JP5778000B2 - 無線通信システム、通信制御方法および基地局 - Google Patents

Description

本発明は無線通信システムおよび通信制御方法に関し、特に、多地点協調（CoMP：Coordinated MultiPoint）送受信に適した無線通信システムおよび通信制御方法に関する。

基地局のエリアフリンジでの無線通信の性能を向上させる手法として、多地点協調（ＣｏＭＰ）送受信が３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）等にて提案、検討されている。

ＣｏＭＰの基本的な原理は、異なるセル間で送信あるいは受信を連携して調整することにあり、例えば、複数のセルでそれぞれ受信された信号情報をセル間で通信して結合処理する（joint Processing）方法や、下り送信であれば、複数のセルから同一ユーザに向けての結合送信（joint transmission）などが考えられる。

ＣｏＭＰ送受信を行うことで、隣接セルからの干渉の低減や、所望信号レベルを増大する効果が得られ、そのため、基地局のエリアフリンジでの周波数利用効率の改善が期待できる。

ＣｏＭＰ送受信を実行する通信システムとしては、特許文献１に開示される通信システムが挙げられる。

特開２０１１−１０１３５８号公報

ＣｏＭＰ送受信を実現するには、各基地局が複数の基地局情報を共有して通信端末と通信する必要があるが、異なる場所に設置された基地局間で情報を共有するには有線ネットワークを経由し、上位装置を介してのデータの授受が必要となる。

すなわち、各基地局は有線ネットワークに接続され、ある基地局からの情報を他の基地局で共有しようとする場合、ある基地局からの情報は有線ネットワークを経由して一旦、上位装置に与えられ、上位装置から再び有線ネットワークを介して他の基地局に与えられることとなる。このため、情報を共有するまでに時間を要し、遅延が発生するという問題がある。

また、高速性と通信品質とのトレードオフの問題がある。すなわち、高速性を求めると、オーバーヘッド量を抑える必要があるが、通信品質を高めるにはオーバーヘッド量が増えることとなる。そして、ＣｏＭＰ送受信には様々な形態があり、それぞれの形態に合わせて高速性と通信品質とのトレードオフの関係を考慮したデータフォーマットを規定するのは困難という問題があった。

本発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、基地局間での情報の共有に費やす時間を低減できるとともに、高速性と通信品質とのトレードオフの関係を改善してＣｏＭＰ送受信を実現できる無線通信システムおよび通信制御方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る無線通信システムは、無線端末と、前記無線端末と無線通信を行う複数の通信装置と、前記複数の通信装置との間で無線通信を行うことが可能な上位側通信装置とを備え、前記複数の通信装置のそれぞれは、前記無線端末と接続中である場合に、前記無線端末からの上り信号の受信情報および前記無線端末からのフィードバック情報を取得し、取得した前記上り信号の受信情報および前記フィードバック情報の何れかに基づいて、前記上位側通信装置との間の無線通信による多地点協調送受信処理が必要か否かの判定を行う制御部を備え、前記制御部は、前記多地点協調送受信が必要と判定した場合は、前記上位側通信装置に前記多地点協調送受信処理を要求し、前記上位側通信装置は、前記多地点協調送受信処理の要求があった場合に、前記多地点協調送受信処理のために連携する他の通信装置を決定し、決定した前記他の通信装置と前記上位側通信装置との間の無線回線および前記無線端末に接続中の通信装置と前記上位側通信装置との間の無線回線を開くと共に、前記多地点協調送受信処理を行う制御部を備え、前記複数の通信装置の前記制御部は、前記複数の通信装置が、前記上位側通信装置との間で、前記無線回線を介して信号を授受する場合は、中継装置として機能するように自局を制御する。

本発明に係る無線通信システムの一態様は、前記上位側通信装置の制御部は、前記中継装置として機能する複数の通信装置から同じデータを前記無線端末に送るよう前記多地点協調送受信処理を行う。

本発明に係る無線通信システムの一態様は、前記フィードバック情報が、前記無線端末で受信された前記複数の通信装置からの下り信号の受信信号強度および下り信号の搬送波電力対干渉・雑音電力比のうち一方の値に基づいて前記無線端末で決定されたハンドオーバー候補となるハンドオーバー候補情報を含み、前記複数の通信装置の前記制御部は、前記無線端末が前記ハンドオーバー候補とした通信装置について、前記下り信号の受信信号強度または下り信号の搬送波電力対干渉・雑音電力比の値が、自局と前記無線端末との間での前記下り信号の受信信号強度または下り信号の搬送波電力対干渉・雑音電力比の値よりも大きい場合には、前記多地点協調送受信処理が必要と判定する。

本発明に係る無線通信システムの一態様は、前記フィードバック情報が、前記無線端末で受信された前記複数の通信装置からの下り信号の受信信号強度および下り信号の搬送波電力対干渉・雑音電力比のうち一方の値に基づいて前記無線端末で決定されたハンドオーバー候補となるハンドオーバー候補情報を含み、前記複数の通信装置の前記制御部は、前記無線端末が前記ハンドオーバー候補とした通信装置について、前記下り信号の受信信号強度または下り信号の搬送波電力対干渉・雑音電力比の値が、所定値よりも大きい場合には、前記多地点協調送受信処理が必要と判定する。

本発明に係る無線通信システムの一態様は、前記フィードバック情報が、前記無線端末の位置情報を含み、前記複数の通信装置の前記制御部は、前記無線端末の位置情報に基づいてその周辺の通信装置の位置を探索し、自局よりも前記無線端末に近い通信装置がある場合には、前記多地点協調送受信処理が必要と判定する。

