WO2015025838A1 - 同期信号送信方法及び基地局装置 - Google Patents

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WO2015025838A1
WO2015025838A1 PCT/JP2014/071632 JP2014071632W WO2015025838A1 WO 2015025838 A1 WO2015025838 A1 WO 2015025838A1 JP 2014071632 W JP2014071632 W JP 2014071632W WO 2015025838 A1 WO2015025838 A1 WO 2015025838A1
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WO
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signal
transmission
synchronization signal
base station
unit
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PCT/JP2014/071632
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English (en)
French (fr)
Inventor
紀▲ユン▼ 沈
聡 須山
奥村　幸彦
Original Assignee
株式会社Ｎｔｔドコモ
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Publication date
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Priority to US14/912,762 priority patent/US10051484B2/en
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W16/00—Network planning, e.g. coverage or traffic planning tools; Network deployment, e.g. resource partitioning or cells structures
    • H04W16/24—Cell structures
    • H04W16/28—Cell structures using beam steering
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W56/00—Synchronisation arrangements
    • H04W56/001—Synchronization between nodes

Definitions

  • the present invention relates to a synchronization signal transmission method and a base station apparatus in a next-generation mobile communication system.
  • LTE Long Term Evolution
  • Non-patent Document 1 a successor system of LTE is also being studied for the purpose of further broadbandization and higher speed from LTE (for example, LTE advanced or LTE enhancement (hereinafter referred to as “LTE-A”)).
  • LTE-A LTE advanced or LTE enhancement
  • the mobile station apparatus UE when the mobile station apparatus UE communicates with the network, a cell search process for establishing synchronization is required.
  • the mobile station apparatus UE detects a synchronization signal (SS: Synchronization Signal) transmitted from the base station apparatus at a constant time interval, and the frequency of the cell (located cell) where the mobile station apparatus UE is located Acquire synchronization, timing synchronization, and cell ID (PCI: Physical Cell ID). Based on the acquired information, the mobile station apparatus UE determines a serving cell. Then, by transmitting RACH (Random Access CHannel), the cell is notified of the service area and communication resources are secured.
  • SS Synchronization Signal
  • PCI Physical Cell ID
  • MIMO Massive MIMO (Multi Input Multi Output)
  • MIMO Multi Input Multi Output
  • Massive-MIMO Multi Input Multi Output
  • beam forming is a technique that can change the directivity and beam shape of a transmission / reception beam by controlling the amplitude and phase of each transmission / reception signal in a plurality of antenna elements.
  • the higher the number of antenna elements the higher control is possible.
  • the number of beams according to the number of antenna elements, the shape of each beam (the width of the beam in the horizontal plane, the width of the beam in the vertical plane, etc., hereinafter referred to as “beam width” as appropriate), the direction and gain of the beam in detail.
  • beam width the width of the beam in the horizontal plane, the width of the beam in the vertical plane, etc., hereinafter referred to as “beam width” as appropriate
  • the direction and gain of the beam in detail can be controlled.
  • high gain power density
  • the present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a synchronization signal transmission method and a base station apparatus that can sufficiently exert the performance of a communication system to which Massive-MIMO is applied.
  • a synchronization signal transmission method of the present invention is a synchronization signal transmission method for controlling a transmission direction of a transmission beam for a synchronization signal used for cell search by beam forming using a plurality of antenna elements included in a base station apparatus, A synchronization signal processing step of generating a synchronization signal including information capable of identifying a transmission beam for a signal, and changing a beamforming weight for the synchronization signal at a predetermined time interval, and according to each of the beamforming weights And transmitting the synchronization signal generated in the downlink.
  • the base station apparatus of the present invention is a base station apparatus that controls the transmission direction of a transmission beam for a synchronization signal used for cell search by beam forming using a plurality of antenna elements, and identifies the transmission beam for the synchronization signal
  • a synchronization signal processing unit configured to generate a synchronization signal including possible information and change a beamforming weight for the synchronization signal at a predetermined time interval; and the synchronization signal generated according to each of the beamforming weights
  • the present invention it is possible to provide a synchronization signal transmission method and a base station apparatus capable of sufficiently exerting the performance of a communication system to which Massive-MIMO is applied.
  • FIG. 10 is a schematic diagram of a beam group transmitted by a BF-SS signal transmission method according to a first modification. It is explanatory drawing of the transmission method of the BF-SS signal which concerns on a 2nd modification. It is explanatory drawing of the transmission method of the BF-SS signal which concerns on a 3rd modification.
  • a high frequency band of 10 GHz or more can be suitably used.
  • the size of the antenna element is proportional to the wavelength of the transmission signal.
  • the wavelength of the transmission signal is relatively short, and the size of the antenna element can be reduced.
  • the high frequency band has a relatively low utilization rate compared to the low frequency band, and it is easy to secure resources with a wide bandwidth.
  • propagation loss increases in signal transmission using a high frequency band. Therefore, even when signal transmission is performed with the same transmission power, the received signal strength in the mobile station apparatus UE can be reduced as compared with signal transmission using a low frequency band. However, such a decrease in received signal strength can be covered by the beamforming gain.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram of a transmission beam reachable range in the Massive-MIMO base station.
  • FIG. 1A shows a reach range of a transmission beam output from a general base station apparatus (a base station apparatus to which Massive-MIMO is not applied), and
  • FIG. 1B shows a transmission beam output from a Massive-MIMO base station. The reach of is shown.
  • a case is shown where signal transmission using the high frequency band is performed in the Massive-MIMO base station shown in FIG. 1B and signal transmission using the low frequency band is performed in the base station apparatus shown in FIG. 1A. Yes.
  • the Massive-MIMO base station grasps the position (direction, distance) of the mobile station apparatus UE to be transmitted, forms a transmission beam having directivity at the position by beam forming, and transmits user data Is preferably transmitted.
  • the mobile station apparatus UE When performing wireless communication with such a Massive-MIMO base station, the mobile station apparatus UE needs to perform a cell search process for establishing synchronization, as in LTE and LTE-A.
  • a synchronization signal (SS: Synchronization Signal) is transmitted without beamforming from the Massive-MIMO base station, if the mobile station apparatus UE exists at a position away from the Massive-MIMO base station, synchronization is performed. The reception power of the signal is reduced, and a situation where the cell search process cannot be performed properly may occur.
  • SS Synchronization Signal
  • the gist of the present invention is a synchronization signal transmission method for controlling the transmission direction of a transmission beam for a synchronization signal used for cell search by beam forming using a plurality of antenna elements included in a Massive-MIMO base station.
  • the beamforming weight for the synchronization signal is changed at a predetermined time interval, and the generated synchronization signal is downloaded according to each beamforming weight. It is sent on a link.
  • the synchronization signal since a synchronization signal in which the beamforming weight is changed is generated and transmitted every predetermined time interval, the synchronization signal can reach a position at a long distance from the Massive-MIMO base station. it can. Thereby, since the cell search process can be appropriately performed in the mobile station apparatus UE, it is possible to suppress a decrease in throughput characteristics due to a defect in the cell search process or the like.
  • each synchronization signal since each synchronization signal includes information capable of identifying the transmission beam for the synchronization signal, the mobile station apparatus UE can identify the transmission beam for the synchronization signal. Therefore, even when beam forming is applied to the synchronization signal, the cell search process can be appropriately performed.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a network configuration to which the base station apparatus according to the present embodiment is applied.
  • FIG. 2 shows a case where the base station apparatus according to the present embodiment is applied to a network (eg, heterogeneous network) configuration in which the Massive-MIMO cell MM is overlaid in the cell area of the macro cell M. ing.
  • the network to which the Massive-MIMO base station according to the present embodiment is applied is not limited to an overlay network, and can be changed as appropriate.
  • a base station apparatus hereinafter referred to as “macro base station” as appropriate
  • MeNB Massive-MIMO forming the macro cell M
  • a base station apparatus hereinafter referred to as “Massive-MIMO base station (MM base station)”
  • MMeNB forming the cell MM is connected to a central control station CC disposed in the macro cell M.
  • the central control station CC is connected to a core network (not shown).
  • the central control station CC includes, for example, an access gateway device, a radio network controller (RNC), a mobility management entity (MME), and the like, but is not limited thereto.
  • RNC radio network controller
  • MME mobility management entity
  • a mobile station apparatus (hereinafter simply referred to as “mobile station”) UE is configured to be able to communicate with a macro base station MeNB when located in the macro cell M, and to a macro base station MeNB when located in the Massive-MIMO cell MM. In addition, it is configured to be able to communicate with the MM base station MMeNB.
  • the mobile station UE wirelessly communicates with the macro base station MeNB and the MM base station MMeNB, but more generally, the user equipment (UE including both the mobile terminal apparatus and the fixed terminal apparatus) : User Equipment)
  • a control plane (C (Control) -plane) that handles control messages is supported by the macro cell M.
  • a user plane (U (User) -plane) for handling user data is supported by the Massive-MIMO cell MM.
  • the macro cell M and the massive-MIMO cell MM can be operated in different frequency bands.
  • the C-plane supported by the macro cell M can be operated in the 2 GHz band
  • the U-plane supported by the Massive-MIMO cell MM can be operated in the 10 GHz band.
  • the MM base station MMeNB and the mobile station UE may be connected by a line-of-sight (LoS) that does not have an obstacle.
  • LoS line-of-sight
  • a propagation path having a low frequency selectivity is generally formed.
  • the overlay network configuration shown in FIG. 2 shows a case where the MM base station MMeNB according to the present embodiment is arranged so as to overlap the macro cell M.
  • the target to which the MM base station MMeNB according to the present embodiment overlaps is not limited to this.
  • the MM base station MMeNB according to the present embodiment does not necessarily have to be placed on another radio base station or a network so as to overlap.
  • the MM base station MMeNB can perform signal transmission to the mobile station UE located in the Massive-MIMO cell MM using the Massive-MIMO transmission scheme. More specifically, the MM base station MMeNB forms a transmission beam having directivity toward the mobile station UE by controlling the amplitude and phase of each signal in a plurality of antenna elements ( Signal transmission can be performed by beam forming.
  • MM base station MMeNB applies beamforming not only to user data for mobile station UE but also to a synchronization signal (hereinafter referred to as “SS signal”) necessary for cell search processing. More specifically, the MM base station MMeNB applies beam forming to the SS signal to generate and transmit a transmission beam having a narrow beam width.
  • SS signal synchronization signal
  • an SS signal to which beam forming is applied is referred to as a “BF-SS signal”.
  • SA Massive-MIMO cell MM
  • a decrease in received power in the synchronization signal can be prevented. Thereby, even when the mobile station UE exists in a position away from the MM base station MMeNB, the mobile station UE can detect the synchronization signal and appropriately perform the cell search process.
  • a plurality of modes of a method for transmitting a synchronization signal (BF-SS signal) in the MM base station MMeNB according to the present embodiment will be described.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram of a BF-SS signal transmission method according to the first aspect.
  • FIG. 3A schematically shows a transmission image of a BF-SS signal transmitted from the MM base station MMeNB to the SA.
  • FIG. 3B the BF-SS signal transmitted from the MM base station MMeNB is shown on the time axis and the frequency axis.
  • a transmission beam having a narrow beam width (hereinafter abbreviated as “narrow beam”) is generated for the transmission of the BF-SS signal. To do. Then, by changing the transmission direction of this narrow beam in the azimuth direction at every time interval ⁇ , the BF-SS signal is transmitted to the entire SA of the Massive-MIMO cell MM at a predetermined total time T.
  • the transmission method of the BF-SS signal according to the first aspect is such that the transmission direction of the narrow beam for transmitting the BF-SS signal is changed in the azimuth direction at every time interval ⁇ , so that the Massive-MIMO cell This is a transmission method of scanning all mobile stations UE located in the MM SA.
  • the azimuth direction is equal to the beam width ⁇ at timing t 2.
  • the transmission direction is shifted to a narrow beam (see FIG. 3A).
  • transmission of a narrow beam is repeated by shifting the transmission direction in the azimuth direction by the beam width ⁇ at every time interval ⁇ .
  • the BF-SS signal S (t) can be obtained by, for example, the following (Equation 1).
  • W n (t, f) represents a beamforming weight (hereinafter referred to as “BF weight”)
  • S SS (t) represents an SS signal.
  • the total time T for transmitting the BF-SS signal to the entire SA (omnidirectional) of the Massive-MIMO cell MM is, for example, 2).
  • T 360 ⁇ / ⁇
  • ⁇ represents the time interval of the BF-SS signal
  • ⁇ represents the beam width of the BF-SS signal.
  • the time interval ⁇ and the beam width ⁇ can be selected as parameters in the communication system.
  • the time interval ⁇ can be determined according to the signal length of the SS signal.
  • the time interval ⁇ can be increased when the signal length of the SS signal is long, while the time interval ⁇ can be decreased when the signal length of the SS signal is short.
  • the beam width ⁇ can be determined according to the number of antenna elements, transmission power, frequency band, bandwidth, and total time T. When the number of antenna elements is large, the beam width ⁇ can be narrowed, whereas when the number of antenna elements is small, the beam width ⁇ can be widened.
  • the beam width ⁇ can be widened, while when the transmission power is small, the beam width ⁇ can be narrowed.
  • the frequency band is high, the beam width ⁇ can be narrowed, whereas when the frequency band is low, the beam width ⁇ can be widened.
  • the bandwidth is wide, the beam width ⁇ can be narrowed, while when the bandwidth is narrow, the beam width ⁇ can be widened.
  • the total time T is long, the beam width ⁇ can be narrowed, whereas when the total time T is short, the beam width ⁇ can be widened.
  • the cell radius is large, the beam width ⁇ can be reduced, while when the cell radius is small, the beam width ⁇ can be increased.
  • the time interval ⁇ and the beam width ⁇ may be determined according to predetermined contents. Further, the time interval ⁇ and the beam width ⁇ may be adaptively calculated depending on the communication environment. As for the communication environment, for example, the number of mobile stations UE in the Massive-MIMO cell MM, the distance to an adjacent cell (such as the Massive-MIMO cell MM), and the like are assumed. In addition, about the information regarding this communication environment, it can acquire from the macrocell M (more specifically, macro base station MeNB) arrange
  • each BF-SS signal can be identified by the mobile station UE.
  • unique identification information (beam ID)
  • a beam ID is generated by the MM base station MMeNB and is included in the synchronization signal as well as system information such as a cell ID. Since it is included in the synchronization signal, it is possible to receive the synchronization signal appropriately by the mobile station UE as with the system information.
  • a cell-specific orthogonal sequence that can identify a base station as a cell ID.
  • the identification information is not limited to the beam ID.
  • Arbitrary identification information can be adopted as long as a narrow beam transmitted in each direction can be identified.
  • a plurality of types of SS signals may be prepared in advance, such as PSS (Primary Synchronization Signal) and SSS (Secondary Synchronization Signal) in LTE, and different system information may be assigned to each.
  • PSS Primary Synchronization Signal
  • SSS Secondary Synchronization Signal
  • BF weight in (Expression 1) described above can be used as identification information.
  • the synchronization signal (BF-SS signal) in which the beamforming weight is changed is generated and transmitted every time interval ⁇ .
  • the synchronization signal can be made to reach a long distance from the Massive-MIMO base station MMeNB.
  • each synchronization signal includes a beam ID that can identify the transmission beam for the synchronization signal. Since the signal transmission beam can be identified, the cell search process can be appropriately performed even when beam forming is applied to the synchronization signal.
  • BF weights corresponding to various beam directions and beam shapes (widths) are generated in advance, and the database It is preferable as an embodiment that the stored information is stored in the Massive-MIMO base station MMeNB (or in the network) and only the BF weight is selected according to the beam direction and width at the time of beamforming. In this case, since the process of generating the BF weight based on the beam direction and width can be omitted, it is possible to reduce the load when generating the synchronization signal (BF-SS signal) in the Massive-MIMO base station MMeNB. Become.
  • the elevation angle direction is added to the transmission direction of the narrow beam for transmitting the BF-SS signal. It differs from the transmission method. That is, the BF-SS signal transmission method according to the second aspect changes the transmission direction of a narrow beam for transmission of the BF-SS signal to the azimuth angle direction and the elevation angle direction at every time interval ⁇ , so that A transmission method that scans all mobile stations UE located in the SA of the MIMO cell MM.
  • the description will focus on differences from the BF-SS signal transmission method according to the first aspect.
  • the elevation direction is orthogonal to the horizontal direction, and the direction indicated by an angle in which the angle indicating the downward (or upward) direction is 0 ° and the angle indicating the horizontal direction is 90 °. It is defined as
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of a BF-SS signal transmission method according to the second aspect.
  • FIG. 4A it is explanatory drawing of the elevation angle direction of the BF-SS signal transmitted from MM base station MMeNB.
  • FIG. 4B schematically shows a transmission image of a BF-SS signal transmitted from the MM base station MMeNB to the SA.
  • FIG. 4C the BF-SS signal transmitted from the MM base station MMeNB is shown on the time axis and the frequency axis.
  • the MM base station MMeNB is arranged at a position away from the ground.
  • the MM base station MMeNB used in the BF-SS signal transmission method according to the second aspect transmits to the position corresponding to the radius of the SA of the Massive-MIMO cell MM as shown in FIG. 4A.
  • the beam is arranged at a position having an angle ⁇ in the elevation direction.
  • the MM base station MMeNB used in the BF-SS signal transmission method according to the second aspect has a transmission beam having an angle ⁇ 1 in the elevation direction and an angle ⁇ 2 in the elevation direction.
  • the BF-SS signal can be transmitted toward three regions included in the SA of the Massive-MIMO cell MM by generating the transmission beam having the angle ⁇ 3 in the elevation angle direction.
  • the BF-SS signal transmission method generates different transmission beams in the radial direction of the Massive-MIMO cell MM.
  • -Different from the SS signal transmission method is performed by, for example, a beam forming technique that provides directivity in the vertical direction (3D beam forming).
  • the beam width ⁇ of the transmission beam in the radial direction of the Massive-MIMO cell MM is a length corresponding to half of the radius of the Massive-MIMO cell MM.
  • FIG. 4B and FIG. 4C a case where two different transmission beams are generated in the radial direction of the Massive-MIMO cell MM will be described.
  • the number of transmission beams generated in the radial direction of the Massive-MIMO cell MM is not limited to this and can be changed as appropriate.
  • a narrow beam is transmitted by shifting the transmission direction outward (see FIG. 4B). Further, after transmitting a narrow beam by shifting the transmission direction by the beam width ⁇ in azimuth at a timing t 21, by shifting the transmission direction by beamwidth ⁇ elevation inwardly at the timing t 22 to transmit the narrow beam (FIG. 4B). Similarly, transmission of a narrow beam is repeated by shifting the transmission direction in the elevation direction or azimuth direction by the beam width ⁇ at every time interval ⁇ .
  • the entire SA (all directions) of the Massive-MIMO cell MM can be scanned. .
  • the BF-SS signal S (t) can be obtained by, for example, (Equation 1) described above.
  • the total time T when the BF-SS signal is transmitted to the entire SA (omnidirectional) of the Massive-MIMO cell MM is, for example, 3).
  • T 360 ⁇ / ⁇ 2
  • ⁇ indicates the time interval of the BF-SS signal
  • ⁇ indicates the angle of the maximum elevation angle of the transmission beam
  • ⁇ indicates the beam width of the BF-SS signal.
  • the time interval ⁇ and the beam width ⁇ can be configured to be selectable as parameters in the communication system, as in the first aspect. Further, as in the first mode, the time interval ⁇ and the beam width ⁇ may be determined according to predetermined contents, or may be calculated adaptively depending on the communication environment.
  • the total time T when the BF-SS signal is transmitted to the entire SA (omnidirectional) of the Massive-MIMO cell MM can be obtained by, for example, (Equation 4) below.
  • T 360 ⁇ / ( ⁇ H ⁇ V )
  • ⁇ represents the time interval of the BF-SS signal
  • ⁇ represents the angle of the maximum elevation angle of the transmission beam
  • ⁇ H represents the horizontal beam width of the BF-SS signal
  • ⁇ V represents the BF-SS signal. Indicates the vertical beam width.
  • parameters such as beam width and time interval are selected in consideration of such a phenomenon and the uniformity and efficiency of scanning of the BF-SS signal within the SA. This is preferable as an embodiment.
  • the beam width and the time interval between when the elevation angle is high and when the elevation angle is low the total power of the beam can be shared, and the uniformity of BF-SS signal scanning can be ensured.
  • the transmission beam scanning order and scanning range can also be selected as parameters in the communication system.
  • FIG. 4B illustrates a case where scanning is performed from the same direction side in the radial direction of the Massive-MIMO cell MM when the transmission direction of the transmission beam is changed in the azimuth direction.
  • the scanning order of the transmission beams is not limited to this, and can be changed as appropriate.
  • the transmission direction of the transmission beam in the azimuth direction it is possible to scan from different direction sides in the radial direction of the Massive-MIMO cell MM.
  • the transmission beam before the change is outside the Massive-MIMO cell MM, the transmission beam may be transmitted to the inside which is a different direction side. Good.
  • FIG. 4B illustrates a case where the entire SA of the Massive-MIMO cell MM is used as the scanning range.
  • the scanning range of the transmission beam is not limited to this, and can be changed as appropriate. For example, only a certain area of the Massive-MIMO cell MM can be scanned with the transmission beam. Such selection of the local scanning range is assumed when the position of the mobile station UE can be acquired in advance from the macro cell M (more specifically, the macro base station MeNB) arranged in an overlapping manner. .
  • the beamforming weight is changed at each time interval ⁇ , as in the BF-SS signal transmission method according to the first aspect. Since the synchronization signal (BF-SS signal) is generated and transmitted, the synchronization signal can reach a position at a long distance from the Massive-MIMO base station MMeNB. Thereby, since the cell search process can be appropriately performed in the mobile station UE, it is possible to suppress a decrease in throughput characteristics due to a defect in the cell search process or the like. Since each synchronization signal includes a beam ID that can identify the transmission beam for the synchronization signal, the mobile station UE can identify the transmission beam for the synchronization signal. Even when forming is applied, cell search processing can be performed appropriately.
  • the scanning mode according to the BF-SS signal transmission method according to the first aspect is referred to as a two-dimensional (2D) scanning mode
  • the scanning mode according to the BF-SS signal transmission method according to the second aspect is referred to as a three-dimensional (3D) scanning mode.
  • These scanning modes can be configured to be selectable as parameters in the communication system.
  • the 3D scanning mode can be selected when the SA of the Massive-MIMO cell MM is relatively large, while the 2D scanning mode can be selected when the SA is relatively small.
  • the 2D scanning mode can be selected when the beam having a wide beam width on the vertical plane can be covered with respect to SA.
  • the communication environment such as the arrangement status of the mobile station UE is determined.
  • the 2D scanning mode and the 3D scanning mode can be dynamically switched.
  • these scanning modes can be switched by selecting a BF weight that controls the BF-SS signal transmission direction in the azimuth direction and a BF weight that controls the azimuth direction and the elevation direction. Since the 2D scanning mode and the 3D scanning mode can be switched by selecting the BF weight in this way, the synchronization signal necessary for the cell search process can be flexibly switched without requiring complicated control.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of an operation sequence between the MM base station MMeNB and the mobile station UE in the BF-SS signal transmission method according to the first and second aspects.
  • the synchronization signal (BF-SS signal) transmitted from the MM base station MMeNB includes a beam ID as transmission beam identification information.
  • the MM base station MMeNB first generates a BF-SS signal by applying beamforming to the SS signal (multiplying the BF weight) (step (hereinafter referred to as “ST”) 501. ).
  • the MM base station MMeNB generates a BF-SS signal by the calculation of (Equation 1) described above.
  • the MM base station MMeNB transmits the generated BF-SS signal (ST502).
  • This BF-SS signal is transmitted toward a certain area of the Massive-MIMO cell MM specified by the BF weight.
  • the BF-SS signal includes a cell ID, a beam ID, and the like.
  • the mobile station UE performs cell search processing when power is turned on or when returning from outside the cell area (outside the small cell area) to the cell area (ST503).
  • the mobile station UE monitors the BF-SS signal from the MM base station MMeNB.
  • a frequency is specified from the BF-SS signal and timing synchronization is taken.
  • the mobile station UE acquires cell ID, beam ID, reception quality information (for example, reception power information) of the BF-SS signal, and the like.
  • the cell search process is completed by acquiring these pieces of information.
  • the mobile station UE acquires all received beam IDs, reception quality, and the like. It is to be noted that the beam ID, reception quality, etc. of the top M transmission beams (BF-SS signals) with good reception quality are acquired, or that the transmission beam (BF-SS signal) is higher than the predetermined reception quality. It is also possible to acquire ID, reception quality, and the like. In these cases, the number of transmission beams (M) and the threshold of reception quality can be selected as parameters in the communication system.
  • the mobile station UE After completing the cell search process, the mobile station UE generates a RACH preamble based on the cell ID and beam ID acquired in the cell search process and its own terminal ID (UE-ID) (ST504). Then, the generated RACH preamble is transmitted to the MM base station MMeNB together with the reception quality information of the transmission beam (BF-SS signal) (ST505).
  • UE-ID the cell ID and beam ID acquired in the cell search process and its own terminal ID
  • the mobile station UE when a plurality of transmission beams (BF-SS signals) are received, for example, the mobile station UE generates a RACH preamble for all the transmission beams, and MM together with reception quality information of each transmission beam. Transmit to the base station MMeNB. It is also possible to generate and transmit a RACH preamble for the top M transmission beams with good reception quality, and to generate and transmit a RACH preamble for a transmission beam with a predetermined reception quality or higher. Furthermore, it is also possible to transmit the reception quality information of the transmission beam (BF-SS signal) separately from the RACH preamble.
  • BF-SS signals reception quality information of the transmission beam
  • the MM base station MMeNB After transmitting the BF-SS signal in ST502, the MM base station MMeNB monitors the RACH preamble from the mobile station UE. And if a RACH preamble is received, a RACH response will be transmitted to the mobile station UE (ST506).
  • the RACH response includes information such as a preamble number detected by the MM base station MMeNB and transmission timing information.
  • the mobile station UE monitors the RACH response from the MM base station MMeNB. Then, when receiving the RACH response (ST507), the mobile station UE transmits the system bandwidth, system frame number (SFN), transmission antenna from the MIB (Master Information Block) included in the PBCH (Physical Broadcast Channel). Get basic information such as numbers. And based on these information, it connects with MM base station MMeNB.
  • SFN system frame number
  • MIB Master Information Block
  • FIG. 6 is a block diagram for explaining a configuration example of the MM base station MMeNB used in the BF-SS signal transmission method according to the first and second aspects.
  • FIG. 7 is a block diagram for explaining a configuration example of the mobile station UE used in the BF-SS signal transmission method according to the first and second aspects.
  • the configurations of the MM base station MMeNB and the mobile station UE shown in FIGS. 6 and 7 are simplified to explain the present invention, and the configurations of the normal base station device and the mobile station device are provided. It shall be.
  • the component regarding data communication is abbreviate
  • the information acquisition units 611 and 711 that acquire various types of information (external information) from the macro cell M and the like are described. However, these components can be omitted.
  • the MM base station MMeNB includes a synchronization signal (SS) signal control unit 61, an SS signal processing unit 62, a data signal processing unit 63, a transmission unit 64, and a reception unit 65.
  • the SS signal control unit 61 includes an information acquisition unit 611 and an SS control information generation unit 612.
  • the SS signal processing unit 62 includes an SS signal generation unit 621, a storage unit 622, a BF weight generation unit 623, and a BF-SS signal generation unit 624.
  • the data signal processing unit 63 includes a data generation unit 631, a storage unit 632, a data weight generation unit 633, and a transmission / reception signal generation unit 634.
  • the transmission unit 64 includes a transmission control unit 641 and a signal transmission unit 642.
  • the reception unit 65 includes a reception control unit 651 and a signal reception unit 652.
  • the SS signal control unit 61 provides the SS signal processing unit 62, the data signal processing unit 63, the transmission unit 64, and the reception unit 65 with information (SS control information) necessary for generating or transmitting a BF-SS signal. To do.
  • SS control information based on the external information is generated and provided to the SS signal processing unit 62 or the like.
