基地局および通信方法
【課題】複数のアンテナを使用して通信する際の通信性能を向上することが可能な技術を提供することを目的とする。
【解決手段】第１基地局機能部１００および第２基地局機能部２００は、第１アンテナ群１１０および第２アンテナ群１２０においてある通信端末２から受信信号を受信する。第１基地局機能部１００は、第１アンテナ群１１０から、通信端末２に無線信号を送信する。第２基地局機能部２００は、第２アンテナ群１２０から、通信端末２に無線信号を送信する。無線制御部４１は、第１基地局機能部１００と通信端末２との通信品質、および、第２基地局機能部２００と通信端末２との通信品質に基づいて、第１基地局機能部１００および第２基地局機能部２００のいずれか一方を決定する。
【解決手段】第１基地局機能部１００および第２基地局機能部２００は、第１アンテナ群１１０および第２アンテナ群１２０においてある通信端末２から受信信号を受信する。第１基地局機能部１００は、第１アンテナ群１１０から、通信端末２に無線信号を送信する。第２基地局機能部２００は、第２アンテナ群１２０から、通信端末２に無線信号を送信する。無線制御部４１は、第１基地局機能部１００と通信端末２との通信品質、および、第２基地局機能部２００と通信端末２との通信品質に基づいて、第１基地局機能部１００および第２基地局機能部２００のいずれか一方を決定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のアンテナを有する基地局、および、複数のアンテナを使用した通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から基地局と通信端末との通信に関して様々な技術が提案されている。基地局には、通信端末と無線通信を行う際に、アレイアンテナの指向性を制御するアダプティブアレイアンテナ方式を用いるものがある。特許文献１には、アレイアンテナを構成する各アンテナにおいて無線信号を受信し、その無線信号に基づいてウェイトを生成する技術が開示されている。アダプティブアレイアンテナ方式を用いる基地局は、受信用ウェイトが設定された複数の受信信号を合成して得られた信号に対して復調処理を行い、その一方で、送信用ウェイトに基づいて、無線信号を通信端末に送信する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３１１７８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、基地局では、通信端末からの無線信号を受信できる受信エリアを拡大することが求められている。上述のようなアダプティブアレイアンテナ方式を用いた基地局では、通信端末からの無線信号を受信する際に用いるアンテナの数を増やすことにより、基地局の受信エリアの拡大を実現しようとする構成が提案されている。そのような基地局として、２つのアンテナ群のいずれか一方を用いて、通信端末に無線信号を送信するのに対し、当該送信に用いる一方のアンテナ群に他方のアンテナ群を加えた全アンテナを用いて、通信端末からの無線信号を受信する構成が提案されている。
【０００５】
さて、このような基地局では、２つのアンテナ群のうち、無線信号の送信に用いられるアンテナ群と通信端末との間の通信状態が悪化した場合には、基地局は、通信端末に無線信号を送信できなくなり、通信性能が低下する場合があった。
【０００６】
そこで、本発明は、上記のような問題点を鑑みてなされたものであり、複数のアンテナを使用して通信する際の通信性能を向上することが可能な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明に係る基地局は、第１アンテナ群および第２アンテナ群からなる複数のアンテナを共有する、それぞれが基地局として機能する第１および第２基地局機能部を備える基地局であって、前記第１基地局機能部は、前記複数のアンテナで受信された複数の受信信号に基づいて受信用ウェイトを算出し、当該受信用ウェイトが設定された当該複数の受信信号を合成して得られる合成信号に対して復調処理を行うことにより当該合成信号に含まれる受信データを取得し、さらに、前記第１アンテナ群で受信された受信信号に基づいて送信用ウェイトを算出し、当該送信用ウェイトに基づいて前記第１アンテナ群から無線信号を送信する第１通信部と、前記第１アンテナ群で受信された受信信号に基づいて、前記第１基地局機能部と通信端末との通信品質を推定する第１推定部とを有し、前記第２基地局機能部は、前記複数のアンテナで受信された複数の受信信号に基づいて受信用ウェイトを算出し、当該受信用ウェイトが設定された当該複数の受信信号を合成して得られる合成信号に対して復調処理を行うことにより当該合成信号に含まれる受信データを取得し、さらに、前記第２アンテナ群で受信された受信信号に基づいて送信用ウェイトを算出し、当該送信用ウェイトに基づいて前記第２アンテナ群から無線信号を送信する第２通信部と、前記第２アンテナ群で受信された受信信号に基づいて、前記第２基地局機能部と通信端末との通信品質を推定する第２推定部とを有し、前記第１および第２基地局機能部は、それらの動作を統括的に制御する共通の制御部を有し、前記制御部は、ある通信端末についての前記第１および第２推定部での推定結果に基づいて、前記第１および第２基地局機能部のうち、当該ある通信端末と通信を行う基地局機能部を決定する。
【０００８】
また、本発明に係る基地局の一態様は、前記第１推定部は、前記第１アンテナ群で受信された受信信号の信号レベルを求めることによって、前記第１基地局機能部と通信端末との通信品質を推定し、前記第２推定部は、前記第２アンテナ群で受信された受信信号の信号レベルを求めることによって、前記第２基地局機能部と通信端末との通信品質を推定する。
【０００９】
また、本発明に係る基地局の一態様は、前記第１推定部は、前記第１アンテナ群で受信された受信信号に含まれるデータについてのエラーの有無を求めることによって、前記第１基地局機能部と通信端末との通信品質を推定し、前記第２推定部は、前記第２アンテナ群で受信された受信信号に含まれるデータについてのエラーの有無を求めることによって、前記第２基地局機能部と通信端末との通信品質を推定する。
【００１０】
本発明に係る基地局の一態様は、前記制御部は、前記第１および第２基地局機能部のうち、ある通信端末と通信する一方の基地局機能部が、当該ある通信端末から受信する、当該ある通信端末と通信を開始するために必要な所定情報を管理し、前記制御部は、前記ある通信端末についての前記第１および第２推定部での推定結果に基づいて、前記ある通信端末と通信を行う基地局機能部を、前記一方の基地局機能部から他方の基地局機能部に変更した場合には、当該他方の基地局機能部が前記ある通信端末と通信を開始する際に前記所定情報を使用する。
【００１１】
また、本発明に係る通信方法は、第１アンテナ群および第２アンテナ群からなる複数のアンテナを共有する、それぞれが基地局として機能する第１および第２基地局機能部を備え、当該第１および第２基地局機能部には、それらの動作を統括的に制御する共通の制御部が設けられた基地局での通信方法であって、（ａ）前記第１基地局機能部が、前記複数のアンテナで受信された複数の受信信号に基づいて受信用ウェイトを算出し、当該受信用ウェイトが設定された当該複数の受信信号を合成して得られる合成信号に対して復調処理を行うことにより当該合成信号に含まれる受信データを取得する工程と、（ｂ）前記第１基地局機能部が、前記第１アンテナ群で受信された受信信号に基づいて送信用ウェイトを算出し、当該送信用ウェイトに基づいて前記第１アンテナ群から無線信号を送信する工程と、（ｃ）前記第１基地局機能部が、前記第１アンテナ群で受信された受信信号に基づいて、前記第１基地局機能部と通信端末との通信品質を推定する工程と、（ｄ）前記第２基地局機能部が、前記複数のアンテナで受信された複数の受信信号に基づいて受信用ウェイトを算出し、当該受信用ウェイトが設定された当該複数の受信信号を合成して得られる合成信号に対して復調処理を行うことにより当該合成信号に含まれる受信データを取得する工程と、（ｅ）前記第２基地局機能部が、前記第２アンテナ群で受信された受信信号に基づいて送信用ウェイトを算出し、当該送信用ウェイトに基づいて前記第２アンテナ群から無線信号を送信する工程と、（ｆ）前記第２基地局機能部が、前記第２アンテナ群で受信された受信信号に基づいて、前記第２基地局機能部と通信端末との通信品質を推定する工程と、（ｇ）前記制御部が、ある通信端末についての前記工程（ｃ），（ｆ）での推定結果に基づいて、前記第１および第２基地局機能部のうち、当該ある通信端末と通信を行う基地局機能部を決定する工程とを備える。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、第１基地局機能部および第２基地局機能部での通信品質に基づいて、第１基地局機能部および第２基地局機能部のうち、通信端末と通信を行う基地局機能部が決定される。そのため、第１基地局機能部および第２基地局機能部のいずれか一方が、通信端末と通信をしている場合に、それらの間の通信状態が悪化しても、他方と当該通信端末との通信状態が良い場合には、他方を用いて、当該通信端末と通信を行うことができる。その結果、通信性能が向上する。
【００１３】
また、本発明の一態様によれば、通信端末と通信を開始するのに必要な所定情報
を管理し、当該通信端末と通信を行う基地局機能部を、一方の基地局機能部から他方の基地局機能部に変更する場合には、当該他方の基地局機能部が当該通信端末と通信を開始する際に所定情報を使用する。そのため、通信端末と通信を行う基地局機能部を、一方の基地局機能部から他方の基地局機能部に変更した際に、当該他方の基地局機能部は当該通信端末とすぐに通信することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施の形態に係る無線通信システムの構成を示す図である。
【図２】実施の形態に係る基地局の構成を示すブロック図である。
【図３】実施の形態に係る基地局の動作を示すフローチャートである。
【図４】実施の形態に係る基地局が備える通信テーブルを示す図である。
【図５】実施の形態に係る無線通信システムの制御シーケンスを示すタイミングチャートである。
【図６】従来の無線通信システムの制御シーケンスを示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜実施の形態＞
図１は、本発明の実施の形態に係る無線通信システムの構成を示す図である。本実施の形態に係る無線通信システムは、基地局１と、複数の通信端末２とを備える。基地局１は、通信端末２と無線信号を送受信することにより、通信端末２と無線通信を行う。
【００１６】
図２は、本実施の形態に係る基地局１の構成を示す図である。図２に示されるように、本実施の形態に係る基地局１は、複数の第１アンテナ１１からなる第１アンテナ群１１０と、複数の第２アンテナ１２からなる第２アンテナ群１２０と、破線で示される第１通信部２１および第２通信部３１と、第１推定部２５と、第２推定部３５と、無線制御部４１と、中央制御部４２と、回線制御部４３とを備える。第１通信部２１は、複数の第１受信部２２と、複数の第１送信部２３と、第１データ処理部２４とを備える。第２通信部３１は、複数の第２受信部３２と、複数の第２送信部３３と、第２データ処理部３４とを備える。
【００１７】
本実施の形態では、基地局１は、基地局２台分の機能を有している。第１アンテナ群１１０、第２アンテナ群１２０、第１通信部２１、第１推定部２５、複数の第２受信部３２、複数の第２送信部３３、無線制御部４１、中央制御部４２、および、回線制御部４３は、一つの基地局として機能する第１基地局機能部１００を構成している。また、第１アンテナ群１１０、第２アンテナ群１２０、複数の第１受信部２２、複数の第１送信部２３、第２通信部３１、第２推定部３５、無線制御部４１、中央制御部４２、および、回線制御部４３は、一つの基地局として機能する第２基地局機能部２００を構成している。第１基地局機能部１００および第２基地局機能部２００は、第１アンテナ群１１０および第２アンテナ群１２０からなる複数のアンテナを共有している。そして、第１基地局機能部１００、および、第２基地局機能部２００のそれぞれには、その動作を統括的に制御する、無線制御部４１、中央制御部４２および回線制御部４３からなる制御部が共通に設けられている。以下、第１基地局機能部１００と、第２基地局機能部２００との総称を、「基地局機能部」と呼ぶこともある。
【００１８】
第１基地局機能部１００は、第１アンテナ群１１０を用いて、無線信号を送信するのに対し、当該第１アンテナ群１１０に第２アンテナ群１２０を加えた全アンテナを用いて、通信端末２からの無線信号を受信する。こうして、通信端末２からの無線信号を受信する際に用いるアンテナの数を増やすことにより、第１基地局機能部１００の受信エリアの拡大を実現している。同様に、第２基地局機能部２００は、第２アンテナ群１２０を用いて、通信端末２に無線信号を送信するのに対し、当該第２アンテナ群１２０に第１アンテナ群１１０を加えた全アンテナを用いて、通信端末２からの無線信号を受信する。こうして、通信端末２からの無線信号を受信する際に用いるアンテナの数を増やすことにより、第２基地局機能部２００の受信エリアの拡大を実現している。
【００１９】
第１基地局機能部１００、および、第２基地局機能部２００は、互いに独立して基地局として動作しており、基本的には、互いに異なる通信端末２と無線通信を行う。基地局１は、複数の通信端末２と通信を行う際には、複数の通信端末２のそれぞれに対して、第１基地局機能部１００および第２基地局機能部２００のうち、通信状態が良い方の基地局機能部を用いる。以下、基地局１の構成及び動作について詳細に説明する。
【００２０】
＜第１基地局機能部の受信動作＞
第１基地局機能部１００が、通信端末２からの無線信号を受信する際、第１アンテナ群１１０および第２アンテナ群１２０の両方で当該無線信号を受信する。第１受信部２２および第１送信部２３は、第１アンテナ群１１０を構成する複数の第１アンテナ１１のそれぞれに対して設けられている。複数の第１受信部２２は、複数の第１アンテナ１１でそれぞれ受信された複数の受信信号に対してダウンコンバートをそれぞれ行って、当該複数の受信信号を複数のベースバンド信号にそれぞれ変換し、当該複数のベースバンド信号を第１データ処理部２４に出力する。
【００２１】
第２受信部３２および第２送信部３３は、第２アンテナ群１２０を構成する複数の第２アンテナ１２のそれぞれに対して設けられている。複数の第２受信部３２は、複数の第２アンテナ１２でそれぞれ受信された複数の受信信号に対してダウンコンバートをそれぞれ行って、当該複数の受信信号を複数のベースバンド信号にそれぞれ変換し、当該複数のベースバンド信号を第１データ処理部２４に出力する。
【００２２】
