(57)【要約】  無線通信システムにおいて、各セル領域を、セル領域内の第１の領域とセル領域端部の第２の領域と、に分け、第１の領域と第２の領域で用いる周波数帯域を変える。各基地局装置の第２の領域で用いる周波数帯域は、複数のセル領域の第２の領域間で共有し、かつ、通信チャネルを各セル間で共有することにより、通信を確立する。基地局装置が第２の領域に位置する携帯端末とダウンリンクするとき、周囲に位置する基地局装置に通信制御情報を含んだ通信データを分配する。また、アップリンクのとき、基地局装置は、周囲に位置する基地局装置から、通信制御情報を含んだ通信データの転送を受ける。
2010134121.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の基地局装置と携帯端末を用いて行うセルラ方式の無線通信方法であって、
前記複数の基地局装置それぞれが管理するセル領域は、前記セル領域内の第１の領域と、前記第１の領域を取り巻き、かつ、前記セル領域と隣接するセル領域に接する第２の領域と、を有し、前記複数の基地局装置は、前記複数の基地局装置それぞれの前記第２の領域で用いる周波数帯域を複数の基地局装置間で共有し、かつ、通信チャネルを複数の基地局装置間で共有することにより、携帯端末と通信を行うように設けられ、
前記複数の基地局装置内の基地局装置Ａが、管理するセル領域内の前記第２の領域に位置する携帯端末に送信を行うとき、送信先の携帯端末の識別情報と前記携帯端末と通信可能な少なくとも１つの基地局装置の識別情報とを通信制御情報として含む通信データを生成するステップと、
前記基地局装置Ａが、前記通信制御情報に応じて、前記携帯端末と通信可能な少なくとも１つの基地局装置に前記通信データを分配するステップと、
前記携帯端末が、前記基地局装置Ａとの間で通信を行い、さらに前記通信データの分配された基地局装置との間で通信を行うことにより、少なくとも２つの通信データを受信するステップと、
前記携帯端末が、受信した少なくとも２つの通信データのそれぞれに含まれる前記通信制御情報に応じて、受信した少なくとも２つの通信データのそれぞれを、自らを送信先とするデータとして処理するステップと、を有することを特徴とする無線通信方法。
【請求項２】
前記基地局装置Ａは、前記通信データを前記携帯端末に送信する前に、前記携帯端末から予め送信される、前記基地局装置Ａの識別情報を含んだ確認データを、前記基地局装置Ａの周囲に位置する周辺基地局装置から転送を受けることにより、前記基地局装置Ａは、前記携帯端末と通信可能な周辺基地局装置を特定し、特定した周辺基地局装置の識別情報を、前記分配先の基地局装置の識別情報として取得する、請求項１に記載の無線通信方法。
【請求項３】
前記携帯端末から送信される前記確認データは、前記基地局装置Ａが前記携帯端末に予め送信したデータである、請求項２に記載の無線通信方法。
【請求項４】
前記通信制御情報は、前記送信先の識別情報の他に、前記複数の基地局装置の送信のタイミングを表すタイミング情報、および、前記複数の基地局装置のサブキャリアの割り当て情報を表すスケジューリング情報の少なくとも一方の情報を含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の無線通信方法。
【請求項５】
前記通信制御情報が前記タイミング情報を含み、
前記携帯端末と通信可能な少なくとも１つの基地局装置と前記基地局装置Ａとは、前記携帯端末に前記通信データを送信するとき、送信のタイミングを、お互いに揃えて送信を行う、請求項４に記載の無線通信方法。
【請求項６】
前記通信制御情報が前記スケジューリング情報を含み、
前記携帯端末と通信可能な少なくとも１つの基地局装置と前記基地局装置Ａとは、前記通信データを送信するとき、前記サブキャリアの割り当てパターンを、お互いに揃えて送信を行う、請求項４または５に記載の無線通信方法。
【請求項７】
前記複数の基地局装置それぞれは、前記第１の領域において第１の周波数帯域を用い、前記第２の領域において前記第１の周波数帯域と異なる第２の周波数帯域を用いて通信を行う、請求項１〜６のいずれか１項に記載の無線通信方法。
【請求項８】
前記第１の周波数帯域は、隣接するセル領域間で互いに異なる、請求項７に記載の無線通信方法。
【請求項９】
複数の基地局装置と携帯端末を用いて行うセルラ方式の無線通信方法であって、
前記複数の基地局装置それぞれが管理するセル領域は、前記セル領域内の第１の領域と、前記第１の領域を取り巻き、かつ、前記セル領域と隣接するセル領域に接する第２の領域と、を有し、前記複数の基地局装置は、前記複数の基地局装置それぞれの前記第２の領域で用いる周波数帯域を複数の基地局装置間で共有し、かつ、通信チャネルを複数の基地局装置間で共有することにより、携帯端末と通信を行うように設けられ、
前記携帯端末が、前記第２の領域に位置するとき、在圏するセル領域を管理する基地局装置Ｂの識別情報を前記通信制御情報として含む通信データを前記携帯端末が送信するステップと、
前記基地局装置Ｂは、前記携帯端末から前記通信データを受信するとともに、前記基地局装置Ｂの周囲に位置する周辺基地局装置が受信した前記通信データの転送を、前記通信制御情報に基づいて受けるステップと、
前記基地局装置Ｂは、前記受信した通信データと前記転送を受けた通信データのそれぞれに含まれる前記通信制御情報に応じて、前記受信した通信データと前記転送された通信データのそれぞれを、自らを送信先とする前記携帯端末からの送信データとして処理するステップと、を有することを特徴とする無線通信方法。
【請求項１０】
前記周辺基地局装置は、前記通信制御情報に含まれる前記識別情報が前記基地局装置Ｂの識別情報であるとき、前記携帯端末から受信した前記通信データを、前記基地局装置Ｂに転送する、請求項９に記載の無線通信方法。
【請求項１１】
前記第１の領域において第１の周波数帯域を用い、前記第２の領域において前記第１の周波数帯域と異なる第２の周波数帯域を用いて通信を行う、請求項９または１０に記載の無線通信方法。
【請求項１２】
前記第１の周波数帯域は、隣接するセル領域間で互いに異なる、請求項１１に記載の無線通信方法。
【請求項１３】
複数の基地局装置と携帯端末を備えるセルラ方式の無線通信システムであって、
前記複数の基地局装置それぞれは、
前記複数の基地局装置それぞれが管理するセル領域として、前記セル領域内の第１の領域と、前記第１の領域を取り巻き、かつ、前記セル領域と隣接するセル領域に接する第２の領域と、を有し、前記複数の基地局装置それぞれの前記第２の領域で用いる周波数帯域を複数の基地局装置間で共有し、かつ、通信チャネルを複数の基地局装置間で共有することにより、前記携帯端末と通信を行う第１の通信部と、
前記携帯端末が前記第２の領域に位置し、前記携帯端末に送信を行うとき、前記セル領域を管理する基地局装置の周囲に位置する周辺基地局装置のうち、前記携帯端末と通信可能な周辺基地局装置の識別情報と、送信先の携帯端末の識別情報と、を通信制御情報として含む通信データを生成する第１の処理部と、
前記通信制御情報に応じて、前記通信データを前記通信可能な周辺基地局装置に分配する基地局間通信部と、を有し、
前記携帯端末は、
前記基地局間通信部により前記通信データが分配されるときの分配元の基地局装置との間で、さらに、分配先の周辺基地局装置との間で通信を行って、少なくとも２つの通信データを受信する第２の通信部と、
受信した少なくとも２つの通信データのそれぞれに含まれる前記通信制御情報に応じて、受信した少なくとも２つの通信データのそれぞれを、自らを送信先とするデータとして処理する第２の処理部と、を有することを特徴とする無線通信システム。
【請求項１４】
複数の基地局装置と携帯端末を備えるセルラ方式の無線通信システムであって、
前記携帯端末は、
前記携帯端末が在圏するセル領域を管理する基地局装置の識別情報を保持する記憶部と、
前記基地局装置の識別情報を通信制御情報として含んだ通信データを送信する第２の通信部と、を有し、
前記複数の基地局装置それぞれは、
前記複数の基地局装置それぞれが管理するセル領域として、前記セル領域内の第１の領域と、前記第１の領域を取り巻き、かつ、前記セル領域と隣接するセル領域に接する第２の領域と、を有し、さらに、前記複数の基地局装置それぞれの前記第２の領域で用いる周波数帯域を複数の基地局装置間で共有し、かつ、通信チャネルを複数の基地局装置間で共有することにより、携帯端末と通信を行う第１の通信部と、
前記携帯端末が前記第２の領域に位置し、前記携帯端末が前記通信データを送信したとき、前記通信データに含まれる前記通信制御情報に基づいて、周囲に位置する周辺基地局装置が受信した携帯端末の前記通信データの転送を受ける基地局間通信部と、
