(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動局との間でそれぞれのキャリアで送受信する複数の無線機を有する基地局を備えた無線通信システムにおいて、
上記基地局に、Ｎ個の送信スロットによりデータを送信する際に、１つのキャリアでＮ個連続の空きスロットがある場合には、１つのキャリアでＮ個連続の空きスロットを獲得し、１つのキャリアでＮ個連続の空きスロットがない場合には、連続する２つのキャリアでＮ個連続の空きスロットを獲得し、連続する２つのキャリアでＮ個連続の空きスロットがない場合には、２つのキャリア上の特定の通信スロットに、各キャリア毎に連続するＮ１，Ｎ２個（Ｎ１＋Ｎ２＝Ｎ）の空きスロットがあるかを確認し、ある場合には、各キャリアでＮ１個連続の空きスロット、Ｎ２個連続の空きスロットを獲得し、２つのキャリア上の特定の通信スロットに、各キャリア毎に連続するＮ１，Ｎ２個の空きスロットがない場合に、すでに通信リンクを確立して通信を行っている移動局に対して、空きチャネルを割り当てて通信スロットの移動指示を行い、各キャリア毎に連続するＮ１個と連続するＮ２個の空きスロットを編成する共通制御部を備えたことを特徴とする無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、無線チャネルを介して高速データ通信を行う基地局と複数の移動局で構成される無線通信システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３は、例えば特開平９−２７０７６３号公報に示された、ＴＤＭＡ−ＴＤＤ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ−Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｄｕｐｌｅｘ）方式を採用した従来の無線通信システムの構成を示すブロック図であり、図において、１０は複数キャリア（ＣＨ１〜ＣＨｎ）で構成される基地局、１１は基地局１０の情報端末で、１２ａ，・・・，１２ｎは基地局１０のそれぞれキャリアで送受信する無線機であり、１５ａ，・・・，１５ｎは無線機１２ａ，・・・１２ｎに接続された基地局１０のアンテナである。
【０００３】
また、図３において、２０ａ，・・・，２０ｍは移動局で、２１ａ，・・・，２１ｍは、それぞれ移動局２０ａ，・・・，２０ｍの情報端末であり、２３ａ，・・・，２３ｍは、それぞれ移動局２０ａ，・・・２０ｍに接続されたアンテナである。
【０００４】
図４は基地局１０の無線機１２ａ，・・・，１２ｎの内部構成を示すブロック図であり、図において、１２１は無線周波信号を送受信する無線部、１２２は信号を変復調するモデム部で、１２３は、信号をタイムスロットに挿入したり、タイムスロットより信号を分解するＴＤＭＡ部で、１２４は情報端末１１と接続されるＩ／Ｆ部であり、１２５は、無線部１２１，モデム部１２２，ＴＤＭＡ部１２３，Ｉ／Ｆ部１２４を制御する制御部である。
【０００５】
また、図４の制御部１２５において、１２５１は、リンクチャネルの確立要求制御信号に含まれるデータ通信速度情報から、データ通信速度を検出してデータ通信に必要な送信スロット数Ｎを検出する送信スロット数検出手段で、１２５２は同一キャリア上の連続するＮ個の空きスロットを検出して獲得する空きスロット獲得手段で、１２５３は、連続するＮ個の空きスロットがない場合に、基地局１０の制御で通信リンクを確立して通信を行っている移動局２０に対して、空きスロットを割当てて通信スロットの移動指示を行い、連続するＮ個の空きスロットを編成する空きスロット編成手段である。
【０００６】
図５は４チャネル多重マルチキャリアＴＤＭＡ−ＴＤＤ方式の通信スロットの構成を示す図であり、所定の１フレーム長をアップリンク（上り回線）とダウンリンク（下り回線）に分け、それぞれ４スロットずつ分割して使用される。