第１データ処理部２４は、複数の第１受信部２２および複数の第２受信部３２からの複数のベースバンド信号のそれぞれに対して増幅処理を行う。そして、第１データ処理部２４は、増幅処理された、複数の第１受信部２２および複数の第２受信部３２のそれぞれからの複数のベースバンド信号のそれぞれに対して、後述する第１受信用ウェイトを設定して（重み付けを行って）、各ベースバンド信号の位相および振幅を制御する。また、第１データ処理部２４は、増幅処理された、複数の第１受信部２２からの複数のベースバンド信号のそれぞれに対して、後述する第２受信用ウェイトを設定して、各ベースバンド信号の位相および振幅を制御する。
【００２３】
そして、第１データ処理部２４は、第１受信用ウェイトが設定された、複数の第１受信部２２および複数の第２受信部３２からの複数のベースバンド信号を合成して、第１合成信号を生成する。これにより、複数の第１アンテナ１１および複数の第２アンテナ１２からなるアレイアンテナのビームを希望波に向けることができる。その後、第１データ処理部２４は、第１合成信号に対して復調処理を行って、第１既知信号と第１受信データを取得する。第１データ処理部２４は、復調処理を行って取得された第１受信データを、無線制御部４１に出力する。
【００２４】
第１データ処理部２４は、第２受信用ウェイト設定が設定された、複数の第１受信部２２からの複数のベースバンド信号を合成して、第２合成信号を取得する。その後、第１データ処理部２４は、第２合成信号に対して復調処理を行って、第２既知信号と第２受信データを取得する。
【００２５】
また、第１データ処理部２４は、第１既知信号に基づいて、第１受信用ウェイトを算出し、第２既知信号に基づいて、第２受信用ウェイトを算出する。そして、第１データ処理部２４は、第２受信用ウェイトに基づいて、送信用ウェイトを算出する。
【００２６】
＜第１基地局機能部の送信動作＞
第１基地局機能部１００が送信動作を行う場合には、無線制御部４１から送信データが出力される。第１データ処理部２４は、無線制御部４１からの送信データに基づいて、受信側のベースバンド信号の周波数と同じ周波数の搬送波を変調し、当該搬送波からなるベースバンド信号を生成する。このベースバンド信号は、複数の第１アンテナ１１の数だけ準備される。そして、第１データ処理部２４は、自身が求めた送信用ウェイトを、自身が生成した複数のベースバンド信号のそれぞれに設定し、送信用ウェイト設定後の複数のベースバンド信号を複数の第１送信部２３にそれぞれ出力する。
【００２７】
複数の第１送信部２３は、第１データ処理部２４から出力された複数のベースバンド信号を、アップコンバートおよび増幅処理をそれぞれ行った後、複数の第１アンテナ１１にそれぞれ出力する。これにより、第１アンテナ群１１０からは、通信端末２に向かって無線信号が送信される。
【００２８】
＜第２基地局機能部の受信動作＞
第２基地局機能部２００が、通信端末２からの無線信号を受信する際、第１アンテナ群１１０および第２アンテナ群１２０の両方で当該無線信号を受信する。複数の第１受信部２２は、複数の第１アンテナ１１でそれぞれ受信された複数の受信信号に対してダウンコンバートをそれぞれ行って、当該複数の受信信号を複数のベースバンド信号にそれぞれ変換し、当該複数のベースバンド信号を第２データ処理部３４に出力する。複数の第２受信部３２は、複数の第２アンテナ１２でそれぞれ受信された複数の受信信号に対してダウンコンバートをそれぞれ行って、当該複数の受信信号を複数のベースバンド信号にそれぞれ変換し、当該複数のベースバンド信号を第２データ処理部３４に出力する。
【００２９】
第２データ処理部３４は、複数の第１受信部２２および複数の第２受信部３２からの複数のベースバンド信号のそれぞれに対して増幅処理を行う。そして、第２データ処理部３４は、増幅処理された、複数の第１受信部２２および複数の第２受信部３２のそれぞれからの複数のベースバンド信号のそれぞれに対して、後述する第１受信用ウェイトを設定して、各ベースバンド信号の位相および振幅を制御する。また、第２データ処理部３４は、増幅処理された、複数の第２受信部３２からの複数のベースバンド信号のそれぞれに対して、後述する第２受信用ウェイトを設定して、各ベースバンド信号の位相および振幅を制御する。
【００３０】
そして、第２データ処理部３４は、第１受信用ウェイトが設定された、複数の第１受信部２２および複数の第２受信部３２からの複数のベースバンド信号を合成して、第１合成信号を生成する。これにより、複数の第１アンテナ１１および複数の第２アンテナ１２からなるアレイアンテナのビームを希望波に向けることができる。その後、第２データ処理部３４は、第１合成信号に対して復調処理を行って、第１既知信号と第１受信データを取得する。第２データ処理部３４は、復調処理を行って取得された第１受信データを、無線制御部４１に出力する。
【００３１】
また、第２データ処理部３４は、第２受信用ウェイト設定が設定された、複数の第２受信部３２からの複数のベースバンド信号を合成して、第２合成信号を取得する。その後、第２データ処理部３４は、第２合成信号に対して復調処理を行って、第２既知信号と第２受信データを取得する。
【００３２】
また、第２データ処理部３４は、第１既知信号に基づいて、第１受信用ウェイトを算出し、第２既知信号に基づいて、第２受信用ウェイトを算出する。そして、第２データ処理部３４は、第２受信用ウェイトに基づいて、送信用ウェイトを算出する。
【００３３】
＜第２基地局機能部の送信動作＞
第２基地局機能部２００が送信動作を行う場合には、無線制御部４１から送信データが出力される。第２データ処理部３４は、無線制御部４１からの送信データに基づいて、受信側のベースバンド信号の周波数と同じ周波数の搬送波を変調し、当該搬送波からなるベースバンド信号を生成する。このベースバンド信号は、複数の第２アンテナ１２の数だけ準備される。そして、第２データ処理部３４は、自身が求めた送信用ウェイトを、自身が生成した複数のベースバンド信号のそれぞれに設定し、送信用ウェイト設定後の複数のベースバンド信号を複数の第２送信部３３にそれぞれ出力する。
【００３４】
複数の第２送信部３３は、第２データ処理部３４から出力された複数のベースバンド信号を、アップコンバートおよび増幅処理をそれぞれ行った後、複数の第２アンテナ１２にそれぞれ出力する。これにより、第２アンテナ群１２０からは、通信端末２に向かって無線信号が送信される。
【００３５】
＜その他の構成＞
第１基地局機能部１００と無線通信をしている通信端末２と、第２基地局機能部２００と無線通信をしている通信端末２とは基本的に互いに異なるため、第１データ処理部２４から出力される第１受信データと、第２データ処理部３４から出力される第１受信データとは互いに異なる。無線制御部４１は、第１基地局機能部１００を構成する第１データ処理部２４から出力される第１受信データを中央制御部４２に出力するとともに、第２基地局機能部２００を構成する第２データ処理部３４から出力される第１受信データを中央制御部４２に出力する。
【００３６】
回線制御部４３は、ネットワークから受信したデータを中央制御部４２に出力する。無線制御部４１と中央制御部４２とは、本基地局１と通信端末２との通信で使用される第１プロトコルに従って通信し、回線制御部４３と中央制御部４２とは、本基地局１とネットワークとの通信で使用される第２プロトコルに従って通信する。中央制御部４２は、無線制御部４１からの第１プロトコルに応じたデータを、第２プロトコルに応じたデータに変換して回線制御部４３に出力する。回線制御部４３は、中央制御部４２から出力されたデータをネットワークに送信する。一方、中央制御部４２は、回線制御部４３からの第２プロトコルに応じたデータを、第１プロトコルに応じたデータに変換して無線制御部４１に出力する。
【００３７】
複数の第１受信部２２は、第１アンテナ群１１０で受信された受信信号、つまり、複数の第１アンテナ１１でそれぞれ受信された複数の受信信号を、第１基地局機能部１００に設けられた第１推定部２５に出力する。第１推定部２５は、第１アンテナ群１１０で受信された受信信号に基づいて、第１基地局機能部１００と通信端末２との通信品質を推定する。第１推定部２５の推定動作は、第１基地局機能部１００と通信している通信端末２、および、第２基地局機能部２００と通信している通信端末２を区別することなく、基地局１と通信している複数の通信端末２からそれぞれ送信された複数の無線信号に対してそれぞれ行われる。本実施の形態では、第１推定部２５は、第１アンテナ群１１０を構成する複数の第１アンテナ１１でそれぞれ受信された複数の受信信号のそれぞれの信号レベルを求め、当該複数の受信信号それぞれの信号レベルのうち、最大信号レベル（以下、「第１最大信号レベル」と呼ぶ）を特定する。第１推定部２５が特定する第１最大信号レベルは、第１基地局機能部１００と通信端末２との通信品質が良いほど大きくなるため、第１基地局機能部１００と通信端末２との通信品質の優劣を示す指標となる。この第１推定部２５での特定動作は、一定時間内に複数回行われる。第１推定部２５は、特定した第１最大信号レベルを、第１基地局機能部１００と通信端末２との通信品質の推定結果として、無線制御部４１に出力する。
【００３８】
複数の第２受信部３２は、第２アンテナ群１２０で受信された受信信号、つまり、複数の第２アンテナ１２でそれぞれ受信された複数の受信信号を、第２基地局機能部２００に設けられた第２推定部３５に出力する。第２推定部３５は、第２アンテナ群１２０で受信された受信信号に基づいて、第２基地局機能部２００と通信端末２との通信品質を推定する。第２推定部３５の推定動作は、第１基地局機能部１００と通信している通信端末２、および、第２基地局機能部２００と通信している通信端末２を区別することなく、基地局１と通信している複数の通信端末２からそれぞれ送信された複数の無線信号に対してそれぞれ行われる。本実施の形態では、第２推定部３５は、第２アンテナ群１２０を構成する複数の第２アンテナ１２でそれぞれ受信された複数の受信信号のそれぞれの信号レベルを求め、当該複数の受信信号それぞれの信号レベルのうち、最大信号レベル（以下、「第２最大信号レベル」と呼ぶ）を特定する。第２推定部３５が特定する第２最大信号レベルは、第２基地局機能部２００と通信端末２との通信品質が良いほど大きくなるため、第２基地局機能部２００と通信端末２との通信品質の優劣を示す指標となる。この第２推定部３５での特定動作は、一定時間内に複数回行われる。第２推定部３５は、特定した第２最大信号レベルを、第２基地局機能部２００と通信端末２との通信品質の推定結果として、無線制御部４１に出力する。
【００３９】
無線制御部４１は、ある通信端末２についての第１推定部２５での推定結果、および、当該ある通信端末２についての第２推定部での推定結果に基づいて、第１基地局機能部１００および第２基地局機能部２００のいずれか一方を、当該ある通信端末２と無線通信を行う基地局機能部として決定する。本実施の形態では、無線制御部４１は、第１推定部２５で特定された、ある通信端末２についての第１最大信号レベル、および、第２推定部３５で特定された、当該ある通信端末２についての第２最大信号レベルのいずれが大きいかを判定する。
【００４０】
ある通信端末２についての第１最大信号レベルが、当該ある通信端末２についての第２最大信号レベルよりも大きいと判定した場合には、第１基地局機能部１００を、当該ある通信端末２と無線通信を行う基地局機能部として決定する。一方、無線制御部４１は、ある通信端末２についての第１最大信号レベルが、当該ある通信端末２についての第２最大信号レベルよりも小さいと判定した場合には、第２基地局機能部２００を、当該ある通信端末２と無線通信を行う基地局機能部として決定する。この無線制御部４１での決定動作は、一定時間内に複数回行われる。以下、無線制御部４１で決定された基地局機能部を、「切替候補の基地局機能部」と呼ぶこともある。
【００４１】
ある通信端末２と通信を行う基地局機能部として第１基地局機能部１００が決定された場合には、無線制御部４１は、第１基地局機能部１００が備える第１データ処理部２４に送信データを出力し、第１基地局機能部１００が、当該送信データを当該ある通信端末２に送信するように、第１基地局機能部１００を制御する。一方、ある通信端末２と通信を行う基地局機能部として第２基地局機能部２００が決定された場合には、無線制御部４１は、第２基地局機能部２００が備える第２データ処理部３４に送信データを出力し、第２基地局機能部２００が、当該送信データを当該ある通信端末２に送信するように、第２基地局機能部２００を制御する。
【００４２】
次に、基地局１が、複数の通信端末２のうちのある通信端末２と無線通信を行う基地局機能部を切り替える際の切替処理動作について説明する。以下、当該ある通信端末２を、対象通信端末２ａと記す。以下では、対象通信端末２ａについての切替処理動作を説明するが、基地局１は、当該切替処理動作を、自機と無線通信をしている複数の通信端末２のそれぞれについて個別に行う。
【００４３】
図３は、本実施の形態に係る基地局１が、対象通信端末２ａと無線通信をする基地局機能部を切り替える際の切替処理動作を示すフローチャートである。まず、対象通信端末２ａから送信された無線信号が、第１アンテナ群１１０および第２アンテナ群１２０において、受信信号としてそれぞれ受信される（ステップＳ１）。
【００４４】
ステップＳ１の後、第１推定部２５は、第１アンテナ群１１０で受信された受信信号に基づいて第１最大信号レベルを特定し、第２推定部３５は、第２アンテナ群１２０で受信された受信信号に基づいて、第２最大信号レベルを特定する。無線制御部４１は、第１推定部２５で特定された、対象通信端末２ａについての第１最大信号レベル、および、第２推定部３５で特定された、対象通信端末２ａについての第２最大信号レベルのいずれが大きいかを判定する（ステップＳ２）。
【００４５】
ステップＳ２において、第１最大信号レベルが、第２最大信号レベルよりも大きいと判定された場合には、無線制御部４１は、第１基地局機能部１００と対象通信端末２ａとの通信状態が良好であると判断して、対象通信端末２ａと無線通信を行う基地局機能部として、第１基地局機能部１００を決定する（ステップＳ１１）。ステップＳ２において、第１最大信号レベルと、第２最大信号レベルとが等しいと判定された場合には、無線制御部４１は、切替処理動作を終了する（ステップＳ１９）。ステップＳ２において、第１最大信号レベルが、第２最大信号レベルよりも小さいと判定された場合には、無線制御部４１は、第２基地局機能部２００と対象通信端末２ａとの通信状態が良好であると判断して、対象通信端末２ａと無線通信を行う基地局機能部として、第２基地局機能部２００を決定する（ステップＳ２１）。
【００４６】
ステップＳ１１の後、無線制御部４１は、決定された第１基地局機能部２００が、現在、対象通信端末２ａと無線通信している基地局機能部（以下、「現在使用中の基地局機能部」と呼ぶ）と異なるかを判定する（ステップＳ１２）。つまり、無線制御部４１は、現在使用中の基地局機能部が、第２基地局機能部２００であるかを判定する。
【００４７】
