(57)【要約】  振幅と位相の少なくともいずれかが時間領域において異なる第１の同期信号及び第１の参照信号を複数連続して端末装置へ送信する無線基地局装置において、前記第１の同期信号及び第１の参照信号を前記端末装置へ送信する第１のアンテナと、他の無線基地局装置における第２のアンテナの通信可能範囲を仰角方向に拡大させることを要求する垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求を前記他の無線基地局装置へ送信する制御部とを備える。
2018211627.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振幅と位相の少なくともいずれかが時間領域において異なる第１の同期信号及び第１の参照信号を複数連続して送信する無線基地局装置において、
前記第１の同期信号及び第１の参照信号を送信する第１のアンテナと、
他の無線基地局装置における第２のアンテナの垂直方向におけるビームの向きを変更させることを前記他の無線基地局装置に要求する制御部と
を備えることを特徴とする無線基地局装置。
【請求項２】
前記第１のアンテナを介して受信した端末装置からの受信信号に基づいて、前記第１のアンテナのアンテナ面に対して垂直な面を水平面とし、前記水平面に対して仰角方向において前記端末装置が位置する第１の角度を算出する到来方向探索部と、
前記第１の角度と判定閾値との比較結果に基づいて、前記垂直方向におけるビームの向きの変更要求を前記制御部へ出力する到来仰角判定部と
を備えることを特徴とする請求項１記載の無線基地局装置。
【請求項３】
前記到来仰角判定部は、前記第１の角度が前記判定閾値以上のとき、前記垂直方向におけるビームの向きの変更要求を前記制御部へ出力することを特徴とする請求項２記載の無線基地局装置。
【請求項４】
前記到来仰角判定部は、前記第１の角度が判定閾値以上であって、前記端末装置以外の前記無線基地局装置と無線通信を行う他の端末装置の前記水平面に対する仰角方向における角度が前記判定閾値以上となっている前記他の端末装置が存在するとき、前記垂直方向におけるビームの向きの変更要求を前記制御部へ出力することを特徴とする請求項２記載の無線基地局装置。
【請求項５】
前記到来仰角判定部は、前記第１の角度が判定閾値以上であって、前記端末装置以外の前記無線基地局装置と無線通信を行う他の端末装置の前記水平面に対する仰角方向における角度が前記判定閾値より小さいときであっても、前記制御部が前記垂直方向におけるビームの向きの変更要求を送信する直前に送信した要求が前記垂直方向におけるビームの向きの変更要求ではないとき、前記垂直方向におけるビームの向きの変更要求を前記制御部へ出力することを特徴とする請求項４記載の無線基地局装置。
【請求項６】
前記到来仰角判定部は、前記第１の角度が判定閾値以上であって、前記端末装置以外の前記無線基地局装置と無線通信を行う他の端末装置の前記水平面に対する仰角方向における角度が前記判定閾値より小さいときであっても、前記垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求を前記制御部が送信する直前に前記垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求を送信したときは、前記垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求を前記制御部へ再度出力しないことを特徴とする請求項５記載の無線基地局装置。
【請求項７】
前記制御部は、ネットワークレイヤがＩＰ（Internet Protocol）、トランスポートレイヤがＳＣＴＰ（Stream Control Transmission Protocol）であるパケットデータであって、前記垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求を表す情報を含む前記パケットデータを前記他の無線基地局装置へ送信することを特徴とする請求項１記載の無線基地局装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求の対象となるセルの識別情報を含む前記パケットデータを前記他の無線基地局装置へ送信することを特徴とする請求項７記載の無線基地局装置。
【請求項９】
更に、前記他の無線基地局装置から送信された、前記垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求に応答する垂直方向におけるビームの向きの変更開始応答を前記制御部が受信したとき、前記制御部から前記垂直方向におけるビームの向きの変更開始応答に含まれる共通ビーム割付情報を受け取り、前記第２のアンテナの通信可能範囲を仰角方向に拡大させて第２の同期信号及び第２の参照信号を送信するときに利用した無線リソース情報を含む前記共通ビーム割付情報を、前記端末装置へ送信する無線測定制御部を備えることを特徴とする請求項１記載の無線基地局装置。
【請求項１０】
前記無線測定制御部は、前記共通ビーム割付情報を含むＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎを更に含むＲＲＣＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＲｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎメッセージを前記端末装置へ送信することを特徴とする請求項９記載の無線基地局装置。
【請求項１１】
更に、前記到来仰角判定部からの比較結果と、前記第２のアンテナの通信可能範囲が仰角方向に拡大されて前記第２のアンテナから送信された第２の参照信号に基づいて前記端末装置において測定されて前記端末装置から受信した測定結果とに基づいて、前記他の無線基地局装置における前記端末装置の高さを推定し、推定した前記端末装置の高さを示す端末高さ情報を、前記他の無線基地局装置へ送信する端末高さ推定部を備えることを特徴とする請求項２記載の無線基地局装置。
【請求項１２】
前記端末高さ推定部は、
前記第１の角度が前記判定閾値より小さい前記比較結果であって、
前記第２のアンテナが仰角方向へ拡大される前の前記第２のアンテナの第１の通信可能範囲において前記第２のアンテナから送信された第２の参照信号に基づいて測定した第１の測定結果が、前記第２のアンテナが仰角方向へ拡大された後で追加された前記第２のアンテナの第２の通信可能範囲において前記第２のアンテナから送信された第２の参照信号に基づいて測定した第２の測定結果よりも高い前記測定結果を得たとき、前記端末装置の高さは、低いと推定し、
前記第１の角度が前記判定閾値よりも小さい前記比較結果であって、前記第２の測定結果が前記第１の測定結果以上となる前記測定結果を得たとき、前記端末装置の高さは、高いと推定し、
前記第１の角度が前記判定閾値以上である前記比較結果であって、前記第１の測定結果が前記第２の測定結果よりも高い前記測定結果を得たとき、前記端末装置の高さは、高い及び低いと推定し、
前記第１の角度が前記判定閾値以上である前記比較結果であって、前記第２の測定結果が前記第１の測定結果以上となる前記測定結果を得たとき、前記端末装置の高さは、高いと推定する
ことを特徴とする請求項１１記載の無線基地局装置
【請求項１３】
前記端末高さ推定部は、前記端末高さ情報を前記制御部へ出力し、
前記制御部は、前記端末高さ情報を含む、前記無線基地局装置が前記他の無線基地局装置に対して前記端末装置のハンドオーバを要求するハンドオーバ要求を、前記他の無線基地局装置へ送信することを特徴とする請求項１１記載の無線基地局装置。
【請求項１４】
前記制御部は、ネットワークレイヤがＩＰ（Internet Protocol）、トランスポートレイヤがＳＣＴＰ（Stream Control Transmission Protocol）であるパケットデータであって、前記端末高さ情報と前記ハンドオーバ要求を表す情報とを含む前記パケットデータを前記他の無線基地局装置へ送信することを特徴とする請求項１３記載の無線基地局装置。
【請求項１５】
前記制御部は、前記無線基地局装置を制御する第１の制御装置と、前記他の無線基地局装置を制御する第２の制御装置とを介して、前記他の無線基地局装置へ、前記垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求を送信することを特徴とする請求項１記載の無線基地局装置。
【請求項１６】
前記制御部は、ネットワークレイヤがＩＰ（Internet Protocol）、トランスポートレイヤがＳＣＴＰ（Stream Control Transmission Protocol）であるパケットデータであって、前記垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求を表す情報を含む前記パケットデータを、前記第１の制御装置へ送信することを特徴とする請求項１５記載の無線基地局装置。
【請求項１７】
前記到来仰角判定部は、前記第１の角度と前記判定閾値との比較結果に基づいて、前記第２のアンテナの仰角方向への拡大を停止させることを要求する垂直方向におけるビームの向きの変更停止要求を前記制御部へ出力し、
前記制御部は、前記垂直方向におけるビームの向きの変更停止要求を、前記他の無線基地局装置へ送信することを特徴とする請求項２記載の無線基地局装置。
【請求項１８】
前記到来仰角判定部は、前記第１の角度が前記判定閾値より小さいとき、前記垂直方向におけるビームの向きの変更停止要求を前記制御部へ出力することを特徴とする請求項１７記載の無線基地局装置。
【請求項１９】
前記到来仰角判定部は、前記第１の角度が前記判定閾値より小さいときであって、前記端末装置以外の前記無線基地局装置と無線通信を行う他の端末装置の前記水平面に対する仰角方向における角度が前記判定閾値より小さいとき、前記垂直方向におけるビームの向きの変更停止要求を前記制御部へ出力することを特徴とする請求項１７記載の無線基地局装置。
【請求項２０】
前記到来仰角判定部は、前記第１の角度が前記判定閾値より小さいときであって、前記端末装置以外の前記無線基地局装置と無線通信を行う他の端末装置の前記水平面に対する仰角方向における角度が前記判定閾値以上となる前記他の端末装置が存在するとき、前記垂直方向におけるビームの向きの変更停止要求を送信しないことを特徴とする請求項１７記載の無線基地局装置。
【請求項２１】
前記制御部は、ネットワークレイヤがＩＰ（Internet Protocol）、トランスポートレイヤがＳＣＴＰ（Stream Control Transmission Protocol）であるパケットデータであって、前記垂直方向におけるビームの向きの変更停止要求を表す情報を含む前記パケットデータを、前記他の無線基地局装置へ送信することを特徴とする請求項１７記載の無線基地局装置。
【請求項２２】
前記制御部は、前記垂直方向におけるビームの向きの変更停止要求を、前記無線基地局装置を制御する第１の制御装置と、前記他の無線基地局装置を制御する第２の制御装置とを介して、前記他の無線基地局装置へ送信することを特徴とする請求項１７記載の無線基地局装置。
【請求項２３】
前記制御部は、ネットワークレイヤがＩＰ（Internet Protocol）、トランスポートレイヤがＳＣＴＰ（Stream Control Transmission Protocol）であるパケットデータであって、前記垂直方向におけるビームの向きの変更停止要求を表す情報を含む前記パケットデータを、前記第１の制御装置へ送信することを特徴とする請求項２２記載の無線基地局装置。
【請求項２４】
振幅と位相の少なくともいずれかが異なる第２の同期信号及び第２の参照信号を時間領域において複数連続して端末装置へ送信する無線基地局装置において、
前記第２の同期信号及び第２の参照信号を前記端末装置へ送信する第２のアンテナと、
他の無線基地局装置から送信された垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求を受信する制御部と、
前記垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求を受信したとき、前記第２のアンテナの通信可能範囲を仰角方向に拡大させるビームスイープ制御部と
を備えることを特徴とする無線基地局装置。
【請求項２５】
前記ビームスイープ制御部は、前記第２のアンテナの通信可能範囲を仰角方向に拡大させて前記第２の同期信号及び第２の参照信号を送信するときに利用する無線リソースを割り当て、割り当てた無線リソースに関する情報を含む共通ビーム割付情報を、前記制御部へ出力し、
前記制御部は、前記共通ビーム割付情報を前記他の無線基地局装置へ送信し、
前記第２のアンテナは、前記無線リソースに従って前記第２の同期信号及び第２の参照信号を送信することを特徴とする請求項２４記載の無線基地局装置。
【請求項２６】
前記ビームスイープ制御部は、前記共通ビーム割付情報を前記制御部へ出力し、
前記制御部は、前記共通ビーム割付情報を含む、前記垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求に対する応答を表す垂直方向におけるビームの向きの変更開始応答を、前記他の無線基地局へ送信することを特徴とする請求項２５記載の無線基地局装置
【請求項２７】
前記制御部は、ネットワークレイヤがＩＰ（Internet Protocol）、トランスポートレイヤがＳＣＴＰ（Stream Control Transmission Protocol）であるパケットデータであって、前記共通ビーム割付情報と前記垂直方向におけるビームの向きの変更開始応答を表す情報とを含む前記パケットデータを、前記他の無線基地局装置へ送信することを特徴とする請求項２６記載の無線基地局装置。
【請求項２８】
前記制御部は、前記共通ビーム割付情報を、前記無線基地局装置を制御する第２の制御装置と、前記他の無線基地局装置を制御する第１の制御装置とを介して、前記他の無線基地局装置へ送信することを特徴とする請求項２５記載の無線基地局装置。
【請求項２９】
更に、前記他の無線基地局装置から送信された端末高さ情報であって、前記他の無線基地局装置が推定した前記無線基地局装置における前記端末装置の高さを表す前記端末高さ情報を前記制御部が受信したとき、前記端末高さ情報に基づいて、前記第２のアンテナの受信範囲を限定した第１の到来方向を決定するハンドオーバ初期到来角決定部を備え、
前記第２のアンテナは、前記第１の到来方向に従って、前記端末装置から送信された無線信号を受信することを特徴とする請求項２４記載の無線基地局装置。
【請求項３０】
前記ハンドオーバ初期到来角決定部は、前記制御部において、更に、前記端末装置の位置情報を前記他の無線基地局装置から受信したとき、前記端末高さ情報と前記位置情報とに基づいて、前記第２のアンテナの受信範囲を更に限定した第２の到来方向を決定し、
前記第２のアンテナは、前記第２の到来方向に従って、前記端末装置から送信された無線信号を受信することを特徴とする請求項２９記載の無線基地局装置。
【請求項３１】
第１の無線基地局装置と無線通信を行い、振幅と位相の少なくともいずれかが異なる第２の同期信号と第２の参照信号とを時間領域において複数連続して送信する第２の無線基地局装置と無線通信を行う端末装置において、
前記第２の無線基地局装置における第２のアンテナの通信可能範囲を仰角方向に拡大させて、前記第２の同期信号及び第２の参照信号を送信するときに利用した無線リソース情報を含む共通ビーム割付情報を、前記第１の無線基地局装置から受信する無線測定制御部と、
前記無線測定制御部からの指示に従って、通信可能範囲が仰角方向に拡大された前記第２のアンテナから送信された前記第２の参照信号に基づいて、前記第２の無線基地局装置と前記端末装置との間の通信品質を測定し、測定した前記通信品質を前記第１の無線基地局装置へ送信する参照信号測定部と
を備えることを特徴とする端末装置。
【請求項３２】
端末装置と、
振幅と位相の少なくともいずれかが時間領域において異なる第１の同期信号及び第１の参照信号を複数連続して送信する第１の無線基地局装置と、
振幅と位相の少なくともいずれかが時間領域において異なる第２の同期信号及び第２の参照信号を複数連続して前記端末装置へ送信する第２の無線基地局装置と
を備える無線通信システムにおいて、
前記第１の無線基地局装置は、
前記第１の同期信号及び第１の参照信号を前記端末装置へ送信する第１のアンテナと、
前記第２の無線基地局装置における第２のアンテナの垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求を前記第２の無線基地局装置へ送信する第１の制御部とを備え、
前記第２の無線基地局装置は、
前記第２の同期信号及び第２の参照信号を前記端末装置へ送信する前記第２のアンテナと、
前記第１の無線基地局装置から送信された垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求を受信する第２の制御部と、
前記垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求を受信したとき、前記第２のアンテナの通信可能範囲を仰角方向に拡大させるビームスイープ制御部とを備えることを特徴とする無線通信システム。
【請求項３３】
第１のアンテナと制御部とを有し、振幅と位相の少なくともいずれかが時間領域において異なる第１の同期信号及び第１の参照信号を複数連続して端末装置へ送信する無線基地局装置における無線通信方法であって、
前記第１のアンテナにより、前記第１の同期信号及び第１の参照信号を前記端末装置へ送信し、
前記制御部により、他の無線基地局装置における第２のアンテナの垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求を前記他の無線基地局装置へ送信する
ことを特徴とする無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線基地局装置、端末装置、無線通信システム、及び無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、標準化団体である３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）では、大容量で高速の無線通信システムの技術として、ＬＴＥ（Long Term Evolution）及びＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄの後継システムが検討されている。このようなシステムは第５世代移動体通信（5G:the 5th Generation mobile communication）と呼ばれている。【０００３】
第５世代移動体通信システムに対して、Ｄｏｗｎ  Ｌｉｎｋ（ＤＬ）無線区間では最大２０Ｇｂｐｓ（Gigabit per second）、Ｕｐ  Ｌｉｎｋ（ＵＬ）無線区間では最大１０Ｇｂｐｓのデータレートが得られるべきというＩＴＵ（International Telecommunication Union）からの要求がある。【０００４】
そのため、第５世代移動体通信システムでは、ミリ波帯を活用した無線通信の検討が行われている。ミリ波帯とは、通常、３０〜３００ＧＨｚの周波数帯のことである。ミリ波帯では、電波伝搬損失がマイクロ波帯や準ミリ波帯と比較して非常に大きい。しかし、無線通信装置において、十分な数のアンテナ素子から成る多素子アンテナを利用して、無線信号を送受信することで無線受信信号の受信電力値を増加させ電波伝搬損失が大きい環境でのデータレート増加を可能にする。【０００５】
他方、無線通信システムにおいては、ハンドオーバ（又はハンドオフ）と呼ばれる技術がある。ハンドオーバは、例えば、端末装置が接続する無線基地局装置を切り替える技術である。ハンドオーバにより、移動中の端末装置は、接続する無線基地局装置を切り替えても、連続してサービスの提供を受けることが可能となる。【０００６】
このような無線通信システムの技術として、例えば、以下がある。【０００７】
すなわち、マルチビームアンテナで水平方向及び垂直方向にビームフォーミングを行って、隣接する一組のビームのアンテナ利得の差をビームの組毎に検出し、検出したビームの組のアンテナ利得の際に対応する方位角及び仰角を推定し、信号源の方向を推定する技術がある。【０００８】
この技術によれば、無線を使う地上移動通信において、マルチビームアンテナの利用により信号源または干渉源の位置及び到来角度の状況を推定することができる、とされる。【０００９】
また、受信信号を用いて移動局の存在する方向を推定し、推定した到来方向にアンテナの指向性ビームを向けて、その方向で移動局への送信と移動局からの受信とを時分割に行うようにした指向性制御アンテナ装置がある。【００１０】
この技術によれば、少ない送信出力で、通信チャネルの利用効率の良い指向性アンテナ装置を提供することができる、とされる。【００１１】
