JP2007013354A - セル内再同期制御システム及びその方法並びに無線基地局及びそれらを用いた移動通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】 ＣＤＭＡ移動通信システムにおいて、無線基地局でのセル内再同期制御に際して、受信品質が良好な上り信号を選択すること。
【解決手段】 ＣＤＭＡ移動通信システムの無線基地局１におけるセル内再同期制御時に、上り信号の受信品質を保つべく、２つのベースバンドリソースＡとＢの各々の無線フレーム同期情報及び受信品質を示す情報情報を参照して、制御部１４の監視／選択部１４２によりベースバンドリソースを選択し、上り信号を切替える構成とする。すなわち、フレーム同期確立状態にあって、かつ受信品質が良好なベースバンドリソースを選択して上り信号の送信を行う。
【選択図】 図１

Description

本発明はセル内再同期制御システム及びその方法並びに無線基地局及びそれらを用いた移動通信システムに関し、特にＣＤＭＡ通信システムにおける無線基地局のセル内再同期制御方式の改良に関するものである。

ＣＤＭＡ方式による移動通信システムでは、無線ネットワーク制御局（ＲＮＣ：Radio Network Controller）に複数の無線基地局（Node-B）が有線伝送路で接続され、ＲＮＣの制御により無線基地局と各移動局（ＭＴ：Mobile Terminal ）との間で無線リンク設定が行なわれる。移動局から無線基地局を介してＲＮＣへ送信される上り通信の場合、移動局からの上り信号は、無線基地局のベースバンドリソースにより逆拡散、同期制御および復号化などの、ＣＤＭＡ通信のためのベースバンド処理が施され、上り有線リンクを通してＲＮＣへ送信される。一般に、無線基地局は複数の移動局を収容するために、複数個のベースバンドリソースが用意されている。

無線基地局が、ある移動局との間で、ＲＮＣの制御により指定されたキャリア周波数で通信している際に、当該周波数における干渉量が強い場合、他キャリア周波数に切替えて通信を継続する場合がある。これを、一般に、セル内再同期制御という。この時、無線基地局では、複数のベースバンドリソースを用いて通信を継続する。

特許文献１では、この複数のベースバンドリソースを利用したセル内再同期時の上り通信技術が開示されている。この特許文献１の技術では、セル内再同期元のベースバンドリソースと、セル内再同期先のベースバンドリソースとにおける上り信号の重複を避けるための選択方法について述べられている。
特開２００４−０６４３１８号公報

上述したセル内再同期制御時の上り信号の選択方法は、異なるキャリア周波数の下に割り当てられたベースバンドリソースにおける、無線フレーム同期確立点を契機としているために、次のような問題がある。

すなわち、セル内再同期元として割当てたベースバンドリソース（以下、リソースＡと称す）と、セル内再同期先に割当てたベースバンドリソース（以下、リソースＢと称す）との無線フレーム同期情報は、一般に、上り無線回線の状況により状態が変化する。換言すれば、特定の同一時刻における無線フレーム同期状態として、図６に示すような６とおりの組合わせがある。なお、図６において、「初期状態」とは、選択されたベースバンドリソースに対し、初めて無線リンクが設定された状態を示すものとする。

無線基地局からＲＮＣへ送出する上り信号は同一の有線伝送路を用いるようになっているので、セル内再同期制御時には、信号の重複を避けて、受信品質の良い上り信号を送出する必要がある。しかしながら、上述した上り信号の選択方法では、ベースバンドリソースの無線フレーム同期確立を契機としているために、上記組合わせ２の場合には、同一時刻における上り信号の受信品質が不明であり、よって品質の良い信号を選択できていない場合が考えられる。

本発明の目的は、セル内再同期制御に際して、受信品質が良好な上り信号を選択することが可能なセル内再同期制御システム及びその方法並びにそれに用いる無線基地局及び移動通信システムを提供することである。

本発明によるセル内再同期制御システムは、ベースバンド信号処理を行う複数のベースバンドリソースを有する無線基地局のセル内再同期制御システムであって、セル内再同期制御時に、通信中の呼に割当てられ上り信号処理継続中の第一のベースバンドリソースと、割当て可能な第二のベースバンドリソースとの上り受信品質情報を基に、前記ベースバンドリソースの選択制御をなす制御手段を含むことを特徴とする。

