WO2014069590A1 - 基地局および端末 - Google Patents

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WO2014069590A1
WO2014069590A1 PCT/JP2013/079606 JP2013079606W WO2014069590A1 WO 2014069590 A1 WO2014069590 A1 WO 2014069590A1 JP 2013079606 W JP2013079606 W JP 2013079606W WO 2014069590 A1 WO2014069590 A1 WO 2014069590A1
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WO
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base station
terminal
unit
handover
information
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PCT/JP2013/079606
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English (en)
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梢 横枕
貴司 吉本
良太 山田
加藤　勝也
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シャープ株式会社
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W36/00—Hand-off or reselection arrangements
    • H04W36/0005—Control or signalling for completing the hand-off
    • H04W36/0011—Control or signalling for completing the hand-off for data sessions of end-to-end connection
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W36/00—Hand-off or reselection arrangements
    • H04W36/24—Reselection being triggered by specific parameters
    • H04W36/30—Reselection being triggered by specific parameters by measured or perceived connection quality data
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W36/00—Hand-off or reselection arrangements
    • H04W36/24—Reselection being triggered by specific parameters
    • H04W36/30—Reselection being triggered by specific parameters by measured or perceived connection quality data
    • H04W36/302—Reselection being triggered by specific parameters by measured or perceived connection quality data due to low signal strength
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/02—Hierarchically pre-organised networks, e.g. paging networks, cellular networks, WLAN [Wireless Local Area Network] or WLL [Wireless Local Loop]
    • H04W84/04—Large scale networks; Deep hierarchical networks
    • H04W84/042—Public Land Mobile systems, e.g. cellular systems
    • H04W84/045—Public Land Mobile systems, e.g. cellular systems using private Base Stations, e.g. femto Base Stations, home Node B

Definitions

  • the present invention relates to a base station and a terminal.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2012-241503 filed in Japan on November 1, 2012, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • a wireless communication system such as a cellular phone
  • a plurality of base stations eNB: evolved NodeB
  • UE User Equipment
  • a wireless communication system such as a cellular phone
  • a plurality of base stations eNB: evolved NodeB
  • UE User Equipment
  • the range (communication area) that each base station can connect to the terminal is called a cell
  • the area where the cell is divided into several ranges is called a sector
  • each base station is connected to the terminal in units of cells or sectors. Manage connections.
  • a small power base station (LPN: Low Power Node, LPN) in a cell having a large cell radius and a communication area (for example, a macro cell, hereinafter referred to as a macro cell). It has been proposed to arrange cells (picocells, femtocells, small cells, etc., hereinafter referred to as small cells) formed by picocell base stations, femtocell base stations, etc. (Non-patent Document 1).
  • the low power base station refers to a base station whose transmission power is smaller than that of the macro cell base station.
  • Non-Patent Document 1 discloses disposing a plurality of small cells in a macro cell. For example, a procedure when a terminal connected to a low-power base station changes connection to another base station or a new one is disclosed. No specific implementation means relating to handover of a terminal connected to a low power base station, such as a connection destination determination method, is disclosed. Here, handover refers to switching the base station to which the terminal is connected as the terminal moves.
  • the low-power base station needs to determine a new connection destination and perform a procedure for handover. For this reason, the low power base station becomes a highly functional base station such as a macro cell base station, and the processing of the low power base station increases. This leads to an increase in size and cost of the small power base station, and it becomes difficult to arrange a large number of small power base stations in the macro cell.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a base station and a terminal that can reduce processing of a low-power base station and can efficiently switch a connection destination.
  • each configuration of the base station and the terminal according to the present invention is as follows.
  • a first base station is a communication system including a first base station, a second base station, and at least one terminal connected to the second base station. Information on the reception quality of the terminal with respect to the second base station and a neighboring base station located around the second base station.
  • a first base station is the first base station described above, and when there is a first handover request for changing a connection destination of the terminal, the reception A third base station that is a new connection destination of the terminal may be determined based on the quality.
  • a first base station is the first base station described above, and may be configured to make the first handover request based on the reception quality.
  • the first base station according to an aspect of the present invention may be the first base station described above, and the first handover request may be notified from the second base station.
  • a first base station according to an aspect of the present invention is the first base station described above, wherein the first handover request includes information necessary for changing a connection destination of a terminal. One handover query may be used.
  • a first base station according to an aspect of the present invention is the first base station described above, and notifies the third base station of a second handover request for connection of the terminal. May be configured.
  • a first base station according to an aspect of the present invention is the first base station, and is configured to receive a response to the second handover request from the third base station. May be.
  • a first base station according to an aspect of the present invention is the first base station described above, and when the response to the second handover request is ACK, the terminal The terminal may be instructed to connect to the terminal, and may be configured to notify the terminal of target base station information that is information of the third base station.
  • a first base station according to an aspect of the present invention is the first base station described above, and when the response to the second handover request is ACK, the first base station The terminal may be configured to instruct to connect to the third base station.
  • a first base station according to an aspect of the present invention is the first base station, wherein the second handover request includes information necessary for the terminal to connect. It may be an inquiry.
  • a second base station is a communication system including a first base station, a second base station, and at least one terminal connected to the second base station. If the second base station determines whether or not to change the connection destination of the terminal, and determines that it should be changed, it notifies the first base station of the first handover request.
  • a second base station is the second base station described above, wherein a notification that the terminal connects to a third base station is sent from the first base station. It may be configured to receive and notify the terminal of a connection instruction to the third base station and notify the terminal of information of the third base station.
  • a second base station is the second base station described above, wherein the first handover request includes information necessary for changing a connection destination of a terminal.
  • One handover query may be used.
  • a terminal is a terminal of a communication system including a first base station, a second base station, and at least one terminal connected to the second base station, Information on the reception quality of the terminal with respect to the second base station and the neighboring base stations located around the second base station is notified to the first base station.
  • a terminal according to an aspect of the present invention is the terminal described above, wherein at least one of the first base station or the second base station is a third base station that is a new connection destination. The information may be received and communication with the third base station may be started using the information of the third base station.
  • the processing of the low power base station can be reduced and the connection destination can be switched efficiently.
  • FIG. 3 is a schematic block diagram illustrating a configuration example of a low power base station 200-x in the first embodiment. It is a schematic block diagram which shows the structural example of the terminal 300 in 1st Embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration example of a communication system according to the first embodiment.
  • the communication system according to the present embodiment includes a low-power base station 200-x in a macro cell 10 (macro area) whose communication area is a wide area by a macro cell base station 100 (first base station).
  • the small cell 20-x has a communication area as an area constituted by
  • x is an arbitrary positive integer, and 1 ⁇ x ⁇ 4 in the example of the present embodiment.
  • terminal 300 is connected to low-power base station 200-2 and is moving in the direction of low-power base station 200-4.
  • the terminal 300 may be connected to any one of the low power base stations 200-x and exist at an arbitrary position in the macro area.
  • the macro cell base station manages the connection of the terminal and assists the handover of the terminal connected to the low power base station.
  • the distinction between the macro cell base station and the low power base station is only transmission power. Instead, it may be distinguished between a backward compatible cell that supports a service-in method and a newly defined cell that is not backward compatible.
  • the transmission power and communication area may be different between base stations included in a small cell, such as a picocell base station and a femtocell base station, but the present invention can also be applied in such an environment.
  • the macro cell base station and the low power base station are connected by a backhaul line, and a wire such as an optical fiber or an X2 interface may be used, or a radio such as a relay base station may be used.
  • the communication system of FIG. 1 is assumed as an example. However, the present embodiment can be applied to any communication system in which at least one small cell is configured in a macro cell. , The number of terminals, the type of cell (eg, pico cell, femto cell, etc.), the type of base station, etc. are not limited to this embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a configuration example of a communication system in which the macro cell base station 100 manages connection with the terminal 300 in units of sectors.
  • the macro cell 10 is configured by sectors in one direction of the macro cell base station 100, and at least one small cell 20 -x is arranged in the macro cell 10. These points are the same not only in the first embodiment but also in other embodiments. 1 and 2, the small cell completely overlaps the macro cell, but may partially overlap or not overlap, and the present invention is not limited to this.
  • the base station (macrocell base station 100 and low-power base station 200-x) of each cell periodically transmits a synchronization signal (SS: Synchronization Signal), a tracking signal, and a measurement signal.
  • SS Synchronization Signal
  • the synchronization signal is a signal for searching (cell search) for a carrier frequency and cell ID such as PSS (Primary SS) and SSS (Secondary SS) defined in 3GPP (The Third Generation Partnership project), for example. It is.
  • the tracking signal is a signal for identifying the sample point of the received signal more accurately than the synchronization signal.
  • the measurement signal is a signal for measuring reception quality, and is a cell-specific reference signal, a common pilot signal, or the like.
  • RSRP Reference Signal Received Power
  • all base stations do not necessarily have to transmit all these signals. For example, only a part of the signals may be transmitted, such as transmitting only a tracking signal and a measurement signal.
  • the signal format may be changed.
  • the macrocell base station 100 uses a method in which the macrocell base station maintains backward compatibility, and the low-power base station uses a new method (for example, NCT (referred to as New Carrier Type in 3GPP))
  • NCT referred to as New Carrier Type in 3GPP
  • the macrocell base station 100 has a signal format that includes all signals, but the low-power base station 200-x uses a tracking signal.
  • the signal format may include only the measurement signal, and the tracking signal and the measurement signal may be the same signal, and in the following, the tracking signal and the measurement signal have the same signal format.
  • the tracking signal and the measurement signal may have the same signal format.
  • the search for the carrier frequency and the search for the cell ID are defined as the cell search, and the identification of the sample point is defined as the synchronization. However, if the same processing is performed, the search is essentially the same. is there.
  • FIG. 3 is a sequence diagram illustrating an example of a processing flow of the communication system according to the first embodiment.
  • a source base station also referred to as a second base station or a serving cell
  • a target base station also referred to as a third base station
  • a specific base station manages the connection between a plurality of other base stations and a terminal is also included in the present invention.
  • the terminal 300 receives the measurement signal transmitted from the peripheral base station and the low power base station 200-2, and measures the reception quality of the peripheral base station and the low power base station 200-2 from the measurement signal (step S101). ).
  • the peripheral base station represents a base station located in the vicinity of the source base station.
  • the macro cell base station determines the peripheral base station from the cell arrangement or the like, and instructs the terminal 300 in advance to the peripheral base station. Also good.
  • the reception quality may be any reception quality, reception SINR (Signal to Interference plus Noise power Ratio), or the like that represents the reception quality between the base station and the terminal 300. Quality is preferred.
  • the terminal 300 notifies the reception quality of the neighboring base station and the low power base station 200-2 to the macro cell base station 100 and the low power base station 200-2 (step S102).
  • the terminal 300 may notify the macro cell base station of the reception qualities of the neighboring base station and the low power base station 200-2, and the low power base station 200-2.
  • the terminal 300 periodically measures and notifies the reception quality, but the notification of the reception quality may be notified only when the reception quality changes.
  • the macro cell base station 100 determines whether or not handover is necessary based on the reception quality notified from the terminal 300 (step S103).
  • step S103 when the reception quality notified from the terminal 300 is only the reception quality of the source base station, for example, the macro cell base station 100 sets a threshold in advance, and the reception quality of the low-power base station 200-2 is the threshold. Is below, the macrocell base station 100 can determine that the terminal 300 is to be handed over. On the other hand, when the reception quality of the low power base station 200-2 exceeds the threshold, the macro cell base station 100 can determine that the terminal 300 is not to be handed over.
  • macro cell base station 100 compares the notified reception quality of the neighboring base station and low power base station 200-2. If there is a base station with better reception quality than the low-power base station 200-2, it can be determined that handover is performed. If it is determined in step S103 that a handover is to be performed, the processing after step S104 is performed. When it is determined in step S103 that a handover is to be performed, requesting a change of the connection destination of the terminal 300 is also called a first handover request, and the macro cell base station 100 has a first handover request. In this case, the processing after step S104 is performed to determine the target base station.
