CN112335185A - 无线通信系统、终端装置、基站装置以及无线通信方法 - Google Patents

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CN112335185A CN201880094709.9A CN201880094709A CN112335185A CN 112335185 A CN112335185 A CN 112335185A CN 201880094709 A CN201880094709 A CN 201880094709A CN 112335185 A CN112335185 A CN 112335185A
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Abstract

具备：基站装置(1)，形成为了覆盖服务区域整体而所需的多个波束TB，利用多个波束TB各自以时分方式发送通信信号；以及终端装置(2)，接收从基站装置(1)发射的波束TB。使用波束成形技术进行从基站装置(1)向终端装置(2)的通信。终端装置(2)针对接收到的来自基站装置(1)的多个波束TB的各个波束TB，比较每个波束TB的通信信号的接收功率值和终端装置(2)的终端容许功率值，根据比较结果，将用于从多个波束TB之中选择波束TB的特定信号发送到基站装置(1)。基站装置(1)接收来自终端装置(2)的特定信号，根据基于接收到的特定信号的波束选择信号，从多个波束TB之中选择波束TB，以时分方式发送通信信号。

Description

无线通信系统、终端装置、基站装置以及无线通信方法
技术领域
本发明涉及使用波束成形技术进行通信的无线通信系统、终端装置、基站装置以及无线通信方法。
背景技术
作为进行基站装置与多个终端装置的通信的无线通信系统，已知基站装置发送能够覆盖预定的区域的广角的波束并由多个终端装置接收的无线通信系统。
另一方面，以大容量化、高速化为目的，提出了使用减少基站装置与终端装置之间的电波干扰并使电波到达至更远位置的波束成形技术来进行通信的无线通信系统。波束成形技术是指使电波(波束)缩细，向特定的方向集中地发射的技术。
作为使用波束成形技术进行通信的无线通信系统，例如在现有技术文献1中示出。
在该现有技术文献1所示的无线通信系统中，基站装置形成最大发射方向不同的多个波束而进行发送。终端装置从基站装置接收多个波束，从其中选择最佳的波束而接收。作为此时的选择基准，设有：(1)选择在所到达的波束的信号之中接收信号强度最大的信号而接收，(2)选择在所到达的波束的信号之中接收信号的信噪比(SN比)最大的信号而接收。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平9-74375公报
发明内容
在专利文献1所示的无线通信系统中，示出了在终端装置中选择接收信号强度最大的信号、或者SN比最大的信号的技术。但是，在终端装置与基站装置接近，作为终端装置，根据选择基准选择并接收比终端容许功率值的上限值高的功率的情况下，产生终端装置饱和，无法得到所期望的通信性能这样的问题。
本发明是为了解决上述问题点而完成的，其目的在于得到一种无线通信系统，能够避免接收功率值比终端容许功率值的上限值高的波束到达终端装置而终端装置中的接收部饱和从而通信性能发生劣化。
本发明所涉及的无线通信系统具备：基站装置，形成为了覆盖服务区域整体而所需的多个波束，利用多个波束各自以时分方式发送通信信号；以及终端装置，接收从基站装置发射的波束，所述无线通信系统使用波束成形技术进行从基站装置向终端装置的通信，在无线通信系统中，终端装置针对接收到的来自基站装置的多个波束的各个波束，比较每个波束的通信信号的接收功率值和终端装置的终端容许功率值，根据比较结果，将用于从多个波束之中选择波束的特定信号发送到基站装置，基站装置接收来自终端装置的特定信号，根据基于接收到的特定信号的波束选择信号，从多个波束之中选择波束，以时分方式发送通信信号。
根据本发明，终端装置中的接收部不会针对从基站装置发射的波束中的通信信号饱和，其结果，不损害作为终端装置的通信性能，终端装置与基站装置能够有效地进行通信。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式1的无线通信系统的概略结构图。
图2是示出在本发明的实施方式1的无线通信系统中，作为实施例1，在时隙T1发射波束TB11，波束TB12停止的状态的示意图。
图3是示出在本发明的实施方式1的无线通信系统中，作为实施例1，在时隙T2发射波束TB12，波束TB11停止的状态的示意图。
图4是示出在本发明的实施方式1的无线通信系统中，实施例1中的、以时分方式分为两次而发射波束TB11以及波束TB12的时序图的图。
图5是示出在本发明的实施方式1的无线通信系统中，实施例1中的、终端装置2的接收功率值相对于波束TB11以及波束TB12的关系的图。
图6是示出在本发明的实施方式1的无线通信系统中，作为实施例2，在时隙T1发射波束TB21，波束TB22停止的状态的示意图。
图7是示出在本发明的实施方式1的无线通信系统中，作为实施例2，在时隙T2发射波束TB22，波束TB21停止的状态的示意图。
图8是示出在本发明的实施方式1的无线通信系统中，作为实施例2，在时隙T3同时发射波束TB21以及波束TB22的状态的示意图。
图9是示出在本发明的实施方式1的无线通信系统中，实施例2中的、以时分方式分为3次而发射波束TB11以及波束TB12的时序图的图。
图10是示出在本发明的实施方式1的无线通信系统中，实施例2中的、终端装置2a的接收功率值相对于波束TB11以及波束TB12的关系的图。
图11是示出在本发明的实施方式1的无线通信系统中，实施例2中的、终端装置2b的接收功率值相对于波束TB11以及波束TB12的关系的图。
图12是示出在本发明的实施方式1的无线通信系统中，实施例2中的、终端装置2c的接收功率值相对于波束TB12的关系的图。
图13是示出本发明的实施方式2的无线通信系统的概略结构图。
符号说明
1：基站装置；2、2a至2c：终端装置；11：波束天线部；13：波束控制部；14：ID接收天线；15：特定信号解调部；16：解调部；21：波束接收天线；23：电平检测部；24：特定信号控制部；25：特定信号调制部；26：ID发送天线；27：控制部；28：调制部；29：收发天线；TB11、TB12、TB21、TB22：波束。
具体实施方式
以下，为了更详细地说明本发明，依照附图说明本发明的具体实施方式。
实施方式1.
