JP4455541B2 - 移動局装置および基地局装置並びに上りリンクのユーザ間同期方法 - Google Patents

Description

本発明は、上りリンクの無線アクセス方式として、シングルキャリアＯＦＤＭが適用される移動通信システムにおける移動局装置および基地局装置並びに上りリンクのユーザ間同期方法に関する。

次世代の移動通信システムでは、上りリンクにおける無線アクセス方式として、シングルキャリアＦＤＭＡが検討されている（例えば、非特許文献１参照）。

さらに、パケットとパケットとを周波数領域で直交させることが必要とされている。
３ＧＰＰ ＴＲ２５．８１４

しかしながら、上述した背景技術には以下の問題がある。

Ｗ−ＣＤＭＡでは、基地局装置において、各移動局装置から送信されるデータ間で同期をとることは必要とされていなかったが、次世代の移動通信システムでは、上りリンクのパケット伝送において、同一セル（基地局装置）に接続する複数のユーザ間で同期を取ることが前提となる。

移動局装置からデータが送信されている場合には、基地局装置は送信されたデータに基づいて同期を取ることができる。しかし、移動局装置からデータが送信されていない区間においては、基地局装置は、自局に接続する複数のユーザ間で同期を取ることができない問題がある。

同期がはずれると、通信を再開したい場合に再同期が必要となり、遅延が生じる。

そこで本発明は、上述した問題点の少なくとも１つを解決するためになされたものであり、その目的は、データ通信中以外の上りリンクの送信データがない場合において、上りリンクの同期を確立することができる移動局装置および基地局装置並びに上りリンクのユーザ間同期方法を提供することにある。

本移動局装置は、
上りリンクの無線アクセス方式として、シングルキャリアＯＦＤＭが適用される移動通信システムにおける移動局装置であって、
基地局装置との間で同期の保持に用いるための同期保持チャネルを生成する同期保持チャネル生成部と、
下りリンクのパイロットチャネルおよび／または同期チャネルに基づいて、当該移動局装置の状態を推定する状態推定部と、
前記基地局装置に、前記状態推定部により推定された当該移動局装置の状態情報を送信する状態情報送信部と、
前記基地局装置により送信された前記同期保持チャネルの送信間隔と、該同期保持チャネルを送信する無線リソースを示す情報に基づいて、前記同期保持チャネルの送信制御を行う同期保持チャネル送信制御部と、
前記同期保持チャネル送信制御部による制御により前記同期保持チャネルを送信する同期保持チャネル送信部と、
前記基地局装置から送信された遅延情報に基づいて、同期を保持する同期保持部と
を備え、
前記基地局装置は、前記移動局装置により送信された状態情報に基づいて、データ通信中ではないが当該基地局装置と同期を保持する必要のある区間と、前記同期保持チャネルの送信間隔とを決定し、該同期保持チャネルの送信間隔と、該同期保持チャネルを送信する無線リソースを示す情報を前記移動局装置に送信し、前記移動局装置により送信された同期保持チャネルに基づいて、当該基地局装置と前記移動局装置との間の同期を保持し、
前記状態推定部は、当該移動局装置のモビリティ、及び当該移動局装置と前記基地局装置との間の周波数誤差の目的のうち少なくとも１つの情報を生成する。

このように構成することにより、データ通信中ではないが、基地局装置と同期を保持する必要のある区間において、該同期の保持に用いるチャネルを送信することができる。

本基地局装置は、
上りリンクの無線アクセス方式として、シングルキャリアＯＦＤＭが適用される移動通信システムにおける基地局装置であって、
移動局装置により送信された該移動局装置の状態を示す状態情報を受信する状態情報受信部と、
前記状態情報受信部により受信された状態情報に基づいて、データ通信中ではないが該移動局装置と同期を保持する必要のある区間を決定し、前記移動局装置との間の同期を保持するために、前記移動局装置が送信する同期の保持に用いる同期保持チャネルの送信間隔を決定する送信間隔決定部と、
前記同期保持チャネルを送信する無線リソースを決定するスケジューリング部と、
前記移動局装置に、前記送信間隔決定部により決定された同期保持チャネルの送信間隔と、前記スケジューリング部により決定された同期保持チャネルを送信する無線リソースとを通知する通知部と、
前記移動局装置により送信された前記同期保持チャネルを受信する同期保持チャネル受信部と、
前記同期保持チャネル受信部により受信された同期保持チャネルに基づいて、相関検出を行うことにより遅延情報を求め、前記移動局装置に該遅延情報をフィードバックする相関検出部と
を備え、
前記状態情報は、前記移動局装置のモビリティ、及び前記移動局装置と当該基地局装置との間の周波数誤差のうち少なくとも１つの情報を含む。

