JP4941590B2 - 無線通信システム、送信機および受信機 - Google Patents

Description

本発明は、複数のアンテナから複数のストリームを送信するＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）伝送技術に関する。

無線通信システムにおいては、移動体端末（端末）は、周囲の基地局から受信する電力や受信品質等に基づいて接続する基地局を最適な基地局に選択的に切り替えることにより、受信電力等が低下した場合であっても通信を継続することができる（例えば、特許文献１、２、３および４、および非特許文献１）。無線通信システムとしては、例えば、近年急速に普及してきているＷ−ＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）システムが挙げられる。

図２１は、Ｗ−ＣＤＭＡ方式を採用する通信システムの構成例である。端末（ＭＳ、Mobile Station）は、複数の基地局（ＢＴＳ、Base Transmission Station）ＢＴＳ_ａ、ＢＴＳ_ｂ、ＢＴＳ_ｃ、…ＢＴＳ_ｎから信号を受信している。端末は、複数の基地局のうち、最も受信電力の大きい基地局を通信に最適な基地局として選択し、その基地局を介してネットワークに接続する。例えば端末の移動等により、接続中の基地局よりも周辺の（隣接）基地局からの受信電力が大きくなると、その基地局へと接続先を切り替えるハンドオーバを実施し、通信を継続する。ＭＩＭＯ技術によって、基地局と端末との間で複数のデータストリームを同時に送受信する場合においても同様に、端末の通信環境に応じてハンドオーバが行われる。以下、Ｗ−ＣＤＭＡの一規格であるＨＳＤＰＡ（High Speed Downlink Packet Access）を採用する無線通信システムにおいて、ＭＩＭＯ技術を用いる際のハンドオーバ処理について説明する。

図２２は、従来技術に係るハンドオーバ処理を概略的に示した図である。ＨＳＤＰＡシステム１００の下での下り伝送、すなわち基地局から端末へのデータ伝送におけるハンドオーバ処理を模式的に示している。図２２の例では、基地局と端末とは、２×２のアンテナ構成を採るものとする。

ハンドオーバ前には、図２２（ａ）に示すように、端末１０２は基地局１０３Ａを介してデータストリームを受信している。端末１０２において基地局１０３Ａから受信する電力よりも基地局１０３Ｂから受信する電力の方が大きくなると、図２２（ｂ）に示すように、ハンドオーバ処理により、データストリームを伝送するために使用する基地局を、より受信電力の大きい基地局１０３Ｂに切り替える。このとき、基地局１０３Ａから送信されていた２本のデータストリームは、同時に切り替えられる。ハンドオーバ処理後、端末１０２は、２本のデータストリームを基地局１０３Ｂを介して受信することになる。

図２３および図２４は、それぞれ従来技術に係る受信側装置および送信側装置の構成例である。ここでは、端末１０２が受信側装置であり、基地局１０３が送信側装置であるものとする。また、図２３および図２４の例においては、端末１０２、基地局１０３は送受信用のアンテナをそれぞれ３本ずつ備えており、３本のストリームを同時に送受信することのできる構成とされている。なお、図２３および図２４においては、図面を見やすくするために、基地局１０３から端末１０２へのデータストリームを伝送するために利用されるアンテナ（Ｔｘ_１〜Ｔｘ_３、Ｒｘ_１〜Ｒｘ_３）と、端末１０２から基地局１０３へ信号を伝送するためのアンテナ（Ｔｘ_０、Ｒｘ_０）とを別個に描いている。しかし、実際の構成においては、各アンテナは、信号の送信および受信のために共用される。すなわち、端末１０２が備えるアンテナＴｘ_０は、アンテナＲｘ_１〜Ｒｘ_３の中の任意の１本または複数本により実現され、同様に、基地局１０３が備えるアンテナＲｘ_０は、アンテナＴｘ_１〜Ｔｘ_３の中の任意の１本または複数本により実現される。なお、以下の説明において端末や基地局の送信アンテナと受信アンテナとを別個に示している図面についても同様である。

図２３に示されるような従来の端末１０２は、３本のアンテナＲｘ_１、Ｒｘ_２、Ｒｘ_３とこれに対応する受信部１１１Ａ、１１１Ｂ、１１１Ｃとを備えている。受信電力測定部１１２Ａ、１１２Ｂ、１１２Ｃは、それぞれ受信部１１１Ａ、１１１Ｂ、１１１Ｃにおける、各基地局１０３からの受信電力を測定する。ハンドオーバ判定部１１３は、各受信電力測定部１１２における測定結果から、各基地局における受信電力の和である総受信電力を算出し、ハンドオーバを実施するか否かを判定する。

図２４（ａ）に示されるような従来の基地局１０３においては、端末１０２のアンテナＴｘ_０から送信されたハンドオーバ制御情報をアンテナＲｘ_０にて受信する。受信した情報は、受信部を介してハンドオーバ制御信号抽出部１３１に与えられる。ハンドオーバ制御信号は、上位の制御局、ＨＳＤＰＡシステム１００においては無線制御装置（ＲＮＣ、Radio Network Controller）に送信される。

図２４（ｂ）は、基地局１０３の上位局であるＲＮＣの、ハンドオーバ処理に関連する構成を示した図である。ハンドオーバ信号が基地局１０３からＲＮＣに対して送信されると、ＲＮＣは、ハンドオーバ制御部においてハンドオーバを実施するタイミングを決定する。基地局１０３のハンドオーバ制御部１３２は、ＲＮＣからの通知を受けてハンドオーバを実行する。

図２５は、従来のシステムにおけるハンドオーバの処理手順を示した図である。まず、各基地局からの受信電力を測定し（Ｓ１０１）、端末１０２の周辺基地局からの総受信電力を比較し（Ｓ１０２）、比較結果に基づいてハンドオーバを実施するか否か判定し、ハンドオーバを実施すると判定された場合にはいずれの基地局にハンドオーバを実施するのかを決定する（Ｓ１０３）。

図２６は、従来のハンドオーバ処理のうち受信電力の測定処理について、具体的に示したフローチャートである。図２６の例においては、端末の周辺にｎ個の基地局が存在し、また、各端末局にはアンテナがそれぞれｍ本ずつ設けられている。また、基地局番号ｊの基地局からの信号の受信電力をＰ_ｊ、アンテナＡ_ｘにおいて受信した電力をＰ_ｒｘとする。

受信電力の測定処理においては、アンテナ番号、基地局番号および各基地局からの受信電力を初期化してから（Ｓ１１１）、基地局番号ｊおよびアンテナ番号ｉをそれぞれ１ずつ加算し（Ｓ１１２、Ｓ１１３）、各基地局ｊからの信号を各アンテナＡ_ｉで受信したときの受信電力Ｐ_ｒｘを順次加算して、受信電力の和を求める（Ｓ１１４、Ｓ１１５、Ｓ１１６）。受信電力の和は、ｎ基の基地局についてそれぞれ求められる（Ｓ１１７）。

図２５および図２６に示されるように、従来のハンドオーバ処理においては、受信電力の和に基づいてハンドオーバの要否が判定され、ハンドオーバ元の基地局からハンドオーバ先の基地局へとデータストリームを伝送する基地局が切り替えられるときには、データストリームは、ハンドオーバの前後で異なる基地局を介して送信されることになる。

図２７は、従来技術におけるハンドオーバ前後のデータ伝送を模式的に示した図である。端末１０２が基地局ＢＴＳ₁配下から基地局ＢＴＳ_ｈ配下に移動することによりハンドオーバが実施されるものとする。図２７（ａ）に示されるように、ハンドオーバ前には基地局ＢＴＳ_１からデータが伝送されているが、上位の制御局であるＲＮＣによって所定のタイミングでハンドオーバが実施されると、ＲＮＣと基地局ＢＴＳ_１との間のパスは切断され、ＲＮＣと基地局ＢＴＳ_ｈとの間にパスが確立される。図２７（ｂ）に示されるように、以降はハンドオーバ先の基地局ＢＴＳ_ｈを介してデータが伝送され、基地局ＢＴＳ_１にそれまで蓄積されていたデータが残ってしまう。

図２７の基地局ＢＴＳ_１に蓄積されているデータを未転送のままでは、端末１０２においてすべてのデータを受信することができない。このような端末１０２におけるデータの欠落を防ぐために、従来技術によれば、データの転送や再送等の処理が実行されていた。

図２８から図３１は、従来のシステムにおけるハンドオーバ発生時のデータ欠落防止のための処理を説明する図である。図２８から図３１において、ハンドオーバ元基地局をＢＴＳ_ａ、ハンドオーバ先基地局をＢＴＳ_ｂとし、ＢＴＳ_ａ、ＢＴＳ_ｂに配信されたデータをそれぞれデータＡ、データＢとする。

図２８は、ハンドオーバ実施前の各基地局のバッファの状態を説明する図である。基地局の上位の制御局である無線制御ＲＮＣは、接続されたＢＴＳ_ａを介してデータを端末に送信している。データＡは、ＢＴＳ_ａのバッファに蓄積される。

