(57)【要約】  本明細書に開示される技術は、マルチパス伝播路に起因する電力効率の低下を抑制しつつ、位相または振幅などのアナログ制御の切り換えを可能とする無線通信システム、基地局および無線通信方法に関するものである。本技術に関する無線通信システムは、複数の無線通信フレームを送受信することによって無線通信を行う無線通信システムであり、連続した複数の前記無線通信フレームのうち、少なくとも１つの前記無線通信フレームは、有効シンボルに対し、サイクリックプレフィックスと無送信区間とが付加された無線通信フレームである。
2017022422.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の無線通信フレームを送受信することによって無線通信を行う無線通信システムであり、
連続した複数の前記無線通信フレームのうち、少なくとも１つの前記無線通信フレームは、有効シンボルに対し、サイクリックプレフィックスと無送信区間とが付加された無線通信フレームである、
無線通信システム。
【請求項２】
前記無線通信フレームは、前記無送信区間が、前記サイクリックプレフィックスの時間的に前に付加された無線通信フレームである、
請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記無送信区間の時間的な長さは、前記無線通信フレームを送受信する機器の過渡応答の速度に基づいて設定される、
請求項１または請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記サイクリックプレフィックスの時間的な長さは、無線通信を行うセル半径、または、無線通信の伝播路の長さに基づいて設定される、
請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記サイクリックプレフィックスの時間的な長さは、前記無線通信フレームを送信する送信電力に基づいて設定される、
請求項１から請求項４のうちのいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項６】
各無線通信フレームにおける、前記無送信区間の時間的な長さと前記サイクリックプレフィックスの時間的な長さとの和が一定である、
請求項１から請求項５のうちのいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項７】
前記無送信区間の時間的な長さおよび前記サイクリックプレフィックスの時間的な長さの組み合わせが、前記無線通信フレームのフォーマットリストから選択される、
請求項１から請求項６のうちのいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項８】
前記無送信区間の時間的な長さは、前記無線通信フレームを送信する送信電力を切り替えるための時間の長さに基づいて設定される、
請求項１から請求項７のうちのいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項９】
複数の無線通信フレームを送受信することによって無線通信を行う基地局であり、
連続した複数の前記無線通信フレームのうち、少なくとも１つの前記無線通信フレームは、有効シンボルに対し、サイクリックプレフィックスと無送信区間とが付加された無線通信フレームである、
基地局。
【請求項１０】
複数の前記基地局を備え、
複数の前記基地局のうちの第１基地局から、複数の前記基地局のうちの第２基地局へハンドオーバーされる場合、前記無送信区間の時間的な長さは、前記第１基地局においてあらかじめ定められた前記無送信区間の時間的な長さおよび前記第２基地局においてあらかじめ定められた前記無送信区間の時間的な長さのうちの、長い方に基づいて設定される、
請求項９に記載の基地局。
【請求項１１】
前記基地局が、複数のビームを送信し、
前記無送信区間の時間的な長さおよび前記サイクリックプレフィックスの時間的な長さは、各前記ビームで異なる、
請求項９または請求項１０に記載の基地局。
【請求項１２】
各無線通信フレームにおける、前記無送信区間の時間的な長さと前記サイクリックプレフィックスの時間的な長さとの和が一定である、
請求項９から請求項１１のうちのいずれか１項に記載の基地局。
【請求項１３】
複数の無線通信フレームを送受信することによって無線通信を行う無線通信方法であり、
連続した複数の前記無線通信フレームのうち、少なくとも１つの前記無線通信フレームは、有効シンボルに対し、サイクリックプレフィックスと無送信区間とが付加された無線通信フレームである、
無線通信方法。
【請求項１４】
各無線通信フレームにおける、前記無送信区間の時間的な長さと前記サイクリックプレフィックスの時間的な長さとの和が一定である、
請求項１３に記載の無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示される技術は、複数の無線通信フレームを送受信することによって無線通信を行う無線通信システムに関するものであり、特に、基地局装置と移動端末装置などの通信端末装置との間で無線通信を行う無線通信システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
移動体通信システムの規格化団体である３ＧＰＰ（３ｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  Ｐｒｏｊｅｃｔ）において、無線区間についてはロングタームエボリューション（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ：ＬＴＥ）と称し、コアネットワークおよび無線アクセスネットワーク（以下、まとめて、ネットワークとも称する）を含めたシステム全体構成については、システムアーキテクチャエボリューション（Ｓｙｓｔｅｍ  Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ：ＳＡＥ）と称される通信方式が検討されている（たとえば、非特許文献１から非特許文献９を参照）。この通信方式は３．９Ｇ（３．９  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）システムとも呼ばれる。【０００３】
ＬＴＥのアクセス方式としては、下り方向はＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）、上り方向はＳＣ−ＦＤＭＡ（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）が用いられる。また、ＬＴＥは、Ｗ−ＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ  Ｃｏｄｅ  ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）とは異なり、回線交換を含まず、パケット通信方式のみになる。【０００４】
非特許文献１（５章）に記載される、３ＧＰＰでの、ＬＴＥシステムにおける無線通信フレーム構成に関する決定事項について、図１を用いて説明する。図１は、ＬＴＥ方式の通信システムで使用される無線通信フレームの構成を示す説明するための図である。図１において、１つの無線通信フレーム（Ｒａｄｉｏ  ｆｒａｍｅ）は１０ｍｓである。無線通信フレームは、１０個の等しい大きさのサブフレーム（Ｓｕｂ  ｆｒａｍｅ）に分割される。サブフレームは、２個の等しい大きさのスロット（ｓｌｏｔ）に分割される。【０００５】
無線通信フレームごとに１番目および６番目のサブフレームに下り同期信号（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ  Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ  Ｓｉｇｎａｌ）が含まれる。同期信号には、第１同期信号（Ｐｒｉｍａｒｙ  Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ  Ｓｉｇｎａｌ：Ｐ−ＳＳ）と、第２同期信号（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ  Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ  Ｓｉｇｎａｌ：Ｓ−ＳＳ）とがある。【０００６】
３ＧＰＰでの、ＬＴＥシステムにおけるチャネル構成に関する決定事項が、非特許文献１（５章）に記載されている。ＣＳＧ（Ｃｌｏｓｅｄ  Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  Ｇｒｏｕｐ）セルにおいてもｎｏｎ−ＣＳＧセルと同じチャネル構成が用いられると想定されている。【０００７】
物理報知チャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｂｒｏａｄｃａｓｔ  ｃｈａｎｎｅｌ：ＰＢＣＨ）は、基地局装置（以下、単に「基地局」という場合がある）から移動端末装置（以下、単に「移動端末」という場合がある）などの通信端末装置（以下、単に「通信端末」という場合がある）への下り送信用のチャネルである。ＢＣＨトランスポートブロック（ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  ｂｌｏｃｋ）は、４０ｍｓ間隔中の４個のサブフレームにマッピングされる。４０ｍｓタイミングの明白なシグナリングはない。【０００８】
物理制御フォーマットインジケータチャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｆｏｒｍａｔ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ  Ｃｈａｎｎｅｌ：ＰＣＦＩＣＨ）は、基地局から通信端末への下り送信用のチャネルである。ＰＣＦＩＣＨは、ＰＤＣＣＨｓのために用いるＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）シンボルの数を、基地局から通信端末へ通知する。ＰＣＦＩＣＨは、サブフレームごとに送信される。【０００９】
物理下り制御チャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｄｏｗｎｌｉｎｋ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｃｈａｎｎｅｌ：ＰＤＣＣＨ）は、基地局から通信端末への下り送信用のチャネルである。ＰＤＣＣＨは、後述のトランスポートチャネルの１つである下り共有チャネル（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ  Ｓｈａｒｅｄ  Ｃｈａｎｎｅｌ：ＤＬ−ＳＣＨ）のリソース割り当て（ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ）情報、後述のトランスポートチャネルの１つであるページングチャネル（Ｐａｇｉｎｇ  Ｃｈａｎｎｅｌ：ＰＣＨ）のリソース割り当て（ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ）情報、ＤＬ−ＳＣＨに関するＨＡＲＱ（Ｈｙｂｒｉｄ  Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｒｅｐｅａｔ  ｒｅＱｕｅｓｔ）情報を通知する。ＰＤＣＣＨは、上りスケジューリンググラント（Ｕｐｌｉｎｋ  Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ  Ｇｒａｎｔ）を運ぶ。ＰＤＣＣＨは、上り送信に対する応答信号であるＡｃｋ（Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）／Ｎａｃｋ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ  Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）を運ぶ。ＰＤＣＣＨは、Ｌ１／Ｌ２制御信号とも呼ばれる。【００１０】
物理下り共有チャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｄｏｗｎｌｉｎｋ  Ｓｈａｒｅｄ  Ｃｈａｎｎｅｌ：ＰＤＳＣＨ）は、基地局から通信端末への下り送信用のチャネルである。ＰＤＳＣＨには、トランスポートチャネルである下り共有チャネル（ＤＬ−ＳＣＨ）、およびトランスポートチャネルであるＰＣＨがマッピングされている。【００１１】
物理マルチキャストチャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ  Ｃｈａｎｎｅｌ：ＰＭＣＨ）は、基地局から通信端末への下り送信用のチャネルである。ＰＭＣＨには、トランスポートチャネルであるマルチキャストチャネル（Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ  Ｃｈａｎｎｅｌ：ＭＣＨ）がマッピングされている。【００１２】
物理上り制御チャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｕｐｌｉｎｋ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｃｈａｎｎｅｌ：ＰＵＣＣＨ）は、通信端末から基地局への上り送信用のチャネルである。ＰＵＣＣＨは、下り送信に対する応答信号（ｒｅｓｐｏｎｓｅ  ｓｉｇｎａｌ）であるＡｃｋ／Ｎａｃｋを運ぶ。ＰＵＣＣＨは、ＣＱＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｑｕａｌｉｔｙ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）レポートを運ぶ。ＣＱＩとは、受信したデータの品質、または通信路品質を示す品質情報である。またＰＵＣＣＨは、スケジューリングリクエスト（Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ  Ｒｅｑｕｅｓｔ：ＳＲ）を運ぶ。【００１３】
