JPWO2018008212A1 - 基地局、端末装置、通信方法及び記録媒体 - Google Patents

Abstract

Ｍａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯによるビームフォーミングが行われる環境下で、通信に用いるビームを適切に選択することを可能にする仕組みを提供するため、複数のビームを形成して端末装置と通信する通信部と、形成されるビームを複数含むグループの各々に割り当てられた第１の識別情報のうち、前記端末装置との通信に用いる前記グループの前記第１の識別情報を前記端末装置に送信する制御部と、を備える基地局を構成する。

Description

本開示は、基地局、端末装置、通信方法及び記録媒体に関する。

近年、トラフィックの急増に対応しつつ高度情報社会を実現するために、３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）において、次世代の通信規格である５Ｇについて議論されている。５Ｇを構成する有力技術として、ＭＵＳＴ（Multi-User Superposition Transmission）又はＮＯＭＡ（Non-Orthogonal Multiple Access）と称される、非直交リソースを用いた通信技術がある。非直交リソースを用いる通信方式は、直交リソースを用いる通信方式と比較してセル容量を増加させることが可能であるため、実現のために様々な技術が開発されている。他にも、例えばミリ波の利用、Ｄ２Ｄ（Device-to-Device）通信の拡張、グループ通信、リレーノード、Ｍ２Ｍ（Machine-to-Machine）通信プラットフォームの整備、及びトラフィックオフローディング等についても議論されている。

現状、ＭＵＳＴに加えて採用がほぼ決定的な技術に、Ｍａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯ（multiple-input and multiple-output）がある。Ｍａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯとは、多数のアンテナを利用してビームフォーミングを行う技術であり、複数アンテナを利用するＭＩＭＯ、及び３次元方向にビームフォーミング可能な３Ｄ（又はFull Dimension）−ＭＩＭＯを発展させた技術である。例えば、ＭＩＭＯに関する技術は、下記非特許文献１に示すように多数開発されている。

Ｔ． Ｍｕｒａｋａｍｉ， ｅｔ ａｌ．， "Ｍｕｌｔｉｕｓｅｒ ＭＩＭＯ ｗｉｔｈ ｉｍｐｌｉｃｉｔ ｃｈａｎｎｅｌ ｆｅｅｄｂａｃｋ ｉｎ ｍａｓｓｉｖｅ ａｎｔｅｎｎａ ｓｙｓｔｅｍｓ"、ＩＥＩＣＥ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｅｘｐｒｅｓｓ、 ２０１３、 Ｖｏｌ．２、 Ｎｏ．８、 ｐｐ．３３６−３４２

しかし、上記非特許文献等で提案されているＭａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯに関する技術は、未だ議論の途中であり、十分な提案がなされているとは言い難い。例えば、Ｍａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯによるビームフォーミングが行われる環境下で、通信に用いるビームを適切に選択するための技術も、十分に提案されていないもののひとつである。

本開示によれば、複数のビームを形成して端末装置と通信する通信部と、形成されるビームを複数含むグループの各々に割り当てられた第１の識別情報のうち、前記端末装置との通信に用いる前記グループの前記第１の識別情報を前記端末装置に送信する制御部と、を備える基地局が提供される。

また、本開示によれば、複数のビームを形成して通信する基地局と通信する通信部と、形成されるビームを複数含む各々のグループに割り当てられた第１の識別情報のうち、前記基地局との通信に利用可能な前記グループの前記第１の識別情報を前記基地局に送信する制御部と、を備える端末装置が提供される。

また、本開示によれば、複数のビームを形成して端末装置と通信することと、形成されるビームを複数含むグループの各々に割り当てられた第１の識別情報のうち、前記端末装置との通信に用いる前記グループの前記第１の識別情報を前記端末装置に送信することと、を含むプロセッサにより実行される通信方法が提供される。

また、本開示によれば、複数のビームを形成して通信する基地局と通信することと、形成されるビームを複数含む各々のグループに割り当てられた第１の識別情報のうち、前記基地局との通信に利用可能な前記グループの前記第１の識別情報を前記基地局に送信することと、を含むプロセッサにより実行される通信方法が提供される。

また、本開示によれば、コンピュータを、複数のビームを形成して端末装置と通信する通信部と、形成されるビームを複数含むグループの各々に割り当てられた第１の識別情報のうち、前記端末装置との通信に用いる前記グループの前記第１の識別情報を前記端末装置に送信する制御部と、として機能させるためのプログラムを記録した記録媒体が提供される。

また、本開示によれば、コンピュータを、複数のビームを形成して通信する基地局と通信する通信部と、形成されるビームを複数含む各々のグループに割り当てられた第１の識別情報のうち、前記基地局との通信に利用可能な前記グループの前記第１の識別情報を前記基地局に送信する制御部と、として機能させるためのプログラムを記録した記録媒体が提供される。

以上説明したように本開示によれば、Ｍａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯによるビームフォーミングが行われる環境下で、通信に用いるビームを適切に選択することを可能にする仕組みが提供される。なお、上記の効果は必ずしも限定的なものではなく、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書に示されたいずれかの効果、または本明細書から把握され得る他の効果が奏されてもよい。

本開示の一実施形態に係るシステムの構成の一例を説明するための図である。 Ｍａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯについて説明するための図である。 ＭＵＳＴについて説明するための図である。 本実施形態に係るスモールセル基地局の構成の一例を示すブロック図である。 本実施形態に係るマクロセル基地局の構成の一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の一例を示すブロック図である。 リリース１３において議論されている同期処理の流れの一例を示す図である。 Ｍａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯに関するシミュレーション環境を説明するための図である。 Ｍａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯに関するシミュレーション結果を説明するための図である。 本実施形態に係るビームのグルーピングの一例を説明するための図である。 ７セル×３セクタのセル構成の一例を説明するための図である。 本実施形態に係るビームグループＩＤを説明するための図である。 本実施形態に係る第１のｅＮＢビームフォーミング同期手続きを説明するための図である。 本実施形態に係る第１のｅＮＢビームフォーミング同期手続きを説明するための図である。 本実施形態に係るスモールセル基地局のアンテナ指向性を説明するための図である。 本実施形態に係る第１のｅＮＢビームフォーミング同期手続きの一例を説明するための図である。 本実施形態に係る第１のｅＮＢビームフォーミング同期手続きの一例を説明するための図である。 一般的なセルフコンテインドフレームの構成の一例を示す図である。 本実施形態に係るセルフコンテインドフレームの構成の一例を示す図である。 指向性アンテナに関するシミュレーション環境を説明するための図である。 指向性アンテナに関するシミュレーション結果を説明するための図である。 本実施形態に係る端末装置のアンテナ構成の一例を示す図である。 本実施形態に係る端末装置により形成されるアンテナ指向性パターンの一例を示す図である。 本実施形態に係る端末装置により形成されるアンテナ指向性パターンの一例を示す図である。 本実施形態に係る第１の通信モード及び第２の通信モードを説明するための図である。 本実施形態に係るスモールセル基地局のアンテナ指向性を説明するための図である。 本実施形態に係るスモールセル基地局のアンテナ指向性を説明するための図である。 本実施形態に係るＵＥビームフォーミング同期手続きの一例を説明するための図である。 本実施形態に係る第２のｅＮＢビームフォーミング同期手続きの一例を説明するための図である。 本実施形態に係るシステムにおいて実行される初期アクセス手続きにおける処理の流れの一例を示すシーケンス図である。 本実施形態に係るシステムにおけるハンドオーバを説明するための図である。 ハンドオーバ時に送受信される情報の一例を示す図である。 ｅＮＢの概略的な構成の第１の例を示すブロック図である。 ｅＮＢの概略的な構成の第２の例を示すブロック図である。 スマートフォンの概略的な構成の一例を示すブロック図である。 カーナビゲーション装置の概略的な構成の一例を示すブロック図である。

以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

また、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素を、同一の符号の後に異なるアルファベットを付して区別する場合もある。例えば、実質的に同一の機能構成を有する複数の要素を、必要に応じて端末装置３００Ａ、３００Ｂ及び３００Ｃのように区別する。ただし、実質的に同一の機能構成を有する複数の要素の各々を特に区別する必要がない場合、同一符号のみを付する。例えば、端末装置３００Ａ、３００Ｂ及び３００Ｃを特に区別する必要が無い場合には、単に端末装置３００と称する。

なお、説明は以下の順序で行うものとする。
１．はじめに
１．１．システム構成
１．２．Ｍａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯ
１．３．ＭＵＳＴ
１．４．ＣＵ分離
１．５．技術的課題
２．各装置の構成例
２．１．スモールセル基地局の構成例
２．２．マクロセル基地局の構成例
２．３．端末装置の構成例
３．技術的特徴
３．１．情報共有
３．２．グループビームフォーミング
３．３．第１のｅＮＢビームフォーミング同期手続き
３．４．ＴＤＤ／セルフコンテインドフレーム
３．５．ＵＥビームフォーミング
３．６．第２のｅＮＢビームフォーミング
３．７．処理の流れ
３．８．ＳＩＣ実行指示
３．９．ハンドオーバ
４．応用例
５．まとめ

＜＜１．はじめに＞＞
＜１．１．システム構成＞
まず、図１を参照して、本開示の一実施形態に係るシステムの構成の一例を説明する。図１は、本実施形態に係るシステムの構成の一例を説明するための図である。図１に示すように、本実施形態に係るシステム１は、基地局１００、基地局２００及び端末装置３００を含む。

基地局１００は、セル１１を運用し、セル１１内の端末装置３００に無線通信サービスを提供する装置である。図１に示したように、基地局１００は複数存在してもよく、基地局１００Ａはセル１１Ａを運用して端末装置３００Ａに無線通信サービスを提供し、基地局１００Ｂはセル１１Ｂを運用して端末装置３００Ｂに無線通信サービスを提供する。図１に示した例では、基地局１００はスモールセル基地局であり、セル１１はスモールセルである。スモールセル基地局１００は、例えば５Ｇの無線アクセス技術により運用される。５Ｇで利用が想定されるミリ波は高周波数帯域であり通信可能距離が短いので、５Ｇの無線アクセス技術はスモールセル等において利用されるものと考えられる。スモールセル基地局１００は、後述するＭａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯ、ＮＯＭＡ及びＣＵ分離が適用される。なお、スモールセル基地局１００を単にスモールセルとも称する場合がある。例えば、スモールセル基地局１００に接続することを、スモールセルに接続するとも称する場合がある。

基地局２００は、セル１２を運用し、セル１２内の端末装置３００に無線通信サービスを提供する装置である。図１に示した例では、基地局２００はマクロセル基地局であり、セル１２はマクロセルである。マクロセル１２は、例えば、ＬＴＥ又はＬＴＥ−Ａ（LTE-Advanced）等により運用される。なお、図１では、スモールセル基地局１００は単数であるが、マクロセル１２内に複数のスモールセル基地局１００が存在していてもよい。なお、マクロセル基地局２００を単にマクロセルとも称する場合がる。例えば、マクロセル基地局２００に接続することを、マクロセルに接続するとも称する場合がある。

端末装置３００は、基地局と通信する装置である。端末装置３００は、スモールセル基地局１００との間に無線リンク１６を確立して通信可能である。また、端末装置３００は、マクロセル基地局２００との間に無線リンク１７を確立して通信可能である。端末装置３００は、ＵＥ（User Equipment）又はユーザとも称される。

コアネットワーク１３は、スモールセル基地局１００及びマクロセル基地局２００等を制御する制御ノードを含む。コアネットワーク１３は、例えばＥＰＣ（Evolved Packet
Core）を含んでいてもよいし、５Ｇのアーキテクチャを含んでいてもよい。コアネットワーク１３は、ゲートウェイ装置を介してパケットデータネットワークに接続される。

スモールセル基地局１００とマクロセル基地局２００とは、Ｘ２インタフェース１４により接続されている。また、マクロセル基地局２００とコアネットワーク１３とは、Ｓ１インタフェース１５により接続されている。

なお、現時点（２０１６年６月）における３ＧＰＰの議論によれば、５Ｇのネットワーク構成は、ＬＴＥのネットワーク構成から大きく変化がないものと考えられる。即ち、Ｘ２インタフェース及びＸ１インタフェース等は、５Ｇのネットワーク構成においても存在すると考えられる。

また、後述するＭＵＳＴでは、マクロセルとスモールセルとで異なる周波数帯域が用いられること、及び同一マクロセル内の複数のスモールセルでは同一の周波数帯域が用いられることが想定されている。これに従い、マクロセル１２とスモールセル１１とで異なる周波数帯域が用いられ、スモールセル１１Ａ及び１１Ｂでは同一の周波数帯域が用いられるものとする。

以下、システム１において適用される５Ｇの無線アクセス技術について説明する。

＜１．２．Ｍａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯ＞
図２は、Ｍａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯについて説明するための図である。Ｍａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯとは、多数のアンテナ素子を含むアレイアンテナにより、鋭い指向性を有するビームを形成する技術である。図２に示すように、基地局１００は、Ｍａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯが適用される場合、マルチユーザに対して空間的にビームフォーミングを行うことで、非常に高いデータレートでの同時通信が可能な端末装置３００の数を増大させることができる。これにより、ｅＭＢＢ（enhanced Mobile Broadband）でのセル容量を、飛躍的に増大させることができる。また、Ｍａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯは、ビームを用いたピンポイントでの通信によりアンテナ利得の向上及び干渉緩和を実現することが可能である。Ｍａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯは、ミリ波でのパスロスの補償、及び５Ｇの要件であるセル容量条件を達成することが可能であることから、５Ｇでの採用が決定的となっている。

下記の表に、ＬＴＥの３Ｄ−ＭＩＭＯ及び５ＧのＭａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯにおけるアンテナ数（より詳しくは、アンテナ素子数）の一例を示した。下記の表では、２０ｃｍ（センチメートル）×２０ｃｍの２次元平面上に設けられるアンテナ素子の数及びアンテナ素子の間隔が示されている。

上記表によれば、高周波数帯域ほどアンテナ素子数が多くなり、鋭い指向性を有するビームの形成が可能となるので、高周波数帯域ほどＭａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯによる効果が大きいと言える。

＜１．３．ＭＵＳＴ＞
ＭＵＳＴとは、非直交リソースを用いる通信方式である。ＭＵＳＴでは、セル内の端末装置３００同士に、少なくとも一部が重複するリソースが割り当てられる。例えば、周波数方向で重複するリソースブロックが、複数の端末装置３００に割り当てられる。ＭＵＳＴが採用される場合、無線空間においては、セル内の端末装置３００が送受信する信号が互いに干渉し得る。しかし、受信側は、所定の復号処理により、ユーザごとの情報を取得することが可能である。そして、ＭＵＳＴは、適切なリソースの割り当てが行われた場合、直交リソースを用いる通信方式よりも高い通信容量（又はセル通信容量）を達成できることが理論的に知られている。

図３は、ＭＵＳＴについて説明するための図である。図３に示すように、基地局１００が、セル中心部に位置する端末装置３００Ａ、及びセル端に位置する端末装置３００Ｂを、非直交リソースを用いて多重する例を想定する。端末装置３００Ａは、基地局１００から近い距離に位置するので、端末装置３００Ａ宛ての信号２１及び端末装置３００Ｂ宛ての信号２２の両方を受信する。端末装置３００Ａは、受信信号レベルが大きく、且つ所要Ｃ／Ｎ（Carrier to Noise ratio）も小さくて良いので、逐次干渉キャンセラ（ＳＩＣ：Successive Interference Cancellation）を実行して自身宛ての信号２１を取得し復号することが可能である。ここで、ＳＩＣとは、他のユーザ宛ての干渉レプリカの生成及び受信信号からの除去を逐次的に行うことで、自身宛ての信号を取得する方法である。一方で、端末装置３００Ｂは基地局１００から遠い距離に位置するので、受信された段階で端末装置３００Ａ宛ての信号２１は十分に減衰している。そのため、端末装置３００Ｂは、ＳＩＣを用いることなく、自身宛ての信号２２を受信して復号することが可能である。なお、ＳＩＣを用いて干渉除去するＵＥは、Ｎｅａｒ−ＵＥとも称される。また、ＳＩＣを用いずとも自身宛ての信号を取得可能なＵＥは、Ｆａｒ−ＵＥとも称される。

＜１．４．ＣＵ分離＞
ＣＵ分離とは、制御プレーン信号とユーザプレーン信号とを分離して処理する技術である。例えば、図１に示したシステム１において、スモールセル基地局１００がユーザプレーンに関する処理を行い、ユーザデータを端末装置３００と送受信する。即ち、無線リンク１６においてユーザプレーン信号が送受信される。他方、マクロセル基地局２００が制御プレーンに関する処理を行い、制御情報を端末装置３００と送受信する。即ち、無線リンク１７において制御プレーン信号が送受信される。

このように、基地局間で協調することで、ユーザデータを５Ｇの無線アクセス技術により高速に送受信しつつ、制御情報を安定的に送受信することが可能となる。他に、基地局間で協調する技術として、スモールセル基地局１００とマクロセル基地局２００とに、基地局間アグリゲーション（Dual Connectivity）が適用されてもよい。

＜１．５．技術的課題＞
（１）第１の課題
第１の課題は、Ｍａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯとＣＵ分離とが組み合わされた場合に、端末装置とユーザプレーン信号の通信相手であるスモールセル基地局との同期を確立する仕組みが明確にされていない点である。端末装置が、制御プレーン信号の通信相手であるマクロセル基地局との同期を確立することは、制御プレーン信号を用いることで可能であると考えられる。一方で、端末装置が、ユーザプレーン信号の通信相手であるスモールセル基地局との同期を確立することは、制御プレーン信号を送受信しないので困難であると考えられる。特に、Ｍａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯにより形成されるビームのうち、通信に用いるビームを適切に選択すること、即ち後述するビームフォーミング同期を確立することは困難であると考えられる。

（２）第２の課題
第２の課題は、Ｍａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯとＣＵ分離とが組み合わされた場合に、端末装置が、ユーザプレーン信号の通信相手であるスモールセル基地局間でハンドオーバするための仕組みが明確にされていない点である。例えば、端末装置がマクロセル基地局と制御プレーン信号を送受信し、スモールセル基地局とビーム上でユーザプレーン信号を送受信している場合を想定する。このとき、端末装置とスモールセル基地局との間で無線リンクが確立されている。この接続状態を保ちながら、スモールセル基地局間でのハンドオーバを実行するための仕組みが明確ではない。

（３）第３の課題
第３の課題は、Ｍａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯとＭＵＳＴとが組み合わされた場合に、ＳＩＣの実行を端末装置に指示する仕組みが明確にされていない点である。かかる組み合わせが行われた環境下では、例えば、基地局からの同一のビーム上に位置する複数の端末装置が、非直交リソースを用いて多重されることとなる。その場合、複数の端末装置のうち、基地局に近い距離に位置する端末装置は、ＳＩＣを実行することとなる。しかしながら、端末装置にとって、どのタイミングでＳＩＣを実行するべきかが未知であった。

＜＜２．各装置の構成例＞＞
以下、図４〜図７を参照して、各装置の構成例を説明する。

＜２．１．スモールセル基地局の構成例＞
図４は、本実施形態に係るスモールセル基地局１００の構成の一例を示すブロック図である。図４を参照すると、スモールセル基地局１００は、アンテナ部１１０、無線通信部１２０、ネットワーク通信部１３０、記憶部１４０及び制御部１５０を備える。

（アンテナ部１１０）
アンテナ部１１０は、無線通信部１２０により出力された信号を電波として空間に放射する。また、アンテナ部１１０は、空間の電波を信号に変換し、当該信号を無線通信部１２０へ出力する。

ここで、本実施形態に係るアンテナ部１１０は、後述するＭａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯのアレイアンテナを含む。セルが複数のセクタに分割される場合、アンテナ部１１０は、分割されたセクタに１対１に対応するアレイアンテナを複数含み得る。

（無線通信部１２０）
無線通信部１２０は、信号を送受信する。例えば、無線通信部１２０は、端末装置３００へのダウンリンク信号を送信し、端末装置３００からのアップリンク信号を受信する。

本実施形態に係る無線通信部２２０は、Ｍａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯにより複数のビームを形成して端末装置３００と通信する。

（ネットワーク通信部１３０）
ネットワーク通信部１３０は、情報を送受信する。例えば、ネットワーク通信部１３０は、他のノードへの情報を送信し、他のノードからの情報を受信する。例えば、上記他のノードは、他の基地局（例えば、マクロセル基地局２００）及びコアネットワークノードを含む。

