(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のセルで制御情報を受信する第１の受信部と、
第２のセルで前記制御情報に基づいて検出信号を受信する第２の受信部と、を有し、
前記第２のセルでは、前記制御情報によって、前記検出信号が割り当てられる無線リソースが特定されることを特徴とするユーザ装置。
【請求項２】
前記制御情報が前記検出信号の送信間隔を含み、
前記第２のセルでは、前記検出信号の送信間隔が前記第１のセルで用いられる同期信号の送信間隔よりも大きく、及び／又は可変に設定されることを特徴とする請求項１に記載のユーザ装置。
【請求項３】
前記第２のセルでは、前記第１のセルで用いられる同期信号よりも広い時間及び／又は周波数領域の無線リソースに前記検出信号が割り当てられることを特徴とする請求項２に記載のユーザ装置。
【請求項４】
第１のセルで制御情報を受信する第１の受信部と、
第２のセルで前記制御情報に基づいて所定の信号を受信する第２の受信部と、を有し、
前記制御情報が、少なくともユーザ固有の識別情報を含み、
前記所定の信号は、前記ユーザ固有の識別情報に基づいて生成された参照信号及び／又は前記ユーザ固有の識別情報に基づいて生成されたスクランブル符号でスクランブルされたデータ信号であることを特徴とするユーザ装置。
【請求項５】
第１のセルで制御情報を受信する第１の受信部と、
第２のセルで信号を受信する第２の受信部と、を有し、
前記第２のセルの通信では、前記第１のセルの通信よりも送信データの割り当て単位の時間長が短く設定され、前記第１のセルの通信よりも送信データの割り当て単位の帯域幅が広く設定されることを特徴とするユーザ装置。
【請求項６】
前記第２のセルの通信では、前記第１のセルの通信よりもサイクリックプレフィクス長が短く設定されることを特徴とする請求項５に記載のユーザ装置。
【請求項７】
前記第２のセルの通信では、前記第１のセルの通信よりもマルチキャリア伝送にかかるサブキャリアの間隔が広く設定されることを特徴とする請求項５に記載のユーザ装置。
【請求項８】
第１のセルで信号を送信する第１の送信部と、
第２のセルで信号を送信する第２の送信部と、を有し、
前記第２の送信部は、前記第１のセルで用いられる上りフィードバック制御信号よりも広い帯域幅または短い送信時間長の上りフィードバック制御信号を送信することを特徴とするユーザ装置。
【請求項９】
前記第２の送信部は、前記第２のセルの通信では、前後する送信時間単位間で周波数ホッピングされた前記上りフィードバック制御信号を送信することを特徴とする請求項８に記載のユーザ装置。
【請求項１０】
前記第２の送信部は、前記第２のセルの通信では、前記上りフィードバック制御信号をマルチキャリアで送信することを特徴とする請求項８に記載のユーザ装置。
【請求項１１】
前記第２の送信部は、前記第２のセルの通信では、前記上りフィードバック制御信号を多数の狭帯域信号に分けてマルチキャリアで送信することを特徴とする請求項８に記載のユーザ装置。
【請求項１２】
第１のセル及び第２のセルを用いて通信可能なユーザ装置と、前記第２のセルで通信する基地局装置であって、
前記第１のセルを形成する基地局装置から制御情報を受信する受信部と、
前記制御情報に基づいて検出信号を生成する生成部と、
前記検出信号をユーザ装置に送信する送信部と、を有し、
前記第２のセルでは、前記制御情報によって、前記検出信号が割り当てられる無線リソースが特定されることを特徴とする基地局装置。
【請求項１３】
第１のセル及び第２のセルを用いて通信可能なユーザ装置と、前記第２のセルで通信する基地局装置であって、
前記第１のセルで前記ユーザ装置に送信されるユーザ固有の識別情報に基づいて、所定の信号を生成する生成部と、
前記所定の信号を前記ユーザ装置に送信する送信部と、を有し、
前記所定の信号は、前記ユーザ固有の識別情報に基づいて生成された参照信号及び／又は前記ユーザ固有の識別情報に基づいて生成されたスクランブル符号でスクランブルされたデータ信号であることを特徴とする基地局装置。
【請求項１４】
第１のセル及び第２のセルを用いて通信可能なユーザ装置と、前記第２のセルで通信する基地局装置であって、
所定の信号を生成する生成部と、
前記所定の信号を前記ユーザ装置に送信する送信部と、を有し、
前記第２のセルの通信では、前記第１のセルの通信よりも送信データの割り当て単位の時間長が短く設定され、前記第１のセルの通信よりも送信データの割り当て単位の帯域幅が広く設定されることを特徴とする基地局装置。
【請求項１５】
第１のセル及び第２のセルを用いて通信可能なユーザ装置と、前記第２のセルで通信する基地局装置であって、
上りフィードバック制御信号を受信する受信部と、
所定の信号を前記ユーザ装置に送信する送信部と、を有し、
前記受信部は、前記第１のセルで用いられる上りフィードバック制御信号よりも広い帯域幅または短い送信時間長の上りフィードバック制御信号を受信することを特徴とする基地局装置。
【請求項１６】
第１のセルで制御情報を受信するステップと、
第２のセルで前記制御情報に基づいて検出信号を受信するステップと、を有し、
前記第２のセルでは、前記制御情報によって、前記検出信号が割り当てられる無線リソースが特定されることを特徴とする無線通信方法。
【請求項１７】
第１のセルで制御情報を受信するステップと、
第２のセルで前記制御情報に基づいて所定の信号を受信するステップと、を有し、
前記制御情報が、少なくともユーザ固有の識別情報を含み、
前記所定の信号は、前記ユーザ固有の識別情報に基づいて生成された参照信号及び／又は前記ユーザ固有の識別情報に基づいて生成されたスクランブル符号でスクランブルされたデータ信号であることを特徴とする無線通信方法。
【請求項１８】
第１のセルで制御情報を受信するステップと、
第２のセルで信号を受信するステップと、を有し、
前記第２のセルの通信では、前記第１のセルの通信よりも送信データの割り当て単位の時間長が短く設定され、前記第１のセルの通信よりも送信データの割り当て単位の帯域幅が広く設定されることを特徴とする無線通信方法。
【請求項１９】
第１のセルで信号を送信するステップと、
第２のセルで信号を送信するステップと、を有し、
前記第２のセルでは、前記第１のセルで用いられる上りフィードバック制御信号よりも広い帯域幅または短い送信時間長の上りフィードバック制御信号を送信することを特徴とする無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、次世代移動通信システムにおけるユーザ装置、基地局装置及び無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＵＭＴＳ（Universal  Mobile  Telecommunications  System）ネットワークにおいては、周波数利用効率の向上、データレートの向上を目的として、ＨＳＤＰＡ（High  Speed  Downlink  Packet  Access）やＨＳＵＰＡ（High  Speed  Uplink  Packet  Access）を採用することにより、Ｗ-ＣＤＭＡ（Wideband  Code  Division  Multiple  Access）をベースとしたシステムの特徴を最大限に引き出すことが行われている。このＵＭＴＳネットワークについては、更なる高速データレート、低遅延などを目的としてロングタームエボリューション（LTE：Long  Term  Evolution）が検討されている（非特許文献１）。
【０００３】
