(57)【要約】  通信システムは、第１の基地局、第２の基地局、移動局のいずれかは、第１又は第２の基地局と移動局との間で送信される信号の受信タイミングに基づいて、送信タイミング変更量を決定する決定部を備える。移動局は、決定部が算出した送信タイミング変更量に基づいて、第１の基地局から第２の基地局にハンドオーバーを行うハンドオーバー実行部を備える。
2010150463.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基地局、第２の基地局、移動局のいずれかは、前記第１又は第２の基地局と前記移動局との間で送信される信号の受信タイミングに基づいて、送信タイミング変更量を決定する決定部を備え、
前記移動局は、前記決定部が算出した送信タイミング変更量に基づいて、前記第１の基地局から前記第２の基地局にハンドオーバーを行うハンドオーバー実行部を備える通信システム。
【請求項２】
前記移動局は、
前記第１及び第２の基地局が送信する信号の受信タイミングを測定する測定部と、
前記決定部を備え、前記測定部が測定した受信タイミングに基づいて、前記送信タイミング変更量を決定する請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
前記移動局は、
前記第１及び第２の基地局が送信する信号の受信タイミングを測定する測定部と、
前記測定部が測定した受信タイミングを、前記第１の基地局に送信する送信部とを備え、
前記第１の基地局は、前記決定部を備え、前記送信部が送信した受信タイミングに基づいて、前記送信タイミング変更量を決定する請求項１に記載の通信システム。
【請求項４】
前記移動局は、
前記第１及び第２の基地局が送信する信号の受信タイミングを測定する測定部と、
前記測定部が測定した受信タイミングを、前記第２の基地局に送信する送信部とを備え、
前記第２の基地局は、前記決定部を備え、前記送信部が送信した受信タイミングに基づいて、前記送信タイミング変更量を決定する請求項１に記載の通信システム。
【請求項５】
第１及び第２の基地局と通信する移動局であって、
前記第１及び第２の基地局が送信する信号の受信タイミングを測定する測定部と、
前記測定部が測定した受信タイミングに基づいて、前記送信タイミング変更量を決定する決定部と、
前記決定部が算出した送信タイミング変更量に基づいて、前記第１の基地局から前記第２の基地局にハンドオーバーを行うハンドオーバー実行部と、
を備える移動局。
【請求項６】
移動局、他の基地局と通信する基地局であって、
前記他の基地局又は自基地局と前記移動局との間で送信される信号の受信タイミングを受信する受信部と、
前記受信部が受信した受信タイミングに基づいて、送信タイミング変更量を決定する決定部を備え、
前記決定部が決定した送信タイミング変更量を前記移動局に送信する送信部と、
を備える基地局。
【請求項７】
第１の基地局、第２の基地局、移動局のいずれかが、前記第１又は第２の基地局と前記移動局との間で送信される信号の受信タイミングに基づいて、送信タイミング変更量を決定する決定過程を実行し、
前記移動局が、前記決定過程で算出した送信タイミング変更量で、前記第１の基地局から前記第２の基地局にハンドオーバーを行うハンドオーバー実行過程を実行する通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信システム、移動局、基地局及び通信方法に関する。
本願は、２００９年６月２２日に、日本に出願された特願２００９−１４７６９３号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
現在、移動体通信技術に関して、３ＧＰＰ（Ｔｈｉｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  Ｐｒｏｊｅｃｔ）が、ＬＴＥ−Ａ（ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ）の標準化を進めている。ＬＴＥ−Ａは、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）を発展させた規格である。【０００３】
ＬＴＥでは、移動局は１つの基地局と通信する。これに対して、ＬＴＥ−Ａでは、ＣｏＭＰ（Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ｐｏｉｎｔ  ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ａｎｄ  ｒｅｃｅｐｔｉｏｎ：多地点協調送受信）と呼ばれる技術を用いる。ＣｏＭＰは、複数の基地局が情報を共有し、協調して移動局と通信する技術である。
ＬＴＥ−Ａは、ＬＴＥと比較して、セルエッジでのユーザースループットやセルスループットを改善することが期待されている（非特許文献１）。下りリンクおよび上りリンクのそれぞれについて、ＣｏＭＰを使用することが検討されている。【０００４】
下りリンクにＣｏＭＰを用いる方法として、主に、２種類の方法が検討されている。
１つ目の方法は、ＬＴＥと同様に、移動局は基地局と１対１で通信するが、隣接した複数の基地局が情報を共有することにより、スケジューリングやビームフォーミングを協調して行い、干渉を低減させる方法である。
２つ目の方法は、ＬＴＥとは異なり、複数の基地局が１つの移動局に対して同時に信号を送信し、移動局はそれらの信号を結合して復調することにより、受信品質を向上させる方法である。
また、上りリンクにＣｏＭＰを用いる方法として、複数の基地局が、移動局が送信する信号を受信し、それらの信号を結合することによって、受信品質を向上させる方法が検討されている。【０００５】
ここで、ＬＴＥおよびＬＴＥ−Ａにおける物理レイヤについて説明する。物理レイヤでは、物理チャネル、物理シグナルが定義されている。下りの物理チャネルでは、ＰＤＳＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｄｏｗｎｌｉｎｋ  Ｓｈａｒｅｄ  Ｃｈａｎｎｅｌ：下り共有チャネル）、ＰＢＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｂｒｏａｄｃａｓｔ  Ｃｈａｎｎｅｌ：ブロードキャスト・チャネル）、ＰＭＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ  Ｃｈａｎｎｅｌ：マルチキャスト・チャネル）、ＰＣＦＩＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｆｏｒｍａｔ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ  Ｃｈａｎｎｅｌ：制御フォーマット・インディケータ・チャネル）、ＰＤＣＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｄｏｗｎｌｉｎｋ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｃｈａｎｎｅｌ：下り制御チャネル）、ＰＨＩＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｈｙｂｒｉｄ  ＡＲＱ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ  Ｃｈａｎｎｅｌ：ハイブリッドＡＲＱインディケータ・チャネル）の６種類が定義されている。【０００６】
下りの物理シグナルでは、ＲＳ（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｉｇｎａｌ：参照信号）、同期信号（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ  ｓｉｇｎａｌ）の２種類が定義されている。
上りの物理チャネルでは、ＰＵＳＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｕｐｌｉｎｋ  Ｓｈａｒｅｄ  Ｃｈａｎｎｅｌ：上り共有チャネル）、ＰＵＣＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｕｐｌｉｎｋ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｃｈａｎｎｅｌ：上り制御チャネル）、ＰＲＡＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｈａｎｎｅｌ：ランダムアクセスチャネル）の３種類が定義されている。
上りの物理シグナルでは、ＲＳ（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  ｓｉｇｎａｌ）の１種類が定義されている。【０００７】
ＰＤＳＣＨ、ＰＵＳＣＨは、主にユーザデータや制御データを送信するための物理チャネルである。ＰＢＣＨは、報知情報を送信するための物理チャネルである。ＰＭＣＨは、放送などのマルチキャストデータを送信するための物理チャネルである。
ＰＣＦＩＣＨは、ＰＤＣＣＨのシンボル数を通知するための物理チャネルである。ＰＤＣＣＨは、ＰＤＳＣＨやＰＵＳＣＨのスケジューリングやＴＰＣ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ：送信電力制御）コマンドなどを送信するための物理チャネルである。ＰＨＩＣＨは、ＰＵＳＣＨに対するＨＡＲＱ（Ｈｙｂｒｉｄ  Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｒｅｐｅａｔ  ｒｅＱｕｅｓｔ：ハイブリッド自動再送要求）のＡＣＫ／ＮＡＣＫを送信するための物理チャネルである。【０００８】
ＰＵＣＣＨは、ＰＤＳＣＨに対するＨＡＲＱのＡＣＫ／ＮＡＣＫ、ＣＱＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｑｕａｌｉｔｙ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ：チャネル品質情報）、ＰＭＩ（Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ  Ｍａｔｒｉｘ  Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ：プリコーディング・マトリックス・インディケータ）、ＲＩ（Ｒａｎｋ  Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ：ランク・インディケータ）などを送信するための物理チャネルである。ＰＲＡＣＨは、ランダムアクセスのプリアンブルを送信するための物理チャネルである。