  • Macro cell base station 100 determines the target base station based on the reception quality notified from terminal 300 (step S104).
  • the macrocell base station 100 compares the reception qualities of the neighboring base station and the low-power base station 200-2, and the base station with the best reception quality is preferably the target base station. For example, when the received power of the low power base station 200-4 is the highest, the target base station is set to the low power base station 200-4.
  • Macro cell base station 100 may determine the target base station in consideration of the connection status of each base station in addition to the reception quality. Further, the macro cell base station 100 uses information indicating the target base station (for example, the cell ID of the target base station) as the target base station information.
  • the macro cell base station 100 notifies the low power base station 200-4 of the handover request (second handover request) through the backhaul line (step S105).
  • the low power base station 200-4 determines whether or not it can be connected to the terminal 300, and notifies the macro cell base station 100 of the availability of handover (for example, handover request ACK / NACK) through the backhaul line (step S106).
  • the low power base station 200-4 performs connection preparation such as scheduling when connection is possible.
  • the macrocell base station 100 notifies the low-power base station 200-2 of the target base station information through the backhaul line, and instructs to hand over to the target base station (step S107).
  • the low-power base station 200-2 notifies the terminal 300 of the target base station information and instructs the target base station to perform handover (step S108).
  • the terminal 300 receives the target base station information notified from the low power base station 200-2 (step S109), and generates a synchronization signal for the target base station (step S110). Also, the terminal 300 synchronizes with the target base station (step S111) and connects to the target base station (step S112).
  • FIG. 4 is a schematic block diagram illustrating a configuration example of the macro cell base station 100 according to the first embodiment.
  • the macrocell base station 100 includes a data processing unit 101-1, a handover determination unit 101-2, a target base station determination unit 101-3, an information data generation unit 101-4, a physical layer control unit 102, an encoding unit 103, a modulation unit. 104, reference signal generation unit 105, control signal generation unit 106, synchronization signal generation unit 107, resource mapping unit 108, IFFT unit 109, CP insertion unit 110, transmission unit 111, transmission antenna unit 112, reception antenna unit 121, reception unit 122, a control information detection unit 123, and an information data detection unit 124.
  • the data processing unit 101-1, the handover determining unit 101-2, the target base station determining unit 101-3, and the information data generating unit 101-4 are referred to as an upper layer 101. Further, when a part or all of the macro cell base station 100 is formed into a chip to form an integrated circuit, a chip control circuit (not shown) for controlling each functional block is provided. In FIG. 4, the number of transmission antennas and the number of reception antennas are one, but a plurality of antennas may be used.
  • the macro cell base station 100 receives a signal transmitted from the terminal 300 via the reception antenna unit 121.
  • the signal received by the macrocell base station 100 includes a control signal, an uplink data signal, and the like.
  • the control signal includes information regarding parameters of a transmission signal that the macro cell base station 100 transmits in the downlink.
  • the information related to the parameters of the transmission signal includes a channel quality indicator (CQI: Channel Quality Indicator), the number of MIMO transmission ranks and the number of spatial multiplexing (RI: Rank Indicator), and other information related to downlink scheduling.
  • Scheduling refers to determining at which time (timing) and in which frequency band a certain data is transmitted.
  • the scheduling information refers to information regarding the determined time and frequency band. For example, in LTE and LTE-A, it means determining to which resource block information data or the like is allocated.
  • a resource block is a signal allocation unit configured by collecting a plurality of resource elements, which are minimum units for arranging a signal composed of one subcarrier and one OFDM symbol, in OFDM transmission.
  • the control signal is transmitted using an uplink control channel (PUCCH: Physical Uplink Control Channel) or the like.
  • PUCCH Physical Uplink Control Channel
  • the uplink data signal includes information required by the upper layer 101.
  • the reception quality is included in the uplink data signal.
  • the control signal of the upper layer 101 is transmitted using an uplink shared channel (PUSCH: Physical Uplink Shared Channel) or the like.
  • the receiving unit 122 down-converts (radio frequency conversion) the received signal to a frequency band that can be subjected to digital signal processing such as signal detection processing, and further performs filtering processing. Also, the filtered signal is converted from an analog signal to a digital signal (A / D conversion: Analog to Digital conversion), a control signal is output to the control information detection unit 123, and an upstream data signal is output to the information data detection unit 124 To do.
  • a / D conversion Analog to Digital conversion
  • the control information detection unit 123 performs demodulation processing and decoding processing on the control signal input from the reception unit 122, detects control information, and outputs the control information to the physical layer control unit 102.
  • the information data detection unit 124 performs demodulation processing, decoding processing, and the like on the uplink data signal input from the reception unit 122, detects uplink information data, and outputs it to the upper layer 101 (data processing unit 101-1). To do.
  • the upper layer 101 is connected to other base stations via a backhaul line and transmits / receives data.
  • the upper layer includes an RRC (Radio Resource Control) layer.
  • the data processing unit 101-1 performs processing of data acquired by the upper layer 101. First, the data processing unit 101-1 detects reception quality from the uplink information data input from the information data detection unit 124, and outputs the received quality to the handover determination unit 101-2.
  • the handover determination unit 101-2 determines whether the terminal 300 needs to be handed over based on the reception quality input from the data processing unit 101-1 (step S103 in FIG. 3). In addition, when the handover determining unit 101-2 determines to perform handover, it outputs the reception quality to the target base station determining unit 101-3.
  • the target base station determination unit 101-3 determines the target base station based on the reception quality input from the handover determination unit 101-2 (step S104 in FIG. 3), and obtains the target base station information from the data processing unit 101- Output to 1. In the present embodiment, it is assumed that the target base station is determined to be the low power base station 200-4.
  • the data processing unit 101-1 notifies the target base station of a handover request through the backhaul line (step S105 in FIG. 3), and receives a handover permission notification from the target base station (step S106 in FIG. 3).
  • step S106 when a notification indicating that the handover is permitted (for example, handover request ACK) is received, the data processing unit 101-1 notifies the target base station information to the source base station through the backhaul line, and performs handover.
  • An instruction is given (step S107 in FIG. 3).
  • the information data generation unit 101-4 converts data (transmission data) to be transmitted from the macro cell base station 100 to the terminal 300 into a predetermined signal format and sets it as downlink information data.
  • the downlink information data includes data transferred from a MAC (Medium Access Control) layer to a physical layer and parameters set in the RRC layer that controls these parameters. Further, the information data generation unit 101-4 outputs the downlink information data to the physical layer control unit 102.
  • MAC Medium Access Control
  • the physical layer control unit 102 outputs the downlink information data input from the information data generation unit 101-4 to the encoding unit 103. Further, the physical layer control unit 102 determines a reference signal generation pattern based on the control information input from the control information detection unit 123, and outputs the reference signal generation pattern to the reference signal generation unit 105. Further, the physical layer control unit 102 outputs the control information input from the control information detection unit 123 to the control signal generation unit 106.
  • the encoding unit 103 performs error correction encoding on the downlink information data input from the physical layer control unit 102.
  • the encoding method used when the encoding unit 103 performs error correction encoding is, for example, turbo encoding, convolutional encoding, or low density parity check encoding (LDPC). coding) and the like.
  • the encoding unit 103 performs rate matching processing on the encoded bit sequence in order to match the coding rate of the error correction encoded data sequence with the encoding rate corresponding to the data transmission rate. May be. Further, the encoding unit 103 may have a function of rearranging and interleaving the error correction encoded data series.
  • the modulation unit 104 modulates the signal input from the encoding unit 103 to generate a modulation symbol.
  • the modulation processing performed by the modulation unit 104 is, for example, BPSK (Binary Phase Shift Keying; two-phase phase modulation), QPSK (Quadrature Phase Shift Keying; four-phase phase modulation), QAM (Quadrature Amplitude Modulation; etc.).
  • Modulating section 104 may have a function of rearranging generated modulation symbols and interleaving them.
  • the reference signal generation unit 105 generates a reference signal (pilot signal) from the reference signal generation pattern input from the physical layer control unit 102, and outputs the generated reference signal to the resource mapping unit 108.
  • the reference signal is used for estimation of propagation path characteristics from the macrocell base station 100 to the terminal 300, measurement of received power, positioning, and the like.
  • the control signal generation unit 106 generates a control signal from the control information input from the physical layer control unit 102.
  • the control signal may be subjected to error correction coding and modulation processing.
  • the synchronization signal generation unit 107 generates a synchronization signal according to a rule determined in advance by the system based on the cell ID of the local station.
  • the resource mapping unit 108 maps modulation symbols, reference signals, control signals, and synchronization signals to resource elements based on the resource allocation information generated by the control information generation unit 106 (referred to as resource mapping).
  • the IFFT unit 109 converts the frequency domain signal input from the resource mapping unit 108 into a time domain signal by performing a fast Fourier transform (IFFT: Inverse Fast Fourier Transform).
  • IFFT section 109 may use another processing method, for example, inverse discrete Fourier transform (IDFT: Inverse Discrete Fourier Transform) instead of IFFT as long as it can convert a frequency domain signal into a time domain signal.
  • IDFT Inverse Discrete Fourier Transform
  • the CP insertion unit 110 adds an CP (Cyclic Prefix) to the time domain signal (referred to as a valid symbol) input from the IFFT unit 109 to generate an OFDM symbol.
  • CP is a guard interval added for the purpose of avoiding multipath interference caused by delayed waves.
  • the transmission unit 111 converts the OFDM symbol input from the CP insertion unit 110 from a digital signal to an analog signal (D / A conversion: Digital to Analog conversion). In addition, the transmission unit 111 generates a band-limited signal by band-limiting the generated analog signal by filtering processing, up-converts the generated band-limited signal to a radio frequency band, and transmits the signal from the transmission antenna unit 112.
  • FIG. 5 is a schematic block diagram illustrating a configuration example of the low-power base station 200-x in the first embodiment.
  • the low power base station 200-x includes a data processing unit 201-1, an information data generation unit 201-2, a physical layer control unit 102, an encoding unit 103, a modulation unit 104, a reference signal generation unit 105, and a control signal generation unit 106. , Synchronization signal generation unit 107, resource mapping unit 108, IFFT unit 109, CP insertion unit 110, transmission unit 111, transmission antenna unit 112, reception antenna unit 121, reception unit 122, control information detection unit 123, and information data detection Part 124 is provided.
  • the data processing unit 201-1 and the information data generation unit 201-2 are referred to as an upper layer 201.
  • the number of transmission antennas and the number of reception antennas are one, but there may be a plurality of antennas.
  • the difference between the low-power base station 200-x and the macrocell base station 100 is the upper layer.
  • the upper layer 201 will be described in FIG. 5, but the processes with the same numbers as those in FIG. 4 are the same as the processes in FIG. 4.
  • the low power base station 200-4 (target base station) will be described.
  • the data processor 201-1 receives the handover request from the macrocell base station 100 through the backhaul line (step S105 in FIG. 3). Also, the data processing unit 201-1 determines whether or not the terminal 300 can be connected, and notifies the macro cell base station 100 of whether or not handover is possible (step S106 in FIG. 3). Here, when it is determined that connection is possible, the information data generation unit 201-2 converts the data to be transmitted from the low power base station 200-4 to the terminal 300 into a predetermined signal format and sets it as downlink information data. .
  • the low power base station 200-2 (source base station) will be described.
  • the data processing unit 201-1 receives the handover instruction from the macrocell base station 100 through the backhaul line (step S107 in FIG. 3).
  • step S107 when the handover instruction is received, the data processing unit 201-1 detects the target base station information included in the handover instruction and outputs it to the information data generation unit 201-2.
  • the information data generation unit 201-2 converts the data to be transmitted from the low power base station 200-2 to the terminal 300 and the target base station information into a predetermined signal format to obtain downlink information data.
