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WO2018062456A1 - ユーザ端末、無線基地局及び無線通信方法 - Google Patents

ユーザ端末、無線基地局及び無線通信方法 Download PDF

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WO2018062456A1
WO2018062456A1 PCT/JP2017/035386 JP2017035386W WO2018062456A1 WO 2018062456 A1 WO2018062456 A1 WO 2018062456A1 JP 2017035386 W JP2017035386 W JP 2017035386W WO 2018062456 A1 WO2018062456 A1 WO 2018062456A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
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base station
user terminal
prach
signal
radio base
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2017/035386
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
和晃 武田
一樹 武田
浩樹 原田
聡 永田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NTT Docomo Inc
Original Assignee
NTT Docomo Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority to KR1020227019359A priority patent/KR102741717B1/ko
Priority to EP23185529.7A priority patent/EP4250589A3/en
Priority to US16/337,563 priority patent/US12063688B2/en
Priority to CN201780070656.2A priority patent/CN109952808B/zh
Priority to EP21190275.4A priority patent/EP3923670A1/en
Priority to KR1020197009386A priority patent/KR20190059913A/ko
Priority to EP17856405.0A priority patent/EP3522663A4/en
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    • H04W74/08—Non-scheduled access, e.g. ALOHA
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    • H04W74/08—Non-scheduled access, e.g. ALOHA
    • H04W74/0833—Random access procedures, e.g. with 4-step access
    • H04W74/0838—Random access procedures, e.g. with 4-step access using contention-free random access [CFRA]

Definitions

  • the present invention relates to a user terminal, a radio base station, and a radio communication method in a next-generation mobile communication system.
  • LTE Long Term Evolution
  • LTE-A also referred to as LTE Advanced, LTE Rel. 10, 11 or 12
  • LTE Long Term Evolution
  • Successor systems for example, FRA (Future Radio Access), 5G (5th generation mobile communication system), NR (New Radio), NX (New radio access), FX (Future generation radio access), LTE Rel. 13, 14 or (Also referred to as after 15).
  • CA Carrier Aggregation
  • CC Component Carrier
  • UE User Equipment
  • DC dual connectivity
  • CG Cell Group
  • CC cell
  • Inter-eNB CA inter-base station CA
  • the existing LTE system for example, LTE Rel. 8-13
  • RACH procedure Random Access Channel Procedure, also referred to as access procedure
  • the user terminal sends information on the UL transmission timing (timing advance (TA)) with a response (random access response) from the radio base station to a randomly selected preamble (random access preamble). Acquire and establish UL synchronization based on the TA.
  • timing advance TA
  • random access response random access response
  • the user terminal After the UL synchronization is established, the user terminal receives downlink control information (DCI: Downlink Control Information) (UL grant) from the radio base station, and then transmits UL data using the UL resource allocated by the UL grant. To do.
  • DCI Downlink Control Information
  • UL grant Downlink Control Information
  • E-UTRA Evolved Universal Terrestrial Radio Access
  • E-UTRAN Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network
  • Future wireless communication systems for example, 5G, NR are expected to realize various wireless communication services to meet different requirements (for example, ultra-high speed, large capacity, ultra-low delay, etc.) Yes.
  • M2M may be referred to as D2D (Device To Device), V2V (Vehicle To Vehicle), or the like depending on a device to communicate. Designing a new communication access method (New RAT (Radio Access Technology)) is being studied in order to satisfy the above-mentioned various communication requirements.
  • New RAT Radio Access Technology
  • a beam (antenna directivity) can be formed by controlling the amplitude and / or phase of a signal transmitted / received from each element. This processing is also called beam forming (BF) and can reduce radio wave propagation loss.
  • BF beam forming
  • the present invention has been made in view of the above point, and in communication using beamforming, a user terminal and a radio that can appropriately receive a preamble and / or a message in a random access procedure and perform random access efficiently.
  • An object is to provide a base station and a wireless communication method.
  • a user terminal is a user terminal that communicates with a radio base station that uses a plurality of beamforming, a reception unit that receives a DL signal transmitted from the radio base station, a random access preamble ( And a control unit that controls to transmit PRACH including beam information related to the beam of the radio base station.
  • a preamble and / or message in a random access procedure can be appropriately received, and random access can be performed efficiently.
  • FIG. 2A is a diagram illustrating an example of a single BF
  • FIG. 2B is a diagram illustrating an example of a multiple BF
  • FIG. 3A is a diagram illustrating an example of a single BF
  • FIGS. 3B and 3C are diagrams illustrating an example of a multiple BF.
  • FIG. 4A shows a case where Tx / Rx reciprocity can be used
  • FIG. 4B shows a case where Tx / Rx reciprocity cannot be used.
  • FIG. 5A is a diagram illustrating a case where Tx / Rx reciprocity is not used in the first mode
  • 5B is a diagram illustrating a case where Tx / Rx reciprocity is used in the first mode.
  • 6A is a diagram showing a table in which BSTx beam indexes and PRACH sequences are associated with each other
  • FIG. 6B is a diagram in a case where PRACH is transmitted using the table shown in FIG. 6A. It is a figure which shows the other example of the table which linked
  • 8A and 8B are diagrams illustrating PRACH transmission in the hybrid BF.
  • 9A and 9B are diagrams illustrating a case where Tx / Rx reciprocity is not used in the second mode.
  • 11A and 11B are diagrams illustrating a case where Tx / Rx reciprocity is not used in the second mode. It is a figure which shows an example of schematic structure of the radio
  • Random access procedures are also referred to as collision-type random access (CBRA: Contention-Based Random Access, etc.) and non-collision-type random access (Non-CBRA, contention-free random access (CFRA), etc. )
  • CBRA collision-type random access
  • Non-CBRA contention-free random access
  • CBRA collision type random access
  • a user terminal selects a preamble randomly selected from a plurality of preambles (also referred to as a random access preamble, a random access channel (PRACH), a RACH preamble, etc.) defined in each cell.
  • Collision-type random access is a random access procedure led by a user terminal, and can be used, for example, at the time of initial access or at the start or restart of UL transmission.
  • Non-collision type random access (Non-CBRA, CFRA: Contention-Free Random Access)
  • the radio base station uses a downlink (DL) control channel (PDCCH: Physical Downlink Control Channel, EPDCCH: Enhanced PDCCH, etc.) as a preamble. Is uniquely assigned to the user terminal, and the user terminal transmits the preamble assigned by the radio base station.
  • Non-collision type random access is a network-initiated random access procedure, and can be used, for example, at the time of handover, when DL transmission is started or restarted (when transmission of DL retransmission instruction information is started or restarted in UL), etc. .
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of collision-type random access.
  • a user terminal uses a random access channel (for example, MIB (Mater Information Block) and / or SIB (System Information Block)) or higher layer signaling (for example, RRC (Radio Resource Control) signaling).
  • Information PRACH configuration information
  • PRACH configuration indicating a PRACH configuration (PRACH configuration, RACH configuration) is received in advance.
  • the PRACH configuration information includes, for example, a plurality of preambles (for example, preamble format) defined for each cell, time resources (for example, system frame number, subframe number) used for PRACH transmission, and frequency resources (for example, 6 resource blocks) (PRB: offset (prach-FrequencyOffset) indicating the start position of Physical Resource Block) can be indicated.
  • preamble format for example, preamble format
  • time resources for example, system frame number, subframe number
  • frequency resources for example, 6 resource blocks
  • PRB offset (prach-FrequencyOffset) indicating the start position of Physical Resource Block
  • the radio base station When the radio base station detects the preamble, it transmits a random access response (RAR: Random Access Response) as a response (message 2).
  • RAR Random Access Response
  • the user terminal fails to receive the RAR within a predetermined period (RAR window) after transmitting the preamble, the user terminal increases the transmission power of the PRACH and transmits (retransmits) the preamble again. Note that increasing the transmission power during retransmission is also called power ramping.
  • the user terminal that has received the RAR adjusts the UL transmission timing based on the timing advance (TA) included in the RAR, and establishes UL synchronization.
  • the user terminal transmits a control message of a higher layer (L2 / L3: Layer 2 / Layer 3) using a UL resource specified by the UL grant included in the RAR (message 3).
  • the control message includes a user terminal identifier (UE-ID).
  • the identifier of the user terminal may be, for example, C-RNTI (Cell-Radio Network Temporary Identifier) in the RRC connection state, or S-TMSI (System Architecture Evolution-Temporary Mobile in the idle state). It may be a higher-layer UE-ID such as (Subscriber Identity).
  • the radio base station transmits a contention resolution message in response to the control message of the upper layer (message 4).
  • the collision resolution message is transmitted based on the user terminal identifier included in the control message.
  • the user terminal that has successfully detected the collision resolution message transmits an acknowledgment (ACK: Acknowledge) in HARQ (Hybrid Automatic Repeat reQuest) to the radio base station. Thereby, the user terminal in an idle state transits to the RRC connection state.
  • ACK Acknowledge
  • HARQ Hybrid Automatic Repeat reQuest
  • the user terminal that failed to detect the collision resolution message determines that a collision has occurred, reselects the preamble, and repeats the random access procedure of messages 1 to 4.
  • the radio base station detects that the collision has been resolved by the ACK from the user terminal, the radio base station transmits a UL grant to the user terminal.
  • the user terminal transmits UL data using the UL resource allocated by the UL grant.
  • the random access procedure can be started autonomously.
  • UL data is transmitted using UL resources allocated to the user terminal by the UL grant after UL synchronization is established, highly reliable UL transmission is possible.
  • future wireless communication systems for example, 5G, NR
  • 5G Fifth Generation
  • NR New Radio
  • future wireless communication systems are expected to realize various wireless communication services to satisfy different requirements (for example, ultra-high speed, large capacity, ultra-low delay, etc.).
  • requirements for example, ultra-high speed, large capacity, ultra-low delay, etc.
  • BF beam forming
  • Digital BF can be classified into digital BF and analog BF.
  • Digital BF is a method of performing precoding signal processing (for a digital signal) on baseband.
  • parallel processing of inverse fast Fourier transform (IFFT: Inverse Fast Fourier Transform) / digital-analog conversion (DAC: Digital to Analog Converter) / RF (Radio Frequency) is required for the number of antenna ports (RF chains). Become. On the other hand, as many beams as the number of RF chains can be formed at an arbitrary timing.
  • Analog BF is a method using a phase shifter on RF. In this case, since only the phase of the RF signal is rotated, the configuration is easy and can be realized at low cost, but a plurality of beams cannot be formed at the same timing. Specifically, in analog BF, only one beam can be formed at a time for each phase shifter.
  • a base station for example, called eNB (evolved Node B), BS (Base Station), etc.
  • eNB evolved Node B
  • BS Base Station
  • one beam can be formed at a certain time. Therefore, when transmitting a plurality of beams using only analog BF, it is necessary to switch or rotate the beams in time because they cannot be transmitted simultaneously with the same resource.
  • a hybrid BF configuration in which a digital BF and an analog BF are combined can also be used.
  • future wireless communication systems for example, 5G
  • introduction of large-scale MIMO is being studied.
  • the circuit configuration becomes expensive. For this reason, it is assumed that a hybrid BF configuration is used in 5G.
  • BF operation includes single BF operation using one BF (Single BF operation) and multiple BF operation using multiple BFs (see FIGS. 2 and 3).
  • Single BF operation orthogonal preambles are applied so that UL beams (directivity) are orthogonal (a collision is avoided) between a plurality of user terminals (see FIG. 2A). For this reason, as shown in FIG. 3A, the same resource can be used in the frequency domain-time domain.
  • BF is applied so that UL beams (directivity) are orthogonal (avoid collision) between a plurality of user terminals.
  • the multiple BF operation it may be possible to select an optimal Rx beam by transmitting a plurality of times while applying different beam patterns in the time direction (beam scanning) (see FIG. 2B).
  • FIG. 3B shows an example of multiple BF operation in a radio base station (also referred to as gNB). In this case, the radio base station receives signals from the user terminal using different Rx beams in a plurality of unit time intervals.
  • FIG. 3C shows an example of multiple BF operations in the radio base station and the user terminal.
  • the radio base station receives signals from the user terminal using different Rx beams in a plurality of unit time intervals.
  • the user terminal transmits a signal using specific Tx beams (UE beam # 1 and UE beam # 2 in FIG. 3C).
  • the number of orthogonal preambles can be reduced compared to single BF operation.
  • different beam patterns are applied in the time direction, so that more PRACH (Physical Random Access Channel) resources are required in the time domain.
  • Tx / Rx reciprocity may be used or Tx / Rx reciprocity may not be used (see FIG. 4).
  • Tx / Rx reciprocity can be used (see FIG. 4A)
  • beam information detected by the DL signal is used for beam forming for PRACH, RAR, message 3, and message 4.
  • Tx / Rx reciprocity is used, the DLTx beam and the ULRx beam are linked.
  • the information of the BS transmission beam and / or the UE reception beam measured at the user terminal is the radio base station. Need to be reported to. In addition, information on the UE transmission beam and / or the BS reception beam needs to be detected by the radio base station.
  • the present inventors can reliably receive a preamble and a message in a random access procedure in communication using beamforming, and perform random access efficiently, so that the Tx / Rx reciprocity can be efficiently received. It was proposed to efficiently report beam information, including use / non-use.
  • single UE beamforming + Tx / Rx reciprocity is not used, single UE beamforming + Tx / Rx reciprocity is used, multi-UE beamforming + Tx / Rx reciprocation A case of non-use of a city and a case of use of multi-UE beamforming + Tx / Rx reciprocity.
  • a plurality of beams (beam patterns) are different means, for example, a case where at least one of the following (1) to (6) applied to a plurality of beams is different: However, it is not limited to this.
  • precoding weights may be different, and precoding schemes (for example, linear precoding and non-linear precoding) may be different.
  • precoding schemes for example, linear precoding and non-linear precoding
  • linear precoding follow zero-forcing (ZF) norm, normalized zero-forcing (R-ZF) norm, minimum mean square error (MMSE) norm, etc.
  • Precoding is mentioned.
  • non-linear precoding include precoding such as Dirty Paper Coding (DPC), Vector Perturbation (VP), and THP (Tomlinson Harashima Precoding). Note that applied precoding is not limited to these.
  • Tx / Rx reciprocity is not used.
  • the radio base station since the DLTx beam and the ULRx beam are not linked, it becomes a problem how to notify the radio base station of the optimum BS beam information (for example, beam index).
  • BS beam information is associated with other information and notified from the user terminal to the radio base station.
  • the user terminal transmits the PRACH including the beam information related to the beam of the radio base station, which is detected by the DL signal (DL broadcast channel) transmitted from the radio base station, to the radio base station.
  • Beam information (for example, a beam index) is notified to the radio base station.
  • information associated with the BS beam information includes a PRACH sequence (for example, a sequence number of a ZC (Zadoff-Chu) sequence, a CS (Cyclic Shift) number), a time / frequency resource for the PRACH, and the like.
  • the user terminal When not using Tx / Rx reciprocity, the user terminal transmits a PRACH signal including BS beam information to the radio base station.
  • the radio base station gNB transmits a synchronization signal (Synchronization Signal) and a broadcast channel signal (Broadcast Channel) to each user terminal by Tx beams of beam indexes # 1 to # 4 by analog BF.
  • the best BSTx beam is detected from the received DL signal. Thereby, the best beam index of the BSTx beam is obtained.
  • the BSTx beam with the beam index # 1 is the best.
  • BSTx beam information (beam index) is associated with a PRACH sequence (a predetermined PRACH sequence set corresponding to the beam information) as shown in FIG. 6A.
  • BSTx beam index # 1 corresponds to PRACH sequence # 1
  • BSTx beam index # 2 corresponds to PRACH sequence # 2
  • BSTx beam index # 3 corresponds to PRACH sequence # 3
  • BSTx beam index # 4 corresponds to PRACH sequence # 4. Note that the correspondence shown in FIG. 6A is an example, and the present invention is not limited to this.
  • the user terminal refers to the correspondence relationship shown in FIG. 6A, selects PRACH sequence # 1, which is a PRACH sequence corresponding to beam index # 1, and wirelessly transmits PRACH (PRACH including beam information) using this PRACH sequence # 1.
  • PRACH sequence # 1 is a PRACH sequence corresponding to beam index # 1
  • the user terminal performs PRACH sequence # 1 multiple times (4 times in FIG. 6B) at different transmission time intervals (over a plurality of unit time intervals (4 unit time intervals in FIG. 6B)).
  • the PRACH is transmitted to the radio base station (see FIG. 5A).
  • the radio base station can measure the best BSRx beam by detecting the PRACH while performing BSRx beam scanning.
  • the PRACH sequence is the PRACH sequence # 1, so that the radio base station can know the beam in which the best BSTx beam is beamformed with the beam index # 1.
  • the radio base station and the user terminal perform transmission / reception using an optimum beam in a random access procedure after RAR transmission.
  • information on the correspondence between the beam information and the PRACH sequence (for example, a table in which the BSTx beam index and the PRACH sequence shown in FIG. 6A are associated) and / or information on the number of PRACH transmissions is determined in advance by the specification. Alternatively, it may be notified from the radio base station to the user terminal by broadcast information, higher layer signaling, downlink control signal, or the like. Further, in the above description, a case has been described in which optimal BS beam information is notified by PRACH, which is the initial stage of the random access procedure, but in this embodiment, optimal BS beam information is notified by message 3. You may do it.
  • the correspondence relationship between the beam information and the PRACH sequence may be defined by shifting the PRACH sequence for each subframe. That is, as described above, instead of associating the same PRACH sequence with the PRACH that is transmitted a plurality of times, a different PRACH sequence pattern may be assigned to the PRACH that is transmitted a plurality of times. This is expected to improve the PRACH detection accuracy.
  • the radio base station transmits a synchronization signal and a broadcast channel signal to the user terminal using Tx beams of beam indexes # 1 to # 4 by analog BF.
  • the best BSTx beam is detected from the received DL signal.
  • the best beam index of the BSTx beam is obtained.
  • the BSTx beam with the beam index # 1 is the best.
  • the user terminal performs PRACH transmission using the PRACH resource corresponding to the beam index # 1 of the obtained BSTx / Rx beam. If Tx / Rx reciprocity is available, the radio base station can detect the PRACH with a suitable receive beam (beam index # 1) and obtain the corresponding BSTx / Rx beam index # 1. The radio base station and the user terminal perform transmission / reception using an optimum beam in a random access procedure after RAR transmission.
  • information regarding which PRACH resource is associated with the beam index of which BSTx / Rx beam may be determined in advance in the specification, or from the radio base station by broadcast information, higher layer signaling, downlink control signal, or the like. You may notify a terminal.
  • BSTx beam information (beam index) may be associated with the PRACH sequence. This BSTx beam information (beam index) and PRACH sequence association can also be applied to a hybrid BF configuration of analog BF and digital BF.
  • FIG. 8A and 8B are diagrams illustrating PRACH transmission in the hybrid BF.
  • FIG. 8 shows a case where Tx / Rx reciprocity is used.
  • the radio base station transmits DL signals with two beams (digital BF) to one antenna port.
  • the radio base station gNB transmits two signals each of a synchronization signal (Synchronization Signal) and a broadcast channel signal (Broadcast Channel) over four unit time intervals (for example, subframes).
  • a synchronization signal Synchroms Signal
  • Broadcast Channel broadcast channel signal
  • the best BSTx beam is detected from the received DL signal. That is, the best analog / digital beam index of the BSTx beam is obtained from the total of 8 analog / digital beam indexes # 1 to # 8 of 4 subframes ⁇ 2 beams.
  • the BSTx beam with the analog / digital beam index # 1 is the best.
  • the user terminal performs PRACH transmission using the PRACH sequence and PRACH resource (here, PRACH sequence # 1) corresponding to the obtained analog / digital beam index # 1 of the BSTx / Rx beam.
  • PRACH sequence # 1 PRACH resource
  • the radio base station can obtain the corresponding BSTx / Rx analog / digital beam index # 1 by detecting the PRACH.
  • the radio base station and the user terminal perform transmission / reception using an optimum beam in a random access procedure after RAR transmission.
  • information on which PRACH sequence and PRACH resource is associated with the analog beam index of which BS transmission / reception beam may be notified from the radio base station to the user terminal by RRC signaling or downlink control signal.
