JP6010383B2 - 通信システム、マクロ基地局装置、移動端末装置及び通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、次世代移動通信システムにおける通信システム、マクロ基地局装置、移動端末装置及び通信方法に関する。

ＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunications System）ネットワークにおいて、さら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）。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からのさら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））。ＬＴＥ−Ａの１つであるRel-10においては、ＬＴＥシステムのシステム帯域を１単位とする複数のコンポーネントキャリア（CC: Component Carrier）を束ねて広帯域化するキャリアアグリゲーションの採用が合意されている。また、Rel-10及びそれ以降のＬＴＥ−Ａにおいて、マクロセルエリア内に多数の小セルをオーバレイするヘテロジーニアスネットワーク（ＨｅｔＮｅｔ：Heterogeneous Network）構成による大容量化が検討されている。

3GPP TR 25.913"Requirements for Evolved UTRA and Evolved UTRAN"

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、マクロセル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スモールセル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、マクロセルでカバレッジを確保しつつ、スモールセルでキャパシティを確保できるように、スモールセルに特化した新たな無線通信方式の設計が求められている。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、高効率なスモールセル無線アクセスを提供できる通信システム、マクロ基地局装置、移動端末装置及び通信方法を提供することを目的とする。

本発明の通信システムは、マクロセルを形成するマクロ基地局装置と、前記マクロ基地局装置と通信リンクを介して接続され前記マクロセル内にスモールセルを形成する複数のローカル基地局装置と、前記マクロ基地局装置との間ではマクロセル用の無線通信方式で通信可能であり、前記各ローカル基地局装置との間ではスモールセル用の無線通信方式で通信可能である移動端末装置と、を備えた通信システムであって、前記マクロ基地局装置は、前記マクロ基地局装置と前記移動端末装置との間で使用される第１measurement信号と異なり、前記ローカル基地局装置と前記移動端末装置との間で使用される参照信号である第２measurement信号が送信されることを識別できる第１制御信号を前記移動端末装置又は前記ローカル基地局装置に送信し、前記第２measurement信号は前記ローカル基地局装置から前記移動端末装置宛てに送信されるDISCOVERY SIGNALであり、Ｒｅｌ．８ ＬＴＥの同期信号よりも送信周期が長いことを特徴とする。

本発明によれば、スモールセルに特化した高効率なスモールセル無線アクセスを提供することが可能となる。

マクロセル内に多数のスモールセルを配置した構成を示す図である。 図２Ａはマクロセルとスモールセルとが同一のキャリアで運用されるＨｅｔＮｅｔ構成図であり、図２Ｂはマクロセルとスモールセルとが異なるキャリアで運用されるＨｅｔＮｅｔ構成図である。 本発明に係る通信システムにおける制御情報の通知及び測定結果のフィードバックの例を示す概念図である。 無線通信システムのシステム構成の説明図である。 移動端末装置の全体構成図である。 マクロ基地局装置の全体構成図である。 ローカル基地局装置の全体構成図である。

図１に示すように、ヘテロジーニアスネットワーク構成では、マクロセルエリア内に多数の小セルが配置されるが、マクロセルエリア内に多数のスモールセルＳを配置する場合、ネットワークコストに対するキャパシティを考慮して、スモールセルＳを設計することが求められている。ネットワークコストとしては、例えば、ネットワークノードやバックホールリンク等の設置コスト、セルプランニングや保守対応等のオペレーションコスト、ネットワーク側の消費電力等が挙げられる。またスモールセルＳには、キャパシティ以外の要求として、移動端末装置側の省消費電力化やランダムセルプランニングのサポートが求められている。

本発明は、図２Ａ、Ｂに示す２種類のヘテロジーニアスネットワークにそれぞれ適用可能である。
図２Ａに示すＨｅｔＮｅｔ構成は、マクロセルＭとスモールセルＳとが同一のキャリア（周波数Ｆ０）で運用される。３ＧＰＰにおいて、ＨｅｔＮｅｔにおけるセル間干渉制御(eICIC：enhanced Inter-Cell Interference Coordination)技術が検討された。その結果、時間領域のeICICについて合意されている。時間領域（サブフレーム単位）での干渉コーディネーションはシングルキャリアでも適用可能である。Almost blank subframe（データを送信しないサブフレーム）もしくはMBSFN subframeを無送信区間として利用し、干渉の低減が図られる。

