(57)【要約】【課題】移動局と無線基地局との間の接続確立時に使用する無線リソースの削減、及びデータ通信時のレスポンスの向上を図ること。【解決手段】この移動局３０は、無線基地局１０に対するエントリ処理（位置登録）後に、制御信号抽出部３３ＢによってＤＬ−ＭＡＰがタイマ値Lost DL-MAPの時間内に抽出できるか否かにより、無線リンクの正常性を繰り返し判断するとともに、無線リンクの同期確立後にタイマ値Lost DL-MAPの時間内にＤＬ−ＭＡＰが抽出できなかった場合は、信号探索部３３Ａによる無線フレームの再度のスキャン後に該無線フレームから新たに抽出したＤＬ−ＭＡＰと、前回抽出されたＵＬ−ＭＡＰ等のその他の制御信号とを利用して無線リンクの同期確立を維持する。【選択図】図３
2009212817.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直交周波数分割多元接続によって無線基地局との間で上りデータ及び下りデータを送受信する移動局において、
前記無線基地局からの無線フレームを探索する信号探索手段と、
前記信号探索手段によって探索された前記無線フレームから、下りデータ受信用制御信号及び上りデータ送信用制御信号を含む制御信号を抽出する制御信号抽出手段と、
前記制御信号の抽出後に、前記無線基地局に対して位置登録を要求することによって前記無線基地局とのデータ通信のための通信接続を確立する接続確立手段とを備え、
前記接続確立手段は、前記通信接続の確立後に、前記制御信号抽出手段によって前記下りデータ受信用制御信号を所定のタイマ値の時間内に抽出できるか否かにより、前記通信接続の正常性を繰り返し判断するとともに、前記通信接続の確立後に前記所定のタイマ値の時間内に前記下りデータ受信用制御信号が抽出できなかった場合は、前記信号探索手段による前記無線フレームの再度の探索後に該無線フレームから新たに抽出した前記下りデータ受信用制御信号と、前回抽出された前記下りデータ受信用制御信号を除く前記制御信号とを利用して前記通信接続を維持する、
ことを特徴とする移動局。
【請求項２】
前記接続確立手段は、前記通信接続の確立後に前記下りデータ受信用制御信号が抽出できず、前記通信接続における制御信号交換時に前記無線基地局からの応答が受信できなかった場合には、前記無線フレームの再度の探索後に該無線フレームから全ての前記制御信号を新たに抽出し、前記制御信号を用いることによって前記通信接続を新たに確立する、
ことを特徴とする請求項１記載の移動局。
【請求項３】
前記接続確立手段は、前記通信接続の確立後に前記下りデータ受信用制御信号が抽出できず、前記通信接続における制御信号交換時に前記無線基地局からの応答が受信できなかった場合には、前記無線フレームの再度の探索後に該無線フレームから全ての前記制御信号を新たに抽出し、前記制御信号を用いることによって前記無線基地局にハンドオーバを要求する、
ことを特徴とする請求項１記載の移動局。
【請求項４】
直交周波数分割多元接続によって無線基地局との間で上りデータ及び下りデータを送受信する移動局に内蔵される処理モジュールにおいて、
前記無線基地局からの無線フレームを探索する信号探索手段と、
前記信号探索手段によって探索された前記無線フレームから、下りデータ受信用制御信号及び上りデータ送信用制御信号を含む制御信号を抽出する制御信号抽出手段と、
前記制御信号の抽出後に、前記無線基地局に対して位置登録を要求することによって前記無線基地局とのデータ通信のための通信接続を確立する接続確立手段とを備え、
前記接続確立手段は、前記通信接続の確立後に、前記制御信号抽出手段によって前記下りデータ受信用制御信号を所定のタイマ値の時間内に抽出できるか否かにより、前記通信接続の正常性を繰り返し判断するとともに、前記通信接続の確立後に前記所定のタイマ値の時間内に前記下りデータ受信用制御信号が抽出できなかった場合は、前記信号探索手段による前記無線フレームの再度の探索後に該無線フレームから新たに抽出した前記下りデータ受信用制御信号と、前回抽出された前記下りデータ受信用制御信号を除く前記制御信号とを利用して前記通信接続を維持する、
ことを特徴とする処理モジュール。
【請求項５】
請求項１記載の移動局と、前記移動局との間で上りデータ及び下りデータを送受信する無線基地局とを含む無線通信システム。
【請求項６】
前記無線基地局は、前記移動局からデータ通信帯域の確保用の制御信号を受信した際に前記通信接続が開放状態にある場合は、前記移動局に対して前記通信接続の開放を要求するための制御信号を送出する、
ことを特徴とする請求項５記載の無線通信システム。
【請求項７】
直交周波数分割多元接続によって無線基地局との間で上りデータ及び下りデータを送受信する移動局での接続確立方法において、
信号探索手段が、前記無線基地局からの無線フレームを探索する信号探索ステップと、
制御信号抽出手段が、前記信号探索手段によって探索された前記無線フレームから、下りデータ受信用制御信号及び上りデータ送信用制御信号を含む制御信号を抽出する制御信号抽出ステップと、
接続確立手段が、前記制御信号の抽出後に、前記無線基地局に対して位置登録を要求することによって前記無線基地局とのデータ通信のための通信接続を確立する接続確立ステップとを備え、
