(57)【要約】【課題】無線通信帯域のさらなる有効利用を実現する無線通信システムを得ること。【解決手段】移動局との間でレンジングを行う基地局４が、移動局からレンジングを実行するための規定信号を受信した場合に、当該規定信号が送信されたレンジングスロットの基準タイミングとの差、受信電力値の受信電力基準値との差、受信周波数の規定の周波数との差、の少なくともいずれか１つを検出する受信手段（６１，６２に相当）と、受信手段により検出された差が許容範囲外であると判定した場合に、当該差を許容範囲内に補正するための補正情報を含ませたレンジング応答情報を作成するスケジューラ手段（６９，７２，７３，７４に相当）と、下りバースト信号送信タイミングを通知するＭＡＰメッセージにレンジング応答情報を含めて送信する送信手段（６５，６１）と、を備える。【選択図】        図６
2010056765.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局と移動局の間でレンジングを行う無線通信システムであって、
前記基地局が、
下り同期を確立した移動局からレンジングを実行するための規定信号を受信した場合に、当該規定信号が送信されたレンジングスロットにおける基準タイミングとの差、受信電力値の受信電力基準値との差、受信周波数の規定の周波数との差、の少なくともいずれか１つを検出する受信手段と、
前記受信手段により検出された差が許容範囲内であるか否かを判定し、当該差が許容範囲外であると判定した場合に、当該差を許容範囲内に補正するための補正情報を含ませたレンジング応答情報を作成するスケジューラ手段と、
下りバースト信号送信タイミングを通知するためのブロードキャストメッセージであるＭＡＰメッセージに、前記レンジング応答情報を含めて送信する送信手段と、
を備え、
前記移動局が、
前記基地局からレンジング応答情報を含むＭＡＰメッセージを受信した場合に、当該レンジング応答情報に含まれる補正情報にしたがって補正を行う補正手段、
を備えることを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記スケジューラ手段は、
前記レンジング応答情報を前記ＭＡＰメッセージに含めて送信した場合の、当該レンジング応答情報のデータ長を算出し、当該算出したデータ長と所定の閾値とを比較し、
前記データ長が所定の閾値以下であった場合、前記レンジング応答情報をＭＡＰメッセージに含めて送信すると判断し、その旨を前記送信手段に通知し、
前記データ長が所定の閾値を超える場合、前記レンジング応答情報を前記ＭＡＰメッセージとは別の下りメッセージに含めて送信すると判断し、当該下りメッセージを生成して前記送信手段に出力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。
【請求項３】
前記受信手段が複数の移動局から規定信号を受信した場合、前記スケジューラ手段は、前記下りメッセージに含めて送信すると判断した複数のレンジング応答情報を、当該下りメッセージである１つのＲＮＧ−ＲＳＰメッセージに含めて前記送信手段に出力することを特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
下り同期を確立した移動局からレンジングを実行するための規定信号を受信した場合に、当該規定信号が送信されたレンジングスロットにおける基準タイミングとの差、受信電力値の受信電力基準値との差、受信周波数の規定の周波数との差、の少なくともいずれか１つを検出する受信手段と、
前記受信手段により検出された差が許容範囲内であるか否かを判定し、当該差が許容範囲外であると判定した場合に、当該差を許容範囲内に補正するための補正情報を含ませたレンジング応答情報を作成するスケジューラ手段と、
下りバースト信号送信タイミングを通知するブロードキャストメッセージであるＭＡＰメッセージに、前記レンジング応答情報を含めて送信する送信手段と、
を備えることを特徴とする基地局。
【請求項５】
前記スケジューラ手段は、
前記レンジング応答情報を前記ＭＡＰメッセージに含めて送信した場合の、当該レンジング応答情報のデータ長を算出し、当該算出したデータ長と所定の閾値とを比較し、
前記データ長が所定の閾値以下であった場合、前記レンジング応答情報をＭＡＰメッセージに含めて送信すると判断し、その旨を前記送信手段に通知し、
前記データ長が所定の閾値を超える場合、前記レンジング応答情報を前記ＭＡＰメッセージとは別の下りメッセージに含めて送信すると判断し、当該下りメッセージを生成して前記送信手段に出力することを特徴とする請求項４に記載の基地局。
【請求項６】
前記受信手段が複数の移動局から規定信号を受信した場合、前記スケジューラ手段は、前記下りメッセージに含めて送信すると判断した複数のレンジング応答情報を、当該下りメッセージである１つのＲＮＧ−ＲＳＰメッセージに含めて前記送信手段に出力することを特徴とする請求項５に記載の基地局。
