JP2015185955A - ユーザ装置及び基地局 - Google Patents

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Abstract

【課題】３Ｄ ＭＩＭＯに適したセル選択を実現するための技術を提供することである。
【解決手段】本発明の一態様は、在圏基地局及び隣接基地局から送信されるプリコードされたリファレンス信号を含むリファレンス信号リストを受信する送受信部と、前記受信したリファレンス信号リストの各プリコードされたリファレンス信号の受信品質を測定する測定部と、前記測定された受信品質に基づき、前記在圏基地局又は前記隣接基地局と通信するためのビームを選択し、前記選択したビームを前記在圏基地局又は前記隣接基地局に通知するビーム選択部とを有するユーザ装置に関する。
【選択図】図５

Description

本発明は、無線通信システムに関する。
３ＧＰＰ（Ｔｈｉｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）のＲｅｌｅａｓｅ ８〜１１では、水平方向に配置された複数のアンテナポートが搭載された基地局において、水平方向のビームを形成するための技術が採用されている。また、Ｒｅｌｅａｓｅ １２では、システム特性をさらに向上させるため、水平方向及び垂直方向に２次元配置された複数のアンテナポートが搭載された基地局において、水平方向に加えて垂直方向にビームを形成するための技術（３Ｄ ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｏｕｔｐｕｔ））が検討されている。
３Ｄ ＭＩＭＯでは、基地局は、水平方向及び垂直方向に２次元配置された複数のアンテナポートを用いて水平方向及び垂直方向に指向性ビームを形成する。図１に示されるように、基地局は、各アンテナポートから指向性ビーム、すなわち、プリコードされた信号を送信する。図示された例では、基地局は、プリコードされた信号として、ユーザ装置による受信品質測定用のＰｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｓｔａｔｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ−Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ）を送信している。ユーザ装置は、各アンテナポートから送信されたＰｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳの受信品質を測定し、測定した受信品質に基づき受信品質の良好な指向性ビーム（例えば、最大受信電力を有する指向性ビーム）を選択し、選択した指向性ビームのビームインデックスを基地局にフィードバックする。
３Ｄ ＭＩＭＯの実現形態として、垂直ビームフォーミングとＦＤ（Ｆｕｌｌ Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）−ＭＩＭＯとが知られている。３ＧＰＰ標準化上、送信アンテナポート数が８以下であるケースは垂直ビームフォーミングとして参照され、送信アンテナポート数が８より大きいケース（１６，３２，６４など）はＦＤ−ＭＩＭＯとして参照される。将来的には、アンテナ数が数百〜数万以上になることも想定され（Ｍａｓｓｉｖｅ ＭＩＭＯやＨｉｇｈｅｒ−ｏｒｄｅｒ ＭＩＭＯ）、更に水平方向および垂直方向の２次元配置に加えて任意の３次元にアンテナを配置する事も考えられる。
３ＧＰＰ ＴＳ ３６．２１１ Ｖ１２．０．０（２０１３−１２）
従来のセル選択では、ユーザ装置は、プリコードされていないセルリファレンス信号（ＣＲＳ）の受信品質に基づき接続先の基地局を選択していた。例えば、図２に示される具体例では、ユーザ装置は、セル選択候補である基地局Ａ（ｅＮＢ Ａ）と基地局Ｂ（ｅＮＢ Ｂ）とのうち、ＣＲＳの受信電力がより大きい基地局Ｂを選択するであろう。
一方、基地局Ａは、ユーザ装置に向かう吹き上げ方向のプリコードされた信号によりデータを送信することが可能であり、当該プリコードされた信号をユーザ装置に適用した場合、ユーザ装置は、基地局Ｂからの何れの指向性ビームよりも高い受信品質を実現できる可能性がある。しかしながら、ＣＲＳに基づく従来のセル選択では、ユーザ装置は、基地局Ｂを選択することになり、より高い受信品質が実現可能な基地局Ａを選択しない。
上記問題点に鑑み、本発明の１つの課題は、３Ｄ ＭＩＭＯに適したセル選択を実現するための技術を提供することである。
上記課題を解決するため、本発明の一態様は、在圏基地局及び隣接基地局から送信されるプリコードされたリファレンス信号を含むリファレンス信号リストを受信する送受信部と、前記受信したリファレンス信号リストの各プリコードされたリファレンス信号の受信品質を測定する測定部と、前記測定された受信品質に基づき、前記在圏基地局又は前記隣接基地局と通信するためのビームを選択し、前記選択したビームを前記在圏基地局又は前記隣接基地局に通知するビーム選択部とを有するユーザ装置に関する。