さらに、少なくとも１つの候補目的基地局は、移動端末から送信されたアップリンク信号の到着方向と受信信号強度とを測定してネットワークコントローラへ報告する。そして、ネットワークコントローラは、測定された到着方向と受信信号強度を使用して、目的基地局を選択し、移動端末のハンドオーバを完了させる技術がある。【００１２】
この技術によれば、セル間ハンドオーバが発生した後の通信に利用される狭ビームの経路損失および方向を適切に決定することができる、とされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００９−２０６８８９号公報
【特許文献２】特開平１０−７０５０２号公報
【特許文献３】特表２００１−５２７３６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
例えば、ドローンなど無線通信機能を有する飛行物体が、端末装置として、無線基地局装置のアンテナの上空数ｍから百数十ｍの比較的低空を飛行する場合がある。無線基地局装置のアンテナは、例えば、地上に向けてカバーエリアを有している。飛行物体が地上付近に位置する場合は、飛行物体は、無線基地局装置のカバーエリア内に位置し、無線基地局装置と接続して無線通信を行うことが可能である。しかし、無線基地局装置から見て仰角方向へ飛行物体が移動した場合、飛行物体は、無線基地局装置のカバーエリアから外れて移動し、接続した無線基地局装置との無線通信ができなくなる。この場合、飛行物体は、他の無線基地局装置近傍に移動した場合でも、上空を飛行しているため、地上へ向けてカバーエリアを有する他の無線基地局装置のアンテナのカバーエリアから外れる。したがって、飛行物体は、他の無線基地局装置のアンテナから送信された同期信号や参照信号を受信することができない。そのため、飛行物体は、他の無線基地局装置をハンドオーバ先（又はハンドオーバ先候補）として検出することができない。【００１５】
上述した信号源の方向を推定する技術は、マルチビームアンテナで水平方向及び垂直方向にビームフォーミングを行うため、飛行物体の方向を推定できても、飛行物体に対してどのようにハンドオーバを行うのかについては何ら議論されていない。また、この技術では、例えば、無線基地局装置において、水平方向と垂直方向の双方向でビームフォーミングを行って探索を行うため、飛行物体の探索に時間がかかり、無線基地局装置の消費電力が増加する。【００１６】
また、受信信号から推定した到来方向にアンテナの指向性ビームを向けて送信と受信とを時分割で行う技術も、仰角方向へ移動する飛行物体についてどのようにハンドオーバを行うのかについては何ら開示も示唆もなされていない。【００１７】
さらに、ＵＬ信号から測定された到着方向と受信信号強度を使用して、ネットワークコントローラが目的基地局を選択する技術は、各基地局がＵＬ信号を受信することが前提である。したがって、ハンドオーバ先候補基地局は、仰角方向へ移動する飛行物体からのＵＬ信号を検出することができない場合もあり、この場合、ネットワークコントローラは目的基地局を選択することができず、飛行物体のハンドオーバを完了させることができない。【００１８】
そこで、一開示は、仰角方向へ端末装置が移動した場合でもハンドオーバが可能な無線基地局装置、端末装置、無線通信システム、及び無線通信方法を提供することにある。【００１９】
また、一開示は、無線基地局装置の消費電力が削減できるようにした無線基地局装置、端末装置、無線通信システム、及び無線通信方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
一態様によれば、振幅と位相の少なくともいずれかが時間領域において異なる第１の同期信号及び第１の参照信号を複数連続して端末装置へ送信する無線基地局装置において、前記第１の同期信号及び第１の参照信号を前記端末装置へ送信する第１のアンテナと、他の無線基地局装置における第２のアンテナの通信可能範囲を仰角方向に拡大させることを要求する垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求を前記他の無線基地局装置へ送信する制御部とを備える。
【発明の効果】
【００２１】
一開示によれば、仰角方向へ端末装置が移動した場合でもハンドオーバを可能にすることができる。また、一開示によれば、無線基地局装置の消費電力を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は無線通信システムの構成例を表す図である。
【図２】図２（Ａ）から図２（Ｃ）はビームの例を表す図である。
【図３】図３（Ａ）と図３（Ｂ）は端末の移動経路の例を表す図である。
【図４】図４は端末の移動経路の例を表す図である。
【図５】図５はソース基地局の構成例を表す図である。
【図６】図６はターゲット基地局の構成例を表す図である。
【図７】図７は端末の構成例を表す図である。
【図８】図８はカバー範囲拡大シーケンスの例を表す図である。
【図９】図９はカバー範囲拡大シーケンスの例を表す図である。
【図１０】図１０は仰角判定処理の例を表すフローチャートである。
【図１１】図１１（Ａ）は共通ビーム＃２，＃２２の例を表し、図１１（Ｂ）は無線リソースの例を表す図である。
【図１２】図１２は送信ビームフォーミング部の構成例を表す図である。
【図１３】図１３は周辺セル測定処理の例を表すフローチャートである。
【図１４】図１４は判定テーブルの例を表す図である。
【図１５】図１５は端末と基地局の関係例を表す図である。
【図１６】図１６（Ａ）から図１６（Ｃ）は端末と基地局の関係例を表す図である。
【図１７】図１７（Ａ）はＩＰパケット、図１７（Ｂ）はＳＣＴＰパケットの各構成例を表す図である。
【図１８】図１８（Ａ）から図１８（Ｃ）は各メッセージの例を表す図である。
【図１９】図１９（Ａ）から図１９（Ｃ）は各メッセージの例を表す図である。
【図２０】図２０（Ａ）はＲＲＣメッセージ、図２０（Ｂ）はＲＲＣ  ＰＤＵ、図２０（Ｃ）はＰＤＣＰ  ＰＤＵの各構成例を表す図である。
【図２１】図２１（Ａ）と図２１（Ｂ）はＲＲＣメッセージの例を表す図である。
【図２２】図２２はハンドオーバシーケンスの例を表す図である。
【図２３】図２３は受信ビーム整形処理の例を表すフローチャートである。
【図２４】図２４はＨＡＮＤＯＶＥＲ  ＲＥＱＵＥＳＴの例を表す図である。
【図２５】図２５（Ａ）と図２５（Ｂ）は各メッセージの例を表す図である。
【図２６】図２６はＨＡＮＤＯＶＥＲ  ＲＥＱＵＩＲＥＤの例を表す図である。
【図２７】図２７はＨＡＮＤＯＶＥＲ  ＲＥＱＵＥＳＴの例を表す図である。
【図２８】図２８（Ａ）は基地局、図２８（Ｂ）は端末の各ハードウェア構成例を表す図である。
【図２９】図２９はＭＭＥの構成例を表す図である。
【図３０】図３０は無線通信システムの構成例を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。本明細書における課題及び実施例は一例であり、本願の権利範囲を限定するものではない。特に、記載の表現が異なっていたとしても技術的に同等であれば、異なる表現であっても本願の技術を適用可能であり、権利範囲を限定するものではない。そして、各実施の形態は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。また、本明細書で使用している用語や記載した技術的内容は、３ＧＰＰなど通信に関する規格として仕様書に記載された用語や技術的内容が適宜用いられてもよい。
【００２４】
［第１の実施の形態］
＜無線通信システムの構成例＞
図１は、第１の実施の形態における無線通信システム１０の構成例を表す図である。
【００２５】
無線通信システム１０は、端末装置（以下、「端末」と称する場合がある。）１００、無線基地局装置（以下、「基地局」と称する場合がある。）２００−１〜２００−３、ＭＭＥ（Mobility Management Entity）３００−１，３００−２を備える。また、無線通信システム１０は、ＳＧＷ（Serving Gateway）４００、及びＰＧＷ（Packet Data Network Gateway）５００を備える。
【００２６】
端末１００は、例えば、フィーチャーフォン、スマートフォン、パーソナルコンピュータ、タブレット端末、ゲーム装置などの無線通信装置である。端末１００は、基地局２００−１〜２００−３のサービス提供可能範囲（又はセル範囲）において、基地局２００−１〜２００−３を介して、通話サービスやＷｅｂ閲覧サービスなど、種々のサービスの提供を受けることが可能である。
【００２７】
基地局２００−１〜２００−３は、例えば、自局のサービス提供可能範囲で端末１００と無線通信を行う無線通信装置である。基地局２００−１〜２００−３は、ＳＧＷ４００から送信されたユーザデータなどを受信し、受信したユーザデータなどを端末１００へ送信する。また、基地局２００−１〜２００−３は、端末１００から送信されたユーザデータなどを受信し、受信したユーザデータなどをＳＧＷ４００へ送信する。この際、基地局２００−１〜２００−３は、端末１００との間で制御信号を送受信する。これにより、例えば、端末１００は、基地局２００−１〜３００−３が割り当てた無線リソースに関する情報を受信し、端末１００と基地局２００−１〜２００−３は、この無線リソースを利用して、無線通信を行うことが可能となる。基地局２００−１〜２００−３と端末１００は、ＲＲＣ（Radio Resource Control）インタフェースを利用して、ユーザデータや制御信号などを送信したり受信したりする。
【００２８】
なお、ＲＲＣインタフェースは、例えば、「３ＧＰＰ  ＴＳ３６．３３１Ｖ１３．０．０」などにその仕様が定められている。
【００２９】
また、基地局２００−１〜２００−３は、例えば、予め決められた無線リソースを利用して、同期信号と参照信号とを、端末１００へ送信する。端末１００は、同期信号を受信して、基地局２００−１〜２００−３との間で同期処理を行うことで、基地局２００−１〜２００−３と同期を確立することが可能となる。また、端末１００は、基地局２００−１〜２００−３と同期確立後、参照信号を受信し、受信した参照信号に基づいて無線区間の通信品質などを測定したり、位相回転量を測定したりすることが可能となる。端末１００は、測定結果をソース基地局２００−１へ報告することが可能である。この場合も、基地局２００−１〜２００−３と端末１００は、ＲＲＣインタフェースを利用して、同期信号と参照信号、測定結果を送信したり、受信したりする。
【００３０】
さらに、基地局２００−１は、Ｘ２インタフェースを利用して、基地局２００−２との間でメッセージを交換する。例えば、基地局２００−１と基地局２００−２は、Ｘ２インタフェースを利用して、ハンドオーバに関するメッセージを交換する。Ｘ２インタフェースは、「３ＧＰＰ  ＴＳ３６．４２３  Ｖ１３．２．０」にその仕様が定められている。
【００３１】
ＭＭＥ３００−１，３００−２は、例えば、基地局２００−１〜２００−３を制御する制御装置である。ＭＭＥ３００−１，３００−２は、Ｓ１−ＭＭＥインタフェースを利用して、基地局２００−１〜２００−３との間でメッセージを交換する。ＭＭＥ３００−１，３００−２は、このようなメッセージの交換により、例えば、端末１００の移動管理やユーザデータの転送経路の設定や開放など処理などを行う。Ｓ１−ＭＭＥインタフェースは、「３ＧＰＰ  ＴＳ３６．４１３Ｖ１３．１．０」にその仕様が定められている。
【００３２】
なお、図１の例では、ＭＭＥ３００−１は、基地局２００−１，２００−２と接続して、基地局２００−１，２００−２を制御する例を表している。また、ＭＭＥ３００−２は、基地局２００−３と接続して、基地局２００−３を制御する例を表している。
【００３３】
また、ＭＭＥ３００−１，３００−２は、Ｓ１１を利用して、ＳＧＷ４００との間でメッセージを交換する。このようなメッセージの交換により、例えば、ＭＭＥ３００−１，３００−２は、ＳＧＷ４００に対して、ユーザデータの転送経路の設定などが可能となる。さらに、ＭＭＥ３００−１とＭＭＥ３００−２は、Ｓ１０インタフェースを利用して、メッセージの交換が可能である。これにより、ＭＭＥ３００−１とＭＭＥ３００−２は、例えば、ハンドオーバに関するメッセージなどを交換することが可能となる。
【００３４】
ＳＧＷ４００は、例えば、ユーザデータの伝送を行うパケットゲートウェイであり、基地局２００−１〜２００−３との間でユーザデータの送受信を行う。また、ＳＧＷ４００は、Ｓ５インタフェースを利用して、ＰＧＷ５００との間でメッセージを交換し、例えば、ユーザデータの転送経路の設定や開放などの処理を行う。
【００３５】
ＰＧＷ５００は、外部のＰＤＮ（Packet Data Network）と接続し、例えば、ＰＤＮに接続されたサーバ装置などから送信されたユーザデータを受信して、受信したユーザデータをＳＧＷ４００へ送信する。また、ＰＧＷ５００は、ＳＧＷ４００から送信されたユーザデータを受信して、受信したユーザデータをサーバ装置などへ送信する。
【００３６】
図１の例では、端末１００は基地局２００−１と接続して無線通信を行っている例を表している。このように端末１００が接続している基地局を、例えば、ソース基地局（又はサービング基地局、或いは接続元基地局）と称する場合がある。一方、基地局２００−２，２００−３は、端末１００のハンドオーバ先（又はハンドオーバ候補先）の基地局となっている。ハンドオーバ先の基地局２００−２，２００−３を、例えば、ターゲット基地局と称する場合がある。ハンドオーバは、例えば、端末１００が接続する基地局を変更することである。この場合、ハンドオーバ前後で接続先の基地局が変わっても、同一のＭＭＥ３００−１配下の基地局２００−２へ端末１００がハンドオーバすることを、例えば、Ｘ２ハンドオーバと称する場合がある。また、接続中の基地局２００−１を配下に有するＭＭＥ３００−１と異なるＭＭＥ３００−２配下の基地局２００−３へ端末１００がハンドオーバすることを、例えば、Ｓ１ハンドオーバと称する場合がある。図１の例で、端末１００が、基地局２００−２へハンドオーバする場合は、Ｘ２ハンドオーバ、基地局２００−３へハンドオーバする場合は、Ｓ１ハンドオーバとなる。
【００３７】
＜ビームフォーミングについて＞
本第１の実施の形態では、基地局２００−１〜２００−３が無線信号を送信したり受信したりする際に、ビームフォーミング（beamforming）技術を用いている。ビームフォーミング技術は、例えば、基地局２００−１〜２００−３が所定の方向に電波の指向性を高くして無線信号を送信したり受信したりする技術である。ビームフォーミング技術により、基地局２００−１〜２００−３は、端末１００が存在する方向へ無線信号を送信したり、端末１００が存在する方向から送信された無線信号を受信したりすることが可能となる。
【００３８】
ビームフォーミング技術の１つに、ビームスイーピング（beam sweeping）がある。ビームスイーピングは、例えば、ビームの角度を変えた狭い幅のビームをセル内全域に到達するように基地局２００−１〜２００−３が複数回送信する技術である。
【００３９】
図２（Ａ）から図２（Ｃ）は、ビームスイーピングにより形成された送信ビームの例を表す図である。位相調整器は、各送信信号に対して、プリコーディング行列などの重み行列を利用して、位相調整を行うことで、所定方向に重み付けされた送信信号を出力する。振幅調整器は、位相調整器から出力される各送信信号に対して、送信電力制御などにより、振幅調整を行うことで、各ビームについて振幅が異なる送信信号を出力することが可能となる。
【００４０】
図２（Ａ）から図２（Ｃ）に示すように、基地局２００−１〜２００−３は、送信信号に対して位相調整と振幅調整とを行うことで、同一信号系列の同期信号を時間領域において連続して送信することができる。そして、基地局２００−１〜２００−３は、各送信において、振幅と位相の少なくともいずれかが異なる（又は同一の）同期信号を送信する。同期信号だけではなく、参照信号についても、基地局２００−１〜２００−３は、同一系列の参照信号を時間領域において連続して送信することが可能で、各送信について、振幅と位相の少なくともいずれかが異なる（又は同一の）参照信号を送信する。
【００４１】
なお、ビームとは、例えば、無線信号の束のことである。ただし、１つの無線信号により１つのビームが形成される場合もあれば、複数の無線信号により１つのビームが形成される場合もある。図２（Ａ）から図２（Ｃ）に示されるビーム群は、例えば、送信ビームと称され、複数の無線信号により形成される。
【００４２】
なお、図２（Ａ）から図２（Ｃ）は、受信ビームの例も表している。この場合、各アンテナ素子で受信した受信信号は振幅調整器で受信電力制御などにより振幅が調整され、位相調整器で位相が調整されて所定方向に重み付けられた受信信号を得る。
【００４３】
＜端末の移動経路と共通ビームカバーエリアについて＞
図３（Ａ）と図３（Ｂ）は端末１００の移動経路と共通ビームカバーエリアの例を表す図である。
【００４４】
図３（Ａ）に示すように、端末１００は、ソース基地局２００−１の共通ビームカバーエリア＃１の範囲内に位置（又は在圏）する。同期信号と参照信号とをまとめて、例えば、共通信号と称する場合がある。共通ビームは、例えば、共通信号から生成された無線信号により形成されるビームのことである。共通ビームカバーエリアは、例えば、共通信号が届く範囲のことである。端末１００は、共通ビームカバーエリア内において、基地局２００−１，２００−２から同期信号と参照信号を受信することが可能となる。共通ビームカバーエリアは、例えば、セル範囲と称される場合もある。
【００４５】
また、図３（Ａ）に示すように、端末１００は、ソース基地局２００−１と接続して、ソース基地局２００−１からサービスの提供を受けている。個別ビームは、例えば、端末個別のユーザデータから生成された無線信号と、共通信号から生成された無線信号とにより形成されるビームである。ソース基地局２００−１は、個別ビームを利用して、端末宛のユーザデータと共通信号とを端末１００へ送信する。また、端末１００も個別ビームを利用して、端末１００で生成されたユーザデータをソース基地局２００−１へ送信する。
【００４６】
なお、以下では、ビームの送信と無線信号の送信とを区別しないで用いる場合がある。また、ビームの受信と無線信号の受信とを区別しないで用いる場合がある。
【００４７】
図３（Ａ）に示すように、ソース基地局２００−１もターゲット基地局２００−２も、例えば、端末１００が地上付近を移動することを前提にしている。そのため、共通ビームカバーエリア＃１，＃２は、地上方向に向けられ、ソース基地局２００−１もターゲット基地局２００−２は、地上付近を移動する端末１００に対して、共通信号を送信している。
【００４８】
そして、図３（Ｂ）に示すように、端末１００が基地局２００−１，２００−２から見て仰角方向（又は高さ方向）へ移動する場合がある。例えば、無線通信機能を有するドローンなどの飛行物体の場合である。この場合、ソース基地局２００−１は、端末１００から送信された無線信号を受信して、端末１００に対する送信ビームを形成することが可能である。従って、ソース基地局２００−１は、端末１００が上空に移動して、共通ビームカバーエリアから外れても、図３（Ｂ）に示すように、端末１００に対してある範囲までは個別ビームを形成することが可能である。
【００４９】
しかし、ターゲット基地局２００−２は、共通ビームカバーエリアが地上付近を向いている。そのため、端末１００は、ターゲット基地局２００−２から送信された共通信号を受信することができない、或いは受信できても受信レベルが非常に小さい。したがって、端末１００では、例えば、ターゲット基地局２００−２からの参照信号のレベルがハンドオーバを判定する判定閾値よりも低く、ターゲット基地局２００−２を、ハンドオーバ先又はハンドオーバ先候補の基地局として認識することができない。
【００５０】
そこで、本第１の実施の形態では、図４に示すように、端末１００と個別ビームを利用して無線通信を行っているソース基地局２００−１がターゲット基地局２００−２に対して、垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求を送信する。垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求は、例えば、ソース基地局２００−１がターゲット基地局２００−２に対して、ターゲット基地局２００−２のアンテナの通信可能範囲を仰角方向へ拡大させることを要求するものである。
【００５１】
ターゲット基地局２００−２は、垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求を受信すると、共通ビームカバーエリアを仰角方向へ拡大する。ターゲット基地局２００−２は、仰角方向の共通ビームカバーエリア＃２２と、地上方向の共通カバーエリア＃１の２つのカバーエリアを形成する。
【００５２】
共通ビームカバーエリア＃２は、例えば、ターゲット基地局２００−２におけるアンテナの通信可能範囲が仰角方向へ拡大される前のターゲット基地局２００−２における通信可能範囲である。また、共通ビームカバーエリア＃２２は、例えば、ターゲット基地局２００−２におけるアンテナの通信可能範囲が仰角方向へ拡大された後においてターゲット基地局２００−２において追加された通信可能範囲である。
【００５３】