  • Tx / Rx reciprocity When Tx / Rx reciprocity is not used, the DLTx beam and the ULRx beam are not linked. , Beam index, etc.) is a problem.
  • BSTx beam information and UERx beam information are linked
  • the user terminal transmits, to the radio base station, the PRACH including the beam information related to the BSTx beam of the radio base station and the UERx beam of the user terminal detected by the DL signal (DL broadcast channel) transmitted from the radio base station.
  • optimal BSTx beam information and UERx beam information (for example, a beam index etc.) are notified to a radio base station.
  • information associated with BSTx beam information and UERx beam information include PRACH sequences (for example, ZC (Zadoff-Chu) sequence numbers, CS (Cyclic Shift) numbers), PRACH time / frequency resources, and the like.
  • the user terminal When not using Tx / Rx reciprocity, the user terminal transmits a PRACH signal including BSTx beam information and UERx beam information to the radio base station.
  • the radio base station gNB
  • the best BSTx beam is detected from the received DL signal. Thereby, the best beam index of the BSTx beam is obtained.
  • the BSTx beam with the beam index # 1 is the best.
  • the radio base station transmits a synchronization signal and a broadcast channel signal to the user terminal by using Tx beams with beam indexes # 1 to # 3 by analog BF, as shown in FIG.
  • the best UERx beam is detected from the DL signal. Thereby, the beam index of the best UERx beam is obtained.
  • the UERx beam with the beam index # 2 is the best.
  • the BSTx beam information and the UERx beam information are associated with the PRACH sequence (a predetermined PRACH sequence set corresponding to the beam information) as shown in FIG. .
  • BSTx beam index # 1 / UERx beam index # 1 corresponds to PRACH sequence # 1
  • BSTx beam index # 2 / UERx beam index # 1 corresponds to PRACH sequence # 2
  • BSTx beam index # 3 / UERx beam index # 1 corresponds to PRACH sequence # 3
  • BSTx beam index # 1 / UERx beam index # 2 corresponds to PRACH sequence # 4
  • BSTx beam index # 2 / UERx beam index # 2 is PRACH sequence # 2.
  • BSTx beam index # 3 / UERx beam index # 2 corresponds to PRACH sequence # 6. Note that the correspondence shown in FIG. 10 is an example, and the present invention is not limited to this.
  • the user terminal selects the PRACH sequence # 4, which is the PRACH sequence corresponding to the BSTx beam index # 1 / UERx beam index # 2, with reference to the correspondence relationship shown in FIG. 10, and uses this PRACH sequence # 4 for the PRACH (beam PRACH including information) is transmitted to the radio base station using a beam of UETx beam index # 1.
  • the user terminal performs PRACH in PRACH sequence # 4 multiple times (three times in FIG. 9B) at different transmission time intervals (over a plurality of unit time intervals (three unit time intervals in FIG. 9B)). Is transmitted to the radio base station.
  • PRACH PRACH including beam information
  • PRACH sequence # 4 is transmitted to the radio base station using the beam of UETx beam index # 2 using PRACH sequence # 4.
  • the radio base station by transmitting the PRACH to the radio base station by the PRACH sequence # 4 multiple times, it becomes possible to measure the BSRx beam and the UETx beam on the radio base station side. That is, in the radio base station, the best BSRx beam and UETx beam can be measured by detecting PRACH while performing BSRx beam scanning.
  • the PRACH sequence is the PRACH sequence # 4. Therefore, the radio base station is the beam in which the best BSTx beam is beamformed with the beam index # 1, and the best UERx beam is the beam. It can be recognized that the beam has been beam-formed at the index # 2.
  • the radio base station and the user terminal perform transmission / reception using an optimum beam in a random access procedure after RAR transmission.
  • the radio base station notifies the user terminal of the detected UETx beam.
  • the radio base station may notify the user terminal of information on a predetermined UETx beam using a downlink control signal (for example, RAR UL grant) immediately after receiving the PRCH.
  • a downlink control signal for example, RAR UL grant
  • the information on the correspondence between the beam information and the PRACH sequence (for example, the table in which the BSTx beam index or the UERx beam index and the PRACH sequence shown in FIG. It may be determined in advance, or may be notified from the radio base station to the user terminal by broadcast information, higher layer signaling, a downlink control signal, or the like.
  • the optimal beam information is notified with message 3. Also good.
  • the correspondence between the beam information and the PRACH sequence may be defined by shifting the PRACH sequence for each subframe. That is, as described above (see FIG. 7), instead of associating the same PRACH sequence with a PRACH that is transmitted a plurality of times, a different PRACH sequence pattern may be assigned to the PRACH that is transmitted a plurality of times. This is expected to improve the PRACH detection accuracy.
  • the radio base station transmits a synchronization signal and a broadcast channel signal to the user terminal by using Tx beams with beam indexes # 1 to # 3 by analog BF.
  • the best BSTx beam is detected from the received DL signal. Thereby, the best beam index of the BSTx beam is obtained.
  • the BSTx beam with the beam index # 1 is the best.
  • the radio base station transmits a synchronization signal or a broadcast channel signal to the user terminal by analog BF using Tx beams with beam indexes # 1 to # 3, as shown in FIG.
  • the best UERx beam is detected from the DL signal. Thereby, the beam index of the best UERx beam is obtained.
  • the UERx beam with the beam index # 2 is the best.
  • the user terminal performs PRACH transmission using the PRACH sequence corresponding to the beam index # 2 of the obtained UERx beam, as shown in FIG. 11B.
  • the radio base station can obtain the corresponding UERx beam index # 2 by detecting the PRACH.
  • the radio base station and the user terminal perform transmission / reception using an optimum beam in a random access procedure after RAR transmission.
  • information on which PRACH resource is associated with which beam index may be determined in advance by specification, or notified from the radio base station to the user terminal by broadcast information, higher layer signaling, downlink control signal, or the like. Also good.
  • the information (beam index) of the UERx beam may be associated with the PRACH sequence. This association of the UERx beam information (beam index) and the PRACH sequence can also be used in a hybrid BF configuration of analog BF and digital BF.
  • the presence / absence of use of Tx / Rx reciprocity may be associated with the PRACH sequence to notify the radio base station whether the user terminal can use Tx / Rx reciprocity.
  • the radio base station cannot determine whether the user terminal is a user terminal that can use Tx / Rx reciprocity, a mode with repeated transmission for PRACH and a mode without repeated transmission for PRACH are set. It may be provided in advance so that the user terminal can select a mode according to the terminal capability. Thereby, the radio base station can control transmission / reception according to the capability of the user terminal.
  • information regarding the correspondence between beam information (for example, beam index) and PRACH sequences may be broadcast to the user terminal in advance through a broadcast channel, or may be set individually for each user terminal after RRC connection.
  • wireless communication system Wireless communication system
  • communication is performed using any one or a combination of the wireless communication methods according to the above embodiments of the present invention.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a schematic configuration of a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
  • carrier aggregation (CA) and / or dual connectivity (DC) in which a plurality of basic frequency blocks (component carriers) each having a system bandwidth (for example, 20 MHz) of the LTE system as one unit are applied. can do.
  • DC dual connectivity
  • the wireless communication system 1 includes LTE (Long Term Evolution), LTE-A (LTE-Advanced), LTE-B (LTE-Beyond), SUPER 3G, IMT-Advanced 4G (4th generation mobile communication system), 5G. (5th generation mobile communication system), FRA (Future Radio Access), New-RAT (Radio Access Technology), etc., or a system that realizes these.
  • LTE Long Term Evolution
  • LTE-A Long Term Evolution-Advanced
  • LTE-B LTE-Beyond
  • SUPER 3G IMT-Advanced 4G (4th generation mobile communication system)
  • 5G. 5th generation mobile communication system
  • FRA Full Radio Access
  • New-RAT Radio Access Technology
  • a radio base station using a plurality of beamforming communicates with a user terminal, and the user terminal transmits a random access preamble (PRACH) including beam information related to the beam of the radio base station. Then, the radio base station receives the PRACH including the beam information.
  • PRACH random access preamble
  • the radio communication system 1 includes a radio base station 11 that forms a macro cell C1 having a relatively wide coverage, and a radio base station 12 (12a-12c) that is arranged in the macro cell C1 and forms a small cell C2 that is narrower than the macro cell C1. It is equipped with. Moreover, the user terminal 20 is arrange
  • the user terminal 20 can be connected to both the radio base station 11 and the radio base station 12. It is assumed that the user terminal 20 uses the macro cell C1 and the small cell C2 simultaneously by CA or DC. Moreover, the user terminal 20 may apply CA or DC using a plurality of cells (CC) (for example, 5 or less CCs, 6 or more CCs).
  • CC cells
  • Communication between the user terminal 20 and the radio base station 11 can be performed using a carrier having a relatively low frequency band (for example, 2 GHz) and a narrow bandwidth (referred to as an existing carrier or a legacy carrier).
  • a carrier having a relatively high frequency band for example, 3.5 GHz, 5 GHz, etc.
  • the same carrier may be used.
  • the configuration of the frequency band used by each radio base station is not limited to this.
  • a wired connection for example, an optical fiber compliant with CPRI (Common Public Radio Interface), an X2 interface, etc.
  • a wireless connection It can be set as the structure to do.
  • the radio base station 11 and each radio base station 12 are connected to the higher station apparatus 30 and connected to the core network 40 via the higher station apparatus 30.
  • the upper station device 30 includes, for example, an access gateway device, a radio network controller (RNC), a mobility management entity (MME), and the like, but is not limited thereto.
  • RNC radio network controller
  • MME mobility management entity
  • Each radio base station 12 may be connected to the higher station apparatus 30 via the radio base station 11.
  • the radio base station 11 is a radio base station having a relatively wide coverage, and may be called a macro base station, an aggregation node, an eNB (eNodeB), a transmission / reception point, or the like.
  • the radio base station 12 is a radio base station having local coverage, and includes a small base station, a micro base station, a pico base station, a femto base station, a HeNB (Home eNodeB), an RRH (Remote Radio Head), and transmission / reception. It may be called a point or the like.
  • a radio base station 10 when the radio base station 11 and the radio base station 12 are not distinguished, they are collectively referred to as a radio base station 10.
  • Each user terminal 20 is a terminal that supports various communication schemes such as LTE and LTE-A, and may include not only a mobile communication terminal (mobile station) but also a fixed communication terminal (fixed station).
  • orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) is applied to the downlink, and single carrier-frequency division multiple access (SC-FDMA) is used for the uplink.
  • SC-FDMA single carrier-frequency division multiple access
  • OFDMA is a multi-carrier transmission scheme that performs communication by dividing a frequency band into a plurality of narrow frequency bands (subcarriers) and mapping data to each subcarrier.
  • SC-FDMA is a single-carrier transmission scheme that reduces interference between terminals by dividing the system bandwidth into bands consisting of one or continuous resource blocks for each terminal and using a plurality of terminals with mutually different bands. is there.
  • the uplink and downlink radio access schemes are not limited to these combinations, and other radio access schemes may be used.
  • a downlink shared channel there are a downlink shared channel (PDSCH) shared by each user terminal 20, a broadcast channel (PBCH: Physical Broadcast Channel), a downlink L1 / L2 control channel, and the like. Used. User data, upper layer control information, SIB (System Information Block), etc. are transmitted by PDSCH. Also, MIB (Master Information Block) is transmitted by PBCH.
  • PBCH Physical Broadcast Channel
  • SIB System Information Block
  • MIB Master Information Block
  • Downlink L1 / L2 control channels include PDCCH (Physical Downlink Control Channel), EPDCCH (Enhanced Physical Downlink Control Channel), PCFICH (Physical Control Format Indicator Channel), PHICH (Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel), and the like.
  • Downlink control information (DCI: Downlink Control Information) including PDSCH and PUSCH scheduling information is transmitted by the PDCCH.
  • the number of OFDM symbols used for PDCCH is transmitted by PCFICH.
  • the PHICH transmits HARQ (Hybrid Automatic Repeat reQuest) delivery confirmation information (for example, retransmission control information, HARQ-ACK, ACK / NACK, etc.) to the PUSCH.
  • HARQ Hybrid Automatic Repeat reQuest
  • EPDCCH is frequency-division multiplexed with PDSCH (downlink shared data channel), and is used for transmission of DCI and the like in the same manner as PDCCH.
  • an uplink shared channel (PUSCH) shared by each user terminal 20, an uplink control channel (PUCCH: Physical Uplink Control Channel), a random access channel (PRACH: Physical Random Access Channel) is used.
  • PUSCH uplink shared channel
  • PUCCH Physical Uplink Control Channel
  • PRACH Physical Random Access Channel
  • User data and higher layer control information are transmitted by PUSCH.
  • downlink radio quality information CQI: Channel Quality Indicator
  • delivery confirmation information and the like are transmitted by PUCCH.
  • a random access preamble for establishing connection with a cell is transmitted by the PRACH.
  • a cell-specific reference signal CRS
  • CSI-RS channel state information reference signal
  • DMRS demodulation reference signal
  • PRS Positioning Reference Signal
  • a measurement reference signal SRS: Sounding Reference Signal
  • a demodulation reference signal DMRS
  • the DMRS may be referred to as a user terminal specific reference signal (UE-specific Reference Signal). Further, the transmitted reference signal is not limited to these.
  • the radio base station uses a plurality of beam forming, transmits a DL signal to the user terminal, and receives a random access preamble (PRACH) including beam information regarding the beam of the radio base station detected by the DL signal. To do.
  • PRACH random access preamble
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an example of the overall configuration of a radio base station according to an embodiment of the present invention.
  • the radio base station 10 includes a plurality of transmission / reception antennas 101, an amplifier unit 102, a transmission / reception unit 103, a baseband signal processing unit 104, a call processing unit 105, and a transmission path interface 106.
  • the transmission / reception antenna 101, the amplifier unit 102, and the transmission / reception unit 103 may each be configured to include one or more.
  • User data transmitted from the radio base station 10 to the user terminal 20 via the downlink is input from the higher station apparatus 30 to the baseband signal processing unit 104 via the transmission path interface 106.
  • PDCP Packet Data Convergence Protocol
  • RLC Radio Link Control
  • MAC Medium Access
  • Retransmission control for example, HARQ transmission processing
  • scheduling transmission format selection, channel coding, inverse fast Fourier transform (IFFT) processing, precoding processing, and other transmission processing
  • IFFT inverse fast Fourier transform
  • precoding processing precoding processing
  • other transmission processing are performed and the transmission / reception unit 103.
  • the downlink control signal is also subjected to transmission processing such as channel coding and inverse fast Fourier transform, and is transferred to the transmission / reception unit 103.
  • the transmission / reception unit 103 converts the baseband signal output by precoding for each antenna from the baseband signal processing unit 104 to a radio frequency band and transmits the converted signal.
  • the radio frequency signal frequency-converted by the transmission / reception unit 103 is amplified by the amplifier unit 102 and transmitted from the transmission / reception antenna 101.
  • the transmission / reception unit 103 can be configured by a transmitter / receiver, a transmission / reception circuit, or a transmission / reception device, which is described based on common recognition in the technical field according to the present invention.
  • the transmission / reception part 103 may be comprised as an integral transmission / reception part, and may be comprised from a transmission part and a receiving part.
  • the radio frequency signal received by the transmission / reception antenna 101 is amplified by the amplifier unit 102.
  • the transmission / reception unit 103 receives the uplink signal amplified by the amplifier unit 102.
  • the transmission / reception unit 103 converts the frequency of the received signal into a baseband signal and outputs it to the baseband signal processing unit 104.
  • the baseband signal processing unit 104 performs fast Fourier transform (FFT) processing, inverse discrete Fourier transform (IDFT: Inverse Discrete Fourier Transform) processing, and error correction on user data included in the input upstream signal.
  • FFT fast Fourier transform
  • IDFT inverse discrete Fourier transform
  • Decoding, MAC retransmission control reception processing, RLC layer and PDCP layer reception processing are performed and transferred to the upper station apparatus 30 via the transmission path interface 106.
  • the call processing unit 105 performs call processing such as communication channel setting and release, status management of the radio base station 10, and radio resource management.
  • the transmission path interface 106 transmits and receives signals to and from the higher station apparatus 30 via a predetermined interface.
  • the transmission path interface 106 transmits / receives signals (backhaul signaling) to / from other radio base stations 10 via an interface between base stations (for example, an optical fiber compliant with CPRI (Common Public Radio Interface), X2 interface). May be.
  • CPRI Common Public Radio Interface
  • X2 interface May be.
  • the transmission / reception unit 103 may further include an analog beam forming unit that performs analog beam forming.
  • the analog beam forming unit includes an analog beam forming circuit (for example, phase shifter, phase shift circuit) or an analog beam forming apparatus (for example, phase shifter) described based on common recognition in the technical field according to the present invention. can do.
  • the transmission / reception antenna 101 can be configured by an array antenna, for example.
  • the transmission / reception unit 103 is configured to be able to apply single BF and multi-BF.
  • the transceiver 103 may transmit a synchronization signal, a broadcast channel signal, and a reference signal for beam pattern measurement for beam measurement at the user terminal. Further, the transmission / reception unit 103 receives a random access preamble (PRACH) including beam information related to the DL signal beam. Moreover, the transmission / reception part 103 receives PRACH which the user terminal transmitted using the optimal beam information (for example, beam index).
  • PRACH random access preamble
  • FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of a radio base station according to an embodiment of the present invention.
  • the functional block of the characteristic part in this embodiment is mainly shown, and the wireless base station 10 shall also have another functional block required for radio
  • the baseband signal processing unit 104 includes at least a control unit (scheduler) 301, a transmission signal generation unit 302, a mapping unit 303, a reception signal processing unit 304, and a measurement unit 305. These configurations may be included in the radio base station 10, and a part or all of the configurations may not be included in the baseband signal processing unit 104.
  • the control unit (scheduler) 301 controls the entire radio base station 10.
  • the control part 301 can be comprised from the controller, the control circuit, or control apparatus demonstrated based on the common recognition in the technical field which concerns on this invention.
  • the control unit 301 controls signal generation by the transmission signal generation unit 302 and signal allocation by the mapping unit 303, for example.
  • the control unit 301 also controls signal reception processing by the reception signal processing unit 304 and signal measurement by the measurement unit 305.
  • the control unit 301 controls scheduling (for example, resource allocation) of system information, a downlink data signal transmitted on the PDSCH, and a downlink control signal transmitted on the PDCCH and / or EPDCCH. Further, the control unit 301 controls generation of a downlink control signal (for example, delivery confirmation information) and a downlink data signal based on a result of determining whether or not retransmission control is necessary for the uplink data signal.
  • the control unit 301 also controls scheduling of synchronization signals (for example, PSS (Primary Synchronization Signal) / SSS (Secondary Synchronization Signal)) and downlink reference signals such as CRS, CSI-RS, and DMRS.
  • control unit 301 includes an uplink data signal transmitted on the PUSCH, an uplink control signal transmitted on the PUCCH and / or PUSCH (for example, delivery confirmation information), an RACH preamble transmitted on the PRACH, an uplink reference signal, and the like. Control scheduling.
  • the control unit 301 uses the digital BF (for example, precoding) by the baseband signal processing unit 104 and / or the analog BF (for example, phase rotation) by the transmission / reception unit 103 to form a Tx beam and / or an Rx beam. To control.
  • digital BF for example, precoding
  • analog BF for example, phase rotation
  • the control unit 301 identifies the PRACH sequence of the PRACH received multiple times, and beam information (for example, beam index) corresponding to the PRACH sequence. ) Is identified. At this time, the control unit 301 identifies beam information from the PRACH sequence with reference to, for example, the table shown in FIG. 6A. At this time, the transmission / reception unit 103 detects the PRACH transmitted from the user terminal a plurality of times while performing BSRx beam scanning. Thereby, the best BSRx beam can be measured.
  • beam information for example, beam index
  • the control unit 301 identifies beam information from the PRACH sequence with reference to, for example, the table shown in FIG. 6A.
  • the transmission / reception unit 103 detects the PRACH transmitted from the user terminal a plurality of times while performing BSRx beam scanning. Thereby, the best BSRx beam can be measured.