また、上りリンクおよび下りリンクの参照信号（ＲＳ）は、チャネル推定やＣＱＩの測定に使用される物理シグナルである。同期信号（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ  ｓｉｇｎａｌ）は、セルサーチに使用される物理シグナルである。【０００９】
移動体通信においては、通信中（音声通話中やデータ通信中など）に移動局が移動した場合、移動局が通信する基地局を変更するハンドオーバー処理が行われる。ＬＴＥにおけるハンドオーバー処理について図１４、図１５を参照して説明する（非特許文献２）。【００１０】
図１４の状態１は、ＬＴＥにおいて、基地局１００Ａ、１００Ｂと、ハンドオーバー前の移動局２００との間で送受信される信号を示している。
図１４の状態１では、基地局１００Ａは、ＰＤＳＣＨ、ＰＣＦＩＣＨ、ＰＤＣＣＨ、ＰＨＩＣＨ、ＲＳの各信号やチャネルを、下り回線を用いて、移動局２００に送信する。
また、図１４の状態１では、移動局２００は、ＰＵＳＣＨ、ＰＵＣＣＨ、ＲＳの各信号やチャネルを上り回線を用いて、基地局１００Ａに送信する。
また、図１４の状態１では、基地局１００Ｂは、参照信号（ＲＳ）を下り回線を用いて、移動局２００に送信する。【００１１】
図１４の状態２は、ＬＴＥにおいて、基地局１００Ａ、１００Ｂと、ハンドオーバー後の移動局２００との間で送受信される信号を示している。
図１４の状態２では、基地局１００Ａは、参照信号（ＲＳ）を下り回線を用いて、移動局２００に送信する。
また、図１４の状態２では、基地局１００Ｂは、ＰＤＳＣＨ、ＰＣＦＩＣＨ、ＰＤＣＣＨ、ＰＨＩＣＨ、ＲＳの各信号やチャネルを、下り回線を用いて、移動局２００に送信する。
また、図１４の状態２では、移動局２００は、ＰＵＳＣＨ、ＰＵＣＣＨ、ＲＳの各信号やチャネルを、上り回線を用いて、基地局１００Ｂに送信する。【００１２】
図１５は、ＬＴＥにおいて、移動局２００、基地局１００Ａ、１００Ｂの処理を示すシーケンス図である。
まず、基地局１００Ａは、移動局２００に対して、基地局１００Ａを含む周辺の基地局から送信される信号の受信品質や受信タイミングなどを測定するよう指示する（ステップＳ３００１）。
移動局２００は、ステップＳ３００１の指示に基づいて、周辺の基地局から送信される信号の受信品質や、受信タイミングなどを測定する（ステップＳ３００２）。受信品質の測定には、参照信号（ＲＳ）の受信レベルや、パスロスや、Ｓ／Ｎなどが用いられる。【００１３】
移動局２００は、ステップＳ３００２で測定した受信品質や受信タイミングを含む測定結果を、基地局１００Ａに送信する（ステップＳ３００３）。
基地局１００Ａは、ステップＳ３００３の測定結果報告に基づいて、ハンドオーバー処理を行うか否かについて決定する（ステップＳ３００４）。例えば、基地局１００Ａは、基地局１００Ａが移動局２００に送信する信号の受信品質よりも、隣接する基地局１００Ｂが移動局２００に送信する信号の受信品質が良くなった場合に、ハンドオーバー処理を行うことを決定する。【００１４】
ステップＳ３００４でハンドオーバー処理を行うと決定した場合、基地局１００Ａは、基地局１００Ｂに対して、ハンドオーバー要求を送信する（ステップＳ３００５）。
基地局１００Ｂは、ハンドオーバーの準備を行い、準備が完了すると、基地局１００Ａに対して、ハンドオーバーの準備完了を通知するハンドオーバー応答を送信する（ステップＳ３００６）。
基地局１００Ｂからハンドオーバー応答を受信した基地局１００Ａは、移動局２００に対して、ハンドオーバー指示を送信する（ステップＳ３００７）。
移動局２００は、基地局１００Ａとの通信を開放する（ステップＳ３００８）。そして、移動局２００は、基地局１００Ｂとの同期をとるために、ＰＲＡＣＨを、基地局１００Ｂに送信する（ステップＳ３００９）。【００１５】
基地局１００Ｂは、移動局２００との間で、ランダムアクセス処理を行う。ランダムアクセス処理では、基地局１００Ｂは、移動局２００に対して指示する送信タイミング変更量を算出する。具体的には、基地局１００Ｂは、ステップＳ３００９のランダムアクセス要求を受信し、移動局２００から送信される信号の基地局１００Ｂでの受信タイミングと、基地局１００Ｂが期待する受信タイミングとの差を算出し、そのタイミング差から送信タイミング変更量を算出する（ステップＳ３０１０）。
基地局１００Ｂは、算出した送信タイミング変更量を含むランダムアクセス応答を、移動局２００に送信する（ステップＳ３０１１）。
そして、移動局２００は、ステップＳ３０１１で受信したランダムアクセス応答に基づいて、基地局１００Ａへの送信タイミングと、ランダムアクセス応答に含まれる送信タイミング変更量とを元に、基地局１００Ｂへの送信タイミングを算出する。そして、移動局２００は、基地局１００Ｂと無線接続し、基地局１００Ｂとの通信を開始する（ステップＳ３０１２）。
そして、移動局２００は、基地局１００Ｂに対して、ハンドオーバー完了通知を送信する（ステップＳ３０１３）。【００１６】
次に、図１６のように、複数の基地局が、１つの移動局に対して同時にデータを送信する下りＣｏＭＰの場合について説明する。
図１６の状態１は、ＣｏＭＰにおいて、基地局１０１Ａ、１０１Ｂと、ハンドオーバー前の移動局２０１との間で送受信される信号を示している。
図１６の状態１では、基地局１０１Ａは、ＰＤＳＣＨ、ＰＣＦＩＣＨ、ＰＤＣＣＨ、ＰＨＩＣＨ、ＲＳの各信号やチャネルを、下り回線を用いて、移動局２０１に送信する。
また、図１６の状態１では、移動局２０１は、ＰＵＳＣＨ、ＰＵＣＣＨ、ＲＳの各信号やチャネルを、上り回線を用いて、基地局１０１Ａに送信する。
また、図１６の状態１では、基地局１０１Ｂは、ＰＤＳＣＨ、ＲＳの各信号やチャネルを、下り回線を用いて、移動局２００に送信する。なお、基地局１０１Ｂは、ＰＣＦＩＣＨ、ＰＤＣＣＨを、必要に応じて、移動局２０１に送信する。【００１７】
図１６の状態２は、ＣｏＭＰにおいて、基地局１０１Ａ、１０１Ｂと、ハンドオーバー後の移動局２０１との間で送受信される信号を示している。
図１６の状態２では、基地局１０１Ａは、ＰＤＳＣＨ、ＲＳの各信号やチャネルを、下り回線を用いて、移動局２０１に送信する。また、基地局１０１Ａは、ＰＣＦＩＣＨ、ＰＤＣＣＨを、必要に応じて、移動局２０１に送信する。
また、図１６の状態２では、基地局１０１Ｂは、ＰＤＳＣＨ、ＰＣＦＩＣＨ、ＰＤＣＣＨ、ＰＨＩＣＨ、ＲＳの各信号やチャネルを、下り回線を用いて、移動局２０１に送信する。
また、図１６の状態２では、移動局２０１は、ＰＵＳＣＨ、ＰＵＣＣＨ、ＲＳの各信号やチャネルを、上り回線を用いて、基地局１０１Ｂに送信する。【００１８】
図１６の状態１では、上りリンクのデータは、基地局１０１Ａが移動局２０１から受信する。移動局２０１が移動することにより、例えば、基地局１０１Ａへの上りリンクの品質より、基地局１０１Ｂへの上りリンクの品質の方が良いと判定された場合、ハンドオーバー処理を行う。ハンドオーバー処理では、移動局２０１から送信される上りリンクのデータを受信する基地局であって、下りリンクの制御チャネル（ＰＣＦＩＣＨ、ＰＤＣＣＨ、ＰＨＩＣＨ）を移動局２０１に送信する基地局を、基地局１０１Ａから基地局１０１Ｂに変更する。
一方、下りリンクのデータは、ハンドオーバー処理の前後で変更はない。つまり、移動局２０１は、基地局１０１Ａと基地局１０１Ｂの両方から、下りリンクのデータを受信する。この状態で、ＬＴＥでのハンドオーバー処理を行うと、ランダムアクセス処理を行うために、移動局２０１は、一旦通信を開放する必要がある。その際に、移動局２０１は、変更の必要がない下りリンクのデータについても通信を中断しなければならない。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１９】
【非特許文献１】３ＧＰＰ  Ｒ１−０８４６１５（ＴＲ３６．８１４  ｖ０．２．０）：８、“Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ｐｏｉｎｔ  ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ａｎｄ  ｒｅｃｅｐｔｉｏｎ（ＣｏＭＰの概略）”
【非特許文献２】３ＧＰＰ  ＴＳ３６．３００  Ｖ８．７．０：１０．１．２．１、“Ｈａｎｄｏｖｅｒ（ＬＴＥでのハンドオーバーについて）”
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、移動局が基地局に対して、ランダムアクセスを行う必要がなく、迅速にハンドオーバーを行うことができる通信システム、移動局、基地局及び通信方法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】
【００２１】
（１）  本発明の一実施形態による通信システムは、第１の基地局、第２の基地局、移動局のいずれかは、前記第１又は第２の基地局と前記移動局との間で送信される信号の受信タイミングに基づいて、送信タイミング変更量を決定する決定部を備え、前記移動局は、前記決定部が算出した送信タイミング変更量に基づいて、前記第１の基地局から前記第２の基地局にハンドオーバーを行うハンドオーバー実行部を備える。【００２２】
（２）  本発明の一実施形態による通信システムでは、前記移動局は、前記第１及び第２の基地局が送信する信号の受信タイミングを測定する測定部と、前記決定部を備え、前記測定部が測定した受信タイミングに基づいて、前記送信タイミング変更量を決定しても良い。【００２３】
（３）  本発明の一実施形態による通信システムでは、前記移動局は、前記第１及び第２の基地局が送信する信号の受信タイミングを測定する測定部と、前記測定部が測定した受信タイミングを、前記第１の基地局に送信する送信部とを備え、前記第１の基地局は、前記決定部を備え、前記送信部が送信した受信タイミングに基づいて、前記送信タイミング変更量を決定しても良い。【００２４】
