特表 2024-546339 端末、通信方法、及び無線通信システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-12-19

(54)【発明の名称】端末、通信方法、及び無線通信システム

(51)【国際特許分類】

   H04W 16/32 20090101AFI20241212BHJP

   H04W 16/26 20090101ALI20241212BHJP

   H04W 72/0457 20230101ALI20241212BHJP

【ＦＩ】

H04W16/32

H04W16/26

H04W72/0457 110

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024539240

(86)(22)【出願日】2022-02-21

(85)【翻訳文提出日】2024-06-27

(86)【国際出願番号】 JP2022006990

(87)【国際公開番号】W WO2023157307

(87)【国際公開日】2023-08-24

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】000004226

【氏名又は名称】日本電信電話株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110004381

【氏名又は名称】弁理士法人ＩＴＯＨ

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(74)【代理人】

【識別番号】100124844

【弁理士】

【氏名又は名称】石原 隆治

(72)【発明者】

【氏名】ラマムールテイ，ヨギータ

(72)【発明者】

【氏名】大宮 陸

(72)【発明者】

【氏名】岩渕 匡史

(72)【発明者】

【氏名】小川 智明

(72)【発明者】

【氏名】鷹取 泰司

【テーマコード（参考）】

5K067

【Ｆターム（参考）】

5K067AA01

5K067DD11

5K067EE02

5K067EE10

5K067EE24

5K067KK02

(57)【要約】

第１の基地局から第１のダウンリンク信号及び第２の基地局からの第２のダウンリンク信号を受信する受信部と、前記第１の基地局への第１のアップリンク信号及び前記第２の基地局への第２のアップリンク信号を送信する送信部と、ＵＬ－ＤＬ ｉｍｂａｌａｎｃｅを検出した場合に、前記第１の基地局とのダウンリンクの接続を行い、前記第２の基地局とのアップリンクの接続を行うプロセッサと、を有し、前記プロセッサは、前記第２の基地局からの指示信号を受信したことに応答して、前記第２の基地局とのアップリンクの接続を、中継装置を介した前記第２の基地局とのアップリンクの接続に変更する、端末。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の基地局及び第２の基地局と通信する端末であって、
前記第１の基地局から第１のダウンリンク信号及び前記第２の基地局からの第２のダウンリンク信号を受信する受信部と、
前記第１の基地局への第１のアップリンク信号及び前記第２の基地局への第２のアップリンク信号を送信する送信部と、
前記第１のダウンリンク信号の前記端末における第１の受信電力が前記第２のダウンリンク信号の前記端末における第２の受信電力よりも大きく、かつ前記第１のアップリンク信号の前記第１の基地局における第３の受信電力が前記第２のアップリンク信号の前記第２の基地局における第４の受信電力以下である場合に、前記第１の基地局とのダウンリンクの接続を行い、前記第２の基地局とのアップリンクの接続を行うプロセッサと、
を有し、
前記プロセッサは、前記受信部が前記第２の基地局からの指示信号を受信したことに応答して、前記第２の基地局とのアップリンクの接続を、中継装置を介した前記第２の基地局とのアップリンクの接続に変更する、
端末。

【請求項2】

前記中継装置は、複数の反射素子を含み、反射波の進行方向を変更することが可能なＲｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｓｕｒｆａｃｅ （ＲＩＳ）である、請求項１に記載の端末。

【請求項3】

前記送信部は、前記第２の基地局に対して、上り送信のためのスケジューリングリクエストを送信し、
前記受信部は、前記第２の基地局から前記上り送信のための位相又は送信タイミングの設定情報を含む上り送信のスケジューリング情報を受信する、
請求項１に記載の端末。

【請求項4】

前記送信部は、前記第２の基地局から受信した位相又は送信タイミングの設定情報を含む前記上り送信のスケジューリング情報に基づいて、前記中継装置を介して、前記第２の基地局にアップリンク信号を送信する、
請求項３に記載の端末。

【請求項5】

第１の基地局及び第２の基地局と通信する端末によって実行される通信方法であって、
前記第１の基地局から第１のダウンリンク信号及び前記第２の基地局からの第２のダウンリンク信号を受信するステップと、
前記第１の基地局への第１のアップリンク信号及び前記第２の基地局への第２のアップリンク信号を送信するステップと、
前記第１のダウンリンク信号の前記端末における第１の受信電力が前記第２のダウンリンク信号の前記端末における第２の受信電力よりも大きく、かつ前記第１のアップリンク信号の前記第１の基地局における第３の受信電力が前記第２のアップリンク信号の前記第２の基地局における第４の受信電力以下である場合に、前記第１の基地局とのダウンリンクの接続を行い、前記第２の基地局とのアップリンクの接続を行うステップと、
を有し、
前記アップリンクの設定を行うステップは、前記第２の基地局からの指示信号を受信したことに応答して、前記第２の基地局とのアップリンクの接続を、中継装置を介した前記第２の基地局とのアップリンクの接続に変更する、
通信方法。

