(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる複数のプリコーディング方式を用いて少なくとも１つの端末装置と通信する基地局装置であって、
前記端末装置が前記基地局装置からの参照信号の受信電力に加算するための複数のオフセット値を前記端末装置へ送信する送信手段を備え、
前記複数のオフセット値は、前記複数のプリコーディング方式のそれぞれに対応していることを特徴とする基地局装置。
【請求項２】
前記複数のプリコーディング方式は、線形プリコーディング方式と非線形プリコーディング方式であり、
前記複数のオフセット値は、前記線形プリコーディング方式を用いる線形ＭＵ−ＭＩＭＯに対応する第１のオフセット値と、前記非線形プリコーディング方式を用いる非線形ＭＵ−ＭＩＭＯに対応する第２のオフセット値とを含むことを特徴とする請求項１に記載の基地局装置。
【請求項３】
前記送信手段は、前記第１のオフセット値と、前記第１のオフセット値と前記第２のオフセット値との差分の値とを送信することを特徴とする請求項２に記載の基地局装置。
【請求項４】
前記第２のオフセット値は、前記第１のオフセット値に、前記非線形ＭＵ−ＭＩＭＯを用いた場合の受信利得と前記線形ＭＵ−ＭＩＭＯを用いた場合の受信利得との差分値を加算した値であることを特徴とする請求項３に記載の基地局装置。
【請求項５】
異なる複数のプリコーディング方式に対応する基地局装置と通信する端末装置であって、
前記複数のプリコーディング方式のそれぞれに対応する複数のオフセット値を前記基地局装置から受信する受信手段と、
前記複数のオフセット値のうち前記基地局装置及び前記端末装置の両方が対応するプリコーディング方式のオフセット値を、前記基地局装置からの参照信号の受信電力に加算する加算手段と、
を備えることを特徴とする端末装置。
【請求項６】
前記複数のプリコーディング方式は、線形プリコーディング方式と非線形プリコーディング方式であり、
前記複数のオフセット値は、前記線形プリコーディング方式を用いる線形ＭＵ−ＭＩＭＯに対応する第１のオフセット値と、前記非線形プリコーディング方式を用いる非線形ＭＵ−ＭＩＭＯに対応する第２のオフセット値とを含むことを特徴とする請求項５に記載の端末装置。
【請求項７】
前記線形プリコーディング方式と前記非線形プリコーディング方式の両方に対応する場合、前記加算手段は、前記基地局装置からの参照信号の受信電力に前記第２のオフセット値を加算することを特徴とする請求項６に記載の端末装置。
【請求項８】
前記受信手段は、前記第１のオフセット値と、前記第１のオフセット値と前記第２のオ
フセット値との差分の値とを受信し、
前記加算手段は、前記第１のオフセット値に前記差分の値を加算して、前記第２のオフセット値を算出することを特徴とする請求項７に記載の端末装置。
【請求項９】
前記第２のオフセット値は、前記第１のオフセット値に、前記非線形ＭＵ−ＭＩＭＯを用いた場合の受信利得と前記線形ＭＵ−ＭＩＭＯを用いた場合の受信利得との差分値を加算した値であることを特徴とする請求項７または８に記載の端末装置。
【請求項１０】
前記線形プリコーディング方式のみに対応する場合、前記加算手段は、前記基地局装置からの参照信号の受信電力に前記第１のオフセット値を加算することを特徴とする請求項６に記載の端末装置。
【請求項１１】
現在の通信先である前記基地局装置からの参照信号の受信電力と、他の基地局装置からの参照信号の受信電力とにそれぞれのオフセット値を加算して比較する比較手段と、
前記オフセット値を加算した前記他の基地局装置からの参照信号の受信電力が、前記オフセット値を加算した現在の通信先である前記基地局装置からの参照信号の受信電力よりも大きい場合に、前記他の基地局装置へのハンドオーバを通知する通知情報を現在の通信先である前記基地局装置へ送信する送信手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項５から１０のいずれか一項に記載の端末装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システムにおいて、複数の基地局装置が構成するセルに対して各端末装置が接続すべきセルを選択するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話などのセルラシステムにおいて、スマートフォンの普及などに伴うデータトラフィック量の急激な増加により、セルラシステムの通信帯域の逼迫が問題視されている。
【０００３】
このような状況に対して、例えば３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）における次世代移動通信方式ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ（Long-Term Evolution - Advanced）およびそれ以降の標準化では、大容量のトラフィックが集中して発生するようなローカルエリアに対して、従来のマクロセルを構成する大規模基地局装置（マクロ基地局装置）のサービスエリア内に、マクロ基地局装置よりも送信電力が小さく且つサービスエリアが小さい小規模基地局装置（ピコセルを構成するピコ基地局装置や、フェムトセルを構成するフェムト基地局装置）を加えて配置することが検討されている。このようなマクロ基地局装置のサービス内に小規模基地局装置を配置したヘテロジニアスネットワーク（Heterogeneous Network：ＨｅｔＮｅｔ）によって、トラフィックのオフロード効果によるシステム通信容量の増大をさせることが提案されている（非特許文献１）。
【０００４】
マクロ基地局装置から構成される一般的なセルラシステムでは、ユーザ端末装置（端末装置）が接続先の基地局装置を選択する際、各基地局装置が送信している参照信号の受信電力（Reference Signal Received Power：ＲＳＲＰ）を基準とし、参照信号の受信電力の最も高い基地局装置を接続先として選択する。
【０００５】
しかしながら、例えばピコ基地局装置をマクロセル内に重畳するような上記ヘテロジニアスネットワークにおいては、参照信号の受信電力の最も高い基地局装置を接続先として選択した場合、マクロ基地局装置の送信電力とピコ基地局装置の送信電力の差によって、ピコ基地局装置のセル半径はマクロ基地局装置に対して非常に小さくなり、ピコ基地局装置の導入によるシステム通信容量の増大効果は限定的となってしまう。
【０００６】
そこで、ピコ基地局装置からの参照信号の受信電力に対してオフセット値を加えることによって、端末装置がピコ基地局装置を接続先として選択する確率を増加させ、ピコ基地局装置のカバーエリア（ピコセル）のセル半径を増大させる、Cell Range Expansion（ＣＲＥ）が検討されている（非特許文献１）。
【０００７】
例えば、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄでは、このオフセット値（ＣＲＥオフセット値）を上位レイヤのシグナリングによって端末装置に通知する（非特許文献２）。
【０００８】
一方、周波数利用効率を大幅に改善できる技術として、複数の送受信アンテナを用いて無線伝送を行う多入力多出力（Multiple Input Multiple Output：ＭＩＭＯ）技術が注目を集めており、セルラシステムや無線ＬＡＮシステムなどで実用化されている。
【０００９】
ＭＩＭＯ技術による周波数利用効率改善量は送受信アンテナ数に比例する。しかしながら、端末装置に配置できる受信アンテナ数には限りがある。そこで、同時接続する複数の端末装置を仮想的な大規模アンテナアレーとみなし、基地局装置から各端末装置への送信信号を空間多重させるマルチユーザＭＩＭＯ（Multi-User MIMO：ＭＵ−ＭＩＭＯ）が周波数利用効率の改善に有効である。
