(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局無線装置と移動局無線装置との間でフレーム構成を成す無線信号にて通信する無線通信システムにおいて、
前記基地局無線装置は、前記移動局無線装置に対して、上り／下り方向の無線帯域割り当て制御を行い、
前記移動局無線装置は、無線送信する送信データを保持している場合は、前記基地局無線装置に対し、前記基地局無線装置から割り当てられた上り無線帯域で無線送信を行い、無線送信する送信データを保持していない場合は、前記基地局無線装置から割り当てられた上り無線帯域の一部分のみで無線送信し、
更に、前記移動局無線装置は、無線送信する送信データを保持していない場合は、パディングデータ先頭の制御情報のみを無線送信することを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
請求項１記載の無線通信システムにおいて、前記基地局無線装置は、前記移動局無線装置からの受信データを解析した時、前記受信データの先頭がパディングデータと認識した場合に、それ以降のデータを解析することなく、エラー判定を行わないことを特徴とする無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システムに関し、特に、マルチアクセス方式をベースとする無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般社団法人電波産業会（ＡＲＩＢ：Association  of  Radio  Industries  and  Businesses）が策定した標準規格  ＡＲＩＢ  ＳＴＤ−Ｔ１０３は、災害現場・事件現場等の主に非常事態発生地域において、現場の映像を対策本部等へ伝送することを可能とする２００ＭＨｚ帯広帯域移動無線通信システムの実現に向けた制度整備が行われたことを踏まえ、同システムのうち、特に基地局機能を有する無線設備が可搬型であるシステムに係る標準規格である（非特許文献１参照）。
そのため、無線装置への安定した電源供給ができない災害現場では、無線装置への電源供給がバッテリーによって行われる場合も想定されるため、無線装置の省電力化が必要となる。
【０００３】
ここで、カメラで災害現場を撮影し、撮影した映像データを災害現場から閲覧するサイトまで伝送するための無線装置を含むネットワーク構成について、図１６を参照して説明する。図１６は、災害現場で撮影した映像データを閲覧するサイトまで伝送するための無線装置を含む無線通信システムの構成を示す図である。
なお、本例では、災害現場からのカメラ映像を無線送信する側の移動局無線装置（以下、ＭＳ（：Mobile  Station）という）と、映像閲覧サイトで映像データを無線受信する側の基地局無線装置（以下、ＢＳ（：Base  Station）という）とによって映像データの無線伝送を行う１対向の無線ネットワーク構成とした場合について説明する。
【０００４】
図１６に示す無線通信システムは、災害現場１６０７側では、災害現場１６０７を撮影するカメラ１６０６と、カメラ１６０６から入力された映像データを変調するエンコーダ１６０５と、エンコーダ１６０５から入力された映像データをＢＳ１６０３へ無線送信するＭＳ１６０４とから構成され、映像閲覧サイト１６０８側では、ＭＳ１６０４から無線送信された映像データを受信するＢＳ１６０３と、ＢＳ１６０３から入力された映像データを復調し、映像モニタ用の映像信号に変換するデコーダ１６０２と、デコーダ１６０２から入力された映像信号を表示する映像モニタ１６０１とから構成される。
【０００５】
カメラ１６０６で撮影した映像データは、エンコーダ１６０５に通知されてＩＰパケットに変換され、ＭＳ１６０４へ通知される。ＭＳ１６０４に通知された映像データは、ＢＳ１６０３へ無線送信される。ＢＳ１６０３は、無線送信された映像データを復調した後、ＩＰパケットへ変換し、デコーダ１６０２へ通知する。デコーダ（１６０２）は、通知された映像データを映像モニタ用の映像信号に変換して映像モニタ１６０１へ通知し、映像モニタ１６０１で映像を閲覧することが可能となる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】標準規格  ＡＲＩＢ  ＳＴＤ−Ｔ１０３、「２００ＭＨｚ帯  広帯域移動無線通信用無線設備（可搬型）」、一般社団法人電波産業会
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記したネットワーク構成で無線映像伝送を行うときには２つの課題がある。
１つ目の課題は、無線映像データの伝送遅延時間の短縮が挙げられる。これは、災害現場の映像に遅延が生じた場合には、災害対策時の判断や指示の伝達に支障を来す可能性があるためである。
また、２つ目の課題は、無線装置の省電力化である。特に、災害現場に設置されるＭＳには安定した電源供給が行えないことが想定され、ＭＳへの電源供給はバッテリーで行われる可能性があるためである。
【０００８】