ＬＴＥではマルチアクセス方式として、下り回線（下りリンク）にＯＦＤＭＡ（Orthogonal  Frequency  Division  Multiple  Access）をベースとした方式を用い、上り回線（上りリンク）にＳＣ−ＦＤＭＡ（Single  Carrier  Frequency  Division  Multiple  Access）をベースとした方式を用いている。また、ＬＴＥからの更なる広帯域化及び高速化を目的として、ＬＴＥの後継システムも検討されている（例えば、ＬＴＥアドバンスト又はＬＴＥエンハンスメントと呼ぶこともある（以下、「ＬＴＥ−Ａ」という）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】3GPP  TR  25.913“Requirements  for  Evolved  UTRA  and  Evolved  UTRAN”
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、Ｗ−ＣＤＭＡ、ＬＴＥ（Rel.8）、ＬＴＥの後継システム（例えば、Rel.9、Rel.10）等のセルラシステムでは、広いカバレッジをサポートするように無線通信方式（無線インタフェース）が設計されている。今後は、このようなセルラ環境に加えて、インドア、ショッピングモール等のローカルエリアでの近距離通信による高速無線サービスを提供することが想定される。このため、ローカルエリアでの高速無線サービスに特化した無線通信方式の設計が求められている。
【０００６】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、高効率なローカルエリア無線アクセスを提供することができるユーザ装置、基地局装置及び無線通信方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様に係るユーザ装置は、第１のセルで制御情報を受信する第１の受信部と、第２のセルで前記制御情報に基づいて検出信号を受信する第２の受信部と、を有し、前記第２のセルでは、前記制御情報によって、前記検出信号が割り当てられる無線リソースが特定されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ワイドエリア用の無線通信方式で使用されるワイドエリア制御情報をローカルエリア用の無線通信方式に利用することで、要求条件の異なるワイドエリアにローカルエリアを容易に組み込むことができる。よって、ワイドエリア内に配置されたローカルエリアにおいて、ローカルエリアに特化した高効率なローカルエリア無線アクセスを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】階層型ネットワークの説明図である。
【図２】ワイドエリア用及びローカルエリア用の無線パラメータの説明図である。
【図３】ワイドエリア用及びローカルエリア用の同期信号の説明図である。
【図４】ワイドエリア用及びローカルエリア用の参照信号とスクランブル符号の説明図である。
【図５】ワイドエリア用及びローカルエリア用の上りフィードバック制御信号の説明図である。
【図６】無線通信システムのシステム構成の説明図である。
【図７】移動端末装置の機能ブロック図である。
【図８】ワイドエリア基地局装置の機能ブロック図である。
【図９】ローカルエリア基地局装置の機能ブロック図である。
【図１０】他のローカルエリア基地局装置の機能ブロック図である。
【図１１】無線通信システムの通信処理の一例を示すシーケンス図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、階層型ネットワークの説明図である。例えば、ＬＴＥの後継システムでは、大規模セルと小規模セルとをオーバレイしたHeterogeneous  network等の階層型ネットワークが検討されている。図１Ａに示すように、階層型ネットワークは、ワイドエリア基地局装置Ｂ１によってカバーされるワイドエリア（大規模セル）Ｃ１内に、ローカルエリア基地局装置Ｂ２によってカバーされる局所的な複数のローカルエリア（小規模セル）Ｃ２を配置して構成されている。
【００１１】
この階層型ネットワークでは、各ローカルエリアＣ２がそれぞれ独立しており、ローカルエリアＣ２同士でもハンドオーバが生じる。この場合、ハンドオーバためのメジャメントが頻繁に起るため、移動端末装置ＵＥのバッテリだけでなく基地局装置Ｂ２のネットワークデバイスの電力消費量が増大するという問題があった。また、ローカルエリアＣ２毎にセルＩＤ等のエリア固有の識別情報が異なり、ワイドエリアＣ１にローカルエリアＣ２を組み込む際のセルプランニングや保守対応が複雑化していた。
【００１２】
このため、ワイドエリアＣ１に複数のローカルエリアＣ２を統合させることで、セルの違いを意識させないような通信システム設計が求められている。また、図１Ａに示す通信システムでは、ワイドエリアＣ１及びローカルエリアＣ２に対して同じ周波数帯が割り当てられている。このため、ＣｏＭＰ（Coordinated  Multiple  Point）送信や干渉コーディネーション技術（eICIC:  enhanced  Inter-Cell  Interference  Coordination）等によってセル間干渉が回避されている。
【００１３】
そもそも、ワイドエリアＣ１とローカルエリアＣ２とでは、それぞれに最適な周波数帯が異なっている。すなわち、ワイドエリアＣ１では、広いカバレッジを確保する必要があるため、低周波数帯で高い送信電力密度をサポートする必要がある。一方で、ローカルエリアＣ２では、近距離通信による高速無線サービスが求められており、この高速無線サービスを実現するために高周波数帯で高いデータレートをサポートする必要がある。したがって、図１Ｂに示すように、ワイドエリアＣ１には低周波数帯を割り当て、ローカルエリアＣ２には高周波数帯を割り当てることが望ましい。
【００１４】
そこで、本発明者らは、各セルに対する最適な要求条件を満たしつつ、セルの違いを意識させないような通信システム設計をするために、本発明に至った。すなわち、本発明の骨子は、ワイドエリアＣ１に最適な無線通信方式で使用されるワイドエリア制御情報を、ローカルエリアＣ２に最適な無線通信方式に利用することで、移動端末装置にセルの違いを意識させないようにワイドエリアＣ１にローカルエリアＣ２を組込むことである。
【００１５】
以下、ワイドエリアＣ１及びローカルエリアＣ２のそれぞれで使用されるワイドエリア用の無線通信方式及びローカルエリア用の無線通信方式について説明する。なお、本実施の形態に係る無線通信システムは、ＬＴＥ−Ａの後継（Rel.11以降）をサポートしてもよいし、ＦＲＡ（Future  Radio  Access）をサポートしてもよい。また、無線通信方式とは、無線インタフェースと呼ばれてもよいし、無線インタフェース方式と呼ばれてもよい。ワイドエリアＣ１は、マクロセルやセクタ等であってもよい。ローカルエリアＣ２は、ピコセル、ナノセル、フェムトセル、マイクロセル等であってもよく、屋内だけでなく屋外に設けられてもよい。
【００１６】
上記したように、ワイドエリアＣ１では広いカバレッジの確保が優先され、ローカルエリアＣ２では高いデータレートが優先されている。このように、ワイドエリア用の無線通信方式とローカルエリア用の無線通信方式とでは、無線パラメータの要求条件が異なっている。以下、図２を参照して、ワイドエリア用及びローカルエリア用の無線パラメータの一例について説明する。なお、ワイドエリア用及びローカルエリア用の無線通信方式は、ＯＦＤＭ方式の無線リソース構成をサポートするものとして説明する。
【００１７】
図２に示すように、ワイドエリア用の無線通信方式では、１リソースブロック単位で無線リソースが割り当てられる。１リソースブロックは、周波数方向に連続する１２サブキャリア（狭帯域信号）と、時間軸方向に連続する１４シンボルとで構成される。ローカルエリア用の無線通信方式でも、ワイドエリア用の無線通信方式と同様に１リソースブロック単位で無線リソースが割り当てられる。このリソースブロックのサイズは、無線パラメータによって決定される。
【００１８】
ここでは、無線パラメータとして、送信時間間隔（TTI:  Transmission  Time  Interval）長、折り返し遅延時間（RTD:  Round  Trip  Delay）、サイクリックプレフィクス（CP:  Cyclic  Prefix）長、サブキャリア間隔、リソースブロック幅について説明する。なお、無線パラメータは、これらに限定されるものではない。なお、送信時間間隔は、送信データの割り当て単位の時間長を示し、リソースブロック幅は送信データの割り当て単位の帯域幅を示す。
