既存のLTEシステムでは、RRCアイドル状態のユーザ端末は、あらかじめ定義されたページングタイミングにおいて、下り制御チャネル(PDCCH)の共通サーチスペース(Common SS)で送信される下り制御情報(DCI)を検出する。そして、当該DCIに含まれるスケジューリング(DL割当て)情報に基づいて、下り共有チャネル(PDSCH)で送信されるページングメッセージを取得する(図1参照)。なお、DCIとしては、ページング用の識別子(P−RNTI)でスクランブルされたDCI(DCIフォーマット1A、又はDCIフォーマット1C)が用いられる。
無線基地局が送信するページングメッセージには、各ユーザ端末に対するページングレコード(Paging Record)、システム情報の変更指示情報(例えば、SystemInfoModification)、ETWS(Earthquake and Tsunami Warning System)、CMAS(Commercial Mobile Alert Service)、EAB(Extended Access Barring)等の通知を含めることができる。
ユーザ端末がページングチャネルの検出を行うページングタイミングは、P−RNTIでスクランブルされたDCIが送信されるサブフレームを示すページングオケージョン(PO:Paging Occasion)と、POが含まれる無線フレーム(PF:Paging Frame)と、に基づいて設定される。ユーザ端末は、PO及びPFに基づいてページングチャネルの検出(モニター)を行う。アイドル状態のユーザ端末は、ページングチャネルをモニターする必要のある期間だけ受信動作(DRX)を行い、その他の期間はスリープ状態又は省電力状態とすることにより、消費電力を低減することができる。なお、ページングチャネルは、P−RNTIでスクランブルされたDCIを送信する下り制御チャネルと、当該DCIで割当てが指示され、ページングメッセージを送信する下り共有チャネルと、を含む構成と考えてもよい。
各ユーザ端末のページングタイミング(PFとPO)は、IMSI(International Mobile Subscriber Identity)、ページングサイクル(T)、変数(nB)によって定義される。一例として、FDDを適用するあるユーザ端末は、DRXサイクルが128無線フレーム、nB=Tの場合、各無線フレームにおける所定サブフレーム(例えば、サブフレーム#9)でページングチャネルの受信処理を行うように制御する(図2参照)。なお、FDDの場合、図2において同期信号(PSS/SSS)はサブフレーム#0、#5で送信され、MIBが割当てられる報知チャネル(PBCH)はサブフレーム#0で送信される。
このように、既存のLTEシステムでは、所定パラメータ(IMSI、ページングサイクル(T)、変数(nB))により決定されるページングタイミングでページングチャネルの受信動作を行う。
ところで、将来の無線通信システム(例えば、5G、NR)は、様々な無線通信サービスを、それぞれ異なる要求条件(例えば、超高速、大容量、超低遅延等)を満たすように実現することが期待されている。例えば、将来の無線通信システムでは、上述したように、ビームフォーミング(BF:Beam Forming)を利用して通信を行うことが検討されている。
BFは、デジタルBF及びアナログBFに分類できる。デジタルBFは、ベースバンド上で(デジタル信号に対して)プリコーディング信号処理を行う方法である。この場合、逆高速フーリエ変換(IFFT:Inverse Fast Fourier Transform)/デジタル−アナログ変換(DAC:Digital to Analog Converter)/RF(Radio Frequency)の並列処理が、アンテナポート(RF chain)の個数だけ必要となる。一方で、任意のタイミングで、RF chain数に応じた数だけビームを形成できる。
アナログBFは、RF上で位相シフト器を用いる方法である。この場合、RF信号の位相を回転させるだけなので、構成が容易で安価に実現できるが、同じタイミングで複数のビームを形成することができない。具体的には、アナログBFでは、位相シフト器ごとに、一度に1ビームしか形成できない。
このため、基地局(例えば、eNB(evolved Node B)、BS(Base Station)等と呼ばれる)が位相シフト器を1つのみ有する場合には、ある時間において形成できるビームは、1つとなる。したがって、アナログBFのみを用いて複数のビームを送信する場合には、同じリソースで同時に送信することはできないため、ビームを時間的に切り替えたり、回転させたりする必要がある。
なお、デジタルBFとアナログBFとを組み合わせたハイブリッドBF構成とすることも可能である。将来の無線通信システム(例えば、5G)では、大規模MIMOの導入が検討されているが、膨大な数のビーム形成をデジタルBFだけで行うとすると、回路構成が高価になってしまう。このため、5GではハイブリッドBF構成が利用されると想定される。
BF動作としては、1つのBFを利用するシングルBF動作(Single BF operation)、複数のBFを利用するマルチプルBF動作(Multiple BF operation)がある(図3、図4参照)。シングルBF動作を用いたUL送信では、複数のユーザ端末間でULのビーム(指向性)が直交する(衝突を避ける)ように直交プリアンブル(Orthogonal preambles)が適用される(図3A参照)。このため、図4Aに示すように、周波数領域−時間領域において、同じリソースを用いることができる。
マルチプルBF動作を用いたUL送信では、複数のユーザ端末間でULのビーム(指向性)が直交する(衝突を避ける)ようにBFを適用する。例えば、マルチプルBF動作において、時間方向において異なるビームパターンを適用しながら複数回送信して、最適な受信指向性を選択することが考えられる(ビームスイープ)(図3B参照)。図4Bは、無線基地局(gNBとも呼ぶ)におけるマルチプルBF動作の一例を示している。この場合、無線基地局は、複数の単位区間で異なる受信指向性でユーザ端末からの信号を受信する。図4Cは、無線基地局とユーザ端末におけるマルチプルBF動作の一例を示している。この場合においても、無線基地局は、複数の単位区間で異なる受信指向性でユーザ端末からの信号を受信する。一方、ユーザ端末は、特定の送信指向性(図4CにおけるUEビーム#1、UEビーム#2)で信号を送信する。
マルチプルBF動作の場合、シングルBF動作に比べて直交プリアンブルの数を少なくすることができる。また、マルチプルBF動作の場合、時間方向において異なるビームパターンを適用するので、時間領域において、より多くのPRACH(Physical Random Access Channel)リソースが必要となる。
ところで、既存のLTEシステムでは、無線基地局は、UEの有無に関わらず、セル検出(セルサーチ)、初期アクセス等のための信号(例えば、同期信号(SS:Synchronization Signal)、ブロードキャストチャネル(BCH:Broadcast Channel)、システム情報(SI:System Information)等)を周期的に送信する必要があった。
カバレッジ拡張を実現するためには、これらの信号全てに対して、異なるBF(ビームパターン)を適用しながら(スイープしながら)複数回送信することが考えられる(図5参照)。図5は、1サブフレームに含まれる異なるリソース(ここでは、各シンボル)に対し、異なるビームパターンを適用した同期信号を割当てる場合を示している。ユーザ端末は、各シンボルにおいて受信処理を行うことにより、いずれかのシンボルにおいて自端末に好適なビームが適用された信号を受信できる。また、ユーザ端末の初期アクセス完了後は、無線基地局とユーザ端末間で適切なビーム(ユーザ端末が受信した同期信号に対応するビームパターン)を用いた通信を行うことができる。
同期信号等にビームフォーミングを適用してカバレッジを拡張する場合、ページングチャネルに対しても同様のビーム(ビームパターン)を適用しないとユーザ端末にページングチャネルが届かないおそれが生じる。したがって、ページングチャネルに対してもビームフォーミングを適用することが考えられる。しかし、無線基地局は、アイドル状態のユーザ端末に適したビームパターンが分からないため、同期信号と同様に、異なるビームパターンが適用されたページングチャネルを異なるリソースにそれぞれマッピングして送信(Beam sweeping)することが考えられる。
ページングチャネルに対して、異なるBF(ビームパターン)を適用しながら(スイープしながら)複数回送信する方式を適用することを想定した場合、無線基地局は、どの送信指向性が各アイドル状態のユーザ端末にとって最適であるかが分からない。あるいは、無線基地局は、異なるビームフォーミングを適用する複数の単位区間の中で、どの送信タイミングが各アイドル状態のユーザ端末にとって最適かが分からない。
本発明者らは、ページングチャネルに対して、異なるBF(ビームパターン)を適用しながら(スイープしながら)複数回送信する方式を適用する場合において、ユーザ端末がアイドル状態であっても、ビームフォーミングを適切に行うことができることを見出して、本発明をするに至った。
すなわち、本発明の一態様に係るユーザ端末は、複数のビームパターンを利用する無線基地局と通信するユーザ端末であって、複数の単位区間を含むページング用時間区間でそれぞれ異なるビームパターンが適用されて送信されるページング情報に対して受信処理を行う受信部と、上り信号を送信する送信部と、を有することを特徴とする。
このユーザ端末において、前記ページング用時間区間は、非連続の複数の単位区間を含む、又は、連続する複数の単位区間であることが好ましい。ページング用時間区間が非連続の複数の単位区間である場合、アイドル状態のユーザ端末に適したビームパターンが選択された後のページングメッセージを送信する必要がなくなる。