【請求項6】

第１の基地局、第２の基地局、中継装置、及び前記第１の基地局及び前記第２の基地局と通信する端末を備える無線通信システムであって、
前記第１の基地局は、
前記端末に第１のダウンリンク信号を送信する第１の送信部と、
前記端末からの第１のアップリンク信号を受信する第１の受信部と、
を有し、
前記第２の基地局は、
前記端末に第２のダウンリンク信号を送信する第２の送信部と、
前記端末からの第２のアップリンク信号を受信する第２の受信部と、
を有し、
前記端末は、
前記第１の基地局から前記第１のダウンリンク信号及び前記第２の基地局からの前記第２のダウンリンク信号を受信する受信部と、
前記第１の基地局への前記第１のアップリンク信号及び前記第２の基地局への前記第２のアップリンク信号を送信する送信部と、
前記第１のダウンリンク信号の前記端末における第１の受信電力が前記第２のダウンリンク信号の前記端末における第２の受信電力よりも大きく、かつ前記第１のアップリンク信号の前記第１の基地局における第３の受信電力が前記第２のアップリンク信号の前記第２の基地局における第４の受信電力以下である場合に、前記第１の基地局とのダウンリンクの接続を行い、前記第２の基地局とのアップリンクの接続を行うプロセッサと、
を有し、
前記プロセッサは、前記受信部が前記第２の基地局からの指示信号を受信したことに応答して、前記第２の基地局とのアップリンクの接続を、中継装置を介した前記第２の基地局とのアップリンクの接続に変更する、
無線通信システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、無線通信システムにおける端末及び通信方法に関する。

【背景技術】

【0002】

第５世代移動通信システム（５Ｇ（Ａｂｏｖｅ－６ＧＨｚ））では、従来の周波数帯に加え、ミリ波帯と呼ばれる高周波数帯が利用される。一般に、５Ｇやローカル５Ｇなどで利用可能な２８ＧＨｚ帯などのＡｂｏｖｅ－６と呼ばれる高周波数帯の電波は、距離減衰が大きいことから、超高利得なビームフォーミング送信技術を用いることで、長距離伝送を実現している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】US 9,620,862

【非特許文献】

【0004】

【非特許文献1】W. Tang et al., “Wireless Communications With Reconfigurable Intelligent Surface: Path Loss Modeling and Experimental Measurement,” in IEEE Transactions on Wireless Communications, vol. 20, no. 1, pp. 421-439, Jan. 2021.

【非特許文献2】Y. Ramamoorthi and A. Kumar, "Dynamic Time Division Duplexing for Downlink/Uplink Decoupled Millimeter Wave-Based Cellular Networks," in IEEE Communications Letters, vol. 23, no. 8, pp. 1441-1445, Aug. 2019

【非特許文献3】S. Singh, X. Zhang, and J. G. Andrews, “Joint rate and SINR coverage analysis for decoupled uplink-downlink biased cell associations in HetNets,” IEEE Trans. Wireless Commun., vol. 14, no. 10, pp. 5360-5373, Oct. 2015.

【非特許文献4】3GPP, Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) and NR; Multi-connectivity;, Tech. Rep. TR 37.740 v16.5.0, 2021.

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ここで、工場や倉庫内など、準静的または動的に大きな遮蔽物が移動するような空間において、Ｕｐｌｉｎｋ（ＵＬ）とＤｏｗｎｌｉｎｋ（ＤＬ）を分ける上下分離方式（ＤＵＤｅ： ｄｏｗｎｌｉｎｋ ａｎｄ ｕｐｌｉｎｋ ｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇ）を適用する状況を想定する。

【0006】

この場合、上記のような高周波数帯の電波は直進性が高く、遮蔽物によるロスが大きくなってしまうため、端末からのアップリンク送信の性能向上が求められる。

【0007】

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであって、端末からのアップリンク送信の性能を向上することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一態様によれば、第１の基地局及び第２の基地局と通信する端末であって、
前記第１の基地局から第１のダウンリンク信号及び前記第２の基地局からの第２のダウンリンク信号を受信する受信部と、前記第１の基地局への第１のアップリンク信号及び前記第２の基地局への第２のアップリンク信号を送信する送信部と、前記第１のダウンリンク信号の前記端末における第１の受信電力が前記第２のダウンリンク信号の前記端末における第２の受信電力よりも大きく、かつ前記第１のアップリンク信号の前記第１の基地局における第３の受信電力が前記第２のアップリンク信号の前記第２の基地局における第４の受信電力以下である場合に、前記第１の基地局とのダウンリンクの接続を行い、前記第２の基地局とのアップリンクの接続を行うプロセッサと、を有し、前記プロセッサは、前記受信部が前記第２の基地局からの指示信号を受信したことに応答して、前記第２の基地局とのアップリンクの接続を、中継装置を介した前記第２の基地局とのアップリンクの接続に変更する、端末、が提供される。

【発明の効果】

【0009】

実施例によれば、端末からのアップリンク送信の性能を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】無線通信システムの構成例を示す図である。

【図2】基地局の機能構成例を示す図である。

【図3】端末の機能構成例を示す図である。

【図4】Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｓｕｒｆａｃｅ（ＲＩＳ）の機能構成例を示す図である。

