(57)【要約】  複数の方向に送信される１個以上の指向性ビームの照射範囲の集合により通信範囲を構成する無線基地局と通信する移動端末であって、アンテナによって受信された指向性ビームの無線信号の受信処理と、アンテナから送信される信号の送信処理とをする送受信部（２０３）と、送受信部において受信処理されたそれぞれの方向の指向性ビームに含まれる参照信号に基づいて対応する指向性ビームのチャネル品質を測定する測定部（２０４）と、測定されたチャネル品質が無線基地局との通信に使用している方向の指向性ビームのチャネル品質よりも良い場合に、当該測定されたチャネル品質を無線基地局に報告することを決定する制御部（２０１）と、を備えるようにしたものである。
2018163230.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の方向に送信される１個以上の指向性ビームの照射範囲の集合により通信範囲を構成する無線基地局と通信する移動端末であって、
アンテナによって受信された前記指向性ビームの無線信号の受信処理と、前記アンテナから送信される信号の送信処理とをする送受信部と、
前記送受信部において受信処理されたそれぞれの方向の前記指向性ビームに含まれる参照信号に基づいて対応する前記指向性ビームのチャネル品質を測定する測定部と、
測定された前記チャネル品質が前記無線基地局との通信に使用している方向の前記指向性ビームの前記チャネル品質よりも良い場合に、当該測定されたチャネル品質を前記無線基地局に報告することを決定する制御部と、
を備えることを特徴とする移動端末。
【請求項２】
前記制御部は、前記チャネル品質の報告に対する応答としてあらかじめ定められた送信タイミングで送信される前記無線基地局からの制御信号を受信し、前記制御信号を受信しなかった場合に、前記チャネル品質の報告を再度実施することを特徴とする請求項１に記載の移動端末。
【請求項３】
前記送信タイミングはあらかじめ定められた時間長のウインドウを有することを特徴とする請求項２に記載の移動端末。
【請求項４】
前記制御部は、あらかじめ定められた周期ごとに前記チャネル品質を報告するか否かの決定をすることを特徴とする請求項１に記載の移動端末。
【請求項５】
前記制御部は、複数の方向の前記指向性ビームにそれぞれ対応する複数の前記チャネル品質を前記無線基地局に報告することを特徴とする請求項１に記載の移動端末。
【請求項６】
複数の方向に送信される１個以上の指向性ビームの照射範囲の集合により通信範囲を構成し、移動端末と通信する無線基地局であって、
アンテナで受信された無線信号の受信処理と、前記アンテナから前記指向性ビームで送信される信号の送信処理とをする送受信部と、
それぞれの方向の前記指向性ビームで送信される参照信号を生成する生成部と、
前記移動端末において前記参照信号に基づいて測定された前記指向性ビームのチャネル品質を前記送受信部で受信処理された信号から抽出し、応答としてあらかじめ定められた送信タイミングで前記移動端末に送信されるビーム制御情報通知を生成する制御部と、
を備えることを特徴とする無線基地局。
【請求項７】
前記制御部は、受信した前記チャネル品質に基づいて前記移動端末との通信に使用する前記指向性ビームの変更を判断した場合、前記ビーム制御情報通知に変更後の前記指向性ビームを示す識別子を含めることを特徴とする請求項６に記載の無線基地局。
【請求項８】
前記送信タイミングはあらかじめ定められた時間長のウインドウを有することを特徴とする請求項６に記載の無線基地局。
【請求項９】
無線基地局が複数の方向に送信される１個以上の指向性ビームの照射範囲の集合により通信範囲を構成し、前記通信範囲に在圏する移動端末と通信する通信システムにおけるビーム送受信方法であって、
前記無線基地局が、前記指向性ビームで参照信号を送信するステップと、
前記移動端末が、前記参照信号に基づいて対応する前記指向性ビームのチャネル品質を測定するステップと、
前記移動端末が、測定された前記チャネル品質が使用中の前記指向性ビームに対応する前記チャネル品質よりも良い場合に、当該測定されたチャネル品質を前記無線基地局に報告するステップと、
を備えることを特徴とするビーム送受信方法。
【請求項１０】
前記無線基地局が、受信した前記チャネル品質に対する応答として、あらかじめ定められた送信タイミングでビーム制御情報通知を送信するステップと、
前記無線端末が、前記定められたタイミングで前記無線基地局から送信されるビーム制御情報通知を受信しなかった場合、前記測定されたチャネル品質を再度送信するステップと、
を備えることを特徴とする請求項９に記載のビーム送受信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビームフォーミング技術を適用した指向性を有するビームを用いる無線基地局と端末間の通信技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
第５世代移動通信システム（以下、５Ｇシステムと称す）では、データ通信容量の拡大のため、ミリ波などの高周波数帯の使用が見込まれている。電波の伝搬損失は周波数が高くなるにつれて増加することから、５Ｇシステムではビームフォーミング技術により特定方向に電波を集中させた指向性ビームを信号の送信および受信に用いることで電力利用効率を向上することが検討されている。指向性ビームを用いることでアンテナ利得の向上や、他の電波との与干渉あるいは被干渉を低減することが可能である。【０００３】
