专利名称：飞蜂窝基站及访问模式切换方法
技术领域：
本发明涉及提高访问者宏小区用户的吞吐量的飞蜂窝基站(femtocell basestation)及访问模式切换方法。
背景技术：
在WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access ;宽带码分多址)或 LTE(Long Term Evolution ;长期演进)为代表的蜂窝系统中，正在研究导入超小型无线基站(以下，称为‘飞蜂窝基站(HNB :Home Node B(归属节点))。飞蜂窝基站可以覆盖半径数十米左右的区域(以下，称为‘飞蜂窝’)。飞蜂窝基站例如设置在传播环境比较差的普通家庭或办公室等的建筑物内。这样，即使是蜂窝系统中传播环境差的区域，也被期待具有飞蜂窝区域内的无线传输的高速化。现有的蜂窝系统中，在城市部分，假设以往的无线基站(以下，称为‘宏小区基站(MNB =Macro Node B)’)使用通信运营商拥有的系统频带中包含的全部载波频率。因此，难以确保面向飞蜂窝基站的专用载波频率。这种情况下，飞蜂窝基站以与现有的宏小区基站共用频率的形态而被导入。此外，进行只有飞蜂窝基站的合同人或注册人使用该飞蜂窝基站可进行通信的CSG(Closed Subscriber Group ;封闭用户组)模式的、附加了访问限制的运行。再有，CSG模式有时称为访问限制模式。基于这些条件，将飞蜂窝基站导入现有的蜂窝系统时，在从飞蜂窝基站到现有的宏小区基站所连接的无线终端(MUE Macro User Equipment)的下行无线线路和从现有的宏小区基站到飞蜂窝基站所连接的无线终端(HUE Home User Equipment)的下行无线线路之间可能产生相互干扰。再有，宏小区基站所连接的无线终端有时称为‘宏小区用户’，飞蜂窝基站所连接的无线终 端有时称为‘飞蜂窝用户’。此外，在从飞蜂窝基站没有受到访问认可的宏小区用户停留在设置了该飞蜂窝基站的房屋等中的情况下，来自飞蜂窝基站的下行无线信号造成的对宏小区用户的干扰最大。在停留在设置了飞蜂窝基站的房屋等中的宏小区用户从该飞蜂窝基站没有收到访问认可的情况下，该宏小区用户被称为‘访问者宏小区用户(vMUE visitor MUE)’、‘来宾宏小区用户’或‘顾客宏小区用户’。图13是表示在宏小区基站的覆盖区域(以下，称为‘宏小区’)内设置了飞蜂窝基站的无线系统的结构的一实例的图。宏小区基站(MNB) 100形成覆盖小区半径为0.5公里 数公里左右的宽区域的宏小区101。在图13所示的无线系统中，宏小区101内的宏小区用户(MUE) 102利用WCDMA、LTE或WLAN等的无线线路与宏小区基站100进行通信。此外，在宏小区101内的任意的位置上设置飞蜂窝基站(HNB) 110，并形成与飞蜂窝基站110可通信的范围即飞蜂窝111。飞蜂窝基站110的设置者或注册者即无线终端在位于飞蜂窝111内，并且来自飞蜂窝基站110的下行无线信号的接收质量为规定以上的情况下，作为飞蜂窝用户(HUE) 112与飞蜂窝基站110进行通信。此外，从飞蜂窝基站110未接收访问认可(未注册在飞蜂窝基站110中)，但位于飞蜂窝111内的访问者宏小区用户(vMUE) 113与宏小区基站100进行通信。再有，假设宏小区基站(MNB)、飞蜂窝基站(HNB)、宏小区用户(MUE)及飞蜂窝用户(HUE)以相同的通信方式(WCDMA/UMTS、CDMA2000(商标)、LTE、高级LTE、WLAN、WiMAX(商标)等)进行通信。再有，LTE对应的宏小区基站有时称为‘MeNB’，LTE对应的飞蜂窝基站有时称为‘HeNB’。此外，无线基站有时称为访问点(AP)，飞蜂窝基站有时称为飞蜂窝访问点(FAP) (femtocell access point)。在专利文献I中，作为降低从飞蜂窝基站(归属小区用无线基站)对宏小区用户(移动台)的干扰的方法，公开了基于规定条件，将飞蜂窝基站的状态切换为限制许可对飞蜂窝基站的访问的移动台的限定状态(关闭状态)及不限制移动台对飞蜂窝基站的访问许可的半开放状态(Sem1-OPEN状态或混合状态)中的其中一个的方法。具体地说，在访问飞蜂窝基站的移动台数、或被赋予对该飞蜂窝基站的访问权的移动台数超过了规定数的情况下切换为限定状态，在该移动台的数低于规定数的情况下切换为半开放状态的方法。在非专利文献I中，作为降低从飞蜂窝基站对宏小区用户的干扰的方法，公开了检测在飞蜂窝基站的附近存在的宏小区用户，在检测到宏小区用户的情况下，调整飞蜂窝基站的发送功率的方法。在检测存在宏小区用户时，飞蜂窝基站进行上行干扰接收功率的测定，在相对噪声功率的干扰接收功率(IoT -1nterference over Thermal)为规定值以上的情况下，判定为在该飞蜂窝基站附近存在宏小区用户。现有技术文献专利文献专利文献1:国际公开第2009/125799号非专利文献非专利文献I 3GPP TR36. 921v9. 0. 0(2010-03) “FDD Home eNode B(HeNB) RadioFrequency (RF) requirements analysis，，`