前記携帯端末が前記第２の領域に位置し、前記携帯端末が前記通信データを送信したとき、前記第１の通信部が受信した通信データと前記基地局間通信部が前記周辺基地局装置から転送を受けた通信データのそれぞれに含まれる前記通信制御情報に応じて、前記受信した通信データと前記転送された通信データのそれぞれを、自らを送信先とする前記携帯端末からの送信データとして処理する第１の処理部と、を有することを特徴とする無線通信システム。
【請求項１５】
複数の基地局装置と携帯端末を備えるセルラ方式の無線通信システムに用いる基地局装置であって、
管理するセル領域として、前記セル領域内の第１の領域と、前記第１の領域を取り巻き、かつ、前記セル領域と隣接するセル領域に接する第２の領域と、を有し、さらに、前記複数の基地局装置それぞれの前記第２の領域で用いる周波数帯域を複数の基地局装置間で共有し、かつ、通信チャネルを複数の基地局装置間で共有することにより、前記携帯端末と通信を行う第１の通信部と、
前記携帯端末が前記第２の領域に位置し、前記携帯端末に送信を行うとき、前記セル領域を管理する基地局装置の周囲に位置する周辺基地局装置のうち、前記携帯端末と通信可能な周辺基地局装置の識別情報と、送信先の携帯端末の識別情報と、を通信制御情報として含んだ通信データを生成する第１の処理部と、
前記通信データを、前記通信可能な周辺基地局装置が携帯端末に送信するように、前記通信制御情報に応じて前記通信データを分配する基地局間通信部と、を有することを特徴とする基地局装置。
【請求項１６】
複数の基地局装置と携帯端末を備えるセルラ方式の無線通信システムに用いる基地局装置であって、
管理するセル領域として、前記セル領域内の第１の領域と、前記第１の領域を取り巻き、かつ、前記セル領域と隣接するセル領域に接する第２の領域と、を有し、さらに、前記複数の基地局装置それぞれの前記第２の領域で用いる周波数帯域を複数の基地局装置間で共有し、かつ、通信チャネルを複数の基地局装置間で共有することにより、前記携帯端末と通信を行う第１の通信部と、
前記携帯端末が前記第２の領域に位置し、前記携帯端末が在圏するセルを管理する基地局装置の識別情報を通信制御情報として含む通信データを前記携帯端末が送信したとき、前記通信制御情報に基づいて、周囲に位置する周辺基地局装置が受信した前記通信データの転送を受ける基地局間通信部と、
前記携帯端末が前記第２の領域に位置し、前記携帯端末が前記通信データを送信したとき、前記第１の通信部が受信した通信データと前記基地局間通信部に転送された通信データのそれぞれに含まれる前記通信制御情報に応じて、前記受信した通信データと前記転送された通信データのそれぞれを、自らを送信先とする前記携帯端末からの送信データとして処理する第１の処理部と、を有することを特徴とする基地局装置。
【請求項１７】
複数の基地局装置と携帯端末を備えるセルラ方式の無線通信システムに用いる携帯端末であって、
前記無線通信システムは、前記複数の基地局装置それぞれが管理するセル領域として、前記セル領域内の第１の領域と、前記第１の領域を取り巻き、かつ、前記セル領域と隣接するセル領域に接する第２の領域と、を有し、さらに、前記複数の基地局装置それぞれの前記第２の領域で用いる周波数帯域を複数の基地局装置間で共有し、かつ、通信チャネルを複数の基地局装置間で共有するように設けられ、
前記携帯端末が基地局装置Ａの管理する前記第２の領域に位置するとき、前記基地局装置Ａから送信される、送信先の携帯端末の識別情報と、前記携帯端末と通信可能な少なくとも１つの基地局装置の識別情報と、を通信制御情報として含む通信データと、前記基地局装置Ａから前記基地局装置Ａの周囲に位置する周辺基地局装置に分配されて前記周辺基地局装置から送信される、前記通信制御情報を含む分配された通信データとを、前記無線通信システムを用いて受信する第２の通信部と、
前記基地局装置Ａから送信された通信データと前記分配された通信データのそれぞれに含まれる前記通信制御情報に応じて、前記基地局装置Ａから送信された通信データと前記分配された通信データのそれぞれを、自らを送信先とするデータとして処理する第２の処理部と、を有することを特徴とする携帯端末。
【請求項１８】
複数の基地局装置と携帯端末を備えるセルラ方式の無線通信システムに用いる携帯端末であって、
前記無線通信システムは、前記複数の基地局装置それぞれが管理するセル領域として、前記セル領域内の第１の領域と、前記第１の領域を取り巻き、かつ、前記セル領域と隣接するセル領域に接する第２の領域と、を有し、さらに、前記複数の基地局装置それぞれの前記第２の領域で用いる周波数帯域を複数の基地局装置間で共有し、かつ、通信チャネルを複数の基地局装置間で共有するように設けられ、
前記携帯端末が基地局装置Ｂの管理する前記第２の領域に位置するとき、前記基地局装置Ｂの識別情報を保持する記憶部と、
前記携帯端末が基地局装置Ｂの管理する前記第２の領域に位置するとき、前記基地局装置Ｂの識別情報を通信制御情報として含んだ通信データを、前記基地局装置Ｂと前記基地局装置Ｂの周囲に位置する周辺基地局装置に、前記無線通信システムを用いて送信する第２の通信部と、を有することを特徴とする携帯端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の基地局装置と携帯端末を備えるセルラ方式の無線通信方法および無線通信システム、さらに、複数の基地局装置と携帯端末を備えるセルラ方式の無線通信システムに用いる基地局装置および携帯端末に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、移動通信技術は、ＰＤＣ（Personal Digital Cellular）やＧＳＭ（Global System for Mobile Communications）等を含む第２世代移動通信システムから、Ｗ−ＣＤＭＡ等を含む第３〜第３．５世代移動通信システムに移行している。また、今後、Super３Ｇ等を含む第３．９世代移動通通信システムによる通信サービスの開始が予想される。このような移動通信技術の進歩により、より高速かつ大容量の通信が実現されている。例えば、第３世代移動通信システムにおける通信速度、下り３８４Ｋｂｐｓ、上り６４Ｋｂｐｓから、第３．９世代移動通信システムにおける通信速度、下り３００Ｍｂｐｓ、上り７５Ｍｂｐｓに大幅に向上する。【０００３】
第２世代移動通信システム等のように、携帯端末１台毎に周波数帯域と通信チャネルを割り当てる方法を考えた場合、システム全体に求められる周波数帯域の幅は、１つの携帯端末に割り当てる周波数帯域幅×大容量化による携帯端末数、によって定まり、システムの装置の処理能力は、携帯端末の通信レート×大容量化による携帯端末数、によって定まる。今後、周波数帯域幅の増加、携帯端末数の増加、および携帯端末の通信レートの増大によって、周波数帯域の幅およびシステムの装置の処理能力の増加は避けられない。このため、有限な通信リソースの中で、上記システムを用いて、周波数帯域の幅を大幅に増加させ、さらにシステムの装置の処理能力を大幅に増加させることは難しい。【０００４】
一方、第３世代移動通信システムでは、セル領域内の端部において、電波がとどきにくくなるため、通信速度の低下やハンドオーバが頻繁に起こる問題が発生する。この問題に対して、第３世代移動通信システムでは、帯端末の周辺に位置する基地局装置毎にブランチと呼ぶチャネルを設定し、設定したチャネルにおいて同じデータの通信を行い、基地局装置に正しく届いたデータを選んで受信する通信方式（以下、ブランチ方式という）を採用する。【０００５】
図１６は、ブランチ方式の無線通信システムを簡略化して説明する図である。セル＃１を管理する基地局は、携帯端末との間にブランチ＃１を定め、隣接するセル＃２を管理する基地局を経由したブランチ＃２を携帯端末との間に定め、隣接するセル＃３を管理する基地局を経由したブランチ＃３を携帯端末との間に定める。【０００６】
このような基地局装置の例が、図１７に示されている。図中の基地局装置は、ネットワークインターフェース終端部（ＮＷＩＦ終端部）１０２と、プロトコル終端／リソース管理部（ＰＲＣ／ＲＥＳ管理部）１０４と、無線通信部１１０と、基地局間通信部（Ｉ−ＢＳ通信部）１１２と、制御部１１４と、を有する。
制御部１１４の管理、制御の下、ＮＷＩＦ終端部１０２は、ＲＮＣ（Radio Network Controller）等の上位の通信ネットワーク装置との間で通信を行い、ＰＲＣ／ＲＥＳ管理部１０４は、通信プロトコルを管理するとともに、ＮＷＩＦ終端部１０２から送られるデータに基づいて、物理チャネルのフォーマットに対応したデータを生成する。生成されたデータは、設定されたブランチ（チャネル）を介して、携帯端末に通信データを送信する。その際、通信データは、無線通信部１１０を介して、あるいは、Ｉ−ＢＳ通信部１１２を介して（ブランチを用いて）、携帯端末に送信される。【０００７】