一方で、指向性ビームは電波の送信方向が特定の方向に決められるため、受信装置が指向性ビームの送信方向から外れている場合、アンテナ利得減衰が大きくなってしまうという問題がある。端末が移動した場合にも基地局から送信された指向性ビームの受信品質を一定以上に保つために、基地局が端末あてに送信するビームの方向を端末の移動に合わせて切り替えるビームスイッチングが検討されている。ビームスイッチングでは、基地局が複数の異なる方向に指向性ビームを送信し、端末は基地局が送信したそれぞれの指向性ビームの受信品質（チャネル品質）を測定して、測定結果を基地局に送信する。基地局では、端末が送信した指向性ビームの品質情報に基づいて、当該端末あてのビームの送信方向を決定する。【０００４】
特許文献１はビームスイッチングを実現する方法として、基地局が基準信号を含むビームを送信し、端末が受信したビームのチャネル品質を測定して、全体あるいは上位数個の測定結果を基地局に報告する方法を開示する。ここで、チャネル品質とは、ＳＮＲ（Signal to Noise Ratio）、ＣＩＮＲ（Carrier to Interference and Noise Ratio）、ＲＳＳＩ（Receive Signal Strength Ratio）のいずれか少なくとも１つである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２０１６−５０６１１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の従来のビームスイッチングでは、基地局が送信した基準信号を含むビームについて、端末が受信時に測定したチャネル品質を基地局へ報告することが前提となっているため、使用中のビームのチャネル品質に問題が無くビームスイッチングが不要な場合でも基地局に対して測定結果を報告することになり、端末から基地局向けの不要な通信が発生してしまうという問題があった。【０００７】
本発明は、上記を鑑みてなされたものであって、ビームスイッチングが不要な場合の基地局へのチャネル品質測定結果の報告を削減することが可能な移動端末、無線基地局、ビーム送受信方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に関わる移動端末は、複数の方向に送信される１個以上の指向性ビームの照射範囲の集合により通信範囲を構成する無線基地局と通信する移動端末であって、アンテナによって受信された指向性ビームの無線信号の受信処理と、アンテナから送信される信号の送信処理とをする送受信部と、送受信部において受信処理されたそれぞれの方向の指向性ビームに含まれる参照信号に基づいて対応する指向性ビームのチャネル品質を測定する測定部と、測定されたチャネル品質が無線基地局との通信に使用している方向の指向性ビームのチャネル品質よりも良い場合に、当該測定されたチャネル品質を無線基地局に報告することを決定する制御部と、を備えるようにしたものである。【０００９】
この発明に関わる無線基地局は複数の方向に送信される１個以上の指向性ビームの照射範囲の集合により通信範囲を構成し、移動端末と通信する無線基地局であって、アンテナで受信された無線信号の受信処理と、アンテナから指向性ビームで送信される信号の送信処理とをする送受信部と送受信部と、それぞれの方向の指向性ビームで送信される参照信号を生成する生成部と、移動端末において参照信号に基づいて測定された指向性ビームのチャネル品質を送受信部で受信処理された信号から抽出し、応答としてあらかじめ定められた送信タイミングで移動端末に送信されるビーム制御情報通知を生成する制御部と、を備えるようにしたものである。【００１０】
この発明に関わるビーム送受信方法は、無線基地局が複数の方向に送信される１個以上の指向性ビームの照射範囲の集合により通信範囲を構成し、通信範囲に在圏する移動端末と通信する通信システムにおけるビーム送受信方法であって、無線基地局が、指向性ビームで参照信号を送信するステップと、移動端末が、参照信号に基づいて対応する指向性ビームのチャネル品質を測定するステップと、移動端末が、測定されたチャネル品質が使用中の指向性ビームに対応するチャネル品質よりも良い場合に、当該測定されたチャネル品質を無線基地局に報告するステップと、を備えるようにしたものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ビームスイッチングが不要な場合に、基地局へのチャネル品質測定結果の報告を削減することができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施の形態１に係る無線通信システムの構成の一例を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る無線基地局の機能構成の一例を示すブロック図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る無線基地局のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る移動端末の機能構成の一例を示すブロック図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る移動端末のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係る無線基地局および移動端末のチャネル品質測定の手順の一例を示すシーケンス図である。
