CN109952808B - 终端、基站、无线通信系统以及无线通信方法 - Google Patents

Abstract

在使用波束成型的通信中，能够适当地接收随机接入过程中的前导码和/或消息，高效地进行随机接入。本发明的用户终端是与利用多个波束成型的无线基站进行通信的用户终端，其特征在于，具有：接收单元，接收从无线基站发送的DL信号；发送单元，发送随机接入前导码(PRACH)；以及控制单元，进行控制以使发送包含与所述无线基站的波束有关的波束信息的PRACH。

Description

终端、基站、无线通信系统以及无线通信方法

技术领域

本发明涉及下一代移动通信系统中的用户终端，无线基站以及无线通信方法。

背景技术

在UMTS(通用移动通讯系统(Universal Mobile Telecommunications System))网络中，以进一步的高速数据速率、低延迟等为目的，长期演进(LTE：Long TermEvolution)被规范化(非专利文献1)。此外，以从LTE(也称为LTE Rel.8或者9)的进一步的宽带域化及高速化为目的，LTE-A(也称为LTE-Advanced、LTE Rel.10、11或者12)被规范化，还研究了LTE的后续系统(例如，也称为FRA(未来无线接入(Future Radio Access))、5G(第五代移动通信系统(5th generation mobile communication system))、NR(新无线(NewRadio))、NX(新无线接入(New radio access))、FX(下一代无线接入(Future generationradio access))、LTE Rel.13、14或者15以后等)。

在LTE Rel.10/11中，为了实现宽带化，引入了对多个分量载波(CC：ComponentCarrier)进行整合的载波聚合(CA：Carrier Aggregation)。各CC将LTE Rel.8的系统带域作为一个单位而构成。此外，在CA中，同一无线基站(eNB：eNodeB)的多个CC被设定于用户终端(用户设备(UE：User Equipment))。

另一方面，在LTE Rel.12中，还引入了不同的无线基站的多个小区组(CG：CellGroup)被设定于UE的双重连接(DC：Dual Connectivity)。各小区组由至少一个小区(CC)构成。在DC中，不同的无线基站的多个CC被整合，所以DC也被称为基站间CA(eNB间CA(Inter-eNB CA))等。

此外，在现有的LTE系统(例如，LTE Rel.8-13)中，在无线基站和用户终端之前建立了UL同步的情况下，来自用户终端的UL数据的发送成为可能。因此，在现有的LTE系统中，支持用于建立UL同步的随机接入过程(也称为RACH过程(随机接入信道过程(RandomAccess Channel Procedure))、接入过程)。

在随机接入过程中，用户终端通过对于所随机地选择的前导码(随机接入前导码)的来自无线基站的应答(随机接入应答)而取得与UL的发送定时有关的信息(定时提前(TA：Timing Advance))，并基于该TA而建立UL同步。

用户终端在UL同步的建立后，接收来自无线基站的下行控制信息(下行链路控制信息(DCI：Downlink Control Information))(UL许可)后，使用通过UL许可而被分配的UL资源来发送UL数据。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1：3GPP TS 36.300“Evolved Universal Terrestrial Radio Access(E-UTRA)and Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network(E-UTRAN)；Overall description；Stage 2”

发明内容

发明要解决的课题

期待未来的无线通信系统(例如，5G、NR)实现各种无线通信服务，以使分别满足不同的要求条件(例如，超高速、大容量、超低延迟等)。

例如，在5G中，正研究被称为eMBB(增强移动宽带(enhanced Mobile BroadBand))、IoT(物联网(Internet of Things))、MTC(机器类通信(Machine TypeCommunication))、M2M(机器间通信(Machine To Machine))、URLLC(超可靠和低延迟通信(Ultra Reliable and Low Latency Communications))等的无线通信服务的提供。另外，根据通信的设备，M2M也可以被称为D2D(设备对设备(Device To Device))、V2V(车辆对车辆(Vehicle To Vehicle))等。为了满足对于上述多样的通信的要求，正研究设计新的通信接入方式(New RAT(无线接入技术(Radio Access Technology)))。

在5G中，正研究例如使用最大100GHz的非常高的载波频率来进行服务提供。一般而言，若载波频率增大则难以保证覆盖范围。其理由在于距离衰减变得剧烈并且电波的直线性变强，或由于超宽带发送从而发送功率密度变低。

因此，为了在高频带中也满足对于上述多样的通信的要求，正研究利用使用了超多元件天线的大规模MIMO(Massive MIMO(多输入多输出(Multiple Input MultipleOutput)))。在超多元件天线中，通过控制从各元件被发送/接收的信号的振幅和/或相位，能够形成波束(天线指向性)。该处理还被称为波束成型(BF：Beam Forming)，能够降低无线电波传播损失。

在现有的随机接入过程中，规定了多个操作(例如，竞争型随机接入的情况下为消息1～4)，但尚未确定如何应用BF。在应用BF的情况下，需要能够高效地接收随机接入过程中的前导码或消息。

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的之一在于，提供一种在使用波束成型的通信中，能够适当地接收随机接入过程中的前导码和/或消息，并能够高效地进行随机接入的用户终端、无线基站以及无线通信方法。

用于解决课题的手段

本发明的一方式所涉及的用户终端，是与利用多个波束成型的无线基站进行通信的用户终端，其特征在于，具有：接收单元，接收从无线基站发送的DL信号；发送单元，发送随机接入前导码(PRACH)；以及控制单元，进行控制，以使发送包含与所述无线基站的波束有关的波束信息的PRACH。

发明效果

根据本发明，在使用波束成型的通信中，能够适当地接收随机接入过程中的前导码和/或消息，并能够高效地进行随机接入。

附图说明

图1是表示竞争型随机接入过程的一例的图。

图2A是表示单BF的一例的图，图2B是表示多BF的一例的图。

图3A是表示单BF的一例的图，图3B以及图3C是表示多BF的一例的图。

图4A是表示能够利用Tx/Rx互易(Reciprocity)的情况的图，图4B是表示不能够利用Tx/Rx互易的情况的图。

图5A是表示在第1方式中，不利用Tx/Rx互易的情况的图，图5B是表示在第1方式中，利用Tx/Rx互易的情况的图。

图6A是表示将BSTx波束索引和PRACH序列进行关联的表格的图，图6B是表示使用图6A所示的表格来发送PRACH的情况的图。

图7是表示将BSTx波束索引和PRACH序列进行关联的表格的另一例的图。

图8A以及图8B是表示混合BF中的PRACH发送的图。

图9A以及图9B是表示在第2方式中，不利用Tx/Rx互易的情况的图。

图10是表示将BSTx波束索引以及UERx波束索引和PRACH序列进行关联的表格的图。

图11A以及图11B是表示在第2方式中，不利用Tx/Rx互易的情况的图。

图12是表示本发明的一实施方式所涉及的无线通信系统的概略结构的一例的图。

图13是表示本发明的一实施方式所涉及的无线基站的整体结构的一例的图。

图14是表示本发明的一实施方式所涉及的无线基站的功能结构的一例的图。

图15是表示本发明的一实施方式所涉及的用户终端的整体结构的一例的图。

图16是表示本发明的一实施方式所涉及的用户终端的功能结构的一例的图。

图17是表示本发明的一实施方式所涉及的无线基站以及用户终端的硬件结构的一例的图。

具体实施方式

在现有的LTE系统(例如，LTE Rel.8-13)中，支持用于建立UL同步的随机接入过程。在随机接入过程中，包含竞争型随机接入(也称为基于竞争的随机接入(CBRA：Contention-Based Random Access)等)和非竞争型随机接入(也称为Non-CBRA、无竞争随机接入(CFRA：Contention-Free Random Access)等)。

在竞争型随机接入(CBRA)中，用户终端发送从对各小区决定的多个前导码(也称为随机接入前导码、随机接入信道(物理随机接入信道(PRACH：Physical Random AccessChannel))、RACH前导码等)中随机地选出的前导码。此外，竞争型随机接入是用户终端主导的随机接入过程，例如能够用于初始接入时、UL发送的开始或者重新开始时等。

另一方面，在非竞争型随机接入(Non-CBRA、无竞争随机接入(CFRA：Contention-Free Random Access))中，无线基站通过下行链路(DL)控制信道(物理下行链路控制信道(PDCCH：Physical Downlink Control Channel)、增强PDCCH(EPDCCH：Enhanced PDCCH)等)对用户终端特定地分配前导码，用户终端发送从无线基站分配的前导码。非竞争型随机接入是网络主导的随机接入过程，例如，能够用于切换时、DL发送的开始或者重新开始时(DL用重发指示信息在UL中的发送的开始或者重新开始时)等。

图1是表示竞争型随机接入的一例的图。在图1中，用户终端通过系统信息(例如，MIB(主信息块(Mater Information Block))和/或SIB(系统信息块(System InformationBlock)))或高层信令(例如，RRC(无线资源控制(Radio Resource Control))信令)，预先接收表示随机接入信道(PRACH)的结构(PRACH设定(configuration)、RACH设定(configuration))的信息(PRACH结构信息)。

该PRACH结构信息例如能够表示对各小区决定的多个前导码(例如，前导码格式)、被用于PRACH发送的时间资源(例如，系统帧序号、子帧序号)以及频率资源(例如，表示6个资源块(物理资源块(PRB：Physical Resource Block))的起始位置的偏移量(prach-FrequencyOffset))等。

