(57)【要約】【課題】接続要求信号の受信から応答信号の送信までの時間を短縮する。【解決手段】基地局１２は、接続要求信号が受信される前に、送信タイミングに依存する複数パターンの応答信号を生成する信号生成部３０と、移動局からの接続要求信号の受信タイミングに基づいて、信号生成部３０により生成された応答信号のいずれかを選択する信号選択部３２と、信号選択部３２により選択された応答信号を移動局に送信する送信部３６と、を含む。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
接続要求信号が受信される前に、送信タイミングに依存する複数パターンの応答信号を生成する応答信号生成手段と、
移動局装置からの接続要求信号の受信タイミングに基づいて、前記応答信号生成手段により生成された前記応答信号のいずれかを選択する応答信号選択手段と、
前記応答信号選択手段により選択された応答信号を前記移動局装置に送信する応答信号送信手段と、
を含むことを特徴とする基地局装置。
【請求項２】
請求項１に記載の基地局装置において、
前記応答信号は、該応答信号の送信タイミングに依存する一斉呼出信号と、該応答信号の送信タイミングに依存しないチャネル割当信号と、を含む、
ことを特徴とする基地局装置。
【請求項３】
請求項２に記載の基地局装置において、
前記応答信号生成手段は、接続要求信号が受信される前に他の装置から受信される呼出情報に基づいて、前記一斉呼出信号を生成する、
ことを特徴とする基地局装置。
【請求項４】
接続要求信号が受信される前に、送信タイミングに依存する複数パターンの応答信号を生成するステップと、
移動局装置からの接続要求信号の受信タイミングに基づいて、前記生成された前記応答信号のいずれかを選択するステップと、
前記選択された応答信号を前記移動局装置に送信するステップと、
を含むことを特徴とする応答信号送信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基地局装置および応答信号送信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の基地局は、移動局からの接続要求信号を受信してから、その接続要求信号に対する応答信号の生成を開始する（たとえば非特許文献１参照）。
【非特許文献１】“ARIB STD-T95「OFDMA/TDMA TDD Broadband Wireless Access System (NextGeneration PHS）ARIB STANDARD」1.0版”、平成１９年１２月１２日、社団法人電波産業会
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このため、従来の基地局は、コストをかけて基地局の処理性能を向上させる以外に、接続要求信号の受信から応答信号の送信までのチャネル割り当て処理に要する時間を短縮することができなかった。
【０００４】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、接続要求信号の受信から応答信号の送信までの時間を短縮することができる基地局装置および応答信号送信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】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明に係る基地局装置は、接続要求信号が受信される前に、送信タイミングに依存する複数パターンの応答信号を生成する応答信号生成手段と、移動局装置からの接続要求信号の受信タイミングに基づいて、前記応答信号生成手段により生成された前記応答信号のいずれかを選択する応答信号選択手段と、前記応答信号選択手段により選択された応答信号を前記移動局装置に送信する応答信号送信手段と、を含むことを特徴とする。
【０００６】
本発明によれば、接続要求信号が受信される前に、基地局装置が、その接続要求信号に対して送信されうる応答信号の生成を完了する。このため、基地局装置は、接続要求信号の受信後にその接続要求信号に対する応答信号の生成を開始する必要がなく、接続要求信号の受信から応答信号の送信までの時間を短縮することができる。
【０００７】