ステップＳ１２において、現在使用中の基地局機能部が、第１基地局機能部１００であると判定された場合には、無線制御部４１は、切替処理動作を終了する（ステップＳ１３）。一方、ステップＳ１２において、現在使用中の基地局機能部が、第２基地局機能部２００であると判定された場合には、無線制御部４１は、自身が管理している通信テーブルを参照し、第１基地局機能部１００と対象通信端末２ａとの間の無線通信に使用できる無線リソースに空きがあるかを判定する（ステップＳ１４）。図４は、無線制御部４１が管理している通信テーブルを示す。図４が示す通信テーブルには、第１基地局機能部１００と第２基地局機能部２００が使用できる無線リソースと、無線リソースがどの通信端末２との無線通信に使用されているかが示されている。次に、図４に示される通信テーブルの各項目について説明する。
【００４８】
通信テーブルの項目「基地局機能部」において、「１」は、第１基地局機能部１００を示し、「２」は、第２基地局機能部２００を示す。通信テーブルの項目「通信端末ＩＤ」には、基地局機能部と無線通信を行っている通信端末２の通信端末ＩＤが示される。この通信端末ＩＤは、各通信端末２に予め付与された、各通信端末２に固有の識別情報である。図４が示す通信テーブルには、第１基地局機能部１００が、通信端末ＩＤとして「Ａ」が付与された通信端末２（以下、「通信端末２Ａ」と呼ぶ）と無線通信を行っていることが示されている。また、同図が示す通信テーブルには、第２基地局機能部２００が、通信端末ＩＤとして「Ｂ」が付与された通信端末２（以下、「通信端末２Ｂ」と呼ぶ）、および、通信端末ＩＤとして「Ｃ」が付与された通信端末２（以下、「通信端末２Ｃ」と呼ぶ）のそれぞれと無線通信を行っていることが示されている。
【００４９】
通信テーブルの項目「周波数番号」には、基地局１と通信端末２との間で送受信される無線信号の周波数の番号が示され、「スロット番号」には、基地局１と通信端末２とが通信する時間帯であるスロットの番号が示される。図４が示す通信テーブルには、第１基地局機能部１００が、通信端末２Ａと、周波数番号「３６」で特定される周波数の無線信号を用いて、スロット番号「１」で特定されるスロットにおいて無線通信を行っていることが示されている。
【００５０】
通信テーブルの項目「その他の情報」には、基地局機能部が通信端末２と無線通信を開始した際に、当該通信端末２からサービスチャネル確立フェーズにおいて受信したサービスチャネル確立情報などが管理されている。このサービスチャネル確立情報は、基地局機能部が、通信端末２と通信を開始するために必要な情報である。
【００５１】
通信テーブルの項目「通信端末ＩＤ」において示される「−」は、その「−」が示された箇所と同じ行に示されている周波数番号で特定される周波数、および、同行に示されているスロット番号で特定されるスロットが無線リソースとして使用されていないことを示す。つまり、通信テーブルの項目「通信端末ＩＤ」において示される「−」は、その「−」が示された箇所と同じ行に示されている周波数番号で特定される周波数、および、同行に示されているスロット番号で特定されるスロットを無線リソースとして用いて、新規に通信端末２と無線通信を行うことができることを示す。
【００５２】
さて、上述したように、ステップＳ１４では、無線制御部４１は、通信テーブルを参照し、第１基地局機能部１００が使用できる無線リソースに空きがあるかを判定する。ステップＳ１４において、第１基地局機能部１００が使用できる無線リソースに空きがないと判定された場合には、無線制御部４１は、上述したステップＳ１３と同様に、無線制御部４１は、切替処理動作を終了する。
【００５３】
ステップＳ１４において、第１基地局機能部１００が使用できる無線リソースに空きがあると判定された場合には、無線制御部４１は、第２基地局機能部２００が、ＴＣＨ切替指示情報を重畳した無線信号を対象通信端末２ａに送信するように、第２基地局機能部２００を制御する（ステップＳ１５）。
【００５４】
図５は、図３が示すステップＳ１５，Ｓ１６の全てのステップが行われたときの、本実施の形態に係る無線通信システムの制御シーケンスを示すタイミングチャートである。ステップＳ１５が行われることにより、対象通信端末２ａと第２基地局機能部２００との間の無線通信が行われている通信フェーズ（時間帯ｔ−１）から、第２基地局機能部２００が、対象通信端末２ａに対してＴＣＨ切替指示情報を送信する状態（時間帯ｔ−２）に移行する。
【００５５】
時間帯ｔ−２において、第２基地局機能部２００から対象通信端末２ａに送信されるＴＣＨ切替指示情報は、基地局１が、対象通信端末２ａに対して、現在使用中の第２基地局機能部２００から切替候補の第１基地局機能部１００に、ＴＣＨ（Traffic Channel）の接続を切り替えて、第１基地局機能部１００に割り当てられている無線リソースで第１基地局機能部１００と無線通信するように指示するための情報である。ＴＣＨは、音声などのデータを伝送するためのチャネルである。本実施の形態に係るＴＣＨ切替指示情報には、対象通信端末２ａが、切替候補の基地局機能部と無線通信するのに必要な情報、例えば、プロトコル種別、メッセージ種別、周波数番号、基地局識別、ＳＣＨ（Service-Channel）種別、スロット番号、ユニークワード複数化などを特定する情報が含まれる。
【００５６】
無線制御部４１は、ＴＣＨ切替指示情報に含める周波数番号に、第１基地局機能部１００が使用していない無線リソースの周波数番号を割り当て、同ＴＣＨ切替指示情報に含めるスロット番号に、当該無線リソースのスロット番号を割り当てる。図４が示す通信テーブルで示される通信状態の場合、第１基地局機能部１００は、周波数番号「５４」およびスロット番号「２」で特定される無線リソースと、周波数番号「４５」およびスロット番号「３」で特定される無線リソースを使用していないので、いずれか一方の無線リソースを特定する周波数番号およびスロット番号を、ＴＣＨ切替指示情報に含める周波数番号およびスロット番号にそれぞれ割り当てる。
【００５７】
ここで、本実施の形態に係る無線制御部４１は、現在使用中の第２基地局機能部２００と対象通信端末２ａと間で送受信されている無線信号の周波数を特定する周波数番号に、ＴＣＨ切替指示情報に含める周波数番号を可能な限り一致させる。例えば、図４が示す通信テーブルに示される通信状態において、対象通信端末２ａが、通信端末２Ｃである場合、通信端末２Ｃと第２基地局機能部２００との間で送受信されている無線信号の周波数を特定する周波数番号は、「５４」である。この場合、無線制御部４１は、第１基地局機能部１００が使用していない無線リソースを特定する周波数番号「４５」およびスロット番号「３」と、第１基地局機能部１００が使用していない無線リソースを特定する周波数番号「５４」およびスロット「２」とのうち、周波数番号「５４」およびスロット「２」を、ＴＣＨ切替指示情報に含める。この割当動作以降、無線制御部４１は、ＴＣＨ切替指示情報に含めた周波数番号およびスロット番号が、一定時間、他の通信端末２に割り当てられないようにする。
【００５８】
ステップＳ１５の後、無線制御部４１は、第１基地局機能部１００が、ＴＣＨ切替指示情報に含めた周波数番号およびスロット番号によりそれぞれ特定される周波数およびスロットを用いて、対象通信端末２ａと無線通信するように第１基地局機能部１００を制御する（ステップＳ１６）。このとき、無線制御部４１は、図４が示す通信テーブルで管理しているサービスチャネル確立情報を、切替候補の第１基地局機能部１００が対象通信端末２ａと無線通信を開始する際に使用する。つまり、無線制御部４１は、前に使用されていた第２基地局機能部２００が対象通信端末２ａと無線通信を開始した際に、対象通信端末２ａから送信されたサービスチャネル確立情報を、第１基地局機能部１００が対象通信端末２ａと無線通信を開始する際に使用する。
【００５９】
このステップＳ１６では、図５に示すように、第１基地局機能部１００と対象通信端末２ａとの間で、同期バーストが送受信されることにより、第１基地局機能部１００と対象通信端末２ａとの間の無線通信で用いられる周波数および時間の同期が取られる（時間帯ｔ−３、ｔ−４）。このステップＳ１６での、無線制御部４１による切替制御が行われることにより、第１基地局機能部１００が、対象通信端末２ａと無線通信を行う通信フェーズに移行する（時間帯ｔ−５）。
【００６０】
ステップＳ２２〜ステップＳ２６では、ステップＳ１２〜ステップＳ１６において、第１基地局機能部１００と第２基地局機能部２００とを入れ替えたときの通信動作と同様の通信動作が行われる。
【００６１】
以上のような本実施の形態に係る基地局１によれば、第１基地局機能部１００での通品品質と第２基地局機能部２００での通信品質に基づいて、第１基地局機能部１００および第２基地局機能部２００のうち、通信端末２と無線通信する基地局機能部を決定している。具体的には、第１アンテナ群１１０で受信された、ある通信端末２からの受信信号の信号レベルと、第２アンテナ群１２０で受信された、当該ある通信端末２からの受信信号の信号レベルとの大小関係に基づいて、第１アンテナ群１１０を用いる第１基地局機能部１００、および、第２アンテナ群１２０を用いる第２基地局機能部２００のうち、当該ある通信端末２と無線通信する基地局機能部を決定している。これにより、例えば、第１基地局機能部１００が、第１アンテナ群１１０を介してある通信端末２に無線信号と無線通信している場合に、第１アンテナ群１１０で受信した、当該ある通信端末２からの受信信号の信号レベルよりも、第２アンテナ群１２０で受信した、当該ある通信端末２からの受信信号の信号レベルが大きい場合には、第１基地局機能部１００から第２基地局機能部２００に切り替えて、第２基地局機能部２００が、第２アンテナ群１２０を介して当該ある通信端末２と無線通信することができる。こうして、第１基地局機能部１００とある通信端末２との間の通信状態が悪化しても、第２基地局機能部２００と当該ある通信端末２との間の通信状態が良い場合には、基地局１は、第１基地局機能部１００から第２基地局機能部２００に切り替えて、第２基地局機能部２００を使用して当該ある通信端末２と無線通信することができる。
【００６２】
次に、本実施の形態に係る基地局１の他の効果を説明するために、従来の基地局の動作について説明する。図６は、従来の無線通信システムの制御シーケンスを示すタイミングチャートである。従来の無線通信システムにおいて、第２基地局機能部と通信端末との間で無線通信が行われている通信フェーズ（時間帯ｔ−１１）から、第２基地局機能部から第１基地局機能部に切り替えられて、第１基地局機能部と通信端末との間で無線通信が行われる通信フェーズ（時間帯ｔ−３１）に移行するためには、まず、時間帯ｔ−１２〜ｔ−１４において、リンクチャネル確立フェーズが行われる。リンクチャネル確立フェーズでは、制御チャネルを用いて、各サービスの呼接続に必要なチャネル、および、サービスチャネル確立フェーズの呼接続に必要なプロトコル種別が特定される。
【００６３】
具体的には、第２基地局機能部から通信端末にＴＣＨ切替指示情報が送信される（時間帯ｔ−１２）。ただし、従来の無線通信システムでは、本実施の形態とは異なり、従来の第２基地局機能部から通信端末に送信されるＴＣＨ切替指示情報には、通信端末が第１基地局機能部と無線通信するのに必要な周波数番号、スロット番号は含まれない。
【００６４】
次に、ＴＣＨ切替指示情報を受信した通信端末は、第１基地局機能部にリンクチャネル確率要求情報を送信する（時間帯ｔ−１３）。リンクチャネル確立要求情報を受信した第１基地局機能部は、自身で使用可能な周波数およびスロットを検索し、当該周波数およびスロットを通信端末に割り当てるリンクチャネル割当情報を通信端末に送信する（時間帯ｔ−１４）。
【００６５】
リンクチャネル確立フェーズ（時間帯ｔ−１２〜ｔ−１４）後、時間帯ｔ−１５〜ｔ−３０において、サービスチャネル確立フェーズが行われる。サービスチャネル確立フェーズでは、リンクチャネル確立フェーズで設定された機能を用いて、サービスを提供するために必要なチャネル（サービスチャネル）、および、通信フェーズに必要なプロトコル種別が特定される。
【００６６】
具体的には、第１基地局機能部と通信端末との間で、同期バーストが送受信されることにより、第１基地局機能部と通信端末との間の無線通信で用いられる周波数および時間の同期が取られる（時間帯ｔ−１５、ｔ−１６）。それから、通信端末から第１基地局機能部にＳＡＢＭ（SetAsynchronous Balanced Mode）コマンドが送信されることにより、マルチフレーム確認形動作モードに移行する（時間帯ｔ−１７）。その後、第１基地局機能部は、ＵＡ（Unnumbered Acknowledge）コマンドを通信端末に送信することにより、第１基地局機能部がＳＡＢＭコマンドを受け入れた旨が通信端末に通知される（時間帯ｔ−１８）。
【００６７】
その後、回線呼接続を制御するＣＣ（Call Control）機能を行うために必要なＣＣ呼設定情報が、通信端末から第１基地局機能部に送信される（時間帯ｔ−１９）。第１基地局機能部は、ＣＣ呼設定受付情報を通信端末に送信し、呼設定を受け付けた旨を通信端末に知らせる（時間帯ｔ−２０）。次に、無線リソースを管理するＲＴ（Radio Frequency Transmission Management）機能を要求するためのＲＴ機能要求情報が、通信端末から第１基地局機能部に送信される（時間帯ｔ−２１）。第１基地局機能部は、ＲＴ機能要求応答情報を通信端末に送信する（時間帯ｔ−２２）。通信端末は、秘匿鍵を特定する情報を含むＲＴ秘匿鍵設定情報を第１基地局機能部に送信する（時間帯ｔ−２３）。
【００６８】
次に、通信端末の移動性を支援するＭＭ（Mobility Management）機能を要求するためのＭＭ機能要求情報を通信端末に送信する（時間帯ｔ−２４）。第１基地局機能部は、ＭＭ機能要求応答情報を通信端末に送信する（時間帯ｔ−２５）。その後、第１基地局機能部は、認証乱数を示す情報を含むＭＭ認証要求情報を通信端末に送信する（時間帯ｔ−２６）。通信端末は、第１基地局機能部からの認証乱数と、自身が持つ認証鍵とを用いて演算を行い、その演算結果を示す情報を含むＭＭ認証応答情報を第１基地局機能部に送信する（時間帯ｔ−２７）。
【００６９】
その後、ＤＩＳＣ（Disconnection）コマンドが、第１基地局機能部から通信端末に送信されることにより、マルチフレーム確認形動作モードが終了する（時間帯ｔ−２８）。それから、通信端末は、ＵＡコマンドを第１基地局機能部に送信することにより、通信端末がＤＩＳＣコマンドを受け入れた旨が第１基地局機能部に通知される（時間帯ｔ−２９）。その後、第１基地局機能部から通信端末にＣＣ応答情報が送信される（時間帯ｔ−３０）。サービスチャネル確立フェーズ（時間帯ｔ−１９〜ｔ−３０）後、第１基地局機能部と通信端末との間で無線通信が行われる通信フェーズ（時間帯ｔ−３１）に移行する。
【００７０】
以上のような従来の制御シーケンスに対して、本実施の形態に係る基地局１によれば、切替候補の基地局機能部が、現在使用中の基地局機能部と異なる場合には、現在使用中の基地局機能部が通信端末２と無線通信を開始した際に、通信端末２からサービスチャネル確立フェーズの時間帯ｔ−１７〜ｔ−３０において送信されたサービスチャネル確立情報が、切替候補の基地局機能部が通信端末２と無線通信を開始する際に使用される。これにより、図５に示されるように、サービスチャネル確立フェーズにおける送受信動作の大部分が不要となる。したがって、通信端末２と無線通信を行う基地局機能部を、現在使用中の基地局機能部から切替候補の基地局機能部に切り替えた際に、切替候補の基地局機能部は、当該通信端末２とすぐに通信することができる。
