(57)【要約】マルチユーザ・ディテクションを持つ受信機と、制御情報とユーザ・データを合成出力する送信機を用いて、例えばハンドオフ時やセル内過負荷時に基地局間の連携を必要としない無線通信網を実現する。基地局は隣接セルの境界にいる移動局からの送信信号を受信すると、自セル内の移動局宛てのユーザ・データにハンドオフ操作制御用の制御情報を合成して、データ送信する。これに対して、隣接セル側の移動局では、マルチユーザ・ディテクションにより制御情報を分離して信号検出して、基地局に対してハンドオフ要求を送信する。
2003069925.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各基地局が通信可能なセルが隣接又は近接して存在するマルチセル・マルチユーザ構成の無線通信システムであって、
基地局は、マルチユーザ検出機能を備え、セル外の移動局からの送信信号をユーザ検出したことにより該移動局が隣接セル境界近傍に近づいたと判断して、セル内の移動局宛ての信号とセル外の該移動局宛ての信号を混ぜ込み合成して出力する、
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
セル外の該移動局は隣接基地局に対しハンドオフ要求を送信するとともに、ハンドオフが許可されたことに応答して、元の基地局とのコネクションを切断してハンドオフする、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
各基地局が通信可能なセルが隣接又は近接して存在するマルチセル・マルチユーザ構成の無線通信システムであって、
移動局は、マルチユーザ検出機能を備え、セル外の基地局からの送信信号をユーザ検出したことにより隣接セル境界近傍に近づいたと判断して、現セルの基地局宛ての信号と該隣接セルの基地局宛ての信号を混ぜ込み合成して出力する、
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項４】
該隣接セルの基地局は、該移動局からの信号を受信したことに応答してハンドオフ許可信号を送信し、
該移動局は、ハンドオフが許可されたことに応答して、元の基地局とのコネクションを切断してハンドオフする、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項５】
各基地局が通信可能なセルが隣接又は近接して存在するマルチセル・マルチユーザ構成の無線通信環境下で動作する無線通信装置であって、
複数の受信信号をそれぞれ希望信号として検出するマルチユーザ検出手段と、
前記マルチユーザ検出手段によりセル外の局からの送信信号をユーザ検出したことに応答して、セル内の局宛ての信号とセル外の該局宛ての信号を混ぜ込み合成して出力する多重信号送信手段と、
を具備することを特徴とする無線通信装置。
【請求項６】
前記マルチユーザ検出手段は、セル内及びセル外の送信側の各局から送信され且つ各伝搬特性を経て伝搬された到来信号と雑音との和からなる受信信号を受信電力が大きい順に復調して、且つ、自身の信号をキャンセルする処理を繰り返すことにより、受信したすべての信号を検出する、
ことを特徴とする請求項５に記載の無線通信装置。
【請求項７】
前記多重信号送信手段は、セル内の局宛ての信号とセル外の局宛ての信号とで送信電力を切り替えて出力する、
ことを特徴とする請求項６に記載の無線通信装置。
【請求項８】
自身が通信可能なセル内に１以上の移動局を収容する基地局として動作し、
前記マルチユーザ検出手段がセル外の移動局からの送信信号をユーザ検出したことにより該移動局が隣接セル境界近傍に近づいたと判断して、前記多重信号送信手段はセル内の移動局宛ての信号とセル外の該移動局宛ての信号を混ぜ込み合成して出力し、
さらにセル外の該移動局からのハンドオフ要求に応じてハンドオフを許可する、ことを特徴とする請求項５に記載の無線通信装置。
【請求項９】
基地局が構築するセル内に収容されて移動局として動作し、
前記マルチユーザ検出手段がセル外の基地局からの送信信号をユーザ検出したことにより隣接セル境界近傍に近づいたと判断して、前記多重信号送信手段は現セルの基地局宛ての信号と該隣接セルの基地局宛ての信号を混ぜ込み合成して出力し、
さらに該隣接セルの基地局からのハンドオフ許可に応じてハンドオフを行なう、ことを特徴とする請求項５に記載の無線通信装置。
【請求項１０】
各基地局が通信可能なセルが隣接又は近接して存在するマルチセル・マルチユーザ構成の無線通信環境下で無線通信を行うための方法であって、
複数の受信信号をそれぞれ希望信号として検出するマルチユーザ検出ステップと、
前記マルチユーザ検出ステップによりセル外の局からの送信信号をユーザ検出したことに応答して、セル内の局宛ての信号とセル外の該局宛ての信号を混ぜ込み合成して出力する多重信号送信ステップと、
を具備することを特徴とする無線通信方法。
【請求項１１】
前記マルチユーザ検出ステップでは、セル内及びセル外の送信側の各局から送信され且つ各伝搬特性を経て伝搬された到来信号と雑音との和からなる受信信号を受信電力が大きい順に復調して、且つ、自身の信号をキャンセルする処理を繰り返すことにより、受信したすべての信号を検出する、
ことを特徴とする請求項１０に記載の無線通信方法。
【請求項１２】
前記多重信号送信ステップでは、セル内の局宛ての信号とセル外の局宛ての信号とで送信電力を切り替えて出力する、
ことを特徴とする請求項１０に記載の無線通信方法。
【請求項１３】
自身が通信可能なセル内に１以上の移動局を収容する基地局として動作するために、
前記マルチユーザ検出ステップにおいてセル外の移動局からの送信信号をユーザ検出したことにより該移動局が隣接セル境界近傍に近づいたと判断して、前記多重信号送信ステップではセル内の移動局宛ての信号とセル外の該移動局宛ての信号を混ぜ込み合成して出力し、
さらにセル外の該移動局からのハンドオフ要求に応じてハンドオフを許可するハンドオフ許可ステップを備える、
ことを特徴とする請求項１０に記載の無線通信方法。
【請求項１４】
基地局が構築するセル内に収容された移動局として動作するために、
前記マルチユーザ検出ステップにおいてセル外の基地局からの送信信号をユーザ検出したことにより隣接セル境界近傍に近づいたと判断して、前記多重信号送信ステップでは現セルの基地局宛ての信号と該隣接セルの基地局宛ての信号を混ぜ込み合成して出力し、
さらに該隣接セルの基地局からのハンドオフ許可に応じてハンドオフを行なうハンドオフ・ステップを備える、
ことを特徴とする請求項１０に記載の無線通信方法。
【請求項１５】
マルチユーザ構成の無線通信環境下で動作する無線通信装置であって、
複数の送信先に宛てた複数の送信信号を生成する信号生成手段と、
各送信信号を混ぜ込み合成して、送信先毎に送信信号の送信電力を切り替えて出力する多重合成送信手段と、
を具備することを特徴とする無線通信装置。
【請求項１６】
マルチユーザ構成の無線通信環境下における無線通信方法であって、
複数の送信先に宛てた複数の送信信号を生成する信号生成ステップと、
各送信信号を混ぜ込み合成して、送信先毎に送信信号の送信電力を切り替えて出力する多重合成送信ステップと、
を具備することを特徴とする無線通信方法。
【請求項１７】
各基地局が通信可能なセルが隣接又は近接して存在するマルチセル・マルチユーザ構成の無線通信環境下で無線通信を行うための処理をコンピュータ・システム上で実行するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムであって、
複数の受信信号をそれぞれ希望信号として検出するマルチユーザ検出ステップと、
前記マルチユーザ検出ステップによりセル外の局からの送信信号をユーザ検出したことに応答して、セル内の局宛ての信号とセル外の該局宛ての信号を混ぜ込み合成して出力する多重信号送信ステップと、
を具備することを特徴とするコンピュータ・プログラム。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、多元接続により複数の移動端末が１つの基地局と同時に通信を行なう無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムに係り、特に、セル内外での干渉を除去してキャパシティ（通信容量）を拡張したマルチセル多元接続構成の無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムに関する。
さらに詳しくは、本発明は、短い周波数繰り返しで運用してキャパシティを増大させる無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムに係り、特に、例えばハンドオフ時やセル内過負荷時に、基地局間でのコネクションを何ら必要としないで済む無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムに関する。
背景技術
移動体通信は、そもそも電磁波の発見に由来し、その後、船舶・航空機や列車に対する通信の必要性から研究開発が進められてきた。さらに通信する対象が自動車や人なども拡大してきた。伝送データも、電信や電話だけでなく、コンピュータ・データや、画像などのマルチメディア・コンテンツも伝送することができるようになってきた。
最近では、製造技術の向上などにより、移動体端末の小型化、低価格化が急速に進んでいる。また、情報通信サービスの拡充などにより、携帯電話のように移動体端末はパーソナライズ化していきている。さらに、通信の自由化や通信料金の引き下げなどにより、ユーザ層がますます拡大してきている。
移動体通信は、車載電話や携帯電話などの移動局が最寄の基地局を見つけて、移動局〜基地局間で電波のやり取りをすることを基本とする。１つの基地局からの電波が届く通信可能範囲のことを、「セル（Ｃｅｌｌ）」と呼ぶ。セルは、通常、基地局アンテナを中心とした所定半径の円となる。そして、セルを隙間なく配置していくことにより、通信サービス・エリアが構成される。
