JP2001339770A - 無線通信システム及びそれに用いる通信端末装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 カバーエリアのエッジで伝送レート（ス
ループット）が低下することを防止すると共に、与干渉
を抑圧することで周波数利用効率を上げ、平均スループ
ットを落とすことなく収容チャネル数を上げること。 【解決手段】 通信端末である移動局（ＭＳ）２０１か
ら送信された周波数ｆ１の音声信号は、基地局（ＢＳ）
２０２で受信され、所定の処理がなされて得られた受信
データが無線ネットワーク制御局２０３を介して移動交
換局２０４に送られる。ＭＳＣでは、いくつかの基地局
からのデータが束ねられて、電話回線網２０７に送られ
る。一方、移動局（ＭＳ）２０１から送信された周波数
ｆ２の高速パケットは、基地局（ＢＳ）２０５で受信さ
れ、所定の処理がなされて得られた受信データがルータ
ー２０６でルーティングされてＩＰ（インターネットプ
ロトコル）網２０８に送られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタル無線通
信システムにおいて使用される通信端末装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年のインターネット関連技術の発達に
伴い、インターネットで音楽配信などの種々のサービス
を提供できるようになってきている。このようなサービ
スでは、下り回線の伝送量が非常に多くなる。下り回線
の伝送量が多いサービスを実現するために、下り回線に
おける高速パケット伝送に大きな期待が寄せられてい
る。そして、この下り回線における高速パケット伝送に
ついて、さまざまな技術開発が行われている。

【０００３】セルラシステムにおいては、高速パケット
の無線伝送システムとして、ＨＤＲ（High Data Rate）
と呼ばれるシステムが提案されている。このシステム
は、従来のＩＳ−９５と呼ばれるＣＤＭＡ（Code Divis
ion Multiple Access）システムと、上下回線ともに同
一帯域幅（１．２５ＭＨｚ）を使用するものである。こ
のＨＤＲシステムは、無線区間で音声や低速パケットを
収容するＩＳ−９５システムと周波数によって分離し、
さらにバックボーン（インフラ）でもＩＳ−９５システ
ムから分離してインターネットアクセスに特化させてい
る。

【０００４】ＨＤＲシステムにおいては、送信電力制御
を行わない無線伝送方式を採用しており、常に最大パワ
で伝送することで、低速レートの音声をサービスするＩ
Ｓ−９５と同一カバーエリアで高速パケット伝送のサー
ビスを実現している。このため、このシステムでは、図
７に示すように、ＩＳ−９５（音声サービス：ｆ１）と
ＨＤＲシステム（高速パケット伝送サービス：ｆ２）に
関してセル及びアンテナを共有している。

【０００５】一般に、パケットは音声などに比べて伝送
遅延が許容できるため、ＨＤＲではソフトハンドオーバ
は行わず、ハードハンドオーバによる切替えを行う。し
かしながら、ハードハンドオーバを行う場合でも、サー
ビスエリアに穴を空けない、すなわちどこでも通信可能
にするためには、カバーエリアのエッジまで回線を保持
する必要がある。

【０００６】高速パケットはシンボルレートが高いた
め、所要送信パワが低速レートのチャネルに比べて大き
い。したがって、カバーエリアのエッジまで高速パケッ
トの回線を保持するには、かなりの送信パワが必要にな
る。このため、高速パケットのチャネルが他のチャネル
に対して大きな干渉となり、その結果システム容量の減
少の要因になる。

【０００７】この問題を解決するために、ＨＤＲシステ
ムでは、常時最大パワで送信し、回線状況に応じて割り
当て時間や伝送レートを変更するようになっている。す
なわち、図８に示すように、各ユーザに対しては、同じ
最大パワで送信するが、個々のユーザの回線状況に応じ
て割り当て時間や伝送レートを変更する。このように、
ＨＤＲシステムでは、カバーエリアのエッジで伝送レー
ト（平均スループット）を落とすことにより、回線を保
持するようにしている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、ＨＤ
Ｒシステムでは、基地局直下において、高い伝送レート
（スループット）を確保できるものの、カバーエリアの
エッジに向かうにしたがって伝送レートが落ちるという
問題がある。これは、音声サービスを行うＩＳ−９５シ
ステムと同一のカバーエリアを確保することで、両シス
テムのセル及びアンテナを共有できることを特徴として
いるためである。

【０００９】さらに、ＨＤＲシステムでは、同一エリア
内において収容チャネル数が増加すると、限定されたキ
ャリア周波数の中では、各キャリアでの平均スループッ
トを落として収容する必要がある。反対に、各チャネル
の平均スループットを維持するためには、限られたキャ
リア周波数においてあまり多くのユーザを収容すること
ができなくなるために、チャネル数（ユーザ数）を制限
する必要がある。

【００１０】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、カバーエリアのエッジで伝送レート（スループッ
ト）が低下することを防止すると共に、与干渉を抑圧す
ることで周波数利用効率を上げ、平均スループットを落
とすことなく収容チャネル数を上げることができる無線
通信システム及びそれに用いる通信端末装置を提供する
ことを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の無線通信システ
ムは、比較的広い領域の第１セル及び前記第１セルより
も狭い領域の第２セルが重なるオーバレイ構造を有する
無線通信システムにおいて、前記第１セルのシステムと
前記第２セルのシステム間で無線伝送方式が異なり、前
記第２セルのシステムが伝送レートが高い回線を含むシ
ステムであり、移動局が前記第１セルのシステムと前記
第２セルのシステムのうちから所望の接続を希望するシ
ステムを選択し、選択したシステムと通信を行う構成を
採る。

