(57)【要約】  一実施形態に係る基地局（２００）は、無線端末（１００）との無線通信を行う。前記基地局は、特定の偏波で前記無線端末に参照信号を送信し、前記参照信号を用いて生成された偏波調整情報を前記無線端末から受信し、前記偏波調整情報を用いて、前記特定の偏波を基準にして偏波を調整し、前記調整された偏波で前記無線端末に情報信号を送信する。
2017188173.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線端末との無線通信を行う基地局であって、
特定の偏波で前記無線端末に参照信号を送信する送信部と、
前記参照信号を用いて生成された偏波調整情報を前記無線端末から受信する受信部と、
前記偏波調整情報を用いて、前記特定の偏波を基準にして偏波を調整する制御部と、を備え、
前記送信部は、前記調整された偏波で前記無線端末に情報信号を送信する
基地局。
【請求項２】
前記制御部は、前記無線通信のための通信リソースとして垂直偏波及び水平偏波のうち一方の偏波を前記無線端末に割り当て、
前記特定の偏波は、前記無線端末に割り当てられた前記一方の偏波である
請求項１に記載の基地局。
【請求項３】
前記制御部は、前記無線通信のための通信リソースとして偏波の回転速度を前記無線端末に割り当て、
前記送信部は、前記無線端末に割り当てられた回転速度で偏波を回転させながら前記無線端末に前記情報信号を送信する
請求項１に記載の基地局。
【請求項４】
基地局との無線通信を行う無線端末であって、
特定の偏波で送信された参照信号を基地局から受信する受信部と、
前記受信した参照信号の偏波と前記特定の偏波との間の差を算出することにより、前記基地局が偏波の調整に用いる偏波調整情報を生成する制御部と、
前記偏波調整情報を前記基地局に送信する送信部と、
を備える無線端末。
【請求項５】
少なくとも一対のアンテナからなる直交偏波アンテナを備え、
前記制御部は、前記直交偏波アンテナの各アンテナにおける前記参照信号の受信レベルに基づいて前記差を算出する
請求項４に記載の無線端末。
【請求項６】
前記無線端末には、前記無線通信のための通信リソースとして垂直偏波及び水平偏波のうち一方の偏波が前記基地局から割り当てられ、
前記特定の偏波は、前記無線端末に割り当てられた前記一方の偏波である
請求項４に記載の無線端末。
【請求項７】
前記無線端末には、前記無線通信のための通信リソースとして偏波の回転速度が前記基地局から割り当てられ、
前記受信部は、前記無線端末に割り当てられた回転速度で偏波を回転させながら送信された情報信号を前記基地局から受信する
請求項４に記載の無線端末。
【請求項８】
無線端末との無線通信を行う基地局であって、
特定の偏波で送信された参照信号を他の基地局から受信する受信部と、
前記受信した参照信号の偏波と前記特定の偏波との間の差を算出し、前記基地局と前記他の基地局との間で見通し内通信が可能か否かを前記差に基づいて判断する制御部と、
を備える基地局。
【請求項９】
前記見通し内通信が可能と判断されたことに応じて、前記基地局と前記他の基地局との間に無線バックホール接続を確立するための情報を前記他の基地局に送信する送信部を備える
請求項８に記載の基地局。
【請求項１０】
少なくとも一対のアンテナからなる直交偏波アンテナを備え、
前記制御部は、前記直交偏波アンテナの各アンテナにおける前記参照信号の受信レベルに基づいて前記差を算出する
請求項８に記載の基地局。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、無線通信システムにおいて用いられる基地局及び無線端末に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、第５世代（５Ｇ）と呼ばれる次世代無線通信システムの実現に向けた研究が盛んに行われている。５Ｇの要素技術としては、セルの小型化・高密度配置、及び高周波数帯を用いた広帯域化等が想定されている。【０００３】
一方、偏波の直交性を利用した多重通信技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の無線通信システムは、同一周波数帯において異なる偏波を利用して複数チャネルの通信を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１６２８４２号公報
【発明の概要】
【０００５】
一実施形態に係る基地局は、無線端末との無線通信を行う。前記基地局は、特定の偏波で前記無線端末に参照信号を送信する送信部と、前記参照信号を用いて生成された偏波調整情報を前記無線端末から受信する受信部と、前記偏波調整情報を用いて、前記特定の偏波を基準にして偏波を調整する制御部と、を備える。前記送信部は、前記調整された偏波で前記無線端末に情報信号を送信する。
【０００６】
一実施形態に係る無線端末は、基地局との無線通信を行う。前記無線端末は、特定の偏波で送信された参照信号を基地局から受信する受信部と、前記受信した参照信号の偏波と前記特定の偏波との間の差を算出することにより、前記基地局が偏波の調整に用いる偏波調整情報を生成する制御部と、前記偏波調整情報を前記基地局に送信する送信部と、を備える。
【０００７】