図１５には、セルラーシステムに代表されるような複数の基地局によりサービス・エリアを面展開する移動体無線通信システムにおけるセル構成を模式的に図解している。ある一定の場所間隔に基地局（図示しない）を設置して、同図に示すように、各基地局が提供する複数のセルを途切れなく（疎にならないように）敷設していくことによって、移動局は何処からでも通信することができ、広域的なサービス・エリアが構築される。
このように移動体通信システムがセルを使用しているのは、セル中にしか基地局の電波がと届かないようにすることで、他のセルでも同じ周波数を繰り返して使用して、限られた周波数資源を有効に利用できることや、セルに区切ることにより、通信のための電波出力を小さくして、通常はバッテリ駆動の携帯機として実装される移動体の小型化や省電力化を図ること、などのメリットがあるからである。最近では、携帯電話ユーザ数の増加などにより、ますますセルの小型化が進められている。
ところで、１つのセル内には複数の移動端末が存在し、これらが１つの基地局と同時に通信することになる。すなわち、基地局側から見れば、多元接続（マルチプル・アクセス）、すなわち無線信号を多重化して、どの信号がどのユーザのものかを検出する必要がある（マルチユーザ・ディテクション）。
無線通信における多元接続技術として、例えば時間分割多重（ＴＤＭＡ：Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）や、周波数分割多重（ＦＤＭＡ：Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）を挙げることができる。
ＴＤＭＡは、通信チャンネルを時間軸上のタイム・スロットであらかじめ分割しておき、同時に通信する各移動端末毎に異なるタイム・スロットを割り当てる通信方式であり、ディジタル方式が前提である。
また、ＦＤＭＡは、同時に通信する各移動端末間で（すなわち通話チャンネル毎に）異なる周波数を割り当てることにより通信を行なう方式である。すなわち、通信に用いるチャンネルを周波数軸上で多数並べて、空いているチャンネルを適宜割り当てて使用する。ＦＤＭＡは、アナログ、デジタルいずれの通信方式にも対応することができる。
例えば、同じセル内ではＴＤＭＡ方式により、基地局は複数の移動局を同時にセルに収容することができる。この場合、１つのＴＤＭＡフレームは、複数の時間領域に分割されて、各移動局のアップリンク並びにダウンリンクに割り振れられる。時間領域の割り当てのために例えば帯域予約などの方法が採用される。
また、セル間においてはＦＤＭＡ方式により、使用周波数チャンネルを切り替えて通信することにより、セル境界の周辺におけるセル外からの干渉波の問題を解消することができる。
そして、セル内では基地局がビーコン（標識信号）やその他の制御情報の送信（ブロードキャスト）などを行なうことによって、セル内での同期、セルの識別、使用周波数チャンネルの指定などを行なう。
また、移動体通信が急速且つ広汎に普及し、同じセル内に多数の移動局が存在するような無線通信環境下においては、少ない資源でいかにして通信容量（キャパシティ）を拡大するかが大きな課題であり、セル内の複数のユーザを検出するマルチユーザ・ディテクションは極めて重要となる。従来の無線通信システムでは所望の相手以外の誰かに向けた信号を多重化して送信することによって得られるメリットはない。何故なら、ただ単に干渉を増やすことになり通信品質を劣化させるからである。言い換えれば、マルチユーザ・ディテクションを前提とし、ユーザ・データと各種制御情報を合成し送信することを前提とした無線通信システムは存在しない。
ところで、図１５に示したように小規模なセルが隙間なく配置してなるサービス・エリア内では、移動局がセル間を移動することに伴って、接続先となる基地局を変更しなければならなくなる。このような移動局における接続基地局の切り替えのことを、「ハンド・オーバー」又は「ハンドオフ」と呼ぶ。セルの微細化が進むにつれて、ハンドオフの機会はますます多くなる。
移動局は、ハンドオフの度に、次にどこの基地局とリンクすべきか、すなわちセル探索を行なう必要がある。例えば移動局がセルの周縁に移動すると現在の基地局からの希望信号の通信品質が低下するとともに、セル外からの干渉信号の受信が可能となることから、より通信品質の高い他の基地局を探索する必要が生ずる。勿論、装置の起動時においてもセル探索を行なう。
従来のセルラーシステムでは、制御・交換局を介して基地局間での制御情報の交換を行うことにより、ハンドオフ手順が開始されている。図１６にセルラー通信システムにおけるマルチセル環境の様子を示す。同図に示す例では、移動局２０１がセル１２において基地局１０２と通信中でありながら、セル１３の方へ移動している。同図のような、移動局２０１がセル境界を越える際にその加入者局への通信信号を元の基地局１０２の送受信装置から次の基地局の送受信装置１０３に切り換える機能のことを「ハンドオフ」と呼ぶ。
セルラー通信システムおけるハンドオフの手法は、「ソフト・ハンドオフ」と「ハード・ハンドオフ」の２通りに大別することができる。いずれのハンドオフの手法を用いても、移動局がセル境界で基地局切り換えを行う際に、基地局間で当該移動局がハンドオフ対象である旨の通信が基地局間で必要になる。このような基地局間通信はバックボーンを利用して行なわれる。すなわち、図１７に示すように、基地局を束ねる移動通信制御局のようなインフラが必要になる。
ハード・ハンドオフはセル境界近傍で通常起こる。この場合、基地局は、交信相手の移動局からの受信信号電力を継続的に測定しており、セル境界近傍の移動局からの受信信号電力が定格値を下回ったかどうかを判定する。そして、進行中の通話を中断することなくハンドオフを瞬時に行うために、切り換え先候補セルの基地局と切り換え元セルの基地局は、ハンドオフに関する情報のやり取りをバックボーンで行う必要がある。
また、ソフト・ハンドオフは切換え元セル基地局および切換先セル基地局からの距離の所定の範囲内で継続して行われる。ソフト・ハンドオフにおいては、移動局はセル相互間の共通境界域近傍を移動する際に、両方の基地局に接続される。切り換えを行うか否かの決定は移動局パイロット信号の受信に基づいて行なう。切り換え元セル基地局からの切り換えをどの地点で行うかを、網のバックボーンにある電話局切換センター、すなわち制御・交換局が決定する。
いずれのハンドオフ手法であっても、マルチセル環境下でセルラーのハンドオフを実現するためには、基地局側同士で何らかのコネクションを確立することが必須である。このため、基地局の数が増大してくるとその分だけ制御・交換局の数が多くなり、セルラー網自体の煩雑化につながるという問題が生ずる。近年の大容量化への要求や、通信速度の高速化の要求に従い高周波数帯への移行が進むと伝搬特性などから、セルの小型化すなわち基地局数の増大が予想され、それらを繋ぐバックボーンのトラヒック量の削減は重要な問題となってくる。
また、ある基地局に収容しているユーザ数が増加し（すなわちセル内負荷が過大となり）、且つ、この基地局に隣接する他の基地局における収容ユーザ数が少数であるような場合には、これら基地局の境界近傍に位置しつつ一方の基地局に収容されているユーザを他方の基地局に強制的にハンドオフするような制御方法が考えられる。このような場合においても、各基地局におけるリソース管理情報のやり取りを制御・交換局を介してバックボーンのリソースを使用して行う必要が出てくるため、バックボーンのトラヒック量の増加につながる。
また、従来のハンドオフ技術を用いて隙間なく通話エリアを広げていくためには、基地局（アクセスポイント）敷設者が、干渉を生じないよう隣接する基地局が同一の周波数を用いないように周波数割り当てを計画的に設計する必要がある。また、固定的に設置される基地局にさまざまな制御機能を持たせることで、移動端末の負担を軽くするように設計されている。このような無線区間の設計下では移動端末はその制御を基地局に頼らざるを得ず、無線レイヤでの移動端末主導の制御動作は望めない。
発明の開示
本発明の目的は、多元接続により複数の移動端末が１つの基地局と同時に通信を行なう、優れた無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することにある。
本発明のさらなる目的は、例えばハンドオフ時やセル内過負荷時に、基地局間でのコネクションを何ら必要としないで移動局が基地局を切り替えることができる、優れた無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することにある。
本発明のさらなる目的は、基地局を無計画に配置しても、移動端末主導でハンドオフを実現することができる、優れた無線通信システム無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することにある。
本発明は、上記課題を参酌してなされたものであり、その第１の側面は、各基地局が通信可能なセルが隣接又は近接して存在するマルチセル・マルチユーザ構成の無線通信システムであって、
基地局は、マルチユーザ検出機能を備え、セル外の移動局からの送信信号をユーザ検出したことにより該移動局が隣接セル境界近傍に近づいたと判断して、セル内の移動局宛ての信号とセル外の該移動局宛ての信号を混ぜ込み合成して出力する、
ことを特徴とする無線通信システムである。
但し、ここで言う「システム」とは、複数の装置（又は特定の機能を実現する機能モジュール）が論理的に集合した物のことを言い、各装置や機能モジュールが単一の筐体内にあるか否かは特に問わない（以下同様）。
本発明の第１の側面に係る無線通信システムでは、基地局は隣接セルの境界にいる移動局からの送信信号を受信すると、自セル内の移動局宛てのユーザ・データに、セル外の移動局に宛てたハンドオフ操作制御用の制御情報を合成して、データ送信することができる。これに対して、隣接セル側の移動局では、同様にマルチユーザ・ディテクションにより制御情報を分離して信号検出して、基地局に対してハンドオフ要求を送信する。そして、基地局はハンドオフ要求を受け入れる場合にはハンドオフ許可信号を返信し、移動局側では元の基地局とのコネクションを切断してハンドオフすることができる。したがって、移動局のハンドオーバーに際し、基地局間の連携を必要としないので、バックボーンのトラヒック量を増大させずに済む。