（記憶部１４０）
記憶部１４０は、スモールセル基地局１００の動作のためのプログラム及びデータを記憶する。

（制御部１５０）
制御部１５０は、スモールセル基地局１００の様々な機能を提供する。制御部１５０は、情報共有部１５１及び通信制御部１５３を含む。なお、制御部１５０は、これらの構成要素以外の他の構成要素をさらに含み得る。即ち、制御部１５０は、これらの構成要素の動作以外の動作も行い得る。

情報共有部１５１及び通信制御部１５３の具体的な動作は、後に詳細に説明する。

＜２．２．マクロセル基地局の構成例＞
図５は、本実施形態に係るマクロセル基地局２００の構成の一例を示すブロック図である。図５を参照すると、マクロセル基地局２００は、アンテナ部２１０、無線通信部２２０、ネットワーク通信部２３０、記憶部２４０及び制御部２５０を備える。

（アンテナ部２１０）
アンテナ部２１０は、無線通信部２２０により出力された信号を電波として空間に放射する。また、アンテナ部２１０は、空間の電波を信号に変換し、当該信号を無線通信部２２０へ出力する。

本実施形態に係るアンテナ部２１０は、ＦＤ−ＭＩＭＯのアレイアンテナを含み得る。

（無線通信部２２０）
無線通信部２２０は、信号を送受信する。例えば、無線通信部２２０は、端末装置３００へのダウンリンク信号を送信し、端末装置３００からのアップリンク信号を受信する。

本実施形態に係る無線通信部２２０は、ＦＤ−ＭＩＭＯにより複数のビームを形成して端末装置３００と通信する。

（ネットワーク通信部２３０）
ネットワーク通信部２３０は、情報を送受信する。例えば、ネットワーク通信部２３０は、他のノードへの情報を送信し、他のノードからの情報を受信する。例えば、上記他のノードは、他の基地局（例えば、スモールセル基地局１００）及びコアネットワークノードを含む。

（記憶部２４０）
記憶部２４０は、マクロセル基地局２００の動作のためのプログラム及びデータを記憶する。

（制御部２５０）
制御部１５０は、マクロセル基地局２００の様々な機能を提供する。制御部２５０は、情報共有部２５１及び通信制御部２５３を含む。なお、制御部２５０は、これらの構成要素以外の他の構成要素をさらに含み得る。即ち、制御部２５０は、これらの構成要素の動作以外の動作も行い得る。

情報共有部２５１及び通信制御部２５３の具体的な動作は、後に詳細に説明する。

＜２．３．端末装置の構成例＞
図６は、本実施形態に係る端末装置３００の構成の一例を示すブロック図である。図６を参照すると、端末装置３００は、アンテナ部３１０、無線通信部３２０、記憶部３３０及び制御部３４０を備える。

（アンテナ部３１０）
アンテナ部３１０は、無線通信部３２０により出力された信号を電波として空間に放射する。また、アンテナ部３１０は、空間の電波を信号に変換し、当該信号を無線通信部３２０へ出力する。

（無線通信部３２０）
無線通信部３２０は、信号を送受信する。例えば、無線通信部３２０は、スモールセル基地局１００又は端末装置３００と通信する。具体的には、無線通信部３２０は、スモールセル基地局１００又はマクロセル基地局２００からのダウンリンク信号を受信し、スモールセル基地局１００又はマクロセル基地局２００へのアップリンク信号を送信する。

（記憶部３３０）
記憶部３３０は、端末装置３００の動作のためのプログラム及びデータを記憶する。

（制御部３４０）
制御部３４０は、端末装置３００の様々な機能を提供する。制御部３４０は、通信制御部３４１及びＳＩＣ処理部３４３を含む。なお、制御部３４０は、これらの構成要素以外の他の構成要素をさらに含み得る。即ち、制御部３４０は、これらの構成要素の動作以外の動作も行い得る。

通信制御部３４１及びＳＩＣ処理部３４３の具体的な動作は、後に詳細に説明する。

＜＜３．技術的特徴＞＞
以下、本実施形態に係るシステム１の技術的特徴を説明する。

＜３．１．情報共有＞
・第１の同期情報
スモールセル基地局１００（例えば、情報共有部１５１）とマクロセル基地局２００（例えば、情報共有部２５１）とは、Ｓ１インタフェース及びＸ２インタフェース等を用いて、互いに情報共有を行う。例えば、スモールセル基地局１００及びマクロセル基地局２００は、端末装置３００との同期のための情報（以下、第１の同期情報とも称する）を送信し合う。

例えば、第１の同期情報は、制御プレーンの接続を確立しているマクロセル基地局２００が端末装置３００に割り当てた識別情報である、Ｃ−ＲＮＴＩ（Cell-Radio Network
Temporary Identifier）を含んでいてもよい。

例えば、第１の同期情報は、制御プレーンの接続を確立しているマクロセル基地局２００と端末装置３００との、時間的な同期のためのタイミング情報を含んでいてもよい。タイミング情報は、例えばフレームタイミング情報及びシンボルタイミング情報等を含み得る。

例えば、第１の同期情報は、スモールセル基地局１００で用いられているユーザプレーンの周波数チャネル情報を含んでいてもよい。これにより、端末装置３００は、周波数同期を確立することができる。

例えば、第１の同期情報は、ビームフォーミング同期のための情報を含んでいてもよい。ビームフォーミング同期とは、送信装置により形成されたビーム上に受信装置が捉えられることを指す。ビームフォーミング同期のための情報としては、以下に説明するスモールセル候補情報が考えられる。

マクロセル基地局２００は、ＦＤ−ＭＩＭＯが適用され得る。リリース１３において議論されているＦＤ−ＭＩＭＯでは、基地局のアンテナ数は６４とされている。また、図７に示すシーケンス案が議論されている。

図７は、リリース１３において議論されている同期処理の流れの一例を示す図である。図７に示すように、まず、ｅＮＢ（即ち、基地局）は、ＣＲＳ（Cell-specific Reference Signal）をＵＥ（即ち、端末装置）に送信する（ステップＳ１０２）。ＵＥは、ＣＲＳにより、ＲＲＭ（Radio Resource Management）メジャメントのためのラフなチャネル品質を知得することができる。次いで、ＵＥは、ＳＲＳ（Sounding Reference Signal）をｅＮＢに送信する（ステップＳ１０４）。ｅＮＢは、ＳＲＳにより、アップリンクの詳細なチャネル品質を知得することができる。次に、ｅＮＢは、ＣＳＩ−ＲＳ（Channel State Information Reference Signal）をＵＥに送信する（ステップＳ１０６）。ＵＥは、ＣＳＩ−ＲＳにより、詳細なチャネル品質を知得することができる。次いで、ＵＥは、ＣＳＩレポートをｅＮＢに送信する（ステップＳ１０８）。これにより、ＵＥは、好ましいビーム及びＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme）をリクエストすることができる。次に、ｅＮＢは、ＤＭＲＳ（Demodulation Reference Signal）をＵＥに送信する（ステップＳ１１０）。ＵＥは、ＤＭＲＳを用いることで、ユーザデータを復号可能になる。そして、ｅＮＢは、ユーザデータをＵＥに送信する（ステップＳ１１２）。以上により、処理は終了する。本シーケンスに示したように、ＦＤ−ＭＩＭＯの場合、ＣＳＩ測定用信号の送信及びＣＳＩレポートの受信から成るＣＳＩフィードバックを経て、ｅＮＢとＵＥとが互いにＭＵ−ＭＩＭＯ（Multi User MIMO）によるビームフォーミングを行う。

マクロセル基地局２００（例えば、通信制御部２５３）は、図７を参照して上記説明した同期処理を行い、ＦＤ−ＭＩＭＯを用いて制御プレーンの接続を確立したものとする。その場合、ビームの方向上に端末装置３００が位置し、さらに信号の受信強度等で距離も推定可能なため、マクロセル基地局２００は、端末装置３００の位置情報を推定することが可能である。そして、マクロセル基地局２００は、端末装置３００がユーザプレーンの接続を確立すべきスモールセルの候補を、端末装置３００の位置情報及びスモールセルの位置情報に基づいて抽出する。抽出された候補が複数ある場合、マクロセル基地局２００は、優先順位をつけて候補を抽出する。この優先順位付きで抽出されたスモールセルの候補を示す情報を、スモールセル候補情報とも称する。なお、同様の方法で、スモールセル基地局１００も端末装置３００の位置情報の推定が可能である。

スモールセル候補情報により、端末装置３００宛てのビームを形成すべきスモールセル基地局１００を、優先順位付きで特定することが可能となる。スモールセル候補情報は、さらに、スモールセルの中での端末装置３００の位置の推定結果を示す情報を含んでいてもよい。スモールセルの中での端末装置３００の位置の推定結果を示す情報は、後述するビームグループＩＤ及びセクタＩＤであってもよい。その場合、スモールセル基地局１００は、候補のビームグループＩＤ及びセクタＩＤに基づいて、限られた候補の方向にビームを形成してもよく、その場合は効率化が実現される。ただし、端末装置３００が移動したり、ユーザによる端末装置３００の持ち方が変化したりする場合がある。そして、これらの場合には、移動先に対応する方向にビームが形成されたり、反射体にビームを反射されて異なる方向から端末装置３００にビームが到達した方が望ましい場合がある。そのため、スモールセル基地局１００は、スモールセル候補情報を参照しつつも、スモールセル候補情報が示すビームグループＩＤ又はセクタＩＤとは異なるビームグループＩＤ及び／又はセクタＩＤを用いてもよい。

・第２の同期情報
マクロセル基地局２００（例えば、情報共有部２５１）は、スモールセル基地局１００と端末装置３００との同期のための情報（以下、第２の同期情報とも称する）を、端末装置３００に通知する。例えば、第２の同期情報は、上述した第１の同期情報を含む。さらに、第２の同期情報は、後述する候補のスモールセルのビームに関する情報（例えば、候補のスモールセルにおいて送信されるＺＣ系列の候補を示す情報等）を含み得る。また、第２の同期情報は、後述するタイミング情報及び遅延情報を含み得る。なお、第２の同期信号は、上述したＣＵ分離により確立されたマクロセル基地局２００と端末装置３００との制御プレーン上で通知される。

＜３．２．グループビームフォーミング＞
スモールセル基地局１００（例えば、通信制御部１５３）は、Ｍａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯによるビームを形成する。このビームは、グルーピングされてもよい。複数のビームがグルーピングされてまとめて用いられることにより、受信品質を向上させることが可能である。以下、図８及び図９を参照して、グルーピングによる受信品質の向上について行ったシミュレーションについて説明する。

図８は、Ｍａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯに関するシミュレーション環境を説明するための図である。図８に示すように、シミュレーション環境は、散乱リングモデルを想定した環境であり、ｅＮＢが２つのＵＥに対してビームを形成して通信するものとする。ｅＮＢは、Ｍａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯによるビームを形成し、ひとつ以上のビーム３１を用いてＵＥ＃１と通信し、同様にひとつ以上のビーム３２を用いてＵＥ＃２と通信する。他方、ＵＥは、全方向性アンテナを用いて全方位にアンテナパターンを形成してｅＮＢと通信する。より詳しくは、ＵＥ＃１は、アンテナパターン３３を形成し、ＵＥ＃２は、アンテナパターン３４を形成する。一般に移動体通信では、ＵＥが在圏セル内の至る場所にいる可能性があるので、一番初めの無線リンク確立までは全方向性アンテナを用いた方が、初期アクセス手続きにおけるｅＮＢとの同期確立には都合がよい。また、アンテナ素子数は６４、素子間隔は０．５λ、ユーザ数は２、平均ＳＮＲ（signal−noise ratio）は２０ｄＢ、変調方式はＱＰＳＫ（quadrature phase shift keying）、試行回数は１００００とした。

上記環境において、ユーザ間の到来角度差３５、ビームの角度広がりの大きさ３６、及び１ユーザに割り当てられるビーム数を変化させながらＳＩＮＲ（Signal−to−Interference plus Noise power Ratio）を評価するシミュレーションを行った。その結果を、図９に示す。

図９は、Ｍａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯに関するシミュレーション結果を説明するための図である。左図は、到来角度差が５度であるときの、ビーム数ごとのＳＩＮＲに対するＣＤＦ（Cumulative Distribution Function）特性を示している。右図は、到来角度差が３０度であるときの、ビーム数ごとのＳＩＮＲに対するＣＤＦ特性を示している。このシミュレーション結果によれば、ビーム数が単数であるよりも複数である方がＳＩＮＲが改善することが分かる。さらに、到来角度差が小さい場合、ビーム数が単数である場合は性能劣化が激しく、複数である場合は性能劣化が抑制されていることが分かる。例えば、到来角度差が５度である場合のＳＩＮＲ（ＣＤＦ＝１０％）は、ビーム数が１である場合は１．１ｄＢであり、ビーム数が３である場合は２８ｄＢである。また、到来角度差が３０度である場合のＳＩＮＲ（ＣＤＦ＝１０％）は、ビーム数が１である場合は２７．７ｄＢであり、ビーム数が３である場合の３２．５ｄＢである。以上説明したように、Ｍａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯにおいては、ＵＥが全方向性アンテナを用いることを前提とすると、１ユーザに割り当てられるビーム数は複数であることが望ましいと言える。

そこで、本実施形態では、複数のビームを含むグループ（以下、ビームグループとも称する）を定義する。スモールセル基地局１００は、ビームグループに含まれる複数のビームをまとめて用いて、端末装置３００と通信する。ビームグループごとにビーム方向は異なり、スモールセル基地局１００は、端末装置３００の位置に適したビームグループを選択して、選択したビームグループを用いて通信する。ビーム上に複数の端末装置３００が含まれる場合、スモールセル基地局１００は、ひとつのビーム上で複数の端末装置３００を多重して通信する。各々のビームグループには、識別情報が割り当てられる。この識別情報を、ビームグループＩＤ（第１の識別情報に相当）とも称する。また、各々のビームにも識別情報が割り当てられていてもよい。この識別情報を、ビームＩＤ（第３の識別情報に相当）とも称する。一例として、１つのビームグループに含まれるビーム数が４つである例を、図１０を参照して説明する。

図１０は、本実施形態に係るビームのグルーピングの一例を説明するための図である。図１０では、円はビームを表し、破線の矩形はビームグループを表している。即ち、各ビームグループごとに４つのビームが含まれている。各ビームグループには、＃０、＃１、…、＃５といったビームグループＩＤ（図中では、ＢＧＩＤ（Beamforming Group ID）と表記）が割り当てられている。また、ビームグループＩＤを「Ｘ」、ビームグループ内のインデックスを「Ｙ」とすると、各々のビームには、「＃Ｘ−Ｙ」といったビームＩＤ（図中では、ＢＩＤ（Beamforming ID）と表記）が割り当てられている。もちろん、ビーム数は４以外の、例えば２、５、９等の任意の数であってもよい。

Ｍａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯ用アレイアンテナには、例えば２５６個のアンテナ素子が実装され得る。この数は、現時点（２０１６年６月）における５ＧのＫＰＩ（Key Performance Indicator）において、３０ＧＨｚ帯及び４ＧＨｚ帯のｅＮＢのアンテナ素子数として示されている。１つのビームグループに含まれるビーム数が４つである場合、１つのセクタに割り当てられる１つのＭａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯ用アレイアンテナごとに、最大で６４個のビームグループが定義され、最大で６４個のビームグループＩＤが定義される。

＜３．３．第１のｅＮＢビームフォーミング同期手続き＞
スモールセルの初期アクセス手続きにおいて、シンボル同期、フレーム同期、及びビームフォーミング同期の各々が確立されることが望ましい。端末装置３００は、マクロセルの制御プレーン上で同期を確立して、その後スモールセルのフレームタイミング情報及びシンボルタイミング情報をマクロセルから知得する。これにより、端末装置３００は、スモールセルとのシンボル同期及びフレーム同期を、ある程度の正確さで確立することが可能であると考えられる。以下、端末装置３００がスモールセルとのビームフォーミング同期を確立する手続きについて説明する。以下では、基地局がビームフォーミングすることを、ｅＮＢビームフォーミングとも称する。とりわけ、スモールセル基地局１００によるビームグループを用いたｅＮＢビームフォーミングを、第１のｅＮＢビームフォーミングとも称する。

・セクタ構成
スモールセル基地局１００は、全方位に指向性を形成するために、Ｍａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯのアレイアンテナを複数有することが想定される。例えば、スモールセル基地局１００は、セルを３つのセクタに分割し、ひとつのセクタに向けてアレイアンテナを割り当てることが想定される。その一例を、図１１に示した。

図１１は、７セル×３セクタのセル構成の一例を説明するための図である。セルは六角形で表されており、ひとつのセルが３つのセクタに分割されている。各セクタに割り当てられた数字はインデックスを示している。図１１に示した構成例は、７セル×３セクタの２１個のセクタの繰り返しで、十分な直交性が実現されるようなセル配置である。

ＬＴＥでは、隣接するセル同士、及び隣接するセクタ同士では、同一の周波数帯域が使用されることが多い。このことを利用した、セルエッジでの他セル又は他セクタからの干渉を避けスループットを改善するための技術である、ＣｏＭＰ（Coordinated Multi Point）が３ＧＰＰで規定されている。上述した５ＧのＣＵ分離によるマクロセルとスモールセルとの協調通信は、ＣｏＭＰの方式のひとつであるＣＳ／ＣＢ(Coordinated Scheduling／Coordinated Beamforming)の延長線上の技術であると言える。

・ＺＣ系列
ＣＡＺＡＣ（Constant Amplitude Zero Auto−Correlation）系列は、巡回シフトを用いる直交拡散系列であり、優れた自己相関特性及び相互相関特性を有する系列である。ここでは一例として、ＣＡＺＡＣ系列の一種であるＺａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列（以下、ＺＣ系列とも称する）を挙げて説明する。

次式を参照して、ＺＣ系列の特徴のひとつである、相互相関が一定値となることを説明する。

ここで、Ｎ_ＺＣは系列長である。ｑは系列番号である。ｎは系列の要素のインデックスである。系列長Ｎ_ＺＣが素数である場合、Ｎ_ＺＣ−１個のＺＣ系列が利用可能となる。また、利用可能な系列のうち任意の２系列間の相互相関は、一定値

をとる。

また、次式を参照して、ＺＣ系列の特徴のひとつである直交性を説明する。

αは巡回シフト量である。

は、元となるＺＣ系列（以下、ルートＺＣ系列とも称する）である。ｒ^α _ｕ，ｖ（ｎ）は、ルートＺＣ系列をα分だけ巡回シフトさせた系列である。

同一のルートＺＣ系列を異なる巡回シフト量αで巡回シフトさせることで、異なる直交シーケンスが生成される。非直交リソースにより複数のユーザが多重される場合であっても、多重されるユーザ間で巡回シフト量が異なる場合、ＺＣ系列の直交性を用いてユーザ分離が実現される。

・第１のｅＮＢビームフォーミング同期のための情報
スモールセル基地局１００（例えば、通信制御部１５３）は、第１のｅＮＢビームフォーミング同期のための情報を端末装置３００に送信する。より詳しくは、スモールセル基地局１００は、形成されるビームを複数含むビームグループの各々に割り当てられたビームグループＩＤのうち、端末装置３００との通信に用いるビームグループのビームグループＩＤを端末装置３００に送信する。これにより、端末装置３００は、自身との通信に用いられるビームグループのビームグループＩＤを知得することが可能となる。

ひとつのビームグループＩＤは、スモールセル基地局１００の通信対象領域（例えば、セル又はセクタ）内のひとつの部分領域に対応する。この点について、図１２を参照して説明する。

図１２は、本実施形態に係るビームグループＩＤを説明するための図である。図１２に示すように、スモールセル基地局１００のアレイアンテナ１１０の通信対象領域であるセクタ１１は、複数の部分領域に分割される。そして、ひとつのビームグループＩＤに対応するビームグループに含まれる複数のビームを用いて送信される信号は、ひとつの部分領域に送信される。例えば、図１２に示すように、インデックス１の部分領域に対応するビームグループＩＤに含まれる複数のビームを用いて送信される信号は、インデックス１の部分領域に送信される。また、インデックス２１の部分領域に対応するビームグループＩＤに含まれる複数のビームを用いて送信される信号は、インデックス２１の部分領域に送信される。このように、ビームグループＩＤは、通信対象領域内の各部分領域にそれぞれ対応する。

なお、このことは、ビームＩＤに関しても同様である。即ち、ビームＩＤは、ビームグループＩＤが対応する部分領域をさらに複数の領域に分割したうちのひとつの領域に対応する。ここで、ビームグループＩＤに対応する部分領域は、ビームＩＤに対応する領域と比較して広い。換言すると、ビームグループＩＤに対応するビームグループを用いて送信される信号は、ひとつのビームを用いて送信される信号のビーム幅と比較して、鋭くなく、ある程度ブロード（broad）なビーム幅をもつことになる。

