図面 (/)

技術 基地局装置、基地局装置の通信方法、通信プログラムおよび無線通信システム

出願人 三洋電機株式会社
発明者 渡部靖二
出願日 2003年3月26日 (18年1ヶ月経過) 出願番号 2003-085447
公開日 2004年10月21日 (16年6ヶ月経過) 公開番号 2004-297338
状態 特許登録済
技術分野 時分割多重化通信方式 通信制御 移動無線通信システム
主要キーワード 高速制御性 高速追従性 間欠タイミング 巡回検査 隣接スロット ビット同期確立 無線端末機器 プリアンブル部分
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2004年10月21日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (10)

課題

高効率にデータ転送ができる基地局装置および無線通信システムを提供する。

解決手段

通信における最初のネゴシエーション部分で、一方の機器が必要とするプリアンブル長相手側の機器に伝え、必要最小限のプリアンブル長での通信を実現する。具体的には、リンクチャネル確立要求をしてきた無線端末装置PSの対応可能なプリアンブル長を判別し、情報チャネルにおけるプリアンブル長が選択される。プリアンブル長が長い場合には、基地局装置CSから無線端末装置PSに対して長いプリアンブル長で通信を行なう旨が応答され、ネゴシエーションが終了する。一方、プリアンブル長が短い場合には、基地局装置CSから無線端末装置PSに対して短いプリアンブル長で通信を行なう旨が応答され、ネゴシエーションが終了する。

概要

背景

時分割多元接続方式TDMA:time division multiplex access)は、時間をごく短いタイムスロットと呼ばれる一定時間ごとに分割し、このタイム・スロットを各無線端末ごとに割り当てることにより、あたかも1つの無線端末伝送路を独占しているようにした方式である。

概要

高効率にデータ転送ができる基地局装置および無線通信システムを提供する。通信における最初のネゴシエーション部分で、一方の機器が必要とするプリアンブル長相手側の機器に伝え、必要最小限のプリアンブル長での通信を実現する。具体的には、リンクチャネル確立要求をしてきた無線端末装置PSの対応可能なプリアンブル長を判別し、情報チャネルにおけるプリアンブル長が選択される。プリアンブル長が長い場合には、基地局装置CSから無線端末装置PSに対して長いプリアンブル長で通信を行なう旨が応答され、ネゴシエーションが終了する。一方、プリアンブル長が短い場合には、基地局装置CSから無線端末装置PSに対して短いプリアンブル長で通信を行なう旨が応答され、ネゴシエーションが終了する。

目的

本発明の目的は、無線端末機器の性能に合わせて適切なプリアンブル長で高効率にデータ転送ができる基地局装置、基地局装置の通信方法通信プログラムおよび無線通信システムを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

移動端末装置との間の無線通信を行なう基地局装置であって、無線信号送受信する無線部と、前記無線部を介して、制御スロットを用いて移動端末装置との間のリンクチャネル確立制御を行なう制御部とを備え、前記制御部は、前記移動端末装置から、前記移動端末装置が対応可能なプリアンブル長の情報を受信する受信部と、受信した前記情報に応じて通信スロットにおけるプリアンブル長を選択する選択部とを含む、基地局装置。

請求項2

移動端末装置との間の無線通信を行なう基地局装置の通信方法であって、前記移動端末装置から、前記移動端末装置が対応可能なプリアンブル長の情報を受信するステップと、受信した前記情報に応じて通信スロットにおけるプリアンブル長を選択するステップとを備える、基地局装置の通信方法。

請求項3

移動端末装置との間の無線通信を行なう基地局装置の通信を制御する通信プログラムであって、前記移動端末装置から、前記移動端末装置が対応可能なプリアンブル長の情報を受信するステップと、受信した前記情報に応じて通信スロットにおけるプリアンブル長を選択するステップとをコンビュータに実行させるための通信プログラム。

