JP5137265B2 - 移動通信システム、移動局装置、基地局装置及び移動通信方法 - Google Patents
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Description
【0001】
本発明は、移動通信システム、移動局装置、基地局装置及び移動通信方法に関する。
本願は、2007年3月13日に、日本に出願された特願2007−063728号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【0002】
現在、第3世代の周波数帯に第4世代向けに検討されていた技術の一部を導入することによって、通信速度の高速化を目的としたEUTRA(Evolved Universal TerrestrialRadio Access)が標準化団体3GPP(3rd Generation Partnership Project)にて検討されている(非特許文献1、非特許文献2)。
EUTRAでは、通信方式として、マルチパス干渉に強く、高速伝送に適したOFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access)方式を採用することが決まっている。また、EUTRAに関するデータ転送制御やリソース管理制御といった上位レイヤの動作に関する詳細仕様は、低遅延、低オーバヘッド化を実現し、更に可能な限り簡易な技術の採用が進められている(非特許文献2)。
【0003】
EUTRAにおける上位レイヤの制御のうち、下位レイヤで下り同期外れを検出したときの制御方式については、第3世代の移動無線アクセス網UTRAN(Universal Terrestrial Radio Access Network)で採用されたW−CDMA(Wideband-Code Division Multiple Access)方式とほぼ同等の制御方式が考えられている(非特許文献2の10.1.6節参照)。W−CDMA方式では、下り同期外れを検出した移動局装置は上りのデータチャネル送信を停止させる制御が必要である(非特許文献3の6.4.4節参照)。前記制御により、無線リソース要求や閉ループ制御のために移動局装置が基地局装置に送信する情報(例えば、品質情報指標やパケット再送制御情報、電力制御情報)が下り同期外れ時に基地局装置に通知されなくなるため閉ループ制御が成立せず、無線リソースの浪費や消費電力が増える可能性があった。そのため、W−CDMA方式では下り同期外れを発生させないための方式が数多く提案されてきた(特許文献1参照)。
【0004】
図20は、従来の技術における移動局装置の基地局装置に対する送信(図20(a))とその後の受信(図20(b))の処理について説明するための図である。移動局装置は、受信中の下りチャネルのいずれかを用いて下り同期状態を判定する。
図20は、下りチャネルの誤り検出後に下り同期の回復も再接続も出来ずにアイドル(Idle)状態(移動局装置が基地局装置と無線接続されていない状態)に遷移した場合の上りチャネルと下りチャネルの状態遷移を示している。ここで、移動局装置は下りチャネルにおいて、下り同期誤りが検出された場合、下り同期誤りが一時的なものかどうかを判定するため、下りチャネル状態を同期区間P11から誤り検出区間P12に遷移させる。
更に、誤り検出区間P12でも下り同期誤りが継続的に検出され、一定回数の下り同期誤りが検出された場合、続いて下り同期状態の回復を試みる同期保護区間P13へと遷移させ、同時に同期保護区間P13を計時するタイマを起動する。
【0005】
このとき、移動局装置は、移動局装置から基地局装置に対する上りチャネルを用いた信号の送信を停止する。この区間をデータ信号送信停止区間P21と呼ぶ。タイマによる計測が満了しても下りチャネルの同期が回復しない場合、下り同期外れに至ったと判定し、移動局装置は、再接続を試みる再接続区間P14に遷移し、同時に再接続区間P14を計時するタイマを起動する。再接続区間P14において、移動局装置は品質の良好なセルを選択するセルリセレクション手順を繰り返し行う。セルリセレクション手順により、良好なセルを選択した移動局装置は、非同期ランダムアクセスチャネルを用いて、前記良好なセルに対して再接続要求を行う。移動局装置は、前記タイマによる計測が満了するまでに、再接続要求に対する許可が基地局装置から通知されなかった場合、再接続が失敗したと判定して無線リソースを解放し、基地局装置と無線接続されていないアイドル状態区間P15へと遷移する。
【0006】
図21は、従来の技術における移動局装置の基地局装置に対する送信(図21(a))とその後の受信(図21(b))の処理について説明するための図である。この図21は、下りチャネルの下り同期誤り検出後、下り同期外れとなる前に下り同期が回復した場合の上りチャネルと下りチャネルの状態遷移を示している。下りチャネル状態が同期保護区間P13へ遷移し、上りチャネル状態が上りチャネル停止区間P21となるまでは図20と同じである。
ここで、前記タイマによる計測が満了する前に下りチャネルの同期が回復した場合、移動局装置は下りチャネル状態を同期区間P16に遷移し、停止していた上りデータチャネルの送信を再開して通常の状態に復帰する。
【0007】
図22は、従来の技術における移動局装置の基地局装置に対する送信(図22(a))とその後の受信(図22(b))の処理について説明するための図である。
図22は、下りチャネルの下り同期誤り検出後に再接続した場合の上りチャネルと下りチャネルの状態遷移を示している。下り同期外れが発生した後、セルリセレクション手順によって選択したセルの基地局装置に対して再接続要求を行うまでは図20と同じである。ここで、前記タイマによる計測が満了する前に基地局装置より再接続許可を通知された場合、下りチャネル状態を選択セルに対して同期を試みる同期確立区間P17に遷移させ、同期が取れた後は下りチャネル状態を同期区間P16に遷移し、同時に停止していた上りデータチャネルの送信を再開して通常の状態に復帰する。
【0008】
図23は、従来の技術における移動通信システムの処理を示すシーケンス図である。図23は、EUTRAにおける移動局装置の上りチャネルの状態が上り非同期であるときの、上り送信タイミングの調整方法の一例を示している。移動局装置は、上り同期が取れていないため、非同期ランダムアクセスチャネルでプリアンブルデータを送信することで、上り送信タイミングを基地局装置より調整される。基地局装置は、移動局装置から非同期ランダムアクセスチャネルにより送信された信号を受信し(ステップS11)、受信タイミングと基地局装置のサブフレーム先頭位置とのタイミングずれを測定する(ステップS12)。タイミングのずれは上りタイミング調整制御データとして移動局装置に通知される(ステップS13)。上りタイミング調整制御データを通知する下りチャネルは下りデータチャネルであっても、下り共用制御チャネルであっても良い。
移動局装置は、通知された上りタイミング調整制御データに従って上り送信タイミングを調整し(ステップS14)、以降の上りデータの上り送信タイミングとして用いる(ステップS15)。
【0009】
図24は、従来の技術における移動通信システムの処理を示すシーケンス図である。図24は、EUTRAにおける移動局装置の上りチャネルの状態が同期中であるときの、上り送信タイミングの調整方法の他の一例を示している。基地局装置は、移動局装置から所定の周期内で少なくとも一回は送信される上りデータを受信し(ステップS21、S25)、受信タイミングと基地局装置のサブフレーム先頭位置とのタイミングずれを測定する(ステップS22、S26)。タイミングのずれは上りタイミング調整制御データとして移動局装置に所定の周期内で少なくとも一回は通知される(ステップS23、S27)。
基地局装置は、タイミングのずれを測定するために用いる前記移動局装置から送信される上りデータとして、任意の上りチャネルのデータを使用する。
移動局装置は、通知された上りタイミング調整制御データに従って上り送信タイミングを調整し(ステップS24、S28)、以降の上りデータの上り送信タイミングとして用いる。ここで、基地局装置と移動局装置の上り同期が継続可能な時間、すなわち通常の通信状態であれば上り同期が維持されることを保証する時間を上り同期調整周期とした場合、上りタイミング調整制御データは、少なくとも上り同期調整周期内に一度は移動局装置に送信される必要がある。また、上りデータは、上り同期調整周期内に一度は基地局装置に送信される必要がある。間欠受信などにより上りデータが上り同期調整周期内に一度も送信されない場合、上り同期状態は上り非同期と判定される。
【0010】
図25は、従来の技術における移動通信システムの処理を示すシーケンス図である。図25は、下り同期外れ発生時における移動局装置と基地局装置の両者における下り同期状態の遷移と、関連する無線制御について示している。図25の処理は、移動局装置と基地局装置とが互いに通信を行っている同期区間P11、P31の状態から開始している。
下りチャネルの品質劣化などの理由により、移動局装置側の下り同期状態が誤り検出区間P12に遷移し、更に下り同期が回復せず、そのまま誤り検出区間P12が終了したとき、移動局装置側の下り同期状態は同期保護区間P13に遷移すると共に、移動局装置の送信部は、同期保護区間P13への遷移を通知されることによって(ステップS31)、上り送信停止制御を行う(ステップS32)。
【0011】
更に、同期保護区間P13が終了しても下り同期が回復しない場合、移動局装置側の下り同期状態は再接続区間P14に遷移し、移動局装置の無線部は、下り同期外れの検出が通知されることによって(ステップS33)、セルリセレクション制御が開始される(ステップS34)。セルリセレクション制御によって適切なセルが検出された場合、ランダムアクセスチャネルを用いてセルリセレクションの発生を基地局装置に通知する(ステップS35、S36)。基地局装置は、前記ランダムアクセスチャネルの信号を受信したときに始めて基地局装置の同期状態を同期区間P31から再接続区間P32に遷移させ、下り送信停止制御を行う(ステップS37、S38)。
【特許文献1】
特表2003−524987号公報
【非特許文献1】
3GPP TR(Technical Report)25.814,V1.5.0(2006-5),Physical Layer Aspects for Evoloved UTRA.[インターネット(2007年2月22日検索)URL: http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/25814.htm]
【非特許文献2】
3GPP TS(Technical Specification)36.300,V0.4.0(2007-1),Overall discription;Stage2[インターネット(2007年2月22日検索)URL: http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/36300.htm]
【非特許文献3】
3GPP TS(Technical Specification)25.101,V7.5.0(2006-9),User Equipment(UE) radio transmission and reception(FDD)[インターネット(2007年2月22日検索)URL:http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/25101.htm]
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0012】
しかしながら、従来の技術では、図25に示したように、移動局装置が誤り検出区間P12に遷移してから基地局装置にセルリセレクションの発生を通知するまでの区間は、移動局装置と基地局装置の下り同期状態の不一致が発生する。そのため、この下り同期状態の不一致区間でスケジューリングされて、基地局装置から移動局装置に対して送信された下りデータは移動局装置で受信されない可能性があり、無線リソースが無駄に消費され、無線利用効率が下がるという問題があった。
これに伴い、移動局装置で下り同期誤りが発生した場合に、基地局装置と移動局装置との間で通信品質が良好な状態で通信を行うことができるようになるまでに、時間がかかるという問題があった。
[0013]
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、移動局装置で下り同期誤りが発生した場合であっても、早期に基地局装置と移動局装置との間で通信品質が良好な状態で通信を行うことができる移動通信システム、移動局装置、基地局装置及び移動通信方法を提供することにある。
課題を解決するための手段