このように構成することにより、移動局装置から送信された該移動局装置の状態を示す情報に基づいて、自局に接続する複数の移動局装置間で同期を取るために各移動局装置が送信する同期の保持に用いるチャネルの送信間隔と、該同期の保持に用いるチャネルを送信する無線リソースとを決定することができる。

本上りリンクのユーザ間同期方法は、
上りリンクの無線アクセス方式として、シングルキャリアＯＦＤＭが適用される移動通信システムにおける上りリンクのユーザ間同期方法であって、
基地局装置が、移動局装置により送信された該移動局装置の状態を示す状態情報を受信する状態情報受信ステップと、
前記状態情報受信ステップにより受信された状態情報に基づいて、データ通信中ではないが該移動局装置と同期を保持する必要のある区間を決定し、前記移動局装置との間の同期を保持するために、前記移動局装置が送信する同期の保持に用いる同期保持チャネルの送信間隔を決定する送信間隔決定ステップと、
前記同期保持チャネルを送信する無線リソースを決定するスケジューリングステップと、
前記移動局装置に、前記送信間隔決定ステップにより決定された同期保持チャネルの送信間隔と、前記スケジューリングステップにより決定された同期保持チャネルを送信する無線リソースとを通知する通知ステップと、
移動局装置が、前記同期保持チャネルを生成する同期保持チャネル生成ステップと、
移動局装置が、前記基地局装置により通知された前記同期保持チャネルの送信間隔と、該同期保持チャネルを送信する無線リソースを示す情報に基づいて、前記同期保持チャネルを送信する同期保持チャネル送信ステップと、
基地局装置が、前記移動局装置から受信した同期保持チャネルに基づいて、相関検出を行うことにより遅延情報を求め、前記移動局装置に該遅延情報をフィードバックする相関検出ステップと、
移動局装置が、基地局装置から送信された遅延情報に基づいて、同期を保持する同期保持ステップと
を有し、
前記状態情報受信ステップでは、前記移動局装置のモビリティ、及び前記移動局装置と前記基地局装置との間の周波数誤差のうち少なくとも１つの情報を含む状態情報を受信する。

このようにすることにより、移動局装置は、データ通信中ではないが、基地局装置と同期を保持する必要のある区間において、該同期の保持に用いるチャネルを送信することができ、基地局装置は、移動局装置から送信された該移動局装置の状態および／またはサービスのＱｏＳ情報を示す情報に基づいて、自局に接続する複数の移動局装置間で同期を取るために各移動局装置が送信する同期の保持に用いるチャネルの送信間隔と、該同期の保持に用いるチャネルを送信する無線リソースを決定することができる。

本発明の実施例によれば、データ通信中以外の上りリンクの送信データがない場合において、上りリンクの同期を確立することができる移動局装置および基地局装置並びに上りリンクのユーザ間同期方法を実現できる。

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を用い、繰り返しの説明は省略する。

本発明の実施例にかかる移動通信システムについて説明する。

本実施例にかかる移動通信システムは、基地局装置１００と、基地局装置１００と無線通信が可能である移動局装置２００とを備える。

本実施例にかかる移動通信システムでは、基地局装置１００と、該基地局装置１００に接続する複数のユーザ間で、データ通信中でない区間においても同期が保持される。

具体的には、図１に示すように、移動局装置２００は、データ通信中ではないが同期を保持する区間において、同期の保持に用いるチャネルを送信する。基地局装置１００は、移動局装置２００から送信された同期の保持に用いるチャネルに基づいて、データ通信中でない区間においても移動局装置２００間の同期をとることができる。同期がはずれると、通信を再開したい場合に再同期が必要となり、遅延が生じるが、データ通信中でない区間においても移動局装置２００間の同期を取るようにすることにより、データ通信中でない状態から通信状態に遅延を生じることなく遷移させることができる。

