JP6485962B2 - Wireless communication system - Google Patents
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Description
本発明は、無線通信システムに関し、特に、マルチアクセス方式をベースとする無線通信システムに関する。 The present invention relates to a wireless communication system, and more particularly to a wireless communication system based on a multi-access scheme.
一般社団法人電波産業会（ＡＲＩＢ：Association of Radio Industries and Businesses）が策定した標準規格 ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｔ１０３は、災害現場・事件現場等の主に非常事態発生地域において、現場の映像を対策本部等へ伝送することを可能とする２００ＭＨｚ帯広帯域移動無線通信システムの実現に向けた制度整備が行われたことを踏まえ、同システムのうち、特に基地局機能を有する無線設備が可搬型であるシステムに係る標準規格である（非特許文献１参照）。
そのため、無線装置への安定した電源供給ができない災害現場では、無線装置への電源供給がバッテリーによって行われる場合も想定されるため、無線装置の省電力化が必要となる。
ARIB STD-T103, a standard developed by the Association of Radio Industries and Businesses (ARIB), sends video footage to disaster response headquarters, etc., mainly in disaster areas and incident sites. Based on the establishment of a system for the realization of a 200 MHz band broadband mobile radio communication system that enables transmission, it relates to a system in which the radio equipment having a base station function is particularly portable. It is a standard (see Non-Patent Document 1).
Therefore, in a disaster site where stable power supply to the wireless device cannot be performed, it is assumed that the power supply to the wireless device is performed by a battery, and thus power saving of the wireless device is required.
ここで、カメラで災害現場を撮影し、撮影した映像データを災害現場から閲覧するサイトまで伝送するための無線装置を含むネットワーク構成について、図１６を参照して説明する。図１６は、災害現場で撮影した映像データを閲覧するサイトまで伝送するための無線装置を含む無線通信システムの構成を示す図である。
なお、本例では、災害現場からのカメラ映像を無線送信する側の移動局無線装置（以下、ＭＳ（：Mobile Station）という）と、映像閲覧サイトで映像データを無線受信する側の基地局無線装置（以下、ＢＳ（：Base Station）という）とによって映像データの無線伝送を行う１対向の無線ネットワーク構成とした場合について説明する。
Here, a network configuration including a wireless device for photographing a disaster site with a camera and transmitting captured video data from the disaster site to a site to be browsed will be described with reference to FIG. FIG. 16 is a diagram showing a configuration of a wireless communication system including a wireless device for transmitting video data taken at a disaster site to a site for browsing.
In this example, the mobile station wireless device (hereinafter referred to as MS (Mobile Station)) that wirelessly transmits camera video from the disaster site and the base station wireless that wirelessly receives video data at the video browsing site A case will be described in which a one-sided wireless network configuration in which video data is wirelessly transmitted by a device (hereinafter referred to as a BS (Base Station)) is described.
図１６に示す無線通信システムは、災害現場１６０７側では、災害現場１６０７を撮影するカメラ１６０６と、カメラ１６０６から入力された映像データを変調するエンコーダ１６０５と、エンコーダ１６０５から入力された映像データをＢＳ１６０３へ無線送信するＭＳ１６０４とから構成され、映像閲覧サイト１６０８側では、ＭＳ１６０４から無線送信された映像データを受信するＢＳ１６０３と、ＢＳ１６０３から入力された映像データを復調し、映像モニタ用の映像信号に変換するデコーダ１６０２と、デコーダ１６０２から入力された映像信号を表示する映像モニタ１６０１とから構成される。 In the radio communication system shown in FIG. 16, on the disaster site 1607 side, a camera 1606 that captures the disaster site 1607, an encoder 1605 that modulates video data input from the camera 1606, and video data input from the encoder 1605 are transmitted to BS 1603. The image viewing site 1608 side demodulates the video data input from the BS 1603 and the BS 1603 and converts it into a video signal for video monitoring. And a video monitor 1601 for displaying the video signal input from the decoder 1602.
カメラ１６０６で撮影した映像データは、エンコーダ１６０５に通知されてＩＰパケットに変換され、ＭＳ１６０４へ通知される。ＭＳ１６０４に通知された映像データは、ＢＳ１６０３へ無線送信される。ＢＳ１６０３は、無線送信された映像データを復調した後、ＩＰパケットへ変換し、デコーダ１６０２へ通知する。デコーダ（１６０２）は、通知された映像データを映像モニタ用の映像信号に変換して映像モニタ１６０１へ通知し、映像モニタ１６０１で映像を閲覧することが可能となる。 Video data captured by the camera 1606 is notified to the encoder 1605, converted into an IP packet, and notified to the MS 1604. The video data notified to the MS 1604 is wirelessly transmitted to the BS 1603. The BS 1603 demodulates the video data transmitted wirelessly, converts it into an IP packet, and notifies the decoder 1602 of it. The decoder (1602) converts the notified video data into a video signal for video monitoring and notifies the video monitor 1601 so that the video can be viewed on the video monitor 1601.
しかしながら、上記したネットワーク構成で無線映像伝送を行うときには２つの課題がある。
１つ目の課題は、無線映像データの伝送遅延時間の短縮が挙げられる。これは、災害現場の映像に遅延が生じた場合には、災害対策時の判断や指示の伝達に支障を来す可能性があるためである。
また、２つ目の課題は、無線装置の省電力化である。特に、災害現場に設置されるＭＳには安定した電源供給が行えないことが想定され、ＭＳへの電源供給はバッテリーで行われる可能性があるためである。
However, there are two problems when wireless video transmission is performed in the network configuration described above.
The first problem is shortening the transmission delay time of wireless video data. This is because if there is a delay in the image of the disaster site, there is a possibility that it may interfere with the judgment and transmission of instructions during disaster countermeasures.
The second problem is power saving of the wireless device. In particular, it is assumed that a stable power supply cannot be performed for the MS installed at the disaster site, and the power supply to the MS may be performed by a battery.
図１７は、図１６の無線通信システムで用いられる無線フレーム構成を説明する図である。この無線通信システムは、ＯＦＤＭＡ（Orthogonal frequency-division multiple access）／ＴＤＤ(Time Division Duplex)をベースとしており、無線フレームは、時間軸方向と周波数軸方向の２次元上にされる。また、無線フレーム周期１７１０は、ＢＳ１６０３の無線送信区間である下りサブフレーム１７０８とＭＳ１６０４の無線送信区間である上りサブフレーム１７０９で構成される。ＢＳ１６０３とＭＳ１６０４の送受信区間が重ならないように、ＴＴＧ（Transmit／receive Transition Gap）１７０６とＲＴＧ（Receive／transmit Transition Gap）１７０７がそれぞれのサブフレームの間に設けられている。
下りサブフレーム１７０８は、プリアンブル１７０１、ＤＬ−ＭＡＰ（Down Link−ＭＡＰ）１７０２、ＵＬ−ＭＡＰ（Up Link−ＭＡＰ）１７０３、下りデータ領域１７０４で構成される。プリアンブル１７０１は、ＢＳ１６０３の無線送信信号の無線特性（タイミング、ゲイン、周波数、位相など）を同期させるためにＭＳ１６０４が使用する信号である。ＤＬ−ＭＡＰ１７０２は下りデータ領域１７０４内のデータ配置を示す情報で、ＵＬ−ＭＡＰ１７０３は上りデータ領域１７０５内のデータ配置を示す情報である。
FIG. 17 is a diagram illustrating a radio frame configuration used in the radio communication system of FIG. This radio communication system is based on OFDMA (Orthogonal frequency-division multiple access) / TDD (Time Division Duplex), and radio frames are two-dimensionally arranged in a time axis direction and a frequency axis direction. The radio frame period 1710 includes a downlink subframe 1708 that is a radio transmission interval of the BS 1603 and an uplink subframe 1709 that is a radio transmission interval of the MS 1604. A TTG (Transmit / receive Transition Gap) 1706 and an RTG (Receive / transmit Transition Gap) 1707 are provided between the subframes so that the transmission and reception sections of the BS 1603 and the MS 1604 do not overlap.
The downlink subframe 1708 includes a preamble 1701, a DL-MAP (Down Link-MAP) 1702, a UL-MAP (Up Link-MAP) 1703, and a downlink data area 1704. The preamble 1701 is a signal used by the MS 1604 to synchronize the radio characteristics (timing, gain, frequency, phase, etc.) of the radio transmission signal of the BS 1603. DL-MAP 1702 is information indicating the data arrangement in the downlink data area 1704, and UL-MAP 1703 is information indicating the data arrangement in the uplink data area 1705.
