通信システム、通信方法および制御装置
【課題】移動局が移動中であっても、キャリア・アグリゲーションを利用した通信を安定的に行うことのできる通信システム、通信方法および制御装置を提供する。
【解決手段】通信システムは、移動局と、送信すべきデータを異なる周波数の複数の無線信号に分割して移動局へ送信する分割送信モードを有する複数の基地局と、制御手段とを含む。基地局は、分割送信モードにおいて、制御手段からの指令に従って、移動局との通信を制御するための制御情報を含む第１の無線信号を生成する主周波数を設定するともに、制御情報を含まない第２の無線信号を生成する副周波数を設定する。制御手段は、移動局の挙動を取得する手段と、分割送信モードにある基地局および他の基地局のそれぞれのセルの位置関係と移動局の挙動とに基づいて、主周波数を決定する手段とを含む。
【解決手段】通信システムは、移動局と、送信すべきデータを異なる周波数の複数の無線信号に分割して移動局へ送信する分割送信モードを有する複数の基地局と、制御手段とを含む。基地局は、分割送信モードにおいて、制御手段からの指令に従って、移動局との通信を制御するための制御情報を含む第１の無線信号を生成する主周波数を設定するともに、制御情報を含まない第２の無線信号を生成する副周波数を設定する。制御手段は、移動局の挙動を取得する手段と、分割送信モードにある基地局および他の基地局のそれぞれのセルの位置関係と移動局の挙動とに基づいて、主周波数を決定する手段とを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データを異なる周波数の複数の無線信号に分割して送信可能な通信システム、通信方法および制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）は、次世代通信方式である、ＬＴＥ（Long Term Evolution：（第３世代の）長期進化）について仕様化を進めている。さらに、ＬＴＥを発展させた規格であるＬＴＥ−Ａ（LTE-Advanced）についても仕様化の検討が行われている。
【０００３】
ＬＴＥ−Ａでは、ＬＴＥに比較してより高速かつ大容量の通信を実現することが要求されている。そのため、ＬＴＥ−Ａは、ＬＴＥに比較してより広帯域な周波数範囲をサポートすることとされている。現在までの検討によれば、ＬＴＥの最大送信帯域幅が２０ＭＨｚであるのに対して、ＬＴＥの最大送信帯域幅を１００ＭＨｚまで拡張されることとされている。
【０００４】
しかしながら、世界各国の電波利用状況を鑑みると、連続した広帯域の周波数範囲をＬＴＥ−Ａ用として確保することは容易ではない。また、ＬＴＥとのバックワード・コンパチビリィティ（後方互換性）を可能な限り維持する必要もある。そこで、キャリア・アグリゲーション（Carrier Aggregation；ＣＡ）という無線通信技術の導入が検討されている。このキャリア・アグリゲーションでは、ＬＴＥの最大送信帯域幅である２０ＭＨｚに相当するキャリアを複数まとめて利用することで、最大送信帯域幅を１００ＭＨｚまで拡張する。このような２０ＭＨｚまでのキャリアは、コンポーネントキャリア（Component Career；ＣＣ）と称される。
【０００５】
このようなキャリア・アグリゲーションを用いることで、基地局と移動局（端末：User Equipment）との間で高速かつ大容量の通信を実現する。なお、このキャリア・アグリゲーションについては、３ＧＰＰ ＲＡＮ１＃５３ｂ会合にて合意された（非特許文献１の５章参照）。現在、キャリア・アグリゲーションに関して、シグナリング、チャネル配置、マッピングなどの詳細仕様について検討が進められている。
【０００６】
キャリア・アグリゲーションを利用した通信で使用されるコンポーネントキャリアとして、ＤＬ（Down Link；下りリンク）コンポーネントキャリアセット（以下「ＤＬ−ＣＣセット」とも略称する。）、および、ＵＬ（Up Link；上りリンク）コンポーネントキャリアセット（以下「ＵＬ−ＣＣセット」とも略称する。）が定義されている。
【０００７】
このうち、ＤＬ−ＣＣセットは、端末固有（UE specific）で通信に使用されるキャリアであり、端末（ユーザ）毎に使用すべき１つまたは複数のコンポーネントキャリアが基地局により指定される。このＤＬ−ＣＣセットでは、キャリア・アグリゲーションを実現するための制御情報が１つのコンポーネントキャリアに割当てられる。
【０００８】
非特許文献２の７章参照に示されるように、端末へのデータ送信に加えて、キャリア・アグリゲーションを実現するための制御情報の送信を担当するセルはＰＣｅｌｌ（Primary serving Cell）と定義され、データ送信のみを担当するセルはＳＣｅｌｌ（Secondary serving Cell）と定義される。また、ＰＣｅｌｌに対応するコンポーネントキャリアはＰＣＣ（Primary Component Carrier）と定義され、ＳＣｅｌｌに対応するコンポーネントキャリアはＳＣＣ（Secondary Component Carrier）と定義される。
【０００９】
上述したように、キャリア・アグリゲーションを実現するための制御情報はＰＣＣにのみ含まれることになる。そのため、移動局と基地局との間で、ＰＣＣおよびＳＣＣを用いたキャリア・アグリゲーションを利用した通信中に、ＰＣＣをハンドオーバーする場合には、ＰＣＣのハンドオーバーに伴って、一旦ＳＣＣをｄｅａｃｔｉｖａｔｉｏｎ（不活性化）して、ＳＣＣを利用した通信を終了することとされている。この内容は、３ＧＰＰ ＲＡＮ２＃７０ｂｉｓ会合において合意された。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】3GPP Organizational Partners, "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Further advancements for E-UTRA physical layer aspects (Release 9)", 3GPP TS 36.814 V9.0.0 (2010-03), Section 5
【非特許文献２】3GPP Organizational Partners, "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) and Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN); Overall description; Stage 2 (Release 10)", 3GPP TS 36.300 V10.1.0 (2010-09), Section 7
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述したように、移動局と基地局との間で、ＰＣＣおよびＳＣＣを用いたキャリア・アグリゲーションを利用した通信中に、ＰＣＣをハンドオーバーする場合には、ＰＣＣのハンドオーバーに伴って、一旦ＳＣＣをｄｅａｃｔｉｖａｔｉｏｎすることになっている。
【００１２】
一般的に、ハンドオーバーなどの通信制御は、通信中の無線伝搬路の品質などに基づいて行われる。より具体的には、無線伝搬路の品質が最も良いセルへハンドオーバーするように制御が行なわれる。しかしながら、あるタイミングで無線伝搬路の品質が最も良いセルにハンドオーバーしたとしても、移動局が移動中であれば、その移動方向とハンドオーバー先のセルの配置状況や大きさなどとの関係から、すぐ別のセルへのハンドオーバーが必要となる場合もある。このようにハンドオーバーが頻繁に発生する場合には、ＳＣＣのａｃｔｉｖａｔｉｏｎ（活性化）の動作とｄｅａｃｔｉｖａｔｉｏｎの動作とが頻繁に発生することになり。その結果、通信速度が低下してしまう。
【００１３】
そこで、本発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、移動局が移動中であっても、キャリア・アグリゲーションを利用した通信を安定的に行うことのできる通信システム、通信方法および制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明のある局面に従う通信システムは、移動局と、送信すべきデータを異なる周波数の複数の無線信号に分割して移動局へ送信する分割送信モードを有する複数の基地局と、制御手段とを含む。基地局は、分割送信モードにおいて、制御手段からの指令に従って、移動局との通信を制御するための制御情報を含む第１の無線信号を生成する主周波数を設定するともに、制御情報を含まない第２の無線信号を生成する副周波数を設定する。制御手段は、移動局の挙動を取得する手段と、分割送信モードにある基地局および他の基地局のそれぞれのセルの位置関係と移動局の挙動とに基づいて、主周波数を決定する手段とを含む。
【００１５】
好ましくは、制御手段は、移動局の挙動として移動局の移動経路を取得するとともに、当該取得した移動経路と複数の基地局のそれぞれのセルの大きさとに応じて、主周波数を決定する。
【００１６】
さらに好ましくは、制御手段は、移動局の移動経路に基づいて、移動局が通過する予定のセルを推定することで、主周波数を決定する。
【００１７】
あるいは、さらに好ましくは、制御手段は、移動局が移動経路に沿って移動した場合に、セル間のハンドオーバー回数が少なくなるように、主周波数を決定する。
【００１８】
好ましくは、制御手段は、より大きなセルに対応する周波数を優先して主周波数として決定する。
【００１９】
好ましくは、制御手段は、移動局の挙動として移動局の移動速度を取得するとともに、当該取得した移動速度と複数の基地局のそれぞれのセルの大きさとに応じて、主周波数を決定する。
【００２０】
さらに好ましくは、制御手段は、移動局の移動速度が大きいほど、より大きなセルに対応する周波数を主周波数として決定する。
【００２１】
好ましくは、制御手段は、取得した移動局の挙動と移動局の挙動の履歴とを比較することで、主周波数を決定する。
【００２２】
好ましくは、基地局は、第１の周波数で第１のセル範囲を提供し、第２の周波数で第１のセル範囲とは異なる大きさを有する第２のセル範囲を提供する。
【００２３】
好ましくは、通信システムは、複数の基地局とネットワークとを接続する中継装置をさらに含む。中継装置が制御手段として機能する。
【００２４】
この発明の別の局面に従えば、移動局と、送信すべきデータを異なる周波数の複数の無線信号に分割して移動局へ送信する分割送信モードを有する複数の基地局とを含む通信システムにおける通信方法を提供する。基地局は、分割送信モードにおいて、移動局との通信を制御するための制御情報を含む第１の無線信号を生成する主周波数を設定するともに、制御情報を含まない第２の無線信号を生成する副周波数を設定する。通信方法は、移動局の挙動を取得するステップと、分割送信モードにある基地局および他の基地局のそれぞれのセルの位置関係と移動局の挙動とに基づいて、主周波数を決定するステップとを含む。
【００２５】
この発明のさらに別の局面に従えば、移動局と、送信すべきデータを異なる周波数の複数の無線信号に分割して移動局へ送信する分割送信モードを有する複数の基地局とを含む通信システムに適合される制御装置を提供する。基地局は、分割送信モードにおいて、制御装置からの指令に従って、移動局との通信を制御するための制御情報を含む第１の無線信号を生成する主周波数を設定するともに、制御情報を含まない第２の無線信号を生成する副周波数を設定する。制御装置は、移動局の挙動を取得する手段と、分割送信モードにある基地局および他の基地局のそれぞれのセルの位置関係と移動局の挙動とに基づいて、主周波数を決定する手段とを含む。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、移動局が移動中であっても、キャリア・アグリゲーションを利用した通信を安定的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の形態に従う通信システムの構成を示す模式図である。
【図２】本発明の実施の形態に従う通信システムにおいて利用される基地局のブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態に従う通信システムにおいて利用される移動局のブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態に従う通信システムにおいて利用されるコアネットワーク装置のブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態に従う通信システムにおけるキャリア・アグリゲーションおよびそのハンドオーバーについて説明するための図である。
【図６】図５に示すセル配置においてＰＣＣ設定に依存するハンドオーバー発生状況の相違を説明するための図である。
【図７】本発明の実施の形態に従うコアネットワーク装置のデータベースに格納される鉄道路線図データおよび幹線道路データの一例を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態に従うコアネットワーク装置のデータベースに格納されるセルエッジ位置情報の一例を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態に従う通信システムにおいて生成されるハンドオーバーパターンの一例を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態に従う通信システムにおける処理手順を示すシーケンス図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明はこれら実施の形態に何ら限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施可能である。また、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００２９】
