JP2015070294A - 基地局、ユーザ端末及び無線通信方法 - Google Patents

基地局、ユーザ端末及び無線通信方法 Download PDF

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Abstract

【課題】既存のユーザ端末向けの検出用信号とスモールセル検出/測定用信号が混在する場合であっても、無線通信を適切に行うこと。
【解決手段】スモールセルをカバレッジ範囲に含むマクロセルを形成すると共に、前記スモールセルに接続可能なユーザ端末と通信を行う基地局であって、所定の周波数に対して、前記スモールセルから送信される同期信号を用いた第1の検出処理と、前記スモールセルから送信される検出/測定用信号を用いた第2の検出処理の一方又は双方をユーザ端末に指示する指示部と、前記指示部が前記第2の検出処理を指示した場合に、前記検出/測定用信号のパラメータに関する情報をユーザ端末に送信する送信部と、を設ける。
【選択図】図4

Description

本発明は、次世代移動通信システムにおける基地局、ユーザ端末及び無線通信方法に関する。
UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)ネットワークにおいて、さらなる高速データレート、低遅延などを目的としてロングタームエボリューション(LTE:Long Term Evolution)が仕様化された(非特許文献1)。LTEではマルチアクセス方式として、下り回線(下りリンク)にOFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)をベースとした方式を用い、上り回線(上りリンク)にSC−FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access)をベースとした方式を用いている。
また、LTEからのさらなる広帯域化及び高速化を目的として、LTEの後継システムも検討されてきた(例えば、LTEアドバンスト又はLTEエンハンスメントと呼ぶこともある(以下、「LTE−A」という))。LTE−Aシステムでは、半径数キロメートル程度の広範囲のカバレッジエリアを有するマクロセル内に、半径数十メートル程度の局所的なカバレッジエリアを有するスモールセル(例えば、ピコセル、フェムトセルなど)が形成されるHetNet(Heterogeneous Network)が検討されている(例えば、非特許文献2)。また、HetNetでは、マクロセル(マクロ基地局)とスモールセル(スモール基地局)間で同一周波数帯だけでなく、異なる周波数帯のキャリアを用いることも検討されている。
上述のHetNetでは、マクロセル内に多数のスモールセルを配置することが想定される。この場合、例えば、トラフィックの大きい場所にスモールセルを局所的に配置し、セル間でのオフロード効果を図ることが想定される。このような環境において、ユーザ端末が効率的にスモールセルを検出して接続する方法として、新たにスモールセル検出用メカニズム(Small cell discovery)の導入が検討されている。
Small cell discoveryにおいては、既存の同期信号や測定信号とは異なる新たな検出/測定用信号の使用が想定される。一方で、スモールセルでは、既存のシステムとの互換性(Backward compatible)を確保するために、既存のユーザ端末向けの各種信号の送信も行われることが想定される。このため、既存のユーザ端末向けの各種信号を用いたスモールセルの検出/測定と、新たに導入される検出/測定用信号を用いたスモールセルの検出/測定をどのように制御するかが問題となる。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、既存のユーザ端末向けの検出用信号とスモールセル検出/測定用信号が混在する場合であっても、無線通信を適切に行うことができる基地局、ユーザ端末及び無線通信方法を提供することを目的の一とする。
本発明の基地局は、スモールセルをカバレッジ範囲に含むマクロセルを形成すると共に、前記スモールセルに接続可能なユーザ端末と通信を行う基地局であって、所定の周波数に対して、前記スモールセルから送信される同期信号を用いた第1の検出処理と、前記スモールセルから送信される検出/測定用信号を用いた第2の検出処理の一方又は双方をユーザ端末に指示する指示部と、前記指示部が前記第2の検出処理を指示した場合に、前記検出/測定用信号のパラメータに関する情報をユーザ端末に送信する送信部と、を有することを特徴とする。
本発明によれば、既存のユーザ端末向けの検出用信号とスモールセル検出/測定用信号が混在する場合であっても、無線通信を適切に行うことができる。
HetNetの概念図である。 スモールセル検出におけるDS送信タイミングの一例を説明する図である。 スモールセル検出と、レガシーセルサーチの概要を説明する図である。 本実施の形態にかかるスモールセル検出及びレガシーセルサーチの制御方法を説明する図である。 本実施の形態にかかるアイドル状態のユーザ端末におけるスモールセル検出動作を説明する図である。 本実施の形態に係る無線通信システムの一例を示す概略図である。 本実施の形態に係る無線基地局の全体構成の説明図である。 本実施の形態に係るマクロ基地局の機能構成の説明図である。 本実施の形態に係るスモール基地局の機能構成の説明図である。 本実施の形態に係るユーザ端末の全体構成の説明図である。 本実施の形態に係るユーザ端末の機能構成の説明図である。
図1は、Rel.12以降で想定されるHetNetの概念図である。図1に示すように、HetNetは、マクロセル(Macro cell)とスモールセル(Small cell)との少なくとも一部が地理的に重複して配置される無線通信システムである。HetNetは、マクロセルを形成する無線基地局(以下、マクロ基地局という)と、スモールセルを形成する無線基地局(以下、スモール基地局という)と、マクロ基地局とスモール基地局と通信するユーザ端末とを含んで構成される。
