(57)【要約】  【課題】  スーパーフレーム同期をスーパーフレーム先頭以外のフレームでも確立することが可能な無線通信システムおよびフレーム同期方法を提供する。  【解決手段】  制御局と、少なくとも１つの制御局を有する基地局と、移動局によって構成される無線通信システムであって、基地局は、通信データを常時監視し、空きチャネルを検出するとフレーム番号を前記空きチャネルに挿入する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御局と、少なくとも１つの基地局と、移動局によって構成される無線通信システムであって、
前記基地局は、通信データを常時監視し、空きチャネルを検出するとフレーム番号を前記空きチャネルに挿入することを特徴とした無線通信システム。
【請求項２】
請求項１に記載の無線通信システムであって、
前記移動局は、受信したデータに制御情報またはフレーム番号が挿入されている場合にはそれぞれ所定の動作によって受信処理を行うことを特徴とした無線通信システム。
【請求項３】
制御局と、少なくとも１つの基地局と、移動局によって構成されるフレーム同期方法であって、
前記移動局は、前記基地局から送信された制御キャリアを受信する受信ステップと、
該受信ステップにより受信された受信データの内容を判別する判別ステップと、
該判別ステップにより前記受信データにフレーム番号が挿入されている場合には該フレーム番号を認識しフレーム同期を行うステップとを備えたことを特徴としたフレーム同期方法。
【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おいて、特にスーパーフレーム同期を確立する無線通信システムおよびフレーム同期方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル移動通信システムにおいて、移動局は基地局から送信される無線キャリアを受信し、その無線キャリアに同期して動作する。基地局から送信される無線キャリアには、制御用キャリアと通信用キャリアとがある。
【０００３】
通信リンクの設定など通信制御のためにシステム内のユーザが共通に使用（アクセス）できる無線キャリアが制御用キャリアと呼ばれ、通信リンク設定に伴ってシステム内のユーザに割り当てられ、そのユーザのみが使用できる無線キャリアが通信用キャリアと呼ばれる。
【０００４】
図７に、電波産業会（以下、ARIBと略す）によって、狭帯域デジタル通信方式（ARIB STD T-61）として規格化されているFDM/FDMA方式のフレーム構成を示す。無線キャリア上の最小通信単位を規定する時間軸上の区間をフレームとし、フレーム長は４０msecとされている。また、フレーム長の１８倍を単位としてスーパーフレームが規定されている。
【０００５】
制御用キャリアは、報知チャネル（BCCH：Broadcast Control Channel）、一斉呼出チャネル（PCH：Paging Channel）、信号制御チャネル（SCCH：Signaling Control Channel）の各機能チャネルから構成される。
【０００６】
報知チャネル（BCCH）は、制御局から基地局を介して移動局に制御情報を報知するための片方向チャネルであり、チャネル構造に関する情報、システムに関する情報などの転送に用いられる。
【０００７】
一斉呼出チャネル（PCH）は、制御局から基地局を介して移動局に対し、広いエリア（一斉呼出エリア）に同一の情報を一斉に転送する片方向チャネルであり、通常一斉呼出のために用いられる。
【０００８】
信号制御チャネル（SCCH）は、制御局と移動局とが情報を転送する双方向チャネルであり、移動局の在圏ゾーンが制御局側で判っている場合に使用される。
【０００９】
異なる周波数資源を用いて、ゾーン毎に独立な情報を転送する。また、移動局が送信する上りチャネルはランダムアクセスとなる。
【００１０】
基地局から送信される下り制御キャリアには、図８に示すように、BCCH、PCH、SCCHの各機能チャネルが配置される。これは、制御キャリア上でスーパーフレーム構造をとり、スーパーフレーム内の定められた位置に各機能チャネルが配置されることを意味する。
【００１１】
この各機能チャネルの配置は、BCCH内のチャネル構造情報によって各移動局に報知され、移動局側では、スーパーフレームの先頭（フレーム０）から配置されるBCCHを受信することで、BCCH内のチャネル構造情報により各機能チャネルの配置を知ることができる。
