JP2021061566A - 端末装置及び通信方法 - Google Patents

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大輝 松田
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Abstract

【課題】ビームを効率的に運用できる端末装置及び通信方法を提案する。【解決手段】制御部は、ビームスイーピングされて送信される複数の同期信号の少なくとも1つを、無線通信部を介して受信する。ビームスイーピングは、複数の同期信号の各々が異なるビームを形成して所定期間中に基地局から送信されることを含む。制御部は、複数のビームスイーピング設定情報の中から1つの設定情報を、ビームスイーピング間の優先度に基づいて決定し、優先度に基づいて決定した1つの設定情報を使用して同期信号の受信、又は受信した同期信号の基地局への報告を行うよう構成される。所定期間中に送信される同期信号の数は、複数のビームスイーピング設定情報の間で異なる。【選択図】図14

Description

本開示は、端末装置及び通信方法に関する。
現在、3GPP(Third Generation Partnership Project)では、爆発的に増加するトラフィックを収容するために、セルラーシステムの容量を向上するための様々な技術が検討されている。例えば特許文献1には、粗いビーム(Rough beam)と細かいビーム(Accurate beam)によるビームスイーピング手順が開示されている。
特開2019−4277号公報
従来技術では、基地局は、粗いビームを用いた送信スイーピングを実施する。端末は、自装置にとって望ましい粗いビームの番号を基地局にレポートする。基地局は、端末からレポートされた番号の粗いビームに対応する細かいビームを用いた送信スイーピングを実施する。端末は、自装置にとって望ましい細かいビームの番号を基地局にレポートする。基地局は、端末からレポートされた番号の細かいビームを用いて、端末に対するDownlinkのユーザデータを送信する。
しかし、従来技術では、基地局に近い端末であっても細かいビームを用いて通信を用いて端末と基地局が通信を行うことになり、ビームを効率的に運用できない。
そこで、本開示では、ビームを効率的に運用できる端末装置及び通信方法を提案する。
上記の課題を解決するために、本開示に係る一形態の端末装置は、無線通信部と、ビームスイーピングされて送信される複数の同期信号の少なくとも1つを、無線通信部を介して受信する制御部とを有する。ビームスイーピングは、複数の同期信号の各々が異なるビームを形成して所定期間中に基地局から送信されることを含む。制御部は、複数のビームスイーピング設定情報の中から1つの設定情報を、ビームスイーピング間の優先度に基づいて決定し、優先度に基づいて決定した1つの設定情報を使用して同期信号の受信、又は受信した同期信号の基地局への報告を行うよう構成される。所定期間中に送信される同期信号の数は、複数のビームスイーピング設定情報の間で異なる。
低い周波数のbeamformingの一例を説明するための図である。 高い周波数のbeamformingの一例を説明するための図である。 beamの決定の一例を説明するための図である。 beam sweepingで必要なbeamの周波数・時間リソースを説明する図である。 従来のSSBの伝送パターンを示す図である。 第1の実施形態に係る通信システムの構成例を示す図である。 第1の実施形態に係る管理装置の構成例を示す図である。 第1の実施形態に係る基地局装置の構成例を示す図である。 アンテナの構成を概略的に示した図である。 第1の実施形態に係る端末装置の構成例を示す図である。 同期信号を説明する図である。 第1のビームスイーピング及び第2のビームスイーピングの一例を示す図である。 第1のビームスイーピング及び第2のビームスイーピングの一例を示す図である。 第1のビームスイーピング及び第2のビームスイーピングの一例を示す図である。 第1の実施形態のSSBの伝送パターンを示す図である。 第1の実施形態に係る基地局装置20と端末装置40が通信を開始する際の動作例を示す図である。 特性が同一のbeamのグループ化を説明する図である。 第2の実施形態に係る基地局装置と端末装置の動作例を示す図である。 第3の実施形態に係る管理装置10と基地局装置20と端末装置40の動作例を示す図である。
以下に、本開示の実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の各実施形態において、同一の部位には同一の符号を付することにより重複する説明を省略する。
また、以下に示す項目順序に従って本開示を説明する。
1.はじめに
1−1.beamの必要性
1−2.beamを決定する必要性
1−3.beam sweeping
1−4.Beam Sweepingを行う手続きの種類
1−5.同期信号のbeamのoverheadの問題
1−6.実施形態の概要
2.第1の実施形態
2−1.通信システムの全体構成
2−2.管理装置の構成
2−3.基地局装置の構成
2−4.端末装置の構成
2−5.通信システムの動作
2−6.動作例
3.第2の実施形態
3−1.動作例
4.第3の実施形態
4−1.動作例
5.変形例
<1.はじめに>
<1−1.beamの必要性>
LTE(Long Term Evolution)、NR(New Radio)等の無線アクセス技術が3GPP(Third Generation Partnership Project)で検討されている。例えば、3GPPは、NRにおいて、2GHzから100GHzなどの幅広い周波数帯域の利用が検討されている。2GHzから100GHzまでの周波数を使用するにあたり、特に高い周波数になってくると、伝搬損失を補うために電波を送信する方向を狭くするbeamformingにより利得を稼ぎ、伝搬損失をそのbeam利得で補う必要がある。高いbeam利得は、鋭いbeamを必要とする。図1は、低い周波数のbeamformingの一例を説明するための図である。図2は、高い周波数のbeamformingの一例を説明するための図である。図1及び図2には、基地局装置300と端末装置600が示されている。図1では、基地局装置300が電波を送信する方向に対して幅が広いbeam301をビームスイーピングしている。図2では、基地局装置300が電波を送信する方向に対して幅が狭いbeam302をビームスイーピングしている。図2では、beamを狭く絞っているため、同様の範囲にビームスイーピングを行い場合でも図1よりも多くのビーム数を必要とすることがわかる。
なお、LTEには、LTE−A(LTE-Advanced)、LTE−A Pro(LTE-Advanced Pro)、及びEUTRA(Evolved Universal Terrestrial Radio Access)が含まれるものとする。また、NRには、NRAT(New Radio Access Technology)、及びFEUTRA(Further EUTRA)が含まれるものとする。なお、単一の基地局は複数のセルを管理してもよい。以下の説明において、LTEに対応するセルはLTEセルと呼称され、NRに対応するセルはNRセルと呼称される。
NRは、LTEの次の世代(第5世代)の無線アクセス技術(RAT:Radio Access Technology)である。NRは、eMBB(Enhanced Mobile Broadband)、mMTC(Massive Machine Type Communications)及びURLLC(Ultra-Reliable and Low Latency Communications)を含む様々なユースケースに対応できる無線アクセス技術である。NRは、これらのユースケースにおける利用シナリオ、要求条件、及び配置シナリオなどに対応する技術フレームワークを目指して検討されている。NRには、NRAT(New Radio Access Technology)、及びFEUTRA(Further EUTRA)が含まれるものとする。
また、端末装置(移動局、移動局装置、又は端末ともいう。)は、UE(User Equipment)と称されることがある。
<1−2.beamを決定する必要性>
端末装置と基地局は、それぞれが、送信beamと受信beamを持っている。Downlinkのためには、基地局の送信beamと端末装置の受信beamとを決定する必要がある。Uplinkのためには、端末装置の送信beamと基地局の受信beamとを決定する必要がある。例えば、複数のbeamの中から受信側でのbeamの受信電力が最大になるようにbeamを決定する。図3は、beamの決定の一例を説明するための図である。図3には、複数の基地局300、300、300から端末装置600にそれぞれ送信されるbeam303がそれぞれ示されている。図3では、基地局300、300、300ごとに、端末装置600において最大の受信電力になるbeam303、303、303を黒く示している。例えば、端末装置600は、beam303、303、303を基地局300、300、300への送信beamと決定する。
<1−3.beam sweeping>
Beamを決定するために、送信に用いるbeamをsweepingすることが行われる。受信側でも、送信beamのうちの1つのbeamを受信しているときに受信側の受信beamをsweepingしながら、beamの受信電力を測定することにより、どの送信beamと受信beamが最適であるかを決定することができる。これは、端末装置がbeamを受信する場合も、基地局がbeamを受信する場合にも必要となる手続きである。この手続きは、beam managementと呼ばれる。以下では、主に、Downlink beam sweeping(management)を対象にして論じる。
<1−4.Beam Sweepingを行う手続きの種類>
Beam sweepingは、2つの手続きで行うことが可能である。一つ目は、同期信号(e.g., SSB(SS/PBCH Block))を使ったbeam sweepingである。同期信号は、端末装置が基地局から送られる同期信号をもとに端末装置がネットワーク側に同期する手続きである。同期を必要とする理由は、基地局から送られてくるフレームを端末装置が認識していないと、UplinkとDownlinkを円滑に行うことができなくなるからである。
二つ目は、CSI−RS(Channel State Information Reference Signal)やSRS(Sounding Reference signal)といったDownlinkのReference SignalやUplinkのReference Signalを使ったbeam sweepingである。
一つ目の同期信号を使ったbeam sweepingは、セル全体に対して提供する。これに対して、二つ目のCSI−RSやSRSは、一台の端末装置のために提供するbeam sweepingが可能になる。また、同期信号を使ったbeamは、CSI−RSやSRSのbeamよりも粗いbeamであることが多かった。
本開示では、一つ目のbeam sweepingに着目して議論を進める。一つ目のbeam sweepingは、セル全体のカバレッジに対してbeamを提供するため、beamによる周波数・時間リソースの無駄づかいが多いからである。
<1−5.同期信号のbeamのoverheadの問題>
端末装置が最初にネットワークに接続するには、Random Accessという他の端末装置とPreambleがぶつかる可能性がある手順を使って基地局に接続を行う必要がある。Random Accessを使って端末装置が基地局に接続する理由は、端末装置が基地局と接続していないため、基地局からリソースを割り当ててもらう手段がないからである。
Beam managementとして同期信号を使用する場合には、異なる方向にビームフォームドされた複数の同期信号が順番に送信される(i.e., Beam sweeping)。端末装置は、Beam Sweepingで送信される複数の同期信号について品質(e.g., 受信電力)をモニタリングする。そして、品質が所定の閾値を超えた同期信号を端末装置にとって望ましい基地局の送信beamとして認識する。
さらに、Random accessのRandom Access Occasionが基地局から送信されるbeamの数だけ用意される。端末装置は、品質が所定の閾値を超えた同期信号に対応するRandom Access OccasionでRandom Access Preambleを送信する。Beam(ビームフォームド同期信号)とRandom Access Occasionとの関連付けから、基地局は、端末装置にとって望ましい基地局の送信beamが何であるかを知ることができる。
周波数が高くなり、beamが鋭くなってくると、beam sweepingで必要なbeamの数が増大する。ビームがカバーする角度が10度から1度に変われば、単純に10倍のbeamを使って様々な方向をカバーする必要があるからである。例えば、6GHzの時は、10本で良かったものが60GHzの時には、60本のbeamでbeam sweeping、つまり、60か所に向けてbeamの時間をずらして送信することをしないとカバレッジ内をカバーできなくなる。
図4は、beam sweepingで必要なbeamの周波数・時間リソースを説明する図である。Downlinkのbeam sweepingでは、送信するbeamの数だけ周波数・時間リソースが必要となる。また、Uplinkのrandom access occasionの周波数・時間リソースがbeamの数だけ必要となる。beam sweepingで必要なbeamの数が多くなると、Downlinkのbeam sweepingそのものに必要な周波数・時間リソースのoverheadと、どのbeamであるかを知らせためのUplinkのrandom access occasionの数がbeamと同様に増えることによるoverheadが問題となる。
より具体的に説明する。3GPP Rel.15において、端末装置(UE)がnetworkと下り同期するための同期信号は、SSB(SS/PBCH block)と呼ばれる。SSBは、複数のSSBからなるSSB burst(SS burst)として周期的に基地局(RAN)からセル内へ送信される。1つのSSB burst内の複数のSSBは、識別子SSB indexがそれぞれ付加されている。1つのSSB burst内のSSBの数は、Frequency Rangeにより4,8,64のいずれかになる。SSBは、それぞれ異なる方向にビームフォーミングされて送信される。端末装置は、どの方向のビームの受信品質が良好であったかをSSB indexに関連付けられたRACH occasionで、基地局へ報告する。
周波数バンドと単位時間(e.g., 1SS burst又は1SSB burst)当たりのビーム数(SSB)とは、紐づいている。3GPPでは、単位時間(e.g., 1SS burst又は1SSB burst)当たりのビーム数(SSB)の最大値はLmaxとして定義されている。例えば、キャリア周波数が6GHz以下のバンドは、FR(Frequency Range)1という周波数範囲が対応する。キャリア周波数が6GHz以上のバンドは、FR2という周波数範囲が対応する。
