CN101981965A - 无线通信系统、移动台、基站以及无线通信方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的之一是通过使用针对所使用的标准而预先准备的信号来估计移动台的移动速度，并选择适当基站，以便改进无线通信的稳定性，而不论移动台的移动速度如何。在根据本发明的无线通信系统(100)中，为了将从PHS终端(110)接收数据的定时调整为期望定时，基站(120、122)发送用于提前或延迟PHS终端(110)中的数据发送定时的调整信号。因此，PHS终端(110)计算这种调整信号的偏置量，以确定PHS终端(110)的高速移动，并执行从微小区基站(120)向宏小区基站(122)的切换。

Description

无线通信系统、移动台、基站以及无线通信方法

技术领域

本发明涉及在微小区和宏小区重叠的通信环境下，在微小区基站与宏小区基站之间执行切换的无线通信系统、移动台、基站和无线通信方法。

背景技术

在通过将通信区域划分为多个微小区并针对微小区中的每一个提供基站来在通信区域内执行无线通信的如PHS(个人手持电话系统)之类的无线通信系统中，频繁发生由于在微小区之间移动而引起的、改变作为通信对象的基站的所谓切换，使得难以保持通信质量。此外，在地铁尤其是高速火车或汽车中高速移动期间，无法及时地执行微小区基站之间的切换，从而导致呼叫断开。

通过将微小区的通信覆盖简单地展宽为宏小区，可以降低切换频率。然而，由于失去了微小区的优势，因此涉及到在至基站的业务较高的区域中，无线容量将减小。

因此，公开了一种提供微小区和宏小区重叠的通信区域并根据当前通信条件来选择小区的技术(例如JP-A-2004-535143)。此外，公开了一种基于微小区中的停留时间段(例如，JP-A-H9-139971)或通过使用速度传感器来计算移动台的速度，并根据该速度来在微小区与宏小区之间执行转换的技术。

发明内容

本发明要解决的问题

然而，在上述相关技术中，为了检测移动台的速度，需要用于测量停留时间段的特殊程序或者特殊电子设备(如速度传感器)。此外，如果使用速度传感器，则伴随有复杂的计算处理以根据三个轴的速度传感器来计算在一个方向上的标量。这已经成为减小移动台的成本、大小和重量的主要障碍。

同时，近年来，在由PHS(个人手持电话系统)表示的移动台中，已经引入了高速和高质量的无线通信方法。例如，作为能够执行高速数字通信的下一代PHS通信的标准，研究了ARIB(无线工商业协会)STD T95或PHS MoU(谅解备忘录)。

在ARIB STD T95或PHS MoU中，采用OFDM(正交频分复用)系统。OFDM系统被分类为一类复用系统，在单位时间轴上使用多个载波，并且，载波的频带彼此部分重叠，使得在相邻的载波中，要调制的信号波的相位彼此正交，从而有效地使用频带。尽管OFDM以时分的方式向各个用户分配子信道，但还提出了OFDMA(正交频分复用多址)，允许多个用户共享所有子信道，并向每个用户分配具有最高传输效率的子信道。

此外，在ARIB STD T95或PHS MoU中，在FM模式(基于映射模式的快速接入信道)中，提供了用于在移动台与基站之间预先交换各种控制信号的锚信道，并提出了用于执行自适应调制、额外信道的映射等的MCS(调制和编码方案)。本申请的发明人已经集中关注SD(偏移方向)作为用于调整基站中的数据接收定时的调整信号，并已经发现，通过使用SD，可以容易地选择适当基站，而无需复杂的程序或附加的电子设备。

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种无线通信系统、移动台、基站和无线通信方法，能够通过使用针对所使用的标准而预先准备的信号来估计移动台的移动速度，并选择适当基站，以便改进无线通信的稳定性，而不论移动台的移动速度如何。

解决问题的方案

根据本发明的一方面，提供了一种无线通信系统，包括：移动台；多个基站，能够与移动台执行无线通信，并包括用于配置微小区的微小区基站和用于配置比微小区更大的宏小区的宏小区基站；以及控制服务器，控制多个基站之间的切换，其中，每个基站包括调整信号发送单元，所述调整信号发送单元发送用于提前或延迟移动台中的数据发送定时的调整信号，以便将从移动台接收数据的定时调整为期望定时，其中，移动台包括定时调整单元，所述定时调整单元接收调整信号并调整数据发送定时。所述无线通信系统还包括：偏置量计算单元，计算调整信号的偏置量；载波监听执行单元，如果偏置量是第一阈值或更高，并且如果正在与移动台执行无线通信的基站是微小区基站，则所述载波监听执行单元执行载波监听，以转换为与宏小区基站连接；以及切换请求单元，从通过载波监听而提取的一个或多个宏小区基站中选择一个宏小区基站，并向控制服务器请求向所选宏小区基站进行切换。控制服务器包括切换执行单元，所述切换执行单元响应于切换请求，执行从正在与移动台执行无线通信的微小区基站向所选宏小区基站的切换。这里，调整信号可以是PHS通信标准MoU中的锚信道中的SD(偏移方向)。此外，偏置量计算单元、载波监听执行单元和切换请求单元可以包括在移动台中。