【０００７】
次に動作について説明する。
情報端末２１ａで入力したデータは、移動局２０ａで無線通話チャネルを介して無線周波信号としてアンテナ２３ａから送信される。この信号は、基地局１０のアンテナ１５ａで受信され無線機１２ａに入力される。
【０００８】
図４の無線機１２ａにおいて、入力した無線周波信号は無線部１２１の受信部により周波数変換され、受信中間周波信号として出力される。受信中間周波信号はモデム部１２２の復調部によりデジタル復調され、デジタル信号として再生されＴＤＭＡ部１２３に出力される。デジタル信号は、制御部１２５に指示されたＴＤＭＡ部１２３のデコードにより、図５に示すタイムスロット（通信スロット）毎に分解されてＩ／Ｆ部１２４に出力される。Ｉ／Ｆ部１２４はデジタル信号を情報端末１１のインタフェースに接続できる形態に順次変換して情報端末１１に出力する。
【０００９】
一方、基地局１０の情報端末１１で入力された信号は、Ｉ／Ｆ部１２４でＴＤＭＡ部１２３のインタフェースに接続できる形態に順次変換されてデジタル信号となる。デジタル信号は、ＴＤＭＡ部１２３のエンコーダ部により、所望のタイムスロットに挿入されて多重化される。多重化されたデジタル信号は、モデム部１２２の変調部に入力され、このデジタル信号により搬送波信号がデジタル変調されて、無線部１２１の送信部に入力される。
【００１０】
デジタル変調された搬送波信号は、無線部１２１の送信部により、制御部１２５に指示された無線チャネル周波数に周波数変換され、所定の送信電力レベルに増幅されて出力される。出力された無線周波信号は、アンテナ１５ａから移動局２０ａに向けて送信され、移動局２０ａのアンテナ２３ａで受信され、移動局２０ａで復調されて情報端末２１ａに入力される。
【００１１】
制御部１２５の送信スロット数検出手段１２５１が、リンクチャネルの確立要求制御信号に含まれるデータ通信速度情報から、データ通信速度を検出してデータ通信に必要な送信スロット数Ｎを検出すると、空きスロット獲得手段１２５２が、同一キャリア上の連続するＮ個の空きスロットを検出して獲得する。また、連続するＮ個の空きスロットがない場合に、空きスロット編成手段１２５３が基地局１０の制御で通信リンクを確立して通信を行っている移動局２０に対して、空きスロットを割当てて通信スロットの移動指示を行い、連続するＮ個の空きスロットを編成する。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
従来の無線通信システムは、以上のように構成されているので、高速データ通信を行う場合、制御部１２５の空きスロット編成手段１２５３が、複数のタイムスロットを用いて連続するＮ個の空きスロットを編成するのは、Ｎが大きくなるにつれて、スロットが割り当てられるまでに時間がかかり、容易に通信スロットを編成するのが困難であるという課題があった。
【００１３】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、複数のタイムスロットを用いて高速データ通信を行う場合でも、最も効率的に複数のタイムスロットを割り当てることにより、高速データ通信が可能な無線通信システムを得ることを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る無線通信システムは、移動局との間でそれぞれのキャリアで送受信する複数の無線機を有する基地局を備えたものにおいて、上記基地局に、Ｎ個の送信スロットによりデータを送信する際に、１つのキャリアでＮ個連続の空きスロットがある場合には、１つのキャリアでＮ個連続の空きスロットを獲得し、１つのキャリアでＮ個連続の空きスロットがない場合には、連続する２つのキャリアでＮ個連続の空きスロットを獲得し、連続する２つのキャリアでＮ個連続の空きスロットがない場合には、２つのキャリア上の特定の通信スロットに、各キャリア毎に連続するＮ１，Ｎ２個（Ｎ１＋Ｎ２＝Ｎ）の空