【００１９】
ワイドエリアＣ１では、カバレッジ確保が優先されるため、ＴＴＩ長及びＲＴＤが長めに設定されている。これに対し、ローカルエリアＣ２では、高いデータレートの確保のために、カバレッジよりも低遅延化が優先されてワイドエリアＣ１よりもＴＴＩ長及びＲＴＤが短く設定されている。また、ワイドエリアＣ１はセル半径が大きいため、比較的大きな遅延波を考慮してＣＰ長が長めに設定されている。これに対し、ローカルエリアＣ２はセル半径が小さいため、比較的大きな遅延波を考慮する必要がなく、ワイドエリアＣ１よりもＣＰ長が短く設定されている。
【００２０】
また、ワイドエリアＣ１にはドップラシフトの影響が小さい低周波数帯が割り当てられるため、サブキャリア間隔は小さく設定されている。これに対し、ローカルエリアＣ２にはドップラシフトの影響が大きな高周波数帯が割り当てられるため、ワイドエリアＣ１よりもサブキャリア間隔は大きく設定されている。また、ワイドエリアＣ１は、環境の変化が大きく周波数選択性が変動するため、リソースブロック幅が小さく設定されている。これに対し、ローカルエリアＣ２は、環境の変化が小さく周波数選択性がフラットになるため、リソースブロック幅が大きく設定されている。
【００２１】
このように、ワイドエリア用の無縁通信方式及びローカルエリア用の無線通信方式では、それぞれに適した無線パラメータが設定されている。このため、カバレッジ優先のワイドエリアＣ１のリソースブロックは、周波数方向に小さく、時間軸方向に長く設定される。低遅延化優先のローカルエリアＣ２のリソースブロックは、周波数方向に大きく、時間軸方向に短く設定される。
【００２２】
なお、上記した無線パラメータの要求条件を全て満たす構成に限定されない。すなわち、ＴＴＩ長、ＲＴＤ、ＣＰ長、サブキャリア間隔、リソースブロック幅のうち、少なくともいずれかの要求条件を満たせばよい。例えば、ワイドエリアＣ１よりもローカルエリアＣ２のリソースブロック幅が大きい場合に、ワイドエリアＣ１よりもローカルエリアＣ２のＴＴＩ長が長く設定されてもよい。
【００２３】
次に、図３を参照して、ワイドエリア同期信号及びローカルエリア同期信号について説明する。なお、「同期信号」という名称は、移動端末装置が接続可能な周辺基地局を検出するセルサーチに用いる信号という意味で用いており、ワイドエリアとローカルエリアで異なる名称の信号が規定されてもよい（例えば、検出信号(Discovery  Signal)、標識信号(Beacon  Signal)など）．本実施の形態に係る無線通信システムでは、ワイドエリアで移動端末装置の通信が確立した後に、移動端末装置がローカルエリアで通信可能となっている。
【００２４】
図３に示すように、移動端末装置はワイドエリア基地局装置との通信を最初に確立するため、ワイドエリア用の無線通信方式ではセルサーチ時間が短く設定されている。そこで、ワイドエリア同期信号は、送信間隔が短く設定されている。このように、ワイドエリアＣ１では送信頻度の高いワイドエリア同期信号によって、セルサーチ時間を短くして高速なセルサーチを可能にしている。
【００２５】
これに対して、ローカルエリアＣ２では、移動端末装置とワイドエリア基地局装置との通信が確立された状態でセルサーチが行われる。このため、ローカルエリア用の無線通信方式では、高速なセルサーチを行う必要がない。そこで、ローカルエリア同期信号は、ワイドエリア同期信号よりも送信間隔が長く設定されている。これにより、ローカルエリア基地局側のネットワークデバイスは、この送信間隔の間はアンプを停止させて省消費電力化を図ることができる。また、移動端末装置はセルサーチの回数を減らしてバッテリの省消費電力化を図ることができる。
【００２６】
また、ワイドエリア同期信号は、送信頻度が高く設定されているため、１度で確実に同期をとる必要がない。よって、ワイドエリア同期信号は、オーバヘッド低減のために無線リソース量が最小限に設定されている。一方、ローカルエリア同期信号は、送信頻度が低く設定されているため、１度で確実に同期をとる必要がある。よって、ローカルエリア同期信号は、ワイドエリア同期信号よりも、時間及び／または周波数領域で比較的大きな無線リソースに割り当てられる。
【００２７】
また、ローカルエリア同期信号は、ワイドエリア基地局装置からのワイドエリア制御情報によって送信間隔が設定される。例えば、ワイドエリア制御情報としてローカルエリア同期信号の無線リソース情報がワイドエリア基地局装置から通知される。ローカルエリア基地局装置は、この無線リソース情報に含まれる送信間隔とワイドエリア基地局装置との同期タイミングとに基づいて、ローカルエリア同期信号の送信間隔が可変される。
【００２８】
これにより、ローカルエリアＣ２のセルサーチ時間は、ワイドエリア基地局装置からのローカルエリア同期信号の無線リソース情報によって制限できる。なお、ローカルエリア同期信号の無線リソース情報は、ローカルエリア同期信号の周波数位置や符号（コード）等でもよく、周波数位置や符号の通知によって省消費電力化を図る構成としてもよい。
【００２９】
次に、図４を参照して、ワイドエリア用及びローカルエリア用の参照信号とスクランブル符号について説明する。
【００３０】
図４に示すように、ワイドエリア用の参照信号は、ワイドエリア固有の識別情報であるセルＩＤに基づいて生成される。ワイドエリア用のスクランブル符号は、ワイドエリアＣ１のセルＩＤに加えてユーザ固有の識別情報であるユーザＩＤに基づいて生成される。ワイドエリア用のデータ信号は、ワイドエリアＣ１のセルＩＤ及びユーザＩＤによってスクランブルされる。このように、ワイドエリアＣ１では、参照信号とデータ信号とでランダム化の方法が異なっている。また、ワイドエリアＣ１では、セルＩＤを用いてランダム化するため、隣接エリアで異なるセルＩＤとなるようなセルプランニングが必要である。
【００３１】
これに対して、ローカルエリア用の参照信号及びスクランブル符号は、ワイドエリア制御情報として通知されるユーザＩＤに基づいて生成される。ローカルエリア用のデータ信号は、ローカルエリアＣ２のユーザＩＤによってスクランブルされる。このように、ローカルエリアＣ２では、参照信号とデータ信号とでランダム化の方法が一致している。また、ローカルエリアＣ２では、ワイドエリアＣ１から通知されたユーザＩＤを用いてランダム化するため、隣接エリアで異なるセルＩＤとなるようなセルプランニングが不要である。
【００３２】
このように、ローカルエリアＣ２にはエリア固有のセルＩＤを割り当てる必要がないため、セルの違いを意識させないようにワイドエリアＣ１内にローカルエリアＣ２を容易に組み込むことが可能となる。なお、ローカルエリア用の参照信号及びデータ信号は、ユーザＩＤ及びワイドエリアＣ１のセルＩＤの両方を用いてランダム化されてもよい。ワイドエリアＣ１のセルＩＤは、ワイドエリア同期信号に含まれている。また、ローカルエリア基地局装置は、ワイドエリア基地局装置からワイドエリア制御情報を直に受信してもよいし、移動端末装置を介してワイドエリア制御情報を受信してもよい。
【００３３】
次に、図５を参照して、ワイドエリア用及びローカルエリア用の上りフィードバック制御信号について説明する。なお、ここではワイドエリア用の上りフィードバック制御信号としてＬＴＥで規定されたＰＵＣＣＨ（Physical  Uplink  Control  Channel）信号を例示するが、これに限定されるものではない。
【００３４】
図５Ａに示すように、ワイドエリア用の上りフィードバック制御信号は、カバレッジの確保を優先してＰＡＰＲ（Peak-Average  Power  Ratio）の小さなシングルキャリア伝送で送信される。また、ワイドエリア用の上りフィードバック制御信号は、多くのユーザを多重するために１ユーザ当たりのオーバヘッドが低減されて狭帯域信号に設計されている。この狭帯域信号は、システム帯域の両端の無線リソースに割り当てられ、周波数ダイバーシチが得られるように前後のタイムスロットで周波数ホッピングされている。このように、ワイドエリア用の上りフィードバック制御信号は信号系列長が短いため、セルプランニングによってランダム化を高める必要がある。