一実施形態に係る基地局は、無線端末との無線通信を行う。前記基地局は、特定の偏波で送信された参照信号を他の基地局から受信する受信部と、前記受信した参照信号の偏波と前記特定の偏波との間の差を算出し、前記基地局と前記他の基地局との間で見通し内通信が可能か否かを前記差に基づいて判断する制御部と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態に係るＬＴＥシステムの構成を示す図である。
【図２】実施形態に係るＵＥ（無線端末）の構成を示す図である。
【図３】実施形態に係るｅＮＢ（基地局）の構成を示す図である。
【図４】ＬＴＥシステムにおける無線インターフェイスのプロトコルスタックの構成を示す図である。
【図５】ＬＴＥシステムにおいて用いられる無線フレームの構成を示す図である。
【図６】第１実施形態に係る想定シナリオを示す図である。
【図７】第１実施形態に係る動作シーケンスを示す図である。
【図８】第１実施形態に係る偏波回転角度算出方法を示す図である。
【図９】第１実施形態に係る偏波調整方法を示す図である。
【図１０】第１実施形態の変更例１に係るｅＮＢの送信動作を示す図である。
【図１１】第２実施形態に係る動作シーケンスを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（無線通信システム）
実施形態に係る無線通信システムの構成について説明する。実施形態に係る無線通信システムは、３ＧＰＰ（Ｔｈｉｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  Ｐｒｏｊｅｃｔ）規格に基づくＬＴＥ（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）システムである。
【００１０】
図１は、実施形態に係るＬＴＥシステムの構成を示す図である。図１に示すように、ＬＴＥシステムは、ＵＥ（Ｕｓｅｒ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）１００、Ｅ−ＵＴＲＡＮ（Ｅｖｏｌｖｅｄ−ＵＭＴＳ  Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ  Ｒａｄｉｏ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）１０、及びＥＰＣ（Ｅｖｏｌｖｅｄ  Ｐａｃｋｅｔ  Ｃｏｒｅ）２０を備える。
【００１１】
ＵＥ１００は、無線端末に相当する。ＵＥ１００は、移動型の通信装置であり、セル（サービングセル）との通信を行う。
【００１２】
Ｅ−ＵＴＲＡＮ１０は、無線アクセスネットワークに相当する。Ｅ−ＵＴＲＡＮ１０は、ｅＮＢ２００（ｅｖｏｌｖｅｄ  Ｎｏｄｅ−Ｂ）を含む。ｅＮＢ２００は、基地局に相当する。ｅＮＢ２００は、Ｘ２インターフェイスを介して相互に接続される。
【００１３】
ｅＮＢ２００は、１又は複数のセルを管理しており、自セルとの接続を確立したＵＥ１００との無線通信を行う。ｅＮＢ２００は、無線リソース管理（ＲＲＭ）機能、ユーザデータ（以下、単に「データ」という）のルーティング機能、モビリティ制御・スケジューリングのための測定制御機能等を有する。「セル」は、無線通信エリアの最小単位を示す用語として用いられる。「セル」は、ＵＥ１００との無線通信を行う機能を示す用語としても用いられる。
【００１４】
ＥＰＣ２０は、コアネットワークに相当する。ＥＰＣ２０は、ＭＭＥ（Ｍｏｂｉｌｉｔｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｅｎｔｉｔｙ）／Ｓ−ＧＷ（Ｓｅｒｖｉｎｇ−Ｇａｔｅｗａｙ）３００を含む。ＭＭＥは、ＵＥ１００に対する各種モビリティ制御等を行う。Ｓ−ＧＷは、データの転送制御を行う。ＭＭＥ／Ｓ−ＧＷ３００は、Ｓ１インターフェイスを介してｅＮＢ２００と接続される。
【００１５】
図２は、ＵＥ１００（無線端末）の構成を示す図である。図２に示すように、ＵＥ１００は、受信部１１０、送信部１２０、及び制御部１３０を備える。
【００１６】
受信部１１０は、制御部１３０の制御下で各種の受信を行う。受信部１１０は、アンテナ及び受信機を含む。受信機は、アンテナが受信する無線信号をベースバンド信号（受信信号）に変換して制御部１３０に出力する。
【００１７】
送信部１２０は、制御部１３０の制御下で各種の送信を行う。送信部１２０は、アンテナ及び送信機を含む。送信機は、制御部１３０が出力するベースバンド信号（送信信号）を無線信号に変換してアンテナから送信する。
【００１８】
制御部１３０は、ＵＥ１００における各種の制御を行う。制御部１３０は、プロセッサ及びメモリを含む。メモリは、プロセッサにより実行されるプログラム、及びプロセッサによる処理に用いられる情報を記憶する。プロセッサは、ベースバンドプロセッサと、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）と、を含む。ベースバンドプロセッサは、ベースバンド信号の変調・復調及び符号化・復号等を行う。ＣＰＵは、メモリに記憶されるプログラムを実行して各種の処理を行う。プロセッサは、後述する処理を実行する。
【００１９】