  • the information acquisition unit 611 acquires external information from the macro cell M or the like. Then, the acquired external information is output to the SS control information generation unit 612.
  • information on the communication environment such as the number of mobile stations UE in the Massive-MIMO cell MM and the distance to the adjacent Massive-MIMO cell MM is acquired.
  • the SS control information generation unit 612 generates SS control information used in the MM base station MMeNB based on the external information received from the information acquisition unit 611.
  • This SS control information includes, for example, the beam width ⁇ for the BF-SS signal, the time interval ⁇ for switching the transmission direction, and the scanning method (including the scanning mode). Then, the SS control information generation unit 612 transmits the generated SS control information to the storage unit 622 and the BF weight generation unit 623 of the SS signal processing unit 62, the storage unit 632 and the data weight generation unit 633 of the data signal processing unit 63, and transmission. Output to the transmission control unit 641 of the unit 64 and the reception control unit 651 of the reception unit 65.
  • the SS control information generation unit 612 generates SS control information based on the external information received from the information acquisition unit 611.
  • the beam width ⁇ for the BF-SS signal, the time interval ⁇ for switching the transmission direction, and the scanning method are, for example, in the communication system. It is configured to be selectable as a parameter.
  • the SS control information generation unit 612 generates SS control information based on these parameters.
  • the SS signal processing unit 62 generates a BF-SS signal based on the SS control information received from the SS signal control unit 61 and outputs the BF-SS signal to the transmission unit 64.
  • the storage unit 622 includes a database that stores SS control information and information generated based on the SS control information (SS generation information). In this database, for example, SS control information received from the SS control information generation unit 612 and SS generation information generated by the SS signal generation unit 621 and the BF weight generation unit 623 are stored.
  • the SS generation information includes an SS signal and an SS signal BF weight (BF weight). Note that it is also possible to manage the BF weights in advance as a table.
  • the SS signal generation unit 621 generates an SS signal based on the SS control information stored in the storage unit 622 (database). Then, the generated SS signal is output to the BF-SS signal generation unit 624 and the storage unit 622.
  • the BF weight generation unit 623 generates a BF weight based on the SS control information received from the SS control information generation unit 612. Then, the generated BF weight is output to the BF-SS signal generation unit 624 and the storage unit 622.
  • the SS generation information (SS signal, BF weight) stored in the storage unit 622 can be used, the SS signal generation unit 621 and the BF weight generation unit 623 call them and output them to the BF-SS signal generation unit 624.
  • the BF-SS signal generation unit 624 generates a BF-SS signal based on the SS signal from the SS signal generation unit 621 and the BF weight from the BF weight generation unit 623. Then, the generated BF-SS signal is output to the transmission unit 64.
  • the data signal processing unit 63 generates a beam-formed transmission signal (BF transmission signal) based on the data source and control information instructed by the upper layer, and outputs the transmission signal to the transmission unit 64.
  • the data generation unit 631 generates transmission data from a data source for transmission data and control information.
  • the storage unit 632 stores weight generation information for transmission data received from the SS control information generation unit 612.
  • the data weight generation unit 633 generates a data weight (transmission weight) based on the weight generation information stored in the storage unit 632. Then, the generated data weight is output to the transmission / reception signal generation unit 634 and the storage unit 632.
  • the transmission / reception signal generation unit 634 generates a beam-formed transmission signal (BF transmission signal) based on the transmission data from the data generation unit 631 and the transmission weight from the data weight generation unit 633. Then, the generated BF transmission signal is output to the transmission unit 64.
  • BF transmission signal beam-formed transmission signal
  • the data signal processing unit 63 extracts the data source and control information from the reception signal received by the reception unit 65.
  • the storage unit 632 stores weight generation information for received data received from the SS control information generation unit 612.
  • the data weight generation unit 633 generates a data weight (reception weight) based on the weight generation information stored in the storage unit 632. Then, the generated data weight is output to the transmission / reception signal generation unit 634 and the storage unit 632.
  • the transmission / reception signal generation unit 634 receives the reception signal output from the reception unit 65. Also, the transmission / reception signal generation unit 634 generates a reception signal based on the reception weight received from the data weight generation unit 633. Then, the generated reception signal is output to the data generation unit 631.
  • the data generation unit 631 generates reception data based on this reception signal. Then, the generated reception data is output to a higher-level component (not shown) (for example, an application processing unit).
  • the transmission unit 64 transmits the BF-SS signal or the BF transmission signal from the SS signal processing unit 62 or the data signal processing unit 63 on the downlink.
  • the transmission control unit 641 controls the BF-SS signal transmission processing by the signal transmission unit 642 based on the SS control information received from the SS control information generation unit 612. For example, the transmission control unit 641 controls the time interval ⁇ of transmission of the BF-SS signal by the signal transmission unit 642.
  • the signal transmission unit 642 transmits a BF-SS signal and a BF transmission signal under the control of the transmission control unit 641.
  • the receiving unit 65 receives a reception signal from the mobile station UE and outputs it to the data signal processing unit 63.
  • the reception control unit 651 controls reception processing such as a RACH preamble by the signal reception unit 652 based on the SS control information received from the SS control information generation unit 612.
  • the signal reception unit 652 receives a RACH preamble and a reception signal under the control of the reception control unit 651.
  • the received RACH preamble and received signal are output to the data signal processing unit 63.
  • the mobile station UE includes a cell search (CS) control unit 71, an SS signal processing unit 72, a connection request unit 73, a reception unit 74, and a transmission unit 75.
  • the CS control unit 71 includes an information acquisition unit 711 and a CS control information generation unit 712.
  • the SS signal processing unit 72 includes an SS related information extraction unit 721, a reception quality measurement unit 722, and a storage unit 723.
  • the connection request unit 73 includes a reception quality information generation unit 731, a RACH preamble generation unit 732, and a transmission signal generation unit 733.
  • the reception unit 74 includes a reception control unit 741 and a signal reception unit 742.
  • the transmission unit 75 includes a transmission control unit 751 and a signal transmission unit 752.
  • the CS control unit 71 provides the SS signal processing unit 72, the connection request unit 73, the reception unit 74, and the transmission unit 75 with information (CS control information) necessary for the cell search process.
  • CS control information based on the external information is generated and provided to the SS signal processing unit 72 or the like.
  • the information acquisition unit 711 acquires external information from the macro cell M or the like. For example, as external information from the macro cell M or the like, information such as a candidate list (Massive-MIMO cell ID or cell position coordinate) of the Massive-MIMO cell MM is acquired. Further, the information acquisition unit 711 acquires SS related information input from the SS related information extraction unit 721 of the SS signal processing unit 72. Then, the acquired external information and SS related information are output to the CS control information generation unit 712.
  • the CS control information generation unit 712 generates CS control information used in the mobile station UE based on the external information and the SS related information received from the information acquisition unit 711.
  • This CS control information includes, for example, information such as the beam direction, beam width, signal length, frequency, bandwidth, scanning timing, and scanning method of the transmission beam of the BF-SS signal. Then, the CS control information generation unit 712 converts the generated CS control information into the storage unit 723 of the SS signal processing unit 72, the transmission signal generation unit 733 of the connection request unit 73, the reception control unit 741 and the transmission unit 75 of the reception unit 74. To the transmission control unit 751.
  • CS control information generation unit 712 generates CS control information based on the external information received from the information acquisition unit 711.
  • CS control information such as the beam direction and beam width of the transmission beam of the BF-SS signal is configured to be selectable as a parameter in the communication system, for example.
  • the CS control information generation unit 712 generates SS control information based on these parameters.
  • the SS signal processing unit 72 extracts and stores information related to the SS signal (SS related information) from the received signal from the receiving unit 74 and outputs it to the CS control unit 71.
  • the SS related information extraction unit 721 extracts SS related information from the reception signal received from the reception unit 74.
  • the extracted SS related information includes the beam ID included in the BF-SS signal.
  • the SS related information extraction unit 721 outputs the extracted SS related information to the storage unit 723 and the information acquisition unit 711 of the CS control unit 71.
  • the reception quality measurement unit 722 measures the reception quality from the reception signal received from the reception unit 74. Then, the measured reception quality is output to the storage unit 723.
  • the storage unit 723 includes a database that stores the SS related information and the reception quality received from the SS related information extraction unit 721 and the reception quality measurement unit 722.
  • the connection request unit 73 generates a transmission signal including the RACH preamble and the reception quality information based on the CS control information from the CS signal control unit 71, the SS related information stored in the SS signal processing unit 72, and the reception quality.
  • the data is output to the transmission unit 75.
  • the reception quality information generation unit 731 reads the reception quality from the storage unit 723 of the SS signal processing unit 72 and generates reception quality information. Then, the generated reception quality information is output to transmission signal generation section 733.
  • the RACH preamble generation unit 732 reads the SS related information from the storage unit 723 of the SS signal processing unit 72 and generates a RACH preamble. Then, the generated RACH preamble is output to transmission signal generating section 733.
  • the transmission signal generation unit 733 generates a transmission signal including the RACH preamble and reception quality information. Then, the generated transmission signal is output to the transmission unit 75.
  • the receiving unit 74 receives a reception signal from the MM base station MMeNB and outputs it to the SS signal processing unit 72.
  • the reception control unit 741 controls reception processing of a BF-SS signal and the like by the signal reception unit 742 based on the CS control information received from the CS control information generation unit 712. For example, the reception control unit 741 controls the reception timing of the BF-SS signal by the signal reception unit 742.
  • the signal reception unit 742 receives the BF-SS signal under the control of the reception control unit 741. Then, the received BF-SS signal is output to the SS signal processing unit 72.
  • the transmission unit 75 transmits the transmission signal from the connection request unit 73 to the MM base station MMeNB via the uplink.
  • the transmission control unit 751 controls transmission processing of a transmission signal by the signal transmission unit 752 based on the CS control information received from the CS control information generation unit 712. For example, the transmission control unit 751 controls the transmission timing of the transmission signal by the signal transmission unit 752 and the like.
  • the signal transmission unit 752 transmits a transmission signal under the control of the transmission control unit 751.
  • FIG. 8 and 9 are flowcharts for explaining a BF-SS signal transmission operation from the MM base station MMeNB used in the BF-SS signal transmission method according to the first and second aspects.
  • 10 and 11 are flowcharts for explaining the reception operation of the BF-SS signal of the mobile station UE used in the BF-SS signal transmission method according to the first and second aspects. Note that FIG. 9 is obtained by partially changing the operation flow shown in FIG. 8, and the processes common to those in FIG. FIG. 11 is a partial change of the operation flow shown in FIG. 10, and the processes common to those in FIG.
  • the SS signal control unit 61 when transmitting a BF-SS signal, in the MM base station MMeNB, the SS signal control unit 61 generates SS control information based on the external information (ST801).
  • the SS control information generated in ST801 is output to the database in the storage unit 622 of the SS signal processing unit 62, the BF weight generation unit 623, and the transmission control unit 641 of the transmission unit 64.
  • Storage section 622 stores this SS control information in a database (ST802).
  • the SS control information generation unit 612 selects a BF parameter (ST803). For example, the SS control information generation unit 612 selects the beam width ⁇ for the BF-SS signal, the time interval ⁇ for switching the transmission direction, and the scanning method (including the scanning mode). SS signal generation section 621 generates an SS signal based on these BF parameters (ST804). The generated SS signal is output to the BF-SS signal generation unit 624.
  • the BF parameter selected by the SS control information generation unit 612 is output and stored in the database.
  • the SS signal generation unit 621 can also generate an SS signal based on the BF parameters stored in the database.
  • BF weight generation section 623 generates a BF weight (SS signal BF weight) based on the SS control information received from SS signal control section 61 (ST805). Then, the generated BF weight is output to the BF-SS signal generation unit 624.
  • BF-SS signal generation section 624 generates a BF-SS signal according to these SS signal and BF weight (ST806).
  • the generated BF-SS signal is output to the signal transmission unit 642 of the transmission unit 64.
  • Signal transmission section 642 transmits this BF-SS signal in the downlink (ST807).
  • the transmission control unit 641 controls the transmission of the BF-SS signal by the signal transmission unit 642 based on the SS control information received from the SS signal control unit 61.
  • the transmit beam (BF-SS signal) is transmitted to the transmission direction of the timing t 1 shown in FIG. 3A.
  • the MM base station MMeNB monitors whether the reception control unit 651 of the reception unit 65 receives the signal (RACH preamble) from the mobile station UE (ST808). Using the above example, it is monitored whether or not the RACH preamble is received from the mobile station UE that has received the transmission beam at timing t 1 .
  • the SS signal control unit 61 can further generate SS control information based on information included in the RACH preamble.
  • SS signal control section 61 determines whether scanning has been completed for all SAs in Massive-MIMO cell MM (that is, whether BF-SS signals have been transmitted to all SAs) (ST809). If scanning has not been completed for all SAs in Massive-MIMO cell MM, the process returns to ST803, and the processes of ST803 to ST809 are repeated. Using the above example, after transmitting the transmission beam at timing t 1 , the transmission beam (BF-SS signal) is transmitted in the transmission direction at timing t 2 . If it is determined in ST809 that scanning has been completed for all SAs in the Massive-MIMO cell MM, the process ends. When it is determined that scanning has been completed for all SAs in the Massive-MIMO cell MM, for example, a BF-SS signal is transmitted in all directions shown in FIG. 3A.
  • the SS signal control unit 61 completes scanning for all SAs of the Massive-MIMO cell MM (that is, all SAs are transmitted). (Whether a BF-SS signal has been transmitted) is determined (ST901). If scanning has not been completed for all SAs in Massive-MIMO cell MM, the process returns to ST803, and the processes of ST803 to ST807 and ST901 are repeated.
  • reception control section 651 of reception section 65 receives a signal (RACH preamble) from mobile station UE (ST902). ).
  • RACH preamble a signal
  • information included in the RACH preamble is output to the SS signal control unit 61 (information acquisition unit 611).
  • the process ends when a certain time has elapsed after the last BF-SS signal is transmitted.
  • the synchronization signal (BF-SS signal) in which the beamforming weight is changed is generated at each time interval ⁇ , the long distance from the Massive-MIMO base station MMeNB is transmitted.
  • the synchronization signal can be made to reach the position.
  • the CS signal control unit 71 When receiving the BF-SS signal, in the mobile station UE, as shown in FIG. 10, the CS signal control unit 71 generates CS control information based on the external information (ST1001).
  • the CS control information generated in ST1001 is output to the storage unit 723 of the SS signal processing unit 72, the reception control unit 741 of the reception unit 74, the transmission signal generation unit 733 of the connection request unit 73, and the transmission control unit 751 of the transmission unit 75. Is done.
  • the CS control information output to the storage unit 723 is stored in a database.
  • the signal receiving unit 742 of the receiving unit 74 monitors reception of the BF-SS signal. Then, when receiving the BF-SS signal (ST1002), the signal receiving unit 742 outputs the BF-SS signal to the SS related information extracting unit 721 of the SS signal processing unit 72. In this case, the reception control unit 741 controls the reception of the BF-SS signal by the signal reception unit 742 based on the CS control information received from the CS signal control unit 71.
  • the SS related information extraction unit 721 Upon receiving the BF-SS signal, the SS related information extraction unit 721 extracts SS related information included in the BF-SS signal (ST1003). The extracted SS related information is output to the storage unit 723.
  • This SS related information includes a beam ID uniquely given to the BF-SS signal. That is, when receiving the BF-SS signal, the mobile station UE extracts the beam ID given to the BF-SS signal in the storage unit 723 and outputs it to the storage unit 723.
  • reception quality measuring section 722 measures the reception quality of the BF-SS signal (ST1004).
  • the measured reception quality is output to the storage unit 723.
  • Storage section 723 stores the SS-related information and reception quality in a database (ST1005).
  • ST1005 the aspect which measures reception quality after extraction of SS related information is demonstrated here, these order may be reverse.
  • the reception control unit 741 of the reception unit 74 determines whether or not the reception of the BF-SS signal is completed (ST1006). If reception of the BF-SS signal is not completed, the process returns to ST1002, and the processes of ST1002 to ST1006 are repeated. On the other hand, if reception of the BF-SS signal is completed, the process proceeds to ST1007.
  • the connection request unit 73 generates a transmission signal (reply signal) to the MM base station MMeNB. More specifically, the reception quality information generation unit 731 generates reception quality information based on the reception quality in the storage unit 723 (database), while the RACH preamble is based on SS related information in the storage unit 723 (database).
  • the generation unit 732 generates a RACH preamble. In this case, the RACH preamble generated by the RACH preamble generation unit 732 includes the beam ID given to the BF-SS signal.
  • the transmission signal generation unit 733 generates a transmission signal including the reception quality information and the RACH preamble.
  • the transmission signal generation unit 733 generates a transmission signal based on the CS control information received from the CS control information generation unit 712.
  • the transmission signal generation unit 733 can also generate a transmission signal based on the CS control information stored in the database.
  • the generated transmission signal is output to the transmission unit 75.
  • signal transmission section 752 of transmission section 75 transmits a transmission signal (reply signal) to MM base station MMeNB (ST1008).
  • the transmission control unit 752 controls transmission of a transmission signal (reply signal) by the signal transmission unit 752 based on the CS control information received from the CS signal control unit 71.
  • the reception control unit 741 monitors whether a RACH response is received from the MM base station MMeNB. Then, the mobile station UE exchanges information using a RACH response or the like, and connects to the MM base station MMeNB (ST1009). Information acquired by this information exchange is output to the CS control unit 71 and used to generate CS control information.
  • the mobile station UE determines whether the cell search (CS) process is completed (ST1010). If the cell search process is not completed, the process returns to ST1002, and the processes of ST1002 to ST1010 are repeated. On the other hand, when the cell search process is completed, the series of processes is terminated.
  • CS cell search
  • the reception completion of the BF-SS signal is determined in ST1006, and when the reception of the BF-SS signal is completed, a transmission signal (reply signal) to the MM base station MMeNB is generated. Yes.
  • the operation flow shown in FIG. 11 is different from the operation flow shown in FIG. 10 in that the step of determining completion of reception of the BF-SS signal is omitted.
  • the mobile station UE when receiving the BF-SS signal, the mobile station UE generates a RACH preamble including information (beam ID) that can identify the BF-SS signal, and transmits the transmission signal including the RACH preamble to the MM base station MMeNB.
  • a connection request is made by sending to.
  • the mobile station UE can identify the BF-SS signal and appropriately perform the cell search process. The resulting reduction in throughput characteristics can be suppressed.
  • the load of the cell search process can be reduced by using the external information.
  • external information include system parameters such as timing information and resource allocation information, Massive-MIMO cell MM candidate list (Massive-MIMO cell ID and cell position coordinates), and beam direction of a BF-SS signal transmission beam , Information such as beam width, signal length, frequency, bandwidth, scanning timing and scanning method are included.
  • These external information may be obtained from, for example, the connected macro base station MeNB or the adjacent MM base station MMeNB.
  • These macro base station MeNB and MM base station MMeNB comprise an external communication apparatus.
  • the mobile station UE by acquiring these external information in advance, for example, part of the process of generating the CS control information and the process of generating the RACH preamble can be omitted, so the burden of the cell search process is reduced. It becomes possible to reduce.
  • the connection request can be made even when the connection is not established with the MM base station MMeNB performing the connection request.
  • the present invention is not limited to the above embodiment, and can be implemented with various modifications.
  • the number of carriers, the carrier bandwidth, the signaling method, the number of processing units, and the processing procedure in the above description can be appropriately changed and implemented without departing from the scope of the present invention.
  • Other modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
  • a single narrow beam is generated by beam forming and the BF-SS signal is transmitted.
  • the form of the transmission beam for transmitting the BF-SS signal is not limited to this and can be changed as appropriate.
  • a plurality of narrow beams can be simultaneously generated by beam forming to transmit a BF-SS signal.
  • each narrow beam constituting the narrow beam group (beam group) is referred to as a sub beam.
  • FIG. 12 is an explanatory diagram of a BF-SS signal transmission method according to the first modification.
  • FIG. 12A schematically shows a transmission image of a BF-SS signal transmitted from the MM base station MMeNB to the SA.
  • FIG. 12B the BF-SS signal transmitted from the MM base station MMeNB is shown on the time axis and the frequency axis.
  • a beam group including five sub-beams having different transmission directions (the beam width of each sub-beam is ⁇ ) at the same time at the timing t 1.
  • Send. Then transmits the beams by shifting the transmission direction 5 times only in the azimuthal direction of the beam width ⁇ at timing t 2.
  • transmission of the beam group is repeated by shifting the transmission direction in the azimuth direction by 5 times the beam width ⁇ at each time interval ⁇ .
  • a beam group including a plurality of sub-beams having different transmission directions is transmitted at the same time, and the transmission direction of these beam groups is changed at every time interval ⁇ .
  • the scanning time T ′ for the entire SA can be shortened to 1 / b of the total time T required for transmission of the BF-SS signal according to the first mode. it can.
  • each sub-beam included in the beam group includes, for example, some antenna elements (for example, 10 antennas included in 100 antenna elements). Element).
  • the sub-beams included in the beam group are orthogonal to each other.
  • the orthogonal relationship between the sub-beams is realized by frequency multiplexing using different frequency bands, spatial multiplexing using 3D beam forming, a combination of these frequency multiplexing and spatial multiplexing, or the like.
  • FIG. 13A schematically shows a beam group having an orthogonal relationship generated by spatial multiplexing using 3D beamforming.
  • FIG. 13B schematically shows a beam group having an orthogonal relationship generated by a combination of spatial multiplexing and frequency multiplexing using 3D beamforming.
  • the mobile station UE can obtain in advance control information (for example, the number of sub-beams and multiplexing direction) regarding sub-beams constituting the beam group.
  • control information for example, the number of sub-beams and multiplexing direction
  • BF-SS signal can be easily received.
  • such sub-beam control information is previously received from the connected base station apparatus such as the macro base station MeNB in the mobile station UE. It is preferable to obtain.
  • identifiers that can be identified for each sub-beam are used.
  • ID By assigning (ID), it becomes possible to specify each sub-beam on the mobile station UE side. Furthermore, by using sequences orthogonal to each other in each beam ID, it becomes possible to simplify the processing on the mobile station UE side.
  • the BF-SS signal transmitted at every time interval ⁇ is transmitted using the bandwidth of the entire system of the communication system.
  • the mode of the transmission beam for transmitting the BF-SS signal (hereinafter referred to as “SS beam” as appropriate) is not limited to this and can be changed as appropriate.
  • SS beam the mode of the transmission beam for transmitting the BF-SS signal
  • a BF-SS signal transmitted every time interval ⁇ can be transmitted using a part of the bandwidth of the communication system.
  • FIG. 14 is an explanatory diagram of a BF-SS signal transmission method according to the second modification.
  • FIG. 14A schematically shows a transmission image of a BF-SS signal transmitted from the MM base station MMeNB to the SA.
  • FIG. 14B the BF-SS signal transmitted from the MM base station MMeNB is shown on the time axis and the frequency axis.
  • the reception power density can be improved by narrowing the bandwidth of the SS beam.
  • the power line density can be improved by concentrating the transmission power in a narrow bandwidth, and the SS signal can be transmitted to a long distance.
  • the SS beam bandwidth can be selected as a parameter in the communication system, for example.
  • the BF-SS signal transmission method according to the second modification can be combined with the BF-SS signal transmission method according to the first modification.
  • the BF-SS signal is transmitted by switching the transmission direction of the transmission beam with a fixed beam width.
  • the mode of the SS beam is not limited to this and can be changed as appropriate.
  • the BF-SS signal can be transmitted by adjusting the beam width of the SS beam in stages.
  • a plurality of SS beam widths are prepared in advance, and the SS beam having a narrow beam width is changed in order from the SS beam having a wide beam width. It is possible. More specifically, the area where the mobile station UE exists is selected by scanning all SAs with the SS beam having the widest beam width in the first stage. Then, only the area where the mobile station UE exists is scanned with the SS beam having the next narrowest beam width, and the area where the mobile station UE exists is further selected. These scanning processes are repeated until the SS beam having the narrowest beam width is reached.
  • FIG. 15 is an explanatory diagram of an example of a BF-SS signal transmission method according to the third modification.
  • the widest beam width of the SS beam is set to 1 ⁇ 4 of the SA beam width and the narrowest beam width of the SS beam is set to 1/32 beam width of the SA will be described. To do.
  • the entire SA is scanned using an SS beam having a beam width of 1/4 of the SA.
  • the beam width of the SS beam is reduced by one step, and the mobile station UE exists due to the SS beam having a beam width that is 1/8 of the SA. Scanning is limited to the area to be performed. In this way, the beam width of the SS beam is gradually reduced, and finally, as shown in FIG. 15C, the SS beam having a beam width of 1/32 of the SA is used to make the area where the mobile station UE exists. Limited scan.
  • the mobile station UE is scanned by adjusting the beam width of the SS beam step by step.
  • the scanning area can be reduced. This makes it possible to perform scanning processing (BF-SS signal transmission processing) while reducing the processing load on the MM base station MMeNB.
  • the BF-SS signal transmission method for example, when a wider beam is used in the first half scan, such as in the first stage, the power density is lower than that of the narrow beam used in the second half scan. Therefore, the range that the beam can reach is shortened. Even in such a case, the same range can be covered with beams having different widths by combining with the second modification (narrow bandwidth).
  • the narrowest beam the beam with the highest gain
  • the narrowest beam used in the final-stage scanning is set to the same width as the beam used during data communication.
  • the MM base station MMeNB can acquire in advance communication environment information such as the distribution and location information of the mobile station UE and the distance to the adjacent cell. And the scanning process using a wide beam width until the area where the mobile station UE exists can be omitted. For this reason, when the BF-SS signal transmission method according to the third modification is applied, it is preferable that such communication environment information is obtained in advance from the macro base station MeNB in the MM base station MMeNB.
  • the BF-SS signal transmission method according to the third modification can be combined with the BF-SS signal transmission method according to the first and second modifications.
  • the BF-SS signal transmission method according to the first to third modifications described above can also be applied to the BF-SS signal transmission method according to the second aspect.
  • the irradiation range (power density) corresponding to the elevation angle of the SS beam as described above It is preferable to select parameters such as beam width and time interval in consideration of changes, uniformity of scanning of the BF-SS signal in SA, and efficiency. In this case, for example, by adjusting the beam width between when the elevation angle is high and when the elevation angle is low, the power density can be shared, and the uniformity of BF-SS signal scanning can be ensured.
  • the external information is based on the acquired external information.
  • the BF weight may be calculated adaptively.
  • specific examples of the external information from the external communication device include distribution and location information of each mobile station UE, user priority, location information of adjacent base station devices, and the like.
  • the communication state in the Massive-MIMO cell MM can also be controlled.
  • By controlling the communication state in such a Massive-MIMO cell MM it becomes possible to control the communication state in consideration of, for example, interference with other communication systems, load balance of the entire communication system, user satisfaction, and the like. .

