TWI472179B - Relay station and communication control method - Google Patents

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TWI472179B
TWI472179B TW100106063A TW100106063A TWI472179B TW I472179 B TWI472179 B TW I472179B TW 100106063 A TW100106063 A TW 100106063A TW 100106063 A TW100106063 A TW 100106063A TW I472179 B TWI472179 B TW I472179B
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Ryo Sawai
Xin Guo
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Sony Corp
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Description

中繼台及通訊控制方法
本發明係關於中繼台及通訊控制方法。
近年來，作為用以擴大無線通訊系統之覆蓋率之一個方法，中繼通訊正受到注目(例如參照下述專利文獻1及2)。中繼通訊中，中繼台(Relay Station)位於具有良好品質地直接收發無線信號較困難之2個通訊裝置之間，利用中繼台而中繼無線信號。例如3GPP(Third Generation Partnership Project：第三代行動通訊組織)中所研討之次世代蜂窩式通訊規格之LTE(Long Term Evolution：長期演進技術)-Advanced(以下稱作LTE-A)中，提案有將利用中繼台之中繼通訊活用而提高小區邊緣之吞吐量。
LTE-A之中繼通訊分成類型1與類型2兩種。類型1係利用分配有小區ID之中繼台之中繼通訊。類型1之中繼台由終端裝置之觀點而言，係以基地台之方式處理。另一方面，類型2係利用不分配有小區ID之中繼台之與有線通訊之中繼器之動作相當之中繼通訊。類型2之中繼台之存在通常無法以終端裝置識別。
承擔如此中繼通訊之中心任務之中繼台與移動台相同，其自身可移動。尤其以LTE-A為代表之第4代(4G)蜂窩式無線通訊方式中，設想最大容許至500 km/h之移動台及中繼台之移動速度。作為使用可移動之中繼台之情形，例如考慮於列車或船舶等中設置中繼台之情形。此時，該等利用列車或船舶之乘客及乘務員使用移動台(例如行動PC或智慧型手機等之終端裝置)，經由該中繼台進行無線通訊。
先行技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本特開2007-312244號公報
專利文獻2：日本特開2007-221527號公報
但，上述情形中使用類型2之中繼台之情形時，用戶所保持之移動台實質上與位於列車或船舶等之外部之基地台連接，因此根據中繼台之移動可能頻繁產生交遞。尤其存在多數個乘客之情形中，大致相同時點下會產生利用多數之移動台之交遞。如此狀況不僅對列車或船舶等移動機構內部之移動台，對該移動機構外部之通訊系統之吞吐量亦帶來不良影響，因此較為不佳。
另一方面，上述情形中使用類型1之中繼台之情形時，由於移動台與該中繼台連接，因此未必會產生利用移動台之交遞。但此時有根據中繼台之移動而分配於中繼台之小區ID與附近基地台之小區ID可能產生衝突之問題。所謂小區ID之衝突係指對重複之位置提供服務之2個以上基地台或中繼台使用相同之小區ID。小區ID之衝突由於資料之干擾而產生障礙，因此要求盡可能避免此。
因此，本發明欲提供一種新穎且經改良之中繼台及通訊控制方法，其於利用可移動之中繼台之中繼通訊中，可一面抑制吞吐量之下降一面避免小區ID之衝突。
根據本發明之某實施形態，提供一種中繼台，其係於基地台與移動台之間中繼無線信號者，且具備：通訊部，其中繼無線信號；決定部，其為避免因上述中繼台移動而導致上述中繼台之小區ID與基地台之小區衝突，而決定是否應變更小區ID；及控制部，其在上述決定部決定應變更小區ID之情形時，將屬於上述中繼台之移動台之連接目標之小區ID從第1小區ID向第2小區ID變更。
又，上述決定部亦可在從基於將基地台之位置與小區ID建立關聯之小區ID資料及上述中繼台之位置資料而判斷小區ID之衝突之可能性之節點，接獲通知小區ID有衝突之可能性之情形時，決定應變更小區ID。
又，上述中繼台可進而具備：檢測上述中繼台之位置之位置檢測部，與記憶將基地台之位置與小區ID建立關聯之小區ID資料之記憶部；且上述決定部亦可在基於由上述記憶部記憶之上述小區ID資料及由上述位置檢測部檢測出之上述中繼台之位置而判斷小區ID有衝突之可能性之情形時，決定應變更小區ID。
又，上述決定部亦可藉由針對從周邊之基地台接收之無線信號而監視與1個以上的小區ID之同步序列之相關性，而決定是否應變更小區ID。
又，上述決定部亦可從任一小區ID之同步序列之相關值變為極大之時點起經過特定時間後，決定應將使用中之小區ID即上述第1小區ID變更為上述相關值變為極大之小區ID即上述第2小區ID。
又，上述控制部亦可藉由從上述通訊部發送將對應於上述第1小區ID之同步序列與對應於上述第2小區ID之同步序列多工處理之同步信號，及從上述通訊部向上述移動台發送從上述第1小區ID向上述第2小區ID之交遞命令，而將上述移動台之連接目標之小區ID從上述第1小區ID向上述第2小區ID變更。
