WO2018042714A1 - 基地局装置、端末装置および送信制御方法 - Google Patents

基地局装置、端末装置および送信制御方法 Download PDF

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WO2018042714A1
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base station
downlink signal
sector
transmission beam
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PCT/JP2017/007949
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紀之 志水
加藤　修
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パナソニック株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a base station apparatus for transmitting a downlink signal common to a terminal apparatus located in a cell or a lower order base station apparatus in time division while changing the direction of a transmission beam, and an uplink signal to a base station apparatus.
  • the present invention relates to a terminal apparatus for transmitting and receiving downlink signals, and a transmission control method for transmitting downlink signals common to a plurality of terminal apparatuses located in a cell in a base station apparatus in a time division manner while changing the direction of transmission beams.
  • the control signal for synchronization transmitted from the base station for the cell search for searching for the optimum base station to which the user terminal is connected is a data signal and It is desirable to apply beamforming as well. In this way, since the reach of the control signal for synchronization can be extended similarly to the data signal, the data signal can not be received even if the user terminal enters the communication area of the data signal. It is possible to avoid the inconvenience of not being able to effectively use the communication area of
  • a main object of the present invention is to provide a base station apparatus, a terminal apparatus and a transmission control method that can be used.
  • a base station apparatus is a base station apparatus that transmits, to a plurality of terminal apparatuses located in a communication area, downlink signals common to the plurality of terminal apparatuses in a time division manner while changing the direction of transmission beams.
  • the radio communication unit transmits the downlink signal in a time division manner while changing the direction of the transmission beam, and history information on the presence or absence of the terminal device for each sector that is an arrival area of the transmission beam in the past
  • an information storage unit storing transmission schedule information that defines the transmission timing of the transmission beam so as to thin out the transmission beam corresponding to the sector in which the terminal device is located in a low frequency.
  • a control unit configured to control a transmission beam when transmitting the downlink signal.
  • a terminal apparatus of the present invention is a terminal apparatus that transmits and receives uplink signals and downlink signals to and from a base station apparatus, and a receiving unit that receives the downlink signals transmitted from the base station apparatus; A transmission unit for transmitting the uplink signal to the base station apparatus in response to reception of a signal; an information storage unit for storing transmission schedule information on transmission timing of the downlink signal in the base station apparatus; and the transmission schedule information And a control unit that controls the timing at which the downlink signal is observed in the reception unit.
  • downlink signals common to the plurality of terminal apparatuses in the communication area are divided by time division while changing the direction of the transmission beam.
  • a transmission control method for transmitting wherein history information regarding presence or absence of the terminal device is collected for each sector that is an arrival area of the transmission beam in the past, and the terminal device is present based on the history information.
  • Transmission schedule information defining the transmission timing of the transmission beam so as to thin out the transmission beam corresponding to the sector having a low frequency of transmission, and transmitting the downlink signal based on the transmission schedule information
  • the configuration is to control the beam.
  • the terminal apparatus when transmitting a downlink signal to a terminal apparatus located in a communication area, transmits the downlink signal by thinning out a transmission beam corresponding to a sector in which the terminal apparatus is located in a low frequency. It is possible to reduce wasteful transmission due to the transmission beam in the direction in which there is no existent, thereby shortening the waiting time until the terminal apparatus receives the downlink signal.
  • the transmission beams to be thinned out are set based on the history information, the transmission beams can be reliably transmitted in the direction in which the terminal device exists.
  • a plurality of terminal devices located in a communication area can be connected to a downlink signal common to the plurality of terminal devices by time division while changing the direction of a transmission beam.
  • a wireless communication unit for transmitting the downlink signal in a time division manner while changing the direction of the transmission beam, and a base station apparatus for transmitting, and the presence of the terminal device for each sector that is an area where the transmission beam reaches in the past An information storage unit that stores transmission schedule information that defines transmission timings of transmission beams so as to thin out the transmission beams corresponding to the sectors in which the terminal device is located at a low frequency based on history information on presence or absence of areas
  • a control unit configured to control a transmission beam at the time of transmitting the downlink signal based on the transmission schedule information.
  • the terminal apparatus when transmitting a downlink signal to a terminal apparatus located in the communication area, the terminal apparatus exists because the transmission signal corresponding to the sector where the terminal apparatus is located in a low frequency range is thinned out to transmit the downlink signal. It is possible to reduce unnecessary transmission due to the transmission beam in the non-direction, thereby shortening the waiting time until the terminal apparatus receives the downlink signal.
  • the transmission beams to be thinned out are set based on the history information, the transmission beams can be reliably transmitted in the direction in which the terminal device exists.
  • the transmission schedule information increases the transmission frequency of the transmission beam for the sector, and the terminal apparatus is located in the area In the sector where the frequency of occurrence is low, the transmission frequency of the transmission beam targeting the sector is set to be low.
  • the transmission frequency of the transmission beam targeting that sector becomes high, so the period in which the terminal device receives the downlink signal becomes short, and the downlink is performed in the same sector. Since the number of terminal devices waiting for a signal decreases, the probability that the timings of the upstream signals transmitted from the terminal devices coincide with each other is reduced, and interference of the upstream signals can be reduced.
  • the transmission schedule information performs a plurality of scans for the entire communication area during one cycle of the transmission schedule, and all the sectors in at least one scan. Are set to transmit the transmission beam.
  • all the terminal devices located in the communication area can reliably receive the downlink signal during one cycle of the transmission schedule.
  • the wireless communication unit transmits the downlink signal including a beam ID for identifying the transmission beam, and includes the beam ID extracted from the downlink signal received by the terminal device.
  • the upstream signal is received from the terminal device, and the control unit stores the beam ID extracted from the upstream signal as the history information in the information storage unit.
  • the control unit At the time of system introduction, the control unit generates the initial transmission schedule information based on the history information stored in the information storage unit during a predetermined collection period, and during normal operation The transmission schedule information is periodically updated based on the history information stored in the information storage unit at a predetermined timing.
  • the transmission schedule information since the transmission schedule information is periodically updated, the transmission schedule information can be maintained in an appropriate state even if there is a change in the service area status of the terminal device for each sector.
  • the transmission schedule information performs a plurality of scans for the entire communication area during one cycle of the transmission schedule, and all the sectors in at least one scan.
  • the control unit is configured to update the transmission schedule information for each period of the transmission schedule during the normal operation.
  • the terminal devices located in all the sectors can receive the downlink signal at least once during one cycle of the transmission schedule, it is possible to maintain the transmission schedule information in the optimum state.
  • the downlink signal and the uplink signal are control signals transmitted and received at an initial connection performed when the terminal apparatus moves into a communication area.
  • the down signal and the up signal are control signals transmitted and received at the time of reconnection after disconnection of communication.
  • the transmission schedule information is a sector in which the terminal apparatus is located at the time of communication disconnection based on history information indicating a correlation between a sector at the time of communication disconnection in the past and a sector at the time of reconnection.
  • the configuration is such that the transmission frequency of the transmission beam corresponding to the highly correlated sector is set to be high.
  • the terminal device with which communication has been disconnected can receive the downlink control signal transmitted from the base station device at an early stage, the time required for reconnection can be further shortened.
  • downlink signals common to a plurality of lower base stations located in the communication area are transmitted in time division while changing the direction of the transmission beam
  • An eleventh invention is a terminal apparatus for transmitting and receiving uplink signals and downlink signals to and from a base station apparatus, the reception section for receiving the downlink signals transmitted from the base station apparatus, and the downlink signal
  • a transmission unit for transmitting the uplink signal to the base station apparatus in response to the reception of the information
  • an information storage unit for storing transmission schedule information regarding transmission timing of the downlink signal in the base station apparatus, and the transmission schedule information
  • a control unit configured to control a timing at which the downlink signal is observed in the reception unit.
  • the terminal apparatus acquires the transmission schedule information held by the base station apparatus via the upper apparatus connected to the base station apparatus.
  • downlink signals common to the plurality of terminal apparatuses are transmitted to the plurality of terminal apparatuses located in the communication area in a time division manner while changing the direction of the transmission beam.
  • a transmission control method comprising: collecting history information on the presence or absence of the terminal device for each sector that is an arrival area of the transmission beam in the past, and a frequency at which the terminal device is present based on the history information Generating transmission schedule information defining the transmission timing of the transmission beam so as to thin out the transmission beam corresponding to the sector with a low value, and based on the transmission schedule information, the transmission beam at the time of transmitting the downlink signal
  • the configuration is to control.
  • the terminal device receives the downlink signal transmitted in time division from the base station device, and in the direction in which the terminal device exists.
  • the transmit beam can be transmitted reliably.
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram of a communication system according to the first embodiment.
  • the communication system includes a small cell base station 1 (base station apparatus), a macro cell base station 2, a user terminal 3 (terminal apparatus), and a control station 4.
  • the small cell base station 1 is, as in 5G (5th generation mobile communication system) in cellular mobile communication, high SHF band (frequency: 6 GHz to 30 GHz) or EHF band (frequency: mainly 30 GHz to 60 GHz)
  • the wireless communication using the high frequency band is performed, and the cell radius is, for example, about 10 m to 3 km.
  • the small cell base station 1 is provided with a multi-element antenna 5 for utilizing Massive-MIMO communication system, and beam forming using the multi-element antenna 5 is performed.
  • the macro cell base station 2 performs radio communication using the UHF band (frequency: 300 MHz to 3 GHz) as in LTE (Long Term Evolution) among cellular mobile communication, and the signal from the small cell base station 1 is The propagation distance is long, and the cell radius is, for example, about 1 km to 25 km.
  • UHF frequency: 300 MHz to 3 GHz
  • LTE Long Term Evolution
  • a plurality of small cell base stations 1 are installed in a cell (macro cell) of the macro cell base station 2, and a cell (small cell) of the small cell base station 1 and a cell of the macro cell base station 2 overlap.
  • the small cell base station 1 is a base station of a user plane (U-Plane) for transmitting user data
  • the macro cell base station 2 is a base of a control plane (C-Plane) for transmitting a control signal.
  • U-Plane user plane
  • C-Plane control plane
  • the user terminal 3 is a smartphone, a tablet terminal, a wearable terminal, a PC or the like, and can communicate with both the small cell base station 1 and the macro cell base station 2.
  • the control station 4 is an MME (Mobility Management Entity) that functions as an access gateway of a control plane that handles network control, an S-GW (Serving Gateway) that functions as a gateway that handles a user plane of user data, management of transmission and reception signals, and line connection And an RNC (Radio Network Controller) for controlling handover, etc., which functions as an upper node of the macrocell base station 2, and the macrocell base station 2 is connected to the Internet via the control station 4.
  • MME Mobility Management Entity
  • S-GW Serving Gateway
  • RNC Radio Network Controller
  • FIG. 2 is an explanatory view showing a state of beam control performed in the small cell base station 1.
  • a cell search is performed to search for a cell (communication area) in which the own device is located and to establish synchronization.
  • the downlink downlink signal (control signal) transmitted from the small cell base station 1 at fixed time intervals is received, and based on this downlink downlink signal, the synchronization channel is captured, and frequency synchronization and timing synchronization are performed.
  • the serving cell determines the serving cell.
  • RACH preamble an uplink signal for synchronization
  • the downlink signal is transmitted by using a transmission beam having directivity, whereby the downlink for synchronization is obtained. It can extend the reach of the signal.
  • the downlink signal is transmitted by time division while changing the direction of the transmission beam.
  • transmission beams of beam IDs of ID 00 to ID 31 are sequentially formed.
  • synchronization is performed to the user terminal 3 located in each of the fan-shaped sectors obtained by dividing the cell at a predetermined angle around the small cell base station 1.
  • the downlink signal can be transmitted, and the synchronization downlink signal can be transmitted to all user terminals 3 located in the cell of the small cell base station 1 by making the transmission beam make one round.
  • the user terminal 3 is not uniformly present in the cell of the small cell base station 1, and there are sectors where the user terminal 3 is located and sectors where the user terminal 3 is not located, and the user terminal 3 is not located
  • the transmission beam directed to is not used by the user terminal 3 and is wasted.
  • FIG. 3 is an explanatory view showing an example of an installation state of the small cell base station 1.
  • the small cell base station 1 is installed on the wall of the conference room.
  • a conference desk CT, a bookcase SL, a sofa SF and a houseplant HP are installed in the conference room.
  • a person who holds the user terminal 3 stays around the conference desk CT and the sofa SF, and does not stay much around the bookcase SL and the foliage plant HP. Therefore, among the transmission beams transmitted from the small cell base station 1, the transmission beam in the direction in which the conference desk CT and the sofa SF exist is frequently used by the user terminal 3, but the bookshelf SL and the foliage plant HP are present.
  • the transmission beam in the reverse direction is hardly used at the user terminal 3.
  • the small cell base station 1 is installed on a building BD installed along the road R, and the multi-element antenna 5 is installed on the wall surface of the building BD.
  • the person carrying the user terminal 3 passes through the sidewalk SW, so the user terminal 3 is mostly located on the sidewalk SW. Therefore, among the transmission beams transmitted from the small cell base station 1, the transmission beam in the direction of the sidewalk SW is frequently used by the user terminal 3, but the transmission beam in the direction of the roadway RW is mostly used by the user terminal 3. I will not.
  • the user terminals 3 are not uniformly present around the small cell base station 1, and the area where the user terminals 3 are present and the user terminals 3 are not many according to the situation around the small cell base station 1. There is an area that does not exist, and the user terminal 3 is unevenly distributed in a part of the area. Therefore, the utilization factor of the transmission beam of the small cell base station 1 largely differs depending on the direction of the transmission beam. In addition, the area where many user terminals 3 exist does not change frequently, and the utilization factor of each direction of the transmission beam also does not change frequently.
  • the use situation according to the direction of the transmission beam is investigated, and the direction in which the transmission beam is frequently used, that is, the transmission beam in the direction in which the user terminal 3 is frequently present Sets the transmission frequency high, and sets the transmission frequency low in the direction in which the transmission beam is not used very much, that is, in the direction in which the user terminal 3 is present at a low frequency.
