JP5249141B2 - 移動通信システムの基地局、その通信方法および通信プログラム - Google Patents

移動通信システムの基地局、その通信方法および通信プログラム Download PDF

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Description

本発明は、移動通信システムの基地局、その通信方法および通信プログラムに関し、パケットの受信状況に応じてパケット受信期間とパケット受信停止期間の割合を変更して移動局の省電力化を図る移動通信システムの基地局、その通信方法および通信プログラムに関する。
セルラーシステムにおける移動局は、その動作可能時間が受信動作や回路規模により左右される。この観点から移動局の電力消費を抑えるための方法の１つとして、受信すべきデータがあるときのみ受信回路を動作させ、受信すべきデータがない場合には受信回路を停止する間欠受信は、有効な技術である。
例えば、第１の従来技術として、音声をパケットにより通信するＶｏＩＰ（Voice over
IP）のようにほぼ一定周期でデータが送信されるようなトラフィックに対する移動局の
間欠受信に関して、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronic Engineers）により、ＩＥＥＥ ８０２．１６ｅとして標準化が進められている方法がある（非特許文献１参照）。
この方式では、図１２に示すように、受信機能を停止している期間をスリープウィンドウ（Sleep Window）、待ち受け期間をリスニングウィンドウ（Listening Window）と呼び、両者を交互に繰り返す。ここで、リスニングウィンドウとスリープウィンドウは、あらかじめ決められている固定の時間である。この方式によれば、リスニングウィンドウとスリープウィンドウとの繰り返しの単位である両期間の合計を制御周期とし、その制御周期で移動局の間欠受信が制御される。
図１２に示すスリープウィンドウとリスニングウィンドウとを用いた間欠受信方式によると、まず、基地局または移動局が間欠受信開始のメッセージを送信する。その後、基地局は、移動局にスリープウィンドウを開始するフレーム番号を通知して間欠受信を開始する。間欠受信を開始後、リスニングウィンドウの期間中に、基地局は移動局へデータを送信し、移動局はそのデータを受信する。一方、スリープウィンドウの期間中に、基地局は移動局へのデータの送信を停止し、移動局はそのデータの受信を停止する。
また、第２の従来技術として、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）で標準化が行われている高速下りパケット方式（ＨＳＤＰＡ：High Speed Downlink Packet Access)において、間欠受信を行う受信方法も検討されている（特許文献１参照）。
この方式によると、基地局が状態更新フレーム毎にパケットの受信が可能かどうかを示す状態更新情報を送信し、移動局は、状態更新情報が受信可能であることを確認した場合に、パケットの受信動作を行う。あるいは、移動局は、状態更新情報が通信路の誤りなどにより正しく受信することができなかった場合にも、パケットの受信動作を行う。一方、移動局は、状態更新情報が受信不可であることを確認した場合は、パケットの受信動作を停止する。
上記第１及び第２の従来技術では、いずれも、移動局はデータを受信後、データが誤りなく受信できたかどうかを判定し、その判定結果を受信結果通知信号として、基地局に通知するＨＡＲＱ（Hybrid Automatic ReQuest）が適用されている。ＨＡＲＱによると、基
地局は、移動局から通知された受信結果通知信号に基づいてデータを再送するかどうかを判断できるため、再送制御による伝送効率を高くしている。
また、第３の従来技術として、携帯型端末内の電力消費を管理するための方法とシステムが開示されている（特許文献２参照）。これによると、送信がある場合に受信期間を延長し、送信がなくなれば受信停止状態にしている。
さらに、第４の従来技術として、受信開始信号を受信しない状態では受信期間の短い間欠動作を行い、受信開始信号を受信すると受信期間を延長する受信機において、消費電力を必要最小限に抑制するための技術が開示されている（特許文献３参照）。これによると、受信期間延長が不正常な信号によりなされたことに基づいて間欠動作の周期を延長し、受信期間延長がなされないことに基づいて間欠動作の周期を短縮している。
特開２００４−１４７０５０号公報 特開２００４−２３４６６７号公報 特開平１０−２１０５６３号公報
ＩＥＥＥ Ｐ８０２．１６ｅ／Ｄ９、２００５年６月、ｐｐ．１６４−１７０
しかしながら、前述した第１の従来技術のように一定の制御周期でデータを送信するトラフィックに対して固定の受信期間と固定の受信停止期間を交互に繰り返す方式では、受信期間中にデータがすべて送信されてしまった場合でも受信期間から受信停止期間へ切り替えることはできないという問題がある。すなわち、移動局はパケット受信期間中に全てのパケットの受信が完了しても、基地局からパケット受信停止信号を受信するまでパケット受信期間を継続するため、パケット受信の機会がないにもかかわらず受信処理を継続することで不要な電力を消費してしまう。
また、上記のような間欠受信の方式をＨＡＲＱなどの再送制御を行う通信方式に適用すると、受信期間中に再送が完了しない場合には、次の制御周期の受信期間まで再送が遅延されることになる。特に音声通信のようなリアルタイム性を要求されるトラフィックの場合には、要求条件を満足できずにパケットが破棄されることによりＱｏＳ（Quality of Service）が低下する問題がある。
また、前述した第２の従来技術では、受信停止状態への遷移は、基地局からの通知を受ける必要があり、状態更新情報が誤った場合は受信状態が継続されるので受信停止状態への遷移が遅くなるという問題がある。
同様に、前述した第３の従来技術でも、受信停止状態に移行するときに、移行するメッセージを送信する必要があり、このメッセージが誤った場合は受信状態が継続されるので受信停止状態への遷移が遅くなる。さらに、前述した第４の従来技術は、間欠受信の制御周期そのものを変更するものであり、前述した第１の従来技術のように間欠受信の制御周期が一定であることを前提とするものには適用できない。
