WO2018134995A1

WO2018134995A1 - 基地局、移動局および通信方法

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Publication number: WO2018134995A1
Application number: PCT/JP2017/002104
Authority: WO
Inventors: 草野　正明; 福井　範行; 啓二郎武
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2017-01-23
Filing date: 2017-01-23
Publication date: 2018-07-26
Also published as: US20190334604A1; CN110192401A; US10763937B2; CN110192401B; DE112017006378T5; JP6591095B2; JPWO2018134995A1; DE112017006378B4

Abstract

受信動作を周期的な受信期間で間欠的に行う移動局（５）と通信する基地局（１）において、移動局（５）にプリアンブルを割り当てる割当部（１０７）と、移動局（５）に割り当てたプリアンブルを含み前記移動局と前記基地局との同期処理の開始を要求する開始要求信号を生成する開始要求信号生成部（１１１）と、受信期間において、開始要求信号を送信する指向性ビーム（２）の方向を切り替えながら、開始要求信号を複数の方向に送信して、開始要求信号を受信した移動局（５）が送信したプリアンブルを受信したときの指向性ビームの方向に基づいて、移動局（５）と通信するときの指向性ビームの方向を決定するビーム制御部（１０５）と、を備えることを特徴とする。

Description

基地局、移動局および通信方法

　本発明は、指向性ビームを用いて通信する基地局、移動局および通信方法に関する。

　第５世代移動通信システムでは、利用する周波数帯域を拡大するために、ミリ波と呼ばれる高周波数帯の電波を用いることが想定されている。高周波数帯の電波は減衰が発生しやすい。このため、指向性アンテナを用いて高利得な指向性ビームを形成して電波の減衰を補い、基地局と移動局との間の通信品質を向上させる方法が提案されている。このようなシステムでは、１つの指向性ビームで通信することができる範囲は狭いため、指向性ビームの方向を移動局の存在する方向に向けて通信が行われる。以下、１つの指向性ビームで通信することができる範囲をスポットと称する。

　しかしながら、基地局が移動局の位置を特定できない状況では、基地局は指向性ビームを向ける方向を特定することができない。このため、指向性ビームの方向を切り替えながら無線信号を複数の方向に送信するビームスイープと呼ばれる方法が用いられる。基地局は、複数のスポットが基地局の通信エリアであるセルの全域をカバーするように、指向性ビームの方向を決定する。

　特許文献１は、移動局が基地局に初期接続する際に指向性ビームを用いてビームスイープを行う移動体通信システムを開示している。基地局は、既知の同期信号と、基地局と接続するための情報を含む報知信号とを周期的に繰り返して送信しており、移動局は、同期信号を用いて基地局の存在を検出する。移動局は、受信した報知信号に含まれる情報を用いて、検出した基地局にプリアンブルを送信して競合型の同期処理を開始する。移動局が送信したプリアンブルを基地局が指向性ビームを用いて受信するためには、プリアンブルが基地局に到達するタイミングで指向性ビームを移動局が存在する方向に向ける必要がある。このため、特許文献１に記載のシステムでは、移動局の方向に指向性ビームを向けるタイミングを同期信号または報知信号を用いて移動局に通知している。移動局が通知されたタイミングに合わせてプリアンブルを基地局に送信することで、より確実に基地局がプリアンブルを受信することが可能になり、同期を確立するまでの時間を短縮することができる。

　基地局が移動局の位置を特定できない状況は、初期接続の際の他にも、ＤＲＸ（Discontinuous　Reception）制御を行っている移動局において生じ得る。ＤＲＸ制御は、ＬＴＥ（Long　Term　Evolution）などの移動通信システムにおいて、移動局の消費電力を低減するために提案されている制御方法であり、移動局が周期的な受信期間に短時間だけ受信動作を行う。基地局が移動局と初期接続した後、移動局が移動して基地局との距離が変化すると、同期外れが発生する場合がある。この状態で基地局から移動局に送信するデータが発生すると、同期をとるためにランダムアクセスなどの同期処理が行われる。このとき基地局は、移動局から信号を受信すれば移動局の方向を特定することができるが、ＤＲＸ制御を行っている移動局が信号送信するタイミングは不定であるため、基地局はＤＲＸ制御を行っている移動局の方向を特定することができない。このため基地局は、ビームスイープにより同期処理を行うことが考えられる。

特開２０１５－１８５９１４号公報

　しかしながら、この場合移動局は同期処理が必要であることを知らず、同期外れが発生した状態で基地局から移動局宛の下りデータが発生した場合には、基地局から移動局に同期処理の開始を要求する非競合同期処理を行う必要があった。

　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、指向性ビームを用いた基地局がＤＲＸ制御を行っている移動局に非競合同期処理の開始を要求することが可能な基地局を得ることを目的とする。

　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、ＤＲＸ制御を行っている移動局と通信する基地局において、移動局にプリアンブルを割り当てる割当部と、移動局に割り当てたプリアンブルを含み移動局と基地局との同期処理の開始を要求する開始要求信号を生成する開始要求信号生成部と、受信期間内で、開始要求信号を送信する指向性ビームの方向を切り替えながら、開始要求信号を複数の方向に送信して、開始要求信号を受信した移動局が送信したプリアンブルを受信したときの指向性ビームの方向に基づいて、移動局と通信するときの指向性ビームの方向を決定するビーム制御部と、を備えることを特徴とする。

　本発明に係る基地局は、指向性ビームを用いた基地局がＤＲＸ制御を行っている移動局に非競合同期処理の開始を要求することが可能になるという効果を奏する。

本発明の実施の形態１に係る移動通信システムの構成を示す図図１に示す基地局の機能構成を示す図図１に示す移動局の機能構成を示す図図２に示す基地局を実現するハードウェア構成を示す図図２の基地局をコンピュータプログラムを用いて実現する場合のハードウェア構成を示す図本発明の実施の形態１に係る移動通信システムの動作を示す図本発明の実施の形態２に係る移動通信システムの動作を示す図図７のステップＳ２０３で送信される開始要求信号の一例を示す図図７のステップＳ２０３およびステップＳ２０５に示すビームスイープ中の指向性ビームの方向を示す図実施の形態３に係る基地局が移動局に送信する開始要求信号の構成を示す図本発明の実施の形態４に係る移動通信システムの動作を説明するための図本発明の実施の形態５に係る移動通信システムの動作を説明するための図実施の形態５に係る基地局が送信する多重化された送信信号の例を示す図図１２に示す動作において、受信期間をさらに短縮するための方法を説明するための図