本発明によるセル内再同期制御方法は、ベースバンド信号処理を行う複数のベースバンドリソースを有する無線基地局のセル内再同期制御方法であって、セル内再同期制御時に、通信中の呼に割当てられ上り信号処理継続中の第一のベースバンドリソースと、割当て可能な第二のベースバンドリソースとの上り受信品質情報を基に、前記ベースバンドリソースの選択制御をなす制御ステップを含むことを特徴とする。

本発明による無線基地局は、ベースバンド信号処理を行う複数のベースバンドリソースを有する無線基地局であって、セル内再同期制御時に、通信中の呼に割当てられ上り信号処理継続中の第一のベースバンドリソースと、割当て可能な第二のベースバンドリソースとの上り受信品質情報を基に、前記ベースバンドリソースの選択制御をなす制御手段を含むことを特徴とする。

本発明による移動通信システムは、上記のセル内再同期制御システムや無線基地局を用いたことを特徴とする。

本発明によるプログラムは、ベースバンド信号処理を行う複数のベースバンドリソースを有する無線基地局のセル内再同期制御動作をコンピュータに実行させるめのプログラムであって、セル内再同期制御時に、通信中の呼に割当てられ上り信号処理継続中の第一のベースバンドリソースと、割当て可能な第二のベースバンドリソースとの上り受信品質情報を基に、前記ベースバンドリソースの選択制御をなす処理を含むことを特徴とする。

本発明の作用を述べる。ＣＤＭＡ移動通信システムの無線基地局におけるセル内再同期制御時に、上り信号の受信品質を保つべく、通信中の呼に割当てられている第１のベースバンドリソースと、他の割当て可能な第２のベースバンドリソースの各々の受信品質を示す受信品質情報に基づいて、上り信号を切替える構成とする。すなわち、受信品質が良好なベースバンドリソースを選択して、上り信号の受信処理を行うようになっている。

本発明によれば、以下に記載するような効果を奏する。第１に、セル内再同期制御時の特定時刻における上り信号の受信品質情報を参照することによって、品質の良い上り信号を選択して送信することが可能になる。その理由は、通信中の呼に割当てられているセル内再同期元である第１ベースバンドリソースと、他の割当て可能なセル内再同期先である第２ベースバンドリソースの上り信号情報となる、無線フレーム同期情報と目標ＳＩＲ対受信ＳＩＲ比を送信情報部に備えたことによる。

第２に、セル内再同期制御時の特定時刻による上り信号を選択することによって、上り信号を重複することなく送信を実現することが可能になる。その理由は、上り信号情報である、無線フレーム同期情報及び受信品質を示す情報を常時監視するようにしたからである。

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は本発明の実施の形態の機能ブロック図であり、ＣＤＭＡ無線基地局におけるセル内再同期制御時の上り受信品質制御システムの構成を示している。

無線基地局（Ｎｏｄｅ−Ｂ）１は無線ネットワーク制御局（ＲＮＣ）２に有線伝送路５により接続されており、無線基地局１には自身の無線ゾーン（サービスエリアであるセル）内に位置する複数の移動局（ＭＴ）３，４の各々が無線伝送路６を通して収容されている。ここでは、図面を簡略化するために、１つの無線基地局１だけが図示されているが、実際には、複数の無線基地局がＲＮＣ２に接続されていてもよい。

無線基地局１は、移動局３，４との無線通信を行うための無線送受信部１１と、アナログ信号とデジタル信号の間の変換を行うＡＤ／ＤＡ変換部１２と、ベースバンドリソース部１３と、制御部１４と、ＡＴＭセル分割／再組立部１５と、伝送路Ｉ／Ｆ部１６とを含んでいる。

無線送受信部１１には、受信のためのＲＸ部１１１と送信のためのＴＸ部１１２とがあり、ＡＤ／ＤＡ変換部１２には、Ａ／Ｄ変換部１２１とＤ／Ａ変換部１２２とが設けられている。