請求項4

無線通信を行なう無線通信システムであって、対応可能なプリアンブル長が異なる複数種類の移動端末装置と、前記複数種類の移動端末装置と無線通信を行なう基地局装置とを備え、前記基地局装置は、無線信号を送受信する無線部と、前記無線部を介して制御スロットを用いて前記複数種類の移動端末装置との間のリンクチャネルの確立制御を行なう制御部とを含み、前記制御部は、前記複数種類の移動端末装置の各々から、自身が対応可能なプリアンブル長の情報を受信する受信部と、受信した前記情報に応じて通信スロットにおけるプリアンブル長を選択する選択部とを含む、無線通信システム。

技術分野

0001

本発明は、基地局装置、基地局装置の通信方法通信プログラムおよび無線通信システムに関し、より特定的には、時分割多元接続方式によって無線通信を行なう基地局装置、基地局装置の通信方法、通信プログラムおよび無線通信システムに関する。

0002

時分割多元接続方式(TDMA:time division multiplex access)は、時間をごく短いタイムスロットと呼ばれる一定時間ごとに分割し、このタイム・スロットを各無線端末ごとに割り当てることにより、あたかも1つの無線端末伝送路を独占しているようにした方式である。

0003

このようなTDMA方式をもちいて無線通信を行なうシステム、たとえば、第二世代コードレス電話システムでは、制御チャネル通信チャネル物理スロットに所定のフォーマットを使用して通信を行なっている(非特許文献1参照)。

0004

このフォーマットの中にはプリアンブル(PR)という部分がある。この部分でオートゲインコントロール(AGCシンボル振幅レベルの一定化)やシンボルの引き込みを行なっている。

背景技術

0005

【非特許文献1】
第二世代コードレス電話システム標準規格RCRSTD−28 4.0版、日本国、社団法人電波産業界(ARIB)発行、平成14年3月28日改定、1/2巻、第84〜89頁

0006

上述の第二世代コードレス電話システム、すなわちPHS(Personal Handyphone System)のような移動体通信システムにおいては、所定の変調方式、たとえば、周知のπ/4シフトPSK(Quadrature Phase Shift Keying)変調方式を用いて、移動端末装置(以下、端末またはPS(Personal Station))と、無線基地局装置(以下、基地局またはCS(Cell Station))との間で通信が行なわれる。

0007

ところで、最近の移動体通信システムでは、データ通信のように、従来の音声通信に比べて高速、大容量のデータ伝送が要求されるようになっており、そのために上述のπ/4シフトQPSK変調方式に比べてより多値数の多い変調方式が開発されている。

0008

このような多値変調方式の一例として、16QAM(Quadrature Amplitude Modulation)変調方式が知られている。

0009

従来のπ/4シフトQPSK変調方式では、プリアンブル長はあまり重要視されていなかった。π/4シフトQPSK変調方式は各シンボルの位置がIQ平面の原点から等距離にあるので受信の振幅制御はさほど問題ではなかったからである。しかし、16QAM変調方式や、12QAM,24QAM,32QAM等の多値変調方式を用いる場合は、プリアンブル長を従来よりも長くする必要がある。これらの多値変調方式ではIQ平面において位相成分振幅成分によってシンボル位置を決定する。したがって、受信信号振幅を一定に保ち、振幅のゲインコントロールをより精密に行なう必要がある。さらに、位相成分に関しても、より精度の高い同期を必要とする。

0010

図9は、多値変調方式を用いる場合に受信信号を一定振幅増幅する構成を示すブロック図である。

0011

図9を参照して、アンテナで受信された受信信号は、分配器102において2つに分配され一方は受信レベル検出部104に与えられ、他方は可変利得アンプに与えられる。受信レベル検出部104は、信号のプリアンブル部分受信レベルを検出し、検出した受信レベルを振幅量制御回路106に知らせる。振幅量制御回路106は、受信レベルに応じた利得が得られるように可変利得アンプ108を制御する。可変利得アンプ108は、一定の受信レベルに調整された受信信号を検波部に対して出力する。

