無線通信システム、基地局装置、及び無線通信方法
【課題】１つの搬送波周波数を用いて移動局装置と通信をする無線通信システムにおいて、複数の基地局装置が、他の基地局装置におけるデータの送信の完了を待たずにデータを送信することができる無線通信システムを提供する。
【解決手段】無線通信システムは、１つの搬送波周波数を用いて複数の移動局装置と通信する複数の基地局装置と、移動局装置に送信すべきデータを複数の基地局装置に送信する制御局装置とを具備し、基地局装置が、自装置から移動局装置に送信するデータがある場合、予め定められた時間間隔で分割された自装置におけるフレームと、移動局装置におけるフレームとを同期させる同期信号を送信するために自装置に対して予め割り当てられている同期フレームにおいて、データを送信する無線通信部を備える。
【解決手段】無線通信システムは、１つの搬送波周波数を用いて複数の移動局装置と通信する複数の基地局装置と、移動局装置に送信すべきデータを複数の基地局装置に送信する制御局装置とを具備し、基地局装置が、自装置から移動局装置に送信するデータがある場合、予め定められた時間間隔で分割された自装置におけるフレームと、移動局装置におけるフレームとを同期させる同期信号を送信するために自装置に対して予め割り当てられている同期フレームにおいて、データを送信する無線通信部を備える。
【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、基地局装置、及び無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
タクシーなどに用いられている無線通信システムでは、１つの搬送波周波数を用いて、複数の基地局装置と、各基地局装置の通信エリア内に位置する移動局装置とが通信を行っている。基地局装置が配置される位置の関係によっては、隣接する基地局装置の通信エリアに重なり合う部分（オーバーリーチ・エリア）が生じることがある。この通信エリアが重なり合う部分に移動局装置が位置する場合において、基地局装置から送信されたデータを移動局装置に混信を生じさせることなく受信させるために、複数の基地局装置のいずれか１つにデータの送信を行わせるようにしている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−０３４８２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載さている技術では、複数の基地局装置のうちいずれか１つの基地局装置がデータの送信を開始すると、当該基地局装置におけるデータの送信が完了するまで、他の基地局装置はデータを送信することができないという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、１つの搬送波周波数を用いて移動局装置と通信をする無線通信システムにおいて、複数の基地局装置が、他の基地局装置におけるデータの送信の完了を待たずにデータを送信することができる無線通信システム、基地局装置、及び無線通信方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記問題を解決するために、本発明は、１つの搬送波周波数を用いて複数の移動局装置と通信する複数の基地局装置と、前記移動局装置に送信すべきデータを前記複数の基地局装置に送信する制御局装置とを具備する無線通信システムであって、前記基地局装置は、自装置から前記移動局装置に送信するデータがある場合、自装置における予め定められた時間間隔で分割されたフレームと、前記移動局装置におけるフレームとを同期させる同期信号を送信するために自装置に対して予め割り当てられている同期フレームにおいて、前記データを送信する無線通信部を備えていることを特徴とする無線通信システムである。
【０００７】
また、本発明は、上記に記載の発明において、前記制御局装置は、前記移動局装置に送信すべきデータを前記複数の基地局装置のうち前記移動局装置と通信できる第１基地局装置に送信する際に、前記複数の基地局装置のうち前記第１基地局装置以外の他の基地局装置が送信をしているか否かを判定する基地局選択部と、前記基地局選択部が他の基地局装置が送信をしていると判定した場合、前記同期フレームにおいて前記データを送信することを示す制御情報を前記データに付加して前記第１基地局装置に送信し、前記基地局選択部が他の基地局装置が送信をしていないと判定した場合、前記データを前記第１基地局装置に送信するデータ通信部とを備え、前記基地局装置における前記無線通信部は、前記制御局装置の前記データ通信部から受信したデータに前記制御情報が付加されている場合、前記同期フレームを用いて当該データを前記移動局装置に送信し、前記制御情報が付加されていない場合、自装置に割り当てられている同期フレームと、他の基地局装置に同期フレームとして割り当てられていないフレームとを用いて当該データを送信することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、上記に記載の発明において、前記無線通信部は、前記移動局装置に送信するデータに自装置を識別する情報を付加して送信することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、１つの搬送波周波数を用いて複数の移動局装置と通信する複数の基地局装置と、前記移動局装置に送信すべきデータを前記複数の基地局装置に送信する制御局装置とを具備する無線通信システムにおける基地局装置であって、自装置から前記移動局装置に送信するデータがある場合、自装置における予め定められた時間間隔で分割されたフレームと、前記移動局装置におけるフレームとを同期させる同期信号を送信するために自装置に対して予め割り当てられている同期フレームにおいて、前記データを送信する無線通信部を備えていることを特徴とする基地局装置である。
【００１０】
