JP2015185922A - ユーザ端末、無線基地局、無線通信システム及び無線通信方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】ユーザ端末が複数の無線基地局と接続する場合において、上りリンクスループットの低下を抑制すること。【解決手段】本発明の一態様に係るユーザ端末（２０）は、少なくとも第１の無線基地局と第２の無線基地局とを含む複数の無線基地局に接続するユーザ端末であって、各無線基地局に対するＰＨ（Power Headroom）を算出し、ＰＨ報告を生成するＰＨ報告生成部（４１１）と、第１の無線基地局のＰＵＳＣＨ（Physical Uplink Shared Channel）帯域幅、１リソースブロックあたりのＰＨ報告及び送信電力密度に関する情報のいずれかと、前記第１の無線基地局に対するＰＨ報告と、を第２の無線基地局に送信する送信部（２０３）と、を有することを特徴とする。【選択図】図６

Description

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、無線通信システム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。
ＬＴＥからのさらなる広帯域化及び高速化を目的として、例えばＬＴＥアドバンスト又はＬＴＥエンハンスメントと呼ばれるＬＴＥの後継システムが検討され、ＬＴＥ Ｒｅｌ．１０／１１として仕様化されている。
ＬＴＥ Ｒｅｌ．１０／１１のシステム帯域は、ＬＴＥシステムのシステム帯域を一単位とする少なくとも１つのコンポーネントキャリア（ＣＣ：Component Carrier）を含んでいる。このように、複数のＣＣを集めて広帯域化することをキャリアアグリゲーション（ＣＡ：Carrier Aggregation）という。
ＬＴＥのさらなる後継システムであるＬＴＥ Ｒｅｌ．１２においては、複数のセルが異なる周波数帯（キャリア）で用いられる様々なシナリオが検討されている。複数のセルを形成する無線基地局が実質的に同一の場合には、上述のＣＡを適用可能である。一方、複数のセルを形成する無線基地局が完全に異なる場合には、デュアルコネクティビティ（ＤＣ：Dual Connectivity）を適用することが考えられる。
なお、キャリアアグリゲーション（ＣＡ）はＩｎｔｒａ−ｅＮＢ ＣＡと呼ばれてもよく、デュアルコネクティビティ（ＤＣ）はＩｎｔｅｒ−ｅＮＢ ＣＡと呼ばれてもよい。
上述したように、複数のセルを形成する無線基地局が実質的に同一の場合（例えば、ＣＡを適用する場合）、当該無線基地局は、各セルにおけるユーザ端末の上り送信電力を総合的に考慮して上り送信電力を制御することができる。しかしながら、デュアルコネクティビティ（ＤＣ）のように、複数の無線基地局が独立してユーザ端末の上り送信電力を制御する場合には、上りリンクスループットの低下や通信品質の劣化を招く恐れがある。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、ユーザ端末が複数の無線基地局と接続する場合において、上りリンクスループットの低下を抑制することができるユーザ端末、無線基地局、無線通信方法及び無線通信システム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、少なくとも第１の無線基地局と第２の無線基地局とを含む複数の無線基地局に接続するユーザ端末であって、各無線基地局に対するＰＨ（Power Headroom）を算出し、ＰＨ報告を生成するＰＨ報告生成部と、第１の無線基地局のＰＵＳＣＨ（Physical Uplink Shared Channel）帯域幅、１リソースブロックあたりのＰＨ報告及び送信電力密度に関する情報のいずれかと、前記第１の無線基地局に対するＰＨ報告と、を第２の無線基地局に送信する送信部と、を有することを特徴とする。
本発明によれば、ユーザ端末が複数の無線基地局と接続する場合において、上りリンクスループットの低下を抑制することができる。
キャリアアグリゲーション（ＣＡ）及びデュアルコネクティビティ（ＤＣ）の模式図である。 デュアルコネクティビティ（ＤＣ）におけるセルグループ構成の一例を示す図である。 ユーザ端末の余剰送信電力ＰＨを説明するための概念図である。 キャリアアグリゲーション（ＣＡ）及びデュアルコネクティビティ（ＤＣ）の送信電力制御を説明する図である。 従来のＬＴＥシステムのキャリアアグリゲーションで利用されるＰＨＲのＭＡＣ ＣＥ（ＭＡＣ制御要素）の説明図である。 第１の実施形態に係る仮想ＰＨＲの概念図である。 実際ＰＨＲと仮想ＰＨＲとを含むＭＡＣ ＣＥの一例を示す図である。 ユーザ端末の総余剰送信電力の一例を示す説明図である 第２の実施形態の送信電力制御方法の一例を示す説明図である。 第２の実施形態の送信電力制御方法の一例を示す説明図である。 １つのｅＮＢにユーザ端末あたりの総送信電力を割り当てる制御タイミングの一例を示す図である。 本発明の一実施の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。 本発明の一実施の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。 本発明の一実施の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。 本発明の一実施の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。 本発明の一実施の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。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明において、物理下りリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ：Physical Downlink Control Channel）と記載される場合には、拡張物理下りリンク制御チャネル（ＥＰＤＣＣＨ：Enhanced PDCCH）も含むものとする。
ＬＴＥ−Ａシステムでは、半径数キロメートル程度の広範囲のカバレッジエリアを有するマクロセル内に、半径数十メートル程度の局所的なカバレッジエリアを有するスモールセルが形成されるＨｅｔＮｅｔ（Heterogeneous Network）が検討されている。キャリアアグリゲーション（ＣＡ）及びデュアルコネクティビティ（ＤＣ）は、ＨｅｔＮｅｔ構成に適用される。
図１は、キャリアアグリゲーション（ＣＡ）及びデュアルコネクティビティ（ＤＣ）の模式図である。図１に示す例において、ユーザ端末ＵＥは無線基地局ｅＮＢ１及びｅＮＢ２と通信する。
図１には、物理下り制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）及び物理上り制御チャネル（ＰＵＣＣＨ：Physical Uplink Control Channel）を介して送受信される制御信号がそれぞれ示されている。例えば、ＰＤＣＣＨを介して下りリンク制御情報（ＤＣＩ：Downlink Control Information）が送信される。また、ＰＵＣＣＨを介して上りリンク制御情報（ＵＣＩ：Uplink Control Information）が送信される。