物理上り共有チャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｕｐｌｉｎｋ  Ｓｈａｒｅｄ  Ｃｈａｎｎｅｌ：ＰＵＳＣＨ）は、通信端末から基地局への上り送信用のチャネルである。ＰＵＳＣＨには、トランスポートチャネルの１つである上り共有チャネル（Ｕｐｌｉｎｋ  Ｓｈａｒｅｄ  Ｃｈａｎｎｅｌ：ＵＬ−ＳＣＨ）がマッピングされている。【００１４】
物理ＨＡＲＱインジケータチャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｈｙｂｒｉｄ  ＡＲＱ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ  Ｃｈａｎｎｅｌ：ＰＨＩＣＨ）は、基地局から通信端末への下り送信用のチャネルである。ＰＨＩＣＨは、上り送信に対する応答信号であるＡｃｋ／Ｎａｃｋを運ぶ。物理ランダムアクセスチャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｈａｎｎｅｌ：ＰＲＡＣＨ）は、通信端末から基地局への上り送信用のチャネルである。ＰＲＡＣＨは、ランダムアクセスプリアンブル（ｒａｎｄｏｍ  ａｃｃｅｓｓ  ｐｒｅａｍｂｌｅ）を運ぶ。【００１５】
下り参照信号（リファレンスシグナル（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｉｇｎａｌ）：ＲＳ）は、ＬＴＥ方式の通信システムとして既知のシンボルである。以下の５種類の下りリファレンスシグナルが定義されている。セル固有参照信号（Ｃｅｌｌ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｉｇｎａｌｓ：ＣＲＳｓ）、ＭＢＳＦＮ参照信号（ＭＢＳＦＮ  ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  ｓｉｇｎａｌｓ）、ＵＥ固有参照信号（ＵＥ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  ｓｉｇｎａｌｓ）であるデータ復調用参照信号（Ｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｉｇｎａｌｓ：ＤＭ−ＲＳｓ）、位置決定参照信号（Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｉｇｎａｌｓ：ＰＲＳｓ）、チャネル情報参照信号（Ｃｈａｎｎｅｌ−Ｓｔａｔｅ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｉｇｎａｌｓ：ＣＳＩ−ＲＳｓ）。通信端末の物理レイヤーの測定として、リファレンスシグナルの受信電力（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｒｅｃｅｉｖｅｄ  Ｐｏｗｅｒ：ＲＳＲＰ）測定がある。【００１６】
非特許文献１（５章）に記載されるトランスポートチャネル（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  ｃｈａｎｎｅｌ）について、説明する。下りトランスポートチャネルのうち、報知チャネル（Ｂｒｏａｄｃａｓｔ  Ｃｈａｎｎｅｌ：ＢＣＨ）は、その基地局（セル）のカバレッジ全体に報知される。ＢＣＨは、物理報知チャネル（ＰＢＣＨ）にマッピングされる。【００１７】
下り共有チャネル（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ  Ｓｈａｒｅｄ  Ｃｈａｎｎｅｌ：ＤＬ−ＳＣＨ）には、ＨＡＲＱ（Ｈｙｂｒｉｄ  ＡＲＱ）による再送制御が適用される。ＤＬ−ＳＣＨは、基地局（セル）のカバレッジ全体への報知が可能である。ＤＬ−ＳＣＨは、ダイナミックまたは準静的（Ｓｅｍｉ−ｓｔａｔｉｃ）なリソース割り当てをサポートする。準静的なリソース割り当ては、パーシステントスケジューリング（Ｐｅｒｓｉｓｔｅｎｔ  Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ）ともいわれる。ＤＬ−ＳＣＨは、通信端末の低消費電力化のために通信端末の間欠受信（Ｄｉｓｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  ｒｅｃｅｐｔｉｏｎ：ＤＲＸ）をサポートする。ＤＬ−ＳＣＨは、物理下り共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）へマッピングされる。【００１８】
ページングチャネル（Ｐａｇｉｎｇ  Ｃｈａｎｎｅｌ：ＰＣＨ）は、通信端末の低消費電力を可能とするために通信端末のＤＲＸをサポートする。ＰＣＨは、基地局（セル）のカバレッジ全体への報知が要求される。ＰＣＨは、動的にトラフィックに利用することができる物理下り共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）のような物理リソースへマッピングされる。【００１９】
マルチキャストチャネル（Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ  Ｃｈａｎｎｅｌ：ＭＣＨ）は、基地局（セル）のカバレッジ全体への報知に使用される。ＭＣＨは、マルチセル送信におけるＭＢＭＳ（Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  Ｂｒｏａｄｃａｓｔ  Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）サービス（ＭＴＣＨとＭＣＣＨ）のＳＦＮ合成をサポートする。ＭＣＨは、準静的なリソース割り当てをサポートする。ＭＣＨは、ＰＭＣＨへマッピングされる。【００２０】
上りトランスポートチャネルのうち、上り共有チャネル（Ｕｐｌｉｎｋ  Ｓｈａｒｅｄ  Ｃｈａｎｎｅｌ：ＵＬ−ＳＣＨ）には、ＨＡＲＱ（Ｈｙｂｒｉｄ  ＡＲＱ）による再送制御が適用される。ＵＬ−ＳＣＨは、ダイナミックまたは準静的（Ｓｅｍｉ−ｓｔａｔｉｃ）なリソース割り当てをサポートする。ＵＬ−ＳＣＨは、物理上り共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）へマッピングされる。【００２１】
ランダムアクセスチャネル（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｈａｎｎｅｌ：ＲＡＣＨ）は、制御情報に限られている。ＲＡＣＨは、衝突のリスクがある。ＲＡＣＨは、物理ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ）へマッピングされる。【００２２】
ＨＡＲＱについて説明する。ＨＡＲＱとは、自動再送要求（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｒｅｐｅａｔ  ｒｅＱｕｅｓｔ：ＡＲＱ）と誤り訂正（Ｆｏｒｗａｒｄ  Ｅｒｒｏｒ  Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）との組み合わせによって、伝送路の通信品質を向上させる技術である。ＨＡＲＱには、通信品質が変化する伝送路に対しても、再送によって誤り訂正が有効に機能するという利点がある。特に、再送にあたって初送の受信結果と再送の受信結果との合成をすることで、さらなる品質向上を得ることも可能である。【００２３】
再送の方法の一例を説明する。受信側において、受信データが正しくデコードできなかった場合、換言すればＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ  Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ  Ｃｈｅｃｋ）エラーが発生した場合（ＣＲＣ＝ＮＧ）、受信側から送信側へ「Ｎａｃｋ」を送信する。「Ｎａｃｋ」を受信した送信側は、データを再送する。受信側において、受信データが正しくデコードできた場合、換言すればＣＲＣエラーが発生しない場合（ＣＲＣ＝ＯＫ）、受信側から送信側へ「Ａｃｋ」を送信する。「Ａｃｋ」を受信した送信側は次のデータを送信する。【００２４】
非特許文献１（６章）に記載される論理チャネル（ロジカルチャネル：Ｌｏｇｉｃａｌ  ｃｈａｎｎｅｌ）について、説明する。報知制御チャネル（Ｂｒｏａｄｃａｓｔ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｃｈａｎｎｅｌ：ＢＣＣＨ）は、報知システム制御情報のための下りチャネルである。論理チャネルであるＢＣＣＨは、トランスポートチャネルである報知チャネル（ＢＣＨ）、または下り共有チャネル（ＤＬ−ＳＣＨ）へマッピングされる。【００２５】
ページング制御チャネル（Ｐａｇｉｎｇ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｃｈａｎｎｅｌ：ＰＣＣＨ）は、ページング情報（Ｐａｇｉｎｇ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）およびシステム情報（Ｓｙｓｔｅｍ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）の変更を送信するための下りチャネルである。ＰＣＣＨは、通信端末のセルロケーションをネットワークが知らない場合に用いられる。論理チャネルであるＰＣＣＨは、トランスポートチャネルであるページングチャネル（ＰＣＨ）へマッピングされる。【００２６】
共有制御チャネル（Ｃｏｍｍｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｃｈａｎｎｅｌ：ＣＣＣＨ）は、通信端末と基地局との間の送信制御情報のためのチャネルである。ＣＣＣＨは、通信端末がネットワークとの間でＲＲＣ接続（ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）を有していない場合に用いられる。下り方向では、ＣＣＣＨは、トランスポートチャネルである下り共有チャネル（ＤＬ−ＳＣＨ）へマッピングされる。上り方向では、ＣＣＣＨは、トランスポートチャネルである上り共有チャネル（ＵＬ−ＳＣＨ）へマッピングされる。【００２７】
マルチキャスト制御チャネル（Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｃｈａｎｎｅｌ：ＭＣＣＨ）は、１対多の送信のための下りチャネルである。ＭＣＣＨは、ネットワークから通信端末への１つまたはいくつかのＭＴＣＨ用のＭＢＭＳ制御情報の送信のために用いられる。ＭＣＣＨは、ＭＢＭＳ受信中の通信端末のみに用いられる。ＭＣＣＨは、トランスポートチャネルであるマルチキャストチャネル（ＭＣＨ）へマッピングされる。【００２８】
個別制御チャネル（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｃｈａｎｎｅｌ：ＤＣＣＨ）は、１対１で、通信端末とネットワークとの間の個別制御情報を送信するチャネルである。ＤＣＣＨは、通信端末がＲＲＣ接続（ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）である場合に用いられる。ＤＣＣＨは、上りでは上り共有チャネル（ＵＬ−ＳＣＨ）へマッピングされ、下りでは下り共有チャネル（ＤＬ−ＳＣＨ）にマッピングされる。【００２９】
個別トラフィックチャネル（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ  Ｔｒａｆｆｉｃ  Ｃｈａｎｎｅｌ：ＤＴＣＨ）は、ユーザー情報の送信のための個別通信端末への１対１通信のチャネルである。ＤＴＣＨは、上りおよび下りともに存在する。ＤＴＣＨは、上りでは上り共有チャネル（ＵＬ−ＳＣＨ）へマッピングされ、下りでは下り共有チャネル（ＤＬ−ＳＣＨ）へマッピングされる。【００３０】
マルチキャストトラフィックチャネル（Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ  Ｔｒａｆｆｉｃ  ｃｈａｎｎｅｌ：ＭＴＣＨ）は、ネットワークから通信端末へのトラフィックデータ送信のための下りチャネルである。ＭＴＣＨは、ＭＢＭＳ受信中の通信端末のみに用いられるチャネルである。ＭＴＣＨは、マルチキャストチャネル（ＭＣＨ）へマッピングされる。【００３１】
ＣＧＩとは、セルグローバル識別子（Ｃｅｌｌ  Ｇｌｏｂａｌ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）のことである。ＥＣＧＩとは、Ｅ−ＵＴＲＡＮセルグローバル識別子（Ｅ−ＵＴＲＡＮ  Ｃｅｌｌ  Ｇｌｏｂａｌ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）のことである。ＬＴＥ、後述のＬＴＥ−Ａ（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ  Ａｄｖａｎｃｅｄ）およびＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ）において、ＣＳＧ（Ｃｌｏｓｅｄ  Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  Ｇｒｏｕｐ）セルが導入される。【００３２】
ＣＳＧ（Ｃｌｏｓｅｄ  Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  Ｇｒｏｕｐ）セルとは、利用可能な加入者をオペレータが特定しているセル（以下「特定加入者用セル」という場合がある）である。特定された加入者は、ＰＬＭＮ（Ｐｕｂｌｉｃ  Ｌａｎｄ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）の１つ以上のセルにアクセスすることが許可される。特定された加入者がアクセスを許可されている１つ以上のセルを「ＣＳＧセル（ＣＳＧ  ｃｅｌｌ（ｓ））」と呼ぶ。ただし、ＰＬＭＮにはアクセス制限がある。【００３３】
