(57)【要約】【課題】無線端末における消費電力を低減させつつ、適切なアダプティブアレイ制御を可能とする。【解決手段】アダプティブアレイ方式の無線基地局１との間で時分割複信及び時分割多重により通信を行う無線端末２Ａは、当該無線端末２Ａの移動速度を測定する移動速度測定部２５２と、移動速度測定部２５２により測定された移動速度に基づいて、上り伝送速度を決定する上り伝送速度決定部２５８と、上り伝送速度決定部２５８により決定された上り伝送速度を無線基地局へ送信する上り伝送速度送信部２６０とを有する。【選択図】図３
2010130192.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線端末と、
前記無線端末との間で時分割複信及び時分割多重により通信を行うアダプティブアレイ方式の無線基地局と
を備える無線通信システムであって、
前記無線端末は、
前記無線端末の移動速度を測定する移動速度測定部と、
前記移動速度測定部により測定された前記移動速度に基づいて、上り伝送速度を決定する決定部と、
前記決定部により決定された前記上り伝送速度を前記無線基地局へ送信する送信部と
を備え、
前記無線基地局は、
前記上り伝送速度を受信する受信部と、
前記受信部により受信された上り伝送速度に応じて、上りタイムスロットを前記無線端末に割り当てる割当部と
を備える無線通信システム。
【請求項２】
アダプティブアレイ方式の無線基地局との間で時分割複信及び時分割多重により通信を行う無線端末であって、
前記無線端末の移動速度を測定する移動速度測定部と、
前記移動速度測定部により測定された前記移動速度に基づいて、上り伝送速度を決定する決定部と、
前記決定部により決定された前記上り伝送速度を無線基地局へ送信する送信部と
を備える無線端末。
【請求項３】
前記上り伝送速度は、複数の段階を有する伝送速度であり、
前記決定部は、
前記移動速度と第１の閾値とを比較するとともに、前記移動速度と前記第１の閾値よりも小さい第２の閾値とを比較し、
前記移動速度が、前記第１の閾値より大きい場合に、前記上り伝送速度を、下り伝送速度と同一の伝送速度に決定し、
前記移動速度が、前記第１の閾値以下であり、且つ、前記第２の閾値より大きい場合に、前記上り伝送速度を、前記下り伝送速度より１段階遅い伝送速度に決定し、
前記移動速度が、前記第２の閾値以下の場合に、前記上り伝送速度を、最も遅い段階の伝送速度に決定する請求項２に記載の無線端末。
【請求項４】
前記無線基地局との間の通信品質を測定する通信品質測定部をさらに備え、
前記決定部は、前記移動速度が前記第２の閾値以下であり、且つ、前記通信品質測定部により測定された前記通信品質が所定レベル未満である場合、前記上り伝送速度を、前記下り伝送速度より１段階遅い伝送速度に決定する請求項３に記載の無線端末。
【請求項５】
前記無線端末のバッテリーの残量を測定するバッテリー残量測定部をさらに備え、
前記決定部は、
前記移動速度が前記第1の閾値より大きく、且つ、前記バッテリー残量測定部により測定された前記バッテリー残量が所定量未満である場合、前記上り伝送速度を、前記下り伝送速度より1段階遅い伝送速度に決定し、
前記移動速度が前記第２の閾値以下であり、且つ、前記バッテリー残量測定部により測定された前記バッテリー残量が前記所定量以上である場合、前記上り伝送速度を、前記下り伝送速度より１段階遅い伝送速度に決定する請求項３または4に記載の無線端末。
【請求項６】
アダプティブアレイ方式の無線基地局との間で時分割複信及び時分割多重により通信を行う無線端末における通信制御方法であって、
前記無線端末の移動速度を測定するステップと、
前記測定された移動速度に基づいて、上り伝送速度を決定するステップと、
前記決定された上り伝送速度を無線基地局へ送信するステップと
を備える通信制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線端末とアダプティブアレイ方式の無線基地局との間で時分割複信及び時分割多重により通信を行う無線通信システム、無線端末及び、当該無線端末における通信制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＨＳ（Personal Handy-phone System）の無線通信システムでは、無線基地局は、無線端末との間で時分割複信及び時分割多重により通信を行い、複数のアンテナを備えたアダプティブアレイ方式の無線基地局が用いられる。アダプティブアレイ方式の無線基地局は、移動する無線端末との間の通信品質を確保すべく、送信時に無線端末の方向へ適応的にビームを向ける制御（アダプティブアレイ制御）を行う。
【０００３】
例えば、無線基地局は、無線端末と通信状態にある場合、トラフィックチャネル（ＴＣＨ）を用いた、当該無線端末からのバースト信号を受信する。そして、無線基地局は、無線端末に対して信号を送信する際に、受信信号であるバースト信号の到来方向にビームが向くように制御を行う（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、アダプティブアレイ制御において、無線基地局は、無線端末におけるフェージング速度を測定し、送信ウェイトベクトルにフェージング速度に応じた重み付けを施す。これにより、フェージング速度の大きい無線端末に対して送信電力を増大させ、そのような無線端末に対する送信指向性制御が可能となる（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
