JP2020025318A - 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ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａを運用するシステムにおいて、ユーザ端末がＬＢＴを実施する場合であっても、システム全体のスループット低下を抑制する。【解決手段】ユーザ端末は、信号の送信前にセンシングを行い、Physical Uplink Shared Channel（ＰＵＳＣＨ）を送信する。また、ユーザ端末は、ＰＵＳＣＨの復調に必要な情報を含む所定の情報をさらに送信してもよい。ユーザ端末は、ＵＬグラントに基づかずにＰＵＳＣＨを送信してもよい。【選択図】図５

Description

本発明は、次世代の通信システムに適用可能なユーザ端末、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）。ＬＴＥではマルチアクセス方式として、下り回線（下りリンク）にＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）をベースとした方式を用い、上り回線（上りリンク）にＳＣ−ＦＤＭＡ（Single Carrier Frequency Division Multiple Access）をベースとした方式を用いている。また、ＬＴＥからのさらなる広帯域化及び高速化を目的として、ＬＴＥの後継システム（例えば、ＬＴＥアドバンスト又はＬＴＥエンハンスメントと呼ぶこともある（以下、「ＬＴＥ−Ａ」という））も検討され、仕様化されている（Ｒｅｌ． １０／１１）。
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（例えば、ピコセル、フェムトセルなど）が形成されるＨｅｔＮｅｔ（Heterogeneous Network）が検討されている。また、ＨｅｔＮｅｔでは、マクロセル（マクロ基地局）とスモールセル（スモール基地局）間で同一周波数帯だけでなく、異なる周波数帯のキャリアを用いることも検討されている。
さらに、将来の無線通信システム（Ｒｅｌ． １２以降）では、ＬＴＥシステムを、通信事業者（オペレータ）にライセンスされた周波数帯域（ライセンスバンド（Licensed band））だけでなく、ライセンス不要の周波数帯域（アンライセンスバンド（Unlicensed band））で運用するシステム（ＬＴＥ−Ｕ：LTE Unlicensed）も検討されている。ＬＴＥ−Ｕの運用において、ライセンスバンドＬＴＥ（Licensed LTE）との連携を前提とした形態をＬＡＡ（Licensed-Assisted Access）又はＬＡＡ−ＬＴＥという。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を総称して「ＬＡＡ」、「ＬＴＥ−Ｕ」、「Ｕ−ＬＴＥ」などと呼ぶ場合もある。
ライセンスバンドは、特定の事業者が独占的に使用することを許可された帯域である一方、アンライセンスバンド（非ライセンスバンドとも呼ばれる）は、特定事業者に限定せずに無線局を設置可能な帯域である。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、ミリ波レーダーを使用可能な６０ＧＨｚ帯などの利用が検討されている。このようなアンライセンスバンドをスモールセルで適用することも検討されている。
既存のＬＴＥでは、ライセンスバンドでの運用が前提となっているため、各オペレータに対して異なる周波数帯域が割当てられている。しかし、アンライセンスバンドは、ライセンスバンドと異なり特定の事業者のみの使用に限られない。また、アンライセンスバンドは、ライセンスバンドと異なり特定の無線システム（たとえばＬＴＥ、Ｗｉ−Ｆｉ等）の使用に限られない。このため、あるオペレータのＬＡＡで利用する周波数帯域は、他のオペレータのＬＡＡやＷｉ−Ｆｉで利用する周波数帯域と重なる可能性がある。
アンライセンスバンドでＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａシステム（ＬＴＥ−Ｕ）を運用する場合、無線アクセスポイント（ＡＰ、ＴＰとも呼ぶ）や無線基地局（ｅＮＢ）の設置は、異なるオペレータや非オペレータ間で互いに協調・連携せずに行われることが想定される。この場合、緻密なセルプランニングができないこと、そして干渉制御が行えないことから、アンライセンスバンドでは、ライセンスバンドとは異なり大きな相互干渉が生じるおそれがある。
アンライセンスバンドにおける相互干渉を避けるために、ＬＴＥ−Ｕ基地局／ユーザ端末が、信号の送信前にリスニング（センシング）を行い、他の基地局／ユーザ端末が通信を行っているか確認することが検討されている。このリスニング動作を、ＬＢＴ（Listen Before Talk）ともいう。
ＬＡＡシステムにおいてＵＬ信号（上り信号）の干渉を回避するために、ユーザ端末におけるＵＬ向けのＬＢＴ（ＵＬ−ＬＢＴ）機能を導入することが求められている。しかしながら、ＵＬ−ＬＢＴは従来検討されておらず、ＵＬ−ＬＢＴ後の送信制御については未だ提案されていない。特に、ＵＬ−ＬＢＴによりＵＬ送信が可能と判断してから従来の送信手順を行うのでは、実際にＵＬ送信を行うまでに大きな遅延を要するという問題がある。この遅延により、システム全体のスループットが低下するおそれがある。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、アンライセンスバンドでＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａを運用するシステムにおいて、ユーザ端末がＬＢＴを実施する場合であっても、システム全体のスループット低下を抑制することができるユーザ端末、無線基地局及び無線通信方法を提供することを目的の１つとする。
本発明の一態様に係るユーザ端末は、信号の送信前にセンシングを行う受信処理部と、Physical Uplink Shared Channel（ＰＵＳＣＨ）を送信する送信部と、を有することを特徴とする。
本発明によれば、アンライセンスバンドでＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａを運用するシステムにおいて、ユーザ端末がＬＢＴを実施する場合であっても、システム全体のスループット低下を抑制することが可能となる。
アンライセンスバンドでＬＴＥを利用する無線通信システムの形態の一例を示す図である。 アンライセンスバンドでＬＴＥを利用する無線通信システムの形態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におけるＬＢＴの動作主体を示す説明図である。 アンライセンスバンドでＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａを運用するシステムにおけるＬＢＴのためのフレーム構成の一例を示す図である。 本発明に係るユーザ端末のＵＬ−ＬＢＴ処理の一例を示すフローチャートである。 第１の実施形態におけるＬＢＴ、ＧＰ及びＲｅｐｏｒｔの長さがセル固有の場合の一例を示す図である。 第１の実施形態におけるＬＢＴ、ＧＰ及びＲｅｐｏｒｔの長さがユーザ端末固有の場合の一例を示す図である。 ＬＢＴ期間の長さを準静的に変更する場合の一例を示す図である。 第２の実施形態におけるユーザ端末のデータ送信処理の一例を示すシーケンス図である。 第２の実施形態におけるＬＢＴ、ＧＰ及びＲｅｐｏｒｔの長さがセル固有の場合の一例を示す図である。 第２の実施形態におけるＬＢＴ、ＧＰ及びＲｅｐｏｒｔの長さがユーザ端末固有の場合の一例を示す図である。 第３の実施形態の一例を示す図である。 アンライセンスバンドにおけるＵＬ信号の割り当ての一例を示す図である。 第３の実施形態におけるＭＣＳの通知の一例を示す図である。 従来のＰＨＩＣＨ用リソースの指示の一例を示す図である。 第３の実施形態におけるnDMRSの通知の一例を示す図である。 第３の実施形態におけるＬＢＴ、ＧＰ及びＲｅｐｏｒｔの長さがセル固有の場合の一例を示す図である。 第３の実施形態におけるＬＢＴ、ＧＰ及びＲｅｐｏｒｔの長さがユーザ端末固有の場合の一例を示す図である。 本発明の一実施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。
図１は、アンライセンスバンドでＬＴＥを運用する無線通信システム（ＬＴＥ−Ｕ）の運用形態の一例を示している。図１に示すように、ＬＴＥをアンライセンスバンドで用いるシナリオとして、キャリアアグリゲーション（ＣＡ：Carrier Aggregation）、デュアルコネクティビティ（ＤＣ：Dual Connectivity）又はスタンドアローン（ＳＡ：Stand-Alone）などの複数のシナリオが想定される。
図１Ａは、ライセンスバンド及びアンライセンスバンドを用いて、キャリアアグリゲーション（ＣＡ）を適用するシナリオを示している。ＣＡは、複数の周波数ブロック（コンポーネントキャリア（ＣＣ：Component Carrier）、キャリア、セルなどともいう）を統合して広帯域化する技術である。各ＣＣは、例えば、最大２０ＭＨｚの帯域幅を有し、最大５つのＣＣを統合する場合には、最大１００ＭＨｚの広帯域が実現される。