＜１．概要＞
本実施の形態に従う通信システムは、移動局の挙動（典型的には、移動局の移動手段、移動局の予想される移動経路、移動局の移動速度、移動局の移動履歴など）に応じて、各基地局が移動局に対して、ＰＣＣを生成する周波数（主周波数）として割当てるべき周波数を決定する。すなわち、移動局の移動経路に基づいて、移動局が通過するセルを特定するとともに、移動局の移動に伴って生じるハンドオーバーの回数がより少なくなるように、ＰＣＣを生成する周波数（主周波数）が設定される。
【００３０】
＜２．システム構成＞
まず、本発明の実施の形態に従う通信システムの構成について説明する。図１は、本発明の実施の形態に従う通信システムの構成を示す模式図である。
【００３１】
図１を参照して、本実施の形態に従う通信システムは、複数の基地局１００と、移動局２００と、複数の基地局１００とコアネットワークＮＷとを接続するコアネットワーク装置３００とを含む。
【００３２】
基地局１００の各々は、基本的なコンポーネントとして、受信アンテナ１１１，１２１と、受信部１１２，１２２と、送信アンテナ１３１，１４１と、送信部１３２，１４２と、制御部１５０とを含む。
【００３３】
移動局２００は、基本的なコンポーネントとして、受信アンテナ２１１，２２１と、受信部２１２，２２２と、送信アンテナ２３１，２４１と、送信部２３２，２４２と、制御部２５０とを含む。
【００３４】
図１には、基地局１００と移動局２００との間で、下りリンクおよび上りリンクのいずれにおいても、キャリア・アグリゲーションを利用した通信が行なわれている例を示す。すなわち、キャリア・アグリゲーションを利用した通信中には、基地局１００は、２０ＭＨｚ以下の帯域幅となる複数の下りリンクコンポーネントキャリア（ＤＬ−ＣＣ）を用いて移動局２００へデータを送信する。また、移動局２００は、同様に２０ＭＨｚ以下の帯域幅となる複数の上りリンクコンポーネントキャリア（ＵＬ−ＣＣ）を基地局１００へ送信する。なお、上りリンクおよび下りリンクのそれぞれにおいて、１つのコンポーネントキャリアを用いてデータの送受信を行うこともできる（通常の通信モード）。
【００３５】
ここで、複数の下りリンクコンポーネントキャリア（ＤＬ−ＣＣ）は、２種類のコンポーネントキャリアＰＣＣおよびＳＣＣを含む。また、複数の上りリンクコンポーネントキャリア（ＵＬ−ＣＣ）についても、２種類のコンポーネントキャリアＰＣＣおよびＳＣＣを含む。図１においては、説明の便宜上、基地局１００および移動局２００における送信部および受信部の各々に対して、ＰＣＣを送信または受信する場合には「Ｐ」を付し、ＳＣＣを送信または受信する場合には「Ｓ」を付している。
【００３６】
また、下りリンクコンポーネントキャリアのうち、ＰＣＣは下り周波数Ｉを使用し、ＳＣＣは下り周波数ＩＩを使用する。上りリンクコンポーネントキャリアのうち、ＰＣＣは上り周波数Ｉを使用し、ＳＣＣは上り周波数ＩＩを使用する。
【００３７】
キャリア・アグリゲーションを利用した通信中においては、基地局１００の制御部１５０が、主としてキャリア・アグリゲーションに関する制御を行う。より具体的には、制御部１５０は移動局２００へ送信すべきデータを分割し、分割された一方のデータにキャリア・アグリゲーションに必要な制御情報を付加して送信部１３２へ出力し、分割された他方のデータを送信部１４２へ出力する。また、制御部１５０は、送信部１３２および１４２に対して、無線信号を生成する周波数を指示する（図１に示す例では、それぞれ下り周波数ＩおよびＩＩ）。
【００３８】
送信部１３２および１４２の各々は、制御部１５０からの情報に対して、符号化処理、変調処理およびアップコンバート処理などを行うことで無線信号（コンポーネントキャリア）を生成し、それぞれに接続された送信アンテナ１３１および１４１から移動局２００へ放射する。
【００３９】
一方、移動局２００においては、受信部２１２および２２２がそれぞれに接続された受信アンテナ２１１および２２１を通じて基地局１００からの無線信号を受信する。受信部２１２および２２２の各々は、受信した無線信号に対して、ダウンコンバート処理および復調処理を行うことでデータを生成し、制御部２５０へ出力する。
【００４０】
制御部２５０は、複数のコンポーネントキャリアのそれぞれから得られたデータを結合することで、基地局１００から送信されたデータを復元する。
【００４１】
本実施の形態に従う通信システムでは、コアネットワーク装置３００がそれぞれの基地局１００におけるキャリア・アグリゲーションの実施を制御する。より具体的には、コアネットワーク装置３００は、挙動決定ロジック３１１およびキャリア設定ロジック３２１を含む。
【００４２】
挙動決定ロジック３１１は、後述するような各種の方法を用いて、移動局２００の挙動を取得する。挙動決定ロジック３１１は、取得した移動局２００の挙動をキャリア設定ロジック３２１へ出力する。キャリア設定ロジック３２１は、キャリア・アグリゲーションを実施する基地局１００および他の基地局１００のそれぞれのセルの位置関係と移動局２００の挙動とに基づいて、主として、ＰＣＣを生成する周波数（主周波数）を決定する。そして、キャリア設定ロジック３２１は、決定した主周波数を基地局１００へ通知する。すなわち、キャリア設定ロジック３２１は、移動局２００の挙動（典型的には、移動局２００の移動手段、移動局２００の予想される移動経路、移動局２００の移動速度、移動局２００の移動履歴など）に応じて、各基地局１００が対象の移動局２００へ割当てるべき周波数を決定し、当該決定した周波数を基地局１００へ通知する。
【００４３】
＜３．基地局１００の構成＞
次に、本発明の実施の形態に従う通信システムにおいて利用される基地局１００の構成について説明する。図２は、本発明の実施の形態に従う通信システムにおいて利用される基地局１００のブロック図である。
【００４４】
図２を参照して、基地局１００の各々は、上述したように、受信アンテナ１１１，１２１と、受信部１１２，１２２と、送信アンテナ１３１，１４１と、送信部１３２，１４２とを含む。基地局１００の制御部１５０としては、中央処理部１６０と、信号処理部１３０と、上位ネットワークインターフェイス（Ｉ／Ｆ）１７２と、制御インターフェイス（Ｉ／Ｆ）１７４とを含む。
【００４５】
中央処理部１６０は、主たる構成要素として、プロセッサと、プロセッサで実行されるプログラムを保持するための不揮発性メモリと、ワークメモリとして機能する揮発性メモリとを含む。特に、中央処理部１６０は、ＣＡ実施ロジック１６２を含む。このＣＡ実施ロジック１６２は、典型的には、中央処理部１６０がプログラムを実行することで提供される。例えば、ＣＡ実施ロジック１６２に対応するモジュールが予め不揮発性メモリに記憶されており、中央処理部１６０がこれらのモジュールを読出して実行することで後述するような機能が提供される。
【００４６】
ＣＡ実施ロジック１６２は、信号処理部１３０と連係して受信データおよび送信データに対する信号処理を行うとともに、送信部１３２，１４２および受信部１１２，１２２が使用するコンポーネントキャリアの周波数の制御といった、基地局１００の通信に関する各種の制御を司る。本実施の形態に従う通信システムにおいては、後述するように、コアネットワーク装置３００からコンポーネントキャリアとして使用すべき周波数が指定されるので、ＣＡ実施ロジック１６２は、この指定された周波域を用いて、キャリア・アグリゲーションを実施する。
【００４７】
信号処理部１３０は、管理するセル範囲内の移動局２００との間で遣り取りされる無線信号を処理する。より具体的には、信号処理部１３０は、中央処理部１６０などから与えられる内部指令に従って、移動局２００への送信データを送信部１３２，１４２へ出力する。
【００４８】
上位ネットワークインターフェイス１７２は、自局を管理するコアネットワーク装置３００との間でユーザデータ、制御情報、および管理情報などを遣り取りする。特に、コアネットワーク装置３００から送信されるキャリア・アグリゲーションにおいて使用する周波数を受信し、中央処理部１６０へ出力する。同様に、制御インターフェイス１７４は、他の基地局１００との間で制御情報を遣り取りする。
【００４９】
＜４．移動局２００の構成＞
次に、本発明の実施の形態に従う通信システムにおいて利用される移動局２００の構成について説明する。図３は、本発明の実施の形態に従う通信システムにおいて利用される移動局２００のブロック図である。
【００５０】
図３を参照して、移動局２００は、上述したように、受信アンテナ２１１，２２１と、受信部２１２，２２２と、送信アンテナ２３１，２４１と、送信部２３２，２４２と、制御部２５０とを含む。受信アンテナ２１１，２２１および送信アンテナ２３１，２４１は、筐体２６０に設けられる。移動局２００の制御部２５０としては、中央処理部２１０と、信号処理部２３０とを含む。
【００５１】
中央処理部２１０は、主たる構成要素として、プロセッサと、プロセッサで実行されるプログラムを保持するための不揮発性メモリと、ワークメモリとして機能する揮発性メモリとを含む。中央処理部２１０は、信号処理部２３０と連係して受信データおよび送信データに対する信号処理を行うとともに、受信部２１２，２２２および送信部２３２，２４２が使用するキャリア周波数の制御といった、移動局２００の通信に関する各種の制御を司る。
【００５２】
信号処理部２３０は、自装置が存在するセル範囲を管理する基地局１００との間で遣り取りされる無線信号を処理する。より具体的には、信号処理部２３０は、中央処理部２１０などから与えられる内部指令に従って、基地局１００への送信データを送信部２３２，２４２へ出力する。
【００５３】
図３に示す例では、理解を容易化するために、送信部および受信部の各々とアンテナとが一対一になっている構成を示すが、受信部２１２，２２２および送信部２３２，２４２とアンテナとの間にデュプレクサを設けることで、送信アンテナと受信アンテナとを共通化してもよい。
【００５４】
なお、中央処理部２１０によって提供される機能の一部または全部を専用のハードウェア（集積回路）として実装してもよい。この場合には、中央処理部２１０によって提供される機能に加えて、信号処理部２３０、受信部２１２，２２２、および、送信部２３２，２４２によって提供される機能の全部または一部を含めて、１チップ化してもよい。さらに、プロセッサ、メモリ、周辺デバイス用のコントローラといった部品を１チップ化したＳｏＣ（System On a Chip）を利用することもできる。
【００５５】
代替の構成として、信号処理部２３０、受信部２１２，２２２、および、送信部２３２，２４２によって提供される機能の全部または一部をソフトウェアとして実装してもよい。この場合には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＤＳＰ（Digital Signal Processor）といった演算装置（プロセッサ）が予めインストールされた命令セットを実行することになる。
【００５６】
筐体２６０は、さらに、受信データに含まれる各種情報を表示するための表示部２７０と、送信データに含まれるユーザの音声などを取得するためのマイク２７２と、受信データに含まれる音声データを再生するためのスピーカ２７４と、ユーザ操作を受付けるための入力部２７６とを含む。これらの部位は、典型的には、筐体２６０から露出するように配置される。
【００５７】
さらに、筐体２６０には、自局の位置情報を取得するためのコンポーネントの一例であるＧＰＳ（Global Positioning System）ユニット２７８とを含む。このＧＰＳユニット２７８によって取得された自局の現在位置は、基地局１００へ通知される。
【００５８】
＜５．コアネットワーク装置３００の構成＞
次に、本発明の実施の形態に従う通信システムにおいて利用されるコアネットワーク装置３００の構成について説明する。図４は、本発明の実施の形態に従う通信システムにおいて利用されるコアネットワーク装置３００のブロック図である。
【００５９】
図４を参照して、コアネットワーク装置３００は、中央処理部３１０と、データベース３２０と、複数のインターフェイス３３０とを含む。
【００６０】
中央処理部３１０は、主たる構成要素として、プロセッサと、プロセッサで実行されるプログラムを保持するための不揮発性メモリと、ワークメモリとして機能する揮発性メモリとを含む。特に、中央処理部３１０は、上述したように、挙動決定ロジック３１１およびキャリア設定ロジック３２１を含む。これらのロジックは、典型的には、中央処理部３１０がプログラムを実行することで提供される。例えば、それぞれのロジックに対応するモジュールが予め不揮発性メモリに記憶されており、中央処理部３１０がこれらのモジュールを読出して実行することで後述するような機能が提供される。
【００６１】
データベース３２０は、移動局２００の挙動を取得するために必要な情報を保持する。例えば、移動局２００を携帯するユーザが鉄道や自動車に乗って移動することを特定する場合には、データベース３２０は、鉄道路線図データ３２２と、幹線道路データ３２４と、セルエッジ位置情報３２６などを保持することになる。
【００６２】
鉄道路線図データ３２２は、鉄道線路および駅舎などの位置情報を規定するものである。幹線道路データ３２４は、交通の往来の多い道路などの位置情報を規定するものである。セルエッジ位置情報３２６は、各基地局１００が提供するセルのエッジに関する情報を定義する。
【００６３】
このような形態に限られず、データベース３２０は、移動局２００の挙動を取得するために必要な情報、すなわち、移動局２００（を携帯しているユーザ）の移動経路や移動手段を特定するための情報を保持する。なお、図４には、コアネットワーク装置３００がデータベース３２０を搭載している構成を示すが、必ずしもデータベース３２０自体を搭載しておく必要はない。代替的には、ネットワークを通じて、外部のサーバ装置などから必要な情報を取得するようにしてもよい。
