基站装置、移动通信系统以及小区选择通信方法

专利名称：基站装置、移动通信系统以及小区选择通信方法
技术领域：
本发明涉及基站装置形成小区或扇区，基站装置通过调度对小区或 扇区内的用户进行无线资源分配的蜂窝移动通信。
背景技术：
在近年来的蜂窝移动通信中，为了提高频率的利用率，采用在整个 小区或扇区中使用相同频带的"单小区复用"的频率分配。此时，在小区 边缘或扇区边缘，由于来自相邻小区或相邻扇区的同一频率干扰的影响，
信号的SIR (Signal to Interference power Ratio:信干比)恶化，其结果是 存在通信吞吐量下降的问题。
作为在从基站至移动台的下行链路中，改善小区边缘的通信吞吐量 的方法，正在研究高速小区选择(Fast Cell Selection)方式(参照下述的 非专利文献l)。
高速小区选择方式最初被提出为SSDT (Site Selection Diversity Transmission:站点选择分集发射)(参照下述的非专利文献2)。另外， 虽然在扇区间进行的同样技术也被称作高速扇区选择，但是两者的原理 是相同的。因此，只要不是特别提出，小区可以解释为扇区，此外，扇 区也可以解释为小区。
图11是示出高速小区选择方式的原理的图。在高速小区选择方式中， 存在于小区边缘附近的移动台MS1分别测定各小区的传输状况，并向基 站通知传输状况最佳的小区。应该向移动台MS1发送的数据仅由多个基 站中的、移动台所通知的形成传输状况最佳的小区的基站进行发送。在 高速小区选择方式中，不是像软切换那样，从多个小区同时发送相同的 信息，而总是利用选择传输状况良好的小区进行发送。高速小区选择方 式通过以图11中示出的时隙为单位高频率地切换发送数据的基站，高速地追踪传输状况的变化。
这样，为了在基站间高速地切换发送时隙，釆用了具有在基站间使 动作联动的功能的基站控制部。在高速扇区选择方式的情况下，当基站 间(天线间)的距离近时，图11的两个基站与基站控制部可以在一个装 置内实现。这样，即使是在一个装置内实现的情况下，也需要在该一个 装置内分别设置图11的基站和基站控制部实现的各个功能部。因此，在 一个基站形成多个扇区的时的高速扇区选择方式中原理也是相同的。
非专利文献1:森本、安部田、佐和橋，"下i9 yy夕高速^^:y 卜伝送^:招〖j"^)高速ir/Hl択0効果，"SB-2-2，電子情報通信学会総 合大会，March 2002.
非专利文献2: H.Furukawa， K.Hamabe and A.Ushirokawa， "SSDT-Site Selection Diversity Transmission Power Control for CDMA Forward Link, "IEEE Journal on selected areas in communications， Vol.l8， No.8， pp.1546-1554, August 2000.
但是，当移动台MS1处于服务区的边缘区域时，进行上述的高速小 区选择执行时，尽管该移动台MSI在时间上没有同时利用小区1、小区 2双方的无线资源，但是由于在某个定时中在小区1内向移动台MSI进 行发送，在另一个定时中在小区2内向移动台MS1进行发送，所以在合 计小区1和小区2的范围内对于该一个移动台MSI预约无线资源。
图12是表示移动台存在于离开小区边缘的位置时的发送时隙分配 的图。通过比较图ll和图12可以理解这个问题。

发明内容
本发明的目的在于提供一种能够抑制无线资源的无端浪费的基站装 置以及小区选择通信方法。
为了解决上述的问题本发明采用下面的结构。即，本发明的第一方 式是基站装置，该基站装置具备形成第一小区的基本天线；以及切换 单元，其与边缘天线连接，在所述基本天线与所述边缘天线之间切换对 在上述边缘天线的传输区域中存在的终端装置发送无线信号(数据)的天线，其中，该边缘天线根据指向性、以第一小区与和第一小区相邻的 第二小区之间的小区边缘附近为传输区域(相对第二小区的区域狭窄的 区域)。
另外，在小区1和边缘天线的传输区域中，可以在时间上共享无线 资源。
这里，上述第一小区和第二小区也可以分别为扇区。本发明不限定 为小区结构或扇区结构。
这样，在本发明的第一方式的基站装置中，可以切换向终端装置发
送数据所利用的天线。
因此，在切换前后终端装置利用的区域只限于扇区1和小区边缘附
近的传输区域，因而能够将对扇区2内的影响抑制到局部。
由此，在扇区2中也能够利用例如，终端装置在扇区1、边缘区域 中通过时分方式利用的无线资源。
优选地是，在扇区2中，能够在避开边缘区域的部分进行再次利用。 此外，本发明的第一方式的基站装置，还具备控制单元，该控制单 元控制所述切换单元，以通过所述基本天线和所述边缘天线中、对于在 上述边缘天线的传输区域中存在的终端装置来说传输状态良好的天线向 该终端装置发送数据。
此外，本发明的第一方式的基站装置还具备调度器，当所述边缘天 线被用于切换控制时，该调度器进行分配，使得当从形成所述第二小区 的基本天线发送所述切换控制前或后所利用的无线资源时，利用发送数 据，该发送数据是对连接于第二小区的终端装置中的、来自从该边缘天 线发送的信号的干扰小于预定值的终端装置发送的。
此外，本发明的第一方式的基站装置还具备正交化单元，当在所述 边缘天线的传输区域内的第一小区和第二小区中分别存在至少一个终端 装置吋，该正交化单元使得用于在该第一小区中存在的终端装置的发送 数据和用于在该第二小区中存在的终端装置的发送数据相互正交。
由此，能够更有效地使用第一小区和第二小区的无线资源，并且， 还能够与存在于小区边缘附近的终端装置实现良好的通信。进而，通过本发明，能够提高通信吞吐量。并且，通过上述切换单元那样的简单结 构，就能够取得这样的效果。