本発明に係る無線通信システムは、無線端末と、前記無線端末と無線通信を行う複数の通信装置とを備え、前記複数の通信装置のそれぞれは、前記無線端末と接続中である場合に、前記無線端末からの上り信号の受信情報および前記無線端末からのフィードバック情報を取得し、取得した前記上り信号の受信情報および前記フィードバック情報の何れかに基づいて、他の通信装置との間の無線通信による多地点協調送受信処理が必要か否かの判定を行う制御部を備え、前記制御部は、前記多地点協調送受信が必要と判定した場合は、前記多地点協調送受信処理のために連携する前記他の通信装置を決定し、決定した前記他の通信装置との間で無線回線を開くと共に、前記多地点協調送受信処理を行い、前記複数の通信装置の前記制御部は、自局が前記他の通信装置である場合に、前記無線端末と接続中の前記通信装置との間で、前記無線回線を介して信号を授受する場合は、中継装置として機能するように自局を制御する。

本発明に係る通信制御方法は、無線端末と、前記無線端末と無線通信を行う複数の通信装置と、前記複数の通信装置との間で無線通信を行うことが可能な上位側通信装置と、を備えた無線通信システムの通信制御方法であって、前記無線端末と接続中の通信装置において、前記無線端末からの上り信号の受信情報および前記無線端末からのフィードバック情報を取得するステップ(ａ)と、前記ステップ(ａ)において取得した前記上り信号の受信情報および前記フィードバック情報の何れかに基づいて、前記上位側通信装置との間の無線通信による多地点協調送受信処理が必要か否かの判定を行うステップ(ｂ)と、前記ステップ(ｂ)において前記多地点協調送受信が必要と判定した場合は、前記上位側通信装置に前記多地点協調送受信処理を要求するステップ(ｃ)と、前記上位側通信装置において、前記多地点協調送受信処理の要求があった場合に、前記多地点協調送受信処理のために連携する他の通信装置を決定し、決定した前記他の通信装置と前記上位側通信装置との間の無線回線および前記無線端末に接続中の通信装置と前記上位側通信装置との間の無線回線を開くと共に、前記多地点協調送受信処理を行うステップ(ｄ)と、前記複数の通信装置において、前記上位側通信装置との間で、前記無線回線を介して信号を授受する場合は、中継装置として機能するように自局を制御するステップ(ｅ)とを備えている。

本発明に係る無線通信システムによれば、通信装置間での情報の共有に費やす時間を低減できるとともに、高速性と通信品質とのトレードオフの関係を改善してＣｏＭＰ送受信を実現できる。

本発明に係る通信制御方法によれば、通信装置間での情報の共有に費やす時間を低減できるとともに、高速性と通信品質とのトレードオフの関係を改善してＣｏＭＰ送受信を実現できる。

本発明に係る実施の形態の通信システムの構成を示す図である。 基地局の構成を示すブロック図である。 上位側基地局の構成を示すブロック図である。 本発明に係る実施の形態の通信システムの通信制御方法を説明するフローチャートである。 信号品質によってＣｏＭＰ処理の要否を判定するフローチャートである。 ハンドオーバー先の有無によってＣｏＭＰ処理の要否を判定するフローチャートである。 周辺基地局の位置によってＣｏＭＰ処理の要否を判定するフローチャートである。 本発明に係る実施の形態の変形例の通信システムの構成を示す図である。 本発明に係る実施の形態の通信システムの通信制御方法の変形例を説明するフローチャートである。

＜実施の形態＞
＜通信システムの構成＞
図１は、本発明に係る実施の形態の通信システムの構成を示す図である。図１に示す無線通信システム１００は、無線端末ＭＳ、基地局ＢＳ１およびＢＳ２、上位側基地局ＢＳＸを有している。基地局ＢＳ１およびＢＳ２と上位側基地局ＢＳＸとは光回線やＩＳＤＮ回線などの有線回線ＷＣを介して接続されており、また有線回線ＷＣには図示しない上位装置も接続されている。

＜基地局の構成＞
図２は、基地局ＢＳ１（ＢＳ２も同じ）の構成を示すブロック図であるが、図２においては発明に係る構成についてのみ示しており、他の構成は省略している。

図２に示すように、基地局ＢＳ１は、送受信アンテナＡＴが接続されたＲＦ部（無線通信部）１と、ＲＦ部１に接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit）等で構成される無線信号処理部２と、無線信号処理部２に接続されたＭＡＣ部（Media Access Control）３と、ＭＡＣ部３に接続されたデータ送受信部４とを備えている。

ＭＡＣ部３は、ＣＰＵ等で構成され、無線通信システム１００が用いる通信方式のプロトコルに則った通信制御を行う部位であり、回線切替え判断部３１を含んでいる。

データ送受信部４は、有線回線ＷＣが光回線である場合はＯＮＵ（Optical Network Unit）がこれに該当し、有線回線ＷＣを介して、図示されない上位装置との間での回線の交換を行う回線交換局ＥＸに接続されている。

基地局ＢＳ１において、送受信アンテナＡＴで受信した受信信号はＲＦ部１の受信部（図示せず）に入力され、増幅処理やダウンコンバートを行って、ベースバンド信号に変換して出力する。なお、送受信アンテナＡＴで受信される信号は、ＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）変調方式やＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）変調方式などで変調されている。