【図5】ＲＩＳに含まれる複数の素子の例を示す図である。

【図6】基地局、端末、及びＲＩＳのハードウェア構成例を示す図である。

【図7】ＵＬ－ＤＬ不均衡の例を示す図である。

【図8】ＤＵＤｅの例を示す図である。

【図9】ＤＵＤｅのＵＬにＲＩＳを適用する例を示す図である。

【図10】ＤＵＤｅのＵＬにＲＩＳを適用した場合のＵＬ性能の例を示す図である。

【図11】ＤＵＤｅのＵＬにＲＩＳを適用する例を示す図である。

【図12】無線システムの処理手順の例を説明するためのフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｓｕｒｆａｃｅ（ＲＩＳ）は、電磁信号の位相と振幅を適切に調整することでチャネルを制御する効果的な方法である。最近の研究や実験では様々なアーキテクチャや多重アクセス技術が提案されている。

【0012】

将来のヘテロジニアスネットワークではマルチコネクティビティが使用されると考えられ、端末（ユーザ装置であってもよい）が複数の送信ポイント（ＴＰ）に接続していることを考慮することが重要である。しかし、このような状況下では、配置された複数の基地局の送信電力の違いにより発生する送信電力の不均衡が発生する問題がある。これを補正する方法として、アップリンク（ＵＬ）とダウンリンク（ＤＬ）のアソシエーションを分割する方法がある。これを規格ではＵＬ／ＤＬ分割と呼び、後に上下分離方式（ＤＵＤｅ）として発展させている。

【0013】

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。図１は、実施の形態における無線通信システムの構成例を示す図である。図１に示すように、無線通信システムは、マクロセル基地局１０Ａ、スモールセル基地局１０Ｂ、端末２０、Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｓｕｒｆａｃｅ（ＲＩＳ）３０、及びネットワーク４０等を含む。マクロセル基地局１０Ａ及びスモールセル基地局１０Ｂは、有線又は無線により、ネットワーク４０に接続される。マクロセル基地局１０Ａとスモールセル基地局１０Ｂとは、例えば、Ｘ２インタフェースを介して、通信可能に接続される。スモールセル基地局１０ＢとＲＩＳ３０とは、有線又は無線により、通信可能に接続される。なお、図１の例では、ＲＩＳ３０は、スモールセル基地局１０Ｂと接続されることを想定しているが、本発明の実施例は、この例には限定されない。例えば、ＲＩＳ３０は、マクロセル基地局１０Ａと接続されてもよい。マクロセル基地局１０Ａ、スモールセル基地局１０Ｂ、及び端末２０はいずれも、ビームフォーミングを行って信号の送受信を行うことが可能である。

【0014】

マクロセル基地局１０Ａは、屋外等において、広い通信エリアを形成する基地局である。マクロセル基地局１０Ａは、高電力基地局等と呼ばれてもよい。マクロセル基地局１０Ａは、例えば、第５世代移動通信システム（５Ｇ）で利用される高周波数帯の電波を送受信することにより、端末２０との間で、高速・大容量の無線通信を実現する。スモールセル基地局１０Ｂは、屋内等において、狭い通信エリアを形成する基地局である。スモールセル基地局１０Ｂは、低電力基地局等と呼ばれてもよい。スモールセル基地局１０Ｂは、例えば、５Ｇで利用される高周波数帯の電波を送受信することにより、端末２０との間で、高速の無線通信を実現する。端末２０は、例えば、スマートフォン、タブレット端末、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等の通信機器である。

【0015】

端末２０は、マクロセル基地局１０Ａ及びスモールセル基地局１０Ｂとの間で、デュアルコネクティビティを設定することで、マクロセル基地局１０Ａ及びスモールセル基地局１０Ｂと同時に通信することが可能である。スモールセル基地局１０Ｂは、端末２０と通信する際に、中継装置としてのＲＩＳ３０を介して通信することが可能である。なお、図１の例では、ＲＩＳ３０は、スモールセル基地局１０Ｂと端末２０との間の通信を中継することを想定しているが、本発明の実施例は、この例には限定されない。例えば、ＲＩＳ３０は、マクロセル基地局１０Ａと端末２０との間の通信を中継してもよい。

【0016】

ＲＩＳ３０は、有線又は無線により、スモールセル基地局１０Ｂに接続される（マクロセル基地局１０Ａに接続されてもよい）。ＲＩＳ３０は、スモールセル基地局１０Ｂからの設定情報に応じて、端末２０からの信号が搬送される搬送波の反射方向を変更することによって、端末２０からの信号をスモールセル基地局１０Ｂに中継することが可能である。

【0017】

図１には、マクロセル基地局１０Ａ、スモールセル基地局１０Ｂ、端末２０、及びＲＩＳ３０がそれぞれ１つだけ示されているが、本発明の実施例は、この例には限定されない。無線通信システムには、１又は複数のマクロセル基地局１０Ａ、１又は複数のスモールセル基地局１０Ｂ、１又は複数の端末２０、及び１又は複数のＲＩＳ３０が含まれてもよい。