図１Ａは、キャリアアグリゲーション（ＣＡ）に係る無線基地局ｅＮＢ１、ｅＮＢ２及びユーザ端末ＵＥの通信を示している。図１Ａに示す例において、ｅＮＢ１はマクロセルを形成する無線基地局（以下、マクロ基地局という）であり、ｅＮＢ２はスモールセルを形成する無線基地局（以下、スモール基地局という）である。
例えばスモール基地局は、マクロ基地局に接続するＲＲＨ（Remote Radio Head）のような構成であってもよい。キャリアアグリゲーション（ＣＡ）が適用される場合、１つのスケジューラ（例えば、マクロ基地局ｅＮＢ１の有するスケジューラ）が複数セルのスケジューリングを制御する。
マクロ基地局の有するスケジューラが複数セルのスケジューリングを制御する構成では、各基地局間が例えば光ファイバのような高速回線などの理想的バックホール（ideal backhaul）で接続されることが想定される。
図１Ｂは、デュアルコネクティビティ（ＤＣ）に係る無線基地局ｅＮＢ１、ｅＮＢ２及びユーザ端末ＵＥの通信を示している。図１Ｂに示す例において、ｅＮＢ１及びｅＮＢ２はともにマクロ基地局である。
デュアルコネクティビティ（ＤＣ）が適用される場合、複数のスケジューラが独立して設けられ、当該複数のスケジューラ（例えば、マクロ基地局ｅＮＢ１の有するスケジューラ及びマクロ基地局ｅＮＢ２の有するスケジューラ）がそれぞれの管轄する１つ以上のセルのスケジューリングを制御する。
マクロ基地局ｅＮＢ１の有するスケジューラ及びマクロ基地局ｅＮＢ２の有するスケジューラがそれぞれの管轄する１つ以上のセルのスケジューリングを制御する構成では、各基地局間が例えばＸ２インターフェースなどの遅延の無視できない非理想的バックホール（non-ideal backhaul）で接続されることが想定される。
図２は、デュアルコネクティビティ（ＤＣ）におけるセルグループ構成の一例を示す図である。図２に示すように、デュアルコネクティビティ（ＤＣ）においては、各無線基地局が、１つ又は複数のセルから構成されるセルグループ（ＣＧ：Cell Group）を設定する。各セルグループ（ＣＧ）は、同一無線基地局が形成する１つ以上のセル又は送信アンテナ装置、送信局などの同一送信ポイントが形成する１つ以上のセルから構成される。
ＰＣｅｌｌを含むセルグループ（ＣＧ）はマスタセルグループ（ＭＣＧ：Master CG）と呼ばれ、ＭＣＧ以外のセルグループ（ＣＧ）はセカンダリセルグループ（ＳＣＧ：Secondary CG）と呼ばれる。各セルグループ（ＣＧ）では、２セル以上のキャリアアグリゲーション（ＣＡ）を行うことができる。
ＭＣＧが設定される無線基地局はマスタ基地局（ＭｅＮＢ：Master eNB）と呼ばれ、ＳＣＧが設定される無線基地局はセカンダリ基地局（ＳｅＮＢ：Secondary eNB）と呼ばれる。
ＭＣＧ及びＳＣＧを構成するセルの合計数は、所定値（例えば、５セル）以下となるように設定される。当該所定値は、あらかじめ定められていてもよいし、無線基地局ｅＮＢ及びユーザ端末ＵＥ間で動的に設定されてもよい。また、ユーザ端末ＵＥの実装に応じて、設定可能なＭＣＧ及びＳＣＧを構成するセルの合計値及びセルの組み合わせが、無線基地局ｅＮＢにケーパビリティ（capability）シグナリングとして通知されてもよい。
以下に、従来のＬＴＥ、ＬＴＥ−Ａシステムにおけるユーザ端末の送信電力制御（ＴＰＣ：Transmission Power Control）について説明する。
従来のＬＴＥ、ＬＴＥ−Ａシステムでは、ユーザ端末の上りリンク信号の送信電力PPUSCH,c(i)は、下記式（１）で表すことができる。
PPUSCH,c(i)＝min{PCMAX,c(i), 10log10(MPUSCH,c(i))+PO_PUSCH,c(j)+αc(j)・PLc+ΔTF,c(i)+fc(i)} （１）
ここで、PCMAX,c(i)はユーザ端末の最大送信電力、MPUSCH,c(i)はスケジューラによって割り当てられた上り共有チャネル（ＰＵＳＣＨ：Physical Uplink Shared Channel）帯域幅（例えば、リソースブロック数）、PO_PUSCH,c(j)は目標受信電力に係るパラメータ（例えば、送信電力オフセットに関するパラメータ）であり、αc(j)はフラクショナルＴＰＣ（Transmission Power Control）の重み係数であり、PLcは伝搬損失（パスロス）であり、ΔTF,c(i)はスケジューラによって割り当てられたＭＣＳ（変調方式及び符号化率）レベルに基づくオフセット、fc(i)はＴＰＣコマンドによる補正値（スケジューラが制御したＴＰＣコマンドの累積値）である。なお、各パラメータは無線基地局から通知されてもよい。
ユーザ端末の余剰送信電力PHtype1,c(i)は、下記式（２）で表される。
PHtype1,c(i)＝PCMAX,c(i)−{10log10(MPUSCH,c(i))+PO_PUSCH,c(j)+αc(j)・PLc+ΔTF,c(i)+fc(i)} （２）
図３は、ユーザ端末の余剰送信電力（ＰＨ：Power Headroom）を説明するための概念図である。図３Ａに示すように、ユーザ端末の送信電力PPUSCHが最大送信電力PCMAXに達していない場合には、最大送信電力PCMAXから送信電力PPUSCHを差し引いた値を余剰送信電力ＰＨの値として通知する。
図３Ｂに示すように、ユーザ端末の送信電力PPUSCHが最大送信電力PCMAXを超える場合には、実際の送信電力を最大送信電力PCMAXの値として、余剰送信電力ＰＨの値は上記式（２）に基づいて負の値を通知する。
ユーザ端末は、上記式（１）に基づいて送信電力を決定するが、送信電力が許容最大送信電力に達した場合には、所定の優先度に従って送信電力を調整する。
ユーザ端末は、無線基地局に対して、ユーザ端末の余剰送信電力を報告するためのＰＨＲ（Power Headroom Report）をフィードバックする。ＰＨＲは、ユーザ端末の送信電力PPUSCHと最大送信電力PCMAXとの差分情報であるＰＨと、２ビットの予約（Reserved）領域とを含んで構成される。
図４は、キャリアアグリゲーション（ＣＡ）及びデュアルコネクティビティ（ＤＣ）の送信電力制御を説明する図である。
図４Ａに示すように、キャリアアグリゲーション（ＣＡ）においては、１つの基地局（例えばマクロ基地局ｅＮＢ１）が２つの基地局のスケジューリングを制御する。すなわち、マクロ基地局ｅＮＢ１は、２つの基地局ｅＮＢ１、ｅＮＢ２に対するユーザ端末の送信電力の合計が最大送信電力Ｐｔを超えない範囲で、送信電力を動的に調整するような送信電力制御をすることができる。
図５は、従来のＬＴＥシステムのキャリアアグリゲーションで利用されるＰＨＲのＭＡＣ ＣＥ（ＭＡＣ制御要素）の説明図である。なお、図５は、Ｔｙｐｅ ２ ＰＨがconfigureされた場合を示している。ＰＨＲのＭＡＣ ＣＥは、図５に示すように、複数のセルについてのＰＨや、ＣＣ毎の最大送信電力PCMAX,c(i)を含んでいる。
なお、Ｔｙｐｅ １ ＰＨは、ＰＵＳＣＨのみが伝送されると仮定した場合のＰＨであり、Ｔｙｐｅ ２ ＰＨは、ＰＵＳＣＨ及びＰＵＣＣＨが伝送されると仮定した場合のＰＨである。