ＣＳＧセルは、固有のＣＳＧアイデンティティ（ＣＳＧ  ｉｄｅｎｔｉｔｙ：ＣＳＧ  ＩＤ；ＣＳＧ−ＩＤ）を報知し、ＣＳＧインジケーション（ＣＳＧ  Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）において「ＴＲＵＥ」を報知するＰＬＭＮの一部である。あらかじめ利用登録し、許可された加入者グループのメンバーは、アクセス許可情報であるところのＣＳＧ−ＩＤを用いてＣＳＧセルにアクセスする。【００３４】
ＣＳＧ−ＩＤは、ＣＳＧセルまたはセルによって報知される。ＬＴＥ方式の通信システムにＣＳＧ−ＩＤは複数存在する。そして、ＣＳＧ−ＩＤは、ＣＳＧ関連のメンバーのアクセスを容易にするために、通信端末（ＵＥ）によって使用される。【００３５】
通信端末の位置追跡は、１つ以上のセルからなる区域を単位に行われる。位置追跡は、待ち受け状態であっても通信端末の位置を追跡し、通信端末を呼び出す、換言すれば通信端末が着呼することを可能にするために行われる。この通信端末の位置追跡のための区域をトラッキングエリアと呼ぶ。【００３６】
３ＧＰＰにおいて、Ｈｏｍｅ−ＮｏｄｅＢ（Ｈｏｍｅ−ＮＢ；ＨＮＢ）、Ｈｏｍｅ−ｅＮｏｄｅＢ（Ｈｏｍｅ−ｅＮＢ；ＨｅＮＢ）と称される基地局が検討されている。ＵＴＲＡＮにおけるＨＮＢ、およびＥ−ＵＴＲＡＮにおけるＨｅＮＢは、たとえば家庭、法人、商業用のアクセスサービス向けの基地局である。非特許文献２には、ＨｅＮＢおよびＨＮＢへのアクセスの３つの異なるモードが開示されている。具体的には、オープンアクセスモード（Ｏｐｅｎ  ａｃｃｅｓｓ  ｍｏｄｅ）と、クローズドアクセスモード（Ｃｌｏｓｅｄ  ａｃｃｅｓｓ  ｍｏｄｅ）と、ハイブリッドアクセスモード（Ｈｙｂｒｉｄ  ａｃｃｅｓｓ  ｍｏｄｅ）とが開示されている。【００３７】
各々のモードは、以下のような特徴を有する。オープンアクセスモードでは、ＨｅＮＢおよびＨＮＢは、通常のオペレータのノーマルセルとして操作される。クローズドアクセスモードでは、ＨｅＮＢおよびＨＮＢは、ＣＳＧセルとして操作される。このＣＳＧセルは、ＣＳＧメンバーのみアクセス可能なＣＳＧセルである。ハイブリッドアクセスモードでは、ＨｅＮＢおよびＨＮＢは、非ＣＳＧメンバーも同時にアクセス許可されているＣＳＧセルとして操作される。言い換えれば、ハイブリッドアクセスモードのセル（ハイブリッドセルとも称する）は、オープンアクセスモードとクローズドアクセスモードとの両方をサポートするセルである。【００３８】
３ＧＰＰでは、すべての物理セル識別子（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｃｅｌｌ  Ｉｄｅｎｔｉｔｙ：ＰＣＩ）のうち、ＣＳＧセルで使用するためにネットワークによって予約されたＰＣＩ範囲がある（非特許文献１  １０．５．１．１章参照）。ＰＣＩ範囲を分割することをＰＣＩスプリットと称することがある。ＰＣＩスプリットに関する情報（ＰＣＩスプリット情報とも称する）は、システム情報によって基地局から傘下の通信端末に対して報知される。基地局の傘下とは、該基地局をサービングセルとすることを意味する。【００３９】
非特許文献３は、ＰＣＩスプリットを用いた通信端末の基本動作を開示する。ＰＣＩスプリット情報を有していない通信端末は、全ＰＣＩを用いて、たとえば５０４コードすべてを用いて、セルサーチを行う必要がある。これに対して、ＰＣＩスプリット情報を有する通信端末は、当該ＰＣＩスプリット情報を用いてセルサーチを行うことが可能である。【００４０】
また、３ＧＰＰでは、リリース１０として、ロングタームエボリューションアドヴァンスド（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ  Ａｄｖａｎｃｅｄ：ＬＴＥ−Ａ）の規格策定が進められている（非特許文献４、非特許文献５参照）。ＬＴＥ−Ａは、ＬＴＥの無線区間通信方式を基本とし、それにいくつかの新技術を加えて構成される。【００４１】
ＬＴＥ−Ａシステムでは、１００ＭＨｚまでのより広い周波数帯域幅（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｂａｎｄｗｉｄｔｈｓ）をサポートするために、２つ以上のコンポーネントキャリア（Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  Ｃａｒｒｉｅｒ：ＣＣ）を集約する（「アグリゲーション（ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ）する」とも称する）、キャリアアグリゲーション（Ｃａｒｒｉｅｒ  Ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ：ＣＡ）が検討されている。【００４２】
ＣＡが構成される場合、ＵＥはネットワーク（Ｎｅｔｗｏｒｋ：ＮＷ）と１つのＲＲＣ接続（ＲＲＣ  ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）を有する。ＲＲＣ接続において、１つのサービングセルがＮＡＳモビリティ情報とセキュリティ入力を与える。このセルをプライマリセル（Ｐｒｉｍａｒｙ  Ｃｅｌｌ：ＰＣｅｌｌ）と呼ぶ。下りリンクで、ＰＣｅｌｌに対応するキャリアは、下りプライマリコンポーネントキャリア（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ  Ｐｒｉｍａｒｙ  Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  Ｃａｒｒｉｅｒ：ＤＬ  ＰＣＣ）である。上りリンクで、ＰＣｅｌｌに対応するキャリアは、上りプライマリコンポーネントキャリア（Ｕｐｌｉｎｋ  Ｐｒｉｍａｒｙ  Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  Ｃａｒｒｉｅｒ：ＵＬ  ＰＣＣ）である。【００４３】
ＵＥの能力（ケーパビリティ（ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ））に応じて、セカンダリセル（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ  Ｃｅｌｌ：ＳＣｅｌｌ）が、ＰＣｅｌｌとサービングセルとの組を形成するために構成される。下りリンクで、ＳＣｅｌｌに対応するキャリアは、下りセカンダリコンポーネントキャリア（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ  Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ  Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  Ｃａｒｒｉｅｒ：ＤＬ  ＳＣＣ）である。上りリンクで、ＳＣｅｌｌに対応するキャリアは、上りセカンダリコンポーネントキャリア（Ｕｐｌｉｎｋ  Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ  Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  Ｃａｒｒｉｅｒ：ＵＬ  ＳＣＣ）である。【００４４】
１つのＵＥに対して、１つのＰＣｅｌｌと、１つ以上のＳＣｅｌｌからなるサービングセルとの組が構成される。【００４５】
また、ＬＴＥ−Ａでの新技術としては、より広い帯域をサポートする技術（Ｗｉｄｅｒ  ｂａｎｄｗｉｄｔｈ  ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ）、および多地点協調送受信（Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｐｏｉｎｔ  ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ａｎｄ  ｒｅｃｅｐｔｉｏｎ：ＣｏＭＰ）技術などがある。３ＧＰＰでＬＴＥ−Ａのために検討されているＣｏＭＰについては、非特許文献６に記載されている。【００４６】
モバイルネットワークのトラフィック量は、増加傾向にあり、通信速度も高速化が進んでいる。ＬＴＥおよびＬＴＥ−Ａが本格的に運用を開始されると、さらに通信速度が高速化され、トラフィック量が増加することが見込まれる。【００４７】
また、スマートフォンおよびタブレット端末の普及によって、セルラー系無線通信によるトラフィック量が爆発的に増加しており、世界中で無線リソースの不足が懸念されている。【００４８】
トラフィック量の増加の問題に対して、３ＧＰＰにおいて、リリース１２版の規格書の策定が進められている。リリース１２版の規格書では、将来の膨大なトラフィック量に対応するために、スモールｅＮＢを用いることが検討されている。たとえば、多数のスモールｅＮＢを設置して、多数のスモールセルを構成することによって、周波数利用効率を高めて、通信容量の増大を図る技術などが検討されている。【００４９】
その中で、マクロセルとスモールセルとがオーバーラップしている場合に、通信端末がマクロセルとスモールセルとの両方に接続する技術として、デュアルコネクティビティ（ｄｕａｌ  ｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙ）が議論されている（非特許文献８参照）。非特許文献８には、マクロセルとスモールセルとがオーバーラップしている場合に、通信端末がマクロセルとスモールセルとの両方に接続する技術として、デュアルコネクティビティ（ｄｕａｌ  ｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙ）が開示されている。【００５０】
さらに、高度化する移動体通信に対して、２０２０年以降にサービスを開始することをターゲットとした第５世代（以下「５Ｇ」という場合がある）無線アクセスシステムが検討されている。たとえば、欧州では、ＭＥＴＩＳという団体で５Ｇの要求事項がまとめられている（非特許文献９参照）。【００５１】
５Ｇ無線アクセスシステムでは、ＬＴＥシステムに対して、システム容量は１０００倍、データ伝送速度は１００倍、データ処理遅延は１０分の１（１／１０）、通信端末の同時接続数は１００倍として、さらなる低消費電力化、および装置の低コスト化を実現することが要件として挙げられている。【００５２】
このような要求を満たすために、周波数を広帯域で使用してデータの伝送容量を増やすこと、または、周波数利用効率を上げてデータ伝送速度を上げるため、空間多重を可能とする、多素子アンテナを用いたＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｏｕｔｐｕｔ）またはビームフォーミングなどの技術が検討されている。【００５３】
多素子アンテナを用いたＭＩＭＯまたはビームフォーミングでは、各アンテナの位相および出力を調整する必要がある。たとえばアナログ部品を用いて位相および出力の制御を行う際は一定の時間を有する。【００５４】
無線空間における通信時には、送信波が建物などで反射され、時間差を有して受信装置に届くことによりマルチパス伝播路が形成される。このマルチパス伝播路の影響で遅れて到来する信号により、シンボル間干渉が発生する。【００５５】
ＬＴＥシステムでは、ガードインターバルＧＩ（ｇｕａｒｄ  ｉｎｔｅｒｖａｌ）を設けることでシンボル間干渉を低減する。ＧＩの構成方法として、ＯＦＤＭシンボルの末尾と同じ波形をシンボルの先頭に挿入する（“ｃｙｃｌｉｃ  ｐｒｅｆｉｘ”，以下「ＣＰ」ということがある）方法と、無送信区間を設ける方法が知られている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００５６】
【非特許文献１】３ＧＰＰ  ＴＳ３６．３００  Ｖ１１．７．０
【非特許文献２】３ＧＰＰ  Ｓ１−０８３４６１
【非特許文献３】３ＧＰＰ  Ｒ２−０８２８９９
【非特許文献４】３ＧＰＰ  ＴＲ  ３６．８１４  Ｖ９．０．０
【非特許文献５】３ＧＰＰ  ＴＲ  ３６．９１２  Ｖ１０．０．０
【非特許文献６】３ＧＰＰ  ＴＲ  ３６．８１９  Ｖ１１．１．０
【非特許文献７】３ＧＰＰ  ＴＳ  ３６．１４１  Ｖ１１．１．０
【非特許文献８】３ＧＰＰ  ＴＲ３６．８４２  Ｖ０．２．０
【非特許文献９】”Ｓｃｅｎａｒｉｏｓ，  ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ  ａｎｄ  ＫＰＩｓ  ｆｏｒ  ５Ｇ  ｍｏｂｉｌｅ  ａｎｄ  ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ｓｙｓｔｅｍ”、［ｏｎｌｉｎｅ］、平成２５（２０１３）年４月３０日、ＩＣＴ−３１７６６９−ＭＥＴＩＳ／Ｄ１．１、［平成２６年１０月２０日検索］、インターネット＆＃６０；ＵＲＬ：ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｍｅｔｉｓ２０２０．ｃｏｍ／ｄｏｃｕｍｅｎｔｓ／ｄｅｌｉｖｅｒａｂｌｅｓ／＆＃６２；
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００５７】
スループット向上を目的に多素子アンテナを用いた基地局には、以下の課題が挙げられる。【００５８】
ＬＴＥシステムで用いられているシンボル間干渉を低減するためのＣＰ（ｃｙｃｌｉｃ  Ｐｒｅｆｉｘ）では、マルチパス伝播路によるシンボルの遅延広がりによりＣＰの時間的な長さが長くなるため、基地局における無線信号送信時の基地局の電力効率が低下する。【００５９】
また、ＣＰでは、５Ｇ無線システムで検討されている多素子アンテナによるビーム指向性の切り換え（変更）のために有する一定時間の無送信状態を形成できない。無線信号送信中にビーム指向性の切り換えを行うと、波形の乱れが発生する。そのため、波形の乱れは、周波数軸上において不要成分が生成されることを意味しており、他の無線システムへの妨害波となる。【００６０】
本明細書に開示される技術は、上記のような問題を解決するためのものであり、マルチパス伝播路に起因する電力効率の低下を抑制しつつ、位相または振幅などのアナログ制御の切り換えを可能とする無線通信システム、基地局および無線通信方法に関するものである。
【課題を解決するための手段】
【００６１】
本明細書に開示される技術の一態様に関する無線通信システムは、複数の無線通信フレームを送受信することによって無線通信を行う無線通信システムであり、連続した複数の前記無線通信フレームのうち、少なくとも１つの前記無線通信フレームは、有効シンボルに対し、サイクリックプレフィックスと無送信区間とが付加された無線通信フレームである。【００６２】
