JP5427473B2 - 無線基地局及び無線通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、ＣＤＭＡ方式及び次世代通信方式に対応した無線端末との無線通信を行う無線基地局及び無線通信方法に関する。

現在、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式が用いられる第３世代（あるいは３．５世代）携帯電話システムが広く普及している。

近年では、新たな通信方式として、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式、及びＳＣ−ＦＤＭＡ（Single-Carrier Frequency-Division Multiple Access）方式が注目されている。ＯＦＤＭ方式及びＳＣ−ＦＤＭＡ方式は、ＣＤＭＡ方式よりも高い通信性能を発揮できるため、次世代（３．９世代あるいは第４世代）携帯電話システムなどにおいて採用されている。

携帯電話システムなどの無線通信システムでは、新たな通信方式に対応した無線基地局が徐々に設置されていくことから、第３世代から第４世代への移行期において、ＣＤＭＡ方式と次世代通信方式の両方式に対応した無線端末が普及することが予想される。

従来では、２つの通信方式に対応した無線端末（いわゆる、デュアル端末）は、次のような方法を用いて、無線基地局との無線通信に使用される通信方式（以下、使用通信方式）を切り替えている。例えば、デュアル端末は、各通信方式において測定した受信レベルを比較し、受信レベルが低い方の通信方式から高い方の通信方式へ使用通信方式を切り替える（特許文献１参照）。

特開２００９−５００９５６号公報

ところで、無線通信システムにおける受信側は、経路の異なる複数の電波（マルチパス波）の合成波を送信側から受信する。このため、ＯＦＤＭ方式及びＳＣ−ＦＤＭＡ方式において、送信側は、先行波と遅延波との時間差を吸収するためのガードインターバルをシンボル毎に付加している。

しかし、ガードインターバルの時間長を超える遅延波が発生すると、受信側における受信信号において、時間的に前後のシンボル間で干渉（いわゆる、符号間干渉）が発生し、通信性能が低下する。

ここで、従来のデュアル端末は、単に受信レベルが高い方の通信方式を選択しているため、ＣＤＭＡ方式よりも次世代通信方式の受信レベルが高ければ次世代通信方式が使用されることになる。しかしながら、次世代通信方式において符号間干渉が発生している場合、次世代通信方式本来の通信性能を発揮できないだけでなく、ＣＤＭＡ方式よりも通信性能が低下するといった問題がある。

そこで、本発明は、ＣＤＭＡ方式及び次世代通信方式に対応したデュアル端末が用いられる場合において、符号間干渉による通信性能の低下を防止できる無線基地局及び無線通信方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明は以下のような特徴を有している。まず、本発明の無線基地局の第１の特徴は、ＯＦＤＭ方式又はＳＣ−ＦＤＭＡ方式の何れかである所定通信方式（次世代通信方式）と、ＣＤＭＡ方式とに対応した無線端末（無線端末１００）が接続しており、前記所定通信方式に対応した無線基地局（無線基地局２００）であって、前記所定通信方式の信号を前記無線端末から受信する受信部（受信部２２４）と、前記受信部が受信した信号の先行波と遅延波との時間差を示す受信パラメータを測定する測定部（測定部２５０）と、前記測定部が測定した前記受信パラメータが、前記所定通信方式で用いられるガードインターバルに基づいて定められる閾値を超えている場合に、前記ＣＤＭＡ方式に対応した無線基地局（無線基地局３００）へのハンドオーバの指示を前記無線端末に送信する送信部（送信部２２２）とを備え、前記送信部は、前記測定部が測定した前記受信パラメータが前記閾値を超えたとき、前記ＣＤＭＡ方式に対応した無線基地局の情報であるネイバーリストに対応する前記ＣＤＭＡ方式に対応した無線基地局からの信号の受信品質であるＣＤＭＡ受信品質の測定指示を前記無線端末に送信し、前記受信部は、前記無線端末が前記測定指示に応じて測定した前記ＣＤＭＡ受信品質を前記無線端末から受信し、前記送信部は、前記受信部が受信した前記ＣＤＭＡ受信品質が良好である場合に、前記ハンドオーバの指示を前記無線端末に送信することを要旨とする。

このような特徴によれば、ＯＦＤＭ方式又はＳＣ−ＦＤＭＡ方式の何れかである所定通信方式（次世代通信方式）と、ＣＤＭＡ方式とに対応した無線端末が用いられる場合において、符号間干渉による通信性能の低下を防止できる。

本発明の無線基地局の第２の特徴は、本発明の無線基地局の第１の特徴に係り、前記受信パラメータとは、前記所定通信方式の受信信号に含まれるシンボルと、前記シンボルの基準点との間の振幅誤差及び位相誤差から計算されるエラーベクトルの実効値であることを要旨とする。

本発明の無線基地局の第３の特徴は、本発明の無線基地局の第１又は第２の特徴に係り、前記閾値は、前記所定通信方式の信号に適用されている変調方式に基づいて設定されることを要旨とする。

本発明の無線基地局の第４の特徴は、本発明の無線基地局の第１〜第３の何れかの特徴に係り、前記送信部は、前記測定部が測定した前記受信パラメータが前記閾値を超えており、前記受信部が受信した前記ＣＤＭＡ受信品質が良好であり、且つ、前記無線端末が前記ＣＤＭＡ方式に対応した無線基地局に接続することが許可された場合に、前記ハンドオーバの指示を前記無線端末に送信することを要旨とする。