根据图1，说明本发明的实施方式1的无线通信系统。无线通信系统具备基站装置1和多个终端装置2。使用波束成形技术进行从基站装置1向多个终端装置2的通信。基站装置1在覆盖的服务区域内形成为了覆盖服务区域整体而所需的多个(M个)波束TB，利用波束TB以时分方式发送通信信号。
利用能够同时发射的N个波束来进行为了覆盖服务区域整体而所需的多个(M个)波束TB的形成。在N为1时，利用单独的波束来进行，在N为2以上的情况下，利用单独或者同时利用多个波束来进行。
基站装置1具备波束天线部11、调制部12、波束控制部13、特定信号解调部15以及ID接收天线14。
波束天线部11具有以时分方式发射在服务区域内覆盖不同的区域的多个波束TB的发送天线。在无法同时形成多个波束TB的情况下，各自以时分方式形成多个波束TB，在能够同时形成多个波束TB的情况下，各自以及同时以时分方式形成多个波束TB。在图1中，作为代表而记载有1个波束TB。
波束TB各自的通信信号包含通信数据和表示赋予给波束TB各自的个别信息的识别信号ID。
波束天线部11被输入来自调制部12的通信数据，对所输入的通信数据附加与形成的波束TB对应的识别信号ID。进而，波束天线部11依照所输入的波束选择信号，从多个波束TB选择所形成的波束TB，利用所选择的波束TB来发送包含通信数据和与所选择的波束TB对应的识别信号ID的通信信号。
另外，在通信质量测定时，波束天线部11针对为了覆盖服务区域整体而所需的多个波束TB的全部波束TB，以时分方式形成多个质量测定用的波束TB。利用多个质量测定用的波束TB各自来发送通信质量测定用信号和与多个波束TB对应的识别信号ID。通信质量测定用信号无需设为专用的信号，可以是来自调制部12的通信数据。在该情况下，附加表示通信质量测定用信号的符号位即可。另外，如果设定为在终端装置2侧在开始与基站装置1的通信时进行通信质量测定，则在基站装置1侧无需作为通信质量测定而进行特别的处理。在该实施方式1中，采用在终端装置2侧在通信开始时设置了通信质量测定期间的例子，质量测定用的波束TB也作为通常时的波束TB而进行说明。
此外，调制部12是在这种技术领域通常使用的调制部，调制部12的前级的结构也是在这种技术领域通常使用的结构，所以省略说明。
波束控制部13被输入来自特定信号解调部15的解调后的波束特定信号，将基于解调后的波束特定信号的波束选择信号输出到波束天线部11。即，波束控制部13使波束天线部11选择控制所形成的波束TB。
ID接收天线14接收从终端装置2发送的调制后的特定信号。
特定信号解调部15对经由ID接收天线14接收到的调制后的特定信号进行解调。解调后的特定信号被输出到波束控制部13。
特定信号是在通信质量测定时终端装置2接收到的质量测定用的波束TB的功率值为终端装置2的终端容许功率值以下时对于通信有效的有效判断信号被附加到与接收到的质量测定用的波束TB对应的识别信号而成的信号。或者，特定信号是终端装置2接收到的质量测定用的波束TB的功率值超过终端装置2的终端容许功率值时对于通信无效的无效判断信号被附加到与接收到的质量测定用的波束TB对应的识别信号而成的信号。
当特定信号为附加有有效判断信号的信号时，波束控制部13将选择与针对该特定信号所包含的波束TB的识别信号对应的波束TB、且将除此以外的波束TB设为非选择的波束选择信号输出到波束天线部11。波束天线部11形成根据波束选择信号选择的波束TB。
此时，在有多个附加有有效判断信号的特定信号的情况下，波束控制部13既可以输出将与针对该多个特定信号各自所包含的多个波束TB的识别信号对应的波束TB全部选择的波束选择信号，另外，也可以输出从与针对该多个波束TB的识别信号对应的波束TB之中选择一个或者多个波束、且将除此以外的波束TB设为非选择的波束选择信号。
另一方面，当特定信号为附加有无效判断信号的信号时，波束控制部13将从与针对该特定信号所包含的波束TB的识别信号对应的波束TB以外的波束TB之中选择一个或者多个波束、且将除此以外的波束TB设为非选择的波束选择信号输出到波束天线部11。波束天线部11形成根据波束选择信号选择的波束TB。
终端装置2为移动终端装置，具备波束接收天线21、解调部22、电平检测部23、特定信号控制部24、特定信号调制部25以及ID发送天线26。
波束接收天线21接收在基站装置1的波束天线部11形成的波束TB。解调部22利用接收到的波束TB对通信数据进行解调。
此外，解调部22为在这种技术领域通常使用的解调部，解调部22的后级的结构也为在这种技术领域通常使用的结构，所以省略说明。
在该实施方式1中，在终端装置2与基站装置1开始通信时，设置有通信质量测定期间。
在通信质量测定期间，波束接收天线21接收在基站装置1的波束天线部11以时分方式形成的波束TB。基站装置1在通信质量测定期间的初期未接受到来自终端装置2的特定信号，所以以时分方式形成为了覆盖服务区域整体而所需的多个波束TB，并发射。
电平检测部23针对从波束天线部11发射的、为了覆盖服务区域整体而所需的多个波束TB的全部波束TB，针对多个波束TB的每个波束TB测定通信信号的接收功率的值，将与多个波束TB各自对应的接收功率值和与波束TB对应的识别信号ID关联起来输出到特定信号控制部24。
特定信号控制部24比较与所输入的波束TB对应的接收功率值和终端装置2的终端容许功率值，生成用于从在基站装置1中形成的为了覆盖服务区域整体而所需的多个波束TB之中选择波束TB的特定信号。针对在基站装置1中形成的为了覆盖服务区域整体而所需的多个波束TB的全部波束TB，进行接收功率值与终端容许功率值的比较。
特定信号是接收功率值为终端容许功率值以下时对于通信有效的有效判断信号被附加到针对接收到的波束TB的识别信号而成的信号。或者，特定信号是接收功率值超过终端容许功率值时对于通信无效的无效判断信号被附加到针对接收到的质量测定用的波束TB的识别信号而成的信号。同时，终端装置2的终端个别信号被附加到特定信号。
由特定信号控制部24生成的、附加有有效判断信号的特定信号或附加有无效判断信号的特定信号由特定信号调制部25调制，从ID发送天线26作为波束RB而发射，调制后的特定信号由基站装置1的ID接收天线14接收。
这样，从终端装置2发送特定信号，由接受特定信号的基站装置1根据基于特定信号的波束选择信号从为了覆盖服务区域整体而所需的多个波束TB之中选择波束TB而形成，利用所形成的波束TB向终端装置2发送通信信号。因此，终端装置2中的接收部不会针对从基站装置1发射的波束TB饱和，其结果，能够不损害作为终端装置2的通信性能而终端装置2与基站装置1有效地进行通信。
接下来，关于该实施方式1的通信系统，为了更易于理解，特别根据简单地示意化的两个实施例，说明通信质量测定期间中的动作。
实施例1.
