無線通信システム、基地局、基地局間同期方法、プログラム
【課題】基地局の製造コストを低減すること。
【解決手段】本発明の無線通信システムは、端末と、前記端末との間でＯＦＤＭＡ／ＴＤＤ方式によりサブフレームを送受信する基地局と、を有する。前記基地局は、第１の基地局と、前記第１の基地局と隣接し、前記第１の基地局とのフレーム同期を取る第２の基地局と、を含む。前記第２の基地局は、前記第１の基地局と前記第２の基地局とのセル境界に位置する端末から前記第１の基地局に向けて送信された上りサブフレームに含まれる特定の上り信号を受信し、前記特定の上り信号の受信タイミングに基づいて、前記端末から送信された上りサブフレームの先頭の送信タイミングを推定し、前記推定された上りサブフレームの先頭の送信タイミングに基づいて、前記端末に送信する下りサブフレームの送信タイミングを制御する。
【解決手段】本発明の無線通信システムは、端末と、前記端末との間でＯＦＤＭＡ／ＴＤＤ方式によりサブフレームを送受信する基地局と、を有する。前記基地局は、第１の基地局と、前記第１の基地局と隣接し、前記第１の基地局とのフレーム同期を取る第２の基地局と、を含む。前記第２の基地局は、前記第１の基地局と前記第２の基地局とのセル境界に位置する端末から前記第１の基地局に向けて送信された上りサブフレームに含まれる特定の上り信号を受信し、前記特定の上り信号の受信タイミングに基づいて、前記端末から送信された上りサブフレームの先頭の送信タイミングを推定し、前記推定された上りサブフレームの先頭の送信タイミングに基づいて、前記端末に送信する下りサブフレームの送信タイミングを制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システム、基地局、基地局間同期方法、プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＷｉＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access）の無線通信システムでは、データの送受信がサブフレーム単位で行われる。
【０００３】
また、ＷｉＭＡＸの無線通信システムでは、多元接続方式にＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access：直交周波数分割多元接続）方式が採用され、複信方式にＴＤＤ（Time Division Duplex：時分割複信）方式が採用されている。
【０００４】
ＯＦＤＭＡ方式は、周波数方向をサブキャリア、時間方向を時間スロットでそれぞれ区切り、上りリンクおよび下りリンクのデータに対し、サブキャリアとそのサブキャリアを使用可能な時間スロットとを割り当てる方式である。
【０００５】
ＴＤＤ方式は、上りリンクおよび下りリンクに同一の周波数を用いて、時間軸で上りサブフレームおよび下りサブフレームを切り替える方式である。
【０００６】
そのため、ＷｉＭＡＸの無線通信システムでは、基地局間は、下りサブフレームの送信タイミングを同期させるフレーム同期を取る必要がある。また、基地局は、ＵＴＣ（協定世界時：Coordinated Universal Time）との時刻同期を、１０μｓｅｃの精度（オプションで１μｓｅｃの精度）で取ることも要求されている。
【０００７】
そのため、基地局は、通常、ＧＰＳ（Global Positioning System）モジュールを実装し、ＧＰＳ衛星から受信したＵＴＣ時刻情報に基づいて下りサブフレームの送信タイミングを制御することで、ＵＴＣとの時刻同期および基地局間のフレーム同期を実現している（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−３１８１９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述のように、無線通信システムを構成する全ての基地局にＧＰＳモジュールを実装すれば、ＵＴＣとの時刻同期および基地局間のフレーム同期を実現することができる。
【０００９】
しかし、ＧＰＳモジュールは、非常に高価である。
【００１０】
そのため、無線通信システムを構成する基地局に一律にＧＰＳモジュールを実装すると、基地局の製造コストが高くなってしまうという課題がある。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、上述した課題を解決する無線通信システム、基地局、基地局間同期方法、プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の無線通信システムは、
端末と、前記端末との間でＯＦＤＭＡ／ＴＤＤ方式によりサブフレームを送受信する基地局と、を有してなる無線通信システムであって、
前記基地局は、
第１の基地局と、
前記第１の基地局と隣接し、前記第１の基地局とのフレーム同期を取る第２の基地局と、を含み、
前記第２の基地局は、
前記第１の基地局と前記第２の基地局とのセル境界に位置する端末から前記第１の基地局に向けて送信された上りサブフレームに含まれる特定の上り信号を受信し、前記特定の上り信号の受信タイミングに基づいて、前記端末から送信された上りサブフレームの先頭の送信タイミングを推定し、
前記推定された上りサブフレームの先頭の送信タイミングに基づいて、前記端末に送信する下りサブフレームの送信タイミングを制御する。
【００１３】
本発明の基地局は、
端末との間でＯＦＤＭＡ／ＴＤＤ方式によりサブフレームを送受信し、隣接基地局とのフレーム同期を取る基地局であって、
自局と隣接基地局とのセル境界に位置する端末から隣接基地局に向けて送信された上りサブフレームに含まれる特定の上り信号を受信し、前記特定の上り信号の受信タイミングに基づいて、前記端末から送信された上りサブフレームの先頭の送信タイミングを推定する推定部と、
前記推定された上りサブフレームの先頭の送信タイミングに基づいて、前記端末に送信する下りサブフレームの送信タイミングを制御する同期部と、を有する。
【００１４】
本発明の基地局間同期方法は、
端末との間でＯＦＤＭＡ／ＴＤＤ方式によりサブフレームを送受信し、隣接基地局とのフレーム同期を取る基地局による基地局間同期方法であって、
自局と隣接基地局とのセル境界に位置する端末から隣接基地局に向けて送信された上りサブフレームに含まれる特定の上り信号を受信し、前記特定の上り信号の受信タイミングに基づいて、前記端末から送信された上りサブフレームの先頭の送信タイミングを推定する推定ステップと、
前記推定された上りサブフレームの先頭の送信タイミングに基づいて、前記端末に送信する下りサブフレームの送信タイミングを制御する同期ステップと、を有する。
【００１５】
本発明のプログラムは、
端末との間でＯＦＤＭＡ／ＴＤＤ方式によりサブフレームを送受信し、隣接基地局とのフレーム同期を取る基地局に、
自局と隣接基地局とのセル境界に位置する端末から隣接基地局に向けて送信された上りサブフレームに含まれる特定の上り信号を受信し、前記特定の上り信号の受信タイミングに基づいて、前記端末から送信された上りサブフレームの先頭の送信タイミングを推定する推定手順と、
前記推定された上りサブフレームの先頭の送信タイミングに基づいて、前記端末に送信する下りサブフレームの送信タイミングを制御する同期手順と、を実行させる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、第２の基地局は、第１の基地局とのセル境界に位置する端末から第１の基地局に向けて送信された上りサブフレームに含まれる特定の上り信号の受信タイミングに基づいて、端末から送信された上りサブフレームの先頭の送信タイミングを推定し、その推定結果に基づいて、端末に送信する下りサブフレームの送信タイミングを制御する。
【００１７】
このようにして、第２の基地局は、第１の基地局とのフレーム同期を取ることができるため、ＧＰＳモジュールを実装しているかまたはＧＰＳモジュールを実装した基地局とフレーム同期を取っている第１の基地局に隣接して配置すれば、併せてＵＴＣとの時刻同期を取ることができる。そのため、第２の基地局は、ＧＰＳモジュールを実装する必要がなく、製造コストを低減できるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
【００１９】
なお、以下で説明する実施形態では、ＷｉＭＡＸの無線通信システムを例に挙げて説明するが、本発明はＷｉＭＡＸに限らず、ＯＦＤＭＡ／ＴＤＤ方式を採用する無線通信システム全般に適用可能である。
【００２０】
図１を参照すると、本実施形態の無線通信システムは、第１の基地局である基地局（Base Station）１０−１，１０−３と、第２の基地局である基地局１０−２と、端末（Mobile Station）２０と、ＡＳＮ−ＧＷ（Access Service Network-Gateway）３０と、を有している。