如图1所示，用户终端在从空闲(RRC_IDLE)状态迁移至RRC连接(RRC_CONNECTED)状态的情况下(例如，初始接入时)、处于RRC连接状态但没有建立UL同步的情况下(例如，UL发送的开始或者重新开始时)等，随机地选择PRACH结构信息所表示的多个前导码中的一个，并通过PRACH发送选出的前导码(消息1)。

无线基站若检测到前导码，则发送随机接入应答(RAR：Random Access Response)作为其应答(消息2)。用户终端在发送前导码之后，在规定期间(RAR窗口(window))内接收RAR失败的情况下，提高PRACH的发送功率而再次发送(重发)前导码。另外，在重发时增加发送功率，也被称为功率渐升。

接收到RAR的用户终端基于RAR所包含的定时提前(TA)而调整UL的发送定时，并建立UL的同步。此外，用户终端在RAR所包含的UL许可所指定的UL资源中，发送高层(L2/L3：层(Layer)2/层(Layer)3)的控制消息(消息3)。该控制消息中包含用户终端的标识符(UE-ID)。该用户终端的标识符例如在RRC连接状态下可以是C-RNTI(小区无线网络临时标识符(Cell-Radio Network Temporary Identifier))，或者在空闲状态下可以是S-TMSI(系统架构演进-临时移动订户标识(System Architecture Evolution-Temporary MobileSubscriber Identity))等高层的UE-ID。

无线基站根据高层的控制消息，发送竞争解决用消息(竞争解决消息(Contentionresolution message))(消息4)。该竞争解决用消息基于上述控制消息所包含的用户终端的标识符地址而被发送。对竞争解决用消息的检测成功了的用户终端对无线基站发送HARQ(混合自动重发请求(Hybrid Automatic Repeat reQuest))中的肯定应答(确认(ACK：Acknowledge))。由此，空闲状态的用户终端迁移至RRC连接状态。

另一方面，对该竞争解决用消息的检测失败了的用户终端判断为发生了竞争，重新选择前导码，并重复从消息1到4的随机接入过程。无线基站若通过来自用户终端的ACK而检测到竞争已被解决，则对该用户终端发送UL许可。用户终端使用由UL许可所分配的UL资源来发送UL数据。

在如上所述的竞争型随机接入中，用户终端能够在期望发送UL数据的情况下，自主(autonomous)地开始随机接入过程。此外，由于在建立UL同步之后，使用由UL许可对用户终端特定地分配的UL资源来发送UL数据，因而能够进行可靠性高的UL发送。

另外，期望未来的无线通信系统(例如，5G、NR)实现各种各样的无线通信服务以满足各种不同的要求条件(例如，超高速、大容量、超低延迟等)。例如，在未来的无线通信系统中，如上所述，正研究利用波束成型(BF：Beam Forming)来进行通信。

BF能够分类为数字BF以及模拟BF。数字BF是在基带上(对数字信号)进行预编码信号处理的方法。在该情况下，需要相当于天线端口(RF链(chain))的个数的快速傅里叶逆变换(IFFT：Inverse Fast Fourier Transform)/数字-模拟转换(DAC：Digital to AnalogConverter)/RF(无线频率(Radio Frequency))的并行处理。另一方面，能够在任意的定时形成对应于RF链(chain)数的数量的波束。

模拟BF是在RF上使用移相器的方法。在该情况下，由于只是旋转RF信号的相位，所以能够容易且便宜地实现该结构，但不能在相同定时形成多个波束。具体而言，在模拟BF中，按每移相器一次只能够形成1个波束。

因此，在基站(例如，被称为eNB(进化的(evolved)Node B)、BS(基站(BaseStation))等)只具有一个移相器的情况下，在某时间能够形成的波束为1个。因此，在只使用模拟BF来发送多个波束的情况下，由于不能够在相同的资源中同时发送，所以需要在时间上切换波束或旋转波束。

另外，也能够设为组合了数字BF和模拟BF的混合BF结构。在未来的无线通信系统(例如，5G)中，正研究大规模MIMO的引入，但若设仅以数字BF进行巨大数量的波束形成，则电路结构价格高昂。因此，设想在5G中利用混合BF结构。

作为BF操作，存在利用1个BF的单BF操作(Single BF operation)、利用多个BF的多BF操作(Multiple BF operation)(参照图2、图3)。在使用了单BF操作的UL发送中，应用正交前导码(Orthogonal preambles)以使在多个用户终端间UL的波束(指向性)正交(避免竞争)(参照图2A)。因此，如图3A所示，在频域-时域中，能够使用相同的资源。

在使用了多BF操作的UL发送中，应用BF以使在多个用户终端间UL的波束(指向性)正交(避免竞争)。例如，在多BF操作中，考虑应用在时间方向上不同的波束模式并多次发送，并选择最合适的Rx波束(波束扫描)(参照图2B)。图3B表示了无线基站(也称为gNB)中的多BF操作的一例。此时，无线基站在多个单位时间区间中通过不同的Rx波束来接收来自用户终端的信号。图3C表示了无线基站和用户终端中的多BF操作的一例。在该情况下，无线基站也在多个单位时间区间中通过不同的Rx波束来接收来自用户终端的信号。另一方面，用户终端通过特定的Tx波束(图3C中的UE波束#1、UE波束#2)来发送信号。

在多BF操作的情况下，相比于单BF操作能够减少正交前导码的数量。此外，在多BF操作的情况下，由于在时间方向上应用不同的波束模式，在时域上，需要更多的PRACH(物理随机接入信道(Physical Random Access Channel))资源。

在无线基站和用户终端之间的波束发送接收中，存在能够利用Tx/Rx互易(reciprocity)的情况和不能够利用Tx/Rx互易(reciprocity)的情况(参照图4)。

在能够利用Tx/Rx互易的情况下(参照图4A)，通过DL信号而被检测出的波束信息被应用于PRACH、RAR、消息3、消息4用的波束成型。这样，若利用Tx/Rx互易，则DLTx波束和ULRx波束链接。

另一方面，在不利用Tx/Rx互易的情况下(参照图4B)，由于DLTx波束和ULRx波束没有链接，由用户终端测量到的BS发送波束和/或UE接收波束的信息需要报告给无线基站。此外，UE发送波束和/或BS接收波束的信息需要被无线基站检测。

在这种技术背景下，本发明人等提出了，在使用波束成型的通信中，为了能够切实地接收随机接入过程中的前导码或消息，并高效地进行随机接入，无论利用/不利用Tx/Rx互易，都高效地进行波束信息的报告。

在本提案中，以多BS波束成型为前提，列举了单UE波束成型+不利用Tx/Rx互易的情形、单UE波束成型+利用Tx/Rx互易的情形，多UE波束成型+不利用Tx/Rx互易的情形，多UE波束成型+利用Tx/Rx互易的情形。

以下，参照附图详细说明本发明所涉及的实施方式。各实施方式所涉及的无线通信方法可以分别单独地应用，也可以组合地应用。

另外，在本说明书中，设多个波束(波束模式)不同例如是指，表示分别应用于多个波束的下述(1)-(6)中至少一方面不同的情况，但并不限定于此：(1)预编码；(2)发送功率；(3)相位旋转；(4)波束宽度；(5)波束的角度(例如，倾斜角度)；(6)层数。另外，预编码不同的情况，可以是预编码权重不同，也可以是预编码的方式(例如，线性预编码或非线性预编码)不同。在对波束应用线性/非线性预编码的情况下，也能够改变发送功率或相位旋转、层数等。

作为线性预编码的例子，能够举出遵循迫零(ZF：Zero-Forcing)准则、正则化迫零(R-ZF：Regularized Zero-Forcing)准则、最小均方误差(MMSE：Minimum Mean SquareError)准则等的预编码。此外，作为非线性预编码的例子，能够举出脏纸编码(DPC：DirtyPaper Coding)、矢量扰动(VP：Vector Perturbation)、THP(汤姆林森-哈拉希玛预编码(Tomlinson Harashima Precoding))等预编码。另外，应用的预编码并不限定于此。

(第1方式)

在第1方式中，以多BS波束成型为前提，说明单UE波束成型+不利用Tx/Rx互易的情形、以及单UE波束成型+利用Tx/Rx互易的情形。

首先，说明不利用Tx/Rx互易的情况。

在不利用Tx/Rx互易的情况下，由于DLTx波束和ULRx波束没有链接，如何向无线基站通知最合适的BS波束信息(例如，波束索引等)成为问题。在本实施方式中，将BS波束信息与其他信息相关联地从用户终端通知给无线基站。

即，用户终端通过向无线基站发送包含通过从无线基站发送的DL信号(DL广播信道)而被检测到的、与所述无线基站的波束有关的波束信息的PRACH，而向无线基站通知最合适的BS波束信息(例如，波束索引等)。这里，作为与BS波束信息相关联的信息，列举PRACH序列(例如，ZC(Zadoff-Chu)序列的序列编号、CS(循环移位(Cyclic Shift))编号)、PRACH用的时间/频率资源等。

在不利用Tx/Rx互易的情况下，用户终端向无线基站发送包含BS波束信息的PRACH信号。例如，如图5A所示，无线基站(gNB)通过模拟BF而由波束索引#1～#4的Tx波束分别向用户终端发送同步信号(Synchronization Signal)或广播信道信号(BroadcastChannel)。在用户终端中，从接收到的DL信号中检测最佳的BSTx波束。由此，得到最佳的BSTx波束的波束索引。这里，设波束索引#1的BSTx波束最佳。