上記式（１）に示すように、ユーザ端末の送信電力PPUSCH,c(i)は、下りリンクから推定されるパスロスPLcに基づいて算出される。ユーザ端末は、パスロスの変化値が所定値より大きい場合に、ＰＨＲを基地局にフィードバックする。基地局は式（１）におけるPCMAX,c(i)、MPUSCH,c(i)、PO_PUSCH,c(j)、αc(j)、ΔTF,c(i)、fc(i)の値をそれぞれ把握しているため、フィードバックされるＰＨＲの値が得られれば、式（１）を用いてパスロスPLcを求めることができる。この結果、キャリアアグリゲーションを用いる構成では、各無線基地局が構成するセルについて、上り送信電力を適切に制御することができる。
一方、図４Ｂに示すように、デュアルコネクティビティ（ＤＣ）においては、マスタ基地局ＭｅＮＢ、セカンダリ基地局ＳｅＮＢがそれぞれ独立にスケジューリングし、かつ、２つの基地局が非同期になるケースもあり得る。したがって、各々の基地局で独立に送信電力を制御した場合、ユーザ端末の送信電力の合計が最大送信電力Ｐｔに達するおそれがある。そのため、キャリアアグリゲーション（ＣＡ）の送信電力制御をそのまま適用することができない。
デュアルコネクティビティ（ＤＣ）における送信電力制御方法として、図４Ｂに示すように、ユーザ端末の送信電力を準静的（semi-static）に分割する方法が挙げられる。この方法によれば、各セルグループ（ＣＧ）に対してしきい値としての最大送信電力Ｐｍ、Ｐｓを設定し、マスタ基地局ＭｅＮＢ、セカンダリ基地局ＳｅＮＢはそれぞれのセルグループに対する最大送信電力Ｐｍ、Ｐｓの範囲内で送信電力制御をすればよい。なお、最大送信電力Ｐｍはマスタ基地局ＭｅＮＢ側の最大送信電力を示す。最大送信電力Ｐｓはセカンダリ基地局ＳｅＮＢ側の最大送信電力を示す。
しかしながら、デュアルコネクティビティにキャリアアグリゲーションのようなＴＰＣ制御及びＰＨＲ制御を適用する場合、ＣＣ間でＭＡＣスケジューラやＴＰＣ制御が独立であるため、各無線基地局はユーザ端末の送信電力状況を完全に把握することができない。ユーザ端末からＰＨＲをフィードバックされた場合も、無線基地局は、ユーザ端末が他の無線基地局が運用するセルの余剰送信電力ＰＨの算出に用いたパラメータを把握することができない。
この結果、分割損（図４Ｂに示す白い領域）が発生することがある。これにより、送信電力が無駄に余るため、ユーザデータの観点からすると上りリンクスループットが劣化するという課題が発生する。
また、所定のセルへの送信電力が少なくなり、当該セルの上りリンクスループットが劣化するという恐れがある。特に、マスタ基地局ＭｅＮＢ側の送信電力が不足する場合には、ＳＲＢ（Signaling Radio Bearer）が不通となるため、ユーザ端末及びネットワーク間の接続性を担保することができないという課題が発生する。
この課題を解決するため、本発明者らは、デュアルコネクティビティ（基地局間ＣＡ）を適用する場合において、ＭｅＮＢ及びＳｅＮＢに対するＰＨ報告の計算法及び報告方法を検討した。その結果、本発明者らは、ユーザ端末は、自端末に接続する少なくとも第１の無線基地局と第２の無線基地局とを含む複数の無線基地局について、第２の無線基地局にＰＨＲを通知する場合に、第１の無線基地局のＰＵＳＣＨ帯域幅及び当該ＰＵＳＣＨ帯域幅に依存しないＰＨ報告のいずれかをさらに通知することを着想した。この構成によれば、ユーザ端末と通信する第２の無線基地局が、第１の無線基地局の上り送信電力制御を考慮した総余剰送信電力（各無線基地局に対する余剰送信電力の合計）を把握できる。
以下、本実施の形態について、詳細に説明する。なお、以下では簡単のため、ユーザ端末は２つの無線基地局（ＭｅＮＢ、ＳｅＮＢ）とデュアルコネクティビティで接続する例を説明するが、これに限られない。例えば、ユーザ端末が、独立のスケジューラにより制御を行う３つ以上の無線基地局と接続して通信する場合にも、本実施の形態は適用することができる。
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態は、ユーザ端末が、１つの無線基地局に対して、他の無線基地局が形成するセルに関する、実際のＰＵＳＣＨ帯域幅に依存しないＰＨ報告（ＰＨＲ）を計算して通知する方法である。ここで、ＰＵＳＣＨ帯域幅に依存しないＰＨは、仮想ＰＨ（ＶＰＨ：Virtual PH）ともいい、仮想ＰＨを含むＰＨＲを仮想ＰＨＲという。具体的には、仮想ＰＨＲは、特定のＰＵＳＣＨ（及び／又はＰＵＣＣＨ）があると仮定したときの、実際の上りリソース割り当てに依存せず定まるＰＨＲである。また、以下では簡単のため、実際のＰＨ（ＬＴＥ Ｒｅｌ．１１までで用いられる従来のＰＨ）を、単に実際ＰＨといい、実際ＰＨを含むＰＨＲを実際ＰＨＲという。
第１の実施形態では、ユーザ端末は、ＭｅＮＢに通知する各セルのＰＨＲは、以下のように計算する。ＭｅＮＢに属するセルのＰＨＲは、実際ＰＨＲとして計算する。例えば、上記式（２）を用いて計算することができる。一方、ＳｅＮＢに属するセルのＰＨＲは、実際ＰＨＲと、ＳｅＮＢの仮想ＰＨＲとを、両方とも報告する。
また、ユーザ端末は、ＳｅＮＢに通知する各セルのＰＨＲは、以下のように計算する。ＳｅＮＢに属するセルのＰＨＲは、実際ＰＨＲとして計算する。一方、ＭｅＮＢに属するセルのＰＨＲは、実際ＰＨＲと、ＭｅＮＢの仮想ＰＨＲとを、両方とも報告する。
なお、本実施の形態において、ユーザ端末は、ＭｅＮＢ及びＳｅＮＢのいずれにも、アクティベート（activate）された全セル（全サービングセル）のＰＨＲを報告するものとするが、これに限られない。
仮想ＰＨＲとしては、所定のセルに対する上りリソース（ＰＵＳＣＨリソース）割り当て量が１リソースブロックであると仮定した場合のＰＨＲを用いることができる。この場合、ユーザ端末は、仮想ＰＨＲとして、例えば式（２）でMPUSCH,c(i)＝１とした場合のＰＨを報告する。また、ユーザ端末は、実際ＰＨＲとして、例えば式（２）でMPUSCH,c(i)＝M（Mは、実際にPUSCHを割り当てた帯域幅）とした場合のＰＨを報告する。つまり、ユーザ端末は、あるｅＮＢに対して、他のｅＮＢの帯域幅を含む電力情報（実際ＰＨＲ）と、含まない電力情報（仮想ＰＨＲ）と、の２つを報告する。なお、ＰＨ算出に関するMPUSCH,c(i)以外のパラメータは、両方のＰＨ計算で同じ値とする。
なお、仮想ＰＨＲとして、ＰＵＳＣＨリソース割り当て量が所定の数のリソースブロックであると仮定した場合のＰＨＲを用いてもよい。
図６を参照して、実際ＰＨＲ及び仮想ＰＨＲが示す情報の意味について説明する。図６は、第１の実施形態に係る仮想ＰＨＲの概念図である。図６においては、２つの無線基地局（ｅＮＢ１、ｅＮＢ２）に接続するユーザ端末における、所定のタイミングでのｅＮＢ２への上りリソースの周波数及び電力密度（ＰＳＤ：Power Spectrum Density）が示されている。
仮想ＰＨは、図６の破線で囲まれる領域に相当し、１リソースブロック（ＰＲＢ：Physical Resource Block）あたりのＰＨを示す。１ＰＲＢあたりのＰＨから、電力密度（図６破線部の高さ）を把握することができる。なお、電力密度は、パスロスや干渉に応じて決定され、十分な電力密度で受信される値に設定される。すなわち、電力密度は、パスロスや干渉より大きな電力に相当する。
実際ＰＨは、図６の点線で囲まれる領域に相当し、ＰＵＳＣＨ帯域幅あたりのＰＨを示す。ＰＵＳＣＨ帯域幅あたりのＰＨと１ＰＲＢあたりのＰＨから、ＰＵＳＣＨに割り当てた帯域幅（例えば、ＰＲＢ数）を計算することができる。これにより、仮想ＰＨＲを通知された無線基地局は、デュアルコネクティビティを共同で行っている相手ｅＮＢのＵＬトラフィックを推定することができる。