ベースバンドリソース部１３には、複数のベースバンドリソース１３１（Ａ），１３２（Ｂ），……が設けられているものとし、各ベースバンドリソースは、移動局（ＭＴ）３，４のＣＤＭＡ通信を可能にするための符号拡散／逆拡散、同期制御、符号化／復号化などのベースバンド処理を行う処理部である。ここでは、上り受信品質制御について説明するので、各ベースバンドリソースには、本発明と関連する信号生成部と送信情報部のみが図示されている。

ベースバンドリソースＡには、信号生成部１０１Ａおよび送信情報部１０２Ａが、ベースバンドリソースＢには、信号生成部１０１Ｂおよび送信情報部１０２Ｂが、それぞれ設けられている。なお、これらをソフトウェアにより実装することも可能である。すなわち、プログラム制御プロセッサ上で信号生成プログラムおよび送信情報入出力制御プログラムを実行することにより、各プロセスを生成して、同様の機能を実現することができる。

また、制御部１４には、処理通知部１４１、監視／選択部１４２が設けられている。これは上述したようにソフトウェアにより実装することも可能である。すなわち、プログラム制御プロセッサ上で処理通知プログラム、監視／選択制御プログラムを実行することにより、各プロセスを生成して、同様の機能を実現してもよい。

制御部１４の処理通知部１４１は、ＲＮＣ２より通知される無線基地局１内でのセル内再同期制御の起動通知をＡＴＭセル分割／再組立部１５を介してベースバンドリソース部１３へ転送する。監視／選択部１４２は、セル内再同期制御時に、ベースバンドリソース部１３からの上り信号情報を比較し、受信品質の良い信号を選択し、ＡＴＭセル分割／再組立部１５へ転送する。

また、各ベースバンドリソース部１３の信号生成部１０１Ａ，１０１Ｂは、無線フレーム同期情報と目標ＳＩＲ（Signal to Interferance Wave Ratio ）対受信ＳＩＲ比を、送信情報部１０２Ａ，１０２Ｂへ、それぞれ転送する。この上り信号情報は制御部１４の監視／選択部１４２にてセル内再同期制御時に監視される。

図２は送信情報部１０２Ａ，１０２Ｂでの上り信号情報のメッセージの内容を示すフォーマット図であり、無線フレーム同期情報と、受信品質情報である目標ＳＩＲ対受信ＳＩＲ比とが含まれている。後述するように、無線基地局１でのセル内再同期制御時に、図２に示したこの上り情報を基に、受信品質の良い上り信号を選択し、連続性を担保することができるようになっている。

次に、本実施の形態による上り受信品質制御動作を、具体的な例に即してより詳細に説明する。先ず、図１を用いて無線基地局１内のベースバンドリソース部１３における通信中の呼に対する上り送信処理について説明する。

移動局（ＭＴ）３，４と無線基地局１との間で通信を行う際、ＲＮＣ２から無線基地局１の制御部１４に対して、有線伝送路５を介して無線リンクの設定が行われる。制御部１４は、移動局（ＭＴ）との間で指定されるキャリア周波数を基に、相当するベースバンドリソースを探索する。セル内再同期制御は、移動局（ＭＴ）に対し２つのキャリア周波数を割当てて通信を継続するようになっているので、無線基地局１のベースバンドリソース部１３への無線リンク設定も２つ必要となる。ここでは、セル内再同期元リソースとしてベースバンドリソースＡが、セル内再同期先リソースとしてベースバンドリソースＢが、それぞれに割当てられたものとする。

ベースバンドリソースＡ及びＢの各信号生成部１０１Ａ及び１０１Ｂは、移動局（ＭＴ）に共通に割当てられており、それぞれ異なるキャリア周波数が割当てられている。移動局（ＭＴ）とは、いずれかのキャリア周波数を使用して、通信を行っている。移動局（ＭＴ）からのキャリア周波数がベースバンドリソースＡに割当てられたキャリア周波数と合致する場合、上り信号は無線伝送路６を介し、無線基地局１の無線送受信部１１へ送られ、ＡＤ／ＤＡ変換部１２においてＡＤ変換された後、ベースバンドリソースＡの信号生成部１０１Ａで復号化される。復号化された上り信号は、制御部１４の監視／選択部１４２を介して、ＡＴＭセル分割／組立部１５で上りセル変換され、伝送路Ｉ／Ｆ１６を経由し、有線伝送路６を介してＲＮＣ２へ送信される。