次に、ＢＳ１６０３が制御するＭＳ１６０４への上り無線帯域割り当て方式について説明する。
非特許文献１の標準規格 ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｔ１０３では、上り帯域割り当て方式をＱｏＳ（Quality of Service）として、固定割当（ＵＧＳ）、リアルタイムサービス(ｒｔＰＳ)、非リアルタイムサービス（ｎｒｔＰＳ）、ベストエフォート（ＢＥ）を規定しており、ＵＧＳは、ＢＳ１６０３とＭＳ１６０４が接続時に必要な上り無線帯域をあらかじめ設定し、通信中にＭＳ１６０４からＢＳ１６０３へ帯域割り当てを要求することなく、固定的にＭＳ１６０４に上り無線帯域割り当てを行う方式である。特に、ＭＳ１６０４からの無線送信の遅延時間を最小限に抑えたい場合は、ＵＧＳが最適であるが、ＵＧＳを選択した場合においては、条件によってＭＳ１６０４の消費電力を大きく消費してしまうケースがあるので説明する。
Next, an uplink radio band allocation method for the MS 1604 controlled by the BS 1603 will be described.
In the standard ARIB STD-T103 of Non-Patent Document 1, the uplink bandwidth allocation method is QoS (Quality of Service), fixed allocation (UGS), real-time service (rtPS), non-real-time service (nrtPS), best effort (BE). UGS preliminarily sets an uplink radio band required when BS 1603 and MS 1604 are connected, and MS MS 1604 assigns an uplink radio band to MS 1604 in a fixed manner without requesting band allocation from MS 1604 to BS 1603 during communication. It is a method to do. In particular, UGS is optimal when it is desired to minimize the delay time of wireless transmission from the MS 1604. However, when UGS is selected, there are cases where the power consumption of the MS 1604 is greatly consumed depending on conditions. explain.
ＭＳ１６０４に接続されているカメラ１６０６から映像データが通知されていないときは、ＭＳ１６０４が無線送信データを保持していない状態となるが、ＭＳ１６０４には固定的に上り無線帯域が割り当てられているため、ＭＳ１６０４は割り当て帯域に対して映像データ以外のパディングデータを無線送信しなければならない。このＭＳ１６０４のパディングデータを無線送信する理由は、上り無線帯域を割り当てたＢＳ１６０３では、ＭＳ１６０４が無線送信データを保持しているかどうかを認識できていない状態で上り無線帯域のデコード処理を行うため、ＭＳ１６０４が自身の判断で無線送信を止めた場合、ＢＳ１６０３のＭＡＣ層で行われるデコード処理の最小単位(スロット或いはサブチャネルの１ＯＦＤＭシンボル分)に満たないとエラーとなる。上記理由により、ＭＳ１６０４は無線送信データの有無に関わらず、固定的に無線送信し続けることになるため、ＭＳ１６０４の消費電力に無駄が生じてしまう。
また、ＭＳ１６０４が送信データを保持していないときに、すべての上り無線帯域で無線送信しない場合の弊害として、ＢＳ１６０３が無線受信した信号を入力とし、受信ゲイン制御や周波数制御を行うときに、受信性能を劣化させてしまうことが挙げられる。
When video data is not notified from the camera 1606 connected to the MS 1604, the MS 1604 does not hold the wireless transmission data. However, since the uplink radio band is fixedly assigned to the MS 1604, The MS 1604 must wirelessly transmit padding data other than video data for the allocated bandwidth. The reason for wirelessly transmitting the padding data of the MS 1604 is that the BS 1603 to which the uplink radio band is allocated performs the decoding process of the uplink radio band in a state where the MS 1604 cannot recognize whether or not the radio transmission data is held. When the wireless transmission is stopped by its own judgment, an error occurs if it does not reach the minimum unit of decoding processing (one OFDM symbol of the slot or subchannel) performed in the MAC layer of the BS 1603. For the above reasons, the MS 1604 continues to perform wireless transmission in a fixed manner regardless of the presence / absence of wireless transmission data, resulting in wasted power consumption of the MS 1604.
In addition, when MS 1604 does not hold transmission data, as a harmful effect when wireless transmission is not performed in all uplink wireless bands, a reception signal is received when BS 1603 performs reception gain control and frequency control using a signal received wirelessly as an input. The performance may be deteriorated.
次に、ＢＳ１６０３およびＭＳ１６０４のような無線装置の機能構成について、図１８を参照して説明する。図１８は、従来の無線装置の機能構成を示すブロック図である。
無線装置１８０１は、ネットワーク部１８０２と、ＭＡＣ（Medium Access Control layer）部１８０３と、ＰＨＹ（PHYsical layer）部１８０４と、ＲＦ（Radio Frequency）部１８０５と、アンテナ部１８０６とから構成される。
ネットワーク部１８０２は、主に、無線装置１８０１と接続されるネットワーク機器とＭＡＣ部１８０３のデータ送受信を行う。ＭＡＣ部１８０３は、主に、有線系ネットワークと無線ネットワークで送受信するデータのフォーマット変換や無線システムでの通信プロトコルで使用する制御メッセージを無線対向装置と送受信を行う。図１７で示したＤＬ−ＭＡＰ１７０２やＵＬ−ＭＡＰ１７０３も制御メッセージに含まれる。ＰＨＹ部１８０４は、主に、無線送受信データの変復調処理を行う。ＲＦ部１８０５は、主に、無線送受信信号の周波数変換を行う。アンテナ部１８０６は、高周波エネルギーの空間への放射と空間の電波から高周波エネルギーへの変換を相互に行う。
Next, the functional configuration of radio apparatuses such as BS 1603 and MS 1604 will be described with reference to FIG. FIG. 18 is a block diagram showing a functional configuration of a conventional radio apparatus.
The wireless device 1801 includes a network unit 1802, a MAC (Medium Access Control layer) unit 1803, a PHY (PHYsical layer) unit 1804, an RF (Radio Frequency) unit 1805, and an antenna unit 1806.
The network unit 1802 mainly performs data transmission / reception between the network device connected to the wireless device 1801 and the MAC unit 1803. The MAC unit 1803 mainly performs transmission / reception of a control message used in a format conversion of data transmitted / received between the wired network and the wireless network and a communication protocol in the wireless system, with the wireless device. The DL-MAP 1702 and UL-MAP 1703 shown in FIG. 17 are also included in the control message. The PHY unit 1804 mainly performs modulation / demodulation processing of wireless transmission / reception data. The RF unit 1805 mainly performs frequency conversion of radio transmission / reception signals. The antenna unit 1806 mutually radiates high-frequency energy into the space and converts radio waves in the space into high-frequency energy.
なお、ＭＡＣ部１８０３については、ＢＳ１６０３とＭＳ１６０４における無線送受信処理の動作が異なるため、それぞれについて説明する。 Note that the MAC unit 1803 will be described because the radio transmission / reception processing operations of the BS 1603 and the MS 1604 are different.
そこで、従来のＢＳの機能構成について、図１４を参照して説明する。図１４は、従来の基地局無線装置（ＢＳ）の機能構成を示すブロック図である。なお、図１４に示されるネットワーク部１４０１、ＭＡＣ部１４０２、ＰＨＹ部１４０３、ＲＦ部１４１３は、それぞれ、図１８に示されるネットワーク部１８０２、ＭＡＣ部１８０３、ＰＨＹ部１８０４、ＲＦ部１８０５に対応する。
ＢＳ１４１５は、ネットワーク部１４０１と、ＭＡＣ部１４０２と、ＰＨＹ部１４０３と、ＲＦ部１４１３と、アンテナ部１４１４とから構成され、無線対向するＭＳ１４１９と無線通信する。
また、ＭＡＣ部１４０２は、無線受信データ解析部１４１０と、制御メッセージ解析部１４１２と、ＤＬ−ＭＡＰ・ＵＬ−ＭＡＰ生成部１４０７と、制御メッセージ生成部１４０８と、無線送信データ生成部１４０５とから構成される。
Therefore, the functional configuration of the conventional BS will be described with reference to FIG. FIG. 14 is a block diagram showing a functional configuration of a conventional base station radio apparatus (BS). The network unit 1401, the MAC unit 1402, the PHY unit 1403, and the RF unit 1413 illustrated in FIG. 14 correspond to the network unit 1802, the MAC unit 1803, the PHY unit 1804, and the RF unit 1805 illustrated in FIG. 18, respectively.
The BS 1415 includes a network unit 1401, a MAC unit 1402, a PHY unit 1403, an RF unit 1413, and an antenna unit 1414, and wirelessly communicates with an MS 1419 that is wirelessly opposed.
The MAC unit 1402 includes a radio reception data analysis unit 1410, a control message analysis unit 1412, a DL-MAP / UL-MAP generation unit 1407, a control message generation unit 1408, and a radio transmission data generation unit 1405. Is done.
