JP5785452B2 - 中継局、無線通信システムおよび送信制御方法 - Google Patents
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Description
以上の構成によれば、無送信サブフレームの挿入という簡易な方法によって、識別子自体および識別子の送信タイミングの一致を回避することが可能である。
以上の構成によれば、初期同期に用いられる個別識別子の一致・不一致に基づいて衝突回避動作の要否を判定するから、個別識別子を含むより上位の識別子(例えば、物理セル識別子)の全体の一致・不一致に基づいて衝突動作の要否を判定する構成と比較して、信号処理に要する時間及び負荷が抑制される。
なお、以下の実施形態では、無線通信システム1がLTEに従って動作する形態を例示して説明するが、本発明の技術的範囲を限定する趣旨ではない。本発明は、必要な設計上の変更を施した上で、他の無線アクセス技術(例えば、公衆無線LANまたはWiMAX)にも適用可能である。
ユーザ装置300は、LTEシステムにおけるUE(User Equipment)であり、基地局100または中継局200との間に設定されるUuリンクを用いて無線通信可能である。すなわち、ユーザ装置300は、基地局100に帰属することも、中継局200に帰属することも可能である。また、ユーザ装置300は、基地局−基地局間のハンドオーバ、基地局−中継局間のハンドオーバ、中継局−中継局間のハンドオーバのいずれをも実行可能である。
なお、以降の部分において、基地局100から受信した電波を基地局インタフェース210が変換して受信部220に供給する無線フレームを単に受信無線フレームと称する場合があり、送信部230にて生成される、ユーザ装置インタフェース240からユーザ装置300へ送信されるべき電波の元となる無線フレームを単に送信無線フレームと称する場合がある。
以上の場合、中継局200は、乗物20が移動するのに伴ってセルCaからセルCbへと移動するので、セルCaに対応する基地局100aからセルCbに対応する基地局100bへとハンドオーバする必要があると理解される。
ここで、中継局200がハンドオーバした後のユーザ装置300は、中継局200自身のセルCrおよび基地局100bのセルCbに位置するから、中継局200および基地局100bの双方から無線信号を受信する。そのため、セルCrとセルCbとでPCI(特に、個別ID)が衝突すると、ユーザ装置300の同期性能が劣化する、すなわち、中継局200が送信する無線フレームと基地局100bが送信する無線フレームとが干渉して判別困難になることによりユーザ装置300における同期が困難になるという問題がある。以下、図6を参照して具体的に説明する。
すなわち、PCIの衝突という概念は、複数のPCI同士が互いに一致し、かつ、それら複数のPCIの送信タイミングも一致する事象であると理解できる。以上の概念は、PCI全体のみならず、PCIの一部であるP−SSおよびS−SSにも適用され得る。例えば、S−SSは衝突せずにP−SSのみが衝突する場合も生じ得る。
また、PCI全体が衝突しない場合であっても、P−SS(個別ID)が衝突する場合には以下のような問題がある。P−SSが衝突する場合には、受信無線フレームFRbと送信無線フレームFSとでPCI送信タイミングが同一となるため、S−SS同士も同じ送信タイミングで送信される。さらに、同一のP−SSで双方のS−SSがスクランブルされるから、スクランブル後のS−SS同士は直交しない。そのため、受信無線フレームFRbのS−SSと送信無線フレームFSのS−SSとが干渉して信号品質が劣化するので、S−SSをデスクランブルすることが困難になる。また、仮にS−SSがデスクランブルされたとしても、送信タイミングが同一であるから、復号されたS−SSが基地局100bから送信されたものなのか中継局200から送信されたものなのかをユーザ装置300が判断できない。