  • FIG. 6 is a schematic block diagram illustrating a configuration example of the terminal 300 according to the first embodiment.
  • the terminal 300 includes a reception antenna unit 301, a reception unit 302, a synchronization signal generation unit 303, a synchronization unit 304, a CP removal unit 305, an FFT unit 306, a propagation path estimation unit 307, a control information detection unit 308, a propagation path compensation unit 309, A demodulation unit 310, a decoding unit 311, a reception quality calculation unit 312, a physical layer control unit 313, an upper layer 314, a control signal generation unit 321, a data signal generation unit 322, a transmission unit 323, and a transmission antenna unit 324 are provided. .
  • a chip control circuit (not shown) for controlling each functional block is provided.
  • the number of transmitting antennas and the number of receiving antennas are one, but the number of antennas may be plural.
  • the terminal 300 receives signals transmitted from the macro cell base station 100 and the low power base station 200-x via the reception antenna unit 301.
  • the receiving unit 302 down-converts the radio frequency signal input from the receiving antenna unit 301 into a frequency band in which digital signal processing is possible, and further performs filtering processing. Further, the reception unit 302 performs A / D conversion on the signal subjected to the filtering process from an analog signal to a digital signal, and outputs the converted digital signal to the synchronization unit 304.
  • the receiving unit 302 When detecting the synchronization signal of the low power base station 200-x, the receiving unit 302 detects the radio frequency signal by matching the radio frequency with the frequency assigned to the low power base station 200-x.
  • the synchronization signal generator 303 generates a synchronization signal corresponding to the base station that performs synchronization.
  • the synchronization unit 304 performs synchronization based on the signal input from the reception unit 302 and the signal input from the synchronization signal generation unit 303, and outputs the received signal to the CP removal unit 305 when the synchronization is completed. .
  • CP removing section 305 removes CP from the signal output from receiving section 302 in order to avoid distortion due to delayed waves, and outputs the removed signal to FFT section 306.
  • the FFT unit 306 performs fast Fourier transform (FFT) that converts the signal input from the CP removal unit 305 from a time domain signal to a frequency domain signal, and sends the modulation symbol and the reference signal to the propagation path estimation unit 307.
  • the control signal is output to the control information detection unit 308.
  • the FFT unit 306 may perform other methods such as discrete Fourier transform (DFT: Discrete Fourier Transform) as long as the signal can be converted from the time domain to the frequency domain.
  • DFT discrete Fourier transform
  • the propagation path estimation unit 307 demaps the reference signal (reference signal for propagation path estimation) included in the signal output from the FFT unit 306, and performs propagation path estimation using the reference signal. Further, propagation path estimation section 307 outputs the estimated propagation path information to propagation path compensation section 309 and reception quality calculation section 312.
  • the control information detection unit 308 detects control information included in the signal output from the reception unit 302. In addition, the control information detection unit 308 extracts various information such as resource block allocation information, MCS information, HARQ information, and TPC information included in the control information. Then, the extracted various pieces of information are detected and output to the demodulation unit 310 and the decoding unit 311.
  • the propagation path compensation unit 309 is based on the propagation path estimation value input from the propagation path estimation unit 307, such as ZF (Zero Forcing) equalization, MMSE (Minimum Mean Square Error) equalization, etc. Using a method, a weighting factor for correcting propagation path distortion due to fading is calculated, and propagation path compensation is performed on the input modulation symbol.
  • ZF Zero Forcing
  • MMSE Minimum Mean Square Error
  • Demodulation section 310 performs demodulation processing on the signal after propagation path compensation input from propagation path compensation section 309.
  • the demodulation process may be either a hard decision (calculation of a coded bit sequence) or a soft decision (calculation of a coded bit LLR).
  • the decoding unit 311 performs error correction decoding processing on the demodulated encoded bit sequence (or encoded bit LLR) output from the demodulating unit 310, calculates downlink information data, and performs physical layer control on the downlink information data.
  • the decoded information data includes target base station information (step S109 in FIG. 3).
  • This error correction decoding method is a method corresponding to error correction coding such as turbo coding and convolution coding performed by a connected base station. Either a hard decision or a soft decision can be applied to the error correction decoding process.
  • the decoding unit 311 When the base station transmits interleaved data modulation symbols, the decoding unit 311 performs a deinterleaving process corresponding to the interleaving of the input coded bit sequence before performing the error correction decoding process. Then, the decoding unit 311 performs error correction decoding processing on the signal that has been subjected to deinterleaving processing.
  • the reception quality calculation unit 312 calculates the reception quality based on the propagation path information input from the propagation path estimation unit 307 and outputs the reception quality to the physical layer control unit 313.
  • the physical layer control unit 313 outputs the input downlink information data (target base station information and the like) and the reception quality to the upper layer 314. In addition, the physical layer control unit 313 generates control information from the reception quality and outputs the control information to the control signal generation unit 321.
  • the upper layer 314 uses the data to be transmitted to each base station as uplink information data, and outputs the uplink information data to the data signal generation unit 322.
  • the reception quality is included in the uplink information data.
  • the reception quality included in the uplink information data is preferably reception quality measured over a long period, and may be newly generated by the upper layer 314 based on the reception quality calculated by the reception quality calculation unit 312. Further, the upper layer 314 outputs the target base station information to the synchronization signal generation unit 303.
  • the control signal generation unit 321 performs error correction coding and modulation mapping on the input control information, and generates a control signal.
  • the data signal generation unit 322 performs error correction coding and modulation mapping on the input uplink information data, and generates an uplink data signal.
  • the signal including the control signal input from the control signal generation unit 321 and the uplink data signal input from the data signal generation unit 322 is D / A converted by the transmission unit 323 and is increased to a frequency band that can be transmitted in the uplink.
  • the signal is converted and transmitted to the base station of the connected cell via the transmission antenna unit 324.
  • the synchronization signal generation unit 303 generates a synchronization signal based on the input target base station information and outputs the synchronization signal to the synchronization unit 304 (step S110 in FIG. 3). Thereby, in the next reception process, a signal from the base station indicated in the target base station information can be detected (step S111 in FIG. 3), and the connection with the target base station is completed (step in FIG. 3). S112).
  • the macro cell base station determines whether or not the handover of the terminal connected to the low power base station is necessary, and the macro cell base station performs the handover procedure, thereby reducing the processing related to the handover in the low power base station,
  • the connection destination can be switched efficiently.
  • the macro cell base station 100 notifies the handover instruction of the terminal 300 via the source base station. However, in the present embodiment, the macro cell base station 100 notifies the terminal 300 of the handover instruction. .
  • the configurations of the communication system, the low-power base station 200-x, and the terminal 300 in this embodiment are the same as those in the first embodiment. In the following, differences from the first embodiment will be mainly described.
  • FIG. 7 is a sequence diagram illustrating an example of a processing flow of the communication system according to the second embodiment.
  • the macro cell base station 100 issues a handover instruction to the terminal via the source base station (step S107 and step S108 in FIG. 3).
  • the macro cell base station 100 directly issues a handover instruction to the terminal (step S201 in FIG. 7).
  • the macro cell base station 100 transmits a handover notification to the source base station to notify the source base station that the connection destination of the terminal 300 is changed (step S202 in FIG. 7).
  • FIG. 8 is a schematic block diagram illustrating a configuration example of the macro cell base station 100 according to the second embodiment.
  • the difference from the macro base station (FIG. 4) in the first embodiment is that in FIG. 8, the target base station determination unit 101-3 outputs the target base station information to the information data generation unit 101-4. is there. Therefore, in this embodiment, the downlink information data generated by the information data generation unit 101-4 is information including target base station information, and the macrocell base station 100 transmits the target base station information to the terminal 300.
  • the macro cell base station determines whether or not the handover of the terminal connected to the low power base station is necessary, and the macro cell base station instructs the terminal to perform the handover, thereby performing the processing related to the handover in the low power base station.
  • the connection destination can be switched efficiently.
  • the macro cell base station 100 determines the handover of the terminal 300, but in this embodiment, the source base station determines the handover of the terminal 300.
  • the configurations of the communication system and the terminal 300 in this embodiment are the same as those in the first embodiment. In the following, differences from the first embodiment will be mainly described.
  • FIG. 9 is a sequence diagram illustrating an example of a processing flow of the communication system according to the third embodiment.
  • the macro cell base station 100 determines whether or not the handover of the terminal 300 is necessary based on the reception quality notified from the terminal 300 (step S103 in FIG. 3).
  • the source base station determines whether or not the handover of the terminal 300 is necessary based on the reception quality notified from the terminal 300 (step S301 in FIG. 9), and determines that the source base station performs the handover.
  • the source base station notifies the macro cell base station of a handover request (first handover request) (step S302).
  • step S102 of this embodiment is the same as that of the first embodiment.
  • the terminal 300 may notify the reception quality of the neighboring base station and the source base station to the macro cell base station, and only the reception quality of the own station (source base station) may be sent to the source base station. Alternatively, the reception quality of neighboring base stations may be notified.
  • step S301 when the reception quality notified from the terminal 300 is only the reception quality of the source base station, for example, the source base station sets a threshold in advance, and when the reception quality of the source base station is lower than the threshold, It can be determined that 300 handovers are to be performed. On the other hand, when the reception quality of the source base station exceeds the threshold, the macro cell base station 100 can determine that the terminal 300 is not handed over. Further, when the reception quality notified from the terminal 300 is the reception quality of the neighboring base station and the source base station, for example, the source base station compares the reception quality of the neighboring base station and the source base station, and from the source base station If there is a base station with good reception quality, it can be determined that handover is to be performed.
  • FIG. 10 is a schematic block diagram illustrating a configuration example of the macro cell base station 100 according to the third embodiment.
  • the macro cell base station 100 in the third embodiment is different from the macro base station (FIG. 4) in the first embodiment in the configuration of the upper layer 401.
  • the upper layer 401 includes a data processing unit 401-1, a target base station determination unit 401-2, and an information data generation unit 401-3.
  • the data processing unit 401-1 performs processing of data acquired by the upper layer 401.
  • the data processing unit 401-1 detects reception quality from the uplink information data. Further, the data processing unit 401-1 receives a handover request from the source base station through the backhaul line (step S302 in FIG. 9). When receiving the handover request, the data processing unit 401-1 outputs the reception quality to the target base station determining unit 401-2.
  • the target base station determination unit 401-2 determines the target base station based on the reception quality input from the data processing unit 401-1 (step S104 in FIG. 9), and obtains the target base station information from the data processing unit 401- Output to 1.
  • the data processing unit 401-1 notifies the target base station of a handover request through the backhaul line (step S 105 in FIG. 9), and receives a handover permission notification from the target base station (step S 106 in FIG. 9).
  • step S106 when the notification indicating that the handover is permitted is received, the data processing unit 401-1 notifies the source base station of the target base station information through the backhaul line, and issues a handover instruction (FIG. 9). Step S107).
  • FIG. 11 is a schematic block diagram showing a configuration example of the low-power base station 200-x in the third embodiment.
  • the low-power base station in the third embodiment is different from the low-power base station (FIG. 5) in the first embodiment in the configuration of the upper layer 501.
  • the upper layer 501 includes a data processing unit 501-1, a handover determination unit 501-2, and an information data generation unit 501-3.
  • the data processing unit 501-1 outputs the reception quality to the handover determining unit 501-2, and the handover determining unit 501-2 is based on the reception quality input from the data processing unit 501-1. It is determined whether or not the terminal 300 needs to be handed over (step S301 in FIG. 9). If it is determined in step S301 in FIG. 9 that handover is to be performed, the data processing unit 501-1 notifies the macro cell base station 100 of a handover request through the backhaul line (step S302 in FIG. 9). In addition, when the handover instruction is received from the macrocell base station 100 in step S107 of FIG. 9, the data processing unit 501-1 outputs the target base station information included in the handover instruction to the information data generation unit 501-3, The information data generation unit 501-3 uses the target base station information as downlink information data (step S108 in FIG. 9).