次に、従来のＢＳ１４１５の無線送信動作について、図１４を参照して説明する。
無線送信データは、ネットワーク部１４０１から経路１４０４を介して、ＭＡＣ部１４０２の無線送信データ生成部１４０５へ通知される。無線送信データ生成部１４０５は、ＤＬ−ＭＡＰ・ＵＬ−ＭＡＰ生成部１４０７と制御メッセージ生成部１４０５から制御情報を取得し、無線送信データを生成する。その生成したデータは、経路１４０６を介してＰＨＹ部１４０３へ通知される。ＰＨＹ部１４０３は、通知された無線送信データの変調処理を行った後、経路１４１７を介してＲＦ部１４１３へ通知する。ＲＦ部１４１３は、変調処理されたデータの周波数変換を行い、経路１４１８を介してアンテナ部１４１４へ通知する。アンテナ部１４１４は、周波数変換されたデータを無線対向のＭＳ１４１９へ無線送信する。
Next, a conventional radio transmission operation of BS 1415 will be described with reference to FIG.
The wireless transmission data is notified from the network unit 1401 to the wireless transmission data generation unit 1405 of the MAC unit 1402 via the path 1404. The wireless transmission data generation unit 1405 acquires control information from the DL-MAP / UL-MAP generation unit 1407 and the control message generation unit 1405, and generates wireless transmission data. The generated data is notified to the PHY unit 1403 via the path 1406. The PHY unit 1403 performs modulation processing on the notified wireless transmission data, and then notifies the RF unit 1413 via the path 1417. The RF unit 1413 performs frequency conversion of the modulated data, and notifies the antenna unit 1414 via the path 1418. The antenna unit 1414 wirelessly transmits the frequency-converted data to the wirelessly facing MS 1419.
次に、従来のＢＳ１４１５の無線受信動作について、図１４を参照して説明する。
無線対向のＭＳ１４１９から無線送信された信号は 、ＢＳ１４１５のアンテナ部１４１４で無線受信された後、経路１４１８を介してＲＦ部１４１３へ通知される。ＲＦ部１４１３は、受信信号を周波数変換し、経路１４１６を介してＰＨＹ部１４０３へ通知する。ＰＨＹ部１４０３では、周波数変換された無線受信信号の復調処理を行った後、経路１４０９を介してＭＡＣ部１４０２の無線受信データ解析部１４１０へ通知する。通知されたデータは、データフォーマット変換され、経路１４１１を介してネットワーク部１４０１へ通知される。無線受信データ解析部１４１０で解析するデータのうち、ユーザデータ以外の制御情報は、制御メッセージ解析部１４１２へ通知されて解析される。制御メッセージの解析結果の中で、ＢＳ１４１５の無線送信に反映すべき内容については、ＤＬ−ＭＡＰ・ＵＬ−ＭＡＰ生成部１４０７や制御メッセージ生成部１４０８へ通知される。
Next, the radio reception operation of the conventional BS 1415 will be described with reference to FIG.
A signal wirelessly transmitted from the wirelessly facing MS 1419 is wirelessly received by the antenna unit 1414 of the BS 1415 and then notified to the RF unit 1413 via the path 1418. The RF unit 1413 converts the frequency of the received signal and notifies the PHY unit 1403 via the path 1416. The PHY unit 1403 demodulates the frequency-converted radio reception signal, and notifies the radio reception data analysis unit 1410 of the MAC unit 1402 via the path 1409. The notified data is converted in data format and notified to the network unit 1401 via the path 1411. Of the data analyzed by the wireless reception data analysis unit 1410, control information other than user data is notified to the control message analysis unit 1412 and analyzed. In the analysis result of the control message, the contents to be reflected in the radio transmission of the BS 1415 are notified to the DL-MAP / UL-MAP generation unit 1407 and the control message generation unit 1408.
また、従来のＭＳの機能構成について、図１５を参照して説明する。図１５は、従来の移動局無線装置（ＭＳ）の機能構成を示すブロック図である。なお、図１５に示されるネットワーク部１５０１、ＭＡＣ部１５０２、ＰＨＹ部１５０３、ＲＦ部１５１３は、それぞれ、図１８に示されるネットワーク部１８０２、ＭＡＣ部１８０３、ＰＨＹ部１８０４、ＲＦ部１８０５に対応する。
ＭＳ１５１５は、ネットワーク部１５０１と、ＭＡＣ部１５０２と、ＰＨＹ部１５０３と、ＲＦ部１５１３と、アンテナ部１５１４とから構成され、無線対向するＢＳ１５１９と無線通信する。
また、ＭＡＣ部１５０２は、無線受信データ解析部１５０９と、ＤＬ−ＭＡＰ・ＵＬ−ＭＡＰ解析部１５１１と、制御メッセージ解析部１５１２と、制御メッセージ生成部１５０７と、無線送信データ生成部１５０５とから構成される。
Further, the functional configuration of the conventional MS will be described with reference to FIG. FIG. 15 is a block diagram showing a functional configuration of a conventional mobile station radio apparatus (MS). Note that the network unit 1501, the MAC unit 1502, the PHY unit 1503, and the RF unit 1513 illustrated in FIG. 15 correspond to the network unit 1802, the MAC unit 1803, the PHY unit 1804, and the RF unit 1805 illustrated in FIG. 18, respectively.
The MS 1515 includes a network unit 1501, a MAC unit 1502, a PHY unit 1503, an RF unit 1513, and an antenna unit 1514, and wirelessly communicates with a BS 1519 that is wirelessly opposed.
The MAC unit 1502 includes a radio reception data analysis unit 1509, a DL-MAP / UL-MAP analysis unit 1511, a control message analysis unit 1512, a control message generation unit 1507, and a radio transmission data generation unit 1505. Is done.
次に、従来のＭＳ１５１５の無線受信動作について、図１５を参照して説明する。
無線対向のＢＳ１５１９から無線送信された信号は、ＭＳ１５１５のアンテナ部１５１４で無線受信された後、経路１５１８を介してＲＦ部１５１３へ通知される。ＲＦ部１５１３は、受信信号を周波数変換し、経路１５１６を介してＰＨＹ部１５０３へ通知する。ＰＨＹ部１５０３では、周波数変換された無線受信信号の復調処理を行った後、経路１５０８を介してＭＡＣ部１５０２の無線受信データ解析部１５０９へ通知する。通知されたデータは、データフォーマット変換され、経路１５１０を介してネットワーク部１５０１へ通知される。無線受信データ解析部１５０９で解析するデータのうち、ユーザデータ以外の制御情報は、ＤＬ−ＭＡＰ・ＵＬ−ＭＡＰ解析部１５１１や制御メッセージ解析部１５１２へ通知されて解析される。制御メッセージの解析結果の中で、ＭＳ１５１５の無線送信に反映すべき内容については、制御メッセージ生成部１５０７へ通知される。
Next, a conventional radio reception operation of the MS 1515 will be described with reference to FIG.
A signal wirelessly transmitted from the BS 1519 facing the radio is wirelessly received by the antenna unit 1514 of the MS 1515 and then notified to the RF unit 1513 via a path 1518. The RF unit 1513 converts the frequency of the received signal and notifies the PHY unit 1503 via the path 1516. The PHY unit 1503 performs demodulation processing on the frequency-converted radio reception signal, and then notifies the radio reception data analysis unit 1509 of the MAC unit 1502 via the path 1508. The notified data is converted into a data format and notified to the network unit 1501 via a route 1510. Of the data analyzed by the wireless reception data analysis unit 1509, control information other than user data is notified to the DL-MAP / UL-MAP analysis unit 1511 and the control message analysis unit 1512 for analysis. The control message generation unit 1507 is notified of the contents to be reflected in the wireless transmission of the MS 1515 in the analysis result of the control message.
次に、従来のＭＳ１５１５の送信動作について、図１５を参照して説明する。
無線送信データは、ネットワーク部１５０１から経路１５０４を介して、ＭＡＣ部１５０２の無線送信データ生成部１５０５へ通知される。無線送信データ生成部１５０５は、制御メッセージ生成部１５０７から制御情報を取得し、無線送信データを生成する。その生成したデータは経路１５０６を介してＰＨＹ部１５０３へ通知される。ＰＨＹ部１５０３は、通知された無線送信データの変調処理を行った後、経路１５１７を介してＲＦ部１５１３へ通知する。ＲＦ部１５１３は、変調処理されたデータの周波数変換を行い、経路１５１８を介してアンテナ部１５１４へ通知する。アンテナ部１５１４は、周波数変換されたデータを無線対向のＢＳ１５１９へ無線送信する。
Next, the transmission operation of the conventional MS 1515 will be described with reference to FIG.
The wireless transmission data is notified from the network unit 1501 to the wireless transmission data generation unit 1505 of the MAC unit 1502 via the path 1504. The radio transmission data generation unit 1505 acquires control information from the control message generation unit 1507, and generates radio transmission data. The generated data is notified to the PHY unit 1503 via a path 1506. The PHY unit 1503 performs modulation processing on the notified wireless transmission data, and then notifies the RF unit 1513 via the path 1517. The RF unit 1513 performs frequency conversion of the modulated data, and notifies the antenna unit 1514 via the path 1518. The antenna unit 1514 wirelessly transmits the frequency-converted data to the wirelessly facing BS 1519.