  • the control unit 301 identifies the PRACH sequence of the PRACH received multiple times, and beam information corresponding to the PRACH sequence (for example, Identify the beam index. At this time, the control unit 301 identifies beam information from the PRACH sequence with reference to, for example, the table shown in FIG. At this time, the transmission / reception unit 103 detects the PRACH transmitted from the user terminal a plurality of times while performing BSRx beam scanning. Thereby, the best BSTx beam and the best UERx beam can be recognized.
  • the transmission signal generation unit 302 generates a downlink signal (downlink control signal, downlink data signal, downlink reference signal, etc.) based on an instruction from the control unit 301, and outputs it to the mapping unit 303.
  • the transmission signal generation unit 302 can be configured by a signal generator, a signal generation circuit, or a signal generation device described based on common recognition in the technical field according to the present invention.
  • the transmission signal generation unit 302 generates, for example, a DL assignment that notifies downlink signal allocation information and a UL grant that notifies uplink signal allocation information based on an instruction from the control unit 301. Further, the downlink data signal is subjected to coding processing and modulation processing according to a coding rate, a modulation scheme, and the like determined based on channel state information (CSI: Channel State Information) from each user terminal 20.
  • CSI Channel State Information
  • the mapping unit 303 maps the downlink signal generated by the transmission signal generation unit 302 to a predetermined radio resource based on an instruction from the control unit 301, and outputs it to the transmission / reception unit 103.
  • the mapping unit 303 can be configured by a mapper, a mapping circuit, or a mapping device described based on common recognition in the technical field according to the present invention.
  • the reception signal processing unit 304 performs reception processing (for example, demapping, demodulation, decoding, etc.) on the reception signal input from the transmission / reception unit 103.
  • the received signal is, for example, an uplink signal (uplink control signal, uplink data signal, uplink reference signal, etc.) transmitted from the user terminal 20.
  • the reception signal processing unit 304 can be configured by a signal processor, a signal processing circuit, or a signal processing device described based on common recognition in the technical field according to the present invention.
  • the reception signal processing unit 304 outputs the information decoded by the reception processing to the control unit 301. For example, when receiving PUCCH including HARQ-ACK, HARQ-ACK is output to control section 301.
  • the reception signal processing unit 304 outputs the reception signal and the signal after reception processing to the measurement unit 305.
  • the measurement unit 305 performs measurement on the received signal.
  • the measurement part 305 can be comprised from the measuring device, measurement circuit, or measurement apparatus demonstrated based on common recognition in the technical field which concerns on this invention.
  • the measurement unit 305 may, for example, receive power (for example, RSRP (Reference Signal Received Power)), reception quality (for example, RSRQ (Reference Signal Received Quality), SINR (Signal to Interference plus Noise Ratio)) or channel of the received signal. You may measure about a state etc.
  • the measurement result may be output to the control unit 301.
  • the user terminal communicates with a radio base station using a plurality of beam forming, receives a DL signal transmitted from the radio base station, and transmits a PRACH including beam information related to the beam of the radio base station.
  • PRACH including beam information is controlled to be transmitted a plurality of times at different transmission time intervals.
  • a predetermined PRACH sequence set corresponding to the beam information is applied to transmission of a plurality of PRACHs. This user terminal receives information on the correspondence between beam information and PRACH sequences and / or information on the number of PRACH transmissions.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating an example of the overall configuration of a user terminal according to an embodiment of the present invention.
  • the user terminal 20 includes a plurality of transmission / reception antennas 201, an amplifier unit 202, a transmission / reception unit 203, a baseband signal processing unit 204, and an application unit 205.
  • the transmission / reception antenna 201, the amplifier unit 202, and the transmission / reception unit 203 may each be configured to include one or more.
  • the radio frequency signal received by the transmission / reception antenna 201 is amplified by the amplifier unit 202.
  • the transmission / reception unit 203 receives the downlink signal amplified by the amplifier unit 202.
  • the transmission / reception unit 203 converts the frequency of the received signal into a baseband signal and outputs it to the baseband signal processing unit 204.
  • the transmission / reception unit 203 can be configured by a transmitter / receiver, a transmission / reception circuit, or a transmission / reception device described based on common recognition in the technical field according to the present invention.
  • the transmission / reception unit 203 may be configured as an integral transmission / reception unit, or may be configured from a transmission unit and a reception unit.
  • the baseband signal processing unit 204 performs FFT processing, error correction decoding, retransmission control reception processing, and the like on the input baseband signal.
  • the downlink user data is transferred to the application unit 205.
  • the application unit 205 performs processing related to layers higher than the physical layer and the MAC layer.
  • broadcast information in the downlink data is also transferred to the application unit 205.
  • uplink user data is input from the application unit 205 to the baseband signal processing unit 204.
  • the baseband signal processing unit 204 performs transmission / reception by performing retransmission control transmission processing (for example, HARQ transmission processing), channel coding, precoding, discrete Fourier transform (DFT) processing, IFFT processing, and the like. Is transferred to the unit 203.
  • the transmission / reception unit 203 converts the baseband signal output from the baseband signal processing unit 204 into a radio frequency band and transmits it.
  • the radio frequency signal frequency-converted by the transmission / reception unit 203 is amplified by the amplifier unit 202 and transmitted from the transmission / reception antenna 201.
  • the transmission / reception unit 203 may further include an analog beam forming unit that performs analog beam forming.
  • the analog beam forming unit includes an analog beam forming circuit (for example, phase shifter, phase shift circuit) or an analog beam forming apparatus (for example, phase shifter) described based on common recognition in the technical field according to the present invention. can do.
  • the transmission / reception antenna 201 can be configured by, for example, an array antenna.
  • the transmission / reception unit 203 is configured to be able to apply single BF and multi-BF.
  • the transmission / reception unit 203 may receive a synchronization signal, a broadcast channel signal, and a reference signal for beam pattern measurement for beam measurement. Further, the transmission / reception unit 203 transmits a random access preamble (PRACH) including beam information related to the beam detected from the DL signal. At this time, the transmission / reception unit 203 transmits the PRACH using optimal beam information (for example, a beam index).
  • PRACH random access preamble
  • FIG. 16 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of a user terminal according to an embodiment of the present invention.
  • the functional blocks of the characteristic part in the present embodiment are mainly shown, and the user terminal 20 also has other functional blocks necessary for wireless communication.
  • the baseband signal processing unit 204 included in the user terminal 20 includes at least a control unit 401, a transmission signal generation unit 402, a mapping unit 403, a reception signal processing unit 404, and a measurement unit 405. Note that these configurations may be included in the user terminal 20, and some or all of the configurations may not be included in the baseband signal processing unit 204.
  • the control unit 401 controls the entire user terminal 20.
  • the control unit 401 can be composed of a controller, a control circuit, or a control device described based on common recognition in the technical field according to the present invention.
  • the control unit 401 controls, for example, signal generation by the transmission signal generation unit 402 and signal allocation by the mapping unit 403.
  • the control unit 401 controls signal reception processing by the reception signal processing unit 404 and signal measurement by the measurement unit 405.
  • the control unit 401 obtains, from the received signal processing unit 404, a downlink control signal (a signal transmitted by PDCCH / EPDCCH) and a downlink data signal (a signal transmitted by PDSCH) transmitted from the radio base station 10.
  • the control unit 401 controls generation of an uplink control signal (for example, delivery confirmation information) and an uplink data signal based on a downlink control signal, a result of determining whether or not retransmission control is required for the downlink data signal, and the like.
  • the control unit 401 uses the digital BF (for example, precoding) by the baseband signal processing unit 204 and / or the analog BF (for example, phase rotation) by the transmission / reception unit 203 to form a transmission beam and / or a reception beam. To control.
  • digital BF for example, precoding
  • analog BF for example, phase rotation
  • the control unit 401 uses the single UE beamforming and Tx / Rx reciprocity is not used, and the beam related to the beam of the radio base station detected by the DL signal (DL broadcast channel) transmitted from the radio base station. Control is performed so as to transmit PRACH including information (for example, beam index) to the radio base station. Further, the control unit 401 detects the best BSTx beam from the received DL signal and performs control so as to obtain the best beam index of the BSTx beam. In addition, the control unit 401 performs control so that the PRACH is transmitted a plurality of times over a plurality of unit time intervals in the PRACH sequence corresponding to the beam index of the best BSTx beam. At this time, the control unit 401 identifies the PRACH sequence from the beam index with reference to the table shown in FIG. 6A, for example.
  • the control unit 401 when multi-UE beamforming is applied and Tx / Rx reciprocity is not used, the beam related to the beam of the radio base station detected by the DL signal (DL broadcast channel) transmitted from the radio base station. Control is performed so as to transmit PRACH including information (for example, beam index) to the radio base station. Further, the control unit 401 detects the best BSTx beam from the received DL signal and performs control so as to obtain the best beam index of the BSTx beam. In addition, the control unit 401 performs control so that the PRACH is transmitted a plurality of times over a plurality of unit time intervals in the PRACH sequence corresponding to the best beam index of the BSTx beam and the best beam index of the UERx beam. At this time, the control unit 401 identifies the PRACH sequence from the beam index with reference to, for example, the table shown in FIG.
  • the transmission signal generation unit 402 generates an uplink signal (uplink control signal, uplink data signal, uplink reference signal, etc.) based on an instruction from the control unit 401 and outputs the uplink signal to the mapping unit 403.
  • the transmission signal generation unit 402 can be configured by a signal generator, a signal generation circuit, or a signal generation device described based on common recognition in the technical field according to the present invention.
  • the transmission signal generator 402 generates an uplink control signal related to delivery confirmation information and channel state information (CSI) based on an instruction from the controller 401, for example.
  • the transmission signal generation unit 402 generates an uplink data signal based on an instruction from the control unit 401.
  • the transmission signal generation unit 402 is instructed by the control unit 401 to generate an uplink data signal when the UL grant is included in the downlink control signal notified from the radio base station 10.
  • the mapping unit 403 maps the uplink signal generated by the transmission signal generation unit 402 to a radio resource based on an instruction from the control unit 401, and outputs the radio signal to the transmission / reception unit 203.
  • the mapping unit 403 can be configured by a mapper, a mapping circuit, or a mapping device described based on common recognition in the technical field according to the present invention.
  • the reception signal processing unit 404 performs reception processing (for example, demapping, demodulation, decoding, etc.) on the reception signal input from the transmission / reception unit 203.
  • the received signal is, for example, a downlink signal (downlink control signal, downlink data signal, downlink reference signal, etc.) transmitted from the radio base station 10.
  • the reception signal processing unit 404 can be configured by a signal processor, a signal processing circuit, or a signal processing device described based on common recognition in the technical field according to the present invention. Further, the reception signal processing unit 404 can constitute a reception unit according to the present invention.
  • the reception signal processing unit 404 outputs the information decoded by the reception processing to the control unit 401.
  • the reception signal processing unit 404 outputs broadcast information, system information, RRC signaling, DCI, and the like to the control unit 401, for example.
  • the reception signal processing unit 404 outputs the reception signal and the signal after reception processing to the measurement unit 405.
  • the measurement unit 405 performs measurement on the received signal.
  • the measurement unit 405 performs measurement using the beam forming RS transmitted from the radio base station 10.
  • the measurement part 405 can be comprised from the measuring device, measurement circuit, or measurement apparatus demonstrated based on common recognition in the technical field which concerns on this invention.
  • the measurement unit 405 may measure, for example, received power (for example, RSRP), received quality (for example, RSRQ, received SINR), channel state, and the like of the received signal.
  • the measurement result may be output to the control unit 401.
  • each functional block may be realized by one device physically and / or logically coupled, and two or more devices physically and / or logically separated may be directly and / or indirectly. (For example, wired and / or wireless) and may be realized by these plural devices.
  • a wireless base station, a user terminal, etc. in an embodiment of the present invention may function as a computer that performs processing of the wireless communication method of the present invention.
  • FIG. 17 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of a radio base station and a user terminal according to an embodiment of the present invention.
  • the wireless base station 10 and the user terminal 20 described above may be physically configured as a computer device including a processor 1001, a memory 1002, a storage 1003, a communication device 1004, an input device 1005, an output device 1006, a bus 1007, and the like. Good.
  • the term “apparatus” can be read as a circuit, a device, a unit, or the like.
  • the hardware configurations of the radio base station 10 and the user terminal 20 may be configured to include one or a plurality of each device illustrated in the figure, or may be configured not to include some devices.
  • processor 1001 may be implemented by one or more chips.
  • Each function in the radio base station 10 and the user terminal 20 is performed by, for example, reading predetermined software (program) on hardware such as the processor 1001 and the memory 1002, and the processor 1001 performs computation, and communication by the communication device 1004 is performed. Alternatively, it is realized by controlling data reading and / or writing in the memory 1002 and the storage 1003.
  • the processor 1001 controls the entire computer by operating an operating system, for example.
  • the processor 1001 may be configured by a central processing unit (CPU) including an interface with peripheral devices, a control device, an arithmetic device, a register, and the like.
  • CPU central processing unit
  • the baseband signal processing unit 104 (204), the call processing unit 105, and the like described above may be realized by the processor 1001.
  • the processor 1001 reads programs (program codes), software modules, data, and the like from the storage 1003 and / or the communication device 1004 to the memory 1002, and executes various processes according to these.
  • programs program codes
  • software modules software modules
  • data data
  • the like data
  • the control unit 401 of the user terminal 20 may be realized by a control program stored in the memory 1002 and operated by the processor 1001, and may be realized similarly for other functional blocks.
  • the memory 1002 is a computer-readable recording medium such as a ROM (Read Only Memory), an EPROM (Erasable Programmable ROM), an EEPROM (Electrically EPROM), a RAM (Random Access Memory), or any other suitable storage medium. It may be configured by one.
  • the memory 1002 may be referred to as a register, a cache, a main memory (main storage device), or the like.
  • the memory 1002 can store programs (program codes), software modules, and the like that can be executed to implement the wireless communication method according to an embodiment of the present invention.
  • the storage 1003 is a computer-readable recording medium such as a flexible disk, a floppy (registered trademark) disk, a magneto-optical disk (for example, a compact disk (CD-ROM (Compact Disc ROM)), a digital versatile disk, Blu-ray® disk), removable disk, hard disk drive, smart card, flash memory device (eg, card, stick, key drive), magnetic stripe, database, server, or other suitable storage medium It may be constituted by.
  • the storage 1003 may be referred to as an auxiliary storage device.
  • the communication device 1004 is hardware (transmission / reception device) for performing communication between computers via a wired and / or wireless network, and is also referred to as a network device, a network controller, a network card, a communication module, or the like.
  • the communication device 1004 includes, for example, a high-frequency switch, a duplexer, a filter, a frequency synthesizer, etc., in order to realize frequency division duplex (FDD) and / or time division duplex (TDD). It may be configured.
  • FDD frequency division duplex
  • TDD time division duplex
  • the transmission / reception antenna 101 (201), the amplifier unit 102 (202), the transmission / reception unit 103 (203), the transmission path interface 106, and the like described above may be realized by the communication device 1004.
  • the input device 1005 is an input device (for example, a keyboard, a mouse, a microphone, a switch, a button, a sensor, etc.) that accepts an external input.
  • the output device 1006 is an output device (for example, a display, a speaker, an LED (Light Emitting Diode) lamp, etc.) that performs output to the outside.
  • the input device 1005 and the output device 1006 may have an integrated configuration (for example, a touch panel).
  • each device such as the processor 1001 and the memory 1002 is connected by a bus 1007 for communicating information.
  • the bus 1007 may be configured with a single bus or may be configured with different buses between apparatuses.
  • the radio base station 10 and the user terminal 20 include a microprocessor, a digital signal processor (DSP), an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), a PLD (Programmable Logic Device), an FPGA (Field Programmable Gate Array), and the like. It may be configured including hardware, and a part or all of each functional block may be realized by the hardware. For example, the processor 1001 may be implemented by at least one of these hardware.
  • DSP digital signal processor
  • ASIC Application Specific Integrated Circuit
  • PLD Programmable Logic Device
  • FPGA Field Programmable Gate Array
  • the channel and / or symbol may be a signal (signaling).
  • the signal may be a message.
  • the reference signal may be abbreviated as RS (Reference Signal), and may be referred to as a pilot, a pilot signal, or the like depending on an applied standard.
  • a component carrier CC: Component Carrier
  • CC Component Carrier
  • the radio frame may be configured with one or a plurality of periods (frames) in the time domain.
  • Each of the one or more periods (frames) constituting the radio frame may be referred to as a subframe.
  • a subframe may be composed of one or more slots in the time domain.
  • the slot may be configured with one or a plurality of symbols (OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) symbol, SC-FDMA (Single Carrier Frequency Division Multiple Access) symbol, etc.) in the time domain).
  • OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing
  • SC-FDMA Single Carrier Frequency Division Multiple Access
  • the radio frame, subframe, slot, and symbol all represent a time unit when transmitting a signal.
  • Different names may be used for the radio frame, the subframe, the slot, and the symbol.
  • one subframe may be referred to as a transmission time interval (TTI)
  • a plurality of consecutive subframes may be referred to as a TTI
  • one slot may be referred to as a TTI.
  • the subframe or TTI may be a subframe (1 ms) in the existing LTE, a period shorter than 1 ms (for example, 1-13 symbols), or a period longer than 1 ms. Also good.
  • TTI means, for example, a minimum time unit for scheduling in wireless communication.
  • a radio base station performs scheduling to allocate radio resources (frequency bandwidth, transmission power, etc. that can be used in each user terminal) to each user terminal in units of TTI.
  • the definition of TTI is not limited to this.
  • the TTI may be a transmission time unit of a channel-encoded data packet (transport block), or may be a processing unit such as scheduling or link adaptation.
  • a TTI having a time length of 1 ms may be called a normal TTI (TTI in LTE Rel. 8-12), a normal TTI, a long TTI, a normal subframe, a normal subframe, a long subframe, or the like.
  • a TTI shorter than a normal TTI may be called a shortened TTI, a short TTI, a shortened subframe, a short subframe, or the like.
  • a resource block is a resource allocation unit in the time domain and the frequency domain, and may include one or a plurality of continuous subcarriers (subcarriers) in the frequency domain. Further, the RB may include one or a plurality of symbols in the time domain, and may have a length of one slot, one subframe, or 1 TTI. One TTI and one subframe may each be composed of one or a plurality of resource blocks.
  • the RB may be called a physical resource block (PRB: Physical RB), a PRB pair, an RB pair, or the like.
  • the resource block may be composed of one or a plurality of resource elements (RE: Resource Element).
  • RE Resource Element
  • 1RE may be a radio resource region of 1 subcarrier and 1 symbol.
  • the structure of the above-described radio frame, subframe, slot, symbol, and the like is merely an example.
  • the configuration such as the cyclic prefix (CP) length can be variously changed.
  • information, parameters, and the like described in this specification may be represented by absolute values, may be represented by relative values from predetermined values, or may be represented by other corresponding information.
  • the radio resource may be indicated by a predetermined index.
  • the mathematical formulas and the like using these parameters may be different from those explicitly disclosed herein.
  • information, signals, etc. can be output from the upper layer to the lower layer and / or from the lower layer to the upper layer.
  • Information, signals, and the like may be input / output via a plurality of network nodes.
  • the input / output information, signals, and the like may be stored in a specific location (for example, a memory) or managed by a management table. Input / output information, signals, and the like can be overwritten, updated, or added. The output information, signals, etc. may be deleted. Input information, signals, and the like may be transmitted to other devices.
  • information notification includes physical layer signaling (eg, downlink control information (DCI), uplink control information (UCI)), upper layer signaling (eg, RRC (Radio Resource Control) signaling), It may be implemented by broadcast information (master information block (MIB), system information block (SIB), etc.), MAC (Medium Access Control) signaling), other signals, or a combination thereof.
  • DCI downlink control information
  • UCI uplink control information
  • RRC Radio Resource Control
  • MIB master information block
  • SIB system information block
  • MAC Medium Access Control
  • the physical layer signaling may be referred to as L1 / L2 (Layer 1 / Layer 2) control information (L1 / L2 control signal), L1 control information (L1 control signal), or the like.
  • the RRC signaling may be referred to as an RRC message, and may be, for example, an RRC connection setup (RRCConnectionSetup) message, an RRC connection reconfiguration (RRCConnectionReconfiguration) message, or the like.
  • the MAC signaling may be notified by, for example, a MAC control element (MAC CE (Control Element)).
