JP2019054304A - 基地局装置、端末装置および通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ビームフォーミングした場合にスループット向上が可能な基地局装置、端末装置及び通信方法を提供すること。【解決手段】少なくとも同期信号を含むプリアンブル信号が配置されるプリアンブル領域及びデータ信号が配置されるデータ領域から構成される無線フレームを送信する送信部を備え、前記同期信号の信号系列はセル識別子及びビーム識別子に基づいて生成され、前記同期信号は前記ビーム識別子に対応してビームフォーミングされる。【選択図】図４

Description

本発明は、基地局装置、端末装置および通信方法に関する。

３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）によるＬＴＥ（Long Term Evolution）、ＬＴＥ−Ａ（LTE-Advanced）のような通信システムでは、基地局装置（基地局、
送信局、送信点、下りリンク送信装置、上りリンク受信装置、送信アンテナ群、送信アンテナポート群、コンポーネントキャリア、ｅＮｏｄｅＢ）或いは基地局装置に準じる送信局がカバーするエリアをセル（Cell）状に複数配置するセルラ構成とすることにより、通信エリアを拡大することができる。このセルラ構成において、隣接するセルまたはセクタ間で同一周波数を利用することで、周波数利用効率を向上させることができる。

近年では、次世代移動通信システムが検討されている。次世代移動通信システムでは、さらなる大容量伝送のため、広帯域の確保が可能な高周波数帯での通信が注目されている。次世代移動通信システムについては非特許文献１に記載されている。

ＡＲＩＢ ２０２０ ａｎｄ Ｂｅｙｏｎｄ Ａｄ Ｈｏｃ Ｇｒｏｕｐ、Ｗｈｉｔｅ Ｐａｐｅｒ、"Ｍｏｂｉｌｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍｓ ｆｏｒ ２０２０ ａｎｄ ｂｅｙｏｎｄ、"ｖｅｒｓｉｏｎ １．０．０、２０１４年１０月。

しかしながら、高周波数帯での通信は、通信距離が短くなるため、カバレッジの確保が問題となる。カバレッジを確保する技術としてビームフォーミングが有効であるが、基地局装置は端末装置にとって好適であるビームフォーミングをする必要があるという問題がある。

本発明はこのような事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、ビームフォーミングした場合にスループット向上が可能な基地局装置、端末装置及び通信方法を提供することにある。

上述した課題を解決するために本発明に係る基地局装置、端末装置および通信方法の構成は、次の通りである。

本発明に係る基地局装置は、端末装置と通信する基地局装置であって、少なくとも同期信号を含むプリアンブル信号が配置されるプリアンブル領域及びデータ信号が配置されるデータ領域から構成される無線フレームを送信する送信部を備え、前記同期信号の信号系列はセル識別子及びビーム識別子に基づいて生成され、前記同期信号は前記ビーム識別子に対応してビームフォーミングされる。

また本発明の基地局装置において、前記プリアンブル信号は、異なるビーム識別子に基づいて生成された複数の同期信号が多重されている。

また本発明に係る端末装置は、基地局装置と通信する端末装置であって、少なくとも同期信号を含むプリアンブル信号が配置されるプリアンブル領域及びデータ信号が配置されるデータ領域から構成される無線フレームを受信する受信部を備え、前記同期信号の信号系列はセル識別子及びビーム識別子に基づいて生成され、前記同期信号は前記ビーム識別子に対応してビームフォーミングされる。

また本発明に係る端末装置であって、前記プリアンブル信号は、異なるビーム識別子に基づいて生成された複数の同期信号が多重されている。

また本発明に係る端末装置であって、前記同期信号から通信品質の良いセル識別子及びビーム識別子を特定する。

また本発明に係る通信方法は、端末装置と通信する基地局装置における通信方法であって、少なくとも同期信号を含むプリアンブル信号が配置されるプリアンブル領域及びデータ信号が配置されるデータ領域から構成される無線フレームを送信する送信ステップを備え、前記同期信号の信号系列はセル識別子及びビーム識別子に基づいて生成され、前記同期信号は前記ビーム識別子に対応してビームフォーミングされる。

また本発明に係る通信方法は、基地局装置と通信する端末装置における通信方法であって、少なくとも同期信号を含むプリアンブル信号が配置されるプリアンブル領域及びデータ信号が配置されるデータ領域から構成される無線フレームを受信する受信ステップを備え、前記同期信号の信号系列はセル識別子及びビーム識別子に基づいて生成され、前記同期信号は前記ビーム識別子に対応してビームフォーミングされる。

本発明によれば、好適なビームフォーミングによって、スループットを向上させることができる。

本実施形態に係る通信システムの例を示す図である 本実施形態に係るフレーム構成例を示す図である 本実施形態に係るフレーム構成例を示す図である 本実施形態に係る通信システムの例を示す図である 本実施形態に係る通信システムの例を示す図である 本実施形態に係る基地局装置の構成例を示すブロック図である 本実施形態に係る端末装置の構成例を示すブロック図である

本実施形態における通信システムは、基地局装置（送信装置、セル、送信点、送信アンテナ群、送信アンテナポート群、コンポーネントキャリア、ｅＮｏｄｅＢ）および端末装置（端末、移動端末、受信点、受信端末、受信装置、受信アンテナ群、受信アンテナポート群、ＵＥ）を備える。また端末装置と接続している（無線リンクを確立している）基地局装置をサービングセルと呼ぶ。

本実施形態における基地局装置及び端末装置は、免許が必要な周波数帯域（ライセンスバンド）及び／又は免許不要の周波数帯域（アンライセンスバンド）で通信することができる。

本実施形態において、“Ｘ／Ｙ”は、“ＸまたはＹ”の意味を含む。本実施形態において、“Ｘ／Ｙ”は、“ＸおよびＹ”の意味を含む。本実施形態において、“Ｘ／Ｙ”は、
“Ｘおよび／またはＹ”の意味を含む。

図１は、本実施形態に係る通信システムの例を示す図である。図１に示すように、本実施形態における通信システムは、基地局装置１Ａ、端末装置２Ａ、２Ｂを備える。また、カバレッジ１−１は、基地局装置１Ａが端末装置と接続可能な範囲（通信エリア）である。また、端末装置２Ａ、２Ｂを総称して端末装置２とも称する。

図１において、端末装置２Ａから基地局装置１Ａへの上りリンクの無線通信では、以下の上りリンク物理チャネルが用いられる。上りリンク物理チャネルは、上位層から出力された情報を送信するために使用される。
・ＰＵＣＣＨ（Physical Uplink Control Channel）
・ＰＵＳＣＨ（Physical Uplink Shared Channel）
・ＰＲＡＣＨ（Physical Random Access Channel）

ＰＵＣＣＨは、上りリンク制御情報（Uplink Control Information: UCI）を送信する
ために用いられる。ここで、上りリンク制御情報は、下りリンクデータ（下りリンクトランスポートブロック、Downlink-Shared Channel: DL-SCH）に対するＡＣＫ（a positive acknowledgement）またはＮＡＣＫ（a negative acknowledgement）（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ
）を含む。下りリンクデータに対するＡＣＫ／ＮＡＣＫを、ＨＡＲＱ−ＡＣＫ、ＨＡＲＱフィードバックとも称する。

また、上りリンク制御情報は、下りリンクに対するチャネル状態情報（Channel State Information: CSI）を含む。また、上りリンク制御情報は、上りリンク共用チャネル（Uplink-Shared Channel: UL-SCH）のリソースを要求するために用いられるスケジューリン
グ要求（Scheduling Request: SR）を含む。前記チャネル状態情報は、好適な空間多重数を指定するランク指標ＲＩ（Rank Indicator）、好適なプレコーダを指定するプレコーディング行列指標ＰＭＩ（Precoding Matrix Indicator）、好適な伝送レートを指定するチャネル品質指標ＣＱＩ（Channel Quality Indicator）、好適なＣＳＩ−ＲＳリソースを
示すＣＳＩ−ＲＳ（Reference Signal、参照信号）リソース指標ＣＲＩ（CSI-RS Resource Indication）などが該当する。

前記チャネル品質指標ＣＱＩは（以下、ＣＱＩ値）、所定の帯域（詳細は後述）における好適な変調方式（例えば、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、２５６ＱＡＭなど）、符号化率（coding rate）とすることができる。ＣＱＩ値は、前記変更方式や符号化率に
より定められたインデックス（CQI Index）とすることができる。前記ＣＱＩ値は、予め
当該システムで定めたものをすることができる。

なお、前記ランク指標、前記プレコーディング品質指標は、予めシステムで定めたものとすることができる。前記ランク指標や前記プレコーディング行列指標は、空間多重数やプレコーディング行列情報により定められたインデックスとすることができる。なお、前記ランク指標、前記プレコーディング行列指標、前記チャネル品質指標ＣＱＩの値をＣＳＩ値と総称する。

ＰＵＳＣＨは、上りリンクデータ（上りリンクトランスポートブロック、UL-SCH）を送信するために用いられる。また、ＰＵＳＣＨは、上りリンクデータと共に、ＡＣＫ／ＮＡＣＫおよび／またはチャネル状態情報を送信するために用いられても良い。また、ＰＵＳＣＨは、上りリンク制御情報のみを送信するために用いられても良い。

