JP2019216486A - 端末装置、基地局装置、無線通信システム及び無線通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の無線通信システムによって共有されるアンライセンスバンドにおけるランダムアクセスを実現すること。【解決手段】端末装置は、基準タイミングからランダムアクセスのプリアンブルの送信可能タイミングまでのオフセット情報を含むリソース特定信号を受信する受信部と、あらかじめ取得された複数のプリアンブルの候補からいずれか１つのプリアンブルを選択する制御部と、アンライセンスバンド内に配置されるランダムアクセスリソースを用いて、選択されたプリアンブルを前記オフセット情報に応じたタイミングで送信する送信部と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、端末装置、基地局装置、無線通信システム及び無線通信方法に関する。

近年、例えばＬＴＥ（Long Term Evolution）を用いた無線通信システムでは、トラヒックが増加の一途をたどっているため、より多くのトラヒックを収容し通信品質を向上するための対策を講じることが望まれている。そこで、例えば無線ＬＡＮ（Local Area Network）などに用いられる免許が不要なアンライセンスバンド（Unlicensed band）において、ＬＴＥの技術を使用することが検討されている。

具体的には、アンライセンスバンドにおいてＬＴＥの技術を使用するＬＡＡ（Licensed Assisted Access）と呼ばれる技術がある。ＬＡＡとは、例えば携帯電話網などの無線通信システムで使用されている免許が必要なライセンスバンド（Licensed band）を補助的に用いてアンライセンスバンドでデータを送受信する技術である。

ＬＡＡが採用される場合には、例えばライセンスバンドで制御データなどが送受信され、アンライセンスバンドでベストエフォート型のユーザデータなどが送受信されることが考えられている。また、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ためには、上り回線及び下り回線それぞれのトラヒック量に応じて適応的に上りと下りのサブフレームを配置することが望ましい。

ところで、ライセンスバンドにおけるＬＴＥでは、上り回線を利用して送信すべきデータが発生した場合、端末装置は、ランダムアクセスを利用して基地局装置との通信を制御することがある。すなわち、端末装置は、上り回線のスケジューリングを要求するために、ランダムにプリアンブルを選択して基地局装置へ送信し、基地局装置からの応答があった場合に、上り回線を利用してデータを送信する。

端末装置によって選択されるプリアンブルの候補やプリアンブルの送信に用いられるリソースなどの情報は、ＲＲＣ（Radio Resource Control）シグナリングによって基地局装置から報知される。この情報によって指定されるプリアンブル送信用のリソースは、周期的な固定されたパターンで配置される。したがって、端末装置は、プリアンブルの候補からいずれかのプリアンブルを選択すると、周期的に配置されたリソースを用いて、選択したプリアンブルを送信する。なお、このようなランダムアクセスは、例えば端末装置が最初に基地局装置に接続する場合や、伝搬遅延に応じて端末装置からの送信タイミングを調整するタイミングアドバンス（ＴＡ：Timing Advance）を実行する場合などにも用いられる。

特表２０１４−５００６８５号公報 特表２００６−５１５４９７号公報

しかしながら、アンライセンスバンドにおいては、ＬＴＥのようなランダムアクセスを実現するのが困難であるという問題がある。具体的には、アンライセンスバンドは、例えば無線ＬＡＮなどの他の無線通信システムと共有される周波数帯域であるため、アンライセンスバンドを使用するＬＡＡが行われる場合には、ＬＢＴ（Listen Before Talk）が導入されるのが一般的である。ＬＢＴとは、アンライセンスバンドを使用して信号を送信する装置が、信号送信前にアンライセンスバンドに対する受信処理を実行し、アンライセンスバンドが空いているか否かを確認するものである。ＬＢＴでは、アンライセンスバンドに対する受信処理の結果、受信電力が所定値以下の場合は、アンライセンスバンドが空いていると判断され、アンライセンスバンドを使用した送信が開始される。

アンライセンスバンドでは、上記のようなＬＢＴが行われるため、ＬＴＥにおけるランダムアクセスのように、周期的にプリアンブル送信用のリソースを配置するのは現実的ではない。すなわち、ＬＢＴの結果、他の無線通信システムがアンライセンスバンドを使用中であるタイミングでは、ＬＡＡのサブフレームをアンライセンスバンドに配置することが困難であり、プリアンブル送信用のリソースが配置されない。つまり、アンライセンスバンドに関しては、他の無線通信システムとの公平性の観点から、ＬＡＡが自由にアンライセンスバンドを占有することはできず、プリアンブル送信用のリソースを周期的に配置することは困難である。

また、たとえプリアンブル送信用のリソースをアンライセンスバンドに周期的に配置することが可能であっても、アンライセンスバンドの周波数利用効率が低下することがある。すなわち、上述したように、アンライセンスバンドでは、周波数利用効率を向上するために、トラヒック量に応じて適応的に上りと下りのサブフレームを配置することが望ましい。それにも関わらず、ＬＴＥのランダムアクセスのように、プリアンブル送信用のリソースを周期的に配置すると、上りのサブフレームが固定したタイミングで配置されることになってしまう。この結果、トラヒック量に応じた適応的なサブフレーム配置が困難となり、アンライセンスバンドにおける周波数利用効率が低下してしまう。

開示の技術は、かかる点に鑑みてなされたものであって、複数の無線通信システムによって共有されるアンライセンスバンドにおけるランダムアクセスを実現することができる端末装置、基地局装置、無線通信システム及び無線通信方法を提供することを目的とする。

本願が開示する端末装置は、１つの態様において、基準タイミングからランダムアクセスのプリアンブルの送信可能タイミングまでのオフセット情報を含むリソース特定信号を受信する受信部と、あらかじめ取得された複数のプリアンブルの候補からいずれか１つのプリアンブルを選択する制御部と、アンライセンスバンド内に配置されるランダムアクセスリソースを用いて、選択されたプリアンブルを前記オフセット情報に応じたタイミングで送信する送信部と、を備える。

本願が開示する端末装置、基地局装置、無線通信システム及び無線通信方法の１つの態様によれば、複数の無線通信システムによって共有されるアンライセンスバンドにおけるランダムアクセスを実現することができるという効果を奏する。

図１は、実施の形態１に係る基地局装置の構成を示すブロック図である。 図２は、実施の形態１に係るＲＡリソースの配置の具体例を示す図である。 図３は、実施の形態１に係る端末装置の構成を示すブロック図である。 図４は、プリアンブル送信タイミングの具体例を示す図である。 図５は、実施の形態１に係る無線通信処理を示すシーケンス図である。 図６は、実施の形態１に係るランダムアクセス処理を示すフロー図である。 図７は、実施の形態２に係るランダムアクセス処理を示すフロー図である。 図８は、実施の形態３に係るＲＡリソースの配置の具体例を示す図である。 図９は、実施の形態３に係るランダムアクセス処理を示すフロー図である。 図１０は、実施の形態４に係る基地局装置の構成を示すブロック図である。 図１１は、トリガ信号の具体例を示す図である。 図１２は、上り信号の具体例を示す図である。 図１３は、実施の形態４に係る端末装置の構成を示すブロック図である。 図１４は、実施の形態４に係るランダムアクセス処理を示すフロー図である。

以下、本願が開示する端末装置、基地局装置、無線通信システム及び無線通信方法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、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る基地局装置１００の構成を示すブロック図である。図１に示す基地局装置１００は、無線部１１０、プロセッサ１２０、メモリ１３０及びネットワークインタフェース（以下「ネットワークＩ／Ｆ」と略記する）１４０を有する。

無線部１１０は、アンテナに接続されており、プロセッサ１２０から出力される送信信号に対して無線送信処理を施して、アンテナから無線送信する。また、無線部１１０は、アンテナを介して受信された受信信号に対して無線受信処理を施して、プロセッサ１２０へ出力する。無線部１１０は、基地局装置１００が属する無線通信システムが占有するライセンスバンドの信号を送受信可能であるとともに、複数の無線通信システムが共有するアンライセンスバンドの信号を送受信可能である。