図5は、従来のSSBの伝送パターンを示す図である。従来のSSBの伝送パターンには、CASE A-Eがある。FR1の場合(i.e., Case A-Cの場合)、送信されるSSBの数は、単位時間(half frame:5ms又は1つのSSB burst)あたり4又は8である。FR2の場合(i.e., Case D,Fの場合)、送信されるSSBの数は、単位時間(half frame:5ms又は1つのSSB burst)あたり64である。言い換えると、FR2は、周波数帯が24250MHz−52600MHzのFrequency rangeであるため、Lmax=64は、この周波数帯であっても対応できるSSBの数として規定されている。
つまり、FR2(6GHz帯以上)の場合、ビームフォームドされたSSBは、最大64個(64種類)必要であり、FR1の場合に比べ多い。言い換えると、FR1の場合(Case A-C)、単位時間(half frame:5ms)あたりに送信されるSSBの最大数は、4又は8である。このため、FR1の場合、最大4又は8通りのBeam(Beamformed SSB)でBeam sweepingすれば十分である。しかし、FR2の場合(Case D,F)、単位時間(half frame:5ms)あたりに送信されるSSBの最大数は、64である。このため、FR2の場合、最大64通りのBeam(Beamformed SSB)でBeam sweepingする必要がある。なぜなら、高い周波数帯(例えば、6GHz帯以上)では、低い周波数帯に比べプロパゲーションロスが大きくなり、beamを絞る必要があるためである。
しかし、将来、拡張されて、52600MHzより高い周波数帯(例えば、100GHz帯)及びFrequency range(例えば、FR3)が新たに規定されるかもしれない。その場合、より一層ビームを絞る必要性があるため、同一地理的エリアをカバーするためには1つのSSB burst内のSSBのmax数(Lmax)が64では足りないかもしれない。例えば100GHz帯では、Lmax=64では足りず、Lmaxが、例えば128や256など64よりも大きくなるかもしれない。
しかしながら、Beam sweepingすべきBeam(SSB)の数が多いとそれだけDownlinkの周波数・時間リソースのoverheadが大きくなり、周波数・時間リソースを消費することになり、ビームを効率的に運用できない。
6GHz帯以上の高周波数帯のセルであっても、当該セルを形成する基地局から地理的に距離が近い端末装置は、地理的に距離が遠い端末装置に比べ、プロパゲーションロスが小さい。言い換えると、当該セルを形成する基地局から地理的に距離が近い端末装置は、地理的に距離が遠い端末装置に比べ、SSBのビームを細くする必要性がない。ビームを細く絞るためには、多くのアンテナ素子(antenna element)が必要となり、処理も複雑になる。したがって、6GHz帯以上の高周波数帯のセルであっても当該セルを形成する基地局から地理的に距離が近い端末装置については、過度に絞られていないビームで信号が提供されることが望ましい。例えば、6GHz帯以上の高周波数帯のセルであっても、当該セルを形成する基地局から距離的に近い端末装置に対しては、FR1(Case A-C)のように、SSBの数(Lmax)は、4又は8で足りるかもしれない。
端末装置の観点では、FR1(Case A-C)のようにSSBの数(Lmax)が4又は8のビーム(又はセル)の方が、単位時間(half frame:5ms、SS burst)あたりに送信されるSSBの最大数が64である場合に比べ、Beam sweepingに使用される周波数・時間リソースが少なく、他(例えばUE(端末装置)向けのデータ通信)に使える周波数・時間リソースが多くなる。
<1−6.実施形態の概要>
そこで、本実施形態では、この無駄の発生を減らすことで、ビームを効率的な運用を図る。詳しくは後述するが、本実施形態では、単位時間(half frame:5ms、SS burst)あたりに送信されるSSBの最大数が異なる2つのconfigurationを用意し、UE(端末装置)に応じて、使用すべきconfigurationを異ならせる。これにより、ビームの効率的な運用が可能となる。
以上、本実施形態の概要を述べたが、以下、本実施形態に係る通信システムを詳細に説明する。
<2.第1の実施形態>
<2−1.通信システムの全体構成>
図6は、第1の実施形態に係る通信システム1の構成例を示す図である。通信システム1は、端末装置に無線アクセスネットワークを提供する無線通信システムである。例えば、通信システム1は、LTE、NR等の無線アクセス技術を使ったセルラー通信システムである。ここで、無線アクセスネットワークは、E−UTRAN(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network)やNG−RAN(Next Generation Radio Access Network)であってもよい。
通信システム1は、図6に示すように、管理装置10と、基地局装置20と、端末装置40と、を備える。通信システム1は、通信システム1を構成する各無線通信装置が連携して動作することで、ユーザに対し、移動通信が可能な無線ネットワークを提供する。本実施形態の無線ネットワークは、無線アクセスネットワークRANとコアネットワークCNとで構成される。なお、無線通信装置は、無線通信の機能を有する装置のことであり、図6の例では、基地局装置20、及び端末装置40が該当する。
通信システム1は、管理装置10、基地局装置20、及び端末装置40をそれぞれ複数備えていてもよい。図6の例では、通信システム1は、管理装置10として管理装置10、10等を備えている。また、通信システム1は、基地局装置20として基地局装置20、20、20等を備えている。また、通信システム1は、端末装置40として端末装置40、40、40等を備えている。
なお、図中の装置は、論理的な意味での装置と考えてもよい。つまり、同図の装置の一部が仮想マシン(VM:Virtual Machine)、コンテナ(Container)、ドッカー(Docker)などで実現され、それらが物理的に同一のハードウェア上で実装されてもよい。
なお、LTEの基地局は、eNodeB(Evolved Node B)又はeNBと称されることがある。また、NRの基地局は、NGRAN Node(Next Generation RAN node)、gNodeB又はgNBと称されることがある。また、LTE及びNRでは、端末装置(移動局、移動局装置、又は端末ともいう。)は、UE(User Equipment)と称されることがある。なお、端末装置は、通信装置の一種であり、移動局、移動局装置、又は端末とも称される。
本実施形態において、通信装置という概念には、携帯端末等の持ち運び可能な移動体装置(端末装置)のみならず、構造物や移動体に設置される装置も含まれる。構造物や移動体そのものを通信装置とみなしてもよい。また、通信装置という概念には、端末装置のみならず、基地局装置及び中継装置も含まれる。通信装置は、処理装置及び情報処理装置の一種である。また、通信装置は、送信装置又は受信装置と言い換えることが可能である。
(管理装置)
管理装置10は、無線ネットワークを管理する装置である。例えば、管理装置10は基地局装置20の通信を管理する装置である。例えば、管理装置10は、MME(Mobility Management Entity)、AMF(Access and Mobility Management Function)、或いは、SMF(Session Management Function)として機能する装置である。なお、MMEは、EUTRANとS1インタフェースで接続され、UEとの間のNAS(Non-Access Stratum)シグナリングの制御や、UEのモビリティの管理を行う。AMFは、NGRANとNGインタフェースで接続され、UEとの間のNAS(Non-Access Stratum)シグナリングの制御や、UEのモビリティの管理を行う。
管理装置10は、ゲートウェイ装置等とともに、コアネットワークCNに含まれていてもよい。コアネットワークCNは、例えば、移動体通信事業者等の所定のエンティティ(主体)が有するネットワークである。例えば、コアネットワークCNは、EPC(Evolved Packet Core)や5GC(5G Core network)である。なお、所定のエンティティは、基地局装置20を利用、運用、及び/又は管理するエンティティと同じであってもよいし、異なっていてもよい。
なお、コアネットワークは、管理装置10のようなコントロールプレーン(C-Plane)ノードのほかに、パケットデータネットワーク(OPDN)又はデータネットワーク(DN)とRANとの間でユーザデータを転送する。ユーザプレーン(U-Plane)ノードを含んでいてもよい。EPCにおけるU−PlaneノードはS−GW(Serving Gateway)やP−GW(PDN-Gateway)を含んでもよい。5GCにおけるU−Planeノードは、UPF(U-Plane Function)を含んでいてもよい。例えば、管理装置10は、通信システム1内の端末装置40(UE)が、どの位置に存在するかを、複数のセルからなるエリア単位(例えば、Tracking Area、RAN Notification Area)で端末装置40ごとに管理する。なお、管理装置10は、端末装置40がどの基地局(或いはどのセル)に接続しているか、どの基地局(或いはどのセル)の通信エリア内に存在しているか、等を端末装置40ごとにセル単位で把握して管理してもよい。
なお、管理装置10はゲートウェイの機能を有していてもよい。例えば、コアネットワークがEPCなのであれば、管理装置10は、S−GWやP−GWとしての機能を有していてもよい。また、コアネットワークが5GCなのであれば、管理装置10は、UPF(User Plane Function)としての機能を有していてもよい。また、管理装置10は、SMF、PCF、UDMなどであってもよい。コアネットワークCNはSMF、PCF、UDMなどを含んでいてもよい。
なお、管理装置10は必ずしもコアネットワークCNを構成する装置でなくてもよい。例えば、コアネットワークCNがW−CDMA(Wideband Code Division Multiple Access)やcdma2000(Code Division Multiple Access 2000)のコアネットワークであるとする。このとき、管理装置10はRNC(Radio Network Controller)として機能する装置であってもよい。
管理装置10は、複数の基地局装置20それぞれと接続される。例えば5GSの場合、AMFとNG−RANとの間には、N2レファレンスポイントが存在し、NGインタフェースを介してAMFとNG−RANが互いに論理接続される。
管理装置10は、基地局装置20の通信を管理する。例えば、管理装置10は、端末装置40が、どの位置に存在するかを、複数のセルからなるエリア単位(例えば、Tracking Area、RAN Notification Area)で端末装置40ごとに管理する。なお、管理装置10は、端末装置40がどの基地局装置(或いはどのセル)に接続しているか、どの基地局装置(或いはどのセル)の通信エリア内に存在しているか、等を端末装置40ごとに把握して管理してもよい。
(基地局装置)
基地局装置20は、端末装置40と無線通信する無線通信装置である。基地局装置20は通信装置の一種である。また、基地局装置20は情報処理装置の一種である。
基地局装置20は、例えば、無線基地局(Base Station、Node B、eNB、gNB、など)や無線アクセスポイント(Access Point)に相当する装置であってもよい。なお、基地局装置20がeNB、gNBなどである場合、基地局装置20は3GPPアクセス(3GPP Access)と称されてもよい。また、基地局装置20が無線アクセスポイント(Access Point)である場合、非3GPPアクセス(Non-3GPP Access)と称されてもよい。また、基地局装置20は、無線リレー局(Relay Node)であってもよい。また、基地局装置20は、RRH(Remote Radio Head)と呼ばれる光張り出し装置であってもよい。また、基地局装置20は、FPU(Field Pickup Unit)等の受信局装置であってもよい。また、基地局装置20は、無線アクセス回線と無線バックホール回線を時分割多重、周波数分割多重、或いは、空間分割多重で提供するIAB(Integrated Access and Backhaul)ドナーノード、或いは、IABリレーノードであってもよい。
なお、基地局装置20がgNBである場合、基地局装置はgNB CU(Central Unit)とgNB DU(Distributed Unit)の組み合わせ又はこれらのいずれかと称されてもよい。本実施形態では、無線通信システムの基地局のことを基地局装置ということがある。基地局装置20は、他の基地局装置20と無線通信可能に構成されていてもよい。例えば、複数の基地局装置20がeNB同士、又はeNBとgNBの組み合わせである場合、当該装置間はX2インタフェースで接続されてもよい。また、複数の基地局装置20がgNB同士又はeNBとgNBの組み合わせである場合、当該装置間はXnインタフェースで接続されてもよい。また、複数の基地局装置20がgNB CUとgNB DUの組み合わせである場合、当該装置間はF1インタフェースで接続されてもよい。後述されるメッセージ・情報(RRCシグナリング又はDCIの情報)は複数の基地局装置20間で(例えばX2、Xn、F1インタフェースを介して)通信されてもよい。
なお、基地局装置20が使用する無線アクセス技術は、セルラー通信技術であってもよいし、無線LAN技術であってもよい。勿論、基地局装置20が使用する無線アクセス技術は、これらに限定されず、他の無線アクセス技術であってもよい。基地局装置20が使用する無線アクセス技術は、LPWA(Low Power Wide Area)通信技術であってもよい。ここで、LPWA通信は、LPWA規格に準拠した通信のことである。LPWA規格としては、例えば、ELTRES、ZETA、SIGFOX、LoRaWAN、NB−Iot等が挙げられる。勿論、LPWA規格はこれらに限定されず、他のLPWA規格であってもよい。その他、基地局装置20が使用する無線通信は、ミリ波を使った無線通信であってもよい。また、基地局装置20が使用する無線通信は、電波を使った無線通信であってもよいし、赤外線や可視光を使った無線通信(光無線)であってもよい。
基地局装置20は、端末装置40とNOMA(Non-Orthogonal Multiple Access)通信が可能であってもよい。ここで、NOMA通信は、非直交リソースを使った通信(送信、受信、或いはその双方)のことである。なお、基地局装置20は、他の基地局装置20とNOMA通信可能に構成されていてもよい。
なお、基地局装置20は、基地局装置−コアネットワーク間インタフェース(例えば、S1 Interface等)を介してお互いに通信可能であってもよい。このインタフェースは、有線及び無線のいずれであってもよい。また、基地局装置は、基地局装置間インタフェース(例えば、X2 Interface、S1 Interface等)を介して互いに通信可能であってもよい。このインタフェースは、有線及び無線のいずれであってもよい。