本明細書に開示される技術の一態様に関する基地局は、複数の無線通信フレームを送受信することによって無線通信を行う基地局であり、連続した複数の前記無線通信フレームのうち、少なくとも１つの前記無線通信フレームは、有効シンボルに対し、サイクリックプレフィックスと無送信区間とが付加された無線通信フレームである。【００６３】
本明細書に開示される技術の一態様に関する無線通信方法は、複数の無線通信フレームを送受信することによって無線通信を行う無線通信方法であり、連続した複数の前記無線通信フレームのうち、少なくとも１つの前記無線通信フレームは、有効シンボルに対し、サイクリックプレフィックスと無送信区間とが付加された無線通信フレームである。
【発明の効果】
【００６４】
本明細書に開示される技術の一態様に関する無線通信システムは、複数の無線通信フレームを送受信することによって無線通信を行う無線通信システムであり、連続した複数の前記無線通信フレームのうち、少なくとも１つの前記無線通信フレームは、有効シンボルに対し、サイクリックプレフィックスと無送信区間とが付加された無線通信フレームである。【００６５】
このような構成によれば、マルチパス伝播路に起因する電力効率の低下を抑制しつつ、位相または振幅などのアナログ制御の切り換えを行うことができる。【００６６】
本明細書に開示される技術の一態様に関する基地局は、複数の無線通信フレームを送受信することによって無線通信を行う基地局であり、連続した複数の前記無線通信フレームのうち、少なくとも１つの前記無線通信フレームは、有効シンボルに対し、サイクリックプレフィックスと無送信区間とが付加された無線通信フレームである。【００６７】
このような構成によれば、マルチパス伝播路に起因する電力効率の低下を抑制しつつ、位相または振幅などのアナログ制御の切り換えを行うことができる。【００６８】
本明細書に開示される技術の一態様に関する無線通信方法は、複数の無線通信フレームを送受信することによって無線通信を行う無線通信方法であり、連続した複数の前記無線通信フレームのうち、少なくとも１つの前記無線通信フレームは、有効シンボルに対し、サイクリックプレフィックスと無送信区間とが付加された無線通信フレームである。【００６９】
このような構成によれば、マルチパス伝播路に起因する電力効率の低下を抑制しつつ、位相または振幅などのアナログ制御の切り換えを行うことができる。【００７０】
本明細書に開示される技術に関する目的と、特徴と、局面と、利点とは、以下に示される詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】ＬＴＥ方式の通信システムで使用される無線通信フレームの構成を示す説明するための図である。
【図２】３ＧＰＰにおいて議論されているＬＴＥ方式の通信システムの全体的な構成を示すブロック図である。
【図３】実施形態に関する通信端末である図２に例示された移動端末の、構成を示すブロック図である。
【図４】実施形態に関する基地局である図２に例示された基地局の、構成を示すブロック図である。
【図５】実施形態に関する、ＭＭＥの構成を示すブロック図である。
【図６】ＬＴＥ方式の通信システムにおいて通信端末（ＵＥ）が行うセルサーチから待ち受け動作までの概略を例示するフローチャートである。
【図７】マクロｅＮＢとスモールｅＮＢとが混在する場合のセルの構成の概念を例示する図である。
【図８】実施形態に関する、デジタル位相切り換え方式による多素子アンテナの送信機（基地局）の構成を例示する図である。
【図９】実施形態に関する、アナログ位相切り換え方式による多素子アンテナの送信機（基地局）の構成を例示する図である。
【図１０】ＬＴＥシステムにおける無線通信フレーム構成を例示する図である。
【図１１】実施形態に関する、ＧＩ構成方法例を例示する図である。
【図１２】実施形態に関する、伝播特性解析の例を例示する図である。
【図１３】実施形態に関する、伝播特性解析の例を例示する図である。
【図１４】実施形態に関する、フレームフォーマットを例示する図である。
【図１５】実施形態に関する、無送信区間の時間的な長さとＣＰの時間的な長さとの組み合わせのフレームフォーマットリストを例示する図である。
【図１６】実施形態に関する、ＬＴＥにおけるハンドオーバー手順を例示する図である。
【図１７】実施形態に関する、ＧＩ構成方法例を例示する図である。
【図１８】実施形態に関する、ビーム指向性の切り換えを実施しないタイミングにおけるＧＩの時間的な長さを短くした場合の、ＧＩ構成方法例を例示する図である。
【図１９】無送信区間の特性とＣＰの特性とを例示する図である。
【図２０】無送信区間の特性とＣＰの特性とを例示する図である。
【図２１】実施形態に関する、アナログ位相切り換え方式による複数のビームを生成する送信機の構成を例示する図である。
【図２２】実施形態に関する、マルチパス伝播路について説明するための図である。
【図２３】実施形態に関する、マルチパス伝播路について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００７２】
以下、添付される図面を参照しながら実施形態について説明する。なお、図面は概略的に示されるものであり、異なる図面にそれぞれ示される画像の大きさと位置との相互関係は、必ずしも正確に記載されるものではなく、適宜変更され得るものである。また、以下に示される説明では、同様の構成要素には同じ符号を付して図示し、それらの名称と機能とについても同様のものとする。よって、それらについての詳細な説明を省略する場合がある。
【００７３】
＜第１実施形態＞
以下、本実施形態に関する無線通信システム、基地局および無線通信方法について説明する。
【００７４】
＜構成＞
図２は、３ＧＰＰにおいて議論されているＬＴＥ方式の通信システム２００の全体的な構成を示すブロック図である。以下、図２を参照しつつ説明する。
【００７５】
無線アクセスネットワークは、Ｅ−ＵＴＲＡＮ（Ｅｖｏｌｖｅｄ  Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ  Ｒａｄｉｏ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）２０１と称される。通信端末装置である移動端末装置（以下「移動端末（Ｕｓｅｒ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ：ＵＥ）」という）２０２は、基地局装置（以下「基地局（Ｅ−ＵＴＲＡＮ  ＮｏｄｅＢ：ｅＮＢ）」という）２０３と無線通信可能であり、無線通信で信号の送受信を行う。
【００７６】
ここで、「通信端末装置」とは、移動可能な携帯電話端末装置などの移動端末装置だけでなく、センサーなどの移動しないデバイスも含んでいる。以下の説明では、「通信端末装置」を、単に「通信端末」という場合がある。
【００７７】
移動端末２０２に対する制御プロトコル、たとえばＲＲＣ（Ｒａｄｉｏ  Ｒｅｓｏｕｒｃｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）と、ユーザープレイン、たとえばＰＤＣＰ（Ｐａｃｋｅｔ  Ｄａｔａ  Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）、ＲＬＣ（Ｒａｄｉｏ  Ｌｉｎｋ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉｕｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）、ＰＨＹ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  ｌａｙｅｒ）とが基地局２０３で終端するならば、Ｅ−ＵＴＲＡＮは１つまたは複数の基地局２０３によって構成される。
【００７８】
移動端末２０２と基地局２０３との間の制御プロトコルＲＲＣ（Ｒａｄｉｏ  Ｒｅｓｏｕｒｃｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）は、報知（Ｂｒｏａｄｃａｓｔ）、ページング（ｐａｇｉｎｇ）、ＲＲＣ接続マネージメント（ＲＲＣ  ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ  ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）などを行う。ＲＲＣにおける基地局２０３と移動端末２０２との状態として、ＲＲＣ＿ＩＤＬＥと、ＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤとがある。
【００７９】
ＲＲＣ＿ＩＤＬＥでは、ＰＬＭＮ（Ｐｕｂｌｉｃ  Ｌａｎｄ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）選択、システム情報（Ｓｙｓｔｅｍ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ：ＳＩ）の報知、ページング（ｐａｇｉｎｇ）、セル再選択（ｃｅｌｌ  ｒｅ−ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ）、モビリティなどが行われる。
【００８０】
ＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤでは、移動端末はＲＲＣ接続（ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）を有し、ネットワークとのデータの送受信を行うことができる。また、ＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤでは、ハンドオーバー（Ｈａｎｄｏｖｅｒ：ＨＯ）、隣接セル（Ｎｅｉｇｈｂｏｕｒ  ｃｅｌｌ）の測定（メジャメント（ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ））などが行われる。
【００８１】
基地局２０３は、ｅＮＢ２０７と、Ｈｏｍｅ−ｅＮＢ２０６とに分類される。通信システム２００は、複数のｅＮＢ２０７を含むｅＮＢ群２０３−１と、複数のＨｏｍｅ−ｅＮＢ２０６を含むＨｏｍｅ−ｅＮＢ群２０３−２とを備える。また、コアネットワークであるＥＰＣ（Ｅｖｏｌｖｅｄ  Ｐａｃｋｅｔ  Ｃｏｒｅ）と、無線アクセスネットワークであるＥ−ＵＴＲＡＮ２０１とで構成されるシステムは、ＥＰＳ（Ｅｖｏｌｖｅｄ  Ｐａｃｋｅｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）と称される。コアネットワークであるＥＰＣと、無線アクセスネットワークであるＥ−ＵＴＲＡＮ２０１とを合わせて、「ネットワーク」という場合がある。
【００８２】
ｅＮＢ２０７は、移動管理エンティティ（Ｍｏｂｉｌｉｔｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｅｎｔｉｔｙ：ＭＭＥ）、またはＳ−ＧＷ（Ｓｅｒｖｉｎｇ  Ｇａｔｅｗａｙ）、またはＭＭＥおよびＳ−ＧＷを含むＭＭＥ／Ｓ−ＧＷ部（以下「ＭＭＥ部」という場合がある）２０４とＳ１インターフェイスにより接続され、ｅＮＢ２０７とＭＭＥ部２０４との間で制御情報が通信される。１つのｅＮＢ２０７に対して、複数のＭＭＥ部２０４が接続されてもよい。ｅＮＢ２０７間は、Ｘ２インターフェイスにより接続され、ｅＮＢ２０７間で制御情報が通信される。
【００８３】
Ｈｏｍｅ−ｅＮＢ２０６は、ＭＭＥ部２０４とＳ１インターフェイスにより接続され、Ｈｏｍｅ−ｅＮＢ２０６とＭＭＥ部２０４との間で制御情報が通信される。１つのＭＭＥ部２０４に対して、複数のＨｏｍｅ−ｅＮＢ２０６が接続される。または、Ｈｏｍｅ−ｅＮＢ２０６は、ＨｅＮＢＧＷ（Ｈｏｍｅ−ｅＮＢ  ＧａｔｅＷａｙ）２０５を介してＭＭＥ部２０４と接続される。Ｈｏｍｅ−ｅＮＢ２０６とＨｅＮＢＧＷ２０５とは、Ｓ１インターフェイスにより接続され、ＨｅＮＢＧＷ２０５とＭＭＥ部２０４とはＳ１インターフェイスを介して接続される。
【００８４】
１つまたは複数のＨｏｍｅ−ｅＮＢ２０６が１つのＨｅＮＢＧＷ２０５と接続され、Ｓ１インターフェイスを通して情報が通信される。ＨｅＮＢＧＷ２０５は、１つまたは複数のＭＭＥ部２０４と接続され、Ｓ１インターフェイスを通して情報が通信される。
【００８５】
ＭＭＥ部２０４およびＨｅＮＢＧＷ２０５は、上位装置、具体的には上位ノードであり、基地局であるｅＮＢ２０７およびＨｏｍｅ−ｅＮＢ２０６と、移動端末（ＵＥ）２０２との接続を制御する。ＭＭＥ部２０４は、コアネットワークであるＥＰＣを構成する。基地局２０３およびＨｅＮＢＧＷ２０５は、Ｅ−ＵＴＲＡＮ２０１を構成する。
【００８６】
さらに、３ＧＰＰでは、以下のような構成が検討されている。Ｈｏｍｅ−ｅＮＢ２０６間のＸ２インターフェイスはサポートされる。すなわち、Ｈｏｍｅ−ｅＮＢ２０６間は、Ｘ２インターフェイスにより接続され、Ｈｏｍｅ−ｅＮＢ２０６間で制御情報が通信される。ＭＭＥ部２０４からは、ＨｅＮＢＧＷ２０５はＨｏｍｅ−ｅＮＢ２０６として見える。Ｈｏｍｅ−ｅＮＢ２０６からは、ＨｅＮＢＧＷ２０５はＭＭＥ部２０４として見える。
【００８７】
Ｈｏｍｅ−ｅＮＢ２０６が、ＨｅＮＢＧＷ２０５を介してＭＭＥ部２０４に接続される場合および直接ＭＭＥ部２０４に接続される場合のいずれの場合も、Ｈｏｍｅ−ｅＮＢ２０６とＭＭＥ部２０４との間のインターフェイスは、Ｓ１インターフェイスで同じである。
【００８８】
基地局２０３は、１つのセルを構成してもよいし、複数のセルを構成してもよい。各セルは、移動端末２０２と通信可能な範囲であるカバレッジとしてあらかじめ定める範囲を有し、カバレッジ内で移動端末２０２と無線通信を行う。１つの基地局２０３が複数のセルを構成する場合、１つ１つのセルが、移動端末２０２と通信可能に構成される。
【００８９】
図３は、本実施形態に関する通信端末である図２に例示された移動端末２０２の、構成を示すブロック図である。以下、図３に例示される移動端末２０２の送信処理について説明する。
【００９０】
