JP5217266B2 - 広帯域無線接続通信装置 - Google Patents
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Description
基地局Aの配下に、端末2〜端末nが存在し、無線リソースをいっぱいまで使っているとする。したがって、基地局Aの無線リソースは、輻輳状態にあるので、端末1が外部から侵入し、基地局Aと通信を開始しようとしても、通信を行うことが出来ない。しかし、現在のWiMAXの規定では、端末1が基地局Aにネットワークエントリ動作を全て行い、エントリ後、端末1が基地局Aと通信をするのに、利用したい帯域が利用できるかを調べる。したがって、利用したい帯域が利用できない場合には、端末1は、基地局Aとの通信をあきらめるか、利用したい帯域が使用できるようになるまで待つ必要がある。しかし、基地局と通信できるか否かを判断するために、ネットワークエントリ動作を全て行わなくてはならず、通信できない場合には、ネットワークエントリ動作は無駄な動作となり、余分な電力消費を招く。
特許文献1においては、基地局側で把握している情報を端末側へ送り、端末側で接続に最適な基地局を選定し発呼から接続までの時間短縮を図る技術が、特許文献2においては、基地局より定期的に報知情報(使用スロットル情報)を受け取り、その情報を端末側で端末発信の契機とする技術が開示されているが、いずれの方法も基地局側で局内状況を端末側へ伝えるための仕組みを持つ点と、端末側と基地局側でネットワークエントリシーケンスを持つ点を満たして初めて実現する機能である。
基地局は、5ms毎に、自セル内の端末に向かってフレームを送出する。最初、ダウンリンク(DL)フレームが送られる。端末では、DLフレームを受信すると、シンクロナイゼーション(基地局と端末との同期化)を行い(1)、フレームデータのデコードを可能とする。次に、端末と基地局との間で、初期レンジング処理を行う(2)。これは、基地局、端末間での送信電力等の調整制御処理である。次に、基地局と端末の間で、ベーシックキャパビリティの取得を行う(3)。すなわち、基地局、端末間の物理層の能力(送信電力、FECなど)を相互に交換する。次に、基地局、端末それぞれが、相手から送られてくるデータを復号化できるようにするために、認証シーケンスを行い(4)、復号鍵を交換する。次に、端末は、端末MAC層関連機能を基地局に通知し、正式な接続IDを基地局から通知してもらう(5)。そして、次に、IPアドレスを取得し(6)、ユーザデータ交換のためのコネクション制御、QOS制御などのサービスフロー制御を行って(7)、通信サービスを開始する。
移動端末利用者はあらかじめ自分が欲しい帯域数を利用者要求帯域記憶部11に設定しておく。端末が発信動作を行うときに、まず、基地局9よりOFDMAフレームを受信する。基地局より、OFDMAのDL−MAPとDCDデータフレームが定期的に流れてきており、RF受信部1にてフレームを受信し、フレーム同期をとり、データがデコード可能なら、フレームデータ抽出部2へデータを渡す。フレームデータ抽出部2でフレームが読み取り可能となり、DL−MAPより使用帯域面積計算で必要なパラメータをすべて抽出する。抽出したパラメータを使って、セグメント内使用可能最大帯域演算部3でセグメント内使用帯域可能最大帯域を、他端末使用帯域演算部4で他端末使用帯域を計算する。計算した結果を使用可能帯域判定部5に渡し、利用者要求帯域記憶部11に記憶された、利用したい帯域数を元に、利用したい帯域が使用可能か否かを判定する。判定した結果サービスが可能なら基地局-端末間ネットワークエントリシーケンス管理部6へ制御を渡し、ネットワークエントリシーケンスを走行させる。サービスが不可なら管理情報表示部7に発信不可表示及び現状の基地局内の利用端末数と使用帯域量を表示させる。RF送信部8は、移動端末10から基地局9に信号を送信するユニットである。
プリアンブルは、同期確立用信号である。Ethernet(登録商標)におけるデータ通信では、送信元ノードから宛先ノードに対して、フレームを送る前に、他のノードにフレームの送信を通知するために、1と0が交互に並び、最後に1が2bit連続した64bitのデータを送信する。これをプリアンブルという。受信ノードは、1と0のデータの繰り返しでタイミングを取り、最後の1が2bit連続したデータでフレームの始まりを知る。通常フレーム同期のために使用される。
図3に示すように、DL−MAPは、burst毎に、マッピング情報を保持する。各マッピング情報は、シンボルオフセット(1)、サブチャネルオフセット(2)、サブチャネル数(3)、シンボル数(4)、対応するburst内の使用中端末数(5)からなる。この内、サブチャネル数(3)とシンボル数(4)を抽出し、掛け合わせることによって、当該burstの使用している帯域がわかる。
