(57)【要約】【課題】通信品質や通信トラフィックの分散を維持しながら、適切な切り替えを行うことができる基地局装置を提供すること。【解決手段】広域基地局装置の通信エリアとなるマクロセルと重なるマイクロセルに対応した基地局装置１０において、広域基地局装置２０と通信可能な無線通信端末３０と通信する無線通信部１１と、無線通信端末３０と通信している際に無線通信端末３０から送信された信号を無線通信部１１で受信した際の受信タイミングを測定する測定部１４と、測定部１４によって測定された受信タイミングが所定値よりも遅延している場合、無線通信端末３０との通信を広域基地局装置２０と無線通信端末３０との通信に切り替える通信制御部１７と、を備えて構成する。【選択図】図２
2010147848.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マクロセルに対応した広域基地局装置と、
前記マクロセルと重なるマイクロセルに対応した狭域基地局装置と、
前記広域基地局装置および前記狭域基地局装置と通信する無線通信端末とを有する無線通信システムにおいて、
前記狭域基地局装置と前記無線通信端末とが通信している際に前記無線通信端末から送信された信号を前記狭域基地局装置が受信した際の受信タイミングを測定する測定部と、
前記測定部によって測定された受信タイミングが所定値よりも遅延している場合、前記狭域基地局装置と前記無線通信端末との通信を前記広域基地局装置と前記無線通信端末との通信に切り替える切替部とを備えたことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
広域基地局装置の通信エリアとなるマクロセルと重なるマイクロセルに対応した基地局装置において、
前記広域基地局装置と通信可能な無線通信端末と通信する無線通信部と、
前記無線通信端末と通信している際に前記無線通信端末から送信された信号を前記無線通信部で受信した際の受信タイミングを測定する測定部と、
前記測定部によって測定された受信タイミングが所定値よりも遅延している場合、前記無線通信端末との通信を前記広域基地局装置と前記無線通信端末との通信に切り替える切替部と、
を備えたことを特徴とする基地局装置。
【請求項３】
前記無線通信端末の移動速度が所定の速度よりも速いと検出する速度検出部を備え、
前記切替部は、前記速度検出部が前記無線通信端末の移動速度が所定の速度よりも速いと検出した場合、かつ、前記測定部によって測定された受信タイミングが所定値よりも遅延している場合、前記無線通信端末との通信を前記広域基地局装置と前記無線通信端末との通信に切り替えることを特徴とする請求項２に記載の基地局装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マクロセル（広域型通信領域）にマイクロセル（狭域型通信領域）がある通信システムの基地局装置および無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、携帯電話のような無線通信では、ひとつの基地局で数百ｍ〜数ｋｍの広い範囲をカバーするマクロセルの方式が採用されている。これに対し、現状のＰＨＳでは、数十ｍ〜数百ｍごとにきめ細かく基地局を設置するマイクロセルの方式が採用されている。携帯電話のような無線通信では、１つの基地局を利用する利用者が増えると、電話がつながりにくくなったり、１人当たりの通信速度が急激に低下する可能性がある。一方、マイクロセル方式では、多数のＰＨＳ用の基地局を設置することで、集中する通信トラフィックを効率的に分散処理することが可能である。
【０００３】
このように従来のＰＨＳ用の基地局装置では、マイクロセルに対応したものが主流であるが、現在、ＰＨＳ用の基地局装置では、マクロセルに対応したものが開発されており、マイクロセルに対応した従来の基地局装置と混在して運用することが想定されている。例えば、通信トラフィックが集中するサービスエリアはマイクロセルでカバーされ、郊外などの通信トラフィックがほとんど無い広域地区ではマクロセルでカバーされると、経済的に通信システムを構成することができるようになる。このような無線通信網の形態で、さらに通信品質を高めると共に充実した通信サービスが行われることが好ましい。
【０００４】
なお、マクロセル基地局は、移動速度が速い無線通信端末に対して適しているが、その基地局のマクロセルにいる全ての無線通信端末が、常時、マクロセル基地局に接続を行うことは望ましくない。
