JP5590139B2 - 無線通信方法、中継局、移動局および移動通信システム - Google Patents

無線通信方法、中継局、移動局および移動通信システム Download PDF

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Description

本発明は、無線通信方法、中継局、移動局および移動通信システムに関する。
現在、携帯電話システムなどの移動通信システムが広く利用されている。また、無線通信の更なる高速化・大容量化を図るべく、次世代の移動通信技術について継続的に活発な議論が行われている。例えば、国際標準化団体の３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）では、ＬＴＥ（Long Term Evolution）と呼ばれる規格が提案されている（例えば、非特許文献１〜３参照）。また、ＬＴＥを拡張したＬＴＥ−Ａ（Long Term Evolution - Advanced）と呼ばれる規格も提案されている（例えば、非特許文献４参照）。
移動通信システムでは、基地局と移動局との間で通信を中継する中継局を設けることがある。中継局を設けることで、セル範囲の拡張やスループットの向上などを図ることができる。ただし、中継局では、受信信号と自局の送信信号との間で干渉（自己干渉）が生じる可能性がある。例えば、基地局・中継局間に用いる周波数帯域と中継局・移動局間に用いる周波数帯域とが重複している場合、移動局に対して送信した無線信号が自局の受信回路に回り込み、基地局から無線信号を正常に受信できなくなるおそれがある。そこで、中継局が、基地局と通信を行うタイミングと移動局と通信を行うタイミングとを調整して、自己干渉を抑制することが提案されている（例えば、非特許文献４の第９節参照）。
3rd Generation Partnership Project, "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical Channels and Modulation", 3GPP TS 36.211 V9.1.0, 2010-03. 3rd Generation Partnership Project, "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical layer procedures", 3GPP TS 36.213 V9.1.0, 2010-03. 3rd Generation Partnership Project, "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Radio Resource Control (RRC); Protocol specification", 3GPP TS 36.331 V9.2.0, 2010-03. 3rd Generation Partnership Project, "Feasibility study for Further Advancements for E-UTRA", 3GPP TR 36.912 V9.0.0, 2009-09.
ところで、基地局と移動局とが中継局を介して通信を行う移動通信システムにおいて、中継局が接続先の基地局を切り替えるハンドオーバを行う場合が考えられる。例えば、中継局が列車や自動車などの車両に搭載され、移動局が当該車両の乗客により携帯されており中継局を介して通信を行う場合、移動局の接続先を切り替えるハンドオーバは発生しないが中継局の接続先を切り替えるハンドオーバが発生するという状況が考えられる。
しかし、その場合、中継局のハンドオーバが移動局の通信に与える影響が問題となる。例えば、フレームやシンボルの送信タイミングは、基地局によって異なることがある。中継局がハンドオーバを行うと、接続先の基地局に合わせて、中継局から移動局へのフレームやシンボルの送信タイミングも変化し得る。ここで、ハンドオーバを行う中継局は、ハンドオーバ後の基地局の送信タイミングを予め検出することができ、ハンドオーバ前に同期を確立する準備をすることが可能である。一方、中継局に接続する移動局は、中継局でハンドオーバが発生すると、同期が突然外れた状態となり得る。中継局との同期が外れたと判断した移動局は、例えば、セルサーチなどの同期確立のための処理をやり直すことが考えられる。よって、移動局が通信を再開できるまでのタイムラグが問題となる。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、中継局がハンドオーバを行うことによる移動局の通信への影響を抑制することができる無線通信方法、中継局、移動局および移動通信システムを提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、中継局が第１または第２の基地局に接続し、接続先の基地局に応じたタイミングで移動局と通信を行う移動通信システムの無線通信方法が提供される。この無線通信方法では、中継局が、自局の接続先を第１の基地局から第２の基地局に切り替えるハンドオーバの実行前に、第２の基地局に関する信号を送信する。移動局が、ハンドオーバの前に中継局から受信した第２の基地局に関する信号に基づいて、ハンドオーバの実行後の中継局と同期を取る。
また、第１および第２の基地局と移動局との間で通信を中継する中継局が提供される。中継局は、同期部と送信部とを有する。同期部は、第１の基地局と同期を確立し、接続先を第１の基地局から第２の基地局に切り替えるハンドオーバが実行されると、第２の基地局と同期を確立する。送信部は、ハンドオーバの前に、移動局がハンドオーバの実行後の自局と同期を取るために用いられる、第２の基地局に関する信号を、移動局に送信する。
また、受信部と同期部とを有する移動局が提供される。受信部は、第１または第２の基地局に接続する中継局から無線信号を受信する。同期部は、中継局の接続先を第１の基地局から第２の基地局に切り替えるハンドオーバが実行される前に、中継局が送信した第２の基地局に関する信号を取得し、第２の基地局に関する信号に基づいて、ハンドオーバの実行後の中継局と同期を確立する。
また、第１および第２の基地局と、第１または第２の基地局に接続して接続先の基地局に応じたタイミングで通信を行う中継局と、中継局と通信を行う移動局とを有する移動通信システムが提供される。中継局は、自局の接続先を第１の基地局から第２の基地局に切り替えるハンドオーバの実行前に、第２の基地局に関する信号を送信する。移動局は、ハンドオーバの前に中継局から受信した第２の基地局に関する信号に基づいて、ハンドオーバの実行後の中継局と同期を取る。
上記無線通信方法、中継局、移動局および移動通信システムによれば、中継局がハンドオーバを行うことによる移動局の通信への影響を抑制できる。
本発明の上記および他の目的、特徴および利点は本発明の例として好ましい実施の形態を表す添付の図面と関連した以下の説明により明らかになるであろう。
第１の実施の形態の移動通信システムを示す図である。 第２の実施の形態の移動通信システムを示す図である。 無線フレームの構造例を示す図である。 中継局の通信タイミングの例を示す図である。 第２の実施の形態の基地局を示すブロック図である。 第２の実施の形態の中継局を示すブロック図である。 第２の実施の形態の中継局を示すブロック図（続き）である。 第２の実施の形態の移動局を示すブロック図である。 第２の実施の形態の基地局処理を示すフローチャートである。 第２の実施の形態の中継局処理を示すフローチャートである。 第２の実施の形態の移動局処理を示すフローチャートである。 第２の実施の形態のハンドオーバ制御の流れを示すシーケンス図である。 第２の実施の形態のパイロット信号の受信例を示す図である。 第３の実施の形態の中継局（一部）を示すブロック図である。 第３の実施の形態の中継局処理を示すフローチャートである。 第３の実施の形態の移動局処理を示すフローチャートである。 第３の実施の形態のハンドオーバ制御の流れを示すシーケンス図である。 第３の実施の形態のパイロット信号の受信例を示す図である。 第４の実施の形態の移動局を示すブロック図である。 第４の実施の形態の中継局処理を示すフローチャートである。 第４の実施の形態の移動局処理を示すフローチャートである。 第４の実施の形態のハンドオーバ制御の流れを示すシーケンス図である。 第４の実施の形態のパイロット信号の受信例を示す図である。