まず、プロトコル処理部３０１からの制御データ、およびアプリケーション部３０２からのユーザーデータが、送信データバッファ部３０３へ保存される。送信データバッファ部３０３に保存されたデータは、エンコーダー部３０４へ渡され、誤り訂正などのエンコード処理が施される。エンコード処理を施さずに、送信データバッファ部３０３から変調部３０５へ直接出力されるデータが存在してもよい。エンコーダー部３０４でエンコード処理されたデータは、変調部３０５において変調処理が行われる。変調されたデータは、ベースバンド信号に変換された後、周波数変換部３０６へ出力され、無線送信周波数に変換される。その後、アンテナ３０７から基地局２０３へ送信信号が送信される。
【００９１】
また、移動端末２０２の受信処理は、以下のように実行される。基地局２０３からの無線信号がアンテナ３０７により受信される。受信信号は、周波数変換部３０６において無線受信周波数の信号からベースバンド信号に変換され、さらに、復調部３０８において復調処理が行われる。復調後のデータは、デコーダー部３０９へ渡され、誤り訂正などのデコード処理が行われる。デコードされたデータのうち、制御データはプロトコル処理部３０１へ渡され、ユーザーデータはアプリケーション部３０２へ渡される。
【００９２】
移動端末２０２の一連の処理は、制御部３１０によって制御される。よって制御部３１０は、図３では省略されているが、図３に例示される他の各機能部と接続される。
【００９３】
図４は、本実施形態に関する基地局である図２に例示された基地局２０３の、構成を示すブロック図である。以下、図４に例示される基地局２０３の送信処理について説明する。
【００９４】
ＥＰＣ通信部４０１は、基地局２０３とＥＰＣ（ＭＭＥ部２０４など）との間、または、基地局２０３とＨｅＮＢＧＷ２０５との間などのデータの送受信を行う。他基地局通信部４０２は、他の基地局との間のデータの送受信を行う。ＥＰＣ通信部４０１および他基地局通信部４０２は、それぞれプロトコル処理部４０３と情報の受け渡しを行う。プロトコル処理部４０３からの制御データ、ならびにＥＰＣ通信部４０１および他基地局通信部４０２からのユーザーデータおよび制御データは、送信データバッファ部４０４へ保存される。
【００９５】
送信データバッファ部４０４に保存されたデータは、エンコーダー部４０５へ渡され、誤り訂正などのエンコード処理が施される。エンコード処理を施さずに、送信データバッファ部４０４から変調部４０６へ直接出力されるデータが存在してもよい。エンコードされたデータは、変調部４０６において変調処理が行われる。変調されたデータは、ベースバンド信号に変換された後、周波数変換部４０７へ出力され、無線送信周波数に変換される。その後、アンテナ４０８より１つまたは複数の移動端末２０２に対して送信信号が送信される。
【００９６】
また、基地局２０３の受信処理は以下のように実行される。１つまたは複数の移動端末２０２からの無線信号が、アンテナ４０８により受信される。受信信号は、周波数変換部４０７において無線受信周波数の信号からベースバンド信号に変換され、さらに、復調部４０９において復調処理が行われる。復調されたデータは、デコーダー部４１０へ渡され、誤り訂正などのデコード処理が行われる。デコードされたデータのうち、制御データは、プロトコル処理部４０３、ＥＰＣ通信部４０１、または、他基地局通信部４０２へ渡され、ユーザーデータは、ＥＰＣ通信部４０１および他基地局通信部４０２へ渡される。
【００９７】
基地局２０３の一連の処理は、制御部４１１によって制御される。よって制御部４１１は、図４では省略されているが、図４に例示される他の各機能部と接続される。
【００９８】
図５は、本実施形態に関するＭＭＥの構成を示すブロック図である。図５では、前述の図２に例示されたＭＭＥ部２０４に含まれるＭＭＥ（２０４ａ）の構成を示す。
【００９９】
ＰＤＮ  ＧＷ通信部５０１は、ＭＭＥ２０４ａとＰＤＮ  ＧＷとの間のデータの送受信を行う。基地局通信部５０２は、ＭＭＥ２０４ａと基地局２０３との間のＳ１インターフェイスによるデータの送受信を行う。
【０１００】
ＰＤＮ  ＧＷから受信したデータがユーザーデータであった場合、ユーザーデータは、ＰＤＮ  ＧＷ通信部５０１から、ユーザープレイン通信部５０３経由で基地局通信部５０２に渡され、１つまたは複数の基地局２０３へ送信される。基地局２０３から受信したデータがユーザーデータであった場合、ユーザーデータは、基地局通信部５０２から、ユーザープレイン通信部５０３経由でＰＤＮ  ＧＷ通信部５０１に渡され、ＰＤＮ  ＧＷへ送信される。
【０１０１】
ＰＤＮ  ＧＷから受信したデータが制御データであった場合、制御データは、ＰＤＮ  ＧＷ通信部５０１から制御プレイン制御部５０５へ渡される。基地局２０３から受信したデータが制御データであった場合、制御データは、基地局通信部５０２から制御プレイン制御部５０５へ渡される。
【０１０２】
ＨｅＮＢＧＷ通信部５０４は、ＨｅＮＢＧＷ２０５が存在する場合に設けられ、情報種別によって、ＭＭＥ２０４ａとＨｅＮＢＧＷ２０５との間のインターフェイス（ＩＦ）によるデータの送受信を行う。ＨｅＮＢＧＷ通信部５０４から受信した制御データは、ＨｅＮＢＧＷ通信部５０４から制御プレイン制御部５０５へ渡される。制御プレイン制御部５０５での処理の結果は、ＰＤＮ  ＧＷ通信部５０１経由でＰＤＮ  ＧＷへ送信される。また、制御プレイン制御部５０５で処理された結果は、基地局通信部５０２経由でＳ１インターフェイスにより１つまたは複数の基地局２０３へ送信され、またＨｅＮＢＧＷ通信部５０４経由で１つまたは複数のＨｅＮＢＧＷ２０５へ送信される。
【０１０３】
制御プレイン制御部５０５には、ＮＡＳセキュリティ部５０５−１、ＳＡＥベアラコントロール部５０５−２、アイドルステート（Ｉｄｌｅ  Ｓｔａｔｅ）モビリティ管理部５０５−３などが含まれ、制御プレインに対する処理全般を行う。
【０１０４】
ＮＡＳセキュリティ部５０５−１は、ＮＡＳ（Ｎｏｎ−Ａｃｃｅｓｓ  Ｓｔｒａｔｕｍ）メッセージのセキュリティなどを行う。ＳＡＥベアラコントロール部５０５−２は、ＳＡＥ（Ｓｙｓｔｅｍ  Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）のベアラの管理などを行う。アイドルステートモビリティ管理部５０５−３は、待ち受け状態（アイドルステート（Ｉｄｌｅ  Ｓｔａｔｅ）；ＬＴＥ−ＩＤＬＥ状態、または、単にアイドルとも称される）のモビリティ管理、待ち受け状態時のページング信号の生成および制御、傘下の１つまたは複数の移動端末２０２のトラッキングエリアの追加、削除、更新、検索、トラッキングエリアリスト管理などを行う。
【０１０５】
ＭＭＥ２０４ａは、１つまたは複数の基地局２０３に対して、ページング信号の分配を行う。また、ＭＭＥ２０４ａは、待ち受け状態（Ｉｄｌｅ  Ｓｔａｔｅ）のモビリティ制御（Ｍｏｂｉｌｉｔｙ  ｃｏｎｔｒｏｌ）を行う。ＭＭＥ２０４ａは、移動端末が待ち受け状態のとき、および、アクティブ状態（Ａｃｔｉｖｅ  Ｓｔａｔｅ）のときに、トラッキングエリア（Ｔｒａｃｋｉｎｇ  Ａｒｅａ）リストの管理を行う。ＭＭＥ２０４ａは、ＵＥが登録されている（ｒｅｇｉｓｔｅｒｅｄ）追跡領域（トラッキングエリア：Ｔｒａｃｋｉｎｇ  Ａｒｅａ）に属するセルへ、ページングメッセージを送信することで、ページングプロトコルに着手する。ＭＭＥ２０４ａに接続されるＨｏｍｅ−ｅＮＢ２０６のＣＳＧの管理およびＣＳＧ−ＩＤの管理、そしてホワイトリスト管理は、アイドルステートモビリティ管理部５０５−３で行われてもよい。
【０１０６】
ＭＭＥ部２０４の一連の処理は、制御部５０６によって制御される。よって制御部４１１は、図４では省略されているが、図４に例示される他の各機能部と接続される。
【０１０７】
次に、通信システムにおけるセルサーチ方法の一例を示す。図６は、ＬＴＥ方式の通信システムにおいて通信端末（ＵＥ）が行うセルサーチから待ち受け動作までの概略を例示するフローチャートである。通信端末は、セルサーチを開始すると、ステップＳＴ６０１で、周辺の基地局から送信される第１同期信号（Ｐ−ＳＳ）、および、第２同期信号（Ｓ−ＳＳ）を用いて、スロットタイミング、フレームタイミングの同期をとる。
【０１０８】
Ｐ−ＳＳとＳ−ＳＳとを合わせて、同期信号（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ  Ｓｉｇｎａｌ：ＳＳ）という。同期信号（ＳＳ）には、セルごとに割り当てられたＰＣＩに１対１に対応するシンクロナイゼーションコードが割り当てられている。ＰＣＩの数は５０４通りが検討されている。この５０４通りのＰＣＩを用いて同期をとるとともに、同期がとれたセルのＰＣＩを検出（特定）する。
【０１０９】
次に、同期がとれたセルに対して、ステップＳＴ６０２で、基地局からセルごとに送信される参照信号（リファレンスシグナル：ＲＳ）であるセル固有参照信号（Ｃｅｌｌ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｉｇｎａｌ：ＣＲＳ）を検出し、ＲＳの受信電力（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｒｅｃｅｉｖｅｄ  Ｐｏｗｅｒ：ＲＳＲＰ）の測定を行う。参照信号（ＲＳ）には、ＰＣＩと１対１に対応したコードが用いられている。そのコードで相関をとることによって他セルと分離することができる。ステップＳＴ６０１で特定したＰＣＩから、該セルのＲＳ用のコードを導出することによって、ＲＳを検出し、ＲＳの受信電力を測定することが可能となる。
【０１１０】
次に、ステップＳＴ６０３で、ステップＳＴ６０２までで検出された１つ以上のセルの中から、ＲＳの受信品質が最もよいセル、たとえば、ＲＳの受信電力が最も高いセル、つまりベストセルを選択する。
【０１１１】
次に、ステップＳＴ６０４で、ベストセルのＰＢＣＨを受信して、報知情報であるＢＣＣＨを得る。ＰＢＣＨ上のＢＣＣＨには、セル構成情報が含まれるＭＩＢ（Ｍａｓｔｅｒ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｂｌｏｃｋ）がマッピングされる。したがって、ＰＢＣＨを受信してＢＣＣＨを得ることで、ＭＩＢが得られる。ＭＩＢの情報としては、たとえば、ＤＬ（ダウンリンク）システム帯域幅（送信帯域幅設定（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｂａｎｄｗｉｄｔｈ  ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ：ｄｌ−ｂａｎｄｗｉｄｔｈ）とも呼ばれる）、送信アンテナ数、ＳＦＮ（Ｓｙｓｔｅｍ  Ｆｒａｍｅ  Ｎｕｍｂｅｒ）などがある。
【０１１２】
次に、ステップＳＴ６０５で、ＭＩＢのセル構成情報に基づいて該セルのＤＬ−ＳＣＨを受信して、報知情報ＢＣＣＨの中のＳＩＢ（Ｓｙｓｔｅｍ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｂｌｏｃｋ）１を得る。ＳＩＢ１には、該セルへのアクセスに関する情報、セルセレクションに関する情報、他のＳＩＢ（ＳＩＢｋ；ｋ≧２の整数）のスケジューリング情報が含まれる。また、ＳＩＢ１には、トラッキングエリアコード（Ｔｒａｃｋｉｎｇ  Ａｒｅａ  Ｃｏｄｅ：ＴＡＣ）が含まれる。
【０１１３】
次に、ステップＳＴ６０６で、通信端末は、ステップＳＴ６０５で受信したＳＩＢ１のＴＡＣと、通信端末がすでに保有しているトラッキングエリアリスト内のトラッキングエリア識別子（Ｔｒａｃｋｉｎｇ  Ａｒｅａ  Ｉｄｅｎｔｉｔｙ：ＴＡＩ）のＴＡＣ部分とを比較する。トラッキングエリアリストは、ＴＡＩリスト（ＴＡＩ  ｌｉｓｔ）とも称される。ＴＡＩはトラッキングエリアを識別するための識別情報であり、ＭＣＣ（Ｍｏｂｉｌｅ  Ｃｏｕｎｔｒｙ  Ｃｏｄｅ）と、ＭＮＣ（Ｍｏｂｉｌｅ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｃｏｄｅ）と、ＴＡＣ（Ｔｒａｃｋｉｎｇ  Ａｒｅａ  Ｃｏｄｅ）とによって構成される。ＭＣＣは国コードである。ＭＮＣはネットワークコードである。ＴＡＣはトラッキングエリアのコード番号である。
【０１１４】
通信端末は、ステップＳＴ６０６で比較した結果、ステップＳＴ６０５で受信したＴＡＣがトラッキングエリアリスト内に含まれるＴＡＣと同じならば、該セルで待ち受け動作に入る。比較して、ステップＳＴ６０５で受信したＴＡＣがトラッキングエリアリスト内に含まれなければ、通信端末は、該セルを通して、ＭＭＥなどが含まれるコアネットワーク（Ｃｏｒｅ  Ｎｅｔｗｏｒｋ，ＥＰＣ）へ、ＴＡＵ（Ｔｒａｃｋｉｎｇ  Ａｒｅａ  Ｕｐｄａｔｅ）を行うためにトラッキングエリアの変更を要求する。
【０１１５】
コアネットワークを構成する装置（以下「コアネットワーク側装置」という場合がある）は、ＴＡＵ要求信号とともに通信端末から送られてくる該通信端末の識別番号（ＵＥ−ＩＤなど）をもとに、トラッキングエリアリストの更新を行う。コアネットワーク側装置は、通信端末に更新後のトラッキングエリアリストを送信する。通信端末は、受信したトラッキングエリアリストに基づいて、通信端末が保有するＴＡＣリストを書き換える（更新する）。その後、通信端末は、該セルで待ち受け動作に入る。
【０１１６】
スマートフォンおよびタブレット端末の普及によって、セルラー系無線通信によるトラフィックが爆発的に増大しており、世界中で無線リソースの不足が懸念されている。これに対応して周波数利用効率を高めるために、小セル化し、空間分離を進めることが検討されている。
【０１１７】
従来のセルの構成では、ｅＮＢによって構成されるセルは、比較的広い範囲のカバレッジを有する。従来は、複数のｅＮＢによって構成される複数のセルの比較的広い範囲のカバレッジによって、あるエリアを覆うように、セルが構成されている。
【０１１８】
小セル化された場合、ｅＮＢによって構成されるセルは、従来のｅＮＢによって構成されるセルのカバレッジに比べて範囲が狭いカバレッジを有する。したがって、従来と同様に、あるエリアを覆うためには、従来のｅＮＢに比べて、多数の小セル化されたｅＮＢが必要となる。
【０１１９】
以下の説明では、従来のｅＮＢによって構成されるセルのように、カバレッジが比較的大きいセルを「マクロセル」といい、マクロセルを構成するｅＮＢを「マクロｅＮＢ」という。また、小セル化されたセルのように、カバレッジが比較的小さいセルを「スモールセル」といい、スモールセルを構成するｅＮＢを「スモールｅＮＢ」という。
【０１２０】
