JP2015179994A - 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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Abstract

【課題】非ライセンスバンドでＬＴＥを運用する無線通信システム（ＬＴＥ−Ｕ）において、ＵＬ送信制御を適切に行うこと。【解決手段】ライセンスバンド及び非ライセンスバンドを用いて無線基地局と通信を行うユーザ端末であって、非ライセンスバンドにおいて他の送信ポイントから送信される信号の検出を行う検出部と、無線基地局から送信されるＵＬ送信指示と、前記検出部の検出結果とに基づいて、非ライセンスバンドにおけるＵＬ信号の送信を制御する制御部と、ＵＬ信号を送信する送信部と、を有し、前記送信部は、前記検出結果に関する情報をライセンスバンドを用いて無線基地局に送信する。【選択図】図５

Description

本発明は、次世代の通信システムに適用可能な無線基地局、ユーザ端末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、さらなる高速データレート、低遅延などを目的としてロングタームエボリューション（ＬＴＥ：Long Term Evolution）が仕様化された（非特許文献１）。ＬＴＥではマルチアクセス方式として、下り回線（下りリンク）にＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）をベースとした方式を用い、上り回線（上りリンク）にＳＣ−ＦＤＭＡ（Single Carrier Frequency Division Multiple Access）をベースとした方式を用いている。また、ＬＴＥからのさらなる広帯域化及び高速化を目的として、ＬＴＥの後継システム（例えば、ＬＴＥアドバンスト又はＬＴＥエンハンスメントと呼ぶこともある（以下、「ＬＴＥ−Ａ」という））も検討され、仕様化されている（Ｒｅｌ．１０／１１）。
将来の無線通信システム（Ｒｅｌ．１２以降）では、ＬＴＥシステムを、通信事業者（オペレータ）にライセンスされた周波数帯域（Licensed band）だけでなく、ライセンス不要の周波数帯域（Unlicensed band）で運用するシステム（ＬＴＥ−Ｕ：LTE Unlicensed）も検討されている。ライセンスバンド（Licensed band）は、特定の事業者が独占的に使用することを許可された帯域であり、非ライセンスバンド（Unlicensed band）は特定事業者に限定せずに無線局を設置可能な帯域である。非ライセンスバンドとして、例えば、Ｗｉ−ＦｉやＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）を使用可能な２．４ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯、ミリ波レーダーを使用可能な６０ＧＨｚ帯等の利用が検討されている。
既存のＬＴＥでは、ライセンスバンドでの運用が前提となっているため、各オペレータに対して異なる周波数帯域が割当てられている。しかし、非ライセンスバンドは、ライセンスバンドと異なり特定の事業者のみの使用に限られない。このため、あるオペレータのＬＴＥ−Ｕで利用する周波数帯域は、他のオペレータのＬＴＥ−ＵやＷｉ−Ｆｉで利用する周波数帯域と重なる可能性がある。さらに、非ライセンスバンドでは、オペレータに限られず、非オペレータ（例えば、個人や無線通信事業者としての免許を付与されていない企業人など）もＬＴＥ−Ｕを利用する無線基地局（ＬＴＥ−Ｕ基地局）を設置することが考えられる。
非ライセンスバンドでＬＴＥを運用する場合、異なるオペレータや非オペレータ間において、同期、協調及び／又は連携等がなされずに運用されることが想定される。この場合、非ライセンスバンドにおいて複数のオペレータ等が同一周波数を共有して利用することにより、相互干渉が生じるおそれがある。
そこで、非ライセンスバンドにおいて運用されるＷｉ−Ｆｉシステムでは、ＬＢＴ（Listen Before Talk）メカニズムに基づくキャリア検知多重アクセス／衝突回避（ＣＳＭＡ／ＣＡ：Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance）が採用されている。具体的には、各送信ポイント（ＡＰ：Access Point）が送信を行う前にリスニング（ＣＣＡ：Clear Channel Assessment）を実行し、所定レベルを超える信号が存在しない場合にのみＤＬ送信を行う方法等が用いられている。
同様に、ＬＴＥ−Ｕにおいてもユーザ端末が非ライセンスバンドにおいてリスニング（ＬＢＴ）を実施し、当該リスニングの結果に応じてＵＬ送信を制御する（例えば、所定期間ＵＬ送信を停止する）方法を採用することが考えられる。しかし、ＬＴＥシステムでは、ユーザ端末は無線基地局からのＵＬ送信指示（ＵＬグラント）に基づいてＵＬデータ信号（ＰＵＳＣＨ信号）等の送信を行う。このため、ユーザ端末がＬＢＴの結果に基づいてＵＬ信号の送信を制御する場合、無線基地局側でユーザ端末の状況を正確に把握できず、不要なＵＬ送信制御（例えば、再送動作等の適応制御）が生じるおそれがある。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、非ライセンスバンドでＬＴＥを運用する無線通信システム（ＬＴＥ−Ｕ）において、ＵＬ送信制御を適切に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とする。
本発明のユーザ端末の一態様は、ライセンスバンド及び非ライセンスバンドを用いて無線基地局と通信を行うユーザ端末であって、非ライセンスバンドにおいて他の送信ポイントから送信される信号の検出を行う検出部と、無線基地局から送信されるＵＬ送信指示と、前記検出部の検出結果とに基づいて、非ライセンスバンドにおけるＵＬ信号の送信を制御する制御部と、ＵＬ信号を送信する送信部と、を有し、前記送信部は、前記検出結果に関する情報をライセンスバンドを用いて無線基地局に送信することを特徴とする。
本発明の一態様によれば、非ライセンスバンドでＬＴＥを運用する無線通信システム（ＬＴＥ−Ｕ）において、ＵＬ送信制御を適切に行うことが可能となる。
非ライセンスバンドでＬＴＥを利用する場合の運用形態の一例を示す図である。 ＬＴＥ−ＵのＵＬ送信においてＬＢＴをサポートした場合の一例を説明する図である。 ＬＴＥ−ＵのＵＬ送信においてＬＢＴをサポートした場合の他の一例を説明する図である。 ＬＴＥ−ＵのＵＬ送信においてＬＢＴをサポートした場合の他の一例を説明する図である。 非ライセンスバンドに対してユーザ端末が実施したＬＢＴ結果をライセンスバンドを用いて送信する方法の一例を説明する図である。 ＬＴＥ ＴＤＤで適用するＵＬ／ＤＬ構成の一例を示す図である。 非ライセンスバンドに対してユーザ端末が実施したＬＢＴ結果をライセンスバンドを用いて送信する方法の他の一例を説明する図である。 非ライセンスバンドに対してユーザ端末が実施したＬＢＴ結果をライセンスバンドを用いて送信する方法の他の一例を説明する図である。 ＬＴＥ−ＵのＵＬ送信においてＬＢＴをサポートした場合のＵＬ送信電力制御の一例を示す図である。 ＬＴＥ−ＵのＵＬ送信においてＬＢＴ結果に対応してＵＬ送信電力を制御する方法の一例を示す図である。 本実施の形態に係る無線通信システムの一例を示す概略図である。 本実施の形態に係る無線基地局の全体構成の説明図である。 本実施の形態に係る無線基地局の機能構成の説明図である。 本実施の形態に係るユーザ端末の全体構成の説明図である。 本実施の形態に係るユーザ端末の機能構成の説明図である。