【図７】この発明の実施の形態１に係る移動端末のチャネル品質測定結果の報告要否判断処理のフローの一例を示すフローチャートである。
【図８】この発明の実施の形態１に係る無線基地局が送信するビーム制御情報通知の構成の一例を示すフォーマット図である。
【図９】この発明の実施の形態１に係る移動端末のビーム制御情報通知の受信処理のフローの一例を示すフローチャートである。
【図１０】この発明の実施の形態１に係る無線基地局および移動端末のチャネル品質測定における、移動端末が送信する測定結果を無線基地局が受信できない場合の手順の一例を示すシーケンス図である。
【図１１】この発明の実施の形態１に係る無線基地局および移動端末のチャネル品質測定における、無線基地局が送信するビーム制御情報通知を移動端末が受信できない場合の手順の一例を示すシーケンス図である。
【図１２】この発明の実施の形態１に係る無線基地局および移動端末のチャネル品質測定の手順の変形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】
【００１３】
以下に、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。以下で参照する図面においては同一もしくは相当する部分に同一の符号を付している。なお、以下の実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１４】
図１は、この実施の形態に係る無線基地局１００と移動端末２００を用いた無線通信システム１０の構成例を示すブロック図である。無線基地局１００は異なる複数の方向に同時に１つ以上の指向性ビームを照射し、それぞれの指向性ビームの照射範囲を組み合わせにより、移動端末２００との通信範囲（セル）が構成される。図１において、破線および実線の楕円は１つの指向性ビームの照射範囲を示している。指向性ビーム２０が照射範囲３０に照射され、指向性ビーム２１が照射範囲３１に照射されるものとし、移動端末２００が照射範囲３０から照射範囲３１に移動した場合、無線基地局１００と移動端末２００の通信に用いられるビームは、指向性ビーム２０から指向性ビーム２１にビームスイッチングにより切り替えられる。ここで、それぞれの照射範囲に照射される指向性ビームは指向性ビームを識別するための識別子（ビームＩＤ）により識別できるものとする。
【００１５】
図２は、この実施の形態の無線基地局１００の機能構成の一例を示すブロック図である。無線基地局１００は、制御部１０１、送受信部１０３、生成部１０４、アンテナ１０５を備える。
【００１６】
アンテナ１０５は端末２００に対して無線信号を送信し、移動端末２００が送信した無線信号を受信する。なお、アンテナ１０５は１つ以上のアンテナ素子を備えており、ビームフォーミングにより１つ以上の指向性ビームを生成できるものとする。送受信部１０３はアンテナ１０５から指向性ビームで送信される信号を送信処理し、また、アンテナ１０５で受信された無線信号に対する受信処理を行う。ここで送信処理、受信処理とは、符号化、復号、変調、復調、デジタルアナログ変換、周波数変換などの無線信号の送信、受信時に行われる一般的な処理である。
【００１７】
制御部１０１は送受信部１０３が受信処理した無線信号から無線基地局１００が送信した指向性ビームの受信品質（チャネル品質）の測定結果であるチャネル品質情報を抽出する。そして、抽出したチャネル品質情報に基づいて対象の移動端末２００についてビームスイッチングが必要であるか否かを決定する。そして、ビームスイッチングを行う必要があると判断した場合には、当該端末にどの指向性ビームを割り当てるか、どのタイミングでビームスイッチングを実行するか、等を決定する。制御部１０１は移動端末２００にビームスイッチングをさせるための制御信号を送受信部１０３に出力し、移動端末２００に対して送信する。生成部１０４は、制御部１０１の指示に従ってそれぞれの指向性ビームで送信する参照信号を生成する。なお、ビームスイッチングの具体的な実施方法については、以下で説明する事項を除いて、例えば国際公開番号WO2017/006470A1に示された方法などの既存の方法を用いればよい。
【００１８】
図３は、無線基地局１００のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。図３において、無線基地局１００は、プロセッサ１１０、メモリ１１１、送信器１１２、受信器１１３、アンテナ１１４を備えている。プロセッサ１１０は、汎用のプロセッサ、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等であり、メモリ１１１は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリーなどの揮発性または不揮発性の半導体メモリや、磁気ディスク等の記憶媒体である。送信器１１２、受信器１１３はＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）との回路で実現される。プロセッサ１１０、メモリ１１１、送信器１１２、受信器１１３およびアンテナ１１４は、システムバス１１５により接続されている。
【００１９】
無線基地局１００の制御部１０１および生成部１０４は、プロセッサ１１０がメモリ１１１に記憶されたプログラムを実行することにより実現される。また、送受信部１０３は、送信器１１２および受信器１１３により実現される。アンテナ１０５はアンテナ１１４が対応する。なお、制御部１０１、生成部１０４の機能の少なくとも一部をＡＳＩＣ等で実現してもよいし、送受信部１０３の機能の少なくとも一部をプログラムにより実現してもよい。