【００６４】
インターフェイス３３０の各々は、基地局１００との間でユーザデータ、制御情報、および管理情報などを遣り取りする。
【００６５】
＜６．コンポーネントキャリアとして使用される周波数の決定処理＞
（６．１ 概要）
次に、図５を参照して、本実施の形態に従う通信システムにおいて提供されるキャリア・アグリゲーションについて説明する。図５は、本発明の実施の形態に従う通信システムにおけるキャリア・アグリゲーションおよびそのハンドオーバーについて説明するための図である。
【００６６】
ＬＴＥおよびＬＴＥ−Ａでは、周波数分割多重（Frequency Division Duplex：ＦＤＤ）方式および時間分割多重（Time Division Duplex：ＴＤＤ）方式をサポートすることになっているが、以下に説明する通信方法は、ＦＤＤ方式に従う例を示す。ＦＤＤ方式を採用した場合には、下りリンクコンポーネントキャリア（ＤＬ−ＣＣ）および上りリンクコンポーネントキャリア（ＵＬ−ＣＣ）とは、それぞれ異なる周波数が割当てられる。
【００６７】
さらに、下りリンクコンポーネントキャリア（ＤＬ−ＣＣ）に含まれる１つ以上のコンポーネントキャリアについても、連続した周波数帯域ではなく、離散的に割当てられた複数の周波数帯域が割当てられるものとする。図５に示す例では、周波数Ｉのコンポーネントキャリアと、周波数ＩＩのコンポーネントキャリアとが割当てられるとする。より具体的には、基地局１００−１から１００−３の各々は、その周辺に、周波数Ｉのセルを３つ、および、周波数ＩＩのセルを３つそれぞれ形成しているものとする。
【００６８】
また、周波数Ｉのセル範囲と周波数ＩＩのセル範囲とは互いに重なって配置されており、各セルの大きさが異なっている場合を示す。すなわち、基地局１００は、周波数Ｉで第１のセル範囲を提供し、周波数ＩＩで第１のセル範囲とは異なる大きさを有する第２のセル範囲を提供する。
【００６９】
このように利用可能な周波数帯域は、各国の電波行政などに従ってシステム的に規定される。例えば、周波数Ｉとしては、２ＧＨｚ帯（アップリンク：１９２０ＭＨｚ−１９８０ＭＨｚ／ダウンリンク：２１１０ＭＨｚ−２１７０ＭＨｚ）のいずれかの周波数が割当てられ、周波数ＩＩとしては、８００ＭＨｚ帯（アップリンク：８２４ＭＨｚ−８４９ＭＨｚ／ダウンリンク：８６９ＭＨｚ−８９４ＭＨｚ）のいずれかの周波数が割当てられる。
【００７０】
なお、周波数に応じて無線信号の伝搬特性や減衰特性は異なるので、上述のような互いに異なる複数の周波数帯域を用いた場合には、同一の基地局１００がカバーするセル範囲も異なったものとなり得る（図５に示す「周波数Ｉのセル範囲」および「周波数ＩＩのセル範囲」）。
【００７１】
上述のような状況下において、例えば、移動局２００を携帯するユーザがある路線を走行する列車で移動する場合を考える。
【００７２】
図５に示す通信システムにおいては、列車の路線４１０の両側に基地局１００−１〜１００−３が設けられており、それぞれの基地局１００が周波数Ｉのセル（実線）および周波数ＩＩのセル（破線）を提供する。路線４１０を走行する列車（および、移動局２００）は、基地局１００−１が提供するセル、基地局１００−２が提供するセル、および、基地局１００−３が提供するセルをその順序で通過することになる。すなわち、これらのセルを跨るタイミングにおいて、ハンドオーバーが生じる。
【００７３】
上述したように、基地局１００と移動局２００との間で、キャリア・アグリゲーションを利用した通信が行われていると、データに加えて、キャリア・アグリゲーションに関する制御情報を伝送するためのコンポーネントキャリア（ＰＣＣ）と、データのみを伝送するＳＣＣとが設定される。また、ＰＣＣに対してハンドオーバーがなされると、対応するＳＣＣは、一旦ｄｅａｃｔｉｖａｔｉｏｎ（不活性化）される。
【００７４】
ＰＣＣに対するハンドオーバーが頻繁に生じる場合とには、ＳＣＣについても、ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ（活性化）との動作とｄｅａｃｔｉｖａｔｉｏｎの動作とが頻繁に発生することになり。その結果、通信速度が低下してしまう。
【００７５】
したがって、キャリア・アグリゲーションによる高速通信のメリットを享受するためには、少なくとも、ＰＣＣに対するハンドオーバーについては、その発生頻度を可能な限り少なくすることが好ましい。
【００７６】
再度図５を参照して、同一の基地局１００が周波数別に異なる大きさ（セル半径）のセルを提供し、かつ、いずれの周波数についてもＰＣＣを割当てることが可能な場合には、キャリア・アグリゲーションによる高速かつ大容量の通信を実現するために、いずれの周波数（セル）をＰＣＣとして用いるのかを最適化することが好ましい。
【００７７】
図６は、図５に示すセル配置においてＰＣＣ設定に依存するハンドオーバー発生状況の相違を説明するための図である。図６（ａ）および図６（ｂ）には、移動局２００を携帯したユーザが搭乗している列車が路線４１０を走行する場合における、ハンドオーバー動作（図６においては「ＨＯ」と記す）を示す。図６（ａ）には、基地局１００−１〜１００−３において、ハンドオーバー直後には、ＰＣＣとして周波数ＩＩを割当てた場合の例を示し、図６（ｂ）には、基地局１００−１〜１００−３において、ハンドオーバー直後には、ＰＣＣとして周波数Ｉを割当てた場合の例を示す。
【００７８】
図５に示すように、周波数ＩＩのセル範囲は、周波数Ｉのセル範囲に比較して小さい。そのため、基地局１００−１が移動局２００に対して周波数ＩＩをＰＣＣとして割当てた場合、移動局２００が基地局１００−２のセルの方向に移動すると、移動局２００が基地局１００−２のセル範囲に到達する前に、基地局１００−１が提供する周波数Ｉのセルにハンドオーバーせざるを得ない。その後、基地局１００−２が提供するセル圏内に移動局２００が到達すると、基地局１００−２が提供する周波数ＩＩのセルへのハンドオーバーが生じる。基地局１００−２が提供するセルにおいても、基地局１００−１と同様のハンドオーバー動作が実行される。
【００７９】
その結果、基地局１００−１〜１００−３において、ハンドオーバー直後にＰＣＣとして周波数Ｉを割当てるとした場合には、基地局１００の間でのハンドオーバーに加えて、同一の基地局１００が提供するセルの間でのハンドオーバーも生じることになる。
【００８０】
これに対して、図６（ｂ）に示すように、基地局１００−１〜１００−３において、ハンドオーバー直後にＰＣＣとして周波数Ｉを割当てるとした場合には、同一の基地局１００が提供するセルの間でハンドオーバーをする必要がない。そのため、ハンドオーバー直後にＰＣＣとして周波数Ｉを割当てるとした場合には、周波数ＩＩを割当てるとした場合に比較して、ハンドオーバーの発生頻度を少なくすることができる。その結果、ＳＣＣのａｃｔｉｖａｔｉｏｎおよびｄｅａｃｔｉｖａｔｉｏｎの発生頻度についても、少なくすることができ、その結果、キャリア・アグリゲーションに備わっている本来の通信速度を実現できる。
【００８１】
上述したように、本実施の形態に従う通信システムにおいては、移動局２００の挙動を取得し、キャリア・アグリゲーションを実行中／実行準備中の基地局１００および他の基地局１００のそれぞれのセルの位置関係と移動局２００の挙動とに基づいて、ＰＣＣとして用いるべき周波数を決定する。
【００８２】
（６．２ 移動局の挙動の決定手法）
上述したようなＰＣＣに割当てる周波数の最適化に利用できる情報であれば、取得する移動局２００の挙動としてはどのようなものであってもよい。本実施の形態に従う通信システムにおいては、典型例として、移動局２００の移動手段、移動局２００の予想される移動経路、移動局２００の移動速度、および、移動局２００の移動履歴などを取得する。
【００８３】
まず、移動局２００の移動手段、および、移動局２００の予想される移動経路については、移動局２００の現在位置を示す情報に基づいて決定することができる。典型的には、移動局２００は、自局に搭載されたＧＰＳユニット２７８によって取得された現在位置を基地局１００へ送信する。この現在位置を送信するタイミングは、予め設定された所定周期であってもよいし、予め特定の時刻が設定（スケジューリング）されていてもよい。あるいは、基地局１００が何らかのイベントに応じて現在位置の送信を移動局２００に対して要求してもよい。基地局１００は、移動局２００から現在位置を受信すると、当該現在位置をコアネットワーク装置３００へ送信する。
【００８４】
コアネットワーク装置３００は、移動局２００の現在位置、および、現在位置の時間的変化に基づいて、移動局２００の移動手段および／または移動経路を判断する。より具体的には、コアネットワーク装置３００は、そのデータベース３２０に鉄道路線図データ３２２および幹線道路データ３２４を保持しており（図４）、移動局２００の位置情報とこれらのデータと照合することで、移動局２００の移動手段および／または移動経路を判断する。
【００８５】
図７は、本発明の実施の形態に従うコアネットワーク装置３００のデータベース３２０に格納される鉄道路線図データ３２２および幹線道路データ３２４の一例を示す図である。コアネットワーク装置３００の挙動決定ロジック３１１（図１）は、図７に示す鉄道路線図データ３２２および／または幹線道路データ３２４を参照して、移動局２００の現在位置（緯度および経度）に対応する地点が存在するか否か、ならびに、移動局２００がいずれかの経路に沿って移動しているか否かを判断する。すなわち、挙動決定ロジック３１１は、移動局２００の位置情報に基づいて、移動局２００を携帯するユーザが列車で移動しているのか、あるいは、道路上を移動しているのかを判断する。さらに、移動局２００の移動速度を算出し、移動局２００を携帯しているユーザが徒歩で移動しているのか、あるいは、自動車で移動しているのかを判断してもよい。
【００８６】
このように移動局２００の移動手段および／または移動経路が特定されると、移動局２００の挙動として、移動局２００の（将来的な）移動経路が特定される。
【００８７】
なお、移動局２００の現在位置の取得形態としては、上述した移動局２００に内蔵のＧＰＳユニット２７８を用いる方法に代えて、移動局２００を携帯するユーザが利用する交通手段からの情報を用いてもよい。例えば、位置測位システムであるＧＰＳを列車に搭載するとともに、列車内に現在位置を示す無線信号を放送しておき（例えば、無線ＬＡＮ（Local Area Network）等によって）、この無線信号を通じて列車の現在位置を受信した基地局１００が当該列車の現在位置を自局の現在位置として、基地局１００へ送信するような構成を採用できる。
【００８８】
あるいは、移動局２００に移動手段を利用するための付加機能（典型的には、交通機関を利用するための決済機能など）が搭載されている場合には、当該決済機能が利用されたことに応答して、当該決済処理を行う処理主体が利用先の交通機関などを基地局１００へ通知するようにしてもよい。
【００８９】
（６．３ ＰＣＣ周波数の決定手法）
上述したように、移動局２００の挙動として移動局２００の移動経路が取得される。そして、取得された移動経路と複数の基地局１００が提供するそれぞれのセルの大きさとに応じて、ＰＣＣに用いる周波数（主周波数）を決定する。より具体的には、移動局２００の移動経路に基づいて、移動局２００が通過する予定のセルを推定することで、ＰＣＣに用いる周波数（主周波数）を決定する。このとき、移動局２００が当該推定した移動経路に沿って移動した場合に、セル間のハンドオーバー回数が少なくなるように、ＰＣＣに用いる周波数（主周波数）を決定する。
【００９０】
コアネットワーク装置３００のキャリア設定ロジック３２１（図１）は、移動局２００の移動経路とセルの配置位置および大きさとを比較することで、移動局２００がセル間をどのようにハンドオーバーしていくのかを判断する。
【００９１】
図８は、本発明の実施の形態に従うコアネットワーク装置３００のデータベース３２０に格納されるセルエッジ位置情報３２６の一例を示す図である。典型的には、キャリア設定ロジック３２１は、図８に示すセルエッジ位置情報３２６を参照して、周波数別のセルの配置位置および大きさを把握する。より具体的には、キャリア設定ロジック３２１は、図７に示す鉄道路線図データ３２２または幹線道路データ３２４に示される対応する移動経路上の位置（緯度および経度）と、図８に示すセルエッジ位置情報３２６に示されるセルエッジとの交点を探索することで、移動局２００が通過予定のセルを把握する。
【００９２】
上述したように、移動局２００を携帯しているユーザが利用する交通手段を特定できれば、移動局２００がどのようにハンドオーバーしていくのかを一意的に判断することができる。
【００９３】
さらに、キャリア設定ロジック３２１は、特定された移動経路に沿って移動局２００が移動するとした場合に、当該移動経路に応じて、ＰＣＣのハンドオーバー回数が最も少なくなるように、ＰＣＣに割当てる周波数を決定する。なお、このようなＰＣＣのハンドオーバー回数を最も少なくする周波数（セル）の割当て方法については、公知の最適化手法を採用することができる。
【００９４】
上述のようなハンドオーバー回数を最も少なくする周波数の割当てパターンは、移動局２００が実際に移動する前に決定することができる。そのため、この算出結果は、ハンドオーバーパターンとして一時的に保存される。
【００９５】