【0018】

図２は、マクロセル基地局１０Ａ及びスモールセル基地局１０Ｂの機能構成の一例を示す図である。図２に示されるように、マクロセル基地局１０Ａ及びスモールセル基地局１０Ｂは、いずれも、送信部１１０、受信部１２０、及び制御部１３０を有する。図２に示す機能構成は一例に過ぎない。本実施の形態に係る動作を実行できるのであれば、機能区分及び機能部の名称はどのようなものでもよい。

【0019】

送信部１１０は、送信データから送信信号を作成し、当該送信信号を無線で送信する。受信部１２０は、各種の信号を無線受信し、受信した物理レイヤの信号からより上位のレイヤの信号を取得する。また、受信部１２０は受信する信号の測定を行って、受信電力等を取得する測定部を含む。

【0020】

制御部１３０は、基地局（マクロセル基地局１０Ａ又はスモールセル基地局１０Ｂ）の制御を行う。なお、送信に関わる制御部１３０の機能が送信部１１０に含まれ、受信に関わる制御部１３０の機能が受信部１２０に含まれてもよい。

【0021】

図３は、端末２０の機能構成の一例を示す図である。図３に示されるように、端末２０は、送信部２１０と、受信部２２０と、制御部２３０と、を有する。図３に示す機能構成は一例に過ぎない。本実施の形態に係る動作を実行できるのであれば、機能区分及び機能部の名称はどのようなものでもよい。

【0022】

送信部２１０は、基地局（マクロセル基地局１０Ａ及び／又はスモールセル基地局１０Ｂ）側に送信する信号を生成し、当該信号を無線で送信する機能を含む。受信部２２０は、基地局（マクロセル基地局１０Ａ及び／又はスモールセル基地局１０Ｂ）から送信された各種の信号を受信し、受信した信号から、例えば、より上位のレイヤの情報を取得する機能を含む。また、受信部２２０は受信する信号の測定を行って、受信電力等を取得する測定部を含む。

【0023】

制御部２３０は、端末２０の制御を行う。なお、送信に関わる制御部２３０の機能が送信部２１０に含まれ、受信に関わる制御部２３０の機能が受信部２２０に含まれてもよい。

【0024】

図４は、ＲＩＳ３０の機能構成の一例を示す図である。図４に示されるように、ＲＩＳ３０は、送信部３１０、受信部３２０、制御部３３０、及び複数のエレメント３４０を有する。図４に示す機能構成は一例に過ぎない。本実施の形態に係る動作を実行できるのであれば、機能区分及び機能部の名称はどのようなものでもよい。

【0025】

送信部３１０は、基地局（マクロセル基地局１０Ａ及び／又はスモールセル基地局１０Ｂ）側に送信する信号を生成し、当該信号を有線及び／又は無線で送信する機能を含む。受信部３２０は、基地局（マクロセル基地局１０Ａ及び／又はスモールセル基地局１０Ｂ）から送信された各種の信号を受信し、受信した信号から、例えば、より上位のレイヤの情報を取得する機能を含む。

【0026】

制御部３３０は、ＲＩＳ３０の制御を行う。複数のエレメント３４０は、端末２０からの信号が搬送される搬送波の反射方向を変更する機能を有する。制御部３３０は、例えば、スモールセル基地局１０Ｂからの指示信号に応じて、複数のエレメント３４０のうちの各エレメント３４０によって反射される反射波の反射位相（又は反射方向）を制御する機能を有する。例えば、制御部３３０は、複数のエレメント３４０のうちの各エレメント３４０のインピーダンス、素子間隔、及び／又は反射素子の向きを制御することで、反射波の反射位相（又は反射方向）を制御する。

【0027】

なお、複数のエレメント３４０は、例えば、リフレクトアレイとして構成されてもよい。図５は、リフレクトアレイとしての複数のエレメント３４０の例を示す図である。複数のエレメント３４０をリフレクトアレイとして構成する場合において、例えば、複数のエレメント３４０の間の素子間隔を変更することで、反射波の反射位相を変更し、反射波の進行方向を変更することが可能である。なお、反射波の反射位相を変更する方法は、素子間隔を変更することには限定されず、複数のエレメント３４０のうちの各エレメント３４０のインピーダンスを変更することで行われてもよい。追加的又は代替的に、複数のエレメント３４０のうちの各エレメント３４０に入射波の反射方向を変更するための反射素子を含め、反射素子の向きを変更することで反射波の反射方向を変更してもよい。例えば、反射素子に、Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ（ＭＥＭＳ）を利用したアクチュエータを含め、アクチュエータを形成する圧電材料に印加する電圧を制御することによって反射波の反射方向を制御する構成としてもよい。

【0028】

図２～図４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、ハードウェア及びソフトウェアの少なくとも一方の任意の組み合わせによって実現される。各機能ブロックの実現方法は特に限定されない。すなわち、各機能ブロックは、物理的又は論理的に結合した１つの装置を用いて実現されてもよいし、物理的又は論理的に分離した２つ以上の装置を直接的又は間接的に（例えば、有線、無線などを用いて）接続し、これら複数の装置を用いて実現されてもよい。