また、本発明は、１つの搬送波周波数を用いて複数の移動局装置と通信する複数の基地局装置と、前記移動局装置に送信すべきデータを前記複数の基地局装置に送信する制御局装置とを具備する無線通信システムにおける無線通信方法であって、前記基地局装置が、自装置から前記移動局装置に送信するデータがある場合、自装置における予め定められた時間間隔で分割されたフレームと、前記移動局装置におけるフレームとを同期させる同期信号を送信するために自装置に対して予め割り当てられている同期フレームにおいて、前記データを送信する無線通信ステップを有することを特徴とする無線通信方法である。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、各基地局装置に割り当てられている同期信号を送信するフレームにおいて、データを送信することができる。その結果、基地局装置は、他の基地局装置におけるデータの送信の完了を待たずに、データを送信することができる。その結果、無線通信システムにおけるスループットを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態における無線通信システム１００の構成を示す概略ブロック図である。
【図２】同実施形態における制御局装置１が送信データを基地局装置２に送信する処理を示すフローチャートである。
【図３】実施形態における基地局装置２がデータを送信する処理の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態における無線通信システム、及び無線通信方法を説明する。ここでは、説明を簡単にするために複数の基地局装置として、無線通信システムが２つの基地局装置を具備する場合について説明する。また、基地局装置及び移動局装置において用いられる通信方式は、１つのチャネルに対して１つの搬送波を割り当てるＳＣＰＣ（Single Channel Per Carrier）方式を用いたＦＤＭＡ（Frequency Division Multiple Access）方式とする。
【００１４】
また、本実施形態における無線通信システムでは、予め定められた時間間隔で分割されたフレームごとに、データを送信する基地局装置が選択される。また、予め定められた数のフレームを１つのクラスタフレームとする。各基地局装置は、自装置と無線通信をする移動局装置におけるフレームが始まるタイミングと、自装置におけるフレームが始まるタイミングとを同期させるために、フレームが始まるタイミングを示す同期信号を送信する。移動局装置は、この同期信号を受信して、自装置におけるフレームが始まるタイミングを、基地局装置におけるフレームが始まるタイミングと一致させる。基地局装置が同期信号を送信するフレームを同期フレームという。また、各基地局装置には、異なるフレームが同期フレームとして予め割り当てられている。同期フレームとして割り当てられているフレームでは、当該フレームが割り当てられている基地局装置のみが送信を行うことができる。すなわち、同期フレームは、複数の基地局装置のうちいずれか１つの基地局装置に対して排他的に割り当てられる。
【００１５】
隣接する基地局装置の通信エリアに重なり合う部分（オーバーリーチ・エリア）において、移動局装置に混信が生じないように、複数の基地局装置のうちいずれかの基地局装置が送信しているフレームでは、少なくとも当該基地局装置に隣接して配置されている基地局装置は送信を行わない。すなわち、移動局装置において混信の可能性がない基地局装置は、同じフレームにおいて送信を行うようにしてもよい。
【００１６】
図１は、本実施形態における無線通信システム１００の構成を示す概略ブロック図である。無線通信システム１００は、制御局装置１と、複数の基地局装置２Ａ、２Ｂと、複数の移動局装置３Ａ〜３Ｄとを具備している。制御局装置１と基地局装置２Ａ、２Ｂとは、有線回線で接続されている。この有線回線は、例えば、専用回線、あるいは公衆回線が用いられる。基地局装置２Ａ、２Ｂは、それぞれが移動局装置３Ａ〜３Ｄと通信可能な通信エリア２０ａ、２０ｂを形成している。図１において、通信エリア２０ａと、通信エリア２０ｂとは、重なり合う領域を有しており、移動局装置３Ｃが当該領域に位置している。
ここで、基地局装置２Ａと基地局装置２Ｂとは、同じ構成を有している。以下、基地局装置２Ａと基地局装置２Ｂとのいずれか、あるいは両方を示す場合には、基地局装置２と示す。また、移動局装置３Ａ〜３Ｄのいずれか、あるいは全てを示す場合には、移動局装置３と示す。
【００１７】
ここで、制御局装置１と、基地局装置２と、移動局装置３との動作の概要について説明する。制御局装置１は、外部より移動局装置３に送信すべきデータが入力され、入力されたデータを移動局装置３に送信する複数の基地局装置２からいずれかを選択し、有線回線を通じて、選択した基地局装置にデータを送信する。基地局装置２は、制御局装置１から受信したデータを無線信号として移動局装置３に送信する。移動局装置３は、基地局装置２が送信した無線信号を受信してデータを得る。
【００１８】
続いて、制御局装置１の構成について説明する。制御局装置１は、図１に示すように、データ入力部１１と、基地局選択部１２と、データ通信部１３とを備えている。
データ入力部１１には、外部より移動局装置３に対して送信すべきデータと、当該データの宛先とを含む送信データが入力される。データ入力部１１に入力されるデータは、例えば、音声をデジタル化したデータや、移動局装置３を制御するデータなどである。また、データの宛先は、例えば、移動局装置３を識別する移動局識別子、又は、ブロードキャストとして全ての移動局装置３を示す識別子である。
【００１９】
基地局選択部１２は、データ入力部１１に入力された送信データに基づいて、基地局装置２を選択する。具体的には、基地局選択部１２は、送信データに含まれる宛先が示す移動局装置３と通信可能な基地局装置２を選択する。このとき、基地局選択部１２は、送信をしている基地局装置２があるかないかを判定し、送信している基地局装置がある場合、データを同期フレームにおいて送信することを示す制御情報を送信データに付加する。
データ通信部１３は、データ入力部１１に入力された送信データを、基地局選択部１２が選択した基地局装置２に有線回線を通じて送信する。
【００２０】
基地局装置２は、データ通信部２１と、データバッファ部２２と、無線通信部２３とを備えている。データ通信部２１は、有線回線を通じて制御局装置１から送信される送信データを受信し、受信した送信データをデータバッファ部２２に記憶させる。データバッファ部２２は、制御局装置１から受信した送信データを記憶する。