本発明の無線通信方法の特徴は、ＯＦＤＭ方式又はＳＣ−ＦＤＭＡ方式の何れかである所定通信方式と、ＣＤＭＡ方式とに対応した無線端末（無線端末１００）が、前記所定通信方式に対応した第１無線基地局（無線基地局２００）に接続するステップと、前記第１無線基地局が前記所定通信方式の信号を前記無線端末から受信するステップと、前記受信するステップで受信した信号の先行波と遅延波との時間差を示す受信パラメータを前記第１無線基地局が測定するステップと、前記測定するステップで測定した前記受信パラメータが、前記所定通信方式で用いられるガードインターバルに基づいて定められる閾値を超えている場合に、前記ＣＤＭＡ方式に対応した第２無線基地局（無線基地局３００）へのハンドオーバの指示を前記第１無線基地局から前記無線端末に送信するステップとを備え、前記ハンドオーバの指示を前記第１無線基地局から前記無線端末に送信するステップにおいて、前記第１無線基地局が測定した前記受信パラメータが前記閾値を超えたとき、前記ＣＤＭＡ方式に対応した第２無線基地局の情報であるネイバーリストに対応する前記ＣＤＭＡ方式に対応した第２無線基地局からの信号の受信品質であるＣＤＭＡ受信品質の測定指示を前記第１無線基地局から前記無線端末に送信し、前記無線端末が前記測定指示に応じて測定した前記ＣＤＭＡ受信品質を前記第１無線基地局が前記無線端末から受信し、前記受信部が受信した前記ＣＤＭＡ受信品質が良好である場合に、前記ハンドオーバの指示を前記第１無線基地局から前記無線端末に送信することを要旨とする。

本発明によれば、ＣＤＭＡ方式及び次世代通信方式に対応したデュアル端末が用いられる場合において、符号間干渉による通信性能の低下を防止できる無線基地局及び無線通信方法を提供できる。

本発明の実施形態に係る無線通信システムの全体概略図である。 本発明の実施形態に係る無線基地局が受信するＳＣ−ＦＤＭＡ信号を説明するための図である。 ガードインターバルを説明するための図である。 本発明の実施形態に係る無線端末の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る無線基地局の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係るＥＶＭ及びＥＶＭ閾値を説明するための図である。 本発明の実施形態に係る無線通信システムの動作パターン１を示すシーケンス図である。 本発明の実施形態に係る無線通信システムの動作パターン２を示すシーケンス図である。 その他の実施形態に係る波形測定処理を説明するための図である。

次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。具体的には、（１）無線通信システムの概要、（２）無線端末の構成、（３）無線基地局の構成、（４）無線通信システムの動作、（５）実施形態の効果、（６）その他の実施形態について説明する。以下の実施形態における図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。

（１）無線通信システムの概要
図１は、本実施形態に係る無線通信システム１０の全体概略図である。

図１に示すように、無線通信システム１０は、無線端末１００、無線基地局２００、及び無線基地局３００を有する。

本実施形態では、無線端末１００は、ＣＤＭＡ方式と次世代通信方式（所定通信方式）の両方式に対応したデュアル端末である。無線基地局２００は次世代通信方式に対応し、無線基地局３００はＣＤＭＡ方式に対応している。ここで次世代通信方式とは、ＯＦＤＭ方式又はＳＣ−ＦＤＭＡ方式の何れかである。なお、本明細書において、ＯＦＤＭ方式には、ＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access）方式が含まれるものとする。

本実施形態では、次世代通信方式の通信規格は、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）において標準化されているＬＴＥ（Long Term Evolution）である。ＬＴＥでは、ダウンリンクにＯＦＤＭ方式が用いられ、アップリンクにＳＣ−ＦＤＭＡ方式が用いられる。以下においては、主にアップリンクについて説明する。

本実施形態では、ＣＤＭＡ方式の通信規格は、３ＧＰＰ２において標準化されているｃｄｍａ２０００である。ｃｄｍａ２０００では、アップリンク（リバースリンク）・ダウンリンク（フォワードリンク）共にＣＤＭＡ方式が用いられる。

無線基地局２００は、ＬＴＥネットワーク（“E-UTRAN”と呼ばれる）２０の一部を構成する。無線基地局３００は、ｃｄｍａ２０００ネットワーク３０の一部を構成する。ＬＴＥネットワーク２０は、無線端末１００の移動性を管理する管理装置であるＭＭＥ（Mobility Management Entity）２５を有する。

無線端末１００は、無線基地局２００に接続している状態（以下、“アクティブモード”）である。具体的には、無線端末１００は、無線基地局２００に接続し、無線基地局２００を介して通信先装置（例えば、サーバ又は通信端末等）との通信を行っている。無線端末１００は、無線基地局２００の通信可能エリア内に位置するとともに、無線基地局３００の通信可能エリア内に位置する。

ＯＦＤＭ方式は、互いに直交する複数のサブキャリアにデータを分散して各サブキャリアを変調する方式である。送信側は、各サブキャリアを多相ＰＳＫ変調又は多値ＱＡＭ変調した後、各サブキャリアを逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）することで、ＯＦＤＭ信号を生成する。受信側は、ＯＦＤＭ信号を高速フーリエ変換（ＦＦＴ）することで復調を行う。ＯＦＤＭ方式は、ピーク対平均電力比（ＰＡＰＲ）が高いためにアップリンクには不向きであるため、ＳＣ−ＦＤＭＡ方式は、ＰＡＰＲを低減できる技術としてＬＴＥのアップリンクに適用されている。ＳＣ−ＦＤＭＡ方式では、送信側は、離散フーリエ変換（ＤＦＴ）後の送信信号にＩＦＦＴを施すことで、ＳＣ−ＦＤＭＡ信号を生成する。