ここで、上りデータ領域（図１７の１７０５）に割り当てられる従来のデータのフォーマットについて、図５を参照して説明する。図５は、図１７に示す無線フレーム構成中の上りデータ領域１７０５に割り当てられるデータのフォーマットを説明するための図である。
上りデータ領域で送信されるデータは、データバースト５０１と呼ばれるデータ単位で区切られており、各ＭＳが送信するデータはデータバースト単位で分かれている。そのデータバーストの中には、１つまたは複数のＭＡＣ ＰＤＵ（Protocol Data Unit）５０２、５０３、５０４と呼ばれるデータ単位で区切られている。
Here, a conventional data format assigned to the upstream data area (1705 in FIG. 17) will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a diagram for explaining a format of data allocated to the uplink data area 1705 in the radio frame configuration shown in FIG.
Data transmitted in the uplink data area is divided in data units called data bursts 501, and data transmitted by each MS is divided in data burst units. The data burst is divided into data units called one or a plurality of MAC PDUs (Protocol Data Units) 502, 503, and 504.
ＭＡＣ ＰＤＵ５０２は、ＭＡＣ ＰＤＵヘッダ５０５と、ＭＡＣ ＰＤＵペイロード５０６と、ＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）５０７で構成されるものと、ＭＡＣ ＰＤＵヘッダ５０８と、ＭＡＣ ＰＤＵペイロード５０９のみで構成されるものがある。
さらに、ＭＡＣ ＰＤＵヘッダ５０５は、各種制御情報５１０とＬＥＮＧＴＨ５１１、ＣＩＤ（Connection IDentifier）５１２、ＨＣＳ（Header Check Sequence）５１３で構成される。
The MAC PDU 502 includes a MAC PDU header 505, a MAC PDU payload 506, a CRC (Cyclic Redundancy Check) 507, a MAC PDU header 508, and a MAC PDU payload 509 alone.
Further, the MAC PDU header 505 includes various control information 510, LENGTH 511, CID (Connection IDentifier) 512, and HCS (Header Check Sequence) 513.
各種制御情報５１０は、上記ＣＲＣ５０７の有無情報やＭＡＣ ＰＤＵヘッダフォーマットや暗号化に関する情報等が含まれる。ＬＥＮＧＴＨ５１１は、ＭＡＣ ＰＤＵのデータサイズを示す情報である。ＣＩＤ５１２は、制御メッセージ用に予約されたＩＤと各ＭＳに割り振られるコネクションＩＤを示す情報である。ＨＣＳ５１３は、ＭＡＣ ＰＤＵヘッダの誤り検出用の情報である。 The various control information 510 includes presence / absence information of the CRC 507, MAC PDU header format, information on encryption, and the like. LENGTH 511 is information indicating the data size of the MAC PDU. The CID 512 is information indicating an ID reserved for a control message and a connection ID allocated to each MS. The HCS 513 is information for error detection of the MAC PDU header.
非特許文献１の標準規格 ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｔ１０３では、データバースト内の未使用領域にはパディング用のＭＡＣ ＰＤＵを配置することが規定されており、ＭＳが保持する無線送信データ量が少ない場合には、パディング用のＭＡＣ ＰＤＵをデータバースト内に配置して無線送信する。図６は、図５において、データバースト内にパディング用ＭＡＣ ＰＤＵを配置した場合のデータのフォーマットを説明するための図である。
図６に示すように、パディング用ＭＡＣ ＰＤＵ６０３，６０４は、パディング用ＭＡＣ ＰＤＵヘッダ６０５とパディング用ＭＡＣ ＰＤＵペイロード６０６で構成され、パディング用ＭＡＣ ＰＤＵにＣＲＣは存在しない。
パディング用ＭＡＣ ＰＤＵヘッダ６０５の構成要素は、上記のＭＡＣ ＰＤＵヘッダ５０５と同様であって、各種制御情報６０７とＬＥＮＧＴＨ６０８、ＣＩＤ６０９、ＨＣＳ６１０で構成される。ただし、ＣＩＤ６０９が１６進数で０ｘＦＦＦＥであるＭＡＣ ＰＤＵをパディング用ＭＡＣ ＰＤＵとして識別する。
In the standard ARIB STD-T103 of Non-Patent Document 1, it is stipulated that a MAC PDU for padding is arranged in an unused area in a data burst, and when the amount of wireless transmission data held by the MS is small The MAC PDU for padding is arranged in the data burst and transmitted wirelessly. FIG. 6 is a diagram for explaining a data format when padding MAC PDUs are arranged in a data burst in FIG.
As shown in FIG. 6, the padding MAC PDUs 603 and 604 are composed of a padding MAC PDU header 605 and a padding MAC PDU payload 606, and no CRC exists in the padding MAC PDU.
The constituent elements of the padding MAC PDU header 605 are the same as the MAC PDU header 505 described above, and include various control information 607, LENGTH 608, CID 609, and HCS 610. However, a MAC PDU whose CID 609 is 0xFFFE in hexadecimal is identified as a padding MAC PDU.
次に、ＢＳが制御するＭＳへの上り無線帯域の従来の割り当て方法について、図７〜図９を参照して説明する。図７〜図９は、ＢＳによる従来の上りデータ領域への帯域割り当てを説明するための図であり、図７は、上りデータ領域とスロット配置を説明するための図であり、図８は、上りデータ領域のデータバースト配置を説明するための図であり、また、図９は、上りデータ領域のデータ配置を説明するための図である。 Next, a conventional method for assigning an uplink radio band to an MS controlled by the BS will be described with reference to FIGS. 7 to 9 are diagrams for explaining bandwidth allocation to the conventional uplink data area by the BS, FIG. 7 is a diagram for explaining the uplink data area and the slot arrangement, and FIG. FIG. 9 is a diagram for explaining the data burst arrangement in the uplink data area, and FIG. 9 is a diagram for explaining the data arrangement in the uplink data area.
図７に示すように、上りデータ領域７０１への帯域割り当ては、スロットと呼ばれる最小単位で行い、帯域要求メッセージで要求されたサイズを考慮して、ＢＳが各ＭＳへ割り当てる。
上りデータ領域に複数のデータバースト用の帯域割り当てを行う場合、図８に示すように、上りデータ領域の左上から順番に割り当てを行う。複数ＭＳが存在し、同一無線フレームの上りデータ領域に各ＭＳの無線帯域を割り当てる場合には、データバースト［＃１］８０１、データバースト［＃２］８０２、データバースト［＃３］８０３というようにサイズの異なる上り無線帯域を左上から順番に割り当てる。
As shown in FIG. 7, band allocation to the uplink data area 701 is performed in a minimum unit called a slot, and the BS allocates to each MS in consideration of the size requested by the band request message.
When allocating a plurality of data burst bands to the uplink data area, the allocation is performed in order from the upper left of the uplink data area as shown in FIG. When there are a plurality of MSs and the radio band of each MS is allocated to the upstream data area of the same radio frame, data burst [# 1] 801, data burst [# 2] 802, data burst [# 3] 803, etc. Are assigned in order from the upper left.
次に、データバースト内へのデータ配置方式について、図８および図９を参照して説明する。
図９は、図８と同じデータバースト形状であるが、データバースト［＃１］９０１のデータ配置は、「１−１」、「１−２」、「１−３」、「１−４」の順番でデータを配置する。データバースト［＃２］９０２では、「２−１」、「２−２」、「２−３」、「２−４」の順番で配置し、データバースト［＃３］９０３では、「３−１」、「３−２」、「３−３」、「３−４」、「３−５」の順番で配置する。
このデータ配置は、ＢＳの受信側で上りサブフレーム（図１７の１７０９）を最後まで受信完了しなくても、受信したデータから順次デコード処理を開始できるように考慮された方式となっている。
なお、図７乃至図９で縦軸を周波数軸としたが、実際には１つのスロットは、ＯＦＤＭシンボルを構成する複数の物理サブキャリアの一部に分散して割り当てられうる。
Next, a data arrangement method in a data burst will be described with reference to FIGS.
9 has the same data burst shape as FIG. 8, but the data arrangement of the data burst [# 1] 901 is “1-1”, “1-2”, “1-3”, “1-4”. Arrange the data in the order of. The data burst [# 2] 902 is arranged in the order of “2-1”, “2-2”, “2-3”, “2-4”, and the data burst [# 3] 903 is “3- 1 ”,“ 3-2 ”,“ 3-3 ”,“ 3-4 ”,“ 3-5 ”.
This data arrangement is a scheme that allows the decoding process to be started sequentially from the received data without completing the reception of the uplink subframe (1709 in FIG. 17) to the end on the BS receiving side.
Although the vertical axis is the frequency axis in FIGS. 7 to 9, in actuality, one slot may be distributed and allocated to some of a plurality of physical subcarriers constituting an OFDM symbol.
