(57)【要約】      （修正有）【課題】端末との通信時に、基地局間同期をとろうとすることに伴って発生する不具合を防止する。【解決手段】信号の送信と受信を時分割複信によって切り替えて、端末１−１，１−２との間で無線通信を行う基地局１であって、他の基地局２からの送信信号を受信して、他の基地局２の通信タイミングを取得し、その通信タイミングを用いて、端末１−１，１−２との無線通信における通信タイミングを、他の基地局２の通信タイミングに同期するよう構成されている。基地局１は、端末１−１，１−２との間で通信を行うための通常通信モードから、基地局間同期を行う同期モードに切り替えることができ、通常通信モードから同期モードへの切り替わりの際には、基地局１から端末１−１，１−２へスリープモードの通知がなされる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号の送信と受信を時分割複信によって切り替えて、端末装置との間で無線通信を行う基地局装置であって、
他の基地局装置からの送信信号を受信して、他の基地局装置の通信タイミングを取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得した通信タイミングを用いて、端末装置との無線通信における通信タイミングを、他の基地局装置の通信タイミングに同期させる基地局間同期手段と、
前記端末装置との間で通信を行うための通常通信モードと、前記基地局間同期手段によって基地局間同期を行う同期モードと、を切り替える切替手段と、
前記通常通信モードから前記同期モードへの切り替わりを、前記端末装置へ通知する通知手段と、
を備えていることを特徴とする基地局装置。
【請求項２】
前記通知手段は、前記通常通信モードから前記同期モードへの切り替わりを示す通知として、前記端末装置を省電力モードにするための通知を行う
請求項１記載の基地局装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基地局間同期を行うことが可能な基地局装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＷｉＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access）ように移動端末が通信可能な無線通信システムにおいては、基地局が各地に多数設置される。各基地局がカバーするエリア（セル）内にある移動端末は、当該エリアをカバーする基地局との間で通信を行うことができる。
【０００３】
移動端末が移動することにより、移動端末の通信相手となる基地局は変更されるが、基地局が変更される際、移動端末は、同時に二つの基地局（サービング基地局とターゲット基地局）からの信号を受けることになる。
このため、移動端末の基地局間移動をスムーズに行うには、隣接する基地局間で、送信タイミングが揃っている基地局間同期が確保されている必要がある。
【０００４】
基地局間同期がとれていると、移動端末の基地局間移動の際、移動端末が同時に二つの基地局からの信号を受信でき、基地局間移動をスムーズに行える。
ここで、基地局間同期のための技術としては、例えば、特許文献１記載のものがある。
【特許文献１】特開昭５９−６６４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
基地局間同期をとるには、特許文献１のように、各基地局装置が、ＧＰＳ衛星からＧＰＳ信号を受信し、各基地局が共通の同期信号によって動作することが考えられる。
しかし、ＧＰＳ信号を利用して同期をとる場合、各基地局が、ＧＰＳ受信機を備える必要があり、大型化・コストアップを招く。また、室内等のＧＰＳ信号を受信できない環境に設置される基地局の場合、基地局間同期をとることが不可能になる。
【０００６】
そこで、隣接する他の基地局が送信した信号（プリアンブル、ミッドアンブル、パイロット信号など）を受信して、隣接する当該他の基地局の送信タイミングを検出し、当該送信タイミングで同期をとることが考えられる。
この場合、移動端末との通信を行う周波数と同じ周波数を用いた無線通信で同期をとれるので、ＧＰＳ信号を受信する場合のＧＰＳ受信機のように同期用の特別な受信系が必要ない。
このため、基地局の小型化・コストダウンを図ることができ、室内等に設置される小型の基地局として適したものとなる。
【０００７】
ここで、前述のＷｉＭＡＸは、移動端末との間の無線通信に、送信と受信とを高速に切り替えるＴＤＤ（時分割複信）によってデュプレックス通信を実現する通信方式を採用する。