发明内容
发明要解决的课题根据专利文献I所公开的方法，如果飞蜂窝基站为半开放状态(sem1-openstate)，则访问者宏小区用户被许可对该飞蜂窝基站的访问。但是，对飞蜂窝基站可访问的移动台数设定了上限。因此，在半开放状态的飞蜂窝基站周边存在多个宏小区用户的情况下，多个宏小区用户切换为对该飞蜂窝基站的连接时，飞蜂窝基站因访问用户数的限制而从半开放状态切换为限定状态。限定状态的飞蜂窝基站不能许可访问者宏小区用户的访问。因此，一般地，访问者宏小区用户搜索与当前使用中的载波频率不同的载波频率的周边小区(不同频率小区搜索)而试行不同频率切换。图14是访问者宏小区用户进行不同频率小区搜索而进行不同频率切换时的概念图。在图14所示的实例中，访问者宏小区用户vMUE在全部载波频率fI f4内，搜索与当前使用中的载波频率fl不同的载波频率f2 f4的周边小区(不同频率搜索)。访问者宏小区用户vMUE不同频率切换到不在被飞蜂窝基站HNB#1、HNB#2使用的载波频率f3或f4的宏小区。但是，直至不同频率切换完成为止的期间，访问者宏小区用户都因来自飞蜂窝基站的下行无线信号而受到很大的干扰。而且，在系统中可利用的全部载波频率正由包含本站飞蜂窝基站及周边飞蜂窝基站的飞蜂窝基站群使用的情况下，访问者宏小区用户由于不进行不同频率切换而持续受到飞蜂窝基站造成的干扰，在最差的情况下，通信被中断。此外，根据非专利文献I所公开的方法，在检测到飞蜂窝基站的附近存在宏小区用户时降低飞蜂窝基站的发送功率。因此，可以降低来自该飞蜂窝基站的下行无线信号造成的对宏小区用户的干扰程度。在该检测到的宏小区用户是访问者宏小区用户的情况下，即，该宏小区用户停留在房屋等内的情况下，来自宏小区基站的下行无线线路的期望波功率，除自由空间的传播损耗(也称为‘路径损耗’)外，还因附加房屋的外墙造成的入侵损耗而急剧地衰减。但是，访问者宏小区用户受到的来自飞蜂窝基站的干扰功率不受到房屋的外墙造成的入侵损耗的影响。因此，即使飞蜂窝基站降低发送功率，访问者宏小区用户仍可能因来自飞蜂窝基站的下行无线信号而受到很大的干扰。这样，飞蜂窝基站的功率降低产生的干扰控制，对于访问者宏小区用户有可能不充分。如以上说明，根据专利文献I所公开的方法及非专利文献I所公开的方法的任何一个方法，访问者宏小区用户都受到来自飞蜂窝基站的下行无线信号造成的干扰，所以该访问者宏小区用户的吞吐量下降。本发明的目 的在于，提供能够提高访问者宏小区用户的吞吐量的飞蜂窝基站及访问模式切换方法。用于解决课题的方案本发明提供无线通信系统中的飞蜂窝基站，该无线通信系统包括宏小区基站，使用多个载波频率的其中一个载波频率，可与无线终端通信；以及至少一个飞蜂窝基站，设置在所述宏小区基站可与所述无线终端通信的宏小区内，以仅特定的无线终端可访问的访问限制模式或访问没有被限制为特定的无线终端的混合模式，用所述多个载波频率的其中一个载波频率可与无线终端通信，所述飞蜂窝基站包括测定单元，测定来自无线终端的上行总接收功率；检测单元，基于所述上行总接收功率或可从所述上行接收功率导出的上行干扰信号功率，检测位于以所述访问限制模式运行(operate)的飞蜂窝基站附近的访问者宏小区无线终端；以及控制单元，在所述检测单元检测到所述访问者宏小区无线终端时，将该飞蜂窝基站从所述访问限制模式切换为所述混合模式。上述的飞蜂窝基站中，所述检测单元在从所述上行总接收功率或所述上行干扰信号功率为规定值以上的时刻起连续规定时间以上，从而在所述规定值以上的状态持续时，识别为检测出所述访问者宏小区无线终端。上述的飞蜂窝基站还包括小区搜索单元，以周边飞蜂窝基站作为对象，进行全部载波频率的小区搜索，所述检测单元基于所述小区搜索单元的搜索结果，在判断为所述多个载波频率的所有载波频率被本基站及所述周边飞蜂窝基站使用时，如果所述上行总接收功率或所述上行干扰信号功率为规定值以上，则识别为检测出所述访问者宏小区无线终端。上述的飞蜂窝基站还包括发送单元，在所述检测单元基于所述小区搜索单元的小区搜索结果，判断为所述多个载波频率的至少一个载波频率没有被所述飞蜂窝基站使用时，将所述访问者宏小区无线终端进行的用于向其他载波频率的切换的辅助信息，经由所述宏小区基站发送到所述访问者宏小区无线终端。上述的飞蜂窝基站中，所述上行干扰信号功率，通过从所述上行总接收功率中减去预先注册在该飞蜂窝基站中的来自所述特定的无线终端的上行接收功率而导出。上述的飞蜂窝基站中，所述规定时间是，搜索与所述无线终端使用中的载波频率不同的其他载波频率的宏小区，直至切换为所述其他载波频率为止所需的平均时间。上述的飞蜂窝基站还包括获取单元，获取以所述混合模式运行的飞蜂窝基站上连接中的访问者宏小区无线终端和该飞蜂窝基站之间的传播损耗，所述控制单元在所述获取单元获取的所述飞蜂窝基站上连接中的所述访问者宏小区无线终端的全部传播损耗连续规定时间以上为规定值以上时，将该飞蜂窝基站从所述混合模式切换为所述访问限制模式。本发明提供在无线通信系统中执行的访问模式切换方法，该无线通信系统包括宏小区基站，使用多个载波频率的其中一个载波频率，可与无线终端通信；以及至少一个飞蜂窝基站，设置在所述宏小区基站可与所述无线终端通信的宏小区内，以仅特定的无线终端可访问的访问限制模式或访问没有被限制为特定的无线终端的混合模式，用所述多个载波频率的其中一个载波频率可与无线终端通信，该访问模式切换方法测定来自无线终端的上行总接收功率，基于所述上行总接收功率或可从所述上行接收功率导出的上行干扰信号功率，在检测到位于以所述访问限制模式运行的飞蜂窝基站附近的访问者宏小区无线终端时，将该飞蜂窝基站从所述访问限制模式切换为所述混合模式。发明效果根据本发明的飞蜂窝基站及访问模式切换方法，可以提高访问者宏小区用户的吞吐量。
