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CN104205913A - 通信系统、局域基站装置、移动终端装置、以及通信方法 - Google Patents

通信系统、局域基站装置、移动终端装置、以及通信方法 Download PDF

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CN104205913A
CN104205913A CN201380016415.1A CN201380016415A CN104205913A CN 104205913 A CN104205913 A CN 104205913A CN 201380016415 A CN201380016415 A CN 201380016415A CN 104205913 A CN104205913 A CN 104205913A
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mobile terminal
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signal
carrier
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岸山祥久
阿那须.本杰博
武田和晃
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NTT Docomo Inc
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Abstract

提供能够提供高效率的局域无线接入的通信系统、局域基站装置、移动终端装置、以及通信方法。一种通信系统，移动终端装置在与覆盖广域的广域基站装置之间使用第一载波进行无线通信，并且在与覆盖局域的局域基站装置之间使用第二载波进行无线通信，广域基站装置在第一载波中对上下行链路分配不同的频率而与移动终端装置进行通信，局域基站装置基于通信环境，在第二载波中按每个时间动态地切换上下行链路而与移动终端装置进行通信。

Description

通信系统、局域基站装置、移动终端装置、以及通信方法
技术领域
本发明涉及下一代移动通信系统中的通信系统、局域基站装置、移动终端装置、以及通信方法。
背景技术
在UMTS(通用移动通信系统，Universal Mobile TelecommunicationsSystem)网络中，以进一步的高速数据速率、低延迟等为目的而研究了长期演进(LTE：Long Term Evolution)(非专利文献1)。在LTE中，作为多路接入方式，在下行线路(下行链路)中使用以OFDMA(正交频分多址，Orthogonal Frequency Division Multiple Access)为基础的方式，在上行线路(上行链路)中使用以SC－FDMA(单载波频分多址，Single Carrier FrequencyDivision Multiple Access)为基础的方式。
此外，以比LTE进一步宽频带化以及高速化为目的，还研究了LTE的后继系统(例如，也被称为LTE-Advanced或LTE-Enhancement(以下，称为“LTE－A”))。在LTE－A(Rel-10)中，使用将以LTE系统的系统频带为一个单位的多个分量载波(CC：Component Carrier)捆绑来进行宽频带化的载波聚合。此外，在LTE－A中，研究了使用干扰协调技术(eICIC：增强小区间干扰协调，enhanced Inter-Cell Interference Coordination)的HetNet(异构网络，Heterogeneous Network)结构。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1：3GPP TR 25.913“Requirements for Evolved UTRA andEvolved UTRAN”
发明内容
发明要解决的课题
然而，在W－CDMA、LTE(Rel.8)、LTE的后继系统(例如，Rel.9、Rel.10)等蜂窝系统中，为了支持广域而设计了无线通信方式(无线接口)。今后，设想除了这样的蜂窝环境之外，还提供在室内、购物中心等的局域中的基于近距离通信的高速无线服务。因此，寻求设计针对局域的新的无线通信方式，以便在广域中确保覆盖，同时在局域中能够确保容量。
本发明是鉴于该点而完成的，其目的在于，提供能够提供高效率的局域无线接入的通信系统、局域基站装置、移动终端装置、以及通信方法。
用于解决课题的手段
本发明的通信系统是移动终端装置在与覆盖广域的广域基站装置之间使用第一载波进行无线通信，并且在与覆盖局域的局域基站装置之间使用第二载波进行无线通信的通信系统，其特征在于，所述广域基站装置在所述第一载波中对上下行链路分配不同的频率而与所述移动终端装置进行通信，所述局域基站装置基于通信环境，在所述第二载波中按每个时间动态地切换上下行链路而与所述移动终端装置进行通信。
发明效果
根据本发明，由于基于通信环境，对局域用的第二载波动态地进行时分而进行上下行链路的通信，所以能够实现适于业务量变动大的局域的通信系统、局域基站装置、移动终端装置、以及通信方法。
附图说明