図９は、本発明の実施の形態に従う通信システムにおいて生成されるハンドオーバーパターンの一例を示す図である。図９に示すように、本実施の形態に従うハンドオーバーパターンでは、移動局２００が所定の移動経路に沿って移動する場合にハンドオーバーによって移り変わるセル（を提供する基地局）を示す情報が順番に定義される（「基地局番号」の欄）。一例として、図９に示すハンドオーバーパターンでは、図５に示す列車の路線４１０に沿って移動局２００が移動する場合を示す。すなわち、初期状態の位置４０１は、基地局１００−１が提供するセル圏内に含まれる。さらに、移動局２００が位置４０２を経て位置４０３まで移動すると、移動局２００は基地局１００−１が提供するセルから基地局１００−２が提供するセルにハンドオーバーする。さらに、基地局が位置４０４まで移動すると、移動局２００は基地局１００−２が提供するセルから基地局１００−３が提供するセルにハンドオーバーする。このような一連のハンドオーバー動作にあわせて、図９に示すようなハンドオーバーパターンが生成される。
【００９６】
また、図５に示す例では、いずれのセルにおいても、ＰＣＣとしては周波数Ｉを割当てることが好ましいので、図９の「ＰＣＣ周波数」の欄には、いずれも「周波数Ｉ」が設定される。すなわち、図５に示すような構成においては、より大きな（セル半径のより大きい）セルに対応する周波数を優先して、ＰＣＣを生成する周波数（主周波数）として決定する。
【００９７】
コアネットワーク装置３００のキャリア設定ロジック３２１は、このようなハンドオーバーパターンを参照して、移動局２００の移動に応答して、基地局１００−１〜１００−３に対してＰＣＣに割当てるべき周波数を通知する。
【００９８】
（６．４ その他の手法）
上述の決定手法では、図９に示すようなハンドオーバーパターンを決定する方法について例示したが、移動局２００の移動速度に基づいて、ＰＣＣに係る周波数の割当てを行ってもよい。すなわち、移動局２００の挙動として移動局２００の移動速度を取得するとともに、当該取得した移動速度と複数の基地局１００のそれぞれのセルの大きさとに応じて、ＰＣＣを生成する周波数（主周波数）を決定してもよい。より具体的には、移動局２００の移動速度が大きいほど、より大きな（セル半径のより大きい）セルに対応する周波数を、ＰＣＣを生成する周波数（主周波数）として決定する。
【００９９】
移動局２００の移動速度は、移動局２００の現在位置の時間的変化を基地局１００で観測することで算出してもよい。あるいは、移動局２００自身がその移動速度を計算し、自局の現在位置とともに基地局１００へ送信するようにしてもよい。
【０１００】
また、図９に示すようなハンドオーバーパターンを基本としながら、移動局２００の移動速度が所定のしきい値を超えた場合に限って、より大きな（セル半径の大きい）セルに対応する周波数を、ＰＣＣを生成する周波数（主周波数）として決定するようにしてもよい。
【０１０１】
このように、より大きなセルに対応する周波数を、ＰＣＣを生成する周波数（主周波数）として設定することによって、１つのセルが移動局２００をカバーする時間が長くなるため、移動局２００の移動速度が相対的に速い場合であっても、ハンドオーバーの回数を少なくできる。
【０１０２】
あるいは、基地局１００、移動局２００およびコアネットワーク装置３００のいずれかにおいて、移動局２００の移動履歴（現在位置の変化および接続先のセルの変化）を保存しておき、移動局２００の移動経歴に基づいてＰＣＣの設定を決定してもよい。この場合、取得した移動局２００の挙動と移動局２００の挙動の履歴とを比較することで、ＰＣＣを生成する周波数（主周波数）が決定される。
【０１０３】
＜７．処理手順＞
次に、上述したような判断基準に沿って実行される処理手順について、図１０を参照して説明する。図１０は、本発明の実施の形態に従う通信システムにおける処理手順を示すシーケンス図である。図１０に示すシーケンス図では、図５に示すように、移動局２００を携帯するユーザが列車に搭乗して、路線４１０に沿って移動する場合を例に説明する。なお、初期状態においては、移動局２００は、基地局１００−１との間で通信中であるとする。
【０１０４】
まず、移動局２００は、ＧＰＳユニット２７８によって取得された現在位置を基地局１００（図５に示す初期位置においては、基地局１００−１）へ送信する（シーケンスＳＱ１０２）。続いて、移動局２００からの現在位置を受信した基地局１００−１は、当該受信した現在位置をコアネットワーク装置３００へ送信する（シーケンスＳＱ１０４）。
【０１０５】
なお、シーケンスＳＱ１００〜１０４は、所定周期で繰返される。図５に示すように、移動局２００は、位置４０１および４０２において、それぞれ現在位置を基地局１００−１へ送信したとする。
【０１０６】
コアネットワーク装置３００（挙動決定ロジック３１１）は、基地局１００−１を介して移動局２００から受信した現在位置に基づいて、移動局２００の移動経路を判断する（シーケンスＳＱ１０６）。より具体的には、コアネットワーク装置３００は、鉄道路線図データ３２２および幹線道路データ３２４とを照合することで、移動局２００の現在位置および移動速度などから移動局２００の移動手段を判断する。そして、コアネットワーク装置３００は、移動局２００の移動経路および将来的な位置を算出する。
【０１０７】
続いて、コアネットワーク装置３００（キャリア設定ロジック３２１）は、算出した移動局２００の移動経路および将来的な位置とセルエッジ位置情報３２６とを照合することで、ＰＣＣに用いる周波数（主周波数）を決定する（シーケンスＳＱ１０８）。上述したように、コアネットワーク装置３００は、セル間のハンドオーバー回数が少なくなるように、ＰＣＣに用いる周波数を決定する。さらに、コアネットワーク装置３００は、決定したＰＣＣに用いる周波数と対応するセルとを関連付けたハンドオーバーパターンを作成する（シーケンスＳＱ１１０）。
【０１０８】
最終的に、コアネットワーク装置３００は、シーケンスＳＱ１１０において作成したハンドオーバーパターンを基地局１００−１〜１００−３へそれぞれ送信する。すなわち、コアネットワーク装置３００は、ＰＣＣとして決定された周波数を割当てるように、それぞれの基地局１００−１〜１００−３へ指示する。なお、ハンドオーバーパターンを通知する基地局１００は、移動局２００の移動経路上に存在するセルを提供する基地局のみでよい。
【０１０９】
各基地局１００は、移動局２００がそのセル圏内に存在する場合には、通知されたハンドオーバーパターンにおいて指示される周波数をＰＣＣの周波数として当該移動局２００に割当てる。図５に示す例では、基地局１００−１〜１００−３のいずれもが、周波数ＩをＰＣＣの周波数として設定する。
【０１１０】
その後、自局のセル圏内に存在する移動局２００がセルエッジまで移動したと判断すると、基地局１００は、ハンドオーバーの処理を開始する。図５に示す例では、移動局２００が位置４０３に近付くと、基地局１００−１がハンドオーバー要求の発生を検知する（シーケンスＳＱ１１４）。続いて、基地局１００−１は、ハンドオーバー先の基地局１００−２との間でハンドオーバー手続を行う（シーケンスＳＱ１１６）。また、基地局１００−１は、移動局２００に対して、基地局１００−２へのハンドオーバー指示を与える（シーケンスＳＱ１１８）。一連のハンドオーバーの処理が完了すると、移動局２００は、基地局１００−２との間で通信中となる（シーケンスＳＱ１２０）。
【０１１１】
その後、移動局２００が位置４０４に近付くと、基地局１００−２がハンドオーバー要求の発生を検知する（シーケンスＳＱ１２４）。続いて、基地局１００−２は、ハンドオーバー先の基地局１００−３との間でハンドオーバー手続を行う（シーケンスＳＱ１２６）。また、基地局１００−２は、移動局２００に対して、基地局１００−３へのハンドオーバー指示を与える（シーケンスＳＱ１２８）。一連のハンドオーバーの処理が完了すると、移動局２００は、基地局１００−３との間で通信中となる（シーケンスＳＱ１３０）。
【０１１２】
＜８．変形例＞
本実施の形態に従う通信システムにおいては、コアネットワーク装置３００がＰＣＣを生成する周波数（主周波数）を設定する制御手段として機能する構成について例示した。しかしながら、この制御手段の全部または一部をコアネットワーク装置３００以外の処理主体に配置してもよい。例えば、制御手段の一部をそれぞれの基地局１００に配置することで、コアネットワーク装置３００の処理負荷を低減することもできる。
【０１１３】
＜９．利点＞
上述のように、移動局２００の移動経路などを特定し、コアネットワーク装置３００は、それぞれの基地局１００におけるセルの位置関係（セル半径およびセル位置）と移動局２００の挙動とに基づいて、各基地局１００においてＰＣＣを生成する周波数（主周波数）を決定する。特に、ＰＣＣを生成する周波数としては、移動局２００の移動に伴うハンドオーバー回数がより少なくなるように、設定される。
【０１１４】
上述したように、ＰＣＣをハンドオーバーする場合には、ＰＣＣのハンドオーバーに伴って、一旦ＳＣＣをｄｅａｃｔｉｖａｔｉｏｎすることになるが、上述のようにハンドオーバー回数がより少なくなるようにＰＣＣを生成する周波数が決定されるので、スループットの低下を抑制できる。すなわち、ＰＣＣがハンドオーバーする回数を最小化することができるので、ＳＣＣのａｃｔｉｖａｔｉｏｎ／ｄｅａｃｔｉｖａｔｉｏｎの処理の実行回数も最初化され、キャリア・アグリゲーションの本来の通信速度の利益を享受できる。
【０１１５】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１１６】
１００，１００−１〜１００−３ 基地局、１６０，２１０，３１０ 中央処理部、１１１，１２１，２１１，２２１ 受信アンテナ、１１２，１２２，２１２，２２２ 受信部、１３０，２３０ 信号処理部、１３１，１４１，２３１ 送信アンテナ、１３２，１４２，２３２，２４２ 送信部、１５０，２５０ 制御部、１６２ ＣＡ実施ロジック、１７２ 上位ネットワークインターフェイス、１７４ 制御インターフェイス、２００ 移動局、２７０ 表示部、２７２ マイク、２７４ スピーカ、２７６ 入力部、２７８ ＧＰＳユニット、２６０ 筐体、３００ コアネットワーク装置、３１１ 挙動決定ロジック、３２０ データベース、３２１ キャリア設定ロジック、３２２ 鉄道路線図データ、３２４ 幹線道路データ、３２６ セルエッジ位置情報、３３０ インターフェイス。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データを異なる周波数の複数の無線信号に分割して送信可能な通信システム、通信方法および制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）は、次世代通信方式である、ＬＴＥ（Long Term Evolution：（第３世代の）長期進化）について仕様化を進めている。さらに、ＬＴＥを発展させた規格であるＬＴＥ−Ａ（LTE-Advanced）についても仕様化の検討が行われている。
【０００３】
ＬＴＥ−Ａでは、ＬＴＥに比較してより高速かつ大容量の通信を実現することが要求されている。そのため、ＬＴＥ−Ａは、ＬＴＥに比較してより広帯域な周波数範囲をサポートすることとされている。現在までの検討によれば、ＬＴＥの最大送信帯域幅が２０ＭＨｚであるのに対して、ＬＴＥの最大送信帯域幅を１００ＭＨｚまで拡張されることとされている。
【０００４】
しかしながら、世界各国の電波利用状況を鑑みると、連続した広帯域の周波数範囲をＬＴＥ−Ａ用として確保することは容易ではない。また、ＬＴＥとのバックワード・コンパチビリィティ（後方互換性）を可能な限り維持する必要もある。そこで、キャリア・アグリゲーション（Carrier Aggregation；ＣＡ）という無線通信技術の導入が検討されている。このキャリア・アグリゲーションでは、ＬＴＥの最大送信帯域幅である２０ＭＨｚに相当するキャリアを複数まとめて利用することで、最大送信帯域幅を１００ＭＨｚまで拡張する。このような２０ＭＨｚまでのキャリアは、コンポーネントキャリア（Component Career；ＣＣ）と称される。
【０００５】
このようなキャリア・アグリゲーションを用いることで、基地局と移動局（端末：User Equipment）との間で高速かつ大容量の通信を実現する。なお、このキャリア・アグリゲーションについては、３ＧＰＰ ＲＡＮ１＃５３ｂ会合にて合意された（非特許文献１の５章参照）。現在、キャリア・アグリゲーションに関して、シグナリング、チャネル配置、マッピングなどの詳細仕様について検討が進められている。
【０００６】
キャリア・アグリゲーションを利用した通信で使用されるコンポーネントキャリアとして、ＤＬ（Down Link；下りリンク）コンポーネントキャリアセット（以下「ＤＬ−ＣＣセット」とも略称する。）、および、ＵＬ（Up Link；上りリンク）コンポーネントキャリアセット（以下「ＵＬ−ＣＣセット」とも略称する。）が定義されている。
【０００７】
このうち、ＤＬ−ＣＣセットは、端末固有（UE specific）で通信に使用されるキャリアであり、端末（ユーザ）毎に使用すべき１つまたは複数のコンポーネントキャリアが基地局により指定される。このＤＬ−ＣＣセットでは、キャリア・アグリゲーションを実現するための制御情報が１つのコンポーネントキャリアに割当てられる。
【０００８】
非特許文献２の７章参照に示されるように、端末へのデータ送信に加えて、キャリア・アグリゲーションを実現するための制御情報の送信を担当するセルはＰＣｅｌｌ（Primary serving Cell）と定義され、データ送信のみを担当するセルはＳＣｅｌｌ（Secondary serving Cell）と定義される。また、ＰＣｅｌｌに対応するコンポーネントキャリアはＰＣＣ（Primary Component Carrier）と定義され、ＳＣｅｌｌに対応するコンポーネントキャリアはＳＣＣ（Secondary Component Carrier）と定義される。
【０００９】