前記接続確立ステップでは、前記通信接続の確立後に、前記制御信号抽出手段によって前記下りデータ受信用制御信号を所定のタイマ値の時間内に抽出できるか否かにより、前記通信接続の正常性を繰り返し判断するとともに、前記通信接続の確立後に前記所定のタイマ値の時間内に前記下りデータ受信用制御信号が抽出できなかった場合は、前記信号探索手段による前記無線フレームの再度の探索後に該無線フレームから新たに抽出した前記下りデータ受信用制御信号と、前回抽出された前記下りデータ受信用制御信号を除く前記制御信号とを利用して前記通信接続を維持する、
ことを特徴とする接続確立方法。
【請求項８】
直交周波数分割多元接続によって移動局と無線基地局との間で上りデータ及び下りデータを送受信する無線通信システムでの接続確立方法において、
前記移動局が、前記無線基地局からの無線フレームを探索する信号探索ステップと、
前記移動局が、前記信号探索ステップによって探索された前記無線フレームから、下りデータ受信用制御信号及び上りデータ送信用制御信号を含む制御信号を抽出する制御信号抽出ステップと、
前記移動局が、前記制御信号の抽出後に、前記無線基地局に対して位置登録を要求することによって前記無線基地局とのデータ通信のための通信接続を確立する接続確立ステップとを備え、
前記接続確立ステップでは、前記通信接続の確立後に、前記制御信号抽出ステップによって前記下りデータ受信用制御信号を所定のタイマ値の時間内に抽出できるか否かにより、前記通信接続の正常性を繰り返し判断するとともに、前記通信接続の確立後に前記所定のタイマ値の時間内に前記下りデータ受信用制御信号が抽出できなかった場合は、前記信号探索ステップによる前記無線フレームの再度の探索後に該無線フレームから新たに抽出した前記下りデータ受信用制御信号と、前回抽出された前記下りデータ受信用制御信号を除く前記制御信号とを利用して前記通信接続を維持する、
ことを特徴とする接続確立方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動局、処理モジュール、無線通信システム、及び接続確立方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、キャリア信号を複数の直交するサブキャリアに分割することによって無線基地局と移動局との間での多元接続を実現するＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）を用いた移動通信システムが知られている。この通信方式の詳細については下記非特許文献１に記載されており、移動局と無線基地局との間における接続確立の手順についても規定されている。この移動通信システムでは、移動局から無線基地局への位置登録後に移動局において継続的に下り制御信号の受信を監視し、下り制御信号が受信できなくなった場合には、移動局が無線基地局からの無線フレームを再スキャン（信号探索）する。
【非特許文献１】“IEEE Standard for Local andmetropolitan area networks Part 16: Air Interface for Fixed and MobileBroadband Wireless Access Systems Amendment 2: Physical and Medium AccessControl Layers for Combined Fixed and Mobile Operation in Licensed Bands andCorrigendum 1”，IEEE Std，February 2006
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記通信方式においては、複数の制御信号の監視間隔にかかわらずに、制御信号の受信が途絶えた場合に無線フレームを再スキャンして制御信号を再度取得した後に、移動局と無線基地局間で各種制御信号を交換して両者間の通信リンクを再度確立することになる。一般に無線リンクの短時間の切断は頻繁に発生しうるため、移動局と無線基地局との間に大量の制御信号が送受信される結果、無線リソースが浪費されて接続確立までの処理時間の遅延が発生する傾向にある。
【０００４】
そこで、本発明は、かかる課題に鑑みて為されたものであり、移動局と無線基地局との間の接続確立時に使用する無線リソースの削減、及びデータ通信時のレスポンスの向上を図ることが可能な移動局、処理モジュール、無線通信システム、及び接続確立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、本発明の移動局は、直交周波数分割多元接続によって無線基地局との間で上りデータ及び下りデータを送受信する移動局において、無線基地局からの無線フレームを探索する信号探索手段と、信号探索手段によって探索された無線フレームから、下りデータ受信用制御信号及び上りデータ送信用制御信号を含む制御信号を抽出する制御信号抽出手段と、制御信号の抽出後に、無線基地局に対して位置登録を要求することによって無線基地局とのデータ通信のための通信接続を確立する接続確立手段とを備え、接続確立手段は、通信接続の確立後に、制御信号抽出手段によって下りデータ受信用制御信号を所定のタイマ値の時間内に抽出できるか否かにより、通信接続の正常性を繰り返し判断するとともに、通信接続の確立後に所定のタイマ値の時間内に下りデータ受信用制御信号が抽出できなかった場合は、信号探索手段による無線フレームの再度の探索後に該無線フレームから新たに抽出した下りデータ受信用制御信号と、前回抽出された下りデータ受信用制御信号を除く制御信号とを利用して通信接続を維持する、ことを特徴とする。