ところで、上述したＰＨＳの無線通信システムでは、無線端末の消費電力を低減させるための対策が検討されている。具体的には、一般的に、無線端末から無線基地局へ向かう上り方向のデータ量は、無線基地局から無線端末へ向かう下り方向のデータ量よりも少ないことに鑑み、以下のような対策が検討されている。無線基地局は、無線端末に対し、上り方向については、ハーフレートあるいはクォーターレートに対応する数のタイムスロット（上りタイムスロット）を割り当て、下り方向については、フルレートに対応する数のタイムスロット（下りタイムスロット）を割り当てる。
【０００６】
このようなタイムスロットの割り当て方法が採用される場合には、上り方向と下り方向の双方でフルレートに対応する数のタイムスロットが割り当てられる場合と比較して、無線端末における上り方向の通信処理の時間が減少し、当該無線端末の消費電力が低減する。
【特許文献１】特開２００３−１１５７９２号公報
【特許文献２】再表０２／０５２７５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した無線通信システムにおいて、上りタイムスロットの割り当て数が減少するために、以下のような問題が生じる。具体的には、当該無線端末に対して割り当てられる上りタイムスロットが減少した場合、上りタイムスロットから下りタイムスロットまでの間隔が広がる。その結果、無線基地局は、上りスロットの情報をフィードバックできなくなり、無線端末が高速に移動する場合、無線基地局によって決定されたビームの方向に、無線端末が存在しない可能性がある。
【０００８】
上記問題点に鑑み、本発明は、無線端末における消費電力を低減させつつ、適切なアダプティブアレイ制御を可能とした無線通信システム、無線端末及び当該無線端末における通信制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決するために、本発明は以下のような特徴を有している。まず、本発明の第１の側面は、無線端末（無線端末２Ａ）と、前記無線端末との間で時分割複信及び時分割多重により通信を行うアダプティブアレイ方式の無線基地局（無線基地局１）とを備える無線通信システムであって、前記無線端末は、前記無線端末の移動速度を測定する移動速度測定部（移動速度測定部２５２）と、前記移動速度測定部により測定された前記移動速度に基づいて、上り伝送速度を決定する決定部（上り伝送速度決定部２５８）と、前記決定部により決定された前記上り伝送速度を前記無線基地局へ送信する送信部（上り伝送速度送信部２６０）とを備え、前記無線基地局は、前記上り伝送速度を受信する受信部（受信部１０５）と、前記受信部により受信された上り伝送速度に応じて、上りタイムスロットを前記無線端末に割り当てる割当部（タイムスロット割り当て部１５２）とを備えることを要旨とする。
【００１０】
このような無線通信システムによれば、無線端末の移動速度に基づいて上り伝送速度が決定される。このため、無線端末が高速移動している場合には、上り伝送速度を、例えばフルレート等の速い伝送速度に決定して、アダプティブアレイ性能を維持し、一方、無線端末が低速移動している場合には、上り伝送速度を、例えばクォーターレート等の遅い伝送速度に決定して、バッテリーの消費量を抑えることができる。
【００１１】
本発明の第２の側面は、アダプティブアレイ方式の無線基地局（無線基地局１）との間で時分割複信及び時分割多重により通信を行う無線端末（無線端末２Ａ）であって、前記無線端末の移動速度を測定する移動速度測定部（移動速度測定部２５２）と、前記移動速度測定部により測定された前記移動速度に基づいて、上り伝送速度を決定する決定部（上り伝送速度決定部２５８）と、前記決定部により決定された前記上り伝送速度を無線基地局へ送信する送信部（上り伝送速度送信部２６０）とを備えることを要旨とする。
【００１２】
本発明の第３の側面は、前記上り伝送速度は、複数の段階を有する伝送速度であり、前記決定部は、前記移動速度と第１の閾値とを比較するとともに、前記移動速度と前記第１の閾値よりも小さい第２の閾値とを比較し、前記移動速度が、前記第１の閾値より大きい場合に、前記上り伝送速度を、下り伝送速度と同一の伝送速度に決定し、前記移動速度が、前記第１の閾値以下であり、且つ、前記第２の閾値より大きい場合に、前記上り伝送速度を、前記下り伝送速度より１段階遅い伝送速度に決定し、前記移動速度が、前記第２の閾値以下の場合に、前記上り伝送速度を、最も遅い段階の伝送速度に決定することを要旨とする。
【００１３】
本発明の第４の側面は、前記無線基地局との間の通信品質を測定する通信品質測定部（通信品質測定部２５４）をさらに備え、前記決定部は、前記移動速度が前記第２の閾値以下であり、且つ、前記通信品質測定部により測定された前記通信品質が所定レベル未満である場合、前記上り伝送速度を、前記下り伝送速度より１段階遅い伝送速度に決定することを要旨とする。
【００１４】
本発明の第５の側面は、前記無線端末のバッテリーの残量を測定するバッテリー残量測定部（バッテリー残量測定部２５６）をさらに備え、前記決定部は、前記移動速度が前記第1の閾値より大きく、且つ、前記バッテリー残量測定部により測定された前記バッテリー残量が所定量未満である場合、前記上り伝送速度を、前記下り伝送速度より1段階遅い伝送速度に決定し、前記移動速度が前記第２の閾値以下であり、且つ、前記バッテリー残量測定部により測定された前記バッテリー残量が前記所定量以上である場合、前記上り伝送速度を、前記下り伝送速度より１段階遅い伝送速度に決定するを要旨とする。
【００１５】