図２９は、ハンドオーバ後にデータの再送を行う場合における、ハンドオーバ実施直後の各基地局のバッファの状態を説明する図である。ハンドオーバ実施後、端末１０２はＢＴＳ_ｂを介してネットワークに接続する。ＢＴＳ_ｂのバッファには、ハンドオーバ実施後のデータＢが蓄積される。一方、ハンドオーバが実施されるまでＢＴＳ_ａに配信されていたデータＡは、ＢＴＳ_ａのバッファに残ってしまう。

図３０は、上位の制御局によるデータ再送処理を説明する図である。図２９に示されるように、データＡは、ハンドオーバ前にハンドオーバ元基地局（ＢＴＳ_ａ）に送信され、バッファに蓄積されたデータである。上位の制御局であるＲＮＣは、端末１０２からの要求を受け、ＢＴＳ_ａに蓄積されたままのデータＡをハンドオーバ先基地局であるＢＴＳ_ｂに再送し、一方、ＢＴＳ_ａにおけるデータＡは廃棄される。ＢＴＳ_ｂにおいては、データＡの再送処理に先立って端末１０２とＲＮＣとの間で再送制御のための信号のやり取りがなされ、その後データＡが再送される。再送制御信号のやり取り、実際の再送処理に時間を要する。

図３１は、ハンドオーバ後にデータの転送を行う場合における、ハンドオーバ実施直後の各基地局のバッファの状態を説明する図である。この方法によれば、ハンドオーバによりＢＴＳ_ａのバッファに蓄積されたデータＡを、ＲＮＣを介してＢＴＳ_ｂに転送する。転送に際しても、図３０に示したデータの再送処理と同様に、制御信号のやり取りや実際の転送処理のための時間を要する。

図２８から図３１を用いて説明したように、従来技術においては、ハンドオーバの際には、同時に送信される複数のデータストリームが同時に切り替えられるため、ハンドオーバ元の基地局のバッファに蓄積されたデータを再送あるいは転送によって端末１０２に送信しなければ、端末１０２においてデータの欠落が生じてしまう。データの再送や転送の処理を実行しなくてはならない分ハンドオーバ処理に要する時間が長くなり、これにより、伝送速度が低下してしまう、という問題がある。

また、ＭＩＭＯ関連技術として、互いに独立なデータストリームをそれぞれ複数の送信系統から同一周波数を用いて同時に無線送信するシステムにおいて、ある端末の受信電力（あるいは受信品質）が所定の閾値以下になった場合、送信データストリームを、互いに独立な複数のデータストリームから複数のサブストリームに切り替えて、複数の送信系統からそれぞれ同一周波数を用いて同時に無線送信する技術がある。かかる技術によれば、比較的受信電力の大きい基地局周辺に端末がある場合はＭＩＭＯ送信を行い、比較的受信電力の小さい領域に端末がある場合は、送信ダイバーシチが行われる。２つの領域の境界付近では、ＭＩＭＯ送信と送信ダイバーシチとの間で切り替えが行われる。

特開２００４−７２６２４号公報 特開２００３−３３８７８１号公報 特開２００４−２２９０８８号公報 特開２００５−５０９５６５号公報

３ＧＰＰ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ： ２５．２１１ Ｒｅｌ−５、Ｖｅｒｓｉｏｎ５．７．０、［online］、平成１７年８月２日、３ＧＰＰ、［平成１７年８月３日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/25211.htm＞

本発明は、ハンドオーバに要する時間を短縮化し、ひいてはハンドオーバ実行時における伝送速度の低下を防止することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、複数のアンテナを備える送信装置から受信装置へ複数のストリームを送信する無線通信システムであって、前記送信装置に設けられ、複数のストリームを送信する送信手段と、前記受信装置に設けられ、前記送信手段により送信された各ストリームをそれぞれ受信する受信手段と、前記送信手段からのストリームについての受信品質あるいは受信電力をそれぞれ測定する測定手段と、前記測定手段による測定結果に応じて前記ストリーム毎にハンドオーバを行う切替手段と、を備えたことを特徴とする無線通信システムが提供される。

各受信手段において、送信手段から送信されたストリーム毎の受信品質や受信電力を測定する。測定の結果ハンドオーバを実施した方が好ましいときは、ストリーム単位でのハンドオーバが実施される。ハンドオーバ元におけるデータの廃棄、転送あるいは再送処理が不要となり、データの伝送に要する時間が短縮される。

あるいは、通信に使用されている第１の送信装置における第１の送信手段からのストリームについての受信品質あるいは受信電力と、第２の送信装置における第２の送信手段からのストリームについての受信品質あるいは受信電力とを比較して、ハンドオーバを実施する必要があるか否かを判定する判定手段と、を更に備え、前記切替手段は、ハンドオーバを実施する必要があると判定されたときは、ストリームの通信に使用する送信手段を、前記第１の送信手段から前記第２の送信手段に切り替える構成としてもよい。

更には、前記判定手段は、前記第２の送信手段からのストリームについての受信品質あるいは受信電力が、前記第１の送信手段からのストリームについての受信品質あるいは受信電力と比較し所定の閾値以上となったときは、ハンドオーバを実施する必要があると判定することとしてもよい。

また、本発明によれば、複数のアンテナを備え複数のストリームを送信する送信機であって、複数のストリームを送信する送信手段と、前記送信手段からの各ストリームについての受信品質あるいは受信電力をそれぞれ測定した測定結果に応じてストリーム毎にハンドオーバを行う切替手段とを備えたことを特徴とする送信機が提供される。

更には、複数のデータストリームを受信する受信機であって、第１および第２の送信機から送信される複数のストリームを受信する受信手段と、前記送信機からの各ストリームについての受信品質あるいは受信電力をそれぞれ測定する測定手段と、前記測定手段による測定結果に基づいて前記第１の送信機から送信される複数のストリームのうちの一部のストリームについて前記第２の送信機にハンドオーバを実施する必要があると判定された場合、前記第１の送信機から送信される１以上のストリームおよび前記第２の送信機から送信される１以上のストリームから信号を再生する信号再生手段とを備えたことを特徴とする受信機が提供される。

本発明によれば、データストリーム毎にハンドオーバが実施されると、ハンドオーバ元の送信装置において、データの廃棄や再送、転送を行う必要がないので、ハンドオーバ処理に要する時間を短縮化することができる。ハンドオーバ処理に要する時間が短縮化されることにより、ハンドオーバ実行時における伝送速度の低下を防ぐ。

本発明に係るハンドオーバ方法の概念図である。 第１の実施形態に係るハンドオーバを実行する端末の構成図である。 第１の実施形態に係るデータストリームの送受信の概要を示した図である。 第１の実施形態に係るハンドオーバ方法を実行する基地局の構成図である。 第１の実施形態に係るハンドオーバ方法を概略的に示した図である。 ハンドオーバの要否を判断する処理のフローチャートである。 ハンドオーバ判断処理の制御シーケンス図（その１）である。 ハンドオーバ情報のデータ構造の例である。 ハンドオーバ情報の具体例である。 ハンドオーバ元基地局における蓄積データの伝送処理のフローチャートである。 ハンドオーバを実施した後における基地局の蓄積データの状態を模式的に示した図である。 ハンドオーバ判断処理の制御シーケンス図（その２）である。 第２の実施形態に係るハンドオーバを実行する端末の構成図である。 第２の実施形態に係るハンドオーバ処理についてのフローチャートである。 第３の実施形態に係るハンドオーバ処理についてのフローチャートである。 （ａ）は、ハンドオーバ先選択基地局の例であり、（ｂ）は、ハンドオーバ先基地局からのストリームごとの受信電力の例である。 第４の実施形態に係るハンドオーバ処理のフローチャートである。 第５の実施形態に係るハンドオーバ方法を概略的に示した図である。 第６の実施形態に係るシステム構成の概念図である。 第６の実施形態に係る送信方法切り替え処理のフローチャートである。 Ｗ−ＣＤＭＡ方式を採用する通信システムの構成例である。 従来技術に係るハンドオーバ処理を概略的に示した図である。 従来技術に係る端末の構成例である。 従来技術に係る基地局、無線制御装置の構成例である。 従来におけるハンドオーバの処理手順を示した図である。 従来のハンドオーバ処理のうち受信電力の測定処理について、具体的に示したフローチャートである。 従来におけるハンドオーバ前後のデータ伝送を模式的に示した図である。 ハンドオーバ実施前の各基地局のバッファの状態を説明する図である。 ハンドオーバ後にデータの再送を行う場合における、ハンドオーバ実施直後の各基地局のバッファの状態を説明する図である。 上位の制御局によるデータ再送処理を説明する図である。 ハンドオーバ後にデータの転送を行う場合における、ハンドオーバ実施直後の各基地局のバッファの状態を説明する図である。