在以上配置中，提供了宏小区，以形成相对于微小区的伞状结构。在移动台停止或低速移动的普通时间内，通过微小区来确保通信质量。如果检测到高速移动，则通过宏小区来展宽通信覆盖。为了检测移动速度，采用针对所使用的标准而预先准备的信号(调整信号)。根据调整信号的偏置量，执行从微小区向宏小区的切换。这样，可以降低高速移动期间的切换频率，从而可以改进无线通信的稳定性。

如果偏置量是低于第一阈值的第二阈值或更低，并且如果正在与移动台执行无线通信的基站是宏小区基站，则载波监听执行单元可以执行载波监听，以转换为与微小区基站连接。切换请求单元可以从通过载波监听而提取的一个或多个微小区基站中选择一个微小区基站，并请求向所选微小区基站进行切换。切换执行单元可以响应于切换请求，执行从正在与移动台执行无线通信的宏小区基站向所选微小区基站的切换。

如果移动速度降低，即，偏置量是第二阈值或更低，则为了提高通信质量，通信覆盖由于高速移动而完全从微小区转换为宏小区的移动台请求将宏小区返回至微小区。这样，可以改进无线通信的稳定性，而不论移动台的移动速度如何。

偏置量可以是针对提前或延迟中任一个的调整信号的连续次数。根据该配置，可以检测到调整信号的连续性，从而可以执行微小区与宏小区之间的完整且快速的切换。

偏置量可以是针对提前或延迟中任一个的调整信号的频率。调整信号的频率可以从调整信号的平均值或低通滤波的结果获得。根据该配置，甚至在调整信号突然增加或减少的情况下，也可以计算合理的偏置量，从而可以执行微小区与宏小区之间的完整且快速的切换。

微小区基站和宏小区基站可以具有用于将其自身标识为微小区基站或宏小区基站的标识符。根据该配置，可以在载波监听期间容易地仅提取微小区基站或宏小区基站，从而可以简化处理。因此，可以减少处理负担和时间。

根据本发明的另一方面，提供了一种能够与多个基站执行无线通信的移动台，所述多个基站包括用于配置微小区的微小区基站和用于配置比微小区更大的宏小区的宏小区基站。移动台包括：定时调整单元，所述定时调整单元接收从正在与移动台执行无线通信的基站发送的调整信号，以便将基站从移动台接收数据的定时调整为期望定时，并且，所述定时调整单元调整发送数据的定时；偏置量计算单元，计算调整信号的偏置量；载波监听执行单元，如果偏置量是第一阈值或更高，并且如果正在与移动台执行无线通信的基站是微小区基站，则所述载波监听执行单元执行载波监听，以转换为与宏小区基站连接；以及切换请求单元，从通过载波监听而提取的一个或多个宏小区基站中选择一个宏小区基站，并向对所述多个基站之间的切换进行控制的控制服务器请求向所选宏小区基站进行切换。

根据本发明的另一方面，提供了一种基站，能够与移动台执行无线通信，并且是多个基站中的任一个，所述多个基站包括用于配置微小区的微小区基站和用于配置比微小区更大的宏小区的宏小区基站。基站包括：调整信号发送单元，所述调整信号发送单元发送用于提前或延迟移动台中的数据发送定时的调整信号，以便将从移动台接收数据的定时调整为期望定时；偏置量计算单元，计算调整信号的偏置量；载波监听指示单元，如果偏置量是第一阈值或更高，并且如果基站自身是微小区基站，则所述载波监听指示单元指示移动台执行载波监听，以转换为与宏小区基站进行连接；以及切换请求单元，从通过载波监听而提取的一个或多个宏小区基站中选择一个宏小区基站，并向控制服务器请求向所选宏小区基站进行切换。

根据本发明的另一方面，提供了一种在无线通信系统中执行切换的无线通信方法，所述无线通信系统包括：移动台；多个基站，包括用于配置微小区的微小区基站和用于配置比微小区更大的宏小区的宏小区基站；以及控制服务器，控制多个基站之间的切换。基站发送用于提前或延迟移动台中的数据发送定时的调整信号，以便将从移动台接收数据的定时调整为期望定时。移动台接收调整信号并调整数据发送定时。移动台或基站中的任一个计算调整信号的偏置量，如果偏置量是第一阈值或更高，并且正在与移动台执行无线通信的基站是微小区基站，则执行载波监听，以转换为与宏小区基站连接，从通过载波监听而提取的一个或多个宏小区基站中选择一个宏小区基站，并向控制服务器请求向所选宏小区基站进行切换。控制服务器响应于来自移动台的切换请求，执行从正在与移动台执行无线通信的微小区基站向所选宏小区基站的切换。偏置量的计算、载波监听的执行和针对切换的请求可以由移动台来执行。