【００１０】
ＭＵ−ＭＩＭＯでは、各端末装置宛ての送信信号同士がユーザ間干渉（以下、ＩＵＩ（Inter-User-Interference）と呼ぶ）として端末装置に受信されてしまうため、ＩＵＩを抑圧する必要がある。例えば、ＬＴＥやＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄにおいては、各端末装置より通知される伝搬路情報に基づいて算出される線形フィルタを、基地局装置にて送信信号に予め乗算することでＩＵＩを抑圧する線形プリコーディングが採用されている。
【００１１】
しかしながら、空間多重される端末装置同士の伝搬路の直交性が高くない限り、ＩＵＩを効果的に抑圧できないため、線形プリコーディングに基づくＭＵ−ＭＩＭＯでは周波数利用効率の改善には限界がある。
【００１２】
そこで、最近では、非線形処理を基地局装置側で行なう非線形プリコーディングを用いるＭＵ−ＭＩＭＯ技術が注目を集めている。端末装置において、モジュロ（Modulo、剰余）演算が可能である場合、送信信号に対して、任意のガウス整数に一定の実数が乗算された複素数（摂動項）を要素とする摂動ベクトルの加算が可能になる。そこで、基地局装置と複数の端末装置の間の伝搬路状態に応じて、摂動ベクトルを適切に設定して送信信号を生成することによって、たとえ空間多重される端末装置同士の伝搬路の直交性が高くなくとも、摂動ベクトルを加算しない線形プリコーディングと比較して、所要送信電力を大幅に削減することが可能となり、伝送効率を大きく向上できる（非特許文献３及び非特許文献４）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１３】
【非特許文献１】A. Khandekar他、「LTE-Advanced: Heterogeneous Networks」、Proc. European Wireless 2010、pp.978-982、2010年4月
【非特許文献２】3GPP、「E-UTRA; Radio Resource Control (RRC); Protocol specification (Release 10)」、TS 36.331 V10.4.0、2011年12月
【非特許文献３】Spencer他、「An Introduction to the Multi-User MIMO Downlink」、IEEE Communication Magazine、Vol.42、Issue10、pp.60-67、2004年10月
【非特許文献４】B. M. Hochwald他、「A vector-perturbation technique for near-capacity multiantennamultiuser communication-Part II:Perturbation」、IEEE Trans. Commun.、Vol. 53、No. 3、pp.537-544、2005年3月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
現在のＣＲＥでは、各基地局装置における送信処理の違いによる端末装置における受信信号電力改善効果、特にマルチユーザＭＩＭＯ（ＭＵ−ＭＩＭＯ）の方式、例えば、線形プリコーディングによるＭＵ−ＭＩＭＯ方式と非線形プリコーディングによるＭＵ−ＭＩＭＯ方式との違いによる受信信号電力改善効果が考慮されておらず、それぞれの基地局装置の送信性能に適したセル選択が行えなかった。
【００１５】
本発明は、複数の異なるプリコーディング方式に対応する無線通信システムにおいて、プリコーディング方式の違いを考慮して、各基地局装置からの参照信号の受信電力に対するオフセット値を設定する技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の一観点によれば、異なる複数のプリコーディング方式を用いて少なくとも１つの端末装置と通信する基地局装置であって、前記端末装置が前記基地局装置からの参照信号の受信電力に加算するための複数のオフセット値を前記端末装置へ送信する送信手段を備え、前記複数のオフセット値は、前記複数のプリコーディング方式のそれぞれに対応していることを特徴とする基地局装置が提供される。この構成によれば、基地局装置が、対応するプリコーディング方式に応じて、参照信号の受信電力のオフセット値を適切に設定することが可能になる。
【００１７】
また、本発明の基地局装置によれば、前記複数のプリコーディング方式は、線形プリコーディング方式と非線形プリコーディング方式であり、前記複数のオフセット値は、前記線形プリコーディング方式を用いる線形ＭＵ−ＭＩＭＯに対応する第１のオフセット値と、前記非線形プリコーディング方式を用いる非線形ＭＵ−ＭＩＭＯに対応する第２のオフセット値とを含んでもよい。この構成によれば、基地局装置が、対応するＭＵ−ＭＩＭＯ方式に応じて、参照信号の受信電力のオフセット値を適切に設定することが可能になる。
【００１８】
また、本発明の基地局装置によれば、前記第２のオフセット値は、前記第１のオフセット値よりも大きくてもよい。この構成によれば、第２のオフセット値に対応するプリコーディング方式を用いて通信する端末装置を、優先的に基地局装置に接続させることが可能になる。
【００１９】
また、本発明の基地局装置によれば、前記送信手段は、前記第１のオフセット値と、前記第１のオフセット値と前記第２のオフセット値との差分の値とを送信してもよい。この構成によれば、第１のオフセット値と差分の値のみを用いて端末装置に第２のオフセット値を通知することが可能になる。
【００２０】
また、本発明の基地局装置によれば、前記第２のオフセット値は、前記第１のオフセット値に、前記非線形ＭＵ−ＭＩＭＯを用いた場合の受信利得と前記線形ＭＵ−ＭＩＭＯを用いた場合の受信利得との差分値を加算した値であってもよい。この構成によれば、基地局装置が、対応するＭＵ−ＭＩＭＯ方式の受信利得に基づいて、オフセット値を設定することが可能になる。
【００２１】
また、本発明によれば、異なる複数のプリコーディング方式に対応する基地局装置と通信する端末装置であって、前記複数のプリコーディング方式のそれぞれに対応する複数のオフセット値を前記基地局装置から受信する受信手段と、前記複数のオフセット値のうち前記基地局装置及び前記端末装置の両方が対応するプリコーディング方式のオフセット値を、前記基地局装置からの参照信号の受信電力に加算する加算手段と、を備えることを特徴とする端末装置が提供される。この構成によれば、端末装置が、対応するプリコーディング方式に応じて、参照信号の受信電力にオフセット値を加算することが可能になる。
【００２２】
また、本発明の端末装置によれば、前記複数のプリコーディング方式は、線形プリコーディング方式と非線形プリコーディング方式であり、前記複数のオフセット値は、前記線形プリコーディング方式を用いる線形ＭＵ−ＭＩＭＯに対応する第１のオフセット値と、前記非線形プリコーディング方式を用いる非線形ＭＵ−ＭＩＭＯに対応する第２のオフセット値とを含んでもよい。この構成によれば、端末装置が、対応するＭＵ−ＭＩＭＯ方式に応じて、参照信号の受信電力にオフセット値を加算することが可能になる。
【００２３】
また、本発明の端末装置によれば、前記線形プリコーディング方式と前記非線形プリコーディング方式の両方に対応する場合、前記加算手段は、前記基地局装置からの参照信号の受信電力に前記第２のオフセット値を加算してもよい。この構成によれば、非線形プリコーディング方式を用いて通信する端末装置が、第２のオフセット値を加算して参照信号の受信電力の比較を行うことが可能になる。
【００２４】