使用图2至图5，说明该实施例1。
在该实施例1中，说明将为了覆盖服务区域整体而所需的波束TB的数量M设为2，将能够同时发射的波束数N设为1，在服务区域内存在1台终端装置的情况。
在图2至图5中，针对两个波束，将一个波束表示成波束TB11，将另一个波束表示成波束TB12，如图4所示，将基站装置1发射波束TB11、换言之终端装置2接收波束TB11的时隙表示成时隙T1，将基站装置1发射波束TB12、换言之终端装置2接收波束TB12的时隙表示成时隙T2。波束TB11和波束TB12在通信质量测定期间，按照时隙T1和时隙T2的时分方式分为两次而反复从基站装置1发射。
图2是示出在时隙T1发射波束TB11，波束TB12停止的状态的示意图，图3是示出在时隙T2发射波束TB12，波束TB11停止的状态的示意图。
接下来，说明动作。
在时隙T1，从基站装置1仅形成波束TB11，利用波束TB11发送包含通信数据和表示对波束TB11赋予的个别信息的识别信号ID11的通信信号。
此时，终端装置2由于从来自基站装置1的波束TB11的发射源起的距离适当等的理由，判断为作为波束TB11中的通信信号的接收功率值的接收信号电平处于终端装置2的接收部不会饱和的功率范围，并判断为与基站装置1之间的通信有效，将附加有有效判断信号的特定信号发送到基站装置1。同时，终端装置2的终端个别信号被附加到特定信号。
即，终端装置2当利用波束接收天线21接收到来自基站装置1的波束TB11时，测定由电平检测部23接收到的波束TB11中的通信信号的接收功率的值，将与波束TB11对应的接收功率值和与波束TB11对应的识别信号ID关联起来。
关于关联的信息，由特定信号控制部24比较与波束TB11对应的接收功率值和终端装置2的终端容许功率值PW0，根据其比较结果生成特定信号。如图5所示，与从波束TB11的发射源至终端装置2的波束接收天线21为止的距离相对的终端装置2的接收功率值为图5所示的表示PW11的值，该接收功率值PW11为终端容许功率值PW0以下，特定信号控制部24生成对于通信有效OK这样的有效判断信号被附加到针对接收到的波束TB11的识别信号ID11而成的特定信号Y11。同时，终端装置2的终端个别信号被附加到特定信号Y11。
特定信号Y11由特定信号调制部25调制，从ID发送天线26作为波束RB11而发射，调制后的特定信号Y11由基站装置1的ID接收天线14接收。
在基站装置1中，特定信号解调部15对经由ID接收天线14接收到的调制后的特定信号Y11进行解调，波束控制部13将基于解调后的特定信号Y11的波束选择信号S11输出到波束天线部11。波束天线部11根据波束选择信号S11，在时隙T1形成波束TB11，利用波束TB11发送通信信号。
接着，在时隙T2，从基站装置1仅形成波束TB12，利用波束TB12发送包含通信数据和表示对波束TB12赋予的个别信息的识别信号ID12的通信信号。
此时，终端装置2由于从来自基站装置1的波束TB12的发射源起的距离过近等的理由，判断为作为波束TB12中的通信信号的接收功率值的接收信号电平处于终端装置2的接收部饱和的功率范围，并判断为在与基站装置1之间的通信中通信的质量发生劣化，不向基站装置1输出特定信号。
即，终端装置2当利用波束接收天线21接收到来自基站装置1的波束TB12时，测定由电平检测部23接收到的波束TB12中的通信信号的接收功率的值，将与波束TB12对应的接收功率值和与波束TB12对应的识别信号ID关联起来。
关于关联的信息，由特定信号控制部24比较与波束TB12对应的接收功率值和终端装置2的终端容许功率值。如图5所示，与从波束TB12的发射源至终端装置2的波束接收天线21为止的距离相对的终端装置2的接收功率值为图5所示的表示PW12的值，该接收功率值PW12超过终端容许功率值PW0，判断为通信的质量发生劣化，特定信号控制部24不生成特定信号。
在基站装置1中，ID接收天线14接收不到针对在时隙T2发送的波束TB12的特定信号，所以波束控制部13不向波束天线部11输出形成波束TB12的波束选择信号。其结果，在时隙T2从波束天线部11不发射波束TB12。
基站装置1在经过通信质量测定期间之后的与终端装置2的通信期间也在时隙T1仅形成波束TB11，并利用波束TB11发送通信信号，在时隙T2使波束TB的发射停止。
这样，在实施例1中，在通信质量测定期间，终端装置2将来自基站装置1的波束TB的接收功率值与终端容许功率值进行比较，当接收功率值为终端容许功率值以下时，输出对于通信有效这样的有效判断信号被附加到针对接收到的波束TB的识别信号ID而成的特定信号，当接收功率值超过终端容许功率值时，不输出特定信号。当基站装置1接收到来自终端装置2的特定信号时，生成波束选择信号，形成波束TB，利用波束TB发送通信数据，当未接收到特定信号时，不生成波束选择信号，不发射波束TB。
其结果，基站装置1发射终端装置2接收到的波束TB的接收功率值为终端容许功率值以下的波束TB，基站装置1不发射超过终端容许功率值的波束TB，所以起到如下效果，即，不变更基站装置1形成的各波束TB的形状、朝向、输出功率，终端装置2中的与基站装置1的通信在终端装置2中的接收部中没有饱和地能够进行高质量的通信。
在上述实施例1中示出了终端装置2当接收到的波束TB的接收功率值为终端容许功率值PW0以下时，输出附加有有效判断信号的特定信号Y11，当接收功率值超过终端容许功率值时，不输出特定信号，基站装置1当接收到来自终端装置2的特定信号Y11时，生成波束选择信号，形成波束TB，当未接收到特定信号时，不生成波束选择信号，不发射波束TB12，但也可以以如下方式进行。
