CN103918298A - 无线通信系统、移动终端装置、广域基站装置、局域基站装置以及无线通信方法 - Google Patents

无线通信系统、移动终端装置、广域基站装置、局域基站装置以及无线通信方法 Download PDF

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Abstract

在广域内配置的局域中提供高效率的局域无线接入。无线通信系统具备：广域基站装置，覆盖广域；局域基站装置，覆盖在广域内配置的局域；以及移动终端装置，通过广域用的无线通信方式与广域基站装置进行通信，通过局域用的无线通信方式与局域基站装置进行通信。在局域用的无线通信方式中，利用在广域用的无线通信方式中使用的广域控制信息。

Description

无线通信系统、移动终端装置、广域基站装置、局域基站装置以及无线通信方法
技术领域
本发明涉及下一代移动通信系统中的无线通信系统、移动终端装置、广域基站装置、局域基站装置以及无线通信方法。
背景技术
在UMTS(Universal Mobile Telecommunications System，通用移动通信系统)网络中，以提高频率利用效率和数据速率为目的，采用HSDPA(HighSpeed Downlink Packet Access，高速下行链路分组接入)和HSUPA(High SpeedUplink Packet Access，高速上行链路分组接入)，从而最大限度地发挥以W-CDMA(Wideband-Code Division Multiple Access，宽带码分多址)为基础的系统的特征。关于该UMTS网络，以进一步的高速数据速率、低延迟等为目的而正在研究长期演进(LTE：Long Term Evolution)(非专利文献1)。
在LTE中，作为多接入方式，在下行线路(下行链路)中使用基于OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access，正交频分多址)的方式，在上行线路(上行链路)中使用基于SC-FDMA(Single Carrier Frequency DivisionMultiple Access，单载波频分多址)的方式。此外，以从LTE的进一步的宽带化以及高速化为目的，也在研究LTE的后继系统(例如，有时也称为LTEAdvanced或者LTE enhancement(以下，称为“LTE-A”))。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1：3GPP TR25.913"Requirements for Evolved UTRA andEvolved UTRAN"
发明内容
发明要解决的课题
另外，在Ｗ-CDMA、LTE(Rel.8)、LTE的后继系统(例如，Rel.9、Rel.10)等的蜂窝系统中，无线通信方式(无线接口)被设计成支持宽的覆盖范围。今后，设想除了这样的蜂窝环境之外，还提供基于室内、购物中心等的局域中的近距离通信的高速无线服务。因此，要求设计特定于局域中的高速无线服务的无线通信方式。
本发明是鉴于这样的点而完成的，其目的在于，提供一种能够提供高效率的局域无线接入的无线通信系统、移动终端装置、广域基站装置、局域基站装置以及无线通信方法。
用于解决课题的手段
本发明的无线通信系统的特征在于，具备：广域基站装置，覆盖广域；局域基站装置，覆盖在所述广域内配置的局域；以及移动终端装置，通过所述广域用的无线通信方式与所述广域基站装置进行通信，通过所述局域用的无线通信方式与所述局域基站装置进行通信，在所述局域用的无线通信方式中，利用在所述广域用的无线通信方式中使用的广域控制信息。
发明效果
根据本发明，通过将在广域用的无线通信方式中使用的广域控制信息利用于局域用的无线通信方式，能够在要求条件不同的广域中容易编入局域。因此，在广域内配置的局域中，能够提供特定于局域的高效率的局域无线接入。
附图说明
图1是阶层型网络的说明图。
图2是广域用以及局域用的无线参数的说明图。
图3是广域用以及局域用的同步信号的说明图。
图4是广域用以及局域用的参考信号和扰频码的说明图。
图5是广域用以及局域用的上行反馈控制信号的说明图。
图6是无线通信系统的系统结构的说明图。
图7是移动终端装置的功能框图。
图8是广域基站装置的功能框图。
图9是局域基站装置的功能框图。
图10是其他的局域基站装置的功能框图。
图11是表示无线通信系统的通信处理的一例的时序图。
具体实施方式
图1是阶层型网络的说明图。例如，在LTE的后继系统中，研究着重叠了大规模小区和小规模小区的异构网络(Heterogeneous network)等的阶层型网络。如图1A所示，阶层型网络在由广域基站装置B1覆盖的广域(大规模小区)C1内配置由局域基站装置B2覆盖的局域性的多个局域(小规模小区)C2而构成。
在该阶层型网络中，各局域C2分别独立，局域C2之间也产生切换(handover)。此时，由于频繁地发生用于切换的测量(Measurement)，所以存在不仅是移动终端装置UE的电池，基站装置B2的网络设备的电力消耗量也增大的问题。此外，每个局域C2中小区ID等的区域固有的识别信息不同，在广域C1中编入局域C2时的小区规划(Planning)或保持应对变得复杂。
因此，要求通过在广域C1中合并多个局域C2而不会意识到小区的差异的通信系统设计。此外，在图1A所示的通信系统中，对广域C1以及局域C2分配了相同的频带。因此，通过CoMP(Coordinated Multiple Point，协调多点)发送或干扰协调技术(eICIC:enhanced Inter-Cell InterferenceCoordination，增强型小区间干扰协调)等而避免了小区间干扰。
