CN109479330A

CN109479330A - 用户终端和无线通信方法

Info

Publication number: CN109479330A
Application number: CN201780043966.5A
Authority: CN
Inventors: 武田和晃; 武田树; 武田一树; 永田聪; 原田浩树
Original assignee: NTT Docomo Inc
Current assignee: NTT Docomo Inc
Priority date: 2016-07-15
Filing date: 2017-07-14
Publication date: 2019-03-15
Anticipated expiration: 2037-07-14
Also published as: US20190306888A1; US11129200B2; AU2017295096A1; JPWO2018012619A1; EP3487255A1; EP3487255A4; JP6983158B2; AU2017295096B2; CN109479330B; WO2018012619A1; DK3487255T3; EP3487255B1

Abstract

在利用波束成型的通信中，适当进行随机接入过程。一种用户终端，其是与利用多个波束的无线基站进行通信的用户终端，其特征在于，具有：发送单元，其发送随机接入前导码；接收单元，其接收与所述随机接入前导码对应的随机接入应答；以及控制单元，其利用与多个波束模式进行了关联的规定资源而控制所述随机接入前导码的发送和/或所述随机接入应答的接收。

Description

用户终端和无线通信方法

技术领域

本发明涉及下一代移动通信系统中的用户终端和无线通信方法。

背景技术

UMTS(Universal Mobile Telecommunications System，通用移动通信系统)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 Term Evolution)被规范化(非专利文献1)。此外，以从LTE(也称为LTE Rel.8或9)的进一步宽带域化和高速化为目的，LTE-A(也被称为LTE-Advanced、LTE Rel.10、11或12)被规范化，还研究了LTE的后续系统(也被称为例如FRA(Future Radio Access，未来无线接入)、5G(5th generationmobile communication system，第5代移动通信系统)、NR(New Radio，新无线)、NX(Newradio access，新无线接入)、FX(Future generation radio access，新一代无线接入)、LTE Rel.13、14或15以后等)。

LTE Rel.10/11中，为了实现宽带域化，导入了整合多个分量载波(CC：ComponentCarrier)的载波聚合(CA：Carrier Aggregation)。各CC将LTE Rel.8的系统带域构成为一个单位。此外，CA中，同一无线基站(eNB：eNodeB)的多个CC被设定给用户终端(UE：UserEquipment)。

另一方面，LTE Rel.12中，还导入了将不同的无线基站的多个小区组(CG：CellGroup)设定给UE的双重连接(DC：Dual Connectivity)。各小区组由至少一个小区(CC)构成。DC中，由于整合不同的无线基站的多个CC，因此DC也被称为基站间CA(Inter-eNB CA)等。

现有的LTE系统(例如LTE Rel.8-13)中，在无线基站与用户终端之间已建立UL同步的情况下，能够从用户终端发送UL数据。因此，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：Random Access Channel Procedure(随机接入信道过程)、接入过程)。

随机接入过程中，用户终端通过对于随机选择的前导码(随机接入前导码)的来自无线基站的应答(随机接入应答)而获取与UL的发送定时相关的信息(定时提前(TA：TimingAdvance))，基于该TA而建立UL同步。

用户终端在建立UL同步后，接收来自无线基站的下行控制信息(DCI：DownlinkControl Information，下行链路控制信息)(UL许可)后，利用通过UL许可而分配的UL资源，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

未来的无线通信系统(例如5G、NR)被期待实现多种多样的无线通信服务，以满足各自不同的要求条件(例如超高速、大容量、超低延迟等)。

例如，5G中，研究了提供被称为eMBB(enhanced Mobile Broad Band，增强移动宽带)、IoT(Internet of Things，物联网)、MTC(Machine Type Communication，机器类通信)、M2M(Machine To Machine，机器对机器)、URLLC(Ultra Reliable and Low LatencyCommunications，超可靠且低延迟通信)等的无线通信服务。需要说明的是，M2M根据进行通信的设备，也可以被称为D2D(Device To Device，设备对设备)、V2V(Vehicle To Vehicle，车辆对车辆)等。为了满足对上述多种多样的通信的要求，研究了设计新的通信接入方式(New RAT(Radio Access Technology，无线接入技术))。

5G中，研究了例如利用100GHz这样非常高的载波频率而进行服务提供。一般而言，若载波频率增大，则难以确保覆盖。其理由在于，距离衰减变得剧烈，电波的直线前进性变强，或者由于超宽带域发送而导致发送功率密度变低。

因此，为了在高频带中也满足对于上述多种多样通信的要求，研究了使用利用超多元件天线的大规模MIMO(Massive MIMO(Multiple Input Multiple Output，多输入输出))。超多元件天线中，通过控制从各元件发送/接收的信号的振幅和/或相位，能够形成波束(天线指向性)。该处理也被称为波束成型(BF：Beam Forming)，能够减少电波传播损失。

现有的随机接入过程中，尽管规定了多种操作(例如竞争型随机接入的情况下为消息1～4)，但如何应用BF尚未决定。在单纯应用BF的情况下，需要在应用不同的波束的同时分别进行多次发送。因此，在随机接入过程中应用多个波束模式而进行BF的情况下，有可能产生通信的开销的增加和/或延迟。

本发明是鉴于所述情况而完成的，目的之一在于，提供在利用波束成型的通信中能够适当进行随机接入过程的用户终端和无线通信方法。

用于解决课题的手段

本发明的一个方式所涉及的用户终端是与利用多个波束的无线基站进行通信的用户终端，其特征在于，具有：发送单元，其发送随机接入前导码；接收单元，其接收与所述随机接入前导码对应的随机接入应答；以及控制单元，其利用与多个波束模式进行了关联的规定资源而控制所述随机接入前导码的发送和/或所述随机接入应答的接收。

发明效果

根据本发明，在利用波束成型的通信中，能够适当进行随机接入过程。

附图说明

图1是示出竞争型随机接入过程的一例的图。

图2A是示出单BF的一例的图，图2B是示出多BF的一例的图。

图3A是示出单BF的一例的图，图3B、C是示出多BF的一例的图。

图4是示出应用多BF的情况下随机接入过程的一例的图。

图5是示出应用多BF的情况下随机接入过程的另一例的图。

图6是示出应用多BF的情况下随机接入过程的另一例的图。

图7是示出本发明的一个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8是示出本发明的一个实施方式所涉及的无线基站的整体结构的一例的图。

图9是示出本发明的一个实施方式所涉及的无线基站的功能结构的一例的图。

图10是示出本发明的一个实施方式所涉及的用户终端的整体结构的一例的图。

图11是示出本发明的一个实施方式所涉及的用户终端的功能结构的一例的图。

图12是示出本发明的一个实施方式所涉及的无线基站和用户终端的硬件结构的一例的图。

具体实施方式

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。随机接入过程中，包括竞争型(冲突型)随机接入(也称为CBRA：Contention-Based RandomAccess(基于竞争的随机接入)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)。

竞争型随机接入(CBRA)中，用户终端发送从对各小区规定的多个前导码(随机接入前导码、随机接入信道(也称为PRACH：Physical Random Access Channel，物理随机接入信道)、RACH前导码等)中随机选择的前导码。此外，竞争型随机接入是用户终端主导的随机接入过程，能够在例如初始接入时，UL发送的开始或重新开始时等进行利用。

另一方面，非竞争型随机接入(Non-CBRA、CFRA：Contention-Free RandomAccess)中，无线基站通过下行链路(DL)控制信道(PDCCH：Physical Downlink ControlChannel(物理下行控制信道)、EPDCCH：Enhanced PDCCH(增强PDCCH)等)而对用户终端特定地分配前导码，用户终端发送由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，能够在例如切换时、DL发送的开始或重新开始时(DL用重发指示信息的UL中的发送的开始或重新开始时)等利用。

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

该PRACH结构信息能够表示例如对各小区规定的多个前导码(例如前导码格式)、表示在PRACH发送中利用的时间资源(例如系统帧编号、子帧编号)和频率资源(例如6个资源块(PRB：Physical Resource Block，物理资源块)的起始位置的偏移(prach-FrequencyOffset))等。