【００３５】
これに対して、ローカルエリア用の上りフィードバック制御信号は、カバレッジが狭くユーザ多重数も少ないため、ワイドエリア用の上りフィードバック制御信号よりもオーバヘッドを大きくして広帯域信号または短い送信時間長に設計されている。このように、ローカルエリア用の上りフィードバック制御信号は信号系列長が長いため、セルプランニングをすることなく隣接セル間で十分なランダム化を図ることができる。
【００３６】
この場合、図５Ｂに示すように、広帯域なローカルエリア用のフィードバック制御信号をシステム帯域の両端に割り当て、前後のタイムスロットで周波数ホッピングさせてもよい。これにより、シングルキャリア伝送で十分な周波数ダイバーシチ利得を得ることができる。また、図５Ｃに示すように、広帯域なローカルエリア用のフィードバック制御信号をシステム帯域の両端に割り当ててマルチキャリア伝送してもよい。これにより、より広帯域に上りフィードバック制御信号を割り当てることができる。さらに、図５Ｄに示すように、広帯域なローカルエリア用のフィードバック制御信号を多数の狭帯域信号に分けてマルチキャリア伝送してもよい。これにより、より十分な周波数ダイバーシチ利得を得ることができる。
【００３７】
以下、本実施の形態に係る無線通信システムについて詳細に説明する。図６は、本実施の形態に係る無線通信システムのシステム構成の説明図である。なお、図６に示す無線通信システムは、例えば、ＬＴＥシステム或いは、その後継システムが包含されるシステムである。また、この無線通信システムは、ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄと呼ばれても良いし、４Ｇ、ＦＲＡと呼ばれても良い。
【００３８】
図６に示すように、無線通信システム１は、ワイドエリアＣ１をカバーするワイドエリア基地局装置２０と、ワイドエリアＣ１内に設けた複数のローカルエリアＣ２をカバーするローカルエリア基地局装置３０Ａ、３０Ｂとを備えている。また、ワイドエリアＣ１及び複数のローカルエリアＣ２には、多数の移動端末装置１０が配置されている。移動端末装置１０は、ワイドエリア用及びローカルエリア用の無線通信方式に対応しており、ワイドエリア基地局装置２０及びローカルエリア基地局装置３０Ａ、３０Ｂと通信可能に構成されている。
【００３９】
移動端末装置１０とワイドエリア基地局装置２０との間は、ワイドエリア用周波数（低周波数帯）を用いて通信される。移動端末装置１０とローカルエリア基地局装置３０Ａ、３０Ｂとの間は、ローカルエリア用周波数（高周波数帯）を用いて通信される。ワイドエリア基地局装置２０とローカルエリア基地局装置３０Ａとの間は、ワイドエリア用周波数を用いて通信される。ワイドエリア基地局装置２０とローカルエリア基地局装置３０Ｂとの間は、有線伝送路を介して通信される。
【００４０】
また、ワイドエリア基地局装置２０及びローカルエリア基地局装置３０Ａ、３０Ｂは、それぞれ図示しない上位局装置に接続され、上位局装置を介してコアネットワーク５０に接続される。なお、各移動端末装置１０は、ＬＴＥ端末及びＬＴＥ−Ａ端末を含むが、以下においては、特段の断りがない限り移動端末装置として説明を進める。また、説明の便宜上、ワイドエリア基地局装置２０及びローカルエリア基地局装置３０Ａ、３０Ｂと無線通信するのは移動端末装置であるものとして説明するが、より一般的には移動端末装置も固定端末装置も含むユーザ装置（UE：User  Equipment）でよい。
【００４１】
図７を参照して、移動端末装置１０の全体構成について説明する。移動端末装置１０は、送信系の処理部として、フォーマット選択部１０１、上りフィードバック制御信号生成部１０２、上りデータ信号・参照信号生成部１０３、上り信号多重部１０４、ベースバンド送信デジタル信号処理部１０５、１０６、送信ＲＦ回路１０７、１０８を備えている。
【００４２】
フォーマット選択部１０１は、ワイドエリア用の送信フォーマットとローカルエリア用の送信フォーマットを選択する。上りフィードバック制御信号生成部１０２は、下りリンクの無線品質や応答信号等を含む上りフィードバック制御信号を生成する。なお、上りフィードバック制御信号は、ローカルエリア基地局装置３０Ａ、３０Ｂ向けのユーザＩＤを含んでもよい。
【００４３】
上りデータ信号・参照信号生成部１０３は、上りデータ信号及び参照信号を生成する。ワイドエリア用の送信フォーマットの場合、上りデータ信号・参照信号生成部１０３は、ワイドエリア基地局装置２０から通知されたセルＩＤに基づいて参照信号を生成する。またワイドエリア用の送信フォーマットの場合、上りデータ信号・参照信号生成部１０３は、ワイドエリア基地局装置２０から通知されたセルＩＤ及びユーザＩＤに基づいてスクランブル符号を生成し、上りデータ信号をスクランブルする。
【００４４】
ローカルエリア用の送信フォーマットの場合、上りデータ信号・参照信号生成部１０３は、ワイドエリア基地局装置２０から通知されたユーザＩＤに基づいて参照信号を生成する。またローカルエリア用の送信フォーマットの場合、上りデータ信号・参照信号生成部１０３は、ワイドエリア基地局装置２０から通知されたユーザＩＤに基づいてスクランブル符号を生成し、上りデータ信号をスクランブルする。このように、参照信号及びスクランブル符号の生成にワイドエリア基地局装置２０からのユーザＩＤを用いることでローカルエリア基地局装置３０のセルＩＤを不要としている。
【００４５】
なお、ローカルエリア用の送信フォーマットの場合には、上りデータ信号・参照信号生成部１０３は、ワイドエリアＣ１のセルＩＤ及びユーザＩＤの両方によって参照信号及びスクランブル符号を生成してもよい。
【００４６】
上り信号多重部１０４は、上りフィードバック制御信号と、上り送信データと、参照信号とを多重する。ワイドエリア用の送信フォーマットの場合には、上りフィードバック制御信号は、オーバヘッド低減のために狭帯域の無線リソースに割り当てられる。ローカルエリア用の送信フォーマットの場合には、上りフィードバック制御信号は、干渉対策を重視して比較的広帯域または短い送信時間長の無線リソースに割り当てられる。この場合、上りフィードバック制御信号は、図５Ｂ−Ｃに示す割り当てパターンで割り当てられてもよい。
【００４７】
ワイドエリア基地局装置２０に対する上り信号は、ベースバンド送信デジタル信号処理部１０５に入力され、デジタル信号処理が施される。例えば、ＯＦＤＭ方式の上り信号の場合には、逆高速フーリエ変換（IFFT:  Inverse  Fast  Fourier  Transform）により周波数領域の信号から時系列の信号に変換され、サイクリックプレフィックスが挿入される。そして、上り信号は、送信ＲＦ回路１０７を通り、送信系と受信系との間に設けたデュプレクサ１０９を介してワイドエリア用の送受信アンテナ１１０から送信される。ワイドエリア用の送受信系では、デュプレクサ１０９によって同時送受信が可能となっている。
【００４８】
ローカルエリア基地局装置３０Ａ、３０Ｂに対する上り信号は、ベースバンド送信デジタル信号処理部１０６に入力され、デジタル信号処理が施される。例えば、ＯＦＤＭ方式の上り信号の場合には、逆高速フーリエ変換（IFFT:  Inverse  Fast  Fourier  Transform）により周波数領域の信号から時系列の信号に変換され、サイクリックプレフィックスが挿入される。そして、上り信号は、送信ＲＦ回路１０８を通り、送信系と受信系との間に設けた切替スイッチ１１１を介してワイドエリア用の送受信アンテナ１１２から送信される。ローカルエリア用の送受信系では、切替スイッチ１１１によって送受信が切替られている。
【００４９】