【００１２】この構成によれば、オーバレイ構造を導入
し、異なるサービスを同じカバーエリアにするのではな
く、比較的広い領域のセル（マクロセル）とセル半径を
小さくしたマイクロセルでそれぞれ収容させている。こ
れにより、最適なシステムを選択することができるの
で、システムにおいてより効率良く通信、特に下り高速
データ通信を行うことができる。

【００１３】本発明の無線通信システムは、上記構成に
おいて、前記第１セルのシステム及び前記第２セルのシ
ステムは、共通の制御局により制御され、交換機を介し
て電話回線網に接続される構成を採る。

【００１４】本発明の無線通信システムは、上記構成に
おいて、前記第１セルのシステム及び前記第２セルのシ
ステムの少なくとも一方のシステムがルーターを介して
ＩＰパケット網に接続される構成を採る。

【００１５】この構成によれば、ルーターなどのＩＰネ
ットワーク機器を介してＩＰパケット網に接続すること
により、交換機を介する必要がなく、インフラの構築・
管理コストを低減させることができ、これにより通信料
を低減させることができる。

【００１６】本発明の無線通信システムは、上記構成に
おいて、異なる回線で同時に前記第１セルのシステム及
び前記第２セルのシステムと通信を行うことが可能であ
る構成を採る。

【００１７】この構成によれば、それぞれのシステムに
ついて、それぞれの基地局と通信を同時に行うことがで
きる。

【００１８】本発明の無線通信システムは、上記構成に
おいて、移動局が、第１セル及び第２セルにおけるサー
ビス、通信環境、及び自局の移動速度からなる群より選
ばれた少なくとも一つを考慮してシステムを選択する構
成を採る。

【００１９】この構成によれば、サービスなどに応じて
最適なシステムを選択することができるので、システム
においてより効率良く通信、特に下り高速データ通信を
行うことができる。

【００２０】本発明の無線通信システムは、上記構成に
おいて、第１セルでＣＤＭＡ−ＦＤＤシステムが採用さ
れ、第２セルでＣＤＭＡ−ＴＤＤシステムが採用される
構成を採る。

【００２１】この構成によれば、非対称伝送である下り
回線の高速伝送を、セル半径の小さいマイクロセルとし
てＴＤＤシステムに収容し、それ以外の伝送をマクロセ
ルとしてＦＤＤシステムに収容するので、システム全体
における周波数利用効率を良くすることができる。特
に、他チャネル同士が拡散コードで分割され、チャネル
同士の干渉を前提とするＣＤＭＡシステムにおいては特
に有用である。

【００２２】本発明の通信端末装置は、比較的広い領域
の第１セル及び前記第１セルよりも狭い領域の第２セル
が重なるオーバレイ構造を有する無線通信システムにお
ける各セルからの下り回線信号を監視する監視手段と、
前記監視手段で監視された情報及び自局の接続要求から
接続すべきセルのシステムを選択する選択手段と、前記
選択手段で選択されたシステムの基地局と通信接続を行
う通信接続手段と、を具備する構成を採る。

【００２３】この構成によれば、最適なシステムを選択
することができるので、システムにおいてより効率良く
通信を行うことができる。

【００２４】本発明の通信端末装置は、上記構成におい
て、選択手段が、第１セル及び第２セルにおけるサービ
ス、通信環境、及び自局の移動速度からなる群より選ば
れた少なくとも一つを考慮してシステムを選択する構成
を採る。

【００２５】この構成によれば、サービスなどに応じて
最適なシステムを選択することができるので、システム
においてより効率良く通信、特に下り高速データ通信を
行うことができる。

【００２６】本発明の基地局装置は、上記構成の通信端
末装置からの接続要求情報及び自局で測定した通信状況
情報に基づいて前記通信端末装置に対する接続の可否を
判断する判断手段と、前記判断手段の判断結果が接続可
である場合に前記通信端末装置と通信接続を行い、前記
判断手段の判断結果が接続不可である場合に前記通信端
末装置に接続不可を通知する通信接続手段と、を具備す
る構成を採る。

【００２７】この構成によれば、移動局がシステムを選
択して基地局に接続要求を出したときに、通信状態など
の種々の要因を考慮して基地局が接続の可否を判断す
る。

【００２８】

【発明の実施の形態】高速移動の端末の収容に関して
は、あまりセル半径を小さくするとハンドオーバの頻度
が多くなり、その制御によって回線効率の低下が問題と
なるため、より大きなセル半径（マクロセル）に収容す
ることが望ましい。そのため、高速移動する端末はマク
ロセルに収容し、低速移動する端末はマイクロセルに収
容するといった、オーバーレイ構造を採用して、より効
率良く端末を収容する方法が検討されている。すなわ
ち、通常のオーバレイ構造の発想は、同一システムを周
波数により２つのセル（マイクロ／マクロ）に分離し
て、移動速度に応じて効率良く端末を収容することであ
る。

