説明

基地局及び通信方法

【課題】通信状況に応じて最適な通信環境を提供することが出来る基地局及び通信方法を提供することを目的とする。
【解決手段】複数の携帯端末Bと通信を行う基地局Aが、時分割多元接続方式(TDD)を適用すると共に1つまたは複数のキャリアによって携帯端末Bと通信し、特定のタイムスロットに制御チャネル(CCH)を割り当てる基地局Aであって、通信状況に応じてタイムスロットに制御チャネルを割り当てる割合を動的に増減させる制御部を具備する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、基地局及び通信方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
現在、PHS(Personal Handy−phone System)等の無線通信システムでは、多元接続方式として時分割多元接続(TDMA:Time Division Multiple Access)方式と時分割複信(TDD:Time Division Duplex)方式が採用さている。この無線通信システムにおける基地局では、信号を伝送するキャリアを所定時間間隔のタイムスロットに分割し、このタイムスロットによって携帯端末と各種情報を送受信する。その際、各タイムスロットには、制御情報を送受信する為の制御チャネルと音声情報及びデータ情報を送受信するための通信チャネルが割り当てられる。そして、このような基地局の中には、キャリアにおけるタイムスロットに割り当てる制御チャネルの割合を増減することが出来るものが存在する。
【0003】
このような基地局が存在することによって、ハンドオーバが頻繁に発生するような場所では、タイムスロットに割り当てる制御チャネルの割合を増やす、すなわち制御情報の通信量を増やすことによって効率良く位置登録を行えるようにすることが可能になり、また、制御チャネルより通信チャネルを必要とする場所では、タイムスロットに割り当てる制御チャネルを減らすことによって、音声情報及びデータ情報を送受信する通信チャネルの割合を増やすことが出来る。
【0004】
このように、制御チャネルを送信する割合を増やすことができる通信装置として、下記特許文献1には、基地局と携帯端末との通信を中継するホームアンテナが、基地局から1つのキャリアを受信するタイミングから次のキャリアを受信するタイミングまでの間に、携帯端末に制御チャネルを2回送信する技術が開示されている。
【特許文献1】特開2002−77979号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、上記従来技術では、キャリアのタイムスロットに割り当てる制御チャネルの割合を増減することができるが、それはあらかじめ設定された設定値に基づいて固定的に行われるものである。その為、制御チャネルの割合を増やした場合には、通信チャネルの割合を増やすことによってデータ通信等の通信速度を向上させたいにもかかわらず、設定が固定的である為に制御チャネルの割合が高いまま通信を行わなければならない。逆に、制御チャネルの割合を減らした場合には、ハンドオーバの頻発によって、制御チャネルの割合を増やした方が効率良く位置登録を行えるにもかかわらず、制御チャネルの割合は固定的である為に位置登録処理に支障が生じる可能性がある。すなわち、キャリアにおけるタイムスロットに割り当てる制御チャネルの割合を固定的に設定している為、最適な通信環境を通信状況に応じて提供することが出来ていない。
【0006】
本発明は、上述した事情を鑑みたものであり、通信状況に応じて最適な通信環境を提供することが出来る基地局及び通信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】
【0007】
上記目的を達成するために、本発明では、基地局に係る第1の解決手段として、時分割多元接続方式を適用すると共に1つまたは複数のキャリアによって携帯端末と通信し、特定のタイムスロットに制御チャネルを割り当てる基地局であって、通信状況に応じてタイムスロットに制御チャネルを割り当てる割合を動的に増減させる制御部を具備するという手段を採用する。
【0008】
本発明では、基地局に係る第2の解決手段として、上記第1の解決手段において、前記制御部は、特定の周期単位でタイムスロットに制御チャネルを割り当てる割合を動的に増減させるという手段を採用する。
【0009】
本発明では、基地局に係る第3の解決手段として、上記第1または第2の解決手段において、通信相手である携帯端末との無線通信に対しアレイアンテナ制御を行う手段をさらに含み、前記制御部は、前記アレイアンテナ制御の結果に応じて、タイムスロットに制御チャネルを割り当てる割合を決定する手段を採用する。
【0010】
本発明では、基地局に係る第4の解決手段として、上記第1〜第3の解決手段において、前記制御部は、前記アレイアンテナ制御の結果が所定の状態より悪化したと判断した場合に、タイムスロットに制御チャネルを割り当てる割合を増やす手段を採用する。
【0011】