图1是LTE－A系统的系统频带的说明图。
图2是表示在宏小区内配置了多个小小区的结构的图。
图3是表示两种异构网络结构的图。
图4是表示广域与局域的不同点的表。
图5是表示广域以及局域的无线资源结构的例子的图。
图6是表示局域的无线通信方式的例子的图。
图7是表示DACH的配置结构的例子的图。
图8是表示局域的连接时序的例子的图。
图9是无线通信系统的系统结构的说明图。
图10是移动终端装置的整体结构图。
图11是广域基站装置的整体结构图。
图12是局域基站装置的整体结构图。
具体实施方式
图1是表示LTE－A中决定的层级型带宽结构的图。图1所示的例子是在具有由多个基本频率块(以下，设为分量载波)构成的第一系统频带的LTE－A系统、和具有由一个分量载波构成的第二系统频带的LTE系统并存的情况下的层级型带宽结构。在LTE－A系统中，例如以100MHz以下的可变系统带宽进行无线通信，在LTE系统中，以20MHz以下的可变系统带宽进行无线通信。LTE－A系统的系统频带成为以LTE系统的系统频带为一个单位的至少一个分量载波。这样，将汇集多个分量载波而进行宽频带化称为载波聚合。
例如，在图1中，LTE－A系统的系统频带成为包含以LTE系统的系统频带(基带：20MHz)为一个分量载波的五个分量载波的频带的系统频带(20MHz×5＝100MHz)。在图1中，移动终端装置UE(用户设备，UserEquipment)#1是对应LTE－A系统(还对应于LTE系统)的移动终端装置，能够对应于直至100MHz为止的系统频带。UE#2是对应LTE－A系统(还对应于LTE系统)的移动终端装置，能够对应于直至40MHz(20MHz×2＝40MHz)为止的系统频带。UE#3是对应LTE系统(不对应于LTE－A系统)的移动终端装置，能够对应于直至20MHz(基带)为止的系统频带。
另外，在将来的系统中，设想如图2所示那样在宏小区内设置无数的小小区S的结构。此时，寻求考虑相对于网络成本的容量来设计小小区S。作为网络成本，例如可列举网络节点或回程(バックホール)链路等的设置成本、小区规划或维护应对等的操作成本、网络侧的功耗等。此外，在小小区S中，作为容量以外的要求，要求移动终端装置侧的省功耗化，和支持随机小区规划。
在宏小区内配置小小区S的情况下，如图3A、B所示那样考虑两种异构网络(以下，称为HetNet)结构。在图3A所示的第一HetNet结构中，以宏小区M和小小区S使用相同的载波的方式来配置小小区。在图3B所示的第二HetNet结构中，以宏小区M和小小区S使用不同的载波的方式来配置小小区S。在第二HetNet结构中，由于小小区S使用专用的载波，所以能够在宏小区M中确保覆盖，且在小小区S中确保容量。今后(Rel.12以后)，设想该第二HetNet结构变得重要。
如图4所示，在第二HetNet结构中考虑广域(宏小区)和局域(小小区)之间要求的差异和结构的不同点。由于广域中带宽被限定，所以频率利用效率非常重要。与此相对，由于局域中易于较宽地取得带宽，所以若能够确保宽的带宽则频率利用效率的重要性不像广域那样高。广域还需要对应于车等的高的移动性，但局域对应于低的移动性即可。广域需要较宽地确保覆盖。另一方面，局域优选较宽地确保覆盖，但覆盖的不足部分能够以广域覆盖。
此外，广域中上下行链路的功率差大，上下行链路为非对称，但局域中上下行链路的功率差小，上下行链路接近对称。进而，广域中每小区的连接用户数多，还进行了小区规划，所以业务量的变动小。相对于此，在局域中，每小区的连接用户数少，也存在没有进行小区规划的可能性，所以业务量的变动大。这样，由于局域与广域的最佳要求条件不同，所以需要设计针对局域的无线通信方式。
例如，若着眼于局域的业务量，则上下行链路的业务量的比率可能根据所连接的移动终端装置的数目或所利用的应用等而较大变动。因此，若能够构成局域用的无线通信方式以便能够应对上下行链路的业务量的变动，则能够实现更有效的通信。对于该课题，本发明人们认为若基于通信环境，在局域的载波中按每个时间动态地切换上下行链路，则能够灵活地应对局域中的上下行链路的业务量的变动。即，本发明的要点是在广域的载波中对上下行链路分配不同的频率而与移动终端装置进行通信，并且在局域的载波中按每个时间动态地切换上下行链路而与移动终端装置进行通信。
以下，参照图5，说明新的无线通信方式。图5是表示广域以及局域的无线资源结构的例子的图。如图5所示，在广域中，设定了已有的载波类型(传统载波类型，Legacy carrier type)。此外，在局域中，设定了与已有的分量载波没有互换性的追加载波类型(附加载波类型，Additional carrier type)。另外，追加载波类型也可以被称为扩展载波(extension carrier)。
如图5所示，设想已有载波类型使用在PCell(主小区，Primary Cell)中，应用在不同的频率(对带)中进行上下行链路的通信的频分双工(FDD：Frequency Division Duplexing)。因此，已有载波类型也可以被称为FDD载波(FDD carrier)。FDD能够始终在上行链路以及下行链路中确保可发送期间。