なお、本実施の形態では、ワイドエリア用の送受信系にデュプレクサ１０９を設け、ローカルエリア用の送受信系に切替スイッチ１１１を設ける構成としたが、この構成に限定されない。ワイドエリア用の送受信系に切替スイッチ１１１を設けてもよいし、ローカルエリア用の送受信系にデュプレクサ１０９を設けてもよい。また、ワイドエリア用及びローカルエリア用の上り信号は、送受信アンテナ１１０、１１２から同時に送信されてもよいし、送受信アンテナ１１０、１１２を切り替えて別々に送信されてもよい。
【００５０】
また、移動端末装置１０は、受信系の処理部として、受信ＲＦ回路１１３、１１４、ベースバンド受信デジタル信号処理部１１５、１１６、ワイドエリア同期信号検出部１１７、ワイドエリア制御情報受信部１１８、ローカルエリア同期信号検出部１１９、送受信タイミング制御部１２０、１２１、下りデータ信号復調・復号部１２２、１２３を備えている。
【００５１】
ワイドエリア基地局装置２０からの下り信号は、ワイドエリア用の送受信アンテナ１１０で受信される。この下り信号は、デュプレクサ１０９及び受信ＲＦ回路１１３を介してベースバンド受信デジタル信号処理部１１５に入力され、デジタル信号処理が施される。例えば、ＯＦＤＭ方式の下り信号の場合には、サイクリックプレフィックスが除去され、高速フーリエ変換（FFT:  Fast  Fourier  Transform）により時間系列の信号から周波数領域の信号に変換される。
【００５２】
ワイドエリア同期信号検出部１１７は、ワイドエリア用の下り信号からワイドエリア同期信号を検出し、ワイドエリア同期信号に含まれるセルＩＤを取得する。セルＩＤは、下りデータ信号復調・復号部１２２、１２３及び上りデータ信号・参照信号生成部１０３に入力される。送受信タイミング制御部１２０は、ワイドエリア同期信号検出部１１７によるワイドエリア同期信号の検出結果に基づいて、ベースバンド送信デジタル信号処理部１０５及びベースバンド受信デジタル信号処理部１１５の送受信タイミングを制御する。また、送受信タイミング制御部１２０は、ワイドエリア基地局装置２０との受信タイミング情報をローカルエリア同期信号検出部１１９に出力する。
【００５３】
ワイドエリア制御情報受信部１１８は、ワイドエリア用の下り信号からワイドエリア制御情報を受信する。ワイドエリア制御情報には、ユーザＩＤ及びローカルエリア同期信号の無線リソース情報が含まれている。ワイドエリア制御情報受信部１１８は、ユーザＩＤを下りデータ信号復調・復号部１２２、１２３及び上りデータ信号・参照信号生成部１０３に出力する。また、ワイドエリア制御情報受信部１１８は、ローカルエリア同期信号の無線リソース情報をローカルエリア同期信号検出部１１９に出力する。ローカルエリア同期信号の無線リソース情報には、例えば、ローカルエリア同期信号の送信間隔、周波数位置、符号（コード）等が含まれる。なお、ワイドエリア制御情報は、例えば、報知情報やＲＲＣシグナリングによって受信される。
【００５４】
ワイドエリア用の下りデータ信号は、下りデータ信号復調・復号部１２２に入力される。下りデータ信号復調・復号部１２２には、ワイドエリア同期信号検出部１１７からワイドエリアＣ１のセルＩＤが入力され、ワイドエリア制御情報受信部１１８からユーザＩＤが入力される。下りデータ信号復調・復号部１２２は、セルＩＤとユーザＩＤとに基づいてワイドエリア用の下りデータ信号を復号（デスクランブル）及び復調する。
【００５５】
ローカルエリア基地局装置３０Ａ、３０Ｂからの下り信号は、ローカルエリア用の送受信アンテナ１１２で受信される。この下り信号は、切替スイッチ１１１及び受信ＲＦ回路１１４を介してベースバンド受信デジタル信号処理部１１６に入力され、デジタル信号処理が施される。例えば、ＯＦＤＭ方式の下り信号の場合には、サイクリックプレフィックスが除去され、高速フーリエ変換（FFT:  Fast  Fourier  Transform）により時間系列の信号から周波数領域の信号に変換される。
【００５６】
ローカルエリア同期信号検出部１１９には、ワイドエリア制御情報受信部１１８からローカルエリア同期信号の無線リソース情報が入力され、送受信タイミング制御部１２０からワイドエリア基地局装置２０との受信タイミング情報が入力される。ローカルエリア同期信号検出部１１９は、ローカルエリア同期信号の無線リソース情報と受信タイミング情報とに基づいて、ローカルエリア用の下り信号からローカルエリア同期信号を検出する。
【００５７】
例えば、ローカルエリア同期信号検出部１１９には、ローカルエリア同期信号の無線リソース情報として、ローカルエリア同期信号の送信間隔が入力される。ローカルエリア同期信号の送信間隔は、ワイドエリア同期信号と比較して大きく設定されている。この構成により、ワイドエリア基地局装置２０との受信タイミングを基準としてローカルエリア同期信号の検出間隔が広く設けられる（図３参照）。よって、移動端末装置１０のセルサーチの回数が減少してバッテリの省消費電量化を図ることが可能となっている。なお、無線リソース情報は、ローカルエリア同期信号の周波数位置や符号（コード）等でもよい。
【００５８】
ローカルエリア同期信号検出部１１９によって、ローカルエリア同期信号が検出されると、ローカルエリア基地局装置３０に対してユーザＩＤがフィードバックされる。この場合、上りフィードバック制御信号生成部１０２で生成される上りフィードバック制御信号によってユーザＩＤがフィードバックされてもよい。また、上りフィードバック制御信号は、ワイドエリア制御情報に符号が含まれる場合には、この符号によってスクランブルされてもよい。
【００５９】
送受信タイミング制御部１２１は、ローカルエリア同期信号検出部１１９によるローカルエリア同期信号の検出結果に基づいて、ベースバンド送信デジタル信号処理部１０６及びベースバンド受信デジタル信号処理部１１６の送受信タイミングを制御する。
【００６０】
ローカルエリア用の下りデータ信号は、下りデータ信号復調・復号部１２３に入力される。下りデータ信号復調・復号部１２３には、ワイドエリア制御情報受信部１１８からユーザＩＤが入力される。下りデータ信号復調・復号部１２３は、ユーザＩＤに基づいてローカルエリア用の下りデータ信号を復号（デスクランブル）及び復調する。なお、下りデータ信号復調・復号部１２３は、セルＩＤ及びユーザＩＤに基づいて下りデータ信号を復号（デスクランブル）及び復調してもよい。また、ワイドエリア用及びローカルエリア用の下り信号は、送受信アンテナ１１０、１１２から同時に受信されてもよいし、送受信アンテナ１１０、１１２を切り替えて別々に受信されてもよい。
【００６１】
図８を参照して、ワイドエリア基地局装置２０の全体構成について説明する。ワイドエリア基地局装置２０は、送信系の処理部として、ワイドエリア同期信号生成部２０１、ワイドエリア制御情報生成部２０２、下りデータ信号・参照信号生成部２０３、下り信号多重部２０４、ベースバンド送信デジタル信号処理部２０５、送信ＲＦ回路２０６を備えている。また、ワイドエリア基地局装置２０は、制御情報の割当制御部として、セルＩＤ割当制御部２０７、ユーザＩＤ割当制御部２０８、ローカルエリア同期信号用無線リソース割当制御部２０９とを備えている。
【００６２】
ワイドエリア同期信号生成部２０１は、セルＩＤ割当制御部２０７から入力されたセルＩＤを含めてワイドエリア同期信号を生成する。ワイドエリア制御情報生成部２０２は、ユーザＩＤ割当制御部２０８から入力されたユーザＩＤとローカルエリア同期信号用無線リソース割当制御部２０９から入力されたローカルエリア同期信号の無線リソース情報とを含めてワイドエリア制御情報を生成する。なお、ワイドエリア制御情報生成部２０２は、ワイドエリアＣ１のセルＩＤ、ユーザＩＤ、ローカルエリア同期信号の無線リソース情報を含めてワイドエリア制御情報を生成してもよい。
【００６３】
下りデータ信号・参照信号生成部２０３は、セルＩＤ割当制御部２０７から入力されたセルＩＤに基づいて参照信号を生成する。また、下りデータ信号・参照信号生成部２０３は、セルＩＤ割当制御部２０７から入力されたセルＩＤ及びユーザＩＤ割当制御部２０８から入力されたユーザＩＤに基づいてスクランブル符号を生成し、下りデータ信号をスクランブルする。下り信号多重部２０４は、ワイドエリア同期信号と、ワイドエリア制御情報と、下りデータ信号と、参照信号とを多重する。