在本实施方式中，如图6A所示，BSTx波束的信息(波束索引)与PRACH序列关联(与波束信息对应地被设定的规定的PRACH序列)。在图6A中，BSTx波束索引#1与PRACH序列#1对应，BSTx波束索引#2与PRACH序列#2对应，BSTx波束索引#3与PRACH序列#3对应，BSTx波束索引#4与PRACH序列#4对应。另外，图6A所示的对应关系为一例，并不限定于此。

用户终端参照图6A所示的对应关系，选择作为与波束索引#1对应的PRACH序列的PRACH序列#1，通过该PRACH序列#1向无线基站发送PRACH(包含波束信息的PRACH)。这里，如图6B所示，用户终端在不同的发送时间间隔中(遍及多个单位时间区间(在图6B中是4个单位时间区间))多次(在图6B中是4次)通过PRACH序列#1向无线基站发送PRACH(参照图5A)。

这样，通过经由多次通过PRACH序列#1向无线基站发送PRACH，能够在无线基站侧测量BSRx波束。即，在无线基站中，通过进行BSRx波束扫描并进行PRACH的检测，能够测量最好的BSRx波束。通过检测PRACH，可知PRACH序列为PRACH序列#1，因此无线基站能够识别最好的BSTx波束是通过波束索引#1进行波束成型的波束。无线基站以及用户终端在RAR发送之后的随机接入过程中使用最合适的波束来进行发送接收。

另外，与波束信息和PRACH的序列的对应关系有关的信息(例如，图6A所示的将BSTx波束索引和PRACH序列进行关联的表格)和/或与PRACH的发送次数有关的信息，可以由规范预先决定，也可以通过广播信息、高层信令或下行控制信号等而从无线基站向用户终端通知。此外，在上述说明中，作为随机接入过程的初始阶段，说明了在PRACH中通知最合适的BS波束信息的情况，但在本实施方式中，也可以通过消息3来通知最合适的BS波束信息。

此外，关于波束信息和PRACH的序列的对应关系，如图7所示，也可以以按子帧使PRACH序列偏移的方式来定义。即，如上所述，取代对多次发送的PRACH关联相同的PRACH序列，也可以对多次发送的PRACH分配不同的PRACH序列的模式。由此，期待能够提高PRACH的检测精度。

接下来，说明利用Tx/Rx互易的情况。

在利用Tx/Rx互易的情况下，DLTx波束和ULRx波束链接。例如，如图5B所示，无线基站通过模拟BF而由波束索引#1～#4的Tx波束分别向用户终端发送同步信号或广播信道信号。在用户终端中，从接收到的DL信号中检测最好的BSTx波束。由此，得到最好的BSTx波束的波束索引。这里，设波束索引#1的BSTx波束最好。

用户终端使用与得到的BSTx/Rx波束的波束索引#1对应的PRACH资源来发送PRACH。在能够利用Tx/Rx互易的情况下，无线基站能够通过适当的接收波束(波束索引#1)来检测PRACH，并得到对应的BSTx/Rx波束索引#1。无线基站以及用户终端在RAR发送之后的随机接入过程中使用最合适的波束来进行发送接收。

另外，关于将哪个PRACH资源与哪个BSTx/Rx波束的波束索引进行关联的信息，可以在规范中预先决定，也可以由广播信息、高层信令或下行控制信号等而从无线基站向用户终端通知。

这样，如果能够利用Tx/Rx互易，则如图5B所示，也可以不多次发送PRACH。在该情况下，如图6A所示，也可以将BSTx波束的信息(波束索引)与PRACH序列进行关联。这种BSTx波束的信息(波束索引)以及PRACH序列的关联，也能够应用于模拟BF和数字BF的混合BF结构。

图8A以及图8B是表示混合BF中的PRACH发送的图。在图8中，是利用Tx/Rx互易的情况。这里，如图8A所示，无线基站对1个天线端口通过2个波束(数字BF)来发送DL信号。具体而言，如图8B所示，无线基站(gNB)遍及4个单位时间区间(例如，子帧)而分别通过2个波束向用户终端发送同步信号(Synchronization Signal)或广播信道信号(BroadcastChannel)。

在用户终端中，从接收到的DL信号中检测最好的BSTx波束。即，从4个子帧×2个波束的总计8个模拟/数字波束索引#1～#8的BSTx波束中得到最好的BSTx波束的模拟/数字波束索引。这里，设模拟/数字波束索引#1的BSTx波束最好。

用户终端使用与得到的BSTx/Rx波束的模拟/数字波束索引#1对应的PRACH序列或PRACH资源(这里是PRACH序列#1)来发送PRACH。无线基站能够通过检测PRACH，得到对应的BSTx/Rx模拟/数字波束索引#1。无线基站以及用户终端在RAR发送之后的随机接入过程中使用最合适的波束来进行发送接收。

另外，关于将哪个PRACH序列或PRACH资源与哪个BS发送/接收波束的模拟波束索引进行关联的信息，可以通过RRC信令或下行控制信号等而从无线基站向用户终端通知。

(第2方式)

在第2方式中，以多BS波束成型为前提，说明多UE波束成型+不利用Tx/Rx互易的情形，以及多UE波束成型+利用Tx/Rx互易的情形。

首先，说明不利用Tx/Rx互易的情况。

在不利用Tx/Rx互易的情况下，由于DLTx波束和ULRx波束没有链接，如何向无线基站通知最合适的BSTx波束信息(例如，波束索引等)或最合适的UERx波束信息(例如，波束索引等)成为问题。在本实施方式中，将BSTx波束信息或UERx波束信息与其他信息进行关联而从用户终端向无线基站通知BSTx波束信息或UERx波束信息。

即，用户终端通过向无线基站发送包含通过从无线基站发送的DL信号(DL广播信道)而被检测到的、与所述无线基站的BSTx波束以及所述用户终端的UERx波束有关的波束信息的PRACH，从而向无线基站通知最合适的BSTx波束信息或UERx波束信息(例如，波束索引等)。这里，作为与BSTx波束信息或UERx波束信息进行关联的信息，列举PRACH序列(例如，ZC(Zadoff-Chu)序列的序列编号、CS(循环移位(Cyclic Shift))编号)、PRACH的时间/频率资源等。

在不利用Tx/Rx互易的情况下，用户终端向无线基站发送包含BSTx波束信息或UERx波束信息的PRACH信号。例如，无线基站(gNB)通过模拟BF而由波束索引#1～#3的Tx波束分别向用户终端发送同步信号(Synchronization Signal)或广播信道信号(BroadcastChannel)。在用户终端中，从接收到的DL信号中检测最好的BSTx波束。由此，得到最好的BSTx波束的波束索引。这里，设波束索引#1的BSTx波束最好。

另一方面，例如，在无线基站通过模拟BF而由波束索引#1～#3的Tx波束分别向用户终端发送了同步信号或广播信道信号时，如图9A所示，在用户终端中，从接收到的DL信号中检测最好的UERx波束。由此，得到最好的UERx波束的波束索引。这里，设波束索引#2的UERx波束最好。

在本实施方式中，如图10所示，BSTx波束的信息以及UERx波束信息(波束索引)与PRACH序列进行关联(与波束信息对应地被设定的规定的PRACH序列)。在图10中，BSTx波束索引#1/UERx波束索引#1与PRACH序列#1对应，BSTx波束索引#2/UERx波束索引#1与PRACH序列#2对应，BSTx波束索引#3/UERx波束索引#1与PRACH序列#3对应，BSTx波束索引#1/UERx波束索引#2与PRACH序列#4对应，BSTx波束索引#2/UERx波束索引#2与PRACH序列#5对应，BSTx波束索引#3/UERx波束索引#2与PRACH序列#6对应。另外，图10所示的对应关系为一例，并不限定于此。

用户终端参照图10所示的对应关系，选择作为与BSTx波束索引#1/UERx波束索引#2对应的PRACH序列的PRACH序列#4，通过该PRACH序列#4而以UETx波束索引#1的波束向无线基站发送PRACH(包含波束信息的PRACH)。例如，如图9B所示，用户终端在不同的发送时间间隔中(遍及多个单位时间区间(在图9B中是3单位时间区间))多次(在图9B中是3次)通过PRACH序列#4向无线基站发送PRACH。此外，同样地，通过PRACH序列#4而以UETx波束索引#2的波束向无线基站发送PRACH(包含波束信息的PRACH)。

这样，通过经由多次通过PRACH序列#4向无线基站发送PRACH，能够在无线基站侧测量BSRx波束以及UETx波束。即，在无线基站中，通过进行BSRx波束扫描并进行PRACH的检测，能够测量最好的BSRx波束以及UETx波束。通过检测PRACH，可知PRACH序列为PRACH序列#4，因此无线基站能够识别最好的BSTx波束为通过波束索引#1进行波束成型的波束，最好的UERx波束是通过波束索引#2进行波束成型的波束。无线基站以及用户终端在RAR发送之后的随机接入过程中使用最合适的波束来进行发送接收。

此外，为了用户终端在RAR发送之后的随机接入过程中使用最合适的UETx波束，无线基站向用户终端通知检测到的UETx波束。例如，无线基站可以使用PRCH接收紧后的下行控制信号(例如，RAR的UL许可)来向用户终端通知与规定的UETx波束有关的信息。