设想追加载波类型主要使用在SCell(副小区，Secondary Cell)中，应用在时间上分离而进行上下行链路的通信的时分双工(TDD：Time DivisionDuplexing)。追加载波类型也可以被称为TDD载波(TDD carrier)。如图5所示，在TDD载波中进行下行链路的通信的定时，在TDD载波中不进行上行链路的通信，在TDD载波中进行上行链路的通信的定时，在TDD载波中不进行下行链路的通信。基于周边的局域的业务量、来自移动终端装置的反馈信息、广域的控制信息等，考虑系统的通信环境而进行在TDD载波中的上行链路与下行链路的切换。
如图5所例示，在局域的TDD载波中进行下行链路的通信的定时，在广域的FDD载波中使用不同的频带来进行上下行链路的通信。这样，在FDD载波以及TDD载波中支持下行链路的同时通信(移动终端装置的同时接收)，能够实现下行链路的载波聚合。使用载波聚合进行下行链路的通信，从而能够提高下行链路的通信速度。其中，不需要必须使用载波聚合来进行下行链路的通信，例如也可以仅使用TDD载波来进行下行链路的通信。
在此，也可以区分从广域的基站装置通过FDD载波发送的下行链路的业务量的类型、和从局域的基站装置通过TDD载波发送的下行链路的业务量的类型。例如，也可以通过FDD载波发送下行控制信号(PDCCH)、广播信号(PBHC)、高层信令(例如，RRC信令)等的控制信号，通过TDD载波发送用户数据等。其中，通过各载波发送的业务量的类型不限于此。
另一方面，在通过局域的TDD载波进行上行链路的通信的定时，使用广域的FDD载波的一部分的频带来进行下行链路的通信。这样，在通过TDD载波进行上行链路的通信的定时中，FDD载波的上行链路成为无发送，避免来自移动终端装置的上行链路通过FDD载波以及TDD载波同时发送。
也就是说，在上行链路中不使用载波聚合，上行链路的频率资源在FDD载波和TDD载波之间被切换。这样，能够通过避免来自移动终端装置的同时发送，从而防止移动终端装置中的发送控制的复杂化。此外，通过避免上行链路的同时发送，移动终端装置的发送功率可以不降低，所以对于覆盖的确保来说有效。
在该无线通信方式中，能够通过FDD载波的上行链路从移动终端装置通知反馈信息。另一方面，在TDD载波中，也优选支持上行链路的反馈。此时，由于能够将来自移动终端装置的反馈的业务量卸荷到TDD载波，所以能够降低FDD载波的负荷。此外，由于能够通过TDD载波对构成局域的基站装置(局域基站装置)直接进行反馈，所以在使局域基站装置从构成广域的基站装置(广域基站装置)独立的结构等中，不需要经由广域基站装置而反馈到局域基站装置。由此，能够提高通信效率。
在TDD载波中支持上行链路的反馈的情况下，能够周期性地分配用于发送反馈信息的上行控制信道，以便避免通过FDD载波和TDD载波同时发送。例如，在FDD载波的上行链路中不发送的定时中，能够通过TDD载波的上行链路发送上行控制信道。此外，优选动态地分配上行控制信道。作为通过TDD载波的上行链路发送的反馈信息，例如有下行链路的无线质量信息(CQI：信道质量指示符，Channel Quality Indicator)、ACK/NACK等。其中，反馈信息不限于此。
接着，说明上述无线通信方式中的连接时序。首先，说明成为基本的无线接口结构的例子。若考虑省功耗化和随机小区规划所引起的干扰，则局域用的无线通信方式优选在没有业务量的情况下设为无发送的结构。因此，如图6所示，局域用的无线通信方式设想为无限UE专用(UE-specific)的设计。从而，局域用的无线通信方式不使用LTE中的PSS/SSS(主同步信号/辅同步信号，Primary Synchronization Signal/Secondary Synchronization Signal)、CRS(小区专用参考信号，Cell-specific Reference Signal)、PDCCH(物理下行链路控制信息，Physical Downlink Control Channel)等，以ePDCCH(增强物理下行链路控制信息，enhanced Physical Downlink Control Channel)、DM－RS(解调-参考信号，Demodulation－Reference Signal)为基础而被设计。
在此，ePDCCH将PDSCH区域(数据信号区域)内的规定频带作为PDCCH区域(控制信号区域)而使用。被分配到PDSCH区域的ePDCCH使用DM－RS而被解调。另外，ePDCCH也可以被称为FDM型PDCCH，也可以被称为UE－PDCCH。此外，在该局域用的无线通信方式中，使用上述的TDD载波。另外，在图6中，PDSCH(物理下行链路共享信道，PhysicalDownlink Shared Channel)、ePDCCH、DM－RS等作为UE专用L1/L2信号(UE-specific L1/L2 signals)而被记载。
若在局域用的无线通信方式中全部被设计为UE专用，则得不到移动终端装置初始接入局域的机会。因此，在局域用的无线通信方式中，也需要设置小区专用(Cell-specific)的同步信号。该同步信号以几秒量级的比较长的周期被发送，以便能够节约移动终端装置的电池。移动终端装置通过来自广域的控制信息，识别来自各局域的同步信号的接收定时，在该接收定时测定各局域的接收信号功率。根据同步信号的接收信号功率，对移动终端装置分配适当的局域(发送点)。
在上述的HetNet结构中，需要使广域和局域联合，存在直至确立移动终端装置与局域的连接为止的过程复杂的问题。因此，例如，如图7所示，在被设计为UE专用的局域中，为了简化初始接入，考虑用于报告同步信号的测定结果而设置上行链路信道的配置结构。由此能够简化初始接入，并在产生移动终端装置的业务量后迅速地确立连接。
