KR101103185B1

KR101103185B1 - 무선통신 시스템, 이동국, 기지국, 무선통신 방법

Info

Publication number: KR101103185B1
Application number: KR1020107023146A
Authority: KR
Inventors: 노부아키 다카마츠; 야스히로 나카무라
Original assignee: 쿄세라 코포레이션
Priority date: 2008-03-28
Filing date: 2009-03-27
Publication date: 2012-01-04
Also published as: US8213407B2; EP2257102A4; EP2257102A1; CN101981965A; JPWO2009119857A1; WO2009119857A1; US20110287768A1; KR20100126814A; JP5118192B2

Abstract

이용하는 규격에 미리 준비된 신호를 이용해서 이동국의 이동속도를 추측해 적절한 기지국을 선택함으로써, 이동국의 이동속도에 관계없이 무선 통신의 안정성 향상을 도모하는 것을 하나의 목적으로 한다. 본 발명의 실시형태에 따른 무선 통신 시스템(100)에서는, 기지국(120, 122)이, PHS 단말(110)으로부터의 데이터의 수신 타이밍을 원하는 타이밍에 맞추기 위해, PHS 단말(110)에 있어서의 데이터의 송신 타이밍을 빠르게 하거나 또는 늦추는 조정신호를 송신하고 있으므로, PHS단말(110)은, 이러한 조정신호의 편의량을 계측해서, PHS 단말(110)의 고속 이동을 판단하고, 마이크로 셀 기지국(120)으로부터 매크로 셀 기지국(122)으로의 핸드오버를 실행시킨다.

Description

무선통신 시스템, 이동국, 기지국, 무선통신 방법{WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM, MOBILE STATION, BASE STATION, AND WIRELESS COMMUNICATION METHOD}

본 발명은, 마이크로 셀과 매크로 셀이 오버랩된 통신 환경하에 있어서 마이크로 셀 기지국과 매크로 셀 기지국간의 핸드오버를 실행하는 무선통신 시스템, 이동국, 기지국, 무선통신 방법에 관한 것이다.

통신 에리어를 복수의 마이크로 셀로 분할하고, 그 마이크로 셀 마다 기지국을 설치하고, 통신 에리어 내에서의 무선통신을 수행하는 PHS(Personal Handy phone System) 등의 무선통신 시스템에서는, 마이크로 셀에 걸친 이동에 의해 통신 대상이 되는 기지국이 바뀌는 소위 핸드오버가 자주 일어나기 때문에 통신 품질의 유지가 곤란했다. 또, 전철, 특히 신칸센이나 자동차에 의한 고속 이동에 있어서는, 마이크로 셀 기지국간의 핸드오버가 시간에 맞지 않고 호출절단(呼切斷)이 발생했다.

여기서, 마이크로 셀의 통신 허용 범위를 단순히 넓혀 매크로 셀로 함으로써 핸드오버의 빈도를 삭감할 수 있지만, 마이크로 셀의 이점을 잃게 되고, 기지국으로의 트래픽이 많은 지역에서는 무선 용량의 저하가 염려된다.

그래서, 통신 에리어에 마이크로 셀과 매크로 셀을 중첩하여 설치하고, 그 때의 통신 상황에 따라 셀을 선택하는 기술이 개시되어 있다(예를 들면, 일본국 특허 공개 2004-535143호 공보). 또, 마이크로 셀의 체재 기간(예를 들면, 일본국 특허 공개 평 9-139974호 공보)이나 속도 센서에 의해 이동국의 속도를 계산하고, 그 속도에 따라 마이크로 셀과 매크로 셀의 전환을 행하는 기술도 공개되어 있다.

그러나, 상술한 종래의 기술에서는, 이동국의 속도를 파악하기 위해서, 체재 기간을 재는 특별한 프로그램이나 속도 센서 등의 특별한 전자기기가 필요하다. 또, 속도 센서를 이용하는 경우, 3축의 속도 센서로부터 한 방향의 스칼라량을 계산하기 위해서 복잡한 계산 처리를 수반하고, 이동국의 비용 삭감이나 소형화, 경량화의 큰 장벽이 되었다.

그런데, 최근, PHS(Personal Handy phone System)로 대표되는 이동국에서는, 고속이고 또한 고품질의 무선통신 방식이 도입되어 왔다. 예를 들면, 고속 디지털 통신을 가능하게 하는 차세대 PHS 통신규격으로서 ARIB(Association of Radio Industries and Businesses) STD T95 또는 PHS MoU(Memorandum of Understanding)가 검토되고 있다.

ARIB STD T95나 PHS MoU에서는, OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:직교 주파수 분할 다중) 방식이 채용되고 있다. 이러한 OFDM는, 다중화 방식의 하나로 분류되고, 단위 시간축상에서 다수의 반송파를 이용해, 변조 대상이 되는 신호파의 위상이 서로 이웃하는 반송파 사이에서 직교하도록 반송파의 대역을 일부 겹쳐 맞추어 주파수대역을 유효 이용하는 방식이다. 또, OFDM이 개별의 유저마다 시분할로 서브 채널을 할당하고 있는 것에 대해, 복수의 유저가 전 서브 채널을 공유하고, 각 유저에게 있어서 가장 전송 효율이 좋은 서브 채널을 할당하는 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access:직교 주파수 분할 다원 접속)도 제공되고 있다.

또, ARIB STD T95나 PHS MoU에서는, FM-mode(Fast access channel based on Map-Mode)에 있어서, 이동국과 기지국간에 여러가지 제어 신호를 사전에 교환하는 앵커 채널이 준비되고, 적응 변조를 수행하기 위한 MCS(Modulation and Coding Scheme)나 엑스트라 채널의 맵 등이 나타난다. 본원 발명자는, 상술한 MCS나 맵 과 마찬가지로 앵커 채널에 포함되는, 기지국의 데이터의 수신 타이밍을 조정하기 위한 조정 신호로서의 SD(Shift Direction)에 주목하고, SD를 이용함으로써, 복잡한 프로그램이나 추가 전자기기를 필요로 하지 않고 적절한 기지국을 용이하게 선택하는 것이 가능하다는 것을 찾아냈다.

본 발명은, 상술한 문제를 감안해서, 이용하는 규격에 미리 준비된 신호를 이용하여 이동국의 이동 속도를 추측해 적절한 기지국을 선택함으로써, 이동국의 이동 속도에 관계없이 무선통신의 안정성 향상의 도모가 가능한, 무선통신 시스템, 이동국, 기지국, 무선통신 방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명의 하나의 양태는, 이동국과, 이동국과 무선통신 가능하고, 마이크로 셀을 형성하는 마이크로 셀 기지국 및 마이크로 셀보다 큰 매크로 셀을 형성하는 매크로 셀 기지국을 포함하는 복수의 기지국과, 복수의 기지국간의 핸드오버를 제어하는 제어 서버를 포함하고, 기지국은, 이동국으로부터의 데이터의 수신 타이밍을 원하는 타이밍에 맞추기 위해, 이동국에 있어서의 데이터의 송신 타이밍을 빠르게 하거나 또는 늦추는 조정 신호를 송신하는 조정 신호 송신부를 구비하고, 이동국은, 조정 신호를 받아 데이터의 송신 타이밍을 조정하는 타이밍 조정부를 구비하는 무선통신 시스템으로서, 당해 무선통신 시스템은, 조정 신호의 편의량을 계산하는 편의량 계산부와, 편의량이 소정의 제1 임계치 이상이고, 또한 당해 이동국이 무선통신 하고 있는 기지국이 마이크로 셀 기지국이면, 매크로 셀 기지국과의 접속으로 전환하기 위한 캐리어 센스를 실행하는 캐리어 센스 실행부와, 캐리어 센스에 의해 추출된 하나 또는 복수의 매크로 셀 기지국으로부터 하나의 매크로 셀 기지국을 선택하고, 선택된 매크로 셀 기지국으로의 핸드오버를 제어 서버에 요구하는 핸드오버 요구부를 구비하고, 제어 서버는, 핸드오버 요구에 따라, 이동국과 무선통신을 실행하고 있는 마이크로 셀 기지국으로부터 선택된 매크로 셀 기지국으로의 핸드오버를 실행하는 핸드오버 실행부를 구비한다. 여기서, 조정 신호는, PHS 통신규격 MoU의 앵커 채널에 있어서의 SD이어도 된다. 또, 상기 편의량 계산부, 캐리어 센스 실행부 및 핸드오버 요구부는 상기 이동국이 구비해도 된다.