  • the source base station determines whether or not the handover of the terminal connected to the low power base station is necessary, and the macro cell base station issues a handover instruction to the target base station, so that the handover in the low power base station is performed. It is possible to reduce processing and efficiently switch connection destinations.
  • the macro cell base station 100 when the source base station determines whether or not the handover of the terminal connected to the low power base station is necessary, the macro cell base station 100 performs a handover instruction of the terminal 300 via the source base station. However, in this embodiment, the macrocell base station 100 issues a handover instruction to the terminal 300.
  • the configurations of the communication system, the low power base station 200-x, and the terminal 300 in this embodiment are the same as those in the third embodiment. In the following, differences from the third embodiment will be mainly described.
  • FIG. 12 is a sequence diagram illustrating an example of a processing flow of the communication system according to the fourth embodiment.
  • the macro cell base station 100 issues a handover instruction to the terminal via the source base station (step S107 and step S108 in FIG. 9).
  • the macro cell base station 100 directly issues a handover instruction to the terminal (step S201 in FIG. 12).
  • FIG. 13 is a schematic block diagram illustrating a configuration example of the macro cell base station 100 according to the fourth embodiment.
  • the difference from the macro base station (FIG. 10) in the third embodiment is that in FIG. 13, the target base station determination unit 401-2 outputs target base station information to the information data generation unit 401-3. is there. Therefore, in the present embodiment, the downlink information data generated by the information data generation unit 401-3 is information including target base station information, and the macrocell base station 100 transmits the target base station information to the terminal 300.
  • the source base station determines whether or not the handover of the terminal connected to the low power base station is necessary, and the macro cell base station instructs the terminal to perform the handover, thereby performing processing related to the handover in the low power base station.
  • the connection destination can be switched efficiently.
  • a handover inquiry may be used instead of the handover request.
  • a handover inquiry is an example of a handover request.
  • the first handover inquiry includes a first handover request for changing the connection destination of the terminal and information necessary for changing the connection destination of the terminal.
  • the second handover inquiry includes a second handover request for requesting connection of the terminal and information necessary for the terminal to connect.
  • Information necessary for changing the connection destination of the terminal is information regarding the terminal such as information for specifying the terminal to be handed over and information indicating the performance of the terminal.
  • the program that operates in the base station and the terminal related to the present invention is a program (a program that causes a computer to function) that controls the CPU and the like so as to realize the functions of the above-described embodiments related to the present invention.
  • Information handled by these devices is temporarily stored in the RAM at the time of processing, then stored in various ROMs and HDDs, read out by the CPU, and corrected and written as necessary.
  • a recording medium for storing the program a semiconductor medium (for example, ROM, nonvolatile memory card, etc.), an optical recording medium (for example, DVD, MO, MD, CD, BD, etc.), a magnetic recording medium (for example, magnetic tape, Any of a flexible disk etc. may be sufficient.
  • the processing is performed in cooperation with the operating system or other application programs.
  • the functions of the invention may be realized.
  • the program when distributing to the market, can be stored and distributed on a portable recording medium, or transferred to a server computer connected via a network such as the Internet.
  • the storage device of the server computer is also included in the present invention.
  • part or all of the base station and the terminal in the above-described embodiment may be realized as an LSI that is typically an integrated circuit.
  • Each functional block of the base station and the terminal may be individually chipped, or a part or all of them may be integrated into a chip.
  • the method of circuit integration is not limited to LSI, and may be realized by a dedicated circuit or a general-purpose processor. When each functional block is integrated, an integrated circuit controller for controlling them is added.
  • the method of circuit integration is not limited to LSI, and may be realized by a dedicated circuit or a general-purpose processor.
  • an integrated circuit based on the technology can also be used.
  • the terminal of the present invention is not limited to the above-described embodiment.
  • the terminal of the present invention is not limited to application to a mobile station device, but is a stationary or non-movable electronic device installed indoors or outdoors, such as AV equipment, kitchen equipment, cleaning / washing equipment, Needless to say, it can be applied to air-conditioning equipment, office equipment, vending machines, and other daily life equipment.
  • the present invention is suitable for use in base stations and terminals.

Abstract

第一の基地局と、第二の基地局と、第二の基地局と接続する少なくとも１つの端末とを備える通信システムにおいて、第二の基地局に接続する端末の接続先を効率良く切り替える。第二の基地局に接続する端末は、前記第二の基地局の周辺に位置する周辺基地局および第二の基地局との受信品質を測定し、受信品質を第一の基地局および第二の基地局へ通知する。また、第一の基地局または第二の基地局は、受信品質に基づいて端末のハンドオーバの要否を判断する。ハンドオーバが必要と判断された場合、第一の基地局は、端末から通知された受信品質に基づいて端末の接続先を決定し、ハンドオーバを指示する。

Description

基地局および端末
　本発明は、基地局および端末に関する。