另外，在局域的无线通信方式中，将局域用的同步信号称为发现信号(Discovery Signal)。此外，在局域的无线通信方式中，将用于发现信号的测定结果报告而规定的上行链路信道称为DACH(直接接入信道，DirectAccess Channel)。另外，发现信号例如也可以被称为PDCH(物理发现信道，Physical Discovery Channel)、BS(信标信号，Beacon Signal)、DPS(发现导频信号，Discovery Pilot Signal)。此外，DACH的名称不被特别限定。无线通信方式也可以被称为无线接口，也可以被称为无线接口方式。广域也可以是宏小区、扇区等。局域也可以是小小区、微微小区、纳米小区、毫微微小区、微小区等，不仅可以设置在屋内还可以设置在屋外。
在局域用的无线通信方式中，发现信号以长周期被发送，以便能够减少移动终端装置的测定次数而节约电池。另一方面，在图7所示的配置结构中，对上行链路的DACH以比较高的频度(短周期)分配无线资源。通过该高频度的DACH，在产生移动终端装置中的业务量时迅速地通过上行链路确立连接。
接着，说明连接时序。另外，在以下的说明中，例示了在广域内配置了多个局域的结构(参照图9)。如图8所示，广域基站装置20和各局域基站装置30分别通过回程链路等(例如，X2接口)而连接，移动终端装置10能够接收来自广域以及各局域的无线信号。
作为网络侧的事先准备，各局域基站装置30经由回程链路从广域基站装置20接收发现信号发送用的控制信息，周期性地发送发现信号(步骤S01)。在发现信号发送用的控制信息中，包含用于向移动终端装置10发送发现信号的无线资源信息和信号序列信息等。另外，发现信号的信号序列在每个局域被设定，局域通过该信号序列而被识别。
接着，移动终端装置10在空闲状态下从广域基站装置20接收发现信号接收用的控制信息、DACH发送用的控制信息、ePDCCH接收用的控制信息(步骤S02)。也就是说，移动终端装置10通过FDD载波的下行链路接收各控制信息。在发现信号接收用的控制信息中，包含用于从各局域基站装置30接收发现信号的无线资源信息和信号序列信息等。在DACH发送用的控制信息中，包含用于通过DACH向局域基站装置30发送的无线资源信息和DM－RS序列信息等。在ePDCCH接收用的控制信息中，包含用于通过ePDCCH从局域基站装置30接收的无线资源信息和DM－RS序列信息等。
移动终端装置10通过从广域基站装置20接收到的发现信号接收用的控制信息，进行发现信号的接收准备。接着，移动终端装置10在空闲状态下从各局域基站装置30接收发现信号，周期性地测定来自各局域基站装置30的接收信号功率(步骤S03)。也就是说，移动终端装置10接收通过TDD载波的下行链路而发送的发现信号，测定接收信号功率。并且，通过产生移动终端装置10的业务量，移动终端装置10从空闲状态转移至激活状态。
在转移至激活状态时，对离移动终端装置10最近的局域基站装置30，通过DACH发送多个局域基站装置30之中上位多个站量的发现信号的测定结果和用户ID(步骤S04)。也就是说，最近的局域基站装置30通过TDD载波的上行链路接收DACH。此外，通过步骤S02中从广域基站装置20接收到的DACH发送用的控制信息，在移动终端装置10中事先进行了利用DACH的发送准备。另外，移动终端装置10也可以基于发现信号的接收信号功率的大小(例如，最上位)，决定最近的局域基站装置30。此外，用户ID也可以是移动终端装置10随机选择的ID(例如，RACH－ID)。
接着，通过最近的局域基站装置30，从移动终端装置10接收到的上位多个站量的发现信号的测定结果和用户ID被转发至广域基站装置20(步骤S05)。广域基站装置20基于上位多个站量的发现信号的测定结果，对移动终端装置10分配适当的局域基站装置，对局域基站装置30设定下行链路的初始发送功率(步骤S06)。此时，广域基站装置20调整局域间的负载平衡而将局域基站装置30分配给移动终端装置10。因此，对于移动终端装置10，不是必须分配最上位的接收信号功率的局域基站装置30。此外，广域基站装置20也可以是对移动终端装置10分配多个局域基站装置30而进行CoMP(协调多点，Coordinated Multiple Point)发送的结构。
并且，从分配的局域基站装置30对移动终端装置10通过控制信道(ePDCCH)发送下行控制信号，并通过数据信道(PDSCH)发送用户数据(步骤S07)。也就是说，移动终端装置10通过TDD载波的下行链路接收控制信道以及数据信道。此外，通过步骤S02中从广域基站装置20接收到的ePDCCH接收用的控制信息，在移动终端装置10中事先进行了利用ePDCCH的接收准备。
若这样移动终端装置10和局域基站装置30的初始连接被确立，则在移动终端装置10和局域基站装置30之间开始利用TDD载波的上下行链路的通信(步骤S08、S09)。上下行链路的发送时间间隔(TTI：Transmission TimeInterval)基于周边的局域的业务量、来自移动终端装置的反馈信息、广域的控制信息等，通过局域基站装置30的调度器而被动态地控制。