又，上述控制部亦可在由上述移動台將上述第1小區ID向上述第2小區ID交遞結束後，利用上述通訊部使用上述第2小區ID而中繼無線信號。
又，根據本發明之另一實施形態，提供一種通訊控制方法，其係利用於基地台與移動台之間中繼無線信號之中繼台進行之通訊控制方法，其包含：為避免因上述中繼台移動而導致上述中繼台之小區ID與基地台之小區ID衝突，而決定是否應變更小區ID之步驟；及當決定應變更小區ID之情形時，將屬於上述中繼台之移動台之連接目標之小區ID從第1小區ID向第2小區ID變更之步驟。
又，根據本發明之另一實施形態，提供一種中繼台，其係於基地台與移動台之間中繼無線信號者，且具備：通訊部，其可向移動台發送無線信號；及控制部，其從上述通訊部向屬於上述中繼台之移動台發送將對應於第1小區ID之同步序列與對應於第2小區ID之同步序列多工處理之同步信號，且對上述移動台命令從上述第1小區ID向上述第2小區ID之交遞。
又，根據本發明之另一實施形態，提供一種通訊控制方法，其係利用於基地台與移動台之間中繼無線信號之中繼台進行之通訊控制方法，其包含：從上述中繼台向屬於上述中繼台之移動台發送將對應於第1小區ID之同步序列與對應於第2小區ID之同步序列多工處理之同步信號之步驟；及從上述中繼台向上述移動台命令從上述第1小區ID向上述第2小區ID之交遞之步驟。
如上說明，根據本發明之中繼台及通訊控制方法，利用可移動之中繼台之中繼通訊中，可一面抑制吞吐量之下降一面避免小區ID之衝突。
以下，一面參照附圖一面對本發明之較佳實施形態詳細地進行說明。另，本說明書及附圖中，對於實質上具有同一功能構成之構成要件，藉由附加同一符號而省略重複說明。
又，按照以下順序說明該「用以實施發明之形態」。
1.無線通訊系統之概要
1-1.　系統之構成例
1-2.　通訊資源之構成
1-3.　一般之交遞手續
1-4.　與本發明有關之課題
2.第1實施形態之說明
2-1.　裝置之構成例
2-2.　處理之流程
2-3.　第1實施形態之總結
3.第2實施形態之說明
3-1.　裝置之構成例
3-2.　處理之流程
3-3.　第2實施形態之總結
<1.　無線通訊系統之概要>
首先，使用圖1~圖5說明本發明之一實施形態之無線通訊系統之概要，及與本發明有關之課題。
[1-1.　系統之構成例]
圖1係顯示本發明之一實施形態之無線通訊系統1之概要之模式圖。參照圖1，無線通訊系統1包含1個以上之移動台10a、10b、...10n、中繼台100及複數之基地台200a及200b。另，本說明書中，無需互相區別移動台10a、10b、...10n之情形中，藉由省略符號末尾之字母，而將該等總稱為移動台10。同樣，無需互相區別基地台200a及200b之情形中，將該等總稱為基地台200。
移動台10例如係利用列車或船舶等移動機構3之乘客或乘務員所保持之終端裝置(UE：User Equipment：用戶設備)。移動台10按照LTE或LTE-A等蜂窩式無線通訊方式，而與中繼台100或基地台200之間進行無線通訊。
中繼台100係在移動台10與基地台200間中繼無線信號之裝置。圖1之例中，中繼台100設於移動機構3之內部。並且，藉由移動機構3位於基地台200a附近，而中繼台100與基地台200a連接。此時，中繼台100例如將從移動台10發送之信號向基地台200a中繼。又，中繼台100例如將從基地台200a發送之信號向移動台10中繼。本實施形態中，中繼台100係上述類型1之中繼台。即，中繼台100上分配有固有之小區ID。圖1之例中，中繼台100之小區ID=「C5」。因此，由中繼台100提供中繼通訊服務之小區102內部所位在之移動台10以對應於小區ID=「C5」之同步序列而獲得中繼台100之同步，因此可享受利用中繼台100之中繼通訊服務。另，將移動台10與中繼台100間之鏈路稱作接取鏈路(Access Link)。與此相對，將中繼台100與基地台200間之鏈路稱作中繼鏈路(Relay Link)。
基地台200按照LTE或LTE-A等蜂窩式無線通訊方式，對移動台10提供無線通訊服務。各個基地台200具有固有之小區，於各個小區上分配有小區ID。圖1之例中，基地台200a之小區ID=「C2」，基地台200b之小區ID=「C1」。另，LTE或LTE-A之基地台亦稱作eNodeB(Evolved Node B)或eNB。
[1-2.　通訊資源之構成]
圖2係作為進行中繼通訊之通訊資源之構成之一例，顯示LTE之通訊資源之構成。參照圖2，LTE之通訊資源於時間方向分割成具有10 msec之長度之各個無線訊框。再者，1個無線訊框包含10個子訊框，1個子訊框由2個0.5 ms訊槽構成。又，1個0.5 ms訊槽通常於時間方向上包含7個OFDM符元。將含時間方向上之7個OFDM符元、頻率方向上含12個子載波之通訊資源之1單位稱作資源塊(Resource Block)。LTE中時間方向上每該子訊框或資源塊向各移動台分配通訊資源。又，將時間方向上之1個OFDM符元、頻率方向上與1個子載波相當之通訊資源之1單位稱作資源要素(Resource Element)。即，1資源塊相當於7×12=84資源要素。若係相同帶寬、相同時間長中，越更多之資源塊用以資料通訊而分配，則資料通訊之吞吐量越大。