[0014]
(1) 本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、本発明の一態様による移動通信システムは、移動局装置と基地局装置とを備える移動通信システムであって、前記移動局装置は、前記基地局装置の送信信号の測定結果から下り同期誤りの発生を検出する下り同期誤り検出部と、前記移動局装置の下り同期状態、又は下り同期状態と上り同期状態に基づきランダムアクセスチャネルを生成する同期監視部と、前記ランダムアクセスチャネルを前記基地局装置へ送信する下り同期誤り通知部とを備え、前記基地局装置は、前記移動局装置からのランダムアクセスチャネルを受信し、前記下り同期誤りの発生に基づくスケジューリングを行う適応制御部を備える。
(2) また、本発明の一態様による移動通信システムは、前記移動局装置は、前記基地局装置の送信信号の測定結果から下り同期誤りの発生を検出する下り同期誤り検出部と、前記移動局装置の下り同期状態、又は下り同期状態と上り同期状態に基づき下り同期誤りの発生を示す情報をランダムアクセスチャネルに設定する同期監視部と、前記ランダムアクセスチャネルを前記基地局装置へ送信する下り同期誤り通知部とを備え、前記基地局装置は、前記移動局装置からのランダムアクセスチャネルを受信し、前記ランダムアクセスチャネルに設定された下り同期誤りの発生を示す制御情報の取得処理を実行し、前記下り同期誤りの発生を示す情報に基づくスケジューリングを行う適応制御部を備える。
[0015]
(3) また、本発明の一態様による移動通信システムの前記移動局装置は、前記移動局装置の下り同期状態が下り同期誤りの発生を少なくとも一回検出した状態であれば、前記基地局装置に対して下り同期誤りの発生を示す情報をランダムアクセスチャネルに設定する。
[0016]
(4) また、本発明の一態様による移動通信システムの前記移動局装置は、前記移動局装置の下り同期状態が下り同期誤りの発生を所定回数又は所定時間連続して検出している状態であれば、前記基地局装置に対して下り同期誤りの発生を示す情報をランダムアクセスチャネルに設定する。
[0017]
(5) また、本発明の一態様による移動通信システムの前記移動局装置は、前記移動局装置の上り同期状態が上り送信タイミングを示す上りタイミング調整制御データを受信してから所定の時間内の状態であり、更に前記移動局装置の下り同期状態が下り同期誤りを少なくとも一回検出した状態であれば、前記基地局装置に対して下り同期誤りの発生を示す情報をランダムアクセスチャネルに設定する。
[0018]
(6) また、本発明の一態様による移動通信システムの前記移動局装置は、前記基地局装置に対して下り同期誤りの発生を通知した後、所定時間が経過するたびに前記基地局装置に対してランダムアクセスチャネルを用いて下り同期誤りの発生を繰り返し送信する。
[0019]
(7) また、本発明の一態様による移動通信システムの前記基地局装置は、前記移動局装置から下り同期誤りの発生を通知されると同時に下り同期外れまでの時間を計時するタイマを起動し、前記タイマが満了するまで、又は、下り同期誤りが回復するまでの期間において、前記移動局装置への送信信号に対して下り同期誤りの通知前よりも誤り訂正能力の高い変調方式を用いる、又は、送信電力を増加させるスケジューリングを行う。
[0020]
(8) また、本発明の一態様による移動通信システムの前記基地局装置は、前記移動局装置から下り同期誤りの発生を通知されると同時に下り同期外れまでの時間を計時するタイマを起動し、前記タイマが満了したときに、以降の前記移動局装置に対する送信を停止するスケジューリングを行う。
[0021]
(9) また、本発明の一態様による移動局装置は、基地局装置と通信する移動局装置であって、前記基地局装置の送信信号の測定結果から下り同期誤りの発生を検出する下り同期誤り検出部と、前記移動局装置の下り同期状態、又は下り同期状態と上り同期状態に基づきランダムアクセスチャネルを生成する同期監視部と、前記ランダムアクセスチャネルを前記基地局装置へ送信する下り同期誤り通知部とを備える。
(10) また、本発明の一態様による移動局装置は、基地局装置と通信する移動局装置であって、前記基地局装置の送信信号の測定結果から下り同期誤りの発生を検出する下り同期誤り検出部と、前記移動局装置の下り同期状態、又は下り同期状態と上り同期状態に基づき下り同期誤りの発生を示す情報をランダムアクセスチャネルに設定する同期監視部と、前記ランダムアクセスチャネルを前記基地局装置へ送信する下り同期誤り通知部とを備える。
[0022]
(11) また、本発明の一態様による移動局装置の前記同期監視部は、移動局装置の下り同期状態が下り同期誤りの発生を少なくとも一回検出した状態であれば、下り同期誤りの発生を示す情報をランダムアクセスチャネルに設定する。
[0023]
(12) また、本発明の一態様による移動局装置の前記同期監視部は、前記移動局装置の下り同期状態が下り同期誤りの発生を所定回数又は所定時間連続して検出している状態であれば、下り同期誤りの発生を示す情報をランダムアクセスチャネルに設定する。
[0024]
(13) また、本発明の一態様による移動局装置の前記同期監視部は、前記移動局装置の上り同期状態が上り送信タイミングを示す上りタイミング調整制御データを受信してから所定の時間内の状態であり、更に前記移動局装置の下り同期状態が下り同期誤りを少なくとも一回検出した状態であれば、下り同期誤りの発生を示す情報をランダムアクセスチャネルに設定する。
[0025]
(14) また、本発明の一態様による移動局装置の前記下り同期誤り通知部は、前記基地局装置に対して下り同期誤りの発生を通知した後、所定時間が経過するたびに前記基地局装置に対してランダムアクセスチャネルを用いて下り同期誤りの発生を繰り返し通知する。
[0026]
(15) また、本発明の一態様による基地局装置は、移動局装置と通信する基地局装置であって、前記移動局装置から下り同期誤りの発生を通知されると同時に下り同期外れまでの時間を計時するタイマを起動し、前記タイマが満了するまで、又は下り同期誤りが回復するまでの期間において、前記下り同期誤りの発生を示す情報に基づくスケジューリングを行う適応制御部を備える。
[0027]
(16) また、本発明の一態様による基地局装置の前記適応制御部は、前記移動局装置への送信信号に対して下り同期誤りの通知前よりも誤り訂正能力のより高い変調方式を用いる、又は、送信電力を増加させるスケジューリングを行う。
[0028]
(17) また、本発明の一態様による基地局装置の前記適応制御部は、前記移動局装置から下り同期誤りの発生を通知されると同時に下り同期外れまでの時間を計時するタイマを起動し、前記タイマが満了したときに、以降の前記移動局装置に対する送信を停止するスケジューリングを行う。
[0029]
(18) また、本発明の一態様による移動通信方法は、移動局装置と基地局装置とを用いた移動通信方法であって、前記移動局装置は、前記基地局装置の送信信号の測定結果から下り同期誤りの発生を検出する下り同期誤り検出過程と、前記移動局装置の下り同期状態、又は下り同期状態と上り同期状態に基づき下り同期誤りの発生を示す情報をランダムアクセスチャネルに設定する同期監視過程と、前記ランダムアクセスチャネルを前記基地局装置へ送信する下り同期誤り通知過程とを有し、前記基地局装置は、前記移動局装置からのランダムアクセスチャネルを受信し、前記ランダムアクセスチャネルに設定された下り同期誤りの発生を示す制御情報の取得処理を実行し、前記下り同期誤りの発生を示す情報に基づくスケジューリングを行う適応制御過程を有する。
[0030]
(19) また、本発明の一態様による移動通信方法の前記同期監視過程では、前記移動局装置の下り同期状態が下り同期誤りの発生を少なくとも一回検出した状態であれば、前記基地局装置に対して下り同期誤りの発生を示す情報をランダムアクセスチャネルに設定する。
[0031]
(20) また、本発明の一態様による移動通信方法の前記同期監視過程では、前記移動局装置の下り同期状態が下り同期誤りの発生を所定回数又は所定時間連続して検出している状態であれば、前記基地局装置に対して下り同期誤りの発生を示す情報をランダムアクセスチャネルに設定する。
[0032]
(21) また、本発明の一態様による移動通信方法の前記同期監視過程では、前記移動局装置の上り同期状態が上り送信タイミングを示す上りタイミング調整制御データを受信してから所定の時間内の状態であり、更に前記移動局装置の下り同期状態が下り同期誤りを少なくとも一回検出した状態であれば、前記基地局装置に対して下り同期誤りの発生を示す情報をランダムアクセスチャネルに設定する。
[0033]
(22) また、本発明の一態様による移動通信方法の前記下り同期誤り通知過程では、前記基地局装置に対して下り同期誤りの発生を通知した後、所定時間が経過するたびに前記基地局装置に対してランダムアクセスチャネルを用いて下り同期誤りの発生を繰り返し通知する。
[0034]
(23) また、本発明の一態様による移動通信方法の前記適応制御過程では、前記移動局装置から下り同期誤りの発生を通知されると同時に下り同期外れまでの時間を計時するタイマを起動し、前記タイマが満了するまで、又は下り同期誤りが回復するまでの期間において、前記移動局装置への送信信号に対して下り同期誤りの通知前よりも誤り訂正能力のより高い変調方式を用いる、又は、送信電力を増加させるスケジューリングを行う。
[0035]
(24) また、本発明の一態様による移動通信方法の前記適応制御過程では、前記移動局装置から下り同期誤りの発生を通知されると同時に下り同期外れまでの時間を計時するタイマを起動し、前記タイマが満了したときに、以降の前記移動局装置に対する送信を停止するスケジューリングを行う。
【発明の効果】
【0036】
本発明の移動通信システム、移動局装置、基地局装置及び移動通信方法では、移動局装置で下り同期誤りが発生した場合であっても、早期に基地局装置と移動局装置との間で通信品質が良好な状態で通信を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0037】
【図1】本発明の実施形態において使用する無線フレームの構成の一例を示す図である。
【図2】本発明の実施形態において使用する上りスロットの構成の一例を示す図である。
【図3】本発明の実施形態における上りチャネルの構成の一例を示す図である。
【図4】本発明の第1の実施形態による移動局装置10aの構成の一例を示すブロック図である。
【図5】本発明の第1の実施形態による基地局装置30aの構成の一例を示すブロック図である。
【図6】第1の実施形態における移動局装置10aの基地局装置30aに対する送信とその後の受信の処理について説明するための図である。
【図7】本発明の第1の実施形態による移動通信システムの処理を示すシーケンス図である。
【図8】第1の実施形態における移動局装置10aの基地局装置30aに対する送信とその後の受信の処理の他の一例について説明するための図である。
【図9】本発明の第1の実施形態における移動局装置10aの処理の一例を示すフローチャートである。
【図10】本発明の第1の実施形態における基地局装置30aの処理の一例を示すフローチャートである。
【図11】本発明の第2の実施形態による移動局装置10bの構成の一例を示すブロック図である。
【図12】本発明の第2の実施形態による基地局装置30bの構成の一例を示すブロック図である。
【図13】第2の実施形態における移動局装置10bの基地局装置30bに対する送信とその後の受信の処理について説明するための図である。
【図14】本発明の第2の実施形態による移動通信システムの処理を示すシーケンス図である。
【図15】第2の実施形態における移動局装置10bの基地局装置30bに対する送信とその後の受信の処理の他の一例について説明するための図である。
【図16】本発明の第3の実施形態による移動局装置10cの構成の一例を示すブロック図である。
【図17】本発明の第3の実施形態による基地局装置30cの構成の一例を示すブロック図である。
【図18】第3の実施形態における移動局装置10cの基地局装置30cに対する送信とその後の受信の処理について説明するための図である。
【図19】本発明の第3の実施形態による移動通信システムの処理を示すシーケンス図である。
【図20】従来の技術における移動局装置の基地局装置に対する送信とその後の受信の処理について説明するための図である。
【図21】従来の技術における移動局装置の基地局装置に対する送信とその後の受信の処理について説明するための図である。
【図22】従来の技術における移動局装置の基地局装置に対する送信とその後の受信の処理について説明するための図である。
【図23】従来の技術における移動通信システムの処理を示すシーケンス図である。