また、ＰＵＳＣＨは、ＲＲＣメッセージを送信するために用いられる。ＲＲＣメッセージは、無線リソース制御（Radio Resource Control: RRC）層において処理される情報／
信号である。また、ＰＵＳＣＨは、ＭＡＣ ＣＥ（Control Element）を送信するために
用いられる。ここで、ＭＡＣ ＣＥは、媒体アクセス制御（MAC: Medium Access Control）層において処理（送信）される情報／信号である。

例えば、パワーヘッドルームは、ＭＡＣ ＣＥに含まれ、ＰＵＳＣＨを経由して報告されても良い。すなわち、ＭＡＣ ＣＥのフィールドが、パワーヘッドルームのレベルを示すために用いられても良い。

ＰＲＡＣＨは、ランダムアクセスプリアンブルを送信するために用いられる。

また、上りリンクの無線通信では、上りリンク物理信号として上りリンク参照信号（Uplink Reference Signal: UL RS）が用いられる。上りリンク物理信号は、上位層から出力された情報を送信するためには使用されないが、物理層によって使用される。ここで、上りリンク参照信号には、ＤＭＲＳ（Demodulation Reference Signal）、ＳＲＳ（Sounding Reference Signal）が含まれる。

ＤＭＲＳは、ＰＵＳＣＨまたはＰＵＣＣＨの送信に関連する。例えば、基地局装置１Ａは、ＰＵＳＣＨまたはＰＵＣＣＨの伝搬路補正を行なうためにＤＭＲＳを使用する。ＳＲＳは、ＰＵＳＣＨまたはＰＵＣＣＨの送信に関連しない。例えば、基地局装置１Ａは、上りリンクのチャネル状態を測定するためにＳＲＳを使用する。

図１において、基地局装置１Ａから端末装置２Ａへの下りリンクの無線通信では、以下の下りリンク物理チャネルが用いられる。下りリンク物理チャネルは、上位層から出力された情報を送信するために使用される。
・ＰＢＣＨ（Physical Broadcast Channel；報知チャネル）
・ＰＣＦＩＣＨ（Physical Control Format Indicator Channel；制御フォーマット指示
チャネル）
・ＰＨＩＣＨ（Physical Hybrid automatic repeat request Indicator Channel；HARQ指示チャネル）
・ＰＤＣＣＨ（Physical Downlink Control Channel；下りリンク制御チャネル）
・ＥＰＤＣＣＨ（Enhanced Physical Downlink Control Channel；拡張下りリンク制御チャネル）
・ＰＤＳＣＨ（Physical Downlink Shared Channel；下りリンク共有チャネル）

ＰＢＣＨは、端末装置で共通に用いられるマスターインフォメーションブロック（Master Information Block: MIB, Broadcast Channel: BCH）を報知するために用いられる。
ＰＣＦＩＣＨは、ＰＤＣＣＨの送信に用いられる領域（例えば、ＯＦＤＭシンボルの数）を指示する情報を送信するために用いられる。

ＰＨＩＣＨは、基地局装置１Ａが受信した上りリンクデータ（トランスポートブロック、コードワード）に対するＡＣＫ／ＮＡＣＫを送信するために用いられる。すなわち、ＰＨＩＣＨは、上りリンクデータに対するＡＣＫ／ＮＡＣＫを示すＨＡＲＱインディケータ（ＨＡＲＱフィードバック）を送信するために用いられる。また、ＡＣＫ／ＮＡＣＫは、ＨＡＲＱ−ＡＣＫとも呼称する。端末装置２Ａは、受信したＡＣＫ／ＮＡＣＫを上位レイヤに通知する。ＡＣＫ／ＮＡＣＫは、正しく受信されたことを示すＡＣＫ、正しく受信しなかったことを示すＮＡＣＫ、対応するデータがなかったことを示すＤＴＸである。また、上りリンクデータに対するＰＨＩＣＨが存在しない場合、端末装置２ＡはＡＣＫを上位レイヤに通知する。

ＰＤＣＣＨおよびＥＰＤＣＣＨは、下りリンク制御情報（Downlink Control Informati
on: DCI）を送信するために用いられる。ここで、下りリンク制御情報の送信に対して、
複数のＤＣＩフォーマットが定義される。すなわち、下りリンク制御情報に対するフィールドがＤＣＩフォーマットに定義され、情報ビットへマップされる。

例えば、下りリンクに対するＤＣＩフォーマットとして、１つのセルにおける１つのＰＤＳＣＨ（１つの下りリンクトランスポートブロックの送信）のスケジューリングに使用されるＤＣＩフォーマット１Ａが定義される。

例えば、下りリンクに対するＤＣＩフォーマットには、ＰＤＳＣＨのリソース割り当てに関する情報、ＰＤＳＣＨに対するＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme）に関する情報、ＰＵＣＣＨに対するＴＰＣコマンドなどの下りリンク制御情報が含まれる。ここで、下りリンクに対するＤＣＩフォーマットを、下りリンクグラント（または、下りリンクアサインメント）とも称する。

また、例えば、上りリンクに対するＤＣＩフォーマットとして、１つのセルにおける１つのＰＵＳＣＨ（１つの上りリンクトランスポートブロックの送信）のスケジューリングに使用されるＤＣＩフォーマット０が定義される。

例えば、上りリンクに対するＤＣＩフォーマットには、ＰＵＳＣＨのリソース割り当てに関する情報、ＰＵＳＣＨに対するＭＣＳに関する情報、ＰＵＳＣＨに対するＴＰＣコマンドなど上りリンク制御情報が含まれる。上りリンクに対するＤＣＩフォーマットを、上りリンクグラント（または、上りリンクアサインメント）とも称する。

また、上りリンクに対するＤＣＩフォーマットは、下りリンクのチャネル状態情報（ＣＳＩ；Channel State Information。受信品質情報とも称する。）を要求（CSI request）するために用いることができる。

また、上りリンクに対するＤＣＩフォーマットは、端末装置が基地局装置にフィードバックするチャネル状態情報報告(CSI feedback report)をマップする上りリンクリソース
を示す設定のために用いることができる。例えば、チャネル状態情報報告は、定期的にチャネル状態情報（Periodic CSI）を報告する上りリンクリソースを示す設定のために用いることができる。チャネル状態情報報告は、定期的にチャネル状態情報を報告するモード設定（CSI report mode）のために用いることができる。

例えば、チャネル状態情報報告は、不定期なチャネル状態情報（Aperiodic CSI）を報
告する上りリンクリソースを示す設定のために用いることができる。チャネル状態情報報告は、不定期的にチャネル状態情報を報告するモード設定（CSI report mode）のために
用いることができる。基地局装置は、前記定期的なチャネル状態情報報告又は前記不定期的なチャネル状態情報報告のいずれかを設定することができる。また、基地局装置は、前記定期的なチャネル状態情報報告及び前記不定期的なチャネル状態情報報告の両方を設定することもできる。

また、上りリンクに対するＤＣＩフォーマットは、端末装置が基地局装置にフィードバックするチャネル状態情報報告の種類を示す設定のために用いることができる。チャネル状態情報報告の種類は、広帯域ＣＳＩ（例えばWideband CQI）と狭帯域ＣＳＩ（例えば、Subband CQI）などがある。

端末装置は、下りリンクアサインメントを用いてＰＤＳＣＨのリソースがスケジュールされた場合、スケジュールされたＰＤＳＣＨで下りリンクデータを受信する。また、端末装置は、上りリンクグラントを用いてＰＵＳＣＨのリソースがスケジュールされた場合、
スケジュールされたＰＵＳＣＨで上りリンクデータおよび／または上りリンク制御情報を送信する。

ＰＤＳＣＨは、下りリンクデータ（下りリンクトランスポートブロック、DL-SCH）を送信するために用いられる。また、ＰＤＳＣＨは、システムインフォメーションブロックタイプ１メッセージを送信するために用いられる。システムインフォメーションブロックタイプ１メッセージは、セルスペシフィック（セル固有）な情報である。

また、ＰＤＳＣＨは、システムインフォメーションメッセージを送信するために用いられる。システムインフォメーションメッセージは、システムインフォメーションブロックタイプ１以外のシステムインフォメーションブロックＸを含む。システムインフォメーションメッセージは、セルスペシフィック（セル固有）な情報である。

また、ＰＤＳＣＨは、ＲＲＣメッセージを送信するために用いられる。ここで、基地局装置から送信されるＲＲＣメッセージは、セル内における複数の端末装置に対して共通であっても良い。また、基地局装置１Ａから送信されるＲＲＣメッセージは、ある端末装置２に対して専用のメッセージ（dedicated signalingとも称する）であっても良い。すな
わち、ユーザ装置スペシフィック（ユーザ装置固有）な情報は、ある端末装置に対して専用のメッセージを使用して送信される。また、ＰＤＳＣＨは、ＭＡＣ ＣＥを送信するために用いられる。