マクロｅＮＢは、たとえば、非特許文献７に記載される「ワイドエリア基地局（Ｗｉｄｅ  Ａｒｅａ  Ｂａｓｅ  Ｓｔａｔｉｏｎ）」であってもよい。
【０１２１】
スモールｅＮＢは、たとえば、ローパワーノード、ローカルエリアノード、ホットスポットなどであってもよい。また、スモールｅＮＢは、ピコセルを構成するピコｅＮＢ、フェムトセルを構成するフェムトｅＮＢ、ＨｅＮＢ、ＲＲＨ（Ｒｅｍｏｔｅ  Ｒａｄｉｏ  Ｈｅａｄ）、ＲＲＵ（Ｒｅｍｏｔｅ  Ｒａｄｉｏ  Ｕｎｉｔ）、ＲＲＥ（Ｒｅｍｏｔｅ  Ｒａｄｉｏ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）またはＲＮ（Ｒｅｌａｙ  Ｎｏｄｅ）であってもよい。また、スモールｅＮＢは、非特許文献７に記載される「ローカルエリア基地局（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｂａｓｅ  Ｓｔａｔｉｏｎ）」または「ホーム基地局（Ｈｏｍｅ  Ｂａｓｅ  Ｓｔａｔｉｏｎ）」であってもよい。
【０１２２】
図７は、マクロｅＮＢとスモールｅＮＢとが混在する場合のセルの構成の概念を例示する図である。マクロｅＮＢによって構成されるマクロセルは、比較的広い範囲のカバレッジ７０１を有する。スモールｅＮＢによって構成されるスモールセルは、マクロｅＮＢ（マクロセル）のカバレッジ７０１に比べて範囲が小さいカバレッジ７０２を有する。
【０１２３】
複数のｅＮＢが混在する場合、あるｅＮＢによって構成されるセルのカバレッジが、他のｅＮＢによって構成されるセルのカバレッジ内に含まれる場合がある。図７に例示されるセルの構成では、カバレッジ７０４またはカバレッジ７０５として示されるように、スモールｅＮＢによって構成されるスモールセルのカバレッジ７０２が、マクロｅＮＢによって構成されるマクロセルのカバレッジ７０１内に含まれる場合がある。
【０１２４】
また、カバレッジ７０５として示されるように、複数、たとえば２つのスモールセルのカバレッジ７０２が、１つのマクロセルのカバレッジ７０１内に含まれる場合もある。移動端末７０３は、たとえばスモールセルのカバレッジ７０２内に含まれ、スモールセルを介して通信を行う。
【０１２５】
また、図７に例示されるセルの構成では、カバレッジ７０６として示されるように、マクロｅＮＢによって構成されるマクロセルのカバレッジ７０１と、スモールｅＮＢによって構成されるスモールセルのカバレッジ７０２とが複雑に重複する場合が生じる。
【０１２６】
また、カバレッジ７０７として示されるように、マクロｅＮＢによって構成されるマクロセルのカバレッジ７０１と、スモールｅＮＢによって構成されるスモールセルのカバレッジ７０２とが重複しない場合も生じる。
【０１２７】
さらには、カバレッジ７０８として示されるように、多数のスモールｅＮＢによって構成される多数のスモールセルのカバレッジ７０２が、１つのマクロｅＮＢによって構成される１つのマクロセルのカバレッジ７０１内に構成される場合も生じる。
【０１２８】
ＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡ変調方式、ＳＣ−ＦＤＭＡ方式、その他同様なＦＦＴを用いた変調方式（ＤＦＴ−ＳＯＦＤＭなど）においては、ＧＩの構成方法として、ＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ  Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）したＯＦＤＭシンボル間にＣＰを挿入する方法（３ＧＰＰ記載のいわゆるＬＴＥで採用されている方法）と、無送信区間を設ける方法とがある。
【０１２９】
図１９は、無送信区間の特性とＣＰの特性とを例示する図である。図１９に例示されるように、無送信区間を設ける方法では、復調箇所において、マルチパス伝播路によるシンボルの遅延広がりによって有効に使用されない区間（図１９において点線で囲まれた区間）が生じ、エネルギー損失が発生してしまう。よって、電力効率および周波数利用効率が低下する。
【０１３０】
図２０は、無送信区間の特性とＣＰの特性とを例示する図である。図２０に例示されるように、ＣＰを挿入する方法では、復調箇所において、無送信区間がないためエネルギーの損失は生じない。しかし、無信号区間がないために、無線信号送信時に位相または振幅などのアナログ制御を行うこととなり、時間軸上で波形の乱れが発生する場合がある。そうすると、周波数軸上において不要成分が生成され、多無線システムへの妨害波となる。たとえば、第５世代で有望視されている多素子アンテナを使用する場合、ＣＰを送信しているときに指向性を変更すると妨害波を送信してしまう。
【０１３１】
本実施形態では、マルチパス伝播路に起因する遅延広がりにより生じる基地局の電力効率の低下を抑制しつつ、位相または振幅などのアナログ制御の切り換え、たとえば、多素子アンテナによるビーム指向性の切り換えを可能とする無線通信フレーム構成を提供する。
【０１３２】
現在運用中のＬＴＥシステムでは、ＧＩ（Ｇｕａｒｄ  Ｉｎｔｅｒｖａｌ）を実現する方法としてＣＰを挿入する方式を採用している。
【０１３３】
図１０は、ＬＴＥシステムにおける無線通信フレーム構成を例示する図である。以下、図１０を参照しつつ、ＬＴＥシステムにおける無線通信フレーム構成について説明する。
【０１３４】
ＣＰ挿入部１００１は各有効シンボル１００２に挿入される。ＣＰは有効シンボル１００２の末尾をコピーしたものであり、ＣＰ挿入部１００１に例示されるように、有効シンボル１００２の先頭部へ挿入される。ＣＰの挿入により、マルチパス伝播環境で発生するシンボル間干渉の影響を低減することができる。
【０１３５】
図１１は、本実施形態に関するＧＩ構成方法例を例示する図である。以下、図１１を参照しつつ、本実施形態に関する無線通信フレーム構成を説明する。各無線通信フレームは、無送信区間１１０１、ＣＰ１１０２および有効シンボル１１０３から構成される。
【０１３６】
本無線通信フレーム構成のＧＩは、無送信区間１１０１をＣＰ１１０２の前に挿入して構成する。無送信区間１１０１は、無線信号の送信を行わない区間であり、本区間内に位相または振幅などのアナログ制御の切り換え、たとえば、移相器の制御値変更、増幅器の制御値変更、移相器の送信電力値変更、増幅器の送信電力値変更、ＤＰＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｐｒｅ−Ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ）歪補償の周波数特性、振幅−位相特性補正のパラメータ変更、または、周波数切り換えを実施することができる。
【０１３７】
無送信区間１１０１に位相または振幅などのアナログ制御の切り換えを行うことにより、位相または振幅などのアナログ制御の切り換えにより発生する過渡応答による不要波の発生を防ぐことが可能となる。
【０１３８】
また、本無線通信フレーム構成にはＣＰ１１０２が挿入されているため、マルチパス伝播環境においてもエネルギーの損失を抑制しつつ伝送することができる。
【０１３９】
上記、無送信区間１１０１の時間的な長さは、自局の送受信機のアナログ構成の過渡応答の速度に対応づけて、装置に固有な値としてもよい。すなわち、過渡応答で安定していない区間が無送信区間１１０１に対応するように設定し、続くＣＰ１１０２の区間には応答が安定するように、無送信区間１１０１の時間的な長さを設定することができる。このような値は、たとえば、不揮発性メモリに蓄積した値を参照して設定してもよい。または、対向局から指定される値を設定してもよい。または、ＯＡＭ（Ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ，  Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ）から指定される値を設定してもよい。
【０１４０】
また、無送信区間１１０１の時間的な長さは、対向局の送受信機のアナログ構成の過渡応答の速度に対応づけて、装置に固有な値としてもよい。すなわち、過渡応答で安定していない区間が無送信区間１１０１に対応するように設定し、続くＣＰ１１０２の区間には応答が安定するように、無送信区間１１０１の時間的な長さを設定することができる。このような値は、たとえば、不揮発性メモリに蓄積した値を参照して設定してもよい。または、対向局から指定される値を設定してもよい。または、ＯＡＭ（Ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ，  Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ）から指定される値を設定してもよい。
【０１４１】
複数の対向局が存在する場合には、通常、個別の値としてもよい。また、対向局内の最大値を設定してもよい。他の通信を除去するような高精度の干渉キャンセラの場合など、対向局内の最大値を設定すると同一タイミングにでき、処理が簡易になる。
【０１４２】
上記のＣＰ１１０２の時間的な長さは、セル半径または無線伝播路の特性に基づき設定してもよい。すなわち、セル半径が大きいほど、または、無線伝播路が長いほど、ＣＰ１１０２の時間的な長さを長く設定してもよい。または、図１２に例示されるように、無線伝播路測定用のアンテナ装置１２０２を配置し、基地局１２０１から既知の信号を送信することで、無線伝播路測定用のアンテナ装置１２０２においてそれを受信し、さらに解析を行った結果に基づいてＣＰ１１０２の時間的な長さを設定してもよい。なお、図１２は、本実施形態に関する伝播特性解析の例を例示する図である。
【０１４３】
または、セル内に位置する移動端末を基地局側で選択し、選択した移動端末を用いて伝播路特性を解析することによって、ＣＰ１１０２の時間的な長さを決定してもよい。基地局が選択する移動端末は、ＩＤＬＥ状態（ＲＲＣ接続されていない）のものであってもよい。または、間欠受信状態の移動端末を選択してもよい。これにより、通信時の処理負荷を増加させずに伝播路特性を測定することができる。また、通信中の移動端末を選択することで、短い測定周期で高精度に測定してもよい。
【０１４４】
移動端末を用いたＣＰ１１０２の時間的な長さの設定方法としては、基地局側で選択した移動端末に対し既知の信号を送信し、移動端末側において受信した信号に対し伝播路特性の解析を実施し、解析結果を基地局へレポートしてもよい。または、選択された移動端末から基地局へ既知の信号を送信し、基地局側において受信した信号に対し伝播路特性の解析を実施し、ＣＰ１１０２の時間的な長さを設定してもよい。
【０１４５】
または、基地局のみで伝播路を解析し、ＣＰ１１０２の時間的な長さを決定してもよい。その際、自基地局で送信した信号の、反射物によって反射された信号を自基地局において受信し、その信号に対し伝播特性の解析を実施することによってＣＰ１１０２の時間的な長さを決定してもよい。または、図１３に例示されるように、隣接するセル基地局１３０１同士で既知の信号の送受信を行い、受信した信号に対し伝播路特性の解析を実施し、ＣＰ１１０２の時間的な長さを設定してもよい。なお、図１３は、本実施形態に関する伝播特性解析の例を例示する図である。
【０１４６】
または、送信電力に基づきＣＰ１１０２の時間的な長さを設定してもよい。一般に、送信電力が大きくなると反射して伝播するマルチパスの広がりが大きくなるため、その分ＣＰの時間的な長さを大きくすることが有効である。そこで、基地局の送信電力に基づいてＣＰ１１０２の時間的な長さを設定してもよい。または、移動端末の最大送信電力の情報（ＵＥ  ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ  ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）に基づいてＣＰ１１０２の時間的な長さを設定してもよい。
【０１４７】
伝播路特性の解析精度を上げるために、ＴＤＤ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｄｕｐｌｅｘ）システムの場合、送受信の切り換え時間であるｇａｐ区間に伝播路測定を実施してもよい。この区間は、基地局および移動端末は信号の送受信が停止しており、雑音となる信号が発生していない区間となる。または、スケジューリングで伝播路の解析に使用する装置以外の通信を停止させてもよい。または、ノイズ電力との相対電力比を高くするために、既知信号の送信電力を高くしてもよい。
【０１４８】
図８は、デジタル位相切り換え方式による多素子アンテナに対して、本実施形態を適用した送信機（基地局）の構成を例示する図である。
【０１４９】
送信機８０１は、デジタル信号処理部８０２と、デジタルアナログ変換部８０７と、周波数変換部８０８と、電力増幅部８０９と、電力増幅部制御部８１０とを備える。
【０１５０】
デジタル信号処理部８０２は、信号生成部８０４と、デジタル信号処理部制御部８０３と、パワー調整部８０５と、位相調整部８０６とを備える。
【０１５１】
信号生成部８０４において生成された信号は、パワー調整部８０５において電力調整された後、位相調整部８０６において位相制御されることで、所望の位相および振幅に設定される。
【０１５２】
パワー調整部８０５と位相調整部８０６とは、デジタル信号処理部制御部８０３において無送信区間にアナログ回路の過渡応答が完了するようにタイミング制御を行う。当該制御は、無送信区間が始まるタイミングに開始してもよいし、制御遅延を考慮して無送信区間より少し早く開始してもよい。
【０１５３】
デジタル信号処理部８０２で生成されたデジタル信号は、デジタルアナログ変換部においてアナログ信号へと変換され、周波数変換部８０８において搬送波周波数へと周波数変換される。運用周波数へ変換された信号は、電力増幅部８０９において任意の送信電力まで増幅される。電力増幅部制御部８１０は、電力増幅部８０９の電源ＯＮ／ＯＦＦの制御を行う。送信電力まで増幅された信号は、送信アンテナ８１１において無線空間へ放射される。
【０１５４】
図９は、アナログ位相切り換え方式よる多素子アンテナに対して、本実施形態を適用した送信機（基地局）の構成を例示する図である。
【０１５５】
送信機９０１は、信号生成部９０２と、デジタルアナログ変換部９０３と、パワー調整部９０４と、位相調整部９０５と、周波数変換部９０６と、電力増幅部９０７と、アナログ制御部９０８とを備える。