無線通信部２３は、予め自装置に割り当てられている同期フレームにおいて、同期信号を送信する。また、無線通信部２３は、移動局装置３に送信されていない送信データがデータバッファ部２２に記憶されていると、当該送信データを読み出し、読み出した送信データに制御情報が付加されているか否かを検出する。
【００２１】
そして、制御情報が送信データに付加されていた場合、無線通信部２３は、自装置に対して予め割り当てられている同期フレームにおいて、送信データに含まれるデータを、送信データに含まれる宛先が示す移動局装置３に送信する。
一方、制御情報が送信データに付加されていない場合、無線通信部２３は、他の基地局装置２に予め割り当てられている同期フレーム以外のフレームにおいて、送信データに含まれるデータを、送信データに含まれる宛先が示す移動局装置３に送信する。
【００２２】
また、無線通信部２３は、制御局装置１に備えられている基地局選択部１２に無線通信部２３の状態を示す状態情報を、有線回線を通じて送信する。この状態情報は、制御情報が付加されていない送信データを送信している期間において送信中であることを示し、他の期間において待機中であることを示す。
また、無線通信部２３は、同期信号、及びデータを送信する際に、自装置を識別できる情報を含めて送信を行う。例えば、狭帯域デジタル通信方式標準規格ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｔ６１（http://www.arib.or.jp/tyosakenkyu/kikaku_tushin/tsushin_kikaku_number.html）に準拠した無線通信システムにおいて、ＲＩＣＨ（Radio Information Channel；無線情報チャネル）のうち未定義となっている下位２ビットを用いるようにしてもよい。
【００２３】
図２は、本実施形態における制御局装置１が送信データを基地局装置２に送信する処理を示すフローチャートである。
制御局装置１において、データ入力部１１に外部から送信データが入力されると（ステップＳ１）、基地局選択部１２が送信データに基づいて複数の基地局装置２からいずれかの基地局装置２を選択する（ステップＳ２）。
続いて、基地局選択部１２は、各基地局装置２に備えられている無線通信部２３から受信する状態情報に基づいて、ステップＳ２において選択した基地局装置２以外に送信中である基地局装置２があるか否かを判定する（ステップＳ３）。
【００２４】
ステップＳ３において、選択した基地局装置２以外の基地局装置２のうち送信中である基地局装置２がある場合、基地局選択部１２は、送信データに制御情報を付加し、制御情報が付加された送信データを、選択した基地局装置２に有線回線を通じて送信させる制御をデータ通信部１３に対して行う（ステップＳ４）。
一方、ステップＳ３において、選択した基地局装置２以外の基地局装置２のうち送信中である基地局装置２がない場合、基地局選択部１２は、データ入力部１１に入力された送信データを、選択した基地局装置２に有線回線を通じて送信させる制御をデータ通信部１３に対して行う（ステップＳ５）。すなわち、ステップＳ５では、入力された送信データがそのまま、基地局装置２に送信される。
【００２５】
図３は、本実施形態における基地局装置２がデータを送信する処理の一例を示す図である。ここでは、基地局装置２Ａから送信すべき１１フレーム分のデータが入力され、１１フレーム分のデータが送信されている最中に、基地局装置２Ｂから送信すべき２フレーム分のデータが入力される場合について説明する。
また、基地局装置２Ａ、２Ｂは、それぞれが異なるクラスタフレームにおいて、２クラスタフレーム（８フレーム）ごとに同期信号を送信することが予め定められているものとする。また、図１に示されているように、移動局装置３が位置しているものとする。図３に示すように、基地局装置２Ａには１番フレーム、９番フレーム、・・・と８フレームごとに同期信号を送信する同期フレームが割り当てられ、基地局装置２Ｂには５番フレーム、１３番フレーム、・・・と８フレームごとに同期フレームが予め割り当てられている。
【００２６】
２番フレームのタイミングにおいて、制御局装置１のデータ入力部１１に１１フレーム分のデータ量を有し移動局装置３Ａ宛の送信データが入力されると、基地局選択部１２は基地局装置２Ａを選択する。このとき、選択した基地局装置２Ａ以外の基地局装置である基地局装置２Ｂの無線通信部２３から受信する状態情報が送信中であることを示していないので、基地局選択部１２は制御情報を送信データに付加せずに、当該送信データを基地局装置２Ａに送信させる制御をデータ通信部１３に対して行う。すなわち、基地局装置２Ｂが送信をしていないので、データ通信部１３は、入力された送信データをそのまま基地局装置２Ａに送信する。
【００２７】
基地局装置２Ａにおいて、データ通信部２１は受信した送信データをデータバッファ部２２に記憶させ、無線通信部２３は、データバッファ部２２に記憶されている送信データを読み出し、当該送信データに制御情報が付加されていないと判定する。無線通信部２３は、他の基地局装置２Ｂに割り当てられている同期フレーム（５番フレーム、１３番フレーム）以外のフレーム（２〜４番フレーム、６〜１２番フレーム、及び１４番フレーム）を用いて送信データに含まれるデータ（データＤ１〜Ｄ１１）を移動局装置３Ａに送信する。
【００２８】
５番フレームのタイミングにおいて、制御局装置１のデータ入力部１１に２フレーム分のデータ量を有し移動局装置３Ｃ宛の送信データが入力されると、基地局選択部１２は基地局装置２Ｂを選択する。このとき、選択した基地局装置２Ｂ以外の基地局装置である基地局装置２Ａの無線通信部２３から受信する状態情報が送信中であることを示しているので、基地局選択部１２は制御情報を送信データに付加し、制御情報が付加された送信データを基地局装置２Ｂに送信させる制御をデータ通信部１３に対して行う。
【００２９】
基地局装置２Ｂにおいて、データ通信部２１は受信した送信データをデータバッファ部２２に記憶させ、無線通信部２３は、データバッファ部２２に記憶されている送信データを読み出し、当該送信データに制御情報が付加されていると判定する。無線通信部２３は、自装置に割り当てられている同期フレーム（５番フレーム、及び１３番フレーム）において、同期信号とともに、送信データに含まれるデータ（データＤ２１〜Ｄ２２）を移動局装置３Ｃに送信する。