ここで、ＲＲＣメッセージおよび／またはＭＡＣ ＣＥを、上位層の信号（higher layer signaling）とも称する。

また、ＰＤＳＣＨは、下りリンクのチャネル状態情報を要求するために用いることができる。また、ＰＤＳＣＨは、端末装置が基地局装置にフィードバックするチャネル状態情報報告(CSI feedback report)をマップする上りリンクリソースを送信するために用いる
ことができる。例えば、チャネル状態情報報告は、定期的にチャネル状態情報（Periodic
CSI）を報告する上りリンクリソースを示す設定のために用いることができる。チャネル状態情報報告は、定期的にチャネル状態情報を報告するモード設定（CSI report mode）
のために用いることができる。

下りリンクのチャネル状態情報報告の種類は広帯域ＣＳＩ（例えばWideband CSI）と狭帯域ＣＳＩ（例えば、Subband CSI）がある。広帯域ＣＳＩは、セルのシステム帯域に対
して１つのチャネル状態情報を算出する。狭帯域ＣＳＩは、システム帯域を所定の単位に区分し、その区分に対して１つのチャネル状態情報を算出する。

また、下りリンクの無線通信では、下りリンク物理信号として同期信号（Synchronization signal: SS）、下りリンク参照信号（Downlink Reference Signal: DL RS）が用いられる。下りリンク物理信号は、上位層から出力された情報を送信するためには使用されないが、物理層によって使用される。

同期信号は、端末装置が、下りリンクの周波数領域および時間領域の同期を取るために用いられる。また、下りリンク参照信号は、端末装置が、下りリンク物理チャネルの伝搬路補正を行なうために用いられる。例えば、下りリンク参照信号は、端末装置が、下りリンクのチャネル状態情報を算出するために用いられる。

ここで、下りリンク参照信号には、ＣＲＳ（Cell-specific Reference Signal;
セル固有参照信号）、ＰＤＳＣＨに関連するＵＲＳ（UE-specific Reference Signal；端末固有参照信号、端末装置固有参照信号）、ＥＰＤＣＣＨに関連するＤＭＲＳ（Demodula
tion Reference Signal）、ＮＺＰ ＣＳＩ−ＲＳ（Non-Zero Power Chanel State Information - Reference Signal）、ＺＰ ＣＳＩ−ＲＳ（Zero Power Chanel State Information - Reference Signal）が含まれる。

ＣＲＳは、サブフレームの全帯域で送信され、ＰＢＣＨ／ＰＤＣＣＨ／ＰＨＩＣＨ／ＰＣＦＩＣＨ／ＰＤＳＣＨの復調を行なうために用いられる。ＰＤＳＣＨに関連するＵＲＳは、ＵＲＳが関連するＰＤＳＣＨの送信に用いられるサブフレームおよび帯域で送信され、ＵＲＳが関連するＰＤＳＣＨの復調を行なうために用いられる。

ＥＰＤＣＣＨに関連するＤＭＲＳは、ＤＭＲＳが関連するＥＰＤＣＣＨの送信に用いられるサブフレームおよび帯域で送信される。ＤＭＲＳは、ＤＭＲＳが関連するＥＰＤＣＣＨの復調を行なうために用いられる。

ＮＺＰ ＣＳＩ−ＲＳのリソースは、基地局装置１Ａによって設定される。例えば、端末装置２Ａは、ＮＺＰ ＣＳＩ−ＲＳを用いて信号の測定（チャネルの測定）を行なう。ＺＰ ＣＳＩ−ＲＳのリソースは、基地局装置１Ａによって設定される。基地局装置１Ａは、ＺＰ ＣＳＩ−ＲＳをゼロ出力で送信する。例えば、端末装置２Ａは、ＮＺＰ ＣＳＩ−ＲＳが対応するリソースにおいて干渉の測定を行なう。

ＭＢＳＦＮ（Multimedia Broadcast multicast service Single Frequency Network）
ＲＳは、ＰＭＣＨの送信に用いられるサブフレームの全帯域で送信される。ＭＢＳＦＮ
ＲＳは、ＰＭＣＨの復調を行なうために用いられる。ＰＭＣＨは、ＭＢＳＦＮ ＲＳの送信に用いられるアンテナポートで送信される。

ここで、下りリンク物理チャネルおよび下りリンク物理信号を総称して、下りリンク信号とも称する。また、上りリンク物理チャネルおよび上りリンク物理信号を総称して、上りリンク信号とも称する。また、下りリンク物理チャネルおよび上りリンク物理チャネルを総称して、物理チャネルとも称する。また、下りリンク物理信号および上りリンク物理信号を総称して、物理信号とも称する。

また、ＢＣＨ、ＵＬ−ＳＣＨおよびＤＬ−ＳＣＨは、トランスポートチャネルである。ＭＡＣ層で用いられるチャネルを、トランスポートチャネルと称する。また、ＭＡＣ層で用いられるトランスポートチャネルの単位を、トランスポートブロック（Transport Block: TB）、または、ＭＡＣ ＰＤＵ（Protocol Data Unit）とも称する。トランスポート
ブロックは、ＭＡＣ層が物理層に渡す（deliverする）データの単位である。物理層にお
いて、トランスポートブロックはコードワードにマップされ、コードワード毎に符号化処理などが行なわれる。

また、キャリアアグリゲーション（CA; Carrier Aggregation）をサポートしている端
末装置に対して、基地局装置は、より広帯域伝送のため複数のコンポーネントキャリア（CC; Component Carrier）を統合して通信することができる。キャリアアグリゲーション
では、１つのプライマリセル（ＰＣｅｌｌ；Primary Cell）及び１または複数のセカンダリセル（ＳＣｅｌｌ；Secondary Cell）がサービングセルの集合として設定される。

また、デュアルコネクティビティ（DC; Dual Connectivity）では、サービングセルの
グループとして、マスターセルグループ（MCG; Master Cell Group）とセカンダリセルグループ（SCG; Secondary Cell Group）が設定される。ＭＣＧはＰＣｅｌｌとオプション
で１又は複数のＳＣｅｌｌから構成される。またＳＣＧはプライマリＳＣｅｌｌ（ＰＳＣｅｌｌ）とオプションで１又は複数のＳＣｅｌｌから構成される。

基地局装置は、無線フレームを用いて通信することができる。無線フレームは、参照信号、同期信号、ディスカバリ信号、制御信号、データ信号などが配置される。無線フレーム構造は、セル内で共通の参照信号などがサブフレーム内で離散的に送信されるフレーム構造と共通の参照信号とデータ信号が領域的／時間的に区別されているフレーム構造などがある。基地局装置は、例えば図２に示すような無線フレーム構造を用いて通信することができる。図２に示す右上にハッチングされた領域はＣＲＳなどセル内で共通の参照信号、同期信号、ディスカバリ信号、制御信号などが配置される。ディスカバリ信号は、ＣＲＳ、同期信号、ＣＳＩ−ＲＳの一部又は全部が含まれる。白抜きの領域は、端末固有の参照信号、データ信号、制御信号などが配置される。なお、以下の説明では、特に断りがない限り右上にハッチングされた領域をプリアンブル領域、白抜きの領域をデータ領域とも呼称する。また、プリアンブル領域及びデータ領域は１または複数のシンボルで構成される。以降では、プリアンブル領域に含まれるシンボルをプリアンブルシンボル、データ領域に含まれるシンボルをデータシンボルと呼称する。また、以降の実施形態では、プリアンブル領域とデータ領域が分かれているフレーム構造を用いて説明するが、本発明はこれに限らず、プリアンブル領域に含まれる信号とデータ領域に含まれる信号の配置に依らず、本発明は適用することができる。

プリアンブル領域、データ領域は、範囲（シンボル数）を変えることができる。図３はサブフレーム毎に変化させた例である。なお図中のｎは１以上の整数である。図３のサブフレームｎはサブフレームｎ−１よりも多くプリアンブル領域が割当てられている。また、図３のサブフレームｎ＋１に示すように、プリアンブル領域がなくデータ領域のみでサブフレームを構成することも可能である。また図示していないが、プリアンブル領域のみでサブフレームを構成することも可能である。

基地局装置は、プリアンブル領域／データ領域の範囲を端末装置に指示することができる。プリアンブル領域／データ領域の範囲は、例えばプリアンブル領域／データ領域に含まれるシンボル数とすることができる。もしくは、基地局装置はプリアンブル領域／データ領域があるか否かを端末装置に指示することができる。

また基地局装置は、プリアンブル領域を周期的に設定することができる。例えば、基地局装置は、シンボル数の少ないプリアンブル領域は短い周期で送信し、シンボル数の多いプリアンブル領域はより長い周期で送信することができる。

基地局装置は、６ＧＨｚ以上のような高い周波数帯で通信する場合、カバレッジを確保するために、ビームフォーミングを用いて通信することができる。図４は、ビームフォーミングを用いた通信システムの例である。この通信システムは、基地局装置１Ａ、端末装置２Ａ、２Ｂを備える。広い方向をカバーできるカバレッジ１−１は、通信距離が短く、この例では端末装置２Ａ、２Ｂは通信エリア外になる。一方、カバレッジ２−１〜２−３は、ビームフォーミングを用いた場合のカバレッジであり、各々のカバレッジはビームパターンが異なる。ビームフォーミングを用いた場合、狭い方向しかカバーできないが通信距離は長くなる。従って、端末装置２Ａはカバレッジ２−１の内部にあり、端末装置２Ｂはカバレッジ２−３の内部にあり、基地局装置１Ａと端末装置２Ａ、２Ｂは接続可能となる。ただし、基地局装置１Ａ、端末装置２Ａ、２Ｂは、初期接続時にどのビームパターンを用いれば通信エリア内になるかを探索する必要がある。なお、ビームフォーミングを用いた通信エリアをビームセル、ビームエリアとも称する。また、端末装置と接続している（無線リンクを確立している）ビームをサービングビームと呼ぶ。