【請求項７】
請求項４〜６のいずれか一つに記載の基地局からレンジング応答情報を含むＭＡＰメッセージを受信した場合に、当該レンジング応答情報に含まれる補正情報にしたがって補正を行う補正手段、
を備えることを特徴とする移動局。
【請求項８】
基地局と移動局の間でレンジングを行う無線通信システムにおける無線通信方法であって、
前記基地局が、下り同期を確立した移動局からレンジングを実行するための規定信号を受信した場合に、当該規定信号が送信されたレンジングスロットにおける基準タイミングとの差、受信電力値の受信電力基準値との差、受信周波数の規定の周波数との差、の少なくともいずれか１つを検出する検出ステップと、
前記基地局が、前記検出ステップにより検出された差が許容範囲内であるか否かを判定し、当該差が許容範囲外であると判定した場合に、当該差を許容範囲内に補正するための補正情報を含ませたレンジング応答情報を作成するレンジング応答情報作成ステップと、
前記基地局が、下りバースト信号送信タイミングを通知するブロードキャストメッセージであるＭＡＰメッセージに、前記レンジング応答情報を含めて送信するレンジング応答送信ステップと、
前記移動局が、前記基地局からレンジング応答情報を含むＭＡＰメッセージを受信した場合に、当該レンジング応答情報に含まれる補正情報にしたがって補正を行う補正ステップと、
を含むことを特徴とする無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンジングを実施する無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の無線通信システムは、移動局が基地局との通信を開始する際に、上り信号の送受信を適切に行うことを目的として、移動局の信号送信タイミングなどを補正するレンジングを実行する。詳細には、基地局が、移動局から受信した信号に基づき、移動局の信号送信タイミング，送信電力，送信周波数などについて補正量を算出し、補正情報を移動局へ通知する。移動局は、基地局から通知された補正情報にしたがい補正を行う。レンジングは、通信を開始する場合だけでなく通信開始後においても、周期的に、または基地局が補正を必要と判断した場合に行われる（下記、非特許文献１参照）。
【０００３】
【非特許文献１】IEEE  P/D3（February  2008）“Part16:Air  Interface  for  Broadband  Wireless  Access  Systems”  p.83-p.85，p.90-p.94，p.335−p.349，p.695−697
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の技術によれば、移動局が送信するＣＤＭＡ（Code  Division  Multiple  Access）コードなどへの応答として基地局が送信するＲＮＧ−ＲＳＰ（Ranging  Response）メッセージは、応答の内容によってはメッセージサイズが数バイト程度の非常に短いメッセージとなるにもかかわらず、送信にはＭＡＣ  ＰＤＵ（Protocol  Data  Unit：ＭＡＣ層が扱うデータ単位）構築に付随するＭＡＣヘッダ，ＣＲＣ（Cyclic  Redundancy  Check），およびメッセージを含むバーストの位置やサイズ、などを含むバースト固有情報が必要となる。従来の技術においては、これらのオーバヘッドが無線通信帯域の有効利用を妨げる、という問題があった。また、これらのオーバヘッドによって、メッセージに誤りの発生する確率が高くなる、という問題もあった。
【０００５】
また、従来のＲＮＧ−ＲＳＰメッセージでは、基地局において移動局の識別や無線品質の特定ができないので、変調方式や符号化率をロバストな設定としてブロードキャスト送信する必要があるが、このときにも、上述のオーバヘッドが無線通信帯域を圧迫する、という問題があった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、レンジングを行う場合において、無線通信帯域を有効利用する無線通信システム、基地局、移動局および無線通信方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、基地局と移動局の間でレンジングを行う無線通信システムであって、前記基地局が、下り同期を確立した移動局からレンジングを実行するための規定信号を受信した場合に、当該規定信号が送信されたレンジングスロットにおける基準タイミングとの差、受信電力値の受信電力基準値との差、受信周波数の規定の周波数との差、の少なくともいずれか１つを検出する受信手段（後述する実施の形態のＴＲＸ部６１，復調・復号部６２に相当）と、前記受信手段により検出された差が許容範囲内であるか否かを判定し、当該差が許容範囲外であると判定した場合に、当該差を許容範囲内に補正するための補正情報を含ませたレンジング応答情報を作成するスケジューラ手段（スケジューラ６９，補正判定部７２，比較判定部７３，レンジング応答生成部７４等に相当）と、下りバースト信号送信タイミングを通知するブロードキャストメッセージであるＭＡＰメッセージに、前記レンジング応答情報を含めて送信する送信手段（符号化・変調部６５，ＴＲＸ部６１等に相当）と、を備え、前記移動局が、前記基地局からレンジング応答情報を含むＭＡＰメッセージを受信した場合に、当該レンジング応答情報に含まれる補正情報にしたがって補正を行う補正手段（ＴＲＸ部４１，復調・復号部４２，ＭＡＰ解析部４３，送信管理部４４，符号化・復調部５０，送信補正部５１等に相当）、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、レンジングにおける無線通信帯域を削減できる、という効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に、本発明にかかる無線通信システムの実施の形態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。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、本実施の形態における無線通信システムの構成例を示す図である。この無線通信システムは、ネットワーク１と、サーバ２と、上位局３と、基地局４と、移動局５とを備える。ネットワーク１は、ＩＰ（Internet  Protocol）ネットワークやＡＴＭ（Asynchronous  Transfer  Mode）ネットワークなどのネットワークであって、サーバ２と上位局３との間でパケットの送受信を行う。上位局３は、基地局４を収容するアクセスゲートウェイ装置や無線制御装置である。基地局４は、上位局３に接続され、上位局３との間でユーザデータや制御情報などのパケット送受信を行う。なお、図１では、基地局４配下の移動局として移動局５のみが示されているが、実際には複数の移動局が接続される。
【００１１】
移動局５は、基地局４との通信を開始する場合、レンジングを開始し、ＣＤＭＡコードを基地局４に対して送信する。基地局４は、ＣＤＭＡコードを受信すると、移動局５について補正の要否を判定し、レンジングの応答に必要な情報を生成する。基地局４は、生成した情報をレンジング応答情報としてＤＬ−ＭＡＰ（Downlink  MAP）メッセージに含めて移動局５へ送信する。移動局５は、レンジング応答情報で補正情報が示された場合には、これにしたがって補正を行い、その後、再度レンジングを実施する。なお、レンジングの動作は、移動局５が基地局４との通信を開始する場合だけでなく、通信開始後においても周期的に実施され、また、移動局５がＣＤＭＡコードの送信により、基地局４に対して上り帯域割当てを要求する場合にも行われる。
【００１２】
ここで、本実施の形態の特徴を説明する前に、その前提となる従来のレンジングの方法について、フレームに着目して説明する。レンジングは、たとえばモバイルＷｉＭＡＸ（Worldwide  Interoperability  for  Microwave  Access）においては、ネットワークエントリ時に以下のような手順で行われる。始めに、移動局５は、基地局４との下り同期確立に成功した後、基地局４がブロードキャストするＵＣＤ（Uplink  Channel  Descriptor）メッセージから、レンジング用のＣＤＭＡコード番号，レンジング領域の情報などのＵＬサブフレームに関するパラメータを取得する。
【００１３】
図２は、レンジング時に移動局と基地局が使用するフレーム内のシンボルおよびサブチャネルの従来の配置を示す図である。各フレームは、ＤＬサブフレーム１０−ｎ（ｎ＝１，２，…）とＵＬサブフレーム１１−ｎとを備える。なお、サブフレーム間の空隙は送受信の切り替えギャップである。図２では、ＤＬサブフレーム１０−１およびＵＬサブフレーム１１−１により構成されるフレーム＃１と、ＤＬサブフレーム１０−２およびＵＬサブフレーム１１−２により構成されるフレーム＃２とを示している。
【００１４】
図２のＤＬサブフレーム１０−１は、プリアンブル１２−１と、ＦＣＨ（Frame  Control  Header）１３−１と、ＤＬ−ＭＡＰメッセージ１４−１と、ＵＬ−ＭＡＰ１５−１と、を備える。プリアンブル１２−１は、物理層レベルの同期を確立するためのデータである。ＦＣＨ１３−１は、ＤＬ−ＭＡＰメッセージ１４−１の構成情報を格納するヘッダである。ＤＬ−ＭＡＰメッセージ１４−１は、下りのバースト構成情報を収容し、ＵＬ−ＭＡＰ１５−１は、上りのバースト構成情報を収容する。図２のＵＬサブフレーム１１−１は、レンジング領域１６を備える。また、ＤＬサブフレーム１０−２は、ＤＬサブフレーム１０−１と同じ構成であるが、ＤＬ−ＭＡＰメッセージ１４−２は、自身内に、下りバースト１７の情報を示すバースト固有情報１８を備える。