【００６４】
移動端末装置１０に対する下り信号は、ベースバンド送信デジタル信号処理部２０５に入力され、デジタル信号処理が施される。例えば、ＯＦＤＭ方式の下り信号の場合には、逆高速フーリエ変換（IFFT:  Inverse  Fast  Fourier  Transform）により周波数領域の信号から時系列の信号に変換され、サイクリックプレフィックスが挿入される。そして、下り信号は、送信ＲＦ回路２０６を通り、送信系と受信系との間に設けたデュプレクサ２１０を介して送受信アンテナ２１１から送信される。
【００６５】
また、ワイドエリア基地局装置２０は、受信系の処理部として、受信ＲＦ回路２１２、ベースバンド受信デジタル信号処理部２１３、上りデータ信号復調・復号部２１４、上りフィードバック制御信号受信部２１５を備えている。
【００６６】
移動端末装置１０からの上り信号は、送受信アンテナ２１１で受信され、デュプレクサ２１０及び受信ＲＦ回路２１２を介してベースバンド受信デジタル信号処理部２１３に入力される。ベースバンド受信デジタル信号処理部２１３では上り信号にデジタル信号処理が施される。例えば、ＯＦＤＭ方式の上り信号の場合には、サイクリックプレフィックスが除去され、高速フーリエ変換（FFT:  Fast  Fourier  Transform）により時間系列の信号から周波数領域の信号に変換される。
【００６７】
上りデータ信号は、上りデータ信号復調・復号部２１４に入力される。上りデータ信号復調・復号部２１４には、セルＩＤ割当制御部２０７からセルＩＤが入力され、ユーザＩＤ割当制御部２０８からユーザＩＤが入力される。上りデータ信号復調・復号部２１４は、セルＩＤとユーザＩＤとに基づいて上りデータ信号を復号（デスクランブル）及び復調する。上りフィードバック制御信号は、上りフィードバック制御信号受信部２１５に入力される。上りフィードバック制御信号受信部２１５は、例えば、図５Ａに示すようにシステム帯域の両端の狭帯域の無線リソースに割り当てられた上りフィードバック制御信号を受信する。
【００６８】
図９を参照して、ローカルエリア基地局装置３０Ａの全体構成について説明する。なお、ローカルエリア基地局装置３０Ａには、移動端末装置１０から予めユーザＩＤが通知されているものとする。ローカルエリア基地局装置３０Ａは、送信系の処理部として、ローカルエリア同期信号生成部３０１Ａ、下りデータ信号・参照信号生成部３０２Ａ、下り信号多重部３０３Ａ、ワイドエリア用送信信号生成部３０４Ａ、ベースバンド送信デジタル信号処理部３０５Ａ、３０６Ａ、送信ＲＦ回路３０７Ａ、３０８Ａを備えている。
【００６９】
ローカルエリア同期信号生成部３０１Ａは、ワイドエリア基地局装置２０から通知されたローカルエリア同期信号の無線リソース情報とワイドエリア基地局装置２０との受信タイミング情報とに基づいてローカルエリア同期信号を生成する。例えば、ローカルエリア同期信号生成部３０１Ａには、ローカルエリア同期信号の無線リソース情報として、ローカルエリア同期信号の送信間隔が入力される。この送信間隔は、ワイドエリア同期信号と比較して大きく設定されている。
【００７０】
ローカルエリア同期信号生成部３０１Ａは、ワイドエリア基地局装置２０との受信タイミング情報を基準として、比較的広い送信間隔を設定するようにしてローカルエリア同期信号を生成する。この構成により、ローカルエリア同期信号の送信頻度を少なくし、ネットワークデバイスのアンプの停止時間を長くして省消費電力化を図ることが可能となっている。なお、ローカルエリア同期信号の無線リソース情報は、ローカルエリア同期信号の周波数位置や符号（コード）等でもよい。
【００７１】
下りデータ信号・参照信号生成部３０２Ａは、移動端末装置１０から予め通知されたユーザＩＤに基づいて参照信号を生成する。また、下りデータ信号・参照信号生成部３０２Ａは、移動端末装置１０から予め通知されたユーザＩＤに基づいてスクランブル符号を生成し、下りデータ信号をスクランブルする。このように、参照信号の生成及び下りデータ信号のスクランブルにユーザＩＤを用いることでローカルエリアＣ２のセルＩＤを不要としている。なお、下りデータ信号・参照信号生成部３０２Ａは、ワイドエリアＣ１のセルＩＤ及びユーザＩＤの両方によって参照信号及びスクランブル符号を生成してもよい。
【００７２】
下り信号多重部３０３Ａは、下り送信データと、参照信号と、ローカルエリア同期信号とを多重する。ワイドエリア用送信信号生成部３０４Ａは、ワイドエリア基地局装置２０に対する送信信号を生成する。このワイドエリア用の送信信号には、ローカルエリア基地局装置３０Ａとワイドエリア基地局装置２０との間の制御信号が含まれる。
【００７３】
移動端末装置１０に対する下り信号は、ベースバンド送信デジタル信号処理部３０５Ａに入力され、デジタル信号処理が施される。例えば、ＯＦＤＭ方式の下り信号の場合には、逆高速フーリエ変換（IFFT:  Inverse  Fast  Fourier  Transform）により周波数領域の信号から時系列の信号に変換され、サイクリックプレフィックスが挿入される。そして、下り信号は、送信ＲＦ回路３０７Ａを通り、送信系と受信系との間に設けた切替スイッチ３０９Ａを介して送受信アンテナ３１０Ａから送信される。
【００７４】
ワイドエリア基地局装置２０に対する送信信号は、ベースバンド送信デジタル信号処理部３０６Ａに入力され、デジタル信号処理が施される。例えば、ＯＦＤＭ方式の送信信号の場合には、逆高速フーリエ変換（IFFT:  Inverse  Fast  Fourier  Transform）により周波数領域の信号から時系列の信号に変換され、サイクリックプレフィックスが挿入される。そして、送信信号は、送信ＲＦ回路３０８Ａを通り、送信系と受信系との間に設けたデュプレクサ３１１Ａを介して送受信アンテナ３１２Ａから送信される。
【００７５】
なお、本実施の形態では、ワイドエリア用の送受信系にデュプレクサ３１１Ａを設け、ローカルエリア用の送受信系に切替スイッチ３０９Ａを設ける構成としたが、この構成に限定されない。ワイドエリア用の送受信系に切替スイッチ３０９Ａを設けてもよいし、ローカルエリア用の送受信系にデュプレクサ３１１Ａを設けてもよい。
【００７６】
ローカルエリア基地局装置３０Ａは、受信系の処理部として、受信ＲＦ回路３１３Ａ、３１４Ａ、ベースバンド受信デジタル信号処理部３１５Ａ、３１６Ａ、ワイドエリア同期信号検出部３１７Ａ、送受信タイミング制御部３１８Ａ、３１９Ａ、ワイドエリア制御情報受信部３２０Ａ、上りデータ信号復調・復号部３２１Ａ、上りフィードバック制御信号受信部３２２Ａを備えている。
【００７７】
ワイドエリア基地局装置２０からの送信信号は、ワイドエリア用の送受信アンテナ３１２Ａで受信される。この送信信号は、デュプレクサ３１１Ａ及び受信ＲＦ回路３１４Ａを介してベースバンド受信デジタル信号処理部３１６Ａに入力され、デジタル信号処理が施される。例えば、ＯＦＤＭ方式の送信信号の場合には、サイクリックプレフィックスが除去され、高速フーリエ変換（FFT:  Fast  Fourier  Transform）により時間系列の信号から周波数領域の信号に変換される。
【００７８】
ワイドエリア同期信号検出部３１７Ａは、ワイドエリア基地局装置２０から送信されたワイドエリア同期信号を検出し、ワイドエリア同期信号に含まれるセルＩＤを取得する。セルＩＤは、上りデータ信号復調・復号部３２１Ａ及び下りデータ信号・参照信号生成部３０２Ａに入力される。ワイドエリア用の送受信タイミング制御部３１８Ａは、ワイドエリア同期信号検出部３１７Ａによるワイドエリア同期信号の検出結果に基づいて、ベースバンド送信デジタル信号処理部３０６Ａ及びベースバンド受信デジタル信号処理部３１６Ａの送受信タイミングを制御する。また、ワイドエリア用の送受信タイミング制御部３１８Ａは、ワイドエリア基地局装置２０との受信タイミング情報をローカルエリア同期信号生成部３０１Ａ及び送受信タイミング制御部３１９Ａに出力する。