実際ＰＨＲ及び仮想ＰＨＲは、別々のシグナリング（例えば、ＭＡＣ ＣＥ）で個別に通知してもよいし、１つのシグナリングでまとめて通知してもよい。図７は、実際ＰＨＲと仮想ＰＨＲとを含むＭＡＣ ＣＥの一例を示す図である。なお、図７は、Ｔｙｐｅ ２ ＰＨが設定（configure）された場合を示している。図７では、仮想ＰＨＲとして、ＭｅＮＢで利用される仮想ＰＨＲであるVPHMiと、ＳｅＮＢで利用される仮想ＰＨＲであるVPHSiと、が示されている。
図７では、ＭｅＮＢとＳｅＮＢで設定（configure）された全てのアクティベートセル分のＰＨが含まれ、どのセルのＰＨを含むかはCiで示されている。また、ＭｅＮＢにおけるＰＣｅｌｌと、ＳｅＮＢにおけるＰｒｉｍａｒｙ ＳＣｅｌｌ（ｐＳＣｅｌｌ）については、Ｔｙｐｅ １（ＰＵＳＣＨのみ）とＴｙｐｅ ２（ＰＵＳＣＨ＋ＰＵＣＣＨ）の２つのＰＨが計算され、それぞれのＰＨが含まれている。また、各セルのＶＰＨが計算され、含まれている。なお、ｐＳＣｅｌｌとは、ＰＵＣＣＨ（Physical Uplink Control Channel）を送信可能なセカンダリセル（ＳＣｅｌｌ）のことをいう。
なお、図７の例では、いずれの無線基地局に通知する情報かに関わらず、ユーザ端末が接続中の全てのセルに関する実際ＰＨＲ及び仮想ＰＨＲを含むＭＡＣ ＣＥの構成を示したが、これに限られない。例えば、ＭＡＣ ＣＥは、全てのセルに関する実際ＰＨＲ及び仮想ＰＨＲのうち、通知対象となる無線基地局以外の仮想ＰＨＲを含める構成とすることができる。具体的には、ＭｅＮＢに通知するＭＡＣ ＣＥには、ＭｅＮＢの実際ＰＨＲとＳｅＮＢの実際ＰＨＲ及び仮想ＰＨＲとを含み、ＭｅＮＢの仮想ＰＨＲを含まない構成としてもよい。この場合、図７に示したＭＡＣ ＣＥからVPHMiの行を削除したＭＡＣ ＣＥをＭｅＮＢに通知することができ、仮想ＰＨＲの通知に係る通信オーバヘッドを低減することができる。また、ＰＨＲの通知は、周期的に行ってもよいし、所定のイベントが発生したタイミングで行ってもよい。
なお、ｅＮＢ間でサブフレームタイミングが同期していない場合には、ＰＨＲの計算タイミングにより、算出される実際ＰＨＲや仮想ＰＨＲの値が変わってしまう。そこで、デュアルコネクティビティでは、ＰＨＲの計算を行うタイミングを、特定のＣＧ（例えばＭＣＧ）に属するセルにおける上り送信タイミングを基準とする構成としても良い。例えば、ＭＣＧに属するＰＣｅｌｌの上りサブフレーム先頭部分や中間（前半スロットの末尾や後半スロットの先頭）部分でＰＨＲを計算することが考えられる。また、ＭＣＧに属するＳＣｅｌｌや、ＳＣＧに属するｐＳＣｅｌｌの送信タイミングを基準としても良い。このようにすることで、ユーザ端末が各々の実装に応じて不適切なタイミングのＰＨを計算し、報告することを防ぐことができる。
また、ｅＮＢ間でサブフレームタイミングが同期していない場合には、所定の時間区間（例えば、サブフレーム長に相当する１ｍｓ区間）のＰＨから、ｅＮＢに報告する実際ＰＨＲや仮想ＰＨＲを計算してもよい。具体的には、当該時間区間における最大のＰＨ、最小のＰＨ、平均のＰＨなどを報告することが考えられる。また、所定の時間区間は、あるＣＧに属する上り送信タイミング（例えば、ＭＣＧに属するＰＣｅｌｌのサブフレーム区間）を基準に決めても良い。このようにすることで、ｅＮＢ間が非同期であることで発生する時間区間内の送信電力のばらつきを排除したＰＨを報告することができる。
以上、第１の実施形態によれば、ユーザ端末が、所定の無線基地局に対して、実際ＰＨＲと、他の無線基地局が形成するセルに関する仮想ＰＨＲと、を通知する。この構成によれば、実際ＰＨＲと仮想ＰＨＲとに基づいて、デュアルコネクティビティを共同で行っている相手ｅＮＢの送信電力に関する情報を、より正確に把握することができる。例えば、
相手ｅＮＢのＰＵＳＣＨ帯域幅を知ることができ、どれだけのリソースを相手ｅＮＢが使っているか／必要としているか把握することができる。
なお、無線基地局は、仮想ＰＨＲに基づいて、相手ｅＮＢのチャネル状態（パスロスなど）に依存する送信電力（又は送信電力密度（ＰＳＤ））を推定してもよい。ＰＳＤは、ＰＵＳＣＨ帯域幅に依存しない１ＰＲＢあたりの送信電力であり、例えば、下記式（３）で表すことができる。
ＰＳＤ＝PO_PUSCH,c(j)+αc(j)・PLc+ΔTF,c(i)+fc(i) （３）
式（２）及び式（３）から、仮想ＰＨ＝PCMAX,c(i)（最大送信電力）−ＰＳＤと表すことができる。したがって、仮想ＰＨＲに基づいて、ＰＳＤを推定することができる。
さらに、無線基地局は、仮想ＰＨＲに基づいて、相手ｅＮＢが選択したＭＣＳレベルと、これによるチャネル品質を推定してもよい。相手ｅＮＢが選択するＭＣＳレベルは、パスロスや受信電力だけでなく、干渉電力によっても定まる。したがって、ＭＣＳレベルを推定することにより、相手ｅＮＢに対する上り送信の干渉状態を推定することができる。
上述のとおり、第１の実施の形態に係る方法を用いることで、無線基地局は、実際ＰＨＲと仮想ＰＨＲとの組み合わせに基づいて、パスロス、ＰＵＳＣＨ帯域幅、ＭＣＳ、ＴＰＣコマンドなど、他のｅＮＢの送信電力制御に関する情報を計算できる。これにより、デュアルコネクティビティを適用する無線基地局は、ユーザ端末のＰＨＲの通知タイミングにおける他の無線基地局が形成する各セルのＰＨを正確に把握することができる。この結果、適切にユーザ端末の上り送信電力を制御することができ、上りリンクスループットの低下を抑制することができる。
図８は、ユーザ端末の総余剰送信電力の一例を示す説明図である。図８には、ＰＨＲ送信タイミングにおける、あるユーザ端末の上りリンクの総送信電力に占める各セルの送信電力が示されている。ここで、「Ｍ」が付される領域はＭｅＮＢへの送信電力、「Ｓ」が付される領域はＳｅＮＢへの送信電力を示す。また、「Premain」が付される領域は総余剰送信電力（Remaining power）を示す。ここで、総余剰送信電力とは、各セルに対する余剰送信電力の合計であり、例えば、ユーザ端末の最大送信電力から、各セルの所要送信電力（送信に要する電力）の合計を除いた電力のことをいう。総余剰送信電力は、各セルに対するＰＨの和から求めてもよいが、その場合は負のＰＨを考慮しないことが好ましい。
図５に示したようなＵＬ−ＣＡと同じＰＨＲのみを用いる場合、相手ｅＮＢの割り当てが不明なため、Premainを把握することが困難である。一方、第１の実施の形態に係る方法により、ＭｅＮＢ及びＳｅＮＢは、それぞれ他方の無線基地局に対する上り送信電力を算出することができ、Premainを正確に把握することができる。
（変形例１）
なお、ユーザ端末は、無線基地局に対して、仮想ＰＨＲの代わりにＰＳＤを通知してもよい。例えば、当該無線基地局が形成する所定のセルのＰＳＤを通知してもよい。この構成によれば、無線基地局は、ＰＨＲに基づいてＰＳＤを求める演算が不要になり、直接電力を求めることができる。また、無線基地局は、最大送信電力の値によらず、適切にＰＳＤを把握できる。
