JP6676766B2 - 無線通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、無線通信全般に関し、より具体的には、無線通信システムにおいてカバレッジを拡張するためのビームフォーミングに関する。

３ＧＰＰ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）において、ＮＲ（Ｎｅｗ Ｒａｄｉｏ）（５Ｇ（５ｔｈ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ））技術によってより高い周波数帯域（例えば、６ＧＨｚ超）を利用することが検討されている。周波数帯域が高くなるほど伝搬損失が大きくなるため、カバレッジが制限される。したがって、高い周波数帯域を利用する５Ｇシステムにおいては、カバレッジを確保することが重要である。

一方で、ＬＴＥ Ｒｅｌｅａｓｅ １３などの既存のＬＴＥ（ロングタームエボリューション）規格では、ビームフォーミングは、セル共通信号及びチャネル（例えば、プライマリ同期信号（ＰＳＳ）／セカンダリ同期信号（ＳＳＳ）、物理下り制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）、セル固有参照信号（ＣＲＳ）及び物理報知チャネル（ＰＢＣＨ））には適用できないため、セル共通信号及びチャネルは、基地局（ＢＳ）のカバレッジ内のセルにおける全てのユーザ装置（ＵＥ）に送信される。図１に示すように、例えば、ＬＴＥ Ｒｅｌｅａｓｅ１３などの既存のＬＴＥ規格に基づく無線通信システムでは、ＢＳは、ビームフォーミングされていないセル共通信号及びチャネルを、ＢＳのカバレッジ内のセルに送信する。当該セル内のすべてのＵＥは、ＢＳからのセル共通信号を受信する。

ビームフォーミングされていないセル共通信号及びチャネルを高い周波数帯域で送信する場合、当該セル共通信号及びチャネルの送信のカバレッジが、低周波数帯域での送信と比較して縮小するおそれがある。さらに、ビームフォーミングされたセル共通信号の伝送方式は、３ＧＰＰ規格では規定されていない。したがって、従来の技術では、ビームフォーミングされたセル共通信号を適切に送信することができない。

３ＧＰＰ ＴＳ ３６．２１１ Ｖ１３．０．０

本発明の１つ又は複数の実施形態に係る無線通信方法は、基地局（ＢＳ）において、それぞれ異なる無線リソースを用いて複数の第１の信号を送信するステップを有してもよい。当該複数の第１の信号は、共通の信号成分を含んでもよい。

本発明の１つ又は複数の実施形態に係る無線通信方法は、より高い周波数を利用する無線通信システムのカバレッジを確保することができる。

既存のＬＴＥ規格に係るセル共通信号及びチャネルにビームフォーミングを適用しない無線通信システムを示す図である。 本発明の１つ又は複数の実施形態に係る無線通信システムの構成を示す図である。 本発明の１つ又は複数の実施形態に係るビームフォーミングをセル共通信号及びチャネルに適用する無線通信システムを示す図である。 本発明の第１の態様の１つ又は複数の実施形態に係るビーム決定（選択）方式を示すシーケンス図である。 本発明の第２の態様の１つ又は複数の実施形態に係るビーム決定（選択）方式を示すシーケンス図である。 本発明の第３の態様の１つ又は複数の実施形態に係るビーム決定（選択）方式を示すシーケンス図である。 本発明の第４の態様の１つ又は複数の実施形態に係るビーム決定（選択）方式を示すシーケンス図である。 本発明の第５の態様の１つ又は複数の実施形態に係るビームグループＩＤ及びビームＩＤの構成を示す図である。 本発明の第５の態様の１つ又は複数の実施形態に係るビーム決定（選択）方式を示すシーケンス図である。 本発明の１つ又は複数の実施形態に係る基地局の概略構成を示すブロック図である。 本発明の１つ又は複数の実施形態に係る基地局の詳細な構成を示すブロック図である。 本発明の１つ又は複数の実施形態に係るユーザ装置の概略構成を示すブロック図である。 本発明の１つ又は複数の実施形態に係るユーザ装置の詳細な構成を示すブロック図である。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。本発明の実施形態では、本発明のより完全な理解のために、具体的な詳細が多く規定される。しかしながら、当業者においては、これらの具体的な詳細なしに本発明の実施が可能であることは明らかである。他の例では、本発明を不明瞭にすることを避けるために、周知の特徴は詳細には説明しない。

図２は、本発明の１つ又は複数の実施形態に係る無線通信システム１を図示する。無線通信システム１は、ユーザ装置（ＵＥ）１０と、基地局（ＢＳ）２０と、コアネットワーク３０とを含む。無線通信システム１は、ビームフォーミングメカニズムなどのビーム（無線リソース）を用いて複数の信号を送信する方式をサポートするＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ（ＬＴＥ−Ａ）システム、又はＮｅｗ Ｒａｄｉｏ（ＮＲ）システムであってもよい。無線通信システム１は、本明細書に説明する特定の構成に限定されず、ビームフォーミングメカニズムをサポートする任意のタイプの無線通信システムであってもよい。本発明の１つ又は複数の実施形態において、「ビーム」は「無線リソース」の一例であってもよい。

ＢＳ２０は、ＭＩＭＯ技術を利用する複数のアンテナポートを介して、カバレッジ内のＵＥ１０と上りリンク（ＵＬ）及び下りリンク（ＤＬ）信号をやり取りすることができる。ＤＬ信号及びＵＬ信号は、制御情報及びユーザデータを含む。ＢＳ２０は、バックホールリンク３１を介して、コアネットワーク３０とＤＬ及びＵＬ信号をやり取りしてもよい。ＢＳ２０は、ｅｖｏｌｖｅｄ Ｎｏｄｅ Ｂ（ｅＮＢ）であってもよいし、ＮＲシステム用の基地局であってもよい。

