WO2017188173A1 - 基地局及び無線端末 - Google Patents
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Definitions
- the present disclosure relates to a base station and a wireless terminal used in a wireless communication system.
- 5G next-generation wireless communication system
- 5G elemental technologies downsizing and high density arrangement of cells, widening using a high frequency band, and the like are assumed.
- Patent Document 1 a multiplex communication technique using orthogonality of polarization is known (for example, see Patent Document 1).
- the wireless communication system described in Patent Document 1 performs multi-channel communication using different polarizations in the same frequency band.
- the base station performs wireless communication with a wireless terminal.
- the base station includes a transmitter that transmits a reference signal to the radio terminal with a specific polarization, a receiver that receives polarization adjustment information generated using the reference signal from the radio terminal, and the polarization A control unit that adjusts the polarization with reference to the specific polarization using the adjustment information.
- the transmission unit transmits an information signal to the wireless terminal with the adjusted polarization.
- a wireless terminal performs wireless communication with a base station.
- the wireless terminal receives a reference signal transmitted with a specific polarization from a base station, and calculates a difference between the polarization of the received reference signal and the specific polarization,
- a control unit that generates polarization adjustment information used by the base station for polarization adjustment; and a transmission unit that transmits the polarization adjustment information to the base station.
- the base station performs wireless communication with a wireless terminal.
- the base station calculates a difference between a reception unit that receives a reference signal transmitted with a specific polarization from another base station, and the polarization of the received reference signal and the specific polarization, A control unit that determines whether line-of-sight communication is possible between the base station and the other base station based on the difference.
- the radio communication system according to the embodiment is an LTE (Long Term Evolution) system based on a 3GPP (Third Generation Partnership Project) standard.
- LTE Long Term Evolution
- 3GPP Third Generation Partnership Project
- FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an LTE system according to an embodiment.
- the LTE system includes a UE (User Equipment) 100, an E-UTRAN (Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access Network) 10, and an EPC (Evolved Packet Core) 20.
- UE User Equipment
- E-UTRAN Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access Network
- EPC Evolved Packet Core
- the UE 100 corresponds to a wireless terminal.
- the UE 100 is a mobile communication device and performs communication with a cell (serving cell).
- the E-UTRAN 10 corresponds to a radio access network.
- the E-UTRAN 10 includes an eNB 200 (evolved Node-B).
- the eNB 200 corresponds to a base station.
- the eNB 200 is connected to each other via the X2 interface.
- the eNB 200 manages one or a plurality of cells and performs radio communication with the UE 100 that has established a connection with the own cell.
- the eNB 200 has a radio resource management (RRM) function, a routing function of user data (hereinafter simply referred to as “data”), a measurement control function for mobility control / scheduling, and the like.
- RRM radio resource management
- Cell is used as a term indicating a minimum unit of a wireless communication area.
- Cell is also used as a term indicating a function of performing wireless communication with the UE 100.
- the EPC 20 corresponds to a core network.
- the EPC 20 includes an MME (Mobility Management Entity) / S-GW (Serving-Gateway) 300.
- MME Mobility Management Entity
- S-GW Serving-Gateway
- MME performs various mobility control etc. with respect to UE100.
- the S-GW performs data transfer control.
- the MME / S-GW 300 is connected to the eNB 200 via the S1 interface.
- FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the UE 100 (wireless terminal). As illustrated in FIG. 2, the UE 100 includes a reception unit 110, a transmission unit 120, and a control unit 130.
- the receiving unit 110 performs various types of reception under the control of the control unit 130.
- the receiving unit 110 includes an antenna and a receiver.
- the receiver converts a radio signal received by the antenna into a baseband signal (received signal) and outputs the baseband signal to the control unit 130.
- the transmission unit 120 performs various transmissions under the control of the control unit 130.
- the transmission unit 120 includes an antenna and a transmitter.
- the transmitter converts the baseband signal (transmission signal) output from the control unit 130 into a radio signal and transmits it from the antenna.
- the control unit 130 performs various controls in the UE 100.
- the control unit 130 includes a processor and a memory.
- the memory stores a program executed by the processor and information used for processing by the processor.
- the processor includes a baseband processor and a CPU (Central Processing Unit).
- the baseband processor performs modulation / demodulation and encoding / decoding of the baseband signal.
- the CPU performs various processes by executing programs stored in the memory.
- the processor executes processing to be described later.
- FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of the eNB 200 (base station). As illustrated in FIG. 3, the eNB 200 includes a transmission unit 210, a reception unit 220, a control unit 230, and a backhaul communication unit 240.
- the transmission unit 210 performs various transmissions under the control of the control unit 230.
- the transmission unit 210 includes an antenna and a transmitter.
- the transmitter converts the baseband signal (transmission signal) output from the control unit 230 into a radio signal and transmits it from the antenna.
- the receiving unit 220 performs various types of reception under the control of the control unit 230.
- the receiving unit 220 includes an antenna and a receiver.
- the receiver converts a radio signal received by the antenna into a baseband signal (received signal) and outputs the baseband signal to the control unit 230.
- the control unit 230 performs various controls in the eNB 200.
- the control unit 230 includes a processor and a memory.
- the memory stores a program executed by the processor and information used for processing by the processor.
- the processor includes a baseband processor and a CPU (Central Processing Unit).
- the baseband processor performs modulation / demodulation and encoding / decoding of the baseband signal.
- the CPU performs various processes by executing programs stored in the memory.
- the processor executes processing to be described later.
- the backhaul communication unit 240 is connected to the neighboring eNB 200 via the X2 interface.
- the backhaul communication unit 240 is connected to the MME / S-GW 300 via the S1 interface.
- the backhaul communication unit 240 is used for communication performed on the X2 interface, communication performed on the S1 interface, and the like.
- FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a protocol stack of a radio interface in the LTE system.
- the radio interface protocol is divided into the first to third layers of the OSI reference model.
- the first layer is a physical (PHY) layer.
- the second layer includes a MAC (Medium Access Control) layer, an RLC (Radio Link Control) layer, and a PDCP (Packet Data Convergence Protocol) layer.
- the third layer includes an RRC (Radio Resource Control) layer.
- the physical layer performs encoding / decoding, modulation / demodulation, antenna mapping / demapping, and resource mapping / demapping.
- Data and control signals are transmitted between the physical layer of the UE 100 and the physical layer of the eNB 200 via a physical channel.
- the MAC layer performs data priority control, retransmission processing by hybrid ARQ (HARQ), random access procedure, and the like. Data and control signals are transmitted between the MAC layer of the UE 100 and the MAC layer of the eNB 200 via a transport channel.
- the MAC layer of the eNB 200 includes a scheduler. The scheduler determines the uplink / downlink transport format (transport block size, modulation / coding scheme (MCS)) and the resource blocks allocated to the UE 100.
- MCS modulation / coding scheme
- the RLC layer transmits data to the RLC layer on the receiving side using the functions of the MAC layer and the physical layer. Data and control signals are transmitted between the RLC layer of the UE 100 and the RLC layer of the eNB 200 via a logical channel.
- the PDCP layer performs header compression / decompression and encryption / decryption.
- the RRC layer is defined only in the control plane that handles control signals. Messages for various settings (RRC messages) are transmitted between the RRC layer of the UE 100 and the RRC layer of the eNB 200.
- the RRC layer controls the logical channel, the transport channel, and the physical channel according to establishment, re-establishment, and release of the radio bearer.
- RRC connection When there is a connection (RRC connection) between the RRC of the UE 100 and the RRC of the eNB 200, the UE 100 is in the RRC connected mode. Otherwise, the UE 100 is in RRC idle mode.
