CN108464040A - 基站、控制站以及切换方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是具有多个基站和控制多个基站的控制站的无线通信系统的基站，具有：天线部(11)，其形成发送波束和接收波束；收发部(13)，在由本站周边的其它基站判断为与所述其它基站通信中的终端需要实施切换的情况下，收发部(13)测定被判断为需要实施切换的终端即切换对象终端向其它基站发送的信号；以及控制部(15)，其向控制站通知信号的测定结果作为控制站确定切换对象终端的切换目的地时参照的信息。

Description

基站、控制站以及切换方法
技术领域
本发明涉及无线通信系统的基站、控制基站的控制站以及切换方法。
背景技术
存在这样的技术：在基站与终端进行通信时，基站使用多个天线仅在通信对象终端的方向形成波束(波束成形)而发送信号。在利用该技术的情况下，由于锁定了无线信号传输的方向，能够防止对存在于其它场所的其它的干扰或者减小干扰。此外，通过向特定方向发送信号，与向整个服务区域发送信号的情况相比，能够使发送功率集中，有利于扩大服务区域。该波束成形也可以应用于基站从终端接收信号的情况。即，通过使基站的接收天线具有接收信号的方向，能够防止从其以外的方向到来的干扰波的影响或减小影响。
专利文献1公开了在使用波束成形技术的系统中进行切换(切换终端进行通信的对方基站)的方法的发明。在专利文献1所述的发明中，当发生了切换的触发时，终端使用全向天线来发送声音脉冲，周边的多个基站接收该声音脉冲。之后，终端从接收了声音脉冲的基站中选择一个站，所选择的基站朝终端所处的位置形成波束。基站的选择例如以信号强度为基准进行。在基站朝终端所处的位置形成波束时，无线网络控制器例如根据多个基站中的声音脉冲的接收结果来推测终端存在所处的位置。或者，通过在声音脉冲中加入位置信息而进行发送，从终端通知给基站。以如下情况作为触发而执行切换：终端检测出从通信中的基站接收到的信号的功率电平低于预先定义的值的情况、终端定期地监视从周边基站发送的信号并检测出能够进行接收的情况等。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特表2006-500873号公报
发明内容
发明要解决的课题
在专利文献1所述的发明中，由于产生切换触发，终端明确地按照发送声音脉冲、根据基站侧的接收结果进行切换目的地基站的选择的步骤。因此，存在这样的问题：在执行该步骤的期间，终端的通信停止。
此外，在终端位置的估计时，使用多个基站中的声音脉冲的接收信息，但切换时未必存在多个能够接收声音脉冲的基站。因此，在能够接收声音脉冲的基站仅为一台的情况下，存在不能估计终端的位置的问题。此外，也公开了在声音脉冲中加入终端的位置信息的方法，但在该情况下，存在这样的问题：由于声音脉冲的信息量增加，无谓地消耗无线资源，分配给其它通信中终端的无线资源减少。
此外，在切换的触发中使用了终端的信号接收结果(来自通信中基站的接收信号的质量恶化、或来自周边基站的信号接收)，但在波束成形的情况下未必合适。波束成形通过较多地使用所使用的天线元件数来得到高传输增益，与基站和终端的距离无关地得到稳定的信号电平。即，难以检测出信号恶化。但是，传输增益也存在上限，因此，在终端中，存在当分开某种程度的距离时信号电平急剧下降的情况。或者，在基站也向其它终端同时发送信号的情况下，可考虑到取决于终端台数，对即将实施切换的终端分配的发送功率会发生变化。考虑到这样的情况，有时根据基站侧掌握的信息能适当地判断终端是否应该进行切换。
本发明是鉴于上述事项而完成的，目的在于得到能够避免在执行切换中终端的通信停止的基站、控制站以及切换方法。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题，达到目的，本发明是无线通信系统的基站，该无线通信系统具有多个基站和控制所述多个基站的控制站，所述基站的特征在于，其具有：天线部，其形成发送波束和接收波束；收发部，在由本站周边的其它基站判断为与所述其它基站通信中的终端需要实施切换的情况下，所述收发部测定切换对象终端向所述其它基站发送的信号，所述切换对象终端是被判断为需要实施切换的终端；以及控制部，其向所述控制站通知所述信号的测定结果作为所述控制站确定所述切换对象终端的切换目的地时参照的信息。
发明效果
根据本发明，可得到能够避免在执行切换中终端与基站的通信停止的效果。
附图说明
图1是示出应用本发明的无线通信系统的结构例的图。
图2是示出基站的结构例的图。
图3是示出到来方向估计部的动作例的流程图。
图4是示出控制部的动作例的流程图。
图5是示出实现基站的硬件结构的一例的图。
图6是示出控制站的结构例的图。
图7是示出切换目的地确定部的动作例的流程图。
图8是示出切换控制部的动作例的流程图。
图9是示出实现控制站的硬件结构的一例的图。
图10是示出基站的波束成形的一例的图。
图11是说明切换源基站的方向与终端的方向的误差的图。
图12是示出终端与切换源基站的距离的测定方法的图。
图13是示出基站检测来自终端的信号的方法的一例的图。
图14是基站检测来自终端的信号的方法的一例的图。
图15是示出基站同时使用多个接收波束来检测来自终端的信号的方法的一例的图。
图16是示出基站同时使用多个接收波束来检测来自终端的信号的方法的一例的图。
具体实施方式
以下基于附图，详细地说明本发明的基站、控制站以及切换方法的实施方式。另外，本发明不被该实施方式限定。
实施方式.