一般にユーザ分布やトラフィックは均一でなく、時間的、あるいは、場所的に変動する。そのため、マクロセル内に多数のスモールセルを配置する場合、場所に応じて密度や環境の異なる形態で、スモールセルが配置されることが想定される。例えば、ユーザ端末が多く集まる駅やショッピングモール等では、スモールセルの配置密度を高くすること(Dense small cell)が考えられる。トラフィックの大きい場所にスモールセルを密に、かつ局所的に(クラスタ状に)配置することにより、セル間でのオフロード効果を得ることが可能となる。
このような環境において、ユーザ端末が効率的にスモールセルを検出して接続する方法として、新たにスモールセル検出用メカニズム(Small cell discovery)の導入が検討されている。Small cell discoveryにおいては、従来のセル検出用信号(同期信号(PSS/SSS))及び測定用信号(セル固有参照信号(CRS))を用いるのではなく、新たにスモールセル用の検出/測定用信号(Discovery信号(DS)とも呼ぶ)を利用してスモールセルの検出/測定を行うことが検討されている。
例えば、スモールセルが検出/測定用信号(DS)を長周期で送信し、当該DSを検出したユーザ端末から報告される受信状態(RSRP、RSRQ等)に基づいて、スモールセルに対するユーザ端末の接続を制御することが想定されている。かかる場合、複数のスモールセルから所定期間にDSを長周期で同時送信(同期送信)することが考えられる(図2参照)。これにより、スモールセルが高密度に配置されている場合であっても、ユーザ端末が接続するスモールセルを効率的に決定すると共にオーバーヘッドの増大を抑制することが可能となる。
一方で、このようなスモールセル検出メカニズムを導入する場合であっても、既存システム(例えば、Rel.11以前)と後方互換性(Backward compatible)を確保することが想定される。そのため、スモールセル用の検出/測定用信号を導入する一方で、既存のユーザ端末(Legacy UE)のための既存のセル検出用信号(PSS/SSS)及び測定用信号(CRS)は従来と同様に送信されることが想定される。
かかる場合、Rel.12をサポートするユーザ端末は、既存のメカニズム(セル検出用信号(PSS/SSS)及び測定用信号(CRS)を利用した既存セルサーチ)を利用することもできるし、新たなメカニズム(DSを利用したスモールセル検出)を利用することも可能となる。しかし、各状況におけるユーザ端末の具体的な動作方法については決まっておらず、検討課題となっている(図3参照)。
例えば、スモールセルとマクロセルが重畳するシステムにおいて、Rel.12をサポートするユーザ端末が、DSを利用したスモールセル検出メカニズム(以下、「スモールセル検出」とも記す)のみを行う場合を想定する。この場合、DSを利用したスモールセル検出メカニズムは、既存の全てのLTEシナリオ(マクロセル検出、アイドル状態(Idleモード)のユーザ端末、高速移動のユーザ端末等)での動作をサポートするメカニズムとしなければならなくなる。そのため、PSS/SSS/CRSと同様に、短い周期で繰り返しDSを送信しなければならなくなり、スモールセル間における干渉やオーバーヘッドが増加してしまう。
そのため、Rel.12のユーザ端末であっても、DSを利用したスモールセル検出メカニズムだけでなく、既存のセル検出用信号(PSS/SSS)及び測定用信号(CRS)を利用することが考えられる。すなわち、ユーザ端末は、自端末の状況に応じて、既存のセル検出用信号(PSS/SSS)及び測定用信号(CRS)による測定に加えた補助的な測定としてDSによる測定を行う場合もあれば、DSのみによる測定を行う場合も想定される。
前者の場合、PSS/SSS/CRSを用いた測定結果と、DSを用いた測定結果の両方が混在することとなるが、この際に両方の測定結果を用いてどのような制御を行うかが問題となる。例えば、ユーザ端末において、既存セルサーチの測定結果と、DSを用いたスモールセル検出の測定結果に対するメジャメントレポートの送信条件(送信内容、送信有無(イベントトリガ)等)をどのように制御するかが問題となる。
一方で、DSのみ利用した検出/測定を行う場合(後者)においても、ユーザ端末に対するスモールセル検出指示や、測定結果に対するメジャメントレポートの送信条件をどのように制御するかが問題となる。
また、Rel.12をサポートするユーザ端末が、既存(レガシー)セルサーチ(PSS/SSSを利用したセル検出とCRSを用いたRSRP/RSRQ測定)と、スモールセル検出(DSを利用したセル検出・RSRP/RSRQ測定)を常に両方行うと、ユーザ端末の負担が増加する可能性も考えられる。
そこで、本発明者等は、既存のセル検出用信号(PSS/SSS)及び測定用信号(CRS)を利用する場合(レガシーセルサーチ)を想定して、DSを利用したスモールセル検出を制御することによりユーザ端末の動作を適切に制御することを着想した。例えば、ユーザ端末が接続する基地局から、DSを用いたスモールセル検出及び/又はレガシーセルサーチを指示すると共に、スモールセル検出を行う際にDSのパラメータに関する情報をユーザ端末に通知することを見出した。
以下に、本実施の形態について説明する。なお、本実施の形態では、マクロセルが適用する周波数(F1)とスモールセルが適用する周波数(F2)は、同一の周波数(同周波)であってもよいし、異なる周波数(異周波)であっても適用することができる。
(第1の態様)
第1の態様では、ユーザ端末がネットワーク(例えば、基地局)からの指示に基づいて、所定の周波数におけるスモールセル検出を行う場合について説明する。
