JPWO2009022367A1 - 無線通信システムにおける移動機、及び無線基地局側装置 - Google Patents

無線通信システムにおける移動機、及び無線基地局側装置 Download PDF

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Abstract

フレーム数で受信(ページング)周期が定義されているシステムおいて、フレーム長が変わっても、時間単位で同じになるようにページング周期を変更することで、移動機MSの消費電力、及び、着信時の応答遅延を維持する。このために、無線基地局からの信号をフレーム数で定義される周期毎に受信して、着信通知を検出する移動機は、受信フレームのフレーム長の変化を検知する測定部と、前記変化が検知された場合に、前記周期を定義する前記フレーム数を増加又は減少させる周期変更部と、前記周期変更部で変更した周期に応じて前記無線基地局からの信号の受信を行う着信通知監視部とを有する。

Description

本発明は、 無線通信システムにおける移動機、及び無線基地局側装置に関する。
近年、WiMAX(Worldwide
Interoperability for Microwave Access)と称される無線通信方式について、IEEE(Institute of
Electrical and Electronic Engineers:米国電気電子学会)において、その標準化作業が進められている。
WiMAXには、移動しない加入者局(Subscriber
Station)を対象とした規格であるIEEE 802.16dと、移動する加入者局(移動機; Mobile Station:MS)を対象とした規格であるIEEE
802.16eがある。
図1は、無線通信システムのネットワーク構成例を示す図である。図1に示すネットワーク構成は、コアネットワーク1と、制御装置2、及び制御装置2に接続される複数の無線基地局BS3−1〜3−3(以下、個別に特定する場合を除き、単に無線基地局BSと表記する)を含むアクセスネットワークANと、移動機MSによって構成される。
なお、システムとして制御装置2が、複数の無線基地局BSとは独立に示されているが、複数の無線基地局BSのいずれか一つの無線基地局BS内にその機能を備えるように構成されることも可能である。したがって、制御装置2は、無線基地局側装置という概念で把握することが可能である。
アイドルモード中の移動機MSは、特定の無線基地局BS単位に登録せずに、ページンググループPG(=ページングエリア;ロケーションエリア;位置登録エリア)4−1、4−2、4−3(以下、個別に特定する場合を除き、単にページンググループPGと表記する)内の全無線基地局が送信する着信通知メッセージ(Paging Message)100を監視し、移動機MS宛のトラヒックの有無を一定周期毎に確認する。
着信通知の監視の対象となるフレームは、間欠的に定められるので、着信通知監視対象のフレーム以外のフレーム期間中には移動機MSは、受信を休止して消費電力を削減することができる。
アイドルモード中の移動機MSは、特定の無線基地局BSに端末情報の登録をしないので、同一ページンググループPG内を移動する限りは、無線基地局BS間を移動したとしても、再登録を行う必要はない。
アイドルモード中の移動機MSが、異なるページンググループPGへ移動(例えば、ページンググループPG4−1から4−2へ移動)する場合は、アイドルモード中の移動機MSは、位置登録更新処理を行い、自身が属するページンググループPGを制御装置2へ登録する。
制御装置2は、ページングコントローラ及びロケーションレジスタを有し、複数の無線基地局BSを管理し、アイドルモード中の移動機MSが、どのページンググループPGに属しているかを管理する。制御装置2は、アイドルモード中の移動機MSに対する着信データを受信すると、着信通知(Paging Announce)を移動機MSに属するページンググループPG内の複数の無線基地局BSへ送信する。
この着信通知を受信した無線基地局BSは、着信通知メッセージ100(Paging Message; MOB_PAG-ADV)を広報(ブロードキャスト、または、マルチキャスト)する。
移動機MSは、上記の着信通知メッセージ100で自分宛のトラフィックがあることを確認すると、アイドルモードIMから抜けてノーマルモードNMに移行する。そして、特定の無線基地局BSに登録し、当該特定の無線基地局BSとリンクを確立する。
リンク確立後、無線基地局BSが当該移動機宛の信号を対応する移動機MSへ送信することで、該当の移動機MSに対する着信(=呼び出し)を実現する。
図2は、従来のアイドルモード遷移手順を示す図である。アイドルモードIMへの遷移を所望する移動機MSは、アイドルモード遷移要求メッセージである(DREG-REQ:De-REgistration REQuest)を無線基地局BSへ送信する(ステップS1)。このとき、移動機MSは、 アイドルモード遷移要求メッセージDREG-REQに、要求ページング周期(Paging
Cycle Request)を含ませる。
要求ページング周期は、移動機MSが所望するページング周期(Paging Cycle) PC、即ち、間欠受信の周期である。
ページング周期PCが短い方が、着信に対する移動機MSからの応答遅延を短く出来るが、着信通知の監視の対象となるフレームが、より頻繁に発生し、移動機MSの消費電力が多くなる。
逆に、ページング周期PCが長い方が、応答遅延は長くなるが、着信通知の監視の対象となるフレームが、あまり頻繁には発生しなくなるので、移動機MSの消費電力は少なくなる。
移動機MSは、応答遅延と消費電力のトレードオフを考慮して、自身が所望する要求ページング周期を決定する。
アイドルモード遷移要求メッセージ(DREG-REQ)を受信した無線基地局BSは、アイドルモード遷移要求を受信した旨を、アイドルモード遷移要求受信通知メッセージである(IM_Entry_State_Change_Req)を用いて、制御装置2へ送信する(ステップS2)。
このとき、無線基地局BSは、アイドルモード遷移要求受信通知メッセージ(IM_Entry_State_Change_Req)に、移動機識別子(MSID)、無線基地局識別子(BSID)、及び要求ページング周期を含ませる。
アイドルモード遷移要求受信通知メッセージ(IM_Entry_State_Change_Req)を制御装置2が受信すると、制御装置2は、要求ページング周期を考慮したうえで、移動機MSのページング周期PC、ページングオフセットPoff、ページングインターバル長