スモールセル基地局１００は、ビームグループＩＤを、当該ビームグループＩＤに対応するビームグループに含まれる複数のビームを用いて送信する。例えば、後述する同期信号、及び後述するセルフコンテインドフレームにビームグループＩＤが含まれて、当該ビームグループＩＤに対応するビームグループに含まれる複数のビームを用いて送信される。これにより、端末装置３００は、ビームを受信することで、当該ビームを含むビームグループのビームグループＩＤを知得することが可能となる。また、後述する同期信号に基づく第１のｅＮＢビームフォーミング同期の確立、及び後述するセルフコンテインドフレームに基づく第１のｅＮＢビームフォーミング同期のトラッキングが可能となる。なお、以下では、ビームグループに含まれる複数のビームを用いて送信することを、単にビームグループを用いて送信する、とも称する。

ビームグループＩＤは、巡回シフトさせた系列の各々が互いに直交性を有する系列に対応付けられて送信されてもよい。例えば、ビームグループＩＤは、ＺＣ系列に対応付けられ得る。より詳しくは、送信される系列の巡回シフト量は、ビームグループＩＤに対応してもよい。さらに、送信される系列のルート系列（例えば、ルートＺＣ系列）は、セクタＩＤに対応してもよい。このように、ビームグループＩＤ及びセクタＩＤがＺＣ系列に対応付けられることで、ビームグループＩＤ及びセクタＩＤを確実に端末装置３００に通知することが可能となる。

以下、ＺＣ系列にビームグループＩＤ及びセクタＩＤが対応付けられることについて説明する。

マクロセルにおいて端末装置３００に与えられたＣ−ＲＮＴＩに１対１にユニークに対応付けされたＺＣ系列は、系列長Ｎ_ＺＣが素数であればＮ_ＺＣ−１個定義される。この系列は、各セクタに１対１に割り当てられる。即ち、各セクタには、Ｃ−ＲＮＴＩに対応するユニークなＺＣ系列であって、セクタごとに異なるＺＣ系列が１つ割り当てられる。

セクタごとに割り当てられたＺＣ系列は、そのセクタにおけるルートＺＣ系列として取り扱われる。そして、当該ルートＺＣ系列を元にして巡回シフトさせることで、多くの異なる直交系列が生成される。この巡回シフトさせたＺＣ系列の各々が、セクタ内のビームグループＩＤに対応する。

ここで、任意の２つのＺＣ系列の間の巡回シフト量（即ち、巡回シフト量の差分）は、セル内の直交性を保つために以下の関係式が満たされることが望ましい。
巡回シフト量 ＞ 最大往復伝搬遅延時間＋マルチパス遅延時間

２つのＺＣ系列のうち一方が遅延して他方が遅延しなかった場合でも、上記関係式が満たされていれば、衝突を回避可能なためである。

ＣＵ分離により、システム１ではマクロセルとスモールセルとが協調通信している。スモールセルにおける遅延分散による遅延時間及びセルエッジからの往復伝搬時間はマクロセルに比べて十分小さい。従って、上記関係式により計算される巡回シフト量の大きさも、十分に小さい値に設定することが可能である。つまり、１つのセクタに割り当てられたルートＺＣ系列から、上記関係式に基づいて設定された巡回シフト量により、それぞれのビームグループＩＤに１対１に対応する、互いに直交するＺＣ系列を割り当てることが可能である。よって、端末装置３００は、巡回シフト量に基づいてビームグループＩＤを特定して、第１のｅＮＢビームフォーミング同期を確立することができる。

一方で、隣接するセクタ間では、Ｃ−ＲＮＴＩに１対１にユニークに対応する複数のＺＣ系列のうち異なるルートＺＣ系列が割り当てられる。そのため、端末装置３００が隣接セクタへ移動した場合であっても、移動後のセクタのルートＺＣ系列及び巡回シフト量に基づいて、第１のｅＮＢビームフォーミング同期を確立することが可能である。

・第１のｅＮＢビームフォーミング同期手続き
スモールセル基地局１００（例えば、通信制御部１５３）は、ビームグループに含まれる複数のビームを用いた当該ビームグループのビームグループＩＤを含む同期信号（第１の同期信号に相当）の送信を、候補の各々のビームグループに関して行う。候補のビームグループは、マクロセル基地局２００又は他のスモールセル基地局１００から情報共有され得る。同期信号は、上述したＺＣ系列を含み、当該ＺＣ系列に対応するビームグループを用いて送信される。この同期信号は、セルサーチ用であってもよい。

スモールセル基地局１００は、同期信号をスイープ送信し得る。この点について、以下に詳しく説明する。

ひとつの同期信号は、ひとつのビームグループＩＤに対応するビームグループに含まれる複数のビームを用いて送信される。そのため、ひとつの同期信号は、図１２を参照して上記説明したように、スモールセル基地局１００の通信対象領域（例えば、セル又はセクタ）に含まれるひとつの部分領域に送信される。スモールセル基地局１００は、通信対象領域に含まれる部分領域の各々へ、時間的に順番に且つ周期的に同期信号を送信する。即ち、ひとつの同期信号により、通信対象領域の一部がカバーされる。そして、同期信号が時間的に順番に送信されることで、通信対象領域が一部ずつ順番にカバーされ、結果的に全域がカバーされる。また、周期的に同期信号が送信されることで、通信対象領域の全域が周期的にカバーされる。この点について、図１３を参照して詳しく説明する。

図１３は、本実施形態に係る第１のｅＮＢビームフォーミング同期手続きを説明するための図である。図１３に示すように、スモールセル基地局１００は、１つのスモールセル１１を３つのセクタ（１１Ａ、１１Ｂ及び１１Ｃ）に分割して、各々のセクタにアレイアンテナ１１０Ａ、１１０Ｂ又は１１０Ｃを割り当てる。例えば、スモールセル基地局１００は、アレイアンテナ１１０Ａ〜１１０Ｃの各々を用いて、セクタ１１Ａ〜１１Ｃの各々に含まれる端末装置３００と通信する。第１のｅＮＢビームフォーミング同期手続きにおける同期信号の送信について、アレイアンテナ１１０Ａ及びセクタ１１Ａに着目して説明する。図１３に示すように、アレイアンテナ１１０Ａの構成として、３ＧＰＰのＲＡＮ１の会合において議論されているＵＲＰＡ（Uniform Rectangular Panel Array）が採用されるものとする。同期信号のインデックスをｎとし、Ｎをビームグループの総数とし、ｎ＝１，２，…，Ｎとすると、スモールセル基地局１００は、インデックス１からＮまでの同期信号を時間的に順番に送信する。スモールセル基地局１００のアレイアンテナ１１０Ａから送信されるひとつの同期信号は、セクタ１１Ａ内のひとつの部分領域をカバーする（即ち、セクタ１１Ａのひとつの部分領域に同期信号が送信される）。そして、インデックス１〜Ｎまでの同期信号が時間的に順番に送信されることで、セクタ１１Ａの全域が時間的に順番にスイープされるようにカバーされる。このように、セクタ１１Ａの全域が順番にスイープされるようにカバーされることは、アレイアンテナ１１０Ａから見ると、ビームを３Ｄ方向に渡って網羅的に動かす、とも捉えることが可能である。このことは、図１２を参照しながら前述したように、あたかも灯台のサーチライトが３Ｄ的にセクタの全範囲をスイープするかの様である。このような同期信号のスイープ送信の方法は、所定回数分だけ、周期的に繰り返されても良い。また、スモールセル基地局１００は、セクタ１１Ａの全域をカバーする時間を短縮し、妨害物からのブロックを避けるために、同時に複数のビームを送信しながら、重ならないように、スイープ送信を行ってもよい。ここで、繰り返しの回数及び同時にスイープ送信されるビームの数等は、例えばスモールセル基地局１００により設定され得る。

一方、端末装置３００は、図１３に示すように、全指向性アンテナを用いてアレイアンテナ１１０Ａからのビームを受信する。端末装置３００は、後述するように初期アクセス手続きにおいて全指向性アンテナを用いることで、スイープ送信される同期信号のひとつ又は複数を容易に受信することが可能である。これにより、端末装置３００は、現在の位置（Location）での最適なビームと後述する第２のｅＮＢビームフォーミング同期をとるために、まず大まかで粗い（Coarse）ビーム（即ち、ビームグループ）を選択することが可能となる。

また、同期信号には、ビームフォーミング同期確立のための同期信号の他に、シンボル同期のための同期信号、フレーム同期のための同期信号がマッピングされてもよい。さらに、同期信号には、初期アクセス手続きに必要な報知信号（例えば、参照信号）がマッピングされてもよい。

以上、スイープ送信について説明した。続いて、図１４を参照して、同期信号が送信される範囲について説明する。

図１４は、本実施形態に係る第１のｅＮＢビームフォーミング同期手続きを説明するための図である。図１４に示すように、７セル×３セクタのセル構成（又はセル配置（deployment scenario））が採用されているものとする。また、ユーザプレーン接続要求が個別シグナリング（dedicated signaling）のＲＲＣメッセージとして端末装置３００に送信される場合を想定する。図１４に示すように、端末装置３００が移動性（Mobility）を有する場合がある。ＦＤ−ＭＩＭＯにより、端末装置３００の位置はある程度特定可能であるが、端末装置３００の移動性を考慮すれば、同期信号が送信されるべき範囲はある程度の大きさを持って決められるべきである。そこで、本実施形態では、端末装置３００の移動性に応じた範囲１８において、当該端末装置３００宛ての同期信号が送信される。換言すると、範囲１８に属する複数のスモールセル基地局１００が、当該端末装置３００宛ての同期信号を送信する。即ち、スモールセル基地局１００は、スモールセル基地局１００の通信対象領域（即ち、セル又はセクタ）が端末装置３００の移動性に応じた範囲１８に属する場合に、当該範囲に属する通信対象領域において同期信号を送信する。例えば、スモールセル基地局１００は、通信対象領域の全域が範囲１８に属する場合には全域において、一部のみが範囲１８に属する場合には当該一部（例えば、複数のセクタのうち一部のセクタ）において、同期信号を送信する。なお、範囲１８は、端末装置３００が移動する可能性が高い方向に長く、移動する可能性が低い方向に短い形状を有し得る。また、範囲１８は、端末装置３００が移動する速度に応じた大きさを有し得る。これにより、端末装置３００が移動しても継続的に同期信号を受信することが可能となり、安定的な通信が可能となる。

ここで、範囲１８は、マクロセルに含まれる複数のスモールセルのうち一部の複数のスモールセルであるものとする。即ち、マクロセル内にあるすべてのスモールセルではなく、その一部の領域でのみ、同期信号が送信される。これにより、同期信号が送信される領域が限定されるので、無線資源の有効活用が可能となる。

また、上述した第１の同期情報の共有により、複数のスモールセル基地局１００が端末装置３００宛てのＺＣ系列を含む同期信号を送信することができる。マクロセル基地局２００は、範囲１８に含まれる複数のスモールセル基地局１００との間でのみ、第１の同期信号を共有してもよく、範囲１８に含まれる複数のスモールセル基地局１００に同期信号を送信するよう指示してもよい。また、上述した第２の同期情報の共有により、端末装置３００は、受信するＺＣ系列の候補を知得することができる。

以上同期信号が送信される範囲について説明した。

一方で、端末装置３００（通信制御部３４１）は、各々のビームグループに割り当てられたビームグループＩＤのうち、スモールセル基地局１００との通信に利用可能なビームグループのビームグループＩＤを、スモールセル基地局１００に送信する。これにより、スモールセル基地局１００は、端末装置３００との通信に利用可能なビームグループのビームグループＩＤを知得することが可能となる。

詳しくは、端末装置３００は、各々のビームグループに関して送信された、ビームグループに含まれる複数のビームを用いた当該ビームグループのビームグループＩＤを含む同期信号の受信結果に基づいて、スモールセル基地局１００との通信に利用可能なビームグループのビームグループＩＤを含む受信応答をスモールセル基地局１００に送信する。例えば、端末装置３００は、まず、受信した同期信号のうち最も受信品質の良い同期信号に含まれるＺＣ系列の巡回シフト量に対応するビームグループＩＤを、スモールセル基地局１００との通信のために最適な（即ち、利用可能な）ビームグループＩＤとして知得する。そして、端末装置３００は、受信した同期信号に対する受信応答として、知得した最適なビームグループＩＤをスモールセル基地局１００にフィードバックする。なお、このフィードバックにおいても、ＺＣ系列が用いられてもよい。即ち、端末装置３００は、最適なビームグループＩＤに対応するＺＣ系列をフィードバックしてもよい。その場合、スモールセル内の複数の端末装置３００からのフィードバック信号を時間的に分離可能となる。

スモールセル基地局１００は、端末装置３００からの同期信号に対する受信応答を受信する。この受信応答を確実に受信可能するために、スモールセル基地局１００は、図１５に示すように、アレイアンテナ１１０のアンテナ指向性５１を準全方向性に設定する。図１５は、本実施形態に係るスモールセル基地局１００のアンテナ指向性を説明するための図である。図１５に示すように、端末装置３００は、後述する準全方向性アンテナ４４を用いて、全方向に向けてＡＣＫ信号を送信する。一方、スモールセル基地局１００にとっては、端末装置３００の位置が未知であり、どの方向からＡＣＫ信号が到来するかが未知である。そのため、スモールセル基地局１００は、通信対象領域であるセクタ１１のどの位置からＡＣＫ信号が到来しても確実に受信可能にするために、アンテナ指向性５１を準全方向性に設定する。この場合、アンテナ指向性５１を準全方向性に設定する方法の一例として、指向性の位相を揃えずに、それぞれのアンテナの指向性を別々の方向に向けることで実現することが可能である。

そして、スモールセル基地局１００は、受信した受信応答に基づいて、端末装置３００との通信に用いるビームグループを決定し、当該ビームグループのビームグループＩＤを端末装置３００に送信する。典型的には、受信応答に含まれるビームグループＩＤに決定される。これにより、端末装置３００は、スモールセル基地局１００が自身に割り当てたビームグループを確認することが可能となる。

これらの手続きにより、スモールセル基地局１００と端末装置３００との第１のｅＮＢビームフォーミング同期が確立される。以下、図１６及び図１７を参照して、ＺＣ系列を用いた第１のｅＮＢビームフォーミング同期手続きについて具体的に説明する。なお、ここでは簡単のために、１つの同期信号を時間的に順番にスイープ送信する場合を例としている。

図１６は、本実施形態に係る第１のｅＮＢビームフォーミング同期手続きの一例を説明するための図である。図１６に示すように、スモールセル基地局１００は、ビームグループＩＤに対応するＺＣ系列を含む同期信号を、当該ビームグループＩＤに対応するビームグループを用いて端末装置３００に送信する。詳しくは、スモールセル基地局１００は、ひとつのセクタに対応するルートＺＣ系列から生成される、各ビームグループに対応する複数のＺＣ系列を、対応するビームグループを用いてＢＩＳ（Beamforming Inter-frame
spacing）分の間隔をあけて順番に送信する。例えば、ビームグループが６４個定義される場合、ビームグループＩＤ＃０〜＃６３に対応するＺＣ系列を含む６４個の同期信号を順番に送信する。また、スモールセル基地局１００は、ビームグループ数分の複数のＺＣ系列から成る無線フレームを、ＢＲＩＳ（Beamforming Repetition Inter-frame spacing）分の間隔をあけて所定回数繰り返し送信する。ここでの同期信号の送信においては、上述したスイープ送信が行われる。

上述したように、端末装置３００は、受信したＺＣ系列のうち最も受信品質の良いＺＣ系列の巡回シフト量に対応するビームグループＩＤを、スモールセル基地局１００との通信のために最適なビームグループＩＤとして知得する。すると、端末装置３００は、最適なビームグループＩＤを示す情報を含むＡＣＫ信号を、スモールセル基地局１００に所定回数繰り返し送信する。このＡＣＫ信号を確実に受信可能にするために、スモールセル基地局１００は、アンテナ指向性を準全方向性に設定する。また、スモールセル基地局１００は、ビームグループＩＤのフィードバックを受け取ったこと、即ち第１のｅＮＢビームフォーミング同期が確立されたことを示す情報を含むＡＣＫ信号を、端末装置３００に所定回数繰り返し送信する。

図１７は、本実施形態に係る第１のｅＮＢビームフォーミング同期手続きの一例を説明するための図である。図１７に示すように、スモールセル基地局１００は、ＢＩＳ分の間隔をあけたビームグループ数分の複数のＺＣ系列を含む無線フレームを、ＢＲＩＳ分の間隔を空けて繰り返し送信する。ここでの同期信号の送信においては、上述したスイープ送信が行われる。その後、スモールセル基地局１００は、端末装置３００からのＡＣＫ信号を確実に受信可能にするために、アンテナ指向性を準全方向性に設定する。そして、端末装置３００は、ビームグループＩＤ＃１６のビームグループの受信品質が最も良いと判定した場合、ビームグループＩＤ＃１６を示す情報を含むＡＣＫ信号を、スモールセル基地局１００に所定回数（Number of RACK（Repetition Acknowledgement））繰り返し送信する。そして、スモールセル基地局１００は、当該ＡＣＫ信号を受信したことを示すＡＣＫ信号として、ビームグループＩＤ＃１６を示す情報を含むＡＣＫ信号を、端末装置３００に所定回数繰り返し送信する。

以上の手続きにより、第１のｅＮＢビームフォーミング同期が確立される。

なお、上述したＢＩＳ、ＢＲＩＳ及び繰り返し回数は、予めマクロセル基地局２００により設定されるものとし、スモールセル基地局１００及び端末装置３００は、マクロセル基地局２００からこれらの情報を取得するものとする。また、スモールセル基地局１００側のＢＩＳ、ＢＲＩＳ、及び繰り返し回数と端末装置３００側のそれらとは、同一であってもよいし、異なっていてもよい。

＜３．４．ＴＤＤ／セルフコンテインドフレーム＞
・ＴＤＤ
Ｍａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯは、ＴＤＤ（Time Division Duplex）方式の採用が前提となる。

ｅＮＢは、Ｍａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯによるＭＵ−ＭＩＭＯが適用される場合、セル内の色々な場所に点在するＵＥのチャネル環境（即ち、ＣＳＩ）を知得することが望ましい。そのため、ｅＮＢは、各ＵＥに対してＣＳＩメジャメントのための信号を個別に送信し、各ＵＥは、ＣＳＩメジャメントを行って、ｅＮＢにＣＳＩフィードバックを行うことが考えられる。

しかし、ｅＮＢがセル内のすべてのＵＥに対してＣＳＩメジャメントのための信号を個別に送信し、各ＵＥからのＣＳＩフィードバックを受信するためにかかる時間は、ＵＥ数に応じて増大する。そのため、実際のユーザプレーン信号の送受信を開始する前に遅延が生じ、時間的に伝送効率が大きく低下するおそれがある。

この点、ＴＤＤ方式では、アップリンクとダウンリンクで周波数帯域が同一であるので、送受信で時間的な相違が少ない場合はチャネル環境はほぼ同一であるとみなすことができる。従って、ＴＤＤ方式を採用することで、ｅＮＢは、各ＵＥとのダウンリンクのＣＳＩメジャメント手続きを省略することが可能となる。これにより、５Ｇの要件である低遅延（Low Latency）を満たすことが可能となる。

・セルフコンテインドフレーム
スモールセル基地局１００と端末装置３００とは、シンボル同期、フレーム同期、及び第１のｅＮＢビームフォーミング同期が確立されて、初期アクセスが確立された後に、ユーザプレーンでのデータの送受信を開始することができる。ここで、スモールセル基地局１００内で、不可欠となるシステム情報：MIB（Master Information Block)やその他の情報：SIB（System Information Block）については、前述した第１の同期情報及び第２の同期情報と同様にして、端末装置３００に通知されてもよいし、後述するセルフコンテインドフレーム内のユーザプレーンのダウンリンクデータ（DL DATA）上でシグナリング情報として、端末装置３００に送信されてもよい。