本発明の第６の側面は、アダプティブアレイ方式の無線基地局との間で時分割複信及び時分割多重により通信を行う無線端末における通信制御方法であって、前記無線端末の移動速度を測定するステップと、前記測定された移動速度に基づいて、上り伝送速度を決定するステップと、前記決定された上り伝送速度を無線基地局へ送信するステップとを備えることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、無線端末の移動速度に基づいて上り伝送速度が決定される。このため、無線端末が高速移動している場合には、上り伝送速度を速い伝送速度に決定して、アダプティブアレイ性能を維持する。一方、無線端末が低速移動している場合には、上り伝送速度を遅い伝送速度に決定して、無線端末の消費電力を低減することができる。したがって、無線端末における消費電力を低減させつつ、適切なアダプティブアレイ制御が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。具体的には、（１）無線通信システムの構成、（２）無線通信システムの動作、（３）作用・効果、（４）その他の実施形態について説明する。以下の実施形態における図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。
【００１８】
（１）無線通信システムの構成
まず、本発明の実施形態に係る無線通信システムの構成について、（１．１）無線通信システムの全体概略構成、（１．２）無線端末の構成、（１．３）無線基地局の構成の順に説明する。
【００１９】
（１．１）無線通信システムの全体概略構成
図１は、本発明の実施形態に係る無線通信システム１０の全体概略構成図である。
【００２０】
図１に示すように、無線通信システム１０は、ＰＨＳの無線通信システムである。この無線通信システム１０は、無線基地局１と、無線端末２Ａ、無線端末２Ｂ及び無線端末２Ｃとを含む。図１において、無線端末２Ａ乃至２Ｃは、無線基地局１が提供するセル３に在圏している。無線基地局１と、無線端末２Ａ乃至２Ｃとは、時分割複信及び時分割多重により通信を行う。
【００２１】
（１．２）無線端末の構成
次に、無線端末２Ａ〜２Ｃの構成について、（１．２．１）無線端末の概略構成、（１．２．２）無線端末の詳細構成の順に説明する。
【００２２】
但し、無線端末２Ｂ及び無線端末２Ｃの概略構成は、無線端末２Ａと同様であるため、無線端末２Ｂ及び無線端末２Ｃの概略構成及び詳細構成についての説明は省略する。
【００２３】
（１．２．１）無線端末の概略構成
図２は、無線端末２Ａの概略構成図である。図２に示すように、無線端末２Ａは、制御部２０２、無線通信部２０４、ＧＰＳ受信部２０６、記憶部２０８及びアンテナ２１０を含む。
【００２４】
制御部２０２は、例えばＣＰＵによって構成され、無線端末２Ａが具備する各種機能を制御する。記憶部２０８は、例えばメモリによって構成され、無線端末２Ａにおける制御などに用いられる各種情報を記憶する。
【００２５】
無線通信部２０４は、ＲＦ回路、ベースバンド回路等を含み、変調及び復調、符号化及び復号等を行い、アンテナ２１０を介して無線信号の送信及び受信を行う。
【００２６】
ＧＰＳ受信部２０６は、ＧＰＳ衛星からの信号（ＧＰＳ信号）を周期的に受信する。更に、ＧＰＳ受信部２０６は、ＧＰＳ信号を受信する毎に、当該ＧＰＳ信号を制御部２０２へ出力する。
【００２７】
（１．２．２）無線端末の詳細構成
無線端末２Ａの詳細構成、具体的には、制御部２０２の機能ブロック構成について説明する。図３は、制御部２０２の機能ブロック構成図である。以下においては、無線端末２Ａが、無線基地局１と通信を行うものとして説明する。但し、無線端末２Ｂ及び無線端末２Ｃが、無線基地局１と通信を行う場合も同様である。
【００２８】
図３に示すように、制御部２０２は、移動速度測定部２５２、通信品質測定部２５４、バッテリー残量測定部２５６、上り伝送速度決定部２５８及び上り伝送速度送信部２６０を含む。
【００２９】
移動速度測定部２５２は、ＧＰＳ受信部２０６によって受信されたＧＰＳ信号を入力する。更に、移動速度測定部２５２は、ＧＰＳ信号を入力する毎に、当該ＧＰＳ信号に基づいて、移動端末２Ａの位置を算出する。そして、移動速度測定部２５２は、２度の位置算出における、移動端末２Ａの位置の変化量を、当該２度の位置算出の時間間隔で除することにより、移動端末２Ａの移動速度を測定する。そして、移動速度測定部２５２は、測定した無線端末２Ａの移動速度を上り伝送速度決定部２５８に出力する。
【００３０】
なお、無線端末２Ａは、ＧＰＳ受信部２０６を持たない場合、無線端末２Ａの移動速度は次のように検出することが出来る。まず、無線端末２Ａは、共通パイロットチャネル（ＣＰＩＣＨ）を介して受信された制御信号を逆拡散してパイロット信号を得る。そして、このパイロット信号を位相平面上にプロットする。次に、位相平面上にプロットされたパイロット信号の分散値を算出し、この分散値に対応する移動速度を求めることによって移動速度を検出する（再表２００６／０７８０１９号公報参照）。
【００３１】
通信品質測定部２５４は、アンテナ２１０が無線基地局１から受信した無線信号を取得する。通信品質測定部２５４は、取得した無線信号に基づいて、無線端末２Ａと無線基地局１との通信に係る通信品質（例えば、ＦＥＲやＲＳＳＩ等）を測定する。そして、通信品質測定部２５４は、測定した通信品質を上り伝送速度決定部２５８に出力する。
【００３２】