本発明は、上記問題を解決することが課題である。したがって、本発明では、ＨＡＲＱ
のような再送制御を行い、一定の制御周期でパケットの受信期間と受信停止期間を交互に繰り返すパケット通信方法において、制御周期内でパケットの受信期間に対する受信停止期間の割合を長くして移動局の消費電力を低減できる省電力送受信方式を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明に係る基地局は、移動局との間で設定された無線回線を用いたパケット通信時に、所定の制御周期でパケットを送信することのできるパケット送信期間と前記パケットの送信を停止するパケット送信停止期間とを交互に繰り返し、前記移動局にパケットを送信した後、前記移動局からの受信結果通知信号に基づいて再送パケットを送信するか否かを判断する移動通信システムの基地局であって、前記受信結果通知信号に基づいて前記制御周期内で前記パケット送信停止期間を短くして前記パケット送信期間を延長しながら、前記再送パケットを送信するパケット再送手段を有することを特徴とする。
本発明に係る基地局の通信方法は、移動局との間で設定された無線回線を用いたパケット通信時に、所定の制御周期でパケットを送信することのできるパケット送信期間と前記パケットの送信を停止するパケット送信停止期間とを交互に繰り返し、前記移動局にパケットを送信した後、前記移動局からの受信結果通知信号に基づいて再送パケットを送信するか否かを判断する基地局の通信方法であって、前記受信結果通知信号に基づいて前記制御周期内で前記パケット送信停止期間を短くして前記パケット送信期間を延長しながら、前記再送パケットを送信することを特徴とする。
本発明に係る基地局の通信プログラムは、移動局との間で設定された無線回線を用いたパケット通信時に、所定の制御周期でパケットを送信することのできるパケット送信期間と前記パケットの送信を停止するパケット送信停止期間とを交互に繰り返し、前記移動局にパケットを送信した後、前記移動局からの受信結果通知信号に基づいて再送パケットを送信するか否かを判断する基地局の通信プログラムであって、コンピュータに、前記受信結果通知信号に基づいて前記制御周期内で前記パケット送信停止期間を短くして前記パケット送信期間を延長しながら、前記再送パケットを送信するステップを実行させることを特徴とする。
本発明に係る基地局は、移動局との間で設定された無線回線を用いたパケット通信時に、所定の制御周期でパケットを送信することのできるパケット送信期間と前記パケットの送信を停止するパケット送信停止期間とを交互に繰り返し、前記移動局にパケットを送信した後、前記移動局からの受信結果通知信号に基づいて再送パケットを送信するか否かを判断する移動通信システムの基地局であって、前記受信結果通知信号に基づいて、パケットの受信を継続する前記移動局に対して前記制御周期内で前記パケット送信停止期間を短くして前記パケット送信期間を延長しながら、前記再送パケットを送信するパケット再送手段を有することを特徴とする。
本発明に係る基地局の通信方法は、移動局との間で設定された無線回線を用いたパケット通信時に、所定の制御周期でパケットを送信することのできるパケット送信期間と前記パケットの送信を停止するパケット送信停止期間とを交互に繰り返し、前記移動局にパケットを送信した後、前記移動局からの受信結果通知信号に基づいて再送パケットを送信するか否かを判断する基地局の通信方法であって、前記受信結果通知信号に基づいて、パケットの受信を継続する前記移動局に対して前記制御周期内で前記パケット送信停止期間を短くして前記パケット送信期間を延長しながら、前記再送パケットを送信することを特徴とする。
本発明に係る基地局の通信プログラムは、移動局との間で設定された無線回線を用いたパケット通信時に、所定の制御周期でパケットを送信することのできるパケット送信期間と前記パケットの送信を停止するパケット送信停止期間とを交互に繰り返し、前記移動局にパケットを送信した後、前記移動局からの受信結果通知信号に基づいて再送パケットを送信するか否かを判断する基地局の送受信通信プログラムであって、コンピュータに、前記受信結果通知信号に基づいて、パケットの受信を継続する前記移動局に対して前記制御周期内で前記パケット送信停止期間を短くして前記パケット送信期間を延長しながら、前記再送パケットを送信するステップを実行させることを特徴とする。
本発明に係る基地局は、移動局との間で設定された無線回線を用いたパケット通信時に、パケットの送信を行うことのできる期間からパケットの送信を停止するパケット送信停止期間へ遷移し、前記移動局から前記パケットの受信結果を受信結果通知信号として通知される移動通信システムの基地局であって、前記移動局が前記パケットの受信を誤った場合にパケットを送信することのできる期間を継続する手段を有し、前記パケットを送信することのできる期間を継続した場合には、前記パケットを送信することのできる期間の直後の前記パケット送信停止期間が短くなることを特徴とする。
本発明において、前記パケット送信停止期間は、前記パケット通信時に繰り返し実行されてもよい。
本発明に係る基地局の通信方法は、移動局との間で設定された無線回線を用いたパケット通信時に、パケットの送信を行うことのできる期間からパケットの送信を停止するパケット送信停止期間へ遷移し、前記移動局から前記パケットの受信結果を受信結果通知信号として通知され、前記移動局が前記パケットの受信を誤った場合にパケットを送信することのできる期間を継続し、前記パケットを送信することのできる期間を継続した場合には、前記パケットを送信することのできる期間の直後の前記パケット送信停止期間が短くなることを特徴とする。
本発明に係る基地局の通信プログラムは、移動局との間で設定された無線回線を用いたパケット通信時に、パケットの送信を行うことのできる期間からパケットの送信を停止するパケット送信停止期間へ遷移し、前記移動局から前記パケットの受信結果を受信結果通知信号として通知される基地局の通信プログラムであって、コンピュータに、前記移動局が前記パケットの受信を誤った場合にパケットを送信することのできる期間を継続するステップを実行させるものであり、前記パケットを送信することのできる期間を継続した場合には、前記パケットを送信することのできる期間の直後の前記パケット送信停止期間が短くなることを特徴とする。