以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。各実施形態に係る無線通信方法は、それぞれ単独で適用されてもよいし、組み合わせて適用されてもよい。
なお、本明細書において、複数のビーム(ビームパターン)が異なるとは、例えば、複数のビームにそれぞれ適用される下記(1)−(6)のうち、少なくとも1つが異なる場合を表すものとするが、これに限られるものではない:(1)プリコーディング、(2)送信電力、(3)位相回転、(4)ビーム幅、(5)ビームの角度(例えば、チルト角)、(6)レイヤ数。なお、プリコーディングが異なる場合、プリコーディングウェイトが異なってもよいし、プリコーディングの方式(例えば、線形プリコーディングや非線型プリコーディング)が異なってもよい。ビームに線型/非線型プリコーディングを適用する場合は、送信電力や位相回転、レイヤ数等も変わり得る。
線形プリコーディングの例としては、ゼロフォーシング(ZF:Zero-Forcing)規範、正規化ゼロフォーシング(R−ZF:Regularized Zero-Forcing)規範、最小平均二乗誤差(MMSE:Minimum Mean Square Error)規範等に従うプリコーディングが挙げられる。また、非線形プリコーディングの例としては、ダーティ・ペーパ符号化(DPC:Dirty Paper Coding)、ベクトル摂動(VP:Vector Perturbation)、THP(Tomlinson Harashima Precoding)等のプリコーディングが挙げられる。なお、適用されるプリコーディングは、これらに限られない。
本発明の一態様にかかる無線通信システムにおいては、複数のビームパターンを利用する無線基地局とユーザ端末とで通信を行うものであって、複数の単位区間を含むページング用時間区間でそれぞれ異なるビームパターンが適用されて送信されるページング情報に対して受信処理を行う受信部、及び上り信号を送信する送信部を有するユーザ端末と、複数のビームパターンを利用してユーザ端末と通信する無線基地局であって、複数の単位区間を含むページング用時間区間の複数の単位区間でそれぞれ異なるビームパターンを適用してページング情報を送信する送信部を有する無線基地局と、を備える。
ここで、本発明における態様としては、ページング用時間区間が連続する複数の単位区間である場合と、ページング用時間区間が非連続の複数の単位区間である場合と、が挙げられる。
(第1の態様)
第1の態様のページング送信方法においては、無線基地局が複数のビームパターンを利用して連続する複数の単位区間にわたって同一のページングメッセージ(ページング情報)をユーザ端末に送信する。ここで、単位区間としては、例えば、サブフレーム、スロット、シンボル等を挙げることができる。
図6は、本発明の第1の態様にかかるページングメッセージの送信方法を説明するための図である。
第1の態様にかかるページングメッセージの送信方法では、無線基地局側で、定期的(間欠的に)にページング用時間区間が設定されており、このページング用時間区間において、ビームパターンを変えて同じページングメッセージを送信する。ここでは、4つの異なるビームパターン(送信指向性)を用い、ページング用時間区間を連続する4単位区間(例えば、4サブフレーム)としている。なお、使用するビームパターンの数については特に制限はない。また、ページング用時間区間についても特に制限はなく、使用するビームパターンの数を考慮して適宜設定することができる。また、ページング用時間区間の単位区間の数とビームパターンの数とは必ずしも同じである必要はない。
第1の態様においては、ユーザ端末がページング用時間区間(バースト)の周期、ページング用時間区間(バースト)の長さ等を知る必要がある。これらの情報は、無線基地局からユーザ端末に対してハイヤレイヤシグナリング等で通知しても良い。あるいは、これらの情報、特にページング用時間区間(バースト)の長さ(単位区間の数)は、ユーザ端末側で、セルID、TRxPを識別するためのID、送信ビーム数等から導出しても良いし、予め仕様で決められていても良い(例えば、10ms等)。
第1の態様にかかるページングメッセージの送信方法では、ユーザ端末側で、UE ID、DRXサイクル、ビームに関する情報(無線基地局から報知された情報)、ページング用時間区間(バースト)の長さ(単位区間の数)等により、異なるビームパターンを適用したページング用時間区間を算出する。ビームに関する情報としては、送信ビームパターン数等を含む情報であればよい。なお、無線基地局からページング用時間区間の情報(ページング用時間区間の周期、単位区間の数)を取得しても良い。ユーザ端末は、ページング用時間区間の情報に基づいて、共通サーチスペースでDCI(下り制御情報)を読むか、又はページングメッセージの受信処理を行う。なお、DCIに基づかずにページングメッセージの受信処理を行う場合には、DCIの受信処理は省略することができる。
この場合、ユーザ端末は、複数の異なるビームパターンで送信されたページングメッセージの受信処理を行うことにより、ページングメッセージを確実に受信することができる。すなわち、ユーザ端末がアイドル状態の場合で、無線基地局側でどのビームパターン(送信指向性)が最適であるかが不明であっても、ビームフォーミングを適切に行ってページングメッセージをユーザ端末に送ることが可能となる。
なお、ユーザ端末でページングメッセージの受信処理を行い、最適なビームパターンが分かった場合、必要に応じて最適なビームパターンの情報をユーザ端末から無線基地局に通知しても良い。この場合、この最適なビームパターンの情報を他の上り信号に含めて無線基地局に送信しても良い。これにより、無線基地局側で最適なビームパターンを知ることができる。
(第2の態様)
第2の態様のページング送信方法においては、無線基地局が複数のビームパターンを利用して非連続の複数の単位区間で同一のページングメッセージをユーザ端末に送信する。ここで、単位区間としては、例えば、サブフレーム、スロット、シンボル等を挙げることができる。
図7及び図8は、本発明の第2の態様にかかるページングメッセージの送信方法を説明するための図である。
第2の態様にかかるページングメッセージの送信方法では、無線基地局側で、定期的(間欠的に)にページング用時間区間が設定されており、このページング用時間区間において、ビームパターンを変えて同じページングメッセージを送信する。ここでは、4つの異なるビームパターン(送信指向性)を用い、ページング用時間区間を16単位区間(例えば、16サブフレーム)としている。このページング用時間区間における非連続の複数の単位区間でビームパターンを変えて同じページングメッセージを送信する。図7に示す例においては、ページングメッセージを送信する単位区間の間隔(周期)が5単位区間である。
なお、使用するビームパターンの数については特に制限はない。また、ページングメッセージを送信する単位区間の間隔(周期)についても特に制限はなく、使用するビームパターンの数を考慮して適宜設定することができる。
第2の態様にかかるページングメッセージの送信方法においては、ページング用時間区間で非連続の複数の単位区間でビームパターンを変えて同じページングメッセージを送信する際に、無線基地局がユーザ端末から応答信号、例えばRACHプリアンブル、RRCコネクションリクエスト、ACK/NACK等を受信したときに、後続のページングメッセージの送信を停止しても良い。
すなわち、図8に示すように、無線基地局が非連続の複数の単位区間でビームパターンを変えて同じページングメッセージを送信する際に、ユーザ端末が2つ目のページングメッセージを受信した後に応答信号を無線基地局に送信したときは、無線基地局は3つ目及び4つ目のページングメッセージを送信しない。これにより、第1の態様に比べて、ページングメッセージのオーバーヘッドを減少させることができる。
第2の態様においては、ユーザ端末がページング用時間区間(バースト)の周期、ページングメッセージを送信する数等を知る必要がある。これらの情報は、無線基地局からユーザ端末に対して、報知信号を含むハイヤレイヤシグナリング等で予め通知しても良い。あるいは、これらの情報は、ユーザ端末側で、セルID、TRxPを識別するためのID、送信ビーム数等から導出しても良いし、予め仕様で決められていても良い(例えば、10ms等)。
第2の態様にかかるページングメッセージの送信方法では、ユーザ端末側で、UE ID、DRXサイクル等により、異なるビームパターンを適用してページングメッセージを送信する単位区間の間隔(周期)を算出する。なお、この単位区間の間隔(周期)は、無線基地局から取得しても良い。ユーザ端末は、ページング用時間区間の情報に基づいて、共通サーチスペースでDCI(下り制御情報)を読むか、又はページングメッセージの受信処理を行う。なお、DCIに基づかずにページングメッセージの受信処理を行う場合には、DCIの受信処理は省略することができる。
この場合、ユーザ端末は、複数の異なるビームパターンで送信されたページングメッセージの受信処理を行うことにより、ページングメッセージを確実に受信することができる。すなわち、ユーザ端末がアイドル状態の場合で、無線基地局側でどのビームパターン(送信指向性)が最適であるかが不明であっても、ビームフォーミングを適切に行ってページングメッセージをユーザ端末に送ることが可能となる。
第2の態様においては、無線基地局が応答信号を受信することにより、無線基地局がページングメッセージをユーザ端末で受信できたことを認識できるが、これとは別に、必要に応じて最適なビームパターンの情報をユーザ端末から無線基地局に通知しても良い。この場合、この最適なビームパターンの情報を他の上り信号に含めて無線基地局に送信しても良い。これにより、無線基地局側で最適なビームパターンを知ることができる。