  • the transmission frequency of the transmission beam in the direction in which the conference desk CT and the sofa SF exist is set high, and the transmission frequency in the direction where the bookshelf SL and the foliage plant HP exist is set low.
  • FIG. 4 is a sequence diagram showing an outline of the operations of the small cell base station 1, the macro cell base station 2 and the user terminal 3.
  • the small cell base station 1 transmits to the user terminal 3 a downlink downlink signal including a beam ID for identifying a transmission beam used for transmission of the downlink downlink signal.
  • the user terminal 3 extracts a beam ID from the synchronization downlink signal, and transmits a synchronization uplink signal (RACH preamble) including the beam ID to the small cell base station 1.
  • RACH preamble synchronization uplink signal
  • the downlink downlink signal for synchronization and the uplink uplink signal for synchronization including the beam ID are transmitted and received between the small cell base station 1 and the user terminal 3, and at this time, the sector corresponding to the direction of the transmission beam Since the user terminal 3 located in can receive the synchronization downlink signal, the beam ID extracted from the synchronization uplink signal in the small cell base station 1 corresponds to the sector in which the user terminal 3 is located.
  • the transmission timing of the transmission beam for each of the sectors based on the history information. Is generated, and beam control for controlling a transmission beam when transmitting a downlink signal for synchronization is performed based on the transmission schedule information.
  • the transmit beam is made one round, ie, transmit beams of all beam IDs are transmitted. Thereby, the service area status of the user terminal 3 in all the sectors can be grasped.
  • beam control based on transmission schedule information is performed, and at this time, by transmitting and receiving downlink signals and uplink signals including the beam ID, history information on the sector in which the user terminal 3 is located is collected. Update transmission schedule information based on history information. The update of the transmission schedule information is performed for each cycle of the transmission schedule.
  • the transmission schedule information generated by the small cell base station 1 is notified to the user terminal 3 via the macro cell base station 2.
  • the user terminal 3 controls the timing of observing the synchronization downlink signal transmitted from the small cell base station 1 based on the transmission schedule information.
  • the notification of the transmission schedule information is performed for the user terminal 3 to efficiently receive the synchronization downlink signal, and is not essential.
  • FIG. 5 is an explanatory drawing showing an example of history information collected by the small cell base station 1.
  • FIG. 6 is an explanatory view showing an example of the presence status of the user terminal 3 in each sector.
  • the downlink downlink signal including the beam ID and the uplink uplink signal for synchronization are transmitted and received between the small cell base station 1 and the user terminal 3, and the beam ID is transmitted from the user terminal 3 to the small cell base station 1.
  • the presence or absence of the user terminal 3 in each sector corresponding to the beam ID can be grasped.
  • the presence or absence of the user terminal 3 in each sector corresponding to all the beam IDs can be grasped by one scan in which the transmission beam is made one round.
  • the user terminal 3 is located in the sector corresponding to each beam ID of ID 07, ID 08, ID 26 and ID 27 in the first scan (# 1).
  • the user terminal 3 is located in the sector corresponding to each beam ID of ID07 to ID09, ID18, and ID25 to ID28 in the second scan (# 2).
  • the user terminal 3 is located in the sector corresponding to each beam ID of ID05, ID07, ID08, ID18 and ID26 in the third (# 3) scan.
  • such a scan is repeated a required number of times, and history information on the beam ID in which the user terminal 3 is located is collected in each scan. Then, the number of times the user terminal 3 has been located in a plurality of scans is obtained for each beam ID, and the ratio of the number of times the user terminal 3 has been located to the total number of scans is obtained for each beam ID.
  • the user presence ratio is the presence frequency information on the frequency at which the user terminal 3 for each beam ID is located. With this information, the extent to which the user terminal 3 is located in each of the sectors corresponding to each beam ID You can figure out what you were doing.
  • FIG. 7 is an explanatory drawing showing an example of transmission schedule information generated by the small cell base station 1.
  • FIG. 7 shows one cycle of the transmission schedule.
  • the transmission schedule information defines the timing of transmitting the transmission beam of the synchronization downlink signal for each beam ID.
  • the transmission schedule information is set to carry out a plurality of scans for the entire cell during one cycle (unit period) of the transmission schedule. In the example shown in FIG. 7, the first scan (# 1) to the Nth scan (#N) are performed in one cycle of the transmission schedule, and in the normal operation, the cycle of the transmission schedule is repeated.
  • this transmission schedule information is set to transmit a transmission beam by thinning out some beam IDs in each scan (# 1 to # N-1) except for the last Nth (#N) scan There is a beam ID for transmitting a transmit beam and a beam ID for transmitting no transmit beam in one scan. On the other hand, in the final Nth (#N) scan, transmission beams are set to be transmitted with all beam IDs.
  • transmission beams may be transmitted by all beam IDs in at least one scan during one cycle of the transmission schedule, and the timing of transmitting the transmission beams by all beam IDs is shown in FIG. As shown, it is not limited to the last scan.
  • this transmission schedule information is located frequency information (user presence ratio in FIG. 5) obtained from history information collected by a plurality of scans in the past, that is, the user terminal 3 for each sector corresponding to the beam ID.
  • the transmission frequency of the transmission beam is set according to the frequency at which the user terminal 3 is located for each beam ID. Specifically, in the sector where the user terminal 3 is located in a high frequency, the transmission frequency of the transmission beam becomes high, that is, the transmission cycle becomes short, and in the sector where the user terminal 3 is in a low frequency, transmission beam Is set so that the transmission frequency becomes low, that is, the transmission cycle becomes long.
  • the transmission beam is transmitted in all of the scans and the user presence ratio is 50% In the beam ID, the transmission beam is transmitted at a rate of once every two times.
  • FIG. 8 is a block diagram showing a schematic configuration of the small cell base station 1 and the user terminal 3.
  • the small cell base station 1 includes a wireless communication unit 11, an inter-base station communication unit 12, a control unit 13, and an information storage unit 14.
  • the inter-base station communication unit 12 communicates with the macro cell base station 2. In the present embodiment, transmission schedule information is transmitted from the inter-base station communication unit 12 to the macro cell base station 2. Further, the inter-base station communication unit 12 receives the auxiliary information transmitted from the macro cell base station 2.
  • the information storage unit 14 stores history information, transmission schedule information, a program executed by the control unit 13, and the like.
  • the wireless communication unit 11 includes a transmitting antenna 21, a receiving antenna 22, a transmitting unit 23, a receiving unit 24, a synchronization downlink signal generation unit 25, and a synchronization uplink signal processing unit 26.
  • the transmitting antenna 21 and the receiving antenna 22 are configured by a multi-element antenna 5.
  • the synchronization downlink signal generation unit 25 generates a synchronization downlink signal including the beam ID.
  • the transmission antenna 21 and the transmission unit 23 transmit the synchronization downlink signal generated by the synchronization downlink signal generation unit 25 to the user terminal 3.
  • the receiving antenna 22 and the receiving unit 24 receive the uplink signal for synchronization (RACH preamble) transmitted from the user terminal 3.
  • the synchronization uplink signal processing unit 26 performs signal processing on the synchronization uplink signal (RACH preamble) received by the reception antenna 22 and the reception unit 24.
  • the beam ID is extracted from the uplink signal for synchronization.
  • the control unit 13 includes a history information collection unit 31, a transmission schedule setting unit 32, and a beam control unit 33.
  • the control unit 13 is configured by a processor, and each unit of the control unit 13 is realized by causing the processor to execute a program stored in the information storage unit 14.
  • the history information collection unit 31 stores the beam ID extracted from the synchronization uplink signal by the synchronization uplink signal processing unit 26 in the information storage unit 14 as history information.
  • the transmission schedule setting unit 32 generates transmission schedule information (see FIG. 7) based on the history information (see FIG. 5) stored in the information storage unit 14. In this transmission schedule information, the presence or absence of transmission for each beam ID in each scan of one cycle of the transmission schedule is defined.
  • the beam control unit 33 performs beam control (beam forming) for controlling the transmission beam for transmitting the downlink signal for synchronization based on the transmission schedule information acquired by the transmission schedule setting unit 32. Specifically, a BF weight (beamforming weight) for forming a transmission beam corresponding to a beam ID specified to transmit a synchronization downlink signal in transmission schedule information is generated.
  • the beam control unit 33 also performs beam control based on auxiliary information (beam width, switching interval, etc.) acquired from the macro cell base station 2. Note that this auxiliary information is not notified from the macro cell base station 2 and may be held by the small cell base station 1 itself as a system parameter.
  • the user terminal 3 includes a small cell communication unit 41, a macro cell communication unit 42, a control unit 43, and an information storage unit 44.
  • the macro cell communication unit 42 communicates with the macro cell base station 2.
  • the macro information communication unit 42 receives auxiliary information and transmission schedule information transmitted from the macro cell base station 2.
  • the information storage unit 44 stores auxiliary information, transmission schedule information, a program executed by the control unit 43, and the like.
  • the small cell communication unit 41 performs communication with the small cell base station 1, and the transmission antenna 51, the reception antenna 52, the transmission unit 53, the reception unit 54, and the synchronization uplink signal generation unit 55. And the downlink signal processing unit 56 for synchronization.
  • the receiving antenna 52 and the receiving unit 54 receive the synchronization downlink signal transmitted from the small cell base station 1.
  • the synchronization downlink signal processing unit 56 performs signal processing of the synchronization downlink signal received by the reception antenna 52 and the reception unit 54. Specifically, the frame timing of the synchronization downlink signal is detected to perform synchronization processing. Also, from the downlink signal for synchronization, the cell ID (ID of the small cell base station 1 that is the transmission source of the downlink signal for synchronization) and the beam ID (beam ID when the downlink signal for synchronization is transmitted from the small cell base station 1) Extract. Also, the synchronization downlink signal processing unit 56 measures the received power of the synchronization downlink signal.
  • the synchronization uplink signal generation unit 55 generates a synchronization uplink signal (RACH preamble) including the beam ID acquired by the synchronization downlink signal processing unit 56. At this time, a sequence of RACH preambles is generated from both the cell ID and the beam ID or only from the beam ID. Further, the transmission power of the uplink signal for synchronization is determined from the reception power of the downlink signal for synchronization.
  • RACH preamble synchronization uplink signal
  • the transmission antenna 51 and the transmission unit 53 transmit the synchronization uplink signal (RACH preamble) generated by the synchronization uplink signal generation unit 55 to the small cell base station 1.
  • RACH preamble synchronization uplink signal
  • the control unit 43 includes a cell search control unit 61 and a reception control unit 62.
  • the control unit 43 is configured by a processor, and each unit of the control unit 43 is realized by causing the processor to execute a program stored in the information storage unit 44.
  • the cell search control unit 61 performs control related to cell search for searching for the optimal small cell base station 1 to be a connection destination, and synchronizes control information necessary for cell search with the uplink signal generation unit 55 for synchronization and downlink signal processing unit for synchronization Notify 56
  • the reception control unit 62 receives the synchronization downlink signal transmitted from the small cell base station 1 based on the transmission schedule information acquired from the small cell base station 1 via the macro cell base station 2 using the reception antenna 52 and the reception unit 54. Control the timing of observation. Specifically, the reception antenna 52 and the reception unit 54 are brought into the signal observation state at the timing when the synchronization downlink signal is transmitted from the small cell base station 1 by the transmission beam for the sector in which the own apparatus is located. As a result, unnecessary reception operation is not performed on the receiving antenna 52 and the receiving unit 54, and the synchronization downlink signal from the small cell base station 1 can be efficiently received.
  • FIG. 9 is a flowchart showing an operation procedure at the time of system introduction of the small cell base station 1.
  • the beam control unit 33 determines a beam ID to be used for transmission of the downlink signal for synchronization this time (ST101).
  • the first beam ID (ID00) is selected at the start of scanning.
  • BF weights are generated based on the determined beam IDs (ST 102).
  • the synchronization downlink signal generation unit 25 generates a synchronization downlink signal including the beam ID (ST103). Then, the downlink transmission signal for synchronization is transmitted to the user terminal 3 in the transmission antenna 21 and the transmission unit 23 (ST104).
  • the synchronization uplink signal processing section 26 receives the beam ID included in the synchronization uplink signal.
  • the beam ID is extracted as history information in the history information collection unit 31 and stored in the information storage unit 14 (ST106). Then, in the beam control unit 33, it is determined whether or not one scan has been completed, that is, whether or not transmission of all beam IDs has been completed (ST107).
  • the transmission schedule setting unit 32 generates transmission schedule information based on the history information stored in the information storage unit 14 (ST109).
  • the inter-base station communication unit 12 transmits transmission schedule information to the macro cell base station 2 (ST 110).
  • FIG. 10 is a flowchart showing the operation procedure of the small cell base station 1 during normal operation.
  • the beam control unit 33 determines the beam ID to be used for the transmission of the downlink signal for synchronization on the basis of the transmission schedule information (ST201).
  • the first beam ID of the first scan of the transmission schedule is selected.
  • BF weights are generated based on the determined beam IDs (ST 202).
  • the synchronization downlink signal generation unit 25 generates a synchronization downlink signal including the beam ID (ST203). Then, the transmission downlink signal is transmitted to the user terminal 3 in the transmission antenna 21 and the transmission unit 23 (ST 204).
  • the synchronization uplink signal processing section 26 receives the beam ID included in the synchronization uplink signal. Are extracted and stored in the information storage unit 14 as history information in the history information collection unit 31 (ST206). Then, in the beam control unit 33, it is determined whether or not one scan has been completed, that is, whether or not transmission with all beam IDs specified in the current scan has been completed (ST207).
  • the transmission schedule setting unit 32 updates the transmission schedule information based on the history information stored in the information storage unit 14 To do (ST 209).
  • the inter-base station communication section 12 transmits transmission schedule information to the macro cell base station 2 (ST 210).