原本在广域C1和局域C2中对于各自而言最佳的频带不同。即，由于在广域C1中需要确保宽的覆盖范围，所以需要以低频带支持高的发送功率密度。另一方面，在局域C2中，要求基于近距离通信的高速无线服务，为了实现该高速无线服务，需要以高频带支持高的数据速率。因此，如图1B所示，期望在广域C1中被分配低频带、在局域C2中被分配高频带。
因此，本发明人们为了完成在满足对于各小区的最佳的要求条件的同时不会意识到小区的差异的通信系统设计，实现了本发明。即，本发明的要点在于，通过将在最适合广域C1的无线通信方式中使用的广域控制信息利用于最适合局域C2的无线通信方式，以不会使移动终端装置意识到小区的差异的方式在广域C1中编入局域C2。
以下，说明在广域C1以及局域C2中分别使用的广域用的无线通信方式以及局域用的无线通信方式。另外，本实施方式的无线通信系统也可以支持LTE-A的后继(Rel.11以后)，也可以支持FRA(Future Radio Access，未来无线接入)。此外，无线通信方式也可以被称为无线接口，也可以被称为无线接口方式。广域C1也可以是宏小区或扇区等。局域C2也可以是微微小区、纳米小区、毫微微小区、微小区等，也可以设置在屋外而不仅仅是屋内。
如上所述，在广域C1中优先确保宽的覆盖范围，在局域C2中优先高的数据速率。这样，在广域用的无线通信方式和局域用的无线通信方式中，无线参数的要求条件不同。以下，参照图2说明广域用以及局域用的无线参数的一例。另外，作为广域用以及局域用的无线通信方式支持OFDM方式的无线资源结构来进行说明。
如图2所示，在广域用的无线通信方式中，以1个资源块为单位被分配无线资源。1个资源块由在频率方向上连续的12个副载波(窄带信号)和在时间轴方向上连续的14个码元构成。在局域用的无线通信方式中，也与广域用的无线通信方式相同地，以1个资源块为单位被分配无线资源。该资源块的大小根据无线参数而决定。
这里，作为无线参数，说明发送时间间隔(TTI:Transmission TimeInterval)长度、往返延时(RTD:Round Trip Delay)、循环前缀(CP:CyclicPrefix)长度、副载波间隔、资源块宽度。另外，无线参数并不限定于这些。另外，发送时间间隔表示发送数据的分配单位的时间长度，资源块宽度表示发送数据的分配单位的带宽。
在广域C1中，由于优选确保覆盖范围，所以TTI长度以及RTD设定得长。相对于此，在局域C2中，为了确保高的数据速率，低延迟化比覆盖范围优先，TTI长度以及RTD比广域C1设定得短。此外，由于广域C1的小区半径大，所以考虑比较大的延迟波，CP长度设定得长。相对于此，由于局域C2的小区半径小，所以不需要考虑比较大的延迟波，CP长度比广域C1设定得短。
此外，由于在广域C1中被分配多普勒频移的影响小的低频带，所以副载波间隔设定得小。相对于此，由于在局域C2中被分配多普勒频移的影响大的高频带，所以副载波间隔比广域C1设定得大。此外，由于广域C1的环境的变化大且频率选择性变动，所以资源块宽度设定得小。相对于此，由于局域C2的环境的变化小且频率选择性平坦(flat)，所以资源块宽度设定得大。
这样，在广域用的无线通信方式以及局域用的无线通信方式中，设定适合各自的无线参数。因此，覆盖范围优先的广域C1的资源块被设定为在频率方向上小、在时间轴方向上长。低延迟化优先的局域C2的资源块被设定为在频率方向上大、在时间轴方向上短。
另外，并不限定于满足上述的无线参数的要求条件的全部的结构。即，只要满足在TTI长度、RTD、CP长度、副载波间隔、资源块宽度中的至少任一个要求条件即可。例如，也可以在局域C2的资源块宽度大于广域C1的情况下，局域C2的TTI长度设定得比广域C1长。
接着，参照图3说明广域同步信号以及局域同步信号。另外，“同步信号”这样的名称以在检测移动终端装置能够连接的周边基站的小区搜索中使用的信号的含义来使用，也可以在广域和局域中规定不同的名称的信号(例如，检测信号(Discovery Signal)、信标信号(Beacon Signal)等)。在本实施方式的无线通信系统中，在广域中确立了移动终端装置的通信之后，移动终端装置能够在局域中进行通信。
如图3所示，移动终端装置为了最初确立与广域基站装置的通信，在广域用的无线通信方式中小区搜索时间设定得短。因此，广域同步信号的发送间隔设定得短。这样，在广域C1中能够通过发送频度高的广域同步信号，缩短小区搜索时间而进行高速的小区搜索。
相对于此，在局域C2中，以确立了移动终端装置和广域基站装置的通信的状态进行小区搜索。因此，在局域用的无线通信方式中，不需要进行高速的小区搜索。因此，局域同步信号的发送间隔比广域同步信号设定得长。由此，局域基站侧的网络设备能够在该发送间隔期间停止放大器而实现节省消耗功率。此外，移动终端装置能够减少小区搜索的次数而实现电池的节省消耗功率。
此外，由于广域同步信号的发送频度设定得高，所以不需要一次就可靠地取得同步。因此，广域同步信号为了降低开销而无线资源量被设定为最小限度。另一方面，由于局域同步信号的发送频度设定得低，所以需要一次就可靠地取得同步。因此，局域同步信号比广域同步信号在时间和/或频域上被分配到较大的无线资源。
此外，局域同步信号根据来自广域基站装置的广域控制信息而设定发送间隔。例如，作为广域控制信息，局域同步信号的无线资源信息从广域基站装置通知。局域基站装置能够基于在该无线资源信息中包含的发送间隔和广域基站装置的同步定时，改变局域同步信号的发送间隔。
由此，局域C2的小区搜索时间能够根据来自广域基站装置的局域同步信号的无线资源信息而限制。另外，局域同步信号的无线资源信息也可以是局域同步信号的频率位置或码(code)等，也可以是通过频率位置或码的通知而实现节省消耗功率的结构。
