
受信待ち状態において0番目のBCCHを受信している無線端末21−1に対しデータを送信する場合、無線基地局11は、スーパーフレーム#1〜#4中の0番目のMACフレーム#0においてデータを送信する。このMACフレーム#0のBCCH中には、無線端末21の呼出情報として、「種別情報」と「無線端末ID情報」とが含まれている。「種別情報」と「無線端末ID情報」の詳細については後述する。
「種別情報」は、送信データがあることを示し、かつ、呼出無線端末数が一定数以下であることを示す情報となる。
図9に示すように、グループG1に属する無線端末21−1、21−2、21−3は、各スーパーフレーム#1〜#4に含まれる0番目のMACフレームを受信する。
グループG1に属する無線端末21−1は、0番目のMACフレームに含まれるBCCH、FCCHを受信する。
グループG1に属する無線端末のうち、無線基地局11から呼び出しを受けた無線端末21は、BCCH、FCCHを受信するとともに、UDCHも受信する。
呼出情報は、種別情報と無線端末ID情報の2つからなる。無線端末ID情報は、無線端末IDの情報を含んでいる。無線端末IDの情報は、複数の部分IDパターンである。部分IDパターンは、呼び出し対象となる無線端末21の無線端末IDの一部または全部を表すビットパターンである。
種別情報は、無線端末ID情報に含まれる部分IDパターンの数、または、部分IDパターンの長さ、または、部分IDパターンの数および長さと関連付けられる情報を含んでいる。
図10に示す呼出情報フィールドのフォーマットでは、種別情報の長さは3ビットの固定長であり、無線端末ID情報の長さは32ビットの固定長である。
図11の(a)は、部分IDパターンを4ビットとした際のパターン数が9以上となる場合の呼出情報の情報パターンを示している。図11の(a)では、種別情報は111である。
図11の(b)は、部分IDパターン数が8の場合の呼出情報の情報パターンを示している。図11の(b)では、種別情報は110であり、部分IDパターンとして、各4ビットのID0、ID1、ID2、ID3、ID4、ID5、ID6、ID7が含まれている。
図11の(d)は、部分IDパターン数が5の場合の呼出情報の情報パターンを示している。図11の(d)では、種別情報は100であり、部分IDパターンとして、各6ビットのID0、ID1、ID2、ID3、ID4、ID5が含まれている。
図11の(f)は、部分IDパターン数が3の場合の呼出情報の情報パターンを示している。図11の(f)では、種別情報は010であり、部分IDパターンとして、各10ビットのID0、ID1、ID2が含まれている。
図11の(h)は、呼出端末がない場合の情報パターンを示している。図11の(h)では、種別情報は000である。
図11では、1つの無線端末ID情報を構成する部分IDパターンの数は、0、2、3、4、5、6、8の7通りのうちの一つとなる。
図11では、無線端末ID情報の長さが32ビットの固定長である。そのため、部分IDパターンの数が2の場合(図11の(g))、無線端末ID情報を構成する部分IDパターンのビット長は16ビットである。
また、部分IDパターンの数が4の場合(図11の(e))、無線端末ID情報を構成する部分IDパターンのビット長は8ビットである。
また、部分IDパターンの数が5の場合(図11の(d))、無線端末ID情報を構成する部分IDパターンのビット長は6ビットである。
また、部分IDパターンの数が8の場合(図11の(b))、無線端末ID情報を構成する部分IDパターンのビット長は4ビットである。
無線端末ID情報の部分IDパターンの数および長さをどのようにするかは、無線基地局11において決定する。
ただし、ここでは、一つの無線基地局11あたり、最大65535台の無線端末21の収容が可能な無線システムを用いる場合について説明する。また、無線端末21に、重複しない無線端末IDを割り当てるため、無線端末ID(MAC−ID)を、16ビットとする場合について説明する。
部分IDパターンが16ビットの場合、用いるシステムのMAC−ID長が、16ビットであるため、部分IDパターンにはMAC−IDが設定される。
生成されたビットパターンの数が、2以下の場合、すなわち、呼び出し無線端末数が2以下の場合のみ、無線端末ID情報を構成する部分IDパターンの数を2とし、部分IDパターンの長さを16ビットとする。
16ビットを取り出すことにより生成されたビットパターンのパターン数が3以上であった場合、無線基地局11は、呼び出し対象となる無線端末21の無線端末IDから、10ビットを取り出す。これにより、無線基地局11は、呼出無線端末数と同じ数の10ビットのビットパターンを生成する。無線端末IDのどのビットを取り出すか否かは、無線基地局11と無線端末21の間で予め定められた規則に従う。生成されたビットパターンにおいて、同じビットパターンが複数存在する場合、その中の一つのビットパターンを残し、残りを削除する(ビットパターン削除処理)。