また、ユーザ端末は、無線基地局に対して、仮想ＰＨＲの代わりにＰＵＳＣＨ帯域幅（例えば、式（２）のMPUSCH,c(i)）を通知してもよい。例えば、当該無線基地局が形成する所定のセルのＰＵＳＣＨ帯域幅を通知してもよい。この構成によれば、無線基地局は、直接ＰＵＳＣＨ帯域幅を把握でき、ＰＨＲに基づいてＰＳＤを求める演算が不要になる。また、最大帯域幅が１００ＰＲＢである従来のＬＴＥ−Ａシステムにおいては、最小のＭＡＣ ＣＥ単位（８ビット）で全パターンを表現できるため、オーバヘッドを低減することができる。なお、通知するＰＵＳＣＨ帯域幅は、無線基地局が形成するセルのＰＵＳＣＨ帯域幅であってもよい。
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態は、デュアルコネクティビティを適用する複数の無線基地局が、ユーザ端末のＰＨＲの通知タイミングにおける各セルのＰＨをそれぞれ把握している場合の、上りリンク送信電力制御方法である。第２の実施形態では、各セルのＰＨを求める方法として、上記第１の実施形態に係る方法を用いるものとするが、これに限られない。以下、ユーザ端末と接続する無線基地局は、ＭｅＮＢ及びＳｅＮＢの２つを仮定して説明するが、これに限られない。
第２の実施形態では、ユーザ端末は、ＰＨＲ通知タイミングにおける総余剰送信電力を、所定の比率で各セルに分配する。また、次のＰＨＲ通知タイミングまで、各セルに対する信号の送信は、分配された余剰電力を加えた電力を利用して行う。そして、次のＰＨＲ通知タイミングになると、当該タイミングにおける総余剰送信電力を、再度所定の比率で各セルに分配する。
無線基地局（ＭｅＮＢ、ＳｅＮＢ）は、ＰＨＲを受信する度に、ユーザ端末が総余剰送信電力を所定の比率で分割したと判断し、次のＰＨＲを受信するまでの間、それぞれの無線基地局は余剰電力送信電力分配後の電力を利用可能と考え、スケジューリング及び送信電力制御を行う。
図９は、第２の実施形態の送信電力制御方法の一例を示す説明図である。時刻TTIiにおいて、ユーザ端末は上記第１の実施形態で示したＰＨＲ（実際ＰＨＲ、仮想ＰＨＲ）、ＰＳＤ、ＰＵＳＣＨ帯域幅などを無線基地局に報告する。時刻TTIi +1において、ユーザ端末は、総余剰送信電力Premainを、ＭｅＮＢに割り当て可能な電力M1と、ＳｅＮＢに割り当て可能な電力S1と、に分割する。ここで、M1及びS1は、所定の比率（ratio）を満たすように決定する（ratio＝M1／S1）。この場合、ユーザ端末がＭｅＮＢに割り当て可能な電力（Ｍａｘ Ｔｘ ｏｎ ＭｅＮＢ）は、M＋M1となり、ＳｅＮＢに割り当て可能な電力（Ｍａｘ Ｔｘ ｏｎ ＳｅＮＢ）は、S＋S1となる。
そして、時刻TTImにおいて、ユーザ端末は再び、ＰＨＲ又はＰＳＤを無線基地局に報告する。ここでは、ＰＳＤが変化したことでPremainの大きさが時刻TTIiから変化している。時刻TTIm +1において、ユーザ端末は、Premainを、再度M1と、S1と、に分割する。
なお、各セルへの総余剰送信電力分配に係る所定の比率に関する情報は、ユーザ端末及び無線基地局に予め設定されていてもよいし、ユーザ端末に対して、上位レイヤシグナリング（例えば、ＲＲＣシグナリング）、報知信号などで適宜通知されてもよい。また、所定の比率（ratio）は一定とすることが好ましいが、変化させる構成としてもよい。例えば、図９の例で時刻TTIi +1から時刻TTIm +1の間でユーザ端末がratioの値の変更を通知された場合、変更後の値を用いて電力分配を行うことができる。また、ＰＨＲ又はＰＳＤを報告するタイミング（時刻TTIi、時刻TTIm）でも電力分配を行ってもよい。
以上、第２の実施形態によれば、ユーザ端末が、ＰＨＲ通知タイミングにおける総余剰送信電力を、所定の比率で各セルに分配する。この構成によれば、比較的長期間にわたって所要送信電力が一定の増減を行う環境において、適切な送信電力制御を行うことができる。
また、第２の実施形態の送信電力制御方法によれば、所要送信電力が増加するｅＮＢに対して与える電力を増やす際には、シグナリングを行う必要がない。図１０は、第２の実施形態の送信電力制御方法の一例を示す説明図である。この例では、時刻の経過とともに、ＰＨＲ１、ＰＨＲ２、ＰＨＲ３の順でユーザ端末がＰＨＲを通知している。また、破線は、ＭｅＮＢ及びＳｅＮＢに割り当て可能な余剰送信電力の境界を示している。
図１０の例では、時刻の経過とともに、ＳｅＮＢの所要送信電力は変化しない一方で、ＭｅＮＢの所要送信電力は増加する。余剰電力分配に係る比率が一定である場合、ＭｅＮＢへの電力が増加すると、ＭｅＮＢに割り当て可能な電力も増加することになる。このため、ＭｅＮＢに割り当て可能な電力に関するシグナリングをしなくても、ユーザ端末はＰＨＲ通知タイミングの度に送信電力を増加させる制御を実施することができる。
（変形例２）
第２の実施形態について、所定の場合には１つのｅＮＢに、ユーザ端末あたりの総送信電力を割り当てるようにしても良い。所定のセル以外のセルに対するＰＤＳＣＨのリソース割り当てがないＵＬ送信タイミングでは、当該所定のセルに対する許容最大電力を、ユーザ端末あたりの最大送信電力（分割前の総送信電力）として制御することができる。これにより、明らかにＵＬ同時送信が生じないタイミングで、不要な電力分割損を回避することができる
例えば、２つの無線基地局でデュアルコネクティビティを適用する場合は、以下の（ａ）−（ｃ）のタイミングにおいて、１つのｅＮＢにユーザ端末あたりの総送信電力を割り当てるようにしても良い。（ａ）少なくとも１つのｅＮＢでＴＤＤのみを用いる場合、当該ｅＮＢと異なるｅＮＢでのみＵＬとなる（当該ｅＮＢではＵＬとならない）サブフレームタイミング、（ｂ）片方のｅＮＢがＤＲＸ（ＰＲＡＣＨ以外送信しない）状態の場合、（ｃ）片方のｅＮＢでＴＡ ｔｉｍｅｒがＥｘｐｉｒｅしている（ＰＲＡＣＨ以外送信しない）状態。上記のタイミングでは、片方のｅＮＢでしかＵＬ送信が発生しないため、全ての電力を片方のｅＮＢに割り当てることができる。
図１１は、１つのｅＮＢにユーザ端末あたりの総送信電力を割り当てる制御タイミングの一例を示す図である。図１１には、ＴＤＤを用いるｅＮＢ（ＳｅＮＢ）と、ＦＤＤを用いるｅＮＢ（ＭｅＮＢ）と、によりデュアルコネクティビティを行う場合のサブフレーム構成が示されている。
図１１のT1のタイミングにおいては、ＴＤＤを用いるＳｅＮＢがＵＬ伝送を行うサブフレームであるため、ＭｅＮＢとＳｅＮＢからＵＬ同時送信の可能性がある。このため、第２の実施形態で上述したように、ＭｅＮＢとＳｅＮＢに分割した後の電力を最大送信電力とすることが好ましい。一方、図１１のT2のタイミングにおいては、ＴＤＤを用いるＳｅＮＢがＤＬ伝送を行うサブフレームであるため、ＭｅＮＢとＳｅＮＢからＵＬ同時送信の可能性がない。このため、ＭｅＮＢにユーザ端末あたりの最大送信電力を適用することができる。
なお、第１の実施形態についても、所定のセル以外のセルに対するＰＵＳＣＨのリソース割り当てがないＵＬ送信タイミングでは、当該所定のセルに対する許容最大電力がユーザ端末あたりの最大送信電力であるとして、ＰＨを計算してもよい。つまり、ＵＬ同時送信が生じる可能性があるか否かに基づいて、所定のタイミングでＰＨＲ計算に用いる最大送信電力の値を切り替えても良い。
図１１を例に説明する。図１１のT1のタイミングにおいては、ＵＬ同時送信の可能性があるため、第１の実施形態で上述したように、実際ＰＨＲと仮想ＰＨＲとを計算して通知することが好ましい。一方、図１１のT2のタイミングにおいては、ＵＬ同時送信の可能性がないため、各セルには実際ＰＨＲを計算して通知することができる。