また、本発明の第２の側面は、各基地局が通信可能なセルが隣接又は近接して存在するマルチセル・マルチユーザ構成の無線通信システムであって、
移動局は、マルチユーザ検出機能を備え、セル外の基地局からの送信信号をユーザ検出したことにより隣接セル境界近傍に近づいたと判断して、現セルの基地局宛ての信号と該隣接セルの基地局宛ての信号を混ぜ込み合成して出力する、
ことを特徴とする無線通信システムである。
本発明の第２の側面に係る無線通信システムでは、移動局は隣接セルの基地局からの送信信号を受信すると、現セルの基地局宛てのユーザ・データに、隣接セルの基地局に宛てたハンドオフ操作制御用の制御情報を合成して、データ送信することができる。これに対して、隣接セル側の基地局では、同様にマルチユーザ・ディテクションにより制御情報を分離して信号検出し、基地局はハンドオフ要求を受け入れる場合にはハンドオフ許可信号を返信する。そして、移動局側では元の基地局とのコネクションを切断してハンドオフすることができる。したがって、本発明の第１の側面と同様に、移動局のハンドオーバーに際し、基地局間の連携を必要としないので、バックボーンのトラヒック量を増大させずに済む。
また、本発明の第３の側面は、各基地局が通信可能なセルが隣接又は近接して存在するマルチセル・マルチユーザ構成の無線通信環境下で動作する無線通信装置又は無線通信方法であって、
複数の受信信号をそれぞれ希望信号として検出するマルチユーザ検出手段又はステップと、
前記マルチユーザ検出手段又はステップによりセル外の局からの送信信号をユーザ検出したことに応答して、セル内の局宛ての信号とセル外の該局宛ての信号を混ぜ込み合成して出力する多重信号送信手段又はステップと、
を具備することを特徴とする無線通信装置又は無線通信方法である。
本発明の第３の側面に係る無線通信装置又は無線通信方法によれば、例えばセル内の局宛てのユーザ・データと、セル外の局宛ての制御情報を混ぜ込んで送信するとともに、受信局側ではマルチユーザ検出により制御情報を希望信号として復調することができる。したがって、移動局のハンドオーバーやセル内過負荷時に際し、通常のユーザ・データ伝送に混ぜ込んで、セル間で制御情報を送受信することができるので、基地局間の連携を必要とせず、バックボーンのトラヒック量を増大させずに済む。
ここで、前記マルチユーザ検出手段又はステップは、いわゆるＳＩＣ（Ｓｕｃｃｅｓｓｉｖｅ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  Ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ）などの干渉除去技術を適用することにより、実現することができる。すなわち、セル内及びセル外の送信側の各局から送信され且つ各伝搬特性を経て伝搬された到来信号と雑音との和からなる受信信号を受信電力が大きい順に復調して、且つ、自身の信号をキャンセルする処理を繰り返すことにより、受信したすべての信号を検出する。
また、このような場合、受信機側で受信電力に応じたマルチユーザ検出を好適に実現できるように、送信機側では、前記多重信号送信手段又はステップは、セル内の局宛ての信号とセル外の局宛ての信号とで送信電力を切り替えて出力することが好ましい。
本発明の第３の側面に係る無線通信装置又は無線通信方法がセル内に１以上の移動局を収容する基地局として動作する場合には、前記マルチユーザ検出手段又はステップがセル外の移動局からの送信信号をユーザ検出したことにより該移動局が隣接セル境界近傍に近づいたと判断して、前記多重信号送信手段又はステップはセル内の移動局宛ての信号とセル外の該移動局宛ての信号を混ぜ込み合成して出力するようにすればよい。そして、さらにセル外の該移動局からのハンドオフ要求に応じてハンドオフを許可するようにすればよい。
また、本発明の第３の側面に係る無線通信装置又は無線通信方法が基地局セル内に収容されて移動局として動作する場合には、前記マルチユーザ検出手段又はステップがセル外の基地局からの送信信号をユーザ検出したことにより隣接セル境界近傍に近づいたと判断して、前記多重信号送信手段又はステップは現セルの基地局宛ての信号と該隣接セルの基地局宛ての信号を混ぜ込み合成して出力するようにすればよい。そして、さらに該隣接セルの基地局からのハンドオフ許可に応じてハンドオフを行なうようにすればよい。
また、本発明の第４の側面は、マルチユーザ構成の無線通信環境下で動作する無線通信装置又は無線通信方法であって、
複数の送信先に宛てた複数の送信信号を生成する信号生成手段又はステップと、
各送信信号を混ぜ込み合成して、送信先毎に送信信号の送信電力を切り替えて出力する多重合成送信手段又はステップと、
を具備することを特徴とする無線通信装置又は無線通信方法である。
マルチユーザ構成の無線通信環境下では、受信機となる無線通信装置は、複数の送信元からの送信信号を各伝搬特性を経て到来した信号の和として受信する。例えばＳＩＣ（Ｓｕｃｃｅｓｓｉｖｅ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  Ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ）などの干渉除去技術を適用して、受信電力の強度に応じたマルチユーザ検出を行なうことにより、個々の信号を希望信号として復調することができる。本発明の第４の側面に係る無線通信装置又は無線通信方法によれば、このように受信機側で受信電力に応じたマルチユーザ検出を行うことをあらかじめ想定して、送信先毎に送信信号の送信電力を切り替えることにより、複数の送信信号を混ぜ込み合成して出力する。したがって、受信機側では、受信電力の強度に応じて各送信信号を好適にユーザ検出することができる。
また、本発明の第５の側面は、各基地局が通信可能なセルが隣接又は近接して存在するマルチセル・マルチユーザ構成の無線通信環境下で無線通信を行なうための処理をコンピュータ・システム上で実行するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムであって、
複数の受信信号をそれぞれ希望信号として検出するマルチユーザ検出ステップと、
前記マルチユーザ検出ステップによりセル外の局からの送信信号をユーザ検出したことに応答して、セル内の局宛ての信号とセル外の該局宛ての信号を混ぜ込み合成して出力する多重信号送信ステップと、
を具備することを特徴とするコンピュータ・プログラムである。
本発明の第５の側面に係るコンピュータ・プログラムは、コンピュータ・システム上で所定の処理を実現するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムを定義したものである。換言すれば、本発明の第５の側面に係るコンピュータ・プログラムをコンピュータ・システムにインストールすることによって、コンピュータ・システム上では協働的作用が発揮され、本発明の第２側面に係る無線通信装置又は無線通信方法と同様の作用効果を得ることができる。
本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本発明の実施形態や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。
発明を実施するための最良の形態
本発明は、例えばハンドオフ時やセル内過負荷時に、基地局間でのコネクションを何ら必要としないセルラー網を、マルチユーザ・ディテクションを持つ受信機と、制御情報とユーザ・データを合成して出力する送信機を用いて実現する。
すなわち、基地局が、隣接セルの境界にいる移動局からの送信信号を受信すると、自セル内の移動局宛てのユーザ・データにハンドオフ操作制御用の制御情報を合成して、データ送信する。これに対して、隣接セル側の移動局では、マルチユーザ・ディテクションにより制御情報を分離して信号検出して、基地局に対してハンドオフ要求を送信する。あるいは逆に、移動局がハンドオフを行ないたいときには、ユーザ・データにハンドオフ操作制御用の制御情報を合成して、データ送信する。これに対して、隣接セル側の基地局では、マルチユーザ・ディテクションにより制御情報を分離して信号検出することにより、ハンドオフ要求を受容することができる。
マルチユーザ・ディテクションすなわち複数の信号検出を行なうために、ＳＩＣ（Ｓｕｃｃｅｓｓｉｖｅ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  Ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ）などの干渉除去技術を適用することができる。ＳＩＣによれば、送信側の各局から送信され且つ各伝搬特性を経て伝搬された到来信号と雑音との和からなる受信信号を、受信電力が大きい順に復調して、且つ、自身の信号をキャンセルする処理を繰り返すことにより、受信したすべての信号を検出することができる。例えば、本出願人に既に譲渡されている特願２００２−７９５９号明細書には、すべての受信信号を希望信号としてＳＩＣによりマルチユーザ検出を行なうことを利用して、非拡散方式による１周波数繰り返しによるマルチセル構成を実現した多元接続通信システムについて開示されている。
ここで、ＳＩＣ技術を利用したマルチユーザ・ディテクションについて説明しておく。
まず、図１に示すようなマルチセル多元接続の無線通信環境を想定する。但し、多元接続に拡散系列を用いない（すなわちＣＤＭＡを行なわない）非拡散方式により１周波数繰り返しを行なっているものとする。
図示の例では、基地局ＢＳ−Ｘの通信可能範囲であるセルＸ内に１台の移動端末ＭＳ−Ａが存在するとともに、基地局ＢＳ−Ｙによって提供されるセルＹ内に１台の移動端末ＭＳ−Ｂが存在する。ここで、セルＸ及びセルＹは隣接して配置しているものとする。そして、互いに隣接又は近い位置に配置されたセルＸ、Ｙの基地局であるＢＳ−Ｘ、ＢＳ−Ｙはともに同じ周波数ｆ１を用いて、同一時刻に移動局と接続できるものとする。