図３は、ｅＮＢ２００（基地局）の構成を示す図である。図３に示すように、ｅＮＢ２００は、送信部２１０、受信部２２０、制御部２３０、及びバックホール通信部２４０を備える。
【００２０】
送信部２１０は、制御部２３０の制御下で各種の送信を行う。送信部２１０は、アンテナ及び送信機を含む。送信機は、制御部２３０が出力するベースバンド信号（送信信号）を無線信号に変換してアンテナから送信する。
【００２１】
受信部２２０は、制御部２３０の制御下で各種の受信を行う。受信部２２０は、アンテナ及び受信機を含む。受信機は、アンテナが受信する無線信号をベースバンド信号（受信信号）に変換して制御部２３０に出力する。
【００２２】
制御部２３０は、ｅＮＢ２００における各種の制御を行う。制御部２３０は、プロセッサ及びメモリを含む。メモリは、プロセッサにより実行されるプログラム、及びプロセッサによる処理に用いられる情報を記憶する。プロセッサは、ベースバンドプロセッサと、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）と、を含む。ベースバンドプロセッサは、ベースバンド信号の変調・復調及び符号化・復号等を行う。ＣＰＵは、メモリに記憶されるプログラムを実行して各種の処理を行う。プロセッサは、後述する処理を実行する。
【００２３】
バックホール通信部２４０は、Ｘ２インターフェイスを介して隣接ｅＮＢ２００と接続される。バックホール通信部２４０は、Ｓ１インターフェイスを介してＭＭＥ／Ｓ−ＧＷ３００と接続される。バックホール通信部２４０は、Ｘ２インターフェイス上で行う通信及びＳ１インターフェイス上で行う通信等に用いられる。
【００２４】
図４は、ＬＴＥシステムにおける無線インターフェイスのプロトコルスタックの構成を示す図である。図４に示すように、無線インターフェイスプロトコルは、ＯＳＩ参照モデルの第１層乃至第３層に区分されている。第１層は物理（ＰＨＹ）層である。第２層は、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉｕｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）層、ＲＬＣ（Ｒａｄｉｏ  Ｌｉｎｋ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）層、及びＰＤＣＰ（Ｐａｃｋｅｔ  Ｄａｔａ  Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）層を含む。第３層は、ＲＲＣ（Ｒａｄｉｏ  Ｒｅｓｏｕｒｃｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）層を含む。
【００２５】
物理層は、符号化・復号、変調・復調、アンテナマッピング・デマッピング、及びリソースマッピング・デマッピングを行う。ＵＥ１００の物理層とｅＮＢ２００の物理層との間では、物理チャネルを介してデータ及び制御信号が伝送される。
【００２６】
ＭＡＣ層は、データの優先制御、ハイブリッドＡＲＱ（ＨＡＲＱ）による再送処理、及びランダムアクセスプロシージャ等を行う。ＵＥ１００のＭＡＣ層とｅＮＢ２００のＭＡＣ層との間では、トランスポートチャネルを介してデータ及び制御信号が伝送される。ｅＮＢ２００のＭＡＣ層は、スケジューラを含む。スケジューラは、上下リンクのトランスポートフォーマット（トランスポートブロックサイズ、変調・符号化方式（ＭＣＳ））及びＵＥ１００への割当リソースブロックを決定する。
【００２７】
ＲＬＣ層は、ＭＡＣ層及び物理層の機能を利用してデータを受信側のＲＬＣ層に伝送する。ＵＥ１００のＲＬＣ層とｅＮＢ２００のＲＬＣ層との間では、論理チャネルを介してデータ及び制御信号が伝送される。
【００２８】
ＰＤＣＰ層は、ヘッダ圧縮・伸張、及び暗号化・復号化を行う。
【００２９】
ＲＲＣ層は、制御信号を取り扱う制御プレーンでのみ定義される。ＵＥ１００のＲＲＣ層とｅＮＢ２００のＲＲＣ層との間では、各種設定のためのメッセージ（ＲＲＣメッセージ）が伝送される。ＲＲＣ層は、無線ベアラの確立、再確立及び解放に応じて、論理チャネル、トランスポートチャネル、及び物理チャネルを制御する。ＵＥ１００のＲＲＣとｅＮＢ２００のＲＲＣとの間に接続（ＲＲＣ接続）がある場合、ＵＥ１００はＲＲＣコネクティッドモードである。そうでない場合、ＵＥ１００はＲＲＣアイドルモードである。
【００３０】
ＲＲＣ層の上位に位置するＮＡＳ（Ｎｏｎ−Ａｃｃｅｓｓ  Ｓｔｒａｔｕｍ）層は、セッション管理及びモビリティ管理等を行う。
【００３１】
図５は、ＬＴＥシステムにおいて用いられる無線フレームの構成を示す図である。図５に示すように、無線フレームは、時間方向に並ぶ１０個のサブフレームで構成される。各サブフレームは、時間方向に並ぶ２個のスロットで構成される。各サブフレームの長さは１ｍｓである。各スロットの長さは０．５ｍｓである。各サブフレームは、周波数方向に複数個のリソースブロック（ＲＢ）を含み、時間方向に複数個のシンボルを含む。各リソースブロックは、周波数方向に複数個のサブキャリアを含む。１つのシンボル及び１つのサブキャリアにより１つのリソースエレメント（ＲＥ）が構成される。ＵＥ１００に割り当てられる時間・周波数リソースのうち、周波数リソースはリソースブロックにより特定でき、時間リソースはサブフレーム（又はスロット）により特定できる。