即，当终端装置2接收到的波束TB的接收功率值超过终端容许功率值时，输出附加有判断信号的特定信号，当接收功率值为终端容许功率值以下时，不输出特定信号，当基站装置1接收到来自终端装置2的特定信号时，不生成波束选择信号，不发射波束TB12，当未接收到特定信号时，生成波束选择信号，形成波束TB，发射波束TB。
具体而言，在时隙T1，特定信号控制部24判断为与波束TB11对应的接收功率值PW11为终端容许功率值PW0以下且对于通信有效，不生成特定信号。在基站装置1中，未接收到特定信号，所以波束控制部13生成波束选择信号S11，波束天线部11根据波束选择信号S11在时隙T1形成波束TB11，利用波束TB11发送通信信号。
在时隙T2，特定信号控制部24判断为与波束TB12对应的接收功率值超过终端容许功率值PW0，也就是说处于终端装置2的接收部饱和的功率范围，并判断为在与基站装置1之间的通信中通信的质量发生劣化，生成将通信设为无效的无效判断信号被附加到针对接收到的波束TB11的识别信号ID11而成的特定信号N11。
特定信号N11由特定信号调制部25调制，从ID发送天线26作为波束RB11发射，调制后的特定信号N11由基站装置1的ID接收天线14接收。
在基站装置1中，特定信号解调部15对经由ID接收天线14接收到的调制后的特定信号N11进行解调，波束控制部13根据解调后的特定信号N11不生成波束选择信号S11。波束天线部11未接受到波束选择信号，所以在时隙T2不发送波束TB12。
基站装置1在经过通信质量测定期间之后的与终端装置2的通信期间也在时隙T1仅形成波束TB11，利用波束TB11发送通信信号，在时隙T2使波束TB12的发射停止。
因而，在使用了附加有无效判断信号的特定信号N11的情况下，也起到与使用了附加有有效判断信号的特定信号Y11的情况同样的效果。
另外，在上述实施例1中示出了在经过通信质量测定期间之后来自基站装置1的时间分割中的时隙T1和时隙T2也被等分的情况，但也可以使发射有效的波束TB11的时隙T1相对于使波束TB12停止的时隙T2长，也就是说提高时隙T1相对于时隙T2的比率。在该情况下，针对波束TB11的时隙T1的比率高，从而起到终端装置2中的针对基站装置1的通信成为高质量，而且能够以高速率实施这样的效果。
进而，在上述实施例1中示出了为了覆盖服务区域整体而所需的波束TB的数量为两个的情况，但关于覆盖服务区域整体的波束数M为3个以上的情况也能够得到同样的效果。
实施例2.
使用图6至图12，说明该实施例2。
在该实施例2中，说明将为了覆盖服务区域整体而所需的波束TB的数量M设为2，将能够同时发射的波束数N设为2，在服务区域内存在3台终端装置2a至终端装置2c的情况。
终端装置2a至终端装置2c分别为与图1所示的终端装置2相同的结构。
另外，如图9所示，将基站装置1发射波束TB21、换言之终端装置2接收波束TB21的时隙表示成时隙T1，将基站装置1发射波束TB22、换言之终端装置2接收波束TB22的时隙表示成时隙T2，将基站装置1同时发射波束TB21以及波束TB22、换言之终端装置2同时接收波束TB21以及波束TB22的时隙表示成时隙T3。波束TB1单独、波束TB2单独、以及波束TB1和波束TB2同时在通信质量测定期间以时隙T1至时隙T3的时分方式分为3次而反复从基站装置1发射。
图6是示出在时隙T1发射波束TB21，波束TB22停止的状态的示意图，图7是示出在时隙T2发射波束TB22，波束TB21停止的状态的示意图，图8是示出在时隙T3同时发射波束TB11以及波束TB12的状态的示意图。
接下来，说明动作。
在时隙T1，从基站装置1仅形成波束TB21，利用波束TB21发送包含通信数据和表示对波束TB21赋予的个别信息的识别信号ID11的通信信号。
此时，终端装置2a由于从来自基站装置1的波束TB21的发射源起的距离适当等的理由，判断为作为波束TB21的接收功率值的接收信号电平处于终端装置2a的接收部不会饱和的功率范围，并判断为与基站装置1之间的通信有效，将附加有有效判断信号的特定信号发送到基站装置1。同时，终端装置2a的终端个别信号a被附加到特定信号。
即，终端装置2a当利用波束接收天线21接收到来自基站装置1的波束TB21时，测定由电平检测部23接收到的波束TB21中的通信信号的接收功率的值，将与波束TB21对应的接收功率值和与波束TB21对应的识别信号ID关联起来。
关于关联的信息，由特定信号控制部24比较与波束TB21对应的接收功率值和终端装置2的终端容许功率值PW0a，根据其比较结果生成特定信号。如图10所示，与从波束TB21的发射源至终端装置2a的波束接收天线21为止的距离相对的终端装置2a的接收功率值为图10所示的表示PW21a的值，该接收功率值PW21a为终端容许功率值PW0a以下，特定信号控制部24生成对于通信有效OK这样的有效判断信号被附加到针对接收到的波束TB21的识别信号ID21而成的特定信号Y21a。同时，特定信号控制部24将终端装置2a的终端个别信号a附加到特定信号Y21a。
特定信号Y21a由特定信号调制部25调制，从ID发送天线26作为波束RB21a发射。
在基站装置1中，特定信号解调部15对经由ID接收天线14接收到的调制后的特定信号Y21a进行解调，波束控制部13将基于解调后的特定信号Y21a的波束选择信号S21a输出到波束天线部11。波束天线部11根据波束选择信号S21a，在时隙T1形成波束TB21，利用波束TB21将通信信号发送到终端装置2a。