プロセッサ１２０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）又はＤＳＰ（Digital Signal Processor）などを備え、無線部１１０、メモリ１３０及びネットワークＩ／Ｆ１４０を統括制御する。また、プロセッサ１２０は、アンライセンスバンドにおけるランダムアクセス処理を実行する。具体的には、プロセッサ１２０は、ランダムアクセス処理部（以下「ＲＡ処理部」と略記する）１２１、ランダムアクセスリソース（以下「ＲＡリソース」と略記する）情報生成部１２２及びＬＢＴ処理部１２３を有する。

ＲＡ処理部１２１は、所定の周期でアンライセンスバンドにおけるランダムアクセスを実行することを決定し、ＲＡリソース情報生成部１２２に対して、ＲＡリソース情報の送信を指示する。なお、所定の周期は、例えば基地局装置１００に接続されている端末装置の数などに基づいて決定される。また、ＲＡリソース情報の送信タイミングは、ＬＢＴ処理に応じた準周期的な送信タイミングであっても良い。準周期的な送信タイミングとは、例えばＲＡリソース情報を送信するためのウインドウを周期的に設け、ウインドウ内におけるＬＢＴ処理の結果、送信可能となる送信タイミングを指す。このような準周期的な送信タイミングに従う場合には、ＲＡリソース情報の実際の送信タイミングは、必ずしも完全に周期的になっていなくても良い。周期の長さやウインドウの長さに関する情報は、例えばＲＲＣシグナリングで報知されたり、ＲＡリソース情報と同時に送信されたりしても良い。

ＲＡ処理部１２１は、ＲＡリソース情報によって指定されたＲＡリソースを用いて端末装置から送信されたプリアンブルを取得し、端末装置から基地局装置１００へ向かう上り回線の送信を許可する端末装置を決定する。さらに、ＲＡ処理部１２１は、送信を許可する端末装置を示すランダムアクセスレスポンス（以下「ＲＡレスポンス」と略記する）を無線部１１０を介して送信する。このとき、ＲＡ処理部１２１は、送信を許可する端末装置からのプリアンブル受信タイミングに基づいて、この端末装置からの送信タイミングを調整するタイミングアドバンスを実行する。すなわち、ＲＡ処理部１２１は、端末装置からの伝搬遅延に相当する分だけ送信タイミングを早めるように指示するタイミングアドバンスコマンド（以下「ＴＡコマンド」という）をＲＡレスポンスに含めて送信する。

ＲＡリソース情報生成部１２２は、ＲＡ処理部１２１からの指示に従って、ＲＡリソースを特定するためのＲＡリソース情報を生成する。具体的には、ＲＡリソース情報生成部１２２は、ＲＡリソース情報を含む下り回線のサブフレームを基準とした、端末装置からのプリアンブルの送信を受け付けるタイミングと、アンライセンスバンドのうちプリアンブルの送信に用いられる周波数とを示すＲＡリソース情報を生成する。また、ＲＡリソース情報生成部１２２は、複数のタイミングでプリアンブルの送信を受け付けるために、ＲＡリソースが繰り返される回数とそれぞれのＲＡリソースの時間間隔とを示すＲＡリソース情報を生成しても良い。

ここで、ＲＡリソースは、時間と周波数から構成され端末装置がプリアンブルの送信に用いるリソースである。したがって、例えば図２に示すように、ＲＡリソースＲ１、Ｒ２及びＲ３は、ＲＡリソース情報１５１を送信するサブフレームの先頭の時刻ｔ₀を基準としたタイミングでアンライセンスバンド内の周波数に配置される。図２においては、時刻ｔ₀から時間ｔ₁後にＲＡリソースＲ１が配置され、ＲＡリソースＲ１からそれぞれ時間ｔ₂の間隔を空けてＲＡリソースＲ２及びＲ３が配置される。このため、ＲＡリソース情報１５１は、時間ｔ_１及びｔ₂の情報やＲＡリソースＲ１、Ｒ２及びＲ３の周波数の情報などを含む。なお、各ＲＡリソースＲ１、Ｒ２及びＲ３の時間長は、例えば１サブフレーム長などであっても良い。

ＬＢＴ処理部１２３は、ＲＡリソース情報生成部１２２によってＲＡリソース情報が生成されると、ＬＢＴ処理を実行してアンライセンスバンドの空き状況を確認する。すなわち、ＬＢＴ処理部１２３は、アンライセンスバンドに対する受信処理を実行し、受信電力が所定の閾値以下であるか否かを判定する。そして、ＬＢＴ処理部１２３は、受信電力が所定の閾値以下である期間が所定時間以上継続すると、アンライセンスバンドが空いていると判断し、ＲＡリソース情報を下り回線のサブフレームにおいて送信する。すなわち、ＬＢＴ処理部１２３は、ＲＡリソース情報を含むリソース特定信号を送信する。なお、ＬＢＴ処理部１２３は、基地局装置１００が属する無線通信システムによって既にアンライセンスバンドが使用中である場合には、ＬＢＴを実行することなくＲＡリソース情報を含むリソース特定信号を送信しても良い。

メモリ１３０は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）又はＲＯＭ（Read Only Memory）などを備え、プロセッサ１２０による処理に用いられる情報を記憶する。

ネットワークＩ／Ｆ１４０は、上位ネットワークや他の基地局装置と有線接続されるインタフェースである。

図３は、実施の形態１に係る端末装置２００の構成を示すブロック図である。図３に示す端末装置２００は、無線部２１０、プロセッサ２２０、メモリ２３０及びディスプレイ２４０を有する。

無線部２１０は、アンテナに接続されており、アンテナを介して受信された受信信号に対して無線受信処理を施して、プロセッサ２２０へ出力する。また、無線部２１０は、プロセッサ２２０から出力される送信信号に対して無線送信処理を施して、アンテナから無線送信する。無線部２１０は、端末装置２００が属する無線通信システムが占有するライセンスバンドの信号を送受信可能であるとともに、複数の無線通信システムが共有するアンライセンスバンドの信号を送受信可能である。

プロセッサ２２０は、例えばＣＰＵ、ＦＰＧＡ又はＤＳＰなどを備え、無線部２１０、メモリ２３０及びディスプレイ２４０を統括制御する。また、プロセッサ２２０は、アンライセンスバンドにおけるランダムアクセス処理を実行する。具体的には、プロセッサ２２０は、ＲＡリソース情報取得部２２１、プリアンブル送信制御部２２２、ＬＢＴ処理部２２３、送信遅延保持部２２４、ＲＡレスポンス取得部２２５及び上りタイミング制御部２２６を有する。

ＲＡリソース情報取得部２２１は、例えばアンライセンスバンドの上り回線を利用して送信するデータが発生した場合に、無線部２１０によって受信されたアンライセンスバンドの信号からＲＡリソース情報を取得する。すなわち、ＲＡリソース情報取得部２２１は、基地局装置１００から所定の周期で送信されるＲＡリソース情報を取得する。ＲＡリソース情報には、ＲＡリソース情報を含む下り回線のサブフレームを基準としたＲＡリソースのタイミングまでの時間と、アンライセンスバンドのうちＲＡリソースとして用いられる周波数とが示されている。

プリアンブル送信制御部２２２は、ＲＡリソース情報取得部２２１によって取得されたＲＡリソース情報に従って、ランダムアクセスのためのプリアンブルの送信を制御する。具体的には、プリアンブル送信制御部２２２は、例えばＲＲＣシグナリングによって報知されているプリアンブルの候補からランダムに１つのプリアンブルを選択する。そして、プリアンブル送信制御部２２２は、選択したプリアンブルをＲＡリソース情報によって示されるＲＡリソースを用いて送信するように、ＬＢＴ処理部２２３へ指示する。