図２Ｂに示すＨｅｔＮｅｔ構成では、マクロセルＭとスモールセルＳが別周波数（Ｆ１，Ｆ２）で運用される。マクロセルＭとスモールセルＳとを別周波数（Ｆ１，Ｆ２）で運用するためには、ＬＴＥ-Ａに規定されるキャリアアグリゲーションを用いることができる。Rel-10においては、既存システム（ＬＴＥ）のシステム帯域を１単位とする複数のコンポーネントキャリア（CC：Component Carrier）を束ねて広帯域化するキャリアアグリゲーションが規定されている。図２Ｂに示すＨｅｔＮｅｔ構成は、スモールセルＳにおいて従来のセルＩＤの概念がない，ユーザデータの伝送に特化した無線インタフェース(NCT：New Carrier Type)を適用するコンセプトである。図２Ｂに示すＨｅｔＮｅｔ構成は、制御信号を伝送するC(Control)-planeとユーザデータを伝送するU(User)-planeをそれぞれマクロセルＭおよびスモールセルＳで別々にサポートする。特にマクロセルＭを既存のＬＴＥの周波数帯（例えば２ＧＨｚ帯）、スモールセルＳをマクロセルＭより高い周波数帯（例えば３．５ＧＨｚ帯）で運用することにより、移動局(UE：User Equipment)の移動に対する高い接続性を保持しつつ、広い帯域幅を用い、マクロセル/スモールセル間で干渉が生じない高速通信が実現できる。更に、セル固有の信号（ＣＲＳ等)を除去したＮＣＴの適用により、セルプラニングの簡易化、Energy saving、CoMP（Coordinated Multi-Point）技術等の柔軟な適用といった多くのメリットが得られる。また，マクロセルＭはC-planeおよびU-planeを共にサポートし、近くにスモールセルの存在しないＵＥの伝送品質を実現する。

図２Ｂに示すＨｅｔＮｅｔ構成では、マクロセルとスモールセルとの間で要求の違いや構成の相違点が考えられる。マクロセルは帯域幅が限定されるため、周波数利用効率が非常に重要である。これに対して、スモールセルは帯域幅を広く取り易いので、広い帯域幅を確保できればマクロセルほど周波数利用効率の重要性は高くない。マクロセルは車等の高いモビリティにも対応する必要があるが、スモールセルは低いモビリティに対応すればよい。マクロセルはカバレッジを広く確保する必要がある。一方で、スモールセルはカバレッジを広く確保することが好ましいが、カバレッジの不足分はマクロセルでカバー可能である。

また、マクロセルは上下リンクの電力差が大きく、上下リンクが非対称になっているが、スモールセルは上下リンクの電力差が小さく、上下リンクが対称に近付けられている。さらに、マクロセルは、セル当たりの接続ユーザ数が多く、セルプランニングもされているため、トラヒックの変動が小さい。これに対し、スモールセルでは、セル当たりの接続ユーザ数が少なく、セルプランニングがされていない可能性もあるので、トラヒックの変動が大きい。このように、スモールセルは、マクロセルと最適な要求条件が異なっているので、スモールセルに特化した無線通信方式を設計する必要がある。

スモールセル用の無線通信方式は、省消費電力化やランダムセルプランニングに起因した干渉を考慮すると、トラヒックが無い場合には無送信にする構成が望ましい。このため、スモールセル用の無線通信方式は、限りなくUE-specificな設計が想定される。したがって、スモールセル用の無線通信方式は、ＬＴＥにおけるＰＳＳ／ＳＳＳ（Primary Synchronization Signal/Secondary Synchronization Signal）、ＣＲＳ（Cell-specific Reference Signal）、ＰＤＣＣＨ（Physical Downlink Control Channel）等を使用せず、ｅＰＤＣＣＨ（enhanced Physical Downlink Control Channel）、ＤＭ−ＲＳ（Demodulation−Reference Signal）をベースとして設計されることが想定される。

ここで、ｅＰＤＣＣＨは、ＰＤＳＣＨ領域（データ信号領域）内の所定周波数帯域をＰＤＣＣＨ領域（制御信号領域）として使用するものである。ＰＤＳＣＨ領域に割り当てられたｅＰＤＣＣＨは、ＤＭ−ＲＳを用いて復調される。なお、ｅＰＤＣＣＨは、ＦＤＭ型ＰＤＣＣＨと呼ばれてもよいし、ＵＥ−ＰＤＣＣＨと呼ばれてもよい。また、スモールセルの無線通信方式では、既存のキャリアとは異なる新たなキャリアが用いられるが、この新たなキャリアは追加キャリア（Additional carrier）と呼ばれてもよいし、拡張キャリア（extension carrier）と呼ばれてもよい。

スモールセルの無線通信方式では、既存（Rel-8/9/10/11ＬＴＥ）のmeasurement信号とは異なるmeasurement信号が検討されている。このような新しいmeasurement信号を規定した場合においても、システムでは既存のmeasurement信号が使用されるので、システムにおいて新しいmeasurement信号と既存のmeasurement信号とが共存することになる。このような環境においては、新しいmeasurement信号の使用を効率良く移動局やスモールセルを構成する基地局に通知する必要がある。

本発明者等は、移動端末装置のアクセス候補として多数のスモールセルが存在するネットワーク構成において、新しいmeasurement信号と既存のmeasurement信号とが共存する場合に、どのようにしてmeasurement信号（基準信号）を測定して測定レポート（MEASUREMENTレポート）をネットワーク側（マクロ基地局又はローカル基地局）へ通知するかといった技術的課題に着目し、本発明に至った。

すなわち、本発明の骨子は、マクロセルを形成するマクロ基地局装置と、このマクロ基地局装置と通信リンクを介して接続されマクロセル内にスモールセルを形成する複数のローカル基地局装置と、マクロ基地局装置との間ではマクロセル用の無線通信方式で通信可能であり、各ローカル基地局装置との間ではスモールセル用の無線通信方式で通信可能である移動端末装置と、を備える通信システムにおいて、マクロ基地局装置は、マクロ基地局装置と移動端末装置との間で使用される第１measurement信号と異なる第２measurement信号が送信されることを識別できる制御信号を移動端末装置又はローカル基地局装置に送信することにより、新しいmeasurement信号の使用を移動端末装置に通知して、スモールセルに特化した高効率なスモールセル無線アクセスを実現することである。