図4では、OFDMAフレームを示している。このうち、burst#1がダウンリンクのフレーム内のどの部分を使用しているかをDL−MAPの情報から知ることが出来る。シンボルオフセット(1)により、burst#1の帯域の左上端が何シンボル目から始まっているかがわかる。サブチャネルオフセット(2)により、burst#1の帯域の左上端が何番目のサブキャリアから始まっているかがわかる。そして、サブチャネル数(3)が、burst#1の使用帯域のサブチャネル方向の幅(図4では、縦方向の幅)であり、シンボル数(4)が、burst#1の使用帯域のシンボル方向の幅(図4では、横方向の幅)を示す。このように、各burstについて使用帯域を特定し、全てのburstについて帯域数(帯域幅)を合計し、総帯域数(総帯域幅)から引くと、空の部分の帯域数(面積)がわかる。
DL−burstは、burst分設けられており、各burstのDL−burstには、そのburstに収容される全ての端末の下りデータが格納されている。
ステップS10において、音声通信なら数kbps、ストリーミングなら10Mbps等のように、自端末の使用予定帯域数を使用者が任意に設定しておく。ステップS11において、通信しようとしている基地局が使用しているセグメントのフレームの面積計算のために、DL−MAPからパラメータを抽出する。セグメントとは、OFDMAの全帯域内の、ある基地局に割り振られた帯域のことを言う。ステップS12において、得られたパラメータからサブチャネル数×シンボル数より、セグメントの面積を計算する。次に、ステップS13において、DL−MAP内に入れられているburstの個数分ステップS14とS15を行うループを始める。ステップS14において、DL−MAPから図3で示すパラメータを取り出し、1つのburstについてのDL−burstの面積を求める。ステップS15において、求めたDL−burstの面積を使用帯域に加算する。ステップS13で、burst数分の処理が終わったと判断したら、ステップS16において、使用帯域数の数秒間の平均値を計算する。ステップS17において、数秒間経過したか否かを判断する。経過していない場合には、ステップS13に戻る。ステップS17において、数秒間経過したと判断した場合には、ステップS18に進む。ここで、平均を取る時間の長さは、ここでは数秒間としているが、具体的な秒数については、当業者が適宜決定すべきものである。ステップS18においては、自端末使用予定帯域数が、セグメント面積から使用帯域の平均値を引いたものより小さいか否かを判断する。ステップS18の判断がNoの場合には、ステップS21において、移動端末の表示部に現状の局内端末数と使用中の帯域数を表示して、処理を終了する。ステップS18の判断がYesの場合には、ステップS19において、初期レンジング以降の動作を開始し、ステップS20において、ネットワークエントリを完了し、無線通信サービスを開始する。
基地局は、5ms毎に、自セル内の端末に向かってフレームを送出する。最初、ダウンリンク(DL)フレームが送られる。端末では、DLフレームを受信すると、シンクロナイゼーション(基地局と端末との同期化)を行い(1)、フレームデータのデコードを可能とする。次に、本発明の実施形態に従い、DLフレームを解析し、利用可能帯域を判断し、端末が要求するサービスが利用可能か否かを判断する。利用可能な場合には、以下のシーケンスを実行する。利用可能でない場合には、その基地局とは通信を行わない。
図8(a)は、従来の移動端末の表示画面への表示例である。従来では、移動端末の動作に関する表示は、基本的に、充電状態の表示15と電波受信強度の表示16のみである。本発明の実施形態では、図8(b)のように、充電状態の表示15、電波受信強度の表示16に加え、基地局内で使用されている帯域量の表示17と、基地局内で現在利用されている端末数の表示18を行う。帯域量の表示17では、たとえば、図8(b)の場合、現在100Mbpsの帯域容量で、40Mbpsまで使用されているなどの表示が行われる。端末数の表示18は、DL−burst内の使用端末数の情報を全てのburstについて合計して、現在利用されている端末数を表示する。
2 フレームデータ抽出部
3 セグメント内使用可能最大帯域演算部
4 他端末使用帯域演算部
5 使用可能帯域判定部
6 基地局−端末間ネットワークエントリシーケンス管理部
7 管理情報表示部
8 RF送信部
9 基地局
10 移動端末
11 利用者要求帯域記憶部
Claims (1)
- 基地局と無線通信より通信を行う通信装置の制御方法において、
通信しようとしている基地局が使用しているセグメントのフレームの面積計算のために、ダウンリンクのマッピング情報からパラメータを抽出し、
得られたパラメータからサブチャネル数×シンボル数より、セグメントの面積を計算し、
行われている通信についてのダウンリンクの使用帯域の面積を求め、
自端末使用予定帯域幅が、セグメント面積から使用帯域を引いたものより小さいか否かを判断し、
大きい場合には、移動端末の表示部に現状の局内端末数と使用中の帯域幅を表示し、
小さい場合には、ネットワークエントリを完了し、無線通信サービスを開始する、
ことを特徴とする制御方法。
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