ＬＢＴ処理部２２３は、アンライセンスバンドを用いた信号の送信に先立って、アンライセンスバンドに対する受信処理を実行し、他の無線通信システムがアンライセンスバンドを使用中であるか否かを判断する。すなわち、ＬＢＴ処理部２２３は、アンライセンスバンドにおける受信電力が所定の閾値以上である場合には、アンライセンスバンドが他の無線通信システムによって使用中であるビジー状態と判断する。一方、ＬＢＴ処理部２２３は、アンライセンスバンドにおける受信電力が所定の閾値未満である場合には、アンライセンスバンドが他の無線通信システムによって使用されていないアイドル状態と判断する。そして、ＬＢＴ処理部２２３は、アイドル状態が所定時間継続すると、アンライセンスバンドを用いた信号の送信を開始する。

ＬＢＴ処理部２２３は、プリアンブル送信制御部２２２からプリアンブルの送信を指示されると、アンライセンスバンドがビジー状態であるかアイドル状態であるかを判断する。そして、ＬＢＴ処理部２２３は、アイドル状態が所定時間継続すると、プリアンブル送信制御部２２２から指示されたプリアンブルを無線部２１０を介して送信する。このとき、ＬＢＴ処理部２２３は、ＲＡリソース情報によって示されるＲＡリソースの先頭から実際にプリアンブルが送信されるまでの送信遅延を送信遅延保持部２２４へ通知する。すなわち、ＬＢＴ処理部２２３は、アンライセンスバンドのアイドル状態が所定時間継続し、プリアンブルの送信が可能になるまでの送信遅延を送信遅延保持部２２４へ通知する。

具体的には、例えば図４に示すように、ＲＡリソース情報によって示されるＲＡリソース２５１の先頭から時間Ｔｂだけビジー状態が継続した後、時間Ｔｉだけアイドル状態が継続し、その後プリアンブル２５２が送信されたものとする。この場合、時間Ｔｂと時間Ｔｉとの合計が送信遅延として送信遅延保持部２２４へ通知される。また、ＲＡリソース情報に最大許容遅延τの情報が含まれている場合は、ＬＢＴ処理部２２３は、送信遅延が最大許容遅延τ以下である場合にのみプリアンブル２５２を送信する。換言すれば、ＬＢＴ処理部２２３は、最大許容遅延τを超えてもプリアンブルの送信が可能にならない場合は、プリアンブルの送信を中止する。ここで、最大許容遅延τは、ＲＡリソース２５１の時間長とプリアンブル２５２の時間長とに加えて、サブフレーム間の干渉を抑制するためのガードピリオド長と基地局装置１００のタイミング調整能力となどを考慮して決定されている。

図３に戻って、送信遅延保持部２２４は、ＲＡリソースの先頭のタイミングからＬＢＴ処理部２２３によって実際にプリアンブルが送信されるまでの送信遅延を保持する。すなわち、送信遅延保持部２２４は、ＬＢＴ処理によって発生したプリアンブル送信までの送信遅延を保持する。

ＲＡレスポンス取得部２２５は、プリアンブルの送信が完了した後、無線部２１０によって受信されたアンライセンスバンドの信号からＲＡレスポンスを取得する。すなわち、ＲＡレスポンス取得部２２５は、プリアンブルを受信した基地局装置１００がいずれかの端末装置に対して上り回線の送信を許可するためのＲＡレスポンスを取得する。

上りタイミング制御部２２６は、ＲＡレスポンス取得部２２５によってＲＡレスポンスを参照して、端末装置２００による送信が許可されたか否かを判断し、送信が許可された場合には、送信データを送信するタイミングを制御する。具体的には、上りタイミング制御部２２６は、ＲＡレスポンスに含まれるタイミングアドバンスコマンド（ＴＡコマンド）を取得し、ＴＡコマンドによって指定される送信タイミングよりも送信遅延保持部２２４によって保持された送信遅延だけ後のタイミングで送信データを送信する。

ＴＡコマンドは、基地局装置１００におけるプリアンブルの受信タイミングに基づく端末装置２００の送信タイミングを指定する。しかしながら、基地局装置１００におけるプリアンブルの受信タイミングは、端末装置２００と基地局装置１００の間の伝搬遅延のみではなく、ＬＢＴ処理部２２３によるＬＢＴ処理の送信遅延の分も遅延する。したがって、ＴＡコマンドに従った送信タイミングで送信データを送信すると、ＬＢＴ処理の送信遅延の分だけ過剰に早いタイミングで送信データを送信することになる。そこで、上りタイミング制御部２２６は、ＴＡコマンドによって指定される送信タイミングよりも送信遅延保持部２２４によって保持された送信遅延の分だけ送信タイミングを遅らせる。

メモリ２３０は、例えばＲＡＭ又はＲＯＭなどを備え、プロセッサ２２０による処理に用いられる情報を記憶する。

ディスプレイ２４０は、例えば液晶パネルなどを備え、プロセッサ２２０の指示に従って種々の情報を表示する。ディスプレイ２４０は、例えばライセンスバンドを使用する通信中であるのかアンライセンスバンドを使用する通信中であるのかを示す通信種別などを表示しても良い。

次いで、上記のように構成された基地局装置１００及び端末装置２００による無線通信処理について、図５に示すシーケンス図を参照しながら説明する。図５は、端末装置２００がアンライセンスバンドの上り回線を利用してデータを送信する場合の無線通信処理を示す。したがって、以下の説明における基地局装置１００及び端末装置２００間の無線通信は、特に注記しないかぎり、アンライセンスバンドを用いて行われる。

基地局装置１００のＲＡ処理部１２１からの指示により、ＲＡリソース情報生成部１２２によって生成されたＲＡリソース情報が周期的に送信される（ステップＳ１０１）。上り回線で送信すべき送信データが発生した端末装置２００は、ＲＡリソース情報を受信し、ＲＡリソース情報取得部２２１によってＲＡリソース情報が取得される。そして、プリアンブル送信制御部２２２によって、あらかじめ報知されたプリアンブルの候補の中からランダムでプリアンブルが決定される（ステップＳ１０２）。決定されたプリアンブルは、ＬＢＴ処理部２２３へ通知され、ＬＢＴ処理部２２３によってＲＡリソース情報が示すＲＡリソースを用いたプリアンブルの送信が実行される（ステップＳ１０３）。すなわち、ＲＡリソースのタイミングにおいて、ＲＡリソースの周波数が用いられてプリアンブルが送信される。ＲＡリソースのタイミングは、ＲＡリソース情報を含む下り回線のサブフレームの先頭を基準としたタイミングである。

ＲＡリソースを用いたプリアンブルの送信に際しては、ＬＢＴ処理部２２３によって、ＬＢＴ処理が実行され、アンライセンスバンドのアイドル状態が所定時間継続した場合にプリアンブルが送信される。このため、プリアンブルが実際に送信されるタイミングは、ＲＡリソースの先頭よりも後のタイミングとなる。そこで、ＲＡリソースの先頭から実際にプリアンブルが送信されるまでの送信遅延がＬＢＴ処理部２２３から送信遅延保持部２２４へ通知されて保持される（ステップＳ１０４）。

端末装置２００から送信されたプリアンブルは、基地局装置１００によって受信され、ＲＡ処理部１２１によって、プリアンブルを送信した端末装置の中から送信を許可する端末装置が選択される。そして、ＲＡ処理部１２１によって、送信を許可する端末装置を示すＲＡレスポンスが送信される（ステップＳ１０５）。このＲＡレスポンスには、伝搬遅延に相当する分だけ送信タイミングを早めるように指示するＴＡコマンドが含まれている。また、ここでは端末装置２００からの送信を許可する旨のＲＡレスポンスが送信されたものとする。