本発明の他の態様は、ユーザ装置が在圏する基地局であって、当該基地局及び隣接基地局から送信されるプリコードされたリファレンス信号を含むリファレンス信号リストを送信し、前記プリコードされたリファレンス信号を送信する送受信部と、前記ユーザ装置によって選択されたビームを示すフィードバック情報を取得し、前記選択されたビームに応じたビーム／セル切替処理を実行するビーム／セル切替処理部と、を有する基地局に関する。
本発明によると、３Ｄ ＭＩＭＯに適したセル選択を実現するための技術を提供することができる。
図１は、３Ｄ ＭＩＭＯによるビーム形成を示す概略図である。 図２は、従来のセル選択を示す概略図である。 図３は、本発明の一実施例による無線通信システムを示す概略図である。 図４は、本発明の一実施例による基地局のアンテナ素子の配置例を示す概略図である。 図５は、本発明の一実施例によるユーザ装置の構成を示すブロック図である。 図６は、本発明の一実施例による基地局の構成を示すブロック図である。 図７は、本発明の一実施例によるＵＥ位置・速度推定を示す概略図である。 図８は、本発明の一実施例によるユーザ装置によるビーム選択処理を示すフロー図である。
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
３Ｄ ＭＩＭＯに適したセル選択を実現することが可能なユーザ装置及び基地局が開示される。後述される実施例では、ユーザ装置は、在圏基地局及び隣接基地局から送信されるプリコードされたリファレンス信号を含むリファレンス信号リストを受信し、受信したリファレンス信号リストの各プリコードされたリファレンス信号の受信品質を測定する。例えば、ユーザ装置は、在圏基地局及び隣接基地局から送信される各Ｐｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳのＲＳＲＰ（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｐｏｗｅｒ）を測定してもよい。ユーザ装置は、測定された受信品質に基づき、在圏基地局又は隣接基地局と通信するためのビームを選択し、選択したビームを在圏基地局又は隣接基地局に通知する。ここで、ハンドオーバを伴うビーム選択が頻繁に行われることを回避するように、在圏基地局は、ユーザ装置に設定されるハンドオーバ関連パラメータの値を調整するようにしてもよい。
このようにして、従来のプリコードされていないリファレンス信号に基づくセル選択より、指向性ビームを利用した３Ｄ ＭＩＭＯにより適したセル選択を実現することが可能になる。
図３を参照して、本発明の一実施例による無線通信システムを説明する。後述される実施例による無線通信システムは、３Ｄ ＭＩＭＯ通信をサポートする。図３は、本発明の一実施例による無線通信システムを示す概略図である。
図３に示されるように、無線通信システム１０は、ユーザ装置（ＵＥ）１００と基地局（ｅＮＢ）２００Ａ，２００Ｂ（基地局２００として総称される）とを有する。図示された実施例では、無線通信システム１０は、１つのユーザ装置１００と２つの基地局２００Ａ，２００Ｂしか有していないが、典型的には、多数のユーザ装置１００と多数の基地局２００とを有する。すなわち、多数の基地局２００が無線通信システム１０のサービスエリアをカバーするように配置され、各ユーザ装置１００が何れかの基地局２００に通信接続し、接続先の基地局２００との間でＭＩＭＯ通信を実行する。図示された実施例では、ユーザ装置１００は、基地局２００Ａのセルに在圏し、基地局２００ＡとＭＩＭＯ通信を実行している。また、基地局２００Ｂが基地局２００Ａに隣接して配置され、基地局２００Ａと基地局２００Ｂとはバックホールを介し通信接続される。ここで、基地局２００Ａと２００Ｂは単一のｅＮＢ（ｅｖｏｌｖｅｄ Ｎｏｄｅ Ｂ）および二つのＲＲＨ（Ｒｅｍｏｔｅ Ｒａｄｉｏ Ｈｅａｄ）で構成されていても良いし、独立の２つのｅＮＢで構成されていても良い。
ユーザ装置１００は、３Ｄ ＭＩＭＯを利用して基地局２００と通信する。ユーザ装置１００は、典型的には、携帯電話、スマートフォン、タブレット、モバイルルータなどであるが、これに限定されることなく、無線通信機能を備えた何れか適切なユーザ装置であってもよい。典型的なハードウェア構成では、ユーザ装置１００は、プロセッサなどのＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などのメモリ装置、ハードディスク装置などの補助記憶装置、無線信号を通信するための通信装置、ユーザとやりとりするためのインタフェース装置などから構成される。後述されるユーザ装置１００の各機能は、通信装置及び／又はインタフェース装置を介し補助記憶装置に格納されているデータやプログラムをメモリ装置にロードし、ロードされたプログラムに従ってＣＰＵがデータを処理することによって実現される。