図4は、スモールセルを形成するスモール基地局と、スモールセルをカバレッジ範囲に含むマクロセルを形成するマクロ基地局と、当該スモール基地局及びマクロ基地局と通信可能なユーザ端末から構成されるシステムを示している。また、図4では、マクロセルが適用する周波数とスモールセルが適用する周波数が同一の場合(F1)と、マクロセルが適用する周波数(F1)とスモールセルが適用する周波数(F2)が異なる場合を示している。
基地局(例えば、マクロ基地局)は、当該基地局に接続中のユーザ端末UE#1(Connected UE)に対して、所定の周波数(例えば、F2)におけるスモールセル検出(Small cell discovery)の有無を指示する。この際、マクロ基地局は、所定の周波数(例えば、F2)に対して、前記スモールセルから送信される同期信号(SS)や参照信号(CRS)を用いたレガシーセルサーチについて指示することもできる。
図4では、ユーザ端末#1に対して、F2におけるDSを用いたスモールセル検出を指示し、ユーザ端末#2に対して、F2におけるスモールセル検出とレガシーセルサーチを指示する場合を示している。また、F1において、スモールセル検出指示がないユーザ端末#3や、アイドル状態のユーザ端末#4はレガシーセルサーチを行う構成とすることができる。
マクロ基地局は、当該スモールセル検出の指示を上位レイヤシグナリング(例えば、RRCシグナリング)を用いて行うことができる。具体的には、マクロ基地局は、周波数毎のDSを利用したスモールセル検出の有無に関する情報を、測定対象を定義する情報要素(MeasObjectEUTRA(以下、「MeasObject」とも記す))に含めてユーザ端末に通知する。
スモールセル検出を行う場合、検出/測定用信号(DS)のパラメータに関する情報(例えば、送信タイミング)をユーザ端末に通知する。この際、マクロ基地局は、マクロセルに同期したDSのタイミング(マクロセルのシステムフレーム番号(SFN)、サブフレーム番号、送信周期)を指定する。スモールセルがマクロセルに同期していれば、ユーザ端末はマクロセルの同期情報に基づいてスモールセル検出等を適切に行うことができる。
さらに、基地局は、DSのパラメータに関する情報として、DSの送信タイミングの他に、送信電力、アンテナポート数、DS周波数、帯域幅、信号構成等のパラメータ(アシスト情報)をユーザ端末に通知してもよい。
ユーザ端末は、基地局から通知されたアシスト情報を利用することにより、DSの到来タイミング等を適切に把握して効率的にDSの検出/測定を行うことが可能となる。なお、基地局は、上述したアシスト情報の一部又は全部を、測定対象を定義する情報要素の「MeasObject」に含めてもよいし、DS信号の構成を定義された「DiscoveryRS−Config」として指示してもよい。以下に、スモールセル検出(Small cell discovery)の指示と、アシスト情報の通知方法について詳細に説明する。
<方法1>
例えば、NW(例えば、マクロ基地局)は、MeasObject中に、スモールセル検出指示(DiscoveryConfig)と、システムフレーム番号(SFN)やサブフレーム番号等のDSタイミング(DiscoverySubframePatterConfig)を含めてユーザ端末に通知する。つまり、スモールセル検出指示と、DSタイミング等のDSパラメータに関する情報と、を同一の情報エレメントに含めて送信する。この際、検出を試みる対象となるスモールセルに関する情報(スモールセル識別子リスト)をMeasObject中に含めてもよい。
スモールセル検出指示(DiscoveryConfig)としては、スモールセル検出とレガシーセルサーチの有無を含めることができる。例えば、基地局は、ユーザ端末が指定された周波数においてレガシーセルサーチを行うか否か、スモールセル検出を行うか否かを別々に指定することができる(オプション1)。この場合、(1)レガシーセルサーチ及びスモールセル検出を両方行わない、(2)レガシーセルサーチのみ行う、(3)スモールセル検出のみ行う、(4)レガシーセルサーチ及びスモールセル検出を両方行う、の4パターンの動作を2ビットで指定することができる。なお、かかる2ビットの情報は、スモールセル検出指示(DiscoveryConfig)の領域に規定する場合に限られない。スモールセル検出指示(DiscoveryConfig)の領域と、レガシーセルサーチ用の指示(LegacyConfig)の領域にそれぞれ1ビット(合計2ビット)規定してもよい。
あるいは、基地局は、指定された周波数において、ユーザ端末がスモールセル検出を行うか否かを指定する(オプション2)。この場合、(1)スモールセル検出を行わない(レガシーセルサーチのみ)、(2)スモールセル検出を行う、の2パターンの動作を1ビットで指定することができる。ユーザ端末にスモールセル検出のみを行わせたい場合には、ユーザ端末に上記「(2)スモールセル検出を行う」が通知された場合にレガシーセルサーチを省略することをあらかじめユーザ端末に通知しておけばよい。
あるいは、基地局は、指定された周波数において、ユーザ端末がスモールセル検出を行うか否かを指定し、当該周波数がユーザ端末の接続中の周波数でない場合に、レガシーセルサーチを行わず、スモールセル検出のみ行う(オプション3)。この場合、(1)スモールセル検出を行わない(レガシーセルサーチのみ)、(2)スモールセル検出を行う、の2パターンの動作を1ビットで指定することができる。例えば、ユーザ端末に上記「(2)スモールセル検出を行う」が通知された場合に、ユーザ端末が指定された周波数と通信状態の周波数を比較し、周波数が異なっている場合にはDS信号を利用したスモールセル検出を行い、レガシーセルサーチは行わない。
このように、スモールセル検出指示と、DSタイミング等のDSパラメータに関する情報と、を同一の情報エレメントに含めて送信することにより、ユーザ端末がスモールセル検出を行う場合にはDSタイミング等のアシスト情報を活用して効率的にスモールセル検出を行うことができる。
<方法2>
