(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動通信システムにおける基地局の第１の通信手段又は第２の通信手段と移動局との間において情報通信を行う際の通信制御方法において、
移動局は、
基地局の止まり木チャネルにて送信される報知情報から、送受信される情報に関する通信サービスの質に応じた閾値を受信し、
無線伝送路の状態及び上記閾値に基づいて、第１の通信手段に対応する第１のセル又は、第２の通信手段に対応する第２のセルのうちいずれかのセルを選択し、
上記選択されたセルの基地局に対して所定の信号を送信し、
上記所定の信号を受信した基地局は、
要求される情報の伝達速度と、移動局と基地局との間の無線伝送路の状態とに応じて、固定的な指向性を有するアンテナを用いて基地局が移動局と情報通信を行う第１の通信手段と、移動局を追尾するように指向性が可変となるアンテナを用いて基地局が移動局と情報通信を行う第２の通信手段とを選択的に切替えるようにした通信制御方法。
【請求項２】
請求項１記載の通信制御方法において、
基地局からの止まり木チャネルの受信レベルを移動局にて測定し、その測定結果を上記移動局と基地局との間の無線伝送路の状態として用いるようにした通信制御方法。
【請求項３】
請求項１または２記載の通信制御方法において、
要求される情報の伝送速度条件に対して予め定められた基準となる無線伝送路の状態より移動局と基地局との間の無線伝送路の状態が良好な場合に、上記第１の通信手段が選択されるようにし、上記移動局と基地局との間の無線伝送路の状態が上記基準となる無線伝送路の状態より良好とならない場合に、上記第２の通信手段が選択されるように、上記第１の通信手段と上記第２の通信手段が切替えられるようにした通信制御方法。
【請求項４】
請求項１乃至３いずれか記載の通信制御方法において、
上記第１の通信手段のアンテナとして、送信電力に応じた移動局との通信可能エリアを固定的に形成するアンテナを用いた通信制御方法。
【請求項５】
請求項４記載の通信制御方法において、
送信電力に応じた移動局との通信可能エリアを固定的に形成するアンテナとして、オムニアンテナまたはセクタアンテナを用いた通信制御方法。
【請求項６】
請求項１乃至５いずれか記載の通信制御方法において、
上記第２の通信手段のアンテナとして、アダプティブアレイアンテナを用いた通信制御方法。
【請求項７】
基地局の第１の通信手段又は第２の通信手段と移動局との間において情報通信を行う移動通信システムにおいて、
移動局は、
基地局の止まり木チャネルにて送信される報知情報から、送受信される情報に関する通信サービスの質に応じた閾値を受信する閾値受信手段と、
移動局と基地局との間の無線伝送路の状態を測定する伝送路状態測定手段と、
無線伝送路の状態及び上記閾値に基づいて、第１の通信手段に対応する第１のセル又は、第２の通信手段に対応する第２のセルのうちいずれかのセルを選択するセル選択手段と、
上記選択されたセルの基地局に対して所定の信号を送信する信号送信手段とを
有し、
上記所定の信号を受信した基地局は、
固定的な指向性を有するアンテナを用いて移動局と情報通信を行う第１の通信手段と、
移動局を追尾するように指向性が可変となるアンテナを用いて移動局と情報通信を行う第２の通信手段と、
要求される情報の伝送速度と、上記伝送路状態測定手段にて測定された移動局と基地局との間の無線伝送路の状態に基づいて上記第１の通信手段と第２の通信手段とを選択的に切替える切替制御手段と
を有する移動通信システム。
【請求項８】
請求項７記載の移動通信システムにおいて、
上記伝送路状態測定手段が移動局に設けられた移動通信システム。
【請求項９】
請求項８記載の移動通信システムにおいて、
上記伝送路状態測定手段は、基地局の止まり木チャネルの受信レベルを当該移動局と基地局との間の無線伝送路の状態として測定する受信レベル測定手段を有する移動通信システム。
【請求項１０】
請求項７乃至９いずれか記載の移動通信システムにおいて、
上記切替え制御手段は、要求される情報の伝送速度条件に対応して予め定められた基準となる無線伝送路の状態より上記無線伝送路状態測定手段にて測定された無線伝送路の状態が良好な場合に上記第１の通信手段を選択し、上記無線伝送路状態測定手段にて測定された無線伝送路の状態が上記基準となる無線伝送路の状態より良好でない場合に上記第２の通信手段を選択するようにした移動通信システム。
【請求項１１】
請求項７乃至１０いずれか記載の無線通信システムにおいて、
上記第１の通信手段のアンテナは、送信電力に応じた移動局との通信可能なエリアを固定的に形成するアンテナとなる移動通信システム。
【請求項１２】
請求項１１記載の移動通信システムにおいて、