図１Ａに示す例では、ライセンスバンドを利用するマクロセル及び／又はスモールセルと、アンライセンスバンドを利用するスモールセルと、でＣＡを適用する場合を示している。ＣＡが適用される場合、１つの無線基地局のスケジューラが複数のＣＣのスケジューリングを制御する。このことから、ＣＡは基地局内ＣＡ（intra-eNB CA）と呼ばれてもよい。
この場合、アンライセンスバンドを利用するスモールセルは、ＤＬ伝送専用に用いるキャリアを用いてもよいし（シナリオ１Ａ）、ＴＤＤキャリアを用いてもよい（シナリオ１Ｂ）。ＤＬ伝送専用に用いるキャリアは、付加下りリンク（ＳＤＬ：Supplemental Downlink）ともいう。なお、ライセンスバンドでは、ＦＤＤ及び／又はＴＤＤを利用することができる。
また、ライセンスバンドとアンライセンスバンドを１つの送受信ポイント（例えば、無線基地局）から送受信する構成（co-located）とすることができる。この場合、当該送受信ポイント（例えば、ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ｕ基地局）は、ライセンスバンド及びアンライセンスバンドの両方を利用してユーザ端末と通信を行うことができる。あるいは、ライセンスバンドとアンライセンスバンドを異なる送受信ポイント（例えば、一方を無線基地局、他方を無線基地局に接続されるＲＲＨ（Remote Radio Head））からそれぞれ送受信する構成（non-co-located）とすることも可能である。
図１Ｂは、ライセンスバンド及びアンライセンスバンドを用いて、デュアルコネクティビティ（ＤＣ）を適用するシナリオを示している。ＤＣは、複数のＣＣ（又はセル）を統合して広帯域化する点はＣＡと同様である。一方で、ＣＡでは、ＣＣ（又はセル）間がＩｄｅａｌ ｂａｃｋｈａｕｌで接続され、遅延時間の非常に小さい協調制御が可能であることを前提としているのに対し、ＤＣでは、セル間が遅延時間の無視できないＮｏｎ−ｉｄｅａｌ ｂａｃｋｈａｕｌで接続されるケースを想定している。
したがって、ＤＣでは、セル間が別々の基地局で運用され、ユーザ端末は異なる基地局で運用される異なる周波数のセル（又はＣＣ）に接続して通信を行う。このため、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がそれぞれの管轄する１つ以上のセル（ＣＣ）のスケジューリングを制御する。このことから、ＤＣは基地局間ＣＡ（inter-eNB CA）と呼ばれてもよい。なお、ＤＣにおいて、独立して設けられるスケジューラ（すなわち基地局）ごとにキャリアアグリゲーション（Intra-eNB CA）を適用してもよい。
図１Ｂに示す例では、ライセンスバンドを利用するマクロセルと、アンライセンスバンドを利用するスモールセルとがＤＣを適用する場合を示している。この場合、アンライセンスバンドを利用するスモールセルは、ＤＬ伝送専用に用いるキャリアを用いてもよいし（シナリオ２Ａ）、ＴＤＤキャリアを用いてもよい（シナリオ２Ｂ）。なお、ライセンスバンドを利用するマクロセルでは、ＦＤＤ及び／又はＴＤＤを利用することができる。
図１Ｃに示す例では、アンライセンスバンドを用いてＬＴＥを運用するセルが単体で動作するスタンドアローン（ＳＡ）を適用している。ここで、スタンドアローンとは、ＣＡやＤＣの適用無しで、端末との通信を実現できることを意味している。この場合、アンライセンスバンドはＴＤＤキャリアで運用することができる（シナリオ３）。
図２は、アンライセンスバンドでＬＴＥを運用する無線通信システム（ＬＴＥ−Ｕ）の運用形態の一例を示している。上記図１Ａ、図１Ｂに示すＣＡ／ＤＣの運用形態では、例えば図２のように、ライセンスバンドＣＣ（マクロセル）をプライマリセル（ＰＣｅｌｌ）、アンライセンスバンドＣＣ（スモールセル）をセカンダリセル（ＳＣｅｌｌ）として利用することができる。ここで、プライマリセル（ＰＣｅｌｌ）とは、ＣＡ／ＤＣを行う場合にＲＲＣ接続やハンドオーバを管理するセルであり、ユーザ端末からのデータ、フィードバック信号などのＵＬ伝送が必要となるセルである。プライマリセルは、上下リンクともに常に設定される。セカンダリセル（ＳＣｅｌｌ）とは、ＣＡ／ＤＣを適用する際にプライマリセルに加えて設定する他のセルである。セカンダリセルは、下りリンクだけ設定することもできるし、上下リンクを同時に設定することもできる。
なお、上記図１Ａ（ＣＡ）や図１Ｂ（ＤＣ）に示すように、ＬＴＥ−Ｕの運用においてライセンスバンドのＬＴＥ（Licensed LTE）があることを前提とした形態を、ＬＡＡ（Licensed-Assisted Access）又はＬＡＡ−ＬＴＥとも呼ぶ。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を総称して「ＬＡＡ」、「ＬＴＥ−Ｕ」、「Ｕ−ＬＴＥ」などと呼ぶ場合もある。
ＬＡＡでは、ライセンスバンドＬＴＥ及びアンライセンスバンドＬＴＥが連携してユーザ端末と通信する。ＬＡＡにおいて、ライセンスバンドを利用する送信ポイント（例えば、無線基地局）とアンライセンスバンドを利用する送信ポイントが離れている場合には、バックホールリンク（例えば、光ファイバやＸ２インターフェースなど）で接続された構成とすることができる。
ところで、既存のＬＴＥでは、ライセンスバンドでの運用が前提となっているため、各オペレータに対して異なる周波数帯域が割当てられている。しかしながら、アンライセンスバンドは、ライセンスバンドと異なり特定の事業者のみの使用に限られない。このため、あるオペレータのＬＴＥ−Ｕで利用する周波数帯域は、他のオペレータのＬＡＡシステムやＷｉ−Ｆｉシステムで利用する周波数帯域と重なる可能性がある。
アンライセンスバンドでＬＴＥを運用する場合、異なるオペレータや非オペレータ間において、同期、協調及び／又は連携などがなされずに運用されることも想定される。この場合、アンライセンスバンドにおいて、複数のオペレータやシステムが同一周波数を共有して利用することとなるため、相互干渉が生じるおそれがある。
ここで、アンライセンスバンドにおいて運用されるＷｉ−Ｆｉシステムでは、所定の期間において全帯域を特定のユーザのために使用するようにリソース割り当てを実施する。このため、Ｗｉ−Ｆｉではユーザ端末、アクセスポイントなどの送信信号の衝突回避のために、ＬＢＴ（Listen Before Talk）メカニズムに基づくキャリア検知多重アクセス／衝突回避（ＣＳＭＡ／ＣＡ：Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance）が採用されている。具体的には、各送信ポイント（ＴＰ：Transmission Point）、アクセスポイント（ＡＰ：Access Point）やＷｉ−Ｆｉ端末（ＳＴＡ：Station）が送信を行う前にリスニング（ＣＣＡ：Clear Channel Assessment）を実行し、所定レベルを超える信号を検出しなければ送信を行う。
以上から、アンライセンスバンドで運用するＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａシステム（例えば、ＬＡＡシステム）においてもＬＢＴは必要となると想定されている。ＬＡＡシステムがＬＢＴを導入することで、ＬＡＡとＷｉ−Ｆｉとの間の干渉を回避することができる。また、ＬＡＡシステム間の干渉を回避することができる。ＬＡＡシステムを運用するオペレータ毎に、接続可能なユーザ端末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。
ＬＢＴを用いるＬＴＥシステムでは、ＬＴＥ−Ｕ基地局及び／又はユーザ端末は、アンライセンスバンドセルにおいて信号を送信する前にリスニング（ＬＢＴ）を行い、他システム（例えば、Ｗｉ−Ｆｉ）や別のＬＡＡの送信ポイントからの信号を検出しなければ、アンライセンスバンドで通信を実施する。例えば、ＬＢＴで測定した受信電力が所定の閾値以下である場合は、チャネルは空き状態（ＬＢＴ＿ｉｄｌｅ）であると判断し送信を行う。「チャネルが空いている」とは、言い換えると、所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。
一方で、リスニングの結果、他システムや別のＬＡＡの送信ポイントからの信号を検出した場合には、（１）ＤＦＳ（Dynamic Frequency Selection）により別キャリアに遷移する、（２）送信電力制御（ＴＰＣ）を行う、（３）送信を待機（停止）する、などの処理が実施される。例えば、ＬＢＴで測定した受信電力が所定の閾値を超える場合、チャネルはビジー状態（ＬＢＴ＿ｂｕｓｙ）であると判断し、送信を行わない。ＬＢＴ＿ｂｕｓｙの場合、当該チャネルは、所定のバックオフ時間経過後になって初めて利用可能となる。なお、ＬＢＴによるチャネルの空き状態／ビジー状態の判定方法は、これに限られない。