また、NW(例えば、マクロ基地局)は、MeasObject中に、スモールセル検出指示(DiscoveryConfig)を含めてユーザ端末に通知する一方で、送信電力、アンテナポート数、DS周波数、帯域幅、信号構成等のアシスト情報を、検出用参照信号構成を定義する情報要素(DiscoveryRS-Config)に含めてユーザ端末に通知してもよい。このように、DSのパラメータに関する情報を別の情報要素に含めて送信することにより、送信電力やアンテナポート数,信号構成といった検出用参照信号に関するより細かい情報をユーザ端末に通知することができる。
基地局からスモールセル検出を指示された場合(MeasObjectに「スモールセル検出有」が含まれる場合)、ユーザ端末は、指定された周波数においてDSを利用したスモールセル検出を実行する。その他の場合には、ユーザ端末はレガシーセルサーチ(Legacy cell search)のみを実行する。
なお、ユーザ端末は、基地局からDSのタイミングが指示された場合、接続中のセル(例えば、マクロセル又は他のスモールセル)との同期を参照して、指定されたタイミングでスモールセル検出を行うことができる。
複数のスモールセルが高密度に配置される構成においては、セル間の干渉(例えば、CRSの干渉やPSS/SSS間の衝突による干渉)の影響があるため、レガシーセルサーチを用いる場合には、スモールセル検出に多くの時間を要する。上述したように、基地局が、所定の周波数におけるDSを利用したスモールセル検出、及び/又はレガシーセルサーチをユーザ端末に指示することにより、各ユーザ端末の接続状況に応じて適切にスモールセル検出を制御することができる。
また、本実施の形態では、基地局からユーザ端末に対して、DSを利用したスモールセル検出と、レガシーセルサーチの両方を指示することにより、ユーザ端末(例えば、図4のユーザ端末#2)はDSの送信周期の間にもレガシーセルサーチによるスモールセルの検出/測定が可能となる。これにより、レガシーセルサーチの検出/測定結果を考慮してスモールセル検出を行うことにより、スモールセルの検出遅延を低減することができる。
(第2の態様)
第2の態様では、DSを用いたスモールセル検出とレガシーセルサーチを行う場合に、スモールセル検出(DS送信)に利用するリソースを制限する場合について説明する。
スモールセル検出用のDSは、送信サブフレームを仕様で固定して規定せずにネットワークで自由に設定することも考えられる。DSの送信周期が10や5の倍数でない場合、周期毎にDSを送信する無線フレーム内でのサブフレーム位置が変化することとなる。これにより、既存の同期信号(PSS/SSS)、セル固有参照信号(CRS)、報知信号(PBCH)、システム情報(SIB)、ページング情報(Paging)等とDSが衝突するおそれもある。
既存システムとの互換性を考慮すると、PSS/SSS/CRS/PBCHの情報をDSより優先することが好ましいと考えられる。一方で、データ信号(PDSCH信号)等と比較して、スモール検出用のDSを優先することが好ましいと考えられる。
そのため、DSのリソースがPSS/SSS/CRS/PBCH、SIB、Paging等と衝突する可能性がある場合には、スモールセル検出(DS送信)を行わずレガシーセルサーチを行う構成とする。ユーザ端末は、PSS/SSS/CRS/PBCH、SIB、Paging等が割当てられるリソースには、DSがないと仮定して動作を行うことができる。一方で、DSに利用されるリソースエレメントはPDSCH送信には利用しないと仮定してスモールセル検出を行う。
例えば、上記第1の態様で示したように、NW(基地局)がMeasObject等でスモールセル検出を指示する際に、スモールセル検出を行わないリソース(システムフレーム番号、サブフレーム番号、又はこれらの組み合わせ)をユーザ端末に指定する。
ユーザ端末は、接続中のセル(例えば、マクロセル)との同期を参照し、基地局から指定されたリソースにおいてはスモールセル検出を行わずに、レガシーセルサーチのみを実行することができる。
(第3の態様)
第3の態様では、アイドル状態(Idleモード)のユーザ端末に対するスモールセル検出指示について説明する。
基地局と非接続であるアイドル状態のユーザ端末(Connectedモードでないユーザ端末)についても、異周波のセルの再選択(Cell reselection)や位置推定の観点からは、DSを用いたスモールセル検出を行うことが有効となる。特に、DSを利用したスモールセル検出は、従来のセルサーチ・measurementより負担が小さいため、アイドル状態のユーザ端末のバッテリーに及ぼす影響も小さい。
一方で、アイドル状態のユーザ端末に対しては、上述したようにRRCシグナリングを利用することができない。このため、第3の態様では、アイドル状態のユーザ端末に対して、マクロセルからの報知情報を用いて、スモールセル検出の周波数及びタイミング等を通知する(図5参照)。
例えば、基地局は、システム情報ブロック(SIB−X)に、検出用周波数(DiscoveryFrequency)や検出サブフレームパタン構成(DiscoverySubframePatternConfig)を追加で指定してユーザ端末に通知する。これにより、アイドル状態のユーザ端末であっても、マクロセルからの通知に基づいてスモールセルにおけるDSの到来タイミング等を適切に把握してDSの検出/測定を効率的に行うことが可能となる。
(第4の態様)
第4の態様では、ユーザ端末において、レガシーセルサーチとスモールセル検出でそれぞれ得られた測定結果(例えば、受信状態(RSRP/RSRQ等))のメジャメントレポートの送信制御について説明する。
ユーザ端末は、レガシーセルサーチとスモールセル検出を別々に行った場合、レガシーセルサーチにより得られた所定セルに対応するセルID/RSRP/RSRQと、スモールセル検出により得られた所定セルに対応するセル識別子/RSRP/RSRQを取得する。この場合に、ユーザ端末は以下の方法1〜3のいずれかを用いて基地局(NW)に測定結果をメジャメントレポートとして報告することができる。