送信電力に応じた移動局との通信可能エリアを固定的に形成するアンテナは、オムニアンテナまたはセクタアンテナとなる移動通信システム。
【請求項１３】
請求項７乃至１１いずれか記載の移動通信システムにおいて、
上記第２の通信手段のアンテナは、アダプティブアレイアンテナとなる移動通信システム。
【請求項１４】
基地局と移動局との間において情報通信を行う移動通信システムに用いられる基地局において、
固定的な指向性を有するアンテナを用いて移動局と情報通信を行う第１の通信手段と、
移動局を追尾するように指向性が可変となるアンテナを用いて移動局と情報通信を行う第２の通信手段と、
基地局の止まり木チャネルにて送信される報知情報から、送受信される情報に関する通信サービスの質に応じた閾値を受信し、無線伝送路の状態及び上記閾値に基づいて、上記第１の通信手段に対応する第１のセル又は、上記第２の通信手段に対応する第２のセルのうちいずれかのセルを選択した移動局から送信された所定の信号に応じて、要求される情報の伝送速度と、
移動局と基地局との間の無線伝送路の状態に基づいて上記第１の通信手段と第２の通信手段とを選択的に切替える切替え手段と
を有する基地局。
【請求項１５】
請求項１４記載の基地局において、
上記切替え制御手段は、要求される情報の伝送速度条件に対応して予め定められた基準となる無線伝送路の状態より上記無線伝送路状態測定手段にて測定された無線伝送路の状態が良好な場合に上記第１の通信手段を選択し、上記無線伝送路状態測定手段にて測定された無線伝送路の状態が上記基準となる無線伝送路の状態より良好でない場合に上記第２の通信手段を選択するようにした基地局。
【請求項１６】
請求項１４または１５記載の基地局において、
上記第１の通信手段のアンテナは、送信電力に応じた移動局との通信可能なエリアを固定的に形成するアンテナとなる基地局。
【請求項１７】
請求項１６記載の基地局において、
送信電力に応じた移動局との通信可能エリアを固定的に形成するアンテナは、オムニアンテナまたはセクタアンテナとなる基地局。
【請求項１８】
請求項１４乃至１７いずれか記載の基地局において、
上記第２の通信手段のアンテナは、アダプティブアレイアンテナとなる基地局。
【請求項１９】
基地局の第１の通信手段又は第２の通信手段と移動局との間において情報通信を行う移動通信システムに用いられる移動局において、
基地局の止まり木チャネルにて送信される報知情報から、送受信される情報に関する通信サービスの質に応じた閾値を受信する閾値受信手段と、
基地局との間の無線伝送路の状態を測定する伝送路状態測定手段と、
無線伝送路の状態及び上記閾値に基づいて、第１の通信手段に対応する第１のセル又は、第２の通信手段に対応する第２のセルのうちいずれかのセルを選択するセル選択手段と、
上記選択されたセルの基地局に対して所定の信号を送信する信号送信手段とを
有し、
上記セル選択手段は、上記伝送路状態測定手段での測定結果と、要求される情報の伝送速度に基づいて、固定的な指向性を有するアンテナを用いて基地局が移動局と情報通信を行う第１の通信手段と、移動局を追尾するように指向性が可変となるアンテナを用いて基地局が移動局と情報通信を行う第２の通信手段とのいずれを選択すべきかを判断し、該判断された第１の通信手段または第２の通信手段にて基地局と当該移動局との間において情報通信がなされるようにした移動局。
【請求項２０】
請求項１９記載の移動局において、
上記セル選択手段は、要求される情報の伝送速度条件に対して予め定められた基準となる無線伝送路の状態より上記伝送路状態測定手段にて測定された無線伝送路の状態が良好な場合に、上記第１の通信手段が選択され、上記伝送路状態測定手段にて測定された無線伝送路の状態が上記基準となる無線伝送路の状態より良好とならない場合に、上記第２の通信手段が選択されるように判定するようにした移動局。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動通信システムにおける通信制御方法、詳しくは、要求される情報の伝送速度に応じて移動局と基地局との間の通信態様を制御するようにした通信制御制御方法に関する。
本発明は、また、そのような通信制御方法が適用される移動通信システム、基地局及び移動局に関する。
【０００２】
【従来の技術】
セルラ方式の移動通信システムでは、移動局との間で無線通信を行う基地局が通信サービスエリア内に複数設置されており、各基地局は、移動局との無線通信が可能な範囲となるセル（無線ゾーン）を形成している。セル内に在圏する移動局は、そのセルの基地局と無線通信を行うことにより、種々の通信サービス（通話、データ配信など）を受ける。
【０００３】