なお、説明の簡素化と図面の錯綜を回避するために、１つのセル内に各１台の移動端末しか描いていないが、実際には多数の移動端末がセル内に存在していてもよい。また、セルＸ及びセルＹの周りにもさらに隣接するセルが多数配置されて、より広大な通信サービス・エリアが構成されているものと理解されたい。
図示の時刻には、基地局ＢＳ−Ｘには移動局ＭＳ−Ａが属し、基地局ＢＳ−Ｙには移動局ＭＳ−Ｂが属している。いずれの基地局〜移動局の間でも、同一周波数を使用し、同一時刻に接続状態にある。
下り回線で移動局ＭＳ−Ａが受信する信号は、自ら属している基地局ＢＳ−ＸからＭＳ−Ａに送信され伝播特性ＨＸＡで到達する信号（希望波）と、セル外の基地局ＢＳ−Ｙから他の移動局ＭＳ−Ｂ宛てに送信され伝播特性ＨＹＡでＭＳ−Ａに届く信号（干渉波）との和になる。同様に、移動局ＭＳ−Ｂが受信する信号は、基地局ＢＳ−Ｙから移動局ＭＳ−Ｂに送信され伝播特性ＨＹＢで移動局ＭＳ−Ｂに届く信号（希望波）と、セル外の基地局ＢＳ−Ｘから他の移動局ＭＳ−Ａ宛てに送信され伝播特性ＨＸＢでＭＳ−Ｂに届く信号（干渉波）の和になる。
また、上り回線で基地局ＢＳ−Ｘが受信する信号は、セル内の移動局ＭＳ−Ａから基地局ＢＳ−Ｘ宛てに送信され伝播特性ＨＡＸで基地局ＢＳ−Ｘに届く信号（希望波）と、セル外の移動局ＭＳ−Ｂから他の基地局ＢＳ−Ｙ宛てに送信され伝播特性ＨＢＸで基地局ＢＳ−Ｘに届く信号（干渉波）の和になる。同様に、基地局ＢＳ−Ｙが受信する信号は、セル内の移動局ＭＳ−Ｂから基地局ＢＳ−Ｙ宛てに送信され伝播特性ＨＢＹで基地局ＢＳ−Ｙに届く信号（希望波）と、セル外の移動局ＭＳ−Ａから他の基地局ＢＳ−Ｘ宛てに送信され伝播特性ＨＡＹで基地局ＢＳ−Ｙに届く信号（干渉波）の和になる。
通常であれば、このような干渉を抑制するために、セル外の局向けの信号送出を控えるようにしている。これに対し、本発明では、送信機側ではセル外の局向けの送信動作をあえて積極的に行なう。また、受信機側では、マルチユーザ・ディテクションを行なうことで自局向けの信号とセル外の局からの信号の双方を復調する。
すなわち、基地局又は移動局の少なくとも一方は、ＳＩＣによるマルチユーザ・ディテクション機能を装備しており、セル内及びセル外双方からのから希望信号を受信することができる。また、このような基地局又は移動局を通信相手とする無線送信側では、例えばユーザ・データと制御情報のように２以上の送信データを合成して送信することができる。このような動作特性を例えばセル間ハンドオフなどに積極的に利用することができるが、この点については後述に譲る。
図２には、移動局ＭＳ−Ａが受信するチャンネル構成を模式的に示している。図１に示したように、移動局ＭＳ−Ａは、下り回線において、自ら属している基地局ＢＳ−Ｘからの信号と、セル外の基地局ＢＳ−Ｙから他の移動局ＭＳ−Ｂ宛てに送信された信号を受信する。以下、移動局ＭＳ−Ａがマルチユーザ・ディテクションを行なう場合を例にとって説明する。
基地局ＢＳ−Ｘは、送信情報ＩＸＡ（００１）を送信する際、送信機（Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ  Ｘ）１１によって変調並びにアップコンバートなどの信号処理を行なって、送信信号ＴＸＡ（００２）に変換して送出する。また、基地局ＢＳ−Ｙは、送信情報ＩＹＢ（０１１）を送信する際、送信機（Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ  Ｙ）２１によって変調並びにアップコンバートなどの信号処理を行なって、送信信号ＴＹＢ（０１２）に変換して送出する。
送信信号ＴＸＡ（００２）は伝搬特性ＨＸＡを経て移動局ＢＳ−Ｘに伝搬され、送信信号ＴＹＢ（０１２）は伝搬特性ＨＹＡを経て移動局ＢＳ−Ｘに伝搬され、また、これらの途中で熱雑音ｎｏｉｓｅが加わる。この結果、移動局ＭＳ−Ａにおいて受信される受信信号ＲＡ（０２０）は以下の通りとなる。
ＲＡ＝ＨＸＡＴＸＡ＋ＨＹＡＴＴＢ＋ｎｏｉｓｅ
この受信信号ＲＡを受信する受信側（この場合は移動局ＭＳ−Ａ）は、２つの情報源である基地局ＢＳ−Ｘ及びＢＳ−Ｙの情報をともに検出するため、ユーザ数を２とみなした場合の干渉キャンセルを行なう。
図３には、２つの送信信号ＲＸＡ及びＲＹＡと雑音の和からなる受信信号ＲＡを受信する受信機側の機能構成を模式的に示している。図示の通り、受信機側は、受信信号ＲＡ（０２０）からユーザ検出を行なうマルチユーザ検出器（ＭＵＤ：Ｍｕｌｔｉ−Ｕｓｅｒ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  Ｅｎｔｉｔｙ）３１と、受信信号から取り出された２つの信号を硬判定して送信情報ＩＸＡ及びＩＹＢをそれぞれ推定する硬判定器３２，３３とで構成される。
マルチユーザ検出器３１は、ユーザ数を２とみなした場合のマルチユーザ・ディテクションを行なう。本実施形態では、ＳＩＣ（Ｓｕｃｃｅｓｓｉｖｅ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  Ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ）を適用して、受信信号の強度を基にマルチユーザ・ディテクションを行なう。ＳＩＣは、受信電力が大きい順に復調して、且つ、自身の信号をキャンセルする処理を繰り返すことにより、受信したすべての信号を検出する。一般に、受信信号の強いユーザがより信頼性が高いと推定される。
図４には、ＳＩＣを適用して構成されたマルチユーザ検出器３１の内部構成を詳細に示している。図示の通り、マルチユーザ検出器３１は、伝搬特性ＨＸＡを基に受信信号ＲＡを補正して、復調並びに軟判定（あるいは硬判定）して基地局ＢＳ−Ｘからの送信信号ＴＸＡを推定するフィルタ（Ｄｅｍｏｄ  Ａ）４１と、送信信号ＴＸＡの推定結果を基に基地局ＢＳ−Ｘからの受信信号を全受信信号から引き算処理する干渉キャンセラ（ＩＣ：Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  Ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ）４２と、この干渉キャンセル結果を伝搬特性ＨＹＡを基に補正して、復調並びに軟判定（あるいは硬判定）して基地局ＢＳ−Ｙからの送信信号ＴＹＢを推定するフィルタ（Ｄｅｍｏｄ  Ｂ）４３と、送信信号ＴＹＢの推定結果を基に基地局ＢＳ−Ｙからの受信信号を引き算処理する干渉キャンセラ（ＩＣ）４４とを干渉除去処理の基本単位として構成されている。そして、信号処理の精度や処理コストなどを勘案して、この基本単位の繰り返し個数が決められる。
各伝搬路を経てＲＡを受信すると、フィルタ４１−１は、伝搬特性ＨＸＡの推定値を用いて、基地局ＢＳ−Ｘから当該移動局ＭＳ−Ａへの送信信号ＴＸＡのレプリカ（０２１）を出力する。
基地局ＢＳ−Ｘから当該移動局ＭＳ−Ａへの送信信号ＴＸＡのレプリカ（０２１）は、乗算器４５−１により伝搬特性ＨＸＡの推定値と掛け合わされて、基地局ＢＳ−Ｘから移動局ＭＳ−Ａへの伝送路出力のレプリカ（０２２）が生成される。
基地局ＢＳ−Ｘから移動局ＭＳ−Ａへの伝送路出力のレプリカ（０２２）は、移動局ＭＳ−Ｂにとっての干渉成分である。干渉キャンセラ４２−１は、受信信号ＲＡ（０２０）から干渉成分であるレプリカ（０２２）を引き算して、その引き算結果（０２３）をフィルタ４３−１に入力する。フィルタ４３−１は、伝搬特性ＨＹＢの推定値を用いて、基地局ＢＳ−Ｙから当該移動局ＭＳ−Ｂへの送信信号ＴＹＢのレプリカ（０２４）を出力する。
基地局ＢＳ−Ｙから当該移動局ＭＳ−Ｂへの送信信号ＴＹＢのレプリカ（０２４）は、乗算器４６−１により伝搬特性ＨＹＢの推定値と掛け合わされて、基地局ＢＳ−Ｙから移動局ＭＳ−Ｂへの伝送路出力のレプリカ（０２５）が生成される。
基地局ＢＳ−Ｙから移動局ＭＳ−Ｂへの伝送路出力のレプリカ（０２５）は、移動局ＭＳ−Ａにとっての干渉成分である。干渉キャンセラ４４−１は、干渉キャンセラ４２−１の引き算結果（０２３）から干渉成分であるレプリカ（０２５）を引き算する。
そして、基地局ＢＳ−Ｘから移動局ＭＳ−Ａへの伝送路出力のレプリカ（０２２）と干渉キャンセラ４４−１の引き算結果（０２６）が加算器４７−２によって加算されて、次段の干渉除去処理単位４０−２への入力（０２７）となり、同様の干渉除去処理が繰り返し実行される。
干渉除去処理の繰り返し回数が所定数Ｎに到達したら、移動局ＭＳ−Ａのフィルタ４１−Ｎの出力（０２８）を、復号器・復調器（Ｄｅｃｏｄｅｒ  Ａ）５１に入力して、移動局ＭＳ−Ａへの送信情報ＩＸＡのレプリカ（０２９）を出力する。また同様にして、基地局ＭＳ−Ｂのフィルタ４３−Ｎの出力（０３０）を復号器・復調器（Ｄｅｃｏｄｅｒ  Ｂ）５２に入力して、移動局ＭＳ−Ｂへの送信情報ＩＹＢのレプリカ（０３１）を出力する。
上述したマルチユーザ・ディテクション（ＭＵＤ）の処理が終了したら、各基地局ＢＳ−Ｘ及びＢＳ−Ｙからの情報信号のレプリカ（０４０）及び（０４２）を硬判定処理して、それぞれを（０４１）及び（０４３）とする。
移動局ＭＳ−Ａは、（０４１）及び（０４３）のうち、ＩＸＡの判定値（０４１）を利用する。同様に、移動局ＭＳ−Ｂ側では、（０４１）及び（０４３）のうち、ＩＹＢの判定値（０４３）を利用する。
したがって、各基地局ＢＳ−Ｘ及びＢＳ−Ｙは、同じ周波数ｆ１を用いているが、同一時刻に各移動局ＭＳ−Ａ及びＭＳ−Ｂと接続することができる。すなわち、１周波数繰り返しを実現することができるので、キャパシティが大幅に増大する。また、拡散系列を用いない非拡散方式を用いることから、使用する周波数帯域が小さくて済むことからも、キャパシティの増大を期待することができる。
上述したマルチユーザ・ディテクションの説明は、基地局から移動局への下り回線を例に採ったが、移動局から基地局へ向かう上り回線の場合であっても、各基地局が同様にＳＩＣなどの干渉キャンセル方法を実装することにより、マルチユーザ・ディテクションを実現することができる。
本実施形態では、受信機側がマルチユーザ・ディテクション機能を装備してセル内及びセル外の双方からの希望信号を受信するという動作特性を、セル間ハンドオフなどに積極的に利用する。以下では、図５に示すような無線通信環境を例にとって説明する。