【０００６】
或いは、本発明の処理モジュールは、直交周波数分割多元接続によって無線基地局との間で上りデータ及び下りデータを送受信する移動局に内蔵される処理モジュールにおいて、無線基地局からの無線フレームを探索する信号探索手段と、信号探索手段によって探索された無線フレームから、下りデータ受信用制御信号及び上りデータ送信用制御信号を含む制御信号を抽出する制御信号抽出手段と、制御信号の抽出後に、無線基地局に対して位置登録を要求することによって無線基地局とのデータ通信のための通信接続を確立する接続確立手段とを備え、接続確立手段は、通信接続の確立後に、制御信号抽出手段によって下りデータ受信用制御信号を所定のタイマ値の時間内に抽出できるか否かにより、通信接続の正常性を繰り返し判断するとともに、通信接続の確立後に所定のタイマ値の時間内に下りデータ受信用制御信号が抽出できなかった場合は、信号探索手段による無線フレームの再度の探索後に該無線フレームから新たに抽出した下りデータ受信用制御信号と、前回抽出された下りデータ受信用制御信号を除く制御信号とを利用して通信接続を維持する、ことを特徴とする。
【０００７】
或いは、本発明の接続確立方法は、直交周波数分割多元接続によって無線基地局との間で上りデータ及び下りデータを送受信する移動局での接続確立方法において、信号探索手段が、無線基地局からの無線フレームを探索する信号探索ステップと、制御信号抽出手段が、信号探索手段によって探索された無線フレームから、下りデータ受信用制御信号及び上りデータ送信用制御信号を含む制御信号を抽出する制御信号抽出ステップと、接続確立手段が、制御信号の抽出後に、無線基地局に対して位置登録を要求することによって無線基地局とのデータ通信のための通信接続を確立する接続確立ステップとを備え、接続確立ステップでは、通信接続の確立後に、制御信号抽出手段によって下りデータ受信用制御信号を所定のタイマ値の時間内に抽出できるか否かにより、通信接続の正常性を繰り返し判断するとともに、通信接続の確立後に所定のタイマ値の時間内に下りデータ受信用制御信号が抽出できなかった場合は、信号探索手段による無線フレームの再度の探索後に該無線フレームから新たに抽出した下りデータ受信用制御信号と、前回抽出された下りデータ受信用制御信号を除く制御信号とを利用して通信接続を維持する、ことを特徴とする。
【０００８】
このような移動局、処理モジュール、及び接続確立方法によれば、直交周波数分割多元接続によって無線基地局との間の通信接続が確立される際に、無線基地局からの無線フレームが探索され、その無線フレームから下りデータ受信用制御信号及び上りデータ送信用制御信号を含む制御信号が抽出されて無線基地局に位置登録が要求される。そのようにして通信接続が確立された後に、下りデータ受信用制御信号の受信が所定のタイマ値の時間間隔で監視されることにより通信接続の正常性が判断され、下りデータ受信用制御信号の受信が途絶えた場合は、再度探索された無線フレームから下りデータ受信用制御信号が新たに抽出されて、その下りデータ受信用制御信号と前回受信された下りデータ受信用制御信号以外の制御信号とを利用して通信接続が維持される。これにより、一般に監視間隔の短い傾向にある下りデータ受信用制御信号の受信が一瞬途絶えても、前回受信した制御信号を再利用することにより短時間で通信接続が効率的に維持され、通信接続の確立時に使用される無線リソースも効果的に削減される。その結果、移動局におけるデータ通信時のレスポンスの向上を図ることができる。
【０００９】
接続確立手段は、通信接続の確立後に下りデータ受信用制御信号が抽出できず、通信接続における制御信号交換時に無線基地局からの応答が受信できなかった場合には、無線フレームの再度の探索後に該無線フレームから全ての制御信号を新たに抽出し、制御信号を用いることによって通信接続を新たに確立することが好ましい。
【００１０】
こうすれば、下りデータ受信用制御信号の受信が途絶え、制御信号交換時の無線基地局からの応答も受信できない場合は、再度探索された無線フレームから全ての制御信号を抽出することによって、無線基地局との通信接続を確実に回復させることができる。
【００１１】
また、接続確立手段は、通信接続の確立後に下りデータ受信用制御信号が抽出できず、通信接続における制御信号交換時に無線基地局からの応答が受信できなかった場合には、無線フレームの再度の探索後に該無線フレームから全ての制御信号を新たに抽出し、制御信号を用いることによって無線基地局にハンドオーバを要求することも好ましい。
【００１２】
かかる構成を採れば、下りデータ受信用制御信号の受信が途絶え、制御信号交換時の無線基地局からの応答も受信できない場合は、再度探索された無線フレームから全ての制御信号を抽出して接続相手の無線基地局の切り替え（ハンドオーバ）を実行することによって、再接続時に送受信される制御信号を削減できるので、無線基地局との通信接続を確実かつ効率的に回復させることができる。
【００１３】
本発明の無線通信システムは、上述した移動局と、移動局との間で上りデータ及び下りデータを送受信する無線基地局とを含む。
【００１４】