<方法1>
ユーザ端末は、レガシーセルサーチにより得られた結果とスモールセル検出により得られた結果の両方をメジャメントレポートとして基地局に送信する。この場合、基地局はユーザ端末とスモールセル基地局の受信状態についてより多くの情報を得ることが可能となる。この場合、ユーザ端末は、レガシーセルサーチにより得られた結果とスモールセル検出により得られた結果を同じタイミングで送信してもよいし、異なるタイミングで送信してもよい。
<方法2>
ユーザ端末は、レガシーセルサーチにより得られた結果とスモールセル検出により得られた結果のうち、セル識別子(例えば、セルID)についてはそれぞれのセルで検出された情報を送信し、受信状態についてはスモールセル検出の結果を優先してメジャメントレポートとして基地局に送信する。つまり、レガシーセルサーチで検出されたセル識別子(例えば、セルID)がある場合には、スモールセル検出の結果に追加して報告する。
このように、受信状態情報についてスモールセル検出の結果のみ送信することによりレポートサイズの増大を抑制することができる。方法2は、特にスモールセル検出の方が、レガシーセルサーチより検出/測定精度が高い場合に有効となる。
<方法3>
ユーザ端末は、レガシーセルサーチにより得られた結果とスモールセル検出により得られた結果のうち、レガシーセルサーチの結果をそのまま送信し、スモールセル検出の結果については、レガシーセルサーチで検出されなかったセル識別子(例えば、セルID)についてのみ送信する。受信状態情報についてレガシーセルサーチの結果のみ送信することによりレポートサイズの増加を抑制することができる。方法3は、特に従来と同様にレガシーセルサーチの結果をベースとすると共に、スモールセル検出の結果を補足情報として送信する場合に有効となる。
また、ユーザ端末は、レガシーセルサーチにより得られた結果及び/又はスモールセル検出により得られた結果をメジャメントレポートとして送信する場合、周期的に報告する方法、又は所定条件(イベントトリガ)を満たす場合に報告する方法を適用することができる。
測定結果が所定条件を満たした場合にメジャメントレポートの報告を行う方法を適用する場合、レガシーセルサーチにより得られた結果と、スモールセル検出により得られた結果について、それぞれ所定条件(イベントトリガ)を設定することが好ましい。
例えば、スモールセル検出により得られた結果(RSRP/RSRQ等)に対して、下記のイベントトリガを設定することができる。
(1)Event A1−ds:スモールセル検出の結果、サービングセル(Serving)が閾値を上回った場合
(2)Event A2−ds:スモールセル検出の結果、サービングセル(Serving)が閾値を下回った場合
(3)Event A3−ds:スモールセル検出の結果、隣接セル(Neighbor)とPCellの差がオフセットを上回った場合
(4)Event A4−ds:スモールセル検出の結果、隣接セル(Neighbor)が閾値を上回った場合
(5)Event A5−ds:スモールセル検出の結果、PCellが閾値1を下回り、かつ隣接セル(Neighbor)が閾値2を上回った場合
(6)Event A6−ds:スモールセル検出の結果、隣接セル(Neighbor)とSCellの差がオフセットを上回った場合
なお、上述したイベントトリガにおいて、各イベントトリガの指定や閾値の指定は、測定対象の周波数(MeasObject)毎に別々に指定することができる。また、サービングセルは、接続するセルを示しており、上記イベントA1、A2におけるPCellの周波数で用いる閾値とSCellの周波数で用いる閾値は別々に指定することができる。
なお、上記イベントトリガにおいて、イベントA3、A5、A6等では、レガシーセルサーチの測定結果とスモールセル検出で得られた結果を比較する場合が生じる。例えば、イベントA3、A5、A6では、隣接セルとPCell/SCell間でレガシーセルサーチとスモールセル検出が混在する可能性がある。
このような場合、ユーザ端末はそれぞれの結果を直接比較してもよいし、一方の結果(例えば、スモールセル検出の結果)に受信品質等に基づいたオフセットを付加して比較を行ってもよい。オフセットに関する情報は、基地局からユーザ端末に通知することができる。受信品質等に基づいて一方の結果にオフセットを加えて比較することにより、ユーザ端末は、異なる信号で測定した結果を適切に比較することができるため、メジャメントレポートのトリガを高精度で制御することが可能となる。
(無線通信システムの構成)
以下、本実施の形態に係る無線通信システムの構成について説明する。
図6は、本実施の形態に係る無線通信システムの概略構成図である。図6に示すように、無線通信システム1は、マクロセルC1を形成するマクロ基地局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を形成するスモール基地局12a及び12bとを備えている。ユーザ端末20は、マクロ基地局11、スモール基地局12a及び12b(以下、総称してスモール基地局12という)の少なくとも一つと無線通信可能に構成されている。なお、マクロ基地局11、スモール基地局12の数は、図6に示す数に限られない。
マクロセルC1及びスモールセルC2では、同一の周波数帯が用いられてもよいし、異なる周波数帯が用いられてもよい。また、マクロ基地局11及び各スモール基地局12は、基地局間インタフェース(例えば、光ファイバ、X2インタフェース)を介して互いに接続される。マクロ基地局11及び各スモール基地局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。
