JP2015185930A - ユーザ端末、基地局、通信システム及び通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】スモールセルにおいてユーザ端末に対するデータ送信が開始されるまでの遅延時間を軽減すること。【解決手段】本発明のユーザ端末は、スモール基地局との間のコネクションの状態がディアクティベイト状態である場合、前記スモール基地局から送信されるチャネル状態情報参照信号を用いてチャネル状態情報を周期的に測定する測定部と、前記コネクションの状態が前記ディアクティベイト状態である場合、前記スモール基地局から送信される下り制御チャネルを周期的に監視する監視部と、を具備し、前記下り制御チャネルの周期的な監視により前記ユーザ端末に対する下り制御情報が検出された場合、前記コネクションの状態は、前記ディアクティベイト状態からアクティベイト状態に切り替えられる。【選択図】図７

Description

本発明は、ユーザ端末が第１基地局及び第２基地局と同時に通信を行う次世代通信システムにおけるユーザ端末、基地局、通信システム及び通信方法に関する。

ＬＴＥ（Long Term Evolution）やＬＴＥの後継システム（例えば、ＬＴＥアドバンスト、ＦＲＡ（Future Radio Access）、４Ｇなどともいう）では、半径数百メートルから数キロメートル程度の相対的に大きいカバレッジを有するセル（以下、マクロセルという）と重複して、半径数メートルから数十メートル程度の相対的に小さいカバレッジ有するセル（以下、スモールセルという、ピコセル、フェムトセルなどともいう）が配置される無線通信システム（例えば、ＨｅｔＮｅｔ（Heterogeneous Network）ともいう）が検討されている（例えば、非特許文献１）。

この無線通信システムでは、マクロセルとスモールセルとの間で、同一の周波数帯のキャリア（コンポーネントキャリア（ＣＣ））を用いるシナリオだけでなく、異なる周波数帯のキャリアを用いるシナリオも検討されている。

3GPP TR36.814 "E-UTRA Further advancements for E-UTRA physical layer aspects"

上述の無線通信システムでは、マクロセル内でトラヒックが相対的に多いと推定される特定場所（例えば、駅など）において、スモールセルを高密度に配置することが想定される。この場合、隣接するスモールセル間での干渉を抑制するために、スモールセル（スモール基地局、セカンダリ（Ｓ）セルともいう）のオン状態とオフ状態とを切り替えるオン／オフ制御を行うことが検討されている。

具体的には、オン／オフ制御では、ユーザ端末に対するトラヒックの有無に基づいて、スモールセルをオフ状態からオン状態に切り替えることが検討されている。オン／オフ制御が行われる場合、スモールセルにおけるスループットを向上させるためには、スモールセルがオフ状態からオン状態に切り替えられてから、ユーザ端末に対するデータ送信が開始されるまでの遅延時間を軽減することが望まれる。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、スモールセルにおいてユーザ端末に対するデータ送信が開始されるまでの遅延時間を軽減可能なユーザ端末、基地局、通信システム及び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は、第１基地局及び第２基地局と同時に通信を行うユーザ端末であって、前記第１基地局と前記ユーザ端末との間のコネクションの状態がディアクティベイト状態である場合、前記第１基地局から送信されるチャネル状態情報参照信号を用いてチャネル状態情報を周期的に測定する測定部と、前記コネクションの状態が前記ディアクティベイト状態である場合、前記第１基地局から送信される下り制御チャネルを周期的に監視する監視部と、を具備し、前記下り制御チャネルの周期的な監視により前記ユーザ端末に対する下り制御情報が検出された場合、前記コネクションの状態は、前記ディアクティベイト状態からアクティベイト状態に切り替えられることを特徴とする。

本発明によれば、スモールセルにおいてユーザ端末に対するデータ送信が開始されるまでの遅延時間を軽減できる。

ＨｅｔＮｅｔの説明図である。 スモールセルを高密度に配置するシナリオ例の説明図である。 隣接スモールセル間の干渉の説明図である。 スモールセルのオン／オフ制御の説明図である。 スモールセルのオフ／オフ状態の切り替え動作を示すシーケンス図である。 スモールセルがオフ状態からオン状態に切り替えられてから、ユーザ端末に対するデータ送信が開始されるまでの遅延時間の説明図である。 本発明の無線通信方法の説明図である。 本発明の無線通信方法に係るスモールセルの下り送信信号を示す図である。 本発明の無線通信方法を示すシーケンス図である。 本発明の無線通信方法におけるユーザ端末の動作を示すフローチャートである。 本実施の形態に係る無線通信システムの全体構成図である。 本実施の形態に係る無線基地局の概略構成図である。 本実施の形態に係るユーザ端末の概略構成図である。 本実施の形態に係るスモール基地局の詳細構成図である。 本実施の形態に係るユーザ端末の詳細構成図である。

図１は、ＨｅｔＮｅｔの概念図である。図１に示すように、ＨｅｔＮｅｔは、マクロセルとスモールセルとの少なくとも一部が地理的に重複して配置される無線通信システムである。ＨｅｔＮｅｔは、マクロセルを形成する無線基地局（以下、マクロ基地局（ＭｅＮＢ：Macro eNodeB）という）と、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（ＳｅＮＢ：Small eNodeB）という）と、マクロ基地局とスモール基地局と通信するユーザ端末（ＵＥ：User Equipment）とを含んで構成される。

図１に示すように、マクロセルでは、相対的に低い周波数帯（例えば、８００ＭＨｚや２ＧＨｚなど）が用いられ、スモールセルでは、相対的に高い周波数帯（例えば、３．５ＧＨｚなど）が用いられる。また、スモールセルでは、例えば、３．５ＧＨｚなどのライセンス帯域（licensed band）だけでなく、例えば、５ＧＨｚなどの非ライセンス帯域（unlicensed band）が用いられてもよい。また、スモールセルでは、マクロセルよりも低い送信電力が用いられる。

また、ＨｅｔＮｅｔでは、マクロセルにおいてカバレッジやモビリティを確保しながら、スモールセルにおいてキャパシティ増大やユーザ端末のスループット増大を図ること（Macro-assisted Small Cell operation、C/U-plane splitなどともいう）も検討されている。具体的には、マクロセルでは、制御信号などの制御（Ｃ）プレーンの通信を行い、スモールセルでは、ユーザデータなどのユーザ（Ｕ）プレーンの通信を行うことが検討されている。なお、図１に示すように、マクロセルでは、リアルタイムサービスなど、一部のユーザ（Ｕ）プレーンの通信が行われてもよい。

また、ＨｅｔＮｅｔでは、スモールセルを異なる密度や異なる環境（例えば、indoor又はoutdoorなど）で配置することも検討されている。一般に、ユーザ分布やトラフィックは均一でなく、時間的、あるいは、場所的に変動するためである。例えば、ユーザ端末が多く集まる駅やショッピングモール等では、スモールセルの配置密度を高くし（Dense small cell）、ユーザ端末が集まらない場所では、スモールセルの配置密度を低くする（Sparse small cell）ことが考えられる。

なお、上記スモールセルは、マクロセル（プライマリ（Ｐ）セル）とのキャリアアグリゲーションにより、ユーザ端末に使用される。ここで、キャリアアグリゲーション（ＣＡ）とは、マクロセル（Ｐセル）と少なくとも一つのスモールセル（Ｓセル）のキャリア（コンポーネントキャリア）を統合することである。キャリアアグリゲーションでは、ユーザ端末は、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）と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）と同時に通信を行う。

また、キャリアアグリゲーションには、基地局内キャリアアグリゲーション（Intra-eNB ＣＡ）（単に、キャリアアグリゲーションともいう）と、基地局間キャリアアグリゲーション（Inter-eNB ＣＡ）（デュアルコネクティビティともいう）とが含まれる。基地局内ＣＡでは、マクロ基地局がスモール基地局のスケジューリングを行ってもよい。また、基地局間ＣＡ（デュアルコネクティビティ）では、ユーザ端末がマクロセルとスモールセルとの双方に接続し、マクロ基地局及びスモール基地局がスケジューリングを行ってもよい。以下では、基地局間ＣＡ（デュアルコネクティビティ）の場合を中心に説明を行う。