中継局200の制御部250は、P−SSの衝突が生じていると判定すると(判定の詳細は後述される)、図7(c)に示すように、これから送信しようとする1つの送信無線フレームFSの前に無送信サブフレームNSFを挿入して、送信無線フレームFSの送信タイミングを時間幅SDだけ時間シフトさせる。そのため、時間シフト後の無線フレームFSは、時間シフト前の送信無線フレームFSと比較して、サブフレーム番号が後にずれることとなる。無送信サブフレームNSFは、基地局100bから送信される下りデータ信号および中継局200(セルCr)のPCIを少なくとも含まないサブフレームSFであり、いかなる信号も送信されないサブフレームSFであってもよい。無送信サブフレームNSFにはサブフレーム番号として便宜的に#0が付与されると好適である。
なお、無送信サブフレームNSFが挿入される位置は、送信無線フレームFSの前に限られず、送信無線フレームFS中(例えば、サブフレームSF#0とサブフレームSF#1との間)に挿入されてもよい。以上の場合、挿入される無送信サブフレームNSFには、無送信サブフレームNSFの直後に送信されるサブフレームSFと同じサブフレーム番号が付与されると好適である。
無線通信中に無線問題(Radio Problem)が発生した場合、段階的な接続状況判定および接続回復処理が実行される。端末側装置が無線問題を検出すると、所定の時間幅D1をカウントするタイマT310が起動される。端末側装置はタイマT310が満了するまで待機する(第1フェーズ)。第1フェーズ中に無線問題が解消されれば、端末側装置は通常の通信状態に復帰する。他方、第1フェーズ中に無線問題が解消されずタイマT310が満了すると、端末側装置は無線リンク障害(Radio Link Failure,RLF)の発生を検出し、所定の時間幅D2をカウントするタイマT311が起動される。端末側装置は、タイマT311が満了するまでの間、接続していたセルへの再接続を試行する(第2フェーズ)。第2フェーズ中に再接続が成功すれば、端末側装置は通常の通信状態に復帰する。端末側装置は、第2フェーズが満了するまでは、接続していたセルへの接続を維持しているステータス(すなわち、RRC接続状態(RRC_CONNECTED))を有する。他方、第2フェーズ中に再接続が成功せずタイマT311が満了すると、端末側装置は再接続を中止してアイドル状態(RRCアイドル状態(RRC_IDLE))へ移行する(すなわち、無線接続断の状態となる)。
ここで、前述の通り、1つのサブフレームSF(無送信サブフレームNSF)の時間長は1ミリ秒である一方、タイマT310の設定値は0ミリ秒、50ミリ秒、100ミリ秒、200ミリ秒、500ミリ秒、1000ミリ秒、2000ミリ秒のいずれかから選択されるので、タイマT310に0ミリ秒が設定されない限り、シフト時間幅SD(1以上の無送信サブフレームNSFを挿入する期間)を確保することが可能である。タイマT310の設定値は、中継局200の記憶部260に予め記憶されていてもよいし、接続中の基地局100から随時に通知されてもよい。
P−SSが一致しない場合(ステップS100:NO)、P−SSの衝突は発生しないから衝突回避動作は実行されずに終了する。他方、P−SSが一致する場合(ステップS100:YES)、判定部254は更なる判定のためにステップS110に進む。
P−SSの送信タイミングが一致しない場合(ステップS110:NO)、P−SSの衝突は発生しないから衝突回避動作は実行されずに終了する。他方、P−SSの送信タイミングが一致する場合(ステップS110:YES)、ハンドオーバ先セルCb(基地局100b)のP−SSと中継局200自身のセルCrのP−SSとが衝突するので、判定部254は、時間シフト部256に無送信サブフレームNSFの挿入を指示する。
以上の実施の形態は多様に変形される。具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された2以上の態様は相互に矛盾しない限り適宜に併合され得る。