図３は、アンライセンスバンドでＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａを運用するシステムにおけるＬＢＴの動作主体を示す説明図である。図３では、アンライセンスバンドセルを形成する無線基地局（ｅＮＢ）と、ユーザ端末（ＵＥ）と、これらの間の下りリンク（ＤＬ）／上りリンク（ＵＬ）が示されている。アンライセンスバンドセルにおいては、信号送信前にリスニング（ＬＢＴ）が実施され、他システム（例えば、Ｗｉ−Ｆｉ）や別のＬＡＡ（ＬＴＥ−Ｕ）の送信ポイントが通信を行っているか確認される。図３Ａは、ＤＬ及びＵＬ両方に関して、ｅＮＢがＬＢＴを実施する例である。この場合、ｅＮＢがＬＢＴによりチャネルがクリア状態であると判断した後、ｅＮＢがＵＥに所定の信号（例えば、ＵＬグラント）を通知することにより、ＵＥはＵＬを送信することができる。一方、図３Ｂは、送信側がＬＢＴを実施する例である。この場合、ＤＬ送信の際はｅＮＢによって、ＵＬ送信の際はＵＥによってＬＢＴが行われる。ここで、ユーザ端末によって実施されるＵＬのためのＬＢＴを、ＵＬ−ＬＢＴともいう。
図３Ｂのように送信側がＬＢＴを実施する場合では、ＵＬ−ＬＢＴの結果がＬＢＴ＿ｉｄｌｅであれば、ＵＥはＵＬ送信を行うことができる。従来のＬＴＥシステムでは、上り送信は以下の順序で行う。まず、ユーザ端末は、スケジューリング要求（ＳＲ：Scheduling Request）又はＰＲＡＣＨを用いたランダムアクセスプリアンブル（ＲＡＰ：Random Access Preamble）をあらかじめ指定されたＵＬサブフレームにおいて送信することにより、上りスケジューリング要求を送信する。要求を受信した無線基地局は、ユーザ端末にＵＬグラント（UL grant）を送信し、ユーザ端末が当該グラントに基づくリソースを用いてＰＵＳＣＨ（Physical Uplink Shared Channel）を送信する。
しかしながら、ＬＢＴの結果がＬＢＴ＿ｉｄｌｅであった場合に、当該チャネルを占有できる時間には限りがある。例えば欧州の場合、最大チャネル占有時間が、１ｍｓから１０ｍｓという規定が存在する。一方で、上述のように、ＵＬ−ＬＢＴの結果がＬＢＴ＿ｉｄｌｅであった場合に、実際にＵＬデータをＰＵＳＣＨで送信するまでには時間がかかる。このように、ＵＬ−ＬＢＴから時間が空いてしまうと、ＬＢＴに関するチャネル占有時間の規制のために、ＵＬリソースを十分に利用することができなくなるおそれがある。したがって、ＵＬ−ＬＢＴ終了後、なるべく早くデータ送信を行うことが求められている。特に、ＵＬ−ＬＢＴによりＵＬ送信が可能と判断してから従来の送信手順を行うのでは、実際にＵＬ送信を行うまでに大きな遅延を要するという問題がある。この遅延により、システム全体のスループットが低下するおそれがある。
そこで、本発明者らは、アンライセンスバンドでＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａを運用するシステムにおいて、ユーザ端末がＬＢＴを実施する場合に、ＵＬ送信までの遅延を低減することを着想した。具体的には、ユーザ端末がＵＬ−ＬＢＴの結果に基づいて、ＵＬ−ＬＢＴを実施したサブフレーム内でＰＵＳＣＨ送信に関する所定の情報を無線基地局に送信することを着想した。
本発明によれば、ＵＬ−ＬＢＴ後にユーザ端末がＵＬ送信を迅速に行うことができるため、アンライセンスバンドにおけるＬＴＥシステムにおいて、ＵＬ送信までの遅延の増大を抑制し、システム全体のスループット低下を抑制することが可能となる。
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明では、ライセンスバンドの存在を前提としたＬＴＥ−Ｕの運用形態（ＬＡＡ）においてＬＢＴを利用する場合を例に挙げて説明するが、実施形態はこれに限られない。また、ユーザ端末がＬＢＴを実施し、無線基地局がＬＢＴを実施しない構成を想定するが、無線基地局がＬＢＴを実施可能であってもよい。
図４は、アンライセンスバンドでＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａを運用するシステムにおけるＬＢＴのためのフレーム構成の一例を示す図である。１サブフレーム（１ｍｓ）は、２スロットから構成され、１スロットは０．５ｍｓに相当する。また、１スロットは、７ＯＦＤＭシンボル（拡張サイクリックプレフィックス使用時は６シンボル）で構成され、１ＯＦＤＭシンボルは６６．７μｓ＋ＴＣＰ（ＴＣＰ：サイクリックプレフィックス長）に相当する。
また、各サブフレームに付されている文字はサブフレームの種別を表しており、“Ｄ”は下り（ＤＬ）サブフレーム、“Ｕ”は上り（ＵＬ）サブフレーム、“Ｓ”は特別サブフレーム又はＬＢＴによるセンシングを行うサブフレーム（センシングサブフレームともいう）を示す。なお、図４におけるサブフレーム構成（Ｄ、Ｕ、Ｓの並び順）は一例であり、これに限られない。
従来（Ｒｅｌ． １１）のＴＤＤ ＵＬ／ＤＬ構成（TDD UL/DL configuration）における特別サブフレームは、ＤｗＰＴＳ（Downlink Pilot TimeSlot）、ＧＰ（Guard Period）及びＵｐＰＴＳ（Uplink Pilot TimeSlot）から構成される。一方、本発明におけるセンシングサブフレームは、ＬＢＴ（ＬＢＴ期間）、ＧＰ（Guard Period）及びＲｅｐｏｒｔ（レポート期間）から構成される。つまり、本発明におけるセンシングサブフレーム構成は従来の特別サブフレーム構成と類似するため、ユーザ端末の実装コストを低減することができる。
ＬＢＴ期間は、ユーザ端末がチャネル状態を検出するために用いられる。具体的には、ＬＢＴ期間において、ユーザ端末はリスニング（ＬＢＴ）を実施する。ここで、ユーザ端末は、センシングサブフレームでは、特別サブフレームとは異なり、ＰＤＳＣＨ（Physical Downlink Shared Channel）の受信及び復調／復号を試行しなくてもよい。
ＧＰは、ユーザ端末がリスニングからレポートの送信にスイッチするためのガード期間として用いられる。また、ＧＰの長さに応じて、当該サービングセルのセルカバレッジ半径が定まる。セル半径を大きくしたい場合、比較的長いＧＰが必要となる。一方、セル半径が小さい場合には、短いＧＰで十分となる。つまり、ＧＰは、送受信の切り替え用のガード期間である。
レポート期間は、センシングサブフレームの後のＵＬサブフレームで送信を行うためのフィードバック情報を送信するための期間である。フィードバック情報は、ユーザ端末がＰＵＳＣＨを送信し、当該ＰＵＳＣＨを無線基地局が受信するために用いられる。つまり、ＰＵＳＣＨ送信に関する有用な情報である。当該有用な情報の候補としては、例えば、スケジューリング要求（ＳＲ：Scheduling Request）／ランダムアクセスプリアンブル（ＲＡＰ：Random Access Preamble）などがある。これらによれば、ＵＬグラントを要求して、センシングの後にデータ送信を実施することができる。また、有用な情報の候補としては、リソースブロック（ＲＢ：Resource Block）、ＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme）などの、ＰＵＳＣＨの復調に関連するパラメータがある。これらを用いることで、ＵＬグラントを用いずに、センシングの後にデータ送信を実施することが可能である。
図５は、本発明に係るユーザ端末のＵＬ−ＬＢＴ処理の一例を示すフローチャートである。まず、ユーザ端末は、センシングパターンを取得する（ステップＳ１）。後述するように、ユーザ端末は、センシングパターンを暗黙的又は明示的な通知によって取得するか、所定の規則に従って算出して取得する。
ここで、センシングパターンは、ＬＢＴによるセンシングの構成に関する情報のことである。言い換えると、センシングパターンは、ユーザ端末がＬＢＴを行うタイミングに関する情報である。センシングパターンは、例えば、センシングサブフレームと、センシングを行う周期（センシングサブフレームの周期、センシング周期ともいう）と、の組み合わせから構成される。センシングパターンは、（“センシングサブフレームに該当するサブフレーム”、“センシング周期”）と表現されてもよい。例えば、任意のサブフレームで１ｍｓ毎にセンシングを行う場合のセンシングパターンは、（任意のサブフレーム、１ｍｓ）と表現されてもよい。なお、センシングパターンは上述の構成に限られない。
ユーザ端末は、センシングパターンに基づいて、現在のサブフレームがセンシングサブフレームか否かを判定する（ステップＳ２）。現在のサブフレームがセンシングサブフレームでない場合（ステップＳ２−ＮＯ）、次のサブフレームで再びステップＳ２を実施する。
現在のサブフレームがセンシングサブフレームである場合（ステップＳ２−ＹＥＳ）、ＵＬ−ＬＢＴを実施する（ステップＳ３）。そして、ＵＬ−ＬＢＴの結果に基づいて、チャネルがフリーであるか否かを判定する（ステップＳ４）。チャネルがフリーでないと判定する場合（ステップＳ４−ＮＯ）、次のサブフレームで再びステップＳ２を実施する。なお、ステップＳ１でセンシングパターンがユーザ端末によって算出される場合において、チャネルがフリーでないと判定するときは、改めてステップＳ１を実施してもよい（図５の点線）。