【００３０】
以上のように、無線通信システム１００において、基地局装置２は、自装置に予め割り当てられている同期フレームにおいて、同期信号に加えてデータを送信するようにしたので、他の基地局装置２がデータの送信を完了するまで待つことなく、データの送信を行うことができる。その結果、オーバーリーチ・エリアに位置する移動局装置３において混信が生じることを防ぎつつ、無線通信システム１００におけるスループットを向上させることができる。
また、制御局装置１において、送信データに制御情報を付加するようにしたので、各基地局装置２は、制御局装置１から受信した送信データを同期フレームのみを用いて送信するか、他の基地局装置２に割り当てられている同期フレーム以外のフレームを用いて送信するかを区別することができる。これにより、基地局装置２は、他の基地局装置２がデータを送信しているフレームでデータを送信することを防ぐことができ、各移動局装置３において混信が生じることを防ぐことができる。
【００３１】
また、基地局装置２は、データを送信する際に自装置を識別できる情報を付加して送信するようにした。これにより、各移動局装置３は、データを受信しているときに、受信したデータがいずれの基地局装置２から送信されたデータであるかを識別することができる。オーバーリーチ・エリアに位置する移動局装置３、例えば、図１における移動局装置３Ｃは、図３に示したような送信が行われた場合に、基地局装置２ＡからデータＤ１〜Ｄ１１と基地局装置２ＢからデータＤ２１〜Ｄ２２とを、データＤ１〜Ｄ３、データＤ２１、データＤ４〜Ｄ１０、データＤ２２、データＤ１１の順で、２つの基地局装置２から送信された異なるデータを受信する。移動局装置３Ｃは、各データに送信元の基地局装置２を識別する情報が付加されているので、混ざって受信された２つのデータ（データＤ１〜１１と、データＤ２１〜２２と）のうち、基地局装置２から送信されたデータを容易に検出することができる。
【００３２】
上述の制御局装置１、及び基地局装置２は内部に、コンピュータシステムを有していてもよい。その場合、上述したデータ入力部１１と、基地局選択部１２と、データ通信部１３、２１と、データバッファ部２２と、無線通信部２３とそれぞれの機能をコンピュータシステムに実行させるプログラムがコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われることになる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
１つの搬送波周波数を用いて通信を行う複数の通信装置を具備する無線通信システムに適用することができる。本発明によれば、通信装置は、他の通信装置におけるデータの送信の完了を待たずに、混信が生じることを避けつつ、データの送信を行うことができる。
【符号の説明】
【００３４】
１…制御局装置
２，２Ａ，２Ｂ…基地局装置
３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ…移動局装置
１１…データ入力部
１２…基地局選択部
１３，２１…データ通信部
２０ａ，２０ｂ…通信エリア
２２…データバッファ部
２３…無線通信部
１００…無線通信システム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システム、基地局装置、及び無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
タクシーなどに用いられている無線通信システムでは、１つの搬送波周波数を用いて、複数の基地局装置と、各基地局装置の通信エリア内に位置する移動局装置とが通信を行っている。基地局装置が配置される位置の関係によっては、隣接する基地局装置の通信エリアに重なり合う部分（オーバーリーチ・エリア）が生じることがある。この通信エリアが重なり合う部分に移動局装置が位置する場合において、基地局装置から送信されたデータを移動局装置に混信を生じさせることなく受信させるために、複数の基地局装置のいずれか１つにデータの送信を行わせるようにしている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−０３４８２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載さている技術では、複数の基地局装置のうちいずれか１つの基地局装置がデータの送信を開始すると、当該基地局装置におけるデータの送信が完了するまで、他の基地局装置はデータを送信することができないという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、１つの搬送波周波数を用いて移動局装置と通信をする無線通信システムにおいて、複数の基地局装置が、他の基地局装置におけるデータの送信の完了を待たずにデータを送信することができる無線通信システム、基地局装置、及び無線通信方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記問題を解決するために、本発明は、１つの搬送波周波数を用いて複数の移動局装置と通信する複数の基地局装置と、前記移動局装置に送信すべきデータを前記複数の基地局装置に送信する制御局装置とを具備する無線通信システムであって、前記基地局装置は、自装置から前記移動局装置に送信するデータがある場合、自装置における予め定められた時間間隔で分割されたフレームと、前記移動局装置におけるフレームとを同期させる同期信号を送信するために自装置に対して予め割り当てられている同期フレームにおいて、前記データを送信する無線通信部を備えていることを特徴とする無線通信システムである。
【０００７】