另外，与波束信息和PRACH的序列的对应关系有关的信息(例如，图10所示的将BSTx波束索引或UERx波束索引和PRACH序列进行了关联的表格)和/或与PRACH的发送次数有关的信息，可以在规范中预先决定，也可以由广播信息、高层信令或下行控制信号等而从无线基站向用户终端通知。此外，在上述说明中，作为随机接入过程的初始阶段，说明了在PRACH中通知最合适的波束信息的情况，但在本实施方式中，也可以由消息3来通知最合适的波束信息。

此外，在本方式中，关于波束信息和PRACH的序列的对应关系，也可以以按子帧使PRACH序列偏移的方式来定义。即，如上所述(参照图7)，取代对多次发送的PRACH关联相同的PRACH序列，也可以对多次发送的PRACH分配不同的PRACH序列的模式。由此，期待能够提高PRACH的检测精度。

接下来，说明利用Tx/Rx互易的情况。

在利用Tx/Rx互易的情况下，DLTx波束和ULRx波束链接。例如，无线基站通过模拟BF而由波束索引#1～#3的Tx波束分别向用户终端发送同步信号或广播信道信号。在用户终端中，从接收到的DL信号中检测最好的BSTx波束。由此，得到最好的BSTx波束的波束索引。这里，设波束索引#1的BSTx波束最好。

另一方面，例如，在无线基站通过模拟BF而由波束索引#1～#3的Tx波束分别向用户终端发送同步信号或广播信道信号时，如图11A所示，在用户终端中，从接收到的DL信号中检测最好的UERx波束。由此，得到最好的UERx波束的波束索引。这里，设波束索引#2的UERx波束最好。

如图11B所示，用户终端使用与得到的UERx波束的波束索引#2对应的PRACH序列来发送PRACH。无线基站通过检测PRACH，能够得到对应的UERx波束索引#2。无线基站以及用户终端在RAR发送之后的随机接入过程中使用最合适的波束来进行发送接收。

另外，关于将哪个PRACH资源与哪个波束索引进行关联的信息，可以在规范中预先决定，也可以由广播信息、高层信令或下行控制信号等而从无线基站向用户终端通知。

这样，如果能够利用Tx/Rx互易，则如图11B所示，也可以不多次发送PRACH。在该情况下，如图10所示，也可以将UERx波束的信息(波束索引)与PRACH序列进行关联。这种UERx波束的信息(波束索引)以及PRACH序列的关联，也能够应用于模拟BF和数字BF的混合BF结构。

在第2方式中，也可以将有无利用Tx/Rx互易与PRACH序列进行关联，向无线基站通知是否是能够利用Tx/Rx互易的用户终端。此外，由于无线基站不能够判断用户终端是否是能够利用Tx/Rx互易的用户终端，因此也可以预先设定对PRACH反复进行发送的模式和对PRACH不反复进行发送的模式，用户终端能够根据终端能力选择模式。由此，无线基站能够根据用户终端的能力而控制发送接收。

在第1方式以及第2方式中，能够由与波束信息(例如，波束索引)和PRACH的序列的对应关系有关的信息，和/或与PRACH的发送次数有关的信息的通知来代替Tx/Rx互易的利用的通知。此外，就与波束信息(例如，波束索引)和PRACH的序列的对应关系有关的信息而言，可以通过广播信道预先对用户终端广播，也可以在RRC连接后分别对用户终端进行设定。

(无线通信系统)

以下，说明本发明的一实施方式所涉及的无线通信系统的结构。在该无线通信系统中，使用本发明的上述各实施方式所涉及的无线通信方法的任一种或者它们的组合来进行通信。

图12是表示本发明的一实施方式所涉及的无线通信系统的概略结构的一例的图。在无线通信系统1中，能够应用将以LTE系统的系统带宽(例如，20MHz)为1单位的多个基本频率块(分量载波)设为一体的载波聚合(CA)和/或双重连接(DC)。

另外，无线通信系统1也可以被称为LTE(长期演进(Long Term Evolution))、LTE-A(LTE-Advanced)、LTE-B(LTE-Beyond)、SUPER 3G、IMT-Advanced、4G(第4代移动通信系统(4th generation mobile communication system))、5G(第5代移动通信系统(5thgeneration mobile communication system))、FRA(未来无线接入(Future RadioAccess))、New-RAT(无线接入技术(Radio Access Technology))等，也可以被称为实现它们的系统。

在无线通信系统1中，利用多个波束成型的无线基站与用户终端进行通信，在用户终端中，发送包含与无线基站的波束有关的波束信息的随机接入前导码(PRACH)，在无线基站中，接收包含波束信息的PRACH。

无线通信系统1包括形成相对宽的覆盖范围的宏小区C1的无线基站11、和在宏小区C1内配置且形成比宏小区C1窄的小型小区C2的无线基站12(12a-12c)。此外，宏小区C1以及各小型小区C2中，配置有用户终端20。

用户终端20能够连接到无线基站11以及无线基站12双方。设想用户终端20通过CA或者DC同时使用宏小区C1以及小型小区C2。此外，用户终端20可以使用多个小区(CC)(例如，5个以下的CC、6个以上的CC)来应用CA或者DC。

用户终端20和无线基站11之间，能够在相对低的频带(例如，2GHz)中使用带宽窄的载波(称为现有载波、传统载波(Legacy carrier)等)进行通信。另一方面，用户终端20和无线基站12之间，可以在相对高的频带(例如，3.5GHz、5GHz等)中使用带宽宽的载波，也可以使用和与无线基站11之间相同的载波。另外，各无线基站利用的频带的结构不限于此。

无线基站11和无线基站12之间(或者，2个无线基站12之间)，能够设为有线连接(例如，遵照CPRI(通用公共无线接口(Common Public Radio Interface))的光纤、X2接口等)或者无线连接的结构。

无线基站11以及各无线基站12分别连接到上位站装置30，经由上位站装置30连接到核心网络40。另外，上位站装置30中，例如包含接入网关装置、无线网络控制器(RNC)、移动性管理实体(MME)等，但并不限定于此。此外，各无线基站12也可以经由无线基站11连接到上位站装置30。

另外，无线基站11是具有相对宽的覆盖范围的无线基站，也可以被称为宏基站、汇聚节点、eNB(eNodeB)、发送接收点等。此外，无线基站12是具有局部的覆盖范围的无线基站，也可以被称为小型基站、微型基站、微微基站、毫微微基站、HeNB(家庭eNodeB(HomeeNodeB))、RRH(远程无线头(Remote Radio Head))、发送接收点等。以下，在不区分无线基站11以及12的情况下，统称为无线基站10。

各用户终端20是支持LTE、LTE-A等各种通信方式的终端，可以不仅包含移动通信终端(移动台)，还包含固定通信终端(固定站)。

在无线通信系统1中，作为无线接入方式，对下行链路应用正交频分多址(OFDMA：Orthogonal Frequency Division Multiple Access)，对上行链路应用单载波-频分多址(SC-FDMA：Single Carrier Frequency Division Multiple Access)。

OFDMA是将频带分割为多个窄的频带(子载波)，对各子载波映射数据而进行通信的多载波传输方式。SC-FDMA是将系统带宽对每个终端分割为由一个或连续的资源块组成的带域，通过多个终端使用相互不同的带域，从而降低终端间的干扰的单载波传输方式。另外，上行以及下行的无线接入方式并不限定于这些组合，也可以使用其他的无线接入方式。

在无线通信系统1中，作为下行链路的信道，使用在各用户终端20中共享的下行共享信道(物理下行链路共享信道(PDSCH：Physical Downlink Shared Channel))、广播信道(物理广播信道(PBCH：Physical Broadcast Channel))、下行L1/L2控制信道等。通过PDSCH传输用户数据或高层控制信息、SIB(系统信息块(System Information Block))等。此外，通过PBCH传输MIB(主信息块(Master Information Block))。

下行L1/L2控制信道包含PDCCH(物理下行链路控制信道(Physical DownlinkControl Channel))、EPDCCH(增强物理下行链路控制信道(Enhanced Physical DownlinkControl Channel))、PCFICH(物理控制格式指示信道(Physical Control FormatIndicator Channel))、PHICH(物理混合ARQ指示信道(Physical Hybrid-ARQ IndicatorChannel))等。通过PDCCH传输包含PDSCH以及PUSCH的调度信息的下行控制信息(下行链路控制信息(DCI：Downlink Control Information))等。通过PCFICH传输用于PDCCH的OFDM码元数量。通过PHICH传输对于PUSCH的HARQ(混合自动重发请求(Hybrid Automatic RepeatreQuest))的送达确认信息(例如，也称为重发控制信息、HARQ-ACK、ACK/NACK等)。EPDCCH与PDSCH(下行共享数据信道)进行频分复用，与PDCCH同样地用于传输DCI等。

在无线通信系统1中，作为上行链路的信道，使用在各用户终端20中共享的上行共享信道(物理上行链路共享信道(PUSCH：Physical Uplink Shared Channel))、上行控制信道(物理上行链路控制信道(PUCCH：Physical Uplink Control Channel))、随机接入信道(物理随机接入信道(PRACH：Physical Random Access Channel))等。通过PUSCH传输用户数据或高层控制信息。此外，通过PUCCH传输下行链路的无线质量信息(信道质量指示符(CQI：Channel Quality Indicator))、送达确认信息等。通过PRACH传输用于建立与小区的连接的随机接入前导码。