如图1所示那样，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(例如初始接入时)、处于RRC连接状态但尚未建立UL同步的情况(例如UL发送的开始或重新开始时)等之中，随机选择PRACH结构信息所示的多个前导码之一，通过PRACH而发送所选择的前导码(消息1)。

无线基站若检测到前导码，则作为其应答，发送随机接入应答(RAR：RandomAccess Response，随机接入响应)(消息2)。用户终端在发送前导码后，在规定期间(RARwindow，RAR窗口)内RAR的接收失败的情况下，提高PRACH的发送功率，再次发送(重发)前导码。需要说明的是，重发时增加发送功率也被称为功率渐升(power ramping)。

接收到RAR的用户终端基于RAR中包含的定时提前(TA)，调整UL的发送定时，建立UL的同步。此外，用户终端利用RAR中包含的UL许可所指定的UL资源，发送高层(L2/L3：Layer 2/Layer 3，层2/层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如果处于RRC连接状态则也可以是C-RNTI(Cell-RadioNetwork Temporary Identifier，小区无线网络临时标识符)，或者如果处于空闲状态则也可以是S-TMSI(System Architecture Evolution-Temporary Mobile SubscriberIdentity，系统架构演进临时移动订户标识)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(消息4)。该竞争解决用消息基于上述控制消息中包含的用户终端的标识符而被发送。竞争解决用消息的检测成功的用户终端将HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest，混合自动重发请求)中的肯定应答(ACK：Acknowledge)发送给无线基站。由此，空闲状态的用户终端迁移至RRC连接状态。

另一方面，该竞争解决用消息的检测失败的用户终端判断为发生了冲突(竞争)，重选前导码，重复消息1至4的随机接入过程。无线基站若通过来自用户终端的ACK而检测到冲突已解决，则对该用户终端发送UL许可。用户终端利用通过UL许可而分配的UL资源，从而开始UL数据。

以上那样的竞争型随机接入中，用户终端在期望UL数据的发送的情况下，能够自主(autonomous)地开始随机接入过程。此外，在建立UL同步后，利用通过UL许可而对用户终端特定分配的UL资源从而发送UL数据，因此能够进行可靠性高的UL发送。

然而，将来的无线通信系统(例如5G、NR)被期待实现多种多样的无线通信服务，以满足各自不同的要求条件(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，如上述那样，研究了利用波束成型(BF：Beam Forming)而进行通信。

BF能够被分类为数字BF和模拟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。该情况下，需要天线端口(RF chain，RF链)的个数的快速傅里叶逆变换(IFFT：Inverse Fast Fourier Transform)/数字-模拟变换(DAC：Digital to AnalogConverter)/RF(Radio Frequency，无线频率)的并列处理。另一方面，能够在任意的定时，形成与RF chain(RF链)数相应的数量的波束。

模拟BF是在RF上利用移相器的方法。该情况下，由于仅旋转RF信号的相位，因此能够容易且低价地实现结构，但在相同定时无法形成多个波束。具体而言，在模拟BF中，对每个移相器，一次只能形成1个波束。

因此，在基站(被称为例如eNB(evolved Node B，演进节点B)、BS(Base Station，基站)等)仅具有1个移相器的情况下，在某一时间能够形成的波束为1个。因此，在仅利用模拟BF而发送多个波束的情况下，无法在相同资源中同时进行发送，因此需要将波束在时间上切换、或旋转。

需要说明的是，还能够设为将数字BF与模拟BF组合得到的混合BF结构。在未来的无线通信系统(例如5G)中，研究了导入大规模MIMO，但若设为仅通过数字BF进行庞大数量的波束形成，则电路结构变得昂贵。因此，5G中，预想利用混合BF结构。

作为BF操作，有利用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)。在利用单BF操作的UL发送中，应用正交前导码(Orthogonal preambles)以使得在多个用户终端间UL的波束正交(避免冲突)(参照图2A、图3A)。

在利用多BF操作的UL发送中，应用BF以使得在多个用户终端间UL的波束正交(避免冲突)。例如，考虑在时间方向上应用不同的波束模式的同时(扫描(sweeping)的同时)进行多次发送(参照图2B、图3B、C)。图3B示出无线基站(也被称为gNB)中的多BF操作的一例，图3C示出无线基站与用户终端中的多BF操作的一例。

然而，现有的LTE系统中，无线基站无论有无UE，均需要周期性地发送用于小区检测(小区搜索)、初始接入等的信号(例如同步信号(SS：Synchronization Signal)、广播信道(BCH：Broadcast Channel)、系统信息(SI：System Information)等)。

为了单纯地实现覆盖扩张，考虑对这些所有信号在应用不同的BF的同时(扫描的同时)进行多次发送。由此，UE能够接收应用了适合于自身的波束的信号，在初始接入完成后，能够利用适当的波束与基站进行通信。

另一方面，上述随机接入过程中，还考虑应用多BF。但是，随机接入过程的各操作(消息1～4)中，如何应用BF尚未决定。因此，本发明人等发现，在随机接入过程的各操作中，对各波束模式设定各自对应的资源(例如时间资源)从而控制信号的发送接收。以下，参照图4，说明应用了多BF的随机接入过程的一例。

图4中，示出在随机接入过程中应用利用了4个波束模式的多BF的情况的一例。在此，预想了在随机接入过程的各操作(消息1～消息4(Msg.1～Msg.4))中，在不同的时间区间(例如码元)中分别应用(扫描)4个波束模式的情况。各操作中，与各波束模式对应的资源可以预先定义，也可以从无线基站通知给用户终端。

用户终端在发送随机接入前导码(PRACH)前从无线基站接收同步信道、广播信道(广播信号)、与所应用的波束模式测量用的参考信号相关的设定信息(BRS config.)。无线基站可以发送应用了各波束模式的同步信号和/或广播信道，也可以发送应用了各波束模式的波束测量用的参考信号(BRS：Beam Reference Signal，波束参考信号)。用户终端能够基于应用了波束模式的信号的测量结果、和与波束模式测量用的参考信号相关的设定信息，选择规定的波束模式(波束索引)。

用户终端基于接收到的波束的测量结果而选择规定的波束模式，在与所选择的波束模式对应设定的资源(例如时间资源)中发送PRACH。在此，示出各波束模式#1-#4(波束索引#1-#4)和PRACH的发送定时(例如在PRACH发送中利用的时间资源)分别关联设定的情况。

图4中，示出用户终端选择波束模式#1，在与该波束模式#1对应的资源(例如时间资源)中进行PRACH的发送的情况。无线基站能够基于用户终端在PRACH发送中利用的时间资源(例如发送定时)，把握用户终端所选择的波束索引。

接收到PRACH的无线基站对该PRACH，将RAR(Msg.2)发送给用户终端。无线基站利用与在PRACH发送中所利用的波束模式(在此为波束模式#1)对应的资源(例如时间资源)，进行RAR的发送。用户终端在与在发送PRACH时选择的波束模式对应设定的资源中进行RAR的接收。

同样地，无线基站和用户终端在Msg.3和/或Msg.4中，也利用与规定的波束模式(在此为波束模式#1)对应设定的资源(例如时间资源)，控制发送接收。像这样，能够利用用户终端所选择的(PRACH发送中所利用的)波束模式，进行随机接入过程。

另一方面，还预想了在随机接入过程中应用多BF的情况下，根据载波频率、通信环境或所利用的服务方式，进行利用多个波束模式的BF的情况。该情况下，在随机接入过程的各操作中，需要将各种信号/信道在时间方向上以多个波束模式相应的次数反复发送(扫描)，信令开销有可能增大。此外，在各操作中反复发送大量波束模式的情况下，随机接入过程需要时间，也有可能发生延迟。

例如，在应用14个波束模式的情况下，为了在各操作中扫描全部的波束，需要进行14次波束切换。这样的问题随着所应用的波束模式增加而影响变大。因此，期望一种方法，在应用多BF(例如利用多数波束模式)而进行随机接入过程的情况下，缩短信令开销、处理时间。

本发明人等着眼于在应用多个波束模式的情况下，存在彼此类似的波束模式(例如某一用户终端能够接收的多个波束模式)，能够将多个波束模式分类为若干个组。因此，本发明人等想到对包含不同的波束模式的多个波束组设定资源(例如时间资源)，利用对该波束组所设定的资源进行随机接入过程。