图1是表示第 I实施方式的无线通信系统的结构的方框图。图2是表示第I实施方式的飞蜂窝基站520的内部结构的方框图。图3是表示飞蜂窝基站520从CGS模式切换到混合模式的情况下的上行干扰功率的时间变化的一实例(a)，以及飞蜂窝基站520 —直持续CSG模式的情况下的上行干扰功率的时间变化的一实例(b)的曲线图。图4是表示飞蜂窝基站520从混合模式切换为CSG模式的情况下的传播损耗(路径损耗)的时间变化的一实例。图5是说明第I实施方式的飞蜂窝基站520的动作的流程图。图6是表示访问者宏小区用户(vMUE)不能进行不同频率切换的状况的图。图7是表示第2实施方式的飞蜂窝基站620的内部结构的方框图。图8是说明第2实施方式的飞蜂窝基站620的动作的流程图。图9是表示访问者宏小区用户(vMUE)能够进行不同频率切换的状况的图。图10是表示第3实施方式的无线通信系统的结构的方框图。图11是表示飞蜂窝基站(HNB)800对宏小区基站(MNB)850发送的辅助信息的数据结构的概念图。图12是说明第3实施方式的飞蜂窝基站800的动作的流程图。图13是表示在宏小区基站的覆盖区域内设置了飞蜂窝基站的无线通信系统的结构的一实例的图。
图14是访问者宏小区用户进行不同频率搜索从而进行不同频率切换时的概念图。标号说明500 无线终端(UE)510,850 宏小区基站(MNB)520,620,800 飞蜂窝基站(HNB)210 天线220,270 接收单元230,280 控制单元221无线接收单元222测定单元223解码单元231检测单元232访问模式控制单元233访问管理单元624下行信号测定 单元860访问者宏小区用户(vMUE)
具体实施例方式以下，参照
本发明的实施方式。(第I实施方式)图1是表示第I实施方式的无线通信系统的结构的方框图。如图1所示，无线通信系统包括无线终端(UE) 500 ;宏小区基站(MNB) 510 ;以及多个飞蜂窝基站(HNB) 520。再有，假设这些终端及基站以相同的通信方式(例如，WCDMA、LTE、WLAN等)运行。此外，各飞蜂窝基站520被设置在宏小区内，以CSG模式及混合模式中的其中一个模式运行。CSG模式的飞蜂窝基站520限制可访问飞蜂窝基站520的无线终端。此外，混合模式的飞蜂窝基站520不限制无线终端产生的对飞蜂窝基站520的访问许可。图2是表示第I实施方式的飞蜂窝基站520的内部结构的方框图。图2所示的飞蜂窝基站(HNB) 520包括天线210 ;接收单元220 ；以及控制单元230。接收单元220包括无线接收单元221 ;测定单元222 ；以及解码单元223。控制单元230包括检测单元231 ；访问模式控制单元232 ;以及访问管理单元233。接收单元220的无线接收单元221经由天线210，接收来自位于飞蜂窝基站520附近的无线终端500的上行无线信号。此外，无线接收单元221在接收到来自飞蜂窝基站520上连接中的无线终端(飞蜂窝用户HUE) 500的上行无线信号时，进行单个用户的规定的解调处理。接收单元220的测定单元222基于无线接收单元221接收到的上行无线信号，定期地测定上行的总接收功率(RTWP :Received Total Wideband Power)。测定单元222将测定值输出到控制单元230的检测单元231。接收单元220的解码单元223将无线接收单元211通过解调上行无线信号获得的单个用户的上行数据，以规定的方式进行解码。此外，解码单元223在从飞蜂窝基站520上连接中的无线终端进行了飞蜂窝基站520和无线终端之间的传播损耗(路径损耗)的报告的情况下，将对包含该报告的上行数据解码的结果输出到访问模式控制单元232。控制单元230的检测单元231，在从通过接收单元220的测定单元222测定到的上行总接收功率(RTWP)为规定值以上的时刻起持续规定时间以上而保持规定值以上的状态的情况下，判断为存在与位于飞蜂窝基站520附近的宏小区基站510连接中的无线终端(访问者宏小区用户vMUE)不能进行不同频率切换。此时，检测单元231识别为检测到访问者宏小区用户(vMUE)。规定时间是无线终端500进行不同频率小区搜索而直至不同频率切换为止所需的平均时间。即，该规定时间的期间，访问者宏小区用户(vMUE)进行不同频率小区搜索等。再有，检测单元231也可以根据本站(飞蜂窝基站520)的运行状况，改变规定时间的长度。本站的运行状况，例如是本站上连接中的无线终端数、以及基于本站所要求的QoS(Quality of Service ;服务质量)的必要吞吐量的合计值的至少一个。