在无线通信系统1中，作为下行参考信号，传输小区特定参考信号(CRS：Cell-specific Reference Signal)、信道状态信息参考信号(CSI-RS：Channel StateInformation-Reference Signal)、解调用参考信号(DMRS：DeModulation ReferenceSignal)、定位参考信号(PRS：Positioning Reference Signal)等。此外，在无线通信系统1中，作为上行参考信号，传输测量用参考信号(探测参考信号(SRS：Sounding ReferenceSignal))、解调用参考信号(DMRS)等。另外，DMRS也可以被称为用户终端特定参考信号(UE特定参考信号(UE-specific Reference Signal))。此外，被传输的参考信号并不限定于此。

(无线基站)

无线基站利用多个波束成型，对用户终端发送DL信号，并接收包含与通过DL信号而被检测到的无线基站的波束有关的波束信息的随机接入前导码(PRACH)。

图13是表示本发明的一实施方式所涉及的无线基站的整体结构的一例的图。无线基站10具备多个发送接收天线101、放大器单元102、发送接收单元103、基带信号处理单元104、呼叫处理单元105以及传输路径接口106。另外，构成为发送接收天线101、放大器单元102以及发送接收单元103分别包含一个以上即可。

就通过下行链路从无线基站10发送给用户终端20的用户数据而言，从上位站装置30经由传输路径接口106输入到基带信号处理单元104。

在基带信号处理单元104中，对用户数据进行PDCP(分组数据汇聚协议(PacketData Convergence Protocol))层的处理、用户数据的分割/联合、RLC(无线链路控制(Radio Link Control))重发控制等RLC层的发送处理、MAC(媒体访问控制(Medium AccessControl))重发控制(例如，HARQ的发送处理)、调度、传输格式选择、信道编码、快速傅里叶逆变换(IFFT：Inverse Fast Fourier Transform)处理、预编码处理等发送处理，并转发给发送接收单元103。此外，对下行控制信号也进行信道编码或快速傅里叶逆变换等发送处理，并转发给发送接收单元103。

发送接收单元103将从基带信号处理单元104按每个天线进行预编码而被输出的基带信号变换为无线频带并发送。在发送接收单元103中进行了频率变换的无线频率信号通过放大器单元102进行放大，并从发送接收天线101发送。发送接收单元103能够由基于本发明的技术领域中的共同认识而说明的发射器/接收器、发送接收电路或者发送接收装置构成。另外，发送接收单元103可以作为一体的发送接收单元来构成，也可以由发送单元以及接收单元构成。

另一方面，关于上行信号，在发送接收天线101中接收到的无线频率信号在放大器单元102中进行放大。发送接收单元103接收在放大器单元102中进行了放大的上行信号。发送接收单元103将接收信号频率变换为基带信号，并输出到基带信号处理单元104。

在基带信号处理单元104中，对输入的上行信号中所包含的用户数据进行快速傅里叶变换(FFT：Fast Fourier Transform)处理、离散傅里叶逆变换(IDFT：InverseDiscrete Fourier Transform)处理、纠错解码、MAC重发控制的接收处理、RLC层以及PDCP层的接收处理，经由传输路径接口106转发给上位站装置30。呼叫处理单元105进行通信信道的设定或释放等呼叫处理、或无线基站10的状态管理、或无线资源的管理。

传输路径接口106经由规定的接口与上位站装置30发送接收信号。此外，传输路径接口106可以经由基站间接口(例如，遵照CPRI(通用公共无线接口(Common Public RadioInterface))的光纤、X2接口)与其他的无线基站10发送接收信号(回程信令)。

另外，发送接收单元103还可以具有实施模拟波束成型的模拟波束成型单元。模拟波束成型单元能够由基于本发明的技术领域中的共同认识而说明的模拟波束成型电路(例如，移相器、移相电路)或者模拟波束成型装置(例如，移相设备)构成。此外，发送接收天线101例如能够由阵列天线构成。此外，发送接收单元103被构成为能够应用单BF、多BF。

为了用户终端中的波束测量，发送接收单元103也可以发送同步信号、广播信道信号、波束模式测量用的参考信号。此外，发送接收单元103接收包含与DL信号的波束有关的波束信息的随机接入前导码(PRACH)。此外，发送接收单元103接收用户终端使用最合适的波束信息(例如，波束索引)而发送的PRACH。

图14是表示本发明的一实施方式所涉及的无线基站的功能结构的一例的图。另外，在本例中，主要表示本实施方式中的特征部分的功能块，设无线基站10还具有无线通信所需的其他的功能块。

基带信号处理单元104至少包括控制单元(调度器)301、发送信号生成单元302、映射单元303、接收信号处理单元304、以及测量单元305。另外，这些结构包含在无线基站10中即可，一部分或者全部的结构也可以部包含在基带信号处理单元104中。

控制单元(调度器)301实施无线基站10整体的控制。控制单元301能够由基于本发明的技术领域中的共同认识而说明的控制器、控制电路或者控制装置构成。

控制单元301例如对基于发送信号生成单元302的信号的生成或基于映射单元303的信号的分配进行控制。此外，控制单元301对基于接收信号处理单元304的信号的接收处理或基于测量单元305的信号的测量进行控制。

控制单元301控制系统信息、在PDSCH中被发送的下行数据信号、在PDCCH和/或EPDCCH中被传输的下行控制信号的调度(例如，资源分配)。此外，控制单元301基于是否需要对于上行数据信号的重发控制的判定结果等，控制下行控制信号(例如，送达确认信息等)或下行数据信号的生成。此外，控制单元301进行同步信号(例如，PSS(主同步信号(Primary Synchronization Signal))/SSS(副同步信号(Secondary SynchronizationSignal)))或CRS、CSI-RS、DMRS等下行参考信号的调度的控制。

此外，控制单元301控制在PUSCH中被发送的上行数据信号、在PUCCH和/或PUSCH中被发送的上行控制信号(例如，送达确认信息)、在PRACH中被发送的RACH前导码或上行参考信号等的调度。

控制单元301进行控制，使得使用基于基带信号处理单元104的数字BF(例如，预编码)和/或基于发送接收单元103的模拟BF(例如，相位旋转)，形成Tx波束和/或Rx波束。

在利用单UE波束成型，且没有利用Tx/Rx互易的情况下，控制单元301识别经由多次而接收到的PRACH的PRACH序列，并确定与该PRACH序列对应的波束信息(例如，波束索引)。此时，控制单元301例如参照图6A所示的表格而根据PRACH序列来确定波束信息。另外，此时，在发送接收单元103中，对从用户终端多次发送的PRACH进行BSRx波束扫描并检测。由此，能够测量最好的BSRx波束。

此外，在利用多UE波束成型且没有利用Tx/Rx互易的情况下，控制单元301识别经由多次而接收到的PRACH的PRACH序列，并确定与该PRACH序列对应的波束信息(例如，波束索引)。此时，控制单元301参照例如图10所示的表格而根据PRACH序列确定波束信息。另外，此时，在发送接收单元103中，对从用户终端多次发送的PRACH进行BSRx波束扫描并检测。由此，能够识别最好的BSTx波束以及最好的UERx波束。

发送信号生成单元302基于来自控制单元301的指令，生成下行信号(下行控制信号、下行数据信号、下行参考信号等)，并输出到映射单元303。发送信号生成单元302能够由基于本发明的技术领域中的共同认识而说明的信号生成器、信号生成电路或者信号生成装置构成。

发送信号生成部302例如基于来自控制单元301的指令，生成用于通知下行信号的分配信息的DL分配以及用于通知上行信号的分配信息的UL许可。此外，对下行数据信号，按照基于来自各用户终端20的信道状态信息(CSI：Channel State Information)等而决定的编码率、调制方式等来进行编码处理、调制处理。

映射单元303基于来自控制单元301的指令，将发送信号生成单元302中生成的下行信号映射到规定的无线资源，并输出到发送接收单元103。映射单元303能够由基于本发明的技术领域中的共同认识而说明的映射器、映射电路或者映射装置构成。

接收信号处理单元304对从发送接收单元103输入的接收信号进行接收处理(例如，解映射、解调、解码等)。这里，接收信号例如是从用户终端20发送的上行信号(上行控制信号、上行数据信号、上行参考信号等)。接收信号处理单元304能够由基于本发明的技术领域中的共同认识而说明的信号处理器、信号处理电路或者信号处理装置构成。

接收信号处理单元304将通过接收处理解码了的信息输出到控制单元301。例如，在接收到包含HARQ-ACK的PUCCH的情况下，向控制单元301输出HARQ-ACK。此外，接收信号处理单元304将接收信号或接收处理后的信号输出到测量单元305。

测量单元305实施与接收到的信号有关的测量。测量单元305能够由基于本发明的技术领域中的共同认识而说明的测量器、测量电路或者测量装置构成。

测量单元305例如可以测量接收到的信号的接收功率(例如，RSRP(参考信号接收功率(Reference Signal Received Power)))、接收质量(例如，RSRQ(参考信号接收质量(Reference Signal Received Quality))、SINR(信号与强度加噪声比(Signal toInterence plus Noise Ratio)))或信道状态等。测量结果可以输出到控制单元301。

(用户终端)