第2の態様において、図9に示すように、ページング用時間区間内で単位区間毎に下り送信と上り送信とを切り替えるようにしても良い。図9においては、ページング用時間区間が8つの単位区間で構成されており、4つのビームパターンを使用している。具体的には、第1の単位区間#1、第3の単位区間#3、第5の単位区間#5及び第7の単位区間#7で下り送信を行い、第2の単位区間#2、第4の単位区間#4、第6の単位区間#6及び第8の単位区間#8で上り送信を行うように設定されている(TDD:Time Division Duplex)。
また、第1の単位区間#1及び第2の単位区間#2で同じビームパターン(第1のビームパターンBF#1)を用い、第3の単位区間#3及び第4の単位区間#4で同じビームパターン(第2のビームパターンBF#2)を用い、第5の単位区間#5及び第6の単位区間#6で同じビームパターン(第3のビームパターンBF#3)を用い、第7の単位区間#7及び第8の単位区間#8で同じビームパターン(第4のビームパターンBF#4)を用いている。
図9においては、UL送信とDL送信とを交互に行っている場合について記載しているが、UL送信とDL送信の送信パターンについては特に制限はない。例えば、DL送信の割合を多くしても良く、UL送信の割合を多くしても良く、UL送信とDL送信の送信パターンは、上下リンクのトラヒック状況等を考慮して適宜設定することができる。また、UL送信とDL送信の送信パターンについては、無線基地局からユーザ端末に報知信号やハイヤレイヤシグナリング等で通知することができる。例えば、UL送信とDL送信の送信パターンをビットマップにして、このビットマップ情報を無線基地局からユーザ端末にハイヤレイヤシグナリング等で通知しても良い。
このように、ページング用時間区間においてUL送信とDL送信とを交互に行うことにより、ユーザ端末におけるページングメッセージの受信を効率良く行うことができるので、ユーザ端末のバッテリー消費を減らすことができる。
上記第1の態様と第2の態様は、適宜組み合わせて実施することができる。すなわち、非連続の複数の単位区間でそれぞれ異なるビームパターンを適用してページングメッセージを送信する方法と、連続する複数の単位区間でそれぞれ異なるビームパターンを適用してページングメッセージを送信する方法とを組み合わせて実施することができる。
この場合において、第1の態様の送信方法と第2の態様の送信方法とを識別する識別情報をMIBやSIBで無線基地局からユーザ端末に報知しても良い。例えば、System Information change、ETWS、CMAS等、ユーザ端末共通の情報の送信に第1の態様の送信方法を適用し、ページングレコード等のユーザ端末固有の情報の送信に第2の態様の送信方法を適用しても良い。これにより、ユーザ固有の情報に関するシグナリングのオーバーヘッドを低減することができる。この場合においてユーザ端末は、第1の態様の送信方法に対応する受信処理と、第2の態様の送信方法に対応する受信処理とを切り替えて実施する。
(第3の態様)
第3の態様のページング送信方法においては、ページング用時間区間で無線基地局からの信号を用いてユーザ端末でビーム測定を行い、最適なビームパターンの情報をユーザ端末が無線基地局にフィードバックする。第3の態様のページング送信方法においては、ページング用時間区間は、ビームパターン(ビームインデックス)にそれぞれ括りつけられた複数の単位区間を含む。
第3の態様のページング送信方法においては、図10に示すように、まず、ユーザ端末が、UE ID、DRXサイクル等により、SS(同期信号)、報知チャネル、BRS(ビームパターン測定用の参照信号)等を受信する時間間隔、周期、タイミング等に関する情報を算出し、その算出結果を用いて最適なビームを検出する。次に、ユーザ端末は、この最適なビームパターンを用いて、RACHリソース(送信タイミング)でRACHプリアンブルを無線基地局に送信する。その後、無線基地局は、RACHプリアンブルを受信して、当該ユーザ端末に最適なビームインデックスを算出する。
無線基地局は、最適なビームインデックスに括りついた単位区間でのみページングメッセージをユーザ端末に送信する。なお、この場合においては、ユーザ端末は、無線基地局から異なるビームパターンで送信されたページングメッセージを受信する複数の単位区間においてすべて受信処理を行うことになる。あるいは、ユーザ端末は最適なビームインデックスに括りついた単位区間でのみでページングメッセージ受信しても良い。その後、ユーザ端末は、ページングメッセージの受信処理を行った後に、RRCコネクションリクエストを無線基地局に送信する。
この態様によれば、無線基地局がページングメッセージを送信する前に、最適なビームパターンを把握することができるので、第1の態様に比べて、ページングメッセージのオーバーヘッドを減少させることができる。
第3の態様のページング送信方法においては、RACHプリアンブルを送信するように設定される。このRACHプリアンブルは、通常のRACH手順のRACHプリアンブルとは個別に設定するものであるので、両者を識別するために、ページング用のRACHプリアンブルのリソースを通常のRACHプリアンブルのリソースとは別に設定しても良い。なお、ページング用のRACHプリアンブルは、最適なビームを通知する目的のものであるので、パワーランピングを適用しなくても良い。
また、第3の態様のページング送信方法においては、無線基地局がRACHプリアンブルを受信して最適なビームパターンを求めたときは、図11に示すように、どのタイミングで、すなわちどの単位区間でページングメッセージを送信しても良い。なお、この場合においては、ユーザ端末は、無線基地局から最適なビームパターンで送信されたページングメッセージを受信する単位区間のみにおいて受信処理を行うことになる。これにより、ユーザ端末においてページングメッセージの受信処理までにかかる時間をより短縮することが可能である。
(無線通信システム)
以下、本発明の一実施形態に係る無線通信システムの構成について説明する。この無線通信システムでは、本発明の上記各実施形態に係る無線通信方法のいずれか又はこれらの組み合わせを用いて通信が行われる。
図12は、本発明の一実施形態に係る無線通信システムの概略構成の一例を示す図である。無線通信システム1では、LTEシステムのシステム帯域幅(例えば、20MHz)を1単位とする複数の基本周波数ブロック(コンポーネントキャリア)を一体としたキャリアアグリゲーション(CA)及び/又はデュアルコネクティビティ(DC)を適用することができる。
なお、無線通信システム1は、LTE(Long Term Evolution)、LTE−A(LTE-Advanced)、LTE−B(LTE-Beyond)、SUPER 3G、IMT−Advanced、4G(4th generation mobile communication system)、5G(5th generation mobile communication system)、FRA(Future Radio Access)、New−RAT(Radio Access Technology)等と呼ばれてもよいし、これらを実現するシステムと呼ばれてもよい。
無線通信システム1は、比較的カバレッジの広いマクロセルC1を形成する無線基地局11と、マクロセルC1内に配置され、マクロセルC1よりも狭いスモールセルC2を形成する無線基地局12(12a−12c)と、を備えている。また、マクロセルC1及び各スモールセルC2には、ユーザ端末20が配置されている。
ユーザ端末20は、無線基地局11及び無線基地局12の双方に接続することができる。ユーザ端末20は、マクロセルC1及びスモールセルC2を、CA又はDCにより同時に使用することが想定される。また、ユーザ端末20は、複数のセル(CC)(例えば、5個以下のCC、6個以上のCC)を用いてCA又はDCを適用してもよい。
ユーザ端末20と無線基地局11との間は、相対的に低い周波数帯域(例えば、2GHz)で帯域幅が狭いキャリア(既存キャリア、Legacy carrier等と呼ばれる)を用いて通信を行うことができる。一方、ユーザ端末20と無線基地局12との間は、相対的に高い周波数帯域(例えば、3.5GHz、5GHz等)で帯域幅が広いキャリアが用いられてもよいし、無線基地局11との間と同じキャリアが用いられてもよい。なお、各無線基地局が利用する周波数帯域の構成はこれに限られない。
無線基地局11と無線基地局12との間(又は、2つの無線基地局12間)は、有線接続(例えば、CPRI(Common Public Radio Interface)に準拠した光ファイバ、X2インターフェース等)又は無線接続する構成とすることができる。
無線基地局11及び各無線基地局12は、それぞれ上位局装置30に接続され、上位局装置30を介してコアネットワーク40に接続される。なお、上位局装置30には、例えば、アクセスゲートウェイ装置、無線ネットワークコントローラ(RNC)、モビリティマネジメントエンティティ(MME)等が含まれるが、これに限定されるものではない。また、各無線基地局12は、無線基地局11を介して上位局装置30に接続されてもよい。
なお、無線基地局11は、相対的に広いカバレッジを有する無線基地局であり、マクロ基地局、集約ノード、eNB(eNodeB)、送受信ポイント、等と呼ばれてもよい。また、無線基地局12は、局所的なカバレッジを有する無線基地局であり、スモール基地局、マイクロ基地局、ピコ基地局、フェムト基地局、HeNB(Home eNodeB)、RRH(Remote Radio Head)、送受信ポイント等と呼ばれてもよい。以下、無線基地局11及び無線基地局12を区別しない場合は、無線基地局10と総称する。
各ユーザ端末20は、LTE、LTE−A等の各種通信方式に対応した端末であり、移動通信端末(移動局)だけでなく固定通信端末(固定局)を含んでもよい。