【００２９】本発明者は、このオーバレイ構造に着目
し、キャリア周波数が異なる２つ又はそれ以上の複数の
システム、例えばＨＤＲ方式とＩＳ−９５方式や、ＣＤ
ＭＡ−ＦＤＤ方式とＣＤＭＡ−ＴＤＤ方式などのよう
に、無線伝送方式が異なる少なくとも２つのシステムで
構成されたオーバーレイ構造において、通信サービスや
通信環境（伝搬路状態、混雑度）に応じて、どれか一つ
のセル（システム）を選択することにより、下り高速パ
ケット伝送を効率良く行うことができることを見出し本
発明をするに至った。

【００３０】すなわち、本発明の骨子は、比較的広い領
域のセル及びこのセルよりも狭い領域のセルが重なるオ
ーバレイ構造を有する無線通信システムにおいて、移動
局が各セルのシステムから所望の接続を希望するシステ
ムを選択し、選択したシステムと通信を行うことによ
り、下り高速パケット伝送を効率良く行うことである。
あるいは、移動局が一方のシステムに通信環境や移動速
度の測定結果及び接続希望を報告し、基地局側の判断に
基づいて接続を決定して通信を行うことにより、通信を
行う下り回線における高速パケットを効率良く行うこと
である。

【００３１】以下、本発明の実施の形態について、添付
図面を参照して詳細に説明する。 （実施の形態１）図１は、本発明の実施の形態１に係る
無線通信システムにおけるオーバレイ構造を示す図であ
る。また、図２は、本発明の実施の形態１に係る無線通
信システムにおける概略構成を示す図である。

【００３２】図１に示すオーバレイ構造においては、比
較的広いエリアをカバーするマクロセル１０１の中に、
比較的狭いエリアをカバーするマイクロセル１０２が重
なっている。ここでは、説明を簡単にするために、マク
ロセル１０１においてサービスＡを提供し、マイクロセ
ル１０２においてサービスＢを提供する場合について説
明する。なお、オーバレイ構造において重なるセルは２
つに限らず３つ以上でも同様に考えることができる。ま
た、無線伝送方式が異なるシステムについても、２つに
限らず３つ以上でも同様に適用することができる。

【００３３】また、ここでは、サービスＡが音声サービ
スであり、周波数ｆ１を用いて伝送され、サービスＢが
高速パケット伝送サービスであり、周波数ｆ２を用いて
伝送される場合について説明する。ここで、高速パケッ
トとは、”高速伝送するパケット”又は”伝送レートの
高いパケット”を意味する。

【００３４】すなわち、本実施の形態では、「無線上で
の伝送レートが高いチャネルを含むシステム」をマイク
ロセル１０２に収容する。この場合、「無線上での伝送
レートが高いチャネルを含むシステム」とは、無線上で
の伝送レートが高いチャネルのみで構成されたシステム
や、無線上での伝送レートが高いチャネルを主に含むシ
ステムを意味し、画像や音楽など、データ量が膨大なも
のを高速で伝送するシステムはもちろんのこと、音声の
ようにデータ量は少ないが、高速なパケットで瞬時に
（短い伝送時間で）伝送するシステムも含む。

【００３５】図２に示す無線通信システムにおいては、
通信端末である移動局（ＭＳ）２０１から送信された周
波数ｆ１の音声信号は、基地局（ＢＳ）２０２で受信さ
れ、所定の処理がなされて得られた受信データが無線ネ
ットワーク制御局（以下、ＲＮＣ（Radio Network Cont
roller）と省略する）２０３を介して移動交換局（以
下、ＭＳＣ（Mobile Switching Center）と省略する）
２０４に送られる。ＭＳＣ２０４では、いくつかの基地
局からのデータが束ねられて、電話回線網２０７に送ら
れる。また、ＭＳＣ２０４とＩＰパケット網２０８とも
接続されており、必要に応じて、後述するように、一般
にトンネリング技術を使用してＩＰパケット信号を伝送
する。なお、電話回線網２０７としては、ＰＳＴＮ、Ｉ
ＳＤＮなどを含むものとする。

【００３６】一方、移動局（ＭＳ）２０１から送信され
た周波数ｆ２の高速パケットは、基地局（ＢＳ）２０５
で受信され、所定の処理がなされて得られた受信データ
がルーター２０６でルーティングされてＩＰ（インター
ネットプロトコル）パケット網２０８に送られる。

【００３７】このように、一方のシステムがＲＮＣ２０
３からＭＳＣ２０４を介して電話回線網に接続され、他
方のシステムが無線リソース管理などの制御機能を有す
るルーター２０６を介してＩＰパケット網２０８に接続
している。ルーターを介してＩＰパケット網に接続する
ことにより、交換機を介する必要がなく、インフラの構
築・管理コストを低減させることができ、これにより通
信料を低減させることができる。

【００３８】サービスが異なるシステムのオーバレイ構
造を有するシステムにおける移動局は、図３に示す構成
を有する。なお、移動局は、複数のシステム（基地局）
と通信可能であり、複数の受信系列を備えているが、図
３においては説明を簡単にするために一系列のみを表記
している。

【００３９】アンテナ３０１を介して受信した信号は、
無線回路３０２で所定の無線受信処理（ダウンコンバー
ト、Ａ／Ｄ変換など）が行われる。無線受信処理された
信号は、復調回路３０３に送られて、復調処理されるこ
とにより受信データとなる。また、無線受信処理された
信号及び／又は復調処理された信号は、モニタ回路３０
４に送られる。