- the NAS (Non-Access Stratum) layer located above the RRC layer performs session management and mobility management.
- FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a radio frame used in the LTE system.
- the radio frame is composed of 10 subframes arranged in the time direction.
- Each subframe is composed of two slots arranged in the time direction.
- the length of each subframe is 1 ms.
- the length of each slot is 0.5 ms.
- Each subframe includes a plurality of resource blocks (RB) in the frequency direction and includes a plurality of symbols in the time direction.
- Each resource block includes a plurality of subcarriers in the frequency direction.
- One symbol and one subcarrier constitute one resource element (RE).
- the frequency resource can be specified by a resource block, and the time resource can be specified by a subframe (or slot).
- the section of the first few symbols of each subframe is an area mainly used as a physical downlink control channel (PDCCH) for transmitting a downlink control signal.
- the remaining part of each subframe is an area that can be used mainly as a physical downlink shared channel (PDSCH) for transmitting downlink data.
- PDCH physical downlink control channel
- PDSCH physical downlink shared channel
- both ends in the frequency direction in each subframe are regions used mainly as physical uplink control channels (PUCCH) for transmitting uplink control signals.
- the remaining part in each subframe is an area that can be used as a physical uplink shared channel (PUSCH) mainly for transmitting uplink data.
- PUSCH physical uplink shared channel
- the eNB 200 performs radio communication with the UE 100.
- the transmission unit 210 transmits a reference signal to the UE 100 with a specific polarization.
- the receiving unit 220 receives the polarization adjustment information generated using the reference signal from the UE 100.
- the control unit 230 adjusts the polarization with reference to the specific polarization using the polarization adjustment information.
- the transmitter 210 transmits an information signal to the UE 100 with the adjusted polarization.
- control unit 230 assigns one of the vertically polarized waves and the horizontally polarized waves to the UE 100 as a communication resource for wireless communication.
- the specific polarization is one of the polarizations assigned to the UE 100.
- the reception unit 110 receives a reference signal transmitted with a specific polarization from the eNB 200.
- the control unit 130 generates polarization adjustment information used by the eNB 200 for adjusting the polarization by calculating a difference between the polarization of the received reference signal and the specific polarization.
- the transmission unit 120 transmits the polarization adjustment information to the eNB 200.
- the UE 100 includes an orthogonally polarized antenna including a pair of antennas.
- the control unit 130 calculates the difference based on the reception level of the reference signal at each antenna of the orthogonal polarization antenna.
- one of the vertically polarized waves and the horizontally polarized waves is allocated from the eNB 200 to the UE 100 as a communication resource for wireless communication.
- the specific polarization is one of the polarizations assigned to the UE 100.
- FIG. 6 is a diagram illustrating an assumed scenario according to the first embodiment.
- communication is performed between a base station (eNB 200) and a radio terminal (UE 100) with a specific polarization.
- eNB 200 base station
- UE 100 radio terminal
- the eNB 200-1 performs radio communication with the UE 100-1.
- the eNB 200-2 performs radio communication with the UE 100-2.
- Each of the eNB 200-1 and the eNB 200-2 manages a cell.
- the eNB 200-1 and the eNB 200-2 may be arranged indoors. Such a small eNB arranged indoors may be referred to as a home eNB.
- Each of the eNB 200-1 and the eNB 200-2 includes an orthogonally polarized antenna.
- the orthogonal polarization antenna includes a pair of antennas (vertical polarization antenna V and horizontal polarization antenna H).
- the eNB 200-1 and the eNB 200-2 perform radio communication with different polarizations using the same time / frequency resource. That is, the eNB 200-1 and the eNB 200-2 perform multiplex communication (polarization multiplexing) using polarization orthogonality.
- the eNB 200-1 transmits an information signal to the UE 100-1 with vertical polarization using the vertical polarization antenna V.
- the eNB 200-2 uses the horizontally polarized antenna H to transmit an information signal to the UE 100-2 with the horizontally polarized wave.
- the information signal mainly means data, but may be a control signal.
- the UE 100-1 receives the information signal transmitted in the vertical polarization from the eNB 200-1.
- the UE 100-2 receives the information signal transmitted in the horizontal polarization from the eNB 200-2.
- the polarization planes of the polarization antenna of the UE 100-1 and the vertical polarization antenna V of the eNB 200-1 need to be aligned.
- the polarization planes of the polarization antenna of the UE 100-2 and the horizontal polarization antenna H of the eNB 200-2 need to be aligned.
- the orientation of the UE 100 is not constant, and the polarization may rotate in the radio propagation path. For this reason, a difference may occur between the polarization at the time of transmission and the polarization at the time of reception. Therefore, in the first embodiment, the UE 100 is provided with an orthogonal polarization antenna including a pair of antennas (vertical polarization antenna V and horizontal polarization antenna H). The UE 100 detects and feeds back the rotation of the polarization due to the direction of the UE 100 and the propagation path fluctuation, thereby enabling transmission / reception with a specific polarization.
- FIG. 6 shows an example in which the eNB 200-1 performs vertical polarization transmission and the eNB 200-2 performs horizontal polarization transmission.
- one eNB 200 may perform both vertical polarization transmission and horizontal polarization transmission.
- FIG. 7 is a diagram illustrating an operation sequence according to the first embodiment.
- the eNB 200 may assign one of the vertical polarization and the horizontal polarization to the UE 100 as a communication resource for wireless communication, and notify the UE 100 of the one polarization.
- the notification may be performed by PDCCH, MAC control element, or RRC signaling.
- the eNB 200 transmits a reference signal to the UE 100 with a specific polarization.
- the specific polarization is vertical polarization or horizontal polarization.
- the reference signal is a known signal sequence.
- the reference signal may be configured to be identifiable as to whether it is vertically polarized wave or horizontally polarized wave.
- the signal sequence of the reference signal may be varied depending on whether the polarization is vertical polarization or horizontal polarization.
- the arrangement of the time / frequency resources of the reference signal may be varied depending on whether the polarization is vertical polarization or horizontal polarization.
- the UE100 receives the reference signal transmitted by specific polarization from eNB200.
- the UE 100 calculates the difference between the polarization of the received reference signal and the specific polarization (that is, the rotation angle of the polarization), so that the eNB 200 uses the polarization adjustment to adjust the polarization.
- Generate information A method for calculating the rotation angle of the polarization will be described later.
- the polarization adjustment information is a direct value of the rotation angle of the polarization or an index value indicating the rotation angle of the polarization.
- UE100 may determine the transmission polarization which eNB200 should apply based on the rotation angle of a polarization, and may generate the polarization adjustment information which shows the determined polarization.
- the UE 100 transmits polarization adjustment information to the eNB 200.
- UE100 may transmit polarization adjustment information by PUCCH, a MAC control element, or RRC signaling.
- the UE 100 may transmit the polarization adjustment information in response to receiving a request from the eNB 200.
- ENB200 receives polarization adjustment information from UE100.
- the eNB 200 uses the polarization adjustment information to adjust the polarization direction with reference to the specific polarization. A method for adjusting the polarization direction will be described later.
- step S15 the eNB 200 transmits an information signal to the UE 100 with the adjusted polarization.
- UE100 receives an information signal from eNB200.
- step S11 to step S15 may be repeatedly executed.
- the transmission of the reference signal and the transmission of the information signal may be performed simultaneously.
- FIG. 8 is a diagram showing a polarization rotation angle calculation method according to the first embodiment.
- the eNB 200 transmits a reference signal with vertical polarization.
- the vertical polarization antenna direction of the UE 100 is inclined with respect to the vertical direction (that is, “deviation” occurs).