ところで、近年、移動局と基地局間の情報伝送の高速化が要望されている。高速な情報伝送を行う場合、伝送方式が同じで、アンテナ利得などの伝送条件が同じであるとすると、より多くの送信電力が必要となる。そのことは、限られた送信電力にてより高速な情報伝送を行おうとすると、各基地局の無線可能領域、即ち、セルの半径が小さくなることを意味する。より高い周波数を用いて基地局と移動局との間で無線通信を行う場合、伝播損失が増大するので、更に、情報の高速伝送における移動局との無線通信可能範囲（セル）に関する条件は厳しくなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような状況において、情報の高速伝送を可能にした移動通信システムによって安定した通信サービスを移動局のユーザに提供するためには、送信電力を増大させるか、あるいは、送信電力の増大を行わずに、通信サービスエリア内により多くの基地局を設置して小さい多くのセルにて当該通信サービスエリアをカバーすることになる。
【０００５】
しかし、移動局が基地局に比較的近い範囲に存在する場合には、比較的少ない送信電力であっても基地局と移動局との間において情報を高速に伝送することができる。また、情報の種類（例えば、音声情報）によっては、必ずしも高速伝送を行わなくても、十分な品質の通信サービスを提供することも可能な場合がある。これらの状況を考慮すると、一律に各基地局での送信電力を増大させるのでは、システム内における電力資源を効率的に利用されるものとはならない。
【０００６】
また、多くの基地局を通信サービスエリア内に設置しようとしても、特に、都市部などでは、設置場所の制限が多く、所望の位置に基地局をきめ細かく設置することは、困難である。そして、上述したように、必ずしも高速伝送を行わなくても十分な品質の通信サービスを提供しうる場合があることから、仮に、多くの基地局をきめ細かく設置したとしても、それらの基地局が有効に利用されるとは限らない。
【０００７】
そこで、本発明の第一の課題は、移動通信システムにおいて、送信電力資源や設備資源を効率的に利用しつつ、移動局において要望される通信サービスの質を満足できるようにした通信制御方法を提供することである。
本発明の第二の課題は、そのような通信制御方法が適用される移動通信システムを提供することである。
【０００８】
本発明の第三の課題は、そのような通信制御方法が適用される移動通信システムにおける基地局を提供することである。
更に、本発明の第四の課題は、そのような通信制御方法が適用される移動通信システムにおける移動局を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記第一の課題を解決するため、本発明は、請求項１に記載されるように、移動通信システムにおける基地局の第１の通信手段又は第２の通信手段と移動局との間において情報通信を行う際の通信制御方法において、移動局は、基地局の止まり木チャネルにて送信される報知情報から、送受信される情報に関する通信サービスの質に応じた閾値を受信し、無線伝送路の状態及び上記閾値に基づいて、第１の通信手段に対応する第１のセル又は、第２の通信手段に対応する第２のセルのうちいずれかのセルを選択し、上記選択されたセルの基地局に対して所定の信号を送信し、上記所定の信号を受信した基地局は、要求される情報の伝達速度と、移動局と基地局との間の無線伝送路の状態とに応じて、固定的な指向性を有するアンテナを用いて基地局が移動局と情報通信を行う第１の通信手段と、移動局を追尾するように指向性が可変となるアンテナを用いて基地局が移動局と情報通信を行う第２の通信手段とを選択的に切替えるように構成される。
【００１０】
このような通信制御方法では、上記第一の通信手段は固定的な指向性を有するアンテナを用いて基地局と移動局との間において情報通信を行い、上記第二の通信手段は、移動局を追尾するように指向性が可変となるアンテナを用いて基地局と移動局との間において情報通信を行うので、同じ送信電力のもとでは、上記第二の通信手段のほうが、上記第一の通信手段より、基地局からより遠方の移動局に対して情報通信を行うことができる。要求される通信速度と、基地局と移動局との間の無線伝送路の状態とに基づいて、それらの第一の通信手段と第二の通信手段を切替えることによって、種々の通信サービスの質を満足するような情報伝送が可能となる。
【００１１】
上記移動局と基地局との間の無線通信路の状態は、移動局と基地局との間の距離（無線伝送路の距離）、障害物での反射の状態、電波の減衰の状態、他の通信ノードからの電波の干渉状態などであって、例えば、信号の受信レベル、信号の誤り率、干渉波の受信レベル（受信ＣＩＲ：Carrier Interference Ratio）などにて表すことができる。
【００１２】
また、上記第一の通信手段にて用いられるアンテナの特性となる固定的な指向性には、所謂、無指向性も含まれる。