チャネルがフリーであると判定する場合（ステップＳ４−ＹＥＳ）、その後のＵＬサブフレームでＵＬ送信を実施する（ステップＳ５）。
無線基地局は、上位レイヤシグナリング（例えば、ＲＲＣシグナリング）や報知情報（例えば、ＳＩＢ１）を用いて、ユーザ端末にセンシングの構成に関する情報（例えば、センシングサブフレームに該当するサブフレームの情報、センシングサブフレームの周期など）やセンシングサブフレーム構成に関する情報（例えば、センシングサブフレームに含まれる各期間（ＬＢＴ、ＧＰ、Ｒｅｐｏｒｔ）の長さ）を通知してもよい。
なお、セル内のユーザ端末に同じ構成（例えば、センシングの構成、センシングサブフレーム構成など）を適用する場合、当該構成はセル固有であるという。また、各ユーザ端末で異なる構成を適用する場合、当該構成はユーザ固有であるという。
本発明は、主に図５におけるステップＳ５に関連する。
（第１の実施形態）
第１の実施形態では、ユーザ端末は、ＵＬグラントに基づいてデータ送信を実施する。この場合、ユーザ端末は、ＵＬ−ＬＢＴを実施したサブフレームと同じサブフレームで、ＰＵＳＣＨ送信に関する所定の情報として、ＵＬグラントに関する情報を送信する。
まず、センシングサブフレームにおけるＬＢＴ、ＧＰ及びＲｅｐｏｒｔの長さがセル固有である場合（実施形態１．１）を説明する。実施形態１．１では、ユーザ端末は、ＬＢＴ期間におけるリスニングによりチャネルがフリーだと判断した場合、同じセンシングサブフレームのレポート期間において、ＳＲ／ＲＡＰを送信してＵＬグラントを要求する。ここで、ＳＲ／ＲＡＰをマッピングする無線リソースは、ユーザ端末間の衝突可能性を低減するために、ランダムに選択される。例えば、無線リソースをレポート期間の範囲内で時間又は周波数方向にランダムに選択してもよいし、無線リソースに適用する符号リソースをランダムに選択してもよい。無線基地局は、ＳＲ／ＲＡＰを送信してきた１つ又は複数のユーザ端末について、ＵＬグラントをスケジューリングする。
図６は、第１の実施形態におけるＬＢＴ、ＧＰ及びＲｅｐｏｒｔの長さがセル固有の場合の一例を示す図である。図６の例では、ある無線フレームと、当該フレームにおける２つのユーザ端末（ＵＥ １、２）のセンシングサブフレームが含むシンボルと、が示されている。
ＵＥ １及び２は、ＬＢＴ期間においてチャネルがフリーだと判断し、レポート期間内でランダムに送信タイミングを決定する。図６では、ＵＥ １はレポート期間内の１番目のＯＦＤＭシンボル、ＵＥ ２はレポート期間内の３番目のＯＦＤＭシンボルを用いて無線基地局（ｅＮＢ）にＳＲ／ＲＡＰを送信する。この結果、センシングサブフレームから所定の時間後（例えば、４ｍｓ後）に、ｅＮＢはＵＥ １及び２にＵＬグラントを送信する。当該ＵＬグラントは、例えば、ＰＵＳＣＨを割り当てるリソースブロック（ＲＢ）、ＭＣＳ、ＰＨＩＣＨ（Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel）用リソースの指示（PHICH resource indication）などを含む。ＵＬグラントを受信したＵＥ １及び２は、当該ＵＬグラントに基づいてＰＵＳＣＨを送信し、所定のサブフレーム後にｅＮＢからＰＵＳＣＨの受信失敗を通知された場合には、再送制御を行う。
次に、センシングサブフレームにおけるＬＢＴ、ＧＰ及びＲｅｐｏｒｔの長さがユーザ端末固有である場合（実施形態１．２）を説明する。実施形態１．２では、ユーザ端末は、ＬＢＴ期間におけるリスニングによりチャネルがフリーだと判断した場合、同じセンシングサブフレームのレポート期間における１番目のＯＦＤＭシンボルを用いて、ＳＲ／ＲＡＰを送信してＵＬグラントを要求する。なお、ＳＲ／ＲＡＰを送信するシンボルは、レポート期間における１番目のＯＦＤＭシンボルに限られず、他のユーザ端末のＬＢＴ期間と重複するシンボルであってもよい。
図７は、第１の実施形態におけるＬＢＴ、ＧＰ及びＲｅｐｏｒｔの長さがユーザ端末固有の場合の一例を示す図である。図７の例では、ある無線フレームと、当該フレームにおける２つのユーザ端末（ＵＥ １、２）のセンシングサブフレームが含むシンボルと、が示されている。また、ＵＥ １のＬＢＴ期間は、ＵＥ ２のＬＢＴ期間より短く設定されている。具体的には、ＵＥ １のＬＢＴ期間とガード期間との和が、ＵＥ ２のＬＢＴ期間とガード期間との和よりも短い。
ＵＥ １は、ＬＢＴ期間においてチャネルがフリーだと判断し、レポート期間内の１番目のＯＦＤＭシンボルを用いてＳＲ／ＲＡＰを送信する。一方、ＵＥ ２は、ＵＥ １により送信されたＳＲ／ＲＡＰの干渉の影響を受けて、ＬＢＴ期間においてチャネルがビジーだと判断する。この結果、センシングサブフレームから所定の時間後（例えば、４ｍｓ後）に、ｅＮＢはＵＥ １にＵＬグラントを送信する。ＵＬグラントを受信したＵＥ １は、当該ＵＬグラントに基づいてＰＵＳＣＨを送信し、所定のサブフレーム後にｅＮＢからＰＵＳＣＨの受信失敗を通知された場合には、再送制御を行う。
このように、実施形態１．２では、基本的にＬＢＴ期間が最も短いユーザ端末がＳＲ／ＲＡＰを送信し、ＰＵＳＣＨを送信する権利を得ることになる。このため、複数のユーザ端末で送信機会の公平性を保障するために、ＬＢＴ期間は準静的に変更されることが好ましい。
図８は、ＬＢＴ期間の長さを準静的に変更する場合の一例を示す図である。図８の例では、あるセンシングサブフレームではＵＥ １の方がＵＥ ２よりＬＢＴ期間が短いが、別のセンシングサブフレームではＵＥ １の方がＵＥ ２よりＬＢＴ期間が長く構成されており、ユーザ端末間で送信機会の公平性が保たれている。
（第２の実施形態）
上記第１の実施形態では、ユーザ端末が固有のＵＬグラントを要求する場合を示した。以下で説明する第２の実施形態では、ＵＬグラントに基づいてデータ送信を実施する点は第１の実施形態と同じである。第２の実施形態では、無線基地局がユーザ端末群に対して複数のＵＬグラントを事前に通知し、各ユーザ端末が利用を希望するＵＬグラントを選択する場合を示す。ここで、ユーザ端末群は、共通する複数のＵＬグラントを提示された１つ以上のユーザ端末のことをいう。
第２の実施形態は、ユーザ端末間で同一のＵＬグラントを使用することにより、衝突（contention）が発生する可能性があることから、衝突型ＰＵＳＣＨ送信（contention-based PUSCH transmission）と呼ばれてもよい。また、ユーザ端末群に共通に通知されるＵＬグラントを、衝突型グラント（ＣＢグラント）、共通ＵＬグラントなどともいう。ＣＢグラントは、同じ時間における異なる周波数リソースを示すように構成できるため、第２の実施形態によれば無線リソースの利用効率をさらに向上することが可能となる。
ＣＢグラントの検出は、各ＣＢグラントに対応する所定の識別子に基づいて行われる。ここで、所定の識別子は、例えばＣＢ−ＲＮＴＩ（Contention-Based Radio Network Temporary Identifier）と呼ばれてもよい。通常のＰＤＣＣＨ（Physical Downlink Control Channel）は、ユーザ端末毎に設定されるＣ−ＲＮＴＩ（Cell ＲＮＴＩ）を用いて送信されることから、ＣＢ−ＲＮＴＩは、各ユーザ端末のＣ−ＲＮＴＩと異なるように設定されることが好ましい。
図９は、第２の実施形態におけるユーザ端末のデータ送信処理の一例を示すシーケンス図である。
まず、無線基地局は、利用可能なＣＢ−ＲＮＴＩをユーザ端末群に通知する（ステップＳ１１）。ＣＢ−ＲＮＴＩは、上位レイヤシグナリング（例えば、ＲＲＣシグナリング）、報知情報（例えば、ＳＩＢ１）などによって通知されてもよい。また、利用可能なＣＢ−ＲＮＴＩとして、複数のＣＢ−ＲＮＴＩが通知されてもよい。
ＣＢ−ＲＮＴＩを受信したユーザ端末は、当該ＣＢ−ＲＮＴＩに基づいてＣＢグラント用のＰＤＣＣＨの監視を開始する（ステップＳ１２）。複数のＣＢ−ＲＮＴＩが利用可能であると通知されたユーザ端末は、複数のＣＢ−ＲＮＴＩが示す各ＰＤＣＣＨを全て監視してもよいし、一部のＰＤＣＣＨを監視してもよい。なお、ＰＤＣＣＨは、ＥＰＤＣＣＨ（Enhanced Physical Downlink Control Channel）を含んでもよい。
無線基地局は、所定のタイミングでＣＢグラントをユーザ端末群に送信する（ステップＳ１３）。通知された利用可能なＣＢ−ＲＮＴＩに対応するＣＢグラントを検出（受信）したユーザ端末は、チャネルのセンシングを開始する（ステップＳ１４）。具体的には、ＣＢグラントを検出した後のセンシングサブフレームにおけるＬＢＴ期間で、センシングを実施する。
ＬＢＴの結果、チャネルがフリーだと判断した場合、いずれかのＣＢグラントを選択し、レポート期間に選択したＣＢグラントを示す情報を通知する。その後、選択したＣＢグラントに基づいて、所定の無線リソースを用いてＰＵＳＣＨ送信を実施する（ステップＳ１５）。
なお、図９のステップＳ１４−Ｓ１５は、図５のステップＳ２−Ｓ５に対応している。また、図９のステップＳ１１−Ｓ１３は、図５のステップＳ２の前に行われることが好ましい。