- the horizontally polarized antenna direction of the UE 100 is inclined (displaced) with respect to the horizontal direction. This deviation may be interpreted as the physical inclination of the polarization antenna of the UE 100, the rotation of the polarization in the radio propagation path, or both.
- FIG. 8C from the viewpoint of the UE 100, a polarized wave (reference signal) rotated clockwise by an ⁇ angle is observed.
- the angle of inclination of the UE 100 with respect to the vertical direction of the vertical polarization antenna direction is indicated by “ ⁇ ”.
- the reference signal reception level (horizontal polarization component) of the horizontally polarized antenna of the UE 100 is indicated by “A H ”.
- the UE 100 measures the reception levels “A v ” and “A H ”, and calculates the polarization rotation angle “ ⁇ ” by the following equation.
- FIG. 9 is a diagram showing a polarization adjustment method according to the first embodiment.
- the eNB 200 adjusts the polarization of the information signal by the counterclockwise ⁇ angle.
- the eNB 200 adjusts the polarization of the information signal by controlling the transmission level (vertical polarization component) of the vertical polarization antenna V and the transmission level (horizontal polarization component) of the horizontal polarization antenna H.
- the eNB 200 transmits the polarization of the information signal counterclockwise by transmitting the vertical polarization component and the horizontal polarization component as described below. Adjust ⁇ angle.
- the vertical polarization transmission component of the information signal S (t) is
- the UE 100 receives the information signal S (t) only with its own vertically polarized antenna. This will be described in detail below.
- the vertical polarization transmission component of the information signal S (t), the reception signal of the vertical polarization reception antenna of the UE 100 is
- the vertical polarization transmission component of the information signal S (t), the received signal of the UE100 horizontal polarization receiving antenna is
- the received signal of the vertical polarization receiving antenna of the UE 100 in the horizontal polarization transmission component of the information signal S (t) is
- the horizontal polarization transmission component of the information signal S (t), the reception signal of the UE100 horizontal polarization reception antenna is
- the received signal of the UE100 vertical polarization receiving antenna is
- the received signal of the horizontally polarized receiving antenna of UE100 is
- the UE 100 can receive with one polarization antenna (the output of the other polarization reception antenna becomes 0).
- the control unit 230 of the eNB 200 assigns the polarization rotation speed to the UE 100 as a communication resource for wireless communication.
- the transmission unit 210 of the eNB 200 transmits the information signal S (t) to the UE 100 while rotating the polarization at the rotation speed assigned to the UE 100.
- the rotation speed of polarization is assigned from the eNB 200 to the UE 100 as a communication resource for wireless communication.
- the receiving unit 110 of the UE 100 receives the information signal S (t) that the eNB 200 transmits while rotating the polarization at the rotation speed assigned to the UE 100.
- the number of orthogonal channels can be increased using the rotation speed of the polarization, and the communication capacity can be further increased.
- FIG. 10 is a diagram illustrating a transmission operation of the eNB 200 according to the first modification of the first embodiment. As illustrated in FIG. 10, the eNB 200 transmits the information signal S (t) while rotating the polarization. The rotation speed is v (radian / s).
- the UE 100 has already transmitted ⁇ to the eNB 200 (feedback) using the method described in the first embodiment.
- the eNB 200 adjusts the polarization in advance using this ⁇ .
- the eNB 200 assigns the polarization rotation speed v to the UE 100 and notifies the UE 100 of the rotation speed v.
- the notification may be performed by PDCCH, MAC control element, or RRC signaling.
- the transmission component of the vertically polarized antenna of the information signal S (t) is
- the transmission component of the horizontally polarized antenna of the information signal S (t) is
- the received signal of the vertical polarization receiving antenna is
- h (t) is a propagation coefficient / function.
- the received signal of the horizontally polarized wave receiving antenna is
- the UE 100 can correctly receive the signal h (t) S (t).
- the UE 100 can receive the information signal correctly by receiving in synchronization with the rotation speed of the polarization of the eNB 200.
- asynchronous UE other UEs that do not receive in synchronization with the rotation speed of the polarization of the eNB 200 (hereinafter referred to as “asynchronous UE”) cannot receive the information signal.
- Reception in an asynchronous UE is expressed below.
- the polarization rotation due to the inclination of the UE reception antenna or the propagation path is ⁇ ′ (the polarization rotation adjustment amount ⁇ for the synchronous UE is assumed to be included in ⁇ ′).
- the received signal is synthesized at the random polarization rotation speed or the polarization rotation speed assigned to the asynchronous UE. Assume that this random polarization rotation speed or the polarization rotation speed assigned to the asynchronous UE is v '.
- the asynchronous UE is considered unable to receive.
- the reception (interference) level of the asynchronous UE can be made zero by integrating within the range of one symbol.
- Modification 2 of the first embodiment Difference 2 from the first embodiment will be mainly described in Modification 2 of the first embodiment.
- the UE 100 may not only feed back the polarization adjustment information to the eNB 200, but may feed back auxiliary information used by the eNB 200 for transmission to the eNB 200.
- Auxiliary information is measured with reference signal reception SNR (Signal-to-Noise Ratio), XPD (Cross Polarization Discrimination), UE100 status (stationary / moving, neglected / held in human hand, etc.), geomagnetic sensor At least one of the relative H / V gain values to be performed.
- Modification 3 of the first embodiment Difference 3 from the first embodiment will be mainly described in Modification 3 of the first embodiment.
- the eNB 200 may further transmit information related to the polarization control of the transmission when transmitting to the UE 100.
- the information may be information indicating the polarization applied by the eNB 200 for transmission.
- the other eNB that has received the information performs its own transmission polarization control so as to be orthogonal to the transmission polarization of the eNB 200 based on the received information.
- the eNB 200 may transmit the information to another eNB through a backhaul connection such as an X2 interface.
- the second embodiment is an embodiment in which an eNB can autonomously establish a wireless backhaul connection between eNBs.
- wireless backhaul connection is effective in terms of cost and the like in a communication environment in which cells are miniaturized and densely arranged.
- the wireless backhaul connection between eNBs is used for synchronization and cooperative control between eNBs. It is assumed that wireless backhaul communication is performed in a high frequency band such as a millimeter wave band.
- the reception unit 220 receives a reference signal transmitted with a specific polarization from another eNB.
- the control unit 230 calculates the difference (that is, the polarization rotation angle) between the polarization of the received reference signal and the specific polarization.
- the control unit 230 determines whether line-of-sight communication is possible between the self eNB and another eNB based on the difference.
- the method for calculating the polarization rotation angle is the same as in the first embodiment. That is, the eNB 200 calculates a difference (polarization rotation angle) based on the reception level of the reference signal in each antenna (vertical polarization antenna and vertical polarization antenna) of the orthogonal polarization antenna.
- the eNB 200 may compare the polarization rotation angle with a threshold value and determine that the line-of-sight communication is possible when the polarization rotation angle is less than the threshold value. On the other hand, when the polarization rotation angle is greater than or equal to the threshold, the eNB 200 may determine that line-of-sight communication is not possible.
- the transmission unit 210 of the eNB 200 transmits information for establishing a wireless backhaul connection between the eNB 200 and the other eNB 200 in response to the determination that the line-of-sight communication is possible. Send to.
- FIG. 11 is a diagram showing an operation sequence according to the second embodiment.
- the eNB 200-2 transmits a reference signal to the eNB 200-1 with a specific polarization.
- the specific polarization may be vertical polarization or horizontal polarization.
- Such a polarization-controlled reference signal may be a signal (that is, a downlink signal) transmitted from the eNB 200-2 to the UE.
- the polarization-controlled reference signal may be a signal for wireless backhaul communication.
- the reference signal may include information that can identify the eNB 200-2.
