(57)【要約】【課題】複数のアンテナを設けても装置の構成を小規模にまとめることが可能な無線基地局装置および無線基地局システムを提供する。【解決手段】無線基地局システム１は、無線基地局装置４及び無線ネットワーク制御装置３から成る。無線基地局装置４は、プリアンブル信号を受信する複数のアンテナと、プリアンブル信号を検出するＲＡＣＨプリアンブル検出部１３と、アンテナのいずれかをＲＡＣＨプリアンブル検出部に接続する入力アンテナ切替え処理部１２と、無線ネットワーク制御装置３からの指示に従ってアンテナの切替えを制御する入力アンテナ切替え制御部１６とを備え、移動体通信端末２からランダムに送信されてきたプリアンブル信号を受信し、このプリアンブル信号の受信が確認されたことを示す確認信号を移動体通信端末２に送信し、移動体通信端末２から前記確認信号に基づいたタイミングで送信されてきたメッセージ信号を受信する。【選択図】      図１
2004180175.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体通信端末から送信されてきたプリアンブル信号を受信し、このプリアンブル信号の受信が確認されたことを示す確認信号を移動体通信端末に送信し、移動体通信端末から前記確認信号に基づいたタイミングで送信されてきたメッセージ信号を受信する無線基地局装置であって、
前記プリアンブル信号を受信する複数のアンテナと、
前記プリアンブル信号を検出するプリアンブル検出部と、
前記アンテナのいずれかをプリアンブル検出部に接続する切替え処理部とを備えたことを特徴とする無線基地局装置。
【請求項２】
前記アンテナ毎に分配されたアクセス期間内に、移動体通信端末から送信されてきたプリアンブル信号を受信する無線基地局装置であって、
前記アクセス期間に合せて切替え処理部の切替えタイミングを制御する切替え制御部を備えたことを特徴とする請求項１記載の無線基地局装置。
【請求項３】
前記移動体通信端末にアクセス期間を通知するアクセス期間通知部を備えたことを特徴とする請求項２記載の無線基地局装置。
【請求項４】
前記アクセス期間は、アンテナ毎に均等に分配されたものであることを特徴とする請求項２記載の無線基地局装置。
【請求項５】
前記アクセス期間は、アンテナ毎にサービスする加入者数に応じて分配されたものであることを特徴とする請求項２記載の無線基地局装置。
【請求項６】
前記移動体通信端末がプリアンブル信号を送信しても無線基地局装置からの確認信号を受信しない場合にプリアンブル信号を再送する再送期間に合せて切替え処理部の切替えタイミングを制御する切替え処理部を備えたことを特徴とする請求項１記載の無線基地局装置。
【請求項７】
前記切替え処理部の切替えタイミングをランダムに制御する切替え制御部を備えたことを特徴とする請求項１記載の無線基地局装置。
【請求項８】
移動体通信端末からランダムに送信されてきたプリアンブル信号を受信し、このプリアンブル信号の受信が確認されたことを示す確認信号を移動体通信端末に送信し、移動体通信端末から前記確認信号に基づいたタイミングで送信されてきたメッセージ信号を受信する無線基地局装置、およびこの無線基地局装置を制御する無線ネットワーク制御装置から成る無線基地局システムであって、
前記無線基地局装置は、前記プリアンブル信号を受信する複数のアンテナと、前記プリアンブル信号を検出するプリアンブル検出部と、前記アンテナのいずれかをプリアンブル検出部に接続する切替え処理部と、無線ネットワーク制御装置からの指示に従ってアンテナの切替えを制御する切替え制御部とを備えたことを特徴とする無線基地局システム。
【請求項９】
前記無線基地局装置が、アンテナ毎に分配されたアクセス期間内に、移動体通信端末から送信されてきたプリアンブル信号を受信するような無線基地局システムであって、
前記無線基地局装置が、前記アクセス期間に合せて切替え処理部の切替えタイミングを制御する切替え制御部を備えたことを特徴とする請求項８記載の無線基地局システム。
【請求項１０】
前記無線ネットワーク制御装置は、無線基地局装置の構成に応じたアクセス期間を通知する機能を有し、