本实施方式的一个方式中，设定与比1个更多的多个波束模式对应的资源(例如时间资源)，进行随机接入过程。或者，对将多个波束模式分类而成组的波束组，设定资源(例如时间资源)，进行随机接入过程。该情况下，能够设定比波束模式更少数量的随机接入的资源。作为随机接入过程，能够设为Msg.1～Msg.4中的至少1个。像这样，通过对多个波束模式(分别包含多个波束模式的波束组)设定规定资源，与对多个波束模式中的每一个分别设定资源的情况相比，能够抑制信令开销的增加和/或处理延迟。

波束模式的成组可以基于规定规则而预先将波束模式分类而定义组，也可以从无线基站通知给用户终端。例如，相同波束组中包含的多个波束(波束模式)能够由波束模式类似的波束构成。或者，能够设为对1个RACH的设定信息，设定多个(例如比1更大)波束模式(波束索引等)的结构。

以下，针对本发明所涉及的实施方式，参照附图从而进行详细说明。各实施方式所涉及的无线通信方法可以分别单独应用，也可以组合应用。

需要说明的是，本说明书中，多个波束(波束模式)不同是指表示例如对多个波束分别应用的下述(1)-(6)之中至少1种不同的情况，但不限于此：(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(例如倾角)、(6)层数。需要说明的是，在预编码不同的情况下，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，还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，可以举出按照迫零(ZF：Zero-Forcing)规范、标准化迫零(R-ZF：Regularized Zero-Forcing)规范、最小平均平方差(MMSE：Minimum Mean SquareError)规范等的预编码。此外，作为非线性预编码的例，可以举出脏纸编码(DPC：DirtyPaper Coding)、矢量扰动(VP：Vector Perturbation)、THP(Tomlinson HarashimaPrecoding，汤姆林森-哈拉希玛预编码)等预编码。需要说明的是，所应用的预编码不限于此。

(第一方式)

第一方式中，说明在随机接入过程的部分操作(Msg.1～Msg.3)中对波束组设定资源(例如时间资源)而控制发送接收的情况。即，说明在随机接入过程中，设定以使得对1个资源关联多个波束模式从而控制发送接收的情况。需要说明的是，以下的说明中，举出将4个波束模式成组为2个波束组的情况(或者对1个资源关联2个波束模式的情况)为例，但能够应用的波束模式数、波束组数、各波束组中包含的波束模式数并不限于此。

图5示出第一方式中的随机接入过程的一例。在此，4个波束模式(1a、2a、1b、2b)成组为2个波束组#a、#b。波束组#a包含波束模式1a、2a，波束模式#b包含波束模式1b、2b。

首先，用户终端在进行随机接入前导码(PRACH)的发送前，接收同步信号、和广播信道(例如系统信息等)。无线基站(也被称为eNB、或gNB)也可以对同步信号和/或广播信道应用BF而发送。该情况下，无线基站对同步信号和/或广播信道应用4个波束模式而在各自不同的时域中发送(扫描)。

或者，无线基站也可以发送波束用参考信号(BRS：Beam Reference Signal)。该情况下，无线基站能够对BRS应用规定的波束模式(例如4个波束模式)而在各自不同的时域中发送(扫描)。

在利用BF而发送同步信号、广播信道、和波束用参考信号中任一者的情况下，能够将各波束模式与用于发送的资源(例如频率资源和/或时间资源)关联设定。该情况下，可以对多个波束(在此为4个波束模式)关联资源，也可以对波束组关联资源。

用户终端基于应用了BF的同步信号、广播信道和波束用参考信号中的至少一个，进行多个波束或多个波束组的测量。用户终端基于该测量结果(和/或规定条件等)而选择规定的波束组。例如，用户终端能够接收应用了BF的多个同步信号，选择接收功率最高的波束索引、或波束模式所属的波束组。

用户终端利用所选择的波束索引、或与波束组对应设定的PRACH的资源(例如时间资源)，进行PRACH的发送。即，用于PRACH发送的资源与多个波束索引、或波束组(#a、#b)关联设定。图5中，示出用户终端选择波束组#b，在与该波束组#b对应的时间资源中发送PRACH的情况。时间资源能够由规定的时间区间(例如子帧、码元、通常TTI(1ms)、缩短TTI等)构成。

无线基站和/或用户终端在与波束组#b(多个波束模式1b、2b)对应的时间资源中，应用该波束组#b中包含的任一波束模式而控制发送接收。图5中，示出无线基站和/或用户终端在与波束组#b对应的时间资源中，利用波束模式1b而控制PRACH的发送接收的情况。需要说明的是，示出在与波束组#a对应的时间资源中，无线基站利用波束模式1a而控制PRACH的接收的情况。

发送了PRACH的用户终端在规定定时接收针对该PRACH发送而从无线基站发送的随机接入应答(RAR)。例如，无线基站在针对多个波束索引而设定的单个资源、或针对各波束组而设定的资源中，应用规定波束而进行RAR的发送。具体而言，无线基站利用与从用户终端发送的PRACH的波束组对应的资源，对该用户终端发送RAR。

像这样，用于RAR发送的资源不是与波束索引对应设定，而是能够与多个波束索引、或波束组(#a、#b)对应设定。图5中，示出无线基站选择波束组#b，在与该波束组#b对应的时间资源中进行RAR发送的情况。

无线基站和/或用户终端在与波束组#b对应的时间资源中，应用该波束组#b中包含的任一波束模式，控制RAR的发送接收。图5中，示出无线基站在与波束组#b对应的时间资源中，利用波束模式2b而控制RAR的发送的情况。需要说明的是，示出在与波束组#a对应的时间资源中，无线基站利用波束模式2a而控制RAR的发送的情况。

此外，在与波束索引无关地设定RAR的发送资源的情况下，无线基站在任意的资源中发送RAR。这样的情况下，发送了PRACH的用户终端在一定的区间中尝试RAR的接收。在此，接收RAR的一定区间(例如RAR窗口)可以预先确定，也可以通过广播信息和/或RRC信令等的高层信号而通知给用户终端。由此，即使在与波束索引无关地设定RAR的发送资源的情况下，用户终端也能够适当地接收RAR。

此外，无线基站能够将与波束模式测量用的参考信号相关的设定信息(BRS结构、BRS config.)包括在RAR中发送。例如，无线基站在通过RAR发送的下行控制信息(UL许可)和/或下行共享信道中包含与BRS结构相关的信息，通知给用户终端。

用户终端能够基于RAR中包含的与BRS结构相关的信息，把握各波束组中包含的波束模式(波束索引)。此外，用户终端能够从多个波束模式之中，确定能够适合地用于BF的波束(例如接收功率最高的波束模式)的索引。在此，示出用户终端选择波束组#2中包含的波束模式(波束索引#2)的情况。波束索引在各波束组中可以分别应用公共的编号，也可以应用不同的编号。

此外，在与波束索引无关地设定消息3(Msg.3)的发送资源的情况下，无线发送站能够将与消息3的发送定时相关的信息包括在RAR中发送。作为与发送定时相关的信息，可以设为从接收到RAR的定时起算的时间(子帧数等)。

接收到RAR的用户终端在该RAR中包含的UL许可中基于指示而进行消息3(Msg.3)的发送。具体而言，用户终端能够利用与多个波束索引、或规定的波束组(在此为波束组#2)对应设定的资源，进行Msg.3的发送。即，用于Msg.3的发送的资源与多个波束索引、或波束组(#a、#b)对应设定。

或者，也可以基于RAR的UL许可中包含的与发送定时相关的信息，进行消息3的发送。

图5中，示出用户终端选择波束组#b，在与该波束组#b对应的时间资源中进行Msg.3的发送的情况。无线基站和/或用户终端在与波束组#b对应的时间资源中，应用该波束组#b中包含的任一波束模式而控制发送接收。图5中，示出无线基站和/或用户终端在与波束组#b对应的时间资源中，利用波束模式1b而控制Msg.3的发送接收的情况。