【００１５】
移動局５は、ＣＤＭＡコード番号およびレンジング領域１６内に配置されたレンジングスロットをランダムに選択し、選択したスロットを用いてそのＣＤＭＡコードを送信する。基地局４は、移動局５が送信したＣＤＭＡコードを検出すると、レンジングスロットの基準タイミングとの差，受信電力の受信電力基準値との差，受信周波数の規定の受信周波数との差を算出する。そして、これらの差異について、通信を開始する上で許容範囲外であると判定した場合、応答メッセージ（ＲＮＧ−ＲＳＰメッセージ）に補正情報を設定して送信する。このＲＮＧ−ＲＳＰメッセージは、基地局４での処理遅延のため別のフレーム（フレーム＃２）で送信される。すなわち、基地局４は、ＲＮＧ−ＲＳＰメッセージの送信に必要となるスロット数を算出し、下りバースト（下りバースト１７）を割当てると、ＤＬ−ＭＡＰメッセージ１４−２に、下りバースト１７の送信位置およびサイズを示したバースト固有情報１８をセットし、ＤＬ−ＭＡＰメッセージ１４−２と下りバースト１７をブロードキャスト送信する。
【００１６】
図３は、下りバーストで送信される、ＲＮＧ−ＲＳＰメッセージを含むＭＡＣ  ＰＤＵの従来の構成を示す図である。図３のＭＡＣ  ＰＤＵは、ＭＡＣヘッダ２０と、ＲＮＧ−ＲＳＰメッセージ２１と、ＣＲＣ２２とを備える。また、ＲＮＧ−ＲＳＰメッセージ２１は、メッセージタイプ２３と、ＣＤＭＡコード受信情報２４と、ステータス受信情報２５と、補正情報２６と、周波数変更情報２７とを備える。ここで、メッセージタイプ２３は、メッセージの種別である。ＣＤＭＡコード受信情報２４は、メッセージの宛先を移動局が判別するための情報であって、基地局４がＣＤＭＡコードを受信したときのフレーム番号，シンボルオフセット，サブチャネルオフセット，ＣＤＭＡコード番号を含む。ステータス受信情報２５は、レンジングの成否を示す情報であって、“Ｓｕｃｃｅｓｓ”，“Ｃｏｎｔｉｎｕｅ”，“Ａｂｏｒｔ”のいずれかを示す。たとえば、補正情報２６を付与する場合は、“Ｃｏｎｔｉｎｕｅ”をセットすることでレンジングを再度実施するように移動局５へ通知する。補正すべき情報がない場合は、“Ｓｕｃｃｅｓｓ”をセットすることでレンジングの終了を移動局５へ通知する。周波数変更情報２７を付与する場合は、“Ａｂｏｒｔ”をセットすることで異なる周波数への移行を指示する。補正情報２６は、移動局５の送信タイミング補正量，送信電力補正量，送信周波数補正量等、基地局４が補正すべきと判断した情報を含む。周波数変更情報２７は、異なる周波数への移行を指示するための情報を含む。
【００１７】
図４は、ＤＬ−ＭＡＰメッセージ（ＤＬ−ＭＡＰメッセージ１４−２）の従来の構成を示す図である。バースト固有情報１８は、下りバーストの送信位置としてシンボルオフセット３２およびサブチャネルオフセット３３を、サイズの情報としてシンボル数３５およびサブチャネル数３６を含む。電力ブースト３４は、その副搬送波に適用された電力ブーストの値である。バースト固有情報１８は、さらに、下りバーストの変調方式および符号化率を示すバーストプロファイル３１や、同一情報の繰り返し数としてレペティション数３７などの情報も含む。
【００１８】
つづいて、以上のような従来のレンジング方法を前提として、本実施の形態の無線通信システムについて説明する。図５は、本実施の形態の移動局（移動局５）の構成例を示す図である。移動局５は、送受信アンテナ４０と、ＴＲＸ部４１と、復調・復号部４２と、ＭＡＰ解析部４３と、送信管理部４４と、無線品質測定部４５と、通信制御部４６と、パケット組立部４７と、上位レイヤ部４８と、上り送信バッファ部４９と、符号化・復調部５０と、送信補正部５１とを備える。
【００１９】
ＴＲＸ部４１は、送受信アンテナ４０を介して基地局４と無線信号の送受信を行う。復調・復号部４２は、基地局４から受信した信号をデジタル信号処理し、受信信号の復調および復号を行う。そして、得られた制御情報およびユーザデータを通信制御部４６へ出力し、ＭＡＰメッセージ（ＤＬ−ＭＡＰメッセージ，ＵＬ−ＭＡＰ）をＭＡＰ解析部４３に出力する。ＭＡＰ解析部４３は、ＭＡＰメッセージから、下りバーストを受信するためのバースト固有情報を取得して復調・復号部４２へのバースト受信指示を行う。また、ＭＡＰメッセージから、上り信号／上りバーストを送信するための情報として、図２のＵＬサブフレームの中のＵＬバースト（図示せず）に含まれる上り帯域割当情報を取得して送信管理部４４に通知する。また、ＭＡＰ解析部４３は、レンジング応答情報解析機能を有する。すなわち、ＭＡＰ解析部４３は、ＭＡＰメッセージから、レンジング応答情報を取得して送信管理部４４に通知する。
【００２０】