次に、ＢＳでのデータバースト内のＭＡＣ ＰＤＵ解析処理について、図１０を用いて説明する。図１０は、基地局無線装置（ＢＳ）におけるデータバースト解析処理のフローチャートである。
まず、判定処理（Ｓ１００１）では、上りデータ領域の中のデータバーストをすべて解析したかどうかを判定する。すべて解析済みであれば判定結果＝ＹＥＳとして、データバースト解析処理を終了する。まだ、すべてのデータバーストを解析していなければ処理（Ｓ１００２）を実行する。
処理（Ｓ１００２）では、ＭＡＣ ＰＤＵヘッダを解析し、次の判定処理（Ｓ１００３）に進む。
判定処理（Ｓ１００３）では、処理（Ｓ１００２）の結果を用いて、ＭＡＣ ＰＤＵがパディング用ＭＡＣ ＰＤＵかどうか判定する。パディング用ＭＡＣ ＰＤＵの場合は、解析中のデータバースト内にはＭＡＣ ＰＤＵが存在しないことになるため、判定結果＝ＹＥＳとし、判定処理（Ｓ１００１）に戻る。パディング用ＭＡＣ ＰＤＵではない場合は、処理（Ｓ１００４）のＭＡＣ ＰＤＵペイロード解析処理を実行する。
ＭＡＣ ＰＤＵペイロード解析後、判定処理（Ｓ１００５）に進み、解析中のデータバーストに次のＭＡＣ ＰＤＵが存在するかどうか判定する。解析が済んでいない残りのデータバーストサイズとＭＡＣ ＰＤＵヘッダ長＝６バイトを比較し、６バイトよりも小さい場合には、解析中のデータバーストには次のＭＡＣ ＰＤＵが残っていないことになるので判定結果＝ＮＯとし、判定処理（Ｓ１００１）に戻る。６バイト以上の場合は、データバースト内にまだ解析していないＭＡＣ ＰＤＵが残っていることになるので、判定結果＝ＹＥＳとし、処理（Ｓ１００２）に戻る。
このように、ＢＳの各データバーストの解析は、データバースト内のすべてのＭＡＣ ＰＤＵを解析するか、パディング用ＰＤＵの存在を確認するまで続ける動作を行う。
Next, the MAC PDU analysis processing in the data burst at the BS will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a flowchart of data burst analysis processing in the base station radio apparatus (BS).
First, in the determination process (S1001), it is determined whether all data bursts in the upstream data area have been analyzed. If all have been analyzed, the determination result = YES, and the data burst analysis process is terminated. If all the data bursts have not been analyzed yet, the process (S1002) is executed.
In the process (S1002), the MAC PDU header is analyzed, and the process proceeds to the next determination process (S1003).
In the determination process (S1003), it is determined whether the MAC PDU is a MAC PDU for padding using the result of the process (S1002). In the case of the MAC PDU for padding, there is no MAC PDU in the data burst being analyzed. Therefore, the determination result is YES, and the process returns to the determination process (S1001). If it is not a MAC PDU for padding, the MAC PDU payload analysis process of the process (S1004) is executed.
After analyzing the MAC PDU payload, the process proceeds to a determination process (S1005), and it is determined whether or not the next MAC PDU exists in the data burst being analyzed. The remaining data burst size that has not been analyzed is compared with the MAC PDU header length = 6 bytes, and if it is smaller than 6 bytes, the next MAC PDU does not remain in the data burst being analyzed. Determination result = NO, and the process returns to the determination process (S1001). In the case of 6 bytes or more, there is a MAC PDU that has not been analyzed yet in the data burst. Therefore, the determination result is YES, and the process returns to S1002.
In this way, the analysis of each data burst of the BS performs an operation that continues until either all the MAC PDUs in the data burst are analyzed or the existence of the padding PDU is confirmed.
上記したように、従来技術では、ＭＳは割り当てられた上り無線帯域よりも保持しているユーザデータが少ないときには、上り無線帯域の空き領域にパディングデータを配置し、上り無線帯域のすべてを使って無線送信するため、ＢＳの上り無線帯域割り当てとＭＳのユーザデータ有無の発生条件によっては、無駄な無線送信を行うことが発生する。 As described above, in the prior art, when the MS holds less user data than the allocated uplink radio band, the padding data is arranged in a free area of the uplink radio band and the entire uplink radio band is used. Since wireless transmission is performed, useless wireless transmission may occur depending on the uplink wireless band allocation of the BS and the occurrence conditions of the presence / absence of user data of the MS.
本発明は、この様な状況に鑑みて為されたものであり、デコードエラーが発生せず、ユーザデータ以外の無線送信に必要な消費電力を大幅に軽減させることが可能な無線通信システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a situation, and provides a wireless communication system capable of significantly reducing power consumption required for wireless transmission other than user data without causing a decoding error. The purpose is to do.
上記目的を達成するために、本発明に係る無線通信システムは、基地局無線装置と移動局無線装置との間でフレーム構成を成す無線信号にて通信する無線通信システムにおいて、前記基地局無線装置は、前記移動局無線装置に対して、上り／下り方向の無線帯域割り当て制御を行い、前記移動局無線装置は、無線送信する送信データを保持している場合は、前記基地局無線装置に対し、前記基地局無線装置から割り当てられた上り無線帯域で無線送信を行い、無線送信する送信データを保持していない場合は、前記基地局無線装置から割り当てられた上り無線帯域の一部分のみで無線送信することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a radio communication system according to the present invention is a radio communication system in which a radio signal having a frame configuration is communicated between a base station radio apparatus and a mobile station radio apparatus. Performs uplink / downlink radio band allocation control for the mobile station radio device. When the mobile station radio device holds transmission data for radio transmission, When wireless transmission is performed in the uplink radio band allocated from the base station radio apparatus and transmission data to be transmitted by radio is not held, radio transmission is performed only in a part of the uplink radio band allocated from the base station radio apparatus. It is characterized by doing.
また、上記目的を達成するために、本発明に係る無線通信システムは、上記した無線通信システムにおいて、前記移動局無線装置は、無線送信する送信データを保持していない場合は、パディングデータ先頭の制御情報のみを無線送信することを特徴とする。 In order to achieve the above object, in the wireless communication system according to the present invention, in the wireless communication system described above, when the mobile station wireless device does not hold transmission data to be transmitted wirelessly, Only control information is wirelessly transmitted.
また、上記目的を達成するために、本発明に係る無線通信システムは、上記した無線通信システムにおいて、前記基地局無線装置は、前記移動局無線装置からの受信データを解析した時、前記受信データの先頭がパディングデータと認識した場合に、それ以降のデータを解析することなく、エラー判定を行わないことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the wireless communication system according to the present invention is the above wireless communication system, wherein the base station wireless device analyzes the received data when analyzing the received data from the mobile station wireless device. In the case where the head of the data is recognized as padding data, error determination is not performed without analyzing the subsequent data.
本発明によれば、デコードエラーが発生せず、ユーザデータ以外の無線送信に必要な消費電力を大幅に軽減させることが可能な無線通信システムを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a wireless communication system in which no decoding error occurs and power consumption required for wireless transmission other than user data can be greatly reduced.
＜実施形態１＞
以下、本発明の実施形態１に係る無線通信システムの移動局無線装置（ＭＳ）について説明する。本発明の実施形態１に係る無線通信システムは、ＭＳがパディングデータの先頭に含まれる制御情報までの上り無線帯域を無線送信し、残りの上り無線帯域の部分を無線送信せず、ＢＳでパディングデータ先頭の制御情報までを正しく受信するようにすることにより、デコードエラーが発生せず、ユーザデータ以外の無線送信に必要な消費電力を大幅に軽減させることが可能となる。
<Embodiment 1>
Hereinafter, the mobile station radio | wireless apparatus (MS) of the radio | wireless communications system which concerns on Embodiment 1 of this invention is demonstrated. In the wireless communication system according to Embodiment 1 of the present invention, the MS wirelessly transmits the uplink wireless band up to the control information included in the head of the padding data, and does not wirelessly transmit the remaining uplink wireless band, and is padded by the BS. By correctly receiving even the control information at the head of the data, no decoding error occurs and the power consumption required for wireless transmission other than user data can be greatly reduced.
［移動局無線装置の機能構成］
本発明の実施形態１に係る無線通信システムの移動局無線装置（ＭＳ）の機能構成について、図１を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態１に係る無線通信システムの移動局無線装置（ＭＳ）の機能構成を示すブロック図である。
ＭＳ１１５は、ネットワーク部１０１と、ＭＡＣ部１０２と、ＰＨＹ部１０３と、ＲＦ部１１３と、アンテナ部１１４とから構成され、無線対向するＢＳ１１９と無線通信する。
また、ＭＡＣ部１０２は、無線受信データ解析部１０９と、ＤＬ−ＭＡＰ・ＵＬ−ＭＡＰ解析部１１１と、制御メッセージ解析部１１２と、制御メッセージ生成部１０７と、無線送信データ生成部１０５とから構成される。
[Functional configuration of mobile station radio equipment]
A functional configuration of a mobile station radio apparatus (MS) of the radio communication system according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram showing a functional configuration of a mobile station radio apparatus (MS) of a radio communication system according to Embodiment 1 of the present invention.