また、本発明は、上記に記載の発明において、前記制御局装置は、前記移動局装置に送信すべきデータを前記複数の基地局装置のうち前記移動局装置と通信できる第１基地局装置に送信する際に、前記複数の基地局装置のうち前記第１基地局装置以外の他の基地局装置が送信をしているか否かを判定する基地局選択部と、前記基地局選択部が他の基地局装置が送信をしていると判定した場合、前記同期フレームにおいて前記データを送信することを示す制御情報を前記データに付加して前記第１基地局装置に送信し、前記基地局選択部が他の基地局装置が送信をしていないと判定した場合、前記データを前記第１基地局装置に送信するデータ通信部とを備え、前記基地局装置における前記無線通信部は、前記制御局装置の前記データ通信部から受信したデータに前記制御情報が付加されている場合、前記同期フレームを用いて当該データを前記移動局装置に送信し、前記制御情報が付加されていない場合、自装置に割り当てられている同期フレームと、他の基地局装置に同期フレームとして割り当てられていないフレームとを用いて当該データを送信することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、上記に記載の発明において、前記無線通信部は、前記移動局装置に送信するデータに自装置を識別する情報を付加して送信することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、１つの搬送波周波数を用いて複数の移動局装置と通信する複数の基地局装置と、前記移動局装置に送信すべきデータを前記複数の基地局装置に送信する制御局装置とを具備する無線通信システムにおける基地局装置であって、自装置から前記移動局装置に送信するデータがある場合、自装置における予め定められた時間間隔で分割されたフレームと、前記移動局装置におけるフレームとを同期させる同期信号を送信するために自装置に対して予め割り当てられている同期フレームにおいて、前記データを送信する無線通信部を備えていることを特徴とする基地局装置である。
【００１０】
また、本発明は、１つの搬送波周波数を用いて複数の移動局装置と通信する複数の基地局装置と、前記移動局装置に送信すべきデータを前記複数の基地局装置に送信する制御局装置とを具備する無線通信システムにおける無線通信方法であって、前記基地局装置が、自装置から前記移動局装置に送信するデータがある場合、自装置における予め定められた時間間隔で分割されたフレームと、前記移動局装置におけるフレームとを同期させる同期信号を送信するために自装置に対して予め割り当てられている同期フレームにおいて、前記データを送信する無線通信ステップを有することを特徴とする無線通信方法である。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、各基地局装置に割り当てられている同期信号を送信するフレームにおいて、データを送信することができる。その結果、基地局装置は、他の基地局装置におけるデータの送信の完了を待たずに、データを送信することができる。その結果、無線通信システムにおけるスループットを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態における無線通信システム１００の構成を示す概略ブロック図である。
【図２】同実施形態における制御局装置１が送信データを基地局装置２に送信する処理を示すフローチャートである。
【図３】実施形態における基地局装置２がデータを送信する処理の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態における無線通信システム、及び無線通信方法を説明する。ここでは、説明を簡単にするために複数の基地局装置として、無線通信システムが２つの基地局装置を具備する場合について説明する。また、基地局装置及び移動局装置において用いられる通信方式は、１つのチャネルに対して１つの搬送波を割り当てるＳＣＰＣ（Single Channel Per Carrier）方式を用いたＦＤＭＡ（Frequency Division Multiple Access）方式とする。
【００１４】
また、本実施形態における無線通信システムでは、予め定められた時間間隔で分割されたフレームごとに、データを送信する基地局装置が選択される。また、予め定められた数のフレームを１つのクラスタフレームとする。各基地局装置は、自装置と無線通信をする移動局装置におけるフレームが始まるタイミングと、自装置におけるフレームが始まるタイミングとを同期させるために、フレームが始まるタイミングを示す同期信号を送信する。移動局装置は、この同期信号を受信して、自装置におけるフレームが始まるタイミングを、基地局装置におけるフレームが始まるタイミングと一致させる。基地局装置が同期信号を送信するフレームを同期フレームという。また、各基地局装置には、異なるフレームが同期フレームとして予め割り当てられている。同期フレームとして割り当てられているフレームでは、当該フレームが割り当てられている基地局装置のみが送信を行うことができる。すなわち、同期フレームは、複数の基地局装置のうちいずれか１つの基地局装置に対して排他的に割り当てられる。
【００１５】
隣接する基地局装置の通信エリアに重なり合う部分（オーバーリーチ・エリア）において、移動局装置に混信が生じないように、複数の基地局装置のうちいずれかの基地局装置が送信しているフレームでは、少なくとも当該基地局装置に隣接して配置されている基地局装置は送信を行わない。すなわち、移動局装置において混信の可能性がない基地局装置は、同じフレームにおいて送信を行うようにしてもよい。
【００１６】
図１は、本実施形態における無線通信システム１００の構成を示す概略ブロック図である。無線通信システム１００は、制御局装置１と、複数の基地局装置２Ａ、２Ｂと、複数の移動局装置３Ａ〜３Ｄとを具備している。制御局装置１と基地局装置２Ａ、２Ｂとは、有線回線で接続されている。この有線回線は、例えば、専用回線、あるいは公衆回線が用いられる。基地局装置２Ａ、２Ｂは、それぞれが移動局装置３Ａ〜３Ｄと通信可能な通信エリア２０ａ、２０ｂを形成している。図１において、通信エリア２０ａと、通信エリア２０ｂとは、重なり合う領域を有しており、移動局装置３Ｃが当該領域に位置している。
ここで、基地局装置２Ａと基地局装置２Ｂとは、同じ構成を有している。以下、基地局装置２Ａと基地局装置２Ｂとのいずれか、あるいは両方を示す場合には、基地局装置２と示す。また、移動局装置３Ａ〜３Ｄのいずれか、あるいは全てを示す場合には、移動局装置３と示す。
【００１７】
ここで、制御局装置１と、基地局装置２と、移動局装置３との動作の概要について説明する。制御局装置１は、外部より移動局装置３に送信すべきデータが入力され、入力されたデータを移動局装置３に送信する複数の基地局装置２からいずれかを選択し、有線回線を通じて、選択した基地局装置にデータを送信する。基地局装置２は、制御局装置１から受信したデータを無線信号として移動局装置３に送信する。移動局装置３は、基地局装置２が送信した無線信号を受信してデータを得る。