又，對頻率方向之特定位置(通常係帶寬之中央)之資源塊，以5 ms週期插入同步序列(Synchronization Sequence)(例如插入於子訊框#0及#5)。同步序列上存在主要同步序列(PSS)與次要同步序列(SSS)2種。主要同步序列係用以5 ms週期之檢測及小區ID之群組識別而使用。另一方面，次要同步序列係用以於所識別之群組內之小區ID之識別而使用。例如小區ID之群組存在3種，每1個群組之小區ID存在168種之情形中，合計3×168=504種小區ID可利用。通常，作為用以識別該等小區ID之同步序列之信號系列，係使用Zadoff-Chu系列。又，接著同步序列後之OFDM符元可作為用以系統資訊之發送或接收之廣播通道使用。廣播通道上之系統資訊中包含系統或小區所固有之資訊。
圖3係用以對參考信號之配置之一例進行說明之說明圖。所謂參考信號，係用以通道推定而使用之信號。圖3之例中，參考信號配置於各資源塊之第1 OFDM符元之第1子載波及第7子載波，以及第5 OFDM符元之第4子載波及第10子載波上。移動台10藉由接收該等參考信號而進行通道推定，基於該推定結果而可解調每個子載波之接收信號。此處，參考信號之配置圖案與小區ID之種類存在相同數量(例如504圖案)。並且，藉由使用在小區ID不同之鄰接小區間不同之參考信號之配置而防止資料之干擾。
又，藉由接收參考信號而測定之通訊通道之品質滿足特定條件之情形中進行交遞。所謂特定之條件例如係相比目前所連接之小區(亦稱作服務小區)之通訊通道之品質，鄰接小區之通訊通道之品質良好等。尤其類型1之中繼通訊中，不僅進行利用移動台之交遞，亦可進行相對於利用中繼台之基地台之交遞。
[1-3.　一般之交遞手續]
圖4係作為一般之交遞手續之一例，顯示無中繼通訊夾雜之交遞手續之流程。此處，交遞手續中參與有移動台(UE)、源點基地台(Source eNB)、目標基地台(Target eNB)及MME(Mobility Management Entity(移動性管理實體))。
作為交遞之前階段，首先，移動台將移動台與源點基地台間之通訊通道之通訊品質報告於源點基地台(步驟S2)。通道品質之報告可定期進行，或亦可以通道品質下降為契機而進行預先決定之基準值。
接著，源點基地台基於從移動台接收之品質報告而判斷測量與否，需要測量之情形中，對移動台分配測量間隙(步驟S4)。接著，移動台於分配之測量間隙期間探索自周邊之基地台之下鏈通道(即進行小區搜索)(步驟S12)。另，移動台按照預先從源點基地台提供之清單可獲知應探索之周邊之基地台。
接著，移動台若獲得與下鏈通道之同步，則使用該下鏈通道所含之參考信號進行測量(步驟S14)。其間，源點基地台限制與該移動台相關之資料通訊之分配，以不產生利用移動台之資料傳送。
結束測量之移動台將含測量結果之測量報告向源點基地台發送(步驟S22)。測量報告所含之測量結果亦可為經過複數次測量之測定值之平均值或代表值等。又，測量結果亦可包含關於複數之頻率帶之資料。
接收測量報告之源點基地台基於測量報告之內容而判斷應實行交遞與否。例如相比源點基地台之通道品質，周邊之其他基地台之通道品質超過預先決定之閾值為良好之情形中，可判斷需要交遞。此時，源點基地台決定將該其他基地台作為目標基地台而進行交遞手續，將交遞請求訊息(Handover Request：交遞請求)向目標基地台發送(步驟S24)。
接收交遞請求訊息之目標基地台根據自身提供之通訊服務空餘狀況等而判斷可否接收移動台。並且，可接收移動台之情形中，目標基地台將交遞確認訊息(Handover Request Confirm：交遞請求確認)向源點基地台發送(步驟S26)。
接收交遞確認訊息之源點基地台對移動台發送交遞命令(Handover Command：交遞命令)(步驟S28)。如此則移動台獲得與目標基地台之下鏈通道之同步(步驟S32)。接著，移動台使用設於特定之時間訊槽之隨機存取通道，對目標基地台進行隨機存取(步驟S34)。其間，源點基地台將送達移動台之資料向目標基地台傳送(步驟S36)。然後，若移動台隨機存取成功，則將交遞結束訊息(Handover Complete：交遞完成)向目標基地台發送(步驟S42)。
接收交遞結束訊息之目標基地台對MME要求關於移動台之路線更新(步驟S44)。藉由MME更新用戶資料之路線，移動台可經由新的基地台(即目標基地台)與其他裝置進行通訊。然後，目標基地台對移動台發送確認應答(Acknowledgement：承認)(步驟S46)。藉此，一連串交遞手續結束。
[1.4.　與本發明相關之課題]
如由上述說明可理解，交遞手續耗散移動台、源點基地台及目標基地台之不少資源。因此若交遞頻繁產生，則會產生無線通訊系統全體之吞吐量下降之風險。如此風險在使用如圖1所示之無線通訊系統1之可移動之中繼台100之情形中，有進而擴大之虞。
圖5係用以對與本發明相關之課題進行說明之說明圖。參照圖5，小區ID=C1~C7之7個小區以基地台為中心之橢圓分別表示。如此之小區配置中，例如中繼台100沿著路徑104移動。此時，中繼台100依次通過小區ID=C2之小區(以下稱作小區C2等)、小區C1、小區C5。
此處，若中繼台100係類型2之中繼台，則不對中繼台100分配小區ID，因此不會產生小區ID之衝突。但，此時與中繼台100一同移動之移動台必須於小區邊緣同時交遞。利用如此多數之移動台之同時交遞由於會對系統全體之吞吐量帶來不良影響，因此不佳。
另一方面，中繼台100為類型1之中繼台之情形中，對中繼台100分配小區ID。並且，與中繼台100一同移動之移動台直接與中繼台100連接。此處，圖5之例中，中繼台100之小區ID為C5之情形中，若中繼台100到達小區C5內或其附近，則會產生小區ID之衝突。其結果，有對與中繼台100連接之移動台以及小區C5內部之其他移動台之資料通訊產生障礙之虞。因此，如下一節詳細說明之本發明之2個實施形態，一面抑制系統全體之吞吐量之下降，一面導入事前避免小區ID之衝突之構造係有益。