  • FIG. 11 is a flowchart showing the operation procedure of the user terminal 3.
  • the transmission schedule information is stored in the information storage unit 44 (ST302).
  • the reception control section 62 determines whether or not it is the timing at which the downlink signal for synchronization is transmitted (ST 303). Here, if it is the timing when the synchronization downlink signal is transmitted (Yes in ST 303), the reception antenna 52 and the reception unit 54 are shifted to the signal observation state (ST 304).
  • the downlink signal processing section for synchronization 56 extracts a beam ID from the downlink signal for synchronization (ST 306).
  • the synchronization uplink signal generation unit 55 generates a synchronization uplink signal including the beam ID (ST 307).
  • the transmitting antenna 51 and the transmitting unit 53 transmit the uplink signal for synchronization to the small cell base station 1 (ST 308).
  • the signal observation state of the receiving antenna 52 and the receiving part 54 is cancelled
  • the transmission beam corresponding to the sector where the user terminal 3 is located in a low frequency range is thinned out. Since the downlink signal for synchronization is transmitted, it is possible to reduce unnecessary transmission by the transmission beam in the direction in which the user terminal 3 is not present. As a result, the waiting time until the user terminal 3 receives the synchronization downlink signal can be shortened, so that the time required for the initial connection can be shortened and the throughput can be improved. In addition, since the transmission beams to be thinned out are set based on the history information, the transmission beams can be reliably transmitted in the direction in which the user terminal 3 is present.
  • the entire cell is scanned a plurality of times for scanning, and the transmission beam is thinned out in each scan, so the number of transmission beams in one scan To reduce the time required for one scan.
  • the period in which the user terminal 3 located in each sector receives the synchronization downlink signal is shortened, and the number of user terminals 3 waiting for the synchronization downlink signal in the same sector is reduced. It is possible to reduce the probability that the timings of the synchronization uplink signals coincide with each other, and to reduce the interference of the synchronization uplink signals.
  • an offset may be added to the transmission timing of the uplink signal for synchronization to shift the transmission timing at the user terminals 3 located in the same sector.
  • the user terminal 3 may generate a random value and add a timing offset according to the random value.
  • an offset may be added to the transmission timing in accordance with the received power of the synchronization downlink signal. In this case, it is preferable to add an offset so that the user terminal 3 with high received power is transmitted in order.
  • a timing offset may be added according to the beam ID.
  • FIG. 12 is an explanatory view showing an example of history information according to a modification of the first embodiment.
  • the points not particularly mentioned here are the same as in the first embodiment.
  • the communication is disconnected, but when the obstacle passes through the radio wave propagation path , Can revive communication. Also, when the person carrying the user terminal 3 moves, when the user terminal 3 passes through the area which is in the shadow of the obstacle, the communication is cut off, but the user terminal 3 passes by the area which is in the shadow of the obstacle And communication can be resurrected.
  • transmission schedule information is generated based on the history information shown in FIG.
  • This history information represents the correlation between the beam ID at the time of disconnection of communication in the past and the beam ID at the time of resynchronization establishment (at the time of reconnection). Specifically, for each combination of the beam ID at the time of communication disconnection and the beam ID at the time of resynchronization establishment, it represents the number of times of successful resynchronization, and when this number is large, the beam ID at the time of communication disconnection and The correlation with the beam ID at the time of establishing synchronization is high.
  • the user terminal 3 when communication is disconnected due to movement of an obstacle, the user terminal 3 is located in the same sector at the time of communication disconnection and at the time of resynchronization establishment.
  • the ID matches the beam ID at the time of resynchronization establishment.
  • the sector in which the user terminal 3 is located on one side of the area which is the shadow of the obstacle The communication is disconnected when the user terminal 3 is located, and resynchronization is established when the user terminal 3 is located in the sector located on the other side of the area behind the obstacle.
  • transmission schedule information (see FIG. 7) which is basic based on the presence frequency information (user presence ratio in FIG. 5) regarding the frequency at which the user terminal 3 for each beam ID is located
  • the transmission schedule information is corrected based on the history information shown in FIG. Specifically, when there is a user terminal 3 whose communication has been disconnected, a beam ID for resynchronization establishment, which is highly correlated with the beam ID at the time of communication disconnection, is acquired based on the history information shown in FIG.
  • the transmission ID of the beam ID is preferentially transmitted, that is, the transmission schedule information is corrected so that the transmission frequency of the beam ID becomes high.
  • the user terminal 3 whose communication has been disconnected can receive the synchronization downlink signal transmitted from the small cell base station 1 at an early stage, so that the time required for reconnection after the communication disconnection can be shortened. .
  • FIG. 13 is an overall configuration diagram of a communication system according to a second embodiment.
  • the points not particularly mentioned here are the same as in the first embodiment.
  • beam control based on the transmission schedule is applied to the downlink control signal transmitted from the small cell base station 1 by the cellular mobile communication, especially the 5G (5th generation mobile communication system) wireless communication system,
  • beam control based on a transmission schedule is applied to a downlink control signal transmitted from an access point 101 (base station apparatus) based on a wireless LAN, in particular, a wireless communication scheme of WiGig (registered trademark).
  • the access point 101 communicates with the user terminal 102 (terminal device) using a high frequency band such as 60 GHz. Further, transmission beam forming control is performed by a plurality of antenna elements.
  • the access point 101 is connected to the Internet via the server 103.
  • the server 103 functions as a control server for transmission control of a wireless LAN and an edge server for storing content.
  • the structure which does not provide this server 103 is also possible.
  • the communication system of the first embodiment is combined with the communication system of the second embodiment so that the user terminal 102 can use the small cell base station 1 and the macro cell base station 2 and the access point 101.
  • the wireless LAN is used for traffic accommodation of the backhaul line of the high frequency band base station as well as traffic accommodation of the user terminal 102.
  • beam control is performed to cause beams to circulate in a time division manner in order to determine an optimal beam pattern. Therefore, the time required to start transmission and reception becomes long, and the optimal beam pattern varies depending on the position of the user terminal 102. Therefore, it is necessary to perform the determination process of the optimal beam pattern each time the user terminal 102 moves. Control time increases.
  • beam control (beam forming) is performed to control the transmission beam of the downlink signal transmitted from the access point 101 based on the transmission schedule, as in the first embodiment.
  • a sector sweep (SLS: Sector Level Sweep) for searching for the user terminal 102 which is the communication partner of the access point 101 is performed, and a downlink signal (control signal) for SLS transmitted from the access point 101 is performed. Then, beam control based on the transmission schedule is performed.
  • SLS Sector Level Sweep
  • FIG. 14 is a block diagram showing a schematic configuration of the access point 101 and the user terminal 102. As shown in FIG. 14
  • the access point 101 includes a wireless communication unit 111, a wired communication unit 112, a control unit 113, and an information storage unit 114.
  • the wireless communication unit 111 includes a transmitting antenna 121, a receiving antenna 122, a transmitting unit 123, a receiving unit 124, an SLS downlink signal generating unit 125, and an SLS uplink signal processing unit 126.
  • the wireless communication unit 111 includes a multi-element antenna for using the Massive-MIMO communication system, and beam forming using the multi-element antenna is performed, and transmission is performed.
  • the antenna 121 and the receiving antenna 122 are configured by multi-element antennas.
  • the SLS downlink signal generation unit 125 generates an SLS downlink signal including a sector ID.
  • the transmitting antenna 121 and the transmitting unit 123 transmit the SLS downlink signal generated by the SLS downlink signal generating unit 125 to the user terminal 102.
  • the receiving antenna 122 and the receiving unit 124 receive the uplink signal for SLS transmitted from the user terminal 102.
  • the SLS uplink signal processing unit 126 performs signal processing on the SLS uplink signal received by the receiving antenna 122 and the receiving unit 124.
  • the sector ID is extracted from the SLS uplink signal.
  • the wired communication unit 112 communicates with the server 103.
  • the auxiliary information transmitted from the server 103 is received.
  • the information storage unit 114 stores history information (sector ID extracted from the SLS uplink signal), transmission schedule information, a program executed by the control unit 113, and the like.
  • the control unit 113 includes a history information collection unit 131, a transmission schedule setting unit 132, and a beam control unit 133.
  • the control unit 113 is configured by a processor, and each unit of the control unit 113 is realized by causing the processor to execute a program stored in the information storage unit 114.
  • the history information collection unit 31 stores the sector ID extracted from the SLS uplink signal by the SLS uplink signal processing unit 126 in the information storage unit 114 as history information.
  • the transmission schedule setting unit 132 generates transmission schedule information based on the history information stored in the information storage unit 114. In the transmission schedule information, the presence or absence of transmission for each sector ID in each scan of one cycle of the transmission schedule is defined.
  • the beam control unit 133 controls, based on the transmission schedule information acquired by the transmission schedule setting unit 132, the transmission beam for transmitting the downlink signal for SLS. Specifically, the BF weight is generated to form a transmission beam corresponding to the sector ID specified to transmit the SLS downlink signal in the transmission schedule information.
  • the sector ID identifies the sector to be transmitted, but this sector indicates the arrival area of the transmission beam, and corresponds to the transmission beam. Therefore, the sector ID substantially corresponds to that of the first embodiment. Identical.
  • the user terminal 102 includes a wireless communication unit 141, a control unit 142, and an information storage unit 143.
  • the information storage unit 143 stores transmission schedule information, a program executed by the control unit 142, and the like.
  • the wireless communication unit 141 includes a transmitting antenna 151, a receiving antenna 152, a transmitting unit 153, a receiving unit 154, an SLS uplink signal generating unit 155, and an SLS downlink signal processing unit 156.
  • the receiving antenna 152 and the receiving unit 154 receive the SLS downlink signal transmitted from the access point 101.
  • the SLS downlink signal processing unit 156 performs signal processing on the SLS downlink signal received by the reception antenna 152 and the reception unit 154.
  • an SLS downlink signal having a maximum SNR (Signal to Noise Ratio, which represents the quality of radio waves) is detected from among a plurality of received SLS downlink signals, and the SLS downlink signal is detected.
  • the sector ID is extracted from the SLS downlink signal.
  • the SLS uplink signal generation unit 155 generates an SLS uplink signal including the sector ID and the SNR acquired by the SLS downlink signal processing unit 156.
  • the transmitting antenna 151 and the transmitting unit 153 transmit the SLS uplink signal generated by the SLS uplink signal generating unit 155.
  • the control unit 142 includes an SLS control unit 161 and a reception control unit 162.
  • the control unit 142 is configured by a processor, and each unit of the control unit 142 is realized by causing the processor to execute a program stored in the information storage unit 143.
  • the SLS control unit 161 performs control related to the sector sweep, and notifies control information necessary for the sector sweep to the SLS uplink signal generation unit 155 and the SLS downlink signal processing unit 156.
  • the reception control unit 162 controls the timing at which the reception antenna 152 and the reception unit 154 observe the downlink signal for SLS transmitted from the access point 101 based on the transmission schedule information. If the user terminal 102 can use the macrocell base station 2, transmission schedule information can be acquired from the access point 101 via the macrocell base station 2.
  • FIG. 15 is an overall configuration diagram of a communication system according to a third embodiment.
  • FIG. 16 is an explanatory view showing an example of the installation state of the first base station 201 and the second base station 202. As shown in FIG. The points not particularly mentioned here are the same as in the first embodiment.
  • transmission schedule control is applied to the control signal in the access line connecting the small cell base station 1 and the user terminal 3.
  • control in the backhaul line connecting the access line and the backbone line Transmission schedule control is applied to the signal.
  • the communication system includes a first base station 201 (lower base station apparatus) and a second base station 202 (base station apparatus).
  • the first base station 201 communicates with the user terminal 3 by a cellular mobile communication, in particular, a communication scheme using a high frequency band such as 5G.
  • the second base station 202 is an access point that communicates with the first base station 201 by a communication method using a high frequency band, such as a wireless LAN, in particular, WiGig (registered trademark), and is the Internet (upper communication network) Communication between the base station 201 and the first base station 201.
  • the wireless communication method between the first base station 201 and the user terminal 3 and the wireless communication method between the first base station 201 and the second base station 202 are limited to the example of this embodiment. It is not a thing.
  • the first base station 201 is installed at each of the bus stop BS and the traffic light TL.
  • the second base station 202 is installed on the wall surface of the building BD. In such a situation, it is difficult to connect the first base station 201 and the second base station 202 in a wired manner, so radio communication between the first base station 201 and the second base station 202 is possible. Communicate.
  • the transmission schedule information may be set so as to increase the transmission frequency of the transmission beam.
  • the embodiment has been described as an example of the technology disclosed in the present application.
  • the technology in the present disclosure is not limited to this, and can be applied to embodiments in which changes, replacements, additions, omissions, and the like have been made.
  • the beam ID or sector ID is added to the signal as beam identification information for identifying transmission beams different in direction, but the beam identification information is limited to the beam ID or sector ID Absent.
  • a plurality of types of synchronization in advance such as a primary synchronization signal (PSS: Primary Synchronization Signal), which is a downlink signal for synchronization used in cell search of the LTE communication scheme, and a secondary synchronization signal (SSS)
  • PSS Primary Synchronization Signal
  • SSS secondary synchronization signal
  • the transmit beam (channel) can be identified by preparing a signal and giving a different sequence to each transmit beam.
  • the BF weight can identify the transmission beam.
  • the signal to be subjected to transmission schedule control that is, all the terminal devices (user terminals 3, 102) located in the communication area of the base station device (small cell base station 1 or access point 101).
  • the signal to be subjected to transmission schedule control is not limited to this, for example, from the base station apparatus Notification signals to be transmitted to all the terminal devices to be transmitted may be subjected to transmission schedule control.
  • the transmission schedule setting unit 32 is provided in the small cell base station 1 and the transmission schedule setting unit 132 is provided in the access point 101.
  • the apparatus generates transmission schedule information in this manner.
  • the system operator may create transmission schedule information while looking at the history information.