端末装置は、プリアンブル信号を用いて、時間／周波数同期し、物理セル識別子（ＰＣＩＤ、セルＩＤ）を検出するセル探索（セルサーチ）及び／又はビーム識別子（ビームＩＤ、ビームセルＩＤ）を検出するビーム探索（ビームサーチ）を行う。なお、セルＩＤが
ビームＩＤを含むことも可能である。また、ビームＩＤを含まないセルＩＤと区別するため、ビームＩＤを含むセルＩＤは拡張セルＩＤとも呼称される。端末装置でビーム探索するために、基地局装置は、プリアンブルに含まれる信号の一部又は全てをビームフォーミングして送信することができる。また、プリアンブル信号／ディスカバリ信号は、ビームフォーミングされた１又は複数の信号を含むことができる。例えば、プリアンブル信号は、ビームフォーミングされた１又は複数の同期信号／ＣＲＳ／ディスカバリ信号を含むことができる。また例えば、ディスカバリ信号はビームフォーミングされた１又は複数の同期信号／ＣＲＳ／ＣＳＩ−ＲＳを含むことができる。また基地局装置は、プリアンブル領域毎又はプリアンブルシンボル毎にビームパターンを変えることができる。なお、ビームパターンにはビームフォーミングしないパターンが含まれていてもよい。基地局装置は、ビームフォーミングした同期信号を送信する場合、基地局装置及びビームパターンを識別できる同期信号を送信する。同期信号がセルＩＤ及びビームＩＤに基づいて生成される場合、端末装置は、同期信号系列からセルＩＤ及びビームＩＤを知ることができる。また、基地局装置が、同期信号が配置されるスロットやサブフレームなどの無線リソースに基づいてビームパターンを変える場合、同期信号はセルＩＤ及び無線リソースの情報に基づいて生成される。無線リソースの情報は、例えば、スロット／サブフレーム番号、サブバンド番号である。

また、基地局装置は、異なるビームパターンでビームフォーミングされたプリアンブル信号／同期信号／ディスカバリ信号を多重（加算、重畳）して１つのプリアンブル領域又はプリアンブルシンボルに配置して送信することができる。別の言い方では、基地局装置は、異なるビームＩＤに基づいて生成されるプリアンブル信号／同期信号／ディスカバリ信号を多重（加算、重畳）して１つのプリアンブル領域又はプリアンブルシンボルに配置して送信することができる。このとき端末装置は、通信品質の良いプリアンブル信号／同期信号／ディスカバリ信号からセルＩＤ及び／又はビームＩＤを知ることができる。

なお、同期信号は１種類でも良いし、複数種類でも良い。同期信号がプライマリ同期信号（PSS; Primary Synchronization Signal、第１の同期信号）とセカンダリ同期信号（SSS; Secondary Synchronization Signal、第２の同期信号）の２種類ある場合、ＰＳＳとＳＳＳの両方を用いてセルＩＤ及び／又はビームＩＤがわかれば良い。また、種類ごとに機能が分かれていても良い。例えば、ＰＳＳでセルＩＤを識別し、ＳＳＳでビームＩＤを識別することが可能である。また別の例では、ＰＳＳとＳＳＳでセルＩＤを識別し、また別の同期信号（第３の同期信号）でビームＩＤを識別することが可能である。

上記により、初期接続時のビーム探索によって、基地局装置における好適なビームが選択できる。このとき、端末装置でもビーム探索することが望ましい。端末装置におけるビームは端末装置における受信ビームや上りリンクの送信ビームに用いることができる。端末装置におけるビームサーチは、同じビームフォーミングされた異なる同期信号系列であることが望ましい。従って、基地局装置は、同じビームパターンでビームフォーミングした異なる系列の同期信号をプリアンブル領域に配置して送信する。なお、端末装置でのビーム探索に用いることができる同期信号は、１サブフレーム内に配置されても良いし、複数サブフレームに配置されてもよい。

なお、基地局装置がプリアンブル領域に配置する複数の同期信号には、同じビームフォーミングされた異なる同期信号系列に基づく同期信号と、異なるビームフォーミングされた異なる同期信号系列を同時に含んでも良い。基地局装置は、プリアンブル領域に配置した複数の同期信号のうち、いずれが同じビームフォーミングされた同期信号なのか、異なるビームフォーミングされた同期信号なのかを示す情報を、端末装置に通知することができる。すなわち、基地局装置は、プリアンブル領域に、基地局装置のビームサーチに関連付けられた同期信号と、後述する端末装置のビームサーチに関連付けられた同期信号を、
連続して送信することが可能である。

端末装置は、基地局装置のビーム探索をしたときに端末装置のビームを探索することができる。また、端末装置は、基地局装置から指示された場合に端末装置のビームを探索することができる。また、端末装置は、定期的に端末装置のビームを探索することができる。端末装置のビーム探索の周期は、基地局装置から指示される。

端末装置が移動した場合など、通信環境が変わる可能性があるので、基地局装置はビームパターンを更新する必要がある。基地局装置は、端末装置によって実行される測定を明確にする設定情報である測定用設定を端末装置に送信する。測定用設定には、測定オブジェクトリスト、レポート設定リスト、測定ＩＤリスト、その他のパラメータの一部又は全てが含まれる。測定オブジェクトは、セルの情報に関する情報であり、搬送周波数、測定バンド幅、アンテナポート、測定結果を報告するセルリスト、測定結果を報告しないセルで構成されるブラックセルリスト、測定用ＤＳ設定、測定結果を報告するビームリスト、測定結果を報告しないブラックビームリストの一部又は全部が含まれる。測定結果を報告するセルは、パラメータとしてセルインデックス、物理セルＩＤ、セル個別オフセットが含まれる。測定結果を報告するビームは、ビームＩＤ、物理セルＩＤの一部又は全部が含まれる。レポート設定は、定期的な報告かイベントによる報告かを示すトリガータイプを含む。イベントによる報告の場合、レポート設定にイベントＩＤが含まれる。イベントＩＤは、例えば、次のようなものがあり、条件の計算に必要な閾値（必要な場合は、閾値１、閾値２）やオフセット値も設定される。
イベントＡ１：サービングセルの測定結果が設定された閾値よりも良くなった場合
イベントＡ２：サービングセルの測定結果が設定された閾値よりも悪くなった場合
イベントＡ３：隣接セルの測定結果がＰＣｅｌｌ／ＰＳＣｅｌｌの測定結果よりも設定されたオフセット値以上に良くなった場合
イベントＡ４：隣接セルの測定結果が設定された閾値よりも良くなった場合
イベントＡ５：ＰＣｅｌｌ／ＰＳＣｅｌｌの測定結果が設定された閾値１よりも悪くなり、隣接セルの測定結果が設定された閾値２よりも良くなった場合
イベントＡ６：隣接セルの測定結果がＳＣｅｌｌの測定結果よりも設定されたオフセット値以上に良くなった場合
イベントＣ１：ＣＳＩ−ＲＳリソースでの測定結果が設定された閾値よりも良くなった場合
イベントＣ２：ＣＳＩ−ＲＳリソースでの測定結果が設定された参照ＣＳＩ−ＲＳリソースでの測定結果がオフセット以上に良くなった場合
イベントＤ１：サービングビームの測定結果が設定された閾値よりも良くなった場合
イベントＤ２：サービングビームの測定結果が設定された閾値よりも悪くなった場合
イベントＤ３：サービングビームとは異なるビーム（隣接ビーム）の測定結果が設定された閾値よりも良くなった場合
イベントＥ１：基地局装置がビームを決定してから経過した時間が、閾値を超えた場合。イベントＥ２：端末装置がビームを決定してから経過した時間が、閾値を超えた場合。
イベントＥ３：Ｅ１かつＥ２である場合。

なお、イベントＣ１、Ｃ２は測定オブジェクトで測定用ＤＳ設定が設定された場合に選択される。

また、測定用ＤＳ設定はディスカバリ信号による測定に適用できる情報であり、ディスカバリ信号測定タイミング設定の周期及びオフセット、ディカバリ信号オケージョンの期間、測定用ＣＳＩ−ＲＳリストが含まれる。測定用ＣＳＩ−ＲＳの設定は、測定用ＣＳＩ−ＲＳのＩＤ、物理セルＩＤ、擬似ランダム系列生成のためのスクランブリングアイデンティティ、ＣＳＩ−ＲＳの設定であるリソース設定、ディスカバリ信号内のＳＳＳとＣＳ
Ｉ−ＲＳのサブフレームオフセット、ＣＳＩ−ＲＳ個別オフセットが含まれる。また、測定用ＣＳＩ−ＲＳはプリアンブル領域及び／又はデータ領域に配置される。