或いは、本発明の接続確立方法は、直交周波数分割多元接続によって移動局と無線基地局との間で上りデータ及び下りデータを送受信する無線通信システムでの接続確立方法において、移動局が、無線基地局からの無線フレームを探索する信号探索ステップと、移動局が、信号探索ステップによって探索された無線フレームから、下りデータ受信用制御信号及び上りデータ送信用制御信号を含む制御信号を抽出する制御信号抽出ステップと、移動局が、制御信号の抽出後に、無線基地局に対して位置登録を要求することによって無線基地局とのデータ通信のための通信接続を確立する接続確立ステップとを備え、接続確立ステップでは、通信接続の確立後に、制御信号抽出ステップによって下りデータ受信用制御信号を所定のタイマ値の時間内に抽出できるか否かにより、通信接続の正常性を繰り返し判断するとともに、通信接続の確立後に所定のタイマ値の時間内に下りデータ受信用制御信号が抽出できなかった場合は、信号探索ステップによる無線フレームの再度の探索後に該無線フレームから新たに抽出した下りデータ受信用制御信号と、前回抽出された下りデータ受信用制御信号を除く制御信号とを利用して通信接続を維持することを特徴とする。
【００１５】
この無線基地局は、移動局からデータ通信帯域の確保用の制御信号を受信した際に通信接続が開放状態にある場合は、移動局に対して通信接続の開放を要求するための制御信号を送出することが好ましい。この場合、無線基地局と移動局との間で通信接続の管理状態に不一致が発生した場合でもその状態を一致させることができ、移動局との再接続を円滑化して通信レスポンスをさらに向上させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、移動局と無線基地局との間の接続確立時に使用する無線リソースの削減、及びデータ通信時のレスポンスの向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面とともに本発明による移動局、処理モジュール、無線通信システム及び接続確立方法の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１８】
図１〜図３は、それぞれ、本発明の好適な一実施形態にかかる無線通信システム１００、無線基地局１０及び移動局３０の概略構成図である。図１に示すように、本実施形態にかかる無線通信システム１００は、無線基地局１０と移動局３０とを含んで構成されており、IEEE802.16eに準拠した直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ：OrthogonalFrequency Division Multiple Access）を使用して、無線基地局１０と移動局３０との間で上りデータ及び下りデータを送受信する通信システムである。ＯＦＤＭＡとは、送信キャリアの全帯域を周波数軸上でサブキャリアに分割し、無線信号を複数の狭帯域のサブキャリアの束として伝送するマルチキャリア伝送の一種である。送信キャリアの帯域幅としては、例えば５ＭＨｚ、１０ＭＨｚ、２０ＭＨｚが選択される。ここで、無線通信システム１００は、複数の無線基地局と複数の移動局とから構成されていてもよい。
【００１９】
まず、無線基地局１０及び移動局３０の機能構成について詳細に説明する。
【００２０】
図２に示すように、無線基地局１０は、誤り訂正符号化部１１１〜１１Ｎ、変調部１２１〜１２Ｎ、多重化部１３、チャネル割当制御部１４、ＯＦＤＭ信号生成部１５、送信部１６、受信部１７、ＯＦＤＭ信号検出部１８、チャネル割当解析部１９、分離部２０、復調部２１１〜２１Ｎ、及び誤り訂正復号部２２１〜２２Ｎを有している。
【００２１】
複数の移動局３０に送信する対象の送信情報（ダウンリンクユーザデータ）のそれぞれは、誤り訂正符号化部１１１〜１１Ｎによって誤り訂正符号化処理が施され、それぞれの誤り訂正符号化部１１１〜１１Ｎから出力された誤り訂正符号化処理後の冗長化ビット情報は、変調部１２１〜１２Ｎ及び多重化部１３を経由して時分割多重されたＤＬユーザデータ（下りデータ）として生成される。多重化部１３から出力されたＤＬユーザデータは、チャネル割当制御部１４によって無線フレーム内に設定され、それらの無線フレームは、ＯＦＤＭ信号生成部１５によってＯＦＤＭＡ用の無線信号に変換され、その無線信号は、送信部１６によって外部の移動局３０に向けてＯＦＤＭＡを用いて送信される。
【００２２】
また、複数の移動局３０から無線基地局１０に向けて送信された受信情報（アップリンクユーザデータ）の設定された無線フレームを含む無線信号が、ＯＦＤＭＡを用いて受信部１７により受信される。受信された無線信号は、ＯＦＤＭＡ信号検出部１８によって検出されることにより、無線信号から無線フレームが取り出される。そして、チャネル割当解析部１９により、無線フレームの中からユーザデータが時分割多重されたＵＬユーザデータ（上りデータ）に分離された後、そのＵＬユーザデータは分離部２０によりそれぞれの移動局３０からのＵＬユーザデータに分離される。そして、それぞれのＵＬユーザデータは復調部２１１〜２１Ｎによって復調された後、誤り訂正復号部２２１〜２２Ｎによって誤り訂正復号処理が施されてそれぞれの移動局３０からの受信情報に復元される。
【００２３】
