JP2014068121A - 通信システムおよび通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】スモールセル基地局のＣＰの長さをマクロセル基地局のＣＰの長さより短くすることで、伝送効率を向上させることが可能な通信システムおよび通信方法を提供すること。
【解決手段】マクロセルを構成するマクロセル基地局と、少なくとも１つのマクロセルと重複するように設計されるスモールセルを構成するスモールセル基地局と、前記マクロセル基地局又は前記スモールセル基地局と接続する端末を具備し、前記マクロセル基地局および前記スモールセル基地局は、第１の送信シンボルにサイクリックプレフィックスを挿入することで生成した第２の送信シンボルを送信し、前記スモールセル基地局が挿入するサイクリックプレフィックスの長さが、前記マクロセル基地局が挿入するサイクリックプレフィックスの長さより短くして通信を行う。
【選択図】図１３

Description

本発明は、通信システムおよび通信方法に関する。

３ＧＰＰ（Ｔｈｉｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）によるＷＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏ）、ＬＴＥ−Ａ（ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ）やＩＥＥＥ（Ｔｈｅ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）のような無線通信システムでは、基地局（送信局、送信装置、ｅＮｏｄｅＢ）を多数配置するセル構成により、通信サービスエリアが形成される。セルとは、基地局が、端末（移動端末、受信局、移動局、受信装置、ＵＥ（Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ））と接続可能な範囲をいう。

このセル構成により形成されたシステム（以下、セルラシステム）において、大容量サービスの増加などによるトラフィック量の増加に伴い、トラフィックの分散が要求される。この要求を満たすため、１つのセルをマクロセルとし、その範囲の一部又は全部と、マクロセルとは異なるセルであるスモールセル（ピコセル、フェムトセル）の範囲とを重複するように配置するシステムを構成することが提案されている（ヘテロジーニアスネットワーク配置（ＨｅｔＮｅｔ；Ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ ｄｅｐｌｏｙｍｅｎｔ）とも呼ばれる。（非特許文献１）。

図２２は、ＨｅｔＮｅｔの一例である。図２２のセル２２０１ａはマクロセルを表し、セル２２０１−１ａおよびセル２２０１−２ａはスモールセルを表す。基地局２２０１は、マクロセル２２０１ａを構成する。以後、このような基地局をマクロセル基地局（主基地局）と呼ぶ。基地局２２０１−１、はスモールセル２２０１−１ａを構成する。基地局２２０１−２は、スモールセル２２０１−２ａを構成する。以後、このような基地局をスモールセル基地局（小電力基地局、ＬＰＮ：Ｌｏｗ Ｐｏｗｅｒ Ｎｏｄｅ、ピコセル基地局、フェムトセル基地局）と呼ぶ。マクロセル基地局２２０１−１は、スモールセル基地局２２０１−１および２２０１−２と、回線２２０１−１ｂおよび２２０１−２ｂを介して接続している。回線２２０１−１ｂおよび２２０１−２ｂは、光ファイバーあるいはその他の有線回線（例えば、Ｘ２インターフェース）又は無線回線であってもよい。なお、マクロセル基地局とスモールセル基地局は同一の基地局であってもよい。

例えば、スモールセル２２０１−１ａ内に存在する端末の接続を、マクロセル基地局２２０１ではなく、スモールセル基地局２２０１−１にすることで、トラフィックの分散が実現される。

３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ；Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｇｒｏｕｐ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ； Ｆｕｒｔｈｅｒ Ａｄｖａｎｃｅｍｅｎｔｓ ｆｏｒ Ｅ−ＵＴＲＡ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ Ａｓｐｅｃｔｓ （Ｒｅｌｅａｓｅ ９）、３ＧＰＰ ＴＲ３６．８１４ ｖ９．０．０（２０１０−０３） URL: http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/36814.htm

しかしながら、スモールセルはマクロセルに比べて一般的にカバレッジが小さく、通信環境が異なる。従って、マクロセルと同じ無線パラメータを用いると、伝送効率が低下する場合がある。

本発明は、上記問題を鑑みてなされたものであり、その目的は、スモールセルの無線パラメータをスモールセルに適したものに設定して伝送効率を向上させることができる通信システムおよび通信方法を提供することにある。

上述した課題を解決するために本発明に係る通信システムの構成は、次の通りである。

（１）本発明の通信システムは、マクロセルを構成するマクロセル基地局と、少なくとも１つのマクロセルと重複するように設計されるスモールセルを構成するスモールセル基地局と、前記マクロセル基地局又は前記スモールセル基地局と接続する端末を具備し、前記マクロセル基地局および前記スモールセル基地局は、第１の送信シンボルにサイクリックプレフィックスを挿入することで生成した第２の送信シンボルを送信し、前記スモールセル基地局が挿入するサイクリックプレフィックスの長さが、前記マクロセル基地局が挿入するサイクリックプレフィックスの長さより短い。

（２）上述の通信システムにおいて、前記端末は、端末情報を前記マクロセル基地局に通知し、前記マクロセル基地局は、前記端末情報に基づいて前記端末が接続するスモールセルを決定し、前記マクロセル基地局は、前記スモールセルのスモールセル情報を前記端末に通知し、前記端末は受信した前記スモールセル情報に基づいて前記スモールセルと接続する。

（３）上述の通信システムにおいて、前記受信情報は、前記端末の位置である。

（４）上述の通信システムにおいて、前記受信情報は、前記端末が測定した、周囲のスモールセル基地局の送信信号の受信電力である。

（５）上述の通信システムにおいて、前記マクロセル基地局が生成する第１の送信シンボルの長さが、前記スモールセル基地局が生成する第１の送信シンボルの長さと等しい。

（６）上述の通信システムにおいて、前記マクロセル基地局が生成する第１の送信シンボルの長さと、前記マクロセル基地局が挿入するサイクリックプレフィックスの長さの割合と、前記スモールセル基地局が生成する第１の送信シンボルの長さと、前記スモールセル基地局が挿入するサイクリックプレフィックスの長さの割合が等しい。

（７）上述の通信システムにおいて、前記マクロセル基地局が生成する第１の送信シンボルの長さと、前記スモールセル基地局が生成する第１の送信シンボルの長さが異なる。

（８）上述の通信システムにおいて、前記スモールセル情報は前記スモールセル基地局が挿入するサイクリックプレフィックスの長さを含み、前記端末は前記スモールセル情報に基づいてスモール基地局が挿入するサイクリックプレフィックスの長さを判断する。

（９）上述の通信システムにおいて、前記スモールセル情報は前記スモールセルのＩＤを含み、前記端末は前記ＩＤに基づいて前記スモールセル基地局が挿入するサイクリックプレフィックスの長さを判断する。

（１０）上述の通信システムにおいて、前記スモールセル情報は前記スモールセルの送信電力を含み、前記端末は前記送信電力に基づいて前記スモールセル基地局が送信する信号のサイクリックプレフィックス長を判断する。

（１１）上述の通信システムにおいて、前記端末は、前記マクロセル基地局が送信するリファレンス信号の構成と、前記スモールセル基地局が送信するリファレンス信号の構成が異なることを検出した場合に、前記スモールセル基地局が送信する信号のサイクリックプレフィックス長を判断する。

（１２）上述の通信システムにおいて、前記スモールセル情報は、前記スモールセルのキャリアタイプを含み、前記端末は前記キャリアタイプに基づいて前記スモールセル基地局が送信する信号のサイクリックプレフィックス長を判断する。

（１３）上述の通信システムにおいて、前記端末は、さらに前記スモールセル基地局が送信する信号の第１の送信シンボルの長さを判断する。

（１４）また、本発明の他の一様態に係る通信方法は、マクロセルを構成するマクロセル基地局と、少なくとも１つのマクロセルと重複するように設計されるスモールセルを構成するスモールセル基地局と、前記マクロセル基地局又は前記スモールセル基地局と接続する端末を具備し、前記マクロセル基地局および前記スモールセル基地局は、第１の送信シンボルにサイクリックプレフィックスを挿入することで生成した第２の送信シンボルを送信し、前記スモールセル基地局が挿入するサイクリックプレフィックスの長さが、前記マクロセル基地局が挿入するサイクリックプレフィックスの長さより短い。

本発明によれば、通信システムは、マクロセルを構成するマクロセル基地局と、少なくとも１つのマクロセルと重複するように設計されるスモールセルを構成するスモールセル基地局と、前記マクロセル基地局又は前記スモールセル基地局と接続する端末を具備し、前記マクロセル基地局および前記スモールセル基地局は、第１の送信シンボルにサイクリックプレフィックスを挿入することで生成した第２の送信シンボルを送信し、前記スモールセル基地局が挿入するサイクリックプレフィックスの長さが、前記マクロセル基地局が挿入するサイクリックプレフィックスの長さより短くして通信を行うことで、伝送効率を向上させることができるという優れた効果を奏し得る。