ＢＳ２０は、ＭＩＭＯ用のアンテナと、隣接するＢＳ２０と通信を行うための通信インタフェース（例えば、Ｘ２インタフェース）と、コアネットワーク３０と通信を行うための通信インタフェース（例えば、Ｓ１インタフェース）と、ＵＥ１０との送受信信号を処理するプロセッサや回路などのＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と、を備える。以下に説明するＢＳ２０の動作は、メモリに格納されたデータ及びプログラムを処理又は実行するプロセッサによって実現されてもよい。しかしながら、ＢＳ２０は上述のハードウェア構成に限定されず、当業者に理解される他の適切なハードウェア構成によって実現されてもよい。無線通信システム１がより広いサービスエリアをカバーするために、多数のＢＳ２０を配置することができる。

ＢＳ２０のカバレッジにおいて、ＢＳ２０は、異なる方向に向けてビームフォーミングされたセル共通信号及びチャネルを少なくとも送信することができる。セル共通信号及びチャネルは、プライマリ同期信号（ＰＳＳ）／セカンダリ同期信号（ＳＳＳ）、物理下り制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）、物理報知チャネル（ＰＢＣＨ）、及びセル固有参照信号（ＣＲＳ）であってもよい。ＰＳＳ／ＳＳＳは、「同期信号（ＳＳ）」とも呼ばれる。一般に、既存のＬＴＥ規格においては、セル共通信号及びチャネル（以下、「セル共通信号」）は、ＢＳ２０のカバレッジ内のセルにおける全てのＵＥ１０に送信され、ビームフォーミングはセル共通信号には適用されない。本発明の１つ又は複数の実施形態によれば、ビームフォーミングは、セル共通信号に適用可能である。

例えば、本発明の１つ又は複数の実施形態に係るＢＳ２０は、ビームフォーミングされたセル共通信号だけでなく、ビームフォーミングされていないセル共通信号も送信することができる。ビームフォーミングは、一部又は全てのセル共通信号に適用可能である。例えば、ＳＳにはビームフォーミングを適用することができるが、ＰＤＣＣＨには適用できないということが考えられる。ビームフォーミングは、所定の方向に送信されたセル共通信号に適用可能である。例えば、一部のＳＳを所定の方向に向けてビームフォーミングし、他のＳＳをビームフォーミングしないということもできる。

ＵＥ１０は、ＭＩＭＯ技術を用いて、制御情報とユーザデータとを含むＤＬ及びＵＬ信号をＢＳ２０とやり取りする。ＵＥ１０は、移動局、スマートフォン、携帯電話、タブレット、モバイルルータなどでもよいし、ウェアラブル機器など無線通信機能を有する情報処理装置でもよい。

ＵＥ１０は、プロセッサなどのＣＰＵ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ及び無線通信装置を備え、ＢＳ２０とＵＥ１０との間で無線信号の送受信が行われる。例えば、以下に説明するＵＥ１０の動作は、ＣＰＵ処理、又はメモリに格納されたデータ及びプログラムの実行によって実現されてもよい。ただし、ＵＥ１０は、上述したハードウェア構成に限定されるものではなく、例えば、以下の処理を実現する回路によって構成されてもよい。

ＵＥ１０は、少なくともビームフォーミング（ＢＦ）されたセル共通信号を、ＢＳ２０から受信することができる。また、ＵＥ１０は、ビームフォーミングされていないセル共通信号を受信してもよい。

図３は、本発明の１つ又は複数の実施形態に係るビームフォーミングをセル共通信号及びチャネルに適用する無線通信システムを示す図である。図３に示すように、ＢＳ２０は、ＢＦセル共通信号＃１〜＃５などの複数のＢＦセル共通信号を、ビーム＃１〜＃５でそれぞれ送信することができる。ビームフォーミングに用いられる各ビームは、ビームＩＤに関連付けられるセルを形成することができる。例えば、ビーム＃１〜＃５は、それぞれビームＩＤ＃１〜＃５に関連付けられるセルを形成することができる。さらに、本発明の１つ又は複数の実施形態において、ビームＩＤは、「無線リソースＩＤ（ＲＲＩＤ）」、「ビーム識別子（ＢＩ）」、又は「アンテナポート（ＡＰ）」と呼ばれてもよい。

本発明の１つ又は複数の実施形態によれば、ＢＳ２０は、複数のＢＦセル共通信号を送信することができる。ＵＥ１０は、複数のＢＦセル共通信号に対応するビームの中から、ＢＳ２０とＵＥ１０との間の送信に用いるビームを決定するフィードバック情報を生成してもよい。ＵＥ１０は、フィードバック情報をＢＳ２０に送信することができる。ＢＳ２０は、フィードバック情報に基づいて決定されたビームを用いて、ＵＥ１０にデータ信号を送信することができる。

（ビーム決定（選択）の処理）
（第１の態様）
本発明の第１の態様の１つ又は複数の実施形態によれば、ＢＳ２０は、それぞれ異なるビーム（無線リソース）を用いて複数の同期信号（ＳＳ）（第１の信号）を送信することができる。複数のＳＳは、共通の信号成分（例えば、信号系列）を含むことができる。ＵＥ１０は、複数のＳＳの全て又は一部をＢＳ２０から受信し、複数のＳＳの受信品質に基づいて、複数のビームからビームを選択することができる。次いで、ＵＥ１０は、選択されたビームを示す情報を含むフィードバック情報を、ＢＳ２０に送信することができる。

図４は、本発明の第１の態様の１つ又は複数の実施形態に係るビーム決定（選択）方式を示すシーケンス図である。図４に示すように、ＢＳ２０のカバレッジ内において、ＢＳ２０は、それぞれ異なるビームを用いて複数のＢＦ ＳＳ（第１の信号）を送信してもよい（ステップＳ１０１）。ＳＳは、信号系列などの共通の信号成分を含むことができる。各ビームは、ビームＩＤによって識別されてもよい（各無線リソースは、無線リソースＩＤによって識別されてもよい）。例えば、各ＢＦ ＳＳは、ＢＦ ＳＳの送信に用いられるビームに関連付けられるビームＩＤを含む。

ＵＥ１０は、ＢＳ２０から送信された複数のＢＦ ＳＳを受信してもよい。ＵＥ１０は、受信したＢＦ ＳＳに基づいてビームＩＤを取得してもよい。そして、ＵＥ１０は、ＢＦ ＳＳの受信品質に基づいて、複数のＢＦ ＳＳの送信に用いられる複数のビームの中からビームを選択してもよい（ステップＳ１０２）。受信品質は、信号対干渉雑音電力比（ＳＩＮＲ）、参照信号受信電力（ＲＳＲＰ）、受信信号強度識別子（ＲＳＳＩ）、参照信号受信品質（ＲＳＲＱ）、又はチャネル品質を反映する他の情報であってよい。例えば、ＵＥ１０は、複数のビームの中で受信品質が最も高いビームに関連付けられるビームＩＤを選択してもよい。例えば、ＵＥ１０は、例えば受信したＳＳ及びランダムアクセス手順に基づいて、初期接続手順中にビームＩＤを取得してもよい。例えば、ＵＥ１０は、ＣＲＳ、無線リソース制御（ＲＲＣ）シグナリング、マスター情報ブロック（ＭＩＢ）、システム情報ブロック（ＳＩＢ）又は別途規定された信号（例えば、測定用ＲＳ／モビリティＲＳ（ＭＲＳ））に基づいてビームＩＤを取得してもよい。

そして、ＵＥ１０は、選択したビームＩＤを含むフィードバック情報をフィードバック情報としてＢＳ２０に送信してもよい（ステップＳ１０３）。

ＢＳ２０は、ＵＥ１０が選択したビームＩＤに基づいて、ＵＥ１０用の送信ビームを決定してもよい（ステップＳ１０４）。言い換えれば、ＢＳ２０は、ＵＥ１０用の送信ビームにビームＩＤを割り当ててもよい。

そして、ＢＳ２０は、ＵＥ１０用の送信ビームに対応するビームＩＤをＵＥに通知してもよい（ステップＳ１０５）。

ＢＳ２０は、決定されたビームを用いて、共通チャネル及び／又はＵＥ固有チャネル（第２の信号）をＵＥ１０に送信してもよい（ステップＳ１０６）。例えば、ステップＳ１０６において、ビームＩＤは、第１の信号及び第２の信号の信号系列及び多重位置に関連付けられてもよい。

このように、本発明の第１の態様の１つ又は複数の実施形態によれば、高い周波数を利用する無線通信システム１のカバレッジを確保することができる。

本発明の第１の変更例の１つ又は複数の実施形態によれば、セル固有信号及び／又はＵＥ固有信号の信号系列及び多重位置は、ビームＩＤに関連付けられてもよい。ＵＥ１０は、ビームＩＤに基づいて、ＭＲＳ、チャネル状態情報参照信号（ＣＳＩ−ＲＳ）、サウンディング参照信号（ＳＲＳ）、上りリンク／下りリンク復調用参照信号（ＤＭＲＳ）などのセル固有信号及び／又はＵＥ固有信号の信号系列及び多重位置を決定してもよい。

本発明の第１の変更例の１つ又は複数の実施形態では、レイヤ３（Ｌ３）におけるフィルタリングメカニズム、及び無線リソース管理（ＲＲＭ）測定などをトリガする時間を、ＵＥ１０におけるビーム選択（決定）に適用してもよい。例えば、Ｌ３フィルタリング及びトリガ時間に用いるパラメータは、従来のパラメータとは別途ＵＥ１０に送信されてもよい。別の実施形態では、ＵＥ１０は、ＣＲＳに基づく従来のＲＲＭ測定に用いられるのと同じＬ３フィルタリング及びトリガ時間を再利用することもできる。例えば、Ｌ３フィルタリング及びトリガ時間に用いるパラメータは、ＣＲＳに基づく従来の測定に用いられるパラメータの全て又は一部を含んでもよい。

例えば、異なるビームは異なる伝送特性による影響を受けるため、これらの異なるビームに対して同一のｑｕａｓｉ ｃｏ−ｌｏｃａｔｉｏｎ情報が用いられるとは限らない。本発明の第１の変更例の１つ又は複数の実施形態によれば、ｑｕａｓｉ ｃｏ−ｌｏｃａｔｉｏｎ情報としてビームＩＤを用いてもよい。例えば、ビームＩＤに基づくｑｕａｓｉ ｃｏ−ｌｏｃａｔｉｏｎ情報をＵＥに通知して、時間同期及び周波数同期に用いてもよい。

本発明の態様の１つ又は複数の実施形態によれば、ＵＥ１０は、複数のＳＳを受信する前に受信した信号の同期情報を用いて、当該複数のＳＳを受信するための同期を行ってもよい。

さらに、例えば、複数のＳＳは、連続する時間の単位（例えば、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）シンボル）又は単一のＯＦＤＭシンボル内で多重される。

（第２の態様）
本発明の第２の態様の１つ又は複数の実施形態によれば、ＢＳ２０はプリコーディングされないＳＳを送信してもよく、ＵＥ１０は、受信したＳＳに基づいてチャネル測定を行い、当該チャネル測定に基づいてビームＩＤを選択してもよい。次いで、ＢＳ２０は、ＵＥ１０によって選択されたビームＩＤ（又はプリコーディング行列識別子（ＰＭＩ））に基づいて、ＵＥ１０用のビームを決定してもよい。ＰＭＩは、従来のＬＴＥコードブック又は新たに定義されたコードブックに基づいて決定することができる。

図５は、本発明の第２の態様の１つ又は複数の実施形態に係るビーム決定（選択）方式を示すシーケンス図である。図５に示すように、ＢＳ２０のカバレッジ内で、ＢＳ２０は、プリコーディングされないＳＳを送信してもよい（ステップＳ２０１）。例えば、第１の態様の１つ又は複数の実施形態と同様に、各ＢＦ ＳＳは、ＢＦ ＳＳの送信に用いられるビームに関連付けられたビームＩＤを含む。他の例では、ＳＳはビームフォーミングされなくてもよい。他の例では、ＳＳの数は少なくとも１つである。

