JP7031064B2 - 無線通信システム、無線基地局、制御回路、および記憶媒体 - Google Patents

無線通信システム、無線基地局、制御回路、および記憶媒体 Download PDF

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Description

本発明は、無線基地局間で同期をとる無線通信システムおよび無線基地局に関する。
無線通信システムを構築する無線基地局は、無線基地局間の干渉を回避したり無線移動端末がシームレスに通信対象とする無線基地局を切り替えるハンドオーバを実現したりするために、周辺の無線基地局間で同期をとる必要がある。
例えば、TDMA(Time Division Multiple Access)方式を用いる無線通信サービスはもちろん、周波数ホッピング、CDMA(Code Division Multiple Access)のように時間または周波数を無線基地局間または無線移動端末間で共用する無線通信サービスでは、無線基地局間で送信するフレームタイミングを同期する必要がある。
特許文献1には、無線基地局間で大きなフレームタイミング差が生じている場合、フレームタイミングの補正情報を通知して、フレームタイミング差を低減する技術が開示されている。フレームタイミングの補正量が大きいと、通信断またはハンドオーバの失敗などサービス品質が低下することがある。このため、特許文献1では、小さなフレームタイミングの補正を複数回に分けて実行することで、サービス品質への影響を抑制している。
特開2008-160618号公報
しかしながら、特許文献1に開示された技術では、無線端末の在圏状況によっては、隣接する無線基地局との同期が確立する程度にフレームタイミングが補正されるまでに時間がかかる場合があるという問題があった。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、サービス品質の低下を抑制しつつ、同期を確立するまでの時間を短縮することが可能な無線通信システムを得ることを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる複数の無線基地局のそれぞれが隣接する無線基地局から受信する同期用メッセージに基づいてフレームタイミングを同期させる無線通信システムにおいて、複数の同期用メッセージを受信した無線基地局が、隣接する無線基地局のフレームタイミングの補正量を、無線端末と通信中である無線基地局の有無と、無線端末と通信中である無線基地局および複数の同期用メッセージを受信した無線基地局の間の無線基地局数とに基づいて決定することを特徴とする。
本発明にかかる無線通信システムは、サービス品質の低下を抑制しつつ、同期を確立するまでの時間を短縮することが可能であるという効果を奏する。
本発明の実施の形態1にかかる無線通信システムの構成を示す図 図1に示す無線基地局の機能構成を示す図 図1に示す無線基地局のハードウェア構成を示す図 図2に示す無線基地局の詳細な機能構成を示す図 図2に示す無線基地局のハードウェア構成の変形例を示す図 図2に示す無線基地局が送受信する同期用メッセージの一例を説明するための図 図1に示す無線通信システムにおいて想定する場面を説明するための図 図2に示す無線基地局の動作を説明するためのフローチャート 図8のステップS107の詳細を説明するためのフローチャート 無線端末と通信中の無線基地局がない状態の無線通信システムを示す図 第2の領域の無線基地局に対して、片側の伝送経路にのみ無線端末と通信中の無線基地局が存在する状態の無線通信システムを示す図 第2の領域の無線基地局に対して、両側の伝送経路に無線端末と通信中の無線基地局が存在する状態の無線通信システムを示す図 図10に示す無線通信システムのフレームタイミング補正の一例を示す図
以下に、本発明の実施の形態にかかる無線通信システムおよび無線基地局を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1にかかる無線通信システム1の構成を示す図である。無線通信システム1は、複数の無線基地局10-1~10-9を有する。以下、無線基地局10-1~10-9を区別する必要がない場合、単に無線基地局10と称する。
無線基地局10-1~10-3は、第1の領域121に設置されている。無線基地局10-4~10-6は、第2の領域122に設置されている。無線基地局10-7~10-9は、第3の領域123に設置されている。各無線基地局10は、隣接する無線基地局10に同期用メッセージ111を送信しており、同期用メッセージ111に基づいて、フレームタイミングを同期させている。