  • notification of predetermined information is not limited to explicitly performed, but implicitly (for example, by not performing notification of the predetermined information or another (By notification of information).
  • the determination may be performed by a value represented by 1 bit (0 or 1), or may be performed by a boolean value represented by true or false.
  • the comparison may be performed by numerical comparison (for example, comparison with a predetermined value).
  • software, instructions, information, etc. may be transmitted / received via a transmission medium.
  • software can use websites, servers using wired technology (coaxial cable, optical fiber cable, twisted pair, digital subscriber line (DSL), etc.) and / or wireless technology (infrared, microwave, etc.) , Or other remote sources, these wired and / or wireless technologies are included within the definition of transmission media.
  • system and “network” used in this specification are used interchangeably.
  • base station BS
  • radio base station eNB
  • cell e.g., a fixed station
  • eNodeB eNodeB
  • cell group e.g., a cell
  • carrier femtocell
  • component carrier e.g., a fixed station, NodeB, eNodeB (eNB), access point, transmission point, reception point, femtocell, small cell, and the like.
  • the base station can accommodate one or a plurality of (for example, three) cells (also called sectors). If the base station accommodates multiple cells, the entire coverage area of the base station can be partitioned into multiple smaller areas, each smaller area being a base station subsystem (eg, an indoor small base station (RRH: The term “cell” or “sector” refers to part or all of the coverage area of a base station and / or base station subsystem that provides communication service in this coverage. Point to.
  • RRH indoor small base station
  • MS mobile station
  • UE user equipment
  • terminal may be used interchangeably.
  • a base station may also be called in terms such as a fixed station, NodeB, eNodeB (eNB), access point, transmission point, reception point, femtocell, small cell, and the like.
  • a mobile station is defined by those skilled in the art as a subscriber station, mobile unit, subscriber unit, wireless unit, remote unit, mobile device, wireless device, wireless communication device, remote device, mobile subscriber station, access terminal, mobile terminal, wireless It may also be called terminal, remote terminal, handset, user agent, mobile client, client or some other suitable terminology.
  • the radio base station in this specification may be read by the user terminal.
  • each aspect / embodiment of the present invention may be applied to a configuration in which communication between a radio base station and a user terminal is replaced with communication between a plurality of user terminals (D2D: Device-to-Device).
  • the user terminal 20 may have a function that the wireless base station 10 has.
  • words such as “up” and “down” may be read as “side”.
  • the uplink channel may be read as a side channel.
  • a user terminal in this specification may be read by a radio base station.
  • the wireless base station 10 may have a function that the user terminal 20 has.
  • the specific operation assumed to be performed by the base station may be performed by the upper node in some cases.
  • various operations performed for communication with a terminal may be performed by one or more network nodes other than the base station and the base station (for example, It is obvious that the operation can be performed by MME (Mobility Management Entity), S-GW (Serving-Gateway), etc., but not limited to these) or a combination thereof.
  • MME Mobility Management Entity
  • S-GW Serving-Gateway
  • each aspect / embodiment described in this specification may be used alone, in combination, or may be switched according to execution.
  • the order of the processing procedures, sequences, flowcharts, and the like of each aspect / embodiment described in the present specification may be changed as long as there is no contradiction.
  • the methods described herein present the elements of the various steps in an exemplary order and are not limited to the specific order presented.
  • Each aspect / embodiment described herein includes LTE (Long Term Evolution), LTE-A (LTE-Advanced), LTE-B (LTE-Beyond), SUPER 3G, IMT-Advanced, 4G (4th generation mobile). communication system), 5G (5th generation mobile communication system), FRA (Future Radio Access), New-RAT (Radio Access Technology), NR (New Radio), NX (New radio access), FX (Future generation radio access), GSM (registered trademark) (Global System for Mobile communications), CDMA2000, UMB (Ultra Mobile Broadband), IEEE 802.11 (Wi-Fi (registered trademark)), IEEE 802.16 (WiMAX (registered trademark)), IEEE 802 .20, UWB (Ultra-WideBand), Bluetooth (registered trademark), The present invention may be applied to a system using other appropriate wireless communication methods and / or a next generation system extended based on these.
  • the phrase “based on” does not mean “based only on”, unless expressly specified otherwise. In other words, the phrase “based on” means both “based only on” and “based at least on.”
  • any reference to elements using designations such as “first”, “second”, etc. as used herein does not generally limit the amount or order of those elements. These designations can be used herein as a convenient way to distinguish between two or more elements. Thus, reference to the first and second elements does not mean that only two elements can be employed or that the first element must precede the second element in some way.
  • determining may encompass a wide variety of actions. For example, “determination” means calculating, computing, processing, deriving, investigating, looking up (eg, table, database or other data). It may be considered to “determine” (search in structure), ascertaining, etc.
  • “determination (decision)” includes receiving (for example, receiving information), transmitting (for example, transmitting information), input (input), output (output), access ( accessing) (e.g., accessing data in memory), etc., may be considered to be “determining”.
  • “determination” is considered to be “determination (resolving)”, “selecting”, “choosing”, “establishing”, “comparing”, etc. Also good. That is, “determination (determination)” may be regarded as “determination (determination)” of some operation.
  • the terms “connected”, “coupled”, or any variation thereof refers to any direct or indirect connection between two or more elements or By coupling, it can include the presence of one or more intermediate elements between two elements that are “connected” or “coupled” to each other.
  • the coupling or connection between the elements may be physical, logical, or a combination thereof.
  • the two elements are radio frequency by using one or more wires, cables and / or printed electrical connections, and as some non-limiting and non-inclusive examples
  • electromagnetic energy such as electromagnetic energy having wavelengths in the region, the microwave region and the light (both visible and invisible) region can be considered “connected” or “coupled” to each other.

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Abstract

ビームフォーミングを用いる通信において、ランダムアクセス手順でのプリアンブル及び／又はメッセージを適切に受信でき、ランダムアクセスを効率良く行うこと。本発明のユーザ端末は、複数のビームフォーミングを利用する無線基地局と通信するユーザ端末であって、無線基地局から送信されるＤＬ信号を受信する受信部と、ランダムアクセスプリアンブル（ＰＲＡＣＨ）を送信する送信部と、前記無線基地局のビームに関するビーム情報を含むＰＲＡＣＨを送信するように制御する制御部と、を有することを特徴とする。

Description

ユーザ端末、無線基地局及び無線通信方法
　本発明は、次世代移動通信システムにおけるユーザ端末、無線基地局及び無線通信方法に関する。
　ＵＭＴＳ（Universal　Mobile　Telecommunications　System）ネットワークにおいて、更なる高速データレート、低遅延等を目的としてロングタームエボリューション（ＬＴＥ：Long　Term　Evolution）が仕様化された（非特許文献１）。また、ＬＴＥ（ＬＴＥ　Ｒｅｌ．８又は９ともいう）からの更なる広帯域化及び高速化を目的として、ＬＴＥ－Ａ（ＬＴＥアドバンスト、ＬＴＥ　Ｒｅｌ．１０、１１又は１２ともいう）が仕様化され、ＬＴＥの後継システム（例えば、ＦＲＡ（Future　Radio　Access）、５Ｇ（5th　generation　mobile　communication　system）、ＮＲ（New　Radio）、ＮＸ（New　radio　access）、ＦＸ（Future　generation　radio　access）、ＬＴＥ　Ｒｅｌ．１３、１４又は１５以降等ともいう）も検討されている。
　ＬＴＥ　Ｒｅｌ．１０／１１では、広帯域化を図るために、複数のコンポーネントキャリア（ＣＣ：Component　Carrier）を統合するキャリアアグリゲーション（ＣＡ：Carrier　Aggregation）が導入されている。各ＣＣは、ＬＴＥ　Ｒｅｌ．８のシステム帯域を一単位として構成される。また、ＣＡでは、同一の無線基地局（ｅＮＢ：eNodeB）の複数のＣＣがユーザ端末（ＵＥ：User　Equipment）に設定される。
　一方、ＬＴＥ　Ｒｅｌ．１２では、異なる無線基地局の複数のセルグループ（ＣＧ：Cell　Group）がＵＥに設定されるデュアルコネクティビティ（ＤＣ：Dual　Connectivity）も導入されている。各セルグループは、少なくとも一つのセル（ＣＣ）で構成される。ＤＣでは、異なる無線基地局の複数のＣＣが統合されるため、ＤＣは、基地局間ＣＡ（Inter-eNB　CA）等とも呼ばれる。
　また、既存のＬＴＥシステム（例えば、ＬＴＥ　Ｒｅｌ．８－１３）では、無線基地局とユーザ端末との間でＵＬ同期が確立されている場合に、ユーザ端末からのＵＬデータの送信が可能となる。このため、既存のＬＴＥシステムでは、ＵＬ同期を確立するためのランダムアクセス手順（ＲＡＣＨ手順：Random　Access　Channel　Procedure、アクセス手順ともいう）がサポートされている。
　ランダムアクセス手順において、ユーザ端末は、ランダムに選択されるプリアンブル（ランダムアクセスプリアンブル）に対する無線基地局からの応答（ランダムアクセスレスポンス）によりＵＬの送信タイミングに関する情報（タイミングアドバンス（ＴＡ：Timing　Advance））を取得し、当該ＴＡに基づいてＵＬ同期を確立する。
　ユーザ端末は、ＵＬ同期の確立後、無線基地局からの下り制御情報（ＤＣＩ：Downlink　Control　Information）（ＵＬグラント）を受信してから、ＵＬグラントにより割り当てられるＵＬリソースを用いて、ＵＬデータを送信する。
　将来の無線通信システム（例えば、５Ｇ、ＮＲ）は、様々な無線通信サービスを、それぞれ異なる要求条件（例えば、超高速、大容量、超低遅延など）を満たすように実現することが期待されている。
　例えば、５Ｇでは、ｅＭＢＢ（enhanced　Mobile　Broad　Band）、ＩｏＴ（Internet　of　Things）、ＭＴＣ（Machine　Type　Communication）、Ｍ２Ｍ（Machine　To　Machine）、ＵＲＬＬＣ（Ultra　Reliable　and　Low　Latency　Communications）などと呼ばれる無線通信サービスの提供が検討されている。なお、Ｍ２Ｍは、通信する機器によって、Ｄ２Ｄ（Device　To　Device）、Ｖ２Ｖ（Vehicle　To　Vehicle）などと呼ばれてもよい。上記の多様な通信に対する要求を満たすために、新しい通信アクセス方式（Ｎｅｗ　ＲＡＴ（Radio　Access　Technology））を設計することが検討されている。
　５Ｇでは、例えば最大で１００ＧＨｚという非常に高い搬送波周波数を用いてサービス提供を行うことが検討されている。一般的に、搬送波周波数が増大するとカバレッジを確保することが難しくなる。理由としては、距離減衰が激しくなり電波の直進性が強くなることや、超広帯域送信のため送信電力密度が低くなることに起因する。
　そこで、高周波数帯においても上記の多様な通信に対する要求を満たすために、超多素子アンテナを用いる大規模ＭＩＭＯ（Massive　MIMO（Multiple　Input　Multiple　Output））を利用することが検討されている。超多素子アンテナでは、各素子から送信／受信される信号の振幅及び／又は位相を制御することで、ビーム（アンテナ指向性）を形成することができる。当該処理はビームフォーミング（ＢＦ：Beam　Forming）とも呼ばれ、電波伝播損失を低減することが可能となる。
　既存のランダムアクセス手順では、複数の動作（例えば、衝突型ランダムアクセスの場合にはメッセージ１～４）が規定されているが、ＢＦをどのように適用するかは未だ決まっていない。ＢＦを適用する場合においては、ランダムアクセス手順でのプリアンブルやメッセージを効率良く受信できるようにする必要がある。