终端装置2b根据从来自基站装置1的波束TB21的发射源起的距离以及从正面方向起的角度θ1，判断为作为波束TB21的接收功率值的接收信号电平处于终端装置2b的接收部不会饱和的功率范围，并判断为与基站装置1之间的通信有效，将附加有有效判断信号的特定信号发送到基站装置1。同时，终端装置2b的终端个别信号b被附加到特定信号。
即，终端装置2b当利用波束接收天线21接收到来自基站装置1的波束TB21时，测定由电平检测部23接收到的波束TB21中的通信信号的接收功率的值，将与波束TB21对应的接收功率值和与波束TB21对应的识别信号ID关联起来。
关于关联的信息，由特定信号控制部24比较与波束TB21对应的接收功率值和终端装置2b的终端容许功率值PW0b，根据其比较结果生成特定信号。如图11所示，终端装置2b虽然从来自基站装置1的波束TB12的发射源起的距离近，但由于从针对终端装置2b的波束TB12起的角度θ1的影响，终端装置2b的接收功率值PW21b为终端容许功率值PW0b以下，特定信号控制部24生成对于通信有效OK这样的有效判断信号被附加到针对接收到的波束TB21的识别信号ID21而成的特定信号Y21b。同时，特定信号控制部24将终端装置2b的终端个别信号b附加到特定信号Y21b。
特定信号Y21b由特定信号调制部25调制，从ID发送天线26作为波束RB21b发射。
在基站装置1中，特定信号解调部15对经由ID接收天线14接收到的调制后的特定信号Y21b进行解调，波束控制部13将基于解调后的特定信号Y21b的波束选择信号S21b输出到波束天线部11。波束天线部11根据波束选择信号S21b，在时隙T1形成波束TB21，利用波束TB21将通信信号发送到终端装置2b。
终端装置2c不存在于来自基站装置1的波束TB21覆盖的区域，所以判断为与波束TB21对应的接收信号电平处于不满足终端装置2的接收部的SN比的功率范围，并判断为无法进行与基站装置1之间的通信，判断为波束TB21对于通信无效，不向基站装置1输出特定信号。
在基站装置1中，ID接收天线14接收不到针对在时隙T1向终端装置2c发送的波束TB21的特定信号，所以波束控制部13不向波束天线部11输出形成波束TB21的波束选择信号。其结果，在时隙T1不从波束天线部11对终端装置2c发射波束TB21。
接着，在时隙T2，从基站装置1仅形成波束TB22，利用波束TB22发送包含通信数据和表示对波束TB22赋予的个别信息的识别信号ID22的通信信号。
此时，终端装置2a由于从来自基站装置1的波束TB22的发射源起的距离适当等的理由，判断为作为波束TB22的接收功率值的接收信号电平处于终端装置2a的接收部不会饱和的功率范围，并判断为与基站装置1之间的通信有效，将附加有有效判断信号的特定信号发送到基站装置1。同时，终端装置2a的终端个别信号a被附加到特定信号。
终端装置2a与时隙T1时同样地进行动作，如图10所示，接收功率值PW22a为终端容许功率值PW0a以下，特定信号控制部24生成对于通信有效OK这样的有效判断信号被附加到针对接收到的波束TB22的识别信号ID22而成的特定信号Y22a。
特定信号Y22a由特定信号调制部25调制，从ID发送天线26作为波束RB22a发射。
在基站装置1中，特定信号解调部15对经由ID接收天线14接收到的调制后的特定信号Y22a进行解调，波束控制部13将基于解调后的特定信号Y22a的波束选择信号S22a输出到波束天线部11。波束天线部11根据波束选择信号S22a，在时隙T1形成波束TB22，利用波束TB22发送通信信号。
终端装置2b根据从来自基站装置1的波束TB22的发射源起的距离以及从正面方向起的角度θ2，判断为作为波束TB22的接收功率值的接收信号电平处于终端装置2a的接收部饱和的功率范围，并判断为在与基站装置1之间的通信中通信的质量发生劣化，不向基站装置1输出特定信号。
即，终端装置2b当利用波束接收天线21接收到来自基站装置1的波束TB22时，测定由电平检测部23接收到的波束TB22中的通信信号的接收功率的值，将与波束TB22对应的接收功率值和与波束TB22对应的识别信号ID关联起来。
关于关联的信息，由特定信号控制部24比较与波束TB22对应的接收功率值PW22b和终端装置2b的终端容许功率值PW0b。如图11所示，终端装置2b从来自基站装置1的波束TB22的发射源起的距离近，几乎不受到从针对终端装置2b的波束TB22起的角度θ2的影响，从而判断为与波束TB22对应的接收功率值PW22b超过终端容许功率值PW0b，并判断为通信的质量发生劣化，特定信号控制部24不生成特定信号。
在基站装置1中，ID接收天线14接收不到针对在时隙T2向终端装置2b发送的波束TB22的特定信号，所以波束控制部13不向波束天线部11输出形成波束TB22的波束选择信号。其结果，在时隙T2不从波束天线部11向终端装置2b发射波束TB22。
终端装置2c根据从来自基站装置1的波束TB22的发射源起的距离以及从正面方向起的角度θ3，判断为作为波束TB22的接收功率值的接收信号电平处于终端装置2c的接收部不会饱和的功率范围，并判断为与基站装置1之间的通信有效，将附加有有效判断信号的特定信号发送到基站装置1。同时，终端装置2c的终端个别信号c被附加到特定信号。
即，终端装置2c当利用波束接收天线21接收到来自基站装置1的波束TB22时，测定由电平检测部23接收到的波束TB22中的通信信号的接收功率的值，将与波束TB22对应的接收功率值和与波束TB22对应的识别信号ID关联起来。