　本願は、２０１２年１１月１日に、日本に出願された特願２０１２－２４１５０３号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　携帯電話等の無線通信システムでは、広いエリアを面的にカバーするよう複数の基地局（ｅＮＢ：ｅｖｏｌｖｅｄ　ＮｏｄｅＢ）を配置し、各基地局は端末（ＵＥ：Ｕｓｅｒ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）と接続することでデータ通信を行うとともに、その接続を管理している。各基地局が端末と接続可能な範囲（通信エリア）はセルと呼ばれ、セルがいくつかの範囲に分割されたエリアはセクタと呼ばれ、各基地局はセル又はセクタを単位として端末との接続を管理する。
　近年、スマートフォン等の普及によるトラフィック量の増加に伴い、トラフィックの分散が要求される。そこで、３ＧＰＰ（３ｒｄ　Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ　Ｐｒｏｊｅｃｔ）では、セル半径が大きく広い領域を通信エリアとするセル（例えば、マクロセルであり、以下ではマクロセルと称する）内に、小電力基地局（ＬＰＮ：Ｌｏｗ　Ｐｏｗｅｒ　Ｎｏｄｅ、ピコセル基地局、フェムトセル基地局等）が構成するセル（ピコセル、フェムトセル、スモールセル等であり、以下ではスモールセルと称する）を配置することが提案されている（非特許文献１）。ここで、小電力基地局とは、マクロセル基地局よりも送信電力が小さい基地局をいう。
Ｅｒｉｃｓｓｏｎ，ＲＷＳ－１２０００３，Ｖｉｅｗｓ　ｏｎ　Ｒｅｌ－１２，Ｊｕｎｅ，２０１２．
　非特許文献１では、マクロセル内に複数のスモールセルを配置することが開示されているが、例えば、小電力基地局に接続する端末が他の基地局へ接続を変更する場合の手順や新たな接続先の決定方法等、小電力基地局に接続する端末のハンドオーバに関する具体的な実現手段は開示されていない。ここで、ハンドオーバとは、端末の移動等に伴い、端末が接続する基地局を切り替えることである。
　また、現在のセルラシステムで用いられているハンドオーバの方法を適用すると、小電力基地局は、新たな接続先を決定し、ハンドオーバのための手続きを行う必要がある。そのため、小電力基地局は、マクロセル基地局のような高機能な基地局となり、小電力基地局の処理が増大する。これにより、小電力基地局の大型化やコストの増加につながり、マクロセル内に多数の小電力基地局を配置することが困難になる。
　本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、小電力基地局の処理を減らし、効率的に接続先を切り替えることを可能とする基地局および端末を提供することにある。
　上述した課題を解決するために本発明に係る基地局および端末の各構成は、次の通りである。
　（１）本発明の一態様による第一の基地局は、第一の基地局と、第二の基地局と、該第二の基地局と接続する少なくとも１つの端末とを備える通信システムの第一の基地局であって、前記第二の基地局および前記第二の基地局の周辺に位置する周辺基地局に対する前記端末の受信品質に関する情報を前記端末から受信する。
　（２）本発明の一態様による第一の基地局は、上記の第一の基地局であって、前記端末の接続先を変更することを求める第一のハンドオーバ要求があった場合、前記受信品質に基づいて、前記端末の新たな接続先である第三の基地局を決定するように構成されてもよい。
　（３）本発明の一態様による第一の基地局は、上記の第一の基地局であって、前記受信品質に基づいて、前記第一のハンドオーバ要求をするように構成されてもよい。
　（４）本発明の一態様による第一の基地局は、上記の第一の基地局であって、前記第一のハンドオーバ要求は、前記第二の基地局から通知されてもよい。
　（５）本発明の一態様による第一の基地局は、上記の第一の基地局であって、前記第一のハンドオーバ要求は、端末の接続先を変更するために必要な情報を含む第一のハンドオーバ照会であってもよい。
　（６）本発明の一態様による第一の基地局は、上記の第一の基地局であって、前記第三の基地局に、前記端末の接続を求める第二のハンドオーバ要求を通知するように構成されてもよい。
　（７）本発明の一態様による第一の基地局は、上記の第一の基地局であって、前記第三の基地局から、前記第二のハンドオーバ要求に対する応答を受信するように構成されてもよい。
　（８）本発明の一態様による第一の基地局は、上記の第一の基地局であって、前記第二のハンドオーバ要求に対する応答がＡＣＫであった場合、前記端末に前記第三の基地局に接続することを指示すると共に、前記第三の基地局の情報であるターゲット基地局情報を前記端末に通知するように構成されてもよい。
　（９）本発明の一態様による第一の基地局は、上記の第一の基地局であって、前記第二のハンドオーバ要求に対する応答がＡＣＫであった場合、前記第二の基地局に前記端末が前記第三の基地局に接続するように指示するように構成されてもよい。
　（１０）本発明の一態様による第一の基地局は、上記の第一の基地局であって、前記第二のハンドオーバ要求は、端末が接続するために必要な情報を含む第二のハンドオーバ照会であってもよい。
　（１１）本発明の一態様による第二の基地局は、第一の基地局と、第二の基地局と、該第二の基地局と接続する少なくとも１つの端末とを備える通信システムの第二の基地局であって、前記端末の接続先を変更すべきかどうかを判断し、変更すべきと判断した場合、前記第一の基地局に第一のハンドオーバ要求を通知する。
　（１２）本発明の一態様による第二の基地局は、上記の第二の基地局であって、前記第一の基地局から、前記端末が第三の基地局に接続する旨の通知を受信し、前記端末に前記第三の基地局への接続指示を通知すると共に、前記第三の基地局の情報を前記端末に通知するように構成されてもよい。
　（１３）本発明の一態様による第二の基地局は、上記の第二の基地局であって、前記第一のハンドオーバ要求は、端末の接続先を変更するために必要な情報を含む第一のハンドオーバ照会であってもよい。
　（１４）本発明の一態様による端末は、第一の基地局と、第二の基地局と、該第二の基地局と接続する少なくとも１つの端末とを備える通信システムの端末であって、
　前記第二の基地局および前記第二の基地局の周辺に位置する周辺基地局に対する前記端末の受信品質に関する情報を前記第一の基地局に通知する。
　（１５）本発明の一態様による端末は、上記の端末であって、前記第一の基地局または前記第二の基地局の少なくとも１つから、新たな接続先である第三の基地局の情報を受信し、該第三の基地局の情報を用いて前記第三の基地局との通信を開始するように構成されてもよい。
　本発明の態様によれば、小電力基地局に接続する端末の接続先を変更する場合において、小電力基地局の処理を減らし、効率良く接続先を切り替えることができる。
第１の実施形態における通信システムの構成例を示す概略図である。 マクロセル基地局１００がセクタを単位として端末３００との接続を管理する通信システムの構成例を示す概略図である。 第１の実施形態における通信システムの処理の流れの一例を示すシーケンス図である。 第１の実施形態におけるマクロセル基地局１００の構成例を示す概略ブロック図である。 第１の実施形態における小電力基地局２００－ｘの構成例を示す概略ブロック図である。 第１の実施形態における端末３００の構成例を示す概略ブロック図である。 第２の実施形態における通信システムの処理の流れの一例を示すシーケンス図である。 第２の実施形態におけるマクロセル基地局１００の構成例を示す概略ブロック図である。 第３の実施形態における通信システムの処理の流れの一例を示すシーケンス図である。 第３の実施形態におけるマクロセル基地局１００の構成例を示す概略ブロック図である。 第３の実施形態における小電力基地局２００－ｘの構成例を示す概略ブロック図である。 第４の実施形態における通信システムの処理の流れの一例を示すシーケンス図である。 第４の実施形態におけるマクロセル基地局１００の構成例を示す概略ブロック図である。
　以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
（第１の実施形態）
　図１は、第１の実施形態における通信システムの構成例を示す概略図である。図１に示すように、本実施形態における通信システムは、マクロセル基地局１００（第一の基地局）によって広い領域を通信エリアとするマクロセル１０（マクロエリア）内に、小電力基地局２００－ｘで構成される領域を通信エリアとするスモールセル２０－ｘで構成されている。ここで、ｘは任意の正整数であり、本実施形態の例では１≦ｘ≦４とする。また、図１において、端末３００は小電力基地局２００－２に接続し、小電力基地局２００－４の方向に移動しているものとする。なお、本実施形態において、端末３００は、小電力基地局２００－ｘのいずれかに接続し、マクロエリア内の任意の位置に存在していればよい。
　以下の実施形態では、マクロセル基地局が端末の接続を管理し、小電力基地局に接続する端末のハンドオーバをアシストする方法を記載するが、マクロセル基地局と小電力基地局の区別は送信電力のみならず、既にサービスインしている方式をサポートする後方互換性のあるセルと、新しく定義される後方互換性のないセルとで区別してもよい。
　なお、ピコセル基地局とフェムトセル基地局のように、スモールセルに含まれる基地局間でも送信電力や通信エリアが異なる場合があるが、このような環境においても本発明を適用することができる。また、マクロセル基地局と小電力基地局はバックホール回線で接続されており、光ファイバやＸ２インターフェースのような有線を用いてもよいし、リレー基地局のような無線を用いてもよい。
　本実施形態では、一例として図１の通信システムを想定するが、マクロセル内に少なくとも１つのスモールセルが構成された通信システムであれば、本実施形態を適用することができ、セル数、基地局の数、端末の数、セルの種類（例えば、ピコセル、フェムトセル等）、基地局の種類等は本実施形態に限定されない。
　また、マクロセル基地局１００がセクタを単位として端末３００との接続を管理する通信システムであってもよい。図２は、マクロセル基地局１００がセクタを単位として端末３００との接続を管理する通信システムの構成例を示す概略図である。図２のように、マクロセル基地局１００の一方向のセクタでマクロセル１０を構成し、マクロセル１０内に少なくとも１つのスモールセル２０－ｘが配置される。これらの点は、第１の実施形態のみならず他の実施形態も同様である。また、図１および図２は、スモールセルがマクロセル内に完全にオーバーラップしているが、部分的にオーバーラップしていてもよいし、オーバーラップしていなくてもよく、これに限定されない。
　本実施形態では、各セルの基地局（マクロセル基地局１００および小電力基地局２００－ｘ）は、定期的に同期信号（ＳＳ：Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ　Ｓｉｇｎａｌ）、トラッキング信号、測定用信号を送信する。ここで、同期信号は、例えば３ＧＰＰ（Ｔｈｅ　Ｔｈｉｒｄ　Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　Ｐａｔｒｎｅｒｓｈｉｐ　ｐｒｏｊｅｃｔ）で定義されているＰＳＳ（Ｐｒｉｍａｒｙ　ＳＳ）やＳＳＳ（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ　ＳＳ）のような搬送周波数やセルＩＤを探索（セルサーチ）するための信号である。トラッキング信号は、受信信号のサンプル点を同期信号よりも正確に同定するための信号である。測定用信号は、受信品質を測定するための信号であり、セル固有の参照信号、共通パイロット信号等である。また、３ＧＰＰでは、受信品質を測定するために、ＲＳＲＰ（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｒｅｃｅｉｖｅｄ　Ｐｏｗｅｒ）を用いることができる。なお、全ての基地局は、必ずしもこれら全ての信号を送信する必要はなく、例えば、トラッキング信号と測定用信号のみを送信する等、一部の信号だけを送信する方法でもよいし、各信号の信号形式を変更してもよい。また、例えば、マクロセル基地局が後方互換性を維持する方法を用いて、小電力基地局が新しい方式を用いる（例えば、３ＧＰＰではＮＣＴ（Ｎｅｗ　Ｃａｒｒｉｅｒ　Ｔｙｐｅと称される）といった、マクロセル基地局１００と小電力基地局２００－ｘとで異なる同期方法を用いてもよい。したがって、例えば、マクロセル基地局１００は全ての信号が含まれる信号形式であるが、小電力基地局２００－ｘはトラッキング信号と測定用信号のみが含まれる信号形式とすることができる。また、トラッキング信号と測定用信号は同じ信号であってもよく、以下では、トラッキング信号と測定用信号は同一の信号形式であるものとする。また、以下では、マクロセル基地局と小電力基地局で異なる周波数を用いることを前提とするが、これに限定されない。
　なお、本発明に係る実施形態では、搬送周波数の探索とセルＩＤの探索をセルサーチと定義し、サンプル点の同定を同期と定義するが、同様の処理を行っていれば本質的に同一である。
　まず、本実施形態における処理の流れについて説明する。図３は、第１の実施形態における通信システムの処理の流れの一例を示すシーケンス図である。図３において、ソース基地局（第二の基地局、サービングセルとも称される）とは、端末がハンドオーバ前に接続する小電力基地局を表し、本実施形態では小電力基地局２００－２である。また、ターゲット基地局（第三の基地局とも称される）とは、端末がハンドオーバ後に接続する基地局を表し、本実施形態では小電力基地局２００－４である。なお、特定の基地局が複数の他の基地局と端末との接続を管理する場合も本発明に含まれる。