また、本発明の端末装置によれば、前記第２のオフセット値は、前記第１のオフセット値よりも大きくてもよい。この構成によれば、第２のオフセット値に対応するプリコーディング方式を用いて通信する端末装置が、優先的に基地局装置に接続することが可能になる。
【００２５】
また、本発明の端末装置によれば、前記受信手段は、前記第１のオフセット値と、前記第１のオフセット値と前記第２のオフセット値との差分の値とを受信し、前記加算手段は、前記第１のオフセット値に前記差分の値を加算して、前記第２のオフセット値を算出してもよい。この構成によれば、端末装置が、第１のオフセット値と差分の値のみを用いて第２のオフセット値を求め、参照信号の受信電力の比較を行うことが可能になる。
【００２６】
また、本発明の端末装置によれば、前記第２のオフセット値は、前記第１のオフセット値に、前記非線形ＭＵ−ＭＩＭＯを用いた場合の受信利得と前記線形ＭＵ−ＭＩＭＯを用いた場合の受信利得との差分値を加算した値であってもよい。この構成によれば、端末装置が、対応するＭＵ−ＭＩＭＯ方式の受信利得に基づいて、参照信号の受信電力の比較を行うことが可能になる。
【００２７】
また、本発明の端末装置によれば、前記線形プリコーディング方式のみに対応する場合、前記加算手段は、前記基地局装置からの参照信号の受信電力に前記第１のオフセット値を加算してもよい。この構成によれば、線形プリコーディング方式のみに対応する端末装置の場合でも、第１のオフセット値を加算して参照信号の受信電力の比較を行うことが可能になる。
【００２８】
また、本発明の端末装置によれば、現在の通信先である前記基地局装置からの参照信号の受信電力と、他の基地局装置からの参照信号の受信電力とにそれぞれのオフセット値を加算して比較する比較手段と、前記オフセット値を加算した前記他の基地局装置からの参照信号の受信電力が、前記オフセット値を加算した現在の通信先である前記基地局装置からの参照信号の受信電力よりも大きい場合に、前記他の基地局装置へのハンドオーバを通知する通知情報を現在の通信先である前記基地局装置へ送信する送信手段と、を更に備えてもよい。この構成によれば、現在の通信先の基地局装置と比較したセル選択（ハンドオーバ）を行うことが可能になる。
【００２９】
また、本発明によれば、異なる複数のプリコーディング方式に対応する基地局装置と、前記基地局装置と通信する少なくとも１つの端末装置とを備える無線通信システムであって、前記基地局装置が、前記複数のプリコーディング方式のそれぞれに対応する複数のオフセット値を前記端末装置へ送信する送信手段を備え、前記端末装置が、前記複数のオフセット値を前記基地局装置から受信する受信手段と、前記複数のオフセット値のうち前記基地局装置及び前記端末装置の両方が対応するプリコーディング方式のオフセット値を、前記基地局装置からの参照信号の受信電力に加算する加算手段と、を備えることを特徴とする無線通信システムが提供される。この構成によれば、基地局装置が、対応するプリコーディング方式に応じて、参照信号の受信電力のオフセット値を適切に設定し、端末装置が、対応するプリコーディング方式に応じて、参照信号の受信電力にオフセット値を加算することが可能になる。
【００３０】
また、本発明の無線通信システムによれば、前記複数のプリコーディング方式は、線形プリコーディング方式と非線形プリコーディング方式であり、前記複数のオフセット値は、前記線形プリコーディング方式を用いる線形ＭＵ−ＭＩＭＯに対応する第１のオフセット値と、前記非線形プリコーディング方式を用いる非線形ＭＵ−ＭＩＭＯに対応する第２のオフセット値とを含んでもよい。この構成によれば、基地局装置が、対応するＭＵ−ＭＩＭＯ方式に応じて、参照信号の受信電力のオフセット値を適切に設定し、端末装置が、対応するＭＵ−ＭＩＭＯ方式に応じて、参照信号の受信電力にオフセット値を加算することが可能になる。
【００３１】
また、本発明によれば、異なる複数のプリコーディング方式を用いて少なくとも１つの端末装置と通信する基地局装置に用いられる処理装置であって、前記端末装置が前記基地局装置からの参照信号の受信電力に加算するための複数のオフセット値を前記端末装置へ送信する送信手段を備え、前記複数のオフセット値は、前記複数のプリコーディング方式のそれぞれに対応していることを特徴とする処理装置が提供される。この構成によれば、基地局装置に用いられる処理装置が、対応するプリコーディング方式に応じて、参照信号の受信電力のオフセット値を適切に設定することが可能になる。
【００３２】
また、本発明の処理装置によれば、前記複数のプリコーディング方式は、線形プリコーディング方式と非線形プリコーディング方式であり、前記複数のオフセット値は、前記線形プリコーディング方式を用いる線形ＭＵ−ＭＩＭＯに対応する第１のオフセット値と、前記非線形プリコーディング方式を用いる非線形ＭＵ−ＭＩＭＯに対応する第２のオフセット値とを含んでもよい。この構成によれば、基地局装置に用いられる処理装置が、対応するＭＵ−ＭＩＭＯ方式に応じて、参照信号の受信電力のオフセット値を適切に設定することが可能になる。
【００３３】
また、本発明によれば、異なる複数のプリコーディング方式に対応する基地局装置と通信する端末装置に用いられる処理装置であって、前記複数のプリコーディング方式のそれぞれに対応する複数のオフセット値を前記基地局装置から受信する受信手段と、前記複数のオフセット値のうち前記基地局装置及び前記端末装置の両方が対応するプリコーディング方式のオフセット値を、前記基地局装置からの参照信号の受信電力に加算する加算手段と、を備えることを特徴とする処理装置が提供される。この構成によれば、端末装置に用いられる処理装置が、対応するプリコーディング方式に応じて、参照信号の受信電力にオフセット値を加算することが可能になる。
【００３４】
また、本発明の処理装置によれば、前記複数のプリコーディング方式は、線形プリコーディング方式と非線形プリコーディング方式であり、前記複数のオフセット値は、前記線形プリコーディング方式を用いる線形ＭＵ−ＭＩＭＯに対応する第１のオフセット値と、前記非線形プリコーディング方式を用いる非線形ＭＵ−ＭＩＭＯに対応する第２のオフセット値とを含んでもよい。この構成によれば、端末装置に用いられる処理装置が、対応するＭＵ−ＭＩＭＯ方式に応じて、参照信号の受信電力にオフセット値を加算することが可能になる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、基地局装置が対応するＭＵ−ＭＩＭＯ方式に応じて、参照信号の受信電力のオフセット値を適切に設定できるようになるため、ヘテロジニアスネットワークなどにおける周波数利用効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】ヘテロジニアスネットワークを構成する無線通信システムの一例を示した概略図である。
【図２】図１において、横軸に各基地局装置の位置、縦軸に各基地局装置から送信（ブロードキャスト）される参照信号の受信電力をとった場合の図である。
【図３】図１において、横軸に各基地局装置の位置、縦軸に各基地局装置から送信（ブロードキャスト）される参照信号の受信電力をとった場合の図であり、各プリコーディング方式に応じた２種類のオフセット値が設定される例を示した図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る無線通信システムにおいて、図３のセル構成の一例を示した概略図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る基地局装置の一構成例を示す機能ブロック図である。
【図６】図５の無線アクセス制御部における、セル選択（ハンドオーバ）に関わる機能部分の示す機能ブロック図である。