端末装置は、サービングセル、サービングビーム、セルリスト、ビームリスト、検出したセル、又は検出したビームの測定結果を基地局装置に報告する。端末装置は、基地局装置からの指示により、定期的に又はイベントが生じた場合に測定結果を報告する。端末装置が基地局装置に報告する測定結果は、測定ＩＤ、ＰＣｅｌｌの測定結果、隣接セルの測定結果リスト、サービング周波数の測定結果、CSI-RSの測定結果リスト、ＰＣｅｌｌにおけるビームの測定結果、ＳＣｅｌｌにおけるビームの測定結果リスト、サービングビーム以外のビーム（隣接ビーム）の測定結果リストの一部又は全部を含む。ＰＣｅｌｌの測定結果はＲＳＲＰ（Reference Signal Received Power）及びＲＳＲＱ（Reference Signal Received Quality）を含む。なお、ＲＳＲＰはＣＲＳを用いて算出した受信電力である。またＲＳＲＱは、ＲＳＲＰと受信信号強度（ＲＳＳＩ；Received Signal Strength Indicator）の比から求められる。隣接セルの測定結果は物理セルＩＤ、ＲＳＲＰ、ＲＳＲＱの一部又は全部を含む。サービング周波数の測定結果リストは、サービングセルを特定するためのサービングセルインデックス、ＳＣｅｌｌの測定結果、最も測定結果の良い隣接セルの測定結果を含む。ＳＣｅｌｌの測定結果、最も測定結果の良い隣接セルの測定結果は、ＲＳＲＰ、ＲＳＲＱを含む。ＣＳＩ−ＲＳの測定結果は、測定用ＣＳＩ−ＲＳのＩＤ、ＣＳＩ−ＲＳＲＰ、ＣＳＩ−ＲＳＲＱの一部又は全部を含む。ＣＳＩ−ＲＳＲＰは、ＣＳＩ−ＲＳを用いて算出した受信電力である。またＣＳＩ−ＲＳＲＱは、ＣＳＩ−ＲＳＲＰとＲＳＳＩの比から求められる。ＰＣｅｌｌにおけるビームの測定結果は、物理セルＩＤ、ビームＩＤ、ＲＳＲＰ、ＲＳＲＱの一部又は全部を含む。ＳＣｅｌｌにおけるビームの測定結果は、物理セルＩＤ、ビームＩＤ、ＲＳＲＰ、ＲＳＲＱの一部又は全部を含む。サービングビーム以外のビームの測定結果は、物理セルＩＤ、ビームＩＤ、ＲＳＲＰ、ＲＳＲＱの一部又は全部を含む。

端末装置が、他のビームパターンの測定結果が良くなり、基地局装置がビームパターンを変える場合、ビームＩＤが変わる場合と変わらない場合がある。ビームＩＤが変わる場合は、基地局装置はビームＩＤが異なる固定ビームを複数形成しておき、端末装置が異なるビームエリアに移動した場合に、異なるビームＩＤが割当てられる。また、ビームＩＤが変わらない場合は、端末装置が移動してビームパターンが変わった場合でも、端末装置のビームＩＤは変わらない。この場合、より柔軟なビーム制御が可能である。図５は固定ビームの場合と可変ビームの場合の例である。図５の通信システムは、基地局装置１Ａ、端末装置２Ａを備える。またビームエリア２−１、２−２はビームＩＤが異なる通信エリアである。

固定ビームの場合、図５（ａ）に示すように端末装置２Ａが矢印の方向に移動したとする。このとき、ビームエリア２−１の通信品質が劣化し、ビームエリア２−２の通信品質が良くなった場合、基地局装置１Ａは端末装置２ＡのビームＩＤをビームエリア２−２のビームＩＤに切替える。基地局装置１Ａは新しいビームＩＤを端末装置２Ａに送信する。端末装置２Ａは基地局装置１Ａから受信したビームＩＤを用いて、同期、ＲＲＭ測定、ＣＳＩ測定／報告、データ復調等を行う。

可変ビームの場合、図５（ｂ）に示すように端末装置２Ａが矢印の方向に移動したとする。端末装置２Ａが移動し、好適なビームパターンが異なった場合、基地局装置１Ａは端末装置２ＡのビームＩＤを変えずにビームパターンを変える。このとき端末装置２Ａは、ビームパターンが変わったことを知らなくても通信することができる。基地局装置１Ａは、端末装置２Ａから好適なビームパターンに関する報告を受けて、端末装置２Ａの好適なビームパターンを知ることができる。

なお、他の移動体による電波遮蔽等により、端末装置２Ａの受信品質が急激に低下した場合、上記ハンドオーバでは、該受信品質の急激な低下に追随できない場合がある。この場合、基地局装置１Ａと端末装置２Ａは、通信を行なう周波数バンドを変更することができる。例えば、６ＧＨｚ以上の周波数バンドで通信を行なっている基地局装置１Ａと端末装置２Ａ間の通信品質が急激に低下した場合、基地局装置１Ａと端末装置２Ａは、６ＧＨｚ以下の周波数バンドに通信周波数を切り替えることができる。なお、一度基地局装置１Ａと端末装置２Ａが周波数バンドを切り替えたのち、切替前の周波数バンドの通信品質の改善が認められた場合、基地局装置１Ａと端末装置２Ａは、再度、切替前の周波数バンドに通信周波数を切り替えることができる。この場合、基地局装置１Ａと端末装置２Ａは、切替前にそれぞれが用いていたビームフォーミングを継続して用いることが可能である。なお、基地局装置１Ａと端末装置２Ａは、切替前の周波数バンドに通信周波数を切り替える場合、改めてビームサーチを行なっても良いし、切替前の周波数バンドのビームサーチを改めた行なったのちに、通信周波数を切り替えても良い。なお、切替え可能な周波数バンドの組合せは予め決められていてもよい。また、切替え可能な周波数バンドの組合せはキャリアアグリゲーションやデュアルコネクティビティとリンクさせることができる。また、前記周波数バンドの組合せは、端末装置の機能（UE Capability）に依存される。例
えば基地局装置１Ａは、端末装置２Ａから受信した端末装置の機能に含まれる周波数バンドの組合せで示される周波数バンドに切り替えることができる。

なお、基地局装置は複数の端末装置に対して異なるビームＩＤを設定して通信する場合、各端末装置はビーム間の干渉を受信する可能性がある。基地局装置は、ビーム間干渉回避する場合、時間／周波数／空間リソース分割して送信することができる。空間リソースを分割する場合、例えば基地局装置は、端末装置間でアンテナポートを分けて送信することができる。また、別の例では、端末装置間で同じアンテナポートを割当てるが各々の端末装置に対して異なるビームパターンで送信することができる。また、端末装置がビーム間干渉を除去または抑圧する機能をサポートしている場合、基地局装置は端末装置にビーム間干渉（隣接ビーム干渉）を除去または抑圧するためのアシスト情報（隣接ビーム情報）を送信することができる。端末装置は、受信したアシスト情報を用いてビーム間干渉を除去又は抑圧することができる。アシスト情報は、物理セルＩＤ、ビームＩＤ、ＣＲＳポート数、Ｐ_Ａリスト、Ｐ_Ｂ、ＭＢＳＦＮ（Multimedia Broadcast multicast service Single Frequency Network）サブフレーム設定、送信モードリスト、リソース割当て粒度、
ＴＤＤのＵＬ／ＤＬサブフレーム構成、ＺＰ／ＮＺＰ ＣＳＩ−ＲＳ構成、ＱＣＬ（quasi co-location）情報の一部又は全部を含む。なお、Ｐ_Ａは、ＣＲＳが配置されていない
ＯＦＤＭシンボルにおけるＰＤＳＣＨとＣＲＳの電力比（電力オフセット）である。Ｐ_Ｂは、ＣＲＳが配置されているＯＦＤＭシンボルにおけるＰＤＳＣＨとＣＲＳが配置されていないＯＦＤＭシンボルにおけるＰＤＳＣＨの電力比（電力オフセット）を表す。ＱＣＬ情報は、所定のアンテナポート、所定の信号、または所定のチャネルに対するＱＣＬに関する情報である。２つのアンテナポートにおいて、一方のアンテナポート上のシンボルが搬送されるチャネルの長区間特性が、もう一方のアンテナポート上のシンボルが搬送されるチャネルから推測できる場合、それらのアンテナポートはＱＣＬであると呼称される。長区間特性は、遅延スプレッド、ドップラースプレッド、ドップラーシフト、平均利得および／または平均遅延を含む。すなわち、２つのアンテナポートがＱＣＬである場合、端末装置はそれらのアンテナポートにおける長区間特性が同じであると見なすことができる。なお、上記アシスト情報に含まれるパラメータの各々は、１つの値（候補）が設定されても良いし、複数の値（候補）が設定されてもよい。複数の値が設定される場合は、端末装置は、そのパラメータについては、干渉となる基地局装置が設定する可能性のある値が示されていると解釈し、複数の値から干渉信号に設定されているパラメータを検出（特定）する。また、上記アシスト情報は、他の基地局装置／ビームの情報を示す場合もあるし、自らの基地局装置／ビームの情報を示す場合もある。また上記アシスト情報は、様々な測定を行うときに用いられても良い。測定は、ＲＲＭ（Radio Resource Management）測
定、ＲＬＭ（Radio Link Monitoring）測定、ＣＳＩ（Channel State Information）測定を含む。