図１７は、図１６の無線通信システムで用いられる無線フレーム構成を説明する図である。この無線通信システムは、ＯＦＤＭＡ（Orthogonal  frequency-division  multiple  access）／ＴＤＤ(Time  Division  Duplex)をベースとしており、無線フレームは、時間軸方向と周波数軸方向の２次元上にされる。また、無線フレーム周期１７１０は、ＢＳ１６０３の無線送信区間である下りサブフレーム１７０８とＭＳ１６０４の無線送信区間である上りサブフレーム１７０９で構成される。ＢＳ１６０３とＭＳ１６０４の送受信区間が重ならないように、ＴＴＧ（Transmit／receive  Transition  Gap）１７０６とＲＴＧ（Receive／transmit  Transition  Gap）１７０７がそれぞれのサブフレームの間に設けられている。
下りサブフレーム１７０８は、プリアンブル１７０１、ＤＬ−ＭＡＰ（Down  Link−ＭＡＰ）１７０２、ＵＬ−ＭＡＰ（Up  Link−ＭＡＰ）１７０３、下りデータ領域１７０４で構成される。プリアンブル１７０１は、ＢＳ１６０３の無線送信信号の無線特性（タイミング、ゲイン、周波数、位相など）を同期させるためにＭＳ１６０４が使用する信号である。ＤＬ−ＭＡＰ１７０２は下りデータ領域１７０４内のデータ配置を示す情報で、ＵＬ−ＭＡＰ１７０３は上りデータ領域１７０５内のデータ配置を示す情報である。
【０００９】
次に、ＢＳ１６０３が制御するＭＳ１６０４への上り無線帯域割り当て方式について説明する。
非特許文献１の標準規格  ＡＲＩＢ  ＳＴＤ−Ｔ１０３では、上り帯域割り当て方式をＱｏＳ（Quality  of  Service）として、固定割当（ＵＧＳ）、リアルタイムサービス(ｒｔＰＳ)、非リアルタイムサービス（ｎｒｔＰＳ）、ベストエフォート（ＢＥ）を規定しており、ＵＧＳは、ＢＳ１６０３とＭＳ１６０４が接続時に必要な上り無線帯域をあらかじめ設定し、通信中にＭＳ１６０４からＢＳ１６０３へ帯域割り当てを要求することなく、固定的にＭＳ１６０４に上り無線帯域割り当てを行う方式である。特に、ＭＳ１６０４からの無線送信の遅延時間を最小限に抑えたい場合は、ＵＧＳが最適であるが、ＵＧＳを選択した場合においては、条件によってＭＳ１６０４の消費電力を大きく消費してしまうケースがあるので説明する。
【００１０】
ＭＳ１６０４に接続されているカメラ１６０６から映像データが通知されていないときは、ＭＳ１６０４が無線送信データを保持していない状態となるが、ＭＳ１６０４には固定的に上り無線帯域が割り当てられているため、ＭＳ１６０４は割り当て帯域に対して映像データ以外のパディングデータを無線送信しなければならない。このＭＳ１６０４のパディングデータを無線送信する理由は、上り無線帯域を割り当てたＢＳ１６０３では、ＭＳ１６０４が無線送信データを保持しているかどうかを認識できていない状態で上り無線帯域のデコード処理を行うため、ＭＳ１６０４が自身の判断で無線送信を止めた場合、ＢＳ１６０３のＭＡＣ層で行われるデコード処理の最小単位(スロット或いはサブチャネルの１ＯＦＤＭシンボル分)に満たないとエラーとなる。上記理由により、ＭＳ１６０４は無線送信データの有無に関わらず、固定的に無線送信し続けることになるため、ＭＳ１６０４の消費電力に無駄が生じてしまう。
また、ＭＳ１６０４が送信データを保持していないときに、すべての上り無線帯域で無線送信しない場合の弊害として、ＢＳ１６０３が無線受信した信号を入力とし、受信ゲイン制御や周波数制御を行うときに、受信性能を劣化させてしまうことが挙げられる。
【００１１】
次に、ＢＳ１６０３およびＭＳ１６０４のような無線装置の機能構成について、図１８を参照して説明する。図１８は、従来の無線装置の機能構成を示すブロック図である。
無線装置１８０１は、ネットワーク部１８０２と、ＭＡＣ（Medium  Access  Control  layer）部１８０３と、ＰＨＹ（PHYsical  layer）部１８０４と、ＲＦ（Radio  Frequency）部１８０５と、アンテナ部１８０６とから構成される。
ネットワーク部１８０２は、主に、無線装置１８０１と接続されるネットワーク機器とＭＡＣ部１８０３のデータ送受信を行う。ＭＡＣ部１８０３は、主に、有線系ネットワークと無線ネットワークで送受信するデータのフォーマット変換や無線システムでの通信プロトコルで使用する制御メッセージを無線対向装置と送受信を行う。図１７で示したＤＬ−ＭＡＰ１７０２やＵＬ−ＭＡＰ１７０３も制御メッセージに含まれる。ＰＨＹ部１８０４は、主に、無線送受信データの変復調処理を行う。ＲＦ部１８０５は、主に、無線送受信信号の周波数変換を行う。アンテナ部１８０６は、高周波エネルギーの空間への放射と空間の電波から高周波エネルギーへの変換を相互に行う。
【００１２】
なお、ＭＡＣ部１８０３については、ＢＳ１６０３とＭＳ１６０４における無線送受信処理の動作が異なるため、それぞれについて説明する。
【００１３】