スモールセル基地局１００（例えば、通信制御部１５３）は、ダウンリンクデータと共にダウンリンクデータの送信に利用するビームグループのビームグループＩＤを送信する。他方、端末装置３００（例えば、通信制御部３４１）は、スモールセル基地局１００からのダウンリンクデータの受信に用いたビームグループのビームグループＩＤを含む受信応答をスモールセル基地局１００に送信する。そして、スモールセル基地局１００は、ダウンリンクデータに対する、端末装置３００によるダウンリンクデータの受信に用いられたビームグループのビームグループＩＤを含む受信応答を受信する。このように、スモールセル基地局１００と端末装置３００とでユーザデータの送受信に用いたビームグループのビームグループＩＤをお互いに通知し合うことで、第１のｅＮＢビームフォーミング同期のトラッキング、即ち、初期アクセスにて行った第１のｅＮＢビームフォーミング同期の確立を継続して実現することが可能となる。例えば、スモールセル基地局１００は、受信側の受信品質が劣化した場合に、送信に用いるビームグループを変えながら、受信品質のよい最適なビームグループを探索することが可能である。具体的には、スモールセル基地局１００は、端末装置３００からＡＣＫ信号として送信されるビームグループのビームグループＩＤ等の信号を用いて、詳細なチャネル品質を知得することができるので、端末装置３００に最適となるビームグループをプリコーディング(Precoding)することができる。また、スモールセル基地局１００は、ＬＴＥ−Ａのように、端末装置３００から最適となるビームのＰＭＩ（Precoding Matrix Indicator）を応答受信することで、それを用いて最適となるビームグループをトラッキングすることができる。なお、ビームグループＩＤの送信は、上述したＺＣ系列の送信によって行われてもよい。その場合、フレーム同期、タイミング同期及び第１のｅＮＢビームフォーミング同期の確立を容易に継続することが可能である。

ユーザプレーン信号に関し、上述した低遅延の要件を満たすためのＴＤＤ方式の無線フレームの構成として、セルフコンテインド（Self-Contained）フレームが、現時点（２０１６年６月）における５Ｇの会合で議論されている。スモールセル基地局１００は、ダウンリンクデータ及びビームグループＩＤの送信、並びに受信応答の受信を、ひとつのセルフコンテインド（Self-contained）フレームにおいて行ってもよい。ここで、セルフコンテインドフレームは、ＴＤＤ方式のサブフレームであってもよい。以下、図１８及び図１９を参照して、セルフコンテインドフレームの構成の一例を説明する。

図１８は、一般的なセルフコンテインドフレームの構成の一例を示す図である。図１８に示すように、ひとつの無線フレーム内にダウンリンク制御情報（DL Control）、ダウンリンクデータ（DL DATA）、ガード期間（Guard Period）、及びＵＥアップリンク受信応答（UE UL ACK）が含まれる。端末装置３００は、ダウンリンクデータの受信処理を高速に行い、その応答を同一の無線フレーム内のＵＥアップリンク受信応答に含めて行う。

図１９は、本実施形態に係るセルフコンテインドフレームの構成の一例を示す図である。図１９に示すように、ダウンリンク制御情報には、現在第１のｅＮＢビームフォーミング同期が確立されているＤＬ信号のビームグループＩＤ（eNB DL BGID）が含まれる。また、ＵＥアップリンク受信応答には、現在第１のｅＮＢビームフォーミング同期が確立されているＤＬ信号のビームグループＩＤ（UE UL BGID）が含まれる。このように、セルフコンテインドフレームにおいて第１のｅＮＢビームフォーミング同期を確立しているビームグループＩＤが送受信される。その他にも、必要に応じてダウンリンクＣＥ（Channel Estimation）パイロット、ＵＥアップリンクＣＱＩ（Channel Quality Indicator）、及びＵＥアップリンクＰＭＩ（Precoding Matrix Indicator）等が、ダウンリンク制御情報又はＵＥアップリンク受信応答に含まれて送受信されてもよい。前述したように、第１のｅＮＢビームフォーミング同期のビームトラッキングにおいては、ＰＭＩにより、端末装置３００主導での最適なビームグループの探索が行われてもよいし、ＣＱＩ情報とＡＣＫ信号として送信されるビームグループのビームグループＩＤ信号により、最適となるビームグループをプリコーディングすることで、スモールセル基地局１００主導での最適なビームグループの探索が行われてもよい。

＜３．５．ＵＥビームフォーミング＞
・指向性アンテナ及び準全方向性アンテナの併用
本実施形態に係る端末装置３００（例えば、アンテナ部３１０）は、指向性アンテナと全方向性アンテナとを含む。そして、端末装置３００（例えば、通信制御部３４１）は、全方向性アンテナを用いてスモールセル基地局１００との通信を行いつつ、指向性アンテナを用いたスモールセル基地局１００との通信を選択的に（即ち、オプションとして）行う。これにより、端末装置３００は、スモールセル基地局１００との安定的な通信を行いつつ、必要に応じて高いデータレートでの通信を行うことが可能となる。なお、全方向性アンテナは、厳密には準全方向性（Quasi-Omni）アンテナであってもよい。以下では、端末装置３００がビームフォーミングすることを、ＵＥビームフォーミングとも称する。

以下、まず図２０及び図２１を参照して、指向性アンテナに関して行ったシミュレーションについて説明する。

図２０は、指向性アンテナに関するシミュレーション環境を説明するための図である。図２０に示すように、シミュレーション環境は、４×８の計３２個のアンテナ素子４１から成るパッチアンテナ４０を利用するものである。現時点（２０１６年６月）における５ＧのＫＰＩ（Key Performance Indicator）では、ＵＥに搭載されるアンテナ素子数は、３０ＧＨｚ帯では３２であり、４ＧＨｚ帯では８である。

図２１は、指向性アンテナに関するシミュレーション結果を説明するための図である。図２１では、図２０に示したパッチアレイにより形成されるアンテナパターンが示されている。図２１に示すように、４×８のパッチアレイでは、Ｚ軸方向にのみ安定的にアンテナパターンが形成されることが分かる。しかし、ＵＥは移動体端末である上、ユーザによる取扱いも様々であるので、全方向に安定的にアンテナパターンが形成されることが望ましい。

そこで、本実施形態に係る端末装置３００は、指向性アンテナと準全方向性アンテナとを備える。以下、図２２を参照して、端末装置３００のアンテナ構成の一例を説明する。

図２２は、本実施形態に係る端末装置３００のアンテナ構成の一例を示す図である。図２２に示すように、本実施形態に係るアンテナ部３１０は、４×６の計２４個のアンテナ素子４１から成るパッチアンテナ４２、及び８個のアンテナ素子４３から成る準全方向性アンテナ４４を含む。

端末装置３００は、電源ＯＮされて最初にスモールセル基地局１００との接続を確立する場合、準全方向性アンテナを用いて上述した同期信号を受信する。端末装置３００は、準全方向性アンテナを用いることで、ｅＮＢビームフォーミング同期が確立されていない状況下でも、容易にｅＮＢビームフォーミング同期のための同期信号を受信することが可能となる。なお、ここでのｅＮＢビームフォーミング同期のための同期信号は、Ｍａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯ（５Ｇ）及びＦＤ−ＭＩＭＯ（ＬＴＥ）、即ち、スモールセル基地局１００及びマクロセル基地局２００から送信される同期信号を含み得る。端末装置３００は、初期アクセス手続きとしてシンボル同期、フレーム同期及び第１のｅＮＢビームフォーミング同期を確立する。上述したように、端末装置３００は、マクロセルとの関係でスモールセルとのシンボル同期タイミング及びフレーム同期タイミングをおおまかに予測することができる。そして、端末装置３００は、準全方向性アンテナによりスイープされる同期信号を確実に受信することで、正確に、シンボル同期、フレーム同期及びビームフォーミング同期となる、第１のｅＮＢビームフォーミング同期を素早く確立することが可能である。

端末装置３００は、指向性アンテナ（例えば、パッチアンテナ４２）を用いて、ＵＥビームフォーミングを行ってもよい。その場合、端末装置３００は、スモールセル基地局１００との通信品質をさらに向上させることが可能である。ＵＥビームフォーミングは、第１のｅＮＢビームフォーミング同期が確立された後に行われる。

ここで、端末装置３００にＵＥビームフォーミングを行わせるか否かは、スモールセル内のチャネル環境に基づいて、スモールセル基地局１００又はマクロセル基地局２００により判断される。よって、スモールセル内の実フィールドチャネル環境によって、以下の２つの通信モードが存在することなる。

第１の通信モードでは、スモールセル基地局１００は、第１のｅＮＢビームフォーミングを行って通信する。また、端末装置３００は、準全方向性アンテナを用いてビームフォーミングせずに通信する。

第２の通信モードでは、スモールセル基地局１００は、第１のｅＮＢビームフォーミングを行って通信する。また、端末装置３００は、準全方向性アンテナを用いて通信しつつ、並行して指向性アンテナを用いてＵＥビームフォーミングを行って通信する。

第２の通信モードは、２ストリームのＭＩＭＯ通信が並行して行われるので、非常に高いデータレートを実現することが可能である。ここで、ＵＥビームフォーミングは、オプションであり、通常は第１の通信モードが採用され、ＵＥビームフォーミングが必要な場合又は利用可能な場合に第２の通信モードへの移行が試みられる。仮にＵＥビームフォーミングの無線リンクが切断された場合には第１の通信モードに戻り、その後必要な場合又は利用可能な場合に再度第２の通信モードへの移行が試みられる。

一方で、第１の通信モードは、１ストリームのＭＩＭＯ通信のみ、即ちいわゆる５ＧのスモールセルｅＮＢによるＭａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯ通信が行われる。ただし、第１の通信モードは、１ストリームのＭＩＭＯ通信のみであるので、一度接続が確立した後は、常に安定した無線リンク（Radio Link）が維持されることが望ましい。

なお、端末装置３００は、少なくとも初期アクセス手続き及びハンドオーバ手続きの際に、全方向性アンテナを用いてスモールセル基地局１００との通信を行うことが望ましい。初期アクセス手続きの際に全方向性アンテナが用いられることで、上述したように第１のｅＮＢビームフォーミング同期を素早く確立することが可能になる。また、ハンドオーバ手続きの際に全方向性アンテナが用いられることで、後述するようにハンドオーバ元及びハンドオーバ先の複数方向からのビームの受信が容易に可能になり、さらにＣｏＭＰも可能になる。

以下、図２３〜図２５を参照して、第１の通信モード及び第２の通信モードについてさらに詳しく説明する。

図２３は、本実施形態に係る端末装置３００により第１の通信モードにおいて形成されるアンテナ指向性パターンの一例を示す図である。図２３に示すように、端末装置３００は、準全方向性アンテナ４４により、４つのアンテナ指向性パターン４５を形成している。詳しくは、端末装置３００は、準全方向性アンテナ４４Ａによりアンテナ指向性パターン４５Ａを形成し、準全方向性アンテナ４４Ｂによりアンテナ指向性パターン４５Ｂを形成し、準全方向性アンテナ４４Ｃによりアンテナ指向性パターン４５Ｃを形成し、準全方向性アンテナ４４Ｄによりアンテナ指向性パターン４５Ｄを形成している。このように、４つのアンテナ指向性パターン４５により、全方向にアンテナ指向性パターンが形成されている。

図２４は、本実施形態に係る端末装置３００により第２の通信モードにおいて形成されるアンテナ指向性パターンの一例を示す図である。図２４に示すように、端末装置３００は、準全方向性アンテナ４４により、全方向にアンテナ指向性パターン４５を形成している。そして、４つのアンテナ指向性パターン４５により、全方向にアンテナ指向性パターンが形成されている。さらに、端末装置３００は、パッチアンテナ４２により複数のビーム４６を形成している。

図２５は、本実施形態に係る第１の通信モード及び第２の通信モードを説明するための図である。図２５に示すように、スモールセル基地局１００は、１つのスモールセル１１を３つのセクタ（１１Ａ、１１Ｂ及び１１Ｃ）に分割して、各々のセクタにアレイアンテナ１１０Ａ、１１０Ｂ又は１１０Ｃを割り当てる。例えば、スモールセル基地局１００は、アレイアンテナ１１０Ａを用いて、セクタ１１Ａ内の端末装置３００Ａ及び３００Ｂと第１のｅＮＢビームフォーミングを行って通信する。また、スモールセル基地局１００は、アレイアンテナ１１０Ｂを用いて、セクタ１１Ｂ内の端末装置３００Ｃ及び３００Ｄと第１のｅＮＢビームフォーミングを行って通信する。他方、端末装置３００Ａ及び端末装置３００Ｃは、全方向性アンテナを用いた通信を行う。即ち、端末装置３００Ａ及び３００Ｃは、第１の通信モードで動作している。スモールセル基地局１００からのビームが、第１の通信モードで動作する端末装置３００Ａ及び３００Ｃを捉えている。これにより、Ｍａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯによる高いデータレートを実現することが可能である。また、端末装置３００Ｂ及び端末装置３００Ｄは、全方向性アンテナ及び指向性アンテナを用いた通信を行う。即ち、端末装置３００Ｂ及び３００Ｄは、第２の通信モードで動作している。スモールセル基地局１００からのビームが、第２の通信モードで動作する端末装置３００Ｂ及び３００Ｄを捉えている上に、第２の通信モードで動作する端末装置３００Ｂ及び３００Ｄからのビームがスモールセル基地局１００を捉えている。このように、２ストリームのＭＩＭＯ通信が並行して行われるので、非常に高いデータレートを実現することが可能である。

ＵＥビームフォーミングに関するビームフォーミング同期手続きは、第１のｅＮＢビームフォーミング同期手続きと同様である。ただし、端末装置３００は、アンテナ素子数が少ないので、ビームグループは形成されなくてもよい。端末装置３００が形成するビームにも、識別情報としてビームＩＤ（第２の識別情報に相当）が割り当てられる。

・ＵＥビームフォーミング同期のための情報
端末装置３００（例えば、通信制御部３４１）は、ＵＥビームフォーミング同期のための情報をスモールセル基地局１００に送信する。より詳しくは、端末装置３００は、指向性アンテナにより形成される複数のビームの各々に割り当てられたビームＩＤのうち、スモールセル基地局１００との通信に用いるビームのビームＩＤをスモールセル基地局１００に送信する。これにより、スモールセル基地局１００は、自身との通信に用いられるビームのビームＩＤを知得することが可能となる。

ここで、端末装置３００は、ビームＩＤを、当該ビームに対応するビームを用いて送信する。例えば、ビームＩＤは、後述する同期信号及び上述したセルフコンテインドフレームに含まれて、当該ビームＩＤに対応するビームを用いて送信される。これにより、スモールセル基地局１００は、ビームを受信することで、当該ビームのビームＩＤを知得することが可能となる。また、後述する同期信号に基づくＵＥビームフォーミング同期の確立、及びセルフコンテインドフレームに基づくＵＥビームフォーミング同期のトラッキングが可能となる。

ビームＩＤは、巡回シフトさせた系列の各々が互いに直交性を有する系列に対応付けられて送信されてもよい。例えば、ビームＩＤは、ＺＣ系列に対応付けられ得る。より詳しくは、送信される系列の巡回シフト量は、ビームＩＤに対応してもよい。このように、ビームＩＤがＺＣ系列に対応付けられることで、ビームＩＤを確実にスモールセル基地局１００に通知することが可能となる。

端末装置３００に与えられたＣ−ＲＮＴＩに１対１にユニークに対応付けされたＺＣ系列が、ＵＥビームフォーミングのために予め割り当てられる。当該ＺＣ系列をルート系列とし、ビームＩＤに対応する巡回シフト量を用いることで、端末装置３００が形成する各々のビームのビームＩＤに１対１に対応する互いに直交するＺＣ系列が割り当てられる。ＺＣ系列及び巡回シフト量の割り当ては、スモールセル基地局１００又はマクロセル基地局２００により行われ得る。ここで、「第１のｅＮＢビームフォーミング同期手続き」の項において前述したように、ＵＥビームフォーミングのための同期信号のスイープ送信方法も、所定回数分だけ、周期的に繰り返されても良い。また同様に、端末装置３００は、スイープ時間を短縮し、妨害物からのブロックを避けるために、同時に複数のビームを送信しながら、重ならないように、スイープ送信を行ってもよい。ここで、繰り返しの回数及び同時にスイープ送信されるビームの数等は、例えば端末装置３００により設定され得る。

・ＵＥビームフォーミング同期手続き
端末装置３００（例えば、通信制御部３４１）は、ビームを用いた当該ビームのビームＩＤを含む同期信号（第２の同期信号に相当）の送信を、候補の各々の前記ビームに関して行う。当該同期信号は、上述したＺＣ系列を含み、当該ＺＣ系列に対応するビームを用いて送信される。

この同期信号を確実に受信可能にするために、スモールセル基地局１００は、図２６に示すように、アレイアンテナ１１０のアンテナ指向性５１を準全方向性に設定する。図２６は、本実施形態に係るスモールセル基地局１００のアンテナ指向性を説明するための図である。図２６に示すように、端末装置３００は、指向性アンテナを用いてビーム５２を形成して、各々の方向に向けて同期信号を送信する。一方、スモールセル基地局１００にとっては、第１のｅＮＢビームフォーミング同期が確立されているので、同期信号が到来する方向は既知であるとも思える。しかしながら、図２２に示した端末装置３００の指向性アンテナ４２と準全方向性アンテナ４４とが、異なる位置及び／又は角度で設けられる場合がある。その場合、端末装置３００の準全方向性アンテナ４４とスモールセル基地局１００との関係と、端末装置３００の指向性アンテナ４２とスモールセル基地局１００との関係とが、異なる場合がある。即ち、第１のｅＮＢビームフォーミング同期手続きにおいてスモールセル基地局１００から送信された同期信号の方向と、ＵＥビームフォーミング同期手続きにおいてスモールセル基地局１００に到来する同期信号の方向とは、一致しない場合がある。よって、第１のｅＮＢビームフォーミング同期が確立されていても、スモールセル基地局１００にとっては、どの方向から同期信号が到来するかは不確定であると言える。そのため、スモールセル基地局１００は、通信対象領域であるセクタ１１のどの位置から同期信号が到来しても確実に受信可能にするために、アンテナ指向性５１を準全方向性に設定する。

スモールセル基地局１００（例えば、通信制御部１５３）は、端末装置３００により形成される各々のビームに割り当てられたビームＩＤのうち、端末装置３００との通信に利用可能なビームのビームＩＤを端末装置３００に送信する。これにより、端末装置３００は、スモールセル基地局１００との通信に利用可能なビームのビームＩＤを知得することが可能となる。

詳しくは、スモールセル基地局１００は、各々のビームに関して送信された、ビームを用いた当該ビームのビームＩＤを含む同期信号の受信結果に基づいて、端末装置３００との通信に利用可能なビームのビームＩＤを含む受信応答を端末装置３００に送信する。例えば、スモールセル基地局１００は、まず、受信した同期信号のうち最も受信品質の良い同期信号に含まれるＺＣ系列の巡回シフト量に対応するビームＩＤを、端末装置３００との通信のために最適な（即ち、利用可能な）ビームＩＤとして知得する。そして、スモールセル基地局１００は、受信した同期信号に対する受信応答として、知得した最適なビームＩＤを端末装置３００にフィードバックする。なお、このフィードバックにおいても、ＺＣ系列が用いられてもよい。即ち、スモールセル基地局１００は、最適なビームＩＤに対応するＺＣ系列をフィードバックしてもよい。その場合、スモールセル内の複数の端末装置３００へのフィードバック信号を時間的に分離可能となる。

端末装置３００は、スモールセル基地局１００からの同期信号に対する受信応答を受信する。そして、端末装置３００は、スモールセル基地局１００からの同期信号に対する受信応答に基づいて、スモールセル基地局１００との通信に用いるビームを決定し、当該ビームのビームＩＤを含むＡＣＫ信号をスモールセル基地局１００に送信する。典型的には、受信応答に含まれるビームＩＤに決定される。これにより、スモールセル基地局１００は、端末装置３００が自身に割り当てたビームを確認することが可能となる。

このＡＣＫ信号の受信のために、スモールセル基地局１００は、図２７に示すように、端末装置３００からのＡＣＫ信号を確実に受信可能にするために、アレイアンテナ１１０のアンテナ指向性５１を端末装置３００の位置に応じて狭く設定する。図２７は、本実施形態に係るスモールセル基地局１００のアンテナ指向性を説明するための図である。図２７に示すように、端末装置３００は、準全方向性アンテナ４４を用いて、全方向に向けてＡＣＫ信号を送信する。一方、スモールセル基地局１００にとっては、第１のｅＮＢビームフォーミング同期が確立されているので、ＡＣＫ信号が到来する方向は既知である。なぜならば、ＡＣＫ信号は、第１のｅＮＢビームフォーミング同期手続きに用いられた、準全方向性アンテナ４４を用いて送信されるためである。よって、スモールセル基地局１００は、アンテナ指向性５１を、ＡＣＫ信号が到来する方向に絞って設定する。即ち、スモールセル基地局１００は、アンテナ指向性５１を、準全方向性に設定する必要はない。