また、ＲＦ部１は、無線信号処理部２からの指示に従い、ＢＰＳＫ変調方式やＱＰＳＫ変調方式などで変調された無線信号を送出する。

無線信号処理部２は、ＲＦ部１から出力される無線信号を受け、メッセージやデータを解析し、その解析結果をＭＡＣ部３に通知する。なお、当該メッセージには無線端末ＭＳからの通信の接続要求や接続切断要求が含まれる。また、ＭＡＣ部３が、上位装置（図示せず）から受け取った通信の接続要求や接続切断要求に対する回答結果等は、無線信号処理部２に与えられ、メッセージやデータに変換されてＲＦ部１を介して無線端末ＭＳに通知される。

データ送受信部４は、ＭＡＣ部３からの通信制御に従って、送受信アンテナＡＴで受信された信号を有線回線ＷＣに出力する。なお、当該信号は回線交換局ＥＸを介して図示されない上位装置に与えられる。

ＭＡＣ部３に含まれる回線切替え判断部３１は、基地局ＢＳ１が通常の基地局として機能するか、あるいは中継装置として機能するかを判断し、中継装置として機能する場合は、送受信アンテナＡＴで受信された信号を、データ送受信部４に与えるのではなく、再び送受信アンテナＡＴで送信するようにＭＡＣ部３に戻すように回線を切り替える機能を有している。

図３は、上位側基地局ＢＳＸの構成を示すブロック図であるが、図３においては発明に係る構成についてのみ示しており、他の構成は省略している。

図３に示すように、基地局ＢＳＸは、送受信アンテナＡＴが接続されたＲＦ部（無線通信部）１１と、ＲＦ部１１に接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit）等で構成される無線信号処理部１２と、無線信号処理部１２に接続されたＭＡＣ部（Media Access Control）１３と、ＭＡＣ部１３に接続されたデータ送受信部１４とを備えている。

ＭＡＣ部１３は、ＣＰＵ等で構成され、無線通信システム１００が用いる通信方式のプロトコルに則った通信制御を行う部位であり、ＣｏＭＰ送受信制御部１３１を含んでいる。

データ送受信部１４は、有線回線ＷＣが光回線である場合はＯＮＵ（Optical Network Unit）がこれに該当し、有線回線ＷＣを介して、図示されない上位装置との間での回線の交換を行う回線交換局ＥＸに接続されている。

基地局ＢＳＸにおいて、送受信アンテナＡＴで受信した受信信号はＲＦ部１１の受信部（図示せず）に入力され、増幅処理やダウンコンバートを行って、ベースバンド信号に変換して出力する。なお、送受信アンテナＡＴで受信される信号は、ＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）変調方式やＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）変調方式などで変調されている。

また、ＲＦ部１１は、無線信号処理部１２からの指示に従い、ＢＰＳＫ変調方式やＱＰＳＫ変調方式などで変調された無線信号を送出する。

無線信号処理部１２は、ＲＦ部１から出力される無線信号を受け、メッセージやデータを解析し、その解析結果をＭＡＣ部１３に通知する。なお、当該メッセージには無線端末ＭＳからの通信の接続要求や接続切断要求が含まれる。また、ＭＡＣ部１３が、上位装置（図示せず）から受け取った通信の接続要求や接続切断要求に対する回答結果等は、無線信号処理部１２に与えられ、メッセージやデータに変換されてＲＦ部１１を介して無線端末ＭＳに通知される。なお、無線信号処理部１２には、ＣｏＭＰ送受信制御部１２１を含んでいる。

データ送受信部１４は、ＭＡＣ部１３からの通信制御に従って、送受信アンテナＡＴで受信された信号を有線回線ＷＣに出力する。なお、当該信号は回線交換局ＥＸを介して図示されない上位装置に与えられる。

ＭＡＣ部１３に含まれるＣｏＭＰ送受信制御部１３１は、ＣｏＭＰ送受信を行う場合にＭＡＣ部１３を制御する機能を有しており、無線信号処理部１２に含まれるＣｏＭＰ送受信制御部１２１と連携してＣｏＭＰ送受信を制御する。

ここで、図１に示す無線通信システム１００においては、基地局ＢＳ１からＣｏＭＰの実施が求められた場合に、基地局ＢＳ１と上位側基地局ＢＳＸとの間、および基地局ＢＳ１と隣接する基地局ＢＳ２との間を結ぶ伝送路であるエントランス回線として、それぞれ無線回線（無線エントランス回線）ＷＬＥ１およびＷＬＥ２を使用する。そして、ＣｏＭＰの実施を求めた基地局ＢＳ１は、上位側基地局ＢＳＸとつながる中継装置として動作させる。一方、ＣｏＭＰの実施を求められた上位側基地局ＢＳＸは、ＣｏＭＰの実施を求めた基地局が通信している無線端末ＭＳと通信可能な別の基地局ＢＳ２をサーチし、基地局ＢＳ２も中継装置として動作させる。

このようにして、複数の中継装置を設定し、これらを使って１つの無線端末との無線通信を行うことでＣｏＭＰ送受信を行うことが可能となる。

図１には、ＣｏＭＰ送受信による効果として、基地局の通信可能エリアを広くできる効果を模式的に示している。すなわち、図１において、基地局ＢＳ１およびＢＳ２のそれぞれの通信可能エリアがＡＲ１およびＡＲ２であった場合に、無線端末ＭＳが通信可能エリアＡＲ１およびＡＲ２のエリアフリンジにあると、通信品質が劣化することが考えられる。しかし、基地局ＢＳ１およびＢＳ２が、無線端末ＭＳに対してそれぞれ無線パスＰ１およびＰ２を介してＣｏＭＰ送受信を行うことで、基地局ＢＳ１およびＢＳ２が相互に通信品質を補間して、通信品質の劣化を抑制し、基地局ＢＳ１およびＢＳ２による通信可能エリアを実質的に広げることができる。図１には、基地局ＢＳ１およびＢＳ２による通信可能エリアをＡＲ３として示している。