無線端末１００と無線基地局２００とが直接見通せない環境などで無線通信を行う場合、無線基地局２００のアンテナ２０１（図５参照）は、図２（ａ）に示すように、経路の異なる複数の電波（マルチパス波）を受信する。図２（ａ）の例では、無線端末１００のアンテナ１０１（図４参照）と無線基地局２００のアンテナ２０１との間において、無線基地局２００のアンテナ２０１に直接到達する経路Ｐ１と、ビル又は大地などによる反射後に無線基地局２００のアンテナ２０１に到達する経路Ｐ２，Ｐ３とが形成されている。

無線基地局２００のアンテナ２０１が経路Ｐ１を介して受信した電波は先行波（直接波）である。無線基地局２００のアンテナ２０１が経路Ｐ２，Ｐ３を介して受信した電波は、先行波よりも遅延した遅延波である。

図２（ｂ）に示すように、各経路の電波は、互いに遅延時間が異なる。図２（ｂ）の例では、無線基地局２００のアンテナ２０１は、経路Ｐ１の電波（直接波）を遅延時間τ１で受信し、経路Ｐ２の電波（反射波）を遅延時間τ２で受信し、経路Ｐ３の電波（反射波）を遅延時間τ３で受信する。無線基地局２００のアンテナ２０１は、これらの電波を合成波として受信する。

ＯＦＤＭ方式及びＳＣ−ＦＤＭＡ方式では、このようなマルチパスに起因する遅延時間差を吸収するために、送信側は、各シンボルにガードインターバルと呼ばれる冗長信号区間を付加する。

図３（ａ）は、ＳＣ−ＦＤＭＡ方式におけるシンボル構成を示す図である。図３（ａ）に示すように、ＳＣ−ＦＤＭＡ方式におけるシンボル（以下、ＳＣ−ＦＤＭＡシンボル）は、有効シンボル区間と、当該有効シンボル区間の一部をコピーして得られたガードインターバルとによって構成される。

ガードインターバルを用いることで、図３（ｂ）に示すように、先行波が受信された時間と、最も遅い遅延波が受信された時間との時間差（以下、「遅延時間差」と称する）Ｔｄｍａｘが、ガードインターバルＴｇ内に収まる場合には、受信側でのＦＦＴが正常に機能し、符号間干渉の発生を回避することができる。

一方で、ガードインターバルＴｇを超える遅延波が発生すると、符号間干渉が発生し、受信側での復調が正常に行われず、大きな歪が発生して通信性能が低下する。そこで、本実施形態に係る無線基地局２００は、アップリンクにおいて符号間干渉が発生していると推定される場合には、ＣＤＭＡ方式に対応した無線基地局３００へのハンドオーバを無線端末１００に実行させる。

（２）無線端末の構成
図４は、無線端末１００の構成を示すブロック図である。

図４に示すように、無線端末１００は、アンテナ１０１、変調部１２１、送信部１２２、デュプレクサ１２３、受信部１２４、復調部１２５、測定部１５０、制御部１６０、及び記憶部１８０を有する。送信部１２２は、スイッチＳＷ１、ＣＤＭＡ送信部１２２Ａ及びＳＣ−ＦＤＭＡ送信部１２２Ｂを有する。受信部１２４は、スイッチＳＷ２、ＣＤＭＡ受信部１２４Ａ及びＯＦＤＭ受信部１２４Ｂを有する。

変調部１２１は、制御部１６０からの送信データを変調及び符号化する。変調部１２１は、適応変調に対応した構成を有している。適応変調においては、変調多値数と符号化率との組み合わせによって複数の変調方式が予め定められている。当該変調方式は、変調クラスまたはＭＣＳ(Modulation and Coding Scheme)レベルとも呼ばれる。変調部１２１は、複数の変調方式の中から選択された何れかの変調方式で送信データを変調及び符号化する。

スイッチＳＷ１は、制御部１６０による制御に従って、変調部１２１から出力された送信データをＣＤＭＡ送信部１２２Ａ又はＳＣ−ＦＤＭＡ送信部１２２Ｂの何れかに入力する。スイッチＳＷ１は、使用通信方式がＣＤＭＡ方式である場合には、送信データをＣＤＭＡ送信部１２２Ａに入力し、使用通信方式がＳＣ−ＦＤＭＡ方式である場合には、送信データをＳＣ−ＦＤＭＡ送信部１２２Ｂに入力する。

ＣＤＭＡ送信部１２２Ａは、入力された送信データをＣＤＭＡ方式に従ってスペクトラム拡散するとともに、無線周波数帯への変換や増幅処理を行うことによって、無線周波数帯のＣＤＭＡ信号を生成する。生成されたＣＤＭＡ信号は、デュプレクサ１２３及びアンテナ１０１を介して送信される。

ＳＣ−ＦＤＭＡ送信部１２２Ｂは、入力された送信データからＳＣ−ＦＤＭＡ信号を生成するとともに、無線周波数帯への変換や増幅処理を行うことによって、無線周波数帯のＳＣ−ＦＤＭＡ信号を生成する。生成されたＳＣ−ＦＤＭＡ信号は、デュプレクサ１２３及びアンテナ１０１を介して送信される。

一方、受信時において、デュプレクサ１２３は、アンテナ１０１が受信した無線信号（ＣＤＭＡ信号又はＯＦＤＭ信号）をスイッチＳＷ２に入力する。

スイッチＳＷ２は、制御部１６０による制御に従って、デュプレクサ１２３からの無線信号をＣＤＭＡ受信部１２４Ａ又はＯＦＤＭ受信部１２４Ｂの何れかに入力する。スイッチＳＷ２は、使用通信方式がＣＤＭＡ方式である場合には、デュプレクサ１２３からの無線信号をＣＤＭＡ受信部１２４Ａに入力し、使用通信方式がＯＦＤＭ方式である場合には、デュプレクサ１２３からの無線信号をＯＦＤＭ受信部１２４Ｂに入力する。