きスロットがあるかを確認し、ある場合には、各キャリアでＮ１個連続の空きスロット、Ｎ２個連続の空きスロットを獲得し、２つのキャリア上の特定の通信スロットに、各キャリア毎に連続するＮ１，Ｎ２個の空きスロットがない場合に、すでに通信リンクを確立して通信を行っている移動局に対して、空きチャネルを割り当てて通信スロットの移動指示を行い、各キャリア毎に連続するＮ１個と連続するＮ２個の空きスロットを編成する共通制御部を備えたものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による無線通信システムの構成を示すブロック図であり、図において、１０は複数キャリア（ＣＨ１〜ＣＨｎ）で構成される基地局で、１１は基地局１０の情報端末（基地局側の情報端末）で、１２ａ，・・・，１２ｊ，１２ｋ，・・・，１２ｎは、それぞれのキャリアで送受信する基地局１０の無線機である。
【００２２】
また、図１において、１３は２つのキャリアに分散された信号を統合し編集して一連のデータとして情報端末１１に出力する共通Ｉ／Ｆ部（基地局側の共通Ｉ／Ｆ部）であり、１４は無線機１２ａ，・・・，１２ｊ，１２ｋ，・・・，１２ｎと共通Ｉ／Ｆ部１３を制御する共通制御部であり、１５ａ，・・・，１５ｊ，１５ｋ，・・・，１５ｎは、それぞれ無線機１２ａ，・・・，１２ｊ，１２ｋ，・・・，１２ｎに接続されたアンテナである。また、無線機１２ａ，・・・，１２ｊ，１２ｋ，・・・，１２ｎの内部構成は、従来の図４に示す構成と同一である。
【００２３】
さらに、図１において、２０ａ，・・・，２０ｊ，２０ｋ，・・・，２０ｍは移動局で、２１ａ，・・・，２１ｅ，・・・，２１ｈは移動局２０側の情報端末（移動局側の情報端末）で、２２ａ，・・・，２２ｅ，・・・，２２ｈは、それぞれ情報端末２１ａ，・・・，２１ｅ，・・・，２１ｈに接続された共通Ｉ／Ｆ部（移動局側の共通Ｉ／Ｆ部）であり、２３ａ，・・・，２３ｊ，２３ｋ，・・・，２３ｍは、それぞれ移動局２０ａ，・・・，２０ｊ，２０ｋ，・・・，２０ｍに接続されたアンテナである。
【００２４】
さらに、図１の基地局１０の共通制御部１４において、１４１はリンクチャネルの確立要求制御信号に含まれるデータ通信速度情報からデータ通信速度を検出してデータ通信に必要な送信スロット数Ｎを検出する送信スロット数検出手段であり、１４２は、要求のあった移動局とのリンクチャネルとして同一キャリア上に連続するＮ個の空きスロットを獲得するか、又は連続する２つのキャリア上に連続するＮ個の空きスロットを獲得する空きスロット獲得手段であり、１４３は、連続する２つのキャリア上に連続するＮ個の空きスロットがない場合に、２つのキャリア上の特定の通信スロットに、各キャリア毎に連続するＮ１個、連続するＮ２個（Ｎ１＋Ｎ２＝Ｎ）の空きスロットを獲得するか、２つのキャリア上で、各キャリア毎に連続するＮ１個、連続するＮ２個の空きスロットがない場合に、すでに通信リンクを確立して通信を行っている移動局２０に対して、空きチャネルを割り当てて通信スロットの移動指示を行い、各キャリア毎に連続するＮ１個と、連続するＮ２個の空きスロットを編成する空きスロット編成手段である。
【００２５】
このように、無線機１２ａ，・・・，１２ｊ，１２ｋ，・・・，１２ｎの制御部１２５は、各キャリア別に通信スロットを獲得するのに対して、共通制御部１４は、各キャリア共通に通信スロットを獲得するものである。
【００２６】
次に動作について説明する。
情報端末２１ｅから送信されたデータは、共通Ｉ／Ｆ部２２ｅにより移動局２０ｊ，２０ｋに分散されて、無線通話チャネルを介して無線周波信号として、それぞれアンテナ２３ｊ，２３ｋから送信される。
【００２７】
基地局１０側のアンテナ１５ｊ，１５ｋで受信された無線周波信号は、それぞれ無線機１２ｊ，１２ｋの無線部１２１のキャリア受信部で周波数変換され、受信中間周波数信号として出力される。モデム部１２２の復調部に入力されたそれぞれの受信中間周波数信号は、デジタル復調されてデジタル信号が再生され、ＴＤＭＡ部１２３に入力される。
