JP5533933B2 - 移動通信端末、移動通信システム、基地局及び通信方法 - Google Patents
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Description
回線交換コア・ネットワークN2は、移動交換局(MSC: Mobile Switching Center)3と、関門移動交換局(GMSC: Gateway Mobile Switching Center)4とから構成されており、回線交換接続によって端末間に通話回線を設ける役割を担う。
その他、無線通信システム1には、ユーザの加入情報を保持するホーム・ロケーション・レジスタ7(HLR: Home Location Register)や、認証及び秘匿情報の管理並びに認証処理を行う認証センタ(AUC: Authentication Center)8が設けられる。
図2の(A)及び図2の(B)は、従来のランダムアクセス方式による上りトラフィックを送信するための無線リソースの予約方法の説明図である。図2の(A)は移動通信端末UEから基地局BSへ送信される上り方向の信号のタイムチャートを示し、図2の(B)は基地局BSから移動通信端末UEへ送信される下り方向の信号のタイムチャートを示す。
基地局BSは、予約要求信号を受信すると、移動通信端末UEに対して上りトラフィックを送信するための無線リソースを割り当る。基地局BSは、例えば移動通信端末UEが上りトラフィックを送信するために使用する送信時間、搬送周波数及び拡散コードなど決定することによって、移動通信端末UEに対して無線リソースを割り当る。
そして、時刻t2において移動通信端末UEに上りトラフィックの送信を許可する送信許可信号を送信する。送信許可信号を受信した移動通信端末UEは、時刻t3において上りトラフィックの送信を開始する。
ここで、下り品質情報とは、基地局BSから移動通信端末UEへと信号が伝送される下り方向の回線であるダウンリンクの回線品質を示す情報であり、移動通信端末UEは、共通パイロットチャネルを介して基地局BSから送信される下りパイロット信号を受信しダウンリンク伝搬路の回線品質を測定し、この結果を下り品質情報として基地局BSに送信する。
これら、下り品質情報及び上りパイロット信号は、各移動通信端末UEから基地局BSへと個別に送信する必要があるため、制御情報用領域の大きさは、基地局BSに同時接続できる移動通信端末UEの数に応じて決定される。図4の例では4つの移動通信端末UEの間で異なるタイミングで下り品質情報及び上りパイロット信号を送信できるように、制御情報用領域の大きさが決定されている。
予約要求信号を、移動通信端末毎に割り当てられた無線リソースを用いて送信するため、異なる移動通信端末間で予約要求信号が衝突することが無くなる。
また、予約要求信号を送信するための専用の無線リソースを割り当てる必要が無くなるため、上りトラフィックの送信のために割り当てることができる無線リソースを圧迫することもない。
また、移動通信端末に、上りトラフィックが発生したとき、所定の制御信号を上りトラフィックに含める信号多重部を設けてもよい。
所定の制御信号は、移動通信端末における測定により得られたダウンリンクの回線品質を示す下り品質情報としてよい。
さらに基地局に、移動通信端末から受信した下り品質情報を記憶する記憶部と、記憶部に記憶された、直近に受信した下り品質情報に応じて、所定の決定方法に従って下りトラフィックの伝送フォーマットを選択する伝送フォーマット選択部と、を設けてもよい。
また、本発明の更なる他の1つの形態によれば、上記の移動通信システムに用いられる基地局が提供される。
本移動通信システムでは、トラフィック発生時に即座にデータ送受信を開始することを可能とし、かつ待機状態における省電力を実現するために、後述するように移動通信端末UEは、所定の待機状態において下り品質情報と上りパイロット信号とを、間欠的に基地局に送信する。
また、下り方向の無線信号の上では下りデータチャネルを介して、音声データやパケットデータなどの下りトラフィックが送信される。
下り個別制御チャネルは、基地局BSから移動通信端末UEに対して制御情報を伝送するために各移動通信端末UEに割り当てられた個別の制御チャネルであり、下り共通制御チャネルは基地局BSから全移動通信端末UEに対して同時に制御情報を伝送する制御チャネルである。