【００４０】モニタ回路３０４では、基地局２０２と基
地局２０５からの制御信号により、基地局２０２と基地
局２０５がどのようなサービスであるかを認識して、そ
の制御信号を制御回路３０５に出力する。また、モニタ
回路３０４では、基地局からの信号を用いて受信品質や
移動速度を測定し、基地局との間の伝搬路状況を推定し
たり、自局の移動速度がどの程度であるかを認識する。
伝搬路推定結果や移動速度の情報を制御信号として制御
回路３０５に出力する。

【００４１】制御回路３０５では、モニタ回路３０４か
らの制御信号と、送受信要求や伝送レートの情報とか
ら、どのシステムと接続するかを示す旨の制御データを
加算器３０６に出力すると共に、接続するサービスに対
応するシステムの周波数に切り替える旨の切替制御信号
を無線回路３０２に出力する。加算器３０６では、送信
データに上記システム接続用の制御データを多重して変
調回路３０７に出力する。変調回路３０７では、多重し
た送信データと制御データをディジタル変調処理して、
無線回路３０２に出力する。

【００４２】無線回路３０２では、送信データと制御デ
ータに対して所定の無線送信処理（Ｄ／Ａ変換、アップ
コンバートなど）が行われる。また、無線回路３０２に
は、制御回路３０５から接続するシステムの周波数に切
り替える旨の切替制御信号が入力されるので、無線回路
３０２はその切替制御信号にしたがって周波数を切り替
える。無線送信処理後の送信データは、アンテナ３０１
を介して基地局に対して送信される。

【００４３】次に、上記構成を有する無線通信システム
における動作について説明する。図２において、移動局
２０１は、基地局２０２及び基地局２０５から信号を受
信し、内部のモニタ回路３０４で基地局２０２及び基地
局２０５がどのようなサービスを提供しているかを認識
する。この基地局のサービスを示す制御信号は制御回路
３０５に送られる。

【００４４】移動局２０１は、高速パケット伝送を要求
する場合、その要求が制御回路３０５に送られる。制御
回路３０５は、基地局のサービスを示す制御信号と高速
パケット伝送を要求する旨により、基地局２０５に接続
すべきであることを選択し、その選択結果（接続を希望
する旨）を示す制御データを基地局２０５に送る送信デ
ータに多重する。

【００４５】また、制御回路３０５は、基地局２０５に
接続すべきであることを判断したので、基地局２０５の
システムの周波数ｆ２に切り替える旨の切替制御信号を
無線回路３０２に出力する。無線回路３０２は、切替制
御信号にしたがって周波数をｆ２に切り替える。

【００４６】基地局２０５は、移動局２０１から送信さ
れた信号を受信すると、信号に含まれる制御データ、す
なわち接続を希望する旨を示すデータに基づいて移動局
２０１との接続動作に移る。そして、基地局２０５と移
動局２０１とが接続されると、高速パケット伝送が開始
される。移動局２０１は、高速パケットを受信する場
合、例えばダウンロードする場合には、ＩＰパケット網
２０８からルーター２０６を介して基地局２０５から高
速パケットを受信する。

【００４７】また、移動局２０１は、音声サービスを利
用する場合、その要求が制御回路３０５に送られる。制
御回路３０５は、基地局のサービスを示す制御信号と音
声サービスを要求する旨により、基地局２０２に接続す
べきであることを選択し、その選択結果（接続を希望す
る旨）を示す制御データを基地局２０２に送る送信デー
タに多重する。

【００４８】制御回路３０５は、基地局２０２に接続す
べきであることを判断したので、基地局２０２のシステ
ムの周波数ｆ１に切り替える旨の切替制御信号を無線回
路３０２に出力する。無線回路３０２は、切替制御信号
にしたがって周波数をｆ１に切り替える。

【００４９】基地局２０２は、移動局２０１から送信さ
れた信号を受信すると、信号に含まれる制御データ、す
なわち接続を希望する旨を示すデータに基づいて移動局
２０１との接続動作に移る。そして、基地局２０２と移
動局２０１とが接続されると、音声通信が開始される。
移動局２０１は、音声通信を行う場合には、ＲＮＣ２０
３及びＭＳＣ２０４を介して電話回線網２０７と接続さ
れる。

【００５０】このように、本実施の形態に係る無線通信
システムにおいては、オーバレイ構造を導入し、音声サ
ービスと高速パケット伝送サービスを同じカバーエリア
にするのではなく、マクロセルとセル半径を小さくした
マイクロセルでそれぞれ収容させている。このとき、高
速パケット伝送サービスを収容するマイクロセルの面的
繰り返し数を多くしている。このように、高速パケット
伝送はマイクロセルで収容されるので、ＨＤＲで課題と
なるセルエッジ、セルエッジで伝送レート（スループッ
ト）が低下することを防止することができる。また、マ
イクロセルで高速パケット伝送サービスを収容させるこ
とにより、伝搬距離が短くなることで干渉を抑圧するこ
とができる。その結果、周波数利用効率が上がり、平均
スループットを落とすことなく収容チャネル数を上げる
こと、すなわちチャネルあたりの伝送レートの高速化の
実現とシステム容量の増加を実現することができる。