このように、ターゲット基地局２００−２は、地上付近へ向けて共通ビームを形成し、上空へ向けて共通ビームを形成する。そして、端末１００は、ターゲット基地局２００−２の共通ビームカバーエリア＃２２の範囲内に位置するため、ターゲット基地局２００−２から送信された共通信号を受信することが可能となる。その後、端末１００は受信した参照信号に基づいてターゲット基地局２００−２をハンドオーバ先の基地局と認識することができ、ターゲット基地局２００−２へのハンドオーバが可能となる。
【００５４】
以降では、基地局２００−１〜２００−３と端末１００の各構成例について説明する。
【００５５】
＜ソース基地局の構成例＞
基地局２００−１〜２００−３の構成例について説明する。ソース基地局２００−１と、ターゲット基地局２００−２，２００−３に分けて構成例を説明する。
【００５６】
ただし、ソース基地局２００−１とターゲット基地局２００−２，２００−３は、端末１００のハンドオーバが完了すると、ソース基地局２００−１がターゲット基地局になったり、ターゲット基地局２００−２，２００−３がソース基地局となったりする場合がある。そのため、ソース基地局２００−１と、ターゲット基地局２００−２，２００−３とは同一の構成例であってもよい。この場合は、以降で説明する、ソース基地局２００−１の各構成とターゲット基地局２００−２，２００−３の各構成とがマージした構成となっていてもよい。
【００５７】
なお、ターゲット基地局２００−２，２００−３はいずれも同一の構成例のため、代表して、ターゲット基地局２００−２を例にして説明する。
【００５８】
図５はソース基地局２００−１の構成例を表す図である。
【００５９】
ソース基地局２００−１は、制御部２０１−１、無線測定制御部２０２−１、符号化及び変調部２０３−１、同期信号及び参照信号生成部（以下、「共通信号生成部」と称する場合がある。）２０４−１、変調部２０５−１を備える。また、ソース基地局２００−１は、ビームスイープ制御部２０６−１、重み係数計算部２０７−１、送信ビームフォーミング部及び無線送信部（以下、「送信ビームフォーミング部」と称する場合がある。）２０８−１、アンテナ２０９−１を備える。さらに、ソース基地局２００−１は、受信ビームフォーミング部及び無線受信部（以下、「受信ビームフォーミング部」と称する場合がある。）２１０−１、到来方向探索部２１１−１、送信信号重み係数計算部２１２−１、受信信号重み係数計算部２１３−１を備える。さらに、ソース基地局２００−１は、到来仰角判定部２１４、復調及び復号部２１５−１、及び端末高さ推定部２１６を備える。
【００６０】
制御部２０１−１は、例えば、到来仰角判定部２１４から垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求を受け取り、受け取った垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求を含む、Ｘ２インタフェースに従うパケットデータ（又はメッセージ。以下では、パケットデータとメッセージとを区別しないで用いる場合がある。）を生成する。制御部２０１−１は、生成したメッセージをターゲット基地局２００−２へ送信する。また、制御部２０１−１は、端末高さ推定部２１６から、端末１００の高さ情報を受け取り、受け取った高さ情報を含むメッセージを生成し、生成したメッセージをターゲット基地局２００−２へ送信する。さらに、制御部２０１−１は、ターゲット基地局２００−２からメッセージを受信し、受信したメッセージから共通ビーム割付情報を抽出し、抽出した共通ビーム割付情報を無線測定制御部２０２−１へ送信する。共通ビーム割付情報の詳細は後述する。
【００６１】
無線測定制御部２０２−１は、例えば、共通ビーム割付情報を含む送信データを生成し、生成した送信データを符号化及び変調部２０３−１へ出力する。
【００６２】
符号化及び変調部２０３−１は、送信データに対して誤り訂正符号化処理（以下、「符号化処理」と称する場合がある。）と変調処理とを施すことで、送信データを送信信号へ変換する。符号化及び変調部２０３−１は、変換後の送信信号を送信ビームフォーミング部２０８−１へ出力する。
【００６３】
共通信号生成部２０４−１は、同期信号と参照信号と（又は共通信号）を生成し、生成した同期信号と参照信号とを変調部２０５−１へ出力する。なお、共通信号生成部２０４−１は、例えば、Ｚａｄｏｆｆ−Ｓｈｕ系列などの信号系列を用いて、同一の信号系列の同期信号を時間領域において複数連続して生成することが可能である。また、例えば、共通信号生成部２０４−１は、疑似ランダム系列などの信号系列を用いて、同一の信号系列の参照信号を時間領域において複数連続して生成することが可能である。同期信号と参照信号には、例えば、セルＩＤ（Identification）など、セル固有の情報が含まれる。従って、ソース基地局２００−１が生成する同期信号とターゲット基地局２００−２が生成する同期信号とでは、異なる信号系列となっている。また、参照信号についても、ソース基地局２００−１とターゲット基地局２００−２とでは、異なる信号系列となっている。
【００６４】
変調部２０５−１は、同期信号と参照信号とに対して変調処理を施し、変調後の同期信号と参照信号と（又は変調後の共通信号）を、送信ビームフォーミング部２０８−１へ出力する。
【００６５】
ビームスイープ制御部２０６−１は、例えば、送信ビームフォーミング部２０８−１に対してビームスイープ制御を行う。具体的には、ビームスイープ制御部２０６−１は、例えば、ビームスイープを行う時間、方向、ビームスイープの周期など、ビームスイープに関する情報を重み係数計算部２０７−１へ出力する。
【００６６】
重み係数計算部２０７−１は、例えば、ビームスイープに関する情報に基づいて、共通信号を送信する際の重み係数（以下、「共通信号重み係数」と称する場合がある。）を生成する。共通信号重み係数は、例えば、共通信号の各ストリームに対してどのように重み付けするかを表す行列式により表されてもよい。重み係数計算部２０７−１は、生成した共通信号重み係数を送信ビームフォーミング部２０８−１へ出力する。
【００６７】
送信ビームフォーミング部２０８−１は、変調後の共通信号と送信信号とに対して、周波数変換処理（アップコンバート処理）やＤ／Ａ（Digital to Analogue）変換処理などを施すことで、無線帯域の無線信号を生成する。その際、送信ビームフォーミング部２０８−１は、共通信号重み係数に基づいて共通信号に対して位相調整を行い、更に、位相調整後の共通信号に対して振幅調整を行う。これにより、送信ビームフォーミング部２０８−１は、時間領域において複数連続した共通信号を送信することができ、各送信において、位相と振幅の少なくともいずれかが異なる（又は同一の）共通信号を送信することができる。また、送信ビームフォーミング部２０８−１は、送信信号重み係数計算部２１２−１から受け取った送信重み係数に基づいて、送信信号に対して位相調整を行い、更に、位相調整後の送信信号に対して振幅調整を行う。これにより、送信ビームフォーミング部２０８−１は、時間領域において複数連続した送信信号を送信することができ、各送信において、位相と振幅の少なくともいずれかが異なる（又は同一の）送信信号を送信することができる。送信ビームフォーミング部２０８−１は、生成した無線信号をアンテナ２０９−１へ出力する。
【００６８】
アンテナ２０９−１は、例えば、平面アレイアンテナであって、縦方向と横方向に複数のアンテナ素子が設けられている。アンテナ２０９−１は、アンテナ素子を用いて、送信ビームフォーミング部２０８−１から受け取った無線信号を端末１００へ送信する。また、アンテナ２０９−１は、アンテナ素子を用いて、端末１００から送信された無線信号を受信する。アンテナ２０９−１は、受信した無線信号を受信ビームフォーミング部２１０−１へ出力する。
【００６９】
受信ビームフォーミング部２１０−１は、無線信号に対して、Ａ／Ｄ（Analogue to Digital）変換処理や周波数変換処理（ダウンコンバート処理）などを施して、無線帯域の無線信号を、ベースバンド帯域の受信信号へ変換する。その際、受信ビームフォーミング部２１０−１は、受信信号に対して振幅調整を行い、更に、振幅調整後の受信信号に対して、受信信号重み係数計算部２１３−１から受け取った受信重み係数に基づいて位相調整を行う。これにより、受信ビームフォーミング部２１０−１は、時間領域において複数連続した受信信号を受信することができ、各受信において、位相と振幅の少なくともいずれかが異なる（又は同一の）受信信号を受信することが可能となる。受信ビームフォーミング部２１０−１は、受信信号を到来方向探索部２１１−１と復調及び復号部２１５−１へ出力する。
【００７０】
到来方向探索部２１１−１は、例えば、受信信号に基づいて端末１００に対する仰角Ｖを算出する。仰角Ｖは、例えば、アンテナ２０９−１のアンテナ面に対して垂直な面を水平面（＝０度）とし、その水平面に対して、仰角方向において端末１００が位置する方向とのなす角度のことである。例えば、到来方向探索部２１１−１は、受信ビームフォーミング部２１０−１において位相調整を行って受信した受信信号に対し、その受信信号のレベルを受信ビームフォーミング部２１０−１から順次取得する。そして、到来方向探索部２１１−１は、そのレベルが最も高いときの仰角方向の角度Ｖを、端末１００に対する仰角Ｖとして算出してもよい。到来方向探索部２１１−１は、仰角Ｖを、送信信号重み係数計算部２１２−１、受信信号重み係数計算部２１３−１へ出力する。また、到来方向探索部２１１−１は、仰角Ｖを、例えば、個別ビーム情報として、到来仰角判定部２１４へ出力する。
【００７１】
送信信号重み係数計算部２１２−１は、仰角Ｖに基づいて、送信信号に対する重み係数（以下、「送信信号重み係数」と称する場合がある。）を計算する。送信信号重み係数計算部２１２−１は、計算した送信信号重み係数を送信ビームフォーミング部２０８−１へ出力する。
【００７２】
受信信号重み係数計算部２１３−１は、仰角Ｖに基づいて、受信信号に対する重み係数（以下、「受信信号重み係数」と称する場合がある。）を計算する。受信信号重み係数計算部２１３−１は、計算した受信信号重み係数を受信ビームフォーミング部２１０−１へ出力する。
【００７３】
到来仰角判定部２１４は、例えば、仰角Ｖと判定閾値Ｔとを比較して、端末１００が「地上」方向に位置するのか、「上空」方向へ位置するのかを判定する。到来仰角判定部２１４は、判定結果に基づいて、垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求を生成し、生成した垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求を、制御部２０１−１へ出力する。仰角判定処理については動作例で説明する。また、到来仰角判定部２１４は、判定結果を端末高さ推定部２１６へ出力する。
【００７４】
復調及び復号部２１５−１は、受信信号に対して復調処理と誤り訂正復号化処理（以下、「復号化処理」と称する場合がある。）などを施して、受信信号から、端末１００が送信した送信データを抽出する。送信データとしては、例えば、端末１００において参照信に基づき測定した無線区間の測定情報や、端末１００においてＧＰＳ（Global Positioning System）などにより測定された端末１００の位置情報などがある。復調及び復号部２１５−１は、抽出した受信データを端末高さ推定部２１６へ出力する。
【００７５】
端末高さ推定部２１６は、復調及び復号部２１５−１から受け取った受信データのうち、通信品質などに関する測定情報と、到来仰角判定部２１４から受け取った判定結果とに基づいて、ターゲット基地局２００−２と端末１００との接続時における端末１００の高さを推定する。端末１００の高さの推定処理は動作例で説明する。端末高さ推定部２１６は、「高い」、「低い」などの推定結果を、端末高さ情報として、制御部２０１−１へ出力する。端末高さ推定部２１６は、端末高さ情報とともに、端末１００の位置情報を制御部２０１−１へ出力してもよい。
【００７６】
なお、図５の点線で示すように、ソース基地局２００−１においては、制御部２０１−１、到来仰角判定部２１４、及び端末高さ推定部２１６の３つを合せて１つの制御部であってもよい。
【００７７】
＜ターゲット基地局の構成例＞
図６は、ターゲット基地局２００−２の構成例を表す図である。
【００７８】
ターゲット基地局２００−２は、制御部２０１−２、無線測定制御部２０２−２、符号化及び変調部２０３−２、共通信号生成部２０４−２、変調部２０５−２、ビームスイープ制御部２０６−２、重み係数計算部２０７−２、送信ビームフォーミング部２０８−２を備える。また、ターゲット基地局２００−２は、アンテナ２０９−２、受信ビームフォーミング部２１０−２、到来方向探索部２１１−２、送信信号重み係数計算部２１２−２、受信信号重み係数計算部２１３−２、復調及び復号部２１５−２を備える。ターゲット基地局２００−２は、さらに、拡大範囲制御部２２０とハンドオーバ初期到来角決定部２２１を備える。
【００７９】
拡大範囲制御部２２０は、制御部２０１−２を介して、ソース基地局２００−１から送信された、垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求を受信すると、ビームスイープ制御部２０６−２に対して、仰角方向へ共通ビームカバーエリアを拡大させるよう指示する。
【００８０】
ビームスイープ制御部２０６−２は、この指示を受けると、例えば、共通ビームの送信に対して無線リソースを割り当て、その割り当てを表す共通ビーム割付情報を生成する。
【００８１】
例えば、図１１（Ａ）は、地上方向への共通ビーム＃２と上空方向への共通ビーム＃２２の２つのビームの形成例を表している。この例では、同一のタイミングで、異なる周波数を利用して、２つの共通ビームが送信される例を表している。この場合の無線リソースの割り当て例が図１１（Ｂ）により表されている。すなわち、ターゲット基地局２００−２は、共通ビーム＃２に含まれる無線信号を送信するために周波数ＦＳ１を割り当て、周波数共通ビーム＃２２に含まれる無線信号を送信するために周波数ＦＳ２を割り当てる。この場合、ビームスイープ制御部２０６−２は、共通ビーム＃２の無線リソース（周波数リソースＦＳ＃１と時間リソースｔ１）と、共通ビーム＃２２の無線リソース（周波数リソースＦＳ＃２と時間リソースｔ１）に関する情報を含む、共通ビーム割付情報を生成してもよい。さらに、ビームスイープ制御部２０６−２は、図１１（Ｂ）に示すように、ＦＳ＃１とＦＳ＃２との間のガードバンドに関する情報を含む、共通ビーム割付情報を生成してもよい。
【００８２】
このように、共通ビーム割付情報は、例えば、ターゲット基地局２００−２がそのアンテナ２０９−２の通信可能範囲を仰角方向へ拡大して同期信号と参照信号とを送信するときに利用した無線リソースに関する情報を含んでいる。
【００８３】
図６に戻り、ビームスイープ制御部２０６−２は、生成した共通ビーム割付情報を、制御部２０１−２を介してソース基地局２００−１へ送信する。ソース基地局２００−１では、共通ビーム割付情報などに基づいて、端末１００の高さを推定する。
【００８４】
また、ビームスイープ制御部２０６−２は、例えば、共通ビーム＃２に対するビームスイープに関する情報（スイープ時間、方向、周期など）と、共通ビーム＃２２に対するビームスイープに関する情報とを、重み係数計算部２０７−２へ出力する。重み係数計算部２０７−２は、これらの情報に基づいて、共通ビーム＃２に対応する共通信号重み係数と、共通ビーム＃２２に対応する共通信号重み係数とを生成し、送信ビームフォーミング部２０８−２へ出力する。送信ビームフォーミング部２０８−２は、２つの共通信号重み係数に基づいて、図１１（Ａ）に示す共通ビーム＃２，＃２２を形成することが可能となる。
【００８５】
図６に戻り、ハンドオーバ初期到来角決定部２２１は、制御部２０１−２を介して、ソース基地局２００−１から端末高さ情報を受信すると、端末１００を探索する方向を決定する。ハンドオーバ初期到来角決定部２２１は、決定した端末１００の初期到来角を、到来方向探索部２１１−２へ出力する。
【００８６】
到来方向探索部２１１−２では、初期到来角に関する情報を受信信号重み係数計算部２１３−２と送信信号重み係数計算部２１２−２へ出力する。受信信号重み係数計算部２１３−２は、受け取った初期到来角に対して重み付けする受信重み係数を生成して受信ビームフォーミング部２１０−２へ出力する。受信ビームフォーミング部２１０−２は、受信重み係数に基づいて受信ビームを形成し、初期到来角からの信号を重み付けした受信信号を受信する。また、送信信号重み係数計算部２１２−２は、初期到来角に重み付けした送信重み係数を生成して送信ビームフォーミング部２０８−２へ出力する。送信ビームフォーミング部２０８−２は、送信重み係数に基づいて初期到来角への信号を重み付けした無線信号を送信する。
【００８７】
なお、図６の点線で示すように、ターゲット基地局２００−２においては、制御部２０１−２、拡大範囲制御部２２０、及びハンドオーバ初期到来角決定部２２１の３つを合せて１つの制御部であってもよい。
【００８８】
本第１の実施の形態では、ターゲット基地局２００−２では、垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求により、共通ビーム（送信ビーム）のカバーエリアを拡大して、上空へ移動する端末１００に対して、同期信号と参照信号とを送信する。これにより、例えば、端末１００は、参照信号をターゲット基地局２００−２から受信して、ターゲット基地局２００−２をハンドオーバ候補先とすることが可能となる。
【００８９】
そして、ターゲット基地局２００−２では、ソース基地局２００−１から送信された高さ情報などを利用して、上空へ移動する端末１００の探索方向を決定し、その方向で端末１００を検出すると、受信ビームと送信ビームをその方向へ向ける。これにより、端末１００とターゲット基地局２００−２は、ハンドオーバ手続きに関するメッセージを送信したり受信したりすることが可能となる。
【００９０】
なお、以下において、ソース基地局２００−１とターゲット基地局２００−２，２００−３とを区別しない場合は、基地局２００と称する場合がある。
【００９１】
＜端末の構成例＞
図７は、端末１００の構成例を表す図である。
【００９２】
端末１００は、アンテナ１０１、無線受信部１０２、復調及び復号部１０３、同期信号検出部及び参照信号測定部（又は参照信号測定部。以下、「共通信号測定部」と称する場合がある。）１０４、受信データ処理部１０５、無線測定制御部１０６を備える。また、端末１００は、無線測定報告処理部１０７、符号化及び変調部１０８、及び無線送信部１０９を備える。
【００９３】
アンテナ１０１は、基地局２００−１，２００−２から送信された無線信号を受信し、受信した無線信号を無線受信部１０２へ出力する。また、アンテナ１０１は、無線送信部１０９から出力された無線信号を受け取り、受け取った無線信号を基地局２００−１，２００−２へ送信する。
【００９４】
無線受信部１０２は、アンテナ１０１から受け取った無線信号に対して周波数変換処理（ダウンコンバート）やＡ／Ｄ（Analogue to Digital）変換処理などを施すことで、ベースバンド帯域のベースバンド信号を抽出する。無線受信部１０２は、抽出したベースバンド信号を受信信号として、復調及び復号部１０３と共通信号測定部１０４へ出力する。
【００９５】
また、無線受信部１０２は、例えば、無線測定制御部１０６から周辺セル測定指示を受けて、ターゲット基地局２００−２から送信された無線信号を受信し、受信した無線信号から受信信号を抽出する。無線受信部１０２は、抽出した受信信号を復調及び復号部１０３と共通信号測定部１０４へ出力する。
【００９６】
復調及び復号部１０３は、受信信号に対して、復調処理や復号化処理などを施し、受信データを抽出する。復調及び復号部１０３は、抽出した受信データを受信データ処理部１０５へ出力する。
【００９７】
共通信号測定部１０４は、受信信号から同期信号を検出し、例えば、検出した同期信号に基づいてソース基地局２００−１に対して同期処理を行い、ソース基地局２００−１との間で同期を確立する。また、共通信号測定部１０４は、受信信号から参照信号を検出し、検出した参照信号に基づいて、ソース基地局２００−１との間の無線区間における通信品質などを測定する。
【００９８】
さらに、共通信号測定部１０４は、例えば、無線測定制御部１０６から周辺セル測定指示を受けて、ターゲット基地局２００−２から送信された同期信号を検出して、ターゲット基地局２００−２との間で同期を確立する。さらに、共通信号測定部０４は、例えば、無線測定制御部１０６から周辺セル測定指示を受けて、ターゲット基地局２００−２から送信された参照信号を検出し、検出した参照信号に基づいて、ターゲット基地局２００−２との間の無線区間における通信品質などを測定する。
【００９９】
共通信号測定部１０４は、測定した通信品質などを、測定結果として、符号化及び変調部１０８へ出力する。
【０１００】
