JP2017139665A - 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】アンライセンスバンドで通信を行う場合、このアンライセンスバンドで通信を行う他のエンティティ(例えば、他のユーザ端末)を考慮し、アンライセンスバンドの通信において適切なリソースの割り当てを実現する方法を提供する。
【解決手段】ユーザ端末は、UL信号を送信する送信部と、UL信号の送信に先立ってリスニングを行い、リスニングの結果に基づいて、ULサブフレームの少なくとも1つのシンボルが無送信となるように、UL信号の割り当てを制御する制御部と、を有する。
【選択図】図2

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)。また、LTE(LTE Rel.8又は9ともいう)からの更なる広帯域化及び高速化を目的として、LTE−A(LTEアドバンスト、LTE Rel.10、11又は12ともいう)が仕様化され、LTEの後継システム(例えば、FRA(Future Radio Access)、5G(5th generation mobile communication system)、LTE Rel.13などともいう)も検討されている。
Rel.8−12のLTEでは、通信事業者(オペレータ)に免許された周波数帯域(ライセンスバンド(licensed band)ともいう)において排他的な運用がなされることを想定して仕様化が行われてきた。ライセンスバンドとしては、例えば、800MHz、1.7GHz、2GHzなどが使用される。
近年、スマートフォンやタブレットなどの高機能化されたユーザ端末(UE:User Equipment)の普及は、ユーザトラヒックを急激に増加させている。増加するユーザトラヒックを吸収するため、更なる周波数バンドを追加することが求められているが、ライセンスバンドのスペクトラム(licensed spectrum)には限りがある。
このため、Rel.13 LTEでは、ライセンスバンド以外に利用可能なアンライセンススペクトラム(unlicensed spectrum)のバンド(アンライセンスバンド(unlicensed band)ともいう)を利用して、LTEシステムの周波数を拡張することが検討されている(非特許文献2)。アンライセンスバンドとしては、例えば、Wi−Fi(登録商標)やBluetooth(登録商標)を使用可能な2.4GHz帯や5GHz帯などの利用が検討されている。
具体的には、Rel.13 LTEでは、ライセンスバンドとアンライセンスバンドの間でのキャリアアグリゲーション(CA:Carrier Aggregation)を行うことが検討されている。このように、ライセンスバンドとともにアンライセンスバンドを用いて行う通信をLAA(License-Assisted Access)と称する。なお、将来的には、ライセンスバンドとアンライセンスバンドのデュアルコネクティビティ(DC:Dual Connectivity)や、アンライセンスバンドのスタンドアローン(SA:Stand-Alone)もLAAの検討対象となる可能性がある。
アンライセンスバンドで通信を行う場合、このアンライセンスバンドで通信を行う他のエンティティ(例えば、他のユーザ端末)を考慮する必要がある。このため、特に上り(UL:Uplink)送信では、ライセンスバンドの上りリソースの割り当て方式をそのままアンライセンスバンドに適用する場合、アンライセンスバンドの通信においてリソース割り当てが適切に行われない虞がある。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、アンライセンスバンドの通信において適切なリソースの割り当てが可能なユーザ端末、無線基地局及び無線通信方法を提供することを目的の1つとする。
一態様に係るユーザ端末は、UL信号を送信する送信部と、前記UL信号の送信に先立ってリスニングを行い、当該リスニングの結果に基づいて、ULサブフレームの少なくとも1つのシンボルが無送信となるように、前記UL信号の割り当てを制御する制御部と、を有する。
本発明によれば、アンライセンスバンドの通信において適切なリソースの割り当てを実現することができる。
アンライセンスバンドにおける無線フレーム構成を示す図である。 第1の態様に係る、アンライセンスバンドにおける無線フレーム構成を示す図である。 第2の態様に係る、UL構成に関する情報(ULサブフレーム構成情報)を示す図である。 第3の態様に係る、UL構成を説明するための図である。 本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。 本実施の形態に係る無線基地局及びユーザ端末のハードウェア構成の一例を示す図である。
アンライセンスバンドでLTE/LTE−Aを運用するシステム(例えば、LAAシステム)においては、他事業者のLTE、Wi−Fi又はその他のシステムとの共存のため、干渉制御機能が必要になると考えられる。なお、アンライセンスバンドでLTE/LTE−Aを運用するシステムは、運用形態がCA、DC又はSAのいずれであるかに関わらず、総称して、LAA、LAA−LTE、LTE−U、U−LTEなどと呼ばれてもよい。
一般に、アンライセンスバンドのキャリア(キャリア周波数又は単に周波数と呼ばれてもよい)を用いて通信を行う送信ポイント(例えば、無線基地局(eNB)、ユーザ端末(UE)など)は、当該アンライセンスバンドのキャリアで通信を行っている他のエンティティ(例えば、他のユーザ端末)を検出した場合、当該キャリアで送信を行うことが禁止されている。
このため、送信ポイントは、送信タイミングよりも所定期間前のタイミングで、リスニング(LBT:Listen Before Talk)を実行する。具体的には、LBTを実行する送信ポイントは、送信タイミングよりも所定期間前のタイミングで、対象となるキャリア帯域全体(例えば、1コンポーネントキャリア(CC:Component Carrier))をサーチし、他の装置(例えば、無線基地局、ユーザ端末、Wi−Fi装置など)が当該キャリア帯域で通信しているか否かを確認する。
なお、本明細書において、リスニングとは、ある送信ポイント(例えば、無線基地局、ユーザ端末など)が信号の送信を行う前に、他の送信ポイントなどから所定レベル(例えば、所定電力)を超える信号が送信されているか否かを検出/測定する動作を指す。また、無線基地局及び/又はユーザ端末が行うリスニングは、LBT、CCA(Clear Channel Assessment)、キャリアセンスなどと呼ばれてもよい。
送信ポイントは、他の装置が通信していないことを確認できた場合、当該キャリアを用いて送信を行う。例えば、送信ポイントは、LBTで測定した受信電力(LBT期間中の受信信号電力)が所定の閾値以下である場合、チャネルがアイドル状態(LBTidle)であると判断し送信を行う。「チャネルがアイドル状態である」とは、言い換えると、特定のシステムによってチャネルが占有されていないことをいい、チャネルがアイドルである、チャネルがクリアである、チャネルがフリーである、などともいう。
一方、送信ポイントは、対象となるキャリア帯域のうち、一部の帯域でも他の装置が使用中であることを検出した場合、自らの送信処理を中止する。例えば、送信ポイントは、当該帯域に係る他の装置からの信号の受信電力が、所定の閾値を超過していることを検出した場合、チャネルはビジー状態(LBTbusy)であると判断し、送信を行わない。LBTbusyの場合、当該チャネルは、改めてLBTを行いアイドル状態であることが確認できた後に初めて利用可能となる。なお、LBTによるチャネルのアイドル状態/ビジー状態の判定方法は、これに限られない。
LBTのメカニズム(スキーム)としては、FBE(Frame Based Equipment)及びLBE(Load Based Equipment)が検討されている。両者の違いは、送受信に用いるフレーム構成、チャネル占有時間などである。FBEは、LBTに係る送受信の構成が固定タイミングを有するものであり、カテゴリ2等とも呼ばれる。また、LBEは、LBTに係る送受信の構成が時間軸方向で固定でなく、需要に応じてLBTが行われるものであり、カテゴリ4等とも呼ばれる。なお、LBTを行わずに送信が行われる場合は、カテゴリ1等とも呼ばれる。
具体的には、FBEは、固定のフレーム周期をもち、所定のフレームで一定時間(LBT時間(LBT duration)などと呼ばれてもよい)キャリアセンスを行った結果、チャネルが使用可能であれば送信を行うが、チャネルが使用不可であれば次のフレームにおけるキャリアセンスタイミングまで送信を行わずに待機するというメカニズムである。
一方、LBEは、キャリアセンス(初期CCA:initial CCA)を行った結果、チャネルが使用不可であった場合はキャリアセンス時間を延長し、チャネルが使用可能となるまで継続的にキャリアセンスを行うというECCA(Extended CCA)手順を実施するメカニズムである。LBEでは、適切な衝突回避のためランダムバックオフが必要である。
なお、キャリアセンス時間(キャリアセンス期間と呼ばれてもよい)とは、1つのLBT結果を得るために、リスニングなどの処理を実施してチャネルの使用可否を判断するための時間(例えば、1シンボル長)である。
送信ポイントは、LBT結果に応じて所定の信号(例えば、チャネル予約(channel reservation)信号)を送信することができる。ここで、LBT結果とは、LBTが設定されるキャリアにおいてLBTにより得られたチャネルの空き状態に関する情報(例えば、LBTidle、LBTbusy)のことをいう。
また、送信ポイントは、LBT結果がアイドル状態(LBTidle)である場合に送信を開始すると、所定期間(例えば、10−13ms)LBTを省略して送信を行うことができる。このような送信は、バースト送信、バースト、送信バーストなどとも呼ばれる。