【００３２】
下りリンクにおいて、各サブフレームの先頭数シンボルの区間は、主に下りリンク制御信号を伝送するための物理下りリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）として用いられる領域である。各サブフレームの残りの部分は、主に下りリンクデータを伝送するための物理下りリンク共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）として用いることができる領域である。
【００３３】
上りリンクにおいて、各サブフレームにおける周波数方向の両端部は、主に上りリンク制御信号を伝送するための物理上りリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）として用いられる領域である。各サブフレームにおける残りの部分は、主に上りリンクデータを伝送するための物理上りリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）として用いることができる領域である。
【００３４】
（第１実施形態）
第１実施形態について説明する。
【００３５】
（１）第１実施形態の概要
第１実施形態に係るｅＮＢ２００は、ＵＥ１００との無線通信を行う。図３に示すように、送信部２１０は、特定の偏波でＵＥ１００に参照信号を送信する。受信部２２０は、参照信号を用いて生成された偏波調整情報をＵＥ１００から受信する。制御部２３０は、偏波調整情報を用いて、特定の偏波を基準にして偏波を調整する。送信部２１０は、調整された偏波でＵＥ１００に情報信号を送信する。
【００３６】
第１実施形態において、制御部２３０は、無線通信のための通信リソースとして垂直偏波及び水平偏波のうち一方の偏波をＵＥ１００に割り当てる。特定の偏波は、ＵＥ１００に割り当てられた一方の偏波である。
【００３７】
第１実施形態に係るＵＥ１００は、ｅＮＢ２００との無線通信を行う。図２に示すように、受信部１１０は、特定の偏波で送信された参照信号をｅＮＢ２００から受信する。制御部１３０は、受信した参照信号の偏波と特定の偏波との間の差を算出することにより、ｅＮＢ２００が偏波の調整に用いる偏波調整情報を生成する。送信部１２０は、偏波調整情報をｅＮＢ２００に送信する。
【００３８】
第１実施形態において、ＵＥ１００は、一対のアンテナからなる直交偏波アンテナを備える。制御部１３０は、直交偏波アンテナの各アンテナにおける参照信号の受信レベルに基づいて差を算出する。
【００３９】
第１実施形態において、ＵＥ１００には、無線通信のための通信リソースとして垂直偏波及び水平偏波のうち一方の偏波がｅＮＢ２００から割り当てられる。特定の偏波は、ＵＥ１００に割り当てられた一方の偏波である。
【００４０】
（２）第１実施形態に係る想定シナリオ
図６は、第１実施形態に係る想定シナリオを示す図である。第１実施形態において、基地局（ｅＮＢ２００）と無線端末（ＵＥ１００）との間で特定の偏波で通信を行う。
【００４１】
図６に示すように、ｅＮＢ２００−１は、ＵＥ１００−１との無線通信を行う。ｅＮＢ２００−２は、ＵＥ１００−２との無線通信を行う。ｅＮＢ２００−１及びｅＮＢ２００−２のそれぞれは、セルを管理している。ｅＮＢ２００−１及びｅＮＢ２００−２は、屋内に配置されてもよい。このような屋内に配置される小型ｅＮＢは、ホームｅＮＢと称されることがある。
【００４２】
ｅＮＢ２００−１及びｅＮＢ２００−２のそれぞれは、直交偏波アンテナを備える。直交偏波アンテナは、一対のアンテナ（垂直偏波アンテナＶ及び水平偏波アンテナＨ）からなる。ｅＮＢ２００−１及びｅＮＢ２００−２は、同一の時間・周波数リソースを用いて、異なる偏波で無線通信を行う。すなわち、ｅＮＢ２００−１及びｅＮＢ２００−２は、偏波の直交性を利用した多重通信（偏波多重）を行う。
【００４３】
図６の例において、ｅＮＢ２００−１は、垂直偏波アンテナＶを用いて、垂直偏波で情報信号をＵＥ１００−１に送信する。ｅＮＢ２００−２は、水平偏波アンテナＨを用いて、水平偏波で情報信号をＵＥ１００−２に送信する。情報信号とは、主としてデータを意味するが、制御信号であってもよい。
【００４４】
ＵＥ１００−１は、垂直偏波で送信された情報信号をｅＮＢ２００−１から受信する。ＵＥ１００−２は、水平偏波で送信された情報信号をｅＮＢ２００−２から受信する。
【００４５】
ここで、ＵＥ１００−１が単一の偏波アンテナを有する場合、ＵＥ１００−１の偏波アンテナ及びｅＮＢ２００−１の垂直偏波アンテナＶは、偏波面が揃っている必要がある。同様に、ＵＥ１００−２が単一の偏波アンテナを有する場合、ＵＥ１００−２の偏波アンテナ及びｅＮＢ２００−２の水平偏波アンテナＨは、偏波面が揃っている必要がある。
【００４６】
しかしながら、ＵＥ１００の向きは一定ではなく、かつ、無線伝搬路において偏波が回転することがある。このため、送信時の偏波と受信時の偏波との間に差が生じ得る。そこで、第１実施形態においては、一対のアンテナ（垂直偏波アンテナＶ及び水平偏波アンテナＨ）からなる直交偏波アンテナをＵＥ１００に設ける。そして、ＵＥ１００の向き及び伝搬路変動に起因する偏波の回転をＵＥ１００において検出してフィードバックすることにより、特定の偏波での送受信を可能としている。