図１は、本実施の形態で適用可能な無線通信システム（ＬＴＥ−Ｕ）の運用形態を示している。図１Ａは、ライセンスバンドと非ライセンスバンドを用いて、キャリアアグリゲーション（ＣＡ：Carrier Aggregation）を適用する場合を示している。
キャリアアグリゲーション（ＣＡ）は、複数のコンポーネントキャリア（ＣＣ、キャリア、セル等ともいう）を統合して広帯域化することをいう。各ＣＣは、例えば、最大２０ＭＨｚの帯域幅を有し、最大５つのＣＣを統合する場合には最大１００ＭＨｚの広帯域が実現される。
ＣＡが適用される場合、１つの無線基地局のスケジューラが複数のＣＣのスケジューリングを制御する。このことから、ＣＡは基地局内ＣＡ（intra-eNB CA）と呼ばれてもよい。また、図１Ａにおいて、非ライセンスバンドを付加下りリンク（ＳＤＬ：Supplemental Downlink）として利用することも可能である。付加下りリンクとは、ＤＬ伝送専用に用いるキャリア（バンド）を指す。
本実施の形態では、図１Ｂに示すように、ライセンスバンドのＤＬ信号と非ライセンスバンドのＤＬ信号を、一つの送信ポイント（例えば、無線基地局）から送信することができる（Co-located CA）。この場合、ＬＴＥ−Ｕ基地局は、ライセンスバンドと非ライセンスバンドを利用してユーザ端末と通信を行うことができる。
あるいは、図１Ｃに示すように、ライセンスバンドのＤＬ信号と非ライセンスバンドのＤＬ信号を、それぞれ異なる送信ポイントから送信することも可能である（Non-Co-located CA）。この場合、一方のＤＬ信号（例えば、ライセンスバンドのＤＬ信号）を無線基地局から送信し、他方のＤＬ信号（例えば、非ライセンスバンドのＤＬ信号）を当該無線基地局に接続するＲＲＨ（Remote Radio Head）等から送信することができる。この場合、ライセンスバンドを利用する送信ポイントと非ライセンスバンドを利用する送信ポイントは、バックホールリンク（例えば、光ファイバ等）で接続された構成とすることができる。
また、図１に示すように、ＬＴＥ−Ｕの運用においてライセンスバンドのＬＴＥ（Licensed LTE）があることを前提とした非ライセンスＬＴＥ（LTE-Unlicensed）をＬＡＡ（Licensed-Assisted Access）とも呼ぶ。ライセンスＬＴＥと非ライセンスＬＴＥが連携してユーザ端末と通信する場合、非ライセンスバンドの通信に関する情報を、ライセンスバンドを利用してユーザ端末に通知することができる。
また、上記図１に示す運用形態では、例えば、ライセンスバンドＣＣをプライマリセル（ＰＣｅｌｌ）、非ライセンスバンドＣＣをセカンダリセル（ＳＣｅｌｌ）として利用することができる。ここで、プライマリセル（ＰＣｅｌｌ）とは、ＣＡを行う場合にＲＲＣ接続やハンドオーバを管理するセルであり、端末からのデータやフィードバック信号を受信するためにＵＬ伝送も必要となるセルである。ＣＡを行う場合、プライマリセルは上下リンクともに常に設定される。セカンダリセル（ＳＣｅｌｌ）とは、ＣＡを適用する際にプライマリセルに加えて設定する他のセルである。セカンダリセルは下りリンクだけ設定することもできるし、上下リンクを同時に設定することもできる。
ところで、非ライセンスバンドは、ライセンスバンドと異なり特定の通信事業者（オペレータ）のみの使用に限られない。一般的に、異なるオペレータ間で、他のオペレータのセルプランニング（セル配置）を制御することは困難である。さらに、非ライセンスバンドでは、ライセンスバンドでサービスを提供しているオペレータ以外の非オペレータ（例えば、個人や無線通信事業者としての免許を付与されていない企業人など）がＬＴＥ−Ｕ基地局を設置することも考えられる。
また、異なるオペレータや非オペレータが運用するＬＴＥ−Ｕ基地局やＷｉ−Ｆｉ間では、同期、協調及び／又は連携等がなされずに運用されることも想定される。かかる場合、異なるオペレータのＬＴＥ−ＵやＷｉ−Ｆｉシステムが同一周波数又は隣接周波数を使用する可能性があるため、相互干渉が大きな課題となる。
そのため、非ライセンスバンドでは、他のシステムとの干渉を抑制するために、ＬＢＴ（Listen Before Talk）メカニズムに基づく送信制御（送信の停止、送信タイミング制御等）を採用することが考えられる。ここで、ＬＢＴメカニズムとは、ＤＬ信号を送信する前にリスニング（ＬＢＴ）を実行して、他のアクセスポイントから送信されるＤＬ信号の検出／測定を行う動作を指す。各送信ポイントは検出結果（ＬＢＴ結果）に応じて送信制御（例えば、送信停止等）を行う。
Ｗｉ−Ｆｉシステムでは、既にＬＢＴメカニズムに基づく送信制御が導入されている。具体的にＷｉ−Ｆｉシステムでは、ＤＬ送信を行う前に送信予定の周波数でリスニング（ＬＢＴ）を実行する（図２参照）。リスニングの結果、干渉となる他の通信システム（他オペレータＬＴＥ−Ｕ、Ｗｉ−Ｆｉ等）の信号が検出された場合（干渉検出）には信号送信を中止し、一定期間経過後に再度ＬＢＴを行う（ＬＢＴ＋ランダムバックオフ）。また、リスニングの結果、干渉となる他の通信システムの信号が検出されない場合（非干渉検出）には信号送信を行う。なお、ＬＢＴは所定周期（例えば、数ｍｓ）毎に行うことができる。
そこで、ＬＴＥ−ＵシステムにおいてもＷｉ−Ｆｉシステムと同様に、ＬＢＴメカニズムに基づく送信制御（ＬＢＴ＋ランダムバックオフ）を行うことが考えられる（図３参照）。ＤＬにおいては、無線基地局が非ライセンスバンドでＤＬ信号（例えば、ＰＤＣＣＨ信号やＰＤＳＣＨ信号）を送信する前にＬＢＴを実行し、当該ＬＢＴ結果に応じてＤＬ送信を制御する。また、ＵＬにおいては、ユーザ端末が非ライセンスバンドでＵＬ信号（例えば、ＰＵＳＣＨ信号）を送信する前にＬＴＢを実行し、当該リスニング結果に応じてＵＬ送信を制御することが考えられる。
なお、図３の下りリンクでは、無線基地局が非ライセンスバンドで実施した２回のＬＢＴ結果が干渉非検出（送信好適）であり、ＤＬ信号（例えば、ＰＤＣＣＨ信号）を送信する場合を示している。また、図３の上りリンクでは、ユーザ端末が非ライセンスバンドで実施した１回目のＬＴＢ結果が干渉検出（送信不適）であり、ＵＬ信号（例えば、ＰＵＳＣＨ信号）の送信を停止する場合、２回目のＬＴＢ結果が干渉非検出（送信好適）であり、ＵＬ信号（例えば、ＰＵＳＣＨ信号）の送信を行う場合を示している。
しかし、ＬＴＥシステムでは、ユーザ端末は無線基地局からの下り制御情報（ＤＣＩ）に含まれるＵＬ送信指示（ＵＬグラント）に基づいてＵＬ信号（例えば、ＰＵＳＣＨ信号）の送信を行う。具体的に、ユーザ端末は、無線基地局から送信される下り制御信号（ＵＬ グラント）を受信した場合、所定期間（例えば、４ｍｓ）後のサブフレームでＵＬデータ信号の送信を行う。この点において、端末が自発的に送信を行うＷｉ−Ｆｉシステム（Ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓベース）のＵＬ送信動作と異なっている。
そのため、ＬＴＥ−Ｕの非ライセンスバンド（ＬＡＡ）でＬＢＴをサポートする場合、ユーザ端末は、下り制御信号を受信してＵＬグラントを検出したら、所定期間後にＬＢＴを行い、ＬＢＴ結果が干渉非検出（以下、「送信好適」とも記す）である場合にＵＬデータ信号を送信する。一方、ユーザ端末は、ＬＢＴの結果が干渉検出（以下、「送信不適」とも記す）である場合にＵＬデータ信号の送信を中止する。この場合、ユーザ端末側でＵＬグラントを正常に受信できても、ＵＬデータ信号の送信を行わない場合が生じる。