基地局２００は、３Ｄ ＭＩＭＯを利用してユーザ装置１００と通信する。図示された実施例では、基地局２００Ａがユーザ装置１００の在圏基地局であり、基地局２００Ｂが在圏基地局２００Ａに隣接する隣接基地局である。基地局２００は、所定のビーム配置により配置された複数のアンテナポートを用いて指向性ビームを形成する。例えば、基地局２００は、図４に示されるように、水平方向及び垂直方向に２次元配置された複数のアンテナポートを用いて水平方向及び垂直方向に指向性ビームを形成する。これらのアンテナポート（ＡＰ）は、同一偏波素子や直交偏波素子を利用したアンテナ素子により構成されてもよい。例えば、図４の左側の図では、同一偏波素子が図示されるように２次元配置され、６４個のアンテナポートが構成される。また、図４の中央の図では、直交偏波素子が図示されるように２次元配置され、１２８個のアンテナポートが構成される。さらに、図４の右側の図では、直交偏波素子が図示されるように２次元配置され、複数の素子により１つのアンテナポートが構成される。基地局２００は、図示されたアンテナ素子配置に限定されるものでなく、複数のアンテナポートを用いて、基地局２００のセルをカバーする複数の指向性ビームを形成可能な何れか適切なアンテナ素子配置が利用されてもよい。例えば、アンテナ素子は、水平方向又は垂直方向のみに配置されてもよい。
在圏基地局２００Ａは、各アンテナポートからの指向性ビームによりデータ信号や制御信号などの各種信号をユーザ装置１００に送信すると共に、ユーザ装置１００からアンテナポートを介しデータ信号や制御信号などの各種信号を受信する。３Ｄ ＭＩＭＯでは、データ伝送効率を向上させるため、基地局２００Ａは、ユーザ装置１００の位置に対応した適切な指向性ビームを用いてユーザ装置１００に信号を送信する。ユーザ装置１００に適した指向性ビームを決定するため、基地局２００Ａは、各アンテナポートから指向性ビームを発信することによって、ユーザ装置１００による受信品質測定用のプリコードされたリファレンス信号を送信する。他方、隣接基地局２００Ｂもまた、在圏基地局２００Ａと連携してプリコードされたリファレンス信号を送信する。
一実施例では、基地局２００Ａ，２００Ｂは、受信品質測定用のプリコードされたリファレンス信号としてＰｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｓｔａｔｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ−Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ）を送信する。一般に、プリコードされた信号は、ビーム利得を増大させる一方、ビーム幅を狭くする。このため、基地局２００Ａ，２００Ｂの全方向をカバーするため、アンテナ素子数に概ね比例したビーム方向が必要となり（例えば、アンテナ素子数の２倍のビーム方向など）、多数のアンテナ素子を利用する場合、多数の指向性ビーム又はプリコードされたリファレンス信号を形成する必要がある。
ユーザ装置１００は、基地局２００Ａ，２００Ｂの各アンテナポートから送信されたＰｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳの受信品質を測定し、測定した受信品質に基づき受信品質の良好な指向性ビームを選択する。なお、指向性ビームにより送信されるリファレンス信号は、ＣＳＩ−ＲＳに限定されず、例えば、ＰＳＳ（Ｐｒｉｍａｒｙ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｓｉｇｎａｌ）、ＳＳＳ（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｓｉｇｎａｌ）、Ｅｎｈａｎｃｅｄ ＳＳ、Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ信号、ＤＭ−ＲＳ（Ｄａｔａ Ｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ−Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ）などであってもよい。
一実施例では、ユーザ装置１００は、例えば、最大受信電力や最良のＳＩＮＲを有する指向性ビームを選択してもよい。ユーザ装置１００は、選択した指向性ビームのビームインデックスを在圏基地局２００Ａにフィードバックする。なお、各指向性ビームのビームインデックスは、在圏基地局２００Ａから通知され、例えば、各指向性ビームが送信されるタイミング及び／又は周波数と関連付けされる。このフィードバック情報を受信すると、在圏基地局２００Ａは、通知されたビームインデックスが自局２００Ａの指向性ビームである場合には、通知された指向性ビームをユーザ装置１００に適用する。他方、通知されたビームインデックスが隣接基地局２００Ｂの指向性ビームである場合には、在圏基地局２００Ａは、隣接基地局２００Ｂとのハンドオーバ処理を開始する。
次に、図５を参照して、本発明の一実施例によるユーザ装置を説明する。図５は、本発明の一実施例によるユーザ装置の構成を示すブロック図である。
図５に示されるように、ユーザ装置１００は、送受信部１１０、測定部１２０及びビーム選択部１３０を有する。図３に関して上述したように、ユーザ装置１００は、基地局２００Ａに在圏している。