そこで、従来のＢＳの機能構成について、図１４を参照して説明する。図１４は、従来の基地局無線装置（ＢＳ）の機能構成を示すブロック図である。なお、図１４に示されるネットワーク部１４０１、ＭＡＣ部１４０２、ＰＨＹ部１４０３、ＲＦ部１４１３は、それぞれ、図１８に示されるネットワーク部１８０２、ＭＡＣ部１８０３、ＰＨＹ部１８０４、ＲＦ部１８０５に対応する。
ＢＳ１４１５は、ネットワーク部１４０１と、ＭＡＣ部１４０２と、ＰＨＹ部１４０３と、ＲＦ部１４１３と、アンテナ部１４１４とから構成され、無線対向するＭＳ１４１９と無線通信する。
また、ＭＡＣ部１４０２は、無線受信データ解析部１４１０と、制御メッセージ解析部１４１２と、ＤＬ−ＭＡＰ・ＵＬ−ＭＡＰ生成部１４０７と、制御メッセージ生成部１４０８と、無線送信データ生成部１４０５とから構成される。
【００１４】
次に、従来のＢＳ１４１５の無線送信動作について、図１４を参照して説明する。
無線送信データは、ネットワーク部１４０１から経路１４０４を介して、ＭＡＣ部１４０２の無線送信データ生成部１４０５へ通知される。無線送信データ生成部１４０５は、ＤＬ−ＭＡＰ・ＵＬ−ＭＡＰ生成部１４０７と制御メッセージ生成部１４０５から制御情報を取得し、無線送信データを生成する。その生成したデータは、経路１４０６を介してＰＨＹ部１４０３へ通知される。ＰＨＹ部１４０３は、通知された無線送信データの変調処理を行った後、経路１４１７を介してＲＦ部１４１３へ通知する。ＲＦ部１４１３は、変調処理されたデータの周波数変換を行い、経路１４１８を介してアンテナ部１４１４へ通知する。アンテナ部１４１４は、周波数変換されたデータを無線対向のＭＳ１４１９へ無線送信する。
【００１５】
次に、従来のＢＳ１４１５の無線受信動作について、図１４を参照して説明する。
無線対向のＭＳ１４１９から無線送信された信号は 、ＢＳ１４１５のアンテナ部１４１４で無線受信された後、経路１４１８を介してＲＦ部１４１３へ通知される。ＲＦ部１４１３は、受信信号を周波数変換し、経路１４１６を介してＰＨＹ部１４０３へ通知する。ＰＨＹ部１４０３では、周波数変換された無線受信信号の復調処理を行った後、経路１４０９を介してＭＡＣ部１４０２の無線受信データ解析部１４１０へ通知する。通知されたデータは、データフォーマット変換され、経路１４１１を介してネットワーク部１４０１へ通知される。無線受信データ解析部１４１０で解析するデータのうち、ユーザデータ以外の制御情報は、制御メッセージ解析部１４１２へ通知されて解析される。制御メッセージの解析結果の中で、ＢＳ１４１５の無線送信に反映すべき内容については、ＤＬ−ＭＡＰ・ＵＬ−ＭＡＰ生成部１４０７や制御メッセージ生成部１４０８へ通知される。
【００１６】
また、従来のＭＳの機能構成について、図１５を参照して説明する。図１５は、従来の移動局無線装置（ＭＳ）の機能構成を示すブロック図である。なお、図１５に示されるネットワーク部１５０１、ＭＡＣ部１５０２、ＰＨＹ部１５０３、ＲＦ部１５１３は、それぞれ、図１８に示されるネットワーク部１８０２、ＭＡＣ部１８０３、ＰＨＹ部１８０４、ＲＦ部１８０５に対応する。
ＭＳ１５１５は、ネットワーク部１５０１と、ＭＡＣ部１５０２と、ＰＨＹ部１５０３と、ＲＦ部１５１３と、アンテナ部１５１４とから構成され、無線対向するＢＳ１５１９と無線通信する。
また、ＭＡＣ部１５０２は、無線受信データ解析部１５０９と、ＤＬ−ＭＡＰ・ＵＬ−ＭＡＰ解析部１５１１と、制御メッセージ解析部１５１２と、制御メッセージ生成部１５０７と、無線送信データ生成部１５０５とから構成される。
【００１７】
次に、従来のＭＳ１５１５の無線受信動作について、図１５を参照して説明する。
無線対向のＢＳ１５１９から無線送信された信号は、ＭＳ１５１５のアンテナ部１５１４で無線受信された後、経路１５１８を介してＲＦ部１５１３へ通知される。ＲＦ部１５１３は、受信信号を周波数変換し、経路１５１６を介してＰＨＹ部１５０３へ通知する。ＰＨＹ部１５０３では、周波数変換された無線受信信号の復調処理を行った後、経路１５０８を介してＭＡＣ部１５０２の無線受信データ解析部１５０９へ通知する。通知されたデータは、データフォーマット変換され、経路１５１０を介してネットワーク部１５０１へ通知される。無線受信データ解析部１５０９で解析するデータのうち、ユーザデータ以外の制御情報は、ＤＬ−ＭＡＰ・ＵＬ−ＭＡＰ解析部１５１１や制御メッセージ解析部１５１２へ通知されて解析される。制御メッセージの解析結果の中で、ＭＳ１５１５の無線送信に反映すべき内容については、制御メッセージ生成部１５０７へ通知される。
【００１８】
次に、従来のＭＳ１５１５の送信動作について、図１５を参照して説明する。
無線送信データは、ネットワーク部１５０１から経路１５０４を介して、ＭＡＣ部１５０２の無線送信データ生成部１５０５へ通知される。無線送信データ生成部１５０５は、制御メッセージ生成部１５０７から制御情報を取得し、無線送信データを生成する。その生成したデータは経路１５０６を介してＰＨＹ部１５０３へ通知される。ＰＨＹ部１５０３は、通知された無線送信データの変調処理を行った後、経路１５１７を介してＲＦ部１５１３へ通知する。ＲＦ部１５１３は、変調処理されたデータの周波数変換を行い、経路１５１８を介してアンテナ部１５１４へ通知する。アンテナ部１５１４は、周波数変換されたデータを無線対向のＢＳ１５１９へ無線送信する。