バッテリー残量測定部２５６は、無線端末２Ａのバッテリー（図示せず）の残量を測定する。そして、バッテリー残量測定部２５６は、測定したバッテリーの残量を上り伝送速度決定部２５８に出力する。
【００３３】
上り伝送速度決定部２５８は、移動速度測定部２５２からの移動端末２Ａの移動速度と、通信品質測定部２５４からの通信品質と、バッテリー残量測定部２５６からのバッテリー残量を入力する。更に、上り伝送速度決定部２５８は、これら移動端末２Ａの移動速度、通信品質及びバッテリー残量に基づいて、無線端末２Ａに適した上り方向の伝送速度（以下、上り伝送速度という）を決定する。
【００３４】
そして、上り伝送速度決定部２５８は、決定した上り伝送速度の情報を含むタイムスロット割り当て変更要求を上り伝送速度送信部２６０に入力する。
【００３５】
上り伝送速度送信部２６０は、上り伝送速度決定部２５８から入力された上り伝送速度を、無線基地局１に送信する。
【００３６】
（１．３）無線基地局の構成
次に、無線基地局１の構成について、（１．３．１）無線基地局の概略構成、（１．３．２）無線基地局の詳細構成の順に説明する。
【００３７】
（１．３．１）無線基地局の概略構成
図４は、無線基地局１の概略構成図である。図４に示すように、無線基地局１は、アダプティブアレイ方式の無線基地局であり、制御部１０２、記憶部１０３、Ｉ／Ｆ部１０４、受信部１０５、送信部１０６、アダプティブアレイアンテナ１０７Ａ、１０７Ｂ、１０７Ｃ、１０７Ｄを含む。
【００３８】
制御部１０２は、例えばＣＰＵによって構成され、無線基地局１が具備する各種機能を制御する。記憶部１０３は、例えばメモリによって構成され、無線基地局１における制御などに用いられる各種情報を記憶する。
【００３９】
Ｉ／Ｆ部１０４は、ルータ等を介してネットワークに存在するアクセスゲートウェイ等に接続される。
【００４０】
受信部１０５は、アダプティブアレイアンテナ１０７Ａ乃至１０７Ｄを介して、無線端末２Ａ乃至２Ｃからの無線信号を受信する。送信部１０６は、アダプティブアレイアンテナ１０７Ａ乃至１０７Ｄを介して、無線端末２Ａ乃至２Ｃへ無線信号を送信する。
【００４１】
（１．３．２）無線基地局の詳細構成
次に、無線基地局１の詳細構成、具体的には、制御部１０２、受信部１０５及び送信部１０６の機能ブロック構成について説明する。図５は、無線基地局１の制御部１０２、受信部１０５及び送信部１０６の機能ブロック構成図である。以下においては、無線基地局１が、無線端末２Ａと通信を行うものとして説明する。但し、無線基地局１が、無線端末２Ｂ及び無線端末２Ｃと通信を行う場合も同様である。
【００４２】
図５に示すように、制御部１０２は、タイムスロット割り当て部１５２を含む。受信部１０５は、検波部１６２、受信ウェイト演算部１６４、受信ウェイト保存部１６６及び復調部１６８を含む。送信部１０６は、送信ウェイト演算部１７２及び変調部１７４を含む。
【００４３】
受信部１０５内の検波部１６２は、アダプティブアレイアンテナ１０７Ａ乃至１０７Ｄによって受信された、無線端末２Ａからのリンクチャネル（ＬＣＨ）確立要求メッセージの信号や、タイムスロット割り当て変更要求の信号を入力する。更に、検波部１６２は、入力したＬＣＨ確立要求メッセージの信号や、タイムスロット割り当て変更要求の信号を検波し、検波後の信号を、受信ウェイト演算部１６４を介して復調部１６８へ出力する。
【００４４】
復調部１６８は、受信ウェイト演算部１６４からのＬＣＨ確立要求メッセージの信号や、タイムスロット割り当て変更要求の信号を入力し、復調する。更に、復調部１６８は、復調により得られたデータを、制御部１０２内のタイムスロット割り当て部１５２へ出力する。
【００４５】
制御部１０２内のタイムスロット割り当て部１５２は、受信部１０５内の復調部１６８からのデータを入力する。次に、タイムスロット割り当て部１５２は、入力したデータを解析する。更に、タイムスロット割り当て部１５２は、解析結果に基づいて、無線端末２Ａに対する上り伝送速度を、無線端末２Ａに要求された上り伝送速度に変更するように、フレーム内のタイムスロットを割り当てる。具体的には、タイムスロット割り当て部１５２は、フレーム内の下りタイムスロットのうち、予め定められた下り伝送速度に応じた数の下りタイムスロットを無線端末２Ａに割り当てるとともに、フレーム内の上りタイムスロットのうち、無線端末２Ａに要求された上り伝送速度に応じた数の上りタイムスロットを無線端末２Ａに割り当てる。
【００４６】
ここで、フレームは、下り方向の通信に用いられる下り時間帯と、下り時間帯に続く、上り方向の通信に用いられる上り時間帯とからなる。更に、フレームは、下り時間帯が複数の下りタイムスロットに分割され、上り時間帯が複数の上りタイムスロットに分割されて構成されるものであり、時系列において、複数存在する。
【００４７】
更に、タイムスロット割り当て部１５２は、無線端末２Ａに対して割り当てた上りタイムスロットの番号及び下りタイムスロットの番号と、これら上りタイムスロット及び下りタイムスロットを含むフレームの番号とを、送信部１０６内の送信ウェイト演算部１７２を介して、変調部１７４へ出力する。
【００４８】
変調部１７４は、送信ウェイト演算部１７２からの上りタイムスロットの番号及び下りタイムスロットの番号と、フレームの番号とを含んだＬＣＨ確立割り当てメッセージの信号や、タイムスロット割り当て変更応答の信号を変調する。更に、変調部１７４は、変調したＬＣＨ確立割り当てメッセージの信号や、タイムスロット割り当て変更応答を、アダプティブアレイアンテナ１０７Ａ乃至１０７Ｄを介して送信する。
【００４９】