　端末３００は、周辺基地局および小電力基地局２００－２から送信された測定用信号を受信し、測定用信号から周辺基地局および小電力基地局２００－２の受信品質を測定する（ステップＳ１０１）。ここで、周辺基地局とは、ソース基地局の周辺に位置する基地局を表し、例えば、マクロセル基地局がセル配置等から周辺基地局を決定し、端末３００へ予め周辺基地局を指示してもよい。また、受信品質とは、受信電力、受信ＳＩＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ　ｔｏ　Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ　ｐｌｕｓ　Ｎｏｉｓｅ　ｐｏｗｅｒ　Ｒａｔｉｏ）等、基地局と端末３００との間の受信品質を表すものであればよく、長期的な期間で観測した受信品質であることが好ましい。
　端末３００は、周辺基地局および小電力基地局２００－２の受信品質をマクロセル基地局１００および小電力基地局２００－２に通知する（ステップＳ１０２）。なお、本実施形態のステップＳ１０２において、端末３００は、マクロセル基地局に対して、周辺基地局および小電力基地局２００－２の受信品質を通知すればよく、小電力基地局２００－２に対しては、自局（小電力基地局２００－２）の受信品質のみでもよいし、周辺基地局の受信品質を通知してもよい。また、本実施形態では、端末３００は、定期的に受信品質の測定および通知を行うが、受信品質の通知は受信品質が変化した場合のみ通知してもよい。
　マクロセル基地局１００は、端末３００から通知された受信品質に基づいて、ハンドオーバの要否を判定する（ステップＳ１０３）。ステップＳ１０３において、端末３００から通知された受信品質がソース基地局の受信品質のみである場合、例えば、マクロセル基地局１００は、予め閾値を設定し、小電力基地局２００－２の受信品質が閾値を下回る場合、マクロセル基地局１００は、端末３００のハンドオーバを行うと判定することができる。一方、小電力基地局２００－２の受信品質が閾値を上回る場合、マクロセル基地局１００は、端末３００のハンドオーバを行わないと判定することができる。また、端末３００から通知された受信品質が周辺基地局およびソース基地局の受信品質である場合、マクロセル基地局１００は、通知された周辺基地局および小電力基地局２００－２の受信品質を比較し、小電力基地局２００－２よりも受信品質が良い基地局があれば、ハンドオーバを行うと判断することができる。ステップＳ１０３において、ハンドオーバを行うと判定された場合、ステップＳ１０４以降の処理を行う。なお、ステップＳ１０３において、ハンドオーバを行うと判定された場合に、端末３００の接続先の変更を要求することを第一のハンドオーバ要求とも呼び、マクロセル基地局１００は、第一のハンドオーバ要求があった場合にステップＳ１０４以降の処理を行い、ターゲット基地局を決定する。
　マクロセル基地局１００は、端末３００から通知された受信品質に基づいて、ターゲット基地局を決定する（ステップＳ１０４）。マクロセル基地局１００は、周辺基地局および小電力基地局２００－２の受信品質を比較し、受信品質が最も良い基地局をターゲット基地局とすることが好ましい。例えば、小電力基地局２００－４の受信電力が最も高い場合、ターゲット基地局を小電力基地局２００－４とする。なお、マクロセル基地局１００は、受信品質に加えて、各基地局の接続状況を考慮してターゲット基地局を決定してもよい。また、マクロセル基地局１００は、ターゲット基地局を示す情報（例えば、ターゲット基地局のセルＩＤ）をターゲット基地局情報とする。
　マクロセル基地局１００は、バックホール回線を通じて、小電力基地局２００－４にハンドオーバ要求（第二のハンドオーバ要求）を通知する（ステップＳ１０５）。小電力基地局２００－４は、端末３００と接続可能か否かを判断し、バックホール回線を通じて、マクロセル基地局１００にハンドオーバ可否（例えば、ハンドオーバリクエストＡＣＫ／ＮＡＣＫ）を通知する（ステップＳ１０６）。小電力基地局２００－４は、接続可能な場合、スケジューリング等の接続準備を行う。マクロセル基地局１００は、バックホール回線を通じて、小電力基地局２００－２に対して、ターゲット基地局情報を通知し、ターゲット基地局にハンドオーバするよう指示する（ステップＳ１０７）。
　小電力基地局２００－２は、端末３００にターゲット基地局情報を通知し、ターゲット基地局にハンドオーバするよう指示する（ステップＳ１０８）。
　端末３００は、小電力基地局２００－２から通知されたターゲット基地局情報を受信し（ステップＳ１０９）、ターゲット基地局の同期信号を生成する（ステップＳ１１０）。また、端末３００は、ターゲット基地局との同期を行い（ステップＳ１１１）、ターゲット基地局に接続する（ステップＳ１１２）。
　図４は、第１の実施形態におけるマクロセル基地局１００の構成例を示す概略ブロック図である。
　マクロセル基地局１００は、データ処理部１０１－１、ハンドオーバ判定部１０１－２、ターゲット基地局決定部１０１－３、情報データ生成部１０１－４、物理レイヤ制御部１０２、符号化部１０３、変調部１０４、参照信号生成部１０５、制御信号生成部１０６、同期信号生成部１０７、リソースマッピング部１０８、ＩＦＦＴ部１０９、ＣＰ挿入部１１０、送信部１１１、送信アンテナ部１１２、受信アンテナ部１２１、受信部１２２、制御情報検出部１２３、および、情報データ検出部１２４を備えている。なお、データ処理部１０１－１、ハンドオーバ判定部１０１－２、ターゲット基地局決定部１０１－３、および、情報データ生成部１０１－４は上位レイヤ１０１と称される。また、上記マクロセル基地局１００の一部あるいは全部をチップ化して集積回路となる場合、各機能ブロックに対して制御を行なうチップ制御回路（図示せず）を有する。なお、図４では、送信アンテナ数および受信アンテナ数を１本としているが、アンテナ本数は複数であってもよい。
　上りリンクにおいて、マクロセル基地局１００は、受信アンテナ部１２１を介して、端末３００が送信した信号を受信する。ここで、マクロセル基地局１００が受信した信号は、制御信号と上りデータ信号等とを含む。
　制御信号は、マクロセル基地局１００が下りリンクにおいて送信する送信信号のパラメータに関する情報等を含む。送信信号のパラメータに関する情報としては、チャネル品質指標（ＣＱＩ：Ｃｈａｎｎｅｌ　Ｑｕａｌｉｔｙ　Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、ＭＩＭＯ伝送のランク数・空間多重数（ＲＩ：Ｒａｎｋ　Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、その他下りリンクのスケジューリングに関する情報等が該当する。スケジューリングとは、あるデータを送信するに際し、どの時間（タイミング）で、どの周波数帯域で送信するかを決定することをいう。スケジューリング情報とは、前記決定した時間、周波数帯域に関する情報をいう。例えば、ＬＴＥ、ＬＴＥ－Ａでは、情報データ等をどのリソースブロックに割り当てるかを決定することをいう。なお、リソースブロックとは、ＯＦＤＭ伝送においては、１つのサブキャリアと１つのＯＦＤＭシンボルから成る信号を配置する最小単位であるリソースエレメントを複数集めて構成される信号の割当て単位である。なお、制御信号は、上りリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ：Ｐｈｙｓｉｃａｌ　Ｕｐｌｉｎｋ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｃｈａｎｎｅｌ）等を用いて送信される。
　上りデータ信号は、上位レイヤ１０１で必要とする情報を含む。本実施形態では、受信品質を上りデータ信号に含める。なお、上位レイヤ１０１の制御信号は、上りリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ：Ｐｈｙｓｉｃａｌ　Ｕｐｌｉｎｋ　Ｓｈａｒｅｄ　Ｃｈａｎｎｅｌ）等を用いて送信される。
　受信部１２２は、受信した信号を信号検出処理等のデジタル信号処理が可能な周波数帯へダウンコンバート（無線周波数変換）し、さらにフィルタリング処理を行う。また、フィルタリング処理した信号をアナログ信号からデジタル信号に変換（Ａ／Ｄ変換：Ａｎａｌｏｇ　ｔｏ　Ｄｉｇｉｔａｌ変換）し、制御信号を制御情報検出部１２３へ出力し、上りデータ信号を情報データ検出部１２４へ出力する。
　制御情報検出部１２３は、受信部１２２から入力された制御信号に対して、復調処理および復号処理等を行い、制御情報を検出し、物理レイヤ制御部１０２へ出力する。
　情報データ検出部１２４は、受信部１２２から入力された上りデータ信号に対して、復調処理および復号処理等を行い、上り情報データを検出し、上位レイヤ１０１（データ処理部１０１－１）へ出力する。
　上位レイヤ１０１は、他の基地局とバックホール回線で接続されており、データを送受信する。ここで、上位レイヤは、ＲＲＣ（Ｒａｄｉｏ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）レイヤを含むものとする。
　データ処理部１０１－１は、上位レイヤ１０１が取得したデータの処理を行う。まず、データ処理部１０１－１は、情報データ検出部１２４から入力された上り情報データから受信品質を検出し、ハンドオーバ判定部１０１－２へ出力する。
　ハンドオーバ判定部１０１－２は、データ処理部１０１－１から入力された受信品質に基づいて、端末３００のハンドオーバの要否を判定する（図３のステップＳ１０３）。また、ハンドオーバ判定部１０１－２は、ハンドオーバを行うと判定した場合、受信品質をターゲット基地局決定部１０１－３へ出力する。
　ターゲット基地局決定部１０１－３は、ハンドオーバ判定部１０１－２から入力された受信品質に基づいて、ターゲット基地局を決定し（図３のステップＳ１０４）、ターゲット基地局情報をデータ処理部１０１－１へ出力する。なお、本実施形態では、ターゲット基地局は小電力基地局２００－４と決定されたものとする。
　データ処理部１０１－１は、バックホール回線を通じて、ターゲット基地局にハンドオーバ要求を通知し（図３のステップＳ１０５）、ターゲット基地局からハンドオーバ可否通知を受信する（図３のステップＳ１０６）。ステップＳ１０６において、ハンドオーバを許可する旨を示す通知（例えば、ハンドオーバリクエストＡＣＫ）を受信した場合、データ処理部１０１－１は、バックホール回線を通じて、ソース基地局にターゲット基地局情報を通知し、ハンドオーバ指示を行う（図３のステップＳ１０７）。
　情報データ生成部１０１－４は、マクロセル基地局１００から端末３００へ送信するデータ（送信データ）を予め定められた信号形式に変換し、下り情報データとする。ここで、下り情報データとは、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉｕｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）レイヤから物理レイヤに転送されるデータおよび、これらのパラメータを制御するＲＲＣレイヤで設定されたパラメータを含んでいる。また、情報データ生成部１０１－４は、下り情報データを物理レイヤ制御部１０２へ出力する。
　物理レイヤ制御部１０２は、情報データ生成部１０１－４から入力された下り情報データを符号化部１０３へ出力する。また、物理レイヤ制御部１０２は、制御情報検出部１２３から入力された制御情報に基づいて、参照信号の生成パターンを決定し、参照信号の生成パターンを参照信号生成部１０５へ出力する。また、物理レイヤ制御部１０２は、制御情報検出部１２３から入力された制御情報を制御信号生成部１０６へ出力する。
　符号化部１０３は、物理レイヤ制御部１０２から入力された下り情報データに対して誤り訂正符号化を行う。符号化部１０３が誤り訂正符号化を行う際に用いる符号化方式は、例えば、ターボ符号化（ｔｕｒｂｏ　ｃｏｄｉｎｇ）、畳み込み符号化（ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎａｌ　ｃｏｄｉｎｇ）、低密度パリティ検査符号化（ＬＤＰＣ：ｌｏｗ　ｄｅｎｓｉｔｙ　ｐａｒｉｔｙ　ｃｈｅｃｋ　ｃｏｄｉｎｇ）等である。なお、符号化部１０３は、誤り訂正符号化したデータ系列の符号化率（ｃｏｄｉｎｇ　ｒａｔｅ）をデータ伝送率に対応する符号化率に合わせるために、符号化ビット系列に対してレートマッチング処理を行ってもよい。また、符号化部１０３は、誤り訂正符号化したデータ系列を並び替えてインターリーブする機能を有してもよい。
　変調部１０４は、符号化部１０３から入力された信号を変調して変調シンボルを生成する。変調部１０４が行う変調処理は、例えば、ＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ　Ｐｈａｓｅ　Ｓｈｉｆｔ　Ｋｅｙｉｎｇ；２相位相変調）、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ　Ｐｈａｓｅ　Ｓｈｉｆｔ　Ｋｅｙｉｎｇ；４相位相変調）、ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ　Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ；直交振幅変調）等である。なお、変調部１０４は、生成した変調シンボルを並び替えてインターリーブする機能を有してもよい。
　参照信号生成部１０５は、物理レイヤ制御部１０２から入力された参照信号の生成パターンから参照信号（パイロット信号）を生成し、生成した参照信号をリソースマッピング部１０８に出力する。ここで、参照信号は、マクロセル基地局１００から端末３００の伝搬路特性の推定、受信電力の測定、測位等をするために用いられる。
　制御信号生成部１０６は、物理レイヤ制御部１０２から入力された制御情報から制御信号を生成する。なお、制御信号に誤り訂正符号化および変調処理を施してもよい。
　同期信号生成部１０７は、自局のセルＩＤに基づいて、予めシステムで定められたルールに従って同期信号を生成する。
　リソースマッピング部１０８は、制御情報生成部１０６で生成されたリソース割当情報に基づいて、変調シンボル、参照信号、制御信号および同期信号をリソースエレメントにマッピングする（リソースマッピングと呼ばれる）。