生成されたビットパターンを見ると、「MAC−ID=11357」の無線端末21−1と、「MAC−ID=25693」の無線端末21−3では、同一パターンとなる。このことから、呼び出しに用いるID情報は、3パターンで十分であり、どちらかのパターンを削除する。そのため、最終的に送信する必要のあるビットパターンは、0001011101、1110111001、1111011010の3つとなる(図12(c))。
10ビットを取り出すことにより生成されたビットパターンのパターン数が4以上であった場合、呼び出し対象となる無線端末21の無線端末IDから、8ビットを取り出す。これにより、呼出無線端末数と同じ数の8ビットのビットパターンを生成する。無線端末IDのどのビットを取り出すか否かは、無線基地局11と無線端末21との間で予め定められた規則に従う。生成されたビットパターンにおいて、あるビットパターンが複数存在する場合、その中の一つのビットパターンを残し、残りを削除する(ビットパターン削除処理)。
上記のビットパターン削除処理を実施した後のビットパターン数が、4以下の場合のみ、無線端末ID情報を構成する部分IDパターンの数を4とし、その長さを8ビットとする。
8ビットを取り出すことにより生成されたビットパターンのパターン数が5以上であった場合、呼び出し対象となる無線端末21の無線端末IDから6ビットを取り出す。これにより、呼出無線端末数と同じ数の6ビットのビットパターンを生成する。無線端末IDのどのビットを取り出すか否かは、無線基地局11と無線端末21との間で予め定められた規則に従う。生成されたビットパターンにおいて、あるビットパターンが複数存在する場合、その中の一つのビットパターンを残し、残りを削除する(ビットパターン削除処理)。
上記ビットパターン削除処理を実施した後のビットパターンの数が、5以下の場合のみ、無線端末ID情報を構成する部分IDパターンの数を5とし、その長さを6ビットとする。
6ビットを取り出すことにより生成されたビットパターンのパターン数が6以上であった場合、呼び出し対象となる無線端末21の無線端末IDから5ビットを取り出す。これにより、無線基地局11は、呼出無線端末と同じ数の5ビットのビットパターンを生成する。無線端末IDのどのビットを取り出すか否かは、無線基地局11と無線端末21との間で予め定められた規則に従う。生成されたパターンにおいて、あるビットパターンが複数存在する場合、その中の一つのビットパターンを残し、残りを削除する(ビットパターン削除処理)。
上記のビットパターン削除処理を実施した後のビットパターンの数が6以下の場合のみ、無線端末ID情報を構成する部分IDパターンの数を6とし、長さを5ビットとする。
5ビットを取り出すことにより生成されたビットパターンのパターン数が、7以上であった場合、呼び出し対象となる無線端末21の無線端末IDから4ビットを取り出す。これにより、無線基地局11は、呼出無線端末数と同じ数の4ビットのビットパターンを生成する。無線端末IDのどのビットを取り出すか否かは、無線基地局11と無線端末21との間で予め定められた規則に従う。生成されたビットパターンにおいて、あるビットパターンが複数存在する場合、その中の一つのビットパターンを残し、残りを削除する(ビットパターン削除処理)。
上記のビットパターン削除処理を実施した後のビットパターンの数が、8以下の場合のみ、無線端末ID情報を構成する部分IDパターンの数を8とし、その長さを4ビットとする。
4ビットを取り出すことにより生成されたビットパターンのパターン数が9以上であった場合、“全端末呼出”を示す呼出情報を用いる(図11の(a))。
呼出無線端末がない場合、種別情報は、000(2進数表示)となり、無線端末21に対し、このMACフレームにおいてデータを送信しないことを通知する(図11の(h))。
一つの無線基地局11あたり、最大65535台の無線端末21の収容が可能となる無線システムを用いる場合、重複しない無線端末IDを各無線端末21に割り当てる。そのために、無線端末ID(MAC−ID)は、16ビットの長さとする必要がある。ここで、無線端末ID(MAC−ID)を16ビットとすると、部分IDパターンのサイズとして16ビットを選択する場合、部分IDパターンにはMAC−IDが設定される。
呼び出し対象となる無線端末21の数が1台の場合は、図11の(g)の部分IDパターンID0、ID1の両方に、同一無線端末ID(MAC−ID)が設定される。
部分IDパターンに無線端末IDの一部のビットを設定する過程において、呼び出し対象である無線端末21の無線端末IDから取り出された複数のビットパターンに対し、ビットパターン削除処理を実施する。その結果、ビットパターンの数が4未満になった場合は、取り出されたビットパターンのうち最終的に残ったビットパターンのいずれかを無線端末ID情報の複数の部分IDパターンに設定する。