なお、マクロ基地局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、eNodeB(eNB)、無線基地局、送信ポイント(transmission point)などと呼ばれてもよい。スモール基地局12は、局所的なカバレッジを有する無線基地局であり、RRH(Remote Radio Head)、ピコ基地局、フェムト基地局、HeNB(Home eNodeB)、送信ポイント、eNodeB(eNB)などと呼ばれてもよい。ユーザ端末20は、LTE、LTE−Aなどの各種通信方式に対応した端末であり、移動通信端末だけでなく固定通信端末を含んでよい。
また、無線通信システム1では、無線アクセス方式として、下りリンクについてはOFDMA(直交周波数分割多元接続)が適用され、上りリンクについてはSC−FDMA(シングルキャリア−周波数分割多元接続)が適用される。
無線通信システム1では、下りリンクの通信チャネルとして、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)と、下り制御チャネル(PDCCH:Physical Downlink Control Channel、EPDCCH:Enhanced Physical Downlink Control Channel)、PCFICH、PHICH、報知チャネル(PBCH)などが用いられる。PDSCHにより、ユーザデータや上位レイヤ制御情報が伝送される。PDCCH、EPDCCHにより、下り制御情報(DCI)が伝送される。
また、無線通信システム1では、上りリンクの通信チャネルとして、各ユーザ端末20で共有される各ユーザ端末20で共有される上り共有チャネル(PUSCH:Physical Uplink Shared Channel)と、上り制御チャネル(PUCCH:Physical Uplink Control Channel)などが用いられる。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)や、送達確認情報(ACK/NACK)等が伝送される。
以下、マクロ基地局11及びスモール基地局12を区別しない場合、無線基地局10と総称する。
図7は、本実施の形態に係る無線基地局10の全体構成図である。無線基地局10は、MIMO伝送のための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、インタフェース部106とを備えている。
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からインタフェース部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、PDCPレイヤの処理、ユーザデータの分割・結合、RLC(Radio Link Control)再送制御の送信処理などの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が行われて各送受信部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、各送受信部103に転送される。
各送受信部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下り信号を無線周波数帯に変換する。アンプ部102は、周波数変換された無線周波数信号を増幅して送受信アンテナ101により送信する。
一方、上り信号については、各送受信アンテナ101で受信された無線周波数信号がそれぞれアンプ部102で増幅され、各送受信部103で周波数変換されてベースバンド信号に変換され、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、入力された上り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再送制御の受信処理、RLCレイヤ、PDCPレイヤの受信処理がなされ、インタフェース部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。
インタフェース部106は、基地局間インタフェース(例えば、光ファイバ、X2インタフェース)を介して隣接基地局と信号を送受信(バックホールシグナリング)する。例えば、マクロ基地局11とスモール基地局12間のデータの送受信を、インタフェース部106を介して行う。あるいは、インタフェース部106は、所定のインタフェースを介して、上位局装置30と信号を送受信する。
図8は、本実施の形態に係るマクロ基地局11の機能構成図である。なお、以下の機能構成は、マクロ基地局11が有するベースバンド信号処理部104などによって構成される。
図8に示すように、マクロ基地局11は、スケジューラ(制御部)301、DSパラメータ決定部302、スモールセル検出指示部303、DL信号生成部304、メジャメントレポート取得部305等を具備する。
スケジューラ301は、ユーザ端末20に送信するDL信号用の無線リソース、ユーザ端末20が送信するUL信号用の無線リソースの割当て(スケジューリング)を行う。例えば、スケジューラ301は、ユーザ端末20に対して、スモールセル検出を行う場合にDSのパラメータに関する情報(送信タイミング等のアシスト情報)の生成をDL信号生成部304に指示する。
この場合、スケジューラ301は、上記第1の態様で示したように、MeasObject中に、スモールセル検出指示(DiscoveryConfig)と、システムフレーム番号(SFN)やサブフレーム番号等のDSタイミング(DiscoverySubframePatterConfig)を含めるよう制御することができる(上記第1の態様の方法1)。あるいは、スケジューラ301は、MeasObject中に、スモールセル検出指示(DiscoveryConfig)を含めてユーザ端末に通知する一方で、送信電力、アンテナポート数、DS周波数、帯域幅、信号構成等のアシスト情報を、検出用参照信号構成を定義する情報要素(DiscoveryRS-Config)に含めるよう制御することができる(上記第1の態様の方法2)。