受信データ処理部１０５は、例えば、受信データから音声データを抽出して、抽出した音声データをスピーカに出力したり、受信データから映像データを抽出して、抽出した映像データを表示部へ出力したり、受信データに対する各種アプリケーション処理を施す。受信データ処理部１０５は、受信データから共通ビーム割付情報を抽出すると、抽出した共通ビーム割付情報を無線測定制御部１０６へ出力する。
【０１０１】
無線測定制御部１０６は、共通ビーム割付情報を受け取ると、周辺セル測定指示を無線受信部１０２、共通信号測定部１０４、符号化及び変調部１０８、及び無線送信部１０９へ出力する。これにより、例えば、端末１００は、ハンドオーバ先の候補となるターゲット基地局２００−２から送信された共通信号を受信することができ、ターゲット基地局２００−２との間の無線区間の通信品質などを測定することが可能となる。例えば、無線測定制御部１０６は、共通ビーム割付情報から、ターゲット基地局２００−２で共通ビームの通信範囲を拡大したときの周波数に関する情報を抽出する。そして、無線測定制御部１０６は、抽出した周波数に関する情報を含む周辺セル測定指示を、無線受信部１０２などへ出力する。この場合、無線測定制御部１０６は、例えば、共通ビーム＃２２（例えば図１１）の送信に用いた周波数リソースＦＳ＃２を、共通ビーム割付情報から抽出して、周辺セル測定指示に含ませるようにしてもよい。
【０１０２】
無線測定報告処理部１０７は、共通信号測定部１０４から測定結果を受け取り、例えば、測定結果を集計して送信データとして、符号化及び変調部１０８へ出力する。
【０１０３】
符号化及び変調部１０８は、送信データに対して、符号化処理や変調処理などを施し、変調後の送信データを無線送信部１０９へ出力する。
【０１０４】
無線送信部１０９は、変調後の送信データに対して、Ｄ／Ａ（Digital to Analogue）変換処理や周波数変換処理（アップコンバート）などを施して、無線帯域の無線信号を生成する。無線送信部１０９は、無線信号をアンテナ１０１へ出力する。
【０１０５】
なお、符号化及び変調部１０８と無線送信部１０９は、無線測定制御部１０６から周辺セル測定指示を受けて、処理を行うようにしてもよい。
【０１０６】
＜動作例＞
次に動作例について説明する。動作例は以下の順番で説明する。
＜１．Ｘ２ハンドオーバの動作例＞
＜１．１  カバー範囲拡大動作の例＞
＜１．１．１  仰角判定処理の例＞
＜１．１．２  共通信号ビーム送信処理について＞
＜１．１．３  周辺セル測定処理の例＞
＜１．１．４  端末の高さ推定処理の例＞
＜１．１．５  カバー範囲拡大シーケンスにおけるインタフェースについて＞
＜１．２  ハンドオーバ動作の例＞
＜１．２．１  受信ビーム整形処理の例＞
＜１．２．２  ハンドオーバシーケンスにおけるインタフェースについて＞
＜２．Ｓ１ハンドオーバの動作例＞
【０１０７】
＜１．Ｘ２ハンドオーバの動作例＞
以下では、図１に示すように、端末１００が基地局２００−１から基地局２００−２へ接続先を切り替えるＸ２ハンドオーバの動作例について説明する。Ｘ２ハンドオーバの動作例は、カバー範囲拡大シーケンスと、その後に行われるハンドオーバシーケンスの２つのシーケンスがある。カバー範囲拡大シーケンスでは、例えば、垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求に基づいて、ターゲット基地局２００−２が共通ビームのカバー範囲を仰角方向へ拡大する処理を含む。また、ハンドオーバシーケンスでは、例えば、端末１００がソース基地局２００−１からターゲット基地局２００−２へハンドオーバを行う処理を含む。
【０１０８】
カバー範囲拡大動作の例は、図８から図２１までに示される。また、ハンドオーバ動作の例は、図２２から図２４に示される。最初に、カバー範囲拡大動作の例を説明し、次に、ハンドオーバ動作の例について説明する。
【０１０９】
＜１．１  カバー範囲拡大動作の例＞
図８と図９は、カバー範囲拡大シーケンスの例を表す図である。例えば、図３（Ａ）と図３（Ｂ）に示すように、端末１００がソース基地局２００−１と接続後、上空へ移動した場合を想定している。
【０１１０】
図８に示すように、ソース基地局２００−１と端末１００は、個別チャネルによる個別ビームを利用して無線通信を行う（Ｓ１０）。一方、ターゲット基地局２００−２は、通常カバー範囲において共通信号を送信する（Ｓ１１）。
【０１１１】
次に、ソース基地局２００−１は、個別ビームの仰角判定を行う（Ｓ１２）。例えば、ソース基地局２００−１の到来方向探索部２１１−１は、端末１００からの受信信号に基づいて仰角Ｖを測定し、到来仰角判定部２１４は仰角Ｖと判定閾値Ｔとを比較して仰角判定を行う。この場合、例えば、図２（Ａ）に示すように、ソース基地局２００−１におけるアンテナ２０９−１のアンテナ面に対して垂直方向を仰角０度とし、仰角方向をプラス角度、俯角方向をマイナス角度で表現する。
【０１１２】
＜１．１．１  仰角判定処理の例＞
図１０は、仰角判定処理の例を表すフローチャートである。なお、図１０は、仰角判定を行う部分と、拡大カバー範囲共通ビーム送信開始を判定（以下、「送信開始判定」と称する場合がある。）する部分と、拡大カバー範囲共通ビーム送信停止を判定（以下、「送信停止判定」と称する場合がある。）する部分が含まれる。
【０１１３】
到来仰角判定部２１４は、仰角判定処理を開始すると（Ｓ１２０）、到来方向探索部２１１−２から受け取った仰角Ｖと、内部メモリから読み出した判定閾値Ｔとを比較して、仰角Ｖが判定閾値Ｔより低いか否かを判定する（Ｓ１２１）。
【０１１４】
到来仰角判定部２１４は、仰角Ｖが判定閾値Ｔよりも低くないとき（又は仰角Ｖが判定閾値Ｔ以上のとき）（Ｓ１２１でＮＯ）、端末１００は上空に位置すると判定する（Ｓ１２２）。この場合、到来仰角判定部２１４は、端末１００に対する個別ビームの仰角Ｖが上空を示していると判定する。
【０１１５】
一方、到来仰角判定部２１４は、仰角Ｖが判定閾値Ｔより小さいとき（Ｓ１２１でＹＥＳ）、端末１００は地上に位置すると判定する（Ｓ１２８）。この場合、到来仰角判定部２１４は、端末１００に対する個別ビームの仰角Ｖが地上を示していると判定する。
【０１１６】
判定閾値Ｔとしては、例えば、「０」度であってもよい。また、地上無線通信システムの基地局２００は、ダウンチルト方式が採用されており、「６」度程度の下げ角となっている。そのため、判定閾値Ｔは、例えば、「−６」度であってもよい。
【０１１７】
図８に戻り、ソース基地局２００−１は、仰角判定により端末１００に対する個別ビームの仰角Ｖが上空を示す場合（Ｓ１３）には、Ｓ１３から図８のＳ２５までの処理を行う。一方、ソース基地局２００−１は、仰角判定により端末１００に対する個別ビームの仰角Ｖが地上を示す場合（Ｓ３０）には、図７のＳ３０からＳ３６までの処理を行う。
【０１１８】
ただし、Ｓ３０からＳ３６までの処理は、Ｓ１３からＳ２５までの処理が終了した後で行われることを前提にしている。そのため、仰角Ｖが上空を示す場合の処理（Ｓ１３からＳ２５までの処理）を説明し、その後、仰角Ｖが地上を示す場合の処理（Ｓ３０からＳ３６までの処理）を説明する。
【０１１９】
ソース基地局２００−１は、端末１００に対する個別ビームの仰角Ｖが上空を示す場合（Ｓ１３）、送信開始判定を行う（Ｓ１４）。送信開始判定の詳細は図１０の「送信開始判定」の部分である。
【０１２０】
到来仰角判定部２１４は、着目端末１００が上空に位置すると判定すると（Ｓ１２２）、着目端末１００以外の、ソース基地局２００−１配下の全端末は地上に位置するか否かを判定する（Ｓ１２３）。例えば、到来仰角判定部２１４は、ソース基地局２００−１配下の着目端末１００以外の全端末について、仰角判定を行い（Ｓ１２１）、その判定結果を内部メモリに保持する。到来仰角判定部２１４は、内部メモリから判定結果を読み出して、着目端末１００以外の全端末が「地上判定」（Ｓ１２８）となっているか否かにより判定する。
【０１２１】
到来仰角判定部２１４は、着目端末１００以外の全端末が地上に位置すると判定したとき（Ｓ１２３でＮｏ）、垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求を生成して、制御部２０１−１へ出力する（Ｓ１２４）。制御部２０１−１は、垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求を受け取ると、垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求メッセージを生成し、ターゲット基地局２００−２へ送信する。到来仰角判定部２１４は、例えば、着目端末１００以外の端末であって、ソース基地局２００−１と無線通信を行っている端末の仰角が判定閾値以上となっている端末が存在するとき、垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求を出力するようにしている。すなわち、到来仰角判定部２１４では、例えば、ソース基地局２００−１配下の端末が１台でも上空に位置すると判定すると、垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求を出力するようにしている。
【０１２２】
そして、到来仰角判定部２１４は、仰角判定処理を終了する（Ｓ１２５）。
【０１２３】
一方、到来仰角判定部２１４は、着目端末１００以外の全端末が地上ではないと判定したとき（Ｓ１２３でＹＥＳ）、直前に制御部２０１−１から送信されたメッセージが垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求メッセージか否かを判定する（Ｓ１２６）。例えば、到来仰角判定部２１４は、着目端末１００以外の端末も、上空と判定した端末があって、その端末のために垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求を直前に制御部２０１−１へ出力したか否かを判定している。
【０１２４】
到来仰角判定部２１４は、直前に制御部２０１−１から送信されたメッセージが垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求メッセージのとき（Ｓ１２６でＹＥＳ）、垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求メッセージを送信することなく（Ｓ１２７）、一連の処理を終了する（Ｓ１２５）。例えば、到来仰角判定部２１４は、着目端末１００以外の端末も、上空と判定した端末があって、その端末のために垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求を直前に出力していれば、ターゲット基地局２００−２のカバー範囲は拡大されている。そのため、到来仰角判定部２１４は、垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求を制御部２０１−１へ再度出力しないようにしている。
【０１２５】
一方、到来仰角判定部２１４は、直前に制御部２０１−１から送信されたメッセージが垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求メッセージではないとき（Ｓ１２６でＮＯ）、垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求メッセージをターゲット基地局２００−２へ送信する（Ｓ１２４）。例えば、到来仰角判定部２１４は、直前に垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求メッセージが制御部２０１−１から送信されていないときは、ターゲット基地局２００−２のカバー範囲は拡大されていない場合もある。そこで、到来仰角判定部２１４は、垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求を制御部２０１−１へ出力して、制御部２０１−１がターゲット基地局２００−２へ垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求メッセージを送信するようにしている。
【０１２６】
以上、仰角判定処理のうち、仰角判定と送信開始判定について説明した。送信停止判定は後述する。
【０１２７】
図８に戻り、ソース基地局２００−１は、端末１００の個別ビームの仰角Ｖが上空を示す場合（Ｓ１３）、上述した送信開始判定を行い（Ｓ１４）、垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求をターゲット基地局２００−２へ送信する（Ｓ１５）。例えば、制御部２０１−１は、到来仰角判定部２１４から垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求を受け取ると、垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求を含む、垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求メッセージを生成し、ターゲット基地局２００−２へ送信する。垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求メッセージの例は、＜１．１．４  カバー範囲拡大シーケンスにおけるインタフェースについて＞で説明する。
【０１２８】
ターゲット基地局２００−２は、垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求メッセージを受信すると、共通ビームカバーエリアを仰角方向へ拡大し、上空方向と地上方向とに対して、共通信号を送信する（図９のＳ１６）。以下では、共通ビームカバーエリアを仰角方向へ拡大させて共通ビームを送信する共通ビーム送信処理について説明する。
【０１２９】
＜１．１．２  共通ビーム送信処理について＞
図１１（Ａ）は、ターゲット基地局２００−２から、上空方向へ向けて送信される無線信号により形成される共通ビーム＃２２と、地上方向へ向けて送信される無線信号により形成される共通ビーム＃２の例を表す図である。また、図１１（Ｂ）は、共通ビーム＃２，＃２２に利用される無線リソースの例を表す図である。図１１（Ｂ）に示すように、共通ビーム＃２は周波数ＦＳ＃１、共有ビーム＃２２は周波数ＦＳ＃２をそれぞれ利用して、共通信号が送信される。なお、無線リソースの割り当てとしては、例えば、共通ビーム＃２２と共通ビーム＃２に対して、同一の周波数を割り当てて、時間を異ならせるようにすることも可能である。この場合、図１１（Ａ）に示す共通ビーム＃２と共通ビーム＃２２は異なるタイミングで形成されることになる。
【０１３０】
図１２は、ターゲット基地局２００−２における送信ビームフォーミング部２０８−２の構成例を表す図である。送信ビームフォーミング部２０８−２は、リソース配置部２０８１，２０８５、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）部２０８２，２０８６、重み係数乗算部２０８３，２０８７、及び加算部２０８４を備える。
【０１３１】
変調部２０５−２は、同一信号系列の共通信号をリソース配置部２０８１，２０８５へ出力する。リソース配置部２０８１は、共通信号を周波数リソースＦＳ＃２に配置し、リソース配置部２０８５は、共通信号を周波数リソースＦＳ＃１に配置する。ＩＦＦＴ部２０８２，２０８６は、リソース配置部２０８１，２０８５から出力された周波数領域の信号を時間領域の信号へ変換する。重み係数乗算部２０８３は、ＩＦＦＴ部２０８２からの出力信号に対して、重み係数計算部２０７−２から出力された重み係数を乗算する。また、重み係数乗算部２０８３が、ＩＦＦＴ部２０８６からの出力信号に対して重み係数計算部２０７−２から出力された重み係数を乗算する。加算部２０８４は、重み係数が乗算された重み係数乗算部２０８３，２０８７からの２つの出力信号を加算する。送信ビームフォーミング部２０８−２は、例えば、加算後の出力信号に対して、周波数変換処理などを施して無線信号へ変換してアンテナ２０９−２へ出力する。このように、ターゲット基地局２００−２は、異なる周波数ＦＳ＃１，＃２を利用して、地上方向への共通信号と上空方向への共通信号を送信することができる。そして、図１１（Ａ）に示すように、ターゲット基地局２００−２は、重み付した無線信号により、上空方向へ向かう共通ビーム＃２と地上方向へ向かう共通ビーム＃２２を形成して、仰角方向へ拡大された共通ビームカバーエリア＃２，＃２２を形成することが可能となる。
【０１３２】
なお、ターゲット基地局２００−２は、図１１（Ａ）に示すように、共通信号重み係数を調整することで、地上向けの共通ビーム＃２に対して、上空向けの共通ビーム＃２２の幅を広げるように制御することが可能である。上空には、地上の場合と比較して、遮蔽物がなく、ターゲット基地局２００−２からの無線信号が端末１００へ届きやすいためである。このように、共通ビームのビーム幅を、上空向けと地上向けとで変えることで、ビーム数（又は無線信号数）の削減をすることができ、ターゲット基地局２００−２における探索時間を短縮することが可能となる。例えば、重み係数計算部２０７−２が、上空向けの共通信号に対する共通信号重み係数と地上向けの共通信号に対する共通信号重み係数とを適宜調整することで、ビーム幅やビーム数を調整することが可能となる。
【０１３３】
以上、共通ビームカバーエリアの拡大処理（図９のＳ１６）について説明した。
【０１３４】
図９に戻り、次に、ターゲット基地局２００−２は、垂直方向におけるビームの向きの変更開始応答メッセージを生成し、ソース基地局２００−１へ送信する（Ｓ１７）。垂直方向におけるビームの向きの変更開始応答メッセージは、垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求メッセージに対する応答メッセージである。例えば、ターゲット基地局２００−２は以下の処理を行う。
【０１３５】
すなわち、ビームスイープ制御部２０６−２は、拡大範囲制御部２２０からの指示に従って、上空方向と地上方向へ共通信号を送信するための無線リソースの割り当てを行い、その結果として、共通ビーム割付情報を生成する。ビームスイープ制御部２０６−２は生成した共通ビーム割付情報を制御部２０１−２へ出力する。制御部２０１−２は、Ｘ２インタフェースを利用して、共通ビーム割付情報を含む、垂直方向におけるビームの向きの変更開始応答メッセージを生成して、ソース基地局２００−１へ送信する。垂直方向におけるビームの向きの変更開始応答メッセージの例は、＜１．１．４  カバー範囲拡大シーケンスにおけるインタフェースについて＞で説明する。
【０１３６】
ソース基地局２００−１は、垂直方向におけるビームの向きの変更開始応答メッセージを受信すると、共通ビーム割付情報を端末１００へ送信する（Ｓ１８）。この場合、ソース基地局２００−１は、Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎを含むＲＲＣＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＲｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎメッセージを利用して、共通ビーム割付情報を送信する。
【０１３７】
例えば、ソース基地局２００−１では以下の処理を行う。すなわち、無線測定制御部２０２−１は、制御部２０１−１から共通ビーム割付情報を受け取ると、共通ビーム割付情報を含むＲＲＣＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＲｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎメッセージを生成する。無線測定制御部２０２−１は、生成したＲＲＣＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＲｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎメッセージを送信データとして符号化及び変調部２０３−１へ出力する。
【０１３８】
端末１００は、共通ビーム割付情報を含むＲＲＣＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＲｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎメッセージを受信すると、周辺セルを測定する（Ｓ２０）。この場合、ターゲット基地局２００−２は、上空方向と地上方向へ向けて共通信号を送信しているため（Ｓ１９）、端末１００はターゲット基地局２００−２から送信された共通信号を受信することが可能である。以下、周辺セル測定処理について説明する。
【０１３９】
＜１．１．３  周辺セル測定処理の例＞
図１３は、周辺セル測定処理の例を表すフローチャートである。
【０１４０】
端末１００は、周辺セル測定処理を開始すると（Ｓ２００）、周波数分割ビームの有無を判定する（Ｓ２０１）。周波数分割ビームの有無とは、例えば、周波数ＦＳ＃１と周波数ＦＳ＃２とを分割して、共通信号を送信したか否かを表す。例えば、無線測定制御部１０６は、共通ビーム割付情報を受け取り、共通ビーム割付情報に、周波数を分割したか否かを表す情報が含まれているため、これを用いて判定してもよい。或いは、無線測定制御部１０６は、例えば、共通ビーム割付情報に、２つの周波数の情報が含まれていれば、周波数を分割したと判定し、１つの周波数の情報だけしか含まれていない場合は、周波数を分割していないと判定することができる。