本発明の第１の実施形態に係るマクロセル基地局ａ１の構成を示す概略ブロック図である。 第２の送信シンボルを生成する一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係るスモールセル基地局ｂ１の構成を示す概略ブロック図である。 マクロセル基地局ａ１が挿入するＣＰ（サイクリックプレフィックス；Ｃｙｃｌｉｃ Ｐｒｅｆｉｘ）の長さとスモールセル基地局ｂ１が挿入するＣＰの長さの一例を示す図である。 スモールセル基地局ｂ１の動作を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態に係るスモールセル基地局ｂ２の構成を示す概略ブロック図である。 マクロセル基地局ａ１が送信する第２の送信シンボルの長さとスモールセル基地局ｂ２が送信する送信シンボルの長さの一例を示す図である。 スモールセル基地局ｂ２の動作を示すフローチャートである。 本発明の第３の実施形態に係るスモールセル基地局ｂ３の構成を示す概略ブロック図である。 マクロセル基地局ａ１が送信するＣＰ及び第１の送信シンボルの長さと、スモールセル基地局ｂ３が送信するＣＰ及び第１の送信シンボルの長さの一例を示す図である。 スモールセル基地局ｂ３の動作を示すフローチャートである。 本発明の第４の実施形態に係る通信システムのマクロセル基地局ａ１、スモールセル基地局ｂ１、端末ｃ４の間の処理を示すシーケンス図である。 本発明の第４の実施形態に係る端末ｃ４の構成を示す概略ブロック図である。 端末ｃ４のダウンリンクの動作を示すフローチャートである。 端末ｃ４のアップリンクの動作を示すフローチャートである。 本発明の第５の実施形態に係る端末ｃ５の構成を示す概略ブロック図である。 端末ｃ５のダウンリンクの動作を示すフローチャートである。 端末ｃ５のアップリンクの動作を示すフローチャートである。 本発明の第６の実施形態に係る端末ｃ６の構成を示す概略ブロック図である。 端末ｃ６のダウンリンクの動作を示すフローチャートである。 端末ｃ６のアップリンクの動作を示すフローチャートである。 本発明に係るマクロセルとスモールセルの一例を示す図である。

（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態について説明する。本実施形態における通信システムは、マクロセル基地局ａ１、スモールセル基地局ｂ１を含んで構成される。スモールセル基地局ｂ１はスモールセル内に配置された端末と、マクロセル基地局ａ１はマクロセル内かつスモールセル外の端末と通信を行う。

図１は、マクロセル基地局ａ１の構成を示す概略ブロック図である。マクロセル基地局ａ１は、上位レイヤａ１０１、第１の送信シンボル生成部ａ１０２、ＣＰ挿入部ａ１０３、送信部ａ１０４、送信アンテナａ１０５を含んで構成される。

上位レイヤａ１０１は、マクロセル基地局ａ１と通信を行なっている全ての端末宛のデータを生成し、第１の送信シンボル生成部ａ１０２に出力する。

第１のシンボル生成部ａ１０２は、上位レイヤａ１０１から入力されるデータに変調を行い、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：直交周波数分割多重）やＭＣ−ＣＤＭＡ（Ｍｕｌｔｉｃａｒｒｉｅｒ Ｃｏｄｅ−Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）などのマルチキャリア変調や、ＳＣ−ＦＤＭＡ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｃａｒｒｉｅｒ−Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ Ａｃｃｅｓｓ）などのシングルキャリア変調を用いて第１の送信シンボルを生成する。第１の送信シンボル生成部ａ１０２は、生成した第１の送信シンボルをＣＰ挿入部ａ１０３に出力する。なお、ＯＦＤＭを用いた場合、第１の送信シンボル生成部ａ１０２が行う処理は、ＩＦＦＴ（逆高速フーリエ変換；Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）となる。以後、ＩＦＦＴを行うポイント数をＦＦＴポイント数と呼ぶ。断りがない限り、これは以下の実施形態でも同様となる。

ＣＰ挿入部ａ１０３は、送信信号生成部ａ１０２から入力される第１の送信シンボルにＣＰを挿入する。第１の送信シンボルにＣＰが挿入された信号を第２の送信シンボルと呼ぶ。

送信部ａ１０４は、ＣＰ挿入部ａ１０３から入力される第２の送信シンボルにデジタル・アナログ変換を施し、変換したアナログ信号を波形整形する。送信部ａ１０４は、波形整形した信号をベースバンド帯から無線周波数帯にアップコンバートし、送信アンテナａ１０５からマクロセル基地局ａ１と接続している端末へ送信する。

図２は、第２の送信シンボルを示す概略図である。第２の送信シンボルは第１の送信シンボル２０１、２０２、２０３にＣＰ２０１ａ、２０２ａ、２０３ａが挿入されることで作成される。ＣＰは第１の送信シンボルの後方の一部のコピーである。例えば、ＣＰ２０１ａは第１の送信シンボル２０１の後方部分２０１ｂのコピーである。

なお、前方の一部のコピーを第１の送信シンボルの直後に挿入するようにしてもよい。また、コピーではなく、既知の送信系列をＣＰとしてもよい。ＣＰは、その長さを長くするとマルチパス干渉耐性が向上するが、伝送効率が低下するというトレードオフを持つ。

図３は、スモールセル基地局ｂ１の構成を示す概略ブロック図である。スモールセル基地局ｂ１は、上位レイヤｂ１０１、第１の送信シンボル生成部ｂ１０２、ＣＰ挿入部ｂ１０３、送信部ｂ１０４、送信アンテナｂ１０５を含んで構成される。

上位レイヤｂ１０１は、スモールセル基地局ｂ１と通信を行なっている全ての端末宛のデータを生成し、第１の送信シンボル生成部ｂ１０２に出力する。

第１の送信シンボル生成部ｂ１０２は、上位レイヤｂ１０１から入力されるデータに変調を行い、ＯＦＤＭやＭＣ−ＣＤＭＡなどのマルチキャリア変調や、ＳＣ−ＦＤＭＡなどのシングルキャリア変調を用いて第１の送信シンボルを生成する。第１の実施形態では、スモールセル基地局ｂ１の第１の送信シンボル生成部ｂ１０２（図３）が出力する第１の送信シンボルの長さと、マクロセル基地局ａ１の第１の送信シンボル生成部ａ１０２（図１）が出力する第１の送信シンボルの長さは等しい。第１の送信シンボル生成部ｂ１０２は、生成した第１の送信シンボルをＣＰ挿入部ｂ１０３に出力する。

ＣＰ挿入部ｂ１０３は、送信信号生成部ｂ１０２から入力される第１の送信シンボルにＣＰを挿入する。ここで、図３におけるＣＰ挿入部ｂ１０３が挿入するＣＰの長さは、図１におけるＣＰ挿入部ａ１０３が挿入するＣＰの長さより短く設定される。このようにすることで、スモールセルにおける通信の伝送効率を向上させることができる。

送信部ｂ１０４は、ＣＰ挿入部ｂ１０３から入力される第２の送信シンボルにデジタル・アナログ変換を施し、変換したアナログ信号を波形整形する。送信部ｂ１０４は、波形整形した信号をベースバンド帯から無線周波数帯にアップコンバートし、送信アンテナｂ１０５からスモールセル基地局ｂ１と接続している全ての端末へ送信する。

図４はマクロ基地局及びスモール基地局が送信する送信シンボルを示す概略図である。
図４の上段は、マクロ基地局ａ１のＣＰ挿入部ａ１０３が出力する第２の送信シンボルである。図４の上段の第２の送信シンボルは、第１の送信シンボル２０１、２０２、２０３及びＣＰ２０１ａ、２０２ａ、２０３ａで構成される。

図４の下段は、スモール基地局ｂ１のＣＰ挿入部ｂ１０３が出力する第２の送信シンボルである。図４の下段の第２の送信シンボルは、第１の送信シンボル４０１、４０２、４０３にＣＰ４０１ａ、４０２ａ、４０３ａが挿入される。送信シンボル２０１、２０２、２０３の長さと送信シンボル４０１、４０２、４０３の長さは等しい。

＜スモールセル基地局ｂ１の動作について＞
図５は、本実施形態に係るスモールセル基地局ｂ１の動作を示すフローチャートである。この図が示す動作は、図３の上位レイヤｂ１０１がデータを第１の送信シンボル生成部ｂ１０２に出力した後の処理である。