以下、本実施の形態を、図面を参照して説明する。
［第１の実施の形態］
図１は、第１の実施の形態の移動通信システムを示す図である。第１の実施の形態の無線通信システムは、基地局１０，１０ａ、中継局２０および移動局３０を有する。移動局３０は、中継局２０に接続する。中継局２０は、基地局１０または基地局１０ａに接続して、移動局３０の通信を中継する。中継局２０は、例えば、移動型の無線装置である。
中継局２０は、同期部２１および送信部２２を有する。同期部２１は、基地局１０と同期を確立する。また、接続先を基地局１０から基地局１０ａに切り替えるハンドオーバが実行されると、基地局１０ａと同期を確立する。同期部２１は、ハンドオーバの前に、基地局１０ａの通信タイミング（例えば、フレームやシンボルのタイミング）を検出すること（基地局１０ａと仮に同期を取ること）が可能である。送信部２２は、ハンドオーバの前に、基地局１０ａに関する信号を送信する。
移動局３０は、受信部３１および同期部３２を有する。受信部３１は、基地局１０または基地局１０ａに接続する中継局２０から、無線信号を受信する。同期部３２は、上記ハンドオーバが実行される前に、中継局２０が送信した基地局１０ａに関する信号を（例えば、受信部３１を介して）取得する。そして、取得した基地局１０ａに関する信号に基づいて、ハンドオーバの実行後の中継局２０と同期を確立する。
例えば、基地局１０ａに関する信号は、基地局１０ａの通信タイミングに応じたタイミングで送信されるパイロット信号であってもよい。その場合、中継局２０は、ハンドオーバの前に、基地局１０に対応するパイロット信号と基地局１０ａに対応するパイロット信号とを送信する。両者のパイロット信号には、同一の信号を用いてもよいし、異なる信号を用いてもよい。移動局３０は、基地局１０ａに対応するパイロット信号を検出することで、ハンドオーバの後の中継局２０の通信タイミングを算出することができる。
また、基地局１０ａに関する信号は、基地局１０の通信タイミングと基地局１０ａの通信タイミングとのずれを示す時間差情報であってもよい。その場合、中継局２０は、ハンドオーバの前に、タイミングのずれを算出して、時間差情報を移動局３０に送信する。移動局３０は、中継局２０から時間差情報を受信することで、ハンドオーバの後の中継局２０の通信タイミングを算出することができる。
また、基地局１０ａに関する信号は、基地局１０ａが送信する無線信号の受信を移動局３０に指示するための情報であってもよい。その場合、移動局３０は、中継局２０からの指示に応じて、基地局１０ａが送信する無線信号（例えば、パイロット信号）を検出し、検出結果に基づいて、ハンドオーバの後の中継局２０の通信タイミングを算出する。
このような第１の実施の形態の移動通信システムでは、中継局２０が、自局の接続先を基地局１０から基地局１０ａに切り替えるハンドオーバの実行前に、基地局１０ａに関する信号を送信する。移動局３０が、ハンドオーバの前に中継局２０から受信した基地局１０ａに関する信号に基づいて、ハンドオーバの実行後の中継局２０と同期を取る。
これにより、中継局２０がハンドオーバを行っても、中継局２０に接続して無線通信を行う移動局３０への影響を抑制できる。すなわち、移動局３０は、中継局２０のハンドオーバの前に、基地局１０ａに関する信号を中継局２０から取得して、ハンドオーバの後の中継局２０の通信タイミングを算出することができる。このため、移動局３０は、ハンドオーバの前に同期を確立する準備をすることが可能となり、ハンドオーバの後にセルサーチなどの同期確立のための処理が発生することを抑制できる。従って、中継局２０がハンドオーバを行ってから移動局３０が通信を再開できるまでのタイムラグを抑制できる。
［第２の実施の形態］
図２は、第２の実施の形態の移動通信システムを示す図である。第２の実施の形態の移動通信システムは、基地局１００，１００ａ、中継局２００および移動局３００を含む。移動局３００は、中継局２００を介して基地局１００，１００ａと通信を行う。
基地局１００，１００ａは、中継局２００と無線通信を行う無線通信装置である。基地局１００，１００ａは、有線ネットワーク（図示せず）に接続されている。基地局１００，１００ａは、有線ネットワークと中継局２００との間で、移動局３００が送信または受信するデータを転送する。なお、第２の実施の形態では、基地局１００と基地局１００ａとが、異なるタイミングでフレームやシンボルを送信する場合を考える。
中継局２００は、基地局１００または基地局１００ａに接続し、接続先の基地局と移動局３００との間で通信を中継する無線通信装置である。中継局２００は、接続先の基地局に同期し、基地局側の同期状態に応じたタイミングで移動局３００にフレームやシンボルを送信する。中継局２００は、接続先の基地局と移動局３００との間でデータや制御情報を転送する。なお、第２の実施の形態では、中継局２００は移動型の中継局（例えば、列車や自動車などの車両に搭載された中継局）であり、接続先を基地局１００から基地局１００ａに切り替えるハンドオーバを行う場合を考える。
移動局３００は、中継局２００に接続し、中継局２００経由で基地局１００，１００ａと通信を行う無線端末装置である。移動局３００として、例えば、携帯電話機や携帯情報端末装置を用いることができる。移動局３００は、中継局２００に同期し、中継局２００へのデータ送信や中継局２００からのデータの受信を行う。
図３は、無線フレームの構造例を示す図である。図３に示すような無線フレームが、基地局１００，１００ａから移動局３００への方向の通信リンク（下りリンク（ＤＬ：Downlink））、および、移動局３００から基地局１００，１００ａへの方向の通信リンク（上りリンク（ＵＬ：Uplink））それぞれで伝送される。第２の実施の形態では、複信方式として周波数分割複信（ＦＤＤ：Frequency Division Duplex）を用いる場合を考える。ただし、時分割複信（ＴＤＤ：Time Division Duplex）を用いることも可能である。
１０ｍｓ幅の無線フレームは、１ｍｓ幅の１０個のサブフレーム（サブフレーム＃０〜＃９）を含む。サブフレームの無線リソースは、周波数方向および時間方向に細分化されて管理される。周波数方向の最小単位はサブキャリアであり、時間方向の最小単位はシンボルである。細分化された無線リソースが、各種のチャネルに割り当てられる。データや制御情報の送信のスケジューリングは、サブフレーム単位で行われる。
ＤＬ無線フレームでは、物理チャネルとして、下りリンク物理共有チャネル（ＰＤＳＣＨ：Physical Downlink Shared Channel）、下りリンク物理制御チャネル（ＰＤＣＣＨ：Physical Downlink Control Channel）、物理報知チャネル（ＰＢＣＨ：Physical Broadcast Channel）などが送信される。ＰＤＳＣＨは、データを送信するためのチャネルである。ＰＤＣＣＨは、物理レイヤの制御信号を送信するためのチャネルである。ＰＤＣＣＨには、サブフレームの先頭の数シンボル（１〜３シンボル）が割り当てられる。ＰＢＣＨは、システム情報などの報知情報を送信するためのチャネルである。また、無線フレームでは、参照信号（ＲＳ：Reference Signal）などのパイロット信号が送信される。パイロット信号は、受信電力レベルや無線回線品質の測定、同期確立などのために参照される。
図４は、中継局の通信タイミングの例を示す図である。中継局２００は、自己干渉を抑制するため、基地局１００，１００ａからの無線信号の受信と移動局３００への無線信号の送信とを同時に行わないよう制御する。