次に、無線基地局１０によって生成される無線フレームの構成について説明する。図４（ａ）には、無線基地局１０のチャネル割当制御部１４が割り当てる無線フレームの時間軸上でのデータ配列を概念的に示す。同図に示すように、無線フレームには、サブチャネル論理番号（Subchannel Logical Number）毎に所定の基準でサブチャネルが割り当てられる。詳細には、チャネル割当制御部１４によって無線基地局１０が伝送可能な周波数帯域内において周波数軸上に分散された複数のサブキャリアから複数組のサブキャリア群が選択され、その複数組のサブキャリア群毎にサブチャネル論理番号で識別されるサブチャネルが割り当てられる。そして、無線フレームのサブチャネル上には、時分割多重により各種テータが設定される。
【００２４】
また、無線フレームは、無線基地局１０から移動局３０に送信する下りデータを格納するダウンリンク部ＤＬと移動局３０から無線基地局１０に送信する上りデータを格納するアップリンク部ＵＬとに時間的に分離して生成されている。このダウンリンク部ＤＬには、受信側で無線フレームの同期をとるためのプリアンブル部ＤＰ、無線基地局１０から移動局３０に通知するための制御信号が設定される制御データ部ＤＣ、及び複数の移動局３０向けのＤＬユーザデータを格納するユーザデータ部ＤＵが配列される。図４（ｂ）には、無線フレームの制御データ部ＤＣの時間軸上でのデータ配列をより詳細に示す概念図である。同図に示すように、制御データ部ＤＣは、無線フレームに使用されるサブチャネルを特定するためのフレームコントロールヘッダ（ＦＣＨ）ＤＣ１と、移動局３０に通知するその他の制御信号が設定されるマッピング情報ＤＣ２とを含んでいる。
【００２５】
より具体的には、マッピング情報ＤＣ２に設定される制御情報としては、ＤＬ−ＭＡＰ、ＵＬ−ＭＡＰ、ＤＣＤ等が挙げられる。ＤＬ−ＭＡＰは、ＦＣＨで指定されたサブチャネル中のＤＬユーザデータの設定領域を示す下りデータ受信用制御信号である。また、ＵＬ−ＭＡＰは、ＦＣＨで指定されたサブチャネル中のＵＬユーザデータの設定領域を示す上りデータ送信用制御信号である。また、ＤＣＤ（Downlink Channel Descriptor）は、ＤＬチャネルの物理特性を移動局３０に所定の周期（例えば、１０秒）で通知するためのものである。ここで、ＤＬ−ＭＡＰ及びＵＬ−ＭＡＰは、無線フレームに常時設定される制御情報であり、無線フレーム中からＤＬユーザデータを取り出す際、および無線フレーム中にＵＬユーザデータを設定する際に参照される。
【００２６】
次に、図３に移って、移動局３０は、受信部３１、ＯＦＤＭ信号検出部３２、通信制御部３３、復調部３４、誤り訂正復号部３５、誤り訂正符号化部３６、変調部３７、ＯＦＤＭ信号生成部３９、及び送信部４０を有している。移動局３０には、ＣＰＵ、メモリや、通信モジュール等が搭載された処理モジュールが内蔵されており、この処理モジュール上において上記各部が動作するように構成されている。
【００２７】
受信部３１は、無線基地局１０から送信された無線フレームを含む無線信号をＯＦＤＭＡを用いて受信する。受信された無線信号は、ＯＦＤＭ信号検出部３２によって検出されてその無線信号から無線フレームが取り出される。そして、復調部３４によって、無線フレームの中からＤＬユーザデータが取り出される。さらに、ＤＬユーザデータは復調部３４によって時分割多重されたデータから復調された後、誤り訂正復号部３５によって誤り訂正復号処理が施されて移動局３０宛の受信情報に復元される。また、誤り訂正復号部３５によって、データ復調処理及び誤り訂正復号処理後の無線フレームが、通信制御部３３に出力される。
【００２８】
また、移動局３０から無線基地局１０に送信する対象の送信情報は、誤り訂正符号化部３６によって誤り訂正符号化処理が施され、誤り訂正符号化部３６から出力された誤り訂正符号化処理後の冗長化ビット情報は、変調部３７によって変調処理が施される。さらに、変調処理が施されたＵＬユーザデータは、変調部３７によって無線フレーム内に設定され、その無線フレームは、ＯＦＤＭ信号生成部３９によってＯＦＤＭＡ用の無線信号に変換される。そして、その無線信号は、送信部４０によって無線基地局１０に向けてＯＦＤＭＡを用いて送信される。さらに、通信制御部３３から出力される各種制御信号が、誤り訂符号化部３６及び変調部３７を経由してＯＦＤＭ信号生成部３９に出力されることにより、無線フレーム内に設定される。
【００２９】
通信制御部３３は、無線基地局１０との間でＵＬユーザデータ及びＤＬユーザデータを送受信する際に、無線基地局との間の通信接続（無線リンク）の同期確立処理を実行する機能を有し、信号探索部（信号探索手段）３３Ａ、制御信号抽出部（制御信号抽出手段）３３Ｂ、及び接続確立部（接続確立手段）３３Ｃを含んで構成されている。
【００３０】
信号探索部３３Ａは、無線基地局１０との間で無線リンクの同期を確立する際、及び無線リンクの同期確立状態を判断する際に、無線基地局１０からの無線フレームをスキャン（探索）する。この無線フレームのスキャンは、例えば、無線フレーム内のプリアンブル部ＤＰが正常に取得できるかを解析することにより行われる。
【００３１】
制御信号抽出部３３Ｂは、信号探索部３３Ａによってスキャンされた無線フレームの制御データ部ＤＣの中からＤＬ−ＭＡＰ、ＵＬ−ＭＡＰ、ＤＣＤ等のＤＬユーザデータ及びＵＬユーザデータの送受信時に用いられる制御信号を抽出する。抽出された制御信号は、接続確立部３３Ｃに渡される。
【００３２】