その後、受信部１０５内の検波部１６２は、アダプティブアレイアンテナ１０７Ａ乃至１０７Ｄによって受信された、無線端末２Ａに割り当てられた上りタイムスロットを用いたトラフィックチャネル（ＴＣＨ）の信号を入力する。更に、検波部１６２は、入力したＴＣＨの信号を検波し、検波後の信号を受信ウェイト演算部１６４へ出力する。
【００５０】
受信ウェイト演算部１６４は、検波部１６２からのＴＣＨの信号を入力すると、これらの信号に基づいて、アダプティブアレイアンテナ１０７Ａ乃至１０７Ｄ毎の受信ウェイトを演算する。更に、受信ウェイト演算部１６４は、アダプティブアレイアンテナ１０７Ａ乃至１０７Ｄ毎の受信ウェイトを受信ウェイト保存部１６６へ出力する。受信ウェイト保存部１６６は、受信ウェイト演算部１６４からのアダプティブアレイアンテナ１０７Ａ乃至１０７Ｄ毎の受信ウェイトを保存する。また、受信ウェイト演算部１６４は、検波後のＴＣＨの信号を復調部１６８へ出力する。
【００５１】
復調部１６８は、受信ウェイト演算部１６４からの検波後のＴＣＨの信号を入力し、復調する。
【００５２】
送信部１０６内の送信ウェイト演算部１７２は、受信ウェイト保存部１６６に保存されているアダプティブアレイアンテナ１０７Ａ乃至１０７Ｄ毎の受信ウェイトに基づいて、アダプティブアレイアンテナ１０７Ａ乃至１０７Ｄ毎の送信ウェイトを演算する。次に、送信ウェイト演算部１７２は、送信ウェイトを変調部１７４へ出力する。
【００５３】
変調部１７４は、送信ウェイト演算部１７２からのアダプティブアレイアンテナ１０７Ａ乃至１０７Ｄ毎の送信ウェイトを入力する。更に、変調部１７４は、無線端末２Ａに対して割り当てた下りタイムスロットにおいて、入力した各送信ウェイトに応じて、アダプティブアレイアンテナ１０７Ａ乃至１０７Ｄ毎の送信ウェイトを設定し、無線信号を、アダプティブアレイアンテナ１０７Ａ乃至１０７Ｄを介して送信する。このような受信した信号のフィードバックにより、送信時において、アダプティブアレイアンテナ１０７Ａ乃至１０７Ｄによって受信された無線信号の到来方向に、ビームが向くように制御が行われる。
【００５４】
（２）無線通信システムの動作
図６は、無線通信システム１０において、無線基地局１が、無線端末２Ａのタイムスロット割り当て変更要求に応じて、当該無線端末２Ａにタイムスロットを割り当てる際の動作を示すシーケンス図である。
【００５５】
ステップＳ１０１において、無線基地局１と無線端末２Ａとは通信中である。ここでは、無線端末２Ａと無線基地局１との間の上り伝送速度及び下り伝送速度は、それぞれフルレートであるものとする。
【００５６】
図８は、上り伝送速度及び下り伝送速度がフルレートの場合のタイムスロットの割り当ての一例を示す図である。図８に示すように、上り伝送速度及び下り伝送速度がフルレートの場合には、各フレーム内の下りタイムスロットと上りタイムスロットとが１つずつ無線端末２Ａに割り当てられる。
【００５７】
再び、図６に戻って説明する。ステップＳ１０２において、無線端末２Ａは上り伝送速度を決定する処理を行う。
【００５８】
図７は、無線端末２Ａにおける上り伝送速度を決定する処理の詳細な動作を示すフローチャートである。
【００５９】
ステップＳ２０１において、無線端末２Ａ内の制御部２０２は、無線端末２Ａの移動速度を測定する。また、ステップＳ２０１において、制御部２０２は、無線端末２Ａと無線基地局１との通信に係る通信品質を測定する。更に、ステップＳ２０１において、制御部２０２は、無線端末２Ａのバッテリーの残量を測定する。
【００６０】
ステップＳ２０２において、制御部２０２は、測定した移動速度と、閾値αとを比較する。ここで、閾値αは、例えば利用者が自動車に乗車する等によって、無線端末２Ａが高速移動しているか否かを判断するための値である。
【００６１】
ステップＳ２０２において、制御部２０２は、移動速度が閾値αより大きいと判断した場合（ステップＳ２０２のＹＥＳ）、すなわち無線端末２Ａが高速移動していると判断した場合には、ステップＳ２０６に進む。一方、ステップＳ２０２において、制御部２０２は、移動速度が閾値αより以下の場合（ステップＳ２０２のＮＯ）、すなわち無線端末２Ａが高速移動していないと判断した場合には、ステップＳ２０３に進む。
【００６２】
ステップＳ２０３において、制御部２０２は、移動速度が閾値βより大きいか否かを判定する。ここで、閾値βは、閾値αよりも小さい値であり、例えば利用者が徒歩で移動する等によって、無線端末２Ａが低速移動（移動していない状態も含む）しているか否かを判断するための値である。
【００６３】
ステップＳ２０３において、制御部２０２は、移動速度が閾値βより大きいと判断した場合（ステップＳ２０３のＹＥＳ）、すなわち無線端末２Ａが低速移動していないと判断した場合には、ステップＳ２０８に進む。一方、ステップＳ２０３において、制御部２０２は、移動速度が閾値β以下と判断した場合（ステップＳ２０３のＮＯ）、すなわち無線端末２Ａが低速移動していると判断した場合には、ステップＳ２０４に進む。
【００６４】
ステップＳ２０４において、制御部２０２は、無線端末２Ａと無線基地局１との通信に係る通信品質が所定レベル以上か否かを判断する。ここで、所定レベルとは、通信品質が良好であるか否かを判断するための閾値であり、所定レベル以上では通信品質が良好であると判断される。例えば、通信品質としてＦＥＲ（フレームエラーレート）が用いられる場合、ＦＥＲの値が大きいほど、通信品質は悪い。この場合、制御部２０２は、ＦＥＲが所定の閾値よりも大きい場合には、通信品質が所定レベル未満であると判断し、ＦＥＲが所定の閾値以下である場合には、通信品質が所定レベル以上であると判断する。