具体的には、図６に示すように、ＷｉＭＡＸでは、一つの基本フレームが、下りサブフレーム（基地局の信号送信時間）と上りサブフレーム（基地局の信号受信時間）とが時間方向に並べて配置されている。なお、下りサブフレームは、先頭にプリアンブル（Preamble）を備えている。
【０００８】
図６は、複数の基地局間で、通信タイミングとなる送信タイミング及び受信タイミングが一致し、同期がとれている様子を示している。
このような基地局間同期をとる処理は、基地局の起動時に行われ、基地局間同期がとれてから、移動端末との間での通常の通信が行われる。
【０００９】
ところが、基地局が有しているクロック発生装置の精度の違いによっては、時間の経過等によって、同期にずれが生じる。
そのようなずれを解消するためには、たとえ移動端末との通信中であっても、基地局間同期をとり直す必要が生じる。
【００１０】
しかし、他の基地局が送信した信号を用いて同期をとる方式を採用した場合、同期をとろうとする基地局は、他の基地局が移動端末への送信を行っているタイミングで、受信を行わなければならない。
つまり、基地局間同期をとるには、移動端末に対して信号を送信すべき時間において、他の基地局からの信号を受信しなければならない。
この結果、基地局は、基地局間同期をとり直す間、移動端末との通信が行えない。
【００１１】
このような状態が生じると、移動端末にとっては基地局からの信号が得られず、基地局を見失った状態となる。
すると、移動端末は、基地局からの信号を探すためのスキャン処理を継続するため、無駄に電力が消費される。また、移動端末は、基地局が見つからないことから、何らかの異常が発生したと誤認識するおそれもある。
【００１２】
そこで、本発明は、基地局が、端末との通信時に、基地局間同期をとろうとすることに伴って発生する上記のような不具合を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、信号の送信と受信を時分割複信によって切り替えて、端末装置との間で無線通信を行う基地局装置であって、他の基地局装置からの送信信号を受信して、他の基地局装置の通信タイミングを取得する取得手段と、前記取得手段によって取得した通信タイミングを用いて、端末装置との無線通信における通信タイミングを、他の基地局装置の通信タイミングに同期させる基地局間同期手段と、前記端末装置との間で通信を行うための通常通信モードと、前記基地局間同期手段によって基地局間同期を行う同期モードと、を切り替える切替手段と、前記通常通信モードから前記同期モードへの切り替わりを、前記端末装置へ通知する通知手段と、を備えていることを特徴とする基地局装置である。
【００１４】
上記本発明によれば、端末装置と通信をおこなっている通常通信モードから、同期モードに切り替わる場合には、基地局装置から端末装置へ通知がなされる。したがって、基地局装置が同期モードになっても、端末装置側で対処が可能となる。
【００１５】
前記通知手段は、前記通常通信モードから前記同期モードへの切り替わりを示す通知として、前記端末装置を省電力モードにするための通知を行うのが好ましい。この場合、基地局装置が同期モードの間、端末装置は省電力モードになることができ、電力を節約することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、基地局装置は、端末装置へ、同期モードへの切り替わりを通知するため、端末装置において問題が発生することを防止することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
図１は、複数の基地局装置（ＢＳ：Base Station）１，２，・・・を有する無線通信システムを示している。この無線通信システムでは、例えば、広帯域無線通信を実現するために直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）方式をサポートするＩＥＥＥ８０２．１６に規定される「ＷｉＭＡＸ」に準拠した方式が採用されている。
【００１８】
各基地局装置１，２は、それぞれの基地局装置１，２がカバーするエリア１ａ，２ａ内にある端末装置（移動端末ＭＳ；Mobile  Station）１−１，１−２，２−１，２−２との間で通信が可能である。
図６に示したように、ＷｉＭＡＸでは、一つの基本フレームが、下りサブフレーム（基地局装置の信号送信時間）と上りサブフレーム（基地局装置の信号受信時間）とが時間方向に並べて配置されており、ＴＤＤ（時分割複信）によって送信と受信の複信を行う通信システムとされている。
【００１９】
一つの基本フレームの長さは、５ｍｓｅｃである。下りサブフレームは、基地局装置１，２が、自エリア１ａ，２ａ内の端末装置１−１，１−２，２−１，２−２へ信号を送信する時間帯であり、上りサブフレームは、基地局装置１，２が、自エリア１ａ，２ａ内の端末装置１−１，１−２，２−１，２−２からの信号を受信する時間帯である。
