WO2016152655A1 - ユーザ装置及び基地局 - Google Patents

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WO2016152655A1
WO2016152655A1 PCT/JP2016/058165 JP2016058165W WO2016152655A1 WO 2016152655 A1 WO2016152655 A1 WO 2016152655A1 JP 2016058165 W JP2016058165 W JP 2016058165W WO 2016152655 A1 WO2016152655 A1 WO 2016152655A1
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WO
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base station
signal
downlink
uplink
user apparatus
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PCT/JP2016/058165
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English (en)
French (fr)
Inventor
祥久 岸山
大輔 栗田
Original Assignee
株式会社Ｎｔｔドコモ
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Publication date
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Priority to EP16768558.5A priority patent/EP3273730A4/en
Priority to CN201680016703.0A priority patent/CN107431992B/zh
Priority to US15/559,678 priority patent/US10349399B2/en
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    • H04W72/23—Control channels or signalling for resource management in the downlink direction of a wireless link, i.e. towards a terminal

Definitions

  • the present invention relates to a user apparatus and a base station.
  • LTE Long Term Evolution
  • LTE-Advanced MIMO technology that increases system capacity, cell edge user throughput, and the like is employed.
  • heterogeneous network technology has been adopted that realizes high-quality communication by reducing inter-cell interference while mixing different types of base stations (macro cell, small cell, etc.).
  • a small cell in a heterogeneous network uses a high frequency band.
  • propagation loss increases in a high frequency band, in order to compensate for this, it is considered to apply massive MIMO that performs beam forming with a narrow beam width.
  • Massive MIMO is a large-scale MIMO that uses a large number (eg, 100 elements) of antennas, and can concentrate electric field strength in a narrow area, thereby reducing interference between users.
  • UE user equipment
  • the disclosed technique has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a technique that enables efficient communication in a wireless communication system having a user apparatus and a base station that perform beam forming.
  • a wireless communication system having a base station, a user apparatus that communicates with the base station, the receiving unit receiving a first downlink control signal transmitted from the base station, and a plurality of receiving means Each of the plurality of antenna ports or each of the plurality of beams, and is transmitted by each of the plurality of antenna ports or each of the plurality of beams based on the first downlink control signal and transmission means for transmitting the uplink signal.
  • a user apparatus having control means for controlling the transmission timing of each uplink signal for each subframe.
  • the base station communicates with the user apparatus, and an uplink signal transmitted from the user apparatus is transmitted.
  • a receiving means for receiving, and a control signal calculated based on the uplink signal or acquired from the other base station and including information for instructing the transmission timing of the uplink signal to the user apparatus for each subframe And a transmission means for transmitting is provided.
  • a user apparatus that communicates with the first base station and the second base station, Receiving means for receiving a first downlink signal transmitted from the first base station and a second downlink signal transmitted from the second base station; and for each subframe of the first downlink signal And a synchronization means for controlling the reception means so as to synchronize the reception timing for each subframe of the second downlink signal with different reception timings.
  • a user apparatus that communicates with the first base station and the second base station, Receiving means for receiving a first downlink signal transmitted from the first base station and a second downlink signal transmitted from the second base station; and receiving for receiving the first downlink signal Transmission means for transmitting a signal for instructing the first base station and the second base station to change the transmission timing in order to synchronize the timing and the reception timing for receiving the second downlink signal Are provided.
  • a technique that enables efficient communication in a wireless communication system having a user apparatus and a base station that perform beam forming.
  • the radio communication system assumes a system based on LTE, and assumes that OFDMA is used for downlink and SC-FDMA is used for uplink.
  • OFDMA may be used for both uplink and downlink, and other communication methods may be used.
  • the present invention can also be applied to systems other than LTE.
  • LTE corresponds to not only a communication method corresponding to Release 8 or 9 of 3GPP but also Release 10, 11, 12, 13, or Release 14 or later of 3GPP. It is used in a broad sense that includes communication methods.
  • FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration diagram of a radio communication system according to an embodiment.
  • the radio communication system according to the present embodiment includes a macro base station 10 that forms a macro cell, and small base stations 11 and 12 that are within the coverage area of the macro cell.
  • FIG. 1 also shows a user apparatus 20 that communicates with the macro base station 10, the small base stations 11, 12, and the like.
  • macro coverage is ensured by the macro base station 10 in the low frequency band, and the traffic of the small area (eg, hot spot) is absorbed by the small base stations 11 and 12 in the high frequency band.
  • traffic of the small area eg, hot spot
  • Such frequency band allocation is merely an example, and the present invention is not limited to this.
  • the macro base station 10 and the small base stations 11 and 12 communicate with the user apparatus 20 through radio.
  • the macro base station 10 and the small base stations 11 and 12 communicate with a CPU such as a processor, a memory device such as a ROM, a RAM, or a flash memory, an antenna for communicating with the user device 20, an adjacent base station, a core network, and the like. It is configured by hardware resources such as a communication interface device.
  • the functions and processes of the macro base station 10 and the small base stations 11 and 12 may be realized by a processor processing or executing data or a program stored in the memory device.
  • the macro base station 10 and the small base stations 11 and 12 are not limited to the hardware configuration described above, and may have any other appropriate hardware configuration.
  • the user apparatus 20 has a function of communicating with the macro base station 10, the small base stations 11 and 12, the core network, and the like through radio.
  • the user device 20 is, for example, a mobile phone, a smartphone, a tablet, a mobile router, or a wearable terminal.
  • the communication apparatus mounted in public vehicles, such as a train, and the user apparatus 20 with the role of the relay apparatus in the backhaul of communication between base stations may be sufficient.
  • the user device 20 may be any user device 20 as long as the device has a communication function.
  • the user apparatus 20 is a hardware resource such as a CPU such as a processor, a memory apparatus such as a ROM, a RAM, or a flash memory, an antenna for communicating with the macro base station 10 and the small base stations 11 and 12, and an RF (Radio Frequency) apparatus. Consists of. Each function and process of the user device 20 may be realized by a processor processing or executing data or a program stored in the memory device. However, the user device 20 is not limited to the hardware configuration described above, and may have any other appropriate hardware configuration.
  • the small base stations 11 and 12 in the present embodiment have a massive MIMO function, and can form various beams from a wide beam to a narrow beam.
  • a plurality of precoded signals are transmitted from the small base stations 11 and 12 using respective beams (a plurality of antenna ports).
  • the signal is precoded is that the transmission signal is multiplied by a weight for each antenna port so that the signal is transmitted with a beam having a certain width.
  • signals are transmitted from the small base station 11 using the beam # 1-1, the beam # 1-2, and the beam # 1-3.
  • signals are transmitted from the small base station 12 by beam # 2-1, beam # 2-2, and beam # 2-3.
  • the macro base station 10 is connected to the small base stations 11 and 12 through a line using, for example, an optical fiber, and concentrates radio resource control between the small cells formed by the small base stations 11 and 12. I manage.
  • FIG. 1 shows a configuration in which the macro base station 10 exists, a configuration in which the macro base station 10 does not exist can be employed. In this case, one of the small base stations 11 and 12 centrally manages radio resource control between the small cells formed by the small base stations 11 and 12.
  • the user apparatus 20 includes a plurality of antennas and has a function of performing uplink MIMO transmission. That is, the user apparatus 20 can perform uplink beamforming and uplink multiple rank transmission.
  • a plurality of precoded signals are transmitted from the user apparatus 20 through respective beams (a plurality of antenna ports). For example, in the example of FIG. 1, signals are transmitted from the user apparatus 20 in each of beam # 1, beam # 2, beam # 3, and beam # 4.
  • the user apparatus 20 it is conceivable that many user apparatuses including one antenna will be used in the future depending on applications. For example, a low-cost MTC terminal.
  • user apparatuses having a MIMO transmission function of about 4 antennas will become mainstream.
  • a user apparatus having a Massive MIMO function with 16 antennas or more may be used.
  • user apparatus 20 includes a plurality of beams (# 1-1, # 1-2, # 1-3, # 2-1, transmitted from small base stations 11 and 12). Communication is performed using two beams having good communication quality among # 2-2 and # 2-3). Further, it is assumed that each of the two beams is a beam transmitted from a different small base station. In addition, each of the small base stations 11 and 12 performs communication using any one of a plurality of beams (# 1, # 2, # 3, and # 4) transmitted from the user apparatus 20. Is assumed.
  • the user apparatus 20 receives a signal from the small base station 11 transmitted by the beam # 1-2 and transmits a signal to the small base station 11 using the beam # 1. Further, a signal from the small base station 12 transmitted by the beam # 2-2 may be received and a signal may be transmitted to the small base station 12 by using the beam # 2.
  • the small base stations 11 and 12 transmit a plurality of precoded reference signals (hereinafter referred to as “discovery signals”) using respective beams.
  • the discovery signal includes an identifier for uniquely identifying each beam transmitted from the small base stations 11 and 12 (hereinafter referred to as “downlink beam identifier”).
  • the identifier may be specified by a discovery signal sequence or the like, or may be specified by a radio resource (frequency position or time position, or frequency position and time position) allocation method.
  • the user device 20 monitors a discovery signal that may be received, and measures reception quality (reception power, etc.) of a plurality of discovered discovery signals.
  • the user apparatus 20 knows which beam (# 1 to # 4) the discovery signal whose received power is measured is received. In addition, the user apparatus 20 can grasp
  • the user apparatus 20 performs beam forming on the uplink, and transmits an uplink reference signal to the small base stations 11 and 12 using each beam.
  • performing beam forming on the uplink means multiplying a transmission signal by a weight for each of a plurality of antenna ports included in the user apparatus 20.
  • An identifier for uniquely identifying each beam (# 1 to # 4) (hereinafter referred to as “uplink beam identifier”) is assigned to the uplink reference signal.
  • the identifier may be specified by a reference signal sequence or the like, or may be specified by a radio resource (frequency position or time position, or frequency position and time position) allocation method.
  • the uplink reference signal may be a sounding reference signal, for example.
  • the uplink reference signal transmitted from the user apparatus 20 includes, for example, the measured reception quality (reception power etc.) and the downlink beam identifier of the discovery signal for each of the plurality of discovery signals received by the user apparatus 20. And an uplink beam identifier corresponding to a beam (a beam formed by the user apparatus) from which the discovery signal is received may be included.
  • the selection of the downlink beam and the uplink beam may be performed by a base station that centrally manages radio resource control between the small cells formed by the small base stations 11 and 12.
  • the macro base station 10 selects the downlink beam and the uplink beam by causing the macro base station 10 to transmit the received uplink reference signal (or reception quality of the uplink reference signal, etc.) from the small base stations 11 and 12. You may go.
  • the small base station 11 selects the downlink beam and the uplink beam by causing the small base station 11 to transmit the uplink reference signal (or the reception quality of the uplink reference signal, etc.) received by the small base station 12. Also good.
  • the small base station 11 performs centralized management of radio resource control of the radio communication system according to the present embodiment and selects a downlink beam and an uplink beam.
  • the small base station 11 selects a downlink beam and an uplink beam based on the reception quality of each discovery signal reported from the user apparatus 20 and the reception quality of the uplink reference signal received by the small base stations 11 and 12. .
  • the small base station 11 has the best reception quality reported from the user apparatus 20 among the plurality of downlink beams transmitted by the small base station 11 (the reception power is the highest, etc.).
  • the small base station 11 selects one uplink beam having the best reception quality (eg, the highest received power) from the uplink reference signals received by the small base station 11. Furthermore, one uplink beam with the best reception quality (such as the highest received power) may be selected from the uplink reference signals received by the small base station 12.
  • the uplink beam By selecting the uplink beam in this way, it is possible to allow a plurality of uplink beams used for communication with the user apparatus 20 to reach different small base stations, and to transmit the plurality of uplink beams in space. Can be separated.
  • the above-described downlink beam selection method and uplink beam selection method are merely examples, and other selection methods may be used.
  • the small base station 11 receives a reception direction (uplink beam) when the downlink beam is received by the user apparatus 20 when the downlink beam is selected.
  • (Direction) may be an uplink beam used for uplink communication. This is because the uplink and downlink frequencies are the same in TDD, and the uplink beam is selected using the vertical symmetry of TDD (the downlink propagation characteristic and the uplink propagation characteristic are the same). is there.
  • uplink and downlink communication are performed between a plurality of small base stations (11, 12) and the user apparatus 20 using a plurality of different beams.
  • the wireless communication system in the present embodiment can take various control methods in order to efficiently perform communication.
  • the radio communication system according to the present embodiment performs different transmission timing control for each uplink beam transmitted from the user apparatus 20 to each of a plurality of small base stations.
  • the radio communication system according to the present embodiment can realize an increase in communication capacity or throughput improvement due to a diversity effect in uplink communication.
  • the radio communication system according to the present embodiment performs radio resource allocation of shared channels (PUSCH and the like) included in a plurality of uplink beams collectively using a specific downlink beam. Thereby, the radio communication system according to the present embodiment can efficiently transmit the control signal.
  • PUSCH shared channels
  • the radio communication system according to the present embodiment when a downlink signal (PDSCH or the like) is transmitted using each of a plurality of downlink beams transmitted from different small base stations, the user apparatus 20 It is possible to control the beam reception timing independently. As a result, the radio communication system according to the present embodiment can realize an increase in communication capacity and an improvement in throughput due to the diversity effect in downlink communication.
  • PDSCH downlink signal
  • the radio communication system according to the present embodiment can realize an increase in communication capacity and an improvement in throughput due to the diversity effect in downlink communication.
  • the radio communication system collects radio resource allocations of downlink signals (PDSCH, CSI-RS, synchronization channel, etc.) included in a plurality of downlink beams using a specific downlink beam. To do. Thereby, the radio communication system according to the present embodiment can efficiently transmit the control signal.
  • PDSCH downlink signals
  • CSI-RS CSI-RS
  • synchronization channel etc.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of the small base station according to the embodiment.
  • the small base stations 11 and 12 include a signal reception unit 101, a signal transmission unit 102, an inter-base station communication unit 103, an uplink transmission timing instruction unit 104, an uplink resource allocation unit 105, And a downlink resource allocation unit 106.
  • FIG. 2 shows only the function units particularly related to the embodiment of the present invention in the small base stations 11 and 12, and also has a function (not shown) for performing an operation based on LTE.
  • the functional configuration shown in FIG. 2 is only an example.
  • the function classification and the name of the function unit may be anything.
  • the small base stations 11 and 12 according to the embodiment may not include a part of the functional units illustrated in FIG. 2 as long as the operations according to the present embodiment can be performed.
  • the signal receiving unit 101 acquires upper layer information from a lower layer signal received wirelessly.
  • the signal transmission unit 102 generates a lower layer signal from the upper layer information and transmits it wirelessly.
  • the signal transmission unit 102 transmits a radio signal so that a beam is formed by beam forming realized by multiplying each antenna port by a predetermined weight.
  • the base station communication unit 103 is connected to a backhaul line such as an optical fiber, for example, and has a function of communicating with the macro base station 10 or another small base station (11 or 12).
  • the inter-base station communication unit 103 is used when various signals are transmitted and received as necessary between a base station that centrally manages radio resource control and other base stations.
  • the uplink transmission timing instruction unit 104 instructs the transmission timing for each uplink beam to the user apparatus 20.
  • the uplink transmission timing instructing unit 104 may instruct the user apparatus 20 about the uplink beam transmission timing for each subframe in which the uplink control signal or the uplink data signal is stored (that is, for each 1 TTI).
  • the uplink transmission timing instruction unit 104 may instruct the user apparatus 20 of the transmission timing of each uplink beam at an interval longer than the subframe (1 TTI) as necessary.
  • the uplink transmission timing instruction unit 104 may collectively instruct the user apparatus 20 of the transmission timings of a plurality of uplink beams.
  • the uplink transmission timing instruction unit 104 may instruct the user apparatus 20 about the transmission timing of the uplink beam based on an instruction received from another base station via the inter-base station communication unit 103.
  • the uplink resource allocation unit 105 allocates uplink communication radio resources to the user apparatus 20. For example, the uplink resource allocating unit 105 performs the uplink beam used by the user apparatus 20 for communication with the small base station 11 and the uplink beam used by the user apparatus 20 for communication with the small base station 12. Thus, radio resources for uplink communication may be allocated.
  • the uplink resource allocation unit 105 may allocate radio resources for uplink communication to a specific uplink beam based on an instruction received from another base station via the inter-base station communication unit 103. Conversely, radio resources to be allocated to uplink beams received by the other small base stations may be notified to other small base stations.
  • the allocated uplink communication radio resource is transmitted to the user apparatus 20 via the signal transmission unit 102.
  • the downlink resource allocation unit 106 allocates downlink communication radio resources to the user apparatus 20. For example, the downlink resource allocation unit 106 performs the downlink beam used by the small base station 11 for communication with the user apparatus 20 and the downlink beam used by the small base station 12 for communication with the user apparatus 20. Different downlink communication radio resources may be allocated, or the same radio resource may be allocated. Further, the downlink resource allocation unit 106 may allocate radio resources for downlink communication to a specific downlink beam based on an instruction received from another base station via the inter-base station communication unit 103. Conversely, radio resources to be allocated to downlink beams transmitted from the other small base stations may be notified to other small base stations. The allocated downlink communication radio resources are transmitted to the user apparatus 20 via the signal transmission unit 102.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of the user apparatus according to the embodiment.
  • the user device 20 includes a signal reception unit 201, a signal transmission unit 202, and a transmission timing instruction unit 203.
  • the signal reception unit 201 includes a reception timing synchronization unit 211.
  • the signal transmission unit 202 includes a transmission timing control unit 212.
  • FIG. 3 shows only functional units that are particularly related to the embodiment of the present invention in the user apparatus 20, and has at least a function (not shown) for performing an operation based on LTE.