送受信部１１０は、在圏基地局２００Ａ及び隣接基地局２００Ｂから送信されるプリコードされたリファレンス信号を含むリファレンス信号リストを受信する。一実施例では、送受信部１１０は、ユーザ装置１００によるビーム／セル選択用の複数のＰｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳのリストを在圏基地局２００Ａから受信する。通知されたＰｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳリストには、在圏基地局２００Ａから指向性ビームにより送信されるＰｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳと、隣接基地局２００Ｂから指向性ビームにより送信されるＰｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳとが含まれる。
一実施例では、リファレンス信号リストの各プリコードされたリファレンス信号は、当該プリコードされたリファレンス信号の送信元の基地局を示すセルインデックスと関連付けされてもよい。例えば、Ｐｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳリストにセルインデックスが付加された場合、ユーザ装置１００は、当該セルインデックスに基づき、Ｐｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳリスト内のビームの選択が在圏基地局２００Ａ内のビーム切替処理により可能であるか、又は隣接基地局２００Ｂへのハンドオーバ処理を必要とするか判断することが可能になる。
また、一実施例では、リファレンス信号リストの各プリコードされたリファレンス信号は、当該プリコードされたリファレンス信号が送信されるエリアを示すコロケーション情報と関連付けされてもよい。コロケーション情報は、リファレンス信号リストの各プリコードされたリファレンス信号を送信するのに利用された指向性ビームのカバレッジエリアの位置を示す。特に、複数のセルからビームを選択する場合、各セルからのプリコードされたリファレンス信号は、コロケーション情報に基づき同期可能である。すなわち、ユーザ装置１００と在圏基地局２００Ａとの間の距離は、ユーザ装置１００と隣接基地局２００Ｂとの間の距離と一般には異なり、ユーザ装置１００における受信タイミングは異なる可能性がある。このため、コロケーション情報を利用して在圏基地局２００Ａと隣接基地局２００Ｂとの間の指向性ビームの伝送時間差を補償することによって、ユーザ装置１００は、在圏基地局２００Ａ及び隣接基地局２００Ｂから送信されるプリコードされたリファレンス信号の受信タイミングを決定することが可能になり、より精度の高いビーム特定を実現することができる。
測定部１２０は、受信したリファレンス信号リストの各プリコードされたリファレンス信号の受信品質を測定する。例えば、測定部１２０は、在圏基地局２００Ａから通知されたＰｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳリストの各Ｐｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳのＲＳＲＰを測定してもよい。測定部１２０は、各プリコードされたリファレンス信号について測定された受信品質をビーム選択部１３０に提供する。
一実施例では、上述したように、リファレンス信号リストの各プリコードされたリファレンス信号がコロケーション情報と関連付けされている場合、測定部１２０は、測定された受信品質とコロケーション情報とに基づき、ユーザ装置１００の位置を推定してもよい。例えば、測定部１２０は、受信品質が最大となるリファレンス信号に関連付けされたコロケーション情報に示される位置をユーザ装置１００の位置として推定してもよい。
一実施例では、測定部１２０はさらに、在圏基地局２００Ａと隣接基地局２００Ｂとから送信された各プリコードされていないリファレンス信号の受信品質を測定してもよい。例えば、測定部１２０は、在圏基地局２００Ａ及び隣接基地局２００Ｂから送信されたセルリファレンス信号（ＣＲＳ）の受信電力を測定し、ビーム選択部１３０に提供してもよい。これにより、ビーム選択部１３０は、Ｐｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳの受信品質とＣＲＳの受信品質との組み合わせに基づき、適用すべきビームを決定することが可能である。
ビーム選択部１３０は、測定された受信品質に基づき、在圏基地局２００Ａ又は隣接基地局２００Ｂと通信するためのビームを選択し、選択したビームを在圏基地局２００Ａ又は隣接基地局２００Ｂに通知する。すなわち、選択したビームが在圏基地局２００Ａから送信されたものである場合、ビーム選択部１３０は、選択したビームのビームインデックスを在圏基地局２００Ａに通知する。他方、選択したビームが隣接基地局２００Ｂから送信されたものである場合、ビーム選択部１３０は、ハンドオーバ処理を開始するため、在圏基地局２００Ａ及び隣接基地局２００Ｂにハンドオーバ要求を送信し、当該ハンドオーバ処理において選択したビームを隣接基地局２００Ｂに通知する。