【００７１】
なお、伝搬路の周波数特性により、通信端末２が送信する信号の周波数が変わると、周波数以外は何も変わらなくても、第１アンテナ群１１０および第２アンテナ群１２０でそれぞれ受信される受信信号の信号レベルも変化する。そのため、受信信号の信号レベルに基づいて、通信端末２と無線通信をする基地局機能部を切り替えても、その切り替えと同時に通信周波数が変わってしまうと、使用する基地局機能部での受信信号の信号レベルがかえって悪化してしまう場合がある。
【００７２】
そこで、本実施の形態に係る無線制御部４１は、現在使用中の基地局機能部と通信端末２との間で送受信されている無線通信の周波数を特定する周波数番号に、ＴＣＨ切替指示情報に含める周波数番号を可能な限り一致させている。
【００７３】
これにより、通信端末２と無線通信をする基地局機能部を切り替えても、通信周波数が変化するのを抑制することができるため、使用する基地局機能部での受信信号の信号レベルが突発的に悪くなるのをできる限り防ぐことができる。その結果、通信端末２と無線通信をする基地局機能部を、現在使用中の基地局機能部から切替候補の基地局機能部に切り替えたときに、切替候補の基地局機能部と通信端末２との間の通信状態が突発的に悪化して、それらの間で無線通信ができなくなるのを防ぐことができる。
【００７４】
＜変形例＞
上記の例では、第１アンテナ群１１０で受信された受信信号の信号レベルと、第２アンテナ群１２０で受信された受信信号の信号レベルとの大小関係に基づいて、第１アンテナ群１１０を用いる第１基地局機能部１００、および、第２アンテナ群１２０を用いる第２基地局機能部２００のいずれか一方を、通信端末２と無線通信する基地局機能部として用いた。本変形例では、第１アンテナ群１１０で受信された受信信号に含まれるデータにエラーがあるかないかという判定結果、および、第２アンテナ群１２０で受信された受信信号に含まれるデータにエラーがあるかないかという判定結果に基づいて、第１アンテナ群１１０を用いる第１基地局機能部１００、および、第２アンテナ群１２０を用いる第２基地局機能部２００のいずれか一方を、通信端末２に無線信号を送信する基地局機能部として用いる。以下、本変形例に係る基地局１について、上述した基地局１と異なる点を中心に説明する。
【００７５】
第１データ処理部２４は、上記例と同様、第２受信用ウェイトが設定された、複数の第１受信部からそれぞれ出力される複数のベースバンド信号を合成して、第２合成信号を生成する。その後、第１データ処理部２４は、第２合成信号に対して復調処理を行って、当該第２合成信号に含まれる第２既知信号と第２受信データを取得する。この第２受信データは第１推定部２５に入力される。
【００７６】
第１推定部２５は、第１データ処理部２４から出力された第２受信データにエラーがあるかないかを判定することによって、第１基地局機能部１００での通信品質を推定する。このエラー判定には、例えば、ＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）を用いる。
【００７７】
第１基地局機能部１００と通信端末２との通信品質が良い場合には、第１データ処理部２４からの第２受信データにエラーは生じず、当該通信品質が悪い場合には、当該第２受信データにエラーが生じる。そのため、第１推定部２５によって判定される、第１データ処理部２４からの第２受信データにエラーがあるかどうかという判定結果は、第１基地局機能部１００と通信端末２との通信品質の優劣を示す指標となる。この第１推定部２５のエラー判定動作は、一定時間内に複数回行われる。第１推定部２５は、エラー判定の結果を、第１基地局機能部１００と通信端末２との通信品質の推定結果として、無線制御部４１に出力する。
【００７８】
第２データ処理部３４は、上記例と同様、第２受信用ウェイトが設定された、複数の第２受信部からそれぞれ出力される複数のベースバンド信号を合成して、第２合成信号を取得する。その後、第２データ処理部３４は、当該第２合成信号に対して復調処理を行って、第２既知信号と第２受信データを取得する。この第２受信データは第２推定部３５に入力される。
【００７９】
第２推定部３５は、第２データ処理部３４から出力された第２受信データにエラーがあるかないかを判定することによって、第２基地局機能部２００での通信品質を推定する。第２基地局機能部２００と通信端末２との通信品質が良い場合には、第２データ処理部３４からの第２受信データにエラーは生じず、当該通信品質が悪い場合には、当該第２受信データにエラーが生じる。そのため、第２推定部３５によって判定される、第２データ処理部３４からの第２受信データにエラーがあるかどうかという判定結果は、第２基地局機能部２００と通信端末２との通信品質の優劣を示す指標となる。この第２推定部３５のエラー判定動作は、一定時間内に複数回行われる。第２推定部３５は、エラー判定の結果を、第１基地局機能部１００と通信端末２との通信品質の推定結果として、無線制御部４１に出力する。
【００８０】
無線制御部４１は、ある通信端末２についての第１推定部２５での推定結果、および、当該ある通信端末２についての第２推定部での推定結果に基づいて、第１基地局機能部１００および第２基地局機能部２００のいずれか一方を、当該ある通信端末２と無線通信を行う基地局機能部、つまり切替候補の基地局機能部として決定する。この無線制御部４１での決定動作は、一定時間内に複数回行われる。
【００８１】
次に、本変形例に係る基地局１が、対象通信端末２ａと無線通信をする基地局機能部を切り替える際の切替処理動作について、図３に示されるフローチャートを用いて説明する。本変形例に係る基地局１が、対象通信端末２ａと無線通信をする基地局機能部を切り替える際の切替処理動作は、上記例の基地局１の当該切替処理動作と、ステップＳ２、Ｓ１１，Ｓ１９，Ｓ２１での処理が異なる。そこで、以下、ステップＳ２，Ｓ１１，Ｓ１９，Ｓ２１での処理についてのみ説明する。
【００８２】
本変形例では、ステップＳ１の後、第１推定部２５は、第１アンテナ群１１０で受信された受信信号に含まれる第２受信データにエラーがあるかないかを判定する。一方、第２推定部３５は、第２アンテナ群１２０で受信された受信信号に含まれる第２受信データにエラーがあるかないかを判定する。無線制御部４１は、ある通信端末２についての第１推定部２５での推定結果、および、当該ある通信端末２についての第２推定部での推定結果に基づいて、第１基地局機能部１００および第２基地局機能部２００のいずれか一方を、当該ある通信端末２と無線通信を行う基地局機能部として決定する（ステップＳ２）。
【００８３】
ステップＳ２において、第１推定部２５が、第１データ処理部２４からの第２受信データにエラーがないと判定し、かつ、第２推定部３５が、第２データ処理部３４からの第２受信データにエラーがないと判定した場合には、切替処理動作を終了する（ステップＳ１９）。ステップＳ２において、第１推定部２５が、第１データ処理部２４からの第２受信データにエラーがないと判定し、かつ、第２推定部３５が、第２データ処理部３４からの第２受信データにエラーがあると判定した場合には、無線制御部４１は、第１基地局機能部１００と対象通信端末２ａとの通信状態は良好であり、第２基地局機能部２００と対象通信端末２ａとの通信状態は不良であると判断し、対象通信端末２ａと無線通信を行う基地局機能部として、第１基地局機能部１００を決定する（ステップＳ１１）。
【００８４】
ステップＳ２において、第１推定部２５が、第１データ処理部２４からの第２受信データにエラーがあると判定し、かつ、第２推定部３５が、第２データ処理部３４からの第２受信データにエラーがないと判定した場合には、無線制御部４１は、第１基地局機能部１００と対象通信端末２ａとの通信状態は不良であり、第２基地局機能部２００と対象通信端末２ａとの通信状態は良好であると判断し、対象通信端末２ａと無線通信を行う基地局機能部として、第２基地局機能部２００を決定する（ステップＳ１２）。ステップＳ２において、第１推定部２５が、第１データ処理部２４からの第２受信データにエラーがあると判定し、かつ、第２推定部３５が、第２データ処理部３４からの第２受信データにエラーがあると判定した場合には、無線制御部４１は、切替処理動作を終了する（ステップＳ１３）。
【００８５】
以上のような変形例に係る基地局１によれば、第１アンテナ群１１０での受信信号に含まれる第２受信データにエラーがあるかないかという判定結果、および、第２アンテナ群１２０での受信信号に含まれる第２受信データにエラーがあるかないかという判定結果に基づいて、第１アンテナ群１１０を用いる第１基地局機能部１００、および、第２アンテナ群１２０を用いる第２基地局機能部２００のいずれか一方を、通信端末２に無線信号を送信する基地局機能部として用いる。これにより、例えば、第１基地局機能部１００が、第１アンテナ群１１０を介してある通信端末２に無線信号と無線通信している場合に、第１アンテナ群１１０で受信した第２受信データにエラーがあり、かつ、第２アンテナ群１２０で受信した第２受信データにエラーがない場合には、第１基地局機能部１００から第２基地局機能部２００に切り替えて、第２基地局機能部２００が、第２アンテナ群１２０を介して当該ある通信端末２と無線通信することができる。こうして、第１基地局機能部１００とある通信端末２との間の通信状態が悪化しても、第２基地局機能部２００と当該ある通信端末２との間の通信状態が良い場合には、基地局１は、第１基地局機能部１００から第２基地局機能部２００に切り替えて、第２基地局機能部２００を使用して、当該ある通信端末２と無線通信することができる。
【符号の説明】
【００８６】
１ 基地局
２ 通信端末
２５ 第１推定部
３５ 第２推定部
４１ 無線制御部
４２ 中央制御部
４３ 回線制御部
１００ 第１基地局機能部
１１０ 第１アンテナ群
１２０ 第２アンテナ群
２００ 第２基地局機能部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のアンテナを有する基地局、および、複数のアンテナを使用した通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から基地局と通信端末との通信に関して様々な技術が提案されている。基地局には、通信端末と無線通信を行う際に、アレイアンテナの指向性を制御するアダプティブアレイアンテナ方式を用いるものがある。特許文献１には、アレイアンテナを構成する各アンテナにおいて無線信号を受信し、その無線信号に基づいてウェイトを生成する技術が開示されている。アダプティブアレイアンテナ方式を用いる基地局は、受信用ウェイトが設定された複数の受信信号を合成して得られた信号に対して復調処理を行い、その一方で、送信用ウェイトに基づいて、無線信号を通信端末に送信する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３１１７８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、基地局では、通信端末からの無線信号を受信できる受信エリアを拡大することが求められている。上述のようなアダプティブアレイアンテナ方式を用いた基地局では、通信端末からの無線信号を受信する際に用いるアンテナの数を増やすことにより、基地局の受信エリアの拡大を実現しようとする構成が提案されている。そのような基地局として、２つのアンテナ群のいずれか一方を用いて、通信端末に無線信号を送信するのに対し、当該送信に用いる一方のアンテナ群に他方のアンテナ群を加えた全アンテナを用いて、通信端末からの無線信号を受信する構成が提案されている。
【０００５】
さて、このような基地局では、２つのアンテナ群のうち、無線信号の送信に用いられるアンテナ群と通信端末との間の通信状態が悪化した場合には、基地局は、通信端末に無線信号を送信できなくなり、通信性能が低下する場合があった。
【０００６】
そこで、本発明は、上記のような問題点を鑑みてなされたものであり、複数のアンテナを使用して通信する際の通信性能を向上することが可能な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明に係る基地局は、第１アンテナ群および第２アンテナ群からなる複数のアンテナを共有する、それぞれが基地局として機能する第１および第２基地局機能部を備える基地局であって、前記第１基地局機能部は、前記複数のアンテナで受信された複数の受信信号に基づいて受信用ウェイトを算出し、当該受信用ウェイトが設定された当該複数の受信信号を合成して得られる合成信号に対して復調処理を行うことにより当該合成信号に含まれる受信データを取得し、さらに、前記第１アンテナ群で受信された受信信号に基づいて送信用ウェイトを算出し、当該送信用ウェイトに基づいて前記第１アンテナ群から無線信号を送信する第１通信部と、前記第１アンテナ群で受信された受信信号に基づいて、前記第１基地局機能部と通信端末との通信品質を推定する第１推定部とを有し、前記第２基地局機能部は、前記複数のアンテナで受信された複数の受信信号に基づいて受信用ウェイトを算出し、当該受信用ウェイトが設定された当該複数の受信信号を合成して得られる合成信号に対して復調処理を行うことにより当該合成信号に含まれる受信データを取得し、さらに、前記第２アンテナ群で受信された受信信号に基づいて送信用ウェイトを算出し、当該送信用ウェイトに基づいて前記第２アンテナ群から無線信号を送信する第２通信部と、前記第２アンテナ群で受信された受信信号に基づいて、前記第２基地局機能部と通信端末との通信品質を推定する第２推定部とを有し、前記第１および第２基地局機能部は、それらの動作を統括的に制御する共通の制御部を有し、前記制御部は、ある通信端末についての前記第１および第２推定部での推定結果に基づいて、前記第１および第２基地局機能部のうち、当該ある通信端末と通信を行う基地局機能部を決定する。
【０００８】
また、本発明に係る基地局の一態様は、前記第１推定部は、前記第１アンテナ群で受信された受信信号の信号レベルを求めることによって、前記第１基地局機能部と通信端末との通信品質を推定し、前記第２推定部は、前記第２アンテナ群で受信された受信信号の信号レベルを求めることによって、前記第２基地局機能部と通信端末との通信品質を推定する。
【０００９】
また、本発明に係る基地局の一態様は、前記第１推定部は、前記第１アンテナ群で受信された受信信号に含まれるデータについてのエラーの有無を求めることによって、前記第１基地局機能部と通信端末との通信品質を推定し、前記第２推定部は、前記第２アンテナ群で受信された受信信号に含まれるデータについてのエラーの有無を求めることによって、前記第２基地局機能部と通信端末との通信品質を推定する。
【００１０】