すなわち、中継局２００は、基地局１００，１００ａから無線信号を受信するサブフレームを設定する。そして、設定した当該サブフレームでは移動局３００への無線信号の送信を停止し、設定した当該サブフレーム以外のサブフレームで移動局３００に無線信号を送信する。ただし、中継局２００は、基地局１００，１００ａから無線信号を受信するサブフレームであっても、ＰＤＣＣＨに割り当てられる制御用のリソース領域では、移動局３００に無線信号を送信してもよい。
なお、中継局２００は、基地局１００，１００ａから無線信号を受信するサブフレームを、予め基地局１００，１００ａと合意しておく。また、中継局２００は、ＵＬ通信においてもＤＬ通信と同様に、移動局３００からの無線信号の受信と基地局１００，１００ａへの無線信号の送信とを同時に行わないよう制御する。
図５は、第２の実施の形態の基地局を示すブロック図である。基地局１００は、無線受信部１１１、復調部１１２、同期確立部１１３、フレーム分解部１１４、復号部１１５、多重分離部１２１、制御情報処理部１２２、符号化部１３１、パイロット生成部１３２、フレーム生成部１３３、変調部１３４および無線送信部１３５を有する。基地局１００ａも、基地局１００と同様のブロック構成によって実現することができる。
無線受信部１１１は、基地局１００が備えるアンテナから取得した受信信号を無線信号処理し、高周波数の無線信号から低周波数のベースバンド信号への変換（ダウンコンバート）を行う。無線受信部１１１は、例えば、低雑音増幅器（ＬＮＡ：Low Noise Amplifier）、直交復調器、ＡＤＣ（Analog to Digital Converter）などの回路を備える。無線受信部１１１は、得られたベースバンド信号を復調部１１２に出力する。
復調部１１２は、無線受信部１１１から取得したベースバンド信号を、ディジタル復調する。復調は、所定の変調符号化方式（ＭＣＳ：Modulation and Coding Scheme）または適応的に選択されるＭＣＳに対応する方法で行う。そして、復調部１１２は、復調されたベースバンド信号をフレーム分解部１１４に出力する。また、復調部１１２は、復調されたベースバンド信号からパイロット信号を抽出し、同期確立部１１３に出力する。
同期確立部１１３は、復調部１１２から取得した既知のパイロット信号に基づいて、中継局２００からＵＬ無線フレームやシンボルを受信するタイミングを検出し、中継局２００と同期を確立する。そして、基地局１００の受信処理のタイミングを制御する。
フレーム分解部１１４は、復調部１１２から取得したベースバンド信号から、ＵＬ無線フレームに含まれる各種チャネルのベースバンド信号を分離して抽出する。そして、抽出したチャネル毎のベースバンド信号を復号部１１５に出力する。
復号部１１５は、フレーム分解部１１４から取得した各種チャネルのベースバンド信号を誤り訂正復号する。復号は、所定のＭＣＳまたは適応的に選択されるＭＣＳに対応する方法で行う。そして、復号されたベースバンド信号を多重分離部１２１に出力する。
多重分離部１２１は、復号部１１５から取得したベースバンド信号に含まれるデータと制御情報とを分離する。分離されたデータは、パケット化されて有線ネットワークに出力される。分離された制御情報は、制御情報処理部１２２に出力される。また、多重分離部１２１は、移動局３００に送信するデータと制御情報処理部１２２から取得した制御情報とを多重化し、符号化部１３１に出力する。
制御情報処理部１２２は、多重分離部１２１からＵＬの制御情報を取得し中継局２００との通信を制御する。ＵＬの制御情報には、ハンドオーバ要求が含まれる。制御情報処理部１２２は、中継局２００からハンドオーバ要求を取得すると、中継局２００の接続先を基地局１００から基地局１００ａに切り替えるハンドオーバの制御を行う。また、制御情報処理部１２２は、ＤＬの制御情報を生成して多重分離部１２１に出力する。ＤＬの制御情報には、中継局２００にハンドオーバの実行を指示するハンドオーバ命令が含まれる。
符号化部１３１は、多重分離部１２１から取得した各種チャネルのベースバンド信号を誤り訂正符号化する。符号化は、所定のＭＣＳまたは適応的に選択されるＭＣＳを用いて行う。そして、符号化されたベースバンド信号をフレーム生成部１３３に出力する。
パイロット生成部１３２は、ＲＳなどの既知のパイロット信号を生成し、生成したパイロット信号をフレーム生成部１３３に出力する。なお、基地局１００が送信するパイロット信号と基地局１００ａが送信するパイロット信号とは、異なる信号である。
フレーム生成部１３３は、符号化部１３１から取得したベースバンド信号とパイロット生成部１３２から取得したパイロット信号とを、ＤＬ無線フレームにマッピングする。そして、ＤＬ無線フレームのベースバンド信号を、変調部１３４に出力する。
変調部１３４は、フレーム生成部１３３から取得したベースバンド信号をディジタル変調する。変調は、所定のＭＣＳまたは適応的に選択されるＭＣＳを用いて行う。そして、変調部１３４は、変調されたベースバンド信号を無線送信部１３５に出力する。
無線送信部１３５は、変調部１３４から取得したベースバンド信号を無線信号処理し、低周波数のベースバンド信号から高周波数の無線信号へ変換（アップコンバート）する。無線送信部１３５は、例えば、ＤＡＣ（Digital to Analog Converter）、直交変調器、電力増幅器などの回路を備える。無線送信部１３５は、得られた送信信号を、基地局１００が備えるアンテナに出力する。
図６は、第２の実施の形態の中継局を示すブロック図である。図６は、基地局１００，１００ａ側のブロック構造を示している。中継局２００は、無線受信部２１１、復調部２１２、同期確立部２１３、フレーム分解部２１４、復号部２１５、多重分離部２２１、制御情報処理部２２２、バッファ２２３、符号化部２３１、パイロット生成部２３２、フレーム生成部２３３、変調部２３４および無線送信部２３５を有する。なお、同期確立部２１３は、第１の実施の形態の同期部２１の一例と見ることができる。
無線受信部２１１は、中継局２００が備えるアンテナから取得した高周波数の無線信号を低周波数のベースバンド信号へダウンコンバートし、復調部２１２に出力する。
復調部２１２は、無線受信部２１１から取得したベースバンド信号を、ディジタル復調してフレーム分解部２１４に出力する。また、復調部２１２は、復調されたベースバンド信号からパイロット信号を抽出し、同期確立部２１３に出力する。
同期確立部２１３は、復調部２１２から取得したパイロット信号に基づいて、基地局１００，１００ａからＤＬ無線フレームやシンボルを受信するタイミングを検出し、基地局１００または基地局１００ａと同期を確立する。そして、中継局２００の受信処理のタイミングを制御する。また、同期確立部２１３は、セルサーチを行う。すなわち、パイロット信号に基づいて各セルの受信電力レベルを測定し、接続先の基地局の候補を検出する。
また、同期確立部２１３は、中継局２００がハンドオーバを行うとき、ハンドオーバ元である基地局１００とハンドオーバ先である基地局１００ａとの間の受信タイミングの差を予め算出しておく。なお、ハンドオーバ先の基地局の受信タイミングは、セルサーチによりハンドオーバの実行前に既に検出されている。よって、同期確立部２１３は、ハンドオーバの前に、ハンドオーバ先の基地局と同期を取る準備を行う（仮に同期を確立する）ことが可能である。
フレーム分解部２１４は、復調部２１２から取得したベースバンド信号から、ＤＬ無線フレームに含まれる各種チャネルのベースバンド信号を分離して抽出し、チャネル毎のベースバンド信号を復号部２１５に出力する。
復号部２１５は、フレーム分解部２１４から取得した各種チャネルのベースバンド信号を誤り訂正復号し、復号されたベースバンド信号を多重分離部２２１に出力する。
多重分離部２２１は、復号部２１５から取得したベースバンド信号に含まれるデータと制御情報とを分離する。分離されたＤＬのデータは、バッファ２２３に格納される。分離されたＤＬの制御情報は、制御情報処理部２２２に出力される。また、多重分離部２２１は、バッファ２２３に格納されたＵＬのデータと制御情報処理部２２２から取得したＵＬの制御情報とを多重化し、符号化部２３１に出力する。