一実施例では、ビーム選択部１３０は、受信品質が最大となるビームを選択してもよい。すなわち、ビーム選択部１３０は、測定したＰｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳの受信電力のうち最大受信電力（ＲＳＲＰ）となるビームを選択してもよい。あるいは、ビーム選択部１３０は、測定された受信品質に対して統計処理を実行し、当該統計処理の結果に基づきビームを選択してもよい。頻繁なハンドオーバを避けるため、例えば、ビーム選択部１３０は、在圏基地局２００Ａから送信されたＰｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳのＲＳＲＰの平均値と、隣接基地局２００Ｂから送信されたＰｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳのＲＳＲＰの平均値とを算出し、より良好な平均値を有するセルにおける最大受信電力を有するビームを選択してもよい。あるいは、ビーム選択部１３０は、所定数の上位の受信電力を特定し、特定されたビームをより多く含むセルにおける最大受信電力を有するビームを選択してもよい。
一実施例では、リファレンス信号リストにおいて、各プリコードされたリファレンス信号がセルインデックスと関連付けされている場合、ビーム選択部１３０は、測定された受信品質と共に、セルインデックスにより特定される送信元の基地局２００が在圏基地局２００Ａと隣接基地局２００Ｂとの何れであるかに基づき、在圏基地局２００Ａ又は隣接基地局２００Ｂと通信するためのビームを選択してもよい。上述したように、ビーム選択部１３０が隣接基地局２００Ｂの指向性ビームを選択する場合、ユーザ装置１００は、ハンドオーバ処理を実行する必要がある。ハンドオーバ処理は、在圏基地局２００Ａ内でのビーム切替処理より負荷が高く、頻繁なハンドオーバを回避する必要がある。このため、ハンドオーバを伴うビーム選択と、ハンドオーバを伴わないビーム選択とは、異なる基準に基づき判断されてもよい。
一実施例では、測定部１２０が、プリコードされたリファレンス信号に加えて、在圏基地局２００Ａと隣接基地局２００Ｂとから送信された各プリコードされていないリファレンス信号の受信品質を測定している場合、ビーム選択部１３０は、プリコードされたリファレンス信号について測定された受信品質とプリコードされていないリファレンス信号について測定された受信品質とに基づき、在圏基地局２００Ａ又は隣接基地局２００Ｂと通信するためのビームを選択してもよい。すなわち、ビーム選択部１３０は、Ｐｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳの受信品質とＣＲＳの受信品質とを組み合わせて、ビームを選択してもよい。例えば、ビーム選択部１３０は、第１段階においてＣＲＳの受信品質に基づきセルを選択し、第２段階においてＰｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳの受信品質に基づきビームを選択し、第１段階において選択したセル及び第２段階において選択したビームに基づき最終的にビームを選択してもよい。
次に、図６を参照して、本発明の一実施例による基地局を説明する。本実施例では、主として在圏基地局２００Ａの観点から基地局２００を説明するが、以下の基地局２００の説明は、隣接基地局２００Ｂにも同様に適用可能である。図６は、本発明の一実施例による基地局の構成を示すブロック図である。
図６に示されるように、基地局２００は、送受信部２１０及びビーム／セル切替処理部２２０を有する。
送受信部２１０は、在圏基地局２００Ａ及び隣接基地局２００Ｂから送信されるプリコードされたリファレンス信号を含むリファレンス信号リストを送信し、プリコードされたリファレンス信号を送信する。すなわち、送受信部２１０は、在圏基地局２００Ａ及び隣接基地局２００Ｂから送信されるＰｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳのＰｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳリストをユーザ装置１００に送信し、Ｐｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳの各Ｐｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳを送信する。当該Ｐｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳリストを生成するため、在圏基地局２００Ａは、ユーザ装置１００が選択する可能性のある隣接基地局２００Ｂの指向性ビームを通知するよう隣接基地局２００Ｂに対して要求し、隣接基地局２００Ｂからビーム選択候補のリストを受信する。例えば、隣接基地局２００Ｂは、在圏基地局２００Ａの方向に発信される指向性ビームをビーム選択候補として在圏基地局２００Ａに通知してもよい。あるいは、在圏基地局２００Ａからユーザ装置１００の位置情報を取得している場合、隣接基地局２００Ｂは、ユーザ装置１００の方向に発信される指向性ビームをビーム選択候補として在圏基地局２００Ａに通知してもよい。送受信部２１０は、隣接基地局２００Ｂから受信したビーム選択候補と、送受信部２１０から送信する指向性ビームとから構成されるリファレンス信号リストをユーザ装置１００に通知する。
一実施例では、リファレンス信号リストの各プリコードされたリファレンス信号は、当該プリコードされたリファレンス信号の送信元の基地局２００を示すセルインデックスと関連付けされてもよい。また、リファレンス信号リストの各プリコードされたリファレンス信号は、当該リファレンス信号が送信されるエリアを示すコロケーション情報と関連付けされてもよい。