与上述无线通信系统的技术构思相对应的组件或其描述适用于对应的移动台、基站和无线通信方法。

本发明的效果

如上所述，在本发明的无线通信系统中，通过使用针对所使用的标准而预先准备的信号来估计移动台的移动速度，以选择适当基站，从而可以改进无线通信的稳定性，而不论移动台的移动速度如何。

附图说明

图1是用于解释第一实施例中的无线通信系统的总体连接关系的视图。

图2是示出了无线通信系统的配置的系统配置视图。

图3是示出了在PHS MoU中要发送和接收的数据的帧配置的视图。

图4是示出了PHS终端的硬件配置的功能框图。

图5是示出了PHS终端的外观的透视图。

图6是用于解释偏置量计算单元的操作的定时图。

图7是用于解释偏置量计算单元的另一操作的定时图。

图8是示出了微小区基站的总体配置的框图。

图9是示出了控制服务器的总体配置的框图。

图10是示出了无线通信方法的处理流程的流程图。

图11是示出了无线通信方法的处理流程的流程图。

图12是示出了第二实施例中的微小区基站的总体配置的框图。

参考标记的描述

100：无线通信系统

110：PHS终端(移动台)

120、720：微小区基站

122、722：宏小区基站

140：控制服务器

150：微小区

152：宏小区

330：定时调整单元

332、732：偏置量计算单元

334：载波监听执行单元

336、736：切换请求单元

732：偏置量计算单元

734：载波监听指示单元

具体实施方式

以下将参照附图来详细描述本发明的优选实施例。在实施例中，尺寸、材料和其他具体数值等仅是示例以便于理解本发明，而不应被解释为将本发明限于此，除非这里另有明确描述。同时，在本说明书和附图中，具有实质上相同的功能和配置的组件由相同参考标记来表示，以省略重复解释，并且未示意与本发明无直接关系的组件。

由PHS终端表示的移动台以及固定地具有特定间隔的基站配置成用于执行无线通信的无线通信系统。在本实施例中，将通过将通信区域划分为小区域而获得的微小区以及定义为包括多个微小区在内的大区域的宏小区作为一个网络进行管理，并且，在每个小区中提供基站。这里，将描述总体无线通信系统，并且，将描述作为移动台的PHS终端、基站以及控制服务器的详细配置。应当注意，尽管本实施例将PHS终端描述为移动台的示例，但移动台不限于此，而是可以包括能够执行无线通信的各种电子设备，例如便携式电话、笔记本型个人计算机、PDA(个人数字助理)、数码摄像机、音乐播放器、汽车导航仪、便携式电视、游戏设备、DVD播放器和遥控器。

(第一实施例：无线通信系统100)

图1是用于解释无线通信系统100的总体连接关系的视图。无线通信系统100包括：PHS终端110(110A、110B)；微小区基站120(120A、120B、120C)；宏小区基站122；通信网络130，包括ISDN(综合服务数字网络)线路、因特网和专用线路等；以及控制服务器140。

在无线通信系统100中，当用户从用户的PHS终端110A通过通信线路向另一PHS终端110B进行连接时，PHS终端110A请求向处于通信覆盖内的微小区基站120A进行无线连接。在接收到针对无线连接的请求时，微小区基站120A通过通信网络130向控制服务器140请求向通信对等方进行通信连接。控制服务器140参照另一PHS终端110B的位置注册信息，选择例如存在于PHS终端110B的无线通信覆盖内的微小区基站120B，从而确保微小区基站120A与微小区基站120B之间的通信路径，以建立PHS终端110A与PHS终端110B之间的通信。

这里，如果作为通信对等方目的地的PHS终端110B移动，则PHS终端110B与微小区基站120B变远，使得与微小区基站120B的无线通信最终变得困难。PHS终端110B预测由于微小区基站120B的信号的电场强度的转换而使得无线通信变得困难，并新执行载波监听以向微小区基站120B请求与具有高电场强度的微小区基站120C进行无线通信。一旦微小区基站120B将该请求传送至控制服务器140，控制服务器140执行从微小区基站120B至微小区基站120C的切换。本实施例不仅提供了微小区基站120之间的切换，而且提供了微小区基站120与宏小区基站122之间的切换。

图2是示出了无线通信系统100的配置的系统配置视图。这里，两种类型的小区(即，多个微小区150以及具有比微小区150更大通信覆盖的宏小区152)重叠，以形成伞状结构。然而，这两种类型的小区由相同无线通信系统100中的相同控制服务器140来管理。