　以下に、本発明の実施の形態に係る基地局、移動局および通信方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
　図１は、本発明の実施の形態１に係る移動通信システムの構成を示す図である。移動通信システム１００は、基地局１と、移動局５とを含む。移動通信システム１００は、移動体通信における通信規格に従った無線通信システムである。基地局１は、移動局５と無線通信可能であるとともに、図示しない他の基地局、上位装置などと通信可能であり、移動局５が他の装置に送信したデータを中継する。移動局５は、携帯電話、タブレット端末などであり、ユーザが持ち運ぶことで移動することが可能な携帯型の情報処理端末である。図１には１台の移動局５が示されているが、本発明はかかる例に限定されず、基地局１は複数の移動局５と通信することが可能である。移動通信システム１００を構成する移動局５の数は変化し得る。

　基地局１は、指向性アンテナを用いて指向性ビーム２ａ～２ｚを形成することができる。指向性ビーム２ａ～２ｚのそれぞれは異なる方向を向いており、基地局１は、形成した指向性ビーム２ａ～２ｚで移動局５との間で信号を送信および受信する。以下、基地局１から移動局５に送信される信号を下り信号と称し、移動局５から基地局１に送信される信号を上り信号と称する。また、指向性ビーム２ａ～２ｚのそれぞれを特に区別する必要がない場合、指向性ビーム２と称する。指向性ビーム２ａ～２ｚのそれぞれで送信された下り信号が到達する範囲は、スポット３ａ～３ｚと称される。基地局１の通信エリアであるセル４は、スポット３ａ～３ｚにより構成されており、指向性ビーム２ａ～２ｚの方向は、スポット３ａ～３ｚがセル４の全範囲をカバーするように定められている。基地局１は、通信相手の移動局５の位置に合わせて形成する指向性ビーム２の方向を切り替える。例えば、図１の例では、移動局５は指向性ビーム２ａにより送信される下り信号を良好に受信可能であるが、指向性ビーム２ｘにより送信される下り信号はほとんど受信することができない。このため、基地局１は、移動局５と通信する際には、指向性ビーム２ａを形成する。なお図１では簡単のため、指向性ビーム２ａ～２ｚの一部が省略されており、指向性ビーム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｘ，２ｙ，２ｚが示されており、スポット３ａ～３ｚの一部が省略されており、スポット３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｘ，３ｙ，３ｚが示されている。

　基地局１は、移動局５に信号を送信する際、基地局１が移動局５の位置を特定できていない場合、指向性ビーム２の方向を切り替えながら複数の信号を複数の方向に送信する。また基地局１は、移動局５から信号を受信する際、基地局１が移動局５の位置を特定できていない場合、指向性ビーム２の方向を切り替えながら複数の方向に指向性ビーム２を向けて信号を受信する。このように、指向性ビーム２の方向を切り替えながら移動局５と信号送受信を行う方法をビームスイープと称する。

　基地局１は、複数の指向性ビーム２を同時に形成することが可能である。基地局１がビームスイープする際に指向性ビーム２の方向を切り替える切替回数は、同時に形成することができる指向性ビーム２の数である指向性ビーム数と、セル４を構成するスポットの数であるスポット数とにより決まる。例えば基地局１が３つの指向性ビーム２を同時に形成することができ、セル４が１５個のスポット３から構成されている場合、切替回数は５回である。基地局１は、１回当たり３方向に指向性ビーム２を形成して５回に分けて指向性ビーム２の方向を切り替えることで、移動局５がセル４内のどこに存在していたとしても、移動局５と通信することが可能になる。

　移動局５は、基地局１と予め定められた期間以上通信しなかった場合、基地局１と接続した状態のまま間欠受信を行うＤＲＸ制御を行う。ＤＲＸ制御を行っている移動局５は、予め定められた受信期間に受信動作を行うが、受信期間以外の期間は受信動作を行わず、信号の送信動作も受信動作も行わない。このため、ＤＲＸ制御を行っている移動局５と通信する場合、基地局１は、移動局５の受信期間に合わせて信号を送信する必要がある。具体的には、基地局１は、送信した信号が受信期間に移動局５に到達するタイミングで信号を送信する。ＤＲＸ制御を行っている移動局５が移動した場合、基地局１が移動局５の位置を特定できなくなる場合がある。この場合、基地局１は、ランダムアクセスのような、基地局１の通信タイミングと移動局５の通信タイミングとを合わせるための同期処理を実行して、移動局５との同期を確立する。本実施の形態では、ＤＲＸ制御を行っている移動局５が移動した場合、非競合同期処理を行う。非競合同期処理の詳細な動作については後述する。

　以下、下り信号送信時の指向性ビーム２の形成と、上り信号受信時の指向性ビーム２の形成とが異なるタイミングで行われ、基地局１と移動局５とがＴＤＤ（Time　Division　Duplex）方式で通信する場合について説明する。しかしながら、基地局１と移動局５とがＦＤＤ（Frequency　Division　Duplex）方式で通信する場合についても同様に本発明の技術を適用することができる。

　図２は、図１に示す基地局１の機能構成を示す図である。基地局１は、複数のアンテナ１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃと、ビーム形成部１０２と、無線送受信部１０３と、ベースバンド信号処理部１０４と、ビーム制御部１０５と、Ｌ２機能部１０６と、割当部１０７と、制御情報送受信部１０８と、ＤＲＸ管理部１０９と、有線送受信部１１０とを有する。

　アンテナ１０１は、移動局５と通信するための指向性アンテナである。ビーム形成部１０２は、ビーム制御部１０５の制御に従って、各アンテナ１０１から放射される電波の振幅および位相に重みづけを行って振幅および位相を調整する。これによりビーム形成部１０２は指向性ビーム２の方向を制御することができ、指向性ビーム２を用いて、移動局５が送信した信号を受信したり無線送受信部１０３から入力された信号を移動局５に送信したりする。ビーム形成部１０２は、指向性ビーム２の方向毎に異なる複数のアンテナ１０１を用いることで、同時に異なる方向へ指向性ビーム２を形成することができる。

　無線送受信部１０３は、移動局５への信号の送信処理と、移動局５が送信した信号の受信処理とを行う。無線送受信部１０３は、移動局５が送信した信号が入力されると受信処理を行ってベースバンド信号処理部１０４に入力し、ベースバンド信号処理部１０４から入力された信号をビーム形成部１０２に受け渡してアンテナ１０１から信号を送信させる。ベースバンド信号処理部１０４は、移動局５に送信する信号の変調処理と、移動局５から受信した信号の復調処理とを行う。