このＣｏＭＰ送受信においては、ＰＨＳ（Personal Handyphone System）の基地局で使用されるスロットダイバーシチ処理と類似の処理を採用しており、複雑なプロトコルを設定する必要がない。

すなわち、ＰＨＳの基地局におけるスロットダイバーシチ処理とは、複数の時間スロットあるいは複数の周波数スロットを用いて１つの無線端末と通信を行うことで、リンク性能を向上させる処理であり、これをＣｏＭＰ送受信に適用する場合は、複数のスロットの代わりに複数の中継装置から同じデータを送るように構成するだけで済む。このため、従来のＣｏＭＰ送受信のように、異なる場所に設置された基地局間で情報を共有するために有線ネットワークを経由し、上位装置を介してのデータの授受を行う必要がなく、複雑なプロトコルを設定する必要がなくなる。

また、基地局間で情報を共有するために有線ネットワークを経由し、上位装置を介してのデータの授受を行う必要がなくなるので、情報を共有するために遅延の発生を抑制できる。このため、高速性と通信品質とのトレードオフの関係を改善してＣｏＭＰ送受信を実現できる。

＜ＣｏＭＰ送受信実行までのフロー＞
以下、本発明に係る無線通信システム１００におけるＣｏＭＰ送受信の実行までのフローについて、図１〜図３を参照しつつ図４〜図７に示すフローチャートを用いて説明する。

以下の説明では、図１に示す無線通信システム１００において、無線端末ＭＳと基地局ＢＳ１とが通信接続中の状態にあることを前提とする。

図４は本発明に係る無線通信システム１００の通信制御方法を説明するフローチャートである。

図４において、無線端末ＭＳと通信接続中の状態にある基地局ＢＳ１は、無線端末ＭＳからの上り信号の受信情報を取得する（ステップＳ１）。この受信情報は、無線信号処理部２を介してＭＡＣ部３に取り込まれ、上り信号の受信信号強度（ＲＳＳＩ：Received Signal Strength Indication）や、上り信号の搬送波電力対干渉・雑音電力比（ＣＩＮＲ：Carrier to Interference-plus-Noise Ratio）などの、信号品質情報が含まれている。

また、基地局ＢＳ１は、無線端末ＭＳからのフィードバック情報を取得する（ステップＳ２）。このフィードバック情報には、無線端末ＭＳで受信された基地局ＢＳ１および周辺基地局からの下り信号の信号品質情報（ＲＳＳＩ、ＣＩＮＲ）や、無線端末ＭＳでのエラー率、ハンドオーバー候補情報や無線端末ＭＳのＧＰＳ（Global Positioning System）情報が含まれている。

ここで、ハンドオーバー候補情報としては、現在接続中の無線端末ＭＳのハンドオーバー候補となる基地局の情報であり、無線端末ＭＳが周辺基地局からの下り信号のＣＩＮＲを測定し、それに基づいてハンドオーバー候補とした周辺基地局のＩＤや、測定したＣＩＮＲの値などを含んでいる。

また、ＧＰＳ情報としては、無線端末ＭＳがＧＰＳ機能を有している場合に、無線端末ＭＳの位置（緯度、経度）を示す情報である。

以上の情報を取得した基地局ＢＳ１は、取得した情報に基づいて、例えばＭＡＣ部３においてＣｏＭＰ処理（ＣｏＭＰ送受信処理）の実施の要否についての判定、すなわちＣｏＭＰ処理が必要か否かの判定を行う（ステップＳ３）。

この判定は、例えば、接続中の無線端末ＭＳがエリアフリンジに近づいて信号電力が弱まったか否かによって判定することができ、ステップＳ１で取得した上り信号の信号品質情報（ＲＳＳＩ、ＣＩＮＲ）、ステップＳ２で取得した下り信号の信号品質情報（ＲＳＳＩ、ＣＩＮＲ）によって判定することができる。

ステップＳ３でＣｏＭＰ処理が必要と判定された場合は、上位側基地局ＢＳＸにＣｏＭＰ処理を要求するとともに、ＣｏＭＰ処理に必要な情報、例えばハンドオーバー候補となる周辺基地局の情報（ＩＤ、ＣＩＮＲ）や無線端末ＭＳの位置情報などを有線回線ＷＣを介して送信し（ステップＳ４）、一連の処理を終了する。

ここで、上位側基地局ＢＳＸは基地局ＢＳ１を含む複数の基地局と無線通信が可能であって、ＣｏＭＰ送受信の制御機能を有している基地局であれば良く、ＣｏＭＰ送受信のための専用の基地局である必要はない。従って、無線端末ＭＳと接続中の基地局ＢＳ１は、自局と無線通信が可能な基地局であって、他の基地局とも無線通信が可能な基地局についての情報（予め基地局情報として有している）に基づいて、他の基地局の中から上位側基地局ＢＳＸを決定し、上記ステップＳ４の処理を行う。

なお、上位側基地局ＢＳＸの決定に際しては、ステップＳ２で取得した無線端末ＭＳからのフィードバック情報に基づいて、例えば無線端末ＭＳのハンドオーバー候補となる周辺基地局と無線通信が可能な基地局の中から選ぶなどして決定しても良いし、同じく、無線端末ＭＳからのフィードバック情報に含まれる無線端末ＭＳのＧＰＳ情報に基づいて、無線端末ＭＳから所定の距離内にある基地局の中から選ぶなどして決定しても良い。