【0029】

例えば、マクロセル基地局１０Ａ、スモールセル基地局１０Ｂ、端末２０、及びＲＩＳ３０はいずれも、本実施の形態に係る処理を行うコンピュータとして機能してもよい。図６は、マクロセル基地局１０Ａ、スモールセル基地局１０Ｂ、端末２０、及びＲＩＳ３０のハードウェア構成例を示す図である。マクロセル基地局１０Ａ、スモールセル基地局１０Ｂ、端末２０、及びＲＩＳ３０のうちのいずれの装置も、物理的には、ドライブ装置１００、補助記憶装置１０２、メモリ装置１０３、ＣＰＵ１０４、及びインタフェース装置１０５等を有するコンピュータ装置として構成されてもよい。ドライブ装置１００、補助記憶装置１０２、メモリ装置１０３、ＣＰＵ１０４、及びインタフェース装置１０５等は、それぞれバスＢで相互に接続されている。

【0030】

コンピュータ装置において、処理を実現するプログラムは、ＣＤ－ＲＯＭ等の記録媒体１０１によって提供される。プログラムを記憶した記録媒体１０１がドライブ装置１００にセットされると、プログラムが記録媒体１０１からドライブ装置１００を介して補助記憶装置１０２にインストールされる。但し、プログラムのインストールは必ずしも記録媒体１０１より行う必要はなく、ネットワークを介して他のコンピュータよりダウンロードするようにしてもよい。補助記憶装置１０２は、インストールされたプログラムを格納すると共に、必要なファイルやデータ等を格納する。

【0031】

メモリ装置１０３は、プログラムの起動指示があった場合に、補助記憶装置１０２からプログラムを読み出して格納する。ＣＰＵ１０４は、メモリ装置１０３に格納されたプログラムに従ってコンピュータ装置に係る機能を実行する。インタフェース装置１０５は、ネットワークに接続するためのインタフェースとして用いられる。

【0032】

（ＵＬ－ＤＬ ｉｍｂａｌａｎｃｅ）

【0033】

図７は、マクロセル基地局１０Ａとスモールセル基地局１０Ｂとの間に端末２０が配置されている例を示す図である。端末２０は、マクロセル基地局１０Ａとスモールセル基地局１０Ｂとを結ぶ直線上を移動すると仮定する。

【0034】

この場合において、端末２０がマクロセル基地局１０Ａからのダウンリンクの信号を受信する際の受信電力を受信電力Ａとする。端末２０がスモールセル基地局１０Ｂからのダウンリンクの信号を受信する際の電力を受信電力Ｂとする。マクロセル基地局１０Ａが端末２０からのアップリンクの信号を受信する際の受信電力を受信電力Ｃとする。スモールセル基地局１０Ｂが端末２０からのアップリンクの信号を受信する際の受信電力を受信電力Ｄとする。

【0035】

端末２０がマクロセル基地局１０Ａに近い位置からスモールセル基地局１０Ｂに移動する場合には、以下の状態１～状態３の３つの状態が考えられる。

【0036】

状態１：受信電力Ａが受信電力Ｂ以上であり、かつ受信電力Ｃが受信電力Ｄ以上である場合を状態１とする。

【0037】

状態２：受信電力Ａが受信電力Ｂ以上であり、かつ受信電力Ｃが受信電力Ｄ未満である場合を状態２とする。

【0038】

状態３：受信電力Ａが受信電力Ｂ未満であり、かつ受信電力Ｃが受信電力Ｄ未満である場合を状態３とする。

【0039】

状態１の場合、端末２０がマクロセル基地局１０Ａからのダウンリンクの信号を受信する受信電力Ａは、端末２０がスモールセル基地局１０Ｂからのダウンリンクの信号を受信する受信電力Ｂ以上である。従って、状態１の場合には、端末２０は、ダウンリンクでマクロセル基地局１０Ａとの接続を行うことが効率的である。

【0040】

また、状態１の場合、マクロセル基地局１０Ａが端末２０からのアップリンクの信号を受信する受信電力Ｃは、スモールセル基地局１０Ｂが端末２０からのアップリンクの信号を受信する受信電力Ｄ以上である。従って、状態１の場合には、端末２０は、アップリンクでマクロセル基地局１０Ａとの接続を行うことが効率的である。

【0041】

つまり、状態１の場合、端末２０は、アップリンク及びダウンリンクでマクロセル基地局１０Ａとの接続を行うことが効率的である。

【0042】

状態３の場合、端末２０がマクロセル基地局１０Ａからのダウンリンクの信号を受信する受信電力Ａは、端末２０がスモールセル基地局１０Ｂからのダウンリンクの信号を受信する受信電力Ｂ未満である。従って、状態３の場合には、端末２０は、ダウンリンクでスモールセル基地局１０Ｂとの接続を行うことが効率的である。