　ビーム制御部１０５は、送信および受信のタイミングごとに、指向性ビーム２の方向および方向ごとに用いるアンテナ１０１を選択してビーム形成部１０２に選択したアンテナで選択した方向に向いた指向性ビーム２を形成させる。ビーム制御部１０５は、ビームスイープを行う場合、指向性ビーム２の方向を切り替えるタイミングと方向とを管理する。ビーム制御部１０５は、各移動局５から信号を受信したときの指向性ビーム２の方向と受信品質とに基づいて、移動局５の方向を特定し、各移動局５と信号を送受信するための指向性ビーム２の方向を管理する。

　Ｌ２機能部１０６は、ＭＡＣ（Medium　Access　Control）、ＲＬＣ（Radio　Link　Control）、ＰＤＣＰ（Packet　Data　Convergence　Protocol）などの移動局５と通信するためのプロトコル処理および送信するデータのフォーマット変換を行う。またＬ２機能部１０６は、同期処理を制御する。Ｌ２機能部１０６は、開始要求信号生成部１１１を有し、非競合同期処理を実行する場合、開始要求信号生成部１１１は、移動局５に同期処理の開始を要求する開始要求信号を生成してビーム形成部１０２に開始要求信号を送信させる。割当部１０７は、Ｌ２機能部１０６を介して同期処理の開始要求信号を送信する際に、非競合同期処理を行うためのプリアンブルを割り当てる。同期処理がランダムアクセスである場合、プリアンブルはランダムアクセスプリアンブルと呼ばれる。開始要求信号生成部１１１は、割当部１０７が移動局５に割り当てたプリアンブルを示すプリアンブル情報を含む開始要求信号を生成する。

　制御情報送受信部１０８は、移動局５と初期接続する際に制御メッセージの送受信を行い、複数のプリアンブルの受信タイミング、および移動局５がＤＲＸ制御を行うためのパラメータを決定して移動局５に通知する。ＤＲＸ管理部１０９は、制御情報送受信部１０８が移動局５に通知した情報などに基づいて、各移動局５がＤＲＸ制御を行うためのパラメータを管理して、移動局５が受信可能なタイミングを判断する。有線送受信部１１０は、上位装置および他の基地局１と有線の通信路で接続されており、上位装置および他の基地局１と通信を行う。

　図３は、図１に示す移動局５の機能構成を示す図である。移動局５は、アンテナ５０１と、無線送受信部５０２と、ベースバンド信号処理部５０３と、制御情報送受信部５０４と、プリアンブル決定部５０５と、ＤＲＸ制御部５０６と、パケット送受信部５０７と、アプリケーション部５０８と、Ｌ２機能部５０９とを有する。Ｌ２機能部５０９は、同期制御部５１０の機能を有する。

　無線送受信部５０２は、アンテナ５０１を用いて基地局１との間で無線通信を行う。なお図３の例では移動局５は１つのアンテナ５０１を有しているが、移動局５は複数のアンテナ５０１を有してＭＩＭＯ（Multiple　Input　Multiple　Output）による無線通信を行ってもよい。ベースバンド信号処理部５０３は、アンテナ５０１を用いて送信する無線信号の変調処理および受信する無線信号の復調処理を行う。制御情報送受信部５０４は、基地局１と初期接続するための制御メッセージの送受信を行い、プリアンブルを送信するタイミングを示す情報およびＤＲＸ制御を行うためのパラメータを基地局１から受信する。制御情報送受信部５０４は、受信したプリアンブルを送信するタイミングを示す情報をＬ２機能部５０９に入力し、受信したＤＲＸ制御を行うためのパラメータをＤＲＸ制御部５０６に入力する。

　プリアンブル決定部５０５は、基地局１と同期処理を行う際に用いるプリアンブルを決定する。移動局５は、基地局１に初期接続する際には競合同期処理を行うため、プリアンブル決定部５０５は、予め定められた複数の種類のプリアンブルから使用するプリアンブルを選択する。ＤＲＸ制御中の移動局５が移動して基地局１が移動局５の位置を特定できなくなった場合には非競合同期処理が行われ、非競合同期処理を実行するよう基地局１から指示されると共にプリアンブルが通知される。この場合、プリアンブル決定部５０５は、基地局１から通知されたプリアンブルを保持する。

　ＤＲＸ制御部５０６は、基地局１から受け渡されたパラメータに従って、ＤＲＸ状態の遷移およびＤＲＸ制御中の受信動作タイミングを制御する。具体的には、ＤＲＸ制御部５０６は、予め定められた期間、基地局１と通信しない状態が継続すると、ＤＲＸ制御を実行する。ＤＲＸ制御部５０６は、ＤＲＸ制御中、移動局５が予め定められた周期の受信期間だけ受信動作を行い、その他の期間は基地局１への信号送信および基地局１からの信号受信を行わないように制御する。

　パケット送受信部５０７は、移動局５内のアプリケーション部５０８および外部の端末機器とパケットの送受信を行う。Ｌ２機能部５０９は、ＭＡＣ，ＲＬＣ，ＰＤＣＰなどのプロトコル処理および無線データへのフォーマット変換を行う。Ｌ２機能部５０９は、同期処理の動作を制御する同期制御部５１０の機能も有し、制御情報送受信部５０４から、プリアンブルを送信するタイミングを示す情報を受け取ると、この情報に従ってプリアンブルを送信する。

　図４は、図２に示す基地局１を実現するハードウェア構成を示す図である。基地局１の各機能は、無線送受信回路２０１と、有線送受信回路２０２と、処理回路２０３とにより実現することができる。基地局１のビーム形成部１０２および無線送受信部１０３は、無線送受信回路２０１により実現することができる。基地局１の有線送受信部１１０は、有線送受信回路２０２により実現することができる。ベースバンド信号処理部１０４、ビーム制御部１０５、Ｌ２機能部１０６、割当部１０７、制御情報送受信部１０８およびＤＲＸ管理部１０９は、処理回路２０３により実現することができる。言い換えると、基地局１は、移動局５のＤＲＸ状態を判断し、移動局５の受信期間において同期処理の開始を要求する開始要求信号を指向性ビーム２の方向を変えながらビームスイープにより送信して、移動局５と非競合同期処理を実施する処理回路２０３を備える。

　処理回路２０３は、専用のハードウェアであってもよい。処理回路２０３は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application　Specific　Integrated　Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable　Gate　Array）またはこれらを組み合わせたものである。ベースバンド信号処理部１０４、ビーム制御部１０５、Ｌ２機能部１０６、割当部１０７、制御情報送受信部１０８およびＤＲＸ管理部１０９の機能それぞれを処理回路２０３で実現してもよいし、複数の機能をまとめて処理回路２０３で実現してもよい。