これらの手続きにより、スモールセル基地局１００と端末装置３００とのＵＥビームフォーミング同期が確立される。以下、図２８を参照して、ＵＥビームフォーミング同期手続きについて具体的に説明する。

図２８は、本実施形態に係るＵＥビームフォーミング同期手続きの一例を説明するための図である。なお、ここでは簡単のために、１つの同期信号を時間的に順番にスイープ送信する場合の説明としている。図２８に示すように、まず、スモールセル基地局１００及び端末装置３００は、第１のｅＮＢビームフォーミング同期を確立する。第１のｅＮＢビームフォーミング同期手続きに関しては上述した通りであるので、ここでの詳細な説明は省略する。その後、ＵＥビームフォーミング同期手続きが行われる。具体的には、まず、端末装置３００は、ビームＩＤに対応するＺＣ系列を含む同期信号を、当該ビームＩＤに対応するビームを用いてスモールセル基地局１００に送信する。詳しくは、端末装置３００は、自身に割り当てられたルートＺＣ系列から生成される、各ビームのビームＩＤに対応する複数のＺＣ系列を、対応するビームを用いてＢＩＳ分の間隔をあけて順番に送信する。例えば、ビームが２３個形成される場合、端末装置３００は、ビームＩＤ＃０〜＃２２に対応するＺＣ系列の含む２３個の同期信号を順番に送信する。また、端末装置３００は、ビーム数分の複数のＺＣ系列から成る無線フレームを、ＢＲＩＳ分の間隔をあけて所定回数繰り返し送信する。この同期信号を確実に受信可能にするために、スモールセル基地局１００は、アンテナ指向性を準全方向性に設定する。

スモールセル基地局１００は、受信したＺＣ系列のうち最も受信品質の良いＺＣ系列の巡回シフト量に対応するビームＩＤを、端末装置３００との通信のために最適なビームＩＤとして知得する。すると、スモールセル基地局１００は、最適なビームＩＤを示す情報を含むＡＣＫ信号を、端末装置３００に所定回数繰り返し送信する。例えば、スモールセル基地局１００は、ビームＩＤ＃２１のビームの受信品質が最も良いと判定して、ビームＩＤ＃２１を示す情報を含むＡＣＫ信号を、端末装置３００に所定回数（Number of eNB RACK）繰り返し送信する。また、端末装置３００は、ビームＩＤのフィードバックを受け取ったこと、即ちＵＥビームフォーミング同期が確立されたことを示す情報を含むＡＣＫ信号を、スモールセル基地局１００に所定回数繰り返し送信する。例えば、端末装置３００は、ビームＩＤ＃２１を示す情報を含むＡＣＫ信号を、スモールセル基地局１００に所定回数繰り返し送信する。このＡＣＫ信号の受信のために、スモールセル基地局１００は、アンテナ指向性５１を、ＡＣＫ信号が到来する方向に絞って設定する。以上により、ＵＥビームフォーミング同期が確立される。

なお、上述したＢＩＳ、ＢＲＩＳ及び繰り返し回数は、予めマクロセル基地局２００により設定されるものとし、スモールセル基地局１００及び端末装置３００は、マクロセル基地局２００からこれらの情報を取得するものとする。また、スモールセル基地局１００側のＢＩＳ、ＢＲＩＳ、及び繰り返し回数と端末装置３００側のそれらとは、同一であってもよいし、異なっていてもよい。

＜３．６．第２のｅＮＢビームフォーミング＞
スモールセル基地局１００は、ビームグループを用いて第１のｅＮＢビームフォーミングを行うものと上記説明した。スモールセル基地局１００（例えば、通信制御部１５３）は、第１のｅＮＢビームフォーミング同期の確立後、個々のビームを用いた通信に移行してもよい。その場合、スモールセル基地局１００は、端末装置３００との通信に用いていたビームグループに含まれる複数のビームから、その後も継続して端末装置３００との通信に用いるビームを選択する。選択されたビーム以外は、他の端末装置３００との通信に用いられてもよい。これにより、スモールセル基地局１００は、セル内でビームフォーミングして通信可能な端末装置３００の数を増加させることが可能である。以下では、スモールセル基地局１００によるビームを用いたｅＮＢビームフォーミングを、第２のｅＮＢビームフォーミングとも称する。

例えば、スモールセル基地局１００は、第１のｅＮＢビームフォーミングの同期確立後、若しくは第１のｅＮＢビームフォーミング及びＵＥビームフォーミングの同期確立後に、第２のｅＮＢビームフォーミングの同期を確立してもよい。その際、スモールセル基地局１００は、第１のｅＮＢビームフォーミング同期手続きにより既に同期を確立したビームグループに含まれるビームのいずれかを用いて、第２のビームフォーミングの同期を確立する。そのため、第２のｅＮＢビームフォーミング同期を確立するために順番に送信される同期用フレーム数は、第１のｅＮＢビームフォーミング同期が確立されているビームグループに含まれるビーム数に相当する数だけでよい。よって、第２のｅＮＢビームフォーミングは、第１のｅＮＢビームフォーミングよりも短い期間で同期を確立することが可能である。

なお、ここでの同期信号の送信は、第１のｅＮＢビームフォーミング同期手続きと同様に、スイープ送信が行われてもよい。ただし、ここでは、第１のｅＮＢビームフォーミング同期が確立したビームグループに対応する部分領域を対象としたスイープ送信が行われる。詳しくは、スモールセル基地局１００は、第１のｅＮＢビームフォーミング同期が確立されたビームグループが対応する部分領域をさらに分割した複数の領域の各々へ、当該ビームグループに含まれる各々のビームを用いて、時間的に順番に且つ周期的に同期信号を送信する。

第２のｅＮＢビームフォーミング同期手続きは、上述した第１のｅＮＢビームフォーミング同期手続きと同様である。以下、図２９を参照して、第２のビームフォーミング同期手続きについて具体的に説明する。

図２９は、本実施形態に係る第２のｅＮＢビームフォーミング同期手続きの一例を説明するための図である。図２９に示すように、まず、スモールセル基地局１００及び端末装置３００は、第１のｅＮＢビームフォーミング同期を確立し、その後ＵＥビームフォーミング同期を確立する。ここで、第１のｅＮＢビームフォーミング同期はＢＧＩＤ＃１６のビームグループにより確立され、ＵＥビームフォーミング同期はＢＩＤ＃２１のビームにより確立される。第１のｅＮＢビームフォーミング同期手続き、及びＵＥビームフォーミング同期手続きに関しては上述した通りであるので、ここでの詳細な説明は省略する。その後、第２のｅＮＢビームフォーミング同期手続きが行われる。

具体的には、まず、スモールセル基地局１００は、ビームＩＤに対応するＺＣ系列を含む同期信号を、当該ビームＩＤに対応するビームを用いて端末装置３００に送信する。詳しくは、スモールセル基地局１００は、ひとつのセクタに対応するルートＺＣ系列から生成される、各ビームのビームＩＤに対応する複数のＺＣ系列を、対応するビームを用いてＢＩＳ分の間隔をあけて順番に送信する。例えば、第１のｅＮＢビームフォーミングにおいて利用されているビームグループに４つのビームが含まれる場合、スモールセル基地局１００は、ビームＩＤ＃１６−０〜＃１６−３に対応するＺＣ系列を含む４個の同期信号を順番に送信する。また、スモールセル基地局１００は、ビーム数分の複数のＺＣ系列から成る無線フレームを、ＢＲＩＳ分の間隔をあけて所定回数繰り返し送信する。ここでの同期信号の送信においては、上述したように、第１のｅＮＢビームフォーミング同期が確立したビームグループに対応する部分領域を対象としたスイープ送信が行われる。その後、端末装置３００からのＡＣＫ信号の受信のために、スモールセル基地局１００は、図２７を参照してした上記説明と同様の理由で、アンテナ指向性をＡＣＫ信号が到来する方向に絞って設定する。

次いで、端末装置３００は、受信したＺＣ系列のうち最も受信品質の良いＺＣ系列の巡回シフト量に対応するビームＩＤを、スモールセル基地局１００との通信のために最適なビームＩＤとして知得する。すると、端末装置３００は、最適なビームＩＤを示す情報を含むＡＣＫ信号を、スモールセル基地局１００に所定回数繰り返し送信する。例えば、端末装置３００は、ビームＩＤ＃１６−１の受信品質が最も良いと判定して、ビームＩＤ＃１６−１を示す情報を含むＡＣＫ信号を、スモールセル基地局１００に所定回数繰り返し送信する。また、スモールセル基地局１００は、ビームＩＤのフィードバックを受け取ったこと、即ち第２のｅＮＢビームフォーミング同期が確立されたことを示す情報を含むＡＣＫ信号を、端末装置３００に所定回数繰り返し送信する。例えば、スモールセル基地局１００は、ビームＩＤ＃１６−１を示す情報を含むＡＣＫ信号を、端末装置３００に所定回数繰り返し送信する。

以上の手続きにより、第２のｅＮＢビームフォーミング同期が確立される。上述したように、第１のｅＮＢビームフォーミング同期に続いて、第２のｅＮＢビームフォーミング同期を行う、本発明の初期アクセス手順では、段階的なビームフォーミングが実行されるので、端末装置３００は、第１のｅＮＢビームフォーミング同期において、ある程度ブロード（broad）なビーム幅で、素早くｅＮＢビームフォーミング同期を確立できる。その後の第２のｅＮＢビームフォーミング同期において、さらに鋭いビーム幅を用いて、通信可能な端末装置３００の数をさらに増加させることが可能となり、５GのMassive MIMOの特性である容量アップも実現できる。

なお、ＢＩＳ、ＢＲＩＳ及び繰り返し回数は、予めマクロセル基地局２００により設定されるものとし、スモールセル基地局１００及び端末装置３００はマクロセル基地局２００からこれらの情報を取得する。また、スモールセル基地局１００側のＢＩＳ、ＢＲＩＳ、及び繰り返し回数と端末装置３００側のそれらとは、同一であってもよいし、異なっていてもよい。

＜３．７．処理の流れ＞
以下、図３０を参照して、上述した第１のｅＮＢビームフォーミング同期手続き、ＵＥビームフォーミング同期手続き、及び第２のｅＮＢビームフォーミング同期手続きを含む、一連の初期アクセス手続きにおける処理の流れの一例を説明する。

図３０は、本実施形態に係るシステム１において実行される初期アクセス手続きにおける処理の流れの一例を示すシーケンス図である。

図３０に示すように、まず、マクロセル基地局２００及び端末装置３００は、ＦＤ−ＭＩＭＯによる無線リンクを確立する（ステップＳ２０２）。

次いで、マクロセル基地局２００は、端末装置３００のＣ−ＲＮＴＩをスモールセル基地局１００に送信する（ステップＳ２０４）。詳しくは、まず、マクロセル基地局２００は、マクロセルにおける端末装置３００との無線リンク情報から、端末装置３００に割り当てられた固有のＣ−ＲＮＴＩを知得する。また、マクロセル基地局２００は、マクロセルにおける端末装置３００との無線リンク情報から、端末装置３００がユーザプレーンの接続を確立すべきスモールセルの候補を知得する。そして、マクロセル基地局２００は、端末装置３００のＣ−ＲＮＴＩを、候補のスモールセルを運用するスモールセル基地局１００全てに送信する。上記のＣ−ＲＮＴＩの送信は、制御プレーンのリンクが確立されている端末装置３００の各々について行われる。上記のＣ−ＲＮＴＩの送信には、Ｘ２インタフェース又はＳ１インタフェースが用いられる。

次に、マクロセル基地局２００は、候補のスモールセルの周波数チャネル情報及びビームに関する情報を、端末装置３００に送信する（ステップＳ２０６）。候補のスモールセルのビームに関する情報とは、例えば、端末装置３００が現在いると思われる候補のスモールセルの各セクタに割り当てられる、端末装置３００固有のＣ−ＲＮＴＩから生成されるルートＺＣ系列等を含む情報である。候補のスモールセルのビームに関する情報は、優先順位が付されリスト化されて送信されてもよい。候補のスモールセルのビームに関する情報は、例えばマクロセルにおける端末装置３００との無線リンク情報に基づいて生成され得る。

次いで、マクロセル基地局２００は、タイミング情報を候補の全てのスモールセル基地局１００に送信する（ステップＳ２０８）。ここでのタイミング情報は、例えばフレームタイミング情報又はシンボルタイミング情報等を含み得る。タイミング情報は、例えばマクロセルにおける端末装置３００との無線リンク情報に基づいて生成され得る。タイミング情報の送信には、Ｘ２インタフェース又はＳ１インタフェースが用いられる。

次に、マクロセル基地局２００は、タイミング情報及び遅延情報を端末装置３００に送信する。遅延情報とは、無線リンクが確立されている制御プレーンにおける各端末装置３００のタイミング情報と、スモールセル固有のフレームタイミング又はシンボルタイミングのずれを示す遅延情報とを含み得る。遅延情報は、例えばマクロセルにおける端末装置３００との無線リンク情報に基づいて生成され得る。

以上説明した処理により、スモールセル基地局１００は第１の同期情報を知得し、端末装置３００は第２の同期情報を知得する。これらの情報により、端末装置３００は、スモールセル基地局１００とのシンボル同期タイミング及びフレーム同期タイミングをおおまかに予測することができる。予測に留まるのは、６ＧＨｚ以下のＬＴＥ信号であるマクロセルでのタイミングと、ミリ波の５Ｇ信号であるスモールセルでの実環境での伝搬遅延タイミングとが、正確には異なるためである。予測に続いて、端末装置３００は、スモールセル基地局１００が順番にスイープ送信する同期信号を逐次受信していく手順を用いることで、正確に、シンボル同期、フレーム同期及びビームフォーミング同期を確立することができる。以下、正確な同期を確立する処理について説明する。

まず、スモールセル基地局１００及び端末装置３００は、第１のｅＮＢビームフォーミング同期手続きを行う（ステップＳ２２０）。まず、スモールセル基地局１００は、各セクタに対応するルートＺＣ系列から生成されたビームグループＩＤに１対１に対応する互いに直交するＺＣ系列を含む同期信号を、当該ビームグループＩＤに対応するビームグループを用いて端末装置３００に送信する（ステップＳ２２２）。ここでの同期信号の送信においては、スモールセル基地局１００の通信対象領域（例えば、セル又はセクタ）を対象としたスイープ送信が行われる。次いで、端末装置３００は、受信したＺＣ系列のうち最も受信品質の良いＺＣ系列の巡回シフト量に対応するビームグループＩＤを示す情報を含むＡＣＫ信号を、スモールセル基地局１００にフィードバックする（ステップＳ２２４）。このＡＣＫ信号を確実に受信可能にするために、スモールセル基地局１００は、端末装置３００からの上述したようにアンテナ指向性を準全方向性に設定する。次に、スモールセル基地局１００は、第１のｅＮＢビームフォーミング同期が確立されたことを示す情報を含むＡＣＫ信号を、端末装置３００に送信する（ステップＳ２２６）。以上の手続きにより、第１のｅＮＢビームフォーミング同期が確立される。なお、本手続きにより確立される無線リンクは、常に維持されることが望ましい。

次に、オプションで、スモールセル基地局１００及び端末装置３００は、ＵＥビームフォーミング同期手続きを行う（ステップＳ２３０）。まず、端末装置３００は、自身に割り当てられたルートＺＣ系列から生成されたビームＩＤに１対１に対応する互いに直交するＺＣ系列を含む同期信号を、当該ビームＩＤに対応するビームを用いてスモールセル基地局１００に送信する（ステップＳ２３２）。この同期信号を確実に受信可能にするために、スモールセル基地局１００は、端末装置３００からの上述したようにアンテナ指向性を準全方向性に設定する。次いで、スモールセル基地局１００は、受信したＺＣ系列のうち最も受信品質の良いＺＣ系列の巡回シフト量に対応するビームＩＤを示す情報を含むＡＣＫ信号を、端末装置３００にフィードバックする（ステップＳ２３４）。次に、端末装置３００は、ＵＥビームフォーミング同期が確立されたことを示す情報を含むＡＣＫ信号を、スモールセル基地局１００に送信する（ステップＳ２３６）。このＡＣＫ信号の受信のために、スモールセル基地局１００は、アンテナ指向性５１を、ＡＣＫ信号が到来する方向に絞って設定する。以上の手続きにより、ＵＥビームフォーミング同期が確立される。

次いで、オプションで、スモールセル基地局１００及び端末装置３００は、第２のｅＮＢビームフォーミング同期手続きを行う（ステップＳ２４０）。まず、スモールセル基地局１００は、各セクタに対応するルートＺＣ系列から生成されたビームＩＤに１対１に対応する互いに直交するＺＣ系列を含む同期信号を、当該ビームＩＤに対応するビームを用いて端末装置３００に送信する（ステップＳ２４２）。ここでの同期信号の送信においては、第１のｅＮＢビームフォーミング同期が確立したビームグループに対応する部分領域を対象としたスイープ送信が行われる。次いで、端末装置３００は、受信したＺＣ系列のうち最も受信品質の良いＺＣ系列の巡回シフト量に対応するビームＩＤを示す情報を含むＡＣＫ信号を、スモールセル基地局１００にフィードバックする（ステップＳ２４４）。このＡＣＫ信号の受信のために、スモールセル基地局１００は、アンテナ指向性５１を、ＡＣＫ信号が到来する方向に絞って設定する。次に、スモールセル基地局１００は、第２のｅＮＢビームフォーミング同期が確立されたことを示す情報を含むＡＣＫ信号を、端末装置３００に送信する（ステップＳ２４６）。以上の手続きにより、第２のｅＮＢビームフォーミング同期が確立される。なお、本手続きにより確立される無線リンクは、常に維持されることが望ましい。

以上により、処理は終了する。

＜３．８．ＳＩＣ実行指示＞
スモールセル基地局１００は、Ｍａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯ及びＭＵＳＴが適用される。例えば、スモールセル基地局１００（例えば、通信制御部１５３）は、ひとつのビームグループに含まれる複数のビーム上で複数の端末装置３００を非直交リソースを用いて多重する。即ち、端末装置３００は、同一のビームグループに含まれる複数のビーム上に存在する他の端末装置３００と、非直交リソースを用いて多重される。端末装置３００（例えば、ＳＩＣ処理部３４３）は、スモールセル基地局１００との非直交リソースを用いた通信を行う。詳しくは、端末装置３００は、Ｎｅａｒ−ＵＥに相当する場合、ＳＩＣを実行して干渉除去することで、自身宛ての信号を取得する。以下、Ｎｅａｒ−ＵＥに相当する端末装置３００にＳＩＣの実行を指示する仕組みを説明する。

ここで、３ＧＰＰ ＴＲ３６．８５９において、ＳＩＣの方法として、Ｒ−ＭＬ（Reduced complexity Maximum Likelihood）、ＳＬＩＣ（Symbol Level Interference Cancellation)、及びＭＬ（Maximum likelihood）等が提案されている。Ｎｅａｒ−ＵＥがＲ−ＭＬ又はＳＬＩＣを実行するために要される情報は、複数考えられる。本情報は、アシスタンス情報として、３ＧＰＰ ＴＲ３６．８５９において以下の表のように開示されている。

上記表に示すように、アシスタンス情報は、空間レイヤごとのＭＵＳＴ干渉の存在有無を示す情報を含み得る。なお、Ｎｅａｒ−ＵＥは、本情報により、ＳＩＣを実行すべきか否かを知得することが可能である。また、アシスタンス情報は、Ｎｅａｒ−ＵＥのＰＤＳＣＨ及びＦａｒ−ＵＥのＰＤＳＣＨの送信パワー割り当て情報を含み得る。なお、Ｆａｒ−ＵＥへのＭＩＭＯによるビームフォーミングが行われている場合、ストリームごとの送信パワー情報が要される。また、アシスタンス情報は、空間プリコーディング行列情報を含み得る。なお、本情報は、例えば、ＭＩＭＯのＰＭＩ及びＲＩ（Rank Indicator）を含む。また、アシスタンス情報は、各々のコードワードの変調次数情報を含み得る。また、アシスタンス情報は、リソースアロケーション情報を含み得る。なお、本情報は、ＭＵＳＴにより多重されるＮｅａｒ−ＵＥとＦａｒ−ＵＥとで割り当てられるＲＢ（Resource
Block）が全て重なっており、かつアシスタンス情報が同一である場合は不要である。また、アシスタンス情報は、Ｆａｒ−ＵＥのＤＭＲＳ情報を含み得る。本情報は、なお、Ｆａｒ−ＵＥのチャネル推定及びパワー割り当てのために要される。また、アシスタンス情報は、ＰＤＳＣＨリソースエレメントマッピング情報を含み得る。なお、本情報は、ＰＲＳＣＨとＤＭＲＳのリソースエレメントマッピング情報が異なる場合に要される。また、アシスタンス情報は、トランスミッション方式情報を含み得る。なお、本情報は、送信ダイバーシチと閉ループＭＩＭＯとが適用される場合に要される。また、アシスタンス情報は、Ｅ−ＨＡＲＱ（Enhanced Hybrid automatic repeat request）情報を含み得る。なお、本情報は、Ｅ−ＨＡＲＱが実行される場合に要される。