また、本発明の一態様では、前記応答信号は、該応答信号の送信タイミングに依存する一斉呼出信号と、該応答信号の送信タイミングに依存しないチャネル割当信号と、を含む。この態様によれば、接続要求信号の受信から一斉呼出信号とチャネル割当信号とを含む応答信号の送信までの時間を短縮することができる。
【０００８】
また、本発明の一態様では、前記応答信号生成手段は、接続要求信号が受信される前に他の装置から受信される呼出情報に基づいて、前記一斉呼出信号を生成する。
【０００９】
また、本発明に係る応答信号送信方法は、接続要求信号が受信される前に、送信タイミングに依存する複数パターンの応答信号を生成するステップと、移動局装置からの接続要求信号の受信タイミングに基づいて、前記生成された前記応答信号のいずれかを選択するステップと、前記選択された応答信号を前記移動局装置に送信するステップと、を含むことを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１１】
図１は、本発明の一実施形態に係る移動通信システム１０の構成図である。同図に示すように、移動通信システム１０は、複数の基地局１２（ここでは１つのみを示す）と、複数の移動局１４（ここでは移動局１４−１，１４−２のみを示す）と、通信網１６と、を含んで構成されている。なお、移動通信システム１０は、上記非特許文献１に記載の規格に準拠した次世代ＰＨＳ（Next Generation Personal Handy-phone System：ＸＧ−ＰＨＳ）であるものとする。
【００１２】
基地局１２は、ＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access：直交周波数分割多元接続）方式およびＴＤＭＡ／ＴＤＤ（Time Division Multiple Access/Time Division Duplex：時分割多元接続／時分割双方向通信）方式により、複数の移動局１４と多重通信を行う。また、基地局１２は、通信網１６を介して図示しない他の基地局１２や交換機などと位置登録情報や呼出情報などの各種制御情報を送受する。
【００１３】
次世代ＰＨＳでは、図２に示すように、１ＴＤＭＡフレーム（５ｍｓ）が８つのタイムスロットに均等に区分されており、このうち前半の４スロットがアップリンク（移動局１４から基地局１２に向かう方向）用に、後半の４スロットがダウンリンク（基地局１２から移動局１４に向かう方向）用に、それぞれ割り当てられている。また、各タイムスロットには、ＯＦＤＭＡによるたとえば２０のサブチャネル（図示せず）が規定されている。無線チャネルの最小単位（「ＰＲＵ：Physical Resource Unit」と呼ばれる）は、ＴＤＭＡ／ＴＤＤによる上記タイムスロットのいずれかと、ＯＦＤＭＡによる上記サブチャネルのいずれかと、の組み合わせで構成される。すなわち、ダウンリンクとアップリンクには、それぞれ８０のＰＲＵ（８０組のＰＲＵ）が規定されている。
【００１４】
また、次世代ＰＨＳでは、基地局１２と移動局１４との通信に用いられる２つの物理チャネルが規定されている。具体的には、図３に示すように、複数の移動局１４の間で共通に用いられる共通チャネル（Common Channel：ＣＣＨ）と、移動局１４ごとに個別に割り当てられる個別チャネル（Individual Channel：ＩＣＨ）と、が規定されている。共通チャネル（ＣＣＨ）には上記８０組のＰＲＵのうち特定のＰＲＵが割り当てられ、残りのＰＲＵが個別チャネル（ＩＣＨ）に割り当てられる。
【００１５】
また、図３に示すように、各物理チャネルには、複数の機能チャネルが規定されている。すなわち、共通チャネル（ＣＣＨ）には、ダウンリンク専用のＢＣＣＨ（Broadcasting Control Channel：報知制御チャネル）とＰＣＨ（Paging Channel：一斉呼出チャネル）、接続要求信号の送信に使用されるアップリンク専用のＴＣＣＨ（Timing Correct Channel：タイミング補正チャネル）、および双方向用のＳＣＣＨ（Signaling Control Channel：共通双方向制御チャネル）という４つの機能チャネルが規定されている。また、個別チャネル（ＩＣＨ）には、個別制御チャネルとして使用されるＥＣＣＨ（EXCH Control Channel），ＩＣＣＨ（Individual Control Channel），ＡＣＣＨ（Accompanied Control Channel）、および主にユーザデータの送信に使用されるＥＤＣＨ（EXCH Data Channel），ＣＤＣＨ（CSCH Data Channel），ＴＣＨ（Traffic Channel）という６つの機能チャネルが規定されている。