【００５１】さらに、高速レート伝送のチャネルをセル
半径を小さくしたマイクロセルで収容することにより、
伝搬距離が短い分だけ送信電力を低減できる。このた
め、基地局において大出力の送信アンプが不要になり、
基地局の装置コストを低減することが可能になる。

【００５２】上記説明では、キャリア周波数が異なる２
つのシステムがオーバーレイ構造を構成している場合に
おいて、基地局からの制御信号で基地局におけるサービ
スを認識し、そのサービスに基づいて、すなわちリアル
タイム性が要求される音声やノンリアルタイム性である
低速なパケットをマクロセルに収容するサービスになる
ように、ノンリアルタイム性である高速なパケットをマ
イクロに収容するサービスになるように、システムを切
り替えることについて説明した。本発明においては、シ
ステム切替の要因として、これに限定されず、移動局の
移動速度や通信環境（伝搬路状態や混雑度）に応じて、
いずれか一方のシステムを選択して接続するようにして
も良い。

【００５３】この場合、移動速度については、高速移動
の移動局はセル間ハンドオーバの回数を少なくするため
にマクロセルに収容し、低速移動の移動局は基本的には
マイクロに収容する。このとき、移動局では、基地局か
らの受信信号からドップラー周波数などをモニタ回路で
測定し、その情報に基づいて制御回路で接続するシステ
ム（基地局）を選択する。

【００５４】このように基本的に移動速度で移動局の収
容システム先を選択した上で、リアルタイム性を要求す
るサービス（音声など）において、例えば音質を重視す
る場合はマクロセル（回線交換）に接続するように、す
なわち基地局２０２に接続するように選択し、通話料金
を安くしたいなどの場合はマイクロセルに接続するよう
に、すなわち基地局２０５に接続するように選択する。
なお、音声で基地局２０５に接続して通信を行う場合に
は、ＩＰ伝送（ＶｏＩＰ：Voice over IP）を行うこと
も考えられる。

【００５５】また、システム切替の要因として通信環境
（伝搬路状態や混雑度）を用いる場合、通信環境が良い
移動局はカバーエリアを広くとるマクロセルに収容し、
通信環境が悪い移動局はマイクロに収容する。このと
き、移動局では、基地局からの受信信号から受信品質
（ＳＩＲなど）をモニタ回路で測定し、その情報に基づ
いて制御回路で接続するシステム（基地局）を選択す
る。

【００５６】上記説明においては、音声サービスを行う
基地局２０２（マクロセル）は、ＲＮＣ２０３及びＭＳ
Ｃ２０４を介して電話回線網２０７に接続され、高速パ
ケット伝送サービスを行う基地局２０５（マイクロセ
ル）は、ルーター２０６を介してＩＰパケット網２０８
に接続されている場合について説明した。本発明におい
ては、図４に示すように、音声サービスを行う基地局２
０２（マクロセル）も高速パケット伝送サービスを行う
基地局２０５（マイクロセル）も共通のＲＮＣ２０３及
びＭＳＣ２０４を介してバックボーン（電話回線網２０
７やＩＰパケット網２０８）に接続される構成でも良
い。この場合においても、上記と同様な効果を得ること
ができる。

【００５７】図４に示すように、ＩＰパケット信号をＲ
ＮＣ２０３及びＭＳＣ２０４を介して電話回線網２０７
やＩＰパケット網２０８に伝送する場合には、一般にト
ンネリング技術を使用する。すなわち、通信端末のＩＰ
アドレス又はモバイルＩＰなどのモビリティを考慮した
ＩＰアドレスをみて、ＢＳ２０２又はＢＳ２０５からＭ
ＳＣ２０４間を直接ルーティングするのではなく、移動
通信網としてのＢＴＳまでの接続先を別途管理して、移
動通信網として独自にパス（ローカルなアドレス、ノー
ドアドレス）を張って、ＩＰパケット網２０８からの信
号を転送する方法を採用することができる。

【００５８】（実施の形態２）本実施の形態では、オー
バーレイ構造を構成するシステムがＣＤＭＡシステムの
ＦＤＤ（Frequency Division Duplex）とＴＤＤ（Time
Division Duplex）である場合について説明する。

【００５９】本実施の形態に係る無線通信システムにお
ける構成は、図２又は図４に示す構成と同一である。こ
のため、本実施の形態では、図２を適宜参照して説明す
る。サービスが異なるシステムのオーバレイ構造を有す
るシステムにおける移動局は、図５に示す構成を有す
る。なお、移動局は、複数のシステム（基地局）と通信
可能であり、複数の受信系列を備えているが、図５にお
いては説明を簡単にするために一系列のみを表記してい
る。

【００６０】アンテナ５０１を介して受信した信号は、
無線回路５０２で所定の無線受信処理（ダウンコンバー
ト、Ａ／Ｄ変換など）が行われる。無線受信処理された
信号は、マッチドフィルタ５０３に送られ、マッチドフ
ィルタ５０３において基地局で用いられた拡散コードで
逆拡散処理が行われる。これにより、受信信号から自局
に送信された信号を抽出する。

【００６１】逆拡散処理された信号は、復調回路５０４
に送られて、復調処理されることにより受信データとな
る。また、逆拡散処理された信号及び／又は復調処理さ
れた信号は、モニタ回路５０５に送られる。