（４）  本発明の一実施形態による通信システムでは、前記移動局は、前記第１及び第２の基地局が送信する信号の受信タイミングを測定する測定部と、前記測定部が測定した受信タイミングを、前記第２の基地局に送信する送信部とを備え、前記第２の基地局は、前記決定部を備え、前記送信部が送信した受信タイミングに基づいて、前記送信タイミング変更量を決定しても良い。【００２５】
（５）  本発明の一実施形態による移動局は、第１及び第２の基地局と通信する移動局であって、前記第１及び第２の基地局が送信する信号の受信タイミングを測定する測定部と、前記測定部が測定した受信タイミングに基づいて、前記送信タイミング変更量を決定する決定部と、前記決定部が算出した送信タイミング変更量に基づいて、前記第１の基地局から前記第２の基地局にハンドオーバーを行うハンドオーバー実行部と、を備える。【００２６】
（６）  本発明の一実施形態による基地局は、移動局、他の基地局と通信する基地局であって、前記他の基地局又は自基地局と前記移動局との間で送信される信号の受信タイミングを受信する受信部と、前記受信部が受信した受信タイミングに基づいて、送信タイミング変更量を決定する決定部を備え、前記決定部が決定した送信タイミング変更量を前記移動局に送信する送信部と、を備える。【００２７】
（７）  本発明の一実施形態による通信方法は、第１の基地局、第２の基地局、移動局のいずれかが、前記第１又は第２の基地局と前記移動局との間で送信される信号の受信タイミングに基づいて、送信タイミング変更量を決定する決定過程を実行し、前記移動局が、前記決定過程で算出した送信タイミング変更量に基づいて、前記第１の基地局から前記第２の基地局にハンドオーバーを行うハンドオーバー実行過程を実行する。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の通信システム、移動局、基地局及び通信方法によれば、移動局が基地局に対して、ランダムアクセスを行う必要がなく、迅速にハンドオーバーを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１の実施形態による基地局３００Ａの構成を示す概略ブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態による移動局４００の構成を示す概略ブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態による基地局３００Ａ、基地局３００Ｂ、移動局４００の送受信のタイミングの関係を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態による通信システムのハンドオーバーの処理を示すシーケンス図である。
【図５】本発明の第２の実施形態による基地局３１０Ａの構成を示す概略ブロック図である。
【図６】本発明の第２の実施形態による移動局４１０の構成を示す概略ブロック図である。
【図７】本発明の第２の実施形態による通信システムのハンドオーバーの処理を示すシーケンス図である。
【図８】本発明の第３の実施形態による基地局３２０Ａの構成を示す概略ブロック図である。
【図９】本発明の第３の実施形態による基地局３２０Ａ、３２０Ｂ、移動局４００の送受信のタイミングの関係を示す図である。
【図１０】本発明の第４の実施形態による基地局３３０Ａの構成を示す概略ブロック図である。
【図１１】本発明の第４の実施形態による通信システムのハンドオーバーの処理を示すシーケンス図である。
【図１２】本発明の第５の実施形態による通信システムのハンドオーバーの処理を示すシーケンス図である。
【図１３】本発明の第６の実施形態による通信システムのハンドオーバーの処理を示すシーケンス図である。
【図１４】ＬＴＥにおいて、基地局１００Ａ、１００Ｂと、ハンドオーバー前後の移動局２００との間で送受信される信号を示す図である。
【図１５】ＬＴＥにおいて、移動局２００、基地局１００Ａ、１００Ｂの処理を示すシーケンス図である。
【図１６】ＣｏＭＰにおいて、基地局１０１Ａ、１０１Ｂと、ハンドオーバー前後の移動局２０１との間で送受信される信号を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、図面を参照して、本発明の各実施形態について説明する。
【００３１】
［第１の実施形態］
本実施形態の通信システムは、基地局３００Ａ、基地局３００Ｂ、移動局４００を備えている。
【００３２】
図１は、本発明の第１の実施形態による基地局３００Ａの構成を示す概略ブロック図である。図１の基地局３００Ａは、基地局３００Ａと基地局３００Ｂの送受信タイミングが一致している場合、信号処理部が移動局から受信した信号、または、コアネットワークを経由して他の基地局から受信したタイミング情報（時間ＴＤ）に基づいて、送信タイミング変更量を算出する。また、図１の基地局３００Ａは、算出した送信タイミング変更量を、信号処理部を経由して移動局に送信するか、コアネットワークを経由して別の基地局に送信する。
なお、基地局３００Ｂの構成は、基地局３００Ａの構成と同様であるため、その説明を省略する。
基地局３００Ａは、アンテナ３０１、無線部３０２、信号処理部３０３、送信タイミング変更量算出部３０４、制御部３０５を備えている。
なお、基地局３００Ａの構成要素としては、本実施形態の説明に必要なもののみを示し、その他の基地局３００Ａが備える通常の無線通信に用いられる構成要素の説明及び図示は省略する。
【００３３】
アンテナ３０１は、移動局４００が送信する信号を受信し、無線部３０２に出力する。また、アンテナ３０１は、無線部３０２が出力する信号を、無線信号として、移動局４００に送信する。
無線部３０２は、アンテナ３０１が出力する信号に対して、ダウンコンバートを行い、信号処理部３０３に出力する。また、無線部３０２は、信号処理部３０３が出力する信号に対して、アップコンバートを行い、アンテナ３０１に出力する。
信号処理部３０３は、無線部３０２が出力する信号に対して復調の処理を行い、制御部３０５に出力する。また、信号処理部３０３は、基地局３００Ａが移動局４００に送信するデータを、制御部３０５から取得し、変調の処理を行い、無線部３０２に出力する。
【００３４】
送信タイミング変更量算出部３０４は、制御部３０５が出力するタイミング情報に基づいて、移動局４００に対して指示する送信タイミング変更量を決定する。この送信タイミング変更量は、移動局４００が、通信先を、基地局３００Ａから基地局３００Ｂに切り替える際に、移動局４００が信号を送信するタイミングをどれだけ変更する必要があるかを示す。送信タイミング変更量算出部３０４は、算出した送信タイミング変更量の情報を、制御部３０５に出力する。
制御部３０５は、信号処理部３０３や送信タイミング変更量算出部３０４が出力する情報をコアネットワークに対して送信する。また、制御部３０５は、コアネットワークから受信した情報を、信号処理部３０３や送信タイミング変更量算出部３０４に出力する。
【００３５】
図２は、本発明の第１の実施形態による移動局４００の構成を示す概略ブロック図である。移動局４００は、アンテナ４０１、無線部４０２、信号処理部４０３、品質・タイミング測定部４０４、制御部４０５を備えている。
【００３６】
アンテナ４０１は、基地局３００Ａ、３００Ｂが送信する信号を受信し、無線部４０２に出力する。また、アンテナ４０１は、無線部４０２が出力する信号を、無線信号として、基地局３００Ａ、３００Ｂに送信する。
無線部４０２は、アンテナ４０１が出力する信号に対して、ダウンコンバートを行い、信号処理部４０３に出力する。また、無線部４０２は、信号処理部４０３が出力する信号に対して、アップコンバートを行い、アンテナ４０１に出力する。
信号処理部４０３は、無線部４０２が出力する信号に対して復調の処理を行い、制御部４０５、品質・タイミング測定部４０４に出力する。また、信号処理部４０３は、移動局４００が基地局３００Ａ、３００Ｂに送信するデータを、制御部４０５から取得し、変調の処理を行い、無線部４０２に出力する。
【００３７】
品質・タイミング測定部４０４は、信号処理部４０３が出力する信号に基づいて、基地局３００Ａ、３００Ｂから移動局４００が受信する参照信号（ＲＳ）の受信品質や受信タイミングを測定し、制御部４０５に出力する。ここで、受信タイミングの測定については、例えば、前回測定した受信タイミングに従って信号処理部４０３が参照信号（ＲＳ）を復調し、復調したＲＳシンボルについて周波数方向に隣接したＲＳシンボルの相関をとることにより位相差を算出し、算出された位相差から前回からどれだけ受信タイミングがずれているかを判定し、受信タイミングを更新することなどにより行われる。
制御部４０５は、信号処理部４０３が出力する情報を、移動局４００の上位レイヤに出力する。また、制御部４０５は、上位レイヤから取得した情報や、品質・タイミング測定部４０４が出力する品質やタイミング情報を、信号処理部４０３に出力する。
【００３８】
本実施形態の通信システムは、図１６で説明したＣｏＭＰを用いる。ハンドオーバー前においては、下りのデータは、基地局３００Ａおよび基地局３００Ｂから同時に、移動局４００に対して送信される。つまり、移動局４００は、基地局３００Ａおよび基地局３００Ｂから送信されるＰＤＳＣＨを同時に受信し、データを復調する。
ＰＤＳＣＨを復調するためには、移動局４００は、スケジューリング情報が送信されるＰＤＣＣＨと、ＰＤＣＣＨを受信するために必要なＰＣＦＩＣＨと、チャネル推定に必要な参照信号（ＲＳ）とを、それぞれ受信する必要がある。
【００３９】
ＰＤＣＣＨについては、基地局３００Ａおよび基地局３００Ｂの両方から、それぞれ移動局４００が受信する場合や、基地局３００Ａまたは基地局３００Ｂのいずれかから移動局４００が受信する場合がある。いずれかの基地局からＰＤＣＣＨを受信する場合には、２つの基地局３００Ａ、３００Ｂから送信されるＰＤＳＣＨのスケジューリング情報を含んだＰＤＣＣＨが、移動局４００に送信される。
ＰＣＦＩＣＨは、ＰＤＣＣＨを受信する基地局から移動局４００が受信する。参照信号（ＲＳ）については、チャネル推定を行うために基地局３００Ａおよび基地局３００Ｂの両方から、移動局４００が受信する必要がある。
【００４０】
上りリンクのデータは、基地局３００Ａに対してのみ、移動局４００から送信される。そのため、基地局３００Ａのみが、ＰＵＳＣＨを移動局４００から受信する。従って、ＰＵＳＣＨに対するＨＡＲＱのＡＣＫ／ＮＡＣＫを通知するＰＨＩＣＨについては、基地局３００Ａから移動局４００が受信する。