通信制御部４６は、基地局４との間で送受信する制御メッセージの生成および解析を行い、また、受信したユーザデータをパケット組立部４７へ出力する。たとえば、受信した制御メッセージが制御メッセージ（ＲＮＧ−ＲＳＰメッセージ）の場合は、そのメッセージを解析後、レンジング応答情報を送信管理部４４へ通知する。パケット組立部４７は、通信制御部４６から出力される上位レイヤ部４８宛てのパケットを組立てる。なお、ここでは、ハイブリッドＡＲＱ（Automatic  repeat-request）など、再送制御に関する説明は省略する。
【００２１】
送信管理部４４は、通信制御部４６が送信しようとする信号／メッセージや、上り送信バッファ部４９で保持している上位レイヤ部４８からのユーザデータの送信を管理する。具体的には、基地局４への帯域割当要求の送信指示、または、ＭＡＰ解析部４３から通知された上り帯域割当情報に基づいた上り送信の指示を、符号化・変調部５０に対して行う。符号化・変調部５０は、送信管理部４４からの指示にしたがって上り送信信号に対して符号化処理および変調処理を行う。そして、ＴＲＸ部４１が、変調後の信号を、送受信アンテナ４０を介して基地局４へ送信する。また、無線品質測定部４５は、受信した信号に基づきＣＩＮＲ（Carrier  to  Interference  plus  Noise  Ratio）などの下り無線品質情報を測定する。そして、ＴＲＸ部４１が、送信管理部４４の送信指示にしたがって符号化・変調部５０にて処理された測定結果を、基地局４へ送信する。
【００２２】
つづいて、以上のように構成された移動局５が、レンジングを実施する場合の処理について説明する。レンジングを開始する場合、通信制御部４６は、送信管理部４４にＣＤＭＡコードの送信要求を行う。送信管理部４４は、ＣＤＭＡコード番号および上りのレンジング領域１６内のレンジングスロットを選択し、符号化・変調部５０に対して基地局４へのＣＤＭＡコード番号の送信を指示する。また、その応答として、基地局４からレンジング応答情報を受信した場合、送信管理部４４は、ＭＡＰ解析部４３または通信制御部４６から通知された補正情報を送信補正部５１に対して通知する。送信補正部５１は、符号化・変調部５０に対して信号送信タイミング，送信電力，送信周波数などの補正を指示する。符号化・変調部５０は、指示された補正情報に基づいた補正を行い、送信周波数については、ＴＲＸ部４１に対して補正を指示する。なお、上記補正に伴い、レンジングを再度実施する場合は、送信管理部４４が主導し、上記同様の処理を実行する。
【００２３】
つづいて、本実施の形態の基地局の動作について説明する。図６は、本実施の形態の基地局（基地局４）の構成例を示す図である。基地局４は、送受信アンテナ６０と、ＴＲＸ部６１と、復調・復号部６２と、マッピング部６３と、無線品質管理部６４と、符号化・変調部６５と、有線送受信部６６と、分配機能部６７と、パケット保持部６８と、スケジューラ６９と、通信制御部７０と、パケット組立部７１と、補正判定部７２と、比較判定部７３と、を備える。また、マッピング部６３は、さらに、レンジング応答生成部７４を備える。
【００２４】
ＴＲＸ部６１は、送受信アンテナ６０を介して移動局５と無線信号の送受信を行う。復調・復号部６２は、移動局５から受信した信号をデジタル信号処理し、受信信号の復調および復号を行う。復調・復号は、マッピング部６３から通知される、上りバーストを受信するためのバースト固有情報に基づき実施される。また、符号化・変調部６５は、移動局５へ送信する信号の符号化および変調を行う。そして、ＴＲＸ部６１が、得られた変調信号を、送受信アンテナ６０を介して移動局５へ送信する。符号化／変調は、マッピング部６３から通知される、下りのバースト固有情報に基づき実施される。
【００２５】
有線送受信部６６は、上位局３からパケットを受信すると、分配機能部６７に出力する。分配機能部６７は、自身と上位局３との間で送受信する制御メッセージのパケットを通信制御部７０へ出力する。また、ユーザデータのパケットについては、移動局や通信の品質（ＱｏＳ，優先度など）に応じて、パケット保持部６８のキュー６８−１〜６８−ｍ（ｍ＝１，２，…）に分類して蓄積する。
【００２６】
無線品質管理部６４は、移動局５から受信した信号について、ＣＩＮＲなどの上り無線品質を測定し、その結果を上り無線品質情報として保持する。また、移動局５から報告される下り無線品質情報を保持する。
【００２７】
スケジューラ６９は、各移動局の無線品質およびＱｏＳ，移動局間の公平性，キュー６８−１〜６８−ｍのパケット滞留量，通信制御部７０が各移動局へ送信する制御メッセージの量などに基づいて、下りの帯域割当てを行う。また、下り送信の変調方式や符号化率を決定して、マッピング部６３に通知する。また、パケット保持部６８の該当するキュー、または通信制御部７０から受信した制御メッセージより、送信可能な情報量に見合うパケットを取り出し、送信パケットを構築してマッピング部６３へ通知する。取り出すパケットは、パケットの一部分でもよく、複数パケットでもよい。
【００２８】