部分IDパターンに無線端末IDの一部のビットを設定する過程において、呼び出し対象である無線端末21の無線端末IDから取り出された複数のビットパターンに対し、ビットパターン削除処理を実施する。その結果、ビットパターンの数が5未満になった場合は、取り出されたビットパターンのうち最終的に残ったビットパターンのいずれかを無線端末ID情報の複数の部分IDパターンに設定する。
部分IDパターンに無線端末IDの一部のビットを設定する過程において、呼び出し対象である無線端末21の無線端末IDから取り出された複数のビットパターンに対し、ビットパターン削除処理を実施する。その結果、ビットパターンの数が6未満になった場合は、取り出されたビットパターンのうち最終的に残ったビットパターンのいずれかを無線端末ID情報の複数の部分IDパターンに設定する。
部分IDパターンに無線端末IDの一部のビットを設定する過程において、呼び出し対象である無線端末21の無線端末IDから取り出された複数のビットパターンに対し、ビットパターン削除処理を実施する。その結果、ビットパターンの数が8未満になった場合は、取り出されたビットパターンのうち最終的に残ったビットパターンのいずれかを無線端末ID情報の複数の部分IDパターンに設定する。
第1の実施の形態においては、BCCH中の呼出情報フィールドおいて、種別情報および無線端末ID情報が、それぞれ固定長である方式について説明した。本発明の第2の実施の形態では、種別情報と無線端末ID情報とを合わせた呼出情報フィールドが、固定長である方式について説明する。なお、第1の実施の形態と、第2の実施の形態との差異は、呼出情報の構成のみであり、その他については同じである。
図14の(a)は、部分IDパターンを4ビットとした際のパターン数が8以上となる場合の呼出情報の情報パターンを示している。図14の(a)では、種別情報は00001である。
図14の(b)は、部分IDパターン数が7の場合の呼出情報の情報パターンを示している。図14の(b)では、種別情報は0011であり、部分IDパターンとして、各4ビットのID0、ID1、ID2、ID3、ID4、ID5、ID6が含まれている。
図14の(d)は、部分IDパターン数が5の場合の呼出情報の情報パターンを示している。図14の(d)では、種別情報は10であり、部分IDパターンとして、各6ビットのID0、ID1、ID2、ID3、ID4が含まれている。
図14の(e)は、部分IDパターン数が4の場合の呼出情報の情報パターンを示している。図14の(e)では、種別情報は0010であり、部分IDパターンとして、各7ビットのID0、ID1、ID2、ID3が含まれている。
図14の(g)は、部分IDパターン数が2の場合の呼出情報の情報パターンを示している。図14の(g)では、種別情報は01であり、部分IDパターンとして、各15ビットのID0、ID1が含まれている。
図14の(h)は、部分IDパターン数が1の場合の呼出情報の情報パターンを示している。図14の(h)では、種別情報は00010であり、部分IDパターンとして、16ビットのID0が含まれている。
図14の(i)は、呼出端末がない場合の情報パターンを示している。図14の(i)では、種別情報は00000である。
先頭2ビットが01、10、11の場合、それぞれ、部分IDパターンの数が2、5、6で、その長さが15、8、5ビットであることが分かる。
先頭2ビットが00であった場合、さらに2ビットを読み取る。先頭から3ビット目と4ビット目の2ビットが、10、11の場合、それぞれ、部分IDパターンの数が4、7で、その長さが7、4ビットであることが分かる。
先頭から3ビット目と4ビット目の2ビットが01の場合、さらに1ビット読み取る。そして、0の場合、部分IDパターンの数が1で、その長さが16ビットである。一方、1の場合、部分IDパターンの数が3で、その長さが9ビットである。
そして、無線端末21を呼出グループに分ける場合、無線端末IDの重複が最も少なくなるグループに分ける。
Claims (8)
- 固有のIDを有する複数の無線端末が複数の無線スロットから構成される無線フレームを共有し、無線基地局が前記無線フレームの報知用スロットを用いて無線端末を呼び出す無線端末呼出方法において、
前記無線基地局は、
呼び出し対象となる無線端末IDの一部の情報を含む第1の報知信号と、呼び出し対象の無線端末に対する前記無線スロットの割当位置の情報を含む第2の報知信号とを生成する報知信号生成手順と、
前記第1の報知信号と、当該第1の報知信号に後続する前記第2の報知信号とを前記報知用スロットに含む無線フレームを生成する無線フレーム生成手順と、