以上述べたように、LAAシステムにおいて、送信ポイントに、LBTメカニズムに基づく同一周波数内における干渉制御を導入することにより、LAAとWi−Fiとの間の干渉、LAAシステム間の干渉などを回避することができる。また、LAAシステムを運用するオペレータ毎に、送信ポイントの制御を独立して行う場合であっても、LBTによりそれぞれの制御内容を把握することなく干渉を低減することができる。
また、LAAシステムでは、ユーザ端末は、アンライセンスバンドのセル(セカンダリセル(SCell:Secondary Cell))を検出するためのRRM(Radio Resource Management)測定(RSRP(Reference Signal Received Power)測定などを含む)が行われる。当該RRM測定のための信号としては、ディスカバリ参照信号(DRS:Discovery Reference Signal)を用いることが検討されている。
LAAシステムで用いられるDRSは、同期信号(PSS(Primary Synchronization Signal)/SSS(Secondary Synchronization Signal))とセル固有参照信号(CRS:Cell-specific Reference Signal)とチャネル状態情報参照信号(CSI−RS:Channel State Information Reference Signal)の少なくとも一つを含んで構成されてもよい。DRSは、所定周期(DMTC周期:Discovery Measurement Timing Configuration Periodicityとも呼ばれる)のDMTC期間(DMTC duration)内で送信される。なお、当該DRSは、検出用信号、検出測定用信号、ディスカバリ信号(DS:Discovery Signal)、LAA DRS、LAA DSなどと呼ばれてもよい。
また、LAAシステムでは、ユーザ端末は、アンライセンスバンドのセルで送信されるCRS又は/及びCSI−RS(以下、CRS/CSI−RS)を用いてCSI測定を行い、測定結果を無線基地局に報告する(CSI報告:CSI reporting)。なお、当該CRSは、下り送信が行われる各サブフレームに含まれるCRSであってもよいし、DRSを構成するCRSであってもよい。また、当該CSI−RSは、所定周期(例えば、5ms、10ms)で送信されるCSI−RSであり、当該CSI−RSはDRSを構成するCSI−RSとは別に設定される。
また、LAAシステムでは、LBTに成功した(アイドル状態である)場合、送信ポイントによって用いられる最小の送信帯域幅が、所定の帯域幅(例えば、5MHz又は4MHz)以上に制限されることも想定される。
ところで、Rel.14のeLAA(enhanced LAA)では、UL CAを実現するための各種仕様化が想定される。例えば、上り共有チャネル(PUSCH:Physical Uplink Shared Channel)や上り参照信号としての測定用参照信号(SRS:Sounding Reference Signal)の仕様化が考えられる。また、上りL1/L2制御チャネル(PUCCH:Physical Uplink Control Channel)やランダムアクセスチャネル(PRACH:Physical Random Access Channel)についても必要に応じて仕様の変更が想定される。
その一方で、Rel.13の DL LAAでは、LBTがあらゆるタイミングで行われることができる一方で、DL送信の開始及び終了のタイミングが限定されている。LAA Scellのサブフレーム境界は、Pcellのものと揃えられている。また、1サブフレーム(14シンボル)における、制御/データ/参照信号の開始タイミングは、第1及び第8シンボル(シンボル#0、#7)に限定される。また、送信終了のタイミングは、第3、第6、第9、第10、第11、第12及び第14シンボル(シンボル#2、#5、#8、#9、#10、#11、#13)に限定される。また、Rel.13のDL LAAでは、LTEの「サブフレーム」単位での処理が維持されている。
以上のように、無線基地局やユーザ端末を簡略化するため、送信開始・終了のタイミングは限定的となっている。このような限定的なタイミングが、eLAAにおいても適用される場合、UL送信の開始タイミング(以下、「送信タイミング」)がサブフレームの境界、もしくは、スロットの境界に限定される可能性がある。なお、「送信タイミング」とは、実際に何か信号を出力するタイミングではなく、制御信号、データ信号、参照信号などの意味のある信号を送信するタイミングを意味する。
また、LTEにおいては、ULにおける送信時間間隔(TTI:Transmission Time Interval)が1msに設定されているため、あらゆるタイミングで実行される可能性のあるLBTによってリソースの割り当てが効率的にならない可能性が想定される。例えば、限定的な送信タイミングが適用される場合、LBTの成功後、次のサブフレームをDL又はULとして使用することが考えられる。ここで、LBT終了の時間が境界(サブフレームの境界又はスロットの境界)に達していない場合、LBTが成功したにもかかわらず、即座にUL送信又はDL送信を開始することができず、リソースの割り当てが効率的にならないことが考えられる。
以下に、想定されるケースについて説明する。
LTEでは、ULグラントを含んだサブフレームの受信から4サブフレーム後のサブフレームのシンボルを使ってUL送信が行われる。ULグラントを受信したユーザ端末は、ULグラントで指定されたサブフレームの前にLBTを行い、LBTに成功した場合に指定されたサブフレームでUL送信を行う。なお、ULグラントは、ライセンスキャリアで送られても、アンライセンスキャリアで送られてもよい。
例えば、図1Aに示されるように、サブフレーム#n+1でULグラントがユーザ端末に送信された場合、これを受信したユーザ端末はULグラントが送信されたサブフレーム#n+1の4サブフレーム後のサブフレーム#n+5の前にLBT(UL LBT)を行う。LBTが成功した場合(チャネルがアイドル状態である場合)、ユーザ端末はサブフレーム#n+5を用いてUL送信を行う。UL送信において、上述の「サブフレーム」単位での処理が行われる場合、図1Aに示されるように、サブフレーム#n+5の全てのシンボルにUL送信のための信号が割り当てられることになる。
一方、ユーザ端末によるUL送信で使用されたサブフレームの次のサブフレームは、無線基地局からのDL送信に使用されることが考えられる。このとき、無線基地局は、LBT(DL LBT)を行う必要がある。しかしながら、図1Aに示されるように、サブフレーム#n+5の全てのシンボルはUL送信の信号が割り当てられているため、LBTはサブフレーム#n+6の始めから行われることになる。
ここでLBTが成功した場合、LBT終了の時間がサブフレーム#n+6やそのスロットの境界に達していないことが考えられる。このため、これら境界のいずれかに達するまで、無線基地局はチャネル確保を維持するためのチャネル予約信号を出力し続ける必要がある。チャネル予約信号でチャネルを確保し続け、サブフレーム#n+6のスロットの境界に達すると、無線基地局はサブフレーム#n+6の後半のスロット以降のシンボルを用いてDL送信を行う。
また、ユーザ端末によるUL送信で使用されたサブフレームの次のサブフレームは、別のユーザ端末によりUL送信に使用されることも考えられる。例えば、図1Bでは、サブフレーム#n+2のULグラントにしたがって、他のユーザ端末UE#1がサブフレーム#n+6でUL送信を行う場合を示している。しかしながら、ユーザ端末UE#1は、サブフレーム#n+6の前にLBTを行っても、サブフレーム#n+5ではユーザ端末UE#0によりUL送信が行われているため、チャネルがビジー状態であるとして、サブフレーム#n+6でUL送信を行うことができない。
以上のことから本願発明者らは、アンライセンスバンドのULサブフレーム構成(UL構成)を適切に設定することで、リソースの割り当ての効率が向上される点に着目し、本願発明に至った。例えば、アンライセンスバンドのUL送信において、リソース割り当て可能なシンボル数を制御することで、アンライセンスバンドにおける周波数利用効率が向上されることを見出した。
以下、本願発明の一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、本実施の形態では、リスニングが設定されるキャリア(セル)をアンライセンスバンドとして説明するが、これに限られない。本実施の形態は、リスニングが設定される周波数キャリア(セル)であれば、ライセンスバンド又はアンライセンスバンドに関わらず適用することができる。
(無線通信方法)
本実施の形態に係る無線通信方法では、ULサブフレーム構成として、(a)サブフレームの全てのシンボル(例えば、LTEのサブフレームの場合、これを構成する14シンボル)がUL信号の割り当てに用いられるフルサブフレーム送信と、(b)サブフレームの一部のシンボルをUL信号の割り当てに用いる(少なくとも1つのシンボルを無送信とする)パーシャルサブフレーム(partial subframe)送信との、2つのULサブフレーム構成をサポートする。上記フルサブフレーム送信は、複数の連続したサブフレームでUL送信を行うとき(バースト送信)で用いることができる。また、パーシャルサブフレーム送信は、後続のサブフレームで無線基地局からのDL送信を行う場合や、他のユーザ端末からUL送信を行う場合に用いられる。
以下、上記無線通信方法における各態様について説明する。
<第1の態様>
第1の態様では、UL送信の最終サブフレームに、自動的にパーシャルサブフレーム送信を適用するものである。具体的には、ユーザ端末は、UL送信の最終サブフレームに自動的にパーシャルサブフレーム送信を適用し、このサブフレームのシンボルに対してUL信号の割り当てを行う。UL送信において、バースト送信の場合には、最終のサブフレームにパーシャルサブフレーム送信が適用され、他のサブフレームにはフルサブフレーム送信が適用される。例えば、ULグラントで指定されるサブフレームが1つの場合には、ユーザ端末は指定されたサブフレームにパーシャルサブフレーム送信を適用する。