【０１４１】
端末１００は、周波数分割ビームが無いと判定したとき（Ｓ２０１でＮＯ）、ターゲット基地局２００−２からのビーム数をｎとして、ｎ個のビームの全無線リソースについて、通信品質などを測定する（Ｓ２０８，Ｓ２０９）。
【０１４２】
例えば、端末１００では以下の処理を行う。すなわち、無線測定制御部１０６は、共通信号測定部１０４に対して、ターゲット基地局２００−２から送信される、共通ビーム＃２又は共通ビーム＃２２に含まれる参照信号に対して、通信品質などを測定するよう指示する。共通信号測定部１０４は、この指示に従って、共通ビーム＃２又は共通ビーム＃２２に含まれる参照信号に基づいて通信品質などを測定する。
【０１４３】
次に、端末１００は、ビーム別に報告値を作成する（Ｓ２０５）。例えば、端末１００では以下の処理を行う。すなわち、共通信号測定部１０４は、通信品質などを測定すると、測定結果を無線測定報告処理部１０７へ出力する。無線測定報告処理部１０７は、共通ビーム＃２や共通ビーム＃２２に含まれる各ビームの測定結果を集計する。
【０１４４】
次に、端末１００は、作成した報告値をソース基地局２００−１へ報告する（Ｓ２０６）。例えば、無線測定報告処理部１０７は、集計した測定結果を、共通ビーム＃２や共通ビーム＃２２の測定結果とし、この測定結果を送信データとして、符号化及び変調部１０８へ出力する。測定結果は、端末１００からソース基地局２００−１へ送信される。
【０１４５】
そして、端末１００は、周辺セル測定処理を終了する（Ｓ２０７）。
【０１４６】
一方、端末１００は、周波数分割ビームがあるとき（Ｓ２０１でＹＥＳ）、Ｓ２０８とＳ２０９の測定時間Ｔの半分の時間で、ＦＳ＃１の通信品質などを測定し（Ｓ２０３）、ＦＳ＃２の通信品質などを測定する（Ｓ２０４）。
【０１４７】
例えば、端末１００では以下の処理を行う。すなわち、無線測定制御部１０６は、共通ビーム割付情報から、周波数ＦＳ＃１，＃２を取り出し、周波数ＦＳ＃１，＃２により送信された、各ビームに含まれる参照信号に基づいて通信品質などを測定するよう、共通信号測定部１０４などへ指示する。そして、共通信号測定部１０４は、この指示に従って、周波数ＦＳ＃１，＃２（共通ビーム＃２と＃２２）により送信された、共通ビーム＃２と共通ビーム＃２２に含まれる参照信号に基づいて通信品質などを測定する。共通信号測定部１０４は、例えば、共通ビーム＃２に含まれる各ビームの通信品質などを測定し、共通ビーム＃２２に含まれる各ビームの通信品質などを測定する。
【０１４８】
次に、端末１００は、ビーム別に測定値を作成して、ソース基地局２００−１へ送信する（Ｓ２０５，Ｓ２０６）。
【０１４９】
例えば、端末１００では以下の処理を行う。すなわち、共通信号測定部１０４は、通信品質などを測定すると測定結果を無線測定報告処理部１０７へ出力する。無線測定報告処理部１０７は、共通ビーム＃２に含まれる各ビームの測定結果を集計し、共通ビーム＃２に含まれるビーム群の測定結果を作成する。また、無線測定報告処理部１０７は、共通ビーム＃２２に含まれる各ビームの測定結果を集計し、共通ビーム＃２２に含まれるビーム群の測定結果を作成する。ビーム群の測定結果としては、例えば、各ビームの測定結果の合計値でもよいし、平均値や代表値でもよい。そして、共通信号測定部１０４は、作成した共通ビーム＃２の測定結果と共通ビーム＃２２の測定結果とを、送信データとして、符号化及び変調部１０８へ出力する。共通ビーム＃２群の測定結果と共通ビーム＃２２群の測定結果は、端末１００からソース基地局２００−１へ送信される。
【０１５０】
そして、端末１００は、周辺セル測定処理を終了する（Ｓ２０７）。
【０１５１】
以上、周辺セル測定処理（図９のＳ２０）について説明した。
【０１５２】
図９に戻り、端末１００は、周辺セル測定処理（Ｓ２０）を行うと、測定結果をＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＲｅｐｏｒｔメッセージに含めて送信する（Ｓ２１）。
【０１５３】
例えば、端末１００では以下の処理を行う。すなわち、無線測定報告処理部１０７は、共通ビーム＃２群の測定結果と共通ビーム＃２２群の測定結果とを含むＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＲｅｐｏｒｔメッセージを生成する。共通信号測定部１０４は、生成したＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＲｅｐｏｒｔメッセージを、符号化及び変調部１０８へ出力する。これにより、Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｒｅｐｏｒｔメッセージは、端末１００からソース基地局２００−１へ送信される。
【０１５４】
次に、端末１００は、適宜、ターゲット基地局２００−２から送信された参照信号に基づいて通信品質などを測定し（Ｓ２２，Ｓ２３）、ＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＲｅｐｏｒｔメッセージに測定結果を含めてソース基地局２００−１へ送信する（Ｓ２４）。
【０１５５】
次に、ソース基地局２００−１は、ターゲット基地局２００−２における端末１００の高さを推定する（Ｓ２５）。次に、この端末１００の高さ推定処理について説明する。
【０１５６】
＜１．１．４  端末の高さ推定処理の例＞
図１４から図１６（Ｃ）は高さ推定処理（Ｓ２５）を説明するための図である。
【０１５７】
図１４は、例えば、ソース基地局２００−１の端末高さ推定部２１６の内部メモリに記憶された判定テーブルの構成例を表す図である。
【０１５８】
端末高さ推定部２１６は、到来仰角判定部２１４から判定結果（例えば、ソース基地局２００−１から端末１００への個別ビームの仰角Ｖが「地上」（例えば図１０で仰角Ｖ＜判定閾値Ｔのとき）又は「上空」（例えば図１０で仰角Ｖ≧判定閾値Ｔのとき）を表すことを示す判定結果を受け取る。また、端末高さ推定部２１６は、端末１００から送信された、ターゲット基地局２００−２と端末１００との間の無線区間における通信品質などの測定結果を受信する。端末高さ推定部２１６は、測定結果と判定結果とに基づいて、端末１００の高さを推定する。
【０１５９】
図１４に示すように、端末高さ推定部２１６は、判定結果が「地上」、測定結果が「共通ビーム＃２群の測定結果＞共通ビーム＃２２群の測定結果」のとき、ターゲット基地局２００−２における端末１００の高さは「低」と推定する。「低」は、例えば、ターゲット基地局２００−２から見て端末１００は地上方向に位置することを表している。
【０１６０】
図１５は、かかる場合の端末１００と基地局２００−１，２００−２との関係例を表す図である。判定結果が「地上」を表す場合、ソース基地局２００−１から端末１００への個別ビームは「地上」方向を向いている。また、共通ビーム＃２群の測定結果が、共通ビーム＃２２群の測定結果よりも大きい場合、ターゲット基地局２００−２において、地上方向を向いている共通ビーム＃２の方が、上空方向を向いている共通ビーム＃２２よりも通信品質が良いことを示している。この場合、ターゲット基地局２００−２は、端末１００が地上方向に位置していると推定することが可能である。よって、端末高さ推定部２１６は、このような場合、端末１００は「低」と判定することができる。
【０１６１】
また、図１４に示すように、端末高さ推定部２１６は、判定結果が「地上」、測定結果が「共通ビーム＃２群の測定結果≦共通ビーム＃２２群の測定結果」のとき、ターゲット基地局２００−２における端末１００の高さは「高」と判定する。「高」は、例えば、ターゲット基地局２００−２から見て端末１００は上空方向に位置することを表している。
【０１６２】
図１６（Ａ）は、かかる場合の端末１００と基地局２００−１，２００−２との関係例を表す図である。判定結果が「地上」を表すときは、ソース基地局２００−１の端末１００に対する個別ビームは「地上」方向を向いている。一方、共通ビーム＃２２群の測定結果が、共通ビーム＃２群の測定結果以上のときは、ターゲット基地局２００−２では、上空を向いている共通ビーム＃２２の方が、地上を向いている共通ビーム＃２よりも、通信品質が良いため、ターゲット基地局２００−２は、「上空」に端末１００が位置すると推定可能である。この場合は、図１６（Ａ）に示すように、ソース基地局２００−１の方が、ターゲット基地局２００−２よりも高い場所に設置されていることから上記の判定が行われたと考えられる。従って、端末高さ推定部２１６は、このような場合、端末１００は「高」と判定することができる。
【０１６３】
さらに、図１４に示すように、端末高さ推定部２１６は、判定結果が「上空」、測定結果が「共通ビーム＃２群の測定結果＞共通ビーム＃２２群の測定結果」のとき、ターゲット基地局２００−２における端末１００の高さは「高・低」（＝「高及び低」）と判定する。
【０１６４】
図１６（Ｂ）は、かかる場合の端末１００と基地局２００−１，２００−２との関係例を表す図である。判定結果が「上空」を表すときは、ソース基地局２００−１の端末１００に対する個別ビームは「上空」を表しており、ソース基地局２００−１から見て端末１００は上空を移動していると判定できる。一方、共通ビーム＃２群の測定結果が、共通ビーム＃２２群の測定結果よりも大きい場合、ターゲット基地局２００−２では、端末１００は地上方向を移動していると判定できる。この場合は、図１６（Ｂ）に示すように、ターゲット基地局２００−２がソース基地局２００−１よりも高い場所に設置されていることから、上記の判定が行われたと考えられる。この場合は、ターゲット基地局２００−２の判定としては、端末１００は「地上」で移動していると判定可能ではあるものの、個別ビームが上空を向いているため、端末１００は「上空」を移動しており、ターゲット基地局２００−２は端末１００が「上空」を移動している判定することも可能である。２つの可能性を考慮して、端末高さ推定部２１６は、判定結果を「高・低」と判定している。
【０１６５】
さらに、図１４に示すように、端末高さ推定部２１６は、判定結果が「上空」、測定結果が「共通ビーム＃２群の測定結果≦共通ビーム＃２２群の測定結果」のとき、ターゲット基地局２００−２における端末１００の高さは「高」と判定する。
【０１６６】
図１６（Ｃ）はかかる場合の端末１００と基地局２００−１，２００−２との関係例を表す図である。この場合は、個別ビームが「上空」であり、測定結果も、共通ビーム＃２２の報告値の方が共通ビーム＃２の報告値よりも大きい。そのため、端末高さ推定部２１６は、このような場合、端末１００は「高」と判定することができる。
【０１６７】
このように、端末高さ推定部２１６は、例えば、判定結果と測定結果とに基づいて、判定テーブルを用いて、ターゲット基地局２００−２から見た端末１００の高さを推定する。
【０１６８】
以上、端末１００の高さ推定処理の例について説明した。
【０１６９】
図９に戻り、ソース基地局２００−１が高さ推定処理を行うと（Ｓ２５）、端末１００と基地局２００−１，２００−２はハンドオーバシーケンス（例えば図２２）へ移行する。
【０１７０】
一方、図８に戻り、個別ビーム仰角判定により、個別ビームの仰角Ｖが地上を示す場合（Ｓ３０）、ソース基地局２００−１は、送信停止判定（Ｓ３１）を行う。
【０１７１】
図１０に示すように、ソース基地局２００−１は、仰角Ｖが判定閾値Ｔよりも小さいとき（Ｓ１２１でＹＥＳ）、仰角Ｖが地上を示す（又は端末１００が地上に位置する）と判定し（Ｓ１２８）、送信停止判定（Ｓ１３０）を行う。
【０１７２】
すなわち、到来仰角判定部２１４は、着目端末１００以外の、ソース基地局２００−１配下の全端末は地上に位置するか否かを判定する（Ｓ１３０）。例えば、到来仰角判定部２１４は、Ｓ１２３と同様に、内部メモリから、ソース基地局２００−１配下の着目端末１００以外の全端末についての仰角判定結果を読み出して、着目端末１００以外の全端末が「地上判定」（Ｓ１２８）となっているか否かにより判定する。
【０１７３】
到来仰角判定部２１４は、着目端末１００以外の全端末が地上に位置すると判定したとき（Ｓ１３０でＹＥＳ）、垂直方向におけるビームの向きの変更停止要求を生成し、ターゲット基地局２００−２へ送信する（Ｓ１３１）。この場合、到来仰角判定部２１４は、上空に位置した端末１００も地上に移動して、ソース基地局２００−１配下の全端末が地上に位置していると判定したことから、垂直方向におけるビームの向きの変更停止要求をターゲット基地局２００−２へ送信するようにしている。
【０１７４】
なお、垂直方向におけるビームの向きの変更停止要求は、例えば、ソース基地局２００−１がターゲット基地局２００−２に対して、ターゲット基地局２００−２におけるアンテナ２０９−２の仰角方向への拡大を停止させることを要求するものである。
【０１７５】
そして、到来仰角判定部２１４は、仰角判定処理を終了する（Ｓ１２５）。
【０１７６】
一方、到来仰角判定部２１４は、着目端末１００以外の全端末が地上に位置していないと判定したとき（Ｓ１３０でＮＯ）、垂直方向におけるビームの向きの変更停止要求を送信することなく（Ｓ１２７）、仰角判定処理を終了する（Ｓ１２５）。この場合、ソース基地局２００−１配下の全端末のうち、１台の端末１００が上空に位置していると、ターゲット基地局２００−２におけるカバー範囲拡大を継続させるため、到来仰角判定部２１４は、垂直方向におけるビームの向きの変更停止要求を送信することなく処理を終了している。
【０１７７】
図８に戻り、ソース基地局２００−１は、垂直方向におけるビームの向きの変更停止要求メッセージを生成して、ターゲット基地局２００−２へ送信する（Ｓ３２）。ターゲット基地局２００−２は、垂直方向におけるビームの向きの変更停止要求メッセージを受信すると、上空方向への無線信号の送信を停止し、地上方向へ向けた無線信号の送信を行う（Ｓ１１）。
【０１７８】
次に、ソース基地局２００−１は、Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎを含むＲＲＣＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＲｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎメッセージを端末１００へ送信し（Ｓ３３）、端末１００は周辺セル測定を行う（Ｓ３５）。この場合、端末１００は、例えば、地上方向へ向けてターゲット基地局２００−２から送信された参照信号に基づいて通信品質などを測定する。端末１００は、測定結果を含むＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＲｅｐｏｒｔメッセージをソース基地局２００−１へ適宜送信する（Ｓ３６）。そして、端末１００と基地局２００−１，２００−２はハンドオーバシーケンス（例えば図２２）へ移行する。
【０１７９】
＜１．１．５  カバー範囲拡大シーケンスにおけるインタフェースについて＞
以上説明したカバー範囲拡大シーケンスにおいては、垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求（例えば図８のＳ１５）と、垂直方向におけるビームの向きの変更開始応答（例えば図９のＳ１７）、及び垂直方向におけるビームの向きの変更停止要求（例えば図８のＳ３２）の各メッセージが新たに導入されている。これらのメッセージは、いずれもＸ２インタフェースを利用して送信されるメッセージである。
【０１８０】
また、カバー範囲拡大シーケンスにおいては、共通ビーム割付情報を含むＲＲＣＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＲｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎメッセージが新たに導入されている。このメッセージは、ＲＲＣインタフェースを利用して送信されるメッセージである。
【０１８１】
最初に、Ｘ２インタフェースを利用した３つのメッセージについて説明する。
【０１８２】
図１７（Ａ）は、Ｘ２インタフェースによるパケットの構成例を表す図である。Ｘ２インタフェースでは、ＯＳＩ（Open System Interconnection）の参照モデルにおけるネットワークレイヤとしてＩＰ（Internet Protocol）が用いられ、トランスポートレイヤとしてＳＣＴＰ（Stream Control Transmission Protocol）が用いられる。図１７（Ａ）に示すように、ＩＰパケットはＩＰヘッダ領域とＩＰペイロード領域とを含む。ＩＰペイロード領域には、ＳＣＴＰパケットが含まれる。ＳＣＴＰパケットは、共通ヘッダ領域とチャンク領域とを含む。
【０１８３】
図１７（Ｂ）は、ＳＣＴＰパケットの構成例を表す図である。ＳＣＴＰパケットのチャンク領域には複数のチャンク領域を含んでいる。例えば、このチャンク領域に、垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求メッセージに含まれる各情報が挿入されることで、ＩＰパケット（又はＳＣＴＰパケット）全体が、垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求メッセージとなる。
【０１８４】
図１８（Ａ）から図１９（Ｃ）は、各メッセージの例であって、チャンク領域に挿入される情報の例を表している。
【０１８５】
図１８（Ａ）は垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求メッセージの例を表す図である。垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求は、「Ｍｅｓｓａｇｅ  Ｔｙｐｅ」領域と、「ＥＣＧＩ」（the E-UTRAN(Evolved-Universal Terrestrial Radio Access Network) Cell Global Identifier）領域とを含む。
【０１８６】
「Ｍｅｓｓａｇｅ  Ｔｙｐｅ」領域は、例えば、このメッセージが、垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求であることを表す識別情報が挿入される。また、「ＥＣＧＩ」には、例えば、垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求の対象となる、ターゲット基地局２００−２のセル識別情報が挿入される。ターゲット基地局２００−２では、ＥＣＧＩに対応するアンテナ２０９−２を、カバー範囲を拡大させるアンテナと判定している。「ＥＣＧＩ」領域は、複数のセル識別情報を指定することも可能であり、同時に複数のアンテナに対してカバー範囲を拡大させることができる。
【０１８７】
例えば、ソース基地局２００−１では以下の処理を行う。すなわち、到来仰角判定部２１４は、垂直方向におけるビームの向きの変更対象となるＥＣＧＩを指定し、ＥＣＧＩを含む、垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求を、制御部２０１−１へ出力する。制御部２０１−１は、この要求に従って、図１８（Ａ）に示す各情報を含む、垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求メッセージを生成して、ターゲット基地局２００−２へ送信する。
【０１８８】
図１８（Ｂ）は垂直方向におけるビームの向きの変更開始応答メッセージに含まれる情報の例を表す図である。垂直方向におけるビームの向きの変更開始応答メッセージには、「Ｍｅｓｓａｇｅ  Ｔｙｐｅ」、「ＥＣＧＩ」、「周波数分割ビームの有無」、「ＦＳ１開始ＲＢ（Resource Block）」、「ＦＳ１ＲＢ数」、「ＦＳ２開始ＲＢ」、「ＦＳ２ＲＢ数」の各領域を含む。
【０１８９】
「Ｍｅｓｓａｇｅ  Ｔｙｐｅ」には、例えば、このメッセージが垂直方向におけるビームの向きの変更開始応答メッセージであることを表す識別情報が挿入される。「ＥＣＧＩ」には、例えば、カバー範囲を拡大させたアンテナに対応するＥＣＧＩが挿入される。
【０１９０】
「周波数分割ビームの有無」には、ＦＳ＃１とＦＳ＃２により周波数を分割してカバー範囲を拡大した場合には、「１」（＝周波数分割ビーム有り）、そうでない場合には、「０」（＝周波数分割ビーム無し）が挿入される。
【０１９１】
また、「ＦＳ１開始ＲＢ」には、例えば、周波数リソースＦＳ＃１に含まれるリソースブロックのうち、最初の（又は開始）リソースブロックの識別情報が挿入される。「ＦＳ１ＲＢ数」には、例えば、周波数リソースＦＳ＃１に含まれるリソースブロックの個数が挿入される。
【０１９２】
さらに、「ＦＳ２開始ＲＢ」には、例えば、周波数リソースＦＳ＃２に含まれるリソースブロックのうち最初のリソースブロックの識別情報が挿入される。「ＦＳ２ＲＢ数」は、例えば、周波数リソースＦＳ＃２に含まれるリソースブロックの個数が挿入される。