상기의 구성에서는, 매크로 셀을 마이크로 셀에 대해 엄브렐라 구조로 배치하고, 이동국이 정지 또는 저속 이동하고 있는 통상시에는 마이크로 셀에 의한 통신 품질을 확보하고, 고속 이동이 파악되면 매크로 셀에 의한 통신 허용 범위의 확대가 이루어진다. 이러한 이동 속도의 파악에는, 이용하는 규격에 미리 준비된 신호(조정 신호)가 이용되고, 그 조정 신호의 편의량에 의해 마이크로 셀로부터 매크로 셀으로의 핸드오버가 실행된다. 그리하여 고속 이동중의 핸드오버의 빈도를 경감할 수 있어, 무선통신의 안정성 향상을 도모하는 것이 가능해진다.

캐리어 센스 실행부는, 편의량이 제1 임계치보다 낮은 소정의 제2 임계치 이하이고, 또한 당해 이동국이 무선통신 하고 있는 기지국이 매크로 셀 기지국이면, 마이크로 셀 기지국과의 접속으로 전환하기 위한 캐리어 센스를 실행하고, 핸드오버 요구부는, 캐리어 센스에 의해 추출된 하나 또는 복수의 마이크로 셀 기지국으로부터 하나의 마이크로 셀 기지국을 선택하고, 선택된 마이크로 셀 기지국으로의 핸드오버를 요구하며, 핸드오버 실행부는, 핸드오버 요구에 따라, 이동국과 무선통신을 실행하고 있는 매크로 셀 기지국으로부터 선택된 마이크로 셀 기지국으로의 핸드오버를 실행해도 된다.

고속 이동에 의해 그 통신 범위가 마이크로 셀로부터 매크로 셀로 전환된 이동국은, 이동 속도가 저속이 되면, 즉 편의량이 제2 임계치 이하가 되면 통신 품질을 높이기 위해 마이크로 셀로 되돌리도록 요구한다. 그리하여, 이동국의 이동 속도에 관계없이 무선통신의 안정성 향상을 도모하는 것이 가능해진다.

편의량은, 빠르게 하거나 또는 늦추는, 어느 하나의 조정 신호가 연속한 회수여도 된다. 이러한 구성에 의해 조정 신호의 연속성을 파악할 수가 있고, 마이크로 셀과 매크로 셀과의 확실하고 또한 신속한 핸드오버를 실행하는 것이 가능해진다.

편의량은, 빠르게 하거나 또는 늦추는, 어느 하나의 조정 신호의 빈도여도 된다. 조정 신호의 빈도는, 조정 신호의 평균치나 저역 통과 필터링의 결과로부터 얻을 수 있다. 이러한 구성에 의해, 조정 신호의 돌발적인 증가나 감소에 대해서도 적절한 편의량을 계산할 수 있고, 마이크로 셀과 매크로 셀의 확실하고 또한 신속한 핸드오버를 실행하는 것이 가능해진다.

마이크로 셀 기지국과 매크로 셀 기지국은, 어느 쪽의 기지국인지를 식별 가능한 식별자를 가져도 된다. 이러한 구성에 의해, 캐리어 센스를 할 때에, 마이크로 셀 기지국 또는 매크로 셀 기지국만을 용이하게 추출하는 것이 가능해지므로, 처리를 단순화 할 수 있고, 처리 부담의 경감 및 처리 시간의 단축화를 도모할 수 있다.

본 발명의 다른 양태는, 마이크로 셀을 형성하는 마이크로 셀 기지국 및 마이크로 셀보다 큰 매크로 셀을 형성하는 매크로 셀 기지국을 포함하는 복수의 기지국과 무선통신 가능한 이동국으로서, 무선통신을 실행하고 있는 기지국에 있어서 당해 이동국으로부터의 데이터의 수신 타이밍을 원하는 타이밍에 맞추기 위해, 기지국으로부터 송신되는 조정 신호를 받아 데이터의 송신 타이밍을 조정하는 타이밍 조정부와, 조정 신호의 편의량을 계산하는 편의량 계산부와, 편의량이 소정의 제1 임계치 이상이고, 또한 당해 이동국이 무선통신 하고 있는 기지국이 마이크로 셀 기지국이면, 매크로 셀 기지국과의 접속으로 전환하기 위한 캐리어 센스를 실행하는 캐리어 센스 실행부와, 캐리어 센스에 의해 추출된 하나 또는 복수의 매크로 셀 기지국으로부터 하나의 매크로 셀 기지국을 선택하고, 선택된 매크로 셀 기지국으로의 핸드오버를, 복수의 기지국간의 핸드오버를 제어하는 제어 서버에 요구하는 핸드오버 요구부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 다른 양태는, 이동국과 무선통신 가능하고, 마이크로 셀을 형성하는 마이크로 셀 기지국 및 마이크로 셀보다 큰 매크로 셀을 형성하는 매크로 셀 기지국을 포함하는 복수의 기지국의 어느 하나에 있어서, 이동국으로부터의 데이터의 수신 타이밍을 원하는 타이밍에 맞추기 위해, 이동국에 있어서의 데이터의 송신 타이밍을 빠르게 하거나 또는 늦추는 조정 신호를 송신하는 조정 신호 송신부와, 조정 신호의 편의량을 계산하는 편의량 계산부와, 편의량이 소정의 제1 임계치 이상이고, 또한 자체가 마이크로 셀 기지국이면, 이동국에 매크로 셀 기지국과의 접속으로 전환하기 위한 캐리어 센스를 실행시키는 캐리어 센스 지령부와, 캐리어 센스에 의해 추출된 하나 또는 복수의 매크로 셀 기지국으로부터 하나의 매크로 셀 기지국을 선택시키고, 선택된 매크로 셀 기지국으로의 핸드오버를 제어 서버에 요구하는 핸드오버 요구부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 다른 양태는, 이동국과, 이동국과 무선통신 가능하고, 마이크로 셀을 형성하는 마이크로 셀 기지국 및 마이크로 셀보다 큰 매크로 셀을 형성하는 매크로 셀 기지국을 포함하는 복수의 기지국과, 복수의 기지국간의 핸드오버를 제어하는 제어 서버를 포함하는 무선통신 시스템을 이용해 핸드오버를 실행하는 무선통신 방법으로서, 기지국은, 이동국으로부터의 데이터의 수신 타이밍을 원하는 타이밍에 맞추기 위해, 이동국에 있어서의 데이터의 송신 타이밍을 빠르게 하거나 또는 늦추는 조정 신호를 송신하고, 이동국은, 조정 신호를 받아 데이터의 송신 타이밍을 조정하고, 상기 이동국 또는 상기 기지국 중 어느 하나는 조정 신호의 편의량을 계산하고, 편의량이 소정의 제1 임계치 이상이고, 또한 당해 이동국이 무선통신 하고 있는 기지국이 마이크로 셀 기지국이면, 매크로 셀 기지국과의 접속으로 전환하기 위한 캐리어 센스를 실행하고, 캐리어 센스에 의해 추출된 하나 또는 복수의 매크로 셀 기지국으로부터 하나의 매크로 셀 기지국을 선택하고, 선택된 매크로 셀 기지국으로의 핸드오버를 제어 서버에 요구하고, 제어 서버는, 이동국으로부터의 핸드오버 요구에 따라, 이동국과 무선통신을 실행하고 있는 마이크로 셀 기지국으로부터 선택된 매크로 셀 기지국으로의 핸드오버를 실행하는 것을 특징으로 한다. 또, 상기 편의량의 계산, 상기 캐리어 센스의 실행, 상기 핸드오버의 요구는 상기 이동국이 행해도 된다.