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Abstract

　Ｍａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯが適用される通信システムの性能を十分に発揮させること。複数のアンテナ素子を用いたビームフォーミングによりセルサーチに用いられる同期信号用の送信ビームの送信方向を制御する基地局装置であって、同期信号用の送信ビームを識別可能な情報を含む同期信号を生成すると共に、同期信号に対するビームフォーミング用ウェイトを所定の時間間隔で変更する同期信号処理部（６２）と、それぞれのビームフォーミング用ウェイトに応じて生成された同期信号を下りリンクで送信する送信部（６４）とを具備することを特徴とする。

Description

同期信号送信方法及び基地局装置
　本発明は、次世代移動通信システムにおける同期信号送信方法及び基地局装置に関する。
　ＵＭＴＳ（Universal　Mobile　Telecommunications　System）ネットワークにおいて、さらなる高速データレート、低遅延などを目的としてロングタームエボリューション（ＬＴＥ：Long　Term　Evolution）が検討されている（非特許文献１）。また、ＬＴＥからの更なる広帯域化及び高速化を目的として、ＬＴＥの後継システムも検討されている（例えば、ＬＴＥアドバンスト又はＬＴＥエンハンスメントと呼ぶこともある（以下、「ＬＴＥ－Ａ」という））。
　これらのＬＴＥやＬＴＥ－Ａにおいて、移動局装置ＵＥがネットワークと通信を行う場合には、同期を確立するためのセルサーチ処理が必要となる。セルサーチ処理においては、移動局装置ＵＥが、基地局装置から一定時間間隔で送信される同期信号（ＳＳ：Synchronization　Signal）を検出し、移動局装置ＵＥが位置するセル（在圏セル）の周波数同期、タイミング同期及びセルＩＤ（ＰＣＩ：Physical　Cell　ID）を取得する。取得した情報に基づいて、移動局装置ＵＥは在圏セルを確定する。そして、ＲＡＣＨ（Random　Access　CHannel）を送信することで、セルに在圏を通知し、通信用リソースを確保する。
　ところで、ＬＴＥ－Ａ以降の移動通信システムにおいては、例えば、高周波数帯域において細小化された大量のアンテナ素子を利用するＭＩＭＯ（Massive　MIMO（Multi　Input　Multi　Output））の適用が検討されている（以下、適宜「Ｍａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯ」という）。また、Ｍａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯのように大量のアンテナ素子を用いることによって、より高度なビームフォーミングが実現可能になる。
　ここで、ビームフォーミングとは、複数のアンテナ素子において、それぞれの送受信号に対して振幅、位相を制御することによって、送受信ビームに指向性、ビームの形状を変更できる技術である。このビームフォーミングにおいては、一般にアンテナ素子数が多いほど高度な制御が可能である。言い換えると、アンテナ素子数に応じてビーム数、各ビームの形状（水平面におけるビームの幅、垂直面におけるビームの幅など、以下、適宜「ビームの幅」という）、ビームの方向及び利得を詳細に制御できる。例えば、ビームの幅を狭くすること（すなわち、細いビームを形成すること）により、高い利得（電力密度）を得ることができる。
　このようなＭａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯが適用される通信システムの性能を十分に発揮させるためには、同期信号を確実に移動局装置ＵＥに送信し、移動局装置ＵＥにおいて適切にセルサーチ処理を行う必要がある。しかしながら、現状の構成では、移動局装置ＵＥ側で適切にセルサーチ処理を行うことができない事態が想定され、通信システムの性能を十分に発揮することができない。
　本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、Ｍａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯが適用される通信システムの性能を十分に発揮させることができる同期信号送信方法及び基地局装置を提供することを目的とする。
　本発明の同期信号送信方法は、基地局装置が有する複数のアンテナ素子を用いたビームフォーミングによりセルサーチに用いられる同期信号用の送信ビームの送信方向を制御する同期信号送信方法であって、同期信号用の送信ビームを識別可能な情報を含む同期信号を生成すると共に、前記同期信号に対するビームフォーミング用ウェイトを所定の時間間隔で変更する同期信号処理ステップと、それぞれの前記ビームフォーミング用ウェイトに応じて生成された前記同期信号を下りリンクで送信する送信ステップとを具備することを特徴とする。
　本発明の基地局装置は、複数のアンテナ素子を用いたビームフォーミングによりセルサーチに用いられる同期信号用の送信ビームの送信方向を制御する基地局装置であって、同期信号用の送信ビームを識別可能な情報を含む同期信号を生成すると共に、前記同期信号に対するビームフォーミング用ウェイトを所定の時間間隔で変更する同期信号処理部と、それぞれの前記ビームフォーミング用ウェイトに応じて生成された前記同期信号を下りリンクで送信する送信部とを具備することを特徴とする。
　本発明によれば、Ｍａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯが適用される通信システムの性能を十分に発揮させることができる同期信号送信方法及び基地局装置を提供できる。
Ｍａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯが適用される基地局装置における送信ビームの到達範囲の説明図である。 本実施の形態に係る基地局装置が適用されるネットワーク構成の一例を示す図である。 第１の態様に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法の説明図である。 第２の態様に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法の説明図である。 第１、第２の態様に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法におけるＭａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯ基地局及び移動局間の動作シーケンスの説明図である。 第１、第２の態様に係るＭａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯ基地局の構成例を説明するためのブロック図である。 第１、第２の態様に係る移動局の構成例を説明するためのブロック図である。 第１、第２の態様に係るＭａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯ基地局からＢＦ－ＳＳ信号の送信動作を説明するためのフロー図である。 第１、第２の態様に係るＭａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯ基地局からＢＦ－ＳＳ信号の送信動作を説明するためのフロー図である。 第１、第２の態様に係る移動局のＢＦ－ＳＳ信号の受信動作を説明するためのフロー図である。 第１、第２の態様に係る移動局のＢＦ－ＳＳ信号の受信動作を説明するためのフロー図である。 第１の変形例に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法の説明図である。 第１の変形例に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法で送信されるビーム群の模式図である。 第２の変形例に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法の説明図である。 第３の変形例に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法の説明図である。
　以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
　まず、本実施の形態に係る基地局装置に適用されるＭａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯ伝送方式の概要について説明する。Ｍａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯ伝送方式においては、例えば、１００個以上のアンテナ素子を用いてデータを送信することでデータレート（周波数利用効率）を向上させる。１００個以上のアンテナ素子を用いてデータを送信することから、少数のアンテナ素子を用いる場合と比べて多重化に伴う伝送効率を改善でき、従来よりも高速な無線通信が可能となる。また、ビームフォーミング時におけるアンテナ素子の組み合わせの選択肢を多様化でき、従来よりも高度なビームフォーミングが可能となる。このような高度なビームフォーミングにより、ビームフォーミング利得による受信信号電力の増加や、干渉低減及び無線リソースの有効利用などの効果を期待できる。
　また、Ｍａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯ伝送方式においては、例えば、１０ＧＨｚ以上の高周波数帯を好適に用いることができる。一般に、アンテナ素子のサイズは、送信信号の波長に比例したサイズとなる。高周波数帯においては、相対的に送信信号の波長が短く、アンテナ素子のサイズを小型化できる。このため、多数のアンテナ素子を備えるＭａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯ伝送方式にとって好ましい。また、高周波数帯は、低周波数帯と比較して相対的に利用率が低く、広い帯域幅のリソースを確保することが容易である。一方で、高周波数帯を用いた信号伝送においては、伝搬損失が増加する。したがって、同一の送信電力で信号伝送を行う場合においても、低周波数帯を用いた信号伝送に比べ、移動局装置ＵＥにおける受信信号強度が低下し得る。しかしながら、このような受信信号強度の低下は、ビームフォーミング利得によりカバーすることができる。
　ここで、Ｍａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯ伝送方式が適用される基地局装置（以下、「Ｍａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯ基地局」という）における送信ビームの到達範囲について説明する。図１は、Ｍａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯ基地局における送信ビームの到達範囲の説明図である。図１Ａにおいては、一般的な基地局装置（Ｍａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯが適用されない基地局装置）から出力される送信ビームの到達範囲を示し、図１Ｂにおいては、Ｍａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯ基地局から出力される送信ビームの到達範囲を示している。なお、ここでは、図１Ｂに示すＭａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯ基地局にて高周波数帯を用いた信号伝送を行い、図１Ａに示す基地局装置にて低周波数帯を用いた信号伝送を行う場合について示している。
　図１Ａに示す一般的な基地局装置ｅＮＢ１においては、低周波数帯を用いて信号伝送を行うため、ビーム幅の広い送信ビーム（広範囲に及ぶ送信ビーム）を形成する場合でも遠距離まで送信ビームが到達する。一方、図１Ｂに示すＭａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯ基地局ｅＮＢ２においては、ビーム幅の広い送信ビームを形成する場合、高周波数帯の伝搬特性から遠距離まで送信ビームを到達させることができない。これに対し、ビーム幅が狭い送信ビーム（狭範囲（局所的範囲）に及ぶ送信ビーム）をビームフォーミングで形成する場合には、遠距離まで送信ビームを到達させることができる。このため、Ｍａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯ基地局においては、送信対象となる移動局装置ＵＥの位置（方向、距離）を把握した上、その位置に指向性を有する送信ビームをビームフォーミングにより形成して、ユーザデータを送信することが好ましい。
　このようなＭａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯ基地局との間で無線通信を行う場合、ＬＴＥやＬＴＥ－Ａと同様に、移動局装置ＵＥは、同期を確立するためのセルサーチ処理が必要となる。しかしながら、Ｍａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯ基地局から、ビームフォーミングなしで同期信号（ＳＳ：Synchronization　Signal）が送信される場合において、移動局装置ＵＥがＭａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯ基地局から離れた位置に存在する場合には、同期信号の受信電力が低下し、適切にセルサーチ処理を行うことができない事態が発生し得る。
　Ｍａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯが適用される通信システムにおいては、ビームフォーミングされるユーザデータと、ビームフォーミングされない同期信号との間で到達距離に差異が存在する。したがって、移動局装置ＵＥにおけるセルサーチ処理の可否が、Ｍａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯ基地局からの移動局装置ＵＥの距離に依存する。本発明者等は、このような背景に伴うセルサーチ処理の不具合等が、システム全体のスループット特性の低下の原因となり得ることに着目し、本発明に至った。
　すなわち、本発明の骨子は、Ｍａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯ基地局が有する複数のアンテナ素子を用いたビームフォーミングによりセルサーチに用いられる同期信号用の送信ビームの送信方向を制御する同期信号送信方法において、同期信号用の送信ビームを識別可能な情報を含む同期信号を生成すると共に、同期信号に対するビームフォーミング用ウェイトを所定の時間間隔で変更し、それぞれのビームフォーミング用ウェイトに応じて生成された同期信号を下りリンクで送信するものである。
　本発明によれば、所定の時間間隔毎にビームフォーミング用ウェイトが変更された同期信号が生成されて送信されることから、Ｍａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯ基地局から遠距離の位置まで同期信号を到達させることができる。これにより、移動局装置ＵＥにおいてセルサーチ処理を適切に行うことができるので、セルサーチ処理の不具合等に起因するスループット特性の低下を抑制することができる。特に、本発明によれば、各同期信号には同期信号用の送信ビームを識別可能な情報が含まれていることから、移動局装置ＵＥにて同期信号用の送信ビームを識別することができるので、同期信号にビームフォーミングが適用される場合であっても、適切にセルサーチ処理を行うことができる。
　以下、本実施の形態に係る基地局装置（Ｍａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯ基地局）が適用されるネットワーク構成について説明する。図２は、本実施の形態に係る基地局装置が適用されるネットワーク構成の一例を示す図である。図２においては、本実施の形態に係る基地局装置が、マクロセルＭのセルエリア内にＭａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯセルＭＭをオーバレイするネットワーク（例えば、ヘテロジーニアスネットワーク：Heterogeneous　Network）構成に適用される場合について示している。しかしながら、本実施の形態に係るＭａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯ基地局が適用されるネットワークについては、オーバレイするネットワークに限定されるものではなく適宜変更が可能である。
　図２に示すＭａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯセルＭＭをオーバレイするネットワーク（以下、適宜「オーバレイネットワーク」という）構成において、マクロセルＭを形成する基地局装置（以下、適宜「マクロ基地局」という）ＭｅＮＢ及びＭａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯセルＭＭを形成する基地局装置（以下、適宜「Ｍａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯ基地局（ＭＭ基地局）」という）ＭＭｅＮＢは、マクロセルＭに配設される中央制御局ＣＣと接続される。この中央制御局ＣＣは、図示しないコアネットワークに接続される。中央制御局ＣＣには、例えば、アクセスゲートウェイ装置、無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）、モビリティマネジメントエンティティ（ＭＭＥ）等が含まれるが、これに限定されるものではない。
　移動局装置（以下、単に「移動局」という）ＵＥは、マクロセルＭに位置する場合にマクロ基地局ＭｅＮＢと通信可能に構成され、Ｍａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯセルＭＭに位置する場合にはマクロ基地局ＭｅＮＢに加えてＭＭ基地局ＭＭｅＮＢと通信可能に構成される。なお、説明の便宜上、マクロ基地局ＭｅＮＢ及びＭＭ基地局ＭＭｅＮＢと無線通信するのは移動局ＵＥであるものとして説明するが、より一般的には移動端末装置も固定端末装置も含むユーザ装置（ＵＥ：User　Equipment）でよい。
　図２に示すオーバレイネットワーク構成においては、例えば、制御メッセージを取り扱う制御プレーン（Ｃ（Ｃｏｎｔｒｏｌ）－ｐｌａｎｅ）がマクロセルＭによってサポートされる。一方、ユーザデータを取り扱うユーザプレーン（Ｕ（Ｕｓｅｒ）－ｐｌａｎｅ）がＭａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯセルＭＭによってサポートされる。また、図２に示すオーバレイネットワーク構成においては、マクロセルＭとＭａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯセルＭＭとを異なる周波数帯で運用できる。例えば、マクロセルＭがサポートするＣ－ｐｌａｎｅを２ＧＨｚ帯で運用でき、Ｍａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯセルＭＭがサポートするＵ－ｐｌａｎｅを１０ＧＨｚ帯で運用できる。
　例えば、Ｍａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯセルＭＭを１０ＧＨｚ帯で運用する場合、ＭＭ基地局ＭＭｅＮＢと移動局ＵＥとの間は、障害物が存在しない見通し線（ＬｏＳ：Line-of-Sight）で接続されることが多い。このような見通し線で接続される通信環境においては、一般的に周波数選択性が小さい伝搬路が形成される。
　図２に示すオーバレイネットワーク構成においては、本実施の形態に係るＭＭ基地局ＭＭｅＮＢがマクロセルＭにオーバーラップして配置される場合について示している。しかしながら、本実施の形態に係るＭＭ基地局ＭＭｅＮＢがオーバーラップされる対象としては、これに限定されるものではない。例えば、マクロセルＭと同様に、広範囲をカバーする無線ＬＡＮ（Local　Area　Network）や有線ＬＡＮにオーバーラップして配置しても構わない。また、本実施の形態に係るＭＭ基地局ＭＭｅＮＢは、必ずしも他の無線基地局やネットワーク上にオーバーラップして配置する必要もない。
　図２に示すオーバレイネットワーク構成において、ＭＭ基地局ＭＭｅＮＢは、Ｍａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯセルＭＭに位置する移動局ＵＥに対してＭａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯ伝送方式を用いて信号伝送を行うことができる。より具体的には、ＭＭ基地局ＭＭｅＮＢは、複数のアンテナ素子において、それぞれの信号に対して振幅、位相を制御することによって、移動局ＵＥに向けて指向性を有するような送信ビームを形成（ビームフォーミング）して信号伝送を行うことができる。
　なお、図２に示すオーバレイネットワーク構成のように、Ｃ－ｐｌａｎｅ及びＵ－ｐｌａｎｅのサポートが、マクロセルＭ及びＭａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯセルＭＭで分離される通信環境においては、例えば、移動局ＵＥに対して、マクロ基地局ＭｅＮＢからユーザデータの受信に必要な制御情報を送信する一方、ＭＭ基地局ＭＭｅＮＢからユーザデータを送信することができる。また、マクロ基地局ＭｅＮＢから制御情報の一部を送信する一方、ＭＭ基地局ＭＭｅＮＢから制御情報の残部及びユーザデータを送信することもできる。
　本実施の形態に係るＭＭ基地局ＭＭｅＮＢは、移動局ＵＥに対するユーザデータだけでなく、セルサーチ処理に必要な同期信号（以下、「ＳＳ信号」という）についてもビームフォーミングを適用する。より具体的にはＭＭ基地局ＭＭｅＮＢは、ＳＳ信号にビームフォーミングを適用し、ビーム幅が狭い送信ビームを生成して送信する。以下においては、ビームフォーミングが適用されたＳＳ信号を「ＢＦ－ＳＳ信号」という。このように同期信号に対しても、Ｍａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯセルＭＭのサービスエリア（以下、「ＳＡ」という）内の一定範囲に向けて指向性を有するような送信ビームを形成して送信することにより、同期信号における受信電力の低下を防止できる。これにより、移動局ＵＥがＭＭ基地局ＭＭｅＮＢから離れた位置に存在する場合においても、移動局ＵＥにて、同期信号を検出でき、適切にセルサーチ処理を行うことが可能となる。
　以下、本実施の形態に係るＭＭ基地局ＭＭｅＮＢにおける同期信号（ＢＦ－ＳＳ信号）の送信方法の複数の態様について説明する。
　（第１の態様）