此外，本发明的第一方式的基站装置还具备决定单元，该决定单元 基于从终端装置发送的控制信息，决定用于对在边缘天线的传输区域中 存在的终端装置进行确定的识别信息和用于该终端装置的发送分配优先 度，当取得根据该识别信息和该发送分配优先度决定的边缘天线的使用 许可时，上述控制单元指示上述切换单元执行基本天线与上述边缘天线 之间的切换控制。
这样，当实现基本天线和边缘天线的切换控制时，根据该识别信息
和发送分配优先度，决定与该边缘天线之间进行切换控制的基本天线。 因此，能够防止装置结构的复杂化。
此外，本发明的第二方式为具备多个上述基站装置，并且还具备具 有上述边缘天线的边缘天线装置的移动通信系统。
在这样的本发明的第二方式中，上述边缘天线装置还可以具有正交 化单元，当在所述边缘天线的传输区域内的、构成该传输区域的小区边 缘的各小区中分别存在至少一个终端装置吋，该正交化单元使得用于在 该各小区中存在的各终端装置的发送数据相互正交。
此外，该边缘天线装置还可以具有复用单元，该复用单元将与从各 基站装置的基本天线发送的导频信号能够区别的导频信号对从边缘天线 发送的信号进行复用。
此外，本发明的第二方式的移动通信系统还具备控制站装置，该控 制站装置具有收集单元，其从天线使用预定基站装置，分别收集用于 对在边缘天线的传输区域中存在的终端装置进行确定的识别信息和用于 该终端装置的发送分配优先度，其中，所述天线使用预定基站装置形成
边缘天线的传输区域所包含的各小区；天线分配单元，其基于由该收集
单元收集的该识别信息和该发送分配优先度，决定能够将边缘天线利用
到切换控制中的基站装置；以及发送单元，其向天线使用预定基站装置 发送与由该天线分配单元决定的基站装置有关的信息。
此外，本发明的第三方式是一种终端装置，该终端装置具备第一估计单元，其基于由形成第一小区的基本天线发送的导频信号，估计来
自该基本天线的第一传输状态；第二估计单元，其基于由边缘天线发送 的导频信号，估计来自该边缘天线的第二传输状态，其中，所述边缘天 线根据指向性、以第一小区与第二小区之间的小区边缘附近为传输区域; 以及决定单元，其基于该估计出的第一传输状态和第二传输状态，决定 所述边缘天线和所述基本天线之间的切换控制的应用。
此外，本发明还可以是使基站装置、移动通信系统或终端装置实现 以上任何功能的小区选择通信方法。此外，本发明还可以是使基站装置 或终端装置实现以上任何功能的程序。
根据本发明，可以提供一种能够抑制无线资源的无端浪费的基站装 置以及小区选择通信方法。


图1是示出采取以往的3个扇区结构的基站装置BS1中的扇区l和 扇区2的各个天线的指向性的图。
图2是示出采取本发明的实施方式的3个扇区结构的基站BS1中的 各天线的指向性的图。
图3是示出本实施方式的移动通信系统的系统结构和原理的图。
图4是示出本实施方式中的基站BS1、 BS2和BS3的功能结构的框图。
图5是示出复用数字基带信号的概要的图。
图6是示出小区边缘专用天线装置的功能结构的框图。
图7是示出本实施方式中的移动终端装置的功能结构的框图。
图8是示出本实施方式中的移动通信系统的动作例的流程图。
图9是示出移动台装置的配置例的图。
图10是示出作为变形例的小区边缘专用天线装置的功能结构的框图。
图11是示出高速小区选择方式的原理的图。
图12是表示当移动台装置不存在于小区边缘时的发送时隙分配的图。
标号说明
MS1、 MS2、 MS3移动终端装置(移动台)；
BS1、 BS2、 BS3基站装置(基站)；
10、 20、 30天线装置(天线)；
50、 60小区或扇区边缘专用天线装置(边缘天线)；
65边缘天线的指向性(边缘天线的传输区域)；
80基站控制装置(控制站)；
101分配部；102缓冲器；
103选择部；104调度器；105控制信道生成部；
106数据信道生成部；107切换部；108复用部；
109导频生成部；110发送器；113发送天线；117接收天线
115接收器；119控制信道解调及解码部；
601导频生成部；
602复用部；603发送器；605边缘专用的发送天线；
701接收天线；702接收器；703数据信道解调及解码部；
704控制信道解调及解码部；705普通天线信道估计部
706边缘天线信道估计部；707、 711切换部；
708、 709CQI测定部；710天线选择部；
715控制信道生成部
716发送器；719发送天线；901正交化部；
具体实施例方式
下面，参照

用于实施本发明的最佳方式(以下称为"实施方 式")的移动通信系统。下面的实施方式的结构是例示，本发明不限定为 以下实施方式的结构。
发明的实施方式的原理
利用图1和图2来说明本发明的实施方式。图1是示出采取以往的 3个扇区结构的基站装置(下面，略为基站)BS1中的扇区1和扇区2的各个天线的指向性(天线3的指向性省略图示)的图。基站BS1具备例 如形成各扇区的天线装置(下面，略为天线)10、 20和30。在图l的例 子中，天线10形成扇区1、天线20形成扇区2、天线30形成扇区3。另 外，不管是由1根天线形成各个扇区的例子，还是不同的基站形成各个 扇区的例子，本原理都相同。
图1是示出移动终端装置(下面，略为移动台)MS1收容于扇区1， 移动台MS2收容于扇区2，移动台MS3与扇区1连接并存在于扇区1与 扇区2之间的边缘附近的例子。