本発明に係る基地局は、移動局との間で設定された無線回線を用いたパケット通信時に、パケットの送信を行うことのできる期間からパケットの送信を停止するパケット送信停止期間へ遷移し、前記移動局から前記パケットの受信結果を受信結果通知信号として通知される移動通信システムの基地局であって、前記パケットの受信を誤った場合に、パケットを受信できる期間を継続する前記移動局に対してパケットを送信することのできる期間を継続してパケットを送信する手段を有し、前記パケットを送信することのできる期間を継続した場合には、前記パケットを送信することのできる期間の直後の前記パケット送信停止期間が短くなることを特徴とする。
本発明に係る基地局の通信方法は、移動局との間で設定された無線回線を用いたパケット通信時に、パケットの送信を行うことのできる期間からパケットの送信を停止するパケット送信停止期間へ遷移し、前記移動局から前記パケットの受信結果を受信結果通知信号として通知される基地局の通信方法であって、前記パケットの受信を誤った場合に、パケットを受信できる期間を継続する前記移動局に対してパケットを送信することのできる期間を継続してパケットを送信し、前記パケットを送信することのできる期間を継続した場合には、前記パケットを送信することのできる期間の直後の前記パケット送信停止期間が短くなることを特徴とする。
本発明に係る基地局の通信プログラムは、移動局との間で設定された無線回線を用いたパケット通信時に、パケットの送信を行うことのできる期間からパケットの送信を停止するパケット送信停止期間へ遷移し、前記移動局から前記パケットの受信結果を受信結果通知信号として通知される基地局の通信プログラムであって、コンピュータに、前記パケットの受信を誤った場合に、パケットを受信できる期間を継続する前記移動局に対してパケットを送信することのできる期間を継続してパケットを送信するステップを実行させるものであり、前記パケットを送信することのできる期間を継続した場合には、前記パケットを送信することのできる期間の直後の前記パケット送信停止期間が短くなることを特徴とする。
本発明によれば、一定の制御周期でパケットの受信期間と受信停止期間を交互に繰り返すパケット通信方法において、制御周期内でパケットの受信期間に対する受信停止期間を長くして移動局の消費電力を低減できる省電力送受信方式を提供することができる。
本発明の第１の実施の形態における移動通信システムを示す図である。 本発明の第１の実施の形態における基地局の構成を表すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態における移動局の構成を表すブロック図である。 図２における基地局の動作を表すフローチャートである。 図３における移動局の動作を表すフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態における基地局の構成を表すブロック図である。 本発明の第２の実施の形態における移動局の構成を表すブロック図である。 従来例のリスニングウィンドウと、スリープウィンドウとを用いた間欠受信方式を説明する概念図である。 本発明の第２の実施の形態における移動局の構成を表すブロック図である。 図８における基地局の動作を表すフローチャートである。 図９における移動局の動作を表すフローチャートである。 従来例のリスニングウィンドウと、スリープウィンドウとを用いた間欠受信方式を説明する概念図である。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態による移動通信システムの構成を示す図である。
図１において、本実施の形態による移動通信システムは、セルラーシステムで用いられるものであり、基地局１と移動局２から構成されている。基地局１と移動局２の間には、パケット通信によりユーザデータと制御データを送受信するための無線回線３が設定可能となっている。この無線回線３によるパケット通信のアクセス方式は、いずれのタイプでも適用可能であり、例えばＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式等が採用さ
れる。移動局２は、携帯電話機、ＰＨＳ（Personal Handyphone System）、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）などの携帯型端末や、車載モニタ等の移動体端末から構成される。
図２は、図１に示す基地局１の内部構成を示すブロック図である。
図２において、基地局１は、アンテナ１１と、アンテナ１１に接続される送受信共用器（ＤＵＰ：Duplexer）１２と、ＤＵＰ１２に接続される受信部１３及び送信部１７と、受信部１３の出力側に接続されるユーザデータ分離部１４とを備える。また、この基地局１は、ユーザデータ分離部１４の出力側に接続されるパケット送信制御部１５と、パケット送信制御部１５の出力側及び送信部１７の入力側に接続される信号生成部１６とを含む。その他の構成については、公知の技術の適用が可能であるので、その説明は省略する。
受信部１３は、移動局２から無線回線３を用いて送られてくる信号をアンテナ１１と送受信共用器１２を介して受信し、その受信された信号をユーザデータ分離部１４に出力する。
ユーザデータ分離部１４は、受信部１３から入力された信号をユーザデータと制御信号に分離し、ユーザデータをユーザデータ出力部（図示せず）に、制御情報をパケット送信制御部１５に出力する。
パケット送信制御部１５は、ユーザデータ分離部１４により分離された制御情報を用いて既に送信したパケットの受信状況を信号生成部１６に通知する。また、後述の制御周期を用いた移動局２の間欠受信状態では、送信すべきデータ（新規データまたは再送データ）の送信（または再送）が可能な期間かどうかを、一例としては後述の方法により判断し、その判断結果であるデータの送信が可能かどうかの情報も併せて信号生成部１６に通知する。