図２は、スモールセルを高密度に配置するシナリオ例の説明図である。図２に示すように、特定範囲のクラスター（small cell cluster）内に高密度にスモールセルを配置するシナリオ（例えば、Ｒｅｌ−１２ ＳＣＥ（Small Cell Enhancement）シナリオ、以下、ＳＣＥシナリオという）が想定される。このＳＣＥシナリオでは、隣接スモールセルからの干渉により、ユーザ端末の受信品質（例えば、ＲＳＲＱ：Reference Signal Received Quality、ＳＩＮＲ：Signal Interference and Noise Ratio）が劣化する恐れがある。

図３は、ＳＣＥシナリオにおける隣接スモールセル＃１及び＃２間の干渉の説明図である。なお、図３では、ユーザ端末がスモールセル（スモール基地局）＃２に接続するものとする。また、図３に示す信号構成は、例示にすぎず、これに限られない。図３において、不図示の同期信号（例えば、ＰＳＳ：Primary Synchronization Signal、ＳＳＳ：Secondary Synchronization Signal）や参照信号が配置されてもよい。また、図３では、スモールセル＃１及び＃２で同一周波数が用いられるものとする。

図３のサブフレーム＃１に示すように、トラヒックが相対的に高い場合、スモールセル＃１及び＃２の双方において下り共有チャネル（ＰＤＳＣＨ：Physical Downlink Shared Channel）が割り当てられる。この場合、ユーザ端末が接続するスモールセル＃２のＰＤＳＣＨは、スモールセル＃１のＰＤＳＣＨによる干渉を受ける。

一方、図３のサブフレーム＃１＋ｎ（ｎ≧１）に示すように、トラヒックが相対的に低い場合、スモールセル＃２のＰＤＳＣＨは、スモールセル＃１のセル固有参照信号（ＣＲＳ：Cell-specific Reference Signal）や同期信号（不図示）による干渉を受ける。

このように、ＳＣＥシナリオでは、隣接スモールセルからの干渉により、ユーザ端末の受信品質が劣化する恐れがある。この結果、スモールセルの高密度化によるスループットの改善効果が飽和する恐れがある。また、ＳＣＥシナリオでは、セルプラニングを容易にするため、セル間の位置関係を考慮せずにスモールセルが配置されるため、隣接スモールセルからの干渉が増大することが想定される。

このため、ＳＣＥシナリオでは、スモールセル間の干渉コーディネーション（ＩＣＩＣ：Inter-Cell Interference Coordination）を行うことが望まれる。スモールセル間の干渉コーディネーションとしては、例えば、スモールセル（スモール基地局、セカンダリ（Ｓ）セルともいう）のオン状態とオフ状態とを切り替えるオン／オフ制御を行うことが考えられる。

図４は、ＳＣＥシナリオにおけるオン／オフ制御の説明図である。図４では、例えば、スモールセル１、３がオン状態であり、スモールセル２がオフ状態であるものとする。また、オン状態とは、スモールセルにおいてＰＤＳＣＨ、ＣＲＳなどが送信される状態であり、オフ状態とは、スモールセルにおいてＰＤＳＣＨ、ＣＲＳなどの送信が停止される状態である。

図４に示すように、スモール基地局１−３は、それぞれ、ディスカバリー信号をバースト的に送信する。ここで、ディスカバリー信号は、スモールセルの検出及び／又は測定に用いられる信号（検出／測定用信号）（単に、検出用信号ともいう）である。ディスカバリー信号は、例えば、１００ｍｓ、１６０ｍｓなどの相対的に長い周期でバースト的に送信される。ここで「バースト的に」とは、例えば、１ｍｓでの送信、あるいは、２ｍｓでの送信である。また、スモール基地局１−３は、同期してディスカバリー信号を送信する。ディスカバリー信号を同期送信することにより、ユーザ端末におけるディスカバリー信号のメジャメント期間を軽減でき、バッテリーセービング効果を得ることができる。なお、ディスカバリー信号のバースト送信に関する情報（例えば、サブフレーム番号、系列、送信周期など）は、マクロ基地局からユーザ端末に通知されてもよい。

図４に示すオン／オフ制御では、ユーザ端末は、スモール基地局１−３からのディスカバリー信号を用いて、スモールセル１−３における受信電力及び／又は受信品質（以下、受信電力／受信品質という）を測定する。マクロ基地局は、測定結果に基づいて、マクロセル（プライマリ（Ｐ）セル）とのキャリアアグリゲーションを行うスモールセル（セカンダリ（Ｓ）セル）としてスモールセル１−３を設定し、ユーザ端末に対するトラヒックに基づいてスモールセル１−３のオン／オフ制御を行う。なお、受信電力としては、ＲＳＲＰ：Reference Signal Received Power）が用いられ、受信品質としては、ＲＳＲＱやＳＩＮＲなどが用いられてもよい。

図５は、スモールセルのオン／オフ状態の切り替え手順の説明図である。図５では、スモールセルをオフ状態からオン状態に切り替える手順について説明する。なお、図５では、マクロセルとスモールセルとの間で基地局間キャリアアグリゲーション（デュアルコネクティビティ）が行われる場合を一例として説明する。なお、基地局内キャリアアグリゲーションの場合、マクロセルとスモールセルの両方が１つの基地局により制御されるため、マクロセルを制御する基地局が、スモールセルのスケジューリングを行うとみなされてもよい。

図５に示すように、マクロ基地局は、ユーザ端末に対して、スモール基地局から送信される信号のパラメータ情報を通知する（ステップＳＴ１０１）。当該パラメータ情報には、上述のディスカバリー信号のバースト送信に関する情報（例えば、サブフレーム番号、系列、送信周期など）や、チャネル状態情報参照信号（ＣＳＩ−ＲＳ：Channel State Information-Reference Signal）の構成情報などが含まれてもよい。

スモール基地局は、ユーザ端末に対して、ディスカバリー信号を送信する（ステップＳＴ１０２）。ユーザ端末は、ディスカバリー信号の受信電力／受信品質の測定結果を示す測定報告（ＭＲ：Measurement Report）をマクロ基地局に通知する（ステップＳＴ１０３）。

マクロ基地局は、ユーザ端末からの測定報告に基づいて、マクロセルとのキャリアアグリゲーションを行うスモールセルを決定する（ステップＳＴ１０４）。例えば、マクロ基地局は、ユーザ端末におけるディスカバリー信号の受信品質が所定の閾値以上（又は、より大きい）であるスモールセルを、キャリアアグリゲーションの対象となるスモールセルとして決定してもよい。

ここで、スモールセルがオフ状態である場合、ユーザ端末は、下り制御チャネル（ＰＤＣＣＨ：Physical Downlink Control Channel）の監視（PDCCH monitoring）や、ＣＳＩの報告（CSI reporting、CQI/PMI/RI/PTI reporting）などを行わないディアクティベーションの状態にある。また、ユーザ端末は、マクロ基地局からの指示を受けて、下り制御チャネルの監視や、ＣＳＩの測定及び報告などを行うアクティベーションの状態に移行する。

ユーザ端末はスモールセルのアクティベーションを指示されるとともに（ステップＳＴ１０６）、スモール基地局からのＣＳＩ−ＲＳを用いたチャネル状態情報（ＣＳＩ）の測定を開始する。なお、ユーザ端末への指示情報は、例えば、ＭＡＣ（Medium Access Control）シグナリングにより、通知されてもよい。また、ユーザ端末のアクティベーションと同じタイミングで、スモールセルがオフの状態からオンの状態に移行し、ＣＳＩ−ＲＳ等の下り信号の送信が開始されれば（ステップＳＴ１０７）、遅延なくユーザ端末がＣＳＩ測定を開始できる。