　本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、ビームフォーミングを用いる通信において、ランダムアクセス手順でのプリアンブル及び／又はメッセージを適切に受信でき、ランダムアクセスを効率良く行うことができるユーザ端末、無線基地局及び無線通信方法を提供することを目的の１つとする。
　本発明の一態様に係るユーザ端末は、複数のビームフォーミングを利用する無線基地局と通信するユーザ端末であって、無線基地局から送信されるＤＬ信号を受信する受信部と、ランダムアクセスプリアンブル（ＰＲＡＣＨ）を送信する送信部と、前記無線基地局のビームに関するビーム情報を含むＰＲＡＣＨを送信するように制御する制御部と、を有することを特徴とする。
　本発明によれば、ビームフォーミングを用いる通信において、ランダムアクセス手順でのプリアンブル及び／又はメッセージを適切に受信でき、ランダムアクセスを効率良く行うことができる。
衝突型ランダムアクセス手順の一例を示す図である。 図２Ａは、シングルＢＦの一例を示す図であり、図２Ｂは、マルチプルＢＦの一例を示す図である。 図３Ａは、シングルＢＦの一例を示す図であり、図３Ｂ及び図３Ｃは、マルチプルＢＦの一例を示す図である。 図４Ａは、Ｔｘ／Ｒｘレシプロシティを利用できる場合を示し、図４Ｂは、Ｔｘ／Ｒｘレシプロシティを利用できない場合を示す図である。 図５Ａは、第１の態様において、Ｔｘ／Ｒｘレシプロシティを利用しない場合を示す図であり、図５Ｂは、第１の態様において、Ｔｘ／Ｒｘレシプロシティを利用する場合を示す図である。 図６Ａは、ＢＳＴｘビームインデックスとＰＲＡＣＨ系列とを関連付けたテーブルを示す図であり、図６Ｂは、図６Ａに示すテーブルを用いてＰＲＡＣＨを送信する場合の図である。 ＢＳＴｘビームインデックスとＰＲＡＣＨ系列とを関連付けたテーブルの他の例を示す図である。 図８Ａ及び図８Ｂは、ハイブリッドＢＦでのＰＲＡＣＨ送信を示す図である。 図９Ａ及び図９Ｂは、第２の態様において、Ｔｘ／Ｒｘレシプロシティを利用しない場合を示す図である。 ＢＳＴｘビームインデックス及びＵＥＲｘビームインデックスとＰＲＡＣＨ系列とを関連付けたテーブルを示す図である。 図１１Ａ及び図１１Ｂは、第２の態様において、Ｔｘ／Ｒｘレシプロシティを利用しない場合を示す図である。 本発明の一実施形態に係る無線通信システムの概略構成の一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る無線基地局の全体構成の一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る無線基地局の機能構成の一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係るユーザ端末の全体構成の一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係るユーザ端末の機能構成の一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る無線基地局及びユーザ端末のハードウェア構成の一例を示す図である。
　既存のＬＴＥシステム（例えば、ＬＴＥ　Ｒｅｌ．８－１３）では、ＵＬ同期を確立するためのランダムアクセス手順がサポートされている。ランダムアクセス手順には、衝突型ランダムアクセス（ＣＢＲＡ：Contention-Based　Random　Access等ともいう）と非衝突型ランダムアクセス（Ｎｏｎ－ＣＢＲＡ、コンテンションフリーランダムアクセス（ＣＦＲＡ：Contention-Free　Random　Access）等ともいう）とが含まれる。
　衝突型ランダムアクセス（ＣＢＲＡ）では、ユーザ端末は、各セルに定められる複数のプリアンブル（ランダムアクセスプリアンブル、ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ：Physical　Random　Access　Channel）、ＲＡＣＨプリアンブル等ともいう）からランダムに選択したプリアンブルを送信する。また、衝突型ランダムアクセスは、ユーザ端末主導のランダムアクセス手順であり、例えば、初期アクセス時、ＵＬ送信の開始又は再開時などに用いることができる。
　一方、非衝突型ランダムアクセス（Ｎｏｎ－ＣＢＲＡ、ＣＦＲＡ：Contention-Free　Random　Access）では、無線基地局は、下りリンク（ＤＬ）制御チャネル（ＰＤＣＣＨ：Physical　Downlink　Control　Channel、ＥＰＤＣＣＨ：Enhanced　PDCCHなど）によりプリアンブルをユーザ端末固有に割り当て、ユーザ端末は、無線基地局から割り当てられたプリアンブルを送信する。非衝突型ランダムアクセスは、ネットワーク主導のランダムアクセス手順であり、例えば、ハンドオーバ時、ＤＬ送信の開始又は再開時（ＤＬ用再送指示情報のＵＬにおける送信の開始又は再開時）などに用いることができる。
　図１は、衝突型ランダムアクセスの一例を示す図である。図１において、ユーザ端末は、システム情報（例えば、ＭＩＢ（Mater　Information　Block）及び／又はＳＩＢ（System　Information　Block））や上位レイヤシグナリング（例えば、ＲＲＣ（Radio　Resource　Control）シグナリング）により、ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ）の構成（PRACH　configuration、RACH　configuration）を示す情報（ＰＲＡＣＨ構成情報）を予め受信する。
　当該ＰＲＡＣＨ構成情報は、例えば、各セルに定められる複数のプリアンブル（例えば、プリアンブルフォーマット）、ＰＲＡＣＨ送信に用いられる時間リソース（例えば、システムフレーム番号、サブフレーム番号）及び周波数リソース（例えば、６リソースブロック（ＰＲＢ：Physical　Resource　Block）の開始位置を示すオフセット（prach-FrequencyOffset））などを示すことができる。
　図１に示すように、ユーザ端末は、アイドル（RRC_IDLE）状態からＲＲＣ接続（RRC_CONNECTED）状態に遷移する場合（例えば、初期アクセス時）、ＲＲＣ接続状態であるがＵＬ同期が確立されていない場合（例えば、ＵＬ送信の開始又は再開時）などにおいて、ＰＲＡＣＨ構成情報が示す複数のプリアンブルの一つをランダムに選択し、選択されたプリアンブルをＰＲＡＣＨにより送信する（メッセージ１）。
　無線基地局は、プリアンブルを検出すると、その応答としてランダムアクセスレスポンス（ＲＡＲ：Random　Access　Response）を送信する（メッセージ２）。ユーザ端末は、プリアンブルの送信後、所定期間（ＲＡＲ　window）内にＲＡＲの受信に失敗する場合、ＰＲＡＣＨの送信電力を上げてプリアンブルを再度送信（再送）する。なお、再送時に送信電力を増加させることは、パワーランピングとも呼ばれる。
　ＲＡＲを受信したユーザ端末は、ＲＡＲに含まれるタイミングアドバンス（ＴＡ）に基づいて、ＵＬの送信タイミングを調整し、ＵＬの同期を確立する。また、ユーザ端末は、ＲＡＲに含まれるＵＬグラントが指定するＵＬリソースで、上位レイヤ（Ｌ２／Ｌ３：Layer　2/Layer　3）の制御メッセージを送信する（メッセージ３）。当該制御メッセージには、ユーザ端末の識別子（ＵＥ－ＩＤ）が含まれる。当該ユーザ端末の識別子は、例えば、ＲＲＣ接続状態であればＣ－ＲＮＴＩ（Cell-Radio　Network　Temporary　Identifier）であってもよいし、又は、アイドル状態であればＳ－ＴＭＳＩ（System　Architecture　Evolution-Temporary　Mobile　Subscriber　Identity）など上位レイヤのＵＥ－ＩＤであってもよい。
　無線基地局は、上位レイヤの制御メッセージに応じて、衝突解決用メッセージ（Contention　resolution　message）を送信する（メッセージ４）。当該衝突解決用メッセージは、上記制御メッセージに含まれるユーザ端末の識別子宛に基づいて送信される。衝突解決用メッセージの検出に成功したユーザ端末は、ＨＡＲＱ（Hybrid　Automatic　Repeat　reQuest）における肯定応答（ＡＣＫ：Acknowledge）を無線基地局に送信する。これにより、アイドル状態のユーザ端末はＲＲＣ接続状態に遷移する。
　一方、当該衝突解決用メッセージの検出に失敗したユーザ端末は、衝突が発生したと判断し、プリアンブルを再選択し、メッセージ１から４のランダムアクセス手順を繰り返す。無線基地局は、ユーザ端末からのＡＣＫにより衝突が解決されたことを検出すると、当該ユーザ端末に対して、ＵＬグラントを送信する。ユーザ端末は、ＵＬグラントにより割り当てられるＵＬリソースを用いてＵＬデータを送信する。
　以上のような衝突型ランダムアクセスでは、ユーザ端末が、ＵＬデータの送信を望む場合に、自発的（autonomous）にランダムアクセス手順を開始できる。また、ＵＬ同期が確立されてから、ＵＬグラントによりユーザ端末固有に割り当てられるＵＬリソースを用いてＵＬデータが送信されるため、信頼性の高いＵＬ送信が可能となる。
　ところで、将来の無線通信システム（例えば、５Ｇ、ＮＲ）は、様々な無線通信サービスを、それぞれ異なる要求条件（例えば、超高速、大容量、超低遅延等）を満たすように実現することが期待されている。例えば、将来の無線通信システムでは、上述したように、ビームフォーミング（ＢＦ：Beam　Forming）を利用して通信を行うことが検討されている。
　ＢＦは、デジタルＢＦ及びアナログＢＦに分類できる。デジタルＢＦは、ベースバンド上で（デジタル信号に対して）プリコーディング信号処理を行う方法である。この場合、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ：Inverse　Fast　Fourier　Transform）／デジタル－アナログ変換（ＤＡＣ：Digital　to　Analog　Converter）／ＲＦ（Radio　Frequency）の並列処理が、アンテナポート（RF　chain）の個数だけ必要となる。一方で、任意のタイミングで、ＲＦ　ｃｈａｉｎ数に応じた数だけビームを形成できる。
　アナログＢＦは、ＲＦ上で位相シフト器を用いる方法である。この場合、ＲＦ信号の位相を回転させるだけなので、構成が容易で安価に実現できるが、同じタイミングで複数のビームを形成することができない。具体的には、アナログＢＦでは、位相シフト器ごとに、一度に１ビームしか形成できない。
　このため、基地局（例えば、ｅＮＢ（evolved　Node　B）、ＢＳ（Base　Station）等と呼ばれる）が位相シフト器を１つのみ有する場合には、ある時間において形成できるビームは、１つとなる。したがって、アナログＢＦのみを用いて複数のビームを送信する場合には、同じリソースで同時に送信することはできないため、ビームを時間的に切り替えたり、回転させたりする必要がある。
　なお、デジタルＢＦとアナログＢＦとを組み合わせたハイブリッドＢＦ構成とすることも可能である。将来の無線通信システム（例えば、５Ｇ）では、大規模ＭＩＭＯの導入が検討されているが、膨大な数のビーム形成をデジタルＢＦだけで行うとすると、回路構成が高価になってしまう。このため、５ＧではハイブリッドＢＦ構成が利用されると想定される。
　ＢＦ動作としては、１つのＢＦを利用するシングルＢＦ動作（Single　BF　operation）、複数のＢＦを利用するマルチプルＢＦ動作（Multiple　BF　operation）がある（図２、図３参照）。シングルＢＦ動作を用いたＵＬ送信では、複数のユーザ端末間でＵＬのビーム（指向性）が直交する（衝突を避ける）ように直交プリアンブル（Orthogonal　preambles）が適用される（図２Ａ参照）。このため、図３Ａに示すように、周波数領域－時間領域において、同じリソースを用いることができる。
　マルチプルＢＦ動作を用いたＵＬ送信では、複数のユーザ端末間でＵＬのビーム（指向性）が直交する（衝突を避ける）ようにＢＦを適用する。例えば、マルチプルＢＦ動作において、時間方向において異なるビームパターンを適用しながら複数回送信して、最適なＲｘビームを選択することが考えられる（ビーム走査）（図２Ｂ参照）。図３Ｂは、無線基地局（ｇＮＢとも呼ぶ）におけるマルチプルＢＦ動作の一例を示している。この場合、無線基地局は、複数の単位時間区間で異なるＲｘビームでユーザ端末からの信号を受信する。図３Ｃは、無線基地局とユーザ端末におけるマルチプルＢＦ動作の一例を示している。この場合においても、無線基地局は、複数の単位時間区間で異なるＲｘビームでユーザ端末からの信号を受信する。一方、ユーザ端末は、特定のＴｘビーム（図３ＣにおけるＵＥビーム＃１、ＵＥビーム＃２）で信号を送信する。
　マルチプルＢＦ動作の場合、シングルＢＦ動作に比べて直交プリアンブルの数を少なくすることができる。また、マルチプルＢＦ動作の場合、時間方向において異なるビームパターンを適用するので、時間領域において、より多くのＰＲＡＣＨ（Physical　Random　Access　Channel）リソースが必要となる。
　無線基地局とユーザ端末との間のビーム送受信においては、Ｔｘ／Ｒｘレシプロシティ（reciprocity）が利用できる場合とＴｘ／Ｒｘレシプロシティ（reciprocity）を利用できない場合がある（図４参照）。
　Ｔｘ／Ｒｘレシプロシティを利用できる場合（図４Ａ参照）、ＤＬ信号により検出されたビーム情報がＰＲＡＣＨ、ＲＡＲ、メッセージ３、メッセージ４用のビームフォーミングに用いられる。このように、Ｔｘ／Ｒｘレシプロシティを利用すると、ＤＬＴｘビームとＵＬＲｘビームがリンクする。
　一方で、Ｔｘ／Ｒｘレシプロシティを利用しない場合（図４Ｂ参照）、ＤＬＴｘビームとＵＬＲｘビームがリンクしないので、ユーザ端末で測定された、ＢＳ送信ビーム及び／又はＵＥ受信ビームの情報が無線基地局に報告される必要がある。また、ＵＥ送信ビーム及び／又はＢＳ受信ビームの情報が無線基地局で検出される必要がある。
　このような技術的背景において、本発明者らは、ビームフォーミングを用いる通信において、ランダムアクセス手順でのプリアンブルやメッセージを確実に受信でき、ランダムアクセスを効率良く行うために、Ｔｘ／Ｒｘレシプロシティの利用／不利用を含めて、ビーム情報の報告を効率良く行うことを提案した。
　本提案においては、マルチＢＳビームフォーミングを前提として、シングルＵＥビームフォーミング＋Ｔｘ／Ｒｘレシプロシティの不利用のケース、シングルＵＥビームフォーミング＋Ｔｘ／Ｒｘレシプロシティの利用のケース、マルチＵＥビームフォーミング＋Ｔｘ／Ｒｘレシプロシティの不利用のケース、マルチＵＥビームフォーミング＋Ｔｘ／Ｒｘレシプロシティの利用のケースが挙げられる。
　以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。各実施形態に係る無線通信方法は、それぞれ単独で適用されてもよいし、組み合わせて適用されてもよい。
　なお、本明細書において、複数のビーム（ビームパターン）が異なるとは、例えば、複数のビームにそれぞれ適用される下記（１）－（６）のうち、少なくとも１つが異なる場合を表すものとするが、これに限られるものではない。（１）プリコーディング、（２）送信電力、（３）位相回転、（４）ビーム幅、（５）ビームの角度（例えば、チルト角）、（６）レイヤ数。なお、プリコーディングが異なる場合、プリコーディングウェイトが異なってもよいし、プリコーディングの方式（例えば、線形プリコーディングや非線型プリコーディング）が異なってもよい。ビームに線型／非線型プリコーディングを適用する場合は、送信電力や位相回転、レイヤ数なども変わり得る。
　線形プリコーディングの例としては、ゼロフォーシング（ＺＦ：Zero-Forcing）規範、正規化ゼロフォーシング（Ｒ－ＺＦ：Regularized　Zero-Forcing）規範、最小平均二乗誤差（ＭＭＳＥ：Minimum　Mean　Square　Error）規範などに従うプリコーディングが挙げられる。また、非線形プリコーディングの例としては、ダーティ・ペーパ符号化（ＤＰＣ：Dirty　Paper　Coding）、ベクトル摂動（ＶＰ：Vector　Perturbation）、ＴＨＰ（Tomlinson　Harashima　Precoding）などのプリコーディングが挙げられる。なお、適用されるプリコーディングは、これらに限られない。
（第１の態様）
　第１の態様においては、マルチＢＳビームフォーミングを前提として、シングルＵＥビームフォーミング＋Ｔｘ／Ｒｘレシプロシティの不利用のケース、及びシングルＵＥビームフォーミング＋Ｔｘ／Ｒｘレシプロシティの利用のケースについて説明する。
　まず、Ｔｘ／Ｒｘレシプロシティの利用しない場合について説明する。
　Ｔｘ／Ｒｘレシプロシティを利用しない場合、ＤＬＴｘビームとＵＬＲｘビームがリンクしていないので、無線基地局にどのようにして最適なＢＳビーム情報（例えば、ビームインデックスなど）を通知するかが問題となる。本実施の形態においては、ＢＳビーム情報を他の情報に関連付けてユーザ端末から無線基地局に通知する。
　すなわち、ユーザ端末は、無線基地局から送信されるＤＬ信号（ＤＬ報知チャネル）により検出された、前記無線基地局のビームに関するビーム情報を含むＰＲＡＣＨを無線基地局に送信することで、最適なＢＳビーム情報（例えば、ビームインデックスなど）を無線基地局に通知する。ここで、ＢＳビーム情報に関連付ける情報としては、ＰＲＡＣＨ系列（例えば、ＺＣ（Zadoff-Chu）系列の系列番号、ＣＳ（Cyclic　Shift）番号）、ＰＲＡＣＨ用の時間・周波数リソースなどが挙げられる。
　Ｔｘ／Ｒｘレシプロシティを利用しない場合においては、ユーザ端末は、ＢＳビーム情報を含むＰＲＡＣＨ信号を無線基地局に送信する。例えば、図５Ａに示すように、無線基地局（ｇＮＢ）が同期信号（Synchronization　Signal）や報知チャネル信号（Broadcast　Channel）をアナログＢＦによりビームインデックス＃１～＃４のＴｘビームでそれぞれユーザ端末に送信する。ユーザ端末においては、受信したＤＬ信号から最も良いＢＳＴｘビームを検出する。これにより、最も良いＢＳＴｘビームのビームインデックスを得る。ここでは、ビームインデックス＃１のＢＳＴｘビームが最も良いとする。
　本実施の形態においては、ＢＳＴｘビームの情報（ビームインデックス）は、図６Ａに示すように、ＰＲＡＣＨ系列と関連付けられている（ビーム情報に対応して設定された所定のＰＲＡＣＨ系列）。図６Ａにおいては、ＢＳＴｘビームインデックス＃１がＰＲＡＣＨ系列＃１に対応し、ＢＳＴｘビームインデックス＃２がＰＲＡＣＨ系列＃２に対応し、ＢＳＴｘビームインデックス＃３がＰＲＡＣＨ系列＃３に対応し、ＢＳＴｘビームインデックス＃４がＰＲＡＣＨ系列＃４に対応する。なお、図６Ａに示す対応関係は、一例であり、これに限定されない。
　ユーザ端末は、図６Ａに示す対応関係を参照して、ビームインデックス＃１に対応するＰＲＡＣＨ系列であるＰＲＡＣＨ系列＃１を選択し、このＰＲＡＣＨ系列＃１でＰＲＡＣＨ（ビーム情報を含むＰＲＡＣＨ）を無線基地局に送信する。ここでは、ユーザ端末は、図６Ｂに示すように、異なる送信時間間隔で（複数の単位時間区間（図６Ｂでは４単位時間区間）にわたって）複数回（図６Ｂでは４回）ＰＲＡＣＨ系列＃１でＰＲＡＣＨを無線基地局に送信する（図５Ａ参照）。
　このように、複数回にわたってＰＲＡＣＨ系列＃１でＰＲＡＣＨを無線基地局に送信することにより、無線基地局側でＢＳＲｘビームを測定することが可能となる。すなわち、無線基地局においては、ＢＳＲｘビーム走査をしながらＰＲＡＣＨの検出を行うことにより、最も良いＢＳＲｘビームを測定することができる。ＰＲＡＣＨを検出することにより、ＰＲＡＣＨ系列がＰＲＡＣＨ系列＃１であることが分かるので、無線基地局は、最も良いＢＳＴｘビームがビームインデックス＃１でビームフォーミングされたビームを知ることができる。無線基地局及びユーザ端末は、ＲＡＲ送信以降のランダムアクセス手順において最適なビームを用いて送受信を行う。
　なお、ビーム情報とＰＲＡＣＨの系列の対応関係に関する情報（例えば、図６Ａに示すＢＳＴｘビームインデックスとＰＲＡＣＨ系列とを関連付けたテーブル）、及び／又はＰＲＡＣＨの送信回数に関する情報は、仕様で予め決められても良いし、報知情報、上位レイヤシグナリングや下り制御信号等で無線基地局からユーザ端末に通知しても良い。また、上記説明においては、ランダムアクセス手順の初期段階であるＰＲＡＣＨで最適なＢＳビーム情報を通知する場合について説明しているが、本実施の形態においては、メッセージ３で最適なＢＳビーム情報を通知しても良い。
　また、ビーム情報とＰＲＡＣＨの系列の対応関係については、図７に示すように、サブフレーム毎にＰＲＡＣＨ系列をずらした形で定義しても良い。すなわち、上述したように、複数回送信するＰＲＡＣＨに同じＰＲＡＣＨ系列を関連付ける代わりに、複数回送信するＰＲＡＣＨに異なるＰＲＡＣＨ系列のパターンを割り当てても良い。これにより、ＰＲＡＣＨの検出精度を向上させることができると期待される。
　次に、Ｔｘ／Ｒｘレシプロシティを利用する場合について説明する。
　Ｔｘ／Ｒｘレシプロシティを利用する場合、ＤＬＴｘビームとＵＬＲｘビームがリンクする。例えば、図５Ｂに示すように、無線基地局が同期信号や報知チャネル信号をアナログＢＦによりビームインデックス＃１～＃４のＴｘビームでそれぞれユーザ端末に送信する。ユーザ端末においては、受信したＤＬ信号から最も良いＢＳＴｘビームを検出する。これにより、最も良いＢＳＴｘビームのビームインデックスを得る。ここでは、ビームインデックス＃１のＢＳＴｘビームが最も良いとする。
　ユーザ端末は、得られたＢＳＴｘ／Ｒｘビームのビームインデックス＃１に対応するＰＲＡＣＨリソースを用いてＰＲＡＣＨ送信する。Ｔｘ／Ｒｘレシプロシティを利用できる場合、無線基地局は、好適な受信ビーム（ビームインデックス＃１）でＰＲＡＣＨを検出し、対応するＢＳＴｘ／Ｒｘビームインデックス＃１を得ることができる。無線基地局及びユーザ端末は、ＲＡＲ送信以降のランダムアクセス手順において最適なビームを用いて送受信を行う。
　なお、どのＰＲＡＣＨリソースがどのＢＳＴｘ／Ｒｘビームのビームインデックスに関連づけられているかの情報は、仕様で予め決められても良いし、報知情報、上位レイヤシグナリングや下り制御信号等で無線基地局からユーザ端末に通知しても良い。
　このように、Ｔｘ／Ｒｘレシプロシティを利用することができれば、図５Ｂに示すように、ＰＲＡＣＨを複数回送信しなくても良い。この場合においても、図６Ａに示すように、ＢＳＴｘビームの情報（ビームインデックス）がＰＲＡＣＨ系列と関連付けられていても良い。このＢＳＴｘビームの情報（ビームインデックス）及びＰＲＡＣＨ系列の関連付けは、アナログＢＦとデジタルＢＦのハイブリッドＢＦ構成でも適用することができる。