信号生成部１６は、パケット送信制御部１５から受け取った情報に基づいて、パケットの送信可否と再送の有無を決定し、その結果によりパケットの送信が可能であれば、ユーザデータ入力部（図示せず）から入力されたユーザデータを送信部１７に出力する。これにより、送信部１７は、ユーザデータから成るパケットを送受信共用部１２を介してアンテナ１１から送信する。
図３は、図１に示す移動局２の内部構成を示すブロック図である。
図３において、移動局２は、アンテナ２１と、アンテナ２１に接続される送受信共用部（ＤＵＰ）２２と、ＤＵＰ２２に接続される受信部２３及び送信部２９と、受信部２３の出力側に接続されるユーザデータ分離部２４とを備える。これに加えて、この移動局２は、ユーザデータ分離部２４の出力側に接続されるパケット受信判定部２５と、パケット受信判定部２５の出力側および受信部２３の入力側に接続される受信期間判定部２６と、パケット受信判定部２５の出力側に接続されるパケット制御信号生成部２７とを有する。さらに、この移動局２は、受信期間判定部２６およびパケット制御信号生成部２７の出力側及び送信部２９の入力側に接続される信号合成部２８とを含む。その他の構成については、公知の技術の適用が可能であるので、その説明は省略する。
受信部２３は、基地局１から無線回線３を用いて送られてくる信号をアンテナ２１と送受信共用部２２を介して受信し、その受信信号をユーザデータ分離部２４に出力する。
ユーザデータ分離部２４は、受信部２３から入力された信号をユーザデータと制御信号に分離し、そのうちのユーザデータをユーザデータ出力部（図示せず）に、制御情報をパケット受信判定部２５にそれぞれ出力する。
パケット受信判定部２５は、ユーザデータ分離部２４により分離された制御情報に基づいて基地局１から受信したユーザデータを正しく受信できたかどうかを、一例として後述のエラー検出機能により判定し、その判定結果を受信期間判定部２６とパケット制御信号生成部２７に通知する。
受信期間判定部２６は、入力された判定結果に基づきパケット受信期間を延長するかどうかを、一例としては後述の方法により判定し、その判定結果を受信部２３と信号合成部２８に通知する。
パケット制御信号生成部２７は、受信期間判定部２６から入力された判定結果に基づいて、パケットの受信確認信号（受信結果通知信号）を生成し、そのパケット受信確認信号を信号合成部２８に通知する。
信号合成部２８は、パケット制御信号生成部２７からのパケット受信確認信号と、ユーザデータ入力部（図示せず）から入力されたユーザデータとを合成し、その合成された信号を、受信期間判定部２６による判定結果に基づいて、送信部２９に出力する。これにより、送信部２９は、パケット受信確認信号とユーザデータとが合成されたパケットを送受信共用部２２を介してアンテナ２１から送信する。ここでは、パケット受信確認信号とユーザデータとを合成して送っているが、これに限らず、例えば両者を合成せずに個別に送ってもよい。
なお、上記の基地局１及び移動局２の各部が有している機能の少なくとも一部をプログラムによりコンピュータに実現させるようにしてもよい。このプログラムは、記録媒体から読みとられてコンピュータに取り込まれてもよいし、通信ネットワークを介して伝送されてコンピュータに取り込まれてもよい。
図４は、基地局１の動作を示すフローチャートであり、図５は、移動局２の動作を示すフローチャートである。本実施の形態は、送信期間と送信停止期間、あるいは受信期間と受信停止期間に制御周期がある点で前述の第１の従来技術と同じである。このため、基地局１と移動局２の制御周期の開始タイミングは相互に既知であるとして動作を説明する。
まず、図４を参照して、基地局１の動作から説明する。なお、この動作は、一例として
基地局１の各部が有している機能の少なくとも一部を達成する手段として、基地局１内のコンピュータが予め設定された制御プログラム（本発明による基地局の省電力送受信プログラムに対応する）の命令を実行することにより実現される。この例では、制御プログラムはＲＯＭ（Read Only Memory）等の記録媒体に予め格納され、その命令が動作時にコンピュータにより読み出されて実行される。
基地局１は、省電力モード（間欠受信状態）の開始に際し、図６（ａ）に示すように、所定の開始タイミングｔａで移動局２の間欠受信のための制御周期Ｔａを開始し、その制御周期Ｔａによる送信を開始する。この場合、基地局１は、一定の制御周期Ｔａで移動局２にパケットを送信するパケット送信期間Ｔａ１とパケット送信を停止するパケット送信停止期間Ｔａ２とを交互に繰り返しながら、パケット送信動作を制御する。ここで、制御周期Ｔａは、パケット送信期間Ｔａ１とパケット送信停止期間Ｔａ２との繰り返しの単位である両期間Ｔａ１、Ｔａ２の合計（Ｔａ１＋Ｔａ２）となる。この制御周期Ｔａは、動作中は一定のままで変更されない。これに対し、制御周期Ｔａ内のパケット送信期間Ｔａ１とパケット送信停止期間Ｔａ１との割合は、動作中に下記のように動的に変更可能となっている。なお、この制御周期Ｔａによるパケットの送信制御は、主にパケット送信制御部１５および信号合成部１６の各動作にて行われる。
図４において、基地局１は、所定の開始タイミングｔａで制御周期Ｔａを開始（ステップＳ１０１）後、あらかじめ決められた移動局２のパケット受信期間Ｔｂ１の最小値（後述参照）に相当する最小受信期間Ｔｂｍｉｎ（後述参照）内かどうかを判断する（ステップＳ１０２）。この判断は、主にパケット送信制御部１５の動作にて行われる。最小受信期間Ｔｂｍｉｎは、例えば移動局２との間であらかじめ決められたパケット受信期間Ｔｂ１の最小値が用いられる。この最小値は、例えばパケット送信制御部１５内のメモリ（図示しない）に保持される。
上記ステップＳ１０２の判断により、ＹＥＳ（最小受信期間Ｔｂｍｉｎ内である）と判断されると、送信すべきパケット（再送パケットまたは新規パケット）が検出されたかどうかを判断する（ステップＳ１０３）。この判断は、信号合成部１６にて行なわれる。その結果、送信すべきパケットが検出された場合には（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、信号合成部１６から送信部１７、ＤＵＰ１２、アンテナ１１を介して、該当するパケットを送信し（ステップＳ１０４）、上記ステップＳ１０２に戻って同様の動作を繰り返す。一方、送信すべきパケットが検出されなかった場合には（ステップＳ１０３：ＮＯ）、上記ステップＳ１０２に戻って同様の動作を繰り返す。