【００２０】
図４は、この実施の形態に係る移動端末２００の機能構成の一例を示すブロック図である。図４において、移動端末２００は制御部２０１、送受信部２０３、測定部２０４、アンテナ２０５を備えている。アンテナ２０５は無線基地局１００に対して無線信号を送信し、無線基地局１００が送信した無線信号を受信する。アンテナ２０５は１つ以上のアンテナ素子を備えており、ビームフォーミングにより１つ以上の指向性ビームを生成できるものとする。送受信部２０３は、アンテナ２０５から送信される信号を送信処理し、また、アンテナ１０５で受信された無線信号に対する受信処理を行う。送信処理、受信処理とは、符号化、復号、変調、復調、デジタルアナログ変換、周波数変換などの無線信号の送信、受信時に行われる一般的な処理である。送受信部２０３は受信処理した信号を制御部２０１と測定部２０４に出力する。
【００２１】
測定部２０４は送受信部２０３が受信処理した信号から無線基地局１００が送信した参照信号を検出して、検出した参照信号の受信品質を指向性ビームのチャネル品質として測定し、測定結果（チャネル品質情報）を制御部２０１に通知する。なお、測定する品質はＳＮＲ（Signal to Noise Ratio）、ＣＩＮＲ（Carrier to Interference and Noise Ratio）、ＲＳＳＩ（Receive Signal Strength Ratio）など、無線信号の品質として使用できるものであればよい。制御部２０１は通知されたチャネル品質情報を無線基地局１００に対して送信する情報として送受信部２０３に通知し、チャネル品質情報は無線基地局１００に対して送信される。また、制御部２０１は送受信部２０３が受信処理した信号から、無線基地局１００が送信したビームスイッチングに関わる制御信号を取得する。
【００２２】
図５は、移動端末２００のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。移動端末２００は、プロセッサ２１０、メモリ２１１、送信器２１２、受信器２１３、アンテナ２１４を備え、システムバス２１５で相互に接続されている。これらは、図３に示したプロセッサ１１０、メモリ１１１、送信器１１２、受信器１１３、アンテナ１１４とそれぞれ同様である。移動端末２００の制御部２０１と測定部２０４は、プロセッサ２１０がメモリ２１１に記憶されたプログラムを実行することにより実現される。また、送受信部２０３は、送信器２１２および受信器２１３により実現される。アンテナ部２０５はアンテナ２１４が対応する。
【００２３】
次に、この実施の形態におけるビームスイッチングの動作を説明する。ビームスイッチングは無線基地局１００と移動端末２００間が係るので、図６に示す装置間のシーケンス図を用いて説明する。
【００２４】
無線基地局１００では、制御部１０１が指向性ビームで参照信号を送信するタイミングを決定し、制御部１０１の決定に従って生成部１０４が制御信号を生成する（Ｓ１００）。そして、送受信部１０３が生成された制御信号の送信処理を行い、アンテナ１０５が指向性ビームによって参照信号を送信する（Ｓ１０１）。なお、無線基地局１００は自装置のセルをカバーするために異なる複数の方向に向けてそれぞれＳ１００、Ｓ１０１の処理を実施する。このとき、無線基地局１００が同時に複数の指向性ビームを送信することが可能であれば、それぞれの指向性ビームについてＳ１００、Ｓ１０１の処理を行えばよい。なお、参照信号を伝送する指向性ビームには、送信方向に応じて指向性ビームを識別できる識別子（ビームＩＤ）を含むものとする。
【００２５】
なお、無線基地局１００は参照信号を送信するタイミング、チャネル品質測定に関する情報を、報知情報としてあるいはＲＲＣ（Radio Resource Control）などによるシグナリング情報として、移動端末２００へ予め通知しておいてもよい。ここでチャネル品質測定に関する情報とは具体的にはチャネル品質測定結果の報告方法(契機による報告、定期的な報告)、報告周期などである。
【００２６】
移動端末２００では、アンテナ２０５が無線基地局１００から送信された指向性ビームを受信し、その受信信号は送受信部２０３で受信処理される。そして、受信処理された信号に含まれる参照信号を測定部２０４が検出し、検出された参照信号に基づいて受信した指向性ビームのチャネル品質を測定する（Ｓ１０２）。測定部２０４は測定した結果をビームＩＤとともに制御部２０１に通知する。なお、測定部２０４は受信したそれぞれの指向性ビームについてチャネル品質を測定して制御部２０１に通知する。制御部２０１は、チャネル品質の測定結果の通知を測定部２０４から受けると、受け取った測定結果を無線基地局１００に報告する必要があるか否か判定する（Ｓ１０３）。
【００２７】
図７は、Ｓ１０３の判定処理の詳細フローの一例を示すフローチャートである。制御部２０１は、測定部２０４から測定結果の通知を受けると、測定結果の通知を受けているビームのなかから最もチャネル品質の良いビームを特定する（Ｓ２０１）。そして、制御部２０１は特定したビームが現在使用中のビームであるか否かを判断する（Ｓ２０２）。特定したビームが現在使用中のビームであった場合には、処理を終了する。一方、特定したビームが現在使用中のビームでなかった場合には、特定したビームのチャネル品質を無線基地局１００に報告することを決定する（Ｓ２０３）。なお、Ｓ１０３の処理は測定部２０４からのチャネル品質の通知を契機に行うのではなく、定期的に行うようにしてもよい。