例えば、図2に示されるように、無線基地局からのDL送信において、サブフレーム#n+1、#n+2のULグラントで、ユーザ端末UE#0のUL送信が指定されているとする。具体的には、サブフレーム#n+1のULグラントで、4サブフレーム後のサブフレーム#n+5が指定される。また、サブフレーム#n+2のULグラントで、4サブフレーム後のサブフレーム#n+6が指定される。
ユーザ端末UE#0は、UL送信がバースト送信であるため、サブフレーム#n+5のULサブフレームには、フルサブフレーム送信を適用し、全てのシンボルにUL信号を割り当てる。一方、バースト送信の最終サブフレームであるサブフレーム#n+6には、パーシャルサブフレーム送信を適用し、サブフレームの一部のシンボルにのみUL信号を割り当てる(サブフレームを構成するシンボルの内、少なくとも1つのシンボルを無送信とする)。
パーシャルサブフレーム送信における、UL信号の割り当てでは、ULサブフレームの最終シンボル(時間軸上で最も新しいシンボル)、もしくは、最後から所定数分のシンボル(時間軸上で新しい所定数分のシンボル)がパンクチャされ、残りのシンボルにUL信号が割り当てられる。ULサブフレームの最後の1つもしくはそれ以上のシンボルがパンクチャされることで、サブフレーム上で、UL信号が送信されないギャップが生成される。
図2では、サブフレーム#n+6に形成されたギャップで、次のサブフレーム#n+7を使用するためのLBTが行われる。同図では、サブフレーム#n+3に、ユーザ端末#1用のULグラントが含まれており、このULグラントにより、サブフレーム#n+7が指定されている。ユーザ端末#UE1は、サブフレーム#n+7でUL送信を行うため、サブフレーム#n+6に形成されたギャップでLBTを行うことができる。
LBTが成功した場合、図2に示されるように、ユーザ端末UE#1は、サブフレーム#n+7でUL送信を行う。
また、このユーザ端末UE#1は、サブフレーム#n+7のUL送信がバースト送信ではないため、パーシャルサブフレーム送信を適用する。このため、サブフレーム#n+7では、上記サブフレーム#n+6の場合と同様に、ギャップが形成される。図2の例では、サブフレーム#n+8以降で無線基地局によるDL送信が行われる。このため、無線基地局は、サブフレーム#n+7に形成されたギャップで、DL LBTを行うことができる。
以上説明したように、第1の態様によれば、図1Aの例で発生するような長いチャネル予約信号を出し続ける必要が無い。また、図1Bの例で示されるような、ユーザ端末UE#1が、チャネルがビジー状態であるため、ULグラントで指定されたサブフレームでUL送信が行えないといったことを防止することができる。
このように、第1の態様によれば、アンライセンスバンドのULサブフレーム構成(UL構成)を適切に設定することで、リソースの割り当ての効率が向上される。この結果、アンライセンスバンドにおける周波数利用効率が向上される。
なお、バースト送信において、最終サブフレームのみをパーシャルサブフレーム送信とし、他のサブフレームについてはフルサブフレーム送信を適用することで、例えば、最終サブフレーム以外のサブフレームでギャップが形成されることを防止することができる。最終サブフレーム以外のサブフレームでギャップが形成される場合、このギャップを使って、他のユーザ端末がLBTを行い、このユーザ端末のUL送信が割り込む可能性がある。
また、このような第1の態様においては、最終サブフレームに適用されるパーシャルサブフレーム送信のシンボル数を、無線基地局から送信される制御情報で制御するようにしてもよい。例えば、下り制御情報(DCI:Downlink Control Information)に含まれる制御情報でシンボル数を指定したり、ユーザ端末に予め設定されているULサブフレーム構成情報(UL構成に関する情報)を更新するようにしたりしてもよい。このような制御情報の送信にあたっては、後述の第2の態様の通知手法を適用してもよい。
<第2の態様>
第2の態様では、UL送信における各サブフレームの構成を動的に通知する。具体的には、無線基地局が、ULサブフレーム構成情報(UL構成に関する情報)で、UL送信におけるサブフレーム毎に、フルサブフレーム送信とパーシャルサブフレーム送信とのいずれの送信形態を適用するのか動的に指示する。ULサブフレーム構成情報は、例えば、図3Aに示される1ビットの情報で構成されてもよく、図3Bに示される2ビットの情報で構成されてもよい。
図3AのULサブフレーム構成情報は1ビットの情報であり、ビット「0」はX個のシンボル(Xは14シンボル未満)を示し、ビット「1」は14個のシンボルを示す。このようなULサブフレーム構成情報によれば、各サブフレームの構成をXシンボルで構成するのか、14シンボルで構成するのかを指定することができる。すなわち、ビット「0」で指定されたサブフレームについては、Xシンボルのパーシャルサブフレーム送信とし、ビット「1」で指定されたサブフレームについては、14シンボルのフルサブフレーム送信とすることができる。
図3BのULサブフレーム構成情報は2ビットの情報である。「00」は11シンボルを示し、「01」は12シンボルを示し、「10」は13シンボルを示し、「11」は14シンボルを示す。このようなULサブフレーム構成情報によれば、各サブフレームについて、フルサブフレーム送信とするか、パーシャルサブフレーム送信とするのかを指定することができる。さらに、パーシャルサブフレーム送信においては、11、12、13シンボルのいずれのシンボル数でUL信号の割り当てを行うのかを指定することができる。
パーシャルサブフレーム送信で用いられるシンボル数を制御することで、LBT(リスニング)のためのギャップ長が制御される。例えば、11シンボルのパーシャルサブフレーム送信によれば、3シンボルのギャップ長が確保される。同じように、12シンボルでは2シンボルのギャップ長が確保され、13シンボルでは1シンボルのギャップ長が確保される。次のサブフレームを使用する送信局がチャネルを確保するためのリスニングに必要な時間は、送信局がLBTに用いるランダムバックオフの値やContention window sizeの値によって変動する。このため、図3Bに示されるULサブフレーム構成情報によれば、無線基地局において、無線局自身あるいは接続中のユーザ端末が適用するLBTパラメータに応じ、リスニングに必要なギャップ長を指示することができ、サブフレーム境界やスロット境界まで、長い時間に渡ってチャネル予約信号を出力するような事態を防止することができる。
上述の1ビット又は2ビットのULサブフレーム構成情報は、ULスケジューリングDCIで無線基地局からユーザ端末に通知してもよい。この場合、既存のDCIフォーマット0/4を用いてもよい。また、LAA ULスケジューリングのための新たなDCIフォーマット(New extended DCI format)を規定して、これを用いてもよい。
また、ULサブフレーム構成情報は、Common signaling、例えば、スケジューリングDCIと同じサブフレーム内の共通DCIで通知されてもよい。なお、ユーザ端末が、共通DCIの検出に失敗した場合、予め定められたシンボル数(デフォルトシンボル数)のULサブフレームが適用されるようにしてもよい。例えば、図3Bに示されるいずれかのビット(2ビット)がデフォルトとして規定されており、このビットで指定されたシンボル数に基づいてULサブフレームのリソース割り当てが行われてもよい。
また、ULサブフレーム構成情報は、上位レイヤシグナリング、例えばRRCシグナリングで通知されてもよい。さらに、上位レイヤシグナリングを用いて、図3Aのビット「0」で指定されるシンボル数(Xシンボル)を更新するようにしてもよい。例えば、上位レイヤシグナリングで、値Xを指定するようにしてもよい。
以上説明したように、第2の態様では、上記第1の態様と同様に、アンライセンスバンドのULサブフレーム構成(UL構成)を適切に設定することで、リソースの割り当ての効率が向上される(図2)。この結果、アンライセンスバンドにおける周波数利用効率が向上される。特に、第2の態様では、UL送信における各サブフレームの構成がダイナミックにユーザ端末に通知されるので、送信局がLBTに用いるランダムバックオフの値やContention window sizeの値といったリスニングの時間を変動する要因に応じた適切なULサブフレーム構成を実現することができる。
<第3の態様>
第3の態様は、上り参照信号としての測定用参照信号(SRS:Sounding Reference Signal)の送信に関する。上記第1の態様及び第2の態様において用いられるパーシャルサブフレーム送信では、いわゆる14シンボルのULサブフレームの最後の1又は複数シンボルがパンクチャされる。この場合、SRSが割り当てられるシンボルが取り除かれ、SRSの送信機会が減る可能性がある。このため、この第3の態様では、パーシャルサブフレーム送信が適用される場合であっても、SRSの送信機会を確保するための技術を提供する。
具体的には、UL送信がスケジューリングされ、パーシャルサブフレーム送信が適用される場合に、PUSCHを送信するサブフレームの直前のシンボルでSRSが送信される。図4Aに示されるように、パーシャルサブフレーム送信が適用されたサブフレーム(Shortened UL PUSCH)の直前のシンボルにSRSが割り当てられている。
このようなSRSの送信はUpPTS(Uplink Pilot TimeSlot)のSRS生成に基づいても、通常のサブフレームのSRS生成に基づいてもよい。
SRS送信は、非周期SRSとしてDCIでトリガされる。このため、UL LBTに成功し、PUSCHを送信するサブフレーム直前のシンボルが利用可能である場合、そのシンボルでSRSが送信される(図4A)。もしくは、図4Bに示されるように、PUSCHを送信するサブフレームの最終シンボルでSRSを送信してもよい。このようなSRSの送信は、PUSCHを送信するサブフレーム直前のシンボルが利用可能ではない場合などに適用することができる。