此时，基站BS1针对与扇区1确立连接的移动台MS3，在扇区l与 扇区2之间执行高速小区(扇区)选择。此时，如图11所示，移动台 MS3不仅分配了扇区1的下行无线资源，还分配了扇区2的下行无线资 源，因此，不能对收容于扇区2的移动台MS2分配已经分配给该移动台 MS3的扇区2的下行无线资源。但是，移动台MS3在各发送定时实际只 能利用所分配的2个扇区中的一个扇区的无线资源。因此，在以往的高 速小区选择中，存在一方的基站的无线资源无法有效活用的问题。
这里，在本发明中，设有具有通信区域被限定在小区或扇区边缘附 近的指向性的小区或扇区边缘专用天线装置(下面，表记为边缘天线)， 在基站天线和该边缘天线之间迸行(高速)小区选择。
此外，边缘天线的覆盖区域优选为相对于扇区2的覆盖区域狭窄(或 者只覆盖扇区2的覆盖区域的一部分)的区域。
图2是示出采取本发明的实施方式的3个扇区结构的基站BS1中各 天线的指向性的图。基站BS1具备形成以往的扇区1、 2和3的基站天线 10、 20和30以及边缘天线50。此外，边缘天线50的指向性在纵向上延 长，但是通过控制发送功率，优选为将发送的无线信号的到达距离调整 为例如图2的移动台MS3存在的位置以能够进行无线接收。
当与扇区1确立无线连接的移动台MS3处于扇区1与扇区2之间的 边缘附近时，基站BS1利用基站天线10和边缘天线50执行高速扇区选 择。此时，在扇区2中，为了移动台MS3，没有预约无线资源，可以为 其他的移动台MS2所用。例如，如果将移动台MS3利用的无线资源设为F1，则移动台MS2在扇区2内利用F1。
优选的是，当收容于扇区2的移动台MS2不存在于扇区边缘时，基 站BS1针对移动台MS2利用无线资源(Fl)。
此外，当基站BS1与扇区2内的多个移动台进行通信时，在扇区1 进行高速扇区选择的情况下，也可以选择不存在于扇区边缘附近的移动 台，针对所选择的移动台使用移动台MS3利用的无线资源(Fl)进行发 送。
实施方式
下面参照

本发明的实施方式的移动通信系统。在上述的项 目中，列举基站BS1采取3个扇区结构的情况的例子说明了扇区边缘的 高速扇区选择的原理，但是在下面的本实施方式中，说明多个基站的各 个形成各个扇区的情况的例子。另外，对于本实施方式的移动通信系统 中的高速小区选择的原理也与上述的发明的实施方式的原理的项目中叙 述的原理相同。
系统结构
利用图3说明本实施方式的移动通信系统的系统结构。图3是表示 本实施方式的移动通信系统的系统结构和原理的图。本实施方式的移动 通信系统具备边缘天线60、基站BS1、 BS2和BS3以及控制这些基站的 基站控制装置(下面，略胃为控制站)80等。
基站BS1、 BS2以及BS3利用指向性天线等分别形成小区1、小区2 以及小区3。边缘天线60设置在相邻小区1、 2和3的边缘附近，通过光 纤等的高速接口与分别形成各小区的基站BS1、 BS2和BS3连接。
此外，基站BS1、 BS2和BS3通过光纤等的高速接口分别连接到控 制站80。由此，基站BS1、 BS2和BS3经由控制站80交换预定的信息， 从而共同管理边缘天线60。此外，各基站也可以不经由控制站80，而通 过相互交换信息来管理边缘天线。
本实施方式的移动通信系统，经由各基站的基站天线或边缘天线60 进行无线通信，由此对连接本移动通信系统的多个移动台MS1、 MS2、 以及MS3提供预定的通信服务。在图3的例子中，移动台MS2存在于小区2内、移动台MS3存在于小区3内、移动台MS1存在于处于小区1 与小区2之间的边缘的边缘天线60的通信区域65内。另外，在以下的 说明中，当说明有关基站BS1、 BS2和BS3的共同内容时，略为基站， 当说明有关移动台的共同内容时，略为移动台。系统动作的概要
这里，利用图3说明本实施方式的移动通信系统的动作的概要。 本实施方式的移动通信系统利用设置在3个小区边缘附近的边缘天 线60执行高速小区选择。当与小区1的基站BS1连接的移动台MS1存 在于小区边缘时，基站BS1针对该移动台MS1，在基站天线和边缘天线 60之间进行高速小区选择。此时，小区2和小区3中，可以针对不存在 于小区边缘附近的移动台MS2和移动台MS3进行发送。
由此，可使用3个小区的所有无线资源，并且也能够与存在于小区 边缘附近的移动台MS1进行良好的通信。而且，能够提高小区平均吞吐
例如，切换基站BS1的基站天线(在基站BS1与基站BS2之间的边 缘区域方向上具有指向性)和边缘天线，利用无线资源F1对移动台MS1 进行发送。然后，从基站BS2 (BS3)的基站天线利用无线资源Fl对移 动台MS2 (MS3)进行发送。
边缘天线60定期发送固有的导频信号。移动台利用边缘天线60发 送的导频信号以及所连接的基站的天线发送的导频信号，测定各天线发 送的信号的传输状态。移动台将作为测定结果的传输环境信息通知至所 连接的基站。该传输环境信息可以利用例如CQI (Channel Quality Indicator:信道质量指示)。
此外，当所测定的小区和边缘天线的CQI之差小于等于阈值时，移 动台转向高速小区选择模式。转向高速小区选择模式的移动台向基站反 馈天线选择信息和该天线的CQI，其中该天线选择信息用于将接收品质 良好一方的天线通知给基站。该反馈例如可以利用上行控制信道。这里， 为了节约反馈的信息量，假设通知接收品质良好一方的天线的CQI，但 是也可以反馈所测定的全部的天线的CQI。这样，本实施方式的基站基于从移动台反馈的天线选择信息以及
CQI，检测高速小区选择模式的移动台，并对检测到的移动台利用基站天 线和边缘选择天线60执行高速小区选择。装置结构
下面，为了实现上述系统的动作，参照附图分别说明构成本实施方 式的移动通信系统的各装置。基站装置