【０１５６】
信号生成部９０２において生成された信号は、デジタルアナログ変換部９０３においてアナログ信号へと変換され、パワー調整部９０４において電力調整された後、位相調整部９０５において位相制御される。その後、当該信号は、周波数変換部９０６において運用周波数へと周波数変換され、電力増幅部９０７において任意の送信電力まで増幅された後、送信アンテナ９０９において無線空間へ放射される。
【０１５７】
アナログ制御部９０８は、無送信区間にアナログ回路の過渡応答が完了するようにタイミング制御を行う。当該制御は、無送信区間が始まるタイミングに開始してもよいし、制御遅延を考慮して無送信区間より少し早く開始してもよい。
【０１５８】
パワー調整部９０４、位相調整部９０５、または、電力増幅部９０７などの過渡応答が異なる場合には、それらの特性を考慮し、妨害波が出ないように別々なタイミングで制御すると有効である。たとえば、電力増幅部をＯＮ→ＯＦＦにしても、容量成分によりなかなかＯＦＦになりきらないため、同時に位相設定を変更すると不要波が発生する。そのため、十分ＯＦＦした時間経過後位相設定値を変更すると有効である。
【０１５９】
無送信区間の生成方法として、図８においては電力増幅部制御部８１０において、図９においてはアナログ制御部９０８において、電力増幅部の電源をＯＦＦにしてもよい。このことにより、無送信区間において電力増幅部８０９において消費される電流（アイドル電流）を削減し、電力効率の改善が可能となる。
【０１６０】
また、無送信区間の振幅をゼロとして信号波形を生成してもよい。このことにより、無送信区間が極端に短い場合などに要求される電力増幅部の高速な電源ＯＮ／ＯＦＦスイッチング時間を気にせずとも、常時電力増幅部の電源をＯＮ設定で無送信区間の生成が可能となる。
【０１６１】
上記の図８および図９に関する説明では、アナログ回路部の過渡応答と、それに対応した無送信区間を設けることの有効性について説明された。しかし、デジタルのフィルターなどのデジタル制御においても、切り換え後に制御が完了するまで時間を要するものがある。このような場合にも、過渡応答時間に対応した時間を無送信区間とすることが望ましい。たとえば、インパルス応答を１００タップで形成するＦＩＲフィルターの場合、入力信号が０になっても、１００タップの半分の５０タップの時間残存信号が継続することが知られている。
【０１６２】
＜第２実施形態＞
本実施形態に関する無線通信システム、基地局および無線通信方法について説明する。以下では、上記の実施形態で説明された構成と同様の構成については同じ符号を付して図示し、その詳細な説明については適宜省略する。
【０１６３】
＜構成＞
本実施形態では無送信区間の時間的な長さとＣＰの時間的な長さとの和を一定値とする。図１４は、各通信端末（ＵＥ）における本実施形態のフレームフォーマットを例示する図である。
【０１６４】
図１４に例示されるように、各無線通信フレームは、無送信区間１４０１、ＣＰ１４０２および有効シンボル１４０３から構成される。各通信端末（ＵＥ）における無送信区間１４０１の時間的な長さ、および、ＣＰ１４０２の時間的な長さは異なる。しかし、各通信端末（ＵＥ）における無送信区間１４０１の時間的な長さと、ＣＰ１４０２の時間的な長さとの和は一定である。すなわち、ＵＥ１とＵＥ２とで、無送信区間１４０１の時間的な長さと、ＣＰ１４０２の時間的な長さとを合わせた長さは等しい。
【０１６５】
このように構成することで、無線通信フレームを共通化することができる。このことにより、ＨＡＲＱの再送処理などのＬ２の制御をＵＥに依存せずに共通にすることができるため、基地局におけるＬ２処理を簡素化することができる。
【０１６６】
図１５は、無送信区間１５０２の時間的な長さとＣＰ１５０１の時間的な長さとの組み合わせのフレームフォーマットリストを例示する図である。なお、有効シンボル１５０３の時間的な長さは一定である。また、各フォーマットにおける、無送信区間１５０２の時間的な長さと、ＣＰ１５０１の時間的な長さと、有効シンボル１５０３の時間的な長さとを合わせた長さ（複数のシンボルから構成される無線通信フレームの時間的な長さ）は同一である。
【０１６７】
無線通信フレームの時間的な長さが同一であるため、たとえば、複数のパターンのフォーマットを同時に処理する基地局のＬ２のＭＡＣスケジューラは、すべての対向する基地局に対して、同一周期で送信するデータ量または変調方式などを決定することができる。また、フォーマットを変更する場合でも、制御周期を同一にすることができる。このように、処理を簡素化することができる。
【０１６８】
無送信区間１５０２の時間的な長さとＣＰ１５０１の時間的な長さとを設定する際、本リスト内のいずれかのフレームフォーマットを選択することで設定してもよい。ただし、無送信区間１５０２およびＣＰ１５０１の双方が含まれるフレームフォーマットを少なくとも１つは選択するものとする。無送信区間１５０２の時間的な長さとＣＰ１５０１の時間的な長さとの組み合わせをリスト化することによって、無送信区間１５０２の時間的な長さとＣＰ１５０１の時間的な長さとを設定する情報量を削減することができる。
【０１６９】
設定された無送信区間１５０２の時間的な長さおよびＣＰ１５０１の時間的な長さ、または、フレームフォーマットリスト内のフォーマット番号に関する情報は、報知情報（ＭＩＢ、ＳＩＢ）に追加して移動端末へ通知してもよい。
【０１７０】
デジタル移相器を有する基地局のように、高速でビーム指向性を変更することができる能力を有する基地局の場合は、送信電力の切り換えを行うためだけの無送信区間を設ければよい。そのため、無送信区間を小さくすることができる。アナログ移相器によるビーム制御を行う基地局のように、相対的に低速なビーム指向性制御しかできない基地局の場合は、無送信区間を大きくすることが有効である。
【０１７１】
たとえば、高速でビーム指向性切り換え可能なｃａｐａｂｉｌｉｔｙを有する基地局は、報知情報（ＭＩＢ、ＳＩＢ）を使ってｃａｐａｂｉｌｉｔｙ情報を報知し、通信端末（ＵＥ）は報知情報に応じた復調を行うのが有効である。
【０１７２】
移動機の場合も同様である。基地局における報知情報の代わりにＵＥ  ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ  ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎにビーム指向性を変更可能な速度に関する情報を追加する。
【０１７３】
図１６は、ＬＴＥにおけるハンドオーバー手順を例示する図である。移動端末１６０１がハンドオーバーする際に、ＭＭＥ１６０４からハンドオーバー元の基地局１６０２へ送付されるＨａｎｄｏｖｅｒ  ｃｏｍｍａｎｄメッセージおよびハンドオーバー元の基地局１６０２から移動端末１６０１へ送付されるＲＲＣ  ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ  ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎメッセージに、ハンドオーバー先の基地局１６０３のフレームフォーマットにおける無送信区間の時間的な長さ、または、それに対応したフレームフォーマット番号の情報を追加してもよい。
【０１７４】
また、ハンドオーバー先の基地局１６０３とハンドオーバー元の基地局１６０２のフレームフォーマットにおいて、より長い無送信区間の時間的な長さ、または、それに対応したフレームフォーマット番号の情報を追加してもよい。
【０１７５】
移動端末１６０１側も同様に、基地局におけるＲＲＣ  ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ  ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎの代わりにＲＲＣ  ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ  ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ  ｃｏｍｐｌｅｔｅにビーム指向性切り換え可能速度に関する情報を追加してもよい。
【０１７６】
移動端末１６０１がハンドオーバーを実施する際、ハンドオーバー元またはハンドオーバー先の基地局の無送信区間がより長いフレームフォーマットを選択して通信を行うことが有効である。
【０１７７】
この場合、移動端末１６０１側から通知されたビーム指向性切り換え可能速度に関する情報を基に、ハンドオーバー先の基地局１６０３においてアップリンクのＣＰの時間的な長さ、ＣＰ周期、ＣＰオフセット（ＣＰ開始シンボル）、無送信区間の時間的な長さ、無送信周期、および、無送信区間オフセット（無送信区間開始シンボル）を設定してもよい。
【０１７８】
また、無送信区間の時間的な長さおよびＣＰの時間的な長さを組み合わせたフレームフォーマットのリストを用意しておき、そのリスト内から最適なフレームフォーマットを選択し設定してもよい。リスト内からフレームフォーマットを選択する方法としては、移動端末１６０１から通知されるビーム指向性切り換え可能時間に関する情報とそのセル内の伝播特性とから、必要とする無送信区間の時間的な長さおよびＣＰの時間的な長さを満たすフレームフォーマットを選択してもよい。
【０１７９】
必要とする無送信区間の時間的な長さおよびＣＰの時間的な長さの両方を満たすフレームフォーマットが存在しない場合、必要とする無送信区間の時間的な長さを満たすフレームフォーマットを選択してもよい。このことは、ビーム指向性切り換え中に無線信号を送信することで発生する不要信号成分が他システムに妨害を与えることへの防止策となる。
【０１８０】
設定したアップリンクの無送信区間の時間的な長さおよびＣＰの時間的な長さに関する情報は、報知情報（ＭＩＢ，ＳＩＢ）に追加して移動端末へ通知してもよい。
【０１８１】
以上の説明は、無送信区間の時間的な長さとＣＰの時間的な長さとの和が一定になる例が示されたが、設定手順については、第１実施形態でも同様の方法で行うことが有効である。
【０１８２】
＜第３実施形態＞
本実施形態に関する無線通信システム、基地局および無線通信方法について説明する。以下では、上記の実施形態で説明された構成と同様の構成については同じ符号を付して図示し、その詳細な説明については適宜省略する。
【０１８３】
＜構成＞
図１７は、本実施形態に関するＧＩ構成方法例を例示する図である。以下、図１７を参照しつつ、本実施形態に関する無線通信フレーム構成を説明する。各無線通信フレームは、無送信区間１７０１、ＣＰ１７０２および有効シンボル１７０３から構成される。
【０１８４】
図１７に例示される無線通信フレーム構成は、無送信区間の挿入周期がＣＰの挿入周期と異なるＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡ／ＳＣＦＤＭＡ／ＤＦＴ−ＳＯＦＤＭなどの通信方式における無線通信フレーム構成である。ＧＩの時間的な長さ、すなわち、無送信区間１７０１の時間的な長さと、ＣＰ１７０２の時間的な長さとをあわせた時間的な長さは一定であり、無送信区間１７０１が挿入されない有効シンボル１７０３ではＣＰ１７０２の時間的な長さが長く設定される。
【０１８５】
図１８は、ビーム指向性の切り換えを実施しないタイミングにおけるＧＩの時間的な長さ（ＣＰの時間的な長さ）を短くした場合の、ＧＩ構成方法例を例示する図である。以下、図１８を参照しつつ、本実施形態に関する無線通信フレーム構成を説明する。各無線通信フレームは、無送信区間１８０１、ＣＰ１８０２および有効シンボル１８０３から構成される。
【０１８６】
図１８に例示される場合では、無送信区間を短くすることが可能となり、周波数利用効率を向上させることができる。
【０１８７】
無送信区間の挿入周期は、たとえば、ＣＰ挿入周期の整数倍の周期、または、１サブフレームに２区間（たとえば、図１７の有効シンボル＃０および有効シンボル＃２）など、ビーム指向性を変更する頻度に合わせて設定してもよい。
【０１８８】
基地局におけるビーム指向性切り換え周期のｃａｐａｂｉｌｉｔｙは、報知情報（ＭＩＢ、ＳＩＢ）を使ってｃａｐａｂｉｌｉｔｙ情報を移動端末へ報知してもよい。
【０１８９】
設定したＣＰ周期、ＣＰオフセット（ＣＰ開始シンボル）、無送信区間周期、および、無送信区間オフセット（無送信区間開始シンボル）に関する情報は、報知情報（ＭＩＢ、ＳＩＢ）に追加して移動端末へ通知し、シグナリングで挿入周期の変更を行ってもよい。
【０１９０】
本実施形態では、移動端末はシンボルの先頭を判別することができると有効である。たとえば、物理報知チャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｂｒｏａｄｃａｓｔ  ｃｈａｎｎｅｌ  ：  ＰＢＣＨ）が含まれたシンボルを無線通信フレームの先頭シンボルであると判断してもよい。先頭シンボルを判別することができると、与えられた無送信区間の挿入周期に関する情報から、無送信区間の同定が可能となる。
【０１９１】
移動端末がハンドオーバーする際に、ＭＭＥからハンドオーバー元の基地局へ送付されるＨａｎｄｏｖｅｒ  ｃｏｍｍａｎｄメッセージ、および、ハンドオーバー元の基地局から移動端末へ送付されるＲＲＣ  ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ  ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎメッセージに、ハンドオーバー先の基地局の無線区間の挿入周期に関する情報を追加してもよい。また、ハンドオーバー先の基地局の無送信区間の挿入周期とハンドオーバー元の基地局の無送信区間の挿入周期とにおいて、より大きい挿入周期の情報を追加してもよい。
【０１９２】
移動端末側も同様に、基地局におけるＲＲＣ  ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ  ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎの代わりに、ＲＲＣ  ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ  ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ  ｃｏｍｐｌｅｔｅにビーム指向性切り換え周期に関する情報を追加してもよい。