상술한 무선통신 시스템에 있어서의 기술적 사상에 대응하는 구성요소나 그 설명은, 당해 이동국, 기지국, 및 무선통신 방법에도 적용 가능하다.

이상과 같이 본 발명의 무선통신 시스템에서는, 이용하는 규격에 미리 준비된 신호를 이용해 이동국의 이동 속도를 추측하여 적절한 기지국을 선택함으로써, 이동국의 이동 속도에 관계없이 무선통신의 안정성 향상을 도모하는 것이 가능해진다.

도 1은 제1 실시형태에 있어서의 무선통신 시스템의 개략적인 접속 관계를 나타낸 설명도이다.
도 2는 무선통신 시스템의 구성을 나타낸 시스템 구성도이다.
도 3은 PHS MoU에 있어서 송수신이 되는 데이터의 프레임 구성을 설명하기 위한 설명도이다.
도 4는 PHS 단말의 하드웨어 구성을 나타낸 기능 블럭도이다.
도 5는 PHS 단말의 외관을 나타낸 사시도이다.
도 6은 편의량 계산부의 동작을 설명하기 위한 타이밍 차트이다.
도 7은 편의량 계산부의 다른 동작을 설명하기 위한 타이밍 차트이다.
도 8은 마이크로 셀 기지국의 개략적인 구성을 나타낸 블럭도이다.
도 9는 제어 서버의 개략적인 구성을 나타낸 블럭도이다.
도 10은 무선통신 방법의 처리의 흐름을 나타낸 플로우 차트(flow chart)이다.
도 11은 무선통신 방법의 처리의 흐름을 나타낸 플로우 차트(flow chart)이다.
도 12는 제2 실시형태에 있어서의 마이크로 셀 기지국의 개략적인 구성을 나타낸 블럭도이다.

이하에 첨부도면을 참조하면서, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해 상세하게 설명한다. 이러한 실시형태에 나타낸 치수, 재료, 그 외 구체적인 수치 등은, 발명의 이해를 용이하게 하기 위한 예시에 지나지 않고, 특히 미리 알리는 경우를 제외하고, 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능, 구성을 가지는 요소에 대해서는, 동일한 부호를 덧붙임으로써 중복 설명을 생략하고, 또 본 발명에 직접 관계가 없는 요소는 도시를 생략한다.

PHS 단말로 대표되는 이동국은, 소정간격을 두고 고정 배치되는 기지국과 무선으로 통신을 행하는 무선통신 시스템을 구축한다. 특히 본 실시형태에 있어서는, 통신 에리어를 소에리어로 분할한 마이크로 셀과, 복수의 마이크로 셀을 포함 하는 대에리어로 정의되는 매크로 셀이 동일한 네트워크로서 관리되고, 각각의 셀에 각각의 기지국이 설치된다. 여기에서는, 우선, 무선통신 시스템 전체를 설명하고, 그 후, 이동국으로서의 PHS 단말, 기지국, 및 제어 서버의 구체적인 구성을 설명한다. 본 실시형태에서는, 이동국으로서 PHS 단말을 예로 들고 있지만, PHS 단말에 한정하지 않고, 휴대전화, 노트형 퍼스널 컴퓨터, PDA(Personal Digital Assistant), 디지털 카메라, 음악 플레이어, 자동차 내비게이션(car navigation), 휴대용 TV, 게임기기, DVD 플레이어, 리모트 콘트롤러 등 무선통신 가능한 여러가지 전자기기를 이동국으로서 이용할 수도 있다.

(제1 실시형태:무선통신 시스템(100))

도 1은, 무선통신 시스템(100)의 개략적인 접속 관계를 나타낸 설명도이다. 당해 무선통신 시스템(100)은, PHS 단말(110(110A, 110B))과, 마이크로 셀 기지국 (120(120A, 120B, 120C))과, 매크로 셀 기지국(122)과, ISDN(Integrated Services Digital Network) 회선, 인터넷, 전용회선 등으로 구성되는 통신망(130)과, 제어 서버(140)를 포함하여 구성된다.

상기 무선통신 시스템(100)에 있어서, 유저가 자신의 PHS 단말(110A)로부터 다른 PHS 단말(110B)으로의 통신회선의 접속을 행하는 경우, PHS 단말(110A)은, 통신 가능 범위 내에 있는 마이크로 셀 기지국(120A)에 무선 접속 요구를 행한다. 무선 접속 요구를 수신한 마이크로 셀 기지국(120A)은, 통신망(130)을 통해 제어 서버(140)에 통신 상대와의 통신 접속을 요구한다. 제어 서버(140)는, 다른 PHS 단말(110B)의 위치 등록 정보를 참조하고, PHS 단말(110B)의 무선통신 범위 내에 있는 예를 들면 마이크로 셀 기지국(120B)을 선택해 마이크로 셀 기지국(120A)과 마이크로 셀 기지국(120B)의 통신 경로를 확보하고, PHS 단말(110A)과 PHS 단말(110B)의 통신을 확립한다.

여기서, 통신 상대편이 되는 PHS 단말(110B)이 이동하면, PHS 단말(110B)과 마이크로 셀 기지국(120B)의 거리가 커지고, 최종적으로 마이크로 셀 기지국(120B)과의 무선통신이 곤란하게 된다. PHS 단말(110B)은, 이러한 마이크로 셀 기지국(120B)의 신호의 전계 강도의 변환에 의해 무선통신이 곤란하게 되는 것을 예측하고, 다시 캐리어 센스를 행하여 전기장 강도가 높은 마이크로 셀 기지국(120C)과의 무선통신을 마이크로 셀 기지국(120B)에 요구한다. 마이크로 셀 기지국(120B)은, 그것을 제어 서버(140)에 전달하면, 제어 서버(140)는, 마이크로 셀 기지국(120B)으로부터 마이크로 셀 기지국(120C)으로의 핸드오버를 수행한다. 본 실시형태에서는, 이러한 마이크로 셀 기지국(120)간의 핸드오버 뿐만 아니라, 마이크로 셀 기지국(120)과 매크로 셀 기지국(122)의 사이의 핸드오버도 지원한다.

도 2는, 무선통신 시스템(100)의 구성을 나타낸 시스템 구성도이다. 여기에서는, 복수의 마이크로 셀(150)과, 마이크로 셀(150)보다 통신 가능 범위가 큰 매크로 셀(152)의 두 종류의 셀이 오버랩하고, 엄브렐라 구조가 구성되어 있다. 단, 두 종류의 셀은, 동일한 무선통신 시스템(100)에 있어서 동일한 제어 서버(140)에 의해 관리되고 있다.

따라서, 예를 들면, 마이크로 셀 기지국(120A)의 통신 가능 범위에 있는 PHS 단말(110A)은, 마이크로 셀 기지국(120A) 이외에도 매크로 셀 기지국(122)과의 무선통신을 선택할 수 있고, 마이크로 셀 기지국(120A)과 매크로 셀 기지국(122)의 사이에 자유롭게 핸드오버 하는 일도 가능하다. 마이크로 셀(150)과 매크로 셀(152)은, 각각 그 통신 가능 범위의 크기에 따라 이하의 이점을 가진다.