また、移動局４００は、ＰＤＳＣＨに対するＨＡＲＱのＡＣＫ／ＮＡＣＫを送信する。そのため、移動局４００は、ＰＵＣＣＨを送信する必要がある。ここでは、ＰＵＣＣＨについては、基地局３００Ａのみが移動局４００から受信する。また、ＰＵＳＣＨやＰＵＣＣＨを復調するために必要な参照信号（ＲＳ）についても、基地局３００Ａのみが移動局４００から受信する。従って、基地局３００Ｂから送信されるＰＤＳＣＨに対するＨＡＲＱのＡＣＫ／ＮＡＣＫは、必要であれば基地局３００Ａを経由して、基地局３００Ｂに通知される。
また、スケジューリングに必要なＣＱＩについても、必要であれば基地局３００Ａを経由して、基地局３００Ｂに通知される。従って、通常は、上りの物理チャネルや物理シグナルについては、基地局３００Ａのみが移動局４００から受信する。ハンドオーバー後においては、逆に上りリンクのチャネルやシグナルを、基地局３００Ｂのみが、移動局４００から受信する。
【００４１】
図３は、本発明の第１の実施形態による基地局３００Ａ、基地局３００Ｂ、移動局４００の送受信のタイミングの関係を示す図である。図３において、横軸は、時間を示している。白抜きの四角はある瞬間の無線フレームを示している。
図３の信号１は、基地局３００Ａでの送信タイミングを示している。
図３の信号２は、基地局３００Ａでの受信タイミングを示している。
図３の信号３は、基地局３００Ｂでの送信タイミングを示している。
図３の信号４は、基地局３００Ｂでの受信タイミングを示している。
図３の信号５は、移動局４００での基地局３００Ａからの信号の受信タイミングを示している。
図３の信号６は、移動局４００での基地局３００Ｂからの信号の受信タイミングを示している。
図３の信号７は、移動局４００でのハンドオーバー前の送信タイミングを示している。
図３の信号８は、移動局４００でのハンドオーバー後の送信タイミングを示している。
【００４２】
図３の信号５の時間ＴＡ＿Ｕ、ＴＡ＿Ｄは、それぞれ基地局３００Ａと移動局４００との間の上りリンク、下りリンクの伝播遅延である。図３の信号６の時間ＴＢ＿Ｕ、ＴＢ＿Ｄは、それぞれ基地局３００Ｂと移動局４００との間の上りリンク、下りリンクの伝播遅延である。
図３の信号５の時間ＴＤは、移動局４００で受信した基地局３００Ａと基地局３００Ｂの信号のタイミング差である。図３の信号５の時間ＴＵは、ハンドオーバー前後での移動局４００からの信号の送信タイミング差である。
【００４３】
ＬＴＥ−Ａでは、ＬＴＥと同様に、下りリンクは、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：直交周波数分割多重）を採用している。そのため、複数の基地局からの信号を同時に移動局が受信するようなＣｏＭＰを行う場合には、複数の基地局から受信した信号のタイミング差が、ＣＰ（Ｃｙｃｌｉｃ  Ｐｒｅｆｉｘ：サイクリック・プレフィックス）長以内に収まっている必要がある。サイクリック・プレフィックス（ＣＰ）は、シンボル間干渉等の除去を目的として、ＯＦＤＭシンボルの前のガードインターバルに、シンボルの終わりの部分をコピーすることによって作成される。従って、基本的には、基地局間が同期している必要がある。
【００４４】
また、上りリンクについては、ＤＦＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）−Ｐｒｅｃｏｄｅｄ  ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）の採用が検討されている。そのため、基地局側は、複数の移動局からの信号を同時に受信する必要があり、それらの信号がＣＰ長以内に収まっている必要がある。
従って、基地局が主導で各移動局に送信タイミング変更量を指示することにより、基地局での受信のタイミングを調整する。ここでは、基地局３００Ａと基地局３００Ｂの送受信のタイミングが、すべて一致している場合について説明する。
【００４５】
この場合、ハンドオーバー前においては、移動局４００の信号の送信タイミングは、基地局３００Ａから指示されて決定される。その送信タイミングは、基地局３００Ａでの受信のタイミングに対して、基地局３００Ａと移動局４００の間の上り伝播遅延時間ＴＡ＿Ｕだけ時間的に前になるように、設定される。
また、ハンドオーバー後においては、移動局４００の信号の送信タイミングは、基地局３００Ｂから指示されて決定される。その送信タイミングは、基地局３００Ｂでの受信のタイミングに対して、基地局３００Ｂと移動局４００の間の上り伝播遅延時間ＴＢ＿Ｕだけ時間的に前になるように設定される。
【００４６】
図４は、本発明の第１の実施形態による通信システムのハンドオーバーの処理を示すシーケンス図である。
始めに、基地局３００Ａの制御部３０５は、移動局４００に対して、信号処理部３０３、無線部３０２、アンテナ３０１を介して、測定指示を送信する（ステップＳ６００１）。この測定指示は、基地局３００Ａを含む周辺の基地局（基地局３００Ｂなど）から送信される信号の受信品質や受信タイミングなどを測定することを、移動局４００に指示するものである。
移動局４００の制御部４０５は、ステップＳ６００１で基地局３００Ａが送信した測定指示を、受信する。そして、移動局４００の品質・タイミング測定部４０４は、周辺の基地局３００Ａ、３００Ｂから送信される信号（ＲＳ）の受信品質や受信タイミングを測定する（ステップＳ６００２）。受信品質の測定には、参照信号（ＲＳ）の受信レベルや、パスロスや、Ｓ／Ｎなどが用いられる。
【００４７】
移動局４００の制御部４０５は、ステップＳ６００２で測定した受信品質や受信タイミングを含む測定結果を、信号処理部４０３、無線部４０２、アンテナ４０１を介して、基地局３００Ａに送信する（ステップＳ６００３）。例えば、移動局４００は、図３の信号５に示すように、基地局３００Ａと基地局３００Ｂとから送信される信号のタイミング差（時間ＴＤ）を、基地局３００Ａに送信する。なお、基地局３００Ａと基地局３００Ｂとから送信される信号のタイミング情報（移動局４００内のカウンタの値など）を基地局３００Ａに送信することにより、基地局３００Ａにおいて、信号のタイミング差（時間ＴＤ）を算出するようにしてもよい。
基地局３００Ａの制御部３０５は、ステップＳ６００３の測定結果報告に基づいて、ハンドオーバー処理を行うか否かについて決定する（ステップＳ６００４）。例えば、基地局３００Ａの制御部３０５は、基地局３００Ａが送信する信号の移動局４００での受信品質よりも、隣接する基地局３００Ｂが送信する信号の移動局４００での受信品質が良くなった場合に、ハンドオーバー処理を行うと決定する。
ここで、ハンドオーバー処理を行うか否かについて決定する際には、移動局４００からの報告以外にも、通信の混雑状況など様々な要素を考慮に入れて決定しても良い。
【００４８】
ステップＳ６００４でハンドオーバー処理を行うと決定した場合、基地局３００Ａの制御部３０５は、基地局３００Ｂに対して、信号処理部３０３、無線部３０２、アンテナ３０１を介して、ステップＳ６００３で移動局４００から受信したタイミング情報を含むハンドオーバー要求を送信する（ステップＳ６００５）。
ＣｏＭＰを行っている場合には、様々な情報（スケジューリング情報やＣＱＩなど）を、基地局３００Ａと基地局３００Ｂとの間で定期的に情報交換する。従って、タイミング情報を、ステップＳ６００５でハンドオーバー要求を行う時に通知するのではなく、前もって定期的に、基地局３００Ａから基地局３００Ｂに通知しても良い。
【００４９】
基地局３００Ｂの送信タイミング変更量算出部３０４は、基地局３００Ａから受信したタイミング情報に基づいて、送信タイミング変更量を算出する（ステップＳ６００６）。送信タイミング変更量は、移動局４００が基地局３００Ａから基地局３００Ｂにハンドオーバーを行い、基地局３００Ｂに信号を送信する際に必要な情報である。本実施形態では、各基地局３００Ａ、３００Ｂの送受信タイミングが同期している。そのため、図３の信号５に示すように、ハンドオーバー後の送信タイミングは、ハンドオーバー前の送信タイミングに対して、時間ＴＵだけ時間的に前になるように変更する必要がある。時間ＴＵは、上りリンクの伝播遅延時間ＴＢ＿Ｕと伝播遅延時間ＴＡ＿Ｕとの差である。
【００５０】
本実施形態では、時間ＴＡ＿Ｕと時間ＴＡ＿Ｄとは同じであるとみなしている。また、時間ＴＢ＿Ｕと時間ＴＢ＿Ｄは同じであるとみなしている。そのため、時間ＴＵは、時間ＴＤと同じとなる。その理由は、以下の通りである。つまり、ＬＴＥやＬＴＥ−Ａには、ＴＤＤ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｄｕｐｌｅｘ：時間分割二重通信）とＦＤＤ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｄｕｐｌｅｘ：周波数分割二重通信）とがある。ＴＤＤの場合には、上りリンクと下りリンクとが同じ周波数帯で運用されているため、伝播遅延については、上りリンクも下りリンクも同じと考えられる。また、ＦＤＤの場合には、上りリンクと下りリンクとが異なる周波数帯で運用されているため、周波数帯毎の伝播路状況の違いにより、伝播遅延については差が生じる可能性がある。ただし、移動局４００の送信タイミングは、リアルタイムに変更できるものではなく、ある周期で基地局からの指示に基づいて調整される。そのため、基地局は、少しずれたタイミングでも受信できるような仕組みとなっており、伝播遅延の差分については吸収できると考えられる。従って、時間ＴＵは、時間ＴＤと同じと考えても良い。
【００５１】
ステップＳ６００５でハンドオーバー要求を受信した基地局３００Ｂの制御部３０５は、ハンドオーバーに関する準備が完了すると、ステップＳ６００６で算出したタイミング情報を含むハンドオーバー応答を、信号処理部３０３、無線部３０２、アンテナ３０１を介して、基地局３００Ａに送信する（ステップＳ６００７）。
ステップＳ６００７でハンドオーバー応答を受信した基地局３００Ａの制御部３０５は、送信タイミング変更量を含むハンドオーバー指示を、信号処理部３０３、無線部３０２、アンテナ３０１を介して、移動局４００に送信する（ステップＳ６００８）。