無線通信システム1においては、無線アクセス方式として、下りリンクに直交周波数分割多元接続(OFDMA:Orthogonal Frequency Division Multiple Access)が適用され、上りリンクにシングルキャリア−周波数分割多元接続(SC−FDMA:Single Carrier Frequency Division Multiple Access)が適用される。
OFDMAは、周波数帯域を複数の狭い周波数帯域(サブキャリア)に分割し、各サブキャリアにデータをマッピングして通信を行うマルチキャリア伝送方式である。SC−FDMAは、システム帯域幅を端末毎に1つ又は連続したリソースブロックからなる帯域に分割し、複数の端末が互いに異なる帯域を用いることで、端末間の干渉を低減するシングルキャリア伝送方式である。なお、上り及び下りの無線アクセス方式は、これらの組み合わせに限らず、他の無線アクセス方式が用いられてもよい。
無線通信システム1では、下りリンクのチャネルとして、各ユーザ端末20で共有される下り共有チャネル(PDSCH:Physical Downlink Shared Channel)、報知チャネル(PBCH:Physical Broadcast Channel)、下りL1/L2制御チャネル等が用いられる。PDSCHにより、ユーザデータや上位レイヤ制御情報、SIB(System Information Block)等が伝送される。また、PBCHにより、MIB(Master Information Block)が伝送される。
下りL1/L2制御チャネルは、PDCCH(Physical Downlink Control Channel)、EPDCCH(Enhanced Physical Downlink Control Channel)、PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel)、PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel)等を含む。PDCCHにより、PDSCH及びPUSCHのスケジューリング情報を含む下り制御情報(DCI:Downlink Control Information)等が伝送される。PCFICHにより、PDCCHに用いるOFDMシンボル数が伝送される。PHICHにより、PUSCHに対するHARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest)の送達確認情報(例えば、再送制御情報、HARQ−ACK、ACK/NACK等ともいう)が伝送される。EPDCCHは、PDSCH(下り共有データチャネル)と周波数分割多重され、PDCCHと同様にDCI等の伝送に用いられる。
無線通信システム1では、上りリンクのチャネルとして、各ユーザ端末20で共有される上り共有チャネル(PUSCH:Physical Uplink Shared Channel)、上り制御チャネル(PUCCH:Physical Uplink Control Channel)、ランダムアクセスチャネル(PRACH:Physical Random Access Channel)等が用いられる。PUSCHにより、ユーザデータや上位レイヤ制御情報が伝送される。また、PUCCHにより、下りリンクの無線品質情報(CQI:Channel Quality Indicator)、送達確認情報等が伝送される。PRACHにより、セルとの接続確立のためのランダムアクセスプリアンブルが伝送される。
無線通信システム1では、下り参照信号として、セル固有参照信号(CRS:Cell-specific Reference Signal)、チャネル状態情報参照信号(CSI−RS:Channel State Information-Reference Signal)、復調用参照信号(DMRS:DeModulation Reference Signal)、位置決定参照信号(PRS:Positioning Reference Signal)等が伝送される。また、無線通信システム1では、上り参照信号として、測定用参照信号(SRS:Sounding Reference Signal)、復調用参照信号(DMRS)等が伝送される。なお、DMRSはユーザ端末固有参照信号(UE-specific Reference Signal)と呼ばれてもよい。また、伝送される参照信号は、これらに限られない。
(無線基地局)
図13は、本発明の一実施形態に係る無線基地局の全体構成の一例を示す図である。無線基地局10は、複数の送受信アンテナ101と、アンプ部102と、送受信部103と、ベースバンド信号処理部104と、呼処理部105と、伝送路インターフェース106と、を備えている。なお、送受信アンテナ101、アンプ部102、送受信部103は、それぞれ1つ以上を含むように構成されればよい。
下りリンクにより無線基地局10からユーザ端末20に送信されるユーザデータは、上位局装置30から伝送路インターフェース106を介してベースバンド信号処理部104に入力される。
ベースバンド信号処理部104では、ユーザデータに関して、PDCP(Packet Data Convergence Protocol)レイヤの処理、ユーザデータの分割・結合、RLC(Radio Link Control)再送制御等のRLCレイヤの送信処理、MAC(Medium Access Control)再送制御(例えば、HARQの送信処理)、スケジューリング、伝送フォーマット選択、チャネル符号化、逆高速フーリエ変換(IFFT:Inverse Fast Fourier Transform)処理、プリコーディング処理等の送信処理が行われて送受信部103に転送される。また、下り制御信号に関しても、チャネル符号化や逆高速フーリエ変換等の送信処理が行われて、送受信部103に転送される。
送受信部103は、ベースバンド信号処理部104からアンテナ毎にプリコーディングして出力されたベースバンド信号を無線周波数帯に変換して送信する。送受信部103で周波数変換された無線周波数信号は、アンプ部102により増幅され、送受信アンテナ101から送信される。送受信部103は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明されるトランスミッター/レシーバー、送受信回路又は送受信装置から構成することができる。なお、送受信部103は、一体の送受信部として構成されてもよいし、送信部及び受信部から構成されてもよい。
一方、上り信号については、送受信アンテナ101で受信された無線周波数信号がアンプ部102で増幅される。送受信部103はアンプ部102で増幅された上り信号を受信する。送受信部103は、受信信号をベースバンド信号に周波数変換して、ベースバンド信号処理部104に出力する。
ベースバンド信号処理部104では、入力された上り信号に含まれるユーザデータに対して、高速フーリエ変換(FFT:Fast Fourier Transform)処理、逆離散フーリエ変換(IDFT:Inverse Discrete Fourier Transform)処理、誤り訂正復号、MAC再送制御の受信処理、RLCレイヤ及びPDCPレイヤの受信処理がなされ、伝送路インターフェース106を介して上位局装置30に転送される。呼処理部105は、通信チャネルの設定や解放等の呼処理や、無線基地局10の状態管理や、無線リソースの管理を行う。
伝送路インターフェース106は、所定のインターフェースを介して、上位局装置30と信号を送受信する。また、伝送路インターフェース106は、基地局間インターフェース(例えば、CPRI(Common Public Radio Interface)に準拠した光ファイバ、X2インターフェース)を介して他の無線基地局10と信号を送受信(バックホールシグナリング)してもよい。
なお、送受信部103は、アナログビームフォーミングを実施するアナログビームフォーミング部をさらに有してもよい。アナログビームフォーミング部は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明されるアナログビームフォーミング回路(例えば、位相シフタ、位相シフト回路)又はアナログビームフォーミング装置(例えば、位相シフト器)から構成することができる。また、送受信アンテナ101は、例えばアレーアンテナにより構成することができる。
送受信部103は、ページングメッセージの送信、第2の態様のページング送信方法における応答信号の受信、第3の態様のページング送信方法におけるRACHプリアンブルの受信、RRCコネクションリクエストの受信等を制御する。また、送受信部103は、ユーザ端末でのビーム測定のために、同期信号、報知チャネル信号、ビームパターン測定用の参照信号を送信してもよい。
図14は、本発明の一実施形態に係る無線基地局の機能構成の一例を示す図である。なお、本例では、本実施形態における特徴部分の機能ブロックを主に示しており、無線基地局10は、無線通信に必要な他の機能ブロックも有しているものとする。
ベースバンド信号処理部104は、制御部(スケジューラ)301と、送信信号生成部302と、マッピング部303と、受信信号処理部304と、測定部305と、を少なくとも備えている。なお、これらの構成は、無線基地局10に含まれていればよく、一部又は全部の構成がベースバンド信号処理部104に含まれなくてもよい。
制御部(スケジューラ)301は、無線基地局10全体の制御を実施する。制御部301は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明されるコントローラ、制御回路又は制御装置から構成することができる。
制御部301は、例えば、送信信号生成部302による信号の生成や、マッピング部303による信号の割り当てを制御する。また、制御部301は、受信信号処理部304による信号の受信処理や、測定部305による信号の測定を制御する。