0012

つまり、減衰して小さくなって伝送されてきた信号は、可変利得アンプ108で利得を大きくして増幅し、一方、あまり減衰せずに伝送されてきた信号は可変利得アンプの利得をあまり大きくせずに増幅する。この結果、どのような信号が受信された場合でも検波部に対して同じレベルの信号が出力される。

0013

このようなオートゲインコントロール処理は、プリアンブル部分において行なわれる。ここで、可変利得アンプの高速追従性、受信レベル検出器のサンプリング速度、振幅量制御回路の高速制御性によって、オートゲインコントロール処理を完了させることができるプリアンブル長が異なる。つまり、このプリアンブル長は無線端末機器の性能に依存する。

0014

上述のPHSの規格のように、通信チャネルの物理スロットに用いる所定のフォーマットの標準化を行なう際には、一般的な性能を持つ機器に合わせて設定されることになる。このフォーマットの中にはプリアンブル長も含まれる。そのため、機器が高い性能を有している場合には、冗長なプリアンブル長で通信を行なうことになり、データ転送の効率が低下するという問題が生ずる。

発明が解決しようとする課題

0015

本発明の目的は、無線端末機器の性能に合わせて適切なプリアンブル長で高効率にデータ転送ができる基地局装置、基地局装置の通信方法、通信プログラムおよび無線通信システムを提供することである。

0016

この発明は、要約すると、移動端末装置との間の無線通信を行なう基地局装置であって、無線信号送受信する無線部と、無線部を介して、制御スロットを用いて移動端末装置との間のリンクチャネル確立制御を行なう制御部とを備える。制御部は、移動端末装置から、移動端末装置が対応可能なプリアンブル長の情報を受信する受信部と、受信した情報に応じて通信スロットにおけるプリアンブル長を選択する選択部とを含む。

0017

この発明の他の局面に従うと、移動端末装置との間の無線通信を行なう基地局装置の通信方法であって、移動端末装置から、移動端末装置が対応可能なプリアンブル長の情報を受信するステップと、受信した情報に応じて通信スロットにおけるプリアンブル長を選択するステップとを備える。

0018

この発明のさらに他の局面に従うと、移動端末装置との間の無線通信を行なう基地局装置の通信を制御する通信プログラムであって、移動端末装置から、移動端末装置が対応可能なプリアンブル長の情報を受信するステップと、受信した情報に応じて通信スロットにおけるプリアンブル長を選択するステップとをコンビュータに実行させる。

課題を解決するための手段

0019

この発明のさらに他の局面に従うと、無線通信を行なう無線通信システムであって、対応可能なプリアンブル長が異なる複数種類の移動端末装置と、複数種類の移動端末装置と無線通信を行なう基地局装置とを備える。基地局装置は、無線信号を送受信する無線部と、無線部を介して制御スロットを用いて複数種類の移動端末装置との間のリンクチャネルの確立制御を行なう制御部とを含む。制御部は、複数種類の移動端末装置の各々から、自身が対応可能なプリアンブル長の情報を受信する受信部と、受信した情報に応じて通信スロットにおけるプリアンブル長を選択する選択部とを含む。

0020

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。

0021

図1は、この発明の実施の形態の基地局装置と移動端末装置の通信を説明するための図である。

0022

図1を参照して、基地局装置CSは、移動端末装置PS−A,PS−Bと無線で通信を行なう。そして基地局装置CSは、I’回線(PHS用ISDN回線)を介して一般電話網に接続されている。つまり、基地局装置CSは、移動端末装置PS−A,PS−BとI’回線との間の中継を行なう。