次に、本実施例にかかる基地局装置１００について、図２を参照して説明する。

本実施例にかかる基地局装置１００は、移動局装置２００から送信された該移動局装置２００の状態を示す情報（以下、移動局装置状態情報と呼ぶ）および／またはサービスのＱｏＳを示す情報が入力されるスケジューラ１０２と、移動局装置２００から送信された同期の保持に用いるチャネルが入力される相関検出部１０４と、送信部１０６とを備える。

スケジューラ１０２は、各移動局装置２００から送信された該移動局装置状態情報および／またはサービスのＱｏＳを示す情報に基づいて、スケジューリングを行い、各移動局装置２００が同期の保持に用いるチャネルを送信する送信間隔と、周波数リソースを決定し、送信部２０６に入力する。すなわち、同期の保持に用いるチャネルを、各ユーザが予め定められた時間・周波数のリソースを用いて送信間隔Ｔで定期的に送信する機会を与える。

例えば、スケジューラ１０２は、図３に示すように、予めシステムで決定された同期を保持する区間Ｗにおいて、各移動局装置２００に同期の保持に用いるチャネルを送信させる送信間隔Ｔと、同期の保持に用いるチャネルを送信する無線リソース、例えば割り当てられたシステム帯域を複数に分割した分割帯域、すなわち周波数ブロックのうち少なくとも１つを決定する。同期を保持する区間と、送信間隔Ｔは、システムとして１つに予め決定しておくようにしてもよいし、セル毎に異なる値を用いるようにしてもよい。セル毎に異なる値とする場合には、報知チャネルにより、予め通知される。

具体的には、例えば、スケジューラ１０２は、各移動局装置２００から送信された該移動局装置状態情報、例えばモビリティに基づいて、移動局装置２００が高速移動している場合には同期が外れやすいと判断し、送信間隔Ｔを小さい値とする。

また、例えば、スケジューラ１０２は、各移動局装置２００から送信された該移動局装置状態情報、例えば基地局装置−移動局装置間の周波数誤差に基づいて、この周波数誤差が大きい値の場合には同期が外れやすいと判断し、送信間隔Ｔを小さい値とするようにしてもよい。

また、スケジューラ１０２は、移動局装置２００の通信の種類に応じて、同期を保持する区間を制御するようにしてもよい。例えば、ゲームなどにおいては、キー入力操作など、データ通信中ではないが同期を保持する必要のある区間を長くする必要がある。このような場合に同期を保持する区間を長くするようにしてもよい。

スケジューラ１０２は、周波数ホッピングにより、送信間隔Ｔを最小単位として、異なる無線リソースを割り当てるようにしてもよい。

スケジューラ１０２は、上述したＦＤＭ（周波数分割多重）に限らず、ＴＤＭ（時間分割多重）またはＣＤＭ（符号分割多重）により各ユーザを多重するようにスケジューリングを行うようにしてもよい。

また、スケジューラ１０２は、ＦＤＭ、ＴＤＭおよびＣＤＭのうち少なくとも２つを組み合わせて各ユーザを多重するようにスケジューリングを行うようにしてもよい。

送信部２０６は、入力された送信間隔と、無線リソースを示す情報を、対応する移動局装置２００、すなわち同期の保持に用いるチャネルを送信した各移動局装置に送信する。

相関検出部２０４は、各移動局装置２００から送信された同期の保持に用いるチャネルと、受信信号系列のレプリカ信号との相関検出を行うことにより、タイミングを推定し、遅延時間τを決定し、送信部２０６に入力する。

送信部２０６は、入力された遅延時間τを対応する移動局装置２００に送信する。

次に、本発明の実施例にかかる移動局装置２００について、図４を参照して説明する。

本実施例にかかる移動局装置２００は、基地局装置１００から送信された下りリンクのパイロットチャネルおよび／または同期チャネルが入力される状態推定部２０２と、基地局装置１００から送信された送信間隔Ｔと無線リソースを示す情報が入力される制御部２０４と、制御部２０４と、同期の保持に用いるチャネル生成部２０６と、送信部２０８とを備える。