制御部301は、システム情報、PDSCHで送信される下りデータ信号、PDCCH及び/又はEPDCCHで伝送される下り制御信号のスケジューリング(例えば、リソース割り当て)を制御する。また、制御部301は、上りデータ信号に対する再送制御の要否を判定した結果等に基づいて、下り制御信号(例えば、送達確認情報等)や下りデータ信号の生成を制御する。また、制御部301は、同期信号(例えば、PSS(Primary Synchronization Signal)/SSS(Secondary Synchronization Signal))や、CRS、CSI−RS、DMRS等の下り参照信号のスケジューリングの制御を行う。
また、制御部301は、PUSCHで送信される上りデータ信号、PUCCH及び/又はPUSCHで送信される上り制御信号(例えば、送達確認情報)、PRACHで送信されるRACHプリアンブルや、上り参照信号等のスケジューリングを制御する。
制御部301は、ベースバンド信号処理部104によるデジタルBF(例えば、プリコーディング)及び/又は送受信部103によるアナログBF(例えば、位相回転)を用いて、送信ビーム及び/又は受信ビームを形成するように制御する。
例えば、制御部301は、所定の期間(例えば、ページング用時間区間)において、複数の異なるビームパターンを用いて、ページングメッセージを送信するように制御する。なお、制御部301は、複数の異なるビームパターンを用いて送信するページングメッセージをページング用時間区間の単位区間に括りつけるように制御する。また、制御部301は、所定の期間(例えば、スイープ期間)において、1つ以上のビーム固有信号及び/又はチャネル(例えば、ビーム固有SS、ビーム固有RS、ビーム固有BCH(ブロードキャスト信号)等)を、スイープしながら送信するように制御してもよい。また、制御部301は、ユーザ端末が最適なビームパターンを用いて送信したRACHプリアンブルを受信して、自装置に最適なビームインデックスを算出するように制御する。
送信信号生成部302は、制御部301からの指示に基づいて、下り信号(下り制御信号、下りデータ信号、下り参照信号等)を生成して、マッピング部303に出力する。送信信号生成部302は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明される信号生成器、信号生成回路又は信号生成装置から構成することができる。
送信信号生成部302は、例えば、制御部301からの指示に基づいて、下り信号の割り当て情報を通知するDLアサインメント及び上り信号の割り当て情報を通知するULグラントを生成する。また、下りデータ信号には、各ユーザ端末20からのチャネル状態情報(CSI:Channel State Information)等に基づいて決定された符号化率、変調方式等に従って符号化処理、変調処理が行われる。
マッピング部303は、制御部301からの指示に基づいて、送信信号生成部302で生成された下り信号を、所定の無線リソースにマッピングして、送受信部103に出力する。マッピング部303は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明されるマッパー、マッピング回路又はマッピング装置から構成することができる。
受信信号処理部304は、送受信部103から入力された受信信号に対して、受信処理(例えば、デマッピング、復調、復号等)を行う。ここで、受信信号は、例えば、ユーザ端末20から送信される上り信号(上り制御信号、上りデータ信号、上り参照信号等)である。受信信号処理部304は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明される信号処理器、信号処理回路又は信号処理装置から構成することができる。
受信信号処理部304は、受信処理により復号された情報を制御部301に出力する。例えば、HARQ−ACKを含むPUCCHを受信した場合、HARQ−ACKを制御部301に出力する。また、受信信号処理部304は、受信信号や、受信処理後の信号を、測定部305に出力する。
測定部305は、受信した信号に関する測定を実施する。測定部305は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明される測定器、測定回路又は測定装置から構成することができる。
測定部305は、例えば、受信した信号の受信電力(例えば、RSRP(Reference Signal Received Power))、受信品質(例えば、RSRQ(Reference Signal Received Quality)、SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio))やチャネル状態等について測定してもよい。測定結果は、制御部301に出力されてもよい。
(ユーザ端末)
図15は、本発明の一実施形態に係るユーザ端末の全体構成の一例を示す図である。ユーザ端末20は、複数の送受信アンテナ201と、アンプ部202と、送受信部203と、ベースバンド信号処理部204と、アプリケーション部205と、を備えている。なお、送受信アンテナ201、アンプ部202、送受信部203は、それぞれ1つ以上を含むように構成されればよい。
送受信アンテナ201で受信された無線周波数信号は、アンプ部202で増幅される。送受信部203は、アンプ部202で増幅された下り信号を受信する。送受信部203は、受信信号をベースバンド信号に周波数変換して、ベースバンド信号処理部204に出力する。送受信部203は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明されるトランスミッター/レシーバー、送受信回路又は送受信装置から構成することができる。なお、送受信部203は、一体の送受信部として構成されてもよいし、送信部及び受信部から構成されてもよい。
ベースバンド信号処理部204は、入力されたベースバンド信号に対して、FFT処理や、誤り訂正復号、再送制御の受信処理等を行う。下りリンクのユーザデータは、アプリケーション部205に転送される。アプリケーション部205は、物理レイヤやMACレイヤより上位のレイヤに関する処理等を行う。また、下りリンクのデータのうち、報知情報もアプリケーション部205に転送される。
一方、上りリンクのユーザデータについては、アプリケーション部205からベースバンド信号処理部204に入力される。ベースバンド信号処理部204では、再送制御の送信処理(例えば、HARQの送信処理)や、チャネル符号化、プリコーディング、離散フーリエ変換(DFT:Discrete Fourier Transform)処理、IFFT処理等が行われて送受信部203に転送される。送受信部203は、ベースバンド信号処理部204から出力されたベースバンド信号を無線周波数帯に変換して送信する。送受信部203で周波数変換された無線周波数信号は、アンプ部202により増幅され、送受信アンテナ201から送信される。
なお、送受信部203は、アナログビームフォーミングを実施するアナログビームフォーミング部をさらに有してもよい。アナログビームフォーミング部は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明されるアナログビームフォーミング回路(例えば、位相シフタ、位相シフト回路)又はアナログビームフォーミング装置(例えば、位相シフト器)から構成することができる。また、送受信アンテナ201は、例えばアレーアンテナにより構成することができる。
送受信部203は、ページングメッセージの受信、第2の態様のページング送信方法における応答信号の送信、第3の態様のページング送信方法におけるRACHプリアンブルの送信、RRCコネクションリクエストの送信等を制御する。また、送受信部203は、ビーム測定のために、同期信号、報知チャネル信号、ビームパターン測定用の参照信号を受信してもよい。
図16は、本発明の一実施形態に係るユーザ端末の機能構成の一例を示す図である。なお、本例においては、本実施形態における特徴部分の機能ブロックを主に示しており、ユーザ端末20は、無線通信に必要な他の機能ブロックも有しているものとする。
ユーザ端末20が有するベースバンド信号処理部204は、制御部401と、送信信号生成部402と、マッピング部403と、受信信号処理部404と、測定部405と、を少なくとも備えている。なお、これらの構成は、ユーザ端末20に含まれていればよく、一部又は全部の構成がベースバンド信号処理部204に含まれなくてもよい。
制御部401は、ユーザ端末20全体の制御を実施する。制御部401は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明されるコントローラ、制御回路又は制御装置から構成することができる。
制御部401は、例えば、送信信号生成部402による信号の生成や、マッピング部403による信号の割り当てを制御する。また、制御部401は、受信信号処理部404による信号の受信処理や、測定部405による信号の測定を制御する。
制御部401は、無線基地局10から送信された下り制御信号(PDCCH/EPDCCHで送信された信号)及び下りデータ信号(PDSCHで送信された信号)を、受信信号処理部404から取得する。制御部401は、下り制御信号や、下りデータ信号に対する再送制御の要否を判定した結果等に基づいて、上り制御信号(例えば、送達確認情報等)や上りデータ信号の生成を制御する。
制御部401は、ベースバンド信号処理部204によるデジタルBF(例えば、プリコーディング)及び/又は送受信部203によるアナログBF(例えば、位相回転)を用いて、送信ビーム及び/又は受信ビームを形成するように制御する。