共通パイロットチャネルは基地局BSから全移動通信端末UEに対して同時に下りパイロット信号を伝送する制御チャネルである。
また基地局BSは、下りデータチャネルを介する信号送信処理を行う下りデータチャネル処理部105を備えている。
第1及び第2の上り制御チャネルは、各移動通信端末UEから個別に制御情報を伝送することができる制御チャネルである。このような制御チャネルは、共通の物理チャネルの資源を、タイムスロットや、周波数、拡散符号を変えて、異なる移動通信端末UEに割り当てる共有制御チャネルとしてよく、または異なる移動通信端末UEにそれぞれ割り当てられた個別制御チャネルとしてもよい。
送信時期情報による、下り品質情報又は上りパイロット信号の送信時期の指定方法については後に例示する。なお、送信時期情報は基地局BSではなく図1に示す上位の無線基地局制御装置2により作成してもよい。この場合には送信時期情報生成部107は基地局BSではなく無線基地局制御装置2に設けられる。
さらに基地局BSは、後述するCQI/予約要求信号検出部126が、移動通信端末UEから送信された予約要求信号を検出したときに、移動通信端末UEに対して上りトラフィックの送信を許可する送信許可信号を作成する送信許可信号生成部109を備える。送信許可信号生成部109は、送信許可信号を捕捉表示チャネル処理部106へ出力し、捕捉表示チャネルを介して移動通信端末UEへ送信する。
CQI/予約要求信号検出部126は、後述するように移動通信端末UEから第1上り制御チャネルを介して送信され、第1上り制御チャネル受信部124にて受信された下り品質情報及び予約要求信号を検出する。
下りCQI記憶部127は、CQI/予約要求信号検出部126にて検出された最新の下り品質情報を、各移動通信端末UE毎に記憶する。
伝送フォーマット選択部128は、下りCQI記憶部127に記憶された各移動通信端末UE毎の下り品質情報に従って、それぞれの各移動通信端末UEに下りトラフィックを送信する際の伝送フォーマット、例えば変調方式、誤り訂正方式又は符号化率などを選択し、下りデータチャネル処理部105による送信データの信号処理方式を変更して、下りトラフィックの伝送フォーマットを選択したフォーマットに変更する。
また移動通信端末UEは、送信用アンテナ210と、基地局BSに対して上り方向の無線信号を送信するための無線送信部211と、上りデータチャネルを介する信号送信処理を行う上りデータチャネル処理部212と、第1上り制御チャネルを介する信号送信処理を行う第1上り制御チャネル処理部213と、第2上り制御チャネルを介する信号送信処理を行う第2上り制御チャネル処理部214を備える。
CQI生成部220は、共通パイロットチャネルのSIR(信号対干渉電力比)などの前記ダウンリンクの回線品質を示す所定の指標値を測定し、かかる指標値を含む下り品質情報を生成し、後述の信号切替部234に出力する。信号切替部234を介して第1上り制御チャネル処理部213へ入力された下り品質情報は、第1上り制御チャネルを介して基地局BSに送信される。
パイロット生成部221は、基地局BSがアップリンクの回線品質を測定するために使用する上りパイロット信号を生成し、第2上り制御チャネル処理部214へ出力する。上りパイロット信号は、第2上り制御チャネルを介して基地局BSに送信される。
図示するように1つのフレームは既知の時間幅の所定個数(図の例ではm個)のスロットから成り立っている。フレーム/スロット番号検出部222は、現在のフレームの開始時刻からの経過時刻を知ることで現在のタイムスロットのスロット番号を決定することができる。
送信時期制御部224は、送信時期検出部223から送信時期情報を入力し、現在のタイムスロットのフレームナンバー及びスロットナンバーをフレーム/スロット番号検出部222から入力する。そして送信時期制御部224は、下り品質情報及び上りパイロットのそれぞれについて、送信時期検出部223から入力した送信時期情報を基準にして、現在のタイムスロットが信号を送信するべきスロットであるか否かを判定する。