図示の無線通信環境は、非拡散方式により１周波数繰り返しのマルチセル構成であり、各セル内では時分割多重方式により多元接続が行なわれる。説明の簡素化のため、基地局１０２が構築するセル１２内では１台の移動局２０８が動作するとともに、この隣接セル１３は基地局１０３によって構築され１台の移動局２０９が動作している。
図６には、図５に示したようなマルチセル多元接続の無線通信環境下で、基地局側がマルチユーザ・ディテクションを行なうための機能構成を模式的に示している。
移動局２０８は、セル内の基地局１０２宛てのユーザ・データからなる送信信号０８２を生成する信号生成部３８１と、セル外の基地局１０３宛ての制御情報からなる送信信号０８３を生成する信号生成部３８２と、これら２つの信号を時分割多重などにより混ぜ込む多重化部３８３と、多重化信号００１を送信信号００２として送出する無線送信部３８４とで構成される。信号生成部３８１，３８２の実体は、例えば各送信先毎に生成される処理プロセスである。信号生成部３８２はセル１２内に滞在している状況下で通常に動作するが、信号生成部３８３は隣接セル１３との境界近傍に到来したときに動作を開始する（後述）。基地局１０２及び１０３がＳＩＣのように受信信号の強度に基づくマルチユーザ・ディテクションを行なう場合には、無線送信部３８４は、ユーザ・データと制御情報とで送信電力を切り替えて出力することが好ましい。
また、移動局２０９は、セル内の基地局１０３宛てのユーザ・データからなる送信信号０９３を生成する信号生成部３９１と、セル外の基地局１０２宛ての制御情報からなる送信信号０９２を生成する信号生成部３９２と、これら２つの信号を時分割多重などにより混ぜ込む多重化部３９３と、多重化信号００５を送信信号００６として送出する無線送信部３９４とで構成される。信号生成部３９１，３９２の実体は、例えば各送信先毎に生成される処理プロセスである。信号生成部３９１はセル１３内に滞在している状況下で通常に動作するが、信号生成部３９２は隣接セル１２との境界近傍に到来したときに動作を開始する（後述）。基地局１０２及び１０３がＳＩＣのように受信信号の強度に基づくマルチユーザ・ディテクションを行なう場合には、無線送信部３９４は、ユーザ・データと制御情報とで送信電力を切り替えて出力することが好ましい。
基地局１０２は、マルチユーザ検出器３００２を備えている。基地局１０２には、移動局２０８からの送信信号００２が伝搬特性Ｈ８２を持つ伝搬路を介して受信信号００３として到来するとともに、移動局２０９からの送信信号００６が伝搬特性Ｈ９２を持つ伝搬路を介して受信信号００７として到来する。そして、マルチユーザ検出器３００２は、ＳＩＣなどのマルチユーザ・ディテクション機能により、受信信号００３をユーザ検出して、信号生成部３８１による生成信号として信号０８２’を再現するとともに、信号生成部３８２による生成信号として信号０８３’を再現する。同様に、マルチユーザ検出器３００２は、受信信号００７をユーザ検出して、信号生成部３９１による生成信号として信号０９３’を再現するとともに、信号生成部３９２による生成信号として信号０９２’を再現する。
また、基地局１０３は、マルチユーザ検出器３００３を備えている。基地局１０３には、移動局２０８からの送信信号００２が伝搬特性Ｈ８３を持つ伝搬路を介して受信信号００４として到来するとともに、移動局２０９からの送信信号００６が伝搬特性Ｈ９３を持つ伝搬路を介して受信信号００８として到来する。そして、マルチユーザ検出器３００３は、ＳＩＣなどのマルチユーザ・ディテクション機能により、受信信号００４をユーザ検出して、信号生成部３８１による生成信号として信号０８２”を再現するとともに、信号生成部３８２による生成信号として信号０８３”を再現する。同様に、マルチユーザ検出器３００３は、受信信号００８をユーザ検出して、信号生成部３９１による生成信号として信号０９３”を再現するとともに、信号生成部３９２による生成信号として信号０９２”を再現する。
また、図７には、図５に示したようなマルチセル多元接続の無線通信環境下で、移動局側がマルチユーザ・ディテクションを行なうための機能構成を模式的に示している。
基地局１０２は、セル内の移動局２０８宛てのユーザ・データからなる送信信号０２８を生成する信号生成部４２１と、セル外の移動局２０９宛ての制御情報からなる送信信号０２９を生成する信号生成部４２２と、これら２つの信号を時分割多重などにより混ぜ込む多重化部４２３と、多重化信号００９を送信信号０１０として送出する無線送信部４２４とで構成される。信号生成部４２１，４２２の実体は、例えば各送信先毎に生成される処理プロセスである。信号生成部４２１はセル１２内に滞在する移動局２０８へのデータ送信のために通常に動作するが、信号生成部４２２は隣接セル１３の移動局２０９がセル境界近傍に到来したときに動作を開始する（後述）。移動局２０８及び２０９がＳＩＣのように受信信号の強度に基づくマルチユーザ・ディテクションを行なう場合には、無線送信部４２４は、ユーザ・データと制御情報とで送信電力を切り替えて出力することが好ましい。
また、基地局１０３は、セル内の移動局２０９宛てのユーザ・データからなる送信信号０３９を生成する信号生成部４３１と、セル外の移動局２０８宛ての制御情報からなる送信信号０３８を生成する信号生成部４３２と、これら２つの信号を時分割多重などにより混ぜ込む多重化部４３３と、多重化信号０１３を送信信号０１４として送出する無線送信部４３４とで構成される。信号生成部４３１，４３２の実体は、例えば各送信先毎に生成される処理プロセスである。信号生成部４３１はセル１３内に滞在する移動局２０９へのデータ送信のために通常に動作するが、信号生成部４３２は隣接セル１２の移動局２０８がセル境界近傍に到来したときに動作を開始する（後述）。移動局２０８及び２０９がＳＩＣのように受信信号の強度に基づくマルチユーザ・ディテクションを行なう場合には、無線送信部４３４は、ユーザ・データと制御情報とで送信電力を切り替えて出力することが好ましい。
移動局２０８は、マルチユーザ検出器４００８を備えている。移動局２０８には、基地局１０２からの送信信号０１０が伝搬特性Ｈ２８を持つ伝搬路を介して受信信号０１１として到来するとともに、基地局１０３からの送信信号０１４が伝搬特性Ｈ３８を持つ伝搬路を介して受信信号０１５として到来する。そして、マルチユーザ検出器４００８は、ＳＩＣなどのマルチユーザ・ディテクション機能により、受信信号０１１をユーザ検出して、信号生成部４２１による生成信号として信号０２８’を再現するとともに、信号生成部４２２による生成信号として信号０２９’を再現する。同様に、マルチユーザ検出器４００８は、受信信号０１５をユーザ検出して、信号生成部４３１による生成信号として信号０３９’を再現するとともに、信号生成部４３２による生成信号として信号０３８’を再現する。
また、移動局２０９は、マルチユーザ検出器４００９を備えている。移動局２０９には、基地局１０２からの送信信号０１０が伝搬特性Ｈ２９を持つ伝搬路を介して受信信号０１２として到来するとともに、基地局１０３からの送信信号０１４が伝搬特性Ｈ３９を持つ伝搬路を介して受信信号０１６として到来する。そして、マルチユーザ検出器４００９は、ＳＩＣなどのマルチユーザ・ディテクション機能により、受信信号０１２をユーザ検出して、信号生成部４２１による生成信号として信号０２８”を再現するとともに、信号生成部４２２による生成信号として信号０２９”を再現する。同様に、マルチユーザ検出器４００９は、受信信号０１６をユーザ検出して、信号生成部４３１による生成信号として信号０３９”を再現するとともに、信号生成部４３２による生成信号として信号０３８”を再現する。
次いで、図５〜図７に示すようなマルチセル多元接続の無線通信システム構成において、移動局がハンドオフを行なうための動作手順について、図８に示したシーケンス図を参照しながら説明する。
（１）移動局〜基地局間でのセル境界における伝搬環境
例えば、移動局２０８がセル１２からセル１３方向へ移動する場合について考察する。この場合、移動局２０８がセル１２に属しながらもセル１３との境界近傍に存在するため、電波伝搬の観点からは基地局１０３は上り回線の受信時において、近接するセル１２に属す移動局２０８からの信号も受信することが可能である。この信号を基地局１０３が自分宛ての信号とみなし、マルチユーザ・ディテクションを行なう。
（２）各移動局がセル中央付近に滞在している状況
元来、移動局２０８はセル１２において基地局１０２と通信している。具体的には、移動局２０８はユーザ・データからなる情報を信号生成器３８１に入れ、信号０８２を生成し多重化することなく無線送信部３８４を通って信号００２として無線チャネル上に放出される。基地局１０２は、伝搬特性Ｈ８２を介して信号００３を受け取ると、マルチユーザ・ディテクションにより信号０８２’を復調する。移動局２０９と基地局１０３の間においても、これと同様なユーザ・データの送受信動作が行なわれているものとする。
（３）移動局のセル境界近傍への到来
以上の状況下において、移動局２０８がセル境界近傍に到来すると、無線チャネル上で放出された信号００２が伝搬特性Ｈ８３を介して基地局１０３へ信号００４として到来する。マルチユーザ検出器３００３を備えた基地局１０３は、マルチユーザ・ディテクションを行った結果信号、０８２”を検出する。これから基地局１０３は移動局２０８がセル境界近傍に存在することを移動局２０９と通信中でありながらも同一チャネル上で知ることができる。
（４）基地局での混ぜ込み開始
基地局１０３は、移動局２０８の到来を検知すると、自セル内の移動局２０９と依然として通信中でありながらも、到来する移動局２０８に対して何らかの応答を混ぜ込む動作を行なう。なんらかの応答とは、移動局に対する「セルの境界にいますよ」や、「自分からはあなたは見えています」などの内容を含んだメッセージ・データでもよく、ハンドオフ動作のための制御情報となる。
図７に示したように、基地局１０３は、移動局２０９向けの信号０３９を信号生成器４３１にて生成すると同時に、移動局２０８向けの信号０３８を信号生成器４３２にて生成し、それぞれの信号０３９及び０３８を多重化部４３３にてＴＤＭＡ方式などにより合成して、信号０１３を作る。