图1是示出应用本发明的无线通信系统的结构例的图。本实施方式的无线通信系统具有能够与终端3通信的基站11、12以及13和控制基站11、12以及13的控制站2。在图1的例子中，示出基站11与终端3通信中的状态。基站11、12以及13采用了能够朝终端3等通信对象形成波束而收发信号的结构。此外，各基站经由通信线路与控制站2连接。基站12以及13位于终端3发送的信号可到达的范围。
另外，图1中示出基站为三台的情况的例子，但也可以是四台以上。在以下的说明中，在无需区分基站11、12以及13而说明各基站共同的事项(装置结构、动作等)的情况下，将基站11至13统一记载为基站1。
此处，对图1所示的结构的无线通信系统中的切换动作进行简单说明。作为一个例子，说明终端3从基站11向基站12进行切换的情况下的动作。
在图1所示的无线通信系统中，终端3与基站11进行通信。在该状态下发生切换触发的情况下，即判断为基站11需要使终端3执行切换来开始与其它基站的通信的情况下，控制站2指示位于与终端3通信中的基站11的周边的基站12以及13开始接收终端3发送的信号。从控制站2接收到接收指示的基站12以及13执行从终端3发送的信号的接收动作。此时，控制站2向基站12以及13通知终端3的信号发送时刻和发送信号信息。此处，发送信号信息是用于区分省略图示的其它终端发送的信号与终端3发送的信号必需的信息，例如终端ID、终端3固有的比特模式或特定的信号模式(例如LTE(Long Term Evolution)中使用的Referencesignal sequence及其它)等。在以下的说明中，“发送信号信息”表示前述的终端ID、比特模式、信号模式等。另外，信号发送时刻是终端3发送信号的时刻。
基站12以及13根据从控制站2通知的终端3的信号发送时刻和发送信号信息，进行信号接收。此时，基站12以及13也进行信号的到来方向的估计。基站12以及13例如向控制站2报告信号强度，作为从终端3发送的信号的接收结果。也可以是SNR(Signal to Noisepower Ratio)、SINR(Signal to Interference plus Noise power Ratio)来代替信号强度。另外，如果是值与信号的到来方向(与波束的形成方向的关系)的变化相应地变化的表示信号接收状态的信息，则可以使用任意的信息。
控制站2从报告了从进行切换的终端3发送的信号的接收结果的多个基站1中选择切换目的地基站。切换目的地基站的选择是比较从多个基站1接收到的报告(信号强度等)而进行的。控制站2例如在从各基站1接收到信号强度的报告的情况下，选择信号强度最高的基站1作为切换目的地基站。此处，选择基站12。接着，指示所选择的基站12进行切换的准备，此外，指示终端3以及与终端3通信中的基站11执行切换。另外，经由基站11对终端3进行指示。
从控制站2接收到切换准备的指示的基站12在估计的到来方向(从终端3发送的信号的到来方向)上进行波束成形，发送下行同步信号。此外，为了接收进行切换的终端3的上行信号(以后称作上行同步信号)，形成接收波束。此时的波束宽度与数据收发时形成的波束宽度相同。
图2是示出基站1的结构例的图。基站1具有天线部11、到来方向估计部12、收发部13、调制解调部14以及控制部15。
天线部11构成为包括多个天线和调整各天线而形成波束的天线调整部11A。天线调整部11A是调整多个天线各自收发的信号的振幅、位相等而进行波束成形的电路，通过DSP(Digital Signal Processor)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)等实现。该天线部11接收控制部15的指示，在指示的方向上形成发送波束，进行从收发部13传送的信号的发送。此外，天线部11在控制部15指示的方向上形成接收波束进行信号接收。此外，当后述的到来方向估计部12估计到来方向时，天线部11利用接收波束扫描朝向接收对象方向的一定范围。
到来方向估计部12根据天线部11利用接收波束扫描接收对象的方向范围的期间的信号接收结果，估计进行切换的终端3(与其它基站通信中的终端3)发送的信号的到来方向。估计出的到来方向被报告至控制部15，控制部15将到来方向更新为最新信息并存储。此外，到来方向估计部12在周围不存在进行切换的终端3的状态下，在存在与本基站通信中的终端3的情况下，也进行估计通信中的终端发送的信号的到来方向的动作即波束跟踪。
使用流程图对到来方向估计部12的动作进行说明。图3是示出到来方向估计部12的动作例的流程图。