  • the functional configuration shown in FIG. 2 is only an example. As long as the operation according to the present embodiment can be performed, the function classification and the name of the function unit may be anything.
  • the user device 20 according to the embodiment may not include a part of the functional unit illustrated in FIG. 3 as long as the operation according to the present embodiment can be performed.
  • the signal receiving unit 201 acquires information on the upper layer from the lower layer signal received wirelessly.
  • the signal transmission unit 202 generates a lower layer signal from the upper layer information and transmits it wirelessly. Further, the signal transmission unit 202 transmits a radio signal so that a beam is formed by beam forming realized by multiplying each antenna port by a predetermined weight.
  • the reception timing synchronization unit 211 controls the signal reception unit 201 to synchronize with different downlink beams transmitted from the small base stations 11 and 12 at different reception timings.
  • the transmission timing control unit 212 controls the signal transmission unit 202 so that the transmission timing is changed for each uplink beam based on the instruction by the control signal transmitted from the small base stations 11 and 12. Note that the transmission timing being changed for each uplink beam means that the start timing of the subframe of the uplink signal is changed for each uplink beam.
  • the transmission timing instruction unit 203 measures the downlink signals transmitted from the plurality of small base stations, thereby shifting the reception timing of each downlink signal transmitted from the plurality of small base stations (deviation of the start timing of the subframe). ) Is detected, and one of the small base stations is instructed to change the transmission timing of the downlink signal so that there is no shift in the reception timing of each of the downlink signals from the plurality of small base stations.
  • the functional configurations of the small base stations 11 and 12 and the user apparatus 20 described above may be realized entirely by hardware circuits (for example, one or a plurality of IC chips), or a part of them may be configured by hardware circuits. However, other parts may be realized by a CPU and a program.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of the small base station according to the embodiment.
  • the small base stations 11 and 12 include an RF (Radio Frequency) module 301 that performs processing related to a radio signal, a BB (Base Band) processing module 302 that performs baseband signal processing, an upper layer, and the like. It includes a device control module 303 that performs processing, and a communication IF 304 that is an interface for connecting to a network.
  • RF Radio Frequency
  • BB Base Band
  • the RF module 301 should transmit from the antenna by performing D / A (Digital-to-Analog) conversion, modulation, frequency conversion, power amplification, etc. on the digital baseband signal received from the BB processing module 302 Generate a radio signal.
  • a digital baseband signal is generated by performing frequency conversion, A / D (Analog-to-Digital) conversion, demodulation, and the like on the received radio signal, and passes it to the BB processing module 302.
  • the RF module 301 includes, for example, a part of the signal reception unit 101 and a part of the signal transmission unit 102 illustrated in FIG.
  • the BB processing module 302 performs processing for mutually converting an IP packet and a digital baseband signal.
  • a DSP (Digital Signal Processor) 312 is a processor that performs signal processing in the BB processing module 302.
  • the memory 322 is used as a work area for the DSP 312.
  • the BB processing module 302 includes, for example, a part of the signal reception unit 101, a part of the signal transmission unit 102, an uplink transmission timing instruction unit 104, an uplink resource allocation unit 105, and a downlink resource allocation unit 106 shown in FIG.
  • the device control module 303 performs IP layer protocol processing, OAM (Operation and Maintenance) processing, and the like.
  • the processor 313 is a processor that performs processing performed by the device control module 303.
  • the memory 323 is used as a work area for the processor 313.
  • the auxiliary storage device 333 is, for example, an HDD or the like, and stores various setting information for operating the small base stations 11 and 12 themselves.
  • the device control module 303 includes, for example, a part of the inter-base station communication unit 103 shown in FIG.
  • the communication IF 304 includes, for example, a part of the inter-base station communication unit 103 illustrated in FIG.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of the user apparatus according to the embodiment.
  • FIG. 5 shows a configuration closer to the mounting example than FIG.
  • the user apparatus UE includes an RF module 401 that performs processing related to a radio signal, a BB processing module 402 that performs baseband signal processing, and a UE control module 403 that performs processing such as an upper layer.
  • the RF module 401 generates a radio signal to be transmitted from the antenna by performing D / A conversion, modulation, frequency conversion, power amplification, and the like on the digital baseband signal received from the BB processing module 402.
  • a digital baseband signal is generated by performing frequency conversion, A / D conversion, demodulation, and the like on the received radio signal, and passed to the BB processing module 402.
  • the RF module 401 includes, for example, a part of the signal reception unit 201 and a part of the signal transmission unit 202 illustrated in FIG.
  • the BB processing module 402 performs processing for mutually converting an IP packet and a digital baseband signal.
  • the DSP 412 is a processor that performs signal processing in the BB processing module 402.
  • the memory 422 is used as a work area for the DSP 412.
  • the BB processing module 402 includes, for example, a part of the signal reception unit 201, a part of the signal transmission unit 202, and a transmission timing instruction unit 203 illustrated in FIG.
  • the UE control module 403 performs IP layer protocol processing, various application processing, and the like.
  • the processor 413 is a processor that performs processing performed by the UE control module 403.
  • the memory 423 is used as a work area for the processor 413.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an outline of an uplink signal transmission procedure (part 1).
  • the small base station 11 transmits a downlink signal to the user apparatus 20 using the downlink beam # 1-2.
  • the small base station 12 transmits a downlink signal to the user apparatus 20 using the downlink beam # 2-2.
  • the user apparatus 20 transmits an uplink signal to the small base station 11 using the uplink beam # 1, and transmits an uplink signal to the small base station 12 using the uplink beam # 2. ing.
  • the user apparatus 20 follows the instruction from the small base station 11, and transmits the uplink signal transmission timing to the small base station 11 using the uplink beam # 1, and the uplink beam #. 2, the transmission timing of the uplink signal transmitted to the small base station 12 is controlled separately.
  • the timing at which the uplink signal transmitted from the user apparatus 20 reaches the small base station 11 And the timing at which the uplink signal transmitted from the user apparatus 20 reaches the small base station 12 is different. Therefore, by applying this processing procedure, the uplink signal received by the small base station 11 and the uplink signal received by the small base station 12 are synchronized.
  • the user apparatus 20 transmits both the uplink signal transmitted from the small base station 11 to the small base station 11 using the uplink beam # 1 and the uplink signal transmitted to the small base station 12 using the uplink beam # 2. An instruction regarding the allocation of radio resources is accepted.
  • FIG. 7 is an example of a sequence diagram in the uplink signal transmission procedure (part 1). A specific processing procedure in the uplink signal transmission procedure (part 1) will be described with reference to FIG. In the example of FIG. 7, it is assumed that the small base station 11 centrally manages radio resource control of small cells formed by the small base stations 11 and 12.
  • a downlink beam used for downlink signal transmission and an uplink beam used for uplink signal transmission are determined between the small base stations 11 and 12 and the user apparatus 20.
  • the small base station 11 receives the reception quality of the discovery signal for each downlink beam reported from the user apparatus 20 and the uplink reference signal (for example, sounding reference signal) received by the small base stations 11 and 12.
  • the downlink beam and the uplink beam may be selected based on the received quality.
  • the small base station 11 transmits a downlink signal to the user apparatus 20 using the downlink beam # 1-2, and the small base station 12 uses the downlink beam # 2-2. It is assumed that the user apparatus 20 is determined to transmit a downlink signal. Similarly, it is determined that the user apparatus 20 transmits an uplink signal to the small base station 11 using the uplink beam # 1 and transmits an uplink signal to the small base station 12 using the uplink beam # 2.
  • the user apparatus 20 transmits an uplink signal to the small base station 11 using the uplink beam # 1 and transmits an uplink signal to the small base station 12 using the uplink beam # 2.
  • step S301 may be appropriately performed. That is, as to which beam the small base stations 11 and 12 and the user apparatus 20 use to transmit signals, the beam may be appropriately switched to an optimum beam according to a change in communication quality, movement of the user apparatus 20, and the like. Good.
  • step S302 the signal transmission unit 102 of the small base station 11 transmits a control signal to the user apparatus 20.
  • the control signal may be, for example, UL grant transmitted through a physical layer control channel (PDCCH or the like).
  • FIG. 8 shows an example of the format of the control signal used in the uplink signal transmission procedure (part 1).
  • the control signal used in the uplink signal transmission procedure (part 1) includes a batch of “uplink beam identifier”, “transmission timing information”, and “resource allocation information”. Information is stored repeatedly.
  • the “transmission timing information” is information indicating the transmission timing of the uplink signal transmitted by the uplink beam identified by the “uplink beam identifier”. For example, how much the transmission timing is compared with the current transmission timing It may be a command or the like indicating whether to advance (or delay).
  • the “resource allocation information” is radio resource allocation information for an uplink signal transmitted by the user apparatus 20, and may have a configuration similar to, for example, conventional LTE.
  • the control signal may be mapped to, for example, DCI (DownlinkDownControl Information) included in the control channel (PDCCH) of the physical layer.
  • DCI DownlinkDownControl Information
  • resource allocation information may not be associated with each uplink beam but may include a single “resource allocation information”.
  • the user apparatus 20 may transmit uplink signals having the same content to the small base stations 11 and 12 using a plurality of uplink beams.
  • the user apparatus 20 transmits an uplink signal to the small base station 11 using the uplink beam # 1, and uses the uplink beam # 2 to transmit the small base station.
  • An uplink signal is transmitted to the station 12. Therefore, the control signal shown in FIG. 8 includes “uplink beam identifier”, “transmission timing information” and “resource allocation information” regarding uplink beam # 1, and “uplink beam identifier” and “transmission timing information” regarding uplink beam # 2. ”And“ resource allocation information ”.
  • the resource allocation information may be generated by, for example, the uplink resource allocation unit 105 of the small base station 11, and the transmission timing information may be generated by the uplink transmission timing instruction unit 104 of the small base station 11.
  • step S303 the signal transmission unit 102 and the transmission timing control unit 212 of the user apparatus 20 are transmitted to the small base station 11 using the uplink beam # 1 with the transmission timing indicated by the control signal and the assigned radio resource.
  • a link signal there is no restriction
  • step S304 the signal transmission unit 102 and the transmission timing control unit 212 of the user apparatus 20 are transmitted to the small base station 12 using the uplink beam # 2 with the transmission timing indicated by the control signal and the assigned radio resource.
  • a link signal there is no restriction
  • small base stations 11 and 12 and the user apparatus 20 may perform the processing procedure of steps S302 to S304 for each subframe.
  • the user apparatus 20 may not be aware that the uplink beam # 1 reaches the small base station 11 and the uplink beam # 2 reaches the small base station 12. That is, the user apparatus 20 may simply transmit an uplink signal using a plurality of uplink beams according to an instruction from the small base station 11, and is not conscious of which small base station each uplink beam reaches. May be.
  • the uplink signal transmission procedure (part 1) has been described above. However, when this transmission procedure is applied to PUSCH transmission, for example, ensuring orthogonality with another user apparatus 20, from the user apparatus 20 It is possible to increase the communication capacity of user data by MIMO spatial multiplexing using a plurality of uplink beams. Further, in the timing advance control (TA control) in the conventional LTE, the timing control command is transmitted in the MAC (Medium Access Control) layer. However, according to this procedure, the physical layer is processed in the processing procedure in step S302. Since the control signal can be transmitted using the control channel, fine transmission timing control can be performed for each subframe.
  • TA control timing advance control
  • FIG. 9 is a diagram showing an outline of the uplink signal transmission procedure (part 2).
  • the small base station 11 transmits a downlink signal to the user apparatus 20 using the downlink beam # 1-2.
  • the small base station 12 transmits a downlink signal to the user apparatus 20 using the downlink beam # 2-2.
  • the user apparatus 20 transmits an uplink signal to the small base station 11 using the uplink beam # 1, and transmits an uplink signal to the small base station 12 using the uplink beam # 2. ing.
  • the user apparatus 20 controls the transmission timing of the uplink signal transmitted to the small base station 11 using the uplink beam # 1 in accordance with the instruction from the small base station 11. Further, the user apparatus 20 controls the transmission timing of the uplink signal transmitted to the small base station 12 using the uplink beam # 2 in accordance with the instruction from the small base station.
  • the user apparatus 20 receives an instruction from the small base station 11 regarding allocation of radio resources of uplink signals to be transmitted to the small base station 11 by the uplink beam # 1, and from the small base station 12 by the uplink beam # 2. An instruction related to radio resource allocation of an uplink signal transmitted to the small base station 12 is received.
  • the uplink signal transmission procedure (part 2) is different from the uplink signal transmission procedure (part 1), and the control signal related to the uplink signal is transmitted from each of the small base stations 11 and 12 to the user apparatus 20. So that
  • FIG. 10 is an example of a sequence diagram in the uplink signal transmission procedure (part 2). A specific processing procedure in the uplink signal transmission procedure (part 2) will be described with reference to FIG.
  • step S401 a downlink beam used for transmitting a downlink signal and an uplink beam used for transmitting an uplink signal are determined between the small base stations 11 and 12 and the user apparatus 20. Since the processing procedure of step S401 is the same as the processing procedure of step S301, description thereof is omitted.
  • the signal transmission unit 102 of the small base station 11 transmits a control signal to the user apparatus 20.
  • the control signal may be, for example, UL grant transmitted through a physical layer control channel (PDCCH, EPDCCH, etc.).
  • FIG. 11 is an example of the format of the control signal used in the uplink signal transmission procedure (part 2). As shown in FIG. 11, “uplink beam identifier”, “transmission timing information”, and “resource allocation information” are stored in the control signal used in the uplink signal transmission procedure (part 2).
  • the control signal shown in FIG. 11 includes the “uplink beam identifier”, “transmission timing information”, and “resource allocation information” regarding the uplink beam # 1.
  • the resource allocation information may be generated by, for example, the uplink resource allocation unit 105 of the small base station 11, and the transmission timing information may be generated by the uplink transmission timing instruction unit 104 of the small base station 11.
  • step S403 the signal transmission unit 102 and the transmission timing control unit 212 of the user apparatus 20 use the uplink beam # 1 at the transmission timing instructed by the control signal received in the processing procedure of step S402, and use the small base station 11.
  • An uplink signal is transmitted to.
  • a PUSCH signal may be sufficient.
  • step S404 the signal transmission unit 102 of the small base station 12 transmits a control signal to the user apparatus 20.
  • the control signal may be, for example, UL grant transmitted through a physical layer control channel (PDCCH or the like). Since the format of the control signal is the same as the format of the control signal in the processing procedure of step S402, description thereof is omitted.
  • the control signal includes an “uplink beam identifier”, “transmission timing information”, and “resource allocation information” regarding the uplink beam # 2.
  • the resource allocation information may be generated by, for example, the uplink resource allocation unit 105 of the small base station 11 and notified to the small base station 12 via the inter-base station communication unit 103.
  • the transmission timing information may be generated by the uplink transmission timing instruction unit 104 of the small base station 11 and notified to the small base station 12 via the inter-base station communication unit 103. Since the small base station 11 centrally manages the radio resource control of the small cells formed by the small base stations 11 and 12, for example, the small base station 11 performs processing of the uplink signal received from the user apparatus 20. This is because it is assumed that it is desirable to perform collective management. Returning to FIG.
  • step S405 the signal transmission unit 102 and the transmission timing control unit 212 of the user apparatus 20 use the uplink beam # 2 at the transmission timing indicated by the control signal received in the processing procedure of step S404, and use the small base station 12 as the transmission timing.
  • An uplink signal is transmitted to.
  • a PUSCH signal may be sufficient.
  • the small base stations 11 and 12 and the user apparatus 20 may perform the processing procedure of steps S402 to S405 for each subframe. Further, the processing procedures of steps S402 and S403 and the processing procedures of steps S404 and S405 may be performed at independent timings.
  • the user apparatus 20 may not be aware that the uplink beam # 1 reaches the small base station 11 and the uplink beam # 2 reaches the small base station 12. That is, the user apparatus 20 may simply transmit an uplink signal using a plurality of uplink beams according to the instructions of the small base stations 11 and 12, and is aware of which small base station each uplink beam reaches. It does not have to be.
  • the uplink signal transmission procedure (No. 2) has been described above.
  • this transmission procedure is applied to PUSCH transmission, for example, ensuring orthogonality with another user apparatus 20, from the user apparatus 20 It is possible to increase the communication capacity of user data by MIMO spatial multiplexing using a plurality of uplink beams.
  • the timing control command is transmitted in the MAC (Medium Access Control) layer.
  • the processing procedure in steps S402 and S404 is performed. Since the control signal can be transmitted using the control channel of the physical layer, fine transmission timing control can be performed for each subframe.
  • FIG. 12 is a diagram showing an outline of an uplink signal transmission procedure (part 3).
  • the small base station 11 transmits a downlink signal to the user apparatus 20 using the downlink beam # 1-2.
  • the small base station 12 transmits a downlink signal to the user apparatus 20 using the downlink beam # 2-2.
  • the user apparatus 20 transmits uplink signals using the uplink beams # 1 to # 4.
  • the user apparatus 20 may transmit uplink signals having the same contents from the uplink beams # 1 to # 4, or may transmit uplink signals having different contents using orthogonal resources. Good.
  • the uplink signal transmitted by the uplink beam # 1 reaches the small base station 11, and the uplink signal transmitted by the uplink beam # 2 reaches the small base station 12.
  • the user apparatus 20 does not need to be aware of which small base station the uplink signal transmitted by each uplink beam reaches.
  • the user apparatus 20 controls the transmission timing of all the uplink signals transmitted by the uplink beams # 1 to 4 according to the instruction from the small base station 11. That is, unlike the uplink signal transmission procedure (part 1) and the uplink signal transmission procedure (part 2), the user apparatus 20 does not change the transmission timing for each uplink beam, but at the same transmission timing. All uplink signals are transmitted. Further, the user apparatus 20 receives an instruction from the small base station 11 regarding allocation of radio resources of uplink signals to be transmitted using the uplink beams # 1 to # 4.