ここで、マクロ基地局装置と移動端末装置との間で使用される第１measurement信号（既存のmeasurement信号）とは、例えば、ＲＳＲＰ、ＲＳＲＱ、ＲＳＳＩ、ＣＱＩ、ＰＭＩ、ＲＩ等である。また、ここでは、セルサーチに使用する同期信号も第１measurement信号に含める。また、第２measurement信号とは、前記スモールセル基地局装置が送信する基準信号であり、例えば、次の信号を組み合わせた信号等が挙げられる。
・Rel-8ＬＴＥの同期信号
・Rel-8ＬＴＥの同期信号と同一又は異なる系列を用いて、時間/周波数/空間方向に異なる位置で多重した信号
・プライマリ同期信号とセカンダリ同期信号を異なるスロットに多重した信号
・スモールセル用のDISCOVERY SIGNAL（スモールセル基地局装置が送信する基準信号）（例えば、Rel-8ＬＴＥの同期信号に比較して、送信周期が長い信号、あるいは、送信単位当りの無線リソース量が大きい信号）
・既存の参照信号（ＣＳＩ−ＲＳ，ＣＲＳ，ＤＭ−ＲＳ，ＰＲＳ，ＳＲＳ）、又は、その無線リソースの一部（例えば、１ポートのＣＲＳを５ｍｓｅｃ周期で送信する信号）
なお、DISCOVERY SIGNALは、例えば、ＰＤＣＨ（Physical Discovery Channel）、ＢＳ（Beacon Signal）、ＤＰＳ（Discovery Pilot Signal）と呼ばれても良い。また、マクロセルを構成する基地局装置のことを「マクロ局」と呼び、スモールセルを構成する基地局装置のことを「ローカル局」と呼ぶこととする。

本発明の通信システムにおいては、マクロ局と移動局との間で使用される第１measurement信号と異なる第２measurement信号が送信されることを識別できる制御信号を移動局又はローカル局通知する方法として以下の２つの方法がある。この通知方法について図３を用いて説明する。

（第１通知方法）
第１通知方法は、制御信号を移動局に通知する方法である。第１通知方法においては、マクロ局３０と移動局（ＵＥ）１０との間で使用される第１measurement信号（既存のmeasurement信号）と異なる第２measurement信号が送信されることを識別できる制御信号（第１制御信号）をマクロ局３０から移動局１０に通知する（図３Ａにおける送信ａ）。この制御信号は、ＲＲＣシグナリングや報知信号等のハイヤレイヤシグナリングを用いて準静的に通知しても良く、ＰＤＣＣＨ信号（下り制御情報）等を用いて動的に通知しても良い。

また、第１通知方法において、ローカル局２０から移動局１０に対して送信を行う場合においては、マクロ局３０が、第１measurement信号（既存のmeasurement信号）と異なる第２measurement信号が送信されることを識別できる制御信号（第１制御信号）を予めローカル局２０に送信するようにしても良く（図３Ａにおける送信ｂ）、スモールエリア内において、第２measurement信号が送信されることを予め設定しておいても良い。

（第２通知方法）
第２通知方法は、制御信号をローカル局２０に通知する方法である。第２通知方法においては、マクロ局３０が、第１measurement信号が送信される又は第２measurement信号が送信されることを識別できる制御信号（第２制御信号）を予めローカル局２０に送信する（図３Ａにおける送信ｃ）。この制御信号は、ＲＲＣシグナリングや報知信号等のハイヤレイヤシグナリングを用いて準静的に通知しても良く、ＰＤＣＣＨ信号（下り制御情報）等を用いて動的に通知しても良い。また、この制御信号は、Ｘ２シグナリングのような基地局間シグナリングを用いて通知しても良い。

このような通知方法を採用することにより、ローカル局２０は必要に応じて第２measurement信号を用いて測定してその測定結果をフィードバックすることができ、スモールセルに特化した高効率なスモールセル無線アクセスを実現することができる。

また、本発明の通信システムにおいては、移動局１０でmeasurement信号を用いて測定した測定結果（measurement report）をフィードバックする方法として以下の２つの方法がある。

（第１フィードバック方法）
第１フィードバック方法においては、移動局１０は、基地局（マクロ局３０、ローカル局２０）から通知された制御信号に基づいて、measurement信号を用いて測定した測定結果をフィードバックする。このフィードバックは、マクロ局３０に直接行っても良く、ローカル局２０を経由してマクロ局３０に行っても良く、ローカル局２０に行っても良い。

上記第１通知方法のように、第１measurement信号（既存のmeasurement信号）と異なる第２measurement信号が送信されることを識別できる制御信号（第１制御信号）が通知されている場合（図３Ｂにおける送信ｄ）には、移動局１０は、ローカル局２０から第２measurement信号を受信し（図３Ｂにおける送信ｅ）、この第２measurement信号を用いて測定した測定結果をマクロ局３０にフィードバックする（図３Ｂにおける送信ｆ）。例えば、ローカルエリア用のDISCOVERY SIGNALが送信されていることを示す制御信号が通知された場合には、移動局１０は、ローカルエリア用のDISCOVERY SIGNALを用いた測定結果をフィードバックする。