【図24】従来の技術における移動通信システムの処理を示すシーケンス図である。
【図25】従来の技術における移動通信システムの処理を示すシーケンス図である。
【符号の説明】
【0038】
10a〜10c・・・移動局装置、
11a〜11c・・・受信部、
12a〜12c・・・タイミング追尾部、
13a〜13c・・・チャネル復調部、
14a〜14c・・・スケジュール部、
15a〜15c・・・制御信号処理部、
16a〜16c・・・復号部、
17a〜17c・・・チャネル測定部、
18a〜18c・・・タイミング調整部、
19a〜19c・・・CQI計算部、
20a〜20c・・・上位レイヤ、
21a〜21c・・・同期監視部、
22a〜22c・・・符号部、
23a〜23c・・・ランダムアクセス制御部、
24a〜24c・・・チャネル変調部、
25a〜25c・・・送信電力制御部、
26a〜26c・・・送信部、
27a〜27c・・・下り同期誤り検出部、
30a〜30c・・・基地局装置、
31a〜31c・・・受信部、
32a〜32c・・・タイミング追尾部、
33a〜33c・・・チャネル復調部、
34a〜34c・・・スケジュール部、
35a〜35c・・・制御信号処理部、
36a〜36c・・・復号部、
37a〜37c・・・チャネル測定部、
38a〜38c・・・上り同期調整要求部、
39a〜39c・・・CQI計算部、
40a〜40c・・・上位レイヤ、
41a〜41c・・・符号部、
42a〜42c・・・チャネル変調部、
43a〜43c・・・送信電力制御部、
44a〜44c・・・送信部
【発明を実施するための最良の形態】
【0039】
図1は、本発明の実施形態(本発明の第1から第3の実施形態)において使用する無線フレームの構成の一例を示す図である。図1では、横軸に時間軸をとっており、縦軸に周波数軸をとっている。無線フレームは、周波数軸を複数のサブキャリアの集合で構成される一定の周波数領域(BR)と、一定の送信時間間隔(スロット)で構成される領域を一単位として構成されている。
また、1スロットの整数倍から構成される送信時間間隔をサブフレームと呼ぶ。更に、複数のサブフレームをまとめたものをフレームと呼ぶ。図1では、1サブフレームが2スロットから構成される場合を示している。この一定の周波数領域(BR)と1スロット長で区切られた領域を、基地局装置から移動局装置に対する下りの信号ではリソースブロックと呼び、移動局装置から基地局装置に対する上りの信号ではリソースユニットと呼ぶ。
図1中のBWはシステム帯域幅を示しており、BRはリソースブロック(またはリソースユニット)の帯域幅を示している。
【0040】
図2は、本発明の実施形態において使用する上りスロットの構成の一例を示す図である。図2では、横軸に時間軸をとっており、縦軸に周波数軸をとっている。上りスロットは複数のシンボルから構成され、1サブキャリアと1シンボルから構成された最小リソースの構成をリソースエレメントと呼ぶ。図中のBRはリソースユニットの帯域幅を表す。図2は、上り1スロットが7シンボルから構成される場合を示している。
なお、実際の移動通信システムでは、リソースユニットの構成が図2と異なっていても良い。例えば1スロットが7シンボルではなく、他のシンボル数で構成されていても良い。
【0041】
次に、本発明の実施形態で使用する物理チャネルとその役割について説明する。物理チャネルは、データチャネルと制御チャネルとに分けられる。制御チャネルには、同期チャネル、報知情報チャネル、ランダムアクセスチャネル、下りリファレンスシグナル、上りリファレンスシグナル、下り共用制御チャネル、上り共用制御チャネルがある。
同期チャネルは、移動局装置が基地局装置と無線同期を取るために基地局装置から既知の信号パターンを送信するための下りチャネルであり、EUTRAにおいて移動局装置のセルサーチ手順のために受信するチャネルである。この同期チャネルを使用して信号を送信するのは基地局装置である。
報知情報チャネルは、特定の移動局装置向けではなく、あるエリア内に位置する移動局装置が共通して使用する情報を送信するための下りチャネルである。移動局装置は報知情報チャネルによって周辺セルの情報などを取得する。この報知情報チャネルを使用して信号を送信するのは基地局装置である。
【0042】
ランダムアクセスチャネル(RACH:Random Access Channel)は、非同期ランダムアクセスチャネルと同期ランダムアクセスチャネルとに分類される、非同期ランダムアクセスチャネルは、移動局装置が上り同期が取れておらず、使用可能な無線リソースがスケジューリングされていない場合での上り送信を行うために使用される上りチャネルである。このランダムアクセスチャネルを使用して信号を送信するのは移動局装置である。
非同期ランダムアクセスチャネルは、互いに直交するデータ系列を用い、この直交データ系列を送信することによって、上り送信タイミングが同一であっても、異なる直交データ系列であれば基地局装置にて無線信号を分離可能としている。前記直交データ系列をシグネチャと呼び、シグネチャから構成される信号をプリアンブルと呼ぶ。このシグネチャは、基地局装置が移動局装置を識別するために使用される。
【0043】
EUTRAにおいて、非同期ランダムアクセスチャネルは、移動局装置の位置登録、ハンドオーバ先の基地局装置へのハンドオーバに関する情報の通知、無線リソースの要求、間欠送信時におけるデータ送信、上り無線同期の維持などを目的として使用され、更に非同期ランダムアクセスチャネルで前記使用目的や品質情報指標(CQI:Channel Quality Indicator)を移動局装置から基地局装置に通知し、以降のリソース割当やスケジューリングを最適化する。
一方、上り同期が取れている場合でも、無線リソースのスケジューリングがない状態で送信するランダムアクセスチャネルを同期ランダムアクセスチャネルと呼ぶ。
【0044】
下りリファレンスシグナル(DL−RS:Downlink Reference Signal)は、基地局装置から移動局装置へ下りチャネルを利用して送信される。移動局装置は下りリファレンスシグナルを測定することで下りの受信品質を判定する。受信品質は、品質情報指標であるCQIとして上り共用制御チャネルを用いて基地局装置へ通知される。基地局装置は移動局装置から通知されたCQIに基づいて、移動局装置に対する下りのスケジューリングを行う。
なお、受信品質としては、SIR(Signal-to-Interference Ratio:信号対干渉電力比)、SINR(Signal-to-Interference plus Noise Ratio:信号対干渉雑音電力比)、SNR(Signal-to-Noise Ratio:信号対雑音電力比)、CIR(Carrier-to-Interference Ratio:搬送波対干渉電力比)、BLER(Block Error Rate:ブロック誤り率)、パスロスなどを使用することができる。
【0045】
上りリファレンスシグナル(UL−RS:Uplink Reference Signal)は、移動局装置から基地局装置へ上りチャネルを利用して送信される。基地局装置は上りリファレンスシグナルを測定することで、移動局装置の上り無線送信信号の受信品質を判定する。基地局装置は、受信品質に基づいて上りのスケジューリングを行う。上りリファレンスシグナルは、上りデータチャネルの振幅、位相や周波数の変動量を計算し、上りデータチャネルを利用して送信された信号を復調するための参照信号としても使用される。
【0046】
下り共用制御チャネル(PDCCH:Physical Downlink Control Channel)は、基地局装置から移動局装置へ送信される下りチャネルであり、複数の移動局装置に対して共通に使用される。基地局装置は、送信タイミング情報やスケジューリング情報(上り/下りリソース割当て情報)の送信に下り共用制御チャネルを用いる。
上り共用制御チャネル(PUCCH:Physical Uplink Control Channel)は、移動局装置から基地局装置への信号の送信に利用される上りチャネルである。移動局装置は、品質情報指標(CQIなど)、HARQ(Hybrid Auto Repeat Request:ハイブリッドARQ)、ACK/NACK(Acknowledge/Not Acknowledge)などの情報を基地局装置に通知するために、上り共用制御チャネルを用いる。
【0047】
図3は、本発明の実施形態における上りチャネルの構成の一例を示す図である。図3では、横軸に周波数軸をとっており、縦軸に時間軸をとっている。図3中のBWはシステム帯域幅を表しており、BRはリソースユニットの帯域幅を表している。上りリファレンスシグナルA1は、毎サブフレームの先頭シンボルに配置されている。また、上り共用制御チャネルにより送信する信号A2は、システム帯域幅の両側に配置されている。それ以外の無線リソースには、データチャネルにより送信する信号A3が配置されている。
なお、実際の移動通信システムにおける上りチャネルの構成は、図3と異なっていても良い。例えば、上りリファレンスシグナルA1や上り共用制御チャネルにより送信する信号A2を、周波数軸上に分散配置しても、時間軸上に周期的に配置しても良い。
【0048】
(第1の実施形態)
次に、本発明の第1の実施形態による移動通信システムについて説明する。移動通信システムは、移動局装置10a(後述する図4参照)と基地局装置30a(後述する図5参照)とを備えている。
【0049】
図4は、本発明の第1の実施形態による移動局装置10aの構成の一例を示すブロック図である。この移動局装置10aは、受信部11a、タイミング追尾部12a、チャネル復調部13a、スケジュール部14a、制御信号処理部15a、復号部16a、チャネル測定部17a、タイミング調整部18a、CQI計算部19a、上位レイヤ20a、同期監視部21a、符号部22a、ランダムアクセス制御部23a、チャネル変調部24a、送信電力制御部25a、送信部26a、下り同期誤り検出部27aを備えている。
【0050】
基地局装置30aが送信する無線送信信号であって、移動局装置10aが受信する無線受信信号は、受信部11aにおいて受信される。無線受信信号はタイミング追尾部12aに出力され、追尾の結果の信号が受信部11aに戻されることにより、シンボルタイミングのずれが調整される。また、無線受信信号はチャネル復調部13aへと出力され、スケジュール部14aより入力されるスケジューリング情報に基づいて復調され、データチャネルの信号、制御チャネルの信号、下りリファレンスシグナルに分類される。分類された各チャネルの信号は、データチャネルの信号であれば復号部16aへ、制御チャネルの信号であれば制御信号処理部15aへ、下りリファレンスシグナルであればチャネル測定部17aへと送信される。なお、前記以外のチャネルの信号の場合、復号部16a、制御信号処理部15a、チャネル測定部17aに所要に応じてそれぞれ出力される。
【0051】
復号部16aは、チャネル復調部13aが復調した信号から、ユーザデータを取り出して上位レイヤ20aへ出力する。制御信号処理部15aは、チャネル復調部13aが復調した信号から、制御データを取り出して上位レイヤ20aへと出力する。取り出された制御データに、上り送信タイミングの調整を行うための同期データ(上りタイミング調整制御データ)が含まれている場合、上りタイミング調整制御データはタイミング調整部18aへ出力される。
タイミング調整部18aは、上り送信タイミングのずれを上りタイミング調整制御データから計算し、送信部26aの上り送信タイミングを調整する。また、制御チャネルに含まれるスケジューリング情報は、スケジュール部14aへと出力される。チャネル測定部17aでは、下りリファレンスシグナルの受信品質を測定し、測定データとして上位レイヤ20aへ出力すると共に、CQI計算部19aに前記受信品質を出力する。CQI計算部19aは、受信品質からCQIを計算してCQI値として上位レイヤ20aへ出力する。
なお、CQI計算部19aにおけるCQIの計算方法としては、下りリファレンスシグナルの瞬時値から毎回求める方法や、ある所定の受信時間を平均して求める方法などを用いることができる。また、サブキャリア単位でCQIを計算しても良いし、ある受信帯域に亘って平均してCQIを計算しても良い。下り同期誤り検出部27aは、各チャネルの受信品質が入力され、下り同期誤りの判定処理が行わる。判定結果は下り同期データとして上位レイヤ20aに入力される。なお、下り同期データには、下り同期誤りの検出と下り同期状態の情報が含まれている。
【0052】
一方、上位レイヤ20aからはユーザデータと制御データが符号部22aに入力され、無線送信信号として符号化される。制御データは、上りリファレンスシグナルと上り共用制御チャネルの信号を含む。また、上位レイヤ20aからスケジュール部14aへスケジューリング情報が入力される。スケジューリング情報には、上りチャネル及び下りチャネルに関する送受信のタイミングや多重方法、変調又は復調の情報が含まれている。