このブランチ方式は、セル領域の端部における通信品質を向上することができるが、１つの携帯端末に複数の周波数帯域とチャネルを割り当てるため、周波数帯域や必要な処理能力が非常に増加する。このため、有限な通信リソースの中で、上記ブランチ方式を用いて、周波数帯域の幅を大幅に増加させ、さらにシステムの装置の処理能力を大幅に増加させることは難しい。【０００８】
一方において、第３世代移動通信システムを拡張した第３．５世代移動通信システム（ＨＳＤＰＡ（High Speed Downlink Packet Access），ＨＳＵＰＡ（High Speed Uplink Packet Access））等において、複数の携帯端末で周波数帯域と通信チャネルを共有化する方式が知られている。【０００９】
特開２００２−６４８４８号公報には、移動通信におけるスループットを上げるために、以下の移動通信システムが記載されている。
移動通信システムは、各ゾーン内の端末が基地局を通して通信を行うシステムであり、各ゾーンが少なくとも１つ以上の隣接ゾーンと互いに重なるエリアが存在するようにそれぞれのゾーンに配置された基地局と、各上記基地局と接続され、各端末と、その端末をカバーするゾーンの基地局との通信を制御する集中制御局と、を含む。このとき、上記集中制御局は上記各端末をカバーするゾーンの基地局のトラヒックに基づいて上記端末に対し１つ又は複数のリンクすべき基地局を指定する接続スケジュールを作成し、上記端末に対しブロックデータを、上記接続スケジュールで決められた上記１つ又は複数の基地局にそれぞれ分けて送信するスケジュール作成部を含む。【００１０】
当該公報に記載されるシステムでは、各基地局のチャネル容量の有効利用ができ、各端末のスループットを上げることができるため、セル領域の端部においても、画像などの大容量のデータを短時間で送ることができるシステムを実現できる、とされている。このシステムでは、スケジュール作成部で作成した接続スケジュールを用いて１つ又は複数のリンクすべき基地局を指定するが、指定した基地局と端末との通信は、異なる周波数チャネルを用いて行われる。このため、有限な通信リソースの中で、当該システムを用いて、周波数チャネル等を今後大幅に増やすことは難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００２−６４８４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
そこで、本発明は、上記従来の問題を解決するために、有限な通信リソースの中で、セル領域の端部における通信品質を向上させる、セルラ方式の無線通信方法、無線通信システム、基地局装置および携帯端末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】
【００１３】
上記目的は、複数の基地局装置と携帯端末を備えるセルラ方式の、以下に示す無線通信方法により達成される。すなわち、無線通信方法では、
（Ａ）前記複数の基地局装置それぞれが管理するセル領域は、前記セル領域内の第１の領域と、前記第１の領域を取り巻き、かつ、前記セル領域と隣接するセル領域に接する第２の領域と、を有し、前記複数の基地局装置は、前記複数の基地局装置それぞれの前記第２の領域で用いる周波数帯域を複数の基地局装置間で共有し、かつ、通信チャネルを複数の基地局装置間で共有することにより、携帯端末と通信を行うように、前記複数の基地局装置は設けられている。
ダウンリンクを行うとき、
（Ａ）前記複数の基地局装置内の基地局装置Ａが、管理するセル領域内の前記第２の領域に位置する携帯端末に送信を行うとき、送信先の携帯端末の識別情報と前記携帯端末と通信可能な少なくとも１つの基地局装置の識別情報とを通信制御情報として含む通信データを生成するステップと、
（Ｂ）前記基地局装置Ａが、前記通信制御情報に応じて、前記携帯端末と通信可能な少なくとも１つの基地局装置に前記通信データを分配するステップと、
（Ｃ）前記携帯端末が、前記基地局装置Ａとの間で通信を行い、さらに前記通信データの分配された基地局装置との間で通信を行うことにより、少なくとも２つの通信データを受信するステップと、
（Ｄ）前記携帯端末が、受信した少なくとも２つの通信データのそれぞれに含まれる前記通信制御情報に応じて、受信した少なくとも２つの通信データのそれぞれを、自らを送信先とするデータとして処理するステップと、を有する。【００１４】
また、アップリンクを行うとき、前記無線通信方法は、
（Ｅ）前記携帯端末が、前記第２の領域に位置するとき、在圏するセル領域を管理する基地局装置Ｂの識別情報を前記通信制御情報として含む通信データを前記携帯端末が送信するステップと、
（Ｆ）前記基地局装置Ｂは、前記携帯端末から前記通信データを受信するとともに、前記基地局装置Ｂの周囲に位置する周辺基地局装置が受信した前記通信データの転送を、前記通信制御情報に基づいて受けるステップと、
（Ｇ）前記基地局装置Ｂは、前記受信した通信データと前記転送を受けた通信データのそれぞれに含まれる前記通信制御情報に応じて、前記受信した通信データと前記転送された通信データのそれぞれを、自らを送信先とする前記携帯端末からの送信データとして処理するステップと、を有する。【００１５】
さらに、上記目的は、複数の基地局装置と携帯端末を備えるセルラ方式の、以下に示す無線通信システムにより達成される。すなわち、無線通信がダウンリンクの場合、前記複数の基地局装置それぞれは、
（Ｈ）前記複数の基地局装置それぞれが管理するセル領域として、前記セル領域内の第１の領域と、前記第１の領域を取り巻き、かつ、前記セル領域と隣接するセル領域に接する第２の領域と、を有し、前記複数の基地局装置それぞれの前記第２の領域で用いる周波数帯域を複数の基地局装置間で共有し、かつ、通信チャネルを複数の基地局装置間で共有することにより、前記携帯端末と通信を行う第１の通信部と、
（Ｉ）前記携帯端末が前記第２の領域に位置し、前記携帯端末に送信を行うとき、前記セル領域を管理する基地局装置の周囲に位置する周辺基地局装置のうち、前記携帯端末と通信可能な周辺基地局装置の識別情報と、送信先の携帯端末の識別情報と、を通信制御情報として含む通信データを生成する第１の処理部と、
（Ｊ）前記通信制御情報に応じて、前記通信データを前記通信可能な周辺基地局装置に分配する基地局間通信部と、を有する。
一方、前記携帯端末は、
（Ｋ）前記基地局間通信部により前記通信データが分配されるときの分配元の基地局装置との間で、さらに、分配先の周辺基地局装置との間で通信を行って、少なくとも２つの通信データを受信する第２の通信部と、
（Ｌ）受信した少なくとも２つの通信データのそれぞれに含まれる前記通信制御情報に応じて、受信した少なくとも２つの通信データのそれぞれを、自らを送信先とするデータとして処理する第２の処理部と、を有する。【００１６】
また、無線通信がアップリンクの場合、
前記携帯端末は、
（Ｍ）前記携帯端末が在圏するセル領域を管理する基地局装置の識別情報を保持する記憶部と、
（Ｎ）前記基地局装置の識別情報を通信制御情報として含んだ通信データを送信する第２の通信部と、を有する。
一方、前記複数の基地局装置それぞれは、
（Ｏ）前記複数の基地局装置それぞれが管理するセル領域として、前記セル領域内の第１の領域と、前記第１の領域を取り巻き、かつ、前記セル領域と隣接するセル領域に接する第２の領域と、を有し、さらに、前記複数の基地局装置それぞれの前記第２の領域で用いる周波数帯域を複数の基地局装置間で共有し、かつ、通信チャネルを複数の基地局装置間で共有することにより、携帯端末と通信を行う第１の通信部と、
（Ｐ）前記携帯端末が前記第２の領域に位置し、前記携帯端末が前記通信データを送信したとき、前記通信データに含まれる前記通信制御情報に基づいて、周囲に位置する周辺基地局装置が受信した携帯端末の前記通信データの転送を受ける基地局間通信部と、
（Ｑ）前記携帯端末が前記第２の領域に位置し、前記携帯端末が前記通信データを送信したとき、前記第１の通信部が受信した通信データと前記基地局間通信部が前記周辺基地局装置から転送を受けた通信データのそれぞれに含まれる前記通信制御情報に応じて、前記受信した通信データと前記転送された通信データのそれぞれを、自らを送信先とする前記携帯端末からの送信データとして処理する第１の処理部と、を有する。
【発明の効果】
【００１７】
上述の無線通信方法、無線通信システム、基地局装置および携帯端末は、有限な通信リソースの中で、セル領域の端部における通信品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の無線通信システムの一実施形態である無線通信のシステムにおけるセル領域を説明する図である。