  • FIG. 13 is an example of a sequence diagram in the uplink signal transmission procedure (part 3). A specific processing procedure in the uplink signal transmission procedure (part 3) will be described with reference to FIG.
  • step S501 a downlink beam used for downlink signal transmission and an uplink beam used for uplink signal transmission are determined between the small base stations 11 and 12 and the user apparatus 20. Since the processing procedure of step S501 is the same as the processing procedure of step S301, description thereof is omitted. A part of the processing procedure of step S501 can be omitted. For example, determination of an uplink beam used for uplink signal transmission may be omitted. Which uplink beam # 1 to 4 is used to communicate with the small base stations 11 and 12, such as when the user apparatus 20 transmits the same uplink signal from each uplink beam # 1 to 4 This is because it may be assumed that it is not necessary to determine the value in advance.
  • step S502 the signal transmission unit 102 of the small base station 11 transmits a control signal to the user apparatus 20.
  • the control signal may be, for example, UL grant transmitted through a physical layer control channel (PDCCH or the like).
  • FIG. 14 shows an example of the format of the control signal used in the uplink signal transmission procedure (part 3).
  • “transmission timing information” and “resource allocation information” are stored one by one.
  • the format of the control signal shown in FIG. 14A may be used, for example, when the user apparatus 20 transmits uplink signals having the same contents from the uplink beams # 1 to # 4.
  • the format of the control signal shown in FIG. 14B one “transmission timing information” is first stored, and then “uplink beam identifier” and “resource allocation information” are repeatedly stored.
  • the format of the control signal shown in FIG. 12B is used, for example, when the user apparatus 20 transmits uplink signals having different contents from the uplink beams # 1 to # 4 using orthogonal resources. You may do it.
  • the resource allocation information may be generated by, for example, the uplink resource allocation unit 105 of the small base station 11, and the transmission timing information may be generated by the uplink transmission timing instruction unit 104 of the small base station 11.
  • step S504 to step S506 the signal transmission unit 102 and the transmission timing control unit 212 of the user apparatus 20 perform uplink beam # 2 to beam # 2 at the transmission timing indicated by the control signal received in the processing procedure of step S502. 4 is used to transmit an uplink signal.
  • the uplink signal transmission procedure (part 3) has been described above, this transmission procedure is applied to transmission of a physical channel that is desired to be transmitted without relatively directivity among uplink physical channels. You may be made to do. As a result, the processing load on the user device 20 can be reduced.
  • Downlink signal transmission procedure a processing procedure in the case of controlling a downlink signal transmitted from the small base stations 11 and 12 to the user apparatus 20 in the wireless communication system according to the embodiment.
  • a processing procedure for controlling the downlink signal a plurality of processing procedures combining a method of synchronizing reception timings of a plurality of downlink signals by the user apparatus 20 and a radio resource allocation method for the downlink signal can be considered.
  • FIG. 15 is a diagram for explaining a downlink signal synchronization method in the user apparatus.
  • a method for synchronizing the reception timings of a plurality of downlink signals by the user apparatus 20 will be described using FIG.
  • the small base station 11 transmits a downlink signal to the user apparatus 20 using the downlink beam # 1-2
  • the small base station 12 transmits the downlink using the downlink beam # 2-2.
  • a signal is transmitted to the user device 20.
  • the user apparatus 20 may consider a method of processing a downlink signal without individually synchronizing reception timing with respect to each of a plurality of downlink signals. That is, when viewed from the user apparatus 20, there may occur a case where the reception timing differs between the downlink signal transmitted from the small base station 11 and the downlink signal transmitted from the small base station 12 due to a difference in propagation delay. It will be. Therefore, when the user apparatus 20 synchronizes the reception timing with one of the downlink signals, the reception timing of the other downlink signal may be out of synchronization.
  • synchronization of reception timing refers to, for example, OFDM symbol synchronization and frame synchronization.
  • the user apparatus 20 may process a downlink signal while individually synchronizing with each of a plurality of downlink signals.
  • the user apparatus 20 may individually instruct the transmission timing to the small base stations 11 and 12. That is, this is a method of applying control corresponding to timing advance control used in existing LTE to downlink signals.
  • FIG. 16 is a diagram for explaining a radio resource allocation method for downlink signals.
  • wireless resource allocation method with respect to a downlink signal is demonstrated using FIG.
  • FIG. 16A radio resource allocation of downlink signals transmitted from the small base stations 11 and 12 to the user apparatus 20 using the downlink beam # 1-2 and the downlink beam # 2-2. Can be considered from the small base station 11.
  • FIG. 16B radio resource allocation of downlink signals transmitted from the small base station 11 to the user apparatus 20 using the downlink beam # 1-2, and downlink beam # 2- 2 may be used to instruct radio resource allocation of downlink signals transmitted from the small base station 12 to the user apparatus 20 from the small base station 11 and the small base station 12, respectively.
  • the downlink signal transmission procedure (part 1) will be described with reference to FIGS. 17 to 19, and the downlink signal transmission procedure (part 2) will be described with reference to FIGS. 20 to 21, and FIGS. 25, a downlink signal transmission procedure (part 3) will be described.
  • a guard time is provided in a subframe
  • FIG. 25 assuming that the third synchronization method described above is applied to TDD.
  • radio communication system according to the present embodiment can also be applied to combination patterns other than the combination patterns described below.
  • FIG. 17 is a diagram illustrating an outline of a downlink signal transmission procedure (part 1).
  • the small base station 11 transmits DL data to the user apparatus 20 using downlink beam # 1-2 and transmits DL resource allocation information for the DL data.
  • the small base station 12 transmits DL data to the user apparatus 20 using the downlink beam # 2-2.
  • the user apparatus 20 uses a site identifier described later to convert a downlink signal transmitted from the downlink beam # 1-2 and a downlink signal transmitted from the downlink beam # 2-2.
  • the reception timing is synchronized individually.
  • FIG. 18 is an example of a sequence diagram in a downlink signal transmission procedure (part 1). A specific processing procedure in the downlink signal transmission procedure (part 1) will be described with reference to FIG. In the example of FIG. 18, it is assumed that the small base station 11 centrally manages radio resource control of small cells formed by the small base stations 11 and 12.
  • step S601 a downlink beam used for downlink signal transmission and an uplink beam used for uplink signal transmission are determined between the small base stations 11 and 12 and the user apparatus 20. Since the processing procedure of step S601 is the same as the processing procedure of step S301, description thereof is omitted.
  • the signal transmission unit 102 of the small base station 11 transmits a control signal and DL data to the user apparatus 20 using the downlink beam # 1-2.
  • the control signal is transmitted from a small base station in which resource allocation information indicating a DL data storage location (for example, RB position) and each of the two beams (beams # 1-2 and # 2-2) are different.
  • a site identifier indicating that The site identifier may be information that can uniquely identify the small base stations 11 and 12. For example, in the conventional LTE, the number of small base stations (here, “ 2 ").
  • the site identifier included in the control signal may be mapped to DCI included in the physical layer control channel (PDCCH), for example. Further, the entire control signal may be mapped to DCI.
  • the DL data may be included in, for example, a physical layer shared channel (PDSCH).
  • FIG. 19 is an example of a format of a control signal used in a downlink signal transmission procedure (part 1). As shown in FIG. 19, a “site identifier” and “resource allocation information” are stored in the control signal used in the downlink signal transmission procedure (part 1).
  • the “resource allocation information” is radio resource allocation information for DL data transmitted from the small base station 11 and the small base station 12, and may have a configuration similar to, for example, conventional LTE. Returning to FIG. 18, the description will be continued.
  • step S603 the reception timing synchronization unit 211 of the user apparatus 20 transmits downlink signals from two different small base stations (11 and 12) based on the “site identifier” included in the control signal of the downlink signal received in step S602. Is received, and the signal reception unit 201 is instructed to synchronize the reception timing with the downlink signal received from the small base station 11. Further, the signal receiving unit 201 acquires DL data included in the downlink beam # 1-2 based on the control signal.
  • step S604 the signal transmission unit 102 of the small base station 12 transmits DL data to the user apparatus 20 using the downlink beam # 2-2.
  • the DL data may be included in a physical layer shared channel (PDSCH), for example.
  • PDSCH physical layer shared channel
  • step S605 the reception timing synchronization unit 211 of the user apparatus 20 transmits downlink signals from two different small base stations (11 and 12) based on the “site identifier” included in the control signal of the downlink signal received in step S602. Is received, and the signal reception unit 201 is instructed to synchronize the reception timing with the downlink signal received from the small base station 12. Further, the signal receiving unit 201 acquires DL data included in the downlink beam # 2-2 based on the control signal.
  • steps S602 to S605 are described separately, but the processing procedures of steps S602 to S605 are performed in parallel.
  • the downlink signal transmission procedure (part 1) has been described above.
  • this transmission procedure is applied to PDSCH transmission, for example, orthogonality in the downlink is ensured, and the communication capacity of user data can be increased.
  • this transmission procedure (part 1) since control signals are transmitted collectively from the small base station 11, the number of control signals transmitted and received between the small base stations 11 and 12 and the user apparatus 20 Can be reduced.
  • FIG. 20 is a diagram showing an outline of a downlink signal transmission procedure (part 2).
  • the small base station 11 transmits DL data to the user apparatus 20 using downlink beam # 1-2 and transmits DL resource allocation information for the DL data.
  • the small base station 12 transmits DL data to the user apparatus 20 using the downlink beam # 2-2, and transmits DL resource allocation information for the DL data.
  • the user apparatus 20 individually receives reception timings for the downlink signal transmitted from the downlink beam # 1-2 and the downlink signal transmitted from the downlink beam # 2-2. Try to synchronize.
  • FIG. 21 is an example of a sequence diagram in a downlink signal transmission procedure (part 2). A specific processing procedure in the downlink signal transmission procedure (part 2) will be described with reference to FIG.
  • step S701 a downlink beam used for downlink signal transmission and an uplink beam used for uplink signal transmission are determined between the small base stations 11 and 12 and the user apparatus 20. Since the processing procedure of step S701 is the same as the processing procedure of step S301, description thereof is omitted.
  • the signal transmission unit 102 of the small base station 11 transmits a control signal and DL data to the user apparatus 20 using the downlink beam # 1-2.
  • the control signal includes resource allocation information indicating a DL data storage location (for example, the position of the RB) and a site identifier indicating that the beam # 1-2 is transmitted from the small base station 11.
  • the site identifier may be information that can uniquely identify the small base stations 11 and 12. Further, any information may be used as long as the information can distinguish the small base stations 11 and 12.
  • the format of the control signal used in the downlink signal transmission procedure (part 2) is the same as that in FIG.
  • step S703 the reception timing synchronization unit 211 of the user apparatus 20 transmits the downlink signal from the small base station 11 based on the “site identifier” included in the control signal of the downlink signal received in step S702. Recognizing that the signal is a signal, the signal receiving unit 201 is instructed to synchronize the reception timing with the downlink signal. Further, the signal receiving unit 201 acquires DL data included in the downlink beam # 1-2 based on the control signal.
  • step S704 the signal transmission unit 102 of the small base station 12 transmits a control signal and DL data to the user apparatus 20 using the downlink beam # 2-2.
  • the DL data may be included in a physical layer shared channel (PDSCH), for example.
  • PDSCH physical layer shared channel
  • the control signal includes resource allocation information indicating a DL data storage location (for example, RB position) and a site identifier indicating that the beam # 2-2 is transmitted from the small base station 12.
  • the site identifier may be information that can uniquely identify the small base stations 11 and 12. Further, any information may be used as long as the information can distinguish the small base stations 11 and 12.
  • step S705 the reception timing synchronization unit 211 of the user apparatus 20 transmits the downlink signal from the small base station 12 based on the “site identifier” included in the control signal of the downlink signal received in step S704. Recognizing that the received signal is a signal, the signal receiving unit 201 is instructed to synchronize the reception timing with the downlink signal received from the small base station 12. Further, the signal receiving unit 201 acquires DL data included in the downlink beam # 2-2 based on the control signal.
  • steps S702 to S705 are separately described, but the processing procedures of steps S702 to S705 are performed in parallel.
  • the uplink signal transmission procedure (part 2) has been described above.
  • this transmission procedure is applied to PDSCH transmission, for example, orthogonality in the downlink is ensured, and the communication capacity of user data can be increased.
  • FIG. 22 is a diagram illustrating an outline of a downlink signal transmission procedure (part 3).
  • the small base station 11 transmits DL data to the user apparatus 20 using downlink beam # 1-2 and transmits DL resource allocation information for the DL data.
  • the small base station 12 transmits DL data to the user apparatus 20 using the downlink beam # 2-2.
  • the user apparatus 20 synchronizes the reception timing in accordance with the downlink signal transmitted from the downlink beam # 1-2.
  • the user apparatus 20 does not synchronize the reception timing with each of the plurality of downlink beams as in the downlink signal transmission procedure (part 1), but synchronizes the reception timing with any one of the downlink beams. Like that.
  • FIG. 23 is an example of a sequence diagram in a downlink signal transmission procedure (part 3). A specific processing procedure in the downlink signal transmission procedure (part 3) will be described with reference to FIG.
  • step S801 a downlink beam used for transmitting a downlink signal and an uplink beam used for transmitting an uplink signal are determined between the small base stations 11 and 12 and the user apparatus 20. Since the processing procedure of step S801 is the same as the processing procedure of step S301, description thereof is omitted.
  • step S802 the signal transmission unit 102 of the small base station 11 transmits a control signal and DL data to the user apparatus 20 using the downlink beam # 1-2.
  • the control signal includes resource allocation information indicating the DL data storage location (for example, the position of the RB).
  • FIG. 24 is an example of a format of a control signal used in a downlink signal transmission procedure (part 3). As shown in FIG. 24, “resource allocation information” is stored in the control signal used in the downlink signal transmission procedure (part 3). Returning to FIG. 23, the description will be continued.
  • step S803 the reception timing synchronization unit 211 of the user apparatus 20 instructs the signal reception unit 201 to synchronize the reception timing with the downlink signal received in step S802. Further, the signal receiving unit 201 acquires DL data included in the downlink beam # 1-2 based on the control signal.
  • step S804 the signal transmission unit 102 of the small base station 12 transmits DL data to the user apparatus 20 using the downlink beam # 2-2.
  • the signal reception unit 201 of the user apparatus 20 acquires DL data included in the downlink beam # 2-2 based on the control signal received in step S802.
  • steps S802 to S804 are described separately, but the processing procedures of steps S802 to S804 are performed in parallel.
  • the downlink signal transmission procedure (part 3) has been described above.
  • the user apparatus 20 does not synchronize each of the plurality of downlink beams with the reception timing, but synchronizes any one of the downlink beams with the reception timing. Therefore, the processing load on the user device 20 can be reduced.
  • control channels for example, reference signals such as CSI-RS
  • CSI-RS reference signals
  • guard time As described with reference to FIG. 15, as a downlink signal synchronization method (third method), the user apparatus 20 may individually instruct the small base stations 11 and 12 to specify the transmission timing.
  • this synchronization method is applied to a communication method using TDD, it is necessary to provide a guard time in the subframe so that the small base stations 11 and 12 do not overlap the uplink signal and the downlink signal.
  • GP1 is, for example, the minimum time required when the user apparatus 20 switches the transmission / reception circuit.
  • GP2 is, for example, a time twice the maximum propagation delay time considering the cell design.
  • the maximum propagation delay considering the cell design may be variable as in the existing LTE, for example. That is, it may be determined (changed) as appropriate according to the operation of the operator.
  • the downlink signal (DL Tx) transmitted from the small base station 11 by Sub # 4 reaches the user apparatus 20 with a delay of the propagation delay time (T1). That is, the downlink signal (DL Tx) transmitted by the small base station in Sub # 4 needs to be transmitted earlier by T1 time in order to match the start time of the subframe (Sub # 4) in the user apparatus 20.
  • the subframe of the uplink signal (UL Tx) transmitted by the user apparatus 20 in Sub # 2 reaches the small base station 11 with a propagation delay time (T1) delayed due to the propagation delay.
  • T1 time ⁇ 2 the subframes of the uplink signal (UL Tx) of Sub # 3 and the downlink signal (DL Tx) of Sub # 4 overlap for T2 time (T1 time ⁇ 2). become.
  • the guard time (GP2) is set in the first subframe when switching from the uplink to the downlink among the downlink signals (DL Tx) transmitted from the small base station 11. I am trying to provide it.
  • the transmission timing instruction unit 203 of the user apparatus 20 instructs the transmission timing of the downlink signal (DL Tx) to the small base station 11 via the signal transmission unit 202.
  • the user apparatus 20 estimates a reception timing shift based on a reference signal such as CSI-RS (Channel State Information-Reference Signal) transmitted from each of the small base stations 11 and 12, The transmission timing may be instructed to 12 (timing adjustment command is transmitted).
  • CSI-RS Channel State Information-Reference Signal
  • a radio communication system having a base station, a user apparatus that communicates with the base station and receives a first downlink control signal transmitted from the base station Receiving means, transmitting means for transmitting an uplink signal in each of a plurality of antenna ports or each of a plurality of beams, and each or a plurality of beams of the plurality of antenna ports based on the first downlink control signal And a control unit for controlling the transmission timing of each uplink signal transmitted in each subframe.
  • the user apparatus 20 can provide a technology that enables efficient communication in a wireless communication system having the user apparatus 20 that performs beam forming and the base station 10.
  • the receiving means receives a second downlink control signal different from the first downlink control signal, and the control means is based on the first downlink control signal and the second downlink control signal.
  • the transmission timing of each uplink signal transmitted by each of the plurality of antenna ports or each of the plurality of beams may be controlled for each subframe.
