JP7373525B2

JP7373525B2 - 端末、基地局、システム、及び通信方法

Info

Publication number: JP7373525B2
Application number: JP2021096576A
Authority: JP
Inventors: 祥久岸山
Original assignee: NTT Docomo Inc
Current assignee: NTT Docomo Inc
Priority date: 2014-04-30
Filing date: 2021-06-09
Publication date: 2023-11-02
Anticipated expiration: 2035-04-21
Also published as: US11582724B2; CN113543361A; CN106256144A; WO2015166840A1; US20170048826A1; JP2020031446A; JPWO2015166840A1; JP2021153314A; CN106256144B

Description

本発明は、無線通信システムの基地局とユーザ装置に関するものである。

ＬＴＥ／ＬＴＥ－Ａｄａｎｃｅｄでは、システム容量、セル端ユーザスループット等を増大させるＭＩＭＯ技術が採用されている。また、異なるタイプの基地局（マクロセル、スモールセル等）を混在させつつセル間干渉を低減して高品質な通信を実現するヘテロジニアスネットワーク技術が採用されている。

特に、ヘテロジニアスネットワークにおけるスモールセルでは、高周波数帯を使用することが想定されている。ここで、高周波数帯では伝搬ロスが増大することから、それを補うために、ビーム幅の狭いビームフォーミングを行うｍａｓｓｉｖｅＭＩＭＯを適用することが検討されている。

ｍａｓｓｉｖｅＭＩＭＯは、多数（例：１００素子）のアンテナを使用する大規模ＭＩＭＯであり、狭い領域に電界の強さを集中させることができるため、ユーザ間の干渉を小さくすることができる。

また、ヘテロジニアスネットワークでは、高周波数帯での伝搬ロスを補うために、下りリンクのみでなく、上りリンクでも複数アンテナを用いたビームフォーミングを行うことが検討されている。

特開２０１３－２１９５０７号公報

しかしながら、既存のＬＴＥ／ＬＴＥ－Ａｄｖａｎｃｅｄでは、上記のようなヘテロジニアスネットワークにおける使用に適したランダムアクセス信号（ＰＲＡＣＨ：ＰｈｙｓｉｃａｌＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＣｈａｎｎｅｌ）は規定されていない。そのため、既存技術では、例えば、複数の下りビームを形成する基地局へのアクセスを行うためにＰＲＡＣＨを送信したユーザ装置に対し、基地局が当該ユーザ装置に対して、どのビームが良好な受信品質をもたらすビームであるのかといった判断を効率的に行うことができない。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、ビームフォーミングを行う基地局と、ユーザ装置とを有する無線通信システムにおいて、基地局が良好なビームを効率的に決定することを可能とする技術を提供することを目的とする。

本発明の実施の形態によれば、複数の参照信号であって、それぞれがビームにより送信される複数の参照信号のうち、一部の参照信号のみを受信電力測定の対象として選択し、前記一部の参照信号の受信電力を測定し、測定結果に基づいて特定の参照信号を選択する受信部と、
前記測定結果に基づいて選択された前記特定の参照信号に対応するランダムアクセスプリアンブルを送信する送信部と、を備え、
前記受信部は、基地局から受信した補助情報に基づいて、前記複数の参照信号のうち、前記一部の参照信号のみを受信電力測定の対象として選択する
ことを特徴とする端末が提供される。

本発明の実施の形態によれば、ビームフォーミングを行う基地局と、ユーザ装置とを有する無線通信システムにおいて、基地局が良好なビームを効率的に決定することを可能とする技術が提供される。

本発明の実施の形態に係る無線通信システムの全体構成図である。ビームフォーミングを行うユーザ装置の適用例を示す図である。本実施の形態におけるＰＲＡＣＨのマッピング例を示す図である。本実施の形態における無線通信システムの動作例を示すシーケンス図である。ステップ１０１におけるユーザ装置２０によるビームサーチを示す図である。ステップ１０２における基地局１２によるＰＲＡＣＨ受信を示す図である。ステップ１０３における基地局１２によるＥＰＤＣＣＨ送信を示す図である。キャリアアグリゲーションにおける信号のマッピング例を示す図である。ユーザ装置２０の機能構成図である。基地局１２の機能構成図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、以下で説明する実施の形態は一例に過ぎず、本発明が適用される実施の形態は、以下の実施の形態に限られるわけではない。例えば、本実施の形態に係る無線通信システムはＬＴＥに準拠した方式のシステムを想定しており、下りにＯＦＤＭＡ、上りにＳＣ－ＦＤＭＡを使用することを想定しているが、本発明はこれに限られるわけではなく、例えば、上り下りともにＯＦＤＭＡであってもよい。また、本発明はＬＴＥ以外の方式にも適用できる。なお、本明細書及び特許請求の範囲において、「ＬＴＥ」は、３ＧＰＰのリリース８、又は９に対応する通信方式のみならず、３ＧＰＰのリリース１０、１１、又は１２もしくはそれ以降に対応する通信方式も含む広い意味で使用する。