在此，详细说明本实施方式所涉及的无线通信系统。图9是本实施方式所涉及的无线通信系统的系统结构的说明图。另外，图9所示的无线通信系统例如是LTE系统或包含SUPER 3G的系统。在该无线通信系统中，对应于将以LTE系统的系统频带为一个单位的多个基本频率块设为一体的载波聚合。此外，该无线通信系统也可以被称为IMT－Advanced，也可以被称为4G、FRA(未来无线接入，Future Radio Access)。
如图9所示，无线通信系统1具备覆盖广域C1的广域基站装置20、覆盖在广域C1内设置的多个局域C2的多个局域基站装置30。此外，在广域C1以及各局域C2中，配置了多个移动终端装置10。移动终端装置10对应于广域用以及局域用的无线通信方式，构成为能够与广域基站装置20以及局域基站装置30进行无线通信。
在移动终端装置10和广域基站装置20之间，使用广域用频率(例如，低频带)而通信。在移动终端装置10和局域基站装置30之间，使用局域用频率(例如，高频带)而通信。此外，广域基站装置20以及各局域基站装置30被有线连接或无线连接。
广域基站装置20以及各局域基站装置30分别被连接到未图示的上位站装置，经由上位站装置而被连接到核心网络50。另外，在上位站装置中，包含例如接入网关装置、无线网络控制器(RNC)、移动性管理实体(MME)等，但不限于此。此外，局域基站装置30也可以经由广域基站装置20而被连接到上位站装置。
另外，各移动终端装置10包含LTE终端以及LTE－A终端，但在以下，只要没有特别提及则作为移动终端装置而进行说明。此外，为了便于说明，作为与广域基站装置20以及局域基站装置30进行无线通信的是移动终端装置而进行说明，但更一般而言，也可以是包含移动终端装置和固定终端装置的用户装置(UE：User Equipment)。此外，局域基站装置30以及广域基站装置20也可以被称为广域用以及局域用的发送点。
在无线通信系统中，作为无线接入方式，关于下行链路应用OFDMA(正交频分多址接入)，关于上行链路应用SC－FDMA(单载波－频分多址接入)。OFDMA是将频带分割为多个窄频带(子载波)，向各子载波映射数据而进行通信的多载波传输方式。SC－FDMA是按每个终端将系统频带分割为由一个或连续的资源块构成的频带，多个终端使用相互不同的频带，从而降低终端间的干扰的单载波传输方式。
在此，说明LTE系统中的通信信道。下行链路的通信信道具有在各移动终端装置10中共享的PDSCH(物理下行链路共享信道)、下行L1/L2控制信道(PDCCH、PCFICH、PHICH)。通过PDSCH，传输用户数据以及上位控制信息。通过PDCCH(物理下行链路控制信道)，传输PDSCH以及PUSCH的调度信息等。通过PCFICH(物理控制格式指示符信道，Physical ControlFormat Indicator Channel)，传输用于PDCCH的OFDM码元数。通过PHICH(物理混合ARQ指示符信道，Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel)，传输对于PUSCH的HARQ的ACK/NACK。
上行链路的通信信道具有作为在各移动终端装置10中共享的上行数据信道的PUSCH(物理上行链路共享信道，Physical Uplink Shared Channel)、作为上行链路的控制信道的PUCCH(物理上行链路控制信道，Physical UplinkControl Channel)。通过该PUSCH，传输用户数据和上位控制信息。此外，通过PUCCH，传输下行链路的无线质量信息(CQI：信道质量指示符)、ACK/NACK等。
参照图10，说明移动终端装置10的整体结构。移动终端装置10具备格式选择部101、上行信号生成部102、上行信号复用部103、基带发送信号处理部104、105、发送RF电路106、107来作为发送系统的处理部。
格式选择部101选择广域用的发送格式和局域用的发送格式。上行信号生成部102生成上行数据信号以及参考信号。上行信号生成部102在广域用的发送格式的情况下，生成对于广域基站装置20的上行数据信号以及参考信号。此外，上行信号生成部102在局域用的发送格式的情况下，生成对于局域基站装置30的上行数据信号以及参考信号。
上行信号复用部103复用上行发送数据和参考信号。对于广域基站装置20的上行信号被输入至基带发送信号处理部104，被实施数字信号处理。例如，在OFDM方式的上行信号的情况下，通过快速傅里叶反变换(IFFT：InverseFast Fourier Transform)从频域的信号变换为时序的信号，并插入循环前缀。并且，上行信号通过发送RF电路106，经由在发送系统和接收系统之间设置的双工器108而从广域用的发送接收天线110被发送。在广域用的发送接收系统中，能够通过双工器108同时进行发送接收。
对于局域基站装置30的上行信号被输入至基带发送信号处理部105，被实施数字信号处理。例如，在OFDM方式的上行信号的情况下，通过快速傅里叶反变换(IFFT：Inverse Fast Fourier Transform)从频域的信号变换为时序的信号，并插入循环前缀。并且，上行信号通过发送RF电路107，经由在发送系统和接收系统之间设置的切换开关109而从广域用的发送接收天线111被发送。在局域用的发送接收系统中，通过切换开关109切换发送接收。
另外，在本实施方式中，避免广域用以及局域用的上行信号的同时发送，切换发送接收天线110、111而在各自的定时发送。