此外，在RAR中包含了与BRS结构相关的信息的情况下，用户终端基于此而利用BRS来测量最佳波束索引。用户终端能够将与规定的波束索引相关的信息(Beam index，波束索引)包括在Msg.3中发送。在此，示出用户终端通知波束组#2中包含的波束模式(波束索引#2)的情况。例如，在各波束组中各自应用公共的波束索引的情况下，用户终端可以不发送与波束组相关的信息，而仅发送与波束索引相关的信息(在此为波束索引2)。由此，能够削减所发送的比特数。

无线基站能够基于由用户终端发送的PRACH的定时(例如时间资源)、和/或Msg.3的定时，判断适合于用户终端的比1个更多的波束索引候选、或波束组。此外，无线基站能够基于从用户终端通知的波束索引，判断适合于用户终端的波束索引。无线基站能够基于这些信息，决定应用于用户终端的特定的波束模式(在此为波束模式2b)。

无线基站利用特定的波束模式(在此为波束模式2b)，控制消息4(Msg.4)的发送。例如，无线基站利用与基于从用户终端通知的信息而决定的特定的波束模式对应的资源，向该用户终端发送Msg.4。用户终端在与波束模式2b对应的资源中，接收从无线基站发送的Msg.4。

像这样，用于Msg.4的发送的资源能够与各波束模式(波束索引)对应设定。图5中，示出无线基站选择波束模式2b，在与该波束模式2b对应的时间资源中进行Msg.4的发送的情况。

该情况下，无线基站能够应用对用户终端而言成为最佳的波束模式而发送Msg.4，因此能够提高用户终端中的接收质量。像这样，图5中，在Msg.1～Msg.3中，以波束组单位控制发送接收，在Msg.4中，以波束模式单位控制发送接收。由此，能够在抑制随机接入过程整体中的延迟和/或信令开销的增加的同时，提高Msg.4以后的用户终端中的信号的接收的精度。

(第二方式)

第二方式中，说明在随机接入过程的全部操作(消息1～消息4(Msg.1～Msg.4))中，对波束组设定资源(例如时间资源)而控制发送接收的情况。即，说明在随机接入过程中，设定以使得对1个资源关联多个波束模式从而控制发送接收的情况。需要说明的是，以下的说明中，举出将4个波束模式成组为2个波束组的情况(或者对1个资源关联2个波束模式的情况)为例，但能够应用的波束模式数、波束组数、各波束组中包含的波束模式数并不限于此。

图6示出第2方式中的随机接入过程的一例。在此，4个波束模式(1a、2a、1b、2b)成组为2个波束组#a、#b。波束组#a包含波束模式1a、2a，波束模式#b包含波束模式1b、2b。

针对Msg.1～Msg.3，能够应用与上述图5相同的操作。但是，与上述图5相比，不同点在于：与波束模式测量用的参考信号相关的设定信息(BRS config.)并非用Msg.2(RAR)而是用Msg.4发送，与规定的波束索引相关的信息(Beam index，波束索引)并非用Msg.3而是在Msg.4以后发送。

发送了Msg.3的用户终端在规定定时接收从无线基站发送的Msg.4。例如，无线基站利用与从用户终端发送的PRACH(和Msg.3)的波束组对应的资源，对该用户终端发送Msg.4。

像这样，用于Msg.4的发送的资源能够与多个波束索引、或波束组(#a、#b)对应设定。图6中，示出无线基站选择波束组#b(多个波束模式1b、2b)，在与该波束组#b对应的时间资源中进行Msg.4的发送的情况。

无线基站和/或用户终端在与波束组#b对应的时间资源中，应用该波束组#b中包含的任一波束模式而控制Msg.4的发送接收。图6中，示出无线基站在与波束组#b对应的时间资源中，利用波束模式2b而控制Msg.4的发送的情况。

此外，无线基站能够将与波束模式测量用的参考信号相关的设定信息(BRSconfig.)包括在Msg.4中发送。用户终端能够基于Msg.4中包含的与BRS结构相关的信息，把握各波束组中包含的波束模式(波束索引)。此外，用户终端能够从多个波束模式之中，确定能够适合地用于BF的波束(例如接收功率最高的波束模式)的索引。在此，示出用户终端选择波束组#2中包含的波束模式(波束索引#2)的情况。

接收到Msg.4的用户终端能够发送与规定的波束索引相关的信息(Beam index，波束索引)。在此，示出用户终端通知波束组#2中包含的波束模式(波束索引#2)的情况。需要说明的是，用户终端可以不发送与波束组相关的信息，而仅发送与波束索引相关的信息(在此为波束索引2)。由此，能够削减所发送的比特数。

无线基站能够基于从用户终端发送的PRACH的定时(例如时间资源)、和/或Msg.3的定时，判断适合于用户终端的波束组。此外，无线基站能够基于从用户终端通知的波束索引，判断适合于用户终端的波束索引。无线基站能够基于这些信息，决定应用于用户终端的特定的波束模式(在此为波束模式2b)。

无线基站利用特定的波束模式(在此为波束模式2b)，控制RRC连接后的DL数据的发送。例如，无线基站在针对各波束模式所设定的资源之中，在与波束模式2b对应的资源中将DL数据发送给用户终端。用户终端在与波束模式2b对应的资源中，接收从无线基站发送的DL数据。

像这样，用于RRC连接后的信号的发送和/或接收的资源能够与各波束模式对应设定。该情况下，无线基站能够应用对用户终端而言成为最佳的波束模式而发送DL数据，因此能够提高用户终端中的接收质量。

像这样，图6中，在随机接入过程(Msg.1～Msg.4)中，以波束组单位控制发送接收，在随机接入过程后的通信中，以波束模式单位控制发送接收。由此，能够在抑制随机接入过程中的延迟和/或信令开销的增加的同时，提高随机接入过程后的用户终端中的DL数据的接收精度。

需要说明的是，上述说明中，示出在Msg.1～Msg.3中，针对波束组设定资源(例如时间资源)而控制发送接收的情况，但本实施方式不限于此。只要在随机接入过程的各操作(Msg.1～Msg.4)之中至少一个中，针对波束组设定资源而控制发送接收即可。

此外，在上述说明中，作为随机接入过程，示出竞争型随机接入，但在非竞争型随机接入中也能够同样地应用。

(无线通信系统)

以下，针对本发明的一个实施方式所涉及的无线通信系统的结构进行说明。该无线通信系统中，利用本发明的上述各实施方式所涉及的无线通信方法中任一者或它们的组合进行通信。

图7是示出本发明的一个实施方式所涉及的无线通信系统的概略结构的一例的图。无线通信系统1中，可以应用将以LTE系统的系统带域(例如20MHz)为1个单位的多个基本频率块(分量载波)一体化而得到的载波聚合(CA)和/或双重连接(DC)。

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

无线通信系统1具有形成较宽覆盖的宏小区C1的无线基站11、和配置在宏小区C1内并形成比宏小区C1更窄的小型小区C2的无线基站12

(12a-12c)。此外，在宏小区C1和各小型小区C2中，配置了用户终端20。

用户终端20能够连接于无线基站11和无线基站12两者。用户终端20预想通过CA或DC同时使用宏小区C1和小型小区C2。此外，用户终端20也可以利用多个小区(CC)(例如5个以下的CC、6个以上的CC)来应用CA或DC。

用户终端20与无线基站11之间，能够在相对低的频带(例如2GHz)中利用带宽窄的载波(也被称为现有载波、Legacy carrier等)来进行通信。另一方面，用户终端20与无线基站12之间，可以在相对高的频带(例如3.5GHz、5GHz等)中利用带宽宽的载波，也可以利用与无线基站11之间相同的载波。需要说明的是，各无线基站所利用的频带的结构不限于此。

无线基站11与无线基站12之间(或2个无线基站12间)能够设为有线连接(例如按照CPRI(Common Public Radio Interface，通用公共射频接口)的光纤、X2接口等)或无线连接的结构。

无线基站11和各无线基站12分别连接于上位站装置30，经由上位站装置30而连接于核心网络40。需要说明的是，上位站装置30中，包含例如接入网关装置、无线网络控制器(RNC)、移动性管理实体(MME)等，但不限于此。此外，各无线基站12也可以经由无线基站11而连接于上位站装置30。