（ステップＳ５０１）第１の送信シンボル生成部ｂ１０２は、第１の送信シンボルを生成する。その後、ステップＳ５０２へ進む。

（ステップＳ５０２）ＣＰ挿入部ｂ１０３は、ステップＳ５０１で得られる第１の送信シンボルにＣＰを挿入し、第２の送信シンボルを生成する。このＣＰはマクロセル基地局ａ１で用いるものより長さが短い。その後、ステップＳ５０３へ進む。

（ステップＳ５０３）送信部ｂ１０４は、ステップＳ５０２で得られる第２の送信シンボルにデジタル・アナログ変換、波形整形、アップコンバートを行い、送信アンテナｂ１０５を介して送信する。その後、スモールセル基地局ｂ１は動作を終了する。

このように、本実施形態によれば、スモールセル基地局ｂ１が送信する第２の送信シンボル中のＣＰの長さが、マクロセル基地局ａ１が送信する第２の送信シンボル中のＣＰの長さより小さいため、スモールセル基地局ｂ１が送信する第２の送信シンボルの冗長度が小さくなり、伝送効率が向上する。これにより、システム全体の伝送効率を向上することができる。

（第２の実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明の第２の実施形態について詳しく説明する。第１の実施形態では、マクロセル基地局ａ１とスモールセル基地局ｂ１が異なる長さのＣＰを挿入して通信を行い、伝送効率を向上する場合について説明した。本実施形態では、スモールセルが、第２の送信シンボル中の、ＣＰの長さと第１の送信シンボルの長さの割合を変えずに第２の送信シンボルの長さを小さくする場合について説明する。

本実施形態に係るマクロセル基地局は、第１の実施形態に係るマクロセル基地局ａ１と同じであるため、説明を省略する。

図６は、本実施形態に係るスモールセル基地局ｂ２の構成を示す概略ブロック図である。この図において、スモールセル基地局ｂ２は、上位レイヤｂ２０１、第１の送信シンボル生成部ｂ２０２、ＣＰ挿入部ｂ２０３、送信部ｂ２０４、送信アンテナｂ２０５を含んで構成される。

上位レイヤｂ２０１は、スモールセル基地局ｂ２と通信を行なっている全ての端末宛のデータを生成し、第１の送信シンボル生成部ｂ２０２に出力する。

第１の送信シンボル生成部ｂ２０２は、上位レイヤから入力されるデータ
に変調を行い、ＯＦＤＭやＭＣ−ＣＤＭＡなどのマルチキャリア変調や、ＳＣ−ＦＤＭＡなどのシングルキャリア変調を用いて第１の送信シンボルを生成する。第１の送信シンボル生成部ｂ２０２は、生成した第１の送信シンボルをＣＰ挿入部ｂ２０３に出力する。

ＣＰ挿入部ｂ２０３は、第１の送信シンボル生成部ｂ２０２から入力される第１の送信シンボルにＣＰを挿入する。

送信部ｂ２０４は、ＣＰ挿入部ｂ２０３から入力される第２の送信シンボルにデジタル・アナログ変換を施し、変換したアナログ信号を波形整形する。送信部ｂ２０４は、波形整形した信号をベースバンド帯から無線周波数帯にアップコンバートし、送信アンテナｂ２０５からスモールセル基地局ｂ２と接続している全ての端末へ送信する。

図７は、ＣＰ挿入部ｂ２０３が出力する第２の送信シンボルの様子の一例を示す。また、図７は図２の第１の送信シンボル２０１、２０２、２０３及びＣＰ２０１ａ、２０２ａ、２０３ａを併せて示す。７０１，７０２、７０３は第１の送信シンボル生成部ｂ２０２が出力する第１の送信シンボルであり、７０１ａ、７０２ａ、７０３ａはそれらに挿入されるＣＰである。本実施形態では、第１の送信シンボルとＣＰの比率をマクロセル基地局ａ１のものと変更しないという前提のもとでＣＰの長さと第１の送信シンボルの長さを小さくする。つまり、マクロセル基地局ａ１とスモールセル基地局ｂ２のＣＰ長が同じサンプルポイント数であればよい。図７はそれぞれの長さを半分にした場合の例である。このようにＣＰと第１の送信シンボルの長さを短くすることで、端末が高速移動している場合にも高精度に通信を行うことができ、伝送効率を向上させることができる。

なお、ＯＦＤＭを用いる場合、第１の送信シンボルの長さを短くすることは、サブキャリア間隔を増加させることに対応する。サブキャリア間隔の増加に伴い、ＦＦＴポイント数を変更してもよい。あるいは、ＦＦＴポイント数を変えずに、ＦＦＴを行うためのサンプリング周波数を変更してもよい。

＜スモールセル基地局ｂ２の動作について＞
図８は、本実施形態に係るスモールセル基地局ｂ２の動作を示すフローチャートである。この図が示す動作は、図６の上位レイヤｂ２０１がデータを第１の送信シンボル生成部ｂ２０２に出力した後の処理である。

（ステップＳ８０１）第１の送信シンボル生成部ｂ２０２は、第１の送信シンボルを生成する。その長さは、マクロセル基地局ａ１の第１の送信シンボル生成部ａ１０２（図３）が出力する第１の送信シンボルの長さより短い。その後、ステップＳ８０２へ進む。

（ステップＳ８０２）ＣＰ挿入部ｂ２０３は、ステップＳ８０１で得られる第１の送信シンボルにＣＰを挿入し、第２の送信シンボルを生成する。このＣＰは、ステップＳ８０１で短くした第１の送信シンボルの割合だけ、マクロセル基地局ａ１で用いるものより長さが小さい。その後、ステップＳ８０３へ進む。

（ステップＳ８０３）送信部ｂ２０４は、ステップＳ８０２で得られる第２の送信シンボルにデジタル・アナログ変換、波形整形、アップコンバートを行い、送信アンテナｂ２０５を介して送信する。その後、スモールセル基地局ｂ２は動作を終了する。

このように、本実施形態によれば、スモールセル基地局ｂ２が送信する第２の送信シンボルの長さが、マクロセル基地局ａ１が送信する第２の送信シンボルの長さより短いため、受信する端末が高速移動している場合でも高精度に信号検出を行うことができ、伝送効率が向上する。これにより、システム全体の伝送効率を向上させることができる。

（第３の実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明の第３の実施形態について詳しく説明する。第２の実施形態では、マクロセル基地局ａ１とスモールセル基地局ｂ２が異なる長さの第２の送信シンボルを用いて通信を行い、伝送効率を向上する場合について説明したが、第２の送信シンボルに含まれる第１の送信シンボルとＣＰの割合はマクロセルと同じであった。本実施形態では、この割合を固定せずに、スモールセルが用いるＣＰの長さをマクロセルが用いるＣＰの長さより短くする場合について説明する。

本実施形態に係るマクロセル基地局は、第１の実施形態に係るマクロセル基地局ａ１と同じであるため、説明を省略する。

図９は、本実施形態に係るスモールセル基地局ｂ３の構成を示す概略ブロック図である。この図において、スモールセル基地局ｂ３は、上位レイヤｂ３０１、第１の送信シンボル生成部ｂ３０２、ＣＰ挿入部ｂ３０３、送信部ｂ３０４、送信アンテナｂ３０５を含んで構成される。

上位レイヤｂ３０１は、スモールセル基地局ｂ３と通信を行なっている全ての端末宛のデータを生成し、第１の送信シンボル生成部ｂ３０２に出力する。

第１の送信シンボル生成部ｂ３０２は、上位レイヤｂ３０１から入力されるデータに変調を行い、ＯＦＤＭやＭＣ−ＣＤＭＡなどのマルチキャリア変調や、ＳＣ−ＦＤＭＡなどのシングルキャリア変調を用いて第１の送信シンボルを生成する。第１の送信シンボル生成部ｂ３０２は、生成した第１の送信シンボルをＣＰ挿入部ｂ３０３に出力する。

ＣＰ挿入部ｂ３０３は、第１の送信シンボル生成部ｂ３０２から入力される第１の送信シンボルにＣＰを挿入する。

送信部ｂ３０４は、ＣＰ挿入部ｂ３０３から入力される第２の送信シンボルにデジタル・アナログ変換を施し、変換したアナログ信号を波形整形する。送信部ｂ３０４は、波形整形した信号をベースバンド帯から無線周波数帯にアップコンバートし、送信アンテナｂ３０５からスモールセル基地局ｂ３と接続している全ての端末へ送信する。