【００４７】
図６において、ｅＮＢ２００−１が垂直偏波の送信を行い、ｅＮＢ２００−２が水平偏波の送信を行う一例を示している。しかしながら、１つのｅＮＢ２００が垂直偏波の送信及び水平偏波の送信の両方を行ってもよい。
【００４８】
（３）第１実施形態に係る動作シーケンス
図７は、第１実施形態に係る動作シーケンスを示す図である。本シーケンスに先立ち、ｅＮＢ２００は、無線通信のための通信リソースとして垂直偏波及び水平偏波のうち一方の偏波をＵＥ１００に割り当て、当該一方の偏波をＵＥ１００に通知してもよい。当該通知は、ＰＤＣＣＨ、ＭＡＣ制御要素、又はＲＲＣシグナリングにより行われてもよい。
【００４９】
図７に示すように、ステップＳ１１において、ｅＮＢ２００は、特定の偏波でＵＥ１００に参照信号を送信する。特定の偏波とは、垂直偏波又は水平偏波である。参照信号は、既知の信号系列である。参照信号は、垂直偏波であるか又は水平偏波であるかを識別可能に構成されてもよい。例えば、垂直偏波であるか又は水平偏波であるかに応じて、参照信号の信号系列を異ならせてもよい。垂直偏波であるか又は水平偏波であるかに応じて、参照信号の時間・周波数リソースの配置を異ならせてもよい。
【００５０】
ＵＥ１００は、特定の偏波で送信された参照信号をｅＮＢ２００から受信する。ステップＳ１２において、ＵＥ１００は、受信した参照信号の偏波と特定の偏波との間の差（すなわち、偏波の回転角度）を算出することにより、ｅＮＢ２００が偏波の調整に用いる偏波調整情報を生成する。偏波の回転角度を算出する方法については後述する。偏波調整情報は、偏波の回転角度の直値又は偏波の回転角度を示すインデックス値である。或いは、ＵＥ１００は、偏波の回転角度に基づいて、ｅＮＢ２００が適用すべき送信偏波を決定し、決定した偏波を示す偏波調整情報を生成してもよい。
【００５１】
ステップＳ１３において、ＵＥ１００は、偏波調整情報をｅＮＢ２００に送信する。ＵＥ１００は、ＰＵＣＣＨ、ＭＡＣ制御要素、又はＲＲＣシグナリングにより偏波調整情報を送信してもよい。ＵＥ１００は、ｅＮＢ２００からの要求の受信に応じて偏波調整情報を送信してもよい。
【００５２】
ｅＮＢ２００は、偏波調整情報をＵＥ１００から受信する。ステップＳ１４において、ｅＮＢ２００は、偏波調整情報を用いて、特定の偏波を基準にして偏波方向を調整する。偏波方向を調整する方法については後述する。
【００５３】
ステップＳ１５において、ｅＮＢ２００は、調整された偏波でＵＥ１００に情報信号を送信する。ＵＥ１００は、情報信号をｅＮＢ２００から受信する。
【００５４】
ステップＳ１１乃至ステップＳ１５の手順は、繰り返し実行されてもよい。２回目以降の手順において、参照信号の送信及び情報信号の送信は同時に行われてもよい。
【００５５】
（４）第１実施形態に係る偏波回転角度算出方法
第１実施形態に係る偏波回転角度算出方法（すなわち、ステップＳ１２の詳細）について説明する。ここでは、ｅＮＢ２００が垂直偏波アンテナＶを用いて垂直偏波で参照信号を送信するケースを想定する。
【００５６】
図８は、第１実施形態に係る偏波回転角度算出方法を示す図である。
【００５７】
図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、ｅＮＢ２００は、垂直偏波で参照信号を送信する。一方、図８（ａ）に示すように、ＵＥ１００の垂直偏波アンテナ方向は垂直方向に対して傾いている（すなわち、「ずれ」が生じている）。また、ＵＥ１００の水平偏波アンテナ方向は、水平方向に対して傾いている（ずれている）。このずれは、ＵＥ１００の偏波アンテナの物理的な傾き、無線伝搬路における偏波の回転、又はその両方であると解釈してもよい。図８（ｃ）に示すように、ＵＥ１００の視点からは、時計回りα角度回転した偏波（参照信号）が観測される。
【００５８】
図８（ａ）及び（ｃ）において、ＵＥ１００の垂直偏波アンテナ方向の垂直方向に対する傾きの角度（すなわち、偏波回転角度）を「α」で示す。ＵＥ１００の垂直偏波アンテナの参照信号受信レベル（垂直偏波成分）を「Ａｖ」で示す。ＵＥ１００の水平偏波アンテナの参照信号受信レベル（水平偏波成分）を「ＡＨ」で示す。ＵＥ１００は、受信レベル「Ａｖ」及び「ＡＨ」を測定し、偏波回転角度「α」を下記の式により算出する。
【００５９】
【数１】
2017188173.tif 000003
【００６０】
この式によれば、無線伝搬路における偏波回転も纏めて検出することができる。
【００６１】
（５）第１実施形態に係る偏波調整方法
第１実施形態に係る偏波調整方法（すなわち、ステップＳ１４の詳細）について説明する。ここでは、式（１）により算出されたαが偏波調整情報としてＵＥ１００からｅＮＢ２００に通知されるケースを想定する。
【００６２】
図９は、第１実施形態に係る偏波調整方法を示す図である。図９に示すように、ｅＮＢ２００は、情報信号の偏波を反時計回りα角度分調整する。ｅＮＢ２００は、垂直偏波アンテナＶの送信レベル（垂直偏波成分）及び水平偏波アンテナＨの送信レベル（水平偏波成分）を制御することにより情報信号の偏波を調整する。
【００６３】