本発明では、基地局に係る第5の解決手段として、上記第1〜第4の解決手段において、前記制御部は、通信相手である携帯端末が他の基地局にハンドオーバした場合には、タイムスロットに制御チャネルを割り当てる割合を増やすという手段を採用する。
【0012】
本発明では、基地局に係る第6の解決手段として、上記第1〜第5のいずれかの解決手段において、前記制御部は、タイムスロットが携帯端末との通信に使用されていない場合には、当該タイムスロットに制御チャネルを割り当てることによってタイムスロットに制御チャネルを割り当てる割合を増やすという手段を採用する。
【0013】
本発明では、基地局に係る第7の解決手段として、上記第1〜第6のいずれかの解決手段において、前記制御部は、制御チャネルが割り当てられたタイムスロット以外の全てのタイムスロットが携帯端末との通信に使用されている場合には、タイムスロットに制御チャネルを割り当てる割合を減らすという手段を採用する。
【0014】
本発明では、基地局に係る第8の解決手段として、上記第1〜第7のいずれかの解決手段において、前記制御部は、タイムスロットに制御チャネルを割り当てる割合が所定時間以上の間高い水準である場合に、タイムスロットに制御チャネルを割り当てる割合を減らすという手段を採用する。
【0015】
また、本発明では、通信方法に係る第1の解決手段として、時分割多元接続方式を適用すると共に1つまたは複数のキャリアによって携帯端末と通信し、特定のタイムスロットに制御チャネルを割り当てる基地局における通信方法であって、通信状況に応じてタイムスロットに制御チャネルを割り当てる割合を動的に増減させるという手段を採用する。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、時分割多元接続方式を適用すると共に1つまたは複数のキャリアによって携帯端末と通信し、特定のタイムスロットに制御チャネルを割り当てる基地局であって、通信状況に応じてタイムスロットに制御チャネルを割り当てる割合を動的に増減させる制御部を具備する為、通信状況に応じて制御チャネルの割合を増やすことによって位置登録や発呼及び着呼等による接続を効率良く実行することができ、また制御チャネルの割合を減らす、すなわち通信チャネルを割り当てることができるスロットを増やすことによってデータ通信等の通信速度を向上させることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【0017】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。本実施形態は、PHS(Personal Handy−phone System)端末と通信する基地局に関する。図1は本実施形態に
係る基地局Aによって構成される無線通信システムのシステム構成図である。
【0018】
この無線通信システムは、図1に示すように基地局A及びPHS端末Bから構成される。基地局AとPHS端末Bは、時分割多元接続(TDMA:Time Division Multiple Access)方式及び時分割複信(TDD:Time Division Duplex)方式を組み合わせた通信方
式で相互に通信する通信装置である。
【0019】
基地局Aは、その他の基地局(図示略)と所定間隔をあけて離散的に配置されており、割り当てられたセルにおいてPHS端末Bと通信を行う。この基地局Aは、PHS端末Bによって位置登録が実行されており、通信チャネルを介してPHS端末Bと音声信号及びデータ信号等を送受信する。そして、この基地局Aは、PHS端末Bとの通信状況に応じて制御チャネルデュアルモードの設定値を「ON」または「OFF」へ切り替えことによって、TDMA‐TDD方式の通信におけるキャリアのスロットに割り当てる制御チャネルの割合を変更する。
【0020】
基地局A〜PHS端末B間のTDMA‐TDD方式の通信におけるキャリアのスロットへの制御チャネルの割り当てについて、図2を参照して詳細に説明する。図2は、基地局A〜PHS端末B間のTDMA‐TDD方式の通信のキャリアにおけるスロット、フレーム及びマルチフレームを示す模式図である。図2の(a)は、制御チャネルデュアルモードの設定値が「OFF」である場合のキャリアを示し、図2の(b)は、制御チャネルデュアルモードの設定値が「ON」である場合のキャリアを示している。
【0021】
基地局A〜PHS端末B間の通信におけるキャリアは、TDMA方式よって最小単位であるスロットに分割される。このスロットのスロット長は0.625secmである。さらに、基地局A〜PHS端末B間の通信におけるキャリアでは、TDD方式によって4スロット毎に送信(下り回線)及び受信(上り回線)が切り替わっており、この送信及び受信の各4スロット、すなわち8スロットによってフレームが構成される。なお、フレームのフレーム長は、5mSecである。さらに、複数のフレームによってマルチフレームが構成され、このマルチフレームのマルチフレーム長は、100mSecである。なお、図2に示す各格子が各スロットを示し、各スロットに記載した「C」、「T1」、「T2」、「T3」及び「T4」は各スロットに割り当てられたチャネルを示す。「C」は制御チャネルを示し、「T1」、「T2」、「T3」及び「T4」は通信チャネルを示す。