（システム構成）
図１に、本発明の実施の形態に係る無線通信システムの全体構成図を示す。本実施の形態に係る無線通信システムは、マクロセルを形成するマクロ基地局１０、マクロセルのカバレッジエリア内にある基地局１１、１２を含む。また、図１には、マクロ基地局１０、基地局１１、１２等と通信を行うユーザ装置２０が示されている。

当該無線通信システムでは、低周波数帯でマクロ基地局１０によりマクロカバレッジを確保し、高周波数帯で基地局１１、１２によりスモールエリア（例：ホットスポット）のトラフィックを吸収する構成としているが、このような周波数帯の割り当ては一例に過ぎず、これに限られるわけではない。

本実施の形態における基地局１１、１２は、ｍａｓｓｉｖｅＭＩＭＯの機能を備えており、広いビームから狭いビームまで種々の複数のビームを形成することができる。図１に示すように、本実施の形態では、基地局１１、１２から、複数のプリコードされた参照信号（これを本実施の形態では発見信号：ｄｉｓｃｏｖｅｒｙｓｉｇｎａｌと呼ぶ）がそれぞれビーム（複数のアンテナポート）で送信されている。参照信号がプリコードされているとは、送信の例でいえば、参照信号がある幅のビームで（つまり指向性を持って）送信されるように、アンテナポート毎に送信信号にウェイトが乗算されていることである。例えば、図１に示す例では、基地局１２から、ビーム２－１、ビーム２－２、ビーム２－３のそれぞれで発見信号が送信されている。なお、図１にはマクロ基地局１０が存在する構成が示されているが、マクロ基地局１０が存在しない構成をとることもできる。

また、基地局１１、１２が形成するビームは、階層的であってもよい。例えば、基地局１１、１２は、図１に示す各ビームの中に、複数の狭いビームを形成することができる。一例として、ユーザ装置２０が、図１に示す複数のビームのうち、ビーム＃２－２を最も高い受信電力で受信した場合に、ビーム＃２－２の中の（ビーム＃２－２に属する）より狭い複数のビームで送信される参照信号を受信することで、複数の狭いビームの中で、最も良好なビームを検出するといった動作を行うことが可能である。

また、基地局１１、１２は、受信側においても、図１に示すようなビーム、及び上記のような階層的なビームを形成することができる。受信側でビームを形成するとは、信号がある幅のビームで（つまり指向性を持って）受信されるように、アンテナポート毎に受信信号にウェイトが乗算されることである。

発見信号には、発見信号を識別する識別情報が含まれている。当該識別情報は、発見信号を識別するとともに、ビームを識別するので、これを以降、ビームＩＤと呼ぶことにする。ユーザ装置２０は、基地局１１、１２から送信される各発見信号の受信電力を測定し（ビームサーチ）、最も高い受信電力で受信できた発見信号のビームＩＤに対応するプリアンブル系列（ｐｒｅａｍｂｌｅｓｅｑｕｅｎｃｅ）を含むＰＲＡＣＨを送信する動作を行う。この動作を含む動作詳細については後述する。なお、ビームサーチの際に測定する量は、受信電力に限られず、他の量（受信品質等）でもよい。また、受信電力及び他の量を総称して受信品質と呼んでもよい。

（ユーザ装置２０について）
本実施の形態に係るユーザ装置２０は、キャリアアグリゲーションを適用して、マクロセル（ＰＣｅｌｌ等）を形成するマクロ基地局１０と、スモールセル（ＳＣｅｌｌ等）を形成する基地局１１、１２等と同時に通信することも可能であるし、１つの基地局のみと通信することも可能である。

また、本実施の形態におけるユーザ装置２０は、複数のアンテナを備え、上りリンクのＭＩＭＯ送信を行う機能を備えてもよい。すなわち、ユーザ装置２０は、上りのビームフォーミングや、上りの複数ランク送信を行うことが可能である。ただし、本実施の形態では、上りリンクで複数アンテナを用いた送信を行うことは必須ではない。

なお、一般にユーザ装置（ＵＥ）については、将来においても用途によって１つのアンテナを備えるユーザ装置も多く使用されることが考えられる。例えばｌｏｗ－ｃｏｓｔＭＴＣ端末等である。それとともに、４アンテナ程度のＭＩＭＯ送信機能を備えたユーザ装置が主流になっていくことが考えられる。

更に、用途によっては、１６アンテナ、あるいはそれ以上のアンテナによるＭａｓｓｉｖｅＭＩＭＯの機能を備えたユーザ装置も使用されることが考えられる。このようなユーザ装置としては、例えば、図２に示すように、電車といった公共的な乗り物に搭載される通信装置、基地局間通信のバックホールでの中継装置の役割を持つユーザ装置等が考えられる。