なお、複数の基地局装置20は、基地局装置−コアネットワーク間インタフェース(例えば、NG Interface、S1 Interface等)を介してお互いに通信可能であってもよい。このインタフェースは、有線及び無線のいずれであってもよい。また、基地局装置は、基地局装置間インタフェース(例えば、Xn Interface、X2 Interface等)を介して互いに通信可能であってもよい。このインタフェースは、有線及び無線のいずれであってもよい。
さらに、基地局装置20は、複数の物理的又は論理的装置の集合で構成されていてもよい。例えば、本実施形態において基地局は、BBU(Baseband Unit)及びRU(Radio Unit)の複数の装置に区別され、これら複数の装置の集合体として解釈されてもよい。さらに又はこれに代えて、本開示の実施形態において基地局は、BBU及びRUのうちいずれか又は両方であってもよい。BBUとRUとは所定のインタフェース(例えば、eCPRI)で接続されていてもよい。さらに又はこれに代えて、RUはRRU(Remote Radio Unit)又はRD(Radio DoT)と称されていてもよい。さらに又はこれに代えて、RUは後述するgNB−DUに対応していてもよい。さらに又はこれに代えてBBUは、後述するgNB−CUに対応していてもよい。さらに又はこれに代えて、RUはアンテナと一体的に形成された装置であってもよい。基地局が有するアンテナ(例えば、RUと一体的に形成されたアンテナ)はAdvanced Antenna Systemを採用し、MIMO(例えば、FD-MIMO)やビームフォーミングをサポートしていてもよい。アドバンスドアンテナシステム(Advanced Antenna System)では、基地局が有するアンテナ(例えば、RUと一体的に形成されたアンテナ)は、例えば、64個の送信用アンテナポート及び64個の受信用アンテナポートを備えていてもよい。
なお、基地局装置20は、複数が互いに接続されていてもよい。1つ又は複数の基地局装置20は無線アクセスネットワーク(Radio Access Network: RAN)に含まれていてもよい。すなわち、基地局は単にRAN、RANノード、AN(Access Network)、ANノードと称されてもよい。LTEにおけるRANはEUTRAN(Enhanced Universal Terrestrial RAN)と呼ばれる。NRにおけるRANはNGRANと呼ばれる。W−CDMA(UMTS)におけるRANはUTRANと呼ばれる。
なお、LTEの基地局は、eNodeB(Evolved Node B)又はeNBと称されることがある。すなわち、EUTRANは1又は複数のeNodeB(eNB)を含む。また、NRの基地局は、gNodeB又はgNBと称されることがある。すなわち、NGRANは1又は複数のgNBを含む。さらに、EUTRANは、LTEの通信システム(EPS)におけるコアネットワーク(EPC)に接続されたgNB(en−gNB)を含んでいてもよい。同様にNGRANは5G通信システム(5GS)におけるコアネットワーク5GCに接続されたng−eNBを含んでいてもよい。
基地局がgNBである場合、基地局は前述したgNB CU(Central Unit)とgNB DU(Distributed Unit)の組み合わせ又はこれらのうちいずれかと称されてもよい。gNB CU(Central Unit)は、UEとの通信のために、Access Stratumのうち、複数の上位レイヤ(例えば、RRC、SDAP、PDCP)をホストする。一方、gNB−DUは、Access Stratumのうち、複数の下位レイヤ(例えば、RLC、MAC、PHY)をホストする。すなわち、後述されるメッセージ及び情報のうち、RRC signalling(準静的な通知)はgNB CUで生成され、DCI(動的な通知)はgNB−DUは生成されてもよい。又は、RRC configuration(準静的な通知)のうち、例えばcell GroupConfig IE(Information Elements)など一部のconfigurationについてはgNB−DUで生成され、残りのconfigurationはgNB−CUで生成されてもよい。これらのconfigurationは、F1インタフェースで送受信されてもよい。
基地局装置20は、他の基地局装置20と通信可能に構成されていてもよい。例えば、複数の基地局装置20がeNB同士又はeNBとen-gNBの組み合わせである場合、当該基地局装置20間はX2インタフェースで接続されてもよい。さらに、複数の基地局装置20がgNB同士又はgn−eNBとgNBの組み合わせである場合、当該装置間はXnインタフェースで接続されてもよい。さらに、複数の基地局装置20がgNB CU(Central Unit)とgNB DU(Distributed Unit)の組み合わせである場合、当該装置間は前述したF1インタフェースで接続されてもよい。メッセージ、情報(RRC signalling又はDCIの情報)は複数基地局間で(例えばX2、Xn、F1インタフェースを介して)通信されてもよい。
基地局装置20は、さまざまなエンティティ(主体)によって利用、運用、及び/又は管理されうる。例えば、エンティティとしては、移動体通信事業者(MNO:Mobile Network Operator)、仮想移動体通信事業者(MVNO:Mobile Virtual Network Operator)、仮想移動体通信イネーブラ(MVNE:Mobile Virtual Network Enabler)、ニュートラルホストネットワーク(NHN:Neutral Host Network)事業者、エンタープライズ、教育機関(学校法人、各自治体教育委員会、等)、不動産(ビル、マンション等)管理者、個人などが想定されうる。
勿論、基地局装置20の利用、運用、及び/又は管理の主体はこれらに限定されない。基地局装置20は1事業者が設置及び/又は運用を行うものであってもよいし、一個人が設置及び/又は運用を行うものであってもよい。勿論、基地局装置20の設置・運用主体はこれらに限定されない。例えば、基地局装置20は、複数の事業者又は複数の個人が共同で設置・運用を行うものであってもよい。また、基地局装置20は、複数の事業者又は複数の個人が利用する共用設備であってもよい。この場合、設備の設置及び/又は運用は利用者とは異なる第三者によって実施されてもよい。
なお、基地局装置(基地局ともいう。)という概念には、ドナー基地局のみならず、リレー基地局(リレー局、中継局、中継基地局、或いは中継局装置ともいう。)も含まれる。また、基地局という概念には、基地局の機能を備えた構造物(Structure)のみならず、構造物に設置される装置も含まれる。
構造物は、例えば、高層ビル、家屋、鉄塔、駅施設、空港施設、港湾施設、スタジアム等の建物である。なお、構造物という概念には、建物のみならず、トンネル、橋梁、ダム、塀、鉄柱等の構築物(Non-building structure)や、クレーン、門、風車等の設備も含まれる。また、構造物という概念には、陸上(狭義の地上)又は地中の構造物のみならず、桟橋、メガフロート等の水上の構造物や、海洋観測設備等の水中の構造物も含まれる。基地局装置は、処理装置、或いは情報処理装置と言い換えることができる。
基地局装置20は、ドナー局であってもよいし、リレー局(中継局)であってもよい。また、基地局装置20は、固定局であってもよいし、移動局であってもよい。移動局は、移動可能に構成された無線通信装置(例えば、基地局装置)である。このとき、基地局装置20は、移動体に設置される装置であってもよいし、移動体そのものであってもよい。例えば、移動能力(Mobility)をもつリレー局装置は、移動局としての基地局装置20とみなすことができる。また、車両、ドローン(Aerial Vehicle)、スマートフォンなど、もともと移動能力がある装置であって、基地局装置の機能(少なくとも基地局装置の機能の一部)を搭載した装置も、移動局としての基地局装置20に該当する。
ここで、移動体は、スマートフォンや携帯電話等のモバイル端末であってもよい。また、移動体は、陸上(狭義の地上)を移動する移動体(例えば、自動車、自転車、バス、トラック、自動二輪車、列車、リニアモーターカー等の車両)であってもよいし、地中(例えば、トンネル内)を移動する移動体(例えば、地下鉄)であってもよい。
また、移動体は、水上を移動する移動体(例えば、旅客船、貨物船、ホバークラフト等の船舶)であってもよいし、水中を移動する移動体(例えば、潜水艇、潜水艦、無人潜水機等の潜水船)であってもよい。
また、移動体は、大気圏内を移動する移動体(例えば、飛行機、飛行船、ドローン等の航空機(Aerial Vehicle))であってもよいし、大気圏外を移動する移動体(例えば、人工衛星、宇宙船、宇宙ステーション、探査機等の人工天体)であってもよい。大気圏外を移動する移動体は宇宙移動体と言い換えることができる。
また、基地局装置20は、地上に設置される地上基地局装置(地上局装置)であってもよい。例えば、基地局装置20は、地上の構造物に配置される基地局装置であってもよいし、地上を移動する移動体に設置される基地局装置であってもよい。より具体的には、基地局装置20は、ビル等の構造物に設置されたアンテナ及びそのアンテナに接続する信号処理装置であってもよい。勿論、基地局装置20は、構造物や移動体そのものであってもよい。「地上」は、陸上(狭義の地上)のみならず、地中、水上、水中も含む広義の地上である。なお、基地局装置20は、地上基地局装置に限られない。基地局装置20は、空中又は宇宙を浮遊可能な非地上基地局装置(非地上局装置)であってもよい。例えば、基地局装置20は、航空機局装置や衛星局装置であってもよい。
航空機局装置は、航空機等、大気圏(成層圏を含む)内を浮遊可能な無線通信装置である。航空機局装置は、航空機等に搭載される装置であってもよいし、航空機そのものであってもよい。なお、航空機という概念には、飛行機、グライダー等の重航空機のみならず、気球、飛行船等の軽航空機も含まれる。また、航空機という概念には、重航空機や軽航空機のみならず、ヘリコプターやオートジャイロ等の回転翼機も含まれる。なお、航空機局装置(又は、航空機局装置が搭載される航空機)は、ドローン(Aerial Vehicle)等の無人航空機であってもよい。なお、航空機局装置がUE(User Equipment)として機能する場合、当該航空機局装置は、Aerial UEであってもよい。
なお、無人航空機という概念には、無人航空システム(UAS:Unmanned Aircraft Systems)、つなぎ無人航空システム(tethered UAS)も含まれる。また、無人航空機という概念には、軽無人航空システム(LTA:Lighter than Air UAS)、重無人航空システム(HTA:Heavier than Air UAS)が含まれる。その他、無人航空機という概念には、高高度無人航空システムプラットフォーム(HAPs:High Altitude UAS Platforms)も含まれる。
衛星局装置は、大気圏外を浮遊可能な無線通信装置である。衛星局装置は、人工衛星等の宇宙移動体に搭載される装置であってもよいし、宇宙移動体そのものであってもよい。衛星局装置となる衛星は、低軌道(LEO:Low Earth Orbiting)衛星、中軌道(MEO:Medium Earth Orbiting)衛星、静止(GEO:Geostationary Earth Orbiting)衛星、高楕円軌道(HEO:Highly Elliptical Orbiting)衛星の何れであってもよい。勿論、衛星局装置は、低軌道衛星、中軌道衛星、静止衛星、又は高楕円軌道衛星に搭載される装置であってもよい。
基地局装置20のカバレッジの大きさは、マクロセルのような大きなものから、ピコセルのような小さなものであってもよい。勿論、基地局装置20のカバレッジの大きさは、フェムトセルのような極めて小さなものであってもよい。また、基地局装置20はビームフォーミングの能力を有していてもよい。この場合、基地局装置20はビームごとにセルやサービスエリアが形成されてもよい。
基地局装置20により提供されるセルはサービングセル(Serving cell)と呼ばれる。サービングセルはPCell(Primary Cell)及びSCell(Secondary Cell)を含んでいてもよい。デュアルコネクティビティ(Dual Connectivity)がUE(例えば、端末装置40)に提供される場合、マスターノード(MN:Master Node)によって提供されるPCell及びSCell(s)はマスターセルグループ(Master Cell Group)と呼ばれる。デュアルコネクティビティの例としては、EUTRA-EUTRA Dual Connectivity、EUTRA-NR Dual Connectivity(ENDC)、EUTRA-NR Dual Connectivity with 5GC、NR-EUTRA Dual Connectivity(NEDC)、NR-NR Dual Connectivityが挙げられる。
さらに、サービングセルはPSCell(Primary Secondary Cell又はPrimary SCG Cell)を含んでもよい。すなわち、デュアルコネクティビティがUEに提供される場合、SN(Secondary Node)によって提供されるPSCell及びSCell(s)はSCG(Secondary Cell Group)と呼ばれる。
1つのセルには、1つのダウンリンクコンポーネントキャリア(Downlink Component Carrier)と1つのアップリンクコンポーネントキャリア(Uplink Component Carrier)が対応付けられてもよい。また、1つのセルに対応するシステム帯域幅は、複数の帯域部分(BWP:Bandwidth Part)に分割されてもよい。この場合、1又は複数のBWPがUEに設定され、1つのBWPがアクティブBWP(Active BWP)として、UEに使用されてもよい。また、セルごと、コンポーネントキャリアごと、又はBWPごとに、端末装置40が使用できる無線資源(例えば、周波数帯域、ヌメロロジー(サブキャリアスペーシング)、スロットフォーマット(Slot configuration))が異なっていてもよい。また、一つの基地局装置が複数のセルを提供してもよい。
(端末装置)
端末装置40は、基地局装置20と無線通信する無線通信装置である。端末装置40は、例えば、携帯電話、スマートデバイス(スマートフォン、又はタブレット)、PDA(Personal Digital Assistant)、パーソナルコンピュータである。また、端末装置40は、通信機能が具備された業務用カメラといった機器であってもよいし、FPU(Field Pickup Unit)等の通信機器が搭載されたバイクや移動中継車等であってもよい。また、端末装置40は、M2M(Machine to Machine)デバイス、又はIoT(Internet of Things)デバイスであってもよい。端末装置40は、例えば、MTC UE、NB−IoT UE、Cat.M UEと称呼されることがある。また、端末装置は、MS(Mobile Station)やWTRU(Wireless Transmission Reception Unit)と称されてもよい。