移動局４００の制御部４０５は、基地局３００Ａとの物理チャネルを開放し、指示された送信タイミング変更量に基づいて送信タイミングを変更し、基地局３００Ｂとの物理チャネルを接続する（ステップＳ６００９）。これにより、移動局４００は、基地局３００Ａから基地局３００Ｂにハンドオーバーを行う。
そして、移動局４００の制御部４０５は、ハンドオーバー完了通知を、信号処理部４０３、無線部４０２、アンテナ４０１を介して、基地局３００Ｂに送信する（ステップＳ６０１０）。
【００５２】
本発明の第１の実施形態による通信システムの移動局４００の品質・タイミング測定部４０４（測定部とも称する）は、基地局３００Ａ（第１の基地局とも称する）、３００Ｂ（第２の基地局とも称する）が送信する信号の受信タイミングを測定する。
また、移動局４００の制御部４０５（送信部とも称する）は、品質・タイミング測定部４０４が測定した受信タイミングを、基地局３００Ｂに送信する。
また、基地局３００Ｂの送信タイミング算出部３０４（決定部とも称する）は、基地局３００Ａ、基地局３００Ｂの無線部３０２が送信した信号（ＲＳ）の受信タイミングに基づいて、送信タイミング変更量（時間ＴＵ）を決定する。
また、移動局４００の制御部４０５（ハンドオーバー実行部とも称する）は、基地局３００Ｂの送信タイミング算出部３０４が算出した送信タイミング変更量（時間ＴＵ）に基づいて、基地局３００Ａから基地局３００Ｂにハンドオーバーを行う。
【００５３】
本発明の第１の実施形態による通信システムによれば、移動局４００が基地局３００Ｂに対して、ランダムアクセスを行う必要がなく、迅速にハンドオーバーを行うことができる。よって、移動局４００は、通信の瞬断などを発生させることなく、スムーズに通信先を変更することが可能となる。
【００５４】
なお、図４では、送信タイミング変更量の算出を基地局３００Ｂで行う場合について説明したが、これに限定されるものではない。下りリンクの伝播遅延の情報（時間ＴＤ）については、基地局３００Ａでも把握している。そのため、送信タイミング変更量の算出を、基地局３００Ａで行っても良い。
【００５５】
また、図４では、ハンドオーバーの指示などの下りのデータについては、基地局３００Ａから、移動局４００に送信される場合について説明したが、これに限定されるものではない。無線的には、下りリンクのデータは、基地局３００Ａと基地局３００Ｂの両方から、移動局４００に同時に送信される。そのため、例えば、基地局３００Ａが、ＣｏＭＰの制御を行うメインの基地局となっている場合には、基地局３００Ａのみから該当のデータを、移動局４００に送信しても良い。また、基地局３００Ａから基地局３００Ｂを経由して、基地局３００Ｂのみから該当のデータを、移動局４００に送信しても良い。また、両方の基地局３００Ａ、３００Ｂから該当のデータを、移動局４００に送信しても良い。
【００５６】
また、基地局３００Ａと基地局３００Ｂとを制御する別の制御局がＣｏＭＰを制御する場合には、その制御局から基地局３００Ａを経由して、基地局３００Ａのみから該当のデータを、移動局４００に送信しても良い。また、その制御局から基地局３００Ｂを経由して、基地局３００Ｂのみから該当のデータを、移動局４００に送信しても良い。また、その制御局から基地局３００Ａと基地局３００Ｂとを経由して、両方の基地局３００Ａ、３００Ｂから該当のデータを、移動局４００に送信しても良い。
なお、基地局３００Ａと基地局３００Ｂのタイミング関係が逆の場合にも、同様にタイミングを算出することが可能である。
【００５７】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態による通信システムについて説明する。第１の実施形態では、送信タイミング変更量の算出を、基地局３００Ｂで行っていた。これに対して、第２の実施形態では、送信タイミング変更量の算出を、移動局で行う場合について説明する。
【００５８】
本発明の第２の実施形態による通信システムは、基地局３１０Ａ、３１０Ｂ、移動局４１０を備えている。第２の実施形態が、第１の実施形態と同様の部分については、それらの説明を省略する。
【００５９】
図５は、本発明の第２の実施形態による基地局３１０Ａの構成を示す概略ブロック図である。本実施形態では、基地局３１０Ａと基地局３１０Ｂの送受信タイミングが一致している場合、送信タイミング変更量を、移動局４１０が算出する。図５は、その場合の基地局を表している。
なお、基地局３１０Ｂの構成は、基地局３１０Ａの構成と同様であるため、その説明を省略する。
基地局３１０Ａは、アンテナ３１１、無線部３１２、信号処理部３１３、制御部３１５を備えている。
【００６０】
アンテナ３１１は、移動局４１０が送信する信号を受信し、無線部３１２に出力する。また、アンテナ３１１は、無線部３１２が出力する信号を、無線信号として、移動局４１０に送信する。
無線部３１２は、アンテナ３１１が出力する信号に対して、ダウンコンバートを行い、信号処理部３１３に出力する。また、無線部３１２は、信号処理部３１３が出力する信号に対して、アップコンバートを行い、アンテナ３１１に出力する。
【００６１】
信号処理部３１３は、無線部３１２が出力する信号に対して復調の処理を行い、制御部３１５に出力する。また、信号処理部３１３は、基地局３１０Ａが移動局４１０に送信するデータを、制御部３１５から取得し、変調の処理を行い、無線部３１２に出力する。
制御部３１５は、信号処理部３１３が出力する情報をコアネットワークに対して送信する。また、制御部３１５は、コアネットワークから受信した情報を、信号処理部３１３に出力する。
【００６２】
図６は、本発明の第２の実施形態による移動局４１０の構成を示す概略ブロック図である。移動局４１０は、アンテナ４１１、無線部４１２、信号処理部４１３、品質・タイミング測定部４１４、制御部４１５、送信タイミング変更量算出部４１６を備えている。
アンテナ４１１は、基地局３１０Ａ、３１０Ｂが送信する信号を受信し、無線部４１２に出力する。また、アンテナ４１１は、無線部４１２が出力する信号を、無線信号として、基地局３１０Ａ、３１０Ｂに送信する。
無線部４１２は、アンテナ４１１が出力する信号に対して、ダウンコンバートを行い、信号処理部４１３に出力する。また、無線部４１２は、信号処理部４１３が出力する信号に対して、アップコンバートを行い、アンテナ４１１に出力する。
【００６３】
信号処理部４１３は、無線部４１２が出力する信号に対して復調の処理を行い、制御部４１５、品質・タイミング測定部４１４に出力する。また、信号処理部４１３は、移動局４１０が基地局３１０Ａ、３１０Ｂに送信するデータを、制御部４１５から取得し、変調の処理を行い、無線部４１２に出力する。
品質・タイミング測定部４１４は、信号処理部４１３が出力する信号に基づいて、基地局３１０Ａ、３１０Ｂから移動局４１０が受信する参照信号（ＲＳ）の受信品質や受信タイミングを測定し、制御部４１５に出力する。
【００６４】
制御部４１５は、信号処理部４１３が出力する情報を、移動局４１０の上位レイヤに出力する。また、制御部４１５は、上位レイヤから取得した情報や、品質・タイミング測定部４１４が出力するタイミング情報を、信号処理部４１３に出力する。また、制御部４１５は、品質・タイミング測定部４１４が出力するタイミング情報を、送信タイミング変更量算出部４１６に出力する。
送信タイミング変更量算出部４１６は、制御部４１５が出力するタイミング情報に基づいて、送信タイミング変更量を決定する。この送信タイミング変更量は、移動局４１０が、通信先を、基地局３１０Ａから基地局３１０Ｂに切り替える際に、移動局４１０が信号を送信するタイミングをどれだけ変更する必要があるかを示している。送信タイミング変更量算出部４１６は、算出した送信タイミング変更量の情報を、制御部４１５に出力する。
【００６５】
図７は、本発明の第２の実施形態による通信システムのハンドオーバーの処理を示すシーケンス図である。
始めに、基地局３１０Ａの制御部３１５は、測定指示を、信号処理部３１３、無線部３１２、アンテナ３１１を介して、移動局４１０に送信する（ステップＳ７００１）。
移動局４１０の制御部４１５は、ステップＳ７００１で基地局３１０が送信した測定指示を受信する。そして、移動局４１０の品質・タイミング測定部４１４は、基地局３１０Ａと基地局３１０Ｂが、移動局４１０に送信する信号（ＲＳ）の受信品質や受信タイミングを測定する（ステップＳ７００２）。
【００６６】
移動局４１０の送信タイミング変更量算出部４１６は、ステップＳ７００２で測定した受信タイミングの情報に基づいて、送信タイミング変更量を算出する（ステップＳ７００８）。なお、第２の実施形態の送信タイミング変更量算出部４１６は、第１の実施形態の送信タイミング変更量算出部３０４と同様の方法を用いて、送信タイミング変更量を算出する。
そして、移動局４１０の制御部４１５は、ステップＳ７００２で測定した受信品質を含む測定結果を、信号処理部４１３、無線部４１２、アンテナ４１１を介して、基地局３１０Ａに送信する（ステップＳ７００３）。
基地局３１０Ａの制御部３１５は、ステップＳ７００３で移動局４１０から受信した測定結果報告に基づいて、ハンドオーバー処理を行うか否かについて決定する（ステップＳ７００４）。なお、第２の実施形態の制御部３１５は、第１の実施形態の制御部３０５と同様の方法を用いて、ハンドオーバー処理を行うか否かについて決定する。
【００６７】
ステップＳ７００４でハンドオーバー処理を行うと決定した場合、基地局３１０Ａの制御部３１５は、基地局３１０Ｂに対して、信号処理部３１３、無線部３１２、アンテナ３１１を介して、ハンドオーバー要求を送信する（ステップＳ７００５）。
ステップＳ７００５でハンドオーバー要求を受信した基地局３１０Ｂの制御部３１５は、ハンドオーバーに関する準備が完了すると、ハンドオーバー応答を、信号処理部３１３、無線部３１２、アンテナ３１１を介して、基地局３１０Ａに送信する（ステップＳ７００６）。
【００６８】
ステップＳ７００６でハンドオーバー応答を受信した基地局３１０Ａの制御部３１５は、ハンドオーバー指示を、信号処理部３１３、無線部３１２、アンテナ３１１を介して、移動局４１０に送信する（ステップＳ７００７）。
移動局４１０の制御部４１５は、基地局３１０Ａとの物理チャネルを開放し、ステップＳ７００８で算出した送信タイミング変更量に基づいて送信タイミングを変更し、基地局３１０Ｂとの物理チャネルを接続する（ステップＳ７００９）。これにより、移動局４１０は、基地局３１０Ａから基地局３１０Ｂにハンドオーバーを行う。