図2は、図1に示す無線基地局10の機能構成を示す図である。無線基地局10は、アンテナ部201と、無線通信部202と、基地局制御部203と、フレームタイミング差測定部204と、補正量算出部205と、通信状況判定部206とを有する。
アンテナ部201は、送信時には無線信号を空中に放射し、受信時には空中に伝搬してきた無線信号を捉える。無線通信部202は、無線信号の受信処理および送信処理を行う。受信処理は、例えば、復調処理および復号処理を含む。送信処理は、例えば、送信データの符号化処理および変調処理を含む。
基地局制御部203は、無線基地局10の外部に設けられた無線基地局制御局と有線ネットワークで接続されており、有線ネットワークを介して入力された情報を送信制御したり、受信信号が復調および復号された情報を有線ネットワークへ出力する。また、基地局制御部203は、補正量算出部205から通知されたフレームタイミングの補正量に従って、無線基地局10の送信および受信フレームタイミングを補正する機能を有する。
フレームタイミング差測定部204は、無線通信部202が受信した信号の受信フレームタイミングと、自身の送信フレームタイミングとの差を算出し、算出したフレームタイミングを複数の無線基地局10毎に管理する。また、フレームタイミング差測定部204は、複数の同期用メッセージが受信されると、複数の同期用メッセージ間のフレームタイミング差を算出する。フレームタイミング差測定部204は、算出したフレームタイミング差を補正量算出部205に出力する。
補正量算出部205は、無線基地局10のフレームタイミングの補正量と、隣接する無線基地局10のフレームタイミングの補正量とを算出する。具体的には、補正量算出部205は、フレームタイミング差が予め定められた閾値以上である場合、後述する通信状況判定部206の判定結果と、無線端末と通信中である無線基地局10および各無線基地局10の間の無線基地局数とに基づいて、フレームタイミングの補正量を算出する。補正量算出部205は、算出した補正量を基地局制御部203に通知する。
通信状況判定部206は、無線端末と通信中の無線基地局10の有無を判定する。具体的には、通信状況判定部206は、同期用メッセージに含まれる通信状況情報に基づいて、無線端末と通信中の無線基地局10の有無を判定する。通信状況情報は、同期用メッセージの伝送経路上における、無線端末と通信中の無線基地局10の有無および無線端末と通信中の無線基地局10との間の無線基地局数を示す。
図3は、図1に示す無線基地局10のハードウェア構成を示す図である。無線基地局10は、アンテナ301と、無線通信モジュール302と、CPU(Central Processing Unit)303と、メモリ304と、有線ネットワークインタフェース305と、電源306とを有する。
無線通信モジュール302は、無線通信用の高周波回路、変復調回路などを有する。CPU303は、メモリ304に記憶されたコンピュータプログラムを読み出して実行することにより、各種の機能を実現することができる。メモリ304は、例えば、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ、EPROM(Erasable Programmable ROM)、EEPROM(登録商標)(Electrically EPROM)などの不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、DVD(Digital Versatile Disk)などである。
CPU303がメモリ304に記憶された、各構成要素の処理に対応するプログラムを読み出して実行することにより、基地局制御部203、フレームタイミング差測定部204、補正量算出部205、および通信状況判定部206の機能は実現される。また、メモリ304は、CPU303が実行する各処理における一時メモリとしても使用される。
有線ネットワークインタフェース305は、有線ネットワークに接続するためのインタフェースである。電源306は、無線通信モジュール302、CPU303、メモリ304および有線ネットワークインタフェース305など無線基地局10の各部に駆動用の電力を供給する。
図4は、図2に示す無線基地局10の詳細な機能構成を示す図である。基地局制御部203は、フレームタイミング調整部203aと、補正情報メッセージ生成部203bと、同期用メッセージ生成部203cとを有する。