【0022】
そして、基地局Aの制御チャネルデュアルモードの設定値が「OFF」である場合には、キャリアにおいて1マルチフレーム毎の送信及び受信それぞれの1スロット、すなわち図2の(a)に示す1マルチフレーム毎の送信用第1のスロット及び受信用第1のスロットに制御チャネルが割り当てられる。また、基地局Aの制御チャネルデュアルモードの設定値が「ON」である場合には、キャリアにおいて1マルチフレーム毎の送信及び受信それぞれの2スロット、すなわち図2の(b)に示す1マルチフレーム毎の送信用第1のスロット、受信用第1のスロット、送信用第2のスロット及び受信用第2のスロットに制御チャネルが割り当てられる。なお、制御チャネルが割り当てられたマルチフレームにおけるスロットは、予め規定されている。また、制御チャネルが割り当てられたスロット以外のスロットには、通信チャネルが割り当てられる。
【0023】
次に、図3を参照して上記基地局Aの構成について説明する。基地局Aは、通信部1、記憶部2及び制御部3から構成されている。
【0024】
通信部1は、制御部3よる指示の下、制御チャネル及び通信チャネルによってPHS端末Bと音声信号、データ信号及び制御信号等の各種信号を送受信する。
【0025】
記憶部2は、揮発記憶メモリであり、制御部3の指示に基づいて各種情報を記憶する。この記憶部2は、制御チャネルデュアルモードの設定値である「ON」または「OFF」を記憶する。
【0026】
制御部3は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)及び
RAM(Random Access Memory)から構成される内部メモリ並びに上記通信部1及び記憶部2と信号の入出力をそれぞれ行うインタフェース回路等から構成されており、上記ROMに記憶された制御プログラム及び通信部1が受信する信号に基づいて基地局Aの全体動作を制御する。なお、ROMに記憶されている制御プログラムは、制御チャネルデュアルモード制御プログラムを備えており、制御部3はこの制御チャネルデュアルモード制御プログラムに基づいて制御チャネルデュアルモードを制御する。なお、制御部3が実行する制御処理の詳細については、以下に基地局Aの動作として説明する。
【0027】
次に、上記構成の基地局Aの動作について、図4及び図5に示すフローチャートを参照して詳細に説明する。図4及び図5は、基地局Aの動作を示すフローチャートである。
【0028】
制御部3は、PHS端末Bからの制御チャネルの受信強度が所定のしきい値以下になったか否か判定し(ステップS1)、ステップS1において『YES』と判定した場合には、すなわちPHS端末Bからの制御チャネルの受信強度が所定のしきい値以下になっている場合には、PHS端末Bへハンドオーバ実行指示を通信部1に送信させ(ステップS2)、通信部1が受信するPHS端末Bからの制御チャネルに基づいて基地局Aからその他の基地局(図示略)へのハンドオーバに成功したか否か判定する(ステップS3)。
【0029】
制御部3がステップS3において『YES』と判定した場合には、すなわちPHS端末Bがハンドオーバに成功した場合には、ハンドオーバ実行フラグに「ON」を設定し(ステップS4)、制御チャネルデュアルモードの設定値に「ON」が設定されているか否か判定し(ステップS5)、ステップS3において『NO』と判定した場合には、すなわちPHS端末Bがハンドオーバに成功していない場合には、PHS端末Bがハンドオーバに成功するまで待機する。また、制御部は、上記ステップS1において『NO』と判定した場合には、すなわちPHS端末Bからの制御チャネルの受信強度が所定のしきい値より強い場合には、上記ステップS2〜4を実行せずにステップS5に移行する。
【0030】
制御部3は、上記ステップS5において『YES』と判定した場合には、すなわち制御チャネルデュアルモードの設定値に「ON」が設定されている場合には、制御チャネルデュアルモードの設定値に「ON」が設定されてからの経過時間(「ON」設定経過時間)の計時を開始し(ステップS6)、キャリアによって制御チャネルを送信または受信するタイミングになったか否か判定する(ステップS7)。制御部3は、上記ステップS5において『NO』と判定した場合には、すなわち制御チャネルデュアルモードの設定値に「OFF」が設定されている場合には、「ON」設定経過時間を初期化し(ステップS8)、ステップS7に移行する。
【0031】
制御部3は、ステップS7において『NO』と判定した場合には、すなわちキャリアによって制御チャネルを送信または受信するタイミングになっていない場合には、ステップS1に移行し、ステップS7において『YES』と判定した場合には、すなわちキャリアによって制御チャネルを送信または受信するタイミングになった場合には、キャリアによって制御チャネルを通信部1に送信または受信させ(ステップS9)、ハンドオーバ実行フラグに「ON」が設定されているか否か判定する(ステップS10)。