  • the base station apparatus, the terminal apparatus, and the transmission control method according to the present invention can shorten the waiting time until the terminal apparatus receives a signal transmitted in a time division manner from the base station apparatus, and further, the terminal apparatus exists.
  • Base station apparatus a terminal apparatus for transmitting and receiving uplink signals and downlink signals to and from the base station apparatus, and a downlink signal common to a plurality of terminal apparatuses located in a cell in the base station apparatus, changing the direction of a transmission beam It is useful as a transmission control method etc. which transmits by time division.

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Abstract

【課題】基地局から時分割で送信される信号をユーザ端末が受信するまでの待ち時間を短縮し、さらに、ユーザ端末が存在する方向に送信ビームを確実に送信することができるようにする。 【解決手段】セルに在圏する複数のユーザ端末３に共通する下り信号を送信ビームの方向を変化させながら時分割で送信するスモールセル基地局１が、送信ビームの方向を変化させながら下り信号を時分割で送信する無線通信部１１と、過去における送信ビームの到達エリアであるセクタごとのユーザ端末の在圏の有無に関する履歴情報に基づいてユーザ端末が在圏する頻度が低いセクタに対応する送信ビームを間引くように、送信ビームの送信タイミングを規定した送信スケジュール情報を格納する情報格納部１４と、送信スケジュール情報に基づいて下り信号を送信する際の送信ビームを制御する制御部１３と、を備えるものとする。

Description

基地局装置、端末装置および送信制御方法
　本発明は、セルに在圏する端末装置や下位の基地局装置に共通する下り信号を、送信ビームの方向を変化させながら時分割で送信する基地局装置、基地局装置との間で上り信号および下り信号を送受信する端末装置、ならびに基地局装置においてセルに在圏する複数の端末装置に共通する下り信号を送信ビームの方向を変化させながら時分割で送信する送信制御方法に関するものである。
　５Ｇ（第５世代移動通信システム）では、多素子アンテナを利用したＭａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）の適用が検討されている。このＭａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯの機能を十分に発揮させるには、ユーザ端末が接続先となる最適な基地局を探索するセルサーチのために、基地局から送信される同期用の制御信号に、データ信号と同様にビームフォーミングを適用することが望まれる。このようにすると、同期用の制御信号の到達距離をデータ信号と同様に伸ばすことができるため、データ信号の通信エリア内にユーザ端末が入っても同期用の制御信号を受信できないためにデータ信号の通信エリアを有効利用できないという不都合を避けることができる。
　このような同期用の制御信号の送信にビームフォーミングを適用する技術として、従来、基地局から同期用の制御信号を送信する際に、送信ビームを周回させる、すなわち、送信ビームの方向を段階的に変化させながら、同期用の制御信号を時分割で送信する技術が知られている（特許文献１参照）。
国際公開第２０１５／０２５８３９号
　しかしながら、前記従来の技術のように、送信ビームを周回させて同期用の制御信号を時分割で送信する場合、セルの全体に同期用の制御信号を送信する１回の走査に要する時間が長くなる。このため、同期用の制御信号をユーザ端末が受信するまでの待ち時間が長くなり、これに応じて、同期の獲得に要する時間が長くなることから、ユーザデータの通信時間が短くなってスループットが低下するという問題があった。
　また、このような問題を解決するため、前記従来の技術では、ビームの周波数多重化および空間多重化により処理の負荷を軽減する方法が採用されているが、制御チャネルに使用するリソースが増え、スループットが低下するという問題がある。また、前記従来の技術では、ビーム幅を段階的に調整しながら走査することで、処理の負荷を軽減する方法が採用されているが、ビーム幅によりビームの到達距離が変化する、又はユーザ端末は移動することから、必ずしもユーザ端末が存在する適切な方向に送信ビームを調整できるとは限らないという問題がある。
　そこで、本発明は、基地局装置から時分割で送信される信号を端末装置が受信するまでの待ち時間を短縮することができ、さらに、端末装置が存在する方向に送信ビームを確実に送信することができる基地局装置、端末装置および送信制御方法を提供することを主な目的とする。
　本発明の基地局装置は、通信エリアに在圏する複数の端末装置に、その複数の端末装置に共通する下り信号を、送信ビームの方向を変化させながら時分割で送信する基地局装置であって、前記送信ビームの方向を変化させながら前記下り信号を時分割で送信する無線通信部と、過去における前記送信ビームの到達エリアであるセクタごとの前記端末装置の在圏の有無に関する履歴情報に基づいて前記端末装置が在圏する頻度が低い前記セクタに対応する前記送信ビームを間引くように、前記送信ビームの送信タイミングを規定した送信スケジュール情報を格納する情報格納部と、前記送信スケジュール情報に基づいて、前記下り信号を送信する際の送信ビームを制御する制御部と、を備える構成とする。
　また、本発明の端末装置は、基地局装置との間で上り信号および下り信号を送受信する端末装置であって、前記基地局装置から送信される前記下り信号を受信する受信部と、前記下り信号の受信に応じて、前記基地局装置に前記上り信号を送信する送信部と、前記基地局装置での前記下り信号の送信タイミングに関する送信スケジュール情報を格納する情報格納部と、前記送信スケジュール情報に基づいて、前記受信部において前記下り信号を観測するタイミングを制御する制御部と、を備える構成とする。
　また、本発明の送信制御方法は、基地局装置において、通信エリアに在圏する複数の端末装置に、その複数の端末装置に共通する下り信号を、送信ビームの方向を変化させながら時分割で送信する送信制御方法であって、過去における前記送信ビームの到達エリアであるセクタごとの前記端末装置の在圏の有無に関する履歴情報を収集し、前記履歴情報に基づいて、前記端末装置が在圏する頻度が低い前記セクタに対応する前記送信ビームを間引くように、前記送信ビームの送信タイミングを規定した送信スケジュール情報を生成し、前記送信スケジュール情報に基づいて、前記下り信号を送信する際の送信ビームを制御する構成とする。
　本発明によれば、通信エリアに在圏する端末装置に下り信号を送信する際に、端末装置が在圏する頻度が低いセクタに対応する送信ビームを間引いて下り信号を送信するため、端末装置が存在しない方向の送信ビームによる無駄な送信を低減することができ、これにより下り信号を端末装置が受信するまでの待ち時間を短縮することができる。また、間引かれる送信ビームは履歴情報に基づいて設定されるため、端末装置が存在する方向に送信ビームを確実に送信することができる。
第１実施形態に係る通信システムの全体構成図 スモールセル基地局１で行われるビーム制御の状況を示す説明図 スモールセル基地局１の設置状況の一例を示す説明図 スモールセル基地局１、マクロセル基地局２およびユーザ端末３の動作の概要を示すシーケンス図 スモールセル基地局１で収集される履歴情報の一例を示す説明図 各セクタでのユーザ端末３の在圏状況の一例を示す説明図 スモールセル基地局１で生成される送信スケジュール情報の一例を示す説明図 スモールセル基地局１およびユーザ端末３の概略構成を示すブロック図 スモールセル基地局１のシステム導入時の動作手順を示すフロー図 スモールセル基地局１の通常運用時の動作手順を示すフロー図 ユーザ端末３の動作手順を示すフロー図 第１実施形態の変形例に係る履歴情報の一例を示す説明図 第２実施形態に係る通信システムの全体構成図 アクセスポイント１０１およびユーザ端末１０２の概略構成を示すブロック図 第３実施形態に係る通信システムの全体構成図 第１の基地局２０１および第２の基地局２０２の設置状況の一例を示す説明図
　前記課題を解決するためになされた第１の発明は、通信エリアに在圏する複数の端末装置に、その複数の端末装置に共通する下り信号を、送信ビームの方向を変化させながら時分割で送信する基地局装置であって、前記送信ビームの方向を変化させながら前記下り信号を時分割で送信する無線通信部と、過去における前記送信ビームの到達エリアであるセクタごとの前記端末装置の在圏の有無に関する履歴情報に基づいて前記端末装置が在圏する頻度が低い前記セクタに対応する前記送信ビームを間引くように、前記送信ビームの送信タイミングを規定した送信スケジュール情報を格納する情報格納部と、前記送信スケジュール情報に基づいて、前記下り信号を送信する際の送信ビームを制御する制御部と、を備える構成とする。
　これによると、通信エリアに在圏する端末装置に下り信号を送信する際に、端末装置が在圏する頻度が低いセクタに対応する送信ビームを間引いて下り信号を送信するため、端末装置が存在しない方向の送信ビームによる無駄な送信を低減することができ、これにより下り信号を端末装置が受信するまでの待ち時間を短縮することができる。また、間引かれる送信ビームは履歴情報に基づいて設定されるため、端末装置が存在する方向に送信ビームを確実に送信することができる。
　また、第２の発明は、前記送信スケジュール情報は、前記端末装置が在圏する頻度が高い前記セクタでは、そのセクタを対象とした前記送信ビームの送信頻度が高くなり、前記端末装置が在圏する頻度が低い前記セクタでは、そのセクタを対象とした前記送信ビームの送信頻度が低くなるように設定されている構成とする。
　これによると、端末装置が在圏する頻度が高いセクタでは、そのセクタを対象とした送信ビームの送信頻度が高くなるため、端末装置が下り信号を受信する周期が短くなり、同一のセクタで下り信号を待つ端末装置が少なくなることから、端末装置から送信される上り信号のタイミングが一致する確率が低くなり、上り信号の干渉を低減することができる。
　また、第３の発明は、前記送信スケジュール情報は、送信スケジュールの１周期の間に、前記通信エリアの全体を対象にした走査を複数回行うとともに、少なくとも１回の走査で、全ての前記セクタを対象にして前記送信ビームを送信するように設定されている構成とする。
　これによると、送信スケジュールの１周期の間に、通信エリアに在圏する全ての端末装置が下り信号を確実に受信することができる。
　また、第４の発明は、前記無線通信部は、前記送信ビームを識別するビームＩＤを含む前記下り信号を送信するとともに、前記端末装置で受信した前記下り信号から抽出された前記ビームＩＤを含む前記上り信号を前記端末装置から受信し、前記制御部は、前記上り信号から抽出された前記ビームＩＤを前記履歴情報として前記情報格納部に格納する構成とする。
　これによると、ビームＩＤを含む下り信号および上り信号の送受信により、ビームＩＤを端末装置から基地局装置にフィードバックすることで、端末装置が在圏するセクタに関する履歴情報を効率よく収集することができる。
　また、第５の発明は、前記制御部は、システム導入時には、所定の収集期間において前記情報格納部に格納された前記履歴情報に基づいて、初期の前記送信スケジュール情報を生成し、通常運用時には、所定のタイミングで前記情報格納部に格納された前記履歴情報に基づいて、前記送信スケジュール情報を定期的に更新する構成とする。
　これによると、送信スケジュール情報が定期的に更新されるため、セクタごとの端末装置の在圏状況に変化があっても、送信スケジュール情報を適切な状態に維持することができる。
　また、第６の発明は、前記送信スケジュール情報は、送信スケジュールの１周期の間に、前記通信エリアの全体を対象にした走査を複数回行うとともに、少なくとも１回の走査で、全ての前記セクタを対象にして前記送信ビームを送信するように設定され、前記制御部は、前記通常運用時に、前記送信スケジュールの１周期ごとに前記送信スケジュール情報を更新する構成とする。
　これによると、送信スケジュールの１周期の間に、全てのセクタに在圏する端末装置が下り信号を少なくとも１回受信することができるため、送信スケジュール情報を最適な状態に維持することができる。
　また、第７の発明は、前記下り信号および前記上り信号は、前記端末装置が通信エリア内に移動した際に行われる初期接続時に送受信される制御信号である構成とする。
　これによると、初期接続に要する時間を短縮することができる。
　また、第８の発明は、前記下り信号および前記上り信号は、通信切断後の再接続時に送受信される制御信号である構成とする。
　これによると、通信切断後の再接続に要する時間を短縮することができる。
　また、第９の発明は、前記送信スケジュール情報は、過去における通信切断時のセクタと再接続時のセクタとの相関関係を表す履歴情報に基づいて、通信切断時に端末装置が在圏するセクタと相関性の高いセクタに対応する送信ビームの送信頻度が高くなるように設定されている構成とする。
　これによると、通信が切断した端末装置において、基地局装置から送信される下り御信号を早期に受信することができるため、再接続に要する時間をより一層短縮することができる。
　また、第１０の発明は、通信エリアに在圏する複数の下位の基地局装置に、その複数の下位の基地局装置に共通する下り信号を、送信ビームの方向を変化させながら時分割で送信する基地局装置であって、前記送信ビームの方向を変化させながら前記下り信号を時分割で送信する無線通信部と、過去における前記送信ビームの到達エリアであるセクタごとの前記下位の基地局装置の在圏の有無に関する履歴情報に基づいて前記下位の基地局装置が在圏する頻度が低い前記セクタに対応する前記送信ビームを間引くように、前記送信ビームの送信タイミングを規定した送信スケジュール情報を格納する情報格納部と、前記送信スケジュール情報に基づいて、前記下り信号を送信する際の送信ビームを制御する制御部と、を備える構成とする。