【０１９３】
移動端末がハンドオーバーを実施する際、ハンドオーバー元の基地局の無送信区間の挿入周期、または、ハンドオーバー先の基地局の無送信区間の挿入周期が、より大きい値を採用して通信を行う。
【０１９４】
＜第４実施形態＞
本実施形態に関する無線通信システム、基地局および無線通信方法について説明する。以下では、上記の実施形態で説明された構成と同様の構成については同じ符号を付して図示し、その詳細な説明については適宜省略する。
【０１９５】
＜構成＞
図２１は、アナログ位相切り換え方式による複数のビームを生成する送信機の構成を例示する図である。
【０１９６】
図２１に例示されるように、Ｎ個の送信系を用いてＮ個のビームを形成する場合を考える。ここで、各送信系は、周波数変換部２１０１と、デジタルアナログ変換部２１０２と、信号生成部２１０３と、複数の位相調整部２１０４とを備える。
【０１９７】
この場合、ビームごとに異なる無送信区間の時間的な長さとＣＰの時間的な長さとのパターンを設定することができる。これにより、対向する装置のｃａｐａｂｉｌｉｔｙに応じた送信フォーマットを使用することができ、異なるｃａｐａｂｉｌｉｔｙを有する複数の対向装置と同時に通信することが可能となる。
【０１９８】
図２２および図２３は、マルチパス伝播路について説明するための図である。図２２に例示されるように、送信機２２０１と対向装置２２０２との間（系Ｂ１）、および、送信機２２０１と対向装置２２０３との間（系Ｂ２）で、無送信区間の時間的な長さとＣＰの時間的な長さのパターンをそれぞれ設定することができる。
【０１９９】
たとえば、対向装置２２０２が送信機２２０１の近傍に位置する場合（ＵＥ１）、マルチパス伝播路の影響は相対的に小さくなるため、ＣＰの時間的な長さを短く設定することができる。
【０２００】
一方で、対向装置２２０３が送信機２２０１の遠方に位置する場合（ＵＥ２）、送信機２２０１の近傍に位置する対向装置２２０２の系Ｂ１に比べてマルチパス伝播路の影響が大きくなる。そのため、ＣＰの時間的な長さを長く設定することが有効である。
【０２０１】
このように、各ビームに応じたＣＰの時間的な長さを設定することによって、全ビームを同一設定とした場合のＣＰの時間的な長さの過剰設定を抑制することができる。これにより、余分なＣＰの時間的な長さは無送信区間の時間的な長さに含めることができるため、無送信区間に電力増幅部の電源をＯＦＦにすることで電力効率の向上が可能となる。
【０２０２】
本実施形態では、対向装置２２０２および対向装置２２０３における無送信区間の時間的な長さとＣＰの時間的な長さとの和は一定であるものとする。そうすると、無線通信フレームを共通化することができることにより、ＨＡＲＱの再送処理などのＬ２の制御がＵＥに依存せず共通化することができるため、基地局におけるＬ２処理を簡素化することができる。
【０２０３】
＜第５実施形態＞
本実施形態に関する無線通信システム、基地局および無線通信方法について説明する。以下では、上記の実施形態で説明された構成と同様の構成については同じ符号を付して図示し、その詳細な説明については適宜省略する。
【０２０４】
送信機から送信されるシンボルに含まれる情報に応じて、異なる無送信区間の時間的な長さとＣＰの時間的な長さとのパターンを設定することもできる。
【０２０５】
たとえば、共有チャネルまたは共有信号などのように、運用セルに関する重要な情報が含まれるチャネルである場合、マルチパス伝送路に起因する遅延広がりにより電力効率の低下を最小限にする観点から、ＣＰの時間的な長さを長く設定することが有効である。
【０２０６】
また、個別チャネルまたは個別信号などのように、高速データ通信であるために送信機の電力効率が著しく低下するチャネルである場合、電力効率を向上の観点から、ＣＰの時間的な長さを短く設定し、かつ、無送信区間の時間的な長さを長く設定することによって、無送信区間に電力増幅部の電源をＯＦＦにすることで電力効率の向上を実現することも可能である。
【０２０７】
＜効果＞
以下に、上記の実施形態による効果を例示する。なお、以下では、上記の実施形態に例示された具体的な構成に基づく効果が記載されるが、同様の効果が生じる範囲で、本明細書に例示される他の具体的な構成と置き換えられてもよい。また、当該置き換えは、複数の実施形態に跨ってなされてもよい。すなわち、異なる実施形態において例示された各構成が組み合わされて、同様の効果が生じる場合であってもよい。
【０２０８】
上記の実施形態によれば、複数の無線通信フレームを送受信することによって無線通信を行う無線通信システムにおける、連続した複数の無線通信フレームのうち、少なくとも１つの無線通信フレームは、有効シンボルに対し、サイクリックプレフィックスと無送信区間とが付加された無線通信フレームである。
【０２０９】
このような構成によれば、マルチパス伝播路に起因する電力効率の低下を抑制しつつ、位相または振幅などのアナログ制御の切り換えを行うことができる。
【０２１０】
位相または振幅などのアナログ制御の切り換えとしては、たとえば、多素子アンテナによるビーム指向性の切り換えが挙げられる。
【０２１１】
無送信区間に位相または振幅などのアナログ制御の切り換えを行うことにより、位相または振幅などのアナログ制御の切り換えにより発生する過渡応答による不要波の発生を防ぐことができる。また、無線通信フレームにはＣＰが挿入されているため、マルチパス伝播路に起因するエネルギーの損失を抑制することができる。
【０２１２】
なお、これらの構成以外の本明細書に例示される他の構成については適宜省略することができる。すなわち、これらの構成のみで、上記の効果を生じさせることができる。しかし、本明細書に例示される他の構成のうちの少なくとも１つを上記の構成に適宜追加した場合、すなわち、上記の構成としては記載されなかった本明細書に例示される他の構成を上記の構成に追加した場合でも、同様に上記の効果を生じさせることができる。
【０２１３】
また、上記の実施形態によれば、無線通信フレームは、無送信区間が、サイクリックプレフィックスの時間的に前に付加された無線通信フレームである。
【０２１４】
このような構成によれば、過渡応答で安定していない区間が無送信区間に対応するように設定することができる。
【０２１５】
また、上記の実施形態によれば、無送信区間の時間的な長さは、無線通信フレームを送受信する機器の過渡応答の速度に基づいて設定される。
【０２１６】
このような構成によれば、過渡応答で安定していない区間が無送信区間に対応するように設定し、続くＣＰの区間には応答が安定するように設定することができる。
【０２１７】
また、上記の実施形態によれば、サイクリックプレフィックスの時間的な長さは、無線通信を行うセル半径、または、無線通信の伝播路の長さに基づいて設定される。
【０２１８】
このような構成によれば、効果的にシンボル間干渉を低減することができる。
【０２１９】
また、上記の実施形態によれば、サイクリックプレフィックスの時間的な長さは、無線通信フレームを送信する送信電力に基づいて設定される。
【０２２０】
このような構成によれば、効果的にシンボル間干渉を低減することができる。
【０２２１】
また、上記の実施形態によれば、各無線通信フレームにおける、無送信区間の時間的な長さとサイクリックプレフィックスの時間的な長さとの和が一定である。
【０２２２】
このような構成によれば、無線通信フレームを共通化することができる。このことにより、Ｌ２の制御をＵＥに依存せずに共通にすることができる。
【０２２３】
また、上記の実施形態によれば、無送信区間の時間的な長さおよびサイクリックプレフィックスの時間的な長さの組み合わせが、無線通信フレームのフォーマットリストから選択される。
【０２２４】
このような構成によれば、無送信区間１５０２の時間的な長さとＣＰ１５０１の時間的な長さとの組み合わせをリスト化してあらかじめ決めておくことによって、無送信区間１５０２の時間的な長さとＣＰ１５０１の時間的な長さとを設定する情報量を削減することができる。
【０２２５】
また、上記の実施形態によれば、無送信区間の時間的な長さは、無線通信フレームを送信する送信電力を切り替えるための時間の長さに基づいて設定される。
【０２２６】
このような構成によれば、たとえばデジタル制御により高速でビーム指向性を変更することができる能力を有する基地局の場合は、送信電力の切り換えを行うためだけの無送信区間を設定することができる。よって、無送信区間を小さくすることができる。また、たとえばアナログ制御により相対的に低速なビーム指向性制御しかできない基地局の場合は、無送信区間を大きくすることができる。
【０２２７】
また、上記の実施形態によれば、複数の基地局を備える。そして、複数の基地局のうちの第１基地局から、複数の基地局のうちの第２基地局へハンドオーバーされる場合、無送信区間の時間的な長さは、第１基地局においてあらかじめ定められた無送信区間の時間的な長さおよび第２基地局においてあらかじめ定められた無送信区間の時間的な長さのうちの、長い方に基づいて設定される。
【０２２８】
このような構成によれば、効果的にシンボル間干渉を低減することができる。
【０２２９】
また、上記の実施形態によれば、基地局が複数のビームを送信し、無送信区間の時間的な長さおよびサイクリックプレフィックスの時間的な長さは、各ビームで異なる。
【０２３０】
このような構成によれば、対向する装置のｃａｐａｂｉｌｉｔｙに応じた送信フォーマットを使用することができ、異なるｃａｐａｂｉｌｉｔｙを有する複数の対向装置と同時に通信することが可能となる。
【０２３１】
＜変形例＞
上記実施形態では、各構成要素の寸法、形状、相対的配置関係または実施の条件などについても記載する場合があるが、これらはすべての局面において例示であって、本明細書に記載されたものに限られることはない。よって、例示されていない無数の変形例が、本明細書に開示される技術の範囲内において想定される。たとえば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの実施形態における少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれる。
【０２３２】
また、矛盾が生じない限り、上記実施形態において「１つ」備えられるものとして記載された構成要素は、「１つ以上」備えられていてもよい。さらに、各構成要素は概念的な単位であって、１つの構成要素が複数の構造物から成る場合と、１つの構成要素がある構造物の一部に対応する場合と、さらには、複数の構成要素が１つの構造物に備えられる場合とを含む。また、各構成要素には、同一の機能を発揮する限り、他の構造または形状を有する構造物が含まれる。
【０２３３】
また、本明細書における説明は、本技術に関するすべての目的のために参照され、いずれも、従来技術であると認めるものではない。
【０２３４】
また、上記実施形態で記載された各構成要素は、ソフトウェアまたはファームウェアとしても、それと対応するハードウェアとしても想定され、その双方の概念において、各構成要素は「部」または「処理回路」などと称される。
【符号の説明】
【０２３５】
２００  通信システム、２０１  Ｅ−ＵＴＲＡＮ、２０２，７０３，１６０１  移動端末、２０３，１２０１，１６０２，１６０３  基地局、２０３−１  ｅＮＢ群、２０３−２  Ｈｏｍｅ−ｅＮＢ群、２０４  ＭＭＥ部、２０４ａ，１６０４  ＭＭＥ、２０５  ＨｅＮＢＧＷ、２０６  Ｈｏｍｅ−ｅＮＢ、２０７  ｅＮＢ、３０１，４０３  プロトコル処理部、３０２  アプリケーション部、３０３，４０４  送信データバッファ部、３０４，４０５  エンコーダー部、３０５，４０６  変調部、３０６，４０７，８０８，９０６，２１０１  周波数変換部、３０７，４０８  アンテナ、３０８，４０９  復調部、３０９，４１０  デコーダー部、３１０，４１１，５０６  制御部、４０１  ＥＰＣ通信部、４０２  他基地局通信部、５０１  ＰＤＮ  ＧＷ通信部、５０２  基地局通信部、５０３  ユーザープレイン通信部、５０４  ＨｅＮＢＧＷ通信部、５０５  制御プレイン制御部、５０５−１  ＮＡＳセキュリティ部、５０５−２  ＳＡＥベアラコントロール部、５０５−３  アイドルステートモビリティ管理部、７０１，７０２，７０４，７０５，７０６，７０７，７０８  カバレッジ、８０１，９０１，２２０１  送信機、８０２  デジタル信号処理部、８０３  デジタル信号処理部制御部、８０４，９０２，２１０３  信号生成部、８０５，９０４  パワー調整部、８０６，９０５，２１０４  位相調整部、８０７，９０３，２１０２  デジタルアナログ変換部、８０９，９０７  電力増幅部、８１０  電力増幅部制御部、８１１，９０９  送信アンテナ、９０８  アナログ制御部、１００１  ＣＰ挿入部、１００２，１１０３，１４０３，１５０３，１７０３，１８０３  有効シンボル、１１０１，１４０１，１５０２，１７０１，１８０１  無送信区間、１１０２，１４０２，１５０１，１７０２，１８０２  ＣＰ、１２０２  アンテナ装置、１３０１  セル基地局、２２０２，２２０３  対向装置。
【図１】
2017022422.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2017022422.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2017022422.tif 000015
【図１４】
2017022422.tif 000016
【図１５】
2017022422.tif 000017
【図１６】
2017022422.tif 000018
【図１７】
2017022422.tif 000019
【図１８】
2017022422.tif 000020
【図１９】
2017022422.tif 000021
【図２０】
2017022422.tif 000022
【図２１】
2017022422.tif 000023
【図２２】
2017022422.tif 000024
【図２３】
2017022422.tif 000025
【国際調査報告】
2017022422.tif 000026
2017022422.tif 000027
2017022422.tif 000028
2017022422.tif 000029