前記無線基地局装置は、無線ネットワーク制御装置から通知されたアクセス期間を移動体通信端末に通知するアクセス期間通知部を備えたことを特徴とする請求項９記載の無線基地局システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、移動体通信端末との間でランダムアクセス制御による無線通信を行う無線基地局装置、およびこの無線基地局装置とこれを制御する無線ネットワーク制御装置とで構成された無線基地局システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の基地局（無線基地局装置）は、アンテナ及びプリアンブル検出部などを１つずつ備え、次の手順でランダムアクセス制御による無線通信を行っている。すなわち、移動局（移動体通信端末）から送信されてきたプリアンブル信号を受信し、受信したプリアンブル信号の信号電力対干渉電力比に応じて移動局に制御信号を送信し、この制御信号に従って移動局から送信されてきたメッセージ信号を受信している。このような基地局は、例えば、特許文献１に記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２０４０７２
【発明が解決しようとする課題】
仮に、従来の無線基地局装置に複数のアンテナを設けて、複数の移動体通信端末との間で同時にランダムアクセス制御による無線通信を行う、ということを想定した場合、プリアンブル信号は移動体通信端末が主導するタイミングで送信されるため、複数のアンテナに対してそれぞれ個別にプリアンブル検出回路を設ける必要がある。このため、設置するアンテナの数が多くなるに従って、無線基地局装置の回路構成が大規模化するという問題がある。
【０００４】
本発明の目的は、複数のアンテナを設けても装置の構成を小規模にまとめることが可能な無線基地局装置および無線基地局システムを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、移動体通信端末から送信されてきたプリアンブル信号を受信し、このプリアンブル信号の受信が確認されたことを示す確認信号を移動体通信端末に送信し、移動体通信端末から前記確認信号に基づいたタイミングで送信されてきたメッセージ信号を受信する無線基地局装置であって、前記プリアンブル信号を受信する複数のアンテナと、前記プリアンブル信号を検出するプリアンブル検出部と、前記アンテナのいずれかをプリアンブル検出部に接続する切替え処理部とを備えたことを特徴とする無線基地局装置である。
【０００６】
また本発明は、移動体通信端末からランダムに送信されてきたプリアンブル信号を受信し、このプリアンブル信号の受信が確認されたことを示す確認信号を移動体通信端末に送信し、移動体通信端末から前記確認信号に基づいたタイミングで送信されてきたメッセージ信号を受信する無線基地局装置、およびこの無線基地局装置を制御する無線ネットワーク制御装置から成る無線基地局システムであって、前記無線基地局装置は、前記プリアンブル信号を受信する複数のアンテナと、前記プリアンブル信号を検出するプリアンブル検出部と、前記アンテナのいずれかをプリアンブル検出部に接続する切替え処理部と、無線ネットワーク制御装置からの指示に従ってアンテナの切替えを制御する切替え制御部とを備えたことを特徴とする無線基地局システムである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、本発明に関連する無線通信システム全体を示す構成図である。無線通信システムは、無線基地局システム１および移動体通信端末（Ｕｓｅｒ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ；  ＵＥ）２から構成され、これらが無線信号を用いて通信するシステムである。無線基地局システム１は、無線ネットワーク制御装置３および無線基地局装置４から構成される。無線ネットワーク制御装置３は、複数の無線基地局装置４を制御する上位装置である。
【０００８】
無線基地局装置４は、基地局本体装置５及び複数のリモート送受信装置（Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ  ａｎｄ  Ｒｅｃｅｉｖｅｒ；  ＴＲＸ）６から構成される。基地局本体装置５は、複数の基地局インタフェース部（Ｂａｓｅ  ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ  ｓｔａｔｉｏｎ  ＩｎｔｅｒＦａｃｅ；ＢＩＦ）１１、入力アンテナ切替え処理部１２、ＲＡＣＨ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  ＣＨａｎｅｌ）プリアンブル検出部１３、ＲＡＣＨメッセージ復調部１４、ＣＰＵ（中央処理装置）１５、入力アンテナ切替え制御部１６、ＢＣＨ（Ｂｒｏａｄｃａｓｔ  ＣＨａｎｅｌ）生成部１７及びＡＩＣＨ（Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ  Ｉｎｄｉｃａｔｅｒ  ＣＨａｎｅｌ）生成部１８を備えている。