以下、具体例を挙げて第２の実施形態について説明する。まず、センシングサブフレームにおけるＬＢＴ、ＧＰ及びＲｅｐｏｒｔの長さがセル固有である場合（実施形態２．１）を説明する。実施形態２．１では、所定のユーザ端末群は、複数の共通するＵＬグラント（ＣＢグラント）を予め受信する。ユーザ端末は、ＬＢＴ期間におけるリスニングによりチャネルがフリーだと判断した場合、同じセンシングサブフレームのレポート期間において、選択したＣＢグラントを示す情報を送信する。ここで、選択したＣＢグラントを示す情報をマッピングする無線リソースは、ユーザ端末間の衝突可能性を低減するために、ランダムに選択される。例えば、無線リソースをレポート期間の範囲内で時間又は周波数方向にランダムに選択してもよいし、無線リソースに適用する符号リソースをランダムに選択してもよい。
図１０は、第２の実施形態におけるＬＢＴ、ＧＰ及びＲｅｐｏｒｔの長さがセル固有の場合の一例を示す図である。ＵＥ １及び２は、ＬＢＴ期間においてチャネルがフリーだと判断し、レポート期間内でランダムに送信タイミングを決定する。図１０では、ＵＥ １はレポート期間内の１番目のＯＦＤＭシンボル、ＵＥ ２はレポート期間内の３番目のＯＦＤＭシンボルを用いて選択したＣＢグラントを示す情報（それぞれ、ＵＬグラント １、ＵＬグラント ２を示す情報）を送信する。そして、ＵＥ １及び２は、それぞれが選択したＣＢグラントに基づいてＰＵＳＣＨを送信し、所定のサブフレーム後にｅＮＢからＰＵＳＣＨの受信失敗を通知された場合には、再送制御を行う。
ここで、ＣＢグラントを示す情報は、ユーザ端末がどのＣＢグラントを選択したかを、無線基地局が把握できる情報である。例えば、複数のＣＢグラントに個別に付けられたインデックスであってもよいし、各ＣＢグラントが示す無線リソースのＲＢに関する情報（例えば、ＲＢの開始位置、ＲＢの数、ＲＢの帯域幅）であってもよい。なお、ＣＢグラントを示す情報とともに、例えばＮＡＶ（Network Allocation Vector）、ＢＳＲ（Buffer Status Report）など、別の有用な情報を通知してもよい。
次に、センシングサブフレームにおけるＬＢＴ、ＧＰ及びＲｅｐｏｒｔの長さがユーザ端末固有である場合（実施形態２．２）を説明する。実施形態２．２では、所定のユーザ端末群は、複数の共通するＵＬグラント（ＣＢグラント）を予め受信する。ユーザ端末は、ＬＢＴ期間におけるリスニングによりチャネルがフリーだと判断した場合、同じセンシングサブフレームのレポート期間における１番目のＯＦＤＭシンボルを用いて、選択したＣＢグラントを示す情報を送信する。なお、ＣＢグラントを示す情報を送信するシンボルは、レポート期間における１番目のＯＦＤＭシンボルに限られず、他のユーザ端末のＬＢＴ期間と重複するシンボルであってもよい。
図１１は、第２の実施形態におけるＬＢＴ、ＧＰ及びＲｅｐｏｒｔの長さがユーザ端末固有の場合の一例を示す図である。図１１の例では、ＵＥ １のＬＢＴ期間は、ＵＥ ２のＬＢＴ期間より短く設定されている。
ＵＥ １は、ＬＢＴ期間においてチャネルがフリーだと判断し、レポート期間内の１番目のＯＦＤＭシンボルを用いて選択したＣＢグラント（ＵＬグラント １）を示す情報を送信する。一方、ＵＥ ２は、ＵＥ １により送信された信号の干渉の影響を受けて、ＬＢＴ期間においてチャネルがビジーだと判断する。ＵＥ １は、上記ＣＢグラントに基づいてＰＵＳＣＨを送信し、所定のサブフレーム後にｅＮＢからＰＵＳＣＨの受信失敗を通知された場合には、再送制御を行う。
このように、実施形態２．２では、基本的にＬＢＴ期間が最も短いユーザ端末がＰＵＳＣＨを送信する権利を得ることになる。複数のユーザ端末で送信機会の公平性を保障するためには、図８で示したように、ＬＢＴ期間は準静的に変更されることが好ましい。
以上説明したように、第２の実施形態によれば、第１の実施形態とは異なり、ＳＲ／ＲＡＰの送信からＵＬグラントの受信までの時間を省略することができる。このため、ユーザ端末は低遅延でＰＵＳＣＨを送信することができ、システム全体のスループット低下を抑制することが可能となる。
なお、第２の実施形態では、各ユーザ端末は複数のＣＢグラントを選択して用いてもよい。これによれば、実施形態２．１の場合、ＵＬグラントが衝突する可能性は大きくなるが、複数のＵＬグラントを用いることでデータを短時間で送信することができるようになる。また、実施形態２．２の場合、ＬＢＴによりチャネルがフリーだと判断した特定のユーザ端末が、割り当てられた複数のＵＬグラントを全て用いて大きなデータを短時間に送信できるため、当該端末の上りスループット及び無線リソースの利用効率を向上させることが可能となる。
（第３の実施形態）
上記第１及び第２の実施形態では、ユーザ端末が固有又は共有のＵＬグラントを要求する場合を示した。以下で説明する第３の実施形態では、第１及び第２の実施形態と異なり、ユーザ端末は、ＵＬグラントを用いずにデータ送信を実施する。この場合、ユーザ端末はＰＵＳＣＨ送信に関する所定の情報として、ＰＵＳＣＨの復調に必要な情報（例えば、ＰＵＳＣＨを割り当てるリソースブロック（ＲＢ）、ＭＣＳ、ＰＨＩＣＨ用リソースの指示など）を決定し、ＵＬ−ＬＢＴを実施したサブフレームと同じサブフレームで、当該情報を無線基地局に送信する。ＰＵＳＣＨの復調に必要な情報は、言い換えると、ＰＵＳＣＨの送信に必要な情報である。
図１２は、第３の実施形態の一例を示す図である。ＵＥは、ＬＢＴ期間においてチャネルがフリーだと判断し、レポート期間内で、ＰＵＳＣＨの復調に必要な情報などを送信し、その後のＵＬサブフレームでこれらの情報に基づいてＰＵＳＣＨを送信する。
以下、第３の実施形態で通知するＰＵＳＣＨの復調に必要な情報について説明する。ここでは、ＲＢ、ＭＣＳ、ＰＨＩＣＨ用リソースの指示などについて述べるが、これらに限られず、他の情報が含まれてもよい。
ＲＢは、ユーザ端末がＬＢＴでセンシングする上りリンクの帯域幅に基づいて決定することができる。したがって、ＲＢは、アンライセンスバンドの全帯域幅を用いてもよいし、所定のサブバンドの帯域幅を用いてもよい。
図１３は、アンライセンスバンドにおけるＵＬ信号の割り当ての一例を示す図である。この例では、あるサブフレームにおいて、ＵＥ １がサブバンド１のＲＢ、ＵＥ ２がサブバンド２のＲＢを用いて送信している。また、異なるサブフレームにおいて、ＵＥ ３が全帯域幅のＲＢを用いて送信している。なお、ＵＬ信号の割り当ては図１３の例に限られず、ユーザ端末数や帯域幅などが異なり、各ＲＢの割り当てが異なる構成としてもよい。
ＭＣＳは、例えば、以下の式１で求める。
（式１）
ＭＣＳ＝ｆ（所望のＢＬＥＲ、 ＳＩＮＲ）
ここで、ｆは所定の関数を示す。ＢＬＥＲはブロック誤り率（Block Error Rate）を示し、例えば総受信ブロック数と、誤りを含むブロック数と、から求めることができる。ＳＩＮＲ＝ＰＴ／ＰＩであり、ＰＴはユーザ端末の送信電力、ＰＩはユーザ端末により推定された干渉電力である。干渉電力は、例えば、所定の期間におけるアンライセンスバンドの測定結果から推定することができる。
ユーザ端末は、これらの値を計算し、無線基地局に特定のＭＣＳをフィードバックする。ＭＣＳは、例えば、所定の変調方式及び符号化率の組み合わせを表すＭＣＳインデックス（MCS index）である。
また、ＭＣＳは、以下の式２で求めてもよい。
（式２）
ＭＣＳ＝最新のDCIMCS − Deltaoffset
ここで、最新のDCIMCSは、ＰＤＣＣＨを用いて受信した最新のＤＣＩに含まれるＭＣＳのことである。また、Deltaoffsetは、最新のDCIMCSと、ユーザ端末が送信するＰＵＳＣＨに適用するＭＣＳと、の差分を示す値である。
図１４は、第３の実施形態におけるＭＣＳの通知の一例を示す図である。ＬＢＴの結果がフリーである場合、ユーザ端末は例えば式２に基づいて、１サブフレーム前のＰＤＣＣＨに含まれた最新のDCIMCSを用いてDeltaoffsetを算出し、レポート期間にDeltaoffsetを送信する。
次に、第３の実施形態におけるＰＨＩＣＨ用リソースの指示について述べるが、その前にＰＨＩＣＨ用リソースの指示の従来方法を説明する。図１５は、従来のＰＨＩＣＨ用リソースの指示の一例を示す図である。
まず、無線基地局（ｅＮＢ）は、ＵＬグラント（例えば、ＤＣＩ ０／４）をユーザ端末に送信する。当該ＵＬグラントは、ＵＬ送信に用いられるＤＭ−ＲＳ（Demodulation Reference Signal）のサイクリックシフトに関連する値であるnDMRSを含む。
次に、ユーザ端末（ＵＥ）は、ＵＬグラントに基づいてＵＬデータをＰＵＳＣＨで送信する。無線基地局は、このＵＬデータを正しく受信できたか否かに基づいてＰＨＩＣＨでＨＡＲＱの送達確認信号（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）を送信する。ここで、ＡＣＫ／ＮＡＣＫが割り当てられる無線リソースは、nDMRSに関連付けられているため、ユーザ端末はnDMRSに基づいて適切なＰＨＩＣＨを監視することができる。
一方、第３の実施形態では、ＵＬグラントを利用しないため、以下のようにnDMRSを決定する。第３の実施形態では、nDMRSは固定値（例えば、nDMRS＝０）として定められていてもよい。これにより、nDMRSに係るシグナリング量を低減することができる。この構成は、１つのユーザ端末のみがＰＵＳＣＨの送信を実施する場合に好適である。