【００２１】
なお、図１においては、基地局１０−２が、基地局１０−１，１０−３とそれぞれ隣接して配置されている。また、基地局１０−１，１０−２のセル境界に位置する１つの端末２０のみ図示し、基地局１０−１，１０−２のセル境界に位置する他の端末や、基地局１０−２，１０−３のセル境界に位置する端末は省略している。また、基地局１０の数を３つにしたが、本発明はこれに限定されない。また、基地局１０−１〜１０−３およびＡＳＮ−ＧＷ３０は、ネットワークを介して接続されており、互いに通信可能である。
【００２２】
基地局１０−１，１０−３は、ＧＰＳモジュールを実装し、ＧＰＳ衛星から受信したＵＴＣ時刻情報に基づいて下りサブフレームの送信タイミングを制御することで、ＵＴＣとの時刻同期および他の基地局とのフレーム同期を実現している。
【００２３】
これに対して、基地局１０−２は、ＧＰＳモジュールを実装していない。そのため、基地局１０−２は、ＧＰＳモジュールを実装している基地局１０−１または１０−３とのフレーム同期を取ることで、併せてＵＴＣとの時刻同期を取ることになる。
【００２４】
このとき、基地局１０−２は、本実施形態の無線通信システムで用いる、図２に示すようなフレーム構造を利用して、基地局１０−１または１０−３とのフレーム同期を取る。なお、図２に示したフレーム構造は、ＷｉＭＡＸで規定されたものである。
【００２５】
図２を参照すると、本実施形態のフレーム構造は、時間軸で上りサブフレーム（Uplink Sub-frame）および下りサブフレーム（Downlink Sub-frame）が切り替えられる構造になっている（ＴＤＤ方式）。なお、上りサブフレームと下りサブフレームとの間には、ＴＴＧ（Transmit/Receive Transition Gap）およびＲＴＧ（Receive/Transmit Transition Gap）と呼ばれるギャップ時間が存在する。
【００２６】
下りサブフレームおよび上りサブフレームは、周波数方向をサブキャリア、時間方向を時間スロットで区切った各領域に、信号やデータがのせられる（ＯＦＤＭＡ方式）。
【００２７】
下りサブフレームは、先頭に、Ｐｉｌｏｔ信号であるＰｒｅａｍｂｌｅ信号をのせたＰｒｅａｍｂｌｅ領域が配置され、続いて、下りデータ（DL Burst）の位置等を表す信号をのせたＤＬ−ＭＡＰ領域、上りデータ（UL Burst）の位置等を表す信号をのせたＵＬ−ＭＡＰ領域が順に配置される。これ以降の領域に下りデータがのせられる。
【００２８】
一方、上りサブフレームは、先頭に、端末側でタイミング、周波数、パワーを調整するＲａｎｇｉｎｇを実行するためのＲａｎｇｉｎｇ信号をのせるＲａｎｇｉｎｇ領域等が配置される。これ以降の領域に上りデータがのせられる。
【００２９】
Ｒａｎｇｉｎｇ領域には、端末が、無線接続している基地局に対して、Ｒａｎｇｉｎｇを実行するために定期的に送信するＰｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ信号をのせるＰｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ領域が含まれている。Ｐｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ信号とは、端末側で測定した受信ＣＩＮＲ（Carrier to Interference plus Noise Ratio）等を表す信号である。
【００３０】
したがって、基地局１０−２は、例えば、端末２０と基地局１０−１とが無線接続している状況において、端末２０から基地局１０−１に向けて送信されたＰｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ信号を受信すれば、その受信タイミングに基づいて、端末２０から送信された上りサブフレームの先頭の送信タイミングを推定することができる。
【００３１】
そのため、基地局１０−２は、上記の推定結果を利用して、端末２０に送信する下りサブフレームの送信タイミングを制御することで、基地局１０−１とフレーム同期を取ることができる。
【００３２】
また、この場合、端末２０は、基地局１０−１，１０−２の双方から下りサブフレームを受信することになるため、それぞれの下りサブフレームに含まれるＰｒｅａｍｂｌｅ信号の受信タイミングのタイミング差を、基地局１０−２に通知する。
【００３３】
そのため、基地局１０−２は、端末２０から通知されたタイミング差に基づいて、端末２０に送信する下りサブフレームの送信タイミングを微調整することで、基地局１０−１とのフレーム同期のさらなる高精度化を図ることができる。
【００３４】
ここで、上記の動作を実現する基地局１０−１〜１０−３および端末２０の内部構成について説明する。
【００３５】
まず、ＧＰＳモジュールを実装している基地局１０−１，１０−３の内部構成について説明する。ここでは、図３を参照して、基地局１０−１の内部構成を説明するが、基地局１０−３の構成も同様である。
【００３６】
図３を参照すると、基地局１０−１は、無線通信部１１１と、ネットワーク通信部１１２と、基地局動作部１１３と、ＧＰＳモジュール１１５と、を有している。
【００３７】
無線通信部１１１は、端末２０との間で無線通信を行う。
【００３８】
ネットワーク通信部１１２は、他の基地局１０−２，１０−３およびＡＳＮ−ＧＷ３０との間でネットワーク通信を行う。
【００３９】
ＧＰＳモジュール１１５は、ＧＰＳ衛星からＵＴＣ時刻情報を受信する。
【００４０】
基地局動作部１１３は、同期部１１４を有している。
【００４１】
同期部１１４は、ＧＰＳモジュール１１５にてＧＰＳ衛星から受信したＵＴＣ時刻情報に基づいて、端末２０に送信する下りサブフレームの送信タイミングを制御する。
【００４２】
その他にも、基地局動作部１１３は、ＷｉＭＡＸの無線通信システムにおいて一般的に用いられる基地局と同等の機能を実現する構成要素を有しているが、これらの構成要素は周知であるので、その説明を省略する。
【００４３】
次に、ＧＰＳモジュールを不実装の基地局１０−２の内部構成について、図４を参照して説明する。
【００４４】
図４を参照すると、基地局１０−２は、無線通信部１２１と、ネットワーク通信部１２２と、基地局動作部１２３と、を有している。
【００４５】
無線通信部１２１は、端末２０との間で無線通信を行う。
【００４６】
ネットワーク通信部１２２は、他の基地局１０−１，１０−３およびＡＳＮ−ＧＷ３０との間でネットワーク通信を行う。
【００４７】
基地局動作部１２３は、推定部１２４および同期部１２５を有している。
【００４８】
推定部１２４は、例えば、端末２０と基地局１０−１とが無線接続している状況において、端末２０から基地局１０−１に向けて送信された上りサブフレームに含まれるＰｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ信号を受信し、Ｐｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ信号の受信タイミングに基づいて、端末２０から送信された上りサブフレームの先頭の送信タイミングを推定する。
【００４９】
同期部１２５は、推定部１２４にて推定された上りサブフレームの先頭の送信タイミングに基づいて、端末２０に送信する下りサブフレームの送信タイミングを制御する。
【００５０】
また、同期部１２５は、端末２０から、基地局１０−１と１０−２との間のＰｒｅａｍｂｌｅ信号の受信タイミングのタイミング差が通知されると、そのタイミング差に基づいて、端末２０に送信する下りサブフレームの送信タイミングを微調整する。
【００５１】
その他にも、基地局動作部１２３は、ＷｉＭＡＸの無線通信システムにおいて一般的に用いられる基地局と同等の機能を実現する構成要素を有しているが、これらの構成要素は周知であるので、その説明を省略する。
【００５２】
次に、端末２０の内部構成について、図５を参照して説明する。
【００５３】
図５を参照すると、端末２０は、無線通信部２０１と、端末動作部２０２と、を有している。
【００５４】
無線通信部２０１は、基地局１０−１，１０−２との間で無線通信を行う。
【００５５】
端末動作部２０２は、タイミング差通知部２０３を有している。
【００５６】
タイミング差通知部２０３は、例えば、端末２０と基地局１０−１とが無線接続している状況において、基地局１０−２から下りサブフレームを受信すると、基地局１０−１，１０−２からそれぞれ受信した下りサブフレームに含まれるＰｒｅａｍｂｌｅ信号の受信タイミングのタイミング差を、基地局１０−２に通知する。
【００５７】
その他にも、端末動作部２０２は、ＷｉＭＡＸの無線通信システムにおいて一般的に用いられる端末と同等の機能を実現する構成要素を有しているが、これらの構成要素は周知であるので、その説明を省略する。