そして、移動局４１０の制御部４１５は、ハンドオーバー完了通知を、信号処理部４１３、無線部４１２、アンテナ４１１を介して、基地局３１０Ｂに送信する（ステップＳ７０１０）。
ここで、ステップＳ７００８は、ステップＳ７００７のハンドオーバー指示を受信した後に実施してもよい。
【００６９】
本発明の第２の実施形態による通信システムの移動局４１０の品質・タイミング測定部４１４（測定部とも称する）は、基地局３１０Ａ（第１の基地局とも称する）、３１０Ｂ（第２の基地局とも称する）が送信する信号の受信タイミングを測定する。
また、移動局４１０の送信タイミング算出部４１６（決定部とも称する）は、基地局３１０Ａ、基地局３１０Ｂの無線部３１２が送信した信号（ＲＳ）の受信タイミングに基づいて、送信タイミング変更量（時間ＴＵ）を決定する。
また、移動局４１０の制御部４１５（ハンドオーバー実行部とも称する）は、移動局４１０の送信タイミング算出部４１６が算出した送信タイミング変更量（時間ＴＵ）に基づいて、基地局３１０Ａから基地局３１０Ｂにハンドオーバーを行う。
【００７０】
本発明の第２の実施形態による通信システムによれば、第１の実施形態と同様に、移動局４１０が基地局３１０Ｂに対して、ランダムアクセスを行う必要がなく、迅速にハンドオーバーを行うことができる。よって、移動局４１０は、通信の瞬断などを発生させることなく、スムーズに通信先を変更することが可能となる。
【００７１】
［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態による通信システムについて説明する。第３の実施形態が、第１の実施形態と同様の部分については、それらの説明を省略する。
第３の実施形態による通信システムは、基地局と移動局を備えている。第３の実施形態による移動局の構成は、第１の実施形態による移動局４００（図２）の構成と同様であるので、その説明を省略する。
第３の実施形態において、移動局４００は、基地局３２０Ａから基地局３２０Ｂにハンドオーバーを行う。
【００７２】
図８は、本発明の第３の実施形態による基地局３２０Ａの構成を示す概略ブロック図である。図８の基地局３２０Ａは、基地局３２０Ａと基地局３２０Ｂの送受信タイミングが一致していない場合、信号処理部が移動局から受信した信号、または、コアネットワークを経由して他の基地局から受信したタイミング情報（時間ＴＤ）と、タイミング差算出部から受信したタイミング差（時間ＴＡＢ）とに基づいて、送信タイミング変更量を基地局で算出する。
なお、基地局３２０Ｂの構成は、基地局３２０Ａの構成と同様であるため、その説明を省略する。
基地局３２０Ａは、アンテナ３２１、無線部３２２、信号処理部３２３、送信タイミング変更量算出部３２４、制御部３２５、タイミング差算出部３２６を備えている。
【００７３】
アンテナ３２１は、移動局４００が送信する信号を受信し、無線部３２２に出力する。また、アンテナ３２１は、無線部３２２が出力する信号を、無線信号として、移動局４００に送信する。
無線部３２２は、アンテナ３２１が出力する信号に対して、ダウンコンバートを行い、信号処理部３２３に出力する。また、無線部３２２は、信号処理部３２３が出力する信号に対して、アップコンバートを行い、アンテナ３２１に出力する。
信号処理部３２３は、無線部３２２が出力する信号に対して復調の処理を行い、制御部３２５に出力する。また、信号処理部３２３は、基地局３２０Ａが移動局４００に送信するデータを、制御部３２５から取得し、変調の処理を行い、無線部３２２に出力する。
【００７４】
送信タイミング変更量算出部３２４は、制御部３２５が出力する移動局４００から受信したタイミング情報やコアネットワークから受信したタイミング差に基づいて、移動局４００に対して指示する送信タイミング変更量を決定する。この送信タイミング変更量は、移動局４００が、通信先を、基地局３２０Ａから基地局３２０Ｂに切り替える際に、移動局４００が信号を送信するタイミングをどれだけ変更する必要があるかを示している。送信タイミング変更量算出部３２４は、算出した送信タイミング変更量の情報を、制御部３２５に出力する。
制御部３２５は、信号処理部３２３や送信タイミング変更量算出部３２４が出力する情報や、基地局の送受信タイミングに関する情報を、コアネットワークに対して送信する。また、制御部３２５は、コアネットワークから受信した情報（基地局の送受信タイミングや送信タイミング変更量など）を、信号処理部３２３、送信タイミング変更量算出部３２４、タイミング差算出部３２６に出力する。
タイミング差算出部３２６は、制御部３２５から受信した基地局の送受信タイミングの情報に基づいて、タイミング差を算出し、制御部３２５に出力する。
【００７５】
図９は、本発明の第３の実施形態による基地局３２０Ａ、基地局３２０Ｂ、移動局４００の送受信のタイミングの関係を示す図である。図９において、横軸は、時間を示している。白抜きの四角はある瞬間の無線フレームを示している。
【００７６】
図９の信号１は、基地局３２０Ａでの送信タイミングを示している。
図９の信号２は、基地局３２０Ａでの受信タイミングを示している。
図９の信号３は、基地局３２０Ｂでの送信タイミングを示している。
図９の信号４は、基地局３２０Ｂでの受信タイミングを示している。
図９の信号５は、移動局４００での基地局３２０Ａからの信号の受信タイミングを示している。
図９の信号６は、移動局４００での基地局３２０Ｂからの信号の受信タイミングを示している。
図９の信号７は、移動局４００でのハンドオーバー前の送信タイミングを示している。
図９の信号８は、移動局４００でのハンドオーバー後の送信タイミングを示している。
【００７７】
図９の信号４に示すように、基地局３２０Ａと基地局３２０Ｂの送受信のタイミングは、時間ＴＡＢだけずれている。
ＣｏＭＰでは、基地局３２０Ａと基地局３２０Ｂとは、同期していることを前提としている。しかし、第３の実施形態では、基地局３２０Ａと基地局３２０Ｂとが、正確に同期しておらず、少しのずれが生じた場合について説明する。
【００７８】
この場合も第１の実施形態と同様に、上りリンクと下りリンクの伝播遅延は同じであると見なす。これにより、以下の式（１）〜式（４）を用いて、基地局３２０Ａと基地局３２０Ｂとの信号の送受信のタイミング差の時間ＴＡＢと、移動局４００で受信した基地局３２０Ａと基地局３２０Ｂとの信号のタイミング差の時間ＴＤとから、時間ＴＵを求めることが可能となる。時間ＴＵは、ハンドオーバー後の送信タイミングとハンドオーバー前の送信タイミングとの差分である。なお、時間ＴＢ＿Ｄは、基地局３２０Ｂと移動局４００との間の下り伝搬遅延である。また、時間ＴＡ＿Ｄは、基地局３２０Ａと移動局４００との間の下り伝搬遅延である。時間ＴＢ＿Ｕは、基地局３２０Ｂと移動局４００との間の上り伝搬遅延である。また、時間ＴＡ＿Ｕは、基地局３２０Ａと移動局４００との間の上り伝搬遅延である。
【００７９】
ＴＤ＝ＴＢ＿Ｄ＋ＴＡＢ−ＴＡ＿Ｄ  ・・・  （１）
【００８０】
式（１）に基づいて、以下の式（２）が導かれる。
【００８１】
ＴＢ＿Ｄ−ＴＡ＿Ｄ＝ＴＤ−ＴＡＢ  ・・・  （２）
【００８２】
ＴＵ＝ＴＢ＿Ｕ−ＴＡ＿Ｕ−ＴＡＢ  ・・・  （３）
【００８３】
ＴＢ＿Ｕ＝ＴＡ＿Ｕ、ＴＢ＿Ｄ＝ＴＢ＿Ｕと見なすことにより、以下の式（４）が導かれる。
【００８４】
ＴＵ＝ＴＢ＿Ｄ−ＴＡ＿Ｄ−ＴＡＢ
＝ＴＤ−ＴＡＢ−ＴＡＢ
＝ＴＤ−２ＴＡＢ  ・・・  （４）
【００８５】
時間ＴＡＢについては、基地局３２０Ａと基地局３２０Ｂとで、それぞれのタイミング情報を交換することにより、算出することが可能である。例えば、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）を利用した絶対時間との比較をすることにより、基地局３２０Ａと基地局３２０Ｂとのタイミング差を算出することが可能である。
従って、移動局４００が、時間ＴＤを基地局３２０Ａや基地局３２０Ｂに報告することにより、基地局３２０Ａや基地局３２０Ｂは、時間ＴＵを算出することができる。
なお、基地局内の送受信のタイミングが同期していない場合についても、同様の原理によって、時間ＴＵを算出することが可能である。
【００８６】
第３の実施形態を用いた場合においても、第１の実施形態と同様に、移動局４００が基地局３２０Ｂに対して、ランダムアクセスを行う必要がなく、迅速にハンドオーバーを行うことができる。よって、移動局４００は、通信の瞬断などを発生させることなく、スムーズに通信先を変更することが可能となる。
【００８７】
［第４の実施形態］
次に、本発明の第４の実施形態による通信システムについて説明する。第４の実施形態では、第３の実施形態において、移動局で時間ＴＵを算出する場合について説明する。
第４の実施形態が、第１の実施形態と同様の部分については、それらの説明を省略する。第４の実施形態による通信システムは、基地局と移動局を備えている。第４の実施形態による移動局の構成は、第２の実施形態による移動局４１０の構成と同様であるので、その説明を省略する。
第４の実施形態において、移動局４１０は、基地局３３０Ａから基地局３３０Ｂにハンドオーバーを行う。
【００８８】
図１０は、本発明の第４の実施形態による基地局３３０Ａの構成を示す概略ブロック図である。図１０の基地局３３０Ａは、基地局３３０Ａと基地局３３０Ｂの送受信タイミングが一致していない場合、他の基地局の送受信タイミングの情報を、上位レイヤを介して受信し、基地局間の送受信タイミング差（時間ＴＡＢ）を測定し、時間ＴＡＢを移動局４１０に通知する。移動局４１０は、送信タイミング変更量を算出する。
なお、基地局３３０Ｂの構成は、基地局３３０Ａの構成と同様であるため、その説明を省略する。
基地局３３０Ａは、アンテナ３３１、無線部３３２、信号処理部３３３、制御部３３５、タイミング差算出部３３６を備えている。
【００８９】
アンテナ３３１は、移動局４１０が送信する信号を受信し、無線部３３２に出力する。また、アンテナ３３１は、無線部３３２が出力する信号を、無線信号として、移動局４１０に送信する。
無線部３３２は、アンテナ３３１が出力する信号に対して、ダウンコンバートを行い、信号処理部３３３に出力する。また、無線部３３２は、信号処理部３３３が出力する信号に対して、アップコンバートを行い、アンテナ３３１に出力する。
信号処理部３３３は、無線部３３２が出力する信号に対して復調の処理を行い、制御部３３５に出力する。また、信号処理部３３３は、基地局３３０Ａが移動局４１０に送信するデータを、制御部３３５から取得し、変調の処理を行い、無線部３３２に出力する。