【００２８】
Ｓ１０３の処理で無線基地局１００に測定したチャネル品質を報告することを決定した場合には、制御部２０１は報告対象の指向性ビームのチャネル品質の測定結果をチャネル品質情報として送受信部２０３に通知し、送受信部２０３がチャネル品質情報を送信処理して、チャネル品質情報はアンテナ２０５から無線基地局１００あてに無線で送信される（Ｓ１０４）。なお、Ｓ１０４で通知されるチャネル品質情報には対応するビームＩＤが含まれるようにしてもよいし、チャネル品質情報に対応する指向性ビームを特定可能であればビームＩＤは必ずしも含まれなくてもよい。また、ここでは最もチャネル品質が良いビームについてチャネル品質情報が報告される例を説明したが、チャネル品質が良い上位複数個が報告されるようにしてもよい。
【００２９】
なお、無線基地局１００へのチャネル品質情報の送信には、ＬＴＥ（Long Term Evolution）で定義されているＰＵＣＣＨ（Physical Uplink Control Channel）や、ＰＵＳＣＨ（Physical Uplink Shared Channel）と同様のチャネルを用いてもよい。なお、ＰＵＳＣＨは、移動端末から無線基地局へ向かう方向である上り方向のデータを伝送するデータチャネルであり、ＰＵＣＣＨは、上り方向の無線リソースの割当て要求や、下り回線のチャネル品質情報などを通知する制御チャネルである。
【００３０】
無線基地局１００では、移動端末２００が送信した無線信号をアンテナ１０５が受信し、その受信信号は送受信部１０３で受信処理され、制御部１０１に入力される。そして制御部１０１は送受信部１０３から入力された信号からチャネル品質情報を取得する。そして制御部１０１は取得したチャネル品質情報に基づいて、移動端末２００との通信に使用する指向性ビームを決定する（Ｓ１０５）。Ｓ１０５の処理における指向性ビームの決定方法としては、例えば、１個のビームのチャネル品質情報を受信した場合には当該ビームを通信ビームに決定し、また、複数個のビームのチャネル品質情報を受信した場合には、最も品質の良いビームに決定する方法が考えらえる。なお、この発明は使用される指向性ビームの決定方法を限定するものではなく、上述の方法と異なる方法で決定するようにしてもよい。
【００３１】
次に、無線基地局１００の制御部１０１はＳ１０５の処理で決定した使用する指向性ビームのビームＩＤを端末２００に通知するメッセージ（ビーム制御情報通知）を作成し、送受信部１０３に通知する。なお、ビーム制御情報通知は上述のビームスイッチングに関わる制御信号に相当する。ビーム制御情報通知は送受信部１０３で送信処理がなされ、アンテナ１０５から端末２００に対して送信される（Ｓ１０６）。なお、Ｓ１０５の処理における指向性ビームの決定方法によっては、決定された指向性ビームが使用中の指向性ビームである可能性もあるが、このような場合にも、Ｓ１０６の処理では、ビーム制御情報通知が送信され、移動端末２００に使用する当該指向性ビームが通知される。なお、ビーム制御情報通知は受信されたチャネル品質情報に対する応答として送信されるメッセージであれば良く、使用する指向性ビームが変更されない場合には、現在の指向性ビームを計測して使用し、変更しないことが通知されるようにしてもよい。
【００３２】
Ｓ１０６の処理においてビーム制御情報通知は、無線基地局１００が移動端末２００からチャネル品質情報を受信したタイミングから、オフセットｋ個後のサブフレームのタイミングで送信される。ここでｋはあらかじめ定められた１以上の整数である。またサブフレームとは周波数と時間方向に無線リソースを構成する無線フレームをさらに時間方向に分割した単位であり、ＬＴＥの場合は１サブフレーム＝１ミリ秒に相当し、５ＧシステムではＬＴＥよりもさらに短い時間長が想定されている。これにより、移動端末２００では無線基地局２００からビーム制御情報通知を受信するタイミングを予測することができ、予測したタイミングでビーム制御情報通知を受信するものとしてビーム制御情報通知の解析処理を行うことが可能になる。なお、オフセットｋを報知情報、あるいはＲＲＣメッセージなどで、無線基地局１００が移動端末２００へ通知するようにしてもよい。
【００３３】
図８は、ビーム制御情報通知の構成の一例を示すフォーマット図である。ビーム制御情報通知は８ビットの通信ビームＩＤフィールドで構成される。通信ビームＩＤにはＳ１０５の処理で決定された使用される指向性ビームのビームＩＤが設定される。なお、図８に示すメッセージ構成は例であり、通信ビームＩＤは８ビットに限定されるものではなく、また、ビーム制御情報通知は通信ビームＩＤ以外のフィールドを含んでもよい。
【００３４】
移動端末２００へのビーム制御情報通知の送信には、ＬＴＥで定義されたＰＤＣＣＨ（Physical Downlink Control Channel）やＰＤＳＣＨ（Physical Downlink Shared Channel）と同様のチャネルを用いてもよい。なお、ＰＤＳＣＨは、無線基地局から移動端末へ向かう方向である下り方向のデータを伝送するデータチャネルであり、ＰＤＣＣＨは、上り方向の無線リソースの割当て情報などを通知する制御チャネルである。
【００３５】