フレームタイミング差測定部204は、フレームタイミング検出部204aと、フレームタイミング差算出部204bと、フレームタイミング差格納部204cとを有する。補正量算出部205は、補正量検出部205aと、第1の補正量算出部205bと、第2の補正量算出部205cとを有する。通信状況判定部206は、通信状況検出部206aと、通信状況格納部206bと、通信状況決定部206cとを有する。
フレームタイミング検出部204aは、無線通信部202が受信した同期専用制御メッセージ、放置情報メッセージといった同期用メッセージから、隣接し、無線基地局10間で同期する必要のある無線基地局10のフレームタイミングを検出する。フレームタイミング差算出部204bは、自局のフレームタイミングと、フレームタイミング検出部204aが検出したフレームタイミングとのフレームタイミング差を算出する。フレームタイミング差格納部204cは、フレームタイミング差算出部204bが算出したフレームタイミング差を、無線基地局10毎に格納する。
通信状況検出部206aは、無線通信部202が受信した同期用メッセージから無線端末との通信状況を検出する。具体的には、同期用メッセージには、同期用メッセージの伝送経路上における、無線端末と通信中の無線基地局10の有無を示す通信状況情報が含まれており、通信状況検出部206aは、通信状況情報に基づいて、無線端末との通信状況を検出する。通信状況格納部206bは、通信状況検出部206aが検出した無線端末との通信状況を、無線基地局10毎に格納する。通信状況決定部206cは、通信状況格納部206bに格納された通信状況に基づいて、同期用メッセージに付加する通信状況情報を決定する。通信状況決定部206cは、決定した通信状況情報を同期用メッセージ生成部203cに通知する。
補正量検出部205aは、無線通信部202が受信した隣接する無線基地局10から送信されたフレームタイミングの補正量を検出する。第1の補正量算出部205bは、補正量検出部205aが検出した補正量と、フレームタイミング差格納部204cに格納されたフレームタイミング差と、通信状況格納部206bに格納された通信状況とに基づいて、隣接する無線基地局10のフレームタイミングの補正量である第1の補正量を算出する。第2の補正量算出部205cは、補正量検出部205aが検出した補正量と、フレームタイミング差格納部204cに格納されたフレームタイミング差と、通信状況格納部206bに格納された通信状況とに基づいて、自局のフレームタイミングの補正量である第2の補正量を算出する。補正量算出部205は、第1の補正量および第2の補正量を基地局制御部203に通知する。具体的には、第1の補正量算出部205bは、第1の補正量を補正情報メッセージ生成部203bに通知し、第2の補正量算出部205cは、第2の補正量をフレームタイミング調整部203aに通知する。
フレームタイミング調整部203aは、第2の補正量算出部205cで決定された第2の補正量に従って、無線通信部202に対して送信および受信のフレームタイミングの調整を行う。補正情報メッセージ生成部203bは、第1の補正量算出部205bで決定された補正量を示す補正情報メッセージを生成し、生成した補正情報メッセージを、無線通信部202およびアンテナ部201を用いて、隣接する無線基地局10であって、同期する必要のある無線基地局10に送信する。同期用メッセージ生成部203cは、通信状況決定部206cが決定した通信状況を示す通信状況情報を含む同期用メッセージを生成し、生成した同期用メッセージを、無線通信部202およびアンテナ部201を用いて、隣接する無線基地局10に送信する。
図5は、図2に示す無線基地局10のハードウェア構成の変形例を示す図である。図4に示す構成では、補正情報メッセージ生成部203bは、無線通信部202およびアンテナ部201を用いて、無線通信路を介して、隣接する無線基地局10に補正情報メッセージを送信していた。また図4に示す構成では、同期用メッセージ生成部203cは、無線通信部202およびアンテナ部201を用いて、無線通信路を介して、隣接する無線基地局10に同期用メッセージを送信していた。これに対して、図5に示す構成では、有線ネットワークを介して、隣接する無線基地局10に、補正情報メッセージおよび同期用メッセージを送信する。その他の機能構成については、図4に示す無線基地局10と同様であるため、ここでは詳しい説明を省略する。
図6は、図2に示す無線基地局10が送受信する同期用メッセージの一例を説明するための図である。無線基地局10-1~10-5のそれぞれが、同期用メッセージに含まれる情報を更新しながら、隣接する無線基地局10に同期用メッセージをバケツリレー式に伝送している。各無線基地局10が更新する情報は、通信状況情報および無線端末と通信中の無線基地局10との間の無線基地局数である。