なお、ＣＳＩは、スモール基地局からのＰＤＳＣＨのスケジューリングに用いられる情報であり、チャネル品質識別子（ＣＱＩ：Channel Quality Indicator）、ランク識別子（ＲＩ：Rank Indicator）、プリコーディングマトリクス識別子（ＰＭＩ：Precoding Matrix Indicator）の少なくとも一つを含んでもよい。

ユーザ端末は、上りリンクの同期の確立が必要な場合、スモール基地局との間でランダムアクセス手順を行い（ステップＳＴ１０８）、ＣＳＩをスモール基地局に通知する（ステップＳＴ１０９）。なお、当該ランダムアクセス手順は、省略されてもよいし、ランダムアクセス手順とＣＳＩ報告は一緒に行われても良い。

スモール基地局は、ユーザ端末からのＣＳＩに基づいて、スモール基地局から送信されるＰＤＳＣＨのスケジューリングを行う（ステップＳＴ１１０）。

以上のような切り替え手順では、スモールセルがオフ状態からオン状態に切り替えられてから、当該スモール基地局からユーザ端末に対するデータ送信が開始されるまでの遅延時間により、スループットが低下する恐れがある。

図６を参照し、スモールセルがオフ状態からオン状態に切り替えられる場合の遅延時間について詳述する。なお、図６では、スモールセル１がオン状態であり、スモールセル２がオフ状態からオン状態に切り替えられるものとする。なお、図６は、一例にすぎず、これに限られない。

図６に示すように、オン状態のスモールセル１では、所定周期（例えば、１００ｍｓ、１６０ｍｓ）でディスカバリー信号が送信され、各サブフレームにおいてＣＲＳ及びＰＤＳＣＨが送信される。尚、例えば、新しいタイプのキャリアであるNew Carrier Type等においては、ＣＲＳは送信されなくてもよい。ユーザ端末は、オン状態のスモールセル１において、各サブフレームにおいてＰＤＣＣＨの監視（monitoring）を行い、ＰＤＳＣＨを受信する。

また、オン状態のスモールセル１では、所定周期（例えば、５ｍｓ、１０ｍｓなどディスカバリー信号よりも短い周期）でＣＳＩ−ＲＳが送信される。ユーザ端末は、当該ＣＳＩ−ＲＳを用いてＣＳＩを測定する。当該ＣＳＩに基づいて、スモールセル１のＰＤＳＣＨがスケジューリングされる。

一方、オフ状態のスモールセル２では、各サブフレームにおけるＣＲＳ及びＰＤＳＣＨの送信、所定周期のＣＳＩ−ＲＳの送信が停止される。図６では、マクロ基地局からユーザ端末への指示情報（SCell activation）と同時に、スモールセル２は、オフ状態からオン状態に切り替えられる。これにより、スモールセル２から所定周期のＣＳＩ−ＲＳの送信が開始される。

ユーザ端末は、マクロ基地局によりスモールセルのアクティベーションを指示されるとともに、スモールセル２のＣＳＩ−ＲＳを用いたＣＳＩの測定を開始する。なお、ユーザ端末のアクティベーションと同じタイミングで、スモールセルがオフの状態からオンの状態に移行し、ＣＳＩ−ＲＳ等の下り信号の送信が開始されれば、遅延なくユーザ端末がＣＳＩ測定を開始できる。ユーザ端末は、当該ＣＳＩをスモール基地局にフィードバックする。スモールセル２では、当該ＣＳＩに基づいてスケジューリングされたＰＤＳＣＨの送信が開始される。

図５のようにユーザ端末はマクロ基地局からのアクティベーションの指示を受けてから、ＣＳＩ測定を開始する。一方、図６のように、オフ状態のスモールセル２ではＣＳＩ−ＲＳは送信されず、オン状態に切り替えられてから初めてＣＳＩ−ＲＳの送信が開始される。このように、ユーザ端末はマクロ基地局からアクティベーションを指示されたスモールセル２に対するＣＳＩの測定に時間を要し、当該ＣＳＩに基づいてスケジューリングされるＰＤＳＣＨの送信開始が遅延する恐れがある。この結果、スモールセル２におけるユーザ端末のスループットが、低下する恐れがある。

そこで、本発明者らは、スモールセルにおいてユーザ端末に対するデータ送信が開始されるまでの遅延時間を軽減する方法を検討し、本発明に至った。具体的には、本発明者らは、マクロ基地局からの指示なしにユーザ端末がアクティベーションの状態に切り替わることを可能としつつ、スモールセルがオフ状態である場合にもユーザ端末におけるＣＳＩの測定を可能とすることで、上記遅延時間を軽減することを着想した。

（無線通信方法）
以下、本発明に係る無線通信方法（通信方法）を説明する。本発明に係る無線通信方法は、マクロセル内のスモールセルにおける動作状態を切り替え可能なユーザ端末と、前記スモールセルを形成する無線基地局とを含む無線通信システムで用いられる。

具体的には、本発明に係る無線通信方法では、ユーザ端末は、マクロ基地局（第２基地局）とスモール基地局（第１基地局）と同時に接続する、すなわち、同時に通信を行う。そして、スモールセル（かかるスモール基地局が移動通信サービスを提供するセル）における動作状態がディアクティベイト状態である場合、スモールセルのチャネル状態情報参照信号（ＣＳＩ−ＲＳ）を用いてチャネル状態情報（ＣＳＩ）を周期的に測定し、スモールセルの下り制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）を周期的に監視する。ＰＤＣＣＨの周期的な監視によりユーザ端末に対する下り制御情報（ＤＣＩ）が検出された場合、当該ユーザ端末の動作状態は、ディアクティベイト状態からアクティベイト状態に切り替えられる。

ここで、ディアクティベイト状態とは、スモールセル（例えば、オフ状態のスモールセル）におけるユーザ端末の動作状態であり、ＲＦ回路をできるだけ起動せずに、必要な場合に（例えば、周期的に）起動する状態である。一方、アクティベイト状態とは、スモールセル（例えば、オン状態のスモールセル）におけるユーザ端末の動作状態であり、スモールセルにおいてユーザ端末のＲＦ回路を起動し続ける状態である。なお、ディアクティベイト状態、アクティベイト状態のユーザ端末は、それぞれ、Deactivated UE、Activated UEとも呼ばれる。また、ディアクティベイト状態とアクティベイト状態とは、それぞれ、スモール基地局（第１基地局）とユーザ端末との間のコネクションの状態であってもよい。

また、本発明に係る無線通信方法は、ユーザ端末がマクロセルとスモールセルとの双方に接続するデュアルコネクティビティ（基地局間キャリアアグリゲーション（Inter-eNB ＣＡ））が行われる場合だけでなく、マクロセルとスモールセルとの基地局内キャリアアグリゲーション（Intra-eNB ＣＡ）が行われる場合にも適用可能である。基地局内キャリアアグリゲーションでは、ユーザ端末が、マクロセルにＣＳＩの報告を行う場合が考えられるが、スモールセルにＣＳＩの報告を行っても良い。また、基地局内キャリアアグリゲーションの場合、マクロセルとスモールセルは１つの基地局により制御されるため、マクロセルを制御する基地局がスモールセルのスケジューリングを行うとみなされてもよい。

また、本発明に係る無線通信方法は、スモールセルにおいてＰＤＣＣＨが配置される既存キャリアが用いられる場合だけでなく、既存キャリアとの互換性を有しない非互換性キャリア（ＮＣＴ：New Carrier Type）が用いられる場合にも適用可能である。スモールセルにおいてＮＣＴが用いられる場合、ＰＤＣＣＨの代わりに、拡張下り制御チャネル（ＥＰＤＣＣＨ：Enhanced Physical Downlink Control Channel）が監視されてもよい。以下では、一例として、スモールセルにおいて既存キャリアが用いられる場合を説明する。