图4是示出本实施方式中的基站BS1、 BS2和BS3的功能结构的框 图。由于本发明涉及从基站向移动台的发送功能，所以图4中仅示出与 本发明相关联的功能。本发明不限定除图4所示的功能部以外的功能， 还可以具备其他的功能部。图4所示的基站的各功能部既可以通过各个 硬件电路来实现，也可以通过在CPU (Central Processing Unit:中央处理 器)中加载并执行存储在存储器中的控制程序来实现。
如图4所示，基站具备分配部101、缓冲器102、选择部103、调度 器104、控制信道生成部105、数据信道生成部106、切换部107、复用 部108、导频生成部109、发送器110、发送天线113、接收天线117、接 收器115、控制信道解调及解码部119等。下面，分别说明各功能部。
接收器115将由接收天线117接收的来自移动台的无线信号频率转 换为基带信号，并通过A/D转换器(未图示)将该基带信号转换为数字 基带信号。该数字基带信号被送至控制信道解调及解码部119。
控制信道解调及解码部119通过对该数字基带信号进行解调和解码， 提取控制信息。控制信息中含有由移动台决定的天线选择信息以及所选 择的天线的CQI信息。将所提取的天线选择信息以及CQI信息送至调度 器104。
从交换台等发送了对与基站连接的多个用户的发送数据时，分配部 101对每个用户分配对各用户的发送数据，将所分配的发送数据存储在各 缓冲器102。分配部101向调度器104通知包含这些发送数据的发送通信 量的数据量、以及与各发送通信量有关的品质要求(QoS (Quality of service))的信息等。调度器104基于分配部101送来的对各用户的发送数据量以及QoS、 和控制信道解调及解码部119送来的各移动台的CQI信息，生成对除高 速小区选择模式以外的普通移动台(用户)的发送数据的调度信息。对 该普通移动台(用户)的发送数据的调度信息生成方法与以往的方法相 同，在此省略说明。
此外，调度器104根据从控制信道解调及解码部119发送的各移动 台的天线选择信息检测处于高速小区选择模式的移动台。当该天线选择 信息被从移动台发送过来时，调度器104将发送该天线选择信息的移动 台检测为高速小区选择模式的移动台。调度器104针对检测到的高速小 区选择模式的移动台，基于从分配部101发送的对该移动台的发送数据 量以及QoS、和从控制信道解调及解码部119发送的该移动台的CQI信 息，生成高速小区选择模式的移动台的发送分配优先度。例如，当在QoS 高的发送数据中、来自作为其发送目的地的移动台的CQI低时，调度器 104将其优先度设定得高，当在QoS低的发送数据中、来自作为其发送 目的地的移动台的CQI高时，调度器104将其优先度设定得低。调度器 104向控制站80通知表示高速小区选择模式的移动台和该移动台的发送 分配优先度。
调度器104基于上述那样决定的调度信息，对选择部103和数据信 道生成部106指示选择用户和生成数据信道。
另一方面，调度器104接收从控制站80通知的边缘天线60的使用 许可通知，对高速小区选择模式的移动台的发送数据执行高速小区选择 控制。具体而言，调度器104指示选择部103选择对高速小区选择模式 的移动台的发送数据，并指示数据信道生成部106是否要发送该选择的 发送数据。
此外，当接收到边缘天线60的使用许可通知时，调度器104根据从 控制信道解调及解码部119发送的该移动台的天线选择信息以及CQI信 息，对切换部107发出天线切换指示。该天线选择信息中包含表示如下 状态的信息高速小区选择模式的移动台与天线60和发送天线113的接 收中品质良好一方的天线。另一方面，当没有从控制站80接收到边缘天线60的使用许可通知 时，调度器104指示数据信道生成部106不发送高速小区选择模式的移 动台的发送数据。另外，边缘天线60的使用许可通知例如以帧为单位进 行切换，因此用于该高速小区选择模式的移动台的发送数据在边缘天线 60的使用许可通知到来之前处于等待状态。
调度器104在没有从控制站80收到边缘天线60的使用许可通知期 间，针对来自边缘天线60的干扰小的移动台，即除高速小区选择模式以 外的移动台，决定发送的分配。此时，调度器104可以基于来自移动台 的CQI进一步縮小进行发送分配的移动台的决定。
调度器104向控制信道生成部105通知由决定的调度信息所选择的 用户(用户ID)、发送方法(调制方式、扩频码等)、天线选择信息等。
选择部103从预定的缓冲器102获得根据调度器104通知的选择用 户ID所确定的用户的发送数据，并将所获得的发送数据依次送至数据信 道生成部106。
数据信道生成部106根据来自调度器104的指示将从选择部103送 来的发送数据配置在预定的数据信道中，由此生成数据信号。生成的数 据信号被发送至切换部107。
切换部107根据调度器104的指示进行如下切换从发送天线113 发送用于高速小区选择模式的移动台的数据信号，还是从边缘天线60发 送该数据信号。切换部107根据调度器104的指示以发送时隙为单位将 发送用于高速小区选择模式的移动台的数据信号的天线切换为该天线选 择信息所示的天线。
控制信道生成部105生成包含由调度器104通知的所选择用户(用 户ID)、发送方法(调制方式、扩频码等)、天线选择信息等的控制信息。 生成的控制信号被送至复用部108。
导频生成部109生成由各基站规定的模式的导频信号。生成的导频 信号被送至复用部108。
复用部108对从切换部107发送的数据信号、从控制信道生成部105 发送的控制信号、从导频生成部109发送的导频信号进行复用，并生成复用的数字基带信号。图5是示出复用数字基带信号的概要的图。复用
数字基带信号被送至发送器iio。
发送器110通过D/A转换器(未图示)对复用后的数字基带信号进 行模拟转换，对该转换后的基带信号进行频率转换，由此生成无线信号。 所生成的无线信号从发送天线113被发送出去。小区边缘专用天线装置