【００１９】
ここで、上りデータ領域（図１７の１７０５）に割り当てられる従来のデータのフォーマットについて、図５を参照して説明する。図５は、図１７に示す無線フレーム構成中の上りデータ領域１７０５に割り当てられるデータのフォーマットを説明するための図である。
上りデータ領域で送信されるデータは、データバースト５０１と呼ばれるデータ単位で区切られており、各ＭＳが送信するデータはデータバースト単位で分かれている。そのデータバーストの中には、１つまたは複数のＭＡＣ  ＰＤＵ（Protocol  Data  Unit）５０２、５０３、５０４と呼ばれるデータ単位で区切られている。
【００２０】
ＭＡＣ  ＰＤＵ５０２は、ＭＡＣ  ＰＤＵヘッダ５０５と、ＭＡＣ  ＰＤＵペイロード５０６と、ＣＲＣ（Cyclic  Redundancy  Check）５０７で構成されるものと、ＭＡＣ  ＰＤＵヘッダ５０８と、ＭＡＣ  ＰＤＵペイロード５０９のみで構成されるものがある。
さらに、ＭＡＣ  ＰＤＵヘッダ５０５は、各種制御情報５１０とＬＥＮＧＴＨ５１１、ＣＩＤ（Connection  IDentifier）５１２、ＨＣＳ（Header  Check  Sequence）５１３で構成される。
【００２１】
各種制御情報５１０は、上記ＣＲＣ５０７の有無情報やＭＡＣ  ＰＤＵヘッダフォーマットや暗号化に関する情報等が含まれる。ＬＥＮＧＴＨ５１１は、ＭＡＣ  ＰＤＵのデータサイズを示す情報である。ＣＩＤ５１２は、制御メッセージ用に予約されたＩＤと各ＭＳに割り振られるコネクションＩＤを示す情報である。ＨＣＳ５１３は、ＭＡＣ  ＰＤＵヘッダの誤り検出用の情報である。
【００２２】
非特許文献１の標準規格  ＡＲＩＢ  ＳＴＤ−Ｔ１０３では、データバースト内の未使用領域にはパディング用のＭＡＣ  ＰＤＵを配置することが規定されており、ＭＳが保持する無線送信データ量が少ない場合には、パディング用のＭＡＣ  ＰＤＵをデータバースト内に配置して無線送信する。図６は、図５において、データバースト内にパディング用ＭＡＣ  ＰＤＵを配置した場合のデータのフォーマットを説明するための図である。
図６に示すように、パディング用ＭＡＣ  ＰＤＵ６０３，６０４は、パディング用ＭＡＣ  ＰＤＵヘッダ６０５とパディング用ＭＡＣ  ＰＤＵペイロード６０６で構成され、パディング用ＭＡＣ  ＰＤＵにＣＲＣは存在しない。
パディング用ＭＡＣ  ＰＤＵヘッダ６０５の構成要素は、上記のＭＡＣ  ＰＤＵヘッダ５０５と同様であって、各種制御情報６０７とＬＥＮＧＴＨ６０８、ＣＩＤ６０９、ＨＣＳ６１０で構成される。ただし、ＣＩＤ６０９が１６進数で０ｘＦＦＦＥであるＭＡＣ  ＰＤＵをパディング用ＭＡＣ  ＰＤＵとして識別する。
【００２３】
次に、ＢＳが制御するＭＳへの上り無線帯域の従来の割り当て方法について、図７〜図９を参照して説明する。図７〜図９は、ＢＳによる従来の上りデータ領域への帯域割り当てを説明するための図であり、図７は、上りデータ領域とスロット配置を説明するための図であり、図８は、上りデータ領域のデータバースト配置を説明するための図であり、また、図９は、上りデータ領域のデータ配置を説明するための図である。
【００２４】
図７に示すように、上りデータ領域７０１への帯域割り当ては、スロットと呼ばれる最小単位で行い、帯域要求メッセージで要求されたサイズを考慮して、ＢＳが各ＭＳへ割り当てる。
上りデータ領域に複数のデータバースト用の帯域割り当てを行う場合、図８に示すように、上りデータ領域の左上から順番に割り当てを行う。複数ＭＳが存在し、同一無線フレームの上りデータ領域に各ＭＳの無線帯域を割り当てる場合には、データバースト［＃１］８０１、データバースト［＃２］８０２、データバースト［＃３］８０３というようにサイズの異なる上り無線帯域を左上から順番に割り当てる。
【００２５】
次に、データバースト内へのデータ配置方式について、図８および図９を参照して説明する。
図９は、図８と同じデータバースト形状であるが、データバースト［＃１］９０１のデータ配置は、「１−１」、「１−２」、「１−３」、「１−４」の順番でデータを配置する。データバースト［＃２］９０２では、「２−１」、「２−２」、「２−３」、「２−４」の順番で配置し、データバースト［＃３］９０３では、「３−１」、「３−２」、「３−３」、「３−４」、「３−５」の順番で配置する。
このデータ配置は、ＢＳの受信側で上りサブフレーム（図１７の１７０９）を最後まで受信完了しなくても、受信したデータから順次デコード処理を開始できるように考慮された方式となっている。
なお、図７乃至図９で縦軸を周波数軸としたが、実際には１つのスロットは、ＯＦＤＭシンボルを構成する複数の物理サブキャリアの一部に分散して割り当てられうる。
【００２６】
次に、ＢＳでのデータバースト内のＭＡＣ  ＰＤＵ解析処理について、図１０を用いて説明する。図１０は、基地局無線装置（ＢＳ）におけるデータバースト解析処理のフローチャートである。