到来方向估计部12确认是否从控制部15收到从终端3发送的信号的到来方向的估计指示(步骤S11)，在未收到指示的情况下(步骤S11：否)，重复步骤S11的处理。到来方向的估计指示中包括用于识别估计对象的信号的信息、具体为与上述的发送信号信息相同的信息。在从控制部15收到上述指示的情况下(步骤S11：是)，到来方向估计部12从收发部13取得来自控制部15的指示所表示的终端3发送的信号的接收结果(步骤S12)。信号的接收结果是表示信号的接收质量的信息。到来方向估计部12在步骤S12中取得的接收结果是天线部11一边改变方向一边形成的接收波束各自的接收结果。例如，天线部11在某范围内按照恒定周期将接收波束的方向切换固定量，收发部13在各周期即各方向上进行接收处理，到来方向估计部12取得由此得到的各个接收结果。
接着，到来方向估计部12根据取得的接收结果、即天线部11以及收发部13一边切换接收波束的方向一边利用方向不同的各接收波束接收到的信号的接收结果，估计来自控制部15的指示所表示的终端3发送的信号的到来方向，向控制部15通知估计结果(步骤S13)。在通过步骤S12取得的接收结果是信号强度的情况下，到来方向估计部12将与表示最大值的接收结果对应的方向判断为信号的到来方向。
由此，到来方向估计部12在从控制部15收到指示的情况下，根据收发部13中的信号的接收结果来估计所指示的终端3发送的信号的到来方向。向控制部15通知估计结果。
收发部13在向终端3发送信号时，将从调制解调部14传送的基带信号从数字转换为模拟，并且将转换后的基带信号上变频为无线频率信号。此外，与此相反在从终端3接收信号时，从无线频率信号下变频为基带信号，并且将基带信号从模拟转换为数字。此外，收发部13测定信号强度、SNR、SINR等信号接收质量。
调制解调部14进行信号的调制及解调。
控制部15存储从到来方向估计部12报告的到来方向的信息。此外，进行整个基站的信号收发时刻的控制以及调整。控制部15还具有与通信网络的接口，实施数据的收发。并且，具有与控制站2的接口，启动切换触发，在通信中的终端3中存在需要进行切换的终端3的情况下，向控制站2发送区分来自需要进行切换的终端3的信号的发送信号信息(前述)和信号发送时刻的信息。此外，控制部15存储表示设置有本基站的场所的位置信息。
控制部15在向通信对象的终端3发送数据信号的情况下，向调制解调部14发送进行调制的数据，并且向天线部11给予通信对象的终端3的到来方向信息，并指示发送波束定向的方向。到来方向信息表示通信对象的终端3发送的信号的到来方向。此外，在从通信对象的终端3接收数据信号的情况下也向天线部11给予通信对象的终端3的到来方向信息并指示接收波束定向的方向。另一方面，从控制站2收到某终端3的上行信号接收指示的情况下，控制部15根据指示时通知的发送信号信息和信号发送时刻的信息，指示天线部11、到来方向估计部12以及调制解调部14接收上行信号。另外，接收的信号是从在周围的其它基站中判断为需要进行切换的终端3发送的信号。
使用流程图对控制部15的动作进行说明。图4是示出控制部15的动作例的流程图。
控制部15确认是否从控制站2收到从与其它基站通信中的终端3发送的信号的接收指示(步骤S21)，在未收到指示的情况下(步骤S21：否)，重复步骤S21的处理。在从控制站2收到上述指示的情况下(步骤S21：是)，控制部15指示收发部13接收由控制站2指定的终端3向其它基站发送的信号(步骤S22)。控制部15接着指示到来方向估计部12估计由控制站2指定的终端3向其它基站发送的信号的到来方向(步骤S23)。另外，步骤S22与S23的执行顺序也可以相反。之后，从收发部13取得由控制站2指定的终端3向其它基站发送的信号的接收结果，通知给控制站2(步骤S24)。此外，从到来方向估计部12取得由控制站2指定的终端3向其它基站发送的信号的到来方向的估计结果并存储(步骤S25)。另外，步骤S24与S25的执行顺序可以互换。
图5是示出实现基站1的硬件结构的一例的图。基站1例如通过图5所示的处理器101、存储器102、发送机103、接收机104、网络接口105以及天线装置106实现。处理器101为CPU(Central Processing Unit，亦称作中央处理装置、处理装置、运算装置、微处理器、微型计算机、处理器、DSP)、系统LSI(Large Scale Integration)等。存储器102为RAM(RandomAccess Memory)、ROM(Read Only Memory)、闪存、EPROM(Erasable Programmable ReadOnly Memory)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)等非易失性或易失性的半导体存储器、磁盘、软盘、光盘、压缩光盘、小型磁盘、DVD(DigitalVersatile Disc)等。