以上の実施の形態では、P−SS(個別ID)同士の衝突に基づいて衝突回避動作を実行したが、PCI同士の衝突に基づいて衝突回避動作を実行してもよい。すなわち、中継局200の検出部252がハンドオーバ先セルCbのPCIを検出し、判定部254がハンドオーバ先セルCbのPCIと中継局200自身のセルCrのPCIとが一致するか否かを判定し(ステップS100)、PCIの送信タイミングの一致を判定し(ステップS110)、以上の判定に基づいて衝突回避動作(ステップS120)を実行する構成も採用しうる。ただし、PCIが一致するならばP−SSも一致する一方、PCIの一致を判定するにはS−SSの復号処理等が必要になり処理時間・処理負荷が増大するから、P−SSの衝突に基づく構成の方が迅速かつ効率よく衝突判定および衝突回避動作を実行することが可能である。
以上の実施の形態では、P−SS(個別ID)の送信タイミングの一致に基づいて衝突回避動作を実行した。これは、受信無線フレームFRbと送信無線フレームFSとでフレーム送信タイミングは相違するがP−SSの送信タイミングが一致する場合、すなわち、受信無線フレームFRbのサブフレームSF#0と送信無線フレームFSのサブフレームSF#5とが同じタイミングで送信される場合にも衝突回避動作を実行可能としたものである。しかしながら、単純に、受信無線フレームFRbの送信タイミングと送信無線フレームFSの送信タイミングとが一致するか否かに基づいて、衝突回避動作を実行してもよい。
以上の実施の形態では、中継局200がハンドオーバ元セルCaからハンドオーバ先セルCbへのUnハンドオーバの過程において衝突判定・衝突回避動作を実行したが、Unハンドオーバの完了後に衝突判定・衝突回避動作を実行してもよい。
以上の実施の形態では、時間シフト部256がサブフレームSF単位で送信無線フレームFSを時間シフトさせたが、スロット単位または無線フレームF単位での時間シフト(すなわち、無送信スロットまたは無送信フレームの挿入)を行ってもよい。さらに、サブフレーム等の所定の送信単位に依らずに、任意の時間幅で時間シフトを行ってもよい。ただし、以上の実施の形態の構成によれば、無送信サブフレームNSFの挿入(サブフレーム番号のシフト)という簡易な方法によってPCI(P−SSおよびS−SS)の衝突を回避することが可能となるのでより好適である。
以上の実施の形態では、送信無線フレームFSがシフトされる時間幅SDが無線アクセス障害検出期間の時間幅(タイマT310の継続時間)未満に設定されたが、無線アクセス障害検出期間の時間幅以上に設定されてもよい。斯かる構成によってもPCI(P−SSおよびS−SS)の衝突を回避できるからである。しかし、中継局200とユーザ装置300との無線接続の維持という観点からは、実施形態のように時間幅SDを無線アクセス障害検出期間の時間幅未満とすることがより好適である。
中継局200においてCPUが実行する各機能は、CPUの代わりに、ハードウェアで実行してもよいし、例えばFPGA(Field Programmable Gate Array)、DSP(Digital Signal Processor)等のプログラマブルロジックデバイスで実行してもよい。
Claims (5)
- 基地局から送信される第1無線フレームを受信する受信部と、
受信した前記第1無線フレームに含まれる下りデータ信号を含む第2無線フレームを、中継局自身のセルに在圏する移動局へ送信する送信部と
を備える中継局であって、
前記中継局のハンドオーバ元セルからハンドオーバ先セルへのハンドオーバ過程において又はハンドオーバ完了後に、前記ハンドオーバ先セルに対応した基地局が送信する第1無線フレームに含まれる第1識別子と、前記第1識別子の送信タイミングとを検出する検出部と、
前記第1識別子と、前記移動局へ送信すべき前記第2無線フレームに含まれる、前記中継局自身のセルの識別子である第2識別子とが一致するか否かを判定する第1判定部と、
前記第1識別子の送信タイミングと、前記送信部が送信する前記第2識別子の送信タイミングとが一致するか否かを判定する第2判定部と、
前記第1識別子と前記第2識別子とが一致し、かつ、前記第1識別子の送信タイミングと前記第2識別子の送信タイミングとが一致すると判定された場合に、前記第1識別子の送信タイミングと前記第2識別子の送信タイミングとを相違させるように、前記送信部が送信する前記第2無線フレームの送信タイミングをシフトさせる時間シフト部と