また、移動局装置10aから基地局装置30aに対するランダムアクセスチャネルによる信号の送信時は、ランダムアクセス制御部23aにランダムアクセスチャネルの使用理由などの所定のランダムアクセス情報が入力され、プリアンブルの選択が行われた後に符号部22aで符号化される。符号部22aにて符号化された各無線送信信号はチャネル変調部24aに入力される。同期監視部21aは、下り同期の状態が誤り検出区間に遷移した場合に上位レイヤ20aから誤り検出区間開始制御情報が入力される。前記誤り検出区間開始制御情報が入力された同期監視部21aは、ランダムアクセスチャネルを用いて誤り検出区間の遷移を基地局装置30aに通知するために必要なランダムアクセス情報を生成し、前記ランダムアクセス情報をランダムアクセス制御部23aに入力する。
チャネル変調部24aは、スケジュール部14aから送信されるスケジューリング情報に従って、無線送信信号を適切な変調方式で変調処理する。送信電力制御部25aは、スケジュール部14aの指示に従って信号を送信部26aに出力して各チャネルに適切な電力制御を行う。チャネル変調部24aで変調されたデータは送信部26aに入力され、送信電力制御部25aから電力制御されて無線送信信号として送信される。なお、図4の各ブロックの動作は、上位レイヤ20aによって統括的に制御される。
【0053】
図5は、本発明の第1の実施形態による基地局装置30aの構成の一例を示すブロック図である。この基地局装置30aは、受信部31a、タイミング追尾部32a、チャネル復調部33a、スケジュール部34a、制御信号処理部35a、復号部36a、チャネル測定部37a、上り同期調整要求部38a、CQI計算部39a、上位レイヤ40a、符号部41a、チャネル変調部42a、送信電力制御部43a、送信部44aを備えている。
【0054】
移動局装置10aが送信する無線送信信号であって、基地局装置30aが受信する無線受信信号は、受信部31aにおいて受信される。無線受信信号はタイミング追尾部32aに出力され、追尾の結果の信号が受信部31aに戻されることにより、シンボルタイミングのずれが調整される。また、無線受信信号はチャネル復調部33aへと出力され、スケジュール部34aからのスケジューリング情報に基づいて、データチャネルの信号、制御チャネルの信号、上りリファレンスシグナルに分けられ、それぞれ復調される。復調された各データは、データチャネルの信号であれば復号部36aへ、制御チャネルの信号であれば制御信号処理部35aへ、上りリファレンスシグナルであればチャネル測定部37aへと出力される。なお、チャネル復調部33aは、制御処理部35aの出力によっても制御される。
なお、データチャネルの信号、制御チャネルの信号、上りリファレンスシグナル以外の信号の場合、制御信号処理部35a、復号部36a、チャネル測定部37aにそれぞれ所要に応じて出力される。
【0055】
復号部36aでは、制御信号処理部35aの出力である制御信号に基づいて、ユーザデータの復号処理を行い上位レイヤ40aへ出力する。制御信号処理部35aでは、制御データを取り出して上位レイヤ40aへと出力する。また、チャネル復調部33aと復号部36aの制御データや、スケジュールリングの制御に関連する制御データは各ブロックへ出力される。
チャネル測定部37aは、上りリファレンスシグナルに基づいて受信品質を測定し、測定データとして上位レイヤ40aへ出力すると共に、CQI計算部39aに前記受信品質を出力する。CQI計算部39aは、受信品質からCQIを計算してCQI値として上位レイヤ40aへ出力する。また、チャネル測定部37aの出力は、チャネル復調用の参照データとしてチャネル復調部33aにも出力される。
【0056】
一方、上位レイヤ40aからの送信要求を契機として、ユーザデータと制御データが符号部41aに入力される。制御データは、同期チャネルの信号や報知情報チャネルの信号、下りリファレンスシグナル、下り共用制御チャネルの信号を含んでいる。更に、上り同期調整要求部38aから上りタイミング調整制御データが符号部41aに入力される。上り同期調整要求部38aは、制御信号処理部35aの出力である同期データとチャネル測定部37aの出力である測定データに基づいて、上りタイミング調整制御データを出力する。
また、上位レイヤ40aよりスケジュール部34aへスケジューリング情報が入力される。符号部41aにて符号化されたユーザデータと制御データ、上りタイミング調整制御データはチャネル変調部42aに入力される。チャネル変調部42aは、スケジュール部34aから送信されるスケジューリング情報に従って、各無線送信信号を適切な変調方式で変調処理する。送信電力制御部43aは、スケジュール部34aの指示に従って信号を送信部44aに出力し、各チャネルに適切な電力制御を行う。チャネル変調部42aで変調されたデータは送信部44aに入力され、送信電力制御部43aから電力制御されて、移動局装置10aに対して無線送信信号として送信される。なお、図5の各ブロックの動作は、上位レイヤ40aによって統括的に制御される。
【0057】
図6(a)、図6(b)は、第1の実施形態における移動局装置10aの基地局装置30aに対する送信(図6(a))とその後の受信(図6(b))の処理について説明するための図である。図6(a)及び図6(b)において、横軸は時間を示している。
移動局装置10aでの受信処理(図6(b))と、移動局装置10aでの送信処理(図6(a))との間には、時間T10(例えば、3ミリ秒)の上り/下り時間差が生じる。
【0058】
第1の実施形態では、ランダムアクセスチャネルを用い、移動局装置10aから基地局装置30aに対して信号を送信するタイミングは、下り同期誤りを検出した後(時刻t11)、すなわち下り同期の状態が同期区間P01から誤り検出区間P02に遷移した後の直近のランダムアクセスチャネルの上り送信タイミングである。
これは、下り同期と上り同期とは別個に制御されるため、下り同期誤りを最初に検出した段階では、まだ上り同期が維持されている可能性が高いことを利用したものである。
移動局装置10aは、下り同期誤りを検出してから(時刻t11)、最も直近のランダムアクセスチャネルによる信号の上り送信タイミングで(時刻t12)、ランダムアクセスチャネルを利用して基地局装置30aに対して信号を送信する(ステップS001)。
このとき、送信するランダムアクセスチャネルの信号には、ランダムアクセスチャネルによる信号の送信目的についての情報とCQI値とが含まれる。なお、CQI値の代わりに受信品質が所定の閾値よりも高いか低いかを表すビットを通知する方法もある。
【0059】
移動局装置10aは、ランダムアクセスチャネルによる信号の送信目的として、下り同期誤りが検出されたことを示す情報を設定し、基地局装置30aに通知する。下り同期誤りが検出されたことを示す情報は、無線送信信号として直接、基地局装置30aに通知しても良いし、ランダムアクセスチャネルの信号のプリアンブル番号や系列、送信周波数領域などで間接的に通知しても良い。例えば、下り同期誤り検出の通知するための情報に、プリアンブル番号の1〜4番を割り当てておく方法がある。また、下り同期誤り検出を通知するときは、ランダムアクセスチャネルの系列を反転したり、巡回シフトしたりする方法がある。また、同期誤り検出のためのランダムアクセスチャネルを送信する送信周波数領域を予約しておき、その周波数領域で送信する方法がある。
あるいは、特定のCQI値を、下り同期誤り検出を意味するものとして、移動局装置10aと基地局装置30aとの間で予め設定しておいても良い。ランダムアクセスチャネルによる信号の送信目的と、下り同期誤りが検出されたことを示す情報との関連付けの情報は、移動局装置10aと基地局装置30aとの間で一意に設定するようにしても良いし、報知情報チャネルによる信号を用いて基地局装置30aから移動局装置10aに報知するようにしても良いし、基地局装置30aから移動局装置10a毎に個別に通知するようにしても良い。
【0060】
前述したように、ランダムアクセスチャネルには非同期ランダムアクセスチャネルと同期ランダムアクセスチャネルが存在するが、いずれのチャネルを用いて上述の信号を移動局装置10aから基地局装置30aに対して送信しても良い。
なお、移動局装置10aにおける下り同期誤りの検出方法としては、下り同期誤り検出部27aが、基地局装置30aから送信される信号の受信品質が所定の閾値よりも低下した場合に下り同期誤りを検出したと判定する。
なお、移動局装置10aにおける下り同期誤りの検出方法には、任意の下りチャネルを用いることができる。下り同期誤りの検出方法としては、下りチャネルの品質(前述のSIR、SINR、SNR、CIR、BLER、パスロス、ビット誤り率など)の少なくとも一つをある時間測定し、移動通信システム内で事前に設定された閾値、又は、測定開始前に基地局装置30aから移動局装置10aに通知される閾値と比較することで判定を行う方法なども用いることができる。
移動局装置10aは、下り同期の状態が、誤り検出区間P02から同期保護区間P03に遷移したときは(時刻t13)、以降のデータ信号送信停止区間において、スケジューリングされている上りデータチャネルによる信号の送信を停止し(時刻t14)、下り同期の回復処理を行う。
【0061】
図7は、本発明の第1の実施形態による移動通信システムの処理を示すシーケンス図である。図7は、下り同期外れ発生時の移動局装置10aと基地局装置30aの下り同期状態の遷移と、関連する無線制御の処理について示している。図7の処理は、移動局装置10aと基地局装置30aが互いに通信を行っている同期区間P01、P05の状態から開始している。
下り品質劣化などの理由によって移動局装置10a側の下り同期状態が、同期区間P01から誤り検出区間P02に遷移したとき、移動局装置10aの無線制御として、ランダムアクセスチャネル(RACH)にCQI値と、送信目的として下り同期誤りを検出したことを示す情報とを乗せて基地局装置30aへ通知する(ステップS101、S102、S103)。
なお、基地局装置30aはランダムアクセスチャネルに、下り同期誤りを検出したことを示す情報が設定されていなくても、移動局装置10aの下り同期状態が同期区間P01であれば、送信されないランダムアクセスチャネルの信号を受信したことにより、移動局装置10aにおいて下り同期誤りが発生したと判定しても良い。
【0062】
前記ランダムアクセスチャネルによる信号を移動局装置10aから受信した基地局装置30aは、下り同期状態を、同期区間P05から誤り検出区間P06へと遷移させ、同時にタイマを起動する(ステップS104)。本実施形態では、タイマは、予め設定された時間Ta1(例えば、3秒)を計測する。また、基地局装置30aのチャネル変調部42aは、基地局装置30aから移動局装置10aに対して送信する下りデータに対して適応制御を行う(ステップS105、S106)。ここで、タイマが計測する時間Ta1は、誤り検出区間P06の時間と、ランダムアクセスチャネルの信号の最大送信遅延時間とに基づいて決定される。
【0063】
基地局装置30aは、移動局装置10aからランダムアクセスチャネルを利用して、下り同期誤りを検出したことが通知されたとき(ステップS101、S102、S103)、その通知された情報に基づいて、移動局装置10aに対して送信する信号に対して次の適応制御を行う。
ランダムアクセスチャネルにより通知されたCQI値が、移動局装置10aから前回通知されたCQI値よりも低い場合、誤り訂正能力の高い変調方式にチャネル変調部42aによって切り替えたり、下り送信電力を送信電力制御部43aによって増加させたり、それらの両方を行うことにより、基地局装置30aが移動局装置10aに送信する信号の下り品質を向上させることで移動局装置10aの下り同期を回復しやすくする。例えば、チャネル変調部42aは、64QAM(64 Quadrature Amplitude Modulation:64値直交振幅変調)からBPSK(Binary Phase Shift Keying:2相位相偏移変調)に切り替えることにより、誤り訂正能力の高い変調方式に切り替える。
なお、その移動局装置10aに対してCQI値が良い無線リソースブロックを優先的に割り当てたり、無線送信信号を広帯域に分散配置(ディストリビューティッド配置)して周波数ダイバーシティ効果を高める送信方法に切り換えたりしても良い。また、移動局装置10a宛の無線リソース割当てを縮小して、無線リソースの利用効率を向上させても良い。一方、移動局装置10aから基地局装置30aに通知されたCQI値が、移動局装置10aから前回通知されたCQI値とほぼ同じであるか上回る場合、一時的な品質劣化による下り同期誤りと判定して、通常の無線リソース割当とスケジューリングを継続しても良い。