相应地，例如，位于微小区基站120A的通信覆盖内的PHS终端110A除了可以选择与微小区基站120A进行无线通信以外，还可以选择与宏小区基站122进行无线通信。此外，可以自由地执行微小区基站120A与宏小区基站122之间的切换。根据微小区150和宏小区152各自的通信覆盖的大小，微小区150和宏小区152具有如下所述的优点。

例如，在微小区150中，(1)由于PHS终端110与微小区基站120之间的距离较短(例如，500m或更短)，因此可以降低PHS终端110的发送功率，从而可以长时间使用电池；(2)由于还可以降低微小区基站120的发送功率，因此可以实现微小区基站120的小型化并减轻其重量，从而可以在小占有区域中进行安装；(3)由于可以改进频率使用效率，因此可以扩大每单位面积的无线容量。在宏小区152中，由于与PHS终端110的通信的覆盖较宽，因此甚至在PHS终端110高速移动的情况下，也不需要频繁地将宏小区基站122改变为通信对象，从而可以显著减小切换量。PHS终端110根据通信环境或其移动状态来选择小区之一。

同时，在无线通信系统100中，采用了用于改进PHS终端110与微小区基站120或宏小区基站122之间的通信速度和通信质量的各种技术。在本实施例中，例如，采用如ARIB STD T95或PHS MoU之类的下一代PHS通信技术，并在PHS终端110与微小区基站120或宏小区基站122之间执行基于TDD(时分双工)/OFDMA(或TDD/OFDM)系统的无线通信。

图3是用于解释在PHS MoU中要发送和接收的数据的帧配置的视图。在OFDMA(或OFDM)中，提供了具有时间轴方向和频率轴方向的二维映射，在频率轴方向上以恒定的基带距离来布置多个信道200，并针对每个信道200中的每个TDMA时隙202提供PRU 210。

PRU 210是通过根据基带距离的900kHz的占有频带和以时分方式的625微秒的持续时间来定义的。此外，针对与特定PHS终端110的通信而使用的帧由与控制信号相关的锚信道(ANCH)220和存储数据的额外信道(EXCH)222组成。

锚信道220是FM模式的控制信号，并包括例如MI(Mcs指示符)、MR(Mcs要求)、ACK字段、映射和SD(偏移方向)。这里，MI表示在对数据进行调制时MCS的MCS标识符。MR是发送至其自身的数据的MCS要求。从时间的观点来看，MI表示用于对与上述MCS标识符同时发送的数据进行调制的MCS，MR表示下一时刻或稍后期望的MCS。ACK字段表示解调后的数据的差错检测结果。

映射和SD仅存在于从微小区基站120或宏小区基站122发送至PHS终端110的帧中。映射表示分配额外信道222，SD表示用于提前或延迟PHS终端110中的数据发送定时的调整信号，以将从PHS终端110接收数据的定时调整为期望定时。

额外信道222是在FM模式中针对每个用户、作为通信路径而分配的PRU 210，如图3中的虚线所示，可以向一个PHS终端110分配多个PRU 210。这种额外信道222的分配是通过用于确定PRU 210是否被其他用户使用的载波监听来执行的。分配的结果在如上所述的锚信道220的映射中示出。

将进一步详细描述上述SD。由于微小区基站120或宏小区基站122与多个PHS终端110(与其具有不同距离)执行无线通信，因此无法改变微小区基站120或宏小区基站122自身的通信定时。因此，必须在PHS终端110中校正根据通信距离而变化的通信信号延迟时间。

为了保持OFDM中的正交性，微小区基站120或宏小区基站122向PHS终端110发送SD。如果从PHS终端110接收数据的定时提前，则将发送定时调整为延迟。如果从PHS终端110接收数据的定时延迟，则将发送定时调整为提前。换言之，微小区基站120或宏小区基站122和PHS终端110通过SD对发送和接收数据的定时执行闭环控制。在本实施例中，尽管未计算定时互相不匹配期间的时间，但实际情况的差异由反馈信号每5毫秒进行开关控制。

具体地，SD包括2比特标记。当提前发送定时时，根据提前的程度来发送“2(2步向前)”或“1(1步向前)”。当保持当前定时时，发送“0(停留)”，而当延迟发送定时时，发送“-1(反向偏移)”。由于SD，微小区基站120或宏小区基站122可以在任何时刻将数据接收定时调整为适当定时，而不论与作为通信对象的PHS终端110距离多远。

(PHS终端110)

图4是示出了PHS终端110的硬件配置的功能框图。图5是示出了PHS终端110的外观的透视图。PHS终端110包括终端控制单元310、终端存储器312、显示单元314、操作单元316、语音输入单元318、语音输出单元320和终端无线通信单元322。

终端控制单元310通过包括中央处理单元(CPU)在内的半导体集成电路来对整个PHS终端110进行管理和控制。此外，终端控制单元310还使用终端存储器312的程序来执行呼叫功能、邮件发送和接收功能、成像功能、音乐播放功能和TV观看功能。