【００１２】
移動局がスーパーフレームの先頭か否かを判定する際、各フレーム中に配置される同期ワードが利用される。基地局から送信される下り制御キャリアには、スーパーフレーム先頭の同期ワードと、先頭以外の同期ワードとの２種類が規定されており、移動局はスーパーフレーム先頭同期ワードを受信したフレームをスーパーフレーム先頭として、基地局との間でスーパーフレーム同期を確立する。
【００１３】
無線伝送信号としての各フレーム上の同一位置に挿入されている同期ワードにもとづき、フレーム同期を早く確立する技術が、例えば特許文献１に記載されている。
【００１４】
【特許文献１】特開２００２−２６８８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
デジタル移動通信システムにおいて、移動局はBCCH内のチャネル構造情報を受信することにより制御キャリアにおける各機能チャネル配置を認識し、基地局との間で通信リンクの設定など通信制御のためのデータの送受信を行っている。
【００１６】
フレーム０から配置されているBCCHを受信するためには、基地局との間でスーパーフレーム同期を確立する必要があるが、基地局から送信される同期ワードのパターンを利用してスーパーフレーム同期を確立する方式では、スーパーフレーム先頭の同期ワードを受信する必要がある。
【００１７】
しかしながら、基地局から送信される同期ワードは符号化されていないため、受信電界の劣化やフェージングなどによる影響を受けやすく、そのため伝送路で誤りが生じスーパーフレーム先頭同期ワードが検出できなかった場合や、同期ワードを誤検出した場合に、スーパーフレームが確立できなくなる。
【００１８】
また、スーパーフレーム先頭の同期ワードは１８フレーム（７２０msec［＝４０msec×１８フレーム］）毎に送信されており、１度スーパーフレーム先頭の同期ワードの検出に失敗した場合には、再度スーパーフレーム先頭の同期ワードを検出するために１８フレームを要してしまう。
【００１９】
本発明の目的は、スーパーフレーム同期をスーパーフレーム先頭以外のフレームでも確立することが可能な無線通信システムおよびフレーム同期方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明は、制御局と、少なくとも１つの基地局と、移動局によって構成される無線通信システムであって、前記基地局は、通信データを常時監視し、空きチャネルを検出するとフレーム番号を前記空きチャネルに挿入することを特徴とした無線通信システムである
また本発明は、上記に記載の無線通信システムであって、前記移動局は、受信したデータに制御情報またはフレーム番号が挿入されている場合にはそれぞれ所定の動作によって受信処理を行うことを特徴とした無線通信システムである
また本発明は、制御局と、少なくとも１つの基地局と、移動局によって構成されるフレーム同期方法であって、前記移動局は、前記基地局から送信された制御キャリアを受信する受信ステップと、該受信ステップにより受信された受信データの内容を判別する判別ステップと、該判別ステップにより前記受信データにフレーム番号が挿入されている場合には該フレーム番号を認識しフレーム同期を行うステップとを備えたことを特徴としたフレーム同期方法である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、スーパーフレーム同期をスーパーフレーム先頭以外のフレームでも確立することが可能な無線通信システムおよびフレーム同期方法を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１は、本発明によるフレーム同期方法を有する無線通信システムの基地ゾーンのシステム構成を示す図である。本発明による無線通信システムの構成は、図１に図示のように、制御機能を有する基地局101と、移動局102等で構成され、一つの基地局101で移動局の運用エリアをカバーする基地ゾーン101a内で、基地局101−移動局102、あるいは移動局103−移動局104（基地局経由または直接）で通信を行う。
【００２３】