　図５は、図２の基地局１をコンピュータプログラムを用いて実現する場合のハードウェア構成を示す図である。コンピュータプログラムを用いて基地局１を実現する場合、図４の処理回路２０３は、プロセッサ２０４およびメモリ２０５である。プロセッサ２０４は、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）であり、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、ＤＳＰ（Digital　Signal　Processor）などとも呼ばれる。メモリ２０５は、例えば、ＲＡＭ（Random　Access　Memory）、ＲＯＭ（Read　Only　Memory）、フラッシュメモリー、ＥＰＲＯＭ（Erasable　Programmable　ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically　ＥＰＲＯＭ）などの不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ（Digital　Versatile　Disk）などである。

　ベースバンド信号処理部１０４、ビーム制御部１０５、Ｌ２機能部１０６、割当部１０７、制御情報送受信部１０８およびＤＲＸ管理部１０９は、プロセッサ２０４がメモリ２０５に記憶されたコンピュータプログラムを実行することにより実現することができる。

　また、ベースバンド信号処理部１０４、ビーム制御部１０５、Ｌ２機能部１０６、割当部１０７、制御情報送受信部１０８およびＤＲＸ管理部１０９の各機能の一部を専用のハードウェアで実現し、一部をメモリ２０５に記憶されたコンピュータプログラムをプロセッサ２０４が実行することにより実現してもよい。

　基地局１と同様に、移動局５の無線送受信部５０２は無線送受信回路２０１により実現することができ、ベースバンド信号処理部５０３、制御情報送受信部５０４、プリアンブル決定部５０５、ＤＲＸ制御部５０６、パケット送受信部５０７、アプリケーション部５０８およびＬ２機能部５０９は、専用の処理回路２０３、プロセッサ２０４およびメモリ２０５、またはこれらの組み合わせにより実現することができる。

　図６は、本発明の実施の形態１に係る移動通信システムの動作を示す図である。図６では、移動局５がＤＲＸ制御を行っている状態で移動局５宛の下りの送信データが発生して、基地局１と移動局５とが非競合同期処理を行う。

　移動局５が受信期間以外において受信動作を行わない間に、基地局１で移動局５宛の送信データが発生する（ステップＳ１０１）。基地局１の割当部１０７は、移動局５にプリアンブルを割り当てる（ステップＳ１０２）。開始要求信号生成部１１１は、割り当てたプリアンブルを含み、同期処理の開始を要求する開始要求信号１０ａ～１０ｚを生成する。基地局１は、移動局５が受信期間になるまで待つと、生成した開始要求信号１０ａ～１０ｚを、ビームスイープしながら移動局５に送信する（ステップＳ１０３）。この例では、基地局１は同時に３つの信号を送信することが可能であり、基地局１から移動局５へのダウンリンク（以下、ＤＬと称する）ビームスイープにおいて、指向性ビーム２を形成している期間＃１～＃Ｎのそれぞれにおいて、開始要求信号１０を３つずつ送信する。具体的には、ＤＬビームスイープの期間＃１において、基地局１は、図１に示す指向性ビーム２ａ，２ｄおよび２ｘの方向へ開始要求信号１０ａ，１０ｄおよび１０ｘを同時に送信する。同様に、ＤＬビームスイープの期間＃２においては、基地局１は、指向性ビーム２ｂ，２ｅおよび２ｙの方向へ開始要求信号１０ｂ，１０ｅおよび１０ｙを同時に送信する。ＤＬビームスイープの期間＃Ｎにおいては、基地局１は、指向性ビーム２ｃ，２ｆおよび２ｚの方向へ開始要求信号１０ｃ，１０ｆおよび１０ｚを同時に送信する。

　移動局５がＤＲＸ制御を行った状態のまま在圏するスポット３を移動して、基地局１が同期処理の開始要求信号１０ａ～１０ｘを送信した時点でスポット３ａに在圏していた場合、移動局５は、指向性ビーム２ａを用いた開始要求信号１０ａを良好な受信品質で受信する。移動局５のプリアンブル決定部５０５は、受信した開始要求信号１０ａに含まれるプリアンブル情報が示すプリアンブルを保持する。移動局５は、従来技術と同様にアップリンク（以下、ＵＬと称する）ビームスイープにおいて、指向性ビーム２を形成している期間を基地局１から通知されており、ＵＬビームスイープの期間＃１～＃Ｎを全て知っている。移動局５の同期制御部５１０は、ＵＬビームスイープの期間＃１～＃Ｎに基づいて、複数の送信タイミングを決定する（ステップＳ１０４）。具体的には、同期制御部５１０は、基地局１のＵＬビームスイープのそれぞれの期間＃１～＃Ｎに、送信したプリアンブルが到達するように、複数の送信タイミングを決定する。

　基地局１は、指向性ビーム２の方向を切り替えながら、複数のＵＬビームスイープの期間＃１～＃Ｎで受信動作を行う（ステップＳ１０５）。同期制御部５１０は、ＵＬビームスイープのそれぞれの期間＃１～＃Ｎに合わせた送信タイミングで、プリアンブル１１ａ～１１ｎを送信する。すなわち、基地局１がＵＬビームスイープにより複数のタイミングでプリアンブルを受信する場合、移動局５は複数のタイミングでプリアンブルを送信する。

　なお、開始要求信号１０を送信するＤＬビームスイープの期間＃１～＃Ｎにおける指向性ビーム２の方向と、プリアンブルを受信するＵＬビームスイープの期間＃１～＃Ｎにおける指向性ビーム２の方向とには依存性はない。しかしながら、ここでは簡単のためＤＬビームスイープの期間＃１～＃Ｎにおける指向性ビーム２の方向は、ＵＬビームスイープの期間＃１～＃Ｎにおける指向性ビーム２の方向と同じである。つまり、ＵＬビームスイープの期間＃１では、指向性ビーム２ａ，２ｄおよび２ｚを同時に形成し、ＵＬビームスイープの期間＃２では、指向性ビーム２ｂ，２ｅおよび２ｙを同時に形成し、ＵＬビームスイープの期間＃Ｎでは、指向性ビーム２ｃ，２ｆおよび２ｚを同時に形成する。

　基地局１は、プリアンブル１１ａ，１１ｂ，１１ｎのうち、プリアンブル１１ａをＵＬビームスイープの期間＃１において最も品質よく受信することになる。基地局１は、プリアンブル１１の受信品質に基づいて、移動局５と通信するときの指向性ビーム２の方向を決定する（ステップＳ１０６）。具体的には、基地局１のＬ２機能部１０６は、複数のプリアンブル１１を受信した場合、受信信号強度で最も受信品質の良いプリアンブル１１を選択して、このプリアンブル１１を受信したときの指向性ビーム２の方向を移動局５と通信するときの指向性ビーム２の方向とする。この例では、プリアンブル１１ａを指向性ビーム２ａを形成しているときに最も品質よくプリアンブル１１を受信する。基地局１のビーム制御部１０５は、以降の移動局５との通信には、指向性ビーム２ａを用いる。