ＣＤＭＡ受信部１２４Ａは、入力された無線信号（ＣＤＭＡ信号）に対し、ベースバンド帯への変換や増幅処理を行うとともに、ＣＤＭＡ方式に従って逆拡散を行う。また、ＣＤＭＡ受信部１２４Ａは、受信ＣＤＭＡ信号に含まれる先行波と遅延波とを合成する処理であるＲＡＫＥ受信を行う。ＲＡＫＥ受信では、先行波と遅延波とを位相を揃えて合成することで受信品質が改善する。このようにして得られた受信データは、復調部１２５に入力される。

ＯＦＤＭ受信部１２４Ｂは、入力された無線信号（ＯＦＤＭ信号）に対し、ベースバンド帯への変換や増幅処理を行うとともに、ＯＦＤＭ方式に従ってマルチキャリア復調を行う。また、ＯＦＤＭ受信部１２４Ｂは、受信ＯＦＤＭ信号に含まれるガードインターバルを除去する。その結果得られた受信データは、復調部１２５に入力される。

復調部１２５は、入力された受信データを復調及び復号する。復調部１２５は、複数の変調方式の中から選択された何れかの変調方式に対応する方法で受信データを復調及び復号する。また、復調部１２５は、入力された受信データに対してシンボル判定を行う。

測定部１５０は、ＣＤＭＡ信号の受信品質を測定する。本実施形態では、ＣＤＭＡ信号の受信品質として受信電界強度（ＲＳＳＩ）を用いるものとするが、ＲＳＳＩに限らず、受信ＳＮＲ（Signal to Noise ratio）等でもよい。測定部１５０によって測定されたＲＳＳＩは、制御部１６０に入力される。

制御部１６０は、例えばＣＰＵを用いて構成され、無線端末１００が具備する各種機能を制御する。記憶部１８０は、例えばメモリを用いて構成され、制御部１６０における制御に用いられる各種情報を記憶する。

制御部１６０は、スイッチＳＷ１，２を制御する。制御部１６０は、使用通信方式をＯＦＤＭ方式と次世代通信方式（ＳＣ−ＦＤＭＡ方式、ＯＦＤＭ方式）との間で切り替える際にスイッチＳＷ１，２を切り換える。制御部１６０は、次世代通信方式（ＳＣ−ＦＤＭＡ方式、ＯＦＤＭ方式）通信中にＣＤＭＡ信号のＲＳＳＩを測定する際に一時的にスイッチＳＷ１，２を切り換えてもよい。

制御部１６０は、測定部１５０によって測定されたＲＳＳＩ（以下、測定ＲＳＳＩ）を変調部２２１に入力する。ＳＣ−ＦＤＭＡ送信部１２２Ｂは、変調後の測定ＲＳＳＩを無線基地局２００に送信する。このような測定結果の報告は、“Measurement Report”と呼ばれる。

制御部１６０は、無線基地局２００からの指示に応じて、測定部１５０を動作させたり、無線基地局２００から無線基地局３００へ接続先を切り替えるハンドオーバを実行したりする。

（３）無線基地局の構成
図５は、無線基地局２００の構成を示すブロック図である。

図５に示すように、無線基地局２００は、アンテナ２０１、変調部２２１、送信部２２２、デュプレクサ２２３、受信部２２４、復調部２２５、制御部２４０、測定部２５０、記憶部２６０、及び有線通信部２８０を有する。

変調部２２１は、制御部２４０からの送信データを変調及び符号化する。変調部２２１は、適応変調に従って、複数の変調方式の中から選択された何れかの変調方式で送信データを変調及び符号化する。

送信部２２２は、入力された送信データをＯＦＤＭ方式に従ってマルチキャリア変調するとともに、無線周波数帯への変換や増幅処理を行うことによって、無線周波数帯のＯＦＤＭ信号を生成する。生成されたＯＦＤＭ信号は、デュプレクサ１２３及びアンテナ２０１を介して送信される。

一方、受信時において、デュプレクサ２２３は、アンテナ２０１が受信したＳＣ−ＦＤＭＡ信号を受信部２２４に入力する。受信部２２４は、入力されたＳＣ−ＦＤＭＡ信号に対し、ベースバンド帯への変換や増幅処理を行うとともに、ＳＣ−ＦＤＭＡ方式に従った復調を行う。また、受信部２２４は、ＳＣ−ＦＤＭＡ信号に含まれるガードインターバルを除去する。このようにして得られた受信データは、復調部２２５に入力される。

復調部２２５は、入力された受信データを復調及び復号する。復調部２２５は、複数の変調方式の中から選択された何れかの変調方式に対応する方法で受信データを復調及び復号する。また、復調部２２５は、入力された受信データに対してシンボル判定を行う。

測定部２５０は、受信ＳＣ−ＦＤＭＡ信号の先行波と遅延波との時間差を示す受信パラメータを測定する。本実施形態において受信パラメータとは、図６（ａ）に示すように、受信ＳＣ−ＦＤＭＡ信号に含まれるＳＣ−ＦＤＭＡシンボルＳと、ＳＣ−ＦＤＭＡシンボルの基準点Ｓｒｅｆとの間の振幅誤差（振幅エラー）及び位相誤差（位相エラー）から計算されるＥＶＭ（Error Vector Magnitude）である。遅延時間差ＴｄｍａｘがガードインターバルＴｇを超える度合いが大きいほど、ＥＶＭの値が大きくなる。測定部２５０によって測定されたＥＶＭは、制御部２４０に入力される。