接着，参照图4，说明广域用以及局域用的参考信号和扰频码。
如图4所示，广域用的参考信号基于作为广域固有的识别信息的小区ID而生成。广域用的扰频码除了基于广域C1的小区ID之外还基于作为用户固有的识别信息的用户ID而生成。广域用的数据信号根据广域C1的小区ID以及用户ID而进行扰频。这样，在广域C1中，在参考信号和数据信号中随机化的方法不同。此外，在广域C1中，由于使用小区ID进行随机化，所以需要如在邻接区域中成为不同的小区ID的小区规划。
相对于此，局域用的参考信号以及扰频码基于作为广域控制信息而通知的用户ID而生成。局域用的数据信号根据局域C2的用户ID而进行扰频。这样，在局域C2中，在参考信号和数据信号中随机化的方法一致。此外，在局域C2中，由于使用从广域C1被通知的用户ID进行随机化，所以不需要如在邻接区域中成为不同的小区ID的小区规划。
这样，由于在局域C2中不需要分配区域固有的小区ID，所以能够容易以不会意识到小区的差异的方式在广域C1中编入局域C2。另外，局域用的参考信号以及数据信号也可以使用用户ID以及广域C1的小区ID的双方而进行随机化。广域C1的小区ID包含在广域同步信号中。此外，局域基站装置也可以从广域基站装置直接接收广域控制信息，也可以经由移动终端装置接收广域控制信息。
接着，参照图5说明广域用以及局域用的上行反馈控制信号。另外，这里，作为广域用的上行反馈控制信号而例示了在LTE中规定的PUCCH(Physical Uplink Control Channel，物理上行链路控制信道)信号，但并不限定于此。
如图5A所示，广域用的上行反馈控制信号优先确保覆盖范围而通过PAPR(Peak-Average Power Ratio，峰值对平均功率比)小的单载波传输而发送。此外，广域用的上行反馈控制信号由于复用较多的用户，因而每个用户的开销被降低而设计为窄带信号。该窄带信号分配到系统频带的两端的无线资源，以获得频率分集的方式在前后的时隙中进行跳频。这样，广域用的上行反馈控制信号由于信号序列长度短，所以需要通过小区规划来提高随机化。
相对于此，局域用的上行反馈控制信号由于覆盖范围窄且用户复用数也少，所以比广域用的上行反馈控制信号增大开销而设计为宽带信号或者短的发送时间长度。这样，由于局域用的上行反馈控制信号的信号序列长度长，所以不用进行小区规划就能够在邻接小区间实现充分的随机化。
此时，如图5B所示，也可以将宽带的局域用的反馈控制信号分配到系统频带的两端，使其在前后的时隙进行跳频。由此，在单载波传输中能够获得充分的频率分集增益。此外，如图5C所示，也可以将宽带的局域用的反馈控制信号分配到系统频带的两端而进行多载波传输。由此，能够在更宽的宽带分配上行反馈控制信号。进而，如图5D所示，也可以将宽带的局域用的反馈控制信号分为多个窄带信号而进行多载波传输。由此，能够获得更充分的频率分集增益。
以下，详细说明本实施方式的无线通信系统。图6是本实施方式的无线通信系统的系统结构的说明图。另外，图6所示的无线通信系统是例如包含LTE系统或者其后继系统的系统。此外，该无线通信系统也可以被称为IMT-Advanced，也可以被称为4G、FRA。
如图6所示，无线通信系统1具备覆盖广域C1的广域基站装置20、覆盖在广域C1内设置的多个局域C2的局域基站装置30A、30B。此外，在广域C1以及多个局域C2中，配置有多个移动终端装置10。移动终端装置10对应于广域用以及局域用的无线通信方式，能够与广域基站装置20以及局域基站装置30A、30B进行通信。
移动终端装置10和广域基站装置20之间使用广域用频率(低频带)进行通信。移动终端装置10和局域基站装置30A、30B之间使用局域用频率(高频带)进行通信。广域基站装置20和局域基站装置30A之间使用广域用频率进行通信。广域基站装置20和局域基站装置30B之间经由有线传输路径进行通信。
此外，广域基站装置20以及局域基站装置30A、30B分别连接到未图示的上位站装置，经由上位站装置连接到核心网络50。另外，各移动终端装置10包含LTE终端以及LTE-A终端，但以下，只要没有特别说明则作为移动终端装置进行说明。此外，为了便于说明，作为与广域基站装置20以及局域基站装置30A、30B进行无线通信的是移动终端装置来进行说明，但更一般而言，也可以是既包含移动终端装置也包含固定终端装置的用户装置(UE：User Equipment)。
参照图7说明移动终端装置10的整体结构。移动终端装置10作为发送系统的处理部，包括格式选择部101、上行反馈控制信号生成部102、上行数据信号/参考信号生成部103、上行信号复用部104、基带发送数字信号处理部105、106、发送RF电路107、108。
格式选择部101选择广域用的发送格式和局域用的发送格式。上行反馈控制信号生成部102生成包含下行链路的无线质量或响应信号等的上行反馈控制信号。另外，上行反馈控制信号也可以包含面向局域基站装置30A、30B的用户ID。
上行数据信号/参考信号生成部103生成上行数据信号以及参考信号。在广域用的发送格式的情况下，上行数据信号/参考信号生成部103基于从广域基站装置20被通知的小区ID而生成参考信号。此外，在广域用的发送格式的情况下，上行数据信号/参考信号生成部103基于从广域基站装置20被通知的小区ID以及用户ID而生成扰频码，对上行数据信号进行扰频。
在局域用的发送格式的情况下，上行数据信号/参考信号生成部103基于从广域基站装置20被通知的用户ID而生成参考信号。此外，在局域用的发送格式的情况下，上行数据信号/参考信号生成部103基于从广域基站装置20被通知的用户ID而生成扰频码，对上行数据信号进行扰频。这样，通过在参考信号以及扰频码的生成中使用来自广域基站装置20的用户ID，从而不需要局域基站装置30的小区ID。