また、端末装置40は、他の端末装置40とサイドリンク通信が可能であってもよい。端末装置40は、サイドリンク通信を行う際、HARQ等の自動再送技術を使用可能であってもよい。端末装置40は、基地局装置20とNOMA通信が可能であってもよい。なお、端末装置40は、他の端末装置40との通信(サイドリンク)においてもNOMA通信が可能であってもよい。また、端末装置40は、他の通信装置(例えば、基地局装置20、及び他の端末装置40)とLPWA通信が可能であってもよい。その他、端末装置40が使用する無線通信は、ミリ波を使った無線通信であってもよい。なお、端末装置40が使用する無線通信(サイドリンク通信を含む。)は、電波を使った無線通信であってもよいし、赤外線や可視光を使った無線通信(光無線)であってもよい。
また、端末装置40は、移動体装置であってもよい。ここで、移動体装置は、移動可能な無線通信装置である。このとき、端末装置40は、移動体に設置される無線通信装置であってもよいし、移動体そのものであってもよい。例えば、端末装置40は、自動車、バス、トラック、自動二輪車等の道路上を移動する車両(Vehicle)、或いは、当該車両に搭載された無線通信装置であってもよい。なお、移動体は、モバイル端末であってもよいし、陸上(狭義の地上)、地中、水上、或いは、水中を移動する移動体であってもよい。また、移動体は、ドローン(Aerial UE)、ヘリコプター等の大気圏内を移動する移動体であってもよいし、人工衛星等の大気圏外を移動する移動体であってもよい。
端末装置40は、同時に複数の基地局装置又は複数のセルと接続して通信を実施してもよい。例えば、1つの基地局装置が複数のセルを提供できる場合、端末装置40は、あるセルをpCellとして使用し、他のセルをsCellとして使用することでキャリアアグリゲーションを実行することができる。また、複数の基地局装置20がそれぞれ1又は複数のセルを提供できる場合、端末装置40は、一方の基地局装置(MN(例えば、MeNB又はMgNB))が管理する1又は複数のセルをPCell、又はPCellとSCell(s)として使用し、他方の基地局装置(SN(例えば、SeNB又はSgNB))が管理する1又は複数のセルをPCell、又はPCellとSCell(s)として使用することでDC(Dual Connectivity)を実現することができる。DCはMC(Multi Connectivity)と称されてもよい。
なお、異なる基地局装置20のセル(異なるセル識別子又は同一セル識別子を持つ複数セル)を介して通信エリアをサポートしている場合に、キャリアアグリゲーション(CA:Carrier Aggregation)技術やデュアルコネクティビティ(DC:Dual Connectivity)技術、マルチコネクティビティ(MC:Multi-Connectivity)技術によって、それら複数のセルを束ねて基地局装置20と端末装置40とで通信することが可能である。或いは、異なる基地局装置20のセルを介して、協調送受信(CoMP:Coordinated Multi-Point Transmission and Reception)技術によって、端末装置40とそれら複数の基地局装置20が通信することも可能である。
なお、端末装置40は、必ずしも人が直接的に使用する装置である必要はない。端末装置40は、いわゆるMTC(Machine Type Communication)のように、工場の機械等に設置されるセンサであってもよい。また、端末装置40は、M2M(Machine to Machine)デバイス、又はIoT(Internet of Things)デバイスであってもよい。また、端末装置40は、D2D(Device to Device)やV2X(Vehicle to everything)に代表されるように、リレー通信機能を具備した装置であってもよい。また、端末装置40は、無線バックホール等で利用されるCPE(Client Premises Equipment)と呼ばれる機器であってもよい。
以下、実施形態に係る通信システム1を構成する各装置の構成を具体的に説明する。なお、以下に示す各装置の構成はあくまで一例である。各装置の構成は、以下の構成とは異なっていてもよい。
<2−2.管理装置の構成>
図7は、第1の実施形態に係る管理装置10の構成例を示す図である。管理装置10は、無線ネットワークを管理する装置である。管理装置10は、通信部11と、記憶部12と、制御部13と、を備える。なお、図7に示した構成は機能的な構成であり、ハードウェア構成はこれとは異なっていてもよい。また、管理装置10の機能は、複数の物理的に分離された構成に分散して実装されてもよい。例えば、管理装置10は、複数のサーバ装置により構成されていてもよい。
通信部11は、他の装置と通信するための通信インタフェースである。通信部11は、ネットワークインタフェースであってもよいし、機器接続インタフェースであってもよい。例えば、通信部11は、NIC(Network Interface Card)等のLAN(Local Area Network)インタフェースであってもよいし、USB(Universal Serial Bus)ホストコントローラ、USBポート等により構成されるUSBインタフェースであってもよい。また、通信部11は、有線インタフェースであってもよいし、無線インタフェースであってもよい。通信部11は、管理装置10の通信手段として機能する。通信部11は、制御部13の制御に従って基地局装置20と通信する。
記憶部12は、DRAM(Dynamic Random Access Memory)、SRAM(Static Random Access Memory)、フラッシュメモリ、ハードディスク等のデータ読み書き可能な記憶装置である。記憶部12は、管理装置10の記憶手段として機能する。記憶部12は、例えば、端末装置40の接続状態を記憶する。例えば、記憶部12は、端末装置40のRRC(Radio Resource Control)の状態やECM(EPS Connection Management)の状態を記憶する。記憶部12は、端末装置40の位置情報を記憶するホームメモリとして機能してもよい。
制御部13は、管理装置10の各部を制御するコントローラ(controller)である。制御部13は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、MPU(Micro Processing Unit)等のプロセッサにより実現される。例えば、制御部13は、管理装置10内部の記憶装置に記憶されている各種プログラムを、プロセッサがRAM(Random Access Memory)等を作業領域として実行することにより実現される。なお、制御部13は、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等の集積回路により実現されてもよい。CPU、MPU、ASIC、及びFPGAは何れもコントローラとみなすことができる。
<2−3.基地局装置の構成>
次に、基地局装置20の構成を説明する。図8は、第1の実施形態に係る基地局装置20の構成例を示す図である。基地局装置20は、同一帯域を使ってデータ送信とデータ受信とを同時に行うことが可能である。例えば、基地局装置20は、端末装置40等の他の無線通信装置と、帯域内全二重通信が可能である。基地局装置20は、他の無線通信装置とNOMA通信が可能であってもよい。
基地局装置20は、通信部21と、記憶部22と、ネットワーク通信部23と、制御部24と、を備える。なお、図8に示した構成は機能的な構成であり、ハードウェア構成はこれとは異なっていてもよい。また、基地局装置20の機能は、複数の物理的に分離された構成に分散して実装されてもよい。
通信部21は、他の無線通信装置(例えば、端末装置40、及び他の基地局装置20)と無線通信するための信号処理部である。通信部21は、同一帯域を使ってデータ送信とデータ受信とを同時に行うことが可能である。例えば、基地局装置20は、端末装置40等の他の通信装置と、帯域内全二重通信が可能である。通信部21は、制御部24の制御に従って動作する。通信部21は1又は複数の無線アクセス方式に対応する。例えば、通信部21は、NR及びLTEの双方に対応する。通信部21は、NRやLTEに加えて、W−CDMAやcdma2000に対応していてもよい。また、通信部21は、NOMAを使った通信に対応していてもよい。
通信部21は、受信処理部211と、送信処理部212と、アンテナ214と、を備える。通信部21は、受信処理部211、送信処理部212、及びアンテナ214をそれぞれ複数備えていてもよい。なお、通信部21が複数の無線アクセス方式に対応する場合、通信部21の各部は、無線アクセス方式毎に個別に構成されうる。例えば、受信処理部211及び送信処理部212は、LTEとNRとで個別に構成されてもよい。
受信処理部211は、アンテナ214を介して受信された上りリンク信号の処理を行う。受信処理部211は、無線受信部211aと、多重分離部211bと、復調部211cと、復号部211dと、を備える。
無線受信部211aは、上りリンク信号に対して、ダウンコンバート、不要な周波数成分の除去、増幅レベルの制御、直交復調、デジタル信号への変換、ガードインターバル(サイクリックプレフィックス)の除去、高速フーリエ変換による周波数領域信号の抽出等を行う。多重分離部211bは、無線受信部211aから出力された信号から、PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)、PUCCH(Physical Uplink Control Channel)等の上りリンクチャネル及び上りリンク参照信号を分離する。復調部211cは、上りリンクチャネルの変調シンボルに対して、BPSK(Binary Phase Shift Keying)、QPSK(Quadrature Phase shift Keying)等の変調方式を使って受信信号の復調を行う。復調部211cが使用する変調方式は、16QAM(Quadrature Amplitude Modulation)、64QAM、又は256QAMであってもよい。この場合、コンスタレーション上の信号点は必ずしも等距離である必要はない。コンスタレーションは、不均一コンスタレーション(NUC:Non Uniform Constellation)であってもよい。復号部211dは、復調された上りリンクチャネルの符号化ビットに対して、復号処理を行う。復号された上りリンクデータ及び上りリンク制御情報は制御部24へ出力される。
送信処理部212は、下りリンク制御情報及び下りリンクデータの送信処理を行う。送信処理部212は、符号化部212aと、変調部212bと、多重部212cと、無線送信部212dと、を備える。
符号化部212aは、制御部24から入力された下りリンク制御情報及び下りリンクデータを、ブロック符号化、畳み込み符号化、ターボ符号化等の符号化方式を用いて符号化を行う。なお、符号化部212aは、ポーラ符号(Polar code)による符号化、LDPC符号(Low Density Parity Check Code)による符号化を行ってもよい。変調部212bは、符号化部212aから出力された符号化ビットをBPSK、QPSK、16QAM、64QAM、256QAM等の所定の変調方式で変調する。この場合、コンスタレーション上の信号点は必ずしも等距離である必要はない。コンスタレーションは、不均一コンスタレーションであってもよい。多重部212cは、各チャネルの変調シンボルと下りリンク参照信号とを多重化し、所定のリソースエレメントに配置する。無線送信部212dは、多重部212cからの信号に対して、各種信号処理を行う。例えば、無線送信部212dは、逆高速フーリエ変換による時間領域への変換、ガードインターバル(サイクリックプレフィックス)の付加、ベースバンドのデジタル信号の生成、アナログ信号への変換、直交変調、アップコンバート、余分な周波数成分の除去、電力の増幅等の処理を行う。送信処理部212で生成された信号は、アンテナ214から送信される。
ここで、アンテナ214について説明する。高い周波数では、伝搬損失を補うために、アンテナに指向性を持たせて電波を送信する方向を狭くするbeamformingを行う必要がある。アンテナの指向性を制御するために、Full digitalの場合は、アンテナ素子と同じ数だけのアンテナ重みをデジタル領域で持つ必要がある。このアンテナ重みとは、振幅と位相を制御するための重みである。しかし、デジタル領域で制御する場合、デジタル回路が大きくなってしまう。このため、アナログ領域で、位相のみ制御できるアンテナ重みであるPhase shifterを使うことが一般的に行われている。このような構成をAnalogue Digital Hybrid Antenna architectureと呼ぶ。デジタル領域のアンテナ重みは、アンテナの重みを、OFDM変調方式をつかった場合の周波数領域、つまり送信時は、逆高速フーリエ変換(IFFT)の前で実現する。受信時は、高速フーリエ変換(FFT)後で実現する。したがって、デジタル領域のアンテナ重みが周波数領域で実現されている場合は、同一時間であっても、異なる周波数のリソースを使って、異なる方向へビームを向けることができる。一方、アナログ領域で実現されているアンテナ重みは、常に時間領域でアンテナ重みを制御しているため、同一時間では、全ての周波数領域に渡って同じ方向にしかビームを向けることができない。
デジタル領域で制御する場合、デジタル回路が大きくなり、コストが高くなってしまう。このため、基本的には、アナログ領域でのbeam処理がコスト的に望ましいので、同時刻に異なる方向にbeamを向けることは、端末及び基地局の双方にとって望ましくない。
(アンテナの構成)
図9は、アンテナの構成を概略的に示した図である。図9では、一つのデジタル領域の重みに3つのアナログ領域のPhase shifterが接続されている。この一組をアンテナパネルとしてまとめて配置する。図9の例では、3つのアンテナ素子でアンテナパネルを構成し、アンテナパネルが2つある場合の例になっている。なお、アンテナ素子の数及びアンテナパネルの数は、一例であり、これに限定されるものではない。通常は、1つのアンテナパネルでは、同じ時間に別の周波数を使って別の方向のビームを作ることができない。しかし、2つのアンテナパネルを使えば、同一時間であっても、別の方向のビームを作ることができる。このアンテナパネルの構成は、基地局装置20側と端末装置40側の両方のアンテナに使用される。
図8に戻る。記憶部22は、DRAM、SRAM、フラッシュメモリ、ハードディスク等のデータ読み書き可能な記憶装置である。記憶部22は、基地局装置20の記憶手段として機能する。
ネットワーク通信部23は、ネットワーク上で上位に位置するノード(例えば、管理装置10)と通信するための通信インタフェースである。例えば、ネットワーク通信部23は、NIC等のLANインタフェースである。ネットワーク通信部23は、有線インタフェースであってもよいし、無線インタフェースであってもよい。ネットワーク通信部23は、基地局装置20のネットワーク通信手段として機能する。
制御部24は、基地局装置20の各部を制御するコントローラ(controller)である。制御部24は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、MPU(Micro Processing Unit)等のプロセッサ(ハードウェアプロセッサ)により実現される。例えば、制御部24は、基地局装置20内部の記憶装置に記憶されている各種プログラムを、プロセッサがRAM(Random Access Memory)等を作業領域として実行することにより実現される。なお、制御部24は、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等の集積回路により実現されてもよい。CPU、MPU、ASIC、及びFPGAは何れもコントローラとみなすことができる。