  • the radio communication system is based on, for example, ensuring orthogonality between uplink signals transmitted from other user apparatuses 20 and MIMO spatial multiplexing using a plurality of uplink beams from the user apparatus 20 It is possible to increase the communication capacity of user data. Also, finer transmission timing control can be performed for each subframe as compared with the conventional LTE.
  • the first downlink control signal and the second downlink control signal include an identifier for identifying the plurality of beams, and the transmission unit uses the antenna port or the beam corresponding to the identifier to An upstream signal may be transmitted to the station. Thereby, the user apparatus 20 can transmit an uplink signal using the antenna port or beam instruct
  • the base station in a mobile communication system having a base station, another base station, and a user apparatus, communicates with the user apparatus and receives an uplink signal transmitted from the user apparatus. And a control signal that is calculated based on the uplink signal or acquired from the other base station, and that includes information for instructing the user apparatus the transmission timing of the uplink signal, is transmitted for each subframe. Transmitting means for providing a base station.
  • the base station 10 can provide a technology that enables efficient communication in a wireless communication system having a user apparatus and a base station that perform beam forming.
  • a user apparatus that communicates with the first base station and the second base station, Receiving means for receiving a first downlink signal transmitted from the first base station and a second downlink signal transmitted from the second base station; and for each subframe of the first downlink signal
  • a user apparatus having synchronization means for controlling the reception means so as to synchronize the reception timing and the reception timing for each subframe of the second downlink signal at different reception timings.
  • the user apparatus 20 can provide a technology that enables efficient communication in a wireless communication system having the user apparatus 20 that performs beam forming and the base station 10.
  • the receiving means is a first control signal transmitted from the first base station, and an identifier indicating that the first downlink signal is a signal transmitted from the first base station And an identifier indicating that the second downlink signal is a signal transmitted from the second base station, and the synchronization means includes the first control signal. Based on this, the receiving means may be controlled. Furthermore, the receiving means is a first control signal transmitted from the first base station, and an identifier indicating that the first downlink signal is a signal transmitted from the first base station And a second control signal transmitted from the second base station, wherein the second downlink signal is a signal transmitted from the second base station. A second control signal including an identifier to be received, and the synchronization unit may control the reception unit based on the first control signal and the second control signal.
  • the user apparatus 20 can ensure, for example, orthogonality in downlink signals transmitted separately from the first base station and the second base station, and increase the communication capacity of user data.
  • a user apparatus that communicates with the first base station and the second base station, Reception means for receiving a first downlink signal transmitted from the first base station and a second downlink signal transmitted from the second base station, and reception timing for receiving the first downlink signal And a transmission means for transmitting a signal instructing the first base station and the second base station to change the transmission timing in order to synchronize the reception timing for receiving the second downlink signal and the second base station.
  • the user apparatus 20 can provide a technology that enables efficient communication in a wireless communication system having the user apparatus 20 that performs beam forming and the base station 10.
  • the operations of a plurality of functional units may be physically performed by one component, or the operations of one functional unit may be physically performed by a plurality of components.
  • the user apparatus and the base station have been described using functional block diagrams, but such an apparatus may be realized in hardware, software, or a combination thereof.
  • Software operated by a processor included in a user apparatus and software operated by a processor included in a base station according to the embodiment of the present invention are random access memory (RAM), flash memory, read-only memory (ROM), EPROM, and EEPROM. , A register, a hard disk (HDD), a removable disk, a CD-ROM, a database, a server, or any other suitable storage medium.
  • UL grant is an example of a first downlink control signal, a second downlink control signal, and a control signal.
  • DCI is an example of a first control signal and a second control signal.
  • the signal receiving unit 101 and the signal receiving unit 201 are examples of receiving means.
  • the signal transmission unit 102 and the signal transmission unit 202 are an example of a transmission unit.
  • the transmission timing control unit 212 is an example of a control unit.
  • the reception timing synchronization unit 211 is an example of a synchronization unit.

Abstract

　基地局を有する無線通信システムにおいて、前記基地局と通信を行うユーザ装置であって、前記基地局から送信される第一の下り制御信号を受信する受信手段と、複数のアンテナポートの各々又は複数のビームの各々で、上り信号を送信する送信手段と、前記第一の下り制御信号に基づいて、前記複数のアンテナポートの各々又は複数のビームの各々で送信される上り信号の各々の送信タイミングをサブフレーム毎に制御する制御手段と、を有するユーザ装置を提供する。

Description

ユーザ装置及び基地局
　本発明は、ユーザ装置及び基地局に関する。
　ＬＴＥ（Long Term Evolution）／ＬＴＥ－Ａｄａｎｃｅｄでは、システム容量、セル端ユーザスループット等を増大させるＭＩＭＯ技術が採用されている。また、異なるタイプの基地局（マクロセル、スモールセル等）を混在させつつセル間干渉を低減して高品質な通信を実現するヘテロジニアスネットワーク技術が採用されている。
　特に、ヘテロジニアスネットワークにおけるスモールセルでは、高周波数帯を使用することが想定されている。ここで、高周波数帯では伝搬ロスが増大することから、それを補うために、ビーム幅の狭いビームフォーミングを行うｍａｓｓｉｖｅ　ＭＩＭＯを適用することが検討されている。
　ｍａｓｓｉｖｅ　ＭＩＭＯは、多数（例：１００素子）のアンテナを使用する大規模ＭＩＭＯであり、狭い領域に電界の強さを集中させることができるため、ユーザ間の干渉を小さくすることができる。
　また、ヘテロジニアスネットワークでは、高周波数帯での伝搬ロスを補うために、下りリンク及び上りリンクの両方で複数アンテナを用いたビームフォーミングを行うことが検討されている。
特開２０１３－２１９５０７号公報
　ヘテロジニアスネットワークでは、ユーザ装置（ＵＥ）が、スモールセルを形成する複数の基地局と同時に送受信することで、通信容量の増大及びダイバーシチ効果によるスループット向上等を実現することが検討されている。
　しかしながら、既存のＬＴＥ／ＬＴＥ－Ａｄａｎｃｅｄでは、下りリンク及び上りリンクの両方でビームフォーミングが行われる場合に、複数の基地局とユーザ装置と各種信号（制御信号、ユーザデータ等）を送受信する技術については規定されていない。そのため、既存技術では、下りリンク及び上りリンクの両方でビームフォーミングを適用しながら複数の基地局とユーザ装置とが通信を行う場合、効率的に通信を行うことができない。
　開示の技術は上記に鑑みてなされたものであって、ビームフォーミングを行うユーザ装置と基地局とを有する無線通信システムにおいて、効率的に通信を行うことを可能にする技術を提供することを目的とする。
　開示の技術によれば、基地局を有する無線通信システムにおいて、前記基地局と通信を行うユーザ装置であって、前記基地局から送信される第一の下り制御信号を受信する受信手段と、複数のアンテナポートの各々又は複数のビームの各々で、上り信号を送信する送信手段と、前記第一の下り制御信号に基づいて、前記複数のアンテナポートの各々又は複数のビームの各々で送信される上り信号の各々の送信タイミングをサブフレーム毎に制御する制御手段と、を有するユーザ装置が提供される。
　また、開示の技術によれば、基地局と他の基地局とユーザ装置とを有する移動通信システムにおいて、前記ユーザ装置と通信を行う基地局であって、前記ユーザ装置から送信される上り信号を受信する受信手段と、前記上り信号に基づいて算出された、又は、前記他の基地局から取得した、前記上り信号の送信タイミングを前記ユーザ装置に指示する情報を含む制御信号をサブフレームごとに送信する送信手段と、を有する基地局が提供される。
　また、開示の技術によれば、第一の基地局と第二の基地局とを有する無線通信システムにおいて、前記第一の基地局と前記第二の基地局と通信を行うユーザ装置であって、前記第一の基地局から送信される第一の下り信号と前記第二の基地局から送信される第二の下り信号とを受信する受信手段と、前記第一の下り信号のサブフレームごとの受信タイミングと、前記第二の下り信号のサブフレームごとの受信タイミングとをそれぞれ異なる受信タイミングで同期させるように前記受信手段を制御する同期手段と、を有するユーザ装置が提供される。
　また、開示の技術によれば、第一の基地局と第二の基地局とを有する無線通信システムにおいて、前記第一の基地局と前記第二の基地局と通信を行うユーザ装置であって、前記第一の基地局から送信される第一の下り信号と前記第二の基地局から送信される第二の下り信号とを受信する受信手段と、前記第一の下り信号を受信する受信タイミングと前記第二の下り信号とを受信する受信タイミングとを同期させるために、前記第一の基地局及び前記第二の基地局に対して送信タイミングの変更を指示する信号を送信する送信手段と、を有するユーザ装置が提供される。
　開示の技術によれば、ビームフォーミングを行うユーザ装置と基地局とを有する無線通信システムにおいて、効率的に通信を行うことを可能にする技術が提供される。
実施の形態に係る無線通信システムの全体構成図を示す図である。 実施の形態に係るスモール基地局の機能構成の一例を示す図である。 実施の形態に係るユーザ装置の機能構成の一例を示す図である。 実施の形態に係るスモール基地局のハードウェア構成の一例を示す図である。 実施の形態に係るユーザ装置のハードウェア構成の一例を示す図である。 上りリンク信号の送信手順（その１）の概要を示す図である。 上りリンク信号の送信手順（その１）におけるシーケンス図の一例である。 上りリンク信号の送信手順（その１）で用いられる制御信号のフォーマットの一例である。 上りリンク信号の送信手順（その２）の概要を示す図である。 上りリンク信号の送信手順（その２）におけるシーケンス図の一例である。 上りリンク信号の送信手順（その２）で用いられる制御信号のフォーマットの一例である。 上りリンク信号の送信手順（その３）の概要を示す図である。 上りリンク信号の送信手順（その３）におけるシーケンス図の一例である。 上りリンク信号の送信手順（その３）で用いられる制御信号のフォーマットの一例である。 ユーザ装置における下りリンク信号の同期方法を説明するための図である。 下りリンク信号に対する無線リソース割当方法を説明するための図である。 下りリンク信号の送信手順（その１）の概要を示す図である。 下りリンク信号の送信手順（その１）におけるシーケンス図の一例である。 下りリンク信号の送信手順（その１）で用いられる制御信号のフォーマットの一例である。 下りリンク信号の送信手順（その２）の概要を示す図である。 下りリンク信号の送信手順（その２）におけるシーケンス図の一例である。 下りリンク信号の送信手順（その３）の概要を示す図である。 下りリンク信号の送信手順（その３）におけるシーケンス図の一例である。 下りリンク信号の送信手順（その３）で用いられる制御信号のフォーマットの一例である。 ガード時間の一例を示す図である。