制御情報処理部２２２は、多重分離部２２１からＤＬの制御情報を取得し基地局１００，１００ａとの通信を制御する。ＤＬの制御情報には、ハンドオーバ命令が含まれる。制御情報処理部２２２は、ハンドオーバ命令を取得すると、中継局２００の接続先を基地局１００から基地局１００ａに切り替える。また、制御情報処理部２２２は、移動局３００との通信の制御に用いられる制御情報をバッファ２２３に格納する。また、制御情報処理部２２２は、ＵＬの制御情報を生成して多重分離部２２１に出力する。ＵＬの制御情報には、ハンドオーバ要求が含まれる。
符号化部２３１は、多重分離部２２１から取得した各種チャネルのベースバンド信号を誤り訂正符号化し、符号化されたベースバンド信号をフレーム生成部２３３に出力する。
パイロット生成部２３２は、既知のパイロット信号を生成し、生成したパイロット信号をフレーム生成部２３３に出力する。
フレーム生成部２３３は、符号化部２３１から取得したベースバンド信号とパイロット生成部２３２から取得したパイロット信号とをＵＬ無線フレームにマッピングし、ＵＬ無線フレームのベースバンド信号を変調部２３４に出力する。
変調部２３４は、フレーム生成部２３３から取得したベースバンド信号をディジタル変調し、変調されたベースバンド信号を無線送信部２３５に出力する。
無線送信部２３５は、変調部２３４から取得した低周波数のベースバンド信号を高周波数の無線信号へアップコンバートし、中継局２００が備えるアンテナに出力する。
図７は、第２の実施の形態の中継局を示すブロック図（続き）である。図７は、移動局３００側のブロック構造を示している。中継局２００は、更に、多重分離部２２４、制御情報処理部２２５、無線受信部２４１、復調部２４２、同期確立部２４３、フレーム分解部２４４、復号部２４５、符号化部２５１、パイロット生成部２５２、フレーム生成部２５３、変調部２５４および無線送信部２５５を有する。なお、パイロット生成部２５２、フレーム生成部２５３、変調部２５４および無線送信部２５５の集合は、第１の実施の形態の送信部２２の一例と見ることができる。
多重分離部２２４は、復号部２４５から取得したベースバンド信号に含まれるデータと制御情報とを分離する。分離されたＵＬのデータは、バッファ２２３に格納される。分離されたＵＬの制御情報は、制御情報処理部２２５に出力される。また、多重分離部２２４は、バッファ２２３に格納されたＤＬのデータと制御情報処理部２２５から取得したＤＬの制御情報とを多重化し、符号化部２５１に出力する。
制御情報処理部２２５は、ＵＬの制御情報を多重分離部２２４から取得すると共に、制御情報処理部２２２からバッファ２２３を介してＤＬの制御情報を取得し、移動局３００との通信を制御する。また、制御情報処理部２２５は、移動局３００に送信するＤＬの制御情報を生成して多重分離部２２４に出力する。
無線受信部２４１は、中継局２００が備えるアンテナから取得した高周波数の無線信号を低周波数のベースバンド信号へダウンコンバートし、復調部２４２に出力する。
復調部２４２は、無線受信部２４１から取得したベースバンド信号を、ディジタル復調してフレーム分解部２４４に出力する。また、復調部２４２は、復調されたベースバンド信号からパイロット信号を抽出し、同期確立部２４３に出力する。
同期確立部２４３は、復調部２４２から取得したパイロット信号に基づいて、移動局３００からＵＬ無線フレームやシンボルを受信するタイミングを検出し、移動局３００と同期を確立する。そして、中継局２００の受信処理のタイミングを制御する。
フレーム分解部２４４は、復調部２４２から取得したベースバンド信号から、ＵＬ無線フレームに含まれる各種チャネルのベースバンド信号を分離して抽出し、チャネル毎のベースバンド信号を復号部２４５に出力する。
復号部２４５は、フレーム分解部２４４から取得した各種チャネルのベースバンド信号を誤り訂正復号し、復号されたベースバンド信号を多重分離部２２４に出力する。
符号化部２５１は、多重分離部２２４から取得した各種チャネルのベースバンド信号を誤り訂正符号化し、符号化されたベースバンド信号をフレーム生成部２５３に出力する。
パイロット生成部２５２は、ＲＳなどの既知のパイロット信号を生成し、現在の基地局１００，１００ａ側の同期状態に対応したタイミングで、生成したパイロット信号をフレーム生成部２５３に出力する。また、パイロット生成部２５２は、中継局２００がハンドオーバを行う前に、基地局１００と基地局１００ａとの間の受信タイミングの差を示すタイミング差情報を、同期確立部２１３から取得する。そして、通常の出力タイミングからタイミング差情報が示す時間だけずれたタイミングでも、パイロット信号を出力する。
なお、中継局２００が送信するパイロット信号は、基地局１００，１００ａが送信するパイロット信号とは異なる。中継局２００がハンドオーバ前に送信するパイロット信号とハンドオーバ後に送信するパイロット信号とは、同一の信号である。ただし、中継局２００は、ハンドオーバ前とハンドオーバ後とで、異なるパイロット信号を送信してもよい。その場合、ハンドオーバの直前には、２種類のパイロット信号が送信されることになる。
フレーム生成部２５３は、符号化部２５１から取得したベースバンド信号とパイロット生成部２５２から取得したパイロット信号とをＤＬ無線フレームにマッピングし、ＤＬ無線フレームのベースバンド信号を変調部２５４に出力する。
変調部２５４は、フレーム生成部２５３から取得したベースバンド信号をディジタル変調し、変調されたベースバンド信号を無線送信部２５５に出力する。
無線送信部２５５は、変調部２５４から取得した低周波数のベースバンド信号を高周波数の無線信号へアップコンバートし、中継局２００が備えるアンテナに出力する。
図８は、第２の実施の形態の移動局を示すブロック図である。移動局３００は、無線受信部３１１、復調部３１２、同期確立部３１３、フレーム分解部３１４、復号部３１５、多重分離部３２１、制御情報処理部３２２、符号化部３３１、パイロット生成部３３２、フレーム生成部３３３、変調部３３４および無線送信部３３５を有する。なお、無線受信部３１１と復調部３１２の集合は、第１の実施の形態の受信部３１の一例と見ることができる。また、同期確立部３１３は、同期部３２の一例と見ることができる。
無線受信部３１１は、移動局３００が備えるアンテナから取得した高周波数の無線信号を低周波数のベースバンド信号へダウンコンバートし、復調部３１２に出力する。
復調部３１２は、無線受信部３１１から取得したベースバンド信号を、ディジタル復調してフレーム分解部３１４に出力する。また、復調部３１２は、復調されたベースバンド信号からパイロット信号を抽出し、同期確立部３１３に出力する。
同期確立部３１３は、復調部３１２から取得したパイロット信号に基づいて、中継局２００からＤＬ無線フレームやシンボルを受信するタイミングを検出し、中継局２００と同期を確立する。そして、移動局３００の受信処理のタイミングを制御する。また、同期確立部３１３は、セルサーチを行う。すなわち、パイロット信号に基づいて各セルの受信電力レベルを測定し、接続先の中継局（または、基地局）の候補を検出する。
また、同期確立部３１３は、中継局２００がハンドオーバを行う前に、通常のパイロット信号とは異なるタイミングで中継局２００から受信される他のパイロット信号を検出する。そして、検出した他のパイロット信号に基づいて、ハンドオーバ実行後の中継局２００と同期を取る準備を行い、ハンドオーバの後に迅速に同期を確立する。
フレーム分解部３１４は、復調部３１２から取得したベースバンド信号から、ＤＬ無線フレームに含まれる各種チャネルのベースバンド信号を分離して抽出し、チャネル毎のベースバンド信号を復号部３１５に出力する。
復号部３１５は、フレーム分解部３１４から取得した各種チャネルのベースバンド信号を誤り訂正復号し、復号されたベースバンド信号を多重分離部３２１に出力する。