0023

本発明では、移動端末装置PS−Aと移動端末装置PS−Bは、異なるハードスペックを有しており、移動端末装置PS−Aは短いプリアンブル長で通信が可能であり、移動端末装置PS−Bは長いプリアンブル長でないと通信できないものとする。つまり、移動端末装置PS−Bよりも移動端末装置PS−Aが性能が高いものとする。移動端末装置も新しい機種次々に開発されるため、このような状況はしばしば見られるものである。

0024

このように性能が異なる複数種類の端末が存在したときに、性能の低い移動端末装置PS−Bに合わせたプリアンブル長で移動端末装置PS−Aも無線通信を行なうのでは、せっかく性能の高い移動端末装置PS−Aを所持しているユーザも遅い通信速度で通信しなければならない。

0025

本発明では、性能の高い移動端末装置PS−Aを所持しているユーザは、短いプリアンブル長で通信を行ない、プリアンブル長が短縮された分のシンボルをデータ通信に使用する。これにより、移動端末装置PS−Aを所持しているユーザは、端末装置の性能に合った通信速度で通信が可能となる。

0026

図2は、この発明の実施の形態の原理を説明するための送受信タイミングを示す図である。なお、本実施の形態では、アクセス方式として、PHSで汎用されている4チャネル多重TDMA−TDD方式を例として説明する。

0027

図1図2を参照して、4チャネル多重TDMA−TDD方式の送受信タイミングは、1フレームに8つの送受信スロットが設定されている。例えば、前半4スロットは送信用であり、後半4スロットは受信用である。

0028

スロットAでは、移動端末装置PS−Aに最適のプリアンブル長で通信が行なわれる。また、スロットBでは、移動端末装置PS−Bに最適のプリアンブル長で通信が行なわれる。スロットの具体的な構成は、後に図8で説明する。

0029

図3は、この発明の実施の形態による基地局装置の構成を説明するための機能ブロック図である。

0030

図3を参照して、基地局装置CSは、複数本のアンテナ1〜4と、無線部10と、無線制御部12と、主制御部14と、回線制御部18と、記憶部16とを含む。

0031

複数本のアンテナ1〜4は、無線部10に接続される。この構成において、受信時には、アンテナ1〜4で1フレームおきに受信された信号が無線部10を介して無線制御部12に与えられる。無線制御部12に与えられる受信信号は、そこで、増幅、周波数変換などの各種のアナログ信号処理が施され、A/D変換されデジタル信号に変換される。

0032

さらに、無線制御部12では、主制御部14により制御されて、各ユーザの信号を分離抽出する。分離抽出された各ユーザの受信信号は、必要な復調処理および時分割処理が施され、元の信号に復元され、回線制御部18に対して出力される。

0033

なお、無線制御部12、主制御部14は、DSP(digital signal processor)やCPU(central processing unit)などのようなコンピュータを用いて実現することができる。記憶部16は、具体的にはメモリ等で構成され、主制御部14による処理のバッファメモリとしての役割を果たすとともに、後に説明するプリアンブル長の情報も保持する。

0034

一方、送信時には、I’回線(PHS用ISDN回線)から与えられた送信信号は、回線制御部18を経由して主制御部14に送られる。主制御部14では、必要な時分割処理および変調処理が施され、処理後の信号は無線制御部12に与えられる。無線制御部12においては、送信信号に対してD/A変換を行ない、変換されたアナログ信号に対して、増幅、周波数変換など、無線送信に必要な各種のアナログ信号処理が施される。

0035

送信時には、無線制御部12からの信号が無線部10を介してアンテナ1〜4に供給されて、アンテナ1〜4から所望のPSに対して送信される。

0036

図4は、この発明の実施の形態による移動端末装置の構成を説明するための機能ブロック図である。

0037

図4を参照して、移動端末装置PSは、アンテナ22と、無線部30と、無線制御部32と、主制御部34と、記憶部36とを含む。移動端末装置PSの送受信動作については、基地局装置のように回線に接続する制御が行なわれない点が異なるが、他の動作は同様であるので説明は繰り返さない。