スモールセル検出指示部303は、ユーザ端末に対してDSを用いたスモールセル検出の指示を制御する。例えば、スモールセル検出指示部303は、マクロ基地局11に接続中のユーザ端末(Connected UE)に対して、所定の周波数(例えば、F2)におけるスモールセル検出の有無を指示する。また、スモールセル検出指示部303は、所定の周波数(例えば、F2)に対して、スモールセルから送信される同期信号(SS)や参照信号(CRS)を用いたレガシーセルサーチについても指示する。
DSパラメータ決定部302は、ユーザ端末に対してDSを用いたスモールセル検出の指示をする場合に、DSのパラメータに関する情報を決定する。DSのパラメータに関する情報としては、DSの送信タイミング、送信電力、アンテナポート数、DS周波数、帯域幅、信号構成等のパラメータ(アシスト情報)が挙げられる。DSパラメータ決定部302で決定した情報は、スケジューラ301、DL信号生成部304に出力される。
DL信号生成部304は、スケジューラ301、DSパラメータ決定部302からの指示に基づいてDL信号を生成する。DL信号生成部304で生成された信号は、送受信部103を介してユーザ端末20に送信される。
メジャメントレポート取得部305は、ユーザ端末から通知されるメジャメントレポートを取得する。メジャメントレポート取得部305は、ユーザ端末におけるレガシーセルサーチで得られた結果及びDSを用いたスモールセル検出で得られた結果の少なくとも一部をそれぞれメジャメントレポートとして受信する。そして、メジャメントレポート取得部305は、当該メジャメントレポートに基づいてユーザ端末のスモールセルへの接続を制御する。
図9は、本実施の形態に係るスモール基地局12の機能構成図である。なお、以下の機能構成は、スモール基地局12が有するベースバンド信号処理部104などによって構成される。
図9に示すように、スモール基地局12は、UL信号検出部311、スケジューラ312、DL信号生成部313等を具備する。
UL信号検出部311は、ユーザ端末から送信されるUL信号を検出する。UL信号検出部311が、ユーザ端末から通知されるメジャメントレポートを受信することも可能である。
スケジューラ312は、ユーザ端末20に送信するDL信号用の無線リソースの割当て(スケジューリング)を行う。また、スケジューラ312は、検出/測定用信号(DS)の送信を制御する。
DL信号生成部313は、スケジューラ312からの指示に基づいてDL信号を生成する。例えば、DL信号生成部313は、同期信号(PSS/SSS)、参照信号(CRS)、測定/検出用信号(DS)、制御信号、データ信号等を生成する。DL信号生成部313で生成された信号は、送受信部103を介してユーザ端末20に送信される。
図10は、本実施の形態に係るユーザ端末20の全体構成図である。ユーザ端末20は、MIMO伝送のための複数の送受信アンテナ201と、アンプ部202と、送受信部(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。
下りリンクのデータについては、複数の送受信アンテナ201で受信された無線周波数信号がそれぞれアンプ部202で増幅され、送受信部203で周波数変換されてベースバンド信号に変換される。このベースバンド信号は、ベースバンド信号処理部204でFFT処理や、誤り訂正復号、再送制御の受信処理等がなされる。この下りリンクのデータの内、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内、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(H−ARQ (Hybrid ARQ))の送信処理や、チャネル符号化、プリコーディング、DFT処理、IFFT処理等が行われて各送受信部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する。その後、アンプ部202は、周波数変換された無線周波数信号を増幅して送受信アンテナ201により送信する。
図11は、ユーザ端末20が有するベースバンド信号処理部204の主な機能構成図である。図11に示すように、ユーザ端末20が有するベースバンド信号処理部204は、セル検出/測定部401、メジャメントレポート送信制御部402、UL信号生成部403を少なくとも有している。
セル検出/測定部401は、スモール基地局12から送信される同期信号(PSS/SSS)と参照信号(CRS)を用いたレガシーセルサーチと、検出/測定用信号(DS)を用いたスモールセル検出を行う。また、セル検出/測定部401は、マクロ基地局11から、レガシーセルサーチ及び/又はスモールセル検出の指示に関する情報をRRCシグナリングで受信する(上記第1の態様)。また、セル検出/測定部401は、スモールセル検出を行う場合、マクロ基地局11から通知されるDSのパラメータに関する情報(アシスト情報)に基づいて、DSの検出を行う。
また、セル検出/測定部401は、PSS/SSS/CRS/PBCH、SIB、Paging等が割当てられるリソースには、DSがないと仮定してレガシーセルサーチを行うことができる。一方で、セル検出/測定部401は、DSに利用されるリソースエレメントはPDSCH送信には利用しないと仮定してスモールセル検出を行う(上記第2の態様)。また、ユーザ端末20がアイドル状態である場合には、セル検出/測定部401は、マクロ基地局11から送信される報知信号に基づいてスモールセル検出を行う(上記第3の態様)。