多重分離部３２１は、復号部３１５から取得したベースバンド信号に含まれるデータと制御情報とを分離する。分離されたＤＬのデータは、上位レイヤのデータ処理部（図示せず）に渡される。分離されたＤＬの制御情報は、制御情報処理部３２２に出力される。また、多重分離部３２１は、ＵＬのデータと制御情報処理部３２２から取得したＵＬの制御情報とを多重化し、符号化部３３１に出力する。
制御情報処理部３２２は、多重分離部３２１からＤＬの制御情報を取得し、中継局２００との通信を制御する。また、制御情報処理部３２２は、ＵＬの制御情報を生成して多重分離部３２１に出力する。
符号化部３３１は、多重分離部３２１から取得した各種チャネルのベースバンド信号を誤り訂正符号化し、符号化されたベースバンド信号をフレーム生成部３３３に出力する。
パイロット生成部３３２は、既知のパイロット信号を生成し、生成したパイロット信号をフレーム生成部３３３に出力する。
フレーム生成部３３３は、符号化部３３１から取得したベースバンド信号とパイロット生成部３３２から取得したパイロット信号とをＵＬ無線フレームにマッピングし、ＵＬ無線フレームのベースバンド信号を変調部３３４に出力する。
変調部３３４は、フレーム生成部３３３から取得したベースバンド信号をディジタル変調し、変調されたベースバンド信号を無線送信部３３５に出力する。
無線送信部３３５は、変調部３３４から取得した低周波数のベースバンド信号を高周波数の無線信号へアップコンバートし、移動局３００が備えるアンテナに出力する。
図９は、第２の実施の形態の基地局処理を示すフローチャートである。ここでは、ハンドオーバ元の基地局１００で実行される処理を考える。以下、図９に示す処理をステップ番号に沿って説明する。
（ステップＳ１１１）制御情報処理部１２２は、中継局２００からハンドオーバ要求を取得したか判断する。ハンドオーバ要求を取得した場合、処理をステップＳ１１２に進める。取得していない場合、ステップＳ１１１の処理を繰り返す。
（ステップＳ１１２）制御情報処理部１２２は、ハンドオーバ先の基地局１００ａに、基地局１００ａが中継局２００のハンドオーバ先に決定されたことを示すハンドオーバ通知を、有線ネットワークを介して通知する。
（ステップＳ１１３）制御情報処理部１２２は、基地局１００ａから、中継局２００の受け入れが可能であることを示すハンドオーバ応答を取得する。
（ステップＳ１１４）制御情報処理部１２２は、レイヤ３の制御情報として、ハンドオーバの実行を指示するためのハンドオーバ命令を生成する。無線送信部１３５は、中継局２００にハンドオーバ命令を送信する。
図１０は、第２の実施の形態の中継局処理を示すフローチャートである。ここでは、中継局２００が基地局１００から基地局１００ａにハンドオーバする場合を考える。以下、図１０に示す処理をステップ番号に沿って説明する。
（ステップＳ１２１）同期確立部２１３は、基地局１００，１００ａから受信されたパイロット信号に基づいて、周辺セルの受信電力レベルを測定する。
（ステップＳ１２２）制御情報処理部２２２は、ステップＳ１２１の測定結果から、基地局１００より受信電力レベルが高い他のセルが存在するか判断する。存在する場合、処理をステップＳ１２３に進める。存在しない場合、処理をステップＳ１２１に進める。
（ステップＳ１２３）制御情報処理部２２２は、ハンドオーバ要求を生成する。無線送信部２３５は、ハンドオーバ要求を基地局１００に送信する。無線受信部２１１は、基地局１００からハンドオーバ命令を受信する。
（ステップＳ１２４）制御情報処理部２２５は、ハンドオーバが実行されることを検知すると、レイヤ３の制御情報としてハンドオーバ予告を生成する。無線送信部２５５は、ハンドオーバ予告を移動局３００に送信する。
（ステップＳ１２５）パイロット生成部２５２は、基地局１００に対応するタイミングに加えて、基地局１００ａに対応するタイミングでも、パイロット信号を出力する。基地局１００ａからフレームやシンボルを受信するタイミングは、ステップＳ１２１で既に検出されている。フレーム生成部２５３は、タイミングの異なる２組のパイロット信号を、ＤＬ無線フレームにマッピングする。
ここで、フレーム生成部２５３は、基地局１００ａに対応するパイロット信号の送信に用いる無線リソースに、データ信号が割り当てられている場合、信号の置換または合成を行う。前者の場合、データ信号をパイロット信号に置き換える。後者の場合、データ信号にパイロット信号を加算する。信号の置換または合成を行うことで、データ信号の一部が失われる。ただし、データ信号は誤り訂正符号化されているため、パイロット信号を重畳しても、移動局３００が誤り訂正復号を行うことで伝送品質の低下が抑制される。
（ステップＳ１２６）制御情報処理部２２２は、接続先を基地局１００から基地局１００ａに切り替えるハンドオーバを実行する。
（ステップＳ１２７）同期確立部２１３は、ステップＳ１２１で検出されている受信タイミングに基づいて、基地局１００ａと同期を確立する。
図１１は、第２の実施の形態の移動局処理を示すフローチャートである。以下、図１１に示す処理をステップ番号に沿って説明する。
（ステップＳ１３１）無線受信部３１１は、中継局２００からパイロット信号を受信する。同期確立部３１３は、通常のパイロット信号（基地局１００に対応するパイロット信号）の受信タイミングに基づいて、中継局２００との同期を維持する。
（ステップＳ１３２）制御情報処理部３２２は、中継局２００からハンドオーバ予告を受信したか判断する。ハンドオーバ予告を受信した場合、処理をステップＳ１３３に進める。受信していない場合、ステップＳ１３１に進める。
（ステップＳ１３３）無線受信部３１１は、中継局２００から無線信号を受信する。同期確立部３１３は、通常のパイロット信号（基地局１００に対応するパイロット信号）とは異なるタイミングで受信される他のパイロット信号（基地局１００ａに対応するパイロット信号）をサーチする。
（ステップＳ１３４）同期確立部３１３は、ステップＳ１３３でサーチされた他のパイロット信号に基づいて、中継局２００がハンドオーバを実行した後のフレームやシンボルの受信タイミングを検出する。
（ステップＳ１３５）同期確立部３１３は、中継局２００のハンドオーバ実行後、ステップＳ１３４で検出した受信タイミングに基づいて、中継局２００と同期を確立する。
図１２は、第２の実施の形態のハンドオーバ制御の流れを示すシーケンス図である。以下、図１２の処理をステップ番号に沿って説明する。
（ステップＳ１４１）中継局２００は、基地局１００に接続して同期する。移動局３００は、中継局２００経由で基地局１００とデータ通信を行う。
（ステップＳ１４２）基地局１００，１００ａは、各局のパイロット信号を送信する。中継局２００は、基地局１００のパイロット信号を受信し、基地局１００に対応するタイミングでパイロット信号を送信する。また、中継局２００は、基地局１００，１００ａのパイロット信号を受信し、受信電力レベルを測定する。
（ステップＳ１４３）中継局２００は、基地局１００ａのセルの受信電力レベルが基地局１００のセルより大きいことを検出し、ハンドオーバ要求を基地局１００に送信する。
（ステップＳ１４４）基地局１００は、基地局１００ａとの間でハンドオーバが可能であることを確認し、ハンドオーバ命令を中継局２００に送信する。
（ステップＳ１４５）中継局２００は、ハンドオーバ予告を移動局３００に送信する。
（ステップＳ１４６）中継局２００は、ハンドオーバ命令を受信してからハンドオーバを実行するまでの間、基地局１００に対応するタイミングのパイロット信号と基地局１００ａに対応するタイミングのパイロット信号の両方を送信する。
（ステップＳ１４７）移動局３００は、中継局２００から、基地局１００ａに対応するタイミングのパイロット信号を受信し、ハンドオーバ後の受信タイミングを検出する。
（ステップＳ１４８）中継局２００は、接続先を基地局１００から基地局１００ａに切り替えるハンドオーバを実行する。すなわち、基地局１００と中継局２００の間で、通信が切断される。また、中継局２００と移動局３００の間で、一時的に同期が外れる。
（ステップＳ１４９）中継局２００は、基地局１００ａに対応するタイミングでパイロット信号を送信する。移動局３００は、中継局２００との同期が外れると、ステップＳ１４７で検出した受信タイミングでパイロット信号の受信を試み、同期を再度確立する。