【図２】（ａ）は、図１に示す無線通信システムで用いる基地局装置の概略構成図であり、（ｂ）は、図１に示す無線通信システムで用いる携帯端末の概略構成図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、図１に示す無線通信システムに適用される通信プロトコルの構成を示す図である。
【図４】図３（ａ）〜（ｃ）に示す通信プロトコルの追加ヘッダ情報のデータフォーマットの一例を示す図である。
【図５】図１に示す無線通信システムで用いるタイミング情報を説明する図である。
【図６】図１に示す無線通信システムで用いるスケジューリング情報を説明する図である。
【図７】図１に示す無線通信システムにおけるセル領域端部の電波強度を説明する図である。
【図８】図１に示す無線通信システムにおいて、サービング基地局装置と携帯端末との間で行われるダウンリンクの流れを説明するフローチャートである。
【図９】（ａ）〜（ｃ）は、図１に示す無線通信システムにおけるダウンリンクの流れの一例を説明する図である。
【図１０】（ａ），（ｂ）は、図１に示す無線通信システムにおけるダウンリンクの流れの他の例を説明する図である。
【図１１】（ａ）〜（ｄ）は、図１に示す無線通信システムにおいて、通信データの分配先の変化を説明する図である。
【図１２】図１に示す無線通信システムにおいて、サービング基地局装置と携帯端末との間で行われるアップリンクの流れを説明するフローチャートである。
【図１３】図１に示す無線通信システムにおけるアップリンクの流れの一例を説明する図である。
【図１４】（ａ）〜（ｅ）は、図１に示す無線通信システムにおいて、携帯端末が移動して、サービング基地局装置が移行する流れを示す図である。
【図１５】（ａ），（ｂ）は、図１に示す無線通信システムにおける電波強度の状態を説明する図である。
【図１６】従来の無線通信システムに用いるブランチ方式を説明する図である。
【図１７】図１６に示す無線通信システムにおいて用いる基地局装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の無線通信システム、基地局装置、携帯端末および無線通信方法について詳細に説明する。
図１に示す無線通信システム（以下、システムという）１は、本発明の無線通信システムの一実施形態のセルラ方式のシステムである。無線通信システム１は、隣のセル領域と接する、各セル領域の端部において、セル領域内部と異なる周波数帯域で携帯端末と通信を行う。このとき、基地局装置間で共有した周波数帯域および通信チャネル（物理チャネル）を用いる。さらに、通信データに送信先及び送信元の識別情報を通信制御情報として含めて送信する。これにより、有限な通信リソースの中で、セル領域の端部における通信品質を向上させることができる。
図１では、基地局装置（以降、基地局あるいはＢＳという）として、ＢＳ＃１，ＢＳ＃２，ＢＳ＃３，ＢＳ＃４が記され、携帯端末ＵＥは、ＢＳ＃１が管理するセル＃１に在圏する状態を示している。
【００２０】
（セル領域）
ＢＳ＃１〜＃４は、管理するセル領域（以降、セルという）＃１〜＃４を備える。各セル＃１〜＃４は、第１の領域Ａ1〜Ａ4と、第１の領域Ａ1〜Ａ4のそれぞれを取り巻き、隣接するセル領域と接する第２の領域Ｂ1〜Ｂ4と、に分かれる。第１の領域Ａ1〜Ａ4において携帯端末ＵＥとの間で通信に用いる第１の周波数帯域と、第２の領域Ｂ1〜Ｂ4において携帯端末ＵＥとの間で通信に用いる第２の周波数帯域とが異なる。さらに、第２の周波数帯域をＢＳ＃１〜＃４間で共有し、かつ、通信チャネル（物理チャネル）をＢＳ＃１〜＃４間で共有することにより、携帯端末ＵＥと通信を行うように構成されている。
また、セル＃１〜＃４中の第１の領域Ａ1〜Ａ4において用いる第１の周波数帯域は、セル＃１〜＃４間でそれぞれ異なっている。第２の領域Ｂ1〜Ｂ4において行われるＢＳ＃１〜＃４と携帯端末ＵＥとの間で行われる通信は、１つの共通の物理チャネル上で行われる。つまり、携帯端末ＵＥが第２の領域Ｂ1〜Ｂ4に位置するとき、携帯端末ＵＥは、在圏するセル領域を管理するＢＳと通信可能なほか、隣接するセル領域を管理するＢＳとも通信可能な状態となり得る。また、第２の領域Ｂ1〜Ｂ4において行われるＢＳ＃１〜＃４と携帯端末ＵＥとの間の通信は、１つの共通の物理チャネル上で行われるので、第２の領域Ｂ1〜Ｂ4に複数の携帯端末が位置するとき、共通の物理チャネル上で通信が行われることになる。
【００２１】
以上のように、第２の領域Ｂ1〜Ｂ4において、通信に用いる周波数帯域を共有することにより周波数帯域幅を広く用いることができ、これにより高速通信を可能にする。また、第２の領域Ｂ1〜Ｂ4において第２の周波数帯域を共有する一方、第１の領域Ａ1〜Ａ4において用いる第１の周波数帯域は、セル＃１〜＃４間でそれぞれ異なるように割り当てるので、携帯端末のセル領域内の収容数を大幅に増加させることができる。
【００２２】
（基地局装置の構成）
図２（ａ）は、ＢＳ＃１である基地局装置（以降、装置という）１０の概略構成図である。ＢＳ＃２，＃３，＃４は、基地局装置１０と同様の構成を有するので、説明は省略する。
基地局１０は、ネットワークインターフェース終端部（ＮＷＩＦ終端部）１２と、プロトコル終端／リソース管理部（ＰＲＣ／ＲＥＳ管理部）１４と、処理部１６と、記憶部１８と、無線通信部２０と、基地局間通信部（Ｉ−ＢＳ通信部）２２と、制御部２４と、を有する。
【００２３】
ＮＷＩＦ終端部１２は、ＲＮＣ（Radio Network Controller）等の上位の通信ネットワーク上の装置との間で所定の通信プロトコルを用いて通信を行う部分である。
ＰＲＣ／ＲＥＳ管理部１４は、通信プロトコルを管理し、ＮＷＩＦ終端部１２から送られるデータに基づいて、無線通信プロトコルのフォーマットに対応したデータを生成する部分である。また、無線通信プロトコルのフォーマットに対応したデータに基づいて、上位の通信ネットワークのプロトコルのフォーマットに対応したデータを生成する。
【００２４】
処理部１６は、以下のデータ処理（ａ）〜（ｃ）を行う部分である。
（ａ）ダウンリンクの場合、生成されたデータに通信制御情報を含ませて通信データを生成する処理を行う。
（ｂ）ダウンリンクの場合、携帯端末ＵＥと、周囲に位置する通信可能なＢＳの識別情報（BS-Add；ＢＳアドレス）を取得する処理を行う。
（ｃ）アップリンクの場合、携帯端末ＵＥから送られてきた通信データが自らを送信先とするデータか否かを、通信制御情報を用いて決定し、所定の処理を行う。
【００２５】
上記（ａ）の処理に用いる通信制御情報は、送信先である携帯端末ＵＥの識別情報（UE-Id）、送信元であるＢＳの識別情報（BS-Add）を含む。通信制御情報は、複数のＢＳの送信のタイミングを表すタイミング情報、および、複数のＢＳのサブキャリアの割り当て情報を表すスケジューリング情報の少なくとも１つを含むことができる。
タイミング情報は、例えば無線フレーム番号であり、各ＢＳがどのタイミングで送信を行うかを定める無線フレーム番号である。この無線フレーム番号を用いて複数のＢＳの送信を同期させることができる。スケジューリング情報は、例えば、無線キャリアをサブキャリアに分けたとき、どのサブキャリアを使用するか、サブキャリアの割り当てパターンを識別する情報である。
【００２６】
上記（ｂ）の処理では、携帯端末ＵＥと通信可能なＢＳの識別情報（BS-Add）を取得し、取得した通信可能なＢＳの識別情報を、記録部１８に記録する。
後述するように、ＢＳがセル領域内に在圏する携帯端末ＵＥを管理するとき、このＢＳは、携帯端末ＵＥとの接続を確立した後、自らのＢＳの識別情報（BS-Add）を含んだ確認データを携帯端末ＵＥに送信する。携帯端末ＵＥは、送信された確認データを、上記ＢＳに返信するとき、周囲に位置する通信可能なＢＳも確認データを受信することができる。この周囲に位置するＢＳは、受信した確認データを送信先のＢＳに転送することにより、処理部１６は、携帯端末ＵＥと通信可能なＢＳの識別情報（BS-Add）を取得する。
【００２７】
上記（ｃ）の処理では、携帯端末ＵＥから送信され、あるいは転送された通信データに含まれる通信制御情報に基づいて、自らを送信先とするデータか否かを決定する。このとき、周囲に位置する通信可能なＢＳから転送される通信データおよび自らが受信した通信データを合成し、あるいは、いずれか１つの通信データを選択する処理を行う。
【００２８】