【００１８】
続いて、制御局装置１の構成について説明する。制御局装置１は、図１に示すように、データ入力部１１と、基地局選択部１２と、データ通信部１３とを備えている。
データ入力部１１には、外部より移動局装置３に対して送信すべきデータと、当該データの宛先とを含む送信データが入力される。データ入力部１１に入力されるデータは、例えば、音声をデジタル化したデータや、移動局装置３を制御するデータなどである。また、データの宛先は、例えば、移動局装置３を識別する移動局識別子、又は、ブロードキャストとして全ての移動局装置３を示す識別子である。
【００１９】
基地局選択部１２は、データ入力部１１に入力された送信データに基づいて、基地局装置２を選択する。具体的には、基地局選択部１２は、送信データに含まれる宛先が示す移動局装置３と通信可能な基地局装置２を選択する。このとき、基地局選択部１２は、送信をしている基地局装置２があるかないかを判定し、送信している基地局装置がある場合、データを同期フレームにおいて送信することを示す制御情報を送信データに付加する。
データ通信部１３は、データ入力部１１に入力された送信データを、基地局選択部１２が選択した基地局装置２に有線回線を通じて送信する。
【００２０】
基地局装置２は、データ通信部２１と、データバッファ部２２と、無線通信部２３とを備えている。データ通信部２１は、有線回線を通じて制御局装置１から送信される送信データを受信し、受信した送信データをデータバッファ部２２に記憶させる。データバッファ部２２は、制御局装置１から受信した送信データを記憶する。
無線通信部２３は、予め自装置に割り当てられている同期フレームにおいて、同期信号を送信する。また、無線通信部２３は、移動局装置３に送信されていない送信データがデータバッファ部２２に記憶されていると、当該送信データを読み出し、読み出した送信データに制御情報が付加されているか否かを検出する。
【００２１】
そして、制御情報が送信データに付加されていた場合、無線通信部２３は、自装置に対して予め割り当てられている同期フレームにおいて、送信データに含まれるデータを、送信データに含まれる宛先が示す移動局装置３に送信する。
一方、制御情報が送信データに付加されていない場合、無線通信部２３は、他の基地局装置２に予め割り当てられている同期フレーム以外のフレームにおいて、送信データに含まれるデータを、送信データに含まれる宛先が示す移動局装置３に送信する。
【００２２】
また、無線通信部２３は、制御局装置１に備えられている基地局選択部１２に無線通信部２３の状態を示す状態情報を、有線回線を通じて送信する。この状態情報は、制御情報が付加されていない送信データを送信している期間において送信中であることを示し、他の期間において待機中であることを示す。
また、無線通信部２３は、同期信号、及びデータを送信する際に、自装置を識別できる情報を含めて送信を行う。例えば、狭帯域デジタル通信方式標準規格ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｔ６１（http://www.arib.or.jp/tyosakenkyu/kikaku_tushin/tsushin_kikaku_number.html）に準拠した無線通信システムにおいて、ＲＩＣＨ（Radio Information Channel；無線情報チャネル）のうち未定義となっている下位２ビットを用いるようにしてもよい。
【００２３】
図２は、本実施形態における制御局装置１が送信データを基地局装置２に送信する処理を示すフローチャートである。
制御局装置１において、データ入力部１１に外部から送信データが入力されると（ステップＳ１）、基地局選択部１２が送信データに基づいて複数の基地局装置２からいずれかの基地局装置２を選択する（ステップＳ２）。
続いて、基地局選択部１２は、各基地局装置２に備えられている無線通信部２３から受信する状態情報に基づいて、ステップＳ２において選択した基地局装置２以外に送信中である基地局装置２があるか否かを判定する（ステップＳ３）。
【００２４】
ステップＳ３において、選択した基地局装置２以外の基地局装置２のうち送信中である基地局装置２がある場合、基地局選択部１２は、送信データに制御情報を付加し、制御情報が付加された送信データを、選択した基地局装置２に有線回線を通じて送信させる制御をデータ通信部１３に対して行う（ステップＳ４）。
一方、ステップＳ３において、選択した基地局装置２以外の基地局装置２のうち送信中である基地局装置２がない場合、基地局選択部１２は、データ入力部１１に入力された送信データを、選択した基地局装置２に有線回線を通じて送信させる制御をデータ通信部１３に対して行う（ステップＳ５）。すなわち、ステップＳ５では、入力された送信データがそのまま、基地局装置２に送信される。
【００２５】
図３は、本実施形態における基地局装置２がデータを送信する処理の一例を示す図である。ここでは、基地局装置２Ａから送信すべき１１フレーム分のデータが入力され、１１フレーム分のデータが送信されている最中に、基地局装置２Ｂから送信すべき２フレーム分のデータが入力される場合について説明する。
また、基地局装置２Ａ、２Ｂは、それぞれが異なるクラスタフレームにおいて、２クラスタフレーム（８フレーム）ごとに同期信号を送信することが予め定められているものとする。また、図１に示されているように、移動局装置３が位置しているものとする。図３に示すように、基地局装置２Ａには１番フレーム、９番フレーム、・・・と８フレームごとに同期信号を送信する同期フレームが割り当てられ、基地局装置２Ｂには５番フレーム、１３番フレーム、・・・と８フレームごとに同期フレームが予め割り当てられている。
【００２６】
２番フレームのタイミングにおいて、制御局装置１のデータ入力部１１に１１フレーム分のデータ量を有し移動局装置３Ａ宛の送信データが入力されると、基地局選択部１２は基地局装置２Ａを選択する。このとき、選択した基地局装置２Ａ以外の基地局装置である基地局装置２Ｂの無線通信部２３から受信する状態情報が送信中であることを示していないので、基地局選択部１２は制御情報を送信データに付加せずに、当該送信データを基地局装置２Ａに送信させる制御をデータ通信部１３に対して行う。すなわち、基地局装置２Ｂが送信をしていないので、データ通信部１３は、入力された送信データをそのまま基地局装置２Ａに送信する。