另一方面，检测单元231，在从总接收功率(RTWP)为规定值以上的时刻起经过规定时间前变为规定值以下的情况下，判断为无线终端(MUE)实施了不同频率切换等。此时，检测单元231识别为不能检测访问者宏小区用户(vMUE)。检测单元231将飞蜂窝基站520附近的访问者宏小区用户(vMUE)的检测结果输出到访问模式控制单元232。再有，检测单元231在检测宏小区用户MUE时，也可以取代上述总接收功率(RTWP)，而计算上行干扰功率，并比较该上行干扰功率和规定值。上行干扰功率，通过从总接收功率(RTWP)中减去对于飞 蜂窝基站520进行上行传输的所有飞蜂窝用户(HUE)的期望波信号功率而获得。期望波信号功率，通过从飞蜂窝用户(HUE)的上行发送功率中减去飞蜂窝基站520和飞蜂窝用户(HUE)之间的传播损耗而获得。在检测单元231使用上行干扰功率的情况下，与上行干扰功率比较的规定值也可以是在飞蜂窝基站520位置中从对宏小区基站510的假定上行发送功率中减去了规定的传播损耗后的值。该规定的传播损耗也可以基于飞蜂窝基站520形成的覆盖区域的大小而设定。此外，在检测单元231使用上行总接收功率的情况下，与总接收功率比较的规定值，也可以是飞蜂窝基站520上连接的无线终端始终进行上行无线线路的数据传输的情况下的、偏离了飞蜂窝基站520中的接收功率的值。从检测单元231对控制单元230的访问模式控制单元232输入访问者宏小区用户(vMUE)的检测结果。此外，从接收单元220的解码单元223，对访问模式控制单元232输入从飞蜂窝基站520上连接中的无线终端报告的飞蜂窝基站520和该无线终端之间的传播损耗(路径损耗)的报告值。在飞蜂窝基站520以CSG模式运行的状态下，访问模式控制单元232在从检测单元231输入的信息表示检测到访问者宏小区用户(vMUE)的情况下，将飞蜂窝基站520从CSG模式切换为混合模式。其结果，该访问者宏小区用户(vMUE)可以访问飞蜂窝基站520。另一方面，访问模式控制单元232在来自检测单元231的输入的信息表示不能检测到访问者宏小区用户(vMUE)的情况下，继续以CSG模式运行飞蜂窝基站520。图3是表示飞蜂窝基站520从CSG模式切换为混合模式的情况下的上行干扰功率的时间变化的一实例(a)、以及飞蜂窝基站520 —直持续CSG模式的情况下的上行干扰功率的时间变化的一实例(b)的曲线图。如图3中的实例(a)所示，在即使从观测到上行干扰功率为规定值以上的时刻起经过规定时间，上行干扰功率也持续为规定值以上的情况下，访问模式控制单元232将飞蜂窝基站520从CSG模式切换为混合模式。另一方面，如图3中的实例(b)所示，在从观测到上行干扰功率为规定值以上的时刻起经过规定时间之前上行干扰功率就为规定值以下的情况下，访问模式控制单元232继续以CSG模式运行飞蜂窝基站' 520。此外，在飞蜂窝基站520以混合模式运行的状态下，访问模式控制单元232从后述的访问管理单元233输入在飞蜂窝基站520中未注册的无线终端(未注册无线终端non-CSG UE)的识别符。访问模式控制单元232在表示从解码单元223输入的飞蜂窝基站520和飞蜂窝基站520上连接中的无线终端之间的传播损耗(路径损耗)的报告的数据内，提取从未注册无线终端报告的传播损耗的数据。访问模式控制单元232在提取的所有传播损耗持续规定时间以上而为规定值以上时，将飞蜂窝基站200从混合模式切换为CSG模式。图4是表示飞蜂窝基站520从混合模式切换为CSG模式的情况下的传播损耗(路径损耗)的时间变化的一实例的曲线图。再有，在图4所示的实例中，表示与飞蜂窝基站520通信中的未注册无线终端(混合模式的飞蜂窝基站520上连接中的访问者用户)存在2台的实例。如图4所示，在从所有的未注册无线终端的传播损耗为规定值以上的时刻起持续规定时间而所有的未注册无线终端的传播损耗为规定值以上的情况下，访问模式控制单元232判断为所有的未注册无线终端远离了飞蜂窝基站520，将飞蜂窝基站520从混合模式切换为CSG模式。另一方面，在从所有的未注册无线终端的传播损耗为规定值以上的时刻起经过规定时间前至少一台未注册无线终端的传播损耗变为规定值以下的情况下，访问模式控制单元232将飞蜂窝基站520继续以混合模式运行。控制单元230的访问管理单元233存储在飞蜂窝基站520中注册的无线终端(注册无线终端CSG UE) 的识别符。再有，无线终端对访问管理单元233的注册，基于飞蜂窝基站520本身使用应用等而获得的输入信号、或从进行无线终端的访问管理的核心网络的装置通知的信息来进行。在飞蜂窝基站520以混合模式运行的状态下，访问管理单元233从访问模式控制单元232接收注册无线终端的识别符的获取请求信号时，访问管理单元233将对飞蜂窝基站520的注册状况反馈到访问模式控制单元232。以下，参照图5，说明飞蜂窝基站520的动作。图5是表示第I实施方式的飞蜂窝基站520的动作的流程图。设置飞蜂窝基站520时，飞蜂窝基站520执行规定的发送功率设定，以CSG模式开始动作(步骤ST300)。接着，飞蜂窝基站520的测定单元222定期地测定上行总接收功率(RTWP)(步骤ST301)。