まず、判定処理（Ｓ１００１）では、上りデータ領域の中のデータバーストをすべて解析したかどうかを判定する。すべて解析済みであれば判定結果＝ＹＥＳとして、データバースト解析処理を終了する。まだ、すべてのデータバーストを解析していなければ処理（Ｓ１００２）を実行する。
処理（Ｓ１００２）では、ＭＡＣ  ＰＤＵヘッダを解析し、次の判定処理（Ｓ１００３）に進む。
判定処理（Ｓ１００３）では、処理（Ｓ１００２）の結果を用いて、ＭＡＣ  ＰＤＵがパディング用ＭＡＣ  ＰＤＵかどうか判定する。パディング用ＭＡＣ  ＰＤＵの場合は、解析中のデータバースト内にはＭＡＣ  ＰＤＵが存在しないことになるため、判定結果＝ＹＥＳとし、判定処理（Ｓ１００１）に戻る。パディング用ＭＡＣ  ＰＤＵではない場合は、処理（Ｓ１００４）のＭＡＣ  ＰＤＵペイロード解析処理を実行する。
ＭＡＣ  ＰＤＵペイロード解析後、判定処理（Ｓ１００５）に進み、解析中のデータバーストに次のＭＡＣ  ＰＤＵが存在するかどうか判定する。解析が済んでいない残りのデータバーストサイズとＭＡＣ  ＰＤＵヘッダ長＝６バイトを比較し、６バイトよりも小さい場合には、解析中のデータバーストには次のＭＡＣ  ＰＤＵが残っていないことになるので判定結果＝ＮＯとし、判定処理（Ｓ１００１）に戻る。６バイト以上の場合は、データバースト内にまだ解析していないＭＡＣ  ＰＤＵが残っていることになるので、判定結果＝ＹＥＳとし、処理（Ｓ１００２）に戻る。
このように、ＢＳの各データバーストの解析は、データバースト内のすべてのＭＡＣ  ＰＤＵを解析するか、パディング用ＰＤＵの存在を確認するまで続ける動作を行う。
【００２７】
上記したように、従来技術では、ＭＳは割り当てられた上り無線帯域よりも保持しているユーザデータが少ないときには、上り無線帯域の空き領域にパディングデータを配置し、上り無線帯域のすべてを使って無線送信するため、ＢＳの上り無線帯域割り当てとＭＳのユーザデータ有無の発生条件によっては、無駄な無線送信を行うことが発生する。
【００２８】
本発明は、この様な状況に鑑みて為されたものであり、デコードエラーが発生せず、ユーザデータ以外の無線送信に必要な消費電力を大幅に軽減させることが可能な無線通信システム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】
【００２９】
上記目的を達成するために、本発明に係る無線通信システムは、基地局無線装置と移動局無線装置との間でフレーム構成を成す無線信号にて通信する無線通信システムにおいて、前記基地局無線装置は、前記移動局無線装置に対して、上り／下り方向の無線帯域割り当て制御を行い、前記移動局無線装置は、無線送信する送信データを保持している場合は、前記基地局無線装置に対し、前記基地局無線装置から割り当てられた上り無線帯域で無線送信を行い、無線送信する送信データを保持していない場合は、前記基地局無線装置から割り当てられた上り無線帯域の一部分のみで無線送信することを特徴とする。
【００３０】
また、上記目的を達成するために、本発明に係る無線通信システムは、上記した無線通信システムにおいて、前記移動局無線装置は、無線送信する送信データを保持していない場合は、パディングデータ先頭の制御情報のみを無線送信することを特徴とする。
【００３１】
また、上記目的を達成するために、本発明に係る無線通信システムは、上記した無線通信システムにおいて、前記基地局無線装置は、前記移動局無線装置からの受信データを解析した時、前記受信データの先頭がパディングデータと認識した場合に、それ以降のデータを解析することなく、エラー判定を行わないことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、デコードエラーが発生せず、ユーザデータ以外の無線送信に必要な消費電力を大幅に軽減させることが可能な無線通信システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態１に係る無線通信システムの移動局無線装置（ＭＳ）の機能構成を示すブロック図。
【図２】本発明の実施形態１に係る無線通信システムの移動局無線装置（ＭＳ）の上りデータ領域と無線送信区間を説明するための図。
【図３】パディング用ＭＡＣ  ＰＤＵを含んだデータバーストのフレーム構成の一例を示す図。
【図４】本発明の実施形態２に係る無線通信システムの移動局無線装置（ＭＳ）の上りデータ領域と無線送信区間を説明するための図。
【図５】図１７に示す無線フレーム構成中の上りデータ領域１７０５に割り当てられるデータのフォーマットを説明するための図。
【図６】図５において、データバースト内にパディング用ＭＡＣ  ＰＤＵを配置した場合のデータのフォーマットを説明するための図。
【図７】上りデータ領域とスロット配置を説明するための図。
【図８】上りデータ領域のデータバースト配置を説明するための図。
【図９】上りデータ領域のデータ配置を説明するための図。