用户终端与利用多个波束成型的无线基站进行通信，接收从无线基站发送的DL信号，并进行控制以使发送包含与无线基站的波束有关的波束信息的PRACH。在该用户终端中，进行控制以使在不同的发送时间间隔中多次发送包含波束信息的PRACH。此外，在该用户终端中，将与波束信息对应地被设定的规定的PRACH序列应用于多个PRACH的发送。在该用户终端中，接收与波束信息和PRACH的序列的对应关系有关的信息和/或与PRACH的发送次数有关的信息。

图15是表示本发明的一实施方式的用户终端的整体结构的一例的图。用户终端20具备多个发送接收天线201、放大器单元202、发送接收单元203、基带信号处理单元204以及应用单元205。另外，构成为发送接收天线201、放大器单元202以及发送接收单元203分别包含一个以上即可。

通过发送接收天线201接收到的无线频率信号在放大器单元202中放大。发送接收单元203接收在放大器单元202中放大了的下行信号。发送接收单元203将接收信号频率变换为基带信号，并输出到基带信号处理单元204。发送接收单元203能够由基于本发明的技术领域中的共同认识而说明的发射器/接收器、发送接收电路或者发送接收装置构成。另外，发送接收单元203可以作为一体的发送接收单元来构成，也可以由发送单元以及接收单元构成。

基带信号处理单元204对被输入的基带信号进行FFT处理、或纠错解码、重发控制的接收处理等。下行链路的用户数据被转发给应用单元205。应用单元205进行与比物理层或MAC层更高的层有关的处理等。此外，在下行链路的数据中，广播信息也被转发给应用单元205。

另一方面，上行链路的用户数据从应用单元205被输入到基带信号处理单元204。在基带信号处理单元204中，进行重发控制的发送处理(例如，HARQ的发送处理)、或信道编码、预编码、离散傅里叶变换(DFT：Discrete Fourier Transform)处理、IFFT处理等并转发给发送接收单元203。发送接收单元203将从基带信号处理单元204输出的基带信号变换为无线频带后发送。在发送接收单元203中进行了频率变换的无线频率信号被放大器单元202放大并从发送接收天线201发送。

另外，发送接收单元203还可以具有实施模拟波束成型的模拟波束成型单元。模拟波束成型单元能够由基于本发明的技术领域中的共同认识而说明的模拟波束成型电路(例如，移相器、移相电路)或者模拟波束成型装置(例如，移相设备)构成。此外，发送接收天线201例如能够由阵列天线构成。此外，发送接收单元203被构成为能够应用单BF、多BF。

为了波束测量，发送接收单元203也可以接收同步信号、广播信道信号、波束模式测量用的参考信号。此外，发送接收单元203发送包含与从DL信号中检测到的波束有关的波束信息的随机接入前导码(PRACH)。此时，发送接收单元203使用最合适的波束信息(例如，波束索引)来发送PRACH。

图16是表示本发明的一实施方式所涉及的用户终端的功能结构的一例的图。另外，在本例中，主要表示本实施方式中的特征部分的功能块，设用户终端20还具有无线通信所需的其他功能块。

用户终端20具有的基带信号处理单元204，至少包括控制单元401、发送信号生成单元402、映射单元403、接收信号处理单元404以及测量单元405。另外，这些结构包含在用户终端20中即可，一部分或者全部的结构也可以不包含在基带信号处理单元204中。

控制单元401实施用户终端20整体的控制。控制单元401能够由基于本发明的技术领域中的共同认识而说明的控制器、控制电路或者控制装置构成。

控制单元401例如对基于发送信号生成单元402的信号的生成或基于映射单元403的信号的分配进行控制。此外，控制单元401对基于接收信号处理单元404的信号的接收处理或基于测量单元405的信号的测量进行控制。

控制单元401从接收信号处理单元404获取从无线基站10被发送的下行控制信号(在PDCCH/EPDCCH中被发送的信号)以及下行数据信号(在PDSCH中被发送的信号)。控制单元401基于下行控制信号或判定了是否需要对于下行数据信号的重发控制的结果等，控制上行控制信号(例如，送达确认信息等)或上行数据信号的生成。

控制单元401进行控制，以使使用基于基带信号处理单元204的数字BF(例如，预编码)和/或基于发送接收单元203的模拟BF(例如，相位旋转)，形成发送波束和/或接收波束。

在利用单UE波束成型，而且没有利用Tx/Rx互易的情况下，控制单元401进行控制以使向无线基站发送包含通过从无线基站发送的DL信号(DL广播信道)而被检测到的、与无线基站的波束有关的波束信息(例如，波束索引等)的PRACH。此外，控制单元401进行控制以使从接收到的DL信号中检测最好的BSTx波束，并得到最好的BSTx波束的波束索引。此外，控制单元401进行控制以使遍及多个单位时间区间而通过与最好的BSTx波束的波束索引对应的PRACH序列多次发送PRACH。此时，控制单元401例如参照图6A所示的表格而根据波束索引来确定PRACH序列。

在应用多UE波束成型，而且没有利用Tx/Rx互易的情况下，控制单元401进行控制以使向无线基站发送包含通过从无线基站发送的DL信号(DL广播信道)而被检测到的、与无线基站的波束有关的波束信息(例如，波束索引等)的PRACH。此外，控制单元401进行控制以使从接收到的DL信号中检测最好的BSTx波束，并得到最好的BSTx波束的波束索引。此外，控制单元401进行控制以使遍及多个单位时间区间而通过与最好的BSTx波束的波束索引以及最好的UERx波束的波束索引对应的PRACH序列来多次发送PRACH。此时，控制单元401例如参照图10所示的表格而根据波束索引来确定PRACH序列。

发送信号生成单元402基于来自控制单元401的指令，生成上行信号(上行控制信号、上行数据信号、上行参考信号等)，并输出到映射单元403。发送信号生成单元402能够由基于本发明的技术领域中的共同认识而说明的信号生成器、信号生成电路或者信号生成装置构成。

发送信号生成单元402例如基于来自控制单元401的指令，生成与送达确认信息或信道状态信息(CSI)有关的上行控制信号。此外，发送信号生成单元402基于来自控制单元401的指令而生成上行数据信号。例如，发送信号生成单元402在从无线基站10通知的下行控制信号中包含UL许可的情况下从控制单元401被指示上行数据信号的生成。

映射单元403基于来自控制单元401的指令，将在发送信号生成单元402中生成的上行信号映射到无线资源，并输出到发送接收单元203。映射单元403能够由基于本发明的技术领域中的共同认识而说明的映射器、映射电路或者映射装置构成。

接收信号处理单元404对从发送接收单元203输入的接收信号进行接收处理(例如，解映射、解调、解码等)。这里，接收信号例如是从无线基站10发送的下行信号(下行控制信号、下行数据信号、下行参考信号等)。接收信号处理单元404能够由基于本发明的技术领域中的共同认识而说明的信号处理器、信号处理电路或者信号处理装置构成。此外，接收信号处理单元404能够构成本发明所涉及的接收单元。

接收信号处理单元404将通过接收处理解码后的信息输出到控制单元401。接收信号处理单元404例如将广播信息、系统信息、RRC信令以及DCI等输出到控制单元401。此外，接收信号处理单元404将接收信号或接收处理后的信号输出到测量单元405。

测量单元405实施与接收到的信号有关的测量。例如，测量单元405使用从无线基站10发送的波束形成用RS来实施测量。测量单元405能够由基于本发明的技术领域中的共同认识而说明的测量器、测量电路或者测量装置构成。

测量单元405例如可以测量接收到的信号的接收功率(例如，RSRP)、接收质量(例如，RSRQ、接收SINR)或信道状态等。测量结果可以输出到控制单元401。

(硬件结构)

另外，上述实施方式的说明中使用的框图表示功能单位的块。这些功能块(结构单元)通过硬件和/或软件的任意的组合而实现。此外，对各功能块的实现手段并不特别限定。即，各功能块可以通过物理上和/或逻辑上结合的1个装置而实现，也可以将物理上和/或逻辑上分开的2个以上的装置直接地和/或间接地(例如，有线和/或无线)连接，通过这些多个装置而实现。

例如，在本发明的一实施方式中的无线基站、用户终端等，可以作为进行本发明的无线通信方法的处理的计算机来发挥功能。图17是表示本发明的一实施方式所涉及的无线基站以及用户终端的硬件结构的一例的图。上述无线基站10以及用户终端20在物理上可以作为包括处理器1001、存储器1002、储存器1003、通信装置1004、输入装置1005、输出装置1006、以及总线1007等的计算机装置构成。

另外，在以下的说明中，“装置”这个词，能够调换为电路、设备、单元等。无线基站10以及用户终端20的硬件结构可以包含一个或者多个图示的各装置而构成，也可以不包含一部分装置而构成。

例如，处理器1001只图示了一个，但也可以有多个处理器。此外，处理可以由1个处理器执行，处理也可以同时地、逐次地、或者以其他方法而由1个以上的处理器执行。另外，处理器1001也可以由1个以上芯片来实现。

无线基站10以及用户终端20中的各功能，例如通过在处理器1001、存储器1002等硬件上读入规定的软件(程序)，通过处理器1001进行运算，并通过控制通信装置1004的通信或存储器1002以及储存器1003中的数据的读取和/或写入来实现。

处理器1001例如使操作系统进行操作从而控制计算机整体。处理器1001可以由包括与外围设备的接口、控制装置、运算装置、寄存器等的中央处理装置(中央处理单元(CPU：Central Processing Unit))构成。例如，上述基带信号处理单元104(204)、呼叫处理单元105等，也可以在处理器1001中实现。