また、ローカル局２０から移動局１０に対して送信を行う場合においては、マクロ局３０が、第１measurement信号と異なる第２measurement信号が送信されることを識別できる制御信号（第１制御信号）を予めローカル局２０に送信し（図３Ｂにおける送信ｇ）、移動局１０は、ローカル局２０から第２measurement信号を受信し（図３Ｂにおける送信ｈ）、この第２measurement信号を用いて測定した測定結果を、ローカル局２０を経由してマクロ局３０にフィードバックする（図３Ｂにおける送信ｉ、送信ｊ）。なお、この第２measurement信号を用いて測定した測定結果は、移動局１０から直接マクロ局３０にフィードバックしても良い。

（第２フィードバック方法）
第２フィードバック方法においては、移動局１０で第２measurement信号をブラインド検出して第２measurement信号が送信されていることを推定し、ブラインド検出できた場合に、第２measurement信号を用いて測定した測定結果をフィードバックする。第２のフィードバック方法によれば、measurement信号を識別できる制御信号を送信する必要がないので、通信のオーバーヘッドを小さくすることが可能となる。なお、第２フィードバック方法は、第２通知方法の場合に効果的に適用することができる。

例えば、マクロ局３０が、第１measurement信号が送信される又は第２measurement信号が送信されることを識別できる制御信号（第２制御信号）を予めローカル局２０に送信し（図３Ｂにおける送信ｋ）、移動局１０は、マクロ局３０から第１measurement信号を受信すると共に（図３Ｂにおける送信ｌ）、ローカル局２０から第２measurement信号を受信し（図３Ｂにおける送信ｍ）、この第１measurement信号を用いて測定した測定結果及び第２measurement信号を用いて測定した測定結果を、ローカル局２０を経由してマクロ局３０にフィードバックする（図３Ｂにおける送信ｎ、送信ｏ）。なお、この第１measurement信号を用いて測定した測定結果及び第２measurement信号を用いて測定した測定結果は、移動局１０から直接マクロ局３０にフィードバックしても良い。

上記第１及び第２フィードバック方法において、移動局は、第１measurement信号を用いて測定した測定結果及び第２measurement信号を用いて測定した測定結果をフィードバックしても良い。この場合において、第１measurement信号を測定した測定結果及び第２measurement信号を測定した測定結果のうち、品質の良い測定結果を送信するようにしても良い。これにより、より品質の高い測定結果をフィードバックすることが可能となる。なお、第１measurement信号を用いて測定した測定結果及び第２measurement信号を用いて測定した測定結果をフィードバックする場合、どちらのmeasurement信号を用いて測定した測定結果であるかを示す識別情報もフィードバックする。この識別情報は、測定結果と別にフィードバックしても良く、測定結果と共にフィードバックしても良い。

ここで、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４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。図４に示す無線通信システムは、マクロセルを形成するマクロ局と、マクロ局と通信リンクを介して接続され、マクロセル内にスモールセルを形成する複数のローカル局と、マクロ局との間ではマクロセル用の無線通信方式で通信可能であり、各ローカル局との間ではスモールセル用の無線通信方式で通信可能である移動局と、を備えた通信システムである。

なお、図４に示す無線通信システムは、例えば、ＬＴＥシステム或いは、ＳＵＰＥＲ ３Ｇが包含されるシステムである。この無線通信システムでは、ＬＴＥシステムのシステム帯域を１単位とする複数の基本周波数ブロックを一体としたキャリアアグリゲーションに対応している。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（Future Radio Access）と呼ばれても良い。

図４に示すように、無線通信システム１は、マクロセルＣ１をカバーするマクロ局３０と、マクロセルＣ１内に設けた複数のスモールセルＣ２をカバーする複数のローカル局２０とを備えている。また、マクロセルＣ１及び各スモールセル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、マクロセル用及びスモールセル用の無線通信方式に対応しており、マクロ局３０及びローカル局２０と無線通信可能に構成されている。

移動局１０とマクロ局３０との間は、マクロセル用周波数（例えば、低周波数帯）を用いて通信される。移動局１０とローカル局２０との間は、スモールセル用周波数（例えば、高周波数帯）を用いて通信される。また、マクロ局３０及び各ローカル局２０は、有線接続又は無線接続されている。

マクロ局３０及び各ローカル局２０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、上位局装置には、例えば、アクセスゲートウェイ装置、無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）、モビリティマネジメントエンティティ（ＭＭＥ）等が含まれるが、これに限定されるものではない。また、ローカル局２０は、マクロ局３０を介して上位局装置に接続されてもよい。

なお、各移動局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局として説明を進める。また、説明の便宜上、マクロ局３０及びローカル局２０と無線通信するのは移動局であるものとして説明するが、より一般的には移動局も固定端末装置も含むユーザ装置（UE：User Equipment）でよい。また、ローカル局２０及びマクロ局３０は、マクロセル用及びスモールセル用の送信ポイントと呼ばれてもよい。なお、ローカル局２０は、光張り出し基地局装置であってもよい。