终端存储器312由ROM、RAM、EEPROM、非易失性RAM、闪存、HDD等进行配置，并存储终端控制单元310中处理的程序以及语音数据等等。

显示单元314由液晶显示器、EL(电发光)等进行配置，并可以显示存储在终端存储器312中或从应用中继服务器(未示出)通过通信网络130提供的应用的Web浏览器或GUI(图形用户界面)。

操作单元316由如键盘、十字键和操纵杆之类的开关进行配置，并接受用户的操作输入。

语音输入单元318由如麦克风之类的语音识别装置进行配置，并将用户在呼叫期间的语音输入转换为电信号，该电信号可以在PHS终端110中处理。

语音输出单元320由扬声器进行配置，并将PHS终端110中接收到的呼叫对等方的语音信号转换为语音，从而输出该语音。此外，单元320可以输出铃音、操作单元316的操作音以及警报音等。

终端无线通信单元322在通信网络130中与微小区基站120或宏小区基站122建立无线通信，以发送和接收数据。这种无线通信可以使用上述ARIB STD T95或PHS MoU。

此外，在本实施例中，终端控制单元310还充当定时调整单元330、偏置量计算单元332、载波监听执行单元334和切换请求单元336。

一旦定时调整单元330从微小区基站120或宏小区基站122接收到作为用于调整数据发送定时的调整信号的SD，定时调整单元330在SD中呈现的时间方向上，以预定时间来提前或延迟发送定时。

偏置量计算单元332计算定时调整单元330接收到的SD的偏置量。例如，在PHS终端110停留在预定位置的情况下，与微小区基站120或宏小区基站122的无线波距离未改变，因此，没有必要改变发送定时。然而，如果PHS终端110沿一个方向移动，则发送定时频繁地改变，使得SD内容偏置到提前或延迟中的任一个。如果移动速度加速，则针对提前或延迟的指示的频率增大。因此，通过将SD内容的偏置和频率作为偏置量进行计算，可以检测到PHS终端110正在沿一个方向高速移动。

例如，偏置量可以是针对提前或延迟中的任一个的调整信号的连续次数。根据该配置，可以检测调整信号的连续性。因此，可以执行微小区与宏小区之间的完整且快速的切换。

图6是用于解释偏置量计算单元332的操作的定时图。具体地，图6(a)示出了从微小区基站120或宏小区基站122接收到的SD的转换350。图6(b)示出了基于图6(a)，如下所述的切换请求单元336针对其进行切换请求的基站的转换352。偏置量计算单元332确定针对提前(SD＝“1”或“2”)或延迟(SD＝“-1”)的信号是否连续例如5次(第一阈值)。并且，偏置量计算单元332在信号连续5次的时刻360，从微小区基站120切换至宏小区基站122，在连续性停止(第二阈值)的时刻362，从宏小区基站122切换至微小区基站120。这里，作为第二阈值，确定连续性是否停止。然而，第二阈值可以被确定为例如计数预定次数的其他值。

此外，偏置量可以是针对提前或延迟中的任一个的调整信号的频率。调整信号的频率可以从调整信号的平均值或低通滤波的结果获得。根据该配置，甚至在调整信号突然增加或减少的情况下，也可以计算合理的偏置量，从而可以执行微小区150与宏小区152之间的完整且快速的切换。

图7是用于解释偏置量计算单元332的另一操作的定时图。具体地，图7(a)示出了在从微小区基站120或宏小区基站122接收到的SD由低通滤波器(LPF)滤波的情况下的转换370。与图6(b)类似，图7(b)示出了基于图7(a)，如下所述的切换请求单元336针对其进行切换请求的基站的转换352。这种滤波的情况下的转换370指示了PHS终端110的总体移动速度。偏置量计算单元332在滤波的转换370是第一阈值372(例如，绝对值是0.5或更高)的时刻374，从微小区基站120切换至宏小区基站122。并且，单元332在滤波的转换370是第二阈值376(例如，绝对值是0.3或更低)的时刻378，从宏小区基站122切换至微小区基站120。

如果由偏置量计算单元332计算的偏置量是预定的第一阈值或更高，并且如果正在与PHS终端110执行无线通信的基站是微小区基站120，则载波监听执行单元334执行载波监听，以转换为与宏小区基站122连接。如果偏置量是预定的第二阈值或更低，并且如果正在与PHS终端110执行无线通信的基站是宏小区基站122，则单元334执行载波监听，以转换为与微小区基站120连接。

切换请求单元336从通过载波监听执行单元334中的载波监听而提取的一个或多个宏小区基站122中选择一个宏小区基站122，并向控制服务器140请求向所选宏小区基站122进行切换。如果通过载波监听而提取的基站是微小区基站120中的一个或多个，则单元336从所述一个或多个微小区基站120中选择一个微小区基站120，并请求向所选微小区基站120进行切换。