- the eNB 200-1 receives the reference signal from the eNB 200-2. In step S22, the eNB 200-1 analyzes the received reference signal (see the first embodiment).
- step S23 the eNB 200-1 determines whether to establish a wireless backhaul connection with the eNB 200-2. In the following description, it is assumed that it is determined that a wireless backhaul connection is established.
- the eNB 200-1 transmits a request for establishing a wireless backhaul connection to the eNB 200-2.
- the eNB 200-1 may transmit the establishment request as a radio signal to the eNB 200-2.
- the eNB 200-1 may transmit the establishment request to the eNB 200-2 via the core network.
- step S25 in response to the reception of the establishment request from the eNB 200-1, the eNB 200-2 transmits an affirmative response (establishment response) to the request to the eNB 200-1.
- the eNB 200-2 may transmit an acknowledgment as a radio signal to the eNB 200-1.
- the eNB 200-2 may transmit an acknowledgment to the eNB 200-1 via the core network.
- step S26 a wireless backhaul connection is established between the eNB 200-1 and the eNB 200-2.
- Each of the establishment request (step S24) and the acknowledgment (step S25) may be a message including various types of information regarding the transmission source eNB 200.
- the various types of information may include the eNB ID of the source eNB 200 and cell information (cell ID and the like) managed by the source eNB 200.
- the establishment request may be a random access preamble.
- the positive response may be a random access response.
- the establishment request and acknowledgment may be messages as transmitted and received during the RRC connection establishment procedure.
- the establishment request may include a Cause IE indicating establishment of a wireless backhaul connection.
- the acknowledgment may include information related to wireless backhaul connection setting (for example, setting of subframes used for wireless backhaul).
- the detection and correction of the polarization rotation angle “ ⁇ ” is performed when the plane where the base station polarization antenna is located and the plane where the polarization antenna of the wireless terminal is located are parallel for convenience of explanation. It was assumed and explained. However, it does not necessarily have to be parallel and may have an arbitrary positional relationship. In this case, the concept of detection and correction is the same, and the mathematical calculation is only slightly complicated. Specifically, in the above-described embodiment, the calculation of the trigonometric function on the XY plane has been described. However, the trigonometric function may be calculated on the XYZ space.
- the communication environment in which cell size reduction / high density arrangement and broadband using a high frequency band are performed is mainly assumed. However, it is not limited to such a scenario. You may apply the operation
- the orthogonal polarization antenna includes a pair of antennas
- the orthogonal polarization antenna may include a plurality of pairs of antennas.
- the LTE system is exemplified as the wireless communication system.
- the present disclosure is not limited to LTE systems.
- the present disclosure may be applied to a system other than the LTE system.
- the base station may be referred to as an access point (AP).
- AP access point
- the embodiments described above are not limited to being implemented separately and independently, and a plurality of embodiments may be combined.
- the polarization multiplexing communication according to the first embodiment may be applied to the wireless backhaul connection according to the second embodiment.
- This disclosure is useful in the communication field.
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Abstract
一実施形態に係る基地局(200)は、無線端末(100)との無線通信を行う。前記基地局は、特定の偏波で前記無線端末に参照信号を送信し、前記参照信号を用いて生成された偏波調整情報を前記無線端末から受信し、前記偏波調整情報を用いて、前記特定の偏波を基準にして偏波を調整し、前記調整された偏波で前記無線端末に情報信号を送信する。