無線通信システムにおいては、無線アクセス方式として、下りリンクについてはＯＦＤＭＡ（直交周波数分割多元接続）が適用され、上りリンクについてはＳＣ−ＦＤＭＡ（シングルキャリア−周波数分割多元接続）が適用される。ＯＦＤＭＡは、周波数帯域を複数の狭い周波数帯域（サブキャリア）に分割し、各サブキャリアにデータをマッピングして通信を行うマルチキャリア伝送方式である。ＳＣ−ＦＤＭＡは、システム帯域を端末毎に１つ又は連続したリソースブロックからなる帯域に分割し、複数の端末が互いに異なる帯域を用いることで、端末間の干渉を低減するシングルキャリア伝送方式である。

ここで、ＬＴＥシステムにおける通信チャネルについて説明する。下りリンクの通信チャネルは、各移動局１０で共有されるＰＤＳＣＨ（Physical Downlink Shared Channel）と、下りＬ１／Ｌ２制御チャネル（PDCCH、PCFICH、PHICH）とを有する。ＰＤＳＣＨにより、ユーザデータ及び上位制御情報が伝送される。ＰＤＣＣＨ（Physical Downlink Control Channel）により、ＰＤＳＣＨおよびＰＵＳＣＨのスケジューリング情報等が伝送される。ＰＣＦＩＣＨ（Physical Control Format Indicator Channel）により、ＰＤＣＣＨに用いるＯＦＤＭシンボル数が伝送される。ＰＨＩＣＨ（Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel）により、ＰＵＳＣＨに対するＨＡＲＱのＡＣＫ/ＮＡＣＫが伝送される。

上りリンクの通信チャネルは、各移動局１０で共有される上りデータチャネルとしてのＰＵＳＣＨ（Physical Uplink Shared Channel）と、上りリンクの制御チャネルであるＰＵＣＣＨ（Physical Uplink Control Channel）とを有する。このＰＵＳＣＨにより、ユーザデータや上位制御情報が伝送される。また、ＰＵＣＣＨにより、下りリンクの無線品質情報（CQI：Channel Quality Indicator）、ＡＣＫ/ＮＡＣＫ等が伝送される。

図５を参照して、移動局１０の全体構成について説明する。移動局１０は、送信系の処理部として、フォーマット選択部１０１、上り信号生成部１０２、上り信号多重部１０３、ベースバンド送信信号処理部１０４、１０５、送信ＲＦ回路１０６、１０７を備えている。移動局１０は、マクロ局３０と移動局１０との間で使用される第１measurement信号と異なる第２measurement信号が送信されることを識別できる第１制御信号及び第２measurement信号を受信し、第２measurement信号を用いて測定して測定結果を得て、この測定結果をマクロ局３０又はローカル局２０に送信する。また、移動局１０は、第１measurement信号を受信し、第１measurement信号を用いて測定して測定結果を得て、第１measurement信号を測定した測定結果及び第２measurement信号を測定した測定結果をマクロ局３０又はローカル局２０に送信する。

フォーマット選択部１０１は、マクロセル用の送信フォーマットとスモールセル用の送信フォーマットを選択する。上り信号生成部１０２は、上りデータ信号及び参照信号を生成する。上り信号生成部１０２は、マクロセル用の送信フォーマットの場合、マクロ局３０に対する上りデータ信号及び参照信号を生成する。また、上り信号生成部１０２は、スモールセル用の送信フォーマットの場合、ローカル局２０に対する上りデータ信号及び参照信号を生成する。

上り信号多重部１０３は、上りリンク信号として上り送信データと、上り参照信号とを多重する。また、上り信号多重部１０３は、上りリンク信号として、既存のmeasurement信号である第１measurement信号の測定結果（MEASUREMENTレポート）及び／又は新しいmeasurement信号である第２measurement信号の測定結果（MEASUREMENTレポート）を、他の上りリンク信号と多重する。上り信号多重部１０３は、フィードバック先がマクロ局３０である場合、多重した上りリンク信号をベースバンド送信信号処理部１０４に出力する。マクロ局３０に対する上り信号は、ベースバンド送信信号処理部１０４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１０６を通り、送信系と受信系との間に設けたデュプレクサ１０８を介してマクロセル用の送受信アンテナ１１０から送信される。マクロセル用の送受信系では、デュプレクサ１０８によって同時送受信が可能となっている。

また、上り信号多重部１０３は、フィードバック先がローカル局２０である場合、多重した上りリンク信号をベースバンド送信信号処理部１０５に出力する。ローカル局２０に対する上り信号は、ベースバンド送信信号処理部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切替スイッチ１０９を介してマクロセル用の送受信アンテナ１１１から送信される。スモールセル用の送受信系では、切替スイッチ１０９によって送受信が切替られている。

なお、本実施の形態では、マクロセル用の送受信系にデュプレクサ１０８を設け、スモールセル用の送受信系に切替スイッチ１０９を設ける構成としたが、この構成に限定されない。マクロセル用の送受信系に切替スイッチ１０９を設けても良く、スモールセル用の送受信系にデュプレクサ１０８を設けても良い。また、マクロセル用及びスモールセル用の上り信号は、送受信アンテナ１１０、１１１から同時に送信されても良く、送受信アンテナ１１０、１１１を切り替えて別々に送信されても良い。