【0064】
前記適応制御を行っても移動局装置10aの下り同期が回復せず、そのまま誤り検出区間P02が終了したとき、移動局装置10a側の下り同期状態は、誤り検出区間P02から同期保護区間P03に遷移する。これにより、移動局装置10aの無線部26aは、上り送信停止制御を行うことにより(ステップS107)、移動局装置10aから基地局装置30aに対する信号の送信を停止する(ステップS108)。
具体的には、移動局装置10aの送信部26a(移動局装置送信部とも称する)は、下り同期誤り検出部27aが、下り同期誤りを所定回数(例えば、5回など)又は所定時間(例えば、10ミリ秒)検出した場合に、基地局装置30aに対するデータ信号の送信を停止する。このような処理を行うことにより、移動局装置10aと基地局装置30aとの通信品質が悪い状態で、移動局装置10aが基地局装置30aに対してデータ信号を送信することを防ぐことができる。
【0065】
更に同期保護区間P03が終了しても下り同期が回復しない場合、移動局装置10a側の下り同期状態は、同期保護区間P03から再接続区間P04に遷移する。移動局装置10aの無線部26aは、下り同期誤り検出部27aが下り同期外れを検出したことを通知されることによって(ステップS109)、セルリセレクション制御を開始する。
【0066】
一方、基地局装置30aは、タイマが計測する時間Ta1が満了したとき(ステップS110)、基地局装置30aの下り同期状態を、誤り検出区間P06から再接続区間P07に遷移させ、移動局装置10aに対して割り振っていた上り無線リソースを解放し、他の移動局装置に割り振る。また、HARQによる下りデータ再送を含めた下り送信を(ステップS111)、全て停止し(ステップS112、S113)、その分の無線リソースを他の移動局装置へ割り振る。
また、時間Ta1が満了する前であっても、移動局装置10aの送信部26a(下り同期誤り通知部とも称する)から下り同期誤りの発生を通知された後、移動局装置10aから下り同期誤りの発生を所定時間(例えば、後述する図10の時間Tr)通知されなかった場合に、基地局装置30aは移動局装置10aに対する信号の送信を停止する。
【0067】
なお、タイマが時間Ta1を計測している間に(ステップS114)、上りリファレンスシグナルの信号や、上り送信タイミング調整のためのランダムアクセスチャネルの信号を、基地局装置30aが移動局装置10aから受信した場合や、スケジューリングされていた上りデータや、スケジューリング要求などの上りデータを基地局装置30aが移動局装置10aから正常に受信した場合は、移動局装置10aの下り同期が回復したものとみなしてタイマによる時間Ta1の計測を停止し、基地局装置30aの下り同期状態を、同期区間P05に遷移させて通常の処理に復帰する。
【0068】
図8は、第1の実施形態における移動局装置10aの基地局装置30aに対する送信(図8(a))とその後の受信(図8(b))の処理の他の一例について説明するための図である。図8において、図6と同様の部分については、同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
図8では、下り同期誤りを移動局装置10aが検出して(時刻t11)、そのことをランダムアクセスチャネルにより基地局装置30aに送信(時刻t12)した後、時間T11(例えば、10ミリ秒)の一定周期でランダムアクセスチャネルを移動局装置10aから基地局装置30aに対して繰り返し送信する(ステップS001、S002、S003、・・・)。
【0069】
移動局装置10aは、ランダムアクセスチャネルを基地局装置30aに送信すると同時に(時刻t12)、時間T11を計時するタイマを上位レイヤ20aで起動する。その後、タイマによる時間T11の計測が満了するまでに下り同期が回復、あるいは下り同期外れに至らないときは、基地局装置30aへ送信目的についての情報とCQI値とを含めた無線送信信号を、ランダムアクセスチャネルを利用して送信し、再度、タイマによる時間T11の計測を開始する。
タイマが計測する時間T11は、事前に基地局装置30aから移動局装置10aに通知される。ただし、タイマが計測する時間T11は、同期保護区間P03の時間より短く設定されている。しかし、タイマが計測する時間T11を上り同期調整周期と同じ時間にすることもできる。このことにより、上り同期が外れる前にCQI値を移動局装置10aから基地局装置30aへ通知できる可能性がより大きくなる。
【0070】
本発明の第1の実施形態では、移動局装置10aの下り同期状態が誤り検出区間P02へ遷移した後であっても、CQI値を一定周期かつ継続的に移動局装置10aから基地局装置30aに通知することが可能である。そのため、移動局装置10aは同期回復後に通常のスケジューリングに即座に復帰することができる。また、基地局装置30aは、移動局装置10aから一定周期で通知されるCQI値に基づいて、より同期が回復しやすい適応制御に切り替えることができる。
【0071】
なお、本発明の第1の実施形態において、移動局装置10aで図9のフローチャートに示す処理を行うとともに、基地局装置30aで図10のフローチャートに示す処理を行うようにしてもよい。
移動局装置10aは、図9に示すように、移動局装置10aにおいて下り同期誤りが検出された場合には、ランダムアクセスチャネル(RACH)を利用して基地局装置30aに対して前述の信号を送信し(ステップS201)、これと同時に、タイマを起動して、時間Ts(例えば、10ミリ秒)の計測を開始する(ステップS202)。タイマには、時間Tsとして、移動局装置10aが基地局装置30aに対してランダムアクセスチャネルにより信号を送信してから、その信号に対する応答が基地局装置30aから移動局装置10aに返信されるまでの最大許容時間が設定される。
移動局装置10aは、タイマが計測する時間Tsが満了するまで待機し(ステップS203で「NO」)、タイマによる時間Tsの計測が満了した時点で(ステップS203で「YES」)、移動局装置10aから基地局装置30aに対して直近にランダムアクセスチャネルを用いて送信した信号に対する応答を基地局装置30aから受信している場合には、基地局装置30aとの上り同期が維持されていると判定して(ステップS204で「YES」)、図9のフローチャートによる処理を終了する。図9のフローチャートによる処理の終了後は再度、ランダムアクセスチャネルによる信号の上り送信タイミングで、図9と同様の処理を行う。
【0072】
一方、ランダムアクセスチャネルにより送信した信号の応答を、移動局装置10aが基地局装置30aから受信できない場合には(ステップS204で「NO」)、基地局装置30aとの上り同期が外れていると判定し、以降はランダムアクセスチャネルを含む全ての上り送信を停止して(ステップS205)、図9のフローチャートによる処理を終了する。
【0073】
一方、図10に示すように、基地局装置30aが移動局装置10aから下り同期誤りが検出されたことを示す信号を、ランダムアクセスチャネル(RACH)により受信した場合には(ステップS301)、ランダムアクセスチャネルにより移動局装置10aから基地局装置30aに送信された信号に対する応答処理を行い(ステップS302)、基地局装置30aから移動局装置10aへ必要な情報を送信する。
移動局装置10aから受信したランダムアクセスチャネルの信号に対する応答信号には、ACK、上りタイミング調整制御データなどが含まれる。また、ランダムアクセスチャネルの信号に対する応答を移動局装置10aに対して送信すると同時に、タイマを起動して時間Tr(例えば、10ミリ秒)の計測を開始する(ステップS303)。
タイマが計測する時間Trは、移動局装置10aによるランダムアクセスチャネルを利用した信号の送信時間間隔に、伝播遅延や処理遅延などの各遅延時間を加えた時間に等しくなるように設定されている。このとき、送信時間間隔と上り同期調整周期が同じとしても良い。基地局装置30aは、タイマによる時間Trの計測が満了するまで待機し(ステップS304で「NO」)、タイマによる時間Trの計測が満了した時点で(ステップS304で「YES」)、ランダムアクセスチャネルを利用した信号を移動局装置10aから受信していた場合には(ステップS305で「YES」)、下り同期が完全には外れていないと判定して、図10のフローチャートによる処理を終了する。基地局装置30aは、図10のフローチャートによる処理の終了後は再度、図10と同様の処理を行う。
【0074】
一方、ランダムアクセスチャネルによる信号を、移動局装置から受信していない場合には(ステップS305で「NO」)、下り同期が外れていると判定して、以降のランダムアクセスチャネルの受信処理を基地局装置30aは停止して(ステップS306)、図10のフローチャートによる処理を終了する。
【0075】
移動局装置10aで図9の処理を行うとともに、基地局装置30aで図10の処理を行うことで、誤り検出区間や同期保護区間であっても、上りと下りの両方の同期状態を基地局装置30aが推測することが可能となり、基地局装置30aは推測した上りと下りの同期状態に基づいて効率的なスケジューリングを行うことが可能となる。
【0076】
本発明の第1の実施形態では、移動局装置10aにおいて、基地局装置30aから送信される信号に基づいて下り同期誤りを下り同期誤り検出部27aが検出し、下り同期誤り検出部27aが下り同期誤りを検出した場合に下り同期誤りの発生を基地局装置30aに対して送信部26a(下り同期誤り通知部とも称する)が通知する。
また、本発明の第1の実施形態では、基地局装置30aにおいて、移動局装置10aの送信部26aから下り同期誤りの発生を通知された場合に、移動局装置に対して送信する信号にチャネル変調部42a又は送信電力制御部43a(適応制御部とも称する)が適応制御を行い、チャネル変調部42aが適応制御を行った信号を移動局装置10aに対して送信部44a(基地局装置送信部とも称する)が送信する。
【0077】
よって、本発明の第1の実施形態によれば、基地局装置30a側で下り同期誤りが回復し易いように変調方式などを適応制御することにより、移動局装置10aで下り同期誤りが発生した場合であっても、早期に基地局装置30aと移動局装置10aとの間で通信品質が良好な状態で通信を行うことができる。
【0078】
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。本実施形態による移動通信システムは、移動局装置10b(後述する図11参照)と基地局装置30b(後述する図12参照)とを備えている。第2の実施形態では、下り同期の誤り検出区間を経過した後に、移動局装置10bから基地局装置30bに対して、ランダムアクセスチャネルにより信号を送信する。
【0079】
図11は、本発明の第2の実施形態による移動局装置10bの構成の一例を示すブロック図である。この移動局装置10bは、受信部11b、タイミング追尾部12b、チャネル復調部13b、スケジュール部14b、制御信号処理部15b、復号部16b、チャネル測定部17b、タイミング調整部18b、CQI計算部19b、上位レイヤ20b、同期監視部21b、符号部22b、ランダムアクセス制御部23b、チャネル変調部24b、送信電力制御部25b、送信部26b、下り同期誤り検出部27bを備えている。
【0080】
第2の実施形態による移動局装置10b(図11)の各部11b〜26bは、第1の実施形態による移動局装置10a(図4)の各部11a〜26aと同様の機能を有しているため、それらの説明を省略する。
ただし、第2の実施形態では、移動局装置10bの上位レイヤ20bから同期監視部21bに入力される情報が、下り同期の状態が誤り検出区間から同期保護区間に遷移したことを示す同期保護区間開始制御情報である点において、第1の実施形態と異なる。
【0081】
図12は、本発明の第2の実施形態による基地局装置30bの構成の一例を示すブロック図である。この基地局装置30bは、受信部31b、タイミング追尾部32b、チャネル復調部33b、スケジュール部34b、制御信号処理部35b、復号部36b、チャネル測定部37b、上り同期調整要求部38b、CQI計算部39b、上位レイヤ40b、符号部41b、チャネル変調部42b、送信電力制御部43b、送信部44bを備えている。
第2の実施形態による基地局装置30b(図12)の各部31b〜44bは、第1の実施形態による基地局装置30b(図5)の各部31a〜44aと同様の機能を有しているため、それらの説明を省略する。
【0082】