ここで、ＴＤＭＡ方式で合成した場合のパケットの例を図１２に示す。宛先情報などを含むヘッダ部、本来の通信対象である自セル内の移動局２０９宛てのデータ送信部、本来の通信相手ではない移動局２０８宛てのデータ送信部、受信信号部、誤り制御用のＣＲＣ部が時分割に多重されている。本来の通信相手向けの信号と本来の通信相手ではない局向けの信号を識別する他の手法としては、ヘッダ部を利用してデータの先頭位置を明示する手法もある。
このような信号０１３を無線送信部４３４に入れて、無線チャネル上で無線信号０１４として放出する。無線チャネル上で自セルに存在する移動局２０９にはチャネルＨ３９を経て信号０１６として到着するとともに、移動局２０８にはチャネルＨ３８を経て、信号０１５として到着する。
マルチユーザ・ディテクション機能を搭載した移動局２０９では、受信信号０１６をマルチユーザ検出して信号０３９”、０３８”を得る。同様に、移動局２０８では、受信信号０１５をマルチユーザ検出して信号０３９’、０３８’を得る。そして、移動局２０８は、基地局１０３からの到来信号０３８’が自分の所属セルの基地局からの信号でないことを知り、次の動作モードに入る。上述したように、信号０３８は、「セルの境界にいますよ」や、「自分からはあなたは見えています」などの内容を含んでおり、隣接セル１３の基地局１０３からの信号が受信可能であることを示す制御情報となる。
（５）移動局での応答並びに混ぜ込み開始
隣接する他セル１３の基地局１０３から受信圏内に入ってきたことを知らされた移動局２０８は、自局が属する基地局１０２に向けての通信情報０８２を信号生成部３８１で以前と変わらず生成し続ける。この情報は移動局２０８がいままでセル１２内で通信していた情報の続きとなる。
また、移動局２０８は、ハンドオフ情報として信号生成部３８２内でハンドオフしたい旨の情報０８３を生成して、多重化部３８３で信号０８２と信号０８３をＴＤＭＡ方式などにより合成する。合成後の信号００１は無線送信部３８４で送信信号００２に変換され、無線チャネル上に送られる。
一方、基地局１０２側では伝搬特性Ｈ８２を経て信号００３として到来し、基地局１０３では伝搬特性Ｈ８３を経て信号００４として到来する。基地局１０２においては、いままで通りマルチユーザ検出により、移動局２０８から基地局１０２向けへの信号０８２’として引き続き復調される。また、基地局１０３においては、マルチユーザ検出された信号から自局宛てのハンドオフ許可信号０８３”を復調、検知することで、移動局２０８がハンドオフの受け入れを認めたことを確認する。
（６）移動局並びに基地局双方での混ぜ込み通信
基地局１０３は、制御信号などを含んだ情報０３８を信号生成部４３２において生成すると同時に、信号生成部４３１では自セル１３内の移動局２０９宛ての通信情報０３９を生成して、これらの信号０３８及び０３９を多重化部４３３で合成する。合成信号０１３は無線送信部４３４で送信信号０１４に変換され、無線チャネルに放出される。
送信信号０１４は、無線チャネルＨ３９を経て移動局２０９に信号０１６として到来するとともに、無線チャネルＨ３８を経て移動局２０８に信号０１５として到来する。移動局２０９では、自局が属する基地局１０３からの信号０３９”をマルチユーザ検出器４００９でマルチユーザ・ディテクションし、引き続いて復調する。また、ハンドオフ要求を出した移動局２０８も、同様にマルチユーザ検出器４００８でマルチユーザ・ディテクションすることで、自局宛ての制御信号などの情報０３８’を復調、検知することができ、制御信号やデータ情報などを隣接セル１３の基地局１０３から受信することができる。
その後、移動局２０８は、ハンドオーバーを決定すると、基地局１０２に対してコネクション切断要求を送信して、基地局１０３との間でのみ通信を開始する。すなわち、移動局２０８内では、信号生成部３８１の動作が停止して、一方の信号生成部３８２のみが動作して、基地局１０３への送信信号０８３の送信が継続して行なわれる。
上述した一連のハンドオフ・プロセスの中で基地局１０２乃至１０３は何らコネクションを繋げることはなく、移動局１０２のハンドオフ要求のみでハンドオフが実現することになる。すなわち、基地局は他セルにいる端末の情報に関し、本来自局向けに送信されてきた訳ではないのにも拘わらず、マルチユーザ・ディテクションという機能を活かして、ハンドオーバー可否といった制御情報やデータなどを聞くことができる。言い換えれば、移動局のハンドオーバーに際し、バックボーンのトラヒック量を増大させずに済む。なお、このようなマルチユーザ検出の特徴は伝播特性から考えるに、セル境界近傍で多く発生するものであり、ハンドオーバーと親和性が高いと考えられる。また、移動局がセルの境界付近に近づいてきたことを検出し、初めて制御信号を混ぜ込む動作を開始することにより、帯域の有効利用につながる。
図９には、本実施形態に係るマルチセル無線通信環境下で移動局として動作する無線通信装置の動作手順をフローチャートの形式で示している。
移動局は、マルチユーザ・ディテクション機能を装備しており、セル内での自局宛ての信号とセル外からの他局宛ての信号の両方について復調を試みて（ステップＳ１）、セル外からの信号が含まれているかどうかをチェックする（ステップＳ２）。
受信信号中にセル外からの信号が含まれない場合には現在収容されている基地局宛ての信号のみ送信する（ステップＳ３）。
そして、マルチユーザ・ディテクションにより、セル外からの信号を検出したときには、ハンドオフを行なうかどうかを判断する（ステップＳ４）。セル外からの信号を検出できたことは、自局が隣接セルとの境界近傍まで移動しているとともに、接続中の基地局からの受信信号の電界強度が低下して通信品質が劣化していると考えられるので、これらの状況を考慮してハンドオフの有無を決定する。
ハンドオフを行なわないと決定した場合には、現在収容されている基地局宛ての信号のみ送信する（ステップＳ５）。また、ハンドオフを行なうと決定した場合には、現在収容されている基地局宛ての信号と、隣接セルの基地局宛ての信号を混ぜ込んで送信する（ステップＳ６）。例えば、隣接セルの基地局に対するハンドオフ要求やハンドオフの受け入れなどの情報を混ぜ込んで隣接セルの基地局宛てに送出する。
また、図１０には、本実施形態に係るマルチセル無線通信環境下で基地局として動作する無線通信装置の動作手順をフローチャートの形式で示している。
基地局は、マルチユーザ・ディテクション機能を装備しており、セル内での自局宛ての信号とセル外からの他局宛ての信号の両方について復調を試みて（ステップＳ１１）、セル外からの信号が含まれているかどうかをチェックする（ステップＳ１２）。
受信信号中にセル外からの信号が含まれない場合には自セル内の移動局宛ての信号のみ送信する（ステップＳ１３）。
そして、マルチユーザ・ディテクションにより、セル外からの信号を検出したときには、ハンドオフを許可するかどうかを判断する（ステップＳ１４）。セル外からの信号を検出できたことは、隣接セルの移動局が自セルとの境界近傍まで移動していると考えられるので、これらの状況を考慮してハンドオフの有無を決定する。
ハンドオフを行なわないと決定した場合には、現在収容されている自セル内の移動局宛ての信号のみ送信する（ステップＳ１５）。また、ハンドオフを許可すると決定した場合には、現在自セルに収容されている移動局宛ての信号と、隣接セルの移動局宛てのハンドオフ要求許可信号を混ぜ込んで送信する（ステップＳ１６）。
図８に示したハンドオフの動作シーケンスは、基地局１０３が隣接セル境界近傍にいる移動局２０８からの信号をマルチユーザ検出したことに依拠する基地局主導のハンドオーバーを行なう。これに対し、移動局が隣接セルの基地局からの信号をマルチユーザ検出したことに依拠する移動局手動のハンドオーバーを行なうことも可能である。後者のハンドオフ処理手順について、図１１に示す動作シーケンスを参照しながら説明する。
（１）移動局〜基地局間でのセル境界における伝搬環境
例えば、移動局２０８がセル１２からセル１３方向へ移動する場合について考察する。この場合、移動局２０８がセル１２に属しながらもセル１３との境界近傍に存在するため、電波伝搬の観点からは移動局２０８は下り回線の受信時において、近接するセル１３の基地局１０３からの信号も受信することが可能である。この信号を移動局２０８が自分宛ての信号とみなし、マルチユーザ・ディテクションを行なう。
（２）各移動局がセル中央付近に滞在している状況
元来、移動局２０８はセル１２において基地局１０２と通信している。具体的には、基地局１０２はユーザ・データからなる情報を信号生成器４２１に入れ、信号０２８を生成し多重化することなく無線送信部４２４を通って信号０１０として無線チャネル上に放出される。移動局２０８は、伝搬特性Ｈ２８を介して信号０１１を受け取ると、マルチユーザ・ディテクションにより信号０２８’を復調する。基地局１０３と移動局２０９の間においても同様に、ユーザ・データの送受信動作が行なわれている。すなわち、基地局１０３はユーザ・データからなる情報を信号生成器４３１に入れ、信号０３９を生成し多重化することなく無線送信部４３４を通って信号０１４として無線チャネル上に放出される。
（３）移動局のセル境界近傍への到来
以上の状況下において、移動局２０８がセル境界近傍に到来すると、基地局２０９が無線チャネル上で放出した信号０１４が伝搬特性Ｈ３８を介して移動局１０３へ信号０１５として到来する。マルチユーザ検出器４００８を備えた移動局２０８は、マルチユーザ・ディテクションを行った結果信号、０３９”を検出する。これから移動局２０８は基地局１０３側のセル境界近傍に接近していることを基地局１０２と通信中でありながらも同一チャネル上で知ることができる。
（４）移動局での混ぜ込み開始
移動局２０８は、隣接セル１３との境界近傍に接近していることを検知すると、現在収容されているセル１２の基地局１０２と依然として通信中でありながらも、隣接セル１３の基地局１０３に対して何らかの応答を出す動作を行なう。何らかの応答とは、「セルの境界にいますよ」や、「自分からはあなたは見えています」などの内容を含んだメッセージ・データでもよく、ハンドオフ動作のための制御情報となる。