基站1的到来方向估计部12以及控制部15通过处理器101和存储器102存储的程序实现。具体而言，通过处理器101从存储器102中读取并执行用于作为这些各部工作的程序来实现。
收发部13和调制解调部14由发送机103以及接收机104实现。即，收发部13中的发送处理和调制解调部14中的调制处理在发送机103内实施，收发部13中的接收处理和调制解调部14中的解调处理在接收机104内实施。天线部11由天线装置106实现。另外，图5所示的网络接口105在图2所示的控制部15与控制站2通信时以及与通信网络通信时使用。
图6是示出控制站2的结构例的图。控制站2具有切换目的地确定部21和切换控制部22。此外，具有多个与基站的接口。
切换目的地确定部21确定与某基站1通信中的终端3执行切换的情况下的切换目的地的基站1。
使用流程图对切换目的地确定部21的动作进行说明。图7是示出切换目的地确定部21的动作例的流程图。
切换目的地确定部21确认是否从切换控制部22收到需要进行切换的终端3的切换目的地的确定指示(步骤S31)，在未收到指示的情况下(步骤S31：否)重复步骤S31的处理。在从切换控制部22收到上述指示的情况下(步骤S31：是)，切换目的地确定部21取得切换控制部22从终端3的切换目的地的候选的基站1收集的接收结果(步骤S32)。此处，详细内容后面记述，切换控制部22在检测到需要进行切换的终端3的情况下，将存在于与该终端3通信中的基站1的周边的基站1作为终端3的切换目的地候选进行处理，使切换目的地候选的各基站接收终端3向通信中的基站发送的信号，从切换目的地候选的各基站收集该信号的接收结果。例如，在图1所示的例子的情况下，终端3正在与基站11通信、需要进行终端3的切换的情况下的切换目的地候选为基站12以及13。在步骤S32中，切换目的地确定部21取得切换控制部22从切换目的地候选的各基站收集的上述接收结果。
切换目的地确定部21接着根据在步骤S32中取得的接收结果，确定终端3的切换目的地的基站1，向切换控制部22通知确定结果(步骤S33)。在该步骤S33中，在步骤S32中取得的接收结果例如是信号强度的情况下，切换目的地确定部21比较各接收结果，将与表示最高的信号强度的接收结果对应的基站1确定为切换目的地。
切换控制部22指示多个基站1执行实现终端3的切换而所需的各种处理。切换控制部22保持表示构成无线通信系统的各基站1的设置场所的位置信息。
在图6所示的控制站2中，在某基站1中检测到需要进行切换的终端3(以下称作切换对象终端)时，切换控制部22从该基站1(以下称作切换源基站)接收表示该情况的通知，并且接收切换对象终端发送的信号的信号发送时刻以及发送信号信息。并且，对切换对象终端所通信的基站1(切换源基站)的周边的基站1(以下称作切换目的地候选基站)传送切换对象终端发送的信号的信号发送时刻以及发送信号信息，指示接收切换对象终端发送的信号。另外，根据与切换源基站的距离等，选择一台以上的切换目的地候选基站。切换控制部22从各切换目的地候选基站收到对象信号(切换对象终端发送的信号)的接收结果时，将接收结果传递至切换目的地确定部21。切换目的地确定部21根据收到的信息(接收结果)，使用前述的基准，选择合适的基站作为切换目的地。当切换目的地确定部21结束切换目的地基站的选择时，切换控制部22指示被选择为切换目的地的基站(以下称作切换目的地基站)发送切换对象终端用的下行同步信号、或接收上行同步信号，使其准备进行切换。此外，切换控制部22指示切换对象终端以及切换源基站实施切换。向切换对象终端发送切换目的地基站的ID等切换所需的信息。
使用流程图对切换控制部22的动作进行说明。图8是示出切换控制部22的动作例的流程图。
切换控制部22确认是否存在需要进行切换的终端3(步骤S41)，在不存在的情况下(步骤S41：否)重复步骤S41的处理。在存在需要进行切换的终端3的情况下(步骤S41：是)，切换控制部22指示与需要进行切换的终端3通信中的基站1的周围的基站1接收从需要进行切换的终端3发送的信号(步骤S42)。例如，在图1所示的例子的情况下，在终端3正在与基站11通信、需要进行终端3的切换的情况下，切换控制部22指示基站12以及13接收从终端3发送的信号。
然后，切换控制部22从与需要进行切换的终端3通信中的基站1的周围的基站1取得终端3发送的信号的接收结果(步骤S43)，指示切换目的地确定部21确定需要进行切换的终端3的切换目的地(步骤S44)。
之后，在从切换目的地确定部21取得了确定结果、即需要进行切换的终端3的切换目的地基站的信息时(步骤S45)，指示需要进行切换的终端3、与需要进行切换的终端3通信中的基站1、需要进行切换的终端3的切换目的地的基站1实施切换(步骤S46)。