図１０は、ＣＰ挿入部ｂ３０３が出力する第２の送信シンボルの様子の一例を示す。また、図１０は図２の第１の送信シンボル２０１、２０２、２０３及びＣＰ２０１ａ、２０２ａ、２０３ａを併せて示す。１００１、１００２、１００３は第１の送信シンボル生成部ｂ３０２が出力する第１の送信シンボルであり、１００１ａ、１００２ａ、１００３ａはそれらに挿入されるＣＰである。本実施形態では、第１の送信シンボルとＣＰの比率をマクロセル基地局ａ１のものと同一でなくてもよいという前提のもとでＣＰの長さを小さくする。図１０はＣＰの長さを３分の１に、第１の送信シンボルの長さを半分にした場合の例である。なお、第１の送信シンボルの長さを大きくしてもよい。

＜スモールセル基地局ｂ３の動作について＞
図１１は、本実施形態に係るスモールセル基地局ｂ３の動作を示すフローチャートである。この図が示す動作は、図９の上位レイヤｂ３０１がデータを第１の送信シンボル生成部ｂ３０２に出力した後の処理である。

（ステップＳ１１０１）第１の送信シンボル生成部ｂ３０２は、第１の送信シンボルを生成する。その後、ステップＳ１１０２へ進む。

（ステップＳ１１０２）ＣＰ挿入部ｂ３０３は、ステップＳ１１０１で得られる第１の送信シンボルにＣＰを挿入し、第２の送信シンボルを生成する。このＣＰは、マクロセル基地局ａ１で用いるものより長さが小さい。その後、ステップＳ１１０３へ進む。

（ステップＳ１１０３）送信部ｂ３０４は、ステップＳ１１０２で得られる第２の送信シンボルにデジタル・アナログ変換、波形整形、アップコンバートを行い、送信アンテナｂ３０５を介して送信する。その後、スモールセル基地局ｂ３は動作を終了する。

このように、本実施形態によれば、スモールセル基地局ｂ３が送信する第２の送信シンボルに含まれるＣＰ長がマクロセル基地局ａ１が送信するものより小さく、冗長度が低下して伝送効率が向上する。また、スモールセル基地局ｂ３が送信する第２の送信シンボル中の第１の送信シンボルの長さも、マクロセル基地局ａ１が送信するものから可変にしてよく、現存するシステムからの拡張が容易となる。これにより、システム全体の伝送効率を向上させることができる。

（第４の実施形態）
第４の実施形態について説明する。第１、２、３の実施形態では、マクロセル基地局とスモールセル基地局が送信するＣＰや第１の送信シンボルの長さを変える場合について説明した。第４の実施形態では、具体的にマクロセル基地局、スモールセル基地局、端末間で行われる通信の一例について説明する。第４の実施形態に係る通信システムは、マクロセル基地局ａ１、スモールセル基地局ｂ１、端末ｃ４を含んで構成される。

図１２は、端末ｃ４がスモールセル基地局ｂ１に接続してデータ通信が開始されるまでの処理の一例を示すシーケンス図である。端末ｃ４は複数のマクロセル基地局の中から接続先を検出するセルサーチを行う（ｓ１２０１）。接続先としてマクロセル基地局ａ１を選択したとする。端末ｃ４は、マクロセル基地局ａ１に対して接続要求を行う（ｓ１２０２）。マクロセル基地局ａ１は、端末ｃ４からの接続要求を受け取った場合、端末ｃ４に端末情報要求を送信する（ｓ１２０３）。ここで、端末情報とは、端末ｃ４を、端末ｃ４の周囲のスモールセルに接続させるか、マクロセルと接続させるかを判断するための情報である。例えば、端末情報は端末ｃ４の位置であり、マクロセル基地局ａ１は、端末ｃ４と周囲のスモールセル基地局の距離に基づいて端末ｃ４の接続先を決定してもよい。例えば、端末情報は端末ｃ４が測定した周囲のスモールセルの電力であり、マクロセル基地局ａ１は、その電力に基づいて端末ｃ４の接続先を決定してもよい。端末ｃ４は、端末情報要求を受け取った場合、端末情報をマクロセル基地局ａ１に報告する（ｓ１２０４）。マクロセル基地局ａ１は、受信した端末情報に基づいて端末ｃ４の接続先を決定する。ここでは、マクロセル基地局ａ１が端末ｃ４にスモールセル基地局ｂ１との接続を指示する場合について説明する。マクロセル基地局ａ１は、スモールセル基地局ｂ１に端末接続要求を送信する（ｓ１２０５）。スモールセル基地局ｂ１は、端末ｃ４がスモールセル基地局ｂ１と接続するためのリソースをマクロセル基地局ａ１に通知する（ｓ１２０６）。マクロセル基地局ａ１は、端末ｃ４に、前記リソースを含むスモールセル情報を通知する（ｓ１２０７）。端末ｃ４は、通知されたスモールセル情報に基づいてスモールセル基地局ｂ１と同期する（ｓ１２０８）。端末ｃ４は、スモールセル基地局ｂ１にチャネル情報を報告する（ｓ１２０９）。ここで、チャネル情報とは、チャネル推定値やＭＩＭＯチャネルのランクなどであり、スモールセル基地局ｂ１は、通知されたチャネル情報に基づいて、端末ｃ４とデータ通信を行う（ｓ１２１０）。

図１３は、端末ｃ４の構成を示す概略ブロック図である。この図において、端末ｃ４は、受信アンテナｃ４０１、受信部ｃ４０２、ＣＰ長判断部ｃ４０３、ＣＰ除去部ｃ４０４、信号検出部ｃ４０５、上位レイヤｃ４０６、第１の送信シンボル生成部ｃ４０７、ＣＰ挿入部ｃ４０８、送信部ｃ４０９、送信アンテナｃ４１０を含んで構成される。

まず、ダウンリンクを説明する。受信部ｃ４０２は、受信アンテナｃ４０１を介して受信した受信信号に対して、周波数変換およびアナログ−デジタル変換を行う。受信部ｃ４０２は、変換した受信信号をＣＰ除去部ｃ４０４に出力する。

ＣＰ長判断部ｃ４０３は、現在通信している相手がマクロセル基地局ａ１かスモールセル基地局ｂ１のどちらであるかに基づいて、除去するＣＰの長さを判断し、そのＣＰの長さをＣＰ除去部ｃ４０４に出力する。なお、通信している相手の情報は上位レイヤｃ４０６から入力される。

なお、マクロセル基地局ａ１がＣＰの長さを端末ｃ４にスモールセル情報として通知することで、端末がＣＰの長さを判断するようにしてもよい。

なお、マクロセル基地局ａ１が送信するスモールセル情報にスモールセル基地局ｂ１のＩＤを含み、端末ｃ４がそのＩＤに基づいてＣＰの長さを判断するようにしてもよい。

なお、マクロセル基地局ａ１が送信するスモールセル情報にスモールセル基地局ｂ１の送信電力を含み、端末ｃ４がその送信電力に基づいてＣＰの長さを判断するようにしてもよい。なお、送信電力の通知はスモールセル基地局ｂ１から端末ｃ４に送られてもよい。

なお、マクロセル基地局ａ１が送信するＲＳ（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ）の構成と、スモールセル基地局ｂ１が送信するＲＳの構成の違いに基づいて、端末ｃ４がＣＰの長さを判断するようにしてもよい。例えば、ＬＴＥ又はＬＴＥ−Ａのフォーマットでは必ずＣＲＳ（Ｃｅｌｌ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ）が送信されるが、ＣＲＳを送信しない新しいフォーマット（以後、ニューキャリアタイプと呼ぶ）を策定することが提案されている。ニューキャリアタイプでは、ＬＴＥ又はＬＴＥ−Ａで規定されているＮｏｒｍａｌ ＣＰ及びＥｘｔｅｎｄｅｄ ＣＰよりも短い長さのＣＰが用いられることが想定される。例えば、マクロセル基地局ａ１がＬＴＥ又はＬＴＥ−Ａのフォーマットで通信を行い、スモールセル基地局ｂ１がニューキャリアタイプのフォーマットで通信を行う場合に、端末ｃ４が、スモールセル基地局ｂ１からの信号にＣＲＳが含まれるか否かに基づいてＣＰの長さを判断するようにしてもよい。例えば、端末ｃ４は、受信信号とＣＲＳの時間波形との相関を算出し、相関にピークが出るか否かに基づいてＣＲＳが含まれるか否かを判断することができる。

なお、マクロセル基地局ａ１が送信するスモールセル情報がスモールセル基地局ｂ１のキャリアタイプを含み、端末ｃ４がそのキャリアタイプに基づいてＣＰの長さを判断するようにしてもよい。

ＣＰ除去部ｃ４０４は、ＣＰ長判断部ｃ４０３から入力されるＣＰの長さに基づいて、受信部ｃ４０２から入力される受信信号からＣＰを除去する。ＣＰ除去部ｃ４０４は、ＣＰを除去した信号を信号検出部ｃ４０５に出力する。