需要说明的是，无线基站11是具有相对宽的覆盖的无线基站，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是具有局部覆盖的无线基站，也可以被称为小型基站、微基站、微微基站、毫微微基站、HeNB(Home eNodeB，家庭演进节点B)、RRH(Remote Radio Head，远程无线头)、发送接收点等。以下，在不区分无线基站11和12的情况下，总称为无线基站10。

各用户终端20是支持LTE、LTE-A等各种通信方式的终端，不仅可以包括移动通信终端(移动台)，也可以包括固定通信终端(固定站)。

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连接(OFDMA：Orthogonal Frequency Division Multiple Access)，对上行链路应用单载波-频分多址连接(SC-FDMA：Single Carrier Frequency Division Multiple Access)。

OFDMA是将频带分割为多个窄频带(子载波)，并将数据映射于各子载波而进行通信的多重载波传输方式。SC-FDMA是将系统带宽对每个终端分割为由1个或连续的资源块形成的带域，并通过使多个终端利用彼此不同的带域从而减少终端间的干扰的单载波传输方式。需要说明的是，上行和下行的无线接入方式不限于这些的组合，也可以利用其它无线接入方式。

无线通信系统1中，作为下行链路的信道，利用在各用户终端20中共享的下行共享信道(PDSCH：Physical Downlink Shared Channel，物理下行链路共享信道)、广播信道(PBCH：Physical Broadcast Channel，物理广播信道)、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(System Information Block，系统信息块)等。此外，通过PBCH，传输MIB(Master Information Block，主信息块)。

下行L1/L2控制信道包括PDCCH(Physical Downlink Control Channel，物理下行链路控制信道)、EPDCCH(Enhanced Physical Downlink Control Channel，增强物理下行链路控制信道)、PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel，物理控制格式指示信道)、PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel，物理混合ARQ指示信道)等。通过PDCCH，传输包含PDSCH和PUSCH的调度信息的下行控制信息(DCI：Downlink ControlInformation，下行链路控制信息)等。通过PCFICH，传输在PDCCH中利用的OFDM码元数。通过PHICH，传输对于PUSCH的HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest，混合自动重发请求)的送达确认信息(也被称为例如重发控制信息、HARQ-ACK、ACK/NACK等)。EPDCCH与PDSCH(下行共享数据信道)被频分复用，与PDCCH同样地用于DCI等的传输。

无线通信系统1中，作为上行链路的信道，利用在各用户终端20中共享的上行共享信道(PUSCH：Physical Uplink Shared Channel，物理上行链路共享信道)、上行控制信道(PUCCH：Physical Uplink Control Channel，物理上行链路控制信道)、随机接入信道(PRACH：Physical Random Access Channel，物理随机接入信道)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(CQI：ChannelQuality Indicator，信道质量指示符)、送达确认信息等。通过PRACH，传输用于与小区建立连接的随机接入前导码。

无线通信系统1中，作为下行参考信号，传输小区固有参考信号(CRS：Cell-specific Reference Signal，小区特定参考信号)、信道状态信息参考信号(CSI-RS：Channel State Information-Reference Signal，信道状态信息参考信号)、解调用参考信号(DMRS：DeModulation Reference Signal)、位置决定参考信号(PRS：PositioningReference Signal，定位参考信号)等。此外，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(SRS：Sounding Reference Signal)、解调用参考信号(DMRS)等。需要说明的是，DMRS也可以称为用户终端固有参考信号(UE-specific Reference Signal，用户特定参考信号)。此外，所传输的参考信号不限于此。

(无线基站)

图8是示出本发明的一个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具有：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、和传输路径接口106。需要说明的是，发送接收天线101、放大器单元102、发送接收单元103构成为分别包含1个以上即可。

通过下行链路从无线基站10向用户终端20发送的用户数据是从上位站装置30经由传输路径接口106而输出给基带信号处理单元104的。

基带信号处理单元104中，关于用户数据，进行PDCP(Packet Data ConvergenceProtocol，分组数据汇聚协议)层的处理、用户数据的分割/结合、RLC(Radio LinkControl，无线链路控制)重发控制等RLC层的发送处理、MAC(Medium Access Control，媒体访问控制)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，关于下行控制信号，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输出的基带信号变换为无线频带并发送。通过发送接收单元103进行了频率变换的无线频率信号通过放大器单元102而放大，从发送接收天线101发送。发送接收单元103能够由基于本发明所涉及的技术领域中的公共认知而说明的发送器/接收器、发送接收电路或发送接收装置构成。需要说明的是，发送接收单元103可以以一体的发送接收单元的形式构成，也可以由发送单元和接收单元构成。

另一方面，针对上行信号，将通过发送接收天线101接收到的无线频率信号通过放大器单元102放大。发送接收单元103接收被放大器单元102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，向基带信号处理单元104输出。

基带信号处理单元104中，对所输入的上行信号中包含的用户数据，进行快速傅里叶变换(FFT：Fast Fourier Transform)处理、离散傅里叶逆变换(IDFT：Inverse DiscreteFourier Transform)处理、纠错解码、MAC重发控制的接收处理、RLC层和PDCP层的接收处理，并经由传输路径接口106而转发给上位站装置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经由规定的接口而与上位站装置30发送接收信号。此外，传输路径接口106也可以经由基站间接口(例如遵照CPRI(Common Public Radio Interface，通用公共射频接口)的光纤、X2接口)而与其他无线基站10发送接收信号(回程信令)。

需要说明的是，发送接收单元103也可以进一步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所涉及的技术领域中的公共认知而说明的模拟波束成型电路(例如移相器、移相电路)或模拟波束成型装置(例如移相器)而构成。此外，发送接收天线101能够由例如阵列天线而构成。

发送接收单元103控制随机接入过程中的Msg.1和Msg.3的接收、Msg.2和Msg.4的发送。此外，发送接收单元103也可以发送与波束模式测量用的参考信号相关的设定信息(BRS config.)和/或与波束索引相关的信息。

此外，发送接收单元103在与波束索引无关地设定RAR的发送资源的情况下，也可以在任意的资源中发送RAR，并且在高层信令(广播信息和/或RRC信令等)中发送与用于发送RAR的一定区间相关的信息。此外，发送接收单元103在与波束索引无关地设定从用户终端发送的消息3的发送资源的情况下，也可以将与该消息3的发送定时相关的信息(例如从RAR接收时起算的时间)包括在RAR中发送。

图9是示出本发明的一个实施方式所涉及的无线基站的功能结构的一例的图。需要说明的是，本例中，主要示出本实施方式中的特征部分的功能块，无线基站10还具有无线通信所必须的其他功能块。

基带信号处理单元104至少具有：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、和测量单元305。需要说明的是，这些结构只要包括在无线基站10中即可，部分或全部的结构也可以不包括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能够由基于本发明所涉及的技术领域中的公共认知而说明的控制器、控制电路或控制装置构成。

控制单元301控制例如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。此外，控制单元301控制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。

控制单元301控制系统信息、PDSCH中发送的下行数据信号、PDCCH和/或EPDCCH中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基于判定是否需要对上行数据信号进行重发控制的结果等，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对同步信号(例如PSS(Primary Synchronization Signal，主同步信号)/SSS(Secondary Synchronization Signal，辅同步信号))、或CRS、CSI-RS、DMRS等下行参考信号的调度进行控制。

此外，控制单元301控制PUSCH中发送的上行数据信号、PUCCH和/或PUSCH中发送的上行控制信号(例如送达确认信息)、PRACH中发送的随机接入前导码、或上行参考信号等的调度。

控制单元301进行控制以使，利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)，形成发送波束和/或接收波束。

例如，控制单元301可以进行控制以使，在规定的期间(例如扫描期间)中，对1个以上的波束固有信号和/或信道(例如波束固有SS、波束固有RS、波束固有BCH(广播信号)等)进行扫描的同时进行发送。

发送信号生成单元302基于来自控制单元301的指示，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)，输出给映射单元303。发送信号生成单元302能够由本发明所涉及的技术领域中的公共认知而说明的信号生成器、信号生成电路或信号生成装置构成。

发送信号生成单元302基于例如来自控制单元301的指示，生成通知下行信号的分配信息的DL分配(DL assignment)和通知上行信号的分配信息的UL许可(UL grant)。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 StateInformation)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的指示，将发送信号生成单元302中生成的下行信号映射至规定的无线资源，向发送接收单元103输出。映射单元303能够由基于本发明所涉及的技术领域中的公共认知而说明的映射器、映射电路或映射装置构成。