同様に、移動局（ＭＴ）からのキャリア周波数がベースバンドリソースＢに割当てられたキャリア周波数と合致する場合、ベースバンドリソースＢの信号生成部１０１Ｂで復号化され、制御部１４の監視／選択部１４２を介して、ＡＴＭセル分割／組立部１５で上りセル変換され、伝送路Ｉ／Ｆ部１６を経由し、有線伝送路６を介してＲＮＣ２へ送信される。

図３はＲＮＣ２から無線基地局１への受信品質データ転送シーケンスを示す図である。受信品質データ転送シーケンスは、ステップＳ０で示すようなアウターループ送信電力制御情報（周知であり、ここでは特に説明しない）転送処理手順であり、無線基地局１において無線リンク設定が行われた際に発生する。ＲＮＣ２から通知された受信品質データは、無線基地局１の伝送路Ｉ／Ｆ部１６、ＡＴＭセル分割／再組立部１５を介して制御部１４の処理通知部１４１を経由し、ベースバンドリソース部１３の信号生成部に保存される。保存された受信品質データは信号生成部にて目標ＳＩＲに変換される。

図４は、本実施の形態による無線基地局１におけるセル内再同期制御時の上り受信品質制御を説明するためのシーケンス図である。図４において、既に、ベースバンドリソースＡは移動局３または４とキャリア周波数ｆ１を使用し通信を行っているものとする（ステップＳ１，Ｓ２）。すなわち、ベースバンドリソースＡが、通信中の呼に割当てられて上り信号処理中であるものとする。ベースバンドリソースＡの信号生成部１０１Ａでは、復号処理結果を基に受信ＳＩＲを算出し、図２に示した上り信号情報となる無線フレーム同期情報と目標ＳＩＲ対受信ＳＩＲ比（下記の式１参照）を、送信情報部１０２Ａへ転送する。このような処理はフレーム周期で継続的に実行されているものとする。
目標ＳＩＲ対受信ＳＩＲ比＝目標ＳＩＲ値−受信ＳＩＲ値 ……（式１）

この状況下において、ＲＮＣ２からのセル内再同期制御起動に応答して（ステップＳ３）、無線基地局１にてセル内再同期制御が起動されると、制御部１４の処理通知部１４１は、通信中の呼に割当てられて通信の継続が可能な再同期先リソースを探す（ステップＳ４）。ここでは、キャリア周波数ｆ２を使用しベースバンドリソースＢが再同期先として選択されたとする（ステップＳ５）。

ベースバンドリソースＢの信号生成部１０１Ｂでは、復号処理結果を基に受信ＳＩＲを算出し（ステップＳ６）、上り信号情報である無線フレーム同期情報と目標ＳＩＲ対受信ＳＩＲ比を、送信情報部１０２Ｂへ転送する。ベースバンドリソースＡ及びＢの各送信情報部１０２Ａ及び１０２Ｂは、制御部１４の処理通知部１４１からのセル内再同期制御開始通知指令に応答して（ステップＳ７）、格納されている上り信号情報を、同制御部１４の監視／選択部１４２へ転送する。

以降、セル内再同期制御起動中は、ベースバンドリソースＡ及びＢの各送信情報部１０２Ａ及び１０２Ｂは、監視／選択部１４２へ上り信号情報転送を継続する（ステップＳ８，９）。よって、ベースバンドリソースＡ及びＢの各上り信号情報は最新のものに常に更新されていることになる。

制御部１４の監視／選択部１４２では、セル内再同期制御起動中、ベースバンドリソースＡ及びＢの各送信情報部１０２Ａ及び１０２Ｂから転送された無線フレーム同期情報と目標ＳＩＲ対受信ＳＩＲ比を参照して、上り信号を選択する（ステップＳ１０）。ベースバンドリソースＡ及びＢにおける、各無線フレーム同期情報と各目標ＳＩＲ対受信ＳＩＲ比は、上り無線回線状況により逐次更新され、無線フレーム同期情報の内容に基づいて、図６に示したように６つの組合わせが生じる。