次いで、上記の最小受信期間Ｔｂｍｉｎが経過し、上記ステップ１０２にてＮＯ（最小受信期間Ｔｂｍｉｎ内でない）と判断されると、基地局１は、その後に再送パケットがあるかどうかを確認する（ステップＳ１０５）。再送パケットの有無は、移動局２から送られてくるパケット受信確認信号に基づいて判断される。このステップＳ１０５の判断は、主に信号合成部１６の動作にて行なわれる。
これにより、再送パケットがあれば（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）、移動局２のパケット受信期間Ｔｂ１（後述参照）が延長できるかどうかを判断する（ステップＳ１０６）。パケット受信期間Ｔｂ１の延長可否の判断は、例えば、あらかじめ決められた移動局２の最大受信期間Ｔｂｍａｘ（後述参照）とを比較することで行われる。この場合、最大受信期間Ｔｂｍａｘ内にあれば、パケット受信期間Ｔｂ１の延長が可能であるとし、最大受信期間Ｔｂｍａｘを超えていれば、その延長が不可であるとする。最大受信期間Ｔｂｍａｘは、例えば移動局２との間であらかじめ決められたパケット受信期間Ｔｂ１の最大値が用いられる。この最大値は、例えばパケット送信制御部１５内のメモリ（図示しない）に保持される。このステップＳ１０６の判断は、主にパケット送信制御部１５の動作にて行わ
れる。
上記ステップＳ１０６の判断により、移動局２のパケット受信期間Ｔｂ１の延長が可能である場合（ステップＳ１０６：ＹＥＳ）、ステップＳ１０４に移行し、信号合成部１６から送信部１７、ＤＵＰ１２、アンテナ１１を介して、該当する再送パケットを送信する。この間、制御周期Ｔａ内のパケット送信期間Ｔａ１は延長及び更新される。パケット送信期間Ｔａ１の延長は、例えば最大受信期間Ｔｂｍａｘに達するまで可能となっている。
一方、上記ステップＳ１０５の判断により、再送パケットがない場合（ステップＳ１０５：ＮＯ）、或いは上記ステップＳ１０５の判断により、移動局２のパケット受信期間Ｔｂ１の延長ができなくなった場合（ステップＳ１０６：ＮＯ）には、制御周期Ｔａをパケット送信期間Ｔａ１からパケット送信停止期間Ｔａ２に遷移させ、パケットの送信を停止する。パケット送信の停止は、これ以降そのパケット送信停止期間Ｔａ２が終了するまでの間、すなわち今回の制御周期Ｔａが終了するまでの間、継続される（ステップＳ１０７）。この間の処理は、主にパケット送信制御部１５および信号合成部１６の動作にて行われる。
上記ステップＳ１０７による制御周期Ｔａの終了後、省電力モードを終了するかどうかを判断する（ステップＳ１０８）。この判断は、パケット送信制御部１５の動作にて行われる。その結果、省電力モードを終了しない場合は（ステップＳ１０８：ＮＯ）、上記ステップＳ１０１に戻って、次の制御周期Ｔａを開始し、上記と同様の動作を繰り返す。一方、省電力モードを終了する場合は（ステップＳ１０８：ＹＥＳ）、制御周期Ｔａによる送信を終了する。
次に、図５を参照して、移動局２の動作を説明する。なお、この動作は、一例として移動局２の各部が有している機能の少なくとも一部を達成する手段として、移動局２内のコンピュータが予め設定された制御プログラム（本発明による移動局の省電力送受信プログラムに対応する）の命令を実行することにより実現される。この例では、制御プログラムはＲＯＭ等の記録媒体に予め格納され、その命令が動作時にコンピュータにより読み出されて実行される。
移動局２は、基地局１の動作と同様に、省電力モードの開始に際し、前述の基地局１のパケット送信期間Ｔａの開始タイミングｔａに合わせた所定の開始タイミングｔｂで間欠受信の制御周期Ｔｂを開始し、その制御周期Ｔｂによる受信を開始する。この場合、移動局２は、図６（ｂ）に示すように、一定の制御周期Ｔｂでパケットを受信するパケット受信期間Ｔｂ１とパケットの受信を停止するパケット受信停止期間Ｔｂ２とを交互に繰り返しながら、パケット受信動作を制御する。ここで、間欠受信の制御周期Ｔｂは、パケット受信期間Ｔｂ１とパケット受信停止期間Ｔｂ１との繰り返しの単位である両期間Ｔｂ１、Ｔｂ２の合計（Ｔｂ１＋Ｔｂ２）となる。この制御周期Ｔｂは、動作中は一定のままで変更されない。これに対し、制御周期Ｔｂ内のパケット受信期間Ｔｂ１とパケット受信停止期間Ｔｂ１との割合は、動作中に下記のように動的に変更可能となっている。なお、この制御周期Ｔｂを用いたパケットの受信制御は、主にパケット受信判定部２５、受信期間判定部２６、パケット制御信号生成部２７、信号生成部２８、および受信部２３の各動作にて行われる。
図５において、移動局２は、所定の開始タイミングｔｂで制御周期Ｔｂを開始したら（ステップＳ２０１）、その制御周期Ｔｂ内のパケット受信期間Ｔｂ１をあらかじめ決められた最小値である最小受信期間Ｔｂｍｉｎに設定する（ステップＳ２０２）。最小受信期間Ｔｂｍｉｎの設定値は、例えば受信期間判定部２６内のメモリ（図示しない）に保持される。
次いで、移動局２は、設定されたパケット受信期間Ｔｂ１である最小受信期間Ｔｂｍｉｎ中に基地局１から送信されてくるパケットを、アンテナ２１、ＤＵＰ２２、受信部２３を介して受信し、その最小受信期間Ｔｂｍｉｎの終了時に、受信したパケットがすべて正しく受信できたかどうか確認する（ステップＳ２０３）。この確認は、主にパケット受信判定部２５及び受信期間判定部２６の各動作にて行われる。このうち、受信したパケットがすべて正しく受信できたかどうかの確認は、一例として既知のエラー検出機能により、受信したパケットにエラーがあるか否かを検出することで行われる。この場合、受信したパケットにエラーがないと検出されたときに、パケットを正しく受信したと判定し、受信したパケットにエラーがあると検出されたときに、パケットを正しく受信していない、すなわちパケットを誤って受信したと判定する。
その結果、全てのパケットを正しく受信していた場合は（ステップＳ２０３：ＹＥＳ）、制御周期Ｔｂをパケット受信期間Ｔｂ１からパケット受信停止期間Ｔｂ２に遷移させ、パケットの受信を停止する。パケット受信の停止は、これ以降そのパケット受信停止期間Ｔｂ２が終了するまでの間、すなわち今回の制御周期Ｔｂが終了するまでの間、継続される（ステップＳ２０４）。この間の処理は、主に受信期間判定部２６および受信部２３の各動作にて行われる。