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明に係るハンドオーバ方法の概念図である。Ｗ−ＣＤＭＡの１規格であるＨＳＤＰＡ（High Speed Downlink Packet Access）を採用するＭＩＭＯ伝送技術を用いた無線通信システム１は、基地局ＢＴＳ３（Base Transmission Station、ＢＴＳ_３ａ、ＢＴＳ_３ｂ）および端末（ＭＳ、Mobile Station）２を含んで構成される。図１（ａ）に示されるように、ハンドオーバ前には、端末２は基地局ＢＴＳ_３ａを介して複数のデータストリームを受信している。同じデータストリームの受信電力に関し、接続していない他の基地局からの受信電力の方が接続中の基地局からの受信電力よりも高い場合は、そのデータストリームについて、ハンドオーバを実施する。図１（ｂ）に示されるように、ハンドオーバが実施されたデータストリームは、基地局ＢＴＳ_３ｂを介して端末２に送信される。ハンドオーバを実施しないデータストリームについては、そのまま基地局ＢＴＳ_３ａを介して端末２に送信される。すなわち、端末２は、一時的に、１以上のデータストリームを基地局ＢＴＳ_３ａから受信すると共に、１以上のデータストリームを基地局ＢＴＳ_３ｂから受信する。

図２は、第１の実施形態に係るハンドオーバを実行する端末２の構成図である。図２の例においては、ｍ×ｎ（ｍ、ｎは、それぞれ整数）の無線通信システムの一例として、３×３の構成を示す。

図２に示される端末２は、複数のアンテナＲｘ（Ｒｘ_１、Ｒｘ_２、Ｒｘ_３）、複数の受信部２１（２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ）、信号分離合成部２４、復号処理部２５、ストリーム受信電力測定部２２、ハンドオーバ判定部２３および送信部２６を含む。

複数の受信部２１は、各アンテナＲｘを介して受信した信号を処理するインタフェースである。信号分離合成部２４は、受信部２１を介して基地局３から受信した信号から複数のデータストリームを再生し、復号処理部２５およびストリーム受信電力測定部２２に与える。このとき、ストリーム受信電力測定部２２には、パイロット信号のみを送るようにしてもよい。復号処理部２５は、再生されたデータストリームを復号する。ストリーム受信電力測定部２２は、信号分離合成部２４により再生された各ストリーム（特には、パイロット信号）の受信電力を測定する。このとき、ストリーム受信電力測定部２２は、接続中の基地局から受信した各ストリームの受信電力、および端末２の周辺に位置する他の基地局からの各ストリームの受信電力を測定する。ハンドオーバ判定部２３は、ストリーム受信電力測定部２２の測定結果に基づいて、ハンドオーバの要否を判定する。送信部２６は、本実施形態においては、ハンドオーバ要求等のメッセージを、アンテナＴｘ_０を介して送信するためのインタフェースである。

従来の無線通信システムにおいては、図２２〜図２６を参照しながら説明したように、複数のストリームの受信電力の和（すなわち、総受信電力）を基地局ごとに測定し、その総受信電力に応じてハンドオーバの要否が判断されていた。これに対して実施形態の無線通信システム１では、ストリーム毎に受信電力を測定し、その結果に応じてストリーム毎にハンドオーバの要否が判断される。

図３は、本実施形態に係るデータストリームの送受信の概要を示した図である。無線通信システム１配下では、端末２は複数の基地局３から、図２に示されるシステム構成においては２つの基地局ＢＴＳ_３ａおよび基地局ＢＴＳ_３ｂからデータストリームを受信する。ｍ×ｎの無線通信システムでは、データの送信側装置である基地局３が送信すべきデータを分割し、ｍ本のアンテナを介してデータストリームを送信する。データの受信側装置である端末２は、ｎ本のアンテナを備えており、このｎ本のアンテナを介してデータストリームを受信する。端末２において基地局ＢＴＳ_３ａから受信した信号をデータストリーム毎に分離するときに用いられるチャネル応答行列は、以下の通りとなる。

信号分離合成部２４において、（１）式に示される行列Hを用いて、基地局ＢＴＳ_３ａを介して受信したデータストリームが分離される。分離された信号は復号処理部２５に与えられ、復号信号が得られる。

なお、端末２は、基地局ＢＴＳ_３ａから送信されるパイロット信号を利用して、基地局ＢＴＳ_３ａと端末２との間のチャネル応答行列を予め算出しているものとする。また、同様に、端末２は、周辺の基地局（ここでは、ＢＴＳ_３ｂ）から送信されるパイロット信号を利用して、その基地局ＢＴＳ_３ｂと端末２との間のチャネル応答行列も予め算出してあるものとする。（２）式に基地局ＢＴＳ_３ｂと端末２との間のチャネル応答行列を示す。

ここで、基地局ＢＴＳ_３ａのアンテナＡ_２から送信されるストリームの受信電力よりも基地局ＢＴＳ_３ｂのアンテナ２から送信されるストリームの受信電力の方が大きくなり、図１に示されるような本発明に係るハンドオーバが実施されるものとする。この場合、端末２において基地局ＢＴＳ_３ａおよび基地局ＢＴＳ_３ｂから受信した信号をストリーム毎に分離するときに用いられるチャネル応答行列は、以下のように示される。

上の（３）式において、第２列の行列要素ｂ_２１、ｂ_２２、…ｂ_２ｍは、基地局ＢＴＳ_３ｂの２番目のアンテナと端末２との間の伝搬特性を表す。

このように、切り替えるべきデータストリームについてのチャネル応答行列の要素がハンドオーバ先基地局におけるそれと置き換えることで、本発明に係るデータストリーム毎のハンドオーバが行われる。

図４は、第１の実施形態に係るハンドオーバ方法を実行する基地局３の構成図である。図２と同様に、３×３の構成を示す。

図４に示される基地局３は、送信データ部３３、Ｓ／Ｐ部３４、パイロット作成部３５、複数の送信部３６（３６Ａ、３６Ｂ、３６Ｃ）、複数のアンテナＴｘ（Ｔｘ_１、Ｔｘ_２、Ｔｘ_３）、受信部３７、制御信号復号部３１およびストリーム選択部３２を含む。

送信データ部３３は、上位の制御局（ＨＳＤＰＡシステムにおいてはＲＮＣ）から受信した、端末２に送信すべきデータを蓄積するメモリを含む。Ｓ／Ｐ部３４は、上位の制御局から受信したシリアル信号をパラレル化して各送信部３６に与える。パイロット作成部３５は、ストリーム毎に対応するパイロット信号を作成する。複数の送信部３６、図４の例では送信部３６Ａ、３６Ｂ、３６Ｃは、それぞれアンテナＴｘ_１、Ｔｘ_２、Ｔｘ_３を介して、パイロット信号およびデータを送信するためのインタフェースである。受信部３７は、図２に示す端末２からハンドオーバ要求等をアンテナＲｘ_０を介して受信するためのインタフェースである。制御信号復号部３１は、受信部３７から与えられた制御信号を復号する。ストリーム選択部３２は、復号された制御信号に基づいて、切り替えるべきデータストリームを選択し、Ｓ／Ｐ部３４やパイロット作成部３５を制御する。

以下の説明においては、端末２が接続中の基地局をＢＴＳ_３ａとし、また、ＢＴＳ_３ａ以外の基地局であって端末２の周辺に位置する基地局をＢＴＳ_３ｂ、ＢＴＳ_３ｃ、…、ＢＴＳ_３ｎとする。端末２のストリーム受信電力測定部２２は、基地局３からの、各々のデータストリームの受信電力Ｐ_{ｂｔｓ３ａ}、Ｐ_{ｂｔｓ３ｂ}、…、Ｐ_{ｂｔｓ３ｎ}を測定する。ハンドオーバ判定部２３は、ストリーム毎にＰ_{ｂｔｓ３ａ}、Ｐ_{ｂｔｓ３ｂ}、…Ｐ_{ｂｔｓ３ｎ}の大きさを比較して、ハンドオーバを実施するか否かを判定する。なお、本実施形態においては、測定する受信電力とは、パイロット信号から測定する受信電力を指すものとする。

図５は、第１の実施形態に係るハンドオーバ方法を概略的に示した図である。図５（ａ）に示されるように、ハンドオーバ前は、３本のデータストリームｓｔ_１、ｓｔ_２、ｓｔ_３の全てがＢＴＳ_３ａから端末２に送信されている。３本のデータストリームのうち、データストリームｓｔ_２について、その受信強度がＢＴＳ_３ａからのものよりもＢＴＳ_３ｂからのものの方が大きく、データストリームｓｔ_２についてＢＴＳ_３ｂにハンドオーバを実施すると判定されると、データストリームｓｔ_２はその経路が切り替えられる。図５（ｂ）に示されるように、残りの２本のデータストリームｓｔ_１、ｓｔ_３については、そのままＢＴＳ_３ａから端末２への送信が維持される。

図６は、ハンドオーバの要否を判断する処理のフローチャートである。図６に示される処理は、図２の構成を採る端末２において、所定の時間間隔で基地局３から送信されるパイロット信号を受信したことを契機として実行される。