また、システム上、上位となる基地局と下位となる基地局とを基地局ごとに予め決定しておき、下位となる基地局は、自局がＣｏＭＰ処理の実施の要否についての判定を行う局面となった場合には、予め定められた上位側基地局に対して上記ステップＳ４の処理を行う構成としても良い。

なお、ステップＳ３で、ＣｏＭＰ処理が不要と判定された場合も一連の処理を終了するが、何れかの無線端末と接続中の場合はステップＳ１〜Ｓ３の処理は繰り返して実行される。

これらのＣｏＭＰ処理の要求およびＣｏＭＰ処理に必要な情報を受けた上位側基地局ＢＳＸは、当該情報に基づいて、例えば、ＭＡＣ部１３において、無線端末ＭＳと通信可能で、最も通信品質が良好な基地局ＢＳ２を連携基地局として決定し、上位側基地局ＢＳＸと基地局ＢＳ１との間、および上位側基地局ＢＳＸと基地局ＢＳ２との間に無線回線（無線エントランス回線）を開く。そして、基地局ＢＳ１およびＢＳ２を、無線エントランス回線を介して無線端末ＭＳと信号の授受を行う場合の中継装置として使用しＣｏＭＰ送受信を実施する。

この場合、上位側基地局ＢＳＸのＭＡＣ部１３（図３）のＣｏＭＰ送受信制御部１３１が、無線信号処理部１２のＣｏＭＰ送受信制御部１２１と連携してＣｏＭＰ送受信を制御し、ＣｏＭＰ送受信制御部１２１が、基地局ＢＳ１およびＢＳ２に対して無線エントランス回線を開くように無線信号処理部１２を制御し、無線信号処理部１２は送受信アンテナＡＴの指向性を制御して、基地局ＢＳ１およびＢＳ２に対して無線エントランス回線を開く。

ここで、送受信アンテナＡＴとしては、例えば複数のアンテナ素子で構成されるアレイアンテナを使用し、アンテナのビーム方向を調整することで、所望の基地局との間で選択的に信号の送受信を行うことができる。

ＣｏＭＰ送受信の対象となる信号は、有線回線ＷＣを介して回線交換局ＥＸとの間で授受され、回線交換局ＥＸは図示されない上位装置との間でネットワークを介して当該信号の授受を行う。

また、ＣｏＭＰ送受信において中継装置として機能する基地局ＢＳ１およびＢＳ２は、上位側基地局ＢＳＸとの間に無線エントランス回線が開き、上位側基地局ＢＳＸから無線信号を受信すると、ＭＡＣ部３の回線切替え判断部３１が、自局は中継装置として機能するものと判断し、送受信アンテナＡＴで受信された信号を、送受信アンテナＡＴから無線端末ＭＳに向けて送信するようにＭＡＣ部３に戻すように回線を切り替える。

この動作により、基地局ＢＳ１およびＢＳ２は、上位側基地局ＢＳＸから受信した無線信号を無線端末ＭＳに中継する中継装置として機能することとなり、また、無線端末ＭＳから受信した無線信号を上位側基地局ＢＳＸに中継する中継装置として機能することとなる。

なお、ＣｏＭＰ送受信においては、無線端末ＭＳから送信される信号は、連携する基地局がそれぞれ受信し、上位側基地局ＢＳＸに無線エントランス回線を介して送信する。この場合、中継する基地局ＢＳ１およびＢＳ２がＩＱ情報を上位側基地局ＢＳＸに送信し、上位側基地局ＢＳＸで合成すると言った対応を行うことも可能なので、基地局ＢＳ１およびＢＳ２で受信した信号の品質が低くても、上位側基地局ＢＳＸでは品質が改善されることとなる。

次に、図５〜図７に示すフローチャートを用いて、ステップＳ３（図４）のＣｏＭＰ処理実施要否判定処理のバリエーションについて説明する。

図５は、信号品質によってＣｏＭＰ処理の要否を判定する例を示しており、例えば、ステップＳ１（図４）で取得した上り信号のＣＩＮＲ（ＲＳＳＩでも良い）が所定の閾値Ｘよりも小さいか否かで判定する（ステップＳ１１）。

上り信号のＣＩＮＲが閾値Ｘよりも小さい場合は、接続中の無線端末ＭＳがエリアフリンジに近づいて信号電力が弱まったことが考えられ、その場合は信号品質が低下しているものとしてＣｏＭＰ処理が必要と判断される。

一方、上り信号のＣＩＮＲが閾値Ｘ以上の場合は、信号品質は低下していないものとしてＣｏＭＰ処理は不要と判断される。

図６は、ハンドオーバー先の有無によってＣｏＭＰ処理の要否を判定する例を示しており、ステップＳ２（図４）で取得した無線端末ＭＳからのフィードバック情報に含まれるハンドオーバー候補情報、すなわち、無線端末ＭＳが周辺基地局からの下り信号のＣＩＮＲ（ＲＳＳＩでも良い）を測定してハンドオーバー候補とした周辺基地局について、そのＣＩＮＲの値が、自局、すなわち基地局ＢＳ１と無線端末ＭＳとの間での下り信号のＣＩＮＲの値よりも大きいか否かで判定する（ステップＳ２１）。

ハンドオーバー候補と無線端末ＭＳとの間での下り信号のＣＩＮＲ（ＲＳＳＩ）の値の方が、自局と無線端末ＭＳとの間での下り信号のＣＩＮＲ（ＲＳＳＩ）の値よりも大きい場合は、自局よりも信号品質の良好な基地局（高性能な基地局）が存在するものと考え、その場合は当該基地局を利用してＣｏＭＰ処理を行うことで、より良好な通信が可能になるものとしてＣｏＭＰ処理が必要と判断される。