を備え、
前記第2無線フレームの前記送信タイミングがシフトされる時間幅は、無線問題(Radio Problem)が検出された後に無線リンク障害(Radio Link Failure)が発生したと判定されるまでの所定の許容時間幅未満である
中継局。 - 前記時間シフト部は、前記下りデータ信号および前記第2識別子を含まない1以上の無送信サブフレームを、送信しようとする1つの第2無線フレームの前に挿入することにより、前記第2無線フレームの前記送信タイミングをシフトさせる
請求項1の中継局。 - 前記第1識別子および前記第2識別子の各々は、初期同期に用いられる個別識別子(Unique Identity)である
請求項2の中継局。 - 1以上の移動局と、
各々が第1無線フレームを送信する複数の基地局と、
前記第1無線フレームを受信する受信部と、受信した前記第1無線フレームに含まれる下りデータ信号を含む第2無線フレームを、中継局自身のセルに在圏する前記移動局へ送信する送信部とを備える中継局と
を備える無線通信システムであって、
前記中継局は、
前記中継局のハンドオーバ元セルからハンドオーバ先セルへのハンドオーバ過程において又はハンドオーバ完了後に、前記ハンドオーバ先セルに対応した基地局が送信する第1無線フレームに含まれる第1識別子と、前記第1識別子の送信タイミングとを検出する検出部と、
前記第1識別子と、前記移動局へ送信すべき前記第2無線フレームに含まれる、前記中継局自身のセルの識別子である第2識別子とが一致するか否かを判定する第1判定部と、
前記第1識別子の送信タイミングと、前記送信部が送信する前記第2識別子の送信タイミングとが一致するか否かを判定する第2判定部と、
前記第1識別子と前記第2識別子とが一致し、かつ、前記第1識別子の送信タイミングと前記第2識別子の送信タイミングとが一致すると判定された場合に、前記第1識別子の送信タイミングと前記第2識別子の送信タイミングとが相異なるように、前記送信部が送信する第2無線フレームの前記送信タイミングをシフトさせる時間シフト部と
を備え、
前記第2無線フレームの前記送信タイミングがシフトされる時間幅は、無線問題(Radio Problem)が検出された後に無線リンク障害(Radio Link Failure)が発生したと判定されるまでの所定の許容時間幅未満である
無線通信システム。 - 基地局から送信される第1無線フレームを受信する受信部と、
受信した前記第1無線フレームに含まれる下りデータ信号を含む第2無線フレームを、中継局自身のセルに在圏する移動局へ送信する送信部と
を備える中継局における送信制御方法であって、
前記中継局のハンドオーバ元セルからハンドオーバ先セルへのハンドオーバ過程において又はハンドオーバ完了後に、前記ハンドオーバ先セルに対応した基地局が送信する第1無線フレームに含まれる第1識別子と、前記第1識別子の送信タイミングとを検出し、
前記第1識別子と、前記移動局へ送信すべき前記第2無線フレームに含まれる、前記中継局自身のセルの識別子である第2識別子とが一致するか否かを判定し、
前記第1識別子の送信タイミングと、前記送信部が送信する前記第2識別子の送信タイミングとが一致するか否かを判定し、
前記第1識別子と前記第2識別子とが一致し、かつ、前記第1識別子の送信タイミングと前記第2識別子の送信タイミングとが一致すると判定された場合に、前記第1識別子の送信タイミングと前記第2識別子の送信タイミングとを相違させるように、前記送信部が送信する前記第2無線フレームの送信タイミングをシフトさせ、
前記第2無線フレームの前記送信タイミングがシフトされる時間幅は、無線問題(Radio Problem)が検出された後に無線リンク障害(Radio Link Failure)が発生したと判定されるまでの所定の許容時間幅未満である
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