基地局装置１００から送信されたＲＡレスポンスは、端末装置２００によって受信され、ＲＡレスポンス取得部２２５によって取得される。そして、上りタイミング制御部２２６によって、端末装置２００からの送信が許可されたことがＲＡレスポンスに基づいて確認されると、送信データを送信するタイミングが調整される（ステップＳ１０６）。具体的には、ＲＡレスポンスに含まれるＴＡコマンドが示す送信タイミングよりも送信遅延保持部２２４によって保持された送信遅延だけ遅いタイミングに送信タイミングが設定される。そして、この送信タイミングで送信データが送信される（ステップＳ１０７）。

このように、ＲＡリソース情報を含む下り回線のサブフレームを基準としたタイミングのＲＡリソースを用いてプリアンブルが送信されるため、ＲＡリソースが周期的に配置されなくてもランダムアクセスを実行することが可能となる。また、プリアンブル送信時にＬＢＴ処理によって発生する送信遅延を考慮して送信データの送信タイミングが調整されるため、タイミングアドバンスによって過剰に送信タイミングが早められることがない。

次に、ランダムアクセス時の端末装置２００の処理について、図６に示すフロー図を参照しながら説明する。

例えばアンライセンスバンドの上り回線を利用して送信するデータの発生などのランダムアクセスのトリガ（以下「ＲＡトリガ」という）が生じると（ステップＳ２０１）、ＲＡリソース情報取得部２２１によって、ＲＡリソース情報が取得される（ステップＳ２０２）。ＲＡトリガとしては、上述した上り回線のスケジューリングの要求以外にも、例えばハンドオーバによる新たな基地局装置との無線通信の開始や、タイミングアドバンスの調整の要求などがある。

ＲＡリソース情報取得部２２１によって取得されるＲＡリソース情報には、ＲＡリソース情報を含む下り回線のサブフレームを基準としたＲＡリソースのタイミングと、ＲＡリソースの周波数とが含まれている。また、ＲＡリソース情報には、ＲＡリソースの先頭からプリアンブルの送信を開始するまでに許容される最大許容遅延や、複数のＲＡリソース間の時間間隔などが含まれていても良い。

ＲＡリソース情報が取得された後、プリアンブル送信制御部２２２によって、プリアンブルの候補の中からランダムで１つのプリアンブルが決定される（ステップＳ２０３）。プリアンブルの候補は、例えばＲＲＣシグナリングなどによってあらかじめ基地局装置１００から報知されている。決定されたプリアンブルは、ＬＢＴ処理部２２３へ通知され、ＲＡリソースを用いたプリアンブルの送信が指示される。

この指示を受け、ＬＢＴ処理部２２３によって、ＲＡリソースのタイミングにおいてアンライセンスバンドが空いているか否かを判断するＬＢＴ処理が実行される（ステップＳ２０４）。すなわち、アンライセンスバンドに対する受信処理が実行され、受信電力が所定の閾値以上であるか否かが判定される。この判定の結果、受信電力が所定の閾値以上である場合には、他の無線通信システムによってアンライセンスバンドが使用されているビジー状態であり、アンライセンスバンドが空いていないと判断される（ステップＳ２０４Ｎｏ）。この場合には、ＲＡリソースの先頭からの経過時間がＲＡリソース情報によって示される最大許容遅延内であるか否かが判定される（ステップＳ２０５）。そして、最大許容遅延を超えている場合には（ステップＳ２０５Ｎｏ）、今回のＲＡリソースを用いたプリアンブルの送信は中止され、次回以降のＲＡリソースのタイミングで再度ＬＢＴ処理が実行される。

一方、ＲＡリソースの先頭からの経過時間が最大許容遅延内である場合には（ステップＳ２０５Ｙｅｓ）、引き続きＬＢＴ処理が継続され、アンライセンスバンドがビジー状態であるかアイドル状態であるか判定される。そして、アンライセンスバンドの受信電力が所定の閾値未満となるアイドル状態が所定時間継続すると、アンライセンスバンドが空いていると判断される（ステップＳ２０４Ｙｅｓ）。この場合には、プリアンブル送信制御部２２２によって決定されたプリアンブルがＲＡリソースの周波数を用いて送信される（ステップＳ２０６）。ここでは、ＲＡリソースの先頭のタイミングから最大許容遅延を超えることなくプリアンブル送信が開始されているため、プリアンブル送信は、ＲＡリソースの時間内に完了する。

プリアンブルの送信と同時に、プリアンブル送信が開始されるまでに要したＬＢＴ処理による送信遅延が送信遅延保持部２２４によって保持される（ステップＳ２０７）。この送信遅延は、端末装置２００から基地局装置１００までの距離に応じた伝搬遅延とは異なるため、タイミングアドバンスによって調整される時間から差し引かれる。

プリアンブルの送信後、基地局装置１００においては、プリアンブルを送信した端末装置の中から送信を許可する端末装置が選択される。そして、選択された端末装置を通知するとともにＴＡコマンドを含むＲＡレスポンスが基地局装置１００から送信される。ＲＡレスポンスは、端末装置２００の無線部２１０によって受信され（ステップＳ２０８）、ＲＡレスポンス取得部２２５によって取得される。取得されたＲＡレスポンスは、上りタイミング制御部２２６によって参照され、端末装置２００による送信が許可されたか否かが判断される（ステップＳ２０９）。

端末装置２００以外の他の端末装置による送信が許可されている場合には（ステップＳ２０９Ｎｏ）、端末装置２００は、再度ＲＡリソース情報を取得して、上述した処理を繰り返す。一方、端末装置２００による送信が許可されている場合には（ステップＳ２０９Ｙｅｓ）、上りタイミング制御部２２６によって、送信遅延保持部２２４によって保持されている送信遅延が取得される。そして、上りタイミング制御部２２６によって、ＲＡレスポンスに含まれるＴＡコマンドによって指定される送信タイミングよりも送信遅延だけ遅いタイミングが送信タイミングに設定される（ステップＳ２１０）。これにより、伝搬遅延とは無関係のＬＢＴ処理による送信遅延の影響を排除した送信タイミングを設定することができ、正確なタイミングアドバンスが可能となる。

そして、上りタイミング制御部２２６によって、設定された送信タイミングで送信データが送信され（ステップＳ２１１）、ランダムアクセス処理が完了する。

以上のように、本実施の形態によれば、プリアンブルを送信するためのＲＡリソースの時刻と周波数がＲＡリソース情報によって通知され、ＲＡリソースはＲＡリソース情報を含む下り回線のサブフレームを基準とした時刻に配置される。このため、ＲＡリソースが周期的に配置されなくても、端末装置がプリアンブルを送信することができ、複数の無線通信システムによって共有されるアンライセンスバンドにおけるランダムアクセスを実現することができる。

（実施の形態２）
実施の形態２の特徴は、ランダムアクセス開始の契機となるＲＡトリガに応じて、プリアンブル送信の遅延を許容するか否かを決定する点である。

実施の形態２に係る基地局装置及び端末装置の構成は、実施の形態１に係る基地局装置１００（図１）及び端末装置２００（図３）と同様であるため、その説明を省略する。実施の形態２においては、ランダムアクセス時の端末装置の処理が実施の形態１とは異なる。

図７は、実施の形態２に係る端末装置のランダムアクセス処理を示すフロー図である。図７において、図６と同じ部分には同じ符号を付し、その詳しい説明を省略する。

例えばアンライセンスバンドの上り回線を利用して送信するデータの発生などのＲＡトリガが生じると（ステップＳ２０１）、ＲＡリソース情報取得部２２１によって、ＲＡリソース情報が取得される（ステップＳ２０２）。ＲＡトリガとしては、上述した上り回線のスケジューリングの要求以外にも、例えばハンドオーバによる新たな基地局装置との無線通信の開始や、タイミングアドバンスの調整の要求などがある。