既存のＬＴＥシステムにおいて、無線基地局は、ＵＬ送信を指示したユーザ端末からＵＬデータ信号が送信されない場合、ユーザ端末がＵＬグラントを検出できず、ＵＬデータ信号（ＰＵＳＣＨ信号）を送信しない（ＤＴＸ）と認識する。ＤＴＸは、通信品質が悪い場合を示しており、無線基地局は「ＮＡＣＫ」と等価であると判断して、適応制御を行って品質を確保する。
一方で、上記図３に示したように、非ライセンスバンドにおいてユーザ端末がＬＢＴ結果に応じて送信制御を行う場合、無線基地局はユーザ端末側でＵＬグラントが正常に受信された場合であっても「ＤＴＸ」と認識するおそれがある。つまり、ＬＴＥ−ＵのＵＬ伝送でＬＢＴをサポートする場合、ＤＴＸとして、ユーザ端末が下り制御情報（ＵＬグラント）を受信ミスした場合（図４Ａ参照）と、下り制御情報を正確に受信したがＬＢＴ結果が“送信不適”である場合（図４Ｂ参照）の２種類の種別がある。
図４Ａに示すＤＴＸは、従来と同様にユーザ端末のＵＬグラントの受信ミスに起因するものであるため、無線基地局は適応制御を行って品質を確保するように制御する。一方で、図４Ｂに示すＤＴＸは、ユーザ端末はＵＬグラントを検出できているため、無線基地局は、適応制御を行う必要はなく、図４Ａに示すＤＴＸの場合とは異なる制御（例えば、利用する周波数変更等）を行うことが望ましい。
そこで、本発明者等は、無線基地局が、ユーザ端末が実施するＬＢＴの結果に基づいてＵＬ送信制御を行うことにより、ユーザ端末がＤＴＸ状態であると判断した場合であっても不要な適応制御を抑制することを見出した。また、本発明者等は、ＬＡＡでは、ユーザ端末が非ライセンスバンドセルを用いる際に、ＬＢＴを行わないライセンスバンドセルと接続している点に着目した。つまり、ユーザ端末は、ＬＢＴ結果が“送信不適”であり、非ライセンスバンドでＵＬ送信を停止する場合であってもライセンスバンドではＵＬ信号の送信が可能である点に着目し、ＬＢＴ結果に関する情報をライセンスバンドを用いて無線基地局に報告することを着想した。
これにより、ＬＴＥ−ＵのＵＬ伝送においてＬＢＴをサポートする場合であっても、無線基地局側において、ＵＬ送信指示をしたユーザ端末からＵＬ送信が行われなかった原因（ＤＴＸの種別）を正確に把握することが可能となる。その結果、無線基地局はユーザ端末に対して適切なＵＬ送信制御を行うことができる。
また、ユーザ端末から報告するＬＢＴ結果は、ライセンスバンドの物理チャネル、参照信号、ＭＡＣ ＣＥ、又はメジャメント報告の一部として無線基地局に報告することができる。また、ユーザ端末から無線基地局に報告するＬＢＴ結果は、送信不適の場合のみ報告してもよいし、送信好適の場合と送信不適の場合についてそれぞれ報告してもよい。
以下に本実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
（第１の態様）
第１の態様では、非ライセンスバンドにおいてユーザ端末が実施したＬＢＴ結果をライセンスバンドの物理チャネル、参照信号等を利用して報告する場合を説明する（図５参照）。
図５に示すように、ユーザ端末が、非ライセンスバンドにおいて下り制御情報（ＵＬグラント）を適切に受信した場合、ＵＬデータ信号を送信する前にＬＢＴを行う。ＬＢＴ結果が“送信好適”である場合、ユーザ端末はＵＬグラントの指示に基づいてＵＬデータ信号を送信する。一方で、ＬＢＴ結果が“送信不適”である場合には、ユーザ端末はＵＬデータ信号の送信は行わず、当該ＬＢＴ結果（送信不適）に関する情報をライセンスバンドの物理チャネル、参照信号等を用いて無線基地局に送信する。
物理チャネルとしては、上り制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）、ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ）、上り共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）等が利用でき、参照信号としては、上り測定用参照信号（ＳＲＳ）、チャネル状態測定用参照信号（ＣＳＩ）等を利用できる。
ユーザ端末が実施したＬＢＴ結果の報告にＰＵＣＣＨ、ＰＲＡＣＨ又はＳＲＳ等の物理リソースを利用する場合、ＬＢＴ結果が“送信好適”又は“送信不適”であることを１ビット又は２ビット情報として報告することができる。この場合、ユーザ端末は、ＬＢＴ後の所定タイミング（所定のサブフレーム）でＬＢＴ結果に関する情報を送信する。
なお、ユーザ端末がＬＢＴ結果報告用にＰＵＣＣＨ、ＰＲＡＣＨ又はＳＲＳ等の物理リソースを利用する場合、当該物理リソースは、無線基地局から上位レイヤシグナリング（例えば、ＲＲＣシグナリング）を用いてユーザ端末に通知する。あるいは、無線基地局から非ライセンスバンドにおけるＰＵＳＣＨのＵＬグラントを利用してユーザ端末に指示することができる。
また、ユーザ端末がＬＢＴ結果の報告にライセンスバンドにおける周期的ＣＳＩ（periodic CSI）の物理リソースを利用する場合、ＣＳＩリソースの一部の情報をＬＢＴ結果で置き換えることができる。また、ユーザ端末は、ＬＢＴ後の所定タイミング（例えば、４ｍｓ後のサブフレーム）で送信される周期的ＣＳＩを用いて報告を行う。ＣＳＩのペイロードサイズによっては、より詳細なＬＢＴ結果の報告が可能となる。
また、ユーザ端末がＬＢＴ結果の報告にＰＵＳＣＨの物理リソースを利用する場合、非ライセンスバンド（ＬＡＡ）のＵＬグラントで指示されるＵＬ送信タイミングと同一タイミングのライセンスバンドのＰＵＳＣＨに多重する。当該タイミングにおいて、ライセンスバンドのＰＵＳＣＨ送信が指示（ＵＬグラント）されていない場合には、ユーザ端末はＬＢＴ結果を報告しない構成としてもよい。以下に、ＬＢＴ結果をＰＵＣＣＨ、ＳＲＳ、ＰＵＳＣＨを利用して報告する場合について、さらに詳細に説明する。
＜ＰＵＣＣＨ＞
ユーザ端末が、非ライセンスバンドのＬＢＴ結果をライセンスバンドのＰＵＣＣＨを利用して送信する場合、所定のタイミングでＬＢＴ結果をフィードバックする。例えば、ＬＢＴ結果が“送信不適”である場合、ユーザ端末は、本来ＬＢＴ結果が“送信好適”である場合に非ライセンスバンドで送信する予定であったサブフレームタイミング（例えば、４ｍｓ後のサブフレーム）で、ライセンスバンドのＰＵＣＣＨを用いてＬＢＴ結果を送信する。
つまり、本実施の形態では、ＵＬグラントを適切に受信したユーザ端末は、ＬＢＴ結果が“送信好適”である場合に非ライセンスバンドを用いてＵＬデータを送信し、ＬＢＴ結果が“送信不適”である場合に非ライセンスバンドにおけるＵＬデータの送信を停止すると共に、ライセンスバンドを用いてＬＢＴ結果を報告する。
通常、無線基地局は、ＵＬグラントを送信したユーザ端末からＵＬデータ信号の送信がない場合には“ＤＴＸ”と判断する。しかし、本実施の形態では、無線基地局は、ＬＢＴ結果が含まれるライセンスバンドのＰＵＣＣＨを検出することにより、ＵＬの非ライセンスバンドが“送信不適”であると判断することができる。これにより、無線基地局は、非ライセンスバンドにおけるユーザ端末の送信好適／送信不適を正確に把握して、ＵＬ信号のスケジューリングを適切に行うことが可能となる。