【0032】
制御部3は、ステップS10において『YES』と判定した場合には、すなわちハンドオーバ実行フラグに「ON」が設定されている場合には、制御チャネルデュアルモードの設定値に「ON」が設定されているか否か判定し(ステップS11)、ステップS11において『NO』と判定した場合には、すなわち制御チャネルデュアルモードの設定値に「OFF」が設定されている場合には、制御チャネデュアルモードの設定値を「OFF」から「ON」に切り替え(ステップS12)、ハンドオーバ実行フラグに「OFF」を設定し(ステップS13)、ステップS1に移行する。制御部3は、ステップS11において『YES』と判定した場合には、すなわち制御チャネルデュアルモードの設定値に「ON」が設定されている場合には、ステップS12を実行せずにステップS13を実行する。
【0033】
制御部3は、ステップS10において『NO』と判定した場合には、すなわちハンドオーバ実行フラグに「OFF」が設定されている場合には、送信用第2のスロット及び受信用第2のスロットに割り当てた通信チャネルを使用してPHS端末Bによる通信が実行されていないか否か判定し(ステップS14)、ステップS14において『YES』と判定した場合には、すなわち送信用第2のスロット及び受信用第2のスロットに割り当てた通信チャネルを使用してPHS端末Bが通信を実行していない場合にはステップS11に移行する。
【0034】
制御部3は、ステップS14において『NO』と判定した場合には、すなわち送信用第2のスロット及び受信用第2のスロットに割り当てた通信チャネルを使用してPHS端末Bが通信を実行している場合には、制御チャネルが割り当てられたスロット以外の全てのスロットに通信チャネルが割り当てられると共にその通信チャネルがPHS端末B及びその他のPHS端末(図示略)との通信に使用されているか否か判定する(ステップS15)。
【0035】
制御部3は、ステップS15において『YES』と判定した場合には、すなわち全てのスロットに通信チャネルが割り当てられると共にその通信チャネルがPHS端末B及びその他のPHS端末との通信に使用されている場合には、制御チャネルデュアルモードの設定値に「OFF」が設定されているか否か判定し(ステップS16)、ステップS16において『NO』と判定した場合には、すなわち制御チャネルデュアルモードの設定値に「ON」が設定されている場合には、制御チャネルデュアルモードの設定値を「ON」から「OFF」に切り替え(ステップS17)、ステップS13を実行する。制御部3は、上記ステップS16において『YES』と判定した場合には、すなわち制御チャネルデュアルモードの設定値に「OFF」が設定されている場合には、ステップS17を実行せずにステップS13を実行する。
【0036】
制御部3は、ステップS15において『NO』と判定した場合には、すなわち全てのスロットに通信チャネルが割り当てられると共にその通信チャネルがPHS端末B及びその他のPHS端末との通信に使用されていない場合には、「ON」設定経過時間が所定のしきい値以上であるか否か判定し(ステップS18)、ステップS18において『YES』と判定した場合には、すなわち「ON」設定経過時間が所定のしきい値以上である場合には、ステップS17に移行し、ステップS18において『NO』と判定した場合には、すなわち「ON」設定経過時間が所定のしきい値未満である場合には、ステップS17を実行せずにステップS13を実行する。
【0037】
以上説明したように、基地局Aにおいて制御部3が、PHS端末Bによるハンドオーバの実行時または送信用第2のスロット及び受信用第2のスロットに割り当てた通信チャネルを使用してPHS端末Bが通信を実行されていない場合には、制御チャネルデュアルモードの設定値に「ON」を設定、すなわちキャリアにおいて1マルチフレーム毎の送信及び受信それぞれの2スロットに制御チャネルを割り当て、制御チャネルが割り当てられたスロット以外の全てのスロットに通信チャネルが割り当てられると共にその通信チャネルがPHS端末B及びその他のPHS端末との通信に使用されている場合または「ON」設定経過時間が所定のしきい値以上である場合には、制御チャネルデュアルモードの設定値に「OFF」を設定、すなわちキャリアにおいて1マルチフレーム毎の送信及び受信それぞれの1スロットに制御チャネルを割り当てることによって、キャリアにおけるスロットに割り当てる制御チャネルの割合を通信状況に応じて増減することができる為、通信状況に応じて制御チャネルの割合を増やすことによって位置登録を効率良く実行したり、また制御チャネルの割合を減らす、すなわち通信チャネルの割合を増やすことによってデータ通信等の通信速度を向上させることが出来る。
【0038】
また、上述の基地局にアダプティブアレイアンテナ等の複数のアンテナ素子を制御するアレイアンテナ制御を搭載することにより、携帯端末との無線通信におけるビーム制御を行う場合では、アレイアンテナ制御の結果に応じて、タイムスロットに制御チャネルを割り当てる割合を決定しても良い。
【0039】