（ステップＳ１５０）移動局３００は、ハンドオーバ実行後の中継局２００経由で基地局１００ａとデータ通信を開始する。
なお、以上の説明では、中継局２００は、ハンドオーバを実行する前に移動局３００にハンドオーバ予告を送信することとした。しかし、中継局２００は、移動局３００にハンドオーバ予告を送信しなくてもよい。その場合、移動局３００は、自律的に、他のパイロット信号が送信されているかサーチするようにすればよい。
図１３は、第２の実施の形態のパイロット信号の受信例を示す図である。中継局２００は、基地局１００に接続しているとき、基地局１００に同期し、所定のサブフレームで基地局１００からパイロット信号を受信し、他のサブフレームで移動局３００にパイロット信号を送信する。また、中継局２００は、基地局１００ａに接続しているとき、基地局１００ａに同期し、所定のサブフレームで基地局１００ａからパイロット信号を受信し、他のサブフレームで移動局３００にパイロット信号を送信する。
ここで、中継局２００は、接続先を基地局１００から基地局１００ａに切り替えるハンドオーバを実行する前に、移動局３００への送信が可能なサブフレームでは、２組のパイロット信号（基地局１００，１００ａに対応するパイロット信号）を送信する。移動局３００は、基地局１００ａに対応するパイロット信号を検出して、同期を取る準備を行う。そして、中継局２００のハンドオーバが実行されると、移動局３００は、ハンドオーバ前に検出したパイロット信号に基づいて、受信タイミングを切り替える。これにより、移動局３００は、ハンドオーバの後、中継局２００と迅速に同期を確立することができる。
このような第２の実施の形態の移動通信システムによれば、中継局２００がハンドオーバを行っても、中継局２００に接続してデータ通信を行う移動局３００への影響を抑制できる。すなわち、移動局３００は、中継局２００のハンドオーバの前に、基地局１００ａに対応するパイロット信号を受信して、ハンドオーバ後の受信タイミングを特定できる。このため、移動局３００は、ハンドオーバによりパイロット信号を見失っても、新たなタイミングで送信されるパイロット信号を迅速に補足でき、同期を確立することができる。よって、セルサーチなどの処理が発生することを抑制し、移動局３００がデータ通信を再開するまでのタイムラグを抑制できる。
［第３の実施の形態］
次に、第３の実施の形態を説明する。第２の実施の形態との差異を中心に説明し、同様の事項については説明を省略する。第３の実施の形態の移動通信システムでは、移動局がハンドオーバ後の受信タイミングを算出する方法が、第２の実施の形態と異なる。
第３の実施の形態の基地局は、図５に示した第２の実施の形態の基地局１００と同様のブロック構成によって実現できる。また、第３の実施の形態の移動局は、図８に示した第２の実施の形態の移動局３００と同様のブロック構成によって実現できる。以下、基地局および移動局については、第２の実施の形態と同じ符号を用いて説明する。
図１４は、第３の実施の形態の中継局（一部）を示すブロック図である。第３の実施の形態の中継局２００ａは、中継局２００の制御情報処理部２２５およびパイロット生成部２５２に代えて、制御情報処理部２２５ａおよびパイロット生成部２５２ａを有する。基地局１００，１００ａ側のブロック構成は、中継局２００と同様である。なお、制御情報処理部２２５ａ、符号化部２５１、フレーム生成部２５３、変調部２５４および無線送信部２５５の集合は、第１の実施の形態の送信部２２の一例と見ることができる。
制御情報処理部２２５ａは、中継局２００ａが基地局１００から基地局１００ａへのハンドオーバを行う前に、レイヤ３の制御情報としてのタイミング差情報を生成する。タイミング差情報は、同期確立部２１３で検出された、基地局１００と基地局１００ａとの間の受信タイミングの差を示す情報である。制御情報処理部２２５ａは、生成したタイミング差情報を、多重分離部２２４に出力する。
パイロット生成部２５２ａは、パイロット信号を生成し、基地局１００，１００ａ側の同期状態に対応したタイミングで、生成したパイロット信号をフレーム生成部２５３に出力する。すなわち、中継局２００ａが基地局１００に接続しているとき、基地局１００に対応するタイミングでパイロット信号を出力し、中継局２００ａが基地局１００ａに接続しているとき、基地局１００ａに対応するタイミングでパイロット信号を出力する。
図１５は、第３の実施の形態の中継局処理を示すフローチャートである。以下、図１５に示す処理をステップ番号に沿って説明する。
（ステップＳ２１１）同期確立部２１３は、基地局１００，１００ａから受信されたパイロット信号に基づいて、周辺セルの受信電力レベルを測定する。
（ステップＳ２１２）制御情報処理部２２２は、ステップＳ２１１の測定結果から、基地局１００より受信電力レベルが高い他のセルが存在するか判断する。存在する場合、処理をステップＳ２１３に進める。存在しない場合、処理をステップＳ２１１に進める。
（ステップＳ２１３）制御情報処理部２２２は、ハンドオーバ要求を生成する。無線送信部２３５は、ハンドオーバ要求を基地局１００に送信する。無線受信部２１１は、基地局１００からハンドオーバ命令を受信する。
（ステップＳ２１４）同期確立部２１３は、基地局１００と基地局１００ａとの間の、フレームやシンボルを受信するタイミングの差を算出する。なお、基地局１００ａについての受信タイミングは、ステップＳ２１１で既に検出されている。
（ステップＳ２１５）制御情報処理部２２５ａは、レイヤ３の制御情報として、ステップＳ２１４で算出されたタイミング差を示すタイミング差情報を生成する。無線送信部２５５は、タイミング差情報を移動局３００に送信する。
（ステップＳ２１６）制御情報処理部２２２は、接続先を基地局１００から基地局１００ａに切り替えるハンドオーバを実行する。
（ステップＳ２１７）同期確立部２１３は、ステップＳ２１１で検出されている受信タイミングに基づいて、基地局１００ａと同期を確立する。
図１６は、第３の実施の形態の移動局処理を示すフローチャートである。以下、図１６に示す処理をステップ番号に沿って説明する。
（ステップＳ２２１）無線受信部３１１は、中継局２００ａからパイロット信号を受信する。同期確立部３１３は、パイロット信号の受信タイミングに基づいて、中継局２００ａとの同期を維持する。
（ステップＳ２２２）制御情報処理部３２２は、中継局２００ａからタイミング差情報を受信したか判断する。タイミング差情報を受信した場合、処理をステップＳ２２３に進める。受信していない場合、ステップＳ２２１に進める。
（ステップＳ２２３）制御情報処理部３２２は、中継局２００ａから受信したタイミング差情報を、同期確立部３１３に通知する。同期確立部３１３は、現在のフレームやシンボルの受信タイミングとタイミング差情報とから、中継局２００ａのハンドオーバが実行された後の受信タイミングを算出し、同期を取る準備を行う。
（ステップＳ２２４）同期確立部３１３は、中継局２００ａのハンドオーバ実行後、ステップＳ２２３で算出した受信タイミングに基づいて中継局２００ａと同期を確立する。
図１７は、第３の実施の形態のハンドオーバ制御の流れを示すシーケンス図である。以下、図１７の処理をステップ番号に沿って説明する。
（ステップＳ２３１）中継局２００ａは、基地局１００に接続して同期する。移動局３００は、中継局２００ａ経由で基地局１００とデータ通信を行う。
（ステップＳ２３２）基地局１００，１００ａは、パイロット信号を送信する。中継局２００ａは、基地局１００に対応するタイミングでパイロット信号を送信する。また、中継局２００ａは、基地局１００，１００ａのセルの受信電力レベルを測定する。
（ステップＳ２３３）中継局２００ａは、基地局１００ａのセルの受信電力レベルが基地局１００より大きいことを検出し、ハンドオーバ要求を基地局１００に送信する。
（ステップＳ２３４）基地局１００は、基地局１００ａとの間でハンドオーバが可能であることを確認し、ハンドオーバ命令を中継局２００ａに送信する。