【００５８】
以下、本実施形態の無線通信システムの動作について、図６を参照して説明する。
【００５９】
なお、図６では、説明を簡単にするために、基地局１０−１，１０−２のセル境界には端末２０のみが位置し、基地局１０−２，１０−３のセル境界には端末が位置しないものとする。また、端末２０と基地局１０−１とが無線接続し、サブフレームを送受信している状況であるものとする。
【００６０】
図６を参照すると、まず、初期化時に、基地局１０−２の同期部１２５は、ステップＳ６０１，Ｓ６０２において、自局がＧＰＳモジュールを実装していない旨を、隣接する基地局１０−１，１０−３およびＡＳＮ−ＧＷ３０に通知する。
【００６１】
次に、基地局１０−１の同期部１１４は、ステップＳ６０３において、基地局１０−２に対し、直接またはＡＳＮ−ＧＷ３０を介して、端末２０から送信された上りサブフレームに含まれるＰｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ信号を受信するための情報を通知する。ここで通知する情報は、基地局１０−１のＢＳＩＤ、端末２０のＭＳＩＤ、周波数、Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ ｍｏｄｅ、ＤＬ／ＵＬ比（ＴＴＧ／ＲＴＧを含む）などである。
【００６２】
なお、図６では、基地局１０−２，１０−３のセル境界に端末が位置しないことを想定しているため、ステップＳ６０３において、基地局１０−３からの通知は省略することができる。
【００６３】
初期化後に、基地局１０−２は、サブフレームの受信のみを行い、送信は行わない連続受信モードに移行する。なお、ＧＰＳモジュールを実装している基地局は、通常、初期化後に、サブフレームの送受信を行う運用モードに移行する。
【００６４】
次に、基地局１０−２の推定部１２４は、ステップＳ６０４において、ステップＳ６０３で基地局１０−１から通知された情報に基づいて、端末２０から基地局１０−１に向けて送信された上りサブフレームに含まれるＰｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ信号を受信し、ステップＳ６０５において、Ｐｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ信号の受信タイミングに基づいて、端末２０から送信された上りサブフレームの先頭の送信タイミングを推定する。
【００６５】
なお、図６では、１つの端末２０のみが位置することを想定しているが、基地局１０−１，１０−２のセル境界や基地局１０−２，１０−３のセル境界に複数の端末が位置している場合は、基地局１０−２は、これら複数の端末のそれぞれからＰｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ信号を受信することになる。この場合、基地局１０−２は、複数のＰｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ信号の受信タイミングを平均化し、その受信タイミングに基づいて、端末２０から送信された上りサブフレームの先頭の送信タイミングを推定する。
【００６６】
次に、基地局１０−２の同期部１２５は、ステップＳ６０６において、推定部１２４にて推定された上りサブフレームの先頭の送信タイミングに基づいて、端末２０に送信する下りサブフレームの送信タイミングを制御する。
【００６７】
この時点で、基地局１０−２は、運用モードに移行し、ステップＳ６０７において、同期部１２５にて制御された送信タイミングで、無線通信部１２１から端末２０に対し、下りサブフレームが送信される。
【００６８】
これにより、基地局１０−２は、基地局１０−１とのフレーム同期を取ることができ、併せてＵＴＣとの時刻同期を取ることができる。
【００６９】
次に、端末２０のタイミング差通知部２０３は、基地局１０−２から下りサブフレームを受信すると、ステップＳ６０８において、基地局１０−１，１０−２のそれぞれから受信した下りサブフレームに含まれるＰｒｅａｍｂｌｅ信号の受信タイミングのタイミング差を測定し、測定されたタイミング差を基地局１０−２に通知する。このとき、タイミング差通知部２０３は、例えば、測定されたタイミング差を表す信号を上りサブフレームの先頭のＣＱＩＣＨ（Channel Quality Indicator Channel）領域などにのせて通知を行う。
【００７０】
その後、基地局１０−２の同期部１２５は、ステップＳ６０９において、端末２０から通知されたタイミング差に基づいて、端末２０に送信する下りサブフレームの送信タイミングを微調整する。
【００７１】
これにより、基地局１０−２は、基地局１０−１とのフレーム同期のさらなる高精度化を図ることができる。
【００７２】
上述したように本実施形態においては、基地局１０−２は、基地局１０−１，１０−２のセル境界に位置する端末２０から基地局１０−１に向けて送信された上りサブフレームに含まれるＰｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ信号の受信タイミングに基づいて、端末２０から送信された上りサブフレームの先頭の送信タイミングを推定し、その推定結果に基づいて、端末２０に送信する下りサブフレームの送信タイミングを制御する。
【００７３】
したがって、基地局１０−２は、ＧＰＳモジュールを実装している基地局１０−１とのフレーム同期を取ることができ、併せてＵＴＣとの時刻同期を取ることができるため、ＧＰＳモジュールを実装する必要がなく、製造コストを低減することができるという効果が得られる。また、基地局１０−２は、ＧＰＳモジュールを実装する必要がないため、小型化を図る上で有利になるという効果も得られる。
【００７４】
また、本実施形態においては、端末２０は、基地局１０−２に対し、基地局１０−１，１０−２からそれぞれ受信した下りサブフレームに含まれるＰｒｅａｍｂｌｅ信号の受信タイミングのタイミング差を通知し、基地局１０−２は、端末２０から通知されたタイミング差に基づいて、下りサブフレームの送信タイミングを微調整する。
【００７５】
したがって、基地局１０−２は、基地局１０−１とのフレーム同期のさらなる高精度化を図ることができる。
【００７６】
なお、本実施形態においては、基地局１０−２が下りサブフレームの送信タイミングの制御において、上りサブフレームに含まれるＰｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ信号を用いる場合の動作について説明したが、下りサブフレームの送信タイミングの制御に用いる信号は、上りサブフレームに含まれるＲａｎｇｉｎｇ信号であればよく、Ｐｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ信号に限定されない。
【００７７】
また、本実施形態においては、基地局１０−２が、ＧＰＳモジュールを実装している基地局１０−１をリファレンスとしてフレーム同期を取る場合の動作について説明したが、本発明はこれに限定されない。
【００７８】
すなわち、基地局１０−２は、ＧＰＳモジュールを不実装であるが、上記のフレーム同期動作により、結果的にＵＴＣとの時刻同期を取ることができる。そのため、基地局１０−２に隣接し、ＧＰＳモジュール不実装の基地局は、基地局１０−２をリファレンスとしてフレーム同期を取ることでＵＴＣとの時刻同期を取ることができる。
【００７９】
したがって、ＧＰＳモジュール不実装の基地局が、ＧＰＳモジュールを実装しているかまたはＧＰＳモジュールを実装した基地局とフレーム同期を取っている基地局をリファレンスとした上記のフレーム同期動作を実行することで、マルチホップ構成の無線通信システムを安価に構築することができるという効果が得られる。
【００８０】
また、本実施形態においては、基地局１０−２は、ＧＰＳモジュールを実装する必要がないため、ＧＰＳ衛星を補足できない場所や補足しにくい場所にも設置できることから、無線通信システムのカバーするエリアを拡げることができるという効果が得られる。
【００８１】
また、無線通信システムのカバーするエリアが拡がるため、ＭＢＳ（Multicast Broadcast Service）の運用時に、送信ダイバーシティ効果により下りリンクで多値変調方式を用いる高速無線サービスを提供する上で有利になるという効果が得られる。
【００８２】
なお、本発明の基地局１０−１〜１０−３および端末２０にて行われる方法は、コンピュータに実行させるためのプログラムに適用してもよい。また、そのプログラムを記憶媒体に格納することも可能であり、ネットワークを介して外部に提供することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の一実施形態の無線通信システムの構成を示す図である。