【００９０】
制御部３３５は、信号処理部３３３が出力する情報をコアネットワークに対して送信する。また、制御部３３５は、コアネットワークから受信した情報（基地局の送受信タイミングなど）を、信号処理部３２３、タイミング差算出部３３６に出力する。
タイミング差算出部３３６は、制御部３３５から受信した基地局の送受信タイミングの情報に基づいて、タイミング差を算出し、制御部３３５に出力する。
【００９１】
図１１は、本発明の第４の実施形態による通信システムのハンドオーバーの処理を示すシーケンス図である。
始めに、基地局３３０Ａの無線部３３３は、測定指示を、アンテナ３３１を介して、移動局４１０に送信する（ステップＳ８００１）。
移動局４１０の制御部４１５は、ステップＳ８００１で基地局３３０Ａが送信した測定指示を受信する。そして、移動局４１０の品質・タイミング測定部４１４は、基地局３３０Ａと基地局３３０Ｂとが送信する信号（ＲＳ）の受信品質や受信タイミングとを測定する（ステップＳ８００２）。
そして、移動局４１０の制御部４１５は、ステップＳ８００２で測定した受信品質を含む測定結果を、信号処理部４１３、無線部４１２、アンテナ４１１を介して、基地局３３０Ａに送信する（ステップＳ８００３）。
【００９２】
基地局３３０Ａの制御部３３５は、ステップＳ８００３で移動局４１０から受信した測定結果報告に基づいて、ハンドオーバー処理を行うか否かについて決定する（ステップＳ８００４）。なお、第４の実施形態の制御部３３５は、第１の実施形態の制御部３０５と同様の方法を用いて、ハンドオーバー処理を行うか否かについて決定する。
ステップＳ８００４でハンドオーバー処理を行うと決定した場合、基地局３３０Ａの制御部３３５は、基地局３３０Ｂに対して、信号処理部３３３、無線部３３２、アンテナ３３１を介して、基地局３３０Ａの送信タイミング情報を含むハンドオーバー要求を送信する（ステップＳ８００５）。
そして、基地局３３０Ｂのタイミング差算出部３３６は、ステップＳ８００５で受信したタイミング情報と、基地局３３０Ｂの送信タイミング情報とに基づいて、基地局３３０Ａと基地局３３０Ｂとのタイミング差を算出する（ステップＳ８００６）。なお、第４の実施形態のタイミング差算出部３３６は、第３の実施形態のタイミング差算出部３２６と同様の方法を用いて、タイミング差を算出する。
【００９３】
そして、基地局３３０Ｂの制御部３３５は、ステップＳ８００６で算出したタイミング差を含むハンドオーバー応答を、信号処理部３３３、無線部３３２、アンテナ３３１を介して、基地局３３０Ａに送信する（ステップＳ８００７）。
そして、基地局３３０Ａの制御部３３５は、ステップＳ８００７で受信したタイミング差の情報を含むハンドオーバー指示を、信号処理部３３３、無線部３３２、アンテナ３３１を介して、移動局４１０に送信する（ステップＳ８００８）。
【００９４】
移動局４１０の送信タイミング変更量算出部４１６は、ステップＳ８００８でハンドオーバー指示を受信した場合、そのハンドオーバー指示に含まれるタイミング差の情報と、ステップＳ８００２で測定した受信タイミングの情報とに基づいて、送信タイミング変更量を算出する（ステップＳ８００９）。
移動局４１０の制御部４１５は、基地局３３０Ａとの物理チャネルを開放し、ステップＳ８００９で算出した送信タイミング変更量に基づいて送信タイミングを変更し、基地局３３０Ｂとの物理チャネルを接続する（ステップＳ８０１０）。これにより、移動局４１０は、基地局３３０Ａから基地局３３０Ｂにハンドオーバーを行う。
そして、移動局４１０の制御部４１５は、ハンドオーバー完了通知を、信号処理部４１３、無線部４１２、アンテナ４１１を介して、基地局３３０Ｂに送信する（ステップＳ８０１１）。
【００９５】
第４の実施形態を用いた場合においても、第２の実施形態と同様に、移動局４１０が基地局３３０Ｂに対して、ランダムアクセスを行う必要がなく、迅速にハンドオーバーを行うことができる。よって、移動局４１０は、通信の瞬断などを発生させることなく、スムーズに通信先を変更することが可能となる。
【００９６】
［第５の実施形態］
次に、本発明の第５の実施形態による通信システムについて説明する。第５の実施形態が、第１の実施形態と同様の部分については、それらの説明を省略する。第５の実施形態による通信システムは、第１の実施形態と同様に、基地局３００Ａ、３００Ｂ、移動局４００を備える。
物理チャネルや物理シグナルの送受信の方法や、基地局３００Ａ、３００Ｂと移動局４００の送受信のタイミングの関係については、第１の実施形態と同様である。
【００９７】
図１２は、本発明の第５の実施形態による通信システムのハンドオーバーの処理を示すシーケンス図である。
始めに、基地局３００Ａの制御部３０５は、移動局４００に対して、信号処理部３０３、無線部３０２、アンテナ３０１を介して、測定指示を送信する（ステップＳ９００１）。この測定指示は、基地局３００Ａを含む周辺の基地局（基地局３００Ｂなど）から送信される信号の受信品質や受信タイミングなどを測定することを、移動局４００に指示するものである。
移動局４００の制御部４０５は、アンテナ４０１、無線部４０２、信号処理部４０３を介して、ステップＳ９００１で基地局３００Ａが送信した測定指示を受信する。そして、移動局４００の品質・タイミング測定部４０４は、周辺の基地局３００Ａ、３００Ｂから送信される信号（ＲＳ）の受信品質や受信タイミングを測定する（ステップＳ９００２）。受信品質の測定には、参照信号（ＲＳ）の受信レベルや、パスロスや、Ｓ／Ｎなどが用いられる。
【００９８】
移動局４００の制御部４０５は、ステップＳ９００２で測定した受信品質を含む測定結果を、信号処理部４０３、無線部４０２、アンテナ４０１を介して、基地局３００Ａに送信する（ステップＳ９００３）。
基地局３００Ａの制御部３０５は、ステップＳ９００３の測定結果報告に基づいて、ハンドオーバー処理を行うか否かについて決定する（ステップＳ９００４）。例えば、基地局３００Ａの制御部３０５は、基地局３００Ａが送信する信号の移動局４００での受信品質よりも、隣接する基地局３００Ｂが送信する信号の移動局４００での受信品質が良くなった場合に、ハンドオーバー処理を行うと決定する。
【００９９】
ステップＳ９００４でハンドオーバー処理を行うと決定した場合、基地局３００Ａの制御部３０５は、基地局３００Ｂに対して、信号処理部３０３、無線部３０２、アンテナ３０１を介して、ＲＳ関連情報を含むハンドオーバー要求を送信する（ステップＳ９００５）。ＲＳ関連情報は、参照信号（ＲＳ）に関する送信周期などの情報である。
基地局３００Ｂの送信タイミング変更量算出部３０４は、ステップＳ９００５で受信したＲＳ関連情報に基づき、アンテナ３０１、無線部３０２、信号処理部３０３、制御部３０５を介して、移動局４００から基地局３００Ａに対して送信している参照信号（ＲＳ）を受信する。そして、送信タイミング変更量算出部３０４は、参照信号（ＲＳ）の受信タイミングを測定し、移動局４００に指示する送信タイミング変更量を算出する（ステップＳ９００６）。
【０１００】
ステップＳ９００５でハンドオーバー要求を受信した基地局３００Ｂの制御部３０５は、ハンドオーバーに関する準備が完了すると、ステップＳ９００６で算出した送信タイミング変更量を含むハンドオーバー応答を、信号処理部３０３、無線部３０２、アンテナ３０１を介して、基地局３００Ａに送信する（ステップＳ９００７）。
ステップＳ９００７でハンドオーバー応答を受信した基地局３００Ａの制御部３０５は、送信タイミング変更量を含むハンドオーバー指示を、信号処理部３０３、無線部３０２、アンテナ３０１を介して、移動局４００に送信する（ステップＳ９００８）。
移動局４００の制御部４０５は、基地局３００Ａとの物理チャネルを開放し、指示された送信タイミング変更量に基づいて送信タイミングを変更し、基地局３００Ｂとの物理チャネルを接続する（ステップＳ９００９）。
そして、移動局４００の制御部４０５は、ハンドオーバー完了通知を、信号処理部４０３、無線部４０２、アンテナ４０１を介して、基地局３００Ｂに送信する（ステップＳ９０１０）。
【０１０１】
つまり、図１２では、ハンドオーバー処理を行うことを決定した場合、基地局３００Ａは基地局３００Ｂに対して、ハンドオーバーの要求を行うと共に、基地局３００Ａで受信している参照信号（ＲＳ）に関する情報（送信周期など）を通知する。基地局３００Ｂは、基地局３００Ａから受信した参照信号（ＲＳ）に関する情報に基づいて、通常は受信しない基地局３００Ａ向けの参照信号（ＲＳ）を受信し、この信号に基づいて移動局４００からの送信タイミングを測定する。
これにより、ＦＤＤの場合の上りと下りの伝播遅延の差分の影響を排除することが可能となり、より正確に送信タイミングを算出することが可能となる。基地局３００Ｂは、移動局４００に指示するべき送信タイミング変更量を算出し、その他ハンドオーバーに関する準備が完了すると基地局３００Ａに送信タイミング変更量とともに完了を通知する。
【０１０２】
［第６の実施形態］
次に、本発明の第６の実施形態による通信システムについて説明する。第６の実施形態が、第１の実施形態と同様の部分については、それらの説明を省略する。第６の実施形態による通信システムは、第１の実施形態と同様に、基地局３００Ａ、３００Ｂ、移動局４００を備える。
物理チャネルや物理シグナルの送受信の方法や、基地局と移動局の送受信のタイミングの関係については、第１の実施形態と同様である。
【０１０３】
図１３は、本発明の第６の実施形態による通信システムのハンドオーバーの処理を示すシーケンス図である。
始めに、基地局３００Ａの制御部３０５は、移動局４００に対して、信号処理部３０３、無線部３０２、アンテナ３０１を介して、測定指示を送信する（ステップＳ１１０１）。この測定指示は、基地局３００Ａを含む周辺の基地局（基地局３００Ｂなど）から送信される信号の受信品質や受信タイミングなどを測定することを、移動局４００に指示するものである。
移動局４００の制御部４０５は、アンテナ４０１、無線部４０２、信号処理部４０３を介して、ステップＳ１１０１の測定指示を受信する。そして、移動局４００の品質・タイミング測定部４０４は、周辺の基地局３００Ａ、３００Ｂから送信される信号（ＲＳ）の受信品質や受信タイミングを測定する（ステップＳ１１０２）。受信品質の測定には、参照信号（ＲＳ）の受信レベルや、パスロスや、Ｓ／Ｎなどが用いられる。