另外，在局域用的发送格式的情况下，上行数据信号/参考信号生成部103也可以根据广域C1的小区ID以及用户ID的双方而生成参考信号以及扰频码。
上行信号复用部104对上行反馈控制信号、上行发送数据、参考信号进行复用。在广域用的发送格式的情况下，上行反馈控制信号为了降低开销而分配到窄带的无线资源。在局域用的发送格式的情况下，上行反馈控制信号重视干扰对策而分配到比较宽的频带或者短的发送时间长度的无线资源。此时，上行反馈控制信号也可以以如图5B-C所示的分配图案进行分配。
对于广域基站装置20的上行信号输入到基带发送数字信号处理部105，被实施数字信号处理。例如，在OFDM方式的上行信号的情况下，通过快速傅里叶反变换(IFFT:Inverse Fast Fourier Transform)从频域的信号变换为时间序列的信号，被插入循环前缀。并且，上行信号通过发送RF电路107，经由在发送系统和接收系统之间设置的双工器109而从广域用的发送接收天线110发送。在广域用的发送接收系统中，通过双工器109能够同时进行发送接收。
对于局域基站装置30A、30B的上行信号输入到基带发送数字信号处理部106，被实施数字信号处理。例如，在OFDM方式的上行信号的情况下，通过快速傅里叶反变换(IFFT:Inverse Fast Fourier Transform)从频域的信号变换为时间序列的信号，被插入循环前缀。并且，上行信号通过发送RF电路108，经由在发送系统和接收系统之间设置的切换开关111而从广域用的发送接收天线112发送。在局域用的发送接收系统中，通过切换开关111而切换发送接收。
另外，在本实施方式中，作为在广域用的发送接收系统中设置双工器109、在局域用的发送接收系统中设置切换开关111的结构，但并不限定于这个结构。也可以在广域用的发送接收系统中设置切换开关111，也可以在局域用的发送接收系统中设置双工器109。此外，广域用以及局域用的上行信号也可以从发送接收天线110、112同时发送，也可以切换发送接收天线110、112而分别发送。
此外，移动终端装置10作为接收系统的处理部，包括接收RF电路113、114、基带接收数字信号处理部115、116、广域同步信号检测部117、广域控制信息接收部118、局域同步信号检测部119、发送接收定时控制部120、121、下行数据信号解调/解码部122、123。
来自广域基站装置20的下行信号在广域用的发送接收天线110中接收。该下行信号经由双工器109以及接收RF电路113输入到基带接收数字信号处理部115，被实施数字信号处理。例如，在OFDM方式的下行信号的情况下，被除去循环前缀，通过快速傅里叶变换(FFT:Fast Fourier Transform)从时间序列的信号变换为频域的信号。
广域同步信号检测部117从广域用的下行信号检测广域同步信号，获取在广域同步信号中包含的小区ID。小区ID输入到下行数据信号解调/解码部122、123以及上行数据信号/参考信号生成部103。发送接收定时控制部120基于广域同步信号检测部117的广域同步信号的检测结果，控制基带发送数字信号处理部105以及基带接收数字信号处理部115的发送接收定时。此外，发送接收定时控制部120将与广域基站装置20的接收定时信息输出到局域同步信号检测部119。
广域控制信息接收部118从广域用的下行信号接收广域控制信息。在广域控制信息中，包含有用户ID以及局域同步信号的无线资源信息。广域控制信息接收部118将用户ID输出到下行数据信号解调/解码部122、123以及上行数据信号/参考信号生成部103。此外，广域控制信息接收部118将局域同步信号的无线资源信息输出到局域同步信号检测部119。在局域同步信号的无线资源信息中，例如，包含有局域同步信号的发送间隔、频率位置、码(code)等。另外，广域控制信息例如通过广播信息或RRC信令而接收。
广域用的下行数据信号输入到下行数据信号解调/解码部122。在下行数据信号解调/解码部122中，从广域同步信号检测部117被输入广域C1的小区ID，从广域控制信息接收部118被输入用户ID。下行数据信号解调/解码部122基于小区ID和用户ID而对广域用的下行数据信号进行解码(解扰)以及解调。
来自局域基站装置30A、30B的下行信号被局域用的发送接收天线112接收。该下行信号经由切换开关111以及接收RF电路114输入到基带接收数字信号处理部116，被实施数字信号处理。例如，在OFDM方式的下行信号的情况下，被除去循环前缀，通过快速傅里叶变换(FFT:Fast FourierTransform)从时间序列的信号变换为频域的信号。
在局域同步信号检测部119中，从广域控制信息接收部118被输入局域同步信号的无线资源信息、从发送接收定时控制部120被输入与广域基站装置20的接收定时信息。局域同步信号检测部119基于局域同步信号的无线资源信息和接收定时信息，从局域用的下行信号检测局域同步信号。
例如，在局域同步信号检测部119中，作为局域同步信号的无线资源信息而输入局域同步信号的发送间隔。与广域同步信号相比，局域同步信号的发送间隔设定得大。通过该结构，将与广域基站装置20的接收定时作为基准，局域同步信号的检测间隔设定得宽(参照图3)。因此，移动终端装置10的小区搜索的次数减少而能够实现电池的节省消耗电量。另外，无线资源信息也可以是局域同步信号的频率位置或码(code)等。