ビーム／セル切替処理部２２０は、ユーザ装置１００によって選択されたビームを示すフィードバック情報を取得し、選択されたビームに応じたビーム／セル切替処理を実行する。すなわち、在圏基地局２００Ａ及び隣接基地局２００Ｂが送信したプリコードされたリファレンス信号に対して、ユーザ装置１００は、在圏基地局２００Ａ又は隣接基地局２００Ｂと通信するためのビームを選択し、当該選択されたビームのビームインデックスを在圏基地局２００Ａにフィードバックする。ビーム／セル切替処理部２２０は、ユーザ装置１００から受信したフィードバック情報に基づき、自局２００Ａ内のビーム切替処理又は隣接基地局２００Ｂへのセル切替処理（ハンドオーバ処理）を実行する。
一実施例では、ビーム／セル切替処理部２２０は、ハンドオーバ関連パラメータ設定部２２１及びＵＥ位置速度推定部２２２を有する。
ハンドオーバ関連パラメータ設定部２２１は、ヒステリシス、時間忘却係数及びＴｉｍｅ ｔｏ Ｔｒｉｇｇｅｒの少なくとも１つを含むハンドオーバ関連パラメータを設定する。ここで、ヒステリシスは、セル境界でのＰｉｎｇ−Ｐｏｎｇ動作を防ぐため、ユーザ装置１００によるハンドオーバ判定に設けられる受信品質のマージンである。また、時間忘却係数は、高速フェージングの影響を取り除くため、ユーザ装置１００による時間平均処理に利用されるＬ３フィルタリングという忘却係数である。また、Ｔｉｍｅ ｔｏ Ｔｒｉｇｇｅｒは、Ｐｉｎｇ−Ｐｏｎｇ動作を防ぐため、ユーザ装置１００によるハンドオーバ判定に設けられる時間的マージンである。ヒステリシス、時間忘却係数及びＴｉｍｅ ｔｏ Ｔｒｉｇｇｅｒは、当業者に周知なハンドオーバ関連パラメータであり、さらなる詳細な説明はここでは省略する。
送受信部２１０は、設定されたハンドオーバ関連パラメータに従って隣接基地局２００Ｂのビームを選択させるため、ハンドオーバ関連パラメータをユーザ装置１００に通知する。プリコードされたリファレンス信号に基づくビーム／セル選択では、プリコードされていないリファレンス信号に基づくセル選択と比較して、ビーム幅の小さな指向性ビームによりリファレンス信号を送信するため、プリコードされたリファレンス信号の受信品質が瞬時に変動する可能性がある。このため、プリコードされたリファレンス信号に基づくビーム／セル選択によると、頻繁なハンドオーバが発生する可能性があり、システム負荷を増大させるおそれがある。このため、このような頻繁なハンドオーバを回避するように、ハンドオーバ関連パラメータ設定部２２１は、ユーザ装置１００に対してハンドオーバ関連パラメータの値を設定する。
一実施例では、ハンドオーバ関連パラメータ設定部２２１は、ユーザ装置１００が３Ｄ ＭＩＭＯを適用しているか否かに応じて、ハンドオーバ関連パラメータに異なる値を設定してもよい。例えば、３Ｄ ＭＩＭＯが適用されているユーザ装置１００は、プリコードされたリファレンス信号の瞬時な変動によるハンドオーバの頻発を回避するため、３Ｄ ＭＩＭＯが適用されていないユーザ装置に設定されるハンドオーバ関連パラメータと比較して、より大きなヒステリシス、より小さな忘却係数及び／又はより大きなＴｉｍｅ ｔｏ Ｔｒｉｇｇｅｒを設定してもよい。
送受信部２１０は、設定されたハンドオーバ関連パラメータをユーザ装置１００に通知する。例えば、在圏基地局２００Ａは、当該セルに固有の複数のハンドオーバ関連パラメータの値を予め設定し、設定した複数のセル固有のハンドオーバ関連パラメータの値を報知情報として予め通知してもよい。ハンドオーバ関連パラメータ設定部２２１がユーザ装置１００に対して複数のハンドオーバ関連パラメータの値の１つを選択すると、送受信部２１０は、選択されたハンドオーバ関連パラメータの値を示すインデックスをユーザ装置１００にＲＲＣ（Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）メッセージにより個別に通知してもよい。
ＵＥ位置速度推定部２２２は、ユーザ装置１００によって選択されたビームに基づき、ユーザ装置１００の位置又は速度を推定する。一実施例では、ＵＥ位置速度推定部２２２は、ユーザ装置１００によって選択されたビームのカバレッジエリアに基づきユーザ装置１００の位置を推定してもよい。すなわち、ＵＥ位置速度推定部２２２は、ユーザ装置１００によって選択されたビームの放射方向を計算し、当該ビームのカバレッジエリアの地理的位置を推定することができる。これにより、ＵＥ位置速度推定部２２２は、ユーザ装置１００の位置を推定することが可能である。なお、ＵＥ位置速度推定部２２２は、各指向性ビームに対して予めカバレッジエリアの位置を推定し、各指向性ビームと関連するカバレッジエリアとをテーブル形式により格納し、当該テーブルを参照して、ユーザ装置１００により選択されたビームに対応するカバレッジエリアを特定してもよい。
一実施例では、ＵＥ位置速度推定部２２２は、ユーザ装置１００によるビーム切替頻度に基づきユーザ装置１００の速度を推定してもよい。すなわち、ユーザ装置１００によるビーム切替頻度又はビーム切替回数が多い場合、ユーザ装置１００の移動速度が高いと推定される。他方、ユーザ装置１００によるビーム切替頻度又はビーム切替回数が少ない場合、ユーザ装置１００は、あまり移動していないと推定される。