スモールセル基地局１００は、ＳＩＣ実行のための情報である上記アシスタンス情報を、ＳＩＣを実行させる端末装置３００に送信する。そのために、スモールセル基地局１００は、ＳＩＣを実行させる端末装置３００、及び実行させるタイミングを、第１又は第２のｅＮＢビームフォーミング同期を確立しているビームグループＩＤ又はビームＩＤ、及び端末装置３００のＲＳＳＩ又はＣＱＩ値に基づいて判断する。そして、スモールセル基地局１００は、ＳＩＣを実行させる端末装置３００に、ＳＩＣを実行すべきタイミングに合わせて、アシスタンス情報を送信する。これにより、端末装置３００は、自身がＳＩＣを実行すべきである場合に、ＳＩＣを実行すべきタイミングでアシスタンス情報を取得することが可能となる。

上記判断について詳しく説明する。端末装置３００は、例えば図１９を参照して上記説明したように、同期を確立しているビームグループＩＤ（又はビームＩＤ）を、セルフコンテインドフレームにおけるＵＥアップリンク受信応答に含める。これにより、スモールセル基地局１００は、同一のビームグループ（又はビーム）で多重されている複数の端末装置３００を知得可能である。また、端末装置３００は、受信信号のＲＳＳＩ及びＳＱＩを測定して、測定結果を示す情報を同様にＵＥアップリンク受信応答に含める。これにより、スモールセル基地局１００は、同一のビームグループ（又はビーム）で多重されている複数の端末装置３００の遠近関係を知得可能である。これにより、端末装置３００は、この遠近関係に基づいて、近い方の端末装置３００に、ＳＩＣを実行すべきタイミングでのＳＩＣ実行を、指示することが可能となる。

一方、端末装置３００は、スモールセル基地局１００から受信したアシスタンス情報に基づいて、同一のビームグループに含まれる複数のビーム上で多重された他の端末装置３００宛ての信号による干渉を除去するための逐次干渉キャンセラを実行する。端末装置３００は、ＳＩＣを実行すべきタイミングに応じてアシスタンス情報を受信することで、Ｍａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯ及びＭＵＳＴが組み合わされた場合にも、ＳＩＣを実行して自身宛ての信号を取得することが可能となる。

アシスタンス情報は、多様な手段で送信され得る。例えば、アシスタンス情報は、スモールセル基地局１００から、ユーザプレーンのＤＬデータ上でシグナリング情報として送信されてもよい。また、アシスタンス情報は、マクロセル基地局２００から、制御プレーンの個別制御物理チャネル上でシグナリング情報として送信されてもよい。また、アシスタンス情報は、最低限のＵＥペア情報に基づいて、ブラインド検出されてもよい。

＜３．９．ハンドオーバ＞
ＬＴＥにおいて、ハンドオーバは、隣接セルからの受信強度と在圏セルからの受信強度との比較結果に基づいて行われ得る。例えば、トリガイベントＡ３に関しては、隣接セルからの受信強度が在圏セルからの受信強度よりも強くなり、所定の条件式が満たされた場合に、ＵＥからｅＮＢへメジャメントレポートが報告される。そして、トリガイベントＡ３が所定の期間以上継続して満たされた場合に、受信強度が最も強いｅＮＢをターゲットｅＮＢとするハンドオーバが決定される。

ＬＴＥにおいては、ｅＮＢはＭａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯによるビームフォーミングを行っていない。これに対し、本実施形態に係るスモールセル基地局１００は、Ｍａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯによる第１又は第２のｅＮＢビームフォーミングを行う。そして、本実施形態に係るシステム１は、ビームフォーミング同期が確立されたたまま、在圏セルからターゲットセルへのハンドオーバを実行する。以下では、第１のｅＮＢビームフォーミングに関して説明するが、第２のｅＮＢビームフォーミングに関しても同様の説明が成り立つ。

・情報共有
図３１は、本実施形態に係るシステム１におけるハンドオーバを説明するための図である。図３１に示すように、スモールセル１１Ａを運用するスモールセル基地局１００Ａ及びスモールセル１１Ｂを運用するスモールセル基地局１００Ｂとが隣接しており、それぞれがＭａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯによりビームを多数形成している。そして、端末装置３００は、スモールセル基地局１００ＡをソースｅＮＢとし、スモールセル基地局１００ＢをターゲットｅＮＢとするハンドオーバを行う。

スモールセル基地局１００同士は、ハンドオーバのための情報（以下、ハンドオーバ情報）を共有してもよい。例えば、スモールセル基地局１００Ａ（例えば、情報共有部１５１）は、スモールセル基地局１００ＢにＸ２インタフェースを介してハンドオーバ情報を送信する。

例えば、ハンドオーバ情報は、接続状態の端末装置３００から報告されたＲＳＳＩ、及びＣＱＩ値を含み得る。また、ハンドオーバ情報は、接続状態の端末装置３００と第１のｅＮＢビームフォーミング同期が確立されているビームグループＩＤ、及び当該ビームグループＩＤに対応するＺＣ系列を含み得る。また、ハンドオーバ情報は、接続状態の端末装置３００の周囲のチャネル環境、及びハンドオーバ先のスモールセルの候補を示す情報を含んでいてもよい。なお、ここでの接続状態とは、初期アクセス手続きが実行されて、シンボル同期、フレーム同期及び第１のｅＮＢビームフォーミング同期が確立され、ユーザプレーンでの送受信が行われている状態を指す。

スモールセル基地局１００Ａは、まず、接続状態の端末装置３００から上述したハンドオーバ情報を取得する。例えば、スモールセル基地局１００Ａは、セルフコンテインドフレームに含まれるＵＥアップリンク受信応答から、ＲＳＳＩ及びＣＱＩ値、並びにビームグループＩＤを取得し、取得したビームグループＩＤに対応するＺＣ系列をさらに取得する。また、スモールセル基地局１００は、ＵＥアップリンク受信応答の受信結果に基づいて、端末装置３００の周囲のチャネル環境を取得する。そして、スモールセル基地局１００Ａは、スモールセル基地局１００Ｂを含む他のスモールセル基地局１００との間で、接続状態の端末装置３００のハンドオーバ情報を共有する。

また、スモールセル基地局１００Ａは、ハンドオーバする端末装置３００に、当該端末装置３００との通信に用いているビームグループに基づいて、ハンドオーバ先のスモールセル基地局１００Ｂとの通信に用いられるビームグループの候補のビームグループＩＤを送信してもよい。これにより、候補となるビームグループＩＤが絞られるので、端末装置３００は、より早くにスモールセル基地局１００Ｂとの第１のｅＮＢビームフォーミング同期を確立することが可能となる。候補のビームグループＩＤは、優先順位が付されて通知されてもよい。この通知は、例えばユーザプレーンのＤＬデータ上のシグナリング情報として通知され得る。

ここで、スモールセル基地局１００Ａは、自身が端末装置３００との間で第１のｅＮＢビームフォーミング同期を確立しているビームグループＩＤに対応する部分領域の位置に基づいて、端末装置３００の位置を把握可能である。スモールセル基地局１００Ａは、端末装置３００との間で第２のｅＮＢビームフォーミング同期を確立している場合には、さらに詳細に端末装置３００の位置を把握可能である。そのため、スモールセル基地局１００Ａは、端末装置３００の位置に基づいて、スモールセル基地局１００Ｂの通信対象領域内のどの位置に端末装置３００が移動するかを推定可能である。上述したように、ビームグループＩＤは通信対象領域内の位置に対応するので、スモールセル基地局１００Ａは、端末装置３００の移動先の推定結果に応じて、候補となるビームグループＩＤを特定可能である。なお、この候補となるビームグループＩＤの特定は、スモールセル基地局１００Ｂにより行われてもよい。

・第１のｅＮＢビームフォーミング同期
スモールセル基地局１００Ｂ（例えば、通信制御部１５３）は、スモールセル基地局１００Ａから共有されたハンドオーバ情報に基づいて、ハンドオーバしてきた端末装置３００との第１のｅＮＢビームフォーミング同期を確立する。例えば、まず、スモールセル基地局１００Ｂは、ハンドオーバ情報に基づいて、端末装置３００の位置及び端末装置３００がハンドオーバすべきタイミングを予測する。そして、スモールセル基地局１００Ｂは、予測したタイミングにおいて、ハンドオーバ情報に基づいて第１のｅＮＢビームフォーミング同期手続きを行う。手続きの詳細は、上記説明した通りであるので、ここでの詳細な説明は省略する。ただし、ここでの第１のｅＮＢビームフォーミング同期手続きにおいて、スモールセル基地局１００Ｂは、ハンドオーバ情報に基づいて、候補となるビームグループＩＤを絞ってもよい。これにより、より早くに第１のｅＮＢビームフォーミング同期を確立することが可能となる。

図３２は、ハンドオーバ時に送受信される情報の一例を示す図である。図３２に示すように、端末装置３００は、ハンドオーバ元のスモールセル基地局１００Ａとのセルフコンテインドフレームを用いた通信、及びハンドオーバ先のスモールセル基地局１００Ｂからの第１のｅＮＢビームフォーミングのための同期信号の受信を連続して行う。詳しくは、端末装置３００は、スモールセル基地局１００ＡからＤＬデータを受信してＵＥアップリンク受信応答を送信する。その後、端末装置３００は、スモールセル基地局１００Ｂとの第１のｅＮＢビームフォーミング同期確立のために、スモールセル基地局１００Ｂからの同期信号を受信する。スモールセル１１Ａとスモールセル１１Ｂとで同じ周波数帯域が用いられているので、図３２に示したように、無線フレーム上で、セルフコンテインドフレーム及び同期信号を混在してマッピングすることが可能である。

なお、ハンドオーバの決定の際に、第１のｅＮＢビームフォーミング時の受信強度が考慮されてもよい。例えば、トリガイベントＡ３に関し、隣接セルの受信強度が、第１のｅＮＢビームフォーミングが行われた場合に想定される受信強度に置き換えられてもよい。これにより、Ｍａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯにより適したハンドオーバが実現される。

・ハンドオーバ時のＣｏＭＰ
ハンドオーバ時に、ＣｏＭＰが実施されてもよい。

そのために、例えばスモールセル基地局１００Ａ（例えば、通信制御部１５３）は、自身と接続してユーザプレーンの信号を送受信しつつマクロセル基地局２００（他の第１の基地局に相当）と接続して制御プレーンの情報を送受信する端末装置３００へ、端末装置３００のハンドオーバ先のスモールセル基地局１００Ｂ（他の第２の基地局に相当）と協調してユーザプレーンの信号を送信する。また、スモールセル基地局１００Ｂ（例えば、通信制御部１５３）は、スモールセル基地局１００Ａと接続してユーザプレーンの信号を送受信しつつマクロセル基地局２００と接続して制御プレーンの情報を送受信する端末装置３００が自身にハンドオーバする場合、ハンドオーバ元のスモールセル基地局１００Ａと協調してユーザプレーンの信号を送信する。これにより、ハンドオーバ時にユーザプレーンの通信の中断時間を減らす又は無くすことが可能となる。このことは、３Ｇにおけるソフトハンドオーバと同様である。

とりわけ、本実施形態では、ハンドオーバ先のスモールセル基地局１００Ｂは、ハンドオーバ情報に基づいて、端末装置３００の位置及びタイミングを推定し、候補となるビームグループＩＤを絞って第１のｅＮＢビームフォーミング同期手続きを行う。つまり、スモールセル基地局１００Ｂは、早期に適切なビームを形成することが可能である。従って、ＣｏＭＰ実施の際に、スモールセル基地局１００Ａからのビームとスモールセル基地局１００Ｂからのビームとに生じ得る干渉を低減することが可能である。

このように、ハンドオーバの際には、スモールセル基地局１００Ａ及びスモールセル基地局１００Ｂの各々が、端末装置３００に対してビームフォーミング同期を確立する。
これにより、スムーズなハンドオーバの実施が実現されると共に、フリンジエリアでのスループットの低下が防止され、ユーザプレーンの通信の中断を減らす又は無くすことが可能となる。

なお、上述したハンドオーバ時のＣｏＭＰの実施を考慮すれば、端末装置３００が全方向性アンテナを有することは有効であると言える。なぜならば、全方向性アンテナを有することで、端末装置３００側の負担が軽減される上に、ハンドオーバ時のハンドオーバ元及びハンドオーバ先の複数方向からのビームの受信も容易に可能なためである。

＜＜４．応用例＞＞
本開示に係る技術は、様々な製品へ応用可能である。例えば、基地局１００又は２００は、マクロｅＮＢ又はスモールｅＮＢなどのいずれかの種類のｅＮＢ（evolved Node B）として実現されてもよい。スモールｅＮＢは、ピコｅＮＢ、マイクロｅＮＢ又はホーム（フェムト）ｅＮＢなどの、マクロセルよりも小さいセルをカバーするｅＮＢであってよい。その代わりに、基地局１００又は２００は、ＮｏｄｅＢ又はＢＴＳ（Base Transceiver Station）などの他の種類の基地局として実現されてもよい。基地局１００又は２００は、無線通信を制御する本体（基地局装置ともいう）と、本体とは別の場所に配置される１つ以上のＲＲＨ（Remote Radio Head）とを含んでもよい。また、後述する様々な種類の端末が一時的に又は半永続的に基地局機能を実行することにより、基地局１００又は２００として動作してもよい。

また、例えば、端末装置３００は、スマートフォン、タブレットＰＣ（Personal Computer）、ノートＰＣ、携帯型ゲーム端末、携帯型／ドングル型のモバイルルータ若しくはデジタルカメラなどのモバイル端末、又はカーナビゲーション装置などの車載端末として実現されてもよい。また、端末装置３００は、Ｍ２Ｍ（Machine To Machine）通信を行う端末（ＭＴＣ（Machine Type Communication）端末ともいう）として実現されてもよい。さらに、端末装置３００は、これら端末に搭載される無線通信モジュール（例えば、１つのダイで構成される集積回路モジュール）であってもよい。

＜４．１．基地局に関する応用例＞
（第１の応用例）
図３３は、本開示に係る技術が適用され得るｅＮＢの概略的な構成の第１の例を示すブロック図である。ｅＮＢ８００は、１つ以上のアンテナ８１０、及び基地局装置８２０を有する。各アンテナ８１０及び基地局装置８２０は、ＲＦケーブルを介して互いに接続され得る。

アンテナ８１０の各々は、単一の又は複数のアンテナ素子（例えば、ＭＩＭＯアンテナを構成する複数のアンテナ素子）を有し、基地局装置８２０による無線信号の送受信のために使用される。ｅＮＢ８００は、図３３に示したように複数のアンテナ８１０を有し、複数のアンテナ８１０は、例えばｅＮＢ８００が使用する複数の周波数帯域にそれぞれ対応してもよい。なお、図３３にはｅＮＢ８００が複数のアンテナ８１０を有する例を示したが、ｅＮＢ８００は単一のアンテナ８１０を有してもよい。

基地局装置８２０は、コントローラ８２１、メモリ８２２、ネットワークインタフェース８２３及び無線通信インタフェース８２５を備える。

コントローラ８２１は、例えばＣＰＵ又はＤＳＰであってよく、基地局装置８２０の上位レイヤの様々な機能を動作させる。例えば、コントローラ８２１は、無線通信インタフェース８２５により処理された信号内のデータからデータパケットを生成し、生成したパケットをネットワークインタフェース８２３を介して転送する。コントローラ８２１は、複数のベースバンドプロセッサからのデータをバンドリングすることによりバンドルドパケットを生成し、生成したバンドルドパケットを転送してもよい。また、コントローラ８２１は、無線リソース管理（Radio Resource Control）、無線ベアラ制御（Radio Bearer Control）、移動性管理（Mobility Management）、流入制御（Admission Control）又はスケジューリング（Scheduling）などの制御を実行する論理的な機能を有してもよい。また、当該制御は、周辺のｅＮＢ又はコアネットワークノードと連携して実行されてもよい。メモリ８２２は、ＲＡＭ及びＲＯＭを含み、コントローラ８２１により実行されるプログラム、及び様々な制御データ（例えば、端末リスト、送信電力データ及びスケジューリングデータなど）を記憶する。

ネットワークインタフェース８２３は、基地局装置８２０をコアネットワーク８２４に接続するための通信インタフェースである。コントローラ８２１は、ネットワークインタフェース８２３を介して、コアネットワークノード又は他のｅＮＢと通信してもよい。その場合に、ｅＮＢ８００と、コアネットワークノード又は他のｅＮＢとは、論理的なインタフェース（例えば、Ｓ１インタフェース又はＸ２インタフェース）により互いに接続されてもよい。ネットワークインタフェース８２３は、有線通信インタフェースであってもよく、又は無線バックホールのための無線通信インタフェースであってもよい。ネットワークインタフェース８２３が無線通信インタフェースである場合、ネットワークインタフェース８２３は、無線通信インタフェース８２５により使用される周波数帯域よりもより高い周波数帯域を無線通信に使用してもよい。

無線通信インタフェース８２５は、ＬＴＥ（Long Term Evolution）又はＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄなどのいずれかのセルラー通信方式をサポートし、アンテナ８１０を介して、ｅＮＢ８００のセル内に位置する端末に無線接続を提供する。無線通信インタフェース８２５は、典型的には、ベースバンド（ＢＢ）プロセッサ８２６及びＲＦ回路８２７などを含み得る。ＢＢプロセッサ８２６は、例えば、符号化／復号、変調／復調及び多重化／逆多重化などを行なってよく、各レイヤ（例えば、Ｌ１、ＭＡＣ（Medium Access Control）、ＲＬＣ（Radio Link Control）及びＰＤＣＰ（Packet Data Convergence Protocol））の様々な信号処理を実行する。ＢＢプロセッサ８２６は、コントローラ８２１の代わりに、上述した論理的な機能の一部又は全部を有してもよい。ＢＢプロセッサ８２６は、通信制御プログラムを記憶するメモリ、当該プログラムを実行するプロセッサ及び関連する回路を含むモジュールであってもよく、ＢＢプロセッサ８２６の機能は、上記プログラムのアップデートにより変更可能であってもよい。また、上記モジュールは、基地局装置８２０のスロットに挿入されるカード若しくはブレードであってもよく、又は上記カード若しくは上記ブレードに搭載されるチップであってもよい。一方、ＲＦ回路８２７は、ミキサ、フィルタ及びアンプなどを含んでもよく、アンテナ８１０を介して無線信号を送受信する。

無線通信インタフェース８２５は、図３３に示したように複数のＢＢプロセッサ８２６を含み、複数のＢＢプロセッサ８２６は、例えばｅＮＢ８００が使用する複数の周波数帯域にそれぞれ対応してもよい。また、無線通信インタフェース８２５は、図３３に示したように複数のＲＦ回路８２７を含み、複数のＲＦ回路８２７は、例えば複数のアンテナ素子にそれぞれ対応してもよい。なお、図３３には無線通信インタフェース８２５が複数のＢＢプロセッサ８２６及び複数のＲＦ回路８２７を含む例を示したが、無線通信インタフェース８２５は単一のＢＢプロセッサ８２６又は単一のＲＦ回路８２７を含んでもよい。

図３３に示したｅＮＢ８００において、図４又は図５を参照して説明した制御部１５０又は２５０に含まれる１つ以上の構成要素（情報共有部１５１及び／又は通信制御部１５３、又は情報共有部２５１及び／又は通信制御部２５３）は、無線通信インタフェース８２５において実装されてもよい。あるいは、これらの構成要素の少なくとも一部は、コントローラ８２１において実装されてもよい。一例として、ｅＮＢ８００は、無線通信インタフェース８２５の一部（例えば、ＢＢプロセッサ８２６）若しくは全部、及び／又はコントローラ８２１を含むモジュールを搭載し、当該モジュールにおいて上記１つ以上の構成要素が実装されてもよい。この場合に、上記モジュールは、プロセッサを上記１つ以上の構成要素として機能させるためのプログラム（換言すると、プロセッサに上記１つ以上の構成要素の動作を実行させるためのプログラム）を記憶し、当該プログラムを実行してもよい。別の例として、プロセッサを上記１つ以上の構成要素として機能させるためのプログラムがｅＮＢ８００にインストールされ、無線通信インタフェース８２５（例えば、ＢＢプロセッサ８２６）及び／又はコントローラ８２１が当該プログラムを実行してもよい。以上のように、上記１つ以上の構成要素を備える装置としてｅＮＢ８００、基地局装置８２０又は上記モジュールが提供されてもよく、プロセッサを上記１つ以上の構成要素として機能させるためのプログラムが提供されてもよい。また、上記プログラムを記録した読み取り可能な記録媒体が提供されてもよい。