【００６２】モニタ回路５０５では、基地局２０２と基
地局２０５からの制御信号により、基地局２０２と基地
局２０５がどのようなサービスであるかを認識して、そ
の制御信号を制御回路５０６に出力する。また、モニタ
回路５０５では、基地局からの信号を用いて受信品質や
移動速度を測定し、基地局との間の伝搬路状況を推定し
たり、自局の移動速度がどの程度であるかを認識する。
伝搬路推定結果や移動速度の情報を制御信号として制御
回路５０６に出力する。

【００６３】制御回路５０６では、モニタ回路５０５か
らの制御信号と、送受信要求や伝送レートの情報とか
ら、どのシステムと接続するかを示す旨の制御データを
加算器５０７に出力すると共に、接続するサービスに対
応するシステムの周波数に切り替える旨の切替制御信号
を無線回路５０２に出力する。加算器５０７では、送信
データに上記システム接続用の制御データを多重して変
調回路５０８に出力する。変調回路５０８では、多重し
た送信データと制御データをディジタル変調処理して、
拡散変調回路５０９に出力する。拡散変調回路５０９で
は、所定の拡散コードを用いて多重した送信データと制
御データに対して拡散変調処理を行い、拡散変調後の信
号を無線回路５０２に出力する。

【００６４】無線回路５０２では、送信データと制御デ
ータに対して所定の無線送信処理（Ｄ／Ａ変換、アップ
コンバートなど）が行われる。また、無線回路５０２に
は、制御回路５０６から接続するシステムの周波数に切
り替える旨の切替制御信号が入力されるので、無線回路
５０２はその切替制御信号にしたがって周波数を切り替
える。無線送信処理後の送信データは、アンテナ５０１
を介して基地局に対して送信される。

【００６５】図５に示す構成を有する移動局を含む無線
通信システムにおいても、実施の形態１で説明したよう
な動作により、サービスに応じてシステムを切り替える
ことが可能となる。この場合、例えば、高速パケット伝
送サービスをマイクロセル（基地局２０５）のＴＤＤシ
ステムで収容し、音声サービスをマクロセル（基地局２
０２）のＦＤＤシステムで収容する。

【００６６】このように、本実施の形態に係る無線通信
システムにおいても、高速パケット伝送はマイクロセル
で収容されるので、ＨＤＲで課題となるセルエッジ、セ
ルエッジで伝送レート（スループット）が低下すること
を防止することができる。また、マイクロセルで高速パ
ケット伝送サービスを収容させることにより、伝搬距離
が短くなることで干渉を抑圧することができる。その結
果、周波数利用効率が上がり、平均スループットを落と
すことなく収容チャネル数を上げること、すなわちチャ
ネルあたりの伝送レートの高速化の実現とシステム容量
の増加を実現することができる。

【００６７】さらに、高速レート伝送のチャネルをセル
半径を小さくしたマイクロセルで収容することにより、
伝搬距離が短い分だけ送信電力を低減できる。このた
め、基地局において大出力の送信アンプが不要になり、
基地局の装置コストを低減することが可能になる。

【００６８】ここで、本実施の形態における特有の効果
について説明する。ＣＤＭＡ−ＴＤＤシステムは、上り
回線を下り回線との間に伝搬遅延によって生じる衝突
（Collision）を防止するため、ガードタイムを設けて
いる。このガードタイムの時間幅は、セル半径に依存し
ており、セル半径が大きくなるほど長くする必要があ
る。これは、セル半径が大きくなると、セルエッジと基
地局との間で伝搬遅延が大きくなり、この場合ガードタ
イムが不十分であると、基地局での受信において、遅延
して受信される上り回線信号が、下り回線信号の送信タ
イミングと重なってしまい、衝突が発生してしまうから
である。

【００６９】セル半径を大きくすると、上述したように
ガードタイムを大きくする必要があり、その分だけオー
バーヘッド比率（全通信時間における実際には送受信信
号のない区間の占める割合）が大きくなり、伝送効率を
劣化させることになる。よって、一般に、ＴＤＤシステ
ムでは、大きなセル半径は不向きと考えられている。そ
のため、ＴＤＤシステムは比較的セル半径の小さいマイ
クロセル又はピコセルに適している。

【００７０】このガードタイムは、ピンポン伝送である
ＴＤＤシステムに固有なものであり、ＦＤＤシステムに
おいては不要である。このため、ＦＤＤシステムでは、
ガードタイムに起因するセル半径の大きさについての制
約がないため、マイクロセル又はピコセルよりも大きい
マクロセルに適用することが可能となる。

【００７１】ＦＤＤシステムは、上下回線で同一の無線
周波数帯域を持っている場合に、基本的には、上下回線
で同程度のシステム容量を有していることになるので、
例えばインターネット接続や音楽配信といった、下り回
線の伝送量が多く、上り回線の伝送量の少ない非対称伝
送のチャネルを多く収容する場合には、上下回線の総伝
送量がアンバランスになり、周波数効率が悪くなる。こ
れに対して、ＴＤＤシステムでは、上下回線の時間比率
（スロット数など）を非対称にすることにより、容易に
上下回線のシステム容量を非対称にすることが可能であ
る。このため、下り回線の高速チャネル（パケット）を
効率良く収容することができる。このように、ＴＤＤシ
ステムは、非対称伝送に適している。