<2−4.端末装置の構成>
次に、端末装置40の構成を説明する。図10は、第1の実施形態に係る端末装置40の構成例を示す図である。端末装置40は、同一帯域を使ってデータ送信とデータ受信とを同時に行うことが可能である。例えば、端末装置40は、基地局装置20等の他の無線通信装置と、帯域内全二重通信が可能である。端末装置40は、他の無線通信装置とNOMA通信が可能であってもよい。
端末装置40は、通信部41と、記憶部42と、ネットワーク通信部43と、入出力部44と、制御部45と、を備える。なお、図10に示した構成は機能的な構成であり、ハードウェア構成はこれとは異なっていてもよい。また、端末装置40の機能は、複数の物理的に分離された構成に分散して実装されてもよい。なお、端末装置40の構成において、ネットワーク通信部43及び入出力部44は必須の構成要素でなくてもよい。
通信部41は、他の無線通信装置(例えば、基地局装置20及び他の端末装置40)と無線通信するための信号処理部である。通信部41は、同一帯域を使ってデータ送信とデータ受信とを同時に行うことが可能である。例えば、通信部41は、基地局装置20及び端末装置40等の他の通信装置と、帯域内全二重通信が可能である。通信部41は、制御部45の制御に従って動作する。通信部41は1又は複数の無線アクセス方式に対応する。例えば、通信部41は、NR及びLTEの双方に対応する。通信部41は、NRやLTEに加えて、W−CDMAやcdma2000に対応していてもよい。また、通信部41は、NOMAを使った通信に対応していてもよい。
通信部41は、受信処理部411と、送信処理部412と、アンテナ414と、を備える。通信部41は、受信処理部411、送信処理部412、及びアンテナ414をそれぞれ複数備えていてもよい。通信部41、受信処理部411、送信処理部412、及びアンテナ414の構成は、基地局装置20の通信部21、受信処理部211、送信処理部212、及びアンテナ214と同様である。
記憶部42は、DRAM、SRAM、フラッシュメモリ、ハードディスク等のデータ読み書き可能な記憶装置である。記憶部42は、端末装置40の記憶手段として機能する。記憶部42は、ビームスイーピングの優先度に関する情報を記憶する。ビームスイーピングの優先度については後に詳述する。
ネットワーク通信部43は、ネットワーク上で上位に位置するノードと通信するための通信インタフェースである。例えば、ネットワーク通信部43は、NIC等のLANインタフェースである。ネットワーク通信部43は、有線インタフェースであってもよいし、無線インタフェースであってもよい。ネットワーク通信部43は、端末装置40のネットワーク通信手段として機能する。ネットワーク通信部43は、制御部45の制御に従って、他の装置と通信する。
入出力部44は、ユーザと情報をやりとりするためのユーザインタフェースである。例えば、入出力部44は、キーボード、マウス、操作キー、タッチパネル等、ユーザが各種操作を行うための操作装置である。又は、入出力部44は、液晶ディスプレイ(Liquid Crystal Display)、有機ELディスプレイ(Organic Electroluminescence Display)等の表示装置である。入出力部44は、スピーカー、ブザー等の音響装置であってもよい。また、入出力部44は、LED(Light Emitting Diode)ランプ等の点灯装置であってもよい。入出力部44は、端末装置40の入出力手段(入力手段、出力手段、操作手段又は通知手段)として機能する。
制御部45は、端末装置40の各部を制御するコントローラである。制御部45は、例えば、CPU、MPU等のプロセッサ(ハードウェアプロセッサ)により実現される。例えば、制御部45は、端末装置40内部の記憶装置に記憶されている各種プログラムを、プロセッサがRAM等を作業領域として実行することにより実現される。なお、制御部45は、ASICやFPGA等の集積回路により実現されてもよい。CPU、MPU、ASIC、及びFPGAは何れもコントローラとみなすことができる。
<2−5.通信システムの動作>
以上、通信システム1の構成について述べたが、次に、通信システム1の動作を説明する。最初に、同期信号について説明する。
(同期信号の詳細)
上述のように、端末装置40が最初に基地局装置20に接続する場合、Random Accessという他の端末装置40と送信パケットがぶつかる可能性がある周波数・時間リソース(Uplink)を使って基地局装置20に接続を行う必要がある。
Random accessで端末装置40(UE)が接続に際に送信するPreambleは、64個の異なるPreambleがあり、各Radom Access Occasionに対して割り当てられている。したがって、基地局装置20の同じ送信beamが良いと判定した端末装置40が、同じRandom Access OccasionでPreambleを送信(報告)した場合に、異なるPreambleを用いていれば、基地局装置20側で分離して判別することが可能になる。
Random Access Occasionつまり、端末装置40がpreambleを送信することが可能なUL resourceの範囲は、基地局装置20から提供されるシステム情報(System Information)で通知される。基地局装置20は、Random Access Occasionの周波数ならびに時間リソースを端末装置40に通知する。SSBとRadom Access Occasionは、1対1の関係になっている。SSBである方向に送信beamを向けた基地局装置20は、SSBに対応するRandom Access Occasionのリソースを受信する時に、送信beamと同じ方向に向いている受信beamを使って受信する。
同期信号を説明する。図11は、同期信号を説明する図である。図11に示すように、同期信号は、複数のBeam formingされたSSB(Synchronization Signal Block)という要素からなるSSB burstを周期的に送信する信号である。SSBの中には、同期信号に使われるPSS(Primary Synchronization Signal)、SSS(Secondary Synchronization Signal)というシーケンスと、PBCH(Physical Broadcast Channel:物理報知チャネル)が含まれる。PBCHは、システム情報(e.g., Master Information)を含んでいる。PSSとSSSは、少なくとも時間軸方向の同期に用いられ、セル識別子(Physical Cell Identifier)に関連づけられる。各SSBは、異なる方向へのビームを使って送信する。したがって、端末装置40は、端末装置40の方向に向いているSSBを受信して同期を行う。
ここで、Beam formingされた同期信号を高い周波数(例えば、100GHz)で送信する場合、基地局装置20から遠い端末装置40に届かせるためには、送信する方向に対するbeamの幅を狭くしてビームを鋭く絞る必要がある。beamの幅を狭く絞った場合、ある角度方向をカバーするためには、非常に多くのbeamを使ってbeam sweepingをする必要がある。これは、非常に多くの周波数・時間リソースを使うことになるため基地局から送信するためのDownlinkの周波数・時間リソースのoverheadが大きくなり、ビームを効率的に運用できない。
基地局装置20から近い端末装置40は、プロパゲーションロスが少ないため、ビームが鋭くなくても電波が届く。一方、基地局装置20から遠い端末装置40は、プロパゲーションロスが大きいため、ビームを鋭くする必要があり、ビームを鋭くすることによりbeam sweepingに必要なbeamの数が増大する。
そこで、基地局装置20は、複数のビームスイーピング(beam sweeping)を実施する。例えば、基地局装置20は、同一地域について、基地局に近いエリア用と基地局から遠いエリア用に周波数帯域及びビーム数の異なる2つのビームスイーピングを用意し、2つのビームスイーピングを同一のセルや同一のBWPにおいて実施する。例えば、基地局装置20は、周波数帯域が高く、ビーム数が多い第1のビームスイーピングと、周波数帯域が低く、ビーム数が少ない第2のビームスイーピングを実施する。複数のビームスイーピングは、異なるPCI(Physical Cell ID)、すなわち異なるセルに対して行われてもよいし、同じPCIすなわち同一セルに対して行われてもよい。複数のビームスイーピングのconfigurationの周波数・時間リソースが異なっていれば、それぞれを区別することが可能である。複数のビームスイーピングは、同じ基地局装置20から送信される方が望ましい。しかし、複数のビームスイーピングは、異なる基地局装置20から送信されてもよい。2つのビームスイーピングのうち、少なくとも第2のビームスイーピングは、基地局装置20から送信される。
図12A〜図12Cは、第1のビームスイーピング及び第2のビームスイーピングの一例を示す図である。第1のビームスイーピングは、ビームフォーミングによりビームを細く絞っており、64個のビームをsweepingする。第2のビームスイーピングは、第1のビームスイーピングのビームに比べてビームが絞られておらず粗いビームとされており、8個のビームをsweepingする。第1のビームスイーピングは、遠いエリアまで届く。図12Aでは基地局装置20は、このような複数のビームスイーピングを同一セル、且つ同一のBWPにおいて提供する。図12Bでは、基地局装置20は、このような複数のビームスイーピングを同一セル、且つ異なるBWPにおいて提供する。図12Cでは、基地局装置20は、このような複数のビームスイーピングを異なるセルにおいて提供する。
例えば、図12Aのように、同一PCI及び同一BWPで複数のビームスイーピングを実施する場合、基地局装置20は、複数のビームスイーピングのうち、遠いエリアのビームスイーピングの周期を長くする。例えば、基地局装置20は、ビームを細く絞った第1のビームスイーピングの周期を、ビームが広い第2のビームスイーピングの周期よりも長くする。例えば、ビームを細く絞った第1のビームスイーピングの周期を、ビームが広い第2のビームスイーピングの周期の整数倍にする。第1のビームスイーピングは、ビーム数が多いため、周期を長くすることで、周波数・時間リソースのoverheadを削減できる。
ここで、第1のビームスイーピング及び第2のビームスイーピングのSSBの伝送パターンを説明する。図13は、第1の実施形態のSSBの伝送パターンを示す図である。例えば、第1のビームスイーピング及び第2のビームスイーピングの新たなSSBの伝送パターンとして、図13に示すCase F,Gを導入する。図13に示すCase F,Gでは、同一周波数(e.g., 同一BWP又は同一Resource Blocks)及び同一時間間隔(e.g., half frame 5ms, 1 SS Burst)において、Lmax(及び付随的にSCS)が異なる2つのSSB群(i.e., 第1のビームスイーピング及び第2のビームスイーピング)が送信される。
図13のCase Fでは、half frame 5ms(e.g., 1 SS Burst)をquarter frameに2分割され、first quarter frameとsecond quarter frameとで、送信されるSSBの数が異なる。さらに、first quarter frameとsecond quarter frameとでSubcarrier Spacing(SCS)も異なってもよい。例えばCase Fでは、first quarter frameの中に、SCSが240KHz, 且つLmax=64のSSB群が含まれ、second quarter frameの中にSCSが30KHz、且つLmax=8のSSB群が含まれる。すなわち、1つのhalf frame 5ms(e.g., 1 SS Burst)の中に、Lmax(及び付随的にSCS)が異なる2つのSSB群が含まれる。なお、Case Fの例は、これには限られない。例えばCase Fは、quarter frameの順番が逆でもよい。Case Fの順番を逆にした例がCase Gとして示されている。
さらに、他のケース(以下、Case F')として、first half frameの5msで、Case D、Eのいずれかが送信され、second half frameの5msで、Case A-Cのいずれかが送信されてもよい。この場合も、quarter frameの順番が逆でもよい。Case F'の順番を逆にした伝送パターンをCase G’とする。この場合、周期が10ms以上でないと成立しない。
さらに、他のケース(以下、Case F'')として、first frameのfirst half frame 5msで、Case D、Eのいずれか、second frameのsecond half frame 5msでCase A-Cのいずれかが送信されてもよい。Case F''の順番を逆にした伝送パターンをCase G''とする。この場合、周期が20ms以上でないと成立しない。
端末装置40は、複数のビームスイーピングのbeamの設定を基地局装置20から取得し(複数のビームスイーピングのbeamの設定のうち、少なくとも1つがあらかじめ標準規格などで規定され)、ビームスイーピング間の優先度に基づいて、好ましいbeamを選択し、基地局装置20にレポートする。例えば、端末装置40は、第1のビームスイーピング及び第2のビームスイーピングのbeamの設定(のうち、少なくとも一方)を基地局装置20から取得し、ビームスイーピング間の優先度に基づいて、好ましいbeamを選択し、基地局装置20にレポートする。
優先度は、端末装置40に規格等で予め設定されていてもよく、初期接続の際に基地局装置20から端末装置40に通知してもよく、基地局装置20から他の接続中のセル(CC)を用いて端末装置40に設定を行ってもよい。
基地局装置20に近い端末装置40は、複数のビームスイーピングを観測できるが、beam幅が広い周期が短いbeam sweepingの中から最適なbeamを見つけることが好ましい。基地局装置20に近い端末装置40が、beam幅が広く、短い周期のbeamを使用することで、Beam managementに関する処理の簡略化に寄与できる。
優先度が端末装置40に予め設定される場合は、次のようにしてもよい。現在の標準規格で定められている最高のNRのFR・bandは、FR2、且つFR2に含まれる周波数バンドn261である。また、バンドn261に対応する周波数は、28GHzである。例えば、30GHzより高い周波数のバンドn2XX(例えば、n262)やn3XX(Xは0-9の整数)が将来規定された場合、これらについては、SSB pattern として上述のCase F(又はCase F'又はCase F'')が割り当てられるよう予め定められていてもよい。