図２は、図１における制御機能を有する基地局101の構成図であり、制御局201と基地局251で構成される。制御局201は回線制御装置・記憶装置202等で構成され、基地局251に対してどのチャネル、どの周波数を使うかを指示する等の制御を行う。基地局251は送信装置252,空中線共用器253,空中線254,空中線255,受信増幅器256,受信装置257,基地局制御装置258,監視装置259で構成され、制御局201からに指示に基づき、無線キャリアを移動局102等に送信する。また移動局102等からの無線キャリアを受信する。
【００２４】
図３は、図１における移動局102等の構成図であり、空中線301,空中線共用器301,送信装置303,受信装置304,制御装置・記憶装置305,付属装置306で構成され、基地局251からの無線キャリアを受信し、また無線キャリアを基地局251に送信する。
【００２５】
無線キャリアには制御チャネルと通信用チャネルがあり、制御チャネルは図８に示すように、報知チャネル（BCCH：Broadcast Control Channel）、一斉呼出チャネル（PCH：Paging Channel）、信号制御チャネル（SCCH：Signaling Control Channel）の各機能チャネルから構成される。
【００２６】
報知チャネル（BCCH）は、制御局から基地局を介して移動局に制御情報を報知するための片方向チャネルであり、チャネル構造に関する情報、システムに関する情報などの転送に用いられる。
【００２７】
一斉呼出チャネル（PCH）は、制御局から基地局を介して移動局に対し、広いエリア（一斉呼出エリア）に同一の情報を一斉に転送する片方向チャネルであり、通常一斉呼出のために用いられる。
【００２８】
信号制御チャネル（SCCH）は、制御局と移動局とが情報を転送する双方向チャネルであり、移動局の在圏ゾーンが制御局側で判っている場合に使用される。
【００２９】
また、一斉呼出チャネル（PCH）と信号制御チャネル（SCCH）が、全て使用される状況に陥ることはなく、移動局に対して送信すべき情報がない場合には空きチャネルである。
【００３０】
基地局から制御キャリアで送信される情報（メッセージ）を構成する最小単位（ユニット）は、信号構成情報（Ｗ）およびレイヤ２以上の情報で構成される。ユニット内のフォーマットの詳細を図９に示す。信号構成情報（Ｗ）は、情報の先頭フラグ（Ｆ１）/最終フラグ（Ｆ２）およびメッセージ内の残りユニット数または最終ユニットの有効バイト数（Ｗ０）を示し、メッセージの分解組立のために用いられる。レイヤ２以上では、信号構成情報（Ｗ）で与えられるユニット内のレイヤ２以上の部分を連結して、１つのメッセージを構成する。
【００３１】
ユニットの例とそのフォーマットを図１０に示す。（ａ）が先頭ユニット、（ｂ）が途中ユニット、（ｃ）が最終ユニット、（ｄ）が１メッセージ、（ｅ）がメッセージなしの場合を示す。
【００３２】
したがって、移動局に対して送信すべき情報がない場合のPCH、 SCCHの機能チャネルを構成するユニットの内容は、（ｅ）のメッセージなしの空きチャネルになっている。
【００３３】
図１は、本発明の実施の形態による、移動局に対して送信すべき情報がない場合のPCH、 SCCHの機能チャネルを構成するユニットの内容であり、図１０（ｅ）のメッセージなしの空きチャネルの、レイヤ２以上の個所に、該ユニットのフレーム番号を挿入する。
【００３４】
フレーム番号は、０ｄ〜１７ｄ（ｄ＝ｄｅｃ、１０進法）に相当する００ｈ〜１１ｈ（ｈ＝ｈｅｘ：１６進法）のパターンで挿入し、基地局から移動局に対してフレーム番号を通知する。
【００３５】
通知の際、制御キャリアにおける各機能チャネル（BCCH、PCH、SCCH）に係わる符号化は、ARIB STD T-61で規定されているように、誤り検出符号である１６ビットCRC符号が付加され、誤り訂正符号である畳み込み符号化され、バースト誤り耐性を向上するためのインタリーブが施される。
【００３６】
図２において、基地局251は基地局制御装置258で判断し、処理を行う。
【００３７】
図４は、図２における基地局251の基地局制御装置258の動作フローを示す。
【００３８】
ステップＳ４０１においては、送信装置への制御キャリア用送信データ通知を開始する。
【００３９】
ステップＳ４０２においては、制御キャリア送信データを常時監視し、制御キャリア送信データがあるか（伝送路からのデータがあるか）を判断する。
【００４０】
ステップＳ４０３においては、ステップＳ４０２において送信データありの場合に、制御キャリアにおける各機能チャネルを符号化して、制御キャリア用送信データとして制御情報を送信装置へ通知する。