【００１６】
図４は、次世代ＰＨＳで規定される共通チャネルの送受信タイミングを示す図である。同図下段に示すように、次世代ＰＨＳでは、各基地局１２に、たとえば２０フレーム（１００ｍｓ）に１フレームの周期で、共通チャネルの送受信タイミングが割り当てられる。この周期は、ＬＣＣＨ（Logical Common Channel）インターバルと呼ばれる。すなわち、各基地局１２は、共通チャネルをＬＣＣＨインターバルごとに間欠的に送受信する。さらに、同図上段に示すように、次世代ＰＨＳでは、ＬＣＣＨインターバルごとに、各基地局１２が送信できる共通チャネル（下りＬＣＣＨ）の種別が規定されている。次世代ＰＨＳでは多様なＬＣＣＨ構成が可能であるが、本実施形態では、ＢＣＣＨ，ＰＣＨ１，ＰＣＨ２，ＳＣＣＨ，ＰＣＨ３，ＰＣＨ４，ＳＣＣＨ，ＰＣＨ５，ＰＣＨ６，ＳＣＣＨ，ＰＣＨ７，ＰＣＨ８という順に、各基地局１２が送信できる共通チャネルが規定されているものとして説明する。
【００１７】
このため、図４下段に示すように、基地局１２が移動局１４からの接続要求信号（ＴＣＣＨ）を受信してから２．５ｍｓ後に（ＴＣＣＨが受信されたアップリンクスロットに対応するダウンリンクスロットで）その接続要求信号に対する応答信号（ＰＣＨまたは下りＳＣＣＨ）を送信することができなければ、基地局１２が次に応答信号を送信できるのはさらにＬＣＣＨインターバル（１００ｍｓ）後となってしまう。
【００１８】
なお、各移動局１４は、自局の識別番号に応じて８つのページンググループ（ＰＣＨ１〜ＰＣＨ８）のいずれかに区分され、区分されたページンググループで自局宛ての一斉呼出信号を待ち受けるようになっている。
【００１９】
本実施形態に係る移動通信システム１０では、基地局１２が、接続要求信号（ＴＣＣＨ）を受信する前にその接続要求信号に対して送信されうる複数パターンの応答信号を生成しておく。そして、移動局１４からの接続要求信号が受信されると、基地局１２は、予め生成しておいた複数パターンの応答信号の中からその接続要求信号に対する応答信号を選択する。このため、基地局１２は、移動局１４からの接続要求信号に対して短時間（２．５ｍｓ）で応答することができるのである。
【００２０】
以下では、上記処理を実現するために基地局１２が備える構成について説明する。
【００２１】
図５は、基地局１２の機能ブロック図である。同図に示すように、基地局１２は、アンテナ２０、受信部２２、復調部２４、記憶部２６、制御部２８（信号生成部３０、信号選択部３２）、変調部３４、送信部３６を含んで構成される。
【００２２】
アンテナ２０は、無線信号（ＴＣＣＨ、上りＳＣＣＨなど）を受信し、受信された無線信号を受信部２２に出力する。また、アンテナ２０は、送信部３６から供給される無線信号（ＢＣＣＨ、ＰＣＨ、下りＳＣＣＨなど）を移動局１４に対して送信する。なお、無線信号の受信と送信は、４スロットごとに切り替えられる。
【００２３】
受信部２２は、低雑音アンプ、パワーアンプ、局部発振器、ミキサ、およびフィルタを含んで構成される。受信部２２は、アンテナ２０から入力される無線信号を低雑音アンプで増幅し、中間周波数信号にダウンコンバートしてから、復調部２４に出力する。
【００２４】
復調部２４は、Ａ／Ｄ変換器、直並列変換器、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform：高速フーリエ変換）演算部、および並直列変換器を含んで構成される。復調部２４は、受信部２２から入力されるアナログの受信信号に、ＧＩ（Guard Interval：ガードインターバル）の除去、Ａ／Ｄ変換、直並列変換、離散フーリエ変換、並直列変換などを施し、連続する複素シンボル列を取得する。さらに、復調部２４は、取得された複素シンボル列はからシンボルの変調方式に応じた受信データを復号し、復号された受信データを制御部２８などに出力する。
【００２５】
記憶部２６は、たとえば半導体メモリ素子などで構成され、制御部２８により使用される各種制御プログラム、パラメータ、テーブルなどを記憶する。
【００２６】