図６に示したように、移動局２０８は、基地局１０２向けの信号０８２を信号生成器３８１にて生成すると同時に、基地局１０３向けの信号０８３を信号生成器３８２にて生成し、それぞれの信号０８２及び０８３を多重化部３８３にてＴＤＭＡ方式などにより合成して、信号００１を作る。これを無線送信部３８４に入れて、無線チャネル上で無線信号００２として放出する。無線チャネル上で現在接続中の基地局にはチャネルＨ８２を経て信号００３として到着するとともに、隣接セル１２の基地局１０３にはチャネルＨ８３を経て、信号００４として到着する。
マルチユーザ・ディテクション機能を搭載した基地局１０３では、受信信号００４をマルチユーザ検出して信号０８２”、０８３”を得る。同様に、基地局１０２では、受信信号００３をマルチユーザ検出して信号０８２’、０８３’を得る。そして、基地局１０３は、移動局２０８からの到来信号０８３”が自セル１３内の移動局からの信号でないことを知り、次の動作モードに入る。上述したように、信号０８３は、「セルの境界にいますよ」や、「自分からはあなたは見えています」などの内容を含んでおり、隣接セル１２のセル境界近傍にいる移動局２０８からの信号が受信可能であることを示す制御情報となる。
（５）基地局での応答並びに混ぜ込み開始
隣接セル１２側のセル境界近傍にいる移動局２０８から受信圏内に入ってきたことを知らされた基地局１０３は、自セル１３に属する移動局２０９に向けての通信情報０３９を信号生成部４３１で以前と変わらず生成し続ける。この情報は基地局１０３がいままでセル１３内で通信していた情報の続きとなる。
また、基地局１０３は、ハンドオフ情報として信号生成部４３２内でハンドオフ要求に応えるハンドオフ許可信号０３８を生成して、多重化部４３３で信号０３９と信号０３８をＴＤＭＡ方式などにより合成する。合成後の信号０１３は無線送信部４３４で送信信号０１４に変換され、無線チャネル上に送られる。
一方、移動局２０８側では伝搬特性Ｈ３８を経て信号０１５として到来し、移動局２０９では伝搬特性Ｈ３９を経て信号０１６として到来する。移動局２０９においては、いままで通りマルチユーザ検出により、基地局１０３から移動局２０９向けへの信号０３９”として引き続き復調される。また、移動局２０８においては、マルチユーザ検出された信号から自局宛てのハンドオフ許可信号０３８’を復調、検知することで、基地局１０３がハンドオフの受け入れを認めたことを確認する。
（６）移動局並びに基地局双方での混ぜ込み通信
移動局２０８は、制御信号などを含んた情報０８３を信号生成部３８２において生成すると同時に、信号生成部３８１では現セル１２側の基地局１０２宛ての通信情報０８２を生成して、これらの信号０８２及び０８３を多重化部３８３で合成する。合成信号００１は無線送信部３８４で送信信号００２に変換され、無線チャネルに放出される。
送信信号００２は、無線チャネルＨ８２を経て基地局１０２に信号００３として到来するとともに、無線チャネルＨ８３を経て基地局１０３に信号００４として到来する。基地局１０２では、自セル１２内の移動局２０８からの信号０８２’をマルチユーザ検出器３００２でマルチユーザ・ディテクションし、引き続いて復調する。また、ハンドオフ許可信号を出した基地局１０３も、同様にマルチユーザ検出器３００３でマルチユーザ・ディテクションすることで、自局宛ての制御信号などの情報０８３”を復調、検知することができ、制御信号やデータ情報などを隣接セル１２の移動局２０８から受信することができる。
その後、移動局２０８は、ハンドオーバーを決定すると、基地局１０２に対してコネクション切断要求を送信して、基地局１０３との門でのみ通信を開始する。すなわち、移動局２０８内では、信号生成部３８１の動作が停止して、一方の信号生成部３８２のみが動作して、基地局１０３への送信信号０８３の送信が継続して行なわれる。
上述した一連のハンドオフ・プロセスの中で基地局１０２乃至１０３は何らコネクションを繋げることはなく、移動局１０２のハンドオフ要求のみでハンドオフが実現することになる。すなわち、基地局は他セルにいる端末の情報に関し、本来自局向けに送信されてきた訳ではないのにも拘わらず、マルチユーザ・ディテクションという機能を活かして、ハンドオーバー可否といった制御情報やデータなどを聞くことができる。言い換えれば、移動局のハンドオーバーに際し、バックボーンのトラヒック量を増大させずに済む。
なお、図８及び図１１に示したような端末主導（すなわちバックボーンを利用しない）のハンドオーバー要求の開始基準としては、電界強度を監視して、所望基地局との受信電界強度が下がってきたらセル境界近傍にいると判断する方法や、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）などを用いた位置情報、移動局と基地局の距離を電波により測距する方法などからセルの境界近傍にいることを知る方法などがある。これらは、システムが自動で行なってもユーザが判断して手動で行なってもよい。
上述した実施形態では、移動局がセルの境界近傍だと判断して初めて他局向けの信号を混ぜ込み始めるようにしている。この場合、ハンドオーバーしないときはより多くの使用帯域をユーザ・データの伝送に割り当てることができるので、データ伝送効率が向上する。信号の混ぜ込み開始基準としてはさまざまなものが考えられるが、本明細書では言及しない。
なお、本明細書において、「セル内」とは、自分（移動局）が属している（又は登録されている）基地局のセル範囲のことを言う。セルの境界にいる場合のみならず、他局からの干渉は小さくなるが、セルの中央部に存在する場合にも、マルチユーザ・ディテクションは行なわれる。「自分宛ての信号」と「それ以外の信号」という捉え方もできる。移動局がセルの周縁に存在し、ハンドオフしようとしているときは、２つの基地局からの自分宛ての信号と、それ以外の信号をいずれも希望信号として受信することになる。
図１３には、本発明をホットスポット・サービスにおけるハンドオフに適用した例を示している。
近年、喫茶店などの店舗内に無線ＬＡＮのアクセスポイントを設置して、インターネット接続サービスを提供するホットスポット・サービスが増えている。現状では、各アクセスポイントはインターネット網に接続されているのみで、ユーザはホットスポット間をハンドオフしながら移動することはできない。これは、各アクセスポイントは、各店舗が無計画に配置しており、これら複数のアクセスポイントを統括する仕組（セルラーシステムで言う移動通信制御局：ＭＳＣ）が存在しないからである。ここで言う「アクセスポイント」は基地局とほぼ同義である。
一方、マルチユーザディテクション機能を有するアクセスポイント及び移動端末が、図８及び図１１に示した本発明のハンドオフ手順を実行すれば、図１３に示すように、複数のアクセスポイントを統括する仕組なしにハンドオフを実現することができる。
コンビニエンス・ストアや喫茶店などの各アクセスポイントは単にインターネット網に接続しているだけの状態であり、移動端末は各々のアクセスポイントとコネクションを張りながら，シームレスにハンドオフを実現している。複数のアクセスポイントを計画的に設置する必要は一切ない。
また、図１４には、本発明をユビキタス・ネットワークにおけるハンドオフに適用した例を示している。
近年、家庭やオフィス内の電気機器をすべてネットワークで接続するユビキタスネットワークが注目を集めている。この場合も、図１４に示すように、リビング・ルームとプライベート・ルームにそれぞれ別のアクセスポイントを設置する。
この場合、従来のハンドオフ手順では、複数のアクセスポイントを統括する仕組が必要になるが、図８及び図１１に示した本発明のハンドオフ手順を実行すれば、複数のアクセスポイントを統括する仕組なしにハンドオフを実現することができる。
これにより、ユーザは、アクセスポイントとなる電気機器の無作為に配置した場合であっても、移動端末は各々のアクセスポイントとコネクションを張りながら，シームレスにハンドオフを実現することが可能になる。
追補
以上、特定の実施例を参照しながら、本発明について詳解してきた。しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施例の修正や代用を成し得ることは自明である。すなわち、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、限定的に解釈されるべきではない。本発明の要旨を判断するためには、特許請求の範囲の欄を参酌すべきである。
産業上の利用可能性
本発明によれば、多元接続により複数の移動端末が１つの基地局と同時に通信を行なう、優れた無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することができる。
また、本発明によれば、例えばハンドオフ時やセル内過負荷時に、基地局間でのコネクションを何ら必要としないで移動局が基地局を切り替えることができる、優れた無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することができる。
また、本発明によれば、基地局を無計画に配置しても、移動端末主導でハンドオフを実現することができる、優れた無線通信システム無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することができる。
また、本発明によれば、ハンドオフ開始、終了信号が独立した信号としては不要となり、通信システム全体としてスループットが向上する。
【図面の簡単な説明】
図１は、マルチセル多元接続の無線通信環境の構成を模式的に示した図である。
図２は、移動局ＭＳ−Ａが受信するチャンネル構成を模式的に示した図である。
図３は、２つの送信信号ＲＸＡ及びＲＹＡと雑音の和からなる受信信号ＲＡを受信する受信機側の機能構成を模式的に示した図である。
図４は、ＳＩＣを適用して構成されたマルチユーザ検出器３１の内部構成を詳細に示した図である。
図５は、本発明の一実施形態に係るハンドオフ動作が行なわれるマルチセル多元接続無線通信環境を模式的に示した図である。
図６は、図５に示すマルチセル多元接続の無線通信環境下で基地局側がマルチユーザ・ディテクションを行なうための機能構成を模式的に示した図である。