【０１９３】
例えば、ターゲット基地局２００−２では以下の処理を行う。すなわち、ビームスイープ制御部２０６−２は、拡大範囲制御部２２０からの指示に基づいて、周波数リソースＦＳ＃１，ＦＳ＃２をリソースブロック単位に割り当てる。このとき、ビームスイープ制御部２０６−２は、割り当てた周波数リソースＦＳ＃１の開始リソースブロックの識別情報を、「ＦＳ１開始ＲＢ」とし、割り当てたＦＳ＃１のリソースブロック数を、「ＦＳ１ＲＢ数」とする。また、ビームスイープ制御部２０６−２は、割り当てた周波数リソースＦＳ＃２の開始リソースブロックの識別情報を、「ＦＳ２開始ＲＢ」とし、割り当てたＦＳ＃２のリソースブロック数を、「ＦＳ２ＲＢ数」とする。そして、ビームスイープ制御部２０６−２は、周波数分割の有無、「ＦＳ１開始ＲＢ」、「ＦＳ１ＲＢ数」、「ＦＳ２開始ＲＢ」、「ＦＳ２ＲＢ数」を含む共通ビーム割付情報を生成し、制御部２０１−２へ出力する。制御部２０１−２は、共通ビーム割付情報を含む、垂直方向におけるビームの向きの変更開始応答メッセージ（例えば図１８（Ｂ））を生成して、ソース基地局２００−１へ送信する。
【０１９４】
なお、図１８（Ｃ）は、垂直方向におけるビームの向きの変更開始失敗メッセージの例を表す図である。例えば、ターゲット基地局２００−２は、例えば、カバー範囲拡大に失敗したときは、垂直方向におけるビームの向きの変更開始応答メッセージ（例えば図９のＳ１７）に代えて、垂直方向におけるビームの向きの変更開始失敗メッセージをソース基地局２００−１へ送信する。
【０１９５】
垂直方向におけるビームの向きの変更開始失敗メッセージには、「Ｍｅｓｓａｇｅ  Ｔｙｐｅ」と「Ｃａｕｓｅ」の各領域を含む。
【０１９６】
「Ｍｅｓｓａｇｅ  Ｔｙｐｅ」には、例えば、このメッセージがカバー範囲拡大開始失敗を示すことを表すメッセージの種別情報が挿入される。
【０１９７】
「Ｃａｕｓｅ」には、例えば、カバー範囲拡大失敗の理由が挿入される。例えば、ビームスイープ制御部２０６−２において、何らかの理由により周波数リソースＦＳ＃１，ＦＳ＃２を割り当てられない場合など、その旨を制御部２０１−２へ通知し、制御部２０１−２は、各情報を含む、垂直方向におけるビームの向きの変更開始失敗メッセージ（例えば図１８（Ｃ））を生成する。
【０１９８】
図１９（Ａ）は、垂直方向におけるビームの向きの変更停止要求メッセージの例を表す図である。垂直方向におけるビームの向きの変更停止要求メッセージには、「Ｍｅｓｓａｇｅ  Ｔｙｐｅ」と「ＥＣＧＩ」の各領域を含む。
【０１９９】
「ＥＣＧＩ」は、例えば、このメッセージが垂直方向におけるビームの向きの変更停止要求であることを示す識別情報が挿入される。また、「ＥＣＧＩ」は、例えば、ターゲット基地局２００−２においてカバー範囲の拡大を停止させる対象となるＥＣＧＩが挿入される。
【０２００】
例えば、ソース基地局２００−１では以下の処理を行う。すなわち、到来仰角判定部２１４は、図９のＳ１３０でＹＥＳと判定すると、拡大対象となるターゲット基地局２００−２のセルを特定し、特定したセルのＥＣＧＩを含む、垂直方向におけるビームの向きの変更停止要求を生成し、制御部２０１−１へ出力する。制御部２０１−１は、垂直方向におけるビームの向きの変更停止要求を受け取ると、図１９（Ａ）に示す各情報を含む、垂直方向におけるビームの向きの変更停止要求メッセージを生成して、ターゲット基地局２００−２へ送信する。
【０２０１】
図１９（Ｂ）は、垂直方向におけるビームの向きの変更停止応答メッセージの例、図１９（Ｃ）は垂直方向におけるビームの向きの変更停止失敗メッセージの例をそれぞれ表す図である。いずれも、垂直方向におけるビームの向きの変更停止要求（例えば図７のＳ３２）に応答して、ターゲット基地局２００−２がソース基地局２００−１へ送信するメッセージである。
【０２０２】
垂直方向におけるビームの向きの変更停止応答メッセージは、例えば、ターゲット基地局２００−２がカバー範囲拡大の停止に成功した場合に送信するメッセージである。また、垂直方向におけるビームの向きの変更停止失敗メッセージは、例えば、ターゲット基地局２００−２がカバー範囲拡大の停止に失敗した場合に送信するメッセージである。いずれのメッセージも、「Ｍｅｓｓａｇｅ  Ｔｙｐｅ」と「ＥＣＧＩ」の各領域を含む。「Ｍｅｓｓａｇｅ  Ｔｙｐｅ」には、例えば、各メッセージの種別情報が挿入される。また、「ＥＣＧＩ」には、例えば、カバー範囲拡大停止に成功した又は失敗したセルのＥＣＧＩが挿入される。ただし、垂直方向におけるビームの向きの変更停止失敗メッセージには、停止に失敗した理由を表す「Ｃａｕｓｅ」領域を更に含む。
【０２０３】
例えば、ターゲット基地局２００−２は以下の処理を行う。すなわち、拡大範囲制御部２２０は、制御部２０１−２から、垂直方向におけるビームの向きの変更停止要求を受け取ると、ビームスイープ制御部２０６−２に対して、垂直方向におけるビームの向きの変更停止を指示する。ビームスイープ制御部２０６−２は、この指示を受けて、方向として、「地上方向」のみとして、重み係数計算部２０７−２へビームスイープに関する情報を通知する。重み係数計算部２０７−２では、方向として、「地上方向」の情報を受け取ると、「上空方向」へは共通信号が送信されず、「地上方向」へ共通信号が送信される重み係数を算出して、共通信号重み係数として、送信ビームフォーミング部２０８−２へ出力する。送信ビームフォーミング部２０８−２は、「地上方向」へ位相調整された共通信号を送信する。また、送信ビームフォーミング部２０８−２は、電力調整により振幅も調整された共通信号を送信してもよい。これにより、ターゲット基地局２００−２は、２つの共通ビーム＃２，＃２２から、１つの共通ビーム＃２を形成して、共通信号を送信する。この場合、ビームスイープ制御部２０６−２は、方向として、「地上方向」を重み係数計算部２０７−２へ出力したときに、垂直方向におけるビームの向きの変更停止応答メッセージの生成を制御部２０１−２へ指示する。制御部２０１−２は、この指示を受けて、図１９（Ｂ）に示す各情報を含む、垂直方向におけるビームの向きの変更停止応答メッセージを生成して、ソース基地局２００−１へ送信する。一方、ビームスイープ制御部２０６−２は、何らかの原因により、「地上方向」を重み係数計算部２０７−２へ出力することができなかったとき、垂直方向におけるビームの向きの変更停止失敗メッセージの生成を制御部２０１−２へ指示する。制御部２０１−２は、この指示を受けて、図１９（Ｃ）に示す各情報を含む、垂直方向におけるビームの向きの変更停止失敗メッセージを生成して、ソース基地局２００−１へ送信する。
【０２０４】
次に、共通ビーム割付情報を含むＲＲＣＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＲｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎメッセージについて説明する。
【０２０５】
図２０（Ａ）はＲＲＣメッセージの例、図２０（Ｂ）はＲＲＣ  ＰＤＵ（RRC Protocol Data Unit）の例をそれぞれ表す図である。例えば、ソース基地局２００−１の無線測定制御部２０２−１は、共通ビーム割付情報を含むＲＲＣメッセージを生成し、生成したＲＲＣメッセージをＲＲＣ  ＰＤＵに挿入することで、ＲＲＣメッセージを含むＲＲＣ  ＰＤＵを生成する。
【０２０６】
図２０（Ｃ）は、ＰＤＣＰ（Packet Data Convergence Protocol）  ＰＤＵの構成例を表す図である。ＰＤＣＰ  ＰＤＵは、１オクテット目のシーケンス番号などが挿入される領域に続いて、２オクテット目にデータ領域を含む。ＲＲＣ  ＰＤＵはこのデータ領域に挿入される。そして、全体として、ＰＤＣＰ  ＰＤＵが生成される。例えば、無線測定制御部２０２−１は、データ領域にＲＲＣ  ＰＤＵを含むＰＤＣＰ  ＰＤＵを生成する。その後、無線測定制御部２０２−１は、ＰＤＣＰ  ＰＤＵからＲＬＣ（Radio Link Control）レイヤのＰＤＵ、ＭＡＣ（Medium Access Control）レイヤのＰＤＵ、ＰＨＹ（Physical）レイヤのトランスポートブロックを順次生成し、生成したトランスポートブロックを送信データとして、符号化及び変調部２０３−１へ送信する。これにより、共通ビーム割付情報を含むＲＲＣＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＲｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎメッセージが、ソース基地局２００−１から端末１００へ送信される。
【０２０７】
図２１（Ａ）は、ＲＲＣＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＲｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎメッセージに含まれるＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎメッセージの例を表す図である。図２１（Ａ）は、ＲＲＣメッセージレベルの例である。図２１（Ａ）に示すように、Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎメッセージには共通ビーム割付情報が含まれる。共通ビーム割付情報には、ソース基地局２００−１が垂直方向におけるビームの向きの変更開始応答（例えば図８のＳ１７、図１８（Ｂ））メッセージに含まれる共通ビーム割付情報の各情報（ＦＳ１開始ＲＢ、ＦＳ１ＲＢ数、ＦＳ２開始ＲＢ、ＦＳ２ＲＢ数）が含まれる。
【０２０８】
例えば、ソース基地局２００−１は以下の処理を行う。すなわち、制御部２０１−１は、垂直方向におけるビームの向きの変更開始応答メッセージから共通ビーム割付情報を抽出して、無線測定制御部２０２−１へ出力する。無線測定制御部２０２−１は、共通ビーム割付情報を含むＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎメッセージを生成する。そして、無線測定制御部２０２−１は、生成したＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎメッセージを、ＲＲＣ  ＰＤＵに挿入し、ＲＲＣ  ＰＤＵをＰＤＣＰ  ＰＤＵのデータ領域に挿入するなどの処理を行う。そして、無線測定制御部２０２−１は、上述したように、共通ビーム割付情報を含むＰＨＹレイヤのトランスポートブロックを生成し、符号化及び変調部２０３−１へ出力する。以上により、共通ビーム割付情報を含むＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎメッセージがソース基地局２００−１から端末１００へ送信される（例えば図８のＳ１８）。
【０２０９】
図２１（Ｂ）は、Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｒｅｐｏｒｔメッセージに含まれる情報の例を表す図である。図２１（Ｂ）もＲＲＣメッセージレベルの例を表している。Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｒｅｐｏｒｔメッセージには、「ｐｈｙｓＣｅｌｌＩｄ」、「ｒｓｒｐＲｅｓｕｌｔＮｃｅｌｌ−ＦＳ１」、「ｒｓｒｐＲｅｓｕｌｔＮｃｅｌｌ−ＦＳ２」、「ｒｓｒｑＲｅｓｕｌｔＮｃｅｌｌ−ＦＳ１」、及び「ｒｓｒｑＲｅｓｕｌｔＮｃｅｌｌ−ＦＳ２」を含む。
【０２１０】
「ｐｈｙｓＣｅｌｌＩｄ」は、例えば、通信品質などを測定したセルの物理セルＩＤが含まれる。「ｒｓｒｐＲｅｓｕｌｔＮｃｅｌｌ−ＦＳ１」と「ｒｓｒｐＲｅｓｕｌｔＮｃｅｌｌ−ＦＳ２」は、例えば、周波数リソースＦＳ１に対するＲＳＲＰ（Reference Signal Received Power）値と周波数リソースＦＳ２に対するＲＳＲＰ値が夫々含まれる。「ｒｓｒｑＲｅｓｕｌｔＮｃｅｌｌ−ＦＳ１」と「ｒｓｒｑＲｅｓｕｌｔＮｃｅｌｌ−ＦＳ２」は、例えば、周波数リソースＦＳ１に対するＲＳＲＱ（Reference Signal Received Quality）値と周波数リソースＦＳ２に対するＲＳＲＱ値が夫々含まれる。
【０２１１】
例えば、端末１００の共通信号測定部１０４では、無線測定制御部１０６から測定対象となる周波数リソースＦＳ＃１，ＦＳ＃２の情報を受け取り、これを受けて、各周波数リソースに含まれるリソースブロックを利用して送信された参照信号に基づいて、リソースブロック毎にＲＳＲＰ値とＲＳＲＱ値とを測定する。そして、共通信号測定部１０４は、測定値を無線測定報告処理部１０７出力する。無線測定報告処理部１０７は、リソースブロック毎のＲＳＲＰ値とＲＳＲＱ値から、周波数リソースＦＳ＃１とＦＳ＃２のＲＳＲＰ値とＲＳＲＱ値とを集計する。無線測定報告処理部１０７は、集計した各周波数リソースのＲＳＲＰ値とＲＳＲＱ値とを含むＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｒｅｐｏｒｔメッセージを生成する。そして、無線測定報告処理部１０７は、生成したメッセージをＲＲＣ  ＰＤＵに挿入するなどの処理を行い、Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｒｅｐｏｒｔメッセージを含むＰＨＹレイヤのトランスポートブロックを生成し、符号化及び変調部１０８へ出力する。なお、無線測定報告処理部１０７は、例えば、ＧＰＳ処理部を含み、ＧＰＳを利用して、端末１００の位置情報を取得してもよい。この場合、無線測定報告処理部１０７は、端末１００の位置情報を含むＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｒｅｐｏｒｔメッセージを生成してもよい。
【０２１２】
これにより、端末１００からソース基地局２００−１へ、各周波数リソースの通信品質などの測定結果を含むＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｒｅｐｏｒｔメッセージが送信される。
【０２１３】
＜１．２  ハンドオーバ動作の例＞
次に、ハンドオーバ動作の例について説明する。図２２はハンドオーバシーケンスの例を表す図である。この段階で、カバー範囲拡大シーケンス（例えば図８と図９）が終了し、ターゲット基地局２００−２の仰角方向へのカバー範囲が拡大され、端末１００はソース基地局２００−１へＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｒｅｐｏｒｔメッセージを送信したものとする。
【０２１４】
カバー範囲拡大シーケンスと同様に、ソース基地局２００−１と端末１００は個別ビームによる通信を行っているものとする（Ｓ１０）。そして、個別ビームの仰角Ｖが上空を示す中でのハンドオーバは以下の処理となる（Ｓ４０）。
【０２１５】
すなわち、ソース基地局２００−１は、ハンドオーバを行うか否かを判定する（Ｓ４１）。例えば、ソース基地局２００−１では以下の処理を行う。すなわち、端末高さ推定部２１６は、復調及び復号部２１５−１からＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｒｅｐｏｒｔメッセージを受け取る。端末高さ推定部２１６は、Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｒｅｐｏｒｔメッセージから測定結果を抽出し、内部メモリなどに記憶したハンドオーバ判定閾値と比較することで、端末１００がターゲット基地局２００−２へハンドオーバ可能であるか否かを判定する。本第１の実施の形態では、端末高さ推定部２１６は、ハンドオーバを行うと判定する。
【０２１６】
次に、ソース基地局２００−１は、端末高さ推定部２１６で推定した端末高さを表す端末高さ情報を含むＨＡＮＤＯＶＥＲ  ＲＥＱＵＥＳＴメッセージを生成して、ターゲット基地局２００−２へ送信する（Ｓ４２）。ＨＡＮＤＯＶＥＲ  ＲＥＱＵＥＳＴメッセージは、例えば、ソース基地局２００−１が端末１００のハンドオーバをターゲット基地局２００−２へ要求するハンドオーバ要求を表すメッセージである。
【０２１７】
例えば、ソース基地局２００−１では以下の処理を行う。すなわち、端末高さ推定部２１６は、ハンドオーバを行うと判定すると（Ｓ４１）、端末高さ情報を制御部２０１−１へ出力し、制御部２０１−１に対して、ＨＡＮＤＯＶＥＲ  ＲＥＱＵＥＳＴメッセージの送信を指示する。制御部２０１−１は、この指示を受けて、端末高さ情報を含むＨＡＮＤＯＶＥＲ  ＲＥＱＵＥＳＴメッセージを生成し、ターゲット基地局２００−２へ送信する。この場合、Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｒｅｐｏｒｔメッセージにおいて、端末１００で測定された端末位置情報が含まれるとき、端末高さ推定部２１６は、端末高さ情報と端末位置情報とを制御部２０１−１へ出力し、ＨＡＮＤＯＶＥＲ  ＲＥＱＵＥＳＴメッセージの送信を指示する。これにより、制御部２０１−１は、端末高さ情報と端末位置情報とを含むＨＡＮＤＯＶＥＲ  ＲＥＱＵＥＳＴメッセージをターゲット基地局２００−２へ送信する。
【０２１８】
ターゲット基地局２００−２は、ＨＡＮＤＯＶＥＲ  ＲＥＱＵＥＳＴメッセージを受信すると、ハンドオーバの準備として、受信ビーム整形処理を行う（Ｓ４３）。
【０２１９】
＜１．２．１  受信ビーム整形処理の例＞
図２３は、受信ビーム整形処理の例を表すフローチャートである。
【０２２０】
ターゲット基地局２００−２は、受信ビーム整形処理を開始すると（Ｓ４３０）、ＨＡＮＤＯＶＥＲ  ＲＥＱＵＥＳＴメッセージに端末高さ情報が含まれているか否かを判定する（Ｓ４３１）。
【０２２１】
例えば、ターゲット基地局２００−２では以下の処理を行う。すなわち、制御部２０１−２は、ＨＡＮＤＯＶＥＲ  ＲＥＱＵＥＳＴメッセージを受信すると、ＨＡＮＤＯＶＥＲ  ＲＥＱＵＥＳＴメッセージに含まれる各情報を抽出する。制御部２０１−２は、抽出した各情報を、ハンドオーバ初期到来角決定部２２１へ出力する。ハンドオーバ初期到来角決定部２２１は、受け取った各情報の中に、端末高さ情報として、「高」、「低」、「高・低」が含まれているか否かにより、端末高さ情報が含まれているか否かを判定する。
【０２２２】
ターゲット基地局２００−２は、ＨＡＮＤＯＶＥＲ  ＲＥＱＵＥＳＴメッセージに端末高さ情報が含まれていないと判定したとき（Ｓ４３１でＮＯ）、地上及び上空の全方向を探索する（Ｓ４４１）。この場合は、ターゲット基地局２００−２では、カバー範囲を拡大して共通信号を送信しているため（Ｓ１６）、対象端末１００が上空に位置していると推定できるものの、端末高さ情報も端末位置情報もないため、上空と地上の全方向を探索するようにしている。
【０２２３】
例えば、ターゲット基地局２００−２は以下の処理を行う。すなわち、ハンドオーバ初期到来角決定部２２１は、端末高さ情報が含まれていないと判定すると、到来方向を「上空」と「地上」として全方向を探索するように到来方向探索部２１１−２へ指示する。この指示を受けて、到来方向探索部２１１−２は、受信信号重み係数計算部２３１−２に対して、「上空」と「地上」の全方向を探索する受信重み係数を生成するよう指示する。受信信号重み係数計算部２３１−２は、この指示を受けて、全方向において受信信号を重み付けする重み係数を計算して、受信信号重み係数として受信ビームフォーミング部２１０−２へ出力する。受信ビームフォーミング部２１０−２は、受信信号に対して受信重み係数により位相を調整し（又は重み付けを行い）、さらに、受信電力を調整することで振幅の調整を適宜行う。
【０２２４】
そして、ターゲット基地局２００−２は、受信ビーム整形処理を終了する（Ｓ４３９）。
【０２２５】
一方、ターゲット基地局２００−２は、ＨＡＮＤＯＶＥＲ  ＲＥＱＵＥＳＴメッセージに端末高さ情報が含まれていると判定したとき（Ｓ４３１でＹＥＳ）、ＨＡＮＤＯＶＥＲ  ＲＥＱＵＥＳＴメッセージに端末位置情報が含まれているか否かを判定する（Ｓ４３２）。例えば、ハンドオーバ初期到来角決定部２２１は、制御部２０１−２から受け取った、ＨＡＮＤＯＶＥＲ  ＲＥＱＵＥＳＴメッセージに含まれる情報のうち、端末位置情報として、緯度と経度の情報が含まれているか否かにより判定する。
【０２２６】
ターゲット基地局２００−２は、位置情報が含まれていないと判定したとき（Ｓ４３２でＮＯ）、上空方向に限定し（Ｓ４３８）、上空方向において水平方向を探索する（Ｓ４４０）。例えば、判定テーブル（例えば図１４）に示すように、個別ビームが「上空」を表している場合（＝ターゲット基地局２００−２がカバー範囲を拡大して共通信号を送信している場合）、高さ推定結果は「高・低」又は「高」のいずれかである。したがって、ターゲット基地局２００−２が、カバー範囲を拡大して共通信号を送信している状況で、高さ情報を取得した場合、端末１００は上空を移動している、と推定可能である。従って、ターゲット基地局２００−２は、上空方向において水平方向を探索する。
【０２２７】