接続確立部３３Ｃは、無線基地局１０に対して、無線基地局１０による通信サービスを利用可能にするため位置登録処理であるエントリ処理（Initial Entry）を要求することによって、無線基地局１０に対して無線接続、すなわち下り方向の無線リンクの同期確立を行う。また、接続確立部３３Ｃは、いったんエントリ処理が完了した後には、エントリ対象の無線基地局１０との無線の同期状態を判断し、同期が外れた場合はエントリ処理を再度実行する。具体的には、接続確立部３３Ｃは、所定のタイマ値によって規定された時間毎に定期的に無線フレームからＤＬ−ＭＡＰ及びＤＣＤが抽出できるか否かによって、同期確立状態の正常性を判断する。ＤＬ−ＭＡＰ又はＤＣＤが抽出できなかった場合は、接続確立部３３Ｃは、信号探索部３３Ａにより再度スキャンされた無線フレームから新たにＤＬ−ＭＡＰを抽出（Scan for DL Channel）する。そして、抽出したＤＬ−ＭＡＰと前回のエントリ処理で抽出されたＤＬ−ＭＡＰを除く制御信号とを利用して、エントリ処理を実行することなく無線リンクの同期の確立とエントリ状態を維持するように動作する。また、接続確立部３３Ｃは、無線基地局１０との間でデータ通信を開始するために実行されるＤＬ−ＭＡＰ及びＤＣＤ以外の制御信号の交換時に、無線基地局１０から応答が得られなかった場合は、無線基地局１０へのエントリ処理を再度実行する機能も有する。
【００３３】
次に、図５〜９を参照して、無線基地局１０及び移動局３０を含む無線通信システム１００の無線リンクの同期確立動作について説明するとともに、併せて無線通信システム１００における接続確立方法について詳述する。
【００３４】
図５及び図６は、移動局３０が無線基地局１０に対してエントリ処理（InitialEntry）を実行する際の動作を示すフローチャートである。
【００３５】
まず、エントリ処理の初期段階として移動局３０によってＤＬ同期確立処理（Scanfor DL Channel）が行われる（ステップＳ１０１、ステップＳ２０１〜２０９）。このＤＬ同期確立処理は、ＤＬ−ＭＡＰの受信を行うための処理であり、まず最初に接続確立部３３Ｃによりタイマ値T20のカウントが開始される（ステップＳ２０１）。そして、信号探索部３３Ａによってチャネルｉの周波数軸上で無線フレームがスキャンされる（ステップＳ２０２）。無線フレームのスキャンが成功すると（ステップＳ２０３）、接続確立部３３Ｃによりタイマ値T21のカウントがスタートされる（ステップＳ２０４）。一方、タイマ値T20がタイムアウトするまでに無線フレームのスキャンに失敗した場合は、次のチャネルｉ＋１のスキャンが繰り返される（ステップＳ２０８）。次に、制御信号抽出部３３Ｂによって無線フレームからＤＬ−ＭＡＰが抽出された後（ステップＳ２０５）、接続確立部３３Ｃによりタイマ値Lost DL-MAP, T1, T12のカウントがスタートされる（ステップＳ２０６）。このようにしてＤＬ同期確立が完了する（ステップＳ２０７）。一方、タイマ値T21がタイムアウトするまでにＤＬ−ＭＡＰが抽出できなかった場合は（ステップＳ２０９）、再度次のチャネルｉ＋１の無線フレームがスキャンされる。
【００３６】
上記ＤＬ同期確立の実行後に、制御信号抽出部３３Ｂにより、ＵＬ−ＭＡＰ等の上りデータ送信用のＵＬパラメータが無線フレームから取得される（ステップＳ１０２）。さらに、接続確立部３３Ｃにより、無線基地局１０に対してレンジング処理の要求が送られる（ステップＳ１０３）。このレンジング処理とは、最適な品質で上り信号が送信できるように送信タイミング、送信パワー、送信周波数を調整するための処理であり、これにより、無線基地局１０から調整用パラメータが受信される。レンジング処理の完了後に、その他の制御情報の交換処理（ステップＳ１０４）、認証処理（ステップＳ１０５）、無線基地局１０への位置登録処理（ステップＳ１０６）、及びＩＰ接続の確立処理（ステップＳ１０７）と続き、データ通信のための接続が確立される（ステップＳ１０８）。
【００３７】
上述のようにエントリ処理が完了された後は、移動局３０によって同期確立状態が監視されることにより、同期確立の維持のための処理が行われる。図７及び図８は、移動局３０による無線リンクの同期確立維持処理を実行する際の動作を示すフローチャートである。
【００３８】
エントリ処理の完了によって同期状態に移行した後（ステップＳ３０１）、接続確立部３３Ｃによって新たにスキャンされた無線フレーム中からＤＬ−ＭＡＰが定期的に抽出される（ステップＳ３０２）。ＤＬ−ＭＡＰの抽出が成功すると、接続確立部３３Ｃによってタイマ値Lost DL-MAPがリセットされ（ステップＳ３０３）、無線リンクの同期確立状態が維持される（ステップＳ３０６）。同時に、接続確立部３３Ｃによって新たにスキャンされた無線フレーム中からＤＣＤも抽出される（ステップＳ３０４）。ＤＣＤの抽出が成功すると、接続確立部３３Ｃによってタイマ値T1がリセットされ（ステップＳ３０５）、無線リンクの同期確立状態が維持される（ステップＳ３０６）。
【００３９】
一方、タイマ値Lost DL-MAP又はタイマ値T1がタイムアウトするまでにＤＬ−ＭＡＰ又はＤＣＤの抽出に失敗した場合（ステップＳ３０７、Ｓ３０８）、接続確立部３３Ｃによって下りデータ受信用の制御信号のみを再度抽出するＤＬ再同期確立処理（Scan for DL Channel）が実行される（ステップＳ３０９、ステップＳ４０１〜Ｓ４０９）。このタイマ値Lost DL-MAPとしては、例えば６００ｍｓｅｃが設定され、タイマ値T1には、最大で１０ｓｅｃが設定される。このことから、ＤＬ−ＭＡＰ、ＤＣＤは比較的短い時間間隔で監視されるパラメータであることがわかる。