(Paging Interval Length)PL、ページンググループPGを決定し、移動機MSのページング周期PC、ページングオフセットPoff、ページングインターバル長PL、ページンググループPGを保持する。
ページングオフセットPoffは、ページング周期PC内において、着信通知の監視の対象となるフレームが始まる位置を示している。
後に再度詳細に説明するが、ページングインターバル長PLは、ページング周期PC内において、着信通知の監視の対象となるフレームが始まってから終わるまでの期間である。
制御装置2は、例えば、要求ページング周期が極端に大きい、または、小さい場合などを除き、基本的には、決定するページング周期PCを要求ページング周期と同じ値とする。
制御装置2は、更に移動機識別子(MSID)、 基地局識別子(BSID)、
ページング周期PC、 ページングオフセットPoff、 ページングインターバル長PL、 ページンググループPGを含む、アイドルモード遷移要求受信応答メッセージ(IM_Entry_State_Change_Rsp)を無線基地局BSへ送信する(ステップS3)。
アイドルモード遷移要求受信応答メッセージ(IM_Entry_State_Change_Rsp)を受信すると、無線基地局BSは、アイドルモード遷移指示メッセージである(DREG-CMD:De-REgistration
CoMmanD)を移動機MSへ送信する(ステップS4)。
このとき、無線基地局BSは、 アイドルモード遷移指示メッセージ(DREG-CMD)に、ページング周期PC、 ページングオフセットPoff、 ページングインターバル長PL、 ページンググループPGを含ませる。
以降、移動機MSは、ノーマルモードNMから、受信したページング周期PC、ページングオフセットPoff、ページングインターバル長PLによって定義される着信通知監視対象フレームを間欠的に監視するアイドルモードIMへと遷移する。
なお、図2では、移動機MSのページングインターバル長PLを制御装置2が決定しているが、無線基地局BSが決定するようにしても良い。移動機毎にページングインターバル長PLを決定せず、システムで一意に設定されたページングインターバル長とする場合には、制御装置2が移動機毎に決定したページングインターバル長PLを無線基地局BSへ送信するのではなく、無線基地局BSが、設定値であるページングインターバル長PLを移動機MSへ送信しても良い。
上記の移動機MSのページングインターバル長PLの決定の仕様については、IEEE 802.16e標準には特にいずれかの態様に限定はしていないが、現状のWiMAX Forum NWG(Network
Working Group)仕様では、無線基地局BSが決定する仕様としている。
上述のようなアイドルモード遷移手順によって、移動機MSは、所望する要求ページング周期を基に決定されたページング周期PCでアイドル動作を行う。
一方、制御装置2は、移動機MSのページンググループPG、及び、ページング周期PC、ページングオフセットPoff、及び、実装によっては、ページングインターバル長PLを保持する。
IEEE 802.16e標準では、ページング周期PC、ページングオフセットPoff、ページングインターバル長PLをフレーム単位で定義しており、これらのパラメータを使用して、以下の数式に従い、図3に示すように着信監視対象のフレームを定義する。
framemoduloページング周期PC=ページングオフセットPoff
但し、「modulo」は剰余演算である。
frameは、着信通知監視対象フレームの開始フレームのフレーム番号(図3の例では、112、122)である。この開始フレームからページングインターバル長PL分だけ、着信通知監視対象のフレームとなる。
ページング周期PCのフレーム数(図3では、10フレーム数)毎に、着信通知の監視期間Iが発生する。無線基地局BSは、着信通知メッセージ100を広報するときは、着信通知監視対象フレームのいずれかで広報する。フレーム長は、時間、例えば、ミリ秒で定義される。
さらに、ページングオフセットPoffが変えられるように制御される。これは、特定のフレームに移動機MSへの着信通知メッセージが集中するのを避けるためである。図3の例では、ページング周期PC=10フレームとし、ページング周期PCのフレーム数毎に、着信通知の監視期間Iが発生させる場合、2フレーム分のページングオフセットPoffを与えて、着信通知の監視期間Iは、112フレーム目から始まり、ページングインターバル長PL=2フレームとする例を示している。
着信通知監視期間Iの周期間後は休止期間RCとなる。
IEEE 802.16e標準において、アイドルモードIM中の移動機MSは、位置登録更新処理によって、新たなページンググループPGを制御装置2から通知されるのと同時に、ページング周期PC、
ページングオフセットPoff、 ページングインターバル長PLを受信する場合もある。
これは、制御装置2が、ページンググループPGによって、ページング周期PC、 ページングオフセットPoff、 ページングインターバル長PLを変更したい場合に、変更後の値を移動機MSへ通知するためである。
制御装置2は、以降、変更後のページング周期PC、 ページングオフセットPoff、 ページングインターバル長PLを保持する。
また、従来の技術として、ページンググループPG(=ページングエリア;ロケーションエリア;位置登録エリア)の変更、時間帯(昼/夜等)の違い、移動機MSが享受するサービスの違いにより、ページング周期PCを変更する技術がある(例えば、特許文献1〜3)。
特開2004-247801公報 特開2005-79660公報 特開平6-141365公報
ここで、上述の従来の技術では、アイドルモードIM中の移動機MSが、フレーム長が異なる無線基地局BSへ移動、または、無線基地局BSのフレーム長が変更されると、移動機MSが所望したページング周期PC(T1)とは異なるページング周期PC(T2)で着信通知監視動作を行うことになる。かかる場合、移動機MSにおける消費電力が多くなってしまう、若しくは、着信時の応答遅延が大きくなってしまうという課題がある。
したがって、本発明の目的は、フレーム長単位でページング周期PCが定義されている無線通信システムおいて、無線基地局毎にフレーム長が変わっても、移動機MSの消費電力の変動、及び、着信時の応答遅延の変動を少なくすることを可能とする無線通信システムにおける移動機、及び無線基地局側装置を提供することにある。