図6の例では、無線基地局10-2が無線端末20と通信中である。この場合、無線基地局10-2は、無線基地局10-1から受信した同期用メッセージ621の通信状況情報を、無線端末20と通信中の端末があることを示す値に更新し、同期用メッセージ621の無線端末と通信中の無線基地局10との間の無線基地局数を「1」に設定した同期用メッセージ622を、隣接する無線基地局10-3に送信する。無線基地局10-3は、無線端末20と通信中でないため、同期用メッセージ622を受信すると、同期用メッセージ622の通信状況情報を維持し、無線端末と通信中の無線基地局10との間の無線基地局数をインクリメントして値を「2」にした同期用メッセージ623を、隣接する無線基地局10-4に送信する。さらに、無線基地局10-4は、同期用メッセージ623を受信すると、通信状況情報を維持し、無線端末と通信中の無線基地局10との間の無線基地局数をインクリメントして値を「3」にした同期用メッセージ624を、隣接する無線基地局10-5に送信する。
上記のように同期用メッセージを送信することにより、隣接した無線基地局10だけでなく、無線端末20との通信状況を各無線基地局が把握できるようになる。同期用メッセージの送信は、ユニキャストであってもよいし、ブロードキャストであってもよい。
図7は、図1に示す無線通信システム1において想定する場面を説明するための図である。無線基地局10-1~10-9のそれぞれは、移動しないことを前提としている。無線基地局10-1~10-9のそれぞれは、隣接する無線基地局10と同期をとる。無線基地局10-1~10-9のそれぞれには、予め同期をとる対象となる無線基地局10の情報が設定されている。
無線基地局10-1~10-3は、第1の領域121に設置されている。無線基地局10-4~10-6は、第2の領域122に設置されている。無線基地局10-7~10-9は、第3の領域123に設置されている。第1の領域121に設置された無線基地局10-1~10-3および第3の領域123に設置された無線基地局10-7~10-9は、運用状態にある。運用状態とは、無線基地局10が無線端末に対して無線通信サービスを提供できる状態にあることを示す。第2の領域122に設置された無線基地局10-4~10-6は、運用停止状態である。このような状況は、例えば、第1の領域121、第2の領域122、および第3の領域123の無線基地局10-1~10-9を同じタイミングで起動した後、第2の領域122の無線基地局10-4~10-6を区間停止した場合に生じ得る。第1の領域121および第3の領域123の無線基地局10-1~10-3,10-7~10-9を先に起動した後、第2の領域122の無線基地局10-4~10-6を初回起動する場合にも同様の状況が生じ得る。
図8は、図2に示す無線基地局10の動作を説明するためのフローチャートである。領域122に設置された無線基地局10を起動すると、無線基地局10は、設定されている周囲の無線基地局10の同期用メッセージをサーチする(ステップS101)。
無線基地局10は、所望の同期用メッセージを受信したか否かを判断する(ステップS102)。所望の同期用メッセージを受信できない場合(ステップS102:No)、無線基地局10は、ステップS101の処理に戻る。所望の同期用メッセージを1つでも受信した場合(ステップS102:Yes)、無線基地局10は、受信した同期用メッセージに基づいて、自局のフレームタイミングを決定する(ステップS103)。無線基地局10は、隣接する無線基地局10への同期用メッセージの送信を開始し、同期用メッセージのサーチを継続する(ステップS104)。このとき無線基地局10は、受信した同期用メッセージに含まれる通信状況情報および無線端末と通信中の無線基地局10との間の無線基地局数を更新して、更新後の同期用メッセージを送信する。
無線基地局10は、所望の同期用メッセージを全て受信したか否かを判断する(ステップS105)。受信していない同期用メッセージがある場合(ステップS105:No)、無線基地局10は、ステップS104の処理に戻る。全ての同期用メッセージを受信した場合(ステップS105:Yes)、無線基地局10は、受信した複数の同期用メッセージ間のフレームタイミング差が許容値以上であるか否かを判断する(ステップS106)。例えば、無線基地局10-5が、無線基地局10-4,10-6からの同期用メッセージを受信したとき、無線基地局10-5は、2つの同期用メッセージのフレームタイミング差を算出する。