　図８Ａ及び図８Ｂは、ハイブリッドＢＦでのＰＲＡＣＨ送信を示す図である。図８においては、Ｔｘ／Ｒｘレシプロシティを利用する場合である。ここでは、無線基地局は、図８Ａに示すように、１つのアンテナポートに対して２つのビーム（デジタルＢＦ）でＤＬ信号を送信する。具体的には、図８Ｂに示すように、無線基地局（ｇＮＢ）が同期信号（Synchronization　Signal）や報知チャネル信号（Broadcast　Channel）を４つの単位時間区間（例えば、サブフレーム）にわたってそれぞれ２つのビームでユーザ端末に送信する。
　ユーザ端末においては、受信したＤＬ信号から最も良いＢＳＴｘビームを検出する。すなわち、４サブフレーム×２ビームの合計８つのアナログ／デジタルビームインデックス＃１～＃８のＢＳＴｘビームから最も良いＢＳＴｘビームのアナログ／デジタルビームインデックスを得る。ここでは、アナログ／デジタルビームインデックス＃１のＢＳＴｘビームが最も良いとする。
　ユーザ端末は、得られたＢＳＴｘ／Ｒｘビームのアナログ／デジタルビームインデックス＃１に対応するＰＲＡＣＨ系列やＰＲＡＣＨリソース（ここでは、ＰＲＡＣＨ系列＃１）を用いてＰＲＡＣＨ送信する。無線基地局は、ＰＲＡＣＨを検出することにより、対応するＢＳＴｘ／Ｒｘアナログ／デジタルビームインデックス＃１を得ることができる。無線基地局及びユーザ端末は、ＲＡＲ送信以降のランダムアクセス手順において最適なビームを用いて送受信を行う。
　なお、どのＰＲＡＣＨ系列やＰＲＡＣＨリソースがどのＢＳ送信／受信ビームのアナログビームインデックスに関連づけられているかの情報は、ＲＲＣシグナリングや下り制御信号等で無線基地局からユーザ端末に通知しても良い。
（第２の態様）
　第２の態様においては、マルチＢＳビームフォーミングを前提として、マルチＵＥビームフォーミング＋Ｔｘ／Ｒｘレシプロシティの不利用のケース、及びマルチＵＥビームフォーミング＋Ｔｘ／Ｒｘレシプロシティの利用のケースについて説明する。
　まず、Ｔｘ／Ｒｘレシプロシティを利用しない場合について説明する。
　Ｔｘ／Ｒｘレシプロシティを利用しない場合、ＤＬＴｘビームとＵＬＲｘビームがリンクしていないので、無線基地局にどのようにして最適なＢＳＴｘビーム情報（例えば、ビームインデックスなど）や最適なＵＥＲｘビーム情報（例えば、ビームインデックスなど）を通知するかが問題となる。本実施の形態においては、ＢＳＴｘビーム情報やＵＥＲｘビーム情報を他の情報に関連付けて、ユーザ端末から無線基地局にＢＳＴｘビーム情報やＵＥＲｘビーム情報を通知する。
　すなわち、ユーザ端末は、無線基地局から送信されるＤＬ信号（ＤＬ報知チャネル）により検出された、前記無線基地局のＢＳＴｘビーム及び前記ユーザ端末のＵＥＲｘビームに関するビーム情報を含むＰＲＡＣＨを無線基地局に送信することで、最適なＢＳＴｘビーム情報やＵＥＲｘビーム情報（例えば、ビームインデックスなど）を無線基地局に通知する。ここで、ＢＳＴｘビーム情報やＵＥＲｘビーム情報に関連付ける情報としては、ＰＲＡＣＨ系列（例えば、ＺＣ（Zadoff-Chu）系列の系列番号、ＣＳ（Cyclic　Shift）番号）、ＰＲＡＣＨの時間・周波数リソースなどが挙げられる。
　Ｔｘ／Ｒｘレシプロシティを利用しない場合においては、ユーザ端末は、ＢＳＴｘビーム情報やＵＥＲｘビーム情報を含むＰＲＡＣＨ信号を無線基地局に送信する。例えば、無線基地局（ｇＮＢ）が同期信号（Synchronization　Signal）や報知チャネル信号（Broadcast　Channel）をアナログＢＦによりビームインデックス＃１～＃３のＴｘビームでそれぞれユーザ端末に送信する。ユーザ端末においては、受信したＤＬ信号から最も良いＢＳＴｘビームを検出する。これにより、最も良いＢＳＴｘビームのビームインデックスを得る。ここでは、ビームインデックス＃１のＢＳＴｘビームが最も良いとする。
　一方、例えば、無線基地局が同期信号や報知チャネル信号をアナログＢＦによりビームインデックス＃１～＃３のＴｘビームでそれぞれユーザ端末に送信したとき、図９Ａに示すように、ユーザ端末においては、受信したＤＬ信号から最も良いＵＥＲｘビームを検出する。これにより、最も良いＵＥＲｘビームのビームインデックスを得る。ここでは、ビームインデックス＃２のＵＥＲｘビームが最も良いとする。
　本実施の形態においては、ＢＳＴｘビームの情報及びＵＥＲｘビーム情報（ビームインデックス）は、図１０に示すように、ＰＲＡＣＨ系列と関連付けられている（ビーム情報に対応して設定された所定のＰＲＡＣＨ系列）。図１０においては、ＢＳＴｘビームインデックス＃１／ＵＥＲｘビームインデックス＃１がＰＲＡＣＨ系列＃１に対応し、ＢＳＴｘビームインデックス＃２／ＵＥＲｘビームインデックス＃１がＰＲＡＣＨ系列＃２に対応し、ＢＳＴｘビームインデックス＃３／ＵＥＲｘビームインデックス＃１がＰＲＡＣＨ系列＃３に対応し、ＢＳＴｘビームインデックス＃１／ＵＥＲｘビームインデックス＃２がＰＲＡＣＨ系列＃４に対応し、ＢＳＴｘビームインデックス＃２／ＵＥＲｘビームインデックス＃２がＰＲＡＣＨ系列＃５に対応し、ＢＳＴｘビームインデックス＃３／ＵＥＲｘビームインデックス＃２がＰＲＡＣＨ系列＃６に対応する。なお、図１０に示す対応関係は、一例であり、これに限定されない。
　ユーザ端末は、図１０に示す対応関係を参照して、ＢＳＴｘビームインデックス＃１／ＵＥＲｘビームインデックス＃２に対応するＰＲＡＣＨ系列であるＰＲＡＣＨ系列＃４を選択し、このＰＲＡＣＨ系列＃４でＰＲＡＣＨ（ビーム情報を含むＰＲＡＣＨ）をＵＥＴｘビームインデックス＃１のビームで無線基地局に送信する。例えば、ユーザ端末は、図９Ｂに示すように、異なる送信時間間隔で（複数の単位時間区間（図９Ｂでは３単位時間区間）にわたって）複数回（図９Ｂでは３回）ＰＲＡＣＨ系列＃４でＰＲＡＣＨを無線基地局に送信する。また、同様に、ＰＲＡＣＨ系列＃４でＰＲＡＣＨ（ビーム情報を含むＰＲＡＣＨ）をＵＥＴｘビームインデックス＃２のビームで無線基地局に送信する。
　このように、複数回にわたってＰＲＡＣＨ系列＃４でＰＲＡＣＨを無線基地局に送信することにより、無線基地局側でＢＳＲｘビーム、及びＵＥＴｘビームを測定することが可能となる。すなわち、無線基地局においては、ＢＳＲｘビーム走査をしながらＰＲＡＣＨの検出を行うことにより、最も良いＢＳＲｘビーム、及びＵＥＴｘビームを測定することができる。ＰＲＡＣＨを検出することにより、ＰＲＡＣＨ系列がＰＲＡＣＨ系列＃４であることが分かるので、無線基地局は、最も良いＢＳＴｘビームがビームインデックス＃１でビームフォーミングされたビームであり、最も良いＵＥＲｘビームがビームインデックス＃２でビームフォーミングされたビームであることを認識することができる。無線基地局及びユーザ端末は、ＲＡＲ送信以降のランダムアクセス手順において最適なビームを用いて送受信を行う。
　また、ユーザ端末がＲＡＲ送信以降のランダムアクセス手順において最適なＵＥＴｘビームを用いるために、無線基地局は、検出したＵＥＴｘビームをユーザ端末に通知する。例えば、無線基地局は、ＰＲＣＨ受信直後の下り制御信号（例えば、ＲＡＲのＵＬグラント）を用いて所定のＵＥＴｘビームに関する情報をユーザ端末に通知しても良い。
　なお、ビーム情報とＰＲＡＣＨの系列の対応関係に関する情報（例えば、図１０に示すＢＳＴｘビームインデックスやＵＥＲｘビームインデックスとＰＲＡＣＨ系列とを関連付けたテーブル）、及び／又はＰＲＡＣＨの送信回数に関する情報は、仕様で予め決められても良いし、報知情報、上位レイヤシグナリングや下り制御信号等で無線基地局からユーザ端末に通知しても良い。また、上記説明においては、ランダムアクセス手順の初期段階であるＰＲＡＣＨで最適なビーム情報を通知する場合について説明しているが、本実施の形態においては、メッセージ３で最適なビーム情報を通知しても良い。
　また、本態様においても、ビーム情報とＰＲＡＣＨの系列の対応関係については、サブフレーム毎にＰＲＡＣＨ系列をずらした形で定義しても良い。すなわち、上述したように（図７参照）、複数回送信するＰＲＡＣＨに同じＰＲＡＣＨ系列を関連付ける代わりに、複数回送信するＰＲＡＣＨに異なるＰＲＡＣＨ系列のパターンを割り当てても良い。これにより、ＰＲＡＣＨの検出精度を向上させることができると期待される。
　次に、Ｔｘ／Ｒｘレシプロシティを利用する場合について説明する。
　Ｔｘ／Ｒｘレシプロシティを利用する場合、ＤＬＴｘビームとＵＬＲｘビームがリンクする。例えば、無線基地局が同期信号や報知チャネル信号をアナログＢＦによりビームインデックス＃１～＃３のＴｘビームでそれぞれユーザ端末に送信する。ユーザ端末においては、受信したＤＬ信号から最も良いＢＳＴｘビームを検出する。これにより、最も良いＢＳＴｘビームのビームインデックスを得る。ここでは、ビームインデックス＃１のＢＳＴｘビームが最も良いとする。
　一方、例えば、無線基地局が同期信号や報知チャネル信号をアナログＢＦによりビームインデックス＃１～＃３のＴｘビームでそれぞれユーザ端末に送信したとき、図１１Ａに示すように、ユーザ端末においては、受信したＤＬ信号から最も良いＵＥＲｘビームを検出する。これにより、最も良いＵＥＲｘビームのビームインデックスを得る。ここでは、ビームインデックス＃２のＵＥＲｘビームが最も良いとする。
　ユーザ端末は、図１１Ｂに示すように、得られたＵＥＲｘビームのビームインデックス＃２に対応するＰＲＡＣＨ系列を用いてＰＲＡＣＨ送信する。無線基地局は、ＰＲＡＣＨを検出することにより、対応するＵＥＲｘビームインデックス＃２を得ることができる。無線基地局及びユーザ端末は、ＲＡＲ送信以降のランダムアクセス手順において最適なビームを用いて送受信を行う。
　なお、どのＰＲＡＣＨリソースがどのビームインデックスに関連づけられているかの情報は、仕様で予め決められても良いし、報知情報、上位レイヤシグナリングや下り制御信号等で無線基地局からユーザ端末に通知しても良い。
　このように、Ｔｘ／Ｒｘレシプロシティを利用することができれば、図１１Ｂに示すように、ＰＲＡＣＨを複数回送信しなくても良い。この場合においても、図１０に示すように、ＵＥＲｘビームの情報（ビームインデックス）がＰＲＡＣＨ系列と関連付けられていても良い。このＵＥＲｘビームの情報（ビームインデックス）及びＰＲＡＣＨ系列の関連付けは、アナログＢＦとデジタルＢＦのハイブリッドＢＦ構成でも利用することができる。
　第２の態様において、Ｔｘ／Ｒｘレシプロシティの利用の有無をＰＲＡＣＨ系列に関連付けて、Ｔｘ／Ｒｘレシプロシティの利用できるユーザ端末であるかどうかを無線基地局に通知するようにしても良い。また、無線基地局は、ユーザ端末がＴｘ／Ｒｘレシプロシティを利用できるユーザ端末であるかどうかを判別することができないので、ＰＲＡＣＨについて繰り返し送信ありのモードと、ＰＲＡＣＨについて繰り返し送信なしのモードとを予め設けておき、ユーザ端末が端末能力に応じてモードを選択できるようにしても良い。これにより、無線基地局はユーザ端末の能力に応じて送受信を制御することができる。
　第１の態様及び第２の態様において、Ｔｘ／Ｒｘレシプロシティの利用の通知については、ビーム情報（例えば、ビームインデックス）とＰＲＡＣＨの系列の対応関係に関する情報、及び／又はＰＲＡＣＨの送信回数に関する情報の通知により代替することができる。また、ビーム情報（例えば、ビームインデックス）とＰＲＡＣＨの系列の対応関係に関する情報については、報知チャネルで予めユーザ端末に報知しても良く、ＲＲＣ接続後は、ユーザ端末個別に設定しても良い。
（無線通信システム）
　以下、本発明の一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。この無線通信システムでは、本発明の上記各実施形態に係る無線通信方法のいずれか又はこれらの組み合わせを用いて通信が行われる。
　図１２は、本発明の一実施形態に係る無線通信システムの概略構成の一例を示す図である。無線通信システム１では、ＬＴＥシステムのシステム帯域幅（例えば、２０ＭＨｚ）を１単位とする複数の基本周波数ブロック（コンポーネントキャリア）を一体としたキャリアアグリゲーション（ＣＡ）及び／又はデュアルコネクティビティ（ＤＣ）を適用することができる。
　なお、無線通信システム１は、ＬＴＥ（Long　Term　Evolution）、ＬＴＥ－Ａ（LTE-Advanced）、ＬＴＥ－Ｂ（LTE-Beyond）、ＳＵＰＥＲ　３Ｇ、ＩＭＴ－Ａｄｖａｎｃｅｄ、４Ｇ（4th　generation　mobile　communication　system）、５Ｇ（5th　generation　mobile　communication　system）、ＦＲＡ（Future　Radio　Access）、Ｎｅｗ－ＲＡＴ（Radio　Access　Technology）等と呼ばれてもよいし、これらを実現するシステムと呼ばれてもよい。
　無線通信システム１においては、複数のビームフォーミングを利用する無線基地局がユーザ端末と通信するものであって、ユーザ端末において、無線基地局のビームに関するビーム情報を含むランダムアクセスプリアンブル（ＰＲＡＣＨ）を送信し、無線基地局において、ビーム情報を含むＰＲＡＣＨを受信する。
　無線通信システム１は、比較的カバレッジの広いマクロセルＣ１を形成する無線基地局１１と、マクロセルＣ１内に配置され、マクロセルＣ１よりも狭いスモールセルＣ２を形成する無線基地局１２（１２ａ－１２ｃ）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、ユーザ端末２０が配置されている。
　ユーザ端末２０は、無線基地局１１及び無線基地局１２の双方に接続することができる。ユーザ端末２０は、マクロセルＣ１及びスモールセルＣ２を、ＣＡ又はＤＣにより同時に使用することが想定される。また、ユーザ端末２０は、複数のセル（ＣＣ）（例えば、５個以下のＣＣ、６個以上のＣＣ）を用いてＣＡ又はＤＣを適用してもよい。
　ユーザ端末２０と無線基地局１１との間は、相対的に低い周波数帯域（例えば、２ＧＨｚ）で帯域幅が狭いキャリア（既存キャリア、Legacy　carrier等と呼ばれる）を用いて通信を行うことができる。一方、ユーザ端末２０と無線基地局１２との間は、相対的に高い周波数帯域（例えば、３．５ＧＨｚ、５ＧＨｚ等）で帯域幅が広いキャリアが用いられてもよいし、無線基地局１１との間と同じキャリアが用いられてもよい。なお、各無線基地局が利用する周波数帯域の構成はこれに限られない。
　無線基地局１１と無線基地局１２との間（又は、２つの無線基地局１２間）は、有線接続（例えば、ＣＰＲＩ（Common　Public　Radio　Interface）に準拠した光ファイバ、Ｘ２インターフェース等）又は無線接続する構成とすることができる。
　無線基地局１１及び各無線基地局１２は、それぞれ上位局装置３０に接続され、上位局装置３０を介してコアネットワーク４０に接続される。なお、上位局装置３０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、各無線基地局１２は、無線基地局１１を介して上位局装置３０に接続されてもよい。
　なお、無線基地局１１は、相対的に広いカバレッジを有する無線基地局であり、マクロ基地局、集約ノード、ｅＮＢ（eNodeB）、送受信ポイント、等と呼ばれてもよい。また、無線基地局１２は、局所的なカバレッジを有する無線基地局であり、スモール基地局、マイクロ基地局、ピコ基地局、フェムト基地局、ＨｅＮＢ（Home　eNodeB）、ＲＲＨ（Remote　Radio　Head）、送受信ポイント等と呼ばれてもよい。以下、無線基地局１１及び無線基地局１２を区別しない場合は、無線基地局１０と総称する。
　各ユーザ端末２０は、ＬＴＥ、ＬＴＥ－Ａ等の各種通信方式に対応した端末であり、移動通信端末（移動局）だけでなく固定通信端末（固定局）を含んでもよい。
　無線通信システム１においては、無線アクセス方式として、下りリンクに直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ：Orthogonal　Frequency　Division　Multiple　Access）が適用され、上りリンクにシングルキャリア－周波数分割多元接続（ＳＣ－ＦＤＭＡ：Single　Carrier　Frequency　Division　Multiple　Access）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、システム帯域幅を端末毎に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。なお、上り及び下りの無線アクセス方式は、これらの組み合わせに限らず、他の無線アクセス方式が用いられてもよい。
　無線通信システム１では、下りリンクのチャネルとして、各ユーザ端末２０で共有される下り共有チャネル（ＰＤＳＣＨ：Physical　Downlink　Shared　Channel）、報知チャネル（ＰＢＣＨ：Physical　Broadcast　Channel）、下りＬ１／Ｌ２制御チャネル等が用いられる。ＰＤＳＣＨにより、ユーザデータや上位レイヤ制御情報、ＳＩＢ（System　Information　Block）等が伝送される。また、ＰＢＣＨにより、ＭＩＢ（Master　Information　Block）が伝送される。
　下りＬ１／Ｌ２制御チャネルは、ＰＤＣＣＨ（Physical　Downlink　Control　Channel）、ＥＰＤＣＣＨ（Enhanced　Physical　Downlink　Control　Channel）、ＰＣＦＩＣＨ（Physical　Control　Format　Indicator　Channel）、ＰＨＩＣＨ（Physical　Hybrid-ARQ　Indicator　Channel）等を含む。ＰＤＣＣＨにより、ＰＤＳＣＨ及びＰＵＳＣＨのスケジューリング情報を含む下り制御情報（ＤＣＩ：Downlink　Control　Information）等が伝送される。ＰＣＦＩＣＨにより、ＰＤＣＣＨに用いるＯＦＤＭシンボル数が伝送される。ＰＨＩＣＨにより、ＰＵＳＣＨに対するＨＡＲＱ（Hybrid　Automatic　Repeat　reQuest）の送達確認情報（例えば、再送制御情報、ＨＡＲＱ－ＡＣＫ、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ等ともいう）が伝送される。ＥＰＤＣＣＨは、ＰＤＳＣＨ（下り共有データチャネル）と周波数分割多重され、ＰＤＣＣＨと同様にＤＣＩ等の伝送に用いられる。
　無線通信システム１では、上りリンクのチャネルとして、各ユーザ端末２０で共有される上り共有チャネル（ＰＵＳＣＨ：Physical　Uplink　Shared　Channel）、上り制御チャネル（ＰＵＣＣＨ：Physical　Uplink　Control　Channel）、ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ：Physical　Random　Access　Channel）等が用いられる。ＰＵＳＣＨにより、ユーザデータや上位レイヤ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）、送達確認情報等が伝送される。ＰＲＡＣＨにより、セルとの接続確立のためのランダムアクセスプリアンブルが伝送される。
　無線通信システム１では、下り参照信号として、セル固有参照信号（ＣＲＳ：Cell-specific　Reference　Signal）、チャネル状態情報参照信号（ＣＳＩ－ＲＳ：Channel　State　Information-Reference　Signal）、復調用参照信号（ＤＭＲＳ：DeModulation　Reference　Signal）、位置決定参照信号（ＰＲＳ：Positioning　Reference　Signal）等が伝送される。また、無線通信システム１では、上り参照信号として、測定用参照信号（ＳＲＳ：Sounding　Reference　Signal）、復調用参照信号（ＤＭＲＳ）等が伝送される。なお、ＤＭＲＳはユーザ端末固有参照信号（UE-specific　Reference　Signal）と呼ばれてもよい。また、伝送される参照信号は、これらに限られない。
（無線基地局）
　無線基地局は、複数のビームフォーミングを利用するものであって、ユーザ端末にＤＬ信号を送信し、ＤＬ信号により検出された無線基地局のビームに関するビーム情報を含むランダムアクセスプリアンブル（ＰＲＡＣＨ）を受信する。
　図１３は、本発明の一実施形態に係る無線基地局の全体構成の一例を示す図である。無線基地局１０は、複数の送受信アンテナ１０１と、アンプ部１０２と、送受信部１０３と、ベースバンド信号処理部１０４と、呼処理部１０５と、伝送路インターフェース１０６と、を備えている。なお、送受信アンテナ１０１、アンプ部１０２、送受信部１０３は、それぞれ１つ以上を含むように構成されればよい。
　下りリンクにより無線基地局１０からユーザ端末２０に送信されるユーザデータは、上位局装置３０から伝送路インターフェース１０６を介してベースバンド信号処理部１０４に入力される。
　ベースバンド信号処理部１０４では、ユーザデータに関して、ＰＤＣＰ（Packet　Data　Convergence　Protocol）レイヤの処理、ユーザデータの分割・結合、ＲＬＣ（Radio　Link　Control）再送制御等のＲＬＣレイヤの送信処理、ＭＡＣ（Medium　Access　Control）再送制御（例えば、ＨＡＲＱの送信処理）、スケジューリング、伝送フォーマット選択、チャネル符号化、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ：Inverse　Fast　Fourier　Transform）処理、プリコーディング処理等の送信処理が行われて送受信部１０３に転送される。また、下り制御信号に関しても、チャネル符号化や逆高速フーリエ変換等の送信処理が行われて、送受信部１０３に転送される。
　送受信部１０３は、ベースバンド信号処理部１０４からアンテナ毎にプリコーディングして出力されたベースバンド信号を無線周波数帯に変換して送信する。送受信部１０３で周波数変換された無線周波数信号は、アンプ部１０２により増幅され、送受信アンテナ１０１から送信される。送受信部１０３は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明されるトランスミッター／レシーバー、送受信回路又は送受信装置から構成することができる。なお、送受信部１０３は、一体の送受信部として構成されてもよいし、送信部及び受信部から構成されてもよい。