<2.第1實施形態之說明>
[2-1.　裝置之構成例]
(移動台)
圖6係顯示本發明之第1實施形態之移動台10之構成之一例之方塊圖。參照圖6，移動台10具備通訊部20、通訊控制部40及上位層50。
通訊部20係移動台10於中繼台100或基地台200間用以收發無線信號之通訊介面。通訊部20具有天線22a及22b、類比部24、ADC(Analogue to Digital Converter：類比數位轉換器)26、DAC(Digital to Analogue Converter：數位類比轉換器)28、同步部32、解碼器34及編碼器38。
類比部24相當於RF(Radio Frequency：射頻)電路，將經由天線22a及22b而接收之接收信號放大及頻率轉換後，向ADC 26輸出。ADC 26將從類比部24輸入之接收信號之形式從類比形式轉換為數位形式。同步部32藉由例如使用匹配濾波器監視從ADC 26輸入之接收信號與已知之信號序列之相關性，檢測主要同步序列及次要同步序列，而獲得關於期望之小區ID之同步。解碼器34解調及解碼由同步部32獲得同步之通道中所含之資料信號。由解碼器34解碼之資料信號向上位層50輸出。
又，若從上位層50輸入資料信號，則編碼器38將該資料編碼及調變。由編碼器38調變之資料信號作為發送信號向DAC 28輸出。DAC 28將從編碼器38輸入之發送信號之形式由數位形式轉換為類比形式。然後，類比部24將從DAC 28輸入之發送信號放大及頻率轉換後，經由天線22a及22b發送。
通訊控制部40使用CPU(Central Processing Unit：中央處理器)或DSP(Digital Signal Processor：數位信號處理器)等控制裝置與半導體記憶體等記憶媒體，控制上述通訊部20之動作。例如，若通訊控制部40自中繼台100或基地台200接收交遞命令，則使通訊部20之同步部32獲得新的小區ID之同步。然後，若通訊控制部40向新的小區ID交遞成功，則從通訊部20發送交遞結束訊息。又，通訊控制部40按照於下鏈之控制通道上傳送之排程資訊，控制通訊部20與其他裝置間之通訊之時序。
上位層50進行例如比協定堆疊之MAC層更上位之處理。例如移動台10為智慧型手機之情形中，上位層50利用經由通訊部20之無線通訊對用戶提供聲音通話服務或資料通訊服務等應用服務。
(中繼台)
圖7係顯示本發明之第1實施形態之中繼台100之構成之一例之方塊圖。參照圖7，中繼台100具備通訊部120、相關性檢測部156、變更決定部160、記憶部162、控制部170及插入部172。
通訊部120中繼在移動台10與基地台200間收發之無線信號。又，通訊部120亦為對分配於中繼台100之小區ID之同步信號(主要同步序列及次要同步序列)之傳送等、用以提供利用中繼台100之中繼通訊服務之各種信號之傳送而使用。通訊部120具有天線122a及122b、類比部124、ADC 126、DAC 128、同步部132、解碼器134、緩衝器136及編碼器138。
類比部124相當於RF電路，將經由天線122a及122b接收之接收信號放大及頻率轉換後，向ADC 126輸出。ADC 126將從類比部124輸入之接收信號之形式從類比形式轉換為數位形式。同步部132藉由例如使用匹配濾波器監視從ADC 126輸入之接收信號與已知之信號序列之相關性，而檢測主要同步序列及次要同步序列，獲得關於期望之小區ID之同步。中繼通訊中，移動台10之同步部32獲得關於中繼台100之小區ID之同步，另一方面，中繼台100之同步部132獲得關於附近之基地台200之小區ID之同步。解碼器134解調及解碼接收信號中所含之資料信號。由解碼器134解碼之資料信號向緩衝器136輸出。
編碼器138將緩衝器136中緩衝之資料信號編碼及調變。由編碼器138調變之資料信號作為發送信號向DAC 128輸出。DAC 128將從編碼器138輸入之發送信號之形式由數位形式轉換為類比形式。然後，類比部124將從DAC 128輸入之發送信號放大及頻率轉換後，經由天線122a及122b發送。
相關性檢測部156對於由通訊部120接收之無線信號檢測與1個以上小區ID之同步序列之相關性。然後，相關性檢測部156將檢測出之每個小區ID之相關值向變更決定部160輸出。另，相關性檢測部156具有複數之相關器(例如匹配濾波器)，藉此如後述可並列檢測關於複數之小區ID之相關性而較佳。
變更決定部160為避免因中繼台100移動而中繼台100之小區ID與基地台200之小區ID之衝突，而決定是否應變更中繼台100之小區ID。更具體言之，本實施形態中，變更決定部160藉由監視從相關性檢測部156輸入之1個以上之小區ID之相關性，而決定應變更小區ID與否。另，1個以上之小區ID未必係504種之所有小區ID。例如藉由對自基地台200之廣播通道上傳送之系統資訊中所含之服務小區及1個以上之鄰接小區之小區ID限定監視之對象，而可降低監視所需之處理成本。
圖8係用以對本實施形態之利用變更決定部160之小區ID變更判斷處理進行說明之說明圖。參照圖8，作為一例，中繼台100藉由沿著移動路徑104移動，而依次通過小區C2、C1及C5。此時，首先自中繼台100之相關性檢測部156輸出之小區ID=C2之相關值在小區C2之基地台200附近到達極大。接著，關於小區ID=C1之相關值在小區C1之基地台200附近到達極大。接著，關於小區ID=C5之相關值在小區C5之基地台200附近到達極大。