請求項２に記載されるように、上記通信方法において、基地局からの止まり木チャネルの受信レベルを移動局にて測定し、その測定結果を上記移動局と基地局との間の無線伝送路の状態として用いるように構成することができる。
【００１３】
上記第一の通信手段と第二の通信手段との切替え条件を具体的に提供するという観点から、本発明は、請求項３に記載されるように、上記各通信制御方法において、要求される情報の伝送速度条件に対して予め定められた基準となる無線伝送路の状態より移動局と基地局との間の無線伝送路の状態が良好な場合に、上記第一の通信手段が選択されるようにし、上記移動局と基地局との間の無線伝送路の状態が上記基準となる無線伝送路の状態より良好とならない場合に、上記第二の通信手段が選択されるように、上記第一の通信手段と上記第二の通信手段が切替えられるように構成することができる。
【００１４】
上記第一の通信手段のアンテナを具体的に提供するという観点から、本発明は、請求項４に記載されるように、上記各通信制御方法において、上記第一の通信手段のアンテナとして、送信電力に応じた移動局との通信可能エリアを固定的に形成するアンテナを用いるように構成される。
更に具体的には、本発明は、請求項５に記載されるように、上記各通信制御方法において、送信電力に応じた移動局との通信可能エリアを固定的に形成するアンテナとして、オムニアンテナまたはセクタアンテナを用いるように構成することができる。
【００１５】
また、第２の通信手段のアンテナを具体的に提供するという観点から、本発明は、請求項６に記載されるように、上記各通信制御方法において、上記第２の通信手段のアンテナとして、アダプティブアレイアンテナ(Adaptive Array Antenna : AAA)を用いるように構成することができる。
上記第二の課題を解決するため、本発明は、請求項７に記載されるように、基地局の第１の通信手段又は第２の通信手段と移動局との間において情報通信を行う移動通信システムにおいて、移動局は、基地局の止まり木チャネルにて送信される報知情報から、送受信される情報に関する通信サービスの質に応じた閾値を受信する閾値受信手段と、移動局と基地局との間の無線伝送路の状態を測定する伝送路状態測定手段と、無線伝送路の状態及び上記閾値に基づいて、第１の通信手段に対応する第１のセル又は、第２の通信手段に対応する第２のセルのうちいずれかのセルを選択するセル選択手段と、上記選択されたセルの基地局に対して所定の信号を送信する信号送信手段とを有し、上記所定の信号を受信した基地局は、固定的な指向性を有するアンテナを用いて移動局と情報通信を行う第１の通信手段と、移動局を追尾するように指向性が可変となるアンテナを用いて移動局と情報通信を行う第２の通信手段と、要求される情報の伝送速度と、上記伝送路状態測定手段にて測定された移動局と基地局との間の無線伝送路の状態に基づいて上記第１の通信手段と第２の通信手段とを選択的に切替える切替制御手段とを有するように構成される。
【００１６】
更に、上記第三の課題を解決するため、本発明は、請求項１４に記載されるように、基地局と移動局との間において情報通信を行う移動通信システムに用いられる基地局において、固定的な指向性を有するアンテナを用いて移動局と情報通信を行う第１の通信手段と、移動局を追尾するように指向性が可変となるアンテナを用いて移動局と情報通信を行う第２の通信手段と、止まり木チャネルにて送信される報知情報から、送受信される情報に関する通信サービスの質に応じた閾値を受信し、無線伝送路の状態及び上記閾値に基づいて、上記第１の通信手段に対応する第１のセル又は、上記第２の通信手段に対応する第２のセルのうちいずれかのセルを選択した移動局から送信された所定の信号に応じて、要求される情報の伝送速度と、移動局と基地局との間の無線伝送路の状態に基づいて上記第１の通信手段と第２の通信手段とを選択的に切替える切替え手段とを有するように構成される。
【００１７】
また、更に、上記第四の課題を解決するため、本発明は、請求項１９に記載されるように、基地局の第１の通信手段又は第２の通信手段と移動局との間において情報通信を行う移動通信システムに用いられる移動局において、基地局の止まり木チャネルにて送信される報知情報から、送受信される情報に関する通信サービスの質に応じた閾値を受信する閾値受信手段と、基地局との間の無線伝送路の状態を測定する伝送路状態測定手段と、無線伝送路の状態及び上記閾値に基づいて、第１の通信手段に対応する第１のセル又は、第２の通信手段に対応する第２のセルのうちいずれかのセルを選択するセル選択手段と、上記選択されたセルの基地局に対して所定の信号を送信する信号送信手段とを有し、上記セル選択手段は、上記伝送路状態測定手段での測定結果と、要求される情報の伝送速度に基づいて、固定的な指向性を有するアンテナを用いて基地局と移動局との間で情報通信を行う第１の通信手段と、移動局を追尾するように指向性が可変となるアンテナを用いて基地局と移動局との間で情報通信を行う第２の通信手段とのいずれを選択すべきかを判断し、該判断された第１の通信手段または第２の通信手段にて基地局と当該移動局との間において情報通信がなされるように構成される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