一方、ハンドオーバー候補と無線端末ＭＳとの間での下り信号のＣＩＮＲ（ＲＳＳＩ）の値が、自局と無線端末ＭＳとの間での下り信号のＣＩＮＲ（ＲＳＳＩ）の値以下の場合は、自局よりも信号品質の良好な基地局は存在しないものとしてＣｏＭＰ処理は不要と判断される。

また、図６のステップＳ２１については、上述の、ハンドオーバー候補と無線端末ＭＳとの間での下り信号のＣＩＮＲ（ＲＳＳＩ）の値と、自局と無線端末ＭＳとの間での下り信号のＣＩＮＲ（ＲＳＳＩ）の値と、における比較の替わりに、ハンドオーバー候補と無線端末ＭＳとの間での下り信号のＣＩＮＲ（ＲＳＳＩ）の値が、所定の閾値Ｙよりも大きいか否かで判定することも可能である。

この場合、ハンドオーバー候補と無線端末ＭＳとの間での下り信号のＣＩＮＲ（ＲＳＳＩ）の値が、閾値Ｙよりも大きい場合は、信号品質の良好な基地局（高性能な基地局）が存在するものと考え、その場合は当該基地局を利用してＣｏＭＰ処理を行うことで、より良好な通信が可能になるものとしてＣｏＭＰ処理が必要と判断される。

一方、ハンドオーバー候補と無線端末ＭＳとの間での下り信号のＣＩＮＲ（ＲＳＳＩ）の値が、閾値Ｙ以下の場合は、信号品質の良好な基地局は存在しないものとしてＣｏＭＰ処理は不要と判断される。

図７は、周辺基地局の位置によってＣｏＭＰ処理の要否を判定する例を示しており、ステップＳ２（図４）で取得した無線端末ＭＳからのフィードバック情報に含まれる無線端末ＭＳのＧＰＳ情報に基づいて無線端末ＭＳの周辺基地局の位置を探索し、自局、すなわち基地局ＢＳ１よりも無線端末ＭＳに近い基地局の有無で判定を行う（ステップＳ３１）。

各基地局は固定であるため位置は確定している。このため、各基地局において互いの位置についての情報は共有可能であり、例えば基地局ＢＳ１は、現在接続中の無線端末ＭＳの位置がＧＰＳ情報により判れば、その周辺の基地局がどこにあるかを判断できる。

従って、自局である基地局ＢＳ１よりも無線端末ＭＳに近い基地局が存在するか否かを判定することは容易である。

そして、自局よりも無線端末ＭＳに近い基地局が存在する場合には、自局よりも信号品質の良好な基地局が存在するものと考え、その場合は当該基地局を利用してＣｏＭＰ処理を行うことで、より良好な通信が可能になるものとしてＣｏＭＰ処理が必要と判断される。

一方、自局よりも無線端末ＭＳに近い基地局が存在しない場合には、自局よりも信号品質の良好な基地局は存在しないものとしてＣｏＭＰ処理は不要と判断される。

なお、ＣｏＭＰ処理の要求を受けた上位側基地局ＢＳＸでは、例えば、ステップＳ４（図４）で送信される無線端末ＭＳからのフィードバック情報に含まれるハンドオーバー候補情報に基づいて、基地局ＢＳ１以外の基地局を、基地局ＢＳ１とともにＣｏＭＰ送受信のための中継装置として決定しても良いし、同じく、無線端末ＭＳからのフィードバック情報に含まれる無線端末ＭＳのＧＰＳ情報に基づいて、基地局ＢＳ１以外の基地局を、基地局ＢＳ１とともにＣｏＭＰ送受信のための中継装置として決定しても良い。

また、以上の説明においては、基地局ＢＳ１およびＢＳ２は、通常は基地局として機能し、ＣｏＭＰ送受信においては中継装置として機能するものとして説明したが、基地局ＢＳ１およびＢＳ２の代わりに、レピーターなどの中継専用の通信装置を用いても良い。

すなわち、レピーターは、基地局と無線端末との通信において、例えば、何れの基地局からの無線信号も受信しにくい位置にある無線端末との通信を実行するために使用される中継専用の通信装置であり、基地局から受信した信号を増幅して無線端末に出力する機能を有している。

このレピーターの中には、ステップＳ１（図４）として説明したような、上り信号のＲＳＳＩや、上り信号のＣＩＮＲなどの無線端末ＭＳからの上り信号の受信情報を取得する機能や、ステップＳ２（図４）として説明したような、無線端末ＭＳからのフィードバック情報を取得する機能を有したものもある。これらの機能に加えて、ステップＳ３（図４）として説明したようなＣｏＭＰ処理の実施の要否についての判定機能を持たせることで、レピーターを基地局ＢＳ１およびＢＳ２の代わりに使用することができる。レピーターを使わなければ通信エリアを確保できないような地域においては、本システムが有効である。

また、以上の説明においては、基地局の中の何れかを上位側基地局ＢＳＸとし、上位側基地局ＢＳＸが複数の他の基地局を無線エントランス回線の中継装置として使用する構成について説明したが、上位側基地局ＢＳＸの代わりに回線交換局ＥＸを使用しても良い。回線交換局ＥＸに、無線エントランス回線を開くための無線通信機能と、ＣｏＭＰ送受信を制御するためのＣｏＭＰ送受信制御機能を持たせることで、ＣｏＭＰ送受信の制御が可能となる。