若通过局域同步信号检测部119检测到局域同步信号，则对局域基站装置30反馈用户ID。此时，也可以通过在上行反馈控制信号生成部102中生成的上行反馈控制信号而反馈用户ID。此外，在广域控制信息中包含码的情况下，上行反馈控制信号也可以通过该码进行扰频。
发送接收定时控制部121基于局域同步信号检测部119的局域同步信号的检测结果，控制基带发送数字信号处理部106以及基带接收数字信号处理部116的发送接收定时。
局域用的下行数据信号输入到下行数据信号解调/解码部123。在下行数据信号解调/解码部123中，从广域控制信息接收部118输入用户ID。下行数据信号解调/解码部123基于用户ID而对局域用的下行数据信号进行解码(解扰)以及解调。另外，下行数据信号解调/解码部123也可以基于小区ID以及用户ID而对下行数据信号进行解码(解扰)以及解调。此外，广域用以及局域用的下行信号也可以从发送接收天线110、112同时接收，也可以切换发送接收天线110、112而分别接收。
参照图8说明广域基站装置20的整体结构。广域基站装置20作为发送系统的处理部，包括广域同步信号生成部201、广域控制信息生成部202、下行数据信号/参考信号生成部203、下行信号复用部204、基带发送数字信号处理部205、发送RF电路206。此外，广域基站装置20作为控制信息的分配控制部，包括小区ID分配控制部207、用户ID分配控制部208、局域同步信号用无线资源分配控制部209。
广域同步信号生成部201包含从小区ID分配控制部207输入的小区ID而生成广域同步信号。广域控制信息生成部202包含从用户ID分配控制部208输入的用户ID和从局域同步信号用无线资源分配控制部209输入的局域同步信号的无线资源信息而生成广域控制信息。另外，广域控制信息生成部202也可以包含广域C1的小区ID、用户ID、局域同步信号的无线资源信息而生成广域控制信息。
下行数据信号/参考信号生成部203基于从小区ID分配控制部207输入的小区ID而生成参考信号。此外，下行数据信号/参考信号生成部203基于从小区ID分配控制部207输入的小区ID以及从用户ID分配控制部208输入的用户ID而生成扰频码，对下行数据信号进行扰频。下行信号复用部204对广域同步信号、广域控制信息、下行数据信号、参考信号进行复用。
对于移动终端装置10的下行信号输入到基带发送数字信号处理部205，被实施数字信号处理。例如，在OFDM方式的下行信号的情况下，通过快速傅里叶反变换(IFFT:Inverse Fast Fourier Transform)从频域的信号变换为时间序列的信号，被插入循环前缀。并且，下行信号通过发送RF电路206，经由在发送系统和接收系统之间设置的双工器210而从发送接收天线211发送。
此外，广域基站装置20作为接收系统的处理部，包括接收RF电路212、基带接收数字信号处理部213、上行数据信号解调/解码部214、上行反馈控制信号接收部215。
来自移动终端装置10的上行信号被发送接收天线211接收，经由双工器210以及接收RF电路212输入到基带接收数字信号处理部213。在基带接收数字信号处理部213中，对上行信号实施数字信号处理。例如，在OFDM方式的上行信号的情况下，被除去循环前缀，通过快速傅里叶变换(FFT:FastFourier Transform)从时间序列的信号变换为频域的信号。
上行数据信号输入到上行数据信号解调/解码部214。在上行数据信号解调/解码部214中，从小区ID分配控制部207被输入小区ID、从用户ID分配控制部208被输入用户ID。上行数据信号解调/解码部214基于小区ID和用户ID而对上行数据信号进行解码(解扰)以及解调。上行反馈控制信号输入到上行反馈控制信号接收部215。上行反馈控制信号接收部215接收例如如图5A所示那样分配到系统频带的两端的窄带的无线资源的上行反馈控制信号。
参照图9说明局域基站装置30A的整体结构。另外，在局域基站装置30A中，假设从移动终端装置10预先被通知用户ID。局域基站装置30A作为发送系统的处理部，包括局域同步信号生成部301A、下行数据信号/参考信号生成部302A、下行信号复用部303A、广域用发送信号生成部304A、基带发送数字信号处理部305A、306A、发送RF电路307A、308A。
局域同步信号生成部301A基于从广域基站装置20被通知的局域同步信号的无线资源信息和与广域基站装置20的接收定时信息，生成局域同步信号。例如，在局域同步信号生成部301A中，作为局域同步信号的无线资源信息而被输入局域同步信号的发送间隔。与广域同步信号相比，该发送间隔设定得大。
局域同步信号生成部301A将与广域基站装置20的接收定时信息作为基准，以设定比较宽的发送间隔的方式生成局域同步信号。通过该结构，能够减少局域同步信号的发送频度、延长网络设备的放大器的停止时间来实现节省消耗功率。另外，局域同步信号的无线资源信息也可以是局域同步信号的频率位置或码(code)等。
下行数据信号/参考信号生成部302A基于从移动终端装置10预先被通知的用户ID，生成参考信号。此外，下行数据信号/参考信号生成部302A基于从移动终端装置10预先被通知的用户ID，生成扰频码，对下行数据信号进行扰频。这样，通过在参考信号的生成以及下行数据信号的扰频中使用用户ID，不需要局域C2的小区ID。另外，下行数据信号/参考信号生成部302A也可以根据广域C1的小区ID以及用户ID的双方而生成参考信号以及扰频码。
下行信号复用部303A对下行发送数据、参考信号、局域同步信号进行复用。广域用发送信号生成部304A生成对于广域基站装置20的发送信号。在该广域用的发送信号中，包含局域基站装置30A和广域基站装置20之间的控制信号。