制御部２４０は、例えばＣＰＵを用いて構成され、無線基地局２００が具備する各種機能を制御する。記憶部２６０は、例えばメモリを用いて構成され、制御部２４０における制御に用いられる各種情報を記憶する。有線通信部２８０は、ＬＴＥネットワーク２０側との通信を行う。

制御部２４０は、ＣＤＭＡ信号のＲＳＳＩの測定指示を送信部２２２を用いて無線端末１００に送信する。本実施形態では、送信部２２２は、周期的に、あるいは所定のトリガで当該測定指示を送信する。

記憶部２６０は、無線基地局２００の周辺に位置する無線基地局の情報であるネイバーリストを予め記憶している。本実施形態では、ネイバーリストは、ＣＤＭＡ方式に対応した無線基地局（無線基地局３００等）のＩＤ及び使用チャネル情報等を含む。制御部２４０は、当該ネイバーリストを測定指示に含めて送信部２２２から送信させる。

制御部２４０は、測定指示に応じて無線端末１００が測定したＲＳＳＩを受信部２２４及び復調部２２５を介して取得する。制御部２４０は、測定部２５０によって測定されたＥＶＭと、取得した測定ＲＳＳＩとに基づいて、無線端末１００にハンドオーバを行わせるか否かを決定する。

具体的には、制御部２４０は、測定ＥＶＭをＥＶＭ閾値と比較する。ＥＶＭ閾値は、ＳＣ−ＦＤＭＡ方式で用いられるガードインターバルに基づいて定められており、記憶部２６０に予め記憶されている。ＥＶＭ閾値は、遅延時間差ＴｄｍａｘがガードインターバルＴｇを超えた際のＥＶＭの値に予め設定されている。遅延時間差ＴｄｍａｘがガードインターバルＴｇを超えたときのＥＶＭの値は、実験的又は経験的に求めることができる。

本実施形態では、ＥＶＭ閾値は、適応変調で用いられる変調方式毎に設けられている。ＥＶＭは変調精度とも呼ばれ、図６（ａ）に示すように、観測されたシンボル点Ｓの、本来あるべきシンボル基準点Ｓｒｅｆからの位相・振幅のズレ量（ＥＶＭ）に基づくエラー・ベクトルの実効値であり、理想信号の平均電力の平方根のパーセントとして表される。図６（ｃ）に、ＥＶＭの計算式を示す。

記憶部２６０は、図６（ｂ）に示すように、変調方式とＥＶＭ閾値とを対応付けたテーブルを記憶している。高速通信可能な変調方式（１シンボルあたりのビット数が多い変調方式）であるほど、位相・振幅誤差に対する制約が厳しくなる。このため、高速通信可能な変調方式であるほど、ＥＶＭ閾値が低く設定されている。

制御部２４０は、アップリンクに適用されている変調方式に基づいて、ＥＶＭ閾値を記憶部２６０から取得し、計算したＥＶＭと比較する。

さらに、制御部２４０は、ＣＤＭＡ信号の測定ＲＳＳＩを所定値と比較することで、ＣＤＭＡ受信品質が良好であるか否かを判断する。測定ＲＳＳＩが所定値よりも高い場合には、受信品質が良好であるとみなすことができる。当該所定値は、無線端末１００が通信を実行可能なＲＳＳＩの値に予め設定されている。

測定ＥＶＭがＥＶＭ閾値を超え、且つ、測定ＲＳＳＩが所定値よりも高い場合、無線基地局２００の制御部２４０は、ＣＤＭＡ方式に対応した無線基地局（無線基地局３００等）へのハンドオーバを無線端末１００に実行させることを決定する。無線端末１００にハンドオーバを行わせる場合には、制御部２４０は、ハンドオーバが成功するかを確認した上で、ハンドオーバの指示を送信部２２２を用いて無線端末１００に送信する。

（４）無線通信システムの動作
次に、無線通信システム１０の動作について、（４．１）動作パターン１、（４．２）動作パターン２を例にして説明する。本実施形態では、無線通信システム１０の動作は、３ＧＰＰ ＴＳ３６．３００等の規格に基づいている。動作パターン１は、無線端末１００にＣＤＭＡ信号のＲＳＳＩを周期的に測定させる動作パターンである。動作パターン２は、所定の事象をトリガとして無線端末１００にＣＤＭＡ信号のＲＳＳＩを測定させる動作パターンである。

（４．１）動作パターン１
図７は、無線通信システム１０の動作パターン１を示すシーケンス図である。本シーケンスは、無線端末１００がアクティブモードである場合において実行される。

ステップＳ１０１において、無線基地局２００の送信部２２２は、測定指示を無線端末１００に送信する。当該測定指示には、上述したネイバーリストが含まれている。無線端末１００のＯＦＤＭ受信部１２４Ｂは、測定指示を受信する。

ステップＳ１０２において、無線端末１００の制御部１６０は、測定部１５０に対し、ネイバーリストに含まれるＩＤに対応する各ＣＤＭＡ対応基地局についてＣＤＭＡ信号のＲＳＳＩを測定させる。

ステップＳ１０３において、無線端末１００のＳＣ−ＦＤＭＡ送信部１２２Ｂは、測定部１５０によって測定されたＲＳＳＩを含む測定結果報告を無線基地局２００に送信する。無線基地局２００の受信部２２４は、測定結果報告（測定ＲＳＳＩ）を受信する。