図７は、本発明に係る無線通信方法の説明図である。なお、図７では、スモールセルがオフ状態からオン状態（スモールセルにおけるユーザ端末の動作状態がディアクティベイト状態からアクティベイト状態）に切り替えられる場合を一例として説明する。

図７に示すように、本発明に係る無線通信方法では、スモールセルがオン状態である場合だけでなくオフ状態である場合でも、ＣＳＩ−ＲＳが所定周期で送信される。ここで、ＣＳＩ−ＲＳは、ディスカバリー信号より短い周期（例えば、図７では、１０ｍｓ）で送信されてもよいし、ディスカバリー信号と同一の周期で送信されてもよい。また、ＣＳＩ−ＲＳとディスカバリー信号とは、同一のサブフレーム（例えば、図７の無線フレーム（ＲＦ）＃ｎのサブフレーム（ＳＦ）＃０）で送信されてもよい。あるいは、ＣＳＩ−ＲＳとディスカバリー信号は同じ信号であってもよい。

また、オフ状態に送信される信号として、これらに限らない。たとえば、オフ状態である場合でも、ＰＳＳ／ＳＳＳが送信されても良いし、ＮＣＴのように更にＣＲＳが低頻度で送信されても良い。図８にこれらオフ状態の下り送信信号の一例について示す。図８に示すように、オフ状態には、第１−４のオフ状態が含まれてもよく、第１−４のオフ状態に応じて送信される下り送信信号は変更されてもよい。

ユーザ端末は、スモールセルがオフ状態である場合（スモールセルにおけるユーザ端末の動作状態がディアクティベイト状態である場合（Deactivated UE））、当該ＣＳＩ−ＲＳを用いて、スモールセルのＣＳＩを周期的に測定する。なお、ユーザ端末は、測定されたＣＳＩをスモール基地局にフィードバックしても良い。

また、ユーザ端末は、スモールセルがオフ状態である場合（スモールセルにおけるユーザ端末の動作状態がディアクティベイト状態である場合）、スモールセルの下り制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）を周期的に監視する。図７に示すように、ＣＳＩ−ＲＳの周期的な測定とＰＤＣＣＨの周期的な監視とは、同一のサブフレーム（例えば、図７のＲＦ＃ｎ、＃ｎ＋１のＳＦ＃０）で行われてもよい。これにより、ユーザ端末は、ＲＦ回路の起動回数を減らせるので、バッテリーセービング効果を得ることができる。

本発明に係る無線通信方法では、スモールセルがオフ状態である場合（スモールセルにおけるユーザ端末の動作状態がディアクティベイト状態である場合）、ユーザ端末に対するデータが発生すると、当該ユーザ端末に対する下り制御情報（ＤＣＩ）がＰＤＣＣＨを介して送信される。ユーザ端末におけるＰＤＣＣＨの周期的な監視により、ユーザ端末に対するＤＣＩが検出されると、スモールセルがオフ状態からオン状態に切り替えられる（スモールセルにおけるユーザ端末の動作状態がディアクティベイト状態からアクティベイト状態（Activated UE）に切り替えられる）。

例えば、図７に示すように、ＲＦ＃ｎ＋１のＳＦ＃５でユーザ端末に対するデータが発生する場合、ユーザ端末は、ＰＤＣＣＨの周期的な監視により、当該データのスケジューリング情報を含むＤＣＩをＲＦ＃ｎ＋２のＳＦ＃０で検出する。これにより、スモールセルが黙示的に（implicitly）オフ状態からオン状態に切り替えられる。すなわち、本発明に係る無線通信方法では、マクロ基地局からの指示情報（SCell Activation）なしに、スモールセルにおけるユーザ端末の動作状態がディアクティベイト状態からアクティベイト状態に切り替えられる。

本発明に係る無線通信方法では、ＤＣＩを検出したことにより、スモールセルが黙示的に（implicitly）オフ状態からオン状態に切り替わり、ディアクティベイト状態からアクティベイト状態に切り替えられる。このため、ユーザ端末がＤＣＩを検出したかどうかをスモールセルが認識できることが望ましい。これを解決するために、最初にＤＣＩを送信する際に、非周期（Aperiodic）ＣＳＩを必ずトリガーすることで、スモールセルはＣＳＩの報告により、ユーザ端末がＤＣＩを検出できたかどうかを認識することが可能となる。

また、最初にＤＣＩを送信する際に、下りリンク割り当て（DL assignment）と上りリンクグラント(UL grant)の両方をスモールセルから送信することで、ＤＣＩの未検出をより高い確率で防ぐことが出来る。つまり、DL assignmentが未検出となった場合でも、ＰＵＳＣＨを受信したことで、UL grantを受信したことを認識でき、一方、UL grantが未検出となった場合でも、ＰＵＣＣＨのACK/NACKを受信したことで、DL assignmentを受信したことを認識することが出来る。

なお、上記の説明では、上りリンクの同期が確立している場合を想定しているが、上りの同期が確立できていない場合を想定し、ユーザ端末は，常にランダムアクセス手順をトリガーするためのＰＤＣＣＨを監視し、これを受信したらアクティベーション状態に移行しても良い。

スモールセルがオフ状態からオン状態に切り替えられた場合（スモールセルにおけるユーザ端末の動作状態がディアクティベイト状態からアクティベイト状態に切り替えられた場合）、ユーザ端末は、ＰＤＣＣＨのサブフレーム毎の監視を開始する。また、ユーザ端末は、スモールセルがオフ状態である場合（スモールセルにおけるユーザ端末の動作状態がディアクティベイト状態である場合）に測定されたＣＳＩに基づいてスケジューリングされたデータ（下り共有チャネル（ＰＤＳＣＨ））を受信する。

このように、本発明に係る無線通信方法では、スモールセルがオフ状態である場合（スモールセルにおけるユーザ端末の動作状態がディアクティベイト状態である場合）にもＣＳＩが測定されるので、ユーザ端末に対するデータが発生した場合に、当該ＣＳＩに基づいて、当該データのスケジューリングを迅速に行うことができる。

すなわち、本発明に係る無線通信方法では、スモールセルがオン状態に切り替えられた際に周期的なＣＳＩの測定を待たずに、オフ状態で測定されたＣＳＩを用いてＰＤＳＣＨのスケジューリングを行うことができる。この結果、マクロ基地局からの指示情報なしにユーザ端末はアクティベーションへ切り替えられるため、アクティベイト状態に切り替えられてからデータ送信を開始するまでの間のＣＳＩの測定によって生じる遅延時間（図６）を軽減できる。

図９を参照し、本発明に係る無線通信方法について、図５と比較して説明する。図９は、本発明に係る無線通信方法を示すシーケンス図である。なお、図９のステップＳＴ１１、ＳＴ１２、ＳＴ１４、ＳＴ１６は、図５のステップＳＴ１０１、ＳＴ１０２、ＳＴ１０８、ＳＴ１１０と同様である。

図９に示すように、スモール基地局は、オフ状態である場合でも、ＣＳＩ−ＲＳを周期的に送信する（ステップＳＴ１３）。ユーザ端末は、ディアクティベイト状態である場合でも、スモール基地局からのＣＳＩ−ＲＳを用いて測定されたＣＳＩをスモール基地局に送信しても良い（ステップＳＴ１５）。

スモール基地局は、ステップＳＴ２０６におけるスケジューリング結果を示すＤＣＩを、ＰＤＣＣＨを介して送信するとともに、ＰＤＳＣＨを送信する（ステップＳＴ１７）。ディアクティベイト状態のユーザ端末は、周期的なＰＤＣＣＨの監視により、スモール基地局からのＤＣＩを検出すると、スモールセルにおける動作状態をディアクティベイト状態からアクティベイト状態に切り替える。なお、ユーザ端末は、スモール基地局とのコネクションの状態をディアクティベイト状態からアクティベイト状態に切り替えてもよい。

図１０を参照し、本発明に係る無線通信方法におけるユーザ端末の動作状態について詳述する。図１０は、スモールセルがオフ状態からオン状態に切り替えられる場合（スモールセルにおける動作状態がディアクティベイト状態からアクティベイト状態に切り替えられる場合）のユーザ端末の動作を示すフローチャートである。