（ＰＲＡＣＨについて）
次に、本実施の形態におけるユーザ装置２０が上りリンクで送信するＰＲＡＣＨについて説明する。なお、ＰＲＡＣＨは、基地局に対する初期アクセス時においてプリアンブル系列を送信するためのチャネルであるが、ＰＲＡＣＨを、プリアンブル系列を含む信号という意味で、「ＰＲＡＣＨを送信する」という表現を用いる場合もある。また、ＰＲＡＣＨを「ランダムアクセス信号」と呼んでもよい。

本実施の形態におけるＰＲＡＣＨは、ユーザ装置２０が、基地局１１、１２から送信されるビームのサーチを行い、最も受信電力の高いビームを検知した後に、最初に基地局１１、１２にアクセスする際に送信するチャネルである。

本実施の形態では、一例として、ＰＲＡＣＨはスケジューリングリクエストの機能を含み、ＰＲＡＣＨを受信した基地局は、上りデータ送信のための無線リソースをユーザ装置２０に割り当て、割り当て情報（ＵＬｇｒａｎｔ）をＥＰＤＣＣＨ（又はＰＤＣＣＨ、以下ではＥＰＤＣＣＨとする）でユーザ装置２０に送信する動作を行う。なお、例えば、ＦＤＤを適用する場合は、割り当てるリソースは、リソースブロック等の時間－周波数リソースであり、ＴＤＤを適用する場合は、ＵＬサブフレーム等のリソースである。また、ＰＲＡＣＨにより測定報告（ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｒｅｐｏｒｔ、受信電力、受信品質等を含む）を送信することとしてもよい。

前述したように、本実施の形態において、図１に示した基地局１１、１２から各ビームで送信される発見信号には、当該ビームに対応付られたビームＩＤが含まれる。

本実施の形態では、ビームＩＤとプリアンブル系列が予め対応付けてあり、ユーザ装置２０は、ビームＩＤとプリアンブル系列との対応情報（どのビームＩＤがどのプリアンブル系列に対応するかを示す情報）を保持している。当該対応情報は、マクロ基地局１０からユーザ装置２０に事前に通知する情報であってもよいし、他の方法でユーザ装置２０が保持する情報であってもよい。また、基地局１１、１２のそれぞれは、少なくとも、自身が使用するビームＩＤとプリアンブル系列との対応情報を保持している。

ユーザ装置ＵＥは、ビームサーチを行った結果、最も受信電力の大きな発見信号のビームＩＤに対応するプリアンブル系列を含むＰＲＡＣＨを送信する。

また、本実施の形態では、ＰＲＡＣＨを送信するために使用するリソース（例：周波数位置）が、ユーザ装置に対応付けられており、各ユーザ装置は、自身に対応する、ＰＲＡＣＨを送信するためのリソースの情報を予め保持している。また、基地局１１、１２は、ＰＲＡＣＨを受信するリソース（ユーザ装置から見て送信するリソース）と、ユーザ装置識別情報との対応情報を予め保持しており、基地局１１、１２は、受信できたＰＲＡＣＨ（プリアンブル系列を取得できたＰＲＡＣＨ）の受信リソースから、当該ＰＲＡＣＨの送信元のユーザ装置のユーザ装置識別情報を把握でき、その後、当該ユーザ装置宛てにＥＰＤＣＣＨ等の制御信号を送信することができる。上記ユーザ装置識別情報は、例えばＵＥ－ＩＤ（Ｃ－ＲＮＴＩ等）、ＵＥ－ｓｐｅｃｉｆｉｃＶＣＩＤであるが、これらに限られるわけではない。

図３に、ＰＲＡＣＨの送信に用いるリソースの例を示す。図３の例では、特定のサブフレームにおけるある帯域に、ユーザ１用のＰＲＡＣＨリソースが割り当てられ、別の帯域にユーザ２用のＰＲＡＣＨリソースが割り当てられている。

（無線通信システムの動作例）
次に、主に図４を参照して、本発明の実施の形態に係る無線通信システム（図１に示した無線通信システム）の動作例を説明する。図４に示す例では、ユーザ装置２０は基地局１２から送信される発見信号を最も高い受信電力で受信することから、図４には基地局１１と基地局１２のうち基地局１２が示されている。

基地局１２は、前述したように、ビームを形成するプリコードされた複数の発見信号（＝複数の異なる識別情報に対応付られた参照信号）を送信している（ステップ１０１）。ユーザ装置２０は、例えば、受信する可能性のある発見信号毎の受信電力測定を行い（この動作を監視と呼んでもよい）、特定の発見信号（１つ又は複数）を検出（受信）する。なお、ビームは、１つ又は複数のアンテナポートにより形成されるから、個々のビームはそれぞれ１つ又は複数のアンテナポートに対応付けることができる。図５に、ステップ１０１のイメージを示す。図５に示すように、基地局１２は複数のビームにより、それぞれ異なるビームＩＤを含む複数の発見信号を送信する。前述した階層を形成する場合において、ここで形成するビームは、広いビーム（これに属する狭いビームよりも広いビーム）とすることができる。