＜変形例＞
以上説明した無線通信システム１００においては、基地局の中の何れかを上位側基地局ＢＳＸとし、上位側基地局ＢＳＸが複数の他の基地局を無線エントランス回線の中継装置として使用する構成について説明したが、上位側基地局ＢＳＸの代わりに無線端末ＭＳと接続中の基地局が、他の基地局と無線エントランス回線を介して無線通信を行い、ＣｏＭＰ処理を実行する構成としても良い。

＜無線通信システムの構成＞
図８に示す無線通信システム１００Ａは、無線端末ＭＳ、基地局ＢＳ１およびＢＳ２を有している。基地局ＢＳ１およびＢＳ２とは光回線やＩＳＤＮ回線などの有線回線ＷＣを介して接続されており、また有線回線ＷＣには図示しない上位装置も接続されている。

基地局ＢＳ１およびＢＳ２の構成は、図２を用いて説明した構成と基本的に同じであるが、上位側基地局ＢＳＸ（図３）と同様にＣｏＭＰ送受信を制御するために、無線信号処理部２およびＭＡＣ部３にはＣｏＭＰ送受信制御部を有している。

＜ＣｏＭＰ送受信実行までのフロー＞
以下、本発明に係る無線通信システム１００ＡにおけるＣｏＭＰ送受信の実行までのフローについて、図８を参照しつつ図９に示すフローチャートを用いて説明する。

以下の説明では、図８に示す無線通信システム１００において、無線端末ＭＳと基地局ＢＳ１とが通信接続中の状態にあることを前提とする。

図９は本発明に係る無線通信システム１００Ａの通信制御方法を説明するフローチャートである。

図９において、無線端末ＭＳと通信接続中の状態にある基地局ＢＳ１は、無線端末ＭＳからの上り信号の受信情報を取得する（ステップＳ４１）。この受信情報には、上り信号のＲＳＳＩや、上り信号のＣＩＮＲなどの、信号品質情報が含まれている。

また、基地局ＢＳ１は、無線端末ＭＳからのフィードバック情報を取得する（ステップＳ４２）。このフィードバック情報には、無線端末ＭＳで受信された基地局ＢＳ１からの下り信号の信号品質情報（ＲＳＳＩ、ＣＩＮＲ）や、無線端末ＭＳでのエラー率、ハンドオーバー候補情報や無線端末ＭＳのＧＰＳ情報が含まれている。

以上の情報を取得した基地局ＢＳ１は、取得した情報に基づいて、例えばＭＡＣ部３においてＣｏＭＰ処理の実施の要否についての判定、すなわちＣｏＭＰ処理が必要か否かの判定を行う（ステップＳ４３）。なお、ステップＳ４３での判定動作は、図５〜図７を用いて説明したステップＳ３（図４）での判定動作と同様である。

ステップＳ４３でＣｏＭＰ処理が必要と判定された場合は、隣接基地局ＢＳ２をＣｏＭＰ送受信のための中継装置として決定し（ステップＳ４４）、一連の処理を終了する。

このような構成を採ることで、上位側基地局を設定する必要がなくなるので、より簡便なシステムを構築できる。

ここで、基地局ＢＳ１は、例えば、ステップＳ４１で取得した無線端末ＭＳからのフィードバック情報に含まれるハンドオーバー候補情報に基づいて、自局以外の基地局を、ＣｏＭＰ送受信のための中継装置として決定しても良いし、同じく、無線端末ＭＳからのフィードバック情報に含まれる無線端末ＭＳのＧＰＳ情報に基づいて、自局以外の基地局を、ＣｏＭＰ送受信のための中継装置として決定しても良い。

なお、無線通信システム１００Ａにおいては、基地局ＢＳ１は基地局ＢＳ２を中継装置として決定した後は、基地局ＢＳ２との間で無線エントランス回線ＷＬＥを開き、無線端末ＭＳに送信する信号を基地局ＢＳ２にも与える。

このように、自局の他に中継装置を介して１つの無線端末との無線通信を行うことでＣｏＭＰ送受信を行うことが可能となる。

なお、ステップＳ４３で、ＣｏＭＰ処理が不要と判定された場合も一連の処理を終了するが、何れかの無線端末と接続中の場合はステップＳ４１〜Ｓ４３の処理は繰り返して実行される。

ＢＳ１，ＢＳ２ 基地局
ＢＳＸ 上位側基地局
ＭＳ 無線端末

Claims (9)