なお、下りサブフレームは、先頭に、既知信号であるプリアンブル（Preamble）を備えている。
【００２０】
複数の基地局装置１，２には、少なくとも一つのマスタ基地局装置と、スレーブ基地局装置とが含まれている。マスタ基地局装置は、基地局間同期のためのタイミングを他の基地局装置が送信した信号の受信波から検出して取得する必要がない基地局装置である。例えば、マスタ基地局装置は、自装置が発生する同期信号（クロック）に基づいて信号の送信タイミングを決定する自走マスタ基地局装置として構成することができる。なお、マスタ基地局装置は、ＧＰＳ受信機を備え、ＧＰＳ信号を用いて信号の送信タイミングを決定するものであってもよい。
【００２１】
スレーブ基地局装置は、基地局間同期のためのタイミングを、他の基地局装置が送信した信号の受信波から検出して取得する基地局装置である。
スレーブ基地局装置は、起動時において、他の基地局装置（マスタ基地局装置又は他のスレーブ基地局装置）のうち、一の基地局装置をソース基地局装置として選択し、当該ソース基地局装置が送信した信号（プリアンブル；既知信号）の受信波（ソース受信波）を検出して、基地局間同期のためのタイミング（信号の送信タイミング）を取得する。
【００２２】
そして、スレーブ基地局装置は、ソース基地局装置の通信タイミング（送信タイミング又は受信タイミング）と同期をとりながら、自エリア内の端末装置との通信を行う。
ただし、スレーブ基地局装置のクロック発生器の精度が十分でなかったり、基地局装置間でクロック精度にばらつきがあったりすると、時間の経過によって、同期ずれが生じる。
【００２３】
そこで、スレーブ基地局装置１は、所定時間毎（所定数のフレーム毎）に、端末装置１−１，１−２との通信を休止し、同期ずれを解消するための同期モードになる。
図２は、端末装置１−１，１−２との通信を行う通常通信モードから、他の基地局装置（マスタ基地局装置又はスレーブ基地局装置）からの信号を受信する同期モードに切り替わるためのフローチャートを示している。
【００２４】
図２に示すように、基地局装置１には、同期ずれを解消等するための同期モードになる周期（所定時間毎又は所定フレーム数毎）が予め設定されている。
基地局装置１は、端末装置との間で通信を行う通常通信モードであるときに、同期モードへ移行すべき時間になると（ステップＳ１）、同期モード（ステップＳ２）に移行する。同期モードが終了すると、再び通常通信モードに戻る（ステップＳ３）。
基地局装置１は、端末装置との通信を行いつつも、定期的又は必要に応じて随時、同期モードを実行することで、同期ずれが生じても、それを解消することができる。
【００２５】
図３及び図４に示すように、第１基地局装置１（ＢＳ１）が、同期モードになると、まず、同期処理（ステップＳ１２〜Ｓ１４）を開始する前に、自エリア１ａ内の全端末装置１−１，１−２へ、ブロードキャストにて、端末装置をスリープモード（省電力モード）にするための通知を行う（ステップＳ１１）。
【００２６】
端末装置１−１，１−２は、基地局装置１からスリープモードの通知を受けると、スリープモードに移行する。端末装置は、スリープモードの間、基地局装置からの信号を受信しない。スリープモードは、端末装置が通信を実行していないときの管理モードであるため、消費電力が抑えられる。
端末装置１−１，１−２のスリープモードは、少なくとも、基地局装置が同期処理を行う間（端末間通信休止時間）は、継続するようにスリープ時間が設定される（図４参照）。
【００２７】
端末装置１−１，１−２は、基地局装置１が同期処理を行っている間、スリープモードにあるため、基地局装置１からの信号が受信できなくても、異常であると判断するおそれがない。
【００２８】
第１基地局装置１は、端末装置１−１，１−２へのスリープモードの通知後、同期処理に移行する。この同期処理の間は、端末装置１−１，１−２との間の通信（下りサブフレームの送信）は休止され、下りサブフレームの時間においても、信号を受信する状態となる。
【００２９】
同期処理では、まず、他の基地局装置２からの信号を受信する（ステップＳ１２）。本実施形態では、他の基地局装置２が送信した下りサブフレームＤＬの先頭にあるプリアンブルを基地局間同期のための同期信号として用いる。このため、基地局装置１は、他の基地局装置２が送信した下りサブフレームＤＬの先頭にあるプリアンブルのタイミングを検出する（ステップＳ１３）。なお、同期信号としては、ミッドアンブル、パイロット信号などであってもよい。
【００３０】