（無線通信システムの構成）
以下、本発明の一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、上記各実施の形態に係る無線通信方法が適用される。なお、各実施の形態は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。
図１２は、本発明の一実施の形態に係る無線通信システムの一例を示す概略構成図である。図１２に示すように、無線通信システム１は、複数の無線基地局１０（１１及び１２）と、各無線基地局１０によって形成されるセル内にあり、各無線基地局１０と通信可能に構成された複数のユーザ端末２０と、を備えている。無線基地局１０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。
図１２において、無線基地局１１は、例えば相対的に広いカバレッジを有するマクロ基地局で構成され、マクロセルＣ１を形成する。無線基地局１２は、局所的なカバレッジを有するスモール基地局で構成され、スモールセルＣ２を形成する。なお、無線基地局１１及び１２の数は、図１２に示す数に限られない。
マクロセルＣ１及びスモールセルＣ２では、同一の周波数帯が用いられてもよいし、異なる周波数帯が用いられてもよい。また、無線基地局１１及び１２は、基地局間インターフェース（例えば、光ファイバ、Ｘ２インターフェース）を介して互いに接続される。
なお、マクロ基地局１１は、ｅＮｏｄｅＢ（ｅＮＢ）、無線基地局、送信ポイント（transmission point）などと呼ばれてもよい。スモール基地局１２は、ＲＲＨ（Remote Radio Head）、ピコ基地局、フェムト基地局、Ｈｏｍｅ ｅＮｏｄｅＢ、送信ポイント、ｅＮｏｄｅＢ（ｅＮＢ）などと呼ばれてもよい。
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いてもよい。ユーザ端末２０は、無線基地局１０を経由して他のユーザ端末２０と通信を実行できる。
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）などが含まれるが、これに限定されるものではない。
無線通信システム１では、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。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れない。
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）、下り制御チャネル（ＰＤＣＣＨ：Physical Downlink Control Channel、ＥＰＤＣＣＨ：Enhanced Physical Downlink Control Channel）、報知チャネル（ＰＢＣＨ：Physical Broadcast Channel）などが用いられる。ＰＤＳＣＨにより、ユーザデータや上位レイヤ制御情報、所定のＳＩＢ（System Information Block）が伝送される。ＰＤＣＣＨ、ＥＰＤＣＣＨにより、下り制御情報（ＤＣＩ）が伝送される。また、ＰＢＣＨにより、同期信号や、ＭＩＢ（Master Information Block）などが伝送される。
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）などが用いられる。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。
図１３は、本実施の形態に係る無線基地局１０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（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。
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、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（Ｈｙｂｒｉｄ ＡＲＱ）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などの送信処理が行われて、各送受信部１０３に転送される。
各送受信部１０３は、ベースバンド信号処理部１０４からアンテナごとにプリコーディングして出力された下り信号を無線周波数帯に変換する。また、送受信部１０３は、本実施の形態に係る送信部を構成する。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、上り信号については、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、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などの呼処理や、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、基地局間インターフェース（例えば、光ファイバ、Ｘ２インターフェース）を介して隣接無線基地局と信号を送受信（バックホールシグナリング）する。また、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。
図１４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。図１４に示すように、無線基地局１０が有するベースバンド信号処理部１０４は、制御部３０１と、送信信号生成部３０２と、マッピング部３０３と、デマッピング部３０４と、受信信号復号部３０５と、を少なくとも含んで構成されている。
制御部３０１は、ＰＤＳＣＨで送信される下りユーザデータ、ＰＤＣＣＨと拡張ＰＤＣＣＨ（ＥＰＤＣＣＨ）の両方、又はいずれか一方で伝送される下り制御情報、下り参照信号などのスケジューリングを制御する。また、制御部３０１は、ＰＲＡＣＨで伝送されるＲＡプリアンブル、ＰＵＳＣＨで伝送される上りデータ、ＰＵＣＣＨ又はＰＵＳＣＨで伝送される上り制御情報、上り参照信号のスケジューリングの制御（割り当て制御）も行う。上りリンク信号（上り制御信号、上りユーザデータ）の割り当て制御に関する情報は、下り制御信号（ＤＣＩ）を用いてユーザ端末２０に通知される。
制御部３０１は、上位局装置３０からの指示情報や各ユーザ端末２０からのフィードバック情報に基づいて、下りリンク信号及び上りリンク信号に対する無線リソースの割り当てを制御する。つまり、制御部３０１は、スケジューラとしての機能を有している。
制御部３０１は、無線基地局２０に接続するユーザ端末１０の上り信号送信電力を調整するために、送信信号生成部３０２及びマッピング部３０３を制御する。
具体的には、制御部３０１は、ユーザ端末２０から報告されるＰＨＲやチャネル状態情報（ＣＳＩ）、上りリンクデータの誤り率、ＨＡＲＱ再送回数などに基づいて、送信電力制御（ＴＰＣ）コマンドを生成するように送信信号生成部３０２に指示を出し、マッピング部３０３に当該ＴＰＣコマンドを下り制御情報（ＤＣＩ）に含めてユーザ端末２０に通知するように制御する。なお、ＰＨＲは、ＭＡＣ ＣＥに含めて通知されてもよい。