また、図4A、図4Bに示されるSRSの送信方法は、SRS送信がトリガされた場合に、ユーザ端末がいずれの送信方法を適用するのか判断してもよい。なお、図4A、図4Bに示されるように、復調用参照信号(DMRS:DeModulation Reference Signal)については、割り当てられるシンボルの位置が維持される。
以上説明したように、第3の態様によれば、パーシャルサブフレーム送信が適用される場合であっても、SRSの送信機会を確保することができる。
<第4の態様>
本実施の形態に係る無線通信方法では、ULサブフレームで使用可能なシンボル数が新たなパラメータとして規定される。このため、MCS(Modulation and Coding Scheme)の指示に基づいて決定されていたTBS(Transport Block Size)について考慮することが好ましい。例えば、ULのトランスポートブロック割り当てについては、LAA Scell上では、5ビットのMCSフィールドだけでなく、使用可能なサブフレーム内シンボル数も考慮して決定することが好ましい。
具体的には、LAA ScellのためのPUSCHトランスポートブロック割り当て(TBS)は、MCSフィールド、PRB数、及び、PUSCHのUL送信において割り当て可能なシンボル数、で決定される。なお、PUSCHのUL送信における割り当て可能なシンボル数は、SRS送信の有無だけではなく、無線基地局からのULサブフレーム構成情報にも依存する。
以上説明したように、第4の態様によれば、TBSが適切に設定することが可能となるため、アンライセンスバンドにおける周波数利用効率を向上することができる。
以上説明したように、本実施の形態の無線通信方法によれば、アンライセンスバンドのULサブフレーム構成(UL構成)を制御する(適宜設定する)ことで、リソースの割り当ての効率が向上される。特に、リソース割り当て可能なシンボル数が制御されるので、アンライセンスバンドにおける周波数利用効率が向上される。
(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の構成について説明する。この無線通信システムでは、上述の各態様に係る無線通信方法が適用される。なお、各態様に係る無線通信方法は、単独で用いられてもよいし、組み合わせて用いられてもよい。
図5は、本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。無線通信システム1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)及び/又はデュアルコネクティビティ(DC)を適用することができる。また、無線通信システム1は、アンライセンスバンドを利用可能な無線基地局(例えば、LTE−U基地局)を有している。
なお、無線通信システム1は、SUPER 3G、LTE−A(LTE-Advanced)、IMT−Advanced、4G(4th generation mobile communication system)、5G(5th generation mobile communication system)、FRA(Future Radio Access)などと呼ばれてもよい。
図5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12(12a−12c)とを備えている。また、マクロセルC1及び各スモールセルC2には、ユーザ端末20が配置されている。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をアンライセンスバンド(LTE−U)で利用する形態が考えられる。また、スモールセルの一部をライセンスバンドで利用し、他のスモールセルをアンライセンスバンドで利用する形態が考えられる。
ユーザ端末20は、無線基地局11及び無線基地局12の双方に接続することができる。ユーザ端末20は、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又はDCにより同時に使用することが想定される。例えば、ライセンスバンドを利用する無線基地局11からユーザ端末20に対して、アンライセンスバンドを利用する無線基地局12(例えば、LTE−U基地局)に関するアシスト情報(例えば、下り信号構成)を送信することができる。また、ライセンスバンドとアンライセンスバンドでCAを行う場合、1つの無線基地局(例えば、無線基地局11)がライセンスバンドセル及びアンライセンスバンドセルのスケジュールを制御する構成とすることも可能である。
なお、ユーザ端末20は、無線基地局11に接続せず、無線基地局12に接続する構成としてもよい。例えば、アンライセンスバンドを用いる無線基地局12がユーザ端末20とスタンドアローンで接続する構成としてもよい。この場合、無線基地局12がアンライセンスバンドセルのスケジュールを制御する。
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などと呼ばれる)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など)で帯域幅が広いキャリアが用いられてもよいし、無線基地局11との間と同じキャリアが用いられてもよい。なお、各無線基地局が利用する周波数帯域の構成はこれに限られない。
無線基地局11と無線基地局12との間(又は、2つの無線基地局12間)は、有線接続(例えば、CPRI(Common Public Radio Interface)に準拠した光ファイバ、X2インターフェースなど)又は無線接続する構成とすることができる。
無線基地局11及び各無線基地局12は、それぞれ上位局装置30に接続され、上位局装置30を介してコアネットワーク40に接続される。なお、上位局装置30には、例えば、アクセスゲートウェイ装置、無線ネットワークコントローラ(RNC)、モビリティマネジメントエンティティ(MME)などが含まれるが、これに限定されるものではない。また、各無線基地局12は、無線基地局11を介して上位局装置30に接続されてもよい。
なお、無線基地局11は、相対的に広いカバレッジを有する無線基地局であり、マクロ基地局、集約ノード、eNB(eNodeB)、送受信ポイント、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、マイクロ基地局、ピコ基地局、フェムト基地局、HeNB(Home eNodeB)、RRH(Remote Radio Head)、送受信ポイント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。また、同一のアンライセンスバンドを共有して利用する各無線基地局10は、時間的に同期するように構成されていることが好ましい。
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1においては、無線アクセス方式として、下りリンクに直交周波数分割多元接続(OFDMA:Orthogonal Frequency Division Multiple Access)が適用され、上りリンクにシングルキャリア−周波数分割多元接続(SC−FDMA:Single-Carrier Frequency Division Multiple Access)が適用される。OFDMAは、周波数帯域を複数の狭い周波数帯域(サブキャリア)に分割し、各サブキャリアにデータをマッピングして通信を行うマルチキャリア伝送方式である。SC−FDMAは、システム帯域幅を端末毎に1つ又は連続したリソースブロックからなる帯域に分割し、複数の端末が互いに異なる帯域を用いることで、端末間の干渉を低減するシングルキャリア伝送方式である。なお、上り及び下りの無線アクセス方式は、これらの組み合わせに限られない。
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)、報知チャネル(PBCH:Physical Broadcast Channel)、下りL1/L2制御チャネルなどが用いられる。PDSCHは、下りデータチャネルと呼ばれてもよい。PDSCHにより、ユーザデータや上位レイヤ制御情報、SIB(System Information Block)などが伝送される。また、PBCHにより、MIB(Master Information Block)が伝送される。
下りL1/L2制御チャネルは、PDCCH(Physical Downlink Control Channel)、EPDCCH(Enhanced Physical Downlink Control Channel)、PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel)、PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel)などを含む。PDCCHにより、PDSCH及びPUSCHのスケジューリング情報を含む下り制御情報(DCI:Downlink Control Information)などが伝送される。PCFICHにより、PDCCHに用いるOFDMシンボル数であるCFI(Control Format Indicator)が伝送される。PHICHにより、PUSCHに対するHARQの送達確認情報(ACK/NACK)が伝送される。EPDCCHは、PDSCHと周波数分割多重され、PDCCHと同様にDCIなどの伝送に用いられる。
無線通信システム1では、上りリンクのチャネルとして、各ユーザ端末20で共有される上り共有チャネル(PUSCH:Physical Uplink Shared Channel)、上りL1/L2制御チャネル(PUCCH:Physical Uplink Control Channel)、ランダムアクセスチャネル(PRACH:Physical Random Access Channel)などが用いられる。PUSCHは、上りデータチャネルと呼ばれてもよい。PUSCHにより、ユーザデータや上位レイヤ制御情報が伝送される。また、PUCCHにより、下りリンクの無線品質情報(CQI:Channel Quality Indicator)、送達確認情報(ACK/NACK)などが伝送される。PRACHにより、セルとの接続確立のためのランダムアクセスプリアンブルが伝送される。