図７に示されるように、各指向性ビームのカバレッジエリアの面積は異なる可能性がある。このため、上述したような単純なビーム切替頻度に基づく速度推定でなく、各カバレッジエリアの面積の相違を考慮することによって、より高い精度の速度推定が可能になる。例えば、各指向性ビームのカバレッジエリアの面積に応じてビーム切替回数を重み付けし、重み付けされたビーム切替回数に基づき、ユーザ装置１００の速度を推定してもよい。具体的には、ＵＥ位置速度推定部２２２は、相対的に大きなカバレッジエリアを有する指向性ビームに対して相対的に大きなウェイトを割り当て、相対的に小さなカバレッジエリアを有する指向性ビームに対して相対的に小さなウェイトを割り当てるようにしてもよい。また、異なるセルでは、指向性ビームのカバレッジエリアの面積は異なる可能性がある。このため、ＵＥ位置速度推定部２２２は、セル毎に異なる重み付けをしてビーム切替回数を算出してもよい。
このように推定されたユーザ装置１００の位置及び／又は速度を利用して、在圏基地局２００Ａは、ユーザ装置１００の通信を制御してもよい。例えば、在圏基地局２００Ａは、推定したユーザ装置１００の位置に基づき、在圏基地局２００Ａに隣接する複数の隣接基地局からユーザ装置１００に最も隣接する隣接基地局２００Ｂを特定する、ハンドオーバ関連パラメータを設定する、ＣｏＭＰ（Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ Ｍｕｌｔｉｐｏｉｎｔ）処理に適用する、スマートフォンアプリでの位置情報の利用など上位レイヤと連携する、などの各種制御を行うようにしてもよい。また、在圏基地局２００Ａは、推定したユーザ装置１００の速度に基づき、高モビリティなユーザ装置に対してスモールセルを接続しない、ハンドオーバ関連パラメータを変更する、チャネル推定法を変更する、高モビリティなユーザ装置に対して閉ループ型制御を利用しない、ワイドビームを利用する、スマートフォンアプリでの速度情報の利用など上位レイヤと連携する、などの各種制御を行うようにしてもよい。一実施例では、送受信部２１０は、推定されたユーザ装置１００の速度に応じて、ユーザ装置１００にワイドビームとナロービームとを選択的に適用してもよい。
また、ＵＥ位置速度推定部２２２は、ユーザ装置１００から送信されたアップリンク信号の到来方向を推定することによって、ユーザ装置１００の位置及び／又は速度を推定してもよい。例えば、ＵＥ位置速度推定部２２２は、送受信部２１０により受信されたＳＲＳ（Ｓｏｕｎｄｉｎｇ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ）、ＤＭ−ＲＳ（Ｄａｔａ Ｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ−Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ）、ＰＲＡＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｈａｎｎｅｌ）などのアップリンク信号の到来方向を推定することによって、ユーザ装置１００の位置及び／又は速度を推定してもよい。
また、ＵＥ位置速度推定部２２２は、２次元配置された基地局２００のアンテナ配置に基づき、ユーザ装置１００の位置及び／又は速度を２次元に推定してもよい。また、ＵＥ位置速度推定部２２２は、推定精度を向上させるため、隣接基地局２００Ｂと連携してもよい。例えば、複数の基地局２００がユーザ装置１００に対して角度推定を実行し、測定された複数の角度から交点を求めることによって、ユーザ装置１００の位置及び／又は速度を推定してもよい。あるいは、基地局２００のアンテナ配置を３次元にすることによって、ＵＥ位置速度推定部２２２は、ユーザ装置１００の位置及び／又は速度を３次元的に推定してもよい。なお、推定される速度は、速さだけでなく、進行方向を含むものであってもよい。
また、ＵＥ位置速度推定部２２２は、推定精度を向上させるため、地図情報（標高データを含む）、ビル情報、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）情報及び／又はＷｉＦｉを利用した位置情報と、推定したユーザ装置１００の位置及び／又は速度とを組み合わせてもよい。また、ＵＥ位置速度推定部２２２は、伝搬損失特性などに基づき測定した基地局２００とユーザ装置１００との間の距離情報を組み合わせ、推定精度を向上させてもよい。
次に、図８を参照して、本発明の一実施例によるユーザ装置によるビーム選択処理を説明する。図８は、本発明の一実施例によるユーザ装置によるビーム選択処理を示すフロー図である。
図８に示されるように、ステップＳ１０１において、ユーザ装置１００は、在圏基地局２００Ａ及び隣接基地局２００Ｂから送信されるプリコードされたリファレンス信号を含むリファレンス信号リストを受信する。例えば、当該リファレンス信号リストは、在圏基地局２００Ａ及び隣接基地局２００Ｂから送信されるＰｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳのリストであってもよい。