【図１０】基地局無線装置（ＢＳ）におけるデータバースト解析処理のフローチャート。
【図１１】本発明の実施形態１に係る無線通信システムの移動局無線装置（ＭＳ）における上りデータ領域のスロット配置を説明するための図。
【図１２】本発明の実施形態１に係る無線通信システムの移動局無線装置（ＭＳ）の上りデータ領域のデータバースト内にパディング用ＭＡＣ  ＰＤＵを配置した場合のデータのフォーマットを説明するための図。
【図１３】図１２のパディング用ＭＡＣ  ＰＤＵを図１１の上りデータ領域に配置した結果を示した図。
【図１４】従来の基地局無線装置（ＢＳ）の機能構成を示すブロック図。
【図１５】従来の移動局無線装置（ＭＳ）の機能構成を示すブロック図。
【図１６】災害現場で撮影した映像データを閲覧するサイトまで伝送するための無線装置を含む無線通信システムの構成を示す図。
【図１７】図１６の無線通信システムで用いられる無線フレーム構成を説明する図。
【図１８】従来の無線装置の機能構成を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
＜実施形態１＞
以下、本発明の実施形態１に係る無線通信システムの移動局無線装置（ＭＳ）について説明する。本発明の実施形態１に係る無線通信システムは、ＭＳがパディングデータの先頭に含まれる制御情報までの上り無線帯域を無線送信し、残りの上り無線帯域の部分を無線送信せず、ＢＳでパディングデータ先頭の制御情報までを正しく受信するようにすることにより、デコードエラーが発生せず、ユーザデータ以外の無線送信に必要な消費電力を大幅に軽減させることが可能となる。
【００３５】
［移動局無線装置の機能構成］
本発明の実施形態１に係る無線通信システムの移動局無線装置（ＭＳ）の機能構成について、図１を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態１に係る無線通信システムの移動局無線装置（ＭＳ）の機能構成を示すブロック図である。
ＭＳ１１５は、ネットワーク部１０１と、ＭＡＣ部１０２と、ＰＨＹ部１０３と、ＲＦ部１１３と、アンテナ部１１４とから構成され、無線対向するＢＳ１１９と無線通信する。
また、ＭＡＣ部１０２は、無線受信データ解析部１０９と、ＤＬ−ＭＡＰ・ＵＬ−ＭＡＰ解析部１１１と、制御メッセージ解析部１１２と、制御メッセージ生成部１０７と、無線送信データ生成部１０５とから構成される。
【００３６】
次に、本発明の実施形態１に係る移動局無線装置（ＭＳ）に割り当てられている上り無線帯域について、図１１を参照して説明する。図１１は、本発明の実施形態１に係る無線通信システムの移動局無線装置（ＭＳ）における上りデータ領域のスロット配置を説明するための図である。
図１１に示すように、上りデータ領域１１０１は、スロット１からスロット３０で構成され、そのすべてのスロットがＭＳに割り当てられている条件で説明する。また、１スロットに配置できるデータサイズを６バイトとし、上りデータ領域全体では６バイト×３０スロットで１８０バイトのデータを配置することができる。
【００３７】
次に、ＭＳが無線送信データを保持していないときに、ＭＳが無線送信するパディング用ＭＡＣ  ＰＤＵについて、図１２を参照して説明する。図１２は、本発明の実施形態１に係る無線通信システムの移動局無線装置（ＭＳ）の上りデータ領域のデータバースト内にパディング用ＭＡＣ  ＰＤＵを配置した場合のデータのフォーマットを説明するための図である。
この場合、パディング用ＭＡＣ  ＰＤＵは、図１２に示すように、上りデータ領域全体にパディング用ＭＡＣ  ＰＤＵを配置するのでパディング用ＭＡＣ  ＰＤＵのサイズは１８０バイトとなり、パディング用ＭＡＣ  ＰＤＵヘッダ１２０１（６バイト）とパディング用ＭＡＣ  ＰＤＵペイロード１２０２（１７４バイト）で構成される。
【００３８】
次に、図１２のパディング用ＭＡＣ  ＰＤＵを図１１の上りデータ領域に配置した結果を図１３に示す。図１３に示すように、上りデータ領域１３０１において、パディング用ＭＡＣ  ＰＤＵヘッダの先頭から、「１−１」、「１−２」、「１−３」、・・・、「１−２９」、「１−３０」の順番で配置される。１スロット＝６バイトなので、パディング用ＭＡＣ  ＰＤＵヘッダは、「１−１」に配置される。
ここで、図２は、本発明の実施形態１に係る無線通信システムの移動局無線装置（ＭＳ）の上りデータ領域と無線送信区間を説明するための図であって、図２に示すように、「上りサブフレーム２０４」に対して、従来技術では、「従来の上り送信区間２０２」で示す上りサブフレーム全体を無線送信していたが、本発明では、「上り送信区間２０３」で示すように、データの「１−１」から「１−１０」のみを送信するよう１スロット（ＯＦＤＭシンボル）の時間だけ無線送信する。
この場合、ＢＳでは「１−１１」から「１−３０」に配置されるデータは正しくデコードできないが、「１−１」から「１−１０」までは正しく受信データをデコードできる。つまり、ＢＳでは、「１−１」に配置されているデータであるパディング用ＭＡＣ  ＰＤＵヘッダを解析できることになる。割り当てられたスロットを１フレームに１回は使用するので、その受信データを用いてチャネル等化、ＡＦＣ、ＡＧＣ、ＴＤＤタイミング等の制御も維持することができる。