【図２】図１に示した無線通信システムに用いられるフレーム構造を説明する図である。
【図３】図１に示した基地局のうち、ＧＰＳモジュールを実装している基地局の構成を示すブロック図である。
【図４】図１に示した基地局のうち、ＧＰＳモジュールを不実装の基地局の構成を示すブロック図である。
【図５】図１に示した端末の構成を示すブロック図である。
【図６】図１に示した無線通信システムの動作を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００８４】
１０−１〜１０−３ 基地局
２０ 端末
３０ ＡＳＮ−ＧＷ
１１１ 無線通信部
１１２ ネットワーク通信部
１１３ 基地局動作部
１１４ 同期部
１１５ ＧＰＳモジュール
１２１ 無線通信部
１２２ ネットワーク通信部
１２３ 基地局動作部
１２４ 推定部
１２５ 同期部
２０１ 無線通信部
２０２ 端末動作部
２０３ タイミング差通知部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システム、基地局、基地局間同期方法、プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＷｉＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access）の無線通信システムでは、データの送受信がサブフレーム単位で行われる。
【０００３】
また、ＷｉＭＡＸの無線通信システムでは、多元接続方式にＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access：直交周波数分割多元接続）方式が採用され、複信方式にＴＤＤ（Time Division Duplex：時分割複信）方式が採用されている。
【０００４】
ＯＦＤＭＡ方式は、周波数方向をサブキャリア、時間方向を時間スロットでそれぞれ区切り、上りリンクおよび下りリンクのデータに対し、サブキャリアとそのサブキャリアを使用可能な時間スロットとを割り当てる方式である。
【０００５】
ＴＤＤ方式は、上りリンクおよび下りリンクに同一の周波数を用いて、時間軸で上りサブフレームおよび下りサブフレームを切り替える方式である。
【０００６】
そのため、ＷｉＭＡＸの無線通信システムでは、基地局間は、下りサブフレームの送信タイミングを同期させるフレーム同期を取る必要がある。また、基地局は、ＵＴＣ（協定世界時：Coordinated Universal Time）との時刻同期を、１０μｓｅｃの精度（オプションで１μｓｅｃの精度）で取ることも要求されている。
【０００７】
そのため、基地局は、通常、ＧＰＳ（Global Positioning System）モジュールを実装し、ＧＰＳ衛星から受信したＵＴＣ時刻情報に基づいて下りサブフレームの送信タイミングを制御することで、ＵＴＣとの時刻同期および基地局間のフレーム同期を実現している（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−３１８１９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述のように、無線通信システムを構成する全ての基地局にＧＰＳモジュールを実装すれば、ＵＴＣとの時刻同期および基地局間のフレーム同期を実現することができる。
【０００９】
しかし、ＧＰＳモジュールは、非常に高価である。
【００１０】
そのため、無線通信システムを構成する基地局に一律にＧＰＳモジュールを実装すると、基地局の製造コストが高くなってしまうという課題がある。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、上述した課題を解決する無線通信システム、基地局、基地局間同期方法、プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の無線通信システムは、
端末と、前記端末との間でＯＦＤＭＡ／ＴＤＤ方式によりサブフレームを送受信する基地局と、を有してなる無線通信システムであって、
前記基地局は、
第１の基地局と、
前記第１の基地局と隣接し、前記第１の基地局とのフレーム同期を取る第２の基地局と、を含み、
前記第２の基地局は、
前記第１の基地局と前記第２の基地局とのセル境界に位置する端末から前記第１の基地局に向けて送信された上りサブフレームに含まれる特定の上り信号を受信し、前記特定の上り信号の受信タイミングに基づいて、前記端末から送信された上りサブフレームの先頭の送信タイミングを推定し、
前記推定された上りサブフレームの先頭の送信タイミングに基づいて、前記端末に送信する下りサブフレームの送信タイミングを制御する。
【００１３】
本発明の基地局は、
端末との間でＯＦＤＭＡ／ＴＤＤ方式によりサブフレームを送受信し、隣接基地局とのフレーム同期を取る基地局であって、
自局と隣接基地局とのセル境界に位置する端末から隣接基地局に向けて送信された上りサブフレームに含まれる特定の上り信号を受信し、前記特定の上り信号の受信タイミングに基づいて、前記端末から送信された上りサブフレームの先頭の送信タイミングを推定する推定部と、
前記推定された上りサブフレームの先頭の送信タイミングに基づいて、前記端末に送信する下りサブフレームの送信タイミングを制御する同期部と、を有する。
【００１４】
本発明の基地局間同期方法は、
端末との間でＯＦＤＭＡ／ＴＤＤ方式によりサブフレームを送受信し、隣接基地局とのフレーム同期を取る基地局による基地局間同期方法であって、
自局と隣接基地局とのセル境界に位置する端末から隣接基地局に向けて送信された上りサブフレームに含まれる特定の上り信号を受信し、前記特定の上り信号の受信タイミングに基づいて、前記端末から送信された上りサブフレームの先頭の送信タイミングを推定する推定ステップと、
前記推定された上りサブフレームの先頭の送信タイミングに基づいて、前記端末に送信する下りサブフレームの送信タイミングを制御する同期ステップと、を有する。
【００１５】
本発明のプログラムは、
端末との間でＯＦＤＭＡ／ＴＤＤ方式によりサブフレームを送受信し、隣接基地局とのフレーム同期を取る基地局に、
自局と隣接基地局とのセル境界に位置する端末から隣接基地局に向けて送信された上りサブフレームに含まれる特定の上り信号を受信し、前記特定の上り信号の受信タイミングに基づいて、前記端末から送信された上りサブフレームの先頭の送信タイミングを推定する推定手順と、
前記推定された上りサブフレームの先頭の送信タイミングに基づいて、前記端末に送信する下りサブフレームの送信タイミングを制御する同期手順と、を実行させる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、第２の基地局は、第１の基地局とのセル境界に位置する端末から第１の基地局に向けて送信された上りサブフレームに含まれる特定の上り信号の受信タイミングに基づいて、端末から送信された上りサブフレームの先頭の送信タイミングを推定し、その推定結果に基づいて、端末に送信する下りサブフレームの送信タイミングを制御する。
【００１７】
このようにして、第２の基地局は、第１の基地局とのフレーム同期を取ることができるため、ＧＰＳモジュールを実装しているかまたはＧＰＳモジュールを実装した基地局とフレーム同期を取っている第１の基地局に隣接して配置すれば、併せてＵＴＣとの時刻同期を取ることができる。そのため、第２の基地局は、ＧＰＳモジュールを実装する必要がなく、製造コストを低減できるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
【００１９】
なお、以下で説明する実施形態では、ＷｉＭＡＸの無線通信システムを例に挙げて説明するが、本発明はＷｉＭＡＸに限らず、ＯＦＤＭＡ／ＴＤＤ方式を採用する無線通信システム全般に適用可能である。
【００２０】
図１を参照すると、本実施形態の無線通信システムは、第１の基地局である基地局（Base Station）１０−１，１０−３と、第２の基地局である基地局１０−２と、端末（Mobile Station）２０と、ＡＳＮ−ＧＷ（Access Service Network-Gateway）３０と、を有している。
【００２１】
なお、図１においては、基地局１０−２が、基地局１０−１，１０−３とそれぞれ隣接して配置されている。また、基地局１０−１，１０−２のセル境界に位置する１つの端末２０のみ図示し、基地局１０−１，１０−２のセル境界に位置する他の端末や、基地局１０−２，１０−３のセル境界に位置する端末は省略している。また、基地局１０の数を３つにしたが、本発明はこれに限定されない。また、基地局１０−１〜１０−３およびＡＳＮ−ＧＷ３０は、ネットワークを介して接続されており、互いに通信可能である。
【００２２】
