JP5355909B2 - 基地局装置 - Google Patents
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Description
このため、移動端末の基地局間移動をスムーズに行うには、隣接する基地局間で、送信タイミングが揃っている基地局間同期が確保されている必要がある。
ここで、基地局間同期のための技術としては、例えば、特許文献1記載のものがある。
しかし、GPS信号を利用して同期をとる場合、各基地局装置が、GPS受信機を備える必要があり、大型化・コストアップを招く。また、室内等のGPS信号を受信できない環境に設置される基地局装置の場合、基地局間同期をとることが不可能になる。
この場合、移動端末との通信を行う周波数と同じ周波数を用いた無線通信で同期をとれるので、GPS信号を受信する場合のGPS受信機のように同期用の特別な受信系を全基地局が具備する必要ない。
つまり、WiMAXのように複数パターンのプリアンブルが用いられる無線通信方式においては、各基地局装置が用いるプリアンブルのパターンを基地局装置によって異ならせることで、プリアンブルを受信した基地局装置が、他の基地局装置を識別するのに利用できるという着想を、本発明者らは得て、本発明を完成した。
図1は、複数の基地局装置(BS:Base Station)1,1a,1b,1c,・・・1hを有する無線通信システムを示している。この無線通信システムでは、例えば、広帯域無線通信を実現するために直交周波数分割多元接続(OFDMA)方式をサポートするIEEE802.16に規定される「WiMAX」に準拠した方式が採用されている。
各基地局装置1,1a,1b,1c,・・・1hは、自エリア(セル)内の端末装置(移動端末)との間で通信が可能とされている。
なお、一つのフレームの長さは、5msecである。また、プリアンブルは、使用される符号を異ならせることによって複数のパターンが用意されている。
スレーブBS1a,・・・,1hは、他の複数の基地局装置(マスタ基地局装置又は他のスレーブ基地局装置)1,1a,・・・,1hのうち、一の基地局装置を、ソース基地局装置(以下、「ソースBS」という)として選択し、当該ソースBSが送信した信号(プリアンブル;既知信号)の受信波(ソース受信波)を検出して、基地局間同期のためのタイミング(信号の送信タイミング)を取得する。
図3は、基地局装置1,1a,・・・,1hのプロセッサが前記コンピュータプログラムを実行することによって実現される機能を示している。なお、図3に示す機能は、専らスレーブBSによって利用されるが、マスタBS1も備えている。
この判定部11によって、自装置がマスタ基地局装置1であると判定されると、自装置が有するクロック発生器(図示省略)によって発生するクロックを同期信号として、送信タイミングを決定する。
したがって、他の基地局装置1a,1a,・・・,1hは、マスタBSが自ら決定した送信タイミングで送信した信号を受け、その受信波のタイミングと同期をとることが可能となる。
ソースBSは、信号(プリアンブル)を送信している基地局装置であればよいため、マスタBSがなってもよいし、スレーブBSがなってもよい。本実施形態の無線通信システムは、少なくとも一つのマスタBSを含むため、当該マスタBSとの間で直接又は間接的に基地局間同期をとることができる。
スキャニング部12は、受信可能な信号を受信してプリアンブルのパターンを解析するとともに、受信波のRSSI、プリアンブルのタイミング(タイミングオフセット)を算出する。
また、図5に示すように、基地局装置1,1a,・・・,1hは、114種類のプリアンブルを複数クラス(11クラス)にクラス分けした情報を有している。例えば、クラス1には、プリアンブル番号1〜19のプリアンブルが対応付けら、クラス2には、プリアンブル番号29〜39のプリアンブルが対応付けられている。
なお、各クラスには、複数のプリアンブルパターンが属しているため、隣接する複数の基地局装置が同じクラスに属していても、各基地局装置がプリアンブルを使い分けることが可能である。
スキャニング部12は、このスライディング相関を複数種類のプリアンブルパターンについて行うことで、受信波と一致したパターン(最も高い相関が生じたパターン)を受信波のプリアンブルパターンとして特定できる。また、その相関値は、受信波強度(RSSI)となる。
また、スキャニング部12は、図6(b)に示すように、受信波X(t)とP(n)相関値がピークをとった位置を、プリアンブルのタイミングとして検出することができる。
選択部14は、前述のように、同期先を設定情報に基づいて選択(初期選択)する第1選択機能と、同期先を受信波に基づいて自律的に選択(再選択)する自律同期先選択機能(第2選択機能)と、を有している。
複数の受信波を一つに絞り込むための主な基準として、本実施形態では、自装置から最も近い基地局装置からの受信波を、ソース受信波として選択することとする。
近い基地局と同期をとる方が、同期精度が良いと考えられるからである。このため、基地局装置は、受信波から、基地局間の距離に影響を受ける受信波特性を測定すればよい。本実施形態では、受信波それぞれのRSSI(受信信号強度)及びタイミングオフセットによって絞り込みを行う。RSSIが大きければ、自装置までの距離が近く、RSSIが小さければ、自装置までの距離が大きいと判断できる。また、タイミングオフセットが小さければ、自装置までの距離が小さいと判断できる。
なお、基地局間の距離に影響を受ける受信波特性としては、CINRなど受信信号品質を示す特性であってもよい。
基地局間同期をとり直す再同期モードの実行のため、基地局装置は、再同期モードを実行する同期タイミングであるか否かの判定を行う(ステップS2)。再同期モードは、周期的に行われるように設定されており、再同期タイミングになると(ステップS3)、端末装置との通信を休止して、再同期モードが実行される(ステップS4)。なお、再同期モード以外のときは、通常通信モードによって端末装置との通信が行われる(ステップS5)。