ＲＡリソース情報が取得された後、プリアンブル送信制御部２２２によって、ＲＡトリガごとのプリアンブルの候補の中からランダムで１つのプリアンブルが決定される（ステップＳ３０１）。すなわち、本実施の形態においては、ＲＡトリガによってプリアンブルの候補が異なる。例えば、ＲＡトリガがタイミングアドバンスの調整の要求である場合には、識別番号１〜１６のプリアンブルがプリアンブルの候補として用いられ、ＲＡトリガが上り回線のスケジューリングの要求である場合には、識別番号１７〜６４のプリアンブルがプリアンブルの候補として用いられる。これらのプリアンブルの候補の種別は、例えばＲＲＣシグナリングなどによってあらかじめ基地局装置から報知されている。そして、プリアンブル送信制御部２２２によってプリアンブルが決定される際には、ＲＡトリガに応じたプリアンブルの候補の中から１つのプリアンブルが選択される。

決定されたプリアンブルは、ＬＢＴ処理部２２３へ通知され、ＲＡリソースを用いたプリアンブルの送信が指示される。この指示を受け、ＬＢＴ処理部２２３によって、ＲＡリソースのタイミングにおいてアンライセンスバンドが空いているか否かを判断するＬＢＴ処理が実行される（ステップＳ２０４）。この結果、他の無線通信システムによってアンライセンスバンドが使用されているビジー状態であり、アンライセンスバンドが空いていないと判断された場合には（ステップＳ２０４Ｎｏ）、ＲＡトリガがタイミングアドバンスの調整の要求であるか否かが判定される（ステップＳ３０２）。

ここで、タイミングアドバンスの調整のためにランダムアクセスが実行される場合には、プリアンブルが基地局装置へ受信されるまでの伝搬遅延に応じて、基地局装置からＴＡコマンドを含むＲＡレスポンスが送信される。したがって、端末装置からプリアンブルが送信されるタイミングは、ＬＢＴ処理による送信遅延を含まずに、ＲＡリソースのタイミングから確定されることが好ましい。すなわち、プリアンブルを受信する基地局装置は、ＬＢＴ処理による送信遅延と伝搬遅延とを区別しないため、プリアンブルが送信されるまでの送信遅延は、基地局装置において既知であることが好ましい。

そこで、アンライセンスバンドが空いておらず、ＲＡトリガがタイミングアドバンスの調整の要求である場合には（ステップＳ３０２Ｙｅｓ）、今回のＲＡリソースを用いたプリアンブルの送信は中止され、次回以降のＲＡリソースのタイミングで再度ＬＢＴ処理が実行される。これにより、ＲＡトリガがタイミングアドバンスの調整の要求である場合には、ＬＢＴ処理による不確定な送信遅延が発生することがない。結果として、基地局装置は、端末装置から送信されるプリアンブルの伝搬遅延を正確に推定することができ、適切な送信タイミングを指定するＴＡコマンドをＲＡレスポンスに含めることができる。

一方、ステップＳ３０２の判定の結果、ＲＡトリガがタイミングアドバンスの調整の要求ではない場合は（ステップＳ３０２Ｎｏ）、ＲＡリソースの先頭からの経過時間がＲＡリソース情報によって示される最大許容遅延内であるか否かが判定される（ステップＳ２０５）。そして、最大許容遅延を超えている場合には（ステップＳ２０５Ｎｏ）、今回のＲＡリソースを用いたプリアンブルの送信は中止され、次回以降のＲＡリソースのタイミングで再度ＬＢＴ処理が実行される。

また、ＲＡリソースの先頭からの経過時間が最大許容遅延内である場合には（ステップＳ２０５Ｙｅｓ）、引き続きＬＢＴ処理が継続され、アンライセンスバンドがビジー状態であるかアイドル状態であるか判定される。そして、アンライセンスバンドの受信電力が所定の閾値未満となるアイドル状態が所定時間継続すると、アンライセンスバンドが空いていると判断される（ステップＳ２０４Ｙｅｓ）。この場合には、プリアンブル送信制御部２２２によって決定されたプリアンブルがＲＡリソースの周波数を用いて送信される（ステップＳ２０６）。

プリアンブルの送信と同時に、プリアンブル送信が開始されるまでに要したＬＢＴ処理による送信遅延が送信遅延保持部２２４によって保持される（ステップＳ２０７）。そして、基地局装置においては、プリアンブルを送信した端末装置の中から送信を許可する端末装置が選択され、選択された端末装置を通知するとともにＴＡコマンドを含むＲＡレスポンスが送信される。ＲＡレスポンスは、無線部２１０によって受信され（ステップＳ２０８）、ＲＡレスポンス取得部２２５によって取得される。取得されたＲＡレスポンスは、上りタイミング制御部２２６によって参照され、自端末装置による送信が許可されたか否かが判断される（ステップＳ２０９）。

自端末装置以外の他の端末装置による送信が許可されている場合には（ステップＳ２０９Ｎｏ）、再度ＲＡリソース情報が取得され、上述した処理が繰り返される。一方、自端末装置による送信が許可されている場合には（ステップＳ２０９Ｙｅｓ）、上りタイミング制御部２２６によって、送信遅延保持部２２４によって保持されている送信遅延が取得され、送信タイミングが調整される（ステップＳ２１０）。そして、上りタイミング制御部２２６によって、調整された送信タイミングで送信データが送信され（ステップＳ２１１）、ランダムアクセス処理が完了する。

以上のように、本実施の形態によれば、ＲＡトリガがタイミングアドバンスの調整の要求である場合には、端末装置からプリアンブルが送信される際のＬＢＴ処理による送信遅延を許容せず、他のＲＡトリガについては、最大許容遅延までの送信遅延を許容する。このため、タイミングアドバンスの調整のためにランダムアクセスが実行される場合、基地局装置においてプリアンブルの伝搬遅延を正確に推定することができ、適切な送信タイミングを指定するＴＡコマンドをＲＡレスポンスに含めることができる。

（実施の形態３）
実施の形態３の特徴は、プリアンブルの送信後、所定時間が経過してもＲＡレスポンスが受信されない場合に、次回以降は周波数方向に複数のＲＡリソースを用いてプリアンブルを送信する点である。

実施の形態３に係る基地局装置及び端末装置の構成は、実施の形態１に係る基地局装置１００（図１）及び端末装置２００（図３）と同様であるため、その説明を省略する。実施の形態３においては、ＲＡリソースの配置が実施の形態１とは異なる。

図８は、実施の形態３に係るＲＡリソースの配置の具体例である。図８に示すように、ＲＡリソースＲ１１、Ｒ１２、Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ３１及びＲ３２は、ＲＡリソース情報３０１を送信するサブフレームの先頭の時刻ｔ₀を基準としたタイミングでアンライセンスバンド内の周波数に配置される。図８においては、時刻ｔ₀から時間ｔ₁後にＲＡリソースＲ１１及びＲ１２が配置され、ＲＡリソースＲ１１、Ｒ１２からそれぞれ時間ｔ₂の間隔を空けてＲＡリソースＲ２１、Ｒ２２及びＲＡリソースＲ３１、Ｒ３２が配置される。また、ＲＡリソースＲ１１、Ｒ１２は、同一時間の異なる周波数に配置される。同様に、ＲＡリソースＲ２１、Ｒ２２も同一時間の異なる周波数に配置され、ＲＡリソースＲ３１、Ｒ３２も同一時間の異なる周波数に配置される。

このように、周波数方向に複数のＲＡリソースを配置することにより、例えば周波数当たりの送信電力の上限が規定されている場合に、複数のＲＡリソースによって同一のプリアンブルを送信し、規定を遵守しつつプリアンブルの送信電力を上昇させることができる。結果として、プリアンブルを基地局装置に確実に受信させることができる。