【０００５】
上述した形態と類似する従来の通信システムとしては、セル半径が小さいマイクロセルではハンドオーバの発生回数の少ない低速に移動するユーザしか扱うことができないため、マクロセル内に在圏する移動端末は、マイクロセル基地局の無線制御チャネルの受信レベルを繰り返し測定し、それらの受信レベルが変動する速さから、移動端末の移動速度を推定し、推定された移動速度に従って、移動端末がマクロセル基地局とマイクロセル基地局の一方に選択的にアクセスすることを特徴とするマイクロセル／マクロセル統合移動通信システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平６−２２４８２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した無線通信網では、移動端末が、マイクロセル基地局からの受信レベルが変動する速さから移動端末の移動速度を推定するが、移動速度が速いと推定されたとしても、マイクロセル内に在圏し続けることもあるため、不適切にマクロセル基地局に切り替えてしまう恐れがあった。
【０００７】
そこで、本発明は、従来の課題を解決するためになされたもので、通信品質や通信トラフィックの分散を維持しながら、適切な切り替えを行うことができる基地局装置および無線通信システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の無線通信システムは、マクロセルに対応した広域基地局装置と、前記マクロセルと重なるマイクロセルに対応した狭域基地局装置と、前記広域基地局装置および前記狭域基地局装置と通信する無線通信端末とを有する無線通信システムにおいて、前記狭域基地局装置と前記無線通信端末とが通信している際に前記無線通信端末から送信された信号を前記狭域基地局装置が受信した際の受信タイミングを測定する測定部と、前記測定部によって測定された受信タイミングが所定値よりも遅延している場合、前記狭域基地局装置と前記無線通信端末との通信を前記広域基地局装置と前記無線通信端末との通信に切り替える切替部とを備えた構成を有している。
【０００９】
この構成により、測定された受信タイミングが所定値よりも遅延している場合、すなわち、自身のマイクロセルのエリアフリンジにいるような場合、狭域基地局装置と無線通信端末との通信を広域基地局装置と無線通信端末との通信に切り替えるため、通信品質や通信トラフィックの分散を維持しながら、適切な切り替えを行うことができる。
【００１０】
本発明の基地局装置は、広域基地局装置の通信エリアとなるマクロセルと重なるマイクロセルに対応した基地局装置において、前記広域基地局装置と通信可能な無線通信端末と通信する無線通信部と、前記無線通信端末と通信している際に前記無線通信端末から送信された信号を前記無線通信部で受信した際の受信タイミングを測定する測定部と、前記測定部によって測定された受信タイミングが所定値よりも遅延している場合、前記無線通信端末との通信を前記広域基地局装置と前記無線通信端末との通信に切り替える切替部と、を備えた構成を有している。
【００１１】
この構成により、測定された受信タイミングが所定値よりも遅延している場合、すなわち、自身のマイクロセルのエリアフリンジにいるような場合、無線通信端末との通信を広域基地局装置と無線通信端末との通信に切り替えるため、通信品質や通信トラフィックの分散を維持しながら、適切な切り替えを行うことができる。
【００１２】
また、本発明の基地局装置は、前記無線通信端末の移動速度が所定の速度よりも速いと検出する速度検出部を備え、前記切替部は、前記速度検出部が前記無線通信端末の移動速度が所定の速度よりも速いと検出した場合、かつ、前記測定部によって測定された受信タイミングが所定値よりも遅延している場合、前記無線通信端末との通信を前記広域基地局装置と前記無線通信端末との通信に切り替える構成を有している。
【００１３】
この構成により、無線通信端末の移動速度が所定の速度よりも速いと検出した場合、かつ、受信タイミングが所定値よりも遅延している場合、無線通信端末との通信を前記広域基地局装置と前記無線通信端末との通信に切り替えるため、移動速度を踏まえてより適切な切り替えを行うことができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、通信品質や通信トラフィックの分散を維持しながら、適切な切り替えを行うことができる基地局装置および無線通信システムを提供するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１６】