上述したように、キャリア・アグリゲーションを実現するための制御情報はＰＣＣにのみ含まれることになる。そのため、移動局と基地局との間で、ＰＣＣおよびＳＣＣを用いたキャリア・アグリゲーションを利用した通信中に、ＰＣＣをハンドオーバーする場合には、ＰＣＣのハンドオーバーに伴って、一旦ＳＣＣをｄｅａｃｔｉｖａｔｉｏｎ（不活性化）して、ＳＣＣを利用した通信を終了することとされている。この内容は、３ＧＰＰ ＲＡＮ２＃７０ｂｉｓ会合において合意された。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】3GPP Organizational Partners, "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Further advancements for E-UTRA physical layer aspects (Release 9)", 3GPP TS 36.814 V9.0.0 (2010-03), Section 5
【非特許文献２】3GPP Organizational Partners, "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) and Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN); Overall description; Stage 2 (Release 10)", 3GPP TS 36.300 V10.1.0 (2010-09), Section 7
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述したように、移動局と基地局との間で、ＰＣＣおよびＳＣＣを用いたキャリア・アグリゲーションを利用した通信中に、ＰＣＣをハンドオーバーする場合には、ＰＣＣのハンドオーバーに伴って、一旦ＳＣＣをｄｅａｃｔｉｖａｔｉｏｎすることになっている。
【００１２】
一般的に、ハンドオーバーなどの通信制御は、通信中の無線伝搬路の品質などに基づいて行われる。より具体的には、無線伝搬路の品質が最も良いセルへハンドオーバーするように制御が行なわれる。しかしながら、あるタイミングで無線伝搬路の品質が最も良いセルにハンドオーバーしたとしても、移動局が移動中であれば、その移動方向とハンドオーバー先のセルの配置状況や大きさなどとの関係から、すぐ別のセルへのハンドオーバーが必要となる場合もある。このようにハンドオーバーが頻繁に発生する場合には、ＳＣＣのａｃｔｉｖａｔｉｏｎ（活性化）の動作とｄｅａｃｔｉｖａｔｉｏｎの動作とが頻繁に発生することになり。その結果、通信速度が低下してしまう。
【００１３】
そこで、本発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、移動局が移動中であっても、キャリア・アグリゲーションを利用した通信を安定的に行うことのできる通信システム、通信方法および制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明のある局面に従う通信システムは、移動局と、送信すべきデータを異なる周波数の複数の無線信号に分割して移動局へ送信する分割送信モードを有する複数の基地局と、制御手段とを含む。基地局は、分割送信モードにおいて、制御手段からの指令に従って、移動局との通信を制御するための制御情報を含む第１の無線信号を生成する主周波数を設定するともに、制御情報を含まない第２の無線信号を生成する副周波数を設定する。制御手段は、移動局の挙動を取得する手段と、分割送信モードにある基地局および他の基地局のそれぞれのセルの位置関係と移動局の挙動とに基づいて、主周波数を決定する手段とを含む。
【００１５】
好ましくは、制御手段は、移動局の挙動として移動局の移動経路を取得するとともに、当該取得した移動経路と複数の基地局のそれぞれのセルの大きさとに応じて、主周波数を決定する。
【００１６】
さらに好ましくは、制御手段は、移動局の移動経路に基づいて、移動局が通過する予定のセルを推定することで、主周波数を決定する。
【００１７】
あるいは、さらに好ましくは、制御手段は、移動局が移動経路に沿って移動した場合に、セル間のハンドオーバー回数が少なくなるように、主周波数を決定する。
【００１８】
好ましくは、制御手段は、より大きなセルに対応する周波数を優先して主周波数として決定する。
【００１９】
好ましくは、制御手段は、移動局の挙動として移動局の移動速度を取得するとともに、当該取得した移動速度と複数の基地局のそれぞれのセルの大きさとに応じて、主周波数を決定する。
【００２０】
さらに好ましくは、制御手段は、移動局の移動速度が大きいほど、より大きなセルに対応する周波数を主周波数として決定する。
【００２１】
好ましくは、制御手段は、取得した移動局の挙動と移動局の挙動の履歴とを比較することで、主周波数を決定する。
【００２２】
好ましくは、基地局は、第１の周波数で第１のセル範囲を提供し、第２の周波数で第１のセル範囲とは異なる大きさを有する第２のセル範囲を提供する。
【００２３】
好ましくは、通信システムは、複数の基地局とネットワークとを接続する中継装置をさらに含む。中継装置が制御手段として機能する。
【００２４】
この発明の別の局面に従えば、移動局と、送信すべきデータを異なる周波数の複数の無線信号に分割して移動局へ送信する分割送信モードを有する複数の基地局とを含む通信システムにおける通信方法を提供する。基地局は、分割送信モードにおいて、移動局との通信を制御するための制御情報を含む第１の無線信号を生成する主周波数を設定するともに、制御情報を含まない第２の無線信号を生成する副周波数を設定する。通信方法は、移動局の挙動を取得するステップと、分割送信モードにある基地局および他の基地局のそれぞれのセルの位置関係と移動局の挙動とに基づいて、主周波数を決定するステップとを含む。
【００２５】
この発明のさらに別の局面に従えば、移動局と、送信すべきデータを異なる周波数の複数の無線信号に分割して移動局へ送信する分割送信モードを有する複数の基地局とを含む通信システムに適合される制御装置を提供する。基地局は、分割送信モードにおいて、制御装置からの指令に従って、移動局との通信を制御するための制御情報を含む第１の無線信号を生成する主周波数を設定するともに、制御情報を含まない第２の無線信号を生成する副周波数を設定する。制御装置は、移動局の挙動を取得する手段と、分割送信モードにある基地局および他の基地局のそれぞれのセルの位置関係と移動局の挙動とに基づいて、主周波数を決定する手段とを含む。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、移動局が移動中であっても、キャリア・アグリゲーションを利用した通信を安定的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の形態に従う通信システムの構成を示す模式図である。
【図２】本発明の実施の形態に従う通信システムにおいて利用される基地局のブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態に従う通信システムにおいて利用される移動局のブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態に従う通信システムにおいて利用されるコアネットワーク装置のブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態に従う通信システムにおけるキャリア・アグリゲーションおよびそのハンドオーバーについて説明するための図である。
【図６】図５に示すセル配置においてＰＣＣ設定に依存するハンドオーバー発生状況の相違を説明するための図である。
【図７】本発明の実施の形態に従うコアネットワーク装置のデータベースに格納される鉄道路線図データおよび幹線道路データの一例を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態に従うコアネットワーク装置のデータベースに格納されるセルエッジ位置情報の一例を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態に従う通信システムにおいて生成されるハンドオーバーパターンの一例を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態に従う通信システムにおける処理手順を示すシーケンス図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明はこれら実施の形態に何ら限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施可能である。また、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００２９】
＜１．概要＞
本実施の形態に従う通信システムは、移動局の挙動（典型的には、移動局の移動手段、移動局の予想される移動経路、移動局の移動速度、移動局の移動履歴など）に応じて、各基地局が移動局に対して、ＰＣＣを生成する周波数（主周波数）として割当てるべき周波数を決定する。すなわち、移動局の移動経路に基づいて、移動局が通過するセルを特定するとともに、移動局の移動に伴って生じるハンドオーバーの回数がより少なくなるように、ＰＣＣを生成する周波数（主周波数）が設定される。
【００３０】
＜２．システム構成＞
まず、本発明の実施の形態に従う通信システムの構成について説明する。図１は、本発明の実施の形態に従う通信システムの構成を示す模式図である。
【００３１】
図１を参照して、本実施の形態に従う通信システムは、複数の基地局１００と、移動局２００と、複数の基地局１００とコアネットワークＮＷとを接続するコアネットワーク装置３００とを含む。
【００３２】
基地局１００の各々は、基本的なコンポーネントとして、受信アンテナ１１１，１２１と、受信部１１２，１２２と、送信アンテナ１３１，１４１と、送信部１３２，１４２と、制御部１５０とを含む。
【００３３】
移動局２００は、基本的なコンポーネントとして、受信アンテナ２１１，２２１と、受信部２１２，２２２と、送信アンテナ２３１，２４１と、送信部２３２，２４２と、制御部２５０とを含む。
【００３４】
図１には、基地局１００と移動局２００との間で、下りリンクおよび上りリンクのいずれにおいても、キャリア・アグリゲーションを利用した通信が行なわれている例を示す。すなわち、キャリア・アグリゲーションを利用した通信中には、基地局１００は、２０ＭＨｚ以下の帯域幅となる複数の下りリンクコンポーネントキャリア（ＤＬ−ＣＣ）を用いて移動局２００へデータを送信する。また、移動局２００は、同様に２０ＭＨｚ以下の帯域幅となる複数の上りリンクコンポーネントキャリア（ＵＬ−ＣＣ）を基地局１００へ送信する。なお、上りリンクおよび下りリンクのそれぞれにおいて、１つのコンポーネントキャリアを用いてデータの送受信を行うこともできる（通常の通信モード）。
【００３５】
ここで、複数の下りリンクコンポーネントキャリア（ＤＬ−ＣＣ）は、２種類のコンポーネントキャリアＰＣＣおよびＳＣＣを含む。また、複数の上りリンクコンポーネントキャリア（ＵＬ−ＣＣ）についても、２種類のコンポーネントキャリアＰＣＣおよびＳＣＣを含む。図１においては、説明の便宜上、基地局１００および移動局２００における送信部および受信部の各々に対して、ＰＣＣを送信または受信する場合には「Ｐ」を付し、ＳＣＣを送信または受信する場合には「Ｓ」を付している。
【００３６】
また、下りリンクコンポーネントキャリアのうち、ＰＣＣは下り周波数Ｉを使用し、ＳＣＣは下り周波数ＩＩを使用する。上りリンクコンポーネントキャリアのうち、ＰＣＣは上り周波数Ｉを使用し、ＳＣＣは上り周波数ＩＩを使用する。
【００３７】
キャリア・アグリゲーションを利用した通信中においては、基地局１００の制御部１５０が、主としてキャリア・アグリゲーションに関する制御を行う。より具体的には、制御部１５０は移動局２００へ送信すべきデータを分割し、分割された一方のデータにキャリア・アグリゲーションに必要な制御情報を付加して送信部１３２へ出力し、分割された他方のデータを送信部１４２へ出力する。また、制御部１５０は、送信部１３２および１４２に対して、無線信号を生成する周波数を指示する（図１に示す例では、それぞれ下り周波数ＩおよびＩＩ）。
【００３８】
送信部１３２および１４２の各々は、制御部１５０からの情報に対して、符号化処理、変調処理およびアップコンバート処理などを行うことで無線信号（コンポーネントキャリア）を生成し、それぞれに接続された送信アンテナ１３１および１４１から移動局２００へ放射する。
【００３９】
一方、移動局２００においては、受信部２１２および２２２がそれぞれに接続された受信アンテナ２１１および２２１を通じて基地局１００からの無線信号を受信する。受信部２１２および２２２の各々は、受信した無線信号に対して、ダウンコンバート処理および復調処理を行うことでデータを生成し、制御部２５０へ出力する。
【００４０】
制御部２５０は、複数のコンポーネントキャリアのそれぞれから得られたデータを結合することで、基地局１００から送信されたデータを復元する。
【００４１】
本実施の形態に従う通信システムでは、コアネットワーク装置３００がそれぞれの基地局１００におけるキャリア・アグリゲーションの実施を制御する。より具体的には、コアネットワーク装置３００は、挙動決定ロジック３１１およびキャリア設定ロジック３２１を含む。
【００４２】