上記の課題を解決する本発明の第1の側面は、周期がフレーム長単位で設定されている複数の受信フレーム群のいずれかを用いて無線基地局からの着信通知を間欠的に受ける移動機であって、着信通知を受けるべき受信フレームのフレーム長の変更を検知するフレーム長測定部と、前記フレーム長の変更前と時間単位で同じになるように間欠的な受信の周期を変更する周期変更部と、前記周期変更部で変更した間欠的な受信の周期で、間欠的な受信を行う着信通知監視部を有することを特徴とする。
さらに、上記の課題を解決する本発明の第2の側面は、移動機が間欠的な受信を行う受信フレーム群のいずれかを用いて前記移動機に着信通知を行い、前記間欠的な受信の周期をフレーム長単位で設定する無線通信システムにおいて、前記移動機が登録している、間欠的な受信の周期が設定されるフレーム長と異なるフレーム長を有する無線基地局側の装置であって、前記移動機が登録しているフレーム長を保持する保持部と、前記無線基地局のフレーム長単位で設定された間欠的な受信の周期を、前記移動機が登録しているフレーム長で設定された間欠的な受信の周期と、時間単位で同じになるように変更する周期変更部と、前記無線基地局の有するフレーム長で設定された間欠的な受信の周期で前記移動機に着信通知を行う着信通知部を有することを特徴とする。
上記の本発明の特徴によれば、フレーム長単位で受信(ページング)周期が定義されているシステムおいて、フレーム長が変わっても、ページング周期を変更することで、移動機MSの消費電力の変動、及び、着信時の応答遅延の変動を抑制することができる。
従来のネットワーク構成を示す図である。 従来のアイドルモード遷移手順を示す図である。 着信通知監視対象フレームの例を示す図である 移動機MSの着信通知監視対象フレームの例を示す図である。 本発明による移動機MSの着信通知監視対象フレームの例を示す図である。 本発明に従う通信システムの第1の実施例構成図である。 本発明に従う通信システムの第2の実施例構成図である。 本発明に従う通信システムの第3の実施例構成図である。 実施例におけるページング周期変更手順フローを示す図である。 本発明の実施例におけるページング情報テーブルを示す図である。 第2の実施例におけるページング周期変更要求手順フローである。 第2の実施例におけるページング情報テーブルを示す図である。 第3の実施例におけるページング周期変更要求手順フローである。 第4の実施例のアイドルモード遷移手順フローである。
以下に本発明の実施例構成を説明する。
図4は、移動機MSの着信通知監視対象フレームを示す図である。特に、無線基地局BS3−1の無線エリアでアイドルモードIMへ遷移した移動機MSが、無線基地局BS3−2、無線基地局BS3−3へと順に移動した場合の、フレーム長と着信通知監視対象フレームとの関係を示している。
無線基地局BS3−1のフレーム長は5ミリ秒、無線基地局BS3−2のフレーム長は10ミリ秒、無線基地局BS3−3のフレーム長は2.5ミリ秒である。移動機MSは、無線基地局BS3−1の配下にいるとき(図4(A))、アイドルモードIMへ遷移し、その際、ページング周期PC=10[frame]、 ページングオフセットPoff=2[frame]、 ページングインターバル長PL=2[frame]であったとする。
移動機MSが無線基地局BS3−2へ移動すると(図4(B))、無線基地局BS3−2のフレーム長は、無線基地局BS3−1よりも長い(10ミリ秒)ので、ページング周期PCが、時間単位で見ると長くなる。
したがって、着信時の応答遅延が、移動機MSがアイドルモード遷移時に所望した値より、大きくなってしまう。
これに対し、移動機MSが無線基地局BS3−3へ移動すると、無線基地局BS3−3のフレーム長は、無線基地局BS3−1よりも短いので、ページング周期PCは、時間単位で見ると短くなる。この結果、着信通知監視期間が発生する頻度が多くなるので、移動機MSの消費電力は、移動機MSがアイドルモード遷移時に所望した値より、多くなってしまう。
なお、図4は、フレーム長が異なる無線基地局BS3−2、あるいはBS3−3へ移動したケースを記述したが、例えば、管理者が無線基地局BS3−1のフレーム長を変更した場合であっても同じ問題が発生する。
IEEE 802.16e標準では、フレーム長が異なる無線基地局BSの混在環境は、想定しておらず、上記に対する対処法はこれまで示されていない。
しかし、次世代のIEEE 802.16標準の無線基地局BSのフレーム長が、現行のIEEE
802.16e標準の無線基地局BSのフレーム長と異なるものとなる場合、IEEE 802.16e標準の無線基地局BSと、次世代のIEEE 802.16標準の無線基地局BSの混在による、フレーム長が異なる無線基地局が混在するという環境は十分想定される。
そこで、この実施例では、アイドルモードIM中の移動機MSが、フレーム長が異なる無線基地局BSの無線エリアに移動した場合、または、無線基地局BSのフレーム長が変更された場合、移動機MSがページング周期PCを変更し、フレーム長が異なる無線基地局BSが着信通知を広報する場合は、制御装置2または無線基地局BSが変更したページング周期PCで、無線基地局BSが着信通知を広報する。
これにより、移動機MSの消費電力、及び、着信時の応答遅延を維持するものである。
すなわち、図4と対比して図5に示すように、移動機MSが、無線基地局BS3−1からフレーム長が長い無線基地局BS3−2へ移動した場合(図5(B))は、ページング周期PCのフレーム数を小さくし、逆に、移動機MSが、フレーム長が短い無線基地局BS3−3へ移動した場合(図5(C))は、ページング周期PCのフレーム数を大きくする。
好ましくは、時間単位で見た場合の、ページング周期PCを同じにすることで、移動機MSの消費電力、及び着信時の応答遅延を維持することが可能である。
図5では、フレーム数を変え、ページングインターバル長PLを変更している。ただし、消費電力及び応答遅延を維持する観点からはページングインターバル長PLを変更した方が望ましいが、ページング周期PCを変更するだけでも、消費電力及び応答遅延を維持する効果があるので、この場合はページングインターバル長PLを変更しなくてもよい。
アイドルモード中の移動機MSが、フレーム長が異なる無線基地局BSへ移動した場合、または、無線基地局BSのフレーム長が変更された場合、いずれの場合でも、移動機MSから見るとフレーム長が変化していることには変わりないので、以降、総称してフレーム長が変わった場合とする。
図6は、上述した通信システムの装置構成の第1の実施例ブロック図である。