30GHzより高い周波数のバンドは、新たに規定されるかもしれないFR3に含まれてもよい。さらに又はこれに代えて、例えば、30GHzより高い周波数のバンドn2XX(n262)やn3XX(Xは0-9の整数)については、SSB patternとして上述のCase G(又はCase G'又はCase G'')が割り当てられるよう予め定められていてもよい。さらに又はこれに代えて、例えば、30GHzより高い周波数のバンドn2XX(n262)やn3XX(Xは0-9の整数)については、一部が、SSB patternとして上述のCase F(又はCase F'又はCase F'')が割り当てられ、残りがSSB pattern として上述のCase G(又はCase G'又はCase G'')が割り当てられるよう予め定められていてもよい。特にCase Gの場合、UEは、まず前半部分(first quarter frame)のSS burst内の各beam(wide beam)について測定して無線品質(e.g., 受信電力、受信品質)が所定の閾値を超えるビーム(e.g., best beam)の有無を判定する。UEは、もし閾値を超えるビームがない場合に、後半部分(second quarter frame)のSS burst内の各beam(narrow beam)について測定して所定の閾値を超えるビームbest beamの有無を判定してもよい。すなわち、測定するビーム(SSB又はSS burst)に優先度を設定させてもよい。この動作は、Initial Cell searchの際、Initial Cell selectionの際に行われてもよいし、Rach initiation(Random Access手順の初期段階)において行われてもよい。
また、優先度が基地局装置20から端末装置40に通知され、第1のビームスイーピング及び第2のビームスイーピングを同一セル、同一のBWPにおいて提供する場合は、次のようにしてもよい。例えば、Case Eに対応するバンドの場合、Case EでCell search等を行い、MIB(PBCH), SIBを読みに行く。そのMIB, SIBの中に、Case Fの後半部分(wide beam)(つまり、Case A-CのSS burst)の有無、又はSSBの数や場所、periodicityとオフセットの情報(例えば、ssb-PositionsInBurst, ssb-periodicityServingCell)が含まれていてもよい。
UEは、Cell search等を、Case Eのように前半部分のみで行う(あらかじめ定められているため)が、その後MIB,SIBを読み、Case Fのような後半部分(wide beam)(つまり、Case A-CのSS burst)の存在を認識(consider)し、RACH手順でbest beamを報告するためのbeam measurementでは、前半部分(narrow beam)と後半部分(wide beam)の両方を測定してもよい。
前半と後半の両方で少なくとも1つのBest beam(i.e., SSB)をdetectした場合、wide beamの方をRACHで報告してもよい(報告するビームの優先度)。これに代えて、MIB, SIBの中に、Case Fの後半部分(wide beam)(つまり、Case A-CのSS burst)の有無、又はSSBの数や場所、periodicityとオフセットの情報(例えば、ssb-PositionsInBurst, ssb-periodicityServingCell)が含まれる場合、まずはwide beamについて測定を行い、閾値を満たさない場合にnarrow beamについて測定を行ってもよい(測定するビームの優先度)。
同様に、Case A-Cに対応するバンドの場合、Case A-CでCell search等を行い、MIB(PBCH), SIBを読みに行く。そのMIB, SIBの中に、Case Gの後半部分(wide beam)(つまり、Case EのSS burst)の有無、又はSSBの数や場所、periodicityとオフセットの情報(例えば、ssb-PositionsInBurst, ssb-periodicityServingCell)が含まれていてもよい。UEは、Cell search等こそは、Case A-Cのように前半部分のみで行う(あらかじめ定められているため)が、その後MIB,SIBを読み、Case Gのような後半部分(wide beam)(つまり、Case EのSS burst)の存在を認識(consider)し、RACH でbest beamを報告するためのbeam measurementでは、前半部分(wide beam)と後半部分(narrow beam)の両方を測定してもよい。
前半と後半の両方で少なくとも1つのBest beamをdetectした場合、wide beamの方をRACHで報告してもよい(報告するビームの優先度)。これに代えて、MIB, SIBの中に、Case Gの後半部分(wide beam)(つまり、Case EのSS burst)の有無、又はSSBの数や場所、periodicityとオフセットの情報(例えば、ssb-PositionsInBurst, ssb-periodicityServingCell)が含まれる場合、まずはwide beamについて測定を行い、閾値を満たさない場合にnarrow beamについて測定を行ってもよい(測定するビームの優先度)。
また、優先度が基地局装置20から端末装置40に通知され、第1のビームスイーピング及び第2のビームスイーピングを同一セル、異なるBWPにおいて提供する場合は、次のようにしてもよい。複数の隣接セル(隣接BWP)のそれぞれについて、異なるbeam sweeping(SSB pattern)が設定されており、両方閾値を満たす場合、Case A-Cのbeam sweeping(wide beam)のbest beamを優先的に報告する。
<2−6.動作例>
次に、第1の実施形態に係る通信システム1の動作例を説明する。図14は、第1の実施形態に係る基地局装置20と端末装置40が通信を開始する際の動作例を示す図である。基地局装置20は、システム情報や他のセル(CC(Component Carrier))を用いたdedicated signaling(e.g., SCellからみたPCellでのRRC dedicated signalling)で端末装置40に各種の設定を行う。例えば、基地局装置20は、周波数帯域が高く、ビーム幅が狭い第1のビームスイーピングと、周波数帯域が低く、ビーム数が広いい第2のビームスイーピングの設定(Beam Sweeping Configuration)を行う(S10、S11)。また、基地局装置20は、第1のビームスイーピングと第2のビームスイーピングのBeam sweeping configurationの優先度に関する設定を端末装置40に対して行う(S12)。言い換えると、基地局装置20は端末装置40へシステム情報又はその他のRRCメッセージを送信する。システム情報又はその他のRRCメッセージには、第1のビームスイーピングのBeam sweeping configurationと第2のビームスイーピングのBeam sweeping configurationの少なくともいずれかが含まれる。また、システム情報又はその他のRRCメッセージには、複数のBeam sweeping configurationの優先度に関する設定が含まれる。1つのBeam sweeping configurationには、SSBの数や場所、periodicityとオフセットの情報(例えば、ssb-PositionsInBurst, ssb-periodicityServingCell)、上述したCase A-G(F'、 G'、F''、G''を含む)のいずれが適用されるかを示すインディケーション、のうち、少なくも1つが含まれてもよい。端末装置40は、受信した1又は複数のBeam sweeping configuration、及び複数のBeam sweeping configurationの優先度に関する設定情報に基づいて、自身の設定(UE configuration)をセットする。
システム情報は、低い周波数の別のセル(CC)を用いて送信してもよい。他のセル(CC)(e.g., SCellからみたPCell)を使わない場合には、ターゲットとしているセル(CC)(e.g., SCell)で送信されるシステム情報の中の情報だけで、BeamformingのResource configurationの情報を得る必要がある。システム情報の場合には、BeamformingされたPBCH(図11参照)の中にそれらの情報を含むようにしてもよい。また、PBCHの中に、そのbeam sweepingの優先度を含んでいてもよく、他のbeam sweepingとの間の優先度を明示的に示す情報をふくんでいてもよい。dedicatedな設定を提供する方法の場合は、beam sweeping自体は、Cell specificであり、端末装置40固有のbeam sweepingは、通常は使われないかもしれない。Random accessの段階なので、端末装置40の情報がないためである。したがって、既にコネクション(e.g., RRC Connection)を確立した別のセル(Component Carrier)を使って設定を伝えることが好ましいがこれには限られない。
そして、基地局装置20は、端末装置40に対して、複数のビームスイーピングを実施する。例えば、基地局装置20は、第1のビームスイーピングと第2のビームスイーピングを実施する(S13、S14)。
端末装置40は、第1のビームスイーピングと第2のビームスイーピングのbeamの検出を実施し、優先度を考慮して、品質が良いbeamを基地局装置20にレポートする(S15)。この際、端末装置40の制御部45は、同期信号(SSB)のビームスイーピング間の優先度に基づいて、受信される2つのビームスイーピングのコンフィグレーションから、基地局に対して報告するコンフィグレーションを決定する。例えば、制御部45は、それぞれのビームスイーピングが十分にレポートを行うほど品質が高いか判定する。端末装置40は、受信したbeamの受信電力の測定値(例えば、RSRP(Reference Signal Received Power))が所定の閾値であるか判定し、受信電力の測定値が閾値以上のbeamが検出されるビームスイーピングを品質が高いと判定する。端末装置40は、それぞれのビームスイーピングが十分にレポートを行うほど品質が高い場合には、優先度を考慮して、レポートを行うビームスイーピングを決定する。例えば、端末装置40は、品質が高いビームスイーピングのうち、最も優先度が高いビームスイーピングを、レポートを行うビームスイーピングと決定する。端末装置40は、決定したビームスイーピングで提供されるbeamの中から品質が最も良いbeamを基地局装置20に報告(report)する。
また、端末装置40は、どれか1つのビームスイーピングのみ品質を満たすbeamがある場合、品質を満たすbeam sweepingの中から品質が最も良いbeamを基地局装置20に報告する。
又はこれに代えて、端末装置40は、第1のビームスイーピングの設定と第2のビームスイーピングの設定および、優先度に関する設定を考慮していずれのビームスイーピングをモニタリングするかを決定する。そして、端末装置40は、モニタリングすることが決定されたビームスイーピングの設定を用いてビームの検出を試み、ビームが検出されたら(i.e., あるビームの無線品質(受信電力、受信品質)が所定の閾値を超えたら)当該検出したビームを基地局装置20へ報告する。
以上のように、本実施形態によれば、端末装置40は、通信部41(無線通信部)と、制御部45を有する。制御部45は、ビームスイーピング(beam sweeping)されて送信される複数の同期信号の少なくとも1つを、無線通信部を介して受信する。ビームスイーピングは、複数の同期信号の各々が異なるビームを形成して所定期間中に基地局(基地局装置20)から送信されることを含む。制御部45は、複数のビームスイーピング設定情報の中から1つの設定情報を、ビームスイーピング間の優先度に基づいて決定し、優先度に基づいて決定した1つの設定情報を使用して同期信号の受信、又は受信した同期信号の基地局への報告を行うよう構成される。所定期間中に送信される同期信号の数は、複数のビームスイーピング設定情報の間で異なる。これにより、複数のビームスイーピングからビームを効率的に選択でき、ビームを効率的に運用できる。例えば、基地局から距離的に近い端末装置に対しては、ビームが絞られていない近いエリアのビームスイーピングのコンフィグレーションを選択することにより、ビームを効率的に運用できる。
また、複数のビームスイーピングは、第1のビームスイーピングと第2のビームスイーピングとを含む。第1のビームスイーピングに使われる周波数帯域は、第2のビームスイーピングに使われる周波数帯域よりも高い。第1のビームスイーピングとして所定期間中に送信される同期信号の数は、前記第2のビームスイーピングとして所定期間中に送信される同期信号の数よりも多い。これにより、基地局から距離に応じてビームを効率的に選択することで、ランダムアクセス用のビームスイーピングに必要とするDownlinkの周波数・時間リソースを減らすことができ、ビームを効率的に運用できる。
<3.第2の実施形態>
次に、第2の実施形態について説明する。第2の実施形態に係る通信システム1は、第1の実施形態の通信システム1と同様に、管理装置10と、基地局装置20と、端末装置40と、を備える。第2の実施形態の通信システム1が備える各装置の構成は、第1の実施形態の通信システム1と同じであるので説明を省略する。
ところで、Random Access用のビームスイーピングは、セルに固有のBeamであり、個々の端末装置40専用のbeamではなかった。しかし、端末装置40固有のRandom Access用のbeamを提供することができれば、ビームスイーピングのDownlinkの周波数・時間リソースを減らすことができる可能性がある。
そこで、第2の実施形態では、セル又はCC(Component Carrier)をbeamの特性が同一である範囲内の周波数でグループ化する。図15は、特性が同一のbeamのグループ化を説明する図である。図15では、27GhHz−30GhHz、60GhHz−80GhHz、及び90GhHz−100GhHzのそれぞれの周波数帯域について、beamの特性が同様とみなせる3つのセル又はCCをそれぞれグループ化したIntra bandが示されている。
Intra bandのセル(CC)で基地局装置20と端末装置40が通信中である場合、通信中のセル(CC)については、基地局装置20、端末装置40とも送信beam及び受信beamの方向が定まっている。端末装置40がさらにIntra bandの別のセル(CC)に対してRadom accessを行う場合、既に通信中のセル(CC)において、端末装置40に向けているbeamと同じ方向のbeamを端末装置40が使用できると推測できる。この理由は、周波数が近いために伝搬路の特性が同じであるとみなせるからである。そこで、基地局装置20は、通信中の端末装置40に対して、Intra bandの中で通信中のセル(CC)とは別のセル(CC)を用いて、通信中のbeamと同じ方向に対して端末装置40固有のランダムアクセス用のbeamを提供する。例えば、基地局装置20は、通信中のbeamの方向を基準とした所定の範囲にbeam sweepingを実施する。所定の範囲は、通信中のbeamの方向からの角度範囲であってもよく、通信中のbeamの方向に対して前後の所定のビーム数の範囲であってもよい。このように、基地局装置20がUE(端末装置40)に固有のbeam sweeping areaに対して、beam sweepingすることによって、beamのoverheadを減らすことが可能になる。