また、スケジューラ６９は、移動局５から帯域割当要求を受信した場合、各移動局の無線品質およびＱｏＳ，移動局間の公平性，移動局からの帯域要求量に基づき上り帯域割当てを行う。さらに、上り送信の変調方式や符号化率を決定して、それらをマッピング部６３に通知する。また、スケジューラ６９は、上り帯域割当てにより移動局５から送信されたパケットを復調・復号部６２を介して受信すると、制御メッセージであれば通信制御部７０へ出力し、ユーザデータであればパケット組立部７１へ出力する。なお、スケジューラ６９は、復調・復号部６２から受信するＣＤＭＡコード，制御メッセージ，ユーザデータを区別する場合、それらの情報を受信したスロット（チャネル種別）やコネクション識別情報など、受信情報のメッセージフォーマットを参照する。なお、ここでは、ハイブリッドＡＲＱなど、再送制御に関する説明は省略する。
【００２９】
マッピング部６３は、スケジューラ６９から通知された下りパケットおよび下り帯域割当情報に基づいて、バースト固有情報を含む下りのＭＡＰメッセージを構築する。また、同様に通知された上り帯域割当情報に基づいて、上りのＭＡＰメッセージを構築する。そして、下りパケットおよび上記で構築したＭＡＰメッセージとともに、下り送信の指示を符号化・変調部６５へ通知する。なお、スケジューラ６９における下り帯域割当ては、マッピング部６３が構築するＭＡＰメッセージ送信のための帯域も考慮して実施される。
【００３０】
パケット組立部７１は、パケット組立を行い、組立が完了すると有線送受信部６６へ出力する。有線送受信部６６は、組み立てられたパケットを上位局３へ送信する。
【００３１】
つづいて、以上のように構成された基地局４が、レンジングを実施する場合の処理について説明する。基地局４のＴＲＸ部６１が、移動局５からＣＤＭＡコードを受信すると、復調・復号部６２が、ＣＤＭＡコードを検出し、レンジングスロットの基準タイミングとの差，受信電力の受信電力基準値との差，受信周波数の規定の受信周波数との差、などを検出する。そして、検出した差異を、受信したＣＤＭＡコード番号，フレーム番号，シンボルオフセット，サブチャネルオフセットとともにスケジューラ６９に通知する。スケジューラ６９は、これらの差異が、通信を開始／継続する上で許容範囲内であるか否かを補正判定部７２に問い合わせる。補正判定部７２は、問い合わせを受けた差異を、予め定めた受信タイミング，受信電力，受信周波数についての許容範囲と比較することで判定する。そして、１つでも許容範囲外の値があった場合、移動局５の送信タイミング補正量，送信電力補正量，送信周波数補正量などを含む補正情報を作成してスケジューラ６９に通知する。また、判定の結果、補正が不要の場合には、その旨をスケジューラ６９に通知する。
【００３２】
また、スケジューラ６９は、補正情報を含めたレンジング応答情報を、ＲＮＧ−ＲＳＰメッセージとして送信するか、ＤＬ−ＭＡＰメッセージの情報要素として送信するかを比較判定部７３に問い合わせ、比較判定部７３の判定（後述）にしたがってレンジング応答情報を送信するための制御を行う。たとえば、比較判定部７３がレンジング応答情報をＤＬ−ＭＡＰメッセージの情報要素として送信すると判定した場合、スケジューラ６９は、その旨をマッピング部６３へ依頼する。依頼を受けたマッピング部６３のレンジング応答生成部７４は、レンジング応答情報としてのＤＬ−ＭＡＰメッセージの情報要素を生成する。
【００３３】
一方、比較判定部７３がレンジング応答情報をＲＮＧ−ＲＳＰメッセージとして送信すると判定した場合、スケジューラ６９は、通信制御部７０にＲＮＧ−ＲＳＰメッセージの生成を依頼する。通信制御部７０は、ＲＮＧ−ＲＳＰメッセージを生成してスケジューラ６９に出力し、スケジューラ６９は、ＲＮＧ−ＲＳＰメッセージを送信するようにマッピング部６３へ通知する。なお、ＲＮＧ−ＲＳＰメッセージの生成は、生成処理時間を短くするため、スケジューラ６９が行ってもよい。
【００３４】
このように生成されたＭＡＰメッセージまたはＲＮＧ−ＲＳＰメッセージは、マッピング部６３が、符号化・変調部６５へ下り送信を指示することで送信される。なお、補正判定部７２が補正不要と判定した場合は、上記ＲＮＧ−ＲＳＰメッセージやＭＡＰメッセージの情報要素による応答を行っても良いが、ＣＤＭＡコードに対する応答として実施する上り帯域割当てで、補正不要である旨の応答を兼ねることができるため、上記応答を省略してもよい。
【００３５】
つづいて、以上のように構成された移動局および基地局を備える無線通信システムにおけるレンジング動作について、フレームに着目して説明する。図７は、本実施の形態の無線通信システムにおいて、レンジング時に移動局と基地局が使用するフレーム内のシンボルおよびサブチャネルの配置例を示す図である。図７では、フレーム＃１と同等のフレーム＃３と、フレーム＃２とは異なるフレーム＃４を示す。図７のフレームは、図２の従来のフレームと比較すると、ＤＬサブフレーム１０−２の代わりにＤＬサブフレーム１０−２Ｂを備える点が異なる。ＤＬサブフレーム１０−２Ｂは、バースト固有情報１８の代わりにレンジング応答情報１８Ｂを備え、バースト固有情報１８で通知して下りバースト１７で送信していた情報を、直接、レンジング応答情報１８Ｂで送信する。