挙動決定ロジック３１１は、後述するような各種の方法を用いて、移動局２００の挙動を取得する。挙動決定ロジック３１１は、取得した移動局２００の挙動をキャリア設定ロジック３２１へ出力する。キャリア設定ロジック３２１は、キャリア・アグリゲーションを実施する基地局１００および他の基地局１００のそれぞれのセルの位置関係と移動局２００の挙動とに基づいて、主として、ＰＣＣを生成する周波数（主周波数）を決定する。そして、キャリア設定ロジック３２１は、決定した主周波数を基地局１００へ通知する。すなわち、キャリア設定ロジック３２１は、移動局２００の挙動（典型的には、移動局２００の移動手段、移動局２００の予想される移動経路、移動局２００の移動速度、移動局２００の移動履歴など）に応じて、各基地局１００が対象の移動局２００へ割当てるべき周波数を決定し、当該決定した周波数を基地局１００へ通知する。
【００４３】
＜３．基地局１００の構成＞
次に、本発明の実施の形態に従う通信システムにおいて利用される基地局１００の構成について説明する。図２は、本発明の実施の形態に従う通信システムにおいて利用される基地局１００のブロック図である。
【００４４】
図２を参照して、基地局１００の各々は、上述したように、受信アンテナ１１１，１２１と、受信部１１２，１２２と、送信アンテナ１３１，１４１と、送信部１３２，１４２とを含む。基地局１００の制御部１５０としては、中央処理部１６０と、信号処理部１３０と、上位ネットワークインターフェイス（Ｉ／Ｆ）１７２と、制御インターフェイス（Ｉ／Ｆ）１７４とを含む。
【００４５】
中央処理部１６０は、主たる構成要素として、プロセッサと、プロセッサで実行されるプログラムを保持するための不揮発性メモリと、ワークメモリとして機能する揮発性メモリとを含む。特に、中央処理部１６０は、ＣＡ実施ロジック１６２を含む。このＣＡ実施ロジック１６２は、典型的には、中央処理部１６０がプログラムを実行することで提供される。例えば、ＣＡ実施ロジック１６２に対応するモジュールが予め不揮発性メモリに記憶されており、中央処理部１６０がこれらのモジュールを読出して実行することで後述するような機能が提供される。
【００４６】
ＣＡ実施ロジック１６２は、信号処理部１３０と連係して受信データおよび送信データに対する信号処理を行うとともに、送信部１３２，１４２および受信部１１２，１２２が使用するコンポーネントキャリアの周波数の制御といった、基地局１００の通信に関する各種の制御を司る。本実施の形態に従う通信システムにおいては、後述するように、コアネットワーク装置３００からコンポーネントキャリアとして使用すべき周波数が指定されるので、ＣＡ実施ロジック１６２は、この指定された周波域を用いて、キャリア・アグリゲーションを実施する。
【００４７】
信号処理部１３０は、管理するセル範囲内の移動局２００との間で遣り取りされる無線信号を処理する。より具体的には、信号処理部１３０は、中央処理部１６０などから与えられる内部指令に従って、移動局２００への送信データを送信部１３２，１４２へ出力する。
【００４８】
上位ネットワークインターフェイス１７２は、自局を管理するコアネットワーク装置３００との間でユーザデータ、制御情報、および管理情報などを遣り取りする。特に、コアネットワーク装置３００から送信されるキャリア・アグリゲーションにおいて使用する周波数を受信し、中央処理部１６０へ出力する。同様に、制御インターフェイス１７４は、他の基地局１００との間で制御情報を遣り取りする。
【００４９】
＜４．移動局２００の構成＞
次に、本発明の実施の形態に従う通信システムにおいて利用される移動局２００の構成について説明する。図３は、本発明の実施の形態に従う通信システムにおいて利用される移動局２００のブロック図である。
【００５０】
図３を参照して、移動局２００は、上述したように、受信アンテナ２１１，２２１と、受信部２１２，２２２と、送信アンテナ２３１，２４１と、送信部２３２，２４２と、制御部２５０とを含む。受信アンテナ２１１，２２１および送信アンテナ２３１，２４１は、筐体２６０に設けられる。移動局２００の制御部２５０としては、中央処理部２１０と、信号処理部２３０とを含む。
【００５１】
中央処理部２１０は、主たる構成要素として、プロセッサと、プロセッサで実行されるプログラムを保持するための不揮発性メモリと、ワークメモリとして機能する揮発性メモリとを含む。中央処理部２１０は、信号処理部２３０と連係して受信データおよび送信データに対する信号処理を行うとともに、受信部２１２，２２２および送信部２３２，２４２が使用するキャリア周波数の制御といった、移動局２００の通信に関する各種の制御を司る。
【００５２】
信号処理部２３０は、自装置が存在するセル範囲を管理する基地局１００との間で遣り取りされる無線信号を処理する。より具体的には、信号処理部２３０は、中央処理部２１０などから与えられる内部指令に従って、基地局１００への送信データを送信部２３２，２４２へ出力する。
【００５３】
図３に示す例では、理解を容易化するために、送信部および受信部の各々とアンテナとが一対一になっている構成を示すが、受信部２１２，２２２および送信部２３２，２４２とアンテナとの間にデュプレクサを設けることで、送信アンテナと受信アンテナとを共通化してもよい。
【００５４】
なお、中央処理部２１０によって提供される機能の一部または全部を専用のハードウェア（集積回路）として実装してもよい。この場合には、中央処理部２１０によって提供される機能に加えて、信号処理部２３０、受信部２１２，２２２、および、送信部２３２，２４２によって提供される機能の全部または一部を含めて、１チップ化してもよい。さらに、プロセッサ、メモリ、周辺デバイス用のコントローラといった部品を１チップ化したＳｏＣ（System On a Chip）を利用することもできる。
【００５５】
代替の構成として、信号処理部２３０、受信部２１２，２２２、および、送信部２３２，２４２によって提供される機能の全部または一部をソフトウェアとして実装してもよい。この場合には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＤＳＰ（Digital Signal Processor）といった演算装置（プロセッサ）が予めインストールされた命令セットを実行することになる。
【００５６】
筐体２６０は、さらに、受信データに含まれる各種情報を表示するための表示部２７０と、送信データに含まれるユーザの音声などを取得するためのマイク２７２と、受信データに含まれる音声データを再生するためのスピーカ２７４と、ユーザ操作を受付けるための入力部２７６とを含む。これらの部位は、典型的には、筐体２６０から露出するように配置される。
【００５７】
さらに、筐体２６０には、自局の位置情報を取得するためのコンポーネントの一例であるＧＰＳ（Global Positioning System）ユニット２７８とを含む。このＧＰＳユニット２７８によって取得された自局の現在位置は、基地局１００へ通知される。
【００５８】
＜５．コアネットワーク装置３００の構成＞
次に、本発明の実施の形態に従う通信システムにおいて利用されるコアネットワーク装置３００の構成について説明する。図４は、本発明の実施の形態に従う通信システムにおいて利用されるコアネットワーク装置３００のブロック図である。
【００５９】
図４を参照して、コアネットワーク装置３００は、中央処理部３１０と、データベース３２０と、複数のインターフェイス３３０とを含む。
【００６０】
中央処理部３１０は、主たる構成要素として、プロセッサと、プロセッサで実行されるプログラムを保持するための不揮発性メモリと、ワークメモリとして機能する揮発性メモリとを含む。特に、中央処理部３１０は、上述したように、挙動決定ロジック３１１およびキャリア設定ロジック３２１を含む。これらのロジックは、典型的には、中央処理部３１０がプログラムを実行することで提供される。例えば、それぞれのロジックに対応するモジュールが予め不揮発性メモリに記憶されており、中央処理部３１０がこれらのモジュールを読出して実行することで後述するような機能が提供される。
【００６１】
データベース３２０は、移動局２００の挙動を取得するために必要な情報を保持する。例えば、移動局２００を携帯するユーザが鉄道や自動車に乗って移動することを特定する場合には、データベース３２０は、鉄道路線図データ３２２と、幹線道路データ３２４と、セルエッジ位置情報３２６などを保持することになる。
【００６２】
鉄道路線図データ３２２は、鉄道線路および駅舎などの位置情報を規定するものである。幹線道路データ３２４は、交通の往来の多い道路などの位置情報を規定するものである。セルエッジ位置情報３２６は、各基地局１００が提供するセルのエッジに関する情報を定義する。
【００６３】
このような形態に限られず、データベース３２０は、移動局２００の挙動を取得するために必要な情報、すなわち、移動局２００（を携帯しているユーザ）の移動経路や移動手段を特定するための情報を保持する。なお、図４には、コアネットワーク装置３００がデータベース３２０を搭載している構成を示すが、必ずしもデータベース３２０自体を搭載しておく必要はない。代替的には、ネットワークを通じて、外部のサーバ装置などから必要な情報を取得するようにしてもよい。
【００６４】
インターフェイス３３０の各々は、基地局１００との間でユーザデータ、制御情報、および管理情報などを遣り取りする。
【００６５】
＜６．コンポーネントキャリアとして使用される周波数の決定処理＞
（６．１ 概要）
次に、図５を参照して、本実施の形態に従う通信システムにおいて提供されるキャリア・アグリゲーションについて説明する。図５は、本発明の実施の形態に従う通信システムにおけるキャリア・アグリゲーションおよびそのハンドオーバーについて説明するための図である。
【００６６】
ＬＴＥおよびＬＴＥ−Ａでは、周波数分割多重（Frequency Division Duplex：ＦＤＤ）方式および時間分割多重（Time Division Duplex：ＴＤＤ）方式をサポートすることになっているが、以下に説明する通信方法は、ＦＤＤ方式に従う例を示す。ＦＤＤ方式を採用した場合には、下りリンクコンポーネントキャリア（ＤＬ−ＣＣ）および上りリンクコンポーネントキャリア（ＵＬ−ＣＣ）とは、それぞれ異なる周波数が割当てられる。
【００６７】
さらに、下りリンクコンポーネントキャリア（ＤＬ−ＣＣ）に含まれる１つ以上のコンポーネントキャリアについても、連続した周波数帯域ではなく、離散的に割当てられた複数の周波数帯域が割当てられるものとする。図５に示す例では、周波数Ｉのコンポーネントキャリアと、周波数ＩＩのコンポーネントキャリアとが割当てられるとする。より具体的には、基地局１００−１から１００−３の各々は、その周辺に、周波数Ｉのセルを３つ、および、周波数ＩＩのセルを３つそれぞれ形成しているものとする。
【００６８】
また、周波数Ｉのセル範囲と周波数ＩＩのセル範囲とは互いに重なって配置されており、各セルの大きさが異なっている場合を示す。すなわち、基地局１００は、周波数Ｉで第１のセル範囲を提供し、周波数ＩＩで第１のセル範囲とは異なる大きさを有する第２のセル範囲を提供する。
【００６９】
このように利用可能な周波数帯域は、各国の電波行政などに従ってシステム的に規定される。例えば、周波数Ｉとしては、２ＧＨｚ帯（アップリンク：１９２０ＭＨｚ−１９８０ＭＨｚ／ダウンリンク：２１１０ＭＨｚ−２１７０ＭＨｚ）のいずれかの周波数が割当てられ、周波数ＩＩとしては、８００ＭＨｚ帯（アップリンク：８２４ＭＨｚ−８４９ＭＨｚ／ダウンリンク：８６９ＭＨｚ−８９４ＭＨｚ）のいずれかの周波数が割当てられる。
【００７０】
なお、周波数に応じて無線信号の伝搬特性や減衰特性は異なるので、上述のような互いに異なる複数の周波数帯域を用いた場合には、同一の基地局１００がカバーするセル範囲も異なったものとなり得る（図５に示す「周波数Ｉのセル範囲」および「周波数ＩＩのセル範囲」）。
【００７１】
上述のような状況下において、例えば、移動局２００を携帯するユーザがある路線を走行する列車で移動する場合を考える。
【００７２】
図５に示す通信システムにおいては、列車の路線４１０の両側に基地局１００−１〜１００−３が設けられており、それぞれの基地局１００が周波数Ｉのセル（実線）および周波数ＩＩのセル（破線）を提供する。路線４１０を走行する列車（および、移動局２００）は、基地局１００−１が提供するセル、基地局１００−２が提供するセル、および、基地局１００−３が提供するセルをその順序で通過することになる。すなわち、これらのセルを跨るタイミングにおいて、ハンドオーバーが生じる。
【００７３】
上述したように、基地局１００と移動局２００との間で、キャリア・アグリゲーションを利用した通信が行われていると、データに加えて、キャリア・アグリゲーションに関する制御情報を伝送するためのコンポーネントキャリア（ＰＣＣ）と、データのみを伝送するＳＣＣとが設定される。また、ＰＣＣに対してハンドオーバーがなされると、対応するＳＣＣは、一旦ｄｅａｃｔｉｖａｔｉｏｎ（不活性化）される。
【００７４】
ＰＣＣに対するハンドオーバーが頻繁に生じる場合とには、ＳＣＣについても、ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ（活性化）との動作とｄｅａｃｔｉｖａｔｉｏｎの動作とが頻繁に発生することになり。その結果、通信速度が低下してしまう。
【００７５】
したがって、キャリア・アグリゲーションによる高速通信のメリットを享受するためには、少なくとも、ＰＣＣに対するハンドオーバーについては、その発生頻度を可能な限り少なくすることが好ましい。
【００７６】
再度図５を参照して、同一の基地局１００が周波数別に異なる大きさ（セル半径）のセルを提供し、かつ、いずれの周波数についてもＰＣＣを割当てることが可能な場合には、キャリア・アグリゲーションによる高速かつ大容量の通信を実現するために、いずれの周波数（セル）をＰＣＣとして用いるのかを最適化することが好ましい。
【００７７】