【００２７】
基地局装置２Ａにおいて、データ通信部２１は受信した送信データをデータバッファ部２２に記憶させ、無線通信部２３は、データバッファ部２２に記憶されている送信データを読み出し、当該送信データに制御情報が付加されていないと判定する。無線通信部２３は、他の基地局装置２Ｂに割り当てられている同期フレーム（５番フレーム、１３番フレーム）以外のフレーム（２〜４番フレーム、６〜１２番フレーム、及び１４番フレーム）を用いて送信データに含まれるデータ（データＤ１〜Ｄ１１）を移動局装置３Ａに送信する。
【００２８】
５番フレームのタイミングにおいて、制御局装置１のデータ入力部１１に２フレーム分のデータ量を有し移動局装置３Ｃ宛の送信データが入力されると、基地局選択部１２は基地局装置２Ｂを選択する。このとき、選択した基地局装置２Ｂ以外の基地局装置である基地局装置２Ａの無線通信部２３から受信する状態情報が送信中であることを示しているので、基地局選択部１２は制御情報を送信データに付加し、制御情報が付加された送信データを基地局装置２Ｂに送信させる制御をデータ通信部１３に対して行う。
【００２９】
基地局装置２Ｂにおいて、データ通信部２１は受信した送信データをデータバッファ部２２に記憶させ、無線通信部２３は、データバッファ部２２に記憶されている送信データを読み出し、当該送信データに制御情報が付加されていると判定する。無線通信部２３は、自装置に割り当てられている同期フレーム（５番フレーム、及び１３番フレーム）において、同期信号とともに、送信データに含まれるデータ（データＤ２１〜Ｄ２２）を移動局装置３Ｃに送信する。
【００３０】
以上のように、無線通信システム１００において、基地局装置２は、自装置に予め割り当てられている同期フレームにおいて、同期信号に加えてデータを送信するようにしたので、他の基地局装置２がデータの送信を完了するまで待つことなく、データの送信を行うことができる。その結果、オーバーリーチ・エリアに位置する移動局装置３において混信が生じることを防ぎつつ、無線通信システム１００におけるスループットを向上させることができる。
また、制御局装置１において、送信データに制御情報を付加するようにしたので、各基地局装置２は、制御局装置１から受信した送信データを同期フレームのみを用いて送信するか、他の基地局装置２に割り当てられている同期フレーム以外のフレームを用いて送信するかを区別することができる。これにより、基地局装置２は、他の基地局装置２がデータを送信しているフレームでデータを送信することを防ぐことができ、各移動局装置３において混信が生じることを防ぐことができる。
【００３１】
また、基地局装置２は、データを送信する際に自装置を識別できる情報を付加して送信するようにした。これにより、各移動局装置３は、データを受信しているときに、受信したデータがいずれの基地局装置２から送信されたデータであるかを識別することができる。オーバーリーチ・エリアに位置する移動局装置３、例えば、図１における移動局装置３Ｃは、図３に示したような送信が行われた場合に、基地局装置２ＡからデータＤ１〜Ｄ１１と基地局装置２ＢからデータＤ２１〜Ｄ２２とを、データＤ１〜Ｄ３、データＤ２１、データＤ４〜Ｄ１０、データＤ２２、データＤ１１の順で、２つの基地局装置２から送信された異なるデータを受信する。移動局装置３Ｃは、各データに送信元の基地局装置２を識別する情報が付加されているので、混ざって受信された２つのデータ（データＤ１〜１１と、データＤ２１〜２２と）のうち、基地局装置２から送信されたデータを容易に検出することができる。
【００３２】
上述の制御局装置１、及び基地局装置２は内部に、コンピュータシステムを有していてもよい。その場合、上述したデータ入力部１１と、基地局選択部１２と、データ通信部１３、２１と、データバッファ部２２と、無線通信部２３とそれぞれの機能をコンピュータシステムに実行させるプログラムがコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われることになる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
１つの搬送波周波数を用いて通信を行う複数の通信装置を具備する無線通信システムに適用することができる。本発明によれば、通信装置は、他の通信装置におけるデータの送信の完了を待たずに、混信が生じることを避けつつ、データの送信を行うことができる。
【符号の説明】
【００３４】
１…制御局装置
２，２Ａ，２Ｂ…基地局装置
３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ…移動局装置
１１…データ入力部
１２…基地局選択部
１３，２１…データ通信部
２０ａ，２０ｂ…通信エリア
２２…データバッファ部
２３…無線通信部
１００…無線通信システム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つの搬送波周波数を用いて複数の移動局装置と通信する複数の基地局装置と、前記移動局装置に送信すべきデータを前記複数の基地局装置に送信する制御局装置とを具備する無線通信システムであって、
前記基地局装置は、
自装置から前記移動局装置に送信するデータがある場合、自装置における予め定められた時間間隔で分割されたフレームと、前記移動局装置におけるフレームとを同期させる同期信号を送信するために自装置に対して予め割り当てられている同期フレームにおいて、前記データを送信する無線通信部を
備えていることを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記制御局装置は、
前記移動局装置に送信すべきデータを前記複数の基地局装置のうち前記移動局装置と通信できる第１基地局装置に送信する際に、前記複数の基地局装置のうち前記第１基地局装置以外の他の基地局装置が送信をしているか否かを判定する基地局選択部と、