制御部２８は、たとえばＣＰＵ（Central Processing Unit）およびＣＰＵの動作を制御するプログラムで構成され、基地局１２の各部を制御する。特に、制御部２８は、信号生成部３０および信号選択部３２を機能的に含み、移動局１４からの接続要求信号に対して短時間で応答信号を返信するための制御を行う。
【００２７】
信号生成部３０は、接続要求信号（ＴＣＣＨ）が受信される前に、その接続要求信号に対して送信されるうる複数パターンの応答信号（ＰＣＨまたは下りＳＣＣＨ）を生成し、生成した応答信号を記憶部２６に記憶させる。
【００２８】
ＰＣＨには、一斉呼出信号だけでなく、移動局１４からの接続要求信号に対するチャネル割当信号を含むことができるメッセージフォーマット（Paging Type 6）が規定されている。一方、下りＳＣＣＨには、移動局１４からの接続要求信号に対するチャネル割当信号を１つまたは２つ含むことができるメッセージフォーマットが規定されている。以下では、信号生成部３０が接続要求信号（ＴＣＣＨ）の受信前に生成する応答信号の１つＰＣＨ（Paging Type 6）について詳細に説明する。
【００２９】
図６は、移動局１４からの接続要求信号に対する応答信号の一例であるＰＣＨ（Paging Type 6）のメッセージフォーマットを示す図である。同図に示すように、ＰＣＨ（Paging Type 6）は、Message Type，Broadcasting Reception Indication、一斉呼出信号を構成するPaging ID，Application Type、チャネル割当信号を構成するSub-slot Number，Temporary LCH Number，LCH Request Timing，Assignment PRU Number，Shift direction control information，Power direction control information，TCCH Pattern Number，Reserved、からなる。
【００３０】
このうち、Sub-slot Number（接続要求信号の送信タイミングを示す値：４パターン），TCCH Pattern Number（接続要求信号の信号パターンを示す値：６パターン），Shift direction control information（接続要求信号を送信した移動局１４が次に送信する信号（ＡＮＣＨ：Anchor Channel）の送信タイミングを制御するための値：指定可能な値の数は次世代ＰＨＳでは６４パターン），Power direction control information（接続要求信号を送信した移動局１４が次に送信する信号（ＡＮＣＨ）の送信電力を制御するための値：指定可能な値の数は次世代ＰＨＳでは２５６パターン）は、移動局１４からの接続要求信号に依存する依存部分である。
【００３１】
この場合、ＰＣＨ（Paging Type 6）における上記依存部分の全パターン数は、４×６×６４×２５６パターン、すなわち３９３２１６パターンとなる。
【００３２】
そこで、記憶部２６に記憶されるＰＣＨ（Paging Type 6）のパターン数を低減するために、信号生成部３０は、Shift direction control informationのパターン数およびPower direction control informationのパターン数を少なくとも一方を、次世代ＰＨＳで規定された数より少なくしてもよい。たとえば、信号生成部３０は、制御解像度（制御単位）を減じることにより、Shift direction control informationのパターン数およびPower direction control informationのパターン数をそれぞれ８パターンに減らしてもよい。こうすれば、ＰＣＨ（Paging Type 6）における上記依存部分の全パターン数は、４×６×８×８パターン、すなわち１５３６パターンとなる。なお、信号生成部３０は、基地局１２と移動局１４との距離などに応じて、送信タイミングや送信電力の制御解像度を異ならせてもよい。
【００３３】