ステップ１０１において、ユーザ装置２０は、受信する可能性のある発見信号の全てを監視するかわりに、マクロ基地局１０から補助情報（マクロ補助情報と呼ぶ）を受信することで候補を絞り、基地局１２から送信される発見信号の検出を行ってもよい。マクロ補助情報には、当該マクロセルのカバレッジ内における発見信号の送信タイミング、系列情報、ビームＩＤ等が含まれる。

この場合、ユーザ装置２０は、マクロ基地局１０から受信したマクロ補助情報に基づき、各発見信号の送信タイミング、及びビームＩＤを把握しているので、これらを用いることで、絞られた候補を監視することで、基地局１２から送信された各発見信号を受信する。

本実施の形態において、基地局１２は、発見信号とは別に同期信号（ＰＳＳ／ＳＳＳ等）を送信してもよいし、発見信号が同期信号の機能を持ってもよい。発見信号が同期信号の機能を持つ場合、ユーザ装置２０は、発見信号を受信することで、基地局１２との間で周波数同期をとるとともに、タイミング同期（シンボル同期、フレーム同期等）をとることができる。また、発見信号により、基地局１２のカバレッジでの通信に必要な情報（最小限のシステム情報等）を受信してもよい。発見信号とは別に同期信号を送信する場合、同期信号で周波数同期やタイミング同期等をとった後に、発見信号を受信する。

また、ユーザ装置２０は、受信電力の測定結果に基づき、最も受信電力が大きい発見信号のビームＩＤを特定する。なお、最も受信電力が高いビームＩＤを１つ特定するのでなく、高いもの上位から所定個数のビームＩＤを特定することとしてもよい。

続いて、ユーザ装置２０は、ＰＲＡＣＨを送信する（図４のステップ１０２）。本例において、基地局１２がＰＲＡＣＨを受信する。前述したように、ＰＲＡＣＨには、上記のようにして特定された受信電力の高いビームのビームＩＤに対応付られたプリアンブル系列が含まれる。また、ＰＲＡＣＨは、ユーザ装置２０に対応付けられたリソースで送信される。

図６に、ステップ１０２において、基地局１２がＰＲＡＣＨを受信する際のイメージを示す。図６に示すように、基地局１２は、図４で示した送信時のビームよりも狭いビームを用いてＰＲＡＣＨの受信を行う。

ここで、ＰＲＡＣＨには、ビームＩＤに対応するプリアンブル系列が含まれているため、基地局１２は、受信したＰＲＡＣＨからビームＩＤを検出し、当該ビームＩＤに対応するビーム（広いビーム）に属する複数の狭いビームの中で、最も強い受信電力でＰＲＡＣＨを受信したビームを特定する。例えば、ビームＩＤが「１」である場合に、当該「１」の送信ビームに対応する受信ビーム（送信と逆方向）に属する複数の狭いビームのそれぞれで受信電力を測定し、最も強い受信電力でＰＲＡＣＨを受信したビームを特定する。

なお、本動作例では、ＴＤＤが適用されていることを想定している。つまり、対称関係（ｒｅｃｉｐｒｏｃｉｔｙ）により、ユーザ装置向けのある方向のビームが良いビームである場合、その方向を逆にした（基地局向けにした）ビームも良いビームであると推定できる。ただし、ＦＤＤであっても、本動作例で説明する方法を適用できる。ＦＤＤにおいて、上りと下りで周波数が異なる場合であっても、下りの方向で良いビームは、それを逆にした上りの方向のビームでも良いビームと推定することができるからである。

このように、ＰＲＡＣＨに、ビームＩＤに対応するプリアンブル系列を含めることで、基地局１２は、ユーザ装置２０にとって良好なビームを迅速に把握することができ、より狭いビームの候補を的確に絞ることができる。

また、基地局１２は、ステップ１０２において受信したＰＲＡＣＨの受信リソースから、当該ＰＲＡＣＨを送信した送信元のユーザ装置２０のユーザ装置識別情報を取得する。すなわち、基地局１２は、記憶手段の中に、ＰＲＡＣＨリソースとユーザ装置識別情報との対応情報を保持しており、ＰＲＡＣＨの受信リソースに対応するユーザ装置識別情報を取得する。

続いて、図４のステップ１０３において、基地局１２は、ユーザ装置２０にＵＬリソースを割り当て、割り当て情報（ＲＢ等）を含むＵＬグラントをユーザ装置２０に対してＥＰＤＣＣＨにより、特定された狭いビームの逆方向の狭いビームを用いて送信する。ユーザ装置２０に対してＥＰＤＣＣＨを送信するとは、ユーザ装置識別情報を含むＥＰＤＣＣＨ（制御信号）を送信するということである。このときの状況を図７に示す。