また、ＬＢＴ結果が“送信不適”である場合のＰＵＣＣＨ送信のタイミングを、非ライセンスバンドのＵＬ送信タイミング（ＵＬグラント指示）と同一にすることにより、スケジューリング制御の複雑化を抑制することができる。また、非ライセンスバンドのＵＬ送信タイミングでライセンスバンドも送信するため、送受信を同時に行うことができないＨａｌｆ−ｄｕｐｌｅｘ端末に対しても同様の仕組み（ＵＬ送信メカニズム）を適用することが可能となる。
なお、本実施の形態は、上りリンク（ＵＬ）と下りリンク（ＤＬ）を周波数で分割する周波数分割複信（ＦＤＤ）と、上りリンクと下りリンクを時間で分割する時間分割複信（ＴＤＤ）の双方に適用することができる。
例えば、ライセンスバンドがＦＤＤセル、非ライセンスバンド（ＬＡＡ）がＴＤＤセルとして設定され、ユーザ端末が非ライセンスバンドのＬＢＴ結果（例えば、送信不適）をライセンスバンドで送信する場合を想定する。この場合、無線基地局は、ユーザ端末に対して非ライセンスバンドのＴＤＤで利用するＵＬ／ＤＬ構成を設定（Configure）する。ユーザ端末は、ＴＤＤのＵＬ／ＤＬ構成のＵＬサブフレーム（ＰＵＳＣＨ送信タイミング）に基づいて、ライセンスバンド（ＦＤＤ）で送信するＬＢＴ結果の送信タイミングを制御することができる。
つまり、ＬＢＴ結果が“送信不適”である場合、ユーザ端末は、本来ＬＢＴ結果が“送信好適”である場合に非ライセンスバンド（ＴＤＤ）のＵＬサブフレームで送信する予定であったサブフレームタイミングで、ライセンスバンド（ＦＤＤ）のＰＵＣＣＨを用いてＬＢＴ結果を送信する。なお、非ライセンスバンド（ＴＤＤ）のＵＬサブフレームで送信する予定であったサブフレームタイミングは、ユーザ端末に設定されるＵＬ／ＤＬ構成毎に決定される。
図６は、本実施の形態で利用可能なＵＬ／ＤＬ構成を示している。例えば、ユーザ端末にＵＬ／ＤＬ構成２が設定される場合を想定する。この場合、サブフレーム３で非ライセンスバンドを介して送信されるＵＬグラントで指示されるＰＵＳＣＨ信号の送信は、サブフレーム７で行う。同様に、サブフレーム８で送信されるＵＬグラントで指示されるＰＵＳＣＨ信号の送信はサブフレーム２で行う。
そのため、ユーザ端末が非ライセンスバンドのＬＢＴ結果をライセンスバンドのＰＵＣＣＨで報告する場合、非ライセンスバンドでＵＬデータ信号を送信する予定であったタイミングと同じタイミングで行う。例えば、ユーザ端末は、非ライセンスバンドにおいてサブフレーム３で送信されるＵＬグラントで指示されたＵＬデータ信号のＬＢＴ結果（送信不適）に関する情報を、サブフレーム７のライセンスバンドのＰＵＣＣＨで行う。これにより、スケジューリング制御の複雑化を抑制することができる。
ところで、上述したように、ライセンスバンドのＰＵＣＣＨを利用してＬＢＴ結果を送信する場合、当該ＬＢＴ結果を割当てるＰＵＣＣＨリソースをどのように決定するかが問題となる。そこで、本実施の形態では、ＬＢＴ結果報告用ＰＵＣＣＨリソースを、非ライセンスバンドのＰＵＳＣＨ送信を指示するＵＬグラントを用いてユーザ端末に指示することができる（図７参照）。例えば、ユーザ端末は、非ライセンスバンドのＵＬグラントに含まれる情報ビットを用いてＬＢＴ結果報告用のライセンスバンドＰＵＣＣＨリソースを特定する。又は、ユーザ端末は、非ライセンスバンドのＵＬグラントの検出で得られる情報（リソース番号、アグリゲーションレベル（Aggregation level）等）を用いてＬＢＴ結果報告用のライセンスバンドＰＵＣＣＨリソースを特定してもよい。
つまり、ユーザ端末は、ＬＢＴ結果が“送信好適”である場合、非ライセンスバンドのＰＵＳＣＨ割当て情報に基づいて、非ライセンスバンドのＰＵＳＣＨにＵＬデータ信号を割当てる。一方で、ＬＢＴ結果が“送信不適”である場合、非ライセンスバンドのＵＬグラントを利用して、ライセンスバンドのＰＵＣＣＨにＬＢＴ結果に関する情報を割当てる。
このように、ＬＢＴ結果を割当てるライセンスバンドのＰＵＣＣＨリソースを、非ライセンスバンドの下り制御情報（例えば、ＵＬグラント）に含まれる情報を利用して決定することにより、ＬＢＴ結果報告用のＰＵＣＣＨを動的にスケジューリングすることができる。
あるいは、ＬＢＴ報告用ＰＵＣＣＨリソースをあらかじめ上位レイヤシグナリング（例えば、ＲＲＣシグナリング）を用いてユーザ端末に通知してもよい。この場合、ユーザ端末は、スケジューリング要求（Scheduling Request）やＣＳＩ報告と同様に、ＲＲＣシグナリングで設定される周期リソースを用いてＬＢＴ結果を報告する。例えば、ユーザ端末は、周期的ＣＳＩ報告用の一部のビットを、ＬＢＴ結果報告用のビットとして利用してもよい。あるいは、ライセンスバンドのＰＵＣＣＨに新たにＬＢＴ結果報告用のリソースを追加してもよい。
このように、ＬＢＴ結果報告用のＰＵＣＣＨリソースを上位レイヤシグナリングを用いてユーザ端末に通知することにより、ＵＬグラントのペイロードサイズが増加することを抑制することができる。また、ＵＬグラントのリソース制約が生じることを抑制してＰＵＣＣＨリソースの割当てが可能となる。
＜ＳＲＳ＞
ユーザ端末は、ＬＢＴ結果報告をライセンスバンドのＳＲＳを用いて行うことも可能である（図８参照）。例えば、非ライセンスバンドにおけるＬＢＴ結果が“送信不適”である場合、ライセンスバンドの所定リソースでＳＲＳを送信する。ＬＢＴ結果報告にＳＲＳを利用することにより、ＰＵＣＣＨを利用する場合と比較して低オーバーヘッドでＬＢＴ結果報告が可能となる。
また、本実施の形態では、ＵＬデータ信号（ＰＵＳＣＨ信号）の送信を指示するＵＬグラントに含まれる非周期ＳＲＳ（Ａ−ＳＲＳ）トリガビットを利用して、ＬＢＴ結果の報告を制御してもよい。
無線基地局から非ライセンスバンドで送信されるＵＬグラント（例えば、ＤＣＩフォーマット０、４）には、ユーザ端末にＳＲＳを送信させるためのＡ−ＳＲＳのトリガビットが含まれている。通常、Ａ−ＳＲＳトリガビットはＰＵＳＣＨと同じ周波数帯でのＳＲＳをトリガする。つまり、非ライセンスバンドのＵＬグラントには、非ライセンスバンドのＳＲＳの送信をトリガする。
本実施の形態では、非ライセンスバンドのＵＬグラントに含まれるＡ−ＳＲＳトリガを利用して、ＬＢＴ結果に応じてＳＲＳの送信周波数帯を変更する（図８参照）。例えば、ユーザ端末が非ライセンスバンドで送信されたＵＬグラントを適切に受信し、ＬＢＴ結果が“送信好適”の場合、ユーザ端末は非ライセンスバンドでＳＲＳを送信する（通常のＳＲＳ動作）。
一方で、ユーザ端末が非ライセンスバンドで送信されたＵＬグラントを適切に受信し、ＬＢＴ結果が“送信不適”の場合、ユーザ端末はライセンスバンドでＳＲＳを送信する（ＬＢＴ結果報告）。無線基地局は、非ライセンスバンドでＡ−ＳＲＳをトリガした際に、ライセンスバンドでＳＲＳを受信した場合に、ユーザ端末のＬＢＴ結果が“送信不適”であると認識することができる。
なお、ライセンスバンドのＳＲＳリソースや非ライセンスバンドのＳＲＳリソースは、あらかじめ上位レイヤシグナリング（例えば、ＲＲＣシグナリング等）を用いてユーザ端末に通知することができる。
このように、Ａ−ＳＲＳトリガを利用して、ＬＢＴ結果に応じてＳＲＳの送信周波数帯を変更することにより、非ライセンスバンドが“送信好適”な場合はＳＲＳを非ライセンスバンドの参照信号（Sounding信号）として利用できる。一方、非ライセンスバンドが“送信不適”な場合はＳＲＳをＬＢＴ結果報告用の信号として用いることができるため、ＳＲＳの送信を有効活用することが可能となる。また、ＬＢＴ結果報告用のＳＲＳトリガとして、既存のＵＬグラントの情報ビットを再利用するため、ペイロードサイズの増加を抑制することができる。
＜ＰＵＳＣＨ＞