本発明に係る基地局の一態様は、前記制御部は、前記第１および第２基地局機能部のうち、ある通信端末と通信する一方の基地局機能部が、当該ある通信端末から受信する、当該ある通信端末と通信を開始するために必要な所定情報を管理し、前記制御部は、前記ある通信端末についての前記第１および第２推定部での推定結果に基づいて、前記ある通信端末と通信を行う基地局機能部を、前記一方の基地局機能部から他方の基地局機能部に変更した場合には、当該他方の基地局機能部が前記ある通信端末と通信を開始する際に前記所定情報を使用する。
【００１１】
また、本発明に係る通信方法は、第１アンテナ群および第２アンテナ群からなる複数のアンテナを共有する、それぞれが基地局として機能する第１および第２基地局機能部を備え、当該第１および第２基地局機能部には、それらの動作を統括的に制御する共通の制御部が設けられた基地局での通信方法であって、（ａ）前記第１基地局機能部が、前記複数のアンテナで受信された複数の受信信号に基づいて受信用ウェイトを算出し、当該受信用ウェイトが設定された当該複数の受信信号を合成して得られる合成信号に対して復調処理を行うことにより当該合成信号に含まれる受信データを取得する工程と、（ｂ）前記第１基地局機能部が、前記第１アンテナ群で受信された受信信号に基づいて送信用ウェイトを算出し、当該送信用ウェイトに基づいて前記第１アンテナ群から無線信号を送信する工程と、（ｃ）前記第１基地局機能部が、前記第１アンテナ群で受信された受信信号に基づいて、前記第１基地局機能部と通信端末との通信品質を推定する工程と、（ｄ）前記第２基地局機能部が、前記複数のアンテナで受信された複数の受信信号に基づいて受信用ウェイトを算出し、当該受信用ウェイトが設定された当該複数の受信信号を合成して得られる合成信号に対して復調処理を行うことにより当該合成信号に含まれる受信データを取得する工程と、（ｅ）前記第２基地局機能部が、前記第２アンテナ群で受信された受信信号に基づいて送信用ウェイトを算出し、当該送信用ウェイトに基づいて前記第２アンテナ群から無線信号を送信する工程と、（ｆ）前記第２基地局機能部が、前記第２アンテナ群で受信された受信信号に基づいて、前記第２基地局機能部と通信端末との通信品質を推定する工程と、（ｇ）前記制御部が、ある通信端末についての前記工程（ｃ），（ｆ）での推定結果に基づいて、前記第１および第２基地局機能部のうち、当該ある通信端末と通信を行う基地局機能部を決定する工程とを備える。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、第１基地局機能部および第２基地局機能部での通信品質に基づいて、第１基地局機能部および第２基地局機能部のうち、通信端末と通信を行う基地局機能部が決定される。そのため、第１基地局機能部および第２基地局機能部のいずれか一方が、通信端末と通信をしている場合に、それらの間の通信状態が悪化しても、他方と当該通信端末との通信状態が良い場合には、他方を用いて、当該通信端末と通信を行うことができる。その結果、通信性能が向上する。
【００１３】
また、本発明の一態様によれば、通信端末と通信を開始するのに必要な所定情報
を管理し、当該通信端末と通信を行う基地局機能部を、一方の基地局機能部から他方の基地局機能部に変更する場合には、当該他方の基地局機能部が当該通信端末と通信を開始する際に所定情報を使用する。そのため、通信端末と通信を行う基地局機能部を、一方の基地局機能部から他方の基地局機能部に変更した際に、当該他方の基地局機能部は当該通信端末とすぐに通信することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施の形態に係る無線通信システムの構成を示す図である。
【図２】実施の形態に係る基地局の構成を示すブロック図である。
【図３】実施の形態に係る基地局の動作を示すフローチャートである。
【図４】実施の形態に係る基地局が備える通信テーブルを示す図である。
【図５】実施の形態に係る無線通信システムの制御シーケンスを示すタイミングチャートである。
【図６】従来の無線通信システムの制御シーケンスを示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜実施の形態＞
図１は、本発明の実施の形態に係る無線通信システムの構成を示す図である。本実施の形態に係る無線通信システムは、基地局１と、複数の通信端末２とを備える。基地局１は、通信端末２と無線信号を送受信することにより、通信端末２と無線通信を行う。
【００１６】
図２は、本実施の形態に係る基地局１の構成を示す図である。図２に示されるように、本実施の形態に係る基地局１は、複数の第１アンテナ１１からなる第１アンテナ群１１０と、複数の第２アンテナ１２からなる第２アンテナ群１２０と、破線で示される第１通信部２１および第２通信部３１と、第１推定部２５と、第２推定部３５と、無線制御部４１と、中央制御部４２と、回線制御部４３とを備える。第１通信部２１は、複数の第１受信部２２と、複数の第１送信部２３と、第１データ処理部２４とを備える。第２通信部３１は、複数の第２受信部３２と、複数の第２送信部３３と、第２データ処理部３４とを備える。
【００１７】
本実施の形態では、基地局１は、基地局２台分の機能を有している。第１アンテナ群１１０、第２アンテナ群１２０、第１通信部２１、第１推定部２５、複数の第２受信部３２、複数の第２送信部３３、無線制御部４１、中央制御部４２、および、回線制御部４３は、一つの基地局として機能する第１基地局機能部１００を構成している。また、第１アンテナ群１１０、第２アンテナ群１２０、複数の第１受信部２２、複数の第１送信部２３、第２通信部３１、第２推定部３５、無線制御部４１、中央制御部４２、および、回線制御部４３は、一つの基地局として機能する第２基地局機能部２００を構成している。第１基地局機能部１００および第２基地局機能部２００は、第１アンテナ群１１０および第２アンテナ群１２０からなる複数のアンテナを共有している。そして、第１基地局機能部１００、および、第２基地局機能部２００のそれぞれには、その動作を統括的に制御する、無線制御部４１、中央制御部４２および回線制御部４３からなる制御部が共通に設けられている。以下、第１基地局機能部１００と、第２基地局機能部２００との総称を、「基地局機能部」と呼ぶこともある。
【００１８】
第１基地局機能部１００は、第１アンテナ群１１０を用いて、無線信号を送信するのに対し、当該第１アンテナ群１１０に第２アンテナ群１２０を加えた全アンテナを用いて、通信端末２からの無線信号を受信する。こうして、通信端末２からの無線信号を受信する際に用いるアンテナの数を増やすことにより、第１基地局機能部１００の受信エリアの拡大を実現している。同様に、第２基地局機能部２００は、第２アンテナ群１２０を用いて、通信端末２に無線信号を送信するのに対し、当該第２アンテナ群１２０に第１アンテナ群１１０を加えた全アンテナを用いて、通信端末２からの無線信号を受信する。こうして、通信端末２からの無線信号を受信する際に用いるアンテナの数を増やすことにより、第２基地局機能部２００の受信エリアの拡大を実現している。
【００１９】
第１基地局機能部１００、および、第２基地局機能部２００は、互いに独立して基地局として動作しており、基本的には、互いに異なる通信端末２と無線通信を行う。基地局１は、複数の通信端末２と通信を行う際には、複数の通信端末２のそれぞれに対して、第１基地局機能部１００および第２基地局機能部２００のうち、通信状態が良い方の基地局機能部を用いる。以下、基地局１の構成及び動作について詳細に説明する。
【００２０】
＜第１基地局機能部の受信動作＞
第１基地局機能部１００が、通信端末２からの無線信号を受信する際、第１アンテナ群１１０および第２アンテナ群１２０の両方で当該無線信号を受信する。第１受信部２２および第１送信部２３は、第１アンテナ群１１０を構成する複数の第１アンテナ１１のそれぞれに対して設けられている。複数の第１受信部２２は、複数の第１アンテナ１１でそれぞれ受信された複数の受信信号に対してダウンコンバートをそれぞれ行って、当該複数の受信信号を複数のベースバンド信号にそれぞれ変換し、当該複数のベースバンド信号を第１データ処理部２４に出力する。
【００２１】
第２受信部３２および第２送信部３３は、第２アンテナ群１２０を構成する複数の第２アンテナ１２のそれぞれに対して設けられている。複数の第２受信部３２は、複数の第２アンテナ１２でそれぞれ受信された複数の受信信号に対してダウンコンバートをそれぞれ行って、当該複数の受信信号を複数のベースバンド信号にそれぞれ変換し、当該複数のベースバンド信号を第１データ処理部２４に出力する。
【００２２】
第１データ処理部２４は、複数の第１受信部２２および複数の第２受信部３２からの複数のベースバンド信号のそれぞれに対して増幅処理を行う。そして、第１データ処理部２４は、増幅処理された、複数の第１受信部２２および複数の第２受信部３２のそれぞれからの複数のベースバンド信号のそれぞれに対して、後述する第１受信用ウェイトを設定して（重み付けを行って）、各ベースバンド信号の位相および振幅を制御する。また、第１データ処理部２４は、増幅処理された、複数の第１受信部２２からの複数のベースバンド信号のそれぞれに対して、後述する第２受信用ウェイトを設定して、各ベースバンド信号の位相および振幅を制御する。
【００２３】
そして、第１データ処理部２４は、第１受信用ウェイトが設定された、複数の第１受信部２２および複数の第２受信部３２からの複数のベースバンド信号を合成して、第１合成信号を生成する。これにより、複数の第１アンテナ１１および複数の第２アンテナ１２からなるアレイアンテナのビームを希望波に向けることができる。その後、第１データ処理部２４は、第１合成信号に対して復調処理を行って、第１既知信号と第１受信データを取得する。第１データ処理部２４は、復調処理を行って取得された第１受信データを、無線制御部４１に出力する。
【００２４】
第１データ処理部２４は、第２受信用ウェイト設定が設定された、複数の第１受信部２２からの複数のベースバンド信号を合成して、第２合成信号を取得する。その後、第１データ処理部２４は、第２合成信号に対して復調処理を行って、第２既知信号と第２受信データを取得する。
【００２５】
また、第１データ処理部２４は、第１既知信号に基づいて、第１受信用ウェイトを算出し、第２既知信号に基づいて、第２受信用ウェイトを算出する。そして、第１データ処理部２４は、第２受信用ウェイトに基づいて、送信用ウェイトを算出する。
【００２６】
＜第１基地局機能部の送信動作＞
第１基地局機能部１００が送信動作を行う場合には、無線制御部４１から送信データが出力される。第１データ処理部２４は、無線制御部４１からの送信データに基づいて、受信側のベースバンド信号の周波数と同じ周波数の搬送波を変調し、当該搬送波からなるベースバンド信号を生成する。このベースバンド信号は、複数の第１アンテナ１１の数だけ準備される。そして、第１データ処理部２４は、自身が求めた送信用ウェイトを、自身が生成した複数のベースバンド信号のそれぞれに設定し、送信用ウェイト設定後の複数のベースバンド信号を複数の第１送信部２３にそれぞれ出力する。
【００２７】
複数の第１送信部２３は、第１データ処理部２４から出力された複数のベースバンド信号を、アップコンバートおよび増幅処理をそれぞれ行った後、複数の第１アンテナ１１にそれぞれ出力する。これにより、第１アンテナ群１１０からは、通信端末２に向かって無線信号が送信される。
【００２８】
＜第２基地局機能部の受信動作＞
第２基地局機能部２００が、通信端末２からの無線信号を受信する際、第１アンテナ群１１０および第２アンテナ群１２０の両方で当該無線信号を受信する。複数の第１受信部２２は、複数の第１アンテナ１１でそれぞれ受信された複数の受信信号に対してダウンコンバートをそれぞれ行って、当該複数の受信信号を複数のベースバンド信号にそれぞれ変換し、当該複数のベースバンド信号を第２データ処理部３４に出力する。複数の第２受信部３２は、複数の第２アンテナ１２でそれぞれ受信された複数の受信信号に対してダウンコンバートをそれぞれ行って、当該複数の受信信号を複数のベースバンド信号にそれぞれ変換し、当該複数のベースバンド信号を第２データ処理部３４に出力する。
【００２９】
第２データ処理部３４は、複数の第１受信部２２および複数の第２受信部３２からの複数のベースバンド信号のそれぞれに対して増幅処理を行う。そして、第２データ処理部３４は、増幅処理された、複数の第１受信部２２および複数の第２受信部３２のそれぞれからの複数のベースバンド信号のそれぞれに対して、後述する第１受信用ウェイトを設定して、各ベースバンド信号の位相および振幅を制御する。また、第２データ処理部３４は、増幅処理された、複数の第２受信部３２からの複数のベースバンド信号のそれぞれに対して、後述する第２受信用ウェイトを設定して、各ベースバンド信号の位相および振幅を制御する。
【００３０】
そして、第２データ処理部３４は、第１受信用ウェイトが設定された、複数の第１受信部２２および複数の第２受信部３２からの複数のベースバンド信号を合成して、第１合成信号を生成する。これにより、複数の第１アンテナ１１および複数の第２アンテナ１２からなるアレイアンテナのビームを希望波に向けることができる。その後、第２データ処理部３４は、第１合成信号に対して復調処理を行って、第１既知信号と第１受信データを取得する。第２データ処理部３４は、復調処理を行って取得された第１受信データを、無線制御部４１に出力する。
【００３１】
また、第２データ処理部３４は、第２受信用ウェイト設定が設定された、複数の第２受信部３２からの複数のベースバンド信号を合成して、第２合成信号を取得する。その後、第２データ処理部３４は、第２合成信号に対して復調処理を行って、第２既知信号と第２受信データを取得する。
【００３２】
また、第２データ処理部３４は、第１既知信号に基づいて、第１受信用ウェイトを算出し、第２既知信号に基づいて、第２受信用ウェイトを算出する。そして、第２データ処理部３４は、第２受信用ウェイトに基づいて、送信用ウェイトを算出する。
【００３３】
＜第２基地局機能部の送信動作＞
第２基地局機能部２００が送信動作を行う場合には、無線制御部４１から送信データが出力される。第２データ処理部３４は、無線制御部４１からの送信データに基づいて、受信側のベースバンド信号の周波数と同じ周波数の搬送波を変調し、当該搬送波からなるベースバンド信号を生成する。このベースバンド信号は、複数の第２アンテナ１２の数だけ準備される。そして、第２データ処理部３４は、自身が求めた送信用ウェイトを、自身が生成した複数のベースバンド信号のそれぞれに設定し、送信用ウェイト設定後の複数のベースバンド信号を複数の第２送信部３３にそれぞれ出力する。
【００３４】
複数の第２送信部３３は、第２データ処理部３４から出力された複数のベースバンド信号を、アップコンバートおよび増幅処理をそれぞれ行った後、複数の第２アンテナ１２にそれぞれ出力する。これにより、第２アンテナ群１２０からは、通信端末２に向かって無線信号が送信される。
【００３５】
＜その他の構成＞