上述のように、移動端末２００から送信されたチャネル品質情報を受信できた場合に無線基地局１００からビーム制御情報通知が送信されるが、チャネル品質情報を無線基地局１００が受信できなかった場合は、ビーム制御情報通知は送信されない。また、移動端末２００がビーム制御情報通知の受信を失敗する可能性もある。このような現象は、例えば、移動端末２００が回転したり移動したりした場合や、移動端末２００と無線基地局１００の間に遮蔽物が存在した場合などに、無線の品質が低下することで発生する。このような場合には、移動端末２００はビーム制御情報通知を取得することができない。図９は、移動端末２００が行うビーム制御情報通知の受信に関わる処理のフローを示すフローチャートである。
【００３６】
移動端末２００の制御部２０１は、チャネル品質情報通知を送信したタイミングからｋサブフレーム後のサブフレームにおいて受信することが期待されるビーム制御情報通知を待ち受けしており、受信予定のタイミングにビーム制御情報通知を受信したか否かを判定する（Ｓ３０１）。Ｓ３０１の処理においてビーム制御情報通知の受信を判定した場合には、制御部２０１は受信したビーム制御情報通知から通信ビームＩＤを取得する（Ｓ３０２）。そして制御部２０１は通信ビームＩＤが現在使用している指向性ビームのビームＩＤと同じであるか否かを判定する（Ｓ３０４）。Ｓ３０４の処理で同じでないと判定された場合には、制御部２０１は通信に使用する指向性ビームを変更するビームスイッチングの処理によって、ビーム制御情報通知の受信処理を終了する。また、Ｓ３０４の処理で同じと判定された場合には制御部２０１はビーム制御情報通知の受信処理を終了する。
【００３７】
一方、Ｓ３０１の処理においてビーム制御情報通知を受信していないと判定された場合には、制御部２０１はチャネル品質情報の再送を行って（Ｓ３０２）、ビーム制御情報通知の受信処理を終了する。なお、Ｓ３０２で行う処理は初回の送信処理（Ｓ１０４）と同様である。再送したチャネル品質情報に対応するビーム制御情報通知を受信しない可能性があるが、これに対処するため再送を実施する回数を予め定めておき、上述の処理を繰り返すことが考えられる。なお、再送の回数を無線基地局１００から報知情報やＲＲＣメッセージなどで移動端末２００に通知するようにすることも可能である。
【００３８】
図１０は移動端末２００が送信したチャネル品質情報が無線基地局１００において正常に受信されず、ビーム制御情報通知が送信されなかった場合の動作を示すシーケンス図である。図１０において、Ｓ１０４の処理で送信されたチャネル品質情報が無線基地局１００により正常に受信されなかった場合、無線基地局１００においてＳ１０５、Ｓ１０６の処理はなされず、移動端末２００はビーム制御情報通知を受信しない。このとき、図９に示したフローチャートに従って、移動端末２００ではＳ３０１（ビーム制御情報通知を受信せず）、Ｓ３０２の処理が行われる。Ｓ３０２の処理で送信された再送のチャネル品質情報を無線基地局１００が受信すると、Ｓ１０５、Ｓ１０６の処理が行われ、無線端末２００においてビーム制御情報通知が正常に受信されるとＳ３０１（ビーム制御情報通知を受信）とＳ３０３以降の処理が行われる。
【００３９】
なお、Ｓ１０６の処理で送信されたビーム制御情報通知が移動端末２００で正常に受信されなかった場合にも、同様の処理となる。図１１はビーム制御情報通知が移動端末２００で正常に受信されなかった場合の動作を示すシーケンス図である。１回目のＳ１０６の処理で送信されたビーム制御情報通知の受信が不成功となると、図１０のシーケンス図と同様にＳ３０１、Ｓ３０２、Ｓ１０５、Ｓ１０６、Ｓ３０１の処理が行われることになる。ここで、無線基地局１００は２度目のチャネル品質情報の受信においても１回目と同様の処理をするものとする。
【００４０】
また、無線基地局１００がチャネル品質情報を受信した後、固定の間隔（ｋサブフレーム）を空けてビーム制御情報通知を移動端末２００に送信するのではなく、あらかじめ定められた送信ウインドウの範囲内で送信するようにしてもよい。図１２は、ｎ（ｎは１以上の整数）サブフレームの送信ウインドウが設けられた場合の動作を示すシーケンス図である。図１２において、無線基地局１００がＳ１０５の処理により使用される指向性ビームを決定した後、チャネル品質情報を受信したタイミングから数えて、ｋサブフレームからｋ＋ｎサブフレームの間のいずれかでＳ１０６の処理が行われ、ビーム制御情報通知が移動端末２００に送信される。この場合、移動端末２００はｎサブフレームのウインドウを設けてビーム制御情報通知の受信を待ち受けする。そして、ビーム制御情報通知の未受信の判定はチャネル品質情報を送信したタイミングからｋ＋ｎサブフレーム後に行われる。
【００４１】
上述のように、この実施の形態の無線基地局および移動端末によれば、移動端末が、異なる複数の方向に指向性ビームを送信する無線基地局が、それぞれの指向性ビームにより送信した参照信号の品質を測定し、現用の指向性ビームよりも他の指向性ビームの方が良い品質である場合に、当該品質の良い指向性ビームの測定結果を無線基地局に送信し、移動端末が送信した測定結果を受信した無線基地局は、受信した測定結果に対する応答を送信するようにしたので、移動端末は現用の指向性ビームの品質が良い場合には不要な測定結果の通知を行わず、また、移動端末は無線基地局が送信する応答を待ち受けることが可能となり、応答を未受信の場合には測定結果を再度送信することができる。これにより、上り方向の不要な測定結果の送信を削減することができる。また、再送をすることで測定結果が無線基地局に正常に受信されない可能性を低減することができる。また、無線基地局からの応答を用いて移動端末が使用する指向性ビームを通知することで下り方向の制御メッセージの送信を低減することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１０  無線通信システム、２０、２１  指向性ビーム、３０、３１  照射範囲、１００  無線基地局、１０１  制御部、１０３  送受信部、１０４  生成部、１０５  アンテナ、１１０  プロセッサ、１１１  メモリ、１１２  送信器、１１３  受信器、１１４アンテナ、１１５  システムバス、２００  移動端末、２０１  制御部、２０３  送受信部、２０４  測定部、２０５  アンテナ、２１０  プロセッサ、２１１  メモリ、２１２  送信器、２１３  受信器、２１４  アンテナ、２１５  システムバス。