ＵＥ１０は、ＢＳ２０から送信されるプリコーディングされないＳＳを受信してもよい。ＵＥ１０は、受信したＳＳに基づいてビームＩＤを確認する。そして、ＵＥ１０は、受信したＳＳに基づいてチャネル測定を行ってもよい（ステップＳ２０２）。ＵＥ１０は、受信したＳＳのチャネル測定結果に基づいてビームＩＤを選択してもよい（ステップＳ２０３）。

そして、ＵＥ１０は、選択したビームＩＤをフィードバック情報としてＢＳ２０に送信してもよい（ステップＳ２０４）。

ＢＳ２０は、ＵＥ１０の選択したビームＩＤに基づいて、ＵＥ１０用の送信ビームを決定してもよい（ステップＳ２０５）。言い換えれば、ＢＳ２０は、ＵＥ１０用の送信ビームにビームＩＤを割り当ててもよい。

そして、ＢＳ２０は、ＵＥ１０用の送信ビームに割り当てられたビームＩＤを、ＵＥ１０に送信してもよい（ステップＳ２０６）。

そして、ＢＳ２０は、決定されたビームを用いて、共通チャネル及び／又はＵＥ固有チャネルをＵＥ１０に送信してもよい（ステップＳ２０７）。

このように、本発明の第１の態様の１つ又は複数の実施形態によれば、高い周波数を利用する無線通信システム１のカバレッジを確保することができる。

（第３の態様）
本発明の第３の態様の１つ又は複数の実施形態によれば、ＢＳ２０はビーム選択のために所定のＢＦ信号を送信してもよく、ＵＥ１０は、当該所定の信号に基づいてビームを決定してもよい。例えば、ビーム選択のための所定の信号は、ＣＲＳ／ＣＳＩ−ＲＳ／ディスカバリ参照信号（ＤＲＳ）に基づく信号であってもよいし、ＭＲＳなどの別途規定された信号であってもよい。

図６は、本発明の第３の態様の１つ又は複数の実施形態に係るビーム決定（選択）方式を示すシーケンス図である。図６に示すように、ＢＳ２０のカバレッジ内において、ＢＳ２０は、ビーム決定のための所定のＢＦ信号を送信してもよい（ステップＳ３０１）。例えば、所定の信号は、少なくともタイミング同期を取るのに用いることができる。また、当該所定の信号は、ＢＳ２０からの送信に用いられるビームに関連付けられるビームＩＤを決定するのに用いることもできる。

ＵＥ１０は、ＢＳ２０から所定の信号を受信してもよい。ＵＥ１０は、受信した所定の信号からビームＩＤを取得してもよい。そして、ＵＥ１０は、取得した所定の信号に含まれるビームＩＤの中からビームを選択してもよい（ステップＳ３０２）。例えば、ＵＥ１０は、取得されたビームＩＤの中からＵＥ１０に好適なビームを選択してもよい。

そして、ＵＥ１０は、選択したビームＩＤをフィードバック情報としてＢＳ２０に送信してもよい（ステップＳ３０３）。

ＢＳ２０は、ＵＥ１０が選択したビームＩＤに基づいて、ＵＥ１０用の送信ビームを決定してもよい（ステップＳ３０４）。言い換えれば、ＢＳ２０は、ＵＥ１０用の送信ビームにビームＩＤを割り当ててもよい。

そして、ＢＳ２０は、ＵＥ１０用の送信ビームに割り当てられたビームＩＤをＵＥに送信してもよい（ステップＳ３０５）。

ＢＳ２０は、決定されたビームを用いて、共通チャネル及び／又はＵＥ固有チャネルをＵＥ１０に送信してもよい（ステップＳ３０６）。

このように、本発明の第３の態様の１つ又は複数の実施形態によれば、ビームを決定した後（図６のステップＳ３０４の後）、ＢＳ２０からＵＥ１０への送信にビーム利得を適用してもよい。さらに、ビーム決定の利点を以降の通信においても活用するには、通信の初期段階、例えばランダムアクセス手順において、ビーム決定を行うことが有益である。

第３の変更例の１つ又は複数の実施形態では、第２の態様と同様に、所定の信号がビームフォーミングされていない場合、ＵＥ１０は、所定の受信信号に基づいてチャネル測定を行ってもよい。そして、ＢＳ２０は、ＵＥ１０からのＰＭＩに基づいてＵＥ１０用の送信ビームを決定してもよい。

第３の変更例の１つ又は複数の実施形態によれば、所定の信号は、ＢＳ２０の複数のアンテナポート（ＡＰ）から送信されてもよい。異なるＡＰは、異なるビームフォーマーを用いてビームフォーミングすることができる。

第３の変更例の１つ又は複数の実施形態によれば、所定の信号は、ＳＳに関係する時間及び／又は周波数位置で多重されてもよい。この結果、ビームの検出のための情報を不要とすることができる。したがって、システム情報（例えば、システム帯域）が限られた初期接続手順の段階において有益である。

第３の変更例の１つ又は複数の実施形態によれば、所定の信号は、ＳＳのように中心周波数で多重されてもよい。例えば、所定の信号は、ＳＳの帯域又は最小システム帯域に含まれ、又は当該帯域で送信されてもよい。例えば、所定の信号は、連続する時間の単位（例えば、ＯＦＤＭシンボル）で多重されてもよい。

第３の変更例の１つ又は複数の実施形態によれば、所定の信号を送信する複数の異なるビームは、周波数（例えば、サブキャリア）内でｃｏｍｂ多重されてもよい。この結果、周波数選択性フェージングを低減することができ、広帯域のチャネル測定が可能となる。

第３の変更例の１つ又は複数の実施形態によれば、ＢＳ２０は、復号されたＳＳを用いてＵＥ１０が取得したセルＩＤなどの情報に基づいて、所定の信号を送信してもよい。例えば、ＵＥ１０は、所定の信号の送信シーケンス及び多重位置を決定してもよい。

第３の変更例の１つ又は複数の実施形態によれば、所定の信号の構成は、ＣＳＩ−ＲＳと同一の構成であってもよいし、ＣＳＩ−ＲＳ構成をベースとする構成であってもよい。この結果、初期接続手順からＣＳＩ推定まで、同一の処理に基づいてビーム選択を行うことができる。