図１は、本発明の実施の形態に係る無線通信システムの構成を示した図である。図１に示した無線通信システムは、マクロセル８に対応した広域基地局装置２０と、マクロセル８と重なるマイクロセル９に対応した狭域基地局装置１０と、広域基地局装置２０および狭域基地局装置１０と通信する無線通信端末３０とを有する。
【００１７】
なお、マイクロセルのそれぞれを区別する場合には、マイクロセル９ａ、９ｂ、９ｃと記載し、それぞれを区別しない場合には、マイクロセル９と記載する。狭域基地局装置のそれぞれを区別する場合には、狭域基地局装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃと記載し、それぞれを区別しない場合には、狭域基地局装置１０と記載する。
【００１８】
マクロセル８は、広域基地局装置２０が通信可能なエリアであり、マイクロセル９ａは、狭域基地局装置１０ａが通信可能なエリアであり、マイクロセル９ｂは、狭域基地局装置１０ｂが通信可能なエリアであり、マイクロセル９ｃは、狭域基地局装置１０ｃが通信可能なエリアである。
【００１９】
無線通信端末３０は自在に移動可能であるが、本発明の実施の形態では、矢印Ａや矢印Ｂの方向に移動するものとする。
【００２０】
図２は、本発明の実施の形態に係る狭域基地局装置のブロック図である。狭域基地局装置１０は、無線通信部１１、ネットワークインタフェース１２、および制御部１３を有している。
【００２１】
無線通信部１１は、無線通信端末３０と通信するためにアンテナ（図示していない）からＲＦ信号を送受信するものである。また、無線通信部１１は、ＴＤＤ／ＴＤＭＡ方式を含むＰＨＳに準拠した通信を行うものである。例えば、無線通信部１１は、制御部１３から出力された信号を変調処理し、変調処理された信号を無線信号に変換して送信するようになっており、受信した信号を変換し、変換したものを復調処理して制御部１３に出力するようになっている。
【００２２】
ネットワークインタフェース１２は、インターネット、専用線、または電話網との通信を行うものである。また、ネットワークインタフェース１２は、他の狭域基地局装置１０、広域基地局装置２０、または無線通信端末との通信することが可能である。
【００２３】
制御部１３は、例えばプログラムを実行するプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどによって構成され、測定部１４、判定部１５、速度検出部１６、および通信制御部（切替部）１７、によって構成されている。なお、測定部１４、判定部１５、速度検出部１６、および通信制御部１７は、プログラムのモジュール等で構成される。
【００２４】
測定部１４は、自身の狭域基地局装置１０と無線通信端末３０とが通信している際に無線通信端末３０から送信された信号を狭域基地局装置１０が受信した際の受信タイミングを測定するようになっている。
【００２５】
判定部１５は、測定部１４によって測定された受信タイミングが所定値よりも遅延しているか否か判定するようになっている。例えば、判定部１５は、無線通信端末３０から送信された信号のユニークワードを確認し、既知のタイミングからユニークワードの受信タイミングまでの時間が所定値よりも長いか短いのかを判定する。
【００２６】
所定値には、例えば、自身のマイクロセル９のエリアフリンジにいるときの同じ遅延時間が設定される。このようにすれば、無線通信端末３０が自身のマイクロセル９のエリアフリンジにいて通信が安定しないと想定される場合に、後述するが、狭域基地局装置１０は、無線通信端末３０との通信を広域基地局装置２０と無線通信端末３０との通信に切り替えることができる。
【００２７】
速度検出部１６は、無線通信端末３０の移動速度が所定の速度よりも速いと検出するようになっている。詳細には、無線通信端末３０の移動速度を測定し、その移動速度が所定の速度よりも速いか否かを判定する。
【００２８】
無線通信端末３０の移動速度を測定する方法としては種々の方法があるが、例えば、無線制御信号（制御チャネル）を利用してＬＭＳアルゴリズム（Least Mean Squares）で受信ウエイトを計算し、さらに、受信ウエイトからドップラー周波数を推定した後で移動速度を求めるなどの方法を採ることができる。
【００２９】