まず、ステップＳ１で、ハンドオーバ要否判定の対象とされるデータストリームｓｔ_ｋを設定する。本実施形態においてはデータストリームｓｔ_１、ｓｔ_２、ｓｔ_３のうちのいずれかがこのステップで設定される。ステップＳ２で、接続中の基地局ＢＴＳ_３ａからのデータストリームｓｔ_ｋの受信電力Ｐ_{ｂｔｓ３ａ＿ｓｔｋ}を測定する。ステップＳ３で、隣接する基地局ＢＴＳ_３ｂ、ＢＴＳ_３ｃ、…ＢＴＳ_３ｎについてのデータストリームｓｔ_ｋの受信電力（Ｐ_{ｂｔｓ３ｂ＿ｓｔｋ}、Ｐ_{ｂｔｓ３ｃ＿ｓｔｋ}、…Ｐ_{ｂｔｓ３ｎ＿ｓｔｋ}）を測定する。ステップＳ４では、ステップＳ３で算出したデータストリームｓｔ_ｋの受信電力のうち、最大となる受信電力Ｐ_{ｂｔｓ３ｈ＿ｓｔｋ}を求める。

ステップＳ５で、接続中の基地局ＢＴＳ_３ａからの受信電力Ｐ_{ｂｔｓ３ａ＿ｓｔｋ}とステップＳ４で求めた最大の受信電力Ｐ_{ｂｔｓ３ｈ＿ｓｔｋ}とを比較する。最大受信電力Ｐ_{ｂｔｓ３ｈ＿ｓｔｋ}の方が接続中の基地局ＢＴＳ_３ａからの受信電力Ｐ_{ｂｔｓ３ａ＿ｓｔｋ}よりも大きいときは、ステップＳ６で、ハンドオーバを実施する必要があると判定し、処理を終了する。最大受信電力Ｐ_{ｂｔｓ３ｈ＿ｓｔｋ}が接続中の基地局ＢＴＳ_３ａからの受信電力Ｐ_{ｂｔｓ３ａ＿ｓｔｋ}以下のときは、ステップＳ７で、ハンドオーバを実施しないと判定し、処理を終了する。ステップＳ５の処理でハンドオーバを実施すると判定されたデータストリームｓｔ_ｋについては、受信電力が最大である基地局ＢＴＳ_３ｈを経由して端末２に送信されるよう、ハンドオーバが実施される。

同時に送信される全てのデータストリーム、本実施形態においては３つのデータストリームｓｔ_１、ｓｔ_２、ｓｔ_３についてそれぞれ図６の処理が実行され、各データストリームの送信に最適な基地局（ＢＴＳ_３ｉとする）が決定される。あるデータストリームについてハンドオーバを実施すると決定されると、ＲＮＣ等においてハンドオーバを制御するハンドオーバ制御部は、ハンドオーバ先基地局ＢＴＳ_３ｉを決定し、上位局から送信されたデータをハンドオーバ先基地局ＢＴＳ_３ｉに伝送し、また、ハンドオーバ元基地局ＢＴＳ_３ａへのデータ伝送を停止する。

なお、ここでは図２に示されるように端末２にハンドオーバ判定部２３を備える構成としているが、ハンドオーバの実施の要否を判定するのは端末２に限らない。ＲＮＣあるいは基地局３が、端末２におけるデータストリーム毎の受信電力の測定結果に基づいて判定することとしてもよい。以下、ハンドオーバを実施するか否かをＲＮＣが判定する場合、端末２が判定する場合を例に挙げ、それぞれの場合の制御処理を詳細に説明する。

図７は、端末２がハンドオーバの要否を判定する場合におけるハンドオーバ判断処理の制御シーケンス図である。図７に示される処理は、所定の時間間隔で基地局３から送信されるパイロット信号を、端末２において受信したことを契機として実行される。

まず端末２において、データストリーム毎の受信電力を測定する。測定したデータストリーム毎の受信電力を比較して、ハンドオーバを実施するか否かを判定する。データストリーム毎の受信電力の測定および測定結果に基づくハンドオーバの要否の判定については、図６を参照して説明した通りである。ここでハンドオーバを実施すると判定されると、端末２はＲＮＣに対してハンドオーバ実施通知のメッセージを送信する。ハンドオーバ実施通知メッセージの送信後、端末２は、ＲＮＣに対してハンドオーバ情報を送信する。ここで、ハンドオーバ情報とは、例えばストリーム番号やハンドオーバ先基地局等の情報であり、どのデータストリームをどの基地局に切り替えるのかを示す情報である。

ハンドオーバ実施通知およびハンドオーバ情報を受信したＲＮＣは、端末２に対してハンドオーバ情報を送信する。ここでＲＮＣから端末２に対して送信されるハンドオーバ情報とは、例えばストリーム番号、ハンドオーバ先情報、ハンドオーバ元情報、ハンドオーバタイミング情報等を含む。さらに、ＲＮＣは、ハンドオーバを実施する契機を決定して制御する。ＲＮＣから、ハンドオーバ先基地局ＢＴＳ_３ｉ、ハンドオーバ元基地局ＢＴＳ_３ａおよび端末２に対して、ＲＮＣにおいて決定されたハンドオーバタイミングが通知される。ＲＮＣからのハンドオーバタイミング通知によってハンドオーバが実施される。

ハンドオーバ開始制御処理がＲＮＣと基地局との間で行われ、データストリームの経路の切り替えが行われる。ハンドオーバ処理において、ハンドオーバ先基地局ＢＴＳ_３ｉやハンドオーバ元基地局ＢＴＳ_３ａには、「回線設定」、「回線接続」、「回線断」等のメッセージが通知される。ハンドオーバが完了すると、端末２は、ハンドオーバ先の基地局にハンドオーバ終了制御メッセージを送信し、このメッセージを受信した基地局は、上位局のＲＮＣに対してハンドオーバ終了制御メッセージを送信し、処理を終了する。

図７のシーケンス中においてＲＮＣから端末２に送信されるハンドオーバ情報により、各通信装置が、ハンドオーバすべきデータストリームや基地局についての情報を認識することができる。以下、図８および図９を参照して、ＲＮＣからＲＮＣ配下の基地局３や端末２に対して送信される情報について説明する。

図８は、ＲＮＣが下位装置に対して通知するハンドオーバ情報のデータ構造の例であり、図９は、ハンドオーバ情報の具体例である。図８に示されるハンドオーバ情報は、データストリーム毎のハンドオーバ（ＨＯ）実施情報、ハンドオーバ先情報、ハンドオーバ元情報およびハンドオーバタイミング情報（ハンドオーバ実施時間情報）を含んで構成される。

ハンドオーバ実施情報は、例えば、同時に複数送信されるデータストリームのうち切り替えるべきデータストリーム、あるいは、各データストリームについて切り替えの要否を示す。図９（ａ）はハンドオーバ実施情報の具体例である。複数のデータストリーム、ここでは６本のデータストリームの各々について、ハンドオーバを実施するか否かを示すデータが格納されている。

図９（ａ）の「例１」によれば、６本のデータストリームのうち、切り替えるべきデータストリームはストリーム番号の「１」、「３」、「５」および「６」番である。図９（ａ）の「例２」によれば、切り替えるべきデータストリームは「３」番のみである。これらの情報を、例えば図９（ａ）に示す例のように、切り替えるべきデータストリームを「１」、切り替えないデータストリームを「０」としてコード化し、ハンドオーバ実施情報として図８の所定の領域に格納することもできる。あるいは、例えば切り替えるべきデータストリームのストリーム番号をハンドオーバ実施情報として、図８の所定の領域に格納することとしてもよい。

ハンドオーバ先情報は、ハンドオーバが実施されたときに端末２が接続先となる基地局３を示す。図９（ｂ）は、ハンドオーバ先情報の具体例である。図９（ｂ）の「例１」によれば、ストリーム番号の１、３、５および６番は、それぞれ「１２０番」、「１２１番」、「１２０番」、および「１２１番」の基地局に切り替えられることを示す。なお、例１においてはストリーム番号が２番、４番のデータストリームについては、値としてゼロが格納されていることによって、ハンドオーバを実施しないことを示す。例２についても同様に、ストリーム番号３番のデータストリームは基地局番号「２３番」の基地局３にハンドオーバが実施され、他のデータストリームについてはゼロが格納されていることから、ハンドオーバを実施しない。

ハンドオーバ元情報は、ハンドオーバの実施前に端末２が接続されている基地局３を示す。図９（ｃ）は、ハンドオーバ元情報の具体例である。図９（ｃ）に示されるように、各ストリーム番号に対応するハンドオーバ元基地局の番号としてゼロ以外の値が格納されているときは、ハンドオーバ実施前に端末２が接続されている基地局の基地局番号を表す。ゼロが格納されているときは、対応するストリーム番号のデータストリームについてはハンドオーバを実施しないことを表す。例１においては、ハンドオーバ処理が実行されようとしている４本のデータストリームはいずれも基地局番号「１」の基地局に接続されていることが図９（ｃ）のデータで示されている。同様に例２においては、ハンドオーバ処理が実行されようとしている３番のデータストリームは基地局番号「１」の基地局に接続されていることが図９（ｃ）のデータで示されている。