図７は、図５に示すマルチセル多元接続の無線通信環境下で移動局側がマルチユーザ・ディテクションを行なうための機能構成を模式的に示した図である。
図８は、本発明の一実施形態に係るマルチセル多元接続の無線通信システム構成において基地局主導で移動局のハンドオフを行なうための動作手順を示したシーケンス図である。
図９は、本発明の一実施形態に係るマルチセル無線通信環境下で移動局として動作する無線通信装置の動作手順を示したフローチャートである。
図１０は、本発明の一実施形態に係るマルチセル無線通信環境下で基地局として動作する無線通信装置の動作手順を示したフローチャートである。
図１１は、本発明の一実施形態に係るマルチセル多元接続の無線通信システム構成において移動局主導で移動局のハンドオフを行なうための動作手順を示したシーケンス図である。
図１２は、ＴＤＭＡ方式で合成した場合のパケットの構成例を示した図である。
図１３は、複数のアクセスポイントを統括する仕組みなしにハンドオフを実現する様子を示した図である。
図１４は、ユビキタス・ネットワークでハンドオフを実現する様子を示した図である。
図１５は、複数の基地局によりサービス・エリアを面展開する移動体無線通信システムにおけるセル構成を模式的に示した図である。
図１６は、移動局２０１がセル１２において基地局１０２と通信中でありながら、セル１３の方へ移動している様子を示した図である。
図１７は、基地局を束ねて構成される移動通信制御局のインフラを例示した図である。
【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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【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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【手続補正書】
【提出日】平成15年8月5日(2003.8.5)
【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】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（補正後）各基地局が通信可能で、隣接又は近接するセル同士で空間的・時間的並びに周波数が同一のチャネルを共用されているマルチセル・マルチユーザ構成の無線通信システムであって、
基地局は、マルチユーザ検出機能を備え、セル外の移動局からの送信信号をユーザ検出したことにより該移動局が隣接セル境界近傍に近づいたと判断して、セル内の移動局宛ての信号とセル外の該移動局宛ての信号を混ぜ込み合成して出力する、
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
セル外の該移動局は隣接基地局に対しハンドオフ要求を送信するとともに、ハンドオフが許可されたことに応答して、元の基地局とのコネクションを切断してハンドオフする、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
（補正後）各基地局が通信可能で、隣接又は近接するセル同士で空間的・時間的並びに周波数が同一のチャネルを共用されているマルチセル・マルチユーザ構成の無線通信システムであって、
移動局は、マルチユーザ検出機能を備え、セル外の基地局からの送信信号をユーザ検出したことにより隣接セル境界近傍に近づいたと判断して、現セルの基地局宛ての信号と該隣接セルの基地局宛ての信号を混ぜ込み合成して出力する、
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項４】
該隣接セルの基地局は、該移動局からの信号を受信したことに応答してハンドオフ許可信号を送信し、
該移動局は、ハンドオフが許可されたことに応答して、元の基地局とのコネクションを切断してハンドオフする、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項５】
（補正後）各基地局が通信可能で、隣接又は近接するセル同士で空間的・時間的並びに周波数が同一のチャネルを共用されているマルチセル・マルチユーザ構成の無線通信環境下で動作する無線通信装置であって、
複数の受信信号をそれぞれ希望信号として検出するマルチユーザ検出手段と、
前記マルチユーザ検出手段によりセル外の局からの送信信号をユーザ検出したことに応答して、セル内の局宛ての信号とセル外の該局宛ての信号を混ぜ込み合成して出力する多重信号送信手段と、
を具備することを特徴とする無線通信装置。
【請求項６】
前記マルチユーザ検出手段は、セル内及びセル外の送信側の各局から送信され且つ各伝搬特性を経て伝搬された到来信号と雑音との和からなる受信信号を受信電力が大きい順に復調して、且つ、自身の信号をキャンセルする処理を繰り返すことにより、受信したすべての信号を検出する、
ことを特徴とする請求項５に記載の無線通信装置。
【請求項７】
前記多重信号送信手段は、セル内の局宛ての信号とセル外の局宛ての信号とで送信電力を切り替えて出力する、
ことを特徴とする請求項６に記載の無線通信装置。
【請求項８】
自身が通信可能なセル内に１以上の移動局を収容する基地局として動作し、
前記マルチユーザ検出手段がセル外の移動局からの送信信号をユーザ検出したことにより該移動局が隣接セル境界近傍に近づいたと判断して、前記多重信号送信手段はセル内の移動局宛ての信号とセル外の該移動局宛ての信号を混ぜ込み合成して出力し、
さらにセル外の該移動局からのハンドオフ要求に応じてハンドオフを許可する、
ことを特徴とする請求項５に記載の無線通信装置。
【請求項９】
基地局が構築するセル内に収容されて移動局として動作し、
前記マルチユーザ検出手段がセル外の基地局からの送信信号をユーザ検出したことにより隣接セル境界近傍に近づいたと判断して、前記多重信号送信手段は現セルの基地局宛ての信号と該隣接セルの基地局宛ての信号を混ぜ込み合成して出力し、
さらに該隣接セルの基地局からのハンドオフ許可に応じてハンドオフを行なう、
ことを特徴とする請求項５に記載の無線通信装置。
【請求項１０】
（補正後）各基地局が通信可能で、隣接又は近接するセル同士で空間的・時間的並びに周波数が同一のチャネルを共用されているマルチセル・マルチユーザ構成の無線通信環境下で無線通信を行うための方法であって、
複数の受信信号をそれぞれ希望信号として検出するマルチユーザ検出ステップと、
前記マルチユーザ検出ステップによりセル外の局からの送信信号をユーザ検出したことに応答して、セル内の局宛ての信号とセル外の該局宛ての信号を混ぜ込み合成して出力する多重信号送信ステップと、
を具備することを特徴とする無線通信方法。
【請求項１１】
前記マルチユーザ検出ステップでは、セル内及びセル外の送信側の各局から送信され且つ各伝搬特性を経て伝搬された到来信号と雑音との和からなる受信信号を受信電力が大きい順に復調して、且つ、自身の信号をキャンセルする処理を繰り返すことにより、受信したすべての信号を検出する、
ことを特徴とする請求項１０に記載の無線通信方法。
【請求項１２】
前記多重信号送信ステップでは、セル内の局宛ての信号とセル外の局宛ての信号とで送信電力を切り替えて出力する、
ことを特徴とする請求項１０に記載の無線通信方法。
【請求項１３】
自身が通信可能なセル内に１以上の移動局を収容する基地局として動作するために、
前記マルチユーザ検出ステップにおいてセル外の移動局からの送信信号をユーザ検出したことにより該移動局が隣接セル境界近傍に近づいたと判断して、前記多重信号送信ステップではセル内の移動局宛ての信号とセル外の該移動局宛ての信号を混ぜ込み合成して出力し、
さらにセル外の該移動局からのハンドオフ要求に応じてハンドオフを許可するハンドオフ許可ステップを備える、
ことを特徴とする請求項１０に記載の無線通信方法。
【請求項１４】
基地局が構築するセル内に収容された移動局として動作するために、
前記マルチユーザ検出ステップにおいてセル外の基地局からの送信信号をユーザ検出したことにより隣接セル境界近傍に近づいたと判断して、前記多重信号送信ステップでは現セルの基地局宛ての信号と該隣接セルの基地局宛ての信号を混ぜ込み合成して出力し、
さらに該隣接セルの基地局からのハンドオフ許可に応じてハンドオフを行なうハンドオフ・ステップを備える、
ことを特徴とする請求項１０に記載の無線通信方法。
【請求項１５】
マルチユーザ構成の無線通信環境下で動作する無線通信装置であって、
複数の送信先に宛てた複数の送信信号を生成する信号生成手段と、
各送信信号を混ぜ込み合成して、送信先毎に送信信号の送信電力を切り替えて出力する多重合成送信手段と、
を具備することを特徴とする無線通信装置。
【請求項１６】
マルチユーザ構成の無線通信環境下における無線通信方法であって、
複数の送信先に宛てた複数の送信信号を生成する信号生成ステップと、
各送信信号を混ぜ込み合成して、送信先毎に送信信号の送信電力を切り替えて出力する多重合成送信ステップと、
を具備することを特徴とする無線通信方法。
【請求項１７】
（補正後）各基地局が通信可能で、隣接又は近接するセル同士で空間的・時間的並びに周波数が同一のチャネルを共用されているマルチセル・マルチユーザ構成の無線通信環境下で無線通信を行うための処理をコンピュータ・システム上で実行するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムであって、
複数の受信信号をそれぞれ希望信号として検出するマルチユーザ検出ステップと、
前記マルチユーザ検出ステップによりセル外の局からの送信信号をユーザ検出したことに応答して、セル内の局宛ての信号とセル外の該局宛ての信号を混ぜ込み合成して出力する多重信号送信ステップと、
を具備することを特徴とするコンピュータ・プログラム。
【国際調査報告】
2003069925.tif 000020
2003069925.tif 000021
2003069925.tif 000022
2003069925.tif 000023