一方、正しく受信できなかったパケットがある場合は（ステップＳ２０３：ＮＯ）、パケット受信期間Ｔｂ１を延長できるかどうか判断する（ステップＳ２０５）。パケット受信期間Ｔｂ１の延長可否の判断は、例えば、あらかじめ決められた最大受信期間Ｔｂｍａｘと比較すればよい。この場合、最大受信期間Ｔｂｍａｘは制御周期Ｔｂを超えない値であればよい。このステップＳ２０５の判断は、主に受信期間判定部２６の動作にて行われる。
次いで、上記ステップＳ２０５の判断により、パケット受信期間Ｔｂ１を延長可能である場合は（ステップＳ２０５：ＹＥＳ）、パケット受信期間Ｔｂ１を延長して更新する（ステップＳ２０６）。パケット受信期間Ｔｂ１の更新は、例えば受信期間判定部２６内のメモリ（図示しない）に保持されている最小受信期間Ｔｂｍｉｎの設定値を更新することで行われる。
次いで、更新されたパケット受信期間Ｔｂ１中に、アンテナ２１、ＤＵＰ２２、受信部２３を介して、基地局１から送られてくる全ての再送パケットを正しく受信できたかどうか確認する（ステップＳ２０７）。この確認は、主に受信期間判定部２６の動作にて行われる。
その結果、更新されたパケット受信期間Ｔｂ１中に全ての再送パケットを正しく受信していた場合は（ステップＳ２０７：ＹＥＳ）、制御周期Ｔｂをパケット受信期間Ｔｂ１から受信停止期間Ｔｂ２に遷移させ、パケットの受信を停止する。パケット受信の停止は、これ以降そのパケット受信停止期間Ｔｂ２が終了するまでの間、すなわち今回の制御周期Ｔｂを経過するまでの間、継続される（ステップＳ２０４）。この間の処理は、主に受信期間判定部２６および受信部２３の各動作にて行われる。
一方、更新されたパケット受信期間Ｔｂ１中に全ての再送パケットを正しく受信できない場合は（ステップＳ２０７：ＮＯ）、上記ステップＳ２０５に戻って同様の動作を繰り返し、上記で更新されたパケット受信期間Ｔｂ１をさらに延長して更新する。
図７（ａ）〜図７（ｄ）は、パケット受信期間Ｔｂ１の延長の様子を模式的に説明するものである。
図７（ａ）の例では、パケット受信期間Ｔｂ１は、制御周期Ｔｂの開始タイミングｔ０に開始し、最小受信期間Ｔｂｍａｘの終了時ｔ１に終了している。これに対し、図７（ｂ）の例では、パケット受信期間Ｔｂ１は、制御周期Ｔｂの開始タイミングｔ０に開始し、最小受信期間Ｔｂｍａｘの終了時点ｔ１より延長された延長時点ｔ２に終了している。また、図７（ｃ）の例では、パケット受信期間Ｔｂ１は、制御周期Ｔｂの開始タイミングｔ０に開始し、延長時点ｔ２よりもさらに延長された延長時点ｔ３に終了している。さらに、図７（ｄ）の例では、パケット受信期間Ｔｂ１は、制御周期Ｔｂの開始タイミングｔ０に開始し、最大受信期間Ｔｂｍａｘの終了時ｔ４に終了している。
このように、パケット受信期間Ｔｂ１の延長は、制御周期Ｔｂ内において、最小受信期間Ｔｂｍａｘと最大受信期間Ｔｂｍａｘとの間で動的に更新される。なお、図７（ｄ）の例では、最大受信期間Ｔｂｍａｘは、説明の都合上、制御周期Ｔｂよりも短く設定されているが、これに限らず、最大で制御周期Ｔｂと同一となるように設定してもよい。
上記ステップＳ２０４による制御周期Ｔｂの終了後、省電力モードを終了するかどうか判断する（ステップＳ２０８）。その結果、省電力モードを終了しない場合は（ステップＳ２０８：ＮＯ）、上記ステップＳ１０１に戻って、次の制御周期Ｔｂによる受信を開始し、上記と同様の動作を繰り返す。一方、省電力モードを終了する場合は、制御周期Ｔｂによる受信を終了する。
従って、本実施の形態によれば、移動局２は、間欠受信の制御周期Ｔｂの開始に際し、最小受信期間Ｔｂｍｉｎ中に受信した全てのパケットを正しくデータを受信できれば、最小受信期間Ｔｂｍｉｎの終了時に自動的にパケット受信期間Ｔｂ１からパケット受信停止期間Ｔｂ２に遷移させ、パケットの受信を停止させることができる。このようにして、移動局２は、基地局からの明示的な指示信号（受信停止通知信号）を受けることなく、自動的に受信停止状態に移行できる。同様に、移動局２は、最小受信期間Ｔｂｍｉｎを経過後の制御周期Ｔｂ内でのパケット受信期間Ｔｂの延長期間内でも、全てのパケットの受信が成功したか否かを判断しているので、基地局からの明示的な指示信号を受けることなく、自動的に受信停止状態に移行できる。
従って、移動局２は、基地局１から受信停止通知信号を受ける必要がなくなり、受信停止通知信号を受信するまでの時間も停止できる。これにより、パケット受信の機会がないにもかかわらず受信処理を継続することで不要な電力を消費してしまうといった事態を大幅に回避することができる。
さらに、前述の従来技術では、受信停止通知信号を受ける場合に通知信号が誤るとパケット受信期間Ｔｂ１が継続されるが、本実施の形態では受信停止通知信号が不要であるため、誤った通知信号によりパケット受信期間Ｔｂ１が継続するといった問題を解決できる。その結果、一定の制御周期Ｔｂ内でパケット受信期間Ｔｂ１に対しパケット受信停止期間Ｔｂ２を相対的に長くすることができるので、その分、消費電力を小さくできる。
（第２の実施の形態）
図８は、本発明の第２の実施の形態による移動通信システムの基地局の構成を示すブロック図であり、図９は、その移動通信システムの移動局の構成を示すブロック図である。
図８は、前述した図２に示す基地局の構成に呼設定部１８が追加されたものである。同様に図９は、前述した図３に示す移動局の構成に呼設定部３０が追加されている。その他の構成は、第１の実施の形態と同じであるため、同一符号を付してその説明を省略する。
図８に示す基地局１において、呼設定部１８は、通信するサービスによって移動局２に受信停止信号を送信するかどうかの送信有無を決定する。例えば、基地局１は、図１０に示すように通信サービスを判定し（ステップＳ３０１）、通信サービスがＶｏＩＰのようなリアルタイム通信を行うものに該当する場合には、前述した移動局２の間欠受信の動作を行うため、受信停止信号は送信しない（ステップＳ３０２）。一方、通信サービスがＦＴＰ（File Transfer Protocol）やＷｅｂブラウジングなどのような非リアルタイム通信を行うものに該当する場合には、移動局２の間欠受信の動作を行わずに、移動局２からの受信確認信号により移動局２が受信できたことを確認後に受信停止信号を送信する（ステップＳ３０３）。