ステップＳ１０４において、無線基地局２００の測定部２５０は、受信部２２４が無線端末１００から受信したＳＣ−ＦＤＭＡ信号のＥＶＭを測定する。

ステップＳ１０５において、無線基地局２００の制御部２４０は、測定部２５０が測定したＥＶＭを、変調方式に対応するＥＶＭ閾値と比較する。また、無線基地局２００の制御部２４０は、受信部２２４が受信し、復調部２２５が復調した測定ＲＳＳＩを所定値と比較する。

測定ＥＶＭがＥＶＭ閾値を超え、且つ、測定ＲＳＳＩが所定値よりも高い場合、無線基地局２００の制御部２４０は、ＣＤＭＡ対応の無線基地局へのハンドオーバを無線端末１００に実行させることを決定する（ステップＳ１０６）。一方、測定ＥＶＭがＥＶＭ閾値未満である場合、又は、測定ＲＳＳＩが所定値以下である場合、無線基地局２００の制御部２４０は、ＣＤＭＡ対応の無線基地局へのハンドオーバを無線端末１００に実行させないと決定する。

なお、無線基地局２００の制御部２４０は、測定ＥＶＭがＥＶＭ閾値を超えている場合において、測定ＲＳＳＩが所定値よりも高いＣＤＭＡ対応の無線基地局が複数存在するときには、測定ＲＳＳＩが最も高いＣＤＭＡ対応の無線基地局をハンドオーバ先として決定することが好ましい。以下では、無線基地局３００へのハンドオーバを無線端末１００に実行させる場合について説明する。

ステップＳ１０７において、無線基地局２００の送信部２２２は、ハンドオーバの準備指示を無線端末１００に送信する。無線端末１００のＯＦＤＭ受信部１２４Ｂは、ハンドオーバの準備指示を受信する。

ステップＳ１０８において、無線端末１００のＳＣ−ＦＤＭＡ送信部１２２Ｂは、無線基地局３００への接続要求を無線基地局２００に送信する。当該接続要求は、ＭＭＥ２５の管理下で、無線基地局３００にトンネリングにより転送される（ステップＳ１０９）。接続要求に成功すると、ＭＭＥ２５は、その旨を無線基地局２００に通知する（ステップＳ１１０）。

ステップＳ１１１において、無線基地局２００は、ＭＭＥ２５からの通知に応じて、無線基地局３００へのハンドオーバの指示を無線端末１００に送信する。無線端末１００は、無線基地局３００へのハンドオーバの指示を受信すると、無線基地局３００へのハンドオーバを実行する。

（４．２）動作パターン２
図８は、無線通信システム１０の動作パターン２を示すシーケンス図である。本シーケンスは、無線端末１００がアクティブモードである場合において実行される。

ステップＳ２０１において、無線基地局２００の制御部２４０は、測定部２５０に対し、受信部２２４が無線端末１００から受信したＳＣ−ＦＤＭＡ信号のＥＶＭを測定させる。

ステップＳ２０２において、無線基地局２００の制御部２４０は、測定部２５０が測定したＥＶＭを、アップリンクの変調方式に対応するＥＶＭ閾値と比較する。

測定ＥＶＭがＥＶＭ閾値を超えている場合には、ステップＳ２０３において、無線基地局２００の制御部２４０は、送信部２２２に対し、ＲＳＳＩの測定指示を無線端末１００に送信させる。当該測定指示には、上述したネイバーリストが含まれている。無線端末１００のＯＦＤＭ受信部１２４Ｂは、測定指示を受信する。

ステップＳ２０４において、無線端末１００の制御部１６０は、測定部１５０に対し、ネイバーリストに含まれるＩＤに対応する各ＣＤＭＡ対応基地局についてＣＤＭＡ信号のＲＳＳＩを測定させる。

ステップＳ２０５において、無線端末１００のＳＣ−ＦＤＭＡ送信部１２２Ｂは、測定部１５０によって測定されたＲＳＳＩを含む測定結果報告を無線基地局２００に送信する。無線基地局２００の受信部２２４は、測定結果報告（測定ＲＳＳＩ）を受信する。

ステップＳ２０６において、無線基地局２００の制御部２４０は、受信部２２４が受信し、復調部２２５が復調した測定ＲＳＳＩを所定値と比較する。

測定ＲＳＳＩが所定値よりも高い場合、無線基地局２００の制御部２４０は、ＣＤＭＡ対応の無線基地局へのハンドオーバを無線端末１００に実行させることを決定する（ステップＳ２０７）。一方、測定ＲＳＳＩが所定値以下である場合には、無線基地局２００の制御部２４０は、ＣＤＭＡ対応の無線基地局へのハンドオーバを無線端末１００に実行させないと決定する。なお、無線基地局２００の制御部２４０は、測定ＲＳＳＩが所定値よりも高いＣＤＭＡ対応の無線基地局が複数存在するときには、測定ＲＳＳＩが最も高いＣＤＭＡ対応の無線基地局をハンドオーバ先として決定することが好ましい。

ステップＳ２０８〜Ｓ２１２の各処理は、動作パターン１と同様にして行われる。

（５）実施形態の効果
本実施形態によれば、無線基地局２００の制御部２４０は、ＳＣ−ＦＤＭＡ信号のＥＶＭがＥＶＭ閾値を超え、且つ、測定ＲＳＳＩが所定値よりも高い場合に、無線基地局３００へのハンドオーバを無線端末１００に実行させることを決定する。ここで、ＥＶＭはＳＣ−ＦＤＭＡ信号の先行波と遅延波との遅延時間差Ｔｄｍａｘを反映し、ＥＶＭ閾値は遅延時間差ＴｄｍａｘがガードインターバルＴｇを超えたときのＥＶＭの値に設定されており、測定ＥＶＭがＥＶＭ閾値を超えたということは、遅延時間差Ｔｄｍａｘがガードインターバル長Ｔｇを超えたことを意味している。