通信システムは、無線基地局BSと、移動機MSと、制御装置2を有する。なお、図6において、制御装置2は、移動機MS及び無線基地局BSと独立した装置として示されている。しかし、先に図1に関して説明したように、無線基地局側装置といて概念される様に、制御装置2の位置付けは、かかる構成に限定されない。いずれかの無線基地局BSの機能の一部として、無線基地局内に備えられる構成であっても良い。以下に示される他の実施例構成においても同様である。
図6において、移動機MSのフレーム長測定部40が、先に説明したように無線基地局BSから送られるフレーム信号に基づいてフレーム長を測定している。すなわち、IEEE 802.16e標準の場合、ダウンリンク即ち、無線基地局BSから移動機MSに向かう回線により送られるDL-MAPメッセージのフィールドに含まれているフレーム長のコード値(Frame
Duration Code)から取得する。あるいは、各フレームのフレーム間隔をフレームのプレアンブル間を測定することでフレーム長を取得する。
フレーム長が異なる無線基地局BSへ移動した場合、または、無線基地局BSのフレーム長が変更された場合に起因してフレーム長が変わる。フレーム長測定部40は、この状態を判定して、変化した状態の測定された該当フレーム長をページング周期変更部41へ送信する。
ページング周期変更部41は、図5で説明したように、ページング周期を変更する。即ち、フレーム長が長い無線基地局へ移動した場合は、ページング周期PCのフレーム数を小さくし、逆に、移動機MSが、フレーム長が短い無線基地局へ移動した場合は、ページング周期PCのフレーム数を大きくする。好ましくは、フレーム長の変化前のページング周期PCと、時間単位で見た場合で同じになるようにページング周期PCを変更する。そして、変更後のページング周期PC、ページングオフセットPoff、ページングインターバル長PLを着信通知監視部42へ送信する。
着信通知監視部42は、ページング周期PC、ページングオフセットPoff、ページングインターバル長PLで定義される着信通知監視対象フレームを監視(受信)することで、無線基地局BSからの着信通知メッセージ100を受信する。
一方、制御装置2は、移動機MS宛の着信データDTを受信すると、ページング情報保持部20が、アイドルモード遷移時、若しくは、位置登録更新時において保持しておいた該当移動機MSのフレーム長、ページング周期PC、ページングオフセットPoff、ページングインターバル長PLをページング周期変更部21へ送信する。
ページング周期変更部21は、ページンググループPG内の複数の無線基地局毎のフレーム長を取得し(フレーム長保持部22から)、時間単位で見た場合、ページング周期PCが同じになるように、
移動機MSのページング周期変更部41と同じ方法で無線基地局毎にページング周期PCを変更する。
ついで、ページング周期変更部41は、無線基地局BS毎に決定された、変更後のページング周期PC、ページングオフセットPoff、ページングインターバル長PLを、 ページンググループPG内の各無線基地局BSの着信通知部30へ送信する。
ページング情報保持部20は、アイドルモード遷移時、あるいは位置登録更新時のいずれのフレーム長、ページング周期PC、ページングオフセットPoff、ページングインターバル長PLを出力しても良い。
アイドルモード遷移時の値を出力する場合は、結果的に、アイドルモード遷移時及び位置登録更新時の両方の値を保持しておく必要がある。
アイドルモード遷移時あるいは位置登録更新時のどちらの値にしても、移動機MSが、制御装置2に登録しているフレーム長である。
無線基地局BSは、着信通知部30が、受信したページング周期PC、ページングオフセットPoff、ページングインターバル長PLで定義される着信通知監視対象フレームのいずれかのフレームで着信通知メッセージ100を広報する。
なお、ページング周期変更部21は、図6では制御装置2にあるが、無線基地局BSに備えてもよい。
図7は、通信システムの装置構成の第2の実施例ブロック図である。
移動機MSのフレーム長測定部40が、先の第1の実施例で説明したように、無線基地局BSから送られるフレーム信号に基づき、フレーム長を測定していて、フレーム長が変わったことを検知する場合、測定されたフレーム長をページング周期変更部41へ送信する。
移動機MSのページング周期変更部41は、 要求ページング周期110を、制御装置2のページング周期変更部21へ送信し、ページング周期の変更を要求する。即ち、ページング周期を変更する。即ち、フレーム長が長い無線基地局へ移動した場合は、ページング周期PCのフレーム数を小さくし、逆に、移動機MSが、フレーム長が短い無線基地局へ移動した場合は、ページング周期PCのフレーム数を大きくする。好ましくは、時間単位で見た場合にページング周期PCが同じになるような要求ページング周期110を、制御装置2のページング周期変更部21へ送信し、ページング周期の変更を要求する。
なお、図7において、移動機MSのページング周期変更部41と制御装置2のページング周期変更部21との間で直接メッセージの送受が行われるように略示されているが、制御装置2が、無線基地局BSと独立している場合であっても、あるいは、無線基地局BS内に機能の一部として備えられる場合であっても、移動機MSと制御装置2とは、メッセージの送受は無線基地局BSを介して行われる。
以下に示す実施例においても同様である。
移動機MSは、上記ページング周期の変更要求の応答として、前記要求ページング周期110を基に決定されたページング周期PC、ページングオフセットPoff、ページングインターバル長PLを制御装置2のページング周期変更部21からページング周期変更部41で受信し、それらを、着信通知監視部42へ送信する。
着信通知監視部42は、受信したページング周期PC、ページングオフセットPoff、ページングインターバル長PLで定義される着信通知監視対象フレームを監視し、同時に無線基地局BSの着信通知部30から着信通知メッセージ100を受信する。
制御装置2は、ページング周期変更部21で移動機MSからの要求ページング周期110を受信すると、この受信した要求ページング周期110を基にページング周期PC、ページングオフセットPoff、ページングインターバル長PLを決定し、それらを、移動機MS及びページング情報保持部20へ送信する。
制御装置2のページング情報保持部20は、以降、受信したページング周期PC、ページングオフセットPoff、ページングインターバル長PLを移動機別に保持する。