第３の変更例の１つ又は複数の実施形態によれば、所定の信号はＤＲＳに含まれてもよい。この結果、セルの発見及びビームの大まかな選択の両方を、初期接続手順の段階で完了することができる。

第３の変更例の１つ又は複数の実施形態によれば、所定の信号は、セル共通信号又はＵＥ固有信号であってもよい。

第３の変更例の１つ又は複数の実施形態によれば、ビーム選択は、上り受信信号及びチャネル相反性に基づいて実行されてもよい。例えば、物理ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ）、ＳＲＳ及びＤＭＲＳを上り受信信号として用いてもよい。

（第４の態様）

図７は、本発明の第４の態様の１つ又は複数の実施形態に係るビーム決定（選択）方式を示すシーケンス図である。図７に示すように、ＵＥ１０は、ＢＳ２０に上り参照信号（ＲＳ）を送信する（ステップＳ４０１）。

ＢＳ２０は、ＵＥ１０からの上りＲＳに基づいて、ＵＥ１０用の送信ビームを決定してもよい（ステップＳ４０２）。言い換えれば、ＢＳ２０は、ＵＥ１０用の送信ビームにビームＩＤを割り当ててもよい。

そして、ＢＳ２０は、ＵＥ１０用の送信ビームに割り当てられたビームＩＤを、ＵＥ１０に送信してもよい（ステップＳ４０３）。

ＢＳ２０は、決定したビームを用いて、物理下り共有チャネル（ＰＤＳＣＨ：Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｓｈａｒｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ）を介してデータ信号等のＵＥ固有のチャネルをＵＥ１０に送信してもよい（ステップＳ４０４）。

このように、本発明の第４の態様の１つ又は複数の実施形態によれば、高い周波数を利用する無線通信システム１のカバレッジを確保することができる。

（フィードバック情報）
以下、図８を参照して、本発明の１つ又は複数の実施形態に係るフィードバック情報の構成について説明する。

（第５の態様）
本発明の第５の態様の１つ又は複数の実施形態によれば、ＵＥ１０から送信されるフィードバック情報は、ビームＩＤを含むビームグループＩＤであってもよい。図８に示すように、例えば、ビームＩＤ＃１〜＃２１は３つのビームグループＩＤにグループ化され、各グループＩＤは７つのビームＩＤを含んでもよい。ビームグループＩＤの数及び各グループＩＤに含まれるビームＩＤの数は任意である。例えば、ＢＳ２０は、上位レイヤシグナリング（例えば、ＲＲＣシグナリング）により、ビームグループＩＤとビームＩＤとの関連付け情報をＵＥ１０に送信してもよい。

図９は、本発明の第５の態様の１つ又は複数の実施形態に係るビーム決定（選択）方式を示すシーケンス図である。図９のステップＳ５０１は、図４のステップＳ１０１と同じである。

図９に示すように、ＵＥ１０は、ＢＦ ＳＳの受信品質に基づいてビームグループＩＤを選択してもよい（ステップＳ５０２）。図８において、例えば、全てのビームＩＤのうちビームＩＤ＃３の受信品質が最も高い場合、ＵＥ１０は、受信品質が最も高いビームＩＤ＃３を含むビームグループＩＤ＃１を選択することができる。

そして、ＵＥ１０は、選択したビームグループＩＤをフィードバック情報としてＢＳ２０に送信してもよい（ステップＳ５０３）。

ＢＳ２０は、ＵＥ１０が選択したグループＩＤに基づいて、ＵＥ１０用の送信ビーム（ビームＩＤ）を決定してもよい（ステップＳ５０４）。例えば、図８において、ＢＳ２０は、ビームＩＤ＃１〜＃７を含むビームグループＩＤ＃１を受信した場合、ビームグループＩＤ＃１に含まれるビームＩＤ＃１〜＃７のいずれかを選択してもよい。

そして、ＢＳ２０は、決定したビームを用いて、ＰＤＳＣＨを介してＵＥ１０にデータ信号を送信してもよい（ステップＳ５０５）。

本発明の第５の態様の１つ又は複数の実施形態によれば、複数のビームＩＤを含むフィードバック情報の送信に比べてフィードバック情報のオーバーヘッドを低減することが可能である。

本発明の別の実施形例の１つ又は複数の実施形態によれば、フィードバック情報は、ビーム識別子（ＢＩ）フォーマット及びＰＭＩフォーマットのうち少なくとも１つとして示されてもよい。ＢＩは、「チャネル状態情報参照信号リソースインデックス（ＣＲＩ）」と呼ばれてもよい。

本発明の他の態様の１つ又は複数の実施形態によれば、ＵＥ１０は、少なくとも、複数のビームのうち受信品質が最も高い（又は最も低い）ビームに関連付けられたビームＩＤをフィードバック情報としてＢＳ２０から送信してもよい。

本開示では、フィードバック情報としてビームＩＤを明示的に送信する例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明の１つ又は複数の実施形態は、フィードバック情報としてビームＩＤを黙示的に送信する場合にも適用することができる。また、ＵＥ１０は、例えばセル共通信号の送受信リソースに関連する時間／周波数多重位置に基づいて、ビームＩＤを含むフィードバック情報をＢＳ２０に通知してもよい。また、ＵＥ１０は、上り信号の送信タイミングに基づいて、ビームＩＤを含むフィードバック情報をＢＳ２０に通知してもよい。さらに、ＵＥ１０は、最適なビームを受信してから所定期間後に、ビームＩＤを含むフィードバック情報をＢＳ２０に通知してもよい。

本発明の他の態様の１つ又は複数の実施形態によれば、ＵＥ１０は、複数のビームのうち受信品質が最も高い（又は最も低い）ビームに関連付けられる上位（又は下位）ｎ個のビームＩＤをフィードバック情報としてＢＳ２０から送信してもよい。