例えば、下り品質情報を所定のフレーム数nに対応する送信周期毎に送信する場合には、下り品質情報が送信されるタイムスロットのフレームナンバーを所定フレーム数nで各々除算した剰余及び除数nと、下り品質情報が送信されるタイムスロットのスロットナンバーを、送信時期情報にて指定する。
同様に、上りパイロット信号を所定のフレーム数nに対応する送信周期毎に送信する場合には、上りパイロット信号が送信されるタイムスロットのフレームナンバーを所定フレーム数nで各々除算した剰余及び除数nと、上りパイロット信号が送信されるタイムスロットのスロットナンバーを、送信時期情報にて指定する。
データ用バッファ230は、上りトラフィック、すなわち上りデータチャネルを介して送信する送信データを記憶する記憶装置である。データ用バッファ230は、上りトラフィックが入力されると、入力された上りトラフィックに対して基地局BSが送信許可信号を送信し、捕捉表示チャネル受信部205がこの送信許可信号を受信して上りチャネル処理部212に対して上りトラフィックの送信を許可し、上りチャネル処理部212が上りトラフィックを送信し終えるまで、入力された上りトラフィックを記憶する。
予約要求信号生成部232は、トラフィック検出部231からトラフィック検出信号が出力されたとき、予約要求信号を生成して信号切替部234に出力する。
ステップS10において、下り個別制御チャネル受信部202は、基地局BSの送信時期情報生成部107により生成された下り品質情報及び上りパイロット信号の送信時期を指定する送信時期情報を、下り個別制御チャネルを介して受信する。送信時期検出部223は、下り個別制御チャネル受信部202が受信した下り個別制御チャネル上の信号から、この移動通信端末UEついて指定された送信時期情報を検出する。
ステップS12にて、下り共通制御チャネル受信203は、基地局BSの報知情報生成部108により生成された報知情報を下り共通制御チャネルを介して受信する。
ステップS16にて下り品質情報の送信時期でないと判定すると、処理がステップS11に戻り、下り品質情報の送信時期であると判定すると処理をステップS17に進める。
ステップS17にて、トラフィック検出部231は、まだ送信済みでない上りトラフィックがデータ用バッファ230に記憶されているか否かを判定する。上りトラフィックがデータ用バッファ230内に記憶されていない場合には、信号切替部234は下り品質情報を第1上り制御チャネル処理部213に入力し、ステップS18にて下り品質情報が第1上り制御チャネルを介して送信される。そして処理をS11に戻す。
図10は、4台の移動通信端末UE1〜UE4が1台の基地局BSに接続されている状態を示しており、図10の(A)〜図10の(D)は、それぞれ移動通信端末UE1〜UE4から基地局BSへの送信信号を示すタイムチャートであり、図10の(E)は、基地局BSから移動通信端末UE1への送信信号を示すタイムチャートであり、図10の(F)は移動通信端末UE1〜UE4からの送信信号を基地局BSで受信した受信信号を示すタイムチャートである。
4台の移動通信端末UE1〜UE4のいずれにも上りトラフィックが発生していない場合には、4台の移動通信端末UE1〜UE4は、時間t12〜t13、t22〜t23、t32〜t33及びt42〜t43において、それぞれが測定した下り品質情報を基地局BSに送信する。
図10の(A)に示す例では、時刻tsにおいて移動通信端末UE1に上りトラフィックが発生したために、移動通信端末UE1は、下り品質情報を送信する予定であった時刻t14〜t15において予約要求信号を基地局BSに送信している。
図10の(A)及び(E)に示す例では、時刻taにおいて基地局BSは移動通信端末UE1に送信許可信号を送信し、これを受信した移動通信端末UE1は時刻ttにおいて上りトラフィックを送信している。
ステップS30において、第2上り制御チャネル受信部125は、移動通信端末UEのパイロット生成部221が生成した上りパイロット信号を第2上り制御チャネルを介して受信する。
ステップS31において、第1上り制御チャネル受信部124は、移動通信端末UEの第1上り制御チャネル処理部213が第2上り制御チャネルを介して送信した信号を受信し、CQI/予約要求信号検出部126に出力する。