無線通信システム1では、下り参照信号として、セル固有参照信号(CRS:Cell-specific Reference Signal)、チャネル状態情報参照信号(CSI−RS:Channel State Information-Reference Signal)、復調用参照信号(DMRS:DeModulation Reference Signal)、検出及び/又は測定用参照信号(DRS:Discovery Reference Signal)などが伝送される。また、無線通信システム1では、上り参照信号として、測定用参照信号(SRS:Sounding Reference Signal)、復調用参照信号(DMRS)などが伝送される。なお、DMRSはユーザ端末固有参照信号(UE-specific Reference Signal)と呼ばれてもよい。また、伝送される参照信号は、これらに限られない。
<無線基地局>
図6は、本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。無線基地局10は、複数の送受信アンテナ101と、アンプ部102と、送受信部103と、ベースバンド信号処理部104と、呼処理部105と、伝送路インターフェース106と、を備えている。なお、送受信アンテナ101、アンプ部102、送受信部103は、それぞれ1つ以上を含むように構成されればよい。
下りリンクにより無線基地局10からユーザ端末20に送信されるユーザデータは、上位局装置30から伝送路インターフェース106を介してベースバンド信号処理部104に入力される。
ベースバンド信号処理部104では、ユーザデータに関して、PDCP(Packet Data Convergence Protocol)レイヤの処理、ユーザデータの分割・結合、RLC(Radio Link Control)再送制御などのRLCレイヤの送信処理、MAC(Medium Access Control)再送制御(例えば、HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest)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などの送信処理が行われて送受信部103に転送される。また、下り制御信号に関しても、チャネル符号化や逆高速フーリエ変換などの送信処理が行われて、送受信部103に転送される。
送受信部103は、ベースバンド信号処理部104からアンテナ毎にプリコーディングして出力されたベースバンド信号を無線周波数帯に変換して送信する。送受信部103で周波数変換された無線周波数信号は、アンプ部102により増幅され、送受信アンテナ101から送信される。
送受信部103は、アンライセンスバンドで上り及び/又は下り(以下、上り/下り)信号の送受信が可能である。なお、送受信部103は、ライセンスバンドで上り/下り信号の送受信が可能であってもよい。送受信部103は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明されるトランスミッター/レシーバー、送受信回路又は送受信装置から構成することができる。なお、送受信部103は、一体の送受信部として構成されてもよいし、送信部及び受信部から構成されてもよい。
一方、上り信号については、送受信アンテナ101で受信された無線周波数信号がアンプ部102で増幅される。送受信部103はアンプ部102で増幅された上り信号を受信する。送受信部103は、受信信号をベースバンド信号に周波数変換して、ベースバンド信号処理部104に出力する。
ベースバンド信号処理部104では、入力された上り信号に含まれるユーザデータに対して、高速フーリエ変換(FFT:Fast Fourier Transform)処理、逆離散フーリエ変換(IDFT:Inverse Discrete Fourier Transform)処理、誤り訂正復号、MAC再送制御の受信処理、RLCレイヤ及びPDCPレイヤの受信処理がなされ、伝送路インターフェース106を介して上位局装置30に転送される。呼処理部105は、通信チャネルの設定や解放などの呼処理や、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、所定のインターフェースを介して、上位局装置30と信号を送受信する。また、伝送路インターフェース106は、基地局間インターフェース(例えば、CPRI(Common Public Radio Interface)に準拠した光ファイバ、X2インターフェース)を介して他の無線基地局10と信号を送受信(バックホールシグナリング)してもよい。
なお、送受信部103は、少なくともアンライセンスバンドを用いて、ユーザ端末20に下り信号を送信する。例えば、送受信部103は、ユーザ端末20にPUSCHを割り当てるDCI(ULグラント)、ユーザ端末20にPDSCHを割り当てるDCI(DLアサインメント)を送信する。
また、送受信部103は、少なくともアンライセンスバンドを用いて、ユーザ端末20から上り信号を受信する。例えば、送受信部103は、ユーザ端末20から、上記DCI(ULグラント)により割り当てられるPUSCHを受信する。また、送受信部103は、ユーザ端末20から、RRM測定及び/又はCSI測定の結果(例えば、A−CSIなど)をライセンスバンド及び/又はアンライセンスバンドで受信してもよい。
図7は、本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。なお、図7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7に示すように、ベースバンド信号処理部104は、制御部(スケジューラ)301と、送信信号生成部302と、マッピング部303と、受信信号処理部304と、測定部305と、を少なくとも備えている。
制御部(スケジューラ)301は、無線基地局10全体の制御を実施する。なお、ライセンスバンドとアンライセンスバンドに対して1つの制御部(スケジューラ)301でスケジューリングを行う場合、制御部301は、ライセンスバンドセル及びアンライセンスバンドセルの通信を制御する。制御部301は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明されるコントローラ、制御回路又は制御装置とすることができる。
制御部301は、例えば、送信信号生成部302による下り信号の生成や、マッピング部303による下り信号の割り当てを制御する。また、制御部301は、受信信号処理部304による信号の受信処理や、測定部305による信号の測定を制御する。
制御部301は、下り信号(システム情報、DCIを送信するPDCCH/EPDCCH、PDSCH、下り参照信号、同期信号など)のスケジューリング、生成、マッピング、送信などを制御する。また、制御部301は、測定部305によるLBT(リスニング)を制御し、LBT結果に従って、送信信号生成部302及びマッピング部303に対して、下り信号の送信を制御する。
また、制御部301は、無線基地局が、UL送信前にリスニングを適用するユーザ端末において、リスニングの結果に基づいて、ULサブフレームで少なくとも1つのシンボルが無送信となるように割り当てられたUL信号を受信するように送受信部103などを制御してもよい。
また、制御部301は、ユーザ端末において、パーシャルサブフレーム送信のシンボル数を規定する制御情報(第1の態様)を送信するように制御してもよい。制御部301は、ULサブフレーム構成情報(UL構成に関する情報)で、UL送信におけるサブフレーム毎に、フルサブフレーム送信とパーシャルサブフレーム送信とのいずれの送信形態を適用するのか動的に指示するように制御してもよい(第2の態様)。このようなULサブフレーム構成情報を、上位レイヤシグナリング、ULスケジューリング用のDL制御信号、及び、共通DL制御信号のうちの少なくとも1つを介してユーザ端末に送信するように、制御部301は制御してもよい。
また、制御部301は、パーシャルサブフレーム送信において、あるシンボルに割り当てられたSRS(第3の態様)を受信し、この信号に基づいてチャネル推定を行うように制御してもよい。制御部301は、ユーザ端末において、MCSフィールド、PRB数、及び、PUSCHのUL送信において割り当て可能なシンボル数、に基づいてULのトランスポートブロック割り当てが行われるように制御してもよい(第4の態様)。
送信信号生成部302は、制御部301からの指示に基づいて、下り信号を生成して、マッピング部303に出力する。送信信号生成部302は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明される信号生成器、信号生成回路又は信号生成装置から構成することができる。
送信信号生成部302は、例えば、制御部301からの指示に基づいて、下りリソースの割り当て情報(DLアサインメント)及び上りリソースの割り当て情報(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におけるCSI測定の結果などに基づいて決定された符号化率、変調方式など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、PSS、SSS、CRS、CSI−RSなどを含むDRSを生成する。
マッピング部303は、制御部301からの指示に基づいて、送信信号生成部302で生成された下り信号を、所定の無線リソースにマッピングして、送受信部103に出力する。マッピング部303は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明されるマッパー、マッピング回路又はマッピング装置から構成することができる。