メジャメントレポート送信制御部402は、セル検出/測定部401で行ったレガシーセルサーチの結果と、スモールセル検出の結果について、メジャメントレポートとしての送信を制御する。例えば、メジャメントレポート送信制御部402は、レガシーセルサーチとスモールセル検出を別々に行った場合、レガシーセルサーチにより得られた所定セルに対応するセルID/RSRP/RSRQと、スモールセル検出により得られた所定セルに対応するセル識別子/RSRP/RSRQを取得する。この場合に、メジャメントレポート送信制御部402は、上記第4の態様の方法1〜3のいずれかを用いて基地局(NW)に測定結果をメジャメントレポートとして報告するよう制御する。
メジャメントレポート送信制御部402は、レガシーセルサーチにより得られた結果と、スモールセル検出により得られた結果について、それぞれ設定された所定条件(イベントトリガ)に基づいて、メジャメントレポートの送信を制御する(上記第4の態様)。
UL信号生成部403は、メジャメントレポート送信制御部402からの指示に基づいて、メジャメントレポート等を生成する。また、UL信号生成部403は、送達確認信号等の上り制御信号や上りデータ信号の生成も行う。
以上、上述の実施形態を用いて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。従って、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。また、各実施の態様は適宜組み合わせて適用することが可能である。
1…無線通信システム
10…無線基地局
11…マクロ基地局
12、12a、12b…スモール基地局
20…ユーザ端末
30…上位局装置
40…コアネットワーク
101…送受信アンテナ
102…アンプ部
103…送受信部
104…ベースバンド信号処理部
105…呼処理部
106…インタフェース部
201…送受信アンテナ
202…アンプ部
203…送受信部
204…ベースバンド信号処理部
205…アプリケーション部
301…スケジューラ
302…DSパラメータ決定部
303…スモールセル検出指示部
304…DL信号生成部
305…メジャメントレポート取得部
311…UL信号検出部
312…スケジューラ
313…DL信号生成部
401…セル検出/測定部
402…メジャメントレポート送信制御部
403…UL信号生成部

Claims (10)

  1. スモールセルをカバレッジ範囲に含むマクロセルを形成すると共に、前記スモールセルに接続可能なユーザ端末と通信を行う基地局であって、
    所定の周波数に対して、前記スモールセルから送信される同期信号を用いた第1の検出処理と、前記スモールセルから送信される検出/測定用信号を用いた第2の検出処理の一方又は双方をユーザ端末に指示する指示部と、
    前記指示部が前記第2の検出処理を指示した場合に、前記検出/測定用信号のパラメータに関する情報をユーザ端末に送信する送信部と、を有することを特徴とする基地局。
  2. 前記送信部は、前記検出/測定用信号のパラメータに関する情報を、前記第2の検出処理の指示と同一の情報要素に含めて送信することを特徴とする請求項1に記載の基地局。
  3. 前記送信部は、前記検出/測定用信号のパラメータに関する情報を、前記第2の検出処理の指示とは別の情報要素に含めて送信することを特徴とする請求項1に記載の基地局。
  4. 前記指示部が前記第1の検出処理及び前記第2の検出処理を指示した場合に、前記送信部は、前記第2の検出を行わないリソースに関する情報をユーザ端末に送信することを特徴とする請求項1に記載の基地局。
  5. 前記送信部は、アイドル状態のユーザ端末に対して、前記検出/測定用信号のパラメータに関する情報を報知情報に含めて送信することを特徴とする請求項1に記載の基地局。
  6. 前記送信部は、前記検出/測定用信号の周波数及び送信タイミングをSIBに含めて送信することを特徴とする請求項5に記載の基地局。
  7. 前記第1の検出処理の結果及び前記第2の検出処理の結果の少なくとも一部をそれぞれメジャメントレポートとして受信する受信部を有し、
    前記メジャメントレポートに基づいてユーザ端末のスモールセルへの接続を制御することを特徴とする請求項1に記載の基地局。
  8. スモールセルを形成する基地局及び前記スモールセルをカバレッジ範囲に含むマクロセルを形成する基地局と通信するユーザ端末であって、
    前記スモールセルから送信される同期信号及び参照信号を用いた第1の検出/測定処理と、前記スモールセルから送信される検出/測定用信号を用いた第2の検出/測定処理を行う検出処理部と、
    前記検出/測定用信号のパラメータに関する情報を受信する受信部と、を有し、
    前記検出処理部は、所定の周波数に対して前記マクロセルから通知される前記第2の検出処理の指示を受けた場合に、前記検出/測定用信号のパラメータに関する情報に基づいて前記第2の検出処理を行うことを特徴とするユーザ端末。
  9. 前記第1の検出/測定処理の結果と前記第2の検出/測定処理の結果の少なくとも一部をそれぞれメジャメントレポートとして送信する送信部を有し、
    前記送信部は、前記第1の検出/測定処理の結果と前記第2の検出/測定処理の結果に対してそれぞれ設定されたイベントトリガに基づいて、前記メジャメントレポートの送信有無を制御することを特徴とする請求項8に記載のユーザ端末。
  10. スモールセルを形成する基地局及び前記スモールセルをカバレッジ範囲に含むマクロセルを形成する基地局と、ユーザ端末との無線通信方法であって、
    前記マクロセルを形成する基地局から、所定の周波数に対して、前記スモールセルから送信される同期信号を用いた第1の検出処理と、前記スモールセルから送信される検出/測定用信号を用いた第2の検出処理の一方又は双方をユーザ端末に指示する工程と、
    前記第2の検出処理を指示した場合に、前記検出/測定用信号のパラメータに関する情報をユーザ端末に送信する工程と、を有することを特徴とする無線通信方法。
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