【００７２】また、高速パケット伝送には、所要送信電
力が大きいため、セル半径を大きく取るのは困難であ
る。したがって、高速パケット伝送のように、送信電力
が大きいサービスについては、マイクロセルやピコセル
で収容することが望ましい。

【００７３】このように、非対称伝送である下り高速チ
ャネル（パケット）伝送を、セル半径の小さいマイクロ
セルとしてＴＤＤシステムに収容し、それ以外の伝送を
マクロセルとしてＦＤＤシステムに収容することによ
り、システムにおける効率を良くすることができる。特
に、他チャネル同士が拡散コードで分割され、チャネル
同士の干渉を前提とするＣＤＭＡシステムにおいては、
本実施の形態に係る無線通信システムは有用である。

【００７４】上記実施の形態１，２においては、各サー
ビスを収容するシステムを選択して切り替えて接続する
場合について説明しているが、一つの移動局の接続が択
一的であるわけではなく、サービス毎にシステムを変え
ていれば、同時に各システムについて回線を接続しても
良い。

【００７５】すなわち、一つの移動局について、サービ
ス毎にシステムの選択結果が異なっても良く、例えば、
音声サービスについてマクロセル（基地局２０２）を選
択し、高速パケット伝送サービスについてマイクロセル
（基地局２０５）を選択するというように、サービス毎
に異なる選択結果が出ても、それぞれのサービスについ
てそれぞれの基地局と通信を同時に行うことができる。

【００７６】（実施の形態３）本実施の形態では、移動
局から一方のシステムに通信環境や移動速度の測定結果
及び接続希望を報告し、基地局側の判断に基づいて接続
を決定して通信を行う場合について説明する。

【００７７】図６は、本発明の実施の形態３に係る無線
通信システムにおける基地局装置の構成を示すブロック
図である。まず、移動局からは、上記実施の形態１，２
で説明したように、各サービスや通信環境、移動速度な
どの測定に基づいて接続希望の旨を示す制御信号（接続
希望情報）や前記測定の結果が送られる。

【００７８】これらの制御信号や測定結果を含む信号
は、アンテナ６０１を介して受信され、無線回路６０２
で所定の無線受信処理（ダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換
など）が行われる。無線受信処理された信号は、復調回
路６０３に送られて、復調処理されることにより受信デ
ータとなる。また、復調処理された信号は、判断回路６
０４に送られる。

【００７９】判断回路６０４では、移動局から接続希望
情報や測定結果情報、これに加えて自局で監視している
通信状態情報などに基づいて移動局と接続するかどうか
の判断を行う。例えば、移動局から高速パケット伝送の
接続要求を受けた際に、通信状態が悪かったり、混雑度
が高かったりしたときには、現在高速パケット伝送を収
容できないと判断して、接続不可を示す制御データを加
算器６０５に出力する。一方、現在高速パケット伝送を
収容できると判断したときには、接続可を示す制御デー
タを加算器６０５に出力する。

【００８０】加算器６０５では、送信データに上記シス
テム接続用の制御データを多重して変調回路６０６に出
力する。変調回路６０６では、多重した送信データと制
御データをディジタル変調処理して、無線回路６０２に
出力する。

【００８１】無線回路６０２では、送信データと制御デ
ータに対して所定の無線送信処理（Ｄ／Ａ変換、アップ
コンバートなど）が行われる。無線送信処理後の送信デ
ータは、アンテナ６０１を介して移動局に対して送信さ
れる。

【００８２】このようにして、本実施の形態に係る基地
局装置は、接続要求情報及び自局で測定した通信状況情
報に基づいて移動局に対する接続の可否を判断し、その
判断結果が接続可である場合に移動局と通信接続を行
い、その判断結果が接続不可である場合に移動局に接続
不可を通知する。これにより、移動局がシステムを選択
して基地局に接続要求を出したときに、通信状態などの
種々の要因を考慮して基地局が接続の可否を判断する。

【００８３】上記説明においては、基地局が接続可能か
どうかを判断し、その判断結果を通知する場合について
説明した。本発明においては、基地局が接続可能かどう
かを判断するだけではなく、移動局をどちらのシステム
に収容すれば良いかを判断するようにしても良い。

【００８４】この場合、図４に示すように、共通の制御
局（ＲＮＣ)で構成される場合は、ＲＮＣ２０３又はＭ
ＳＣ２０４において、移動局をどちらのシステムに収容
すれば良いかを判断する。また、図１に示すように、Ｒ
ＮＣ２０３とルーター２０６を独立して設ける場合は、
ＲＮＣ２０３（又はＭＳＣ２０４）とルーター２０６と
の間に、移動局をどちらのシステムで収容するかを判断
する装置を設け、その装置で移動局をどちらのシステム
で収容するかを判断し、その判断結果を移動局に通知す
る。

【００８５】本発明は上記実施の形態１〜３に限定され
ず、種々変更して実施することが可能である。例えば、
上記実施の形態２においては、アクセス方式がＣＤＭＡ
である場合について説明しているが、本発明において
は、アクセス方式としてＴＤＭＡ（Time Division Mult
iple Access）、ＦＤＭＡ（Frequency Division Multip
le Access）を採用しても良い。

【００８６】また、上記実施の形態では、オーバレイ構
造を構成するシステムが２つの場合について説明してい
るが、本発明においてはオーバーレイ構造を構成するシ
ステムが３つ以上の場合にも適用することができる。