一方、Message Type（固定値”０１１０”：１パターン），Broadcasting Reception Indication（システム状態が変更されない限り固定値：１パターン），Paging ID（交換機などから受信される呼出情報に基づいて決定される値：ページンググループ（ＰＣＨ１〜ＰＣＨ８）ごとに１パターン、計８パターン），Application Type（固定値：１パターン），Temporary LCH Number（チャネルの再割当要求に備えて基地局１２が付与する値：少なくとも１パターン），LCH Request Timing（接続要求信号の受信から２．５ｍｓ後に応答信号を送信する本実施形態では固定値：１パターン），Assignment PRU Number（基地局１２が移動局１４に割り当てる通信チャネル（ＡＮＣＨ）を識別する値：少なくとも１パターン），Reserved（固定値：１パターン）は、移動局１４からの接続要求信号に依存しない非依存部分である。
【００３４】
この場合、ＰＣＨ（Paging Type 6）における上記非依存部分の全パターン数は、少なくとも１×１×８×１×１×１×１×１パターン、すなわち少なくとも８パターンとなる。
【００３５】
信号生成部３０は、ＰＣＨ（Paging Type 6）における上記依存部分の全パターンとＰＣＨ（Paging Type 6）における上記非依存部分の全パターンを生成し、それらの依存部分と非依存部分とをそれぞれ組み合わせた複数パターン（たとえば、１５３６×８パターン）のＰＣＨを記憶部２６に記憶させる。また、信号生成部３０は、ＰＣＨと同様、複数パターンの下りＳＣＣＨを生成し、それらの下りＳＣＣＨを記憶部２６に記憶させてもよい。
【００３６】
また、信号生成部３０は、誤り訂正符号を含む応答信号を記憶部２６に記憶させてもよいし、さらにデータシンボルの配置順序を入れ替えるインターリーブが施された応答信号を記憶部２６に記憶させてもよい。こうすれば、接続要求信号の受信後に誤り訂正符号の付与やインターリーブといった特に演算量の多い処理を実行する必要がないため、接続要求信号の受信から応答信号の送信までの時間を大幅に短縮することができる。
【００３７】
なお、信号生成部３０は、記憶部２６に記憶される複数パターンの応答信号のうち、接続要求信号に対して送信される可能性のなくなったものを適宜削除してもよい。こうすれば、記憶部２６に記憶される応答信号のパターン数を低減することができる。
【００３８】
信号選択部３２は、移動局１４からの接続要求信号（ＴＣＣＨ）に基づいて、記憶部２６に記憶される応答信号のいずれかを選択する。
【００３９】
すなわち、信号選択部３２は、まず、受信された接続要求信号（ＴＣＣＨ）の信号パターンおよび受信タイミングを特定する。また、信号選択部３２は、接続要求信号の受信タイミングおよび受信電力に基づいて、その接続要求信号を送信した移動局１４が次に送信する信号（ＡＮＣＨ）の送信タイミングおよび送信電力をそれぞれ決定する。
【００４０】
次に、信号選択部３２は、接続要求信号（ＴＣＣＨ）が受信された次のダウンリンクで送信される共通チャネルの種別（ＢＣＣＨ、ＰＣＨ、下りＳＣＣＨ）を特定する。ここで、次のダウンリンクで送信される共通チャネルの種別がＰＣＨであった場合、信号選択部３２は、そのＰＣＨのページンググループ（ＰＣＨ１〜ＰＣＨ８）をさらに特定する。
【００４１】
そして、信号選択部３２は、受信された接続要求信号（ＴＣＣＨ）の信号パターン（TCCH Pattern Numberに関連する情報）および送信タイミング（Sub-slot Numberに関連する情報）、決定された送信タイミング（Shift direction control informationに関連する情報）および送信電力（Power direction control informationに関連する情報）、ＰＣＨのページンググループ（Paging IDに関連する情報）などに基づいて、その接続要求信号に対する応答信号を記憶部２６から選択する。こうして選択された応答信号は、変調部３４に出力される。
【００４２】
変調部３４は、直並列変換器、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform：逆高速フーリエ変換）演算部、並直列変換器、およびＤ／Ａ変換器を含んで構成される。変調部３４は、制御部２８から入力される応答信号などの送信データに対して、制御部２８により指定される変調方式に応じたシンボルマッピング（振幅と位相の割り当て）を行い、複素シンボル列を得る。そして、変調部３４は、得られた複素シンボル列に、直並列変換、逆離散フーリエ変換、並直列変換、Ｄ／Ａ変換などを施し、生成されたベースバンドＯＦＤＭ信号にＧＩを付加した信号を送信部３６に出力する。
【００４３】