リモート送受信装置６は、アンテナとＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）回路とを備え、移動体通信端末２から送信されてくるアナログ無線信号を受信してデジタルベースバンド信号に変換して基地局本体装置５へ送信するとともに、基地局本体装置５から送信されてくるデジタルベースバンド信号をアナログ無線信号に変換して移動体通信端末２に送信する装置であり、基地局本体装置５から離れた場所に設置される。
【０００９】
こうした構成により、基地局本体装置５から見て直接無線通信できない不感地帯であっても、リモート送受信装置６を設置することで不感地帯を克服できるような安価な無線基地局装置を提供することが可能である。
【００１０】
図２は、上り信号のフレームフォーマットを示す図である。移動体通信端末２から無線基地局装置４へ向けて無線送信される上り信号（ＲＡＣＨ）のフレームは、均等な長さの１５個のタイムスロットから成り、それぞれ０〜１４のスロット番号ＳＮが付与されている。また、フレーム先頭から順に２個のタイムスロットが対となり、アクセススロットを構成する。アクセススロットは、移動体通信端末２から無線基地局装置４にアクセスするためのスロットの単位であり、２フレームで１５個のアクセススロットが一巡する。スロット番号と同様に、０〜１４のアクセススロット番号ＡＳＮが付与されている。
【００１１】
次に、図１の無線通信システムにおける動作を説明する。
【００１２】
まず、無線ネットワーク制御装置３は、無線基地局装置４の構成に応じてアクセススロットを通知する機能を有しており、無線ネットワーク制御装置３から無線基地局装置４に、ＴＲＸ６毎に割当てられたアクセススロット番号が通知される。無線ネットワーク制御装置３から通知を受けた無線基地局装置４では、ＣＰＵ１５からＢＣＨ生成部１７にＢＣＨをチャネルコーディングする指示が出力される。この指示に従って、ＢＣＨ生成部１７では、ＴＲＸ６毎に割当てられたアクセススロットを通知するためのＢＣＨ信号が生成される。生成されたＢＣＨ信号は、ＢＩＦ１１及びＴＲＸ６を経由して、移動体通信端末２へ送信される。これにより、移動体通信端末２は、無線基地局装置４にアクセスするためのアクセススロット番号を認識する。
【００１３】
アクセススロット番号を認識した移動体通信端末２では、無線基地局装置４に送信すべきメッセージ信号が発生した場合、まずは、割当てられたＲＡＣＨのアクセススロットを用いて、プリアンブル信号が無線基地局装置４に送信される。メッセージ信号は、例えば、移動体通信端末２から他の通信相手に電話をかける場合に回線を確保するため、移動体通信端末２から無線基地局装置４に送られるデータ等である。プリアンブル信号は、メッセージ信号が発生したことを無線基地局装置４に通知するための信号である。
【００１４】
一方、無線ネットワーク制御装置３から基地局本体装置５に通知されたアクセススロット番号に応じて、ＣＰＵ１５で入力アンテナ切替え処理部１２の切替えタイミングを決定する。基地局本体装置５で決定された切替えタイミングは、入力アンテナ切替え制御部１６に伝達される。入力アンテナ切替え制御部１６では、ＣＰＵ１５で決定された切替えタイミングに従い、入力アンテナ切替え処理部１２の切替えタイミングが制御される。
【００１５】
切替えタイミングに合ったタイミングで到達したプリアンブル信号は、入力アンテナ切替え処理部１２を通過して、ＲＡＣＨプリアンブル検出部１３へ出力される。ただし、切替えタイミングに合わなかったプリアンブル信号は、消失することになる。ＲＡＣＨプリアンブル検出部１３によってプリアンブル信号が検出されると、ＣＰＵ１５はＡＩＣＨ生成部１８に確認信号を生成するよう指示するとともに、ＲＡＣＨメッセージ復調部１４に確認信号に対応して送られてくるメッセージ信号の受信タイミングを知らせる。ＡＩＣＨ生成部１８では、ＣＰＵ１５の指示に従って、確認信号が生成され出力される。確認信号は、ＡＩＣＨを使ってＢＩＦ１１、ＴＲＸ６を経由してＵＥ２まで伝送される。
【００１６】