Description
本開示は、無線通信システムにおいて用いられる基地局及び無線端末に関する。
近年、第5世代(5G)と呼ばれる次世代無線通信システムの実現に向けた研究が盛んに行われている。5Gの要素技術としては、セルの小型化・高密度配置、及び高周波数帯を用いた広帯域化等が想定されている。
一方、偏波の直交性を利用した多重通信技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載の無線通信システムは、同一周波数帯において異なる偏波を利用して複数チャネルの通信を行う。
一実施形態に係る基地局は、無線端末との無線通信を行う。前記基地局は、特定の偏波で前記無線端末に参照信号を送信する送信部と、前記参照信号を用いて生成された偏波調整情報を前記無線端末から受信する受信部と、前記偏波調整情報を用いて、前記特定の偏波を基準にして偏波を調整する制御部と、を備える。前記送信部は、前記調整された偏波で前記無線端末に情報信号を送信する。
一実施形態に係る無線端末は、基地局との無線通信を行う。前記無線端末は、特定の偏波で送信された参照信号を基地局から受信する受信部と、前記受信した参照信号の偏波と前記特定の偏波との間の差を算出することにより、前記基地局が偏波の調整に用いる偏波調整情報を生成する制御部と、前記偏波調整情報を前記基地局に送信する送信部と、を備える。
一実施形態に係る基地局は、無線端末との無線通信を行う。前記基地局は、特定の偏波で送信された参照信号を他の基地局から受信する受信部と、前記受信した参照信号の偏波と前記特定の偏波との間の差を算出し、前記基地局と前記他の基地局との間で見通し内通信が可能か否かを前記差に基づいて判断する制御部と、を備える。
(無線通信システム)
実施形態に係る無線通信システムの構成について説明する。実施形態に係る無線通信システムは、3GPP(Third Generation Partnership Project)規格に基づくLTE(Long Term Evolution)システムである。
実施形態に係る無線通信システムの構成について説明する。実施形態に係る無線通信システムは、3GPP(Third Generation Partnership Project)規格に基づくLTE(Long Term Evolution)システムである。
図1は、実施形態に係るLTEシステムの構成を示す図である。図1に示すように、LTEシステムは、UE(User Equipment)100、E-UTRAN(Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access Network)10、及びEPC(Evolved Packet Core)20を備える。
UE100は、無線端末に相当する。UE100は、移動型の通信装置であり、セル(サービングセル)との通信を行う。
E-UTRAN10は、無線アクセスネットワークに相当する。E-UTRAN10は、eNB200(evolved Node-B)を含む。eNB200は、基地局に相当する。eNB200は、X2インターフェイスを介して相互に接続される。
eNB200は、1又は複数のセルを管理しており、自セルとの接続を確立したUE100との無線通信を行う。eNB200は、無線リソース管理(RRM)機能、ユーザデータ(以下、単に「データ」という)のルーティング機能、モビリティ制御・スケジューリングのための測定制御機能等を有する。「セル」は、無線通信エリアの最小単位を示す用語として用いられる。「セル」は、UE100との無線通信を行う機能を示す用語としても用いられる。
EPC20は、コアネットワークに相当する。EPC20は、MME(Mobility Management Entity)/S-GW(Serving-Gateway)300を含む。MMEは、UE100に対する各種モビリティ制御等を行う。S-GWは、データの転送制御を行う。MME/S-GW300は、S1インターフェイスを介してeNB200と接続される。
図2は、UE100(無線端末)の構成を示す図である。図2に示すように、UE100は、受信部110、送信部120、及び制御部130を備える。
受信部110は、制御部130の制御下で各種の受信を行う。受信部110は、アンテナ及び受信機を含む。受信機は、アンテナが受信する無線信号をベースバンド信号(受信信号)に変換して制御部130に出力する。
送信部120は、制御部130の制御下で各種の送信を行う。送信部120は、アンテナ及び送信機を含む。送信機は、制御部130が出力するベースバンド信号(送信信号)を無線信号に変換してアンテナから送信する。
制御部130は、UE100における各種の制御を行う。制御部130は、プロセッサ及びメモリを含む。メモリは、プロセッサにより実行されるプログラム、及びプロセッサによる処理に用いられる情報を記憶する。プロセッサは、ベースバンドプロセッサと、CPU(Central Processing Unit)と、を含む。ベースバンドプロセッサは、ベースバンド信号の変調・復調及び符号化・復号等を行う。CPUは、メモリに記憶されるプログラムを実行して各種の処理を行う。プロセッサは、後述する処理を実行する。
図3は、eNB200(基地局)の構成を示す図である。図3に示すように、eNB200は、送信部210、受信部220、制御部230、及びバックホール通信部240を備える。
送信部210は、制御部230の制御下で各種の送信を行う。送信部210は、アンテナ及び送信機を含む。送信機は、制御部230が出力するベースバンド信号(送信信号)を無線信号に変換してアンテナから送信する。
受信部220は、制御部230の制御下で各種の受信を行う。受信部220は、アンテナ及び受信機を含む。受信機は、アンテナが受信する無線信号をベースバンド信号(受信信号)に変換して制御部230に出力する。
制御部230は、eNB200における各種の制御を行う。制御部230は、プロセッサ及びメモリを含む。メモリは、プロセッサにより実行されるプログラム、及びプロセッサによる処理に用いられる情報を記憶する。プロセッサは、ベースバンドプロセッサと、CPU(Central Processing Unit)と、を含む。ベースバンドプロセッサは、ベースバンド信号の変調・復調及び符号化・復号等を行う。CPUは、メモリに記憶されるプログラムを実行して各種の処理を行う。プロセッサは、後述する処理を実行する。
バックホール通信部240は、X2インターフェイスを介して隣接eNB200と接続される。バックホール通信部240は、S1インターフェイスを介してMME/S-GW300と接続される。バックホール通信部240は、X2インターフェイス上で行う通信及びS1インターフェイス上で行う通信等に用いられる。
図4は、LTEシステムにおける無線インターフェイスのプロトコルスタックの構成を示す図である。図4に示すように、無線インターフェイスプロトコルは、OSI参照モデルの第1層乃至第3層に区分されている。第1層は物理(PHY)層である。第2層は、MAC(Medium Access Control)層、RLC(Radio Link Control)層、及びPDCP(Packet Data Convergence Protocol)層を含む。第3層は、RRC(Radio Resource Control)層を含む。
物理層は、符号化・復号、変調・復調、アンテナマッピング・デマッピング、及びリソースマッピング・デマッピングを行う。UE100の物理層とeNB200の物理層との間では、物理チャネルを介してデータ及び制御信号が伝送される。
MAC層は、データの優先制御、ハイブリッドARQ(HARQ)による再送処理、及びランダムアクセスプロシージャ等を行う。UE100のMAC層とeNB200のMAC層との間では、トランスポートチャネルを介してデータ及び制御信号が伝送される。eNB200のMAC層は、スケジューラを含む。スケジューラは、上下リンクのトランスポートフォーマット(トランスポートブロックサイズ、変調・符号化方式(MCS))及びUE100への割当リソースブロックを決定する。
RLC層は、MAC層及び物理層の機能を利用してデータを受信側のRLC層に伝送する。UE100のRLC層とeNB200のRLC層との間では、論理チャネルを介してデータ及び制御信号が伝送される。
PDCP層は、ヘッダ圧縮・伸張、及び暗号化・復号化を行う。
RRC層は、制御信号を取り扱う制御プレーンでのみ定義される。UE100のRRC層とeNB200のRRC層との間では、各種設定のためのメッセージ(RRCメッセージ)が伝送される。RRC層は、無線ベアラの確立、再確立及び解放に応じて、論理チャネル、トランスポートチャネル、及び物理チャネルを制御する。UE100のRRCとeNB200のRRCとの間に接続(RRC接続)がある場合、UE100はRRCコネクティッドモードである。そうでない場合、UE100はRRCアイドルモードである。
RRC層の上位に位置するNAS(Non-Access Stratum)層は、セッション管理及びモビリティ管理等を行う。