本発明の他の態様の１つ又は複数の実施形態によれば、上述したフィードバック情報の構成を組み合わせてもよい。例えば、ＵＥ１０は、受信品質が最も高いビームＩＤと、受信品質が最も低い下位ｎ個のビームＩＤと、をフィードバック情報として送信してもよい。例えば、ＵＥ１０は、複数の好適ビームＩＤと、受信品質が最も低い下位ｎ個のビームＩＤを含むビームグループＩＤと、を送信してもよい。

本発明の他の態様の１つ又は複数の実施形態によれば、ＵＥ１０は、ＰＭＩをフィードバック情報として用いて、ビーム選択情報を送信することができる。

本発明の他の態様の実施形態によれば、ＵＥ１０は、ビーム毎にＲＳＳＩ、チャネル品質指示子（ＣＱＩ）、ＲＳＲＰなどの受信品質を含むフィードバック情報を送信してもよい。

本発明の他の態様の１つ又は複数の実施形態によれば、ＵＥ１０はフィードバック情報を送信しなくてもよい。この場合、ＵＥ１０は、例えば、異なるプレコーダによってＳＳなどのセル共通信号を乗算し、カバレッジを確保することができる。

（フィードバック情報の多重方法）

本発明の１つ又は複数の実施形態に係るフィードバック情報は、ＣＳＩとして、物理上り共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）又は物理上り制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）と多重されてもよい。

本発明の他の態様の１つ又は複数の実施形態によれば、フィードバック情報は、ＲＲＭ測定結果としてＢＳ２０に通知されてもよい。

本発明の他の態様の１つ又は複数の実施形態によれば、フィードバック情報は、ランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）手順中にＰＲＡＣＨと多重されてもよいし、ＢＳ２０に送信されてもよい。この結果、ＲＡＣＨ手順のカバレッジが確保される。

本発明の他の態様の１つ又は複数の実施形態によれば、ＵＥ１０は、ＬＴＥ規格に規定されたセルサーチ及びハンドオーバーメカニズムを用いてフィードバック情報を送信してもよい。例えば、ＵＥは、フィードバック情報を周期的に、非周期的に又はイベントに基づいて送信することができる。

（他の態様）

本発明の１つ又は複数の実施形態によれば、図４のステップＳ１０２、図５のステップ２０４、図６のステップＳ３０２及び図９のステップＳ５０４におけるビーム選択（決定）は、初期接続手順（例えば、ＲＡＣＨ手順）の最中、初期接続手順の後（例えば、ＣＳＩの取得後）、或いは初期接続手順中と後の両方に行うことができる。ビーム選択（決定）は、伝送路特性の変動に概ね追従し、継続的な接続を確保するのに有益である。また、非周期的に通知することも可能である。

本発明の１つ又は複数の実施形態によれば、選択（決定）されたビームは、セル共通信号だけでなく、データ信号などのＵＥ固有信号にも適用することができる。

本発明の１つ又は複数の実施形態によれば、ＢＳ２０は、ＳＳを用いたビーム選択においてＵＥ１０に選択されるビーム数を、ＵＥ１０に通知してもよい。例えば、ＳＳに含まれるＵＥ１０によって選択されるビーム数は、離散値によって示されてもよい（例えば、「００：ビーム選択なし」、「０１：８ビーム」、「１０：１６ビーム」、「１１：３２ビーム」）。

本発明の１つ又は複数の実施形態によれば、ビームの大まかな方角を決定するための、ビーム毎のＢＳ２０のアンテナポート（ＡＰ）の数は、１−Ｔｘアンテナ又は２−Ｔｘアンテナ（偏波を考慮に入れた場合）であってもよい。例えば、ＢＳ２０は、２−Ｔｘアンテナの１−Ｔｘアンテナを用いてＳＳ又は所定の信号を送信してもよい。例えば、各ビームは、各ＡＰ（例えば、ＡＰ１：ビーム＃１、ＡＰ２：ビーム＃２、…）を用いて多重されてもよい。

本発明の１つ又は複数の実施形態によれば、ＬＴＥ Ｒｅｌｅａｓｅ１３における測定制限（ＭＲ）を、ＳＳ及び所定の信号に適用してもよい。例えば、ＭＲは黙示的に決定されてもよい。例えば、ビーム選択は、単一サブフレームの受信結果に基づいて行われてもよい。例えば、複数のサブフレームを平均化し、かつ当該複数のサブフレームの平均化を行うか否かを切り替えるようにしてもよい。例えば、ＭＲ情報をＳＳに多重してもよい。当該ＭＲは、ＬＴＥ Ｒｅｌｅａｓｅ１３におけるＭＲに限定されず、複数のサブフレームを平均化することが可能か否かの動的通知などの新たなメカニズムであってもよい。

本発明の他の態様の１つ又は複数の実施形態によれば、上記の説明における特定の特徴を、ＣＳＩ−ＲＳ、ＣＲＳ及び他の下り信号に適用することができる。

本発明の他の態様の１つ又は複数の実施形態によれば、ＵＥ１０は、ビーム選択で選択したビームのＣＳＩフィードバックを送信してもよい。例えば、ＢＳ２０は、ＣＳＩフィードバックの対象となるビームをＵＥ１０に指定してもよい。例えば、ＣＳＩフィードバックの対象となるビームのＢＩは、上位レイヤ又は下位レイヤで構成されてもよい。例えば、ＢＩをＣＳＩの初期情報として用いてもよい。例えば、ＢＩに基づいてＢＦ ＣＳＩ−ＲＳのビーム方向を決定してもよい。

本発明の他の態様の１つ又は複数の実施形態によれば、ｃｏ−ｌｏｃａｔｉｏｎ情報は、仮想セルに基づいて指定されてもよい。例えば、同一のｃｏ−ｌｏｃａｔｉｏｎ情報を仮想セル内のセル共通信号に適用することができる。

ＬＴＥ規格においては、ＳＳは６つのリソースブロックを用いて送信される。しかし、ＳＳを送信するための帯域幅は、ビームの選択には十分ではないことが考えられる。本発明の他の態様の１つ又は複数の実施形態によれば、システム帯域幅情報をＳＳを用いて通知し、ビーム決定のための所定の信号を当該システム帯域幅情報に基づいて広帯域に送信してもよい。