【００３６】
移動局５は、フレーム＃３のＵＬサブフレーム１１−１のレンジング領域１６内に配置されたレンジングスロットをランダムに選択し、基地局４に対してＣＤＭＡコードを送信する。ＣＤＭＡコードを受信した基地局４では、比較判定部７３が、ＣＤＭＡコードに対するレンジング応答情報を、ＲＮＧ−ＲＳＰメッセージとして送信するか、ＤＬ−ＭＡＰメッセージの情報要素として送信するかを判断する。詳細には、比較判定部７３は、仮にレンジング応答情報をＤＬ−ＭＡＰメッセージの情報要素として送信した場合の、レンジング応答情報のデータ長を算出し、所定の閾値と比較する。たとえば、上記で算出したレンジング応答情報のデータ長が所定の閾値以下である場合、比較判定部７３は、ＤＬ−ＭＡＰメッセージ（ＤＬ−ＭＡＰメッセージ１４−２Ｂ）の情報要素としてレンジング応答情報（レンジング応答情報１８Ｂ）を送信すると判定する。一方、所定の閾値を超える場合は、ＤＬ−ＭＡＰメッセージ長が長くなりメッセージ誤り率が高くなるので、従来通り、ＲＮＧ−ＲＳＰメッセージを用いてレンジング応答情報を別バーストで送信すると判定する。
【００３７】
なお、上記所定の閾値は、たとえば、ＤＬ−ＭＡＰメッセージの情報要素である「バースト固有情報長」に基づいて決定される。また、比較判定部７３は、上述のデータ長の算出処理の負荷を軽減するため、レンジング応答情報１８Ｂに含める補正情報の数によって判定することとしてもよい。すなわち、補正内容である送信タイミング補正量，送信電力補正量，送信周波数補正量の項目数が所定の定数以下の場合に、ＤＬ−ＭＡＰメッセージ１４−２Ｂでレンジング応答情報１８Ｂを送信すると判定する。
【００３８】
図８は、レンジング応答情報１８Ｂを含めて構築したＤＬ−ＭＡＰメッセージ１４−２Ｂの構成例を示す図である。レンジング応答情報１８Ｂは、図３に記載の従来のＲＮＧ−ＲＳＰメッセージ同様、ＣＤＭＡコード受信情報２４と、ステータス受信情報２５と、補正情報２６と、周波数変更情報２７とを備える。補正すべき情報がなければ、補正情報２６を含まなくてもよい。また、異なる周波数への移行を指示する必要がなければ、周波数変更情報２７を含まなくてよい。
【００３９】
また、無線通信システムにおけるフレームが、ＤＬ−ＭＡＰメッセージにバースト固有情報を含めるのではなく、ＤＬ−ＭＡＰメッセージから分離したＳＵＢ−ＭＡＰにバースト固有情報を含める構成である場合、レンジング応答情報１８ＢをＳＵＢ−ＭＡＰに含めてもよい。図９は、ＤＬ−ＭＡＰメッセージから分離したＳＵＢ−ＭＡＰを備えるＤＬサブフレーム１０−２Ｃにおいて、レンジング応答情報１８ＢをＳＵＢ−ＭＡＰ１９に含めた例を示す図である。ＤＬサブフレーム１０−２Ｃは、ＤＬサブフレーム１０−２Ｂと比較すると、ＤＬ−ＭＡＰメッセージ１４−２Ｂの代わりに従来のＤＬ−ＭＡＰメッセージ１４−２を備え、さらに、ＳＵＢ−ＭＡＰ１９を備える。
【００４０】
なお、本実施の形態では、レンジングの方法としてＣＤＭＡコードを用いる場合について説明したが、これに限定するものではない。たとえば、基地局が定めた信号送信タイミングにおいて、移動局が規定の信号を送受信することによりレンジングを実施する無線通信システムであれば、本実施の形態の通信方法を適用することが可能である。この場合、レンジング応答情報に含めるＣＤＭＡコード受信情報としては、無線通信システムに応じた信号識別情報、すなわち、基地局が受信した規定の信号を移動局で識別するための情報や、基地局が定めた信号送信タイミングを移動局で識別するための情報が考えられる。また、上記移動局で識別するための情報があれば、送信タイミングおよび規定の信号がそれぞれ複数存在することとしてもよい。
【００４１】
以上説明したように、本実施の形態では、レンジング応答情報をＤＬ−ＭＡＰメッセージの情報要素として送信した場合における、レンジング応答情報のデータ長が所定の閾値以下である場合は、レンジング応答情報を、ＲＮＧ−ＲＳＰメッセージでなくＤＬ−ＭＡＰメッセージに含めて送信することとした。これにより、メッセージ長が短い場合には、従来ＲＮＧ−ＲＳＰメッセージを送信することで発生していたオーバヘッド情報の送信が不要となるので、無線通信帯域を有効利用できる。また、無線回線上での、メッセージ誤りによるレンジング応答情報の消失を低減することができる。
【００４２】
また、本実施の形態では、ＤＬ−ＭＡＰメッセージに含めるレンジング応答情報のデータ長が所定の閾値を超える場合は、ＤＬ−ＭＡＰメッセージ長が長くなり、メッセージ誤り率が高くなるので、従来同様、ＲＮＧ−ＲＳＰメッセージを別バーストで送信するとした。これにより、無線帯域の利用効率を最適化するとともに、ＤＬ−ＭＡＰメッセージ消失による他の移動局への影響を低減することができる。
【００４３】