図９は、実施の形態３に係る端末装置のランダムアクセス処理を示すフロー図である。図９において、図６と同じ部分には同じ符号を付し、その詳しい説明を省略する。

例えばアンライセンスバンドの上り回線を利用して送信するデータの発生などのＲＡトリガが生じると（ステップＳ２０１）、ＲＡリソース情報取得部２２１によって、ＲＡリソース情報が取得される（ステップＳ２０２）。ＲＡリソース情報が取得された後、プリアンブル送信制御部２２２によって、前回のＲＡリソースを用いたランダムアクセスが失敗したか否かが判定される（ステップＳ４０１）。具体的には、プリアンブル送信制御部２２２によって、既にＲＡリソースを用いてプリアンブルを送信したにも関わらず、ＲＡレスポンスを受信しないまま今回のＲＡリソース情報が取得されたか否かが判定される。

この判定の結果、前回のランダムアクセスが失敗している場合には（ステップＳ４０１Ｙｅｓ）、今回のＲＡリソース情報が参照され、ランダムアクセスが失敗した際よりも使用するＲＡリソースを増加させることが決定される（ステップＳ４０２）。すなわち、例えば図８に示したＲＡリソースの配置の場合、前回のプリアンブル送信がＲＡリソースＲ１１のみを使用して実行されていれば、今回のプリアンブル送信にはＲＡリソースＲ１１、Ｒ１２を使用すると決定される。このように、前回のランダムアクセスが失敗した場合には、今回は周波数方向に複数のＲＡリソースを同時に使用してプリアンブルを送信することが決定される。このため、周波数当たりの送信電力の上限が規定されている場合でも、プリアンブルの送信電力を上昇させることができ、基地局装置にプリアンブルを正しく受信させることが可能となる。結果として、基地局装置からはＲＡレスポンスが送信され、ランダムアクセスを成功させることができる。

前回のランダムアクセスが成功している場合（ステップＳ４０１Ｎｏ）や使用するＲＡリソースを増加させた後には、プリアンブル送信制御部２２２によって、プリアンブルの候補の中からランダムで１つのプリアンブルが決定される（ステップＳ２０３）。決定されたプリアンブルは、ＬＢＴ処理部２２３へ通知され、ＲＡリソースを用いたプリアンブルの送信が指示される。

この指示を受け、ＬＢＴ処理部２２３によって、ＲＡリソースのタイミングにおいてアンライセンスバンドが空いているか否かを判断するＬＢＴ処理が実行される（ステップＳ２０４）。この結果、他の無線通信システムによってアンライセンスバンドが使用されているビジー状態であり、アンライセンスバンドが空いていないと判断された場合には（ステップＳ２０４Ｎｏ）、ＲＡリソースの先頭からの経過時間がＲＡリソース情報によって示される最大許容遅延内であるか否かが判定される（ステップＳ２０５）。そして、最大許容遅延を超えている場合には（ステップＳ２０５Ｎｏ）、今回のＲＡリソースを用いたプリアンブルの送信は中止され、次回以降のＲＡリソースのタイミングで再度ＬＢＴ処理が実行される。

また、ＲＡリソースの先頭からの経過時間が最大許容遅延内である場合には（ステップＳ２０５Ｙｅｓ）、引き続きＬＢＴ処理が継続され、アンライセンスバンドがビジー状態であるかアイドル状態であるか判定される。そして、アンライセンスバンドの受信電力が所定の閾値未満となるアイドル状態が所定時間継続すると、アンライセンスバンドが空いていると判断される（ステップＳ２０４Ｙｅｓ）。この場合には、プリアンブル送信制御部２２２によって決定されたプリアンブルがＲＡリソースの周波数を用いて送信される（ステップＳ２０６）。ここでは、前回のランダムアクセスが失敗したか否かによって、プリアンブルの送信に使用されるＲＡリソースの数が異なる。すなわち、前回のランダムアクセスが失敗している場合には、前回のランダムアクセスよりも多くのＲＡリソースが同時に使用されてプリアンブルが送信される。

プリアンブルの送信と同時に、プリアンブル送信が開始されるまでに要したＬＢＴ処理による送信遅延が送信遅延保持部２２４によって保持される（ステップＳ２０７）。そして、基地局装置においては、プリアンブルを送信した端末装置の中から送信を許可する端末装置が選択され、選択された端末装置を通知するとともにＴＡコマンドを含むＲＡレスポンスが送信される。ＲＡレスポンスは、無線部２１０によって受信され（ステップＳ２０８）、ＲＡレスポンス取得部２２５によって取得される。取得されたＲＡレスポンスは、上りタイミング制御部２２６によって参照され、自端末装置による送信が許可されたか否かが判断される（ステップＳ２０９）。

自端末装置以外の他の端末装置による送信が許可されている場合には（ステップＳ２０９Ｎｏ）、再度ＲＡリソース情報が取得され、上述した処理が繰り返される。一方、自端末装置による送信が許可されている場合には（ステップＳ２０９Ｙｅｓ）、上りタイミング制御部２２６によって、送信遅延保持部２２４によって保持されている送信遅延が取得され、送信タイミングが調整される（ステップＳ２１０）。そして、上りタイミング制御部２２６によって、調整された送信タイミングで送信データが送信され（ステップＳ２１１）、ランダムアクセス処理が完了する。

以上のように、本実施の形態によれば、前回のランダムアクセスが失敗した場合には、前回よりも多くのＲＡリソースを同時に用いてプリアンブルが送信される。このため、周波数当たりの送信電力の上限が規定されている場合でも、プリアンブルの送信電力を上昇させることができ、基地局装置にプリアンブルを正しく受信させることが可能となる。結果として、基地局装置からはＲＡレスポンスが送信され、ランダムアクセスを成功させることができる。

（実施の形態４）
実施の形態４の特徴は、基地局装置がＬＢＴ処理を行った結果アンライセンスバンドが空いている場合にトリガ信号を送信し、端末装置がトリガ信号のタイミングを基準としたタイミングでプリアンブルを送信する点である。

図１０は、実施の形態４に係る基地局装置１００の構成を示すブロック図である。図１０において、図１と同じ部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。図１０に示す基地局装置１００は、図１に示す基地局装置１００のプロセッサ１２０に代えてプロセッサ４１０を有する。

プロセッサ４１０は、例えばＣＰＵ、ＦＰＧＡ又はＤＳＰなどを備え、無線部１１０、メモリ１３０及びネットワークＩ／Ｆ１４０を統括制御する。また、プロセッサ４１０は、アンライセンスバンドにおけるランダムアクセス処理を実行する。具体的には、プロセッサ４１０は、ＲＡ処理部１２１、ＲＡリソース情報生成部４１１、ＬＢＴ処理部４１２及び鳥が信号生成部４１３を有する。

ＲＡリソース情報生成部４１１は、ＲＡ処理部１２１からの指示に従って、ＲＡリソース情報を生成する。具体的には、ＲＡリソース情報生成部４１１は、トリガ信号を受信したタイミングでプリアンブルを送信するように指示するとともに、アンライセンスバンドのうちプリアンブルの送信に用いられる周波数を示すＲＡリソース情報を生成する。また、ＲＡリソース情報生成部４１１は、プリアンブルの送信に対応するトリガ信号の種別を指定するＲＡリソース情報を生成しても良い。すなわち、例えばデータの送信の契機となるトリガ信号とプリアンブルの送信の契機となるトリガ信号とのように、トリガ信号に種別が設けられる場合、ＲＡリソース情報生成部４１１は、プリアンブルの送信の契機となるトリガ信号を特定するＲＡリソース情報を生成しても良い。

ＬＢＴ処理部４１２は、ＲＡリソース情報生成部４１１によってＲＡリソース情報が生成されると、ＬＢＴ処理を実行してアンライセンスバンドの空き状況を確認する。すなわち、ＬＢＴ処理部４１２は、アンライセンスバンドに対する受信処理を実行し、受信電力が所定の閾値以下であるか否かを判定する。そして、ＬＢＴ処理部４１２は、受信電力が所定の閾値以下である期間が所定時間以上継続すると、アンライセンスバンドが空いていると判断し、ＲＡリソース情報を下り回線のサブフレームにおいて送信する。なお、ＬＢＴ処理部４１２は、基地局装置１００が属する無線通信システムによって既にアンライセンスバンドが使用中である場合には、ＬＢＴを実行することなくＲＡリソース情報を送信しても良い。