したがって、ＳＣ−ＦＤＭＡ信号について遅延時間差Ｔｄｍａｘがガードインターバル長Ｔｇを超えたと推定される状況において、ＣＤＭＡ信号の受信品質が良好であることを確認した上で、ＣＤＭＡ方式に対応した無線基地局３００へのハンドオーバを無線端末１００に実行させることによって、符号間干渉を回避することができ、通信性能の低下を防止できる。また、遅延時間差ＴｄｍａｘがガードインターバルＴｇを超えたと推定されるまでは、次世代通信方式の優れた通信性能を活用できる。

したがって、ＣＤＭＡ方式及び次世代通信方式の両方式に対応した無線端末１００は、アクティブモードにおいて、次世代通信方式を活用しつつ、符号間干渉による通信性能の低下を防止できる。

さらに、無線端末１００のＣＤＭＡ受信部１２４Ａは、ＣＤＭＡ信号に含まれる先行波と遅延波とを合成するＲＡＫＥ受信を行うことができるため、マルチパス環境に対する耐性が高く、且つＲＡＫＥ受信によるパスダイバーシチ効果が得られる。したがって、使用通信方式を次世代通信方式からＣＤＭＡ方式に切り替えることによって、ＣＤＭＡ方式の特性を活かして通信性能の低下を効果的に抑制できる。

また、ＥＶＭは、ＳＮＲ（Signal to Noise ratio）、ＢＥＲ（Bit Error Rate）、又はチャネル推定値などの他の受信品質指標と比較して、少ない演算量で測定でき、且つ、測定に要する時間が短いという特徴を有する。このため、ＥＶＭを用いることによって、遅延時間差Ｔｄｍａｘがガードインターバル長Ｔｇを超えたか否かを容易且つ即座に推定可能となる。

本実施形態では、制御部２４０は、アップリンクの無線通信に適用されている変調方式に対応するＥＶＭ閾値を設定するため、アップリンクで適応変調を用いる場合であっても、ＥＶＭ閾値を適切に設定可能となる。

（６）その他の実施形態
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。

例えば、受信ＳＣ−ＦＤＭＡ信号の電圧波形の状態が特定の条件を満たした場合にのみＳＣ−ＦＤＭＡ信号のＥＶＭを測定するとしてもよい。図９に、測定部２５０による波形測定処理を示す。図９の例では、図９（ａ）に示すように遅延時間差がτであり、図９（ｂ）に示す先行波と図９（ｃ）に示す遅延波とが合成されて、図９（ｄ）に示すＳＣ−ＦＤＭＡ信号が受信されている。測定部２５０は、例えば、シンボル同期の結果に応じて先行波のガードインターバル期間を特定し、当該ガードインターバル期間に対応する測定タイミングで、ＳＣ−ＦＤＭＡ信号の電圧波形の状態（電圧値）を測定する。当該測定は、各ガードインターバル期間に対応する各測定タイミングで行われる。測定部２５０は、現測定タイミングＴ（ｎ）で測定した電圧波形の状態が、現測定タイミングの前の測定タイミング（以下、「前測定タイミング」と称する）Ｔ（ｎ−１）で測定した電圧波形の状態と等しいか否かを判定する。測定部２５０は、現測定タイミングＴ（ｎ）で測定した電圧波形の状態が前測定タイミングＴ（ｎ−１）で測定した電圧波形の状態と等しい場合には、ＥＶＭの測定を省略し、現測定タイミングＴ（ｎ）で測定した電圧波形の状態が前測定タイミングＴ（ｎ−１）で測定した電圧波形の状態と異なる場合には、ＥＶＭの測定を実行する。ＥＶＭのみを用いて判定を行う場合には、マルチパスの状態の変化以外の要因（例えば、回路的要因）でＥＶＭが変化すると誤判定がなされる可能性があるため、現測定タイミングＴ（ｎ）で測定した電圧波形の状態が前測定タイミングＴ（ｎ−１）で測定した電圧波形の状態と異なる場合に限り、ＥＶＭを測定することによって、判定精度を向上させることができる。

上述した実施形態では、ＣＤＭＡ通信部（ＣＤＭＡ送信部１２２Ａ、ＣＤＭＡ受信部１２４Ａ）と、次世代通信方式の通信部（ＳＣ−ＦＤＭＡ送信部１２２Ｂ、ＯＦＤＭ受信部１２４Ｂ）とが個別に設けられる一例について説明した。しかしながら、これら各通信部を１つの通信部として構成する形態であってもよい。例えば、コグニティブ端末と呼ばれる無線端末においては、使用する通信方式に対応するソフトウェア（SDR BB, Tunable RF）をダウンロードすることで、通信方式をソフトウェア的に切り替えることができる。

上述した実施形態では、ガードインターバル長が固定長である場合を例に説明したが、ガードインターバル長が可変長であってもよい。例えば、ショートガードインターバルと、ショートガードインターバルよりも長いロングガードインターバルの２種類のガードインターバルが選択的に用いられる場合には、測定時間確保の観点から、ロングガードインターバル時にＥＶＭを測定することが好ましい。