実施の形態２．
実施の形態１では、基地局が、レンジング応答情報をＤＬ−ＭＡＰメッセージの情報要素とした場合のレンジング応答情報のデータ長を算出し、そのデータ長によって、移動局へのレンジング応答情報の送信方法を切替えることとした。本実施の形態では、ＣＤＭＡコードを複数受信した場合に、複数のＲＮＧ−ＲＳＰメッセージを同一フレームで送信する方法について説明する。以下、前述した実施の形態１と異なる処理について説明する。
【００４４】
従来、ＲＮＧ−ＲＳＰメッセージを送信する場合は、ＤＬ−ＭＡＰメッセージに設定するバースト固有情報を、各ＲＮＧ−ＲＳＰメッセージに対してそれぞれ必要としていた。このため、ＣＤＭＡコードを複数受信し、同一フレーム内で複数のＲＮＧ−ＲＳＰメッセージを送信する場合は、ＲＮＧ−ＲＳＰメッセージ数に応じてＤＬ−ＭＡＰメッセージ長が長くなる。
【００４５】
図１０は、本実施の形態におけるＲＮＧ−ＲＳＰメッセージを含むＭＡＣ  ＰＤＵの構成例を示す図である。図１０のＲＮＧ−ＲＳＰメッセージ２１Ｂは、上述のメッセージタイプ２３と、複数のレンジング応答情報（図示の太枠部分に相当）と、新たに定義する応答情報数２８と、を備える。応答情報数２８はレンジング応答情報の数である。レンジング応答情報は、ＣＤＭＡコード受信情報２４−ｐと、ステータス受信情報２５−ｐと、補正情報２６−ｐと、周波数変更情報２７−ｐと、を備える（ｐ：自然数）。ＲＮＧ−ＲＳＰメッセージ２１Ｂは、実施の形態１と同様、図６に示した通信制御部７０により生成されるが、スケジューラ６９により生成されてもよい。ここで、スケジューラ６９は、同一フレーム内で送信しようとしている複数のレンジング応答情報について、比較判定部７３に対して問い合わせを行い、比較判定部７３がＲＮＧ−ＲＳＰメッセージで送信すると判定したレンジング応答情報についてのみ、１つのＲＮＧ−ＲＳＰメッセージに含める。
【００４６】
以上説明したように、本実施の形態では、１つのＲＮＧ−ＲＳＰメッセージに複数のレンジング応答情報を含めることとした。これにより、ＤＬ−ＭＡＰメッセージに設定するバースト固有情報を１つにすることができる。また、実施の形態１の構成と合わせることによって、無線通信帯域のさらなる有効利用が可能となり、また、ＤＬ−ＭＡＰメッセージの消失率をさらに低減させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
以上のように、本発明にかかる無線通信システムは、レンジングを実施する無線通信システムに有用であり、特に、当該システムにおいて、基地局がレンジング応答情報をＲＮＧ−ＲＳＰメッセージに含ませて送信する機能を有する場合に適している。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】無線通信システムの構成例を示す図である。
【図２】レンジング時に移動局と基地局が使用するフレーム内のシンボルおよびサブチャネルの従来の配置を示す図である。
【図３】ＲＮＧ−ＲＳＰメッセージを含むＭＡＣ  ＰＤＵの従来の構成を示す図である。
【図４】ＤＬ−ＭＡＰメッセージの従来の構成を示す図である。
【図５】移動局の構成例を示す図である。
【図６】基地局の構成例を示す図である。
【図７】レンジング時に移動局と基地局が使用するフレーム内のシンボルおよびサブチャネルの配置例を示す図である。
【図８】レンジング応答情報を含めて構築したＤＬ−ＭＡＰメッセージの構成例を示す図である。
【図９】レンジング応答情報をＳＵＢ−ＭＡＰに含めた例を示す図である。
【図１０】ＲＮＧ−ＲＳＰメッセージを含むＭＡＣ  ＰＤＵの構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００４９】
１  ネットワーク
２  サーバ
３  上位局
４  基地局
５  移動局
４０  送受信アンテナ
４１  ＴＲＸ部
４２  復調・復号部
４３  ＭＡＰ解析部
４４  送信管理部
４５  無線品質測定部
４６  通信制御部
４７  パケット組立部
４８  上位レイヤ部
４９  上り送信バッファ部
５０  符号化・復調部
５１  送信補正部
６０  送受信アンテナ
６１  ＴＲＸ部
６２  復調・復号部
６３  マッピング部
６４  無線品質管理部
６５  符号化・変調部
６６  有線送受信部
６７  分配機能部
６８  パケット保持部
６８−ｍ  キュー
６９  スケジューラ
７０  通信制御部
７１  パケット組立部
７２  補正判定部
７３  比較判定部
７４  レンジング応答生成部
【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】
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【図１０】
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