【図７】図６のオフセット値設定部における、第１のオフセット値および第２のオフセット値の設定例を示す表である。
【図８】本発明の第１の実施形態に係る端末装置の一構成例を示す機能ブロック図である。
【図９】図８の無線アクセス制御部における、セル選択（ハンドオーバ）に関わる機能部分を示す機能ブロック図である。
【図１０】マクロ基地局装置と、マクロ基地局装置の構成するマクロセル内に存在するピコ基地局装置と、端末装置との間のハンドオーバに関するシーケンスチャートの一例を示した図である。
【図１１】各基地局装置における、ハンドオーバに関する処理の流れの一例を示すフロー図である。
【図１２】端末装置における、ハンドオーバに関する判定処理の流れの一例を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。添付図面では、機能的に同じ要素は同じ番号で表示されている。なお、添付図面は本発明の原理に則った具体的な実施形態と実装例を示しているが、これらは本発明の理解のためのものであり、決して本発明を限定的に解釈するために用いられるものではない。
【００３８】
図１は、ヘテロジニアスネットワークを構成する無線通信システムの一例を示した概略図である。
図１の無線通信システムでは、マクロセルを構成する大規模な基地局装置１００（マクロ基地局装置１００）のサービスエリア（領域Ｃ１００）の中に、ピコセルを構成する小規模な基地局装置２１０（ピコ基地局装置２１０；サービスエリアは領域Ｃ２１０）および基地局装置２２０（ピコ基地局装置２２０；サービスエリアは領域Ｃ２２０）と、端末装置３００−１から３００−４が存在する。さらに上記３つの基地局装置１００，２１０，２２０は、有線または無線によるバックホールネットワークによって接続されている。また、端末装置３００−１、３００−３および３００−４は、マクロ基地局装置１００に接続し、端末装置３００−２は、ピコ基地局装置２１０に接続している。
【００３９】
図２の上側の図は、図１の例を一次元に射影したものであり、図２の下側の図は、横軸に各基地局装置の位置、縦軸に各基地局装置から送信（ブロードキャスト）される参照信号の受信電力をとった場合の図である。図２において、一点鎖線は、横軸の各位置におけるマクロ基地局装置１００からの参照信号の受信電力（以下、参照信号受信電力と呼ぶ）の大きさを表し、領域Ｃ１００がマクロ基地局装置１００に端末装置が接続するサービスエリアとなる。
【００４０】
また、２つの実線は、それぞれピコ基地局装置２１０とピコ基地局装置２２０からの参照信号受信電力の大きさを表している。ここで、各ピコ基地局装置２１０，２２０からの参照信号受信電力が、マクロ基地局装置１００からの参照信号受信電力よりも大きい領域（領域Ｃ２１０およびＣ２２０）が、各ピコ基地局装置２１０，２２０に端末装置が接続するサービスエリアとなる。すなわち、各端末装置は、マクロ基地局装置１００とピコ基地局装置２１０，２２０からの参照信号受信電力をそれぞれ測定して互いに比較し、最も参照信号受信電力の大きな基地局装置に対して接続またはハンドオーバ（以降、両者を合わせてセル選択と呼ぶ）を試みる。
【００４１】
しかし、上記の場合、マクロ基地局装置１００とピコ基地局装置２１０および２２０の送信電力の差によって、ピコ基地局装置２１０および２２０のセル半径はマクロ基地局装置１００のセル半径に対して非常に小さくなり、ピコ基地局装置２１０および２２０の導入によるシステム通信容量の増大効果は限定的となる。
【００４２】
そこで、図２の無線通信システムにおいては、端末装置が優先的にピコ基地局装置２１０，２２０に接続するように、参照信号受信電力の比較において、各ピコ基地局装置２１０，２２０からの参照信号受信電力にオフセット値を加算するCell Range Expansion（ＣＲＥ）を行う。具体的には、ピコ基地局装置２１０，２２０は、参照信号受信電力に対するオフセット値αをブロードキャストにより端末装置に通知する。端末装置は、各ピコ基地局装置２１０，２２０からの参照信号受信電力に対してオフセット値αを加算したものを、マクロ基地局装置１００からの参照信号受信電力と比較してセル選択を行う。これにより、ピコ基地局装置２１０，２２０のサービスエリアを拡大し、端末装置がピコ基地局装置２１０，２２０に接続する確率を上げる。
【００４３】
図２では、このＣＲＥによって、各ピコ基地局装置２１０，２２０からの参照信号受信電力にオフセット値αを加算した値を点線で示している。図２では、各ピコ基地局装置２１０，２２０のサービスエリアは、元の領域Ｃ２１０とＣ２２０から領域Ｃ２１０’とＣ２２０’にそれぞれ拡大されている。
【００４４】
ところで、ピコ基地局装置が構成するピコセルでは、ピコ基地局装置近傍の端末装置に対して、マクロセルよりも周波数利用効率の高い伝送を提供することを目的の１つとしている。そのためには、例えば、ＭＵ−ＭＩＭＯなどの高効率な伝送を可能とする技術の導入が重要である。
【００４５】
ＬＴＥ、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄなどでは、線形プリコーディングを用いるＭＵ−ＭＩＭＯ（線形ＭＵ−ＭＩＭＯ）が採用されている。さらに、送信電力効率を大きく向上させ、伝送特性を大きく改善できる、非線形プリコーディングを用いるＭＵ−ＭＩＭＯ（非線形ＭＵ−ＭＩＭＯ）が導入される場合もある。この場合、線形ＭＵ−ＭＩＭＯのみに対応する（従来の）ピコ基地局装置と、線形ＭＵ−ＭＩＭＯと非線形ＭＵ−ＭＩＭＯの両方に対応するピコ基地局装置が混在する環境や、線形ＭＵ−ＭＩＭＯの受信のみに対応する（従来の）端末装置と、線形ＭＵ−ＭＩＭＯと非線形ＭＵ−ＭＩＭＯの両方の受信に対応する端末装置が混在する環境が想定される。このような環境においては、用いられるプリコーディング方式によってＭＵ−ＭＩＭＯの伝送効率が大きく変化するため、同じオフセット値に基づいてＣＲＥを行う方法では最適なセル選択は実現できない。
【００４６】
本発明の第１の実施形態に係る無線通信システムでは、各ピコ基地局装置２１０，２２０のＭＵ−ＭＩＭＯのプリコーディング方式に応じた複数のオフセット値を設定し、各端末装置が接続先のセルを選択する際、または接続先のセルを切り替えるハンドオーバの際に、各ピコ基地局装置２１０，２２０からの参照信号受信電力に対して上記複数のオフセット値から適切な値を選択して加算して、マクロ基地局装置１００からの参照信号受信電力との比較処理を実行する。
【００４７】
なお、参照信号受信電力の細かな変動によって、２つ（あるいはそれ以上）の基地局装置間でハンドオーバを頻繁に繰り返してしまうことを防ぐため、接続している基地局装置に対してヒステリシスを考慮したオフセット値を別途導入することが一般的である。本実施形態では、簡単のためにヒステリシスに関しては説明を省略するが、ＣＲＥのオフセット値に併せてヒステリシスのオフセット値を用いることが好ましい。
【００４８】
図３は、横軸に各基地局装置の位置、縦軸に各基地局装置から送信（ブロードキャスト）される参照信号の受信電力をとった場合の図である。図３の例では、ＭＵ−ＭＩＭＯのプリコーディング方式として線形プリコーディングと非線形プリコーディングの２種類が用いられ、各プリコーディング方式に応じた２種類のオフセット値（第１のオフセット値α１、および第２のオフセット値α２）が設定される。
【００４９】
図３において、ピコ基地局装置２１０は、線形ＭＵ−ＭＩＭＯのみに対応する（従来の）ピコ基地局装置（以下、第１のピコ基地局装置と呼ぶ）であるものとし、線形ＭＵ−ＭＩＭＯを前提とした第１のオフセット値α１（α１，２１０）のみをブロードキャストにより端末装置に通知するものとする。
【００５０】