图6是示出小区边缘专用天线装置的功能结构的框图。如图6所示， 边缘天线60具备导频生成部601、复用部602、发送器603、边缘专用的 发送天线605等。
导频生成部601生成用于边缘天线60的模式的导频信号。生成的导 频信号被送至复用部602。
复用部602将从导频生成部601送来的导频信号复用到从通过光纤 等的高速通信接口连接的基站BS1、 BS2和BS3的各切换部(切换部107 和207等)送来的数据信号中，生成复用的数字基带信号。在本实施方 式中，边缘天线60中生成的复用信号不包含控制信号。另外，该复用信 号中也可以包含控制信号。
发送器603通过D/A转换器(未图示)对复用后的数字基带信号进 行模拟转换，对该转换后的基带信号进行频率转换，由此生成无线信号。 所生成的无线信号从边缘专用的发送天线605发送出去。控制站装置
以往，控制站装置取得来自各基站的调度信息，执行各基站间的高 速小区选择控制。即，以前的控制站为了实现图11那样的高速小区选择， 针对各基站进行与用于高速小区选择模式的移动台的发送数据有关的发 送分配和发送停止的指示。该高速小区选择需要以发送时隙为单位高速 地进行实现，因此，存在基站和控制站的装置结构等复杂的问题。
本实施方式的控制站装置80从各基站仅接收与和各基站连接的高 速小区选择模式的移动台相关的信息即可。具体而言，控制站80接收表 示和各基站连接的高速小区选择模式的移动台的信息和该移动台的发送 分配优先度。由此，控制站80决定发送中使用边缘天线60的基站，并将该结果通知给与该边缘天线连接的所有基站。
当高速小区选择模式的移动台存在多个时，控制站80可以按照每个 移动台对各移动台的发送分配优先度进行平均，对该平均值最高的基站 分配边缘天线60。此外，控制站80还可以按照每个移动台对各移动台的 发送分配优先度进行合计，对该合计值最高的基站分配边缘天线60。本 发明不限定该控制站80的边缘天线分配决定方法，只要对任意一个基站 分配边缘天线即可。
另外，本发明不限定控制站80具备除上述功能以外的其他功能，还
可以具备切换功能等与以往的功能相同的功能。此外，在本实施方式的 移动通信系统中，为了管理边缘天线60而设有控制站80，但是，也可以 构成为使各基站具备该基站80的功能，或者设置具备该基站80的功 能的另外的装置，而不利用控制站80。移动终端装置
图7是示出本实施方式中的移动终端装置的功能结构的框图。本发 明涉及从基站向移动台的发送功能，因此图7中仅示出与本发明相关联 的功能。本发明不限定除图7所示的功能部以外的其他功能，因此还可 以具备其他的功能部。图7所示的上述各功能部既可以通过各个硬件电 路来实现，也可以通过在CPU中加载并执行存储在存储器中的控制程序 来实现。
如图7所示，本实施方式的移动终端装置MS1、 MS2和MS3具备 接收天线701、接收器702、数据信道解调及解码部703、控制信道解调 及解码部704、普通天线信道估计部705、边缘天线信道估计部706、切 换部707及711、 CQI测定部708及709、天线选择部710、控制信道生 成部715、发送器716、发送天线719等。下面，说明各功能部。
接收器702将由接收天线701接收的来自基站的无线信号频率转换 成基带信号，通过A/D转换器(未图示)将该基带信号转换成数字基带 信号。接收器702对该数字基带信号进行分支，分别送至数据信道解调 及解码部703、控制信道解调及解码部704、用于普通天线的信道估计部 705、用于边缘天线的信道估计部706。用于普通天线的信道估计部705利用从基站的发送天线113、 213 等发送的导频信号进行信道估计。信道估计部705将信道估计值送至控 制信道解调及解码部704、切换部707、 CQI测定部708。
用于边缘天线的信道估计部706利用从边缘天线60发送的导频信 号进行信道估计。信道估计部706将信道估计值送至切换部707、 CQI 测定部709。从边缘天线60发送的信号不包含控制信号，因此不需要将 该信道估计值送至控制信道解调及解码部704。
控制信道解调及解码部704通过对从接收器702送来的数字基带信 号进行解调及解码，从而获得控制信息。该控制信息中包含所选择的用 户(用户ID)、发送方法(调制方式、扩频码等)、天线选择信息等。所 获得的天线选择信息、发送方法等的信息被送至切换部707。
切换部707根据控制从信道解调及解码部704送来的天线选择信息 切换用于数据信道的解调的信道估计值。具体而言，在该天线选择信息 表示普通天线的情况下，切换部707将从信道估计部705送来的信道估 计值送至数据信道解调及解码部703，在该天线选择信息表示边缘天线 60的情况下，切换部707将从信道估计部706送来的信道估计值送至数 据信道解调及解码部703。
数据信道解调及解码部703根据从切换部707送来的信道估计值， 对从接收器702送来的数字基带信号进行解调及解码。将解码得到的数 据送至其他的数据处理部(未图示)。
CQI测定部708和709根据从各信道估计部705和706送来的信道 估计值测定CQI。所测定的CQI被送至天线选择部710、切换部711。
当由CQI测定部708及709送来的CQI之差小于等于预定的阈值时， 天线选择部710决定转向高速小区选择模式。如果决定转向高速小区选 择模式，则天线选择部710进一步比较各CQI，选择接收品质良好的天 线。即，天线选择部710选择普通基站天线和边缘天线60中的接收品质 良好的天线，确定并得到该选择的天线，生成天线选择信息。该天线选 择信息被送至切换部711及控制信道生成部715。另外，当判断为各CQI 之差大于预定的阈值时，天线选择部710选择作为普通通信模式连接的基站的天线。