【0043】

また、状態３の場合、マクロセル基地局１０Ａが端末２０からのアップリンクの信号を受信する受信電力Ｃは、スモールセル基地局１０Ｂが端末２０からのアップリンクの信号を受信する受信電力Ｄ未満である。従って、状態３の場合には、端末２０は、アップリンクでスモールセル基地局１０Ｂとの接続を行うことが効率的である。

【0044】

つまり、状態３の場合、端末２０は、アップリンク及びダウンリンクでスモールセル基地局１０Ｂとの接続を行うことが効率的である。

【0045】

状態２の場合、端末２０がマクロセル基地局１０Ａからのダウンリンクの信号を受信する受信電力Ａは、端末２０がスモールセル基地局１０Ｂからのダウンリンクの信号を受信する受信電力Ｂ以上である。従って、状態２の場合には、端末２０は、ダウンリンクでマクロセル基地局１０Ａとの接続を行うことが効率的である。

【0046】

また、状態２の場合、マクロセル基地局１０Ａが端末２０からのアップリンクの信号を受信する受信電力Ｃは、スモールセル基地局１０Ｂが端末２０からのアップリンクの信号を受信する受信電力Ｄ未満である。従って、状態２の場合には、端末２０は、アップリンクでスモールセル基地局１０Ｂとの接続を行うことが効率的である。

【0047】

（ＤＵＤｅ）

【0048】

状態２のように、ダウンリンクではマクロセル基地局１０Ａからの受信電力が大きく、アップリンクではスモールセル基地局１０Ｂでの受信電力が大きい状態をＵＬ－ＤＬ ｉｍｂａｌａｎｃｅ（ＵＬ－ＤＬ不均衡）と呼ぶ。ＵＬ－ＤＬ ｉｍｂａｌａｎｃｅの場合に、通信の効率を高める方法として、ＵＬとＤＬを分けるＤｏｗｎｌｉｎｋ ａｎｄ Ｕｐｌｉｎｋ Ｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇ（上下分離方式:ＤＵＤｅ）を適用することができる。

【0049】

ＤＵＤｅとは、複数種類の基地局が存在するネットワークにおいて、ダウンリンクの送信元基地局とアップリンクの送信先基地局をそれぞれ独立に選択することでスループットを向上させる方式である。

【0050】

図８は、端末２０が、ＤＵＤｅ方式を適用して、マクロセル基地局１０Ａ及びスモールセル基地局１０Ｂと通信する例を示す図である。例えば、端末２０は、マクロセル基地局１０Ａ及びスモールセル基地局１０Ｂとの間で、デュアルコネクティビティを設定し、その後、無線ベアラの設定を変更することで、ＤＵＤｅ方式を適用して、マクロセル基地局１０Ａ及びスモールセル基地局１０Ｂと通信してもよい。

【0051】

ここで、工場や倉庫内など、準静的または動的に大きな遮蔽物が移動するような空間において、ＤＵＤｅを適用する状況を想定する。例えば、図１１に示すように、端末２０とスモールセル基地局１０Ｂとの間に、遮蔽物が置かれ、見通し内通信ができなくなったと仮定する。また、ＲＩＳ３０が天井に配置され、端末２０とＲＩＳ３０との間、及びＲＩＳ３０とスモールセル基地局１０Ｂとの間には、遮蔽物が存在しないと仮定する。

【0052】

図１１の例では、端末２０からの入射波は、ＲＩＳ３０に入射し、ＲＩＳ３０によって反射される。この場合において、ＲＩＳ３０によって反射波の進行方向を調整することによって、スモールセル基地局１０Ｂにおける端末２０からのアップリンクの信号の受信電力を最適化（最大化）することが可能である。追加的又は代替的に、ＲＩＳ３０によって反射波の進行方向を変更することによって、端末２０と通信するスモールセル基地局１０Ｂを別のスモールセル基地局１０Ｂに切り替えることが可能である。

【0053】

図９は、端末２０が、ＤＵＤｅ方式を適用して、マクロセル基地局１０Ａ及びスモールセル基地局１０Ｂと通信する例を示す図である。図９の例では、端末２０とスモールセル基地局１０Ｂとの間のアップリンクの通信は、ＲＩＳ３０によって中継される。なお、図９の例では、図１１に示されるように、端末２０からの入射波をＲＩＳ３０が反射する際に、スモールセル基地局１０Ｂからの指示信号に応じて、ＲＩＳ３０が、反射波の反射方向を制御する。ＲＩＳ３０は、スモールセル基地局１０Ｂにおける端末２０からのアップリンクの信号（ＲＩＳ３０からの反射波）の受信電力が最適化（最大化）されるように、反射波の反射方向を制御してもよい。追加的又は代替的に、ＲＩＳ３０は、反射波の反射方向を制御することによって、端末２０と通信するスモールセル基地局１０Ｂを別のスモールセル基地局１０Ｂに切り替えることによって、アップリンクの通信を最適化してもよい。