本発明の実施の一形態に係る複合セル切替え制御方法の提供される移動通信システムにおけるセル構成は、例えば、図１に示すようになっている。
図１において、通信サービスエリア内に複数の基地局１１、１２、１３、１４、１５、１６が設置されている。なお、図１では、便宜的に６つの基地局しか示されていない。
【００１９】
各基地局１１、１２、１３、１４、１５、１６は、所定の送信電力で情報の高速伝送を通常のアンテナ（例えば、オムニアンテナ、セクタアンテナ）を介して行える無線通信領域となるマイクロセルＣ１を構成する。この場合、高い伝送速度での無線通信が可能となるマイクロセルＣ１のセル半径は一般的に小さく、各基地局１１、１２、１３、１４、１５、１６の各マイクロセルＣ１だけでは、通信サービスエリア全体をカバーすることができない。ただし、比較的低い伝送速度で情報の無線通信を行う場合、このマイクロセルＣ１のセル半径は大きくなり、各マイクロセルＣ１にて通信サービスエリア全体をカバーすることができるようになる。
【００２０】
各基地局１１、１２、１３、１４、１５、１６は、更に、移動局の追尾機能を有する高利得アンテナ、例えば、アダプティブアレイアンテナを介して行える無線通信領域となるＡＡＡセルＣ２を形成する。このアダプティブアレイアンテナを用いた場合、指向性（電波のビーム）を絞ることができるので、限られた送信電力で、比較的広い範囲の移動局を追尾することができる。従って、ＡＡＡセルＣ２はマクロセルＣ１より広く、情報の高速伝送の際に上記マイクロセルＣ１にてカバーできなかった通信サービスエリアは、各基地局にて形成されるＡＡＡセルＣ２によってカバーされる。
【００２１】
また、制御チャネルに要求される伝送速度は、一般的に高速の通信チャネルほどには大きくないので、制御チャネルでの無線通信可能範囲（制御用セル）は比較的広くなる。この例では、各基地局の無線チャネルでの無線通信可能範囲は、情報の低速伝送の際に形成されるセル半径の大きいマイクロセルＣ１に対応し、通信サービスエリアを連続的にカバーできるものとする。
【００２２】
上記各基地局１１、１２、１３、１４、１５、１６は、例えば、図２に示すように構成される。
図２において、基地局は、制御部１００、アンテナアレイ１０１、送受分配器１０２、ウエイト制御・乗算部１０３（受信信号用）、ウエイト制御・乗算部１０４（送信信号用）、切替器１１０、復調回路１１１、復号回路１１２、変調回路１１３、符号化回路１１４、送受分配器１２０、送受分配器１３０、復調回路１３１、復号回路１３２、変調回路１３３及び符号化回路１３４を有している。
【００２３】
上記アレイアンテナ１０１、送受分配器１０２、ウエイト制御・乗算部１０３、１０４は、ＡＡＡセルＣ２内の移動端末機との間で、情報の高速伝送を行う際に用いられる（ＡＡＡセル系）。ウエイト制御・乗算部１０３は、移動局固有のパイロット信号を用いて、予め定められたアダプティブウエイト決定アルゴリズムに従ってアレイアンテナ１０１の各アンテナ素子に対するウエイトを決定し、各アンテナ素子からの信号に対して対応するウエイトを乗じることによって、受信信号を生成する。このウエイト制御・乗算部１０３（受信信号用）にて決定された各アンテナ素子に対するウエイトは、ウエイト制御・乗算部１０４（送信信号用）にリアルタイムで通知される。ウエイト制御・乗算部１０３にて生成された受信信号は、切替器１１０を介して復調回路１１１、復号回路１１２に順次供給され、復調、復号の処理にて得られた受信情報信号が制御部１００に供給される。
【００２４】
ウエイト制御・乗算部１０４（送信信号用）は、上記ウエイト制御・乗算部１０３（受信信号用）から通知された各ウエイトを送信信号に乗算し、その結果得られた各信号をアンテナアレイ１０１の対応するアンテナ素子から送信する。制御部１００からの送信情報信号は、符号化回路１１４、変調回路１１３に順次供給され、符号化、変調の処理にて得られた送信信号が切替器１１０を介してウエイト制御・乗算部１０４に供給される。
【００２５】
送受分配器１２０は、例えば、オムニアンテナを介して信号の送受信を行い、マイクロセルＣ１内の移動局と通信を行うために用いられる（マイクロセル系）。オムニアンテナにて受信された信号は、この送受分配器１２０、切替器１１０を介して復調回路１１１、復号回路１１２に順次供給される。これら復調回路１１１、復号回路１１２での処理にて得られた受信情報信号が制御部１１０に供給れる。また、制御部１００からの送信信号が符号化回路１１４、変調回路１１３に順次供給される。そして、それら符号化、変調の各処理にて得られた送信信号が切替器１１０を介して送受分配器１２０に供給され、オムニアンテナから送信される。