また、第３の実施形態では、nDMRSは所定のパラメータと関連付けられていてもよい。例えば、nDMRSは、ユーザ端末毎に設定されるＣ−ＲＮＴＩ（Cell ＲＮＴＩ）にマッピングされていてもよいし、サブバンドを示すサブバンドインデックスにマッピングされていてもよい。これにより、nDMRSに係るシグナリング量を低減することができる。この構成は、複数のユーザ端末がＰＵＳＣＨの送信を実施する場合に好適である。
また、第３の実施形態では、nDMRSはユーザ端末によって選択されてもよい。当該選択は、ランダムに行われてもよいし、所定のパラメータ（例えば、Ｃ−ＲＮＴＩ）に基づいて行われてもよい。図１６は、第３の実施形態におけるnDMRSの通知の一例を示す図である。図１６に示すように、ユーザ端末は、選択したnDMRSを、無線基地局にフィードバックする。
以下、具体例を挙げて第３の実施形態について説明する。まず、センシングサブフレームにおけるＬＢＴ、ＧＰ及びＲｅｐｏｒｔの長さがセル固有である場合（実施形態３．１）を説明する。実施形態３．１では、ユーザ端末は、ＬＢＴ期間におけるリスニングによりチャネルがフリーだと判断した場合、同じセンシングサブフレームのレポート期間において、ＰＵＳＣＨの復調に利用される情報（例えば、ＲＢ、ＭＣＳ、ＰＨＩＣＨ用リソースの指示、Ｃ−ＲＮＴＩなど）を送信する。なお、ＰＵＳＣＨの復調に利用される情報とともに他の有用な情報を送信してもよい。ここで、レポート期間において各種情報をマッピングする無線リソースは、ユーザ端末間の衝突可能性を低減するために、ランダムに選択される。例えば、無線リソースをレポート期間の範囲内で時間又は周波数方向にランダムに選択してもよいし、無線リソースに適用する符号リソースをランダムに選択してもよい。
図１７は、第３の実施形態におけるＬＢＴ、ＧＰ及びＲｅｐｏｒｔの長さがセル固有の場合の一例を示す図である。ＵＥ １及び２は、ＬＢＴ期間においてチャネルがフリーだと判断し、レポート期間内でランダムに送信タイミングを決定する。図１７では、ＵＥ １はレポート期間内の１番目のＯＦＤＭシンボル、ＵＥ ２はレポート期間内の３番目のＯＦＤＭシンボルを用いてＰＵＳＣＨの復調に必要な情報（ＲＢ、ＭＣＳ、ＰＨＩＣＨ用リソースの指示、Ｃ−ＲＮＴＩなど）を送信する。そして、ＵＥ １及び２は、上記情報に基づいてＰＵＳＣＨを送信し、所定のサブフレーム後にｅＮＢからＰＵＳＣＨの受信失敗を通知された場合には、再送制御を行う。
次に、センシングサブフレームにおけるＬＢＴ、ＧＰ及びＲｅｐｏｒｔの長さがユーザ端末固有である場合（実施形態３．２）を説明する。実施形態３．２では、ユーザ端末は、ＬＢＴ期間におけるリスニングによりチャネルがフリーだと判断した場合、同じセンシングサブフレームのレポート期間における１番目のＯＦＤＭシンボルを用いて、ＰＵＳＣＨの復調に利用される情報を送信する。なお、ＰＵＳＣＨの復調に利用される情報を送信するシンボルは、レポート期間における１番目のＯＦＤＭシンボルに限られず、他のユーザ端末のＬＢＴ期間と重複するシンボルであってもよい。
図１８は、第３の実施形態におけるＬＢＴ、ＧＰ及びＲｅｐｏｒｔの長さがユーザ端末固有の場合の一例を示す図である。図１８の例では、ＵＥ １のＬＢＴ期間は、ＵＥ ２のＬＢＴ期間より短く設定されている。
ＵＥ １は、ＬＢＴ期間においてチャネルがフリーだと判断し、レポート期間内の１番目のＯＦＤＭシンボルを用いてＰＵＳＣＨの復調に必要な情報（ＲＢ、ＭＣＳ、ＰＨＩＣＨ用リソースの指示、Ｃ−ＲＮＴＩなど）を送信する。一方、ＵＥ ２は、ＵＥ １により送信された信号の干渉の影響を受けて、ＬＢＴ期間においてチャネルがビジーだと判断する。ＵＥ １は、上記情報に基づいてＰＵＳＣＨを送信し、所定のサブフレーム後にｅＮＢからＰＵＳＣＨの受信失敗を通知された場合には、再送制御を行う。
このように、実施形態３．２では、基本的にＬＢＴ期間が最も短いユーザ端末がＰＵＳＣＨを送信する権利を得ることになる。複数のユーザ端末で送信機会の公平性を保障するためには、図８で示したように、ＬＢＴ期間は準静的に変更されることが好ましい。
（無線通信システムの構成）
以下、本発明の一実施形態に係る無線通信システムの構成について説明する。この無線通信システムでは、上記第１−第３の実施形態に係る無線通信方法が適用される。なお、上記の各実施形態に係る無線通信方法は、それぞれ単独で適用してもよいし、組み合わせて適用してもよい。
図１９は、本発明の一実施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。なお、図１９に示す無線通信システムは、例えば、ＬＴＥシステム、ＳＵＰＥＲ ３Ｇ、ＬＴＥ−Ａシステムなどが包含されるシステムである。この無線通信システムでは、ＬＴＥシステムのシステム帯域幅を１単位とする複数の基本周波数ブロック（コンポーネントキャリア）を一体としたキャリアアグリゲーション（ＣＡ）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、図１９に示す無線通信システムは、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、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）などと呼ばれても良い。
図１９に示す無線通信システム１は、マクロセルＣ１を形成する無線基地局１１と、マクロセルＣ１内に配置され、マクロセルＣ１よりも狭いスモールセルＣ２を形成する無線基地局１２ａ−１２ｃとを備えている。また、マクロセルＣ１及び各スモールセルＣ２には、ユーザ端末２０が配置されている。例えば、マクロセルＣ１をライセンスバンドで利用し、スモールセルＣ２を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、ＤＬ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。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（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。各ユーザ端末２０は、ＬＴＥ、ＬＴＥ−Ａなどの各種通信方式に対応した端末であり、移動通信端末だけでなく固定通信端末を含んでよい。
無線通信システムにおいては、無線アクセス方式として、下りリンクについてはＯＦＤＭＡ（直交周波数分割多元接続）が適用され、上りリンクについてはＳＣ−ＦＤＭＡ（シングルキャリア−周波数分割多元接続）が適用される。ＯＦＤＭＡは、周波数帯域を複数の狭い周波数帯域（サブキャリア）に分割し、各サブキャリアにデータをマッピングして通信を行うマルチキャリア伝送方式である。ＳＣ−ＦＤＭＡは、システム帯域幅を端末毎に１つ又は連続したリソースブロックからなる帯域に分割し、複数の端末が互いに異なる帯域を用いることで、端末間の干渉を低減するシングルキャリア伝送方式である。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。また、ＰＢＣＨにより、同期信号や、ＭＩＢ（Master Information Block）などが伝送される。
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シンボル数が伝送される。ＰＨＩＣＨにより、ＰＵＳＣＨに対するＨＡＲＱの送達確認信号（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）が伝送される。ＥＰＤＣＣＨは、ＰＤＳＣＨ（下り共有データチャネル）と周波数分割多重され、ＰＤＣＣＨと同様にＤＣＩなどを伝送するために用いられてもよい。
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）、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）、送達確認信号などが伝送される。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（ＲＡプリアンブル）が伝送される。
図２０は、本実施形態に係る無線基地局１０（無線基地局１１及び１２を含む）の全体構成の一例を示す図である。無線基地局１０は、ＭＩＭＯ伝送のための複数の送受信アンテナ１０１と、アンプ部１０２と、送受信部１０３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、送受信部１０３は、送信部及び受信部から構成されてもよい。
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。
また、ベースバンド信号処理部１０４は、上位レイヤシグナリング（例えば、ＲＲＣシグナリング、報知情報など）により、ユーザ端末２０に対して、当該セルにおける通信のための制御情報（システム情報）を通知する。当該セルにおける通信のための情報には、例えば、上りリンクにおけるシステム帯域幅、下りリンクにおけるシステム帯域幅などが含まれる。