【００４１】
ステップＳ４０４においては、ステップＳ４０２において送信データなしの場合に、空きチャネルに該当フレーム番号を挿入し（図６）、制御キャリアにおける各機能チャネルを符号化して、制御キャリア用送信データとしてフレーム番号を送信装置へ通知する。
【００４２】
ステップＳ４０５においては、送信装置への制御キャリア用送信データ通知を開始する。
【００４３】
図５は、図３における移動局102の制御装置・記憶装置305の動作フローを示す。
【００４４】
ステップＳ５０１においては、移動局の制御キャリア受信処理を開始する。
【００４５】
ステップＳ５０２においては、受信データを復号化して、受信データはメッセージかどうか（制御情報か、空きチャネルに挿入したフレーム番号か）を判断する。
【００４６】
ステップＳ５０３においては、ステップＳ５０２において制御情報の場合に、制御情報受信処理を行う。
【００４７】
ステップＳ５０４においては、ステップＳ５０２においてフレーム番号の場合に、フレーム番号を認識しスーパーフレーム同期処理を行う。
【００４８】
ステップＳ５０５においては、移動局の制御キャリア受信処理を開始する。
【００４９】
このように、本発明の実施の形態では、メッセージなしの空きチャネルを利用して、基地局から移動局に対してフレーム番号を通知する。通知の際、制御キャリアにおける各機能チャネル（BCCH、PCH、SCCH）に係わる符号化は、ARIB STD T-61で規定されているように、誤り検出符号である１６ビットCRC符号が付加され、誤り訂正符号である畳み込み符号化され、バースト誤り耐性を向上するためのインタリーブが施される。
【００５０】
そのため、図６のフォーマットで通知されるフレーム番号は、従来の符号化されていない同期ワードと比較して伝送路に対する誤り耐性が向上している。そのため、移動局では同期ワードを検出してスーパーフレーム同期を確立する従来の方式よりも、より正確にフレーム番号を認識することが可能となる。また、一般に移動局に対して情報を転送するPCHとSCCHとが全てが使用されることはなく、必ず空の情報を送信している空きチャネルが存在するため、従来のように１８フレーム毎の先頭同期ワードを検出してスーパーフレーム同期を確立する従来方式よりも、より高速にスーパーフレーム同期を確立することが可能となる。
【００５１】
また、本発明の実施の形態では、説明の簡便化のため、基地局を単一としたシステム構成としているが、基地局が複数存在する場合や中継局を有するシステムなど、システムの態様によってそれぞれに適応させることが可能であることは言うまでも無い。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明によるフレーム同期方法を有する無線通信システムの基地ゾーンのシステム構成を示す図である。
【図２】図１における制御機能を有する基地局の構成図である。
【図３】図１における移動局の構成図である。
【図４】図２における基地局の基地局制御装置の動作フローを示す。
【図５】図３における移動局の制御装置・記憶装置の動作フローを示す。
【図６】本発明の実施形態であるフレーム番号通知例を示す。
【図７】FDM/FDMA方式のフレーム構成を示す。
【図８】BCCH、PCH、SCCHの各機能チャネルの配置例を示す。
【図９】ユニット内のフォーマットの詳細を示す。
【図１０】ユニットの例とそのフォーマットを示す。
【符号の説明】
【００５３】
101:基地局、101a:基地ゾーン、102,103,104:移動局、201:制御局、202:回線制御装置・記憶装置、251:基地局、252:送信装置、253:空中線共用器、254,255:空中線、256:受信増幅器、257:受信装置、258:基地局制御装置、259:監視装置、301:空中線、302:空中線共用器、303:送信装置、304:受信装置、305:制御装置・記憶装置、306:付属装置。
【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】
2007096567.tif 000009
【図８】
2007096567.tif 000010
【図９】
2007096567.tif 000011
【図１０】
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