また、ＬＢＴ処理部４１２は、ＲＡリソース情報を送信した後、トリガ信号生成部４１３からの指示に従って、ＬＢＴ処理を実行する。そして、ＬＢＴ処理部４１２は、アンライセンスバンドが空いていると判断した場合に、トリガ信号生成部４１３によって生成されたトリガ信号を送信する。すなわち、ＬＢＴ処理部４１２は、基地局装置１００が属する無線通信システムがアンライセンスバンドを占有可能であると判断した場合に、プリアンブルの送信の契機となるトリガ信号を送信する。

トリガ信号生成部４１３は、ＬＢＴ処理部４１２からＲＡリソース情報が送信された後、トリガ信号を生成する。そして、トリガ信号生成部４１３は、生成したトリガ信号を送信するようにＬＢＴ処理部４１２へ指示する。トリガ信号は、プリアンブルの送信の契機となるため、トリガ信号の直後にＲＡリソースが配置される。すなわち、トリガ信号は、ＲＡリソースを特定するリソース特定信号の１つである。トリガ信号生成部４１３は、例えばデータの送信の契機となるトリガ信号とプリアンブルの送信の契機となるトリガ信号とのように、種別が異なるトリガ信号を生成しても良い。また、トリガ信号生成部４１３は、他の信号とは別に送信される単独のトリガ信号を生成しても良く、例えば他の制御情報などと同時に送信されるトリガ信号を生成しても良い。

ここで、トリガ信号の具体例について、図１１を参照しながら説明する。図１１（ａ）は、単独のトリガ信号の例を示す図である。図１１（ａ）に示すように、ＲＡリソース情報５０１が送信された後、トリガ信号生成部４１３は、単独のトリガ信号５０２を生成する。そして、このトリガ信号５０２は、ＬＢＴ処理部４１２によってアンライセンスバンドが空いていると判断された場合に送信され、トリガ信号５０２を基準としたタイミングにＲＡリソース５０３が配置される。トリガ信号５０２とＲＡリソース５０３の間の時間間隔は、例えば数μｓ〜数十μｓ程度の非常に短い時間である。このように単独で送信されるトリガ信号５０２としては、例えばＺａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列やＭ系列などの同期信号と同様の系列を用いるのが好ましい。

一方、図１１（ｂ）は、他の制御情報などと同時に送信されるトリガ信号の例を示す図である。図１１（ｂ）に示すように、ＲＡリソース情報５０１が送信された後、トリガ信号生成部４１３は、他の制御情報とともに符号化され変調されたトリガ信号５０４を生成する。そして、このトリガ信号５０４は、ＬＢＴ処理部４１２によってアンライセンスバンドが空いていると判断された場合に他の制御情報とともにサブフレーム内で送信され、トリガ信号５０４を含む下り回線のバースト信号を基準としたタイミングにＲＡリソース５０５が配置される。トリガ信号５０４を含むバースト信号とＲＡリソース５０５の間の時間間隔は、例えば数μｓ〜数十μｓ程度の非常に短い時間である。

なお、図１１（ａ）、（ｂ）においては、ＲＡリソース５０３、５０５が単独で配置されるものとしたが、ＲＡリソースとして用いられない周波数によってデータや他の制御情報が同時に送信されるようにしても良い。すなわち、例えば図１２に示すように、トリガ信号５０２の直後にＲＡリソース５０３が配置されるとともに、ＲＡリソース５０３とは異なる周波数で上りのデータ５１１が送信されるようにしても良い。この場合には、データや他の制御情報の送信可否がトリガ信号５０２の種別によって示されるようにしても良く、データや他の制御情報の送信を許可するトリガ信号５０２の種別がＲＡリソース情報５０１によって特定されても良い。

図１３は、実施の形態４に係る端末装置２００の構成を示すブロック図である。図１３において、図３と同じ部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。図１３に示す端末装置２００は、図３に示す端末装置２００のプロセッサ２２０に代えてプロセッサ４２０を有する。

プロセッサ４２０は、例えばＣＰＵ、ＦＰＧＡ又はＤＳＰなどを備え、無線部２１０、メモリ２３０及びディスプレイ２４０を統括制御する。また、プロセッサ４２０は、アンライセンスバンドにおけるランダムアクセス処理を実行する。具体的には、プロセッサ４２０は、ＲＡリソース情報取得部２２１、トリガ信号検出部４２１、プリアンブル送信制御部４２２、ＲＡレスポンス取得部２２５及び上りタイミング制御部４２３を有する。

トリガ信号検出部４２１は、基地局装置１００によって送信されるアンライセンスバンドの信号を監視し、アンライセンスバンドの信号からトリガ信号を検出する。具体的には、トリガ信号検出部４２１は、トリガ信号が単独で送信される場合、既知のトリガ信号の系列とアンライセンスバンドの信号との相関を算出することにより、トリガ信号を検出する。また、トリガ信号検出部４２１は、トリガ信号が他の制御情報などとともに送信される場合、アンライセンスバンドの信号を復調及び復号することにより、トリガ信号を検出する。

プリアンブル送信制御部４２２は、ＲＡリソース情報取得部２２１によって取得されたＲＡリソース情報に従って、ランダムアクセスのためのプリアンブルの送信を制御する。具体的には、プリアンブル送信制御部４２２は、例えばＲＲＣシグナリングによって報知されているプリアンブルの候補からランダムに１つのプリアンブルを選択する。そして、プリアンブル送信制御部４２２は、トリガ信号検出部４２１によってトリガ信号が検出されたタイミングを基準としたタイミング、かつ、ＲＡリソース情報によって示された周波数に配置されたＲＡリソースを用いて、選択したプリアンブルを送信する。すなわち、プリアンブル送信制御部４２２は、トリガ信号が検出された直後に、ＬＢＴ処理を実行することなくプリアンブルを送信する。

上りタイミング制御部４２３は、ＲＡレスポンス取得部２２５によってＲＡレスポンスを参照して、端末装置２００による送信が許可されたか否かを判断し、送信が許可された場合には、送信データを送信するタイミングを制御する。具体的には、上りタイミング制御部２２６は、ＲＡレスポンスに含まれるＴＡコマンドを取得し、ＴＡコマンドによって指定される送信タイミングで送信データを送信する。すなわち、本実施の形態においては、端末装置２００によるＬＢＴ処理が実行されないため、プリアンブル送信の際にＬＢＴ処理による送信遅延が発生しない。このため、基地局装置１００において生成されるＴＡコマンドは、プリアンブルの伝搬遅延のみを反映した適切な送信タイミングを指定するものとなっている。そこで、上りタイミング制御部４２３は、ＴＡコマンドに従った送信タイミングで送信データを送信する。

図１４は、実施の形態４に係る端末装置２００のランダムアクセス処理を示すフロー図である。図１４において、図６と同じ部分には同じ符号を付し、その詳しい説明を省略する。

例えばアンライセンスバンドの上り回線を利用して送信するデータの発生などのＲＡトリガが生じると（ステップＳ２０１）、ＲＡリソース情報取得部２２１によって、ＲＡリソース情報が取得される（ステップＳ２０２）。ＲＡトリガとしては、上述した上り回線のスケジューリングの要求以外にも、例えばハンドオーバによる新たな基地局装置との無線通信の開始や、タイミングアドバンスの調整の要求などがある。