1. 無線端末と、
   前記無線端末と無線通信を行う複数の通信装置と、
   前記複数の通信装置との間で無線通信を行うことが可能な上位側通信装置と、を備えた無線通信システムであって、
   前記複数の通信装置のそれぞれは、
   前記無線端末と接続中である場合に、前記無線端末からの上り信号の受信情報および前記無線端末からのフィードバック情報を取得し、取得した前記上り信号の受信情報および前記フィードバック情報の何れかに基づいて、前記上位側通信装置との間の無線通信による多地点協調送受信処理が必要か否かの判定を行う制御部を備え、
   前記制御部は、
   前記多地点協調送受信が必要と判定した場合は、前記上位側通信装置に前記多地点協調送受信処理を要求し、
   前記上位側通信装置は、
   前記多地点協調送受信処理の要求があった場合に、前記多地点協調送受信処理のために連携する他の通信装置を決定し、決定した前記他の通信装置と前記上位側通信装置との間の無線回線および前記無線端末に接続中の通信装置と前記上位側通信装置との間の無線回線を開くと共に、前記多地点協調送受信処理を行う制御部を備え、
   前記複数の通信装置の前記制御部は、
   前記複数の通信装置が、前記上位側通信装置との間で、前記無線回線を介して信号を授受する場合は、中継装置として機能するように自局を制御することを特徴とする、無線通信システム。
2. 前記上位側通信装置の制御部は、前記中継装置として機能する複数の通信装置から同じデータを前記無線端末に送るよう前記多地点協調送受信処理を行う、請求項１記載の無線通信システム。
3. 前記フィードバック情報は、
   前記無線端末で受信された前記複数の通信装置からの下り信号の受信信号強度および下り信号の搬送波電力対干渉・雑音電力比のうち一方の値に基づいて前記無線端末で決定されたハンドオーバー候補となるハンドオーバー候補情報を含み、
   前記複数の通信装置の前記制御部は、
   前記無線端末が前記ハンドオーバー候補とした通信装置について、前記下り信号の受信信号強度または下り信号の搬送波電力対干渉・雑音電力比の値が、自局と前記無線端末との間での前記下り信号の受信信号強度または下り信号の搬送波電力対干渉・雑音電力比の値よりも大きい場合には、前記多地点協調送受信処理が必要と判定する、請求項１記載の無線通信システム。
4. 前記フィードバック情報は、
   前記無線端末で受信された前記複数の通信装置からの下り信号の受信信号強度および下り信号の搬送波電力対干渉・雑音電力比のうち一方の値に基づいて前記無線端末で決定されたハンドオーバー候補となるハンドオーバー候補情報を含み、
   前記複数の通信装置の前記制御部は、
   前記無線端末が前記ハンドオーバー候補とした通信装置について、前記下り信号の受信信号強度または下り信号の搬送波電力対干渉・雑音電力比の値が、所定値よりも大きい場合には、前記多地点協調送受信処理が必要と判定する、請求項１記載の無線通信システム。
5. 前記フィードバック情報は、
   前記無線端末の位置情報を含み、
   前記複数の通信装置の前記制御部は、
   前記無線端末の位置情報に基づいてその周辺の通信装置の位置を探索し、自局よりも前記無線端末に近い通信装置がある場合には、前記多地点協調送受信処理が必要と判定する、請求項１記載の無線通信システム。
6. 無線端末と、
   前記無線端末と無線通信を行う複数の通信装置と、を備えた無線通信システムであって、
   前記複数の通信装置のそれぞれは、
   前記無線端末と接続中である場合に、前記無線端末からの上り信号の受信情報および前記無線端末からのフィードバック情報を取得し、取得した前記上り信号の受信情報および前記フィードバック情報の何れかに基づいて、他の通信装置との間の無線通信による多地点協調送受信処理が必要か否かの判定を行う制御部を備え、
   前記制御部は、
   前記多地点協調送受信が必要と判定した場合は、前記多地点協調送受信処理のために連携する前記他の通信装置を決定し、決定した前記他の通信装置との間で無線回線を開くと共に、前記多地点協調送受信処理を行い、
   前記複数の通信装置の前記制御部は、
   自局が前記他の通信装置である場合に、前記無線端末と接続中の前記通信装置との間で、前記無線回線を介して信号を授受する場合は、中継装置として機能するように自局を制御することを特徴とする、無線通信システム。
7. 無線端末と、
   前記無線端末と無線通信を行う複数の通信装置と、
   前記複数の通信装置との間で無線通信を行うことが可能な上位側通信装置と、を備えた無線通信システムの通信制御方法であって、
   (ａ)前記無線端末と接続中の通信装置において、前記無線端末からの上り信号の受信情報および前記無線端末からのフィードバック情報を取得するステップと、
   (ｂ)前記ステップ(ａ)において取得した前記上り信号の受信情報および前記フィードバック情報の何れかに基づいて、前記上位側通信装置との間の無線通信による多地点協調送受信処理が必要か否かの判定を行うステップと、
   (ｃ)前記ステップ(ｂ)において前記多地点協調送受信が必要と判定した場合は、前記上位側通信装置に前記多地点協調送受信処理を要求するステップと、
   (ｄ)前記上位側通信装置において、前記多地点協調送受信処理の要求があった場合に、前記多地点協調送受信処理のために連携する他の通信装置を決定し、決定した前記他の通信装置と前記上位側通信装置との間の無線回線および前記無線端末に接続中の通信装置と前記上位側通信装置との間の無線回線を開くと共に、前記多地点協調送受信処理を行うステップと、
   (ｅ)前記複数の通信装置において、前記上位側通信装置との間で、前記無線回線を介して信号を授受する場合は、中継装置として機能するように自局を制御するステップ、とを
   備えることを特徴とする、無線通信システムの通信制御方法。
8. 無線端末と無線通信を行う基地局において、
   前記無線端末と接続中である場合に、前記無線端末からの上り信号の受信情報および前記無線端末からのフィードバック情報を取得し、取得した前記上り信号の受信情報および前記フィードバック情報の何れかに基づいて、多地点協調送受信処理が必要か否かの判定を行う制御部を備え、
   前記制御部は、前記多地点協調送受信が必要と判定した場合において、上位側基地局または前記多地点協調送受信処理のために決定された他の基地局との間の無線回線を介して信号を授受する場合は、中継装置として機能するように自局を制御することを特徴とする、基地局。
9. 前記上位側通信装置の制御部は、前記中継装置として機能する前記他の基地局と自局から同じデータを前記無線端末に送るよう前記多地点協調送受信処理を行う、請求項８記載の基地局。

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