また、ライセンスバンドにおいて無線基地局（例えば、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の通信に関するアシスト情報（例えば、ＤＬ ＴＰＣ情報など）を送信してもよい。
各送受信部１０３は、ベースバンド信号処理部１０４からアンテナ毎にプリコーディングして出力されたベースバンド信号を無線周波数帯に変換して送信する。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、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とすることができる。
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で増幅される。各送受信部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。また、送受信部１０３はユーザ端末２０からのＰＵＳＣＨ送信に関する所定の情報を含む信号を受信し、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、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、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。例えば、伝送路インターフェース１０６は、隣接無線基地局１０との間で、ＴＤＤ ＵＬ／ＤＬ構成、特別サブフレーム構成、センシングサブフレーム構成、センシングパターンなどを送受信してもよい。
図２１は、本実施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２１では、本実施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２１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（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、受信処理部３０４と、を有している。
制御部（スケジューラ）３０１は、ＰＤＳＣＨで送信される下りデータ信号、ＰＤＣＣＨ及び／又は拡張ＰＤＣＣＨ（ＥＰＤＣＣＨ）で伝送される下り制御信号のスケジューリング（例えば、リソース割り当て）を制御する。また、システム情報、同期信号、ＣＲＳ（Cell-specific Reference Signal）、ＣＳＩ−ＲＳ（Channel State Information Reference Signal）などの下り参照信号などのスケジューリングの制御も行う。また、上り参照信号、ＰＵＳＣＨで送信される上りデータ信号、ＰＵＣＣＨ及び／又はＰＵＳＣＨで送信される上り制御信号、ＰＲＡＣＨで送信されるＲＡプリアンブルなどのスケジューリングを制御する。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。
また、制御部３０１は、ユーザ端末２０が用いるセンシングパターン及び／又はセンシングサブフレーム構成を決定し、決定したセンシングパターン及び／又はセンシングサブフレーム構成を送信信号生成部３０２に出力し、マッピング部３０３に対してこれらの情報を含む信号をマッピングするように制御を行ってもよい。
制御部３０１は、受信処理部３０４から入力されるＰＵＳＣＨ送信に関する所定の情報に基づいて、ユーザ端末２０のＰＵＳＣＨを復調するように、送信信号生成部３０２、マッピング部３０３及び受信処理部３０４を制御する。具体的には、制御部３０１は、所定の情報がスケジューリング要求（ＳＲ：Scheduling Request）／ランダムアクセスプリアンブル（ＲＡＰ：Random Access Preamble）である場合には、適切な無線リソースを示すＵＬグラントをユーザ端末２０に送信するように送信信号生成部３０２及びマッピング部３０３を制御し、当該無線リソースでＰＵＳＣＨを復調するよう受信処理部３０４を制御する（第１の実施形態）。
また、制御部３０１は、適当なユーザ端末群を選択し、これらに共通して複数のＵＬグラント（ＣＢグラント）を通知するように制御する（第２の実施形態）。この場合、所定の情報がＣＢグラントを示す情報である場合には、当該ＣＢグラントが示す無線リソースでＰＵＳＣＨを復調するよう受信処理部３０４を制御する。なお、制御部３０１は、予めＣＢグラントに対応する所定の識別子（例えば、ＣＢ−ＲＮＴＩ）をユーザ端末群に通知するように制御を実施する。
また、制御部３０１は、所定の情報がＰＵＳＣＨの復調に必要な情報（例えば、ＰＵＳＣＨを割り当てるリソースブロック（ＲＢ）、ＭＣＳ、ＰＨＩＣＨ用リソースの指示など）である場合には、当該情報が示す無線リソースでＰＵＳＣＨを復調するよう受信処理部３０４を制御する（第３の実施形態）。
送信信号生成部３０２は、制御部３０１からの指示に基づいて、ＤＬ信号（下り制御信号、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。例えば、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からのチャネル状態情報（ＣＳＩ）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。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又は信号生成回路とすることができる。
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ピング回路又はマッパーとすることができる。
受信処理部３０４は、ユーザ端末から送信されるＵＬ信号（例えば、送達確認信号（ＨＡＲＱ−ＡＣＫ）、ＰＵＳＣＨで送信されたデータ信号など）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。また、受信処理部３０４は、受信した信号を用いて受信電力（ＲＳＲＰ）やチャネル状態について測定してもよい。なお、処理結果や測定結果は、制御部３０１に出力されてもよい。受信処理部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／測定器又は信号処理／測定回路とすることができる。
受信処理部３０４は、ＰＵＳＣＨ送信に関する所定の情報を取得して、制御部３０１に出力する。また、受信処理部３０４は、制御部３０１からの指示に基づいて、所定の情報が示す無線リソースで、ＰＵＳＣＨを受信して復調する。
図２２は、本実施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、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、送受信部２０３は、送信部及び受信部から構成されてもよい。
複数の送受信アンテナ２０１で受信された無線周波数信号は、それぞれアンプ部２０２で増幅される。各送受信部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、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とすることができる。送受信部２０３は、アンライセンスバンドでＵＬ／ＤＬ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ＵＬ／ＤＬ信号の送受信が可能であってもよい。
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。
図２３は、本実施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２３においては、本実施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２３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、受信処理部４０４と、を有している。
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／ＥＰＤＣＣＨで送信された信号）及び下りデータ信号（ＰＤＳＣＨで送信された信号）を、受信信号処理部４０４から取得する。制御部４０１は、下り制御信号や、下りデータ信号に対する再送制御の要否を判定した結果などに基づいて、上り制御信号（例えば、送達確認信号（ＨＡＲＱ−ＡＣＫ）など）や上りデータ信号の生成を制御する。具体的には、制御部４０１は、送信信号生成部４０２及びマッピング部４０３の制御を行う。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とすることができる。