　基地局１のＬ２機能部１０６は、プリアンブル１１に対する応答として、ランダムアクセス応答（ＲＡＲ：Random　Access　Response）のような同期応答信号を移動局５に送信する（ステップＳ１０７）。このとき、ビーム制御部１０５は、選択した方向の指向性ビーム２ａを形成する。同期応答信号は、従来技術と同様に移動局５が上り信号の送信タイミングを調節する情報が付与されている。このため、移動局５は、同期応答信号を受信した後、上り信号送信タイミングを調整することで非競合同期処理が完了する。基地局１は、移動局５宛に発生した送信データを同期応答信号と同じ指向性ビーム２の方向に送信する（ステップＳ１０８）。

　以上説明したように、実施の形態１によれば、移動局５がＤＲＸ制御中に移動して在圏するスポット３が変わったとしても、指向性ビーム２を用いた同期処理を行うことが可能になる。このとき、移動局５に割り当てられたプリアンブル１１を用いて非競合同期処理が行われるため、他の移動局５が同時に同期処理を行った場合であっても、競合が発生せず、速やかに同期処理を終了することができる。したがって、移動局５がＤＲＸ制御中に移動した場合であっても、データの送信を開始するまでの待ち時間を抑制することができる。

　なお、基地局１に複数の移動局５宛に下り信号の送信が発生して、これらの移動局５のＤＲＸ制御における受信期間が重なっている場合、基地局１は１回のＤＬビームスイープでそれぞれの移動局５に宛てた開始要求信号１０を送信すればよく、ＤＬビームスイープを複数回実施する必要はない。

実施の形態２．
　図７は、本発明の実施の形態２に係る移動通信システムの動作を示す図である。実施の形態２に係る移動通信システム１００の構成、基地局１の構成および移動局５の構成は、図１から３に示した実施の形態１の構成と同様であるためここでは説明を省略する。以下、実施の形態１との差異について主に説明する。

　送信データが発生して（ステップＳ１０１）、割当部１０７がプリアンブル１１を移動局５に割り当てる（ステップＳ１０２）動作は、実施の形態１と同様である。開始要求信号生成部１１１は、割り当てたプリアンブル１１を示すプリアンブル情報に加えて、移動局５がプリアンブル１１を基地局１に送信するタイミングを示すタイミング情報を含む開始要求信号１０を生成する。開始要求信号生成部１１１は、複数の方向の開始要求信号１０のそれぞれに、移動局５がプリアンブル１１を送信するタイミングを割り当てる。

　図８は、図７のステップＳ２０３で送信される開始要求信号の一例を示す図である。開始要求信号１５は、プリアンブルＩＤ（IDentifier）１６と、ＵＬビームスイープ番号１７とを含む。プリアンブルＩＤ１６は、プリアンブル情報の一例であり、ＵＬビームスイープ番号１７は、タイミング情報の一例である。開始要求信号生成部１１１は、プリアンブルＩＤ１６を、開始要求信号１５ａ～１５ｚに共通する値とし、ＵＬビームスイープ番号１７を、開始要求信号１５を送信するタイミングごとに異なる値とする。具体的には、開始要求信号１５ａ，１５ｄ，１５ｘのＵＬビームスイープ番号１７の値は「１」であり、開始要求信号１５ｂ，１５ｅ，１５ｙのＵＬビームスイープ番号１７の値は「２」であり、開始要求信号１５ｃ，１５ｆ，１５ｚのＵＬビームスイープ番号１７の値は「Ｎ」である。なお、ここではタイミング情報は、ＵＬビームスイープの何番目のタイミングであるかを示すＵＬビームスイープ番号としたが、この例に限られない。タイミング情報は、無線フレームの時刻情報、例えば無線フレーム番号、サブフレーム番号、スロット番号、シンボル番号などであってもよい。また、移動局５の宛先を示す情報は、ＬＴＥ（Long　Term　Evolution）の場合と同様に、開始要求信号のＣＲＣ（Cyclic　Redundancy　Check）を移動局５の識別情報でスクランブルすることで、特定の移動局５が受信できるようにすればよい。

　図７の説明に戻る。基地局１は、ＤＬビームスイープにおいて、開始要求信号１５ａ～１５ｚを複数の方向に送信する（ステップＳ２０３）。移動局５は、図１に示す位置に存在している場合、指向性ビーム２ａを用いて送信された開始要求信号１５ａを最も良い受信品質で受信する。移動局５の同期制御部５１０は、複数の開始要求信号１５を受信した場合、受信した開始要求信号１５から受信品質に基づいて１つの開始要求信号１５を選択する。そして、同期制御部５１０は、選択した開始要求信号１５に含まれるタイミング情報に基づいて、１つの送信タイミングを決定する。開始要求信号１５ａにはタイミング情報としてＵＬビームスイープ番号１７の値「１」が含まれているため、同期制御部５１０は、ＵＬビームスイープの期間＃１にプリアンブルが基地局１に到達するように送信タイミングを１つ決定する（ステップＳ２０４）。

　同期制御部５１０は、決定した送信タイミングで、開始要求信号１５により通知されたプリアンブル１１を基地局１に送信する。ＵＬビームスイープの期間＃１～＃Ｎは、基地局１から予め移動局５に通知されている。ＵＬビームスイープの期間＃１～＃Ｎにおいて、基地局１は、指向性ビーム２の方向を変えてビームスイープを行う（ステップＳ２０５）。

　図９は、図７のステップＳ２０３およびステップＳ２０５に示すビームスイープ中の指向性ビームの方向を示す図である。ステップＳ２０５のＵＬビームスイープでは、基地局１は、ステップＳ２０３のＤＬビームスイープ時と同じビームスイープ番号で示される期間における指向性ビーム２の方向と、同じ方向に指向性ビーム２を形成する。これにより、開始要求信号１５を送信するときのＤＬビームスイープ番号と同じ値をＵＬビームスイープ番号として移動局５に通知することで、移動局５がプリアンブル１１を１つの期間でのみ送信するようにしても、基地局１が確実にプリアンブル１１を受信することが可能になる。つまり、基地局１は、ＤＬビームスイープの期間＃１で開始要求信号１５を送信した方向に存在する移動局５には、ＵＬビームスイープの期間＃１を通知する。そして、ＵＬ期間＃１においては、ＤＬビームスイープの期間＃１において形成した指向性ビーム２の方向と同じ方向に指向性ビーム２を形成する。実施の形態１では、基地局１がＵＬビームスイープの期間でどの方向に指向性ビームを形成しているかわからず、移動局５はどのタイミングで送信すれば基地局１が受信することができるのかわからなかったため、全てのＵＬビームスイープの期間でプリアンブル１１を送信していた。これに対して、本実施の形態２では、移動局５は最も受信品質が良好な開始要求信号に含まれたタイミング情報に従ってプリアンブル１１を１つだけ送信すればよい。したがって、基地局１と移動局５との間の通信量を減らすことができる。