下りリンクのパイロットチャネルおよび／または同期チャネルは、状態推定部２０２に入力される。

状態推定部２０２は、入力された下りリンクのパイロットチャネルおよび／または同期チャネルに基づいて、移動局装置２００の状態、例えば、モビリティ、基地局装置−ユーザ間の周波数誤差、すなわちシンセサイザの周波数誤差を測定し、測定した移動局装置２００の状態を示す情報を送信部２０８に入力する。送信部２０８は、入力された移動局装置２００の状態を示す情報を基地局装置１００に送信する。また、状態推定部２０２は、基地局装置１００との間に要求されるサービスのＱｏＳを生成し、基地局１００に送信するようにしてもよい。

後述する非衝突型チャネルにより同期の保持に用いるチャネルを送信する場合には、状態推定部２０２は、移動局装置２００の状態および／またはサービスのＱｏＳを基地局装置１００に通知する必要はない。この場合、移動局装置２００は、独自に判断して、同期の保持に用いるチャネルを送信する。この場合、移動局装置２００は、送信間隔Ｔを間引いて送信することも可能である。

基地局装置１００から送信された同期の保持に用いるチャネルを送信する無線リソースと、送信間隔Ｔを示す情報は、制御部２０４に入力される。

制御部２０４は、同期の保持に用いるチャネルを送信する無線リソースと、送信間隔Ｔを示す情報が入力されると、同期の保持に用いるチャネル生成部２０６に対して、同期の保持に用いるチャネルを生成するように命令する。

同期の保持に用いるチャネル生成部２０６は、制御部２０４による命令にしたがって、同期の保持に用いるチャネルを生成する。例えば、同期の保持に用いるチャネル生成部２０６は、ユーザＩＤを含む衝突型チャネル、例えば同期／非同期ランダムアクセスチャネルを生成する。このようにすることにより、無線リソースを節約できる。また、同期の保持に用いるチャネル生成部２０６は、ユーザＩＤを含む非衝突型チャネル、例えば（上りリンクの）パイロットチャネル、Ｌ１／Ｌ２制御チャネルを生成するようにしてもよい。このようにすることにより、信頼性を向上させることができる。

また、同期の保持に用いるチャネル生成部２０６は、送信間隔Ｔを最小単位とする予め決定された周期にしたがって、ユーザＩＤを含む衝突型チャネルまたはユーザＩＤを含む非衝突型チャネルを生成するようにしてもよい。すなわち、衝突型チャネルと非衝突型チャネルとを組み合わせる。

また、同期の保持に用いるチャネル生成部２０６は、サービスのＱｏＳにしたがって、ユーザＩＤを含む衝突型チャネルまたはユーザＩＤを含む非衝突型チャネルを生成するようにしてもよい。例えば、サービスのＱｏＳが高いユーザに対しては、非衝突型チャネルを生成する。

次に、本実施例にかかる移動通信システムの動作について、図５を参照して説明する。

移動局装置２００の状態推定部２０２は、移動局装置の状態および／またはサービスのＱｏＳを推定し（ステップＳ５０２）、基地局装置１００に送信する（ステップＳ５０４）。

基地局装置１００は、移動局装置２００から送信された移動局装置の状態および／またはサービスのＱｏＳに基づいて、スケジューリングを行い、同期の保持に用いるチャネルの送信間隔Ｔと、該同期の保持に用いるチャネルを送信する無線リソースを示す情報を移動局装置２００に送信する（ステップＳ５０８）。

移動局装置２００は、基地局装置１００から送信された同期の保持に用いるチャネルの送信間隔Ｔと、該同期の保持に用いるチャネルを送信する無線リソースを示す情報に対するＡＣＫを返す（ステップＳ５１０）。

移動局装置２００の同期の保持に用いるチャネル生成部２０６は、送信間隔Ｔで同期の保持に用いるチャネルを生成する（ステップＳ５１２）。送信部２０８は、制御部２０４による制御にしたがって、同期の保持に用いるチャネル生成部２０６により生成された同期の保持に用いるチャネルを、送信間隔Ｔで、指定された無線リソースにより送信する（ステップＳ５１４）。