　これによると、基地局装置から時分割で送信される下り信号を下位の基地局装置が受信するまでの待ち時間を短縮することができ、さらに、下位の基地局装置が存在する方向に送信ビームを確実に送信することができる。
　また、第１１の発明は、基地局装置との間で上り信号および下り信号を送受信する端末装置であって、前記基地局装置から送信される前記下り信号を受信する受信部と、前記下り信号の受信に応じて、前記基地局装置に前記上り信号を送信する送信部と、前記基地局装置での前記下り信号の送信タイミングに関する送信スケジュール情報を格納する情報格納部と、前記送信スケジュール情報に基づいて、前記受信部において前記下り信号を観測するタイミングを制御する制御部と、を備える構成とする。
　これによると、基地局装置から下り信号が送信されるタイミングで、受信部に下り信号を観測させることができるため、受信部に無駄な受信動作を行わせずに済み、基地局装置からの下り信号を効率よく受信することができる。この場合、基地局装置が保持する送信スケジュール情報を、基地局装置と接続された上位装置を介して端末装置が取得するようにするとよい。
　また、第１２の発明は、基地局装置において、通信エリアに在圏する複数の端末装置に、その複数の端末装置に共通する下り信号を、送信ビームの方向を変化させながら時分割で送信する送信制御方法であって、過去における前記送信ビームの到達エリアであるセクタごとの前記端末装置の在圏の有無に関する履歴情報を収集し、前記履歴情報に基づいて、前記端末装置が在圏する頻度が低い前記セクタに対応する前記送信ビームを間引くように、前記送信ビームの送信タイミングを規定した送信スケジュール情報を生成し、前記送信スケジュール情報に基づいて、前記下り信号を送信する際の送信ビームを制御する構成とする。
　これによると、第１の発明と同様に、基地局装置から時分割で送信される下り信号を端末装置が受信するまでの待ち時間を短縮することができ、さらに、端末装置が存在する方向に送信ビームを確実に送信することができる。
　以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
（第１実施形態）
　図１は、第１実施形態に係る通信システムの全体構成図である。
　この通信システムは、スモールセル基地局１（基地局装置）と、マクロセル基地局２と、ユーザ端末３（端末装置）と、制御局４と、を備えている。
　スモールセル基地局１は、セルラー移動通信のうち、５Ｇ（第５世代移動通信システム）のように、高ＳＨＦ帯（周波数：６ＧＨｚ～３０ＧＨｚ）、またはＥＨＦ帯（周波数：主に３０ＧＨｚ～６０ＧＨｚ）などの高周波数帯を利用した無線通信を行うものであり、セル半径が例えば１０ｍ～３ｋｍ程度となる。このスモールセル基地局１は、Ｍａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯの通信方式を利用するための多素子アンテナ５を備えており、この多素子アンテナ５を利用したビームフォーミングが行われる。
　マクロセル基地局２は、セルラー移動通信のうち、ＬＴＥ（Long Term Evolution）のように、ＵＨＦ帯（周波数：３００ＭＨｚ～３ＧＨｚ）を利用した無線通信を行うものであり、スモールセル基地局１より信号の伝播距離が長く、セル半径が例えば１ｋｍ～２５ｋｍ程度となる。
　スモールセル基地局１は、マクロセル基地局２のセル（マクロセル）内に複数設置され、スモールセル基地局１のセル（スモールセル）とマクロセル基地局２のセルとが重なり合う。また、スモールセル基地局１は、ユーザデータを伝送するためのユーザプレーン（Ｕ－Ｐｌａｎｅ）の基地局となり、マクロセル基地局２は、制御信号を伝送するための制御プレーン（Ｃ－Ｐｌａｎｅ）の基地局となる。
　ユーザ端末３は、スマートフォン、タブレット端末、ウェアラブル端末、ＰＣなどであり、スモールセル基地局１およびマクロセル基地局２の双方と通信を行うことができる。
　制御局４は、ネットワーク制御を扱うコントロールプレーンのアクセスゲートウェイとして機能するＭＭＥ（Mobility Management Entity）、ユーザデータのユーザプレーンを扱うゲートウェイとして機能するＳ－ＧＷ（Serving Gateway）、送受信信号の管理や回線接続やハンドオーバーの制御を行うＲＮＣ（Radio Network Controller）など、マクロセル基地局２の上位ノードとして機能するものであり、マクロセル基地局２が制御局４を介してインターネットに接続される。
　次に、スモールセル基地局１で行われるビーム制御について説明する。図２は、スモールセル基地局１で行われるビーム制御の状況を示す説明図である。
　ユーザ端末３では、スモールセル基地局１と通信を行う場合に、自装置が在圏しているセル（通信エリア）を探索して同期を確立するセルサーチが行われる。このセルサーチでは、スモールセル基地局１から一定時間間隔で送信される同期用下り信号（制御信号）を受信し、この同期用下り信号に基づいて、同期チャネルを捕捉し、周波数同期およびタイミング同期を行い、在圏セルを確定する。そして、スモールセル基地局１に同期用上り信号（ＲＡＣＨプリアンブル）を送信して、スモールセル基地局１にユーザ端末３の在圏を通知することで、通信用リソースが確保されて、ユーザデータの送受信が開始される。
　ここで、本実施形態では、スモールセル基地局１において、同期用下り信号の送信にビームフォーミングを適用し、指向性を有する送信ビームで下り信号を送信するようにしており、これにより同期用下り信号の到達距離を伸ばすことができる。一方、同期用下り信号は、セルに在圏する全てのユーザ端末３で受信できるようにする必要がある。そこで、送信ビームの方向を変化させながら下り信号を時分割で送信する。
　このとき、図２に示すように、送信ビームを周回させる、すなわち、ビーム角度が所定の角度ずつずれた送信ビームを順次形成して同期用下り信号を送信することが考えられる。図２に示す例では、ＩＤ００～ＩＤ３１の各ビームＩＤの送信ビームを順次形成するようにしている。
　このように、送信ビームの方向を段階的に変化させることで、スモールセル基地局１を中心にして一定の角度でセルを分割した扇形状のセクタの各々に在圏するユーザ端末３に同期用下り信号を送信することができ、送信ビームが１周することで、スモールセル基地局１のセルに在圏する全てのユーザ端末３に同期用下り信号を送信することができる。
　ところが、スモールセル基地局１のセル内にユーザ端末３が均一に存在せず、ユーザ端末３が在圏するセクタとユーザ端末３が在圏しないセクタとがあり、ユーザ端末３が在圏しないセクタに向けた送信ビームは、ユーザ端末３により利用されることがなく、無駄になる。
　次に、スモールセル基地局１の設置状況について説明する。図３は、スモールセル基地局１の設置状況の一例を示す説明図である。
　図３（Ａ）に示す例では、会議室の壁面にスモールセル基地局１が設置されている。また、会議室には、会議机ＣＴ、書棚ＳＬ、ソファーＳＦおよび観葉植物ＨＰが設置されている。このような会議室では、ユーザ端末３を所持した人物は、会議机ＣＴやソファーＳＦの周辺に滞在し、書棚ＳＬや観葉植物ＨＰの周辺にはあまり滞在しない。このため、スモールセル基地局１から送信される送信ビームのうち、会議机ＣＴやソファーＳＦが存在する方向の送信ビームはユーザ端末３で頻繁に利用されるが、書棚ＳＬや観葉植物ＨＰが存在する方向の送信ビームはユーザ端末３でほとんど利用されない。
　図３（Ｂ）に示す例では、道路Ｒに沿って設置された建造物ＢＤにスモールセル基地局１が設置され、建造物ＢＤの壁面に多素子アンテナ５が設置されている。ユーザ端末３を所持した人物は歩道ＳＷを通行するため、ユーザ端末３はほとんど歩道ＳＷ上に位置する。このため、スモールセル基地局１から送信される送信ビームのうち、歩道ＳＷの方向の送信ビームはユーザ端末３で頻繁に利用されるが、車道ＲＷの方向の送信ビームはユーザ端末３でほとんど利用されない。
　このように、スモールセル基地局１の周囲にはユーザ端末３が均一に存在せず、スモールセル基地局１の周辺の状況に応じて、ユーザ端末３が多く存在するエリアとユーザ端末３があまり存在しないエリアとがあり、ユーザ端末３が一部のエリアに偏在している。このため、スモールセル基地局１の送信ビームの利用率は、送信ビームの方向に応じて大きく異なる。また、ユーザ端末３が多く存在するエリアは頻繁に変化することはなく、送信ビームの各方向の利用率も頻繁に変化しない。
　そこで、本実施形態では、所要の期間において、送信ビームの方向に応じた利用状況を調査し、送信ビームが頻繁に利用される方向、すなわち、ユーザ端末３が存在する頻度が高い方向の送信ビームは送信頻度を高く設定し、送信ビームがあまり利用されない方向、すなわち、ユーザ端末３が存在する頻度が低い方向の送信ビームは送信頻度を低く設定する。
　図３（Ａ）に示す例では、会議机ＣＴやソファーＳＦが存在する方向の送信ビームの送信頻度を高く設定し、書棚ＳＬや観葉植物ＨＰが存在する方向の送信ビームの送信頻度を低く設定する。
　次に、スモールセル基地局１、マクロセル基地局２およびユーザ端末３の動作の概要について説明する。図４は、スモールセル基地局１、マクロセル基地局２およびユーザ端末３の動作の概要を示すシーケンス図である。
　本実施形態では、まず、同期用下り信号の送信に使用する送信ビームを識別するビームＩＤを含む同期用下り信号をスモールセル基地局１からユーザ端末３に送信する。ユーザ端末３では、同期用下り信号を受信すると、その同期用下り信号からビームＩＤを抽出して、そのビームＩＤを含む同期用上り信号（ＲＡＣＨプリアンブル）をスモールセル基地局１に送信する。スモールセル基地局１では、同期用上り信号を受信すると、その同期用上り信号からビームＩＤを抽出して、そのビームＩＤを格納する。
　このように本実施形態では、スモールセル基地局１とユーザ端末３との間で、ビームＩＤを含む同期用下り信号および同期用上り信号を送受信し、このとき、送信ビームの方向に対応するセクタに在圏するユーザ端末３が同期用下り信号を受信できるため、スモールセル基地局１で同期用上り信号から抽出されたビームＩＤは、ユーザ端末３が在圏するセクタに対応するものとなる。このようにビームＩＤをユーザ端末３からスモールセル基地局１にフィードバックすることで、ユーザ端末３が在圏するセクタに関する履歴情報を効率よく収集することができる。
　また、本実施形態では、スモールセル基地局１において、ユーザ端末３が在圏するセクタに関する履歴情報が収集されると、その履歴情報に基づいて、セクタの各々を対象とした送信ビームの送信タイミングを規定した送信スケジュール情報を生成して、その送信スケジュール情報に基づいて、同期用下り信号を送信する際の送信ビームを制御するビーム制御が行われる。
　また、本実施形態では、システム導入時の初期の収集期間（学習フェーズ）において、ビームＩＤを含む下り信号および上り信号の送受信により、ユーザ端末３が在圏するセクタに関する履歴情報を収集して、その履歴情報に基づいて初期の送信スケジュール情報を生成する。この初期の収集期間では、送信ビームを１周させる、すなわち、全てのビームＩＤの送信ビームを送信する。これにより、全てのセクタにおけるユーザ端末３の在圏状況を把握することができる。
　また、通常運用時には、送信スケジュール情報に基づくビーム制御が行われ、このとき、ビームＩＤを含む下り信号および上り信号の送受信により、ユーザ端末３が在圏するセクタに関する履歴情報を収集して、その履歴情報に基づいて送信スケジュール情報を更新する。この送信スケジュール情報の更新は、送信スケジュールの１周期ごとに実施される。
　また、本実施形態では、スモールセル基地局１で生成した送信スケジュール情報が、マクロセル基地局２を経由してユーザ端末３に通知される。ユーザ端末３では、送信スケジュール情報に基づいて、スモールセル基地局１から送信される同期用下り信号を観測するタイミングを制御する。なお、送信スケジュール情報の通知は、ユーザ端末３において同期用下り信号を効率よく受信するために行われるものであり、必須ではない。
　次に、スモールセル基地局１で収集される履歴情報について説明する。図５は、スモールセル基地局１で収集される履歴情報の一例を示す説明図である。図６は、各セクタでのユーザ端末３の在圏状況の一例を示す説明図である。
　本実施形態では、スモールセル基地局１とユーザ端末３との間で、ビームＩＤを含む同期用下り信号および同期用上り信号を送受信して、ビームＩＤをユーザ端末３からスモールセル基地局１にフィードバックすることで、ビームＩＤに対応するセクタごとのユーザ端末３の在圏の有無を把握することができる。そして、送信ビームを１周させる１回の走査で、全てのビームＩＤに対応するセクタごとのユーザ端末３の在圏の有無を把握することができる。
　図５に示す例では、図６（Ａ）に示すように、１回目（＃１）の走査で、ＩＤ０７，ＩＤ０８，ＩＤ２６，ＩＤ２７の各ビームＩＤに対応するセクタにユーザ端末３が在圏し、図６（Ｂ）に示すように、２回目（＃２）の走査で、ＩＤ０７～ＩＤ０９，ＩＤ１８，ＩＤ２５～ＩＤ２８の各ビームＩＤに対応するセクタにユーザ端末３が在圏し、図６（Ｃ）に示すように、３回目（＃３）の走査で、ＩＤ０５，ＩＤ０７，ＩＤ０８，ＩＤ１８，ＩＤ２６の各ビームＩＤに対応するセクタにユーザ端末３が在圏している。
　本実施形態では、このような走査を所要の回数だけ繰り返し、各回の走査においてユーザ端末３が在圏したビームＩＤに関する履歴情報を収集する。そして、複数回の走査においてユーザ端末３が在圏した回数をビームＩＤごとに求め、走査の総回数に対するユーザ端末３が在圏した回数の割合であるユーザ在圏割合をビームＩＤごとに求める。このユーザ在圏割合は、ビームＩＤごとのユーザ端末３が在圏する頻度に関する在圏頻度情報であり、この情報により、各ビームＩＤに対応するセクタの各々に、ユーザ端末３がどの程度在圏していたかを把握することができる。
　次に、スモールセル基地局１で生成される送信スケジュール情報について説明する。図７は、スモールセル基地局１で生成される送信スケジュール情報の一例を示す説明図である。なお、図７は、送信スケジュールの１周期分を示している。
　送信スケジュール情報は、同期用下り信号の送信ビームを送信するタイミングをビームＩＤごとに規定するものである。この送信スケジュール情報では、送信スケジュールの１周期（単位期間）の間に、セルの全体を対象にした走査を複数回実施するように設定されている。図７に示す例では、送信スケジュールの１周期で、１回目（＃１）からＮ回目（＃Ｎ）までの走査が行われ、通常運用時には、この送信スケジュールの周期が繰り返される。
　また、この送信スケジュール情報は、最後のＮ回目（＃Ｎ）の走査を除く各回（＃１～＃Ｎ－１）の走査において、一部のビームＩＤを間引いて送信ビームを送信するように設定されており、１回の走査において、送信ビームを送信するビームＩＤと、送信ビームを送信しないビームＩＤとがある。一方、最後のＮ回目（＃Ｎ）の走査では、全てのビームＩＤで送信ビームを送信するように設定されている。