　図７の説明に戻る。ステップＳ１０６からステップＳ１０８の動作については実施の形態１と同様であるが、基地局１は、１台の移動局５からは１つのプリアンブル１１を受信する点が実施の形態１と異なる。

実施の形態３．
　以上の実施の形態２では、基地局１が特定の移動局５宛に開始要求信号１５を送信することとしたが、本実施の形態３では、１つの開始要求信号で複数の移動局５と非競合同期処理を実施することができるようにする。

　実施の形態３に係る移動通信システム１００の構成、基地局１の構成および移動局５の構成は実施の形態１および２と同様であり、指向性ビーム２を向ける方向などの動作は実施の形態２と同様であるためここでは説明を省略する。以下、実施の形態２との差異点である、開始要求信号の構成について主に説明する。

　図１０は、実施の形態３に係る基地局１が移動局に送信する開始要求信号の構成を示す図である。図７の開始要求信号１５ａ～１５ｚは、図１０に示す複数のプリアンブルＩＤ１６，ＵＬビームスイープ番号１７，移動局数１８，複数の移動局ＩＤ１９が含まれる。ＵＬビームスイープ番号１７および移動局数１８は、１つの開始要求信号１５に１つ含まれており、移動局ＩＤ１９およびプリアンブルＩＤ１６は、各移動局５について１つ含まれている。

　移動局数１８は、開始要求信号１５で非競合同期処理の開始を要求する移動局５の数であり、開始要求信号１５ａ～１５ｚに共通する値となる。ＵＬビームスイープ番号１７は、実施の形態２と同様であり、開始要求信号１５ａ～１５ｚごとに異なる値となる。プリアンブルＩＤ１６ａ～１６ｃは、各移動局５に割り当てたプリアンブル１１を示すプリアンブル情報であり、移動局ＩＤ１９ａ～１９ｃは、それぞれの移動局５を識別するための識別情報である。本実施の形態において、開始要求信号１５のＣＲＣを全移動局で共通の情報を用いてスクランブルすることで、基地局１の通信エリアに在圏する全ての移動局が受信できるようにする。

　基地局１の開始要求信号生成部１１１は、複数の移動局５と非競合同期処理を開始する場合、図１０に示す開始要求信号１５を生成して生成した開始要求信号１５をビームスイープにより送信する。開始要求信号１５を受信した移動局５の同期制御部５１０は、受信した開始要求信号１５に自局の移動局ＩＤ１９が含まれているか確認して、自局の移動局ＩＤ１９が含まれていた場合、対応するプリアンブルＩＤ１６と、ＵＬビームスイープ番号１７とに従ってプリアンブル１１を送信する。プリアンブル１１を受信した基地局１の動作は実施の形態２と同様であるためここでは説明を省略する。

　以上説明したように、本実施の形態３では、基地局１は、１つの開始要求信号１５で複数の移動局５に非競合同期処理の開始を要求することができる。このため、送信される開始要求信号１５の数を減らすことができ、基地局１と移動局５との間の無線リソースを削減することが可能になる。

実施の形態４．
　上記の実施の形態１から３では、指向性ビームを識別するためのビーム固有信号を基地局１が送信するためのビームスイープを行うタイミングと、非競合同期処理の開始要求信号を送信するためのビームスイープを行うタイミングとには、関係性はなかった。本実施の形態４では、１回の受信期間で、ビーム固有信号を送信するためのビームスイープと、開始要求信号を送信するためのビームスイープとを両方行う。

　実施の形態４に係る移動通信システム１００の構成、基地局１の構成および移動局５の構成は、図１から３に示した実施の形態１の構成と同様であるためここでは説明を省略する。

　図１１は、本発明の実施の形態４に係る移動通信システムの動作を説明するための図である。

　基地局１の制御情報送受信部１０８は、図１１に示す移動局＃１および移動局＃２がＤＲＸ制御を行う際に用いるパラメータを決定して移動局＃１および移動局＃２のそれぞれに通知する。ＤＲＸ制御に用いるパラメータは、受信期間、受信周期、受信タイミングオフセットなどであり、これらのパラメータは、移動局５ごとに異なる値であってよい。ここでは説明を簡単にするため、移動局＃２の受信期間の長さおよび受信周期は移動局＃１の受信期間の長さおよび受信周期と同じとし、受信タイミングオフセットは移動局５ごとに異なる値とする。

　移動局＃１は、未受信期間２０ａ，２０ｂおよび２０ｃの間は、受信動作を行わず、受信期間２１ａおよび２１ｂの間、受信動作を行う。移動局＃２は、未受信期間２０ｄ，２０ｅおよび２０ｆの間は、受信動作を行わず、受信期間２１ｃおよび２１ｄの間、受信動作を行う。

　基地局１は、ビーム固有信号を送信するためのビームスイープ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅと、同期処理の開始要求信号を送信するためのビームスイープ２３とを行っている。ビーム固有信号は、基地局１が持つ指向性ビーム２を識別するための信号であり、周期的に繰り返して送信される。ビーム固有信号は、同期信号または報知信号に含まれていてもよいし、同期信号および報知信号とは異なる参照信号（ＲＳ：Reference　Signal）であってもよい。以下、これらの信号をまとめてビーム固有信号と称する。

　制御情報送受信部１０８は、移動局＃１および移動局＃２の受信周期をビーム固有信号を送信するためのビームスイープ周期の整数倍として、受信期間がビーム固有信号を送信するためのビームスイープ２２を行うタイミングと合うように、受信オフセットを決定する。例えばビーム固有信号を送信するためのビームスイープ２２が無線フレーム番号＝０の時点から周期的に繰り返して実施される場合、無線フレーム番号＝０に受信オフセットを加えた時点が受信期間の開始時点となるため、制御情報送受信部１０８は、受信期間の開始時点をビームスイープ２２の開始時点と合わせるように、受信オフセットを、ビームスイープ２２を行う周期の整数倍とすることができる。この構成により、ビーム固有信号を送信するためのビームスイープ２２が行われる期間に合わせて、ＤＲＸ制御中の移動局＃１および移動局＃２に受信動作を行わせることができる。また制御情報送受信部１０８は、ビーム固有信号を送信するためのビームスイープ２２に要する時間と同期処理の開始要求信号のビームスイープ２３に要する時間との合計時間よりも長くなるように移動局＃１および移動局＃２の受信期間２１の長さを決定する。この構成により、移動局＃１および移動局＃２は、１回の受信期間２１でビーム固有信号と同期処理の開始要求信号とを受信することが可能になる。