また、移動局１０は、受信系の処理部として、受信ＲＦ回路１１２、１１３、ベースバンド受信信号処理部１１４、１１５、制御情報受信部１１６、MEASUREMENT信号受信部１１７、MEASUREMENT信号測定部１１８、下り信号測定・復調・復号部１１９、１２０を備えている。

マクロ局３０からの下り信号は、マクロセル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１０８及び受信ＲＦ回路１１２を介してベースバンド受信信号処理部１１４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。

制御情報受信部１１６は、少なくともマクロ局３０と移動局１０との間で使用される第１measurement信号（既存のmeasurement信号）と異なる第２measurement信号が送信されることを識別できる制御信号（第１制御信号）を受信する。制御情報受信部１１６は、制御信号に含まれる制御情報をMEASUREMENT信号受信部１１７に出力する。

MEASUREMENT信号受信部１１７は、制御情報受信部１１６からの制御情報において、第２measurement信号が送信されることが認識されると、ベースバンド受信信号処理部１１５から第２measurement信号を受信する。MEASUREMENT信号受信部１１７は、第２measurement信号をMEASUREMENT信号測定部１１８に出力する。

MEASUREMENT信号測定部１１８は、第２measurement信号を用いてMEASUREMENTを行う。MEASUREMENT信号測定部１１８は、その測定結果を上り信号多重部１０３に出力する。そして、この測定結果は、ベースバンド送信信号処理部１０４、送信ＲＦ回路１０６及びデュプレクサ１０８を介してローカル局２０又はマクロ局３０にフィードバックされる。

一方、マクロセルの下りデータ信号及びスモールセルの下りデータ信号は、下り信号測定・復調・復号部１１９に出力され、下り信号測定・復調・復号部１１９において復号（デスクランブル）及び復調される。このとき、下り信号測定・復調・復号部１１９において、少なくともマクロ局３０と移動局１０との間で使用される第１measurement信号（既存のmeasurement信号）を用いてMEASUREMENTを行う。下り信号測定・復調・復号部１１９は、その測定結果を上り信号多重部１０３に出力する。そして、この測定結果は、ベースバンド送信信号処理部１０４、送信ＲＦ回路１０６及びデュプレクサ１０８を介してローカル局２０又はマクロ局３０にフィードバックされる。

第１measurement信号と第２measurement信号を共に受信する場合については、下り信号測定・復調・復号部１１９で第１measurement信号を用いてMEASUREMENTを行って、その測定結果を選択部１２０に出力し、MEASUREMENT信号測定部１１８で第２measurement信号を用いてMEASUREMENTを行って、その測定結果を選択部１２０に出力する。選択部１２０においては、第１measurement信号を用いた測定結果と第２measurement信号を用いた測定結果を比較し、品質が高い方の測定結果のみをベースバンド送信信号処理部１０４、送信ＲＦ回路１０６及びデュプレクサ１０８を介してローカル局２０又はマクロ局３０にフィードバックしても良い。

移動局１０においては、下り信号測定・復調・復号部１１９で第２measurement信号をブラインド検出して第２measurement信号が送信されていることを推定し、ブラインド検出できた場合に、第２measurement信号を用いて測定した測定結果をフィードバックするようにしても良い。

なお、上記制御信号は、例えば、報知情報やＲＲＣシグナリング等のハイヤレイヤシグナリング）やＰＤＣＣＨ（下り制御情報）で受信される。

ローカル局２０からの下り信号は、スモールセル用の送受信アンテナ１１１で受信される。この下り信号は、切替スイッチ１０９及び受信ＲＦ回路１１３介してベースバンド受信信号処理部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。

また、マクロセル及びスモールセルの下り信号は、送受信アンテナ１１０、１１１から同時に受信されても良く、送受信アンテナ１１０、１１１を切り替えて別々に受信されても良い。

図６を参照して、マクロ局３０の全体構成について説明する。マクロ局３０は、送信系の処理部として、制御情報生成部２０１、下り信号生成部２０２、下り信号多重部２０３、ベースバンド送信信号処理部２０４、送信ＲＦ回路２０５を備えている。マクロ局３０は、マクロ局３０と移動局１０との間で使用される第１measurement信号と異なる第２measurement信号が送信されることを識別できる第１制御信号を移動局１０又はローカル局２０に送信する。また、マクロ局３０は、第１measurement信号が送信されること又は第２measurement信号が送信されることを識別できる第２制御信号をローカル局２０に送信する。

制御情報生成部２０１は、マクロセル制御情報として、マクロ局３０と移動局１０との間で使用される第１measurement信号（既存のmeasurement信号）と異なる第２measurement信号が送信されることを識別できる制御信号（第１制御信号）及び／又は第１measurement信号が送信される又は第２measurement信号が送信されることを識別できる制御信号（第２制御信号）を生成する。制御情報生成部２０１は、制御信号を伝送路インタフェース２１１に出力し、ローカル局２０に出力すると共に、下り信号多重部２０３に出力する。制御情報生成部２０１は、第１制御信号を下り信号多重部２０３に出力し、第２制御信号をローカル局２０に出力する。