記憶部１８は、通信データに含まれて処理部１６により取得される通信制御情報を記録保持する部分である。記憶部１８は、自らのＢＳの識別情報（BS-Add）、携帯端末ＵＥとの通信で得た送信先の携帯端末ＵＥの識別情報（UE-Id）、分配先のＢＳの識別情報（BS-Add）、タイミング情報およびスケジューリング情報を記録する。分配先のＢＳの識別情報（BS-Add）は、携帯端末ＵＥの識別情報（UE-Id）と関連付けてテーブルとして記録する。
【００２９】
無線通信部２０は、通信データを用いてＲＦ信号を生成し携帯端末ＵＥに送信する部分である。無線通信部２０は、第１の領域Ａ1〜Ａ4では、ＢＳ毎に定められた第１の周波数帯域を用いて通信を行い、第２の領域Ｂ1〜Ｂ4では、周囲に位置するＢＳ間で共有する第２の周波数帯域を用いて通信を行うように、アンテナ装置が構成されている。なお、第１の領域Ａ1〜Ａ4では、ＢＳ毎に定められた第１の周波数帯域を用いて通信を行い、第２の領域Ｂ1〜Ｂ4では、第１の周波数帯域と異なる第２の周波数帯域を用いて通信を行うので、携帯端末ＵＥが第１の領域Ａ1〜Ａ4と第２の領域Ｂ1〜Ｂ4との間で移動するときハンドオーバが行われる。しかし、このハンドオーバは、セル領域の端部ではなく、通信電力の比較的強いセル領域内部で行われるので、従来のように、通信速度の低下やハンドオーバが頻繁に起こる問題はない。
【００３０】
Ｉ−ＢＳ通信部２２は、周囲に位置するＢＳと通信を行う部分である。Ｉ−ＢＳ通信部２２は、例えば、携帯端末ＵＥを送信先としてダウンリンクするとき通信データを周囲に位置する通信可能なＢＳに分配する場合や、携帯端末ＵＥが、携帯端末ＵＥが在圏するセルを管理するサービングＢＳに向けてアップリンクするとき、周囲に位置する通信可能なＢＳから通信データの転送を受ける場合に用いられる。
制御部２４は、ＮＷＩＦ終端部１２、ＰＲＣ／ＲＥＳ管理部１４、無線通信部２０およびＩ−ＢＳ通信部２２の動作を制御、管理する。
【００３１】
（携帯端末の構成）
携帯端末（ＵＥ）４０は、通信データ生成部４２と、データ処理部４４と、記憶部４６と、無線通信部４８と、制御部５０とを有する。
【００３２】
通信データ生成部４２は、携帯端末ＵＥのユーザのマニュアル入力等に応じて生成されるデータから無線通信プロトコルのフォーマットに対応したデータを生成する部分である。
データ処理部４４は、以下のデータ処理（ｄ）、(ｅ)を行う部分である。
【００３３】
（ｄ）アップリンクの場合、携帯端末ＵＥが在圏するセルを管理するサービングＢＳの識別情報（Serving BS-Add）と、携帯端末ＵＥの識別情報（UE-Id）とを、通信データ生成部４２で生成されたデータに追加ヘッダ情報（追加Hdr）として付加して通信データを生成する処理を行う。
（ｅ）ダウンリンクの場合、通信データに含まれる通信制御情報に応じて、通信データを、自らを送信先とするデータか否かを決定し、通信データが自らを送信先とするデータと決定した場合、例えば、周囲に位置するＢＳから転送された通信データおよびサービングＢＳから送信された通信データを合成し、あるいは、いずれか１つの通信データを選択する処理が行われる。
【００３４】
記憶部４６は、通信制御情報を記録する部分で、自らの識別情報（UE-Id）およびサービングＢＳの識別情報（Serving BS-Add）を記録する。
無線通信部４８は、通信データを用いてＲＦ信号を生成しサービングＢＳを送信先として送信する。無線通信部４８は、第１の領域Ａ1〜Ａ4では、ＢＳ毎に定められた第１の周波数帯域を用いて通信を行い、第２の領域Ｂ1〜Ｂ4では、周囲に位置するＢＳ間で共有する第２の周波数帯域を用いて通信を行うように、アンテナ装置は構成されている。なお、第１の領域Ａ1〜Ａ4と第２の領域Ｂ1〜Ｂ4との間で行われるハンドオーバについては、第１の領域Ａ1〜Ａ4における電波強度あるいは第２の領域Ｂ1〜Ｂ4における電波強度が所定レベルを超えたとき、ハンドオーバがサービングＢＳに要求されるように構成される。
制御部５０は、通信データ生成部４２および無線通信部４８の動作を制御、管理する。
【００３５】
（通信プロトコル）
図３（ａ）〜（ｃ）は、システム１に適用される通信プロトコルの構成を示す図である。
図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、通信プロトコルは、物理レイヤ（ＰＨＹ）あるいはレイヤ１／２（Ｌ１／Ｌ２）、媒体アクセス（ＭＡＣ）、論理リンク制御（ＲＬＣ）、パケットデータ集束プロトコル（ＰＤＣＰ）を含み、通信データの追加ヘッダ情報（追加Hdr）として付加する通信制御情報を、物理レイヤ（ＰＨＹ）あるいはレイヤ１／２（Ｌ１／Ｌ２）と、媒体アクセス（ＭＡＣ）と、の間に位置させて構成される。
【００３６】
図４は、追加ヘッダ情報（追加Hdr）のデータフォーマットの例を示している。図中のデータフォーマットでは、サービングＢＳの識別情報であるアドレス(Serving BS-Add)と、送信タイミング情報である無線フレーム番号と、サブキャリアの割り当てパターンを示すスケジューリング情報と、携帯端末ＵＥの識別情報（UE-Id）とを定める。
【００３７】
（タイミング情報）
図５（ａ），（ｂ）は、無線フレーム番号について説明する図である。図５（ｂ）に示すように、携帯端末ＵＥがサービングＢＳ＃１の第２の領域Ｂ1に位置する場合を考える。このとき、サービングＢＳ＃１が、周囲に位置するＢＳ＃２，＃３を介して携帯端末ＵＥにダウンリンクをするとき、通信データ（ＤＬ  Ｄａｔａ）をＢＳ＃２，＃３に分配し、ＢＳ＃２，＃３を通して通信データを送信する。このとき、図５（ａ）に示すように、無線フレーム番号を揃えることにより、送信するタイミングを揃えることができる、すなわち、送信のタイミングを同期させて送信することができる。図中の例では、無線フレーム番号を２に定めてタイミングを揃える。このような無線フレーム番号は、通信データ中の追加Hdrに含まれている。したがって、ＢＳ＃２，＃３は、通信データに含まれている追加Hdrを用いて、送信のタイミングを、サービングＢＳ＃１の送信のタイミングに揃える。
【００３８】
（スケジューリング情報）
図６（ａ），（ｂ）は、スケジューリング情報について説明する図である。図６（ｂ）に示すように、携帯端末ＵＥがサービングＢＳ＃１の第２の領域Ａ1に位置する場合を考える。このとき、サービングＢＳ＃１が、ＢＳ＃２，＃３を介して携帯端末ＵＥにダウンリンクをするとき、通信データ（ＤＬ  Ｄａｔａ）をＢＳ＃２，＃３に分配し、ＢＳ＃２，＃３を通して通信データを送信する。このとき、図６（ａ）に示すように、スケジューリング情報、すなわち、サブキャリアの割り当てパターンを揃えることにより、送信する周波数帯域を揃えることができる。このようなスケジューリング情報は、通信データ中の追加Hdrに含まれている。したがって、ＢＳ＃２，＃３は、通信データに含まれている追加Hdrを用いて、サブキャリアの割り当てパターンを、サービングＢＳ＃１が用いるサブキャリアの割り当てパターンに揃える。
【００３９】
上記システム１では、上述したようにセル領域中の第２の領域Ｂ1〜Ｂ3では、周囲に位置するＢＳと同じ第２の周波数帯域を用いて通信を行うように構成されるので、第２の領域Ｂ1〜Ｂ3では、電波が重なることにより、図７に示すように、電波強度は上昇する。したがって、第２の領域Ｂ1〜Ｂ3における電波強度を従来と同様のレベルにする場合、それぞれのＢＳの無線出力を低下させることができる。また、セル領域の端部で用いる周波数帯域が隣接するセル領域間で異なる場合、セル領域の端部で用いる周波数帯域の無線状態を確保するために各ＢＳは無線出力を大きくするが、この大きな無線出力に比べて、システム１では十分小さな無線出力で済む。
【００４０】
また、上記システム１では、第２の領域Ｂ1〜Ｂ3において通信に用いる第２の周波数帯域および物理チャネルが共有されるので、送信先の情報、送信元の情報、タイミング情報およびスケジューリング情報を通信制御情報として通信データに含ませることにより、特定のＢＳおよび特定の携帯端末ＵＥの間で通信を確実に行うことができる。
また、第２の周波数帯域を、セル領域間で共有し、しかも携帯端末間でも共有するので、セル領域の端部で用いる周波数帯域が隣接するセル領域間で異なる場合に比べて、周波数帯域の幅を広くすることができ、通信速度および通信容量を大きくすることができる。
【００４１】
さらに、ＢＳと携帯端末ＵＥとの間の通信を、周囲に位置する他のＢＳを介して行うので、ＢＳおよび携帯端末ＵＥのいずれも、周囲に位置するＢＳから届いた通信データを合成しあるいは選択することができる。これにより、通信品質は向上する。このため、従来と同様の通信品質を維持する場合各ＢＳの無線出力を抑えることができ、ＢＳの小型化及び省力化につながる。
【００４２】
（ダウンリンク時の通信方法）