CQI/予約要求信号検出部126は、検出した信号が予約要求信号であるとき、処理をステップS34に移行し、予約要求信号を受信した旨を示す予約要求検出信号を送信許可信号生成部109に出力する。
送信許可信号生成部109は、送信時期情報生成部107が生成した送信時期情報と、予約要求検出信号の入力タイミングとに基づいて、予約要求信号を送信した移動通信端末UEがいずれの端末であるかを決定し、この移動通信端末UEに対する送信許可信号を生成する。
そしてステップS35において、送信許可信号生成部109は送信許可信号を捕捉表示チャネル処理部106に入力し、送信許可信号を移動通信端末UEへ送信する。さらにステップS36において、上りデータチャネル受信部123は、移動通信端末UEから送信された上りトラフィックを受信する。
そしてステップS38において、伝送フォーマット選択部128は、ステップS37で取り出した各移動通信端末UE毎の下り品質情報に応じて、下りトラフィックを送信する際の伝送フォーマットを選択し、下りデータチャネル処理部105による送信データの信号処理方式を変更して、下りトラフィックの伝送フォーマットを選択したフォーマットに変更する。
このため図12に示すように、上りトラフィックが発生したとき、下り品質情報を上りトラフィックに含めて送信してもよい。図12は、下り品質情報の2回分の送信周期における、移動通信端末UEから基地局BSへの送信信号のタイムチャートを示している。
このように本来、予定していた送信時期t3に移動通信端末UEが下り品質情報を送信できない場合には、移動通信端末UEは、下り品質情報の次の送信時期t5が到来する前に、本来、送信時期t3に送信する予定であった下り品質情報を上りトラフィックに含め、上りデータチャネルを介して基地局BSに送信する。図12の例では移動通信端末UEは、下り品質情報を上りトラフィックに含めて時刻t4に送信している。
信号多重部235は、上りトラフィックをデータ用バッファ230から入力して、データ用バッファ230から入力したデータ列の所定の位置に、データCQI生成部220から出力された下り品質情報を付け加えた後に、上りデータチャネル処理部212に出力する。
ステップS20において、上りデータチャネル処理部212が捕捉表示チャネル受信部205から送信許可検出信号を受信すると、上りデータチャネル処理部212はデータ用バッファ230に記憶された上りトラフィックの送信を開始するが、このとき信号多重部は、ステップS22において、上りデータチャネル処理部212により送信される上りトラフィックに、CQI生成部220から出力された下り品質情報を含める。
ステップS21において上りデータチャネル処理部212、下り品質情報を含んだ上りトラフィックを送信する。
信号分割部129は、上りデータチャネル受信部123から受信したデータ列の所定の位置に追加された下り品質情報を取り出すことによって、上りトラフィックから下り品質情報を分割する。そして取り出した下り品質情報を伝送フォーマット選択部128へ出力する。
CQI/予約要求信号検出部126は、第1上り制御チャネル受信部124が受信した信号から検出された信号が下り品質情報であるとき、ステップS40において、下り品質情報を伝送フォーマット選択部128に出力する。伝送フォーマット選択部128は、入力した下り品質情報に応じて、下りトラフィックを送信する際の伝送フォーマットを選択し、下りデータチャネル処理部105による送信データの信号処理方式を変更する。
そしてステップS41において、信号分割部129は、受信した上りトラフィックから下り品質情報を分割する。そして取り出した下り品質情報を伝送フォーマット選択部128へ出力する。
そしてステップS38において、伝送フォーマット選択部128は、入力した下り品質情報に応じて、下りトラフィックを送信する際の伝送フォーマットを選択し、下りデータチャネル処理部105による送信データの信号処理方式を変更する。
基地局への上りトラフィックの送信に先立って前記基地局に対して前記上りトラフィックを送信するための無線リソースの予約要求信号を送信し、かつ所定の待機状態にあるとき所定の制御信号を前記基地局に間欠的に送信する移動通信端末であって、
前記所定の制御信号を送信するために前記移動通信端末に割り当てられた無線リソースを介して信号を送信する送信部と、