また、ピコ基地局装置２２０は、線形ＭＵ−ＭＩＭＯと非線形ＭＵ−ＭＩＭＯの両方に対応するピコ基地局装置（以下、第２のピコ基地局装置と呼ぶ）であるものとし、第１のオフセット値α１（α１，２２０：線形ＭＵ−ＭＩＭＯ用）と第２のオフセット値α２（α２，２２０：非線形ＭＵ−ＭＩＭＯ用）をブロードキャストにより端末装置に通知するものとする。
【００５１】
これら２種類のオフセット値α１とα２は、線形ＭＵ−ＭＩＭＯによる電力利得と非線形ＭＵ−ＭＩＭＯの電力利得との差に基づいて、α１＜α２となるように設定する。例えば、線形ＭＵ−ＭＩＭＯによる電力利得と非線形ＭＵ−ＭＩＭＯの電力利得との差がβであるとき、α２＝α１＋βに設定することが好ましい。例えば、非特許文献４のＦｉｇ．２は、空間多重数＝多重ユーザ数＝１０の場合における１６ＱＡＭ（QuadratureAmplitude Modulation）変調時の誤り訂正符号化を非適用時の誤り率特性を示したグラフである。このグラフに基づいて２種類のオフセット値を設定する場合、誤り率０．１に対する所要信号対雑音電力比（Signal to Noise power Ratio：ＳＮＲ）を基準とすると、線形ＭＵ−ＭＩＭＯ（グラフ中のRegularized Inversion）と非線形ＭＵ−ＭＩＭＯ（グラフ中のSphere EncoderおよびReg. Sphere Encoder）では約７ｄＢの差があるため、β＝７ｄＢとする。
【００５２】
また、第２のオフセット値α２を通知する代わりに、その第１のオフセット値α１との差分値であるδ（＝β）を通知しても良い。この場合、端末装置は、第１のオフセット値α１と差分値δとを受信する。そして、端末装置は、通知された第１のオフセット値α１と差分値δとを加算して、第２のオフセット値α２を算出する。その他の処理については変更しなくて良い。
【００５３】
なお、２種類のオフセット値の設定方法はこれに限られるものではなく、例えば、空間多重数やピコ基地局装置のマクロ基地局装置との位置関係などに基づいてβの値を適応的に設定しても良い。
【００５４】
図３の例において、線形ＭＵ−ＭＩＭＯと非線形ＭＵ−ＭＩＭＯの両方の受信に対応した端末装置の処理について説明する。この場合、端末装置は、第１のピコ基地局装置であるピコ基地局装置２１０については、参照信号受信電力に対して線形ＭＵ−ＭＩＭＯ用の第１のオフセット値α１，２１０を加算した結果とマクロ基地局装置１００からの参照信号受信電力とを比較する。そして、端末装置は、この比較結果によってセル選択の処理を実行する。
【００５５】
また、端末装置は、第２のピコ基地局装置であるピコ基地局装置２２０については、参照信号受信電力に対して非線形ＭＵ−ＭＩＭＯ用の第２のオフセット値α２，２２０を加算した結果とマクロ基地局装置１００からの参照信号受信電力とを比較することによって、セル選択の処理を実行する。
【００５６】
図３では、各ピコ基地局装置２１０，２２０からの参照信号受信電力に上記それぞれの第１のオフセット値α１，２１０、および第２のオフセット値α２，２２０を加算した値を点線で示しており、各ピコ基地局装置２１０，２２０のサービスエリアは、元の領域Ｃ２１０とＣ２２０から領域Ｃ２１０”とＣ２２０”にそれぞれ拡大されている。非線形ＭＵ−ＭＩＭＯに対応するピコ基地局装置２２０のサービスエリアは、線形ＭＵ−ＭＩＭＯのみに対応するピコ基地局装置２１０のサービスエリアに比べて、拡大率が大きくなる。
【００５７】
なお、線形ＭＵ−ＭＩＭＯのみの受信に対応する端末装置は、どちらのピコ基地局装置２１０，２２０についても、参照信号受信電力に対して線形ＭＵ−ＭＩＭＯ用の第１のオフセット値α１，２１０またはα１，２２０を加算した結果とマクロ基地局装置１００からの参照信号受信電力とを比較することによって、セル選択の処理を実行する。
【００５８】
図４は、本発明の第１の実施形態に係る無線通信システムにおいて、図３のセル構成の一例を示した概略図である。図４において図３と同じ構成要素については同じ符号を付して、説明を省略する。
【００５９】
図４の無線通信システムでは、マクロセルを構成するマクロ基地局装置１００のサービスエリア（領域Ｃ１００）の中に、ピコセルを構成するピコ基地局装置２１０の第１のオフセット値α１，２１０（図３参照）で拡大されたサービスエリア（領域Ｃ２１０”）と、ピコ基地局装置２２０の第２のオフセット値α２，２２０（図３参照）で拡大されたサービスエリア（領域Ｃ２２０”）が存在する。また、端末装置３００−４が、非線形ＭＵ−ＭＩＭＯに対応するピコ基地局装置２２０の拡大されたサービスエリア（領域Ｃ２２０”）内に位置するようになり、ピコ基地局装置２２０の構成するピコセルを選択する。
【００６０】
なお、上記各オフセット値は、各ピコ基地局装置２１０，２２０からブロードキャストされるセル情報に含めて送信されることが好ましいが、これに限られるものではない。
【００６１】
図５は、本発明の第１の実施形態に係る基地局装置５００の一構成例を示す機能ブロック図である。なお、図５の基地局装置５００の構成例は、マクロ基地局装置１００、ピコ基地局装置２１０およびピコ基地局装置２２０のいずれにも共通している。
【００６２】
基地局装置５００は、ネットワーク通信部５０１と、無線アクセス制御部５０２と、無線アクセス部５０３と、アンテナ部５０６とから構成されている。さらに、無線アクセス部５０３は、無線信号処理部５０４と無線部５０５とから構成されている。
【００６３】
ネットワーク通信部５０１は、セルラシステムの基地局間ネットワークに接続している。また、ネットワーク通信部５０１は、基地局間ネットワークとの間のデータや制御情報などの送受信処理と、無線アクセス制御部５０２に対するデータや制御情報などの入出力処理を実行する。
【００６４】
無線アクセス制御部５０２は、無線アクセス部５０３を制御し、基地局装置５００と各端末装置との間の通信を制御する。具体的には、無線アクセス制御部５０２は、基地局装置５００と各端末装置との間の下りリンク通信および上りリンク通信のスケジューリング、各端末装置に対する制御情報の生成、基地局間ネットワークのデータパケットと無線アクセス区間におけるデータパケットの間の変換、およびハンドオーバ制御などの処理を実行する。
【００６５】
無線アクセス部５０３は、アンテナ部５０６を通じて、各端末装置と無線通信を行う。具体的には、無線信号処理部５０４が、無線アクセス制御部５０２から入力された送信データおよび制御情報に対して、誤り訂正符号化や変調などの処理を実行する。また、無線信号処理部５０４は、基地局装置毎（セル毎）に識別可能な参照信号などを付加してベースバンド信号を生成する。無線部５０５は、生成されたベースバンド信号を無線信号（ＲＦ信号）に変換（アップコンバート）する。また、無線部５０５は、各端末装置が送信した無線信号をアンテナ部５０６を通じて受信し、無線信号からベースバンド信号に変換（ダウンコンバート）する。無線信号処理部５０４は、復調や誤り訂正復号化などの処理を実行して、受信したデータを無線アクセス制御部５０２に出力する。
【００６６】
アンテナ部５０６は、無線アクセス部５０３が生成した無線信号を各端末装置に向けて送信し、各端末装置が送信した無線信号を受信する。
【００６７】
図６は、図５の無線アクセス制御部５０２における、セル選択（ハンドオーバ）に関わる機能部分を示す一構成例である。
図６において、無線アクセス制御部５０２は、オフセット値設定部６０１と、オフセット値通知情報生成部６０２と、判定結果通知情報取得部６０３と、ハンドオーバ制御部６０４と、ハンドオーバコマンド生成部６０５とを含んで構成される。
【００６８】