図１０に示すように、スモールセルがオフ状態である場合（スモールセルにおけるユーザ端末の動作状態がディアクティベイト状態である場合）、ユーザ端末は、ディスカバリー信号の測定及び報告、ＣＳＩの測定及び報告、ＰＤＣＣＨの監視を周期的に行う（ステップＳＴ０１）。

図７で説明したように、ＣＳＩの測定及びＰＤＣＣＨの監視とは、同一のサブフレームで行われてもよい。また、ディスカバリー信号の測定は、ＣＳＩの測定及びＰＤＣＣＨの監視と同一周期で行われてもよいし、異なる周期で行われてもよい。また、ディスカバリー信号の測定は、ＣＳＩの測定及びＰＤＣＣＨの監視が行われる少なくとも一つのサブフレームで行われてもよい。あるいは、ＣＳＩ−ＲＳとディスカバリー信号は同じ信号であってもよい。

ここで、ＰＤＣＣＨの監視やＣＳＩの測定に関する送信タイミング情報は、マクロ基地局からユーザ端末に上位レイヤシグナリングで通知しても良い。ここで、送信タイミングに関する情報は、送信サブフレームのインデックスや送信周期でも良いし、ビットマップでタイミング情報を通知しても良い。また、スモールセルがオフの状態の時のＣＳＩの測定頻度を下げてユーザ端末のバッテリー消費を抑えるために、スモールセルがオンの状態（ユーザ端末がアクティブの状態）とは、測定頻度を変えても良い。

ＰＤＣＣＨの周期的な監視によりユーザ端末に対するＤＣＩが検出された場合（ステップＳＴ０２；Ｙｅｓ）、スモールセルがオフ状態からオン状態（スモールセルにおけるユーザ端末の動作状態（或いは、スモール基地局とユーザ端末との間のコネクションの状態）がディアクティベイト状態（Deactivated UE）からアクティベイト状態（Activated UE））に切り替えられる。この場合、ユーザ端末は、ＰＤＣＣＨの監視をサブフレーム毎に行う（ステップＳＴ０３）。なお、ユーザ端末は、ディスカバリー信号の測定及び報告、ＣＳＩの測定及び報告、ＰＤＣＣＨの監視については、周期的に行う。

ＰＤＣＣＨのサブフレーム毎の監視により一定期間ユーザ端末に対するＤＣＩが検出されなかった場合（ステップＳＴ０４；Ｙｅｓ）、スモールセルがオン状態からオフ状態（スモールセルにおけるユーザ端末の動作状態（或いは、スモール基地局とユーザ端末との間のコネクションの状態）がアクティベイト状態からディアクティベイト状態）に再び切り替えられ、本動作は、ステップＳＴ０１に戻る。

図１０に示す動作によれば、スモールセルにおけるユーザ端末の動作状態がディアクティベイト状態からアクティベイト状態に切り替えられた場合でも、一定期間ＤＣＩが検出されなければ、当該動作状態がアクティベイト状態からディアクティベイト状態に再び切り替えられる。すなわち、ＰＤＣＣＨの監視がサブフレーム毎から、サブフレームよりも長い周期（例えば、５ｍｓ、１０ｍｓ）に変更される。このため、ＰＤＣＣＨをサブフレーム毎に監視し続ける場合と比較して、バッテリーセービング効果を得ることができる。

（無線通信システム）
以下、本実施の形態に係る無線通信システム（通信システム）を説明する。なお、本実施の形態に係る無線通信システムでは、上述の無線通信方法（通信方法）が適用される。

図１１は、本実施の形態に係る無線通信システム１の全体構成図である。なお、図１１に示す無線通信システム１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に示すように、無線通信システム１は、マクロセルＣ１を形成するマクロ基地局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を形成するスモール基地局１２ａ及び１２ｂ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。なお、マクロセルＣ１（マクロ基地局１１）、スモールセルＣ２（スモール基地局１２）、ユーザ端末２０の数は図１１に示すものに限られない。

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、マクロ基地局１１及び／又はスモール基地局１２と無線通信可能に構成されている。

ユーザ端末２０とマクロ基地局１１との間は、相対的に低い周波数帯域（例えば、２ＧＨｚ）のキャリアを用いて通信を行うことができる。一方、ユーザ端末２０とスモール基地局１２との間は、相対的に高い周波数帯域（例えば、３．５ＧＨｚなど）のキャリアを用いて通信を行うことができる。また、ユーザ端末２０は、例えば、３．５ＧＨｚなどのライセンス帯域（licensed band）のキャリアを用いてスモール基地局１２と通信を行ってもよいし、例えば、５Ｈｚなどの非ライセンス帯域（unlicensed band）のキャリアを用いてスモール基地局１２と通信を行ってもよい。

マクロ基地局１１（マクロセルＣ１）が用いるキャリア（第１キャリア）は、既存キャリア（legacy carrier type、LTE carrier）であってもよい。スモール基地局１２（スモールセルＣ２）が用いるキャリア（第２キャリア）は、既存キャリアとの互換性を有しない非互換性キャリア（ＮＣＴ：New Carrier Type）であってもよいし、既存キャリアであってもよい。

マクロ基地局１１及びスモール基地局１２の間は、光ファイバなどの相対的に高速の回線（Ideal backhaul）で接続されてもよいし、Ｘ２インターフェースなどの相対的に低速の回線（Non-ideal backhaul）で接続されてもよい。相対的に高速の回線で接続される場合、マクロ基地局１１及びスモール基地局１２は、基地局内キャリアアグリゲーション（Intra-eNB ＣＡ）（単に、キャリアアグリゲーションともいう）を行う。相対的に低速の回線で接続される場合、マクロ基地局１１及びスモール基地局１２は、基地局間キャリアアグリゲーション（Inter-eNB ＣＡ）（デュアルコネクティビティともいう）を行う。

同様に、スモール基地局１２ａ及び１２ｂの間は、光ファイバなどの相対的に高速の回線（Ideal backhaul）で接続されてもよいし、Ｘ２インターフェースなどの相対的に低速の回線（Non-ideal backhaul）で接続されてもよい。

マクロ基地局１１及び各スモール基地局１２は、それぞれコアネットワーク３０に接続される。コアネットワーク３０には、ＭＭＥ（Mobility Management Entity）や、Ｓ−ＧＷ（Serving-GateWay）、Ｐ−ＧＷ（Packet-GateWay）などのコアネットワーク装置が設けられる。

また、マクロ基地局１１は、相対的に広いカバレッジを有する無線基地局（第２基地局）であり、ｅＮｏｄｅＢ、マクロ基地局、集約ノード、送信ポイント、送受信ポイントなどと呼ばれてもよい。スモール基地局１２は、局所的なカバレッジを有する無線基地局（第１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、ＨｅＮＢ（Home eNodeB）、ＲＲＨ（Remote Radio Head）、マイクロ基地局、送信ポイント、送受信ポイントなどと呼ばれてもよい。

以下、マクロ基地局１１及びスモール基地局１２を区別しない場合は、無線基地局１０と総称する。ユーザ端末２０は、ＬＴＥ、ＬＴＥ−Ａ、ＦＲＡ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。

また、無線通信システム１では、下りリンクの物理チャネルとして、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）と、下り制御チャネル（ＰＤＣＣＨ：Physical Downlink Control Channel）、ＰＤＳＣＨと周波数分割多重される拡張下り制御チャネル（ＥＰＤＣＣＨ：Enhanced Physical Downlink Control Channel）、報知チャネル（ＰＢＣＨ）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、無線通信システム１では、上りリンクの物理チャネルとして、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）と、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。また、ＰＵＣＣＨ又はＰＵＳＣＨにより、下りリンクのチャネル状態情報（ＣＳＩ：Channel State Information）や、送達確認情報（ＡＣＫ/ＮＡＣＫ）等が伝送される。