切换部711根据从天线选择部710送来的天线选择信息，切换输出 以将所选择的天线的CQI送至控制信道生成部715。
控制信道生成部715生成包含由天线选择部710送来的天线选择信 息和由切换部711送来的CQI信息的控制信号。该控制信号利用上行的 控制信道被发送给基站。
发送器716通过D/A转换器(未图示)对作为控制信号的数字基带 信号进行模拟转换，将该转换后的基带信号进行频率转换，由此生成无 线信号。所生成的无线信号从发送天线719被发送出去。动作例
下面，利用图8说明本实施方式中的移动通信系统的动作例的流程 图。图8是示出本实施方式中的移动通信系统的动作例的流程图。
移动台通过来自各基站的报知信息等，分别依次检测与从周边基站 和边缘天线60发送的各导频信号有关的信息(固有模式等)。移动台通 过这些信息接收从正连接的基站的天线发送的导频信号和从边缘天线60 发送的导频信号。移动台进行各导频信号的信道估计，并分别生成与各 信道估计值对应的CQI。当判断为这些CQI之差小于预定的阈值时，移 动台决定转向高速小区选择模式(S801)。
如果决定转向高速小区选择模式，则移动台从基站天线和边缘天线 中选择接收品质良好一方的天线。移动台利用控制信道向基站通知表示 该选择的天线选择信息以及该天线的CQI (S802)。
另外，在本实施方式中，当从移动台发送的控制信息中包含天线选 择信息时，检测了该移动台转向高速小区选择模式的情况，但是，也可 以使移动台通知高速小区选择请求。此外，未转向高速小区选择模式的 移动台，与往常那样，向基站通知与连接的基站的天线之间的CQI。
如果接收到从各移动台发送的天线选择信息，基站检测该移动台为 高速小区选择模式(S803)。
基站基于与该高速小区选择模式的移动台有关的调度信息，生成发 送分配优先度。基站向控制站80发送表示连接的各移动台中的高速小区选择模式的移动台的信息和该移动台的发送分配优先度(S804)。
控制站80根据从各基站送来的移动台的发送分配优先度，决定分配 边缘天线60的基站。控制站80将分配了边缘天线60的基站通知至共用 该边缘天线60的所有基站(S805 )。
共用边缘天线60的所有基站中的、接收到边缘天线60的使用许可 通知的基站，在得到针对其他基站分配边缘天线60意思的通知之前，针 对高速小区选择模式的移动台执行高速小区选择控制(S806)。即，基站 高速地切换，以基于从该移动台通知的天线选择信息，从接收品质高的 天线(基站天线或边缘天线的任意一个)发送用于高速小区选择模式的 移动台的发送数据。
另一方面，没有接收到边缘天线60的使用许可的基站，在边缘天线 60被其他基站使用期间，选择来自边缘天线60的干扰小的移动台进行发 送的分配(S807)。
在图8的流程图中，示出了接收到边缘天线的使用许可通知的基站 转向使用边缘天线的高速小区选择的例子，但是，也可以同时执行使用 许可通知和高速小区选择，S卩，使用许可通知的更新周期与高速小区选 择为相同周期。
在本实施方式的移动通信中，在移动台中，基于从连接中的基站的 天线(普通天线)发送的导频信号和从边缘天线60发送的导频信号，分 别生成来自各天线的信号的接收品质信息(CQI等)。如果判断为这些 CQI之差小于预定的阈值，则决定转向高速小区选择模式。
如果在移动台中决定转向高速小区选择模式，则针对连接的基站请 求高速小区选择。该请求的通知中，包含天线选择信息和该天线的CQI, 该天线选择信息包含与基站天线和边缘天线中的接收品质良好一方的天 线有关的信息。
如果在基站中检测到连接的移动台为高速小区选择模式，则基于与 该移动台有关的调度信息，生成发送分配优先度。向控制局80发送表示 该高速小区选择模式的移动台的信息和发送分配优先度。
在控制站80中，决定应该分配边缘天线60的基站。该决定的内容被通知给共用边缘天线60的所有基站。
在接收到边缘天线60的使用许可通知的基站中，针对高速小区选择 模式的移动台，在边缘天线60和普通天线之间执行高速小区选择控制。 在该高速小区选择控制中，基于从该移动局通知的天线选择信息高速地 切换发送天线以从普通天线或边缘天线中的任意一个发送用于对象移动 台的发送数据。
这样，在本实施方式的移动通信系统中，利用设置在3个小区的边 缘附近的边缘天线60，在各基站的普通天线和该边缘天线60之间执行高 速小区选择。当一个基站利用边缘天线60执行高速小区选择时，其他基 站针对不存在于小区边缘附近的移动台执行发送分配。
由此，能够使用各基站形成的小区的全部无线资源，并且，还能够 与存在于小区边缘附近的移动台进行良好的通信。进而，能够提高小区 平均吞吐量。
此外，在实现该高速小区选择时，在各基站间交换的信息仅为表示 高速小区选择模式的移动台的信息和该移动台的发送分配优先度。此外， 在实现该高速小区选择时，各基站中新需要的功能部仅为切换部107。
因此，不需要大幅度地变更装置结构或硬件接口，通过简单的装置 结构，能够实现高速小区选择并提高小区平均吞吐量。变形例
在上述的本实施方式的移动通信中，只有共享边缘天线的多个基站 中的任意一个基站执行利用边缘天线的高速小区选择。例如，如图9所 示，当连接于基站BS1的移动台MS1和连接于基站BS2的移动台MS2 分别存在于小区1和小区2的边缘附近时，基于各移动台的发送分配优 先度，基站BS1和BS2的任意一个利用边缘天线执行高速小区选择。于 是，没有得到边缘天线的使用许可的基站，优先分配为对不是该高速小 区选择模式的移动台的其他移动台进行发送。