オフセット値設定部６０１は、自基地局装置の種類（マクロ基地局装置、ピコ基地局装置など）および対応するＭＵ−ＭＩＭＯの方式（線形ＭＵ−ＭＩＭＯのみに対応、線形ＭＵ−ＭＩＭＯと非線形ＭＵ−ＭＩＭＯの両方に対応など）に基づいて、各端末装置がセル選択のために各基地局装置からの参照信号受信電力に加算するオフセット値を設定する。
【００６９】
オフセット値通知情報生成部６０２は、オフセット値設定部６０１で設定した各オフセット値を端末装置へ通知するためのオフセット値通知情報を生成し、無線アクセス部５０３へ出力する。
【００７０】
判定結果通知情報取得部６０３は、各端末装置が、現在接続して通信を行っている（在圏している）基地局装置からの参照信号の受信電力と、他の基地局装置からの参照信号の受信電力とをオフセット値を加味して比較して、ハンドオーバすべきと判定された他の基地局装置が存在する場合に通知してくる判定結果通知情報を取得する。
【００７１】
ハンドオーバ制御部６０４は、判定結果通知情報取得部６０３で取得した判定結果通知情報や、端末装置との間の通信データのＱｏＳ（Quality of Service）などに基づいて、判定結果通知情報を通知してきた端末装置に対してハンドオーバを許可するかどうかを判定する。ハンドオーバを許可する場合、ハンドオーバ制御部６０４は、ネットワーク通信部５０１から基地局間ネットワークを通じてハンドオーバ先の基地局装置に対してハンドオーバ要求を行う。その後、ハンドオーバ先の基地局装置がハンドオーバ確認応答（Acknowledgement：ＡＣＫ）を返してきた場合、ハンドオーバ制御部６０４は、当該端末装置に対してハンドオーバコマンドを送信するようにハンドオーバコマンド生成部６０５に指示する。なお、ハンドオーバ確認応答が返ってこなかった場合（ハンドオーバ否定応答（Negative Acknowledgement：ＮＡＫ）が返ってきた場合）は、ハンドオーバを中止する。
【００７２】
ハンドオーバコマンド生成部６０５は、ハンドオーバ制御部６０４からの指示に従って、ハンドオーバを行う端末装置に対して、ハンドオーバ実行を指示するハンドオーバコマンドを生成し、無線アクセス部５０３へ出力する。
【００７３】
図７は、図６のオフセット値設定部６０１における、第１のオフセット値および第２のオフセット値の設定例を示す表である。図７では、自基地局装置の種類と対応するＭＵ−ＭＩＭＯ方式に応じて４種類の基地局装置に場合分けして、各オフセット値の設定例を示している。
【００７４】
図７の例では、線形ＭＵ−ＭＩＭＯのみに対応するマクロ基地局装置（以下、第１のマクロ基地局装置と呼ぶ）と、線形ＭＵ−ＭＩＭＯのみに対応する第１のピコ基地局装置は、非線形ＭＵ−ＭＩＭＯに未対応である。すなわち、第１のマクロ基地局装置と第１のピコ基地局装置は、非線形ＭＵ−ＭＩＭＯに関する制御情報等の仕組みを持たない従来の基地局装置を想定しており、第１のオフセット値のみが設定され、第２のオフセット値は設定せず各端末装置に対して通知もされない。
【００７５】
また、線形ＭＵ−ＭＩＭＯと非線形ＭＵ−ＭＩＭＯの両方に対応するマクロ基地局装置（以下、第２のマクロ基地局装置と呼ぶ）と、線形ＭＵ−ＭＩＭＯと非線形ＭＵ−ＭＩＭＯの両方に対応する第２のピコ基地局装置は、第１のオフセット値と第２のオフセット値の両方のオフセット値を設定する。
なお、本実施形態では、マクロセル内に存在するピコセルへのオフローディングを目的としているため、第１および第２のマクロ基地局装置におけるいずれのオフセット値も０に設定している。また、線形ＭＵ−ＭＩＭＯと非線形ＭＵ−ＭＩＭＯの両方に対応するマクロ基地局装置（以下、第２のマクロ基地局装置と呼ぶ）において、第２のオフセット値を０より大きく、例えばβに設定しても良い。
【００７６】
また、第２のピコ基地局装置においては、第１のオフセット値がα１に設定され、第２のオフセット値はα２に設定される。ここで、第２のオフセット値α２は、第１のオフセット値α１よりもβ（β＞０）だけ大きい値である。
【００７７】
図８は、本発明の第１の実施形態に係る端末装置３００の一構成例を示す機能ブロック図である。なお、図８の端末装置３００の構成例は、図１および図４の端末装置３００−１から３００−４に対応している。
【００７８】
端末装置３００は、アンテナ部８０１と、無線アクセス部８０２と、無線アクセス制御部８０５とから構成されている。さらに、無線アクセス部８０２は、無線部８０３と、無線信号処理部８０４とから構成されている。
【００７９】
アンテナ部８０１は、基地局装置（マクロ基地局装置あるいはピコ基地局装置）が送信した無線信号を受信し、無線アクセス部８０２が生成した無線信号を基地局装置へ向けて送信する。
【００８０】
無線アクセス部８０２は、アンテナ部８０１を通じて、基地局装置と無線通信を行う。具体的には、無線アクセス部８０２は、基地局装置が送信した無線信号をアンテナ部８０１を通じて受信する。そして、無線部８０３が、その無線信号をベースバンド信号に変換（ダウンコンバート）する。無線信号処理部８０４は、各基地局装置からの参照信号を検出し、その受信電力を測定して無線アクセス制御部８０５に出力する。さらに、無線信号処理部８０４は、セル情報、オフセット値通知情報およびハンドオーバコマンドなどを含む制御情報の信号と、データ信号を検出し、それらの信号の復調や誤り訂正復号化などを行って、制御情報と受信データを無線アクセス制御部８０５に出力する。また、無線信号処理部８０４は、無線アクセス制御部８０５から入力された、送信データと、判定結果通知情報などを含む制御情報とに対して誤り訂正符号化や変調などを行って、ベースバンド信号を生成する。そして、無線部８０３が、そのベースバンド信号を無線信号（ＲＦ信号）に変換（アップコンバート）する。
【００８１】
無線アクセス制御部８０５は、無線アクセス部８０２を制御し、自端末装置３００と基地局装置の間の通信を制御する。具体的には、無線アクセス制御部８０５は、セル選択、ハンドオーバ実行の判定、基地局装置に対する制御情報の生成、端末装置の上位レイヤデータパケットと無線アクセス区間におけるデータパケットの間の変換などの処理を実行する。
【００８２】
図９は、図８の無線アクセス制御部８０５における、セル選択（ハンドオーバ）に関わる機能部分の詳細な機能ブロックを示す一構成例である。
【００８３】
図９において、無線アクセス制御部８０５は、オフセット値取得部９０１と、オフセット値記憶部９０２と、受信電力取得部９０３と、受信電力判定部９０４と、判定結果通知情報生成部９０５とを含んで構成される。
【００８４】
オフセット値取得部９０１は、無線アクセス部８０２で受信した制御信号から、各基地局装置から通知された第１のオフセット値を取得する。また、オフセット値取得部９０１は、基地局装置が第２のマクロ基地局装置あるいは第２のピコ基地局装置である場合は、第１のオフセット値に加えて第２のオフセット値も取得する。
【００８５】
オフセット値記憶部９０２は、オフセット値取得部９０１で取得した、基地局装置毎の各オフセット値を記憶する。受信電力取得部９０３は、無線アクセス部８０２で測定した各基地局装置からの参照信号の受信電力の測定結果を取得する。
【００８６】
受信電力判定部９０４は、受信電力取得部９０３で取得した各基地局装置からの参照信号の受信電力の測定結果に、オフセット値記憶部９０２に記憶された各基地局装置のオフセット値を加算する。受信電力判定部９０４は、その加算結果が、現在接続して通信を行っている基地局装置よりも大きい基地局装置が存在する場合、その基地局装置をハンドオーバ先の基地局装置としてハンドオーバを実行すべきと判定し、判定結果を判定結果通知情報生成部９０５へ出力する。
【００８７】