此外，处理器1001将程序(程序代码)、软件模块、数据等从储存器1003和/或通信装置1004中读取到存储器1002，基于它们执行各种处理。作为程序，使用使计算机执行在上述实施方式中说明的操作中的至少一部分的程序。例如，用户终端20的控制单元401可以通过在存储器1002中存储且在处理器1001中操作的控制程序来实现，关于其他的功能块也可以同样地实现。

存储器1002是计算机可读取的记录介质，例如可以由ROM(只读存储器(Read OnlyMemory))、EPROM(可擦除可编程ROM(Erasable Programmable ROM))、EEPROM(电子EPROM(Electrically EPROM))、RAM(随机存取存储器(Random Access Memory))、其他适合的存储介质中的至少一个构成。存储器1002也可以被称为寄存器、高速缓存、主存储器(主存储装置)等。存储器1002能够保存为了实施本发明的一实施方式的无线通信方法而可执行的程序(程序代码)、软件模块等。

储存器1003是计算机可读取的记录介质，例如可以由软磁盘、软(Floopy)(注册商标)盘、光磁盘(例如，紧凑盘(CD-ROM(Compact Disc ROM)等)、数字通用盘、蓝光(Blu-ray)(注册商标)盘)、可移动盘、硬盘驱动器、智能卡、闪存设备(例如，卡、棒、键驱动)、磁条、数据库、服务器、其他适当的存储介质中的至少一个构成。储存器1003也可以被称为辅助存储装置。

通信装置1004是用于经由有线和/或无线网络进行计算机间的通信的硬件(发送接收设备)，例如也被称为网络设备、网络控制器、网卡、通信模块等。通信装置1004例如为了实现频分双工(FDD：Frequency Division Duplex)和/或时分双工(TDD：Time DivisionDuplex)，也可以包含高频开关、双工器、滤波器、频率合成器等而构成。例如，上述的发送接收天线101(201)、放大器单元102(202)、发送接收单元103(203)以及传输路径接口106等，也可以在通信装置1004中实现。

输入装置1005是受理来自外部的输入的输入设备(例如，键盘、鼠标、麦克风、开关、按键、传感器等)。输出装置1006是实施对外部的输出的输出设备(例如，显示器、扬声器、LED(发光二极管(Light Emitting Diode))灯等)。另外，输入装置1005以及输出装置1006也可以是成为一体的结构(例如，触摸面板)。

此外，处理器1001或存储器1002等各装置，在用于进行信息通信的总线1007上连接。总线1007可以由一个总线构成，也可以由装置间不同的总线构成。

此外，无线基站10以及用户终端20可以包括微处理器、数字信号处理器(DSP：Digital Signal Processor)、ASIC(专用集成电路(Application Specific IntegratedCircuit))、PLD(可编程逻辑器件(Programmable Logic Device))以及FPGA(现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array))等硬件而构成，也可以通过该硬件实现各功能块的一部分或全部。例如，处理器1001可以由这些硬件中的至少一个来实现。

(变形例)

另外，关于在本说明书中说明的词语和/或本说明书的理解所需的词语，可以置换为具有相同或者相似的含义的词语。例如，信道和/或码元也可以是信号(信令)。此外，信号也可以是消息。参考信号也能够简称为RS(参考信号(Reference Signal))，并且根据应用的标准也可以被称为导频(Pilot)、导频信号等。此外，分量载波(CC：Component Carrier)也可以被称为小区、频率载波、载波频率等。

此外，无线帧也可以在时域中由一个或者多个期间(帧)构成。构成无线帧的该一个或者多个各期间(帧)也可以被称为子帧。进一步，子帧也可以在时域中由一个或者多个时隙构成。进一步，时隙也可以在时域中由一个或者多个码元(OFDM(正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing))码元、SC-FDMA(单载波频分多址(Single Carrier Frequency Division Multiple Access))码元等)构成。

无线帧、子帧、时隙以及码元全都表示传输信号时的时间单位。无线帧、子帧、时隙以及码元也可以使用与各自对应的其他称呼。例如，1子帧也可以被称为发送时间间隔(TTI：Transmission Time Interval)，多个连续的子帧也可以被称为TTI，1时隙也可以被称为TTI。即，子帧或TTI可以是现有的LTE中的子帧(1ms)，也可以是比1ms短的期间(例如，1-13个码元)，也可以是比1ms长的期间。

这里，TTI例如是指无线通信中的调度的最小时间单位。例如，在LTE系统中，无线基站对各用户终端进行以TTI为单位分配无线资源(在各用户终端中能够使用的频率带宽或发送功率等)的调度。另外，TTI的定义不限于此。TTI可以是被信道编码的数据分组(传输块)的发送时间单位，也可以成为调度或链路自适应等的处理单位。

也可以将具有1ms时长的TTI称为通常TTI(LTE Rel.8-12中的TTI)、正常(normal)TTI、长(long)TTI、通常子帧、正常(normal)子帧、或者长(long)子帧等。也可以将比通常TTI短的TTI称为缩短TTI、短(short)TTI、缩短子帧、或者短(short)子帧等。

资源块(RB：Resource Block)是时域以及频域的资源分配单位，在频域中，也可以包含一个或者多个连续的副载波(子载波(subcarrier))。此外，RB在时域中可以包含一个或者多个码元，也可以是1个时隙、1个子帧或者1个TTI的长度。1个TTI、1个子帧也可以分别由一个或者多个资源块构成。另外，RB也可以被称为物理资源块(PRB：Physical RB)、PRB对、RB对等。

此外，资源块也可以由一个或者多个资源元素(RE：Resource Element)构成。例如，1个RE也可以是1个子载波以及1个码元的无线资源区域。

另外，上述无线帧、子帧、时隙以及码元等的结构仅为例示。例如，无线帧中包含的子帧的数量、子帧中包含的时隙的数量、时隙中包含的码元以及RB的数量、RB中包含的子载波的数量、还有TTI内的码元数量、码元长度、循环前缀(CP：Cyclic Prefix)长度等结构，能够进行各种变更。

此外，在本说明书说明的信息、参数等，可以由绝对值来表示，也可以由相对于规定的值的相对值来表示，也可以由对应的其他信息来表示。例如，无线资源也可以是通过规定的索引来指示的。进一步，使用这些参数的算式等也可以与在本说明书中显式地公开的不同。

在本说明书中用于参数等的名称，在任何一点上都不具备限定意义。例如，各种信道(PUCCH(物理上行链路控制信道(Physical Uplink Control Channel))、PDCCH(物理下行链路控制信道(Physical Downlink Control Channel))等)以及信息元素能够由所有适当的名称来识别，所以被分配给这些各种信道以及信息元素的各种名称，在任何一点上都不具备限定意义。

在本说明书中说明的信息、信号等可以使用各种不同的技术中的任意一种来表示。例如，在上述的整个说明中可提及的数据、命令、指令、信息、信号、比特、码元以及码片等也可以由电压、电流、电磁波、磁场或者磁性粒子、光场或者光子、或者它们的任意的组合来表示。

此外，信息、信号等可以从高层输出到低层和/或从低层输出到高层。信息、信号等也可以经由多个网络节点而被输入输出。

被输入输出的信息、信号等，可以保存在特定的区域(例如，存储器)，也可以由管理表格管理。被输入输出的信息、信号等也可以被改写、更新或者追加。被输出的信息、信号等也可以被删除。被输入的信息、信号等也可以被发送给其他装置。

信息的通知并不限定于在本说明书中说明的方式/实施方式，也可以通过其他的方法来进行。例如，信息的通知可以通过物理层信令(例如，下行控制信息(下行链路控制信息(DCI：Downlink Control Information))、上行控制信息(上行链路控制信息(UCI：Uplink Control Information)))、高层信令(例如，RRC(无线资源控制(Radio ResourceControl))信令、广播信息(主信息块(MIB：Master Information Block)、系统信息块(SIB：System Information Block)等)、MAC(媒体访问控制(Medium Access Control))信令)、其他的信号或者它们的组合来实施。

另外，物理层信令也可以被称为L1/L2(层1/层2(Layer 1/Layer 2))控制信息(L1/L2控制信号)、L1控制信息(L1控制信号)等。此外，RRC信令也可以被称为RRC消息，例如，也可以是RRC连接设置(RRCConnectionSetup)消息、RRC连接重构(RRCConnectionReconfiguration)消息等。此外，MAC信令例如也可以通过MAC控制元素(MAC CE(Control Element))而被通知。

此外，规定的信息的通知(例如，“是X”的通知)并不限定于显式地进行，也可以隐式地(例如，通过不进行该规定的信息的通知或通过其他信息的通知而)进行。

判定可以通过由1比特表示的值(0或1)来进行，也可以通过由真(true)或者假(false))表示的真假值(boolean)来进行，也可以通过数值的比较(例如，与规定的值的比较)来进行。

软件不管是被称为软件、固件、中间件、微代码、硬件描述语言，还是被称为其他名称，都应广泛地解释为表示指令、指令集、代码、代码段、程序代码、程序、子程序、软件模块、应用、软件应用、软件包、例程、子例程、对象、可执行文件、执行线程、过程、功能等。

此外，软件、指令、信息等可以经由传输介质来发送接收。例如，在软件使用有线技术(同轴电缆、光缆、双绞线以及数字订户线(DSL：Digital Subscriber Line)等)和/或无线技术(红外线、微波等)而从网站、服务器或者其他远程源发送的情况下，这些有线技术和/或无线技术包含在传输介质的定义中。