ハンドオーバタイミング情報は、絶対時間または相対時間、あるいは、フレーム単位の値が格納される。図９（ｄ）は、ハンドオーバタイミング情報の具体例である。図９（ｄ）に示されるハンドオーバタイミング情報は、図８に示されるハンドオーバ情報が通知されてから何フレーム後にハンドオーバを開始するかを表している。値としてゼロが格納されているデータストリームについては、ハンドオーバを実施しないことを表す。図９（ｄ）の例１によれば、ハンドオーバで切り替えられる１、３、５および６番のデータストリームについて、それぞれ２０、２０、１８および２２フレーム後にハンドオーバが開始される。同様に、例２では、３番のデータストリームは、１０フレーム後にハンドオーバが開始される。

なお、ハンドオーバ実施情報は、上記の図８に示す構造に限らず、例えば、データストリーム毎に上記のような各種情報をまとめた構造としてもよい。ハンドオーバを実施すべきデータストリームについてのみハンドオーバ実施情報を通知し、ハンドオーバを実施しないデータストリームに関する情報は省略することとしてもよい。

ハンドオーバ実施情報に基づいて、所定のデータストリームについてその経路が切り替えられた後、ハンドオーバ元の基地局（上記の例においてはＢＴＳ_３ａ）のバッファ、すなわち図４の送信データ部３３には、切り替えられたデータストリームｓｔ_ｋの未送信データが蓄積されたままとなっている。本実施形態に係るハンドオーバ方法においては、他のデータストリームを用いて未送信データを伝送する。すなわち、本実施形態に係るハンドオーバ方法によれば、一斉に全てのデータストリームについてハンドオーバが実施されるものではないので、ハンドオーバを実施していないデータストリームを用いて、ハンドオーバ元の基地局ＢＴＳ_３ａの送信データ部３３に蓄積されたデータがなくなるまでデータ伝送することが可能とされる。

図１０は、ハンドオーバ元基地局における蓄積データの伝送処理のフローチャートである。図１０に示される処理は、図６のハンドオーバの要否を判定する処理においてステップＳ６で「ハンドオーバを実施する必要がある」と判定された場合に実行される。

処理が開始されると、まず、ステップＳ１１で、各データストリームについて、ハンドオーバが必要と判定されたものであるか否かを判断し、ステップＳ１２で、ハンドオーバ不要と判定されたデータストリームの本数（ＳＴ＿ｒｅｓｔ）を算出する。ステップＳ１３で、ハンドオーバ実施後にハンドオーバ元基地局からのデータ伝送が継続されるデータストリームが存在するか（ＳＴ＿ｒｅｓｔ＞０か）否かを判定する。

ハンドオーバ実施後もハンドオーバ元基地局からのデータ伝送は継続されない場合、すなわち全てのデータストリームについてハンドオーバが実施される場合、ステップＳ１４に進み、データストリーム毎のハンドオーバを順次行う。データストリームについて順にハンドオーバ実施している間に蓄積データを端末２に伝送する。なお、ステップＳ１４の処理は、基地局内に蓄積されているデータをすべて送信し終わった後に実行するようにしてもよい。

ハンドオーバ実施後もハンドオーバ元基地局からのデータ伝送が継続される場合、すなわちハンドオーバを実施しないデータストリームが存在する場合、ステップＳ１５に進み、基地局の送信データ部３３に蓄積されているデータ量（Ｍｄａｔａ）を算出する。ステップＳ１６で、蓄積されているデータ量があるか（Ｍｄａｔａ＞０か）否かを判定する。

基地局に蓄積データがない場合は、ステップＳ１７に進み、残りのデータストリームについてハンドオーバを実施する。蓄積データが存在する場合は、ステップＳ１８に進み、まだハンドオーバの実施されていないデータストリームを用いてハンドオーバ元基地局ＢＴＳ_３ａの蓄積データがなくなるまで、蓄積データの伝送を行う。

なお、ステップＳ１４のハンドオーバを行う順序に関しては、例えば、接続中の基地局からの受信電力が相対的に低いデータストリームから行うことで、データ伝送がより確実になされ、これにより、全体としての伝送速度の低下を防ぐことができる。

図１１は、本実施形態に係るハンドオーバを実施した後における基地局の蓄積データの状態を模式的に示した図である。ハンドオーバが実行されるまでにＲＮＣから基地局ＢＴＳ_３ａに対して伝送されたけれどもまだ端末２に送信されていないデータ（データＡ）は、ハンドオーバが実施される時点においてはまだ基地局ＢＴＳ_３ａのバッファに蓄積されたままである。本実施形態のハンドオーバ方法によれば、データストリームについての経路が基地局ＢＴＳ_３ｂ経由に切り替えられても、図１０に示す処理によって、基地局ＢＴＳ_３ａにおいてハンドオーバが実施されなかったアンテナを使用して、端末２に未送信のデータＡを伝送することが可能となる。なお、ハンドオーバによって経路が切り替えられる際にＲＮＣから基地局ＢＴＳ_３ｂに対して伝送されるデータＢについては、基地局ＢＴＳ_３ｂが端末２に伝送する。

ハンドオーバ元基地局ＢＴＳ_３ａの送信データ部３３に蓄積されたデータが全て端末２に伝送されると、ＲＮＣは、ハンドオーバ元基地局ＢＴＳ_３ａとの接続を解除する。ハンドオーバ先基地局ＢＴＳ_３ｉにおいても同様に、データストリーム毎の受信電力に基づいて、本実施形態に係るハンドオーバを実行する。

上述のハンドオーバ方法においては、図８に示されるようなハンドオーバ実施情報をＲＮＣからすべてのハンドオーバ先基地局ＢＴＳ_３ｉ、ハンドオーバ元基地局ＢＴＳ_３ａおよび端末２に通知することとしているが、これに限らない。また、上記のハンドオーバを実施するデータストリームの本数や基地局番号等は一例を示したものであって、何らこれらの値の上限等を制限するものではない。例えば、全てのデータストリームについてそれぞれに選択したハンドオーバ先基地局に対してハンドオーバを実施してもよいし、あるいは、特定のデータストリームについてのみハンドオーバを実施してもよい。あるいは、特定のデータストリームについては先にハンドオーバを実施する、というように、例えば通信環境等に応じて優先度を付与することとしてもよい。以下の実施形態についても同様である。

ハンドオーバを実施するデータストリームの順序に関しては、ハンドオーバの対象と判定されたデータストリーム全てについて一斉に実施することもできるし、データストリーム毎に順次実施することもできる。データストリーム毎にハンドオーバを実施する場合については、各ハンドオーバ先基地局からのデータストリーム毎の受信電力を比較して、最も受信電力の低いデータストリームから順にハンドオーバを実施することもできる。受信電力の低い順にハンドオーバを実施することで、各データストリームの伝送をより確実に行うことができる。あるいは、受信電力の高いデータストリームから順にハンドオーバを実施することもできる。

図１２は、端末２がハンドオーバの要否を判定する場合におけるハンドオーバ判断処理の制御シーケンス図である。既に図７を参照して説明したような、ＲＮＣがハンドオーバ要否を判定する場合と比較して、異なる点を中心に説明する。

データストリーム毎の受信電力を測定した端末２は、ＲＮＣに対し、測定結果を測定結果メッセージに含めて報告する。測定結果メッセージには、例えば、ストリーム番号、送信元基地局、受信電力等の情報が含まれる。

測定結果通知を受けたＲＮＣは、図７において端末２が受信電力に基づいて行った場合と同様に、測定結果通知に含まれる情報に基づいて、データストリーム毎にハンドオーバを実施するか否かを判定する。この判定においてハンドオーバが必要と判断されたデータストリームについては、ハンドオーバ先基地局、ハンドオーバ元基地局および端末２に対してハンドオーバ情報の通知を行い、以降の処理については既述の方法と同様の方法によってハンドオーバ処理が実行される。

図７および図１２において端末２、ＲＮＣがそれぞれ行っているハンドオーバ判定処理は、基地局３が行うこととしてもよい。基地局３がハンドオーバの要否を判定するシーケンスにおいては、基地局３は、端末２において測定されたデータストリーム毎の受信電力を含む情報を端末２から受信する。受信した情報に基づいて基地局３がハンドオーバの要否を判定し、ハンドオーバが必要と判定されると、図８および図９に示されるようなハンドオーバ制御情報をＲＮＣや端末２、ハンドオーバ先基地局に通知する。図７および図１２の場合と同様に、通知されたハンドオーバ制御情報に基づいてデータストリーム毎のハンドオーバが実行される。

これまでの説明では、ハンドオーバの要・不要の判断には受信電力を用いているが、これに限らない。例えば、受信電界強度であってもよいし、ＳＩＲ（所望信号電力対干渉電力比）等の受信品質であってもよい。以降の説明についても、ハンドオーバの要否判定に受信電力を用いることとして述べているが、受信電界強度等や受信品質等であっても同様のハンドオーバを実施することができる。