【００３９】
したがって、図１０のＢＳでのデータバースト解析処理で説明したように、ＢＳでは、パディング用ＭＡＣ  ＰＤＵを解析後、それ以降のデータバーストの解析を行わないため、「１−１１」から「１−３０」までの受信データが正しくデコードできなくても、デコードエラーは発生しない。
【００４０】
次に、本発明の実施形態１に係る移動局無線装置（ＭＳ）１１５の送信動作について、図１を参照して説明する。なお、ＭＳで上り送信区間を短くするための手段として、従来技術とは異なる部分について説明する。また、図１は従来技術の説明で使用した図１５の機能構成に制御情報の通知機能を追加した形態となっているため、図１５との差分を中心に説明する。
ＭＳ１１５の無線送信では、ネットワーク部１０１から経路１０４を介して、ＭＡＣ部１０２の無線送信データ生成部１０５へ通知される。無線送信データ生成部１０５は、制御メッセージ生成部１０７から制御情報を取得し、無線送信データを生成する。その生成したデータは経路１０６を介してＰＨＹ部１０３へ通知される。
このとき、ＰＨＹ部１０３へ通知する無線送信データにパディング用ＭＡＣ  ＰＤＵが含まれている場合、ＭＡＣ部１０２の無線送信データ生成部１０５は、経路１２０を介して、ＰＨＹ部１０３へ送信区間を短くするための情報を通知する。この情報は、送信区間を短くするかどうかの２値データ（０または１）などのシンプルな情報でも実現可能であり、スロット数などの送信区間を示す数値データをＰＨＹ部１０３へ通知することでも可能である。ＰＨＹ部１０３は、ＭＡＣ部１０２から通知される無線送信データと無線送信区間を短くするための情報に基づいて変調処理を行い、経路１１７を介してＲＦ部１１３へ通知する。ＲＦ部１１３には、ＰＨＹ部１０３で送信区間が短くなっている変調データが通知されるので、その変調データの周波数変更を行った後、経路１１８を介してアンテナ部１１４へ通知する。アンテナ部１１４では、送信区間が短くなっている送信データを無線対向のＢＳ１１９へ無線送信する。
【００４１】
以上説明したように、本発明の実施形態１に係る無線通信システムによれば、ＭＳがパディングデータの先頭に含まれる制御情報までの上り無線帯域を無線送信し、残りの上り無線帯域の部分を無線送信せず、ＢＳでパディングデータ先頭の制御情報までを正しく受信するようにすることにより、デコードエラーが発生せず、ユーザデータ以外の無線送信に必要な消費電力を大幅に軽減させることが可能な無線通信システムを提供することができる。
【００４２】
＜実施形態２＞
以下、本発明の実施形態２に係る無線通信システムの移動局無線装置（ＭＳ）について説明する。本実施形態２の移動局無線装置（ＭＳ）は、機能構成は本発明の実施形態１に係る移動局無線装置（ＭＳ）と同様であるが、本発明の実施形態１に係る移動局無線装置（ＭＳ）に対して、パディング用ＭＡＣ  ＰＤＵの構成が異なる。
【００４３】
ここで、本実施形態２の移動局無線装置（ＭＳ）におけるパディング用ＭＡＣ  ＰＤＵの構成について、図３を参照して説明する。図３は、パディング用ＭＡＣ  ＰＤＵを含んだデータバーストのフレーム構成の一例を示す図である。
図３のパディング用ＭＡＣ  ＰＤＵは、データバーストの前半にユーザデータをＭＡＣ  ＰＤＵペイロード３０２に含むＭＡＣ  ＰＤＵと、データバーストの後半にパディング用ＭＡＣ  ＰＤＵで構成され、ＭＡＣ  ＰＤＵヘッダ３０１（６バイト）と、ＭＡＣ  ＰＤＵペイロード３０２（６０バイト）と、パディング用ＭＡＣ  ＰＤＵヘッダ３０３（６バイト）と、パディング用ＭＡＣ  ＰＤＵペイロード３０４（１０８バイト）とで構成される。
【００４４】
次に、図３に示すデータバーストをＭＳが無線送信する場合について説明する。
図３のデータバーストを上記した図１１の上りデータ領域に配置した場合、図４のようにデータが配置される。図４は、本発明の実施形態２に係る無線通信システムの移動局無線装置（ＭＳ）の上りデータ領域と無線送信区間を説明するための図である。
ユーザデータが含まれるＭＡＣ  ＰＤＵのＭＡＣ  ＰＤＵヘッダ３０１は、図４の「１−１」に配置され、ＭＡＣ  ＰＤＵペイロード３０２は、図４の「１−２」から「１−１１」に配置される。
また、パディング用ＭＡＣ  ＰＤＵヘッダ３０３は、図４の「１−１２」に配置され、パディング用ＭＡＣ  ＰＤＵペイロード３０４は、図４の「１−１３」から「１−３０」に配置される。
この場合、ＭＳは図４の「１−１」から「１−１２」までのデータをＢＳに正しくデコードさせる必要があるため、上りデータ領域の最初の２スロット幅（図４の「１−１」から「１−２０」まで）の無線送信を行う。
したがって、図１に示すＭＡＣ部１０２からＰＨＹ部１０３への制御情報としては、２スロット幅だけ無線送信することを示す情報を通知することで実現する。
【００４５】