基地局装置は、端末装置に対し、ビームエリア上でさらに端末固有のビームフォーミングをすることができる。基地局装置はコードブックやＰＭＩに基づいてプリコーディングすることもできるし、基地局装置独自のビームフォーミングすることもできる。基地局装置は、端末装置からのＣＳＩ報告によって好適なＣＳＩを知ることができる。端末装置が報告するＣＳＩはＣＱＩ／ＰＭＩ／ＲＩ／ＣＲＩを含む。基地局装置は、ＣＳＩ−ＲＳから算出されたＣＳＩにより、端末装置の好適なビームパターンを知ることができる。なお、ＣＳＩ−ＲＳはビームフォーミングされていないＣＳＩ−ＲＳ（non-precoded CSI-RS
）及び／又はビームフォーミングされたＣＳＩ−ＲＳ（beamformed CSI-RS）を送信（設
定）することができる。ＣＳＩ−ＲＳはプリアンブル領域及び／又はデータ領域に配置される。また、基地局装置はnon-precoded CSI-RSの情報又はbeamformed CSI-RSの情報をＣＳＩ−ＲＳの設定情報に含めることができる。non-precoded CSI-RSの情報は、コードブ
ックサブセット制限（CBSR; Codebook Subset Restriction）に関する情報、コードブッ
クに関する情報、干渉を測定する際のリソース制限をするか否かの設定である干渉測定制限の一部又は全部を含む。beamformed CSI-RSの情報は、ＣＳＩ−ＲＳ設定のＩＤリスト
、ＣＳＩ−ＩＭ（CSI-Interference Measurement）設定のＩＤリスト、コードブックサブセット制限に関する情報、チャネル測定の際にリソース制限するか否かの設定であるチャネル測定制限の一部又は全部を含む。ＣＳＩ−ＩＭ設定のＩＤリストは１又は複数のＣＳＩ−ＩＭ設定のＩＤ情報から構成され、ＣＳＩ−ＩＭ設定のＩＤ情報はＣＳＩ−ＩＭ設定ＩＤ、干渉測定制限の一部又は全部を含む。またＣＳＩ−ＩＭは干渉測定のために用いられる。

基地局装置は、上位レイヤのシグナリングに、少なくともチャネル測定のためのＣＳＩ−ＲＳと干渉測定のためのＣＳＩ−ＩＭを関連付けて、チャネル状態情報を算出する手順に関する設定(ＣＳＩプロセス)を含めることができる。ＣＳＩプロセスには、そのＣＳＩプロセスＩＤ、non-precoded CSI-RSの情報、beamformed CSI-RSの情報の一部又は全部を含めることができる。基地局装置は、１つ以上のＣＳＩプロセスを設定することができる。基地局装置は、ＣＳＩのフィードバックを前記ＣＳＩプロセス毎に独立して生成することができる。基地局装置は、ＣＳＩプロセス毎にＣＳＩ-ＲＳリソースとＣＳＩ−ＩＭを
異なる設定にすることができる。端末装置は、１つ以上のＣＳＩプロセスが設定され、設定されたＣＳＩプロセス毎に独立にＣＳＩ報告を行う。また、ＣＳＩプロセスは、所定の送信モードにおいて設定される。

なお上記ビームＩＤ及びビームフォーミングは、セル毎に設定することができる。また、上記ビームＩＤ及びビームフォーミングは、ＰＣｅｌｌ及びＳＣｅｌｌで設定できるようにしてもよいし、ＰＣｅｌｌのみ又はＳＣｅｌｌのみで設定できるようにしてもよい。また上記ビームＩＤ及びビームフォーミングを設定できる無線フレームと設定できない無線フレームがあってもよい。この場合、ビームＩＤ及びビームフォーミングを設定できる無線フレームと設定できない無線フレームをＣＡ又はＤＣすることが可能である。例えば、ビームＩＤ及びビームフォーミングを設定できる無線フレームはＰＣｅｌｌ／ＳＣｅｌｌに設定され、ビームＩＤ及びビームフォーミングを設定できない無線フレームはＰＳＣｅｌｌ／ＳＣｅｌｌに設定される。また例えば、ビームＩＤ及びビームフォーミングを設定できない無線フレームはＰＣｅｌｌ／ＳＣｅｌｌに設定され、ビームＩＤ及びビームフォーミングを設定できる無線フレームはＰＳＣｅｌｌ／ＳＣｅｌｌに設定される。

基地局装置および端末装置は、１つのＣＣ（セル）で設定されたビームフォーミングを、他のＣＣに設定することができる。基地局装置および端末装置は、所定のＣＣ（例えばＰＣｅｌｌ／ＳＣｅｌｌに設定されたＣＣ）でのみ、ビームサーチを行なうことができる
。基地局装置および端末装置は、同じビームフォーミングが設定可能なＣＣの条件を設定することができる。例えば、基地局装置および端末装置は、中心周波数の差が所定の値よりも低いＣＣ間では同じビームフォーミングを設定することが可能である。もしくは、基地局装置および端末装置は、同じ周波数バンド内（Intra-band）では同じビームフォーミングを設定することが可能である。

なお、基地局装置および端末装置が行なうビームフォーミングで形成されるビームパターンについては、それぞれの装置における送信電力（空中線電力）に応じて、最大放射方向の空中線利得が決定されることができる。例えば、基地局装置および端末装置は、空中線電力が１０ｄＢｍを超える場合、ビームパターンの最大放射方向の空中線利得を１０ｄＢｉ以上とすることができる。

また、基地局装置および端末装置が行なうビームフォーミングで形成されるビームパターンについては、それぞれの装置が送信する周波数バンドのタイプに応じて、最大放射方向の空中線利得が決定されることができる。例えば、それぞれの装置が送信する周波数バンドが、無線事業者がサービスを提供する国や地域から使用許可（免許）が得られた、いわゆるライセンスバンド（licensed band）と呼ばれる周波数バンドである場合と、国や
地域からの使用許可（免許）を必要としない、いわゆるアンライセンスバンド（unlicensed band）と呼ばれる周波数バンドである場合とで、最大放射方向の空中線利得をそれぞ
れ異なる値とすることができる。

また、基地局装置は、周波数バンドによって、ビームフォーミングしたプリアンブル信号／同期信号／ディスカバリ信号を送信するか、ビームフォーミングしないプリアンブル信号／同期信号／ディスカバリ信号を送信するかを切り替えることができる。つまり、端末装置は、周波数バンドによって、ビームフォーミングを想定した初期接続（ビームＩＤの検出）をするか、ビームフォーミングを想定しない初期接続をするか判断することができる。

図６は、本実施形態における基地局装置１Ａの構成を示す概略ブロック図である。図６に示すように、基地局装置１Ａは、上位層処理部（上位層処理ステップ）１０１、制御部（制御ステップ）１０２、送信部（送信ステップ）１０３、受信部（受信ステップ）１０４と送受信アンテナ１０５を含んで構成される。また、上位層処理部１０１は、無線リソース制御部（無線リソース制御ステップ）１０１１、スケジューリング部（スケジューリングステップ）１０１２を含んで構成される。また、送信部１０３は、符号化部（符号化ステップ）１０３１、変調部（変調ステップ）１０３２、下りリンク参照信号生成部（下りリンク参照信号生成ステップ）１０３３、多重部（多重ステップ）１０３４、無線送信部（無線送信ステップ）１０３５を含んで構成される。また、受信部１０４は、無線受信部（無線受信ステップ）１０４１、多重分離部（多重分離ステップ）１０４２、復調部（復調ステップ）１０４３、復号部（復号ステップ）１０４４を含んで構成される。

上位層処理部１０１は、媒体アクセス制御（Medium Access Control: MAC）層、パケットデータ統合プロトコル（Packet Data Convergence Protocol: PDCP）層、無線リンク制御（Radio Link Control: RLC）層、無線リソース制御（Radio Resource Control: RRC）層の処理を行なう。また、上位層処理部１０１は、送信部１０３および受信部１０４の制御を行なうために必要な情報を生成し、制御部１０２に出力する。

上位層処理部１０１は、端末装置の機能（UE capability）等、端末装置に関する情報
を端末装置から受信する。言い換えると、端末装置は、自身の機能を基地局装置に上位層の信号で送信する。

なお、以下の説明において、端末装置に関する情報は、その端末装置が所定の機能をサポートするかどうかを示す情報、または、その端末装置が所定の機能に対する導入およびテストの完了を示す情報を含む。なお、以下の説明において、所定の機能をサポートするかどうかは、所定の機能に対する導入およびテストを完了しているかどうかを含む。

例えば、端末装置が所定の機能をサポートする場合、その端末装置はその所定の機能をサポートするかどうかを示す情報（パラメータ）を送信する。端末装置が所定の機能をサポートしない場合、その端末装置はその所定の機能をサポートするかどうかを示す情報（パラメータ）を送信しない。すなわち、その所定の機能をサポートするかどうかは、その所定の機能をサポートするかどうかを示す情報（パラメータ）を送信するかどうかによって通知される。なお、所定の機能をサポートするかどうかを示す情報（パラメータ）は、１または０の１ビットを用いて通知してもよい。