　一方、上り信号については、送受信アンテナ１０１で受信された無線周波数信号がアンプ部１０２で増幅される。送受信部１０３はアンプ部１０２で増幅された上り信号を受信する。送受信部１０３は、受信信号をベースバンド信号に周波数変換して、ベースバンド信号処理部１０４に出力する。
　ベースバンド信号処理部１０４では、入力された上り信号に含まれるユーザデータに対して、高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Fast　Fourier　Transform）処理、逆離散フーリエ変換（ＩＤＦＴ：Inverse　Discrete　Fourier　Transform）処理、誤り訂正復号、ＭＡＣ再送制御の受信処理、ＲＬＣレイヤ及びＰＤＣＰレイヤの受信処理がなされ、伝送路インターフェース１０６を介して上位局装置３０に転送される。呼処理部１０５は、通信チャネルの設定や解放等の呼処理や、無線基地局１０の状態管理や、無線リソースの管理を行う。
　伝送路インターフェース１０６は、所定のインターフェースを介して、上位局装置３０と信号を送受信する。また、伝送路インターフェース１０６は、基地局間インターフェース（例えば、ＣＰＲＩ（Common　Public　Radio　Interface）に準拠した光ファイバ、Ｘ２インターフェース）を介して他の無線基地局１０と信号を送受信（バックホールシグナリング）してもよい。
　なお、送受信部１０３は、アナログビームフォーミングを実施するアナログビームフォーミング部をさらに有してもよい。アナログビームフォーミング部は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明されるアナログビームフォーミング回路（例えば、位相シフタ、位相シフト回路）又はアナログビームフォーミング装置（例えば、位相シフト器）から構成することができる。また、送受信アンテナ１０１は、例えばアレーアンテナにより構成することができる。また、送受信部１０３は、シングルＢＦ、マルチＢＦを適用できるように構成されている。
　送受信部１０３は、ユーザ端末でのビーム測定のために、同期信号、報知チャネル信号、ビームパターン測定用の参照信号を送信してもよい。また、送受信部１０３は、ＤＬ信号のビームに関するビーム情報を含むランダムアクセスプリアンブル（ＰＲＡＣＨ）を受信する。また、送受信部１０３は、ユーザ端末が最適なビーム情報（例えば、ビームインデックス）を用いて送信したＰＲＡＣＨを受信する。
　図１４は、本発明の一実施形態に係る無線基地局の機能構成の一例を示す図である。なお、本例では、本実施形態における特徴部分の機能ブロックを主に示しており、無線基地局１０は、無線通信に必要な他の機能ブロックも有しているものとする。
　ベースバンド信号処理部１０４は、制御部（スケジューラ）３０１と、送信信号生成部３０２と、マッピング部３０３と、受信信号処理部３０４と、測定部３０５と、を少なくとも備えている。なお、これらの構成は、無線基地局１０に含まれていればよく、一部又は全部の構成がベースバンド信号処理部１０４に含まれなくてもよい。
　制御部（スケジューラ）３０１は、無線基地局１０全体の制御を実施する。制御部３０１は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明されるコントローラ、制御回路又は制御装置から構成することができる。
　制御部３０１は、例えば、送信信号生成部３０２による信号の生成や、マッピング部３０３による信号の割り当てを制御する。また、制御部３０１は、受信信号処理部３０４による信号の受信処理や、測定部３０５による信号の測定を制御する。
　制御部３０１は、システム情報、ＰＤＳＣＨで送信される下りデータ信号、ＰＤＣＣＨ及び／又はＥＰＤＣＣＨで伝送される下り制御信号のスケジューリング（例えば、リソース割り当て）を制御する。また、制御部３０１は、上りデータ信号に対する再送制御の要否を判定した結果等に基づいて、下り制御信号（例えば、送達確認情報等）や下りデータ信号の生成を制御する。また、制御部３０１は、同期信号（例えば、ＰＳＳ（Primary　Synchronization　Signal）／ＳＳＳ（Secondary　Synchronization　Signal））や、ＣＲＳ、ＣＳＩ－ＲＳ、ＤＭＲＳ等の下り参照信号のスケジューリングの制御を行う。
　また、制御部３０１は、ＰＵＳＣＨで送信される上りデータ信号、ＰＵＣＣＨ及び／又はＰＵＳＣＨで送信される上り制御信号（例えば、送達確認情報）、ＰＲＡＣＨで送信されるＲＡＣＨプリアンブルや、上り参照信号等のスケジューリングを制御する。
　制御部３０１は、ベースバンド信号処理部１０４によるデジタルＢＦ（例えば、プリコーディング）及び／又は送受信部１０３によるアナログＢＦ（例えば、位相回転）を用いて、Ｔｘビーム及び／又はＲｘビームを形成するように制御する。
　制御部３０１は、シングルＵＥビームフォーミングが利用され、Ｔｘ／Ｒｘレシプロシティが利用されない場合において、複数回にわたって受信したＰＲＡＣＨのＰＲＡＣＨ系列を識別し、そのＰＲＡＣＨ系列に対応するビーム情報（例えば、ビームインデックス）を同定する。このとき、制御部３０１は、例えば図６Ａに示すテーブルを参照してＰＲＡＣＨ系列からビーム情報を同定する。なお、このとき、送受信部１０３において、ユーザ端末から複数回送信されたＰＲＡＣＨを、ＢＳＲｘビーム走査をしながら検出する。これにより、最も良いＢＳＲｘビームを測定することができる。
　また、制御部３０１は、マルチＵＥビームフォーミングが利用され、Ｔｘ／Ｒｘレシプロシティが利用されない場合において、複数回にわたって受信したＰＲＡＣＨのＰＲＡＣＨ系列を識別し、そのＰＲＡＣＨ系列に対応するビーム情報（例えば、ビームインデックス）を同定する。このとき、制御部３０１は、例えば図１０に示すテーブルを参照してＰＲＡＣＨ系列からビーム情報を同定する。なお、このとき、送受信部１０３において、ユーザ端末から複数回送信されたＰＲＡＣＨを、ＢＳＲｘビーム走査をしながら検出する。これにより、最も良いＢＳＴｘビーム及び最も良いＵＥＲｘビームを認識することができる。
　送信信号生成部３０２は、制御部３０１からの指示に基づいて、下り信号（下り制御信号、下りデータ信号、下り参照信号等）を生成して、マッピング部３０３に出力する。送信信号生成部３０２は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明される信号生成器、信号生成回路又は信号生成装置から構成することができる。
　送信信号生成部３０２は、例えば、制御部３０１からの指示に基づいて、下り信号の割り当て情報を通知するＤＬアサインメント及び上り信号の割り当て情報を通知するＵＬグラントを生成する。また、下りデータ信号には、各ユーザ端末２０からのチャネル状態情報（ＣＳＩ：Channel　State　Information）等に基づいて決定された符号化率、変調方式等に従って符号化処理、変調処理が行われる。
　マッピング部３０３は、制御部３０１からの指示に基づいて、送信信号生成部３０２で生成された下り信号を、所定の無線リソースにマッピングして、送受信部１０３に出力する。マッピング部３０３は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明されるマッパー、マッピング回路又はマッピング装置から構成することができる。
　受信信号処理部３０４は、送受信部１０３から入力された受信信号に対して、受信処理（例えば、デマッピング、復調、復号等）を行う。ここで、受信信号は、例えば、ユーザ端末２０から送信される上り信号（上り制御信号、上りデータ信号、上り参照信号等）である。受信信号処理部３０４は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明される信号処理器、信号処理回路又は信号処理装置から構成することができる。
　受信信号処理部３０４は、受信処理により復号された情報を制御部３０１に出力する。例えば、ＨＡＲＱ－ＡＣＫを含むＰＵＣＣＨを受信した場合、ＨＡＲＱ－ＡＣＫを制御部３０１に出力する。また、受信信号処理部３０４は、受信信号や、受信処理後の信号を、測定部３０５に出力する。
　測定部３０５は、受信した信号に関する測定を実施する。測定部３０５は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明される測定器、測定回路又は測定装置から構成することができる。
　測定部３０５は、例えば、受信した信号の受信電力（例えば、ＲＳＲＰ（Reference　Signal　Received　Power））、受信品質（例えば、ＲＳＲＱ（Reference　Signal　Received　Quality）、ＳＩＮＲ（Signal　to　Interference　plus　Noise　Ratio））やチャネル状態等について測定してもよい。測定結果は、制御部３０１に出力されてもよい。
（ユーザ端末）
　ユーザ端末は、複数のビームフォーミングを利用する無線基地局と通信するものであって、無線基地局から送信されるＤＬ信号を受信し、無線基地局のビームに関するビーム情報を含むＰＲＡＣＨを送信するように制御する。このユーザ端末においては、ビーム情報を含むＰＲＡＣＨを異なる送信時間間隔で複数回送信するように制御する。また、このユーザ端末においては、ビーム情報に対応して設定された所定のＰＲＡＣＨ系列を複数のＰＲＡＣＨの送信に適用する。このユーザ端末においては、ビーム情報とＰＲＡＣＨの系列の対応関係に関する情報、及び／又はＰＲＡＣＨの送信回数に関する情報を受信する。
　図１５は、本発明の一実施形態に係るユーザ端末の全体構成の一例を示す図である。ユーザ端末２０は、複数の送受信アンテナ２０１と、アンプ部２０２と、送受信部２０３と、ベースバンド信号処理部２０４と、アプリケーション部２０５と、を備えている。なお、送受信アンテナ２０１、アンプ部２０２、送受信部２０３は、それぞれ１つ以上を含むように構成されればよい。
　送受信アンテナ２０１で受信された無線周波数信号は、アンプ部２０２で増幅される。送受信部２０３は、アンプ部２０２で増幅された下り信号を受信する。送受信部２０３は、受信信号をベースバンド信号に周波数変換して、ベースバンド信号処理部２０４に出力する。送受信部２０３は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明されるトランスミッター／レシーバー、送受信回路又は送受信装置から構成することができる。なお、送受信部２０３は、一体の送受信部として構成されてもよいし、送信部及び受信部から構成されてもよい。
　ベースバンド信号処理部２０４は、入力されたベースバンド信号に対して、ＦＦＴ処理や、誤り訂正復号、再送制御の受信処理等を行う。下りリンクのユーザデータは、アプリケーション部２０５に転送される。アプリケーション部２０５は、物理レイヤやＭＡＣレイヤより上位のレイヤに関する処理等を行う。また、下りリンクのデータのうち、報知情報もアプリケーション部２０５に転送される。
　一方、上りリンクのユーザデータについては、アプリケーション部２０５からベースバンド信号処理部２０４に入力される。ベースバンド信号処理部２０４では、再送制御の送信処理（例えば、ＨＡＲＱの送信処理）や、チャネル符号化、プリコーディング、離散フーリエ変換（ＤＦＴ：Discrete　Fourier　Transform）処理、ＩＦＦＴ処理等が行われて送受信部２０３に転送される。送受信部２０３は、ベースバンド信号処理部２０４から出力されたベースバンド信号を無線周波数帯に変換して送信する。送受信部２０３で周波数変換された無線周波数信号は、アンプ部２０２により増幅され、送受信アンテナ２０１から送信される。
　なお、送受信部２０３は、アナログビームフォーミングを実施するアナログビームフォーミング部をさらに有してもよい。アナログビームフォーミング部は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明されるアナログビームフォーミング回路（例えば、位相シフタ、位相シフト回路）又はアナログビームフォーミング装置（例えば、位相シフト器）から構成することができる。また、送受信アンテナ２０１は、例えばアレーアンテナにより構成することができる。また、送受信部２０３は、シングルＢＦ、マルチＢＦを適用できるように構成されている。
　送受信部２０３は、ビーム測定のために、同期信号、報知チャネル信号、ビームパターン測定用の参照信号を受信してもよい。また、送受信部２０３は、ＤＬ信号から検出したビームに関するビーム情報を含むランダムアクセスプリアンブル（ＰＲＡＣＨ）を送信する。このとき、送受信部２０３は、最適なビーム情報（例えば、ビームインデックス）を用いてＰＲＡＣＨを送信する。
　図１６は、本発明の一実施形態に係るユーザ端末の機能構成の一例を示す図である。なお、本例においては、本実施形態における特徴部分の機能ブロックを主に示しており、ユーザ端末２０は、無線通信に必要な他の機能ブロックも有しているものとする。
　ユーザ端末２０が有するベースバンド信号処理部２０４は、制御部４０１と、送信信号生成部４０２と、マッピング部４０３と、受信信号処理部４０４と、測定部４０５と、を少なくとも備えている。なお、これらの構成は、ユーザ端末２０に含まれていればよく、一部又は全部の構成がベースバンド信号処理部２０４に含まれなくてもよい。
　制御部４０１は、ユーザ端末２０全体の制御を実施する。制御部４０１は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明されるコントローラ、制御回路又は制御装置から構成することができる。
　制御部４０１は、例えば、送信信号生成部４０２による信号の生成や、マッピング部４０３による信号の割り当てを制御する。また、制御部４０１は、受信信号処理部４０４による信号の受信処理や、測定部４０５による信号の測定を制御する。
　制御部４０１は、無線基地局１０から送信された下り制御信号（ＰＤＣＣＨ／ＥＰＤＣＣＨで送信された信号）及び下りデータ信号（ＰＤＳＣＨで送信された信号）を、受信信号処理部４０４から取得する。制御部４０１は、下り制御信号や、下りデータ信号に対する再送制御の要否を判定した結果等に基づいて、上り制御信号（例えば、送達確認情報等）や上りデータ信号の生成を制御する。
　制御部４０１は、ベースバンド信号処理部２０４によるデジタルＢＦ（例えば、プリコーディング）及び／又は送受信部２０３によるアナログＢＦ（例えば、位相回転）を用いて、送信ビーム及び／又は受信ビームを形成するように制御する。
　制御部４０１は、シングルＵＥビームフォーミングが利用され、Ｔｘ／Ｒｘレシプロシティが利用されない場合において、無線基地局から送信されるＤＬ信号（ＤＬ報知チャネル）により検出された、無線基地局のビームに関するビーム情報（例えば、ビームインデックスなど）を含むＰＲＡＣＨを無線基地局に送信するように制御する。また、制御部４０１は、受信したＤＬ信号から最も良いＢＳＴｘビームを検出し、最も良いＢＳＴｘビームのビームインデックスを得るように制御する。また、制御部４０１は、最も良いＢＳＴｘビームのビームインデックスに対応するＰＲＡＣＨ系列でＰＲＡＣＨを複数の単位時間区間にわたって複数回送信するように制御する。このとき、制御部４０１は、例えば図６Ａに示すテーブルを参照してビームインデックスからＰＲＡＣＨ系列を同定する。
　制御部４０１は、マルチＵＥビームフォーミングが適用され、Ｔｘ／Ｒｘレシプロシティが利用されない場合において、無線基地局から送信されるＤＬ信号（ＤＬ報知チャネル）により検出された、無線基地局のビームに関するビーム情報（例えば、ビームインデックスなど）を含むＰＲＡＣＨを無線基地局に送信するように制御する。また、制御部４０１は、受信したＤＬ信号から最も良いＢＳＴｘビームを検出し、最も良いＢＳＴｘビームのビームインデックスを得るように制御する。また、制御部４０１は、最も良いＢＳＴｘビームのビームインデックス及び最も良いＵＥＲｘビームのビームインデックスに対応するＰＲＡＣＨ系列でＰＲＡＣＨを複数の単位時間区間にわたって複数回送信するように制御する。このとき、制御部４０１は、例えば図１０に示すテーブルを参照してビームインデックスからＰＲＡＣＨ系列を同定する。
　送信信号生成部４０２は、制御部４０１からの指示に基づいて、上り信号（上り制御信号、上りデータ信号、上り参照信号等）を生成して、マッピング部４０３に出力する。送信信号生成部４０２は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明される信号生成器、信号生成回路又は信号生成装置から構成することができる。
　送信信号生成部４０２は、例えば、制御部４０１からの指示に基づいて、送達確認情報やチャネル状態情報（ＣＳＩ）に関する上り制御信号を生成する。また、送信信号生成部４０２は、制御部４０１からの指示に基づいて上りデータ信号を生成する。例えば、送信信号生成部４０２は、無線基地局１０から通知される下り制御信号にＵＬグラントが含まれている場合に、制御部４０１から上りデータ信号の生成を指示される。
　マッピング部４０３は、制御部４０１からの指示に基づいて、送信信号生成部４０２で生成された上り信号を無線リソースにマッピングして、送受信部２０３へ出力する。マッピング部４０３は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明されるマッパー、マッピング回路又はマッピング装置から構成することができる。
　受信信号処理部４０４は、送受信部２０３から入力された受信信号に対して、受信処理（例えば、デマッピング、復調、復号等）を行う。ここで、受信信号は、例えば、無線基地局１０から送信される下り信号（下り制御信号、下りデータ信号、下り参照信号等）である。受信信号処理部４０４は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明される信号処理器、信号処理回路又は信号処理装置から構成することができる。また、受信信号処理部４０４は、本発明に係る受信部を構成することができる。
　受信信号処理部４０４は、受信処理により復号された情報を制御部４０１に出力する。受信信号処理部４０４は、例えば、報知情報、システム情報、ＲＲＣシグナリング、ＤＣＩ等を、制御部４０１に出力する。また、受信信号処理部４０４は、受信信号や、受信処理後の信号を、測定部４０５に出力する。
　測定部４０５は、受信した信号に関する測定を実施する。例えば、測定部４０５は、無線基地局１０から送信されたビーム形成用ＲＳを用いて測定を実施する。測定部４０５は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明される測定器、測定回路又は測定装置から構成することができる。
　測定部４０５は、例えば、受信した信号の受信電力（例えば、ＲＳＲＰ）、受信品質（例えば、ＲＳＲＱ、受信ＳＩＮＲ）やチャネル状態等について測定してもよい。測定結果は、制御部４０１に出力されてもよい。
（ハードウェア構成）
　なお、上記実施形態の説明に用いたブロック図は、機能単位のブロックを示している。これらの機能ブロック（構成部）は、ハードウェア及び／又はソフトウェアの任意の組み合わせによって実現される。また、各機能ブロックの実現手段は特に限定されない。すなわち、各機能ブロックは、物理的及び／又は論理的に結合した１つの装置により実現されてもよいし、物理的及び／又は論理的に分離した２つ以上の装置を直接的及び／又は間接的に（例えば、有線及び／又は無線）で接続し、これら複数の装置により実現されてもよい。
　例えば、本発明の一実施形態における無線基地局、ユーザ端末等は、本発明の無線通信方法の処理を行うコンピュータとして機能してもよい。図１７は、本発明の一実施形態に係る無線基地局及びユーザ端末のハードウェア構成の一例を示す図である。上述の無線基地局１０及びユーザ端末２０は、物理的には、プロセッサ１００１、メモリ１００２、ストレージ１００３、通信装置１００４、入力装置１００５、出力装置１００６、バス１００７等を含むコンピュータ装置として構成されてもよい。
　なお、以下の説明では、「装置」という文言は、回路、デバイス、ユニット等に読み替えることができる。無線基地局１０及びユーザ端末２０のハードウェア構成は、図に示した各装置を１つ又は複数含むように構成されてもよいし、一部の装置を含まずに構成されてもよい。
　例えば、プロセッサ１００１は１つだけ図示されているが、複数のプロセッサがあってもよい。また、処理は、１のプロセッサで実行されてもよいし、処理が同時に、逐次に、又はその他の手法で、１以上のプロセッサで実行されてもよい。なお、プロセッサ１００１は、１以上のチップで実装されてもよい。
　無線基地局１０及びユーザ端末２０における各機能は、例えば、プロセッサ１００１、メモリ１００２等のハードウェア上に所定のソフトウェア（プログラム）を読み込ませることで、プロセッサ１００１が演算を行い、通信装置１００４による通信や、メモリ１００２及びストレージ１００３におけるデータの読み出し及び／又は書き込みを制御することで実現される。
　プロセッサ１００１は、例えば、オペレーティングシステムを動作させてコンピュータ全体を制御する。プロセッサ１００１は、周辺装置とのインターフェース、制御装置、演算装置、レジスタ等を含む中央処理装置（ＣＰＵ：Central　Processing　Unit）で構成されてもよい。例えば、上述のベースバンド信号処理部１０４（２０４）、呼処理部１０５等は、プロセッサ１００１で実現されてもよい。
　また、プロセッサ１００１は、プログラム（プログラムコード）、ソフトウェアモジュール、データ等を、ストレージ１００３及び／又は通信装置１００４からメモリ１００２に読み出し、これらに従って各種の処理を実行する。プログラムとしては、上述の実施形態で説明した動作の少なくとも一部をコンピュータに実行させるプログラムが用いられる。例えば、ユーザ端末２０の制御部４０１は、メモリ１００２に格納され、プロセッサ１００１で動作する制御プログラムによって実現されてもよく、他の機能ブロックについても同様に実現されてもよい。
　メモリ１００２は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、ＲＯＭ（Read　Only　Memory）、ＥＰＲＯＭ（Erasable　Programmable　ROM）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically　EPROM）、ＲＡＭ（Random　Access　Memory）、その他の適切な記憶媒体の少なくとも１つで構成されてもよい。メモリ１００２は、レジスタ、キャッシュ、メインメモリ（主記憶装置）等と呼ばれてもよい。メモリ１００２は、本発明の一実施形態に係る無線通信方法を実施するために実行可能なプログラム（プログラムコード）、ソフトウェアモジュール等を保存することができる。