制御装置2は、移動機MS宛の着信データDTを受信すると、ページング情報保持部20が、保持している該当の移動機のページング周期PC、ページングオフセットPoff、ページングインターバル長PLを無線基地局BSの着信通知部30へ送信する。
無線基地局BSは、着信通知部30が、受信したページング周期PC、ページングオフセットPoff、ページングインターバル長PLで定義される着信通知監視対象フレームのいずれかのフレームで着信通知メッセージ100を広報する。
図6と図7の実施例構成における解決策の違いに関して、図7の解決策は、アイドルモード遷移時または位置登録更新のフレーム長や、各無線基地局のフレーム長を制御装置2が保持しなくても済むという利点がある。
図8は、通信システムの別の装置の第3の実施例構成ブロック図である。
図8において、先の構成例と同様に、移動機MSのフレーム長測定部40が、無線基地局BSのフレーム長を測定し、フレーム長が変わった場合は、このフレーム長をページング周期変更部41へ送信する。
移動機MSのページング周期変更部41は、制御装置2へページング周期変更要求メッセージ111を送信し、ページング周期PCの変更を要求する。
この際、移動機MSは、要求ページング周期110を送信しない。単に、ページング周期変更要求メッセージ111を送信する。移動機MSは、この要求メッセージ111の応答として、ページング周期PC、ページングオフセットPoff、ページングインターバル長PLを制御装置2のページング周期変更部21から、ページング周期変更部41により受信する。
ついで、ページング周期変更部41で受信したそれらを、着信通知監視部42へ送信する。着信通知監視部42は、受信したページング周期PC、ページングオフセットPoff、ページングインターバル長PLで定義される着信通知監視対象フレームを監視し、無線基地局BSからの着信通知メッセージ100を受信する。
制御装置2は、ページング周期変更部21が、要求ページング周期110を含まないページング周期変更要求メッセージ111を受信すると、ページング情報保持部22より、アイドルモード遷移時または位置登録更新時において保持しておいた、該当の移動機MSのフレーム長、ページング周期PC、ページングオフセットPoff、ページングインターバル長PLを取得する。
ページング周期変更部21は、フレーム長保持部22より、該当移動機MSが現在接続している無線基地局BSのフレーム長を取得し、フレーム長が長い無線基地局へ移動した場合は、ページング周期PCのフレーム数を小さくし、逆に、移動機MSが、フレーム長が短い無線基地局へ移動した場合は、ページング周期PCのフレーム数を大きくする。好ましくは、時間単位で見た場合ページング周期が同じになるように、ページング周期を変更する。変更後のページング周期PC、ページングオフセットPoff、ページングインターバル長PLを、ページング情報保持部20及び該当移動機MSのページング周期変更部41へ送信する。
ページング情報保持部20は、変更後のページング周期PC、ページングオフセットPoff、ページングインターバル長PLを保持する。制御装置2は、移動機宛の着信データDTを受信すると、ページング情報保持部20が保持している移動機MSのページング周期PC、ページングオフセットPoff、ページングインターバル長PLを無線基地局BSの着信通知部30へ送信する。
無線基地局BSは、着信通知部30が受信したページング周期PC、ページングオフセットPoff、ページングインターバル長PLで定義される着信通知監視対象フレームのいずれかのフレームで着信通知メッセージ100を広報する。
図8の実施例では、移動機MSが、ページング周期変更要求時に、要求ページング周期110を送信しない。ページング周期変更時に要求ページング周期110を送信しない仕様とすることで、IEEE 802.16eの標準メッセージ仕様を変更しなくても済むという利点がある。
次に、上記に説明した通信システムの装置構成において、移動機MSが、接続する無線基地局BSのフレーム長が変わったことを検知した場合、あるいは自身のページング周期を変更した場合に、無線基地局毎にページング周期PCを変更する具体的な実施例手順を以下に説明する。
図9は、かかる実施例のページング周期変更手順フローを示す図である。
移動機MSのページング周期変更部41、及び制御装置2のページング周期変更部21が、この手順に従って、ページング周期PC、ページングオフセットPoff、ページングインターバル長PLを変更する。
なお、これらページング周期変更部21(41)は、無線基地局BSに設けるようにしてもよい。
図9において、旧フレーム長は、アイドルモード遷移時または位置登録更新時のフレーム長であり、移動機MSの場合、ページング周期変更部41が保持している。また、旧フレーム長は、制御装置2の場合、ページング情報保持部20が保持しており、ページング周期変更部21へ送信する。
図9における新フレーム長は、移動機MSの場合、フレーム長測定部40により測定され、ページング周期変更部41へ送信する新たなフレーム長である。制御装置2の場合は、
新フレーム長は、フレーム長保持部22が無線基地局毎に保持されるフレーム長である。
フレーム長測定部40、フレーム長保持部22が、 新フレーム長をそれぞれページング周期変更部41、21へ送信する。
無線基地局BSのフレーム長保持部22のフレーム長は、設定値若しくは制御装置2が無線基地局BSに問い合わせて取得することとする。
一方、移動機MSのフレーム長測定部40は、フレーム長を、IEEE 802.16e標準の場合、各フレームのDL-MAPメッセージフィールドに含まれているフレーム長のコード値(Frame
Duration Code)から取得する。あるいは、各フレームのフレーム間隔を測定することで取得する。
図9における旧ページング周期、旧ページングオフセットPoff、旧ページングインターバル長は、それぞれ、アイドルモード遷移時または位置登録更新時の値であり、移動機MSの場合、ページング周期変更部41が保持している。
また制御装置2の場合、旧ページング周期、旧ページングオフセットPoff、旧ページングインターバル長は、ページング情報保持部20が保持しており、ページング周期変更部21へ送信する。
図9における新しいページング周期PC、新しいページングオフセットPoff、新しいページングインターバル長PLは、移動機MS及び制御装置2のページング周期変更部41、21が変更したページング周期PC、ページングオフセットPoff、ページングインターバル長PLである。