また、図３３に示したｅＮＢ８００において、図４又は図５を参照して説明した無線通信部１２０又は２２０は、無線通信インタフェース８２５（例えば、ＲＦ回路８２７）において実装されてもよい。また、アンテナ部１１０又は２１０は、アンテナ８１０において実装されてもよい。また、ネットワーク通信部１３０又は２３０は、コントローラ８２１及び／又はネットワークインタフェース８２３において実装されてもよい。また、記憶部１４０又は２４０は、メモリ８２２において実装されてもよい。

（第２の応用例）
図３４は、本開示に係る技術が適用され得るｅＮＢの概略的な構成の第２の例を示すブロック図である。ｅＮＢ８３０は、１つ以上のアンテナ８４０、基地局装置８５０、及びＲＲＨ８６０を有する。各アンテナ８４０及びＲＲＨ８６０は、ＲＦケーブルを介して互いに接続され得る。また、基地局装置８５０及びＲＲＨ８６０は、光ファイバケーブルなどの高速回線で互いに接続され得る。

アンテナ８４０の各々は、単一の又は複数のアンテナ素子（例えば、ＭＩＭＯアンテナを構成する複数のアンテナ素子）を有し、ＲＲＨ８６０による無線信号の送受信のために使用される。ｅＮＢ８３０は、図３４に示したように複数のアンテナ８４０を有し、複数のアンテナ８４０は、例えばｅＮＢ８３０が使用する複数の周波数帯域にそれぞれ対応してもよい。なお、図３４にはｅＮＢ８３０が複数のアンテナ８４０を有する例を示したが、ｅＮＢ８３０は単一のアンテナ８４０を有してもよい。

基地局装置８５０は、コントローラ８５１、メモリ８５２、ネットワークインタフェース８５３、無線通信インタフェース８５５及び接続インタフェース８５７を備える。コントローラ８５１、メモリ８５２及びネットワークインタフェース８５３は、図３３を参照して説明したコントローラ８２１、メモリ８２２及びネットワークインタフェース８２３と同様のものである。

無線通信インタフェース８５５は、ＬＴＥ又はＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄなどのいずれかのセルラー通信方式をサポートし、ＲＲＨ８６０及びアンテナ８４０を介して、ＲＲＨ８６０に対応するセクタ内に位置する端末に無線接続を提供する。無線通信インタフェース８５５は、典型的には、ＢＢプロセッサ８５６などを含み得る。ＢＢプロセッサ８５６は、接続インタフェース８５７を介してＲＲＨ８６０のＲＦ回路８６４と接続されることを除き、図３３を参照して説明したＢＢプロセッサ８２６と同様のものである。無線通信インタフェース８５５は、図３４に示したように複数のＢＢプロセッサ８５６を含み、複数のＢＢプロセッサ８５６は、例えばｅＮＢ８３０が使用する複数の周波数帯域にそれぞれ対応してもよい。なお、図３４には無線通信インタフェース８５５が複数のＢＢプロセッサ８５６を含む例を示したが、無線通信インタフェース８５５は単一のＢＢプロセッサ８５６を含んでもよい。

接続インタフェース８５７は、基地局装置８５０（無線通信インタフェース８５５）をＲＲＨ８６０と接続するためのインタフェースである。接続インタフェース８５７は、基地局装置８５０（無線通信インタフェース８５５）とＲＲＨ８６０とを接続する上記高速回線での通信のための通信モジュールであってもよい。

また、ＲＲＨ８６０は、接続インタフェース８６１及び無線通信インタフェース８６３を備える。

接続インタフェース８６１は、ＲＲＨ８６０（無線通信インタフェース８６３）を基地局装置８５０と接続するためのインタフェースである。接続インタフェース８６１は、上記高速回線での通信のための通信モジュールであってもよい。

無線通信インタフェース８６３は、アンテナ８４０を介して無線信号を送受信する。無線通信インタフェース８６３は、典型的には、ＲＦ回路８６４などを含み得る。ＲＦ回路８６４は、ミキサ、フィルタ及びアンプなどを含んでもよく、アンテナ８４０を介して無線信号を送受信する。無線通信インタフェース８６３は、図３４に示したように複数のＲＦ回路８６４を含み、複数のＲＦ回路８６４は、例えば複数のアンテナ素子にそれぞれ対応してもよい。なお、図３４には無線通信インタフェース８６３が複数のＲＦ回路８６４を含む例を示したが、無線通信インタフェース８６３は単一のＲＦ回路８６４を含んでもよい。

図３４に示したｅＮＢ８３０において、図４又は図５を参照して説明した制御部１５０又は２５０に含まれる１つ以上の構成要素（情報共有部１５１及び／又は通信制御部１５３、又は情報共有部２５１及び／又は通信制御部２５３）は、無線通信インタフェース８５５及び／又は無線通信インタフェース８６３において実装されてもよい。あるいは、これらの構成要素の少なくとも一部は、コントローラ８５１において実装されてもよい。一例として、ｅＮＢ８３０は、無線通信インタフェース８５５の一部（例えば、ＢＢプロセッサ８５６）若しくは全部、及び／又はコントローラ８５１を含むモジュールを搭載し、当該モジュールにおいて上記１つ以上の構成要素が実装されてもよい。この場合に、上記モジュールは、プロセッサを上記１つ以上の構成要素として機能させるためのプログラム（換言すると、プロセッサに上記１つ以上の構成要素の動作を実行させるためのプログラム）を記憶し、当該プログラムを実行してもよい。別の例として、プロセッサを上記１つ以上の構成要素として機能させるためのプログラムがｅＮＢ８３０にインストールされ、無線通信インタフェース８５５（例えば、ＢＢプロセッサ８５６）及び／又はコントローラ８５１が当該プログラムを実行してもよい。以上のように、上記１つ以上の構成要素を備える装置としてｅＮＢ８３０、基地局装置８５０又は上記モジュールが提供されてもよく、プロセッサを上記１つ以上の構成要素として機能させるためのプログラムが提供されてもよい。また、上記プログラムを記録した読み取り可能な記録媒体が提供されてもよい。

また、図３４に示したｅＮＢ８３０において、例えば、図４又は図５を参照して説明した無線通信部１２０又は２２０は、無線通信インタフェース８６３（例えば、ＲＦ回路８６４）において実装されてもよい。また、アンテナ部１１０又は２１０は、アンテナ８４０において実装されてもよい。また、ネットワーク通信部１３０又は２３０は、コントローラ８５１及び／又はネットワークインタフェース８５３において実装されてもよい。また、記憶部１４０又は２４０は、メモリ８５２において実装されてもよい。

＜４．２．端末装置に関する応用例＞
（第１の応用例）
図３５は、本開示に係る技術が適用され得るスマートフォン９００の概略的な構成の一例を示すブロック図である。スマートフォン９００は、プロセッサ９０１、メモリ９０２、ストレージ９０３、外部接続インタフェース９０４、カメラ９０６、センサ９０７、マイクロフォン９０８、入力デバイス９０９、表示デバイス９１０、スピーカ９１１、無線通信インタフェース９１２、１つ以上のアンテナスイッチ９１５、１つ以上のアンテナ９１６、バス９１７、バッテリー９１８及び補助コントローラ９１９を備える。

プロセッサ９０１は、例えばＣＰＵ又はＳｏＣ（System on Chip）であってよく、スマートフォン９００のアプリケーションレイヤ及びその他のレイヤの機能を制御する。メモリ９０２は、ＲＡＭ及びＲＯＭを含み、プロセッサ９０１により実行されるプログラム及びデータを記憶する。ストレージ９０３は、半導体メモリ又はハードディスクなどの記憶媒体を含み得る。外部接続インタフェース９０４は、メモリーカード又はＵＳＢ（Universal Serial Bus）デバイスなどの外付けデバイスをスマートフォン９００へ接続するためのインタフェースである。

カメラ９０６は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）又はＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などの撮像素子を有し、撮像画像を生成する。センサ９０７は、例えば、測位センサ、ジャイロセンサ、地磁気センサ及び加速度センサなどのセンサ群を含み得る。マイクロフォン９０８は、スマートフォン９００へ入力される音声を音声信号へ変換する。入力デバイス９０９は、例えば、表示デバイス９１０の画面上へのタッチを検出するタッチセンサ、キーパッド、キーボード、ボタン又はスイッチなどを含み、ユーザからの操作又は情報入力を受け付ける。表示デバイス９１０は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）又は有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイなどの画面を有し、スマートフォン９００の出力画像を表示する。スピーカ９１１は、スマートフォン９００から出力される音声信号を音声に変換する。

無線通信インタフェース９１２は、ＬＴＥ又はＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄなどのいずれかのセルラー通信方式をサポートし、無線通信を実行する。無線通信インタフェース９１２は、典型的には、ＢＢプロセッサ９１３及びＲＦ回路９１４などを含み得る。ＢＢプロセッサ９１３は、例えば、符号化／復号、変調／復調及び多重化／逆多重化などを行なってよく、無線通信のための様々な信号処理を実行する。一方、ＲＦ回路９１４は、ミキサ、フィルタ及びアンプなどを含んでもよく、アンテナ９１６を介して無線信号を送受信する。無線通信インタフェース９１２は、ＢＢプロセッサ９１３及びＲＦ回路９１４を集積したワンチップのモジュールであってもよい。無線通信インタフェース９１２は、図３５に示したように複数のＢＢプロセッサ９１３及び複数のＲＦ回路９１４を含んでもよい。なお、図３５には無線通信インタフェース９１２が複数のＢＢプロセッサ９１３及び複数のＲＦ回路９１４を含む例を示したが、無線通信インタフェース９１２は単一のＢＢプロセッサ９１３又は単一のＲＦ回路９１４を含んでもよい。

さらに、無線通信インタフェース９１２は、セルラー通信方式に加えて、近距離無線通信方式、近接無線通信方式又は無線ＬＡＮ（Local Area Network）方式などの他の種類の無線通信方式をサポートしてもよく、その場合に、無線通信方式ごとのＢＢプロセッサ９１３及びＲＦ回路９１４を含んでもよい。

アンテナスイッチ９１５の各々は、無線通信インタフェース９１２に含まれる複数の回路（例えば、異なる無線通信方式のための回路）の間でアンテナ９１６の接続先を切り替える。

アンテナ９１６の各々は、単一の又は複数のアンテナ素子（例えば、ＭＩＭＯアンテナを構成する複数のアンテナ素子）を有し、無線通信インタフェース９１２による無線信号の送受信のために使用される。スマートフォン９００は、図３５に示したように複数のアンテナ９１６を有してもよい。なお、図３５にはスマートフォン９００が複数のアンテナ９１６を有する例を示したが、スマートフォン９００は単一のアンテナ９１６を有してもよい。

さらに、スマートフォン９００は、無線通信方式ごとにアンテナ９１６を備えてもよい。その場合に、アンテナスイッチ９１５は、スマートフォン９００の構成から省略されてもよい。

バス９１７は、プロセッサ９０１、メモリ９０２、ストレージ９０３、外部接続インタフェース９０４、カメラ９０６、センサ９０７、マイクロフォン９０８、入力デバイス９０９、表示デバイス９１０、スピーカ９１１、無線通信インタフェース９１２及び補助コントローラ９１９を互いに接続する。バッテリー９１８は、図中に破線で部分的に示した給電ラインを介して、図３５に示したスマートフォン９００の各ブロックへ電力を供給する。補助コントローラ９１９は、例えば、スリープモードにおいて、スマートフォン９００の必要最低限の機能を動作させる。

図３５に示したスマートフォン９００において、図６を参照して説明した制御部３４０に含まれる１つ以上の構成要素（通信制御部３４１及び／又はＳＩＣ処理部３４３）は、無線通信インタフェース９１２において実装されてもよい。あるいは、これらの構成要素の少なくとも一部は、プロセッサ９０１又は補助コントローラ９１９において実装されてもよい。一例として、スマートフォン９００は、無線通信インタフェース９１２の一部（例えば、ＢＢプロセッサ９１３）若しくは全部、プロセッサ９０１、及び／又は補助コントローラ９１９を含むモジュールを搭載し、当該モジュールにおいて上記１つ以上の構成要素が実装されてもよい。この場合に、上記モジュールは、プロセッサを上記１つ以上の構成要素として機能させるためのプログラム（換言すると、プロセッサに上記１つ以上の構成要素の動作を実行させるためのプログラム）を記憶し、当該プログラムを実行してもよい。別の例として、プロセッサを上記１つ以上の構成要素として機能させるためのプログラムがスマートフォン９００にインストールされ、無線通信インタフェース９１２（例えば、ＢＢプロセッサ９１３）、プロセッサ９０１、及び／又は補助コントローラ９１９が当該プログラムを実行してもよい。以上のように、上記１つ以上の構成要素を備える装置としてスマートフォン９００又は上記モジュールが提供されてもよく、プロセッサを上記１つ以上の構成要素として機能させるためのプログラムが提供されてもよい。また、上記プログラムを記録した読み取り可能な記録媒体が提供されてもよい。

また、図３５に示したスマートフォン９００において、例えば、図６を参照して説明した無線通信部３２０は、無線通信インタフェース９１２（例えば、ＲＦ回路９１４）において実装されてもよい。また、アンテナ部３１０は、アンテナ９１６において実装されてもよい。また、記憶部３３０は、メモリ９０２において実装されてもよい。

（第２の応用例）
図３６は、本開示に係る技術が適用され得るカーナビゲーション装置９２０の概略的な構成の一例を示すブロック図である。カーナビゲーション装置９２０は、プロセッサ９２１、メモリ９２２、ＧＰＳ（Global Positioning System）モジュール９２４、センサ９２５、データインタフェース９２６、コンテンツプレーヤ９２７、記憶媒体インタフェース９２８、入力デバイス９２９、表示デバイス９３０、スピーカ９３１、無線通信インタフェース９３３、１つ以上のアンテナスイッチ９３６、１つ以上のアンテナ９３７及びバッテリー９３８を備える。

プロセッサ９２１は、例えばＣＰＵ又はＳｏＣであってよく、カーナビゲーション装置９２０のナビゲーション機能及びその他の機能を制御する。メモリ９２２は、ＲＡＭ及びＲＯＭを含み、プロセッサ９２１により実行されるプログラム及びデータを記憶する。

ＧＰＳモジュール９２４は、ＧＰＳ衛星から受信されるＧＰＳ信号を用いて、カーナビゲーション装置９２０の位置（例えば、緯度、経度及び高度）を測定する。センサ９２５は、例えば、ジャイロセンサ、地磁気センサ及び気圧センサなどのセンサ群を含み得る。データインタフェース９２６は、例えば、図示しない端子を介して車載ネットワーク９４１に接続され、車速データなどの車両側で生成されるデータを取得する。

コンテンツプレーヤ９２７は、記憶媒体インタフェース９２８に挿入される記憶媒体（例えば、ＣＤ又はＤＶＤ）に記憶されているコンテンツを再生する。入力デバイス９２９は、例えば、表示デバイス９３０の画面上へのタッチを検出するタッチセンサ、ボタン又はスイッチなどを含み、ユーザからの操作又は情報入力を受け付ける。表示デバイス９３０は、ＬＣＤ又はＯＬＥＤディスプレイなどの画面を有し、ナビゲーション機能又は再生されるコンテンツの画像を表示する。スピーカ９３１は、ナビゲーション機能又は再生されるコンテンツの音声を出力する。

無線通信インタフェース９３３は、ＬＴＥ又はＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄなどのいずれかのセルラー通信方式をサポートし、無線通信を実行する。無線通信インタフェース９３３は、典型的には、ＢＢプロセッサ９３４及びＲＦ回路９３５などを含み得る。ＢＢプロセッサ９３４は、例えば、符号化／復号、変調／復調及び多重化／逆多重化などを行なってよく、無線通信のための様々な信号処理を実行する。一方、ＲＦ回路９３５は、ミキサ、フィルタ及びアンプなどを含んでもよく、アンテナ９３７を介して無線信号を送受信する。無線通信インタフェース９３３は、ＢＢプロセッサ９３４及びＲＦ回路９３５を集積したワンチップのモジュールであってもよい。無線通信インタフェース９３３は、図３６に示したように複数のＢＢプロセッサ９３４及び複数のＲＦ回路９３５を含んでもよい。なお、図３６には無線通信インタフェース９３３が複数のＢＢプロセッサ９３４及び複数のＲＦ回路９３５を含む例を示したが、無線通信インタフェース９３３は単一のＢＢプロセッサ９３４又は単一のＲＦ回路９３５を含んでもよい。

さらに、無線通信インタフェース９３３は、セルラー通信方式に加えて、近距離無線通信方式、近接無線通信方式又は無線ＬＡＮ方式などの他の種類の無線通信方式をサポートしてもよく、その場合に、無線通信方式ごとのＢＢプロセッサ９３４及びＲＦ回路９３５を含んでもよい。

アンテナスイッチ９３６の各々は、無線通信インタフェース９３３に含まれる複数の回路（例えば、異なる無線通信方式のための回路）の間でアンテナ９３７の接続先を切り替える。

アンテナ９３７の各々は、単一の又は複数のアンテナ素子（例えば、ＭＩＭＯアンテナを構成する複数のアンテナ素子）を有し、無線通信インタフェース９３３による無線信号の送受信のために使用される。カーナビゲーション装置９２０は、図３６に示したように複数のアンテナ９３７を有してもよい。なお、図３６にはカーナビゲーション装置９２０が複数のアンテナ９３７を有する例を示したが、カーナビゲーション装置９２０は単一のアンテナ９３７を有してもよい。

さらに、カーナビゲーション装置９２０は、無線通信方式ごとにアンテナ９３７を備えてもよい。その場合に、アンテナスイッチ９３６は、カーナビゲーション装置９２０の構成から省略されてもよい。

バッテリー９３８は、図中に破線で部分的に示した給電ラインを介して、図３６に示したカーナビゲーション装置９２０の各ブロックへ電力を供給する。また、バッテリー９３８は、車両側から給電される電力を蓄積する。

図３６に示したカーナビゲーション装置９２０において、図６を参照して説明した制御部３４０に含まれる１つ以上の構成要素（通信制御部３４１及び／又はＳＩＣ処理部３４３）は、無線通信インタフェース９３３において実装されてもよい。あるいは、これらの構成要素の少なくとも一部は、プロセッサ９２１において実装されてもよい。一例として、カーナビゲーション装置９２０は、無線通信インタフェース９３３の一部（例えば、ＢＢプロセッサ９３４）若しくは全部及び／又はプロセッサ９２１を含むモジュールを搭載し、当該モジュールにおいて上記１つ以上の構成要素が実装されてもよい。この場合に、上記モジュールは、プロセッサを上記１つ以上の構成要素として機能させるためのプログラム（換言すると、プロセッサに上記１つ以上の構成要素の動作を実行させるためのプログラム）を記憶し、当該プログラムを実行してもよい。別の例として、プロセッサを上記１つ以上の構成要素として機能させるためのプログラムがカーナビゲーション装置９２０にインストールされ、無線通信インタフェース９３３（例えば、ＢＢプロセッサ９３４）及び／又はプロセッサ９２１が当該プログラムを実行してもよい。以上のように、上記１つ以上の構成要素を備える装置としてカーナビゲーション装置９２０又は上記モジュールが提供されてもよく、プロセッサを上記１つ以上の構成要素として機能させるためのプログラムが提供されてもよい。また、上記プログラムを記録した読み取り可能な記録媒体が提供されてもよい。

また、図３６に示したカーナビゲーション装置９２０において、例えば、図６を参照して説明した無線通信部３２０は、無線通信インタフェース９３３（例えば、ＲＦ回路９３５）において実装されてもよい。また、アンテナ部３１０は、アンテナ９３７において実装されてもよい。また、記憶部３３０は、メモリ９２２において実装されてもよい。

また、本開示に係る技術は、上述したカーナビゲーション装置９２０の１つ以上のブロックと、車載ネットワーク９４１と、車両側モジュール９４２とを含む車載システム（又は車両）９４０として実現されてもよい。即ち、通信制御部３４１及び／又はＳＩＣ処理部３４３を備える装置として車載システム（又は車両）９４０が提供されてもよい。車両側モジュール９４２は、車速、エンジン回転数又は故障情報などの車両側データを生成し、生成したデータを車載ネットワーク９４１へ出力する。