例えば、情報信号Ｓ（ｔ）をＵＥ１００側で垂直偏波として受信する場合、ｅＮＢ２００は下記のような垂直偏波成分及び水平偏波成分で送信することにより、情報信号の偏波を反時計回りα角度分調整する。
【００６４】
情報信号Ｓ（ｔ）の垂直偏波送信成分は、
【００６５】
【数２】
2017188173.tif 000004
【００６６】
である。
【００６７】
また、情報信号Ｓ（ｔ）の水平偏波送信成分は、
【００６８】
【数３】
2017188173.tif 000005
である。
【００６９】
その結果、ＵＥ１００の偏波アンテナの傾き、又は／及び伝搬路による偏波回転角度が相殺される。このため、ＵＥ１００は、自身の垂直偏波アンテナだけで情報信号Ｓ（ｔ）を受信することになる。以下において詳細に説明する。
【００７０】
情報信号Ｓ（ｔ）の垂直偏波送信成分で、ＵＥ１００の垂直偏波受信アンテナの受信信号は、
【００７１】
【数４】
2017188173.tif 000006
で表される。
【００７２】
情報信号Ｓ（ｔ）の垂直偏波送信成分で、ＵＥ１００の水平偏波受信アンテナの受信信号は、
【００７３】
【数５】
2017188173.tif 000007
で表される。
【００７４】
情報信号Ｓ（ｔ）の水平偏波送信成分で、ＵＥ１００の垂直偏波受信アンテナの受信信号は、
【００７５】
【数６】
2017188173.tif 000008
で表される。
【００７６】
情報信号Ｓ（ｔ）の水平偏波送信成分で、ＵＥ１００の水平偏波受信アンテナの受信信号は、
【００７７】
【数７】
2017188173.tif 000009
で表される。
【００７８】
トータル的に、ＵＥ１００の垂直偏波受信アンテナの受信信号は、
【００７９】
【数８】
2017188173.tif 000010
で表される。
【００８０】
また、ＵＥ１００の水平偏波受信アンテナの受信信号は、
【００８１】
【数９】
2017188173.tif 000011
で表される。
【００８２】
つまり、ｅＮＢ２００で偏波をα分逆時計周り調整して送信すれば、ＵＥ１００では一つの偏波アンテナで受信できる（もう一つの偏波受信アンテナの出力は０になる）。
【００８３】
（第１実施形態の変更例１）
第１実施形態の変更例１について、第１実施形態との相違点を主として説明する。
【００８４】
第１実施形態の変更例１において、ｅＮＢ２００の制御部２３０は、無線通信のための通信リソースとして偏波の回転速度をＵＥ１００に割り当てる。ｅＮＢ２００の送信部２１０は、ＵＥ１００に割り当てられた回転速度で偏波を回転させながらＵＥ１００に情報信号Ｓ（ｔ）を送信する。
【００８５】
第１実施形態の変更例１において、ＵＥ１００には、無線通信のための通信リソースとして偏波の回転速度がｅＮＢ２００から割り当てられる。ＵＥ１００の受信部１１０は、ＵＥ１００に割り当てられた回転速度でｅＮＢ２００が偏波を回転させながら送信する情報信号Ｓ（ｔ）を受信する。
【００８６】
したがって、第１実施形態の変更例１によれば、偏波の回転速度を利用して直交チャネル数を増やし、更に通信容量を増やすことができる。
【００８７】
図１０は、第１実施形態の変更例１に係るｅＮＢ２００の送信動作を示す図である。図１０に示すように、ｅＮＢ２００は、偏波を回転させながら情報信号Ｓ（ｔ）を送信する。回転速度はｖ（ｒａｄｉａｎ／ｓ）である。
【００８８】
以下においては、第１実施形態で説明した方法を用いて、ＵＥ１００が既にαをｅＮＢ２００に送信（フィードバック）していると仮定する。ｅＮＢ２００は、このαを用いて、予め偏波を調整する。また、ｅＮＢ２００は、偏波の回転速度ｖをＵＥ１００に割り当て、回転速度ｖをＵＥ１００に通知していると仮定する。当該通知は、ＰＤＣＣＨ、ＭＡＣ制御要素、又はＲＲＣシグナリングにより行われてもよい。
【００８９】
ｅＮＢ２００の送信において、情報信号Ｓ（ｔ）の垂直偏波アンテナの送信成分は、
【００９０】
【数１０】
2017188173.tif 000012
で表される。
【００９１】
ｅＮＢ２００の送信において、情報信号Ｓ（ｔ）の水平偏波アンテナの送信成分は、
【００９２】
【数１１】
2017188173.tif 000013
で表される。
【００９３】
なお、第１実施形態に係る動作は、回転速度ｖ＝０の特例であるとみなすことができる。
【００９４】
ＵＥ１００において、垂直偏波受信アンテナの受信信号は、
【００９５】
【数１２】
2017188173.tif 000014
で表される。但し、ｈ（ｔ）は伝搬係数・関数である。
【００９６】
ＵＥ１００において、水平偏波受信アンテナの受信信号は、
【００９７】
【数１３】
2017188173.tif 000015
で表される。
【００９８】
そして、下記のように合成する。
【００９９】
【数１４】
2017188173.tif 000016
【０１００】
よって、ＵＥ１００において信号ｈ（ｔ）Ｓ（ｔ）を正しく受信できる。
【０１０１】
このように、ＵＥ１００がｅＮＢ２００の偏波の回転速度に同期して受信を行うことにより、情報信号を正しく受信することができる。一方、ｅＮＢ２００の偏波の回転速度に同期して受信を行わない他のＵＥ（以下、「非同期ＵＥ」と称する）は、当該情報信号を受信することができない。
【０１０２】