ステップ１０３の後、ユーザ装置２０は、割り当てられたリソースを用いてＵＬデータを送信する。

なお、上記の例では、基地局１２は、発見信号を広いビームで送信し、ＰＲＡＣＨの受信時に、狭いビームを特定し、当該狭いビームの逆のビームでＥＰＤＣＣＨを送信することとしているが、基地局１２は、ＰＲＡＣＨから特定されるビームＩＤのビームに対応するビームを用いてＥＰＤＣＣＨを送信してもよい。つまり、発見信号と同じ広さのビームでＥＰＤＣＣＨを送信してもよい。

ＰＲＡＣＨをスケジューリングリクエストとして使用する際に、ＰＲＡＣＨのプリアンブル系列にＵＬデータのサイズの情報を含めてもよい。このサイズに応じて、基地局１２は、ユーザ装置２０に割り当てるリソースの量を調整できる。また、ＰＲＡＣＨに、受信品質情報（ＣＱＩ等）を含めてもよい。このＣＱＩは、通常のＣＱＩ報告で使用するＣＱＩよりもラフなものであってもよい。このようにＣＱＩを送信することで、基地局１２は、適切なＭＣＳを使用してＥＰＤＣＣＨを送信することが可能である。これまでの例では、ユーザ装置２０は、ＰＲＡＣＨをビームを使用しないで送信したが、複数のビームを用いてＰＲＡＣＨ送信を行ってもよい。

（キャリアアグリゲーションにおけるＣＣへの信号マッピングについて）
ユーザ装置２０は、基地局１２（基地局１１も同様）との間で複数のコンポーネントキャリア（ＣＣ）を使用して、キャリアアグリゲーション（ＣＡ）による通信を行うことが可能である。

本実施の形態では、例えば、下りリンクについて、ＰＤＳＣＨ、ＥＰＤＣＣＨ、ＣＳＩ－ＲＳ等については、各ＣＣ（全ＣＣ）で基地局から送信し、また、上りリンクについては、ＰＵＳＣＨ、ＰＵＣＣＨ、ＳＲＳ（サウンディング参照信号）を各ＣＣ（全ＣＣ）で送信する。

また、同期信号（ＰＳＳ／ＳＳＳ等）、下り参照信号（本実施の形態での発見信号）、ＰＲＡＣＨについては、全ＣＣで送信してもよいし、１つのＣＣで送信してもよい。

図８に、キャリアアグリゲーションにおけるＣＣへの信号マッピングの一例を示す。なお、図８は、上りと下りが時間分割されたＴＤＤの例であるが、ＦＤＤであっても同様のマッピングが可能である。ＦＤＤの場合、図８において、下り上りでＣＣの周波数が異なるものと見ればよいのである。

図８の例では、１つのＣＣであるＣＣ１でＰＲＡＣＨを送信し、キャリアアグリゲーションを構成する他のＣＣであるＣＣ２、３、４ではＰＲＡＣＨを送信しない。また、同期信号（ＰＳＳ／ＳＳＳ）については、１つのＣＣであるＣＣ１で送信し、キャリアアグリゲーションを構成する他のＣＣであるＣＣ２、３、４では送信しない。また、下り参照信号（本実施の形態での発見信号）については、全ＣＣで送信する。

このように、基地局１２の通信を行うための初期に使用する信号（同期信号、ＰＲＡＣＨ等）のみを１つのＣＣのみで送信することで、その後の処理を迅速に行うことが可能となる。

（装置構成）
次に、これまでに説明したユーザ装置２０、及び基地局１２の構成例を説明する。基地局１１、１２は同様の構成であるため、代表として基地局１２の構成を説明する。以下で説明する各装置の構成は、本実施の形態に特に関連する構成を示すものであり、各装置においては、例えばＬＴＥに準拠した動作を実行可能なユーザ装置／基地局の機能を含む。

図９に、ユーザ装置２０の機能構成図を示す。ユーザ装置２０は、信号送信部２０１、信号受信部２０２、受信品質測定部２０３、制御情報格納部２０４、ＰＲＡＣＨ信号生成部２０５を備える。

信号送信部２０１は、上位レイヤの情報から下位レイヤの信号を生成し、無線で送信する。信号受信部２０２は、無線で受信する下位レイヤの信号から上位レイヤの情報を取得する。

また、信号受信部２０２は、基地局１２やマクロ基地局１０から制御情報を受信し、制御情報格納部２０４に格納するとともに、当該制御情報に基づいて、受信動作を行う。例えば、下りの割り当てリソースを制御情報として受信し、当該制御情報に従って受信動作を行うことができる。

制御情報格納部２０４は、基地局１２やマクロ基地局１０から受信する各種の制御情報を格納する。制御情報として、例えば、ビームＩＤとプリアンブル系列の対応情報、ＰＲＡＣＨ送信のためのリソース情報等がある。