例えば、制御部401は、ページング用時間区間が連続した複数の単位区間である場合に、連続した複数の単位区間でそれぞれ異なるビームパターンが適用されて送信されるページングメッセージに対して受信処理を行うように制御する(第1の態様)。制御部401は、ページング用時間区間が非連続の複数の単位区間を含む場合に、複数の単位区間を含むページング用時間区間でそれぞれ異なるビームパターンが適用されて送信されるページングメッセージに対して受信処理を行うように制御する(第2の態様)。また、制御部401は、所定の期間(例えば、スイープ期間)において送信される複数のビーム固有信号及び/又はチャネル(例えば、ビーム固有SS、ビーム固有RS、ビーム固有BCH(ブロードキャスト信号)等)のうち、少なくとも1つを受信するように制御してもよい。
また、制御部401は、第2の態様のページング送信方法において、ページング用時間区間が非連続の複数の単位区間である場合に、ページング情報の受信に基づいて応答信号を送信するように制御する。制御部401は、非連続となる複数の単位区間でそれぞれ異なるビームパターンが適用されて送信されるページング情報に対する受信処理と、連続する複数の単位区間でそれぞれ異なるビームパターンが適用されて送信されるページング情報に対する受信処理とを切り替えて行うように制御する。また、制御部401は、TDD等の場合において、ページング用時間区間にUL送信を行うように制御する(第2の態様)。
また、制御部401は、セルID、TRxPを識別するためのID、送信ビーム数等を用いてページング用時間区間(バースト)の長さ(単位区間の数)を導出するように制御する(第1の態様)。また、制御部401は、UE ID、DRXサイクル、ビームに関する情報(無線基地局から報知された情報)、ページング用時間区間(バースト)の長さ(単位区間の数)等を用いて、異なるビームパターンを適用したページング用時間区間を算出するように制御する(第1の態様)。
また、制御部401は、セルID、TRxPID等を用いてページング用時間区間(バースト)の周期、ページングメッセージを送信する数を導出するように制御する(第2の態様)。制御部401は、UE ID、DRXサイクル等を用いて、異なるビームパターンを適用してページングメッセージを送信する単位区間の間隔(周期)を算出するように制御する(第2の態様)。
また、制御部401は、UE ID、DRXサイクル等により、SS(同期信号)、報知チャネル、BRS(ビームパターン測定用の参照信号)等を受信する時間間隔、周期、タイミング等に関する情報を算出し、その算出結果を用いて最適なビームを検出するように制御する(第3の態様)。制御部401は、この最適なビームパターンを用いて、RACHリソース(送信タイミング)でRACHプリアンブルを無線基地局に送信する(第3の態様)。
送信信号生成部402は、制御部401からの指示に基づいて、上り信号(上り制御信号、上りデータ信号、上り参照信号等)を生成して、マッピング部403に出力する。送信信号生成部402は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明される信号生成器、信号生成回路又は信号生成装置から構成することができる。
送信信号生成部402は、例えば、制御部401からの指示に基づいて、送達確認情報やチャネル状態情報(CSI)に関する上り制御信号を生成する。また、送信信号生成部402は、制御部401からの指示に基づいて上りデータ信号を生成する。例えば、送信信号生成部402は、無線基地局10から通知される下り制御信号にULグラントが含まれている場合に、制御部401から上りデータ信号の生成を指示される。
マッピング部403は、制御部401からの指示に基づいて、送信信号生成部402で生成された上り信号を無線リソースにマッピングして、送受信部203へ出力する。マッピング部403は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明されるマッパー、マッピング回路又はマッピング装置から構成することができる。
受信信号処理部404は、送受信部203から入力された受信信号に対して、受信処理(例えば、デマッピング、復調、復号等)を行う。ここで、受信信号は、例えば、無線基地局10から送信される下り信号(下り制御信号、下りデータ信号、下り参照信号等)である。受信信号処理部404は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明される信号処理器、信号処理回路又は信号処理装置から構成することができる。また、受信信号処理部404は、本発明に係る受信部を構成することができる。
受信信号処理部404は、受信処理により復号された情報を制御部401に出力する。受信信号処理部404は、例えば、報知情報、システム情報、RRCシグナリング、DCI等を、制御部401に出力する。また、受信信号処理部404は、受信信号や、受信処理後の信号を、測定部405に出力する。
測定部405は、受信した信号に関する測定を実施する。例えば、測定部405は、無線基地局10から送信されたビーム形成用RSを用いて測定を実施する。測定部405は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明される測定器、測定回路又は測定装置から構成することができる。
測定部405は、例えば、受信した信号の受信電力(例えば、RSRP)、受信品質(例えば、RSRQ、受信SINR)やチャネル状態等について測定してもよい。測定結果は、制御部401に出力されてもよい。
(ハードウェア構成)
なお、上記実施形態の説明に用いたブロック図は、機能単位のブロックを示している。これらの機能ブロック(構成部)は、ハードウェア及び/又はソフトウェアの任意の組み合わせによって実現される。また、各機能ブロックの実現手段は特に限定されない。すなわち、各機能ブロックは、物理的及び/又は論理的に結合した1つの装置により実現されてもよいし、物理的及び/又は論理的に分離した2つ以上の装置を直接的及び/又は間接的に(例えば、有線及び/又は無線)で接続し、これら複数の装置により実現されてもよい。
例えば、本発明の一実施形態における無線基地局、ユーザ端末等は、本発明の無線通信方法の処理を行うコンピュータとして機能してもよい。図17は、本発明の一実施形態に係る無線基地局及びユーザ端末のハードウェア構成の一例を示す図である。上述の無線基地局10及びユーザ端末20は、物理的には、プロセッサ1001、メモリ1002、ストレージ1003、通信装置1004、入力装置1005、出力装置1006、バス1007等を含むコンピュータ装置として構成されてもよい。
なお、以下の説明では、「装置」という文言は、回路、デバイス、ユニット等に読み替えることができる。無線基地局10及びユーザ端末20のハードウェア構成は、図に示した各装置を1つ又は複数含むように構成されてもよいし、一部の装置を含まずに構成されてもよい。
例えば、プロセッサ1001は1つだけ図示されているが、複数のプロセッサがあってもよい。また、処理は、1のプロセッサで実行されてもよいし、処理が同時に、逐次に、又はその他の手法で、1以上のプロセッサで実行されてもよい。なお、プロセッサ1001は、1以上のチップで実装されてもよい。
無線基地局10及びユーザ端末20における各機能は、例えば、プロセッサ1001、メモリ1002等のハードウェア上に所定のソフトウェア(プログラム)を読み込ませることで、プロセッサ1001が演算を行い、通信装置1004による通信や、メモリ1002及びストレージ1003におけるデータの読み出し及び/又は書き込みを制御することで実現される。
プロセッサ1001は、例えば、オペレーティングシステムを動作させてコンピュータ全体を制御する。プロセッサ1001は、周辺装置とのインターフェース、制御装置、演算装置、レジスタ等を含む中央処理装置(CPU:Central Processing Unit)で構成されてもよい。例えば、上述のベースバンド信号処理部104(204)、呼処理部105等は、プロセッサ1001で実現されてもよい。
また、プロセッサ1001は、プログラム(プログラムコード)、ソフトウェアモジュール、データ等を、ストレージ1003及び/又は通信装置1004からメモリ1002に読み出し、これらに従って各種の処理を実行する。プログラムとしては、上述の実施形態で説明した動作の少なくとも一部をコンピュータに実行させるプログラムが用いられる。例えば、ユーザ端末20の制御部401は、メモリ1002に格納され、プロセッサ1001で動作する制御プログラムによって実現されてもよく、他の機能ブロックについても同様に実現されてもよい。
メモリ1002は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、ROM(Read Only Memory)、EPROM(Erasable Programmable ROM)、EEPROM(Electrically EPROM)、RAM(Random Access Memory)、その他の適切な記憶媒体の少なくとも1つで構成されてもよい。メモリ1002は、レジスタ、キャッシュ、メインメモリ(主記憶装置)等と呼ばれてもよい。メモリ1002は、本発明の一実施形態に係る無線通信方法を実施するために実行可能なプログラム(プログラムコード)、ソフトウェアモジュール等を保存することができる。
ストレージ1003は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、フレキシブルディスク、フロッピー(登録商標)ディスク、光磁気ディスク(例えば、コンパクトディスク(CD−ROM(Compact Disc ROM)等)、デジタル多用途ディスク、Blu−ray(登録商標)ディスク)、リムーバブルディスク、ハードディスクドライブ、スマートカード、フラッシュメモリデバイス(例えば、カード、スティック、キードライブ)、磁気ストライプ、データベース、サーバ、その他の適切な記憶媒体の少なくとも1つで構成されてもよい。ストレージ1003は、補助記憶装置と呼ばれてもよい。