图9是示出实现控制站2的硬件结构的一例的图。控制站2例如通过处理器201、存储器202以及网络接口205实现。这些是与图5所示的处理器101、存储器102以及网络接口105相同的器件。
控制站2的切换目的地确定部21以及切换控制部22由处理器201以及存储器202存储的程序实现。具体而言，通过处理器201从存储器202中读取并执行用于作为这些各部工作的程序来实现。另外，图9所示的网络接口205在图5所示的切换控制部22与基站11～13通信时使用。
再次说明切换时的动作。与终端3通信的基站1使用以前估计的到来方向进行信号收发，并且伴随着终端3的移动进行到来方向信息的更新。此外，伴随着到来方向信息的更新，根据需要调整波束定向的方向。基站1判定在与终端3通信的状态下是否需要进行切换，如果满足预先确定的条件，则判断为需要进行切换。对切换的判定条件另行说明。在判断为需要进行切换的情况下，基站1继续与终端3的通信，向控制站2通知需要进行切换的情况、需要进行切换的终端即切换对象终端发送信号的时刻(切换对象终端的信号发送时刻)以及发送信号信息(前述)。
收到需要进行切换的通知的控制站2向位于通知源的基站1即切换源基站的周边的基站、即切换目的地候选基站通知信号发送时刻以及发送信号信息和切换源基站的位置信息，指示接收切换对象终端的信号。控制站2通知给切换目的地候选基站的信号发送时刻以及发送信号信息是从切换源基站向控制站2通知的信号发送时刻以及发送信号信息。
收到切换对象终端的信号接收指示的各切换目的地候选基站依据从控制站2通知的切换对象终端的信号发送时刻以及发送信号信息，接收从切换对象终端发送的信号。此时，接收波束在以从控制站2通知的切换源基站的位置信息表示的位置的方向为中心的角度范围(±θ)内进行扫描。切换源基站的方向是根据切换源基站的位置信息与本基站的位置信息来计算的。在扫描中检测到信号时，根据其结果估计到来方向，存储该信息，并且向控制站2报告检测出的信号的信号强度作为信号接收结果。
控制站2从各切换目的地候选基站收到信号接收结果的报告时，根据报告的信号接收结果选择切换目的地基站。此外，指示选择的切换目的地基站进行切换准备。具体而言，指示进行切换对象终端用的下行同步信号发送以及上行同步信号接收。
收到切换准备的指示的切换目的地候选基站即切换目的地基站开始下行同步信号发送和上行同步信号接收。此时形成的波束朝向存储的到来方向、即根据从切换对象终端发送的信号的接收结果而估计出的到来方向。
接着，对切换的判定条件进行说明。与终端3通信中的基站1形成波束来进行通信，但使用多个天线元件来形成波束。使用的天线元件数越多，则传输增益越提高，信号的传播距离越长。使用的天线元件数的上限由基站1具有的天线元件数决定，另外，也取决于相同时刻与基站1通信的终端3的数量。因此，例如，在与基站1的距离为100m的位置存在终端3的情况下，即使在形成图10(a)所示的一个发送波束时足够强度的信号抵达终端3，在形成图10(b)所示的多个发送波束时强度足够的信号可能不会抵达终端3。由于终端3侧不能够知晓该状况，因此，需要在基站1进行控制。即，在接收的信号的强度不够、通信质量恶化的情况下，在终端3侧不能知晓是如果不执行切换则不能改善通信质量、还是能够通过基站1侧的天线控制而使功率集中来改善通信质量，因此，优选的是在基站1中进行切换的必要性判断。在通过波束进行接收的情况下，也同样如此，例如，一个波束和四个波束的情况下的接收增益是不同。鉴于这样的状况，基站1在检测到对朝向通信中的终端3的波束赋予的发送功率达到阈值以上的情况下，判断为通信中的终端3需要进行切换。用于判断是否需要进行切换的阈值根据基站1具有的天线元件数和与基站1通信中的终端3的数量进行变更。例如，随着通信中的终端3的数量増加，降低阈值。另外，基站1在检测到从终端3接收到的信号的接收强度小于阈值的情况下，可以判断为需要进行切换。
切换对象终端发送切换目的地候选基站接收的上行信号的时刻如下所述。通常从通信中的基站1对该终端提供上行信号发送的资源(频率、时间)，但每当基站1确定该上行信号的资源时，经由控制站2而通知给各切换目的地候选基站。或者，可以将资源的提供方式设为周期性，在判断为需要进行切换的情况下，经由控制站2向切换目的地候选基站一并通知其基准和周期。或者，LTE(Long Term Evolution)那样的在终端3开始通信的时刻周期性地分配上行控制信号的资源的系统中，也可考虑在判断为需要进行切换的情况下一并通知控制信号资源的基准和周期的方法。