受信信号処理部304は、送受信部103から入力された受信信号に対して、受信処理(例えば、デマッピング、復調、復号など)を行う。ここで、受信信号は、例えば、ユーザ端末20から送信される上り信号である。受信信号処理部304は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明される信号処理器、信号処理回路又は信号処理装置から構成することができる。
受信信号処理部304は、受信処理により復号された情報を制御部301に出力する。例えば、HARQ−ACKを含むPUCCHを受信した場合、HARQ−ACKを制御部301に出力する。また、受信信号処理部304は、受信信号や、受信処理後の信号を、測定部305に出力する。
測定部305は、受信した信号に関する測定を実施する。測定部305は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明される測定器、測定回路又は測定装置から構成することができる。
測定部305は、制御部301からの指示に基づいて、LBT(リスニング)が設定されるキャリア(例えば、アンライセンスバンド)でLBTを実施し、LBT結果(例えば、チャネル状態がアイドルであるかビジーであるかの判定結果)を、制御部301に出力する。
また、測定部305は、例えば、受信した信号の受信電力(例えば、RSRP(Reference Signal Received Power))、受信品質(例えば、RSRQ(Reference Signal Received Quality))やチャネル状態などについて測定してもよい。測定結果は、制御部301に出力されてもよい。
<ユーザ端末>
図8は、本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。ユーザ端末20は、複数の送受信アンテナ201と、アンプ部202と、送受信部203と、ベースバンド信号処理部204と、アプリケーション部205と、を備えている。なお、送受信アンテナ201、アンプ部202、送受信部203は、それぞれ1つ以上を含むように構成されればよい。
送受信アンテナ201で受信された無線周波数信号は、アンプ部202で増幅される。送受信部203は、アンプ部202で増幅された下り信号を受信する。送受信部203は、受信信号をベースバンド信号に周波数変換して、ベースバンド信号処理部204に出力する。送受信部203は、アンライセンスバンドで上り/下り信号の送受信が可能である。なお、送受信部203は、ライセンスバンドで上り/下り信号の送受信が可能であってもよい。
送受信部203は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明されるトランスミッター/レシーバー、送受信回路又は送受信装置から構成することができる。なお、送受信部203は、一体の送受信部として構成されてもよいし、送信部及び受信部から構成されてもよい。
ベースバンド信号処理部204は、入力されたベースバンド信号に対して、FFT処理や、誤り訂正復号、再送制御の受信処理などを行う。下りリンクのユーザデータは、アプリケーション部205に転送される。アプリケーション部205は、物理レイヤやMACレイヤより上位のレイヤに関する処理などを行う。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送受信部203に転送される。送受信部203は、ベースバンド信号処理部204から出力されたベースバンド信号を無線周波数帯に変換して送信する。送受信部203で周波数変換された無線周波数信号は、アンプ部202により増幅され、送受信アンテナ201から送信される。
なお、送受信部203は、少なくともアンライセンスバンドを用いて、無線基地局10から送信された下り信号を受信する。例えば、送受信部203は、上記測定用参照信号をアンライセンスバンドで受信する。
また、送受信部203は、少なくともアンライセンスバンドを用いて、無線基地局10に上り信号を送信する。例えば、送受信部203は、DCI(ULグラント)で割り当てられる上りリソースを用いて、PUSCHを送信してもよい。また、送受信部203は、DCI(ULグラント)内のA−CSIトリガにより指示されるCSIを送信してもよい。
図9は、本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。なお、図9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9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401と、送信信号生成部402と、マッピング部403と、受信信号処理部404と、測定部405と、を少なくとも備えている。
制御部401は、ユーザ端末20全体の制御を実施する。制御部401は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明されるコントローラ、制御回路又は制御装置から構成することができる。
制御部401は、例えば、送信信号生成部402による上り信号の生成や、マッピング部403による上り信号の割り当てを制御する。また、制御部401は、受信信号処理部404による下り信号の受信処理や、測定部405による信号の測定を制御する。
制御部401は、無線基地局10から送信された下り信号(PDCCH/EPDCCH、PDSCH、下り参照信号、同期信号など)を、受信信号処理部404から取得する。制御部401は、PDCCH/EPDCCH(下り制御信号)に含まれるDCIや、PDSCH(下りデータ信号)の復号結果に基づいて、上り信号(例えば、PUCCH、PUSCHなど)の生成を制御する。
また、制御部401は、UL信号の送信に先立ってリスニングを行い、このリスニングの結果に基づいて、ULサブフレームの少なくとも1つのシンボルが無送信となるように、UL信号の割り当てを制御してもよい。UL信号が連続する複数のULサブフレームで送信される場合、制御部401は、最後のULサブフレームの少なくとも1つのシンボルが無送信となるように、UL信号の割り当てを制御してもよい。
例えば、制御部401は、UL送信の最終サブフレームに自動的にパーシャルサブフレーム送信を適用し、このサブフレームのシンボルに対してUL信号の割り当てを行うように制御する(第1の態様)。制御部401は、UL送信において、バースト送信の場合には、最終のサブフレームにパーシャルサブフレーム送信を適用し、他のサブフレームにはフルサブフレーム送信を適用するように制御する。ULグラントで指定されるサブフレームが1つの場合には、指定されたサブフレームにパーシャルサブフレーム送信を適用するように、制御部401は制御する。
また、制御部401は、無線基地局からのULサブフレーム構成情報(UL構成に関する情報)に基づいて、UL送信におけるサブフレーム毎に、フルサブフレーム送信とパーシャルサブフレーム送信とのいずれかの送信形態を適用するように制御してもよい(第2の態様)。制御部401は、ULサブフレーム構成情報に基づいて、パーシャルサブフレーム送信で用いられるシンボル数を制御することで、LBT(リスニング)のためのギャップ長を制御するようにしてもよい。
また、制御部401は、パーシャルサブフレーム送信が適用される場合であっても、SRSの送信機会を確保するように制御してもよい(第3の態様)。例えば、PUSCHを送信するサブフレーム直前のシンボルが利用可能である場合、そのシンボルでSRSが送信されるように、もしくは、PUSCHを送信するサブフレームの最終シンボルでSRSを送信するように、制御部401は制御してもよい。
また、制御部401は、MCSフィールド、PRS数、及び、PUSCHのUL送信において割り当て可能なシンボル数、に基づいてULのトランスポートブロック割り当てが行われるように制御してもよい(第4の態様)。
制御部401は、アンライセンスバンドにおいて、測定用参照信号を用いてRRM測定及び/又はCSI測定を行うように、受信信号処理部404及び測定部405を制御する。なお、RRM測定は、DRSを用いて行われてもよい。また、当該測定用参照信号は、CRS、CSI−RS、DRSに含まれるCSI又はCSI−RSのいずれであってもよい。
送信信号生成部402は、制御部401からの指示に基づいて、上り信号(PUSCH、PUCCH、上り参照信号など)を生成して、マッピング部403に出力する。送信信号生成部402は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明される信号生成器、信号生成回路又は信号生成装置から構成することができる。例えば、送信信号生成部402は、無線基地局10からの下り制御信号にユーザ端末20宛のDCI(ULグラント)が含まれている場合に、制御部401からPUSCHの生成を指示される。
マッピング部403は、制御部401からの指示に基づいて、送信信号生成部402で生成された上り信号を無線リソースにマッピングして、送受信部203へ出力する。マッピング部403は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明されるマッパー、マッピング回路又はマッピング装置から構成することができる。
受信信号処理部404は、送受信部203から入力された受信信号に対して、受信処理(例えば、デマッピング、復調、復号など)を行う。ここで、受信信号は、例えば、無線基地局10から送信される下り信号である。受信信号処理部404は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明される信号処理器、信号処理回路又は信号処理装置から構成することができる。また、受信信号処理部404は、本発明に係る受信部を構成することができる。
受信信号処理部404は、受信処理により復号された情報を制御部401に出力する。受信信号処理部404は、例えば、報知情報、システム情報、RRCシグナリング、DCIなどを、制御部401に出力する。また、受信信号処理部404は、受信信号や、受信処理後の信号を、測定部405に出力する。