図６は、図５に示すセル配置においてＰＣＣ設定に依存するハンドオーバー発生状況の相違を説明するための図である。図６（ａ）および図６（ｂ）には、移動局２００を携帯したユーザが搭乗している列車が路線４１０を走行する場合における、ハンドオーバー動作（図６においては「ＨＯ」と記す）を示す。図６（ａ）には、基地局１００−１〜１００−３において、ハンドオーバー直後には、ＰＣＣとして周波数ＩＩを割当てた場合の例を示し、図６（ｂ）には、基地局１００−１〜１００−３において、ハンドオーバー直後には、ＰＣＣとして周波数Ｉを割当てた場合の例を示す。
【００７８】
図５に示すように、周波数ＩＩのセル範囲は、周波数Ｉのセル範囲に比較して小さい。そのため、基地局１００−１が移動局２００に対して周波数ＩＩをＰＣＣとして割当てた場合、移動局２００が基地局１００−２のセルの方向に移動すると、移動局２００が基地局１００−２のセル範囲に到達する前に、基地局１００−１が提供する周波数Ｉのセルにハンドオーバーせざるを得ない。その後、基地局１００−２が提供するセル圏内に移動局２００が到達すると、基地局１００−２が提供する周波数ＩＩのセルへのハンドオーバーが生じる。基地局１００−２が提供するセルにおいても、基地局１００−１と同様のハンドオーバー動作が実行される。
【００７９】
その結果、基地局１００−１〜１００−３において、ハンドオーバー直後にＰＣＣとして周波数Ｉを割当てるとした場合には、基地局１００の間でのハンドオーバーに加えて、同一の基地局１００が提供するセルの間でのハンドオーバーも生じることになる。
【００８０】
これに対して、図６（ｂ）に示すように、基地局１００−１〜１００−３において、ハンドオーバー直後にＰＣＣとして周波数Ｉを割当てるとした場合には、同一の基地局１００が提供するセルの間でハンドオーバーをする必要がない。そのため、ハンドオーバー直後にＰＣＣとして周波数Ｉを割当てるとした場合には、周波数ＩＩを割当てるとした場合に比較して、ハンドオーバーの発生頻度を少なくすることができる。その結果、ＳＣＣのａｃｔｉｖａｔｉｏｎおよびｄｅａｃｔｉｖａｔｉｏｎの発生頻度についても、少なくすることができ、その結果、キャリア・アグリゲーションに備わっている本来の通信速度を実現できる。
【００８１】
上述したように、本実施の形態に従う通信システムにおいては、移動局２００の挙動を取得し、キャリア・アグリゲーションを実行中／実行準備中の基地局１００および他の基地局１００のそれぞれのセルの位置関係と移動局２００の挙動とに基づいて、ＰＣＣとして用いるべき周波数を決定する。
【００８２】
（６．２ 移動局の挙動の決定手法）
上述したようなＰＣＣに割当てる周波数の最適化に利用できる情報であれば、取得する移動局２００の挙動としてはどのようなものであってもよい。本実施の形態に従う通信システムにおいては、典型例として、移動局２００の移動手段、移動局２００の予想される移動経路、移動局２００の移動速度、および、移動局２００の移動履歴などを取得する。
【００８３】
まず、移動局２００の移動手段、および、移動局２００の予想される移動経路については、移動局２００の現在位置を示す情報に基づいて決定することができる。典型的には、移動局２００は、自局に搭載されたＧＰＳユニット２７８によって取得された現在位置を基地局１００へ送信する。この現在位置を送信するタイミングは、予め設定された所定周期であってもよいし、予め特定の時刻が設定（スケジューリング）されていてもよい。あるいは、基地局１００が何らかのイベントに応じて現在位置の送信を移動局２００に対して要求してもよい。基地局１００は、移動局２００から現在位置を受信すると、当該現在位置をコアネットワーク装置３００へ送信する。
【００８４】
コアネットワーク装置３００は、移動局２００の現在位置、および、現在位置の時間的変化に基づいて、移動局２００の移動手段および／または移動経路を判断する。より具体的には、コアネットワーク装置３００は、そのデータベース３２０に鉄道路線図データ３２２および幹線道路データ３２４を保持しており（図４）、移動局２００の位置情報とこれらのデータと照合することで、移動局２００の移動手段および／または移動経路を判断する。
【００８５】
図７は、本発明の実施の形態に従うコアネットワーク装置３００のデータベース３２０に格納される鉄道路線図データ３２２および幹線道路データ３２４の一例を示す図である。コアネットワーク装置３００の挙動決定ロジック３１１（図１）は、図７に示す鉄道路線図データ３２２および／または幹線道路データ３２４を参照して、移動局２００の現在位置（緯度および経度）に対応する地点が存在するか否か、ならびに、移動局２００がいずれかの経路に沿って移動しているか否かを判断する。すなわち、挙動決定ロジック３１１は、移動局２００の位置情報に基づいて、移動局２００を携帯するユーザが列車で移動しているのか、あるいは、道路上を移動しているのかを判断する。さらに、移動局２００の移動速度を算出し、移動局２００を携帯しているユーザが徒歩で移動しているのか、あるいは、自動車で移動しているのかを判断してもよい。
【００８６】
このように移動局２００の移動手段および／または移動経路が特定されると、移動局２００の挙動として、移動局２００の（将来的な）移動経路が特定される。
【００８７】
なお、移動局２００の現在位置の取得形態としては、上述した移動局２００に内蔵のＧＰＳユニット２７８を用いる方法に代えて、移動局２００を携帯するユーザが利用する交通手段からの情報を用いてもよい。例えば、位置測位システムであるＧＰＳを列車に搭載するとともに、列車内に現在位置を示す無線信号を放送しておき（例えば、無線ＬＡＮ（Local Area Network）等によって）、この無線信号を通じて列車の現在位置を受信した基地局１００が当該列車の現在位置を自局の現在位置として、基地局１００へ送信するような構成を採用できる。
【００８８】
あるいは、移動局２００に移動手段を利用するための付加機能（典型的には、交通機関を利用するための決済機能など）が搭載されている場合には、当該決済機能が利用されたことに応答して、当該決済処理を行う処理主体が利用先の交通機関などを基地局１００へ通知するようにしてもよい。
【００８９】
（６．３ ＰＣＣ周波数の決定手法）
上述したように、移動局２００の挙動として移動局２００の移動経路が取得される。そして、取得された移動経路と複数の基地局１００が提供するそれぞれのセルの大きさとに応じて、ＰＣＣに用いる周波数（主周波数）を決定する。より具体的には、移動局２００の移動経路に基づいて、移動局２００が通過する予定のセルを推定することで、ＰＣＣに用いる周波数（主周波数）を決定する。このとき、移動局２００が当該推定した移動経路に沿って移動した場合に、セル間のハンドオーバー回数が少なくなるように、ＰＣＣに用いる周波数（主周波数）を決定する。
【００９０】
コアネットワーク装置３００のキャリア設定ロジック３２１（図１）は、移動局２００の移動経路とセルの配置位置および大きさとを比較することで、移動局２００がセル間をどのようにハンドオーバーしていくのかを判断する。
【００９１】
図８は、本発明の実施の形態に従うコアネットワーク装置３００のデータベース３２０に格納されるセルエッジ位置情報３２６の一例を示す図である。典型的には、キャリア設定ロジック３２１は、図８に示すセルエッジ位置情報３２６を参照して、周波数別のセルの配置位置および大きさを把握する。より具体的には、キャリア設定ロジック３２１は、図７に示す鉄道路線図データ３２２または幹線道路データ３２４に示される対応する移動経路上の位置（緯度および経度）と、図８に示すセルエッジ位置情報３２６に示されるセルエッジとの交点を探索することで、移動局２００が通過予定のセルを把握する。
【００９２】
上述したように、移動局２００を携帯しているユーザが利用する交通手段を特定できれば、移動局２００がどのようにハンドオーバーしていくのかを一意的に判断することができる。
【００９３】
さらに、キャリア設定ロジック３２１は、特定された移動経路に沿って移動局２００が移動するとした場合に、当該移動経路に応じて、ＰＣＣのハンドオーバー回数が最も少なくなるように、ＰＣＣに割当てる周波数を決定する。なお、このようなＰＣＣのハンドオーバー回数を最も少なくする周波数（セル）の割当て方法については、公知の最適化手法を採用することができる。
【００９４】
上述のようなハンドオーバー回数を最も少なくする周波数の割当てパターンは、移動局２００が実際に移動する前に決定することができる。そのため、この算出結果は、ハンドオーバーパターンとして一時的に保存される。
【００９５】
図９は、本発明の実施の形態に従う通信システムにおいて生成されるハンドオーバーパターンの一例を示す図である。図９に示すように、本実施の形態に従うハンドオーバーパターンでは、移動局２００が所定の移動経路に沿って移動する場合にハンドオーバーによって移り変わるセル（を提供する基地局）を示す情報が順番に定義される（「基地局番号」の欄）。一例として、図９に示すハンドオーバーパターンでは、図５に示す列車の路線４１０に沿って移動局２００が移動する場合を示す。すなわち、初期状態の位置４０１は、基地局１００−１が提供するセル圏内に含まれる。さらに、移動局２００が位置４０２を経て位置４０３まで移動すると、移動局２００は基地局１００−１が提供するセルから基地局１００−２が提供するセルにハンドオーバーする。さらに、基地局が位置４０４まで移動すると、移動局２００は基地局１００−２が提供するセルから基地局１００−３が提供するセルにハンドオーバーする。このような一連のハンドオーバー動作にあわせて、図９に示すようなハンドオーバーパターンが生成される。
【００９６】
また、図５に示す例では、いずれのセルにおいても、ＰＣＣとしては周波数Ｉを割当てることが好ましいので、図９の「ＰＣＣ周波数」の欄には、いずれも「周波数Ｉ」が設定される。すなわち、図５に示すような構成においては、より大きな（セル半径のより大きい）セルに対応する周波数を優先して、ＰＣＣを生成する周波数（主周波数）として決定する。
【００９７】
コアネットワーク装置３００のキャリア設定ロジック３２１は、このようなハンドオーバーパターンを参照して、移動局２００の移動に応答して、基地局１００−１〜１００−３に対してＰＣＣに割当てるべき周波数を通知する。
【００９８】
（６．４ その他の手法）
上述の決定手法では、図９に示すようなハンドオーバーパターンを決定する方法について例示したが、移動局２００の移動速度に基づいて、ＰＣＣに係る周波数の割当てを行ってもよい。すなわち、移動局２００の挙動として移動局２００の移動速度を取得するとともに、当該取得した移動速度と複数の基地局１００のそれぞれのセルの大きさとに応じて、ＰＣＣを生成する周波数（主周波数）を決定してもよい。より具体的には、移動局２００の移動速度が大きいほど、より大きな（セル半径のより大きい）セルに対応する周波数を、ＰＣＣを生成する周波数（主周波数）として決定する。
【００９９】
移動局２００の移動速度は、移動局２００の現在位置の時間的変化を基地局１００で観測することで算出してもよい。あるいは、移動局２００自身がその移動速度を計算し、自局の現在位置とともに基地局１００へ送信するようにしてもよい。
【０１００】
また、図９に示すようなハンドオーバーパターンを基本としながら、移動局２００の移動速度が所定のしきい値を超えた場合に限って、より大きな（セル半径の大きい）セルに対応する周波数を、ＰＣＣを生成する周波数（主周波数）として決定するようにしてもよい。
【０１０１】
このように、より大きなセルに対応する周波数を、ＰＣＣを生成する周波数（主周波数）として設定することによって、１つのセルが移動局２００をカバーする時間が長くなるため、移動局２００の移動速度が相対的に速い場合であっても、ハンドオーバーの回数を少なくできる。
【０１０２】
あるいは、基地局１００、移動局２００およびコアネットワーク装置３００のいずれかにおいて、移動局２００の移動履歴（現在位置の変化および接続先のセルの変化）を保存しておき、移動局２００の移動経歴に基づいてＰＣＣの設定を決定してもよい。この場合、取得した移動局２００の挙動と移動局２００の挙動の履歴とを比較することで、ＰＣＣを生成する周波数（主周波数）が決定される。
【０１０３】
＜７．処理手順＞
次に、上述したような判断基準に沿って実行される処理手順について、図１０を参照して説明する。図１０は、本発明の実施の形態に従う通信システムにおける処理手順を示すシーケンス図である。図１０に示すシーケンス図では、図５に示すように、移動局２００を携帯するユーザが列車に搭乗して、路線４１０に沿って移動する場合を例に説明する。なお、初期状態においては、移動局２００は、基地局１００−１との間で通信中であるとする。
【０１０４】
まず、移動局２００は、ＧＰＳユニット２７８によって取得された現在位置を基地局１００（図５に示す初期位置においては、基地局１００−１）へ送信する（シーケンスＳＱ１０２）。続いて、移動局２００からの現在位置を受信した基地局１００−１は、当該受信した現在位置をコアネットワーク装置３００へ送信する（シーケンスＳＱ１０４）。
【０１０５】
なお、シーケンスＳＱ１００〜１０４は、所定周期で繰返される。図５に示すように、移動局２００は、位置４０１および４０２において、それぞれ現在位置を基地局１００−１へ送信したとする。
【０１０６】
コアネットワーク装置３００（挙動決定ロジック３１１）は、基地局１００−１を介して移動局２００から受信した現在位置に基づいて、移動局２００の移動経路を判断する（シーケンスＳＱ１０６）。より具体的には、コアネットワーク装置３００は、鉄道路線図データ３２２および幹線道路データ３２４とを照合することで、移動局２００の現在位置および移動速度などから移動局２００の移動手段を判断する。そして、コアネットワーク装置３００は、移動局２００の移動経路および将来的な位置を算出する。
【０１０７】