根据上述PHS终端110，在PHS终端110停止或低速移动的普通时间内，通过微小区150来确保通信质量。如果检测到高速移动，则通过宏小区152来展宽通信覆盖。为了检测移动速度，采用SD(调整信号)(针对所使用的标准而预先准备的信号)，并且，根据SD的偏置量，执行从微小区150向宏小区152的切换。这样，可以降低高速移动期间的切换频率，从而可以改进无线通信的稳定性，而不论PHS终端110的移动速度如何。

(微小区基站120)

图8是示出了微小区基站120的总体配置的框图。微小区基站120包括基站控制单元410、基站存储器412、基站无线通信单元414和基站有线通信单元416。由于宏小区基站122与微小区基站120具有实质上相同的配置，因此这里，微小区基站120的描述将替代宏小区基站122的描述。

基站控制单元410通过包括中央处理单元(CPU)在内的半导体集成电路来对整个微小区基站120进行管理和控制。此外，基站控制单元410使用基站存储器412的程序来控制向与通信网络130相连的每个服务器或其他PHS终端110的通信连接。

此外，基站控制单元410还充当调整信号发送单元420，用于发送作为用于提前或延迟PHS终端110中的数据发送定时的调整信号的SD，以便将从PHS终端110接收数据的定时调整至期望定时。

基站存储器412由ROM、RAM、EEPROM、非易失性RAM、闪存、HDD等进行配置，并存储基站控制单元410中处理的程序、时间信息等等。

基站无线通信单元414与PHS终端110建立通信并执行发送和接收数据。此外，微小区基站120具有能够将其自身与宏小区基站122进行区分的标识符，并在PHS终端110执行载波监听时发送该标识符。这种标识符可以包括在CS(小区站)ID中，CS ID是微小区基站120自身的标识符，或者单独提供。根据该配置，可以在PHS终端110执行载波监听时容易地仅提取微小区基站120或宏小区基站122，从而可以简化PHS终端110中的处理，并可以减少处理负担和时间。

基站有线通信单元416可以通过通信网络130来接入包括控制服务器140在内的各种服务器。

(控制服务器140)

图9是示出了控制服务器140的总体配置的框图。控制服务器140包括服务器控制单元510、服务器存储器512和服务器有线通信单元514。

服务器控制单元510通过包括中央处理单元(CPU)在内的半导体集成电路来对整个控制服务器140进行管理和控制。此外，服务器控制单元510使用服务器存储器512的程序以及每个PHS终端110的位置注册信息，选择存在于作为通信对等方目的地而请求的PHS终端110的通信覆盖内的微小区基站120，以在PHS终端110之间建立通信。

此外，服务器控制单元510还充当切换执行单元520。切换执行单元520执行与PHS终端110执行无线通信的微小区基站120之间或与PHS终端110执行无线通信的宏小区基站122之间的切换，或者根据来自PHS终端110的切换请求来执行微小区基站120与宏小区基站122之间的切换。

服务器存储器512由ROM、RAM、EEPROM、非易失性RAM、闪存、HDD等进行配置，并存储服务器控制单元510中处理的程序、时间信息等等。

服务器有线通信单元514可以通过通信网络130来接入微小区基站120或宏小区基站122。

此外，本实施例描述了控制服务器140以独立于微小区基站120的方式执行切换的示例等。然而，控制服务器不限于此。微小区基站120或宏小区基站122可以具有控制服务器140的功能。正在与PHS终端110执行通信的微小区基站120或宏小区基站122可以接入由PHS终端110指定的切换目的地的基站120、122以建立通信，并断开与其自身和PHS终端110的通信。

随后，将描述在上述无线通信系统100中执行切换的无线通信方法。

(无线通信方法)

图10和11是示出了无线通信方法的处理流程的流程图。具体地，图10示出了微小区基站120中的处理，图11示出了PHS终端110中的处理，尤其是将SD中的相同调整信号的连续次数用作偏置量的处理。

参照图10，微小区基站120测量从PHS终端110接收数据的定时(S600)，并将该接收定时与期望接收定时进行比较(S602)。如果从PHS终端110接收数据的该定时较迟，则发送根据定时的偏离量提前定时的SD(“2”或“1”)(S604)。如果该接收定时较早，则发送延迟定时的SD(“-1”)(S606)。如果该定时不属于任何情况，则发送保持当前状态的SD(“0”)(S608)。

参照图11，PHS终端110从来自微小区基站120或宏小区基站122的锚信道中提取SD(S650)，并确定SD值是否是“2”或“1”(S652)。如果SD是“2”或“1”，则定时调整单元330以与值“2”或“1”相对应的时间来提前发送定时(S654)。并且，单元330递增对提前发送定时的指令进行计数的计数器1并复位对延迟发送定时的指令进行计数的计数器2(S656)。