此外，移动终端装置10具备接收RF电路112、113、基带接收信号处理部114、115、广域控制信息接收部116、发现信号接收部117、发现信号测定部118、下行信号解调/解码部119、120来作为接收系统的处理部。
来自广域基站装置20的下行信号通过广域用的发送接收天线110而被接收。该下行信号经由双工器108以及接收RF电路112而被输入至基带接收信号处理部114，被实施数字信号处理。例如，在OFDM方式的下行信号的情况下，去除循环前缀，通过快速傅里叶变换(FFT：Fast Fourier Transform)从时序的信号变换为频域的信号。
广域控制信息接收部116从广域用的下行信号接收广域控制信息。在此，接收发现信号接收用的控制信息、DACH发送用的控制信息、ePDCCH接收用的控制信息来作为广域控制信息。广域控制信息接收部116将发现信号接收用的控制信息输出至发现信号接收部117，将DACH发送用的控制信息输出至发现信号测定部118，将ePDCCH接收用的控制信息输出至下行信号解调/解码部120。另外，广域控制信息例如通过广播信息或RRC信令(高层信令)而接收。广域用的下行数据信号被输入至下行信号解调/解码部119，在下行信号解调/解码部119中被解码(解扰)以及解调。
来自局域基站装置30的下行信号通过局域用的发送接收天线111而被接收。该下行信号经由切换开关109以及接收RF电路113被输入至基带接收信号处理部115，被实施数字信号处理。例如，在OFDM方式的下行信号的情况下，去除循环前缀，通过快速傅里叶变换(FFT：Fast Fourier Transform)从时序的信号变换为频域的信号。
发现信号接收部117基于从广域控制信息接收部116输入的发现信号接收用的控制信息，接收来自局域基站装置30的发现信号。在发现信号接收用的控制信息中，包含用于从各局域基站装置30接收发现信号的无线资源信息和信号序列信息等。在无线资源信息中，包含例如发现信号的发送间隔、频率位置、符号(代码)等。
发现信号测定部118周期性地测定由发现信号接收部117接收到的发现信号的接收信号功率。发现信号测定部118将来自各局域基站装置30的发现信号之中接收信号功率高的上位多个站(例如，上位3个站)作为测定结果而通过DACH发送至局域基站装置30。此时，发现信号测定部118基于发现信号的信号序列而确定发送目的地的局域。
另外，通过DACH的发送基于从广域控制信息接收部116输入的DACH发送用的控制信息而被实施。在DACH发送用的控制信息中，包含用于通过DACH向局域基站装置30发送的无线资源信息和DM－RS序列信息等。在无线资源信息中，包含例如DACH的发送间隔、频率位置、符号(代码)等。
局域用的下行数据信号被输入至下行信号解调/解码部120，在下行信号解调/解码部120中被解码(解扰)以及解调。此外，下行信号解调/解码部120基于从广域控制信息接收部116输入的ePDCCH接收用的控制信息，对局域用的下行控制信号(ePDCCH)进行解码(解扰)以及解调。在ePDCCH接收用的控制信息中，包含用于通过ePDCCH从局域基站装置30接收的无线资源信息和DM－RS序列信息等。在无线资源信息中，包含例如ePDCCH的发送间隔、频率位置、符号(代码)等。
此外，广域用以及局域用的下行信号也可以从发送接收天线110、111同时被接收，也可以切换发送接收天线110、111而分别被接收。
移动终端装置10具备控制基带发送信号处理部104、105、以及基带接收信号处理部114、115的动作的发送接收定时控制部121。发送接收定时控制部121基于来自广域基站装置20以及局域基站装置30的调度信息，控制上下行链路的通信定时。通过发送接收定时控制部121，局域(TDD载波)的上下行链路的发送时间间隔(TTI)被动态地控制。该控制基于通信环境而被进行。
例如，在移动终端装置10通过TDD载波进行接收的情况下(下行链路)，发送接收定时控制部121使基带接收信号处理部115动作，并且使基带发送信号处理部105停止。此时，也可以使用广域用的FDD载波进行发送接收，也可以仅进行发送，也可以仅进行接收。此外，也可以通过FDD载波和TDD载波进行下行链路的载波聚合。
此外，在移动终端装置10通过局域用的TDD载波进行发送的情况下(上行链路)，发送接收定时控制部121使基带发送信号处理部105动作，并且使基带接收信号处理部115停止。此时，在广域用的FDD载波中，将上行链路设为无发送。也就是说，发送接收定时控制部121使基带发送信号处理部104停止。这样，在基带发送信号处理部105动作的定时，基带发送信号处理部104被停止，所以不通过FDD载波和TDD载波而进行上行链路的载波聚合。能够通过FDD载波进行下行链路的接收。
参照图11，说明广域基站装置20的整体结构。广域基站装置20具备广域控制信息生成部201、下行信号生成部202、下行信号复用部203、基带发送信号处理部204、发送RF电路205来作为发送系统的处理部。
广域控制信息生成部201生成发现信号发送用的控制信息、发现信号接收用的控制信息、DACH发送用的控制信息、ePDCCH接收用的控制信息来作为广域控制信息。广域控制信息生成部201将发现信号发送用的控制信息输出至传输路径接口211，将发现信号接收用的控制信息、DACH发送用的控制信息、ePDCCH接收用的控制信息输出至下行信号复用部203。发现信号发送用的控制信息经由传输路径接口211而被发送至局域基站装置30。另一方面，发现信号接收用的控制信息、DACH发送用的控制信息、ePDCCH接收用的控制信息经由下行信号复用部203而被发送至移动终端装置10。