　ＩＦＦＴ部１０９は、リソースマッピング部１０８から入力された周波数領域信号に対して高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ：Ｉｎｖｅｒｓｅ　Ｆａｓｔ　Ｆｏｕｒｉｅｒ　Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）して時間領域信号に変換する。ＩＦＦＴ部１０９は、周波数領域信号を時間領域信号に変換できれば、ＩＦＦＴの代わりに、他の処理方法、例えば、逆離散フーリエ変換（ＩＤＦＴ：Ｉｎｖｅｒｓｅ　Ｄｉｓｃｒｅｔｅ　Ｆｏｕｒｉｅｒ　Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）を用いてもよい。
　ＣＰ挿入部１１０は、ＩＦＦＴ部１０９から入力された時間領域信号（有効シンボルと呼ぶ）にＣＰ（Ｃｙｃｌｉｃ　Ｐｒｅｆｉｘ）を付加してＯＦＤＭシンボルを生成する。ＣＰとは、遅延波によって生じるマルチパス干渉を回避することを目的として付加するガード区間である。
　送信部１１１は、ＣＰ挿入部１１０から入力されたＯＦＤＭシンボルを、デジタル信号からアナログ信号に変換（Ｄ／Ａ変換：Ｄｉｇｉｔａｌ　ｔｏ　Ａｎａｌｏｇ変換）する。また、送信部１１１は、生成したアナログ信号に対してフィルタリング処理により帯域制限して帯域制限信号を生成し、生成した帯域制限信号を無線周波数帯域にアップコンバートし、送信アンテナ部１１２から送信する。
　図５は、第１の実施形態における小電力基地局２００－ｘの構成例を示す概略ブロック図である。
　小電力基地局２００－ｘは、データ処理部２０１－１、情報データ生成部２０１－２、物理レイヤ制御部１０２、符号化部１０３、変調部１０４、参照信号生成部１０５、制御信号生成部１０６、同期信号生成部１０７、リソースマッピング部１０８、ＩＦＦＴ部１０９、ＣＰ挿入部１１０、送信部１１１、送信アンテナ部１１２、受信アンテナ部１２１、受信部１２２、制御情報検出部１２３、および、情報データ検出部１２４を備えている。なお、データ処理部２０１－１および情報データ生成部２０１－２は上位レイヤ２０１と称される。また、上記小電力基地局２００－ｘの一部あるいは全部をチップ化して集積回路となる場合、各機能ブロックに対して制御を行なうチップ制御回路（図示せず）を有する。なお、図５では、送信アンテナ数および受信アンテナ数を１本としているが、アンテナ本数は複数であってもよい。
　本実施形態において、小電力基地局２００－ｘとマクロセル基地局１００の相違点は、上位レイヤである。以下では、図５において、上位レイヤ２０１のみを説明するが、図４と同じ番号の処理は図４の各処理と同様である。
　まず、小電力基地局２００－４（ターゲット基地局）について説明する。
　データ処理部２０１－１は、バックホール回線を通じて、マクロセル基地局１００からハンドオーバ要求を受信する（図３のステップＳ１０５）。また、データ処理部２０１－１は、端末３００と接続可能か否かを判断し、マクロセル基地局１００にハンドオーバ可否を通知する（図３のステップＳ１０６）。ここで、接続可能と判断された場合、情報データ生成部２０１－２は、小電力基地局２００－４から端末３００へ送信するデータを予め定められた信号形式に変換し、下り情報データとする。
　次に、小電力基地局２００－２（ソース基地局）について説明する。
　データ処理部２０１－１は、バックホール回線を通じて、マクロセル基地局１００からハンドオーバ指示を受信する（図３のステップＳ１０７）。
　ステップＳ１０７において、ハンドオーバ指示を受信した場合、データ処理部２０１－１はハンドオーバ指示に含まれるターゲット基地局情報を検出し、情報データ生成部２０１－２へ出力する。情報データ生成部２０１－２は、小電力基地局２００－２から端末３００へ送信するデータおよびターゲット基地局情報を予め定められた信号形式に変換し、下り情報データとする。
　図６は、第１の実施形態における端末３００の構成例を示す概略ブロック図である。
　端末３００は、受信アンテナ部３０１、受信部３０２、同期信号生成部３０３、同期部３０４、ＣＰ除去部３０５、ＦＦＴ部３０６、伝搬路推定部３０７、制御情報検出部３０８、伝搬路補償部３０９、復調部３１０、復号部３１１、受信品質算出部３１２、物理レイヤ制御部３１３、上位レイヤ３１４、制御信号生成部３２１、データ信号生成部３２２、送信部３２３、および、送信アンテナ部３２４を備えている。なお、上記端末３００の一部あるいは全部をチップ化して集積回路となる場合、各機能ブロックに対して制御を行なうチップ制御回路（図示せず）を有する。なお、図５では、送信アンテナ数および受信アンテナ数を１本としているが、アンテナ本数は複数本であってもよい。
　端末３００は、受信アンテナ部３０１を介して、マクロセル基地局１００および小電力基地局２００－ｘから送信された信号を受信する。
　受信部３０２は、受信アンテナ部３０１から入力された無線周波数信号をデジタル信号処理が可能な周波数帯にダウンコンバートし、さらにフィルタリング処理を行う。さらに、受信部３０２は、フィルタリング処理を行った信号をアナログ信号からデジタル信号にＡ／Ｄ変換し、変換したデジタル信号を同期部３０４へ出力する。
　なお、小電力基地局２００－ｘの同期信号を検出する場合、受信部３０２は、無線周波数を小電力基地局２００－ｘに割り当てられている周波数に合わせて、無線周波数信号を検出する。
　同期信号生成部３０３では、同期を行う基地局に対応した同期信号を生成する。
　同期部３０４は、受信部３０２から入力された信号と同期信号生成部３０３から入力された信号に基づいて同期を行い、同期が完了した場合には、受信した信号をＣＰ除去部３０５へ出力する。
　ＣＰ除去部３０５は、遅延波による歪を回避するために受信部３０２から出力される信号からＣＰを除去し、除去された信号をＦＦＴ部３０６に出力する。
　ＦＦＴ部３０６は、ＣＰ除去部３０５から入力された信号を時間領域信号から周波数領域信号に変換する高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Ｆａｓｔ　Ｆｏｕｒｉｅｒ　Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）を行い、変調シンボルおよび参照信号を伝搬路推定部３０７へ出力し、制御信号を制御情報検出部３０８へ出力する。なお、ＦＦＴ部３０６は、信号を時間領域から周波数領域に変換できれば、ＦＦＴに限らず、他の方法、例えば、離散フーリエ変換（ＤＦＴ：Ｄｉｓｃｒｅｔｅ　Ｆｏｕｒｉｅｒ　Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）等を行ってもよい。
　伝搬路推定部３０７は、ＦＦＴ部３０６が出力した信号に含まれる参照信号（伝搬路推定用の参照信号）をデマッピングし、参照信号を用いて伝搬路推定を行う。また、伝搬路推定部３０７は、推定した伝搬路情報を伝搬路補償部３０９および受信品質算出部３１２へ出力する。
　制御情報検出部３０８は、受信部３０２が出力した信号に含まれる制御情報の検出を行う。また、制御情報検出部３０８は、制御情報に含まれるリソースブロック割当情報、ＭＣＳ情報、ＨＡＲＱ情報、ＴＰＣ情報等の各種情報を抽出する。そして、抽出した各種情報を検出し、復調部３１０および復号部３１１に出力する。
　伝搬路補償部３０９は、伝搬路推定部３０７から入力された伝搬路推定値に基づき、ＺＦ（Ｚｅｒｏ　Ｆｏｒｃｉｎｇ；ゼロフォーシング）等化、ＭＭＳＥ（Ｍｉｎｉｍｕｍ　Ｍｅａｎ　Ｓｑｕａｒｅ　Ｅｒｒｏｒ；最小平均二乗誤差）等化等の方式を用いて、フェージングによる伝搬路歪を補正する重み係数を算出し、入力された変調シンボルに対して伝搬路補償を行う。
　復調部３１０は、伝搬路補償部３０９から入力された伝搬路補償後の信号に対して復調処理を行う。該復調処理は、硬判定（符号化ビット系列の算出）、軟判定（符号化ビットＬＬＲの算出）のどちらでもよい。
　復号部３１１は、復調部３１０が出力する復調後の符号化ビット系列（又は、符号化ビットＬＬＲ）に対して誤り訂正復号処理を行い、下り情報データを算出し、下り情報データを物理レイヤ制御部３１３に出力する。このとき、復号した情報データには、ターゲット基地局情報が含まれている（図３のステップＳ１０９）。この誤り訂正復号処理の方式は、接続している基地局が行ったターボ符号化、畳み込み符号化等の誤り訂正符号化に対応する方式である。誤り訂正復号処理は、硬判定又は軟判定のどちらも適用できる。なお、基地局が、インターリーブしたデータ変調シンボルを送信する場合には、復号部３１１は、誤り訂正復号処理を行う前に、入力された符号化ビット系列をインターリーブに対応するデインターリーブ処理を行う。そして、復号部３１１は、デインターリーブ処理が行われた信号に対して誤り訂正復号処理を行う。
　受信品質算出部３１２は、伝搬路推定部３０７から入力された伝搬路情報に基づいて、受信品質を算出し、受信品質を物理レイヤ制御部３１３へ出力する。
　物理レイヤ制御部３１３は、入力された下り情報データ（ターゲット基地局情報等）および受信品質を上位レイヤ３１４へ出力する。また、物理レイヤ制御部３１３は、受信品質から制御情報を生成し、制御信号生成部３２１へ出力する。
　上位レイヤ３１４は、各基地局へ送信するデータを上り情報データとし、上り情報データをデータ信号生成部３２２へ出力する。ここで、基地局へ受信品質を通知する場合は、上り情報データに受信品質を含める。なお、上り情報データに含める受信品質は、長い期間で測定した受信品質が好ましく、受信品質算出部３１２で算出した受信品質に基づいて、上位レイヤ３１４で新たに生成してもよい。また、上位レイヤ３１４は、ターゲット基地局情報を同期信号生成部３０３へ出力する。
　制御信号生成部３２１は、入力された制御情報を誤り訂正符号化および変調マッピングし、制御信号を生成する。
　データ信号生成部３２２は、入力された上り情報データを誤り訂正符号化および変調マッピングし、上りデータ信号を生成する。
　制御信号生成部３２１から入力された制御信号およびデータ信号生成部３２２から入力された上りデータ信号を含む信号は、送信部３２３で、Ｄ／Ａ変換され、上りリンクにおいて送信可能な周波数帯にアップコンバートされ、送信アンテナ部３２４を介して、接続するセルの基地局に送信される。
　同期信号生成部３０３は、入力されたターゲット基地局情報に基づいて、同期信号を生成し、同期部３０４へ出力する（図３のステップＳ１１０）。これにより、次回の受信処理では、ターゲット基地局情報に示された基地局からの信号を検出できるようになり（図３のステップＳ１１１）、ターゲット基地局との接続が完了する（図３のステップＳ１１２）。
　本実施形態では、マクロセル基地局が小電力基地局に接続する端末のハンドオーバの要否を決定し、マクロセル基地局がハンドオーバの手続きを行うことで、小電力基地局におけるハンドオーバに係る処理を減らし、効率的に接続先を切り替えることができる。
（第２の実施形態）
　第１の実施形態では、マクロセル基地局１００は、ソース基地局を介して端末３００のハンドオーバ指示を通知する方法であるが、本実施形態では、マクロセル基地局１００が端末３００にハンドオーバ指示を通知する。
　本実施形態における通信システム、小電力基地局２００－ｘおよび端末３００の構成は第１の実施形態と同様である。以下では、第１の実施形態との相違点を主に説明する。
　図７は、第２の実施形態における通信システムの処理の流れの一例を示すシーケンス図である。第１の実施形態では、マクロセル基地局１００はソース基地局を介して端末へハンドオーバ指示を行う（図３のステップＳ１０７およびステップＳ１０８）。しかし、本実施形態では、マクロセル基地局１００は端末に対して直接ハンドオーバ指示を行う（図７のステップＳ２０１）。また、マクロセル基地局１００は、ソース基地局に対して、端末３００の接続先を変更する旨を通知するために、ソース基地局へハンドオーバ通知を送信する（図７のステップＳ２０２）。
　図８は、第２の実施形態におけるマクロセル基地局１００の構成例を示す概略ブロック図である。第１の実施形態におけるマクロ基地局（図４）との相違点は、図８において、ターゲット基地局決定部１０１－３は、ターゲット基地局情報を情報データ生成部１０１－４へ出力することである。したがって、本実施形態では、情報データ生成部１０１－４で生成される下り情報データは、ターゲット基地局情報を含む情報となり、マクロセル基地局１００は、ターゲット基地局情報を端末３００へ送信する。
　本実施形態では、マクロセル基地局が小電力基地局に接続する端末のハンドオーバの要否を決定し、マクロセル基地局が端末にハンドオーバの指示を行うことで、小電力基地局におけるハンドオーバに係る処理を減らし、効率的に接続先を切り替えることができる。
（第３の実施形態）
　第１の実施形態および第２の実施形態では、マクロセル基地局１００が端末３００のハンドオーバを判定するが、本実施形態では、ソース基地局が端末３００のハンドオーバを判断する。
　本実施形態における通信システムおよび端末３００の構成は第１の実施形態と同様である。以下では、第１の実施形態との相違点を主に説明する。
　図９は、第３の実施形態における通信システムの処理の流れの一例を示すシーケンス図である。第１の実施形態では、マクロセル基地局１００は、端末３００から通知された受信品質に基づき、端末３００のハンドオーバの要否を判定する（図３のステップＳ１０３）。しかし、本実施形態では、ソース基地局は、端末３００から通知された受信品質に基づき、端末３００のハンドオーバの要否を判定し（図９のステップＳ３０１）、ソース基地局がハンドオーバを行うと判断した場合、ソース基地局はマクロセル基地局へハンドオーバ要求（第一のハンドオーバ要求）を通知する（ステップＳ３０２）。
　なお、本実施形態のステップＳ１０２は、第１の実施形態と同様である。ステップＳ１０２において、端末３００は、マクロセル基地局に対して周辺基地局およびソース基地局の受信品質を通知すればよく、ソース基地局に対しては、自局（ソース基地局）の受信品質のみでもよいし、周辺基地局の受信品質を通知してもよい。