第１基地局機能部１００と無線通信をしている通信端末２と、第２基地局機能部２００と無線通信をしている通信端末２とは基本的に互いに異なるため、第１データ処理部２４から出力される第１受信データと、第２データ処理部３４から出力される第１受信データとは互いに異なる。無線制御部４１は、第１基地局機能部１００を構成する第１データ処理部２４から出力される第１受信データを中央制御部４２に出力するとともに、第２基地局機能部２００を構成する第２データ処理部３４から出力される第１受信データを中央制御部４２に出力する。
【００３６】
回線制御部４３は、ネットワークから受信したデータを中央制御部４２に出力する。無線制御部４１と中央制御部４２とは、本基地局１と通信端末２との通信で使用される第１プロトコルに従って通信し、回線制御部４３と中央制御部４２とは、本基地局１とネットワークとの通信で使用される第２プロトコルに従って通信する。中央制御部４２は、無線制御部４１からの第１プロトコルに応じたデータを、第２プロトコルに応じたデータに変換して回線制御部４３に出力する。回線制御部４３は、中央制御部４２から出力されたデータをネットワークに送信する。一方、中央制御部４２は、回線制御部４３からの第２プロトコルに応じたデータを、第１プロトコルに応じたデータに変換して無線制御部４１に出力する。
【００３７】
複数の第１受信部２２は、第１アンテナ群１１０で受信された受信信号、つまり、複数の第１アンテナ１１でそれぞれ受信された複数の受信信号を、第１基地局機能部１００に設けられた第１推定部２５に出力する。第１推定部２５は、第１アンテナ群１１０で受信された受信信号に基づいて、第１基地局機能部１００と通信端末２との通信品質を推定する。第１推定部２５の推定動作は、第１基地局機能部１００と通信している通信端末２、および、第２基地局機能部２００と通信している通信端末２を区別することなく、基地局１と通信している複数の通信端末２からそれぞれ送信された複数の無線信号に対してそれぞれ行われる。本実施の形態では、第１推定部２５は、第１アンテナ群１１０を構成する複数の第１アンテナ１１でそれぞれ受信された複数の受信信号のそれぞれの信号レベルを求め、当該複数の受信信号それぞれの信号レベルのうち、最大信号レベル（以下、「第１最大信号レベル」と呼ぶ）を特定する。第１推定部２５が特定する第１最大信号レベルは、第１基地局機能部１００と通信端末２との通信品質が良いほど大きくなるため、第１基地局機能部１００と通信端末２との通信品質の優劣を示す指標となる。この第１推定部２５での特定動作は、一定時間内に複数回行われる。第１推定部２５は、特定した第１最大信号レベルを、第１基地局機能部１００と通信端末２との通信品質の推定結果として、無線制御部４１に出力する。
【００３８】
複数の第２受信部３２は、第２アンテナ群１２０で受信された受信信号、つまり、複数の第２アンテナ１２でそれぞれ受信された複数の受信信号を、第２基地局機能部２００に設けられた第２推定部３５に出力する。第２推定部３５は、第２アンテナ群１２０で受信された受信信号に基づいて、第２基地局機能部２００と通信端末２との通信品質を推定する。第２推定部３５の推定動作は、第１基地局機能部１００と通信している通信端末２、および、第２基地局機能部２００と通信している通信端末２を区別することなく、基地局１と通信している複数の通信端末２からそれぞれ送信された複数の無線信号に対してそれぞれ行われる。本実施の形態では、第２推定部３５は、第２アンテナ群１２０を構成する複数の第２アンテナ１２でそれぞれ受信された複数の受信信号のそれぞれの信号レベルを求め、当該複数の受信信号それぞれの信号レベルのうち、最大信号レベル（以下、「第２最大信号レベル」と呼ぶ）を特定する。第２推定部３５が特定する第２最大信号レベルは、第２基地局機能部２００と通信端末２との通信品質が良いほど大きくなるため、第２基地局機能部２００と通信端末２との通信品質の優劣を示す指標となる。この第２推定部３５での特定動作は、一定時間内に複数回行われる。第２推定部３５は、特定した第２最大信号レベルを、第２基地局機能部２００と通信端末２との通信品質の推定結果として、無線制御部４１に出力する。
【００３９】
無線制御部４１は、ある通信端末２についての第１推定部２５での推定結果、および、当該ある通信端末２についての第２推定部での推定結果に基づいて、第１基地局機能部１００および第２基地局機能部２００のいずれか一方を、当該ある通信端末２と無線通信を行う基地局機能部として決定する。本実施の形態では、無線制御部４１は、第１推定部２５で特定された、ある通信端末２についての第１最大信号レベル、および、第２推定部３５で特定された、当該ある通信端末２についての第２最大信号レベルのいずれが大きいかを判定する。
【００４０】
ある通信端末２についての第１最大信号レベルが、当該ある通信端末２についての第２最大信号レベルよりも大きいと判定した場合には、第１基地局機能部１００を、当該ある通信端末２と無線通信を行う基地局機能部として決定する。一方、無線制御部４１は、ある通信端末２についての第１最大信号レベルが、当該ある通信端末２についての第２最大信号レベルよりも小さいと判定した場合には、第２基地局機能部２００を、当該ある通信端末２と無線通信を行う基地局機能部として決定する。この無線制御部４１での決定動作は、一定時間内に複数回行われる。以下、無線制御部４１で決定された基地局機能部を、「切替候補の基地局機能部」と呼ぶこともある。
【００４１】
ある通信端末２と通信を行う基地局機能部として第１基地局機能部１００が決定された場合には、無線制御部４１は、第１基地局機能部１００が備える第１データ処理部２４に送信データを出力し、第１基地局機能部１００が、当該送信データを当該ある通信端末２に送信するように、第１基地局機能部１００を制御する。一方、ある通信端末２と通信を行う基地局機能部として第２基地局機能部２００が決定された場合には、無線制御部４１は、第２基地局機能部２００が備える第２データ処理部３４に送信データを出力し、第２基地局機能部２００が、当該送信データを当該ある通信端末２に送信するように、第２基地局機能部２００を制御する。
【００４２】
次に、基地局１が、複数の通信端末２のうちのある通信端末２と無線通信を行う基地局機能部を切り替える際の切替処理動作について説明する。以下、当該ある通信端末２を、対象通信端末２ａと記す。以下では、対象通信端末２ａについての切替処理動作を説明するが、基地局１は、当該切替処理動作を、自機と無線通信をしている複数の通信端末２のそれぞれについて個別に行う。
【００４３】
図３は、本実施の形態に係る基地局１が、対象通信端末２ａと無線通信をする基地局機能部を切り替える際の切替処理動作を示すフローチャートである。まず、対象通信端末２ａから送信された無線信号が、第１アンテナ群１１０および第２アンテナ群１２０において、受信信号としてそれぞれ受信される（ステップＳ１）。
【００４４】
ステップＳ１の後、第１推定部２５は、第１アンテナ群１１０で受信された受信信号に基づいて第１最大信号レベルを特定し、第２推定部３５は、第２アンテナ群１２０で受信された受信信号に基づいて、第２最大信号レベルを特定する。無線制御部４１は、第１推定部２５で特定された、対象通信端末２ａについての第１最大信号レベル、および、第２推定部３５で特定された、対象通信端末２ａについての第２最大信号レベルのいずれが大きいかを判定する（ステップＳ２）。
【００４５】
ステップＳ２において、第１最大信号レベルが、第２最大信号レベルよりも大きいと判定された場合には、無線制御部４１は、第１基地局機能部１００と対象通信端末２ａとの通信状態が良好であると判断して、対象通信端末２ａと無線通信を行う基地局機能部として、第１基地局機能部１００を決定する（ステップＳ１１）。ステップＳ２において、第１最大信号レベルと、第２最大信号レベルとが等しいと判定された場合には、無線制御部４１は、切替処理動作を終了する（ステップＳ１９）。ステップＳ２において、第１最大信号レベルが、第２最大信号レベルよりも小さいと判定された場合には、無線制御部４１は、第２基地局機能部２００と対象通信端末２ａとの通信状態が良好であると判断して、対象通信端末２ａと無線通信を行う基地局機能部として、第２基地局機能部２００を決定する（ステップＳ２１）。
【００４６】
ステップＳ１１の後、無線制御部４１は、決定された第１基地局機能部２００が、現在、対象通信端末２ａと無線通信している基地局機能部（以下、「現在使用中の基地局機能部」と呼ぶ）と異なるかを判定する（ステップＳ１２）。つまり、無線制御部４１は、現在使用中の基地局機能部が、第２基地局機能部２００であるかを判定する。
【００４７】
ステップＳ１２において、現在使用中の基地局機能部が、第１基地局機能部１００であると判定された場合には、無線制御部４１は、切替処理動作を終了する（ステップＳ１３）。一方、ステップＳ１２において、現在使用中の基地局機能部が、第２基地局機能部２００であると判定された場合には、無線制御部４１は、自身が管理している通信テーブルを参照し、第１基地局機能部１００と対象通信端末２ａとの間の無線通信に使用できる無線リソースに空きがあるかを判定する（ステップＳ１４）。図４は、無線制御部４１が管理している通信テーブルを示す。図４が示す通信テーブルには、第１基地局機能部１００と第２基地局機能部２００が使用できる無線リソースと、無線リソースがどの通信端末２との無線通信に使用されているかが示されている。次に、図４に示される通信テーブルの各項目について説明する。
【００４８】
通信テーブルの項目「基地局機能部」において、「１」は、第１基地局機能部１００を示し、「２」は、第２基地局機能部２００を示す。通信テーブルの項目「通信端末ＩＤ」には、基地局機能部と無線通信を行っている通信端末２の通信端末ＩＤが示される。この通信端末ＩＤは、各通信端末２に予め付与された、各通信端末２に固有の識別情報である。図４が示す通信テーブルには、第１基地局機能部１００が、通信端末ＩＤとして「Ａ」が付与された通信端末２（以下、「通信端末２Ａ」と呼ぶ）と無線通信を行っていることが示されている。また、同図が示す通信テーブルには、第２基地局機能部２００が、通信端末ＩＤとして「Ｂ」が付与された通信端末２（以下、「通信端末２Ｂ」と呼ぶ）、および、通信端末ＩＤとして「Ｃ」が付与された通信端末２（以下、「通信端末２Ｃ」と呼ぶ）のそれぞれと無線通信を行っていることが示されている。
【００４９】
通信テーブルの項目「周波数番号」には、基地局１と通信端末２との間で送受信される無線信号の周波数の番号が示され、「スロット番号」には、基地局１と通信端末２とが通信する時間帯であるスロットの番号が示される。図４が示す通信テーブルには、第１基地局機能部１００が、通信端末２Ａと、周波数番号「３６」で特定される周波数の無線信号を用いて、スロット番号「１」で特定されるスロットにおいて無線通信を行っていることが示されている。
【００５０】
通信テーブルの項目「その他の情報」には、基地局機能部が通信端末２と無線通信を開始した際に、当該通信端末２からサービスチャネル確立フェーズにおいて受信したサービスチャネル確立情報などが管理されている。このサービスチャネル確立情報は、基地局機能部が、通信端末２と通信を開始するために必要な情報である。
【００５１】
通信テーブルの項目「通信端末ＩＤ」において示される「−」は、その「−」が示された箇所と同じ行に示されている周波数番号で特定される周波数、および、同行に示されているスロット番号で特定されるスロットが無線リソースとして使用されていないことを示す。つまり、通信テーブルの項目「通信端末ＩＤ」において示される「−」は、その「−」が示された箇所と同じ行に示されている周波数番号で特定される周波数、および、同行に示されているスロット番号で特定されるスロットを無線リソースとして用いて、新規に通信端末２と無線通信を行うことができることを示す。
【００５２】
さて、上述したように、ステップＳ１４では、無線制御部４１は、通信テーブルを参照し、第１基地局機能部１００が使用できる無線リソースに空きがあるかを判定する。ステップＳ１４において、第１基地局機能部１００が使用できる無線リソースに空きがないと判定された場合には、無線制御部４１は、上述したステップＳ１３と同様に、無線制御部４１は、切替処理動作を終了する。
【００５３】
ステップＳ１４において、第１基地局機能部１００が使用できる無線リソースに空きがあると判定された場合には、無線制御部４１は、第２基地局機能部２００が、ＴＣＨ切替指示情報を重畳した無線信号を対象通信端末２ａに送信するように、第２基地局機能部２００を制御する（ステップＳ１５）。
【００５４】
図５は、図３が示すステップＳ１５，Ｓ１６の全てのステップが行われたときの、本実施の形態に係る無線通信システムの制御シーケンスを示すタイミングチャートである。ステップＳ１５が行われることにより、対象通信端末２ａと第２基地局機能部２００との間の無線通信が行われている通信フェーズ（時間帯ｔ−１）から、第２基地局機能部２００が、対象通信端末２ａに対してＴＣＨ切替指示情報を送信する状態（時間帯ｔ−２）に移行する。
【００５５】
時間帯ｔ−２において、第２基地局機能部２００から対象通信端末２ａに送信されるＴＣＨ切替指示情報は、基地局１が、対象通信端末２ａに対して、現在使用中の第２基地局機能部２００から切替候補の第１基地局機能部１００に、ＴＣＨ（Traffic Channel）の接続を切り替えて、第１基地局機能部１００に割り当てられている無線リソースで第１基地局機能部１００と無線通信するように指示するための情報である。ＴＣＨは、音声などのデータを伝送するためのチャネルである。本実施の形態に係るＴＣＨ切替指示情報には、対象通信端末２ａが、切替候補の基地局機能部と無線通信するのに必要な情報、例えば、プロトコル種別、メッセージ種別、周波数番号、基地局識別、ＳＣＨ（Service-Channel）種別、スロット番号、ユニークワード複数化などを特定する情報が含まれる。
【００５６】
無線制御部４１は、ＴＣＨ切替指示情報に含める周波数番号に、第１基地局機能部１００が使用していない無線リソースの周波数番号を割り当て、同ＴＣＨ切替指示情報に含めるスロット番号に、当該無線リソースのスロット番号を割り当てる。図４が示す通信テーブルで示される通信状態の場合、第１基地局機能部１００は、周波数番号「５４」およびスロット番号「２」で特定される無線リソースと、周波数番号「４５」およびスロット番号「３」で特定される無線リソースを使用していないので、いずれか一方の無線リソースを特定する周波数番号およびスロット番号を、ＴＣＨ切替指示情報に含める周波数番号およびスロット番号にそれぞれ割り当てる。
【００５７】
ここで、本実施の形態に係る無線制御部４１は、現在使用中の第２基地局機能部２００と対象通信端末２ａと間で送受信されている無線信号の周波数を特定する周波数番号に、ＴＣＨ切替指示情報に含める周波数番号を可能な限り一致させる。例えば、図４が示す通信テーブルに示される通信状態において、対象通信端末２ａが、通信端末２Ｃである場合、通信端末２Ｃと第２基地局機能部２００との間で送受信されている無線信号の周波数を特定する周波数番号は、「５４」である。この場合、無線制御部４１は、第１基地局機能部１００が使用していない無線リソースを特定する周波数番号「４５」およびスロット番号「３」と、第１基地局機能部１００が使用していない無線リソースを特定する周波数番号「５４」およびスロット「２」とのうち、周波数番号「５４」およびスロット「２」を、ＴＣＨ切替指示情報に含める。この割当動作以降、無線制御部４１は、ＴＣＨ切替指示情報に含めた周波数番号およびスロット番号が、一定時間、他の通信端末２に割り当てられないようにする。