在本实施方式的变形例中，允许两个以上的基站同时使用边缘天线。 具体而言，能够同时执行针对图9的例子中的移动台MS1的基站BS1和 边缘天线60之间的高速小区选择、以及针对移动台MS2的基站BS2和边缘天线60之间的高速小区选择。这一点可以通过将用来以边缘天线进 行发送的各发送天线设置成相互正交的构造来实现。为了使发送数据正 交，可以使用采用正交码的扩频、也可以错开发送频率(子载波)或发 送时间(码元)来进行复用。
图10是示出作为变形例的小区边缘专用天线装置的功能结构的框 图。如图10所示，变形例的边缘天线60除了上述的实施方式中的各个 功能部以外还具备正交化部卯l。
此时，如果控制站80从多个基站(例如，BS1和BS2)得到高速小 区选择模式的移动台(例如，MS1和MS2)的信息，则向各基站返回表 示边缘天线的使用请求存在多个的冲突信息。
当该基站BS1和BS2的调度器104和204接收到该冲突信息后，向 控制信道生成部105分别进行指示，使得在针对各移动台MS1和MS2 的控制信息中包含该冲突信息。由此，连接于基站BS1的高速小区选择 模式的移动终端MS1和连接于基站BS2的高速小区选择模式的移动终端 MS2分别获得上述冲突信息。
此外，当从边缘天线60发送用于该高速小区选择模式的移动终端的 发送数据时，调度器104和204向切换部107发出天线切换指示，并且 指示切换部107向边缘天线60发送重新信息。另外，也可以是调度器104 和204向边缘天线60通知该冲突信息。此时，调度器104和204通过将 数据的调制方式例如从QPSK变更为16QAM，利用正交复用来使得传送 速率不下降。
如果边缘天线60的正交化部901分别接收来自切换部107和207的 冲突信息和各发送数据，则实施用于使这些各个发送数据相互正交的处 理。例如，正交化部901将彼此正交的扩频码A和扩频码B保持在存储 器等，利用该扩频码A对用于移动台MS1的发送数据进行扩频，利用扩 频码B对用于移动台MS2的发送数据进行扩频，其中，该扩频码A预先 确定用于基站BS1，该扩频码B预先确定用于基站BS2。这样，通过复 用部602将在正交化部910中扩频的各个发送数据与导频信号复用并发 送出去。'另一方面，移动台MS1和MS2预先保持上述扩频码A和扩频码B 两者，如果在控制信道中得到该冲突信息，则以后利用与所连接的基站 对应的扩频码对接收数据进行解扩。
另外，当作为使发送数据正交的方法，采用错开方法以使发送频率 或发送时间(时隙)相互不重叠时，上述正交化部901执行各基站中预 先确定的偏移即可。
通常，从不同基站天线发送的各信号，受到由传输时延而导致的接 收定时的偏移或固有的衰落的影响，因此，正交化被破坏而相互干扰， 所以接收特性恶化。
但是，根据本变形例，当从边缘天线60同时发送多个发送数据时， 由于接收定时和衰落相同，因此能够保持良好的正交性。
权利要求
1.一种基站装置，其具备基本天线，其形成第一小区；以及切换单元，其与边缘天线连接，在所述基本天线与所述边缘天线之间切换对所述第一小区内的终端装置中的、在所述边缘天线的传输区域中存在的终端装置发送无线信号的天线，其中，该边缘天线以所述第一小区与和该第一小区相邻的第二小区之间的小区边缘附近为传输区域。
2. 根据权利要求1所述的基站装置，其中，该基站装置还具备控制 单元，该控制单元控制所述切换单元，以通过所述基本天线和所述边缘 天线中的、对于在所述终端装置来说传输状态良好的天线向该终端装置 发送无线信号。
3. 根据权利要求1或2所述的基站装置，其中，该基站装置还具备 调度器，当所述边缘天线被用于切换控制时，该调度器进行分配，以从 形成所述第二小区的基本天线使用与所述无线信号相同的频率对所述第 二小区内的其他终端装置发送无线信号。
4. 根据权利要求1或2所述的基站装置，其中，该基站装置还具备 调度器，当在所述边缘天线的传输区域内的所述第一小区和所述第二小 区中分别存在至少一个终端装置时，该调度器进行如下分配利用该边 缘天线进行切换控制，使得在该第一小区中存在的终端装置和该第二小 区中存在的终端装置之间切换。
5. 根据权利要求1所述的基站装置，其中，该基站装置还具备正交 化单元，当在所述边缘天线的传输区域内的所述第一小区和第二小区中 分别存在至少一个终端装置时，该正交化单元使得用于在该第一小区中 存在的终端装置的发送数据和用于在该第二小区中存在的终端装置的发 送数据在该边缘天线中相互正交。
6. 根据权利要求1所述的基站装置，其中，该基站装置还具备复用 单元，该复用单元将能够与从所述边缘天线发送的导频信号区别的导频 信号复用到从所述基本天线发送的信号中。
7. 根据权利要求1所述的基站装置，其中，该基站装置还具备决定 单元，该决定单元基于从所述终端装置发送的控制信息，决定用于对在 所述边缘天线的传输区域中存在的终端装置进行确定的识别信息和用于 该终端装置的发送分配优先度，当取得根据所述识别信息和所述发送分配优先度决定的所述边缘天 线的使用许可时，所述控制单元指示上述切换单元执行所述基本天线与 所述边缘天线之间的切换控制。
8. —种移动通信系统，其具备多个具有形成小区的基本天线的基站 装置，该移动通信装置还具备边缘天线装置，该边缘天线装置通过具有边 缘天线，并以不同基站装置间的相邻小区边缘附近为传输区域，各所述基站装置分别具有切换单元，该切换单元在所述基本天线和 所述边缘天线之间切换向本基站装置的小区内的终端装置中的、在所述 边缘天线的传输区域中存在的终端装置发送无线信号的天线。
9. 根据权利要求8所述的移动通信系统，其中，各所述基站装置还 分别具有控制单元，该控制单元控制所述切换单元，以通过所述基本天 线和所述边缘天线中的、对于所述终端装置来说传输状态良好的天线向 该终端装置发送无线信号。