ＵＥ２では、確認信号が受信されると、この確認信号に基づいてメッセージ信号が無線基地局装置４に送信される。無線基地局装置４に送信されたメッセージ信号は、ＴＲＸ６及びＢＩＦ１１を経由してＲＡＣＨメッセージ復調部１４に伝達される。ＲＡＣＨメッセージ復調部１４では、ＣＰＵ１５から知らされたタイミングでメッセージが復調処理される。復調されたメッセージ信号は、ＣＰＵ１５を経由して無線ネットワーク制御装置３に送信される。このようにして、無線ネットワーク制御装置３に伝達されたメッセージ信号により、回線確保等の処理が実行される。
【００１７】
一方、ＵＥ２では、ある一定の期間（再送期間）無線基地局装置４から送られてくる確認信号を監視しており、再送期間を待って確認信号が送られて来ない場合、プリアンブル信号を無線基地局装置４に再送する。
【００１８】
このように、ＲＡＣＨプリアンブル検出部１３を複数のアンテナ（ＴＲＸ６）で共用するように構成することによって、装置の構成を小規模にまとめることができる。
【００１９】
図３は、本発明の実施の形態１に係る入力アンテナ切替えタイミングを示す図である。この図では、上り信号（ＲＡＣＨ）のフレーム番号０〜７、スロット番号０〜１４、アクセススロット番号０〜１４、入力として選択されたアンテナを示す入力選択がそれぞれ表示されている。８フレーム（フレーム番号０〜７）をスーパーフレーム周期とし、アクセススロットを順次１２個のサブチャネルに割当てている。スーパーフレーム周期の間に、アクセススロット番号が４巡し、サブチャネルが５巡することになる。ＡＮＴ（アンテナ）＃１はサブチャネル番号０，４，８に、ＡＮＴ＃２はサブチャネル番号１，５，９に、ＡＮＴ＃３はサブチャネル番号２，６，１０に、ＡＮＴ＃４はサブチャネル番号３，７，１１にそれぞれ割当てられる。
【００２０】
実施の形態１では、ＡＮＴ（アンテナ）＃１〜＃４を順にアクセススロットに割当てるとともに、このアクセススロットに合わせてＡＮＴ（アンテナ）＃１〜＃４を順に入力選択として切替えている。このように、アンテナのアクセススロットに合わせて、アンテナの入力選択を切替えることによって、単一のＲＡＣＨプリアンブル検出部１３で効率的にプリアンブルを捕捉することができる。
【００２１】
また、実施の形態１では、ＡＮＴ＃１〜＃４に対し、均等にアクセススロットが分配されており、入力選択の切替えタイミングも同じ間隔で設定される。これによって、アンテナ毎に平等にアクセスの機会を与えることができる。
【００２２】
なお、ここでいうアクセススロットは、本発明のアクセス期間に相当し、ＢＣＨ生成部１７は、アクセス期間通知部に相当する。
【００２３】
実施の形態２．
実施の形態２における無線通信システムの全体構成、上り信号のフレームフォーマットは、図１、図２に示した実施の形態１と同様であるため説明を省略する。実施の形態２が実施の形態１と異なるのは、入力アンテナ切替えタイミングが図３ではなく図４に従う点である。
【００２４】
図４は、本発明の実施の形態２に係る入力アンテナ切替えタイミングを示す図である。図４の形式は、図３のそれと同様である。
【００２５】
実施の形態２では、アンテナ毎のサービスする加入者の数に応じて、アクセススロットを分配する。これは、例えば、無線基地局装置４が有するアンテナの数と、アンテナ毎のサービスする加入者の数との比に応じて、アクセススロットを分配することである。図４では、アンテナ毎の加入者数比が、ＡＮＴ＃１：ＡＮＴ＃２：ＡＮＴ＃３：ＡＮＴ＃４＝２：１：１：０である場合を例示しており、ＡＮＴ＃１をサブチャネル０，１，４，５，８，９に、ＡＮＴ＃２をサブチャネル２，６，１０に、ＡＮＴ＃３をサブチャネル３，７，１１に、それぞれ割当てている。このようなアクセススロットの割当てによって、加入者毎に平等にアクセスの機会を与えることができる。
【００２６】
この他、アクセススロットに合わせてＡＮＴ（アンテナ）＃１〜＃３を順に入力選択として切替える点は、実施の形態１と同様である。
【００２７】
なお、アクセススロットの各アンテナへの割当ては、接続されると予想される加入者数の目安を予め決定しておき、この目安としての加入者数に応じて分配されてもよいし、そのときに実際に接続している加入者の数をモニタしておき、逐次変動していく加入者数に応じて適応的に分配されてもよい。
【００２８】
実施の形態３．
実施の形態３における無線通信システムの全体構成、上り信号のフレームフォーマットは、図１、図２に示した実施の形態１と同様であるため説明を省略する。実施の形態３が実施の形態１と異なるのは、入力アンテナ切替えタイミングが図３ではなく図５に従う点である。