0038

図5は、以上の構成からなる基地局装置と移動端末装置との間で行なわれる通話シーケンスフローを示す図である。

0039

図5を参照して、まず、移動端末装置PSから制御チャネルのうちの個別セル用チャネルSCCHを用いてリンクチャネル確立要求信号(LCH確立要求信号)を基地局装置CSに対し送信する。

0040

次に、基地局装置CSは、空きチャネル空き情報チャネル:空きTCH)を検出し、SCCHを用いて空きTCHを指定するリンクチャネル割当信号LCH割当信号)を端末に送信する。

0041

このとき、LCH割当信号には、割当てられるスロット、周波数に加えて、端末装置ごとに指定するプリアンブル長に関する情報が含まれる。

0042

リンクチャネルが確立すると、以降は、指定された間欠タイミングにおいて通信が開始されることとなる。その第1段階として、端末は、指定されたTCHを用いて同期バーストを基地局に送信し、基地局からも同期バースト信号を端末に対して返信して同期確立を完了する。

0043

その後、図示しないサービスチャネル設定フェーズを経て、TCHを使用した通信が行なわれる。

0044

図6は、図5におけるリンクチャネル割当時に、基地局装置で行なわれる動作を説明するためのフローチャートである。

0045

図6を参照して、ステップS1において移動端末装置PSからリンクチャネル確立要求を受信する。この要求はリンクチャネル要求メッセージ(SCCH)によって基地局装置CSに伝達される。

0046

図7は、リンク確立要求メッセージの内容を説明するための図である。
図7を参照して、オクテット5の第1または第2ビットオプション領域であり、このいずれかの1ビットを利用してプリアンブル長を移動端末装置PSから基地局装置CSに伝達することができる。

0047

たとえば、当該ビットが0の場合には通常のプリアンブル長のみに対応可能である図1の移動端末装置PS−Bであることを示し、当該ビットが1の場合には通常のプリアンブル長に加えてより短いプリアンブル長にも対応可能である図1の移動端末装置PS−Aであることを示す。

0048

なお、オプション領域以外にもたとえば予約領域を使ってプリアンブル長を伝達してもよい。

0049

また、この伝達は、リンクチャネル確立要求時以外でも通信に入るまでにプリアンブル長を伝達する他の方法を用いてもよい。

0050

再び図6を参照して、ステップS2において、リンクチャネル確立要求をしてきた移動端末装置PSの対応可能なプリアンブル長を判別し、情報チャネルにおけるプリアンブル長が選択される。具体的には、たとえば、図7のオプション領域の所定のビットが0か1かによって、対応のプリアンブル長を標準状態(長い状態)とするか、標準状態よりも短いプリアンブル長とするかが決定される。

0051

所定ビットが0である場合には、ステップS3に進み、基地局装置CSから移動端末装置PSに対して長いプリアンブル長で通信を行なう旨が応答され、ネゴシエーションが終了する。一方、所定ビットが1である場合には、ステップS4に進み、基地局装置CSから移動端末装置PSに対して短いプリアンブル長で通信を行なう旨が応答され、ネゴシエーションが終了する。

0052

図8は、基地局装置と、各タイムスロットに接続されるユーザの無線端末との間で伝送される信号のフォーマットを模式的に示す図であり、本発明による効果を説明するための図である。

0053

なお、図8の信号のフォーマットは、CSと各PSとの間の通信に用いられる情報チャネルTCHの物理スロットの構成である。

0054

図8を参照して、TCHは、ビット同期確立パターンであるPR(プリアンブル)と、フレーム同期をとるためのパターンであるUW(同期ワード)と、I(データ)と、CRC(冗長巡回検査)とから主に構成される。なお、Rは過渡応答ランプタイムを示し、Gは隣接スロットとの間のガードを示す。

0055

図6において、ステップS3で長いプリアンブル長でネゴシエーションが終了した場合には、図5における情報チャネルを用いた通信では、図8における基本フォーマットで通信が行なわれる。