（ステップＳ２３５）中継局２００ａは、基地局１００と基地局１００ａとの間の受信タイミングの差を算出し、タイミング差情報を移動局３００に送信する。
（ステップＳ２３６）移動局３００は、現在の受信タイミングとタイミング差情報とから、ハンドオーバ後の受信タイミングを算出する。
（ステップＳ２３７）中継局２００ａは、接続先を基地局１００から基地局１００ａに切り替えるハンドオーバを実行する。
（ステップＳ２３８）中継局２００ａは、基地局１００ａに対応するタイミングでパイロット信号を送信する。移動局３００は、中継局２００ａとの同期が外れると、ステップＳ２３６で算出した受信タイミングでパイロット信号の受信を試み、同期を確立する。
（ステップＳ２３９）移動局３００は、ハンドオーバ実行後の中継局２００ａ経由で基地局１００ａとデータ通信を開始する。
図１８は、第３の実施の形態のパイロット信号の受信例を示す図である。中継局２００ａは、基地局１００から無線信号を受信しないサブフレームで、移動局３００にパイロット信号を送信する。また、中継局２００ａは、ハンドオーバを実行する前に、タイミング差情報を移動局３００に送信する。移動局３００は、タイミング差情報に基づいて、同期を取る準備を行う。そして、中継局２００ａは、ハンドオーバを実行し、基地局１００ａから無線信号を受信しないサブフレームで、移動局３００にパイロット信号を送信する。移動局３００は、同期が外れたことを検知すると、受信タイミングを切り替え、中継局２００ａと再び同期を確立する。
このような第３の実施の形態の移動通信システムによれば、第２の実施の形態と同様、中継局２００ａがハンドオーバを行っても、データ通信を行う移動局３００への影響を抑制できる。すなわち、移動局３００は、中継局２００ａのハンドオーバの前に、タイミング差情報を受信して、ハンドオーバ後の受信タイミングを算出できる。このため、移動局３００は、新たなタイミングで送信されるパイロット信号を迅速に補足でき、同期を確立することができる。よって、データ通信を再開するまでのタイムラグを抑制できる。
［第４の実施の形態］
次に、第４の実施の形態を説明する。第２の実施の形態との差異を中心に説明し、同様の事項については説明を省略する。第４の実施の形態の移動通信システムでは、移動局がハンドオーバ後の受信タイミングを検出する方法が、第２，第３の実施の形態と異なる。
第４の実施の形態の基地局は、図５に示した第２の実施の形態の基地局１００と同様のブロック構成によって実現できる。また、第３の実施の形態の中継局は、図６，７に示した第２の実施の形態の中継局２００と同様のブロック構成によって実現できる。以下、基地局および中継局については、第２の実施の形態と同じ符号を用いて説明する。
図１９は、第４の実施の形態の移動局を示すブロック図である。第４の実施の形態の移動局３００ａは、移動局３００の同期確立部３１３と制御情報処理部３２２に代えて、同期確立部３１３ａと制御情報処理部３２２ａを有する。同期確立部３１３ａと制御情報処理部３２２ａの集合は、第１の実施の形態の同期部３２の一例と見ることができる。
同期確立部３１３ａは、中継局２００がハンドオーバを実行する前に、制御情報処理部３２２ａからの指示に応じて、基地局１００ａが送信したパイロット信号を検出する。そして、検出したパイロット信号に基づいて、ハンドオーバ実行後の中継局２００と同期を取る準備を行い、ハンドオーバの後に迅速に同期を確立する。
制御情報処理部３２２ａは、中継局２００がハンドオーバを実行する前に、レイヤ３の制御情報として、中継局２００から受信指示情報を取得する。受信指示情報は、ハンドオーバ先の基地局１００ａからパイロット信号を受信するよう指示するものである。受信指示情報には、例えば、基地局１００ａの識別情報や基地局１００ａが使用するコードなど受信処理に用いられる情報が含まれる。制御情報処理部３２２ａは、受信指示情報を取得すると、同期確立部３１３ａに、基地局１００ａのパイロット信号の受信を指示する。
図２０は、第４の実施の形態の中継局処理を示すフローチャートである。以下、図２０に示す処理をステップ番号に沿って説明する。
（ステップＳ３１１）同期確立部２１３は、基地局１００，１００ａから受信されたパイロット信号に基づいて、周辺セルの受信電力レベルを測定する。
（ステップＳ３１２）制御情報処理部２２２は、ステップＳ３１１の測定結果から、基地局１００より受信電力レベルが高い他のセルが存在するか判断する。存在する場合、処理をステップＳ３１３に進める。存在しない場合、処理をステップＳ３１１に進める。
（ステップＳ３１３）制御情報処理部２２２は、ハンドオーバ要求を生成する。無線送信部２３５は、ハンドオーバ要求を基地局１００に送信する。無線受信部２１１は、基地局１００からハンドオーバ命令を受信する。
（ステップＳ３１４）制御情報処理部２２５は、移動局３００ａが、ハンドオーバ先の基地局１００ａから送信されるパイロット信号を検出可能か判断する。例えば、移動局３００ａから取得する受信品質情報に基づいて、移動局３００ａが一定レベル以上の無線信号を基地局１００ａから受信しているか判断する。検出可能と判断した場合、処理をステップＳ３１５に進める。検出不可と判断した場合、処理をステップＳ３１６に進める。
（ステップＳ３１５）制御情報処理部２２５は、レイヤ３の制御情報として、基地局１００ａについての情報を含む受信指示情報を生成する。無線送信部２５５は、受信品質情報を移動局３００ａに送信する。そして、処理をステップＳ３１７に進める。
（ステップＳ３１６）制御情報処理部２２５は、他の方法（例えば、第２または第３の実施の形態の方法）で、移動局３００ａにハンドオーバ後の受信タイミングを通知する。
（ステップＳ３１７）制御情報処理部２２２は、接続先を基地局１００から基地局１００ａに切り替えるハンドオーバを実行する。
（ステップＳ３１８）同期確立部２１３は、ステップＳ３１１で検出されている受信タイミングに基づいて、基地局１００ａと同期を確立する。
図２１は、第４の実施の形態の移動局処理を示すフローチャートである。以下、図２１に示す処理をステップ番号に沿って説明する。
（ステップＳ３２１）無線受信部３１１は、中継局２００からパイロット信号を受信する。同期確立部３１３ａは、パイロット信号の受信タイミングに基づいて、中継局２００との同期を維持する。
（ステップＳ３２２）制御情報処理部３２２ａは、中継局２００から受信指示情報を受信したか判断する。受信指示情報を受信した場合、処理をステップＳ３２３に進める。受信していない場合、ステップＳ３２１に進める。
（ステップＳ３２３）無線受信部３１１は、基地局１００ａから無線信号を受信する。同期確立部３１３ａは、基地局１００ａのパイロット信号をサーチする。
（ステップＳ３２４）同期確立部３１３ａは、ステップＳ３２３でサーチされた基地局１００ａのパイロット信号に基づいて、中継局２００がハンドオーバを実行した後のフレームやシンボルの受信タイミングを検出する。
（ステップＳ３２５）同期確立部３１３ａは、中継局２００のハンドオーバ実行後、ステップＳ３２４で検出した受信タイミングに基づいて、中継局２００と同期を確立する。
図２２は、第４の実施の形態のハンドオーバ制御の流れを示すシーケンス図である。以下、図２２の処理をステップ番号に沿って説明する。
（ステップＳ３３１）中継局２００は、基地局１００に接続して同期する。移動局３００ａは、中継局２００経由で基地局１００とデータ通信を行う。
（ステップＳ３３２）基地局１００，１００ａは、パイロット信号を送信する。中継局２００は、基地局１００に対応するタイミングでパイロット信号を送信する。また、基地局１００，１００ａのパイロット信号に基づいて、受信電力レベルを測定する。
（ステップＳ３３３）中継局２００は、基地局１００ａのセルの受信電力レベルが基地局１００のセルより大きいことを検出し、ハンドオーバ要求を基地局１００に送信する。
（ステップＳ３３４）基地局１００は、基地局１００ａとの間でハンドオーバが可能であることを確認し、ハンドオーバ命令を中継局２００に送信する。