　以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、以下で説明する実施の形態は一例に過ぎず、本発明が適用される実施の形態は、以下の実施の形態に限られるわけではない。例えば、本実施の形態に係る無線通信システムはＬＴＥに準拠した方式のシステムを想定しており、下りにＯＦＤＭＡ、上りにＳＣ－ＦＤＭＡを使用することを想定しているが、本発明はこれに限られるわけではなく、例えば、上り下りともにＯＦＤＭＡであってもよいし、他の通信方式であってもよい。また、本発明はＬＴＥ以外の方式にも適用できる。なお、本明細書及び特許請求の範囲において、「ＬＴＥ」は、３ＧＰＰのリリース８、又は９に対応する通信方式のみならず、３ＧＰＰのリリース１０、１１、１２、１３、又はリリース１４以降に対応する通信方式も含む広い意味で使用する。
　＜概要＞
　（無線通信システム全体構成）
　図１は、実施の形態に係る無線通信システムの全体構成図を示す図である。本実施の形態に係る無線通信システムは、マクロセルを形成するマクロ基地局１０、マクロセルのカバレッジエリア内にあるスモール基地局１１、１２を含む。また、図１には、マクロ基地局１０、スモール基地局１１、１２等と通信を行うユーザ装置２０が示されている。
　当該無線通信システムでは、低周波数帯でマクロ基地局１０によりマクロカバレッジを確保し、高周波数帯でスモール基地局１１、１２によりスモールエリア（例：ホットスポット）のトラフィックを吸収する構成としているが、このような周波数帯の割り当ては一例に過ぎず、これに限られるわけではない。
　マクロ基地局１０及びスモール基地局１１、１２は、無線を通じてユーザ装置２０との間で通信を行う。マクロ基地局１０及びスモール基地局１１、１２は、プロセッサなどのＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ又はフラッシュメモリなどのメモリ装置、ユーザ装置２０等と通信するためのアンテナ、隣接する基地局及びコアネットワーク等と通信するための通信インターフェース装置などのハードウェアリソースにより構成される。マクロ基地局１０及びスモール基地局１１、１２の各機能及び処理は、メモリ装置に格納されているデータやプログラムをプロセッサが処理又は実行することによって実現されてもよい。しかしながら、マクロ基地局１０及びスモール基地局１１、１２は、上述したハードウェア構成に限定されず、他の何れか適切なハードウェア構成を有してもよい。
　ユーザ装置２０は、無線を通じてマクロ基地局１０、スモール基地局１１、１２及びコアネットワーク等と通信を行う機能を有する。ユーザ装置２０は、例えば、携帯電話、スマートフォン、タブレット、モバイルルータ、ウェアラブル端末などである。また、電車といった公共的な乗り物に搭載される通信装置、基地局間通信のバックホールでの中継装置の役割を持つユーザ装置２０であってもよい。ユーザ装置２０は、通信機能を有する機器であれば、どのようなユーザ装置２０であってもよい。ユーザ装置２０は、プロセッサなどのＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ又はフラッシュメモリなどのメモリ装置、マクロ基地局１０及びスモール基地局１１、１２と通信するためのアンテナ、ＲＦ（Radio Frequency）装置などのハードウェアリソースにより構成される。ユーザ装置２０の各機能及び処理は、メモリ装置に格納されているデータやプログラムをプロセッサが処理又は実行することによって実現されてもよい。しかしながら、ユーザ装置２０は、上述したハードウェア構成に限定されず、他の何れか適切なハードウェア構成を有してもよい。
　本実施の形態におけるスモール基地局１１、１２は、ｍａｓｓｉｖｅ　ＭＩＭＯの機能を備えており、広いビームから狭いビームまで種々の複数のビームを形成することができる。本実施の形態では、スモール基地局１１、１２から、複数のプリコードされた信号がそれぞれのビーム（複数のアンテナポート）で送信されている。信号がプリコードされているとは、送信の例でいえば、信号がある幅のビームで送信されるように、アンテナポート毎に送信信号にウェイトが乗算されていることである。例えば、図１の例では、スモール基地局１１から、ビーム＃１－１、ビーム＃１－２、ビーム＃１－３のそれぞれで信号が送信されている。また、スモール基地局１２から、ビーム＃２－１、ビーム＃２－２、ビーム＃２－３のそれぞれで信号が送信されている。
　本実施の形態におけるマクロ基地局１０は、スモール基地局１１、１２と、例えば光ファイバを用いた回線で接続され、スモール基地局１１、１２が形成するそれぞれのスモールセル間の無線リソース制御を集中管理している。なお、図１にはマクロ基地局１０が存在する構成が示されているが、マクロ基地局１０が存在しない構成をとることもできる。この場合、スモール基地局１１、１２のいずれか一方が、スモール基地局１１、１２が形成するそれぞれのスモールセル間の無線リソース制御を集中管理することになる。
　本実施の形態に係るユーザ装置２０は、複数のアンテナを備え、上りリンクのＭＩＭＯ送信を行う機能を備えている。すなわち、ユーザ装置２０は、上りのビームフォーミングや、上りの複数ランク送信を行うことが可能である。本実施の形態では、ユーザ装置２０から、複数のプリコードされた信号がそれぞれのビーム（複数のアンテナポート）で送信されている。例えば、図１の例では、ユーザ装置２０から、ビーム＃１、ビーム＃２、ビーム＃３、ビーム＃４のそれぞれで信号が送信されている。なお、一般にユーザ装置２０については、将来においても用途によって１つのアンテナを備えるユーザ装置も多く使用されることが考えられる。例えばｌｏｗ－ｃｏｓｔ　ＭＴＣ端末等である。それとともに、４アンテナ程度のＭＩＭＯ送信機能を備えたユーザ装置が主流になっていくことが考えられる。更に、用途によっては、１６アンテナ、あるいはそれ以上のアンテナによるＭａｓｓｉｖｅ　ＭＩＭＯの機能を備えたユーザ装置も使用されることが考えられる。
　（通信方法の概要）
　本実施の形態に係る無線通信システムにおいて、ユーザ装置２０は、スモール基地局１１、１２から送信される複数のビーム（＃１－１、＃１－２、＃１－３、＃２－１、＃２－２、＃２－３）のうち、通信品質が良好な２つのビームを用いて通信を行う。更に、当該２つのビームの各々は、異なるスモール基地局から送信されるビームであることを想定している。また、スモール基地局１１、１２の各々は、ユーザ装置２０から送信される複数のビーム（＃１、＃２、＃３、＃４）のうち、いずれか１つのビームを用いて通信を行うことを想定している。具体例を用いて説明すると、例えば、ユーザ装置２０は、ビーム＃１－２で送信されるスモール基地局１１からの信号を受信すると共にビーム＃１を用いてスモール基地局１１に信号を送信し、更に、ビーム＃２－２で送信されるスモール基地局１２からの信号を受信すると共にビーム＃２を用いてスモール基地局１２に信号を送信するようにしてもよい。
　このような動作を実現するために、例えば、スモール基地局１１、１２は、複数のプリコードされた参照信号（以下、「発見信号」という）をそれぞれのビームで送信するようにする。発見信号には、スモール基地局１１、１２から送信される各ビームを一意に識別する識別子（以下、「下りビーム識別子」という）が含まれている。当該識別子は、発見信号の系列等により特定されるようにしてもよいし、無線リソース（周波数位置又は時間位置、若しくは周波数位置及び時間位置）の割当て方法により特定されるようにしてもよい。続いて、ユーザ装置２０は、受信する可能性のある発見信号を監視し、発見された複数の発見信号の受信品質（受信電力等）を測定する。このとき、ユーザ装置２０は、受信電力を測定した発見信号がどのビーム（＃１～＃４）で受信されたものなのかを把握しておく。なお、ユーザ装置２０は、アンテナポート毎に受信信号にウェイトを乗算することで、どのビームで発見信号を受信したのかを把握することができる。
　続いて、ユーザ装置２０は、上りリンクでビームフォーミングを行い、各ビームを用いて、スモール基地局１１、１２に上り参照信号の送信を行う。なお、上りリンクでビームフォーミングを行うとは、ユーザ装置２０が備える複数のアンテナポート毎に送信信号にウェイトを乗算することをいう。当該上り参照信号には、各ビーム（＃１～＃４）を一意に識別する識別子（以下、「上りビーム識別子」という）が割り当てられている。当該識別子は、参照信号の系列等により特定されるようにしてもよいし、無線リソース（周波数位置又は時間位置、若しくは周波数位置及び時間位置）の割当て方法により特定されるようにしてもよい。上り参照信号は、例えばサウンディング参照信号であってもよい。
　なお、ユーザ装置２０から送信される上り参照信号には、例えば、ユーザ装置２０により受信された複数の発見信号ごとに、測定された受信品質（受信電力等）と、当該発見信号の下りビーム識別子と、当該発見信号が受信されたビーム（ユーザ装置が形成するビーム）に対応する上りビーム識別子とが対応づけられた情報が含まれているようにしてもよい。
　続いて、スモール基地局１１、１２で受信された上り参照信号に基づいて、ユーザ装置２０に下りリンク信号を送信するための下りビームの選択と、ユーザ装置２０からの上りリンク信号の送信に用いられる上りビームの選択とが行われる。ここで、当該下りビーム及び上りビームの選択は、スモール基地局１１、１２が形成するそれぞれのスモールセル間の無線リソース制御を集中管理している基地局が行うようにしてもよい。例えば、スモール基地局１１、１２からマクロ基地局１０に、受信した上り参照信号（又は上り参照信号の受信品質等）を送信させるようにして、マクロ基地局１０が下りビーム及び上りビームの選択を行ってもよい。また、スモール基地局１２で受信された上り参照信号（又は上り参照信号の受信品質等）をスモール基地局１１に送信させるようにして、スモール基地局１１が下りビーム及び上りビームの選択を行ってもよい。
　以下、スモール基地局１１が、本実施の形態に係る無線通信システムの無線リソース制御の集中管理を行い、下りビーム及び上りビームの選択を行う前提で説明を続ける。
　スモール基地局１１は、ユーザ装置２０から報告される各発見信号の受信品質、及びスモール基地局１１、１２で受信される上り参照信号の受信品質に基づいて、下りビーム及び上りビームの選択を行う。
　選択方法には様々な方法が考えられる。例えば、下りビームの選択方法として、スモール基地局１１は、スモール基地局１１が送信している複数の下りビームのうち、ユーザ装置２０から報告された受信品質が最も良好（受信電力が最も大きい等）な下りビームを一つ選択し、更に、スモール基地局１２が送信している下りビームのうち、ユーザ装置２０から報告された受信品質が最も良好（受信電力が最も大きい等）な下りビームを一つ選択するようにしてもよい。このように下りビームが選択されることで、ユーザ装置２０との間の通信に用いられる複数の下りビームを空間的に分離させることができる。
　また、上りビームの選択方法として、スモール基地局１１は、スモール基地局１１で受信された上り参照信号のうち、受信品質が最も良好（受信電力が最も大きい等）な上りビームを一つ選択し、更に、スモール基地局１２で受信された上り参照信号のうち、受信品質が最も良好（受信電力が最も大きい等）な上りビームを一つ選択するようにしてもよい。このように上りビームが選択されることで、ユーザ装置２０との間の通信に用いられる複数の上りビームを、別々のスモール基地局に到達させることが可能になると共に、複数の上りビームを空間的に分離させることができる。
　上述の下りビームの選択方法及び上りビームの選択方法はあくまで一例であり、他の選択方法を用いるようにしてもよい。例えば、本実施の形態の無線通信システムがＴＤＤであることを想定し、スモール基地局１１は、下りビームの選択時に、当該下りビームがユーザ装置２０で受信された際の受信方向（上りビームの方向）を、上りリンクの通信に用いられる上りビームとするようにしてもよい。これは、ＴＤＤでは上り下りの周波数が同一であることから、ＴＤＤの上下対称性（下りリンクの伝搬特性と上りリンクの伝搬特性は同一である）を利用して上りビームの選択を行うものである。
　以上、本実施の形態の概要を説明したが、複数のスモール基地局（１１、１２）とユーザ装置２０との間で、複数の異なるビームを用いて上りリンク及び下りリンクの通信が行われる場合、本実施の形態における無線通信システムは、効率的に通信を行うためにさまざまな制御方式をとり得る。
　例えば、本実施の形態における無線通信システムは、ユーザ装置２０から複数のスモール基地局の各々に向けて送信される上りビームごとに、異なる送信タイミング制御を行うようにする。これにより、本実施の形態における無線通信システムは、上りリンクの通信において、通信容量の増大又はダイバーシチ効果によるスループット向上等を実現することが可能になる。
　また、例えば、本実施の形態における無線通信システムは、複数の上りビームに含まれる共用チャネル（ＰＵＳＣＨ等）の無線リソース割当を、特定の下りビームを用いてまとめて行うようにする。これにより、本実施の形態における無線通信システムは、効率的に制御信号を送信することが可能になる。
　また、例えば、本実施の形態における無線通信システムは、別々のスモール基地局から送信される複数の下りビームの各々で下りリンク信号（ＰＤＳＣＨ等）の送信が行われる場合、ユーザ装置２０が、各ビームの受信タイミングを独立して制御することを可能にする。これにより、本実施の形態における無線通信システムは、下りリンクの通信において、通信容量の増大及びダイバーシチ効果によるスループット向上等を実現することが可能になる。
　また、例えば、本実施の形態における無線通信システムは、複数の下りビームに含まれる下りリンク信号（ＰＤＳＣＨ、ＣＳＩ－ＲＳ、同期チャネル等）の無線リソース割当を、特定の下りビームを用いてまとめて行うようにする。これにより、本実施の形態における無線通信システムは、効率的に制御信号を送信することが可能になる。
　＜機能構成＞
　（スモール基地局）
　図２は、実施の形態に係るスモール基地局の機能構成の一例を示す図である。図２に示すように、スモール基地局１１、１２は、信号受信部１０１と、信号送信部１０２と、基地局間通信部１０３と、上り送信タイミング指示部１０４と、上りリソース割当部１０５と、下りリソース割当部１０６とを有する。図２は、スモール基地局１１、１２において本発明の実施の形態に特に関連する機能部のみを示すものであり、少なくともＬＴＥに準拠した動作を行うための図示しない機能も有するものである。また、図２に示す機能構成は一例に過ぎない。本実施の形態に係る動作を実行できるのであれば、機能区分や機能部の名称はどのようなものでもよい。また、実施の形態に係るスモール基地局１１、１２は、本実施の形態に係る動作を実行できるのであれば、図２に示す機能部の一部を有しないようにしてもよい。
　信号受信部１０１は、無線で受信する下位レイヤの信号から上位レイヤの情報を取得する。
　信号送信部１０２は、上位レイヤの情報から下位レイヤの信号を生成し、無線で送信する。また、信号送信部１０２は、各アンテナポートに所定のウェイトを乗算することで実現されるビームフォーミングにより、ビームが形成されるように無線信号を送信する。
　基地局間通信部１０３は、例えば光ファイバ等のバックホール回線と接続され、マクロ基地局１０又は他のスモール基地局（１１又は１２）と通信を行う機能を有する。基地局間通信部１０３は、無線リソース制御を集中管理する基地局と他の基地局との間で、必要に応じて各種信号を送受信する場合に用いられる。
　上り送信タイミング指示部１０４は、ユーザ装置２０に対して、上りビームごとの送信タイミングを指示する。上り送信タイミング指示部１０４は、例えば、上り制御信号又は上りデータ信号が格納されるサブフレームごと（すなわち、１ＴＴＩごと）に、上りビームの送信タイミングをユーザ装置２０に指示するようにしてもよい。また、上り送信タイミング指示部１０４は、必要に応じて、サブフレーム（１ＴＴＩ）より長い間隔で、各上りビームの各々の送信タイミングをユーザ装置２０に指示するようにしてもよい。また、上り送信タイミング指示部１０４は、複数の上りビームの送信タイミングを纏めてユーザ装置２０に指示するようにしてもよい。また、上り送信タイミング指示部１０４は、基地局間通信部１０３を介して他の基地局から受け付けた指示に基づいて、上りビームの送信タイミングをユーザ装置２０に指示するようにしてもよい。
　上りリソース割当部１０５は、上りリンク通信の無線リソースをユーザ装置２０に割り当てる。例えば、上りリソース割当部１０５は、ユーザ装置２０がスモール基地局１１との間の通信に用いる上りビーム、及び、ユーザ装置２０がスモール基地局１２との間の通信に用いる上りビームの各々に対して、上りリンク通信の無線リソースを割当てるようにしてもよい。また、上りリソース割当部１０５は、基地局間通信部１０３を介して他の基地局から受け付けた指示に基づいて、上りリンク通信の無線リソースを特定の上りビームに割り当てるようにしてもよいし、逆に、他のスモール基地局に対して、当該他のスモール基地局で受信される上りビームに割り当てる無線リソースを通知するようにしてもよい。割当てられた上りリンク通信の無線リソースは、信号送信部１０２を介してユーザ装置２０に伝えられる。
　下りリソース割当部１０６は、下りリンク通信の無線リソースをユーザ装置２０に割り当てる。例えば、下りリソース割当部１０６は、スモール基地局１１がユーザ装置２０との間の通信に用いる下りビーム、及び、スモール基地局１２がユーザ装置２０との間の通信に用いる下りビームの各々に対して異なる下りリンク通信の無線リソースを割当てるようにしてもよいし、同一の無線リソースを割当てるようにしてもよい。また、下りリソース割当部１０６は、基地局間通信部１０３を介して他の基地局から受け付けた指示に基づいて、下りリンク通信の無線リソースを特定の下りビームに割り当てるようにしてもよいし、逆に、他のスモール基地局に対して、当該他のスモール基地局から送信される下りビームに割り当てる無線リソースを通知するようにしてもよい。割当てられた下りリンク通信の無線リソースは、信号送信部１０２を介してユーザ装置２０に伝えられる。
　（ユーザ装置）
　図３は、実施の形態に係るユーザ装置の機能構成の一例を示す図である。図３に示すように、ユーザ装置２０は、信号受信部２０１と、信号送信部２０２と、送信タイミング指示部２０３とを有する。また、信号受信部２０１は、受信タイミング同期部２１１を含む。また、信号送信部２０２は、送信タイミング制御部２１２を含む。図３は、ユーザ装置２０において本発明の実施の形態に特に関連する機能部のみを示すものであり、少なくともＬＴＥに準拠した動作を行うための図示しない機能も有するものである。また、図２に示す機能構成は一例に過ぎない。本実施の形態に係る動作を実行できるのであれば、機能区分や機能部の名称はどのようなものでもよい。また、実施の形態に係るユーザ装置２０は、本実施の形態に係る動作を実行できるのであれば、図３に示す機能部の一部を有しないようにしてもよい。
　信号受信部２０１は、無線で受信する下位レイヤの信号から上位レイヤの情報を取得する。
　信号送信部２０２は、上位レイヤの情報から下位レイヤの信号を生成し、無線で送信する。また、信号送信部２０２は、各アンテナポートに所定のウェイトを乗算することで実現されるビームフォーミングにより、ビームが形成されるように無線信号を送信する。