关于关联的信息，由特定信号控制部24比较与波束TB22对应的接收功率值和终端装置2c的终端容许功率值PW0c，根据其比较结果生成特定信号。如图12所示，终端装置2c虽然从来自基站装置1的波束TB22的发射源起的距离近，但由于从针对终端装置2c的波束TB22起的角度θ3的影响，终端装置2c的接收功率值PW22c为终端容许功率值PW0c以下，特定信号控制部24生成对于通信有效OK这样的有效判断信号被附加到针对接收到的波束TB22的识别信号ID22而成的特定信号Y22c。同时，特定信号控制部24将终端装置2c的终端个别信号c附加到特定信号Y22c。
特定信号Y22c由特定信号调制部25调制，从ID发送天线26作为波束RB22c发射。
在基站装置1中，特定信号解调部15对经由ID接收天线14接收到的调制后的特定信号Y22c进行解调，波束控制部13将基于解调后的特定信号Y22c的波束选择信号S22c输出到波束天线部11。波束天线部11根据波束选择信号S22c，在时隙T2形成波束TB22，利用波束TB22将通信信号发送到终端装置2c。
在时隙T3，从基站装置1形成波束TB21以及波束TB22，利用波束TB21以及波束TB22发送包含通信数据和表示对波束TB21以及波束TB22赋予的个别信息的识别信号ID22的通信信号。
此时，终端装置2a针对来自基站装置1的波束TB21以及波束TB22，如关于时隙T1以及时隙T2的期间所说明那样，针对波束TB21以及波束TB22，判断为作为波束TB21以及波束TB22中的通信信号的接收功率值的接收信号电平处于终端装置2a的接收部不会饱和的功率范围，并判断为与基站装置1之间的通信有效，将附加有有效判断信号的特定信号发送到基站装置1。同时，终端装置2a的终端个别信号a被附加到特定信号。
即，终端装置2a当利用波束接收天线21接收到来自基站装置1的波束TB21以及波束TB22时，针对接收到的波束TB21以及波束TB22，利用电平检测部23分别测定波束TB21以及波束TB22中的通信信号的接收功率的值，将与波束TB21以及波束TB22对应的接收功率值和与波束TB21以及波束TB22对应的识别信号ID关联起来。
关于关联的信息，由特定信号控制部24比较波束TB21以及与波束TB22对应的接收功率值PW21a以及接收功率值PW22a和终端装置2的终端容许功率值PW0a，根据其比较结果生成特定信号。也就是说，特定信号控制部24生成对于通信有效OK这样的有效判断信号被附加到针对接收到的波束TB21以及波束TB22的识别信号ID21以及识别信号ID22而成的特定信号Y23a。同时，特定信号控制部24将终端装置2a的终端个别信号a附加到特定信号Y23a。
特定信号Y23a由特定信号调制部25调制，从ID发送天线26作为波束RB23a发射。
在基站装置1中，特定信号解调部15对经由ID接收天线14接收到的调制后的特定信号Y23a进行解调，波束控制部13将基于解调后的特定信号Y23a的波束选择信号S23a输出到波束天线部11。波束天线部11根据波束选择信号S23a，在时隙T3同时形成波束TB21以及波束TB22，利用波束TB21以及波束TB22发送通信信号。
终端装置2b如关于时隙T1的期间所说明那样，作为波束TB21的接收功率值的接收信号电平处于终端装置2b的接收部不会饱和的功率范围，但如关于时隙T2的期间所说明那样，作为波束TB22的接收功率值的接收信号电平处于终端装置2b的接收部饱和的功率范围，所以不向基站装置1输出特定信号。
在基站装置1中，在时隙T3不从波束天线部11对终端装置2b发射波束TB21以及波束TB22。
终端装置2c如关于时隙T1的期间所说明那样，不存在于波束TB21覆盖的区域，但如关于时隙T2的期间所说明那样，作为波束TB22的接收功率值的接收信号电平为终端装置2c的接收部不会饱和的功率范围。
因而，考虑如下3种应对，可以以任意的情况应对。
第一，终端装置2c不向基站装置1输出特定信号。
在基站装置1中，在时隙T3不从波束天线部11对终端装置2c发射波束TB21以及波束TB22。
第二，终端装置2c生成对于通信有效OK这样的有效判断信号被附加到针对接收到的波束TB21以及波束TB22的识别信号ID21以及识别信号ID22而成的特定信号Y23c。同时，将终端装置2c的终端个别信号c附加到特定信号Y23c。
其结果，在基站装置1中，针对终端装置2c，在时隙T3同时形成波束TB21以及波束TB22，利用波束TB22发送通信信号。
第三，终端装置2c生成对于通信有效OK这样的有效判断信号被附加到针对接收到的波束TB22的识别信号ID22而成的特定信号Y23c。同时，将终端装置2c的终端个别信号c附加到特定信号Y23c。
其结果，在基站装置1中，针对终端装置2c，在时隙T3形成波束TB22，利用波束TB22发送通信信号。不形成波束TB21，使波束TB21的发射停止。
该第三方法起到终端装置2c中的针对基站装置1的通信成为高质量，而且能够以高速率实施这样的效果。
这样，在实施例1中，针对终端装置2a，在经过通信质量测定期间之后的终端装置2a与基站装置1的通信期间，波束TB21以及波束TB22为有效的波束，所以从基站装置1，能够在时隙T1使波束TB21发射，在时隙T2使波束TB22发射，在时隙T3使波束TB21以及波束TB22同时发射，起到终端装置2a中的与基站装置1的通信在终端装置2a中的接收部中没有饱和地能够进行高质量的通信这样的效果。
另外，针对终端装置2b，在经过通信质量测定期间之后的终端装置2b与基站装置1的通信期间，波束TB21为有效的波束，所以从基站装置1，能够在时隙T1使波束TB21发射，在时隙T2以及时隙T3使波束TB的发射停止，起到终端装置2b中的与基站装置1的通信在终端装置2b中的接收部中没有饱和地能够进行高质量的通信这样的效果。