図13(a)、図13(b)は、第2の実施形態における移動局装置10bの基地局装置30bに対する送信(図13(a))とその後の受信(図13(b))の処理について説明するための図である。図13(a)、図13(b)において、図6(a)、図6(b)と同じ部分については、同一の符号を付して、それらの説明を省略する。
第2の実施形態では、ランダムアクセスチャネルを用いて移動局装置10bから基地局装置30bに対して信号を送信するタイミングは、誤り検出区間P02の終了後(時刻t13)、すなわち誤り検出区間P02から同期保護区間P03に遷移後の直近のランダムアクセスチャネルの上り送信タイミングである。
第2の実施形態は、第1の実施形態と異なり、時刻t11から、下り同期誤りが所定回数(例えば、5回)発生した後に、又は、一定時間(例えば、10ミリ秒)が経過した後に、ランダムアクセスチャネルを用いて、下り同期誤りを検出したことを移動局装置10bから基地局装置30bに対して通知する。
これにより、第1の実施形態よりも移動局装置のランダムアクセスチャネルによる信号の送信回数を大幅に少なくすることができ、移動局装置10bの電力消費を抑制することが可能となる。
【0083】
移動局装置10bは、下り同期の状態が、誤り検出区間P02から同期保護区間P03に遷移してから、最も直近のランダムアクセスチャネルによる信号の上り送信タイミングで、ランダムアクセスチャネルを利用して信号を移動局装置10bから基地局装置30bに対して送信する。このとき、送信するランダムアクセスチャネルの信号には、ランダムアクセスチャネルによる信号の送信目的を示す情報とCQI値とが含まれる。なお、CQI値の代わりに受信品質が所定の閾値よりも高いか低いかを表すビットを通知する方法もある。
移動局装置10bは、ランダムアクセスチャネルによる信号の送信目的として、下り同期誤りの発生を示す情報を設定し、基地局装置30bに対して通知する。本実施形態において、下り同期誤りの発生を示す情報は、移動局装置10bの下りの同期状態が、誤り検出区間P02から同期保護区間P03に遷移したことを意味する。
【0084】
ランダムアクセスチャネルによる信号の送信目的の情報(下り同期状態が同期保護区間P03であることを示す情報)は、移動局装置10bから基地局装置30bに対して無線送信信号として直接通知しても良いし、ランダムアクセスチャネルの信号のプリアンブル番号や系列、送信周波数領域などを利用して間接的に通知しても良い。
あるいは、特定のCQI値を、同期保護区間P03であることを示すものとして、移動局装置10bと基地局装置30bとの間で予め設定しておくようにしても良い。ランダムアクセスチャネルによる信号の送信目的と、同期保護区間P03であることを示す情報との関連付けは、移動通信システム内で一意に設定しても良いし、報知情報チャネルによる信号を用いて基地局装置30bから移動局装置10bに報知するようにしても良いし、基地局装置30bから移動局装置10b毎に個別に通知するようにしても良い。
【0085】
前述したように、ランダムアクセスチャネルには非同期ランダムアクセスチャネルと同期ランダムアクセスチャネルが存在するが、どちらを使用しても良い。なお、移動局装置10bにおける下り同期誤りの検出方法には、任意の下りチャネルを用いることができる。この検出方法としては、下りチャネルの品質(前述のSIR、SINR、SNR、CIR、BLER、パスロス、ビット誤り率など)の少なくとも一つをある時間測定し、移動通信システム内で事前に設定された閾値、又は、測定開始前に基地局装置30bから移動局装置10bに予め通知された閾値と比較する方法などを用いることができる。
移動局装置10bは、時刻t14以降、スケジューリングされている上りデータチャネルの基地局装置30bへの送信停止を行い、下り同期の回復処理を行う。
【0086】
図14は、本発明の第2の実施形態による移動通信システムの処理を示すシーケンス図である。図14は、第2の実施形態における、下り同期外れ発生時の移動局装置10bと基地局装置30bの下り同期状態の遷移と、関連する無線制御の処理について示している。図14のシーケンス図は、移動局装置10bと基地局装置30bが互いに通信を行っている同期区間P01、P05の状態から開始している。
その後、下り品質劣化などの理由によって移動局装置10b側の下り同期状態が、同期区間P01から誤り検出区間P02に遷移する。そして、そのまま誤り検出区間P02が終了して同期保護区間P03に遷移したとき、移動局装置10bの送信部26bは、同期保護区間P03への遷移を通知されることによって(ステップS501)、移動局装置10bから基地局装置30bへの上り送信停止制御を行う(ステップS502)また、ランダムアクセスチャネルに、CQI値と送信目的として同期保護区間P03にあることを示す情報とを乗せて基地局装置30bへ通知する(ステップS503、S504)。なお、基地局装置30bは、ランダムアクセスチャネルの信号に、同期保護区間P03にあることを示す情報が設定されていなくても、移動局装置10bの下り同期状態が同期区間P01であれば、送信されないランダムアクセスチャネルの信号を受信したことにより、移動局装置10bが同期保護区間P03にあると判定するようにしても良い。
【0087】
前記ランダムアクセスチャネルによる信号を移動局装置10bから受信した基地局装置30bは、基地局装置30bの下り同期状態を、同期区間P05から同期保護区間P08へと遷移させると同時に、タイマにより時間Ta2(例えば、3秒)の計測を開始する(ステップS505)。また、基地局装置30bから移動局装置10bに送信する下りデータに対して適応制御を行う(ステップS506、S507)。ここで、タイマが計測する時間Ta2は、ランダムアクセスチャネルによる信号の最大送信遅延時間に基づいて決定される。
基地局装置30bは、移動局装置10bからランダムアクセスチャネルを用いて同期保護区間P03にあることが通知された場合に(ステップS503、S504)、通知された情報に基づいて次の制御を行う。ランダムアクセスチャネルの信号により通知されたCQI値が、移動局装置10bから基地局装置30bに前回通知されたCQI値よりも低い場合、基地局装置30bから移動局装置10bに送信する信号の変調方式をより誤り訂正能力の高い変調方式に切り替えたり、基地局装置30bから移動局装置10bに送信する信号の下り送信電力を増加させたり、またはその両方を行うことにより、下り品質を向上させることで移動局装置10bの下り同期を回復しやすくする。
【0088】
また、CQI値が良い無線リソースブロックを、下り同期誤りが発生している移動局装置10bに対して優先的に割り当てたり、無線送信信号を広帯域に分散配置(ディストリビューティッド配置)して周波数ダイバーシティ効果を高める送信方法に切り換えたりしても良い。また、移動局装置10b宛の無線リソース割当てを縮小し、無線リソースの利用効率を向上させても良い。一方、同時に通知されたCQI値が移動局装置10bから前回通知されたCQI値とほぼ同じか上回る場合、一時的な品質劣化による下り同期誤りと判定し、通常の無線リソース割当とスケジューリングを継続する。
【0089】
適応制御を行っても移動局装置10bの下り同期が回復せず、そのまま同期保護区間P03が終了したとき、移動局装置10b側の下り同期状態は、同期保護区間P03から再接続区間P04に遷移し、移動局装置10bの無線部26bは、下り同期外れを検出したことを通知されることによって(ステップS508)、セルリセレクション制御を開始する。
【0090】
一方、基地局装置30bは、タイマによる時間Ta2の計測が満了したとき(ステップS509)、基地局装置30bの下り同期状態を、同期保護区間P08から再接続区間P07に遷移させ、移動局装置10bに対して割り振っていた上り無線リソースを解放し、他の移動局装置に割り振る。また、HARQによる下りデータ再送を含めた下り送信(ステップS510)を全て停止し(ステップS511、S512)、その分の無線リソースを他の移動局装置へ割り振る。
【0091】
なお、タイマが時間Ta2を計測している間に(ステップS513)、移動局装置10bから上りリファレンスシグナルの信号や、上り送信タイミング調整のためのランダムアクセスチャネルの信号、スケジューリングされていた上りデータ送信、スケジューリング要求などの上りデータが正常に受信された場合は、移動局装置10bの下り同期が回復したものとみなして、タイマによる時間Ta2の計測を停止し、基地局装置30bの下り同期状態を同期区間P05に遷移させて通常の処理に復帰する。
【0092】
図15は、第2の実施形態における移動局装置10bの基地局装置30bに対する送信(図15(a))とその後の受信(図15(b))の処理の他の一例について説明するための図である。図15において、図8と同様の部分については、同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
図15では、誤り検出区間P02から同期保護区間P03に時刻t13で遷移した場合に、移動局装置10bから基地局装置30bに対してランダムアクセスチャネルにより信号を時刻t14に送信(ステップS401)した後、一定の時間間隔T12(例えば、10ミリ秒)でランダムアクセスチャネルにより信号を繰り返し送信している(ステップS401、S402、S403、・・・)。
【0093】
移動局装置10bは、誤り検出区間P02から同期保護区間P03に時刻t13で遷移すると同時に、時間T12を計時するタイマを上位レイヤ20bで起動する。その後、タイマによる時間T12の計測が満了するまでに下り同期が回復、あるいは下り同期外れに至らないときは、基地局装置30bへ送信目的の情報とCQI値とを含めた無線送信信号をランダムアクセスチャネルにより送信し、再度、タイマによる時間T12の計測を開始する。タイマが計測する時間T12は、所定の任意の値として事前に移動局装置10bに通知される。ただし、タイマが計測する時間T12は、同期保護区間P03の時間より短く設定されている。タイマが計測する時間T12を上り同期調整周期と同じ時間長にすることで、上り同期が外れる前にCQI値を、移動局装置10bから基地局装置30bへ通知できる可能性が大きくなる。
【0094】
本発明の第2の実施形態では、移動局装置10bの下り同期状態が同期保護区間P03へ遷移した後であっても、CQI値を一定周期かつ継続的に移動局装置10bから基地局装置30bに通知することが可能である。そのため、移動局装置10bは同期回復後に通常のスケジューリングに即座に復帰できる。また、基地局装置30bは、移動局装置10bから一定周期で通知されるCQI値に基づいて、より同期が回復しやすい制御に切り替えることができる。
【0095】
なお、第1の実施形態で説明した移動局装置10aにおける図9の処理と基地局装置30aにおける図10の処理を、第2の実施形態による移動局装置10bと基地局装置30bで行ってもよい。
これにより、移動局装置10bの下り同期状態が同期保護区間P03であっても、上りと下りの両方の同期状態を基地局装置30bが推測することが可能となり、基地局装置30bは推測した上りと下りの同期状態に基づいた効率的なスケジューリングを行うことが可能となる。
【0096】
本発明の第2の実施形態では、移動局装置10bにおいて、基地局装置30bから送信される信号に基づいて下り同期誤りを下り同期誤り検出部27bが検出し、下り同期誤り検出部27bが下り同期誤りを所定回数(例えば、5回)検出した場合、又は、一定時間(例えば、10ミリ秒)が経過した場合に、移動局装置10bの下り同期状態が同期保護区間であることを示す情報を基地局装置30bに対して送信部26b(下り同期誤り通知部とも称する)が通知する。
また、本発明の第2の実施形態では、基地局装置30bにおいて、移動局装置10bの送信部26bから下り同期状態が同期保護区間であることを示す情報を通知された場合に、移動局装置10bに対して送信する信号にチャネル変調部42b又は送信電力制御部43b(適応制御部とも称する)が適応制御を行い、チャネル変調部42bが適応制御を行った信号を移動局装置10bに対して送信部44b(基地局装置送信部とも称する)が送信する。
【0097】
本発明の第2の実施形態によれば、基地局装置30b側で下り同期誤りが回復し易いように適応制御を行うことにより、移動局装置10bで下り同期誤りが発生した場合であっても、早期に基地局装置30bと移動局装置10bとの間で通信品質が良好な状態で通信を行うことができる。
また、移動局装置10bの送信部26bは、下り同期誤り検出部27bが下り同期誤りを所定回数(例えば、5回)検出した場合、又は、一定時間(例えば、10ミリ秒)が経過した場合に、下り同期状態が同期保護区間であることを示す情報を基地局装置30bに対して通知するので、移動局装置10bから基地局装置30bに対して下り同期誤りの発生を通知する回数を減少させることができ、移動局装置10bの消費電力を低くすることができる。