　なお、送信スケジュールの１周期の間に、少なくとも１回の走査において、全てのビームＩＤで送信ビームを送信するようにすればよく、全てのビームＩＤで送信ビームを送信するタイミングは、図７に示すように、最後の走査に限定されるものではない。
　また、この送信スケジュール情報は、過去の複数回の走査で収集された履歴情報から得られる在圏頻度情報（図５のユーザ在圏割合）、すなわち、ビームＩＤに対応するセクタごとのユーザ端末３が在圏する頻度に関する情報に基づいて生成され、ビームＩＤごとに、ユーザ端末３が在圏する頻度に応じて、送信ビームの送信頻度が設定されている。具体的には、ユーザ端末３が在圏する頻度が高いセクタでは、送信ビームの送信頻度が高くなる、すなわち、送信周期が短くなり、ユーザ端末３が在圏する頻度が低いセクタでは、送信ビームの送信頻度が低くなる、すなわち、送信周期が長くなるように設定されている。
　例えば、ユーザ在圏割合（走査の総回数に対するユーザ端末３が在圏した回数の割合）が１００％のビームＩＤでは、各回の走査の全てで送信ビームを送信し、ユーザ在圏割合が５０％のビームＩＤでは、２回に１回の割合で送信ビームを送信する。
　次に、スモールセル基地局１およびユーザ端末３の概略構成について説明する。図８は、スモールセル基地局１およびユーザ端末３の概略構成を示すブロック図である。
　スモールセル基地局１は、無線通信部１１と、基地局間通信部１２と、制御部１３と、情報格納部１４と、を備えている。
　基地局間通信部１２は、マクロセル基地局２との間で通信を行う。本実施形態では、送信スケジュール情報を基地局間通信部１２からマクロセル基地局２に送信する。また、マクロセル基地局２から送信される補助情報を基地局間通信部１２で受信する。
　情報格納部１４は、履歴情報、送信スケジュール情報、および制御部１３で実行されるプログラムなどを格納する。
　無線通信部１１は、送信アンテナ２１と、受信アンテナ２２と、送信部２３と、受信部２４と、同期用下り信号生成部２５と、同期用上り信号処理部２６と、を備えている。送信アンテナ２１および受信アンテナ２２は、多素子アンテナ５で構成される。
　同期用下り信号生成部２５は、ビームＩＤを含む同期用下り信号を生成する。送信アンテナ２１および送信部２３は、同期用下り信号生成部２５で生成した同期用下り信号をユーザ端末３に送信する。受信アンテナ２２および受信部２４は、ユーザ端末３から送信される同期用上り信号（ＲＡＣＨプリアンブル）を受信する。同期用上り信号処理部２６は、受信アンテナ２２および受信部２４で受信した同期用上り信号（ＲＡＣＨプリアンブル）に対する信号処理を行う。本実施形態では、同期用上り信号からビームＩＤを抽出する。
　制御部１３は、履歴情報収集部３１と、送信スケジュール設定部３２と、ビーム制御部３３と、を備えている。この制御部１３はプロセッサで構成され、制御部１３の各部は、情報格納部１４に記憶されたプログラムをプロセッサに実行させることで実現される。
　履歴情報収集部３１は、同期用上り信号処理部２６で同期用上り信号から抽出されたビームＩＤを履歴情報として情報格納部１４に格納する。
　送信スケジュール設定部３２は、情報格納部１４に格納された履歴情報（図５参照）に基づいて、送信スケジュール情報（図７参照）を生成する。この送信スケジュール情報では、送信スケジュールの１周期の各回の走査におけるビームＩＤごとの送信の有無が規定されている。
　ビーム制御部３３は、送信スケジュール設定部３２で取得した送信スケジュール情報に基づいて、同期用下り信号を送信する送信ビームを制御するビーム制御（ビームフォーミング）を行う。具体的には、送信スケジュール情報において同期用下り信号を送信するように規定されたビームＩＤに対応する送信ビームを形成するためのＢＦウェイト（ビームフォーミングウェイト）を生成する。
　また、このビーム制御部３３は、マクロセル基地局２から取得した補助情報（ビーム幅、切り替え間隔等）に基づいてビーム制御を行う。なお、この補助情報は、マクロセル基地局２から通知されるものではなく、スモールセル基地局１自身がシステムパラメータとして保持しているものとしてもよい。
　ユーザ端末３は、スモールセル通信部４１と、マクロセル通信部４２と、制御部４３と、情報格納部４４と、を備えている。
　マクロセル通信部４２は、マクロセル基地局２との間で通信を行う。本実施形態では、マクロセル基地局２から送信される補助情報および送信スケジュール情報をマクロセル通信部４２で受信する。
　情報格納部４４は、補助情報、送信スケジュール情報、および制御部４３で実行されるプログラムなどを格納する。
　スモールセル通信部４１は、スモールセル基地局１との間で通信を行うものであり、送信アンテナ５１と、受信アンテナ５２と、送信部５３と、受信部５４と、同期用上り信号生成部５５と、同期用下り信号処理部５６と、を備えている。
　受信アンテナ５２および受信部５４は、スモールセル基地局１から送信される同期用下り信号を受信する。
　同期用下り信号処理部５６は、受信アンテナ５２および受信部５４で受信した同期用下り信号の信号処理を行う。具体的には、同期用下り信号のフレームタイミングを検出して同期処理を行う。また、同期用下り信号からセルＩＤ（同期用下り信号の送信元のスモールセル基地局１のＩＤ）、およびビームＩＤ（スモールセル基地局１から同期用下り信号を送信したときのビームＩＤ）を抽出する。また、同期用下り信号処理部５６は、同期用下り信号の受信電力を測定する。
　同期用上り信号生成部５５は、同期用下り信号処理部５６で取得したビームＩＤを含む同期用上り信号（ＲＡＣＨプリアンブル）を生成する。このとき、セルＩＤおよびビームＩＤの両方、または、ビームＩＤのみから、ＲＡＣＨプリアンブルの系列を生成する。また、同期用下り信号の受信電力から、同期用上り信号の送信電力を決定する。
　送信アンテナ５１および送信部５３は、同期用上り信号生成部５５で生成した同期用上り信号（ＲＡＣＨプリアンブル）をスモールセル基地局１に送信する。
　制御部４３は、セルサーチ制御部６１と、受信制御部６２と、を備えている。この制御部４３はプロセッサで構成され、制御部４３の各部は、情報格納部４４に記憶されたプログラムをプロセッサに実行させることで実現される。
　セルサーチ制御部６１は、接続先となる最適なスモールセル基地局１を探索するセルサーチに関する制御を行い、セルサーチに必要な制御情報を同期用上り信号生成部５５および同期用下り信号処理部５６に通知する。
　受信制御部６２は、マクロセル基地局２を介してスモールセル基地局１から取得した送信スケジュール情報に基づいて、スモールセル基地局１から送信される同期用下り信号を受信アンテナ５２および受信部５４で観測するタイミングを制御する。具体的には、自装置が在圏するセクタを対象とした送信ビームでスモールセル基地局１から同期用下り信号が送信されるタイミングで、受信アンテナ５２および受信部５４を信号観測状態とする。これにより、受信アンテナ５２および受信部５４に無駄な受信動作を行わせずに済み、スモールセル基地局１からの同期用下り信号を効率よく受信することができる。
　次に、スモールセル基地局１のシステム導入時の動作について説明する。図９は、スモールセル基地局１のシステム導入時の動作手順を示すフロー図である。
　スモールセル基地局１でのシステム導入時には、まず、ビーム制御部３３において、今回の同期用下り信号の送信で利用するビームＩＤを決定する（ＳＴ１０１）。このとき、走査の開始時には最初のビームＩＤ（ＩＤ００）を選択する。次に、決定されたビームＩＤに基づいてＢＦウェイトを生成する（ＳＴ１０２）。次に、同期用下り信号生成部２５において、ビームＩＤを含む同期用下り信号を生成する（ＳＴ１０３）。そして、送信アンテナ２１および送信部２３において、同期用下り信号をユーザ端末３に送信する（ＳＴ１０４）。
　次に、受信アンテナ２２および受信部２４において、ユーザ端末３から送信される同期用上り信号を受信すると（ＳＴ１０５でＹｅｓ）、同期用上り信号処理部２６において、同期用上り信号に含まれるビームＩＤを抽出し、履歴情報収集部３１において、ビームＩＤを履歴情報として情報格納部１４に格納する（ＳＴ１０６）。そして、ビーム制御部３３において、１回の走査が終了したか否か、すなわち、全てのビームＩＤでの送信が終了したか否かを判定する（ＳＴ１０７）。
　ここで、１回の走査が終了していない場合には（ＳＴ１０７でＮｏ）、次のビームＩＤを選択して（ＳＴ１０１）、そのビームＩＤに関する動作（ＳＴ１０２～１０６）を繰り返す。
　そして、１回の走査が終了した場合には（ＳＴ１０７でＹｅｓ）、次に、所定の収集期間（例えば１週間）が経過したかを判定する（ＳＴ１０８）。ここで、所定の収集期間が経過していない場合には（ＳＴ１０８でＮｏ）、次回の走査に進み、最初のビームＩＤを選択して（ＳＴ１０１）、そのビームＩＤに関する動作（ＳＴ１０２～１０６）を繰り返す。
　そして、所定の収集期間が経過した場合には（ＳＴ１０８でＹｅｓ）、送信スケジュール設定部３２において、情報格納部１４に格納された履歴情報に基づいて、送信スケジュール情報を生成する（ＳＴ１０９）。次に、基地局間通信部１２において、送信スケジュール情報をマクロセル基地局２に送信する（ＳＴ１１０）。
　次に、スモールセル基地局１の通常運用時の動作について説明する。図１０は、スモールセル基地局１の通常運用時の動作手順を示すフロー図である。
　スモールセル基地局１での通常運用時には、まず、ビーム制御部３３において、送信スケジュール情報に基づいて、今回の同期用下り信号の送信で利用するビームＩＤを決定する（ＳＴ２０１）。このとき、送信スケジュールの開始時には、送信スケジュールの１回目の走査の最初のビームＩＤを選択する。次に、決定されたビームＩＤに基づいてＢＦウェイトを生成する（ＳＴ２０２）。次に、同期用下り信号生成部２５において、ビームＩＤを含む同期用下り信号を生成する（ＳＴ２０３）。そして、送信アンテナ２１および送信部２３において、同期用下り信号をユーザ端末３に送信する（ＳＴ２０４）。
　次に、受信アンテナ２２および受信部２４において、ユーザ端末３から送信される同期用上り信号を受信すると（ＳＴ２０５でＹｅｓ）、同期用上り信号処理部２６において、同期用上り信号に含まれるビームＩＤを抽出して、履歴情報収集部３１において、ビームＩＤを履歴情報として情報格納部１４に格納する（ＳＴ２０６）。そして、ビーム制御部３３において、１回の走査が終了したか否か、すなわち、今回の走査で規定された全てのビームＩＤでの送信が終了したか否かを判定する（ＳＴ２０７）。
　ここで、１回の走査が終了していない場合には（ＳＴ２０７でＮｏ）、今回の走査で規定された次のビームＩＤを選択して（ＳＴ１０１）、そのビームＩＤに関する動作（ＳＴ２０２～２０６）を繰り返す。
　そして、１回の走査が終了した場合には（ＳＴ２０７でＹｅｓ）、次に、送信スケジュールの１周期分の全ての走査が終了したか否かを判定する（ＳＴ２０８）。ここで、全ての走査が終了していない場合には（ＳＴ２０８でＮｏ）、次回の走査に進み、次回の走査で規定されたビームＩＤを選択して（ＳＴ１０１）、そのビームＩＤに関する動作（ＳＴ１０２～１０６）を繰り返す。
　そして、送信スケジュールの１周期分の全ての走査が終了した場合には（ＳＴ２０８でＹｅｓ）、送信スケジュール設定部３２において、情報格納部１４に格納された履歴情報に基づいて、送信スケジュール情報を更新する（ＳＴ２０９）。次に、基地局間通信部１２において、送信スケジュール情報をマクロセル基地局２に送信する（ＳＴ２１０）。
　次に、ユーザ端末３の動作について説明する。図１１は、ユーザ端末３の動作手順を示すフロー図である。
　ユーザ端末３では、まず、マクロセル通信部４２において、マクロセル基地局２から送信される送信スケジュール情報を受信すると（ＳＴ３０１でＹｅｓ）、その送信スケジュール情報を情報格納部４４に格納する（ＳＴ３０２）。
　次に、受信制御部６２において、送信スケジュール情報に基づいて、同期用下り信号が送信されるタイミングか否かを判定する（ＳＴ３０３）。ここで、同期用下り信号が送信されるタイミングである場合には（ＳＴ３０３でＹｅｓ）、受信アンテナ５２および受信部５４を信号観測状態に移行させる（ＳＴ３０４）。
　そして、受信アンテナ５２および受信部５４において、同期用下り信号を受信すると（ＳＴ３０５でＹｅｓ）、同期用下り信号処理部５６において、同期用下り信号からビームＩＤを抽出する（ＳＴ３０６）。次に、同期用上り信号生成部５５において、ビームＩＤを含む同期用上り信号を生成する（ＳＴ３０７）。次に、送信アンテナ５１および送信部５３において、同期用上り信号をスモールセル基地局１に送信する（ＳＴ３０８）。そして、受信アンテナ５２および受信部５４の信号観測状態を解除する（ＳＴ３０９）。
　このように本実施形態では、セル内の各セクタに在圏するユーザ端末３に同期用下り信号を送信する際に、ユーザ端末３が在圏する頻度が低いセクタに対応する送信ビームを間引いて同期用下り信号を送信するため、ユーザ端末３が存在しない方向の送信ビームによる無駄な送信を低減することができる。これにより、同期用下り信号をユーザ端末３が受信するまでの待ち時間を短縮することができるため、初期接続に要する時間を短縮してスループットを向上させることができる。また、間引かれる送信ビームは履歴情報に基づいて設定されるため、ユーザ端末３が存在する方向に確実に送信ビームを送信することができる。
　また、本実施形態では、送信スケジュールの１周期の間に、セルの全体を対象にした走査を複数回行い、各回の走査で送信ビームを間引くようにしたため、１回の走査における送信ビームの回数を削減して、１回の走査に要する時間を短縮することができる。これにより、各セクタに在圏するユーザ端末３が同期用下り信号を受信する周期が短くなり、同一のセクタで同期用下り信号を待つユーザ端末３が少なくなることから、ユーザ端末３から送信される同期用上り信号のタイミングが一致する確率が低くなり、同期用上り信号の干渉を低減することができる。
　なお、同期用上り信号の干渉をより一層低減するため、同期用上り信号の送信タイミングにオフセットを付加して、同一のセクタに在圏するユーザ端末３で送信タイミングをずらすようにしてもよい。例えば、ユーザ端末３でランダム値を発生させて、そのランダム値に応じたタイミングオフセットを付加するようにしてもよい。また、同期用下り信号の受信電力に応じて、送信タイミングにオフセットを付加するようにしてもよい。この場合、受信電力が高いユーザ端末３から順番に送信されるようにオフセットを付加するようにするとよい。
　また、隣接する２つのビーム間での衝突を避けるため、ビームＩＤに応じたタイミングオフセットを付加するようにしてもよい。
（第１実施形態の変形例）