　まず、第１の態様に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法について説明する。図３は、第１の態様に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法の説明図である。図３Ａにおいては、ＭＭ基地局ＭＭｅＮＢからＳＡに対して送信されるＢＦ－ＳＳ信号の送信イメージを模式的に示している。図３Ｂにおいては、ＭＭ基地局ＭＭｅＮＢから送信されるＢＦ－ＳＳ信号を時間軸及び周波数軸上に示している。
　第１の態様に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法では、図３に示すように、ＢＦ－ＳＳ信号の送信のために、ビーム幅が狭い送信ビーム（以下、「狭いビーム」と略す）を生成する。そして、この狭いビームの送信方向を方位角方向に時間間隔τ毎に変更することで、予め定めた総時間ＴにおいてＭａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯセルＭＭのＳＡ全体にＢＦ－ＳＳ信号を送信する。すなわち、第１の態様に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法は、ＢＦ－ＳＳ信号の送信用の狭いビームの送信方向を、方位角方向に時間間隔τ毎に変更することで、Ｍａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯセルＭＭのＳＡに位置する全ての移動局ＵＥを走査する送信方法である。
　例えば、第１の態様に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法では、タイミングｔ１でＭａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯセルＭＭのある方向に向けて狭いビームを送信した後、タイミングｔ２でビーム幅Φだけ方位角方向に送信方向をずらして狭いビームを送信する（図３Ａ参照）。同様に、時間間隔τ毎にビーム幅Φだけ方位角方向に送信方向をずらして狭いビームの送信を繰り返す。タイミングｔｎで、タイミングｔ１における狭いビームと隣り合う方向に向けて狭いビームを送信することにより、Ｍａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯセルＭＭのＳＡ全体（全方向）を走査することができる。なお、時間間隔τ毎に送信されるＢＦ－ＳＳ信号は、通信システムのシステム全体の帯域幅を利用して送信することができる（図３Ｂ参照）。
　第１の態様に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法において、ＢＦ－ＳＳ信号Ｓ（ｔ）は、例えば、以下の（式１）により求めることができる。
（式１）
　　Ｓ（ｔ）　＝　Ｗｎ（ｔ，ｆ）・ＳＳＳ（ｔ）
　ここで、Ｗｎ（ｔ，ｆ）はビームフォーミングウェイト（以下、「ＢＦウェイト」という）を示し、ＳＳＳ（ｔ）はＳＳ信号を示す。
　また、第１の態様に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法において、Ｍａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯセルＭＭのＳＡ全体（全方向）にＢＦ－ＳＳ信号を送信するための総時間Ｔは、例えば、以下の（式２）により求めることができる。
（式２）
　　Ｔ　＝　３６０τ／Φ
　ここで、τはＢＦ－ＳＳ信号の時間間隔を示し、ΦはＢＦ－ＳＳ信号のビーム幅を示す。
　なお、第１の態様に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法において、時間間隔τ及びビーム幅Φは、通信システムにおけるパラメータとして選択可能に構成できる。例えば、時間間隔τは、ＳＳ信号の信号長に応じて決定できる。ＳＳ信号の信号長が長い場合には時間間隔τを大きくする一方、ＳＳ信号の信号長が短い場合には時間間隔τを小さくすることができる。また、ビーム幅Φは、アンテナ素子数、送信電力、周波数帯、帯域幅及び総時間Ｔに応じて決定できる。アンテナ素子数が多い場合にはビーム幅Φを狭くする一方、アンテナ素子数が少ない場合にはビーム幅Φを広くすることができる。送信電力が大きい場合にはビーム幅Φを広くする一方、送信電力が小さい場合にはビーム幅Φを狭くすることができる。周波数帯が高い場合にはビーム幅Φを狭くする一方、周波数帯が低い場合にはビーム幅Φを広くすることができる。帯域幅が広い場合にはビーム幅Φを狭くする一方、帯域幅が狭い場合にはビーム幅Φを広くすることができる。総時間Ｔが長い場合にはビーム幅Φを狭くする一方、総時間Ｔが短い場合にはビーム幅Φを広くすることができる。セル半径が大きい場合にはビーム幅Φを狭くする一方、セル半径が小さい場合にはビーム幅Φを広くすることができる。
　また、時間間隔τ及びビーム幅Φについては、予め定められた内容に応じて決定するようにしてもよい。さらに、時間間隔τ及びビーム幅Φについては、通信環境によって適応的に算出するようにしてもよい。通信環境については、例えば、Ｍａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯセルＭＭ内における移動局ＵＥの数や、隣接するセル（Ｍａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯセルＭＭなど）までの距離などが想定される。なお、この通信環境に関する情報については、例えば、オーバーラップして配置されるマクロセルＭ（より具体的には、マクロ基地局ＭｅＮＢ）から取得することができる。
　さらに、第１の態様に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法では、それぞれのＢＦ－ＳＳ信号が移動局ＵＥにて識別できるように構成される。例えば、各方向に送信される狭いビームに一意の識別情報（ビームＩＤ）を付与することが考えられる。例えば、このようなビームＩＤは、ＭＭ基地局ＭＭｅＮＢで生成されると共に、セルＩＤ等のシステム情報と同様に同期信号に含められる。同期信号に含まれることから、移動局ＵＥで同期信号を受信することにより、システム情報と同様に適切に受信することが可能となる。通常、セルＩＤは基地局を識別できるセル固有の直交系列を用いることが好ましい。
　なお、以下においては、説明の便宜上、各方向に送信される狭いビームに一意のビームＩＤが付与される場合について説明するが、その識別情報についてはビームＩＤに限定されるものではない。各方向に送信される狭いビームを識別できれば、任意の識別情報を採用できる。例えば、ＬＴＥにおけるＰＳＳ（Primary　Synchronization　Signal）やＳＳＳ（Secondary　Synchronization　Signal）のように、予め複数種類のＳＳ信号を用意しておき、それぞれに異なるシステム情報を付与する態様としてもよい。また、上述した（式１）におけるＢＦウェイトを識別情報として利用することもできる。
　このように第１の態様に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法によれば、時間間隔τ毎にビームフォーミング用ウェイトが変更された同期信号（ＢＦ－ＳＳ信号）が生成されて送信されることから、Ｍａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯ基地局ＭＭｅＮＢから遠距離の位置まで同期信号を到達させることができる。これにより、移動局ＵＥにおいてセルサーチ処理を適切に行うことができるので、セルサーチ処理の不具合等に起因するスループット特性の低下を抑制することができる。
　特に、第１の態様に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法によれば、各同期信号には同期信号用の送信ビームを識別可能なビームＩＤが含まれていることから、移動局ＵＥにて同期信号用の送信ビームを識別することができるので、同期信号にビームフォーミングが適用される場合であっても、適切にセルサーチ処理を行うことができる。
　なお、第１の態様に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法における同期信号（ＢＦ－ＳＳ信号）の生成に関し、各種ビーム方向、ビーム形状（幅）に対応したＢＦウェイトを事前に生成して、データベースの保存情報としてＭａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯ基地局ＭＭｅＮＢ内（または、ネットワーク内）に記憶させておき、ビームフォーミング時はビーム方向や幅などにより、ＢＦウェイトのみを選択することは実施の形態として好ましい。この場合には、ビーム方向や幅に基づいてＢＦウェイトを生成する処理を省略できることから、Ｍａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯ基地局ＭＭｅＮＢにおける同期信号（ＢＦ－ＳＳ信号）の生成時の負荷を軽減することが可能となる。
　（第２の態様）
　次に、第２の態様に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法について説明する。第２の態様に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法においては、ＢＦ－ＳＳ信号の送信用の狭いビームの送信方向に仰角方向が追加される点で、第１の態様に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法と相違する。すなわち、第２の態様に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法は、ＢＦ－ＳＳ信号の送信用の狭いビームの送信方向を、方位角方向及び仰角方向に時間間隔τ毎に変更することで、Ｍａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯセルＭＭのＳＡに位置する全ての移動局ＵＥを走査する送信方法である。以下においては、第１の態様に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法との相違点を中心に説明する。なお、本明細書において、仰角方向とは水平方向に直交し、かつ、下方（または上方）に向かう向きを示す角度を０°とし、水平方向を示す角度を９０°とする角度によって示される方向と定義する。
　図４は、第２の態様に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法の説明図である。図４Ａにおいては、ＭＭ基地局ＭＭｅＮＢから送信されるＢＦ－ＳＳ信号の仰角方向の説明図である。図４Ｂにおいては、ＭＭ基地局ＭＭｅＮＢからＳＡに対して送信されるＢＦ－ＳＳ信号の送信イメージを模式的に示している。図４Ｃにおいては、ＭＭ基地局ＭＭｅＮＢから送信されるＢＦ－ＳＳ信号を時間軸及び周波数軸上に示している。
　第２の態様に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法においては、ＭＭ基地局ＭＭｅＮＢが地上から離れた位置に配置されることを想定している。例えば、第２の態様に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法で利用されるＭＭ基地局ＭＭｅＮＢは、図４Ａに示すように、Ｍａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯセルＭＭのＳＡの半径に対応する位置に対して、送信ビームが仰角方向に角度αを有する位置に配置される。例えば、第２の態様に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法で利用されるＭＭ基地局ＭＭｅＮＢは、図４Ａに示すように、仰角方向に角度α１を有する送信ビーム、仰角方向に角度α２を有する送信ビーム及び仰角方向に角度α３を有する送信ビームを生成することで、Ｍａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯセルＭＭのＳＡに含まれる３つの領域に向けてＢＦ－ＳＳ信号を送信することができる。
　第２の態様に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法では、図４Ｂ、図４Ｃに示すように、Ｍａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯセルＭＭの半径方向に異なる送信ビームを生成する点で、第１の態様に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法と相違する。なお、Ｍａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯセルＭＭの半径方向に異なる送信ビームの生成は、例えば、垂直方向の指向性を持たせるビームフォーミング（３Ｄビームフォーミング）技術により行われる。
　なお、図４Ｂ、図４Ｃにおいては、説明の便宜上、Ｍａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯセルＭＭの半径方向における送信ビームのビーム幅Φが、Ｍａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯセルＭＭの半径の半分に相当する長さであるものとして説明する。すなわち、図４Ｂ、図４Ｃにおいては、Ｍａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯセルＭＭの半径方向に２つの異なる送信ビームが生成される場合について説明する。しかしながら、Ｍａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯセルＭＭの半径方向に生成される送信ビーム数については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。
　例えば、第２の態様に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法では、タイミングｔ１１でＭａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯセルＭＭの内側のある方向に向けて狭いビームを送信した後、タイミングｔ１２でビーム幅Φだけ仰角方向外側に送信方向をずらして狭いビームを送信する（図４Ｂ参照）。さらに、タイミングｔ２１でビーム幅Φだけ方位角方向に送信方向をずらして狭いビームを送信した後、タイミングｔ２２でビーム幅Φだけ仰角方向内側に送信方向をずらして狭いビームを送信する（図４Ｂ参照）。同様に、時間間隔τ毎にビーム幅Φだけ仰角方向又は方位角方向に送信方向をずらして狭いビームの送信を繰り返す。タイミングｔｎ１、ｔｎ２で、タイミングｔ１１、ｔ１２における狭いビームと隣り合う方向に向けて狭いビームを送信することにより、Ｍａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯセルＭＭのＳＡ全体（全方向）を走査することができる。
　なお、第２の態様に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法において、ＢＦ－ＳＳ信号Ｓ（ｔ）は、例えば、上述した（式１）により求めることができる。一方、第２の態様に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法において、Ｍａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯセルＭＭのＳＡ全体（全方向）にＢＦ－ＳＳ信号を送信する場合の総時間Ｔは、例えば、以下の（式３）により求めることができる。
（式３）
　　Ｔ　＝　３６０ατ／Φ２
　ここで、τはＢＦ－ＳＳ信号の時間間隔を示し、αは送信ビームの最大仰角方向の角度を示し、ΦはＢＦ－ＳＳ信号のビーム幅を示す。
　また、第２の態様に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法において、時間間隔τ及びビーム幅Φは、第１の態様と同様に、通信システムにおけるパラメータとして選択可能に構成できる。さらに、第１の態様と同様に、時間間隔τ及びビーム幅Φについては、予め定められた内容に応じて決定し、或いは、通信環境によって適応的に算出するようにしてもよい。
　なお、ここでは、水平面におけるビーム幅（水平ビーム幅）と垂直面におけるビーム幅（垂直ビーム幅）とが同じビーム幅Φであるときの例を説明しているが、水平ビーム幅と垂直ビーム幅とを異なる値に設定することも可能である。この場合、Ｍａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯセルＭＭのＳＡ全体（全方向）にＢＦ－ＳＳ信号を送信する場合の総時間Ｔは、例えば、以下の（式４）により求めることができる。
（式４）
　　Ｔ　＝　３６０ατ／（ΦＨΦＶ）
　ここで、τはＢＦ－ＳＳ信号の時間間隔を示し、αは送信ビームの最大仰角方向の角度を示し、ΦＨはＢＦ－ＳＳ信号の水平ビーム幅を示し、ΦＶはＢＦ－ＳＳ信号の垂直ビーム幅を示す。
　また、仰角方向にビームの送信方向を変更する場合、ビームの仰角によって、同じ幅のビームによる照射範囲（面積）が異なる事態が発生する。すなわち、仰角が高い（角度αが大きい）場合では照射面積が広くなる一方（図４Ａに示す角度α１参照）、仰角が低い（角度αが小さい）場合では照射範囲が狭くなる（図４Ａに示す角度α３参照）。これらの照射面積の広狭に伴い、前者の場合には電力密度が低くなる一方、後者の場合には電力密度が高くなる。第２の態様に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法において、このような現象と、ＳＡ内におけるＢＦ－ＳＳ信号の走査の均一性、効率性を考慮してビーム幅、時間間隔などのパラメータを選択することは実施の形態として好ましい。この場合、例えば、仰角が高い場合と低い場合とでビーム幅と時間間隔を調整することで、ビームの総電力を共通化でき、ＢＦ－ＳＳ信号走査の均一性を確保することが可能となる。
　なお、送信ビームの走査順序及び走査範囲についても、通信システムにおけるパラメータとして選択可能に構成できる。例えば、図４Ｂにおいては、方位角方向に送信ビームの送信方向を変更する際、Ｍａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯセルＭＭの半径方向にて同一方向側から走査する場合について説明している。例えば、方位角方向に送信ビームの送信方向を変更する際、変更前の送信ビームがＭａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯセルＭＭの外側にある場合には、同一方向側である外側に送信ビームを送信する。しかしながら、送信ビームの走査順序については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。例えば、方位角方向に送信ビームの送信方向を変更する際、Ｍａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯセルＭＭの半径方向にて異なる方向側から走査することも可能である。例えば、方位角方向に送信ビームの送信方向を変更する際、変更前の送信ビームがＭａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯセルＭＭの外側にある場合において、異なる方向側である内側に送信ビームを送信するようにしてもよい。
　また、図４Ｂにおいては、Ｍａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯセルＭＭのＳＡ全体を走査範囲とする場合について説明している。しかしながら、送信ビームの走査範囲については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。例えば、Ｍａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯセルＭＭの一定領域のみを送信ビームで走査することも可能である。このような局所的な走査範囲の選択は、オーバーラップして配置されるマクロセルＭ（より具体的には、マクロ基地局ＭｅＮＢ）から移動局ＵＥの位置を予め取得できるような場合に想定される。
　このように第２の態様に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法によれば、第１の態様に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法と同様に、時間間隔τ毎にビームフォーミング用ウェイトが変更された同期信号（ＢＦ－ＳＳ信号）が生成されて送信されることから、Ｍａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯ基地局ＭＭｅＮＢから遠距離の位置まで同期信号を到達させることができる。これにより、移動局ＵＥにおいてセルサーチ処理を適切に行うことができるので、セルサーチ処理の不具合等に起因するスループット特性の低下を抑制することができる。また、各同期信号には同期信号用の送信ビームを識別可能なビームＩＤが含まれていることから、移動局ＵＥにて同期信号用の送信ビームを識別することができるので、同期信号にビームフォーミングが適用される場合であっても、適切にセルサーチ処理を行うことができる。
　なお、以上の説明においては、第１の態様に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法で方位角方向にのみ送信方向を変更する場合について説明し、第２の態様に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法で方位角方向及び仰角方向に送信方向を変更する場合について説明している。これらの第１、第２の態様に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法を組み合わせることもできる。ここでは、説明の便宜上、第１の態様に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法による走査モードを二次元（２Ｄ）走査モードと呼び、第２の態様に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法による走査モードを三次元（３Ｄ）走査モードと呼ぶものとする。
　これらの走査モードは、通信システムにおけるパラメータとして選択可能に構成できる。例えば、Ｍａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯセルＭＭのＳＡが相対的に大きい場合に３Ｄ走査モードを選択する一方、ＳＡが相対的に小さい場合に２Ｄ走査モードを選択できる。また、ＳＡに対し、垂直面におけるビーム幅が広いビームがカバー可能な場合は２Ｄ走査モードを選択できる。また、オーバーラップして配置されるマクロセルＭ（より具体的には、マクロ基地局ＭｅＮＢ）から移動局ＵＥの位置を予め取得できるような場合において、移動局ＵＥの配置状況等の通信環境に応じて２Ｄ走査モードと３Ｄ走査モードとを動的に切り替えることもできる。