なお、一つもbeamの利用がない端末装置40のために、セル(CC)をグループ化したIntra bandの中で少なく一つのセル(CC)では、セルに固有のbeam sweepingでランダムアクセスを提供することが好ましい。例えば、基地局装置20は、Intra bandの中の一つのセル(CC)では、Cell specificにbeam sweepingを提供するが、Intra bandの中のその他のセル(CC)では、UE specificにbeam sweepingを提供する。例えば、基地局装置20は、Intra bandの特定のセル(CC)でCell specificなランダムアクセス用のbeamを提供する。また、基地局装置20は、Intra bandのその他のセル(CC)では、特定のセル(CC)でのコネクションをもとに、UE specificなランダムアクセス用のbeam sweepingを提供する。beam sweepingは、random access用のbeam sweepingを流用することが好ましい。基地局と端末装置40の間の伝送遅延を測定することも新しいセル(CC)の利用時には必要だからである。さらに、UE-specificに設定された場合でも、複数の端末装置40に共用されるrandom access sweepingとしても使用可能であるので、random access用のbeam sweepingとして使用することが可能である。
<3−1.動作例>
図16は、第2の実施形態に係る基地局装置20と端末装置40の動作例を示す図である。基地局装置20は、通信中のセル(CC)(例えば、セル(CC)(1))を用いて、UE specificなbeam sweeping用の情報を端末装置40に提供する(S20)。例えば、基地局装置20は、どのCCがIntra bandであるかというIntra bandに関する情報を端末装置40に通知する。
端末装置40は、通信中のセル(CC)(例えば、セル(CC)(1))を用いて、Intra bandの他のセル(CC)(例えば、セル(CC)(2))のランダムアクセスビームスイープのリクエストを基地局装置20に送信する(S21)。
基地局装置20は、他のセル(CC)(例えば、セル(CC)(2))について、通信中のセル(CC)(例えば、セル(CC)(1))のbeamと同じ方向に対して端末装置40固有のランダムアクセス用のbeamのconfigurationを決定する。基地局装置20は、通信中のセル(CC)(例えば、セル(CC)(1))を用いて、決定したRadom accessのBeam sweeping configurationを端末装置40に通知する(S22)。そして、基地局装置20は、決定したconfigurationで、他のセル(CC)(例えば、セル(CC)(2))について、Radom accessのBeam sweepingを実施する(S23)。
端末装置40は、他のセル(CC)(例えば、セル(CC)(2))についてのBeam sweepingのbeamの検出を実施し、品質が良いbeamを基地局装置20にレポートする(S24)。
以上のように、本実施形態によれば、基地局装置20は、セル(CC)のビームの特性が同一とされた2つのビームスイーピングの一方のセル(CC)で通信中の場合、通信中のセル(CC)のビームと同じ方向に対して他方のビームスイーピングを実施する。端末装置40の制御部45は、他方のビームスイーピングから基地局装置20に対して報告するコンフィグレーションを決定し、決定したコンフィグレーションで基地局装置20に報告する。これにより、ランダムアクセスのためのビームスイーピングに必要となるDownlinkの周波数・時間リソースを減らすことができ、ビームを効率的に運用できる。
なお、本実施形態は、Intra band内の複数のセル(CC)に対して適用されることが開示されたが、これには限られない。例えば、本実施形態は1つのセル内の複数のBWPに置に対しても適用可能である。すなわち、Intra bandと当該Intra band内の複数のセル(CC)の関係性は、1つのセルと、当該1つのセル内の複数のBWPに置き換えられてもよい。
<4.第3の実施形態>
次に、第3の実施形態について説明する。第3の実施形態に係る通信システム1は、第1の実施形態の通信システム1と同様に、管理装置10と、基地局装置20と、端末装置40と、を備える。第2の実施形態の通信システム1が備える各装置の構成は、第1の実施形態の通信システム1と同じであるので説明を省略する。
ところで、端末装置40の活動が低下し、DownlinkもUplinkも使用しなくなると、端末装置40がactiveでなくなったとして、基地局装置20は、コアネットワークとの間の通信のコネクションを開放(切断)する。その結果、端末装置40は、Idleモードやinactive modeなどのアイドル状態(例えば、RRC_IdleやRRC_Inactive)に遷移することになる。アイドル状態から復帰する条件としては、例えば、端末装置40側にUplinkのトラフィックが発生する場合、もしくは、ネットワーク側(基地局装置20側)から、電話等のincoming callがある場合の2つの復帰条件がある。どちらの場合でも、端末装置40は、再度 Random Accessを行って、ネットワーク(基地局装置20)に接続する必要がある。この時に、端末装置40は、第2の実施形態のように、他のセル(CC)のコネクション(e.g., PCellにおけるRRC Connection)を持っていない場合がある。また、第1の実施形態に示した接続の手法のもあるが、端末装置40がセルのエッジにいる場合、第1の実施形態に示した接続の手法では、周期が長くなるので、迅速なネットワークの接続を再開することが困難であった。
そこで、第3の実施形態では、ネットワークの接続を迅速に再開できるように、端末向けにアイドル状態用のRandom Access用のbeamを提供する。このRandom Access用のbeamとは、Downlinkのbeamであり、Beam formingされた図11のSSBである。そのbeamを提供する周期を端末装置40がアイドル状態に遷移する前にネットワーク側(基地局装置20)に設定する。端末装置40は、そのbeamの範囲外に出る前にRandom access用beamのTracking Area Updateを行う。このRandom access用beamのTracking Area Updateとは、通常のTracking Area Updateと全く異なり、どのbeamがその端末装置40に望ましいかをネットワーク側が端末装置40がアイドル状態になっても把握するためのupdateである。通常のTracking Area Updateは、Paging messageを送る基地局のグループがどのグループであるかをupdateするものであり、Random access用beamのTracking Area Updateとは全く異なる。
端末装置40は、アイドル状態であっても、設定したbeamの範囲外に出る場合には、一度ネットワークに接続し、異動先まで移動した後に、その移動先で、周期とbeam sweepingのconfigurationを行った後にアイドル状態に遷移する。この場合、端末装置40が望むbeam sweepingの範囲(beamの指向性の範囲)をネットワーク側(基地局装置20側)に通知する必要がある。
端末装置40がネットワーク側に通知するbeam sweepingのリクエスト方法として、次の2つが考えられる。
方法1:基地局が提供しているランダムアクセス用の周波数時間リソースであるSSB(図11参照)のうち、どのSSBが望ましいか、1つ又は複数のSSBを指定する。
方法2:基地局が提供しているランダムアクセス用の周波数時間リソースであるSSB(図11参照)のうち、1つのSSBを指定するとともに、その近隣のSSBの提供をレベルで通知する。レベルは、例えば、指定されたSSBに近隣のSSBの数を表すものとして定める。レベルは、近隣のSSBの数を表す場合、例えば、以下のように定めることができる。例えば、レベル1が指定された場合、指定されたSSBの前後でそれぞれ近隣する3個のSSBの範囲をbeam sweepingの範囲とする。
Revel1:3個のSSB
Revel2:5個のSSB
Revel3:7個のSSB
beam sweepingの範囲は、基地局側がdefaultでbeamの範囲を提供することもできるが、端末装置40から指定させる方法の方がよい。この理由は、広い領域をカバーできるbeam数が必要な端末装置40と、狭い領域をカバーするbeam数でも許容できる端末装置40もいるからである。広い範囲のbeam sweepingをアイドル状態の期間中に希望する端末装置40は、狭い範囲内ではあるが、若干の移動をする端末である。このアイドル状態のUE(端末装置40)のためのbeam sweepingの範囲を決める手続きが重要となる。
そこで、基地局装置20は、端末装置40がアイドル状態に遷移する前に端末装置40に対して、通信を速やかに再開するために、アイドル状態用のbeam sweepingの設定をUE-specificに行う。アイドル状態用のbeam sweepingの設定は、beamに必要とするresourceの数と、そのresourceのバーストが周期的に表れる周期を含む。アイドル状態用のbeam sweepingを設定するにあたって、端末装置40は、基地局装置20に周期やbeamの範囲に関するリクエストを行う。基地局装置20は、端末装置40に周期的に、設定されたbeam sweepingに対する返信を要求し、返信がない場合には、beam sweepingに必要とするresourceを増やし、広い範囲をbeam sweepingするようにしてもよい。端末装置40は、アイドル状態中に基地局装置20からのbeam sweepingを受信できなくなった時には、周期は長いが広範囲にbeam sweepingを行っているbeam sweepingを用いてrandom accessの手続きを行う。
<4−1.動作例>
図17は、第3の実施形態に係る管理装置10と基地局装置20と端末装置40の動作例を示す図である。端末装置40は、beam sweepingの周期やbeam sweepingの範囲など、アイドル状態用のbeam sweepingの設定に関するリクエストを基地局装置20に送信する(S30)。端末装置40及び基地局装置20は、例えば、inactive modeなどのアイドル状態に遷移する(S31)。基地局装置20は、アイドル状態に遷移したのち、所定の待機時間を経過してタイマーが切れると、管理装置10との間の通信のコネクション解除の要求を送信する(S32)。管理装置10は、コネクション解除の許可を基地局装置20に送信する(S33)。基地局装置20は、管理装置10との間の通信のコネクションを開放する。
基地局装置20は、リクエストされたbeam sweepingの設定に基づき、アイドル状態用のbeam sweepingの周期やbeam sweepingの範囲を決定する。例えば、基地局装置20は、リクエストされたbeam sweepingの設定と他の様々な条件とに基づいて、アイドル状態用のbeam sweepingの周期やbeam sweepingの範囲を決定する。様々な条件としては、例えば、端末装置40の移動や許容できるリソースの量などが挙げられる。端末装置40の移動は、それまでに端末装置40の通信に使用しているbeamの推移から判別できる。基地局装置20は、端末装置40が移動している場合、移動方向に拡張するようにbeam sweepingの範囲を決定する。また、基地局装置20は、許容できるリソースの量が制限されている場合、許容できるリソースの量の範囲でbeam sweepingの範囲を決定する。なお、基地局装置20は、単純に、リクエストされたbeam sweepingの周期やbeam sweepingの範囲を、アイドル状態用のbeam sweepingの周期やbeam sweepingの範囲と決定してもよい。
基地局装置20は、アイドル状態用のbeam sweepingのconfigurationを端末装置40に通知する(S34)。端末装置40は、configurationを受信すると、ACK(e.g., HARQ ACK)を基地局装置20に通知する(S35)。そして、端末装置40は、アイドル状態に遷移する。
基地局装置20は、端末装置40からACKが通知されると、決定したbeam sweepingの周期やbeam sweepingの範囲でアイドル状態用のbeam sweepingを実施する(S36)。端末装置40は、アイドル状態であっても、設定したbeamの範囲外に出る場合には、基地局装置20に接続し、通信再開のbeam sweepingの設定に関するリクエストを基地局装置20に再度送信して、設定を更新する(S37)。例えば、基地局装置20は、設定したbeamの範囲外に出る場合、移動先がbeamの範囲となるようにbeam sweepingの範囲を更新する。基地局装置20は、更新されたbeam sweepingの周期やbeam sweepingの範囲でアイドル状態用のbeam sweepingを実施する(S38)。
端末装置40は、アイドル状態から復帰する際、アイドル状態用のbeam sweepingを検出して通信を再開する。
なお、基地局装置20は、次のように動作してもよい。基地局装置20からアイドル状態用のbeam sweepingを提供した時に、端末装置40からの返信をモニターする。基地局装置20は、端末装置40が返すレポートをもとに、返信がなければ、beamの範囲を若干増やす動作を行ってもよい。端末装置40は、beamを観測して、自装置宛のbeamがない場合には、beamの範囲が広くなることを想定して、次の周期を待つ。次の周期でもbeamを観測できない場合には、全方向にbeam sweepingを行っているが周期が長いbeam sweepingをもとに基地局装置20にrandom accessを行う。
以上のように、本実施形態によれば、端末装置40の制御部45は、アイドル状態に遷移する前に、ビームスイーピングの周期及びビームスイーピングの範囲を含むビームスイーピングの設定に関するリクエストを基地局装置20に送信してアイドル状態に遷移する。制御部45は、アイドル状態から復帰する際、設定に基づいて基地局装置20から送信されるビームスイーピングを検出して通信を再開する。これにより、ランダムアクセス用のビームスイーピングに必要とするDownlinkの周波数・時間リソースを減らしつつ、アイドル状態から復帰を迅速に行うことができる。
<5.変形例>
上述の実施形態は一例を示したものであり、種々の変更及び応用が可能である。
例えば、本実施形態の管理装置10、基地局装置20、又は端末装置40を制御する処理装置(制御装置)は、専用のコンピュータシステム、又は汎用のコンピュータシステムによって実現してもよい。
例えば、上述の動作を実行するための通信プログラムを、光ディスク、半導体メモリ、磁気テープ、フレキシブルディスク等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して配布する。そして、例えば、該プログラムをコンピュータにインストールし、上述の処理を実行することによって制御装置を構成する。このとき、制御装置は、管理装置10、基地局装置20、又は端末装置40の外部の装置(例えば、パーソナルコンピュータ)であってもよい。また、制御装置は、管理装置10、基地局装置20、又は端末装置40の内部の装置(例えば、制御部13、制御部24、又は制御部45)であってもよい。