如上述之移動路徑上，變更決定部160從任一小區ID之同步序列之相關值變為極大之時點經過特定時間後，決定應將使用中之小區ID之第1小區ID變更為相關值變成極大之第2小區ID。根據圖8之例，從小區ID=C2之相關值變為極大之時點經過時間T之時點下，中繼台100之小區ID從C5向C2變更。又，從小區ID=C1之相關值變為極大之時點經過時間T之時點下，中繼台100之小區ID從C2向C1變更。
一般言之，蜂窩狀無線通訊方式中，鄰接之固定的小區之小區ID以不重複之方式預先分配。因此，如使用圖8說明，藉由依次使用中繼台100通過之小區之小區ID，而可避免中繼台100之小區ID與附近之基地台200之小區ID衝突。
記憶部162使用硬碟或半導體記憶體等記憶媒體，將從相關性檢測部156向變更決定部160輸出之每個小區ID之相關值沿著時間軸記憶。變更決定部160基於該相關值之變化，識別各小區ID之相關值變為極大之時點。
控制部170使用CPU或DSP等控制裝置與半導體記憶體等記憶媒體，控制利用通訊部120之無線信號之中繼。例如，控制部170將從基地台200接收之資料信號暫時蓄積於通訊部120之緩衝器136後，將該資料信號從通訊部120向移動台10發送。又，控制部170將從移動台10接收之資料信號暫時蓄積於通訊部120之緩衝器136後，將該資料信號從通訊部120向基地台200發送。
又，控制部170在變更決定部160決定應變更中繼台100之小區ID之情形中，使屬於中繼台100之移動台10之連接目標之小區ID從第1小區ID向第2小區ID變更。更具體言之，控制部170首先將使對應於第1小區ID之同步序列與對應於第2小區ID之同步序列多工處理之同步信號產生於插入部172。然後，控制部170令插入部172將該同步信號插入於從通訊部120向移動台10之下鏈之同步通道。然後，控制部170將指示從第1小區ID向第2小區ID之交遞之交遞命令從通訊部120向移動台10發送。藉此，移動台10按照模擬之交遞手續，使連接目標之小區ID從第1小區ID向第2小區ID變更。其後，控制部170例如若從屬於中繼台100之所有移動台10接收交遞結束訊息，則使用第2小區ID重新開始無線信號之中繼。另，控制部170例如無法從一部份移動台10接收交遞結束訊息之情形中，亦可經過特定之逾時時間後，重新開始使用第2小區ID之無線信號之中繼。
插入部172將對應於中繼台100之小區ID之同步序列(主要同步序列及次要同步序列)插入於自中繼台100向移動台10之下鏈之同步通道。又，插入部172對應於由控制部170之控制，利用變更決定部160決定小區ID之變更後，在至利用所有移動台10之模擬性交遞結束(或逾時)為止期間，將使對應於2種小區ID之同步序列多工處理之同步信號插入於自中繼台100向移動台10之下鏈之同步通道。所謂2種小區ID，是指上述第1及第2小區ID。
(基地台)
圖9係顯示本發明之第1實施形態之基地台200之構成之一例之方塊圖。參照圖9，基地台200具備通訊部220、控制部250、記憶部262及插入部272。
通訊部220係基地台200於與中繼台100或移動台10間用以收發無線信號之通訊介面。通訊部220具有天線222a及222b、類比部224、ADC 226、DAC 228、解碼器234及編碼器238。
類比部224相當於RF電路，將經由天線222a及222b接收之接收信號放大及頻率轉換後，向ADC 226輸出。ADC 226將從類比部224輸入之接收信號之形式從類比形式轉換成數位形式。解碼器234將由ADC 226作AD轉換之接收信號中所含之資料信號解調及解碼。由解碼器234解碼之資料信號向控制部250輸出。
又，若從控制部250輸入資料信號，則編碼器238將該資料信號編碼及調變。由編碼器238調變之資料信號作為發送信號向DAC 228輸出。DAC 228將從編碼器238輸入之發送信號之形式從數位形式轉換成類比形式。然後，類比部224將從DAC 228輸入之發送信號放大及頻率轉換後，經由天線222a及222b發送。
控制部250使用CPU或DSP等控制裝置與半導體記憶體等記憶媒體，控制上述通訊部220之動作。例如，控制部250於下鏈之控制通道上傳送用於移動台10或中繼台100之排程資訊。又，控制部250將從移動台10或中繼台100接收之資料信號按照利用MME之路線控制向其他基地台200傳送。此外，控制部250與使用圖4說明之交遞手續之基地台相同，控制利用基地台200之交遞手續。
記憶部262使用硬碟或半導體記憶體等記憶媒體，記憶分配於基地台200之小區ID。然後，插入部272將對應於基地台200之小區ID之同步序列插入於自基地台200之下鏈之同步通道。
[2-2.　處理之流程]
以下，使用圖10及圖11說明本實施形態之中繼通訊時之通訊控制處理之流程。圖10係顯示本實施形態之通訊控制處理所含之小區ID變更判斷處理之流程之一例之流程圖。
參照圖10，首先，利用中繼台100之相關性檢測部156，檢測關於監視對象之小區ID之相關性(步驟S102)。所謂監視對象之小區ID，亦可為關於服務小區及1個以上鄰接小區之小區ID。接著，由相關性檢測部156檢測之相關值每小區ID由記憶部162沿著時間軸記憶(步驟S104)。中繼台100之變更決定部160監視每小區ID之相關值。