【００６５】
ステップＳ２０４において、制御部２０２は、通信品質が所定レベル以上（ステップＳ２０４のＹＥＳ）、すなわち通信品質が良好であると判断した場合、ステップＳ２０５に進む。一方、ステップＳ２０４において、制御部２０２は、通信品質が所定レベル未満の場合（ステップＳ２０４のＮＯ）、すなわち通信品質が悪いと判断した場合、ステップＳ２０８に進む。
【００６６】
ステップＳ２０５において、制御部２０２は、無線端末２Ａのバッテリー残量が所定量以上であるか否かを判断する。ここで、所定量とは、バッテリーの残量が十分か否かを判断するための閾値である。
【００６７】
ステップＳ２０５において、制御部２０２は、バッテリーの残量が所定量未満である場合（ステップＳ２０５のＮＯ）、すなわちバッテリーの残量が十分でないと判断した場合、ステップＳ２０７へ進む。一方、ステップＳ２０５において、制御部２０２は、バッテリーの残量が所定量以上である場合（ステップＳ２０５のＹＥＳ）、すなわちバッテリーの残量が十分にあると判断した場合、ステップＳ２０８へ進む。
【００６８】
ステップＳ２０６において、制御部２０２は、無線端末２Ａのバッテリー残量が所定量以上か否かを判断する。ステップＳ２０６において、制御部２０２は、バッテリーの残量が所定量以上である場合（ステップＳ２０６のＹＥＳ）、すなわちバッテリーの残量が十分にあると判断した場合、ステップＳ２０９へ進む。一方、ステップＳ２０６において、制御部２０２は、バッテリーの残量が所定量未満である場合（ステップＳ２０６のＮＯ）、すなわちバッテリーの残量が十分でないと判断した場合、ステップＳ２０８へ進む。
【００６９】
ステップＳ２０７において、制御部２０２は、上り伝送速度をクォーターレートに決定する（図９参照）。
【００７０】
すなわち、無線端末２Ａが低速移動していると判断し（Ｓ２０３のＮＯ）、無線端末２Ａと無線基地局１との通信に係る通信品質が良好であると判断し（Ｓ２０４のＹＥＳ）、無線端末２Ａのバッテリーの残量が十分でないと判断した場合（Ｓ２０５のＮＯ）、制御部２０２は、上り伝送速度を現在適用されているフルレートからクォーターレートに変更するように決定する。
【００７１】
これは、無線端末２Ａが低速移動し、且つ、無線端末２Ａと無線基地局１との通信に係る通信品質が良好である場合には、上り伝送速度がクォーターレートであっても、アダプティブアレイ性能を十分に維持可能である。このため、バッテリー残量が少なければ、上り伝送速度をクォーターレートとして、無線端末２Ａの消費電力を抑えることを優先することが適切であると考えられるからである。
【００７２】
ステップＳ２０８において、制御部２０２は、上り伝送速度をハーフレートに決定する（図１０参照）。
【００７３】
すなわち、無線端末２Ａが高速移動及び低速移動のいずれでもないと判断した場合（Ｓ２０３のＹＥＳ）、制御部２０２は、上り伝送速度を現在適用されているフルレートからハーフレートに変更するように決定する。
【００７４】
これは、無線端末２Ａが高速移動及び低速移動のどちらでもない場合、フルレートでは無線端末２Ａの消費電力が大きく、クォーターレートではアダプティブアレイ性能を維持することが困難であることに鑑み、ハーフレートが適していると考えられるからである。
【００７５】
また、無線端末２Ａが低速移動していると判断し（Ｓ２０３のＮＯ）、且つ、無線端末２Ａと無線基地局１との通信に係る通信品質が悪いと判断した場合（Ｓ２０４のＮＯ）、制御部２０２は、上り伝送速度を現在適用されているフルレートからハーフレートに変更するように決定する。
【００７６】
これは、無線端末２Ａが低速移動している場合、クォーターレートでも、アダプティブアレイ性能を十分に維持可能であるが、無線端末２Ａと無線基地局１との通信に係る通信品質が悪い場合には、上り伝送速度をクォーターレートよりもハーフレートにした方が通信品質を維持可能であると考えられるからである。
【００７７】
また、無線端末２Ａが低速移動していると判断し（Ｓ２０３のＮＯ）、無線端末２Ａと無線基地局１との通信に係る通信品質が良好であると判断し（Ｓ２０４のＹＥＳ）、且つ、バッテリーの残量が所定量以上であると判断した場合（Ｓ２０５のＹＥＳ）、制御部２０２は、上り伝送速度を現在適用されているフルレートからハーフレートに変更するように決定する。
【００７８】
これは、無線端末２Ａと無線基地局１との通信に係る通信品質が良好であっても、無線端末２Ａのバッテリーの残量が十分である場合には、上り伝送速度を、ステップＳ２０７においてクォーターレートとするのではなく、ステップＳ２０８においてハーフレートにすることにより、無線端末２Ａの消費電力を抑えることよりも、アダプティブアレイ性能を十分に維持することを優先させることが適切であると考えられるからである。
【００７９】
また、無線端末２Ａが高速移動していると判断し（Ｓ２０２のＹＥＳ）、且つ、バッテリーの残量が所定量未満であると判断した場合（Ｓ２０６のＮＯ）、制御部２０２は、上り伝送速度を現在適用されているフルレートからハーフレートに変更するように決定する。
【００８０】
これは、無線端末２Ａが高速移動している場合、アダプティブアレイ性能を維持するためには、上り伝送速度をフルレートとすることが適切であるが、無線端末２Ａのバッテリーの残量が十分でない場合には、無線端末２Ａの消費電力を抑えることを優先することが適切であると考えられるからである。
【００８１】
ステップＳ２０９において、制御部２０２は、上り伝送速度をフルレートに決定する。
【００８２】