受信品質測定部２０３は、信号受信部２０２により受信する発見信号の受信品質（受信電力、ＣＱＩ、ランク等）を測定し、測定結果をＰＲＡＣＨ信号生成部２０５に渡す。

ＰＲＡＣＨ信号生成部２０５は、各ビームの発見信号から得られた測定結果から受信電力の高い発見信号のビームＩＤを特定し、当該ビームＩＤに対応するプリアンブル系列を生成し、信号送信部２０１に渡す。信号送信部２０１は、当該プリアンブル系列を含むＰＲＡＣＨを、ユーザ装置２０に対応付られたリソースを用いて送信する。また、前述したように、ＰＲＡＣＨには、ＵＬデータ量、ＣＱＩ等が含まれてもよい。

また、信号送信部２０１は、信号受信部２０２により受信され、制御情報格納部２０４に格納されている制御情報（ＵＬ割り当て情報等）に従って、上りデータ送信等を行う。

図１０に、基地局１２の機能構成図を示す。図１０に示すように、基地局１２は、信号送信部１２１、信号受信部１２２、受信品質測定部１２３、制御情報生成部１２４を有する。

信号送信部１２１は、上位レイヤの情報から下位レイヤの信号を生成し、無線で送信する。信号受信部１２２は、無線で受信する下位レイヤの信号から上位レイヤの情報を取得する。

信号受信部１２２は、ユーザ装置２０から送信されるＰＲＡＣＨを受信するとともに、プリアンブル系列を取得し、当該プリアンブル系列に対応付られたビームＩＤを取得する。また、信号受信部１２２は、ＰＲＡＣＨを受信したリソースに対応付られているユーザ装置識別情報を取得する。上記の各処理に必要な対応情報（プリアンブル－ビームＩＤ、リソース－ユーザ装置識別情報）は、基地局１２における記憶部に格納されており、信号受信部１２２は、当該記憶部から必要な情報を読み出す。

受信品質測定部１２３は、ＰＲＡＣＨ毎（ユーザ装置毎）に、ビームＩＤに対応する広ビームに属する狭ビーム毎にＰＲＡＣＨの受信電力（受信電力以外の受信品質でもよい）を測定し、最も受信電力の高い狭ビームを特定し、その情報を制御情報生成部１２４に渡す。

制御情報生成部１２４は、ユーザ装置に対するリソース割り当てを行って、割り当て情報を取得し、当該割り当て情報と、上記のユーザ情報識別を含む制御情報を作成する。そして、当該制御情報を信号送信部１２１に渡し、信号送信部１２１に対して、特定された狭ビームで、制御情報を含む制御信号（ＥＰＤＣＣＨ等）を送信するよう指示し、信号送信部１２１は当該制御信号を当該狭ビームで送信する。

なお、図９、図１０に示す装置の構成（機能区分）は一例に過ぎない。本実施の形態で説明する処理を実現できるのであれば、その実装方法（具体的な機能部の配置等）は、特定の実装方法に限定されない。例えば、本実施の形態のユーザ装置と基地局は、下記のような手段からなる装置として構成することもできる。

すなわち、本実施の形態におけるユーザ装置は、基地局とユーザ装置とを備える無線通信システムにおいて前記基地局と通信を行う前記ユーザ装置であって、前記基地局から送信される複数の異なる識別情報に対応付られた参照信号の受信電力を測定し、測定結果に基づいて特定の参照信号を選択する受信手段と、前記受信手段により選択された参照信号の識別情報に対応するプリアンブル系列を含むランダムアクセス信号を送信する送信手段とを備えるユーザ装置として構成できる。当該構成により、例えば、ビームフォーミングを行う基地局と、ユーザ装置とを有する無線通信システムにおいて、基地局が良好なビームを効率的に決定することが可能となる。

前記送信手段は、前記ランダムアクセス信号を、前記ユーザ装置に対応付られた無線リソースを用いて送信することができる。このような構成により、基地局は、迅速にランダムアクセス信号の送信元のユーザ装置を把握できる。

また、前記ランダムアクセス信号は、前記ユーザ装置が上りリンクで送信するデータ量を含み、スケジューリングリクエストとして前記基地局に送信されるものであってもよい。スケジューリングリクエストとしてランダムアクセス信号を送信することで、少ないステップで、ユーザ装置は上りデータ送信を開始できる。

前記識別情報は、前記参照信号を送信するビームに対応付けられていることとしてもよい。このような構成により、基地局は、ユーザ装置が良好に受信できたビームを把握でき、当該ビームに基づいて、ユーザ装置への送信に用いるビームを的確に決定できる。