また、上述の実施例では基地局３から端末２への伝送を例に挙げて説明しているが、これに限るものではない。例えば、端末２から基地局３への伝送や、端末２間の伝送に上記のハンドオーバ方法を適用することも可能である。なお、以下の説明においても基地局３から端末２への伝送に限定するものでない点については同様である。

＜第２の実施形態＞
図１３は、第２の実施形態に係るハンドオーバを実行する端末２の構成図である。図２に示される第１の実施形態に係る端末２の構成と比較して、異なる点について説明する。なお、本実施形態に係るハンドオーバを実行する基地局３は、第１の実施形態に係る基地局と同様の構成であり、図４のように表されるのでここではその説明を割愛する。

図１３に示される第２の実施形態に係る端末２においては、各アンテナＲｘから受信したパイロット信号の受信電力を測定する受信電力測定部２７（２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃ）を更に備える点で第１の実施形態に係る端末２と構成を異にする。各受信電力測定部２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃは、それぞれ対応するアンテナを介して受信した信号の受信電力を測定し、測定結果をハンドオーバ判定部２３に与える。ハンドオーバ判定部２３は、各受信電力測定部２７から与えられた受信電力の和（総受信電力）を求め、求めた送受信電力に基づいて、ハンドオーバ先基地局を決定する。複数のデータストリームのうちいずれのデータストリームについてハンドオーバを実施するかはストリーム受信電力測定部２２の測定結果に基づいて決定され、この点においては第１の実施形態と同様である。

図１４は、本実施形態に係るハンドオーバ処理についてのフローチャートである。図１４に示される処理は、所定の時間間隔で基地局３から送信されるパイロット信号を端末２において受信する毎に実行される。以下、図１４を参照して、本実施形態に係るハンドオーバ方法を説明する。

まず、ステップＳ２１で、受信電力測定部２７が接続中の基地局ＢＴＳ_３ａ、および隣接基地局ＢＴＳ_３ｂ、…ＢＴＳ_３ｎからの総受信電力を測定する。ステップＳ２２で、各総受信電力の値を比較して、総受信電力が最大値となる基地局ＢＴＳ_３ｈを決定する。ステップＳ２３で、基地局ＢＴＳ_３ｈにおける総受信電力Ｐ_{ｂｔｓ３ｈ}と接続中の基地局ＢＴＳ_３ａにおける総受信電力Ｐ_{ｂｔｓ３ａ}とを比較し、Ｐ_{ｂｔｓ３ｈ}＞Ｐ_{ｂｔｓ３ａ}の場合は、ハンドオーバを実施する必要があると判定する。

ステップＳ２４で、ストリーム受信電力測定部２２が、接続中の基地局ＢＴＳ_３ａおよびステップＳ２３でハンドオーバ先と判定された基地局ＢＴＳ_３ｈからの、データストリーム毎の受信電力を測定する。ステップＳ２５で、各データストリームについての基地局ＢＴＳ_３ａにおける受信電力と基地局ＢＴＳ_３ｈにおける受信電力とを比較し、ステップＳ２６で、基地局ＢＴＳ_３ｈにおける受信電力の方が大きい場合は、そのデータストリームについてはハンドオーバを実施すると判定する。ステップＳ２７で、ハンドオーバの対象と判定された基地局ＢＴＳ_３ｈおよびデータストリームに関するハンドオーバ制御情報を、基地局ＢＴＳ_３ａを介してＲＮＣに報告し、ステップＳ２８で、その報告に基づいてハンドオーバを実施して処理を終了する。

ステップＳ２５およびステップＳ２６において、受信電力を比較してハンドオーバすべきデータストリームを選定する処理は、第１の実施形態に係る図６の一連の処理と同様である。総受信電力の値に基づいて、ハンドオーバを実施するデータストリームに共通するハンドオーバ先基地局が判断される点において異なる。

以上説明したように、本実施形態に係るハンドオーバ方法によれば、接続中の基地局よりも総受信電力の大きい基地局に対して、ハンドオーバの必要なデータストリームについてハンドオーバが実施される。上記の実施形態に係るハンドオーバ方法による効果に加え、データストリーム毎に異なる基地局にハンドオーバを実施せず、共通の基地局へとハンドオーバを実施することができる。すなわち、ストリーム毎のハンドオーバに際して、同時に３以上の基地局と端末とが接続されることがなくなるので、データ伝送の効率の向上が規定される。

＜第３の実施形態＞
本実施形態に係るハンドオーバ方法は、ハンドオーバを実施するデータストリームは共通のハンドオーバ先基地局へと経路が切り替えられる点においては第２の実施形態と同様であるが、データストリーム毎の最適なハンドオーバ先基地局の統計データに基づいてハンドオーバ先が決定される点において第２の実施形態と異なる。以下、本実施形態に係るハンドオーバ方法について説明するが、本実施形態に係る端末２および基地局３の構成は第１の実施形態と同様であるので、ここではその説明を割愛する。

図１５は、第３の実施形態に係るハンドオーバ処理についてのフローチャートである。図１５の処理は、図６や図１４の処理と同様に、パイロット信号を基地局３から受信したタイミングで実行される。なお、図１５のフローチャートは、同時に送信されるデータストリームの本数がｍ本である場合について示している。

まず、ステップＳ３１で、各データストリームを識別するためのストリーム番号ｋを初期化し、ゼロを設定する。ステップＳ３２で、ストリーム番号ｋをインクリメントし、ステップＳ３３で、接続中の基地局ＢＴＳ_３ａからのストリーム番号ｋのデータストリームの受信電力Ｐ_{ｂｔｓ３ａ＿ｓｔｋ}を測定する。ステップＳ３４で、隣接基地局ＢＴＳ_３ｂ、…ＢＴＳ_３ｎからのストリーム番号ｋのデータストリームの受信電力Ｐ_{ｂｔｓ３ｂ＿ｓｔｋ}、…Ｐ_{ｂｔｓ３ｎ＿ｓｔｋ}を測定し、ステップＳ３５で、Ｐ_{ｂｔｓ３ａ＿ｓｔｋ}からＰ_{ｂｔｓ３ｎ＿ｓｔｋ}のうちで最大となる受信電力Ｐ_{ｂｔｓ３ｈ＿ｓｔｋ}を算出する。

ステップＳ３６で、最大受信電力Ｐ_{ｂｔｓ３ｈ＿ｓｔｋ}と接続中の基地局ＢＴＳ_３ａからの受信電力Ｐ_{ｂｔｓ３ａ＿ｓｔｋ}とを比較する。接続中の基地局ＢＴＳ_３ａからの受信電力Ｐ_{ｂｔｓ３ａ}が最大受信電力Ｐ_{ｂｔｓ３ｈ＿ｓｔｋ}以上の値をとるときは、ステップＳ３７に進み、そのデータストリームについてはハンドオーバ不要と判定し、ステップＳ３８で、接続中の基地局「ＢＴＳ_３ａ」をハンドオーバ先選択基地局として記憶する。記憶後、ステップＳ４１に進む。ここで、ハンドオーバ先選択基地局とは、ハンドオーバを実施する際に、ハンドオーバを実施するデータストリームの共通のハンドオーバ先基地局の候補となる基地局を意味する。

最大受信電力Ｐ_{ｂｔｓ３ｈ＿ｓｔｋ}の方が接続中の基地局ＢＴＳ_３ａの受信電力Ｐ_{ｂｔｓ３ａ＿ｓｔｋ}よりも大きいときは、ステップＳ３６からステップＳ３９に進み、ハンドオーバが必要と判定する。ステップＳ４０で、受信電力が最大となる基地局「ＢＴＳ_３ｈ」をハンドオーバ先選択基地局として記憶し、ステップＳ４１に進む。

ステップＳ４１で、すべてのデータストリームについてステップＳ３３からステップＳ３８あるいはステップＳ４０までの処理が完了しているか否かを判定し、ストリーム番号ｋ＝ｍのデータストリームについての処理が完了するまで、ステップＳ３２以降の処理を繰り返す。

図１６（ａ）は、ステップＳ３８およびステップＳ４０で記憶された、ハンドオーバ先選択基地局の例である。各データストリームに対して、最も受信電力の大きい基地局が、選択基地局としてそのデータストリームに対応させてテーブルに格納されている。

ステップＳ４２で、各データストリームについてのハンドオーバ先選択基地局を参照し、ハンドオーバ先基地局を決定する。本実施形態においては、最も多く選択された基地局を、ハンドオーバ先基地局として決定する。例えば、図１６（ａ）のデータテーブルによれば、基地局ＢＴＳ_３ｂが最も多く「選択基地局」として記憶されていることから、基地局ＢＴＳ_３ｂをハンドオーバ先基地局とする。