【００２６】
送受分配器１３０は、例えば、オムニアンテナを介して制御チャネルの信号の送受信を行うために用いられる（制御用セル系）。アンテナにて受信された制御信号は、この送受分配器１３０を介して復調回路１３１、復号回路１３２に順次供給される。復調、復号の各処理された制御チャネルの情報は、受信情報信号として制御部１００に供給される。また、制御部１００からの制御信号は、符号化回路１３４、変調回路１３３に順次供給される。そして、それら符号化、変調の各処理にて得られた制御信号が送受分配器１３０に供給され、アンテナから送信される。
【００２７】
切替器１１０は、制御部１００からの指示により、移動局に対して動作させるべき送受信系（ＡＡＡセル系またはマイクロセル系）を切替える。なお、この制御部１００による切替器１１０の切替制御の詳細については後述する。
なお、上記制御用セル系の通信ユニット（送受分配器１３０、復調回路１３１、復号回路１３２、変調回路１３３及び符号化回路１３４）は、マイクロセル系の通信ユニット（送受分配器１２０、復調回路１１１、復号回路１１２、変調回路１１３及び符号化回路１１４）にて代用することができる。また、図２において、送信系、受信系の双方に用いられる増幅器については、省略されている。
【００２８】
通信サービスエリア内で基地局と無線通信を行う移動局は、例えば、図３に示すように構成されている。
図３において、この移動局は、制御部２００、アンテナを介して信号の送受信を行う送受分配器２０１と、復調回路２０２、復号回路２０３、変調回路２０４、符号化回路２０５を有している。アンテナを介して受信した信号が送受分配器２０１を介して復調回路２０２、復号回路２０３に順次供給される。復調回路２０２、復号回路２０３での復調、復号処理にて得られた受信情報信号が制御部２００に供給される。また、制御部２００からの送信情報信号が符号化回路２０５、２０４に順次供給され、それらでの処理により得られた送信信号が送受分配器２０１を介してアンテナから送信される。
【００２９】
なお、図３において、送信系、受信系の双方に用いられる増幅器については、省略されている。
移動局と、基地局との間の通信の手順について説明する。
移動局からの起動により情報伝送が行われる場合、例えば、図４に示す手順に従って、移動局と基地局との間で通信が行われる。
【００３０】
図４において、移動局（ＭＳ）は、マイクロセルＣ１またはＡＡＡセルＣ２の選択を行う。このセルの選択は、次のようにしてなされる。
各基地局（ＢＳ）は、図５に示すように、前述した制御用セル系の通信ユニットにて止まり木チャネルセルを一定の送信電力で送信している。移動局（ＭＳ）は、制御部２００での制御のもと、周囲の基地局（ＢＳ）からの止まり木チャネルを走査し、その受信レベルを順次測定する（Ｓ１１）。そして、その測定された受信レベルのうち最大レベルとなる止まり木チャネルの基地局を当該移動局が在圏するセルの基地局と判定する（Ｓ１２）。この移動局が在圏するセルの基地局の判定処理は、移動局が待ち受け状態でも、また、通信状態のいずれの状態でも、一定時間毎など、予め定められた条件のもとで行われる。
【００３１】
その後、図６に示すように、その判定された基地局（ＢＳ）から止まり木チャネルにて送信される報知情報を受信した移動局（ＭＳ）は、その報知情報に含まれるマイクロセルＣ１とＡＡＡセルＣ２の切替条件となる閾値Ｓを取得する（Ｓ１３）。
この閾値Ｓは、送受信される情報に関する通信サービスの質に応じて異なる。例えば、画像情報などの情報を高速伝送することが要求される情報が送受信される場合の閾値Ｓ１は、比較的大きな値となる。また、通話情報などの情報のように特に高速伝送しなくても比較的高い通信品質を保つことのできる情報が送受信される場合の閾値Ｓ２は比較的小さな値となる。
【００３２】
上記のようにマイクロセルＣ１とＡＡＡセルＣ２の切替条件となる閾値を取得した移動局（ＭＳ）は、自局が在圏するセルの基地局からの止まり木チャネルの受信レベルＲを測定し（Ｓ１４）、その受信レベルと上記取得した閾値Ｓとの比較結果に基づいてマイクロセルＣ１とＡＡＡセルＣ２の選択を行うＳ１５）。