接着，飞蜂窝基站520的检测单元231判断上行总接收功率(RTWP)是否在规定值以上(步骤ST302)。该判断的结果，在总接收功率(RTWP)为规定值以上时进至步骤ST303，在低于规定值时返回到步骤ST301。在步骤ST303中，检测单元231判断是否从总接收功率(RTWP)为规定值以上的时刻起持续规定时间以上而保持规定值以上的状态。该判断的结果，如果总接收功率(RTWP)持续规定时间以上而为规定值以上，则进至步骤ST304，在经过规定时间前为规定值以下时返回到步骤ST301。在步骤ST304中，飞蜂窝基站520的检测单元231判断为存在与位于飞蜂窝基站520附近的宏小区基站510通信中的访问者宏小区用户(vMUE)不能进行不同频率切换时，访问模式控制单元232将飞蜂窝基站520从CSG模式切换为混合模式。其结果，该访问者宏小区用户(vMUE)可以访问飞蜂窝基站520。在步骤ST304中飞蜂窝基站520切换为混合模式时，飞蜂窝基站520的访问模式控制单元232收集在飞蜂窝基站520上连接中的无线终端内的、从飞蜂窝基站520中未注册的无线终端(未注册无线终端non-CSG UE或访问者用户)报告的飞蜂窝基站520和未注册无线终端之间的传播损耗(路径损耗)(步骤ST305)。接着，访问模式控制单元232判断所有的未注册无线终端的路径损耗是否持续规定时间以上而为规定值以上(步骤ST306)。该判断的结果，如果所有的未注册无线终端的路径损耗持续规定时间以上而为规定值以上，则进至步骤ST307，如果在经过规定时间前至少一台未注册无线终端的路径损耗为规定值以下，则返回到步骤ST305。在步骤ST307中，访问模式控制单元232判断为所有的未注册无线终端远离了飞蜂窝基站520，将飞蜂窝基站520从混合模式切换为CSG模式。步骤ST307之后返回到步骤ST301。如以上说明，在本实施方式中，在与位于飞蜂窝基站520附近的宏小区基站510通 信中的无线终端(访问者宏小区用户vMUE)为不能进行不同频率切换的状态时，飞蜂窝基站520转移到混合模式。例如，如图6所示，在系统可利用的所有载波频率fI f4由相互接近位置的飞蜂窝基站HNB#1 HNB#4使用的情况下，访问者宏小区用户vMUE不能进行不同频率切换，所以飞蜂窝基站HNB#1转移到混合模式。飞蜂窝基站为混合模式时，访问者宏小区用户vMUE可以访问该飞蜂窝基站。因此，可以提高访问者宏小区用户的吞吐量。此外，本实施方式的访问者宏小区用户(MUE)是否不能进行不同频率切换的判断，通过判断是否从飞蜂窝基站520测定的上行总接收功率(RTWP)或上行干扰功率为规定值以上的时刻起持续规定时间而保持了规定值以上的状态来进行。另一方面，在专利文献I所公开的方法中，如该专利文献I的段落0034 0039中说明的，在访问以限定状态(CSG模式)运行的归属小区用无线基站(飞蜂窝基站)的移动台(宏小区用户)数或被赋予了对该归属小区用无线基站的访问权的移动台数低于规定数的情况下，将归属小区用无线基站的状态切换为半开放状态(混合模式)，但该移动台数超过规定数时切换为限定状态。在本实施方式中，不进行根据无线终端数来切换模式，在判断为访问者宏小区用户不能进行不同频率切换时转移到混合模式，所以即使假如访问者宏小区用户数增加，也不如专利文献I那样返回到CSG模式(限定状态)。(第2实施方式)图7是表示第2实施方式的飞蜂窝基站620的内部结构的方框图。第2实施方式的飞蜂窝基站620与第I实施方式的飞蜂窝基站520的不同方面是，接收单元270具有下行信号测定单元624，以及控制单元280的检测单元631利用来自下行信号测定单元624的信息。在这些方面以外，与第I实施方式是同样的，在图7中，对与图2共同的结构单元附加相同的参考标号。因此，与第I实施方式的飞蜂窝基站520相同或同等部分附加相同标号或相当标号而简化或省略说明。第2实施方式的飞蜂窝基站620的接收单元270具有的下行信号测定单元624具备测定由系统使用的下行无线线路的全部载波频率的公共导频信道信号的接收功率的小区搜索功能。再有，本实施方式的小区搜索，以除了宏小区基站外的周边飞蜂窝基站作为对象。宏小区基站和飞蜂窝基站的区别，参照以广播信号(BCH=Broadcast Channel)传输的小区固有的系统信息(SIB =System Information Block)中包含的导频信号的发送功率信息，提取作为飞蜂窝基站群的发送功率的小区即可。在宏小区基站和飞蜂窝基站之间，将使用的小区所固有的扰频码(PSC :Primary Scrambling Code)的组分割的情况下,在小区搜索的过程中的扰频码的鉴别时仅提取周边飞蜂窝基站即可。下行信号测定单元624通过对每个载波频率进行小区搜索，测定周边飞蜂窝基站群的载波频率的使用状况。再有，该测定例如每一日进行一次。下行信号测定单元624将测定结果输出到控制单元280的检测单元631。第2实施方式的飞蜂窝基站620的控制单元280具有的检测单元631，在全部载波频率中公共导频信道的接收功率为规定值以上的情况下，判断为全部载波频率被本站及周边飞蜂窝基站群使用。