また、本実施の形態における基地局は、基地局とユーザ装置とを備える無線通信システムにおいて前記ユーザ装置と通信を行う前記基地局であって、複数の異なる識別情報に対応付られた参照信号を送信する送信手段と、前記ユーザ装置から、当該ユーザ装置により受信された特定の参照信号の識別情報に対応するプリアンブル系列を含むランダムアクセス信号を受信する受信手段と、を備え、前記送信手段は、前記受信手段により受信したランダムアクセス信号から取得される前記識別情報に基づいて、前記ユーザ装置に制御信号を送信する基地局として構成される。当該構成により、例えば、ビームフォーミングを行う基地局と、ユーザ装置とを有する無線通信システムにおいて、基地局が良好なビームを効率的に決定することが可能となる。

前記受信手段は、前記ユーザ装置に対応付られた無線リソースにより前記ランダムアクセス信号を受信し、前記送信手段は、前記無線リソースに基づき取得される前記ユーザ装置の識別情報を付加した前記制御信号を前記ユーザ装置に送信することができる。このような構成により、基地局は、迅速にランダムアクセス信号の送信元のユーザ装置を識別し、当該ユーザ装置に対して制御信号（上り割り当て情報等）を送信できる。

前記ランダムアクセス信号は、スケジューリングリクエストとして前記ユーザ装置から送信され、前記送信手段は、前記スケジューリングリクエストに基づくリソース割り当て情報を含む前記制御信号を前記ユーザ装置に送信することとしてもよい。このような構成により、少ないステップで、ユーザ装置は上りデータ送信を開始できる。

また、本実施の形態では、基地局とユーザ装置とを備える無線通信システムにおいて前記基地局と通信を行う前記ユーザ装置が実行する通信アクセス方法であって、前記基地局から送信される複数の異なる識別情報に対応付られた参照信号の受信電力を測定し、測定結果に基づいて特定の参照信号を選択する受信ステップと、前記受信ステップにおいて選択された参照信号の識別情報に対応するプリアンブル系列を含むランダムアクセス信号を送信する送信ステップとを備える通信アクセス方法が提供される。

また、本実施の形態によれば、基地局とユーザ装置とを備える無線通信システムにおいて前記ユーザ装置と通信を行う前記基地局が実行する通信方法であって、複数の異なる識別子に対応付られた参照信号を送信する送信ステップと、前記ユーザ装置から、当該ユーザ装置により受信された特定の参照信号の識別情報に対応するプリアンブル系列を含むランダムアクセス信号を受信する受信ステップと、前記受信ステップにより受信したランダムアクセス信号から取得される前記識別情報に基づいて、前記ユーザ装置に制御信号を送信する制御信号送信ステップとを備える通信方法が提供される。

本実施の形態で説明する各装置の機能構成は、ＣＰＵとメモリを備えるユーザ装置／基地局において、プログラムがＣＰＵ（プロセッサ）により実行されることで実現される構成であってもよいし、本実施の形態で説明する処理のロジックを備えたハードウェア回路等のハードウェアで実現される構成であってもよいし、プログラムとハードウェアが混在していてもよい。

以上、本発明の各実施の形態を説明してきたが、開示される発明はそのような実施形態に限定されず、当業者は様々な変形例、修正例、代替例、置換例等を理解するであろう。発明の理解を促すため具体的な数値例を用いて説明がなされたが、特に断りのない限り、それらの数値は単なる一例に過ぎず適切な如何なる値が使用されてもよい。上記の説明における項目の区分けは本発明に本質的ではなく、２以上の項目に記載された事項が必要に応じて組み合わせて使用されてよいし、ある項目に記載された事項が、別の項目に記載された事項に（矛盾しない限り）適用されてよい。機能ブロック図における機能部又は処理部の境界は必ずしも物理的な部品の境界に対応するとは限らない。複数の機能部の動作が物理的には１つの部品で行われてもよいし、あるいは１つの機能部の動作が物理的には複数の部品により行われてもよい。説明の便宜上、ユーザ装置及び基地局は機能的なブロック図を用いて説明されたが、そのような装置はハードウェアで、ソフトウェアで又はそれらの組み合わせで実現されてもよい。本発明の実施の形態に従ってユーザ装置が有するプロセッサにより動作するソフトウェア、及び、基地局が有するプロセッサにより動作するソフトウェアは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、フラッシュメモリ、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、レジスタ、ハードディスク（ＨＤＤ）、リムーバブルディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、データベース、サーバその他の適切な如何なる記憶媒体に保存されてもよい。本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の精神から逸脱することなく、様々な変形例、修正例、代替例、置換例等が本発明に包含される。

本国際特許出願は２０１４年４月３０日に出願した日本国特許出願第２０１４－０９４１５８号に基づきその優先権を主張するものであり、日本国特許出願第２０１４－０９４１５８号の全内容を本願に援用する。