예를 들면, 마이크로 셀(150)에서는, (1) PHS 단말(110)과 마이크로 셀 기지국(120)의 거리가 짧기 때문에(예를 들면, 500m 이내), PHS 단말(110)의 송신 전력을 확보할 수 있고, 소비 전력의 삭감에 의한 배터리의 장시간 이용이 가능해진다. (2) 마찬가지로 마이크로 셀 기지국(120)의 송신 전력도 작게 할 수 있으므로, 마이크로 셀 기지국(120)의 소형화, 경량화를 도모할 수 있고, 작은 점유 영역으로의 설치가 가능해진다. (3) 주파수의 이용 효율을 개선할 수 있으므로, 단위 면적당 무선 용량을 크게 하는 것이 가능해진다. 또, 매크로 셀(152)에서는, PHS 단말 (110)과의 통신 허용 범위가 넓기 때문에, PHS 단말(110)이 고속 이동했을 경우에 있어서도 통신 대상이 되는 매크로 셀 기지국(122)을 빈번하게 변경하는 것을 필요로 하지 않고, 핸드오버량의 현저한 삭감이 가능해진다. PHS 단말(110)은, 통신 환경이나 자체의 이동 상태에 따라 어느 하나의 셀을 선택하게 된다.

한편, 무선통신 시스템(100)에 있어서는, PHS 단말(110)과, 마이크로 셀 기지국(120) 또는 매크로 셀 기지국(122)의 통신 속도 및 통신 품질을 향상시키기 위해 여러가지 기술이 채용되고 있다. 본 실시형태에서는, 예를 들면, ARIB STD T95나 PHS MoU 등의 차세대 PHS 통신기술이 채용되고, PHS 단말(110)과 마이크로 기지국(120) 또는 매크로 셀 기지국(122)의 사이에서는 TDD(Time Division Duplex:시분할 쌍방향 전송 방식)/OFDMA(또는 TDD/OFDM) 방식에 의거한 무선통신이 실행된다.

도 3은, PHS MoU에 있어서 송수신 되는 데이터의 프레임 구성을 설명하기 위한 설명도이다. OFDMA(또는 OFDM)에서는, 시간축방향과 주파수 방향에 2차원화한 맵을 가지고, 주파수축방향에는 균일한 베이스밴드 거리를 두어 복수의 채널(200)이 설치되고, 각 채널(200에는, TDMA 슬롯(202)마다 PRU(210)가 설치된다.

따라서, PRU(210)는 전용선 접속 시스템 거리에 따른 900kHz의 점유 대역과 시분할에 의한 625μsec의 시간거리로 정의된다. 또, 특정의 PHS 단말(110)과의 통신에 이용되는 프레임은, 제어 신호에 관한 앵커 채널(ANCH)(220)과 데이터를 격납하는 엑스트라 채널(EXCH)(222)로 구성된다.

앵커 채널(220)은, FM-Mode의 제어 신호로서, 예를 들면 MI(Mcs Indicator), MR(Mcs Requirement), ACK 필드, 맵, SD(Shift Direction)를 포함하고 있다. 여기서, MI는, 데이터를 변조했을 때의 MCS의 MCS 식별자를 나타내고 있다. MR은, 자체로 송신되는 데이터의 MCS 요구이다. 시간적인 관점에서 설명하면, MI는 당해 MCS 식별자와 동시에 송신되는 데이터의 변조에 이용한 MCS를 나타내고, MR은 다음번 이후에 원하는 MCS를 나타내고 있다. ACK 필드는, 복조된 데이터의 에러 검출 결과를 나타내고 있다.

또, 맵 및 SD는, 마이크로 셀 기지국(120) 또는 매크로 셀 기지국(122)로부터 PHS 단말(110)으로의 송신 프레임에만 존재하고, 맵은, 엑스트라 채널(222)의 할당을 나타내고, SD는, PHS 단말(110)으로부터의 데이터의 수신 타이밍을 원하는 타이밍에 맞추기 위해, PHS 단말(110)에 있어서의 데이터의 송신 타이밍을 빠르게 하거나 또는 늦추는 조정 신호를 나타낸다.

엑스트라 채널(222)은, FM-Mode에 있어서의 통신로로서 유저마다 할당되는 PRU(210)로서, 도 3에 파선으로 나타낸 바와 같이 1개의 PHS 단말(110)에 복수 할당할 수 있다. 이러한 엑스트라 채널(222)의 할당은, PRU(210)가 다른 유저에게 이용되고 있는지 어떤지를 판정하는 캐리어 센스를 통해서 행해진다. 할당된 결과는, 상술한 바와 같이 앵커 채널(220)의 맵에 나타난다.

상술한 SD에 관해서 상세하게 기술한다. 마이크로 셀 기지국(120)이나 매크로 셀 기지국(122)에서는, 거리가 상위한 복수의 PHS 단말(110)과 무선통신을 행하고 있기 때문에, 자체의 통신 타이밍을 변경할 수 없다. 따라서, 통신 거리에 따라 변화하는 통신 신호의 지연 시간은 PHS 단말(110)에 있어서 보정해야 한다.

마이크로 셀 기지국(120) 또는 매크로 셀 기지국(122)은, OFDM에 있어서의 직교를 유지하기 위해, PHS 단말(110)에 SD를 송신하고, 그 PHS 단말(110)로부터의 데이터의 수신 타이밍이 빨라지면, 송신 타이밍을 늦추도록, 늦추어지면, 송신 타이밍을 빠르게 하도록 조작한다. 즉, 마이크로 셀 기지국(120) 또는 매크로 셀 기지국(122)과 PHS 단말(110)은 SD를 통해 데이터의 송수신 타이밍을 폐루프 제어하고 있다. 본 실시형태에서는, 타이밍이 어긋나 있는 시간은 도출되어 있지 않은데, 5msec 마다의 피드백 신호에 의해 현실의 어긋남을 온오프 제어하고 있다.

구체적으로, SD는 2비트의 플래그로 구성되고, 송신 타이밍을 빠르게 할 때에는, 그 정도에 따라,「2(2Step Forward)」또는「1(1Step Forward)」가 송신되고, 현상의 타이밍을 유지하는 때에는「0(Stay)」가, 늦게 하는 경우에는「-1(Shift Back)」가 송신된다. 이러한 SD에 의해, 마이크로 셀 기지국(120)이나 매크로 셀 기지국(122)은 통신 대상인 PHS 단말(110)과의 거리에 관계없이, 항상 데이터의 수신 타이밍을 적절한 타이밍에 맞출 수 있고, OFDM에 있어서의 직교를 유지하는 것이 가능해진다. 이하, 본 실시형태에 있어서의 각 장치의 구체적인 구성과 동작을 설명한다.

(PHS 단말(110))

도 4는, PHS 단말(110)의 하드웨어 구성을 나타낸 기능 블럭도이며, 도 5는, PHS 단말(110)의 외관을 나타낸 사시도이다. PHS 단말(110)은, 단말 제어부(310)와, 단말 메모리(312)와, 표시부(314)와, 조작부(316)와, 음성 입력부(318)와, 음성 출력부(320)와, 단말 무선통신부(322)를 포함하여 구성된다.

단말 제어부(310)는, 중앙 처리장치(CPU)를 포함하는 반도체 집적회로에 의해 PHS 단말(110) 전체를 관리 및 제어한다. 또, 단말 제어부(310)는, 단말 메모리(312)의 프로그램을 이용해서, 통화 기능, 메일 송수신 기능, 촬상 기능, 음악 재생 기능, TV시청 기능도 수행한다.

단말 메모리(312)는, ROM, RAM, EEPROM, 불휘발성 RAM, 플래쉬 메모리, HDD(Hard Disk Drive) 등으로 구성되고, 단말 제어부(310)에서 처리되는 프로그램이나 음성 데이터 등을 기억한다.

표시부(314)는, 액정 디스플레이, EL(Electro Luminescence) 디스플레이 등으로 구성되고, 단말 메모리(312)에 기억된, 또는 통신망(130)을 통해 어플리케이션 중계 서버(도시하지 않음)로부터 제공되는, Web 브라우저나 어플리케이션의 GUI(Graphical User Interface)를 표시할 수 있다.