此外，切换目的地候选基站根据切换对象终端与切换源基站的距离来确定上述的角度θ。具体而言，如果距离短，则将θ设为较小值，如果距离长，则将θ设为较大值。这是因为，在切换对象终端存在于靠近切换源基站的场所的情况下，从切换目的地候选基站观察时，切换源基站的方向与切换对象终端的方向的误差小，与此相对，在切换对象终端存在于远离切换源基站的场所的情况下，从切换目的地候选基站观察时，切换源基站的方向与切换对象终端的方向的误差增大(参照图11)。此外，还有将角度θ始终设为固定值的方法。
切换对象终端与切换源基站的距离可以通过图12所示的测定方法求出。由于在垂直方向上也形成波束，所以，在切换源基站与切换对象终端的距离短的情况下，波束的垂直方向角度变窄，在距离长的情况下，波束的垂直方向角度变宽。由于能够在切换源基站掌握角度，所以，根据该角度判断距离，确定角度θ即可。因此，切换源基站向控制站2通知上述的垂直方向角度或角度θ。控制站2将通知的垂直方向角度或角度θ通知给各切换目的地候选基站。
波束的宽度可以均设为固定值，也可以根据切换对象终端的移动速度来确定。这考虑到在切换目的地候选基站接收切换对象终端的上行信号时指定波束方向后，到之后的切换实施时的下行同步信号发送时、或上行同步信号接收时为止，切换对象终端已经移动。移动速度越快，则切换对象终端的移动距离越长，因此，下行同步信号发送或上行同步信号接收时的波束宽度优选较宽。反之，如果移动速度慢，则上述波束宽度可以较窄。因此，切换源基站在向控制站2通知切换对象终端的信号发送时刻以及发送信号信息时，也一并通知切换对象终端的移动速度的信息，控制站2在指示切换目的地候选基站接收上行信号时、以及指示进行切换准备时，也一并通知移动速度的信息。
至此，说明了切换时的基站1之间的信息交换是经由控制站2进行的情况，但并不限于此。也可以是使任意基站1具有上述的控制站2的功能、在基站1之间直接进行通信的结构。例如，也可以设置用于供基站1彼此直接通信的通信线路，切换源基站执行由控制站2进行的处理、即指示切换目的地候选基站接收来自切换对象终端的信号并根据信号接收结果确定切换目的地基站的处理、指示确定的切换目的地基站进行切换准备并且指示切换对象终端执行切换的处理等。
至此，说明了在切换目的地候选基站接收切换对象终端的信号时利用扫描图13所示的波束的方法进行接收的情况，但也可以利用其它方法进行接收(参照图14)。具体而言，形成多个固定波束，同时进行信号接收动作，将检测出期望信号的方向判定为最适于切换对象终端的波束方向。此时，在通过相邻的波束同时进行接收的情况下，考虑到信号进入双方的接收波束从而不能准确地指定方向的情况。为了防止这一点，可以进行波束的分组化。例如，将相邻的波束设为不同的波束组，如图15所示，分别设置通过波束组#1进行信号接收的时间段和通过波束组#2进行信号接收的时间段，来进行信号接收动作。该分组数不限于2。在形成了波束的情况下，由于产生旁瓣，因此，不受相邻的波束影响，但也可能受到下一个相邻波束影响。因此，考虑到波束的特性，分为合适的波束组数。此外，在水平面以及垂直面双方形成波束也作为确定分组数的因素考虑。图16示出在水平面以及垂直面双方形成波束时的波束分组单位的接收动作例。在图中，仅通过用实线描绘的波束同时进行信号接收，每经历一段时间变更进行信号接收的波束组。
另外，实现此处说明的使用多个固定波束的方法的情况下的基站1的结构与图2所示的结构相同。控制部15基于波束分组的思想，指示天线部11形成多个波束，天线部11将其实现。此外，到来方向估计部12根据多个波束的信号接收结果，估计到来方向。
在使用多个固定波束来估计到来方向的情况下，在形成固定波束时能够使用终端3的移动速度信息来确定宽度。此外，此处确定的波束宽度也适用于切换时的下行同步信号发送时以及上行同步信号接收时。
此外，还可考虑这样的方法：将波束宽度始终设为固定，替代地在下行同步信号发送时以及上行同步信号接收时使用多个波束。例如，在切换对象终端的移动速度慢的情况下，仅使用在估计到来方向时估计出的一个波束，在移动速度快的情况下，除了在估计到来方向时所估计的波束，还使用其它多个波束。此处，在通过多个波束发送下行同步信号的情况下，具有同时将它们发送的方法、和生成不发生干扰的波束组并按照每个组发送下行同步信号的方法。
这样，在本实施方式的无线通信系统中，基站在判断为周围的其它基站需要使通信中的终端进行切换的情况下，测定信号强度、SNR、SINR等作为被判断为需要进行切换的终端发送的信号的接收质量，将测定的接收结果通知给控制站或其它基站，控制站或其它基站根据通知的接收结果，确定终端的切换目的地。此外，基站在判断为需要使与本站通信中的终端切换到其它基站时，经由控制站向切换目的地候选即周边的基站通知或直接通知接收需要进行切换的终端即切换对象终端发送的信号所需的信息、具体而言是切换对象终端发送信号的时刻和用于区分从切换对象终端发送的信号与从其它终端发送的信号的发送信号信息。然后，周边的基站使用多个波束接收从切换对象终端发送的信号，控制站或切换源基站根据周边的基站的信号接收结果，确定切换目的地基站。周边的基站在使用多个波束接收从切换对象终端发送的信号的处理中，使用各波束的情况下将它们分别作为对象而测定信号，根据测定结果，确定切换对象终端的切换目的地成为本站的情况下使用的波束。