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)。在此，接收信号是例如从用户终端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能够由基于本发明所涉及的技术领域中的公共认知而说明的信号处理器、信号处理电路或信号处理装置构成。

接收信号处理单元304将通过接收处理解码后的信息输出给控制单元301。例如，在接收到包含HARQ-ACK的PUCCH的情况下，将HARQ-ACK输出给控制单元301。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给测量单元305。

测量单元305实施与接收到的信号相关的测量。测量单元305能够由基于本发明所涉及的技术领域中的公共认知而说明的测量器、测量电路或测量装置构成。

测量单元305也可以针对例如接收到的信号的接收功率(例如RSRP(ReferenceSignal Received Power，参考信号接收功率))、接收质量(例如RSRQ(Reference SignalReceived Quality，参考信号接收质量)、SINR(Signal to Interference plus NoiseRatio，信号与干扰加噪声比))或信道状态等进行测量。测量结果也可以被输出至控制单元301。

(用户终端)

图10是示出本发明的一个实施方式所涉及的用户终端的整体结构的一例的图。用户终端20具有：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、应用单元205。需要说明的是，发送接收天线201、放大器单元202、发送接收单元203构成为分别包含1个以上即可。

将通过发送接收天线201接收的无线频率信号通过放大器单元202放大。发送接收单元203接收被放大器单元202放大的下行信号。发送接收单元203将接收信号频率变换为基带信号，向基带信号处理单元204输出。发送接收单元203能够由基于本发明所涉及的技术领域中的公共认知而说明的发送器/接收器、发送接收电路或发送接收装置构成。需要说明的是，发送接收单元203可以以一体的发送接收单元的形式构成，也可以由发送单元和接收单元构成。

基带信号处理单元204对所输入的基带信号，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层更高的层相关的处理等。此外，下行链路的数据之中，广播信息也被转发至应用单元205。

另一方面，针对上行链路的用户数据，从应用单元205输出给基带信号处理单元204。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并发送。通过发送接收单元203进行了频率变换的无线频率信号通过放大器单元202而放大，从发送接收天线201发送。

需要说明的是，发送接收单元203也可以进一步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所涉及的技术领域中的公共认知而说明的模拟波束成型电路(例如移相器、移相电路)或模拟波束成型装置(例如移相器)而构成。此外，发送接收天线201能够由例如阵列天线而构成。

发送接收单元203控制随机接入过程中的Msg.1和Msg.3的发送、Msg.2和Msg.4的接收。此外，发送接收单元103也可以接收与波束模式测量用的参考信号相关的设定信息(BRS config.)和/或与波束索引相关的信息。此外，发送接收单元203能够在与从多个波束组的中选择的规定波束组对应的资源中发送Msg.1和/或Msg.3。此外，发送接收单元203能够在与规定波束组对应的资源中接收Msg.2和/或Msg.4。

此外，在与波束索引无关地设定RAR的发送资源的情况下，发送接收单元203也可以在任意的资源中接收RAR，并且在高层信令(广播信息和/或RRC信令等)中接收与用于接收RAR的一定区间相关的信息。此外，在与波束索引无关地设定消息3的发送资源的情况下，发送接收单元203也可以接收包含与该消息3的发送定时相关的信息(例如从RAR接收时起算的时间)的RAR。

图11是示出本发明的一个实施方式所涉及的用户终端的功能结构的一例的图。需要说明的是，在本例中，主要示出本实施方式中的特征部分的功能块，用户终端20还具有无线通信所必须的其他功能块。

用户终端20所具有的基带信号处理单元204至少具有控制单元401、发送信号生成单元402、映射单元403、接收信号处理单元404、和测量单元405。需要说明的是，这些结构只要包括在用户终端20中即可，部分或全部的结构可以不包括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能够由基于本发明所涉及的技术领域中的公共认知而说明的控制器、控制电路或控制装置构成。

控制单元401控制例如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。此外，控制单元401控制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。

控制单元401从接收信号处理单元404获取从无线基站10发送的下行控制信号(PDCCH/EPDCCH中发送的信号)和下行数据信号(PDSCH中发送的信号)。控制单元401基于下行控制信号、或判定是否需要对下行数据信号进行重发控制的结果等，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，利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。

例如，控制单元401也可以进行控制以使，对在规定的期间(例如扫描期间)中发送的多个波束固有信号和/或信道(例如波束固有SS、波束固有RS、波束固有BCH(广播信号)等)之中的至少一个进行接收。

此外，控制单元401利用针对包含不同的波束模式的多个波束组分别设定的资源，控制Msg.1和/或Msg.3的发送。此外，控制单元401利用针对包含不同的波束模式的多个波束组分别设定的资源，控制Msg.2和/或Msg.4的接收。

此外，控制单元401能够在随机接入前导码的发送前基于从无线基站接收的同步信号、广播信号和波束用参考信号中的至少一个，选择规定波束组。

发送信号生成单元402基于来自控制单元401的指示，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)，输出给映射单元403。发送信号生成单元402能够由本发明所涉及的技术领域中的公共认知而说明的信号生成器、信号生成电路或信号生成装置构成。

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

映射单元403基于来自控制单元401的指示，将发送信号生成单元402中生成的上行信号映射至无线资源，输出给发送接收单元203。映射单元403能够由基于本发明所涉及的技术领域中的公共认知而说明的映射器、映射电路或映射装置构成。

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)。在此，接收信号是例如从无线基站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能够由基于本发明所涉及的技术领域中的公共认知而说明的信号处理器、信号处理电路或信号处理装置构成。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给控制单元401。接收信号处理单元404将例如广播信息、系统信息、RRC信令、DCI等输出给控制单元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给测量单元405。

测量单元405实施与接收到的信号相关的测量。例如测量单元405利用从无线基站10发送的波束形成用RS来实施测量。测量单元405能够由基于本发明所涉及的技术领域中的公共认知而说明的测量器、测量电路或测量装置构成。

测量单元405也可以针对信号的接收功率(例如RSRP)、接收质量(例如RSRQ、接收SINR)、或信道状态等进行测量。测量结果也可以被输出至控制单元401。

(硬件结构)

需要说明的是，上述实施方式的说明中使用的框图示出功能单位的块。这些功能块(结构单元)可以通过硬件和/或软件的任意组合或实现。此外，各功能块的实现手段没有特别限制。即，各功能块可以通过在物理和/或逻辑上结合的1个装置而实现，也可以将在物理和/或者逻辑上分离的2个以上的装置直接和/或间接地(例如有线和/或者无线)连接从而通过这些多个装置而实现。

例如，本发明的一个实施方式中的无线基站、用户终端等也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作用。图12是示出本发明的一个实施方式所涉及的无线基站和用户终端的硬件结构的一例的图。上述的无线基站10和用户终端20可以构成为在物理上包含处理器1001、存储器1002、储存器1003、通信装置1004、输入装置1005、输出装置1006、总线1007等的计算机装置。

需要说明的是，以下的说明中，“装置”这一表达能够替换为电路、设备、单元等。无线基站10和用户终端20的硬件结构可以构成为包含一个或多个图中示出的各装置，也可以构成为不含一部分装置。

例如，处理器1001仅图示1个，但也可以有多个处理器。此外，处理也可以通过1个处理器执行，处理也可以同时、依次、或者利用其他手段而通过1个以上的处理器执行。需要说明的是，处理器1001也可以通过1个以上的芯片来安装。

无线基站10和用户终端20中的各功能通过在处理器1001、存储器1002等硬件上读入规定的软件(程序)，处理器1001进行运算，控制利用通信装置1004的通信、或存储器1002和储存器1003中的数据的读取和/或写入，由此实现。

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也可以由包含与外围设备的接口、控制装置、运算装置、寄存器等的中央处理装置(CPU：CentralProcessing Unit，中央处理器)构成。例如，上述的基带信号处理单元104(204)、呼叫处理单元105等也可以通过处理器1001而实现。