送信部３６は、パワーアンプ、局部発振器、ミキサ、およびフィルタを含んで構成される。送信部３６は、変調部３４から入力される変調信号を無線信号にアップコンバートし、パワーアンプで送信出力レベルまで増幅してから、アンテナ２０に供給する。
【００４４】
ここで、図７および図８に示すフロー図を参照しながら、基地局１２の動作の一例を説明する。
【００４５】
図７は、基地局１２におけるチャネル割当信号生成処理を示すフロー図である。同図に示すように、基地局１２は、予め複数パターンのチャネル割当信号（図６参照）を生成し（Ｓ１００）、生成されたチャネル割当信号を記憶部２６に記憶する（Ｓ１０２）。基地局１２は、起動時に本処理を実行してもよい。
【００４６】
図８は、基地局１２における応答信号（ＰＣＨ（Paging Type 6））送信処理を示すフロー図である。ここでは、移動局１４からの接続要求信号（ＴＣＣＨ）が受信された次のダウンリンクで送信される共通チャネルの種別がＰＣＨであるものとする。
【００４７】
同図に示すように、基地局１２は、交換機などから呼出情報を受信すると（Ｓ２００）、受信された呼出信号に基づいて一斉呼出信号（図６参照）を生成する（Ｓ２０２）。そして、基地局１２は、生成された一斉呼出信号とすでに記憶部２６に記憶されている複数パターンのチャネル割当信号のそれぞれとを含み、誤り訂正符号の付与およびインターリーブが施された応答信号を生成し（Ｓ２０４）、生成された複数パターンの応答信号を記憶部２６に記憶する（Ｓ２０６）。Ｓ２０２〜Ｓ２０６は、呼出情報が受信されるたびに実行される。
【００４８】
その後、移動局１４からの接続要求信号が受信されると（Ｓ２０８）、基地局１２は、その接続要求信号の信号パターン、受信タイミング、受信電力などに基づいて、次のダウンリンクで送信されるＰＣＨのページンググループに対応する一斉呼出信号と、受信された接続要求信号に対応するチャネル割当信号と、を含む応答信号（ＰＣＨ（Paging Type 6））を記憶部２６から選択する（Ｓ２１０）。そして、基地局１２は、選択された応答信号を接続要求信号を送信した移動局１４に送信する（Ｓ２１２）。
【００４９】
以上説明した移動通信システム１０によれば、基地局１２は、移動局１４からの接続要求信号（ＴＣＣＨ）に基づいて、予め準備されている複数パターンの応答信号（ＰＣＨまたは下りＳＣＣＨ）の中からその接続要求信号に対する応答信号を選択する。このため、処理性能があまり高くない基地局１２でも、接続要求信号の受信から応答信号の送信までの時間を短縮することができ、移動局１４からの接続要求信号に対して短時間（２．５ｍｓ）で応答することができるようになる。
【００５０】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。たとえば、上記実施形態では、次世代ＰＨＳの基地局に本発明を適用した例を示したが、本発明は、移動局からの接続要求信号に対して応答信号を送信する基地局全般に広く適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施形態に係る移動通信システムの構成図である。
【図２】次世代ＰＨＳで規定されるタイムスロット構成を示す図である。
【図３】次世代ＰＨＳで規定される物理チャネルおよび機能チャネルを示す図である。
【図４】次世代ＰＨＳで規定される共通チャネル（ＣＣＨ）の送受信タイミングを示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係る基地局の機能ブロック図である。
【図６】本発明の実施形態に係る応答信号の一例（ＰＣＨ（Paging Type 6））を示す図である。
【図７】本発明の実施形態に係るチャネル割当信号生成処理を示すフロー図である。
【図８】本発明の実施形態に係る応答信号（ＰＣＨ）送信処理を示すフロー図である。
【符号の説明】
【００５２】
１０  移動通信システム、１２  基地局，１４  移動局、１６  通信網、２０  アンテナ、２２  受信部、２４  復調部、２６  記憶部、２８  制御部、３０  信号生成部、３２  信号選択部、３４  変調部、３６  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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