　次に、第１実施形態の変形例について説明する。図１２は、第１実施形態の変形例に係る履歴情報の一例を示す説明図である。なお、ここで特に言及しない点は第１実施形態と同様である。
　移動する障害物が存在する場合に、その障害物がスモールセル基地局１とユーザ端末３との間の電波伝搬経路を通過すると、通信が切断されるが、障害物が電波伝搬経路を通り過ぎると、通信を復活させることができる。また、ユーザ端末３を所持した人物が移動することで、ユーザ端末３が障害物の影になるエリアを通過すると、通信が切断されるが、ユーザ端末３が障害物の影になるエリアを通り過ぎると、通信を復活させることができる。
　このように通信が一時的に切断された場合には、通信を復活させるため、再同期を確立する処理が行われ、本変形例では、この再同期の確立に要する時間を短縮することができるように送信スケジュール制御を行う。
　本変形例では、図１２に示す履歴情報に基づいて送信スケジュール情報を生成する。この履歴情報は、過去における通信切断時のビームＩＤと再同期確立時（再接続時）のビームＩＤとの相関関係を表している。具体的には、通信切断時のビームＩＤと再同期確立時のビームＩＤとの組み合わせごとに、再同期が成功した回数を表しており、この回数が多いと、通信切断時のビームＩＤと再同期確立時のビームＩＤとの相関性が高い。
　具体的に説明すると、障害物が移動することで通信が切断された場合には、通信切断時と再同期確立時とで同一のセクタにユーザ端末３が在圏するため、通信切断時のビームＩＤと再同期確立時のビームＩＤとは一致する。また、障害物が静止したもので、ユーザ端末３を所持した人物が移動することで通信が切断された場合には、ユーザ端末３が障害物の影になるエリアの一方の側に位置するセクタにユーザ端末３が在圏するときに通信が切断され、障害物の影になるエリアの他方の側に位置するセクタにユーザ端末３が在圏するときに再同期が確立される。このため、障害物の位置や、ユーザ端末３を所持した人物が移動できるエリアなどの状況に応じて、通信切断時のビームＩＤと再同期確立時のビームＩＤとの間には相関関係がある。このように、通信切断時のビームＩＤと再同期確立時のビームＩＤとの間には相関性が高くなる組み合わせが存在する。
　そこで、本変形例では、まず、ビームＩＤごとのユーザ端末３が在圏する頻度に関する在圏頻度情報（図５のユーザ在圏割合）に基づいて、基本となる送信スケジュール情報（図７参照）を生成し、この送信スケジュール情報を、図１２に示す履歴情報に基づいて補正する。具体的には、通信が切断したユーザ端末３がある場合、図１２に示す履歴情報に基づいて、通信切断時のビームＩＤと相関性が高い再同期確立用のビームＩＤを取得して、そのビームＩＤの送信ビームを優先して送信する、すなわち、そのビームＩＤの送信頻度が高くなるように送信スケジュール情報を補正する。
　これにより、通信が切断したユーザ端末３では、スモールセル基地局１から送信される同期用下り信号を早期に受信することができるため、通信切断後の再接続に要する時間を短縮することができる。
（第２実施形態）
　次に、第２実施形態について説明する。図１３は、第２実施形態に係る通信システムの全体構成図である。なお、ここで特に言及しない点は第１実施形態と同様である。
　第１実施形態では、セルラー移動通信、特に５Ｇ（第５世代移動通信システム）の無線通信方式によるスモールセル基地局１から送信される下り制御信号に、送信スケジュールに基づくビーム制御を適用したが、本実施形態では、無線ＬＡＮ、特にＷｉＧｉｇ（登録商標）の無線通信方式によるアクセスポイント１０１（基地局装置）から送信される下り制御信号に、送信スケジュールに基づくビーム制御を適用している。
　アクセスポイント１０１は、６０ＧＨｚなどの高周波数帯を利用してユーザ端末１０２（端末装置）と通信を行う。また、複数のアンテナ素子により送信ビームフォーミング制御を行う。アクセスポイント１０１は、サーバ１０３を介してインターネットに接続されている。
　サーバ１０３は、無線ＬＡＮの送信制御用の制御サーバや、コンテンツ格納用のエッジサーバとして機能する。なお、このサーバ１０３を設けない構成も可能である。
　なお、第１実施形態の通信システムに第２実施形態の通信システムを組み合わせて、ユーザ端末１０２が、スモールセル基地局１およびマクロセル基地局２と、アクセスポイント１０１とを利用することができるようにしてもよい。この場合、無線ＬＡＮは、ユーザ端末１０２のトラフィック収容と共に、高周波数帯基地局のバックホール回線のトラフィック収容にも利用される。
　このような通信システムでは、アクセスポイント１０１とユーザ端末１０２との間で行われる無線通信において、最適なビームパタンを決定するために、ビームを時分割で周回させるビーム制御が行われる。このため、送受信開始までに要する時間が長くなり、最適なビームパタンはユーザ端末１０２の位置によっても異なるため、ユーザ端末１０２が移動するたびに、その都度、最適なビームパタンの決定処理を行う必要があり、制御時間が増大する。
　そこで、本実施形態では、第１実施形態と同様に、アクセスポイント１０１から送信される下り信号の送信ビームを送信スケジュールに基づいて制御するビーム制御（ビームフォーミング）が行われる。特に本実施形態では、アクセスポイント１０１の通信相手となるユーザ端末１０２を探索するセクタスイープ（ＳＬＳ：Sector Level Sweep）が行われ、アクセスポイント１０１から送信されるＳＬＳ用下り信号（制御信号）に対して、送信スケジュールに基づくビーム制御が行われる。
　次に、アクセスポイント１０１およびユーザ端末１０２の概略構成について説明する。図１４は、アクセスポイント１０１およびユーザ端末１０２の概略構成を示すブロック図である。
　アクセスポイント１０１は、無線通信部１１１と、有線通信部１１２と、制御部１１３と、情報格納部１１４と、を備えている。
　無線通信部１１１は、送信アンテナ１２１と、受信アンテナ１２２と、送信部１２３と、受信部１２４と、ＳＬＳ用下り信号生成部１２５と、ＳＬＳ用上り信号処理部１２６と、を備えている。
　なお、この無線通信部１１１は、第１実施形態と同様に、Ｍａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯの通信方式を利用するための多素子アンテナを備えており、この多素子アンテナを利用したビームフォーミングが行われ、送信アンテナ１２１および受信アンテナ１２２は、多素子アンテナで構成される。
　ＳＬＳ用下り信号生成部１２５は、セクタＩＤを含むＳＬＳ用下り信号を生成する。送信アンテナ１２１および送信部１２３は、ＳＬＳ用下り信号生成部１２５で生成したＳＬＳ用下り信号をユーザ端末１０２に送信する。受信アンテナ１２２および受信部１２４は、ユーザ端末１０２から送信されるＳＬＳ用上り信号を受信する。ＳＬＳ用上り信号処理部１２６は、受信アンテナ１２２および受信部１２４で受信したＳＬＳ用上り信号に対する信号処理を行う。本実施形態では、ＳＬＳ用上り信号からセクタＩＤを抽出する。
　有線通信部１１２は、サーバ１０３との間で通信を行う。本実施形態では、サーバ１０３から送信される補助情報を受信する。
　情報格納部１１４は、履歴情報（ＳＬＳ用上り信号から抽出したセクタＩＤ）、送信スケジュール情報、および制御部１１３で実行されるプログラムなどを格納する。
　制御部１１３は、履歴情報収集部１３１と、送信スケジュール設定部１３２と、ビーム制御部１３３と、を備えている。この制御部１１３はプロセッサで構成され、制御部１１３の各部は、情報格納部１１４に記憶されたプログラムをプロセッサに実行させることで実現される。
　履歴情報収集部３１は、ＳＬＳ用上り信号処理部１２６でＳＬＳ用上り信号から抽出されたセクタＩＤを履歴情報として情報格納部１１４に格納する。
　送信スケジュール設定部１３２は、情報格納部１１４に格納された履歴情報に基づいて、送信スケジュール情報を生成する。この送信スケジュール情報では、送信スケジュールの１周期の各回の走査におけるセクタＩＤごとの送信の有無が規定されている。
　ビーム制御部１３３は、送信スケジュール設定部１３２で取得した送信スケジュール情報に基づいて、ＳＬＳ用下り信号を送信する送信ビームを制御する。具体的には、送信スケジュール情報においてＳＬＳ用下り信号を送信するように規定されたセクタＩＤに対応する送信ビームを形成するためのＢＦウェイトを生成する。
　なお、セクタＩＤは、送信対象となるセクタを識別するものであるが、このセクタは、送信ビームの到達エリアを示し、送信ビームに対応するものであるため、第１実施形態のビームＩＤと実質的に同一である。
　ユーザ端末１０２は、無線通信部１４１と、制御部１４２と、情報格納部１４３と、を備えている。
　情報格納部１４３は、送信スケジュール情報、および制御部１４２で実行されるプログラムなどを格納する。
　無線通信部１４１は、送信アンテナ１５１と、受信アンテナ１５２と、送信部１５３と、受信部１５４と、ＳＬＳ用上り信号生成部１５５と、ＳＬＳ用下り信号処理部１５６と、を備えている。
　受信アンテナ１５２および受信部１５４は、アクセスポイント１０１から送信されるＳＬＳ用下り信号を受信する。ＳＬＳ用下り信号処理部１５６は、受信アンテナ１５２および受信部１５４で受信したＳＬＳ用下り信号に対する信号処理を行う。本実施形態では、受信した複数のＳＬＳ用下り信号の中から、無線電波の品質を表すＳＮＲ（Signal to Noise Ratio，信号電力対雑音電力比）が最大となるＳＬＳ用下り信号を検出し、そのＳＬＳ用下り信号からセクタＩＤを抽出する。ＳＬＳ用上り信号生成部１５５は、ＳＬＳ用下り信号処理部１５６で取得したセクタＩＤおよびＳＮＲを含むＳＬＳ用上り信号を生成する。送信アンテナ１５１および送信部１５３は、ＳＬＳ用上り信号生成部１５５で生成したＳＬＳ用上り信号を送信する。
　制御部１４２は、ＳＬＳ制御部１６１と、受信制御部１６２と、を備えている。この制御部１４２はプロセッサで構成され、制御部１４２の各部は、情報格納部１４３に記憶されたプログラムをプロセッサに実行させることで実現される。
　ＳＬＳ制御部１６１は、セクタスイープに関する制御を行い、セクタスイープに必要な制御情報をＳＬＳ用上り信号生成部１５５およびＳＬＳ用下り信号処理部１５６に通知する。
　受信制御部１６２は、送信スケジュール情報に基づいて、アクセスポイント１０１から送信されるＳＬＳ用下り信号を受信アンテナ１５２および受信部１５４で観測するタイミングを制御する。なお、ユーザ端末１０２がマクロセル基地局２を利用することができる構成とすれば、このマクロセル基地局２を介してアクセスポイント１０１から送信スケジュール情報を取得することができる。
（第３実施形態）
　次に、第３実施形態について説明する。図１５は、第３実施形態に係る通信システムの全体構成図である。図１６は、第１の基地局２０１および第２の基地局２０２の設置状況の一例を示す説明図である。なお、ここで特に言及しない点は第１実施形態と同様である。
　第１実施形態では、スモールセル基地局１とユーザ端末３とを結ぶアクセス回線における制御信号に送信スケジュール制御を適用したが、本実施形態では、アクセス回線とバックボーン回線とを結ぶバックホール回線における制御信号に送信スケジュール制御を適用している。
　図１５に示すように、本実施形態に係る通信システムは、第１の基地局２０１（下位の基地局装置）と、第２の基地局２０２（基地局装置）と、を備えている。第１の基地局２０１は、セルラー移動通信、特に５Ｇのように高周波数帯を利用した通信方式によりユーザ端末３と通信を行う。第２の基地局２０２は、無線ＬＡＮ、特にＷｉＧｉｇ（登録商標）のように高周波数帯を利用した通信方式により第１の基地局２０１と通信を行うアクセスポイントであり、インターネット（上位通信ネットワーク）と第１の基地局２０１との間の通信を中継する。
　なお、第１の基地局２０１とユーザ端末３との間の無線通信方式、および第１の基地局２０１と第２の基地局２０２との間の無線通信方式は本実施形態の例に限定されるものではない。
　図１６に示す例では、バス停ＢＳおよび信号機ＴＬにそれぞれ第１の基地局２０１が設置されている。また、建造物ＢＤの壁面に第２の基地局２０２が設置されている。このような状況では、第１の基地局２０１と第２の基地局２０２との間を有線で接続することが難しいため、第１の基地局２０１と第２の基地局２０２との間で無線通信を行う。
　この場合、第１の基地局２０１は固定されているため、第２の基地局２０２から送信される送信ビームのうち、第１の基地局２０１が位置する方向の送信ビームのみが利用される。このため、第１の基地局２０１が位置する方向の送信ビームを優先する、すなわち、第１の基地局２０１が位置しない方向の送信ビームを間引いて、第１の基地局２０１が位置する方向の送信ビームの送信頻度が高くなるように送信スケジュール情報を設定すればよい。
　以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施形態にも適用できる。また、上記の実施形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施形態とすることも可能である。
　例えば、前記の実施形態では、方向が異なる送信ビームを識別するビーム識別情報としてビームＩＤやセクタＩＤを信号に付加するようにしたが、ビーム識別情報はビームＩＤやセクタＩＤに限定されるものではない。例えば、ＬＴＥ通信方式のセルサーチで利用される同期用下り信号であるプライマリ同期信号（ＰＳＳ：Primary Synchronization Signal）や、セカンダリ同期信号（ＳＳＳ：Secondary Synchronization Signal）のように、予め複数種類の同期用信号を用意して、送信ビームごとに異なる系列を付与するなどしても、送信ビーム（チャネル）を識別することができる。また、ＢＦウェイトでも送信ビームを識別することができる。
　また、前記の実施形態では、送信スケジュール制御の対象となる信号、すなわち、基地局装置（スモールセル基地局１やアクセスポイント１０１）の通信エリアに在圏する全ての端末装置（ユーザ端末３，１０２）で共通する下り信号として、同期用下り信号やＳＬＳ用下り信号の例を説明したが、送信スケジュール制御の対象となる信号はこれに限定されるものではなく、例えば、基地局装置から在圏する全ての端末装置に送信する報知信号を送信スケジュール制御の対象としてもよい。
　また、前記の実施形態では、スモールセル基地局１に送信スケジュール設定部３２を設け、また、アクセスポイント１０１に送信スケジュール設定部１３２を設けたが、このように装置が送信スケジュール情報を生成する他に、システム運用者が、履歴情報を見ながら送信スケジュール情報を作成するようにしてもよい。