基地局装置１００の相関検出部２０４は、受信信号系列とレプリカ信号との相関検出を行い、タイミングを推定し、遅延時間τを検出する。相関検出部２０４は、遅延時間τを移動局装置２００にフィードバックする（ステップＳ５１８）。また、相関検出部２０４は、遅延時間τを検出した後、今までの遅延時間との差分を求め、該差分を遅延情報として、移動局装置２００に通知するようにしてもよい。このようにすることにより、通知する情報量を減少させることができる。

本発明にかかる移動局装置および基地局装置並びに上りリンクのユーザ間同期方法は、移動通信システムに適用できる。

上りリンクのユーザ間同期を示す説明図である。 本発明の一実施例にかかる基地局装置を示す部分ブロック図である。 本発明の一実施例にかかる送信間隔、無線リソース割り当てを示す説明図である。 本発明の一実施例にかかる移動局装置を示す部分ブロック図である。 本発明の一実施例にかかる移動通信システムの動作を示すフロー図である。

符号の説明

１００ 基地局装置
２００ 移動局装置

Claims (13)

1. 上りリンクの無線アクセス方式として、シングルキャリアＯＦＤＭが適用される移動通信システムにおける移動局装置であって、
   基地局装置との間で同期の保持に用いるための同期保持チャネルを生成する同期保持チャネル生成部と、
   下りリンクのパイロットチャネルおよび／または同期チャネルに基づいて、当該移動局装置の状態を推定する状態推定部と、
   前記基地局装置に、前記状態推定部により推定された当該移動局装置の状態情報を送信する状態情報送信部と、
   前記基地局装置により送信された前記同期保持チャネルの送信間隔と、該同期保持チャネルを送信する無線リソースを示す情報に基づいて、前記同期保持チャネルの送信制御を行う同期保持チャネル送信制御部と、
   前記同期保持チャネル送信制御部による制御により前記同期保持チャネルを送信する同期保持チャネル送信部と、
   前記基地局装置から送信された遅延情報に基づいて、同期を保持する同期保持部と
   を備え、
   前記基地局装置は、前記移動局装置により送信された状態情報に基づいて、データ通信中ではないが当該基地局装置と同期を保持する必要のある区間と、前記同期保持チャネルの送信間隔とを決定し、該同期保持チャネルの送信間隔と、該同期保持チャネルを送信する無線リソースを示す情報を前記移動局装置に送信し、前記移動局装置により送信された同期保持チャネルに基づいて、当該基地局装置と前記移動局装置との間の同期を保持し、
   前記状態推定部は、当該移動局装置のモビリティ、及び当該移動局装置と前記基地局装置との間の周波数誤差のうち少なくとも１つの情報を生成することを特徴とする移動局装置。
2. 請求項１に記載の移動局装置において、
   前記状態推定部は、当該移動局装置の状態として、サービスのＱｏＳを示す情報を生成し、
   前記基地局装置は、前記移動局装置により送信されたサービスのＱｏＳを示す情報に基づいてスケジューリングを行うことにより送信間隔および無線リソースを決定することを特徴とする移動局装置。
3. 請求項１又は２に記載の移動局装置において、
   前記同期保持チャネル送信部は、前記同期保持チャネルを、衝突型チャネルおよび事前に割り当てを行う非衝突型チャネルの一方で送信することを特徴とする移動局装置。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項に記載の移動局装置において、
   前記同期保持チャネル送信部は、前記同期保持チャネルを、上りリンクのパイロットチャネルで送信することを特徴とする移動局装置。
5. 請求項１ないし３のいずれか１項に記載の移動局装置において、
   前記同期保持チャネル送信部は、前記同期保持チャネルを、ランダムアクセスチャネルで送信することを特徴とする移動局装置。
6. 上りリンクの無線アクセス方式として、シングルキャリアＯＦＤＭが適用される移動通信システムにおける基地局装置であって、
   移動局装置により送信された該移動局装置の状態を示す状態情報を受信する状態情報受信部と、
   前記状態情報受信部により受信された状態情報に基づいて、データ通信中ではないが該移動局装置と同期を保持する必要のある区間を決定し、前記移動局装置との間の同期を保持するために、前記移動局装置が送信する同期の保持に用いる同期保持チャネルの送信間隔を決定する送信間隔決定部と、