【００２８】
これらのデジタル信号は、ＴＤＭＡ部１２３のデコード部により、制御部１２５の指示に従いタイムスロット毎に分解されてＩ／Ｆ部１２４に入力される。これらの信号はＩ／Ｆ部１２４により情報端末１１のインタフェースに接続できる形態に順次変換され、基地局１０の共通Ｉ／Ｆ部１３に送られ、共通制御部１４の指示に従い、共通Ｉ／Ｆ部１３により２つのキャリアに分散された信号が統合され編集されて、一連のデータとして情報端末１１に出力される。
【００２９】
一方、基地局１０側の情報端末１１で入力された信号は、基地局１０の共通Ｉ／Ｆ部１３で、共通制御部１４の指示に従い、２つのキャリアのデータに分割され、各無線機１２ｊ，１２ｋに入力されて、それぞれＩ／Ｆ部１２４でＴＤＭＡ部１２３のインタフェースに接続できる形態に順次変換されてデジタル信号となる。
【００３０】
ＴＤＭＡ部１２３のエンコード部で、これらの信号が所望のタイムスロットに挿入されて多重化され、この多重化されたデジタル信号はモデム部１２２の変調部に入力され、搬送波信号がこれらのデジタル信号によりデジタル変換され、無線部１２１の送信部に入力される。この変調された搬送波信号が、周波数シンセサイザから発生された送信局部発信信号とミキシングされることにより、制御部１２５により指示された無線チャネル周波数に周波数変換され、所望の送信電力レベルに増幅されて無線部１２１から出力される。これらの無線周波信号は、アンテナ１５ｊ，１５ｋからそれぞれ送信される。
【００３１】
移動局２０側のアンテナ２３ｊ，２３ｋで受信された信号は、移動局２０ｊ，２０ｋで、基地局１０側と同様の処理で変換され、共通Ｉ／Ｆ２２ｅにより、データが統合され編集されて、一連のデータとして情報端末２１ｅに出力される。
【００３２】
移動局２０側の情報端末２１ａ，・・・，２１ｅ，・・・，２１ｈ，又は基地局１０の情報端末１１からデータを送信する場合、送信するデータを一定長のフレームに分解し、ブロック毎のデータに識別番号（順番を含む）を付けて送信し、受信側で各ブロックの先頭の識別番号を見て編集が容易に行えるようにする。
【００３３】
図２は基地局１０の共通制御部１４の処理を示すフローチャートである。送信スロット数検出手段１４１が、ステップＳＴ１において、リンクチャネルの確立要求信号を受信し、ステップＳＴ２において、受信した確立要求制御信号に含まれるデータ通信速度情報からデータ通信速度を検出して、ステップＳＴ３において、データ通信に必要な送信スロット数Ｎを検出する。
【００３４】
空きスロット獲得手段１４２は、ステップＳＴ４において、送信スロット数Ｎが１であるか否かをチェックし、送信スロット数Ｎが１である場合には、通常の処理を行う。送信スロット数Ｎが１でない場合には、空きスロット獲得手段１４２は、ステップＳＴ５において、１つのキャリアでＮ個連続の空きスロットがあるか否かを確認する。１つのキャリアでＮ個連続の空きスロットがある場合は、ステップＳＴ６において、空きスロット獲得手段１４２の指示により、そのキャリアで送受信する無線機１２における制御部１２５の空きスロット獲得手段１２５２が、１つのキャリアで上記のＮ個連続の空きスロットを獲得する。
【００３５】
１つのキャリアでＮ個連続の空きスロットがない場合には、空きスロット獲得手段１４２は、ステップＳＴ７において、２つのキャリアでＮ個連続の空きスロットがあるか否かを確認し、ある場合には、ステップＳＴ６において、空きスロット獲得手段１４２が、連続する２つのキャリアでＮ個連続の空きスロットを獲得する。
【００３６】
隣合わせた連続する２つのキャリアでＮ個連続の空きスロットがない場合には、空きスロット編成手段１４３は、ステップＳＴ８において、２つのキャリア上の特定の通信スロットに、各キャリア毎に連続するＮ１，Ｎ２個（Ｎ１＋Ｎ２＝Ｎ）の空きスロットがあるかを確認し、ある場合には、ステップＳＴ９において、空きスロット獲得手段１４２の指示により、各キャリアで送受信する無線機１２における制御部１２５の空きスロット獲得手段１２５２が、各キャリアで上記のＮ１個連続の空きスロット、Ｎ２個連続の空きスロットを獲得する。