在本说明书中使用的“系统”以及“网络”等词，可以互换地使用。

在本说明书中，“基站(BS：Base Station)”、“无线基站”、“eNB”、“小区”、“扇区”、“小区组”、“载波”以及“分量载波”等词，可以互换地使用。基站也有被称为固定站(fixedstation)、NodeB、eNodeB(eNB)、接入点(access point)、发送点、接收点、毫微微小区、小型小区等词的情况。

基站能够容纳1个或者多个(例如，3个)小区(也被称为扇区)。在基站容纳多个小区的情况下，基站的覆盖范围区域整体能够划分为多个更小的区域，并且每个更小的区域也能够通过基站子系统(例如，室内用的小型基站(远程无线头(RRH：Remote Radio Head))来提供通信服务。“小区”或者“扇区”等词，是指在该覆盖范围中进行通信服务的基站和/或基站子系统的覆盖范围区域的一部分或者全部。

在本说明书中，“移动台(MS：Mobile Station)”、“用户终端(user terminal)”、“用户装置(UE：User Equipment)”以及“终端”等词，可以互换地使用。基站也有被称为固定站(fixed station)、NodeB、eNodeB(eNB)、接入点(access point)、发送点、接收点、毫微微小区、小型小区等词的情况。

移动台有时也被本领域技术人员称为订户站、移动单元、订户单元、无线单元、远程单元、移动设备、无线设备，无线通信设备、远程设备、移动订户站、接入终端、移动终端、无线终端、远程终端、手持设备、用户代理、移动客户端、客户端或者一些其他适当的词语。

此外，本说明书中的无线基站也可以调换为用户终端。例如，对于将无线基站以及用户终端间的通信置换为多个用户终端间(设备对设备(D2D：Device-to-Device))的通信的结构，也可以应用本发明的各方式/实施方式。在该情况下，可以设为用户终端20具有上述无线基站10具有的功能的结构。此外，“上行”或“下行”等词，也可以调换为“侧”。例如，上行信道也可以调换为侧信道。

同样地，本说明书中的用户终端也可以调换为无线基站。在该情况下，可以设为无线基站10具有上述用户终端20具有的功能的结构。

在本说明书中，设为由基站进行的特定操作，有时根据情况也由其上位节点(upper node)进行。在由具有基站的一个或者多个网络节点(network nodes)组成的网络中，为了与终端的通信而进行的各种操作显然可以由基站、基站以外的1个以上的网络节点(例如，考虑MME(移动性管理实体(Mobility Management Entity))、S-GW(服务网关(Serving-Gateway))等，但并不限定于此)或者它们的组合来进行。

在本说明书中说明的各方式/实施方式可以单独使用，也可以组合使用，也可以伴随着执行而切换使用。此外，在本说明书中说明的各方式/实施方式的处理过程、时序、流程图等，只要不矛盾，则可以调换顺序。例如，关于在本说明书中说明的方法，按照例示的顺序提示各种步骤的元素，并不限定于提示的特定的顺序。

在本说明书中说明的各方式/实施方式可以应用于LTE(长期演进(Long TermEvolution))、LTE-A(LTE-Advanced)、LTE-B(LTE-Beyond)、SUPER3G、IMT-Advanced、4G(第4代移动通信系统(4th generation mobile communication system))、5G(第5代移动通信系统(5th generation mobile communication system))、FRA(未来无线接入(FutureRadio Access))、New-RAT(无线接入技术(Radio Access Technology))、NR(新无线(NewRadio))、NX(新无线接入(New radio access))、FX(下一代无线接入(Future generationradio access))、GSM(注册商标)(全球移动通信系统(Global System for Mobilecommunications))、CDMA2000、UMB(超移动宽带(Ultra Mobile Broadband))、IEEE 802.11(Wi-Fi(注册商标))、IEEE 802.16(WiMAX(注册商标))、IEEE 802.20、UWB(超宽带(Ultra-WideBand))、Bluetooth(注册商标)以及利用其他恰当的无线通信方法的系统和/或基于它们而被扩展的下一代系统。

在本说明书中使用的所谓“基于”的记载，除非另行明确描述，否则不表示“仅基于”。换言之，所谓“基于”的记载，表示“仅基于”和“至少基于”双方。

对在本说明书中使用的使用了“第一”、“第二”等称呼的元素的任何参照，并不对这些元素的数量或者顺序进行全面限定。可以在本说明书中使用这些称呼作为区分2个以上的元素间的便利的方法。因此，第一以及第二元素的参照，并不意味着只可以采用2个元素或者第一元素必须以某种形式位于第二元素之前。

在本说明书中使用的所谓“判断(决定)(determining)”等词，有时包含多种多样的操作。“判断(决定)”例如可以将计算(calculating)、算出(computing)、处理(processing)、导出(deriving)、调查(investigating)、检索(looking up)(例如，在表格、数据库或者其他数据结构中的检索)、确认(ascertaining)等视为进行“判断(决定)”等。此外，“判断(决定)”可以将接收(receiving)(例如，接收信息)、发送(transmitting)(例如，发送信息)、输入(input)、输出(output)、接入(accessing)(例如，接入存储器中的数据)等视为进行“判断(决定)”。此外，“判断(决定)”可以将解决(resolving)、选择(selecting)、选定(choosing)、建立(establishing)、比较(comparing)等视为进行“判断(决定)”。即，“判断(决定)”可以视为“判断(决定)”了若干操作。

在本说明书中使用的“被连接(connected)”、“被耦合(coupled)”等词，或者它们所有的变形，意味着2个或其以上的元素间的直接或者间接的所有连接或者耦合，并且能够包含被相互“连接”或者“耦合”的2个元素间存在1个或其以上的中间元素的情况。元素间的耦合或者连接可以是物理上的，也可以是逻辑上的，或者也可以是它们的组合。在本说明书中使用的情况下，能够考虑2个元素通过使用1个或其以上的电线、电缆和/或印刷电气连接，并且作为若干非限定性且非包容性的例子，通过使用具有无线频域、微波区域和/或光(可见以及不可见两者)区域的波长的电磁能量等而被相互“连接”或者“耦合”。

在本说明书或者权利要求书中使用“包含(including)”、“含有(comprising)”以及它们的变形的情况下，这些词与词语“具备”同样地，意为总括。进一步，在本说明书或者权利要求书中使用的词语“或者(or)”，意味着并不是逻辑异或。

以上，详细说明了本发明，但对于本领域技术人员而言，本发明显然并不限定于在本说明书中说明的实施方式。本发明能够作为修正以及变更方式来实施，而不脱离由权利要求书的记载所确定的本发明的宗旨以及范围。因此，本说明书的记载以例示说明为目的，对本发明不具有任何限制性的含义。

本申请基于2016年9月29日申请的特愿2016-192334。其内容全部包含于此。

Claims (6)

1.一种终端，具有：

接收单元，接收包含同步信号和广播信道、且被波束成形的DL信号；

控制单元，根据被通知的规定信息，控制利用了与所述DL信号对应的随机接入信道的规定的时间区间的发送；以及

发送单元，发送所述随机接入信道，

所述规定信息是关于所述DL信号的索引与应用于所述随机接入信道的序列的对应关系的信息，

所述发送单元使用与根据所述DL信号的测量结果选择的所述索引对应的所述序列来发送随机接入信道。

2.如权利要求1所述的终端，其特征在于，

所述控制单元在多个时间区间中发送所述随机接入信道。

3.如权利要求2所述的终端，其特征在于，

所述控制单元对在所述多个时间区间中分别发送的随机接入信道应用不同的序列。

4.一种基站，其特征在于，

所述基站具有：

发送单元，发送包含同步信号和广播信道、且被波束成形的DL信号；以及

控制单元，根据信息，控制利用了与所述DL信号对应的随机接入信道的规定的时间区间的接收；以及

接收单元，接收所述随机接入信道，

所述信息是关于所述DL信号的索引与应用于所述随机接入信道的序列的对应关系的信息，

所述接收单元接收随机接入信道，所述随机接入信道是使用与根据所述DL信号的测量结果选择的所述索引对应的所述序列来发送的随机接入信道。

5.一种终端的无线通信方法，其特征在于，

所述无线通信方法具有：

接收包含同步信号和广播信道、且被波束成形的DL信号的步骤；

根据被通知的规定信息，控制利用了与所述DL信号对应的随机接入信道的规定的时间区间的发送的步骤；以及

发送所述随机接入信道的步骤，

所述规定信息是关于所述DL信号的索引与应用于所述随机接入信道的序列的对应关系的信息，

使用与根据所述DL信号的测量结果选择的所述索引对应的所述序列来发送随机接入信道。

6.一种具有无线基站和终端的无线通信系统，其特征在于，

所述无线基站具有：

基站发送单元，发送包含同步信号和广播信道、且被波束成形的DL信号，

所述终端具有：

接收单元，接收所述DL信号；

控制单元，根据被通知的规定信息，控制利用了与所述DL信号对应的随机接入信道的规定的时间区间的发送；以及

发送单元，发送所述随机接入信道，

所述规定信息是关于所述DL信号的索引与应用于所述随机接入信道的序列的对应关系的信息，

所述发送单元使用与根据所述DL信号的测量结果选择的所述索引对应的所述序列来发送随机接入信道。

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