【図１】
2018163230.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】
2018163230.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年8月29日(2017.8.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
この発明に関わる移動端末は、複数の方向に送信される１個以上の指向性ビームの照射範囲の集合により通信範囲を構成する無線基地局と通信する移動端末であって、アンテナによって受信された指向性ビームの無線信号の受信処理と、アンテナから送信される信号の送信処理とをする送受信部と、送受信部において受信処理されたそれぞれの方向の指向性ビームに含まれる参照信号に基づいて対応する指向性ビームのチャネル品質を測定する測定部と、測定されたチャネル品質が無線基地局との通信に使用している方向の指向性ビームのチャネル品質よりも良い場合に、当該測定されたチャネル品質及び当該指向性ビームを識別可能な情報を含むチャネル品質情報を無線基地局に報告することを決定する制御部と、を備えるようにしたものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
この発明に関わる無線基地局は複数の方向に送信される１個以上の指向性ビームの照射範囲の集合により通信範囲を構成し、移動端末と通信する無線基地局であって、アンテナで受信された無線信号の受信処理と、アンテナから指向性ビームで送信される信号の送信処理とをする送受信部と送受信部と、それぞれの方向の指向性ビームで送信される参照信号を生成する生成部と、移動端末において参照信号に基づいて測定され、前記測定された結果が前記移動端末との通信に使用している方向の前記指向性ビームでの前記測定された結果よりも良い場合に、当該指向性ビームで測定された結果を含むチャネル品質情報を送受信部で受信処理された信号から抽出し、前記チャネル品質情報に基づいて前記移動端末との通信に使用する指向性ビームを決定し、応答としてあらかじめ定められた送信タイミングで移動端末に送信されるビーム制御情報通知を生成する制御部と、を備えるようにしたものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
この発明に関わるビーム送受信方法は、無線基地局が複数の方向に送信される１個以上の指向性ビームの照射範囲の集合により通信範囲を構成し、通信範囲に在圏する移動端末と通信する通信システムにおけるビーム送受信方法であって、無線基地局が、指向性ビームで参照信号を送信するステップと、移動端末が、参照信号に基づいて対応する指向性ビームのチャネル品質を測定するステップと、移動端末が、測定されたチャネル品質が使用中の指向性ビームに対応するチャネル品質よりも良い場合に、当該測定されたチャネル品質及び当該指向性ビームを識別可能な情報を含むチャネル品質情報を無線基地局に報告するステップと、を備えるようにしたものである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
測定部２０４は送受信部２０３が受信処理した信号から無線基地局１００が送信した参照信号を検出して、検出した参照信号の受信品質を指向性ビームのチャネル品質として測定し、測定結果（チャネル品質情報）を制御部２０１に通知する。なお、測定する品質はＳＮＲ（Signal to Noise Ratio）、ＣＩＮＲ（Carrier to Interference and Noise Ratio）、ＲＳＳＩ（Receive Signal Strength Indicator）など、無線信号の品質として使用できるものであればよい。制御部２０１は通知されたチャネル品質情報を無線基地局１００に対して送信する情報として送受信部２０３に通知し、チャネル品質情報は無線基地局１００に対して送信される。また、制御部２０１は送受信部２０３が受信処理した信号から、無線基地局１００が送信したビームスイッチングに関わる制御信号を取得する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