此外，处理器1001可以将程序(程序代码)、软件模块或数据从储存器1003和/或通信装置1004中读取至存储器1002，按照这些执行各种处理。作为程序，利用使计算机执行上述实施方式中说明的操作中的至少一部分的程序。例如，由用户终端20的控制单元401也可以通过被容纳于存储器1002中、且由处理器1001操作的控制程序而实现，针对其他功能块，也可以同样地实现。

存储器1002是计算机可读的记录介质，可以由例如ROM(Read Only Memory，只读存储器)、EPROM(Erasable Programmable ROM，可擦写可编程ROM)、EEPROM(ElectricallyErasable Programmable ROM，电可擦写可编程ROM)、RAM(Random Access Memory，随机访问存储器)、其他适当的存储介质中的至少一者构成。存储器1002也可以称为寄存器、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个实施方式所涉及的无线通信方法而能够执行的程序(程序代码)、软件模块等。

储存器1003是计算机可读的记录介质，可以由例如柔性盘(flexible disc)、Floppy(注册商标)、光磁盘(例如紧凑型光盘CD-ROM(Compact Disc ROM)等)、数码多用途光盘、Blu-ray(注册商标)光盘)、可移动光盘、硬盘驱动器、智能卡、闪存存储器(例如卡、棒、键驱动器)、磁条、数据库、服务器、其他适当的存储介质中的至少1种构成。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/或无线网络而进行计算机间的通信的硬件(发送接收设备)，例如也称为网络设备、网络控制器、网卡、通信模块等。通信装置1004为了实现例如频分双工(FDD：Frequency Division Duplex)和/或时分双工(TDD：Time DivisionDuplex)，也可以包括高频开关、双工器、滤波器、频率合成器等而构成。例如，上述发送接收天线101(201)、放大器单元102(202)、发送接收单元103(203)、传输路径接口106等可以通过通信装置1004而实现。

输入装置1005是接受来自外部的输入的输入设备(例如键盘、鼠标、麦克风、开关、按钮、传感器等)。输出装置1006是实施向外部的输出的输出设备(例如显示器、扬声器、LED(Light Emitting Diode，发光二极管)灯等)。需要说明的是，输入装置1005和输出装置1006也可以是形成一体的结构(例如触控面板)。

此外，处理器1001或存储器1002等各装置通过用于通信信息的总线1007而连接。总线1007也可以由单一总线构成，也可以在装置间由不同总线构成。

此外，无线基站10和用户终端20也可以包含微处理器、数字信号处理器(DSP：Digital Signal Processor)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路)、PLD(Programmable Logic Device，可编程逻辑设备)、FPGA(Field ProgrammableGate Array，现场可编程门阵列)等硬件而构成，也可以通过该硬件来实现各功能块中的一部分或全部。例如，处理器1001也可以通过这些硬件中的至少一者而安装。

(变形例)

需要说明的是，针对本说明书中说明的术语和/或为理解本说明书而必要的术语，也可以与具有相同或类似含义的术语进行替换。例如，信道和/或码元也可以为信号(信令)。此外，信号也可以为消息。参考信号还能够被简称为RS(Reference Signal)，根据所应用的标准，也可以被称为导频(Pilot)、导频信号等。此外，分量载波(CC：ComponentCarrier)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1个或多个期间(帧)构成。构成无线帧的该1个或多个各期间(帧)也可以被称为子帧。进一步，子帧也可以在时域中由1个或多个时隙构成。进一步，时隙也可以在时域中由1个或多个码元(OFDM(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing，正交频分复用)码元、SC-FDMA(Single Carrier Frequency DivisionMultiple Access，单载波频分多址)码元等)构成。

无线帧、子帧、时隙和码元均表示传输信号时的时间单位。无线帧、子帧、时隙和码元也可以分别使用所对应的其他称呼。例如，可以将1个子帧称为TTI(TTI：TransmissionTime Interval)，也可以将多个连续的子帧称为TTI，还可以将1个时隙称为TTI。即，子帧或TTI可以是现有的LTE中的子帧(1ms)，也可以是比1ms更短的期间(例如1-13个码元)，也可以是比1ms更长的期间。

在此，TTI是指例如无线通信中的调度的最小时间单位。例如，LTE系统中，无线基站对各用户终端进行以TTI单位分配无线资源(各用户终端中能够使用的频带宽或发送功率等)的调度。需要说明的是，TTI的定义不限于此。TTI可以是进行信道编码后的数据分组(传输块)的发送时间单位，也可以是调度或链路适配等的处理单位。

具有1ms的时长的TTI也可以被称为通常TTI(LTE Rel.8-12中的TTI)、正常TTI、长TTI、通常子帧、正常子帧、或长子帧等。比通常TTI更短的TTI也可以被称为缩短TTI、短TTI、缩短子帧、或短子帧等。

资源块(RB：Resource Block)是时域和频域的资源分配单位，在频域中，可以包含1个或多个连续的副载波(子载波(subcarrier))。此外，RB在时域中，可以包含1个或多个码元，也可以为1个时隙、1个子帧或1个TTI的长度。1个TTI、1个子帧也可以分别由1个或多个资源块构成。需要说明的是，RB也可以被称为物理资源块(PRB：Physical RB)、PRB对(PRBpair)、RB对(RB pair)等。

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

需要说明的是，上述无线帧、子帧、时隙和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、时隙中包含的码元和RB的数量、RB中包含的子载波的数量、以及TTI内的码元数、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，本说明书中说明的信息、参数等可以以绝对值表示，也可以以从规定值起算的相对值表示，还可以以对应的其他信息表示。例如，无线资源也可以通过规定的索引来指示。进一步，使用这些参数的数学式等有时与本说明书中明示公开的不同。

本说明书中参数等中使用的名称在任何方面均不是限定性的。例如，各种各样的信道(PUCCH(Physical Uplink Control Channel，物理上行链路控制信道)、PDCCH(Physical Downlink Control Channel，物理下行链路控制信道)等)和信息元素能够通过任何适当的名称来识别，因此对这些各种各样的信道和信息元素分配的各种各样的名称在任何一点上均非限定性的。

本说明书中说明的信息、信号等也可以使用各种各样的任意不同的技术来表示。例如，遍及上述说明整体而可以提及的数据、命令、指令、信息、信号、比特、码元、码片(chip)等可以通过电压、电流、电磁波、磁场或磁性粒子、光场或光子、或者它们的任意组合来表示。

此外，信息、信号等能够从上位层(高层)向下位层(低层)输出，和/或从下位层(低层)向上位层(高层)输出。信息、信号等也可以经由多个网络节点而输入输出。

输入输出的信息、信号等可以保存于特定部位(例如存储器)，也可以用管理表来管理。输入输出的信息、信号等可以进行覆盖、更新或追加。输出的信息、信号等可以被删除。输入的信息、信号等可以发送给其他装置。

信息的通知不限于本说明书中说明的方式/实施方式，也可以通过其他方法进行。例如，信息的通知也可以通过物理层信令(例如下行控制信息(DCI：Downlink ControlInformation，下行链路控制信息)、上行控制信息(UCI：Uplink Control Information，上行链路控制信息))、高层信令(例如RRC(Radio Resource Control，无线资源控制)信令、广播信息(主信息块(MIB：Master Information Block)、系统信息块(SIB：SystemInformation Block)等)、MAC(Medium Access Control，媒体访问控制)信令)、其他信号或它们的组合来实施。

需要说明的是，物理层信令也可以被称为L1/L2(Layer 1/Layer 2，层1/层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，也可以是例如RRC连接设置(RRCConnectionSetup)消息、RRC连接重构(RRCConnectionReconfiguration，RRC连接重设定)消息等。此外，MAC信令也可以通过例如MAC控制元素(MAC CE(Control Element))来通知。

此外，规定的信息的通知(例如“为X”的通知)不限于显式地进行，也可以隐式地(例如通过不进行该规定的信息的通知、或通过另外的信息的通知)进行。

判定可以通过1个比特所表示的值(0或1)而进行，也可以通过由真(true)或假(false)表示的真假值(Boolean，布尔值)而进行，也可以通过数值的比较(例如与规定的值进行比较)而进行。

软件无论被称为软件、固件、中间件、微代码、硬件记述语言、或者用其他名称来称呼，均应当被广义地解释为命令、命令集、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、项目、可执行文件、可执行线程、过程、功能等的含义。