对于移动终端装置10的下行信号输入到基带发送数字信号处理部305A，被实施数字信号处理。例如，在OFDM方式的下行信号的情况下，通过快速傅里叶反变换(IFFT:Inverse Fast Fourier Transform)从频域的信号变换为时间序列的信号，被插入循环前缀。并且，下行信号通过发送RF电路307A，经由在发送系统和接收系统之间设置的切换开关309A而从发送接收天线310A发送。
对于广域基站装置20的发送信号输入到基带发送数字信号处理部306A，被实施数字信号处理。例如，在OFDM方式的发送信号的情况下，通过快速傅里叶反变换(IFFT:Inverse Fast Fourier Transform)从频域的信号变换为时间序列的信号，被插入循环前缀。并且，发送信号通过发送RF电路308A，经由在发送系统和接收系统之间设置的双工器311A而从发送接收天线312A发送。
另外，在本实施方式中，作为在广域用的发送接收系统中设置双工器311A、在局域用的发送接收系统中设置切换开关309A的结构，但并不限定于该结构。也可以在广域用的发送接收系统中设置切换开关309A、在局域用的发送接收系统中设置双工器311A。
局域基站装置30A作为接收系统的处理部，包括接收RF电路313A、314A、基带接收数字信号处理部315A、316A、广域同步信号检测部317A、发送接收定时控制部318A、319A、广域控制信息接收部320A、上行数据信号解调/解码部321A、上行反馈控制信号接收部322A。
来自广域基站装置20的发送信号被广域用的发送接收天线312A接收。该发送信号经由双工器311A以及接收RF电路314A输入到基带接收数字信号处理部316A，被实施数字信号处理。例如，在OFDM方式的发送信号的情况下，被除去循环前缀，通过快速傅里叶变换(FFT:Fast Fourier Transform)从时间序列的信号变换为频域的信号。
广域同步信号检测部317A检测从广域基站装置20发送的广域同步信号，获取在广域同步信号中包含的小区ID。小区ID输入到上行数据信号解调/解码部321A以及下行数据信号/参考信号生成部302A。广域用的发送接收定时控制部318A基于广域同步信号检测部317A的广域同步信号的检测结果，控制基带发送数字信号处理部306A以及基带接收数字信号处理部316A的发送接收定时。此外，广域用的发送接收定时控制部318A将与广域基站装置20的接收定时信息输出到局域同步信号生成部301A以及发送接收定时控制部319A。
局域用的发送接收定时控制部319A基于与广域基站装置20的接收定时信息，控制基带发送数字信号处理部305A以及基带接收数字信号处理部315A的发送接收定时。
广域控制信息接收部320A从广域基站装置20接收广域控制信息。在广域控制信息中，包含局域同步信号的无线资源信息。广域控制信息接收部320A将局域同步信号的无线资源信息输出到局域同步信号生成部301A。在局域同步信号的无线资源信息中，例如，包含局域同步信号的发送间隔、频率位置、码(code)等。另外，广域控制信息例如通过广播信息或RRC信令而接收。
来自移动终端装置10的上行信号被局域用的发送接收天线310A接收。该上行信号经由切换开关309A以及接收RF电路313A输入到基带接收数字信号处理部315A，被实施数字信号处理。例如，在OFDM方式的上行信号的情况下，被除去循环前缀，通过快速傅里叶变换(FFT:Fast FourierTransform)从时间序列的信号变换为频域的信号。
局域用的上行数据信号输入到上行数据信号解调/解码部321A。在上行数据信号解调/解码部321A中，从移动终端装置10输入预先被通知的用户ID。上行数据信号解调/解码部321A基于用户ID，对局域用的上行数据信号进行解码(解扰)以及解调。另外，也可以在上行数据信号的解调/解码中与用户ID一同使用小区ID。
局域用的上行反馈控制信号输入到上行反馈控制信号接收部322A。上行反馈控制信号接收部322A接收重视了干扰对策的、分配到比较宽的频带或者短的发送时间长度的无线资源的上行反馈控制信号。此时，上行反馈控制信号也可以以如图5B-C所示的分配图案进行分配。
参照图10说明与局域基站装置30A不同的类型的局域基站装置30B的整体结构。局域基站装置30B与局域基站装置30A的不同点在于，与广域基站装置20进行有线连接。另外，假设在局域基站装置30B中，从移动终端装置10预先被通知用户ID。局域基站装置30B作为发送系统的处理部，包括局域同步信号生成部301B、下行数据信号/参考信号生成部302B、下行信号复用部303B、基带发送数字信号处理部305B、发送RF电路307B。
局域同步信号生成部301B基于从广域基站装置20被通知的局域同步信号的无线资源信息和与广域基站装置20的接收定时信息，生成局域同步信号。例如，在局域同步信号生成部301B中，作为局域同步信号的无线资源信息，输入局域同步信号的发送间隔。与广域同步信号相比，该发送间隔设定得大。
局域同步信号生成部301B将与广域基站装置20的接收定时信息作为基准，以设定比较宽的发送间隔的方式生成局域同步信号。通过该结构，能够减少局域同步信号的发送频度而延长网络设备的放大器的停止时间，从而实现节省消耗功率。另外，局域同步信号的无线资源信息也可以是局域同步信号的频率位置或码(code)等。
下行数据信号/参考信号生成部302B基于从移动终端装置10预先被通知的用户ID，生成参考信号。此外，下行数据信号/参考信号生成部302B基于从移动终端装置10预先被通知的用户ID，生成扰频码，对下行数据信号进行扰频。这样，通过在参考信号的生成以及下行数据信号的扰频中使用用户ID，不需要局域C2的小区ID。另外，下行数据信号/参考信号生成部302B也可以通过广域C1的小区ID以及用户ID的双方而生成参考信号以及扰频码。下行信号复用部303B对下行发送数据、参考信号、局域同步信号进行复用。