通信制御部１７は、無線通信端末３０との通信を広域基地局装置２０と無線通信端末３０との通信に切り替えるようになっている。なお、通信制御部１７は、切替対象となる広域基地局装置２０を予め認識しているか、または、切替対象となる広域基地局装置２０が複数ある場合には、広域基地局装置２０に負荷状況などを問い合わせながら適切な広域基地局装置２０を特定する。
【００３０】
例えば、通信制御部１７は、判定部１５によって受信タイミングが所定値よりも遅延していると判定された場合、または、無線通信端末３０の移動速度が所定速度よりも速い場合、広域基地局装置２０と無線通信端末３０との通信に切り替える。
【００３１】
なお、無線通信端末３０と広域基地局装置２０とが通信中の場合、通信制御部１７は、広域基地局装置２０からハンドオーバに関する通知を受けたとき、通信制御部１７は、判定部１５によって受信タイミングが所定値よりも遅延していると判定された場合、ハンドオーバの実行を拒否し、受信タイミングが所定値よりも遅延していないと判定された場合、ハンドオーバの実行を許可することもできる。
【００３２】
以上のように構成された本発明の実施の形態に係る無線通信システムの動作について図面を用いて説明する。図３は、本発明の実施の形態に係る狭域基地局装置と無線通信端末とが通信中になるまでの動作処理を示すシーケンス図である。
【００３３】
まず、無線通信端末３０は、リアルタイム通信やデータ通信用の通信チャネルを割り当ててもらうためのＬＣＨ（リンクチャネル）確立要求を制御チャネルで送信する（Ｓ１）。
【００３４】
次に、狭域基地局装置１０は、ＬＣＨ確立要求を受け取ってから、通信チャネルを割り当てるためのＬＣＨ割当を無線通信端末３０に制御チャネルで送信する（Ｓ２）。その後、双方が通信チャネルで同期バーストに応じてキャリアセンスを実行する（Ｓ３）。その後、無線通信端末３０と狭域基地局装置１０とは通信中となる。
【００３５】
図４は、本発明の実施の形態に係る狭域基地局装置と無線通信端末との通信を広域基地局装置と無線通信端末との通信に切り替える動作処理を示すシーケンス図である。
【００３６】
狭域基地局装置１０と無線通信端末３０とが通信中の際、狭域基地局装置１０（測定部１４）は、無線通信端末３０から送信された信号を狭域基地局装置１０が受信した際の受信タイミングを測定する。ここで、狭域基地局装置１０（判定部１５）が、測定された受信タイミングが所定値よりも遅延していることを検知したとする（Ｓ１１）。
【００３７】
狭域基地局装置１０（通信制御部１７）は、対象となる広域基地局装置２０を特定し（Ｓ１２）、特定した広域基地局装置２０に自己と通信中の無線通信端末３０の情報を通知する（Ｓ１３）。通知を受けた広域基地局装置２０は、無線通信端末３０に対して狭域基地局装置１０から広域基地局装置２０にハンドオーバするように要求する（Ｓ１４）。
【００３８】
図５は、本発明の実施の形態に係る狭域基地局装置と無線通信端末との通信を広域基地局装置と無線通信端末との通信に切り替える動作処理を示すシーケンス図である。本シーケンス図では、Ｓ１２〜Ｓ１４までは、図４で説明したときの動作説明と同様であるため、図４で説明したときの動作説明との差分であるＳ２１だけについて説明する。
【００３９】
狭域基地局装置１０と無線通信端末３０とが通信中の際、狭域基地局装置１０（速度検出部１６）は、受信ウエイトの変動により無線通信端末３０の移動速度を推定し、推定した移動速度が所定の速度よりも速いか否かを判定する（Ｓ２１）。無線通信端末３０の移動速度が所定の速度よりも速い場合、無線通信端末３０の通信を安定させるため、Ｓ１２〜Ｓ１４が実行され、通信制御部１７は、無線通信端末３０に対して狭域基地局装置１０から広域基地局装置２０にハンドオーバさせる。
【００４０】
Ｓ２１では、確実にマイクロセル間を移動していることを検知するため、無線通信端末３０の移動速度が所定の速度よりも速い場合、かつ、測定部１４によって測定された受信タイミングが所定値よりも遅延している場合、Ｓ１２〜Ｓ１４が実行され、通信制御部１７は、無線通信端末３０に対して狭域基地局装置１０から広域基地局装置２０にハンドオーバさせてもよい。
【００４１】
図６は、本発明の実施の形態に係る広域基地局装置と無線通信端末との通信を狭域基地局装置と無線通信端末との通信に切り替える動作処理を示すシーケンス図である。
【００４２】