조작부(316)는, 키보드, 십자 키, 죠이스틱 등의 스위치로 구성되어고, 유저의 조작 입력을 받아들인다.

음성 입력부(318)는, 마이크 등의 음성인식 수단으로 구성되고, 통화시에 입력된 유저의 음성을 PHS 단말(110) 내에서 처리 가능한 전기신호로 변환한다.

음성 출력부(320)는, 스피커로 구성되고, PHS 단말(110)에서 수신한 통화 상대의 음성 신호를 음성으로 바꾸어 출력한다. 또, 착신음이나, 조작부(316)의 조작음, 알람음 등도 출력할 수 있다.

단말 무선통신부(322)는, 통신망(130)에 있어서의 마이크로 셀 기지국(120)이나 매크로 셀 기지국(122)과의 무선통신을 확립하고, 데이터를 송수신 한다. 이러한 무선통신은, 상술한 ARIB STD T95나 PHS MoU를 이용할 수 있다.

또, 본 실시형태에 있어서, 단말 제어부(310)는, 타이밍 조정부(330), 편의량 계산부(332), 캐리어 센스 실행부(334), 핸드오버 요구부(336)로서도 기능한다.

타이밍 조정부(330)는, 마이크로 셀 기지국(120) 또는 매크로 셀 기지국(122)으로부터, 데이터의 송신 타이밍의 조정 신호인 SD를 수신하면, 그 SD에 나타나는 시간 방향으로, 송신 타이밍을 소정 시간만큼 빠르게 하거나 또는 늦춘다.

편의량 계산부(332)는, 타이밍 조정부(330)가 받은 SD의 편의량을 계산한다. 예를 들면, PHS 단말(110)이 소정의 위치에서 정지하고 있는 경우, 마이크로 셀 기지국(120) 또는 매크로 셀 기지국(122)과의 전파 거리도 변화하지 않고, 송신 타이밍을 변경할 필요가 없다. 그러나, PHS 단말(110)이 한 방향으로 이동하면 송신 타이밍을 수시 변경하게 됨으로써, 또한 SD의 내용을 빠르게 하거나 또는 늦추는, 어느 한쪽에 치우친다. 또, 그 이동 속도가 높아지면, 빠르게 하거나 또는 늦추는 지령의 빈도가 높아진다. 따라서, SD의 내용의 치우침 및 빈도를 편의량으로 해서 계산함으로써, PHS 단말(110)이 동일 방향으로 고속 이동을 하고 있는 것을 파악할 수 있다.

예를 들면, 편의량을, 빠르게 하거나 또는 늦춘는, 어느 하나의 조정 신호가 연속한 회수로 할 수 있다. 이러한 구성에 의해 조정 신호의 연속성을 파악할 수 있고, 마이크로 셀과 매크로 셀의 확실하고 또한 신속한 핸드오버를 실행하는 것이 가능해진다.

[0053]

도 6은, 편의량 계산부(332)의 동작을 설명하기 위한 타이밍 차트이다. 특히 도 6 (a)는, 마이크로 셀 기지국(120) 또는 매크로 셀 기지국(122)으로부터 수신하는 SD의 추이(350)를, 도 6 (b)는 도 6(a)에 의거해, 후술하는 핸드오버 요구부(336)가 핸드오버를 요구하는 기지국의 추이(352)를 나타내고 있다. 편의량 계산부(332)는, 빠르게 하는 (SD=「1」또는「2」) 또는 늦추는 (SD=「-1」)의 신호가 예를 들면 5회(제1 임계치) 연속하는지 어떤지를 판정하고, 5회 연속한 시점(360)에 있어서 마이크로 셀 기지국(120)으로부터 매크로 셀 기지국(122)에 핸드오버 하고, 연속이 끊어진(제2 임계치) 시점(362)에 있어서 매크로 셀 기지국(122)으로부터 마이크로 셀 기지국(120)에 핸드오버 한다. 여기에서는, 제2 임계치로서 연속성이 끊어진 것을 판단하고 있는데, 예를 들면, 다른 값이 소정 회수 계수된 것을 가지고 판단해도 된다.

또, 편의량을, 빠르게 하거나 또는 늦추는, 어느 하나의 조정 신호의 빈도로 할 수도 있고, 조정 신호의 빈도는, 조정 신호의 평균치나 저역 통과 필터링의 결과로부터 얻을 수 있다. 이러한 구성에 의해, 조정 신호의 돌발적인 증가나 감소에 대해서도 적절한 편의량을 계산할 수 있고, 마이크로 셀(150)과 매크로 셀(152)의 확실하고 또한 신속한 핸드오버를 실행하는 것이 가능해진다.

도 7은, 편의량 계산부(332)의 다른 동작을 설명하기 위한 타이밍 차트이다. 특히 도 7(a)은, 마이크로 셀 기지국(120) 또는 매크로 셀 기지국(122)으로부터 수신하는 SD를 저역 통과 필터(LPF)로 필터링을 한 경우의 추이(370)를, 도 7(b)은 도 6(b)와 마찬가지로, 도 7(a)에 의거해, 후술하는 핸드오버 요구부(336)가 핸드오버를 요구하는 기지국의 추이(352)를 나타내고 있다. 이러한 필터링을 한 경우의 추이(370)는, 대체로 PHS 단말(110)의 이동 속도를 나타내게 된다. 편의량 계산부(332)는, 필터링을 한 추이(370)가 제1 임계치(372), 예를 들면 그 절대치가 0.5 이상이 된 시점(374)에 있어서 마이크로 셀 기지국(120)으로부터 매크로 셀 기지국(122)에 핸드오버 하고, 필터링을 한 추이(370)가 제2 임계치(376), 예를 들면 그 절대치가 0.3 이하가 된 시점(378)에 있어서 매크로 셀 기지국(122)으로부터 마이크로 셀 기지국(120)에 핸드오버 한다.

캐리어 센스 실행부(334)는, 편의량 계산부(332)가 계산한 편의량이 소정의 제1 임계치 이상이거나, 또한 당해 PHS 단말(110)이 무선통신 하고 있는 기지국이 마이크로 셀 기지국(120)이면, 매크로 셀 기지국(122)과의 접속으로 전환하기 위한 캐리어 센스를 실행한다. 또, 편의량이 소정의 제2 임계치 이하이거나, 또한 당해 PHS 단말(110)이 무선통신 하고 있는 기지국이 매크로 셀 기지국(122)이면, 마이크로 셀 기지국(120)과의 접속으로 전환하기 위한 캐리어 센스를 실행한다.

핸드오버 요구부(336)는, 캐리어 센스 실행부(334)의 캐리어 센스에 의해 추출된 하나 또는 복수의 매크로 셀 기지국(122)으로부터 하나의 매크로 셀 기지국(122)을 선택하고, 선택된 매크로 셀 기지국(122)으로의 핸드오버를 제어 서버(140)에 요구한다. 또, 캐리어 센스에 의해 추출된 기지국이 하나 또는 복수의 마이크로 셀 기지국(120)인 경우, 그 하나 또는 복수의 마이크로 셀 기지국(120)으로부터 하나의 마이크로 셀 기지국(120)을 선택하고, 선택된 마이크로 셀 기지국(120)으로의 핸드오버를 요구한다.

이상 설명한 PHS 단말(110)에 의해, PHS 단말(110)이 정지 또는 저속 이동하고 있는 통상시에는 마이크로 셀(150)에 의한 통신 품질을 확보하고, 고속 이동이 파악되면 매크로 셀(152)에 의한 통신 허용 범위의 확대가 이루어진다. 이러한 이동 속도의 파악에는, 이용하는 규격에 미리 준비된 신호 SD(조정 신호)가 이용되고, 그 SD의 편의량에 의해 마이크로 셀(150)로부터 매크로 셀(152)으로의 핸드오버가 실행된다. 그래서 고속 이동중의 핸드오버의 빈도를 경감할 수 있고, PHS 단말(110)의 이동 속도에 관계없이 무선통신의 안정성 향상을 도모하는 것이 가능해진다.