図１２及び１３を参照し、無線基地局１０（マクロ基地局１１（第２基地局）、スモール基地局１２（第１基地局）を含む）、ユーザ端末２０の全体構成を説明する。図１２は、無線基地局１０の全体構成図である。図１２に示すように、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、伝送路インターフェース１０６とを備えている。

下りリンクにおいて、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、コアネットワーク３０に設けられるＳ−ＧＷ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（参照信号、同期信号、報知信号などを含む）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。

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下り信号を無線周波数に変換する。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、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、伝送路インターフェース１０６を介してコアネットワーク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。なお、ユーザ端末２０は、１つの受信回路（ＲＦ回路）により、受信周波数を切り替えてもよいし、複数の受信回路を有していてもよい。また、受信回路（ＲＦ回路）は、オン状態とオフ状態とを切り替え可能である。

下り信号については、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、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、ＦＦＴ処理や、誤り訂正復号、再送制御の受信処理等がなされる。この下り信号に含まれるユーザデータは、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（Ｈ−ＡＲＱ（Ｈｙｂｒｉｄ ＡＲＱ））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。

次に、図１４−１５を参照し、スモール基地局１２及びユーザ端末２０の詳細構成について詳述する。図１４に示すスモール基地局１２の詳細構成は、主に、ベースバンド信号処理部１０４によって構成される。また、図１５に示すユーザ端末２０の詳細構成は、主に、ベースバンド信号処理部２０４によって構成される。

図１４は、本実施の形態に係るスモール基地局１２（第１基地局）の詳細構成図である。図１４に示すように、スモール基地局１２は、スケジューリング部３０１、ＤＣＩ生成部３０２、データ生成部３０３、ＣＳＩ−ＲＳ生成部（生成部）３０４、ＤＳ生成部３０５、ＣＲＳ生成部３０６、制御部３０７を具備する。

スケジューリング部３０１は、送受信部１０３で受信されたＣＳＩ（ＣＱＩ、ＰＭＩ、ＲＩの少なくとも一つを含む）に基づいて、ユーザ端末２０に対するＰＤＳＣＨのスケジューリング（リソースの割り当て、ＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme）、プリコーディングマトリクスの決定など）を行う。スケジューリング部３０１は、スケジューリング結果をＤＣＩ生成部３０２及びデータ生成部３０３に出力する。

なお、マクロ基地局１１とスモール基地局１２との基地局内キャリアアグリゲーションが行われる場合、スケジューリングはマクロ基地局１１で行われるため、スケジューリング部３０１は、省略されてもよい。この場合、マクロ基地局１１によるスケジューリング結果が伝送路インターフェース１０６を介して制御部３０７に入力される。

ＤＣＩ生成部３０２は、下り制御情報（ＤＣＩ）を生成する。具体的には、ＤＣＩ生成部３０２は、スケジューリング部３０１によるスケジューリング結果を示すＤＣＩを生成する。ＤＣＩは、送受信部１０３に出力され、ＰＤＣＣＨ又はＥＰＤＣＣＨを介してユーザ端末２０に送信される。

また、ＤＣＩ生成部３０２は、ユーザ端末２０に対する最初のＤＣＩ（アクティベイト状態（オン状態）への切り替え検出用のＤＣＩ）を生成する際に、非周期（Aperiodic）ＣＳＩのトリガー情報を含むＤＣＩを生成してもよい。

また、ＤＣＩ生成部３０２は、ユーザ端末２０に対する最初のＤＣＩ（アクティベイト状態（オン状態）への切り替え検出用のＤＣＩ）を生成する際に、下りリンク割り当て（DL assignment）と上りリンクグラント(UL grant)との両方を含むＤＣＩを生成してもよい。

データ生成部３０３は、スケジューリング部３０１によるスケジューリング結果に基づいて、データを生成する。具体的には、データ生成部３０３は、ユーザ端末２０に対するデータの符号化、変調、プリコーディングなどを行う。当該データは、送受信部１０３に出力され、ＰＤＳＣＨを介してユーザ端末２０に送信される。なお、当該データには、トラヒックデータ（ユーザデータ）の他に、上位レイヤ（例えば、ＲＲＣシグナリング、ＭＡＣシグナリングなど）の制御情報が含まれてもよい。

ＣＳＩ−ＲＳ生成部３０４は、チャネル状態情報参照信号（ＣＳＩ−ＲＳ）を生成する。具体的には、ＣＳＩ−ＲＳ生成部３０４は、制御部３０７による制御に従って、ユーザ端末２０に対するデータが存在するか否かに関係なく、周期的に（例えば、１０ｍｓ周期、５ｍｓ周期で）送信されるＣＳＩ−ＲＳを生成する。すなわち、ＣＳＩ−ＲＳ生成部３０４は、スモールセルＣ２がオン状態である場合だけでなくオフ状態である場合にも、周期的に送信されるＣＳＩ−ＲＳを生成する。

ＣＳＩ−ＲＳ生成部３０４で生成されたＣＳＩ−ＲＳは、送受信部１０３に出力され、スモールセルＣ２で送信される。なお、ＣＳＩ−ＲＳは、スモールセルＣ２間で直交するように生成される。また、ＣＳＩ−ＲＳは、所定周期（例えば、５ｍｓ、１０ｍｓ）で配置され、相対的に配置密度が低い。このため、スモールセルＣ２がオフ状態である場合にＣＳＩ−ＲＳが送信されても、隣接するスモールセルＣ２に与える干渉の影響は少ない。

ＤＳ生成部３０５は、ディスカバリー信号（ＤＳ）を生成する。具体的には、ＤＳ生成部３０５は、制御部３０７による制御に従って、ユーザ端末２０に対するデータが存在するか否かに関係なく、周期的に（例えば、１００ｍｓ周期、５ｍｓ周期で）送信されるディスカバリー信号を生成する。すなわち、ＤＳ生成部３０５は、スモールセルＣ２がオン状態である場合だけでなくオフ状態である場合にも、周期的に送信されるディスカバリー信号を生成する。

ＤＳ生成部３０５で生成されたディスカバリー信号は、送受信部１０３に出力され、スモールセルＣ２で送信される。なお、ディスカバリー信号は、相対的に高い配置密度でバースト送信されてもよい。また、ディスカバリー信号は、スモールセルＣ２間で同期送信されてもよい。また、ディスカバリー信号は、ＣＳＩ−ＲＳと同一の周期、又は、ＣＳＩ−ＲＳよりも長い周期で送信されてもよく、ＣＳＩ−ＲＳが送信される少なくとも一つのサブフレームで送信されてもよい。

ＣＲＳ生成部３０６は、セル固有参照信号（ＣＲＳ）を生成する。具体的には、ＣＲＳ生成部３０６は、制御部３０７による制御に従って、データ生成部３０３で生成されたデータに多重されるＣＲＳを生成する。

ＣＲＳ生成部３０６で生成されたＣＲＳは、送受信部１０３に出力され、データ生成部３０３で生成されるデータと多重して送信される。すなわち、ＣＲＳ生成部３０６は、スモールセルＣ２がオン状態である場合に送信され、スモールセルＣ２がオフ状態である場合には送信されない。上述のように、ＣＲＳは、スモールセルＣ２間で直交するとは限らない。また、ＣＲＳは、各サブフレームに配置され、相対的に配置密度が高い。このため、スモールセルＣ２がオフ状態である場合に送信を停止することで、隣接するスモールセルＣ２に対する干渉を軽減できる。

制御部３０７は、スケジューリング部３０１、ＣＳＩ−ＲＳ生成部３０４、ＤＳ生成部３０５、ＣＲＳ生成部３０６を制御する。なお、マクロ基地局１１とスモール基地局１２との基地局内キャリアアグリゲーションが行われる場合、制御部３０７は、マクロ基地局１１におけるスケジューリング結果に基づいて、ＤＣＩ生成部３０２、データ生成部３０３を直接制御してもよい。