【0098】
(第3の実施形態)
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。本実施形態による移動通信システムは、移動局装置10c(後述する図16参照)と基地局装置30c(後述する図17参照)とを備えている。
第3の実施形態では、移動局装置10cの下り同期状態と上り同期状態は独立した制御が可能であることを利用して、上り送信チャネルであるランダムアクセスチャネルの制御に対しては、上り同期状態に基づいて、より正確な制御を行う。
【0099】
図16は、本発明の第3の実施形態による移動局装置10cの構成の一例を示すブロック図である。この移動局装置10cは、受信部11c、タイミング追尾部12c、チャネル復調部13c、スケジュール部14c、制御信号処理部15c、復号部16c、チャネル測定部17c、タイミング調整部18c、CQI計算部19c、上位レイヤ20c、同期監視部21c、符号部22c、ランダムアクセス制御部23c、チャネル変調部24c、送信電力制御部25c、送信部26c、下り同期誤り検出部27cを備えている。
【0100】
第3の実施形態による移動局装置10c(図16)の各部11c〜26cは、第1の実施形態による移動局装置10a(図4)の各部11a〜26aと同様の機能を有しているため、それらの説明を省略する。
ただし、第3の実施形態では、移動局装置10cのタイミング調整部18cから同期監視部21cにタイミング調整時間情報が入力される点において、第1の実施形態と異なる。
【0101】
図17は、本発明の第3の実施形態による基地局装置30cの構成の一例を示すブロック図である。この基地局装置30cは、受信部31c、タイミング追尾部32c、チャネル復調部33c、スケジュール部34c、制御信号処理部35c、復号部36c、チャネル測定部37c、上り同期調整要求部38c、CQI計算部39c、上位レイヤ40c、符号部41c、チャネル変調部42c、送信電力制御部43c、送信部44cを備えている。
第3の実施形態による基地局装置30c(図17)の各部31c〜44cは、第1の実施形態による基地局装置30a(図5)の各部31a〜44aと同様の機能を有しているため、それらの説明を省略する。
【0102】
図18(a)、図18(b)は、第3の実施形態における移動局装置10cの基地局装置30cに対する送信(図18(a))とその後の受信(図18(b))の処理について説明するための図である。
第3の実施形態では、ランダムアクセスチャネルを用いて無線送信信号を移動局装置10cから基地局装置30cに対して送信するタイミングは、移動局装置10cの下り同期状態が誤り検出区間P02に遷移した後であって(時刻t11以降)、かつ、上りタイミング調整制御データを移動局装置10cが基地局装置30cから受信した時点(時刻t15)から、ある所定の時間T13(例えば、0.5秒)を経過するたびに繰り返し行う(ステップS701、S702、・・・)。
本実施形態では、移動局装置10cにおいて、上り同期状態が同期状態である可能性が高い区間中に、ランダムアクセスチャネルを用いて移動局装置10cの下り同期状態が同期保護区間P03であることを示す情報を、移動局装置10cから基地局装置30cに対して通知するため、ランダムアクセスチャネルを利用した無線送信信号の基地局装置30cへの送達確率を下げることなく、移動局装置のランダムアクセスチャネルによる信号の送信回数を更に少なくすることができ、移動局装置10cの電力消費を抑制することが可能となる。
【0103】
移動局装置10cは、最後に基地局装置30cから受信した上りタイミング調整制御データから周期T13が経過したときに、下り同期状態が、同期保護区間P03に遷移していた場合、最も直近のランダムアクセスチャネルによる信号の上り送信タイミングで、無線送信信号を基地局装置30cに対して送信する。このとき、送信する無線送信信号には、無線送信信号の送信目的とCQI値とが含まれる。なお、CQI値の代わりに受信品質が所定の閾値よりも高いか低いかを表すビットを通知する方法もある。
移動局装置10cは、ランダムアクセスチャネルによる信号の送信目的として、下り同期誤りの発生を示す情報を設定し、基地局装置30cに対して通知する。本実施形態において、下り同期誤りの発生を示す情報は、移動局装置10cの下りの同期状態が、誤り検出区間P02から同期保護区間P03に遷移したことを意味する。
【0104】
ランダムアクセスチャネルによる信号の送信目的の情報(下り同期状態が同期保護区間P03であることを示す情報)は、移動局装置10cから基地局装置30cに対して無線送信信号として直接通知しても良いし、ランダムアクセスチャネルのプリアンブル番号や系列、送信周波数領域などを利用して間接的に通知しても良い。あるいは、特定のCQI値を、下り同期状態が同期保護区間P03であることを示すものとして、移動局装置10cと基地局装置30cとの間で予め設定しておくようにしても良い。
ランダムアクセスチャネルによる信号の送信目的と、下り同期状態が同期保護区間P03であることを示す情報との関連付けは、移動通信システム内で一意に設定しても良いし、報知情報チャネルで基地局装置30cから移動局装置10cに対して報知しても良いし、移動局装置10c毎に個別に通知するようにしても良い。前述したように、ランダムアクセスチャネルには非同期ランダムアクセスチャネルと同期ランダムアクセスチャネルが存在するが、どちらを使用しても良い。なお、移動局装置10cにおける下り同期誤りの検出方法には、任意の下りチャネルを用いることができ、その検出方法は、下りチャネルの品質(前述のSIR、SINR、SNR、CIR、BLER、パスロス、ビット誤り率など)の少なくとも一つをある時間測定し、移動通信システム内で事前に設定された閾値、又は、測定開始前に基地局装置30cから移動局装置10cに通知された閾値と比較する方法などを用いることができる。
【0105】
移動局装置10cは、ランダムアクセスチャネルにより無線送信信号を基地局装置30cに送信した後に、再度、時間T13が経過したときに、下り同期状態が同期保護区間P03である場合、再びランダムアクセスチャネルを用いて無線送信信号を基地局装置30cに送信する。以降、移動局装置10cは、下り同期状態が再接続区間に遷移するまで同様の制御を繰り返す。また、移動局装置10cは、下り同期状態が再接続区間に遷移したときは、以降のデータ信号送信停止区間において、スケジューリングされている上りデータチャネルの基地局装置30cへの送信停止を行い、下り同期の回復処理を行う。
【0106】
図19は、本発明の第3の実施形態による移動通信システムの処理を示すシーケンス図である。図19は、第3の実施形態における、下り同期外れ発生時の移動局装置10cと基地局装置30cの下り同期状態の遷移と、関連する無線制御の処理について示している。図19のシーケンス図は、移動局装置10cと基地局装置30cが互いに通信を行っている同期区間P01、P05の状態から開始している。移動局装置10cは、基地局装置30cから上りタイミング調整制御データを受信したときに(ステップS801、S815)、タイマによる時間T13の計測を開始する(ステップS802)。タイマによる時間T13の計測が満了したときに(ステップS803)、移動局装置10cの下り同期状態が、同期保護区間P03に遷移していなければ何もしない。その後、下り品質劣化などの理由によって、移動局装置10c側の下り同期状態が、同期区間P01から誤り検出区間P02に遷移し、更にそのまま誤り検出区間P02が終了して同期保護区間P03に遷移したとき、移動局装置10cの送信部26cは、同期保護区間P03への遷移を通知されることによって(ステップS813)、移動局装置10cから基地局装置30cへの上り送信停止制御を行う(ステップS814)。また、タイマによる時間T13の計測が満了したときの移動局装置10cの下り同期状態が、同期保護区間P03であったとき、移動局装置10cの送信部26cは、ランダムアクセスチャネルに、CQI値と送信目的として下り同期状態が同期保護区間P03であることを示す情報とを乗せて基地局装置30cへ通知する(ステップS804、S805、S806)。
【0107】
なお、基地局装置30cはランダムアクセスチャネルの信号に、同期保護区間P03であることを示す情報が設定されていなくても、移動局装置10cの下り同期状態が同期区間P01であれば、送信されないランダムアクセスチャネルの信号を受信したことにより、移動局装置10cが同期保護区間P03に遷移したと判定するようにしても良い。
また、ランダムアクセスチャネルによる信号の送信と同時に、タイマによる時間T13の計測を再度開始し(ステップS807)、タイマによる時間T13の計測が満了したときの移動局装置10cの下り同期状態が、同期保護区間P03であれば、再度、ランダムアクセスチャネルを用いて信号を送信する(ステップS808、S809)。一方、同期区間が同期保護区間P03から再接続区間P04に遷移していたときは何もしない。
【0108】
前記ランダムアクセスチャネルにより送信される信号のうち、最初にランダムアクセスチャネルにより送信された信号を受信した基地局装置30cは、下り同期状態を同期区間P05から同期保護区間P08へと遷移させ、同時にタイマによる時間Ta3(例えば、3秒)の計測を開始する(ステップS810)。また、基地局装置30cから移動局装置10cに対して送信する下りデータに対して適応制御を行う(ステップS811、S812)。なお、タイマが計測する時間Ta3は、ランダムアクセスチャネルにより送信する信号の最大送信遅延時間や、時間T13に基づいて決定される。
基地局装置30cは、移動局装置10cからランダムアクセスチャネルによる信号によって、移動局装置10cが同期保護区間P03にあることが通知された場合には、通知された情報に基づいて次の制御を行う。つまり、前記ランダムアクセスチャネルによる信号で通知されたCQI値が移動局装置10cから前回通知されたCQI値よりも低い場合、基地局装置30cから移動局装置10cに送信する信号の変調方式をより誤り訂正能力の高い変調方式に切り替えたり、基地局装置30cから移動局装置10cに送信する信号の下り送信電力を増加させたり、またはその両方を行うことにより、下り品質を向上させることで移動局装置10cの下り同期を回復しやすくする。
【0109】
また、CQI値が良い無線リソースブロックを移動局装置10cに優先的に割り当てたり、無線送信信号を広帯域に分散配置(ディストリビューティッド配置)して周波数ダイバーシティ効果を高める送信方法に切り換えたりしても良い。また、移動局装置10c宛の無線リソース割当てを縮小し、無線リソースの利用効率を向上させても良い。一方、同時に通知されたCQI値が移動局装置10cから前回通知されたCQI値とほぼ同じか上回る場合、一時的な品質劣化による下り同期誤りと判定し、通常の無線リソース割当とスケジューリングを継続する。基地局装置30cは、更に以降のランダムアクセスチャネルにより受信した情報を用いることも可能である。
【0110】
前記適応制御を行っても移動局装置10cの下り同期が回復せず、そのまま同期保護区間P03が終了したとき、移動局装置10c側の下り同期状態は同期保護区間P03から再接続区間P04に遷移し、移動局装置10cの無線部26cは、下り同期外れを検出したことを通知されることによって(ステップS816)、セルリセレクション制御を開始する。
【0111】
一方、基地局装置30cは、タイマによる時間Ta3の計測が満了したとき(ステップS817)、基地局装置30cの下り同期状態を、同期保護区間P08から再接続区間P07に遷移させ、移動局装置10cに対して割り振っていた上り無線リソースを解放し、他の移動局装置に割り振る。また、HARQによる下りデータ再送を含めた下り送信(ステップS818)を全て停止し(ステップS819、S820)、その分の無線リソースを他の移動局装置へ割り振る。
なお、タイマが時間Ta3を計測する間に、移動局装置10cから上りリファレンスシグナルの信号や、上り送信タイミング調整のためのランダムアクセスチャネルの信号、スケジューリングされていた上りデータ送信、スケジューリング要求などの上りデータが正常に受信された場合は、移動局装置10cの下り同期が回復したものとみなして、タイマによる時間Ta3の計測を停止し、基地局装置30cの下り同期状態を、同期区間P05に遷移させて通常の処理に復帰する。
【0112】
本発明の第3の実施形態では、移動局装置10cにおいて、基地局装置30cから送信される信号に基づいて下り同期誤りを下り同期誤り検出部21cが検出し、下り同期誤り検出部21cが下り同期誤りを検出した後であって基地局装置30cから上りタイミング調整制御データを受信した後に下り同期誤りの発生を基地局装置30cに対して送信部26c(下り同期誤り通知部)が通知する。