信号検出部ｃ４０５は、ＣＰ除去部ｃ４０４から入力されるＣＰを除去した信号から、端末ｃ４宛のデータを検出する。信号検出部ｃ４０５は、検出したデータを上位レイヤｃ４０６に出力する。

次に、アップリンクを説明する。上位レイヤｃ４０６は、スモールセル基地局ｂ１へのデータを第１の送信シンボル生成部ｃ４０７に出力する。

第１の送信シンボル生成部ｃ４０７は、上位レイヤｃ４０６から入力されるデータにＯＦＤＭやＭＣ−ＣＤＭＡなどのマルチキャリア変調や、ＳＣ−ＦＤＭＡなどのシングルキャリア変調を用いて第１の送信シンボルを生成する。第１の送信シンボル生成部ｃ４０７は、生成した第１の送信シンボルをＣＰ挿入部ｃ４０８に出力する。

ＣＰ挿入部ｃ４０８は、ＣＰ長判断部ｃ４０３から入力されるＣＰの長さに基づいて、第１の送信シンボル生成部ｃ４０７から入力される第１の送信シンボルにＣＰを挿入して第２の送信シンボルを生成する。ＣＰ挿入部ｃ４０８は、生成した第２の送信シンボルを送信部ｃ４０９に出力する。

送信部ｃ４０９は、ＣＰ挿入部ｃ４０８から入力される第２の送信シンボルにデジタル・アナログ変換を施し、変換したアナログ信号を波形整形する。送信部ｃ４０９は、波形整形した信号をベースバンド帯から無線周波数帯にアップコンバートし、送信アンテナｂ４１０からスモールセル基地局ｂ１へ送信する。

＜端末ｂ４の動作について＞
図１４は、本実施形態に係る端末ｃ４のダウンリンクの動作を示すフローチャートである。この図が示す動作は、図１３の受信部ｃ４０２が受信信号をＣＰ除去部ｃ４０４に出力した後の動作である。

（ステップＳ１４０１）ＣＰ長判断部ｃ４０３は、ＣＰの長さを判断する。その後、ステップＳ１４０２へ進む。

（ステップＳ１４０２）ＣＰ除去部ｃ４０４は、ステップＳ１４０１で得られるＣＰの長さに基づいて受信信号からＣＰを除去する。その後、ステップＳ１４０３へ進む。

（ステップＳ１４０３）信号検出部ｃ４０５は、ステップＳ１４０２で得られるＣＰを除去した受信信号から端末ｃ４宛に送信されたデータを検出する。検出されたデータは上位レイヤｃ４０６に出力される。その後、端末ｃ４はダウンリンクの動作を終了する。

図１５は、本実施形態に係る端末ｃ４のアップリンクの動作を示すフローチャートである。この図が示す動作は、図１３の上位レイヤｃ４０６がデータを第１の送信シンボル生成部ｃ４０７に出力した後の動作である。

（ステップＳ１５０１）第１の送信シンボル生成部ｃ４０７は、上位レイヤｃ４０６からのデータに基づいて第１の送信シンボルを生成する。その後、ステップＳ１５０２へ進む。

（ステップＳ１５０２）ＣＰ長判断部ｃ４０３は、ＣＰの長さを判断する。その後、ステップＳ１５０３へ進む。

（ステップＳ１５０３）ＣＰ挿入部ｃ４０８は、ステップＳ１５０２で得られるＣＰ長に基づいてステップＳ１５０１で得られる第１の送信シンボルにＣＰを挿入し、第２の送信シンボルを生成する。その後、ステップＳ１５０４へ進む。

（ステップＳ１５０４）送信部ｃ４０９は、ステップＳ１５０３で得られる第２の送信シンボルを送信アンテナｃ４１０を介して送信する。その後、端末ｃ４はアップリンクの動作を終了する。

このように、本実施形態によれば、スモールセル基地局ｂ１が送信する第２の送信シンボル中のＣＰの長さが、マクロセル基地局ａ１が送信する第２の送信シンボル中のＣＰの長さより短く、スモールセル基地局ｂ１が送信する第２の送信シンボルの冗長度が小さくなるため、端末ｃ４がスモールセル基地局ｂ１と通信を行う場合に伝送効率が向上する。また、マクロセル基地局ａ１がスモールセル情報を通知することで、端末ｃ４がＣＰの長さを容易に知ることができる。これにより、システム全体の伝送効率を向上することができる。

なお、現状のＬＴＥ、ＬＴＥ−Ａでは、マクロ基地局ではＮｏｒｍａｌ ＣＰとＥｘｔｅｎｄｅｄ ＣＰが規定されているが、例えばＭＢＭＳ（Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｂｒｏａｄｃａｓｔ ａｎｄ Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ Ｓｅｒｖｉｃｅ）など、マクロ基地局でＥｘｔｅｎｄｅｄ ＣＰを用いる場合で、スモールセル基地局がＮｏｒｍａｌ ＣＰを用いる場合も本発明に含まれる。

（第５の実施形態）
第５の実施形態について説明する。第４の実施形態では、スモールセル基地局としてｂ１を用いる場合について説明した。第５の実施形態では、スモールセル基地局としてｂ２を用いる場合について説明する。第５の実施形態に係る通信システムは、マクロセル基地局ａ１、スモールセル基地局ｂ２、端末ｃ５を含んで構成される。

本実施形態に係る通信システムにおいて、端末ｃ５がスモールセル基地局ｂ２に接続してデータ通信が開始されるまでの処理は、図１２のシーケンス図において、スモールセル基地局ｂ１をｂ２に変更するだけであり、動作は同様のため、説明を省略する。

図１６は、本実施形態に係る端末ｃ５の構成を示す概略ブロック図である。この図において、端末ｃ５は、受信アンテナｃ５０１、受信部ｃ５０２、第２の送信シンボル長判断部ｃ５０３、ＣＰ除去部ｃ５０４、信号検出部ｃ５０５、上位レイヤｃ５０６、第１の送信シンボル生成部ｃ５０７、ＣＰ挿入部ｃ５０８、送信部ｃ５０９、送信アンテナｃ５１０を含んで構成される。

まず、ダウンリンクを説明する。受信部ｃ５０２は、受信アンテナｃ５０１を介して受信した受信信号に対して、周波数変換およびアナログ−デジタル変換を行う。受信部ｃ５０２は、変換した受信信号をＣＰ除去部ｃ５０４に出力する。

第２の送信シンボル長判断部ｃ５０３は、現在通信している相手がマクロセル基地局ａ１かスモールセル基地局ｂ２のどちらであるかに基づいて、第２の送信シンボルの長さを判断し、その長さをＣＰ除去部ｃ５０４、信号検出部ｃ５０５、第１の送信シンボル生成部ｃ５０７、ＣＰ挿入部ｃ５０８に出力する。なお、通信している相手の情報は上位レイヤｃ５０６から入力される。

なお、マクロセル基地局ａ１が第２の送信シンボルの長さを端末ｃ５にスモールセル情報として通知することで、端末が第２の送信シンボルの長さを判断するようにしてもよい。

なお、マクロセル基地局ａ１が送信するスモールセル情報がスモールセル基地局ｂ２のＩＤを含み、端末ｃ５がそのＩＤに基づいて第２の送信シンボルの長さを判断するようにしてもよい。

なお、マクロセル基地局ａ１が送信するスモールセル情報がスモールセル基地局ｂ２の送信電力を含み、端末ｃ５がその送信電力に基づいて第２の送信シンボルの長さを判断するようにしてもよい。なお、送信電力の通知はスモールセル基地局ｂ２から端末ｃ５に送られてもよい。

なお、マクロセル基地局ａ１が送信するＲＳの構成と、スモールセル基地局ｂ２が送信するＲＳの構成の違いに基づいて、端末ｃ５が第２の送信シンボルの長さを判断するようにしてもよい。例えば、ＬＴＥ又はＬＴＥ−Ａのフォーマットでは必ずＣＲＳが送信されるが、ＣＲＳを送信しないニューキャリアタイプを想定することができる。ニューキャリアタイプでは、ＬＴＥ又はＬＴＥ−Ａで規定されている第２の送信シンボルの長さよりも短い長さの第２の送信シンボルが用いられることが想定される。例えば、マクロセル基地局ａ１がＬＴＥ又はＬＴＥ−Ａのフォーマットで通信を行い、スモールセル基地局ｂ２がニューキャリアタイプのフォーマットで通信を行う場合に、端末ｃ５が、スモールセル基地局ｂ２からの信号にＣＲＳが含まれるか否かに基づいて第２の送信シンボルの長さを判断するようにしてもよい。