前記基地局選択部が他の基地局装置が送信をしていると判定した場合、前記同期フレームにおいて前記データを送信することを示す制御情報を前記データに付加して前記第１基地局装置に送信し、前記基地局選択部が他の基地局装置が送信をしていないと判定した場合、前記データを前記第１基地局装置に送信するデータ通信部と
を備え、
前記基地局装置における前記無線通信部は、
前記制御局装置の前記データ通信部から受信したデータに前記制御情報が付加されている場合、前記同期フレームを用いて当該データを前記移動局装置に送信し、前記制御情報が付加されていない場合、自装置に割り当てられている同期フレームと、他の基地局装置に同期フレームとして割り当てられていないフレームとを用いて当該データを送信する
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記無線通信部は、
前記移動局装置に送信するデータに自装置を識別する情報を付加して送信する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
１つの搬送波周波数を用いて複数の移動局装置と通信する複数の基地局装置と、前記移動局装置に送信すべきデータを前記複数の基地局装置に送信する制御局装置とを具備する無線通信システムにおける基地局装置であって、
自装置から前記移動局装置に送信するデータがある場合、自装置における予め定められた時間間隔で分割されたフレームと、前記移動局装置におけるフレームとを同期させる同期信号を送信するために自装置に対して予め割り当てられている同期フレームにおいて、前記データを送信する無線通信部
を備えていることを特徴とする基地局装置。
【請求項５】
１つの搬送波周波数を用いて複数の移動局装置と通信する複数の基地局装置と、前記移動局装置に送信すべきデータを前記複数の基地局装置に送信する制御局装置とを具備する無線通信システムにおける無線通信方法であって、
前記基地局装置が、自装置から前記移動局装置に送信するデータがある場合、自装置における予め定められた時間間隔で分割されたフレームと、前記移動局装置におけるフレームとを同期させる同期信号を送信するために自装置に対して予め割り当てられている同期フレームにおいて、前記データを送信する無線通信ステップ
を有することを特徴とする無線通信方法。
【請求項１】
１つの搬送波周波数を用いて複数の移動局装置と通信する複数の基地局装置と、前記移動局装置に送信すべきデータを前記複数の基地局装置に送信する制御局装置とを具備する無線通信システムであって、
前記基地局装置は、
自装置から前記移動局装置に送信するデータがある場合、自装置における予め定められた時間間隔で分割されたフレームと、前記移動局装置におけるフレームとを同期させる同期信号を送信するために自装置に対して予め割り当てられている同期フレームにおいて、前記データを送信する無線通信部を
備えていることを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記制御局装置は、
前記移動局装置に送信すべきデータを前記複数の基地局装置のうち前記移動局装置と通信できる第１基地局装置に送信する際に、前記複数の基地局装置のうち前記第１基地局装置以外の他の基地局装置が送信をしているか否かを判定する基地局選択部と、
前記基地局選択部が他の基地局装置が送信をしていると判定した場合、前記同期フレームにおいて前記データを送信することを示す制御情報を前記データに付加して前記第１基地局装置に送信し、前記基地局選択部が他の基地局装置が送信をしていないと判定した場合、前記データを前記第１基地局装置に送信するデータ通信部と
を備え、
前記基地局装置における前記無線通信部は、
前記制御局装置の前記データ通信部から受信したデータに前記制御情報が付加されている場合、前記同期フレームを用いて当該データを前記移動局装置に送信し、前記制御情報が付加されていない場合、自装置に割り当てられている同期フレームと、他の基地局装置に同期フレームとして割り当てられていないフレームとを用いて当該データを送信する
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記無線通信部は、
前記移動局装置に送信するデータに自装置を識別する情報を付加して送信する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
１つの搬送波周波数を用いて複数の移動局装置と通信する複数の基地局装置と、前記移動局装置に送信すべきデータを前記複数の基地局装置に送信する制御局装置とを具備する無線通信システムにおける基地局装置であって、
自装置から前記移動局装置に送信するデータがある場合、自装置における予め定められた時間間隔で分割されたフレームと、前記移動局装置におけるフレームとを同期させる同期信号を送信するために自装置に対して予め割り当てられている同期フレームにおいて、前記データを送信する無線通信部
を備えていることを特徴とする基地局装置。
【請求項５】
１つの搬送波周波数を用いて複数の移動局装置と通信する複数の基地局装置と、前記移動局装置に送信すべきデータを前記複数の基地局装置に送信する制御局装置とを具備する無線通信システムにおける無線通信方法であって、
前記基地局装置が、自装置から前記移動局装置に送信するデータがある場合、自装置における予め定められた時間間隔で分割されたフレームと、前記移動局装置におけるフレームとを同期させる同期信号を送信するために自装置に対して予め割り当てられている同期フレームにおいて、前記データを送信する無線通信ステップ
を有することを特徴とする無線通信方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−２４４２５３（Ｐ２０１２−２４４２５３Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０９８３５（Ｐ２０１１−１０９８３５）
【出願日】平成２３年５月１６日（２０１１．５．１６）
【出願人】（０００００４３３０）日本無線株式会社 (1,186)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１６日（２０１１．５．１６）
【出願人】（０００００４３３０）日本無線株式会社 (1,186)
【Ｆターム（参考）】
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