【００７９】
ローカルエリア用の送受信タイミング制御部３１９Ａは、ワイドエリア基地局装置２０との受信タイミング情報に基づいて、ベースバンド送信デジタル信号処理部３０５Ａ及びベースバンド受信デジタル信号処理部３１５Ａの送受信タイミングを制御する。
【００８０】
ワイドエリア制御情報受信部３２０Ａは、ワイドエリア基地局装置２０からワイドエリア制御情報を受信する。ワイドエリア制御情報には、ローカルエリア同期信号の無線リソース情報が含まれている。ワイドエリア制御情報受信部３２０Ａは、ローカルエリア同期信号の無線リソース情報をローカルエリア同期信号生成部３０１Ａに出力する。ローカルエリア同期信号の無線リソース情報には、例えば、ローカルエリア同期信号の送信間隔、周波数位置、符号（コード）等が含まれる。なお、ワイドエリア制御情報は、例えば、報知情報やＲＲＣシグナリングによって受信される。
【００８１】
移動端末装置１０からの上り信号は、ローカルエリア用の送受信アンテナ３１０Ａで受信される。この上り信号は、切替スイッチ３０９Ａ及び受信ＲＦ回路３１３Ａを介してベースバンド受信デジタル信号処理部３１５Ａに入力され、デジタル信号処理が施される。例えば、ＯＦＤＭ方式の上り信号の場合には、サイクリックプレフィックスが除去され、高速フーリエ変換（FFT:  Fast  Fourier  Transform）により時間系列の信号から周波数領域の信号に変換される。
【００８２】
ローカルエリア用の上りデータ信号は、上りデータ信号復調・復号部３２１Ａに入力される。上りデータ信号復調・復号部３２１Ａには、移動端末装置１０から予め通知されたユーザＩＤが入力される。上りデータ信号復調・復号部３２１Ａは、ユーザＩＤに基づいてローカルエリア用の上りデータ信号を復号（デスクランブル）及び復調する。なお、上りデータ信号の復調・復号にユーザＩＤと共にセルＩＤを用いてもよい。
【００８３】
ローカルエリア用の上りフィードバック制御信号は、上りフィードバック制御信号受信部３２２Ａに入力される。上りフィードバック制御信号受信部３２２Ａは、干渉対策を重視した比較的広帯域または短い送信時間長の無線リソースに割り当てられた上りフィードバック制御信号を受信する。この場合、上りフィードバック制御信号は、図５Ｂ−Ｃに示す割り当てパターンで割り当てられてもよい。
【００８４】
図１０を参照して、ローカルエリア基地局装置３０Ａとは別タイプのローカルエリア基地局装置３０Ｂの全体構成について説明する。ローカルエリア基地局装置３０Ｂは、ワイドエリア基地局装置２０と有線接続されている点において、ローカルエリア基地局装置３０Ａと相違する。なお、ローカルエリア基地局装置３０Ｂには、移動端末装置１０から予めユーザＩＤが通知されているものとする。ローカルエリア基地局装置３０Ｂは、送信系の処理部として、ローカルエリア同期信号生成部３０１Ｂ、下りデータ信号・参照信号生成部３０２Ｂ、下り信号多重部３０３Ｂ、ベースバンド送信デジタル信号処理部３０５Ｂ、送信ＲＦ回路３０７Ｂを備えている。
【００８５】
ローカルエリア同期信号生成部３０１Ｂは、ワイドエリア基地局装置２０から通知されたローカルエリア同期信号の無線リソース情報とワイドエリア基地局装置２０との受信タイミング情報とに基づいてローカルエリア同期信号を生成する。例えば、ローカルエリア同期信号生成部３０１Ｂには、ローカルエリア同期信号の無線リソース情報として、ローカルエリア同期信号の送信間隔が入力される。この送信間隔は、ワイドエリア同期信号と比較して大きく設定されている。
【００８６】
ローカルエリア同期信号生成部３０１Ｂは、ワイドエリア基地局装置２０との受信タイミング情報を基準として、比較的広い送信間隔を設定するようにしてローカルエリア同期信号を生成する。この構成により、ローカルエリア同期信号の送信頻度を少なくしてネットワークデバイスのアンプの停止時間を長くして省消費電力化を図ることが可能となっている。なお、ローカルエリア同期信号の無線リソース情報は、ローカルエリア同期信号の周波数位置や符号（コード）等でもよい。
【００８７】
下りデータ信号・参照信号生成部３０２Ｂは、移動端末装置１０から予め通知されたユーザＩＤに基づいて参照信号を生成する。また、下りデータ信号・参照信号生成部３０２Ｂは、移動端末装置１０から予め通知されたユーザＩＤに基づいてスクランブル符号を生成し、下りデータ信号をスクランブルする。このように、参照信号の生成及び下りデータ信号のスクランブルにユーザＩＤを用いることでローカルエリアＣ２のセルＩＤを不要としている。なお、下りデータ信号・参照信号生成部３０２Ｂは、ワイドエリアＣ１のセルＩＤ及びユーザＩＤの両方によって参照信号及びスクランブル符号を生成してもよい。下り信号多重部３０３Ｂは、下り送信データと、参照信号と、ローカルエリア同期信号とを多重する。
【００８８】
移動端末装置１０に対する下り信号は、ベースバンド送信デジタル信号処理部３０５Ｂに入力され、デジタル信号処理が施される。例えば、ＯＦＤＭ方式の下り信号の場合には、逆高速フーリエ変換（IFFT:  Inverse  Fast  Fourier  Transform）により周波数領域の信号から時系列の信号に変換され、サイクリックプレフィックスが挿入される。そして、下り信号は、送信ＲＦ回路３０７Ｂを通り、送信系と受信系との間に設けた切替スイッチ３０９Ｂを介して送受信アンテナ３１０Ｂから送信される。なお、切替スイッチ３０９Ｂの代わりにデュプレクサを設けてもよい。
【００８９】
ローカルエリア基地局装置３０Ｂは、受信系の処理部として、受信ＲＦ回路３１３Ｂ、ベースバンド受信デジタル信号処理部３１５Ｂ、送受信タイミング制御部３１８Ｂ、３１９Ｂ、ワイドエリア制御情報受信部３２０Ｂ、上りデータ信号復調・復号部３２１Ｂ、上りフィードバック制御信号受信部３２２Ｂを備えている。
【００９０】
ワイドエリア用の送受信タイミング制御部３１８Ｂは、有線伝送路を介してワイドエリア基地局装置２０からワイドエリア基地局装置２０との受信タイミング情報を受信する。また、ワイドエリア用の送受信タイミング制御部３１８Ｂは、ワイドエリア基地局装置２０との受信タイミング情報をローカルエリア同期信号生成部３０１Ｂ及び送受信タイミング制御部３１９Ｂに出力する。
【００９１】
ローカルエリア用の送受信タイミング制御部３１９Ｂは、ワイドエリア基地局装置２０との受信タイミング情報に基づいて、ベースバンド送信デジタル信号処理部３０５Ｂ及びベースバンド受信デジタル信号処理部３１５Ｂの送受信タイミングを制御する。
【００９２】
ワイドエリア制御情報受信部３２０Ｂは、有線伝送路を介してワイドエリア基地局装置２０からワイドエリア制御情報を受信する。ワイドエリア制御情報には、ローカルエリア同期信号の無線リソース情報とワイドエリアＣ１のセルＩＤが含まれている。ワイドエリア制御情報受信部３２０Ｂは、ローカルエリア同期信号の無線リソース情報をローカルエリア同期信号生成部３０１Ｂに出力する。ローカルエリア同期信号の無線リソース情報には、例えば、ローカルエリア同期信号の送信間隔、周波数位置、符号（コード）等が含まれる。なお、ワイドエリア制御情報は、例えば、報知情報やＲＲＣシグナリングによって受信される。
【００９３】
移動端末装置１０からの上り信号は、ローカルエリア用の送受信アンテナ３１０Ｂで受信され、切替スイッチ３０９Ｂ及び受信ＲＦ回路３１３Ｂを介してベースバンド受信デジタル信号処理部３１５Ｂに入力される。ベースバンド受信デジタル信号処理部３１５Ｂでは上り信号にデジタル信号処理が施される。例えば、ＯＦＤＭ方式の上り信号の場合には、サイクリックプレフィックスが除去され、高速フーリエ変換（FFT:  Fast  Fourier  Transform）により時間系列の信号から周波数領域の信号に変換される。
【００９４】