上記受信レベルＳが閾値Ｒ（Ｒ１またはＲ２）以上となる場合、マイクロセルＣ１が選択される。一方、上記受信レベルＳが閾値Ｒ（Ｒ１またはＲ２）より小さい場合、ＡＡＡセルＣ２が選択される。情報を高速伝送する場合、上記閾値Ｓ１が比較的大きな値となるため、受信レベルＲが、比較的高いレベルとならなければ、マイクロセルＣ１が選択されない。即ち、移動局（ＭＳ）と基地局（ＢＳ）との間の無線伝送路の状態が比較的良好な場合（移動局が基地局に比較的近い場合）にマイクロセルＣ１が選択される。一方、情報を高速伝送する必要がない場合には、上記閾値Ｓ２が比較的小さい値となるため、受信レベルＲが比較的低いレベルであっても、マイクロセルＣ１が選択される。即ち、移動局（ＭＳ）と基地局（ＢＳ）との間の無線伝送路の状態がそんなに良好でなくても（移動局が基地局より比較的遠くに位置していても）マイクロセルＣ１が選択される。
【００３３】
また、一方、上記閾値Ｓ（Ｓ１またはＳ２）を基準として、移動局（ＭＳ）と基地局（ＢＳ）との間の無線伝送路の状態が比較的悪い場合（移動局が基地局から上記基準に基づいて比較的遠くに位置する場合）には、ＡＡＡセル２が選択される。
図４に戻って、上記のようにして、移動局（ＭＳ）にてマイクロセルＣ１またはＡＡＡセルＣ２の選択がなされると、移動局（ＭＳ）は、制御チャネルを用いて発信信号及び無線状態報告信号を在圏すると判定されたセルの基地局（ＢＳ）に送信する。この無線状態報告信号には、選択されたセル種別（マイクロセルＣ１またはＡＡＡセルＣ２）の情報を含む。
【００３４】
これら発信信号及び無線状態報告信号を制御チャネルにて受信した基地局（ＢＳ）の制御部１００（図２参照）は、無線状態報告信号に含まれる選択されたセル種別の情報に基づいて切替器１１０に対する切替制御信号を生成し、その切替制御信号にて切替器１１０の切替制御が行われる（Ｓ２１）。移動局（ＭＳ）にてマイクロセルＣ１の選択が行われた場合、マイクロセル系の通信ユニットである送受分配器１２０が復調回路１１１及び変調回路１１３に接続されるように、切替器１１０が接続切替を行う。
【００３５】
このように通信ユニット（通信チャネル）の選択がなされると、その選択された通信ユニット（ＡＡＡセル系またはマイクロセル系）の送受信機の起動がなされる（Ｓ２２）。そして、基地局（ＢＳ）から制御チャネルを用いて通信チャネルの指定情報を含む信号が移動局に送信される。このとき、ＡＡＡセル系の通信ユニットが選択された場合、移動局（ＭＳ）に対して通信チャネルの通知と共に、アクティブアレイの動作に必要な情報（移動局のパイロット信号など）も通知される。
【００３６】
基地局（ＢＳ）から通信チャネルの指定情報を受信した移動局（ＭＳ）は、その指定された通信チャネル用の受信機を起動する（Ｓ３）。そして、その通信チャネルでの受信同期を確立するために同期用信号を基地局（ＢＳ）に送信する。基地局（ＢＳ）は、移動局（ＭＳ）から受信した同期用信号に基づいて当該通信チャネルでの受信同期を確立させる（Ｓ２３）。
【００３７】
この状態で移動局（ＭＳ）と基地局（ＢＳ）との間で情報伝送のための通信が所定の送信電力にて行われる。例えば、情報の高速伝送を行う場合、移動局（ＭＳ）が図１に示すマイクロセルＣ１内に在圏すれば、基地局（ＢＳ）のマイクロセル系の通信ユニットにより、基地局（ＢＳ）と移動局（ＭＳ）との間において、それぞれ所定の送信電力にて情報の高速伝送が行われる。また、移動局（ＭＳ）が上記マイクロセルＣ１の外に位置する場合、基地局（ＢＳ）のＡＡＡセル系の通信ユニットが、制御部１００での制御のもと、アダプティブアレイの動作に必要な情報（移動局固有のパイロット信号など）に基づいてアダプティブアレイアンテナを制御する( アンテナ素子のウエイトを制御する) ことによって移動局（ＭＳ）を追尾しつつ、上記所定の送信電力にてその移動局（ＭＳ）と情報の高速伝送を行う。
【００３８】
また、例えば、移動局（ＭＳ）が、位置的には、図１に示す高速伝送におけるＡＡＡセルＣ２内に存在する場合であっても、比較的低速にて情報転送を行う場合には、マイクロセルＣ１が比較的広くなるので、当該移動局（ＭＳ）がその比較的広いマイクロセルＣ１内に存在することになれば、基地局（ＢＳ）のマイクロセル系の通信ユニットにより移動局（ＭＳ）と基地局（ＢＳ）は、それぞれ所定の送信電力にて比較的低速での情報伝送を行う。
【００３９】
更に、移動局に対する着信により情報伝送が行われる場合、例えば、図７に示す手順に従って、移動局と基地局との間で通信が行われる。
図７において、基地局（ＢＳ）から制御用セル内に着信一斉呼出しがなされる。そのとき、その制御用セル内の移動局がその一斉呼出しを受信し、自局に対する呼出しであることを検出した移動局（ＭＳ）では、前述と同様に、マクロセルＣ１またはＡＡＡセルの選択を行う（Ｓ１）。そして、移動局（ＭＳ）は、マイクロセルＣ１及びＡＡＡセルＣ２のいずれかの選択を行った後に、着信応答と無線状態報告信号を所定の制御チャネルにて基地局（ＢＳ）に送信する。以後、移動局（ＭＳ）と基地局（ＢＳ）との間で上述したのと同様なニゴシエーションが行われる。そして、選択された通信チャネルを用いて、着信を受けた移動局（ＭＳ）と基地局（ＢＳ）は、それぞれ、所定の送信電力にて要求される伝送速度での情報伝送を、基地局（ＢＳ）におけるマイクロセル系の通信ユニットまたはＡＡＡセル系の通信ユニットを用いて行う。