10. 根据权利要求8或9所述的移动通信系统，其中，各所述基站装 置还分别具有调度器，当其他基站装置执行与所述边缘天线之间的切换 控制时，该调度器进行分配，以使用与所述无线信号相同的频率对本基 站装置的小区内的终端装置发送无线信号。
11. 根据权利要求8或9所述的移动通信系统，其中，各所述基站装 置还分别具有调度器，当在所述边缘天线的传输区域内的形成该传输区 域的小区边缘的各小区中分别存在至少一个终端装置时，该调度器进行 如下分配利用所述边缘天线进行切换控制，使得在该第一小区中存在 的终端装置和该第二小区中存在的终端装置之间切换。
12. 根据权利要求8所述的移动通信系统，其中，所述边缘天线装置 还具有正交化单元，当在所述边缘天线的传输区域内的形成该传输区域的小区边缘的各小区中分别存在至少一个终端装置时，该正交化单元使 得用于在该各小区中存在的各终端装置的发送数据相互正交。
13. 根据权利要求8所述的移动通信系统，其中，所述边缘天线装置 还具有复用单元，该复用单元将能够与从各所述基站装置的基本天线发 送的导频信号区别的导频信号复用到从所述边缘天线发送的信号中。
14. 根据权利要求8所述的移动通信系统，其中，各所述基站装置还 分别具有决定单元，该决定单元基于从所述终端装置发送的控制信息， 决定用于对在所述边缘天线的传输区域中存在的终端装置进行确定的识 别信息和用于该终端装置的发送分配优先度，当得到所述边缘天线的使用许可时，所述控制单元指示所述切换单 元执行所述基本天线与所述边缘天线之间的切换控制。
15. 根据权利要求8所述的移动通信系统，其中，该移动通信系统还 具备控制站装置，该控制站装置具有收集单元，其从天线使用预定基站装置，分别收集所述识别信息和 所述发送分配优先度，其中，所述天线使用预定基站装置形成所述边缘 天线的传输区域所包含的各小区；分配单元，其基于由所述收集单元收集的所述识别信息和所述发送分配优先度，决定能够将所述边缘天线利用到切换控制中的基站装置； 以及发送单元，其向天线使用预定基站装置发送与由所述天线分配单元 决定的基站装置有关的信息。
16. —种终端装置，其具备第一估计单元，其基于由形成第一小区的基本天线发送的导频信号，估计来自该基本天线的第一传输状态；第二估计单元，其基于由边缘天线发送的导频信号，估计来自该边 缘天线的第二传输状态，其中，所述边缘天线以所述第一小区与和该第一小区相邻的第二小区之间的小区边缘附近为传输区域；以及决定单元，其基于所述第一传输状态和所述第二传输状态，决定所 述边缘天线和所述基本天线之间的切换控制的应用。
17. 根据权利要求16所述的终端装置，其中，该终端装置还具备发 送单元，当由所述决定单元决定切换控制的应用时，该发送单元选择所 述第一传输状态和所述第二传输信息中的品质良好的天线，并向基站装 置发送表示来自该选择出的天线的传输状态的信息和表示该选择出的天 线的信息。
18. 根据权利要求16所述的终端装置，其中，该终端装置还具备发 送单元，当由所述决定单元决定切换控制的应用时，该发送单元分别向 基站装置发送表示所述第一传输状态的信息和表示第二传输状态的信肩、o
19. 一种在具有形成第一小区的基本天线的基站装置中执行的小区 选择通信方法，该小区选择通信方法具备切换步骤，在该切换步骤中， 在边缘天线和所述基本天线之间，切换向所述第一小区内的终端装置中 的、在所述边缘天线的传输区域中存在的终端装置发送无线信号的天线， 其中，所述边缘天线以所述第一小区与和该第一小区相邻的第二小区之 间的小区边缘附近为传输区域。
20. 根据权利要求19所述的小区选择通信方法，其中，该小区选择 通信方法还具备控制步骤，在该控制步骤中，控制所述切换单元，以通 过所述基本天线和所述边缘天线中的、对于所述终端装置来说传输状态 良好的天线向该终端装置发送无线信号。
21. 根据权利要求19或20所述的小区选择通信方法，其中，该小区 选择通信方法还具备调度步骤，在该调度步骤中，当所述边缘天线被用 于切换控制时，进行分配，以从形成所述第二小区的基本天线使用与所 述无线信号相同的频率对所述第二小区内的其他终端装置发送无线信 号。
22. 根据权利要求19或20所述的小区选择通信方法，其中，该小区 选择通信方法还具备调度步骤，在该调度步骤中，当在所述边缘天线的 传输区域内的所述第一小区和所述第二小区中分别存在至少一个终端装 置时，进行如下分配利用该边缘天线进行切换控制，使得在该第一小 区中存在的终端装置和该第二小区中存在的终端装置之间切换。
23.根据权利要求19所述的小区选择通信方法，其中，该小区选择 通信方法还具备正交化步骤，在该正交化步骤中，当在所述边缘天线的 传输区域内的所述第一小区和第二小区中分别存在至少一个终端装置 时，使得用于在该第一小区中存在的终端装置的发送数据和用于在该第 二小区中存在的终端装置的发送数据在该边缘天线中相互正交。
全文摘要
本发明提供能够抑制无线资源的无端浪费的基站装置、移动通信系统以及小区选择通信方法。上述基站装置具备形成第一小区的基本天线；以及切换单元，其与边缘天线连接，在所述基本天线和所述边缘天线之间切换向在上述边缘天线的传输区域中存在的终端装置发送无线信号(数据)的天线，其中，该边缘天线根据指向性、以第一小区与和第一小区相邻的第二小区之间的小区边缘附近为传输区域(相对于第二小区的区域狭窄的区域)。
文档编号H04W88/08GK101606430SQ200780051000
公开日2009年12月16日 申请日期2007年2月8日 优先权日2007年2月8日
发明者关宏之 申请人:富士通株式会社