ローカルエリア用の上りデータ信号は、上りデータ信号復調・復号部３２１Ｂに入力される。上りデータ信号復調・復号部３２１Ｂには、移動端末装置１０から予め通知されたユーザＩＤが入力される。上りデータ信号復調・復号部３２１Ｂは、ユーザＩＤに基づいてローカルエリア用の上りデータ信号を復号（デスクランブル）及び復調する。なお、上りデータ信号の復調・復号にユーザＩＤと共にセルＩＤを用いてもよい。
【００９５】
ローカルエリア用の上りフィードバック制御信号は、上りフィードバック制御信号受信部３２２Ｂに入力される。上りフィードバック制御信号受信部３２２Ｂは、干渉対策を重視した比較的広帯域または短い送信時間長の無線リソースに割り当てられた上りフィードバック制御信号を受信する。この場合、上りフィードバック制御信号は、図５Ｂ−Ｃに示す割り当てパターンで割り当てられてもよい。
【００９６】
図１１を参照して、本実施の形態に係る無線通信システムの処理シーケンスの一例について説明する。ここでは、説明の便宜上、ローカルエリア基地局装置３０Ｂについては省略して説明する。
【００９７】
先ず、移動端末装置１０及びローカルエリア基地局装置３０Ａによりセルサーチが行われ、ワイドエリア基地局装置２０からのワイドエリア同期信号が検出される（ステップＳ０１）。これにより、ワイドエリア基地局装置２０と移動端末装置１０との間、ワイドエリア基地局装置２０とローカルエリア基地局装置３０Ａとの間でそれぞれ同期が確立される。ワイドエリア同期信号には、ワイドエリアＣ１のセルＩＤが含まれている。
【００９８】
次に、ワイドエリア基地局装置２０から移動端末装置１０及びローカルエリア基地局装置３０Ａに報知やＲＲＣシグナリングによってワイドエリア制御情報が送信される（ステップＳ０２）。移動端末装置１０には、ワイドエリア制御情報として、ユーザＩＤ及びローカルエリア同期信号の無線リソース情報が送信される。また、ローカルエリア基地局装置３０Ａには、ワイドエリア制御情報として、ローカルエリア同期信号の無線リソース情報が送信される。また、ローカルエリア同期信号の無線リソース情報には、ローカルエリア同期信号の送信間隔、周波数位置、符号（コード）等が含まれる。
【００９９】
そして、ワイドエリア基地局装置２０から移動端末装置１０に対して下りデータ信号、参照信号が送信される（ステップＳ０３）。下りデータ信号は、ワイドエリアＣ１のセルＩＤ及びユーザＩＤによってランダム化されて、参照信号は、ワイドエリアＣ１のセルＩＤによってランダム化されている。移動端末装置１０に受信された下りデータ信号及び参照信号は、ワイドエリア基地局装置２０から通知されたセルＩＤやユーザＩＤによって復調・復号化される。
【０１００】
一方で、移動端末装置１０からワイドエリア基地局装置２０に対して上りフィードバック制御信号、上りデータ信号、参照信号が送信される（ステップＳ０４）。上りデータ信号は、ワイドエリア基地局装置２０から通知されたワイドエリアＣ１のセルＩＤ及びユーザＩＤによってランダム化され、参照信号はワイドエリアＣ１のセルＩＤによってランダム化されている。ワイドエリア基地局装置２０に受信された上りデータ信号及び参照信号は、セルＩＤ及びユーザＩＤによって復調・復号化される。
【０１０１】
次に、移動端末装置１０がローカルエリアＣ２内に移動すると、移動端末装置１０によってセルサーチが行われ、ローカルエリア基地局装置３０Ａからのローカルエリア同期信号が検出される（ステップＳ０５）この場合、ローカルエリア同期信号は、ワイドエリア制御情報に含まれるローカルエリア同期信号の無線リソース情報に基づいて検出される。これにより、ローカルエリア基地局装置３０Ａと移動端末装置１０との間で同期が確立される。このローカルエリア同期信号の無線リソース情報には、セルサーチで費やす消費電力を低減するようなパラメータが設定されている。
【０１０２】
次に、移動端末装置１０からローカルエリア基地局装置３０ＡにユーザＩＤがフィードバックされる（ステップＳ０６）。ユーザＩＤは、上りフィードバック制御信号によって移動端末装置１０からローカルエリア基地局装置３０Ａに送信されてもよい。このように、ローカルエリア基地局装置３０Ａは、移動端末装置１０によるローカルエリア同期信号の検出直後に、移動端末装置１０からユーザＩＤを取得する。
【０１０３】
そして、ローカルエリア基地局装置３０Ａから移動端末装置１０に対して下りデータ信号、参照信号が送信される（ステップＳ０７）。下りデータ信号及び参照信号は、移動端末装置１０からフィードバックされたユーザＩＤによってランダム化されている。移動端末装置１０に受信された下りデータ信号及び参照信号は、ワイドエリア基地局装置２０から通知されたユーザＩＤによって復調・復号化される。なお、下りデータ信号及び参照信号のランダム化及び復調・復号化にユーザＩＤと共にセルＩＤが用いられてもよい。
【０１０４】
一方で、移動端末装置１０からローカルエリア基地局装置３０Ａに対して上りフィードバック制御信号、上りデータ信号、参照信号が送信される（ステップＳ０８）。上りデータ信号及び参照信号は、ワイドエリア基地局装置２０から通知されたユーザＩＤによってランダム化されている。ローカルエリア基地局装置３０Ａに受信された上りデータ信号及び参照信号は、移動端末装置１０からフィードバックされたユーザＩＤによって復調・復号化される。なお、上りデータ信号及び参照信号のランダム化及び復調・復号化にユーザＩＤと共にセルＩＤが用いられてもよい。
【０１０５】
以上のように、本実施の形態に係る無線通信システム１によれば、ワイドエリア用の無線通信方式で使用されるワイドエリア制御情報をローカルエリア用の無線通信方式に利用することで、要求条件の異なるワイドエリアＣ１にローカルエリアＣ２を容易に組み込むことができる。よって、ワイドエリアＣ１内に配置されたローカルエリアＣ２において、ローカルエリアＣ２に特化した高効率なローカルエリア無線アクセスを提供することが可能となる。
【０１０６】
本発明は上記実施の形態に限定されず、様々変更して実施することが可能である。例えば、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、上記説明におけるワイドエリア制御情報、上りフィードバック制御信号の割当リソース、処理部の数、処理手順については適宜変更して実施することが可能である。その他、本発明の範囲を逸脱しないで適宜変更して実施することが可能である。
【符号の説明】
【０１０７】
１  無線通信システム
１０  移動端末装置
２０  ワイドエリア基地局装置
３０Ａ、３０Ｂ  ローカルエリア基地局装置
１０１  フォーマット選択部
１０２  フィードバック制御信号生成部
１０３  データ信号・参照信号生成部
１１７  ワイドエリア同期信号検出部
１１８  ワイドエリア制御情報受信部
１１９  ローカルエリア同期信号検出部
１２２、１２３  データ信号復調・復号部
２０１  ワイドエリア同期信号生成部
２０２  ワイドエリア制御情報生成部
２０３  データ信号・参照信号生成部
２０７  セルＩＤ割当制御部
２０８  ユーザＩＤ割当制御部
２０９  ローカルエリア同期信号用無線リソース割当制御部
２１５  フィードバック制御信号受信部
３０１Ａ、３１０Ｂ  ローカルエリア同期信号生成部
３０２Ａ、３０２Ｂ  データ信号・参照信号生成部
３１７Ａ  ワイドエリア同期信号検出部
３１８Ａ、３１９Ａ、３１８Ｂ、３１９Ｂ  送受信タイミング制御部
３２０Ａ、３２０Ｂ  ワイドエリア制御情報受信部
３２１Ａ、３２１Ｂ  データ信号復調・復号部
３２２Ａ、３２２Ｂ  フィードバック制御信号受信部
Ｃ１  ワイドエリア
Ｃ２  ローカルエリア
【図１】
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【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】
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【図１１】
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