对于移动终端装置10的下行信号输入到基带发送数字信号处理部305B，被实施数字信号处理。例如，在OFDM方式的下行信号的情况下，通过快速傅里叶反变换(IFFT:Inverse Fast Fourier Transform)从频域的信号变换为时间序列的信号，被插入循环前缀。并且，下行信号通过发送RF电路307B，经由在发送系统和接收系统之间设置的切换开关309B而从发送接收天线310B发送。另外，也可以代替切换开关309B而设置双工器。
局域基站装置30B作为接收系统的处理部，包括接收RF电路313B、基带接收数字信号处理部315B、发送接收定时控制部318B、319B、广域控制信息接收部320B、上行数据信号解调/解码部321B、上行反馈控制信号接收部322B。
广域用的发送接收定时控制部318B经由有线传输路径从广域基站装置20接收与广域基站装置20的接收定时信息。此外，广域用的发送接收定时控制部318B将与广域基站装置20的接收定时信息输出到局域同步信号生成部301B以及发送接收定时控制部319B。
局域用的发送接收定时控制部319B基于与广域基站装置20的接收定时信息，控制基带发送数字信号处理部305B以及基带接收数字信号处理部315B的发送接收定时。
广域控制信息接收部320B经由有线传输路径从广域基站装置20接收广域控制信息。在广域控制信息中，包含局域同步信号的无线资源信息和广域C1的小区ID。广域控制信息接收部320B将局域同步信号的无线资源信息输出到局域同步信号生成部301B。在局域同步信号的无线资源信息中，例如包含局域同步信号的发送间隔、频率位置、码(code)等。另外，广域控制信息例如通过广播信息或RRC信令而接收。
来自移动终端装置10的上行信号被局域用的发送接收天线310B接收，经由切换开关309B以及接收RF电路313B输入到基带接收数字信号处理部315B。在基带接收数字信号处理部315B中，对上行信号施加数字信号处理。例如，在OFDM方式的上行信号的情况下，被除去循环前缀，通过快速傅里叶变换(FFT:Fast Fourier Transform)从时间序列的信号变换为频域的信号。
局域用的上行数据信号输入到上行数据信号解调/解码部321B。在上行数据信号解调/解码部321B中，输入从移动终端装置10预先被通知的用户ID。上行数据信号解调/解码部321B基于用户ID，对局域用的上行数据信号进行解码(解扰)以及解调。另外，也可以在上行数据信号的解调/解码中与用户ID一同使用小区ID。
局域用的上行反馈控制信号输入到上行反馈控制信号接收部322B。上行反馈控制信号接收部322B接收重视了干扰对策的、分配到比较宽的频带或者短的发送时间长度的无线资源的上行反馈控制信号。此时，上行反馈控制信号也可以以如图5B-C所示的分配图案进行分配。
参照图11说明本实施方式的无线通信系统的处理时序的一例。这里，为了便于说明，省略局域基站装置30B进行说明。
首先，由移动终端装置10以及局域基站装置30A进行小区搜索，检测来自广域基站装置20的广域同步信号(步骤S01)。由此，在广域基站装置20和移动终端装置10之间、广域基站装置20和局域基站装置30A之间分别确立同步。在广域同步信号中，包含广域C1的小区ID。
接着，从广域基站装置20通过广播或RRC信令对移动终端装置10以及局域基站装置30A发送广域控制信息(步骤S02)。在移动终端装置10中，作为广域控制信息而被发送用户ID以及局域同步信号的无线资源信息。此外，在局域基站装置30A中，作为广域控制信息而被发送局域同步信号的无线资源信息。此外，在局域同步信号的无线资源信息中，包含局域同步信号的发送间隔、频率位置、码(code)等。
并且，从广域基站装置20对移动终端装置10发送下行数据信号、参考信号(步骤S03)。下行数据信号通过广域C1的小区ID以及用户ID而进行随机化，参考信号通过广域C1的小区ID而进行随机化。被移动终端装置10接收的下行数据信号以及参考信号通过从广域基站装置20被通知的小区ID或用户ID而进行解调/解码。
另一方面，从移动终端装置10对广域基站装置20发送上行反馈控制信号、上行数据信号、参考信号(步骤S04)。上行数据信号通过从广域基站装置20被通知的广域C1的小区ID以及用户ID而进行随机化，参考信号通过广域C1的小区ID而进行随机化。被广域基站装置20接收的上行数据信号以及参考信号通过小区ID以及用户ID而进行解调/解码。
接着，若移动终端装置10移动到局域C2内，则由移动终端装置10进行小区搜索，检测来自局域基站装置30A的局域同步信号(步骤S05)。此时，局域同步信号基于在广域控制信息中包含的局域同步信号的无线资源信息而被检测。由此，在局域基站装置30A和移动终端装置10之间确立同步。在该局域同步信号的无线资源信息中，设定有降低在小区搜索中消耗的消耗功率的参数。
接着，从移动终端装置10对局域基站装置30A反馈用户ID(步骤S06)。用户ID也可以通过上行反馈控制信号从移动终端装置10发送到局域基站装置30A。这样，局域基站装置30A在检测出移动终端装置10的局域同步信号之后，紧接着从移动终端装置10获取用户ID。
并且，从局域基站装置30A对移动终端装置10发送下行数据信号、参考信号(步骤S07)。下行数据信号以及参考信号通过从移动终端装置10反馈的用户ID而进行随机化。被移动终端装置10接收的下行数据信号以及参考信号通过从广域基站装置20被通知的用户ID而进行解调/解码。另外，也可以在下行数据信号以及参考信号的随机化以及解调/解码中与用户ID一同使用小区ID。