ステップＳ４３、ステップＳ４４における処理は、それぞれ図１４のステップＳ２７、ステップＳ２８の処理に対応し、同様であるので説明を省略する。図１６（ｂ）は、ハンドオーバ先基地局として先のステップで決定された基地局からの、データストリーム毎の受信電力の例である。ステップＳ４４では、図１６（ｂ）に示されるように、実際にハンドオーバを実施しようとする基地局からの受信電力のうち、例えば、受信電力の高いデータストリームから、あるいは低いものから順にハンドオーバを実施することができる。

以上、本実施形態に係るハンドオーバ方法によれば、ハンドオーバ先基地局がデータストリーム毎に異なることのないように共通のハンドオーバ先基地局が選択され、そのハンドオーバ先基地局は、各データストリームの受信電力に基づく。すなわち、データストリームの状態に応じた共通するハンドオーバ先基地局に、ハンドオーバすべきデータストリームについてハンドオーバが実施される。

なお、ハンドオーバが必要と判定されたデータストリームのうち、いずれのデータストリームからハンドオーバを実施するかは、例えば受信電力の高いデータストリームから、あるいは低いものから行うこととしてもよい。この他、ストリーム番号ｋのデータストリームについて、接続中の基地局からの受信電力Ｐ_{ｂｔｓ３ａ＿ｓｔｋ}を隣接基地局Ｐ_{ｂｔｓ３ｘ}からの受信電力Ｐ_{ｂｔｓ３ｘ＿ｓｔｋ}から減算し、受信電力の差分Ｐ_{ｄｉｆｆ＿ｓｔｋ}＝Ｐ_{ｂｔｓ３ｘ＿ｓｔｋ}−Ｐ_{ｂｔｓ３ａ＿ｓｔｋ}に基づいてハンドオーバを実施する順序を決定することとしてもよい。

＜第４の実施形態＞
本実施形態に係るハンドオーバ方法は、データストリーム毎に予め閾値を設定しておき、接続中の基地局からの受信電力と隣接基地局からの受信電力との差がその閾値を超えたときにハンドオーバが必要と判定する点において、上記の実施形態と異なる。

図１７は、第４の実施形態に係るハンドオーバ処理のフローチャートである。ハンドオーバ判定のために設定された上記の閾値を、Ｐ_ｔｈとする。図１７の処理が開始されるタイミングは、図６、図１４および図１５と同様、パイロット信号の受信時である。ステップＳ５１からステップＳ５５までの処理、およびステップＳ５６の処理については、図６のステップＳ１からステップＳ５、およびステップＳ７の処理にそれぞれ対応しており、同様の処理が実行されるので、ここではその説明を省略する。

ステップＳ５７で、第３の実施形態の説明中でも述べた、受信電力間の差分Ｐ_{ｄｉｆｆ＿ｓｔｋ}を算出する。ステップＳ５８で、差分Ｐ_{ｄｉｆｆ＿ｓｔｋ}と閾値Ｐ_ｔｈとで大きさを比較する。閾値Ｐ_ｔｈよりも差分Ｐ_{ｄｉｆｆ＿ｓｔｋ}の方が大きいときは、ステップＳ５９に進み、ハンドオーバが必要と判定されるが、差分Ｐ_{ｄｉｆｆ＿ｓｔｋ}が閾値Ｐ_ｔｈ以下の場合はステップＳ５６に進み、そのデータストリームについてはハンドオーバ不要と判定され、それぞれ処理を終了する。

本実施形態に係るハンドオーバ方法によれば、接続中の基地局からの受信電力と、隣接基地局からの受信電力との差が所定の大きさを超えるまで、ハンドオーバが必要と判定されない。これにより、上記の実施形態に係るハンドオーバによる効果に加え、更に、ハンドオーバが過度に頻繁に実施されることを防ぐことができる。

なお、上記の例においては、閾値は共通の値が設定されていることとしたが、データストリーム毎に異なる閾値Ｐ_{ｔｈ（ｋ）}を設けることとしても、同様に本実施形態に係るハンドオーバ方法による効果が得られる。

＜第５の実施形態＞
本実施形態に係るハンドオーバ方法は、上記の実施形態に係るハンドオーバ方法のいずれかを実施した後、ハンドオーバ元基地局においてはデータストリーム数が減る（すなわち、データを送信するための資源の一部（例えば、複数のアンテナの中の一部）が未使用状態になる）ことを利用して、その基地局からのデータストリームについて送信ダイバーシチを行う。以下、本実施形態に係るハンドオーバ方法について、図面を参照して説明する。

図１８は、第５の実施形態に係るハンドオーバ方法を概略的に示した図である。図１８（ａ）に示されるように、ハンドオーバ前は基地局ＢＴＳ_３ａから端末２に対して３本のデータストリームｓｔ_１、ｓｔ_２、ｓｔ_３が同時に送信されている。上記の第１から第４の実施形態に係るハンドオーバ方法のうちいずれかのハンドオーバが実施され、データストリームｓｔ_２が、隣接する基地局ＢＴＳ_３ｂを介した伝送に切り替えられるとする。

データストリームｓｔ_２が基地局ＢＴＳ_３ｂを介したデータ伝送に切り替えられることで、基地局ＢＴＳ_３ａのアンテナＴｘ_２が未使用となる。図１８（ｂ）に示されるように、ハンドオーバにより未使用となったアンテナＴｘ_２を用いて、基地局ＢＴＳ_３ａにおいてハンドオーバを実施していないデータストリームの送信ダイバーシチを行う。図１８（ｂ）の例においては、アンテナＴｘ_１を介して送信されていたデータストリームｓｔ_１について、送信ダイバーシチを実施する。送信ダイバーシチにより、基地局ＢＴＳ_３ａのアンテナＴｘ_１およびＴｘ_２を介して同一のデータストリームｓｔ_１が端末２に送信されることになる。これにより、上記の実施形態に係るハンドオーバ時に、データストリームｓｔ_１の伝送品質の向上を図ることができ、また、伝送品質が向上することによって伝送速度を上げることができる。

なお、送信ダイバーシチの対象となるデータストリームの選択に関しては、例えば端末２において受信電力の大きいデータストリームを選択することとしてもよいし、小さいデータストリームを選択することとしてもよい。あるいは、データストリーム毎に伝送データの属性、すなわち最大遅延時間や所要伝送品質等のＱｏＳ（Quality of Service）が異なる場合においては、その属性に基づいて選択することとしてもよい。

＜第６の実施形態＞
本実施形態においては、通信環境等に応じてＭＩＭＯによる送信から送信ダイバーシチによる送信へとデータ送信の方法を切り替える。

図１９は、第６の実施形態に係るシステム構成の概念図である。領域Ａは、基地局３から比較的近いセル領域であり、領域Ｂは、基地局から比較的遠いセル領域である。端末２が領域Ａにあるときは端末２における受信電力が大きく、良好な通信品質が見込まれる。しかし、端末２が領域Ｂに近づくにつれ、端末２における受信電力は小さくなっていき、これにより、通信品質の低下が予測される。本実施形態においては、例えば受信電力等に基づいて、通信品質の低下が予測される環境においては、ＭＩＭＯによるデータ通信から送信ダイバーシチによる通信へストリーム毎に順次切り替えが行われる。

図２０は、本実施形態に係る送信方法切り替え処理のフローチャートである。図２０に示される処理は、上記の実施形態と同様に、端末２が基地局３からパイロット信号を受信するタイミングで開始される。

まず、ステップＳ６１で、接続中の基地局（ＢＴＳ_３ａ）からの受信電力を測定する。このステップで測定するのは、データストリーム毎の受信電力ではなく、端末２の各アンテナにおいて受信した電力の総和（Ｐ_{ｂｔｓ３ａ}とする）である。次に、ステップＳ６２で、基地局ＢＴＳ_３ａについて設定された所定の閾値Ｐ_{ｂｔｓ３ａ＿ｔｈ}と受信電力Ｐ_{ｂｔｓ３ａ}とを比較する。受信電力Ｐ_{ｂｔｓ３ａ}が閾値Ｐ_{ｂｔｓ３ａ＿ｔｈ}以上であるときは、ステップＳ６３に進み、ＭＩＭＯによる通信を継続することとし、処理を終了する。ステップＳ６２の判定において、受信電力Ｐ_{ｂｔｓ３ａ}が閾値Ｐ_{ｂｔｓ３ａ＿ｔｈ}よりも小さいときは、ステップＳ６４に進み、ストリーム番号ｋを初期化してゼロを設定し、ステップＳ６５に進む。ストリーム番号ｋのデータストリームについての接続中の基地局ＢＴＳ_３ａからの受信電力Ｐ_{ｂｔｓ３ａ＿ｓｔｋ}を、全てのデータストリームについて測定が完了するまで、ステップＳ６５からステップＳ６７の処理を繰り返す。図２０の例では、データストリームの本数はｍ本の場合について示している。

ステップＳ６８で、データストリームの受信電力を比較することにより、ＭＩＭＯ通信から送信ダイバーシチによる通信に切り替えるべきデータストリームを選択し、ステップＳ６９で、選択されたデータストリームを送信ダイバーシチによる通信に切り替えて処理を終了する。