非同期ＵＥにおける受信は、下記で表される。説明の便宜上、ＵＥ受信アンテナの傾きや伝搬路による偏波回転をα’と仮定する（同期ＵＥに対する偏波回転調整量αがα’に含まれると仮定する）。また、非同期ＵＥがＵＥ１００（同期ＵＥ）に割り当てられた偏波回転速度が分からないので、ランダムな偏波回転速度、又は、非同期ＵＥに割り当てられた偏波回転速度で受信信号を合成する。このランダムな偏波回転速度、又は非同期ＵＥに割り当てられた偏波回転速度をｖ’と仮定する。
【０１０３】
【数１５】
2017188173.tif 000017
【０１０４】
このように、受信信号に交流成分
【０１０５】
【数１６】
2017188173.tif 000018
が含まれている（合成しなくても、ｈ（ｔ）Ｓ（ｔ）以外の交流成分が含まれている）。
【０１０６】
ｖ’とｖとの差が十分であれば、非同期ＵＥは受信ができないと考えられる。具体的には、システム設計上ｖ’とｖとの差を十分に取れば、１シンボル範囲内等で積分すると非同期ＵＥの受信レベル（干渉レベル）を０にすることができる。例えば、ＬＴＥの１シンボルは０．５／７（ｍｓ）で、周波数で“換算”すると、７／０．５＝１４（ｋＨｚ）に相当する。システム設計上、ｖ’とｖとの差を１４ｋＨｚの数倍をとれば、１シンボル範囲内積分すると非同期ＵＥの受信（干渉）レベルを０にすることが可能であると考えられる。
【０１０７】
（第１実施形態の変更例２）
第１実施形態の変更例２について、第１実施形態との相違点を主として説明する。
【０１０８】
ＵＥ１００は、偏波調整情報をｅＮＢ２００にフィードバックするだけでなく、ｅＮＢ２００が送信の際に用いる補助情報をｅＮＢ２００にフィードバックしてもよい。補助情報は、参照信号の受信ＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）、ＸＰＤ（Ｃｒｏｓｓ  Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｄｉｓｃｒｉｍｉｎａｔｉｏｎ）、ＵＥ１００の状態（静止／移動、放置／人の手に持たれている等）、地磁気センサにより測定される相対的なＨ／Ｖ利得値のうち、少なくとも１つである。
【０１０９】
（第１実施形態の変更例３）
第１実施形態の変更例３について、第１実施形態との相違点を主として説明する。
【０１１０】
ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００に対する送信を行う際に、当該送信の偏波制御に関する情報をさらに送信してもよい。当該情報は、ｅＮＢ２００が送信に適用した偏波を示す情報であってもよい。当該情報を受信した他のｅＮＢは、受信した情報に基づいて、ｅＮＢ２００の送信偏波に直交するように自身の送信偏波制御を行う。ｅＮＢ２００は、Ｘ２インターフェイス等のバックホール接続により当該情報を他のｅＮＢに送信してもよい。
【０１１１】
（第２実施形態）
第２実施形態について、第１実施形態との相違点を主として説明する。
【０１１２】
第２実施形態は、ｅＮＢ間の無線バックホール接続をｅＮＢが自律的に確立可能とする実施形態である。例えば、セルの小型化・高密度配置が行われる通信環境下において、無線バックホール接続はコスト等の観点で効果的である。ｅＮＢ間の無線バックホール接続は、ｅＮＢ間の同期や協調制御に用いられる。無線バックホールの通信はミリ波帯等の高周波数帯で行われると仮定する。
【０１１３】
図３に示すように、第２実施形態に係るｅＮＢ２００において、受信部２２０は、特定の偏波で送信された参照信号を他のｅＮＢから受信する。制御部２３０は、受信した参照信号の偏波と特定の偏波との間の差（すなわち、偏波回転角度）を算出する。制御部２３０は、自ｅＮＢと他のｅＮＢとの間で見通し内通信が可能か否かを当該差に基づいて判断する。偏波回転角度の算出方法は、第１実施形態と同様である。すなわち、ｅＮＢ２００は、直交偏波アンテナの各アンテナ（垂直偏波アンテナ及び垂直偏波アンテナ）における参照信号の受信レベルに基づいて差（偏波回転角度）を算出する。ｅＮＢ２００は、偏波回転角度を閾値と比較し、偏波回転角度が閾値未満である場合には見通し内通信が可能であると判断してもよい。これに対し、偏波回転角度が閾値以上である場合には、ｅＮＢ２００は、見通し内通信が不可であると判断してもよい。
【０１１４】
第２実施形態に係るｅＮＢ２００の送信部２１０は、見通し内通信が可能と判断されたことに応じて、ｅＮＢ２００と他のｅＮＢ２００との間に無線バックホール接続を確立するための情報を他のｅＮＢ２００に送信する。
【０１１５】
図１１は、第２実施形態に係る動作シーケンスを示す図である。
【０１１６】
図１１に示すように、ステップＳ２１において、ｅＮＢ２００−２は、特定の偏波でｅＮＢ２００−１に参照信号を送信する。特定の偏波とは、垂直偏波又は水平偏波であってもよい。このような偏波制御された参照信号は、ｅＮＢ２００−２がＵＥに対して送信する信号（すなわち、下りリンク信号）であってもよい。偏波制御された参照信号は、無線バックホール通信用の信号であってもよい。参照信号は、ｅＮＢ２００−２を識別可能な情報を含んでもよい。
【０１１７】
ｅＮＢ２００−１は、参照信号をｅＮＢ２００−２から受信する。ステップＳ２２において、ｅＮＢ２００−１は、受信した参照信号を解析する（第１実施形態参照）。