【０１０４】
移動局４００の制御部４０５は、ステップＳ１１０２で測定した受信品質を含む測定結果を、信号処理部４０３、無線部４０２、アンテナ４０１を介して、基地局３００Ａに送信する（ステップＳ１１０３）。
基地局３００Ａの制御部３０５は、ステップＳ１１０３の測定結果報告に基づいて、ハンドオーバー処理を行うか否かについて決定する（ステップＳ１１０４）。例えば、基地局３００Ａの制御部３０５は、基地局３００Ａが送信する信号の移動局４００での受信品質よりも、隣接する基地局３００Ｂが送信する信号の移動局４００での受信品質が良くなった場合に、ハンドオーバー処理を行うと決定する。
ステップＳ１１０４でハンドオーバー処理を行うと決定した場合、基地局３００Ａの制御部３０５は、基地局３００Ｂに対して、信号処理部３０３、無線部３０２、アンテナ３０１を介して、ハンドオーバー要求を送信する（ステップＳ１１０５）。
【０１０５】
基地局３００Ｂの制御部３０５は、基地局３００Ａに対して、信号処理部３０３、無線部３０２、アンテナ３０１を介して、ＲＳ関連情報を送信する（ステップＳ１１１１）。
そして、基地局３００Ａの制御部３０５は、ＲＳ関連情報を含むＲＳ送信指示を、信号処理部３０３、無線部３０２、アンテナ３０１を介して、移動局４００に送信する（ステップＳ１１１２）。
そして、移動局４００の制御部４０５は、信号処理部４０３、無線部４０２、アンテナ４０１を介して、基地局３００Ｂに対する参照信号（ＲＳ）の送信を開始する（ステップＳ１１１３）。
【０１０６】
基地局３００Ｂの送信タイミング変更量算出部３０４は、アンテナ３０１、無線部３０２、信号処理部３０３、制御部３０５を介して、ステップＳ１１１３で移動局４００が送信を開始した参照信号（ＲＳ）を受信する。そして、送信タイミング変更量算出部３０４は、参照信号（ＲＳ）の受信タイミングを測定し、移動局４００に指示する送信タイミング変更量を算出する（ステップＳ１１０６）。
基地局３００Ｂの制御部３０５は、ハンドオーバーに関する準備が完了すると、ステップＳ１１０６で算出した送信タイミング変更量を含むハンドオーバー応答を、信号処理部３０３、無線部３０２、アンテナ３０１を介して、基地局３００Ａに送信する（ステップＳ１１０７）。
基地局３００Ａの制御部３０５は、送信タイミング変更量を含むハンドオーバー指示を、信号処理部３０３、無線部３０２、アンテナ３０１を介して、移動局４００に送信する（ステップＳ１１０８）。
【０１０７】
移動局４００の制御部４０５は、基地局３００Ａとの物理チャネルを開放し、指示された送信タイミング変更量に基づいて送信タイミングを変更し、基地局３００Ｂとの物理チャネルを接続する（ステップＳ１１０９）。
そして、移動局４００の制御部４０５は、ハンドオーバー完了通知を、信号処理部４０３、無線部４０２、アンテナ４０１を介して、基地局３００Ｂに送信する（ステップＳ１１１０）。
【０１０８】
つまり、図１３では、ハンドオーバー処理を行うことを決定した場合、基地局３００Ａは、基地局３００Ｂに対して、ハンドオーバーの要求を行う。基地局３００Ｂは、参照信号（ＲＳ）に関する情報（送信周期など）を基地局３００Ａに通知する。基地局３００Ａは、移動局４００に対して、基地局３００Ｂから受信した参照信号（ＲＳ）に関する情報と共に参照信号（ＲＳ）の送信を指示する。参照信号（ＲＳ）は、周期的に送信されるもので、周波数ホッピングなども行われる。また、参照信号（ＲＳ）のシーケンスは、セルＩＤに基づいて生成される。そこで、基地局３００Ａに対して送信していた参照信号（基地局３００ＡのセルＩＤに基づいて生成されたＲＳ）と同じタイミング、同じ周波数で基地局３００Ｂに対して送信する参照信号（基地局３００ＢのセルＩＤに基づいて生成されたＲＳ）を直交したシーケンスとすることによりＣＤＭで送信する方法や、タイミングや周波数を変更してＴＤＭやＦＤＭで送信する方法を用いることができる。
【０１０９】
また、ＣｏＭＰを行う基地局で共通に使用する擬似的なセルＩＤを定義し、そのセルＩＤに基づいて生成された参照信号（ＲＳ）を基地局３００Ａおよび基地局３００Ｂに送信する方法を用いても良い。そのような方法で移動局４００は、参照信号（ＲＳ）の送信を開始する。基地局３００Ｂは、移動局４００から送信された参照信号（ＲＳ）を受信し、移動局４００からのタイミングを測定する。これにより、ＦＤＤの場合の上りと下りの伝播遅延の差分の影響を排除することが可能となり、より正確に送信タイミングを算出することが可能となる。
基地局３００Ｂは、移動局４００に指示するべき送信タイミング変更量を算出し、その他のハンドオーバーに関する準備が完了すると基地局３００Ａに送信タイミング変更量とともに完了を通知する。
【０１１０】
［第７の実施形態］
次に、本発明の第７の実施形態による通信システムについて説明する。第７の実施形態が、第１の実施形態と同様の部分については、それらの説明を省略する。上述した第１の実施形態などでは、下りのデータは、基地局３００Ａおよび基地局３００Ｂの両方から送信されていた。しかし、第７の実施形態では、図１４のように、ハンドオーバー前においては、ＬＴＥの場合と同様に、下りのデータは基地局３００Ａからのみ送信される。
【０１１１】
ＬＴＥと異なる点は、基地局３００Ａと基地局３００Ｂが情報を共有することにより、スケジューリングやビームフォーミングを協調して行い、干渉を低減させる点である。従って、移動局４００は、基地局３００Ａから送信されるＰＤＳＣＨを受信しデータを復調する。また、移動局４００は、ＰＤＳＣＨを復調するためには、スケジューリング情報が送信されるＰＤＣＣＨ、ＰＤＣＣＨを受信するために必要なＰＣＦＩＣＨ、チャネル推定に必要な参照信号（ＲＳ）をそれぞれ受信する必要がある。そのため、移動局４００は、それらのチャネルについても基地局３００Ａから受信する。移動局４００は、参照信号（ＲＳ）についても、チャネル推定を行うために基地局３００Ａから受信する必要がある。
【０１１２】
また、上りのデータは、移動局４００から基地局３００Ａに対してのみ送信される。そのため、基地局３００ＡのみＰＵＳＣＨを受信する。従って、ＰＵＳＣＨに対するＨＡＲＱのＡＣＫ／ＮＡＣＫを通知するＰＨＩＣＨについては、移動局４００は、基地局３００Ａから受信する。また、基地局３００Ａと基地局３００Ｂが協調してスケジューリングやビームフォーミングを行うために必要な情報として、例えば、移動局４００は、ＣＱＩやＰＭＩをそれぞれの基地局にＰＵＣＣＨを使用して通知する必要がある。ここでは、ＰＵＣＣＨについては、基地局３００Ａのみが、移動局４００から受信する。また、ＰＵＳＣＨやＰＵＣＣＨを復調するために必要な参照信号（ＲＳ）についても基地局３００Ａのみが、移動局４００から受信する。
【０１１３】
従って、ＣＱＩやＰＭＩについては、必要であれば基地局３００Ａを経由して基地局３００Ｂに通知される。よって、通常は、上りの物理チャネルや物理シグナルについては、基地局３００Ａのみが、移動局４００から受信する。ハンドオーバー後においては、逆に上りのチャネルやシグナルは、基地局３００Ｂのみが移動局４００から受信する。
図１４のような構成においても、上述した各実施形態を適用可能である。ハンドオーバーの手順については、上述した各実施形態と同様となる。
【０１１４】
なお、上述した各実施形態と従来のハンドオーバーの処理の中から、基地局において、状況に応じて適切なものを選択するようにしても良い。また、その場合に必要であれば、測定指示、ＲＳ送信指示、ハンドオーバー指示などのメッセージにおいてどの処理を選択したかを通知するようにしても良い。また、別のメッセージを用意して、どの処理を選択したかを通知するようにしても良い。
なお、上述した各実施形態では、基地局が２台の場合について説明したが、これに限定されるものではなく、基地局は３台以上であっても良い。
【０１１５】
なお、以上説明した各実施形態において、基地局や移動局の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより基地局や移動局の制御を行っても良い。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含む。
【０１１６】
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含む。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
【０１１７】
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も特許請求の範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１１８】
本発明は、移動局が基地局に対して、ランダムアクセスを行う必要がなく、迅速にハンドオーバーを行うことができる通信システム、移動局、基地局及び通信方法などに適用できる。
【符号の説明】
【０１１９】
３００Ａ、３００Ｂ・・・基地局、３０１・・・アンテナ、３０２・・・無線部、３０３・・・信号処理部、３０４・・・送信タイミング変更量算出部、３０５・・・制御部、３１０Ａ、３１０Ｂ・・・基地局、３１１・・・アンテナ、３１２・・・無線部、３１３・・・信号処理部、３１５・・・制御部、３２０Ａ、３２０Ｂ・・・基地局、３２１・・・アンテナ、３２２・・・無線部、３２３・・・信号処理部、３２４・・・送信タイミング変更量算出部、３２５・・・制御部、３２６・・・タイミング差算出部、３３０Ａ、３３０Ｂ・・・基地局、３３１・・・アンテナ、３３２・・・無線部、３３３・・・信号処理部、３３５・・・制御部、３３６・・・タイミング差算出部、４００・・・移動局、４０１・・・アンテナ、４０２・・・無線部、４０３・・・信号処理部、４０４・・・品質・タイミング測定部、４０５・・・制御部、４１０・・・移動局、４１１・・・アンテナ、４１２・・・無線部、４１３・・・信号処理部、４１４・・・品質・タイミング測定部、４１５・・・制御部、４１６・・・送信タイミング変更量算出部
【図１】
2010150463.tif 000003
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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