特に、アレイアンテナ制御を例えばPHSのCCH(制御信号)に対し行っている基地局では、通信品質や発着呼率などの通信結果に対し特にアレイアンテナ制御による改善度が所定より低い判断された場合は、アレイアンテナ制御をやめ、タイムスロットに制御チャネルを割り当てる割合を増やしても良い。
【0040】
なお上記改善度は、例えばSINR、発着呼率などを用いても良い。
【0041】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく、例えば以下のような変形が考えられる。
(1)本実施形態に係る基地局Aでは、スロットへの制御チャネルの割り当てを制御するキャリアの数は限定されない。例えば、基地局A〜PHS端末B間の通信が複数のキャリアを使用して行われる場合には、制御部3が、通信状況に応じて複数のキャリアの内の1つのキャリアに制御チャネルを割り当てるようにしたり、また複数のキャリアの内の2つ以上のキャリアに制御チャネルを割り当てたりする等の複数のキャリアへの制御チャネルの割り当てを制御するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【0042】
【図1】本発明の一実施形態に係る基地局A1によって構成される無線通信システムのシステム構成図である。
【図2】本発明の一実施形態に係る基地局A〜PHS端末B間のTDMA‐TDD方式の通信のキャリアにおけるスロット、フレーム及びマルチフレームを示す模式図である。
【図3】本発明の一実施形態に係る基地局Aの機能ブロック図である。
【図4】本発明の一実施形態に係る基地局Aの動作を示すフローチャートである。
【図5】本発明の一実施形態に係る基地局Aの動作を示すフローチャート(図4の続き)である。
【符号の説明】
【0043】
A…基地局、B…PHS端末、1…通信部、2…記憶部、3…制御部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
時分割多元接続方式を適用すると共に1つまたは複数のキャリアによって携帯端末と通信し、特定のタイムスロットに制御チャネルを割り当てる基地局であって、
通信状況に応じてタイムスロットに制御チャネルを割り当てる割合を動的に増減させる制御部を具備することを特徴とする基地局。
【請求項2】
前記制御部は、特定の周期単位でタイムスロットに制御チャネルを割り当てる割合を動的に増減させることを特徴とする請求項1記載の基地局。
【請求項3】
通信相手である携帯端末との無線通信に対しアレイアンテナ制御を行う手段をさらに含み、
前記制御部は、前記アレイアンテナ制御の結果に応じて、タイムスロットに制御チャネルを割り当てる割合を決定することを特徴とする請求項1または2記載の基地局。
【請求項4】
前記制御部は、前記アレイアンテナ制御の結果が所定の状態より悪化したと判断した場合に、タイムスロットに制御チャネルを割り当てる割合を増やすことを特徴とする請求項3記載の基地局。
【請求項5】
前記制御部は、通信相手である携帯端末が他の基地局にハンドオーバした場合には、タイムスロットに制御チャネルを割り当てる割合を増やすことを特徴とする請求項1または4記載の基地局。
【請求項6】
前記制御部は、タイムスロットが携帯端末との通信に使用されていない場合には、当該タイムスロットに制御チャネルを割り当てることによってタイムスロットに制御チャネルを割り当てる割合を増やすことを特徴とする請求項1〜5記載のいずれか一項に記載の基地局。
【請求項7】
前記制御部は、制御チャネルを割り当てたタイムスロット以外の全てのタイムスロットが携帯端末との通信に使用されている場合には、タイムスロットに制御チャネルを割り当てる割合を減らすことを特徴とする請求項1〜6記載のいずれか一項に記載の基地局。
【請求項8】
前記制御部は、タイムスロットに制御チャネルを割り当てる割合が所定時間以上の間高い水準である場合に、タイムスロットに制御チャネルを割り当てる割合を減らすことを特徴とする請求項1〜7記載のいずれか一項に記載の基地局。
【請求項9】
時分割多元接続方式を適用すると共に1つまたは複数のキャリアによって携帯端末と通信し、特定のタイムスロットに制御チャネルを割り当てる基地局における通信方法であって、
通信状況に応じてタイムスロットに制御チャネルを割り当てる割合を動的に増減させることを特徴とする通信方法。

【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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【公開番号】特開2009−284449(P2009−284449A)
【公開日】平成21年12月3日(2009.12.3)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−138956(P2008−138956)
【出願日】平成20年5月28日(2008.5.28)
【出願人】(000006633)京セラ株式会社 (13,660)
【Fターム(参考)】