由此，在终端进行通信的期间，能够进行切换目的地基站的选择以及切换执行后切换目的地基站使用的波束的确定。其结果是，执行切换时终端不必发送声音脉冲，能够避免终端的通信停止。
此外，在本实施方式的无线通信系统中，即使在仅有一台切换目的地候选基站接收到上行信号的情况下也能确定终端所处的方向。此外，由于不必在声音脉冲或其它上行信号中加入终端的位置信息，因此，不会过多消耗无线资源，不会产生分配给其它通信中终端的无线资源减少的问题。
此外，本实施方式的无线通信系统中，基站对能够分配给通信终端的最大发送功率与目前的发送功率进行比较，将其比较结果也用于切换的实施判断中，因此，能解决前述的仅利用终端掌握的信息判断切换的情况的问题。
此外，周边的基站接收来自切换对象终端的上行信号时生成的接收波束宽度与切换后的通信时使用的波束宽度相同。关于用于供执行切换中的终端与切换目的地基站同步的下行信号，其波束宽度与所述波束宽度相同。通过将波束宽度设为相同，切换后不再有确定波束宽度的处理，能够缩短再次开始数据通信之前的时间。
此外，上述波束宽度根据终端的移动速度而确定。在切换目的地候选基站接收切换对象终端的信号并指定其到来方向之后，在实际实施切换之前，会经过一段时间，因此，切换对象终端可能在该期间内移动。因而，根据切换对象终端的移动速度确定波束宽度，即使由于经过时间而产生了终端的移动，也能够防止终端发送信号的到来方向脱离覆盖所确定的方向的波束。或者，根据终端的移动速度确定发送用于供切换对象终端与切换目的地基站同步的下行同步信号时的波束数。在该情况下，在确定来自切换对象终端的信号到来的方向后，随着终端移动，即使终端不再能接收所确定的方向的波束，也能使用其它波束与终端通信。
此外，在本实施方式的无线通信系统中，经由基站间通信或控制站从切换源基站向切换目的地基站通知用于供基站接收上行信号的、切换对象终端的信号发送时刻，由此，能够使装置结构简化，能够缩短切换处理消耗的时间。
此外，切换目的地候选基站在形成多个接收波束而接收来自切换对象终端的上行信号的情况下，以在相同时刻仅接收彼此不干扰的波束的组合、在不同的时刻接收干扰的波束的方式进行控制。由此，能确保稳定的信号接收。
此外，切换目的地候选基站以及切换源基站在形成多个发送波束并向切换对象终端发送下行信号的情况下，以在相同时刻仅接收彼此不干扰的波束的组合、在不同的时刻接收干扰的波束的方式进行控制。由此，能确保终端中的稳定的信号接收。
以上的实施方式所示的结构示出本发明的内容的一例，也可以与其它公知技术组合，在不脱离本发明的主旨的范围能可以省略、变更一部分结构。
产业上的可利用性
如上所述，本发明作为构成无线通信系统的基站以及控制站、由无线通信系统执行的切换方法是有用的。
标号说明
11、12、13：基站；2：控制站；3：终端；11：天线部；11A：天线调整部；12：到来方向估计部；13：收发部；14：调制解调部；15：控制部；21：切换目的地确定部；22：切换控制部；101、201：处理器；102、202：存储器；103：发送机；104：接收机；105、205：网络接口；106：天线装置。

Claims (18)

1.一种基站，其是无线通信系统的基站，该无线通信系统具有多个基站和控制所述多个基站的控制站，其特征在于，
该基站具有：
天线部，其形成发送波束和接收波束；
收发部，在由本站周边的其它基站判断为与所述其它基站通信中的终端需要实施切换的情况下，所述收发部测定切换对象终端向所述其它基站发送的信号，所述切换对象终端是被判断为需要实施切换的终端；以及
控制部，其向所述控制站通知所述信号的测定结果作为所述控制站确定所述切换对象终端的切换目的地时参照的信息。
2.根据权利要求1所述的基站，其特征在于，
在由所述其它基站判断为与本站周边的所述其它基站通信中的终端需要实施切换的情况下，
所述天线部在以设置有所述其它基站的方向为中心的一定范围内，形成宽度比所述一定范围窄的接收波束，且在规定的时刻在所述一定范围内变更形成的接收波束的方向，
所述收发部使用所述接收波束多次测定所述信号，
所述控制部向所述控制站通知通过所述收发部的信号测定而得到的多个测定结果中的示出最佳接收状态的测定结果。
3.根据权利要求2所述的基站，其特征在于，
所述一定范围是根据所述其它基站与所述切换对象终端的距离确定的。
4.根据权利要求1所述的基站，其特征在于，