　例えば、これらの走査モードは、ＢＦ－ＳＳ信号の送信方向を方位角方向に制御するＢＦウェイトと、方位角方向及び仰角方向に制御するＢＦウェイトとを選択することで切り替えられる。このようにＢＦウェイトを選択することで２Ｄ走査モードと３Ｄ走査モードとが切り替えられることから、複雑な制御を必要とすることなく柔軟にセルサーチ処理に必要な同期信号を切り替えることができる。
　ここで、上述した第１、第２の態様に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法におけるＭＭ基地局ＭＭｅＮＢ及び移動局ＵＥ間の動作シーケンスの概略について説明する。図５は、第１、第２の態様に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法におけるＭＭ基地局ＭＭｅＮＢ及び移動局ＵＥ間の動作シーケンスの一例の説明図である。なお、図５においては、ＭＭ基地局ＭＭｅＮＢから送信される同期信号（ＢＦ－ＳＳ信号）に、送信ビームの識別情報としてビームＩＤが含まれる場合について説明するものとする。
　図５に示すように、ＭＭ基地局ＭＭｅＮＢは、まず、ＳＳ信号にビームフォーミングを適用（ＢＦウェイトを乗算）することで、ＢＦ－ＳＳ信号を生成する（ステップ（以下、「ＳＴ」という）５０１）。例えば、ＭＭ基地局ＭＭｅＮＢは、上述した（式１）の演算によって、ＢＦ－ＳＳ信号を生成する。そして、ＭＭ基地局ＭＭｅＮＢは、生成したＢＦ－ＳＳ信号を送信する（ＳＴ５０２）。このＢＦ－ＳＳ信号は、ＢＦウェイトで指定されるＭａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯセルＭＭの一定領域に向けて送信される。なお、このＢＦ－ＳＳ信号には、セルＩＤ、ビームＩＤなどが含まれる。
　移動局ＵＥにおいては、電源投入時やセル圏外（スモールセル圏外）からセル圏内への復帰時等にセルサーチ処理を行う（ＳＴ５０３）。このセルサーチ処理において、移動局ＵＥは、ＭＭ基地局ＭＭｅＮＢからのＢＦ－ＳＳ信号を監視する。ＢＦ－ＳＳ信号を受信した場合、このＢＦ－ＳＳ信号から周波数を特定すると共に、タイミング同期を取る。また、移動局ＵＥは、セルＩＤ、ビームＩＤ及びＢＦ－ＳＳ信号の受信品質情報（例えば、受信電力情報）などを取得する。これらの情報の取得によりセルサーチ処理が完了する。
　なお、セルサーチ処理において、複数の送信ビーム（ＢＦ－ＳＳ信号）を受信した場合、例えば、移動局ＵＥは、受信した全てのビームＩＤや受信品質などを取得する。なお、受信品質が良好な上位Ｍ個の送信ビーム（ＢＦ－ＳＳ信号）のビームＩＤや受信品質などを取得することや、予め定められた受信品質以上の送信ビーム（ＢＦ－ＳＳ信号）のビームＩＤや受信品質などを取得することも可能である。なお、これらの場合、送信ビームの数（Ｍ個）や受信品質の閾値は、通信システムにおけるパラメータとして選択可能に構成できる。
　セルサーチ処理を完了した後、移動局ＵＥは、セルサーチ処理で取得したセルＩＤ及びビームＩＤと、自身の端末ＩＤ（ＵＥ－ＩＤ）とに基づいてＲＡＣＨプリアンブルを生成する（ＳＴ５０４）。そして、生成したＲＡＣＨプリアンブルを、送信ビーム（ＢＦ－ＳＳ信号）の受信品質情報などと共にＭＭ基地局ＭＭｅＮＢに送信する（ＳＴ５０５）。
　なお、セルサーチ処理において、複数の送信ビーム（ＢＦ－ＳＳ信号）を受信した場合、例えば、移動局ＵＥは、全ての送信ビームについてＲＡＣＨプリアンブルを生成し、各送信ビームの受信品質情報などと共にＭＭ基地局ＭＭｅＮＢに送信する。また、受信品質が良好な上位Ｍ個の送信ビームについてＲＡＣＨプリアンブルを生成して送信することや、予め定められた受信品質以上の送信ビームについてＲＡＣＨプリアンブルを生成して送信することも可能である。さらに、送信ビーム（ＢＦ－ＳＳ信号）の受信品質情報を、ＲＡＣＨプリアンブルとは別に送信することも可能である。
　ＭＭ基地局ＭＭｅＮＢは、ＳＴ５０２にてＢＦ－ＳＳ信号を送信した後、移動局ＵＥからのＲＡＣＨプリアンブルを監視する。そして、ＲＡＣＨプリアンブルを受信すると、ＲＡＣＨレスポンスを移動局ＵＥに送信する（ＳＴ５０６）。なお、このＲＡＣＨレスポンスには、ＭＭ基地局ＭＭｅＮＢで検出したプリアンブル番号や送信タイミング情報などの情報が含まれる。
　一方、移動局ＵＥは、ＳＴ５０５にてＲＡＣＨプリアンブルを送信した後、ＭＭ基地局ＭＭｅＮＢからのＲＡＣＨレスポンスを監視する。そして、ＲＡＣＨレスポンスを受信すると（ＳＴ５０７）、移動局ＵＥは、ＰＢＣＨ（Physical　Broadcast　Channel）に含まれるＭＩＢ（Master　Information　Block）から、システム帯域幅やシステムフレーム番号（ＳＦＮ：System　Frame　Number）、送信アンテナ数などの基本情報を取得する。そして、これらの情報に基づいてＭＭ基地局ＭＭｅＮＢと接続する。
　次に、上述した第１、第２の態様に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法で利用されるＭＭ基地局ＭＭｅＮＢ及び移動局ＵＥの構成例について説明する。図６は、第１、第２の態様に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法で利用されるＭＭ基地局ＭＭｅＮＢの構成例を説明するためのブロック図である。図７は、第１、第２の態様に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法で利用される移動局ＵＥの構成例を説明するためのブロック図である。
　なお、図６及び図７に示すＭＭ基地局ＭＭｅＮＢ及び移動局ＵＥの構成は、本発明を説明するために簡略化したものであり、それぞれ通常の基地局装置及び移動局装置が有する構成は備えているものとする。特に、図７に示す移動局ＵＥにおいては、データ通信に関する構成要素を省略している。また、図６及び図７に示すＭＭ基地局ＭＭｅＮＢ及び移動局ＵＥにおいては、説明の便宜上、マクロセルＭ等から各種の情報（外部情報）を取得する情報取得部６１１、７１１を有する場合について説明するが、これらの構成要素については省略することも可能である。
　図６に示すように、ＭＭ基地局ＭＭｅＮＢは、同期信号（ＳＳ）信号制御部６１、ＳＳ信号処理部６２、データ信号処理部６３、送信部６４及び受信部６５を含んで構成される。ＳＳ信号制御部６１は、情報取得部６１１及びＳＳ制御情報生成部６１２を有する。ＳＳ信号処理部６２は、ＳＳ信号生成部６２１、記憶部６２２、ＢＦウェイト生成部６２３及びＢＦ－ＳＳ信号生成部６２４を有する。データ信号処理部６３は、データ生成部６３１、記憶部６３２、データウェイト生成部６３３及び送受信信号生成部６３４を有する。送信部６４は、送信制御部６４１及び信号送信部６４２を有する。受信部６５は、受信制御部６５１及び信号受信部６５２を有する。
　ＳＳ信号制御部６１は、ＳＳ信号処理部６２、データ信号処理部６３、送信部６４及び受信部６５に対して、ＢＦ－ＳＳ信号の生成又は送信処理に必要な情報（ＳＳ制御情報）を提供する。特に、マクロセルＭ等からの外部情報を取得する場合には、これらの外部情報に基づくＳＳ制御情報を生成してＳＳ信号処理部６２等に提供する。情報取得部６１１は、マクロセルＭ等からの外部情報を取得する。そして、取得した外部情報をＳＳ制御情報生成部６１２に出力する。例えば、マクロセルＭ等からの外部情報としては、Ｍａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯセルＭＭ内における移動局ＵＥの数や、隣接するＭａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯセルＭＭまでの距離などの通信環境に関する情報が取得される。
　ＳＳ制御情報生成部６１２は、情報取得部６１１から受け取った外部情報に基づいて、ＭＭ基地局ＭＭｅＮＢ内で利用されるＳＳ制御情報を生成する。このＳＳ制御情報には、例えば、ＢＦ－ＳＳ信号のためのビーム幅Φや、送信方向を切り替える時間間隔τ、走査方法（走査モードを含む）が含まれる。そして、ＳＳ制御情報生成部６１２は、生成したＳＳ制御情報を、ＳＳ信号処理部６２の記憶部６２２及びＢＦウェイト生成部６２３、データ信号処理部６３の記憶部６３２及びデータウェイト生成部６３３、送信部６４の送信制御部６４１並びに受信部６５の受信制御部６５１に出力する。
　なお、ここでは、ＳＳ制御情報生成部６１２が、情報取得部６１１から受け取った外部情報に基づいてＳＳ制御情報を生成する場合について説明している。これに対し、情報取得部６１１を有しない態様においては、ＢＦ－ＳＳ信号のためのビーム幅Φや、送信方向を切り替える時間間隔τ、走査方法（走査モードを含む）が、例えば、通信システムにおけるパラメータとして選択可能に構成される。ＳＳ制御情報生成部６１２は、これらのパラメータに基づいてＳＳ制御情報を生成する。
　ＳＳ信号処理部６２は、ＳＳ信号制御部６１から受け取ったＳＳ制御情報に基づいて、ＢＦ－ＳＳ信号を生成して送信部６４に出力する。記憶部６２２は、ＳＳ制御情報及びこれに基づいて生成された情報（ＳＳ生成情報）を記憶するデータベースを備える。このデータベースには、例えば、ＳＳ制御情報生成部６１２から受け取ったＳＳ制御情報や、ＳＳ信号生成部６２１及びＢＦウェイト生成部６２３で生成されたＳＳ生成情報が保存される。ＳＳ生成情報には、ＳＳ信号やＳＳ信号用ＢＦウェイト（ＢＦウェイト）が含まれる。なお、ＢＦウェイトについては、予めテーブル管理しておくことも可能である。
　ＳＳ信号生成部６２１は、記憶部６２２（データベース）に保存されたＳＳ制御情報に基づいてＳＳ信号を生成する。そして、生成したＳＳ信号をＢＦ－ＳＳ信号生成部６２４及び記憶部６２２に出力する。ＢＦウェイト生成部６２３は、ＳＳ制御情報生成部６１２から受け取ったＳＳ制御情報に基づいてＢＦウェイトを生成する。そして、生成したＢＦウェイトをＢＦ－ＳＳ信号生成部６２４及び記憶部６２２に出力する。記憶部６２２に保存されたＳＳ生成情報（ＳＳ信号、ＢＦウェイト）を利用できる場合、ＳＳ信号生成部６２１及びＢＦウェイト生成部６２３は、これらを呼び出してＢＦ－ＳＳ信号生成部６２４に出力する。ＢＦ－ＳＳ信号生成部６２４は、ＳＳ信号生成部６２１からのＳＳ信号及びＢＦウェイト生成部６２３からのＢＦウェイトに基づいてＢＦ－ＳＳ信号を生成する。そして、生成したＢＦ－ＳＳ信号を送信部６４に出力する。
　データ信号処理部６３は、上位レイヤから指示されたデータソース及び制御情報に基づいてビームフォーミングされた送信信号（ＢＦ送信信号）を生成して送信部６４に出力する。データ生成部６３１は、送信データ用のデータソースや制御情報から送信データを生成する。記憶部６３２は、例えば、ＳＳ制御情報生成部６１２から受け取った送信データ用のウェイト生成用情報が記憶される。データウェイト生成部６３３は、記憶部６３２に記憶されたウェイト生成用情報に基づいてデータウェイト（送信ウェイト）を生成する。そして、生成したデータウェイトを送受信信号生成部６３４及び記憶部６３２に出力する。送受信信号生成部６３４は、データ生成部６３１からの送信データ及びデータウェイト生成部６３３からの送信ウェイトに基づいてビームフォーミングされた送信信号（ＢＦ送信信号）を生成する。そして、生成したＢＦ送信信号を送信部６４に出力する。
　一方、データ信号処理部６３は、受信部６５で受信した受信信号からデータソース及び制御情報を抽出する。記憶部６３２は、例えば、ＳＳ制御情報生成部６１２から受け取った受信データ用のウェイト生成用情報が記憶される。データウェイト生成部６３３は、記憶部６３２に記憶されたウェイト生成用情報に基づいてデータウェイト（受信ウェイト）を生成する。そして、生成したデータウェイトを送受信信号生成部６３４及び記憶部６３２に出力する。送受信信号生成部６３４は、受信部６５から出力される受信信号を受け取る。また、送受信信号生成部６３４は、データウェイト生成部６３３から受け取った受信ウェイトに基づいて受信信号を生成する。そして、生成した受信信号をデータ生成部６３１に出力する。データ生成部６３１は、この受信信号に基づいて受信データを生成する。そして、生成した受信データを図示しない上位構成要素（例えば、アプリケーション処理部）に出力する。
　送信部６４は、ＳＳ信号処理部６２又はデータ信号処理部６３からのＢＦ－ＳＳ信号又はＢＦ送信信号を下りリンクで送信する。送信制御部６４１は、ＳＳ制御情報生成部６１２から受け取ったＳＳ制御情報に基づいて、信号送信部６４２によるＢＦ－ＳＳ信号の送信処理を制御する。例えば、送信制御部６４１は、信号送信部６４２によるＢＦ－ＳＳ信号の送信の時間間隔τを制御する。信号送信部６４２は、送信制御部６４１の制御の下、ＢＦ－ＳＳ信号やＢＦ送信信号を送信する。
　受信部６５は、移動局ＵＥからの受信信号を受信してデータ信号処理部６３に出力する。受信制御部６５１は、ＳＳ制御情報生成部６１２から受け取ったＳＳ制御情報に基づいて、信号受信部６５２によるＲＡＣＨプリアンブル等の受信処理を制御する。信号受信部６５２は、受信制御部６５１の制御の下、ＲＡＣＨプリアンブルや受信信号を受信する。そして、受信したＲＡＣＨプリアンブルや受信信号をデータ信号処理部６３に出力する。
　一方、移動局ＵＥは、図７に示すように、セルサーチ（ＣＳ）制御部７１、ＳＳ信号処理部７２、接続要求部７３、受信部７４及び送信部７５を含んで構成される。ＣＳ制御部７１は、情報取得部７１１及びＣＳ制御情報生成部７１２を有する。ＳＳ信号処理部７２は、ＳＳ関連情報抽出部７２１、受信品質計測部７２２及び記憶部７２３を有する。接続要求部７３は、受信品質情報生成部７３１、ＲＡＣＨプリアンブル生成部７３２及び送信信号生成部７３３を有する。受信部７４は、受信制御部７４１及び信号受信部７４２を有する。送信部７５は、送信制御部７５１及び信号送信部７５２を有する。
　ＣＳ制御部７１は、ＳＳ信号処理部７２、接続要求部７３、受信部７４及び送信部７５に対して、セルサーチ処理に必要な情報（ＣＳ制御情報）を提供する。特に、マクロセルＭ等からの外部情報を取得する場合には、これらの外部情報に基づくＣＳ制御情報を生成してＳＳ信号処理部７２等に提供する。情報取得部７１１は、マクロセルＭ等からの外部情報を取得する。例えば、マクロセルＭ等からの外部情報としては、Ｍａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯセルＭＭの候補リスト（Ｍａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯセルＩＤやセル位置座標）等の情報が取得される。また、情報取得部７１１は、ＳＳ信号処理部７２のＳＳ関連情報抽出部７２１から入力されるＳＳ関連情報を取得する。そして、取得した外部情報やＳＳ関連情報をＣＳ制御情報生成部７１２に出力する。
　ＣＳ制御情報生成部７１２は、情報取得部７１１から受け取った外部情報やＳＳ関連情報に基づいて、移動局ＵＥ内で利用されるＣＳ制御情報を生成する。このＣＳ制御情報には、例えば、ＢＦ－ＳＳ信号の送信ビームのビーム方向、ビーム幅、信号長、周波数、帯域幅、走査タイミングや走査方法などの情報が含まれる。そして、ＣＳ制御情報生成部７１２は、生成したＣＳ制御情報を、ＳＳ信号処理部７２の記憶部７２３、接続要求部７３の送信信号生成部７３３、受信部７４の受信制御部７４１及び送信部７５の送信制御部７５１に出力する。
　なお、ここでは、ＣＳ制御情報生成部７１２が、情報取得部７１１から受け取った外部情報に基づいてＣＳ制御情報を生成する場合について説明している。これに対し、情報取得部７１１を有しない態様においては、ＢＦ－ＳＳ信号の送信ビームのビーム方向やビーム幅などのＣＳ制御情報が、例えば、通信システムにおけるパラメータとして選択可能に構成される。ＣＳ制御情報生成部７１２は、これらのパラメータに基づいてＳＳ制御情報を生成する。
　ＳＳ信号処理部７２は、受信部７４からの受信信号からＳＳ信号に関連する情報（ＳＳ関連情報）を抽出して保存すると共に、ＣＳ制御部７１に出力する。ＳＳ関連情報抽出部７２１は、受信部７４から受け取った受信信号からＳＳ関連情報を抽出する。抽出されたＳＳ関連情報には、ＢＦ－ＳＳ信号に含まれるビームＩＤが含まれる。そして、ＳＳ関連情報抽出部７２１は、抽出したＳＳ関連情報を記憶部７２３及びＣＳ制御部７１の情報取得部７１１に出力する。受信品質計測部７２２は、受信部７４から受け取った受信信号から受信品質を計測する。そして、計測した受信品質を記憶部７２３に出力する。記憶部７２３は、ＳＳ関連情報抽出部７２１及び受信品質計測部７２２から受け取ったＳＳ関連情報及び受信品質を記憶するデータベースを備える。
　接続要求部７３は、ＣＳ信号制御部７１からのＣＳ制御情報、ＳＳ信号処理部７２に保存されたＳＳ関連情報及び受信品質に基づいて、ＲＡＣＨプリアンブル及び受信品質情報を含む送信信号を生成して送信部７５に出力する。受信品質情報生成部７３１は、ＳＳ信号処理部７２の記憶部７２３から受信品質を読み出して受信品質情報を生成する。そして、生成した受信品質情報を送信信号生成部７３３に出力する。ＲＡＣＨプリアンブル生成部７３２は、ＳＳ信号処理部７２の記憶部７２３からＳＳ関連情報を読み出してＲＡＣＨプリアンブルを生成する。そして、生成したＲＡＣＨプリアンブルを送信信号生成部７３３に出力する。送信信号生成部７３３は、ＲＡＣＨプリアンブル及び受信品質情報を含む送信信号を生成する。そして、生成した送信信号を送信部７５に出力する。
　受信部７４は、ＭＭ基地局ＭＭｅＮＢからの受信信号を受信してＳＳ信号処理部７２に出力する。受信制御部７４１は、ＣＳ制御情報生成部７１２から受け取ったＣＳ制御情報に基づいて、信号受信部７４２によるＢＦ－ＳＳ信号等の受信処理を制御する。例えば、受信制御部７４１は、信号受信部７４２によるＢＦ－ＳＳ信号の受信タイミング等を制御する。信号受信部７４２は、受信制御部７４１の制御の下、ＢＦ－ＳＳ信号を受信する。そして、受信したＢＦ－ＳＳ信号をＳＳ信号処理部７２に出力する。
　送信部７５は、接続要求部７３からの送信信号を上りリンクでＭＭ基地局ＭＭｅＮＢに送信する。送信制御部７５１は、ＣＳ制御情報生成部７１２から受け取ったＣＳ制御情報に基づいて、信号送信部７５２による送信信号の送信処理を制御する。例えば、送信制御部７５１は、信号送信部７５２による送信信号の送信タイミング等を制御する。信号送信部７５２は、送信制御部７５１の制御の下、送信信号を送信する。
　次に、これらのＭＭ基地局ＭＭｅＮＢ及び移動局ＵＥの動作について説明する。図８及び図９は、第１、第２の態様に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法で利用されるＭＭ基地局ＭＭｅＮＢからＢＦ－ＳＳ信号の送信動作を説明するためのフロー図である。図１０及び図１１は、第１、第２の態様に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法で利用される移動局ＵＥのＢＦ－ＳＳ信号の受信動作を説明するためのフロー図である。なお、図９は、図８に示す動作フローを一部変更したものであり、図８と共通する処理については同一の符号を付して説明を省略する。また、図１１は、図１０に示す動作フローを一部変更したものであり、図１０と共通する処理については同一の符号を付して説明を省略する。
　図８に示すように、ＢＦ－ＳＳ信号を送信する際、ＭＭ基地局ＭＭｅＮＢにおいては、ＳＳ信号制御部６１で外部情報に基づいてＳＳ制御情報を生成する（ＳＴ８０１）。ＳＴ８０１で生成されたＳＳ制御情報は、ＳＳ信号処理部６２の記憶部６２２内のデータベース、ＢＦウェイト生成部６２３及び送信部６４の送信制御部６４１に出力される。記憶部６２２は、このＳＳ制御情報をデータベースに保存する（ＳＴ８０２）。
　また、ＳＳ制御情報生成部６１２は、ＢＦパラメータを選定する（ＳＴ８０３）。例えば、ＳＳ制御情報生成部６１２は、ＢＦ－ＳＳ信号のためのビーム幅Φや、送信方向を切り替える時間間隔τ、走査方法（走査モードを含む）を選定する。ＳＳ信号生成部６２１は、これらのＢＦパラメータに基づいてＳＳ信号を生成する（ＳＴ８０４）。生成されたＳＳ信号は、ＢＦ－ＳＳ信号生成部６２４に出力される。なお、ＳＳ制御情報生成部６１２で選定されたＢＦパラメータは、データベースに出力され保存される。ＳＳ信号生成部６２１は、データベースに保存されたＢＦパラメータに基づいてＳＳ信号を生成することもできる。
　一方、ＢＦウェイト生成部６２３は、ＳＳ信号制御部６１から受け取ったＳＳ制御情報に基づいてＢＦウェイト（ＳＳ信号用ＢＦウェイト）を生成する（ＳＴ８０５）。そして、生成されたＢＦウェイトは、ＢＦ－ＳＳ信号生成部６２４に出力される。
　ＢＦ－ＳＳ信号生成部６２４は、これらのＳＳ信号及びＢＦウェイトに応じてＢＦ－ＳＳ信号を生成する（ＳＴ８０６）。生成されたＢＦ－ＳＳ信号は、送信部６４の信号送信部６４２に出力される。信号送信部６４２は、このＢＦ－ＳＳ信号を下りリンクで送信する（ＳＴ８０７）。この場合、送信制御部６４１は、ＳＳ信号制御部６１から受け取ったＳＳ制御情報に基づいて、信号送信部６４２によるＢＦ－ＳＳ信号の送信を制御する。これにより、例えば、図３Ａに示すタイミングｔ１の送信方向に向けて送信ビーム（ＢＦ－ＳＳ信号）が送信される。
　ＢＦ－ＳＳ信号の送信後、ＭＭ基地局ＭＭｅＮＢにおいては、受信部６５の受信制御部６５１が移動局ＵＥからの信号（ＲＡＣＨプリアンブル）を受信するか監視する（ＳＴ８０８）。上述の例を用いると、タイミングｔ１における送信ビームを受信した移動局ＵＥからＲＡＣＨプリアンブルを受信するか監視している。移動局ＵＥからＲＡＣＨプリアンブルを受信した場合には、そのＲＡＣＨプリアンブルに含まれる情報がＳＳ信号制御部６１に出力される。ＳＳ信号制御部６１においては、このＲＡＣＨプリアンブルに含まれる情報に基づいて、更にＳＳ制御情報を生成できる。
　次に、ＳＳ信号制御部６１は、Ｍａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯセルＭＭの全ＳＡに対して走査が完了したか（すなわち、全ＳＡに対してＢＦ－ＳＳ信号を送信したか）を判定する（ＳＴ８０９）。Ｍａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯセルＭＭの全ＳＡに対して走査が完了していない場合には、処理をＳＴ８０３に戻し、ＳＴ８０３～ＳＴ８０９の処理を繰り返す。上述の例を用いると、タイミングｔ１における送信ビームの送信後、タイミングｔ２の送信方向に向けて送信ビーム（ＢＦ－ＳＳ信号）が送信される。そして、ＳＴ８０９において、Ｍａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯセルＭＭの全ＳＡに対して走査が完了したと判定された場合には、処理を終了する。なお、Ｍａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯセルＭＭの全ＳＡに対して走査が完了したと判定された場合には、例えば、図３Ａに示す全方位に向けてＢＦ－ＳＳ信号が送信された状態となる。
　図８に示す動作フローにおいては、ＳＴ８０７にてＢＦ－ＳＳ信号を送信した後、移動局ＵＥからの信号受信を待機して新たなＢＦ－ＳＳ信号用の送信ビームを生成している。図９に示す動作フローにおいては、ＳＴ８０７にてＢＦ－ＳＳ信号を送信した後、移動局ＵＥからの信号受信を待機することなく、新たなＢＦ－ＳＳ信号用の送信ビームを生成する点で、図８に示す動作フローと相違する。