通信装置1004は、有線及び/又は無線ネットワークを介してコンピュータ間の通信を行うためのハードウェア(送受信デバイス)であり、例えばネットワークデバイス、ネットワークコントローラ、ネットワークカード、通信モジュール等ともいう。通信装置1004は、例えば周波数分割複信(FDD:Frequency Division Duplex)及び/又は時分割複信(TDD:Time Division Duplex)を実現するために、高周波スイッチ、デュプレクサ、フィルタ、周波数シンセサイザ等を含んで構成されてもよい。例えば、上述の送受信アンテナ101(201)、アンプ部102(202)、送受信部103(203)、伝送路インターフェース106等は、通信装置1004で実現されてもよい。
入力装置1005は、外部からの入力を受け付ける入力デバイス(例えば、キーボード、マウス、マイクロフォン、スイッチ、ボタン、センサ等)である。出力装置1006は、外部への出力を実施する出力デバイス(例えば、ディスプレイ、スピーカー、LED(Light Emitting Diode)ランプ等)である。なお、入力装置1005及び出力装置1006は、一体となった構成(例えば、タッチパネル)であってもよい。
また、プロセッサ1001やメモリ1002等の各装置は、情報を通信するためのバス1007で接続される。バス1007は、単一のバスで構成されてもよいし、装置間で異なるバスで構成されてもよい。
また、無線基地局10及びユーザ端末20は、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP:Digital Signal Processor)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、PLD(Programmable Logic Device)、FPGA(Field Programmable Gate Array)等のハードウェアを含んで構成されてもよく、当該ハードウェアにより、各機能ブロックの一部又は全てが実現されてもよい。例えば、プロセッサ1001は、これらのハードウェアの少なくとも1つで実装されてもよい。
(変形例)
なお、本明細書で説明した用語及び/又は本明細書の理解に必要な用語については、同一の又は類似する意味を有する用語と置き換えてもよい。例えば、チャネル及び/又はシンボルは信号(シグナリング)であってもよい。また、信号はメッセージであってもよい。参照信号は、RS(Reference Signal)と略称することもでき、適用される標準によってパイロット(Pilot)、パイロット信号等と呼ばれてもよい。また、コンポーネントキャリア(CC:Component Carrier)は、セル、周波数キャリア、キャリア周波数等と呼ばれてもよい。
また、無線フレームは、時間領域において1つ又は複数の期間(フレーム)で構成されてもよい。無線フレームを構成する当該1つ又は複数の各期間(フレーム)は、サブフレームと呼ばれてもよい。さらに、サブフレームは、時間領域において1つ又は複数のスロットで構成されてもよい。さらに、スロットは、時間領域において1つ又は複数のシンボル(OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)シンボル、SC−FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access)シンボル等)で構成されてもよい。
無線フレーム、サブフレーム、スロット及びシンボルは、いずれも信号を伝送する際の時間単位を表す。無線フレーム、サブフレーム、スロット及びシンボルは、それぞれに対応する別の呼称が用いられてもよい。例えば、1サブフレームは送信時間間隔(TTI:Transmission Time Interval)と呼ばれてもよいし、複数の連続したサブフレームがTTIと呼ばれてよいし、1スロットがTTIと呼ばれてもよい。つまり、サブフレームやTTIは、既存のLTEにおけるサブフレーム(1ms)であってもよいし、1msより短い期間(例えば、1−13シンボル)であってもよいし、1msより長い期間であってもよい。
ここで、TTIは、例えば、無線通信におけるスケジューリングの最小時間単位のことをいう。例えば、LTEシステムでは、無線基地局が各ユーザ端末に対して、無線リソース(各ユーザ端末において使用することが可能な周波数帯域幅や送信電力等)を、TTI単位で割り当てるスケジューリングを行う。なお、TTIの定義はこれに限られない。TTIは、チャネル符号化されたデータパケット(トランスポートブロック)の送信時間単位であってもよいし、スケジューリングやリンクアダプテーション等の処理単位となってもよい。
1msの時間長を有するTTIは、通常TTI(LTE Rel.8−12におけるTTI)、ノーマルTTI、ロングTTI、通常サブフレーム、ノーマルサブフレーム、又はロングサブフレーム等と呼ばれてもよい。通常TTIより短いTTIは、短縮TTI、ショートTTI、短縮サブフレーム、又はショートサブフレーム等と呼ばれてもよい。
リソースブロック(RB:Resource Block)は、時間領域及び周波数領域のリソース割当単位であり、周波数領域において、1つ又は複数個の連続した副搬送波(サブキャリア(subcarrier))を含んでもよい。また、RBは、時間領域において、1つ又は複数個のシンボルを含んでもよく、1スロット、1サブフレーム又は1TTIの長さであってもよい。1TTI、1サブフレームは、それぞれ1つ又は複数のリソースブロックで構成されてもよい。なお、RBは、物理リソースブロック(PRB:Physical RB)、PRBペア、RBペア等と呼ばれてもよい。
また、リソースブロックは、1つ又は複数のリソースエレメント(RE:Resource Element)で構成されてもよい。例えば、1REは、1サブキャリア及び1シンボルの無線リソース領域であってもよい。
なお、上述した無線フレーム、サブフレーム、スロット及びシンボル等の構造は例示に過ぎない。例えば、無線フレームに含まれるサブフレームの数、サブフレームに含まれるスロットの数、スロットに含まれるシンボル及びRBの数、RBに含まれるサブキャリアの数、並びにTTI内のシンボル数、シンボル長、サイクリックプレフィックス(CP:Cyclic Prefix)長等の構成は、様々に変更することができる。
また、本明細書で説明した情報、パラメータ等は、絶対値で表されてもよいし、所定の値からの相対値で表されてもよいし、対応する別の情報で表されてもよい。例えば、無線リソースは、所定のインデックスで指示されるものであってもよい。さらに、これらのパラメータを使用する数式等は、本明細書で明示的に開示したものと異なってもよい。
本明細書においてパラメータ等に使用する名称は、いかなる点においても限定的なものではない。例えば、様々なチャネル(PUCCH(Physical Uplink Control Channel)、PDCCH(Physical Downlink Control Channel)等)及び情報要素は、あらゆる好適な名称によって識別できるので、これらの様々なチャネル及び情報要素に割り当てている様々な名称は、いかなる点においても限定的なものではない。
本明細書で説明した情報、信号等は、様々な異なる技術のいずれかを使用して表されてもよい。例えば、上記の説明全体に渡って言及され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、チップ等は、電圧、電流、電磁波、磁界若しくは磁性粒子、光場若しくは光子、又はこれらの任意の組み合わせによって表されてもよい。
また、情報、信号等は、上位レイヤから下位レイヤ、及び/又は下位レイヤから上位レイヤへ出力され得る。情報、信号等は、複数のネットワークノードを介して入出力されてもよい。
入出力された情報、信号等は、特定の場所(例えば、メモリ)に保存されてもよいし、管理テーブルで管理してもよい。入出力される情報、信号等は、上書き、更新又は追記をされ得る。出力された情報、信号等は、削除されてもよい。入力された情報、信号等は、他の装置へ送信されてもよい。
情報の通知は、本明細書で説明した態様/実施形態に限られず、他の方法で行われてもよい。例えば、情報の通知は、物理レイヤシグナリング(例えば、下り制御情報(DCI:Downlink Control Information)、上り制御情報(UCI:Uplink Control Information))、上位レイヤシグナリング(例えば、RRC(Radio Resource Control)シグナリング、ブロードキャスト情報(マスタ情報ブロック(MIB:Master Information Block)、システム情報ブロック(SIB:System Information Block)等)、MAC(Medium Access Control)シグナリング)、その他の信号又はこれらの組み合わせによって実施されてもよい。
なお、物理レイヤシグナリングは、L1/L2(Layer 1/Layer 2)制御情報(L1/L2制御信号)、L1制御情報(L1制御信号)等と呼ばれてもよい。また、RRCシグナリングは、RRCメッセージと呼ばれてもよく、例えば、RRC接続セットアップ(RRCConnectionSetup)メッセージ、RRC接続再構成(RRCConnectionReconfiguration)メッセージ等であってもよい。また、MACシグナリングは、例えば、MAC制御要素(MAC CE(Control Element))で通知されてもよい。
また、所定の情報の通知(例えば、「Xであること」の通知)は、明示的に行うものに限られず、暗示的に(例えば、当該所定の情報の通知を行わないことによって又は別の情報の通知によって)行われてもよい。
判定は、1ビットで表される値(0か1か)によって行われてもよいし、真(true)又は偽(false)で表される真偽値(boolean)によって行われてもよいし、数値の比較(例えば、所定の値との比較)によって行われてもよい。