接著，變更決定部160判斷任一小區ID之相關值是否從變成極大之時點經過時間T(步驟S106)。此處，不存在從相關值變成極大之時點經過時間T之小區ID之情形中，處理向步驟S102返回，繼續每小區ID之相關值之監視。另，變更決定部160例如在相關值變為極大之情形中，極大值比預先設定之閾值小時，亦可忽視該變為極大之時點。藉此，可防止因相關值之細微時間變動之不適當時點下之小區ID之變更。
步驟S106中，存在從相關值變成極大之時點經過時間T之小區ID之情形中，變更決定部160決定應變更中繼台100之小區ID(步驟S108)。
圖11係顯示本實施形態之通訊控制處理流程之一例之流程圖。參照圖11，首先，利用中繼台100進行使用圖10說明之小區ID變更判斷處理(步驟S202)。接著，利用中繼台100判斷作為小區ID變更判斷結果，是否決定應變更小區ID(步驟S204)。此處，未決定應變更小區ID之情形中不進行後續處理。
作為小區ID變更判斷處理之結果，決定應變更小區ID之情形中，利用中繼台100之通訊部120開始將2種同步序列多工處理之同步信號之發送(步驟S206)。所謂2種同步序列，如上述，係與使用中之第1小區ID對應之同步序列，及與相關值變成極大之第2小區ID對應之同步序列。
接著，中繼台100之控制部170對屬於中繼台100之移動台10命令從第1小區ID向第2小區ID之交遞(步驟S208)。如此，則各移動台10檢測自中繼台100之同步信號，獲得關於第2小區ID之同步。另，自中繼台100之同步信號上，如上述2種同步序列多工處理。但，該等同步序列之信號系列係互相正交關係，因此移動台10可將該等2種同步序列分離而獲得同步。
此處，利用圖11之通訊控制處理之移動台10之交遞前後，移動台10之連接目標係中繼台100。即，該交遞只是用以小區ID之變更之模擬性交遞。如此模擬性交遞時，由於移動台10之連接目標不變化，因此亦可省略利用移動台10之信號之發送時點之再次調整。因此，此時移動台10亦可省略如圖4所例示之交遞手續中之隨機存取(中繼台100相當於圖4之源點基地台及目標基地台兩方)。又，亦無須利用移動台10之測量。
接著，中繼台100之控制部170等待自移動台10之交遞結束訊息之接收(步驟S210)。然後，若接收自所有移動台10之交遞結束訊息(或以逾時為契機)，則控制部170將用以無線信號之中繼之小區ID變更為第2小區ID(步驟S212)。然後，通訊部120結束將2種同步序列多工處理之同步信號之發送(步驟S214)。
[2-3.　第1實施形態之總結]
至此為止，使用圖6~圖11，針對本發明之第1實施形態進行說明。根據本實施形態，若為避免小區ID之衝突而決定應變更中繼台100之小區ID，則中繼台100利用模擬性交遞手續使屬於中繼台100之移動台10之連接目標之小區ID從第1小區ID向第2小區ID變更。此時，利用屬於中繼台100之各移動台10之交遞進行，但移動機構3外部之基地台200不參與該交遞手續，因此至少移動機構3外部之基地台200提供之通訊服務之吞吐量不會下降。又，利用屬於中繼台100之移動台10之交遞係連接目標不改變之模擬性交遞，因此藉由省略交遞手續之一部份(測量及隨機存取等)而可迅速變更小區ID。
又，本實施形態中，中繼台100藉由對自周邊之基地台200接收之無線信號監視與1個以上之小區ID之同步序列之相關性，而決定應變更小區ID與否。因此，本實施形態中該安裝對中繼台10以外之裝置不給予衝突，因此可以比較小之成本實現。
又，本實施形態中，中繼台100之變更決定部160在從任一小區ID之同步序列之相關值變為極大之時點經過特定時間後，決定應將使用中之小區ID之第1小區ID變更成相關值變為極大之小區ID之第2小區ID。藉此，可不預測中繼台100之位置而避免中繼台100之小區ID與附近基地台200之小區ID衝突。
<3.　第2實施形態之說明>
根據本發明之第2實施形態，取代圖1所示之中繼台100而使用以下說明之中繼台300。
[3-1.　裝置之構成例]
(中繼台)
圖12係顯示本發明之第2實施形態之中繼台300之構成之一例之方塊圖。參照圖12，中繼台300具備通訊部120、位置檢測部358、變更決定部360、記憶部362、控制部170及插入部172。
位置檢測部358例如相當於GPS(Global Positioning System：全球定位系統)功能或鐵路系統中列車測位功能等之位置檢測機構，檢測中繼台300之位置。又，位置檢測部358亦可藉由將之後說明之小區ID資料與目前之中繼台300之小區ID進行對比，而簡易地檢測中繼台300之位置。然後，位置檢測部358將所檢測之中繼台300之位置向變更決定部360輸出。
變更決定部360為避免因中繼台300移動而中繼台300之小區ID與基地台200之小區ID衝突，而決定是否應變更中繼台300之小區ID。更具體言之，本實施形態中，變更決定部360基於如圖13所例示之小區ID資料及中繼台300之移動歷程，而判斷小區ID之衝突之可能性。變更決定部360在判斷小區ID有衝突之可能性之情形中，決定應變更小區ID。
圖13係用以對利用本實施形態之變更決定部360之小區ID變更判斷處理進行說明之說明圖。圖13之左上，由位置檢測部358檢測之中繼台300之位置歷程作為沿著時間軸之移動歷程顯示。移動歷程可以一定之時間間隔記憶，亦可取代其，中繼台300之連接目標之基地台200每次變化而記憶。又，移動歷程亦可進而包含中繼裝置100之移動速度。圖13之例中，中繼台300沿著路徑304移動後，於時刻tn下位於位置(Xtn ,Ytn )之同時位於小區C1內部。