　図９に示す動作フローにおいては、ＳＴ８０７にてＢＦ－ＳＳ信号を送信した後、ＳＳ信号制御部６１が、Ｍａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯセルＭＭの全ＳＡに対して走査が完了したか（すなわち、全ＳＡに対してＢＦ－ＳＳ信号を送信したか）を判定する（ＳＴ９０１）。Ｍａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯセルＭＭの全ＳＡに対して走査が完了していない場合には、処理をＳＴ８０３に戻し、ＳＴ８０３～ＳＴ８０７及びＳＴ９０１の処理を繰り返す。
　一方、Ｍａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯセルＭＭの全ＳＡに対して走査が完了している場合には、受信部６５の受信制御部６５１が移動局ＵＥからの信号（ＲＡＣＨプリアンブル）を受信するか監視する（ＳＴ９０２）。移動局ＵＥからＲＡＣＨプリアンブルを受信した場合には、そのＲＡＣＨプリアンブルに含まれる情報がＳＳ信号制御部６１（情報取得部６１１）に出力される。図９に示す動作フローにおいては、例えば、最後のＢＦ－ＳＳ信号を送信後、一定時間が経過した場合に処理が終了する。
　このようにＭＭ基地局ＭＭｅＮＢにおいては、時間間隔τ毎にビームフォーミング用ウェイトが変更された同期信号（ＢＦ－ＳＳ信号）が生成されて送信されることから、Ｍａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯ基地局ＭＭｅＮＢから遠距離の位置まで同期信号を到達させることができる。これにより、移動局ＵＥにおいてセルサーチ処理を適切に行うことができるので、セルサーチ処理の不具合等に起因するスループット特性の低下を抑制することができる。
　ＢＦ－ＳＳ信号を受信する場合、移動局ＵＥにおいては、図１０に示すように、ＣＳ信号制御部７１で外部情報に基づいてＣＳ制御情報を生成する（ＳＴ１００１）。ＳＴ１００１で生成されたＣＳ制御情報は、ＳＳ信号処理部７２の記憶部７２３、受信部７４の受信制御部７４１、接続要求部７３の送信信号生成部７３３及び送信部７５の送信制御部７５１に出力される。記憶部７２３に出力されたＣＳ制御情報は、データベースに保存される。
　ＣＳ制御情報を受信すると、受信部７４の信号受信部７４２は、ＢＦ－ＳＳ信号の受信を監視する。そして、ＢＦ－ＳＳ信号を受信すると（ＳＴ１００２）、信号受信部７４２は、ＢＦ－ＳＳ信号をＳＳ信号処理部７２のＳＳ関連情報抽出部７２１に出力される。この場合において、受信制御部７４１は、ＣＳ信号制御部７１から受け取ったＣＳ制御情報に基づいて、信号受信部７４２によりＢＦ－ＳＳ信号の受信を制御する。
　ＢＦ－ＳＳ信号を受け取ると、ＳＳ関連情報抽出部７２１は、ＢＦ－ＳＳ信号に含まれるＳＳ関連情報を抽出する（ＳＴ１００３）。抽出されたＳＳ関連情報は、記憶部７２３に出力される。このＳＳ関連情報には、ＢＦ－ＳＳ信号に一意に付与されるビームＩＤが含まれる。すなわち、移動局ＵＥにおいては、ＢＦ－ＳＳ信号を受け取ると、記憶部７２３にＢＦ－ＳＳ信号に付与されたビームＩＤが抽出され、記憶部７２３に出力される。
　一方、ＢＦ－ＳＳ信号を受け取ると、受信品質計測部７２２は、ＢＦ－ＳＳ信号の受信品質を計測する（ＳＴ１００４）。計測された受信品質は、記憶部７２３に出力される。記憶部７２３は、これらのＳＳ関連情報及び受信品質をデータベースに保存する（ＳＴ１００５）。なお、ここでは、ＳＳ関連情報の抽出後に受信品質を計測する態様について説明しているが、これらの順序が逆であってもよい。
　ＳＳ関連情報及び受信品質がデータベースに保存されると、受信部７４の受信制御部７４１は、ＢＦ－ＳＳ信号の受信を完了したか判定する（ＳＴ１００６）。ＢＦ－ＳＳ信号の受信が完了していない場合には、処理をＳＴ１００２に戻し、ＳＴ１００２～ＳＴ１００６の処理を繰り返す。一方、ＢＦ－ＳＳ信号の受信が完了している場合には、処理をＳＴ１００７に進める。
　ＳＴ１００７において、接続要求部７３は、ＭＭ基地局ＭＭｅＮＢに対する送信信号（返信信号）を生成する。より具体的には、記憶部７２３（データベース）内の受信品質に基づいて受信品質情報生成部７３１が受信品質情報を生成する一方、記憶部７２３（データベース）内のＳＳ関連情報に基づいてＲＡＣＨプリアンブル生成部７３２がＲＡＣＨプリアンブルを生成する。この場合、ＲＡＣＨプリアンブル生成部７３２に生成されるＲＡＣＨプリアンブルには、ＢＦ－ＳＳ信号に付与されたビームＩＤが含まれる。そして、送信信号生成部７３３が、これらの受信品質情報及びＲＡＣＨプリアンブルを含む送信信号を生成する。この場合、送信信号生成部７３３は、ＣＳ制御情報生成部７１２から受け取ったＣＳ制御情報に基づいて送信信号を生成する。送信信号生成部７３３は、データベースに保存されたＣＳ制御情報に基づいて送信信号を生成することもできる。生成された送信信号は、送信部７５に出力される。
　送信信号生成部７３３から送信信号を受け取ると、送信部７５の信号送信部７５２は、ＭＭ基地局ＭＭｅＮＢに対して送信信号（返信信号）を送信する（ＳＴ１００８）。この場合、送信制御部７５２は、ＣＳ信号制御部７１から受け取ったＣＳ制御情報に基づいて、信号送信部７５２による送信信号（返信信号）の送信を制御する。
　ＭＭ基地局ＭＭｅＮＢに対して送信信号（返信信号）を送信すると、受信制御部７４１は、ＭＭ基地局ＭＭｅＮＢからＲＡＣＨレスポンスを受信するかを監視する。そして、移動局ＵＥは、ＲＡＣＨレスポンス等により情報交換を行い、ＭＭ基地局ＭＭｅＮＢと接続する（ＳＴ１００９）。この情報交換により取得した情報は、ＣＳ制御部７１に出力され、ＣＳ制御情報の生成に利用される。
　ＭＭ基地局ＭＭｅＮＢとの接続が完了した場合には、移動局ＵＥ（ＣＳ制御部７１）は、セルサーチ（ＣＳ）処理が完了したか判定する（ＳＴ１０１０）。セルサーチ処理が完了していない場合には、処理をＳＴ１００２に戻し、ＳＴ１００２～ＳＴ１０１０の処理を繰り返す。一方、セルサーチ処理が完了している場合には、一連の処理を終了する。
　図１０に示す動作フローにおいては、ＳＴ１００６にてＢＦ－ＳＳ信号の受信完了を判定し、ＢＦ－ＳＳ信号の受信が完了した場合にＭＭ基地局ＭＭｅＮＢへの送信信号（返信信号）を生成している。図１１に示す動作フローにおいては、ＢＦ－ＳＳ信号の受信完了を判定する工程を省略する点で、図１０に示す動作フローと相違する。
　図１１に示す動作フローにおいては、ＳＴ１００５にて記憶部７２３がＳＳ関連情報及び受信品質をデータベースに保存すると、ＢＦ－ＳＳ信号の受信完了を判定することなく、ＳＴ１００７～ＳＴ１０１０の処理を行う。そして、図１０に示す処理と同様に、ＳＴ１０１０において、セルサーチ処理が完了していない場合には、処理をＳＴ１００２に戻し、ＳＴ１００２～ＳＴ１０１０（ＳＴ１００６を除く）の処理を繰り返す。一方、セルサーチ処理が完了している場合には、一連の処理を終了する。
　このように移動局ＵＥにおいては、ＢＦ－ＳＳ信号を受信すると、ＢＦ－ＳＳ信号を識別可能な情報（ビームＩＤ）を含むＲＡＣＨプリアンブルを生成し、このＲＡＣＨプリアンブルを含む送信信号をＭＭ基地局ＭＭｅＮＢに送信することで接続要求を行う。これにより、同期信号にビームフォーミングが適用される場合であっても、移動局ＵＥにてＢＦ－ＳＳ信号を識別でき、適切にセルサーチ処理を行うことができるので、セルサーチ処理の不具合等に起因するスループット特性の低下を抑制することができる。
　また、マクロセルＭ等から外部情報を事前に取得する場合には、その外部情報を利用することでセルサーチ処理の負担を軽減することができる。例えば、外部情報の例としては、タイミング情報、リソース割り当て情報などのシステムパラメータ、Ｍａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯセルＭＭの候補リスト（Ｍａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯセルＩＤやセル位置座標）、ＢＦ－ＳＳ信号の送信ビームのビーム方向、ビーム幅、信号長、周波数、帯域幅、走査タイミングや走査方法などの情報が含まれる。
　これらの外部情報は、例えば、接続中のマクロ基地局ＭｅＮＢや、隣接するＭＭ基地局ＭＭｅＮＢから取得することが考えられる。これらのマクロ基地局ＭｅＮＢやＭＭ基地局ＭＭｅＮＢは外部通信装置を構成する。移動局ＵＥにおいて、これらの外部情報を事前に取得することにより、例えば、ＣＳ制御情報を生成する処理やＲＡＣＨプリアンブルを生成する処理の一部を省略することができるので、セルサーチ処理の負担を軽減することが可能となる。
　また、外部情報を接続中のマクロ基地局ＭｅＮＢや、隣接するＭＭ基地局ＭＭｅＮＢから取得する場合、これらの外部通信装置（マクロ基地局ＭｅＮＢやＭＭ基地局ＭＭｅＮＢ）を通じてＲＡＣＨプリアンブルを送信することも可能である。この場合には、接続要求を行うＭＭ基地局ＭＭｅＮＢとの間で接続されていない状態においても、接続要求を行うことができる。
　なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、様々変更して実施することが可能である。例えば、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、上記説明におけるキャリア数、キャリアの帯域幅、シグナリング方法、処理部の数、処理手順については適宜変更して実施することが可能である。その他、本発明の範囲を逸脱しないで適宜変更して実施することが可能である。
　（第１の変形例）
　例えば、第１の態様に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法においては、ビームフォーミングにより単一の狭いビームを生成してＢＦ－ＳＳ信号を送信している。しかしながら、ＢＦ－ＳＳ信号の送信のための送信ビームの態様については、これに限定されず適宜変更が可能である。例えば、ビームフォーミングにより狭いビームを同時に複数生成してＢＦ－ＳＳ信号を送信することができる。以下においては、狭いビーム群（ビーム群）を構成するそれぞれの狭いビームをサブビームと呼ぶものとする。
　図１２は、第１の変形例に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法の説明図である。図１２Ａにおいては、ＭＭ基地局ＭＭｅＮＢからＳＡに対して送信されるＢＦ－ＳＳ信号の送信イメージを模式的に示している。図１２Ｂにおいては、ＭＭ基地局ＭＭｅＮＢから送信されるＢＦ－ＳＳ信号を時間軸及び周波数軸上に示している。
　図１２Ａに示すように、第１の変形例に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法においては、タイミングｔ１で送信方向の異なる５つのサブビーム（各サブビームのビーム幅がΦ）を含むビーム群を同時に送信する。その後、タイミングｔ２でビーム幅Φの５倍だけ方位角方向に送信方向をずらしてビーム群を送信する。同様に、時間間隔τ毎にビーム幅Φの５倍だけ方位角方向に送信方向をずらしてビーム群の送信を繰り返す。タイミングｔｎで、タイミングｔ１におけるビーム群と隣り合う方向に向けてビーム群を送信することにより、Ｍａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯセルＭＭのＳＡ全体（全方向）を走査することができる。
　このように第１の変形例に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法では、送信方向の異なる複数のサブビームを含むビーム群が同時に送信されると共に、これらのビーム群の送信方向を時間間隔τ毎にずらすことにより、第１の態様に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法に比べて短時間でＭａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯセルＭＭのＳＡ全体を走査することができる。例えば、ビーム群に含まれるサブビーム数がｂである場合、ＳＡ全体の走査時間Ｔ´は、第１の態様に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信に要する総時間Ｔの１／ｂに短縮することができる。
　また、第１の変形例に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法において、ビーム群に含まれるそれぞれのサブビームは、例えば、一部のアンテナ素子（例えば、１００個のアンテナ素子に含まれる１０個のアンテナ素子）を利用して生成することができる。
　さらに、第１の変形例に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法において、ビーム群に含まれるそれぞれのサブビーム間は互いに直交される。例えば、サブビーム間の直交関係は、それぞれ異なる周波数帯域を使う周波数多重、３Ｄビームフォーミングを用いた空間多重やこれらの周波数多重及び空間多重の組み合わせ等により実現される。図１３Ａでは、３Ｄビームフォーミングを用いた空間多重により生成される、直交関係を有するビーム群を模式的に示している。また、図１３Ｂでは、３Ｄビームフォーミングを用いた空間多重と周波数多重との組み合わせにより生成される、直交関係を有するビーム群を模式的に示している。
　第１の変形例に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法においては、移動局ＵＥにて、ビーム群を構成するサブビームに関する制御情報（例えば、サブビームの数や多重化の方向）を事前に取得できると、ＢＦ－ＳＳ信号の受信が容易になる。このため、第１の変形例に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法が適用される場合、移動局ＵＥにおいてマクロ基地局ＭｅＮＢなどの接続中の基地局装置からこのようなサブビームの制御情報を事前に取得することが好ましい。
　また、第１の変形例に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法のように、サブビームを多重化（周波数多重、空間多重又はこれらの組み合わせによる多重化）する場合、各サブビームに識別可能な識別子（ビームＩＤ）を付与することで、移動局ＵＥ側で各サブビームを特定することが可能になる。さらに、各ビームＩＤにおいて互いに直交する系列を用いることにより、移動局ＵＥ側の処理を簡素化することが可能となる。
　（第２の変形例）
　第１の態様に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法においては、時間間隔τ毎に送信されるＢＦ－ＳＳ信号を、通信システムのシステム全体の帯域幅を利用して送信している。しかしながら、ＢＦ－ＳＳ信号の送信のための送信ビーム（以下、適宜「ＳＳビーム」という）の態様については、これに限定されず適宜変更が可能である。例えば、時間間隔τ毎に送信されるＢＦ－ＳＳ信号を、通信システムの一部の帯域幅を利用して送信することができる。
　図１４は、第２の変形例に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法の説明図である。図１４Ａにおいては、ＭＭ基地局ＭＭｅＮＢからＳＡに対して送信されるＢＦ－ＳＳ信号の送信イメージを模式的に示している。図１４Ｂにおいては、ＭＭ基地局ＭＭｅＮＢから送信されるＢＦ－ＳＳ信号を時間軸及び周波数軸上に示している。
　第２の変形例に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法においては、図１４Ｂに示すように、時間間隔τ毎に送信されるＢＦ－ＳＳ信号を、通信システムの一部の帯域幅を利用する。このようにＳＳビームの帯域幅を狭くすることにより、受信電力密度を向上することができる。この場合、同一の送信電力であっても、送信電力を狭い帯域幅に集中することで電力線密度を向上でき、ＳＳ信号を遠距離まで送信することが可能となる。なお、第２の変形例に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法において、ＳＳビームの帯域幅は、例えば、通信システムにおけるパラメータとして選択可能に構成できる。
　なお、第２の変形例に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法を、第１の変形例に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法と組み合わせることも可能である。
　（第３の変形例）
　第１の態様に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法においては、ビーム幅を固定した送信ビームの送信方向を切り替えてＢＦ－ＳＳ信号を送信している。しかしながら、ＳＳビームの態様については、これに限定されず適宜変更が可能である。例えば、ＳＳビームのビーム幅を段階的に調整してＢＦ－ＳＳ信号を送信することができる。
　例えば、第３の変形例に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法においては、予めＳＳビームのビーム幅を複数用意しておき、広いビーム幅のＳＳビームから順番に狭いビーム幅のＳＳビームに変更することが考えられる。より具体的には、最初の段階で最も広いビーム幅のＳＳビームで全ＳＡを走査することで移動局ＵＥが存在するエリアを選定する。そして、次に狭いビーム幅を有するＳＳビームで移動局ＵＥが存在するエリアのみを走査し、更に移動局ＵＥが存在するエリアを選定する。そして、最も狭いビーム幅を有するＳＳビームに到達するまで、これらの走査処理を繰り返す。
　図１５は、第３の変形例に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法の一例の説明図である。ここでは、ＳＳビームの最も広いビーム幅がＳＡの１／４のビーム幅に設定され、ＳＳビームの最も狭いビーム幅がＳＡの１／３２のビーム幅に設定されている場合について説明するものとする。
　第３の変形例に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法においては、まず、図１５Ａに示すように、ＳＡの１／４のビーム幅を有するＳＳビームを用いてＳＡ全体を走査する。これにより、移動局ＵＥが存在するエリアを選定すると、図１５Ｂに示すように、ＳＳビームのビーム幅を１段階狭くし、ＳＡの１／８のビーム幅を有するＳＳビームにより移動局ＵＥが存在するエリアに限定して走査する。このように段階的にＳＳビームのビーム幅を狭くしていき、最終的には、図１５Ｃに示すように、ＳＡの１／３２のビーム幅を有するＳＳビームにより移動局ＵＥが存在するエリアに限定して走査する。
　このように第３の変形例に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法においては、ＳＳビームのビーム幅を段階的に調整して移動局ＵＥを走査することから、走査処理に必要となる処理回数や走査エリアを削減することができる。これにより、ＭＭ基地局ＭＭｅＮＢにおける処理負担を軽減しながら、走査処理（ＢＦ－ＳＳ信号の送信処理）を行うことが可能となる。
　なお、第３の変形例に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法においては、例えば、第1段階など、前半の走査においてより広いビームを利用する場合、電力密度が後半の走査で使う狭いビームより低くなり、ビームが届く範囲が短くなる。このような場合であっても、第２の変形例（狭帯域幅）と組み合わせることによって異なる幅のビームで同じ範囲をカバーすることが可能となる。また、データ通信時においては、前述のように最も狭いビーム（最も利得が高いビーム）を使うことが好ましい。このため、最終段階の走査で使う最も狭い幅のビームは、データ通信時に利用されるビームと同様の幅に設定することが好ましい。
　特に、第３の変形例に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法においては、ＭＭ基地局ＭＭｅＮＢにて、移動局ＵＥの分布及び位置情報や隣接セルまでの距離などの通信環境情報を事前に取得できると、移動局ＵＥの存在するエリアを選定するまでの広いビーム幅を利用する走査処理を省略できる。このため、第３の変形例に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法が適用される場合、ＭＭ基地局ＭＭｅＮＢにおいてマクロ基地局ＭｅＮＢからこのような通信環境情報を事前に取得することが好ましい。
　なお、第３の変形例に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法を、第１、第２の変形例に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法と組み合わせることも可能である。
　また、以上の第１～第３の変形例に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法は、第２の態様に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法にも適用することができる。特に、第３の変形例に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法が、第２の態様における３Ｄ走査モードに適用される場合、上述したようなＳＳビームの仰角に応じた照射範囲（電力密度）の変化や、ＳＡ内におけるＢＦ－ＳＳ信号の走査の均一性、効率性を考慮してビーム幅、時間間隔などのパラメータを選択することが好ましい。この場合、例えば、仰角が高い場合と低い場合とでビーム幅を調整することで、電力密度を共通化でき、ＢＦ－ＳＳ信号走査の均一性を確保することが可能となる。
　さらに、第１、第２の態様に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法において、ＭＭ基地局ＭＭｅＮＢにおいて、マクロセルＭ等の外部通信装置からの外部情報を取得する場合には、取得した外部情報に基づいて適応的にＢＦウェイトを算出するようにしてもよい。この場合、外部通信装置からの外部情報の具体例としては、各移動局ＵＥの分布及び位置情報やユーザ優先度、並びに、隣接する基地局装置の位置情報などが含まれる。
　さらに、第１、第２の態様に係るＢＦ－ＳＳ信号の送信方法において、例えば、中央制御局ＣＣなどの上位制御ノードにおいて、意図的にＭＭ基地局ＭＭｅＮＢに供給する情報を調整することにより、Ｍａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯセルＭＭにおける通信状態を制御することもできる。このようなＭａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯセルＭＭにおける通信状態の制御により、例えば、他の通信システムに与える干渉、通信システム全体の負荷バランスやユーザ満足度などを考慮した通信状態の制御を行うことが可能となる。
　本出願は、２０１３年８月２０日出願の特願２０１３－１７０８１４に基づく。この内容は、すべてここに含めておく。