図5は、LTEシステムにおいて用いられる無線フレームの構成を示す図である。図5に示すように、無線フレームは、時間方向に並ぶ10個のサブフレームで構成される。各サブフレームは、時間方向に並ぶ2個のスロットで構成される。各サブフレームの長さは1msである。各スロットの長さは0.5msである。各サブフレームは、周波数方向に複数個のリソースブロック(RB)を含み、時間方向に複数個のシンボルを含む。各リソースブロックは、周波数方向に複数個のサブキャリアを含む。1つのシンボル及び1つのサブキャリアにより1つのリソースエレメント(RE)が構成される。UE100に割り当てられる時間・周波数リソースのうち、周波数リソースはリソースブロックにより特定でき、時間リソースはサブフレーム(又はスロット)により特定できる。
下りリンクにおいて、各サブフレームの先頭数シンボルの区間は、主に下りリンク制御信号を伝送するための物理下りリンク制御チャネル(PDCCH)として用いられる領域である。各サブフレームの残りの部分は、主に下りリンクデータを伝送するための物理下りリンク共有チャネル(PDSCH)として用いることができる領域である。
上りリンクにおいて、各サブフレームにおける周波数方向の両端部は、主に上りリンク制御信号を伝送するための物理上りリンク制御チャネル(PUCCH)として用いられる領域である。各サブフレームにおける残りの部分は、主に上りリンクデータを伝送するための物理上りリンク共有チャネル(PUSCH)として用いることができる領域である。
(第1実施形態)
第1実施形態について説明する。
第1実施形態について説明する。
(1)第1実施形態の概要
第1実施形態に係るeNB200は、UE100との無線通信を行う。図3に示すように、送信部210は、特定の偏波でUE100に参照信号を送信する。受信部220は、参照信号を用いて生成された偏波調整情報をUE100から受信する。制御部230は、偏波調整情報を用いて、特定の偏波を基準にして偏波を調整する。送信部210は、調整された偏波でUE100に情報信号を送信する。
第1実施形態に係るeNB200は、UE100との無線通信を行う。図3に示すように、送信部210は、特定の偏波でUE100に参照信号を送信する。受信部220は、参照信号を用いて生成された偏波調整情報をUE100から受信する。制御部230は、偏波調整情報を用いて、特定の偏波を基準にして偏波を調整する。送信部210は、調整された偏波でUE100に情報信号を送信する。
第1実施形態において、制御部230は、無線通信のための通信リソースとして垂直偏波及び水平偏波のうち一方の偏波をUE100に割り当てる。特定の偏波は、UE100に割り当てられた一方の偏波である。
第1実施形態に係るUE100は、eNB200との無線通信を行う。図2に示すように、受信部110は、特定の偏波で送信された参照信号をeNB200から受信する。制御部130は、受信した参照信号の偏波と特定の偏波との間の差を算出することにより、eNB200が偏波の調整に用いる偏波調整情報を生成する。送信部120は、偏波調整情報をeNB200に送信する。
第1実施形態において、UE100は、一対のアンテナからなる直交偏波アンテナを備える。制御部130は、直交偏波アンテナの各アンテナにおける参照信号の受信レベルに基づいて差を算出する。
第1実施形態において、UE100には、無線通信のための通信リソースとして垂直偏波及び水平偏波のうち一方の偏波がeNB200から割り当てられる。特定の偏波は、UE100に割り当てられた一方の偏波である。
(2)第1実施形態に係る想定シナリオ
図6は、第1実施形態に係る想定シナリオを示す図である。第1実施形態において、基地局(eNB200)と無線端末(UE100)との間で特定の偏波で通信を行う。
図6は、第1実施形態に係る想定シナリオを示す図である。第1実施形態において、基地局(eNB200)と無線端末(UE100)との間で特定の偏波で通信を行う。
図6に示すように、eNB200-1は、UE100-1との無線通信を行う。eNB200-2は、UE100-2との無線通信を行う。eNB200-1及びeNB200-2のそれぞれは、セルを管理している。eNB200-1及びeNB200-2は、屋内に配置されてもよい。このような屋内に配置される小型eNBは、ホームeNBと称されることがある。
eNB200-1及びeNB200-2のそれぞれは、直交偏波アンテナを備える。直交偏波アンテナは、一対のアンテナ(垂直偏波アンテナV及び水平偏波アンテナH)からなる。eNB200-1及びeNB200-2は、同一の時間・周波数リソースを用いて、異なる偏波で無線通信を行う。すなわち、eNB200-1及びeNB200-2は、偏波の直交性を利用した多重通信(偏波多重)を行う。
図6の例において、eNB200-1は、垂直偏波アンテナVを用いて、垂直偏波で情報信号をUE100-1に送信する。eNB200-2は、水平偏波アンテナHを用いて、水平偏波で情報信号をUE100-2に送信する。情報信号とは、主としてデータを意味するが、制御信号であってもよい。
UE100-1は、垂直偏波で送信された情報信号をeNB200-1から受信する。UE100-2は、水平偏波で送信された情報信号をeNB200-2から受信する。
ここで、UE100-1が単一の偏波アンテナを有する場合、UE100-1の偏波アンテナ及びeNB200-1の垂直偏波アンテナVは、偏波面が揃っている必要がある。同様に、UE100-2が単一の偏波アンテナを有する場合、UE100-2の偏波アンテナ及びeNB200-2の水平偏波アンテナHは、偏波面が揃っている必要がある。
しかしながら、UE100の向きは一定ではなく、かつ、無線伝搬路において偏波が回転することがある。このため、送信時の偏波と受信時の偏波との間に差が生じ得る。そこで、第1実施形態においては、一対のアンテナ(垂直偏波アンテナV及び水平偏波アンテナH)からなる直交偏波アンテナをUE100に設ける。そして、UE100の向き及び伝搬路変動に起因する偏波の回転をUE100において検出してフィードバックすることにより、特定の偏波での送受信を可能としている。
図6において、eNB200-1が垂直偏波の送信を行い、eNB200-2が水平偏波の送信を行う一例を示している。しかしながら、1つのeNB200が垂直偏波の送信及び水平偏波の送信の両方を行ってもよい。
(3)第1実施形態に係る動作シーケンス
図7は、第1実施形態に係る動作シーケンスを示す図である。本シーケンスに先立ち、eNB200は、無線通信のための通信リソースとして垂直偏波及び水平偏波のうち一方の偏波をUE100に割り当て、当該一方の偏波をUE100に通知してもよい。当該通知は、PDCCH、MAC制御要素、又はRRCシグナリングにより行われてもよい。
図7は、第1実施形態に係る動作シーケンスを示す図である。本シーケンスに先立ち、eNB200は、無線通信のための通信リソースとして垂直偏波及び水平偏波のうち一方の偏波をUE100に割り当て、当該一方の偏波をUE100に通知してもよい。当該通知は、PDCCH、MAC制御要素、又はRRCシグナリングにより行われてもよい。
図7に示すように、ステップS11において、eNB200は、特定の偏波でUE100に参照信号を送信する。特定の偏波とは、垂直偏波又は水平偏波である。参照信号は、既知の信号系列である。参照信号は、垂直偏波であるか又は水平偏波であるかを識別可能に構成されてもよい。例えば、垂直偏波であるか又は水平偏波であるかに応じて、参照信号の信号系列を異ならせてもよい。垂直偏波であるか又は水平偏波であるかに応じて、参照信号の時間・周波数リソースの配置を異ならせてもよい。
UE100は、特定の偏波で送信された参照信号をeNB200から受信する。ステップS12において、UE100は、受信した参照信号の偏波と特定の偏波との間の差(すなわち、偏波の回転角度)を算出することにより、eNB200が偏波の調整に用いる偏波調整情報を生成する。偏波の回転角度を算出する方法については後述する。偏波調整情報は、偏波の回転角度の直値又は偏波の回転角度を示すインデックス値である。或いは、UE100は、偏波の回転角度に基づいて、eNB200が適用すべき送信偏波を決定し、決定した偏波を示す偏波調整情報を生成してもよい。
ステップS13において、UE100は、偏波調整情報をeNB200に送信する。UE100は、PUCCH、MAC制御要素、又はRRCシグナリングにより偏波調整情報を送信してもよい。UE100は、eNB200からの要求の受信に応じて偏波調整情報を送信してもよい。
eNB200は、偏波調整情報をUE100から受信する。ステップS14において、eNB200は、偏波調整情報を用いて、特定の偏波を基準にして偏波方向を調整する。偏波方向を調整する方法については後述する。
ステップS15において、eNB200は、調整された偏波でUE100に情報信号を送信する。UE100は、情報信号をeNB200から受信する。
ステップS11乃至ステップS15の手順は、繰り返し実行されてもよい。2回目以降の手順において、参照信号の送信及び情報信号の送信は同時に行われてもよい。
(4)第1実施形態に係る偏波回転角度算出方法