【0054】

例えば、ＲＩＳ３０が反射波の反射方向として、方向１、方向２、．．．、方向ｎのいずれかを選択できると仮定する。スモールセル基地局１０Ｂは、ＲＩＳ３０に対して、時刻１、時刻２、．．．、時刻ｎにおいて、端末２０からの所定の参照信号を、対応する方向１、方向２、．．．、方向ｎで反射するように指示する。スモールセル基地局１０Ｂは、時刻１、時刻２、．．．、時刻ｎにおいて受信した参照信号の受信電力値１、受信電力値２、．．．受信電力値ｎを比較し、これらの受信電力値のうちの最大の受信電力値に対する方向を、ＲＩＳ３０に対して指示してもよい。

【0055】

別の例として、端末２０と通信中のスモールセル基地局１０Ｂの近傍に別のスモールセル基地局１０Ｂが配置されていると仮定する。スモールセル基地局１０Ｂと別のスモールセル基地局１０Ｂとは、Ｘ２インタフェースを介して通信可能であると仮定する。端末２０と通信中のスモールセル基地局１０Ｂは、ＲＩＳ３０に対して、時刻１、時刻２、．．．、時刻ｎにおいて、端末２０からの所定の参照信号を、対応する方向１、方向２、．．．、方向ｎで反射するように指示する。スモールセル基地局１０Ｂは、時刻１、時刻２、．．．、時刻ｎにおいてスモールセル基地局１０Ｂ自身が受信した参照信号の受信電力値１Ａ、受信電力値２Ａ、．．．受信電力値ｎＡと、別のスモールセル基地局１０Ｂが受信した参照信号の受信電力値１Ｂ、受信電力値２Ｂ、．．．受信電力値ｎＢを比較し、受信電力値１Ａ、受信電力値２Ａ、．．．受信電力値ｎＡ、及び受信電力値１Ｂ、受信電力値２Ｂ、．．．受信電力値ｎＢの中の最大の受信電力値を特定する。

【0056】

スモールセル基地局１０Ｂは、スモールセル基地局１０Ｂ自身にて、当該特定した最大の受信電力値に対応する参照信号が受信されている場合には、端末２０との通信先をスモールセル基地局１０Ｂのままとし、当該最大の受信電力値に対する方向を、ＲＩＳ３０に対して指示してもよい。スモールセル基地局１０Ｂは、別のスモールセル基地局１０Ｂにて、当該特定した最大の受信電力値に対応する参照信号が受信されている場合には、当該最大の受信電力値に対する方向を、ＲＩＳ３０に対して指示すると共に、端末２０の通信先を別のスモールセル基地局１０Ｂに変更するように端末２０に指示してもよい。なお、上述の例では、スモールセル基地局１０Ｂが端末２０の近傍に２つ配置されていることを仮定しているが、本発明の実施例はこの例には限定されない。例えば、端末２０の近傍に３つ以上のスモールセル基地局１０Ｂが配置されていてもよい。

【0057】

図１０は、ＤＵＤｅのＵＬにＲＩＳを適用した場合のＵＬ性能の例を示す図である。上述の通り、端末２０とスモールセル基地局１０Ｂとの間の通信を、ＲＩＳ３０によって中継し、その際に、端末２０からの信号を搬送する搬送波のＲＩＳ３０による反射方向を制御することによって、スモールセル基地局１０Ｂにおける端末２０からのアップリンクの信号の受信電力を最適化（最大化）することが可能である。図１０の例では、図７の例と比較して、ＵＬ－ＤＬ ｉｍｂａｌａｎｃｅの場合の、端末２０からのアップリンク信号のスモールセル基地局１０Ｂにおける受信電力が高くなっている。

【0058】

上述の通り、ＤＵＤｅのＵＬにＲＩＳを適用した場合には、端末２０は、アップリンク及びダウンリンクにおいて、最適な基地局に常に接続され得る。特に、遮蔽が多い環境では、端末２０の近くの最適なスモールセル基地局１０ＢにＵＬトラフィックをオフロードすることが可能である。遮蔽環境（及びＵＬ－ＤＬ不均衡が発生する領域）に置かれる端末２０のＤＬ及びＵＬの全体的な通信速度を向上させ、システムのスループットを効果的に高めることが可能である。なお、受信電力は、自由空間の経路損失に基づいて計算してもよい。

【0059】

図１２は、無線通信システムで実行される処理手順の一例を説明するためのフローチャートである。

【0060】

ステップＳ１１０において、マクロセル基地局１０Ａは、端末２０からメジャメントレポートを受信する。当該メジャメントレポートには、端末２０の近傍に置かれる基地局（マクロセル基地局１０Ａ及びスモールセル基地局１０Ｂを含む）からの信号の受信電力値を示す情報が含まれる。

【0061】

ステップＳ１２０において、マクロセル基地局１０Ａと端末２０との間の通信が設定される。ステップＳ１３０において、マクロセル基地局１０Ａは、端末２０に対して、ダウンリンク通信のスケジューリングを行う。

【0062】

ステップＳ１１０においてマクロセル基地局１０Ａが受信したメジャメントレポートにおいて、スモールセル基地局１０Ｂからの受信電力値が所定の閾値よりも大きいことが示されていた場合、マクロセル基地局１０Ａは、端末２０とスモールセル基地局１０Ｂとの間のアップリンク通信の設定を行うことを決定する。ステップＳ１４０において、マクロセル基地局１０Ａは、端末２０とスモールセル基地局１０Ｂとの間のアップリンク通信の設定を行うことを端末２０に通知する。