ユーザ端末は、ＬＢＴ結果報告をライセンスバンドのＰＵＳＣＨを用いて行うこともできる。例えば、ユーザ端末は、ＬＢＴ結果の報告タイミングでライセンスバンドのＰＵＳＣＨが割当てられている場合、当該ライセンスバンドのＰＵＳＣＨにＬＢＴ結果を多重して送信する。一方で、ＬＢＴ結果の報告タイミングでライセンスバンドのＰＵＳＣＨが割当てられていない場合、ＬＢＴ結果報告を行わない構成とすることができる。
なお、ＬＢＴ結果の報告タイミングとしては、上述したように、ＬＢＴ結果が“送信好適”である場合に非ライセンスバンドで送信する予定であったサブフレームタイミングとすることができる。
このように、ライセンスバンドのＰＵＳＣＨを利用してＬＢＴ結果を送信することにより、ＬＢＴ結果報告のために新たな個別リソースを必要としないため、リソース使用効率の低下を抑制することができる。また、無線基地局は、ＬＢＴ結果報告用のリソース設定のためにスケジューリング割当て処理を不要とすることができる。
また、無線基地局がユーザ端末にＬＢＴ結果を報告させたい場合には、ライセンスバンドと非ライセンスバンドのＵＬデータ信号の送信指示（ＵＬグラント）を同一タイミングで設定すればよい。これにより、非ライセンスバンドのＬＢＴ結果が“送信不適”である場合に、ユーザ端末は、ライセンスバンドのＰＵＳＣＨを利用してＬＢＴ結果を報告することができる。
（第２の態様）
第２の態様では、非ライセンスバンドにおいてユーザ端末が実施したＬＢＴ結果（例えば、送信不適）をＭＡＣ制御要素（ＭＡＣ ＣＥ：Medium Access Control Control Element）を利用して報告する場合を説明する。ＭＡＣ制御要素は、ＭＡＣレイヤでの制御に用いられる制御情報である。
ユーザ端末は、ＬＢＴ結果が“送信不適”である場合、所定のタイミングでライセンスバンドのＭＡＣ ＣＥを利用してＬＢＴ結果を送信する。例えば、ユーザ端末は、ＬＢＴ結果の報告タイミングでライセンスバンドのＰＵＳＣＨが割当てられている場合、当該ライセンスバンドのＰＵＳＣＨ送信時に、ＬＢＴ結果をＭＡＣ ＣＥに多重して送信する。一方で、ＬＢＴ結果の報告タイミングでライセンスバンドのＰＵＳＣＨが割当てられていない場合、当該報告タイミングではＬＢＴ結果をＭＡＣ ＣＥに多重しない構成とすることができる。
なお、ＬＢＴ結果の報告タイミングとしては、上述したように、ＬＢＴ結果が“送信好適”である場合に非ライセンスバンドで送信する予定であったサブフレームタイミングとすることができる。また、既存のＬＴＥのパワーヘッドルーム報告（ＰＨＲ：Power Headroom Report）と同様に、タイマに基づいてＬＢＴ結果報告トリガを定めてもよい。
このように、ＬＢＴ結果を所定のタイミングでＭＡＣ ＣＥに多重して送信することにより、ＬＢＴ結果報告のために新たな個別リソースを必要としないため、リソース使用効率の低下を抑制することができる。また、無線基地局は、ＬＢＴ結果報告用のリソース設定のためにスケジューリング割当て処理を不要とすることができる。
また、無線基地局がユーザ端末にＬＢＴ結果を報告させたい場合には、ライセンスバンドと非ライセンスバンドのＵＬデータ信号の送信指示（ＵＬグラント）を同一タイミングで設定すればよい。さらに、ユーザ端末は、ＬＢＴ結果（例えば、送信不適）に関する情報をＭＡＣヘッダで報告するため、上りデータのペイロードを圧迫することを抑制することができる。
なお、ＭＡＣ ＣＥによるＬＢＴ結果報告では、１度の結果送信で、過去複数回分のＬＢＴ結果を報告してもよい。このようにすることで、無線基地局側は、直近のＬＢＴ結果に加え、過去の平均的なＬＢＴ結果を知ることができるため、ユーザ端末の環境や干渉状態も把握することができる。
（第３の態様）
第３の態様では、非ライセンスバンドにおいてユーザ端末が実施したＬＢＴ結果を、ライセンスバンドのＰＵＳＣＨを用いてメジャメントレポート（Measurement report）として報告する場合を説明する。この場合、ユーザ端末は、ＬＢＴ結果（送信好適／送信不適）だけでなく、他の通信システム（例えば、Ｗｉ−Ｆｉ、他のオペレータＬＴＥ−Ｕ）の非ライセンスバンドの信号の有無等をあわせて報告してもよい。
具体的には、ユーザ端末は、ライセンスバンドのＰＵＳＣＨを用いたメジャメントレポートとして、ＬＢＴ結果に加えて、各ＬＢＴタイミングにおける受信電力情報を報告することができる。ＬＢＴタイミングにおける受信電力情報としては、ＬＴＥ信号の受信電力の平均値、他セルからのＲＳＲＰの合計電力、及び／又は送受信電力の平均値（ＲＳＳＩ）等が挙げられる。
メジャメントレポートを利用することにより、無線基地局は、ある程度の期間（数百ｍｓオーダー）における周波数チャネルの使用状況を把握して、非ライセンスバンドにおけるＤＬ／ＵＬ送信割当ての有無を判断することができる。例えば、無線基地局は、ユーザ端末から報告されるメジャメントレポートに基づいて、非ライセンスバンドにおけるトラフィック量が多い場合には、非ライセンスバンドにおけるＤＬ／ＵＬ送信割当てを停止、又は周波数を切り替えて行うことができる。
また、非ライセンスバンドにおいて、ＬＴＥ信号の干渉が支配的でＬＢＴ結果が“送信不適”である場合、ユーザ端末側の非ライセンスバンドにおける送信条件を緩和して、送信可能な状態に設定することも可能である。これは、ＬＴＥシステムは、受信機機能の観点でＷｉ−Ｆｉ等の他の通信システムより優れているためである。
なお、メジャメントレポートとしてＬＢＴ結果を報告する場合、１度の結果送信で、過去複数回分のＬＢＴ結果を平均して報告してもよい。このようにすることで、無線基地局側は、過去の平均的なＬＢＴ結果を知ることができるため、ユーザ端末の環境や干渉状態も把握することができる。
（第４の態様）
ユーザ端末にＵＬ信号（例えば、ＰＵＳＣＨ信号）の送信指示を制御する下り制御信号（ＵＬグラント）には、ＵＬ送信電力を制御するＴＰＣコマンドが含まれている。通常、ライセンスバンドにおいてユーザ端末がＵＬグラントを正しく受信した場合には、ユーザ端末は、ＵＬグラントに含まれるＴＰＣコマンドをＵＬ信号の送信電力に反映させる。
一方で、上述したように、非ライセンスバンド（ＬＡＡ）では、ユーザ端末がＵＬグラントを正しく受信した場合であっても、ＵＬ信号（例えば、ＰＵＳＣＨ信号）を送信しないケース（ＬＢＴ結果が“送信不適”の場合）が生じる。また、ユーザ端末は、ＵＬグラントで通知されるＴＰＣコマンドは累積して制御する。そのため、非ライセンスバンドで送信されるＵＬグラントのＴＰＣコマンドを非ライセンスバンドのＰＵＳＣＨの送信電力制御に反映させていくと、ＬＢＴ結果が“送信好適”となった場合の送信電力が過剰となるおそれがある。
例えば、図９に示すように、ユーザ端末が非ライセンスバンドにおいて、ＵＬグラントを正しく受信してＴＰＣコマンドに基づいてＵＬ送信電力制御を行うが、ＬＢＴ結果によりＵＬ送信を行わない場合を想定する。かかる場合、ユーザ端末は、次に実施するＬＢＴ結果が“送信好適”である場合、ＵＬグラント２個分のＴＰＣコマンドが反映され、過剰な電力で送信を行うおそれがある。
そこで、本実施の形態では、非ライセンスバンドにおけるＬＢＴ結果とＵＬグラントに含まれるＴＰＣコマンドの適用を対応付けて制御する。具体的には、図１０に示すように、ユーザ端末が非ライセンスバンドにおいて、ＵＬグラントは受信出来たがＬＢＴの結果が“送信不適”である場合、当該ＵＬグラントに含まれるＴＰＣコマンドはＵＬ信号の送信電力に反映せず、破棄する（累積しない）。つまり、ユーザ端末は、ＵＬグラントを受信でき、且つＬＢＴの結果が“送信良好”である場合のみ、ＴＰＣコマンドを送信電力に反映する（ＴＰＣコマンドを累積する）。