図８は、サービングＢＳ＃１と携帯端末ＵＥとの間で行われるダウンリンクの流れを説明するフローチャートである。図９（ａ）〜（ｃ）および図１０（ａ），（ｂ）は、ダウンリンクの流れを分かり易く説明する図である。
【００４３】
まず、サービングＢＳ＃１は携帯端末ＵＥとの間で接続を確立した後、図９（ａ）に示すように、自らのアドレス（Serving BS-Add）を、送信先の識別情報（UE-Id）とともに、追加ヘッダ情報に含んだ確認データを携帯端末ＵＥに送信する（ステップＳ１０）。
【００４４】
次に、携帯端末ＵＥは、図９（ｂ）に示すように、サービングＢＳ＃１を送信先として、受信した確認データを返信する（ステップＳ１２）。その際、通信制御情報として、送信先のサービングＢＳ＃１のアドレスの他に、送信元の携帯端末ＵＥの識別情報（UE-Id）を追加ヘッダ情報に含む確認データを返信する。
このとき、サービングＢＳの無線通信部２０は携帯端末ＵＥからの確認データを受信する他、サービングＢＳ＃１の周囲に位置する通信可能なＢＳ＃２，＃３も確認データを受信する。ＢＳ＃２，＃３は、受信した確認データに含まれる送信先のアドレス（Serving BS-Add）に応じて、図９（ｃ）に示すように、サービングＢＳ＃１へ転送する（ステップＳ１４）。サービングＢＳ＃１のＩ−ＢＳ通信部２２は、確認データをＢＳ＃２，＃３から受け取る。
【００４５】
サービングＢＳ＃１の処理部１６は、確認データを転送した転送元のＢＳ＃２，＃３を通信可能な基地局として特定し、ＢＳ＃１の他に、ＢＳ＃２，＃３のアドレスを、携帯端末ＵＥの識別情報と関係付けて取得し、図１０（ａ）に示すような分配先ＢＳアドレスの情報をテーブルとして記憶部１８に記録し登録する（ステップＳ１６）。
【００４６】
次に、サービングＢＳ＃１は、通信可能なＢＳ＃２，＃３のアドレスと携帯端末ＵＥの識別情報を用いて、少なくともこれらの情報を含んだ通信データを携帯端末ＵＥに送信する（ステップＳ１８）。このとき、通信データには、送信元の識別情報（Serving BS-Add）、送信先の識別情報（UE-Id）の他に、タイミング情報およびスケジューリング情報が通信制御情報として、追加Hdrに含まれる。こうして、図１０（ｂ）に示すように、無線通信部２０から携帯端末ＵＥに通信データが無線送信され、さらに、テーブルに記録されている通信可能なＢＳ＃２，＃３に分配された通信データが、ＢＳ＃２，＃３から携帯端末ＵＥに送信される。このとき、通信データには、通信制御情報として、タイミング情報とスケジューリング情報を含むので、これらの情報を用いてサービングＢＳ＃１，ＢＳ＃２，＃３の送信のタイミングとサブキャリアの割り当てパターンを揃えて、通信データが送信される。
【００４７】
携帯端末ＵＥの無線通信部４８は、サービングＢＳ＃１から、さらにＢＳ＃２，＃３から通信データを受信し、データ処理部４４は、通信データの追加ヘッダ情報として含まれる通信制御情報内の送信先の識別情報を用いて、受信した通信データが、自らを送信先とするデータか否かを決定する。通信データが、自らを送信先とするデータである場合、データ処理部４４は、ＢＳ＃２，＃３から転送された通信データおよびサービングＢＳ＃１から送信された通信データを合成し、あるいは、いずれか１つの通信データを選択する処理を行う（ステップＳ２０）。合成方法として、例えば、受信パワーのレベルあるいはエラーレートの逆数を用いて通信データを重み付けする方法が挙げられる。また、選択方法として、最先に送られた通信データ、受信パワーのレベルが最も高い通信データ、あるいは、エラーレートの最も低い通信データを選択する例が挙げられる。
システム１では、パケットデータとして送られる通信データの順序の逆転や重複の発生を防止する従来のプロトコルを用いることができるので、複数の通信データを合成することにより束ねる場合でも通信データの順序の保証や重複の防止を行うことができる。
【００４８】
図１１（ａ）〜（ｄ）は、携帯端末ＵＥが移動することにより、サービングＢＳ＃１が通信データを分配する分配先のＢＳが変化する様子を示す図である。
図１１（ａ）に示すように、通信データがサービングＢＳ＃１から送信され、さらに分配先のＢＳ＃２，ＢＳ＃３から通信データが送信される。このとき、記憶部１８のテーブルには、携帯端末ＵＥの識別情報と、ＢＳ＃１のアドレスと、分配先のＢＳ＃２とＢＳ＃３のアドレスが登録され、この情報が送信時に用いられる。なお、分配先のＢＳ＃２とＢＳ＃３のアドレスが登録される以前の記憶部１８には、サービングＢＳ＃１のアドレスのみが分配先のＢＳとして登録されている。
【００４９】
携帯端末ＵＥが、図１１（ｂ）に示すように、ＢＳ＃２とＢＳ＃３の境界部分を移動する場合を考える。このとき、ＢＳ＃３は通信不能状態に変わるが、ＢＳ＃４が新たに通信可能状態となる。したがって、ＢＳ＃４は、携帯端末ＵＥから送られる確認データ内の送信先のサービングＢＳ＃１のアドレスに基づいて、確認データをサービングＢＳ＃１に転送する。このとき、ＢＳ＃２も携帯端末ＵＥから受信した確認データをサービングＢＳ＃１に転送する。このとき、ＢＳ＃１，＃３は、確認データを受信できないため、通信可能なＢＳのアドレスから消去される。これにより、図１１（ｃ）に示すように、分配先ＢＳのアドレスが＃２および＃４に変わる。通信不能なＢＳのアドレスを消去する場合、予め定められた一定時間の間、確認データが受信されない、あるいは転送されないとき、消去を行うとよい。このような処理は処理部１６で行われる。こうして、ＢＳ＃１の処理部１６は、受信可能なＢＳのアドレスあるいは分配先のＢＳのアドレスを更新する。この後、図１１（ｄ）に示すように、分配先をＢＳ＃２，＃４として、携帯端末ＵＥに通信データを送信する。
【００５０】
このように、ダウンリンク時の通信方法は、サービングＢＳ＃１が携帯端末ＵＥに通信データを送信するとき、自らの無線通信部２０の他に、周辺に位置するＢＳ＃２，＃３に通信データを分配して送信を行うので、セル領域の端部に位置する場合でも、通信品質を良好に保つことができる。しかも、通信に用いる第２の周波数帯域は、周囲のＢＳ＃２，＃３と共有し、他の携帯端末とも共有し、しかも、通信上の物理チャネルもＢＳ＃２，＃３および他の携帯端末と、共有するので、有限な通信リソースを有効に用いることができる。
【００５１】
（アップリンク時の通信方法）
図１２は、携帯端末ＵＥとサービングＢＳ＃１との間のアップリンクの流れを説明するフローチャートである。図１３は、アップリンクの流れを分かり易く説明する図である。
【００５２】
まず、携帯端末ＵＥは、サービングＢＳ＃１のアドレス（Serving BS-Add）と自らの識別情報(UE-Id)を少なくとも通信制御情報として追加Hdrに含んだ通信データを、データ処理部４４で生成し、無線通信部４８は生成した通信データを送信する（ステップＳ３０）。
そのとき、図１３に示すように、サービングＢＳ＃１は、無線通信部２０で携帯端末ＵＥからの通信データを受信し、さらに、携帯端末ＵＥと通信可能な、サービングＢＳ＃１の周囲に位置するＢＳ＃２，＃３から、Ｉ−ＢＳ通信部２２を通して通信データの転送を受ける（ステップＳ３２）。ＢＳ＃２，＃３は、共有する第２の周波数帯域を用いて通信し、かつ、物理チャネルも共有するので、携帯端末ＵＥの送信する通信データを受信することができる。ＢＳ＃２，＃３は、通信データに通信制御情報として含まれる送信先のサービングＢＳ＃１のアドレス情報に基づいて、アービングＢＳ＃１に転送する。
【００５３】
次に、サービングＢＳ＃１の処理部１６は、携帯端末ＵＥから送信され、あるいは転送された通信データに含まれる通信制御情報に基づいて、自らを送信先とするデータか否かを決定する。さらに、処理部１６は、通信データが自らを送信先とするデータの場合、ＢＳ＃２，＃３から転送された通信データおよび自らが受信した通信データを合成し、あるいは、いずれか１つの通信データを選択する処理を行う（ステップＳ３４）。このとき、通信データに含まれる携帯端末ＵＥの識別情報（UE-Id）が同時に取得されるので、ＢＳ＃２、＃３から転送された通信データおよびサービングＢＳ＃１で受信した通信データを、他の携帯端末が送信した通信データと識別することができる。通信データの合成方法として、例えば、受信パワーのレベルあるいはエラーレートの逆数を用いて通信データを重み付けする方法が挙げられる。また、通信データの選択方法として、最先に送られた通信データ、受信パワーのレベルが最も高い通信データ、あるいは、エラーレートの最も低い通信データを選択する例が挙げられる。
【００５４】