【００５８】
ステップＳ１５の後、無線制御部４１は、第１基地局機能部１００が、ＴＣＨ切替指示情報に含めた周波数番号およびスロット番号によりそれぞれ特定される周波数およびスロットを用いて、対象通信端末２ａと無線通信するように第１基地局機能部１００を制御する（ステップＳ１６）。このとき、無線制御部４１は、図４が示す通信テーブルで管理しているサービスチャネル確立情報を、切替候補の第１基地局機能部１００が対象通信端末２ａと無線通信を開始する際に使用する。つまり、無線制御部４１は、前に使用されていた第２基地局機能部２００が対象通信端末２ａと無線通信を開始した際に、対象通信端末２ａから送信されたサービスチャネル確立情報を、第１基地局機能部１００が対象通信端末２ａと無線通信を開始する際に使用する。
【００５９】
このステップＳ１６では、図５に示すように、第１基地局機能部１００と対象通信端末２ａとの間で、同期バーストが送受信されることにより、第１基地局機能部１００と対象通信端末２ａとの間の無線通信で用いられる周波数および時間の同期が取られる（時間帯ｔ−３、ｔ−４）。このステップＳ１６での、無線制御部４１による切替制御が行われることにより、第１基地局機能部１００が、対象通信端末２ａと無線通信を行う通信フェーズに移行する（時間帯ｔ−５）。
【００６０】
ステップＳ２２〜ステップＳ２６では、ステップＳ１２〜ステップＳ１６において、第１基地局機能部１００と第２基地局機能部２００とを入れ替えたときの通信動作と同様の通信動作が行われる。
【００６１】
以上のような本実施の形態に係る基地局１によれば、第１基地局機能部１００での通品品質と第２基地局機能部２００での通信品質に基づいて、第１基地局機能部１００および第２基地局機能部２００のうち、通信端末２と無線通信する基地局機能部を決定している。具体的には、第１アンテナ群１１０で受信された、ある通信端末２からの受信信号の信号レベルと、第２アンテナ群１２０で受信された、当該ある通信端末２からの受信信号の信号レベルとの大小関係に基づいて、第１アンテナ群１１０を用いる第１基地局機能部１００、および、第２アンテナ群１２０を用いる第２基地局機能部２００のうち、当該ある通信端末２と無線通信する基地局機能部を決定している。これにより、例えば、第１基地局機能部１００が、第１アンテナ群１１０を介してある通信端末２に無線信号と無線通信している場合に、第１アンテナ群１１０で受信した、当該ある通信端末２からの受信信号の信号レベルよりも、第２アンテナ群１２０で受信した、当該ある通信端末２からの受信信号の信号レベルが大きい場合には、第１基地局機能部１００から第２基地局機能部２００に切り替えて、第２基地局機能部２００が、第２アンテナ群１２０を介して当該ある通信端末２と無線通信することができる。こうして、第１基地局機能部１００とある通信端末２との間の通信状態が悪化しても、第２基地局機能部２００と当該ある通信端末２との間の通信状態が良い場合には、基地局１は、第１基地局機能部１００から第２基地局機能部２００に切り替えて、第２基地局機能部２００を使用して当該ある通信端末２と無線通信することができる。
【００６２】
次に、本実施の形態に係る基地局１の他の効果を説明するために、従来の基地局の動作について説明する。図６は、従来の無線通信システムの制御シーケンスを示すタイミングチャートである。従来の無線通信システムにおいて、第２基地局機能部と通信端末との間で無線通信が行われている通信フェーズ（時間帯ｔ−１１）から、第２基地局機能部から第１基地局機能部に切り替えられて、第１基地局機能部と通信端末との間で無線通信が行われる通信フェーズ（時間帯ｔ−３１）に移行するためには、まず、時間帯ｔ−１２〜ｔ−１４において、リンクチャネル確立フェーズが行われる。リンクチャネル確立フェーズでは、制御チャネルを用いて、各サービスの呼接続に必要なチャネル、および、サービスチャネル確立フェーズの呼接続に必要なプロトコル種別が特定される。
【００６３】
具体的には、第２基地局機能部から通信端末にＴＣＨ切替指示情報が送信される（時間帯ｔ−１２）。ただし、従来の無線通信システムでは、本実施の形態とは異なり、従来の第２基地局機能部から通信端末に送信されるＴＣＨ切替指示情報には、通信端末が第１基地局機能部と無線通信するのに必要な周波数番号、スロット番号は含まれない。
【００６４】
次に、ＴＣＨ切替指示情報を受信した通信端末は、第１基地局機能部にリンクチャネル確率要求情報を送信する（時間帯ｔ−１３）。リンクチャネル確立要求情報を受信した第１基地局機能部は、自身で使用可能な周波数およびスロットを検索し、当該周波数およびスロットを通信端末に割り当てるリンクチャネル割当情報を通信端末に送信する（時間帯ｔ−１４）。
【００６５】
リンクチャネル確立フェーズ（時間帯ｔ−１２〜ｔ−１４）後、時間帯ｔ−１５〜ｔ−３０において、サービスチャネル確立フェーズが行われる。サービスチャネル確立フェーズでは、リンクチャネル確立フェーズで設定された機能を用いて、サービスを提供するために必要なチャネル（サービスチャネル）、および、通信フェーズに必要なプロトコル種別が特定される。
【００６６】
具体的には、第１基地局機能部と通信端末との間で、同期バーストが送受信されることにより、第１基地局機能部と通信端末との間の無線通信で用いられる周波数および時間の同期が取られる（時間帯ｔ−１５、ｔ−１６）。それから、通信端末から第１基地局機能部にＳＡＢＭ（SetAsynchronous Balanced Mode）コマンドが送信されることにより、マルチフレーム確認形動作モードに移行する（時間帯ｔ−１７）。その後、第１基地局機能部は、ＵＡ（Unnumbered Acknowledge）コマンドを通信端末に送信することにより、第１基地局機能部がＳＡＢＭコマンドを受け入れた旨が通信端末に通知される（時間帯ｔ−１８）。
【００６７】
その後、回線呼接続を制御するＣＣ（Call Control）機能を行うために必要なＣＣ呼設定情報が、通信端末から第１基地局機能部に送信される（時間帯ｔ−１９）。第１基地局機能部は、ＣＣ呼設定受付情報を通信端末に送信し、呼設定を受け付けた旨を通信端末に知らせる（時間帯ｔ−２０）。次に、無線リソースを管理するＲＴ（Radio Frequency Transmission Management）機能を要求するためのＲＴ機能要求情報が、通信端末から第１基地局機能部に送信される（時間帯ｔ−２１）。第１基地局機能部は、ＲＴ機能要求応答情報を通信端末に送信する（時間帯ｔ−２２）。通信端末は、秘匿鍵を特定する情報を含むＲＴ秘匿鍵設定情報を第１基地局機能部に送信する（時間帯ｔ−２３）。
【００６８】
次に、通信端末の移動性を支援するＭＭ（Mobility Management）機能を要求するためのＭＭ機能要求情報を通信端末に送信する（時間帯ｔ−２４）。第１基地局機能部は、ＭＭ機能要求応答情報を通信端末に送信する（時間帯ｔ−２５）。その後、第１基地局機能部は、認証乱数を示す情報を含むＭＭ認証要求情報を通信端末に送信する（時間帯ｔ−２６）。通信端末は、第１基地局機能部からの認証乱数と、自身が持つ認証鍵とを用いて演算を行い、その演算結果を示す情報を含むＭＭ認証応答情報を第１基地局機能部に送信する（時間帯ｔ−２７）。
【００６９】
その後、ＤＩＳＣ（Disconnection）コマンドが、第１基地局機能部から通信端末に送信されることにより、マルチフレーム確認形動作モードが終了する（時間帯ｔ−２８）。それから、通信端末は、ＵＡコマンドを第１基地局機能部に送信することにより、通信端末がＤＩＳＣコマンドを受け入れた旨が第１基地局機能部に通知される（時間帯ｔ−２９）。その後、第１基地局機能部から通信端末にＣＣ応答情報が送信される（時間帯ｔ−３０）。サービスチャネル確立フェーズ（時間帯ｔ−１９〜ｔ−３０）後、第１基地局機能部と通信端末との間で無線通信が行われる通信フェーズ（時間帯ｔ−３１）に移行する。
【００７０】
以上のような従来の制御シーケンスに対して、本実施の形態に係る基地局１によれば、切替候補の基地局機能部が、現在使用中の基地局機能部と異なる場合には、現在使用中の基地局機能部が通信端末２と無線通信を開始した際に、通信端末２からサービスチャネル確立フェーズの時間帯ｔ−１７〜ｔ−３０において送信されたサービスチャネル確立情報が、切替候補の基地局機能部が通信端末２と無線通信を開始する際に使用される。これにより、図５に示されるように、サービスチャネル確立フェーズにおける送受信動作の大部分が不要となる。したがって、通信端末２と無線通信を行う基地局機能部を、現在使用中の基地局機能部から切替候補の基地局機能部に切り替えた際に、切替候補の基地局機能部は、当該通信端末２とすぐに通信することができる。
【００７１】
なお、伝搬路の周波数特性により、通信端末２が送信する信号の周波数が変わると、周波数以外は何も変わらなくても、第１アンテナ群１１０および第２アンテナ群１２０でそれぞれ受信される受信信号の信号レベルも変化する。そのため、受信信号の信号レベルに基づいて、通信端末２と無線通信をする基地局機能部を切り替えても、その切り替えと同時に通信周波数が変わってしまうと、使用する基地局機能部での受信信号の信号レベルがかえって悪化してしまう場合がある。
【００７２】
そこで、本実施の形態に係る無線制御部４１は、現在使用中の基地局機能部と通信端末２との間で送受信されている無線通信の周波数を特定する周波数番号に、ＴＣＨ切替指示情報に含める周波数番号を可能な限り一致させている。
【００７３】
これにより、通信端末２と無線通信をする基地局機能部を切り替えても、通信周波数が変化するのを抑制することができるため、使用する基地局機能部での受信信号の信号レベルが突発的に悪くなるのをできる限り防ぐことができる。その結果、通信端末２と無線通信をする基地局機能部を、現在使用中の基地局機能部から切替候補の基地局機能部に切り替えたときに、切替候補の基地局機能部と通信端末２との間の通信状態が突発的に悪化して、それらの間で無線通信ができなくなるのを防ぐことができる。
【００７４】
＜変形例＞
上記の例では、第１アンテナ群１１０で受信された受信信号の信号レベルと、第２アンテナ群１２０で受信された受信信号の信号レベルとの大小関係に基づいて、第１アンテナ群１１０を用いる第１基地局機能部１００、および、第２アンテナ群１２０を用いる第２基地局機能部２００のいずれか一方を、通信端末２と無線通信する基地局機能部として用いた。本変形例では、第１アンテナ群１１０で受信された受信信号に含まれるデータにエラーがあるかないかという判定結果、および、第２アンテナ群１２０で受信された受信信号に含まれるデータにエラーがあるかないかという判定結果に基づいて、第１アンテナ群１１０を用いる第１基地局機能部１００、および、第２アンテナ群１２０を用いる第２基地局機能部２００のいずれか一方を、通信端末２に無線信号を送信する基地局機能部として用いる。以下、本変形例に係る基地局１について、上述した基地局１と異なる点を中心に説明する。
【００７５】
第１データ処理部２４は、上記例と同様、第２受信用ウェイトが設定された、複数の第１受信部からそれぞれ出力される複数のベースバンド信号を合成して、第２合成信号を生成する。その後、第１データ処理部２４は、第２合成信号に対して復調処理を行って、当該第２合成信号に含まれる第２既知信号と第２受信データを取得する。この第２受信データは第１推定部２５に入力される。
【００７６】
第１推定部２５は、第１データ処理部２４から出力された第２受信データにエラーがあるかないかを判定することによって、第１基地局機能部１００での通信品質を推定する。このエラー判定には、例えば、ＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）を用いる。
【００７７】
第１基地局機能部１００と通信端末２との通信品質が良い場合には、第１データ処理部２４からの第２受信データにエラーは生じず、当該通信品質が悪い場合には、当該第２受信データにエラーが生じる。そのため、第１推定部２５によって判定される、第１データ処理部２４からの第２受信データにエラーがあるかどうかという判定結果は、第１基地局機能部１００と通信端末２との通信品質の優劣を示す指標となる。この第１推定部２５のエラー判定動作は、一定時間内に複数回行われる。第１推定部２５は、エラー判定の結果を、第１基地局機能部１００と通信端末２との通信品質の推定結果として、無線制御部４１に出力する。
【００７８】
第２データ処理部３４は、上記例と同様、第２受信用ウェイトが設定された、複数の第２受信部からそれぞれ出力される複数のベースバンド信号を合成して、第２合成信号を取得する。その後、第２データ処理部３４は、当該第２合成信号に対して復調処理を行って、第２既知信号と第２受信データを取得する。この第２受信データは第２推定部３５に入力される。
【００７９】
第２推定部３５は、第２データ処理部３４から出力された第２受信データにエラーがあるかないかを判定することによって、第２基地局機能部２００での通信品質を推定する。第２基地局機能部２００と通信端末２との通信品質が良い場合には、第２データ処理部３４からの第２受信データにエラーは生じず、当該通信品質が悪い場合には、当該第２受信データにエラーが生じる。そのため、第２推定部３５によって判定される、第２データ処理部３４からの第２受信データにエラーがあるかどうかという判定結果は、第２基地局機能部２００と通信端末２との通信品質の優劣を示す指標となる。この第２推定部３５のエラー判定動作は、一定時間内に複数回行われる。第２推定部３５は、エラー判定の結果を、第１基地局機能部１００と通信端末２との通信品質の推定結果として、無線制御部４１に出力する。
【００８０】
無線制御部４１は、ある通信端末２についての第１推定部２５での推定結果、および、当該ある通信端末２についての第２推定部での推定結果に基づいて、第１基地局機能部１００および第２基地局機能部２００のいずれか一方を、当該ある通信端末２と無線通信を行う基地局機能部、つまり切替候補の基地局機能部として決定する。この無線制御部４１での決定動作は、一定時間内に複数回行われる。
【００８１】
次に、本変形例に係る基地局１が、対象通信端末２ａと無線通信をする基地局機能部を切り替える際の切替処理動作について、図３に示されるフローチャートを用いて説明する。本変形例に係る基地局１が、対象通信端末２ａと無線通信をする基地局機能部を切り替える際の切替処理動作は、上記例の基地局１の当該切替処理動作と、ステップＳ２、Ｓ１１，Ｓ１９，Ｓ２１での処理が異なる。そこで、以下、ステップＳ２，Ｓ１１，Ｓ１９，Ｓ２１での処理についてのみ説明する。
【００８２】