そこで、制御部１４においては、図４のステップＳ１０におけるベースバンドリソースＡ，Ｂの選択処理を、フレーム周期で時系列的に、これら両ベースバンドリソースの各無線フレーム同期情報と各目標ＳＩＲ対受信ＳＩＲ比とを比較参照して実行することになる。この場合の各比較タイミング毎の処理の詳細を、図５のフローチャートに示している。

制御部１４内の監視／選択部１４２は、先ず、ベースバンドリソースＡ及びＢにおける無線フレーム同期状態を比較する（ステップＳ１０１）。どちらかの無線フレーム同期状態が同期確立である場合には（ステップＳ１０２でＹｅｓ）、監視／選択部１４２は同期確立のベースバンドリソースの上り信号を選択する（ステップＳ１０３）。

次に、ステップＳ１０２でＮｏの場合、両ベースバンドリソースＡ及びＢ共に同期確立状態かどうかを調べる（ステップＳ１０４）。このとき、両者共に同期確立の場合（ステップＳ１０４でＹｅｓ）、両者の目標ＳＩＲ対受信ＳＩＲ比を比較する（ステップＳ１０５）。比較の結果、ベースバンドリソースＡの受信品質がベースバンドリソースＢのそれよりも良好な場合（ステップＳ１０６でＹｅｓ）、ベースバンドリソースＡが選択される（ステップＳ１０７）。ベースバンドリソースＢの受信品質が、ベースバンドリソースＡのそれよりも良好な場合には（ステップＳ１０６でＮｏ）、ベースバンドリソースＢが選択される（ステップＳ１０８）。

なお、受信品質が共に等しい場合、すなわち両目標ＳＩＲ対受信ＳＩＲ比が等しい場合は、いずれを選択しても良いために、予め選択するベースバンドリソースを定めておけば良い。ステップＳ１０４においてＮｏの場合、上り信号は停止される（ステップＳ１０９）。

こうして制御部１４の監視／選択部１４２で選択されたベースバンドリソースによる上り信号は、ＡＴＭセル分割／再組立部１５及び伝送路Ｉ／Ｆ部１６を経由し、有線伝送路５を介して上位装置であるＲＮＣ２へ送信される（図４のステップＳ１１）。

上記の実施の形態においては、受信品質として、目標ＳＩＲ対受信ＳＩＲ比を用いているが、これに限らず、受信ＳＩＲ、データのエラーレートなどを用いても良いものである。また、ＣＤＭＡ方式の移動通信システムについて適用した場合を述べたが、上記と同様のベースバンドリソースを用いる、あらゆる世代の移動通信システムにおける無線基地局に適用できるものである。

また、上述したように、図４及び図５の動作は、予めその動作手順をプログラムとしてＲＯＭなどの記録媒体に格納しておき、これをＣＰＵであるコンピュータにより読取らせて実行させるように構成できることは明白である。

本発明の実施の形態のシステム構成を示す機能ブロック図である。 本発明の実施の形態に用いる上り信号情報の内容を示す図である。 本発明の実施の形態に用いる受信品質情報転送シーケンス図である。 本発明の実施の形態の動作を示すシーケンス図である。 図４のシーケンス図におけるステップＳ１０の詳細を示す制御部の処理フローである。 複数のベースバンドリソースのフレーム同期状態の組合わせ例を示す図である。

符号の説明

１ 無線基地局（Ｎｏｄｅ−Ｂ）
２ ＲＮＣ（無線ネットワーク制御局）
３，４ 移動局（ＭＴ）
５ 有線伝送路
６ 無線伝送路
１１ 無線送受信部
１２ ＡＤ／ＤＡ変換部
１３ ベースバンドリソース部
１４ 制御部
１５ ＡＴＭセル分割／再組立部
１６ 伝送路Ｉ／Ｆ部
１０１Ａ，１０１Ｂ 信号生成部
１０２Ａ，１０２Ｂ 送信情報部
１１１ ＲＸ部
１１２ ＴＸ部
１２１ Ａ／Ｄ変換部
１２１ Ｄ／Ａ変換部
１３１ ベースバンドリソースＡ
１３２ ベースバンドリソースＢ

Claims (18)