第1実施形態に係る偏波回転角度算出方法(すなわち、ステップS12の詳細)について説明する。ここでは、eNB200が垂直偏波アンテナVを用いて垂直偏波で参照信号を送信するケースを想定する。
第1実施形態に係る偏波回転角度算出方法(すなわち、ステップS12の詳細)について説明する。ここでは、eNB200が垂直偏波アンテナVを用いて垂直偏波で参照信号を送信するケースを想定する。
図8は、第1実施形態に係る偏波回転角度算出方法を示す図である。
図8(a)及び(b)に示すように、eNB200は、垂直偏波で参照信号を送信する。一方、図8(a)に示すように、UE100の垂直偏波アンテナ方向は垂直方向に対して傾いている(すなわち、「ずれ」が生じている)。また、UE100の水平偏波アンテナ方向は、水平方向に対して傾いている(ずれている)。このずれは、UE100の偏波アンテナの物理的な傾き、無線伝搬路における偏波の回転、又はその両方であると解釈してもよい。図8(c)に示すように、UE100の視点からは、時計回りα角度回転した偏波(参照信号)が観測される。
図8(a)及び(c)において、UE100の垂直偏波アンテナ方向の垂直方向に対する傾きの角度(すなわち、偏波回転角度)を「α」で示す。UE100の垂直偏波アンテナの参照信号受信レベル(垂直偏波成分)を「Av」で示す。UE100の水平偏波アンテナの参照信号受信レベル(水平偏波成分)を「AH」で示す。UE100は、受信レベル「Av」及び「AH」を測定し、偏波回転角度「α」を下記の式により算出する。
この式によれば、無線伝搬路における偏波回転も纏めて検出することができる。
(5)第1実施形態に係る偏波調整方法
第1実施形態に係る偏波調整方法(すなわち、ステップS14の詳細)について説明する。ここでは、式(1)により算出されたαが偏波調整情報としてUE100からeNB200に通知されるケースを想定する。
第1実施形態に係る偏波調整方法(すなわち、ステップS14の詳細)について説明する。ここでは、式(1)により算出されたαが偏波調整情報としてUE100からeNB200に通知されるケースを想定する。
図9は、第1実施形態に係る偏波調整方法を示す図である。図9に示すように、eNB200は、情報信号の偏波を反時計回りα角度分調整する。eNB200は、垂直偏波アンテナVの送信レベル(垂直偏波成分)及び水平偏波アンテナHの送信レベル(水平偏波成分)を制御することにより情報信号の偏波を調整する。
例えば、情報信号S(t)をUE100側で垂直偏波として受信する場合、eNB200は下記のような垂直偏波成分及び水平偏波成分で送信することにより、情報信号の偏波を反時計回りα角度分調整する。
情報信号S(t)の垂直偏波送信成分は、
である。
また、情報信号S(t)の水平偏波送信成分は、
その結果、UE100の偏波アンテナの傾き、又は/及び伝搬路による偏波回転角度が相殺される。このため、UE100は、自身の垂直偏波アンテナだけで情報信号S(t)を受信することになる。以下において詳細に説明する。
情報信号S(t)の垂直偏波送信成分で、UE100の垂直偏波受信アンテナの受信信号は、
情報信号S(t)の垂直偏波送信成分で、UE100の水平偏波受信アンテナの受信信号は、
情報信号S(t)の水平偏波送信成分で、UE100の垂直偏波受信アンテナの受信信号は、
情報信号S(t)の水平偏波送信成分で、UE100の水平偏波受信アンテナの受信信号は、
トータル的に、UE100の垂直偏波受信アンテナの受信信号は、
また、UE100の水平偏波受信アンテナの受信信号は、
つまり、eNB200で偏波をα分逆時計周り調整して送信すれば、UE100では一つの偏波アンテナで受信できる(もう一つの偏波受信アンテナの出力は0になる)。
(第1実施形態の変更例1)
第1実施形態の変更例1について、第1実施形態との相違点を主として説明する。
第1実施形態の変更例1について、第1実施形態との相違点を主として説明する。
第1実施形態の変更例1において、eNB200の制御部230は、無線通信のための通信リソースとして偏波の回転速度をUE100に割り当てる。eNB200の送信部210は、UE100に割り当てられた回転速度で偏波を回転させながらUE100に情報信号S(t)を送信する。
第1実施形態の変更例1において、UE100には、無線通信のための通信リソースとして偏波の回転速度がeNB200から割り当てられる。UE100の受信部110は、UE100に割り当てられた回転速度でeNB200が偏波を回転させながら送信する情報信号S(t)を受信する。
したがって、第1実施形態の変更例1によれば、偏波の回転速度を利用して直交チャネル数を増やし、更に通信容量を増やすことができる。
図10は、第1実施形態の変更例1に係るeNB200の送信動作を示す図である。図10に示すように、eNB200は、偏波を回転させながら情報信号S(t)を送信する。回転速度はv(radian/s)である。
以下においては、第1実施形態で説明した方法を用いて、UE100が既にαをeNB200に送信(フィードバック)していると仮定する。eNB200は、このαを用いて、予め偏波を調整する。また、eNB200は、偏波の回転速度vをUE100に割り当て、回転速度vをUE100に通知していると仮定する。当該通知は、PDCCH、MAC制御要素、又はRRCシグナリングにより行われてもよい。
eNB200の送信において、情報信号S(t)の垂直偏波アンテナの送信成分は、
eNB200の送信において、情報信号S(t)の水平偏波アンテナの送信成分は、
なお、第1実施形態に係る動作は、回転速度v=0の特例であるとみなすことができる。
UE100において、垂直偏波受信アンテナの受信信号は、
UE100において、水平偏波受信アンテナの受信信号は、
そして、下記のように合成する。
よって、UE100において信号h(t)S(t)を正しく受信できる。
このように、UE100がeNB200の偏波の回転速度に同期して受信を行うことにより、情報信号を正しく受信することができる。一方、eNB200の偏波の回転速度に同期して受信を行わない他のUE(以下、「非同期UE」と称する)は、当該情報信号を受信することができない。
非同期UEにおける受信は、下記で表される。説明の便宜上、UE受信アンテナの傾きや伝搬路による偏波回転をα’と仮定する(同期UEに対する偏波回転調整量αがα’に含まれると仮定する)。また、非同期UEがUE100(同期UE)に割り当てられた偏波回転速度が分からないので、ランダムな偏波回転速度、又は、非同期UEに割り当てられた偏波回転速度で受信信号を合成する。このランダムな偏波回転速度、又は非同期UEに割り当てられた偏波回転速度をv’と仮定する。
このように、受信信号に交流成分
v’とvとの差が十分であれば、非同期UEは受信ができないと考えられる。具体的には、システム設計上v’とvとの差を十分に取れば、1シンボル範囲内等で積分すると非同期UEの受信レベル(干渉レベル)を0にすることができる。例えば、LTEの1シンボルは0.5/7(ms)で、周波数で“換算”すると、7/0.5=14(kHz)に相当する。システム設計上、v’とvとの差を14kHzの数倍をとれば、1シンボル範囲内積分すると非同期UEの受信(干渉)レベルを0にすることが可能であると考えられる。
(第1実施形態の変更例2)
第1実施形態の変更例2について、第1実施形態との相違点を主として説明する。
第1実施形態の変更例2について、第1実施形態との相違点を主として説明する。
UE100は、偏波調整情報をeNB200にフィードバックするだけでなく、eNB200が送信の際に用いる補助情報をeNB200にフィードバックしてもよい。補助情報は、参照信号の受信SNR(Signal-to-Noise Ratio)、XPD(Cross Polarization Discrimination)、UE100の状態(静止/移動、放置/人の手に持たれている等)、地磁気センサにより測定される相対的なH/V利得値のうち、少なくとも1つである。
(第1実施形態の変更例3)
第1実施形態の変更例3について、第1実施形態との相違点を主として説明する。
第1実施形態の変更例3について、第1実施形態との相違点を主として説明する。
eNB200は、UE100に対する送信を行う際に、当該送信の偏波制御に関する情報をさらに送信してもよい。当該情報は、eNB200が送信に適用した偏波を示す情報であってもよい。当該情報を受信した他のeNBは、受信した情報に基づいて、eNB200の送信偏波に直交するように自身の送信偏波制御を行う。eNB200は、X2インターフェイス等のバックホール接続により当該情報を他のeNBに送信してもよい。
(第2実施形態)
第2実施形態について、第1実施形態との相違点を主として説明する。
第2実施形態について、第1実施形態との相違点を主として説明する。
第2実施形態は、eNB間の無線バックホール接続をeNBが自律的に確立可能とする実施形態である。例えば、セルの小型化・高密度配置が行われる通信環境下において、無線バックホール接続はコスト等の観点で効果的である。eNB間の無線バックホール接続は、eNB間の同期や協調制御に用いられる。無線バックホールの通信はミリ波帯等の高周波数帯で行われると仮定する。