此时，检测单元631判断为访问者宏小区用户(vMUE)不能进行不同频率切换，在由接收单元270的测定单元222测定出的上行总接收功率(RTWP)或上行干扰功率为规定值以上的时刻，识别为检测到访问者宏小区用户(vMUE)。第I实施方式的检测单元231在从总接收功率(RTWP)或上行干扰功率为规定值以上的时刻起持续规定时间以上而保持了规定值以上的状态的情况下，识别为检测到访问者宏小区用户(vMUE)。但是，在本实施方式中，在判断为全部载波频率被使用时，不需要如第I实施方式那样的规定时间而识别为检测到访问者宏小区用户(vMUE)。以下，参照图8，说明第2实施方式的飞蜂窝基站620的动作。图8是说明第2实施方式的飞蜂窝基站620的动作的流程图。在该图中，对与图5相同的步骤附加相同标号，并省略其说明。在图8所示的流程图中，除了图5所示的流程图的步骤ST300 ST307，还设有步骤SI701 ST703。设置飞蜂窝基站620时，飞蜂窝基站620与第I实施方式同样地进行步骤ST300。接着，飞蜂窝基站620的下行信号测定单元624以除宏小区基站外的周边飞蜂窝基站作为对象，对每个载波频率进行全部载波频率的小区搜索(步骤ST701)。接着，飞蜂窝基站620的测定单元222进行步骤ST301。接`着，飞蜂窝基站620的检测单元631基于步骤SI701中进行的小区搜索的结果，判断是否全部载波频率正被本站及周边飞蜂窝基站群使用(步骤ST702)。该判断的结果，如果全部载波频率正被使用，则进至步骤ST703，如果全部载波频率内，至少一个载波频率未被飞蜂窝基站使用，则进至步骤ST302。进至步骤ST302的情况下，进行与第I实施方式同样的处理。再有，每个载波频率的全部载波频率的小区搜索，假定为必须使用飞蜂窝基站620自身使用中的载波频率，也可以省略小区搜索处理。在步骤ST703中，检测单元631判断上行总接收功率(RTWP)是否为规定值以上。该判断的结果，如果总接收功率(RTWP)为规定值以上，则进至步骤ST304，在低于规定值时返回到步骤ST301。步骤ST304以后与第I实施方式是同样的。如以上说明，在本实施方式中，在全部载波频率正被本站及周边飞蜂窝基站使用的情况下，被估计为访问者宏小区用户不能进行不同频率切换，所以飞蜂窝基站620在上行总接收功率(RTWP)或上行干扰功率为规定值以上的时刻转移到混合模式。因此，在访问者宏小区用户(vMUE)的检测时，不需要第I实施方式中说明的规定时间。其结果，飞蜂窝基站620立刻转移到混合模式。于是，可以大幅度地缩短访问者宏小区用户的通信质量劣化时间，所以相比第I实施方式可以提高访问者宏小区用户的吞吐量。
(第3实施方式)在背景技术一栏中说明的图14所示的实例中，访问者宏小区用户vMUE进行不同频率小区搜索，进行不同频率切换至由飞蜂窝基站不在使用的载波频率内的一个载波频率。在该实例中，访问者宏小区用户vMUE对于各载波频率尝试不同频率切换，所以用于判定不同频率切换的成功与否需要比较长的时间。但是，在不同频率切换成功前的期间，访问者宏小区用户vMUE的吞吐量仍然下降，在用于对于各载波频率尝试不同频率切换的处理上也被消耗必要的功率。在第3实施方式的无线通信系统中，基于飞蜂窝基站的下行信号测定单元624的测定结果，检测单元631判断为系统中可利用的全部载波频率的至少一个没有被飞蜂窝基站使用时，将访问者宏小区用户的用于不同频率切换的辅助信息经由核心网络发送到覆盖(overlay)在该飞蜂窝基站上的宏小区基站。而且，该宏小区基站将从飞蜂窝基站发送的用于不同频率切换的辅助信息发送到访问者宏小区用户。例如，如图9所示，在系统中可利用的全部载波频率fl f4内，载波频率fl、f2正分别由飞蜂窝基站HNB#1、HNB#2使用的情况下，飞蜂窝基站HNB#1将访问者宏小区用户vMUE用于切换到载波频率f3或f4的辅助信息，经由核心网络CN发送到宏小区基站MNB。而且，宏小区基站MNB将从飞蜂窝基站HNB#I发送的辅助信息发送到访问者宏小区用户vMUE。图10是表示第3实施方式的无线通信系统的结构的方框图。如图10所示，无线通信系统包括飞蜂窝基站(HNB)800 ;覆盖在飞蜂窝基站(HNB)800上的宏小区基站(MNB)850 ;以及位于设置了飞蜂窝基站(HNB)800的房间内的、与宏小区基站(MNB)850连接中的访问者宏小区用户(vMUE)860。再有，飞蜂窝基站(HNB)800和宏小区基站(MNB)850经由核心网络CN连接。飞蜂窝基站(HNB) 800除第2实施方式的飞蜂窝基站620具有的天线210、接收单元270及控制单元280以外，还具有发送单元840。发送单元840将用于访问者宏小区用户的不同频率切换的辅助信 息，经由核心网络CN发送到宏小区基站(MNB)850。在该辅助信息中，包含基于接收单元270的下行信号测定单元624进行的小区搜索结果，以不同频率运行的周边飞蜂窝基站的检测结果。再有，在周边飞蜂窝基站的检测结果中，包含来自飞蜂窝基站(HNB)SOO检测出的周边飞蜂窝基站的公共导频信道信号的接收功率、周边飞蜂窝基站在使用的下行扰频码、以及本站拥有的相邻小区表(NCL :Neighbour Cell List)之中的至少一个以上。