(마이크로 셀 기지국(120))

도 8은, 마이크로 셀 기지국(120)의 개략적인 구성을 나타낸 블럭도이다. 마이크로 셀 기지국(120)은, 기지국 제어부(410)와, 기지국 메모리(412)와, 기지국 무선통신부(414)와, 기지국 유선 통신부(416)를 포함하여 구성된다. 또, 매크로 셀 기지국(122)도, 구성은 마이크로 셀 기지국(120)과 실질적으로 동일하기 때문에, 여기에서는, 마이크로 셀 기지국(120)의 설명으로 매크로 셀 기지국(122)의 설명으로 한다.

기지국 제어부(410)는, 중앙 처리장치(CPU)를 포함하는 반도체 집적회로에 의해 마이크로 셀 기지국(120) 전체를 관리 및 제어한다. 또, 기지국 제어부(410)는, 기지국 메모리(412)의 프로그램을 이용해서, 통신망(130)에 접속된 각 서버나 다른 PHS 단말(110)으로의 통신 접속을 제어한다.

또한, 기지국 제어부(410)는, PHS 단말(110)으로부터의 데이터의 수신 타이밍을 원하는 타이밍에 맞추기 위해, PHS 단말(110)에 있어서의 데이터의 송신 타이밍을 빠르게 하거나 또는 늦추는 조정 신호인 SD를 송신하는 조정 신호 송신부(420)로 해도 기능한다.

기지국 메모리(412)는, ROM, RAM, EEPROM, 불휘발성 RAM, 플래쉬 메모리, HDD 등으로 구성되고, 기지국 제어부(410)에서 처리되는 프로그램이나 시각 정보 등을 기억한다.

기지국 무선통신부(414)는, PHS 단말(110)과의 통신을 확립하고, 데이터의 송수신을 행한다. 또, 마이크로 셀 기지국(120)은, 매크로 셀 기지국(122)과 식별 가능한 식별자를 가지고, PHS 단말(110)이 캐리어 센스를 할 때에는 그 식별자를 전달한다. 이러한 식별자는, 마이크로 셀 기지국(120) 자체의 식별자인 CS(Cell Station) ID에 포함되어도 되고, 별도로 설치되어도 된다. 이러한 구성에 의해, PHS 단말(110)이 캐리어 센스를 실행할 때에, 마이크로 셀 기지국(120) 또는 매크로 셀 기지국(122)만을 용이하게 추출하는 것이 가능해지므로, PHS 단말(110)의 처리를 단순화할 수 있고, 처리 부담의 경감 및 처리 시간의 단축화를 도모할 수 있다.

기지국 유선 통신부(416)는, 통신망(130)을 통해 제어 서버(140)을 포함하는 여러가지 서버와 접속할 수 있다.

(제어 서버(140))

도 9는, 제어 서버(140)의 개략적인 구성을 나타낸 블럭도이다. 제어 서버(140)는, 서버 제어부(510)와, 서버 메모리(512)와, 서버 유선 통신부(514)를 포함하여 구성된다.

서버 제어부(510)는, 중앙 처리장치(CPU)를 포함하는 반도체 집적회로에 의해 제어 서버(140) 전체를 관리 및 제어한다. 또, 서버 제어부(510)는, 서버 메모리(512)의 프로그램 및 각 PHS 단말(110)의 위치 등록 정보를 이용해서, 통신 상대편으로서 요구된 PHS 단말(110)의 무선통신 범위 내에 있는 마이크로 셀 기지국(120)을 선택하여 PHS 단말(110)끼리의 통신을 확립한다.

또, 서버 제어부(510)는, 핸드오버 실행부(520)로 해도 기능한다. 핸드오버 실행부(520)는, PHS 단말(110)으로부터의 핸드오버 요구에 따라, PHS 단말(110)과 무선통신을 실행하고 있는 마이크로 셀 기지국(120)끼리 또는 매크로 셀 기지국(122)끼리의 핸드오버 혹은 마이크로 셀 기지국(120)과 매크로 셀 기지국(122)간의 핸드오버를 실행한다.

서버 메모리(512)는, ROM, RAM, EEPROM, 불휘발성 RAM, 플래쉬 메모리, HDD등으로 구성되고, 서버 제어부(510)에서 처리되는 프로그램이나 시각 정보 등을 기억한다.

서버 유선 통신부(514)는, 통신망(130)을 통해 마이크로 셀 기지국(120) 또는 매크로 셀 기지국(122)과 접속할 수가 있다.

또, 본 실시형태에서는, 제어 서버(140)가 마이크로 셀 기지국(120) 등과 독립해 핸드오버를 실행하고 있는 예를 들고 있는데, 이러한 경우에 한정되지 않고, 마이크로 셀 기지국(120)이나 매크로 셀 기지국(122)이 제어 서버(140)의 기능을 가지고 있어도 되고, PHS 단말(110)과 통신을 행하고 있는 마이크로 셀 기지국(120)이나 매크로 셀 기지국(122)이 PHS 단말(110)이 지정하는 핸드오버 장소의 기지국(120, 122)에 액세스해서, 그 통신을 확립시키고, 자체와 PHS 단말(110)의 통신을 끊는다고 해도 된다.

[0071]

다음에, 상술한 무선통신 시스템(100)에 있어서 핸드오버를 실행하는 무선통신 방법을 설명한다.

(무선통신 방법)

도 10 및 도 11은, 무선통신 방법의 처리의 흐름을 나타낸 플로우 차트(flow chart)이다. 특히, 도 10은, 마이크로 셀 기지국(120)의 처리를, 도 11은, PHS 단말(110)의 처리, 특히, SD에 있어서 동일한 조정 신호가 연속한 회수를 편의량으로 하는 처리를 나타내고 있다.

도 10을 참조하면, 마이크로 셀 기지국(120)은, 우선, PHS 단말(110)로부터의 데이터의 수신 타이밍을 계측하고(S600), 그 수신 타이밍과 원하는 수신 타이밍을 비교한다(S602). 이러한 PHS 단말(110)로부터의 수신 타이밍이 늦은 경우에는, 그 타이밍이 어긋나는 양에 따라 타이밍을 빠르게 하는 SD(「2」또는「1」)를 송신한다(S604). 또, 수신 타이밍이 빠른 경우에는, 타이밍을 늦추는 SD(「-1」)를 송신한다(S606). 그리고, 어느 것에도 해당하지 않는 경우는 현상 유지의 SD(「0」)를 송신한다(S608).

도 11을 참조하면, PHS 단말(110)은, 마이크로 셀 기지국(120) 또는 매크로 셀 기지국(122)으로부터의 앵커 채널로부터 SD를 추출하고(S650), 그 SD의 값이 「2」또는「1」인지 판정한다(S652). SD가 「2」또는「1」인 경우, 타이밍 조정부(330)는,「2」또는「1」의 수치에 대응한 시간만큼 송신 타이밍을 빠르게 한다(S654). 그리고, 송신 타이밍을 빠르게 하는 지령을 계수하는 카운터 1을 인크리먼트함과 더불어, 송신 타이밍을 늦추는 지령을 계수하는 카운터 2를 리세트 한다(S656).

SD의 판정(S652)에 있어서, SD가 「2」또는 「1」이 아닌 경우, SD가 「-1」인지 판정되고(S658), SD가 「-1」인 경우, 타이밍 조정부(330)는, 「-1」의 수치에 대응한 시간만큼 송신 타이밍을 늦춘다(S660). 그리고, 카운터 2를 인크리먼트함과 더불어, 카운터 1을 리세트 한다(S662). SD판정(S658)에 있어서, SD가 「-1」도 아닌 경우, SD는 「0」, 즉 현상 유지 지령이라고 간주되고, 송신 타이밍을 현상으로 유지하면서(S664), 카운터 1 및 카운터 2를 리세트 한다(S666).