例えば、ビーム選択により複数のビームが選択された場合、ビーム間の干渉が増加するおそれがある。本発明の他の態様の１つ又は複数の実施形態によれば、初回のビーム選択では単一のビームのみを選択するように制限が設けられてもよい。

本発明の他の態様の１つ又は複数の実施形態によれば、送信ダイバーシチが、全て又は一部のセル共通信号に適用されてもよい。送信ダイバーシチ方式は、巡回遅延ダイバーシチ（ＣＤＤ）、時空間ブロックコード（ＳＴＢＣ）又は空間周波数ブロックコード（ＳＦＢＣ）に基づく送信ダイバーシチ方式であってもよいし、他の方式であってもよい。

本発明の他の態様の１つ又は複数の実施形態によれば、セル共通信号を繰り返し送信し、セル共通信号を時間／周波数多重又は符号多重することで、カバレッジを確保することができる。

（基地局の構成）
以下、本発明の１つ又は複数の実施形態に係るＢＳ２０について、図１０を参照して説明する。図１０は、本発明の１つ又は複数の実施形態に係るＢＳ２０の概略構成を示すブロック図である。ＢＳ２０は、複数のアンテナ２０１と、アンプ２０２と、送受信部（トランスミッタ／レシーバ）２０３と、ベースバンド信号処理部２０４と、呼処理部２０５と、伝送路インタフェース２０６とを備えていてよい。

ＢＳ２０からＵＥ２０にＤＬで送信されたユーザデータは、伝送路インタフェース２０６を介してコアネットワーク３０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において、当該信号について、ＰＤＣＰ（Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）レイヤ処理、ユーザデータの分割・結合、ＲＬＣ（Ｒａｄｉｏ Ｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ）再送制御送信処理などのＲＬＣレイヤ送信処理、例えば、ＨＡＲＱ送信処理を含むＭＡＣ（Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）再送制御、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）処理、及びプリコーディング処理が行われる。そして、結果として得られた信号は、各送受信部２０３に転送される。ＤＬ制御チャネルの信号は、チャネル符号化及び逆高速フーリエ変換を含む送信処理が行われ、各送受信部２０３に送信される。

ベースバンド信号処理部２０４は、セル内で通信を行うための制御情報を、報知チャネルで各ＵＥ１０に通知する。セル内で通信を行うための情報は、例えば、ＵＬ又はＤＬシステム帯域幅を含む。

各送受信部２０３において、アンテナ毎にプリコーディングされて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は、無線周波数帯に周波数変換処理が行われる。アンプ２０２は、周波数変換された無線周波数信号を増幅し、この結果得た信号をアンテナ２０１から送信する。

ＵＥ１０からＢＳ２０にＵＬで送信されるデータについては、無線周波数信号が各アンテナ２０１で受信され、アンプ２０２で増幅され、送受信部２０３においてベースバンド信号に周波数変換され、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は、受信したベースバンド信号に含まれるユーザデータに対して、ＦＦＴ処理、ＩＤＦＴ処理、誤り訂正復号、ＭＡＣ再送制御受信処理、ＲＬＣレイヤ及びＰＤＣＰレイヤ受信処理を行う。そして、得られた信号は、伝送路インタフェース２０６を介してコアネットワーク３０に転送される。呼処理部２０５は、通信チャネルの設定及び解除を含む呼処理、ＢＳ２０の状態管理、及び無線リソースの管理を行う。

図１１は、本発明の１つ又は複数の実施形態に係るＢＳ２０の詳細な構成を示すブロック図である。図１１に示すように、ＢＳ２０のベースバンド信号処理部２０４は、ビーム決定制御部２０４１、ＤＬ信号生成部２０４２、ＤＬ送信制御部２０４３、ＵＬ受信制御部２０４４及びスケジューラ２０４５を備えてよい。

ビーム決定制御部２０４１は、ビームＩＤ及びＰＭＩに基づいて、ＵＥへの送信ビームを決定してもよい。スケジューラ２０４５は、ＤＬデータ信号（ＰＤＳＣＨ）、制御情報（ＰＤＣＣＨ／ＥＰＤＣＣＨ）及びＤＬ参照信号のスケジューリングを制御してもよい。ＤＬ信号生成部２０４２は、ＤＬデータ信号、ＤＬ制御情報、ＤＬ参照信号などのＤＬ信号を生成してもよい。ＤＬ送信制御部２０４３は、ＤＬ信号を送信してもよい。ＵＬ受信制御部２０４４は、ＵＥ１０が送信したＵＬ信号の受信処理を行ってもよい。

（ユーザ装置の構成）
以下、本発明の１つ又は複数の実施形態に係るＵＥ１０について、図１２を参照して説明する。図１２は、ＵＥ１０の全体構成を示す図である。ＵＥ１０は、複数のＵＥアンテナ１０１、アンプ１０２、送受信部（トランスミッタ／レシーバ）１０３、ベースバンド信号処理部１０４及びアプリケーション１０５を備える。

ＤＬについて、ＵＥアンテナ１０１で受信された無線周波数信号は各アンプ１０２で増幅され、送受信部１０３においてベースバンド信号に周波数変換される。これらのベースバンド信号は、ベースバンド信号処理部１０４において、ＦＦＴ処理、誤り訂正復号、再送制御等の受信処理が行われる。ＤＬユーザデータは、アプリケーション１０５に転送される。アプリケーション１０５は、物理レイヤ及びＭＡＣレイヤよりも上位のレイヤに関する処理を行う。下りデータ中の報知情報もアプリケーション１０５に転送される。

一方、ＵＬユーザデータは、アプリケーション１０５から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、再送制御（Ｈｙｂｒｉｄ ＡＲＱ）送信処理、チャネル符号化、プリコーディング、ＤＦＴ処理、ＩＦＦＴ処理等が行われ、この結果得られた信号は各送受信部１０３に転送される。送受信部１０３では、ベースバンド信号処理部１０４から出力されたベースバンド信号が無線周波数帯に変換される。続いて、周波数変換された周波数信号は、アンプ１０２で増幅された後、送受信アンテナ１０１から送信される。