（ステップＳ３３５）中継局２００は、受信指示情報を移動局３００ａに送信する。
（ステップＳ３３６）基地局１００ａは、パイロット信号を送信する。移動局３００ａは、基地局１００ａからパイロット信号を受信する。
（ステップＳ３３７）移動局３００ａは、基地局１００ａからのパイロット信号の受信タイミングを検出し、ハンドオーバ後の中継局２００からの受信タイミングを検出する。
（ステップＳ３３８）中継局２００は、接続先を基地局１００から基地局１００ａに切り替えるハンドオーバを実行する。
（ステップＳ３３９）中継局２００は、基地局１００ａに対応するタイミングでパイロット信号を送信する。移動局３００ａは、中継局２００との同期が外れると、ステップＳ３３７で検出した受信タイミングでパイロット信号の受信を試み、同期を再度確立する。
（ステップＳ３４０）移動局３００ａは、ハンドオーバ実行後の中継局２００経由で基地局１００ａとデータ通信を開始する。
図２３は、第４の実施の形態のパイロット信号の受信例を示す図である。中継局２００は、基地局１００から無線信号を受信しないサブフレームで、移動局３００ａにパイロット信号を送信する。また、中継局２００は、ハンドオーバを実行する前に、受信指示情報を移動局３００ａに送信する。移動局３００ａは、受信指示情報を受けて、中継局２００のパイロット信号に加え、基地局１００ａのパイロット信号を受信し、同期を取る準備を行う。そして、中継局２００は、ハンドオーバを実行し、基地局１００ａから無線信号を受信しないサブフレームで、移動局３００ａにパイロット信号を送信する。移動局３００ａは、同期が外れたことを検知すると、受信タイミングを切り替え、中継局２００と再び同期を確立する。
このような第４の実施の形態の移動通信システムによれば、第２，第３の実施の形態と同様、中継局２００がハンドオーバを行っても、データ通信を行う移動局３００ａへの影響を抑制できる。すなわち、移動局３００ａは、中継局２００のハンドオーバの前に、基地局１００ａからパイロット信号を受信して、ハンドオーバ後の受信タイミングを検出できる。このため、移動局３００ａは、新たなタイミングで送信されるパイロット信号を迅速に補足でき、同期を確立することができる。よって、データ通信を再開するまでのタイムラグを抑制できる。
上記については単に本発明の原理を示すものである。更に、多数の変形や変更が当業者にとって可能であり、本発明は上記に示し、説明した正確な構成および応用例に限定されるものではなく、対応する全ての変形例および均等物は、添付の請求項およびその均等物による本発明の範囲とみなされる。
１０，１０ａ 基地局
２０ 中継局
２１，３２ 同期部
２２ 送信部
３０ 移動局
３１ 受信部

Claims (9)

  1. 中継局が第１または第２の基地局に接続し、接続先の基地局に応じたタイミングで移動局と通信を行う移動通信システムの無線通信方法であって、
    前記中継局が、自局の接続先を前記第１の基地局から前記第２の基地局に切り替えるハンドオーバの前に、前記第１の基地局と前記第２の基地局との間の通信タイミングのずれを算出し、前記第２の基地局に関する信号として前記通信タイミングのずれを示す時間差情報を前記移動局に送信し、
    前記移動局が、前記ハンドオーバの前に前記中継局から受信した前記時間差情報に基づいて前記ハンドオーバの後の前記中継局の通信タイミングを算出し、算出した前記中継局の通信タイミングに基づいて、前記ハンドオーバの後の前記中継局と同期を取る、
    ことを特徴とする無線通信方法。
  2. 中継局が第１または第２の基地局に接続し、接続先の基地局に応じたタイミングで移動局と通信を行う移動通信システムの無線通信方法であって、
    前記中継局は、自局の接続先を前記第１の基地局から前記第２の基地局に切り替えるハンドオーバの前に、前記第１の基地局に対応する第１のパイロット信号に加え、前記第２の基地局に関する信号として前記第２の基地局に対応する第２のパイロット信号を送信し、
    前記移動局は、前記ハンドオーバの前に前記第２のパイロット信号を検出することで、前記ハンドオーバの後の前記中継局の通信タイミングを算出し、算出した前記中継局の通信タイミングに基づいて、前記ハンドオーバの後の前記中継局と同期を取る、
    ことを特徴とする無線通信方法。
  3. 前記中継局は、前記第２のパイロット信号の送信に用いる無線リソースにデータ信号が既に割り当てられている場合、前記データ信号に代えてまたは前記データ信号に重ねて、前記第２のパイロット信号を送信する
    ことを特徴とする請求項２記載の無線通信方法。
  4. 前記中継局は、前記第２のパイロット信号として、前記第１のパイロット信号とは異なる信号を用いる
    ことを特徴とする請求項２記載の無線通信方法。
  5. 中継局が第１または第２の基地局に接続し、接続先の基地局に応じたタイミングで移動局と通信を行う移動通信システムの無線通信方法であって、
    前記中継局は、自局の接続先を前記第１の基地局から前記第２の基地局に切り替えるハンドオーバの前に、前記第２の基地局に関する信号として、前記第２の基地局が送信する無線信号の受信を指示する情報を前記移動局に送信し、
    前記移動局は、前記第２の基地局が送信する無線信号を検出し、検出結果に基づいて前記ハンドオーバの後の前記中継局の通信タイミングを算出し、算出した前記中継局の通信タイミングに基づいて、前記ハンドオーバの後の前記中継局と同期を取る、
    ことを特徴とする無線通信方法。
  6. 前記中継局は、前記移動局から取得する受信品質情報に基づいて、前記第２の基地局が送信する無線信号を前記移動局が検出可能か判断し、検出可能と判断した場合のみ前記受信を指示する情報を送信する
    ことを特徴とする請求項５記載の無線通信方法。
  7. 第１および第２の基地局と移動局との間で通信を中継する中継局であって、
    前記第１の基地局と同期を確立し、接続先を前記第１の基地局から前記第２の基地局に切り替えるハンドオーバが実行されると、前記第２の基地局と同期を確立する同期部と、
    前記ハンドオーバの前に、前記第１の基地局と前記第２の基地局との間の通信タイミングのずれを算出し、前記移動局が前記ハンドオーバの後の自局と同期を取るために用いられる、前記第２の基地局に関する信号として前記通信タイミングのずれを示す時間差情報を、前記移動局に送信する送信部と、
    を有することを特徴とする中継局。
  8. 第１または第２の基地局に接続する中継局から無線信号を受信する受信部と、
    前記中継局の接続先を前記第１の基地局から前記第２の基地局に切り替えるハンドオーバが実行される前に、前記中継局が前記第１の基地局と前記第２の基地局との間の通信タイミングのずれを算出して前記第２の基地局に関する信号として送信した、前記通信タイミングのずれを示す時間差情報を取得し、前記時間差情報に基づいて前記ハンドオーバの後の前記中継局の通信タイミングを算出し、算出した前記中継局の通信タイミングに基づいて、前記ハンドオーバの後の前記中継局と同期を確立する同期部と、
    を有することを特徴とする移動局。
  9. 第１および第２の基地局と、
    前記第１または第２の基地局に接続して接続先の基地局に応じたタイミングで通信を行う中継局と、
    前記中継局と通信を行う移動局と、
    を有し、
    前記中継局は、自局の接続先を前記第１の基地局から前記第２の基地局に切り替えるハンドオーバの前に、前記第１の基地局と前記第２の基地局との間の通信タイミングのずれを算出し、前記第２の基地局に関する信号として前記通信タイミングのずれを示す時間差情報を前記移動局に送信し、
    前記移動局は、前記ハンドオーバの前に前記中継局から受信した前記時間差情報に基づいて前記ハンドオーバの後の前記中継局の通信タイミングを算出し、算出した前記中継局の通信タイミングに基づいて、前記ハンドオーバの後の前記中継局と同期を取る、
    ことを特徴とする移動通信システム。
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