   前記同期保持チャネルを送信する無線リソースを決定するスケジューリング部と、
   前記移動局装置に、前記送信間隔決定部により決定された同期保持チャネルの送信間隔と、前記スケジューリング部により決定された同期保持チャネルを送信する無線リソースとを通知する通知部と、
   前記移動局装置により送信された前記同期保持チャネルを受信する同期保持チャネル受信部と、
   前記同期保持チャネル受信部により受信された同期保持チャネルに基づいて、相関検出を行うことにより遅延情報を求め、前記移動局装置に該遅延情報をフィードバックする相関検出部と
   を備え、
   前記状態情報は、前記移動局装置のモビリティ、及び前記移動局装置と当該基地局装置との間の周波数誤差のうち少なくとも１つの情報を含むことを特徴とする基地局装置。
7. 請求項６に記載の基地局装置において、
   前記スケジューリング部は、前記移動局装置により送信されたサービスのＱｏＳに基づいて、無線リソースを決定することを特徴とする基地局装置。
8. 請求項６または７に記載の基地局装置において、
   前記スケジューリング部は、複数の移動局装置を、周波数分割多重、時間分割多重および符号分割多重のうちいずれか１つまたはこれらの組み合わせにより多重するスケジューリングを行うことを特徴とする基地局装置。
9. 請求項６ないし８のいずれか１項に記載の基地局装置において、
   前記同期保持チャネル受信部は、前記同期保持チャネルとして、上りリンクのパイロットチャネルを受信することを特徴とする基地局装置。
10. 請求項６ないし８のいずれか１項に記載の基地局装置において、
    前記同期保持チャネル受信部は、前記同期保持チャネルとして、ランダムアクセスチャネルを受信することを特徴とする基地局装置。
11. 上りリンクの無線アクセス方式として、シングルキャリアＯＦＤＭが適用される移動通信システムにおける上りリンクのユーザ間同期方法であって、
    基地局装置が、移動局装置により送信された該移動局装置の状態を示す状態情報を受信する状態情報受信ステップと、
    前記状態情報受信ステップにより受信された状態情報に基づいて、データ通信中ではないが該移動局装置と同期を保持する必要のある区間を決定し、前記移動局装置との間の同期を保持するために、前記移動局装置が送信する同期の保持に用いる同期保持チャネルの送信間隔を決定する送信間隔決定ステップと、
    前記同期保持チャネルを送信する無線リソースを決定するスケジューリングステップと、
    前記移動局装置に、前記送信間隔決定ステップにより決定された同期保持チャネルの送信間隔と、前記スケジューリングステップにより決定された同期保持チャネルを送信する無線リソースとを通知する通知ステップと、
    移動局装置が、前記同期保持チャネルを生成する同期保持チャネル生成ステップと、
    移動局装置が、前記基地局装置により通知された前記同期保持チャネルの送信間隔と、該同期保持チャネルを送信する無線リソースを示す情報に基づいて、前記同期保持チャネルを送信する同期保持チャネル送信ステップと、
    基地局装置が、前記移動局装置から受信した同期保持チャネルに基づいて、相関検出を行うことにより遅延情報を求め、前記移動局装置に該遅延情報をフィードバックする相関検出ステップと、
    移動局装置が、基地局装置から送信された遅延情報に基づいて、同期を保持する同期保持ステップと
    を有し、
    前記状態情報受信ステップでは、前記移動局装置のモビリティ、及び前記移動局装置と前記基地局装置との間の周波数誤差のうち少なくとも１つの情報を含む状態情報を受信することを特徴とする上りリンクのユーザ間同期方法。
12. 請求項１１に記載の上りリンクのユーザ間同期方法において、
    前記同期保持チャネル送信ステップでは、同期保持チャネルとして、上りリンクのパイロットチャネルを用いることを特徴とする上りリンクのユーザ間同期方法。
13. 請求項１１に記載の上りリンクのユーザ間同期方法において、
    前記同期保持チャネル送信ステップでは、同期保持チャネルとして、ランダムアクセスチャネルを用いることを特徴とする上りリンクのユーザ間同期方法。

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