図１３は、本発明の１つ又は複数の実施形態に係るＵＥ１０の詳細な構成を示すブロック図である。図１３に示すように、ＵＥ１０のベースバンド信号処理部１０４は、ビーム選択制御部１０４１、チャネル測定制御部１０４２、ＵＬ信号生成部１０４３、ＵＬ送信制御部１０４４及びＤＬ受信制御部１０４５を備えてよい。

ビーム選択制御部１０４１は、ＢＦ ＳＳの受信品質又は所定の信号に基づいて、複数のＢＦ ＳＳ又は所定の信号の送信に用いられる複数のビームの中からビームを選択してもよい。チャネル測定制御部１０４２は、受信したＳＳ又は所定の信号に基づいてチャネル測定を行ってもよい。ＵＬ信号生成部１０４３は、ビームＩＤ及びＰＭＩを含むフィードバック情報を生成してもよい。ＵＬ送信制御部１０４４は、ＵＬ信号を送信してもよい。ＤＬ受信制御部１０４５は、ＢＳ２０が送信したＤＬ信号の受信処理を行ってもよい。

本開示においては下り送信の例を中心に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明の１つ又は複数の実施形態は、上り送信にも適用することができる。

本開示においてはＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａに基づくチャネル及びシグナリング方式の例を中心に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明の１つ又は複数の実施形態は、ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａと同一の機能を有する他のチャネル及びシグナリング方式や、別途規定されたチャネル及びシグナリング方式などにも適用することができる。

上記の態様及び変更例は互いに組み合わせることが可能であり、これらの態様の各種特徴を様々なパターンで組み合わせることが可能である。本発明は、本明細書に開示される特定の組み合わせに限定されない。

本開示においては一定数の実施形態のみが説明されたが、本開示の利益を享受する当業者であれば、本発明の範囲から逸脱することなく様々な他の実施形態が可能であることを理解することができる。したがって、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によってのみ限定されるものである。

１ 無線通信システム
１０ ユーザ装置（ＵＥ）
１０１ ＵＥアンテナ
１０２ アンプ
１０３ 送受信部
１０４ ベースバンド信号処理部
１０５ アプリケーション
１０４１ ビーム選択制御部
１０４２ チャネル測定制御部
１０４３ ＵＬ信号生成部
１０４４ ＵＬ送信制御部
１０４５ ＤＬ受信制御部
２０ 基地局（ＢＳ）
２１ アンテナ
２０１ アンテナ
２０２ アンプ
２０３ 送受信部
２０４ ベースバンド信号処理部
２０４１ ビーム決定制御部
２０４２ ＤＬ信号生成部
２０４３ ＤＬ送信制御部
２０４４ ＵＬ受信制御部
２０４５ スケジューラ
２０５ 呼処理部
２０６ 伝送路インタフェース

Claims (12)

1. 基地局（ＢＳ）から、ユーザ端末（ＵＥ）によって選択される少なくとも１つの第１の無線リソースの数を示す第１の情報と、
   それぞれ異なる無線リソースを用いて送信される複数の第１の信号と、を受信する受信部と、
   前記複数の第１の信号の参照信号受信電力（ＲＳＲＰ）に基づいて前記無線リソースから少なくとも１つの第１の無線リソースを選択する制御部と、を有し、
   前記複数の第１の信号は共通の信号系列を含むことを特徴とするＵＥ。
2. 前記複数の第１の信号のそれぞれは、同期信号（ＳＳ）を含むことを特徴とする、請求項１に記載のＵＥ。
3. 前記受信部は、前記ＵＥと前記ＢＳとの間の初期接続手順の間に前記第１の情報を受信することを特徴とする、請求項１又は２に記載のＵＥ。
4. 前記制御部は、前記少なくとも１つの第１の無線リソースに基づいて第２の信号の信号系列及びマッピングされる位置を決定することを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のＵＥ。
5. 前記第２の信号は、チャネル状態情報参照信号（ＣＳＩ−ＲＳ）であることを特徴とする、請求項４に記載のＵＥ。
6. 報知チャネルの復調用参照信号（ＤＭＲＳ）の信号系列は、前記少なくとも１つの第１の無線リソースに基づくことを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のＵＥ。
7. 基地局（ＢＳ）において、ユーザ端末（ＵＥ）によって選択される少なくとも１つの第１の無線リソースの数を通知するステップと、
   前記基地局（ＢＳ）において、それぞれ異なる無線リソースを用いて複数の第１の信号を送信するステップと、
   前記ＵＥにおいて、前記複数の第１の信号を受信するステップと、
   前記ＵＥにおいて、前記複数の第１の信号の参照信号受信電力（ＲＳＲＰ）に基づいて前記無線リソースから少なくとも１つの第１の無線リソースを選択するステップと、を有し、
   前記複数の第１の信号は共通の信号系列を含むことを特徴とする無線通信方法。
8. 前記複数の第１の信号のそれぞれは、同期信号（ＳＳ）を含むことを特徴とする、請求項７に記載の無線通信方法。
9. 前記通知ステップは、前記ＵＥと前記ＢＳとの間の初期接続手順の間に前記少なくとも１つの第１の無線リソースの数を通知することを特徴とする、請求項７又は８に記載の無線通信方法。
10. 前記ＵＥにおいて、前記少なくとも１つの第１の無線リソースに基づいて第２の信号の信号系列及びマッピングされる位置を決定するステップをさらに有することを特徴とする、請求項７乃至９のいずれか一項に記載の無線通信方法。
11. 前記第２の信号は、チャネル状態情報参照信号（ＣＳＩ−ＲＳ）であることを特徴とする、請求項１０に記載の無線通信方法。
12. 報知チャネルの復調用参照信号（ＤＭＲＳ）の信号系列は、前記少なくとも１つの第１の無線リソースに基づくことを特徴とする、請求項７乃至１１のいずれか一項に記載の無線通信方法。