なお、どの基地局装置にも未接続の状態である場合における初期のセル選択では、受信電力判定部９０４は、上記の加算結果が最大となる基地局装置を接続先の基地局装置として判定する。ここで、各基地局装置の参照信号受信電力測定結果に加算するオフセット値は、自端末装置が線形ＭＵ−ＭＩＭＯの受信のみに対応する場合は第１のオフセット値を用いる。自端末装置が線形ＭＵ−ＭＩＭＯと非線形ＭＵ−ＭＩＭＯの両方の受信に対応しており、対象基地局装置が非線形ＭＵ−ＭＩＭＯにも対応している場合は、第２のオフセット値を用いる。また、自端末装置が線形ＭＵ−ＭＩＭＯと非線形ＭＵ−ＭＩＭＯの両方の受信に対応しており、対象基地局装置が線形ＭＵ−ＭＩＭＯのみに対応している場合は、第１のオフセット値を用いる。
【００８８】
判定結果通知情報生成部９０５は、受信電力判定部９０４からハンドオーバを実行すべきとの判定結果が入力された場合、ハンドオーバすべきと判定した結果およびハンドオーバ先の基地局装置を指定する情報とを含む判定結果通知情報を生成し、無線アクセス部８０２へ出力する。
【００８９】
図１０は、マクロ基地局装置１００と、マクロ基地局装置１００の構成するマクロセル内に存在するピコ基地局装置２２０と、端末装置３００との間のハンドオーバに関するシーケンスチャートの一例を示した図である。なお、以下の説明では、マクロ基地局装置１００とピコ基地局装置２２０はともに線形ＭＵ−ＭＩＭＯと非線形ＭＵ−ＭＩＭＯの両方に対応しており、端末装置３００は線形ＭＵ−ＭＩＭＯと非線形ＭＵ−ＭＩＭＯの両方の受信に対応しているものとする。
【００９０】
まず、端末装置３００が現在すでにマクロ基地局装置１００に接続して通信中であるものとする。以下では、ある端末装置が接続中の基地局装置を、当該端末装置の「サービング基地局装置」と呼び、サービング基地局装置が構成するセルを「サービングセル（serving cell）」と呼ぶ。また、ある端末装置にとってハンドオーバ先の候補となる基地局装置を、当該端末装置の「隣接基地局装置」と呼び、隣接基地局装置が構成するセルを「隣接セル（neighbor cell）」と呼ぶ。
【００９１】
マクロ基地局装置１００とピコ基地局装置２２０は、参照信号と、オフセット値を含むセル情報とを、定期的に端末装置３００に送信する（１００１−１，１００１−２）。端末装置３００は、各基地局装置１００，２２０からの参照信号を受信し、その受信電力を測定する（１００２）。
【００９２】
また、端末装置３００は、セル情報に含まれるオフセット値（第１のオフセット値と、線形ＭＵ−ＭＩＭＯと非線形ＭＵ−ＭＩＭＯの両方に対応する基地局装置の場合はさらに第２のオフセット値）を取得する（１００３）。
【００９３】
端末装置３００は、測定した各基地局装置１００，２２０からの参照信号の受信電力に、各基地局装置１００，２２０の対応するＭＵ−ＭＩＭＯ方式に応じて、上記で取得した第１のオフセット値または第２のオフセット値を加算する（１００４）。
【００９４】
端末装置３００は、サービング基地局装置であるマクロ基地局装置１００からの参照信号の受信電力とオフセット値（この例では第２のオフセット値）の加算結果と、隣接基地局装置であるピコ基地局装置２２０からの参照信号の受信電力とオフセット値（この例では第２のオフセット値）の加算結果とを比較する。そして、端末装置３００は、ピコ基地局装置２２０の加算結果の方が大きい場合、ピコ基地局装置２２０をハンドオーバ先としてハンドオーバを実行すべきと判定する（１００５）。
【００９５】
端末装置３００は、サービング基地局装置であるマクロ基地局装置１００に対して、隣接基地局装置であるピコ基地局装置２２０をハンドオーバ先とする上記ハンドオーバ判定結果を通知する（１００６）。
【００９６】
マクロ基地局装置１００は、上記ハンドオーバ判定結果を端末装置３００から受信すると、自基地局装置の構成するサービングセルのトラフィック状況、ハンドオーバ先のピコ基地局装置２２０が構成する隣接セルのトラフィック状況、端末装置３００との間の通信データのＱｏＳ（Quality of Service）などに基づいて、ハンドオーバを許可するかどうかを判定する（１００７）。
【００９７】
マクロ基地局装置１００は、上記ハンドオーバを許可すると判定した場合、基地局間ネットワークを通じて、ハンドオーバ先のピコ基地局装置２２０に対してハンドオーバ要求を通知する（１００８）。
【００９８】
ピコ基地局装置２２０は、ハンドオーバ要求を受信すると、通知元のサービング基地局装置（マクロ基地局装置１００）へ基地局間ネットワークを通じてハンドオーバ確認応答を通知する（１００９）。なお、ピコ基地局装置２２０は、収容能力に余裕がない等、何らかの理由によりハンドオーバを受け付けられない場合は、ハンドオーバ確認応答に代えてハンドオーバ否定応答を通知する。
【００９９】
マクロ基地局装置１００は、ハンドオーバ先のピコ基地局装置２２０からハンドオーバ確認応答を受信すると、端末装置３００に対してハンドオーバの実行を指示するハンドオーバコマンドを通知する（１０１０）。端末装置３００は、ハンドオーバコマンドを受信すると、ハンドオーバ先のピコ基地局装置２２０に対して接続要求を通知する（１０１１）。
【０１００】
ピコ基地局装置２２０は、端末装置３００から接続要求を受信すると、端末装置３００へ接続確認応答を通知する（１０１２）。その後、端末装置３００は、ピコ基地局装置２２０との間で接続確立の手順を経て、ピコ基地局装置２２０を新たな接続先として通信を継続する。
【０１０１】
図１１は、各基地局装置における、ハンドオーバに関する処理の流れの一例を示すフロー図である。以下のフロー図は、線形ＭＵ−ＭＩＭＯと非線形ＭＵ−ＭＩＭＯの両方に対応する基地局装置、線形ＭＵ−ＭＩＭＯのみに対応している基地局装置を想定している。
【０１０２】
基地局装置は、まず、自基地局装置の種類と対応するＭＵ−ＭＩＭＯ方式に応じて、第１のオフセット値α１を設定する。なお、基地局装置は、自身が線形ＭＵ−ＭＩＭＯと非線形ＭＵ−ＭＩＭＯの両方に対応している場合には、第１のオフセット値α１と第２のオフセット値α２を設定する（ステップＳ１１０１）。
【０１０３】
次に、基地局装置は、参照信号と、自基地局装置が構成するセルに関する情報であるセル情報とを、定期的にブロードキャストすることによって端末装置に送信する（ステップＳ１１０２）。ここで、基地局装置が線形ＭＵ−ＭＩＭＯと非線形ＭＵ−ＭＩＭＯの両方に対応している場合には、セル情報は、上記の第１のオフセット値α１および第２のオフセット値α２を含む。また、基地局装置が線形ＭＵ−ＭＩＭＯのみに対応している場合、セル情報は、上記の第１のオフセット値α１のみを含む。
【０１０４】
次に、基地局装置は、自基地局装置と接続している端末装置から、ハンドオーバ実行に関する判定結果が通知された場合は（ステップＳ１１０３でＹｅｓ）、ステップＳ１１０４に進む。なお、基地局装置は、判定結果が通知されていない場合は（ステップＳ１１０３でＮｏ）、ステップＳ１１０８へ進む。
【０１０５】
次に、基地局装置は、ハンドオーバ実行に関する判定結果が通知された場合は、ステップＳ１１０４において、そのハンドオーバを許可するかどうかを判断する。基地局装置は、ハンドオーバを許可する場合（ステップＳ１１０４でＹｅｓ）、基地局間ネットワークを通じて、ハンドオーバ先の基地局装置へ対象端末装置のハンドオーバ要求を通知する（ステップＳ１１０５）。
【０１０６】
次に、基地局装置は、ハンドオーバ要求に対する確認応答が受信された場合（ステップＳ１１０６でＹｅｓ）、対象の端末装置にハンドオーバの実行を指示するハンドオーバコマンドを送信する（ステップＳ１１０７）。なお、基地局装置は、ハンドオーバ要求に対する確認応答が受信されない場合、あるいは否定応答が受信された場合（ステップＳ１１０６でＮｏ）、ハンドオーバを中止してステップＳ１１０８へ移る。
【０１０７】