広域基地局装置２０と無線通信端末３０とが通信中の際、広域基地局装置２０は、受信ウエイトの変動により無線通信端末３０の移動速度を推定し、推定した移動速度が所定の速度よりも速いか否かを判定する（Ｓ３１）。ここでは、広域基地局装置２０によって、無線通信端末３０の移動速度が遅いことを検知されたものとする。
【００４３】
広域基地局装置２０は、対象となる狭域基地局装置１０を特定し（Ｓ３２）、特定した狭域基地局装置１０に自己と通信中の無線通信端末３０の情報を通知する（Ｓ３３）。通知を受けた狭域基地局装置１０（通信制御部１７）は、判定部１５によって受信タイミングが所定値よりも遅延していないと判定された場合、ハンドオーバの実行を許可し（Ｓ３４）、ハンドオーバの実行結果を広域基地局装置２０に返却する（Ｓ３５）。ハンドオーバＯＫの実行結果を受けた広域基地局装置２０は、無線通信端末３０に対して広域基地局装置２０から狭域基地局装置１０にハンドオーバするように要求する（Ｓ３６）。
【００４４】
なお、図７に示すように、Ｓ３４で、狭域基地局装置１０（通信制御部１７）は、判定部１５によって受信タイミングが所定値よりも遅延していると判定された場合、ハンドオーバの実行を拒否し（Ｓ３４）、ハンドオーバの実行結果を広域基地局装置２０に返却する（Ｓ３７）。ハンドオーバＮＧの実行結果を受けた広域基地局装置２０は、無線通信端末３０との通信を続行する。
【００４５】
以上説明したように、狭域基地局装置１０は、測定された受信タイミングが所定値よりも遅延している場合、すなわち、自身のマイクロセル９のエリアフリンジにいる場合、無線通信端末３０との通信を広域基地局装置２０と無線通信端末３０との通信に切り替えるため、通信品質や通信トラフィックの分散を維持しながら、適切な切り替えを行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、通信品質や通信トラフィックの分散を維持しながら、適切な切り替えを行うことができる効果を有し、マクロセルにマイクロセルがある通信システムの基地局装置などに幅広く有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施の形態に係る無線通信システムの構成を示した図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る狭域基地局装置のブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る狭域基地局装置と無線通信端末とが通信中になるまでの動作処理を示すシーケンス図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る狭域基地局装置と無線通信端末との通信を広域基地局装置と無線通信端末との通信に切り替える動作処理を示すシーケンス図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る狭域基地局装置と無線通信端末との通信を広域基地局装置と無線通信端末との通信に切り替える動作処理を示すシーケンス図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る広域基地局装置と無線通信端末との通信を狭域基地局装置と無線通信端末との通信に切り替える動作処理を示すシーケンス図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る広域基地局装置と無線通信端末との通信を狭域基地局装置と無線通信端末との通信に切り替えることができない動作処理を示すシーケンス図である。
【符号の説明】
【００４８】
８  マクロセル
９  マイクロセル
１０  狭域基地局装置
１１  無線通信部
１２  ネットワークインタフェース
１３  制御部
１４  測定部
１５  判定部
１６  速度検出部
１７  通信制御部
２０  広域基地局装置
３０  無線通信端末
【図１】
2010147848.tif 000003
【図２】
2010147848.tif 000004
【図３】
2010147848.tif 000005
【図４】
2010147848.tif 000006
【図５】
2010147848.tif 000007
【図６】
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【図７】
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