無線リソース制御部１０１１は、下りリンクのＰＤＳＣＨに配置される下りリンクデータ（トランスポートブロック）、システムインフォメーション、ＲＲＣメッセージ、ＭＡＣ ＣＥなどを生成、又は上位ノードから取得する。無線リソース制御部１０１１は、下りリンクデータを送信部１０３に出力し、他の情報を制御部１０２に出力する。また、無線リソース制御部１０１１は、端末装置の各種設定情報の管理をする。

スケジューリング部１０１２は、物理チャネル（ＰＤＳＣＨおよびＰＵＳＣＨ）を割り当てる周波数およびサブフレーム、物理チャネル（ＰＤＳＣＨおよびＰＵＳＣＨ）の符号化率および変調方式（あるいはＭＣＳ）および送信電力などを決定する。スケジューリング部１０１２は、決定した情報を制御部１０２に出力する。

スケジューリング部１０１２は、スケジューリング結果に基づき、物理チャネル（ＰＤＳＣＨおよびＰＵＳＣＨ）のスケジューリングに用いられる情報を生成する。スケジューリング部１０１２は、生成した情報を制御部１０２に出力する。

制御部１０２は、上位層処理部１０１から入力された情報に基づいて、送信部１０３および受信部１０４の制御を行なう制御信号を生成する。制御部１０２は、上位層処理部１０１から入力された情報に基づいて、下りリンク制御情報を生成し、送信部１０３に出力する。

送信部１０３は、制御部１０２から入力された制御信号に従って、下りリンク参照信号を生成し、上位層処理部１０１から入力されたＨＡＲＱインディケータ、下りリンク制御情報、および、下りリンクデータを、符号化および変調し、ＰＨＩＣＨ、ＰＤＣＣＨ、ＥＰＤＣＣＨ、ＰＤＳＣＨ、および下りリンク参照信号を多重して、送受信アンテナ１０５を介して端末装置２に信号を送信する。

符号化部１０３１は、上位層処理部１０１から入力されたＨＡＲＱインディケータ、下りリンク制御情報、および下りリンクデータを、ブロック符号化、畳み込み符号化、ターボ符号化等の予め定められた符号化方式を用いて符号化を行なう、または無線リソース制御部１０１１が決定した符号化方式を用いて符号化を行なう。変調部１０３２は、符号化部１０３１から入力された符号化ビットをＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）、Ｑ
ＰＳＫ（quadrature Phase Shift Keying）、１６ＱＡＭ（quadrature amplitude modulation）、６４ＱＡＭ、２５６ＱＡＭ等の予め定められた、または無線リソース制御部１０１１が決定した変調方式で変調する。

下りリンク参照信号生成部１０３３は、基地局装置１Ａを識別するための物理セル識別子（ＰＣＩ、セルＩＤ）などを基に予め定められた規則で求まる、端末装置２Ａが既知の
系列を下りリンク参照信号として生成する。

多重部１０３４は、変調された各チャネルの変調シンボルと生成された下りリンク参照信号と下りリンク制御情報とを多重する。つまり、多重部１０３４は、変調された各チャネルの変調シンボルと生成された下りリンク参照信号と下りリンク制御情報とをリソースエレメントに配置する。

無線送信部１０３５は、多重された変調シンボルなどを逆高速フーリエ変換（Inverse Fast Fourier Transform: IFFT）してＯＦＤＭシンボルを生成し、ＯＦＤＭシンボルにサイクリックプレフィックス（cyclic prefix: CP）を付加してベースバンドのディジタル
信号を生成し、ベースバンドのディジタル信号をアナログ信号に変換し、フィルタリングにより余分な周波数成分を除去し、搬送周波数にアップコンバートし、電力増幅し、送受信アンテナ１０５に出力して送信する。

受信部１０４は、制御部１０２から入力された制御信号に従って、送受信アンテナ１０５を介して端末装置２Ａから受信した受信信号を分離、復調、復号し、復号した情報を上位層処理部１０１に出力する。

無線受信部１０４１は、送受信アンテナ１０５を介して受信された上りリンクの信号を、ダウンコンバートによりベースバンド信号に変換し、不要な周波数成分を除去し、信号レベルが適切に維持されるように増幅レベルを制御し、受信された信号の同相成分および直交成分に基づいて、直交復調し、直交復調されたアナログ信号をディジタル信号に変換する。

無線受信部１０４１は、変換したディジタル信号からＣＰに相当する部分を除去する。無線受信部１０４１は、ＣＰを除去した信号に対して高速フーリエ変換（Fast Fourier Transform: FFT）を行い、周波数領域の信号を抽出し多重分離部１０４２に出力する。

多重分離部１０４２は、無線受信部１０４１から入力された信号をＰＵＣＣＨ、ＰＵＳＣＨ、上りリンク参照信号などの信号に分離する。なお、この分離は、予め基地局装置１Ａが無線リソース制御部１０１１で決定し、各端末装置２に通知した上りリンクグラントに含まれる無線リソースの割り当て情報に基づいて行なわれる。

また、多重分離部１０４２は、ＰＵＣＣＨとＰＵＳＣＨの伝搬路の補償を行なう。また、多重分離部１０４２は、上りリンク参照信号を分離する。

復調部１０４３は、ＰＵＳＣＨを逆離散フーリエ変換（Inverse Discrete Fourier Transform: IDFT）し、変調シンボルを取得し、ＰＵＣＣＨとＰＵＳＣＨの変調シンボルそれぞれに対して、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、２５６ＱＡＭ等の予め定められた、または自装置が端末装置２各々に上りリンクグラントで予め通知した変調方式を用いて受信信号の復調を行なう。

復号部１０４４は、復調されたＰＵＣＣＨとＰＵＳＣＨの符号化ビットを、予め定められた符号化方式の、予め定められた、又は自装置が端末装置２に上りリンクグラントで予め通知した符号化率で復号を行ない、復号した上りリンクデータと、上りリンク制御情報を上位層処理部１０１へ出力する。ＰＵＳＣＨが再送信の場合は、復号部１０４４は、上位層処理部１０１から入力されるＨＡＲＱバッファに保持している符号化ビットと、復調された符号化ビットを用いて復号を行なう。

図７は、本実施形態における端末装置２の構成を示す概略ブロック図である。図７に示
すように、端末装置２Ａは、上位層処理部（上位層処理ステップ）２０１、制御部（制御ステップ）２０２、送信部（送信ステップ）２０３、受信部（受信ステップ）２０４、チャネル状態情報生成部（チャネル状態情報生成ステップ）２０５と送受信アンテナ２０６を含んで構成される。また、上位層処理部２０１は、無線リソース制御部（無線リソース制御ステップ）２０１１、スケジューリング情報解釈部（スケジューリング情報解釈ステップ）２０１２を含んで構成される。また、送信部２０３は、符号化部（符号化ステップ）２０３１、変調部（変調ステップ）２０３２、上りリンク参照信号生成部（上りリンク参照信号生成ステップ）２０３３、多重部（多重ステップ）２０３４、無線送信部（無線送信ステップ）２０３５を含んで構成される。また、受信部２０４は、無線受信部（無線受信ステップ）２０４１、多重分離部（多重分離ステップ）２０４２、信号検出部（信号検出ステップ）２０４３を含んで構成される。

上位層処理部２０１は、ユーザの操作等によって生成された上りリンクデータ（トランスポートブロック）を、送信部２０３に出力する。また、上位層処理部２０１は、媒体アクセス制御（Medium Access Control: MAC）層、パケットデータ統合プロトコル（Packet
Data Convergence Protocol: PDCP）層、無線リンク制御（Radio Link Control: RLC）
層、無線リソース制御（Radio Resource Control: RRC）層の処理を行なう。

上位層処理部２０１は、自端末装置がサポートしている端末装置の機能を示す情報を、送信部２０３に出力する。

無線リソース制御部２０１１は、自端末装置の各種設定情報の管理をする。また、無線リソース制御部２０１１は、上りリンクの各チャネルに配置される情報を生成し、送信部２０３に出力する。

無線リソース制御部２０１１は、基地局装置から送信されたＣＳＩフィードバックに関する設定情報を取得し、制御部２０２に出力する。

スケジューリング情報解釈部２０１２は、受信部２０４を介して受信した下りリンク制御情報を解釈し、スケジューリング情報を判定する。また、スケジューリング情報解釈部２０１２は、スケジューリング情報に基づき、受信部２０４、および送信部２０３の制御を行なうために制御情報を生成し、制御部２０２に出力する。

制御部２０２は、上位層処理部２０１から入力された情報に基づいて、受信部２０４、チャネル状態情報生成部２０５および送信部２０３の制御を行なう制御信号を生成する。制御部２０２は、生成した制御信号を受信部２０４、チャネル状態情報生成部２０５および送信部２０３に出力して受信部２０４、および送信部２０３の制御を行なう。

制御部２０２は、チャネル状態情報生成部２０５が生成したＣＳＩを基地局装置に送信するように送信部２０３を制御する。

受信部２０４は、制御部２０２から入力された制御信号に従って、送受信アンテナ２０６を介して基地局装置１Ａから受信した受信信号を、分離、復調、復号し、復号した情報を上位層処理部２０１に出力する。