なお、本実施形態においては、マクロセル基地局ａ１が送信する第２の送信シンボル中の第１の送信シンボルとＣＰの長さの割合と、スモールセル基地局ｂ２が送信する第２の送信シンボル中の第１の送信シンボルとＣＰの長さの割合が等しいため、ＣＰの長さから第２の送信シンボルの長さを判断することができる。従って、第２の送信シンボル長判断部ｃ５０３は、まずＣＰの長さを判断し、そのＣＰの長さに基づいて第２の送信シンボルの長さを判断してもよい。同様に、第２の送信シンボル長判断部ｃ５０３は、まず第１の送信シンボルの長さを判断し、その第１の送信シンボルの長さに基づいて第２の送信シンボルの長さを判断してもよい。

なお、マクロセル基地局ａ１が送信するスモールセル情報がスモールセル基地局ｂ２のキャリアタイプを含み、端末ｃ５がそのキャリアタイプに基づいて第２の送信シンボルの長さを判断するようにしてもよい。

ＣＰ除去部ｃ５０４は、第２の送信シンボル長判断部ｃ５０３から入力される第２の送信シンボルの長さに基づいて、受信部ｃ５０２から入力される受信信号からＣＰを除去する。スモールセル基地局ｂ２が送信する第２の送信シンボル中のＣＰの長さと第１の送信シンボルの長さの割合は、マクロセル基地局ａ１が送信するものと同じのため、第２の送信シンボルの長さからＣＰの長さが判断できる。ＣＰ除去部ｃ５０４は、ＣＰを除去した信号を信号検出部ｃ５０５に出力する。

信号検出部ｃ５０５は、ＣＰ除去部ｃ５０４から入力されるＣＰを除去した信号から、端末ｃ５宛のデータを検出する。このとき、信号検出部ｃ５０５は、第２の送信シンボル長判断部ｃ５０３から入力される第２の送信シンボルの長さから第１の送信シンボルの長さを判断し、その第１の送信シンボルの長さに基づいて信号検出を行う。信号検出部ｃ５０５は、検出したデータを上位レイヤｃ５０６に出力する。

次に、アップリンクを説明する。上位レイヤｃ５０６は、スモールセル基地局ｂ２へのデータを第１の送信シンボル生成部ｃ５０７に出力する。

第１の送信シンボル生成部ｃ５０７は、上位レイヤｃ５０６から入力されるデータにＯＦＤＭやＭＣ−ＣＤＭＡなどのマルチキャリア変調や、ＳＣ−ＦＤＭＡなどのシングルキャリア変調を用いて第１の送信シンボルを生成する。このとき、第１の送信シンボル生成部ｃ５０７は、第２の送信シンボル長判断部ｃ５０３から入力される第２の送信シンボルの長さから第１の送信シンボルの長さを判断し、その第１の送信シンボルの長さに基づいて第１の送信シンボルを生成する。第１の送信シンボル生成部ｃ５０７は、生成した第１の送信シンボルをＣＰ挿入部ｃ５０８に出力する。

ＣＰ挿入部ｃ５０８は、第２の送信シンボル長判断部ｃ５０３から入力される第２の送信シンボルの長さからＣＰの長さを判断し、そのＣＰの長さに基づいて、第１の送信シンボル生成部ｃ５０７から入力される第１の送信シンボルにＣＰを挿入して第２の送信シンボルを生成する。ＣＰ挿入部ｃ５０８は、生成した第２の送信シンボルを送信部ｃ５０９に出力する。

送信部ｃ５０９は、ＣＰ挿入部ｃ５０８から入力される第２の送信シンボルにデジタル・アナログ変換を施し、変換したアナログ信号を波形整形する。送信部ｃ５０９は、波形整形した信号をベースバンド帯から無線周波数帯にアップコンバートし、送信アンテナｂ５１０からスモールセル基地局ｂ２へ送信する。

＜端末ｂ５の動作について＞
図１７は、本実施形態に係る端末ｃ５のダウンリンクの動作を示すフローチャートである。この図が示す動作は、図１６の受信部ｃ５０２が受信信号をＣＰ除去部ｃ５０４に出力した後の動作である。

（ステップＳ１７０１）第２の送信シンボル長判断部ｃ５０３は、第２の送信シンボルの長さを判断する。その後、ステップＳ１７０２へ進む。

（ステップＳ１７０２）ＣＰ除去部ｃ５０４は、ステップＳ１７０１で得られる第２の送信シンボルの長さからＣＰの長さを求め、そのＣＰの長さに基づいて受信信号からＣＰを除去する。その後、ステップＳ１７０３へ進む。

（ステップＳ１７０３）信号検出部ｃ５０５は、ステップＳ１７０２で得られるＣＰを除去した受信信号から端末ｃ５宛に送信されたデータを検出する。このとき、ステップＳ１７０２で得られる第２の送信シンボルの長さから第１の送信シンボルの長さを求め、その第１の送信シンボルの長さに基づいて信号検出を行う。検出されたデータは上位レイヤｃ５０６に出力される。その後、端末ｃ５はダウンリンクの動作を終了する。

図１８は、本実施形態に係る端末ｃ５のアップリンクの動作を示すフローチャートである。この図が示す動作は、図１６の上位レイヤｃ５０６がデータを第１の送信シンボル生成部ｃ５０７に出力した後の動作である。

（ステップＳ１８０１）第２の送信シンボル長判断部ｃ５０３は、第２の送信シンボルの長さを判断する。その後、ステップＳ１８０２へ進む。

（ステップＳ１８０２）第１の送信シンボル生成部ｃ５０７は、上位レイヤｃ５０６からのデータに基づいて第１の送信シンボルを生成する。このとき、ステップＳ１８０１で得られる第２の送信シンボルの長さから第１の送信シンボルの長さを求め、その第１の送信シンボルの長さに基づいて第１の送信シンボルを生成する。その後、ステップＳ１８０３へ進む。

（ステップＳ１８０３）ＣＰ挿入部ｃ５０８は、ステップＳ１８０２で得られる第２の送信シンボル長からＣＰの長さを判断し、そのＣＰの長さに基づいてステップＳ１８０２で得られる第１の送信シンボルにＣＰを挿入し、第２の送信シンボルを生成する。その後、ステップＳ１８０４へ進む。

（ステップＳ１８０４）送信部ｃ５０９は、ステップＳ１８０３で得られる第２の送信シンボルを送信アンテナｃ５１０を介して送信する。その後、端末ｃ５はアップリンクの動作を終了する。

このように、本実施形態によれば、スモールセル基地局ｂ２が送信する第２の送信シンボルの長さが、マクロセル基地局ａ１が送信する第２の送信シンボルの長さより短く、受信する端末が高速移動している場合でも高精度に信号検出を行うことができるため、端末ｃ５がスモールセル基地局ｂ２と通信を行う場合に伝送効率が向上する。また、マクロセル基地局ａ１がスモールセル情報を通知することで、端末ｃ５が第２の送信シンボルの長さを容易に知ることができる。これにより、システム全体の伝送効率を向上させることができる。

（第６の実施形態）
第６の実施形態について説明する。第５の実施形態では、スモールセル基地局としてｂ２を用いる場合について説明した。第６の実施形態では、スモールセル基地局としてｂ３を用いる場合について説明する。第６の実施形態に係る通信システムは、マクロセル基地局ａ１、スモールセル基地局ｂ３、端末ｃ６を含んで構成される。

本実施形態に係る通信システムにおいて、端末ｃ６がスモールセル基地局ｂ３に接続してデータ通信が開始されるまでの処理は、図１２のシーケンス図において、スモールセル基地局ｂ１をｂ３に変更するだけであり、動作は同じのため、説明を省略する。

図１９は、本実施形態に係る端末ｃ６の構成を示す概略ブロック図である。この図において、端末ｃ６は、受信アンテナｃ６０１、受信部ｃ６０２、ＣＰ長判断部ｃ６０３、ＣＰ除去部ｃ６０４、信号検出部ｃ６０５、上位レイヤｃ６０６、第１の送信シンボル生成部ｃ６０７、ＣＰ挿入部ｃ６０８、送信部ｃ６０９、送信アンテナｃ６１０、第１の送信シンボル長判断部ｃ６１１を含んで構成される。

まず、ダウンリンクを説明する。受信部ｃ６０２は、受信アンテナｃ６０１を介して受信した受信信号に対して、周波数変換およびアナログ−デジタル変換を行う。受信部ｃ６０２は、変換した受信信号をＣＰ除去部ｃ６０４に出力する。