前記無線フレームを前記無線端末に送信する無線フレーム送信手順と、
を行い、
前記無線端末は、
前記無線基地局から送信される前記第1の報知信号を受信する報知信号受信手順と、
前記報知信号受信手順により受信した前記第1の報知信号に自無線端末のIDの一部の情報が含まれているかどうかを検出し、含まれている場合に前記第2の報知信号を続けて受信すると判定する報知信号判定手順と、
前記報知信号判定手順により第2の報知信号を受信すると判定した場合に、前記第2の報知信号を受信し、前記受信した第2の報知信号に自無線端末宛の割当情報がない場合には、受信を中止し、前記受信した第2の報知信号に自無線端末宛の割当情報がある場合には、前記第2の報知信号に含まれる無線スロットの割当位置の情報を基に、前記無線基地局から自無線端末宛に送信されるデータを受信するデータ受信手順と、
を行う無線端末呼出方法。 - 前記無線基地局は、
前記無線端末を複数のグループに分割すると共に、複数の無線フレームから構成されるスーパーフレームを設定する手順と、
前記グループごとに前記スーパーフレーム内の複数の無線フレームから対応する無線フレームを予め設定する手順と、
を行い、
前記無線端末は、
前記予め設定された無線フレームにおいて、前記第1の報知信号、または、第1の報知信号および第2の報知信号を受信する手順を行う請求項1に記載の無線端末呼出方法。 - 前記第1の報知信号は、種別情報と無線端末ID情報とを含む固定長の呼出情報を含み、
前記種別情報は、無線端末ID情報に含まれる部分IDパターンの数、または、部分IDパターンの長さ、または、部分IDパターンの数および長さと関連付けられる情報を表し、
前記無線端末ID情報は、複数の前記部分IDパターンを表し、
前記部分IDパターンは、呼び出し対象となる無線端末の無線端末IDの一部または全ての情報を表す請求項1または請求項2に記載の無線端末呼出方法。 - 種別情報として、呼び出し対象である無線端末の数を用いる請求項3に記載の無線端末呼出方法。
- 前記無線端末ID情報は、無線端末ID情報に含まれる前記部分IDパターンの数に応じて、1つの前記部分IDパターンのビット長が変更される請求項4に記載の無線端末呼出方法。
- 前記無線端末ID情報において指定される無線端末のID情報は、呼び出し対象となる無線端末ごとにビットパターンで表され、前記ビットパターンは、呼び出し対象となる無線端末のIDの全部または一部である複数ビットのビットパターンであって、かつ、前記無線端末ID情報において指定される1つの前記部分IDパターンのビット長に相当するビットパターンである請求項5に記載の無線端末呼出方法。
- 前記無線基地局は、前記呼び出し対象となる無線端末のうち、複数の無線端末のIDの複数ビットのビットパターンが、前記無線端末ID情報において指定される1つの前記部分IDパターンのビット長の範囲で共通である場合に、当該ビットパターンが共通である複数の無線端末を1つの無線端末として、前記無線端末ID情報を生成する請求項6に記載の無線端末呼出方法。
- 固有のIDを有する複数の無線端末が複数の無線スロットから構成される無線フレームを共有し、無線基地局が前記無線フレームの報知用スロットを用いて無線端末を呼び出す無線アクセスシステムであって、
前記無線基地局は、
呼び出し対象となる無線端末IDの一部の情報を含む第1の報知信号と、呼び出し対象の無線端末に対する前記無線スロットの割当位置の情報を含む第2の報知信号とを生成する報知信号生成部と、
前記第1の報知信号と、当該第1の報知信号に後続する前記第2の報知信号とを前記報知用スロットに含む無線フレームを生成する無線フレーム生成部と、
前記無線フレームを前記無線端末に送信すると共に、前記無線端末から送信される無線信号を受信する第1の送受信部と、
を備え、
前記無線端末は、
前記第1の送受信部から送信される前記第1の報知信号をを受信すると共に、前記無線基地局に無線信号を送信する第2の送受信部と、
前記第2の送受信部が受信した前記第1の報知信号に自無線端末のIDの一部の情報が含まれているかどうかを検出し、含まれている場合に前記第2の報知信号を続けて受信すると判定する報知信号判定部と、
前記報知信号判定部により第2の報知信号を受信すると判定した場合に、前記第2の報知信号を第1の報知信号に続けて受信する報知信号受信部と、
前記受信した第2の報知信号に自無線端末宛の割当情報がない場合には、受信を中止し、前記受信した第2の報知信号に自無線端末宛の割当情報がある場合には、前記第2の報知信号に含まれる無線スロットの割当位置の情報を基に、前記無線基地局から自無線端末宛に送信されるデータを受信するデータ受信部と、
を備える無線アクセスシステム。
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