　ストレージ１００３は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、フレキシブルディスク、フロッピー（登録商標）ディスク、光磁気ディスク（例えば、コンパクトディスク（ＣＤ－ＲＯＭ（Compact　Disc　ROM）等）、デジタル多用途ディスク、Ｂｌｕ－ｒａｙ（登録商標）ディスク）、リムーバブルディスク、ハードディスクドライブ、スマートカード、フラッシュメモリデバイス（例えば、カード、スティック、キードライブ）、磁気ストライプ、データベース、サーバ、その他の適切な記憶媒体の少なくとも１つで構成されてもよい。ストレージ１００３は、補助記憶装置と呼ばれてもよい。
　通信装置１００４は、有線及び／又は無線ネットワークを介してコンピュータ間の通信を行うためのハードウェア（送受信デバイス）であり、例えばネットワークデバイス、ネットワークコントローラ、ネットワークカード、通信モジュール等ともいう。通信装置１００４は、例えば周波数分割複信（ＦＤＤ：Frequency　Division　Duplex）及び／又は時分割複信（ＴＤＤ：Time　Division　Duplex）を実現するために、高周波スイッチ、デュプレクサ、フィルタ、周波数シンセサイザ等を含んで構成されてもよい。例えば、上述の送受信アンテナ１０１（２０１）、アンプ部１０２（２０２）、送受信部１０３（２０３）、伝送路インターフェース１０６等は、通信装置１００４で実現されてもよい。
　入力装置１００５は、外部からの入力を受け付ける入力デバイス（例えば、キーボード、マウス、マイクロフォン、スイッチ、ボタン、センサ等）である。出力装置１００６は、外部への出力を実施する出力デバイス（例えば、ディスプレイ、スピーカー、ＬＥＤ（Light　Emitting　Diode）ランプ等）である。なお、入力装置１００５及び出力装置１００６は、一体となった構成（例えば、タッチパネル）であってもよい。
　また、プロセッサ１００１やメモリ１００２等の各装置は、情報を通信するためのバス１００７で接続される。バス１００７は、単一のバスで構成されてもよいし、装置間で異なるバスで構成されてもよい。
　また、無線基地局１０及びユーザ端末２０は、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ：Digital　Signal　Processor）、ＡＳＩＣ（Application　Specific　Integrated　Circuit）、ＰＬＤ（Programmable　Logic　Device）、ＦＰＧＡ（Field　Programmable　Gate　Array）等のハードウェアを含んで構成されてもよく、当該ハードウェアにより、各機能ブロックの一部又は全てが実現されてもよい。例えば、プロセッサ１００１は、これらのハードウェアの少なくとも１つで実装されてもよい。
（変形例）
　なお、本明細書で説明した用語及び／又は本明細書の理解に必要な用語については、同一の又は類似する意味を有する用語と置き換えてもよい。例えば、チャネル及び／又はシンボルは信号（シグナリング）であってもよい。また、信号はメッセージであってもよい。参照信号は、ＲＳ（Reference　Signal）と略称することもでき、適用される標準によってパイロット（Pilot）、パイロット信号等と呼ばれてもよい。また、コンポーネントキャリア（ＣＣ：Component　Carrier）は、セル、周波数キャリア、キャリア周波数等と呼ばれてもよい。
　また、無線フレームは、時間領域において１つ又は複数の期間（フレーム）で構成されてもよい。無線フレームを構成する当該１つ又は複数の各期間（フレーム）は、サブフレームと呼ばれてもよい。さらに、サブフレームは、時間領域において１つ又は複数のスロットで構成されてもよい。さらに、スロットは、時間領域において１つ又は複数のシンボル（ＯＦＤＭ（Orthogonal　Frequency　Division　Multiplexing）シンボル、ＳＣ－ＦＤＭＡ（Single　Carrier　Frequency　Division　Multiple　Access）シンボル等）で構成されてもよい。
　無線フレーム、サブフレーム、スロット及びシンボルは、いずれも信号を伝送する際の時間単位を表す。無線フレーム、サブフレーム、スロット及びシンボルは、それぞれに対応する別の呼称が用いられてもよい。例えば、１サブフレームは送信時間間隔（ＴＴＩ：Transmission　Time　Interval）と呼ばれてもよいし、複数の連続したサブフレームがＴＴＩと呼ばれてよいし、１スロットがＴＴＩと呼ばれてもよい。つまり、サブフレームやＴＴＩは、既存のＬＴＥにおけるサブフレーム（１ｍｓ）であってもよいし、１ｍｓより短い期間（例えば、１－１３シンボル）であってもよいし、１ｍｓより長い期間であってもよい。
　ここで、ＴＴＩは、例えば、無線通信におけるスケジューリングの最小時間単位のことをいう。例えば、ＬＴＥシステムでは、無線基地局が各ユーザ端末に対して、無線リソース（各ユーザ端末において使用することが可能な周波数帯域幅や送信電力等）を、ＴＴＩ単位で割り当てるスケジューリングを行う。なお、ＴＴＩの定義はこれに限られない。ＴＴＩは、チャネル符号化されたデータパケット（トランスポートブロック）の送信時間単位であってもよいし、スケジューリングやリンクアダプテーション等の処理単位となってもよい。
　１ｍｓの時間長を有するＴＴＩは、通常ＴＴＩ（ＬＴＥ　Ｒｅｌ．８－１２におけるＴＴＩ）、ノーマルＴＴＩ、ロングＴＴＩ、通常サブフレーム、ノーマルサブフレーム、又はロングサブフレーム等と呼ばれてもよい。通常ＴＴＩより短いＴＴＩは、短縮ＴＴＩ、ショートＴＴＩ、短縮サブフレーム、又はショートサブフレーム等と呼ばれてもよい。
　リソースブロック（ＲＢ：Resource　Block）は、時間領域及び周波数領域のリソース割当単位であり、周波数領域において、１つ又は複数個の連続した副搬送波（サブキャリア（subcarrier））を含んでもよい。また、ＲＢは、時間領域において、１つ又は複数個のシンボルを含んでもよく、１スロット、１サブフレーム又は１ＴＴＩの長さであってもよい。１ＴＴＩ、１サブフレームは、それぞれ１つ又は複数のリソースブロックで構成されてもよい。なお、ＲＢは、物理リソースブロック（ＰＲＢ：Physical　RB）、ＰＲＢペア、ＲＢペア等と呼ばれてもよい。
　また、リソースブロックは、１つ又は複数のリソースエレメント（ＲＥ：Resource　Element）で構成されてもよい。例えば、１ＲＥは、１サブキャリア及び１シンボルの無線リソース領域であってもよい。
　なお、上述した無線フレーム、サブフレーム、スロット及びシンボル等の構造は例示に過ぎない。例えば、無線フレームに含まれるサブフレームの数、サブフレームに含まれるスロットの数、スロットに含まれるシンボル及びＲＢの数、ＲＢに含まれるサブキャリアの数、並びにＴＴＩ内のシンボル数、シンボル長、サイクリックプレフィックス（ＣＰ：Cyclic　Prefix）長等の構成は、様々に変更することができる。
　また、本明細書で説明した情報、パラメータ等は、絶対値で表されてもよいし、所定の値からの相対値で表されてもよいし、対応する別の情報で表されてもよい。例えば、無線リソースは、所定のインデックスで指示されるものであってもよい。さらに、これらのパラメータを使用する数式等は、本明細書で明示的に開示したものと異なってもよい。
　本明細書においてパラメータ等に使用する名称は、いかなる点においても限定的なものではない。例えば、様々なチャネル（ＰＵＣＣＨ（Physical　Uplink　Control　Channel）、ＰＤＣＣＨ（Physical　Downlink　Control　Channel）等）及び情報要素は、あらゆる好適な名称によって識別できるので、これらの様々なチャネル及び情報要素に割り当てている様々な名称は、いかなる点においても限定的なものではない。
　本明細書で説明した情報、信号等は、様々な異なる技術のいずれかを使用して表されてもよい。例えば、上記の説明全体に渡って言及され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、チップ等は、電圧、電流、電磁波、磁界若しくは磁性粒子、光場若しくは光子、又はこれらの任意の組み合わせによって表されてもよい。
　また、情報、信号等は、上位レイヤから下位レイヤ、及び／又は下位レイヤから上位レイヤへ出力され得る。情報、信号等は、複数のネットワークノードを介して入出力されてもよい。
　入出力された情報、信号等は、特定の場所（例えば、メモリ）に保存されてもよいし、管理テーブルで管理してもよい。入出力される情報、信号等は、上書き、更新又は追記をされ得る。出力された情報、信号等は、削除されてもよい。入力された情報、信号等は、他の装置へ送信されてもよい。
　情報の通知は、本明細書で説明した態様／実施形態に限られず、他の方法で行われてもよい。例えば、情報の通知は、物理レイヤシグナリング（例えば、下り制御情報（ＤＣＩ：Downlink　Control　Information）、上り制御情報（ＵＣＩ：Uplink　Control　Information））、上位レイヤシグナリング（例えば、ＲＲＣ（Radio　Resource　Control）シグナリング、ブロードキャスト情報（マスタ情報ブロック（ＭＩＢ：Master　Information　Block）、システム情報ブロック（ＳＩＢ：System　Information　Block）等）、ＭＡＣ（Medium　Access　Control）シグナリング）、その他の信号又はこれらの組み合わせによって実施されてもよい。
　なお、物理レイヤシグナリングは、Ｌ１／Ｌ２（Layer　1／Layer　2）制御情報（Ｌ１／Ｌ２制御信号）、Ｌ１制御情報（Ｌ１制御信号）等と呼ばれてもよい。また、ＲＲＣシグナリングは、ＲＲＣメッセージと呼ばれてもよく、例えば、ＲＲＣ接続セットアップ（RRCConnectionSetup）メッセージ、ＲＲＣ接続再構成（RRCConnectionReconfiguration）メッセージ等であってもよい。また、ＭＡＣシグナリングは、例えば、ＭＡＣ制御要素（ＭＡＣ　ＣＥ（Control　Element））で通知されてもよい。
　また、所定の情報の通知（例えば、「Ｘであること」の通知）は、明示的に行うものに限られず、暗示的に（例えば、当該所定の情報の通知を行わないことによって又は別の情報の通知によって）行われてもよい。
　判定は、１ビットで表される値（０か１か）によって行われてもよいし、真（true）又は偽（false）で表される真偽値（boolean）によって行われてもよいし、数値の比較（例えば、所定の値との比較）によって行われてもよい。
　ソフトウェアは、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、ハードウェア記述言語と呼ばれるか、他の名称で呼ばれるかを問わず、命令、命令セット、コード、コードセグメント、プログラムコード、プログラム、サブプログラム、ソフトウェアモジュール、アプリケーション、ソフトウェアアプリケーション、ソフトウェアパッケージ、ルーチン、サブルーチン、オブジェクト、実行可能ファイル、実行スレッド、手順、機能等を意味するよう広く解釈されるべきである。
　また、ソフトウェア、命令、情報等は、伝送媒体を介して送受信されてもよい。例えば、ソフトウェアが、有線技術（同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア、デジタル加入者回線（ＤＳＬ：Digital　Subscriber　Line）等）及び／又は無線技術（赤外線、マイクロ波等）を使用してウェブサイト、サーバ、又は他のリモートソースから送信される場合、これらの有線技術及び／又は無線技術は、伝送媒体の定義内に含まれる。
　本明細書で使用する「システム」及び「ネットワーク」という用語は、互換的に使用される。
　本明細書では、「基地局（ＢＳ：Base　Station）」、「無線基地局」、「ｅＮＢ」、「セル」、「セクタ」、「セルグループ」、「キャリア」及び「コンポーネントキャリア」という用語は、互換的に使用され得る。基地局は、固定局（fixed　station）、ＮｏｄｅＢ、ｅＮｏｄｅＢ（ｅＮＢ）、アクセスポイント（access　point）、送信ポイント、受信ポイント、フェムトセル、スモールセル等の用語で呼ばれる場合もある。
　基地局は、１つ又は複数（例えば、３つ）のセル（セクタとも呼ばれる）を収容することができる。基地局が複数のセルを収容する場合、基地局のカバレッジエリア全体は複数のより小さいエリアに区分でき、各々のより小さいエリアは、基地局サブシステム（例えば、屋内用の小型基地局（ＲＲＨ：Remote　Radio　Head）によって通信サービスを提供することもできる。「セル」又は「セクタ」という用語は、このカバレッジにおいて通信サービスを行う基地局及び／又は基地局サブシステムのカバレッジエリアの一部又は全体を指す。
　本明細書では、「移動局（ＭＳ：Mobile　Station）」、「ユーザ端末（user　terminal）」、「ユーザ装置（ＵＥ：User　Equipment）」及び「端末」という用語は、互換的に使用され得る。基地局は、固定局（fixed　station）、ＮｏｄｅＢ、ｅＮｏｄｅＢ（ｅＮＢ）、アクセスポイント（access　point）、送信ポイント、受信ポイント、フェムトセル、スモールセル等の用語で呼ばれる場合もある。
　移動局は、当業者によって、加入者局、モバイルユニット、加入者ユニット、ワイヤレスユニット、リモートユニット、モバイルデバイス、ワイヤレスデバイス、ワイヤレス通信デバイス、リモートデバイス、モバイル加入者局、アクセス端末、モバイル端末、ワイヤレス端末、リモート端末、ハンドセット、ユーザエージェント、モバイルクライアント、クライアント又はいくつかの他の適切な用語で呼ばれる場合もある。
　また、本明細書における無線基地局は、ユーザ端末で読み替えてもよい。例えば、無線基地局及びユーザ端末間の通信を、複数のユーザ端末間（Ｄ２Ｄ：Device-to-Device）の通信に置き換えた構成について、本発明の各態様／実施形態を適用してもよい。この場合、上述の無線基地局１０が有する機能をユーザ端末２０が有する構成としてもよい。また、「上り」や「下り」等の文言は、「サイド」と読み替えられてもよい。例えば、上りチャネルは、サイドチャネルと読み替えられてもよい。
　同様に、本明細書におけるユーザ端末は、無線基地局で読み替えてもよい。この場合、上述のユーザ端末２０が有する機能を無線基地局１０が有する構成としてもよい。
　本明細書において、基地局によって行われるとした特定動作は、場合によってはその上位ノード（upper　node）によって行われることもある。基地局を有する１つ又は複数のネットワークノード（network　nodes）から成るネットワークにおいて、端末との通信のために行われる様々な動作は、基地局、基地局以外の１つ以上のネットワークノード（例えば、ＭＭＥ（Mobility　Management　Entity）、Ｓ－ＧＷ（Serving-Gateway）等が考えられるが、これらに限られない）又はこれらの組み合わせによって行われ得ることは明らかである。
　本明細書で説明した各態様／実施形態は単独で用いてもよいし、組み合わせて用いてもよいし、実行に伴って切り替えて用いてもよい。また、本明細書で説明した各態様／実施形態の処理手順、シーケンス、フローチャート等は、矛盾の無い限り、順序を入れ替えてもよい。例えば、本明細書で説明した方法については、例示的な順序で様々なステップの要素を提示しており、提示した特定の順序に限定されない。
　本明細書で説明した各態様／実施形態は、ＬＴＥ（Long　Term　Evolution）、ＬＴＥ－Ａ（LTE-Advanced）、ＬＴＥ－Ｂ（LTE-Beyond）、ＳＵＰＥＲ　３Ｇ、ＩＭＴ－Ａｄｖａｎｃｅｄ、４Ｇ（4th　generation　mobile　communication　system）、５Ｇ（5th　generation　mobile　communication　system）、ＦＲＡ（Future　Radio　Access）、Ｎｅｗ－ＲＡＴ（Radio　Access　Technology）、ＮＲ（New　Radio）、ＮＸ（New　radio　access）、ＦＸ（Future　generation　radio　access）、ＧＳＭ（登録商標）（Global　System　for　Mobile　communications）、ＣＤＭＡ２０００、ＵＭＢ（Ultra　Mobile　Broadband）、ＩＥＥＥ　８０２．１１（Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標））、ＩＥＥＥ　８０２．１６（ＷｉＭＡＸ（登録商標））、ＩＥＥＥ　８０２．２０、ＵＷＢ（Ultra-WideBand）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、その他の適切な無線通信方法を利用するシステム及び／又はこれらに基づいて拡張された次世代システムに適用されてもよい。
　本明細書で使用する「に基づいて」という記載は、別段に明記されていない限り、「のみに基づいて」を意味しない。言い換えれば、「に基づいて」という記載は、「のみに基づいて」と「に少なくとも基づいて」の両方を意味する。
　本明細書で使用する「第１の」、「第２の」等の呼称を使用した要素へのいかなる参照も、それらの要素の量又は順序を全般的に限定するものではない。これらの呼称は、２つ以上の要素間を区別する便利な方法として本明細書で使用され得る。したがって、第１及び第２の要素の参照は、２つの要素のみが採用され得ること又は何らかの形で第１の要素が第２の要素に先行しなければならないことを意味しない。
　本明細書で使用する「判断（決定）（determining）」という用語は、多種多様な動作を包含する場合がある。例えば、「判断（決定）」は、計算（calculating）、算出（computing）、処理（processing）、導出（deriving）、調査（investigating）、探索（looking　up）（例えば、テーブル、データベースまたは別のデータ構造での探索）、確認（ascertaining）等を「判断（決定）」することであるとみなされてもよい。また、「判断（決定）」は、受信（receiving）（例えば、情報を受信すること）、送信（transmitting）（例えば、情報を送信すること）、入力（input）、出力（output）、アクセス（accessing）（例えば、メモリ中のデータにアクセスすること）等を「判断（決定）」することであるとみなされてもよい。また、「判断（決定）」は、解決（resolving）、選択（selecting）、選定（choosing）、確立（establishing）、比較（comparing）等を「判断（決定）」することであるとみなされてもよい。つまり、「判断（決定）」は、何らかの動作を「判断（決定）」することであるとみなされてもよい。
　本明細書で使用する「接続された（connected）」、「結合された（coupled）」という用語、又はこれらのあらゆる変形は、２又はそれ以上の要素間の直接的又は間接的なあらゆる接続又は結合を意味し、互いに「接続」又は「結合」された２つの要素間に１又はそれ以上の中間要素が存在することを含むことができる。要素間の結合又は接続は、物理的なものであっても、論理的なものであっても、或いはこれらの組み合わせであってもよい。本明細書で使用する場合、２つの要素は、１又はそれ以上の電線、ケーブル及び／又はプリント電気接続を使用することにより、並びにいくつかの非限定的かつ非包括的な例として、無線周波数領域、マイクロ波領域及び光（可視及び不可視の両方）領域の波長を有する電磁エネルギー等の電磁エネルギーを使用することにより、互いに「接続」又は「結合」されると考えることができる。
　本明細書又は特許請求の範囲で「含む（including）」、「含んでいる（comprising）」、及びそれらの変形が使用されている場合、これらの用語は、用語「備える」と同様に、包括的であることが意図される。さらに、本明細書あるいは特許請求の範囲において使用されている用語「又は（or）」は、排他的論理和ではないことが意図される。
　以上、本発明について詳細に説明したが、当業者にとっては、本発明が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本発明は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。したがって、本明細書の記載は、例示説明を目的とするものであり、本発明に対して何ら制限的な意味を有するものではない。
　本出願は、２０１６年９月２９日出願の特願２０１６－１９２３３４に基づく。この内容は、全てここに含めておく。

Claims (6)

  1. 　複数のビームフォーミングを利用する無線基地局と通信するユーザ端末であって、
    　無線基地局から送信されるＤＬ信号を受信する受信部と、
    　ランダムアクセスプリアンブル（ＰＲＡＣＨ）を送信する送信部と、
    　前記無線基地局のビームに関するビーム情報を含むＰＲＡＣＨを送信するように制御する制御部と、を有することを特徴とするユーザ端末。
  2. 　前記制御部は、前記ビーム情報を含むＰＲＡＣＨを異なる送信時間間隔で複数回送信するように制御することを特徴とする請求項１記載のユーザ端末。
  3. 　前記制御部は、前記ビーム情報に対応して設定された所定のＰＲＡＣＨ系列を前記複数のＰＲＡＣＨの送信に適用することを特徴とする請求項２に記載のユーザ端末。
  4. 　前記受信部は、前記ビーム情報とＰＲＡＣＨの系列の対応関係に関する情報、及び／又はＰＲＡＣＨの送信回数に関する情報を受信することを特徴とする請求項３に記載のユーザ端末。
  5. 　複数のビームフォーミングを利用する無線基地局であって、
    　ユーザ端末にＤＬ信号を送信する送信部と、
    　前記ＤＬ信号により検出された前記無線基地局のビームに関するビーム情報を含むランダムアクセスプリアンブル（ＰＲＡＣＨ）を受信する受信部と、を有することを特徴とする無線基地局。
  6. 　複数のビームフォーミングを利用する無線基地局と通信するユーザ端末の無線通信方法であって、
    　無線基地局から送信されるＤＬ信号を受信する工程と、
    　前記無線基地局のビームに関するビーム情報を含むランダムアクセスプリアンブル（ＰＲＡＣＨ）を送信する工程と、を有することを特徴とする無線通信方法。
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