另一方面，圖13之左下係顯示小區ID資料之一例。本說明書中，所謂小區ID資料，係將基地台200之位置與小區ID建立關聯之資料。小區ID資料例如於MME等上位節點中保持及更新。變更決定部360獲得該小區ID資料並記憶於記憶部362。圖13之例中，小區ID資料包含7個小區C1~C7之各個基地台200之位置及小區之半徑。另，亦可取代小區之半徑，用以決定各小區大小之最大發送電力值等包含於小區ID資料中。
變更決定部360基於如此之中繼台300之移動歷程與小區ID資料，判斷(例如數秒後或數分後等之)未來之時點下小區ID之衝突之可能性。圖13之例中，例如從時刻tn經過時間Δt後之中繼台300之位置藉由外插移動歷程而預測為(Xtn+Δt ,Ytn+Δt )。位置(Xtn+Δt ,Ytn+Δt )由小區ID資料，可知係小區C5之內部。然後，中繼台300使用目前之小區ID=C5。即，此時，判斷於時刻tn+Δt下小區ID有衝突之可能性。若變更決定部360如此判斷小區ID有衝突之可能性，則決定應將小區ID變更為無衝突之可能性之其他小區ID(例如C3或C4等)。
另，變更決定部360亦可取代外插移動歷程，例如使用記憶部362蓄積過去之移動歷程，核查目前之移動路徑與過去之移動歷程，藉此預測未來之中繼台300之位置。如此之預測處理之應用在移動機構3為如於一定路徑上重複移動之列車或船舶等之情形中，在尤其提高預測精度之點上係有益。
記憶部362使用硬碟或半導體記憶體等記憶媒體，記憶使用圖13說明之小區ID資料及中繼台300之移動歷程。
另，MME等之上位節點亦可取代中繼台300進行如使用圖13說明之小區ID之衝突之可能性之判斷。此時，中繼台300將由位置檢測部358檢測之中繼台300之位置定期向上位節點報告。該上位節點保持圖13所例示之小區ID資料。並且，若該上位節點判斷小區ID有衝突之可能性，則將其主旨及無衝突之可能性之其他小區ID向中繼台300通知。若變更決定部360接收該通知，則決定應將使用中之小區ID(第1小區ID)變更成經通知之其他小區ID(第2小區ID)。
[3-2.　處理之流程]
圖14係顯示本實施形態之小區ID變更判斷處理之流程之一例之流程圖。
參照圖14，首先利用中繼台300之位置檢測部358檢測中繼台300之位置(及速度)(步驟S302)。由位置檢測部358檢測之位置(及速度)作為沿著時間軸之移動歷程記憶。接著，利用變更判斷部360預測未來之中繼台300之位置(步驟S304)。另，如上述，未來之中繼台300之位置預測亦可取代變更判斷部360而由MME等上位節點進行。接著，變更判斷部360判斷未來之中繼台300之位置上是否有小區ID衝突之可能性(步驟S306)。此處，若無小區ID之衝突之可能性之情形時，處理返回步驟S302。另一方面，若有小區ID之衝突之可能性之情形時，變更判斷部360決定應將中繼台300之小區ID變更為其他小區ID(步驟S308)。
若利用如此之小區ID變更判斷處理，決定應將中繼台300之小區ID變更為其他小區ID之情形時，其後，在中繼台300之控制部170之控制下，沿著如圖11之步驟S206~S214所示之順序進行小區ID之變更。
[3-3.　第2實施形態之總結]
至此為止，已使用圖12~圖14針對本發明之第2實施形態進行說明。本實施形態中，若為避免小區ID之衝突而決定應變更中繼台300之小區ID時，則中繼台300利用模擬性交遞手續，將屬於中繼台300之移動台10之連接目標之小區ID從第1小區ID向第2小區ID變更。此情形時，雖利用屬於中繼台300之各移動台10進行交遞，但移動機構3之外部之基地台200不參與該交遞手續，因此至少移動機構3之外部之基地台200所提供之通訊服務之吞吐量不會下降。又，利用屬於中繼台300之移動台10進行之交遞係連接目標不改變之模擬交遞，因此藉由省略交遞手續之一部份(測量及隨機存取等)而可迅速變更小區ID。
又，本實施形態中，基於將基地台200之位置與小區ID建立關聯之小區ID資料及由位置檢測部358檢測之中繼台300之位置，判斷未來之小區ID之衝突之可能性。並且，中繼台300之變更決定部360在判斷小區ID有衝突之可能性之情形時，決定應變更中繼台300之小區ID。根據該構成，可不依賴於從附近之基地台200接收之同步序列之相關值而進行小區ID之變更之判斷。藉此，即使附近之基地台200改變之情形中亦可未必改變小區ID，因此與第1實施形態相比可減少模擬性交遞頻率，抑制系統之吞吐量之下降。
以上，一面參照附圖針對本發明之較佳實施形態進行詳細說明，但本發明不限於該例。若係具有本發明所屬技術領域之通常知識者，則明瞭專利請求範圍所記載之技術性思想範疇內，可想到各種變更例或修正例，瞭解該等亦當然屬於本發明之技術範圍內者。
1．．．無線通訊系統
10．．．移動台
100、300．．．中繼台
120．．．通訊部
122a、122b．．．天線
124．．．類比部
126．．．ADC
128．．．DAC
132．．．同步部
134．．．解碼器
136．．．緩衝部
138．．．編碼器
156．．．相關性檢測部
160．．．變更決定部
162．．．記憶部
170．．．控制部
172．．．插入部
160、360．．．變更決定部(決定部)
162、362．．．記憶部
170．．．控制部
200．．．基地台
圖1係顯示一實施形態之無線通訊系統之概要之模式圖；
圖2係用以對通訊資源之構成之一例進行說明之說明圖；
圖3係用以對參考信號之配置之一例進行說明之說明圖；
圖4係用以說明一般之交遞手續之流程之序列圖；
圖5係用以對本發明有關之課題進行說明之說明圖；
圖6係顯示第1實施形態之移動台之構成之一例之方塊圖；