在确定SD(S652)时，如果SD不是“2”或“1”，则确定SD是否是“-1”(S658)，并且如果SD是“-1”，则定时调整单元330以与数值“-1”相对应的时间来延迟发送定时(S660)。并且，单元330递增计数器2并复位计数器1(S662)。在确定SD(S658)时，如果SD甚至不是“-1”，则将SD视为“0”，即，视为保持当前状态的指令，从而保持当前发送定时(S664)，并且复位计数器1和2(S666)。

随后，确定计数器1或2的计数值是否是预定值(这里，预定值为5或更高)(S670)。如果计数值是5或更高，并且如果正在与PHS终端110执行无线通信的基站是微小区基站120(S672)，则执行载波监听(S674)，并且请求向宏小区基站122进行切换(S676)。

此外，如果计数器1和2的计数值都低于预定值，则确定正在与PHS终端110执行无线通信的基站是否是宏小区基站122(S678)。如果正在与PHS终端110执行无线通信的基站是宏小区基站122，则执行载波监听(S680)，并且请求向微小区基站120进行切换(S682)。

根据如上所述来自PHS终端110的切换请求，控制服务器140执行PHS终端110与微小区基站120或宏小区基站122之间的切换。

同样在上述无线通信方法中，使用针对所使用的标准而预先准备的信号来估计PHS终端110的移动速度，以选择适当基站，从而可以改进无线通信的稳定性，而不论PHS终端110的移动速度如何。

(第二实施例：微小区基站720、宏小区基站722)

在上述第一实施例中，PHS终端110计算作为调整信号的SD的偏置量，以确定高速移动。然而，发送SD的一方(即，微小区基站720或宏小区基站722)以及接收SD的一方也可以计算SD的偏置量。在本实施例中，不是PHS终端110，而是微小区基站720或宏小区基站722计算发送至PHS终端110的SD的偏置量，以确定PHS终端110的移动速度。

图12是示出了微小区基站720的总体配置的框图。微小区基站720包括基站控制单元710、基站存储器412、基站无线通信单元414和基站有线通信单元416。由于基站存储器412、基站无线通信单元414和基站有线通信单元416具有与第一实施例中所述相同的功能，因此省略对其重复描述。以下将描述具有不同配置的基站控制单元710。此外，由于宏小区基站722的配置与微小区基站720的配置也实质上相同，因此以下，微小区基站720的描述将替代宏小区基站722的描述。

基站控制单元710通过包括中央处理单元(CPU)在内的半导体集成电路来对整个微小区基站720进行管理和控制，并充当调整信号发送单元420、偏置量计算单元732、载波监听指示单元734和切换请求单元736。

如第一实施例中那样，调整信号发送单元420发送SD作为用于提前或延迟PHS终端110中的数据发送定时的调整信号，以便将从PHS终端110接收数据的定时调整为期望定时。

偏置量计算单元732计算要发送的SD的偏置量。

如果由偏置量计算单元732计算的偏置量是预定第一阈值或更高，并且如果基站自身是微小区基站720，则载波监听指示单元734使PHS终端110执行载波监听，以转换为与宏小区基站722连接。如果基站自身是宏小区基站722而不是微小区基站720，则单元734使PHS终端110执行载波监听，以转换为与微小区基站720连接。

切换请求单元736从通过载波监听而提取的一个或多个宏小区基站722或微小区基站720中选择一个宏小区基站722或微小区基站720，并向控制服务器140请求向所选宏小区基站722或微小区基站720进行切换。

根据微小区基站720或宏小区基站722的上述配置，具有更高处理能力的基站计算SD的偏置量。因此，可以显著减小PHS终端110的处理负担。因此，在不经受PHS终端110中确定高速移动的处理负担的情况下，根据上述实施例，可以改进无线通信的稳定性。

(另一实施例)

与第一实施例不同，在第二实施例中，微小区基站720或宏小区基站722计算偏置量。微小区基站720或宏小区基站722还可以执行载波监听，并向控制服务器140进行切换请求。

如上所述，尽管参照附图描述了本发明的优选实施例，但不言自明，本发明不限于该实施例。对于本领域技术人员来说显而易见，在权利要求中限定的范围内可以进行各种修改和变更，并且应当理解，这种修改和变更落在本发明的技术范围内。

此外，本说明书中描述的无线通信方法中的步骤不必按照流程图中描述的次序来顺序地执行，而是可以以并行或子例程的方式执行。

本申请基于2008年3月28日提交的日本专利申请No.2008-085141，其公开以引用的方式并入于此。

工业实用性

本发明适用于在微小区和宏小区重叠的通信环境下执行微小区基站与宏小区基站之间的切换的无线通信系统、移动台、基站和无线通信方法。

Claims (11)