【００４０】
ＤＬ再同期確立処理（図８参照）は、図６に示したＤＬ同期確立処理とほぼ同様であるが、ステップＳ４０１において前回のＤＬ同期確立処理で用いたチャネル情報等の無線パラメータを再利用して無線フレームをスキャンすること、ステップＳ４０８において無線フレームのスキャンが失敗しても同じチャネルの無線フレームをスキャンし続けることがＤＬ同期確立処理との相違点である。これは、無線リンクが短い時間で切断された場合は再度同じチャネルの無線フレームがスキャンできる可能性が高いことを考慮している。
【００４１】
ＤＬ再同期確立処理が完了すると、ＤＬ同期確立の状態に移行し（ステップＳ３１０）、ステップＳ３０１に戻り周期的に接続確立部３３ＣによってＤＬ−ＭＡＰ及びＤＣＤの監視が行われる。また、ＤＬ再同期確立処理が完了した後に移動局３０から無線基地局１０に対して周期的なレンジング要求が送られ、このレンジング要求に対してタイマ値T4の間に応答が無い場合は（ステップＳ３１１）、接続確立部３３Ｃによって無線リンクの接続が開放される（ステップＳ３１３）。このタイマ値T4としては、例えば３０〜３５ｓｅｃのような比較的長い時間が設定される。さらに、ＤＬ再同期確立処理が完了した後の上りデータ及び下りデータの再送制御（ARQ Retry）時に、移動局３０からの所定回数の応答要求に対して無線基地局１０から応答が無い場合にも（ステップＳ３１２）、無線リンクの接続が開放される（ステップＳ３１３）。その後、再度エントリ処理（図５参照）が実行される結果（ステップＳ３１４）、ステップＳ３０１の同期確立状態に移行される。
【００４２】
一方、移動局３０が同期確立状態にある際に、無線基地局１０から同期開放信号（DREG-CMD）が受信された場合は（ステップＳ３１５）、接続確立部３３Ｃによって移動局３０の内部における通信接続の状態、すなわち無線リンクのエントリが開放される（ステップＳ３１６）。このようなエントリの開放は、移動局３０内のメモリに保持されているエントリ情報を更新することによって行われる。そして、接続確立部３３Ｃによってエントリ処理が実行される（ステップＳ３１４）。この同期開放信号（DREG-CMD）は、無線基地局１０と移動局３０との間において無線リンクの接続状態の不一致が生じている場合に、強制的にその無線リンクの接続状態を一致させるためのコマンドである。
【００４３】
ここで、図９には、無線基地局１０において同期開放信号（DREG-CMD）が送信される際の動作を示している。無線基地局１０は、通常状態で移動局３０からの信号を待機しているときには（ステップＳ６０１）、移動局３０からデータ通信帯域を確保するための帯域要求信号及びレンジング要求を受けることができる。ここで、移動局３０からレンジング要求を受信した場合には（ステップＳ６０２）、要求に応じてレンジング処理を実施して（ステップＳ６０３）、ステップＳ６０１に戻る。
【００４４】
一方、移動局３０から帯域要求信号を受信した場合には（ステップＳ６０４）、無線基地局１０は移動局３０に向けてＵＬ−ＭＡＰ等の上り信号送信用制御信号を送信する（ステップＳ６０５）。次に、無線基地局１０は、移動局３０から要求する帯域を通知するための帯域要求信号（BRH）を受信すると（ステップＳ６０６）、移動局３０との間の無線リンクのエントリが“接続状態”にあるか否かを、無線基地局１０の内部メモリに保持するエントリ情報を参照することにより判断する（ステップＳ６０７）。その結果、無線リンクのエントリが“開放状態”にある場合は（ステップＳ６０７；ＮＯ）、無線基地局１０は、エントリの不一致を解消するために、移動局３０に対して同期解放信号（DREG-CMD）を送信する（ステップＳ６１０）。これに対して、無線リンクのエントリが“接続状態”にある場合は（ステップＳ６０７；ＹＥＳ）、無線基地局１０は、移動局３０に対してＵＬ−ＭＡＰを送信した後に（ステップＳ６０８）、移動局３０からＵＬユーザデータを受信する（ステップＳ６０９）。
【００４５】
以上説明した無線通信システム１００及び無線通信システム１００による接続確立方法によれば、移動局３０と無線基地局１０との間の無線リンクが確立される際に、移動局３０において無線基地局１０からの無線フレームがスキャンされ、その無線フレームからＤＬ−ＭＡＰやＵＬ−ＭＡＰ等を含む制御信号が抽出されて無線基地局１０にエントリが要求される。そのようにして無線リンクが確立された後に、ＤＬ−ＭＡＰの受信がタイマ値Lost DL-MAPの時間間隔で監視されることにより無線リンクの正常性が判断され、ＤＬ−ＭＡＰの受信が途絶えた場合は、再度スキャンされた無線フレームからＤＬ−ＭＡＰが新たに抽出されて、そのＤＬ−ＭＡＰと前回受信されたＵＬ−ＭＡＰ等の他の制御信号とを利用して無線リンクの確立が維持される。これにより、一般に監視間隔の短い傾向にあるＤＬ−ＭＡＰの受信が一瞬途絶えても、前回受信している無線基地局の制御信号や無線パラメータを再利用することにより短時間で無線リンクが効率的に維持され、無線リンクの確立時に使用される無線リソースも効果的に削減される。その結果、移動局３０におけるデータ通信時のレスポンスの向上を図ることができる。
【００４６】