【００４０】
上述した例では、情報の高速伝送を行う場合、移動局が比較的基地局の近くに位置して移動局と基地局との間の無線伝送路の状態が比較的よい状況（受信レベルが比較的高い状況）では、基地局がオムニアンテナを有するマイクロセル系の通信ユニットを用い、それぞれ所定の送信電力にて基地局と移動局は情報通信を行う。一方、移動局が基地局から比較的遠い位置に存在し移動局と基地局との間の無線伝送路の状態が比較的よくない状況（受信レベルが比較的低い状況）では、基地局がアダプティブアレイアンテナを有するＡＡＡセル系の通信ユニットを用い、それぞれ所定の送信電力にて基地局と移動局は情報通信を行う。また、情報を比較的低速で送信する場合には、移動局が基地局から比較的遠い位置に存在しても、基地局がオムニアンテナを有するマイクロセル系の通信ユニットを用い、それぞれ所定の送信電力にて基地局と移動局は情報通信を行う。
【００４１】
従って、上述した例によれば、常に情報の高速伝送に対応できるように、通信サービスエリア内に基地局をきめ細かく設置したり、高い送信電力にて情報伝送を行わなくても、要求される伝送速度に応じて、オムニアンテナを有するマイクロセル系の通信ユニットでの情報伝送とアダプティブアレイアンテナを有するＡＡＡセル系の通信ユニットでの情報伝送とを切替えることによって、所定の送信電力での基地局から移動局への情報通信が可能となる。
【００４２】
なお、上記の例では、マイクロセルＣ１とＡＡＡセルＣ２との切替え基準となる閾値Ｓを基地局からの報知情報から移動局が取得するようにしたが、移動局が在圏するセルに対応してそのような基準となる情報を知ることができれば、他のどのような方法でもよい。
また、上記例では、移動局においてマイクロセルＣ１とＡＡＡセルＣ２の判定を行っているが、移動局にて測定された各基地局の止まり木チャネルの受信レベルを在圏するセルの基地局に報告し、該基地局にてマイクロセルＣ１とＡＡＡセルＣ２の判定を行うことができる。
【００４３】
【発明の効果】
以上、説明してきたように、請求項１乃至６記載の本願発明によれば、要求される通信速度と、基地局と移動局との間の無線伝送路の状態とに基づいて、第一の通信手段と第二の通信手段を切替えることによって、種々の通信サービスの質を満足するような情報伝送が可能となる。即ち、移動通信システムにおいて、送信電力資源や設備資源を効率的に利用しつつ、移動局の要望される通信サービスの質を満足できるようにした通信制御方法を提供することができる。
【００４４】
また、請求項７乃至１３記載の本願発明によれば、上記のような通信制御方法が適用される移動通信システムを提供することができる。
更に、請求項１４乃至１８記載の本願発明によれば、上記のような通信制御方法が適用される移動通信システムにおける基地局を提供することができる。
また、更に、請求項１９及び２０記載の本願発明によれば、上記のような通信制御方法が適用される移動通信システムにおける移動局を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係る通信方式が適用される移動通信システムのセル構成の例を示す図である。
【図２】基地局の構成例を示すブロック図である。
【図３】移動局の構成例を示すブロック図である。
【図４】移動局からの発信にて情報伝送がなされる場合の処理手順の一例を示すシーケンス図である。
【図５】移動局にて在圏セルの基地局を判定するための手順を示すフローチャートである。
【図６】移動局にてマイクロセルＣ１とＡＡＡセルＣ２の判定を行うための手順を示すフローチャートである。
【図７】移動局への着信にて情報転送がなされる場合の処理手順の一例を示すシーケンス図である。
【符号の説明】
１１、１２、１３、１４、１５、１６  基地局
１００  制御部
１０１  アンテナアレイ
１０２  送受分配器
１０３  ウエイト制御・乗算部（受信信号用）
１０４  ウエイト制御・乗算部（送信信号用）
１１０  切替器
１１１  復調回路
１１２  復号回路
１１３  変調回路
１１４  符号化回路
１２０  送受分配器
１３０  送受分配器
１３１  復調回路
１３２  復号回路
１３３  変調回路
１３４  符号化回路
２００  制御部
２０１  送受分配器
２０２  復調回路
２０３  復号回路
２０４  変調回路
２０５  符号化回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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