また、本発明の第3の実施形態では、基地局装置30cにおいて、移動局装置10cの送信部26cから下り同期誤りの発生を通知された場合に、移動局装置10cに対して送信する信号にチャネル変調部42c又は送信電力制御部43c(適応制御部とも称する)が適応制御を行い、チャネル変調部42cが適応制御を行った信号を移動局装置10cに対して送信部44c(基地局装置送信部とも称する)が送信する。
【0113】
本発明の第3の実施形態によれば、基地局装置30c側で下り同期誤りが回復し易いように適応制御を行うことにより、移動局装置10cで下り同期誤りが発生した場合であっても、基地局装置30cから上りタイミング調整制御データを受信後、早期に基地局装置30cと移動局装置10cとの間で通信品質が良好な状態で通信を行うことができる。
また、移動局装置10cの送信部26cは、上り同期状態が同期状態である可能性が高い区間中に、ランダムアクセスチャネルを用いて移動局装置10cの下り同期状態が同期保護区間であることを示す情報を、基地局装置30cに対して通知するので、移動局装置のランダムアクセスチャネルによる信号の送信回数を更に少なくすることができ、移動局装置10cの消費電力を低くすることができる。
【0114】
上述した第1から第3の実施形態によれば、移動局装置の下り同期状態が下り同期外れとなっても、移動局装置の下り同期状態を早期に基地局装置に伝えることができるため、適応制御によって下り同期外れからの回復の可能性を高めることができ、通信品質が向上する。また、移動局装置の下り同期状態を基地局装置が把握可能となるため、無駄なリソース割当てを行うことがなくなり、無線リソース利用効率を向上させることができる。
【0115】
なお、以上説明した実施形態において、第1の実施形態による移動局装置10a(図4)及び基地局装置30a(図5)の各部、第2の実施形態による移動局装置10b(図11)及び基地局装置30b(図12)の各部、第3の実施形態による移動局装置10c(図16)及び基地局装置30c(図17)の各部の機能又はこれらの機能の一部を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより移動局装置や基地局装置の制御を行っても良い。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
【0116】
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時刻の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時刻プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
【0117】
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も特許請求の範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【0118】
本発明は、移動局装置で下り同期誤りが発生した場合であっても、早期に基地局装置と移動局装置との間で通信品質が良好な状態で通信を行うことができる移動通信システム、移動局装置、基地局装置及び移動通信方法などに適用できる。
Claims (24)
- 移動局装置と基地局装置とを備える移動通信システムであって、
前記移動局装置は、
前記基地局装置の送信信号の測定結果から下り同期誤りの発生を検出する下り同期誤り検出部と、
前記移動局装置の下り同期状態、又は下り同期状態と上り同期状態に基づきランダムアクセスチャネルを生成する同期監視部と、
前記ランダムアクセスチャネルを前記基地局装置へ送信する下り同期誤り通知部とを備え、
前記基地局装置は、
前記移動局装置からのランダムアクセスチャネルを受信し、前記下り同期誤りの発生に基づくスケジューリングを行う適応制御部を備えることを特徴とする移動通信システム。 - 移動局装置と基地局装置とを備える移動通信システムであって、
前記移動局装置は、
前記基地局装置の送信信号の測定結果から下り同期誤りの発生を検出する下り同期誤り検出部と、
前記移動局装置の下り同期状態、又は下り同期状態と上り同期状態に基づき下り同期誤りの発生を示す情報をランダムアクセスチャネルに設定する同期監視部と、
前記ランダムアクセスチャネルを前記基地局装置へ送信する下り同期誤り通知部とを備え、
前記基地局装置は、
前記移動局装置からのランダムアクセスチャネルを受信し、前記ランダムアクセスチャネルに設定された下り同期誤りの発生を示す制御情報の取得処理を実行し、前記下り同期誤りの発生を示す情報に基づくスケジューリングを行う適応制御部を備えることを特徴とする移動通信システム。 - 前記移動局装置は、
前記移動局装置の下り同期状態が下り同期誤りの発生を少なくとも一回検出した状態であれば、前記基地局装置に対して下り同期誤りの発生を示す情報をランダムアクセスチャネルに設定することを特徴とする請求項2に記載の移動通信システム。 - 前記移動局装置は、
前記移動局装置の下り同期状態が下り同期誤りの発生を所定回数又は所定時間連続して検出している状態であれば、前記基地局装置に対して下り同期誤りの発生を示す情報をランダムアクセスチャネルに設定することを特徴とする請求項2に記載の移動通信システム。 - 前記移動局装置は、
前記移動局装置の上り同期状態が上り送信タイミングを示す上りタイミング調整制御データを受信してから所定の時間内の状態であり、更に前記移動局装置の下り同期状態が下り同期誤りを少なくとも一回検出した状態であれば、前記基地局装置に対して下り同期誤りの発生を示す情報をランダムアクセスチャネルに設定することを特徴とする請求項2に記載の移動通信システム。 - 前記移動局装置は、
前記基地局装置に対して下り同期誤りの発生を通知した後、所定時間が経過するたびに前記基地局装置に対してランダムアクセスチャネルを用いて下り同期誤りの発生を繰り返し通知することを特徴とする請求項2に記載の移動通信システム。 - 前記基地局装置は、
前記移動局装置から下り同期誤りの発生を通知されると同時に下り同期外れまでの時間を計時するタイマを起動し、前記タイマが満了するまで、又は、下り同期誤りが回復するまでの期間において、前記移動局装置への送信信号に対して下り同期誤りの通知前よりも誤り訂正能力の高い変調方式を用いる、又は、送信電力を増加させるスケジューリングを行うことを特徴とする請求項2に記載の移動通信システム。 - 前記基地局装置は、
前記移動局装置から下り同期誤りの発生を通知されると同時に下り同期外れまでの時間を計時するタイマを起動し、前記タイマが満了したときに、以降の前記移動局装置に対する送信を停止するスケジューリングを行うことを特徴とする請求項2に記載の移動通信システム。 - 基地局装置と通信する移動局装置であって、
前記基地局装置の送信信号の測定結果から下り同期誤りの発生を検出する下り同期誤り検出部と、
前記移動局装置の下り同期状態、又は下り同期状態と上り同期状態に基づきランダムアクセスチャネルを生成する同期監視部と、
前記ランダムアクセスチャネルを前記基地局装置へ送信する下り同期誤り通知部と、
を備えることを特徴とする移動局装置。 - 基地局装置と通信する移動局装置であって、
前記基地局装置の送信信号の測定結果から下り同期誤りの発生を検出する下り同期誤り検出部と、
前記移動局装置の下り同期状態、又は下り同期状態と上り同期状態に基づき下り同期誤りの発生を示す情報をランダムアクセスチャネルに設定する同期監視部と、
前記ランダムアクセスチャネルを前記基地局装置へ送信する下り同期誤り通知部と、
を備えることを特徴とする移動局装置。 - 前記同期監視部は、移動局装置の下り同期状態が下り同期誤りの発生を少なくとも一回検出した状態であれば、下り同期誤りの発生を示す情報をランダムアクセスチャネルに設定することを特徴とする請求項10に記載の移動局装置。
- 前記同期監視部は、前記移動局装置の下り同期状態が下り同期誤りの発生を所定回数又は所定時間連続して検出している状態であれば、下り同期誤りの発生を示す情報をランダムアクセスチャネルに設定することを特徴とする請求項10に記載の移動局装置。
- 前記同期監視部は、前記移動局装置の上り同期状態が上り送信タイミングを示す上りタイミング調整制御データを受信してから所定の時間内の状態であり、更に前記移動局装置の下り同期状態が下り同期誤りを少なくとも一回検出した状態であれば、下り同期誤りの発生を示す情報をランダムアクセスチャネルに設定することを特徴とする請求項10に記載の移動局装置。
- 前記下り同期誤り通知部は、前記基地局装置に対して下り同期誤りの発生を通知した後、所定時間が経過するたびに前記基地局装置に対してランダムアクセスチャネルを用いて下り同期誤りの発生を繰り返し通知することを特徴とする請求項10に記載の移動局装置。
- 移動局装置と通信する基地局装置であって、
前記移動局装置から下り同期誤りの発生を通知されると同時に下り同期外れまでの時間を計時するタイマを起動し、前記タイマが満了するまで、又は下り同期誤りが回復するまでの期間において、前記下り同期誤りの発生を示す情報に基づくスケジューリングを行う適応制御部を備えることを特徴とする基地局装置。 - 前記適応制御部は、前記移動局装置への送信信号に対して下り同期誤りの通知前よりも誤り訂正能力のより高い変調方式を用いる、又は、送信電力を増加させるスケジューリングを行うことを特徴とする請求項15に記載の基地局装置。
- 前記適応制御部は、前記移動局装置から下り同期誤りの発生を通知されると同時に下り同期外れまでの時間を計時するタイマを起動し、前記タイマが満了したときに、以降の前記移動局装置に対する送信を停止するスケジューリングを行うことを特徴とする請求項15に記載の基地局装置。
- 移動局装置と基地局装置とを用いた移動通信方法であって、
前記移動局装置は、
前記基地局装置の送信信号の測定結果から下り同期誤りの発生を検出する下り同期誤り検出過程と、
前記移動局装置の下り同期状態、又は下り同期状態と上り同期状態に基づき下り同期誤りの発生を示す情報をランダムアクセスチャネルに設定する同期監視過程と、
前記ランダムアクセスチャネルを前記基地局装置へ送信する下り同期誤り通知過程とを有し、
前記基地局装置は、
前記移動局装置からのランダムアクセスチャネルを受信し、前記ランダムアクセスチャネルに設定された下り同期誤りの発生を示す制御情報の取得処理を実行し、前記下り同期誤りの発生を示す情報に基づくスケジューリングを行う適応制御過程を有することを特徴とする移動通信方法。 - 前記同期監視過程では、前記移動局装置の下り同期状態が下り同期誤りの発生を少なくとも一回検出した状態であれば、前記基地局装置に対して下り同期誤りの発生を示す情報をランダムアクセスチャネルに設定することを特徴とする請求項18に記載の移動通信方法。
- 前記同期監視過程では、前記移動局装置の下り同期状態が下り同期誤りの発生を所定回数又は所定時間連続して検出している状態であれば、前記基地局装置に対して下り同期誤りの発生を示す情報をランダムアクセスチャネルに設定することを特徴とする請求項18に記載の移動通信方法。
- 前記同期監視過程では、前記移動局装置の上り同期状態が上り送信タイミングを示す上りタイミング調整制御データを受信してから所定の時間内の状態であり、更に前記移動局装置の下り同期状態が下り同期誤りを少なくとも一回検出した状態であれば、前記基地局装置に対して下り同期誤りの発生を示す情報をランダムアクセスチャネルに設定することを特徴とする請求項18に記載の移動通信方法。
- 前記下り同期誤り通知過程では、前記基地局装置に対して下り同期誤りの発生を通知した後、所定時間が経過するたびに前記基地局装置に対してランダムアクセスチャネルを用いて下り同期誤りの発生を繰り返し通知することを特徴とする請求項18に記載の移動通信方法。
- 前記適応制御過程では、前記移動局装置から下り同期誤りの発生を通知されると同時に下り同期外れまでの時間を計時するタイマを起動し、前記タイマが満了するまで、又は下り同期誤りが回復するまでの期間において、前記移動局装置への送信信号に対して下り同期誤りの通知前よりも誤り訂正能力のより高い変調方式を用いる、又は、送信電力を増加させるスケジューリングを行うことを特徴とする請求項18に記載の移動通信方法。
- 前記適応制御過程では、前記移動局装置から下り同期誤りの発生を通知されると同時に下り同期外れまでの時間を計時するタイマを起動し、前記タイマが満了したときに、以降の前記移動局装置に対する送信を停止するスケジューリングを行うことを特徴とする請求項18に記載の移動通信方法。
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