The MS 115 includes a network unit 101, a MAC unit 102, a PHY unit 103, an RF unit 113, and an antenna unit 114, and wirelessly communicates with a BS 119 that is wirelessly opposed.
The MAC unit 102 includes a radio reception data analysis unit 109, a DL-MAP / UL-MAP analysis unit 111, a control message analysis unit 112, a control message generation unit 107, and a radio transmission data generation unit 105. Is done.
次に、本発明の実施形態１に係る移動局無線装置（ＭＳ）に割り当てられている上り無線帯域について、図１１を参照して説明する。図１１は、本発明の実施形態１に係る無線通信システムの移動局無線装置（ＭＳ）における上りデータ領域のスロット配置を説明するための図である。
図１１に示すように、上りデータ領域１１０１は、スロット１からスロット３０で構成され、そのすべてのスロットがＭＳに割り当てられている条件で説明する。また、１スロットに配置できるデータサイズを６バイトとし、上りデータ領域全体では６バイト×３０スロットで１８０バイトのデータを配置することができる。
Next, the uplink radio band allocated to the mobile station radio apparatus (MS) according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a diagram for explaining the slot arrangement of the uplink data area in the mobile station radio apparatus (MS) of the radio communication system according to Embodiment 1 of the present invention.
As shown in FIG. 11, the uplink data area 1101 is composed of slot 1 to slot 30, and description will be made under the condition that all slots are allocated to the MS. The data size that can be arranged in one slot is 6 bytes, and 180 bytes of data can be arranged in 6 bytes × 30 slots in the entire upstream data area.
次に、ＭＳが無線送信データを保持していないときに、ＭＳが無線送信するパディング用ＭＡＣ ＰＤＵについて、図１２を参照して説明する。図１２は、本発明の実施形態１に係る無線通信システムの移動局無線装置（ＭＳ）の上りデータ領域のデータバースト内にパディング用ＭＡＣ ＰＤＵを配置した場合のデータのフォーマットを説明するための図である。
この場合、パディング用ＭＡＣ ＰＤＵは、図１２に示すように、上りデータ領域全体にパディング用ＭＡＣ ＰＤＵを配置するのでパディング用ＭＡＣ ＰＤＵのサイズは１８０バイトとなり、パディング用ＭＡＣ ＰＤＵヘッダ１２０１（６バイト）とパディング用ＭＡＣ ＰＤＵペイロード１２０２（１７４バイト）で構成される。
Next, a padding MAC PDU that is wirelessly transmitted by the MS when the MS does not hold the wireless transmission data will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a diagram for explaining a data format when a padding MAC PDU is arranged in a data burst of an uplink data area of a mobile station radio apparatus (MS) of the radio communication system according to the first embodiment of the present invention. It is.
In this case, the padding MAC PDU has a padding MAC PDU size of 180 bytes because the padding MAC PDU is arranged in the entire upstream data area as shown in FIG. 12, and the padding MAC PDU header 1201 (6 bytes) And a padding MAC PDU payload 1202 (174 bytes).
次に、図１２のパディング用ＭＡＣ ＰＤＵを図１１の上りデータ領域に配置した結果を図１３に示す。図１３に示すように、上りデータ領域１３０１において、パディング用ＭＡＣ ＰＤＵヘッダの先頭から、「１−１」、「１−２」、「１−３」、・・・、「１−２９」、「１−３０」の順番で配置される。１スロット＝６バイトなので、パディング用ＭＡＣ ＰＤＵヘッダは、「１−１」に配置される。
ここで、図２は、本発明の実施形態１に係る無線通信システムの移動局無線装置（ＭＳ）の上りデータ領域と無線送信区間を説明するための図であって、図２に示すように、「上りサブフレーム２０４」に対して、従来技術では、「従来の上り送信区間２０２」で示す上りサブフレーム全体を無線送信していたが、本発明では、「上り送信区間２０３」で示すように、データの「１−１」から「１−１０」のみを送信するよう１スロット（ＯＦＤＭシンボル）の時間だけ無線送信する。
この場合、ＢＳでは「１−１１」から「１−３０」に配置されるデータは正しくデコードできないが、「１−１」から「１−１０」までは正しく受信データをデコードできる。つまり、ＢＳでは、「１−１」に配置されているデータであるパディング用ＭＡＣ ＰＤＵヘッダを解析できることになる。割り当てられたスロットを１フレームに１回は使用するので、その受信データを用いてチャネル等化、ＡＦＣ、ＡＧＣ、ＴＤＤタイミング等の制御も維持することができる。
Next, FIG. 13 shows a result of arranging the MAC PDU for padding shown in FIG. 12 in the uplink data area shown in FIG. As shown in FIG. 13, in the upstream data area 1301, “1-1”, “1-2”, “1-3”,..., “1-29” from the head of the MAC PDU header for padding Arranged in the order of “1-30”. Since 1 slot = 6 bytes, the MAC PDU header for padding is arranged at “1-1”.
Here, FIG. 2 is a diagram for explaining the uplink data area and the radio transmission interval of the mobile station radio apparatus (MS) of the radio communication system according to Embodiment 1 of the present invention, as shown in FIG. In the prior art, the entire uplink subframe indicated by “conventional uplink transmission section 202” is wirelessly transmitted with respect to “uplink subframe 204”, but in the present invention, as indicated by “uplink transmission section 203”. In addition, wireless transmission is performed for the time of one slot (OFDM symbol) so as to transmit only data “1-1” to “1-10”.
In this case, the BS cannot correctly decode data arranged from “1-11” to “1-30”, but can correctly decode received data from “1-1” to “1-10”. That is, the BS can analyze the padding MAC PDU header which is data arranged in “1-1”. Since the assigned slot is used once per frame, control of channel equalization, AFC, AGC, TDD timing, etc. can be maintained using the received data.
したがって、図１０のＢＳでのデータバースト解析処理で説明したように、ＢＳでは、パディング用ＭＡＣ ＰＤＵを解析後、それ以降のデータバーストの解析を行わないため、「１−１１」から「１−３０」までの受信データが正しくデコードできなくても、デコードエラーは発生しない。 Therefore, as described in the data burst analysis process in the BS of FIG. 10, the BS does not analyze the subsequent data burst after analyzing the padding MAC PDU. Even if the received data up to 30 "cannot be decoded correctly, no decoding error occurs.
次に、本発明の実施形態１に係る移動局無線装置（ＭＳ）１１５の送信動作について、図１を参照して説明する。なお、ＭＳで上り送信区間を短くするための手段として、従来技術とは異なる部分について説明する。また、図１は従来技術の説明で使用した図１５の機能構成に制御情報の通知機能を追加した形態となっているため、図１５との差分を中心に説明する。
ＭＳ１１５の無線送信では、ネットワーク部１０１から経路１０４を介して、ＭＡＣ部１０２の無線送信データ生成部１０５へ通知される。無線送信データ生成部１０５は、制御メッセージ生成部１０７から制御情報を取得し、無線送信データを生成する。その生成したデータは経路１０６を介してＰＨＹ部１０３へ通知される。
このとき、ＰＨＹ部１０３へ通知する無線送信データにパディング用ＭＡＣ ＰＤＵが含まれている場合、ＭＡＣ部１０２の無線送信データ生成部１０５は、経路１２０を介して、ＰＨＹ部１０３へ送信区間を短くするための情報を通知する。この情報は、送信区間を短くするかどうかの２値データ（０または１）などのシンプルな情報でも実現可能であり、スロット数などの送信区間を示す数値データをＰＨＹ部１０３へ通知することでも可能である。ＰＨＹ部１０３は、ＭＡＣ部１０２から通知される無線送信データと無線送信区間を短くするための情報に基づいて変調処理を行い、経路１１７を介してＲＦ部１１３へ通知する。ＲＦ部１１３には、ＰＨＹ部１０３で送信区間が短くなっている変調データが通知されるので、その変調データの周波数変更を行った後、経路１１８を介してアンテナ部１１４へ通知する。アンテナ部１１４では、送信区間が短くなっている送信データを無線対向のＢＳ１１９へ無線送信する。
Next, the transmission operation of the mobile station radio apparatus (MS) 115 according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIG. Note that, as means for shortening the uplink transmission section in the MS, portions different from the conventional technique will be described. Further, FIG. 1 has a form in which a control information notification function is added to the functional configuration of FIG. 15 used in the description of the prior art, and therefore the difference from FIG. 15 will be mainly described.
In the wireless transmission of the MS 115, the wireless transmission data generation unit 105 of the MAC unit 102 is notified from the network unit 101 via the path 104. The wireless transmission data generation unit 105 acquires control information from the control message generation unit 107 and generates wireless transmission data. The generated data is notified to the PHY unit 103 via the path 106.