ここで、制御部３０１は、ユーザ端末２０から報告されるＰＨＲに基づいて、ユーザ端末２０が接続する各無線基地局１０への上り送信電力に関する情報を取得する。具体的には、制御部３０１は、自局に属するセルの送信電力に関する情報については、ユーザ端末２０から通知された実際ＰＨＲに基づいて取得する。
また、制御部３０１は、自局に属さないセルの送信電力に関する情報については、ユーザ端末２０から通知された実際ＰＨＲ及び仮想ＰＨＲに基づいて取得する（第１の実施形態）。具体的には、送信電力に関する情報として、他の無線基地局１０が形成するセルのＰＵＳＣＨ帯域幅、チャネル状態（パスロスなど）、送信電力密度（ＰＳＤ）、ＭＣＳレベル、チャネル品質などを推定してもよい。
また、制御部３０１は、ユーザ端末２０から通知された実際ＰＨＲ及び仮想ＰＨＲに基づいて、ユーザ端末の総余剰送信電力を算出（推定）する（第２の実施形態）。この場合、次のＰＨＲを受信するまでの間、ＰＨＲを報告したユーザ端末２０が総余剰送信電力を所定の比率で分割すると判断して、余剰電力送信電力分配後の電力を利用可能と考え、スケジューリング及び送信電力制御を行ってもよい。
なお、上記所定の比率は制御部３０１が決定してもよいし、伝送路インターフェースを介して外部から入力されてもよい。また、制御部３０１は、上記所定の比率に関する情報を生成するように送信信号生成部３０２に指示を出してもよい。
送信信号生成部３０２は、制御部３０１により割り当てが決定された下り制御信号や下りデータ信号、下り参照信号などを生成して、マッピング部３０３に出力する。具体的には、送信制御信号生成部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ＣＳＩなどに基づいて決定された符号化率、変調方式に従って符号化処理、変調処理が行われる。
また、送信信号生成部３０２は、制御部３０１からの指示に基づいて、各セルへの総余剰送信電力分配に係る所定の比率に関する情報を、下り制御チャネル（ＰＤＣＣＨ、ＥＰＤＣＣＨ）による下り制御情報（ＤＣＩ）として生成してもよいし、上位レイヤシグナリング（例えば、ＲＲＣシグナリング）や報知信号（例えば、ＳＩＢ）として生成してもよい。
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無線リソースにマッピングして、送受信部１０３に出力する。
デマッピング部３０４は、送受信部１０３で受信された信号をデマッピングして、分離した信号を受信信号復号部３０５に出力する。具体的には、デマッピング部３０４は、ユーザ端末２０からから送信された上りリンク信号をデマッピングする。
受信信号復号部３０５は、上り制御チャネル（ＰＲＡＣＨ、ＰＵＣＣＨ）でユーザ端末２０から送信された信号（例えば、送達確認信号）、データ信号（ＰＵＳＣＨ）を復号し、制御部３０１へ出力する。また、ユーザ端末２０から通知されたＭＡＣ ＣＥに含まれる情報も、制御部３０１へ出力する。
図１５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。図１５に示すように、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（送信部）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。
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、再送制御の受信処理などがなされる。この下りリンクのデータのうち、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などを行う。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処理など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１６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。図１６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、制御部（送信電力制御部）４０１と、送信信号生成部４０２と、マッピング部４０３と、デマッピング部４０４と、受信信号復号部４０５と、ＰＨ報告生成部４１１と、を少なくとも含んで構成されている。なお、制御部４０１は、本実施の形態に係る送信電力制御部を構成する。
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信号）や、受信したＰＤＳＣＨ信号に対する再送制御の可否を判定した結果に基づいて、上り制御信号（ＨＡＲＱ−ＡＣＫ信号など）や上りデータ信号の生成を制御する。無線基地局から受信した下り制御信号は、受信信号復号部４０５から出力される。
また、制御部４０１は、所定の無線基地局２０が形成するセルに対するＰＤＳＣＨのリソース割り当て量（ＰＵＳＣＨ帯域幅）及び当該帯域幅に依存しない送信電力に関する情報のいずれかと、上記セルに対する余剰送信電力に関する情報と、を上記所定の無線基地局２０と異なる無線基地局に送信するように制御を実施する。
具体的には、制御部４０１は、ＰＨ報告生成部４１１に、実際ＰＨ（ＬＴＥ Ｒｅｌ．１１までで用いられる従来のＰＨ）や、ＰＵＳＣＨ帯域幅に依存しないＰＨを含む仮想ＰＨを計算し、実際ＰＨＲ及び仮想ＰＨＲを生成するように指示する。
ＰＨ報告生成部４１１が、制御部４０１からの指示に基づいて、実際ＰＨ及び仮想ＰＨを計算し、実際ＰＨＲ及び仮想ＰＨＲを生成して送信信号生成部４０２に出力する。
例えば、図１２のシステム構成を例にすると、制御部４０１は、無線基地局１１に対して、セルＣ１に関するＰＨＲとして実際ＰＨＲを通知し、無線基地局１１と異なる無線基地局１２が形成するセルＣ２に関するＰＨＲとして実際ＰＨＲ及び仮想ＰＨＲを通知するようにＰＨ報告生成部４１１、送信信号生成部４０２及びマッピング部４０３を制御する。この場合、仮想ＰＨＲとしては、例えば、セルＣ２に対するＰＵＳＣＨ帯域幅が１ＲＢであると仮定して計算したＰＨを含むＰＨＲを用いることができる。
また、制御部４０１は、無線基地局１０に対して、ＰＳＤを通知するように制御してもよいし、ＰＵＳＣＨ帯域幅を通知するように制御してもよい。
また、制御部４０１は、ユーザ端末２０の上り送信電力を制御する。具体的には、制御部４０１は、各無線基地局２０からのシグナリング（例えば、ＴＰＣコマンド）に基づいて、各セルの送信電力を制御する。また、各セルへの総余剰送信電力分配に係る所定の比率に関する情報が、ユーザ端末２０に対して通知又は予め設定されている場合には、制御部４０１は、ＰＨＲ通知タイミングにおける総余剰送信電力を、所定の比率で各セルに分配することができる（第２の実施形態）。また、ＵＬ同時送信が生じないタイミングで、所定の無線基地局１０に対して、ユーザ端末あたりの総送信電力を割り当てるように制御してもよい（変形例２）。
送信信号生成部４０２は、制御部４０１からの指示に基づいて、例えば送達確認信号（ＨＡＲＱ−ＡＣＫ）やチャネル状態情報（ＣＳＩ）などの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。なお、制御部４０１は、無線基地局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、送信信号生成部４０２に上りデータ信号の生成を指示する。