ＣＰ長判断部ｃ６０３は、現在通信している相手がマクロセル基地局ａ１かスモールセル基地局ｂ１のどちらであるかに基づいて、除去するＣＰの長さを判断し、そのＣＰの長さをＣＰ除去部ｃ６０４に出力する。なお、通信している相手の情報は上位レイヤｃ６０６から入力される。ＣＰ長判断部ｃ６０３は、第４の実施形態に係る端末ｃ４のＣＰ長判断部（図１３）と同様の方法でＣＰの長さを知るようにしてもよい。

ＣＰ除去部ｃ６０４は、ＣＰ長判断部ｃ６０３から入力されるＣＰの長さに基づいて、受信部ｃ６０２から入力される受信信号からＣＰを除去する。ＣＰ除去部ｃ６０４は、ＣＰを除去した信号を信号検出部ｃ６０５に出力する。

信号検出部ｃ６０５は、ＣＰ除去部ｃ６０４から入力されるＣＰを除去した信号から、端末ｃ６宛のデータを検出する。このとき、信号検出部ｃ６０５は、後述する第１の送信シンボル長判断部ｃ６１１から入力される第１の送信シンボルの長さに基づいて信号検出を行う。信号検出部ｃ６０５は、検出したデータを上位レイヤｃ６０６に出力する。

次に、アップリンクを説明する。上位レイヤｃ６０６は、スモールセル基地局ｂ３へのデータを第１の送信シンボル生成部ｃ６０７に出力する。

第１の送信シンボル生成部ｃ６０７は、上位レイヤｃ６０６から入力されるデータにＯＦＤＭやＭＣ−ＣＤＭＡなどのマルチキャリア変調や、ＳＣ−ＦＤＭＡなどのシングルキャリア変調を用いて第１の送信シンボルを生成する。このとき、第１の送信シンボル生成部ｃ６０７は、後述する第１の送信シンボル長判断部ｃ６１１から入力される第１の送信シンボルの長さに基づいて第１の送信シンボルを生成する。第１の送信シンボル生成部ｃ６０７は、生成した第１の送信シンボルをＣＰ挿入部ｃ６０８に出力する。

なお、ＯＦＤＭを用いる場合、第１の送信シンボルの長さを変えるためにＦＦＴポイント数を変えてもよい。あるいは、ＦＦＴのサンプリング周波数を変更し、ＦＦＴポイント数は不変としてもよい。

ＣＰ挿入部ｃ６０８は、ＣＰ長判断部ｃ６０３から入力されるＣＰの長さに基づいて、第１の送信シンボル生成部ｃ６０７から入力される第１の送信シンボルにＣＰを挿入して第２の送信シンボルを生成する。ＣＰ挿入部ｃ６０８は、生成した第２の送信シンボルを送信部ｃ６０９に出力する。

送信部ｃ６０９は、ＣＰ挿入部ｃ６０８から入力される第２の送信シンボルにデジタル・アナログ変換を施し、変換したアナログ信号を波形整形する。送信部ｃ６０９は、波形整形した信号をベースバンド帯から無線周波数帯にアップコンバートし、送信アンテナｂ６１０からスモールセル基地局ｂ３へ送信する。

第１の送信シンボル長判断部ｃ６１１は、現在通信している相手がマクロセル基地局ａ１かスモールセル基地局ｂ３のどちらであるかに基づいて、第１の送信シンボルの長さを判断し、その長さを信号検出部ｃ６０５、第１の送信シンボル生成部ｃ６０７。なお、通信している相手の情報は上位レイヤｃ６０６から入力される。

なお、マクロセル基地局ａ１が第１の送信シンボルの長さを端末ｃ６にスモールセル情報として通知することで、端末が第１の送信シンボルの長さを判断するようにしてもよい。

なお、マクロセル基地局ａ１が送信するスモールセル情報がスモールセル基地局ｂ３のＩＤを含み、端末ｃ６がそのＩＤに基づいて第１の送信シンボルの長さを判断するようにしてもよい。

なお、マクロセル基地局ａ１が送信するスモールセル情報がスモールセル基地局ｂ３の送信電力を含み、端末ｃ６がその送信電力に基づいて第１の送信シンボルの長さを判断するようにしてもよい。なお、送信電力の通知はスモールセル基地局ｂ３から端末ｃ６に送られてもよい。

なお、マクロセル基地局ａ１が送信するＲＳの構成と、スモールセル基地局ｂ３が送信するＲＳの構成の違いに基づいて、端末ｃ６が第１の送信シンボルの長さを判断するようにしてもよい。例えば、ＬＴＥ又はＬＴＥ−Ａのフォーマットでは必ずＣＲＳが送信されるが、ＣＲＳを送信しないニューキャリアタイプを想定することができる。ニューキャリアタイプでは、ＬＴＥ又はＬＴＥ−Ａで規定されている第１の送信シンボルの長さよりも短い長さの第２の送信シンボルが用いられることが想定される（ニューキャリアタイプの第１の送信シンボルの長さは、ＬＴＥ又はＬＴＥ−Ａの第１の送信シンボルの長さより長くてもよい）。例えば、マクロセル基地局ａ１がＬＴＥ又はＬＴＥ−Ａのフォーマットで通信を行い、スモールセル基地局ｂ３がニューキャリアタイプのフォーマットで通信を行う場合に、端末ｃ６が、スモールセル基地局ｂ３からの信号にＣＲＳが含まれるか否かに基づいて第１の送信シンボルの長さを判断するようにしてもよい。

なお、マクロセル基地局ａ１が送信するスモールセル情報がスモールセル基地局ｂ３のキャリアタイプを含み、端末ｃ６がそのキャリアタイプに基づいて第１の送信シンボルの長さを判断するようにしてもよい。

＜端末ｂ６の動作について＞
図２０は、本実施形態に係る端末ｃ６のダウンリンクの動作を示すフローチャートである。この図が示す動作は、図１９の受信部ｃ６０２が受信信号をＣＰ除去部ｃ６０４に出力した後の動作である。

（ステップＳ２００１）ＣＰ長判断部ｃ６０３は、ＣＰの長さを判断する。その後、ステップＳ２００２へ進む。

（ステップＳ２００２）ＣＰ除去部ｃ６０４は、ステップＳ２００１で得られるＣＰの長さに基づいて受信信号からＣＰを除去する。その後、ステップＳ２００３へ進む。

（ステップＳ２００３）第１の送信シンボル長判断部ｃ６１１は、第１の送信シンボルの長さを判断する。その後、ステップＳ２００４へ進む。

（ステップＳ２００４）信号検出部ｃ６０５は、ステップＳ２００２で得られるＣＰを除去した受信信号から端末ｃ６宛に送信されたデータを検出する。このとき、ステップＳ２００３で得られる第１の送信シンボルの長さに基づいて信号検出を行う。検出されたデータは上位レイヤｃ６０６に出力される。その後、端末ｃ６はダウンリンクの動作を終了する。

図２１は、本実施形態に係る端末ｃ６のアップリンクの動作を示すフローチャートである。この図が示す動作は、図１９の上位レイヤｃ６０６がデータを第１の送信シンボル生成部ｃ６０７に出力した後の動作である。

（ステップＳ２１０１）第１の送信シンボル長判断部ｃ６１１は、第１の送信シンボルの長さを判断する。その後、ステップＳ２１０２へ進む。

（ステップＳ２１０２）第１の送信シンボル生成部ｃ６０７は、上位レイヤｃ６０６からのデータに基づいて第１の送信シンボルを生成する。このとき、ステップＳ２１０１で得られる第１の送信シンボルの長さに基づいて第１の送信シンボルを生成する。その後、ステップＳ２１０３へ進む。

（ステップＳ２１０３）ＣＰ長判断部ｃ６０３は、ＣＰの長さを判断する。その後、ステップＳ２１０４へ進む。

（ステップＳ２１０４）ＣＰ挿入部ｃ６０８は、ステップＳ２１０３で得られるＣＰの長さに基づいてステップＳ２１０２で得られる第１の送信シンボルにＣＰを挿入し、第２の送信シンボルを生成する。その後、ステップＳ２１０５へ進む。

（ステップＳ２１０５）送信部ｃ６０９は、ステップＳ２１０４で得られる第２の送信シンボルを送信アンテナｃ６１０を介して送信する。その後、端末ｃ６はアップリンクの動作を終了する。

このように、本実施形態によれば、スモールセル基地局ｂ３が送信する第２の送信シンボルに含まれるＣＰ長がマクロセル基地局ａ１が送信するものより短く、冗長度が低下するため、端末ｃ６がスモールセル基地局ｂ３と通信する場合に伝送効率が向上する。また、スモールセル基地局ｂ３が送信する第２の送信シンボル中の第１の送信シンボルの長さも、マクロセル基地局ａ１が送信するものから可変にしてよく、現存するシステムからの拡張が容易となる。また、マクロセル基地局ａ１がスモールセル情報を通知することで、端末ｃ６がＣＰの長さ及び第１の送信シンボルの長さを容易に知ることができる。これにより、システム全体の伝送効率を向上させることができる。