上述した実施形態では、測定部２５０が測定する受信パラメータがＥＶＭであったが、ＥＶＭを用いる場合に限らず、他の受信品質指標（例えば、ＳＮＲ、ＢＥＲ、又はチャネル推定値）を用いてもよい。

上述した実施形態では、無線端末１００として携帯電話端末を例示していたが、携帯電話端末に限らず、ＣＤＭＡ方式及び次世代通信方式の通信機器を実装した端末などであってもよい。

上述した実施形態では、ＯＦＤＭ方式を用いる無線通信システムとしてＬＴＥを例に説明したが、ＬＴＥに限らず、ＩＥＥＥ８０２．１６において標準化されているＷｉＭＡＸ、又は、次世代ＰＨＳ（ＸＧＰ）などであってもよい。ＬＴＥではアップリンクにＳＣ−ＦＤＭＡ方式が用いられるが、ＷｉＭＡＸ等ではアップリンクにＯＦＤＭ方式が用いられる。

このように本発明は、ここでは記載していない様々な実施形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。

１０…無線通信システム、２０…ＬＴＥネットワーク、２５…ＭＭＥ、３０…ｃｄｍａ２０００ネットワーク、１００…無線端末、１０１…アンテナ、１２１…変調部、１２２…送信部、１２２Ａ…ＣＤＭＡ送信部、１２２Ｂ…ＳＣ−ＦＤＭＡ送信部、１２３…デュプレクサ、１２４…受信部、１２４Ａ…ＣＤＭＡ受信部、１２４Ｂ…ＯＦＤＭ受信部、１２５…復調部、１５０…測定部、１６０…制御部、１８０…記憶部、２００…無線基地局、２０１…アンテナ、２２１…変調部、２２２…送信部、２２３…デュプレクサ、２２４…受信部、２２５…復調部、２４０…制御部、２５０…測定部、２６０…記憶部、２８０…有線通信部、３００…無線基地局

Claims (5)

1. ＯＦＤＭ方式又はＳＣ−ＦＤＭＡ方式の何れかである所定通信方式と、ＣＤＭＡ方式とに対応した無線端末が接続しており、前記所定通信方式に対応した無線基地局であって、
   前記所定通信方式の信号を前記無線端末から受信する受信部と、
   前記受信部が受信した信号の先行波と遅延波との時間差を示す受信パラメータを測定する測定部と、
   前記測定部が測定した前記受信パラメータが、前記所定通信方式で用いられるガードインターバルに基づいて定められる閾値を超えている場合に、前記ＣＤＭＡ方式に対応した無線基地局へのハンドオーバの指示を前記無線端末に送信する送信部と
   を備え、
   前記送信部は、前記測定部が測定した前記受信パラメータが前記閾値を超えたとき、前記ＣＤＭＡ方式に対応した無線基地局の情報であるネイバーリストに対応する前記ＣＤＭＡ方式に対応した無線基地局からの信号の受信品質であるＣＤＭＡ受信品質の測定指示を前記無線端末に送信し、
   前記受信部は、前記無線端末が前記測定指示に応じて測定した前記ＣＤＭＡ受信品質を前記無線端末から受信し、
   前記送信部は、前記受信部が受信した前記ＣＤＭＡ受信品質が良好である場合に、前記ハンドオーバの指示を前記無線端末に送信する無線基地局。
2. 前記受信パラメータとは、前記所定通信方式の受信信号に含まれるシンボルと、前記シンボルの基準点との間の振幅誤差及び位相誤差から計算されるエラーベクトルの実効値である請求項１に記載の無線基地局。
3. 前記閾値は、前記所定通信方式の信号に適用されている変調方式に基づいて設定される請求項１又は２に記載の無線基地局。
4. 前記送信部は、前記測定部が測定した前記受信パラメータが前記閾値を超えており、前記受信部が受信した前記ＣＤＭＡ受信品質が良好であり、且つ、前記無線端末が前記ＣＤＭＡ方式に対応した無線基地局に接続することが許可された場合に、前記ハンドオーバの指示を前記無線端末に送信する請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の無線基地局。
5. ＯＦＤＭ方式又はＳＣ−ＦＤＭＡ方式の何れかである所定通信方式と、ＣＤＭＡ方式とに対応した無線端末が、前記所定通信方式に対応した第１無線基地局に接続するステップと、
   前記第１無線基地局が前記所定通信方式の信号を前記無線端末から受信するステップと、
   前記受信するステップで受信した信号の先行波と遅延波との時間差を示す受信パラメータを前記第１無線基地局が測定するステップと、
   前記測定するステップで測定した前記受信パラメータが、前記所定通信方式で用いられるガードインターバルに基づいて定められる閾値を超えている場合に、前記ＣＤＭＡ方式に対応した第２無線基地局へのハンドオーバの指示を前記第１無線基地局から前記無線端末に送信するステップと
   を備え、
   前記ハンドオーバの指示を前記第１無線基地局から前記無線端末に送信するステップにおいて、
   前記第１無線基地局が測定した前記受信パラメータが前記閾値を超えたとき、前記ＣＤＭＡ方式に対応した第２無線基地局の情報であるネイバーリストに対応する前記ＣＤＭＡ方式に対応した第２無線基地局からの信号の受信品質であるＣＤＭＡ受信品質の測定指示を前記第１無線基地局から前記無線端末に送信し、
   前記無線端末が前記測定指示に応じて測定した前記ＣＤＭＡ受信品質を前記第１無線基地局が前記無線端末から受信し、
   前記受信部が受信した前記ＣＤＭＡ受信品質が良好である場合に、前記ハンドオーバの指示を前記第１無線基地局から前記無線端末に送信する無線通信方法。

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