基地局１０−１，１０−３は、ＧＰＳモジュールを実装し、ＧＰＳ衛星から受信したＵＴＣ時刻情報に基づいて下りサブフレームの送信タイミングを制御することで、ＵＴＣとの時刻同期および他の基地局とのフレーム同期を実現している。
【００２３】
これに対して、基地局１０−２は、ＧＰＳモジュールを実装していない。そのため、基地局１０−２は、ＧＰＳモジュールを実装している基地局１０−１または１０−３とのフレーム同期を取ることで、併せてＵＴＣとの時刻同期を取ることになる。
【００２４】
このとき、基地局１０−２は、本実施形態の無線通信システムで用いる、図２に示すようなフレーム構造を利用して、基地局１０−１または１０−３とのフレーム同期を取る。なお、図２に示したフレーム構造は、ＷｉＭＡＸで規定されたものである。
【００２５】
図２を参照すると、本実施形態のフレーム構造は、時間軸で上りサブフレーム（Uplink Sub-frame）および下りサブフレーム（Downlink Sub-frame）が切り替えられる構造になっている（ＴＤＤ方式）。なお、上りサブフレームと下りサブフレームとの間には、ＴＴＧ（Transmit/Receive Transition Gap）およびＲＴＧ（Receive/Transmit Transition Gap）と呼ばれるギャップ時間が存在する。
【００２６】
下りサブフレームおよび上りサブフレームは、周波数方向をサブキャリア、時間方向を時間スロットで区切った各領域に、信号やデータがのせられる（ＯＦＤＭＡ方式）。
【００２７】
下りサブフレームは、先頭に、Ｐｉｌｏｔ信号であるＰｒｅａｍｂｌｅ信号をのせたＰｒｅａｍｂｌｅ領域が配置され、続いて、下りデータ（DL Burst）の位置等を表す信号をのせたＤＬ−ＭＡＰ領域、上りデータ（UL Burst）の位置等を表す信号をのせたＵＬ−ＭＡＰ領域が順に配置される。これ以降の領域に下りデータがのせられる。
【００２８】
一方、上りサブフレームは、先頭に、端末側でタイミング、周波数、パワーを調整するＲａｎｇｉｎｇを実行するためのＲａｎｇｉｎｇ信号をのせるＲａｎｇｉｎｇ領域等が配置される。これ以降の領域に上りデータがのせられる。
【００２９】
Ｒａｎｇｉｎｇ領域には、端末が、無線接続している基地局に対して、Ｒａｎｇｉｎｇを実行するために定期的に送信するＰｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ信号をのせるＰｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ領域が含まれている。Ｐｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ信号とは、端末側で測定した受信ＣＩＮＲ（Carrier to Interference plus Noise Ratio）等を表す信号である。
【００３０】
したがって、基地局１０−２は、例えば、端末２０と基地局１０−１とが無線接続している状況において、端末２０から基地局１０−１に向けて送信されたＰｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ信号を受信すれば、その受信タイミングに基づいて、端末２０から送信された上りサブフレームの先頭の送信タイミングを推定することができる。
【００３１】
そのため、基地局１０−２は、上記の推定結果を利用して、端末２０に送信する下りサブフレームの送信タイミングを制御することで、基地局１０−１とフレーム同期を取ることができる。
【００３２】
また、この場合、端末２０は、基地局１０−１，１０−２の双方から下りサブフレームを受信することになるため、それぞれの下りサブフレームに含まれるＰｒｅａｍｂｌｅ信号の受信タイミングのタイミング差を、基地局１０−２に通知する。
【００３３】
そのため、基地局１０−２は、端末２０から通知されたタイミング差に基づいて、端末２０に送信する下りサブフレームの送信タイミングを微調整することで、基地局１０−１とのフレーム同期のさらなる高精度化を図ることができる。
【００３４】
ここで、上記の動作を実現する基地局１０−１〜１０−３および端末２０の内部構成について説明する。
【００３５】
まず、ＧＰＳモジュールを実装している基地局１０−１，１０−３の内部構成について説明する。ここでは、図３を参照して、基地局１０−１の内部構成を説明するが、基地局１０−３の構成も同様である。
【００３６】
図３を参照すると、基地局１０−１は、無線通信部１１１と、ネットワーク通信部１１２と、基地局動作部１１３と、ＧＰＳモジュール１１５と、を有している。
【００３７】
無線通信部１１１は、端末２０との間で無線通信を行う。
【００３８】
ネットワーク通信部１１２は、他の基地局１０−２，１０−３およびＡＳＮ−ＧＷ３０との間でネットワーク通信を行う。
【００３９】
ＧＰＳモジュール１１５は、ＧＰＳ衛星からＵＴＣ時刻情報を受信する。
【００４０】
基地局動作部１１３は、同期部１１４を有している。
【００４１】
同期部１１４は、ＧＰＳモジュール１１５にてＧＰＳ衛星から受信したＵＴＣ時刻情報に基づいて、端末２０に送信する下りサブフレームの送信タイミングを制御する。
【００４２】
その他にも、基地局動作部１１３は、ＷｉＭＡＸの無線通信システムにおいて一般的に用いられる基地局と同等の機能を実現する構成要素を有しているが、これらの構成要素は周知であるので、その説明を省略する。
【００４３】
次に、ＧＰＳモジュールを不実装の基地局１０−２の内部構成について、図４を参照して説明する。
【００４４】
図４を参照すると、基地局１０−２は、無線通信部１２１と、ネットワーク通信部１２２と、基地局動作部１２３と、を有している。
【００４５】
無線通信部１２１は、端末２０との間で無線通信を行う。
【００４６】
ネットワーク通信部１２２は、他の基地局１０−１，１０−３およびＡＳＮ−ＧＷ３０との間でネットワーク通信を行う。
【００４７】
基地局動作部１２３は、推定部１２４および同期部１２５を有している。
【００４８】
推定部１２４は、例えば、端末２０と基地局１０−１とが無線接続している状況において、端末２０から基地局１０−１に向けて送信された上りサブフレームに含まれるＰｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ信号を受信し、Ｐｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ信号の受信タイミングに基づいて、端末２０から送信された上りサブフレームの先頭の送信タイミングを推定する。
【００４９】
同期部１２５は、推定部１２４にて推定された上りサブフレームの先頭の送信タイミングに基づいて、端末２０に送信する下りサブフレームの送信タイミングを制御する。
【００５０】
また、同期部１２５は、端末２０から、基地局１０−１と１０−２との間のＰｒｅａｍｂｌｅ信号の受信タイミングのタイミング差が通知されると、そのタイミング差に基づいて、端末２０に送信する下りサブフレームの送信タイミングを微調整する。
【００５１】
その他にも、基地局動作部１２３は、ＷｉＭＡＸの無線通信システムにおいて一般的に用いられる基地局と同等の機能を実現する構成要素を有しているが、これらの構成要素は周知であるので、その説明を省略する。
【００５２】
次に、端末２０の内部構成について、図５を参照して説明する。
【００５３】
図５を参照すると、端末２０は、無線通信部２０１と、端末動作部２０２と、を有している。
【００５４】
無線通信部２０１は、基地局１０−１，１０−２との間で無線通信を行う。
【００５５】
端末動作部２０２は、タイミング差通知部２０３を有している。
【００５６】
タイミング差通知部２０３は、例えば、端末２０と基地局１０−１とが無線接続している状況において、基地局１０−２から下りサブフレームを受信すると、基地局１０−１，１０−２からそれぞれ受信した下りサブフレームに含まれるＰｒｅａｍｂｌｅ信号の受信タイミングのタイミング差を、基地局１０−２に通知する。
【００５７】
その他にも、端末動作部２０２は、ＷｉＭＡＸの無線通信システムにおいて一般的に用いられる端末と同等の機能を実現する構成要素を有しているが、これらの構成要素は周知であるので、その説明を省略する。
【００５８】
以下、本実施形態の無線通信システムの動作について、図６を参照して説明する。
【００５９】
なお、図６では、説明を簡単にするために、基地局１０−１，１０−２のセル境界には端末２０のみが位置し、基地局１０−２，１０−３のセル境界には端末が位置しないものとする。また、端末２０と基地局１０−１とが無線接続し、サブフレームを送受信している状況であるものとする。
【００６０】
図６を参照すると、まず、初期化時に、基地局１０−２の同期部１２５は、ステップＳ６０１，Ｓ６０２において、自局がＧＰＳモジュールを実装していない旨を、隣接する基地局１０−１，１０−３およびＡＳＮ−ＧＷ３０に通知する。