また、無線リンクの接続確立後にＤＬ−ＭＡＰの受信が途絶え、レンジング処理や再送処理における制御信号交換時の無線基地局１０からの応答も受信できない場合は、移動局３０において再度スキャンされた無線フレームから全ての制御信号を抽出することによって、無線基地局１０と移動局３０との通信接続を確実に回復させることができる。
【００４７】
また、無線基地局１０は、移動局３０から帯域要求信号（ＢＲＨ）を受信した際に無線リンクのエントリが“開放状態”にある場合は、移動局３０に対して無線リンクの開放を要求するための同期解放信号（DREG-CMD）を送出するので、無線基地局１０と移動局３０との間で無線リンクのエントリ状態に不一致が発生した場合でもその状態を一致させることができ、無線リンクの再接続を円滑化して通信レスポンスをさらに向上させることができる。
【００４８】
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではない。例えば、移動局３０は、無線リンクの接続確立後にＤＬ−ＭＡＰの受信が途絶え、レンジング処理や再送処理における制御信号交換時の無線基地局１０からの応答も受信できない場合は、移動局３０において無線基地局１０に対してハンドオーバを要求するように動作してもよい。
【００４９】
図１０は、このような場合の移動局３０による無線リンクの同期確立維持処理を実行する際の動作を示すフローチャートである。同図におけるステップＳ５０１〜５０５までの動作は、図７のステップＳ３０１，Ｓ３０７〜Ｓ３１０までの動作と同様である。そして、ＤＬ再同期確立処理が完了した後のレンジング要求に対してタイマ値T4の間に応答が無い場合は（ステップＳ５０６）、接続確立部３３ＣによってＤＬ同期確立処理（図６）が実施されて無線フレームのスキャン及びＤＬ−ＭＡＰの再抽出が行われる（ステップＳ５０８）。また、ＤＬ再同期確立処理が完了した後の上りデータ及び下りデータの再送制御（ARQ Retry）時に、移動局３０からの所定回数の応答要求に対して無線基地局１０から応答が無い場合にも（ステップＳ５０７）、接続確立部３３ＣによってＤＬ同期確立処理（図６）が実施される（ステップＳ５０８）。その後、接続確立部３３Ｃにより無線基地局１０からその他の下りの制御信号が取得される（ステップＳ５０９）。そして、接続確立部３３Ｃにより、取得されたＤＬ−ＭＡＰの中に含まれる事業者ＩＤが前回の同期確立時の事業者ＩＤと一致しているか否かが判定される（ステップＳ５１０）。判定の結果、前回の事業者ＩＤと一致している場合には（ステップＳ５１０；ＹＥＳ）、無線基地局１０に対してハンドオーバが要求された後に（ステップＳ５１１）、無線基地局１０からさらに下り制御信号が取得されるとともにレンジング要求がなされて同期確立状態に移行される（ステップＳ５１２）。一方、前回の事業者ＩＤと一致していない場合には（ステップＳ５１０；ＮＯ）、接続確立部３３Ｃにより無線基地局１０との間で再度エントリ処理が実行される（ステップＳ５１３）。
【００５０】
このように、無線リンクの同期が外れた際に再度スキャンされた無線フレームから全ての制御信号を抽出して、移動局３０から無線基地局１０の切り替え（ハンドオーバ）を要求することによって、新たに無線リンクの同期確立処理（Initial Entry）を行う場合に比較して再接続時に送受信される制御信号を削減できるので、移動局３０と無線基地局１０との間の無線リンクの接続を確実かつ効率的に回復させることができる。また、ハンドオーバによって無線リンクを切り換えることで無線基地局１０における位置登録を削除することがないので、効率的な無線リンクの接続が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の好適な一実施形態にかかる無線通信システムの概略構成図である。
【図２】本発明の好適な一実施形態にかかる無線基地局の概略構成図である。
【図３】本発明の好適な一実施形態にかかる移動局の概略構成図である。
【図４】図２の無線基地局が作成する無線フレームを示す概念図である。
【図５】図３の移動局が無線リンクのエントリ処理（Initial Entry）を実行する際の動作を示すフローチャートである。
【図６】図３の移動局が無線リンクのエントリ処理（Initial Entry）を実行する際の動作を示すフローチャートである。
【図７】図３の移動局３０が無線リンクの同期確立維持処理を実行する際の動作を示すフローチャートである。
【図８】図３の移動局３０が無線リンクの同期確立維持処理を実行する際の動作を示すフローチャートである。
【図９】図２の無線基地局が同期開放信号（DREG-CMD）を送信する際の動作を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の変形例にかかる移動局による無線リンクの同期確立維持処理を実行する際の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５２】
１０…無線基地局、３０…移動局、３３Ａ…信号探索部（信号探知手段）、３３Ｂ…制御信号抽出部（制御信号抽出手段）、３３Ｃ…接続確立部（接続確立手段）、１００…無線通信システム。
【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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