具体的には、制御部３０７は、ユーザ端末２０に対するデータが存在するか否か（スモールセルＣ２のオン／オフ状態）に基づいて、スケジューリング部３０１、ＣＳＩ−ＲＳ生成部３０４、ＤＳ生成部３０５、ＣＲＳ生成部３０６を具備する。

また、制御部３０７は、スモールセルＣ２のオン／オフ状態の切り替えを制御してもよい。具体的に、ユーザ端末２０に対するデータが発生した場合、ユーザ端末２０をアクティベイトするために、ユーザ端末２０から報告されたＣＳＩに基づいてスケジューリングを行い、ＤＣＩ生成部３０２、データ生成部３０３、ＣＲＳ生成部３０６に下り信号送信を指示する（このタイミングでスモールセルＣ２がオン状態に切り替わることになる）。なお、スモールセルＣ２のオン／オフ状態の切り替えは、マクロ基地局１１からの指示情報（SCell Activation）に基づいて明示的に行われてもよい。

図１５は、本実施の形態に係るユーザ端末２０の詳細構成図である。図１５に示すように、ユーザ端末２０は、ＤＳ測定部（測定部）４０１、ＣＳＩ測定部（測定部）４０２、監視部４０３、データ復調部４０４、制御部４０５を具備する。

ＤＳ測定部４０１は、制御部４０５による制御に従って、送受信部２０３で受信されたスモールセルＣ２のディスカバリー信号の受信電力及び／又は受信品質（以下、受信電力／受信品質）を測定する。上述のように、受信電力は、例えば、ＲＳＲＰであり、受信品質は、例えば、ＲＳＲＱやＳＩＮＲであってもよい。具体的には、ＤＳ測定部４０１は、スモールセルＣ２のオン／オフ状態に関係なく（スモールセルＣ２におけるユーザ端末２０の動作状態（又は、ユーザ端末２０とスモール基地局１２との間のコネクションの状態）に関係なく）、ディスカバリー信号の受信電力／受信品質を周期的に測定する。

ＤＳ測定部４０１による測定結果を示す測定報告（ＭＲ）は、送受信部２０３に出力され、マクロ基地局１１に送信される。当該測定報告は、ＲＲＣシグナリングなどの上位レイヤシグナリングにより送信されてもよい。当該測定報告に基づいて、ユーザ端末２０の基地局内キャリアアグリゲーション又は基地局間キャリアアグリゲーション（デュアルコネクティビティ）の対象となるスモールセル（Ｓセル）が設定される。

ＣＳＩ測定部４０２は、制御部４０５による制御に従って、送受信部２０３で受信されたスモールセルＣ２のＣＳＩ−ＲＳを用いてＣＳＩを測定（生成）する。上述のように、ＣＳＩは、ＣＱＩ、ＲＩ、ＰＭＩの少なくとも一つを含む。

具体的には、ＣＳＩ測定部４０２は、スモールセルＣ２がオフ状態である場合（スモールセルＣ２におけるユーザ端末２０の動作状態（又は、ユーザ端末２０とスモール基地局１２との間のコネクションの状態）がディアクティベイト状態である場合）、ＣＳＩを周期的に測定する。また、ＣＳＩ測定部４０２は、スモールセルＣ２がオン状態である場合（スモールセルＣ２におけるユーザ端末２０の動作状態（又は、ユーザ端末２０とスモール基地局１２との間のコネクションの状態）がアクティベイト状態である場合）、ＣＳＩを周期的に測定してもよい。

ＣＳＩ測定部４０２で測定されたＣＳＩは、送受信部２０３に出力され、ＰＵＣＣＨ又はＰＵＳＣＨにより送信される。マクロ基地局１１とスモール基地局１２との基地局内キャリアアグリゲーションが行われる場合、当該ＣＳＩは、マクロ基地局１１に送信（報告）されてもよい。また、マクロ基地局１１とスモール基地局１２との基地局間キャリアアグリゲーション（デュアルコネクティビティ）が行われる場合、当該ＣＳＩは、スモール基地局１２に送信（報告）されてもよい。

監視部４０３は、制御部４０５による制御に従って、スモールセルＣ２の下り制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）を監視する。なお、監視部４０３は、スモールセルＣ２の拡張下り制御チャネル（ＥＰＤＣＣＨ）を監視してもよい。

ここで、ＰＤＣＣＨ（又はＥＰＤＣＣＨ）の監視とは、サーチスペースをブラインド復号することである。当該ＰＤＣＣＨの監視により、ユーザ端末２０に対するＤＣＩが検出される。具体的には、監視部４０３は、スモールセルＣ２がオフ状態である場合（スモールセルＣ２におけるユーザ端末２０の動作状態（又は、ユーザ端末２０とスモール基地局１２との間のコネクションの状態）がディアクティベイト状態である場合）、ＰＤＣＣＨ（又はＥＰＤＣＣＨ）を周期的に監視する。

また、監視部４０３は、スモールセルＣ２がオフ状態からオン状態に切り替えられた場合（スモールセルＣ２におけるユーザ端末２０の動作状態（又は、ユーザ端末２０とスモール基地局１２との間のコネクションの状態）がディアクティベイト状態からアクティベイト状態に切り替えられた場合）、ＰＤＣＣＨ（又はＥＰＤＣＣＨ）をサブフレーム毎に監視する。

ここで、スモールセルＣ２がオフ状態である場合（スモールセルＣ２におけるユーザ端末２０の動作状態（又は、ユーザ端末２０とスモール基地局１２との間のコネクションの状態）がディアクティベイト状態である場合）、ＣＳＩ測定部４０２によるＣＳＩの測定と監視部４０３によるＰＤＣＣＨの監視とは、同一のサブフレームで行われてもよい（図７のＲＦ＃ｎ及び＃ｎ＋１のＳＦ＃０）。

また、スモールセルＣ２がオフ状態である場合（スモールセルＣ２におけるユーザ端末２０の動作状態（又は、ユーザ端末２０とスモール基地局１２との間のコネクションの状態）がディアクティベイト状態である場合）、ＤＳ測定部４０１によるＤＳの受信電力／受信品質の測定は、ＣＳＩ測定部４０２によるＣＳＩの測定及び監視部４０３によるＰＤＣＣＨ（又はＥＰＤＣＣＨ）の監視と、同一又は異なる周期で行われてもよい。また、ＤＳ測定部４０１によるＤＳの受信電力／受信品質の測定は、ＣＳＩ測定部４０２によるＣＳＩの測定と監視部４０３によるＰＤＣＣＨ（又はＥＰＤＣＣＨ）の監視とが行われるサブフレームの少なくとも一つで行われてもよい（図７のＲＦ＃ｎのＳＦ＃０）。

また、監視部４０３によるＰＤＣＣＨの監視やＣＳＩ測定部４０２によるＣＳＩの測定に用いられるＰＤＣＣＨやＣＳＩの送信タイミング情報は、マクロ基地局１１からユーザ端末２０に上位レイヤシグナリングで通知しても良い。ここで、送信タイミング情報は、ＰＤＣＣＨやＣＳＩの送信サブフレームのインデックスや送信周期でも良いし、ビットマップであってもよい。

データ復調部４０４は、監視部４０３によるＰＤＣＣＨ（又はＥＰＤＣＣＨ）の監視により検出されたＤＣＩに基づいて、送受信部２０３で受信されたＰＤＳＣＨの復調、復号などを行う。なお、スモールセルＣ２がオフ状態からオン状態に切り替えられた場合（スモールセルＣ２におけるユーザ端末２０の動作状態がディアクティベイト状態からアクティベイト状態に切り替えられた場合）、送受信部２０３は、ディアクティベイト状態で測定されたＣＳＩに基づいて送信されるＰＤＳＣＨを受信し、データ復調部４０４は、当該ＰＤＳＣＨの復調、復号などを行ってもよい。