続いて、コアネットワーク装置３００（キャリア設定ロジック３２１）は、算出した移動局２００の移動経路および将来的な位置とセルエッジ位置情報３２６とを照合することで、ＰＣＣに用いる周波数（主周波数）を決定する（シーケンスＳＱ１０８）。上述したように、コアネットワーク装置３００は、セル間のハンドオーバー回数が少なくなるように、ＰＣＣに用いる周波数を決定する。さらに、コアネットワーク装置３００は、決定したＰＣＣに用いる周波数と対応するセルとを関連付けたハンドオーバーパターンを作成する（シーケンスＳＱ１１０）。
【０１０８】
最終的に、コアネットワーク装置３００は、シーケンスＳＱ１１０において作成したハンドオーバーパターンを基地局１００−１〜１００−３へそれぞれ送信する。すなわち、コアネットワーク装置３００は、ＰＣＣとして決定された周波数を割当てるように、それぞれの基地局１００−１〜１００−３へ指示する。なお、ハンドオーバーパターンを通知する基地局１００は、移動局２００の移動経路上に存在するセルを提供する基地局のみでよい。
【０１０９】
各基地局１００は、移動局２００がそのセル圏内に存在する場合には、通知されたハンドオーバーパターンにおいて指示される周波数をＰＣＣの周波数として当該移動局２００に割当てる。図５に示す例では、基地局１００−１〜１００−３のいずれもが、周波数ＩをＰＣＣの周波数として設定する。
【０１１０】
その後、自局のセル圏内に存在する移動局２００がセルエッジまで移動したと判断すると、基地局１００は、ハンドオーバーの処理を開始する。図５に示す例では、移動局２００が位置４０３に近付くと、基地局１００−１がハンドオーバー要求の発生を検知する（シーケンスＳＱ１１４）。続いて、基地局１００−１は、ハンドオーバー先の基地局１００−２との間でハンドオーバー手続を行う（シーケンスＳＱ１１６）。また、基地局１００−１は、移動局２００に対して、基地局１００−２へのハンドオーバー指示を与える（シーケンスＳＱ１１８）。一連のハンドオーバーの処理が完了すると、移動局２００は、基地局１００−２との間で通信中となる（シーケンスＳＱ１２０）。
【０１１１】
その後、移動局２００が位置４０４に近付くと、基地局１００−２がハンドオーバー要求の発生を検知する（シーケンスＳＱ１２４）。続いて、基地局１００−２は、ハンドオーバー先の基地局１００−３との間でハンドオーバー手続を行う（シーケンスＳＱ１２６）。また、基地局１００−２は、移動局２００に対して、基地局１００−３へのハンドオーバー指示を与える（シーケンスＳＱ１２８）。一連のハンドオーバーの処理が完了すると、移動局２００は、基地局１００−３との間で通信中となる（シーケンスＳＱ１３０）。
【０１１２】
＜８．変形例＞
本実施の形態に従う通信システムにおいては、コアネットワーク装置３００がＰＣＣを生成する周波数（主周波数）を設定する制御手段として機能する構成について例示した。しかしながら、この制御手段の全部または一部をコアネットワーク装置３００以外の処理主体に配置してもよい。例えば、制御手段の一部をそれぞれの基地局１００に配置することで、コアネットワーク装置３００の処理負荷を低減することもできる。
【０１１３】
＜９．利点＞
上述のように、移動局２００の移動経路などを特定し、コアネットワーク装置３００は、それぞれの基地局１００におけるセルの位置関係（セル半径およびセル位置）と移動局２００の挙動とに基づいて、各基地局１００においてＰＣＣを生成する周波数（主周波数）を決定する。特に、ＰＣＣを生成する周波数としては、移動局２００の移動に伴うハンドオーバー回数がより少なくなるように、設定される。
【０１１４】
上述したように、ＰＣＣをハンドオーバーする場合には、ＰＣＣのハンドオーバーに伴って、一旦ＳＣＣをｄｅａｃｔｉｖａｔｉｏｎすることになるが、上述のようにハンドオーバー回数がより少なくなるようにＰＣＣを生成する周波数が決定されるので、スループットの低下を抑制できる。すなわち、ＰＣＣがハンドオーバーする回数を最小化することができるので、ＳＣＣのａｃｔｉｖａｔｉｏｎ／ｄｅａｃｔｉｖａｔｉｏｎの処理の実行回数も最初化され、キャリア・アグリゲーションの本来の通信速度の利益を享受できる。
【０１１５】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１１６】
１００，１００−１〜１００−３ 基地局、１６０，２１０，３１０ 中央処理部、１１１，１２１，２１１，２２１ 受信アンテナ、１１２，１２２，２１２，２２２ 受信部、１３０，２３０ 信号処理部、１３１，１４１，２３１ 送信アンテナ、１３２，１４２，２３２，２４２ 送信部、１５０，２５０ 制御部、１６２ ＣＡ実施ロジック、１７２ 上位ネットワークインターフェイス、１７４ 制御インターフェイス、２００ 移動局、２７０ 表示部、２７２ マイク、２７４ スピーカ、２７６ 入力部、２７８ ＧＰＳユニット、２６０ 筐体、３００ コアネットワーク装置、３１１ 挙動決定ロジック、３２０ データベース、３２１ キャリア設定ロジック、３２２ 鉄道路線図データ、３２４ 幹線道路データ、３２６ セルエッジ位置情報、３３０ インターフェイス。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動局と、
送信すべきデータを異なる周波数の複数の無線信号に分割して前記移動局へ送信する分割送信モードを有する複数の基地局と、
制御手段とを備え、
前記基地局は、前記分割送信モードにおいて、前記制御手段からの指令に従って、前記移動局との通信を制御するための制御情報を含む第１の無線信号を生成する主周波数を設定するともに、前記制御情報を含まない第２の無線信号を生成する副周波数を設定し、
前記制御手段は、
前記移動局の挙動を取得する手段と、
前記分割送信モードにある基地局および他の基地局のそれぞれのセルの位置関係と前記移動局の挙動とに基づいて、前記主周波数を決定する手段とを含む、通信システム。
【請求項２】
前記制御手段は、前記移動局の挙動として前記移動局の移動経路を取得するとともに、当該取得した移動経路と前記複数の基地局のそれぞれのセルの大きさとに応じて、前記主周波数を決定する、請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
前記制御手段は、前記移動局の移動経路に基づいて、前記移動局が通過する予定のセルを推定することで、前記主周波数を決定する、請求項２に記載の通信システム。
【請求項４】
前記制御手段は、前記移動局が前記移動経路に沿って移動した場合に、セル間のハンドオーバー回数が少なくなるように、前記主周波数を決定する、請求項２に記載の通信システム。
【請求項５】
前記制御手段は、より大きなセルに対応する周波数を優先して前記主周波数として決定する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の通信システム。
【請求項６】
前記制御手段は、前記移動局の挙動として前記移動局の移動速度を取得するとともに、当該取得した移動速度と前記複数の基地局のそれぞれのセルの大きさとに応じて、前記主周波数を決定する、請求項１に記載の通信システム。
【請求項７】
前記制御手段は、前記移動局の移動速度が大きいほど、より大きなセルに対応する周波数を前記主周波数として決定する、請求項６に記載の通信システム。
【請求項８】
前記制御手段は、取得した前記移動局の挙動と前記移動局の挙動の履歴とを比較することで、前記主周波数を決定する、請求項１に記載の通信システム。
【請求項９】
前記基地局は、第１の周波数で第１のセル範囲を提供し、第２の周波数で前記第１のセル範囲とは異なる大きさを有する第２のセル範囲を提供する、請求項１〜８のいずれか１項に記載の通信システム。
【請求項１０】
前記通信システムは、前記複数の基地局とネットワークとを接続する中継装置をさらに備え、
前記中継装置が前記制御手段として機能する、請求項１〜９のいずれか１項に記載の通信システム。
【請求項１１】
移動局と、送信すべきデータを異なる周波数の複数の無線信号に分割して前記移動局へ送信する分割送信モードを有する複数の基地局とを含む通信システムにおける通信方法であって、前記基地局は、前記分割送信モードにおいて、前記移動局との通信を制御するための制御情報を含む第１の無線信号を生成する主周波数を設定するともに、前記制御情報を含まない第２の無線信号を生成する副周波数を設定し、前記通信方法は、
前記移動局の挙動を取得するステップと、
前記分割送信モードにある基地局および他の基地局のそれぞれのセルの位置関係と前記移動局の挙動とに基づいて、前記主周波数を決定するステップとを含む、通信方法。
【請求項１２】
移動局と、送信すべきデータを異なる周波数の複数の無線信号に分割して前記移動局へ送信する分割送信モードを有する複数の基地局とを含む通信システムに適合される制御装置であって、前記基地局は、前記分割送信モードにおいて、前記制御装置からの指令に従って、前記移動局との通信を制御するための制御情報を含む第１の無線信号を生成する主周波数を設定するともに、前記制御情報を含まない第２の無線信号を生成する副周波数を設定し、
前記制御装置は、
前記移動局の挙動を取得する手段と、
前記分割送信モードにある基地局および他の基地局のそれぞれのセルの位置関係と前記移動局の挙動とに基づいて、前記主周波数を決定する手段とを備える、制御装置。
【請求項１】
移動局と、
送信すべきデータを異なる周波数の複数の無線信号に分割して前記移動局へ送信する分割送信モードを有する複数の基地局と、
制御手段とを備え、
前記基地局は、前記分割送信モードにおいて、前記制御手段からの指令に従って、前記移動局との通信を制御するための制御情報を含む第１の無線信号を生成する主周波数を設定するともに、前記制御情報を含まない第２の無線信号を生成する副周波数を設定し、
前記制御手段は、
前記移動局の挙動を取得する手段と、
前記分割送信モードにある基地局および他の基地局のそれぞれのセルの位置関係と前記移動局の挙動とに基づいて、前記主周波数を決定する手段とを含む、通信システム。
【請求項２】
前記制御手段は、前記移動局の挙動として前記移動局の移動経路を取得するとともに、当該取得した移動経路と前記複数の基地局のそれぞれのセルの大きさとに応じて、前記主周波数を決定する、請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
前記制御手段は、前記移動局の移動経路に基づいて、前記移動局が通過する予定のセルを推定することで、前記主周波数を決定する、請求項２に記載の通信システム。
【請求項４】
前記制御手段は、前記移動局が前記移動経路に沿って移動した場合に、セル間のハンドオーバー回数が少なくなるように、前記主周波数を決定する、請求項２に記載の通信システム。
【請求項５】
前記制御手段は、より大きなセルに対応する周波数を優先して前記主周波数として決定する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の通信システム。
【請求項６】
前記制御手段は、前記移動局の挙動として前記移動局の移動速度を取得するとともに、当該取得した移動速度と前記複数の基地局のそれぞれのセルの大きさとに応じて、前記主周波数を決定する、請求項１に記載の通信システム。
【請求項７】
前記制御手段は、前記移動局の移動速度が大きいほど、より大きなセルに対応する周波数を前記主周波数として決定する、請求項６に記載の通信システム。
【請求項８】
前記制御手段は、取得した前記移動局の挙動と前記移動局の挙動の履歴とを比較することで、前記主周波数を決定する、請求項１に記載の通信システム。
【請求項９】
前記基地局は、第１の周波数で第１のセル範囲を提供し、第２の周波数で前記第１のセル範囲とは異なる大きさを有する第２のセル範囲を提供する、請求項１〜８のいずれか１項に記載の通信システム。
【請求項１０】
前記通信システムは、前記複数の基地局とネットワークとを接続する中継装置をさらに備え、
前記中継装置が前記制御手段として機能する、請求項１〜９のいずれか１項に記載の通信システム。
【請求項１１】
移動局と、送信すべきデータを異なる周波数の複数の無線信号に分割して前記移動局へ送信する分割送信モードを有する複数の基地局とを含む通信システムにおける通信方法であって、前記基地局は、前記分割送信モードにおいて、前記移動局との通信を制御するための制御情報を含む第１の無線信号を生成する主周波数を設定するともに、前記制御情報を含まない第２の無線信号を生成する副周波数を設定し、前記通信方法は、
前記移動局の挙動を取得するステップと、
前記分割送信モードにある基地局および他の基地局のそれぞれのセルの位置関係と前記移動局の挙動とに基づいて、前記主周波数を決定するステップとを含む、通信方法。
【請求項１２】
移動局と、送信すべきデータを異なる周波数の複数の無線信号に分割して前記移動局へ送信する分割送信モードを有する複数の基地局とを含む通信システムに適合される制御装置であって、前記基地局は、前記分割送信モードにおいて、前記制御装置からの指令に従って、前記移動局との通信を制御するための制御情報を含む第１の無線信号を生成する主周波数を設定するともに、前記制御情報を含まない第２の無線信号を生成する副周波数を設定し、
前記制御装置は、
前記移動局の挙動を取得する手段と、
前記分割送信モードにある基地局および他の基地局のそれぞれのセルの位置関係と前記移動局の挙動とに基づいて、前記主周波数を決定する手段とを備える、制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−２１６９１５（Ｐ２０１２−２１６９１５Ａ）
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７９２３２（Ｐ２０１１−７９２３２）
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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