第１制御信号は、下り信号多重部２０３、ベースバンド送信信号処理部２０４、送信ＲＦ回路２０５及びデュプレクサ２０６を介して移動局１０に送信される。一方、第２制御信号は、ＲＲＣシグナリングや報知信号等のハイヤレイヤシグナリングを用いても良く、ＰＤＣＣＨ信号（下り制御情報）等を用いても良く、Ｘ２シグナリングのような基地局間シグナリングを用いても良い。ＰＤＣＣＨ信号（下り制御情報）等を用いる場合には、第２制御信号は、下り信号多重部２０３、ベースバンド送信信号処理部２０４、送信ＲＦ回路２０５及びデュプレクサ２０６を介して移動局１０に送信される。

下り信号生成部２０２は、下りデータ信号及び下り参照信号を生成する。下り信号多重部２０３は、マクロセル制御情報と、マクロセルの下りリンク信号として下りデータ信号と、下り参照信号とを多重する。移動局１０に対するマクロセルの下りリンク信号は、ベースバンド送信信号処理部２０４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、下りリンク信号は、送信ＲＦ回路２０５を通り、送信系と受信系との間に設けたデュプレクサ２０６を介して送受信アンテナ２０７から送信される。

また、マクロ局３０は、受信系の処理部として、受信ＲＦ回路２０８、ベースバンド受信信号処理部２０９、上り信号復調・復号部２１０を備えている。

移動局１０からの上りリンク信号は、送受信アンテナ２０７で受信され、デュプレクサ２０６及び受信ＲＦ回路２０８を介してベースバンド受信信号処理部２０９に入力される。ベースバンド受信信号処理部２０９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。上りデータ信号は、上り信号復調・復号部２１０に入力され、上り信号復調・復号部２１０において復号（デスクランブル）及び復調される。上り信号には、MEASUREMENTレポート（測定結果）が含まれる。

図７を参照して、ローカル局２０の全体構成について説明する。なお、ローカル局２０は、移動局１０の直近に配置されているものとする。ローカル局２０は、制御情報受信部３０１を備えている。また、ローカル局２０は、送信系の処理部として、下り信号生成部３０２、MEASUREMENT信号生成部３０３、下り信号多重部３０４、ベースバンド送信信号処理部３０５、送信ＲＦ回路３０６を備えている。

制御情報受信部３０１は、伝送路インタフェース３１２を介して、マクロ局３０からマクロセル制御情報を受信する。ここでは、マクロセル制御情報として、第２制御信号が受信される。制御情報受信部３０１は、制御信号をMEASUREMENT信号生成部３０３に出力する。

下り信号生成部３０２は、下りデータ信号（ＰＤＳＣＨ）、下り参照信号、下り制御信号（ｅＰＤＣＣＨ）を生成する。MEASUREMENT信号生成部３０３は、制御情報受信部３０１から出力された制御信号に基づいて第２measurement信号を生成する。

下り信号多重部３０５は、下り送信データと、下り参照信号と、下り制御信号とを多重する。移動局１０に対する第２measurement信号を含む下りリンク信号は、ベースバンド送信信号処理部３０５に出力され、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、下りリンク信号は、送信ＲＦ回路３０６を通り、送信系と受信系との間に設けた切替スイッチ３０７を介して送受信アンテナ３０８から送信される。なお、切替スイッチ３０７の代わりにデュプレクサを設けてもよい。

ローカル局２０は、受信系の処理部として、受信ＲＦ回路３０９、ベースバンド受信信号処理部３１０、上り信号復調・復号部３１１を備えている。

移動局１０からのスモールセルの上りリンク信号は、スモールセル用の送受信アンテナ３０８で受信され、切替スイッチ３０７及び受信ＲＦ回路３０９を介してベースバンド受信信号処理部３１０に入力される。ベースバンド受信信号処理部３１０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。上りデータ信号は、上り信号復調・復号部３１１に入力され、上り信号復調・復号部３１１において復号（デスクランブル）及び復調される。移動局１０がローカル局２０へMEASUREMENTレポートを通知する場合は、上りリンク信号から第１measurement信号の測定結果及び／又は第２measurement信号の測定結果が復号される。

なお、ローカル局２０は、必要に応じて、第１measurement信号の測定結果及び／又は第２measurement信号の測定結果をマクロ局３０に送信する。

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、マクロ局３０が、マクロ局３０と移動局１０との間で使用される第１measurement信号と異なる第２measurement信号が送信されることを識別できる第１制御信号を移動局に送信し、移動局１０において、第１制御信号及び第２measurement信号を受信し、第２measurement信号を用いて測定して測定結果を得て、測定結果をマクロ局３０又はローカル局２０に送信するので、新しいmeasurement信号の使用を移動局１０に通知して、スモールセルに特化した高効率なスモールセル無線アクセスを実現することができる。

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、上記説明におけるシグナリング方法、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。

１ 無線通信システム
１０ 移動端末装置
１１６ 制御情報受信部
１１７ MEASUREMENT信号受信部
１１８ MEASUREMENT信号測定部
１１９，１２０ 下り信号測定・復調・復号部
２０ ローカル局
３０ マクロ局
２０１ 制御情報生成部
３０１ 制御情報受信部
３０３ MEASUREMENT信号生成部

Claims (9)