無線基地局１００では、制御部１０１が指向性ビームで参照信号を送信するタイミングを決定し、制御部１０１の決定に従って生成部１０４が参照信号を生成する（Ｓ１００）。そして、送受信部１０３が生成された参照信号の送信処理を行い、アンテナ１０５が指向性ビームによって参照信号を送信する（Ｓ１０１）。なお、無線基地局１００は自装置のセルをカバーするために異なる複数の方向に向けてそれぞれＳ１００、Ｓ１０１の処理を実施する。このとき、無線基地局１００が同時に複数の指向性ビームを送信することが可能であれば、それぞれの指向性ビームについてＳ１００、Ｓ１０１の処理を行えばよい。なお、参照信号を伝送する指向性ビームには、送信方向に応じて指向性ビームを識別できる識別子（ビームＩＤ）を含むものとする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の方向に送信される１個以上の指向性ビームの照射範囲の集合により通信範囲を構成する無線基地局と通信する移動端末であって、
アンテナによって受信された前記指向性ビームの無線信号の受信処理と、前記アンテナから送信される信号の送信処理とをする送受信部と、
前記送受信部において受信処理されたそれぞれの方向の前記指向性ビームに含まれる参照信号に基づいて対応する前記指向性ビームのチャネル品質を測定する測定部と、
測定された前記チャネル品質が前記無線基地局との通信に使用している方向の前記指向性ビームの前記チャネル品質よりも良い場合に、当該測定されたチャネル品質及び当該指向性ビームを識別可能な情報を含むチャネル品質情報を前記無線基地局に報告することを決定する制御部と、
を備えることを特徴とする移動端末。
【請求項２】
前記制御部は、それぞれの測定された前記チャネル品質のうち最もチャネル品質の良い測定結果が得られた前記指向性ビームを特定し、特定した当該指向性ビームが前記無線基地局との通信に使用している前記指向性ビームと異なる場合に、当該指向性ビームの前記チャネル品質を前記無線基地局に報告することを決定する
ことを特徴とする請求項１に記載の移動端末。
【請求項３】
前記制御部は、前記チャネル品質の報告に対する応答としてあらかじめ定められた送信タイミングで送信される前記無線基地局からのビーム制御情報通知を受信したか否かを判定し、前記ビーム制御情報通知を受信していないと判定した場合に、前記チャネル品質の報告を再度実施する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の移動端末。
【請求項４】
前記送信タイミングはあらかじめ定められた時間長のウインドウを有することを特徴とする請求項３に記載の移動端末。
【請求項５】
前記制御部は、あらかじめ定められた周期ごとに前記チャネル品質を報告するか否かの決定をする
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の移動端末。
【請求項６】
前記制御部は、複数の方向の前記指向性ビームにそれぞれ対応する複数の前記チャネル品質を前記無線基地局に報告する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の移動端末。
【請求項７】
複数の方向に送信される１個以上の指向性ビームの照射範囲の集合により通信範囲を構成し、移動端末と通信する無線基地局であって、
アンテナで受信された無線信号の受信処理と、前記アンテナから前記指向性ビームで送信される信号の送信処理とをする送受信部と、
それぞれの方向の前記指向性ビームで送信される参照信号を生成する生成部と、
前記移動端末において前記参照信号に基づいて測定され、前記測定された結果が前記移動端末との通信に使用している方向の前記指向性ビームでの前記測定された結果よりも良い場合に、当該指向性ビームで測定された結果を含むチャネル品質情報を前記送受信部で受信処理された信号から抽出し、前記チャネル品質情報に基づいて前記移動端末との通信に使用する指向性ビームを決定し、応答としてあらかじめ定められた送信タイミングで前記移動端末に送信されるビーム制御情報通知を生成する制御部と、
を備えることを特徴とする無線基地局。
【請求項８】
前記制御部は、受信した前記チャネル品質情報に基づいて前記移動端末との通信に使用する前記指向性ビームの変更を判断した場合、前記ビーム制御情報通知に変更後の前記指向性ビームを示す識別子を含めることを特徴とする請求項７に記載の無線基地局。
【請求項９】
前記送信タイミングはあらかじめ定められた時間長のウインドウを有することを特徴とする請求項７に記載の無線基地局。
【請求項１０】
無線基地局が複数の方向に送信される１個以上の指向性ビームの照射範囲の集合により通信範囲を構成し、前記通信範囲に在圏する移動端末と通信する通信システムにおけるビーム送受信方法であって、
前記無線基地局が、前記指向性ビームで参照信号を送信するステップと、
前記移動端末が、前記参照信号に基づいて対応する前記指向性ビームのチャネル品質を測定するステップと、
前記移動端末が、測定された前記チャネル品質が使用中の前記指向性ビームに対応する前記チャネル品質よりも良い場合に、当該測定されたチャネル品質及び当該指向性ビームを識別可能な情報を含むチャネル品質情報を前記無線基地局に報告するステップと、
を備えることを特徴とするビーム送受信方法。
【請求項１１】
前記無線基地局が、受信した前記チャネル品質に対する応答として、あらかじめ定められた送信タイミングでビーム制御情報通知を送信するステップと、
前記無線端末が、前記定められたタイミングで前記無線基地局から送信されるビーム制御情報通知を受信しなかった場合、前記測定されたチャネル品質を再度送信するステップと、
を備えることを特徴とする請求項１０に記載のビーム送受信方法。
【国際調査報告】
2018163230.tif 000015
2018163230.tif 000016
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