下行信号生成部202生成下行数据信号以及参考信号。下行信号复用部203复用广域控制信息、下行数据信号、参考信号。对于移动终端装置10的下行信号被输入至基带发送信号处理部204，被实施数字信号处理。例如，在OFDM方式的下行信号的情况下，通过快速傅里叶反变换(IFFT：InverseFast Fourier Transform)从频域的信号变换为时序的信号，插入循环前缀。并且，下行信号通过发送RF电路205，经由在发送系统和接收系统之间设置的双工器206而从发送接收天线207被发送。
此外，广域基站装置20具备接收RF电路208、基带接收信号处理部209、上行信号解调/解码部210、测定结果接收部212、局域分配部213、初始发送功率决定部214来作为接收系统的处理部。
来自移动终端装置10的上行信号被发送接收天线207接收，经由双工器206以及接收RF电路208而被输入至基带接收信号处理部209。在基带接收信号处理部209中对上行信号实施数字信号处理。例如，在OFDM方式的上行信号的情况下，去除循环前缀，通过快速傅里叶变换(FFT：Fast FourierTransform)从时序的信号变换为频域的信号。上行数据信号被输入上行信号解调/解码部210，在上行信号解调/解码部210中被解码(解扰)以及解调。
测定结果接收部212经由传输路径接口211而接收从局域基站装置30转发的发现信号的测定结果以及用户ID。测定结果接收部212将发现信号的测定结果以及用户ID输出至局域分配部213。局域分配部213基于发现信号的测定结果所示的上位多个站量的接收信号功率和用户ID，对移动终端装置10分配适当的局域基站装置30。此时，局域分配部213调整局域间的负载平衡而进行分配。
初始发送功率决定部214对被分配给移动终端装置10的局域基站装置30决定初始发送功率(ePDCCH/PDSCH)。初始发送功率决定部214将初始发送功率的指示信息经由传输路径接口211发送至局域基站装置30。
此外，广域基站装置20具备控制基带发送信号处理部204以及基带接收信号处理部209的动作的发送接收定时控制部215。发送接收定时控制部215基于广域基站装置20的调度器(未图示)的调度信息，控制上下行链路的通信定时。
参照图12，说明局域基站装置30的整体结构。另外，设为局域基站装置30被配置在移动终端装置10的临近。局域基站装置30具备初始发送功率设定部301以及广域控制信息接收部302。此外，局域基站装置30具备下行信号生成部303、发现信号生成部304、下行信号复用部305、基带发送信号处理部306、发送RF电路307来作为发送系统的处理部。
初始发送功率设定部301经由传输路径接口314从广域基站装置20接收初始发送功率的指示信息。初始发送功率设定部301基于初始发送功率的指示信息，设定下行数据信号(PDSCH)、下行控制信号(ePDCCH)的初始发送功率。广域控制信息接收部302经由传输路径接口314，从广域基站装置20接收广域控制信息。在此，接收发现信号发送用的控制信息作为广域控制信息。广域控制信息接收部302将发现信号发送用的控制信息输出至发现信号生成部304。
下行信号生成部303生成下行数据信号(PDSCH)、参考信号、下行控制信号(ePDCCH)。下行信号生成部303通过初始发送功率设定部301，设定下行数据信号以及下行控制信号的初始发送功率。发现信号生成部304基于从广域控制信息接收部302输入的发现信号发送用的控制信息，生成来自局域基站装置30的发现信号。在发现信号发送用的控制信息中，包含用于向移动终端装置10发送发现信号的无线资源信息和信号序列信息等。在无线资源信息中，包含例如发现信号的发送间隔、频率位置、符号(代码)等。
下行信号复用部305复用下行发送数据、参考信号、下行控制信号。对于移动终端装置10的下行信号被输入至基带发送信号处理部306，被实施数字信号处理。例如，在OFDM方式的下行信号的情况下，通过快速傅里叶反变换(IFFT：Inverse Fast Fourier Transform)从频域的信号变换为时序的信号，插入循环前缀。并且，下行信号通过发送RF电路307，经由在发送系统和接收系统之间设置的切换开关308而从发送接收天线309被发送。
局域基站装置30具备接收RF电路310、基带接收信号处理部311、上行信号解调/解码部312、测定结果接收部313来作为接收系统的处理部。
来自移动终端装置10的上行信号通过局域用的发送接收天线309而被接收，经由切换开关308以及接收RF电路310被输入至基带接收信号处理部311。在基带接收信号处理部311中对上行信号实施数字信号处理。例如，在OFDM方式的上行信号的情况下，去除循环前缀，通过快速傅里叶变换(FFT：Fast Fourier Transform)从时序的信号变换为频域的信号。上行数据信号被输入至上行信号解调/解码部312，在上行信号解调/解码部312中被解码(解扰)以及解调。
测定结果接收部313从上行信号接收发现信号的测定结果。测定结果接收部313将发现信号的测定结果例如经由传输路径接口314转发至广域基站装置20。