本変形例では、ステップＳ１の後、第１推定部２５は、第１アンテナ群１１０で受信された受信信号に含まれる第２受信データにエラーがあるかないかを判定する。一方、第２推定部３５は、第２アンテナ群１２０で受信された受信信号に含まれる第２受信データにエラーがあるかないかを判定する。無線制御部４１は、ある通信端末２についての第１推定部２５での推定結果、および、当該ある通信端末２についての第２推定部での推定結果に基づいて、第１基地局機能部１００および第２基地局機能部２００のいずれか一方を、当該ある通信端末２と無線通信を行う基地局機能部として決定する（ステップＳ２）。
【００８３】
ステップＳ２において、第１推定部２５が、第１データ処理部２４からの第２受信データにエラーがないと判定し、かつ、第２推定部３５が、第２データ処理部３４からの第２受信データにエラーがないと判定した場合には、切替処理動作を終了する（ステップＳ１９）。ステップＳ２において、第１推定部２５が、第１データ処理部２４からの第２受信データにエラーがないと判定し、かつ、第２推定部３５が、第２データ処理部３４からの第２受信データにエラーがあると判定した場合には、無線制御部４１は、第１基地局機能部１００と対象通信端末２ａとの通信状態は良好であり、第２基地局機能部２００と対象通信端末２ａとの通信状態は不良であると判断し、対象通信端末２ａと無線通信を行う基地局機能部として、第１基地局機能部１００を決定する（ステップＳ１１）。
【００８４】
ステップＳ２において、第１推定部２５が、第１データ処理部２４からの第２受信データにエラーがあると判定し、かつ、第２推定部３５が、第２データ処理部３４からの第２受信データにエラーがないと判定した場合には、無線制御部４１は、第１基地局機能部１００と対象通信端末２ａとの通信状態は不良であり、第２基地局機能部２００と対象通信端末２ａとの通信状態は良好であると判断し、対象通信端末２ａと無線通信を行う基地局機能部として、第２基地局機能部２００を決定する（ステップＳ１２）。ステップＳ２において、第１推定部２５が、第１データ処理部２４からの第２受信データにエラーがあると判定し、かつ、第２推定部３５が、第２データ処理部３４からの第２受信データにエラーがあると判定した場合には、無線制御部４１は、切替処理動作を終了する（ステップＳ１３）。
【００８５】
以上のような変形例に係る基地局１によれば、第１アンテナ群１１０での受信信号に含まれる第２受信データにエラーがあるかないかという判定結果、および、第２アンテナ群１２０での受信信号に含まれる第２受信データにエラーがあるかないかという判定結果に基づいて、第１アンテナ群１１０を用いる第１基地局機能部１００、および、第２アンテナ群１２０を用いる第２基地局機能部２００のいずれか一方を、通信端末２に無線信号を送信する基地局機能部として用いる。これにより、例えば、第１基地局機能部１００が、第１アンテナ群１１０を介してある通信端末２に無線信号と無線通信している場合に、第１アンテナ群１１０で受信した第２受信データにエラーがあり、かつ、第２アンテナ群１２０で受信した第２受信データにエラーがない場合には、第１基地局機能部１００から第２基地局機能部２００に切り替えて、第２基地局機能部２００が、第２アンテナ群１２０を介して当該ある通信端末２と無線通信することができる。こうして、第１基地局機能部１００とある通信端末２との間の通信状態が悪化しても、第２基地局機能部２００と当該ある通信端末２との間の通信状態が良い場合には、基地局１は、第１基地局機能部１００から第２基地局機能部２００に切り替えて、第２基地局機能部２００を使用して、当該ある通信端末２と無線通信することができる。
【符号の説明】
【００８６】
１ 基地局
２ 通信端末
２５ 第１推定部
３５ 第２推定部
４１ 無線制御部
４２ 中央制御部
４３ 回線制御部
１００ 第１基地局機能部
１１０ 第１アンテナ群
１２０ 第２アンテナ群
２００ 第２基地局機能部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１アンテナ群および第２アンテナ群からなる複数のアンテナを共有する、それぞれが基地局として機能する第１および第２基地局機能部を備える基地局であって、
前記第１基地局機能部は、
前記複数のアンテナで受信された複数の受信信号に基づいて受信用ウェイトを算出し、当該受信用ウェイトが設定された当該複数の受信信号を合成して得られる合成信号に対して復調処理を行うことにより当該合成信号に含まれる受信データを取得し、さらに、前記第１アンテナ群で受信された受信信号に基づいて送信用ウェイトを算出し、当該送信用ウェイトに基づいて前記第１アンテナ群から無線信号を送信する第１通信部と、
前記第１アンテナ群で受信された受信信号に基づいて、前記第１基地局機能部と通信端末との通信品質を推定する第１推定部と
を有し、
前記第２基地局機能部は、
前記複数のアンテナで受信された複数の受信信号に基づいて受信用ウェイトを算出し、当該受信用ウェイトが設定された当該複数の受信信号を合成して得られる合成信号に対して復調処理を行うことにより当該合成信号に含まれる受信データを取得し、さらに、前記第２アンテナ群で受信された受信信号に基づいて送信用ウェイトを算出し、当該送信用ウェイトに基づいて前記第２アンテナ群から無線信号を送信する第２通信部と、
前記第２アンテナ群で受信された受信信号に基づいて、前記第２基地局機能部と通信端末との通信品質を推定する第２推定部と
を有し、
前記第１および第２基地局機能部は、それらの動作を統括的に制御する共通の制御部を有し、
前記制御部は、ある通信端末についての前記第１および第２推定部での推定結果に基づいて、前記第１および第２基地局機能部のうち、当該ある通信端末と通信を行う基地局機能部を決定する、基地局。
【請求項２】
請求項１に記載の基地局であって、
前記第１推定部は、前記第１アンテナ群で受信された受信信号の信号レベルを求めることによって、前記第１基地局機能部と通信端末との通信品質を推定し、
前記第２推定部は、前記第２アンテナ群で受信された受信信号の信号レベルを求めることによって、前記第２基地局機能部と通信端末との通信品質を推定する、基地局。
【請求項３】
請求項１に記載の基地局であって、
前記第１推定部は、前記第１アンテナ群で受信された受信信号に含まれるデータについてのエラーの有無を求めることによって、前記第１基地局機能部と通信端末との通信品質を推定し、
前記第２推定部は、前記第２アンテナ群で受信された受信信号に含まれるデータについてのエラーの有無を求めることによって、前記第２基地局機能部と通信端末との通信品質を推定する、基地局。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一つに記載の基地局であって、
前記制御部は、前記第１および第２基地局機能部のうち、ある通信端末と通信する一方の基地局機能部が、当該ある通信端末から受信する、当該ある通信端末と通信を開始するために必要な所定情報を管理し、
前記制御部は、前記ある通信端末についての前記第１および第２推定部での推定結果に基づいて、前記ある通信端末と通信を行う基地局機能部を、前記一方の基地局機能部から他方の基地局機能部に変更した場合には、当該他方の基地局機能部が前記ある通信端末と通信を開始する際に前記所定情報を使用する、基地局。
【請求項５】
第１アンテナ群および第２アンテナ群からなる複数のアンテナを共有する、それぞれが基地局として機能する第１および第２基地局機能部を備え、当該第１および第２基地局機能部には、それらの動作を統括的に制御する共通の制御部が設けられた基地局での通信方法であって、
（ａ）前記第１基地局機能部が、前記複数のアンテナで受信された複数の受信信号に基づいて受信用ウェイトを算出し、当該受信用ウェイトが設定された当該複数の受信信号を合成して得られる合成信号に対して復調処理を行うことにより当該合成信号に含まれる受信データを取得する工程と、
（ｂ）前記第１基地局機能部が、前記第１アンテナ群で受信された受信信号に基づいて送信用ウェイトを算出し、当該送信用ウェイトに基づいて前記第１アンテナ群から無線信号を送信する工程と、
（ｃ）前記第１基地局機能部が、前記第１アンテナ群で受信された受信信号に基づいて、前記第１基地局機能部と通信端末との通信品質を推定する工程と、
（ｄ）前記第２基地局機能部が、前記複数のアンテナで受信された複数の受信信号に基づいて受信用ウェイトを算出し、当該受信用ウェイトが設定された当該複数の受信信号を合成して得られる合成信号に対して復調処理を行うことにより当該合成信号に含まれる受信データを取得する工程と、
（ｅ）前記第２基地局機能部が、前記第２アンテナ群で受信された受信信号に基づいて送信用ウェイトを算出し、当該送信用ウェイトに基づいて前記第２アンテナ群から無線信号を送信する工程と、
（ｆ）前記第２基地局機能部が、前記第２アンテナ群で受信された受信信号に基づいて、前記第２基地局機能部と通信端末との通信品質を推定する工程と、
（ｇ）前記制御部が、ある通信端末についての前記工程（ｃ），（ｆ）での推定結果に基づいて、前記第１および第２基地局機能部のうち、当該ある通信端末と通信を行う基地局機能部を決定する工程と
を備える、通信方法。
【請求項１】
第１アンテナ群および第２アンテナ群からなる複数のアンテナを共有する、それぞれが基地局として機能する第１および第２基地局機能部を備える基地局であって、
前記第１基地局機能部は、
前記複数のアンテナで受信された複数の受信信号に基づいて受信用ウェイトを算出し、当該受信用ウェイトが設定された当該複数の受信信号を合成して得られる合成信号に対して復調処理を行うことにより当該合成信号に含まれる受信データを取得し、さらに、前記第１アンテナ群で受信された受信信号に基づいて送信用ウェイトを算出し、当該送信用ウェイトに基づいて前記第１アンテナ群から無線信号を送信する第１通信部と、
前記第１アンテナ群で受信された受信信号に基づいて、前記第１基地局機能部と通信端末との通信品質を推定する第１推定部と
を有し、
前記第２基地局機能部は、
前記複数のアンテナで受信された複数の受信信号に基づいて受信用ウェイトを算出し、当該受信用ウェイトが設定された当該複数の受信信号を合成して得られる合成信号に対して復調処理を行うことにより当該合成信号に含まれる受信データを取得し、さらに、前記第２アンテナ群で受信された受信信号に基づいて送信用ウェイトを算出し、当該送信用ウェイトに基づいて前記第２アンテナ群から無線信号を送信する第２通信部と、
前記第２アンテナ群で受信された受信信号に基づいて、前記第２基地局機能部と通信端末との通信品質を推定する第２推定部と
を有し、
前記第１および第２基地局機能部は、それらの動作を統括的に制御する共通の制御部を有し、
前記制御部は、ある通信端末についての前記第１および第２推定部での推定結果に基づいて、前記第１および第２基地局機能部のうち、当該ある通信端末と通信を行う基地局機能部を決定する、基地局。
【請求項２】
請求項１に記載の基地局であって、
前記第１推定部は、前記第１アンテナ群で受信された受信信号の信号レベルを求めることによって、前記第１基地局機能部と通信端末との通信品質を推定し、
前記第２推定部は、前記第２アンテナ群で受信された受信信号の信号レベルを求めることによって、前記第２基地局機能部と通信端末との通信品質を推定する、基地局。
【請求項３】
請求項１に記載の基地局であって、
前記第１推定部は、前記第１アンテナ群で受信された受信信号に含まれるデータについてのエラーの有無を求めることによって、前記第１基地局機能部と通信端末との通信品質を推定し、
前記第２推定部は、前記第２アンテナ群で受信された受信信号に含まれるデータについてのエラーの有無を求めることによって、前記第２基地局機能部と通信端末との通信品質を推定する、基地局。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一つに記載の基地局であって、
前記制御部は、前記第１および第２基地局機能部のうち、ある通信端末と通信する一方の基地局機能部が、当該ある通信端末から受信する、当該ある通信端末と通信を開始するために必要な所定情報を管理し、
前記制御部は、前記ある通信端末についての前記第１および第２推定部での推定結果に基づいて、前記ある通信端末と通信を行う基地局機能部を、前記一方の基地局機能部から他方の基地局機能部に変更した場合には、当該他方の基地局機能部が前記ある通信端末と通信を開始する際に前記所定情報を使用する、基地局。
【請求項５】
第１アンテナ群および第２アンテナ群からなる複数のアンテナを共有する、それぞれが基地局として機能する第１および第２基地局機能部を備え、当該第１および第２基地局機能部には、それらの動作を統括的に制御する共通の制御部が設けられた基地局での通信方法であって、
（ａ）前記第１基地局機能部が、前記複数のアンテナで受信された複数の受信信号に基づいて受信用ウェイトを算出し、当該受信用ウェイトが設定された当該複数の受信信号を合成して得られる合成信号に対して復調処理を行うことにより当該合成信号に含まれる受信データを取得する工程と、
（ｂ）前記第１基地局機能部が、前記第１アンテナ群で受信された受信信号に基づいて送信用ウェイトを算出し、当該送信用ウェイトに基づいて前記第１アンテナ群から無線信号を送信する工程と、
（ｃ）前記第１基地局機能部が、前記第１アンテナ群で受信された受信信号に基づいて、前記第１基地局機能部と通信端末との通信品質を推定する工程と、
（ｄ）前記第２基地局機能部が、前記複数のアンテナで受信された複数の受信信号に基づいて受信用ウェイトを算出し、当該受信用ウェイトが設定された当該複数の受信信号を合成して得られる合成信号に対して復調処理を行うことにより当該合成信号に含まれる受信データを取得する工程と、
（ｅ）前記第２基地局機能部が、前記第２アンテナ群で受信された受信信号に基づいて送信用ウェイトを算出し、当該送信用ウェイトに基づいて前記第２アンテナ群から無線信号を送信する工程と、
（ｆ）前記第２基地局機能部が、前記第２アンテナ群で受信された受信信号に基づいて、前記第２基地局機能部と通信端末との通信品質を推定する工程と、
（ｇ）前記制御部が、ある通信端末についての前記工程（ｃ），（ｆ）での推定結果に基づいて、前記第１および第２基地局機能部のうち、当該ある通信端末と通信を行う基地局機能部を決定する工程と
を備える、通信方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−２０００１４（Ｐ２０１０−２０００１４Ａ）
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−４２９２３（Ｐ２００９−４２９２３）
【出願日】平成２１年２月２５日（２００９．２．２５）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月２５日（２００９．２．２５）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
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