进而，针对终端装置2c，在经过通信质量测定期间之后的终端装置2c与基站装置1的通信期间，波束TB22为有效的波束，不存在于波束TB21覆盖的区域，所以从基站装置1，能够在时隙T1使波束TB21的发射停止，在时隙T2使波束TB22发射，在时隙T3使波束TB21以及波束TB22的发射停止，使波束TB21以及波束TB22同时发射，或使波束TB22单独地发射，起到终端装置2c中的与基站装置1的通信在终端装置2c中的接收部中没有饱和地能够进行高质量的通信这样的效果。
如上那样，在实施例2中，根据终端装置2a至终端装置2c相对于基站装置1的位置关系，从多个波束TB之中选择有效的波束TB，进行基站装置1与终端装置2a至终端装置2c的通信，所以能够不变更基站装置1形成的各波束TB的形状、朝向、输出功率，避免处于基站装置1的服务区域内的多个终端装置2a至终端装置2c的接收部饱和，在基站装置1与终端装置2a至终端装置2c之间进行高质量的通信。
此外，在上述实施例2中，说明了作为特定信号Y21a、特定信号Y21b、特定信号Y22a、特定信号Y22c、特定信号Y23a以及特定信号Y23c而使用了附加有有效判断信号的特定信号Y2**的情况，但也可以与实施例1同样地是使用了附加有无效判断信号的特定信号N2**的情况。在该情况下，也起到同样的效果。
另外，在上述实施例2中，示出了在经过通信质量测定期间之后也对来自基站装置1的时间分割中的时隙T1至时隙T3进行等分的情况，但也可以使发射有效的波束TB**的时隙T*相对于使波束TB**停止的时隙T*长。在该情况下，时隙T*相对于波束TB**的比率相对于使波束TB**停止的时隙T*高，从而起到终端装置2a至终端装置2c中的针对基站装置1的通信成为高质量，而且能够以高速率实施这样的效果。
进而，在上述实施例1中，示出了为了覆盖服务区域整体而所需的波束TB的数量为两个的情况，但关于覆盖服务区域整体的波束数M为3个以上的情况也能够得到同样的效果。
实施方式2.
根据图13，说明本发明的实施方式2的无线通信系统。
实施方式2的无线通信系统相对于实施方式1的无线通信系统在如下方面不同。
第一，实施方式1的无线通信系统在基站装置1中具备特定信号解调部15和ID接收天线14，相对于此，在实施方式2的无线通信系统中，在基站装置1中，波束天线部11兼具ID接收天线14，使在这种技术领域在基站装置1中通常使用的解调部16具有与特定信号解调部15有关的功能。
第二，实施方式1的无线通信系统在终端装置2中具备特定信号控制部24、特定信号调制部25以及ID发送天线26，相对于此，在实施方式2的无线通信系统中，采用兼具波束接收天线21和ID发送天线26的波束收发天线29，使在这种技术领域在终端装置2中通常使用的控制部27以及调制部28具有与特定信号控制部24和特定信号调制部25有关的功能。
以下，以实施方式1的无线通信系统的区别点为中心而进行说明。此外，在图13中，与图1相同的符号表示相同或者相当部分。
波束天线部1通过时分双工(TDD)或者频分双工(FDD)来进行波束的收发。
解调部16在基站装置1中，在通常的运用时，对在这种技术领域通常实施的、经由波束天线部11接收到的接收波束进行解调。进而，解调部16与通常实施的解调一并地，对经由波束天线部11接收到的、调制后的特定信号进行解调，解调后的特定信号输出到波束控制部13。
波束收发天线29通过时分双工(TDD)或者频分双工(FDD)来进行波束的收发。
控制部27在终端装置2中，在通常的运用时，进行在这种技术领域通常实施的控制。进而，控制部27与通常实施的控制一并地，比较与从电平检测部23输入的波束TB对应的接收功率值和终端装置2的终端容许功率值，生成用于从在基站装置1中形成的为了覆盖服务区域整体而所需的多个波束TB之中选择波束TB的特定信号。
调制部28在终端装置2中，在通常的运用时，进行在这种技术领域通常实施的调制。进而，调制部28对由控制部27生成的特定信号进行调制，输出到波束收发天线29。
在这样构成的实施方式2的无线通信系统中，也起到与实施方式1的无线通信系统同样的效果。
进而，在基站装置1中，使在这种技术领域通常使用的解调部16具有对经由波束天线部11接收到的、调制后的特定信号进行解调的功能，所以起到仅通过软件的变更就能够应对这样的效果。
另外，在终端装置2中，使在这种技术领域通常使用的控制部27具有生成用于选择波束TB的特定信号的功能，所以起到仅通过软件的变更就能够应对这样的效果。
此外，在上述实施方式1以及实施方式2中，作为基站装置1，不仅可以由形成为了覆盖服务区域整体而所需的多个波束，为了利用多个波束分别以时分方式发送通信信号而发射多个波束的单独的基站装置构成，也可以作为具有多个发射一个波束的基站装置的集合体而构成。
此外，本发明能够在其发明的范围内，进行实施方式的任意的构成要素的变形、或各实施方式中的任意的构成要素的省略。

Claims (13)

1.一种无线通信系统，具备：
基站装置，形成为了覆盖服务区域整体而所需的多个波束，利用所述多个波束各自以时分方式发送通信信号；以及
终端装置，接收从所述基站装置发射的波束，
所述无线通信系统使用波束成形技术进行从所述基站装置向所述终端装置的通信，
所述无线通信系统的特征在于，
所述终端装置针对接收到的来自所述基站装置的多个波束的各个波束，比较每个波束的通信信号的接收功率值和所述终端装置的终端容许功率值，根据比较结果，将用于从所述多个波束之中选择波束的特定信号发送到所述基站装置，
所述基站装置接收来自所述终端装置的特定信号，根据基于接收到的特定信号的波束选择信号，从所述多个波束之中选择波束，以时分方式发送通信信号。