【００２９】
図５は、本発明の実施の形態３に係る入力アンテナ切替えタイミングを示す図である。図５の形式は、図３のそれと同様である。
【００３０】
実施の形態３では、アクセススロットの各アンテナへの割当てについてはどのようなものでもよい（例えば、実施の形態１または２と同様の割当てでよい）。代わりに、アクセススロットの割当てと独立して、ＵＥ２の再送期間に合わせて入力選択の切替えを行う。図５では、再送期間が４アクセススロットであり、ＡＮＴ＃１〜＃４の入力選択を再送期間に合わせて順に行うものを例示している。これによって、多くともプリアンブル信号を３回再送する間に、必ずプリアンブル信号を捕捉することができる。
【００３１】
また、ＵＥ２が無線基地局装置４からの確認信号を検出しない場合に、アンテナ数を、プリアンブル信号の再送を行う最大の回数（再送回数）よりも少なくしておくことによって、或いは、逆に再送回数をアンテナ数よりも多くすることによって、多くとも１回の再送周期（最初のプリアンブル送信から再送回数分の再送を行うまでの期間）内に、ＵＥ２が送信したプリアンブル信号をＲＡＣＨプリアンブル検出部１３で検出することができる。
【００３２】
実施の形態４．
実施の形態４における無線通信システムの全体構成、上り信号のフレームフォーマットは、図１、図２に示した実施の形態１と同様であるため説明を省略する。実施の形態４が実施の形態１と異なるのは、入力アンテナ切替えタイミングが図３ではなく図６に従う点である。
【００３３】
図６は、本発明の実施の形態４に係る入力アンテナ切替えタイミングを示す図である。図６の形式は、図３のそれと同様である。
【００３４】
実施の形態４では、アクセススロットの各アンテナへの割当てについてはどのようなものでもよい（例えば、実施の形態１または２と同様の割当てでよい）。代わりに、アクセススロットの割当てと独立して、入力選択をランダムに切替える。図５では、ＡＮＴ＃１〜＃４への割当てが４アクセススロットの間にランダムに配列するように、入力選択を切替えるものを例示している。これによって、プリアンブル信号の再送期間とＡＮＴへの割当て間隔とが一致することによって、永遠にプリアンブル信号を検出できない事態を回避することができ、確実にプリアンブル信号を検出することができる。
【００３５】
なお、実施の形態４では、無線ネットワーク制御装置２にて、ランダムな入力選択の切替えタイミングを生成してもよいし、無線ネットワーク制御装置２からの指示を受けずに、無線基地局装置４の入力アンテナ切替え制御部１６において独自にタイミングを生成してもよい。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、プリアンブル検出部を複数のアンテナで共用するように構成したので、装置の構成を小規模にまとめることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に関連する無線通信システム全体を示す構成図である。
【図２】上り信号のフレームフォーマットを示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る入力アンテナ切替えタイミングを示す図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係る入力アンテナ切替えタイミングを示す図である。
【図５】本発明の実施の形態３に係る入力アンテナ切替えタイミングを示す図である。
【図６】本発明の実施の形態４に係る入力アンテナ切替えタイミングを示す図である。
【符号の説明】
１  無線基地局システム
２  移動通信端末（ＵＥ）
３  無線ネットワーク制御装置
４  無線基地局装置
５  基地局本体装置
６  リモート送受信装置（ＴＲＸ）
１１  基地局インタフェース部（ＢＩＦ）
１２  入力アンテナ切替え処理部
１３  ＲＡＣＨプリアンブル検出部
１４  ＲＡＣＨメッセージ復調部
１５  中央処理装置（ＣＰＵ）
１６  入力アンテナ切替え制御部
１７  ＢＣＨ生成部
１８  ＡＩＣＨ生成部
【図１】
2004180175.tif 000003
【図２】
2004180175.tif 000004
【図３】
2004180175.tif 000005
【図４】
2004180175.tif 000006
【図５】
2004180175.tif 000007
【図６】
2004180175.tif 000008