此外，软件、命令、信息等可以经由传输介质而发送接收。例如，软件在使用有线技术(同轴线缆、光纤线缆、双绞线和数字订户专线(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(remote source)发送的情况下，这些有线技术和/或无线技术包括在传输介质的定义内。

本说明书中使用的“系统”和“网络”的术语可以互换使用。

本说明书中，“基站(BS：Base Station)”、“无线基站”、“eNB”、“小区”、“扇区”、“小区组”、“载波”和“分量载波”的术语能够互换使用。基站有时也用固定站(fixed station)、NodeB、eNodeB(eNB)、接入点(access point)、发送点、接收点、毫微微小区、小型小区等术语来称呼。

基站能够容纳1个或多个(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，基站的覆盖区域整体能够被区分为多个更小的区域，各个更小区域也能够通过基站子系统(例如室内用的小型基站RRH：Remote Radio Head(远程无线头))而提供通信服务。“小区”或者“扇区”的术语是指在该覆盖中进行通信服务的基站和/或基站子系统的覆盖区域中的一部分或整体。

本说明书中，“移动台(MS：Mobile Station)”、“用户终端(user terminal)”、“用户装置(UE：User Equipment)”和“终端”的术语能够互换使用。基站有时也用固定站(fixedstation)、NodeB、eNodeB(eNB)、接入点(access point)、发送点、接收点、毫微微小区、小型小区等术语来称呼。

移动台对本领域技术人员而言有时也用订户站、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(handset)、用户代理、移动客户端、客户端、或多种其他适合的术语来称呼。

此外，本说明书中的无线基站也可以被用户终端替换。例如，针对将无线基站和用户终端间的通信替换为多个用户终端间(D2D：Device-to-Device，设备对设备)的通信的结构，也可以应用本发明的各方式/实施方式。该情况下，也可以将上述的无线基站10所具有的功能设为用户终端20所具有的结构。此外，“上行”或“下行”等词语也可以被替换为“侧(side)”。例如，上行信道也可以被替换为侧信道(side channel)。

同样地，本说明书中的用户终端也可以被无线基站替换。该情况下，也可以将上述的用户终端20所具有的功能设为无线基站10所具有的结构。

本说明书中，设为通过基站进行的特定操作根据情况有时也通过其上位节点(upper node)来进行。显然，在由具有基站的1个或多个网络节点(network nodes)组成的网络中，为了与终端通信而进行的各种各样的操作能够通过基站、基站之外的1个1上的网络节点(例如可以考虑MME(Mobility Management Entity，移动性管理实体)、S-GW(Serving-Gateway，服务网关)等，但不限于此)、或它们的组合而进行。

本说明书中说明的各方式/实施例可以单独利用，也可以组合利用，还可以伴随执行而切换利用。本说明书中说明的各方式/实施例的处理顺序、时序、流程图等在没有矛盾的情况下，也可以调换顺序。例如，针对本说明书中说明的方法，以例示性的顺序提示了各种各样的步骤的元素，不限于所提示的特定的顺序。

本说明书中说明的各方式/实施方式也可以应用于LTE(Long Term Evolution，长期演进)、LTE-A(LTE-Advanced)、LTE-B(LTE-Beyond)、SUPER3G、IMT-Advanced、4G(4thgeneration mobile communication system，第4代移动通信系统)、5G(5th generationmobile communication system，第5代移动通信系统)、FRA(Future Radio Access，未来无线接入)、New-RAT(Radio Access Technology，无线接入技术)、NR(New Radio，新无线)、NX(New radio access，新无线接入)、FX(Future generation radio access，未来世代无线接入)、GSM(注册商标)(Global System for Mobile communications，全球移动通信系统)、CDMA2000、UMB(Ultra Mobile Broadband，超移动宽带)、IEEE 802.11(Wi-Fi(注册商标))、IEEE 802.16(WiMAX(注册商标))、IEEE 802.20、UWB(Ultra-WideBand，超宽带)、Bluetooth(注册商标)、利用其他适当的无线通信方法的系统和/或基于这些而扩展的下一代系统。

本说明书中使用的“基于”这一记载在没有特别说明的情况下，不意味着“仅基于”。换言之，“基于”这一记载意味着“仅基于”和“至少基于”这两者。

本说明书中使用的对使用了“第1”、“第2”等称呼的元素的任意参照也并非是全面地限定这些元素的量或顺序。这些称呼可以作为区分2个以上的元素间的便利方法而在本说明书中使用。因此，对第1和第2元素的参照不意味着仅能够采用2个元素，或者必须以任意方式使第1元素优先于第2元素。

本说明书中使用的“判断(决定)(determining)”这一术语有时包含多种多样的操作。例如，关于“判断(决定)”，可以将例如计算(calculating)、演算(computing)、处理(processing)、导出(deriving)、调查(investigating)、搜索(looking up)(例如表、数据库或其他数据结构中的搜索)、确认(ascertaining)视为进行“判断(决定)”。此外，关于“判断(决定)”，也可以将接收(receiving)(例如接收信息)、发送(transmitting)(例如发送信息)、输入(input)、输出(output)、访问(accessing)(例如访问存储器中的数据)视为进行“判断(决定)”。此外，关于“判断(决定)”，也可以将解决(resolving)、选择(selecting)、选定(choosing)、建立(establishing)、比较(comparing)等视为进行“判断(决定)”。即，关于“判断(决定)”，可以将任意操作视为进行“判断(决定)”。

本说明书中使用的“连接(connected)”、“耦合(coupled)”这一术语、或者它们的任意变形是指2个或者其以上的元素间的直接或者间接的任意连接或者耦合，能够包括在彼此“连接”或者“耦合”的2个元素间存在1个或者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，或者还可以是它们的组合。在本说明书中使用的情况下，能够认为2个元素通过使用1个或其以上的电线、线缆和/或印刷电连接，以及作为几个非限定性且非包括性的例子，通过使用具有无线频域、微波区域和光(可见和不可见两者)区域的波长的电磁能量等电磁能量，从而彼此“连接”或者“耦合”。

“包含(include)”、“包括(comprising)”、和它们的变形在本说明书或者权利要求书中使用的情况下，这些术语与术语“具有”同样地，是指包括性的。进一步，本说明书或者权利要求书中使用的术语“(or)”不是指异或。

以上，针对本发明进行了详细说明，但对本领域技术人员而言显而易见的是，本发明不限于本说明书中说明的实施方式。本发明在不脱离通过专利权利要求书的记载而规定的本发明的主旨和范围的情况下，能够作为修正和变更方式而实施。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意义。

本申请基于2016年7月15日提交的日本特愿2016-140716和2016年8月12日提交的日本特愿2016-158890。本文中包括其全部内容。

Claims

1.一种用户终端，其是与利用多个波束的无线基站进行通信的用户终端，其特征在于，具有：

发送单元，其发送随机接入前导码；

接收单元，其接收与所述随机接入前导码对应的随机接入应答；以及

控制单元，其利用与多个波束模式进行了关联的规定资源而控制所述随机接入前导码的发送和/或所述随机接入应答的接收。

2.根据权利要求1所述的用户终端，其特征在于，所述规定资源针对包含不同的波束模式的多个波束组分别进行设定。

3.根据权利要求1或2所述的用户终端，其特征在于，所述控制单元在所述随机接入前导码的发送前基于从无线基站接收的同步信号、广播信号和波束用参考信号中的至少一个，选择所述规定资源。

4.根据权利要求2或3所述的用户终端，其特征在于，所述接收单元接收与波束模式测量用的参考信号相关的设定信息，所述发送单元从与所述规定资源对应的多个波束模式之中，发送与规定波束模式的索引相关的信息。

5.根据权利要求4所述的用户终端，其特征在于，在所述发送单元发送与所述规定波束模式的索引相关的信息后，所述接收单元在针对所述规定波束模式所设定的资源中接收DL信号。

6.一种无线通信方法，其是与利用多个波束的无线基站进行通信的用户终端的无线通信方法，其特征在于，具有：

发送随机接入前导码的步骤；以及

接收与所述随机接入前导码对应的随机接入应答的步骤，

利用与多个波束模式进行了关联的规定资源而控制所述随机接入前导码的发送和/或所述随机接入应答的接收。