2.根据权利要求1所述的无线通信系统，其特征在于，
来自所述基站装置的多个波束中的通信信号包含通信数据和表示对所述多个波束分别赋予的个别信息的识别信号，
来自所述终端装置的特定信号为有效判断信号被附加到与接收到的波束对应的识别信号而成的信号，所述有效判断信号在所述终端装置接收到的波束的通信信号的接收功率值为所述终端装置的终端容许功率值以下时表示对于通信有效，
所述基站装置中的波束选择信号为选择与所述基站装置接收到的特定信号所包含的识别信号对应的波束的信号。
3.根据权利要求2所述的无线通信系统，其特征在于，
针对利用所述波束选择信号选择的波束的时隙为比针对利用所述波束选择信号未选择的波束的时隙长的时间。
4.根据权利要求1所述的无线通信系统，其特征在于，
来自所述基站装置的多个波束中的通信信号包含通信数据和表示对所述多个波束分别赋予的个别信息的识别信号，
来自所述终端装置的特定信号为无效判断信号被附加到与接收到的波束对应的识别信号而成的信号，所述无效判断信号在所述终端装置接收到的波束的通信信号的接收功率值超过所述终端装置的终端容许功率值时表示对于通信无效，
所述基站装置中的波束选择信号为将与所述基站装置接收到的特定信号所包含的识别信号对应的波束设为非选择的信号。
5.根据权利要求4所述的无线通信系统，其特征在于，
针对利用所述波束选择信号设为非选择的波束的时隙为比针对利用所述波束选择信号选择的波束的时隙短的时间。
6.一种终端装置，利用来自基站装置的多个波束，使用波束成形技术进行通信，所述终端装置的特征在于，具备：
电平检测部，针对接收到的来自所述基站装置的多个波束的各个波束，测定每个波束的通信信号的接收功率值；
控制部，比较由所述电平检测部测定出的接收功率值和所述终端装置的终端容许功率值，根据比较结果，生成用于从所述多个波束之中选择波束的特定信号；
调制部，对由所述控制部生成的特定信号进行调制；以及
发送天线，将由所述调制部调制后的特定信号作为波束而发射。
7.根据权利要求6所述的终端装置，其特征在于，
所述特定信号为有效判断信号被附加到与接收到的波束对应的识别信号而成的信号，所述有效判断信号在接收到的所述波束的通信信号的接收功率值为所述终端装置的终端容许功率值以下时表示对于通信有效。
8.根据权利要求6所述的终端装置，其特征在于，
所述特定信号为无效判断信号被附加到与接收到的波束对应的识别信号而成的信号，所述无效判断信号在接收到的所述波束的通信信号的接收功率值超过所述终端装置的终端容许功率值时表示对于通信无效。
9.一种基站装置，使用波束成形技术进行与终端装置的通信，所述基站装置的特征在于，具备：
波束天线部，形成根据波束选择信号从为了覆盖服务区域整体而所需的多个波束之中确定的波束，利用所确定的所述波束以时分方式发送通信信号；
接收天线，比较所述终端装置接收到的波束的通信信号的接收功率值和所述终端装置的终端容许功率值，根据比较结果，接收用于选择波束的、从所述终端装置发送的、调制后的特定信号；
解调部，对由所述接收天线接收到的特定信号进行解调；以及
波束控制部，接受来自所述解调部的解调后的特定信号，将基于解调后的波束特定信号的波束选择信号输出到所述波束天线部。
10.根据权利要求9所述的基站装置，其特征在于，
所述特定信号为有效判断信号被附加到与接收到的波束对应的识别信号而成的信号，所述有效判断信号在接收到的所述波束的通信信号的接收功率值为所述终端装置的终端容许功率值以下时表示对于通信有效，
所述选择信号为选择与接收到的所述特定信号所包含的识别信号对应的波束的信号。
11.根据权利要求9所述的基站装置，其特征在于，
所述特定信号为无效判断信号被附加到与接收到的波束对应的识别信号而成的信号，所述无效判断信号在接收到的所述波束的通信信号的接收功率值超过所述终端装置的终端容许功率值时表示对于通信无效，
所述波束选择信号为将与接收到的所述特定信号所包含的识别信号对应的波束设为非选择的信号。
12.一种无线通信方法，使用波束成形技术进行向终端装置的通信，所述终端装置接收从基站装置发射的波束，所述基站装置形成为了覆盖服务区域整体而所需的多个波束，利用所述多个波束各自以时分方式发送通信信号，所述无线通信方法的特征在于，具备：
判定步骤，所述终端装置针对接收到的来自所述基站装置的多个波束的各个波束，比较每个波束的通信信号的接收功率值和所述终端装置的终端容许功率值，根据比较结果，将所述终端装置的接收部不饱和的波束判定为有效；
通知步骤，将在所述判定步骤中被判定为有效的波束的识别信号通知给所述基站装置；以及
选择以及发送步骤，所述基站装置针对在所述通知步骤中被通知到所述识别信号的终端装置，选择与所述识别信号对应的波束，以时分方式发送通信信号。
13.一种无线通信方法，使用波束成形技术进行向终端装置的通信，所述终端装置接收从基站装置发射的波束，所述基站装置形成为了覆盖服务区域整体而所需的多个波束，利用所述多个波束各自以时分方式发送通信信号，所述无线通信方法的特征在于，包括：
判定步骤，所述终端装置针对接收到的来自所述基站装置的多个波束的各个波束，比较每个波束的通信信号的接收功率值和所述终端装置的终端容许功率值，根据比较结果，将所述终端装置的接收部饱和的波束判定为无效；
通知步骤，将在所述判定步骤中被判定为无效的波束的识别信号通知给所述基站装置；以及
非选择以及发送步骤，所述基站装置针对在所述通知步骤中被通知到所述识别信号的终端装置，将与所述识别信号对应的波束设为非选择，从未被设为非选择的波束之中以时分方式发送通信信号。
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