測定部405は、受信した信号に関する測定を実施する。測定部405は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明される測定器、測定回路又は測定装置から構成することができる。
測定部405は、制御部401からの指示に基づいて、LBTが設定されるキャリア(例えば、アンライセンスバンド)でLBTを実施してもよい。測定部405は、LBT結果(例えば、チャネル状態がアイドルであるかビジーであるかの判定結果)を、制御部401に出力してもよい。
また、測定部405は、制御部401の指示に従って、RRM測定及びCSI測定を行う。例えば、測定部405は、測定用参照信号(CRS、CSI−RS、DRSに含まれるCRS又は、DRSの送信サブフレームに配置されるCSI測定用のCSI−RSのいずれか)を用いて、CSI測定を行う。測定結果は、制御部401に出力され、PUSCH又はPUCCHを用いて、送受信部103から送信される。
<ハードウェア構成>
なお、上記実施形態の説明に用いたブロック図は、機能単位のブロックを示している。これらの機能ブロック(構成部)は、ハードウェア及び/又はソフトウェアの任意の組み合わせによって実現される。また、各機能ブロックの実現手段は特に限定されない。すなわち、各機能ブロックは、物理的に結合した1つの装置により実現されてもよいし、物理的に分離した2つ以上の装置を有線又は無線で接続し、これら複数の装置により実現されてもよい。
例えば、本発明の一実施形態における無線基地局、ユーザ端末などは、本発明の無線通信方法の処理を行うコンピュータとして機能してもよい。図10は、本発明の一実施形態に係る無線基地局及びユーザ端末のハードウェア構成の一例を示す図である。上述の無線基地局10及びユーザ端末20は、物理的には、プロセッサ1001、メモリ1002、ストレージ1003、通信装置1004、入力装置1005、出力装置1006、バス1007などを含むコンピュータ装置として構成されてもよい。
なお、以下の説明では、「装置」という文言は、回路、デバイス、ユニットなどに読み替えることができる。無線基地局10及びユーザ端末20のハードウェア構成は、図に示した各装置を1つ又は複数含むように構成されてもよいし、一部の装置を含まずに構成されてもよい。
無線基地局10及びユーザ端末20における各機能は、プロセッサ1001、メモリ1002などのハードウェア上に所定のソフトウェア(プログラム)を読み込ませることで、プロセッサ1001が演算を行い、通信装置1004による通信や、メモリ1002及びストレージ1003におけるデータの読み出し及び/又は書き込みを制御することで実現される。
プロセッサ1001は、例えば、オペレーティングシステムを動作させてコンピュータ全体を制御する。プロセッサ1001は、周辺装置とのインターフェース、制御装置、演算装置、レジスタなどを含む中央処理装置(CPU:Central Processing Unit)で構成されてもよい。例えば、上述のベースバンド信号処理部104(204)、呼処理部105などは、プロセッサ1001で実現されてもよい。
また、プロセッサ1001は、プログラム(プログラムコード)、ソフトウェアモジュールやデータを、ストレージ1003及び/又は通信装置1004からメモリ1002に読み出し、これらに従って各種の処理を実行する。プログラムとしては、上述の実施形態で説明した動作の少なくとも一部をコンピュータに実行させるプログラムが用いられる。例えば、ユーザ端末20の制御部401は、メモリ1002に格納され、プロセッサ1001で動作する制御プログラムによって実現されてもよく、他の機能ブロックについても同様に実現されてもよい。
メモリ1002は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、ROM(Read Only Memory)、EPROM(Erasable Programmable ROM)、RAM(Random Access Memory)などの少なくとも1つで構成されてもよい。メモリ1002は、レジスタ、キャッシュ、メインメモリ(主記憶装置)などと呼ばれてもよい。メモリ1002は、本発明の一実施形態に係る無線通信方法を実施するために実行可能なプログラム(プログラムコード)、ソフトウェアモジュールなどを保存することができる。
ストレージ1003は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、CD−ROM(Compact Disc ROM)などの光ディスク、ハードディスクドライブ、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、フラッシュメモリなどの少なくとも1つで構成されてもよい。ストレージ1003は、補助記憶装置と呼ばれてもよい。
通信装置1004は、有線及び/又は無線ネットワークを介してコンピュータ間の通信を行うためのハードウェア(送受信デバイス)であり、例えばネットワークデバイス、ネットワークコントローラ、ネットワークカード、通信モジュールなどともいう。例えば、上述の送受信アンテナ101(201)、アンプ部102(202)、送受信部103(203)、伝送路インターフェース106などは、通信装置1004で実現されてもよい。
入力装置1005は、外部からの入力を受け付ける入力デバイス(例えば、キーボード、マウスなど)である。出力装置1006は、外部への出力を実施する出力デバイス(例えば、ディスプレイ、スピーカーなど)である。なお、入力装置1005及び出力装置1006は、一体となった構成(例えば、タッチパネル)であってもよい。
また、プロセッサ1001やメモリ1002などの各装置は、情報を通信するためのバス1007で接続される。バス1007は、単一のバスで構成されてもよいし、装置間で異なるバスで構成されてもよい。
また、無線基地局10及びユーザ端末20は、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP:Digital Signal Processor)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、PLD(Programmable Logic Device)、FPGA(Field Programmable Gate Array)などのハードウェアを含んで構成されてもよく、当該ハードウェアにより、各機能ブロックの一部又は全てが実現されてもよい。例えば、プロセッサ1001は、これらのハードウェアの少なくとも1つで実装されてもよい。
なお、本明細書で説明した用語及び/又は本明細書の理解に必要な用語については、同一の又は類似する意味を有する用語と置き換えてもよい。例えば、チャネル及び/又はシンボルは信号(シグナリング)であってもよい。また、信号はメッセージであってもよい。また、コンポーネントキャリア(CC:Component Carrier)は、セル、周波数キャリア、キャリア周波数などと呼ばれてもよい。
また、無線フレームは、時間領域において1つ又は複数の期間(フレーム)で構成されてもよい。無線フレームを構成する当該1つ又は複数の各期間(フレーム)は、サブフレームと呼ばれてもよい。さらに、サブフレームは、時間領域において1つ又は複数のスロットで構成されてもよい。さらに、スロットは、時間領域において1つ又は複数のシンボル(OFDMシンボル、SC−FDMAシンボルなど)で構成されてもよい。
無線フレーム、サブフレーム、スロット及びシンボルは、いずれも信号を伝送する際の時間単位を表す。無線フレーム、サブフレーム、スロット及びシンボルは、それぞれに対応する別の呼称が用いられてもよい。例えば、1サブフレームが送信時間間隔(TTI:Transmission Time Interval)と呼ばれてもよいし、複数の連続したサブフレームがTTIと呼ばれてよいし、1スロットがTTIと呼ばれてもよい。つまり、サブフレームやTTIは、既存のLTEにおけるサブフレーム(1ms)であってもよいし、1msより短い期間(例えば、1−13シンボル)であってもよいし、1msより長い期間であってもよい。
ここで、TTIは、例えば、無線通信におけるスケジューリングの最小時間単位のことをいう。例えば、LTEシステムでは、無線基地局が各ユーザ端末に対して、無線リソース(各ユーザ端末において使用することが可能な周波数帯域幅や送信電力など)を、TTI単位で割り当てるスケジューリングを行う。なお、TTIの定義はこれに限られない。
1msの時間長を有するTTIを、通常TTI(LTE Rel.8−12におけるTTI)、ノーマルTTI、ロングTTI、通常サブフレーム、ノーマルサブフレーム、又はロングサブフレームなどと呼んでもよい。通常TTIより短いTTIは、短縮TTI、ショートTTI、短縮サブフレーム、又はショートサブフレームなどと呼ばれてもよい。
リソースブロック(RB:Resource Block)は、時間領域及び周波数領域のリソース割当単位であり、周波数領域において、1つ又は複数個の連続した副搬送波(サブキャリア(subcarrier))を含んでもよい。また、RBは、時間領域において、1つ又は複数個のシンボルを含んでもよく、1スロット、1サブフレーム又は1TTIの長さであってもよい。1TTI、1サブフレームは、それぞれ1つ又は複数のリソースブロックで構成されてもよい。なお、RBは、物理リソースブロック(PRB:Physical RB)、PRBペア、RBペアなどと呼ばれてもよい。
また、リソースブロックは、1つ又は複数のリソースエレメント(RE:Resource Element)で構成されてもよい。例えば、1REは、1サブキャリア及び1シンボルの無線リソース領域であってもよい。
なお、上述した無線フレーム、サブフレーム、スロット及びシンボルなどの構造は例示に過ぎない。例えば、無線フレームに含まれるサブフレームの数、サブフレームに含まれるスロットの数、スロットに含まれるシンボル及びRBの数、RBに含まれるサブキャリアの数、並びにTTI内のシンボル数、シンボル長、サイクリックプリフィクス(CP:Cyclic Prefix)長などの構成は、様々に変更することができる。