　制御情報送受信部１０８は、ビーム固有信号を送信するためのビームスイープ２２のタイミングを決定すると、Ｌ２機能部１０６を介してビーム制御部１０５と移動局５とに、決定したビームスイープ２２のタイミングを通知する。ビーム制御部１０５は、通知されたタイミングでビーム固有信号をＬ２機能部１０６を介してベースバンド信号処理部１０４に指示する。これにより、制御情報送受信部１０８が決定したタイミングでビーム固有信号がビームスイープ２２により送信される。

　以上説明したように、本実施の形態４に係る移動通信システム１００は、基地局１の制御情報送受信部１０８が移動局＃１および移動局＃２がＤＲＸ制御を行う際に用いるパラメータを決定して通知する。このとき制御情報送受信部１０８は、移動局＃１および移動局＃２の受信周期をビーム固有信号を送信するためのビームスイープ周期の整数倍とし、受信期間のタイミングがビーム固有信号を送信するためのビームスイープ２２のタイミングと合うようにする。この構成により、ＤＲＸ制御中の移動局＃１および移動局＃２は、受信期間ごとにビーム固有信号を受信することができるようになり、基地局１の通信エリア内に在圏しているか否かを受信期間ごとに判断することができるようになる。したがって移動局＃１および移動局＃２は、他の基地局１へ接続するべきかどうかを早期に判断することが可能になる。

　なお、上記実施の形態１から３では、ビーム固有信号をビームスイープ２２で周期的に送信する動作については記載していないが、本実施の形態４と同様の動作を行っている。

実施の形態５．
　上記の実施の形態１から４では、基地局１がビーム固有信号を送信するためのビームスイープと同期処理の開始要求信号を送信するためのビームスイープとを異なるビームスイープで実施していたが、実施の形態５では、１回のビームスイープでビーム固有信号と同期処理の開始要求信号とを送信する。

　図１２は、本発明の実施の形態５に係る移動通信システムの動作を説明するための図である。実施の形態５に係る移動通信システム１００の構成、基地局１の構成および移動局５の構成は、図１～３に示した実施の形態１の構成と同様であるためここでは説明を省略する。以下、実施の形態４との差異について主に説明する。

　基地局１の制御情報送受信部１０８が受信期間２１、受信周期および受信オフセットを決定する方法は、実施の形態４と同様である。この構成により、基地局１は、移動局＃１に同期処理の開始要求信号を送信する場合、１つの受信期間２１ａでビーム固有信号と開始要求信号との両方を送信することになる。本実施の形態では、ビーム固有信号と開始要求信号とを多重化して１回のビームスイープ２４で送信する。

　図１３（ａ）および図１３（ｂ）は、実施の形態５に係る基地局１が送信する多重化された送信信号の例を示す図である。ここで、１回のビームスイープ２４でＮ個の方向に指向性ビーム２が送信されることとする。図１３の横軸は時間であり、縦軸は周波数である。図１３（ａ）は、時分割多重でビーム固有信号２５と開始要求信号２６とを送信する例を示している。１回のビームスイープ中で、基地局１は、Ｎ回の信号送信を行う。１回の信号送信当たりでは、基地局１は、ビーム固有信号２５ａ，２５ｂおよび２５ｃと開始要求信号２６ａ，２６ｂおよび２６ｃとを時分割多重して送信し、例えば信号送信＃１では、ビーム固有信号２５ａと開始要求信号２６ａとを時分割多重して送信する。

　図１３（ｂ）は、周波数分割多重でビーム固有信号２５と開始要求信号２６とを送信する例を示している。１回のビームスイープ中で、基地局１は、Ｎ回の信号送信を行う。１回の信号送信当たりでは、基地局１は、ビーム固有信号２５ｄ，２５ｅおよび２５ｆと、開始要求信号２６ｄ，２６ｅおよび２６ｆとを周波数分割多重して送信する。

　なお、開始要求信号を送信する必要がない場合には、開始要求信号２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，２６ｅおよび２６ｆの無線リソース領域を空き領域としてもよいし、他の信号送信に利用するようにしてもよい。

　図１４は、図１２に示す動作において、受信期間をさらに短縮するための方法を説明するための図である。基地局１は、ビームスイープを行っている最中に、他の宛先の移動局５への信号を送信することもできる。図１４の上段には、ビームスイープによる信号送信４０ａ～４０ｃと、他の宛先への信号送信４１ａ～４１ｃとが交互に行われる例を示している。しかしながら、ＤＲＸ制御を行っている移動局５との通信は、受信期間しか行うことができないため、基地局１は、ＤＲＸ制御を行っている移動局５との非競合同期処理を行っている場合には、ビームスイープによる信号送信４０ａ～４０ｃをまとめて連続して行う。これにより、受信期間をさらに短縮することが可能になる。

　以上説明したように、開始要求信号２６をビーム固有信号２５に多重して送信することによって、１回のビームスイープでビーム固有信号２５と開始要求信号２６とを送信することが可能になる。したがって、ビームスイープ回数を低減することができ、ビーム切替に伴う切り替え時間を短縮することが可能となり、ビーム固有信号２５と開始要求信号２６とを送信するために要する合計時間を短縮することが可能になる。上記の例では、ビーム固有信号２５と開始要求信号２６とを時分割多重する例と、両者を周波数多重する例とを示したが、周波数多重する場合には、時分割多重する場合よりもさらに短縮される時間が大きくなる。本実施の形態５では、実施の形態４と同様に、受信期間は、ビーム固有信号２５と開始要求信号２６とを送信するために要する時間の合計よりも長くなるように決定される。ここでビーム固有信号２５と開始要求信号２６とを送信するために要する合計時間を短縮することができるため、受信期間を短縮することも可能になる。また、基地局１は、ビームスイープによる信号送信４０ａ～４０ｃをまとめて連続して行うことにより、移動局５の受信期間をさらに短縮することが可能になる。受信期間を短縮することで、移動局５の消費電力を抑制することができる。