【００３７】
２つのキャリア上の特定の通信スロットに、連続するＮ１と連続するＮ２個の空きスロットがない場合には、ステップＳＴ１０において、空きスロット編成手段１４３はスロット編成処理を行う。すなわち、すでに通信リンクを確立して通信を行っている移動局２０に対して、空きチャネルを割り当てて通信スロットの移動指示を行い、連続するＮ１と連続するＮ２個の空きスロットを編成する。ステップＳＴ１１において、これから通信しようとする移動局２０に、獲得し割り当てたスロットを通知する。
【００３８】
この実施の形態では、２つのキャリアに分離してデータを通信する例で説明したが、２つに限らず複数のキャリアに分離してデータを通信しても良い。また、無線方式として、同一周波数で送受信するＴＤＭＡ−ＴＤＤ方式を使用しているが、異なる周波数で送受信するＴＤＭＡ−ＦＤＤ（Ｔｉｍｅ  ＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ−Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｄｕｐｌｅｘ）方式を使用しても良い。
【００３９】
以上のように、この実施の形態１によれば、移動局２０側に、２つのキャリアに分離又は２つのキャリアを統合する共通Ｉ／Ｆ部２２を備えると共に、基地局１０側に、２つのキャリアに分離又は２つのキャリアを統合する共通Ｉ／Ｆ部１３と、通信に必要な送信スロット数Ｎを検出し、同一キャリア上に連続するＮ個の空きスロットを獲得するか、又は連続する２つのキャリア上で連続するＮ個の空きスロットを獲得するか、又は２つのキャリア上の特定の通信スロットに、各キャリア毎に連続するＮ１個、連続するＮ２個（Ｎ１＋Ｎ２＝Ｎ）の空きスロットを獲得か、又はすでに通信リンクを確立して通信を行っている移動局に対し、空きチャネルを割り当てて通信スロットの移動指示を行い、各キャリア毎に連続するＮ１個、連続するＮ２個の空きスロットを編成する共通制御部１４を備えることにより、複数タイムスロットを用いて高速通信する場合に、最も効率的に複数のタイムスロットをフレキシブルかつ迅速に割り当てることができるという効果が得られる。
【００４０】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、送信するデータは回線品質にかかわらず無条件で送信する方式を示したが、送信するデータに共通制御部１４からの指示により、周期的に擬似ランダムパターン等のＢＥＲ（Ｂｉｔ  Ｅｒｒｏｒ  Ｒａｔｅ）測定用データを移動局２０から基地局１０に送信することにより、回線品質が良好で所定のＢＥＲ以下の回線品質が確保されている場合にのみ、上記実施の形態１で示した高速通信を許可する機能を設けても良い。
【００４１】
以上のように、この実施の形態２によれば、高速通信の実施可否を回線品質が所定のＢＥＲ以下の時に限定して送信を許可する構成にしたので、回線品質が悪い場合には、一つの高速通信に長期間に渡り多数のスロットを占有させずに、無線機を種々の通信に有効に活用できるという効果が得られる。
【００４２】
実施の形態３．
また、上記実施の形態１では、通信するデータは回線品質の如何にかかわらず無条件で送信する方式を示したが、送信するデータに共通制御部１４からの指示により、送信する信号に誤り訂正符号化を施し、情報データ部分と誤り訂正のためのチェックデータ部分に分割し、各データ部分を別々にチャネルコーディングして送信し、受信側でデコードして、２つのキャリア分のデータを合成した後、誤り訂正復号化の処理を行い、情報データを抽出する機能を設けても良い。
【００４３】