以上説明したように、本発明の実施形態２に係る無線通信システムによれば、ＭＳがパディングデータの先頭に含まれる制御情報までの上り無線帯域を無線送信し、残りの上り無線帯域の部分を無線送信せず、ＢＳでパディングデータ先頭の制御情報までを正しく受信するようにすることにより、デコードエラーが発生せず、ユーザデータ以外の無線送信に必要な消費電力を大幅に軽減させることが可能な無線通信システムを提供することができる。
【００４６】
上記したように、本発明の方式はデータバースト内のすべてのＭＡＣ  ＰＤＵがパディング用ＭＡＣ  ＰＤＵの場合でも、後半のＭＡＣ  ＰＤＵのみがパディング用ＭＡＣ  ＰＤＵの場合でも対応することが可能であり、ＭＳの消費電力を軽減することが可能である。
さらに、本発明の方式では、ＢＳからＭＳへ割り当てられた上り無線帯域のうち、少なくとも先頭の１スロットは必ず送信するため、受信ゲイン制御機能や周波数制御機能などがＢＳに実装され、その制御機能の入力情報を受信信号の先頭１スロットに限定することで、ＭＳが送信していない区間に対して制御を行うことを避けることが可能である。
【００４７】
なお、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、一般社団法人電波産業会（ＡＲＩＢ）の標準規格  ＡＲＩＢ  ＳＴＤ−Ｔ１０３に準拠する無線通信システムの移動局無線装置（ＭＳ）を製造する産業で利用される。
【符号の説明】
【００４９】
１０１：ネットワーク部、１０２：ＭＡＣ部、１０３：ＰＨＹ部、１０４：経路、１０５：無線送信データ生成部、１０６：経路、１０７：制御メッセージ生成部、１０８：経路、１０９：無線受信データ解析部、１１０：経路、１１１：ＤＬ−ＭＡＰ・ＵＬ−ＭＡＰ解析部、１１２：制御メッセージ解析部、１１３：ＲＦ部、１１４：アンテナ部、１１５：ＭＳ、１１６：経路、１１７：経路、１１８：経路、１１９：ＢＳ、１２０：経路、２０１：上りデータ領域、２０２：従来の上り送信区間、２０３：上り送信区間、２０４：上りサブフレーム、３０１：ＭＡＣ  ＰＤＵヘッダ、３０２：ＭＡＣ  ＰＤＵペイロード、３０３：パディング用ＭＡＣ  ＰＤＵヘッダ、３０４：パディング用ＭＡＣ  ＰＤＵペイロード、４０１：上りデータ領域、４０２：上りサブフレーム、４０３：従来の上り送信区間、４０４：上り送信区間、５０１：データバースト、５０２，５０３，５０４：ＭＡＣ  ＰＤＵ、５０５：ＭＡＣ  ＰＤＵヘッダ，５０６：ＭＡＣ  ＰＤＵペイロード、５０７：ＣＲＣ、５０８：ＭＡＣ  ＰＤＵヘッダ、５０９：ＭＡＣ  ＰＤＵペイロード、５１０：各種制御情報、５１１：ＬＥＮＧＴＨ、５１２：ＣＩＤ、５１３：ＨＣＳ、６０１：データバースト、６０２：ＭＡＣ  ＰＤＵ、６０３，６０４：パディング用ＭＡＣ  ＰＤＵ、６０５：パディング用ＭＡＣ  ＰＤＵヘッダ、６０６：パディング用ＭＡＣ  ＰＤＵペイロード、６０７：各種制御情報、６０８：ＬＥＮＧＴＨ、６０９：ＣＩＤ、６１０：ＨＣＳ、７０１：上りデータ領域、８０１：データバースト［＃１］、８０２：データバースト［＃２］、８０３：データバースト［＃３］、９０１：データバースト［＃１］、９０２：データバースト［＃２］、９０３：データバースト［＃３］、１１０１：上りデータ領域、１２０１：パディング用ＭＡＣ  ＰＤＵヘッダ、１２０２：パディング用ＭＡＣ  ＰＤＵペイロード、１３０１：上りデータ領域、１４０１：ネットワーク部、１４０２：ＭＡＣ部、１４０３：ＰＨＹ部、１４０４：経路、１４０５：無線送信データ生成部、１４０６：経路、１４０７：ＤＬ−ＭＡＰ・ＵＬ−ＭＡＰ生成部、１４０８：制御メッセージ生成部、１４０９：経路、１４１０：無線受信データ解析部、１４１１：経路、１４１２：制御メッセージ解析部、１４１３：ＲＦ部、１４１４：アンテナ部、１４１５：ＢＳ、１４１６：経路、１４１７：経路、１４１８：経路、１４１９：ＭＳ、１５０１：ネットワーク部、１５０２：ＭＡＣ部、１５０３：ＰＨＹ部、１５０４：経路、１５０５：無線送信データ生成部、１５０６：経路、１５０７：制御メッセージ生成部、１５０８：経路、１５０９：無線受信データ解析部、１５１０：経路、１５１１：ＤＬ−ＭＡＰ・ＵＬ−ＭＡＰ解析部、１５１２：制御メッセージ解析部、１５１３：ＲＦ部、１５１４：アンテナ部、１５１５：ＭＳ、１５１６：経路、１５１７：経路、１５１８：経路、１５１９：ＢＳ、１６０１：映像モニタ、１６０２：デコーダ、１６０３：ＢＳ、１６０４：ＭＳ、１６０５：エンコーダ、１６０６：カメラ、１６０７：災害現場、１６０８：映像閲覧サイト、１７０１：プリアンブル、１７０２：ＤＬ−ＭＡＰ、１７０３：ＵＬ−ＭＡＰ、１７０４：下りデータ領域、１７０５：上りデータ領域、１７０６：ＴＴＧ、１７０７：ＲＴＧ、１７０８：下りサブフレーム、１７０９：上りサブフレーム、１７１０：無線フレーム周期、１８０１：無線装置、１８０２：ネットワーク部、１８０３：ＭＡＣ部、１８０４：ＰＨＹ部、１８０５：ＲＦ部、１８０６：アンテナ部。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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