At this time, if the wireless transmission data notified to the PHY unit 103 includes a padding MAC PDU, the wireless transmission data generation unit 105 of the MAC unit 102 shortens the transmission interval to the PHY unit 103 via the path 120. To send information. This information can also be realized by simple information such as binary data (0 or 1) indicating whether or not the transmission interval is to be shortened, or by notifying the PHY unit 103 of numerical data indicating the transmission interval such as the number of slots. Is possible. The PHY unit 103 performs modulation processing based on the wireless transmission data notified from the MAC unit 102 and information for shortening the wireless transmission interval, and notifies the RF unit 113 via the path 117. The RF unit 113 is notified of the modulated data whose transmission section is shortened by the PHY unit 103, and after changing the frequency of the modulated data, notifies the antenna unit 114 via the path 118. The antenna unit 114 wirelessly transmits transmission data having a short transmission section to the BS 119 facing the radio.
以上説明したように、本発明の実施形態１に係る無線通信システムによれば、ＭＳがパディングデータの先頭に含まれる制御情報までの上り無線帯域を無線送信し、残りの上り無線帯域の部分を無線送信せず、ＢＳでパディングデータ先頭の制御情報までを正しく受信するようにすることにより、デコードエラーが発生せず、ユーザデータ以外の無線送信に必要な消費電力を大幅に軽減させることが可能な無線通信システムを提供することができる。 As described above, according to the radio communication system according to the first embodiment of the present invention, the MS wirelessly transmits the uplink radio band up to the control information included in the head of the padding data, and the remaining uplink radio band part is transmitted. By correctly receiving even the control information at the beginning of the padding data at the BS without wireless transmission, it is possible to greatly reduce the power consumption required for wireless transmission other than user data without causing a decoding error. A wireless communication system can be provided.
＜実施形態２＞
以下、本発明の実施形態２に係る無線通信システムの移動局無線装置（ＭＳ）について説明する。本実施形態２の移動局無線装置（ＭＳ）は、機能構成は本発明の実施形態１に係る移動局無線装置（ＭＳ）と同様であるが、本発明の実施形態１に係る移動局無線装置（ＭＳ）に対して、パディング用ＭＡＣ ＰＤＵの構成が異なる。
<Embodiment 2>
Hereinafter, the mobile station radio apparatus (MS) of the radio communication system according to the second embodiment of the present invention will be described. The mobile station radio apparatus (MS) of Embodiment 2 has the same functional configuration as the mobile station radio apparatus (MS) according to Embodiment 1 of the present invention, but the mobile station radio apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. The configuration of the MAC PDU for padding is different from that of (MS).
ここで、本実施形態２の移動局無線装置（ＭＳ）におけるパディング用ＭＡＣ ＰＤＵの構成について、図３を参照して説明する。図３は、パディング用ＭＡＣ ＰＤＵを含んだデータバーストのフレーム構成の一例を示す図である。
図３のパディング用ＭＡＣ ＰＤＵは、データバーストの前半にユーザデータをＭＡＣ ＰＤＵペイロード３０２に含むＭＡＣ ＰＤＵと、データバーストの後半にパディング用ＭＡＣ ＰＤＵで構成され、ＭＡＣ ＰＤＵヘッダ３０１（６バイト）と、ＭＡＣ ＰＤＵペイロード３０２（６０バイト）と、パディング用ＭＡＣ ＰＤＵヘッダ３０３（６バイト）と、パディング用ＭＡＣ ＰＤＵペイロード３０４（１０８バイト）とで構成される。
Here, the configuration of the MAC PDU for padding in the mobile station radio apparatus (MS) of Embodiment 2 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a frame structure of a data burst including a MAC PDU for padding.
The padding MAC PDU of FIG. 3 is composed of a MAC PDU including user data in the MAC PDU payload 302 in the first half of the data burst, and a padding MAC PDU in the second half of the data burst, and a MAC PDU header 301 (6 bytes), It consists of a MAC PDU payload 302 (60 bytes), a padding MAC PDU header 303 (6 bytes), and a padding MAC PDU payload 304 (108 bytes).
次に、図３に示すデータバーストをＭＳが無線送信する場合について説明する。
図３のデータバーストを上記した図１１の上りデータ領域に配置した場合、図４のようにデータが配置される。図４は、本発明の実施形態２に係る無線通信システムの移動局無線装置（ＭＳ）の上りデータ領域と無線送信区間を説明するための図である。
ユーザデータが含まれるＭＡＣ ＰＤＵのＭＡＣ ＰＤＵヘッダ３０１は、図４の「１−１」に配置され、ＭＡＣ ＰＤＵペイロード３０２は、図４の「１−２」から「１−１１」に配置される。
また、パディング用ＭＡＣ ＰＤＵヘッダ３０３は、図４の「１−１２」に配置され、パディング用ＭＡＣ ＰＤＵペイロード３０４は、図４の「１−１３」から「１−３０」に配置される。
この場合、ＭＳは図４の「１−１」から「１−１２」までのデータをＢＳに正しくデコードさせる必要があるため、上りデータ領域の最初の２スロット幅（図４の「１−１」から「１−２０」まで）の無線送信を行う。
したがって、図１に示すＭＡＣ部１０２からＰＨＹ部１０３への制御情報としては、２スロット幅だけ無線送信することを示す情報を通知することで実現する。
Next, the case where the MS wirelessly transmits the data burst shown in FIG. 3 will be described.
When the data burst of FIG. 3 is arranged in the upstream data area of FIG. 11, the data is arranged as shown in FIG. FIG. 4 is a diagram for explaining an uplink data area and a radio transmission section of a mobile station radio apparatus (MS) of the radio communication system according to the second embodiment of the present invention.
The MAC PDU header 301 of the MAC PDU including the user data is arranged at “1-1” in FIG. 4, and the MAC PDU payload 302 is arranged from “1-2” to “1-11” in FIG. .
Further, the padding MAC PDU header 303 is arranged at “1-12” in FIG. 4, and the padding MAC PDU payload 304 is arranged from “1-13” to “1-30” in FIG.
In this case, since it is necessary for the MS to correctly decode the data from “1-1” to “1-12” in FIG. 4 to the BS, the first two slots in the upstream data area (“1-1 in FIG. 4) ”To“ 1-20 ”).
Therefore, the control information from the MAC unit 102 to the PHY unit 103 shown in FIG. 1 is realized by notifying information indicating that wireless transmission is performed for only two slot widths.
以上説明したように、本発明の実施形態２に係る無線通信システムによれば、ＭＳがパディングデータの先頭に含まれる制御情報までの上り無線帯域を無線送信し、残りの上り無線帯域の部分を無線送信せず、ＢＳでパディングデータ先頭の制御情報までを正しく受信するようにすることにより、デコードエラーが発生せず、ユーザデータ以外の無線送信に必要な消費電力を大幅に軽減させることが可能な無線通信システムを提供することができる。 As described above, according to the radio communication system according to the second embodiment of the present invention, the MS wirelessly transmits the uplink radio band up to the control information included in the head of the padding data, and the remaining uplink radio band part is transmitted. By correctly receiving even the control information at the beginning of the padding data at the BS without wireless transmission, it is possible to greatly reduce the power consumption required for wireless transmission other than user data without causing a decoding error. A wireless communication system can be provided.
上記したように、本発明の方式はデータバースト内のすべてのＭＡＣ ＰＤＵがパディング用ＭＡＣ ＰＤＵの場合でも、後半のＭＡＣ ＰＤＵのみがパディング用ＭＡＣ ＰＤＵの場合でも対応することが可能であり、ＭＳの消費電力を軽減することが可能である。
さらに、本発明の方式では、ＢＳからＭＳへ割り当てられた上り無線帯域のうち、少なくとも先頭の１スロットは必ず送信するため、受信ゲイン制御機能や周波数制御機能などがＢＳに実装され、その制御機能の入力情報を受信信号の先頭１スロットに限定することで、ＭＳが送信していない区間に対して制御を行うことを避けることが可能である。
As described above, the method of the present invention can cope with the case where all MAC PDUs in the data burst are MAC PDUs for padding or only the latter MAC PDU is a MAC PDU for padding. Power consumption can be reduced.
Furthermore, in the system of the present invention, at least the first slot in the uplink radio band allocated from the BS to the MS is always transmitted, so that a reception gain control function, a frequency control function, etc. are mounted on the BS, and the control function By limiting the input information to the first one slot of the received signal, it is possible to avoid controlling the section where the MS is not transmitting.
なお、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Further, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment.
本発明は、一般社団法人電波産業会（ＡＲＩＢ）の標準規格 ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｔ１０３に準拠する無線通信システムの移動局無線装置（ＭＳ）を製造する産業で利用される。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is used in an industry for manufacturing a mobile station radio apparatus (MS) of a radio communication system that conforms to the standard ARIB STD-T103 of the Radio Industry Association (ARIB).