【０１１８】
ステップＳ２３において、ｅＮＢ２００−１は、ｅＮＢ２００−２との無線バックホール接続を確立するか否かを判断する。以下においては、無線バックホール接続を確立すると判断したと仮定して説明を進める。
【０１１９】
ステップＳ２４において、ｅＮＢ２００−１は、無線バックホール接続の確立要求をｅＮＢ２００−２に送信する。ｅＮＢ２００−１は、確立要求を無線信号としてｅＮＢ２００−２に送信してもよい。ｅＮＢ２００−１は、確立要求をコアネットワーク経由でｅＮＢ２００−２に送信してもよい。
【０１２０】
ステップＳ２５において、ｅＮＢ２００−２は、ｅＮＢ２００−１からの確立要求の受信に応じて、当該要求に対する肯定応答（確立応答）をｅＮＢ２００−１に送信する。ｅＮＢ２００−２は、肯定応答を無線信号としてｅＮＢ２００−１に送信してもよい。ｅＮＢ２００−２は、肯定応答をコアネットワーク経由でｅＮＢ２００−１に送信してもよい。
【０１２１】
ステップＳ２６において、ｅＮＢ２００−１とｅＮＢ２００−２との間に無線バックホール接続が確立される。
【０１２２】
確立要求（ステップＳ２４）及び肯定応答（ステップＳ２５）のそれぞれは、送信元のｅＮＢ２００に関する各種の情報を含むメッセージであってもよい。各種の情報は、送信元のｅＮＢ２００のｅＮＢ  ＩＤ及び送信元のｅＮＢ２００が管理するセルの情報（セルＩＤ等）を含んでもよい。確立要求及び肯定応答が無線信号で送受信されるケースにおいて、確立要求はランダムアクセスプリアンブルであってもよい。肯定応答はランダムアクセス応答であってもよい。確立要求及び肯定応答は、ＲＲＣ接続確立プロシージャ中で送受信されるようなメッセージであってもよい。この場合、確立要求は、無線バックホール接続の確立を示すＣａｕｓｅ  ＩＥを含んでもよい。肯定応答は、無線バックホール接続の設定（例えば、無線バックホールに用いるサブフレームの設定）に関する情報を含んでもよい。
【０１２３】
（その他の実施形態）
上述した実施形態において、垂直偏波及び水平偏波を用いる一例を説明した。しかしながら、垂直偏波及び水平偏波に代えて、他の偏波方向（例えば、４５°偏波と１３５°偏波）を用いてもよい。
【０１２４】
上述した実施形態において、偏波回転角度「α」の検出及び補正は、説明の便宜上、基地局偏波アンテナの所在する平面と無線端末の偏波アンテナの所在する平面とが平行していると仮定して説明した。しかしながら、必ずしも平行でなくてもよく、任意の位置関係でもよい。この場合、検出及び補正の考え方は同じであり、数学上の計算が少し複雑になるだけである。具体的には、上述した実施形態においては、Ｘ−Ｙ平面上で三角関数の計算を説明したが、Ｘ−Ｙ−Ｚの空間上で三角関数を計算すればよい。
【０１２５】
上述した実施形態において、セルの小型化・高密度配置、及び高周波数帯を用いた広帯域化が行われる通信環境を主として想定していた。しかしながら、そのようなシナリオに限定されない。上述した実施形態に係る動作を、セルの小型化・高密度配置、及び／又は高周波数帯を用いた広帯域化が行われないシナリオに適用してもよい。例えば、上述した実施形態に係る動作を、マクロセルを配置するシナリオに適用してもよい。
【０１２６】
上述した実施形態において、直交偏波アンテナが一対のアンテナからなる一例を説明したが、直交偏波アンテナは複数対のアンテナを有していてもよい。
【０１２７】
上述した実施形態において、無線通信システムとしてＬＴＥシステムを例示した。しかしながら、本開示はＬＴＥシステムに限定されない。ＬＴＥシステム以外のシステムに本開示を適用してもよい。例えば、無線ＬＡＮシステムに本開示を適用する場合、基地局はアクセスポイント（ＡＰ）と称されてもよい。
【０１２８】
上述した実施形態を別個独立に実施する場合に限らず、複数の実施形態を組み合わせて実施してもよい。例えば、第２実施形態に係る無線バックホール接続に対して、第１実施形態に係る偏波多重通信を適用してもよい。
【０１２９】
（相互参照）
本願は日本国特許出願第２０１６−０８８３０６号（２０１６年４月２６日出願）の優先権を主張し、その内容の全てが本願明細書に組み込まれている。
【産業上の利用可能性】
【０１３０】
本開示は、通信分野において有用である。
【図１】
2017188173.tif 000019
【図２】
2017188173.tif 000020
【図３】
2017188173.tif 000021
【図４】
2017188173.tif 000022
【図５】
2017188173.tif 000023
【図６】
2017188173.tif 000024
【図７】
2017188173.tif 000025
【図８】
2017188173.tif 000026
【図９】
2017188173.tif 000027
【図１０】
2017188173.tif 000028
【図１１】
2017188173.tif 000029
【国際調査報告】
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2017188173.tif 000031
2017188173.tif 000032
2017188173.tif 000033