1. ベースバンド信号処理を行う複数のベースバンドリソースを有する無線基地局のセル内再同期制御システムであって、セル内再同期制御時に、通信中の呼に割当てられ上り信号処理継続中の第一のベースバンドリソースと、割当て可能な第二のベースバンドリソースとの上り受信品質情報を基に、前記ベースバンドリソースの選択制御をなす制御手段を含むことを特徴とするセル内再同期制御システム。
2. 前記制御手段は、前記受信品質情報が示す受信品質が良好なベースバンドリソースを選択することを特徴とする請求項１記載のセル内再同期制御システム。
3. 前記制御手段は、前記第一及び第二のベースバンドリソースが共にフレーム同期確立の場合に、前記上り受信品質情報を基に前記選択制御をなすことを特徴とする請求項１または２記載のセル内再同期制御システム。
4. 前記第一及び第二のベースバンドリソースは、前記上り受信品質情報と、前記フレーム同期状態を示す同期情報とを、前記制御手段へ送出する手段を有することを特徴とする請求項３記載のセル内再同期制御システム。
5. 前記受信品質は、目標ＳＩＲ対受信ＳＩＲ比であることを特徴とする請求項１〜４いずれか記載のセル内再同期制御システム。
6. ベースバンド信号処理を行う複数のベースバンドリソースを有する無線基地局のセル内再同期制御方法であって、セル内再同期制御時に、通信中の呼に割当てられ上り信号処理継続中の第一のベースバンドリソースと、割当て可能な第二のベースバンドリソースとの上り受信品質情報を基に、前記ベースバンドリソースの選択制御をなす制御ステップを含むことを特徴とするセル内再同期制御方法。
7. 前記制御ステップは、前記受信品質情報が示す受信品質が良好なベースバンドリソースを選択することを特徴とする請求項６記載のセル内再同期制御方法。
8. 前記制御ステップは、前記第一及び第二のベースバンドリソースが共にフレーム同期確立の場合に、前記上り受信品質情報を基に前記選択制御をなすことを特徴とする請求項６または７記載のセル内再同期制御方法。
9. 前記第一及び第二のベースバンドリソースが、前記上り受信品質情報と、前記フレーム同期状態を示す同期情報とを、前記制御手段へ送出するステップを有することを特徴とする請求項８記載のセル内再同期制御方法。
10. 前記受信品質は、目標ＳＩＲ対受信ＳＩＲ比であることを特徴とする請求項６〜９いずれか記載のセル内再同期制御方法。
11. ベースバンド信号処理を行う複数のベースバンドリソースを有する無線基地局であって、セル内再同期制御時に、通信中の呼に割当てられ上り信号処理継続中の第一のベースバンドリソースと、割当て可能な第二のベースバンドリソースとの上り受信品質情報を基に、前記ベースバンドリソースの選択制御をなす制御手段を含むことを特徴とする無線基地局。
12. 前記制御手段は、前記受信品質情報が示す受信品質が良好なベースバンドリソースを選択することを特徴とする請求項１１記載の無線基地局。
13. 前記制御手段は、前記第一及び第二のベースバンドリソースが共にフレーム同期確立の場合に、前記上り受信品質情報を基に前記選択制御をなすことを特徴とする請求項１１または１２記載の無線基地局。
14. 前記第一及び第二のベースバンドリソースは、前記上り受信品質情報と、前記フレーム同期状態を示す同期情報とを、前記制御手段へ送出する手段を有することを特徴とする請求項１３記載の無線基地局。
15. 前記受信品質は、目標ＳＩＲ対受信ＳＩＲ比であることを特徴とする請求項１１〜１４いずれか記載の無線基地局。
16. 請求項１〜５いずれか記載のセル内再同期制御システムを用いたことを特徴とする移動通信システム。
17. 請求項１１〜１５いずれか記載の無線基地局を含むことを特徴とする移動通信システム。
18. ベースバンド信号処理を行う複数のベースバンドリソースを有する無線基地局のセル内再同期制御動作をコンピュータに実行させるめのプログラムであって、セル内再同期制御時に、通信中の呼に割当てられ上り信号処理継続中の第一のベースバンドリソースと、割当て可能な第二のベースバンドリソースとの上り受信品質情報を基に、前記ベースバンドリソースの選択制御をなす処理を含むことを特徴とするプログラム。

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