　本発明に係る基地局装置、端末装置および送信制御方法は、基地局装置から時分割で送信される信号を端末装置が受信するまでの待ち時間を短縮することができ、さらに、端末装置が存在する方向に送信ビームを確実に送信することができる効果を有し、セルに在圏する端末装置や下位の基地局装置に共通する下り信号を、送信ビームの方向を変化させながら時分割で送信する基地局装置、基地局装置との間で上り信号および下り信号を送受信する端末装置、ならびに基地局装置においてセルに在圏する複数の端末装置に共通する下り信号を送信ビームの方向を変化させながら時分割で送信する送信制御方法などとして有用である。
１　スモールセル基地局（基地局装置）
２　マクロセル基地局
３　ユーザ端末（端末装置）
１１　無線通信部
１３　制御部
１４　情報格納部
３１　履歴情報収集部
３２　送信スケジュール設定部
３３　ビーム制御部
４１　スモールセル通信部
４３　制御部
４４　情報格納部
６１　セルサーチ制御部
６２　受信制御部
１０１　アクセスポイント（基地局装置）
１０２　ユーザ端末（端末装置）
１１１　無線通信部
１１３　制御部
１１４　情報格納部
１３１　履歴情報収集部
１３２　送信スケジュール設定部
１３３　ビーム制御部
１４１　無線通信部
１４２　制御部
１４３　情報格納部
１６１　ＳＬＳ制御部
１６２　受信制御部
２０１　第１の基地局（下位の基地局装置）
２０２　第２の基地局（基地局装置）

Claims (12)

  1. 　通信エリアに在圏する複数の端末装置に、その複数の端末装置に共通する下り信号を、送信ビームの方向を変化させながら時分割で送信する基地局装置であって、
    　前記送信ビームの方向を変化させながら前記下り信号を時分割で送信する無線通信部と、
    　過去における前記送信ビームの到達エリアであるセクタごとの前記端末装置の在圏の有無に関する履歴情報に基づいて前記端末装置が在圏する頻度が低い前記セクタに対応する前記送信ビームを間引くように、前記送信ビームの送信タイミングを規定した送信スケジュール情報を格納する情報格納部と、
    　前記送信スケジュール情報に基づいて、前記下り信号を送信する際の送信ビームを制御する制御部と、を備えることを特徴とする基地局装置。
  2. 　前記送信スケジュール情報は、前記端末装置が在圏する頻度が高い前記セクタでは、そのセクタを対象とした前記送信ビームの送信頻度が高くなり、前記端末装置が在圏する頻度が低い前記セクタでは、そのセクタを対象とした前記送信ビームの送信頻度が低くなるように設定されていることを特徴とする請求項１に記載の基地局装置。
  3. 　前記送信スケジュール情報は、送信スケジュールの１周期の間に、前記通信エリアの全体を対象にした走査を複数回行うとともに、少なくとも１回の走査で、全ての前記セクタを対象にして前記送信ビームを送信するように設定されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の基地局装置。
  4. 　前記無線通信部は、前記送信ビームを識別するビームＩＤを含む前記下り信号を送信するとともに、前記端末装置で受信した前記下り信号から抽出された前記ビームＩＤを含む前記上り信号を前記端末装置から受信し、
    　前記制御部は、前記上り信号から抽出された前記ビームＩＤを前記履歴情報として前記情報格納部に格納することを特徴とする請求項１に記載の基地局装置。
  5. 　前記制御部は、システム導入時には、所定の収集期間において前記情報格納部に格納された前記履歴情報に基づいて、初期の前記送信スケジュール情報を生成し、通常運用時には、所定のタイミングで前記情報格納部に格納された前記履歴情報に基づいて、前記送信スケジュール情報を定期的に更新することを特徴とする請求項４に記載の基地局装置。
  6. 　前記送信スケジュール情報は、送信スケジュールの１周期の間に、前記通信エリアの全体を対象にした走査を複数回行うとともに、少なくとも１回の走査で、全ての前記セクタを対象にして前記送信ビームを送信するように設定され、
    　前記制御部は、前記通常運用時に、前記送信スケジュールの１周期ごとに前記送信スケジュール情報を更新することを特徴とする請求項５に記載の基地局装置。
  7. 　前記下り信号および前記上り信号は、前記端末装置が通信エリア内に移動した際に行われる初期接続時に送受信される制御信号であることを特徴とする請求項１に記載の基地局装置。
  8. 　前記下り信号および前記上り信号は、通信切断後の再接続時に送受信される制御信号であることを特徴とする請求項１に記載の基地局装置。
  9. 　前記送信スケジュール情報は、過去における通信切断時のセクタと再接続時のセクタとの相関関係を表す履歴情報に基づいて、通信切断時に端末装置が在圏するセクタと相関性の高いセクタに対応する送信ビームの送信頻度が高くなるように設定されていることを特徴とする請求項８に記載の基地局装置。
  10. 　通信エリアに在圏する複数の下位の基地局装置に、その複数の下位の基地局装置に共通する下り信号を、送信ビームの方向を変化させながら時分割で送信する基地局装置であって、
    　前記送信ビームの方向を変化させながら前記下り信号を時分割で送信する無線通信部と、
    　過去における前記送信ビームの到達エリアであるセクタごとの前記下位の基地局装置の在圏の有無に関する履歴情報に基づいて前記下位の基地局装置が在圏する頻度が低い前記セクタに対応する前記送信ビームを間引くように、前記送信ビームの送信タイミングを規定した送信スケジュール情報を格納する情報格納部と、
    　前記送信スケジュール情報に基づいて、前記下り信号を送信する際の送信ビームを制御する制御部と、を備えることを特徴とする基地局装置。
  11. 　基地局装置との間で上り信号および下り信号を送受信する端末装置であって、
    　前記基地局装置から送信される前記下り信号を受信する受信部と、
    　前記下り信号の受信に応じて、前記基地局装置に前記上り信号を送信する送信部と、
    　前記基地局装置での前記下り信号の送信タイミングに関する送信スケジュール情報を格納する情報格納部と、
    　前記送信スケジュール情報に基づいて、前記受信部において前記下り信号を観測するタイミングを制御する制御部と、を備えることを特徴とする端末装置。
  12. 　基地局装置において、通信エリアに在圏する複数の端末装置に、その複数の端末装置に共通する下り信号を、送信ビームの方向を変化させながら時分割で送信する送信制御方法であって、
    　過去における前記送信ビームの到達エリアであるセクタごとの前記端末装置の在圏の有無に関する履歴情報を収集し、
    　前記履歴情報に基づいて、前記端末装置が在圏する頻度が低い前記セクタに対応する前記送信ビームを間引くように、前記送信ビームの送信タイミングを規定した送信スケジュール情報を生成し、
    　前記送信スケジュール情報に基づいて、前記下り信号を送信する際の送信ビームを制御することを特徴とする送信制御方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3579452A1 (en) * 2018-06-08 2019-12-11 Panasonic Intellectual Property Corporation of America Wireless communication device

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109314549B (zh) * 2016-09-29 2020-08-25 Oppo广东移动通信有限公司 信号的传输方法及装置
WO2019112496A1 (en) * 2017-12-05 2019-06-13 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Transceiver point, method, and computer program for reallocating transmission of beams
US10750393B2 (en) * 2017-12-22 2020-08-18 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Wireless device, first network node, and methods performed thereby to handle a log of information about a set of beams
US11088750B2 (en) * 2018-02-16 2021-08-10 Qualcomm Incorporated Feedback of beam switch time capability
US10992364B2 (en) * 2019-01-18 2021-04-27 Verizon Patent And Licensing Inc. Systems and methods for adaptive beamforming management
KR102463219B1 (ko) * 2020-11-18 2022-11-04 한국전자통신연구원 초고주파 및 초광대역을 지원하는 통신 시스템에서 스케줄링을 위한 방법 및 장치
US11855927B2 (en) 2020-11-18 2023-12-26 Electronics And Telecommunications Research Institute Method and apparatus for scheduling in communication system supporting ultra-high frequency and ultra-wide band

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009049756A (ja) * 2007-08-21 2009-03-05 Nec Saitama Ltd 携帯端末および携帯端末におけるアンテナ選択制御方法
WO2009110551A1 (ja) * 2008-03-07 2009-09-11 日本電気株式会社 無線通信システム、通信装置、無線通信ネットワークシステム及びその方法
JP2009296132A (ja) * 2008-06-03 2009-12-17 Sanyo Electric Co Ltd 通信装置、通信制御方法および通信制御プログラム
JP2012527136A (ja) * 2009-05-14 2012-11-01 チャイナ アカデミー オブ テレコミュニケーションズ テクノロジー ダウンリンク計測パイロットの配置及び送信方法及び装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7146170B2 (en) * 2002-12-10 2006-12-05 Andrew Corp. Wireless network management system
EP2003799A1 (en) * 2007-06-12 2008-12-17 Sony Deutschland Gmbh Adaptive history aware beam steering
JP2015041818A (ja) 2013-08-20 2015-03-02 株式会社Ｎｔｔドコモ 同期信号受信方法及び移動局装置
CN106576254B (zh) * 2014-07-17 2020-12-25 蓝色多瑙河系统股份有限公司 用于无线系统中自适应波束放置的方法
US10555184B2 (en) * 2014-10-06 2020-02-04 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Cell shaping in wireless communications networks
US9913277B2 (en) * 2015-10-20 2018-03-06 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Method and device for performing beamforming
US10021667B2 (en) * 2016-06-23 2018-07-10 Qualcomm Incorporated Positioning in beamformed communications

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009049756A (ja) * 2007-08-21 2009-03-05 Nec Saitama Ltd 携帯端末および携帯端末におけるアンテナ選択制御方法
WO2009110551A1 (ja) * 2008-03-07 2009-09-11 日本電気株式会社 無線通信システム、通信装置、無線通信ネットワークシステム及びその方法
JP2009296132A (ja) * 2008-06-03 2009-12-17 Sanyo Electric Co Ltd 通信装置、通信制御方法および通信制御プログラム
JP2012527136A (ja) * 2009-05-14 2012-11-01 チャイナ アカデミー オブ テレコミュニケーションズ テクノロジー ダウンリンク計測パイロットの配置及び送信方法及び装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3579452A1 (en) * 2018-06-08 2019-12-11 Panasonic Intellectual Property Corporation of America Wireless communication device
JP2019213167A (ja) * 2018-06-08 2019-12-12 パナソニック インテレクチュアル プロパティ コーポレーション オブアメリカＰａｎａｓｏｎｉｃ Ｉｎｔｅｌｌｅｃｔｕａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｙ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ 無線通信装置
CN110581728A (zh) * 2018-06-08 2019-12-17 松下电器（美国）知识产权公司 无线通信装置
US11372078B2 (en) 2018-06-08 2022-06-28 Panasonic Intellectual Property Corporation Of America Wireless communication device
JP7166079B2 (ja) 2018-06-08 2022-11-07 パナソニック インテレクチュアル プロパティ コーポレーション オブ アメリカ 無線通信装置

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