図9は、設定情報記憶部15に記録された設定情報(config)の一例を示している。
マスタBSとして用いられる基地局装置の場合、設定情報として、自装置がマスタBSである旨の情報(種別=“Master”)が予めに設定されているため、判定部11が設定情報を参照し、設定情報に自装置がマスタBSである旨の情報が含まれていれば、自装置がマスタBSであると判定できる。
また、設定情報にスレーブBSである旨の情報(種別=“Slave”)が含まれていれば、自装置がスレーブBSであると判定できる。
なお、同期のためにGPS信号を用いる場合、GPS信号の有無で自装置がマスタBS1であるか否かを判定してもよい。
そして、スキャニングで検出された受信波(BS)のプリアンブルパターンが、図9に示す設定情報に含まれる「同期先クラス」が示すクラスに属するプリアンブルパターンであるか否かを判定する(ステップS14)。
そして、スレーブBS−A1aは、同期先クラス(クラス1)よりも一つ下のクラス(クラス2)を自装置が用いるプリアンブルのクラス(クラス2)とし、そのクラス(クラス2)属するプリアンブルパターンの一つを適宜選択して、端末装置との間の通信に用いる。
つまり、クラス1であるマスタBS1を頂点として、クラス2の基地局装置1a,1b,1gがマスタBS1を同期先とし、クラス3の基地局装置1e,1cがクラス2の基地局装置1a,1bを同期先とし、クラス4の基地局装置1h,1f,1dがクラス3の基地局装置1e,1cを同期先とする。
ただし、上記のようにして設定された同期先が、基地局装置の設置環境に照らして最適であるとは限らないため、前記再同期モードにおいては、各基地局装置が、設定情報にかかわらず、自律的に同期先を選択する。
つまり、最適な同期ツリー構造を設定情報において設定しようとすると、基地局装置の設置者が通信環境を考慮して最適な同期先を決定するという困難な作業が必要となる。
一方、各基地局装置が完全に自由に同期先を選択できるようにすると、自装置を同期先とする基地局装置を同期先としてしまうなどの不都合が生じるが、初期同期ツリーをベースに同期ツリーを所定のルールで再構築することで、最適な同期ツリーが容易に得られる。
こうして、上位クラスのプリアンブル(BS)が1又は複数含まれるBSリストAが生成できたら(ステップS23)、そのBSリストAから、自装置よりも上位クラスのプリアンブル(BS)の情報を抜き出して、BSリストBを生成する(ステップS24)。
そして、最もタイミングオフセットが小さな受信波(BS)と、リストB中の各受信波(BS)について、タイミングオフセットの差(絶対値)を求める。そして、リストB中の各受信波(BS)のうち、タイミングオフセットの差(絶対値)が、閾値Tht未満である受信波(BS)のリストCを作成する(ステップS33)。このリストCはメモリに記憶される。なお、閾値Thtは、ゼロであってもよい。
以上の処理により、タイミングオフセットが比較的小さい受信波の中から、RSSIが最大である受信波が選択される。
Claims (5)
- 複数パターンのプリアンブル変調系列が用いられる無線通信方式によって通信を行う基地局装置であって、
他の基地局装置との間で基地局間同期をとるための同期処理を行う手段と、
前記基地局間同期における同期先となる他の基地局装置を、当該他の基地局装置が送信するプリアンブル変調系列のパターンに基づいて選択する選択手段と、
を備え、
前記複数パターンのプリアンブル変調系列は、クラス分けされており、
前記選択手段は、同期先となる他の基地局装置を、他の基地局装置が送信するプリアンブル変調系列のパターンのクラスに基づいて選択する
ことを特徴とする基地局装置。 - 前記複数パターンのプリアンブル変調系列のクラス分け情報を記憶する記憶手段を更に備え、
前記選択手段は、他の基地局装置が送信するプリアンブル変調系列と、前記記憶手段に記憶された前記クラス分け情報に基づいて、他の基地局装置が送信するプリアンブル変調系列のパターンのクラスを特定する
請求項1記載の基地局装置。 - 複数パターンのプリアンブル変調系列が用いられる無線通信方式によって通信を行う基地局装置であって、
他の基地局装置との間で基地局間同期をとるための同期処理を行う手段と、
前記基地局間同期における同期先となる他の基地局装置を、当該他の基地局装置が送信するプリアンブル変調系列のパターンに基づいて選択する選択手段と、
を備え、
前記複数パターンのプリアンブル変調系列は、クラス分けされており、
前記選択手段が同期先として選択した他の基地局装置が送信するプリアンブル変調系列よりも下位クラスのプリアンブル変調系列を、自装置が送信するプリアンブル変調系列として決定するプリアンブル決定手段を更に備える
基地局装置。 - 複数パターンのプリアンブル変調系列が用いられる無線通信方式によって通信を行う基地局装置であって、
他の基地局装置との間で基地局間同期をとるための同期処理を行う手段と、
前記基地局間同期における同期先となる他の基地局装置を、当該他の基地局装置が送信するプリアンブル変調系列のパターンに基づいて選択する選択手段と、
を備え、
前記複数パターンのプリアンブル変調系列は、クラス分けされており、
前記選択手段は、自装置が送信の際に用いるプリアンブル変調系列よりも上位クラスのプリアンブル変調系列を送信する他の基地局装置を、同期先として選択する
基地局装置。 - 前記基地局装置は、フレーム毎にプリアンブルが設けられる無線通信方式によって通信を行うものであり、自装置のプリアンブル変調系列のパターンを、フレーム毎のプリアンブルとして送信するよう構成され、
前記選択手段は、同期先となる他の基地局装置を、フレーム毎に設けられたプリアンブルにおけるプリアンブル変調系列のパターンのクラスに基づいて選択する
請求項1〜4のいずれか1項に記載の基地局装置。
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