所述天线部在以设置有所述其它基站的方向为中心的一定范围内，分别朝向不同的方向形成固定宽度的多个接收波束，
所述收发部测定分别使用所述多个接收波束的情况下的所述信号，
所述控制部向所述控制站通知通过所述收发部的信号测定而得到的多个测定结果中的示出最佳接收状态的测定结果。
5.根据权利要求4所述的基站，其特征在于，
所述一定范围是根据所述其它基站与所述切换对象终端的距离确定的。
6.根据权利要求4或5所述的基站，其特征在于，
所述天线部同时形成所述多个接收波束。
7.根据权利要求4或5所述的基站，其特征在于，
所述天线部以使彼此干扰的接收波束属于不同的组的方式对所述多个接收波束进行分组，按照每个组在不同的时刻依次形成所述多个接收波束。
8.根据权利要求2至7中的任意一项所述的基站，其特征在于，
所述基站还具有到来方向估计部，该到来方向估计部根据通过所述收发部的信号测定而得到的多个测定结果来估计从所述切换对象终端发送的信号的到来方向，
在所述控制站将所述切换对象终端的切换目的地确定为本站的情况下，
所述天线部朝向所述到来方向估计部所估计的到来方向形成发送波束和接收波束。
9.根据权利要求8所述的基站，其特征在于，
所述收发部测定所述信号时由所述天线部形成的接收波束的宽度和所述天线部朝向所述到来方向估计部所估计的到来方向形成的发送波束的宽度以及接收波束的宽度相同。
10.根据权利要求8所述的基站，其特征在于，
所述天线部朝向所述到来方向估计部所估计的到来方向形成的发送波束以及接收波束的宽度是根据所述切换对象终端的移动速度确定的。
11.根据权利要求1至10中的任意一项所述的基站，其特征在于，
所述控制部判定是否需要使得与本站通信中的终端切换到其它基站，在需要进行切换的情况下，将接收要进行切换的终端发送的信号所需的信息发送给作为切换目的地候选的周边基站。
12.根据权利要求11所述的基站，其特征在于，
所述控制部根据对与本站通信中的终端的信号发送中可使用的功率的上限值、和向与本站通信中的终端分别发送中的信号的功率，判定与本站通信中的终端是否需要进行切换。
13.一种基站，其是无线通信系统的基站，其特征在于，
该基站具有：
天线部，其形成发送波束和接收波束；
收发部，在由本站周边的其它基站判断为与所述其它基站通信中的终端需要实施切换的情况下，所述收发部测定切换对象终端向所述其它基站发送的信号，所述切换对象终端是被判断为需要实施切换的终端；以及
控制部，其向所述其它基站通知所述信号的测定结果作为所述其它基站确定所述切换对象终端的切换目的地时参照的信息。
14.一种基站，其是无线通信系统的基站，其特征在于，
该基站具有控制部，在需要使与本站通信中的终端切换到其它基站的情况下，所述控制部指示周边的一台以上的其它基站接收所述终端发送的信号，根据所述其它基站中的所述信号的测定结果，确定所述终端的切换目的地。
15.一种控制站，其控制无线通信系统的基站，其特征在于，
该控制站具有：
切换控制部，在从第1基站通知了与切换对象终端通信中的情况下，所述切换控制部指示位于所述第1基站的周边的一台以上的第2基站接收所述切换对象终端发送的信号，所述切换对象终端是需要进行切换的终端；以及
切换目的地确定部，其根据所述第2基站中的所述信号的测定结果，确定所述切换对象终端的切换目的地。
16.根据权利要求15所述的控制站，其特征在于，
所述切换控制部从所述第1基站取得接收所述切换对象终端发送的信号所需的信息，并且将取得的信息通知给所述第2基站，指示所述第2基站根据通知的信息进行接收处理。
17.一种切换方法，其是无线通信系统中的切换方法，所述无线通信系统具有多个基站和控制所述多个基站的控制站，其特征在于，
该切换方法包括：
切换检测步骤，所述基站检测切换对象终端，该切换对象终端是需要切换到其它基站的终端；
接收指示步骤，所述控制站指示位于检测到所述切换对象终端的基站的周边的基站接收所述切换对象终端发送的信号；
信号测定步骤，在所述接收指示步骤中收到指示的基站测定从所述切换对象终端发送的信号；
切换目的地确定步骤，所述控制站根据所述信号的测定结果，确定所述切换对象终端的切换目的地；以及
切换实施步骤，所述控制站指示所述确定的切换目的地的基站准备进行切换，并且指示所述切换对象终端和检测到所述切换对象终端的基站实施切换。
18.根据权利要求17所述的切换方法，其特征在于，
所述信号测定步骤包括：
测定步骤，一边变更接收从所述切换对象终端发送的信号的接收波束的方向，一边多次测定信号；以及
确定步骤，根据所述多次测定的结果，确定在本站被确定为切换对象终端的切换目的地的情况下形成与所述切换对象终端的通信中使用的发送波束以及接收波束的方向。
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