すなわち、制御部２０２が、無線端末２Ａが高速移動していると判断し（Ｓ２０２のＹＥＳ）、無線端末２Ａのバッテリーの残量が十分であると判断した場合（Ｓ２０６のＹＥＳ）、制御部２０２は、上り伝送速度を現在適用されているフルレートを維持するように決定する。
【００８３】
これは、無線端末２Ａが高速移動している場合、上り伝送速度がクォーターレートまたはハーフレートなどの遅い伝送速度であると、無線基地局１がデータを送信した際に、無線端末２Ａの位置と無線基地局１が決定したビームの方向とは一致しなくなる可能性が高い。このため、無線端末２Ａのバッテリーの残量が十分である場合には、無線端末２Ａの消費電力を抑えることよりも、上り伝送速度をフルレートとして、アダプティブアレイ性能を十分に維持することを優先させることが適切であると考えられるからである。
【００８４】
再び、図６に戻って説明する。ステップＳ１０３において、無線端末２Ａは、割り当てられている上りタイムスロットを用い、無線基地局１に対して、ステップＳ１０２において決定された上り伝送速度の情報を含むタイムスロット割り当て変更要求の信号を送信する。
【００８５】
ステップＳ１０４において、無線基地局１は、タイムスロット割り当て変更要求の信号から、ステップＳ１０２において決定された上り伝送速度を抽出する。更に、無線基地局１は、抽出した上り伝送速度に応じて、上りスロットを割り当てるとともに、予め定められている下り伝送速度に応じて、下りタイムスロットを割り当てる。
【００８６】
ステップＳ１０５において、無線基地局１は、割り当てられている下りタイムスロットを用い、無線端末２Ａに対して、タイムスロット割り当て変更応答の信号を送信する。無線端末２Ａは、無線基地局１からのタイムスロット割り当て変更応答を受信する。これにより、無線端末２Ａは、上りタイムスロットの割り当てが変更されたことを認識する。
【００８７】
その後、ステップＳ１０６において、無線基地局１と無線端末２Ａとは再び通信中となる。
【００８８】
（３）作用・効果
従来、無線端末が高速に移動する場合、当該無線端末の消費電力を抑えるために、無線端末に対して割り当てられる上りタイムスロットが減少すると、上りタイムスロットから下りタイムスロットまでの間隔が広がることがある。このように、上りタイムスロットから下りタイムスロットまでの間隔が広がると、無線端末が移動している時には、無線基地局によって決定されたビームの方向に、無線端末が存在せず、適切なアダプティブアレイ制御が行われない場合がある。
【００８９】
これに対して、本発明の実施形態に係る無線通信システム１０において、無線端末２Ａは、当該無線端末２Ａの移動速度を測定し、この移動速度と閾値αと閾値βとを比較する。そして、比較した結果に基づいて、無線端末２Ａは、当該無線端末２Ａが高速移動している場合には、上り伝送速度をフルレートに決定して、アダプティブアレイ性能を維持する。また、無線端末２Ａは、当該無線端末２Ａが低速移動している場合には、上り伝送速度をクォーターレートに決定して、無線端末２Ａの消費電力を低減する。更には、無線端末２Ａは、当該無線端末２Ａが高速移動及び低速移動のいずれでもない場合には、上り伝送速度をハーフレートに決定して、可能な限り、アダプティブアレイ性能の維持と、消費電力の低減との双方を実現する。したがって、無線端末２Ａにおける消費電力を低減させつつ、適切なアダプティブアレイ制御が可能となる。
【００９０】
また、無線端末２Ａは、当該無線端末２Ａが低速移動している場合でも、通信品質が悪い場合には、上り伝送速度をハーフレートに決定する。したがって、通信品質をも考慮して、無線端末２Ａにおける消費電力の低減と、適切なアダプティブアレイ制御とを、適切に実現することが可能となる。
【００９１】
更には、無線端末２Ａは、当該無線端末２Ａが高速移動または低速移動している場合でも、バッテリーの残量に応じて、上り伝送速度をハーフレートに決定する。したがって、バッテリーの残量をも考慮して、無線端末２Ａにおける消費電力の低減と、適切なアダプティブアレイ制御とを、適切に実現することが可能となる。
【００９２】
（４）その他の実施形態
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。
【００９３】
上述した実施形態では、ステップＳ１０１において、無線端末２Ａと無線基地局１とは、上り伝送速度及び下り伝送速度がフルレートの状態で通信を行っているものとしたが、これに限定されるものではない。
【００９４】
具体的には、図７のステップＳ２０８において、制御部２０２は、無線端末２Ａと無線基地局１とが、上り伝送速度及び下り伝送速度がフルレートの以外の状態で通信を行っている場合、変更する上り伝送速度を図１１（ａ）に示す表に基づいて決定してもよい。
【００９５】
例えば、無線端末２Ａと無線基地局１とが、上り伝送速度がクォーターレート、下り伝送速度がハーフレートの状態で通信を行っている場合、図１１（ａ）の表では、上り伝送速度は「変更無し」となっている。したがって、図７のステップＳ２０８において、制御部２０２は、上り伝送速度を変更しない、すなわちクォーターレートに決定する。
【００９６】
また、図７のステップＳ２０９において、変更する上り伝送速度を図１１（ｂ）に示す表に基づいて決定してもよい。
【００９７】
例えば、無線端末２Ａと無線基地局１とが、上り伝送速度がクォーターレート、下り伝送速度がハーフレートの状態で通信を行っている場合、図１１（ｂ）の表では、上り伝送速度は「ハーフレート」となっている。したがって、図７のステップＳ２０９において、制御部２０２は、上り伝送速度をハーフレートに決定する。