1.一种无线通信系统，包括：

移动台；

多个基站，能够与移动台执行无线通信，并包括用于配置微小区的微小区基站和用于配置比微小区更大的宏小区的宏小区基站；以及

控制服务器，控制多个基站之间的切换，

其中，每个基站包括调整信号发送单元，所述调整信号发送单元发送用于提前或延迟移动台中的数据发送定时的调整信号，以便将从移动台接收数据的定时调整为期望定时，

其中，移动台包括定时调整单元，所述定时调整单元接收调整信号并调整数据发送定时，

所述无线通信系统还包括：

偏置量计算单元，计算调整信号的偏置量；

载波监听执行单元，如果偏置量是第一阈值或更高，并且如果正在与移动台执行无线通信的基站是微小区基站，则所述载波监听执行单元执行载波监听，以转换为与宏小区基站连接；以及

切换请求单元，从通过载波监听而提取的一个或多个宏小区基站中选择一个宏小区基站，并向控制服务器请求向所选宏小区基站进行切换，

其中，控制服务器包括：

切换执行单元，响应于切换请求，执行从正在与移动台执行无线通信的微小区基站向所选宏小区基站的切换。

2.根据权利要求1所述的无线通信系统，

其中，偏置量计算单元、载波监听执行单元和切换请求单元包括在移动台中。

3.根据权利要求1或2所述的无线通信系统，

其中，如果偏置量是低于第一阈值的第二阈值或更低，并且如果正在与移动台执行无线通信的基站是宏小区基站，则载波监听执行单元执行载波监听，以转换为与微小区基站连接，

其中，切换请求单元从通过载波监听而提取的一个或多个微小区基站中选择一个微小区基站，并请求向所选微小区基站进行切换，以及

其中，切换执行单元响应于切换请求，执行从正在与移动台执行无线通信的宏小区基站向所选微小区基站的切换。

4.根据权利要求1或3所述的无线通信系统，

其中，偏置量是针对提前或延迟中的任一个的调整信号的连续次数。

5.根据权利要求1或3所述的无线通信系统，

其中，偏置量是针对提前或延迟中的任一个的调整信号的频率。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的无线通信系统，

其中，微小区基站和宏小区基站中的每一个具有用于将其自身标识为微小区基站或宏小区基站的标识符。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的无线通信系统，

其中，调整信号在PHS通信标准MoU中的锚信道中的SD“偏移方向”。

8.一种能够与多个基站执行无线通信的移动台，所述多个基站包括用于配置微小区的微小区基站和用于配置比微小区更大的宏小区的宏小区基站，所述移动台包括：

定时调整单元，接收从正在与移动台执行无线通信的基站发送的调整信号，以便将基站从移动台接收数据的定时调整为期望定时，并调整发送数据的定时；

偏置量计算单元，计算调整信号的偏置量；

载波监听执行单元，如果偏置量是第一阈值或更高，并且如果正在与移动台执行无线通信的基站是微小区基站，则所述载波监听执行单元执行载波监听，以转换为与宏小区基站连接；以及

切换请求单元，从通过载波监听而提取的一个或多个宏小区基站中选择一个宏小区基站，并向对所述多个基站之间的切换进行控制的控制服务器请求向所选宏小区基站进行切换。

9.一种基站，能够与移动台执行无线通信，并且是多个基站中的任一个，所述多个基站包括用于配置微小区的微小区基站和用于配置比微小区更大的宏小区的宏小区基站，所述基站包括：

调整信号发送单元，发送用于提前或延迟移动台中的数据发送定时的调整信号，以便将从移动台接收数据的定时调整为期望定时；

偏置量计算单元，计算调整信号的偏置量；

载波监听指示单元，如果偏置量是第一阈值或更高，并且如果基站自身是微小区基站，则所述载波监听指示单元指示移动台执行载波监听，以转换为与宏小区基站连接；以及

切换请求单元，从通过载波监听而提取的一个或多个宏小区基站中选择一个宏小区基站，并向控制服务器请求向所选宏小区基站进行切换。

10.一种在无线通信系统中执行切换的无线通信方法，所述无线通信系统包括：移动台；多个基站，包括用于配置微小区的微小区基站和用于配置比微小区更大的宏小区的宏小区基站；以及控制服务器，控制多个基站之间的切换，

其中，基站发送用于提前或延迟移动台中的数据发送定时的调整信号，以便将从移动台接收数据的定时调整为期望定时，

其中，移动台接收调整信号并调整数据发送定时，

其中，移动台或基站中的任一个

计算调整信号的偏置量，

如果偏置量是第一阈值或更高，并且正在与移动台执行无线通信的基站是微小区基站，则执行载波监听，以转换为与宏小区基站连接，以及

从通过载波监听而提取的一个或多个宏小区基站中选择一个宏小区基站，并向控制服务器请求向所选宏小区基站进行切换，以及

其中，控制服务器响应于来自移动台的切换请求，执行从正在与移动台执行无线通信的微小区基站向所选宏小区基站的切换。

11.根据权利要求10所述的无线通信方法，

其中，偏置量的计算、载波监听的执行和针对切换的请求由移动台来执行。

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