移動機MS及び制御装置2のページング周期変更部41、21は、図9に示すように同じ方法で、これらを変更するので、各無線基地局について、同じページング周期PC、ページングオフセットPoff、ページングインターバル長PLとなる。
図9のページング周期変更手順を更に説明する。
基本的に旧フレーム長に対する新フレーム長の倍率を求め、この倍率に応じて、旧ページング周期、旧ページングオフセット、旧ページングインターバル長から、新ページング周期、新ページングオフセット、新ページングインターバル長を求める(ステップS10、S15、S17)。
ページング周期PCは、自然数であるフレーム数で定義されるので、前記倍率によっては、新ページング周期と旧ページング周期が同じになる場合がある(ステップS11、YES)。
そのような場合に対する処理が、ステップS12の処理である。すなわち、新ページングオフセットPoff及び、新ページングインターバル長をそれぞれ旧のままとする(ステップS12)。
また、前記倍率によっては、新ページング周期が著しく小さな値、例えば、周期的な着信通知監視期間が定義できないほど小さな値になる場合がある(ステップS13、YES)。そのような場合に対する処理が、ステップS14の処理である。
すなわち、ステップS14において、新ページング周期、新ページングインターバル長を、それぞれシステムとして許容できる最小値にセットする。さらに、新ページングオフセットPoffを新/旧ページング周期の倍率に応じて決定する(ステップS14)。
ページング周期閾値、最小ページング周期、最小ページングインターバル長は、システムで固有の設定値とし、ページング周期変更部21、41を有する制御装置2、移動機MSで共有する。
システムとして、変更、若しくは非変更のページングインターバル長変更方針を有する(ステップS16)。ページングインターバル長は、必ずしも、ページング周期の変更にあわせて、変更しなくてもよい。例えば、フレーム長が長くなり、ページング周期をフレーム数単位で小さくした場合、更にページングインターバル長を小さくしなくても、着信時の応答遅延を維持することは出来る。
この場合、ページングインターバル長は、時間単位で見た場合長くなるので消費電力は多くなる傾向にあるが、元々、ページングインターバル長がフレーム数単位で十分小さい場合は、その増加をシステムが許容する方針もありうる。システムのページングインターバル長変更方針は、システムで固有の設定値とし、ページング周期変更部21、41を有する制御装置2、移動機MSで共有する。
また、例えば、フレーム長が短くなり、ページング周期をフレーム数単位で大きくした場合、更にページングインターバル長を大きくしなくても、着信通知監視期間が発生する頻度はフレーム長が変わる前後で同じであるので、移動機MSの消費電力を維持することは出来る。
かかる判断によって決められている、システムのページングインターバル長変更方針が非変更の場合(ステップS16、非変更)、旧ページングインターバル長が新ページング周期より等しいか、又は大きく、着信通知監視期間が定義できないような場合を除き、旧ページングインターバル長を新ページングインターバル長とする(ステップS18、19)。
ページングインターバル長が新ページング周期より等しいか、又は大きい場合(ステップS18、YES)は、新ページングインターバル長を新ページング周期から1フレーム少ないものとする(ステップS20)。
一方、ページングインターバル長を変更する方針の場合(ステップS16、変更)において、旧フレーム長に対する新フレーム長の倍率によっては、新ページングインターバル長が“0”となる可能性がある(ステップS21、YES)。そのような場合、新ページングインターバル長を“1”とする(ステップS22)。
図10は、本発明の実施例におけるページング情報テーブルである。制御装置2のページング情報保持部20がページング情報テーブルを保持する。ページング情報テーブルは、移動機識別子IDで示される移動機毎に、アイドルモード遷移時または位置登録更新時のA:ページング周期[frame]、B:ページングオフセットPoff[frame]、 C:ページングインターバル長[frame]、 D:フレーム長[ms]で構成する。
さらに、上述したように、アイドルモード遷移時または位置登録更新時の両方の値を保持する場合は、ページング情報テーブルを2面分有することになる。
上述したように構成することによって、本発明によりフレーム長単位でページング周期が定義されているシステムおいて、フレーム長が変更されても、ページング周期を変更することで、移動機MSの消費電力、及び、着信時の応答遅延を維持することができる。
さらに、第2の実施例として図7に示したように、移動機MSが、フレーム長測定部40により、接続する無線基地局BSのフレーム長が変わったことを検知した場合、時間単位で見て、ページング周期が同じになるような要求ページング周期110を、
移動機MSから制御装置2のページング周期変更部21へ送信する。そして、ページング周期変更部21より、変更後のページング周期を受信し、以降は、受信したページング周期で着信通知監視動作を行う。
一方、制御装置2は、要求ページング周期110を受信したら、要求ページング周期を基に、ページング周期を変更し、変更したページング周期を移動機MSへ送信する。同時に、変更後のページング周期をページング情報保持部20に保持しておき、着信データDTを受信した場合は、保持しておいたページング周期で、無線基地局BSに着信通知を行う構成である。
本実施例では、第1の実施例構成と異なり、移動機MSが、接続する無線基地局BSのフレーム長が変わったことを検知すると同時に、制御装置2のページング周期を変更し、この変更結果を移動機MS―制御装置2間で送受信する点が異なる。
図11は、かかる第2の実施例におけるページング周期変更要求手順フローである。
移動機MSのページング周期変更部41と制御装置2のページング周期変更部21間でメッセージを送受信する。
図11おいて、移動機MSは、フレーム長の変わったことを検知すると、アイドルモードに遷移するときと同様に、時間単位で見た場合、ページング周期が同じになるような要求ページング周期を送信する(ステップS1)。ページング周期を時間単位で同じにする手順は、第1の実施例のページング周期変更手順(図9参照)の新ページング周期を決定する部分と同様である。
なお、そもそも、移動機MSの消費電力と応答遅延の要件が変わっている際は、その新たな消費電力と応答遅延の要件に応じて、要求ページング周期を決定する。要求ページング周期の送信には、例えば、IEEE 802.16e標準のレンジング・メッセージ(RNG-REQ)を流用する(ステップS1)。