Claims (9)

  1. 　基地局装置が有する複数のアンテナ素子を用いたビームフォーミングによりセルサーチに用いられる同期信号用の送信ビームの送信方向を制御する同期信号送信方法であって、
    　同期信号用の送信ビームを識別可能な情報を含む同期信号を生成すると共に、前記同期信号に対するビームフォーミング用ウェイトを所定の時間間隔で変更する同期信号処理ステップと、それぞれの前記ビームフォーミング用ウェイトに応じて生成された前記同期信号を下りリンクで送信する送信ステップとを具備することを特徴とする同期信号送信方法。
  2. 　前記同期信号処理ステップにおいて、前記同期信号用の送信ビームの送信方向を方位角方向に制御する前記ビームフォーミング用ウェイトと、方位角方向及び仰角方向に制御する前記ビームフォーミング用ウェイトとを選択可能であることを特徴とする請求項１記載の同期信号送信方法。
  3. 　少なくとも前記ビームフォーミング用ウェイトを変更する時間間隔と、前記同期信号用の送信ビームのビーム幅とを含むビームフォーミング用パラメータを選択する選択ステップを更に具備し、前記同期信号処理ステップにおいて、前記選択ステップで選択された前記ビームフォーミング用パラメータに基づいて前記ビームフォーミング用ウェイト及び当該ビームフォーミング用ウェイトを変更する時間間隔を制御することを特徴とする請求項１記載の同期信号送信方法。
  4. 　前記選択ステップにおいて、前記同期信号の信号長に基づいて前記ビームフォーミング用ウェイトを変更する時間間隔を決定することを特徴とする請求項３記載の同期信号送信方法。
  5. 　前記選択ステップにおいて、基地局装置におけるアンテナ素子の数、送信電力、周波数帯、帯域幅及びビーム照射範囲の少なくとも１つに基づいて前記同期信号用の送信ビームのビーム幅を決定することを特徴とする請求項３記載の同期信号送信方法。
  6. 　前記同期信号処理ステップにおいて、前記同期信号用の送信ビームを複数含むビーム群を同時に生成する前記ビームフォーミングウェイトを選択することを特徴とする請求項１記載の同期信号送信方法。
  7. 　前記送信ステップにおいて、通信システムの一部の帯域幅を利用して前記同期信号用の送信ビームを送信することを特徴とする請求項１記載の同期信号送信方法。
  8. 　外部通信装置から前記同期信号用の送信ビームの生成のための情報を取得する取得ステップを更に具備し、前記同期信号処理ステップにおいて、前記取得ステップで取得された情報に基づいて前記ビームフォーミング用ウェイトを選択することを特徴とする請求項１記載の同期信号送信方法。
  9. 　複数のアンテナ素子を用いたビームフォーミングによりセルサーチに用いられる同期信号用の送信ビームの送信方向を制御する基地局装置であって、
    　同期信号用の送信ビームを識別可能な情報を含む同期信号を生成すると共に、前記同期信号に対するビームフォーミング用ウェイトを所定の時間間隔で変更する同期信号処理部と、それぞれの前記ビームフォーミング用ウェイトに応じて生成された前記同期信号を下りリンクで送信する送信部とを具備することを特徴とする基地局装置。
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106332226A (zh) * 2015-06-15 2017-01-11 上海贝尔股份有限公司 用于mmc网络的小区搜索的方法和装置
DE102016105980A1 (de) * 2016-04-01 2017-10-05 Intel Ip Corp. Strahlformungsvorrichtung für das Formen von unterschiedlichen Strahlen für Steuer- und Datensignal
WO2017176479A1 (en) * 2016-04-05 2017-10-12 Qualcomm Incorporated Scheduling request collection after a discontinuous reception period
WO2017186288A1 (en) * 2016-04-27 2017-11-02 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Technique for transmitting discovery-related signals from a transmission point to a user equipment
WO2018120833A1 (zh) * 2016-12-29 2018-07-05 维沃移动通信有限公司 一种同步接入信号块的传输方法、网络侧设备和用户终端
CN108432303A (zh) * 2016-01-11 2018-08-21 华为技术有限公司 一种波束同步的方法及装置
EP3442142A4 (en) * 2016-04-07 2019-05-15 Sony Corporation COMMUNICATION CONTROL DEVICE, TERMINAL EQUIPMENT, AND PROGRAM
CN109804654A (zh) * 2016-10-06 2019-05-24 三菱电机株式会社 波束发送接收方法、基站、终端以及无线通信系统
CN111052625A (zh) * 2016-04-20 2020-04-21 康维达无线有限责任公司 下行链路同步
AU2019283777B2 (en) * 2015-04-24 2021-07-29 Skylark Wl Holdings, Llc Control channel design for many-antenna MU-MIMO systems
TWI787179B (zh) * 2016-04-05 2022-12-21 美商高通公司 用於排程請求傳輸以請求用於緩衝區狀態報告的資源的方法、裝置與電腦可讀取媒體