このように、非ライセンスバンドにおけるＬＢＴ結果とＵＬグラントに含まれるＴＰＣコマンドの適用を対応付けて制御することにより、ＬＢＴの結果に関わらず非ライセンスバンドにおいて適切にＵＬ送信電力を制御することが可能となる。
（無線通信システムの構成）
以下、本実施の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、上記第１の態様〜第４の態様に係る無線通信方法が適用される。なお、上記第１の態様〜第４の態様に係る無線通信方法は、それぞれ単独で適用してもよいし、組み合わせて適用してもよい。
図１１は、本実施の形態に係る無線通信システムの概略構成図である。なお、図１１に示す無線通信システムは、例えば、ＬＴＥシステム或いは、ＳＵＰＥＲ ３Ｇが包含されるシステムである。この無線通信システムでは、ＬＴＥシステムのシステム帯域幅を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）を適用することができる。また、図１１に示す無線通信システムは、ライセンスバンド及び非ライセンスバンドを利用することができる。なお、この無線通信システムは、ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄと呼ばれても良いし、４Ｇ、ＦＲＡ（Future Radio Access）と呼ばれても良い。
図１１に示す無線通信システム１は、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。例えば、マクロセルＣ１をライセンスバンドで利用し、スモールセルＣ２を非ライセンスバンド（ＬＴＥ−Ｕ）で利用する形態が考えられる。
あるいは、無線基地局１１がライセンスバンド及び非ライセンスバンドを利用する形態であってもよい。この場合、無線基地局１１が形成するライセンスバンドのセルと非ライセンスバンドのセルのサイズが異なっていてもよい。
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、異なる周波数を用いるマクロセルＣ１とスモールセルＣ２を、ＣＡにより同時に使用することが想定される。例えば、無線基地局１１からユーザ端末２０に対して、無線基地局１２（例えば、ＬＴＥ−Ｕ基地局）に関するアシスト情報を送信することができる。
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。無線基地局１１と無線基地局１２（又は、無線基地局１２間）間は、有線接続（Optical fiber、Ｘ２インタフェース等）又は無線接続した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、ｅＮｏｄｅＢ、マクロ基地局、送受信ポイントなどと呼ばれてもよい。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、ピコ基地局、フェムト基地局、Ｈｏｍｅ ｅＮｏｄｅＢ、ＲＲＨ（Remote Radio Head）、マイクロ基地局、送受信ポイントなどと呼ばれてもよい。以下、無線基地局１１及び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などの各種通信方式に対応した端末であり、移動通信端末だけでなく固定通信端末を含んでよい。
無線通信システムにおいては、無線アクセス方式として、下りリンクについてはＯＦＤＭＡ（直交周波数分割多元接続）が適用され、上りリンクについてはＳＣ−ＦＤＭＡ（シングルキャリア−周波数分割多元接続）が適用される。ＯＦＤＭＡは、周波数帯域を複数の狭い周波数帯域（サブキャリア）に分割し、各サブキャリアにデータをマッピングして通信を行うマルチキャリア伝送方式である。ＳＣ−ＦＤＭＡは、システム帯域幅を端末毎に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。
ここで、図１１に示す無線通信システムで用いられる通信チャネルについて説明する。下りリンクの通信チャネルは、各ユーザ端末２０で共有されるＰＤＳＣＨ（Physical Downlink Shared Channel）と、下りＬ１／Ｌ２制御チャネル（ＰＤＣＣＨ、ＰＣＦＩＣＨ、ＰＨＩＣＨ、拡張ＰＤＣＣＨ）とを有する。ＰＤＳＣＨにより、ユーザデータ及び上位制御情報が伝送される。ＰＤＣＣＨ（Physical Downlink Control Channel）により、ＰＤＳＣＨおよびＰＵＳＣＨのスケジューリング情報等が伝送される。ＰＣＦＩＣＨ（Physical Control Format Indicator Channel）により、ＰＤＣＣＨに用いるＯＦＤＭシンボル数が伝送される。ＰＨＩＣＨ（Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel）により、ＰＵＳＣＨに対するＨＡＲＱのＡＣＫ／ＮＡＣＫが伝送される。また、拡張ＰＤＣＣＨ（ＥＰＤＣＣＨ）により、ＰＤＳＣＨ及びＰＵＳＣＨのスケジューリング情報等が伝送されてもよい。このＥＰＤＣＣＨは、ＰＤＳＣＨ（下り共有データチャネル）と周波数分割多重される。
上りリンクの通信チャネルは、各ユーザ端末２０で共有される上りデータチャネルとしてのＰＵＳＣＨ（Physical Uplink Shared Channel）と、上りリンクの制御チャネルであるＰＵＣＣＨ（Physical Uplink Control Channel）とを有する。このＰＵＳＣＨにより、ユーザデータや上位制御情報が伝送される。また、ＰＵＣＣＨにより、下りリンクの無線品質情報（ＣＱＩ）、送達確認信号（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）等が伝送される。
図１２は、本実施の形態に係る無線基地局１０（無線基地局１１及び１２を含む）の全体構成図である。無線基地局１０は、ＭＩＭＯ伝送のための複数の送受信アンテナ１０１と、アンプ部１０２と、送受信部１０３（送信部／受信部）と、ベースバンド信号処理部１０４と、呼処理部１０５と、伝送路インタフェース１０６とを備えている。
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、ＰＤＣＰレイヤの処理、ユーザデータの分割・結合、ＲＬＣ（Radio Link Control）再送制御の送信処理などの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が行われて各送受信部１０３に転送される。また、下りリンクの制御チャネルの信号に関しても、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、各送受信部１０３に転送される。
また、ベースバンド信号処理部１０４は、上位レイヤシグナリング（例えば、ＲＲＣシグナリング、報知情報等）により、ユーザ端末２０に対して、当該セルにおける通信のための制御情報（システム情報）を通知する。当該セルにおける通信のための情報には、例えば、上りリンク又は下りリンクにおけるシステム帯域幅等が含まれる。
また、無線基地局１０からユーザ端末に対して、非ライセンスバンドのＬＢＴ結果を割当てるための無線リソース（例えば、ＰＵＣＣＨリソース等）に関する情報を送信してもよい。