要求ページング周期とこれに対する応答は、移動機MSと無線基地局BS間で無線のレンジング処理を行うレンジング・メッセージ(RNG-REQ、RNG-RSP)により行う。
ここでの要求ページング周期(RNG-REQ)は、ページング周期変更要求メッセージに相当する。IEEE
802.16e標準上、移動機MSが無線基地局BSとリンクを確立するためには、レンジング・メッセージ(RNG-REQ)を必ず送信する必要があるので、このメッセージに要求ページング周期を載せることで通知が可能である。
現状のIEEE 802.16e標準のレンジング・メッセージ(RNG-REQ)では、要求ページング周期を載せることはできないので、載せられるようにレンジング・メッセージ(RNG-REQ)の仕様を変更する。
次に、無線基地局BSが制御装置2へ、要求ページング周期を送信する(ステップS2A)。この送信には、例えば、WiMAX Forum NWG(Network Working Group)仕様のLU_Reqメッセージを流用する(ステップS2A)。ここでのLU_Reqメッセージは、ページング周期変更要求通知メッセージに相当する。
次に制御装置2は、移動機MSがアイドルモードIMへ遷移するときと同様に移動機MSのページング周期PC、ページングオフセットPoff、ページングインターバル長PLを決定し、無線基地局BSへ送信する(ステップS3A)。
また、ページンググループPGについては、制御装置2は、移動機MSが移動してページンググループが変わった場合は、その変更後のページンググループを、あるいはページンググループが変わっていない場合は、以前のページンググループと同じページンググループを無線基地局BSへ送信する。
図11のステップS3Aの制御装置2から無線基地局BSへの送信には、例えば、WiMAX Forum NWG(Network Working Group)仕様のLU_Rspメッセージを流用する。ここでのLU_Rspメッセージは、ページング周期変更要求応答メッセージに相当する。
次に、無線基地局BSは、移動機MSへページング周期、ページングオフセット、ページングインターバル長、ページンググループを送信する(ステップS4A)。この送信には(RNG-REQ)に対応する(RNG-RSP)を流用する。ここでの(RNG-RSP)はページング周期応答メッセージに相当する。
次にページング周期応答メッセージを送信した無線基地局BSは、ページング周期変更確認メッセージを制御装置2へ送信する(ステップS5)。ページング周期変更確認メッセージには、例えば、WiMAX Forum NWG(Network Working Group)仕様のLU_Confirmメッセージを流用する。
なお、従来の技術と同様にページングインターバル長を制御装置2ではなく、無線基地局BSが、システムで一意に設定された値に従って決定しても良い。その場合、ページング周期変更要求応答メッセージに相当する(LU_Rsp)は、ページングインターバル長を搬送しない。
図12は、第2の実施例におけるページング情報テーブルである。ページング情報保持部20が保持する。本実施例のページング情報テーブルは、第1の実施例と違い、フレーム長を保持する必要はない。フレーム長の変更を考慮したページング周期の変更は、移動機MSのページング周期変更部41が、要求ページング周期として、制御装置2へ伝達しているので、制御装置2では、そのために必要なフレーム長に関する情報は必要ないからである。
上述のように無線基地局BSがページングインターバル長を決定する場合は、ページング情報テーブルが移動機毎のページングインターバル長を保持する必要はない。
第2の実施例に関する上記の構成により、フレーム長単位でページング周期が定義されているシステムおいて、フレーム長が変更されても、ページング周期を変更することで、移動機MSの消費電力、及び、着信時の応答遅延を維持することができる。
次に第3の実施例では、図8に示したように移動機MSが、接続する無線基地局BSのフレーム長が変わったことを検知した場合、移動機MSが、ページング周期変更要求を制御装置2へ送信し、制御装置2が、時間単位で見た場合、ページング周期が同じになるようなページング周期を移動機MSへ応答する実施例の形態である。
この第3の実施例では、第2の実施例と異なり、ページング周期変更要求メッセージが要求ページング周期を搬送しない。このようにすることで、IEEE 802.16eの標準メッセージ仕様を変更せずに済む。
図13は、この第3の実施例におけるページング周期変更要求手順フローである。
第2の実施例のページング周期変更要求手順(図11)との違いは、ページング周期変更要求メッセージであるレンジング・メッセージ(RNG-REQ)が要求ページング周期を搬送しない点にある。
現状のIEEE 802.16e標準のページング周期変更要求メッセージでは、要求ページング周期を載せることはできないので、これにより、IEEE
802.16eの標準メッセージ仕様を変更しなくて済む。
また、同様に無線基地局BSから制御装置2へのページング周期変更要求通知メッセージであるLU_Reqメッセージも、要求ページング周期を搬送しない(ステップS2B)。
この第3の実施例におけるページング情報テーブルは、第1の実施例のページング情報テーブル(図10参照)と同様であり、移動機毎のフレーム長を保持する必要がある。
本実施例のページング周期変更部21、41は、第1の実施例1と同様の手順(図9参照)で、ページング周期を変更する。
第1の実施例との違いは、変更後のページング周期、 ページングオフセットPoff、 ページングインターバルをページング情報保持部20へ送信し、ページング情報保持部20が保持する点である。
上述のようにすることによって、フレーム長単位でページング周期が定義されているシステムおいて、フレーム長が変更されても、ページング周期を変更することで、移動機MSの消費電力、及び、着信時の応答遅延を維持することができる。
次に、第4の実施例として、アイドルモード遷移時、及び、位置登録更新時、及び、ページング周期変更要求時に、移動機毎に、ページング周期変換方式、及びこのページング周期変換方式に必要なパラメータ群を動的に設定できるようにしたものである。
図14は、この第4の実施例のアイドルモード遷移手順フローである。
従来技術のアイドルモード遷移手順(図2参照)と異なり、移動機MS−無線基地局BS間で、要求変換方式コード、要求パラメータ群を送受信している。