フレームタイミング差が、予め無線基地局10に設定された許容値以上である場合(ステップS106:Yes)、無線基地局10は、フレームタイミングの補正量を決定し、隣接する無線基地局10に通知する(ステップS107)。フレームタイミングの補正量の算出の詳細は、後述する。フレームタイミング差の許容値は、無線通信の物理層の性能値に基づいて決定すればよい。補正量は、専用のメッセージを用いて通知してもよいし、ビーコンを用いて通知してもよいし、有線ネットワークを用いて通知してもよい。フレームタイミング差が許容値未満である場合(ステップS106:No)、無線基地局10は、運用を開始する(ステップS108)。
図9は、図8のステップS107の詳細を説明するためのフローチャートである。無線基地局10は、受信した複数の同期用メッセージに含まれる通信状況の全てが「なし」であるか否かを判断する(ステップS201)。
受信した同期用メッセージに含まれる通信状況の全てが、無線端末20と通信中の無線基地局10がないことを示す値である場合(ステップS201:Yes)、無線基地局10は、算出されたフレームタイミング差の1/2を補正量とする(ステップS202)。
図10は、無線端末20と通信中の無線基地局10がない状態の無線通信システム1を示す図である。同期用メッセージの通信状況情報が「なし」を示す値である場合、同期用メッセージの伝送経路上において、無線端末と通信中の無線基地局10がないことを示している。例えば、無線基地局10-5が両隣の無線基地局10-4,10-6のそれぞれから同期用メッセージを受信し、2つの同期用メッセージの通信状況情報が「なし」を示す値である場合、図10に示すように、無線基地局10-1,10-2,10-3,10-4を経由する同期用メッセージの伝送経路上と、無線基地局10-9,10-8,10-7,10-6を経由する同期用メッセージの伝送経路上とにおいて、無線端末20と通信中の無線基地局10がないことを示している。このため、いずれの無線基地局10にフレームタイミングの補正を実施させたとしても、無線端末20との通信に影響が生じる可能性は低く、フレームタイミングの収束速度が最短となるように、フレームタイミング差の1/2を補正量とすることができる。
図9の説明に戻る。受信した同期用メッセージ内の通信状況のうちの全てが「なし」でない場合(ステップS201:No)、無線基地局10は、一方の同期用メッセージのみ通信状況が「あり」であるか否かを判断する(ステップS203)。一方の同期用メッセージのみ通信状況が「あり」である場合(ステップS203:Yes)、無線端末通信がある方の伝送経路上の無線基地局10は、フレームタイミングの補正を行わない、または補正量0を通知し、無線通信端末がない方の伝送経路上の無線基地局10には、フレームタイミング差を補正量とする(ステップS204)。
図11は、第2の領域122の無線基地局10に対して、片側の伝送経路にのみ無線端末20と通信中の無線基地局10-2が存在する状態の無線通信システム1を示す図である。無線基地局10-5は、無線基地局10-4,10-6から同期用メッセージを受信する。このとき、無線基地局10-4から受信する同期用メッセージ内の通信状況情報は「あり」を示す値であり、無線基地局10-6から受信する同期用メッセージ内の通信状況情報は「なし」を示す値である。この場合、無線基地局10-1,10-2,10-3,10-4のフレームタイミングを補正すると、無線端末20との通信に影響が生じる可能性が高いのに対して、無線基地局10-6,10-7,10-8,10-9のフレームタイミングを補正しても、無線端末20との通信に影響が生じる可能性は低い。このため、無線基地局10-5は、無線基地局10-4に、フレームタイミングの補正量を通知しない、または、補正量0を通知し、無線基地局10-6にフレームタイミング差を補正量として通知する。
図9の説明に戻る。同期用メッセージの通信状況の値が両方とも「あり」である場合(ステップS203:No)、無線基地局10は、無線端末20と通信中の無線基地局10からの中継無線基地局数に基づいて、フレームタイミングの補正量を決定する(ステップS205)。このとき、無線基地局10は、無線端末20と通信中の無線基地局10からの距離が遠いほど補正量を大きくし、距離が近いほど補正量を小さくする。