制御部４０５は、ＤＳ測定部４０１、ＣＳＩ測定部４０２、監視部４０３を制御する。具体的には、制御部４０５は、監視部４０３によるＰＤＣＣＨ（又はＥＰＤＣＣＨ）の周期的な監視によりユーザ端末２０に対するＤＣＩが検出された場合、スモールセルＣ２をオフ状態からオン状態に切り替える（スモールセルＣ２におけるユーザ端末２０の動作状態をディアクティベイト状態からアクティベイト状態に切り替える）。

また、制御部４０５は、監視部４０３によるＰＤＣＣＨ（又はＥＰＤＣＣＨ）のサブフレーム毎の監視によりユーザ端末２０に対するＤＣＩが所定期間検出されない場合、スモールセルＣ２をオン状態からオフ状態に切り替えてもよい（スモールセルＣ２におけるユーザ端末２０の動作状態をアクティベイト状態からディアクティベイト状態に切り替えてもよい）。

なお、ディアクティベイト状態とアクティベイト状態とは、それぞれ、スモール基地局１２（第１基地局）とユーザ端末２０との間のコネクションの状態であってもよい。この場合、制御部４０５は、監視部４０３によるＰＤＣＣＨ（又はＥＰＤＣＣＨ）の周期的な監視によりユーザ端末２０に対するＤＣＩが検出された場合、スモール基地局１２とユーザ端末２０との間のコネクションの状態をディアクティベイト状態からアクティベイト状態に切り替えてもよい。また、制御部４０５は、監視部４０３によるＰＤＣＣＨ（又はＥＰＤＣＣＨ）のサブフレーム毎の監視によりユーザ端末２０に対するＤＣＩが所定期間検出されない場合、アクティベイト状態からディアクティベイト状態に切り替えてもよい。

以上のように、本実施の形態に係る無線通信システム１によれば、スモールセルＣ２がオフ状態である場合（スモールセルＣ２におけるユーザ端末２０の動作状態（又は、ユーザ端末２０とスモール基地局１２との間のコネクションの状態）がディアクティベイト状態である場合）にもＣＳＩが測定される。このため、スモールセルＣ２がオン状態に切り替えられた場合（スモールセルＣ２におけるユーザ端末２０の動作状態（又は、ユーザ端末２０とスモール基地局１２との間のコネクションの状態）がアクティベイト状態に切り替えられた場合）、周期的なＣＳＩの測定を待たずに、ＰＤＳＣＨのスケジューリングを行うことができる。この結果、データ送信が開始されるまでの間のＣＳＩの測定によって生じる遅延時間（図６）を軽減できる。

また、本実施の形態に係る無線通信システム１によれば、スモールセルＣ２におけるユーザ端末２０の動作状態がディアクティベイト状態からアクティベイト状態に切り替えられた場合でも、一定期間ＤＣＩが検出されなければ、当該動作状態がアクティベイト状態からディアクティベイト状態に再び切り替えられる。すなわち、ＰＤＣＣＨの監視がサブフレーム毎から、サブフレームよりも長い周期（例えば、５ｍｓ、１０ｍｓ）に変更される。このため、ＰＤＣＣＨをサブフレーム毎に監視し続ける場合と比較して、ユーザ端末２０のバッテリーセービング効果を得ることができる。

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。また、各実施の態様は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…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…伝送路インターフェース
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…スケジューリング部
３０２…ＤＣＩ生成部
３０３…データ生成部
３０４…ＣＳＩ−ＲＳ生成部
３０５…ＤＳ生成部
３０６…ＣＲＳ生成部
３０７…制御部
４０１…ＤＳ測定部
４０２…ＣＳＩ測定部
４０３…監視部
４０４…データ復調部
４０５…制御部

Claims (10)

1. 第１基地局及び第２基地局と同時に通信を行うユーザ端末であって、
   前記第１基地局と前記ユーザ端末との間のコネクションの状態がディアクティベイト状態である場合、前記第１基地局から送信されるチャネル状態情報参照信号を用いてチャネル状態情報を周期的に測定する測定部と、
   前記コネクションの状態が前記ディアクティベイト状態である場合、前記第１基地局から送信される下り制御チャネルを周期的に監視する監視部と、を具備し、
   前記下り制御チャネルの周期的な監視により前記ユーザ端末に対する下り制御情報が検出された場合、前記コネクションの状態は、前記ディアクティベイト状態からアクティベイト状態に切り替えられることを特徴とするユーザ端末。
2. 前記コネクションの状態が前記ディアクティベイト状態である場合、前記測定部によって測定された前記チャネル状態情報を前記第１基地局に対して送信する送信部を更に具備することを特徴とする請求項１に記載のユーザ端末。
3. 前記コネクションの状態が前記ディアクティベイト状態から前記アクティベイト状態に切り替えられた場合、前記監視部は、前記下り制御チャネルをサブフレーム毎に監視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. 前記下り制御チャネルのサブフレーム毎の監視により前記下り制御情報が所定期間検出されない場合、前記コネクションの状態は、前記アクティベイト状態から前記ディアクティベイト状態に切り替えられることを特徴とする請求項３に記載のユーザ端末。
5. 前記コネクションの状態が前記ディアクティベイト状態である場合、前記チャネル状態情報の測定と前記下り制御チャネルの監視とは、同一のサブフレームで行われ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. 前記コネクションの状態が前記ディアクティベイト状態である場合、前記測定部は、前記スモールセルの検出／測定用信号の受信電力及び／又は受信品質を周期的に測定し、
   前記受信電力及び／又は受信品質の測定は、前記チャネル状態情報の測定と前記下り制御チャネルの監視とが行われるサブフレームの少なくとも一つで行われることを特徴とする請求項６に記載のユーザ端末。
7. 前記第１基地局は、マクロセル内でスモールセルを形成するスモール基地局であり、前記第２基地局は、前記マクロセルを形成するマクロ基地局であり、前記ユーザ端末は、前記スモール基地局及び前記マクロ基地局と基地局内キャリアアグリゲーション又は基地局間キャリアアグリゲーションにより同時に通信することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載のユーザ端末。
8. 第２基地局と同時に通信を行うユーザ端末と通信する第１基地局であって、
   チャネル状態情報参照信号を生成する生成部と、
   前記第１基地局と前記ユーザ端末との間のコネクションの状態がディアクティベイト状態である場合、前記チャネル状態情報参照信号を周期的に送信する送信部と、を具備し、
   前記送信部は、前記ユーザ端末に対するデータが発生した場合に、前記ユーザ端末に対する下り制御情報を下り制御チャネルを介して送信することを特徴とする第１基地局。
9. ユーザ端末が第１基地局及び第２基地局と同時に通信を行う通信システムであって、
   前記ユーザ端末は、前記第１基地局と前記ユーザ端末との間のコネクションの状態がディアクティベイト状態である場合、前記第１基地局から送信されるチャネル状態情報参照信号を用いてチャネル状態情報を周期的に測定する測定部と、前記コネクションの状態が前記ディアクティベイト状態である場合、前記第１基地局から送信される下り制御チャネルを周期的に監視する監視部と、を具備し、
   前記下り制御チャネルの周期的な監視により前記ユーザ端末に対する下り制御情報が検出された場合、前記コネクションの状態は、前記ディアクティベイト状態からアクティベイト状態に切り替えられることを特徴とする通信システム。
10. 第１基地局及び第２基地局と同時に通信を行うユーザ端末における通信方法であって、
    前記第１基地局と前記ユーザ端末との間のコネクションの状態がディアクティベイト状態である場合、前記第１基地局から送信されるチャネル状態情報参照信号を用いてチャネル状態情報を周期的に測定する工程と、
    前記コネクションの状態が前記ディアクティベイト状態である場合、前記第１基地局から送信される下り制御チャネルを周期的に監視する工程と、を有し、
    前記下り制御チャネルの周期的な監視により前記ユーザ端末に対する下り制御情報が検出された場合、前記コネクションの状態は、前記ディアクティベイト状態からアクティベイト状態に切り替えられることを特徴とする通信方法。

Images