また、送信信号生成部４０２は、ＰＨ報告生成部４１１から入力された各セルに対する余剰送信電力に関する情報や、実際ＰＨＲ、仮想ＰＨＲ、ＰＳＤ、ＰＵＳＣＨ帯域幅などの情報を送信信号にする。なお、実際ＰＨＲ、仮想ＰＨＲはＭＡＣ ＣＥに含めることが好ましい。また、実際ＰＨＲと、ＰＳＤ及び／又はＰＵＳＣＨ帯域幅は、ＭＡＣ ＣＥにまとめて含めてもよい。
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。
デマッピング部４０４は、送受信部２０３で受信された信号をデマッピングして、分離した信号を受信信号復号部４０５に出力する。具体的には、デマッピング部４０４は、無線基地局１０から送信された下りリンク信号をデマッピングする。
受信信号復号部４０５は、下り制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）で送信された下り制御信号（ＰＤＣＣＨ信号）を復号し、スケジューリング情報（上りリソースへの割り当て情報）、下り制御信号に対して送達確認信号をフィードバックするセルに関する情報、ＴＰＣコマンドなどを制御部４０１へ出力する。
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。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、１１、１２…無線基地局
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（受信部）
１０４…ベースバンド信号処理部
１０５…呼処理部
１０６…伝送路インターフェース
２０１…送受信アンテナ
２０２…アンプ部
２０３…送受信部（送信部）
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…送信信号生成部
３０３…マッピング部
３０４…デマッピング部
３０５…受信信号復号部
４０１…制御部（送信電力制御部）
４０２…送信信号生成部
４０３…マッピング部
４０４…デマッピング部
４０５…受信信号復号部
４１１…ＰＨ報告生成部
本発明の一態様に係るユーザ端末は、複数のセルグループを用いて通信するユーザ端末であって、各セルグループを構成するセルごとのＰＨ（Power Headroom）を含むＰＨ報告を生成する生成部と、生成した各セルグループのＰＨ報告を送信する送信部と、を有し、前記送信部が所定のセルグループで送信するＰＨ報告は、他のセルグループに関するＰＨであって、ＰＵＳＣＨ（Physical Uplink Shared Channel）帯域幅に依存しないＰＨを含むことを特徴とする。

Claims (10)

  1. 少なくとも第１の無線基地局と第２の無線基地局とを含む複数の無線基地局に接続するユーザ端末であって、
    各無線基地局に対するＰＨ（Power Headroom）を算出し、ＰＨ報告を生成するＰＨ報告生成部と、
    第１の無線基地局のＰＵＳＣＨ（Physical Uplink Shared Channel）帯域幅、１リソースブロックあたりのＰＨ報告及び送信電力密度に関する情報のいずれかと、前記第１の無線基地局に対するＰＨ報告と、を第２の無線基地局に送信する送信部と、を有することを特徴とするユーザ端末。
  2. 前記第１の無線基地局と第２の無線基地局と、にデュアルコネクティビティで接続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、第２の無線基地局に対して、アクティベートされた全てのセルについてのＰＵＳＣＨ帯域幅、１リソースブロックあたりのＰＨ報告及び送信電力密度に関する情報のいずれかを送信することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のユーザ端末。
  4. 前記送信部は、第２の無線基地局に対して、ＰＵＣＣＨ（Physical Uplink Control Channel）を送信可能なセカンダリセルのＰＵＳＣＨ帯域幅、１リソースブロックあたりのＰＨ報告及び送信電力密度に関する情報のいずれかを送信することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のユーザ端末。
  5. 前記送信部の送信電力を制御する送信電力制御部を有し、
    前記送信電力制御部は、前記各無線基地局に対するＰＨの和である総余剰送信電力を、所定の比率で各セルに分配して利用することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のユーザ端末。
  6. 前記送信電力制御部は、ＰＨ報告をいずれかの無線基地局に送信するタイミングで、前記総余剰送信電力を、所定の比率で各セルに分配して利用することを特徴とする請求項５に記載のユーザ端末。
  7. 前記送信部の送信電力を制御する送信電力制御部を有し、
    前記送信電力制御部は、前記第２の無線基地局のみに対してＰＵＳＣＨ送信を行うタイミングで、前記第２の無線基地局に対する許容最大電力を、ユーザ端末あたりの最大送信電力として制御することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のユーザ端末。
  8. ユーザ端末が接続する２つ以上の無線基地局のうちの一の無線基地局であって、
    ユーザ端末から送信される、他の無線基地局のＰＵＳＣＨ帯域幅、１リソースブロックあたりのＰＨ（Power Headroom）報告及び送信電力密度に関する情報のいずれかと、前記他の無線基地局に対するＰＨ報告と、を受信する受信部と、
    少なくとも前記ＰＵＳＣＨ帯域幅、前記１リソースブロックあたりのＰＨ報告及び前記送信電力密度に関する情報のいずれかに基づいて、前記ユーザ端末の総余剰送信電力を算出する制御部と、を有することを特徴とする無線基地局。
  9. 少なくとも第１の無線基地局と第２の無線基地局とを含む複数の無線基地局に接続するユーザ端末に係る無線通信方法であって、
    各無線基地局に対するＰＨ（Power Headroom）を算出し、ＰＨ報告を生成する工程と、
    第１の無線基地局のＰＵＳＣＨ（Physical Uplink Shared Channel）帯域幅、１リソースブロックあたりのＰＨ報告及び送信電力密度に関する情報のいずれかと、前記第１の無線基地局に対するＰＨ報告と、を第２の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。
  10. 少なくとも第１の無線基地局と第２の無線基地局とを含む複数の無線基地局とユーザ端末が接続する無線通信システムであって、
    前記ユーザ端末は、各無線基地局に対するＰＨ（Power Headroom）を算出し、ＰＨ報告を生成するＰＨ報告生成部と、
    第１の無線基地局のＰＵＳＣＨ（Physical Uplink Shared Channel）帯域幅、１リソースブロックあたりのＰＨ報告及び送信電力密度に関する情報のいずれかと、前記第１の無線基地局に対するＰＨ報告と、を第２の無線基地局に送信する送信部と、を有することを特徴とする無線通信システム。
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