上りトラフィックが発生したとき、前記割り当てられた無線リソースを介して送信する信号を、前記所定の制御信号から前記予約要求信号へと切り替える信号切替部と、
を備えることを特徴とする移動通信端末。
前記移動通信端末に割り当てられた前記無線リソースは、複数の移動通信端末に共通の上り方向チャネルの無線リソースを送信時期、周波数及び拡散符号の少なくとも1つを変えて前記複数の移動通信端末に割り当てた上り方向共有制御チャネル、または前記複数の移動通信端末毎に割り当てられた上り方向個別制御チャネルであることを特徴とする付記1に記載の移動通信端末。
前記上りトラフィックが発生したとき、前記所定の制御信号を前記上りトラフィックに含める信号多重部を備えることを特徴とする付記1に記載の移動通信端末。
前記所定の制御信号は、前記移動通信端末における測定により得られたダウンリンクの回線品質を示す下り品質情報であることを特徴とする付記1に記載の移動通信端末。
基地局への上りトラフィックの送信に先立って前記基地局に対して前記上りトラフィックを送信するための無線リソースの予約要求信号を送信し、かつ所定の待機状態にあるとき所定の制御信号を前記基地局に間欠的に送信する移動通信システムであって、
移動通信端末が、前記所定の制御信号を送信するために前記移動通信端末に割り当てられた無線リソースを用いて、前記予約要求信号を送信することを特徴とする移動通信システム。
前記移動通信端末が、
前記所定の制御信号を送信するために前記移動通信端末に割り当てられた無線リソースを介して信号を送信する送信部と、
上りトラフィックが発生したとき、前記割り当てられた無線リソースを介して送信する信号を、前記所定の制御信号から前記予約要求信号へと切り替える信号切替部と、
を備えることを特徴とする付記5に記載の移動通信システム。
前記移動通信端末に割り当てられた前記無線リソースは、複数の移動通信端末に共通の上り方向チャネルの無線リソースを送信時期、周波数及び拡散符号の少なくとも1つを変えて前記複数の移動通信端末に割り当てた上り方向共有制御チャネル、または前記複数の移動通信端末毎に割り当てられた上り方向個別制御チャネルであることを特徴とする付記5に記載の移動通信システム。
前記移動通信端末は、前記上りトラフィックが発生したとき、前記所定の制御信号を前記上りトラフィックに含める信号多重部を備えることを特徴とする付記5に記載の移動通信システム。
前記所定の制御信号は、前記移動通信端末における測定により得られたダウンリンクの回線品質を示す下り品質情報であることを特徴とする付記5に記載の移動通信システム。
前記基地局は、
前記移動通信端末から送信された前記予約要求信号を検出する予約要求信号検出部と、
前記予約要求信号を検出したとき前記上りトラフィックの送信許可信号を前記移動通信端末へ送信する送信部と、
を備えることを特徴とする付記5又は6に記載の移動通信システム。
前記基地局は、
前記移動通信端末から受信した前記下り品質情報を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された、直近に受信した前記下り品質情報に応じて、所定の決定方法に従って下りトラフィックの伝送フォーマットを選択する伝送フォーマット選択部と、
を備えることを特徴とする付記9に記載の移動通信システム。
付記5又は6に記載の移動通信システムに用いられる前記基地局であって、
前記移動通信端末から送信された前記予約要求信号を検出する予約要求信号検出部と、
前記予約要求信号を検出したとき前記上りトラフィックの送信許可信号を前記移動通信端末へ送信する送信部と、
を備えることを特徴とする基地局。
付記9に記載の移動通信システムに用いられる前記基地局であって、
前記移動通信端末から受信した前記下り品質情報を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された、直近に受信した前記下り品質情報に応じて、所定の決定方法に従って下りトラフィックの伝送フォーマットを選択する伝送フォーマット選択部と、
を備えることを特徴とする基地局。
基地局への上りトラフィックの送信に先立って、前記基地局へ前記上りトラフィックを送信するための無線リソースの予約要求信号を送信し、かつ所定の待機状態にあるとき所定の制御信号を前記基地局に間欠的に送信する通信方法であって、