また、上記通信プログラムをインターネット等のネットワーク上のサーバ装置が備えるディスク装置に格納しておき、コンピュータにダウンロード等できるようにしてもよい。また、上述の機能を、OS(Operating System)とアプリケーションソフトとの協働により実現してもよい。この場合には、OS以外の部分を媒体に格納して配布してもよいし、OS以外の部分をサーバ装置に格納しておき、コンピュータにダウンロード等できるようにしてもよい。
また、上記実施形態において説明した各処理のうち、自動的に行われるものとして説明した処理の全部又は一部を手動的に行うこともでき、あるいは、手動的に行われるものとして説明した処理の全部又は一部を公知の方法で自動的に行うこともできる。この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。例えば、各図に示した各種情報は、図示した情報に限られない。
また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。
また、上述の実施形態は、処理内容を矛盾させない領域で適宜組み合わせることが可能である。また、上述の実施形態のフローチャート及びシーケンス図に示された各ステップは、適宜順序を変更することが可能である。
また、例えば、本実施形態は、装置又はシステムを構成するあらゆる構成、例えば、システムLSI(Large Scale Integration)等としてのプロセッサ、複数のプロセッサ等を用いるモジュール、複数のモジュール等を用いるユニット、ユニットにさらにその他の機能を付加したセット等(すなわち、装置の一部の構成)として実施することもできる。
なお、本実施形態において、システムとは、複数の構成要素(装置、モジュール(部品)等)の集合を意味し、全ての構成要素が同一筐体中にあるか否かは問わない。したがって、別個の筐体に収納され、ネットワークを介して接続されている複数の装置、及び、1つの筐体の中に複数のモジュールが収納されている1つの装置は、いずれも、システムである。
また、例えば、本実施形態は、1つの機能を、ネットワークを介して複数の装置で分担、共同して処理するクラウドコンピューティングの構成をとることができる。
以上、本開示の各実施形態について説明したが、本開示の技術的範囲は、上述の各実施形態そのままに限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。また、異なる実施形態及び変形例にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
また、本明細書に記載された各実施形態における効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、他の効果があってもよい。
なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
(1)
無線通信部と、
ビームスイーピングされて送信される複数の同期信号の少なくとも1つを、前記無線通信部を介して受信する制御部とを有し、
前記ビームスイーピングは、複数の同期信号の各々が異なるビームを形成して所定期間中に基地局から送信されることを含み、
前記制御部は、複数のビームスイーピング設定情報の中から1つの設定情報を、ビームスイーピング間の優先度に基づいて決定し、
前記優先度に基づいて決定した1つの設定情報を使用して前記同期信号の受信、又は受信した同期信号の前記基地局への報告を行うよう構成され、
前記所定期間中に送信される同期信号の数は、前記複数のビームスイーピング設定情報の間で異なる
端末装置。
(2)
前記複数のビームスイーピングは、第1のビームスイーピングと第2のビームスイーピングとを含み、
前記第1のビームスイーピングに使われる周波数帯域は、第2のビームスイーピングに使われる周波数帯域よりも高く、
前記第1のビームスイーピングとして前記所定期間中に送信される同期信号の数は、前記第2のビームスイーピングとして前記所定期間中に送信される同期信号の数よりも多い
前記(1)に記載の端末装置。
(3)
前記複数のビームスイーピング設定情報のうち、少なくとも第2のビームスイーピング設定情報は、前記基地局から送信される
前記(2)に記載の端末装置。
(4)
前記複数のビームスイーピングは、1つのPCI(Physical Cell ID)が示す1つのセル内の1つのBandwidth Part(BWP)で行われる
前記(1)〜(3)のいずれか1つに記載の端末装置。
(5)
前記複数のビームスイーピングは、1つのPCI(Physical Cell ID)が示す1つのセル内の異なる複数のBandwidth Part(BWP)で行われる
前記(1)〜(3)のいずれか1つに記載の端末装置。
(6)
前記複数のビームスイーピングは、PCI(Physical Cell ID)が異なる複数のセル内で行われる
前記(1)〜(5)のいずれか1つに記載の端末装置。
(7)
前記優先度は、前記基地局から受信される
前記(1)〜(6)のいずれか1つに記載の端末装置。
(8)
前記複数のビームスイーピングは、異なるセル又はBandwidth Part(BWP)において行われる第1のビームスイーピングと第2のビームスイーピングとを含み、
一方のセル又はBWPで行われる第1のビームスイーピングで使用されるビームの特性は、他方のセル又はBWPで行われる第2のビームスイーピングで使用されるビームの特性と同一とみなされ、
前記基地局は、前記一方のセル又はBWPで前記端末装置と通信中の場合、通信中の前記一方のセル又はBWPで使用しているビームと同じ方向に対して他方のセル又はBWPでのビームを向けて送信する、
前記(1)〜(7)のいずれか1つに記載の端末装置。
(9)
前記制御部は、アイドル状態に遷移する前に、ビームスイーピングの周期及びビームスイーピングの範囲を含むビームスイーピングの設定に関するリクエストを基地局に送信してアイドル状態に遷移し、アイドル状態から復帰する際、前記設定に基づいて前記基地局から送信されるビームスイーピングを検出して通信を再開する
前記(1)〜(8)のいずれか1つに記載の端末装置。
(10)
複数の同期信号の各々が異なるビームを形成して所定期間中に基地局からビームスイーピングされて送信される複数の同期信号の少なくとも1つを、無線通信部を介して受信することと、
複数のビームスイーピング設定情報の中から1つの設定情報を、ビームスイーピング間の優先度に基づいて決定すること、
前記優先度に基づいて決定した1つの設定情報を使用して前記同期信号の受信、又は受信した同期信号の前記基地局への報告を行うこと、を含み、
前記所定期間中に送信される同期信号の数は、前記複数のビームスイーピング設定情報の間で異なる
通信方法。
(11)
端末装置が有するコンピュータを
前記ビームスイーピングされて送信される複数の同期信号の少なくとも1つを、前記無線通信部を介して受信する制御部として機能させ、
前記ビームスイーピングは、複数の同期信号の各々が異なるビームを形成して所定期間中に基地局から送信されることを含み、
前記制御部は、複数のビームスイーピング設定情報の中から1つの設定情報を、ビームスイーピング間の優先度に基づいて決定し、
前記優先度に基づいて決定した1つの設定情報を使用して前記同期信号の受信、又は受信した同期信号の前記基地局への報告を行うよう構成され、
前記所定期間中に送信される同期信号の数は、前記複数のビームスイーピング設定情報の間で異なる
通信プログラム。
(12)
無線通信部と、
ビームの特性が同一である範囲内の周波数でグループ化された複数のコンポーネントキャリアの何れのコンポーネントキャリアで端末装置と通信中である場合、通信中の端末装置に対して、前記複数のコンポーネントキャリアのうちの他のコンポーネントキャリアを用いて、通信中のビームと同じ方向に対して前記無線通信部からランダムアクセスのビームを提供するよう制御する制御部と、
を有する基地局装置。
(13)
前記制御部は、前記通信中のビームの方向を基準とした所定の範囲にビームスイーピングを実施するよう制御する
前記(12)に記載の基地局装置。
(14)
ビームの特性が同一である範囲内の周波数でグループ化された複数のコンポーネントキャリアの何れのコンポーネントキャリアで端末装置と通信中である場合、通信中の端末装置に対して、前記複数のコンポーネントキャリアのうちの他のコンポーネントキャリアを用いて、通信中のビームと同じ方向に対して無線通信部からランダムアクセスのビームを提供するよう制御すること、を含む、
通信方法。
(15)
基地局装置が有するコンピュータを、
ビームの特性が同一である範囲内の周波数でグループ化された複数のコンポーネントキャリアの何れのコンポーネントキャリアで端末装置と通信中である場合、通信中の端末装置に対して、前記複数のコンポーネントキャリアのうちの他のコンポーネントキャリアを用いて、通信中のビームと同じ方向に対して無線通信部からランダムアクセスのビームを提供するよう制御する制御部
として機能させるための通信プログラム。
(16)
無線通信部と、
前記無線通信部を介して、アイドル状態に遷移する端末装置からビームスイーピングの周期及びビームスイーピングの範囲を含むビームスイーピングの設定に関するリクエストを受信すると、リクエストされたビームスイーピングの設定に基づき、ビームスイーピングの周期及びビームスイーピングの範囲を決定し、決定した周期及び範囲でビームスイーピングを実施するよう制御する制御部と、
を有する基地局装置。
(17)
前記制御部は、ビームスイーピングに対して前記端末装置から返信が無い場合、ビームスイーピングの範囲を増やす
前記(16)に記載の基地局装置。
(18)
無線通信部を介して、アイドル状態に遷移する端末装置からビームスイーピングの周期及びビームスイーピングの範囲を含むビームスイーピングの設定に関するリクエストを受信すると、リクエストされたビームスイーピングの設定に基づき、ビームスイーピングの周期及びビームスイーピングの範囲を決定することと、
決定した周期及び範囲でビームスイーピングを実施するよう無線通信部を制御することと、を含む、
通信方法。
(19)
基地局装置が有するコンピュータを、
無線通信部を介して、アイドル状態に遷移する端末装置からビームスイーピングの周期及びビームスイーピングの範囲を含むビームスイーピングの設定に関するリクエストを受信すると、リクエストされたビームスイーピングの設定に基づき、ビームスイーピングの周期及びビームスイーピングの範囲を決定し、決定した周期及び範囲でビームスイーピングを実施するよう前記無線通信部を制御する制御部、
として機能させるための通信プログラム。
1 通信システム
10 管理装置
20 基地局装置
40 端末装置
11、21、41 通信部
12、22、42 記憶部
13、24、45 制御部
44 入出力部
211、411 受信処理部
211a 無線受信部
211b 多重分離部
211c 復調部
211d 復号部
212、412 送信処理部
212a 符号化部
212b 変調部
212c 多重部
212d 無線送信部
214、414 アンテナ

Claims (10)

  1. 無線通信部と、
    ビームスイーピングされて送信される複数の同期信号の少なくとも1つを、前記無線通信部を介して受信する制御部とを有し、
    前記ビームスイーピングは、複数の同期信号の各々が異なるビームを形成して所定期間中に基地局から送信されることを含み、
    前記制御部は、複数のビームスイーピング設定情報の中から1つの設定情報を、ビームスイーピング間の優先度に基づいて決定し、
    前記優先度に基づいて決定した1つの設定情報を使用して前記同期信号の受信、又は受信した同期信号の前記基地局への報告を行うよう構成され、
    前記所定期間中に送信される同期信号の数は、前記複数のビームスイーピング設定情報の間で異なる
    端末装置。
  2. 前記複数のビームスイーピングは、第1のビームスイーピングと第2のビームスイーピングとを含み、
    前記第1のビームスイーピングに使われる周波数帯域は、第2のビームスイーピングに使われる周波数帯域よりも高く、
    前記第1のビームスイーピングとして前記所定期間中に送信される同期信号の数は、前記第2のビームスイーピングとして前記所定期間中に送信される同期信号の数よりも多い
    請求項1に記載の端末装置。
  3. 前記複数のビームスイーピング設定情報のうち、少なくとも第2のビームスイーピング設定情報は、前記基地局から送信される
    請求項2に記載の端末装置。
  4. 前記複数のビームスイーピングは、1つのPCI(Physical Cell ID)が示す1つのセル内の1つのBandwidth Part(BWP)で行われる
    請求項1に記載の端末装置。
  5. 前記複数のビームスイーピングは、1つのPCI(Physical Cell ID)が示す1つのセル内の異なる複数のBandwidth Part(BWP)で行われる
    請求項1に記載の端末装置。
  6. 前記複数のビームスイーピングは、PCI(Physical Cell ID)が異なる複数のセル内で行われる
    請求項1に記載の端末装置。
  7. 前記優先度は、前記基地局から受信される
    請求項1に記載の端末装置。
  8. 前記複数のビームスイーピングは、異なるセル又はBandwidth Part(BWP)において行われる第1のビームスイーピングと第2のビームスイーピングとを含み、
    一方のセル又はBWPで行われる第1のビームスイーピングで使用されるビームの特性は、他方のセル又はBWPで行われる第2のビームスイーピングで使用されるビームの特性と同一とみなされ、
    前記基地局は、前記一方のセル又はBWPで前記端末装置と通信中の場合、通信中の前記一方のセル又はBWPで使用しているビームと同じ方向に対して他方のセル又はBWPでのビームを向けて送信する、
    請求項1に記載の端末装置。
  9. 前記制御部は、アイドル状態に遷移する前に、ビームスイーピングの周期及びビームスイーピングの範囲を含むビームスイーピングの設定に関するリクエストを基地局に送信してアイドル状態に遷移し、アイドル状態から復帰する際、前記設定に基づいて前記基地局から送信されるビームスイーピングを検出して通信を再開する
    請求項1に記載の端末装置。
  10. 複数の同期信号の各々が異なるビームを形成して所定期間中に基地局からビームスイーピングされて送信される複数の同期信号の少なくとも1つを、無線通信部を介して受信することと、
    複数のビームスイーピング設定情報の中から1つの設定情報を、ビームスイーピング間の優先度に基づいて決定することと、
    前記優先度に基づいて決定した1つの設定情報を使用して前記同期信号の受信、又は受信した同期信号の前記基地局への報告を行うこと、を含み、
    前記所定期間中に送信される同期信号の数は、前記複数のビームスイーピング設定情報の間で異なる
    通信方法。
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