ソフトウェアは、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、ハードウェア記述言語と呼ばれるか、他の名称で呼ばれるかを問わず、命令、命令セット、コード、コードセグメント、プログラムコード、プログラム、サブプログラム、ソフトウェアモジュール、アプリケーション、ソフトウェアアプリケーション、ソフトウェアパッケージ、ルーチン、サブルーチン、オブジェクト、実行可能ファイル、実行スレッド、手順、機能等を意味するよう広く解釈されるべきである。
また、ソフトウェア、命令、情報等は、伝送媒体を介して送受信されてもよい。例えば、ソフトウェアが、有線技術(同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア、デジタル加入者回線(DSL:Digital Subscriber Line)等)及び/又は無線技術(赤外線、マイクロ波等)を使用してウェブサイト、サーバ、又は他のリモートソースから送信される場合、これらの有線技術及び/又は無線技術は、伝送媒体の定義内に含まれる。
本明細書で使用する「システム」及び「ネットワーク」という用語は、互換的に使用される。
本明細書では、「基地局(BS:Base Station)」、「無線基地局」、「eNB」、「セル」、「セクタ」、「セルグループ」、「キャリア」及び「コンポーネントキャリア」という用語は、互換的に使用され得る。基地局は、固定局(fixed station)、NodeB、eNodeB(eNB)、アクセスポイント(access point)、送信ポイント、受信ポイント、フェムトセル、スモールセル等の用語で呼ばれる場合もある。
基地局は、1つ又は複数(例えば、3つ)のセル(セクタとも呼ばれる)を収容することができる。基地局が複数のセルを収容する場合、基地局のカバレッジエリア全体は複数のより小さいエリアに区分でき、各々のより小さいエリアは、基地局サブシステム(例えば、屋内用の小型基地局(RRH:Remote Radio Head)によって通信サービスを提供することもできる。「セル」又は「セクタ」という用語は、このカバレッジにおいて通信サービスを行う基地局及び/又は基地局サブシステムのカバレッジエリアの一部又は全体を指す。
本明細書では、「移動局(MS:Mobile Station)」、「ユーザ端末(user terminal)」、「ユーザ装置(UE:User Equipment)」及び「端末」という用語は、互換的に使用され得る。基地局は、固定局(fixed station)、NodeB、eNodeB(eNB)、アクセスポイント(access point)、送信ポイント、受信ポイント、フェムトセル、スモールセル等の用語で呼ばれる場合もある。
移動局は、当業者によって、加入者局、モバイルユニット、加入者ユニット、ワイヤレスユニット、リモートユニット、モバイルデバイス、ワイヤレスデバイス、ワイヤレス通信デバイス、リモートデバイス、モバイル加入者局、アクセス端末、モバイル端末、ワイヤレス端末、リモート端末、ハンドセット、ユーザエージェント、モバイルクライアント、クライアント又はいくつかの他の適切な用語で呼ばれる場合もある。
また、本明細書における無線基地局は、ユーザ端末で読み替えてもよい。例えば、無線基地局及びユーザ端末間の通信を、複数のユーザ端末間(D2D:Device-to-Device)の通信に置き換えた構成について、本発明の各態様/実施形態を適用してもよい。この場合、上述の無線基地局10が有する機能をユーザ端末20が有する構成としてもよい。また、「上り」や「下り」等の文言は、「サイド」と読み替えられてもよい。例えば、上りチャネルは、サイドチャネルと読み替えられてもよい。
同様に、本明細書におけるユーザ端末は、無線基地局で読み替えてもよい。この場合、上述のユーザ端末20が有する機能を無線基地局10が有する構成としてもよい。
本明細書において、基地局によって行われるとした特定動作は、場合によってはその上位ノード(upper node)によって行われることもある。基地局を有する1つ又は複数のネットワークノード(network nodes)から成るネットワークにおいて、端末との通信のために行われる様々な動作は、基地局、基地局以外の1つ以上のネットワークノード(例えば、MME(Mobility Management Entity)、S−GW(Serving-Gateway)等が考えられるが、これらに限られない)又はこれらの組み合わせによって行われ得ることは明らかである。
本明細書で説明した各態様/実施形態は単独で用いてもよいし、組み合わせて用いてもよいし、実行に伴って切り替えて用いてもよい。また、本明細書で説明した各態様/実施形態の処理手順、シーケンス、フローチャート等は、矛盾の無い限り、順序を入れ替えてもよい。例えば、本明細書で説明した方法については、例示的な順序で様々なステップの要素を提示しており、提示した特定の順序に限定されない。
本明細書で説明した各態様/実施形態は、LTE(Long Term Evolution)、LTE−A(LTE-Advanced)、LTE−B(LTE-Beyond)、SUPER 3G、IMT−Advanced、4G(4th generation mobile communication system)、5G(5th generation mobile communication system)、FRA(Future Radio Access)、New−RAT(Radio Access Technology)、NR(New Radio)、NX(New radio access)、FX(Future generation radio access)、GSM(登録商標)(Global System for Mobile communications)、CDMA2000、UMB(Ultra Mobile Broadband)、IEEE 802.11(Wi−Fi(登録商標))、IEEE 802.16(WiMAX(登録商標))、IEEE 802.20、UWB(Ultra-WideBand)、Bluetooth(登録商標)、その他の適切な無線通信方法を利用するシステム及び/又はこれらに基づいて拡張された次世代システムに適用されてもよい。
本明細書で使用する「に基づいて」という記載は、別段に明記されていない限り、「のみに基づいて」を意味しない。言い換えれば、「に基づいて」という記載は、「のみに基づいて」と「に少なくとも基づいて」の両方を意味する。
本明細書で使用する「第1の」、「第2の」等の呼称を使用した要素へのいかなる参照も、それらの要素の量又は順序を全般的に限定するものではない。これらの呼称は、2つ以上の要素間を区別する便利な方法として本明細書で使用され得る。したがって、第1及び第2の要素の参照は、2つの要素のみが採用され得ること又は何らかの形で第1の要素が第2の要素に先行しなければならないことを意味しない。
本明細書で使用する「判断(決定)(determining)」という用語は、多種多様な動作を包含する場合がある。例えば、「判断(決定)」は、計算(calculating)、算出(computing)、処理(processing)、導出(deriving)、調査(investigating)、探索(looking up)(例えば、テーブル、データベースまたは別のデータ構造での探索)、確認(ascertaining)等を「判断(決定)」することであるとみなされてもよい。また、「判断(決定)」は、受信(receiving)(例えば、情報を受信すること)、送信(transmitting)(例えば、情報を送信すること)、入力(input)、出力(output)、アクセス(accessing)(例えば、メモリ中のデータにアクセスすること)等を「判断(決定)」することであるとみなされてもよい。また、「判断(決定)」は、解決(resolving)、選択(selecting)、選定(choosing)、確立(establishing)、比較(comparing)等を「判断(決定)」することであるとみなされてもよい。つまり、「判断(決定)」は、何らかの動作を「判断(決定)」することであるとみなされてもよい。
本明細書で使用する「接続された(connected)」、「結合された(coupled)」という用語、又はこれらのあらゆる変形は、2又はそれ以上の要素間の直接的又は間接的なあらゆる接続又は結合を意味し、互いに「接続」又は「結合」された2つの要素間に1又はそれ以上の中間要素が存在することを含むことができる。要素間の結合又は接続は、物理的なものであっても、論理的なものであっても、或いはこれらの組み合わせであってもよい。本明細書で使用する場合、2つの要素は、1又はそれ以上の電線、ケーブル及び/又はプリント電気接続を使用することにより、並びにいくつかの非限定的かつ非包括的な例として、無線周波数領域、マイクロ波領域及び光(可視及び不可視の両方)領域の波長を有する電磁エネルギー等の電磁エネルギーを使用することにより、互いに「接続」又は「結合」されると考えることができる。
本明細書又は特許請求の範囲で「含む(including)」、「含んでいる(comprising)」、及びそれらの変形が使用されている場合、これらの用語は、用語「備える」と同様に、包括的であることが意図される。さらに、本明細書あるいは特許請求の範囲において使用されている用語「又は(or)」は、排他的論理和ではないことが意図される。
以上、本発明について詳細に説明したが、当業者にとっては、本発明が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本発明は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。したがって、本明細書の記載は、例示説明を目的とするものであり、本発明に対して何ら制限的な意味を有するものではない。
本出願は、2016年8月4日出願の特願2016−154017に基づく。この内容は、全てここに含めておく。