　ステップＳ３０１において、端末３００から通知された受信品質がソース基地局の受信品質のみである場合、例えば、ソース基地局は、予め閾値を設定し、ソース基地局の受信品質が閾値を下回る場合、端末３００のハンドオーバを行うと判定することができる。一方、ソース基地局の受信品質が閾値を上回る場合、マクロセル基地局１００は、端末３００のハンドオーバを行わないと判定することができる。また、端末３００から通知された受信品質が周辺基地局およびソース基地局の受信品質である場合、例えば、ソース基地局は、周辺基地局およびソース基地局の受信品質を比較し、ソース基地局よりも受信品質が良い基地局があれば、ハンドオーバを行うと判断することができる。
　図１０は、第３の実施形態におけるマクロセル基地局１００の構成例を示す概略ブロック図である。第３の実施形態におけるマクロセル基地局１００は、第１の実施形態におけるマクロ基地局（図４）と上位レイヤ４０１の構成が相違する。上位レイヤ４０１は、データ処理部４０１－１、ターゲット基地局決定部４０１－２および情報データ生成部４０１－３で構成される。
　データ処理部４０１－１は、上位レイヤ４０１が取得したデータの処理を行う。データ処理部４０１－１は、上り情報データから受信品質を検出する。また、データ処理部４０１－１は、バックホール回線を通じて、ソース基地局からハンドオーバ要求を受信する（図９のステップＳ３０２）。ハンドオーバ要求を受信した場合、データ処理部４０１－１は、受信品質をターゲット基地局決定部４０１－２へ出力する。
　ターゲット基地局決定部４０１－２は、データ処理部４０１－１から入力された受信品質に基づいて、ターゲット基地局を決定し（図９のステップＳ１０４）、ターゲット基地局情報をデータ処理部４０１－１へ出力する。
　データ処理部４０１－１は、バックホール回線を通じて、ターゲット基地局にハンドオーバ要求を通知し（図９のステップＳ１０５）、ターゲット基地局からハンドオーバ可否通知を受信する（図９のステップＳ１０６）。ステップＳ１０６において、ハンドオーバを許可する旨を示す通知を受信した場合、データ処理部４０１－１は、バックホール回線を通じて、ソース基地局にターゲット基地局情報を通知し、ハンドオーバ指示を行う（図９のステップＳ１０７）。
　図１１は、第３の実施形態における小電力基地局２００－ｘの構成例を示す概略ブロック図である。第３の実施形態における小電力基地局は、第１の実施形態における小電力基地局（図５）と上位レイヤ５０１の構成が相違する。上位レイヤ５０１は、データ処理部５０１－１、ハンドオーバ判定部５０１－２および情報データ生成部５０１－３で構成される。
　ソース基地局において、データ処理部５０１－１は、受信品質をハンドオーバ判定部５０１－２へ出力し、ハンドオーバ判定部５０１－２は、データ処理部５０１－１から入力された受信品質に基づいて、端末３００のハンドオーバの要否を判定する（図９のステップＳ３０１）。図９のステップＳ３０１において、ハンドオーバを行うと判定された場合、データ処理部５０１－１は、バックホール回線を通じて、マクロセル基地局１００へハンドオーバ要求を通知する（図９のステップＳ３０２）。また、図９のステップＳ１０７において、マクロセル基地局１００からハンドオーバ指示を受信した場合、データ処理部５０１－１は、ハンドオーバ指示に含まれるターゲット基地局情報を情報データ生成部５０１－３へ出力し、情報データ生成部５０１－３は、ターゲット基地局情報を下り情報データとする（図９のステップＳ１０８）。
　本実施形態では、ソース基地局が小電力基地局に接続する端末のハンドオーバの要否を決定し、マクロセル基地局がターゲット基地局にハンドオーバの指示を行うことで、小電力基地局におけるハンドオーバに係る処理を減らし、効率的に接続先を切り替えることができる。
（第４の実施形態）
　第３の実施形態では、ソース基地局が小電力基地局に接続する端末のハンドオーバの要否を決定する場合において、マクロセル基地局１００は、ソース基地局を介して端末３００のハンドオーバ指示を行う方法であるが、本実施形態では、マクロセル基地局１００が端末３００にハンドオーバ指示を行う。
　本実施形態における通信システム、小電力基地局２００－ｘおよび端末３００の構成は第３の実施形態と同様である。以下では、第３の実施形態との相違点を主に説明する。
　図１２は、第４の実施形態における通信システムの処理の流れの一例を示すシーケンス図である。第３の実施形態では、マクロセル基地局１００はソース基地局を介して端末へハンドオーバ指示を行う（図９のステップＳ１０７およびステップＳ１０８）。しかし、本実施形態では、マクロセル基地局１００は端末に対して直接ハンドオーバ指示を行う（図１２のステップＳ２０１）。
　図１３は、第４の実施形態におけるマクロセル基地局１００の構成例を示す概略ブロック図である。第３の実施形態におけるマクロ基地局（図１０）との相違点は、図１３において、ターゲット基地局決定部４０１－２は、ターゲット基地局情報を情報データ生成部４０１－３へ出力することである。したがって、本実施形態では、情報データ生成部４０１－３で生成される下り情報データは、ターゲット基地局情報を含む情報となり、マクロセル基地局１００は、ターゲット基地局情報を端末３００へ送信する。
　本実施形態では、ソース基地局が小電力基地局に接続する端末のハンドオーバの要否を決定し、マクロセル基地局が端末にハンドオーバの指示を行うことで、小電力基地局におけるハンドオーバに係る処理を減らし、効率的に接続先を切り替えることができる。
　また、本発明に関わる上記の実施形態において、ハンドオーバ要求の代わりにハンドオーバ照会としてもよい。ハンドオーバ照会はハンドオーバ要求の一例である。例えば、第一のハンドオーバ照会は、端末の接続先を変更することを求める第一のハンドオーバ要求と、端末の接続先を変更するために必要な情報とを含む。また、第二のハンドオーバ照会は、端末の接続を求める第二のハンドオーバ要求と、端末が接続するために必要な情報とを含む。端末の接続先を変更するために必要な情報は、ハンドオーバの対象となる端末を特定するための情報や端末の性能を示す情報等、端末に関する情報である。
　本発明に関わる基地局および端末で動作するプログラムは、本発明に関わる上記実施形態の機能を実現するように、ＣＰＵ等を制御するプログラム（コンピュータを機能させるプログラム）である。そして、これら装置で取り扱われる情報は、その処理時に一時的にＲＡＭに蓄積され、その後、各種ＲＯＭやＨＤＤに格納され、必要に応じてＣＰＵによって読み出し、修正・書き込みが行なわれる。プログラムを格納する記録媒体としては、半導体媒体（例えば、ＲＯＭ、不揮発性メモリカード等）、光記録媒体（例えば、ＤＶＤ、ＭＯ、ＭＤ、ＣＤ、ＢＤ等）、磁気記録媒体（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスク等）等のいずれであってもよい。また、ロードしたプログラムを実行することにより、上述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムの指示に基づき、オペレーティングシステムあるいは他のアプリケーションプログラム等と共同して処理することにより、本発明の機能が実現される場合もある。
　また市場に流通させる場合には、可搬型の記録媒体にプログラムを格納して流通させたり、インターネット等のネットワークを介して接続されたサーバコンピュータに転送したりすることができる。この場合、サーバコンピュータの記憶装置も本発明に含まれる。また、上述した実施形態における基地局および端末の一部、又は全部を典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現してもよい。基地局および端末の各機能ブロックは個別にチップ化してもよいし、一部、又は全部を集積してチップ化してもよい。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限らず専用回路、又は汎用プロセッサで実現してもよい。各機能ブロックを集積回路化した場合に、それらを制御する集積回路制御部が付加される。
　また、集積回路化の手法はＬＳＩに限らず専用回路、又は汎用プロセッサで実現してもよい。また、半導体技術の進歩によりＬＳＩに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いることも可能である。
　また、本願発明は上述の実施形態に限定されるものではない。本願発明の端末は、移動局装置への適用に限定されるものではなく、屋内外に設置される据え置き型、又は非可動型の電子機器、たとえば、ＡＶ機器、キッチン機器、掃除・洗濯機器、空調機器、オフィス機器、自動販売機、その他生活機器などに適用出来ることは言うまでもない。
　以上、この発明の実施形態に関して図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。また、本発明は、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。また、上記各実施形態に記載された要素であり、同様の効果を奏する要素同士を置換した構成も含まれる。
　本発明は、基地局および端末に用いて好適である。
　１０　　マクロセル
　１００　　マクロセル基地局
　２０－１、２０－２、２０－３、２０－４　　スモールセル
　２００－１、２００－２、２００－３、２００－４　　小電力基地局
　３００　　端末
　１０１、２０１、４０１、５０１　　上位レイヤ
　１０１－１、２０１－１、４０１－１、５０１－１　　データ処理部
　１０１－２、５０１－２　　ハンドオーバ判定部
　１０１－３、４０１－２　　ターゲット基地局決定部
　１０１－４、２０１－２、４０１－３、５０１－３　　情報データ生成部
　１０２　　物理レイヤ制御部
　１０３　　符号化部
　１０４　　変調部
　１０５　　参照信号生成部
　１０６　　制御信号生成部
　１０７　　同期信号生成部
　１０８　　リソースマッピング部
　１０９　　ＩＦＦＴ部
　１１０　　ＣＰ挿入部
　１１１　　送信部
　１１２　　送信アンテナ部
　１２１　　受信アンテナ部
　１２２　　受信部
　１２３　　制御情報検出部
　１２４　　情報データ検出部
　３０１　　受信アンテナ部
　３０２　　受信部
　３０３　　同期信号生成部
　３０４　　同期部
　３０５　　ＣＰ除去部
　３０６　　ＦＦＴ部
　３０７　　伝搬路推定部
　３０８　　制御情報検出部
　３０９　　伝搬路補償部
　３１０　　復調部
　３１１　　復号部
　３１２　　受信品質算出部
　３１３　　物理レイヤ制御部
　３１４　　上位レイヤ
　３２１　　制御信号生成部
　３２２　　データ信号生成部
　３２３　　送信部
　３２４　　送信アンテナ部

Claims (15)

  1. 　第一の基地局と、第二の基地局と、該第二の基地局と接続する少なくとも１つの端末とを備える通信システムの第一の基地局であって、
    　前記第二の基地局および前記第二の基地局の周辺に位置する周辺基地局に対する前記端末の受信品質に関する情報を前記端末から受信する第一の基地局。
  2. 　前記端末の接続先を変更することを求める第一のハンドオーバ要求があった場合、前記受信品質に基づいて、前記端末の新たな接続先である第三の基地局を決定する請求項１に記載の第一の基地局。
  3. 　前記受信品質に基づいて、前記第一のハンドオーバ要求をする請求項２に記載の第一の基地局。
  4. 　前記第一のハンドオーバ要求は、前記第二の基地局から通知される請求項２に記載の第一の基地局。
  5. 　前記第一のハンドオーバ要求は、端末の接続先を変更するために必要な情報を含む第一のハンドオーバ照会である請求項４に記載の第一の基地局。
  6. 　前記第三の基地局に、前記端末の接続を求める第二のハンドオーバ要求を通知する請求項２に記載の第一の基地局。
  7. 　前記第三の基地局から、前記第二のハンドオーバ要求に対する応答を受信する請求項６に記載の第一の基地局。
  8. 　前記第二のハンドオーバ要求に対する応答がＡＣＫであった場合、前記端末に前記第三の基地局に接続することを指示すると共に、前記第三の基地局の情報であるターゲット基地局情報を前記端末に通知する請求項７に記載の第一の基地局。
  9. 　前記第二のハンドオーバ要求に対する応答がＡＣＫであった場合、前記第二の基地局に前記端末が前記第三の基地局に接続するように指示する請求項７に記載の第一の基地局。
  10. 　前記第二のハンドオーバ要求は、端末が接続するために必要な情報を含む第二のハンドオーバ照会であることを特徴とする請求項９に記載の第一の基地局。
  11. 　第一の基地局と、第二の基地局と、該第二の基地局と接続する少なくとも１つの端末とを備える通信システムの第二の基地局であって、
    　前記端末の接続先を変更すべきかどうかを判断し、変更すべきと判断した場合、前記第一の基地局に第一のハンドオーバ要求を通知する第二の基地局。
  12. 　前記第一のハンドオーバ要求は、端末の接続先を変更するために必要な情報を含む第一のハンドオーバ照会である請求項１１に記載の第二の基地局。
  13. 　前記第一の基地局から、前記端末が第三の基地局に接続する旨の通知を受信し、前記端末に前記第三の基地局への接続指示を通知すると共に、前記第三の基地局の情報を前記端末に通知する請求項１１に記載の第二の基地局。
  14. 　第一の基地局と、第二の基地局と、該第二の基地局と接続する少なくとも１つの端末とを備える通信システムの端末であって、
    　前記第二の基地局および前記第二の基地局の周辺に位置する周辺基地局に対する前記端末の受信品質に関する情報を前記第一の基地局に通知する端末。
  15. 　前記第一の基地局または前記第二の基地局の少なくとも１つから、新たな接続先である第三の基地局の情報を受信し、該第三の基地局の情報を用いて前記第三の基地局との通信を開始する請求項１４に記載の端末。
     
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