　受信タイミング同期部２１１は、スモール基地局１１、１２から送信される別々の下りビームに対して、異なる受信タイミングで同期させるように信号受信部２０１を制御する。送信タイミング制御部２１２は、スモール基地局１１、１２から送信される制御信号による指示に基づいて、上りビームごとに送信タイミングが変更されるように、信号送信部２０２を制御する。なお、上りビームごとに送信タイミングが変更されるとは、上りリンク信号のサブフレームの開始タイミングが、上りビームごとに変更されることをいう。
　送信タイミング指示部２０３は、複数のスモール基地局から送信される下り信号を測定することで、複数のスモール基地局から送信される下り信号の各々の受信タイミングのずれ（サブフレームの開始タイミングのずれ）を検出し、複数のスモール基地局からの下り信号の各々の受信タイミングのずれが無くなるように、いずれかのスモール基地局に下り信号の送信タイミングを変更するように指示する。
　以上説明したスモール基地局１１、１２及びユーザ装置２０の機能構成は、全体をハードウェア回路（例えば、１つ又は複数のＩＣチップ）で実現してもよいし、一部をハードウェア回路で構成し、その他の部分をＣＰＵとプログラムとで実現してもよい。
　（スモール基地局）
　図４は、実施の形態に係るスモール基地局のハードウェア構成の一例を示す図である。図４は、図２よりも実装例に近い構成を示している。図４に示すように、スモール基地局１１、１２は、無線信号に関する処理を行うＲＦ（Radio Frequency）モジュール３０１と、ベースバンド信号処理を行うＢＢ（Base Band）処理モジュール３０２と、上位レイヤ等の処理を行う装置制御モジュール３０３と、ネットワークと接続するためのインターフェースである通信ＩＦ３０４とを有する。
　ＲＦモジュール３０１は、ＢＢ処理モジュール３０２から受信したデジタルベースバンド信号に対して、Ｄ／Ａ（Digital-to-Analog）変換、変調、周波数変換、及び電力増幅等を行うことでアンテナから送信すべき無線信号を生成する。また、受信した無線信号に対して、周波数変換、Ａ／Ｄ（Analog to Digital）変換、復調等を行うことでデジタルベースバンド信号を生成し、ＢＢ処理モジュール３０２に渡す。ＲＦモジュール３０１は、例えば、図２に示す信号受信部１０１の一部、信号送信部１０２の一部を含む。
　ＢＢ処理モジュール３０２は、ＩＰパケットとデジタルベースバンド信号とを相互に変換する処理を行う。ＤＳＰ（Digital Signal Processor）３１２は、ＢＢ処理モジュール３０２における信号処理を行うプロセッサである。メモリ３２２は、ＤＳＰ３１２のワークエリアとして使用される。ＢＢ処理モジュール３０２は、例えば、図２に示す信号受信部１０１の一部、信号送信部１０２の一部、上り送信タイミング指示部１０４、上りリソース割当部１０５、下りリソース割当部１０６を含む。
　装置制御モジュール３０３は、ＩＰレイヤのプロトコル処理、ＯＡＭ（Operation and Maintenance）処理等を行う。プロセッサ３１３は、装置制御モジュール３０３が行う処理を行うプロセッサである。メモリ３２３は、プロセッサ３１３のワークエリアとして使用される。補助記憶装置３３３は、例えばＨＤＤ等であり、スモール基地局１１、１２自身が動作するための各種設定情報等が格納される。装置制御モジュール３０３は、例えば、図２に示す基地局間通信部１０３の一部を含む。通信ＩＦ３０４は、例えば、図２に示す基地局間通信部１０３の一部を含む。
　（ユーザ装置）
　図５は、実施の形態に係るユーザ装置のハードウェア構成の一例を示す図である。図５は、図３よりも実装例に近い構成を示している。図５に示すように、ユーザ装置ＵＥは、無線信号に関する処理を行うＲＦモジュール４０１と、ベースバンド信号処理を行うＢＢ処理モジュール４０２と、上位レイヤ等の処理を行うＵＥ制御モジュール４０３とを有する。
　ＲＦモジュール４０１は、ＢＢ処理モジュール４０２から受信したデジタルベースバンド信号に対して、Ｄ／Ａ変換、変調、周波数変換、及び電力増幅等を行うことでアンテナから送信すべき無線信号を生成する。また、受信した無線信号に対して、周波数変換、Ａ／Ｄ変換、復調等を行うことでデジタルベースバンド信号を生成し、ＢＢ処理モジュール４０２に渡す。ＲＦモジュール４０１は、例えば、図３に示す信号受信部２０１の一部、信号送信部２０２の一部を含む。
　ＢＢ処理モジュール４０２は、ＩＰパケットとデジタルベースバンド信号とを相互に変換する処理を行う。ＤＳＰ４１２は、ＢＢ処理モジュール４０２における信号処理を行うプロセッサである。メモリ４２２は、ＤＳＰ４１２のワークエリアとして使用される。ＢＢ処理モジュール４０２は、例えば、図３に示す信号受信部２０１の一部、信号送信部２０２の一部、送信タイミング指示部２０３を含む。
　ＵＥ制御モジュール４０３は、ＩＰレイヤのプロトコル処理、各種アプリケーションの処理等を行う。プロセッサ４１３は、ＵＥ制御モジュール４０３が行う処理を行うプロセッサである。メモリ４２３は、プロセッサ４１３のワークエリアとして使用される。
　＜処理手順＞
　（上りリンク信号送信手順）
　続いて、実施の形態に係る無線通信システムにおいて、ユーザ装置２０からスモール基地局１１、１２に送信される上りリンクの信号を制御する場合の処理手順を説明する。上りリンクの信号を制御する処理手順には、複数の処理手順が考えられる。図６～図８を用いて、上りリンク信号の送信手順（その１）について説明し、図９～図１１を用いて、上りリンク信号の送信手順（その２）について説明し、図１２～図１４を用いて、上りリンク信号の送信手順（その３）について説明する。
　［送信手順（その１）］
　図６は、上りリンク信号の送信手順（その１）の概要を示す図である。図６に示すように、スモール基地局１１は、下りビーム＃１－２を用いて、ユーザ装置２０に下りリンクの信号を送信している。また、スモール基地局１２は、下りビーム＃２－２を用いて、ユーザ装置２０に下りリンクの信号を送信している。更に、ユーザ装置２０は、上りビーム＃１を用いて、スモール基地局１１に上りリンクの信号を送信しており、上りビーム＃２を用いて、スモール基地局１２に上りリンクの信号を送信している。
　上りリンク信号の送信手順（その１）において、ユーザ装置２０は、スモール基地局１１からの指示に従い、上りビーム＃１でスモール基地局１１に送信する上りリンクの信号の送信タイミングと、上りビーム＃２でスモール基地局１２に送信する上りリンクの信号の送信タイミングとを別々に制御するようにする。
　例えば、ユーザ装置２０とスモール基地局１１との距離と、ユーザ装置２０とスモール基地局１２との距離が異なる場合、ユーザ装置２０から送信される上りリンクの信号がスモール基地局１１に到達するタイミングと、ユーザ装置２０から送信される上りリンクの信号がスモール基地局１２に到達するタイミングとが異なることになる。従って、本処理手順を適用することで、スモール基地局１１で受信される上りリンク信号と、スモール基地局１２で受信される上りリンク信号とが同期されることになる。
　また、ユーザ装置２０は、スモール基地局１１から、上りビーム＃１でスモール基地局１１に送信する上りリンクの信号と、上りビーム＃２でスモール基地局１２に送信する上りリンクの信号との両方の無線リソースの割当てに関する指示を受け付ける。
　図７は、上りリンク信号の送信手順（その１）におけるシーケンス図の一例である。図７を用いて、上りリンク信号の送信手順（その１）における具体的な処理手順を説明する。なお、図７の例では、スモール基地局１１が、スモール基地局１１及び１２により形成されるスモールセルの無線リソース制御を集中管理していると仮定する。
　ステップＳ３０１で、スモール基地局１１、１２とユーザ装置２０との間で、下りリンク信号の送信に用いられる下りビームと、上りリンク信号の送信に用いられる上りビームとが決定される。前述のように、スモール基地局１１は、ユーザ装置２０から報告される各下りビームごとの発見信号の受信品質、及びスモール基地局１１、１２で受信される上り参照信号（例えば、サウンディング参照信号）の受信品質に基づいて、下りビーム及び上りビームの選択を行うようにしてもよい。
　なお、ステップＳ３０１の処理手順により、スモール基地局１１は、下りビーム＃１－２を用いてユーザ装置２０に下りリンクの信号を送信し、スモール基地局１２は、下りビーム＃２－２を用いてユーザ装置２０に下りリンクの信号を送信するように決定されたと仮定する。同様に、ユーザ装置２０は、上りビーム＃１を用いてスモール基地局１１に上りリンクの信号を送信し、上りビーム＃２を用いてスモール基地局１２に上りリンクの信号を送信することが決定されたと仮定する。
　なお、ステップＳ３０１の処理手順は適宜行われるようにしてもよい。すなわち、スモール基地局１１、１２及びユーザ装置２０がどのビームを用いて信号を送信するのかについて、通信品質の変化やユーザ装置２０の移動等に応じた最適なビームに適宜切り替えられるようにしてもよい。
　ステップＳ３０２で、スモール基地局１１の信号送信部１０２は、ユーザ装置２０に制御信号を送信する。当該制御信号は、例えば、物理レイヤの制御チャネル（ＰＤＣＣＨ等）により送信されるＵＬ　ｇｒａｎｔであってもよい。
　図８は、上りリンク信号の送信手順（その１）で用いられる制御信号のフォーマットの一例である。図８に示すように、上りリンク信号の送信手順（その１）で用いられる制御信号には、「上りビーム識別子」と「送信タイミング情報」と「リソース割当情報」とから構成される一括りの情報が繰り返し格納されている。「送信タイミング情報」は、「上りビーム識別子」で識別される上りビームにより送信される上りリンク信号の送信タイミングを指示する情報であり、例えば、現状の送信タイミングと比較して、どの程度送信タイミングを早める（又は遅くする）のかを示すコマンド等であってもよい。「リソース割当情報」は、ユーザ装置２０が送信する上りリンク信号に対する無線リソースの割当情報であり、例えば、従来のＬＴＥと同様の構成であってもよい。なお、当該制御信号は、例えば、物理レイヤの制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）に含まれるＤＣＩ（Downlink Control Information）にマッピングされるようにしてもよい。
　なお、図８に示すフォーマットにおいて、「リソース割当情報」を上りビームごとに対応づけるのではなく、まとめて一つの「リソース割当情報」が含まれるようにしてもよい。例えば、ユーザ装置２０は、スモール基地局１１、１２に対して複数の上りビームで同一の内容の上りリンク信号を送信する場合もあり得るためである。
　本送信手順（その１）では、図６に示すように、ユーザ装置２０は、上りビーム＃１を用いてスモール基地局１１に上りリンクの信号を送信し、上りビーム＃２を用いてスモール基地局１２に上りリンクの信号を送信する。従って、図８に示す制御信号には、上りビーム＃１に関する「上りビーム識別子」、「送信タイミング情報」及び「リソース割当情報」と、上りビーム＃２に関する「上りビーム識別子」、「送信タイミング情報」及び「リソース割当情報」とが含まれることになる。
　なお、リソース割当情報は、例えば、スモール基地局１１の上りリソース割当部１０５により生成され、送信タイミング情報は、スモール基地局１１の上り送信タイミング指示部１０４により生成されるようにしてもよい。図７に戻り説明を続ける。
　ステップＳ３０３で、ユーザ装置２０の信号送信部１０２及び送信タイミング制御部２１２は、制御信号で指示された送信タイミング及び割当てられた無線リソースで、上りビーム＃１を用いて、スモール基地局１１に上りリンク信号を送信する。上りリンク信号に特に制約はないが、例えば、ＰＵＳＣＨ信号であってもよい。
　ステップＳ３０４で、ユーザ装置２０の信号送信部１０２及び送信タイミング制御部２１２は、制御信号で指示された送信タイミング及び割当てられた無線リソースで、上りビーム＃２を用いて、スモール基地局１２に上りリンク信号を送信する。上りリンク信号に特に制約はないが、例えば、ＰＵＳＣＨ信号であってもよい。
　なお、スモール基地局１１、１２及びユーザ装置２０は、ステップＳ３０２～ステップＳ３０４の処理手順を、サブフレームごとに行うようにしてもよい。
　なお、ユーザ装置２０は、上りビーム＃１がスモール基地局１１に到達し、上りビーム＃２がスモール基地局１２に到達することを意識しなくてもよい。すなわち、ユーザ装置２０は、単純にスモール基地局１１の指示に従って複数の上りビームで上りリンク信号を送信するようにすればよく、各上りビームがどのスモール基地局に到達するのかを意識していなくてもよい。
　以上、上りリンク信号送信手順（その１）を説明したが、本送信手順がＰＵＳＣＨの送信に適用される場合、例えば、他のユーザ装置２０との間における直交性の確保、ユーザ装置２０からの複数の上りビームによるＭＩＭＯ空間多重によるユーザデータの通信容量の増大等を図ることができる。また、従来のＬＴＥにおけるタイミングアドバンス制御（ＴＡ制御）では、ＭＡＣ（Medium Access Control）レイヤでタイミング制御コマンドを送信するようにしていたが、本手順によれば、ステップＳ３０２の処理手順で物理レイヤの制御チャネルを用いて制御信号を送信することが可能になるため、サブフレームごとにきめ細かな送信タイミング制御を行うことが可能になる。
　［送信手順（その２）］
　次に、上りリンク信号の送信手順（その２）について説明する。なお、特に言及しない点については上りリンク信号の送信手順（その１）と同一でよい。
　図９は、上りリンク信号の送信手順（その２）の概要を示す図である。図９に示すように、スモール基地局１１は、下りビーム＃１－２を用いて、ユーザ装置２０に下りリンクの信号を送信している。また、スモール基地局１２は、下りビーム＃２－２を用いて、ユーザ装置２０に下りリンクの信号を送信している。更に、ユーザ装置２０は、上りビーム＃１を用いて、スモール基地局１１に上りリンクの信号を送信しており、上りビーム＃２を用いて、スモール基地局１２に上りリンクの信号を送信している。
　上りリンク信号の送信手順（その２）において、ユーザ装置２０は、スモール基地局１１からの指示に従い、上りビーム＃１でスモール基地局１１に送信する上りリンクの信号の送信タイミングを制御する。また、ユーザ装置２０は、スモール基地局からの指示に従い、上りビーム＃２でスモール基地局１２に送信する上りリンクの信号の送信タイミングを制御するようにする。
　また、ユーザ装置２０は、スモール基地局１１から、上りビーム＃１でスモール基地局１１に送信する上りリンクの信号の無線リソースの割当てに関する指示を受け、スモール基地局１２から、上りビーム＃２でスモール基地局１２に送信する上りリンクの信号の無線リソースの割当てに関する指示を受けるようにする。
　すなわち、上りリンク信号の送信手順（その２）は、上りリンク信号の送信手順（その１）と異なり、スモール基地局１１、１２の各々から、上りリンク信号に関する制御信号がユーザ装置２０に送信されるようにする。
　図１０は、上りリンク信号の送信手順（その２）におけるシーケンス図の一例である。図１０を用いて、上りリンク信号の送信手順（その２）における具体的な処理手順を説明する。
　ステップＳ４０１で、スモール基地局１１、１２とユーザ装置２０との間で、下りリンク信号の送信に用いられる下りビームと、上りリンク信号の送信に用いられる上りビームとが決定される。ステップＳ４０１の処理手順は、ステップＳ３０１の処理手順と同一であるため、説明は省略する。
　ステップＳ４０２で、スモール基地局１１の信号送信部１０２は、ユーザ装置２０に制御信号を送信する。当該制御信号は、例えば、物理レイヤの制御チャネル（ＰＤＣＣＨ、ＥＰＤＣＣＨ等）により送信されるＵＬ　ｇｒａｎｔであってもよい。
　図１１は、上りリンク信号の送信手順（その２）で用いられる制御信号のフォーマットの一例である。図１１に示すように、上りリンク信号の送信手順（その２）で用いられる制御信号には、「上りビーム識別子」と「送信タイミング情報」と「リソース割当情報」とが格納されている。
　本送信手順（その２）では、図９に示すように、ユーザ装置２０は、上りビーム＃１を用いて、スモール基地局１１に上りリンクの信号を送信する。従って、図１１に示す制御信号には、上りビーム＃１に関する「上りビーム識別子」、「送信タイミング情報」及び「リソース割当情報」が含まれることになる。
　なお、リソース割当情報は、例えば、スモール基地局１１の上りリソース割当部１０５により生成され、送信タイミング情報は、スモール基地局１１の上り送信タイミング指示部１０４により生成されるようにしてもよい。図７に戻り説明を続ける。
　ステップＳ４０３で、ユーザ装置２０の信号送信部１０２及び送信タイミング制御部２１２は、ステップＳ４０２の処理手順で受信した制御信号で指示された送信タイミングで、上りビーム＃１を用いて、スモール基地局１１に上りリンク信号を送信する。上りリンク信号に特に制約はないが、例えば、ＰＵＳＣＨ信号であってもよい。
　ステップＳ４０４で、スモール基地局１２の信号送信部１０２は、ユーザ装置２０に制御信号を送信する。当該制御信号は、例えば、物理レイヤの制御チャネル（ＰＤＣＣＨ等）により送信されるＵＬ　ｇｒａｎｔであってもよい。当該制御信号のフォーマットは、ステップＳ４０２の処理手順における制御信号のフォーマットと同一であるため説明は省略する。当該制御信号には、上りビーム＃２に関する「上りビーム識別子」、「送信タイミング情報」及び「リソース割当情報」が含まれる。
　なお、リソース割当情報は、例えば、スモール基地局１１の上りリソース割当部１０５により生成され、基地局間通信部１０３を介してスモール基地局１２に通知されるようにしてもよい。同様に、送信タイミング情報は、スモール基地局１１の上り送信タイミング指示部１０４により生成され、基地局間通信部１０３を介してスモール基地局１２に通知されるようにしてもよい。スモール基地局１１が、スモール基地局１１、１２で形成されるスモールセルの無線リソース制御を集中管理しているため、例えば、ユーザ装置２０から受信する上りリンク信号の処理を、スモール基地局１１が一括管理するのが望ましい場合も想定されるためである。図１０に戻り説明を続ける。
　ステップＳ４０５で、ユーザ装置２０の信号送信部１０２及び送信タイミング制御部２１２は、ステップＳ４０４の処理手順で受信した制御信号で指示された送信タイミングで、上りビーム＃２を用いて、スモール基地局１２に上りリンク信号を送信する。上りリンク信号に特に制約はないが、例えば、ＰＵＳＣＨ信号であってもよい。
　なお、スモール基地局１１、１２及びユーザ装置２０は、ステップＳ４０２～ステップＳ４０５の処理手順を、サブフレームごとに行うようにしてもよい。また、ステップＳ４０２及びステップＳ４０３の処理手順と、ステップＳ４０４及びステップＳ４０５の処理手順とは、独立したタイミングで行われるようにしてもよい。
　なお、ユーザ装置２０は、上りビーム＃１がスモール基地局１１に到達し、上りビーム＃２がスモール基地局１２に到達することを意識しなくてもよい。すなわち、ユーザ装置２０は、単純にスモール基地局１１、１２の指示に従って複数の上りビームで上りリンク信号を送信するようにすればよく、各上りビームがどのスモール基地局に到達するのかを意識していなくてもよい。