再有，发送单元840也可以在飞蜂窝基站(HNB) 800基于小区搜索结果而决定访问者宏小区用户的不同频率切换目的地的指定小区及指定频率后，将它们传送到宏小区基站(MNB) 850。图11是表示飞蜂窝基站(HNB)800发送到宏小区基站(MNB)850的辅助信息的数据结构的概念图。如图11所示，在辅助信息中，包含消息类型、目的地宏小区基站(目的地MNB) 850的ID、发送源飞蜂窝基站(发送目的地HNB) 800的ID、以及发送源飞蜂窝基站(发送源HNB) 800拥有的相邻小区表(NCL)。辅助信息中包含的消息类型是表示用于访问者宏小区用户(MUE)860的不同频率切换的辅助信息的比特串。此外，目的地宏小区基站(目的地MNB)850的ID是作为辅助信息的目的地的宏小区基站(MNB) 850的识别信息。发送源飞蜂窝基站(发送源HNB) 800的ID是辅助信息的发送源即飞蜂窝基站(HNB)SOO的识别信息。
NCL中包含发送该辅助信息的飞蜂窝基站800定期地执行的不同频率载波的小区搜索检测到的相邻小区的表、以及相邻小区的无线参数(载波频率、公共导频发送功率、扰频码等)。如上所述，取代NCL，在辅助信息中也可以包含来自周边飞蜂窝基站的公共导频信道信号的接收功率、周边飞蜂窝基站正使用的下行扰频码、表示不同频率切换目的地的指定小区及指定频率的信息中的至少一个。宏小区基站(MNB) 850具有接收单元852、控制单元854、以及发送单元856。接收单元852接收由飞蜂窝基站(HNB)SOO的发送单元840经由核心网络CN发送的辅助信息。此外，接收单元852从访问者宏小区用户(vMUE)860接收该访问者宏小区用户(vMUE)860基于辅助信息实施的不同频率的测定结果的报告。接收单元852接收的来自飞蜂窝基站(HNB)800的辅助信息和来自访问者宏小区用户(vMUE)860的测定结果输入到控制单元854。控制单元854识别为飞蜂窝基站(HNB) 800和访问者宏小区用户(vMUE) 860相互接近时，将各自相关联。此外，控制单元854基于来自访问者宏小区用户(vMUE)860的测定结果、来自飞蜂窝基站(HNB)800的辅助信息、或从飞蜂窝基站(HNB)800通知的指定小区，决定访问者宏小区用户(vMUE)860的不同频率切换目的地的载波频率。发送单元856将访问者宏小区用户(vMUE)860的不同频率切换目的地的小区信息或与载波频率有关的信息发送到访问者宏小区用户(vMUE)860。访问者宏小区用户(vMUE)860具有接收单元862、测定单元864、以及发送单元866。接收单元862接收从宏小区基站(MNB) 850发送的不同频率切换目的地的小区信息或与载波频率有关的信息。此外，接收用于测定周边小区的下行信号。测定单元864基于 从宏小区基站(MNB) 850发送的辅助信息，进行不同频率载波的测定。测定单元864也可以基于飞蜂窝基站(HNB) 600的测定结果，附加不同频率载波搜索的优先级，按照优先级进行不同频率测定。再有，在来自宏小区基站(MNB)850的指示中包含飞蜂窝基站(HNB) 600的指定频率的情况下，测定单元864优先地从指定频率起执行测定。发送单元866将上述不同频率测定结果报告给宏小区基站(MNB) 850。以下，参照图12，说明第3实施方式的飞蜂窝基站800的动作。图12是说明第3实施方式的飞蜂窝基站800的动作的流程图。在该图中，对与图8相同的步骤附加相同标号，省略其说明。图12所示的流程图中，除了图8所示的流程图的步骤，还设有步骤ST901。在步骤ST702中，通过飞蜂窝基站(HNB)800的检测单元631，判断为系统中可利用的全部载波频率内的至少一个载波频率未被飞蜂窝基站使用的情况下，发送单元840将包含以不同频率运行的周边飞蜂窝基站的检测结果的辅助信息，通知给覆盖的宏小区基站(MNB) 850 (步骤ST901)。步骤ST901之后进至步骤ST302。如以上说明，在本实施方式中，通过飞蜂窝基站(HNB)将用于不同频率切换的辅助信息经由核心网络CN及宏小区基站(MNB)发送到访问者宏小区用户(vMUE)，在周边中有仅宏小区基站使用的载波频率的情况下，可以高速进行访问者宏小区用户(vMUE)的不同频率切换。于是，可以大幅度地缩短访问者宏小区用户(vMUE)的通信质量劣化时间，可以提高访问者宏小区用户的吞吐量。此外，可以降低访问者宏小区用户(vMUE)的不同频率切换所需的消耗功率。再有，在上述各实施方式中，通过例子说明了以硬件构成本发明的情况，但本发明也可以用软件实现。此外，上述各实施方式的说明中使用的各功能块通常由作为集成电路的LSI (Large Scale Integration ;大规模集成)来实现。这些功能块既可以被单独地集成为一个芯片，也可以包含一部分或全部地被集成为一个芯片。虽然这里称为LSI，但根据集成程度的不同，可以被称为IC(Integrated Circuit ;集成电路)、系统LS1、超大LSI (SuperLSI)、或特大 LSI (Ultra LSI)。另外，实现集成电路化的方法不限于LSI，也可使用专用电路或通用处理器来实现。