このように、アップリンク時の通信方法は、携帯端末ＵＥがサービングＢＳ＃１に通信データを送信するとき、周辺に位置するＢＳ＃２，＃３が受信した通信データをサービングＢＳ＃１に転送する。このため、サービングＢＳ＃１は、これらの通信データの合成、あるいは選択を行うことができる。したがって、携帯端末ＵＥがセル領域の端部に位置する場合でも、通信品質を良好に保つことができる。しかも、通信に用いる第２の周波数帯域は、周囲のＢＳ＃２，＃３と共有し、他の携帯端末と共有し、しかも、通信上の物理チャネルも共有して用いるので、有限な通信リソースを有効に用いることができる。
【００５５】
（携帯端末のセル領域を跨いだ移動時の通信方法）
図１４（ａ）〜（ｅ）は、携帯端末ＵＥが移動して、サービングＢＳがＢＳ＃１からＢＳ＃４に移行する流れを示す図である。
まず、図１４（ａ）に示すように、携帯端末ＵＥがサービングＢＳ＃１のセル領域内の第１の領域Ａ1に位置する。この状態で、携帯端末ＵＥは、サービングＢＳ＃１と通信可能な状態となっている。この後、携帯端末ＵＥが、図１４（ｂ）に示すように、第２の領域Ｂ1に移動すると、第１の周波数帯域による通信から第２の周波数帯域による通信に切り替わる。すなわち、ハンドオーバが行われる。このとき、サービングＢＳ＃１と携帯端末ＵＥは、図１４（ｃ）に示すように、第２の周波数帯域を用いた通信を行う。
【００５６】
さらに、携帯端末ＵＥが第２の領域Ｂ1内のセル領域の端に来ると、携帯端末ＵＥは、ＢＳ＃２，＃３と通信可能状態となる。第２の領域Ｂ1では、第２の周波数帯域は、サービングＢＳ＃１の他にＢＳ＃２，＃３，＃４との間で共有され、さらに、物理チャネルも共有されるので、携帯端末ＵＥは、サービングＢＳ＃１の他に、サービングＢＳ＃１の周囲の基地局でも、送受信可能な状態となる。したがって、ダウンリンクの場合、サービングＢＳ＃１が携帯端末ＵＥと行う通信は、図１４（ｄ）に示すように、サービングＢＳ＃１の他に、分配先のＢＳ＃２，＃３を介して行う。また、アップリンクの場合も同様に、サービングＢＳ＃１が携帯端末ＵＥと行う通信は、図１４（ｄ）に示すように、サービングＢＳ＃１の他に、サービングＢＳ＃１に通信データを転送するＢＳ＃２，＃３を介して行うことができる。
【００５７】
さらに、図１４（ｅ）に示すように、移動する携帯端末ＵＥがＢＳ＃４の第１の領域内Ａ4に来ると、ＢＳ＃４の第１の領域Ａ4内で定める第１の周波数帯域に切り替わり、ハンドオーバが行われる。これにより、ＢＳ＃４がサービング基地局に移行する。勿論、図１４（ｄ）から図１４（ｅ）に移る途中、通信データを分配し、あるいは転送するＢＳは、通信可能か否かによって変化する。
以上のように、携帯端末ＵＥの移動に伴ってサービングＢＳが移行する。
【００５８】
このようなシステム１では、１つのセル領域を、図１に示すように、第１の領域Ａ1〜Ａ4と第２の領域Ｂ1〜Ｂ4に分け、通信に用いる周波数帯域を変えているので、第１の領域Ａ1〜Ａ4と第２の領域Ｂ1〜Ｂ4におけるＢＳの無線出力も独立したものなっている。ＢＳ＃１〜＃４は、いずれも第１の領域Ａ1〜Ａ4に配置されるので、第２の領域Ｂ1〜Ｂ4は、第１の領域Ａ1〜Ａ4に比べてＢＳ＃１〜ＢＳ＃４から遠方にある。このため、第２の領域Ｂ1〜Ｂ4で通信に用いる無線出力は、距離減衰を考慮して第１の領域Ａ1〜Ａ4に比べて大きく設定されている。したがって、ハンドオーバを円滑に行うために第１の周波数帯域と第２の周波数帯域の無線状態を調べる携帯端末ＵＥは、第１の領域Ａ1〜Ａ4に位置するときでも、第２の周波数帯域の無線状態を良好と判断し、誤って第１の周波数帯域から第２の周波数帯域の通信に切り替えるおそれがある。具体的には、図１５（ｂ）に示すように、第１の周波数帯域における電波強度Ｐ1は、第２の周波数帯域における電波強度Ｐ2に比べて低いので、第１の領域Ａ1〜Ａ4に位置するときでも、誤って第２の周波数帯域の通信に切り替わるおそれがある。
上記誤ったハンドオーバを防止するために、図１５（ａ）に示すように、第１の周波数帯域における電波強度Ｐ1を測定し評価するとき、第２の周波数帯域における電波強度Ｐ2を測定し評価する場合に対してオフセットΔＰを設けている。これにより、第１の領域Ａ1〜Ａ4に位置する携帯端末ＵＥとサービングＢＳとは、第１の周波数帯域を用いて確実に通信することができる。
【００５９】
システム１は、第３．９世代移動通信システムに用いられる他、複数の携帯端末および基地局装置で同じ周波数帯域と通信チャネルを共有する他の移動通信システム、例えば、第３．５、第４世代移動通信システム等にも用いることができる。
【００６０】
以上、本発明の無線通信方法、無線通信システム、基地局装置および携帯端末について詳細に説明したが、本発明の無線通信システム、基地局装置、携帯端末および無線通信方法は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。
【符号の説明】
【００６１】
１０  基地局装置
１２  ネットワークインターフェース終端部
１４  プロトコル終端／リソース管理部
１６  処理部１６
１８  記憶部
２０  無線通信部
２２  基地局間通信部
２４  制御部
４０  携帯端末
４２  通信データ生成部
４４  データ処理部
４６  記憶部
４８  無線通信部
５０  制御部
【図１】
2010134121.tif 000003
【図２】
2010134121.tif 000004
【図３】
2010134121.tif 000005
【図４】
2010134121.tif 000006
【図５】
2010134121.tif 000007
【図６】
2010134121.tif 000008
【図７】
2010134121.tif 000009
【図８】
2010134121.tif 000010
【図９】
2010134121.tif 000011
【図１０】
2010134121.tif 000012
【図１１】
2010134121.tif 000013
【図１２】
2010134121.tif 000014
【図１３】
2010134121.tif 000015
【図１４】
2010134121.tif 000016
【図１５】
2010134121.tif 000017
【図１６】
2010134121.tif 000018
【図１７】
2010134121.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成23年11月8日(2011.11.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の基地局装置と携帯端末を用いて行うセルラ方式の無線通信方法であって、
前記複数の基地局装置それぞれが管理するセル領域は、前記セル領域内の第１の領域と、前記第１の領域を取り巻き、かつ、前記セル領域と隣接するセル領域に接する第２の領域と、を有し、前記複数の基地局装置は、前記複数の基地局装置それぞれの前記第２の領域で用いる周波数帯域を複数の基地局装置間で共有し、かつ、通信チャネルを複数の基地局装置間で共有することにより、携帯端末と通信を行うように設けられ、
前記複数の基地局装置内の基地局装置Ａが、管理するセル領域内の前記第２の領域に位置する携帯端末に送信を行うとき、送信先の携帯端末の識別情報と前記携帯端末と通信可能な少なくとも１つの基地局装置の識別情報とを通信制御情報として含む通信データを生成するステップと、
前記基地局装置Ａが、前記通信制御情報に応じて、前記携帯端末と通信可能な少なくとも１つの基地局装置に前記通信データを分配するステップと、
前記携帯端末が、前記基地局装置Ａとの間で通信を行い、さらに前記通信データの分配された基地局装置との間で通信を行うことにより、少なくとも２つの通信データを受信するステップと、
前記携帯端末が、受信した少なくとも２つの通信データのそれぞれに含まれる前記通信制御情報に応じて、受信した少なくとも２つの通信データのそれぞれを、自らを送信先とするデータとして処理するステップと、を有することを特徴とする無線通信方法。
【請求項２】
前記基地局装置Ａは、前記通信データを前記携帯端末に送信する前に、前記携帯端末から予め送信される、前記基地局装置Ａの識別情報を含んだ確認データを、前記基地局装置Ａの周囲に位置する周辺基地局装置から転送を受けることにより、前記基地局装置Ａは、前記携帯端末と通信可能な周辺基地局装置を特定し、特定した周辺基地局装置の識別情報を、前記分配先の基地局装置の識別情報として取得する、請求項１に記載の無線通信方法。
【請求項３】
前記携帯端末から送信される前記確認データは、前記基地局装置Ａが前記携帯端末に予め送信したデータである、請求項２に記載の無線通信方法。
【請求項４】
前記通信制御情報は、前記送信先の識別情報の他に、前記複数の基地局装置の送信のタイミングを表すタイミング情報、および、前記複数の基地局装置のサブキャリアの割り当て情報を表すスケジューリング情報の少なくとも一方の情報を含む、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の無線通信方法。