例えば、情報データ部分とチェックデータ部分を、実施の形態１に示した「２つのキャリア上の特定の通信スロットに連続するＮ１個と連続するＮ２個の空きスロット」の各々に対応させても良い。
【００４４】
以上のように、この実施の形態３によれば、誤り制御方式を具備したので、回線品質が悪い条件下でも、高速通信が可能となるという効果が得られる。
【００４５】
実施の形態４．
この実施の形態４は、上記実施の形態２と実施の形態３とを統合したものであり、回線品質が所定のＢＥＲ値以下で良好な場合には、そのまま送信し、回線品質が所定のＢＥＲ以上で悪い場合には、誤り制御回線品質のレベルに対応した誤り制御で符号化／復号化して送信しても良い。
【００４６】
以上のように、この実施の形態４によれば、回線品質が所定のＢＥＲ値以下で良好な場合には、そのまま送信し、回線品質が所定のＢＥＲ以上で悪い場合には、回線品質のレベルに対応した誤り制御で符号化／復号化して送信して、回線品質を監視制御することにより、最適に送信可能な無線通信システムを実現することができるという効果が得られる。
【００４７】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、基地局に、Ｎ個の送信スロットによりデータを送信する際に、１つのキャリアでＮ個連続の空きスロットがある場合には、１つのキャリアでＮ個連続の空きスロットを獲得し、１つのキャリアでＮ個連続の空きスロットがない場合には、連続する２つのキャリアでＮ個連続の空きスロットを獲得し、連続する２つのキャリアでＮ個連続の空きスロットがない場合には、２つのキャリア上の特定の通信スロットに、各キャリア毎に連続するＮ１，Ｎ２個（Ｎ１＋Ｎ２＝Ｎ）の空きスロットがあるかを確認し、ある場合には、各キャリアでＮ１個連続の空きスロット、Ｎ２個連続の空きスロットを獲得し、２つのキャリア上の特定の通信スロットに、各キャリア毎に連続するＮ１，Ｎ２個の空きスロットがない場合に、すでに通信リンクを確立して通信を行っている移動局に対して、空きチャネルを割り当てて通信スロットの移動指示を行い、各キャリア毎に連続するＮ１個と連続するＮ２個の空きスロットを編成する共通制御部を備えたことにより、複数タイムスロットを用いて高速通信する場合に、最も効率的に複数のタイムスロットをフレキシブルかつ迅速に割り当てることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１による無線通信システムの構成を示すブロック図である。
【図２】  この発明の実施の形態１による基地局の共通制御部の処理を示すフローチャートである。
【図３】  従来の無線通信システムの構成を示すブロック図である。
【図４】  従来の基地局の無線機の内部構成を示すブロック図である。
【図５】  従来の４チャネルマルチキャリアＴＤＭＡ−ＴＤＤ方式の通信スロットの構成を示す図である。
【符号の説明】
１０  基地局、１１  情報端末（基地局側の情報端末）、１２ａ，１２ｊ，１２ｋ，１２ｎ  無線機、１３  共通Ｉ／Ｆ部（基地局側の共通Ｉ／Ｆ部）、１４共通制御部、１５ａ，１５ｊ，１５ｋ，１５ｎ  アンテナ、２０ａ，２０ｊ，２０ｋ，２０ｍ  移動局、２１ａ，２１ｅ，２１ｈ  情報端末（移動局側の情報端末）、２２ａ，２２ｅ，２２ｈ  共通Ｉ／Ｆ部（移動局側の共通Ｉ／Ｆ部）、２３ａ，２３ｊ，２３ｋ，２３ｍ  アンテナ、１２１  無線部、１２２  モデム部、１２３  ＴＤＭＡ部、１２４  Ｉ／Ｆ部、１２５  制御部、１４１  送信スロット数検出手段、１４２  空きスロット獲得手段、１４３  空きスロット編成手段、１２５１  送信スロット数検出手段、１２５２  空きスロット獲得手段、１２５３  空きスロット編成手段。
【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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