＜付記＞
（第１項）
基地局とユーザ装置とを備える無線通信システムにおいて前記基地局と通信を行う前記ユーザ装置であって、
前記基地局から送信される複数の異なる識別情報に対応付られた参照信号の受信電力を測定し、測定結果に基づいて特定の参照信号を選択する受信手段と、
前記受信手段により選択された参照信号の識別情報に対応するプリアンブル系列を含むランダムアクセス信号を送信する送信手段と
を備えることを特徴とするユーザ装置。
（第２項）
前記送信手段は、前記ランダムアクセス信号を、前記ユーザ装置に対応付られた無線リソースを用いて送信する
ことを特徴とする第１項に記載のユーザ装置。
（第３項）
前記ランダムアクセス信号は、前記ユーザ装置が上りリンクで送信するデータ量を含み、スケジューリングリクエストとして前記基地局に送信される
ことを特徴とする第１項又は第２項に記載のユーザ装置。
（第４項）
前記識別情報は、前記参照信号を送信するビームに対応付けられていることを特徴とする第１項ないし第３項のうちいずれか１項に記載のユーザ装置。
（第５項）
基地局とユーザ装置とを備える無線通信システムにおいて前記ユーザ装置と通信を行う前記基地局であって、
複数の異なる識別情報に対応付られた参照信号を送信する送信手段と、
前記ユーザ装置から、当該ユーザ装置により受信された特定の参照信号の識別情報に対応するプリアンブル系列を含むランダムアクセス信号を受信する受信手段と、を備え、
前記送信手段は、前記受信手段により受信したランダムアクセス信号から取得される前記識別情報に基づいて、前記ユーザ装置に制御信号を送信する
ことを特徴とする基地局。
（第６項）
前記受信手段は、前記ユーザ装置に対応付られた無線リソースにより前記ランダムアクセス信号を受信し、
前記送信手段は、前記無線リソースに基づき取得される前記ユーザ装置の識別情報を付加した前記制御信号を前記ユーザ装置に送信する
ことを特徴とする第５項に記載の基地局。
（第７項）
前記ランダムアクセス信号は、スケジューリングリクエストとして前記ユーザ装置から送信され、
前記送信手段は、前記スケジューリングリクエストに基づくリソース割り当て情報を含む前記制御信号を前記ユーザ装置に送信する
ことを特徴とする第５項又は第６項に記載の基地局。
（第８項）
基地局とユーザ装置とを備える無線通信システムにおいて前記基地局と通信を行う前記ユーザ装置が実行する通信アクセス方法であって、
前記基地局から送信される複数の異なる識別情報に対応付られた参照信号の受信電力を測定し、測定結果に基づいて特定の参照信号を選択する受信ステップと、
前記受信ステップにおいて選択された参照信号の識別情報に対応するプリアンブル系列を含むランダムアクセス信号を送信する送信ステップと
を備えることを特徴とする通信アクセス方法。
（第９項）
基地局とユーザ装置とを備える無線通信システムにおいて前記ユーザ装置と通信を行う前記基地局が実行する通信方法であって、
複数の異なる識別子に対応付られた参照信号を送信する送信ステップと、
前記ユーザ装置から、当該ユーザ装置により受信された特定の参照信号の識別情報に対応するプリアンブル系列を含むランダムアクセス信号を受信する受信ステップと、
前記受信ステップにより受信したランダムアクセス信号から取得される前記識別情報に基づいて、前記ユーザ装置に制御信号を送信する制御信号送信ステップと
を備えることを特徴とする通信方法。

１０マクロ基地局
１２基地局
２０ユーザ装置
１２１信号送信部
１２２信号受信部
１２３受信品質測定部
１２４制御情報生成部
２０１信号送信部
２０２信号受信部
２０３受信品質測定部
２０４制御情報格納部
２０５ＰＲＡＣＨ信号生成部

Claims

複数の参照信号であって、それぞれがビームにより送信される複数の参照信号のうち、一部の参照信号のみを受信電力測定の対象として選択し、前記一部の参照信号の受信電力を測定し、測定結果に基づいて特定の参照信号を選択する受信部と、
前記測定結果に基づいて選択された前記特定の参照信号に対応するランダムアクセスプリアンブルを送信する送信部と、を備え、
前記受信部は、基地局から受信した補助情報に基づいて、前記複数の参照信号のうち、前記一部の参照信号のみを受信電力測定の対象として選択する
ことを特徴とする端末。
複数の参照信号であって、それぞれがビームにより送信される複数の参照信号のうち、一部の参照信号のみを受信電力測定の対象として選択し、前記一部の参照信号の受信電力を測定し、測定結果に基づいて特定の参照信号を選択する受信ステップと、
前記測定結果に基づいて選択された前記特定の参照信号に対応するランダムアクセスプリアンブルを送信するステップと、を備え、
前記受信ステップにおいて、基地局から受信した補助情報に基づいて、前記複数の参照信号のうち、前記一部の参照信号のみを受信電力測定の対象として選択する
端末が実行する通信方法。