また、制御部４０１は、アプリケーション部２０５から入力されるＵＬデータのバッファ量を把握する機能を有し、ＵＬデータがある場合には、センシングサブフレームにおいて受信処理部４０４にＵＬ−ＬＢＴを実施させるように制御する。なお、ＵＬデータがない場合でも、受信処理部４０４にＵＬ−ＬＢＴを実施させてもよい。
ここで、制御部４０１は、所定のサブフレームをセンシングサブフレームとして制御する。例えば、制御部４０１は、無線基地局１０の通知によりセンシングパターンを把握して、当該センシングパターンに基づいてセンシングサブフレームの制御を実施してもよい。
制御部４０１は、受信処理部４０４にＵＬ−ＬＢＴを実施させた結果、チャネルがフリーであると判断する場合、ＵＬ−ＬＢＴを実施したサブフレームと同じサブフレームで、ＰＵＳＣＨ送信に関する所定の情報を送信するように、送信信号生成部４０２及びマッピング部４０３を制御する。具体的には、制御部４０１は、スケジューリング要求（ＳＲ：Scheduling Request）／ランダムアクセスプリアンブル（ＲＡＰ：Random Access Preamble）を、センシングサブフレームのレポート期間で送信するように送信信号生成部４０２及びマッピング部４０３を制御する（第１の実施形態）。
また、制御部４０１は、予め無線基地局１０から所定のユーザ端末群に共通して通知された複数のＵＬグラント（ＣＢグラント）のうち、少なくとも１つのＣＢグラントを示す情報を、センシングサブフレームのレポート期間で送信するように送信信号生成部４０２及びマッピング部４０３を制御する（第２の実施形態）。なお、制御部４０１は、受信処理部４０４からＣＢグラントを検出したことを通知された場合に、受信処理部４０４にＵＬ−ＬＢＴを実施させる構成としてもよい。例えば、制御部４０１は、ＣＢグラント検出後のセンシングサブフレームで受信処理部４０４にＬＢＴを実施させるよう制御してもよい。
また、制御部４０１は、ＰＵＳＣＨの復調に必要な情報（例えば、ＰＵＳＣＨを割り当てるリソースブロック（ＲＢ）、ＭＣＳ、ＰＨＩＣＨ用リソースの指示など）を、センシングサブフレームのレポート期間で送信するように送信信号生成部４０２及びマッピング部４０３を制御する（第３の実施形態）。
また、制御部４０１は、無線基地局１０に送信したＰＵＳＣＨ送信に関する情報が示す無線リソースで、ＰＵＳＣＨを送信するように送信信号生成部４０２及びマッピング部４０３を制御する。
なお、制御部４０１は、センシングの構成、センシングサブフレーム構成などがセル固有の場合には、所定の情報をレポート期間内のランダムな無線リソース（例えば、ランダムに決定したＯＦＤＭシンボル）で送信するように制御することが好ましい。また、制御部４０１は、センシングの構成、センシングサブフレーム構成などがユーザ端末固有の場合には、所定の情報をレポート期間内の早いタイミング（例えば、最初のＯＦＤＭシンボル）で送信するように制御することが好ましい。
送信信号生成部４０２は、制御部４０１からの指示に基づいて、ＵＬ信号（上り制御信号、上りデータ信号、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。例えば、送信信号生成部４０２は、制御部４０１からの指示に基づいて、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。例えば、制御部４０１は、無線基地局１０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。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又は信号生成回路とすることができる。
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ピング回路又はマッパーとすることができる。
受信処理部４０４は、ライセンスバンド、アンライセンスバンドで送信されるＤＬ信号（例えば、無線基地局から送信された下り制御信号、ＰＤＳＣＨで送信された下りデータ信号など）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。受信処理部４０４は、無線基地局１０からＴＤＤ ＵＬ／ＤＬ構成、特別サブフレーム構成、センシングサブフレーム構成、センシングパターンなどを受信した場合、制御部４０１に出力する。また、受信処理部４０４は、受信した信号を用いて受信電力（ＲＳＲＰ）やチャネル状態について測定してもよい。なお、処理結果や測定結果は、制御部４０１に出力されてもよい。受信処理部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／測定器又は信号処理／測定回路とすることができる。
受信処理部４０４は、制御部４０１からの指示に基づいて、所定のサブフレーム（例えば、特別サブフレーム）をセンシングサブフレームとして、アンライセンスバンドでＬＢＴを実施し、ＬＢＴの結果（例えば、チャネル状態がクリアであるかビジーであるかの判定結果）を、制御部４０１に出力する。
また、受信処理部４０４は、ＣＢグラントを、各ＣＢグラントに対応する所定の識別子（例えば、ＣＢ−ＲＮＴＩ）に基づいて検出する。ＣＢグラントを検出したことは、制御部４０１に通知されてもよい。
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、無線基地局１０やユーザ端末２０の各機能の一部又は全ては、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などのハードウェアを用いて実現されても良い。また、無線基地局１０やユーザ端末２０は、プロセッサ（ＣＰＵ）と、ネットワーク接続用の通信インターフェースと、メモリと、プログラムを保持したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体と、を含むコンピュータ装置によって実現されてもよい。
ここで、プロセッサやメモリなどは情報を通信するためのバスで接続される。また、コンピュータ読み取り可能な記録媒体は、例えば、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスクなどの記憶媒体である。また、プログラムは、電気通信回線を介してネットワークから送信されても良い。また、無線基地局１０やユーザ端末２０は、入力キーなどの入力装置や、ディスプレイなどの出力装置を含んでいてもよい。
無線基地局１０及びユーザ端末２０の機能構成は、上述のハードウェアによって実現されてもよいし、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールによって実現されてもよいし、両者の組み合わせによって実現されてもよい。プロセッサは、オペレーティングシステムを動作させてユーザ端末の全体を制御する。また、プロセッサは、記憶媒体からプログラム、ソフトウェアモジュールやデータをメモリに読み出し、これらに従って各種の処理を実行する。ここで、当該プログラムは、上記の各実施形態で説明した各動作を、コンピュータに実行させるプログラムであれば良い。例えば、ユーザ端末２０の制御部４０１は、メモリに格納され、プロセッサ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。
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。
本出願は、２０１４年７月３１日出願の特願２０１４−１５６２１０に基づく。この内容は、全てここに含めておく。

Claims (7)

  1. 信号の送信前にセンシングを行う受信処理部と、
    Physical Uplink Shared Channel（ＰＵＳＣＨ）を送信する送信部と、を有することを特徴とするユーザ端末。
  2. 前記送信部は、前記ＰＵＳＣＨ送信に関する所定の情報をさらに送信することを特徴とする請求項１に記載のユーザ端末。
  3. 前記所定の情報は、前記ＰＵＳＣＨの復調に必要な情報を含むことを特徴とする請求項２に記載のユーザ端末。
  4. 前記送信部は、ＵＬグラントに基づかずに前記ＰＵＳＣＨを送信することを特徴とする請求項２又は３に記載のユーザ端末。
  5. 前記センシングを実施する期間と、前記所定の情報を送信するレポート期間と、は所定の期間に含まれ、
    前記送信部は、前記所定の情報を、前記レポート期間内でランダムに決定したシンボルで送信することを特徴とする請求項２から請求項４のいずれかに記載のユーザ端末。
  6. 前記センシングを実施する期間と、前記所定の情報を送信するレポート期間と、は所定の期間に含まれ、
    前記送信部は、前記所定の情報を、前記レポート期間内の最初のシンボルで送信することを特徴とする請求項２から請求項４のいずれかに記載のユーザ端末。
  7. 信号の送信前にセンシングを行う工程と、
    Physical Uplink Shared Channel（ＰＵＳＣＨ）と、前記ＰＵＳＣＨ送信に関する所定の情報を送信する工程と、を有することを特徴とするユーザ端末の無線通信方法。
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