ステップＳ１０２において、ユーザ装置１００は、受信したリファレンス信号リストの各プリコードされたリファレンス信号の受信品質を測定する。例えば、ユーザ装置１００は、在圏基地局２００Ａ及び隣接基地局２００Ｂから送信される各Ｐｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳのＲＳＲＰを測定してもよい。
ステップＳ１０３において、ユーザ装置１００は、測定された受信品質に基づき、在圏基地局２００Ａ又は隣接基地局２００Ｂと通信するためのビームを選択し、選択したビームを在圏基地局２００Ａ又は隣接基地局２００Ｂに通知する。例えば、在圏基地局２００Ａは、ユーザ装置１００が３Ｄ ＭＩＭＯを適用しているか否かに応じて、ユーザ装置１００に異なるハンドオーバ関連パラメータの値を設定してもよい。すなわち、Ｐｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳのＲＳＲＰが瞬時に変動しうる３Ｄ ＭＩＭＯにおいて、在圏基地局２００Ａは、ハンドオーバを伴うビーム選択を頻発させないようにハンドオーバ関連パラメータを設定し、設定したハンドオーバ関連パラメータをユーザ装置１００に通知してもよい。
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は上述した特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
１０ 無線通信システム
１００ ユーザ装置
２００Ａ 在圏基地局
２００Ｂ 隣接基地局

Claims (10)

  1. 在圏基地局及び隣接基地局から送信されるプリコードされたリファレンス信号を含むリファレンス信号リストを受信する送受信部と、
    前記受信したリファレンス信号リストの各プリコードされたリファレンス信号の受信品質を測定する測定部と、
    前記測定された受信品質に基づき、前記在圏基地局又は前記隣接基地局と通信するためのビームを選択し、前記選択したビームを前記在圏基地局又は前記隣接基地局に通知するビーム選択部と、
    を有するユーザ装置。
  2. 前記リファレンス信号リストの各プリコードされたリファレンス信号は、該プリコードされたリファレンス信号の送信元の基地局を示すセルインデックスと関連付けされ、
    前記ビーム選択部は、前記測定された受信品質と共に、前記送信元の基地局が前記在圏基地局と前記隣接基地局との何れであるかに基づき、前記在圏基地局又は前記隣接基地局と通信するためのビームを選択する、請求項１記載のユーザ装置。
  3. 前記リファレンス信号リストの各プリコードされたリファレンス信号は、該リファレンス信号が送信されるエリアを示すコロケーション情報と関連付けされ、
    前記測定部は、前記測定された受信品質と前記コロケーション情報とに基づき、当該ユーザ装置の位置を推定する、請求項１又は２記載のユーザ装置。
  4. 前記測定部はさらに、前記在圏基地局と前記隣接基地局とから送信された各プリコードされていないリファレンス信号の受信品質を測定し、
    前記ビーム選択部は、前記プリコードされたリファレンス信号について測定された受信品質と前記プリコードされていないリファレンス信号について測定された受信品質とに基づき、前記在圏基地局又は前記隣接基地局と通信するためのビームを選択する、請求項１乃至３何れか一項記載のユーザ装置。
  5. ユーザ装置が在圏する基地局であって、
    当該基地局及び隣接基地局から送信されるプリコードされたリファレンス信号を含むリファレンス信号リストを送信し、前記プリコードされたリファレンス信号を送信する送受信部と、
    前記ユーザ装置によって選択されたビームを示すフィードバック情報を取得し、前記選択されたビームに応じたビーム／セル切替処理を実行するビーム／セル切替処理部と、を有する基地局。
  6. 前記ビーム／セル切替処理部は、ヒステリシス、時間忘却係数及びＴｉｍｅ ｔｏ Ｔｒｉｇｇｅｒの少なくとも１つを含むハンドオーバ関連パラメータを設定するハンドオーバ関連パラメータ設定部を有し、
    前記送受信部は、前記設定されたハンドオーバ関連パラメータに従って前記隣接基地局のビームを選択させるため、前記ハンドオーバ関連パラメータを前記ユーザ装置に通知する、請求項５記載の基地局。
  7. 前記ハンドオーバ関連パラメータ設定部は、前記ユーザ装置が３Ｄ ＭＩＭＯを適用しているか否かに応じて、ハンドオーバ関連パラメータに異なる値を設定する、請求項６記載の基地局。
  8. 前記ビーム／セル切替処理部は、前記ユーザ装置によって選択されたビームに基づき、前記ユーザ装置の位置又は速度を推定するＵＥ位置速度推定部を有する、請求項５乃至７何れか一項記載の基地局。
  9. 前記ＵＥ位置速度推定部は、前記ユーザ装置によって選択されたビームのカバレッジエリアに基づき前記ユーザ装置の位置を推定し、前記ユーザ装置によるビーム切替頻度に基づき前記ユーザ装置の速度を推定する、請求項８記載の基地局。
  10. 前記送受信部は、前記ＵＥ位置速度推定部により推定された前記ユーザ装置の速度に応じて、前記ユーザ装置にワイドビームとナロービームとを選択的に適用する、請求項８又は９記載の基地局。
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