１０１：ネットワーク部、１０２：ＭＡＣ部、１０３：ＰＨＹ部、１０４：経路、１０５：無線送信データ生成部、１０６：経路、１０７：制御メッセージ生成部、１０８：経路、１０９：無線受信データ解析部、１１０：経路、１１１：ＤＬ−ＭＡＰ・ＵＬ−ＭＡＰ解析部、１１２：制御メッセージ解析部、１１３：ＲＦ部、１１４：アンテナ部、１１５：ＭＳ、１１６：経路、１１７：経路、１１８：経路、１１９：ＢＳ、１２０：経路、２０１：上りデータ領域、２０２：従来の上り送信区間、２０３：上り送信区間、２０４：上りサブフレーム、３０１：ＭＡＣ ＰＤＵヘッダ、３０２：ＭＡＣ ＰＤＵペイロード、３０３：パディング用ＭＡＣ ＰＤＵヘッダ、３０４：パディング用ＭＡＣ ＰＤＵペイロード、４０１：上りデータ領域、４０２：上りサブフレーム、４０３：従来の上り送信区間、４０４：上り送信区間、５０１：データバースト、５０２，５０３，５０４：ＭＡＣ ＰＤＵ、５０５：ＭＡＣ ＰＤＵヘッダ，５０６：ＭＡＣ ＰＤＵペイロード、５０７：ＣＲＣ、５０８：ＭＡＣ ＰＤＵヘッダ、５０９：ＭＡＣ ＰＤＵペイロード、５１０：各種制御情報、５１１：ＬＥＮＧＴＨ、５１２：ＣＩＤ、５１３：ＨＣＳ、６０１：データバースト、６０２：ＭＡＣ ＰＤＵ、６０３，６０４：パディング用ＭＡＣ ＰＤＵ、６０５：パディング用ＭＡＣ ＰＤＵヘッダ、６０６：パディング用ＭＡＣ ＰＤＵペイロード、６０７：各種制御情報、６０８：ＬＥＮＧＴＨ、６０９：ＣＩＤ、６１０：ＨＣＳ、７０１：上りデータ領域、８０１：データバースト［＃１］、８０２：データバースト［＃２］、８０３：データバースト［＃３］、９０１：データバースト［＃１］、９０２：データバースト［＃２］、９０３：データバースト［＃３］、１１０１：上りデータ領域、１２０１：パディング用ＭＡＣ ＰＤＵヘッダ、１２０２：パディング用ＭＡＣ ＰＤＵペイロード、１３０１：上りデータ領域、１４０１：ネットワーク部、１４０２：ＭＡＣ部、１４０３：ＰＨＹ部、１４０４：経路、１４０５：無線送信データ生成部、１４０６：経路、１４０７：ＤＬ−ＭＡＰ・ＵＬ−ＭＡＰ生成部、１４０８：制御メッセージ生成部、１４０９：経路、１４１０：無線受信データ解析部、１４１１：経路、１４１２：制御メッセージ解析部、１４１３：ＲＦ部、１４１４：アンテナ部、１４１５：ＢＳ、１４１６：経路、１４１７：経路、１４１８：経路、１４１９：ＭＳ、１５０１：ネットワーク部、１５０２：ＭＡＣ部、１５０３：ＰＨＹ部、１５０４：経路、１５０５：無線送信データ生成部、１５０６：経路、１５０７：制御メッセージ生成部、１５０８：経路、１５０９：無線受信データ解析部、１５１０：経路、１５１１：ＤＬ−ＭＡＰ・ＵＬ−ＭＡＰ解析部、１５１２：制御メッセージ解析部、１５１３：ＲＦ部、１５１４：アンテナ部、１５１５：ＭＳ、１５１６：経路、１５１７：経路、１５１８：経路、１５１９：ＢＳ、１６０１：映像モニタ、１６０２：デコーダ、１６０３：ＢＳ、１６０４：ＭＳ、１６０５：エンコーダ、１６０６：カメラ、１６０７：災害現場、１６０８：映像閲覧サイト、１７０１：プリアンブル、１７０２：ＤＬ−ＭＡＰ、１７０３：ＵＬ−ＭＡＰ、１７０４：下りデータ領域、１７０５：上りデータ領域、１７０６：ＴＴＧ、１７０７：ＲＴＧ、１７０８：下りサブフレーム、１７０９：上りサブフレーム、１７１０：無線フレーム周期、１８０１：無線装置、１８０２：ネットワーク部、１８０３：ＭＡＣ部、１８０４：ＰＨＹ部、１８０５：ＲＦ部、１８０６：アンテナ部。
101: Network unit, 102: MAC unit, 103: PHY unit, 104: Route, 105: Radio transmission data generation unit, 106: Route, 107: Control message generation unit, 108: Route, 109: Radio reception data analysis unit, 110: route, 111: DL-MAP / UL-MAP analysis unit, 112: control message analysis unit, 113: RF unit, 114: antenna unit, 115: MS, 116: route, 117: route, 118: route, 119 : BS, 120: path, 201: uplink data area, 202: conventional uplink transmission section, 203: uplink transmission section, 204: uplink subframe, 301: MAC PDU header, 302: MAC PDU payload, 303: MAC for padding PDU header 304: MAC PDU payload for padding 401: Uplink data area 402: Uplink subframe, 403: Conventional uplink transmission section, 404: Uplink transmission section, 501: Data burst, 502, 503, 504: MAC PDU, 505: MAC PDU header, 506: MAC PDU payload, 507: CRC 508: MAC PDU header, 509: MAC PDU payload, 510: various control information, 511: LENGTH, 512: CID, 513: HCS, 601: data burst, 602: MAC PDU, 603, 604: MAC PDU for padding, 605: Padding MAC PDU header, 606: Padding MAC PDU payload, 607: Various control information, 608: LENGTH, 609: CID, 610: HCS, 701: Uplink data area, 801: Data burst [# 1], 80 : Data burst [# 2], 803: Data burst [# 3], 901: Data burst [# 1], 902: Data burst [# 2], 903: Data burst [# 3], 1101: Uplink data area, 1201: MAC PDU header for padding, 1202: MAC PDU payload for padding, 1301: Uplink data area, 1401: Network unit, 1402: MAC unit, 1403: PHY unit, 1404: Path, 1405: Radio transmission data generation unit, 1406 : Route, 1407: DL-MAP / UL-MAP generation unit, 1408: control message generation unit, 1409: route, 1410: wireless reception data analysis unit, 1411: route, 1412: control message analysis unit, 1413: RF unit, 1414: Antenna part, 1415: BS, 1416: Warp Path, 1417: path, 1418: path, 1419: MS, 1501: network section, 1502: MAC section, 1503: PHY section, 1504: path, 1505: wireless transmission data generation section, 1506: path, 1507: control message generation Unit, 1508: route, 1509: wireless reception data analysis unit, 1510: route, 1511: DL-MAP / UL-MAP analysis unit, 1512: control message analysis unit, 1513: RF unit, 1514: antenna unit, 1515: MS , 1516: route, 1517: route, 1518: route, 1519: BS, 1601: video monitor, 1602: decoder, 1603: BS, 1604: MS, 1605: encoder, 1606: camera, 1607: disaster site, 1608: video Browsing site, 1701: Preamble, 1702 DL-MAP, 1703: UL-MAP, 1704: Downlink data area, 1705: Uplink data area, 1706: TTG, 1707: RTG, 1708: Downlink subframe, 1709: Uplink subframe, 1710: Radio frame period, 1801: Wireless device, 1802: network unit, 1803: MAC unit, 1804: PHY unit, 1805: RF unit, 1806: antenna unit.
Claims (2)
前記基地局無線装置は、前記移動局無線装置に対して、上り／下り方向の無線帯域割り当て制御を行い、
前記移動局無線装置は、無線送信する送信データを保持している場合は、前記基地局無線装置に対し、前記基地局無線装置から割り当てられた上り無線帯域で無線送信を行い、無線送信する送信データを保持していない場合は、前記基地局無線装置から割り当てられた上り無線帯域の一部分のみで無線送信し、
更に、前記移動局無線装置は、無線送信する送信データを保持していない場合は、パディングデータ先頭の制御情報のみを無線送信することを特徴とする無線通信システム。 In a radio communication system that communicates by radio signals forming a frame configuration between a base station radio device and a mobile station radio device,
The base station radio device performs uplink / downlink radio band allocation control on the mobile station radio device,
When the mobile station wireless device holds transmission data to be wirelessly transmitted, the mobile station wireless device wirelessly transmits to the base station wireless device in the uplink wireless band assigned by the base station wireless device, and transmits the wirelessly transmitted data. If the data is not held, wirelessly transmit only in a part of the uplink radio band allocated from the base station radio device ,
Furthermore, when the mobile station radio apparatus does not hold transmission data to be transmitted by radio, only the control information at the head of the padding data is transmitted by radio.
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