【0063】

次に、図１２のステップＳ２１０において、マクロセル基地局１０Ａは、スモールセル基地局１０Ｂに対して、スモールセル基地局１０Ｂの追加の要求（Ｓｍａｌｌ Ｃｅｌｌ ｂａｓｅ ｓｔａｔｉｏｎ（ＳＣＢＳ） ａｄｄｉｔｉｏｎ ｒｅｑｕｅｓｔ）を送信する。ステップＳ２２０において、スモールセル基地局１０Ｂは、スモールセル基地局１０Ｂの追加の要求に対する肯定応答（ＳＣＢＣ Ａｄｄｉｔｉｏｎ ｒｅｑｕｅｓｔ ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）を送信する。

【0064】

ステップＳ２２０において、スモールセル基地局１０Ｂの追加の要求に対する肯定応答を受信したことに応答して、マクロセル基地局１０Ａは、ステップＳ２３０において、端末２０のアップリンク通信の設定を変更するための設定情報である、Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＲＲＣ） Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ｆｏｒ ＵＬを、端末２０に送信する。

【0065】

ステップＳ２３０において、ＲＲＣ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ｆｏｒ ＵＬを受信したことに応答して、ステップＳ２４０において、端末２０は、ＲＲＣ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ｃｏｍｐｌｅｔｅ ｆｏｒ ＵＬをマクロセル基地局１０Ａに送信する。ステップＳ２４０において、ＲＲＣ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ｃｏｍｐｌｅｔｅ ｆｏｒ ＵＬを受信したことに応答して、ステップＳ２５０において、マクロセル基地局１０Ａは、ＳＣＢＳ Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ｃｏｍｐｌｅｔｅをスモールセル基地局１０Ｂに送信する。

【0066】

次に、図１２のステップＳ３１０において、端末２０とスモールセル基地局１０Ｂとの間で、ランダムアクセス手順が実行される。ステップＳ３１０において、端末２０とスモールセル基地局１０Ｂとの間のアップリンクの通信が設定された後、スモールセル基地局１０Ｂは、端末２０とスモールセル基地局１０Ｂとの間のアップリンク通信を、ＲＩＳ３０によって中継させるための再設定を行う。

【0067】

ステップＳ３２０において、端末２０は、アップリンクのスケジューリングリクエストをスモールセル基地局１０Ｂに送信する。ステップＳ３３０において、スモールセル基地局１０Ｂは、端末２０に対するスケジューリングを行う。この場合において、スモールセル基地局１０Ｂは、端末２０とのアップリンク通信をＲＩＳ３０に中継させることを決定してもよい。追加的に、スモールセル基地局１０Ｂは、ＲＩＳ３０によって反射された端末２０からの信号のスモールセル基地局１０Ｂにおける受信電力が最適化（最大化）されるように、ＲＩＳ３０に対して送信すべき位相及びタイミング情報を含む設定情報を設定してもよい。

【0068】

ステップＳ３４０において、スモールセル基地局１０Ｂは、位相及びタイミング情報を含む設定情報を、ＲＩＳ３０に送信する。ＲＩＳ３０は、受信した位相及びタイミング情報に基づいて、端末２０からの信号の搬送波を反射する方向を調整してもよい。ステップＳ３５０において、スモールセル基地局１０Ｂは、端末２０にＵＬスケジューリンググラントを送信する。この際に、スモールセル基地局１０Ｂは、ＲＩＳ３０を介して、ＵＬスケジューリンググラントを端末２０に送信してもよい。ＵＬスケジューリンググラントには、端末２０からの信号を、ＲＩＳ３０を介してスモールセル基地局１０Ｂに送信するためのリソース（時間及び周波数領域のリソース）を指定する情報が含まれてもよい。

【0069】

その後、ステップＳ３６０において、端末２０は、ＲＩＳ３０に対して、ＵＬ送信を行い、ステップＳ３７０において、ＲＩＳ３０は、端末２０からのＵＬ送信を、スモールセル基地局１０Ｂに中継する。

【0070】

上述したように、実施例によれば、ＤＵＤｅのＵＬにＲＩＳ３０を適用することで、端末２０のＤＬ及びＵＬの全体的な通信レートを向上することができる。従って、無線通信システムのスループットを効果的に高めることができる。

【符号の説明】

【0071】

１０Ａ マクロセル基地局
１０Ｂ スモールセル基地局
２０ 端末
３０ ＲＩＳ
４０ ネットワーク
１１０ 送信部
１２０ 受信部
１３０ 制御部
２１０ 送信部
２２０ 受信部
２３０ 制御部
３１０ 送信部
３２０ 受信部
３３０ 制御部
３４０ エレメント
１００ ドライブ装置
１０１ 記録媒体
１０２ 補助記憶装置
１０３ メモリ装置
１０４ ＣＰＵ
１０５ インタフェース装置
Ｂ バス

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【国際調査報告】