無線受信部２０４１は、送受信アンテナ２０６を介して受信した下りリンクの信号を、ダウンコンバートによりベースバンド信号に変換し、不要な周波数成分を除去し、信号レベルが適切に維持されるように増幅レベルを制御し、受信した信号の同相成分および直交成分に基づいて、直交復調し、直交復調されたアナログ信号をディジタル信号に変換する。

また、無線受信部２０４１は、変換したディジタル信号からＣＰに相当する部分を除去し、ＣＰを除去した信号に対して高速フーリエ変換を行い、周波数領域の信号を抽出する。

多重分離部２０４２は、抽出した信号をＰＨＩＣＨ、ＰＤＣＣＨ、ＥＰＤＣＣＨ、ＰＤＳＣＨ、および下りリンク参照信号に、それぞれ分離する。また、多重分離部２０４２は、チャネル測定から得られた所望信号のチャネルの推定値に基づいて、ＰＨＩＣＨ、ＰＤＣＣＨ、およびＥＰＤＣＣＨのチャネルの補償を行ない、下りリンク制御情報を検出し、制御部２０２に出力する。また、制御部２０２は、ＰＤＳＣＨおよび所望信号のチャネル推定値を信号検出部２０４３に出力する。

信号検出部２０４３は、ＰＤＳＣＨ、チャネル推定値を用いて、信号検出し、上位層処理部２０１に出力する。

送信部２０３は、制御部２０２から入力された制御信号に従って、上りリンク参照信号を生成し、上位層処理部２０１から入力された上りリンクデータ（トランスポートブロック）を符号化および変調し、ＰＵＣＣＨ、ＰＵＳＣＨ、および生成した上りリンク参照信号を多重し、送受信アンテナ２０６を介して基地局装置１Ａに送信する。

符号化部２０３１は、上位層処理部２０１から入力された上りリンク制御情報を畳み込み符号化、ブロック符号化等の符号化を行う。また、符号化部２０３１は、ＰＵＳＣＨのスケジューリングに用いられる情報に基づきターボ符号化を行なう。

変調部２０３２は、符号化部２０３１から入力された符号化ビットをＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ等の下りリンク制御情報で通知された変調方式または、チャネル毎に予め定められた変調方式で変調する。

上りリンク参照信号生成部２０３３は、基地局装置１Ａを識別するための物理セル識別子（physical cell identity: PCI、Cell IDなどと称される）、上りリンク参照信号を配置する帯域幅、上りリンクグラントで通知されたサイクリックシフト、ＤＭＲＳシーケンスの生成に対するパラメータの値などを基に、予め定められた規則（式）で求まる系列を生成する。

多重部２０３４は、制御部２０２から入力された制御信号に従って、ＰＵＳＣＨの変調シンボルを並列に並び替えてから離散フーリエ変換（Discrete Fourier Transform: DFT
）する。また、多重部２０３４は、ＰＵＣＣＨとＰＵＳＣＨの信号と生成した上りリンク参照信号を送信アンテナポート毎に多重する。つまり、多重部２０３４は、ＰＵＣＣＨとＰＵＳＣＨの信号と生成した上りリンク参照信号を送信アンテナポート毎にリソースエレメントに配置する。

無線送信部２０３５は、多重された信号を逆高速フーリエ変換（Inverse Fast Fourier
Transform: IFFT）して、ＳＣ−ＦＤＭＡ方式の変調を行い、ＳＣ−ＦＤＭＡシンボルを生成し、生成されたＳＣ−ＦＤＭＡシンボルにＣＰを付加し、ベースバンドのディジタル信号を生成し、ベースバンドのディジタル信号をアナログ信号に変換し、余分な周波数成分を除去し、アップコンバートにより搬送周波数に変換し、電力増幅し、送受信アンテナ２０６に出力して送信する。

本発明に関わる装置で動作するプログラムは、本発明に関わる上述した実施形態の機能を実現するように、Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ（ＣＰＵ）等を
制御してコンピュータを機能させるプログラムであっても良い。プログラムあるいはプログラムによって取り扱われる情報は、処理時に一時的にＲａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ（ＲＡＭ）などの揮発性メモリに読み込まれ、あるいはフラッシュメモリなどの不揮発性メモリやＨａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ（ＨＤＤ）に格納され、必要に応じてＣＰＵによって読み出し、修正・書き込みが行なわれる。

尚、上述した実施形態における装置の一部、をコンピュータで実現するようにしても良い。その場合、実施形態の機能を実現するためのプログラムをコンピュータが読み取り可能な記録媒体に記録しても良い。この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現しても良い。ここでいう「コンピュータシステム」とは、装置に内蔵されたコンピュータシステムであって、オペレーティングシステムや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータが読み取り可能な記録媒体」とは、半導体記録媒体、光記録媒体、磁気記録媒体等のいずれであっても良い。

さらに「コンピュータが読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでも良い。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。

また、上述した実施形態に用いた装置の各機能ブロック、または諸特徴は、電気回路、すなわち典型的には集積回路あるいは複数の集積回路で実装または実行され得る。本明細書で述べられた機能を実行するように設計された電気回路は、汎用用途プロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、またはその他のプログラマブル論理デバイス、ディスクリートゲートまたはトランジスタロジック、ディスクリートハードウェア部品、またはこれらを組み合わせたものを含んでよい。汎用用途プロセッサは、マイクロプロセッサであってもよいし、従来型のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、またはステートマシンであっても良い。前述した電気回路は、デジタル回路で構成されていてもよいし、アナログ回路で構成されていてもよい。また、半導体技術の進歩により現在の集積回路に代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いることも可能である。

なお、本願発明は上述の実施形態に限定されるものではない。実施形態では、装置の一例を記載したが、本願発明は、これに限定されるものではなく、屋内外に設置される据え置き型、または非可動型の電子機器、たとえば、ＡＶ機器、キッチン機器、掃除・洗濯機器、空調機器、オフィス機器、自動販売機、その他生活機器などの端末装置もしくは通信装置に適用出来る。

以上、この発明の実施形態に関して図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。また、本発明は、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。また、上記各実施形態に記載された要素であり、同様の効果を奏する要素同士を置換した構成も含まれる。

本発明は、基地局装置、端末装置および通信方法に用いて好適である。

１Ａ 基地局装置
２Ａ、２Ｂ 端末装置
１０１ 上位層処理部
１０２ 制御部
１０３ 送信部
１０４ 受信部
１０５ 送受信アンテナ
１０１１ 無線リソース制御部
１０１２ スケジューリング部
１０３１ 符号化部
１０３２ 変調部
１０３３ 下りリンク参照信号生成部
１０３４ 多重部
１０３５ 無線送信部
１０４１ 無線受信部
１０４２ 多重分離部
１０４３ 復調部
１０４４ 復号部
２０１ 上位層処理部
２０２ 制御部
２０３ 送信部
２０４ 受信部
２０５ チャネル状態情報生成部
２０６ 送受信アンテナ
２０１１ 無線リソース制御部
２０１２ スケジューリング情報解釈部
２０３１ 符号化部
２０３２ 変調部
２０３３ 上りリンク参照信号生成部
２０３４ 多重部
２０３５ 無線送信部
２０４１ 無線受信部
２０４２ 多重分離部
２０４３ 信号検出部

Claims (7)

1. 端末装置と通信する基地局装置であって、
   少なくとも同期信号を含むプリアンブル信号が配置されるプリアンブル領域及びデータ信号が配置されるデータ領域から構成される無線フレームを送信する送信部を備え、
   前記同期信号の信号系列はセル識別子及びビーム識別子に基づいて生成され、
   前記同期信号は前記ビーム識別子に対応してビームフォーミングされる基地局装置。
2. 前記プリアンブル信号は、異なるビーム識別子に基づいて生成された複数の同期信号が多重されている請求項１に記載の基地局装置。
3. 基地局装置と通信する端末装置であって、
   少なくとも同期信号を含むプリアンブル信号が配置されるプリアンブル領域及びデータ信号が配置されるデータ領域から構成される無線フレームを受信する受信部を備え、
   前記同期信号の信号系列はセル識別子及びビーム識別子に基づいて生成され、
   前記同期信号は前記ビーム識別子に対応してビームフォーミングされる端末装置。
4. 前記プリアンブル信号は、異なるビーム識別子に基づいて生成された複数の同期信号が多重されている請求項３に記載の端末装置。
5. 前記同期信号から通信品質の良いセル識別子及びビーム識別子を特定する請求項４に記載の端末装置。
6. 端末装置と通信する基地局装置における通信方法であって、
   少なくとも同期信号を含むプリアンブル信号が配置されるプリアンブル領域及びデータ信号が配置されるデータ領域から構成される無線フレームを送信する送信ステップを備え、
   前記同期信号の信号系列はセル識別子及びビーム識別子に基づいて生成され、
   前記同期信号は前記ビーム識別子に対応してビームフォーミングされる通信方法。
7. 基地局装置と通信する端末装置における通信方法であって、
   少なくとも同期信号を含むプリアンブル信号が配置されるプリアンブル領域及びデータ信号が配置されるデータ領域から構成される無線フレームを受信する受信ステップを備え、
   前記同期信号の信号系列はセル識別子及びビーム識別子に基づいて生成され、
   前記同期信号は前記ビーム識別子に対応してビームフォーミングされる通信方法。
   

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