図12は、第2の領域122の無線基地局10に対して、両側の伝送経路に無線端末20-1,20-2と通信中の無線基地局10-2,10-7が存在する状態の無線通信システム1を示す図である。無線基地局10-5は、無線基地局10-4,10-6から同期用メッセージを受信する。このとき、無線基地局10-4,10-6から受信する同期用メッセージの通信状況情報は、両方「あり」を示す値になる。この場合、無線基地局10-5は、同期用メッセージに含まれる無線端末と通信中の無線基地局10との間の無線基地局数に基づいて、無線端末20と通信中の無線基地局10からの距離が近いほど補正量を小さくする。無線端末20と通信中の無線基地局10からの距離が近いほど、無線端末20との通信に影響が生じる可能性が高いためである。無線基地局10-5が無線基地局10-4から受信する同期用メッセージの無線端末と通信中の無線基地局10との間の無線基地局数は「3」であり、無線基地局10-5が無線基地局10-6から受信する同期用メッセージの無線端末と通信中の無線基地局10との間の無線基地局数は「2」である。この場合、無線基地局10-5は、無線基地局10-4に通知する補正量よりも無線基地局10-6に通知する補正量の方を小さくする。
続いて、フレームタイミング補正の一例について説明する。ここでは、図10に示す無線基地局10-5がフレームタイミング補正の契機となった場合について示す。図13は、図10に示す無線通信システム1のフレームタイミング補正の一例を示す図である。図13に示す矢印記号は、それぞれの無線基地局10のフレームタイミングの基準時間を示している。矢印1401は、無線基地局10-1~10-4のフレームタイミングを示しており、矢印1402は、無線基地局10-6~10-9のフレームタイミングを示している。隣接する無線基地局10の矢印間の差が一定以下であれば、無線基地局10間のタイミング同期が確立していることを示す。
フレームタイミングの補正を行う場合、全ての無線基地局10のフレームタイミングが一致する必要はなく、同期を行う無線基地局10間でフレームタイミング差が許容値以内となればよい。
無線基地局10-5は、まず、無線基地局10-5のフレームタイミングを、矢印1401と矢印1402に対して、無線端末20との通信状況を考慮した重み付け平均値に設定する。重み付け平均には、無線端末と通信中の無線基地局10との間の無線基地局数を用いる。例えば、矢印1401、矢印1402のフレームタイミング基準値がそれぞれt1401,t1402であり、無線基地局10-4、無線基地局10-6から通知された無線端末と通信中の無線基地局10との間の無線基地局数がそれぞれd1401,d1402であったとすると、無線基地局10-5のフレームタイミング基準値である矢印1403は、t1403=(d1401×t1401+d1402×t1402)/(d1401+d1402)とすればよい。そして、中央値からフレームタイミング差の許容値1431以内となるタイミングとなるように、無線基地局10-4,10-6のそれぞれの補正量を決定する。矢印1403は、重みづけ後の無線基地局10-5のフレームタイミングを示しており、矢印1404は、無線基地局10-4のフレームタイミングを示しており、矢印1405は、無線基地局10-6のフレームタイミングを示している。このように、無線基地局10-4の補正量1421よりも無線基地局10-6の補正量1422の方が大きくなる。無線基地局10-5は、無線基地局10-4に補正量1421を通知し、無線基地局10-6に補正量1422を通知する。
続いて、無線基地局10-4は、無線基地局10-3のフレームタイミングの補正量を算出する。具体的には、無線基地局10-4は、矢印1404で示すフレームタイミングから、フレームタイミング差の許容値1431以内となるように、無線基地局10-3のフレームタイミングを決定する。矢印1406は、無線基地局10-3のフレームタイミングを示している。無線基地局10-4は、無線基地局10-3に補正量1423を通知する。
また、無線基地局10-6は、無線基地局10-7のフレームタイミングの補正量を算出する。このとき、矢印1405で示すフレームタイミングから、フレームタイミング差の許容値1431以内となるように、無線基地局10-7のフレームタイミングを決定する。矢印1407は、無線基地局10-7のフレームタイミングを示している。無線基地局10-6は、無線基地局10-7に補正量1424を通知する。
続いて無線基地局10-3は、無線基地局10-2のフレームタイミングの補正量を算出する。具体的には、無線基地局10-3は、矢印1406で示すフレームタイミングからフレームタイミング差の許容値1431以内となるように、無線基地局10-2のフレームタイミングを決定する。矢印1408は、無線基地局10-2のフレームタイミングを示している。無線基地局10-3は、無線基地局10-2に補正量1425を通知する。