此外，局域基站装置30具备控制基带发送信号处理部306以及基带接收信号处理部311的动作的发送接收定时控制部315。发送接收定时控制部315基于局域基站装置30的调度器(未图示)的调度信息，控制上下行链路的通信定时。例如，调度部基于通信环境进行调度，以切换TDD载波的上下行链路，并向发送接收定时控制部315进行通知。通信环境基于从周边的局域基站装置30经由广域基站装置20而被通知的周边局域的业务量、来自移动终端装置10的反馈信息、从广域基站装置20通知的控制信息等而被估计。
例如，在局域基站装置30通过TDD载波进行发送的情况下(下行链路)，发送接收定时控制部315基于调度信息而使基带发送信号处理部306动作，并使基带接收信号处理部311停止。也就是说，在将TDD载波用于下行链路的定时，不将TDD载波用于上行链路。另外，也可以通过广域的FDD载波和局域的TDD载波进行下行链路的载波聚合。
此外，在局域基站装置30通过TDD载波进行接收的情况下(上行链路)，发送接收定时控制部315基于调度信息而使基带接收信号处理部311动作，并使基带发送信号处理部306停止。也就是说，在将TDD载波用于上行链路的定时，不将TDD载波用于下行链路。此外，不通过广域的FDD载波和局域的TDD载波而进行上行链路的载波聚合。
以上那样，根据本实施方式所涉及的无线通信系统1，能够通过对局域使用TDD载波，从而根据通信环境而动态地切换上下行链路，所以能够实现适于局域的通信。此外，由于避免从移动终端装置10至广域基站装置20以及局域基站装置30的同时发送，所以能够防止移动终端装置中的发送控制的复杂化，并且能够防止移动终端装置10的发送功率的降低。本实施方式所涉及的无线通信系统1在广域中使用已有的载波类型即FDD载波，在局域中使用追加载波类型即TDD载波，所以能够有效地活用已有的系统且实现高效率的通信。
本发明不限定于上述实施方式，能够进行各种变更而实施。例如，只要不脱离本发明的范围，能够关于上述说明中的载波数、载波的带宽、信令方法、追加载波类型的种类、处理部的数目、处理过程，进行适当变更而实施。此外，能够不脱离本发明的范围而进行适当变更而实施。
本申请基于2012年4月6日申请的特愿2012－087673。其内容全部包含与此。

Claims (8)

1.一种通信系统，移动终端装置在与覆盖广域的广域基站装置之间使用第一载波进行无线通信，并且在与覆盖局域的局域基站装置之间使用第二载波进行无线通信，其特征在于，
所述广域基站装置在所述第一载波中对上下行链路分配不同的频率而与所述移动终端装置进行通信，
所述局域基站装置基于通信环境，在所述第二载波中按每个时间动态地切换上下行链路而与所述移动终端装置进行通信。
2.如权利要求1所述的通信系统，其特征在于，
在所述局域基站装置和所述移动终端装置通过第二载波进行下行链路的无线通信的情况下，所述广域基站装置和所述移动终端装置能够通过第一载波进行上下行链路的无线通信，
在所述局域基站装置和所述移动终端装置通过第二载波进行上行链路的无线通信的情况下，所述广域基站装置和所述移动终端装置能够通过第一载波进行下行链路的无线通信。
3.如权利要求2所述的通信系统，其特征在于，
在所述局域基站装置和所述移动终端装置通过第二载波进行上行链路的无线通信的情况下，所述移动终端装置在第一载波中将上行链路设为不发送。
4.如权利要求3所述的无线通信系统，其特征在于，
在所述局域基站装置和所述移动终端装置在第二载波中进行下行链路的无线通信的情况下，所述移动终端装置从所述广域基站装置通过第一载波接收控制信号，并从所述局域基站装置通过第二载波接收数据信号。
5.如权利要求4所述的无线通信系统，其特征在于，
在所述局域基站装置和所述移动终端装置通过第二载波进行下行链路的无线通信的情况下，所述移动终端装置通过第一载波对所述广域基站装置发送反馈信息，
在所述局域基站装置和所述移动终端装置通过第二载波进行上行链路的无线通信的情况下，所述移动终端装置通过第二载波对所述局域基站装置发送反馈信息。
6.一种通信系统的局域基站装置，所述通信系统中，移动终端装置在与覆盖广域的广域基站装置之间使用第一载波进行无线通信，并且在与覆盖局域的局域基站装置之间使用第二载波进行无线通信，其特征在于，所述局域基站装置包括：
发送部，基于通信环境，在所述第二载波中按每个时间动态地切换上下行链路而向所述移动终端装置发送下行链路的信号；以及
接收部，基于通信环境，在所述第二载波中按每个时间动态地切换上下行链路而从所述移动终端装置接收上行链路的信号。
7.一种移动终端装置，在与覆盖广域的广域基站装置之间使用第一载波进行无线通信，并且在与覆盖局域的局域基站装置之间使用第二载波进行无线通信，其特征在于，所述移动终端装置包括：
接收部，接收下行链路的信号，所述下行链路的信号是基于通信环境在所述第二载波中按每个时间动态地切换上下行链路而发送的信号；以及
发送部，基于通信环境，在所述第二载波中按每个时间动态地切换上下行链路而向所述局域基站装置发送上行链路的信号。
8.一种通信方法，其中移动终端装置在与覆盖广域的广域基站装置之间使用第一载波进行无线通信，并且在与覆盖局域的局域基站装置之间使用第二载波进行无线通信，其特征在于，
所述广域基站装置在所述第一载波中对上下行链路分配不同的频率而与所述移动终端装置进行通信，
所述局域基站装置基于通信环境，在所述第二载波中按每个时间动态地切换上下行链路而与所述移动终端装置进行通信。
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