前記制御信号を送信するために割り当てられた無線リソースを用いて、前記基地局へ前記予約要求信号を送信することを特徴とする通信方法。
上りトラフィックが発生したとき、前記割り当てられた無線リソースを介して送信する信号を、前記所定の制御信号から前記予約要求信号へと切り替えることを特徴とする付記14に記載の通信方法。
前記移動通信端末に割り当てられた前記無線リソースは、複数の移動通信端末に共通の上り方向チャネルの無線リソースを送信時期、周波数及び拡散符号の少なくとも1つを変えて前記複数の移動通信端末に割り当てた上り方向共有制御チャネル、または前記複数の移動通信端末毎に割り当てられた上り方向個別制御チャネルであることを特徴とする付記14に記載の通信方法。
上りトラフィックが発生したとき、前記所定の制御信号を前記上りトラフィックに含めることを特徴とする付記14に記載の通信方法。
前記所定の制御信号は、前記移動通信端末における測定により得られたダウンリンクの回線品質を示す下り品質情報であることを特徴とする付記14に記載の通信方法。
前記基地局にて、
前記移動通信端末から受信した前記下り品質情報を記憶し、
直近に受信した前記下り品質情報に応じて、所定の決定方法に従って下りトラフィックの伝送フォーマットを選択する、
ことを特徴とする付記18に記載の通信方法。
2 無線基地局制御装置
N1 無線アクセスネットワーク
BS 基地局
UE 移動通信端末
Claims (5)
- 基地局に対して上りトラフィックを送信するための無線リソースの予約要求信号を送信し、かつ間欠受信状態にあるとき所定の制御信号を前記基地局に周期的に送信する移動通信端末であって、
前記間欠受信状態にあるとき、制御信号を送信するために前記移動通信端末に割り当てられた無線リソースを介して前記所定の制御信号を含む信号を送信する送信部と、
前記上りトラフィックが発生したとき、前記所定の制御信号を前記上りトラフィックに含める信号多重部を備えることを特徴とする移動通信端末。 - 請求項1に記載の移動通信端末から予約要求信号を受信する基地局であって、
前記移動通信端末から送信された前記予約要求信号を検出する予約要求信号検出部と、
前記予約要求信号を検出したとき前記上りトラフィックの送信許可信号を前記移動通信端末へ送信する送信部と、
を備えることを特徴とする基地局。 - 請求項1に記載の移動通信端末から下り品質情報を受信する基地局であって、
前記移動通信端末から受信した前記下り品質情報を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された、直近に受信した前記下り品質情報に応じて、所定の決定方法に従って下りトラフィックの伝送フォーマットを選択する伝送フォーマット選択部と、
を備えることを特徴とする基地局。 - 基地局に対して上りトラフィックを送信するための無線リソースの予約要求信号を送信し、かつ間欠受信状態にあるとき所定の制御信号を前記基地局に周期的に送信する移動通信システムであって、
前記間欠受信状態にあるとき、制御信号を送信するために移動通信端末に割り当てられた無線リソースを介して前記移動通信端末から前記基地局へ前記所定の制御信号を含む信号を送信する送信部と、
前記上りトラフィックが発生したとき、前記所定の制御信号を前記上りトラフィックに含める信号多重部と、
を備えることを特徴とする移動通信システム。 - 基地局に対して上りトラフィックを送信するための無線リソースの予約要求信号を送信し、かつ間欠受信状態にあるとき所定の制御信号を前記基地局に周期的に送信する通信方法であって、
前記所定の制御信号を送信するために移動通信端末に割り当てられた無線リソースを介して前記移動通信端末から前記基地局へ信号を送信し、
前記間欠受信状態にあるとき、制御信号を送信するために移動通信端末に割り当てられた無線リソースを介して前記移動通信端末から前記基地局へ前記所定の制御信号を含む信号を送信し、
前記上りトラフィックが発生したとき、前記所定の制御信号を前記上りトラフィックに含めることを特徴とする通信方法。
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