また、無線基地局10-7は、無線基地局10-8のフレームタイミングの補正量を算出する。具体的には、無線基地局10-7は、矢印1407で示すフレームタイミングからフレームタイミング差の許容値1431以内となるように、無線基地局10-8のフレームタイミングを決定する。矢印1409は、無線基地局10-8のフレームタイミングを示している。無線基地局10-7は、無線基地局10-8に補正量1426を通知する。
同様の動作を順々に繰り返すことにより、フレームタイミング補正量は、少しずつ小さくなる。無線基地局10-2と無線基地局10-1との間のフレームタイミング差は、許容値1431以下となるため、無線基地局10-2は、無線基地局10-1に補正量を通知しない。無線基地局10-2は、無線基地局10-1に補正量が0であることを通知してもよい。
無線基地局10-8は、無線基地局10-9のフレームタイミングの補正量を算出する。具体的には、無線基地局10-8は、矢印1409で示すフレームタイミングからフレームタイミング差の許容値1431以内となるように、無線基地局10-9のフレームタイミングを決定する。矢印1410は、無線基地局10-9のフレームタイミングを示している。無線基地局10-8は、無線基地局10-9に、補正量1427を通知する。
以上説明したように、本発明の実施の形態1によれば、無線端末と通信中の無線基地局の有無と、無線端末と通信中である無線基地局および各無線基地局の間の無線基地局数とに基づいて、フレームタイミングの補正量が決定される。このため、サービス品質の低下を抑制しつつ、同期を確立するまでの時間を短縮することが可能である。
また、無線通信システム1では、複数の同期用メッセージを受信した無線基地局10-5は、複数の同期用メッセージの間のフレームタイミング差が閾値以上である場合、フレームタイミングの補正量を算出し、算出した補正量を隣接する無線基地局10-4,10-6のそれぞれに通知する。無線基地局10-5から補正量を通知された無線基地局10-4は、隣接する無線基地局10-3の補正量を算出して、算出した補正量を無線基地局10-3に通知する。同様に無線基地局10-6は、隣接する無線基地局10-7の補正量を算出して、算出した補正量を無線基地局10-7に通知する。このように、順次隣接する無線基地局10の補正量を算出していくことで、隣接する無線基地局10間が同期をとることができるようにフレームタイミングを順次補正することが可能になる。
また、無線通信システム1に含まれる複数の無線基地局10のそれぞれは、無線端末20と通信中である場合、同期用メッセージに含まれる、無線端末と通信中の無線基地局10との間の無線基地局数をゼロにし、無線端末20と通信中であることを示す通信状況情報を同期用メッセージに付加して隣接する無線基地局10に送信する。また複数の無線基地局10のそれぞれは、無線端末20と通信中でない場合、受信する同期用メッセージの通信状況情報を維持し、無線端末と通信中の無線基地局10との間の無線基地局数をインクリメントした同期用メッセージを隣接する無線基地局10に送信する。これにより、同期用メッセージの伝送経路ごとに、無線端末20と通信中の無線基地局10の有無を示す通信状況情報と、無線端末と通信中の無線基地局10との間の無線基地局数とを生成することができる。
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
1 無線通信システム、10,10-1~10-9 無線基地局、20,20-1,20-2 無線端末、111,621~624 同期用メッセージ、121 第1の領域、122 第2の領域、123 第3の領域、201 アンテナ部、202 無線通信部、203 基地局制御部、203a フレームタイミング調整部、203b 補正情報メッセージ生成部、203c 同期用メッセージ生成部、204 フレームタイミング差測定部、204a フレームタイミング検出部、204b フレームタイミング差算出部、204c フレームタイミング差格納部、205 補正量算出部、205a 補正量検出部、205b 第1の補正量算出部、205c 第2の補正量算出部、206 通信状況判定部、206a 通信状況検出部、206b 通信状況格納部、206c 通信状況決定部、301 アンテナ、302 無線通信モジュール、303 CPU、304 メモリ、305 有線ネットワークインタフェース、306 電源、1401~1410 矢印、1421~1427 補正量、1431 許容値。