이어서, 카운터 1 또는 카운터 2 중 어느 하나의 계수치가 소정치, 여기에서는 5 이상인지 아닌지 판단되고(S670), 5 이상이고, 또한 당해 PHS 단말(110)이 무선통신 하고 있는 기지국이 마이크로 셀 기지국(120)이면(S672), 캐리어 센스가 실행되고(S674), 매크로 셀 기지국(122)으로의 핸드오버가 요구된다(S676).

또, 카운터 1 또는 카운터 2 중 어느 하나의 계수치도 소정치 미만이 되는 경우, 당해 PHS 단말(110)이 무선통신 하고 있는 기지국이 매크로 셀 기지국(122)인지 판단되고(S678), 당해 PHS 단말(110)이 무선통신 하고 있는 기지국이 매크로 셀 기지국(122)이면, 캐리어 센스가 실행되고(S680), 마이크로 셀 기지국(120)으로의 핸드오버가 요구된다(S682).

제어 서버(140)는, 이러한 PHS 단말(110)으로부터의 핸드오버 요구에 따라, PHS 단말(110)과 마이크로 셀 기지국(120) 또는 매크로 셀 기지국(122)의 핸드오버를 실행한다.

이상 설명한 무선통신 방법에 있어서도, 이용하는 규격에 미리 준비된 신호를 이용해 PHS 단말(110)의 이동 속도를 추측해서 적절한 기지국을 선택함으로써, PHS 단말(110)의 이동 속도에 관계없이 무선통신의 안정성 향상을 도모하는 것이 가능해진다.

(제2 실시형태:마이크로 셀 기지국(720), 매크로 셀 기지국(722))

상술한 제1 실시형태에 있어서는, PHS 단말(110)이 조정 신호인 SD의 편의량을 계산하여, 고속 이동을 판단하고 있다. 그러나, SD의 수신측 뿐만이 아니라, SD의 송신측인 마이크로 셀 기지국(720) 또는 매크로 셀 기지국(722)에 있어서도 SD의 편의량을 계산할 수 있다. 본 실시형태의 마이크로 셀 기지국(720) 또는 매크로 셀 기지국(722)에서는, PHS 단말(110) 대신에 PHS 단말(110)에 송신한 SD의 편의량을 계산하여, 그 PHS 단말(110)의 이동 속도를 판정한다.

도 12는, 마이크로 셀 기지국(720)의 개략적인 구성을 나타낸 블럭도이다. 마이크로 셀 기지국(720)은, 기지국 제어부(710)와, 기지국 메모리(412)와, 기지국 무선통신부(414)와, 기지국 유선 통신부(416)을 포함하여 구성된다. 제1 실시형태에 있어서 이미 설명한 기지국 메모리(412), 기지국 무선통신부(414), 기지국 유선 통신부(416)에 관해서는 실질적으로 기능이 동일하므로 중복 설명을 생략하고, 여기에서는, 구성이 상위한 기지국 제어부(710)를 주로 설명한다. 또, 매크로 셀 기지국(722)도, 구성은 마이크로 셀 기지국(720)과 실질적으로 동일하므로, 여기에서는, 마이크로 셀 기지국(720)의 설명을 가지고 매크로 셀 기지국(722)의 설명으로 한다.

기지국 제어부(710)는, 중앙 처리장치(CPU)를 포함하는 반도체 집적회로에 의해 마이크로 셀 기지국(720) 전체를 관리 및 제어함과 더불어, 조정 신호 송신부(420), 편의량 계산부(732), 캐리어 센스 지령부(734), 핸드오버 요구부(736)으로서 기능한다.

조정 신호 송신부(420)는, 제1 실시형태와 마찬가지로, PHS 단말(110)으로부터의 데이터의 수신 타이밍을 원하는 타이밍에 맞추기 위해, PHS 단말(110)에 있어서의 데이터의 송신 타이밍을 빠르게 하거나 또는 늦추는 조정 신호로서 SD를 송신한다.

편의량 계산부(732)는, 자체가 송신하는 SD의 편의량을 계산한다.

캐리어 센스 지령부(734)는, 편의량 계산부(732)가 계산한 편의량이, 소정의 제1 임계치 이상이고, 또한 자체가 마이크로 셀 기지국(720)이면, PHS 단말(110)에 매크로 셀 기지국(722)과의 접속으로 전환하기 위한 캐리어 센스를 실행시킨다. 또, 자체가 마이크로 셀 기지국(720)은 아니고, 매크로 셀 기지국(722)이면, PHS 단말(110)에 마이크로 셀 기지국(720)과의 접속으로 전환하기 위한 캐리어 센스를 실행시킨다.

핸드오버 요구부(736)는, 캐리어 센스에 의해 추출된 하나 또는 복수의 매크로 셀 기지국(722) 또는 마이크로 셀 기지국(720)에서 하나의 매크로 셀 기지국(722) 또는 마이크로 셀 기지국(720)을 선택시키고, 선택된 매크로 셀 기지국(722) 또는 마이크로 셀 기지국(720)으로의 핸드오버를 제어 서버(140)에 요구한다.

상술한 마이크로 셀 기지국(720) 또는 매크로 셀 기지국(722)의 구성에서는, 처리 능력이 높은 기지국이 SD의 편의량을 계산하기 때문에, PHS 단말(110)의 처리 부담을 현저하게 경감할 수 있고, PHS 단말(110)에서는 고속 이동 판정의 처리 부하를 거의 받지않고, 당해 실시형태에 의한 무선통신의 안정성 향상을 도모하는 것이 가능해진다.

(다른 실시형태)

제2 실시형태에서는, 제1 실시형태와 달리, 마이크로 셀 기지국(720) 또는 매크로 셀 기지국(722)에서 편의량의 계산을 행하고 있다. 그러나, 매크로 셀 기지국(720) 또는 매크로 셀 기지국(722)은 또한, 캐리어 센스 및 핸드오버의 요구를 제어 서버(140)에 대해 행해도 된다.

이상, 첨부도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해 설명했는데, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는 것은 말할 필요도 없다. 당업자이면, 특허 청구의 범위에 기재된 범주 내에 있어서, 각종의 변경예 또는 수정예에 상도 할 수 있는 것은 분명하고, 그것들에 대해서도 당연하게 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것이라고 이해된다.

또한, 본 명세서의 무선통신 방법에 있어서의 각 공정은, 반드시 플로우 차트(flow chart)로 해서 기재된 순서에 따라 시계열로 처리할 필요는 없고, 병렬적 혹은 서브루틴에 의한 처리를 포함해도 된다.

본 출원은, 2008년 3월 28일 출원의 일본 특허 출원·출원번호 2008-085141에 의거한 것으로서, 그 내용은 여기에 참조로서 받아들여진다.

본 발명은, 마이크로 셀과 매크로 셀이 오버랩된 통신 환경하에 있어서 마이크로 셀 기지국과 매크로 셀 기지국간의 핸드오버를 실행하는 무선통신 시스템, 이동국, 기지국, 무선통신 방법에 이용 가능하다.