一方、図９に示す移動局２において、呼設定部３０は、通信サービスによって受信部２３の動作を切り替える。例えば、呼設定部３０は、図１１に示すように通信サービスを判定し（ステップＳ４０１）、通信サービスがＶｏＩＰのようなリアルタイム通信を行うものに該当する場合には、受信停止信号の通知を受けずに前述した第１の実施の形態と同様の間欠受信の動作を実行させる（ステップＳ４０２）。一方、通信サービスがＦＴＰやＷｅｂブラウジングなどのような非リアルタイム通信を行うものに該当する場合は、間欠受信の動作を行わずに、基地局１からの受信停止信号を受信後に受信停止状態に遷移させる（ステップＳ４０３）。
上記の基地局１および移動局２の各動作は、通信サービスによって動作が切り替わるが、通信サービスの設定や非リアルタイム通信の場合の動作は公知の技術を使って実現できるので、ここでは説明しない。
この場合、非リアルタイム通信では、データの送信周期は一定ではないため、移動局が自動的に受信停止状態に遷移すると、本来停止すべきでないタイミングで受信が停止されることにより遅延が大きくなる可能性があり、スループットなどの特性への影響が大きい。従って、非リアルタイム通信においては、基地局から移動局に対して受信停止通知を行うことが必要となる。一方で、リアルタイム通信では、ほぼ一定の周期でデータが送信されるため、一定期間内にデータが受信できればその後は受信停止しても特性への影響はなく、基地局から移動局への受信停止通知は必ずしも必要とはならない。
従って、本実施の形態によれば、非リアルタイム通信には自動停止を行わないので、スループット低下などの問題を回避できる。さらに、リアルタイム通信に適用することで、非リアルタイム通信に適用する場合に比べて自動的に受信停止することにより受信停止時間を長くできる効果が特に大きくなる。
なお、上記実施の形態では、基地局と移動局の両方に呼制御部を設けた場合を説明しているが、基地局と移動局のいずれか一方に呼制御部を設けた場合でも上記と同様の動作が可能である。
また、上記実施の形態では、通信サービスが非リアルタイム通信のときに間欠受信の動作を行わず、リアルタイム通信のときに間欠受信の動作を行い、非リアルタイム通信とリアルタイム通信とで制御を変える例を説明している。本発明はこれに限定されず、特定の通信サービスに対して間欠受信の動作を行い、その他の通信サービスに対して間欠受信の動作を行わないよう、通信サービスの分け方で制御を変えるものでも適用可能である。
例えば、通信サービスが優先度の高い通信である場合と、優先度の低い通信である場合とで制御を変える等も可能である。この場合、通信サービスが優先度の高い通信であれば、上記の非リアルタイム通信の場合と同様に間欠受信の動作を行わず、通信サービスが優先度の低い通信であれば、上記のリアルタイム通信の場合と同様に間欠受信の動作を行う
よう制御してもよい。
以上、本発明の各実施の形態を詳細に説明したが、本発明は、代表的に例示した上述の各実施の形態に限定されるものではなく、当業者であれば、特許請求の範囲の記載内容に基づき、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の態様に変形、変更することができ、これらの変形例や変更例も本発明の権利範囲に属するものである。
本発明は、移動通信システム、基地局、移動局、それらに用いる送受信方法および送受信プログラムの用途に適用できる。特に、本発明は、パケットの受信状況に応じてパケット受信期間とパケット受信停止期間の割合を変更して移動局の省電力化を図る移動通信システム、基地局、移動局、それらに用いる送受信方法および送受信プログラムに適用できる。
１ 基地局
２ 移動局
３ 無線回線
１１、２１ アンテナ
１２、２２ 送受信共用器
１３、２３ 受信部
１４、２４ ユーザデータ分離部
１５ パケット送信制御部
１６ 信号生成部
１７、２９ 送信部
１８、３０ 呼制御部
２５ パケット受信判定部
２６ 受信期間判定部
２７ パケット制御信号生成部
２８ 信号合成部

Claims (13)

  1. 移動局との間で設定された無線回線を用いたパケット通信時に、所定の制御周期でパケットを送信することのできるパケット送信期間と前記パケットの送信を停止するパケット送信停止期間とを交互に繰り返し、前記移動局にパケットを送信した後、前記移動局からの受信結果通知信号に基づいて再送パケットを送信するか否かを判断する移動通信システムの基地局であって、
    前記受信結果通知信号に基づいて前記制御周期内で前記パケット送信停止期間を短くして前記パケット送信期間を延長しながら、前記再送パケットを送信するパケット再送手段を有することを特徴とする基地局。
  2. 移動局との間で設定された無線回線を用いたパケット通信時に、所定の制御周期でパケットを送信することのできるパケット送信期間と前記パケットの送信を停止するパケット送信停止期間とを交互に繰り返し、前記移動局にパケットを送信した後、前記移動局からの受信結果通知信号に基づいて再送パケットを送信するか否かを判断する基地局の通信方法であって、
    前記受信結果通知信号に基づいて前記制御周期内で前記パケット送信停止期間を短くして前記パケット送信期間を延長しながら、前記再送パケットを送信することを特徴とする基地局の通信方法。
  3. 移動局との間で設定された無線回線を用いたパケット通信時に、所定の制御周期でパケットを送信することのできるパケット送信期間と前記パケットの送信を停止するパケット送信停止期間とを交互に繰り返し、前記移動局にパケットを送信した後、前記移動局からの受信結果通知信号に基づいて再送パケットを送信するか否かを判断する基地局の通信プログラムであって、
    コンピュータに、
    前記受信結果通知信号に基づいて前記制御周期内で前記パケット送信停止期間を短くして前記パケット送信期間を延長しながら、前記再送パケットを送信するステップを実行させることを特徴とする基地局の通信プログラム。