　なお、ビームスイープによるプリアンブル１１の受信タイミングは、ビーム固有信号の送信タイミングと関連付けされる。このため、図８および図１０に示したようなビームスイープ番号を開始要求信号に付加する必要はなくなる。これにより、開始要求信号を送信するために必要な無線リソースを削減することが可能になる。

　以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

　１　基地局、２，２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｘ，２ｙ，２ｚ　指向性ビーム、３，３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｘ，３ｙ，３ｚ　スポット、４　セル、５　移動局、１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ，１０ｆ，１０ｘ，１０ｙ，１０ｚ，１５，１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，１５ｅ，１５ｆ，１５ｘ，１５ｙ，１５ｚ，２６，２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，２６ｅ，２６ｆ　開始要求信号、１１，１１ａ，１１ｂ，１１ｎ　プリアンブル、１６，１６ａ，１６ｂ，１６ｃ　プリアンブルＩＤ、１７　ＵＬビームスイープ番号、１８　移動局数、１９，１９ａ，１９ｂ，１９ｃ　移動局ＩＤ、２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ，２０ｆ　未受信期間、２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ　受信期間、２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ，２３　ビームスイープ、２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２５ｅ，２５ｆ　ビーム固有信号、１０１，１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ　アンテナ、１０２　ビーム形成部、１０３　無線送受信部、１０４　ベースバンド信号処理部、１０５　ビーム制御部、１０６　Ｌ２機能部、１０７　割当部、１０８　制御情報送受信部、１０９　ＤＲＸ管理部、１１０　有線送受信部、１１１　開始要求信号生成部、２０１　無線送受信回路、２０２　有線送受信回路、２０３　処理回路、２０４　プロセッサ、２０５　メモリ、５０１　アンテナ、５０２　無線送受信部、５０３　ベースバンド信号処理部、５０４　制御情報送受信部、５０５　プリアンブル決定部、５０６　ＤＲＸ制御部、５０７　パケット送受信部、５０８　アプリケーション部、５０９　Ｌ２機能部、５１０　同期制御部。

Claims

　受信動作を周期的な受信期間で間欠的に行う移動局と通信する基地局において、
　前記移動局にプリアンブルを割り当てる割当部と、
　前記移動局に割り当てた前記プリアンブルを含み前記移動局と前記基地局との同期処理の開始を要求する開始要求信号を生成する開始要求信号生成部と、
　前記受信期間内で、指向性ビームの方向を切り替えながら前記開始要求信号を複数の方向に送信して、前記開始要求信号を受信した前記移動局が送信した前記プリアンブルを受信したときの前記指向性ビームの方向に基づいて、前記移動局と通信するときの前記指向性ビームの方向を決定するビーム制御部と、
　を備えることを特徴とする基地局。
　前記開始要求信号生成部は、前記開始要求信号を受信した前記移動局が前記プリアンブルを送信するタイミングを複数の方向の前記開始要求信号のそれぞれに割り当てて、割り当てたタイミングを示すタイミング情報を含む前記開始要求信号を生成し、
　前記ビーム制御部は、複数の前記タイミング情報が示す複数のタイミングにおいて、それぞれの前記タイミング情報を含む前記開始要求信号を送信したときの前記指向性ビームの方向に前記指向性ビームの方向を合わせることを特徴とする請求項１に記載の基地局。
　前記割当部は、複数の移動局のそれぞれに異なるプリアンブルを割り当て、
　前記開始要求信号生成部は、複数の前記移動局に割り当てた複数のプリアンブルを含む前記開始要求信号を生成することを特徴とする請求項２に記載の基地局。
　前記ビーム制御部は、複数の方向の前記指向性ビームのそれぞれに固有のビーム固有信号を前記指向性ビームの方向を切り替えながら送信するビームスイープを、周期的に繰り返して行い、
　間欠的な前記受信動作の周期である受信周期を前記ビーム固有信号を送信する前記ビームスイープの周期の整数倍として、当該受信周期を前記移動局に通知する制御情報送受信部をさらに備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の基地局。
　前記制御情報送受信部は、前記受信期間の長さを、前記ビーム固有信号を送信するビームスイープに要する時間と前記開始要求信号を送信するビームスイープに要する時間との合計以上の期間として、前記移動局に決定した前記受信期間を通知することを特徴とする請求項４に記載の基地局。
　前記ビーム制御部は、複数の方向の前記指向性ビームのそれぞれに固有のビーム固有信号を前記指向性ビームの方向を切り替えながら送信するビームスイープを、周期的に繰り返して行い、前記開始要求信号を送信する場合、前記ビーム固有信号に前記開始要求信号を多重して送信することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の基地局。
　前記ビーム制御部は、前記指向性ビームの方向を切り替えながら、複数の前記開始要求信号を複数の方向に送信するとき、複数の前記開始要求信号を連続して送信することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の基地局。
　基地局からの信号を受信する受信動作を周期的な受信期間で間欠的に行う移動局において、
　前記基地局が前記移動局に割り当てたプリアンブルを含み前記移動局と前記基地局との同期処理の開始を要求する開始要求信号であって、前記基地局が指向性ビームの方向を切り替えながら複数の方向に送信した前記開始要求信号のいずれかを受信すると、前記プリアンブルを複数のタイミングで前記基地局に送信する同期制御部を備えることを特徴とする移動局。
　前記同期制御部は、前記基地局が前記開始要求信号に割り当てたタイミングであって、前記移動局が前記プリアンブルを送信するタイミングを示すタイミング情報が前記開始要求信号に含まれている場合、当該タイミング情報に従って前記プリアンブルを送信することを特徴とする請求項８に記載の移動局。
　前記同期制御部は、前記指向性ビームのそれぞれに固有のビーム固有信号に多重された前記開始要求信号を受信した場合、前記ビーム固有信号に対応する前記基地局のプリアンブルの受信タイミング情報に従って、前記開始要求信号に含まれる前記プリアンブルを送信することを特徴とする請求項８に記載の移動局。
　受信動作を周期的な受信期間で間欠的に行う移動局と、前記移動局と通信する基地局とを備える移動通信システムが行う通信方法において、
　前記基地局が、前記移動局にプリアンブルを割り当てるステップと、
　前記基地局が、割り当てた前記プリアンブルを含み前記移動局と前記基地局との同期処理の開始を要求する開始要求信号を、前記受信期間内に指向性ビームの方向を切り替えながら複数の方向に送信するステップと、
　前記移動局が、前記開始要求信号を受信すると、受信した前記開始要求信号が示す前記プリアンブルを用いて非競合同期処理を行うステップと、を含むことを特徴とする通信方法。