図3に示すように、第2実施形態に係るeNB200において、受信部220は、特定の偏波で送信された参照信号を他のeNBから受信する。制御部230は、受信した参照信号の偏波と特定の偏波との間の差(すなわち、偏波回転角度)を算出する。制御部230は、自eNBと他のeNBとの間で見通し内通信が可能か否かを当該差に基づいて判断する。偏波回転角度の算出方法は、第1実施形態と同様である。すなわち、eNB200は、直交偏波アンテナの各アンテナ(垂直偏波アンテナ及び垂直偏波アンテナ)における参照信号の受信レベルに基づいて差(偏波回転角度)を算出する。eNB200は、偏波回転角度を閾値と比較し、偏波回転角度が閾値未満である場合には見通し内通信が可能であると判断してもよい。これに対し、偏波回転角度が閾値以上である場合には、eNB200は、見通し内通信が不可であると判断してもよい。
第2実施形態に係るeNB200の送信部210は、見通し内通信が可能と判断されたことに応じて、eNB200と他のeNB200との間に無線バックホール接続を確立するための情報を他のeNB200に送信する。
図11は、第2実施形態に係る動作シーケンスを示す図である。
図11に示すように、ステップS21において、eNB200-2は、特定の偏波でeNB200-1に参照信号を送信する。特定の偏波とは、垂直偏波又は水平偏波であってもよい。このような偏波制御された参照信号は、eNB200-2がUEに対して送信する信号(すなわち、下りリンク信号)であってもよい。偏波制御された参照信号は、無線バックホール通信用の信号であってもよい。参照信号は、eNB200-2を識別可能な情報を含んでもよい。
eNB200-1は、参照信号をeNB200-2から受信する。ステップS22において、eNB200-1は、受信した参照信号を解析する(第1実施形態参照)。
ステップS23において、eNB200-1は、eNB200-2との無線バックホール接続を確立するか否かを判断する。以下においては、無線バックホール接続を確立すると判断したと仮定して説明を進める。
ステップS24において、eNB200-1は、無線バックホール接続の確立要求をeNB200-2に送信する。eNB200-1は、確立要求を無線信号としてeNB200-2に送信してもよい。eNB200-1は、確立要求をコアネットワーク経由でeNB200-2に送信してもよい。
ステップS25において、eNB200-2は、eNB200-1からの確立要求の受信に応じて、当該要求に対する肯定応答(確立応答)をeNB200-1に送信する。eNB200-2は、肯定応答を無線信号としてeNB200-1に送信してもよい。eNB200-2は、肯定応答をコアネットワーク経由でeNB200-1に送信してもよい。
ステップS26において、eNB200-1とeNB200-2との間に無線バックホール接続が確立される。
確立要求(ステップS24)及び肯定応答(ステップS25)のそれぞれは、送信元のeNB200に関する各種の情報を含むメッセージであってもよい。各種の情報は、送信元のeNB200のeNB ID及び送信元のeNB200が管理するセルの情報(セルID等)を含んでもよい。確立要求及び肯定応答が無線信号で送受信されるケースにおいて、確立要求はランダムアクセスプリアンブルであってもよい。肯定応答はランダムアクセス応答であってもよい。確立要求及び肯定応答は、RRC接続確立プロシージャ中で送受信されるようなメッセージであってもよい。この場合、確立要求は、無線バックホール接続の確立を示すCause IEを含んでもよい。肯定応答は、無線バックホール接続の設定(例えば、無線バックホールに用いるサブフレームの設定)に関する情報を含んでもよい。
(その他の実施形態)
上述した実施形態において、垂直偏波及び水平偏波を用いる一例を説明した。しかしながら、垂直偏波及び水平偏波に代えて、他の偏波方向(例えば、45°偏波と135°偏波)を用いてもよい。
上述した実施形態において、垂直偏波及び水平偏波を用いる一例を説明した。しかしながら、垂直偏波及び水平偏波に代えて、他の偏波方向(例えば、45°偏波と135°偏波)を用いてもよい。
上述した実施形態において、偏波回転角度「α」の検出及び補正は、説明の便宜上、基地局偏波アンテナの所在する平面と無線端末の偏波アンテナの所在する平面とが平行していると仮定して説明した。しかしながら、必ずしも平行でなくてもよく、任意の位置関係でもよい。この場合、検出及び補正の考え方は同じであり、数学上の計算が少し複雑になるだけである。具体的には、上述した実施形態においては、X-Y平面上で三角関数の計算を説明したが、X-Y-Zの空間上で三角関数を計算すればよい。
上述した実施形態において、セルの小型化・高密度配置、及び高周波数帯を用いた広帯域化が行われる通信環境を主として想定していた。しかしながら、そのようなシナリオに限定されない。上述した実施形態に係る動作を、セルの小型化・高密度配置、及び/又は高周波数帯を用いた広帯域化が行われないシナリオに適用してもよい。例えば、上述した実施形態に係る動作を、マクロセルを配置するシナリオに適用してもよい。
上述した実施形態において、直交偏波アンテナが一対のアンテナからなる一例を説明したが、直交偏波アンテナは複数対のアンテナを有していてもよい。
上述した実施形態において、無線通信システムとしてLTEシステムを例示した。しかしながら、本開示はLTEシステムに限定されない。LTEシステム以外のシステムに本開示を適用してもよい。例えば、無線LANシステムに本開示を適用する場合、基地局はアクセスポイント(AP)と称されてもよい。
上述した実施形態を別個独立に実施する場合に限らず、複数の実施形態を組み合わせて実施してもよい。例えば、第2実施形態に係る無線バックホール接続に対して、第1実施形態に係る偏波多重通信を適用してもよい。
(相互参照)
本願は日本国特許出願第2016-088306号(2016年4月26日出願)の優先権を主張し、その内容の全てが本願明細書に組み込まれている。
本願は日本国特許出願第2016-088306号(2016年4月26日出願)の優先権を主張し、その内容の全てが本願明細書に組み込まれている。
本開示は、通信分野において有用である。
Claims (10)
- 無線端末との無線通信を行う基地局であって、
特定の偏波で前記無線端末に参照信号を送信する送信部と、
前記参照信号を用いて生成された偏波調整情報を前記無線端末から受信する受信部と、
前記偏波調整情報を用いて、前記特定の偏波を基準にして偏波を調整する制御部と、を備え、
前記送信部は、前記調整された偏波で前記無線端末に情報信号を送信する
基地局。 - 前記制御部は、前記無線通信のための通信リソースとして垂直偏波及び水平偏波のうち一方の偏波を前記無線端末に割り当て、
前記特定の偏波は、前記無線端末に割り当てられた前記一方の偏波である
請求項1に記載の基地局。 - 前記制御部は、前記無線通信のための通信リソースとして偏波の回転速度を前記無線端末に割り当て、
前記送信部は、前記無線端末に割り当てられた回転速度で偏波を回転させながら前記無線端末に前記情報信号を送信する
請求項1に記載の基地局。 - 基地局との無線通信を行う無線端末であって、
特定の偏波で送信された参照信号を基地局から受信する受信部と、
前記受信した参照信号の偏波と前記特定の偏波との間の差を算出することにより、前記基地局が偏波の調整に用いる偏波調整情報を生成する制御部と、
前記偏波調整情報を前記基地局に送信する送信部と、
を備える無線端末。 - 少なくとも一対のアンテナからなる直交偏波アンテナを備え、
前記制御部は、前記直交偏波アンテナの各アンテナにおける前記参照信号の受信レベルに基づいて前記差を算出する
請求項4に記載の無線端末。 - 前記無線端末には、前記無線通信のための通信リソースとして垂直偏波及び水平偏波のうち一方の偏波が前記基地局から割り当てられ、
前記特定の偏波は、前記無線端末に割り当てられた前記一方の偏波である
請求項4に記載の無線端末。 - 前記無線端末には、前記無線通信のための通信リソースとして偏波の回転速度が前記基地局から割り当てられ、
前記受信部は、前記無線端末に割り当てられた回転速度で偏波を回転させながら送信された情報信号を前記基地局から受信する
請求項4に記載の無線端末。 - 無線端末との無線通信を行う基地局であって、
特定の偏波で送信された参照信号を他の基地局から受信する受信部と、
前記受信した参照信号の偏波と前記特定の偏波との間の差を算出し、前記基地局と前記他の基地局との間で見通し内通信が可能か否かを前記差に基づいて判断する制御部と、
を備える基地局。 - 前記見通し内通信が可能と判断されたことに応じて、前記基地局と前記他の基地局との間に無線バックホール接続を確立するための情報を前記他の基地局に送信する送信部を備える
請求項8に記載の基地局。 - 少なくとも一対のアンテナからなる直交偏波アンテナを備え、
前記制御部は、前記直交偏波アンテナの各アンテナにおける前記参照信号の受信レベルに基づいて前記差を算出する
請求項8に記載の基地局。
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