另一方面，从移动终端装置10对局域基站装置30A发送上行反馈控制信号、上行数据信号、参考信号(步骤S08)。上行数据信号以及参考信号通过从广域基站装置20被通知的用户ID而进行随机化。被局域基站装置30A接收的上行数据信号以及参考信号通过从移动终端装置10反馈的用户ID而进行解调/解码。另外，也可以在上行数据信号以及参考信号的随机化以及解调/解码中与用户ID一同使用小区ID。
如以上所述，根据本实施方式的无线通信系统1，通过将在广域用的无线通信方式中使用的广域控制信息利用于局域用的无线通信方式，能够容易在要求条件不同的广域C1中编入局域C2。因此，在广域C1内配置的局域C2中，能够提供特定于局域C2的高效率的局域无线接入。
本发明并不限定于上述实施方式，能够进行各种变更而实施。例如，在不脱离本发明的范围的情况下，能够对上述说明中的广域控制信息、上行反馈控制信号的分配资源、处理部的数目、处理步骤进行适当变更而实施。除此之外，能够适当变更实施而不脱离本发明的范围。
本申请基于在2011年11月11日申请的特愿2011-247804。该内容全部包含于此。

Claims (17)

1.一种无线通信系统，其特征在于，具备：
广域基站装置，覆盖广域；
局域基站装置，覆盖在所述广域内配置的局域；以及
移动终端装置，通过所述广域用的无线通信方式与所述广域基站装置进行通信，通过所述局域用的无线通信方式与所述局域基站装置进行通信，
在所述局域用的无线通信方式中，利用在所述广域用的无线通信方式中使用的广域控制信息。
2.如权利要求1所述的无线通信系统，其特征在于，
在所述局域用的无线通信方式中，使用比所述广域用的无线通信方式更高的频带且更宽的带宽，以比所述广域用的无线通信方式低的发送功率密度进行通信。
3.如权利要求2所述的无线通信系统，其特征在于，
在所述局域用的无线通信方式中，发送数据的分配单位的时间长度比所述广域用的无线通信方式设定得短，发送数据的分配单位的带宽比所述广域用的无线通信方式设定得宽。
4.如权利要求3所述的无线通信系统，其特征在于，
在所述局域用的无线通信方式中，循环前缀长度比所述广域用的无线通信方式设定得短。
5.如权利要求3所述的无线通信系统，其特征在于，
所述广域用的无线通信方式以及所述局域用的无线通信方式对应于将多个副载波进行频率复用而传输的多载波传输，在所述局域用的无线通信方式中，所述副载波的间隔比所述广域用的无线通信方式设定得宽。
6.如权利要求1所述的无线通信系统，其特征在于，
在所述局域用的无线通信方式中，通过所述广域控制信息而限制或者确定分配局域同步信号的无线资源。
7.如权利要求6所述的无线通信系统，其特征在于，
所述广域控制信息包含局域同步信号的发送间隔，
在所述局域用的无线通信方式中，所述局域同步信号的发送间隔被设定为大于广域同步信号的发送间隔或者能够改变。
8.如权利要求7所述的无线通信系统，其特征在于，
在所述局域用的无线通信方式中，对比所述广域同步信号宽的时域或者频域的无线资源分配所述局域同步信号。
9.如权利要求1所述的无线通信系统，其特征在于，
所述广域控制信息至少包含用户固有的识别信息，
在所述局域用的无线通信方式中，使用基于所述用户固有的识别信息的参考信号和/或扰频码。
10.如权利要求1所述的无线通信系统，其特征在于，
在所述局域用的无线通信方式中，以比所述广域用的无线通信方式宽的带宽或者短的发送时间长度，分配来自所述移动终端装置的上行反馈控制信号。
11.如权利要求10所述的无线通信系统，其特征在于，
在所述局域用的无线通信方式中，所述上行反馈控制信号在相继的发送时间单位间进行跳频而发送。
12.如权利要求10所述的无线通信系统，其特征在于，
在所述局域用的无线通信方式中，所述上行反馈控制信号通过多载波发送。
13.如权利要求10所述的无线通信系统，其特征在于，
在所述局域用的无线通信方式中，所述上行反馈控制信号被分为多个窄带信号而通过多载波发送。
14.一种移动终端装置，与覆盖广域的广域基站装置和覆盖在所述广域内配置的局域的局域基站装置进行通信，其特征在于，
对应于所述广域用的无线通信方式和利用了在所述广域用的无线通信方式中使用的广域控制信息的所述局域用的无线通信方式，
从所述广域基站装置接收所述广域控制信息，通过所述局域用的无线通信方式与所述局域基站装置进行通信。
15.一种广域基站装置，覆盖配置有局域的广域，通过所述广域用的无线通信方式与移动终端装置进行通信，其特征在于，
在覆盖所述局域的局域基站装置和所述移动终端装置的通信中使用的所述局域用的无线方式，利用在所述广域用的无线通信方式中使用的广域控制信息，
通过所述广域用的无线通信方式，将所述广域控制信息发送到所述移动终端装置。
16.一种局域基站装置，覆盖在广域内配置的局域，通过所述局域用的无线通信方式与移动终端装置进行通信，其特征在于，
所述局域用的无线通信方式利用在覆盖所述广域的所述广域基站装置和所述移动终端装置的通信中使用的所述广域用的无线通信方式中使用的广域控制信息，
从所述广域基站装置接收所述广域控制信息，通过所述局域用的无线通信方式与所述移动终端装置进行通信。
17.一种无线通信系统的无线通信方法，该无线通信系统具备覆盖广域的广域基站装置、覆盖在所述广域内配置的局域的局域基站装置以及移动终端装置，其特征在于，所述无线通信方法具有：
所述广域基站装置通过所述广域用的无线通信方式对所述移动终端装置发送广域控制信息的步骤；
所述局域基站装置从所述移动终端装置接收所述广域控制信息的步骤；以及
所述局域基站装置通过利用所述广域控制信息的所述局域用的无线通信方式与所述移动终端装置进行通信的步骤。
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