各送受信部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する。アンプ部１０２は、周波数変換された無線周波数信号を増幅して送受信アンテナ１０１により送信する。
一方、上りリンクによりユーザ端末２０から無線基地局１０に送信されるデータについては、各送受信アンテナ１０１で受信された無線周波数信号がそれぞれアンプ部１０２で増幅され、各送受信部１０３で周波数変換されてベースバンド信号に変換され、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、入力されたベースバンド信号に含まれるユーザデータに対して、ＦＦＴ処理、ＩＤＦＴ処理、誤り訂正復号、ＭＡＣ再送制御の受信処理、ＲＬＣレイヤ、ＰＤＣＰレイヤの受信処理がなされ、伝送路インタフェース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。
図１３は、本実施の形態に係る無線基地局１０が有するベースバンド信号処理部１０４の主な機能構成図である。なお、図１３では、本実施の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。
図１３に示すように、無線基地局１０は、制御部３０１（スケジューラ）と、制御情報生成部３０２と、データ信号生成部３０３と、マッピング部３０４と、ＵＬ信号受信処理部３０５と、を有している。
制御部３０１は、ＰＤＳＣＨで送信される下りデータ信号、ＰＤＣＣＨ及び／又は拡張ＰＤＣＣＨ（ＥＰＤＣＣＨ）で伝送される下り制御信号（ＵＬグラント、ＤＬ割当て）のスケジューリングを制御する。また、システム情報、同期信号、ＣＲＳ、ＣＳＩ−ＲＳ等の下り参照信号等のスケジューリングの制御も行う。
例えば、制御部３０１は、非ライセンスバンド及び／又はライセンスバンドにおけるユーザ端末のＵＬ信号（例えば、ＰＵＳＣＨ信号）の送信を制御し、ＵＬグラントの生成を制御情報生成部３０２に指示する。また、制御部３０１は、ＵＬ送信指示を行ったユーザ端末から送信されるＵＬ信号の受信有無に基づいて、ＵＬ信号の送信制御（適応制御）を行う。この際、制御部３０１は、ユーザ端末からライセンスバンドを用いて送信される非ライセンスバンドのＬＢＴ結果も考慮して、ＵＬ信号の送信制御（例えば、適応制御等）を行う。
制御情報生成部３０２は、制御部３０１からの指示に基づいて制御情報を生成する。例えば、制御情報生成部３０２は、ユーザ端末にＵＬデータ信号の送信を指示するＵＬグラント（例えば、ＤＣＩフォーマット０、４）を生成する。ＵＬグラントには、非周期ＳＲＳトリガビット等を含めることができる。
データ信号生成部３０３は、下りデータ信号（ＰＤＳＣＨ信号）を生成する。また、マッピング部３０４は、制御部３０１からの指示に基づいて、ＤＬ信号のマッピングを制御する。
ＵＬ信号受信処理部３０５は、ユーザ端末から送信されるＵＬ信号に対して受信処理（例えば、複合、復調等）を行う。ＵＬ信号受信処理部３０５は、ライセンスバンドを用いてユーザ端末から送信されるＬＢＴ結果（例えば、送信不適）を検出した場合には、制御部３０１へ出力する。
図１４は、本実施の形態に係るユーザ端末２０の全体構成図である。ユーザ端末２０は、ＭＩＭＯ伝送のための複数の送受信アンテナ２０１と、アンプ部２０２と、送受信部２０３（送信部／受信部）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。
下りリンクのデータについては、複数の送受信アンテナ２０１で受信された無線周波数信号がそれぞれアンプ部２０２で増幅され、送受信部２０３で周波数変換されてベースバンド信号に変換される。このベースバンド信号は、ベースバンド信号処理部２０４でＦＦＴ処理や、誤り訂正復号、再送制御（ＨＡＲＱ−ＡＣＫ）の受信処理等がなされる。この下りリンクのデータの内、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内、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（ＨＡＲＱ−ＡＣＫ）の送信処理や、チャネル符号化、プリコーディング、ＤＦＴ処理、ＩＦＦＴ処理等が行われて各送受信部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する。その後、アンプ部２０２は、周波数変換された無線周波数信号を増幅して送受信アンテナ２０１により送信する。
図１５は、ユーザ端末２０が有するベースバンド信号処理部２０４の主な機能構成図である。なお、図１５においては、本実施の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。
図１５に示すように、ユーザ端末２０が有するベースバンド信号処理部２０４は、検出部４０１と、ＤＬ信号受信処理部４０２と、ＵＬ送信制御部４０３（制御部）と、制御信号生成部４０４と、データ信号生成部４０５と、参照信号生成部４０６と、マッピング部４０７と、を有している。
検出部４０１は、非ライセンスバンドにおいて他の送信ポイント（ＡＰ）から送信される信号の検出（ＬＢＴ）を行う。具体的には、検出部４０１は、所定タイミング（例えば、ＬＢＴを実施するタイミング）で他の送信ポイントからの信号の検出／測定を行い、当該検出／測定動作の結果をＵＬ送信制御部４０３に出力する。この際、検出部４０１は、検出した信号の電力レベルが所定の閾値以上となる場合に限ってＵＬ送信制御部４０３に通知してもよい。
ＤＬ信号受信処理部４０２は、ライセンスバンド又は非ライセンスバンドで送信されるＤＬ信号に対する受信処理（復号、復調等）を行う。例えば、ＤＬ信号受信処理部４０２は、下り制御信号（例えば、ＤＣＩフォーマット０、４）に含まれるＵＬグラントを取得してＵＬ送信制御部４０３に出力する。
ＵＬ送信制御部４０３は、ライセンスバンドと非ライセンスバンドにおいて、無線基地局に対するＵＬ信号（ＵＬデータ信号、ＵＬ制御信号、参照信号等）の送信を制御する。また、ＵＬ送信制御部４０３は、検出部４０１からの検出結果（ＬＢＴ結果）に基づいて、非ライセンスバンドにおける送信を制御する。つまり、ＵＬ送信制御部４０３は、無線基地局から送信されるＵＬ送信指示（ＵＬグラント）と、検出部４０１からの検出結果（ＬＢＴ結果）を考慮して、非ライセンスバンドにおけるＵＬ信号の送信を制御する。
また、ＵＬ送信制御部４０３は、検出部４０１からの検出結果（ＬＢＴ結果）に関する情報（例えば、送信不適）をライセンスバンドを用いて無線基地局に報告するように制御する。この際、ＵＬ送信制御部４０３は、非ライセンスバンドのＬＢＴ結果が“送信不適”の場合、当該非ライセンスバンドでＵＬ信号を送信する予定であった送信タイミングでＬＢＴ結果に関する情報を送受信部２０３から送信するように制御する。
また、ＵＬ送信制御部４０３は、ＬＢＴ結果をライセンスバンドのＰＵＣＣＨを用いて送信する場合、上位レイヤシグナリング、又は非ライセンスバンドで送信されるＵＬグラントで指示される情報に基づいて、ＬＢＴ結果を割当てるＰＵＣＣＨリソースを決定し、マッピング部４０７に通知する。
また、ＵＬ送信制御部４０３は、ＬＢＴ結果が“送信不適”の場合、非ライセンスバンドにおけるＵＬグラントに含まれる非周期ＳＲＳトリガに基づいて、ライセンスバンドでＳＲＳを送信するように制御する。
また、ＵＬ送信制御部４０３は、ＬＢＴ結果が“送信不適”の場合、当該非ライセンスバンドでＵＬ信号を送信する予定であった送信タイミングにおいてライセンスバンドのＰＵＳＣＨの割当てがある場合に、当該ＰＵＳＣＨにＬＢＴ結果を多重して送信するように制御する。