  4. 移動局との間で設定された無線回線を用いたパケット通信時に、所定の制御周期でパケットを送信することのできるパケット送信期間と前記パケットの送信を停止するパケット送信停止期間とを交互に繰り返し、前記移動局にパケットを送信した後、前記移動局からの受信結果通知信号に基づいて再送パケットを送信するか否かを判断する移動通信システムの基地局であって、
    前記受信結果通知信号に基づいて、パケットの受信を継続する前記移動局に対して前記制御周期内で前記パケット送信停止期間を短くして前記パケット送信期間を延長しながら、前記再送パケットを送信するパケット再送手段を有することを特徴とする基地局。
  5. 移動局との間で設定された無線回線を用いたパケット通信時に、所定の制御周期でパケットを送信することのできるパケット送信期間と前記パケットの送信を停止するパケット送信停止期間とを交互に繰り返し、前記移動局にパケットを送信した後、前記移動局からの受信結果通知信号に基づいて再送パケットを送信するか否かを判断する基地局の通信方法であって、
    前記受信結果通知信号に基づいて、パケットの受信を継続する前記移動局に対して前記制御周期内で前記パケット送信停止期間を短くして前記パケット送信期間を延長しながら、前記再送パケットを送信することを特徴とする基地局の通信方法。
  6. 移動局との間で設定された無線回線を用いたパケット通信時に、所定の制御周期でパケットを送信することのできるパケット送信期間と前記パケットの送信を停止するパケット送信停止期間とを交互に繰り返し、前記移動局にパケットを送信した後、前記移動局からの受信結果通知信号に基づいて再送パケットを送信するか否かを判断する基地局の送受信通信プログラムであって、
    コンピュータに、
    前記受信結果通知信号に基づいて、パケットの受信を継続する前記移動局に対して前記制御周期内で前記パケット送信停止期間を短くして前記パケット送信期間を延長しながら、前記再送パケットを送信するステップを実行させることを特徴とする基地局の通信プログラム。
  7. 移動局との間で設定された無線回線を用いたパケット通信時に、パケットの送信を行うことのできる期間からパケットの送信を停止するパケット送信停止期間へ遷移し、
    前記移動局から前記パケットの受信結果を受信結果通知信号として通知される移動通信システムの基地局であって、
    前記移動局が前記パケットの受信を誤った場合にパケットを送信することのできる期間を継続する手段を有し、
    前記パケットを送信することのできる期間を継続した場合には、前記パケットを送信することのできる期間の直後の前記パケット送信停止期間が短くなることを特徴とする基地局。
  8. 前記パケット送信停止期間は、前記パケット通信時に繰り返し実行されることを特徴とする請求項７記載の基地局。
  9. 移動局との間で設定された無線回線を用いたパケット通信時に、パケットの送信を行うことのできる期間からパケットの送信を停止するパケット送信停止期間へ遷移し、
    前記移動局から前記パケットの受信結果を受信結果通知信号として通知され、
    前記移動局が前記パケットの受信を誤った場合にパケットを送信することのできる期間を継続し、
    前記パケットを送信することのできる期間を継続した場合には、前記パケットを送信することのできる期間の直後の前記パケット送信停止期間が短くなることを特徴とする基地局の通信方法。
  10. 移動局との間で設定された無線回線を用いたパケット通信時に、パケットの送信を行うことのできる期間からパケットの送信を停止するパケット送信停止期間へ遷移し、前記移動局から前記パケットの受信結果を受信結果通知信号として通知される基地局の通信プログラムであって、
    コンピュータに、
    前記移動局が前記パケットの受信を誤った場合にパケットを送信することのできる期間を継続するステップを実行させるものであり、
    前記パケットを送信することのできる期間を継続した場合には、前記パケットを送信することのできる期間の直後の前記パケット送信停止期間が短くなることを特徴とする基地局の通信プログラム。
  11. 移動局との間で設定された無線回線を用いたパケット通信時に、パケットの送信を行うことのできる期間からパケットの送信を停止するパケット送信停止期間へ遷移し、
    前記移動局から前記パケットの受信結果を受信結果通知信号として通知される移動通信システムの基地局であって、
    前記パケットの受信を誤った場合に、パケットを受信できる期間を継続する前記移動局に対してパケットを送信することのできる期間を継続してパケットを送信する手段を有し、
    前記パケットを送信することのできる期間を継続した場合には、前記パケットを送信することのできる期間の直後の前記パケット送信停止期間が短くなることを特徴とする基地局。
  12. 移動局との間で設定された無線回線を用いたパケット通信時に、パケットの送信を行うことのできる期間からパケットの送信を停止するパケット送信停止期間へ遷移し、
    前記移動局から前記パケットの受信結果を受信結果通知信号として通知される基地局の通信方法であって、
    前記パケットの受信を誤った場合に、パケットを受信できる期間を継続する前記移動局に対してパケットを送信することのできる期間を継続してパケットを送信し、
    前記パケットを送信することのできる期間を継続した場合には、前記パケットを送信することのできる期間の直後の前記パケット送信停止期間が短くなることを特徴とする基地局の通信方法。
  13. 移動局との間で設定された無線回線を用いたパケット通信時に、パケットの送信を行うことのできる期間からパケットの送信を停止するパケット送信停止期間へ遷移し、前記移動局から前記パケットの受信結果を受信結果通知信号として通知される基地局の通信プログラムであって、
    コンピュータに、
    前記パケットの受信を誤った場合に、パケットを受信できる期間を継続する前記移動局に対してパケットを送信することのできる期間を継続してパケットを送信するステップを実行させるものであり、
    前記パケットを送信することのできる期間を継続した場合には、前記パケットを送信することのできる期間の直後の前記パケット送信停止期間が短くなることを特徴とする基地局の通信プログラム。
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