1. マクロセルを形成するマクロ基地局装置と、前記マクロ基地局装置と通信リンクを介して接続され前記マクロセル内にスモールセルを形成する複数のローカル基地局装置と、前記マクロ基地局装置との間ではマクロセル用の無線通信方式で通信可能であり、前記各ローカル基地局装置との間ではスモールセル用の無線通信方式で通信可能である移動端末装置と、を備えた通信システムであって、
   前記マクロ基地局装置は、前記マクロ基地局装置と前記移動端末装置との間で使用される第１measurement信号と異なり、前記ローカル基地局装置と前記移動端末装置との間で使用される参照信号である第２measurement信号が送信されることを識別できる第１制御信号を前記移動端末装置又は前記ローカル基地局装置に送信し、
   前記第２measurement信号は前記ローカル基地局装置から前記移動端末宛てに送信されるDISCOVERY SIGNALであり、Ｒｅｌ．８ ＬＴＥの同期信号よりも送信周期が長いことを特徴とする通信システム。
2. 前記マクロ基地局装置は、前記第１measurement信号が送信される又は前記第２measurement信号が送信されることを識別できる第２制御信号を前記ローカル基地局装置に送信することを特徴とする請求項１記載の通信システム。
3. 前記第１制御信号及び／又は第２制御信号は、ハイヤレイヤシグナリング、基地局間シグナリング又は下り制御信号により送信されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の通信システム。
4. マクロセル内にスモールセルを形成する複数のローカル基地局装置と通信リンクを介して接続され、移動端末装置との間ではマクロセル用の無線通信方式で通信可能なマクロ基地局装置において、
   前記マクロ基地局装置と前記移動端末装置との間で使用される第１measurement信号と異なり、前記ローカル基地局装置と前記移動端末装置との間で使用される参照信号である第２measurement信号が送信されることを識別できる第１制御信号を前記移動端末装置又は前記ローカル基地局装置に送信するマクロ基地局装置であって、
   前記第２measurement信号は前記ローカル基地局装置から前記移動端末装置宛てに送信されるDISCOVERY SIGNALであり、Ｒｅｌ．８ ＬＴＥの同期信号よりも送信周期が長いことを特徴とするマクロ基地局装置。
5. 前記第１measurement信号が送信されること又は前記第２measurement信号が送信されることを識別できる第２制御信号を前記ローカル基地局装置に送信することを特徴とする請求項４記載のマクロ基地局装置。
6. マクロセルを形成するマクロ基地局装置との間でマクロセル用の無線通信方式で通信し、前記マクロ基地局装置と通信リンクを介して接続され前記マクロセル内にスモールセルを形成する複数のローカル基地局装置との間ではスモールセル用の無線通信方式で通信する移動端末装置であって、
   前記マクロ基地局装置と前記移動端末装置との間で使用される第１measurement信号と異なり、前記ローカル基地局装置と前記移動端末装置との間で使用される参照信号である第２measurement信号が送信されることを識別できる第１制御信号及び前記第２measurement信号を受信する受信部と、
   前記第２measurement信号を用いて測定して測定結果を得る測定部と、
   前記測定結果を前記マクロ基地局装置又は前記ローカル基地局装置に送信する送信部と、
   を具備し、
   前記第２measurement信号は前記ローカル基地局装置から前記移動端末装置宛てに送信されるDISCOVERY SIGNALであり、Ｒｅｌ．８ ＬＴＥの同期信号よりも送信周期が長いことを特徴とする移動端末装置。
7. 前記受信部が前記第１measurement信号を受信し、前記測定部が第１measurement信号を用いて測定して測定結果を得て、前記送信部が第１measurement信号を測定した測定結果及び第２measurement信号を測定した測定結果を前記マクロ基地局装置又は前記ローカル基地局装置に送信することを特徴とする請求項６記載の移動端末装置。
8. 第１measurement信号を測定した測定結果及び第２measurement信号を測定した測定結果のうち、品質の良い測定結果を送信することを特徴とする請求項７記載の移動端末装置。
9. マクロセルを形成するマクロ基地局装置と、前記マクロ基地局装置と通信リンクを介して接続され前記マクロセル内にスモールセルを形成する複数のローカル基地局装置と、前記マクロ基地局装置との間ではマクロセル用の無線通信方式で通信可能であり、前記各ローカル基地局装置との間ではスモールセル用の無線通信方式で通信可能である移動端末装置と、を備えた通信システムにおける通信方法であって、
   前記マクロ基地局装置が、前記マクロ基地局装置と前記移動端末装置との間で使用される第１measurement信号と異なり、前記ローカル基地局装置と前記移動端末装置との間で使用される参照信号である第２measurement信号が送信されることを識別できる第１制御信号を前記移動端末装置に送信するステップと、
   前記移動端末装置において、前記第１制御信号及び前記第２measurement信号を受信するステップと、前記第２measurement信号を用いて測定して測定結果を得るステップと、
   前記測定結果を前記マクロ基地局装置又は前記ローカル基地局装置に送信するステップと、
   を具備し、
   前記第２measurement信号は前記ローカル基地局装置から前記移動端末装置宛てに送信されるDISCOVERY SIGNALであり、Ｒｅｌ．８ ＬＴＥの同期信号よりも送信周期が長いことを特徴とする通信方法。

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