＜＜５．まとめ＞＞
以上、図１〜図３６を参照して、本開示の一実施形態について詳細に説明した。上記説明したように、本実施形態に係るスモールセル基地局１００は、複数のビームを形成して端末装置３００と通信し、形成されるビームを複数含むビームグループの各々に割り当てられたビームグループＩＤのうち、端末装置３００との通信に用いるビームグループのビームグループＩＤを端末装置３００に送信する。これにより、端末装置３００は、スモールセル基地局１００と自身との通信に用いられるビームグループのビームグループＩＤを知得することが可能となり、それに伴いビームフォーミング同期を確立することが可能となる。

また、本実施形態に係るスモールセル基地局１００は、ハンドオーバする端末装置３００に、当該端末装置３００との通信に用いているビームグループに基づいて、ハンドオーバ先の他のスモールセル基地局１００との通信に用いられるビームグループの候補のビームグループＩＤを送信する。これにより、ハンドオーバ先で用いられる候補のビームグループＩＤが絞られるので、より早くにハンドオーバ先で第１のｅＮＢビームフォーミング同期を確立することが可能となる。

また、本実施形態に係るスモールセル基地局１００は、ＳＩＣ実行のための情報である上記アシスタンス情報を、ＳＩＣを実行させる端末装置３００に送信する。これにより、端末装置３００は、自身がＳＩＣを実行すべきである場合に、ＳＩＣを実行すべきタイミングでアシスタンス情報を取得することが可能となる。

以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上記実施形態では、スモールセル基地局１００においてＭａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯが適用されるものと説明したが、本技術はかかる例に限定されない。例えば、マクロセル基地局２００、フェムトセル基地局、端末装置３００、又はリレーノード等の任意の装置にＭａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯが適用されてもよい。即ち、マクロセル基地局２００、フェムトセル基地局、端末装置３００又はリレーノード等は、上述したスモールセル基地局１００の技術的特徴を有し、例えばビームグループを形成してビームグループＩＤの通知等を行ってもよい。

なお、上記では、Ｍａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯにおいてビームグループが定義されるものと説明したが、本技術はかかる例に限定されない。例えば、ＦＤ−ＭＩＭＯ等の任意のＭＩＭＯにおいて、ビームグループが定義されてもよい。

また、本明細書においてフローチャート及びシーケンス図を用いて説明した処理は、必ずしも図示された順序で実行されなくてもよい。いくつかの処理ステップは、並列的に実行されてもよい。また、追加的な処理ステップが採用されてもよく、一部の処理ステップが省略されてもよい。

また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。

なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）
複数のビームを形成して端末装置と通信する通信部と、
形成されるビームを複数含むグループの各々に割り当てられた第１の識別情報のうち、前記端末装置との通信に用いる前記グループの前記第１の識別情報を前記端末装置に送信する制御部と、
を備える基地局。
（２）
前記制御部は、前記第１の識別情報を前記第１の識別情報に対応する前記グループに含まれる複数のビームを用いて送信する、前記（１）に記載の基地局。
（３）
前記制御部は、前記グループに含まれる複数のビームを用いた前記グループの前記第１の識別情報を含む第１の同期信号の送信を候補の各々の前記グループに関して行い、前記端末装置からの前記第１の同期信号に対する受信応答に基づいて前記端末装置との通信に用いる前記グループの前記第１の識別情報を前記端末装置に送信する、前記（２）に記載の基地局。
（４）
ひとつの前記第１の同期信号は前記基地局の通信対象領域に含まれるひとつの部分領域へ送信され、
前記制御部は、前記通信対象領域に含まれる前記部分領域の各々へ時間的に順番に且つ周期的に前記第１の同期信号を送信する、前記（３）に記載の基地局。
（５）
前記制御部は、前記基地局の通信対象領域が前記端末装置の移動性に応じた範囲に属する場合に、当該範囲に属する前記通信対象領域において前記第１の同期信号を送信する、前記（３）又は（４）に記載の基地局。
（６）
前記端末装置の移動性に応じた範囲は、マクロセルに含まれる複数のスモールセルのうち一部の複数のスモールセルである、前記（５）に記載の基地局。
（７）
前記制御部は、前記受信応答を受信するために、アンテナ指向性を準全方向性に設定する、前記（３）〜（６）のいずれか一項に記載の基地局。
（８）
前記第１の識別情報は、巡回シフトさせた系列の各々が互いに直交性を有する系列として送信される、前記（１）〜（７）のいずれか一項に記載の基地局。
（９）
送信される前記系列の巡回シフト量は、前記第１の識別情報に対応する、前記（８）に記載の基地局。
（１０）
送信される前記系列のルート系列は、前記端末装置の位置情報に対応する、前記（８）又は（９）に記載の基地局。
（１１）
前記制御部は、ダウンリンクデータと共に前記ダウンリンクデータの送信に利用する前記グループの前記第１の識別情報を送信する、前記（１）〜（１０）のいずれか一項に記載の基地局。
（１２）
前記制御部は、前記ダウンリンクデータ及び前記第１の識別情報の送信、並びに前記端末装置による前記ダウンリンクデータの受信に用いられた前記グループの前記第１の識別情報を含む受信応答の受信を、ひとつのセルフコンテインド（Self-contained）フレームにおいて行う、前記（１１）に記載の基地局。
（１３）
前記制御部は、前記端末装置により形成される各々のビームに割り当てられた第２の識別情報のうち、前記端末装置との通信に利用可能な前記ビームの第２の識別情報を前記端末装置に送信する、前記（１）〜（１２）のいずれか一項に記載の基地局。
（１４）
前記制御部は、各々の前記ビームに関して送信された、前記ビームを用いた前記ビームの前記第２の識別情報を含む第２の同期信号の受信結果に基づいて、前記端末装置との通信に利用可能な前記ビームの前記第２の識別情報を含む受信応答を前記端末装置に送信する、前記（１３）に記載の基地局。
（１５）
前記制御部は、前記端末装置との通信に用いていた前記グループに含まれる複数のビームから、その後も継続して前記端末装置との通信に用いるビームを選択する、前記（１４）に記載の基地局。
（１６）
前記制御部は、前記第２の同期信号を受信するために、アンテナ指向性を準全方向性に設定する、前記（１４）又は（１５）に記載の基地局。
（１７）
前記制御部は、ハンドオーバする前記端末装置に、前記端末装置との通信に用いている前記グループに基づいて、ハンドオーバ先の他の基地局との通信に用いられる前記グループの候補の前記第１の識別情報を送信する、前記（１）〜（１６）のいずれか一項に記載の基地局。
（１８）
前記制御部は、自身と接続してユーザプレーンの信号を送受信しつつ他の第１の基地局と接続して制御プレーンの情報を送受信する前記端末装置へ、前記端末装置のハンドオーバ先の他の第２の基地局と協調してユーザプレーンの信号を送信する、前記（１）〜（１７）のいずれか一項に記載の基地局。
（１９）
前記制御部は、ひとつの前記グループに含まれる複数のビーム上で複数の前記端末装置を非直交リソースを用いて多重し、逐次干渉キャンセラ実行のための情報を逐次干渉キャンセラを実行させる前記端末装置に送信する、前記（１）〜（１８）のいずれか一項に記載の基地局。
（２０）
複数のビームを形成して通信する基地局と通信する通信部と、
形成されるビームを複数含む各々のグループに割り当てられた第１の識別情報のうち、前記基地局との通信に利用可能な前記グループの前記第１の識別情報を前記基地局に送信する制御部と、
を備える端末装置。
（２１）
前記制御部は、各々の前記グループに関して送信された、前記グループに含まれる複数のビームを用いた前記グループの前記第１の識別情報を含む第１の同期信号の受信結果に基づいて、前記基地局との通信に利用可能な前記グループの前記第１の識別情報を含む受信応答を前記基地局に送信する、前記（２０）に記載の端末装置。
（２２）
前記制御部は、前記基地局からのダウンリンクデータの受信に用いた前記グループの前記第１の識別情報を含む受信応答を前記基地局に送信する、前記（２０）又は（２１）に記載の端末装置。
（２３）
前記通信部は、指向性アンテナと全方向性アンテナとを含み、
前記制御部は、前記全方向性アンテナを用いて前記基地局との通信を行いつつ、前記指向性アンテナを用いた前記基地局との通信を選択的に行う、前記（２０）〜（２２）のいずれか一項に記載の端末装置。
（２４）
前記制御部は、前記指向性アンテナにより形成される複数のビームの各々に割り当てられた第２の識別情報のうち、前記基地局との通信に用いる前記ビームの前記第２の識別情報を前記基地局に送信する、前記（２３）に記載の端末装置。
（２５）
前記制御部は、前記第２の識別情報を前記第２の識別情報に対応するビームを用いて送信する、前記（２４）に記載の端末装置。
（２６）
前記制御部は、前記ビームを用いた前記ビームの前記第２の識別情報を含む第２の同期信号の送信を候補の各々の前記ビームに関して行い、前記基地局からの前記第２の同期信号に対する受信応答に基づいて前記基地局との通信に用いる前記ビームの前記第２の識別情報を前記基地局に送信する、前記（２５）に記載の端末装置。
（２７）
前記第２の識別情報は、巡回シフトさせた系列の各々が互いに直交性を有する系列として送信される、前記（２４）〜（２６）のいずれか一項に記載の端末装置。
（２８）
送信される前記系列のシフト量は、前記第２の識別情報に対応する、前記（２７）に記載の端末装置。
（２９）
前記制御部は、少なくとも初期アクセス手続き及びハンドオーバ手続きの際に、前記全方向性アンテナを用いて前記基地局との通信を行う、前記（２３）〜（２８）のいずれか一項に記載の端末装置。
（３０）
前記制御部は、ハンドオーバの際に、ハンドオーバ元とのセルフコンテインドフレームを用いた通信及びハンドオーバ先からの第１の同期信号の受信を連続して行う、前記（２０）〜（２９）のいずれか一項に記載の端末装置。
（３１）
前記制御部は、前記基地局との非直交リソースを用いた通信を行い、前記基地局から受信した情報に基づいて同一の前記グループに含まれる複数のビーム上で多重された他の端末装置宛ての信号による干渉を除去するための逐次干渉キャンセラを実行する、前記（２０）〜（３０）のいずれか一項に記載の端末装置。
（３２）
複数のビームを形成して端末装置と通信することと、
形成されるビームを複数含むグループの各々に割り当てられた第１の識別情報のうち、前記端末装置との通信に用いる前記グループの前記第１の識別情報を前記端末装置に送信することと、
を含むプロセッサにより実行される通信方法。
（３３）
複数のビームを形成して通信する基地局と通信することと、
形成されるビームを複数含む各々のグループに割り当てられた第１の識別情報のうち、前記基地局との通信に利用可能な前記グループの前記第１の識別情報を前記基地局に送信することと、
を含むプロセッサにより実行される通信方法。
（３４）
コンピュータを、
複数のビームを形成して端末装置と通信する通信部と、
形成されるビームを複数含むグループの各々に割り当てられた第１の識別情報のうち、前記端末装置との通信に用いる前記グループの前記第１の識別情報を前記端末装置に送信する制御部と、
として機能させるためのプログラムを記録した記録媒体。
（３５）
コンピュータを、
複数のビームを形成して通信する基地局と通信する通信部と、
形成されるビームを複数含む各々のグループに割り当てられた第１の識別情報のうち、前記基地局との通信に利用可能な前記グループの前記第１の識別情報を前記基地局に送信する制御部と、
として機能させるためのプログラムを記録した記録媒体。

１ システム
１００ 基地局、スモールセル基地局
１１０ アンテナ部
１２０ 無線通信部
１３０ ネットワーク通信部
１４０ 記憶部
１５０ 制御部
１５１ 情報共有部
１５３ 通信制御部
２００ 基地局、マクロセル基地局
２１０ アンテナ部
２２０ 無線通信部
２３０ ネットワーク通信部
２４０ 記憶部
２５０ 制御部
２５１ 情報共有部
２５３ 通信制御部
３００ 端末装置
３１０ アンテナ部
３２０ 無線通信部
３３０ 記憶部
３４０ 制御部
３４１ 通信制御部
３４３ 処理部

Claims (35)

1. 複数のビームを形成して端末装置と通信する通信部と、
   形成されるビームを複数含むグループの各々に割り当てられた第１の識別情報のうち、前記端末装置との通信に用いる前記グループの前記第１の識別情報を前記端末装置に送信する制御部と、
   を備える基地局。
2. 前記制御部は、前記第１の識別情報を前記第１の識別情報に対応する前記グループに含まれる複数のビームを用いて送信する、請求項１に記載の基地局。
3. 前記制御部は、前記グループに含まれる複数のビームを用いた前記グループの前記第１の識別情報を含む第１の同期信号の送信を候補の各々の前記グループに関して行い、前記端末装置からの前記第１の同期信号に対する受信応答に基づいて前記端末装置との通信に用いる前記グループの前記第１の識別情報を前記端末装置に送信する、請求項２に記載の基地局。
4. ひとつの前記第１の同期信号は前記基地局の通信対象領域に含まれるひとつの部分領域へ送信され、
   前記制御部は、前記通信対象領域に含まれる前記部分領域の各々へ時間的に順番に且つ周期的に前記第１の同期信号を送信する、請求項３に記載の基地局。
5. 前記制御部は、前記基地局の通信対象領域が前記端末装置の移動性に応じた範囲に属する場合に、当該範囲に属する前記通信対象領域において前記第１の同期信号を送信する、請求項３に記載の基地局。
6. 前記端末装置の移動性に応じた範囲は、マクロセルに含まれる複数のスモールセルのうち一部の複数のスモールセルである、請求項５に記載の基地局。
7. 前記制御部は、前記受信応答を受信するために、アンテナ指向性を準全方向性に設定する、請求項３に記載の基地局。
8. 前記第１の識別情報は、巡回シフトさせた系列の各々が互いに直交性を有する系列として送信される、請求項１に記載の基地局。
9. 送信される前記系列の巡回シフト量は、前記第１の識別情報に対応する、請求項８に記載の基地局。
10. 送信される前記系列のルート系列は、前記端末装置の位置情報に対応する、請求項８に記載の基地局。
11. 前記制御部は、ダウンリンクデータと共に前記ダウンリンクデータの送信に利用する前記グループの前記第１の識別情報を送信する、請求項１に記載の基地局。
12. 前記制御部は、前記ダウンリンクデータ及び前記第１の識別情報の送信、並びに前記端末装置による前記ダウンリンクデータの受信に用いられた前記グループの前記第１の識別情報を含む受信応答の受信を、ひとつのセルフコンテインド（Self-contained）フレームにおいて行う、請求項１１に記載の基地局。
13. 前記制御部は、前記端末装置により形成される各々のビームに割り当てられた第２の識別情報のうち、前記端末装置との通信に利用可能な前記ビームの第２の識別情報を前記端末装置に送信する、請求項１に記載の基地局。
14. 前記制御部は、各々の前記ビームに関して送信された、前記ビームを用いた前記ビームの前記第２の識別情報を含む第２の同期信号の受信結果に基づいて、前記端末装置との通信に利用可能な前記ビームの前記第２の識別情報を含む受信応答を前記端末装置に送信する、請求項１３に記載の基地局。
15. 前記制御部は、前記端末装置との通信に用いていた前記グループに含まれる複数のビームから、その後も継続して前記端末装置との通信に用いるビームを選択する、請求項１４に記載の基地局。
16. 前記制御部は、前記第２の同期信号を受信するために、アンテナ指向性を準全方向性に設定する、請求項１４に記載の基地局。
17. 前記制御部は、ハンドオーバする前記端末装置に、前記端末装置との通信に用いている前記グループに基づいて、ハンドオーバ先の他の基地局との通信に用いられる前記グループの候補の前記第１の識別情報を送信する、請求項１に記載の基地局。
18. 前記制御部は、自身と接続してユーザプレーンの信号を送受信しつつ他の第１の基地局と接続して制御プレーンの情報を送受信する前記端末装置へ、前記端末装置のハンドオーバ先の他の第２の基地局と協調してユーザプレーンの信号を送信する、請求項１に記載の基地局。
19. 前記制御部は、ひとつの前記グループに含まれる複数のビーム上で複数の前記端末装置を非直交リソースを用いて多重し、逐次干渉キャンセラ実行のための情報を逐次干渉キャンセラを実行させる前記端末装置に送信する、請求項１に記載の基地局。
20. 複数のビームを形成して通信する基地局と通信する通信部と、
    形成されるビームを複数含む各々のグループに割り当てられた第１の識別情報のうち、前記基地局との通信に利用可能な前記グループの前記第１の識別情報を前記基地局に送信する制御部と、
    を備える端末装置。
21. 前記制御部は、各々の前記グループに関して送信された、前記グループに含まれる複数のビームを用いた前記グループの前記第１の識別情報を含む第１の同期信号の受信結果に基づいて、前記基地局との通信に利用可能な前記グループの前記第１の識別情報を含む受信応答を前記基地局に送信する、請求項２０に記載の端末装置。
22. 前記制御部は、前記基地局からのダウンリンクデータの受信に用いた前記グループの前記第１の識別情報を含む受信応答を前記基地局に送信する、請求項２０に記載の端末装置。
23. 前記通信部は、指向性アンテナと全方向性アンテナとを含み、
    前記制御部は、前記全方向性アンテナを用いて前記基地局との通信を行いつつ、前記指向性アンテナを用いた前記基地局との通信を選択的に行う、請求項２０に記載の端末装置。
24. 前記制御部は、前記指向性アンテナにより形成される複数のビームの各々に割り当てられた第２の識別情報のうち、前記基地局との通信に用いる前記ビームの前記第２の識別情報を前記基地局に送信する、請求項２３に記載の端末装置。
25. 前記制御部は、前記第２の識別情報を前記第２の識別情報に対応するビームを用いて送信する、請求項２４に記載の端末装置。
26. 前記制御部は、前記ビームを用いた前記ビームの前記第２の識別情報を含む第２の同期信号の送信を候補の各々の前記ビームに関して行い、前記基地局からの前記第２の同期信号に対する受信応答に基づいて前記基地局との通信に用いる前記ビームの前記第２の識別情報を前記基地局に送信する、請求項２５に記載の端末装置。
27. 前記第２の識別情報は、巡回シフトさせた系列の各々が互いに直交性を有する系列として送信される、請求項２４に記載の端末装置。
28. 送信される前記系列の巡回シフト量は、前記第２の識別情報に対応する、請求項２７に記載の端末装置。
29. 前記制御部は、少なくとも初期アクセス手続き及びハンドオーバ手続きの際に、前記全方向性アンテナを用いて前記基地局との通信を行う、請求項２３に記載の端末装置。
30. 前記制御部は、ハンドオーバの際に、ハンドオーバ元とのセルフコンテインドフレームを用いた通信及びハンドオーバ先からの第１の同期信号の受信を連続して行う、請求項２０に記載の端末装置。
31. 前記制御部は、前記基地局との非直交リソースを用いた通信を行い、前記基地局から受信した情報に基づいて同一の前記グループに含まれる複数のビーム上で多重された他の端末装置宛ての信号による干渉を除去するための逐次干渉キャンセラを実行する、請求項２０に記載の端末装置。
32. 複数のビームを形成して端末装置と通信することと、
    形成されるビームを複数含むグループの各々に割り当てられた第１の識別情報のうち、前記端末装置との通信に用いる前記グループの前記第１の識別情報を前記端末装置に送信することと、
    を含むプロセッサにより実行される通信方法。
33. 複数のビームを形成して通信する基地局と通信することと、
    形成されるビームを複数含む各々のグループに割り当てられた第１の識別情報のうち、前記基地局との通信に利用可能な前記グループの前記第１の識別情報を前記基地局に送信することと、
    を含むプロセッサにより実行される通信方法。
34. コンピュータを、
    複数のビームを形成して端末装置と通信する通信部と、
    形成されるビームを複数含むグループの各々に割り当てられた第１の識別情報のうち、前記端末装置との通信に用いる前記グループの前記第１の識別情報を前記端末装置に送信する制御部と、
    として機能させるためのプログラムを記録した記録媒体。
35. コンピュータを、
    複数のビームを形成して通信する基地局と通信する通信部と、
    形成されるビームを複数含む各々のグループに割り当てられた第１の識別情報のうち、前記基地局との通信に利用可能な前記グループの前記第１の識別情報を前記基地局に送信する制御部と、
    として機能させるためのプログラムを記録した記録媒体。
    

Images