【請求項５】
前記通信制御情報が前記タイミング情報を含み、
前記携帯端末と通信可能な少なくとも１つの基地局装置と前記基地局装置Ａとは、前記携帯端末に前記通信データを送信するとき、送信のタイミングを、お互いに揃えて送信を行う、請求項４に記載の無線通信方法。
【請求項６】
前記通信制御情報が前記スケジューリング情報を含み、
前記携帯端末と通信可能な少なくとも１つの基地局装置と前記基地局装置Ａとは、前記通信データを送信するとき、前記サブキャリアの割り当てパターンを、お互いに揃えて送信を行う、請求項４または５に記載の無線通信方法。
【請求項７】
複数の基地局装置と携帯端末を備えるセルラ方式の無線通信システムであって、
前記複数の基地局装置それぞれは、
前記複数の基地局装置それぞれが管理するセル領域として、前記セル領域内の第１の領域と、前記第１の領域を取り巻き、かつ、前記セル領域と隣接するセル領域に接する第２の領域と、を有し、前記複数の基地局装置それぞれの前記第２の領域で用いる周波数帯域を複数の基地局装置間で共有し、かつ、通信チャネルを複数の基地局装置間で共有することにより、前記携帯端末と通信を行う第１の通信部と、
前記携帯端末が前記第２の領域に位置し、前記携帯端末に送信を行うとき、前記セル領域を管理する基地局装置の周囲に位置する周辺基地局装置のうち、前記携帯端末と通信可能な周辺基地局装置の識別情報と、送信先の携帯端末の識別情報と、を通信制御情報として含む通信データを生成する第１の処理部と、
前記通信制御情報に応じて、前記通信データを前記通信可能な周辺基地局装置に分配する基地局間通信部と、を有し、
前記携帯端末は、
前記基地局間通信部により前記通信データが分配されるときの分配元の基地局装置との間で、さらに、分配先の周辺基地局装置との間で通信を行って、少なくとも２つの通信データを受信する第２の通信部と、
受信した少なくとも２つの通信データのそれぞれに含まれる前記通信制御情報に応じて、受信した少なくとも２つの通信データのそれぞれを、自らを送信先とするデータとして処理する第２の処理部と、を有することを特徴とする無線通信システム。
【請求項８】
複数の基地局装置と携帯端末を備えるセルラ方式の無線通信システムであって、
前記携帯端末は、
前記携帯端末が在圏するセル領域を管理する基地局装置の識別情報を保持する記憶部と、
前記基地局装置の識別情報を通信制御情報として含んだ通信データを送信する第２の通信部と、を有し、
前記複数の基地局装置それぞれは、
前記複数の基地局装置それぞれが管理するセル領域として、前記セル領域内の第１の領域と、前記第１の領域を取り巻き、かつ、前記セル領域と隣接するセル領域に接する第２の領域と、を有し、さらに、前記複数の基地局装置それぞれの前記第２の領域で用いる周波数帯域を複数の基地局装置間で共有し、かつ、通信チャネルを複数の基地局装置間で共有することにより、携帯端末と通信を行う第１の通信部と、
前記携帯端末が前記第２の領域に位置し、前記携帯端末が前記通信データを送信したとき、前記通信データに含まれる前記通信制御情報に基づいて、周囲に位置する周辺基地局装置が受信した携帯端末の前記通信データの転送を受ける基地局間通信部と、
前記携帯端末が前記第２の領域に位置し、前記携帯端末が前記通信データを送信したとき、前記第１の通信部が受信した通信データと前記基地局間通信部が前記周辺基地局装置から転送を受けた通信データのそれぞれに含まれる前記通信制御情報に応じて、前記受信した通信データと前記転送された通信データのそれぞれを、自らを送信先とする前記携帯端末からの送信データとして処理する第１の処理部と、を有することを特徴とする無線通信システム。
【請求項９】
複数の基地局装置と携帯端末を備えるセルラ方式の無線通信システムに用いる基地局装置であって、
管理するセル領域として、前記セル領域内の第１の領域と、前記第１の領域を取り巻き、かつ、前記セル領域と隣接するセル領域に接する第２の領域と、を有し、さらに、前記複数の基地局装置それぞれの前記第２の領域で用いる周波数帯域を複数の基地局装置間で共有し、かつ、通信チャネルを複数の基地局装置間で共有することにより、前記携帯端末と通信を行う第１の通信部と、
前記携帯端末が前記第２の領域に位置し、前記携帯端末に送信を行うとき、前記セル領域を管理する基地局装置の周囲に位置する周辺基地局装置のうち、前記携帯端末と通信可能な周辺基地局装置の識別情報と、送信先の携帯端末の識別情報と、を通信制御情報として含んだ通信データを生成する第１の処理部と、
前記通信データを、前記通信可能な周辺基地局装置が携帯端末に送信するように、前記通信制御情報に応じて前記通信データを分配する基地局間通信部と、を有することを特徴とする基地局装置。
【請求項１０】
複数の基地局装置と携帯端末を備えるセルラ方式の無線通信システムに用いる基地局装置であって、
管理するセル領域として、前記セル領域内の第１の領域と、前記第１の領域を取り巻き、かつ、前記セル領域と隣接するセル領域に接する第２の領域と、を有し、さらに、前記複数の基地局装置それぞれの前記第２の領域で用いる周波数帯域を複数の基地局装置間で共有し、かつ、通信チャネルを複数の基地局装置間で共有することにより、前記携帯端末と通信を行う第１の通信部と、
前記携帯端末が前記第２の領域に位置し、前記携帯端末が在圏するセルを管理する基地局装置の識別情報を通信制御情報として含む通信データを前記携帯端末が送信したとき、前記通信制御情報に基づいて、周囲に位置する周辺基地局装置が受信した前記通信データの転送を受ける基地局間通信部と、
前記携帯端末が前記第２の領域に位置し、前記携帯端末が前記通信データを送信したとき、前記第１の通信部が受信した通信データと前記基地局間通信部に転送された通信データのそれぞれに含まれる前記通信制御情報に応じて、前記受信した通信データと前記転送された通信データのそれぞれを、自らを送信先とする前記携帯端末からの送信データとして処理する第１の処理部と、を有することを特徴とする基地局装置。
【請求項１１】
複数の基地局装置と携帯端末を備えるセルラ方式の無線通信システムに用いる携帯端末であって、
前記無線通信システムは、前記複数の基地局装置それぞれが管理するセル領域として、前記セル領域内の第１の領域と、前記第１の領域を取り巻き、かつ、前記セル領域と隣接するセル領域に接する第２の領域と、を有し、さらに、前記複数の基地局装置それぞれの前記第２の領域で用いる周波数帯域を複数の基地局装置間で共有し、かつ、通信チャネルを複数の基地局装置間で共有するように設けられ、
前記携帯端末が基地局装置Ａの管理する前記第２の領域に位置するとき、前記基地局装置Ａから送信される、送信先の携帯端末の識別情報と、前記携帯端末と通信可能な少なくとも１つの基地局装置の識別情報と、を通信制御情報として含む通信データと、前記基地局装置Ａから前記基地局装置Ａの周囲に位置する周辺基地局装置に分配されて前記周辺基地局装置から送信される、前記通信制御情報を含む分配された通信データとを、前記無線通信システムを用いて受信する第２の通信部と、
前記基地局装置Ａから送信された通信データと前記分配された通信データのそれぞれに含まれる前記通信制御情報に応じて、前記基地局装置Ａから送信された通信データと前記分配された通信データのそれぞれを、自らを送信先とするデータとして処理する第２の処理部と、を有することを特徴とする携帯端末。
【請求項１２】
複数の基地局装置と携帯端末を備えるセルラ方式の無線通信システムに用いる携帯端末であって、
前記無線通信システムは、前記複数の基地局装置それぞれが管理するセル領域として、前記セル領域内の第１の領域と、前記第１の領域を取り巻き、かつ、前記セル領域と隣接するセル領域に接する第２の領域と、を有し、さらに、前記複数の基地局装置それぞれの前記第２の領域で用いる周波数帯域を複数の基地局装置間で共有し、かつ、通信チャネルを複数の基地局装置間で共有するように設けられ、
前記携帯端末が基地局装置Ｂの管理する前記第２の領域に位置するとき、前記基地局装置Ｂの識別情報を保持する記憶部と、
前記携帯端末が基地局装置Ｂの管理する前記第２の領域に位置するとき、前記基地局装置Ｂの識別情報を通信制御情報として含んだ通信データを、前記基地局装置Ｂと前記基地局装置Ｂの周囲に位置する周辺基地局装置に、前記無線通信システムを用いて送信する第２の通信部と、を有することを特徴とする携帯端末。
【国際調査報告】
2010134121.tif 000020
2010134121.tif 000021
2010134121.tif 000022
2010134121.tif 000023