WO2017188173A1 - 基地局及び無線端末 - Google Patents

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WO2017188173A1
WO2017188173A1 PCT/JP2017/016154 JP2017016154W WO2017188173A1 WO 2017188173 A1 WO2017188173 A1 WO 2017188173A1 JP 2017016154 W JP2017016154 W JP 2017016154W WO 2017188173 A1 WO2017188173 A1 WO 2017188173A1
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WO
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polarization
base station
enb
wireless terminal
antenna
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PCT/JP2017/016154
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English (en)
French (fr)
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童　方偉
敦久 稲越
宏行 浦林
智春 山▲崎▼
空悟 守田
Original Assignee
京セラ株式会社
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W24/00—Supervisory, monitoring or testing arrangements
    • H04W24/08—Testing, supervising or monitoring using real traffic
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/10—Polarisation diversity; Directional diversity
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/003—Arrangements for allocating sub-channels of the transmission path
    • H04L5/0048—Allocation of pilot signals, i.e. of signals known to the receiver
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J11/00—Orthogonal multiplex systems, e.g. using WALSH codes
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    • H04W72/00—Local resource management
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    • H04W72/044—Wireless resource allocation based on the type of the allocated resource
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W88/00—Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/02—Terminal devices
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W88/00—Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/08—Access point devices

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

基地局及び無線端末
　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。
特開平９－１６２８４２号公報
　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。
実施形態に係るＬＴＥシステムの構成を示す図である。 実施形態に係るＵＥ（無線端末）の構成を示す図である。 実施形態に係るｅＮＢ（基地局）の構成を示す図である。 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。 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。 第１実施形態に係る想定シナリオを示す図である。 第１実施形態に係る動作シーケンスを示す図である。 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。 第１実施形態に係る偏波調整方法を示す図である。 第１実施形態の変更例１に係るｅＮＢの送信動作を示す図である。 第２実施形態に係る動作シーケンスを示す図である。
　（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。
　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。
　（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。
　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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
  
　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。
　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、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
  
である。
　また、情報信号Ｓ（ｔ）の水平偏波送信成分は、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
  である。
　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、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
  で表される。
　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、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
 で表される。
　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、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
  で表される。
　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、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
  で表される。
　トータル的に、ＵＥ１００の垂直偏波受信アンテナの受信信号は、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
  で表される。
　また、ＵＥ１００の水平偏波受信アンテナの受信信号は、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
  で表される。
　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、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
  で表される。
　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、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000011
  で表される。
　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、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000012
  で表される。但し、ｈ（ｔ）は伝搬係数・関数である。
　ＵＥ１００において、水平偏波受信アンテナの受信信号は、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000013
  で表される。
　そして、下記のように合成する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000014
  
　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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000015
  
　このように、受信信号に交流成分
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000016
  が含まれている（合成しなくても、ｈ（ｔ）Ｓ（ｔ）以外の交流成分が含まれている）。
　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。
　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。
　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、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。
　本開示は、通信分野において有用である。

Claims (10)

  1. 　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。
  2. 　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。
  3. 　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。
  4. 　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。
  5. 　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。
  6. 　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。
  7. 　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。
  8. 　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。
  9. 　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。
  10. 　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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