圖7係顯示第1實施形態之中繼台之構成之一例之方塊圖；
圖8係用以對第1實施形態之小區ID變更判斷處理進行說明之說明圖；
圖9係顯示第1實施形態之基地台之構成之一例之方塊圖；
圖10係顯示第1實施形態之小區ID變更判斷處理之流程之一例之流程圖；
圖11係顯示第1實施形態之通訊控制處理之流程之一例之流程圖；
圖12係顯示第2實施形態之中繼台之構成之一例之方塊圖；
圖13係用以對第2實施形態之小區ID變更判斷處理進行說明之說明圖；及
圖14係顯示第2實施形態之小區ID變更判斷處理之流程之一例之流程圖。
100．．．中繼台
120．．．通訊部
122a、122b．．．天線
124．．．類比部
126．．．ADC
128．．．DAC
132．．．同步部
134．．．解碼器
136．．．緩衝部
138．．．編碼器
156．．．相關性檢測部
160．．．變更決定部
162．．．記憶部
170．．．控制部
172．．．插入部

Claims (9)

  1. 一種中繼台，其係於基地台與移動台之間中繼無線信號者，其具備：通訊部，其中繼無線信號；決定部，其為避免因前述中繼台移動而導致前述中繼台之小區ID與基地台之小區ID衝突，而決定是否應變更小區ID；及控制部，其在前述決定部決定應變更小區ID之情形時，將屬於前述中繼台之移動台之連接目標之小區ID從第1小區ID變更為第2小區ID；前述決定部係在從節點接獲通知有小區ID之衝突之可能性之情形時，決定應變更小區ID，該節點係基於將基地台之位置與小區ID建立關聯之小區ID資料及前述中繼台之位置資料而判斷小區ID之衝突之可能性。
  2. 一種中繼台，其係於基地台與移動台之間中繼無線信號者，其具備：通訊部，其中繼無線信號；決定部，其為避免因前述中繼台移動而導致前述中繼台之小區ID與基地台之小區ID衝突，而決定是否應變更小區ID；及控制部，其在前述決定部決定應變更小區ID之情形時，將屬於前述中繼台之移動台之連接目標之小區ID從第1小區ID變更為第2小區ID；前述中繼台進而具備： 檢測前述中繼台之位置之位置檢測部；及記憶將基地台之位置與小區ID建立關聯之小區ID資料之記憶部；且前述決定部係在基於由前述記憶部記憶之前述小區ID資料及由前述位置檢測部檢測之前述中繼台之位置而判斷小區ID有衝突之可能性之情形時，決定應變更小區ID。
  3. 一種中繼台，其係於基地台與移動台之間中繼無線信號者，其具備：通訊部，其中繼無線信號；決定部，其為避免因前述中繼台移動而導致前述中繼台之小區ID與基地台之小區ID衝突，而決定是否應變更小區ID；及控制部，其在前述決定部決定應變更小區ID之情形時，將屬於前述中繼台之移動台之連接目標之小區ID從第1小區ID變更為第2小區ID；前述決定部係針對從周邊之基地台接收之無線信號而監視與1個以上的小區ID之同步序列之相關性，藉此而決定是否應變更小區ID。
  4. 如請求項3之中繼台，其中前述決定部係於從與任一小區ID之同步序列相關之相關值變為極大之時點起經過特定時間後，決定應將使用中之小區ID即前述第1小區ID變更為前述相關值變為極大之小區ID即前述第2小區ID。
  5. 一種中繼台，其係於基地台與移動台之間中繼無線信號者，其具備：通訊部，其中繼無線信號；決定部，其為避免因前述中繼台移動而導致前述中繼台之小區ID與基地台之小區ID衝突，而決定是否應變更小區ID；及控制部，其在前述決定部決定應變更小區ID之情形時，將屬於前述中繼台之移動台之連接目標之小區ID從第1小區ID變更為第2小區ID；前述控制部藉由從前述通訊部發送將對應於前述第1小區ID之同步序列與對應於前述第2小區ID之同步序列多工處理後之同步信號、及從前述通訊部向前述移動台發送從前述第1小區ID向前述第2小區ID之交遞命令，而將前述移動台之連接目標之小區ID從前述第1小區ID變更為前述第2小區ID。
  6. 如請求項5之中繼台，其中前述控制部在由前述移動台將前述第1小區ID向前述第2小區ID交遞結束後，利用前述通訊部使用前述第2小區ID而中繼無線信號。
  7. 一種通訊控制方法，其係利用於基地台與移動台之間中繼無線信號之中繼台進行之通訊控制方法，其包含：為避免因前述中繼台移動而導致前述中繼台之小區ID與基地台之小區ID衝突，而決定是否應變更小區ID之步驟；及當決定應變更小區ID之情形時，將屬於前述中繼台之 移動台之連接目標之小區ID從第1小區ID變更為第2小區ID之步驟；前述決定是否應變更小區ID之步驟係在從節點接獲通知有小區ID之衝突之可能性的情形時，決定應變更小區ID，該節點係基於將基地台之位置與小區ID建立關聯之小區ID資料及前述中繼台之位置資料而判斷小區ID之衝突之可能性。
  8. 一種中繼台，其係於基地台與移動台之間中繼無線信號者，其具備：通訊部，其可向移動台發送無線信號；及控制部，其從前述通訊部向屬於前述中繼台之移動台發送將對應於第1小區ID之同步序列與對應於第2小區ID之同步序列多工處理之同步信號，且對前述移動台命令從前述第1小區ID向前述第2小區ID之交遞。
  9. 一種通訊控制方法，其係利用於基地台與移動台之間中繼無線信號之中繼台進行之通訊控制方法，其包含：從前述中繼台向屬於前述中繼台之移動台發送將對應於第1小區ID之同步序列與對應於第2小區ID之同步序列多工處理之同步信號之步驟；及從前述中繼台向前述移動台命令從前述第1小區ID向前述第2小區ID之交遞之步驟。
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