　以上、上りリンク信号送信手順（その２）を説明したが、本送信手順がＰＵＳＣＨの送信に適用される場合、例えば、他のユーザ装置２０との間における直交性の確保、ユーザ装置２０からの複数の上りビームによるＭＩＭＯ空間多重によるユーザデータの通信容量の増大等を図ることができる。また、従来のＬＴＥにおけるタイミングアドバンス制御（ＴＡ制御）では、ＭＡＣ（Medium Access Control）レイヤでタイミング制御コマンドを送信するようにしていたが、本手順によれば、ステップＳ４０２及びステップＳ４０４の処理手順で物理レイヤの制御チャネルを用いて制御信号を送信することが可能になるため、サブフレームごとにきめ細かな送信タイミング制御を行うことが可能になる。
　［送信手順（その３）］
　次に、上りリンク信号の送信手順（その３）について説明する。なお、特に言及しない点については上りリンク信号の送信手順（その１）と同一でよい。
　図１２は、上りリンク信号の送信手順（その３）の概要を示す図である。図１２に示すように、スモール基地局１１は、下りビーム＃１－２を用いて、ユーザ装置２０に下りリンクの信号を送信している。また、スモール基地局１２は、下りビーム＃２－２を用いて、ユーザ装置２０に下りリンクの信号を送信している。更に、ユーザ装置２０は、上りビーム＃１～＃４を用いて上りリンクの信号を送信している。ユーザ装置２０は、上りビーム＃１～４から同一の内容の上りリンク信号を送信するようにしてもよいし、それぞれ直交されたリソースを用いて異なる内容の上りリンク信号を送信するようにしてもよい。
　図１２の例では、上りビーム＃１で送信される上りリンク信号がスモール基地局１１に到達し、上りビーム＃２で送信される上りリンク信号がスモール基地局１２に到達する前提とするが、ユーザ装置２０は、各上りビームで送信される上りリンク信号が、どのスモール基地局に到達するのかを意識していなくてもよい。
　上りリンク信号の送信手順（その３）において、ユーザ装置２０は、スモール基地局１１からの指示に従い、上りビーム＃１～４で送信する全ての上りリンクの信号の送信タイミングを制御する。すなわち、上りリンク信号の送信手順（その１）及び上りリンク信号の送信手順（その２）と異なり、ユーザ装置２０は、上りビームごとに送信タイミングを変更するのではなく、同一の送信タイミングで、全ての上りリンクの信号を送信する。また、ユーザ装置２０は、スモール基地局１１から、上りビーム＃１～＃４で送信する上りリンクの信号の無線リソースの割当てに関する指示を受けるようにする。
　図１３は、上りリンク信号の送信手順（その３）におけるシーケンス図の一例である。図１３を用いて、上りリンク信号の送信手順（その３）における具体的な処理手順を説明する。
　ステップＳ５０１で、スモール基地局１１、１２とユーザ装置２０との間で、下りリンク信号の送信に用いられる下りビームと、上りリンク信号の送信に用いられる上りビームとが決定される。ステップＳ５０１の処理手順は、ステップＳ３０１の処理手順と同一であるため、説明は省略する。なお、ステップＳ５０１の処理手順の一部は省略することができる。例えば、上りリンク信号の送信に用いられる上りビームの決定が省略されてもよい。ユーザ装置２０が、各上りビーム＃１～４から同一の上りリンク信号を送信するような場合など、スモール基地局１１、１２との間で、どの上りビーム＃１～４を用いて通信するのかを予め決定しておく必要がない場合も想定されるためである。
　ステップＳ５０２で、スモール基地局１１の信号送信部１０２は、ユーザ装置２０に制御信号を送信する。当該制御信号は、例えば、物理レイヤの制御チャネル（ＰＤＣＣＨ等）により送信されるＵＬ　ｇｒａｎｔであってもよい。
　図１４は、上りリンク信号の送信手順（その３）で用いられる制御信号のフォーマットの一例である。上りリンク信号の送信手順（その３）で用いられる制御信号のフォーマットには、２つの形態が考えられる。図１４（ａ）に示す制御信号のフォーマットには、「送信タイミング情報」と「リソース割当情報」とが一つずつ格納されている。図１４（ａ）に示す制御信号のフォーマットは、例えば、ユーザ装置２０が、上りビーム＃１～４から同一の内容の上りリンクの信号を送信する場合に用いられるようにしてもよい。図１４（ｂ）に示す制御信号のフォーマットには、最初に「送信タイミング情報」が一つ格納され、その後に「上りビーム識別子」と「リソース割当情報」とが繰り返し格納されている。図１２（ｂ）に示す制御信号のフォーマットは、例えば、ユーザ装置２０が、上りビーム＃１～４から、それぞれ直交されたリソースを用いて異なる内容の上りリンクの信号を送信する場合に用いられるようにしてもよい。
　なお、リソース割当情報は、例えば、スモール基地局１１の上りリソース割当部１０５により生成され、送信タイミング情報は、スモール基地局１１の上り送信タイミング指示部１０４により生成されるようにしてもよい。図１３に戻り説明を続ける。
　ステップＳ５０３で、ユーザ装置２０の信号送信部１０２及び送信タイミング制御部２１２は、ステップＳ５０２の処理手順で受信した制御信号で指示された送信タイミングで、上りビーム＃１を用いて上りリンク信号を送信する。上りリンク信号は、上りリンク信号に特に制約はないが、例えば、ＰＵＣＣＨ（Physical Uplink Control Channel）、ＳＲＳ（Sounding Reference Signal）、ＰＲＡＣＨ（Physical Random Access Channel）等であってもよい。なお、ＰＲＡＣＨ信号は、例えば、ユーザ装置２０が最初に上りリンク通信を開始する際に用いられる信号であるが、本処理手順により送信するようにしてもよい。同様に、ステップＳ５０４～ステップＳ５０６にて、ユーザ装置２０の信号送信部１０２及び送信タイミング制御部２１２は、ステップＳ５０２の処理手順で受信した制御信号で指示された送信タイミングで、上りビーム＃２～４を用いて上りリンク信号を送信する。
　以上、上りリンク信号送信手順（その３）を説明したが、本送信手順は、上りリンクの物理チャネルのうち、比較的指向性をもたせずに送信するのが望ましいような物理チャネルの送信に適用されるようにしてもよい。これにより、ユーザ装置２０の処理負荷を軽減させることが可能になる。
　（下りリンク信号送信手順）
　続いて、実施の形態に係る無線通信システムにおいて、スモール基地局１１、１２からユーザ装置２０に送信される下りリンク信号を制御する場合の処理手順を説明する。下りリンク信号を制御する処理手順には、複数の下りリンク信号の受信タイミングをユーザ装置２０で同期させる方法、及び下りリンク信号に対する無線リソース割当方法を組み合わせた複数の処理手順が考えられる。
　図１５は、ユーザ装置における下りリンク信号の同期方法を説明するための図である。まず、図１５を用いて、複数の下りリンク信号の受信タイミングをユーザ装置２０で同期させる方法について説明する。図１５に示すように、スモール基地局１１は、下りビーム＃１－２を用いて下りリンク信号をユーザ装置２０に送信し、スモール基地局１２は、下りビーム＃２－２を用いて下りリンク信号をユーザ装置２０に送信している。
　ユーザ装置２０における下りリンク信号の同期方法として、３つの方法が考えられる。まず、１点目の方法として、ユーザ装置２０は、複数の下りリンク信号の各々に対して、個別に受信タイミングの同期を取らずに下りリンク信号を処理する方法が考えられる。すなわち、ユーザ装置２０から見ると、スモール基地局１１から送信される下りリンク信号と、スモール基地局１２から送信される下りリンク信号とでは、伝搬遅延の違いにより受信タイミングが異なる場合が発生し得ることになる。従って、ユーザ装置２０は、どちらか一方の下りリンク信号に受信タイミングを同期させた場合、もう片方の下りリンク信号については、受信タイミングに同期ずれが生じる可能性がある。しかしながら、スモール基地局間の距離がそれほど遠くない場合、同期ずれは無視できる範囲であることが想定されるため、ユーザ装置２０の処理負荷を軽減させるために、個別に同期を取らないようにする方法が考えられる。なお、受信タイミングの同期をとるとは、例えば、ＯＦＤＭシンボル同期及びフレーム同期等をとることをいう。
　次に、２点目の方法として、ユーザ装置２０は、複数の下りリンク信号の各々に対して、個別に同期を取りつつ下りリンク信号を処理する方法が考えられる。最後に、３点目の方法として、ユーザ装置２０は、スモール基地局１１、１２に対して、個別に送信タイミングを指示する方法が考えられる。すなわち、既存のＬＴＥにて用いられているタイミングアドバンス制御に相当する制御を、下りリンク信号に適用する方法である。
　図１６は、下りリンク信号に対する無線リソース割当方法を説明するための図である。図１６を用いて、下りリンク信号に対する無線リソース割当方法について説明する。まず、図１６（ａ）に示すように、下りビーム＃１－２及び下りビーム＃２－２を用いてスモール基地局１１、１２からユーザ装置２０に送信される下りリンク信号の無線リソースの割当を、スモール基地局１１から指示する方法が考えられる。次に、図１６（ｂ）に示すように、下りビーム＃１－２を用いてスモール基地局１１からユーザ装置２０に送信される下りリンク信号の無線リソースの割当て、及び、下りビーム＃２－２を用いてスモール基地局１２からユーザ装置２０に送信される下りリンク信号の無線リソースの割当てを、スモール基地局１１及びスモール基地局１２からそれぞれ指示する方法が考えられる。
　以下、同期方法及び無線リソース割当方法を組み合わせた下りリンク信号送信手順について、いくつかの組み合わせパターンを具体的に説明する。図１７～図１９を用いて、下りリンク信号の送信手順（その１）について説明し、図２０～図２１を用いて、下りリンク信号の送信手順（その２）について説明し、図２２～図２５を用いて、下りリンク信号の送信手順（その３）について説明する。また、図２５を用いて、上述した３点目の同期方法がＴＤＤに適用される場合を想定し、サブフレームにガード時間を設ける場合の一例について説明する。
　なお、本実施の形態に係る無線通信システムは、以下で説明する組み合わせパターン以外の組み合わせパターンについても適用することが可能である。
　［送信手順（その１）］
　図１７は、下りリンク信号の送信手順（その１）の概要を示す図である。図１７に示すように、スモール基地局１１は、下りビーム＃１－２を用いて、ユーザ装置２０にＤＬデータを送信すると共に、ＤＬデータに対するＤＬリソース割当情報を送信している。また、スモール基地局１２は、下りビーム＃２－２を用いて、ユーザ装置２０にＤＬデータを送信している。また、図１７の例では、ユーザ装置２０は、後述するサイト識別子を用いて、下りビーム＃１－２から送信される下りリンク信号と、下りビーム＃２－２から送信される下りリンク信号に対して、個別に受信タイミングの同期を取るようにする。
　図１８は、下りリンク信号の送信手順（その１）におけるシーケンス図の一例である。図１８を用いて、下りリンク信号の送信手順（その１）における具体的な処理手順を説明する。なお、図１８の例では、スモール基地局１１が、スモール基地局１１及び１２により形成されるスモールセルの無線リソース制御を集中管理していると仮定する。
　ステップＳ６０１で、スモール基地局１１、１２とユーザ装置２０との間で、下りリンク信号の送信に用いられる下りビームと、上りリンク信号の送信に用いられる上りビームとが決定される。ステップＳ６０１の処理手順は、ステップＳ３０１の処理手順と同一であるため、説明は省略する。
　ステップＳ６０２で、スモール基地局１１の信号送信部１０２は、下りビーム＃１－２を用いてユーザ装置２０に制御信号とＤＬデータとを送信する。当該制御信号は、ＤＬデータの格納場所（例えばＲＢの位置等）を示すリソース割当情報と、２つのビーム（ビーム＃１－２、＃２－２）の各々が異なるスモール基地局から送信されていることを示すサイト識別子とを含む。サイト識別子は、スモール基地局１１、１２を一意に識別することができる情報でもよいし、例えば従来のＬＴＥにおいてＰＵＣＣＨのＤＣＩに格納されるレイヤ数のように、スモール基地局の数（ここでは「２」）を示す情報であってもよい。
　当該制御信号に含まれるサイト識別子は、例えば、物理レイヤの制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）に含まれるＤＣＩにマッピングされるようにしてもよい。また、当該制御信号全体がＤＣＩにマッピングされるようにしてもよい。また、当該ＤＬデータは、例えば、物理レイヤの共用チャネル（ＰＤＳＣＨ）に含まれるようにしてもよい。
　図１９は、下りリンク信号の送信手順（その１）で用いられる制御信号のフォーマットの一例である。図１９に示すように、下りリンク信号の送信手順（その１）で用いられる制御信号には、「サイト識別子」と「リソース割当情報」とが格納されている。なお、「リソース割当情報」は、スモール基地局１１及びスモール基地局１２から送信されるＤＬデータに対する無線リソースの割当情報であり、例えば、従来のＬＴＥと同様の構成であってもよい。図１８に戻り説明を続ける。
　ステップＳ６０３で、ユーザ装置２０の受信タイミング同期部２１１は、ステップＳ６０２で受信した下りリンク信号の制御信号に含まれる「サイト識別子」より、２つの異なるスモール基地局（１１及び１２）から下りリンク信号を受信していることを認識し、スモール基地局１１から受信した下りリンク信号に対して受信タイミングを同期させるように信号受信部２０１に指示する。また、信号受信部２０１は、当該制御信号に基づいて下りビーム＃１－２に含まれるＤＬデータを取得する。
　ステップＳ６０４で、スモール基地局１２の信号送信部１０２は、下りビーム＃２－２を用いてユーザ装置２０にＤＬデータを送信する。当該ＤＬデータは、例えば、物理レイヤの共用チャネル（ＰＤＳＣＨ）に含まれるようにしてもよい。
　ステップＳ６０５で、ユーザ装置２０の受信タイミング同期部２１１は、ステップＳ６０２で受信した下りリンク信号の制御信号に含まれる「サイト識別子」より、２つの異なるスモール基地局（１１及び１２）から下りリンク信号を受信していることを認識し、スモール基地局１２から受信した下りリンク信号に対して受信タイミングを同期させるように信号受信部２０１に指示する。また、信号受信部２０１は、当該制御信号に基づいて下りビーム＃２－２に含まれるＤＬデータを取得する。
　なお、図示の便宜上、ステップＳ６０２～ステップＳ６０５は別々に記載されているが、ステップＳ６０２～ステップＳ６０５の処理手順は並行して行われる。
　以上、下りリンク信号送信手順（その１）を説明した。本送信手順がＰＤＳＣＨの送信に適用される場合、例えば、下りリンクにおける直交性が確保され、ユーザデータの通信容量の増大等を図ることができる。また、本送信手順（その１）は、制御信号をスモール基地局１１からまとめて送信するようにしているため、スモール基地局１１、１２とユーザ装置２０との間で送受信される制御信号の数を削減することができる。
　［送信手順（その２）］
　次に、下りリンク信号の送信手順（その２）について説明する。なお、特に言及しない点については上りリンク信号の送信手順（その１）と同一でよい。
　図２０は、下りリンク信号の送信手順（その２）の概要を示す図である。図２０に示すように、スモール基地局１１は、下りビーム＃１－２を用いて、ユーザ装置２０にＤＬデータを送信すると共に、ＤＬデータに対するＤＬリソース割当情報を送信している。また、スモール基地局１２も、下りビーム＃２－２を用いて、ユーザ装置２０にＤＬデータを送信すると共に、ＤＬデータに対するＤＬリソース割当情報を送信している。また、ユーザ装置２０は、サイト識別子を用いて、下りビーム＃１－２から送信される下りリンク信号と、下りビーム＃２－２から送信される下りリンク信号に対して、個別に受信タイミングの同期を取るようにする。
　図２１は、下りリンク信号の送信手順（その２）におけるシーケンス図の一例である。図２１を用いて、下りリンク信号の送信手順（その２）における具体的な処理手順を説明する。
　ステップＳ７０１で、スモール基地局１１、１２とユーザ装置２０との間で、下りリンク信号の送信に用いられる下りビームと、上りリンク信号の送信に用いられる上りビームとが決定される。ステップＳ７０１の処理手順は、ステップＳ３０１の処理手順と同一であるため、説明は省略する。
　ステップＳ７０２で、スモール基地局１１の信号送信部１０２は、下りビーム＃１－２を用いてユーザ装置２０に制御信号とＤＬデータとを送信する。当該制御信号は、ＤＬデータの格納場所（例えばＲＢの位置等）を示すリソース割当情報と、ビーム＃１－２がスモール基地局１１から送信されていることを示すサイト識別子とを含む。サイト識別子は、スモール基地局１１、１２を一意に識別することができる情報であってもよい。また、スモール基地局１１及び１２を区別できる情報であればどのような情報であってもよい。
下りリンク信号の送信手順（その２）で用いられる制御信号のフォーマットは、図１９と同一であるため説明は省略する。
　ステップＳ７０３で、ユーザ装置２０の受信タイミング同期部２１１は、ステップＳ７０２で受信した下りリンク信号の制御信号に含まれる「サイト識別子」より、当該下りリンク信号がスモール基地局１１から送信される下りリンク信号であることを認識し、当該下りリンク信号に対して受信タイミングを同期させるように信号受信部２０１に指示する。また、信号受信部２０１は、当該制御信号に基づいて下りビーム＃１－２に含まれるＤＬデータを取得する。
　ステップＳ７０４で、スモール基地局１２の信号送信部１０２は、下りビーム＃２－２を用いてユーザ装置２０に制御信号とＤＬデータとを送信する。当該ＤＬデータは、例えば、物理レイヤの共用チャネル（ＰＤＳＣＨ）に含まれるようにしてもよい。
　当該制御信号は、ＤＬデータの格納場所（例えばＲＢの位置等）を示すリソース割当情報と、ビーム＃２－２がスモール基地局１２から送信されていることを示すサイト識別子とを含む。サイト識別子は、スモール基地局１１、１２を一意に識別することができる情報であってもよい。また、スモール基地局１１及び１２を区別できる情報であればどのような情報であってもよい。
　ステップＳ７０５で、ユーザ装置２０の受信タイミング同期部２１１は、ステップＳ７０４で受信した下りリンク信号の制御信号に含まれる「サイト識別子」より、当該下りリンク信号がスモール基地局１２から送信される下りリンク信号であることを認識し、スモール基地局１２から受信した下りリンク信号に対して受信タイミングを同期させるように信号受信部２０１に指示する。また、信号受信部２０１は、当該制御信号に基づいて下りビーム＃２－２に含まれるＤＬデータを取得する。
　なお、図示の便宜上、ステップＳ７０２～ステップＳ７０５は別々に記載されているが、ステップＳ７０２～ステップＳ７０５の処理手順は並行して行われる。
　以上、上りリンク信号送信手順（その２）を説明した。本送信手順がＰＤＳＣＨの送信に適用される場合、例えば、下りリンクにおける直交性が確保され、ユーザデータの通信容量の増大等を図ることができる。
　［送信手順（その３）］
　図２２は、下りリンク信号の送信手順（その３）の概要を示す図である。図２２に示すように、スモール基地局１１は、下りビーム＃１－２を用いて、ユーザ装置２０にＤＬデータを送信すると共に、ＤＬデータに対するＤＬリソース割当情報を送信している。また、スモール基地局１２は、下りビーム＃２－２を用いて、ユーザ装置２０にＤＬデータを送信している。また、図２２の例では、ユーザ装置２０は、下りビーム＃１－２から送信される下りリンク信号に合わせて受信タイミングの同期を取るようにする。
　すなわち、ユーザ装置２０は、下りリンク信号の送信手順（その１）のように複数の下りビームの各々と受信タイミングの同期を取るのではなく、いずれか１つの下りビームと受信タイミングの同期を取るようにする。
　図２３は、下りリンク信号の送信手順（その３）におけるシーケンス図の一例である。図２３を用いて、下りリンク信号の送信手順（その３）における具体的な処理手順を説明する。