也可以利用LSI制造后能够编程的FPGA(Field Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)，或可以利用对LSI内部的电路块(circuit cell)的连接或设定能进行重构的可重构处理器(Reconfigurable Processor)。而且，随着半导体的技术进步或随之派生的其它技术的出现，如果出现能够替代LSI的集成电路化的新技术，当然可利用该新技术进行功能块的集成化。例如，还存在着适用生物技术等的可能性。参照详细而特定的实施方式说明了本发明，但本领域技术人员明白可以添加各种各样的变更和修正而不脱离本发明的精神和范围。本申请基于2010年8月3日提交的日本专利申请(特愿2010-174579)，其内容在本申请中作为参照而引用。工业实用性本发明的飞蜂窝基站，`作为降低从飞蜂窝基站到访问者宏小区用户的下行线路的干扰的无线基站等是有用的。
权利要求
1.无线通信系统中的飞蜂窝基站，该无线通信系统包括 宏小区基站，使用多个载波频率的其中一个载波频率，可与无线终端通信；以及 至少一个飞蜂窝基站，设置在所述宏小区基站可与所述无线终端通信的宏小区内，以仅特定的无线终端可访问的访问限制模式或访问没有被限制为特定的无线终端的混合模式，用所述多个载波频率的其中一个载波频率可与无线终端通信， 所述飞蜂窝基站包括 测定单元，测定来自无线终端的上行总接收功率； 检测单元，基于所述上行总接收功率或可从所述上行接收功率导出的上行干扰信号功率，检测位于以所述访问限制模式运行的飞蜂窝基站附近的访问者宏小区无线终端；以及 控制单元，在所述检测单元检测到所述访问者宏小区无线终端时，将该飞蜂窝基站从所述访问限制模式切换为所述混合模式。
2.权利要求1所述的飞蜂窝基站， 所述检测单元在从所述上行总接收功率或所述上行干扰信号功率为规定值以上的时刻起连续规定时间以上，从而在所述规定值以上的状态持续时，识别为检测出所述访问者宏小区无线终端。
3.权利要求1或2所述的飞蜂窝基站，还包括 小区搜索单元，以周边飞蜂窝基站作为对象，进行全部载波频率的小区搜索， 所述检测单元基于所述小区搜索单元的搜索结果，判断为所述多个载波频率的所有载波频率被本基站及所述周边飞蜂窝基站使用时，如果所述上行总接收功率或所述上行干扰信号功率为规定值以上，则识别为检测出所述访问者宏小区无线终端。
4.权利要求3所述的飞蜂窝基站，还包括 发送单元，在所述检测单元基于所述小区搜索单元的小区搜索结果，判断为所述多个载波频率的至少一个载波频率没有被所述飞蜂窝基站使用时，将所述访问者宏小区无线终端进行的用于向其他载波频率切换的辅助信息，经由所述宏小区基站发送到所述访问者宏小区无线终端。
5.权利要求1 4中任何一项所述的飞蜂窝基站， 所述上行干扰信号功率，通过从所述上行总接收功率中减去来自预先注册在该飞蜂窝基站中的所述特定的无线终端的上行接收功率而导出。
6.权利要求2或5所述的飞蜂窝基站， 所述规定时间是，搜索与所述无线终端使用的载波频率不同的其他载波频率的宏小区，直至切换为所述其他载波频率为止所需的平均时间。
7.权利要求1 6中任何一项所述的飞蜂窝基站，还包括 获取单元，获取以所述混合模式运行的飞蜂窝基站上连接中的访问者宏小区无线终端和该飞蜂窝基站之间的传播损耗， 所述控制单元在所述获取单元获取的所述飞蜂窝基站上连接中的所述访问者宏小区无线终端的全部传播损耗连续规定时间以上而为规定值以上时，将该飞蜂窝基站从所述混合模式切换为所述访问限制模式。
8.无线通信系统中执行的访问模式切换方法，该无线通信系统包括 宏小区基站，使用多个载波频率的其中一个载波频率，可与无线终端通信；以及至少一个飞蜂窝基站，设置在所述宏小区基站可与所述无线终端通信的宏小区内，以仅特定的无线终端可访问的访问限制模式或访问没有被限制为所述特定的无线终端的混合模式，用所述多个载波频率的其中一个载波频率可与无线终端通信， 该访问模式切换方法包括 测定来自无线终端的上行总接收功率， 基于所述上行总接收功率或可从所述上行接收功率导出的上行干扰信号功率，在检测到位于以所述访问限 制模式运行的飞蜂窝基站附近的访问者宏小区无线终端时，将该飞蜂窝基站从所述访问限制模式切换为所述混合模式。
全文摘要
无线通信系统包括用多个载波频率的其中一个载波频率，可与无线终端通信的宏小区基站；以及设置在宏小区基站可与无线终端通信的宏小区内，以仅特定的无线终端可访问的访问限制模式或访问没有被限制为特定的无线终端的混合模式，用多个载波频率的其中一个载波频率可与无线终端通信的飞蜂窝基站。飞蜂窝基站包括测定来自无线终端的上行总接收功率的测定单元；基于上行总接收功率，检测位于以访问限制模式运行的飞蜂窝基站附近的访问者宏小区无线终端的检测单元；以及在检测单元检测到访问者宏小区无线终端时，将该飞蜂窝基站从访问限制模式切换为混合模式的控制单元。由此，可以提高访问者宏小区用户的吞吐量。
文档编号H04W16/14GK103053190SQ201180037870
公开日2013年4月17日 申请日期2011年7月8日 优先权日2010年8月3日
发明者中胜义, 金泽岳史 申请人:松下电器产业株式会社