基地局装置１は、プリアンブルタイミングを検出するため、自装置に隣接する他の基地局装置からの受信波をスキャニングする機能を有している。
基地局装置１は、他の基地局装置２が使用する可能性のあるプリアンブルパターンを既知パターンとしてメモリに有している。基地局装置１は、これらの既知のプリアンブルパターンを用いて、プリアンブルのタイミング等を検出する。
【００３１】
図５は、プリアンブルのタイミングを検出する方法の一例を示している。プリアンブルは既知信号であるから、プリアンブルの信号波形も既知である。サンプリング後の受信信号をＸ（ｔ）、プリアンブルの離散時間領域での信号をＰ（ｎ）（ｎ＝０，・・・，Ｎ−１）とすると、図５（ａ）に示す受信波Ｘ（ｔ）に対して、下記式に基づいて、時間方向にＰ（ｎ）のスライディング相関をとる。
【数１】
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そして、図５（ｂ）に示すように、受信波Ｘ（ｔ）と既知プリアンブルパターンＰ（ｎ）の相関値がピークをとった位置を、プリアンブルのタイミングｔとして検出することができる。
このプリアンブルタイミングｔが、自装置１が下りサブフレームを送信する際の送信タイミングとなる。
【００３２】
つまり、基地局装置１は、取得したプリアンブルタイミングｔが、下りサブフレームの送信開始タイミング（通信タイミング）となるように設定することで、同期ずれがあればそれを解消する（ステップＳ１４）。
なお、送信タイミングを他の基地局の送信タイミングと一致させれば、自然に、受信タイミングも一致する。すなわち、他の基地局との間でフレーム同期がとれた状態となる。
【００３３】
同期処理は、プリアンブルタイミングｔが取得されるか、同期処理のための設定された時間が経過すると、終了する。同期処理が終了すると、基地局装置１は、同期モードから通常通信モードに戻り、端末装置１−１，１−２との間の通信が可能な状態となる。
【００３４】
また、端末装置１−１，１−２は、設定されたスリープ時間が経過すると、自動的に、基地局装置１との通信を行う通常通信モードとなる。つまり、基地局装置１及び端末装置１−１，１−２がともに通常通信モードに戻ると、両者の通信が再開される。
【００３５】
なお、基地局装置が、同期処理を行う前に端末装置に行う通知は、スリープモード（ＩＥＥＥ８０２．１６ｅに規定するスリープモード）の通知以外に、アイドルモード（ＩＥＥＥ８０２．１６ｅに規定するアイドルモード）の通知であってもよい。アイドルモードにおいても、スリープモードと同様に、省電力化を図ることができる。
【００３６】
また、端末装置１−１，１−２でのスリープモード又はアイドルモードの時間は、前述のように、予め設定されていてもよいし、スリープ又はアイドル中に定期的に、基地局装置１からの信号の有無を検出し、信号が無ければスリープ又はアイドルを継続し、信号が有れば、スリープ又はアイドルから通常通信モードに復帰するようにしてもよい。
【００３７】
また、基地局装置１が、端末装置１−１，１−２へ通常通信モードへの復帰指示を出すことで、端末装置１−１，１−２がスリープモード又はアイドルモードから、通常通信モードへ復帰するようにしてもよい。
【００３８】
さらに、基地局装置１が、同期処理を行う前に端末装置に行う通知は、その内容が特に限定されるものではなく、前記通常通信モードから前記同期モードへの切り替わりに伴って、前記端末装置へ通知するものであれば、何でも良い。例えば、前記通常通信モードから前記同期モードへの切り替わりを示す特別なメッセージを用意しておき、そのメッセージを端末装置へ通知してもよい。
【００３９】
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】無線通信システムの全体図である。
【図２】通常通信モードと同期モードの切り替えを示すフローチャートである。
【図３】同期モードのフローチャートである。
【図４】通常通信モードから同期モードに切り替わったときの基地局装置及び端末装置のそれぞれの状態を示すタイムチャートである。
【図５】プリアンブルのタイミングを検出するための説明図である。
【図６】基地局間同期がとれているときのＷｉＭＡＸフレームの状態を示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  基地局装置
２  基地局装置
１−１  端末装置
１−２  端末装置
２−１  端末装置
２−２  端末装置
【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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