　ステップＳ８０１で、スモール基地局１１、１２とユーザ装置２０との間で、下りリンク信号の送信に用いられる下りビームと、上りリンク信号の送信に用いられる上りビームとが決定される。ステップＳ８０１の処理手順は、ステップＳ３０１の処理手順と同一であるため、説明は省略する。
　ステップＳ８０２で、スモール基地局１１の信号送信部１０２は、下りビーム＃１－２を用いてユーザ装置２０に制御信号とＤＬデータとを送信する。当該制御信号には、ＤＬデータの格納場所（例えばＲＢの位置等）を示すリソース割当情報が含まれる。
　図２４は、下りリンク信号の送信手順（その３）で用いられる制御信号のフォーマットの一例である。図２４に示すように、下りリンク信号の送信手順（その３）で用いられる制御信号には、「リソース割当情報」が格納されている。図２３に戻り説明を続ける。
　ステップＳ８０３で、ユーザ装置２０の受信タイミング同期部２１１は、ステップＳ８０２で受信した下りリンク信号に対して受信タイミングを同期させるように信号受信部２０１に指示する。また、信号受信部２０１は、当該制御信号に基づいて下りビーム＃１－２に含まれるＤＬデータを取得する。
　ステップＳ８０４で、スモール基地局１２の信号送信部１０２は、下りビーム＃２－２を用いてユーザ装置２０にＤＬデータを送信する。ユーザ装置２０の信号受信部２０１は、ステップＳ８０２で受信した制御信号に基づいて下りビーム＃２－２に含まれるＤＬデータを取得する。
　なお、図示の便宜上、ステップＳ８０２～ステップＳ８０４は別々に記載されているが、ステップＳ８０２～ステップＳ８０４の処理手順は並行して行われる。
　以上、下りリンク信号送信手順（その３）を説明した。本送信手順（その３）では、ユーザ装置２０にて同期処理を複数の下りビームの各々と受信タイミングの同期を取るのではなく、いずれか１つの下りビームと受信タイミングの同期を取るようにするため、ユーザ装置２０の処理負荷を軽減させることが可能になる。その一方で、複数の下りビームの間で同期ずれが生じる可能性があるため、ユーザ装置２０から見た場合に、スモール基地局１１から受信される下りリンク信号の受信タイミングと、スモール基地局１２から受信される下りリンク信号の受信タイミングに、大きな差が生じないような場合（すなわち、伝搬遅延の差が大きくないような場合）に適用されることが考えられる。
　また、一部の制御チャネル（例えば、ＣＳＩ－ＲＳのような参照信号等）など、多少の同期ずれの影響は無視できるような下りリンク信号の送信に適用されることが考えられる。
　［ガード時間の一例］
　図１５で説明したように、下りリンク信号の同期方法（３点目の方法）として、ユーザ装置２０は、スモール基地局１１、１２に対して、個別に送信タイミングを指示する方法が考えられる。この同期方法がＴＤＤを用いる通信方式に適用される場合、スモール基地局１１、１２にて上りリンク信号及び下りリンク信号が重ならないようにするため、サブフレームにガード時間を設ける必要がある。
　図２５は、ガード時間の一例を示す図である。図２５において、Ｓｕｂ＃０～Ｓｕｂ＃６は、ユーザ装置で認識されるサブフレーム間隔を示している。なお、＃０～＃６は説明のため便宜上の数字である。「ＤＬ（Downlink）　Ｒｘ」は、ユーザ装置２０で受信される下りリンク信号を意味している。「ＵＬ（Uplink）　Ｔｘ」は、ユーザ装置２０から送信される上りリンク信号を意味している。「ＤＬ　Ｔｘ」は、スモール基地局１１、１２から送信される下りリンク信号を意味している。「ＵＬ　Ｒｘ」は、スモール基地局１１、１２で受信される上りリンク信号を意味している。すなわち、「ＤＬ　Ｔｘ」及び「ＤＬ　Ｒｘ」は互いに対になっており、同様に、「ＵＬ　Ｔｘ」及び「ＵＬ　Ｒｘ」は互いに対になっている。なお、設定されるガード時間はスモール基地局１１、１２によらず同一であるため、以下の説明では、スモール基地局１１を例に説明する。
　図２５に示すように、本実施の形態における無線通信システムでは、スモール基地局１１から送信される下りリンク信号（ＤＬ　Ｔｘ）のうち、ダウンリンクからアップリンクに切り替わる際の最後のサブフレームにガード時間（ＧＰ１）を設けるようにする。ＧＰ１は、例えば、ユーザ装置２０が送信／受信の回路を切替える際に最低限必要な時間である。
　また、スモール基地局１１から送信される下りリンク信号（ＤＬ　Ｔｘ）のうち、アップリンクからダウンリンクに切り替わる際の最初のサブフレームにガード時間（ＧＰ２）を設けるようにする。ＧＰ２は、例えば、セル設計を考慮した最大伝搬遅延時間の２倍の時間である。セル設計を考慮した最大伝搬遅延は、例えば、既存のＬＴＥのように可変であってもよい。すなわち、オペレータの運用等に応じて適宜決定（変更）されるようにしてもよい。
　スモール基地局１１がＳｕｂ＃４で送信する下りリンク信号（ＤＬ　Ｔｘ）は、伝搬遅延時間（Ｔ１）遅れてユーザ装置２０に到達することになる。すなわち、スモール基地局がＳｕｂ＃４で送信する下りリンク信号（ＤＬ　Ｔｘ）は、ユーザ装置２０におけるサブフレーム（Ｓｕｂ＃４）の開始時間に合わせるために、Ｔ１時間早く送信される必要がある。
　一方、ユーザ装置２０がＳｕｂ＃２で送信する上りリンク信号（ＵＬ　Ｔｘ）のサブフレームは、伝搬遅延により、伝搬遅延時間（Ｔ１）遅れてスモール基地局１１に到達することになる。これにより、スモール基地局１１では、Ｓｕｂ＃３の上りリンク信号（ＵＬ　Ｔｘ）とＳｕｂ＃４のダウンリンク信号（ＤＬ　Ｔｘ）とのサブフレームがＴ２時間（Ｔ１時間×２）分重なってしまうことになる。ＴＤＤの場合、下りリンク信号及び上りリンク信号の周波数が同一であるため、重なった区間では下りリンク信号又は上りリンク信号のいずれか一方しか送受信することができない。そのため、図２５に示すガード時間の一例では、スモール基地局１１から送信される下りリンク信号（ＤＬ　Ｔｘ）のうち、アップリンクからダウンリンクに切り替わる際の最初のサブフレームにガード時間（ＧＰ２）を設けるようにしている。
　なお、図２５の例において、ユーザ装置２０の送信タイミング指示部２０３は、信号送信部２０２を介して、スモール基地局１１に下りリンク信号（ＤＬ　Ｔｘ）の送信タイミングを指示することになる。ユーザ装置２０は、例えば、スモール基地局１１、１２の各々から送信されるＣＳＩ－ＲＳ（Channel State Information－Reference Signal）等の参照信号を元に受信タイミングのずれを推定し、スモール基地局１１、１２に送信タイミングを指示する（タイミング調整コマンドを送信する）ようにしてもよい。
　＜効果＞
　以上、説明したように、本実施の形態では、基地局を有する無線通信システムにおいて、前記基地局と通信を行うユーザ装置であって、前記基地局から送信される第一の下り制御信号を受信する受信手段と、複数のアンテナポートの各々又は複数のビームの各々で、上り信号を送信する送信手段と、前記第一の下り制御信号に基づいて、前記複数のアンテナポートの各々又は複数のビームの各々で送信される上り信号の各々の送信タイミングをサブフレーム毎に制御する制御手段と、を有するユーザ装置が提供される。
　このユーザ装置２０により、ビームフォーミングを行うユーザ装置２０と基地局１０とを有する無線通信システムにおいて、効率的に通信を行うことを可能にする技術を提供することができる。
　また、前記受信手段は、前記第一の下り制御信号とは異なる第二の下り制御信号を受信し、前記制御手段は、前記第一の下り制御信号及び前記第二の下り制御信号に基づいて、前記複数のアンテナポートの各々又は複数のビームの各々で送信される上り信号の各々の送信タイミングをサブフレーム毎に制御するようにしてもよい。
　このユーザ装置２０により、ユーザ装置２０から複数の上りビームを用いて上りリンク信号が送信される場合に、第一の基地局及び第二の基地局から見た場合の受信タイミングが同期されることになる。これにより、本実施の形態における無線通信システムは、例えば、他のユーザ装置２０から送信される上りリンク信号との間における直交性の確保、ユーザ装置２０からの複数の上りビームによるＭＩＭＯ空間多重によるユーザデータの通信容量の増大等を図ることができる。また、従来のＬＴＥと比較して、サブフレームごとにきめ細かな送信タイミング制御を行うことが可能になる。
　また、前記第一の下り制御信号及び前記第二の下り制御信号は、前記複数のビームを識別する識別子を含み、前記送信手段は、前記識別子に対応するアンテナポート又はビームを用いて、前記基地局に上り信号を送信するようにしてもよい。これにより、ユーザ装置２０は、第一の基地局及び第二の基地局から指示されたアンテナポート又はビームを用いて、上りリンク信号を送信することができる。
　また、本実施の形態では、基地局と他の基地局とユーザ装置とを有する移動通信システムにおいて、前記ユーザ装置と通信を行う基地局であって、前記ユーザ装置から送信される上り信号を受信する受信手段と、前記上り信号に基づいて算出された、又は、前記他の基地局から取得した、前記上り信号の送信タイミングを前記ユーザ装置に指示する情報を含む制御信号をサブフレームごとに送信する送信手段と、を有する基地局が提供される。
　この基地局１０により、ビームフォーミングを行うユーザ装置と基地局とを有する無線通信システムにおいて、効率的に通信を行うことを可能にする技術を提供することができる。
　また、本実施の形態では、第一の基地局と第二の基地局とを有する無線通信システムにおいて、前記第一の基地局と前記第二の基地局と通信を行うユーザ装置であって、前記第一の基地局から送信される第一の下り信号と前記第二の基地局から送信される第二の下り信号とを受信する受信手段と、前記第一の下り信号のサブフレームごとの受信タイミングと、前記第二の下り信号のサブフレームごとの受信タイミングとをそれぞれ異なる受信タイミングで同期させるように前記受信手段を制御する同期手段と、を有するユーザ装置が提供される。
　このユーザ装置２０により、ビームフォーミングを行うユーザ装置２０と基地局１０とを有する無線通信システムにおいて、効率的に通信を行うことを可能にする技術を提供することができる。
　また、前記受信手段は、前記第一の基地局から送信される第一の制御信号であって、前記第一の下り信号が前記第一の基地局から送信された信号であることを示す識別子と、前記第二の下り信号が前記第二の基地局から送信された信号であることを示す識別子とを含む第一の制御信号を受信し、前記同期手段は、前記第一の制御信号に基づいて、前記受信手段を制御するようにしてもよい。更に、前記受信手段は、前記第一の基地局から送信される第一の制御信号であって、前記第一の下り信号が前記第一の基地局から送信された信号であることを示す識別子を含む第一の制御信号と、前記第二の基地局から送信される第二の制御信号であって、前記第二の下り信号が前記第二の基地局から送信された信号であることを示す識別子を含む第二の制御信号とを受信し、前記同期手段は、前記第一の制御信号及び前記第二の制御信号に基づいて、前記受信手段を制御するようにしてもよい。
　このユーザ装置２０により、例えば、第一の基地局と第二の基地局とから別々に送信される下りリンク信号における直交性が確保され、ユーザデータの通信容量の増大等を図ることができる。
　また、本実施の形態では、第一の基地局と第二の基地局とを有する無線通信システムにおいて、前記第一の基地局と前記第二の基地局と通信を行うユーザ装置であって、前記第一の基地局から送信される第一の下り信号と前記第二の基地局から送信される第二の下り信号とを受信する受信手段と、前記第一の下り信号を受信する受信タイミングと前記第二の下り信号とを受信する受信タイミングとを同期させるために、前記第一の基地局及び前記第二の基地局に対して送信タイミングの変更を指示する信号を送信する送信手段と、を有するユーザ装置が提供される。
　このユーザ装置２０により、ビームフォーミングを行うユーザ装置２０と基地局１０とを有する無線通信システムにおいて、効率的に通信を行うことを可能にする技術を提供することができる。
　また、上記の各装置の構成における「手段」を、「部」、「回路」、「デバイス」等に置き換えてもよい。
　＜実施形態の補足＞
　以上、実施の形態を説明してきたが、開示される発明はそのような実施形態に限定されず、当業者は様々な変形例、修正例、代替例、置換例等を理解するであろう。発明の理解を促すため具体的な数値例を用いて説明がなされたが、特に断りのない限り、それらの数値は単なる一例に過ぎず適切な如何なる値が使用されてもよい。上記の説明における項目の区分けは本発明に本質的ではなく、２以上の項目に記載された事項が必要に応じて組み合わせて使用されてよいし、ある項目に記載された事項が、別の項目に記載された事項に（矛盾しない限り）適用されてよい。機能ブロック図における機能部又は処理部の境界は必ずしも物理的な部品の境界に対応するとは限らない。複数の機能部の動作が物理的には１つの部品で行われてもよいし、あるいは１つの機能部の動作が物理的には複数の部品により行われてもよい。説明の便宜上、ユーザ装置及び基地局は機能的なブロック図を用いて説明されたが、そのような装置はハードウェアで、ソフトウェアで又はそれらの組み合わせで実現されてもよい。本発明の実施の形態に従ってユーザ装置が有するプロセッサにより動作するソフトウェア、及び、基地局が有するプロセッサにより動作するソフトウェアは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、フラッシュメモリ、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、レジスタ、ハードディスク（ＨＤＤ）、リムーバブルディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、データベース、サーバその他の適切な如何なる記憶媒体に保存されてもよい。本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の精神から逸脱することなく、様々な変形例、修正例、代替例、置換例等が本発明に包含される。
　なお、実施の形態において、ＵＬ　ｇｒａｎｔは第一の下り制御信号、第二の下り制御信号及び制御信号の一例である。ＤＣＩは第一の制御信号及び第二の制御信号の一例である。信号受信部１０１及び信号受信部２０１は、受信手段の一例である。信号送信部１０２及び信号送信部２０２は、送信手段の一例である。送信タイミング制御部２１２は、制御手段の一例である。受信タイミング同期部２１１は、同期手段の一例である。
　本特許出願は２０１５年３月２０日に出願した日本国特許出願第２０１５－０５８７３８号に基づきその優先権を主張するものであり、日本国特許出願第２０１５－０５８７３８号の全内容を本願に援用する。
１０　マクロ基地局
１１　スモール基地局
１２　スモール基地局
２０　ユーザ装置
２２　スモール基地局
１０１　信号受信部
１０２　信号送信部
１０３　基地局間通信部
１０４　送信タイミング指示部
１０５　上りリソース割当部
１０６　下りリソース割当部
２０１　信号受信部
２０２　信号送信部
２０３　送信タイミング指示部
２１１　受信タイミング同期部
２１２　送信タイミング制御部
３０１　ＲＦモジュール
３０２　ＢＢ処理モジュール
３０３　装置制御モジュール
３０４　通信ＩＦ
４０１　ＲＦモジュール
４０２　ＢＢ処理モジュール
４０３　ＵＥ制御モジュール

Claims (10)

  1. 　基地局を有する無線通信システムにおいて、前記基地局と通信を行うユーザ装置であって、
    　前記基地局から送信される第一の下り制御信号を受信する受信手段と、
    　複数のアンテナポートの各々又は複数のビームの各々で、上り信号を送信する送信手段と、
    　前記第一の下り制御信号に基づいて、前記複数のアンテナポートの各々又は複数のビームの各々で送信される上り信号の各々の送信タイミングをサブフレーム毎に制御する制御手段と、
    　を有するユーザ装置。
  2. 　前記受信手段は、前記第一の下り制御信号とは異なる第二の下り制御信号を受信し、
    　前記制御手段は、前記第一の下り制御信号及び前記第二の下り制御信号に基づいて、前記複数のアンテナポートの各々又は複数のビームの各々で送信される上り信号の各々の送信タイミングをサブフレーム毎に制御する、請求項１に記載のユーザ装置。
  3. 　前記第一の下り制御信号及び前記第二の下り制御信号は、前記複数のビームを識別する識別子を含み、
    　前記送信手段は、前記識別子に対応するアンテナポート又はビームを用いて、前記基地局に上り信号を送信する、請求項２に記載のユーザ装置。
  4. 　前記第一の下り制御信号及び前記第二の下り制御信号は、物理レイヤで用いられる制御信号である、請求項２又は３に記載のユーザ装置。
  5. 　基地局と他の基地局とユーザ装置とを有する移動通信システムにおいて、前記ユーザ装置と通信を行う基地局であって、
    　前記ユーザ装置から送信される上り信号を受信する受信手段と、
    　前記上り信号に基づいて算出された、又は、前記他の基地局から取得した、前記上り信号の送信タイミングを前記ユーザ装置に指示する情報を含む制御信号をサブフレームごとに送信する送信手段と、を有する基地局。
  6. 　第一の基地局と第二の基地局とを有する無線通信システムにおいて、前記第一の基地局と前記第二の基地局と通信を行うユーザ装置であって、
    　前記第一の基地局から送信される第一の下り信号と前記第二の基地局から送信される第二の下り信号とを受信する受信手段と、
    　前記第一の下り信号のサブフレームごとの受信タイミングと、前記第二の下り信号のサブフレームごとの受信タイミングとをそれぞれ異なる受信タイミングで同期させるように前記受信手段を制御する同期手段と、
    　を有するユーザ装置。
  7. 　前記受信手段は、前記第一の基地局から送信される第一の制御信号であって、前記第一の下り信号が前記第一の基地局から送信された信号であることを示す識別子と、前記第二の下り信号が前記第二の基地局から送信された信号であることを示す識別子とを含む第一の制御信号を受信し、
    　前記同期手段は、前記第一の制御信号に基づいて、前記受信手段を制御する、請求項６に記載のユーザ装置。
  8. 　前記受信手段は、前記第一の基地局から送信される第一の制御信号であって、前記第一の下り信号が前記第一の基地局から送信された信号であることを示す識別子を含む第一の制御信号と、前記第二の基地局から送信される第二の制御信号であって、前記第二の下り信号が前記第二の基地局から送信された信号であることを示す識別子を含む第二の制御信号とを受信し、
    　前記同期手段は、前記第一の制御信号及び前記第二の制御信号に基づいて、前記受信手段を制御する、請求項６に記載のユーザ装置。
  9. 　前記第一の制御信号は、物理チャネルで送信されるＤＣＩにマッピングされる、請求項７又は８に記載のユーザ装置。
  10. 　第一の基地局と第二の基地局とを有する無線通信システムにおいて、前記第一の基地局と前記第二の基地局と通信を行うユーザ装置であって、
    　前記第一の基地局から送信される第一の下り信号と前記第二の基地局から送信される第二の下り信号とを受信する受信手段と、
    　前記第一の下り信号を受信する受信タイミングと前記第二の下り信号とを受信する受信タイミングとを同期させるために、前記第一の基地局及び前記第二の基地局に対して送信タイミングの変更を指示する信号を送信する送信手段と、
    　を有するユーザ装置。
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