例えば、ターゲット基地局２００−２では以下の処理を行う。すなわち、ハンドオーバ初期到来角決定部２２１は、制御部２０１−２から、高さ情報を取得したとき、到来方向を「上空」として水平方向を探索するように到来方向探索部２１１−２へ指示する。この指示を受けて、到来方向探索部２１１−２は、受信信号重み係数計算部２１３−２に対して、「上空」において水平方向を探索する受信重み係数を生成するよう指示する。この指示を受けて、受信信号重み係数計算部２１３−２は、上空方向において水平方向を探索する重み係数、例えば、ビームスイープと同様に、時間領域において、上空方向において水平方向に受信信号を順次重み付けする重み係数を計算する。受信ビームフォーミング部２１０−２は、受信重み係数を受け取り、受信信号に対して受信重み係数により位相を調整し（又は重み付けを行い）、さらに、受信電力を調整することで振幅の調整された受信信号を得ることも可能となる。
【０２２８】
そして、ターゲット基地局２００−２は、受信ビーム整形処理を終了する（Ｓ４３９）。
【０２２９】
一方、ターゲット基地局２００−２は、ＨＡＮＤＯＶＥＲ  ＲＥＱＵＥＳＴメッセージに端末位置情報が含まれているとき（Ｓ４３２でＹＥＳ）、端末位置情報に基づいて、端末１００とターゲット基地局２００−２との距離を計算する（Ｓ４３３）。例えば、ハンドオーバ初期到来角決定部２２１は、制御部２０１−２から取得した端末位置情報と、内部メモリに保持したターゲット基地局２００−２の位置情報とに基づいて、ターゲット基地局２００−２と端末１００との間の距離を計算する。
【０２３０】
次に、ターゲット基地局２００−２は、自局に対する端末１００の水平角と仰角とを計算する（Ｓ４３４，Ｓ４３５）。例えば、ハンドオーバ初期到来角決定部２２１は、端末位置情報に基づいて、所定方向を中心にして水平角と仰角とを計算する。
【０２３１】
次に、ターゲット基地局２００−２は、計算した水平角と仰角とに限定して探索を行う（Ｓ４３６）。
【０２３２】
例えば、ターゲット基地局２００−２では以下の処理を行う。すなわち、ハンドオーバ初期到来角決定部２２１は、計算した水平角と仰角とを到来方向探索部２１１−２を介して、受信信号重み係数計算部２１３−２へ出力する。受信信号重み係数計算部２１３−２は、計算された水平角と仰角とから受信した受信信号に対して重み付けするように重み係数を計算して、受信重み係数として、受信ビームフォーミング部２１０−２へ出力する。受信ビームフォーミング部２１０−２は、受信信号に対して受信重み係数により位相を調整することで、計算された水平角と仰角に重み付けされた受信信号を得ることができ、更に、受信電力を調整することで振幅の調整された受信信号を得ることもできる。
【０２３３】
そして、ターゲット基地局２００−２は、受信ビーム整形処理を終了する（Ｓ４３９）。
【０２３４】
このように、ハンドオーバ初期到来角決定部２２１は、例えば、端末高さ情報に基づいて、ターゲット基地局２００−２におけるアンテナ２０９−２の受信範囲を限定した到来方向を決定する（Ｓ４４０，Ｓ４３６）。そして、アンテナ２０９−２又は受信ビームフォーミング部２１０−２は、ハンドオーバ初期到来角決定部２２１で決定した到来方向に従って、端末１００から送信された無線信号を受信する。
【０２３５】
以上が受信ビーム整形処理の例である。
【０２３６】
図２２に戻り、ターゲット基地局２００−２は、受信ビーム整形処理（Ｓ４３）を終了すると、ＨＡＮＤＯＶＥＲ  ＲＥＱＵＥＳＴ  ＡＣＫＮＯＷＬＥＤＧＥメッセージをソース基地局２００−１へ送信する（Ｓ４４）。
【０２３７】
例えば、ターゲット基地局２００−２では以下の処理を行う。すなわち、ハンドオーバ初期到来角決定部２２１は、到来方向探索部２１１−２に対して探索方向を指示すると（図２３のＳ４３６，Ｓ４４０，Ｓ４４１）、制御部２０１−２に対してＨＡＮＤＯＶＥＲ  ＲＥＱＵＥＳＴ  ＡＣＫＮＯＷＬＥＤＧＥメッセージの送信を指示する。この指示を受けて、制御部２０１−２は、ＨＡＮＤＯＶＥＲ  ＲＥＱＵＥＳＴ  ＡＣＫＮＯＷＬＥＤＧＥメッセージを生成し、ソース基地局２００−１へ送信する。
【０２３８】
ソース基地局２００−１は、ＨＡＮＤＯＶＥＲ  ＲＥＱＵＥＳＴ  ＡＣＫＮＯＷＬＥＤＧＥメッセージを受信すると、ｍｏｂｉｌｉｔｙＣｏｎｔｒｏｌＩｎｆｏを含むＲＲＣＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＲｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎメッセージを端末１００へ送信する（Ｓ４５）。
【０２３９】
例えば、ソース基地局２００−１では以下の処理を行う。すなわち、制御部２０１−１は、ＨＡＮＤＯＶＥＲ  ＲＥＱＵＥＳＴ  ＡＣＫＮＯＷＬＥＤＧＥメッセージを受信すると、受信した旨を無線測定制御部２０２−１へ出力する。無線測定制御部２０２−１は、受信した旨の通知を受けて、ｍｏｂｉｌｉｔｙＣｏｎｔｒｏｌＩｎｆｏを含むＲＲＣＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＲｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎメッセージを生成する。無線測定制御部２０２−１は、送信データとして、生成したこのメッセージを符号化及び変調部２０３−１へ出力する。これにより、ソース基地局２００−１は、ｍｏｂｉｌｉｔｙＣｏｎｔｒｏｌＩｎｆｏを含むＲＲＣＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＲｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎメッセージを端末１００へ送信することができる。
【０２４０】
端末１００は、ｍｏｂｉｌｉｔｙＣｏｎｔｒｏｌＩｎｆｏを含むＲＲＣＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＲｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎメッセージを受信すると、ハンドオーバを開始する（Ｓ４６）。
【０２４１】
例えば、端末１００では以下の処理を行う。すなわち、無線測定制御部１０６は、受信データ処理部１０５から、ＲＲＣＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＲｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎメッセージを受け取ると、このメッセージからｍｏｂｉｌｉｔｙＣｏｎｔｒｏｌＩｎｆｏを抽出する。無線測定制御部１０６は、ｍｏｂｉｌｉｔｙＣｏｎｔｒｏｌＩｎｆｏを抽出すると、ソース基地局２００−１からターゲット基地局２００−２へのハンドオーバを開始する。
【０２４２】
次に、端末１００とターゲット基地局２００−２はハンドオーバ手続きを実行する（Ｓ４７）。例えば、端末１００の無線測定制御部１０６と、ターゲット基地局２００−２の無線測定制御部２０２−２とは、ハンドオーバに関するメッセージなどを交換する。
【０２４３】
ターゲット基地局２００−２は、ハンドオーバ手続きを完了すると、ＵＥ  ＣＯＮＴＥＸＴ  ＲＥＬＥＡＳＥメッセージをソース基地局２００−１へ送信する（Ｓ４８）。
【０２４４】
例えば、ターゲット基地局２００−２では以下の処理を行う。すなわち、無線測定制御部２０２−２は、復調及び復号部２１５−２から受け取った受信データに基づいて、ハンドオーバに関するメッセージの交換を終了してハンドオーバ手続きを完了したと判定すると、ＵＥ  ＣＯＮＴＥＸＴ  ＲＥＬＥＡＳＥメッセージの送信を制御部２０１−２へ指示する。この指示を受けて、制御部２０１−２は、ＵＥ  ＣＯＮＴＥＸＴ  ＲＥＬＥＡＳＥメッセージを生成し、ソース基地局２００−１へ送信する。
【０２４５】
ソース基地局２００−１は、ＵＥ  ＣＯＮＴＥＸＴ  ＲＥＬＥＡＳＥメッセージを受信すると、メモリなどに記憶した端末１００に関する情報を削除し、端末１００に対して、個別チャネルによる個別ビームによる通信を終了する（Ｓ５１）。
【０２４６】
例えば、ソース基地局２００−１では以下の処理を行う。すなわち、制御部２０１−１は、ＵＥ  ＣＯＮＴＥＸＴ  ＲＥＬＥＡＳＥメッセージを受信すると、その旨をビームスイープ制御部２０６−１へ通知する。ビームスイープ制御部２０６−１は、端末１００に対する無線リソースの割り当てを終了する。これにより、端末１００に対する個別チャネルの割り当てが行われなくなり、ソース基地局２００−１は、端末１００へ個別ビームの送信を終了させることができる。
【０２４７】
そして、ターゲット基地局２００−２は、端末１００にとってソース基地局となって、端末１００とソース基地局２００−１との間で、無線通信が行われる（Ｓ５２）。その後、基地局２００−１がソース基地局だったときに個別ビーム仰角判定処理が行われたように（例えば図８のＳ１２）、ソース基地局となった基地局２００−２でも個別ビーム仰角判定を行い、ソース基地局として以降の処理を行う（Ｓ５３）。
【０２４８】
＜１．２．２  ハンドオーバシーケンスにおけるインタフェースについて＞
以上説明したハンドオーバシーケンスにおいては、端末高さ情報を含むＨＡＮＤＯＶＥＲ  ＲＥＱＵＥＳＴメッセージが新たに導入されている。
【０２４９】
図２４は、端末高さ情報と端末位置情報を含むＨＡＮＤＯＶＥＲ  ＲＥＱＵＥＳＴメッセージの例を表す図である。ソース基地局２００−１は、Ｘ２インタフェースを利用して、ＨＡＮＤＯＶＥＲ  ＲＥＱＵＥＳＴメッセージを送信する。従って、図２４に示す各情報は、ＳＣＴＰパケットのチャンク領域（例えば図１７（Ａ）と図１７（Ｂ））に挿入されて、ＩＰパケット全体が、ＨＡＮＤＯＶＥＲ  ＲＥＱＵＥＳＴメッセージとして、ソース基地局２００−１から送信される。
【０２５０】
ＨＡＮＤＯＶＥＲ  ＲＥＱＵＥＳＴメッセージは、「ＵＥ高さ情報」を含み、オプションとして「ＵＥ位置情報」を更に含む。「ＵＥ高さ情報」は、例えば、端末高さ情報が挿入される領域である。また。「ＵＥ位置情報」は、例えば、端末位置情報が挿入される領域である。上述したように、例えば、制御部２０１−１が、端末高さ推定部２１６からの指示を受けて、端末高さ情報を「ＵＥ高さ情報」領域、端末位置情報を「ＵＥ位置情報」領域に夫々挿入したＨＡＮＤＯＶＥＲ  ＲＥＱＵＥＳＴメッセージを生成する。
【０２５１】
以上、Ｘ２ハンドオーバについて説明した。次に、Ｓ１ハンドオーバについて説明する。
【０２５２】
＜２．Ｓ１ハンドオーバの動作例＞
Ｓ１ハンドオーバについても、カバー範囲拡大シーケンスとハンドオーバシーケンスが実行される。ただし、ターゲット基地局は、基地局２００−２に代えて、基地局２００−３となる。ターゲット基地局２００−３の構成例は、例えば、図６に示すターゲット基地局２００−２と同じ構成としてよい。図１に示すように、ソース基地局２００−１はＭＭＥ３００−１配下の基地局であり、ターゲット基地局２００−３はＭＭＥ３００−２配下の基地局となる。
【０２５３】
図８と図９は、Ｓ１ハンドオーバにおけるカバー範囲拡大シーケンスの例を表す図である。この場合、基地局２００−２を基地局２００−３に代えるだけで、ソース基地局２００−１、端末１００、及びターゲット基地局２００−３で行われる各処理は、Ｘ２ハンドオーバと同様である。
【０２５４】
ただし、ソース基地局２００−１とターゲット基地局２００−３との間で交換されるメッセージは、ＭＭＥ３００−１，３００−２を介して交換される。
【０２５５】
すなわち、ソース基地局２００−１は、送信開始判定（Ｓ１４）により、カバー範囲を拡大すると判定すると、垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求メッセージを、Ｓ１−ＭＭＥインタフェースを利用して、ＭＭＥ３００−１へ送信する（Ｓ７３）。ＭＭＥ３００−１は、受信した垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求メッセージを、Ｓ１０インタフェースを利用して、ＭＭＥ３００−２へ送信する（Ｓ７４）。そして、ＭＭＥ３００−２は、受信した垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求メッセージを、Ｓ１−ＭＭＥインタフェースを利用して、ターゲット基地局２００−３へ送信する（Ｓ７５）。基地局２００−１，２００−３とＭＭＥ３００−１，３００−２との間はＳ１−ＭＭＥインタフェースが利用され、ＭＭＥ３００−１，３００−２間はＳ１０インタフェースが利用される。
【０２５６】
そして、ターゲット基地局２００−３は、垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求メッセージを受信すると、カバー範囲を仰角方向へ拡大させて、その方向へ向けて、共通信号を送信する（図９のＳ１６）。
【０２５７】
また、ターゲット基地局２００−３は、共通ビーム割付情報を含む垂直方向におけるビームの向きの変更開始応答メッセージを、ＭＭＥ３００−２へ送信する（図９のＳ７６）。ＭＭＥ３００−２は、受信した垂直方向におけるビームの向きの変更開始応答メッセージを、ＭＭＥ３００−１へ送信し、ＭＭＥ３００−１は、受信した垂直方向におけるビームの向きの変更開始応答メッセージを、ソース基地局２００−１へ送信する（Ｓ７８）。
【０２５８】
さらに、仰角ビームが地上を示す場合（図８のＳ３０）、ソース基地局２００−１は、送信停止判定により停止することを判定すると（Ｓ３１）、垂直方向におけるビームの向きの変更停止要求メッセージを、ＭＭＥ３００−１へ送信する（Ｓ７０）。ＭＭＥ３００−１は、受信した垂直方向におけるビームの向きの変更停止要求メッセージをＭＭＥ３００−２へ送信し（Ｓ７１）、ＭＭＥ３００−２は、受信した垂直方向におけるビームの向きの変更停止要求メッセージを、ターゲット基地局２００−３へ送信する（Ｓ７２）。
【０２５９】
ソース基地局２００−１と端末１００、及びターゲット基地局２００−３における各処理などは、ＭＭＥ３００−１，３００−２を介すること以外は、Ｘ２ハンドオーバの場合のソース基地局２００−１と端末１００、及びターゲット基地局２００−２とそれぞれ同様である。
【０２６０】
ターゲット基地局２００−３は、例えば、図１１（Ｂ）に示す無線リソースを利用して、図１１（Ａ）に示す共通ビーム＃２２，＃２を形成することが可能である。
【０２６１】
図２５（Ａ）は、ソース基地局２００−１からＭＭＥ３００−１へ送信される、垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求メッセージの例を表す図である。垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求メッセージには、「Ｍｅｓｓａｇｅ  Ｔｙｐｅ」を含む。「Ｍｅｓｓａｇｅ  Ｔｙｐｅ」は、例えば、このメッセージが垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求メッセージであることを示す種別情報が挿入される領域である。例えば、Ｘ２ハンドオーバの場合と同様に、到来仰角判定部２１４が、垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求を制御部２０１−１へ出力し、この要求を受けて、制御部２０１−１が種別情報などを含む垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求メッセージを生成する。この場合、制御部２０１−１は、ＭＭＥ３００−１へ、生成した垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求を送信する。
【０２６２】
図２５（Ｂ）は、ＭＭＥ３００−２からターゲット基地局２００−３へ送信される、垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求メッセージの例を表す図である。この垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求メッセージは、図２５（Ａ）の垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求メッセージと同一である。例えば、ターゲット基地局２００−３の制御部２０１−２は、ＭＭＥ３００−２から垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求メッセージを受信すると、このメッセージに含まれる各情報を拡大範囲制御部２２０へ出力する。拡大範囲制御部２２０は、この情報に基づいて、ビームスイープ制御部２０６−２へ、カバー範囲拡大を指示する。
【０２６３】
なお、図２５（Ａ）は、ソース基地局２００−１からＭＭＥ３００−１へ送信される、垂直方向におけるビームの向きの変更停止要求メッセージの例を表す。また、図２５（Ｂ）は、ＭＭＥ３００−２からターゲット基地局２００−３へ送信される、垂直方向におけるビームの向きの変更停止要求メッセージの例を表している。「Ｍｅｓｓａｇｅ  Ｔｙｐｅ」には、例えば、垂直方向におけるビームの向きの変更停止要求メッセージであることを識別する種別情報が挿入される。
【０２６４】
また、Ｓ１０インタフェースによるメッセージについても、例えば、図２５（Ａ）や図２５（Ｂ）と同様に、垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求メッセージや垂直方向におけるビームの向きの変更停止要求メッセージに含まれる情報が含まれる。
【０２６５】
以上が、Ｓ１ハンドオーバにおけるカバー範囲拡大シーケンスの例である。
【０２６６】
図２２は、Ｓ１ハンドオーバにおけるハンドオーバシーケンスの例を表す図である。この場合も、Ｘ２ハンドオーバにおけるターゲット基地局２００−２を、基地局２００−３に代えればよい。
【０２６７】
ソース基地局２００−１は、ＨＡＮＤＯＶＥＲ  ＲＥＱＵＥＳＴメッセージに代えて、端末高さ情報を含むＨＡＮＤＯＶＥＲ  ＲＥＱＵＩＲＥＤメッセージを生成して、ＭＭＥ３００−１へ送信する（Ｓ８０）。ＭＭＥ３００−１は、受信したＨＡＮＤＯＶＥＲ  ＲＥＱＵＩＲＥＤメッセージをＭＭＥ３００−２へ送信する（Ｓ８１）。そして、ＭＭＥ３００−２は、受信したＨＡＮＤＯＶＥＲ  ＲＥＱＵＩＲＥＤメッセージをターゲット基地局２００−３へ送信する。
【０２６８】
ソース基地局２００−１と端末１００、及びターゲット基地局２００−３における各処理などは、ＭＭＥ３００−１，３００−２を介すること以外は、Ｘ２ハンドオーバの場合のソース基地局２００−１と端末１００、及びターゲット基地局２００−２とそれぞれ同様である。
【０２６９】
図２６は、ソース基地局２００−１からＭＭＥ３００−１へ送信されるＨＡＮＤＯＶＥＲ  ＲＥＱＵＩＲＥＤメッセージの例を表す図である。ＨＡＮＤＯＶＥＲ  ＲＥＱＵＩＲＥＤメッセージは、ＨＡＮＤＯＶＥＲ  ＲＥＱＵＥＳＴメッセージと同様に、「ＵＥ高さ情報」と、オプションとして、「ＵＥ位置情報」の各領域を含む。例えば、「ＵＥ高さ情報」には端末高さ情報、「ＵＥ位置情報」には端末位置情報がそれぞれ挿入される。
【０２７０】
図２７は、ＭＭＥ３００−２からターゲット基地局２００−２へ送信されるＨＡＮＤＯＶＥＲ  ＲＥＱＵＩＲＥＤメッセージの例を表す図である。図２７に示すＨＡＮＤＯＶＥＲ  ＲＥＱＵＩＲＥＤメッセージにも、図２６に示すＨＡＮＤＯＶＥＲ  ＲＥＱＵＩＲＥＤメッセージと同様に、「ＵＥ高さ情報」とオプションとして「ＵＥ位置情報」の各領域が含まれる。
【０２７１】
例えば、ソース基地局２００−１では以下の処理を行う。すなわち、端末高さ推定部２１６は、ハンドオーバを行うと判定すると（図２２のＳ４１）、端末高さ情報と、ＨＡＮＤＯＶＥＲ  ＲＥＱＵＩＲＥＤメッセージの送信指示とを制御部２０１−１へ出力する。この送信指示を受けて、制御部２０１−１は、端末高さ情報などを含むＨＡＮＤＯＶＥＲ  ＲＥＱＵＩＲＥＤメッセージを生成し、ＭＭＥ３００−１へ送信する。
【０２７２】
また、例えば、ターゲット基地局２００−３では以下の処理を行う。すなわち、制御部２０１−２は、ＨＡＮＤＯＶＥＲ  ＲＥＱＵＩＲＥＤメッセージを受信すると、ＨＡＮＤＯＶＥＲ  ＲＥＱＵＩＲＥＤメッセージに含まれる各情報を抽出する。制御部２０１−２は、抽出した各情報をハンドオーバ初期到来角決定部２２１へ出力する。ハンドオーバ初期到来角決定部２２１は、受け取った各情報に基づいて受信ビーム整形処理を行う（Ｓ４３）。
【０２７３】
以上、Ｓ１ハンドオーバにおける動作例を説明した。
【０２７４】
このように本第１の実施の形態においては、ソース基地局２００−１は、ターゲット基地局２００−２，２００−３へ、垂直方向におけるビームの向きの変更停止要求メッセージを送信する（図８のＳ３２，Ｓ７０〜Ｓ７２）。これにより、例えば、ターゲット基地局２００−２，２００−３は、アンテナ２０９−２のカバー範囲を仰角方向へ拡大し、拡大した方向へ共通信号を送信することができる。従って、上空へ移動する端末１００でも、ターゲット基地局２００−２，２００−３から送信された共通信号を受信することが可能となり、ターゲット基地局２００−２，２００−３をハンドオーバ先の候補基地局とすることが可能となる。よって、仰角方向へ移動する端末１００であっても、ソース基地局２００−１からターゲット基地局２００−２，２００−３へのハンドオーバが可能となる。