なお、上記の例においては受信電力の大きさに基づいてＭＩＭＯと送信ダイバーシチのいずれにより送信するかを判定しているが、これに限るものではない。例えば、受信電力と、ＳＩＲ等の受信品質との両者を考慮に入れて判定することとしてもよい。

また、ステップＳ６２においてデータストリームの送信方法をＭＩＭＯによる送信から送信ダイバーシチによる送信に切り替えるか否かを、ストリームによらない受信電力の測定結果を使用して判定しているが、これに限らない。例えば、ストリーム番号ｋのデータストリームについては閾値Ｐ_{ｔｈ（ｋ）}を用意しておき、この閾値Ｐ_{ｔｈ（ｋ）}に対応する受信電力Ｐ_{ｂｔｓ３ａ＿ｓｔｋ}との大小関係により判定してもよい。

以上、本実施形態によれば、受信電力の低下等が生じる場合であっても、その通信環境に応じた通信方法によりデータストリームが伝送されるので、通信品質の維持に資する。
（付記１）
複数のアンテナを備える送信装置から受信装置へ複数のストリームを送信する無線通信システムであって、
前記送信装置に設けられ、複数のストリームを送信する送信手段と、
前記受信装置に設けられ、前記送信手段により送信された各ストリームをそれぞれ受信する受信手段と、
前記送信手段からのストリームについての受信品質あるいは受信電力をそれぞれ測定する測定手段と、
前記測定手段による測定結果に応じて前記ストリーム毎にハンドオーバを行う切替手段と、
を備えたことを特徴とする無線通信システム。
（付記２）
通信に使用されている第１の送信装置における第１の送信手段からのストリームについての受信品質あるいは受信電力と、第２の送信装置における第２の送信手段からのストリームについての受信品質あるいは受信電力とを比較して、ハンドオーバを実施する必要があるか否かを判定する判定手段と、
を更に備え、
前記切替手段は、ハンドオーバを実施する必要があると判定されたときは、ストリームの通信に使用する送信手段を、前記第１の送信手段から前記第２の送信手段に切り替える
ことを特徴とする付記１に記載の無線通信システム。
（付記３）
前記判定手段は、前記第２の送信手段からのストリームについての受信品質あるいは受信電力が、前記第１の送信手段からのストリームについての受信品質あるいは受信電力と比較し所定の閾値以上となったときは、ハンドオーバを実施する必要があると判定する
ことを特徴とする付記２に記載の無線通信システム。
（付記４）
前記切替手段は、複数のストリームについてハンドオーバを実施する際には、受信品質あるいは受信電力が低い順、あるいは高い順に切り替えを行う
ことを特徴とする付記２に記載の無線通信システム。
（付記５）
各ストリームは、該ストリームを他のストリームと識別するための識別情報を備えており、
前記切替手段は、前記識別情報に基づいて、前記第１の送信手段から前記第２の送信手段への切り替えを行うべきストリームを認識する
ことを特徴とする付記２に記載の無線通信システム。
（付記６）
前記切り替え手段によりストリームを送信すべき送信手段が前記第２の送信手段に切り替えられた後、前記第１の送信手段および前記第１の送信装置に設けられている第３の送信手段を用いて送信ダイバーシチを行うダイバーシチ手段
を更に備えたことを特徴とする付記２に記載の無線通信システム。
（付記７）
各送信装置の総受信電力を測定する総受信電力測定手段と
を更に備え、
前記判定手段は、前記第２の送信装置からの総受信電力が前記第１の送信装置からの総受信電力を上回るときは、該第１の送信装置における送信手段についてハンドオーバを実施する必要があると判定する
ことを特徴とする付記２に記載の無線通信システム。
（付記８）
前記切替手段は、ハンドオーバを実施する必要があると判定されたストリームのハンドオーバ先として最も多く選択された送信装置に対してストリーム毎のハンドオーバを行う
ことを特徴とする付記２に記載の無線通信システム。
（付記９）
複数のアンテナを備える送信装置から受信装置へ複数のストリームを送信する無線通信システムであって、
前記送信装置に設けられ、複数のストリームを送信する送信手段と、
前記受信装置に設けられ、前記送信手段により送信された各ストリームをそれぞれ受信する受信手段と、
各送信手段からのストリームについての受信品質あるいは受信電力をそれぞれ測定する測定手段と、
前記測定手段による測定結果に応じて前記ストリーム毎に各送信アンテナが互いに異なるストリームを送信する状態と送信ダイバーシチによる送信状態とで切り替えを行う切替手段と、
を備えたことを特徴とする無線通信システム。
（付記１０）
複数のアンテナを備え複数のストリームを送信する送信機であって、
複数のストリームを送信する送信手段と、
前記送信手段からの各ストリームについての受信品質あるいは受信電力をそれぞれ測定した測定結果に応じてストリーム毎にハンドオーバを行う切替手段と
を備えたことを特徴とする送信機。
（付記１１）
送信すべきデータを蓄積する蓄積手段、
を更に備え、
前記切替手段によりある送信手段が未使用状態になった後、残りの送信手段が前記蓄積手段に蓄積されたデータを送信する
ことを特徴とする付記１０に記載の送信機。
（付記１２）
複数のデータストリームを受信する受信機であって、
第１および第２の送信機から送信される複数のストリームを受信する受信手段と、
前記送信機からの各ストリームについての受信品質あるいは受信電力をそれぞれ測定する測定手段と、
前記測定手段による測定結果に基づいて前記第１の送信機から送信される複数のストリームのうちの一部のストリームについて前記第２の送信機にハンドオーバを実施する必要があると判定された場合、前記第１の送信機から送信される１以上のストリームおよび前記第２の送信機から送信される１以上のストリームから信号を再生する信号再生手段と
を備えたことを特徴とする受信機。

１ 無線通信システム
２ 端末
３、３ａ、３ｂ 基地局
２１ 受信部
２２ ストリーム受信電力測定部
２３ ハンドオーバ判定部
２４ 信号分離合成部
２５ 復号処理部
２６ 送信部
３１ 制御信号復号部
３２ ストリーム選択部
３３ 送信データ部
３４ Ｓ／Ｐ部
３５ パイロット作成部
３６ 送信部
３７ 受信部

Claims (6)

1. 複数のアンテナを備える送信装置から受信装置へ複数のストリームを送信する無線通信システムであって、
   前記送信装置に設けられ、複数のストリームを送信する送信手段と、
   前記受信装置に設けられ、前記送信手段により送信された各ストリームをそれぞれ受信する受信手段と、
   前記送信手段からのストリームについての受信品質あるいは受信電力をそれぞれ測定する測定手段と、
   前記測定手段による測定結果に応じて前記ストリーム毎にハンドオーバを行う切替手段と、
   を備えたことを特徴とする無線通信システム。
2. 通信に使用されている第１の送信装置における第１の送信手段からのストリームについての受信品質あるいは受信電力と、第２の送信装置における第２の送信手段からのストリームについての受信品質あるいは受信電力とを比較して、ハンドオーバを実施する必要があるか否かを判定する判定手段と、
   を更に備え、
   前記切替手段は、ハンドオーバを実施する必要があると判定されたときは、ストリームの通信に使用する送信手段を、前記第１の送信手段から前記第２の送信手段に切り替える
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
3. 前記判定手段は、前記第２の送信手段からのストリームについての受信品質あるいは受信電力が、前記第１の送信手段からのストリームについての受信品質あるいは受信電力と比較し所定の閾値以上となったときは、ハンドオーバを実施する必要があると判定する
   ことを特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。
4. 複数のアンテナを備え複数のストリームを送信する送信機であって、
   複数のストリームを送信する送信手段と、
   前記送信手段からの各ストリームについての受信品質あるいは受信電力をそれぞれ測定した測定結果に応じてストリーム毎にハンドオーバを行う切替手段と
   を備えたことを特徴とする送信機。
5. 複数のデータストリームを受信する受信機であって、
   第１および第２の送信機から送信される複数のストリームを受信する受信手段と、
   前記送信機からの各ストリームについての受信品質あるいは受信電力をそれぞれ測定する測定手段と、
   前記測定手段による測定結果に基づいて前記第１の送信機から送信される複数のストリームのうちの一部のストリームについて前記第２の送信機にハンドオーバを実施する必要があると判定された場合、前記第１の送信機から送信される１以上のストリームおよび前記第２の送信機から送信される１以上のストリームから信号を再生する信号再生手段と
   を備えたことを特徴とする受信機。
6. 複数のアンテナを備える送信装置から受信装置へ複数のストリームを送信する無線通信方法であって、
   前記送信装置から複数のストリームを送信し、
   前記送信された各ストリームをそれぞれ前記受信装置で受信し、
   前記送信手段からのストリームについての受信品質あるいは受信電力をそれぞれ測定し、
   前記測定結果に応じて前記ストリーム毎にハンドオーバを行う、
   ことを特徴とする無線通信方法。

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