Claims (9)

  1. 複数の無線基地局のそれぞれが隣接する無線基地局から受信する同期用メッセージに基づいてフレームタイミングを同期させる無線通信システムにおいて、
    複数の前記同期用メッセージを受信した無線基地局が、隣接する無線基地局の前記フレームタイミングの補正量を、無線端末と通信中である無線基地局の有無と、無線端末と通信中である無線基地局および複数の前記同期用メッセージを受信した無線基地局の間の無線基地局数とに基づいて決定することを特徴とする無線通信システム。
  2. 複数の前記同期用メッセージを受信した無線基地局は、複数の前記同期用メッセージの間の前記フレームタイミングの差が閾値以上である場合、前記フレームタイミングの補正量を算出し、算出した前記補正量を隣接する無線基地局に通知することを特徴とする請求項1に記載の無線通信システム。
  3. 前記同期用メッセージは、無線端末と通信中の無線基地局の有無を示す通信状況情報と、無線端末と通信中の無線基地局と前記同期用メッセージを受信する無線基地局との間の無線基地局数とを含むことを特徴とする請求項1または2に記載の無線通信システム。
  4. 前記複数の無線基地局のそれぞれは、
    無線端末と通信中である場合、前記同期用メッセージに含まれる、無線端末と通信中の無線基地局と前記同期用メッセージを受信する無線基地局との間の無線基地局数をゼロにし、無線端末と通信中であることを示す前記通信状況情報を前記同期用メッセージに付加して隣接する無線基地局に送信し、
    無線端末と通信中でない場合、受信する前記同期用メッセージの前記通信状況情報を維持し、無線端末と通信中の無線基地局との間の無線基地局数をインクリメントした前記同期用メッセージを隣接する無線基地局に送信することを特徴とする請求項3に記載の無線通信システム。
  5. 複数の前記同期用メッセージを受信した無線基地局は、無線端末と通信中である無線基地局および複数の前記同期用メッセージを受信した無線基地局の間の無線基地局数が少ないほど前記補正量を小さくすることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の無線通信システム。
  6. 複数の前記同期用メッセージを受信した無線基地局は、隣接する複数の無線基地局の前記補正量を、それぞれの無線基地局から受信した前記同期用メッセージに基づいて決定することを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の無線通信システム。
  7. 隣接する無線基地局から受信する同期用メッセージに基づいてフレームタイミングを同期させる無線基地局であって、
    隣接する無線基地局から受信する複数の同期用メッセージ間のフレームタイミング差を測定するフレームタイミング差測定部と、
    無線端末と通信中の無線基地局の有無を判定する通信状況判定部と、
    前記通信状況判定部の判定結果と、無線端末と通信中である無線基地局および複数の前記同期用メッセージを受信した当該無線基地局の間の無線基地局数とに基づいて、隣接する無線基地局のフレームタイミングの補正量を決定する補正量算出部と、
    決定した前記補正量を隣接する複数の無線基地局に通知する基地局制御部と、
    を備えることを特徴とする無線基地局。
  8. 隣接する無線基地局から受信する同期用メッセージに基づいてフレームタイミングを同期させる無線基地局を制御する制御回路であって、
    無線端末と通信中の無線基地局の有無と、無線端末と通信中である無線基地局および複数の前記同期用メッセージを受信した当該無線基地局の間の無線基地局数とに基づいて、隣接する無線基地局のフレームタイミングの補正量を決定するステップ、
    を無線基地局に実行させることを特徴とする制御回路。
  9. 隣接する無線基地局から受信する同期用メッセージに基づいてフレームタイミングを同期させる無線基地局を制御するプログラムを記憶した記憶媒体において、該プログラムは、
    無線端末と通信中の無線基地局の有無と、無線端末と通信中である無線基地局および複数の前記同期用メッセージを受信した当該無線基地局の間の無線基地局数とに基づいて、隣接する無線基地局のフレームタイミングの補正量を決定するステップ、
    を無線基地局に実行させることを特徴とする記憶媒体。
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