100 … 무선통신 시스템
110 … PHS 단말(이동국)
120, 720 … 마이크로 셀 기지국
122, 722 … 매크로 셀 기지국
140 … 제어 서버
150 … 마이크로 셀
152 … 매크로 셀
330 … 타이밍 조정부
332, 732 … 편의량 계산부
334 … 캐리어 센스 실행부
336, 736 … 핸드오버 요구부
732 … 편의량 계산부
734 … 캐리어 센스 지령부

Claims

이동국과, 이 이동국과 무선통신 가능하고, 마이크로 셀을 형성하는 마이크로 셀 기지국 및 이 마이크로 셀보다 큰 매크로 셀을 형성하는 매크로 셀 기지국을 포함하는 복수의 기지국과, 이 복수의 기지국간의 핸드오버를 제어하는 제어 서버를 포함하고, 이 기지국은, 이 이동국으로부터의 데이터의 수신 타이밍을 원하는 타이밍에 맞추기 위해, 이 이동국에 있어서의 데이터의 송신 타이밍을 빠르게 하거나 또는 늦추는 조정 신호를 송신하는 조정 신호 송신부를 구비하고, 이 이동국은, 이 조정 신호를 받아 이 데이터의 송신 타이밍을 조정하는 타이밍 조정부를 구비하는 무선통신 시스템으로서,
당해 무선통신 시스템은,
상기 조정 신호의 편의량(偏倚量)을 계산하는 편의량 계산부와,
상기 편의량이 소정의 제1 임계치 이상이고, 또한 당해 이동국이 무선통신 하고 있는 기지국이 마이크로 셀 기지국이면, 매크로 셀 기지국과의 접속으로 전환하기 위한 캐리어 센스를 실행하는 캐리어 센스 실행부와,
상기 캐리어 센스에 의해 추출된 하나 또는 복수의 매크로 셀 기지국으로부터 하나의 매크로 셀 기지국을 선택하고, 이 선택된 매크로 셀 기지국으로의 핸드오버를 상기 제어 서버에 요구하는 핸드오버 요구부를 구비하고,
상기 제어 서버는,
상기 핸드오버 요구에 따라, 상기 이동국과 무선통신을 실행하고 있는 마이크로 셀 기지국으로부터 상기 선택된 매크로 셀 기지국으로의 핸드오버를 실행하는 핸드오버 실행부를 구비하는 무선통신 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 편의량 계산부, 캐리어 센스 실행부 및 핸드오버 요구부는 상기 이동국이 구비하는 무선통신 시스템.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 캐리어 센스 실행부는, 상기 편의량이 상기 제1 임계치보다 낮은 소정의 제2 임계치 이하이고, 또한 당해 이동국이 무선통신 하고 있는 기지국이 매크로 셀 기지국이면, 마이크로 셀 기지국과의 접속으로 전환하기 위한 캐리어 센스를 실행하고,
상기 핸드오버 요구부는, 상기 캐리어 센스에 의해 추출된 하나 또는 복수의 마이크로 셀 기지국으로부터 하나의 마이크로 셀 기지국을 선택하고, 이 선택된 마이크로 셀 기지국으로의 핸드오버를 요구하고,
상기 핸드오버 실행부는, 상기 핸드오버 요구에 따라, 상기 이동국과 무선통신을 실행하고 있는 매크로 셀 기지국으로부터 상기 선택된 마이크로 셀 기지국으로의 핸드오버를 실행하는 무선통신 시스템.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 편의량은, 빠르게 하거나 또는 늦추는, 어느 하나의 조정 신호가 연속한 회수인 무선통신 시스템.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 편의량은, 빠르게 하거나 또는 늦추는, 어느 하나의 조정 신호의 빈도인 무선통신 시스템.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 마이크로 셀 기지국과 매크로 셀 기지국은, 어느 쪽의 기지국인지를 식별 가능한 식별자를 가지는 무선통신 시스템.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 조정 신호는 PHS 통신규격 MoU의 앵커 채널에 있어서의 SD(Shift Direction)인 무선통신 시스템.
마이크로 셀을 형성하는 마이크로 셀 기지국 및 이 마이크로 셀보다 큰 매크로 셀을 형성하는 매크로 셀 기지국을 포함하는 복수의 기지국과 무선통신 가능한 이동국으로서,
무선통신을 실행하고 있는 기지국에 있어서 당해 이동국으로부터의 데이터의 수신 타이밍을 원하는 타이밍에 맞추기 위해, 이 기지국으로부터 송신되는 조정 신호를 받아 이 데이터의 송신 타이밍을 조정하는 타이밍 조정부와,
상기 조정 신호의 편의량을 계산하는 편의량 계산부와,
상기 편의량이 소정의 제1 임계치 이상이고, 또한 당해 이동국이 무선통신 하고 있는 기지국이 마이크로 셀 기지국이면, 매크로 셀 기지국과의 접속으로 전환하기 위한 캐리어 센스를 실행하는 캐리어 센스 실행부와,
상기 캐리어 센스에 의해 추출된 하나 또는 복수의 매크로 셀 기지국으로부터 하나의 매크로 셀 기지국을 선택하고, 이 선택된 매크로 셀 기지국으로의 핸드오버를, 상기 복수의 기지국간의 핸드오버를 제어하는 제어 서버에 요구하는 핸드오버 요구부를 구비하는 것을 특징으로 하는 이동국.
이동국과 무선통신 가능하고, 마이크로 셀을 형성하는 마이크로 셀 기지국 및 이 마이크로 셀보다 큰 매크로 셀을 형성하는 매크로 셀 기지국을 포함하는 복수의 기지국의 어느 하나로서,
상기 이동국으로부터의 데이터의 수신 타이밍을 원하는 타이밍에 맞추기 위해, 이 이동국에 있어서의 데이터의 송신 타이밍을 빠르게 하거나 또는 늦추는 조정 신호를 송신하는 조정 신호 송신부와,
상기 조정 신호의 편의량을 계산하는 편의량 계산부와,
상기 편의량이 소정의 제1 임계치 이상이고, 또한 자체가 마이크로 셀 기지국이면, 상기 이동국에 매크로 셀 기지국과의 접속으로 전환하기 위한 캐리어 센스를 실행시키는 캐리어 센스 지령부와,
상기 캐리어 센스에 의해 추출된 하나 또는 복수의 매크로 셀 기지국으로부터 하나의 매크로 셀 기지국을 선택시키고, 이 선택된 매크로 셀 기지국으로의 핸드오버를 제어 서버에 요구하는 핸드오버 요구부를 구비하는 것을 특징으로 하는 기지국.
이동국과, 이 이동국과 무선통신 가능하고, 마이크로 셀을 형성하는 마이크로 셀 기지국 및 이 마이크로 셀보다 큰 매크로 셀을 형성하는 매크로 셀 기지국을 포함하는 복수의 기지국과, 이 복수의 기지국간의 핸드오버를 제어하는 제어 서버를 포함하는 무선통신 시스템을 이용해 핸드오버를 실행하는 무선통신 방법으로서,
상기 기지국은, 상기 이동국으로부터의 데이터의 수신 타이밍을 원하는 타이밍에 맞추기 위해, 이 이동국에 있어서의 데이터의 송신 타이밍을 빠르게 하거나 또는 늦추는 조정 신호를 송신하고,
상기 이동국은,
상기 조정 신호를 받아 이 데이터의 송신 타이밍을 조정하고,
상기 이동국 또는 상기 기지국의 어느 하나는,
상기 조정 신호의 편의량을 계산하고,
상기 편의량이 소정의 제1 임계치 이상이고, 또한 당해 이동국이 무선통신 하고 있는 기지국이 마이크로 셀 기지국이면, 매크로 셀 기지국과의 접속으로 전환하기 위한 캐리어 센스를 실행하고,
상기 캐리어 센스에 의해 추출된 하나 또는 복수의 매크로 셀 기지국으로부터 하나의 매크로 셀 기지국을 선택하고, 이 선택된 매크로 셀 기지국으로의 핸드오버를 상기 제어 서버에 요구하고,
상기 제어 서버는, 상기 이동국으로부터의 핸드오버 요구에 따라, 상기 이동국과 무선통신을 실행하고 있는 마이크로 셀 기지국으로부터 상기 선택된 매크로 셀 기지국으로의 핸드오버를 실행하는 것을 특징으로 하는 무선통신 방법.
청구항 10에 있어서,
상기 편의량의 계산, 상기 캐리어 센스의 실행, 상기 핸드오버의 요구는 상기 이동국이 행하는 무선통신 방법.