【００９８】
このように、制御部２０２は、無線端末２Ａと無線基地局１とが、上り伝送速度及び下り伝送速度がフルレートの以外の状態で通信を行っている場合でも、無線端末２Ａにおける消費電力を低減させつつ、適切なアダプティブアレイ制御が可能となる。
【００９９】
また、上述した実施形態では、制御部２０２は、無線端末２Ａの移動速度と、無線端末２Ａと無線基地局１との通信に係る通信品質と、無線端末２Ａのバッテリー残量とを用いて上り伝送速度を決定した。しかし、本発明において、制御部２０２は、無線端末２Ａの移動速度のみを用いて上り伝送速度を決定しても良い。
【０１００】
この場合、無線端末２Ａが高速移動している場合には、上り伝送速度をフルレートにし、無線端末２Ａが低速移動している場合には、上り伝送速度をクォーターレートにし、無線端末２Ａが高速移動及び低速移動でない場合（中速移動の場合）には、上り伝送速度をハーフレートにする。これは、以下に述べる３点の理由による。
【０１０１】
第１に、無線端末２Ａが高速移動している場合、上り伝送速度がクォーターレートなどの遅い伝送速度であると、無線基地局１がデータを送信した際に、無線端末２Ａの位置と無線基地局１が決定したビームの方向とは一致しなくなる可能性が高い。このため、無線端末２Ａのバッテリーの残量が十分である場合には、無線端末２Ａの消費電力を抑えることよりも、上り伝送速度をフルレートとして、アダプティブアレイ性能を十分に維持することを優先させることが適切であると考えられるからである。
【０１０２】
第２に、無線端末２Ａが低速移動している場合には、上り伝送速度がクォーターレートであっても、アダプティブアレイ性能を十分に維持可能であるため、上り伝送速度がクォーターレートとして、無線端末２Ａの消費電力を抑えることを優先することが適切であると考えられるからである。
【０１０３】
第３に、無線端末２Ａが高速移動及び低速移動のどちらでもない場合（中速移動の場合）、フルレートでは無線端末２Ａの消費電力が大きく、クォーターレートではアダプティブアレイ性能を維持することが困難であることに鑑み、ハーフレートが適していると考えられるからである。
【０１０４】
したがって、制御部２０２は、無線端末２Ａの移動速度のみを用いて上り伝送速度を決定した場合でも、無線端末２Ａにおける消費電力を低減させつつ、適切なアダプティブアレイ制御が可能となる。
【０１０５】
また、制御部２０２は、無線端末２Ａの移動速度を用いて上り伝送速度を決定する場合において、無線端末２Ａが低速移動していると判断した場合に、更に無線端末２Ａと無線基地局１との通信に係る通信品質を用いて上り伝送速度を決定しても良い。
【０１０６】
これは、無線端末２Ａが低速移動している場合、クォーターレートでも、アダプティブアレイ性能を十分に維持可能であるが、無線端末２Ａと無線基地局１との通信に係る通信品質が悪い場合には、上り伝送速度をクォーターレートよりもハーフレートにした方が通信品質を維持可能であると考えられるからである。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】本発明の実施形態に係る無線通信システムの全体概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る無線端末の概略構成図である。
【図３】本発明の実施形態に係る、無線端末における制御部の機能ブロック構成図である。
【図４】本発明の実施形態に係る無線基地局の概略構成図である。
【図５】本発明の実施形態に係る、無線基地局における制御部、送信部及び受信部の機能ブロック構成図である。
【図６】本発明の実施形態に係る無線通信システムにおいて、無線通信システムにおいて、無線基地局が無線端末に対して、無線端末のタイムスロット割り当て変更要求に対してタイムスロットを割り当てる際の動作を示すシーケンス図である。
【図７】本発明の実施形態に係る無線端末における上り伝送速度決定処理の詳細な動作を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施形態に係るタイムスロットの割り当ての第１の例を示す図である。
【図９】本発明の実施形態に係るタイムスロットの割り当ての第２の例を示す図である。
【図１０】本発明の実施形態に係るタイムスロットの割り当ての第３の例を示す図である。
【図１１】本発明のその他の実施形態に係る上り伝送速度決定処理に用いる表を示す図である。
【符号の説明】
【０１０８】
１…無線基地局、２Ａ〜２Ｃ…無線端末、３…セル、１０…無線通信システム、１０２…制御部、１０３…記憶部、１０４…Ｉ／Ｆ部、１０５…受信部、１０６…送信部、１０７Ａ〜１０７Ｄ…アンテナ、１５２…タイムスロット割り当て部、１６２…検波部、１６４…受信ウェイト演算部、１６６…受信ウェイト保存部、１６８…復調部、１７２…送信ウェイト演算部、１７４…変調部、２０２…制御部、２０４…無線通信部、２０６…ＧＰＳ受信部、２０８…記憶部、２１０…アンテナ、２５２…移動速度測定部、２５４…通信品質測定部、２５６…バッテリー残量測定部、２５８…上り伝送速度決定部、２６０…上り伝送速度送信部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2010130192.tif 000011
【図１０】
2010130192.tif 000012
【図１１】
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