また、本明細書で説明した情報、パラメータなどは、絶対値で表されてもよいし、所定の値からの相対値で表されてもよいし、対応する別の情報で表されてもよい。例えば、無線リソースは、所定のインデックスで指示されるものであってもよい。
本明細書で説明した情報、信号などは、様々な異なる技術のいずれかを使用して表されてもよい。例えば、上記の説明全体に渡って言及され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、チップなどは、電圧、電流、電磁波、磁界若しくは磁性粒子、光場若しくは光子、又はこれらの任意の組み合わせによって表されてもよい。
また、ソフトウェア、命令、情報などは、伝送媒体を介して送受信されてもよい。例えば、ソフトウェアが、有線技術(同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア及びデジタル加入者回線(DSL)など)及び/又は無線技術(赤外線、マイクロ波など)を使用してウェブサイト、サーバ、又は他のリモートソースから送信される場合、これらの有線技術及び/又は無線技術は、伝送媒体の定義内に含まれる。
また、本明細書における無線基地局は、ユーザ端末で読み替えてもよい。例えば、無線基地局及びユーザ端末間の通信を、複数のユーザ端末間(D2D:Device-to-Device)の通信に置き換えた構成について、本発明の各態様/実施形態を適用してもよい。この場合、上述の無線基地局10が有する機能をユーザ端末20が有する構成としてもよい。また、「上り」や「下り」などの文言は、「サイド」と読み替えられてもよい。例えば、上りチャネルは、サイドチャネルと読み替えられてもよい。
同様に、本明細書におけるユーザ端末は、無線基地局で読み替えてもよい。この場合、上述のユーザ端末20が有する機能を無線基地局10が有する構成としてもよい。
本明細書で説明した各態様/実施形態は単独で用いてもよいし、組み合わせて用いてもよいし、実行に伴って切り替えて用いてもよい。また、所定の情報の通知(例えば、「Xであること」の通知)は、明示的に行うものに限られず、暗黙的に(例えば、当該所定の情報の通知を行わないことによって)行われてもよい。
情報の通知は、本明細書で説明した態様/実施形態に限られず、他の方法で行われてもよい。例えば、情報の通知は、物理レイヤシグナリング(例えば、DCI(Downlink Control Information)、UCI(Uplink Control Information))、上位レイヤシグナリング(例えば、RRC(Radio Resource Control)シグナリング、報知情報(MIB(Master Information Block)、SIB(System Information Block)など)、MAC(Medium Access Control)シグナリング)、その他の信号又はこれらの組み合わせによって実施されてもよい。また、RRCシグナリングは、RRCメッセージと呼ばれてもよく、例えば、RRC接続セットアップ(RRCConnectionSetup)メッセージ、RRC接続再構成(RRCConnectionReconfiguration)メッセージなどであってもよい。また、MACシグナリングは、例えば、MAC制御要素(MAC CE(Control Element))で通知されてもよい。
本明細書で説明した各態様/実施形態は、LTE(Long Term Evolution)、LTE−A(LTE-Advanced)、LTE−B(LTE-Beyond)、SUPER 3G、IMT−Advanced、4G(4th generation mobile communication system)、5G(5th generation mobile communication system)、FRA(Future Radio Access)、New−RAT(Radio Access Technology)、CDMA2000、UMB(Ultra Mobile Broadband)、IEEE 802.11(Wi−Fi(登録商標))、IEEE 802.16(WiMAX(登録商標))、IEEE 802.20、UWB(Ultra-WideBand)、Bluetooth(登録商標)、その他の適切な無線通信方法を利用するシステム及び/又はこれらに基づいて拡張された次世代システムに適用されてもよい。
本明細書で説明した各態様/実施形態の処理手順、シーケンス、フローチャートなどは、矛盾の無い限り、順序を入れ替えてもよい。例えば、本明細書で説明した方法については、例示的な順序で様々なステップの要素を提示しており、提示した特定の順序に限定されない。
以上、本発明について詳細に説明したが、当業者にとっては、本発明が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。例えば、上述の各実施形態は単独で用いてもよいし、組み合わせて用いてもよい。本発明は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。したがって、本明細書の記載は、例示説明を目的とするものであり、本発明に対して何ら制限的な意味を有するものではない。
1 無線通信システム
10(11、12) 無線基地局
20 ユーザ端末
101、201 送受信アンテナ
102、202 アンプ部
103、203 送受信部
104、204 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
205 アプリケーション部
301、401 制御部
302、402 送信信号生成部
303、403 マッピング部
304、404 受信信号処理部
305、405 測定部
一態様に係るユーザ端末は、UL信号を送信する送信部と、DL信号に含まれる異なるグラントに応じて、上り共有チャネル(PUSCH:Physical Uplink Shared Channel)及び測定用参照信号(SRS:Sounding Reference Signal)をそれぞれ送信するように前記送信部を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記測定用参照信号の送信に続いて、前記上り共有チャネルを送信する。
一態様に係るユーザ端末は、UL信号を送信する送信部と、DL信号に含まれる異なる制御信号に応じて、上り共有チャネル(PUSCH:Physical Uplink Shared Channel)及び測定用参照信号(SRS:Sounding Reference Signal)をそれぞれ送信するように前記送信部を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記DL信号に含まれる制御信号に基づいて、ULサブフレームの一部のシンボルに、前記上り共有チャネルを割り当て、前記測定用参照信号の送信に続いて、前記上り共有チャネルを送信する。

Claims (10)

  1. UL信号を送信する送信部と、
    前記UL信号の送信に先立ってリスニングを行い、当該リスニングの結果に基づいて、ULサブフレームの少なくとも1つのシンボルが無送信となるように、前記UL信号の割り当てを制御する制御部と、を有することを特徴とするユーザ端末。
  2. 前記制御部は、前記UL信号が連続する複数のULサブフレームで送信される場合、最後のULサブフレームの少なくとも1つのシンボルが無送信となるように、前記UL信号の割り当てを制御することを特徴とするユーザ端末。
  3. ULサブフレームに割り当て可能なシンボル数を指定する制御情報を受信する受信部をさらに有し、
    前記制御部は、前記リスニングの結果と前記制御情報とに基づいて、ULサブフレームの少なくとも1つのシンボルが無送信となるように、前記UL信号の割り当てを制御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. 前記受信部は、上位レイヤシグナリング、ULスケジューリング用のDL制御信号、及び、共通DL制御信号のうちの少なくとも1つを介して前記制御情報を受信することを特徴とする請求項3記載のユーザ端末。
  5. 前記ULサブフレームに割り当て可能なシンボル数は、当該ULサブフレームに後続するサブフレームに割り当てられる信号にしたがって決定されていることを特徴とする請求項3又は請求項4に記載のユーザ端末。
  6. 前記無送信となるように制御される前記少なくとも1つのシンボルは、当該ULサブフレームの最後のシンボルから先頭に向けて設定されることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれかに記載のユーザ端末。
  7. 前記制御部は、前記リスニングが成功した場合、前記ULサブフレームの直前のサブフレームのシンボルに、測定用参照信号を割り当てることを特徴する請求項1記載のユーザ端末。
  8. 前記制御部は、前記リスニングが成功した場合、前記ULサブフレームにおいて、割り当て可能なシンボルの内の最後のシンボルに、測定用参照信号を割り当てることを特徴する請求項1記載のユーザ端末。
  9. UL送信前にリスニングを適用するユーザ端末と通信する無線基地局であって、
    前記ユーザ端末において、前記リスニングの結果に基づいて、ULサブフレームで少なくとも1つのシンボルが無送信となるように割り当てられたUL信号を受信する受信部を有することを特徴とする無線基地局。
  10. UL信号を送信する工程と、
    前記UL信号の送信に先立ってリスニングを行い、当該リスニングの結果に基づいて、ULサブフレームの少なくとも1つのシンボルが無送信となるように、前記UL信号の割り当てを制御する工程と、を有することを特徴とする無線通信方法。
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