0056

基本フォーマットでは、Rが2シンボル、UWが8シンボル、CRCが2シンボル、Gが4シンボルである。そして、PRが20シンボル、Iが200シンボルに設定されている。なお、1シンボルは16QAMでは4ビットである。

0057

一方、図6において、ステップS4で短いプリアンブル長でネゴシエーションが終了した場合には、図5における情報チャネルを用いた通信では、図8におけるネゴシエーションした後のフォーマットで通信が行なわれる。

0058

このフォーマットでは、Rが2シンボル、UWが8シンボル、CRCが2シンボル、Gが4シンボルである点は基本フォーマットと同じである。基本フォーマットと異なるのは、PRが8シンボルに短縮され、Iが212シンボルに拡張された点である。これにより、基本フォーマットで通信する場合よりもデータ転送部分のIに多くのシンボルを割り当てることができ、高速な通信が実現できる。

0059

以上説明したように、本発明では、通信における最初のネゴシエーション部分で、一方の機器が必要とするプリアンブル長を相手側の機器に伝え、必要最小限のプリアンブル長での通信を実現する。その結果、無線通信におけるフレーム長が変わらない場合、必要とされるプリアンブル長が短くなると実際のデータを送信する情報部分のデータサイズを大きくすることが可能となり、高効率にデータ転送をすることができる。

発明を実施するための最良の形態

0060

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

図面の簡単な説明

0061

本発明では、機器の性能に合わせたプリアンブル長で通信を行なうので、画一的なプリアンブル長ですべての機器に対して通信を行なう場合よりも、性能が高い機器に対しては高効率にデータ転送をすることができる。

図1
この発明の実施の形態の基地局装置と移動端末装置の通信を説明するための図である。
図2
この発明の実施の形態の原理を説明するための送受信タイミングを示す図である。
図3
この発明の実施の形態による基地局装置の構成を説明するための機能ブロック図である。
図4
この発明の実施の形態による移動端末装置の構成を説明するための機能ブロック図である。
図5
基地局装置と移動端末装置との間で行なわれる通話シーケンスフローを示す図である。
図6
図5におけるリンクチャネル割当時に、基地局装置で行なわれる動作を説明するためのフローチャートである。
図7
リンク確立要求メッセージの内容を説明するための図である。
図8
基地局装置と、各タイムスロットに接続されるユーザの無線端末との間で伝送される信号のフォーマットを模式的に示す図である。
図9
多値変調方式を用いる場合に受信信号を一定振幅に増幅する構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
1〜4アンテナ、22 アンテナ、10,30無線部、12,32無線制御部、14,34 主制御部、16,36 記憶部、18回線制御部、CS
基地局装置、PS 移動端末装置。

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

  • 株式会社ジゴワッツの「 認証システム」が 公開されました。( 2021/04/01)

    【課題】不正行為に対して十分な安全性を確保できる認証システムを提供する。【解決手段】認証システム10は、認証サーバ(A社サーバ1、B社サーバ2、スマートフォンサービスC社サーバ3)と、ユーザ端末(スマ... 詳細

  • 株式会社NTTドコモの「 ユーザ端末及び無線基地局」が 公開されました。( 2021/04/01)

    【課題・解決手段】本開示の一態様に係るユーザ端末は、上り共有チャネルの送信を指示する下り制御情報(DCI:Downlink Control Information)を受信する受信部と、前記DCIに... 詳細

  • 株式会社NTTドコモの「 ユーザ端末及び無線基地局」が 公開されました。( 2021/04/01)

    【課題・解決手段】ユーザ端末は、下り制御チャネルを受信する受信部と、前記下り制御チャネルに基づいて前記上り制御チャネル用の初期巡回シフトインデックスを決定する制御部であって、異なる下り制御チャネルに基... 詳細

この 技術と関連性が強い技術

関連性が強い 技術一覧

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

関連する公募課題一覧

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