Families Citing this family (53)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015089303A1 (en) * 2013-12-12 2015-06-18 Intel Corporation User equipment and method for cell association and beamforming training with a mmwave capable small cell
US10321435B2 (en) 2014-06-27 2019-06-11 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for lightweight messaging during initial synchronization, discovery, and association in directional wireless systems
US10327156B2 (en) * 2014-07-15 2019-06-18 Lg Electronics Inc. Resource allocation method and signal processing method of terminal
US9705581B2 (en) 2014-09-24 2017-07-11 Mediatek Inc. Synchronization in a beamforming system
US10396873B2 (en) 2014-09-24 2019-08-27 Mediatek Inc. Control signaling in a beamforming system
JP6472878B2 (ja) * 2014-10-08 2019-02-20 テレフオンアクチーボラゲット エルエム エリクソン（パブル） モビリティ同期測定
US9907093B2 (en) * 2014-12-29 2018-02-27 Electronics And Telecommunications Research Institute Method and apparatus for random access in communications system
WO2016167447A1 (ko) * 2015-04-17 2016-10-20 엘지전자 주식회사 무선 통신 시스템에서의 동기 신호 송수신 방법
MY194281A (en) * 2015-08-27 2022-11-25 Huawei Tech Co Ltd Method for indicating synchronization signal period, base station and terminal
WO2017078279A1 (ko) * 2015-11-04 2017-05-11 엘지전자 주식회사 무선 통신 시스템에서 코드북을 이용한 동기 신호 전송 방법
JP6230632B2 (ja) * 2016-01-20 2017-11-15 ソフトバンク株式会社 無線通信システム、基地局装置及び通信端末装置
CN107046704B (zh) * 2016-02-06 2021-09-14 芯无线(北京)通信技术有限公司 一种随机接入方法及装置
KR20230128391A (ko) * 2016-03-03 2023-09-04 인터디지탈 패튼 홀딩스, 인크 빔 포밍 기반의 시스템에서의 빔 제어를 위한 방법및 장치
KR20180132866A (ko) * 2016-04-12 2018-12-12 알까뗄 루슨트 밀리미터파 통신 시스템에서 공중 제어 신호들을 송신하기 위한 방법 및 디바이스
CN107306402A (zh) * 2016-04-19 2017-10-31 普天信息技术有限公司 一种波束成形的同步信号发送和接收方法及装置
WO2017188697A1 (ko) * 2016-04-27 2017-11-02 엘지전자(주) 무선 통신 시스템에서 임의 접속을 수행하기 위한 방법 및 이를 지원하는 장치
CN107370587B (zh) * 2016-05-12 2021-08-20 华为技术有限公司 同步信号的发送、接收方法、基站及用户设备
US11469937B2 (en) * 2016-06-02 2022-10-11 Qualcomm Incorporated Location encoding for synchronization signal to convey additional information
KR102226264B1 (ko) * 2016-06-10 2021-03-09 에스케이텔레콤 주식회사 동기신호 전송 장치 및 동기신호 전송 방법
US10219231B2 (en) * 2016-07-27 2019-02-26 Futurewei Technologies, Inc. System and method for beamformed broadcast and synchronization signals in massive multiple input multiple output communications systems
US10791574B2 (en) 2016-09-19 2020-09-29 Lg Electronics Inc. Random access procedure with beam sweeping
WO2018064358A1 (en) * 2016-09-28 2018-04-05 Idac Holdings, Inc. Methods and apparatus for new radio initial synchronization and paging
CN109314549B (zh) * 2016-09-29 2020-08-25 Oppo广东移动通信有限公司 信号的传输方法及装置
CN106658614B (zh) * 2016-10-18 2020-09-11 宇龙计算机通信科技(深圳)有限公司 小区搜索方法、设备以及系统
CN106712883B (zh) * 2016-11-04 2018-10-09 北京展讯高科通信技术有限公司 实现时间同步的方法、装置、基站及用户设备
CN109952718B (zh) * 2016-11-04 2022-05-10 索尼移动通讯有限公司 操作无线通信网络的基站的方法、基站和终端装置
CN106793058B (zh) * 2016-12-30 2019-03-05 展讯通信（上海）有限公司 处理同步信号块的方法、基站及用户设备
CN110419231B (zh) * 2017-01-05 2023-02-24 鸿颖创新有限公司 决定波束方向的方法与装置
WO2018128192A1 (ja) * 2017-01-06 2018-07-12 株式会社Ｎｔｔドコモ ユーザ装置、基地局、及びプリアンブル送信方法
ES2948486T3 (es) 2017-01-09 2023-09-13 Beijing Xiaomi Mobile Software Co Ltd Método y aparato para adquirir y enviar información de sistema
CN106793059B (zh) * 2017-01-10 2020-06-02 北京小米移动软件有限公司 发送同步信息块的方法及装置
EP3352382A1 (en) * 2017-01-19 2018-07-25 Nokia Solutions and Networks Oy Method, system and apparatus
CN108736929B (zh) * 2017-04-18 2020-03-17 大唐移动通信设备有限公司 一种波束检测方法及装置
US10390296B2 (en) * 2017-05-05 2019-08-20 Htc Corporation Device and method of handling a cell selection procedure or a cell reselection procedure
JP6984189B2 (ja) * 2017-06-14 2021-12-17 ソニーグループ株式会社 基地局装置、基地局装置の制御方法、端末装置及び端末装置の制御方法
CN109150465B (zh) 2017-06-16 2020-10-09 电信科学技术研究院 同步信号块指示确定方法、装置、基站、终端及存储介质
CN109327897A (zh) * 2017-07-31 2019-02-12 普天信息技术有限公司 基于基站与终端的信号同步方法及装置
JP7127648B2 (ja) 2017-08-08 2022-08-30 ソニーグループ株式会社 通信装置及び通信方法
US11057853B2 (en) 2017-09-20 2021-07-06 Beijing Xiaomi Mobile Software Co., Ltd. Methods and apparatus for indicating and determining synchronization block, and base station and user equipment
CN109548043B (zh) * 2017-09-22 2020-12-11 中国移动通信有限公司研究院 小区信号质量确定、小区选择或重选方法、设备及介质
WO2019071470A1 (zh) 2017-10-11 2019-04-18 北京小米移动软件有限公司 对应关系的指示及确定方法、装置、基站和用户设备
CN111164909B (zh) * 2017-10-12 2023-09-26 瑞典爱立信有限公司 用于同步信号的波束成形
CN109842437A (zh) * 2017-11-29 2019-06-04 索尼公司 无线通信系统中的电子设备、方法和计算机可读存储介质
US10764818B2 (en) 2018-02-06 2020-09-01 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method for frequency scanning in wireless communication system
KR102495700B1 (ko) * 2018-02-06 2023-02-03 삼성전자주식회사 무선 통신 시스템에서 주파수 스캐닝을 위한 장치 및 방법
WO2019155578A1 (ja) 2018-02-08 2019-08-15 三菱電機株式会社 無線基地局、無線端末、無線通信システムおよび送信電力制御方法
WO2020010527A1 (zh) * 2018-07-10 2020-01-16 华为技术有限公司 波束赋形方法及装置、基站、存储介质
KR20200046466A (ko) * 2018-10-24 2020-05-07 삼성전자주식회사 이동 통신 시스템에서 빔 탐색을 위한 방법 및 장치
US10892814B2 (en) * 2018-12-07 2021-01-12 Charter Communications Operating, Llc Performing receive beamforming in a fifth generation millimeter wave system
WO2022067497A1 (en) * 2020-09-29 2022-04-07 Qualcomm Incorporated Equal projection area beam design for millimeter wave small cell
US11342973B1 (en) * 2021-10-19 2022-05-24 King Faisal University System and method for maintaining link communications in millimeter wave cellular networks
CN115001550B (zh) * 2022-05-26 2023-11-14 西安电子科技大学 毫米波系统的多用户波束快速对准方法
US11644522B2 (en) * 2022-08-08 2023-05-09 Ultralogic 6G, Llc Triangular beam configurations for rapid beam alignment in 5G and 6G

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1155177A (ja) * 1997-06-04 1999-02-26 Toshiba Corp 無線通信システム、端末装置及び基地局装置
JP2008236429A (ja) * 2007-03-20 2008-10-02 Ntt Docomo Inc 移動通信システムにおける基地局装置及び方法
JP2009159214A (ja) * 2007-12-26 2009-07-16 Fujitsu Ltd 無線通信システムにおける通信方法並びに無線端末及び無線基地局
WO2013024852A1 (ja) * 2011-08-15 2013-02-21 株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ 無線基地局、ユーザ端末、無線通信システム及び無線通信方法
US20130083774A1 (en) * 2011-09-29 2013-04-04 Samsung Electronics Co., Ltd Method and apparatus for short handover latency in wireless communication system using beam forming

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101394213B (zh) * 2007-09-19 2013-05-08 中兴通讯股份有限公司 一种时分双工方式频分复用系统的多天线通信方法
CN101594175B (zh) * 2008-05-27 2012-12-26 电信科学技术研究院 一种波束赋型传输的方法、系统及装置
KR20130028397A (ko) * 2011-09-09 2013-03-19 삼성전자주식회사 무선 통신 시스템에서 동기 및 시스템 정보 획득을 위한 장치 및 방법
WO2013067657A1 (en) * 2011-11-11 2013-05-16 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Method, apparatus and system of antenna array dynamic configuration
CN102710309B (zh) * 2012-05-31 2015-10-07 东南大学 适用于大规模天线阵列的同步信号发射方法
US20140073337A1 (en) * 2012-09-11 2014-03-13 Electronics And Telecommunications Research Institute Communication device and communication method using millimeter-wave frequency band
US9468022B2 (en) * 2012-12-26 2016-10-11 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus for random access in communication system with large number of antennas
US9680552B2 (en) * 2013-04-16 2017-06-13 Lg Electronics Inc. Method and apparatus for reporting channel state information in wireless communication system
US9923283B2 (en) * 2013-06-19 2018-03-20 Lg Electronics Inc. Method and apparatus for forming beam in antenna array

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1155177A (ja) * 1997-06-04 1999-02-26 Toshiba Corp 無線通信システム、端末装置及び基地局装置
JP2008236429A (ja) * 2007-03-20 2008-10-02 Ntt Docomo Inc 移動通信システムにおける基地局装置及び方法
JP2009159214A (ja) * 2007-12-26 2009-07-16 Fujitsu Ltd 無線通信システムにおける通信方法並びに無線端末及び無線基地局
WO2013024852A1 (ja) * 2011-08-15 2013-02-21 株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ 無線基地局、ユーザ端末、無線通信システム及び無線通信方法
US20130083774A1 (en) * 2011-09-29 2013-04-04 Samsung Electronics Co., Ltd Method and apparatus for short handover latency in wireless communication system using beam forming

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ALCATEL -LUCENT: "DL SU -MIMO Schemes for cross- polarised Antennas", 3GPP TSG-RAN WG1#48B R1- 071427, March 2007 (2007-03-01) *
SAMSUNG: "Inter- Cell Interference Mitigation Through Limited Coordination", 3GPP TSG-RAN WG1#54 R1-082886, August 2008 (2008-08-01) *

Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2019283777B2 (en) * 2015-04-24 2021-07-29 Skylark Wl Holdings, Llc Control channel design for many-antenna MU-MIMO systems
AU2021258080B2 (en) * 2015-04-24 2023-05-18 Skylark Wl Holdings, Llc Control channel design for many-antenna MU-MIMO systems
WO2016203312A3 (en) * 2015-06-15 2017-02-09 Alcatel Lucent Methods and apparatuses for cell searching in a millimeter wave communications network
CN106332226A (zh) * 2015-06-15 2017-01-11 上海贝尔股份有限公司 用于mmc网络的小区搜索的方法和装置
CN106332226B (zh) * 2015-06-15 2020-02-18 上海诺基亚贝尔股份有限公司 用于mmc网络的小区搜索的方法和装置
CN108432303A (zh) * 2016-01-11 2018-08-21 华为技术有限公司 一种波束同步的方法及装置
CN108432303B (zh) * 2016-01-11 2020-10-09 华为技术有限公司 一种波束同步的方法及装置
DE102016105980A1 (de) * 2016-04-01 2017-10-05 Intel Ip Corp. Strahlformungsvorrichtung für das Formen von unterschiedlichen Strahlen für Steuer- und Datensignal
US10841878B2 (en) 2016-04-05 2020-11-17 Qualcomm Incorporated Scheduling request collection after a discontinuous reception period
AU2017246713B2 (en) * 2016-04-05 2021-11-18 Qualcomm Incorporated Scheduling request collection after a discontinuous reception period
TWI728081B (zh) * 2016-04-05 2021-05-21 美商高通公司 用於無線通訊的方法、裝置和電腦可讀取媒體
TWI787179B (zh) * 2016-04-05 2022-12-21 美商高通公司 用於排程請求傳輸以請求用於緩衝區狀態報告的資源的方法、裝置與電腦可讀取媒體
US10531384B2 (en) 2016-04-05 2020-01-07 Qualcomm Incorporated Scheduling request collection after a discontinuous reception period
WO2017176479A1 (en) * 2016-04-05 2017-10-12 Qualcomm Incorporated Scheduling request collection after a discontinuous reception period
EP3442142A4 (en) * 2016-04-07 2019-05-15 Sony Corporation COMMUNICATION CONTROL DEVICE, TERMINAL EQUIPMENT, AND PROGRAM
CN111052625A (zh) * 2016-04-20 2020-04-21 康维达无线有限责任公司 下行链路同步
US10863424B2 (en) 2016-04-27 2020-12-08 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Technique for transmitting discovery-related signals from a transmission point to a user equipment
US20190124587A1 (en) * 2016-04-27 2019-04-25 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Technique for Transmitting Discovery-Related Signals from a Transmission Point to a User Equipment
WO2017186288A1 (en) * 2016-04-27 2017-11-02 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Technique for transmitting discovery-related signals from a transmission point to a user equipment
CN109804654A (zh) * 2016-10-06 2019-05-24 三菱电机株式会社 波束发送接收方法、基站、终端以及无线通信系统
CN109804654B (zh) * 2016-10-06 2021-09-21 三菱电机株式会社 波束发送接收方法、基站、终端以及无线通信系统
WO2018120833A1 (zh) * 2016-12-29 2018-07-05 维沃移动通信有限公司 一种同步接入信号块的传输方法、网络侧设备和用户终端

Also Published As

Publication number Publication date
US20160212631A1 (en) 2016-07-21
CN105493547A (zh) 2016-04-13
JP6336728B2 (ja) 2018-06-06
JP2015041817A (ja) 2015-03-02
US10051484B2 (en) 2018-08-14
CN105493547B (zh) 2019-06-18

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