【０２７５】
また、本第１の実施の形態においては、ソース基地局２００−１は、端末高さ情報を含むＨＡＮＤＯＶＥＲ  ＲＥＱＵＥＳＴメッセージをターゲット基地局２００−２，２００−３へ送信する。これにより、例えば、ターゲット基地局２００−２，２００−３は、端末高さ情報に基づいて、その範囲を限定して受信信号を探索することが可能となる（例えば図２３のＳ４３６，Ｓ４４０）。従って、ターゲット基地局２００−２，２００−３では、仰角方向へ移動する端末１００に対して、上空方向と地上方向に受信信号を探索する場合と比較して、探索する範囲が少なくなり、そのため、探索の処理が削減され、消費電力の削減を図ることが可能となる。
【０２７６】
［第２の実施の形態］
図２８（Ａ）は基地局２００、図２８（Ｂ）は端末１００、図２９はＭＭＥ３００の各ハードウェア構成例を表す図である。
【０２７７】
図２８（Ａ）に示すように、基地局２００は、さらに、ＲＦ（Radio Frequency）モジュール（又は無線部）２５０、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）２５１、ＭＰＵ（Micro Processor Unit）２５２、メモリ２５４、及びＩＦ（Interface）２５３を備える。
【０２７８】
ＭＰＵ２５２は、例えば、メモリ２５４に記憶されたプログラムを読み出して実行することで、ソース基地局２００−１の無線測定制御部２０２−１、共通信号生成部２０４−１、ビームスイープ制御部２０６−１、重み係数計算部２０７−１の機能を実現する。また、ＭＰＵ２５２は、例えば、プログラムを実行することで、到来方向探索部２１１−１、送信信号重み係数計算部２１２−１、受信信号重み係数計算部２１３−１、到来仰角判定部２１４、端末高さ推定部２１６の機能を実現する。
【０２７９】
従って、ＭＰＵ２５２は、例えば、ソース基地局２００−１の無線測定制御部２０２−１、共通信号生成部２０４−１、ビームスイープ制御部２０６−１、重み係数計算部２０７−１に対応する。また、ＭＰＵ２５２は、例えば、到来方向探索部２１１−１、送信信号重み係数計算部２１２−１、受信信号重み係数計算部２１３−１、到来仰角判定部２１４、端末高さ推定部２１６に対応する。
【０２８０】
さらに、ＭＰＵ２５２は、例えば、メモリ２５４に記憶されたプログラムを読み出して実行することで、ターゲット基地局２００−２の無線測定制御部２０２−１、共通信号生成部２０４−１、ビームスイープ制御部２０６−２、重み係数計算部２０７−２の機能を実現する。また、ＭＰＵ２５２は、プログラムを実行することで、到来方向探索部２１１−２、送信信号重み係数計算部２１２−２、受信信号重み係数計算部２１３−２、拡大範囲制御部２２０、及びハンドオーバ初期到来角決定部２２１の機能を実現する。
【０２８１】
従って、ＭＰＵ２５２は、例えば、ターゲット基地局２００−２の無線測定制御部２０２−２、共通信号生成部２０４−２、ビームスイープ制御部２０６−２、重み係数計算部２０７−２に対応する。また、ＭＰＵ２５２は、例えば、到来方向探索部２１１−２、送信信号重み係数計算部２１２−２、受信信号重み係数計算部２１３−２、拡大範囲制御部２２０、及びハンドオーバ初期到来角決定部２２１に対応する。
【０２８２】
また、ＲＦモジュール２５０は、例えば、送信ビームフォーミング部２０８−１，２０８−２、及び受信ビームフォーミング部２１０−１，２１０−２に対応する。
【０２８３】
さらに、ＤＳＰ２５１は、例えば、符号化及び変調部２０３−１，２０３−２、変調部２０５−１，２０５−２、復調及び復号部２１５−１，２１５−２に対応する。
【０２８４】
さらに、ＩＦ２５３は、例えば、制御部２０１−１，２０１−２に対応する。
【０２８５】
端末１００は、さらに、ＲＦモジュール１５０、ＤＳＰ１５１、ＭＰＵ１５２、及びメモリ１５４を備える。
【０２８６】
ＭＰＵ１５２は、例えば、メモリ１５４に記憶されたプログラムを読み出して実行することで、共通信号測定部１０４、受信データ処理部１０５、無線測定制御部１０６、無線測定報告処理部１０７の機能を実現する。ＭＰＵ１５２は、例えば、共通信号測定部１０４、受信データ処理部１０５、無線測定制御部１０６、無線測定報告処理部１０７に対応する。
【０２８７】
また、ＲＦモジュール１５０は、例えば、無線受信部１０２と無線送信部１０９に対応する。さらに、ＤＳＰ１５１は、例えば、復調及び復号部１０３と符号化及び変調部１０８に対応する。
【０２８８】
なお、ＭＰＵ１５２，２５２に代えて、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）などのプロセッサやコントローラであってもよい。
【０２８９】
ＭＭＥ３００は、ＣＰＵ３１０とＨＤＤ（Hard Disk Drive）３２０、及びＩＦ３３０を備える。ＣＰＵ３１０は、例えば、ＨＤＤ３２０に記憶されたプログラムを読み出して実行することで、ＩＦ３３０を介して、ソース基地局２００−１から送信されたメッセージを受信し、受信したメッセージをターゲット基地局２００−２，２００−３へ送信する。また、ＣＰＵ３１０は、例えば、プログラムを読み出して実行することで、ＩＦ３３０を介して、ターゲット基地局２００−２，２００−３から送信されたメッセージを受信し、受信したメッセージをソース基地局２００−１へ送信する。
【０２９０】
なお、ＣＰＵ３１０に代えて、ＭＰＵやＦＰＧＡなどのプロセッサやコントローラであってもよい。
【０２９１】
［その他の実施の形態］
次に、その他の実施の形態について説明する。
【０２９２】
図３０は、無線通信システム１０の構成例を表す図である。無線通信システム１０は、端末装置１００、第１の無線基地局装置２００−１、及び第２の無線基地局装置２００−２を備える。
【０２９３】
第１の無線基地局装置２００−１は、第１のアンテナ２０９−１と第１の制御部２０１−１を備える。
【０２９４】
第１のアンテナ２０９−１は、振幅と位相の少なくともいずれかが時間領域において異なる第１の同期信号及び第１の参照信号を複数連続して端末装置１００へ送信する。また、第１の制御部２０１−１は、第２の無線基地局装置２００−２における第２のアンテナ２０９−２の通信可能範囲を仰角方向に拡大させることを要求する、垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求を第２の無線基地局装置２００−２へ送信する。
【０２９５】
第２の無線基地局装置２００−２は、第２のアンテナ２０９−２と第２の制御部２０１−２、及びビームスイープ制御部２０６−２を備える。
【０２９６】
第２のアンテナ２０９−２は、振幅と位相の少なくともいずれかが時間領域において異なる第２の同期信号及び第２の参照信号を複数連続して端末装置１００へ送信する。また、第２の制御部２０１−２は、第１の無線基地局装置２００−１から送信された垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求を受信する。
【０２９７】
ビームスイープ制御部２０６−２は、垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求を受信したとき、第２のアンテナ２０９−２の通信可能範囲を仰角方向に拡大させる。
【０２９８】
このように、本実施の形態においては、第２の無線基地局装置２００−２の第２のアンテナ２０９−２は、第２の制御部２０１−２において垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求を受信すると、仰角方向へ通信可能範囲を拡大する。これにより、同期信号と参照信号とを送信する共通ビームエリアが、エリア＃２からエリア＃２とエリア＃２２とを含むエリアに拡大する。
【０２９９】
仰角方向への共通ビームエリア＃２２の拡大により、端末装置１００は、第２の無線基地局装置２００−２の第２のアンテナ２０９−２から送信された第２の参照信号を受信することが可能となる。これにより、端末装置１００が仰角方向へ移動した場合でも、第２の無線基地局装置２００−２から送信された第２の参照信号を受信することができる。そして、端末装置１００は、参照信号に基づいて通信品質を測定するなどすることで、第２の無線基地局装置２００−２をハンドオーバ先候補とすることができる。
【０３００】
よって、無線通信システム１０は、端末装置１００が仰角方向へ移動する場合でも、端末装置１００の第１の無線基地局装置２００−１から第２の無線基地局装置２００−２へのハンドオーバが可能となる。
【符号の説明】
【０３０１】
１０：無線通信システム          １００：端末装置
１０２：無線受信部                    
１０４：同期信号検出部及び参照信号測定部（共通信号測定部）
１０５：受信データ処理部        １０６：無線測定制御部
１０７：無線測定報告処理部      １０９：無線送信部
１５２：ＭＰＵ
２００−１〜２００−３：無線基地局装置
２００−１：ソース基地局
２００−２，２００−３：ターゲット基地局
２０１−１，２０１−２：制御部
２０２−１，２０２−２：無線測定制御部
２０４−１，２０４−２：同期信号及び参照信号生成部（共通信号生成部）
２０６−１，２０６−２：ビームスイープ制御部
２０７−１，２０７−２：重み係数計算部
２０８−１，２０８−２：送信ビームフォーミング部及び無線送信部（送信ビームフォーミング部）
２０９−１，２０９−２：アンテナ
２１０−１，２１０−２：受信ビームフォーミング部及び無線送信部（受信ビームフォーミング部）
２１１−１，２１１−２：到来方向探索部
２１２−１，２１２−２：送信信号重み係数計算部
２１３−１，２１３−２：受信信号重み係数計算部
２１４：到来仰角判定部          ２１６：端末高さ推定部
２２０：拡大範囲制御部          ２２１：ハンドオーバ初期到来角決定部
２５２：ＭＰＵ                  ２５３：ＩＦ
３００−１，３００−２：ＭＭＥ  ４００：ＳＧＷ
５００：ＰＧＷ
【図１】
2018211627.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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
2018211627.tif 000029
【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年9月19日(2019.9.19)
【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】
振幅と位相の少なくともいずれかが時間領域において異なる第１の同期信号及び第１の参照信号を複数連続して送信する無線基地局装置において、
前記第１の同期信号及び第１の参照信号を送信する第１のアンテナと、
他の無線基地局装置における第２のアンテナの垂直方向におけるビームの向きを変更させることを前記他の無線基地局装置に要求する制御部と
を備えることを特徴とする無線基地局装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記無線基地局装置を制御する第１の制御装置と、前記他の無線基地局装置を制御する第２の制御装置とを介して、前記他の無線基地局装置へ、前記垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求を送信する
ことを特徴とする請求項１記載の無線基地局装置。
【請求項３】
前記制御部は、ネットワークレイヤがＩＰ（Internet Protocol）、トランスポートレイヤがＳＣＴＰ（Stream Control Transmission Protocol）であるパケットデータであって、前記垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求を表す情報を含む前記パケットデータを前記他の無線基地局装置または前記無線基地局装置を制御する第１の制御装置へ送信する
ことを特徴とする請求項１記載の無線基地局装置。
【請求項４】
更に、前記他の無線基地局装置から送信された、前記垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求に応答する前記垂直方向におけるビームの向きの変更開始応答を前記制御部が受信したとき、前記制御部から前記垂直方向におけるビームの向きの変更開始応答に含まれる共通ビーム割付情報を受け取り、前記第２のアンテナの通信可能範囲を仰角方向に拡大させて第２の同期信号及び第２の参照信号を送信するときに利用した無線リソース情報を含む前記共通ビーム割付情報を、端末装置へ送信する無線測定制御部
を備えることを特徴とする請求項１記載の無線基地局装置。
【請求項５】
前記無線測定制御部は、前記共通ビーム割付情報を含むＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎを更に含むＲＲＣＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＲｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎメッセージを前記端末装置へ送信する
ことを特徴とする請求項４記載の無線基地局装置。
【請求項６】
前記第１のアンテナを介して受信した端末装置からの受信信号に基づいて、前記第１のアンテナのアンテナ面に対して垂直な面を水平面とし、前記水平面に対して仰角方向において前記端末装置が位置する第１の角度を算出する到来方向探索部と、
前記第１の角度と判定閾値との比較結果に基づいて、前記垂直方向におけるビームの向きの変更要求を前記制御部へ出力する到来仰角判定部と
を備えることを特徴とする請求項１記載の無線基地局装置。
【請求項７】
更に、前記到来仰角判定部からの比較結果と、前記第２のアンテナの通信可能範囲が仰角方向に拡大されて前記第２のアンテナから送信された第２の参照信号に基づいて前記端末装置において測定されて前記端末装置から受信した測定結果とに基づいて、前記他の無線基地局装置における前記端末装置の高さを推定し、推定した前記端末装置の高さを示す端末高さ情報を、前記他の無線基地局装置へ送信する端末高さ推定部
を備えることを特徴とする請求項６記載の無線基地局装置。
【請求項８】
前記端末高さ推定部は、前記端末高さ情報を前記制御部へ出力し、
前記制御部は、前記端末高さ情報を含む、前記無線基地局装置が前記他の無線基地局装置に対して前記端末装置のハンドオーバを要求するハンドオーバ要求を、前記他の無線基地局装置へ送信する
ことを特徴とする請求項７記載の無線基地局装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記端末高さ情報を含む、前記ハンドオーバ要求を、前記無線基地局装置を制御する第１の制御装置と、前記他の無線基地局装置を制御する第２の制御装置とを介して、前記他の無線基地局装置へ送信する
ことを特徴とする請求項８記載の無線基地局装置。
【請求項１０】
前記制御部は、ネットワークレイヤがＩＰ（Internet Protocol）、トランスポートレイヤがＳＣＴＰ（Stream Control Transmission Protocol）であるパケットデータであって、前記端末高さ情報と前記ハンドオーバ要求を表す情報とを含む前記パケットデータを前記他の無線基地局装置または前記無線基地局装置を制御する第１の制御装置へ送信する
ことを特徴とする請求項８記載の無線基地局装置。
【請求項１１】
前記到来仰角判定部は、前記第１の角度と前記判定閾値との比較結果に基づいて、前記第２のアンテナの仰角方向への拡大を停止させることを要求する前記垂直方向におけるビームの向きの変更停止要求を前記制御部へ出力し、前記制御部は、前記垂直方向におけるビームの向きの変更停止要求を、前記他の無線基地局装置へ送信する
ことを特徴とする請求項６記載の無線基地局装置。
【請求項１２】
前記制御部は、前記垂直方向におけるビームの向きの変更停止要求を、前記無線基地局装置を制御する第１の制御装置と、前記他の無線基地局装置を制御する第２の制御装置とを介して、前記他の無線基地局装置へ送信する
ことを特徴とする請求項１１記載の無線基地局装置。
【請求項１３】
前記制御部は、ネットワークレイヤがＩＰ（Internet Protocol）、トランスポートレイヤがＳＣＴＰ（Stream Control Transmission Protocol）であるパケットデータであって、前記垂直方向におけるビームの向きの変更停止要求を表す情報を含む前記パケットデータを、前記他の無線基地局装置または前記無線基地局装置を制御する第１の制御装置へ送信することを特徴とする請求項１１記載の無線基地局装置。
【請求項１４】
振幅と位相の少なくともいずれかが異なる第２の同期信号及び第２の参照信号を時間領域において複数連続して端末装置へ送信する無線基地局装置において、前記第２の同期信号及び第２の参照信号を前記端末装置へ送信する第２のアンテナと、他の無線基地局装置から送信された垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求を受信する制御部と、
前記第２のアンテナの通信可能範囲を制御するビームスイープ制御部と
を備えることを特徴とする無線基地局装置。
【請求項１５】
前記ビームスイープ制御部は、前記第２のアンテナの通信可能範囲を仰角方向に拡大させて前記第２の同期信号及び第２の参照信号を送信するときに利用する無線リソースを割り当て、割り当てた前記無線リソースに関する情報を含む共通ビーム割付情報を、前記制御部へ出力し、
前記制御部は、前記共通ビーム割付情報を前記他の無線基地局装置へ送信し、前記第２のアンテナは、前記無線リソースに従って前記第２の同期信号及び第２の参照信号を送信する
ことを特徴とする請求項１４記載の無線基地局装置。
【請求項１６】
前記制御部は、前記共通ビーム割付情報を、前記無線基地局装置を制御する第２の制御装置と、前記他の無線基地局装置を制御する第１の制御装置とを介して、前記他の無線基地局装置へ送信する
ことを特徴とする請求項１５記載の無線基地局装置。
【請求項１７】
前記制御部は、ネットワークレイヤがＩＰ（Internet Protocol）、トランスポートレイヤがＳＣＴＰ（Stream Control Transmission Protocol）であるパケットデータであって、前記共通ビーム割付情報と前記垂直方向におけるビームの向きの変更開始応答を表す情報とを含む前記パケットデータを、前記他の無線基地局装置または前記第１の制御装置へ送信する
ことを特徴とする請求項１６記載の無線基地局装置。
【請求項１８】
更に、前記他の無線基地局装置から送信された端末高さ情報であって、前記他の無線基地局装置が推定した前記無線基地局装置における前記端末装置の高さを表す前記端末高さ情報を前記制御部が受信したとき、前記端末高さ情報に基づいて、前記第２のアンテナの受信範囲を限定した第１の到来方向を決定するハンドオーバ初期到来角決定部を備え、
前記第２のアンテナは、前記第１の到来方向に従って、前記端末装置から送信された無線信号を受信する
ことを特徴とする請求項１４記載の無線基地局装置。
【請求項１９】
端末装置と、振幅と位相の少なくともいずれかが時間領域において異なる第１の同期信号及び第１の参照信号を複数連続して送信する第１の無線基地局装置と、振幅と位相の少なくともいずれかが時間領域において異なる第２の同期信号及び第２の参照信号を複数連続して前記端末装置へ送信する第２の無線基地局装置とを備える無線通信システムにおいて、
前記第１の無線基地局装置は、
前記第１の同期信号及び第１の参照信号を前記端末装置へ送信する第１のアンテナと、
前記第２の無線基地局装置における第２のアンテナの垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求を前記第２の無線基地局装置へ送信する第１の制御部とを備え、
前記第２の無線基地局装置は、
前記第２の同期信号及び第２の参照信号を前記端末装置へ送信する前記第２のアンテナと、
前記第１の無線基地局装置から送信された垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求を受信する第２の制御部と、
前記第２のアンテナの通信可能範囲を制御するビームスイープ制御部と
を備えることを特徴とする無線通信システム。
【請求項２０】
第１のアンテナと制御部とを有し、振幅と位相の少なくともいずれかが時間領域において異なる第１の同期信号及び第１の参照信号を複数連続して端末装置へ送信する無線基地局装置における無線通信方法であって、
前記第１のアンテナにより、前記第１の同期信号及び第１の参照信号を前記端末装置へ送信し、
前記制御部により、他の無線基地局装置における第２のアンテナの垂直方向におけるビームの向きの変更開始要求を前記他の無線基地局装置へ送信する
ことを特徴とする無線通信方法。
【国際調査報告】
2018211627.tif 000033
2018211627.tif 000034