【００８７】また、上記実施の形態では、移動速度や通
信環境について選択するシステムを判断するケースにつ
いて説明しているが、このケースは一例であり、サービ
ス、移動速度、通信環境を単独又は組み合わせて、選択
基準を適宜変更して実施することができる。

【００８８】

【発明の効果】以上説明したように本発明の無線通信シ
ステムは、比較的広い領域のセル及びこのセルよりも狭
い領域のセルが重なるオーバレイ構造を有し、移動局が
各セルのシステムから所望の接続を希望するシステムを
選択し、選択したシステムと通信を行うことので、通信
を行う下り回線における高速パケットを効率良く行うこ
とである。その結果、カバーエリアのエッジで伝送レー
ト（スループット）が低下することを防止すると共に、
与干渉を抑圧することで周波数利用効率を上げ、平均ス
ループットを落とすことなく収容チャネル数を上げるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係る無線通信システム
におけるオーバレイ構造を示す図

【図２】本発明の実施の形態１に係る無線通信システム
における概略構成を示す図

【図３】本発明の実施の形態１に係る無線通信システム
における通信端末装置の構成を示すブロック図

【図４】本発明の実施の形態１に係る無線通信システム
における概略構成の他の例を示す図

【図５】本発明の実施の形態２に係る無線通信システム
における通信端末装置の構成を示すブロック図

【図６】本発明の実施の形態３に係る無線通信システム
における基地局装置の構成を示すブロック図

【図７】基地局のカバーエリアを説明するための図

【図８】ＨＤＲシステムにおけるユーザ割り当てを説明
するための図

【符号の説明】

１０１ マクロセル １０２ マイクロセル ２０１ 移動局 ２０２，２０５ 基地局 ２０３ 無線ネットワーク制御局（ＲＮＣ） ２０４ 移動交換局（ＭＳＣ） ２０６ ルーター ２０７ 電話回線網 ２０８ ＩＰパケット網 ３０１，５０１ アンテナ ３０２，５０２ 無線回路 ３０３，５０４ 復調回路 ３０４，５０５ モニタ回路 ３０５，５０６ 制御回路 ３０６，５０７ 加算器 ３０７，５０８ 変調回路 ５０３ マッチドフィルタ ５０９ 拡散変調回路

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 比較的広い領域の第１セル及び前記第１
   セルよりも狭い領域の第２セルが重なるオーバレイ構造
   を有する無線通信システムにおいて、前記第１セルのシ
   ステムと前記第２セルのシステム間で無線伝送方式が異
   なり、前記第２セルのシステムが伝送レートが高い回線
   を含むシステムであり、移動局が前記第１セルのシステ
   ムと前記第２セルのシステムのうちから所望の接続を希
   望するシステムを選択し、選択したシステムと通信を行
   うことを特徴とする無線通信システム。
2. 【請求項２】 前記第１セルのシステム及び前記第２セ
   ルのシステムは、共通の制御局により制御され、交換機
   を介して電話回線網に接続されることを特徴とする請求
   項１記載の無線通信システム。
3. 【請求項３】 前記第１セルのシステム及び前記第２セ
   ルのシステムの少なくとも一方のシステムがルーターを
   介してＩＰパケット網に接続されることを特徴とする請
   求項１記載の無線通信システム。
4. 【請求項４】 異なる回線で同時に前記第１セルのシス
   テム及び前記第２セルのシステムと通信を行うことが可
   能であることを特徴とする請求項１から請求項３のいず
   れかに記載の無線通信システム。
5. 【請求項５】 移動局は、第１セル及び第２セルにおけ
   るサービス、通信環境、及び自局の移動速度からなる群
   より選ばれた少なくとも一つを考慮してシステムを選択
   することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか
   に記載の無線通信システム。
6. 【請求項６】 第１セルにおいてＣＤＭＡ−ＦＤＤシス
   テムが採用され、第２セルにおいてＣＤＭＡ−ＴＤＤシ
   ステムが採用されることを特徴とする請求項１から請求
   項５のいずれかに記載の無線通信システム。
7. 【請求項７】 比較的広い領域の第１セル及び前記第１
   セルよりも狭い領域の第２セルが重なるオーバレイ構造
   を有する無線通信システムにおける各セルからの下り回
   線信号を監視する監視手段と、前記監視手段で監視され
   た情報及び自局の接続要求から接続すべきセルのシステ
   ムを選択する選択手段と、前記選択手段で選択されたシ
   ステムの基地局と通信接続を行う通信接続手段と、を具
   備することを特徴とする通信端末装置。
8. 【請求項８】 選択手段は、第１セル及び第２セルにお
   けるサービス、通信環境、及び自局の移動速度からなる
   群より選ばれた少なくとも一つを考慮してシステムを選
   択することを特徴とする請求項７記載の通信端末装置。
9. 【請求項９】 請求項７又は請求項８記載の通信端末装
   置からの接続要求情報及び自局で測定した通信状況情報
   に基づいて前記通信端末装置に対する接続の可否を判断
   する判断手段と、前記判断手段の判断結果が接続可であ
   る場合に前記通信端末装置と通信接続を行い、前記判断
   手段の判断結果が接続不可である場合に前記通信端末装
   置に接続不可を通知する通信接続手段と、を具備するこ
   とを特徴とする基地局装置。