また、ＵＬ送信制御部４０３は、ＬＢＴ結果に関する情報をＭＡＣ ＣＥ又はメジャメントレポートを用いて送信するように制御してもよい。この際、ＵＬ送信制御部４０３は、１度の結果送信で、過去複数回分のＬＢＴ結果を報告してもよい。これにより、無線基地局１０は、直近のＬＢＴ結果に加え、過去の平均的なＬＢＴ結果を知ることができるため、ユーザ端末２０の環境や干渉状態も把握することができる。
制御信号生成部４０４は、ＵＬ制御信号（ＰＵＣＣＨ信号）を生成する。また、制御信号生成部４０４は、ＵＬ送信制御部４０３からの指示に基づいて、非ライセンスバンドのＬＢＴ結果をＰＵＣＣＨ信号に含めて生成することができる。
データ信号生成部４０５は、無線基地局から送信されるＵＬグラントに基づいて、ＵＬデータ信号（ＰＵＳＣＨ信号）を生成する。また、データ信号生成部４０５は、ＵＬ送信制御部４０３からの指示に基づいて、非ライセンスバンドのＬＢＴ結果をＰＵＳＣＨ信号に含めて生成することができる。
参照信号生成部４０６は、ＵＬ参照信号（ＳＲＳ、ＣＳＩ等）を生成する。また、参照信号生成部４０６は、ＵＬ送信制御部４０３からの指示に基づいて、非ライセンスバンドのＬＢＴ結果をＵＬ参照信号に含めて生成することができる。
マッピング部４０７は、ＵＬ送信制御部４０３からの指示に基づいて、ＵＬ信号のマッピングを行う。また、マッピング部４０７は、非ライセンスバンドにおけるＬＢＴ結果が“送信不適”である場合、当該ＬＢＴ結果に関する情報をライセンスバンドの無線リソースに割当てる。
また、ユーザ端末２０は、非ライセンスバンドのＬＢＴ結果に基づいて、非ライセンスバンドのＵＬ送信指示に含まれる電力制御コマンドの適用有無を制御する電力制御部を有していてもよい。
以上のように、本実施の形態では、ＬＴＥ−ＵのＵＬ伝送においてＬＢＴをサポートする場合、ユーザ端末から非ライセンスバンドのＬＢＴ結果をライセンスバンドを用いて無線基地局に通知する。これにより、無線基地局側において、ＵＬ送信指示をしたユーザ端末からＵＬ送信が行われなかった原因（ＤＴＸの種別）を正確に把握することが可能となる。その結果、無線基地局はユーザ端末に対して適切なＵＬ送信制御を行うことができる。
以上、上述の実施形態を用いて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。例えば、上述した複数の態様を適宜組み合わせて適用することができる。従って、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。
１…無線通信システム
１０…無線基地局
１１…無線基地局（マクロ基地局）
１２、１２ａ、１２ｂ…無線基地局（スモール基地局）
２０…ユーザ端末
３０…上位局装置
４０…コアネットワーク
１０１…送受信アンテナ
１０２…アンプ部
１０３…送受信部
１０４…ベースバンド信号処理部
１０５…呼処理部
１０６…伝送路インタフェース
２０１…送受信アンテナ
２０２…アンプ部
２０３…送受信部
２０４…ベースバンド信号処理部
２０５…アプリケーション部
３０１…制御部
３０２…制御情報生成部
３０３…データ信号生成部
３０４…マッピング部
３０５…ＵＬ信号受信処理部
４０１…検出部
４０２…ＤＬ信号受信処理部
４０３…ＵＬ送信制御部
４０４…制御信号生成部
４０５…データ信号生成部
４０６…参照信号生成部
４０７…マッピング部

Claims (10)

  1. ライセンスバンド及び非ライセンスバンドを用いて無線基地局と通信を行うユーザ端末であって、
    非ライセンスバンドにおいて他の送信ポイントから送信される信号の検出を行う検出部と、
    無線基地局から送信されるＵＬ送信指示と、前記検出部の検出結果とに基づいて、非ライセンスバンドにおけるＵＬ信号の送信を制御する制御部と、
    ＵＬ信号を送信する送信部と、を有し、
    前記送信部は、前記検出結果に関する情報をライセンスバンドを用いて無線基地局に送信することを特徴とするユーザ端末。
  2. 前記送信部は、前記検出結果に関する情報をライセンスバンドの物理チャネル及び／又はＵＬ参照信号を用いて送信することを特徴とする請求項１に記載のユーザ端末。
  3. 前記送信部は、前記検出結果により非ライセンスバンドでＵＬ信号の送信を行わない場合、当該非ライセンスバンドでＵＬ信号を送信する予定であった送信タイミングで前記検出結果に関する情報を送信することを特徴とする請求項１に記載のユーザ端末。
  4. 前記制御部は、上位レイヤシグナリング、又は非ライセンスバンドで送信されるＵＬグラントで指示される情報に基づいて、ライセンスバンドの所定の上り制御チャネルリソース（ＰＵＣＣＨリソース）に前記検出結果に関する情報を割当てることを特徴とする請求項２に記載のユーザ端末。
  5. 前記送信部は、前記検出結果により非ライセンスバンドでＵＬ信号の送信を行わない場合、非ライセンスバンドにおけるＵＬ送信指示に含まれるＵＬ参照信号トリガに基づいて、ライセンスバンドでＵＬ参照信号を送信することを特徴とする請求項２に記載のユーザ端末。
  6. 前記送信部は、前記検出結果により非ライセンスバンドでＵＬ信号の送信を行わない場合、当該非ライセンスバンドでＵＬ信号を送信する予定であった送信タイミングにおいてライセンスバンドの上り共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）の割当てがある場合に、当該上り共有チャネルに前記検出結果に関する情報を多重して送信することを特徴とする請求項２に記載のユーザ端末。
  7. 前記送信部は、前記検出結果に関する情報をＭＡＣ ＣＥ又はメジャメントレポートを用いて送信することを特徴とする請求項１に記載のユーザ端末。
  8. 非ライセンスバンドにおけるＵＬ送信電力を制御する電力制御部をさらに有し、
    前記電力制御部は、前記検出結果に基づいて、非ライセンスバンドのＵＬ送信指示に含まれる電力制御コマンドの適用有無を制御することを特徴とする請求項１に記載のユーザ端末。
  9. ライセンスバンド及び非ライセンスバンドを利用するユーザ端末と通信を行う無線基地局であって、
    前記ユーザ端末に非ライセンスバンドにおけるＵＬ信号の送信を指示するＵＬグラントを送信する送信部と、
    前記ユーザ端末から送信されるＵＬ信号を受信する受信部と、
    ＵＬ送信指示を行ったユーザ端末からのＵＬ信号の受信有無に基づいてＵＬ信号の送信制御を行う制御部と、を有し、
    前記ユーザ端末が、非ライセンスバンドにおいて他の送信ポイントから送信される信号の検出結果に基づいて非ライセンスバンドにおけるＵＬ信号の送信有無を制御する場合、前記制御部は、前記ユーザ端末から通知される前記検出結果に関する情報に基づいてＵＬ信号の送信制御を行うことを特徴とする無線基地局。
  10. ライセンスバンド及び非ライセンスバンドを用いて無線基地局と通信を行うユーザ端末の無線通信方法であって、
    非ライセンスバンドにおいて他の送信ポイントから送信される信号の検出を行う工程と、
    無線基地局から送信されるＵＬ送信指示と、検出結果とに基づいて、非ライセンスバンドにおけるＵＬ信号の送信を制御する工程と、
    前記検出結果に関する情報をライセンスバンドを用いて無線基地局に送信する工程と、を有することを特徴とする無線通信方法。

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