【００６１】
次に、基地局１０−１の同期部１１４は、ステップＳ６０３において、基地局１０−２に対し、直接またはＡＳＮ−ＧＷ３０を介して、端末２０から送信された上りサブフレームに含まれるＰｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ信号を受信するための情報を通知する。ここで通知する情報は、基地局１０−１のＢＳＩＤ、端末２０のＭＳＩＤ、周波数、Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ ｍｏｄｅ、ＤＬ／ＵＬ比（ＴＴＧ／ＲＴＧを含む）などである。
【００６２】
なお、図６では、基地局１０−２，１０−３のセル境界に端末が位置しないことを想定しているため、ステップＳ６０３において、基地局１０−３からの通知は省略することができる。
【００６３】
初期化後に、基地局１０−２は、サブフレームの受信のみを行い、送信は行わない連続受信モードに移行する。なお、ＧＰＳモジュールを実装している基地局は、通常、初期化後に、サブフレームの送受信を行う運用モードに移行する。
【００６４】
次に、基地局１０−２の推定部１２４は、ステップＳ６０４において、ステップＳ６０３で基地局１０−１から通知された情報に基づいて、端末２０から基地局１０−１に向けて送信された上りサブフレームに含まれるＰｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ信号を受信し、ステップＳ６０５において、Ｐｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ信号の受信タイミングに基づいて、端末２０から送信された上りサブフレームの先頭の送信タイミングを推定する。
【００６５】
なお、図６では、１つの端末２０のみが位置することを想定しているが、基地局１０−１，１０−２のセル境界や基地局１０−２，１０−３のセル境界に複数の端末が位置している場合は、基地局１０−２は、これら複数の端末のそれぞれからＰｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ信号を受信することになる。この場合、基地局１０−２は、複数のＰｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ信号の受信タイミングを平均化し、その受信タイミングに基づいて、端末２０から送信された上りサブフレームの先頭の送信タイミングを推定する。
【００６６】
次に、基地局１０−２の同期部１２５は、ステップＳ６０６において、推定部１２４にて推定された上りサブフレームの先頭の送信タイミングに基づいて、端末２０に送信する下りサブフレームの送信タイミングを制御する。
【００６７】
この時点で、基地局１０−２は、運用モードに移行し、ステップＳ６０７において、同期部１２５にて制御された送信タイミングで、無線通信部１２１から端末２０に対し、下りサブフレームが送信される。
【００６８】
これにより、基地局１０−２は、基地局１０−１とのフレーム同期を取ることができ、併せてＵＴＣとの時刻同期を取ることができる。
【００６９】
次に、端末２０のタイミング差通知部２０３は、基地局１０−２から下りサブフレームを受信すると、ステップＳ６０８において、基地局１０−１，１０−２のそれぞれから受信した下りサブフレームに含まれるＰｒｅａｍｂｌｅ信号の受信タイミングのタイミング差を測定し、測定されたタイミング差を基地局１０−２に通知する。このとき、タイミング差通知部２０３は、例えば、測定されたタイミング差を表す信号を上りサブフレームの先頭のＣＱＩＣＨ（Channel Quality Indicator Channel）領域などにのせて通知を行う。
【００７０】
その後、基地局１０−２の同期部１２５は、ステップＳ６０９において、端末２０から通知されたタイミング差に基づいて、端末２０に送信する下りサブフレームの送信タイミングを微調整する。
【００７１】
これにより、基地局１０−２は、基地局１０−１とのフレーム同期のさらなる高精度化を図ることができる。
【００７２】
上述したように本実施形態においては、基地局１０−２は、基地局１０−１，１０−２のセル境界に位置する端末２０から基地局１０−１に向けて送信された上りサブフレームに含まれるＰｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ信号の受信タイミングに基づいて、端末２０から送信された上りサブフレームの先頭の送信タイミングを推定し、その推定結果に基づいて、端末２０に送信する下りサブフレームの送信タイミングを制御する。
【００７３】
したがって、基地局１０−２は、ＧＰＳモジュールを実装している基地局１０−１とのフレーム同期を取ることができ、併せてＵＴＣとの時刻同期を取ることができるため、ＧＰＳモジュールを実装する必要がなく、製造コストを低減することができるという効果が得られる。また、基地局１０−２は、ＧＰＳモジュールを実装する必要がないため、小型化を図る上で有利になるという効果も得られる。
【００７４】
また、本実施形態においては、端末２０は、基地局１０−２に対し、基地局１０−１，１０−２からそれぞれ受信した下りサブフレームに含まれるＰｒｅａｍｂｌｅ信号の受信タイミングのタイミング差を通知し、基地局１０−２は、端末２０から通知されたタイミング差に基づいて、下りサブフレームの送信タイミングを微調整する。
【００７５】
したがって、基地局１０−２は、基地局１０−１とのフレーム同期のさらなる高精度化を図ることができる。
【００７６】
なお、本実施形態においては、基地局１０−２が下りサブフレームの送信タイミングの制御において、上りサブフレームに含まれるＰｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ信号を用いる場合の動作について説明したが、下りサブフレームの送信タイミングの制御に用いる信号は、上りサブフレームに含まれるＲａｎｇｉｎｇ信号であればよく、Ｐｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ信号に限定されない。
【００７７】
また、本実施形態においては、基地局１０−２が、ＧＰＳモジュールを実装している基地局１０−１をリファレンスとしてフレーム同期を取る場合の動作について説明したが、本発明はこれに限定されない。
【００７８】
すなわち、基地局１０−２は、ＧＰＳモジュールを不実装であるが、上記のフレーム同期動作により、結果的にＵＴＣとの時刻同期を取ることができる。そのため、基地局１０−２に隣接し、ＧＰＳモジュール不実装の基地局は、基地局１０−２をリファレンスとしてフレーム同期を取ることでＵＴＣとの時刻同期を取ることができる。
【００７９】
したがって、ＧＰＳモジュール不実装の基地局が、ＧＰＳモジュールを実装しているかまたはＧＰＳモジュールを実装した基地局とフレーム同期を取っている基地局をリファレンスとした上記のフレーム同期動作を実行することで、マルチホップ構成の無線通信システムを安価に構築することができるという効果が得られる。
【００８０】
また、本実施形態においては、基地局１０−２は、ＧＰＳモジュールを実装する必要がないため、ＧＰＳ衛星を補足できない場所や補足しにくい場所にも設置できることから、無線通信システムのカバーするエリアを拡げることができるという効果が得られる。
【００８１】
また、無線通信システムのカバーするエリアが拡がるため、ＭＢＳ（Multicast Broadcast Service）の運用時に、送信ダイバーシティ効果により下りリンクで多値変調方式を用いる高速無線サービスを提供する上で有利になるという効果が得られる。
【００８２】
なお、本発明の基地局１０−１〜１０−３および端末２０にて行われる方法は、コンピュータに実行させるためのプログラムに適用してもよい。また、そのプログラムを記憶媒体に格納することも可能であり、ネットワークを介して外部に提供することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の一実施形態の無線通信システムの構成を示す図である。
【図２】図１に示した無線通信システムに用いられるフレーム構造を説明する図である。
【図３】図１に示した基地局のうち、ＧＰＳモジュールを実装している基地局の構成を示すブロック図である。
【図４】図１に示した基地局のうち、ＧＰＳモジュールを不実装の基地局の構成を示すブロック図である。
【図５】図１に示した端末の構成を示すブロック図である。
【図６】図１に示した無線通信システムの動作を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００８４】
１０−１〜１０−３ 基地局
２０ 端末
３０ ＡＳＮ−ＧＷ