次に、基地局装置は、基地局間ネットワークを通じて、他の基地局装置からハンドオーバ要求を受信していない場合（ステップＳ１１０８でＮｏ）、処理を終了する。また、基地局装置は、他の基地局装置（ハンドオーバ元の基地局装置）からハンドオーバ要求を受信した場合（ステップＳ１１０８でＹｅｓ）、ハンドオーバ要求を通知してきたハンドオーバ元の基地局装置に対して、ハンドオーバ確認応答を通知する（ステップＳ１１０９）。
【０１０８】
その後、基地局装置は、ハンドオーバ対象の端末装置からの接続要求に応じて、当該端末装置との接続を確立する（ステップＳ１１１０）。
【０１０９】
図１２は、端末装置における、ハンドオーバに関する判定処理の流れの一例を示すフロー図である。図１２では、端末装置が線形ＭＵ−ＭＩＭＯと非線形ＭＵ−ＭＩＭＯの両方の受信に対応する場合を想定している。また、図１２の例では、基地局装置は、サービング基地局装置と、１つの隣接基地局装置が存在（端末装置によって観測可能）している場合を想定している。
【０１１０】
端末装置は、まず、各基地局装置から送信された参照信号を受信し、サービング基地局装置からの参照信号の受信電力ＰＳＲＶと、隣接基地局装置からの参照信号の受信電力ＰＮＢＲを測定する（ステップＳ１２０１）。
【０１１１】
次に、端末装置は、各基地局装置から通知された、オフセット値を含むセル情報を取得する（ステップＳ１２０２）。
【０１１２】
次に、現在接続しているサービング基地局装置が、線形ＭＵ−ＭＩＭＯと非線形ＭＵ−ＭＩＭＯの両方に対応する基地局装置である場合（ステップＳ１２０３でＹｅｓ）、端末装置は、サービング基地局装置に対応するオフセット値αＳＲＶとしてサービング基地局装置から通知された第２のオフセット値を代入する（ステップＳ１２０５）。
【０１１３】
一方、サービング基地局装置が、線形ＭＵ−ＭＩＭＯのみに対応する基地局装置である場合（ステップＳ１２０３でＮｏ）、端末装置は、サービング基地局装置に対応するオフセット値αＳＲＶとしてサービング基地局装置から通知された第１のオフセット値を代入する（ステップＳ１２０４）。
【０１１４】
次に、隣接基地局装置が、線形ＭＵ−ＭＩＭＯと非線形ＭＵ−ＭＩＭＯの両方に対応する基地局装置である場合（ステップＳ１２０６でＹｅｓ）、端末装置は、隣接基地局装置に対応するオフセット値αＮＢＲとして隣接基地局装置から通知された第２のオフセット値を代入する（ステップＳ１２０８）。
【０１１５】
一方、隣接基地局装置が、線形ＭＵ−ＭＩＭＯのみに対応する基地局装置である場合（ステップＳ１２０６でＮｏ）、端末装置は、隣接基地局装置に対応するオフセット値αＮＢＲとして隣接基地局装置から通知された第１のオフセット値を代入する（ステップＳ１２０７）。
【０１１６】
次に、端末装置は、各基地局装置からの参照信号の受信電力ＰＳＲＶ、ＰＮＢＲの測定結果に、それぞれのオフセット値αＳＲＶ、αＮＢＲを加算した結果を比較する。
そして、端末装置は、隣接基地局装置の加算結果（ＰＮＢＲ＋αＮＢＲ）の方がサービング基地局装置の加算結果（ＰＳＲＶ＋αＳＲＶ）よりも大きい場合（ステップＳ１２０９でＹｅｓ）、隣接基地局装置へのハンドオーバ条件を満たしたことを示す受信電力判定結果をサービング基地局装置へ通知する（ステップＳ１２１０）。
一方、端末装置は、隣接基地局装置の加算結果（ＰＮＢＲ＋αＮＢＲ）がサービング基地局装置の加算結果（ＰＳＲＶ＋αＳＲＶ）以下の場合（ステップＳ１２０９でＮｏ）、処理を終了する。
【０１１７】
以上のように本実施形態によれば、基地局装置のＭＵ−ＭＩＭＯの対応方式と、端末装置のＭＵ−ＭＩＭＯの対応受信方式とに応じて、ＭＵ−ＭＩＭＯ方式の違いによる伝送効率の差を考慮した適切なオフセット値を設定することが可能になる。
例えば、基地局装置と端末装置のどちらか一方、または両方が、線形ＭＵ−ＭＩＭＯのみに対応している場合は、第１のオフセット値が設定されてセル選択が実行され、基地局装置と端末装置が共に、高い伝送効率を実現できる非線形ＭＵ−ＭＩＭＯに対応している場合は、より大きい第２のオフセット値が設定され、より広い範囲で当該基地局装置の構成するセルが選択されるようになる。これによって、例えば、マクロセル内に、ＭＵ−ＭＩＭＯを用いてマクロ基地局装置との間よりも周波数利用効率の高い伝送を局所的に（ホットスポット的に）提供するピコ基地局装置が配置されるようなヘテロジニアスネットワークなどにおいて、より効率の高い伝送が可能になる。
【０１１８】
本発明による通信装置（基地局装置および端末装置）で動作するプログラムは、本発明に関わる上記実施形態の機能を実現するように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等を制御するプログラム（コンピュータを機能させるプログラム）であっても良い。そして、これら装置で取り扱われる情報は、その処理時に一時的にＲＡＭ（Random Access Memory）に蓄積され、その後、Ｆｌａｓｈ  ＲＯＭ（Read Only Memory）などの各種ＲＯＭやＨＤＤ（Hard Disk Drive）に格納され、必要に応じてＣＰＵによって読み出し、修正・書き込みが行われる。また、図６等の各構成の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、ＣＰＵなどが実行することにより各部の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
【０１１９】
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。また、上述した実施形態における通信装置の一部、または全部を典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現してもよい。通信装置の各機能ブロックは個別にチップ化してもよいし、一部、または全部を集積してチップ化してもよい。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現しても良い。また、半導体技術の進歩によりＬＳＩに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いることも可能である。
【０１２０】
以上、この発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等された発明も含まれる。本発明は通信装置に利用可能である。
【０１２１】
また、上述の実施形態において、制御線や情報線は、説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。全ての構成が相互に接続されていてもよい。
【符号の説明】
【０１２２】
１００  マクロ基地局装置
２１０，２２０  ピコ基地局装置
３００  端末装置
５０１  ネットワーク通信部
５０２  無線アクセス制御部
５０３  無線アクセス部
５０４  無線信号処理部
５０５  無線部
５０６  アンテナ部
６０１  オフセット値設定部
６０２  オフセット値通知情報生成部
６０３  判定結果通知情報取得部
６０４  ハンドオーバ制御部
６０５  ハンドオーバコマンド生成部
８０１  アンテナ部
８０２  無線アクセス部
８０３  無線部
８０４  無線信号処理部
８０５  無線アクセス制御部
９０１  オフセット値取得部
９０２  オフセット値記憶部
９０３  受信電力取得部
９０４  受信電力判定部
９０５  判定結果通知情報生成部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【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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