ＲＡリソース情報が取得された後、プリアンブル送信制御部２２２によって、プリアンブルの候補の中からランダムで１つのプリアンブルが決定される（ステップＳ２０３）。そして、トリガ信号検出部４２１によって、アンライセンスバンドの信号が監視され、トリガ信号が検出されたか否かが判定される（ステップＳ５０１）。すなわち、トリガ信号検出部４２１によって、アンライセンスバンドの受信信号と所定の系列との相関算出や受信信号の復調及び復号などにより、トリガ信号が検出されたか否かが判定される。そして、トリガ信号が検出されるまで待機される（ステップＳ５０１Ｎｏ）。

トリガ信号が検出されると（ステップＳ５０１Ｙｅｓ）、プリアンブル送信制御部４２２によって、決定されたプリアンブルがＲＡリソースの周波数を用いて送信される（ステップＳ２０６）。すなわち、ＲＡリソースの時間は、トリガ信号を基準としており、ＲＡリソースの周波数はＲＡリソース情報によって示される。トリガ信号が検出されてからＲＡリソースまでの時間間隔は、例えば数μｓ〜数十μｓ程度と非常に短い時間であり、この間に他の無線通信システムによってアンライセンスバンドが占有されることはない。

基地局装置においては、プリアンブルを送信した端末装置の中から送信を許可する端末装置が選択され、選択された端末装置を通知するとともにＴＡコマンドを含むＲＡレスポンスが送信される。ＲＡレスポンスは、無線部２１０によって受信され（ステップＳ２０８）、ＲＡレスポンス取得部２２５によって取得される。取得されたＲＡレスポンスは、上りタイミング制御部４２３によって参照され、端末装置２００による送信が許可されたか否かが判断される（ステップＳ２０９）。

端末装置２００以外の他の端末装置による送信が許可されている場合には（ステップＳ２０９Ｎｏ）、再度ＲＡリソース情報が取得され、上述した処理が繰り返される。一方、端末装置２００による送信が許可されている場合には（ステップＳ２０９Ｙｅｓ）、上りタイミング制御部４２３によって、ＲＡレスポンスに含まれるＴＡコマンドに従って送信タイミングが調整される（ステップＳ２１０）。そして、上りタイミング制御部４２３によって、調整された送信タイミングで送信データが送信され（ステップＳ２１１）、ランダムアクセス処理が完了する。

以上のように、本実施の形態によれば、基地局装置がＲＡリソース情報の送信後にＬＢＴ処理を実行してトリガ信号を送信し、端末装置は、トリガ信号の直後に配置されたＲＡリソースを用いてプリアンブルを送信する。このため、端末装置がＬＢＴ処理を実行する必要がなく、プリアンブルの送信に際して、ＬＢＴ処理による不確定な送信遅延が発生しない。結果として、端末装置の処理負荷を削減することができるとともに、正確なタイミングアドバンスの調整をすることができる。

１１０、２１０ 無線部
１２０、２２０、４１０、４２０ プロセッサ
１２１ ＲＡ処理部
１２２、４１１ ＲＡリソース情報生成部
１２３、２２３、４１２ ＬＢＴ処理部
１３０、２３０ メモリ
１４０ ネットワークＩ／Ｆ
２２１ ＲＡリソース情報取得部
２２２、４２２ プリアンブル送信制御部
２２４ 送信遅延保持部
２２５ ＲＡレスポンス取得部
２２６、４２３ 上りタイミング制御部
２４０ ディスプレイ
４１３ トリガ信号生成部
４２１ トリガ信号検出部

Claims (11)

1. 基準タイミングからランダムアクセスのプリアンブルの送信可能タイミングまでのオフセット情報を含むリソース特定信号を受信する受信部と、
   あらかじめ取得された複数のプリアンブルの候補からいずれか１つのプリアンブルを選択する制御部と、
   アンライセンスバンド内に配置されるランダムアクセスリソースを用いて、選択されたプリアンブルを前記オフセット情報に応じたタイミングで送信する送信部と、
   を備えることを特徴とする端末装置。
2. 前記基準タイミングは、前記リソース特定信号を受信したタイミングであることを特徴とする請求項１に記載の端末装置。
3. 前記リソース特定信号には、前記プリアンブルを送信するための前記アンライセンスバンド内の周波数を示す情報が含まれていることを特徴とする請求項１又は２に記載の端末装置。
4. 前記受信部は、
   ランダムアクセスリソースを用いてプリアンブルを送信する際に許容される最大許容遅延を示すリソース情報を含む前記リソース特定信号を受信し、
   前記制御部は、
   自装置が属する無線通信システムがランダムアクセス対象の周波数帯域を占有可能であるか否かを判定し、
   前記送信部は、
   ランダムアクセスリソースのタイミングから前記最大許容遅延が経過する前に前記周波数帯域を占有可能であると判定された場合に、選択されたプリアンブルを送信する
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の端末装置。
5. 前記制御部は、
   前記周波数帯域を占有可能でないと判定された場合に、自装置の送信タイミングの調整を要求することを契機としてランダムアクセスが開始されたか否かを判定し、
   送信タイミングの調整の要求が契機であると判定された場合は、選択されたプリアンブルの送信を中止する一方、送信タイミングの調整の要求が契機でないと判定された場合は、前記最大許容遅延が経過するまで前記周波数帯域を占有可能であるか否かの判定を繰り返す
   ことを特徴とする請求項４に記載の端末装置。
6. 前記受信部は、
   同じ時間に配置され周波数が異なる複数のランダムアクセスリソースのリソース情報を含むリソース特定信号を受信し、
   前記制御部は、
   過去にランダムアクセスリソースを用いて送信されたプリアンブルに対する応答があったか否かを判定し、
   前記送信部は、前記応答がなかったと判定された場合に、過去に用いられたランダムアクセスリソースの数よりも多数のランダムアクセスリソースを用いて、選択されたプリアンブルを送信する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の端末装置。
7. 前記受信部は、
   自装置及び通信相手装置が属する無線通信システムがランダムアクセス対象の周波数帯域を占有可能であるか否かを前記通信相手装置が判定した結果、占有可能であると判定された場合に送信されるリソース特定信号を受信し、
   前記送信部は、
   前記リソース特定信号が受信されるタイミングから所定時間内に、選択されたプリアンブルを送信する
   ことを特徴とする請求項１に記載の端末装置。
8. 基準タイミングからランダムアクセスのプリアンブルの送信可能タイミングまでのオフセット情報を含むリソース特定信号を生成する制御部と、
   生成された前記リソース特定信号を送信する送信部と、
   を備えることを特徴とする基地局装置。
9. あらかじめ取得された複数のプリアンブルの候補からいずれか１つのプリアンブルを選択する制御部と、
   アンライセンスバンド内に配置されるランダムアクセスリソースを用いて、複数のプリアンブルの候補から選択された１つのプリアンブルを受信する受信部と、
   をさらに備えることを特徴とする請求項８に記載の基地局装置。
10. 基地局装置及び端末装置を有する無線通信システムであって、
    前記基地局装置は、
    基準タイミングからランダムアクセスのプリアンブルの送信可能タイミングまでのオフセット情報を含むリソース特定信号を生成する第１制御部と、
    生成された前記リソース特定信号を送信する第１送信部と、
    を備え、
    前記端末装置は、
    前記リソース特定信号を受信する受信部と、
    あらかじめ取得された複数のプリアンブルの候補からいずれか１つのプリアンブルを選択する第２制御部と、
    アンライセンスバンド内に配置されるランダムアクセスリソースを用いて、選択されたプリアンブルを前記オフセット情報に応じたタイミングで送信する第２送信部と、
    を備える
    ことを特徴とする無線通信システム。
11. 基準タイミングからランダムアクセスのプリアンブルの送信可能タイミングまでのオフセット情報を含むリソース特定信号を受信し、
    あらかじめ取得された複数のプリアンブルの候補からいずれか１つのプリアンブルを選択し、
    アンライセンスバンド内に配置されるランダムアクセスリソースを用いて、選択されたプリアンブルを前記オフセット情報に応じたタイミングで送信する
    処理を有することを特徴とする無線通信方法。

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