１１１ 無線通信部
１１２ ネットワーク通信部
１１３ 基地局動作部
１１４ 同期部
１１５ ＧＰＳモジュール
１２１ 無線通信部
１２２ ネットワーク通信部
１２３ 基地局動作部
１２４ 推定部
１２５ 同期部
２０１ 無線通信部
２０２ 端末動作部
２０３ タイミング差通知部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
端末と、前記端末との間でＯＦＤＭＡ／ＴＤＤ方式によりサブフレームを送受信する基地局と、を有してなる無線通信システムであって、
前記基地局は、
第１の基地局と、
前記第１の基地局と隣接し、前記第１の基地局とのフレーム同期を取る第２の基地局と、を含み、
前記第２の基地局は、
前記第１の基地局と前記第２の基地局とのセル境界に位置する端末から前記第１の基地局に向けて送信された上りサブフレームに含まれる特定の上り信号を受信し、前記特定の上り信号の受信タイミングに基づいて、前記端末から送信された上りサブフレームの先頭の送信タイミングを推定し、
前記推定された上りサブフレームの先頭の送信タイミングに基づいて、前記端末に送信する下りサブフレームの送信タイミングを制御する、無線通信システム。
【請求項２】
前記第２の基地局は、
前記第１の基地局と前記第２の基地局とのセル境界に位置する複数の端末から前記特定の上り信号を受信した場合、前記特定の上り信号の受信タイミングを平均化したものに基づいて、前記複数の端末から送信された上りサブフレームの先頭の送信タイミングを推定する、請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記特定の上り信号は、上りサブフレームに含まれるＲａｎｇｉｎｇ領域の信号である、請求項１または２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記特定の上り信号は、上りサブフレームに含まれるＰｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ領域の信号である、請求項１または２に記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記端末は、
前記第１および第２の基地局からそれぞれ受信した下りサブフレームに含まれる特定の下り信号の受信タイミングのタイミング差を前記第２の基地局に通知し、
前記第２の基地局は、
前記端末から通知されたタイミング差に基づいて、前記制御された下りサブフレームの送信タイミングを微調整する、請求項１から４のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記特定の下り信号は、下りサブフレームに含まれるＰｒｅａｍｂｌｅ領域の信号である、請求項５に記載の無線通信システム。
【請求項７】
端末との間でＯＦＤＭＡ／ＴＤＤ方式によりサブフレームを送受信し、隣接基地局とのフレーム同期を取る基地局であって、
自局と隣接基地局とのセル境界に位置する端末から隣接基地局に向けて送信された上りサブフレームに含まれる特定の上り信号を受信し、前記特定の上り信号の受信タイミングに基づいて、前記端末から送信された上りサブフレームの先頭の送信タイミングを推定する推定部と、
前記推定された上りサブフレームの先頭の送信タイミングに基づいて、前記端末に送信する下りサブフレームの送信タイミングを制御する同期部と、を有する基地局。
【請求項８】
前記推定部は、
自局と隣接基地局とのセル境界に位置する複数の端末から前記特定の上り信号を受信した場合、前記特定の上り信号の受信タイミングを平均化したものに基づいて、前記複数の端末から送信された上りサブフレームの先頭の送信タイミングを推定する、請求項７に記載の基地局。
【請求項９】
前記特定の上り信号は、上りサブフレームに含まれるＲａｎｇｉｎｇ領域の信号である、請求項７または８に記載の基地局。
【請求項１０】
前記特定の上り信号は、上りサブフレームに含まれるＰｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ領域の信号である、請求項７または８に記載の基地局。
【請求項１１】
前記同期部は、
前記端末にて自局および隣接基地局からそれぞれ受信した下りサブフレームに含まれる特定の下り信号の受信タイミングのタイミング差が、該端末から通知されると、該タイミング差に基づいて、前記制御された下りサブフレームの送信タイミングを微調整する、請求項７から１０のいずれか１項に記載の基地局。
【請求項１２】
前記特定の下り信号は、下りサブフレームに含まれるＰｒｅａｍｂｌｅ領域の信号である、請求項１１に記載の基地局。
【請求項１３】
端末との間でＯＦＤＭＡ／ＴＤＤ方式によりサブフレームを送受信し、隣接基地局とのフレーム同期を取る基地局による基地局間同期方法であって、
自局と隣接基地局とのセル境界に位置する端末から隣接基地局に向けて送信された上りサブフレームに含まれる特定の上り信号を受信し、前記特定の上り信号の受信タイミングに基づいて、前記端末から送信された上りサブフレームの先頭の送信タイミングを推定する推定ステップと、
前記推定された上りサブフレームの先頭の送信タイミングに基づいて、前記端末に送信する下りサブフレームの送信タイミングを制御する同期ステップと、を有する基地局間同期方法。
【請求項１４】
前記推定ステップでは、
自局と隣接基地局とのセル境界に位置する複数の端末から前記特定の上り信号を受信した場合、前記特定の上り信号の受信タイミングを平均化したものに基づいて、前記複数の端末から送信された上りサブフレームの先頭の送信タイミングを推定する、請求項１３に記載の基地局間同期方法。
【請求項１５】
前記特定の上り信号は、上りサブフレームに含まれるＲａｎｇｉｎｇ領域の信号である、請求項１３または１４に記載の基地局間同期方法。
【請求項１６】
前記特定の上り信号は、上りサブフレームに含まれるＰｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ領域の信号である、請求項１３または１４に記載の基地局間同期方法。
【請求項１７】
前記同期ステップでは、
前記端末にて自局および隣接基地局からそれぞれ受信した下りサブフレームに含まれる特定の下り信号の受信タイミングのタイミング差が、該端末から通知されると、該タイミング差に基づいて、前記制御された下りサブフレームの送信タイミングを微調整する、請求項１３から１６のいずれか１項に記載の基地局間同期方法。
【請求項１８】
前記特定の下り信号は、下りサブフレームに含まれるＰｒｅａｍｂｌｅ領域の信号である、請求項１７に記載の基地局間同期方法。
【請求項１９】
端末との間でＯＦＤＭＡ／ＴＤＤ方式によりサブフレームを送受信し、隣接基地局とのフレーム同期を取る基地局に、
自局と隣接基地局とのセル境界に位置する端末から隣接基地局に向けて送信された上りサブフレームに含まれる特定の上り信号を受信し、前記特定の上り信号の受信タイミングに基づいて、前記端末から送信された上りサブフレームの先頭の送信タイミングを推定する推定手順と、
前記推定された上りサブフレームの先頭の送信タイミングに基づいて、前記端末に送信する下りサブフレームの送信タイミングを制御する同期手順と、を実行させるプログラム。
【請求項２０】
前記推定手順では、
自局と隣接基地局とのセル境界に位置する複数の端末から前記特定の上り信号を受信した場合、前記特定の上り信号の受信タイミングを平均化したものに基づいて、前記複数の端末から送信された上りサブフレームの先頭の送信タイミングを推定する、請求項１９に記載のプログラム。
【請求項２１】
前記特定の上り信号は、上りサブフレームに含まれるＲａｎｇｉｎｇ領域の信号である、請求項１９または２０に記載のプログラム。
【請求項２２】
前記特定の上り信号は、上りサブフレームに含まれるＰｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ領域の信号である、請求項１９または２０に記載のプログラム。
【請求項２３】
前記同期手順では、
前記端末にて自局および隣接基地局からそれぞれ受信した下りサブフレームに含まれる特定の下り信号の受信タイミングのタイミング差が、該端末から通知されると、該タイミング差に基づいて、前記制御された下りサブフレームの送信タイミングを微調整する、請求項１９から２２のいずれか１項に記載のプログラム。
【請求項２４】
前記特定の下り信号は、下りサブフレームに含まれるＰｒｅａｍｂｌｅ領域の信号である、請求項２３に記載のプログラム。
【請求項１】
端末と、前記端末との間でＯＦＤＭＡ／ＴＤＤ方式によりサブフレームを送受信する基地局と、を有してなる無線通信システムであって、
前記基地局は、
第１の基地局と、
前記第１の基地局と隣接し、前記第１の基地局とのフレーム同期を取る第２の基地局と、を含み、
前記第２の基地局は、