ここで、要求変換方式コードとは、ページング周期の変換方式の種類にコードを割り当てたものである。例えば、上述した第1〜第3の実施例毎に一意のコードを割り当てることとする。
さらに、要求パラメータ群とは、前記変換方式を動作させるに当たって必要な、複数のパラメータである。例えば、第1の実施例のページング周期変更手順(図9参照)では、ページング周期閾値、最小ページング周期、最小ページングインターバル長が相当する。
上述のように変換方式コードとパラメータ群を定義し、移動機MS−無線基地局BS間でやり取りすることによって、移動機毎に、ページング周期変換方式、及び、該方式に必要なパラメータ群を動的に設定できるようになる。
尚、図14では、アイドルモード遷移手順であるが、位置登録更新時、ページング周期変更要求時も同様に移動機MS―無線基地局BS間で変換方式コード、及び、パラメータ群をやり取りすれば、移動機毎に、ページング周期変換方式、及び、該方式に必要なパラメータ群を動的に設定できるようになる。
また、図14では、ステップS1C、S4Cにおいて、要求メッセージ及び応答メッセージが、変換方式コード及びパラメータ群を搬送しているが、要求メッセージだけ、若しくは、応答メッセージだけが、変換方式コード及びパラメータ群を搬送しても良い。
要求メッセージだけの場合は、移動機MSが、最終的な変換方式コード及びパラメータ群の決定権を有することになる。応答メッセージだけの場合は、移動機MSの要求に関係なく、無線基地局BSまたは制御装置2が、最終的な変換方式コード及びパラメータ群を決定することになる。また、変換方式コード、パラメータ群のどちらかだけを搬送しても良い。
上記実施例によれば、フレーム数でページング周期が定義されているシステムおいて、フレーム長が変わっても、時間単位で同じになるようにページング周期を変更することで、移動機MSの消費電力、及び、着信時の応答遅延を維持することができる効果がある。
また、フレーム数でページング周期が定義されているシステムおいて、フレーム長が変わった際、移動機MSと無線基地局BS間でメッセージ送受信せずに、時間単位で同じになるようにページング周期を変更することで、移動機MSの消費電力、及び、着信時の応答遅延を維持することができる効果がある。
また、フレーム数でページング周期が定義されているシステムおいて、フレーム長が変更された際、移動機と無線基地局間でメッセージ送受信し、時間単位で同じになるようにページング周期を変更することで、無線基地局BSまたは制御装置2のページング情報テーブルの容量を削減しつつ、移動機MSの消費電力、及び、着信時の応答遅延を維持することができる効果がある。
さらに、アイドルモード遷移時、及び、位置登録更新時、及び、ページング周期変更要求時に、移動機毎に、ページング周期変換方式、及び、前記方式に必要なパラメータ群を動的に設定できる。
本発明は無線通信システムにおいて、移動機の消費電力の面や着信時の応答遅延の面で寄与するところは大である。

Claims (9)

  1. 無線基地局からの信号をフレーム数で定義される周期毎に受信して、着信通知を検出する移動機であって、
    受信フレームのフレーム長の変化を検知する測定部と、
    前記変化が検知された場合に、前記周期を定義する前記フレーム数を増加又は減少させる周期変更部と、
    前記周期変更部で変更した周期に応じて前記無線基地局からの信号の受信を行う着信通知監視部と
    を有することを特徴とする移動機。
  2. 請求項1において、
    前記周期変更部は、前記測定部で受信フレームのフレーム長の変化を検知した際、フレーム長変化前と時間単位で同じになるような間欠的な受信の周期を要求ページング周期として無線基地局側装置に送信し、前記送信した要求ページング周期に基づいた間欠的な受信の周期を受信して、前記受信した間欠的な受信の周期に変更する、
    ことを特徴とする移動機。
  3. 請求項1において、
    前記周期変更部は、前記測定部で受信フレームのフレーム長の変化を検知した際、無線基地局側装置に間欠的な受信の周期の変更を要求し、前記受信の周期の変更の要求に対する応答として、前記無線基地局側装置から前記フレーム長変化前と時間単位で同じになるような間欠的な受信の周期を受信し、前記受信した間欠的な受信の周期に変更する、
    ことを特徴とする移動機。
  4. 請求項1において、
    前記周期変更部は、前記測定部で受信フレームのフレーム長の変化を検知した際に前記フレーム長変更前と時間単位で同じになるような間欠的な受信の周期に変更するための変換方式を特定するコードと、前記変換方式に必要なパラメータを無線基地局側装置と送受する、
    ことを特徴とする移動機。
  5. 請求項2において、
    前記周期変更部と前記無線基地局側装置との間での前記要求ページング周期の送受信をレンジング・メッセージで行うことを特徴とする移動機。
  6. 請求項3において、
    前記周期変更部から前記無線基地局側装置への間欠的な受信の周期の変更の要求の送信と、前記無線基地局側装置からの前記間欠的な受信の周期の受信をレンジング・メッセージで行うことを特徴とする移動機。
  7. 無線基地局からの信号をフレーム数で定義される周期毎に受信して、着信通知を検出する移動機であって、
    受信フレームのフレーム長の変化を検知する測定部と、
    前記変更が検知された場合に、前記周期に応じて受信するインターバルを増加又は減少させる変更部と、
    前記変更部で変更したインターバルに応じて前記無線基地局からの信号の受信を行う着信通知監視部と
    を有することを特徴とする移動機。
  8. 移動機に対して着信通知を行う信号をフレーム数で定義される周期毎に訪れるフレームで送信するように制御する無線基地局側の装置において、
    移動機に対応するフレーム長及び着信通知の周期を取得し、ある無線基地局の送信するフレーム長が該移動機に対応するフレーム長と異なる場合に、前記着信通知の周期を短く設定する周期変更部、
    を有することを特徴とする無線基地局側の装置。
  9. 移動機に対して着信通知を行う信号をフレーム数で定義される周期毎に訪れるフレームで送信するように制御する無線基地局側の装置において、
    フレーム長の変化を検出した移動機から送信される着信通知の周期変更要求に応じて無線基地局の該移動機に対する着信通知の周期を変更する周期変更部、
    を有することを特徴とする無線基地局側の装置。
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