本発明に関わるマクロセル基地局ａ１、スモールセル基地局ｂ１、ｂ２、ｂ３、および端末ｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４、ｃ５、ｃ６で動作するプログラムは、本発明に関わる上記実施形態の機能を実現するように、ＣＰＵ等を制御するプログラム（コンピュータを機能させるプログラム）である。そして、これら装置で取り扱われる情報は、その処理時に一時的にＲＡＭに蓄積され、その後、各種ＲＯＭやＨＤＤに格納され、必要に応じてＣＰＵによって読み出し、修正・書き込みが行なわれる。プログラムを格納する記録媒体としては、半導体媒体（例えば、ＲＯＭ、不揮発性メモリカード等）、光記録媒体（例えば、ＤＶＤ、ＭＯ、ＭＤ、ＣＤ、ＢＤ等）、磁気記録媒体（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスク等）等のいずれであってもよい。また、ロードしたプログラムを実行することにより、上述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムの指示に基づき、オペレーティングシステムあるいは他のアプリケーションプログラム等と共同して処理することにより、本発明の機能が実現される場合もある。

また市場に流通させる場合には、可搬型の記録媒体にプログラムを格納して流通させたり、インターネット等のネットワークを介して接続されたサーバコンピュータに転送したりすることができる。この場合、サーバコンピュータの記憶装置も本発明に含まれる。また、上述した実施形態において、図面を用いて説明したマクロセル基地局ａ１、スモールセル基地局ｂ１、ｂ２、ｂ３、および端末ｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４、ｃ５、ｃ６の一部、または全部を典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現してもよい。マクロセル基地局ａ１、スモールセル基地局ｂ１、ｂ２、ｂ３、および端末ｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４、ｃ５、ｃ６の各機能ブロックは個別にチップ化してもよいし、一部、または全部を集積してチップ化してもよい。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現しても良い。また、半導体技術の進歩によりＬＳＩに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いることも可能である。

以上、この発明の実施形態に関して図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。また、本発明は、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。また、上記各実施形態に記載された要素であり、同様の効果を奏する要素同士を置換した構成も含まれる。

なお、本願発明は上述の実施形態に限定されるものではない。本願発明の端末装置は、移動局装置への適用に限定されるものではなく、屋内外に設置される据え置き型、または非可動型の電子機器、たとえば、ＡＶ機器、キッチン機器、掃除・洗濯機器、空調機器、オフィス機器、自動販売機、その他生活機器などに適用出来ることは言うまでもない。

本発明は、無線基地局装置や無線端末装置や無線通信システムや無線通信方法に用いて好適である。

ａ１ マクロセル基地局
ｂ１、ｂ２、ｂ３ スモールセル基地局
ｃ４、ｃ５、ｃ６ 端末
ａ１０１、ｂ１０１、ｃ４０６ 上位レイヤ
ａ１０２、ｂ１０２、ｂ２０２、ｂ３０２、ｃ４０７、ｃ５０７、ｃ６０７ 第１の送信シンボル生成部
ａ１０３、ｂ１０３、ｂ２０３、ｂ３０３、ｃ４０８、ｃ５０８ ＣＰ挿入部
ａ１０４、ｂ１０４、ｃ４０９ 送信部
ａ１０５、ｂ１０５、ｃ４１０ 送信アンテナ
ｃ４０１ 受信アンテナ
ｃ４０２ 受信部
ｃ４０３ ＣＰ長判断部
ｃ４０４、ｃ５０４ ＣＰ除去部
ｃ４０５、ｃ５０５、ｃ６０５ 信号検出部
ｃ５０３ 第２の送信シンボル長判断部
ｃ６１１ 第１の送信シンボル長判断部
２０１、２０２、２０３、４０１、４０２、４０３、７０１、７０２、７０３、１００１、１００２、１００３ 第１の送信シンボル
２０１ａ、２０２ａ、２０３ａ、４０１ａ、４０２ａ、４０３ａ、７０１ａ、７０２ａ、７０３ａ、１００１ａ、１００２ａ、１００３ａ ＣＰ
２０１ｂ、２０２ｂ、２０３ｂ 第１の送信シンボルの後方の一部

Claims (14)

1. マクロセルを構成するマクロセル基地局と、少なくとも１つのマクロセルと重複するように設計されるスモールセルを構成するスモールセル基地局と、前記マクロセル基地局又は前記スモールセル基地局と接続する端末を具備し、
   前記マクロセル基地局および前記スモールセル基地局は、データを変調して得られる第１の送信シンボルにサイクリックプレフィックスを挿入することで生成した第２の送信シンボルを送信し、
   前記スモールセル基地局が挿入するサイクリックプレフィックスの長さが、前記マクロセル基地局が挿入するサイクリックプレフィックスの長さより短い通信システム。
2. 前記端末は、端末情報を前記マクロセル基地局に通知し、
   前記マクロセル基地局は、前記端末情報に基づいて前記端末が接続するスモールセルを決定し、
   前記マクロセル基地局は、前記スモールセルのスモールセル情報を前記端末に通知し、
   前記端末は受信した前記スモールセル情報に基づいて前記スモールセルと接続する
   請求項１に記載の通信システム。
3. 前記端末情報は、前記端末の位置である
   請求項２に記載の通信システム。
4. 前記端末情報は、前記端末が測定した、周囲のスモールセル基地局の送信信号の受信電力である
   請求項２に記載の通信システム。
5. 前記マクロセル基地局が生成する第１の送信シンボルの長さが、
   前記スモールセル基地局が生成する第１の送信シンボルの長さと等しい
   請求項１から４のいずれかの項に記載の通信システム。
6. 前記マクロセル基地局が生成する第１の送信シンボルの長さと、前記マクロセル基地局が挿入するサイクリックプレフィックスの長さの割合と、
   前記スモールセル基地局が生成する第１の送信シンボルの長さと、前記スモールセル基地局が挿入するサイクリックプレフィックスの長さの割合が等しい
   請求項１から４のいずれかの項に記載の通信システム。
7. 前記マクロセル基地局が生成する第１の送信シンボルの長さと、
   前記スモールセル基地局が生成する第１の送信シンボルの長さが異なる
   請求項１から４のいずれかの項に記載の通信システム。
8. 前記スモールセル情報は前記スモールセル基地局が挿入するサイクリックプレフィックスの長さを含み、
   前記端末は前記スモールセル情報に基づいてスモール基地局が挿入するサイクリックプレフィックスの長さを判断する
   請求項５から７のいずれかの項に記載の通信システム。
9. 前記スモールセル情報は前記スモールセルのＩＤを含み、
   前記端末は前記ＩＤに基づいて前記スモールセル基地局が挿入するサイクリックプレフィックスの長さを判断する
   請求項５から７のいずれかの項に記載の通信システム。
10. 前記スモールセル情報は前記スモールセルの送信電力を含み、
    前記端末は前記送信電力に基づいて前記スモールセル基地局が送信する信号のサイクリックプレフィックス長を判断する
    請求項５から７のいずれかの項に記載の通信システム。
11. 前記端末は、前記マクロセル基地局が送信するリファレンス信号の構成と、前記スモールセル基地局が送信するリファレンス信号の構成が異なることを検出した場合に、前記スモールセル基地局が送信する信号のサイクリックプレフィックス長を判断する
    請求項５から７のいずれかの項に記載の通信システム。
12. 前記スモールセル情報は、前記スモールセルのキャリアタイプを含み、
    前記端末は前記キャリアタイプに基づいて前記スモールセル基地局が送信する信号のサイクリックプレフィックス長を判断する
    請求項５から７のいずれかの項に記載の通信システム。
13. 前記端末は、さらに前記スモールセル基地局が送信する信号の第１の送信シンボルの長さを判断する
    請求項８から１２のいずれかの項に記載の通信システム。
14. マクロセルを構成するマクロセル基地局と、少なくとも１つのマクロセルと重複するように設計されるスモールセルを構成するスモールセル基地局と、前記マクロセル基地局又は前記スモールセル基地局と接続する端末を具備し、
    前記マクロセル基地局および前記スモールセル基地局は、第１の送信シンボルにサイクリックプレフィックスを挿入することで生成した第２の送信シンボルを送信し、
    前記スモールセル基地局が挿入するサイクリックプレフィックスの長さが、前記マクロセル基地局が挿入するサイクリックプレフィックスの長さより短い通信方法。