前記第１の基地局と前記第２の基地局とのセル境界に位置する端末から前記第１の基地局に向けて送信された上りサブフレームに含まれる特定の上り信号を受信し、前記特定の上り信号の受信タイミングに基づいて、前記端末から送信された上りサブフレームの先頭の送信タイミングを推定し、
前記推定された上りサブフレームの先頭の送信タイミングに基づいて、前記端末に送信する下りサブフレームの送信タイミングを制御する、無線通信システム。
【請求項２】
前記第２の基地局は、
前記第１の基地局と前記第２の基地局とのセル境界に位置する複数の端末から前記特定の上り信号を受信した場合、前記特定の上り信号の受信タイミングを平均化したものに基づいて、前記複数の端末から送信された上りサブフレームの先頭の送信タイミングを推定する、請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記特定の上り信号は、上りサブフレームに含まれるＲａｎｇｉｎｇ領域の信号である、請求項１または２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記特定の上り信号は、上りサブフレームに含まれるＰｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ領域の信号である、請求項１または２に記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記端末は、
前記第１および第２の基地局からそれぞれ受信した下りサブフレームに含まれる特定の下り信号の受信タイミングのタイミング差を前記第２の基地局に通知し、
前記第２の基地局は、
前記端末から通知されたタイミング差に基づいて、前記制御された下りサブフレームの送信タイミングを微調整する、請求項１から４のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記特定の下り信号は、下りサブフレームに含まれるＰｒｅａｍｂｌｅ領域の信号である、請求項５に記載の無線通信システム。
【請求項７】
端末との間でＯＦＤＭＡ／ＴＤＤ方式によりサブフレームを送受信し、隣接基地局とのフレーム同期を取る基地局であって、
自局と隣接基地局とのセル境界に位置する端末から隣接基地局に向けて送信された上りサブフレームに含まれる特定の上り信号を受信し、前記特定の上り信号の受信タイミングに基づいて、前記端末から送信された上りサブフレームの先頭の送信タイミングを推定する推定部と、
前記推定された上りサブフレームの先頭の送信タイミングに基づいて、前記端末に送信する下りサブフレームの送信タイミングを制御する同期部と、を有する基地局。
【請求項８】
前記推定部は、
自局と隣接基地局とのセル境界に位置する複数の端末から前記特定の上り信号を受信した場合、前記特定の上り信号の受信タイミングを平均化したものに基づいて、前記複数の端末から送信された上りサブフレームの先頭の送信タイミングを推定する、請求項７に記載の基地局。
【請求項９】
前記特定の上り信号は、上りサブフレームに含まれるＲａｎｇｉｎｇ領域の信号である、請求項７または８に記載の基地局。
【請求項１０】
前記特定の上り信号は、上りサブフレームに含まれるＰｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ領域の信号である、請求項７または８に記載の基地局。
【請求項１１】
前記同期部は、
前記端末にて自局および隣接基地局からそれぞれ受信した下りサブフレームに含まれる特定の下り信号の受信タイミングのタイミング差が、該端末から通知されると、該タイミング差に基づいて、前記制御された下りサブフレームの送信タイミングを微調整する、請求項７から１０のいずれか１項に記載の基地局。
【請求項１２】
前記特定の下り信号は、下りサブフレームに含まれるＰｒｅａｍｂｌｅ領域の信号である、請求項１１に記載の基地局。
【請求項１３】
端末との間でＯＦＤＭＡ／ＴＤＤ方式によりサブフレームを送受信し、隣接基地局とのフレーム同期を取る基地局による基地局間同期方法であって、
自局と隣接基地局とのセル境界に位置する端末から隣接基地局に向けて送信された上りサブフレームに含まれる特定の上り信号を受信し、前記特定の上り信号の受信タイミングに基づいて、前記端末から送信された上りサブフレームの先頭の送信タイミングを推定する推定ステップと、
前記推定された上りサブフレームの先頭の送信タイミングに基づいて、前記端末に送信する下りサブフレームの送信タイミングを制御する同期ステップと、を有する基地局間同期方法。
【請求項１４】
前記推定ステップでは、
自局と隣接基地局とのセル境界に位置する複数の端末から前記特定の上り信号を受信した場合、前記特定の上り信号の受信タイミングを平均化したものに基づいて、前記複数の端末から送信された上りサブフレームの先頭の送信タイミングを推定する、請求項１３に記載の基地局間同期方法。
【請求項１５】
前記特定の上り信号は、上りサブフレームに含まれるＲａｎｇｉｎｇ領域の信号である、請求項１３または１４に記載の基地局間同期方法。
【請求項１６】
前記特定の上り信号は、上りサブフレームに含まれるＰｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ領域の信号である、請求項１３または１４に記載の基地局間同期方法。
【請求項１７】
前記同期ステップでは、
前記端末にて自局および隣接基地局からそれぞれ受信した下りサブフレームに含まれる特定の下り信号の受信タイミングのタイミング差が、該端末から通知されると、該タイミング差に基づいて、前記制御された下りサブフレームの送信タイミングを微調整する、請求項１３から１６のいずれか１項に記載の基地局間同期方法。
【請求項１８】
前記特定の下り信号は、下りサブフレームに含まれるＰｒｅａｍｂｌｅ領域の信号である、請求項１７に記載の基地局間同期方法。
【請求項１９】
端末との間でＯＦＤＭＡ／ＴＤＤ方式によりサブフレームを送受信し、隣接基地局とのフレーム同期を取る基地局に、
自局と隣接基地局とのセル境界に位置する端末から隣接基地局に向けて送信された上りサブフレームに含まれる特定の上り信号を受信し、前記特定の上り信号の受信タイミングに基づいて、前記端末から送信された上りサブフレームの先頭の送信タイミングを推定する推定手順と、
前記推定された上りサブフレームの先頭の送信タイミングに基づいて、前記端末に送信する下りサブフレームの送信タイミングを制御する同期手順と、を実行させるプログラム。
【請求項２０】
前記推定手順では、
自局と隣接基地局とのセル境界に位置する複数の端末から前記特定の上り信号を受信した場合、前記特定の上り信号の受信タイミングを平均化したものに基づいて、前記複数の端末から送信された上りサブフレームの先頭の送信タイミングを推定する、請求項１９に記載のプログラム。
【請求項２１】
前記特定の上り信号は、上りサブフレームに含まれるＲａｎｇｉｎｇ領域の信号である、請求項１９または２０に記載のプログラム。
【請求項２２】
前記特定の上り信号は、上りサブフレームに含まれるＰｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ領域の信号である、請求項１９または２０に記載のプログラム。
【請求項２３】
前記同期手順では、
前記端末にて自局および隣接基地局からそれぞれ受信した下りサブフレームに含まれる特定の下り信号の受信タイミングのタイミング差が、該端末から通知されると、該タイミング差に基づいて、前記制御された下りサブフレームの送信タイミングを微調整する、請求項１９から２２のいずれか１項に記載のプログラム。
【請求項２４】
前記特定の下り信号は、下りサブフレームに含まれるＰｒｅａｍｂｌｅ領域の信号である、請求項２３に記載のプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−２８４３１５（Ｐ２００９−２８４３１５Ａ）
【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２００８−１３５５６２（Ｐ２００８−１３５５６２）
【出願日】平成２０年５月２３日（２００８．５．２３）
【特許番号】特許第４３５２２８１号（Ｐ４３５２２８１）
【特許公報発行日】平成２１年１０月２８日（２００９．１０．２８）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月２３日（２００８．５．２３）
【特許番号】特許第４３５２２８１号（Ｐ４３５２２８１）
【特許公報発行日】平成２１年１０月２８日（２００９．１０．２８）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
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