JP2020036333A - ユーザ端末および無線通信方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】アンライセンスバンドでLTEを運用するLAAにおいて、アンライセンスバンドで上りリンク通信を適切に行うユーザ端末および無線通信方法を提供する。【解決手段】ユーザ端末は、第1の周波数キャリアのサブフレーム内のOFDMシンボルタイミングにてLBTを実行して、LBT期間中の受信電力が所定のしきい値以下で、かつ、下りリンク信号を検出しない場合に、サブフレーム内の一部のOFDMシンボルが下りリンク信号の送信に使用されていないことを検出し、一部のOFDMシンボルで上りリンク信号を送信するよう制御する。【選択図】図3
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および無線通信方法に関する。
UMTS(universal mobile telecommunication 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からのさらなる広帯域化および高速化を目的として、LTEアドバンストが仕様化され、さらに、たとえばFRA(future radio access)と呼ばれるLTEの後継システムが検討されている。
Rel.8から12のLTEでは、事業者に免許された周波数帯、すなわちライセンスバンド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た。ライセンスバンドとしては、たとえば800MHz、2GHzまたは1.7GHzなどが使用される。
Rel.13以降のLTEでは、免許不要の周波数帯、すなわちアンライセンスバンドにおける運用もターゲットとして検討されている。アンライセンスバンドとしては、たとえばWi−Fiと同じ2.4GHzまたは5GHz帯などが使用される。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(LAA:license-assisted access)を検討対象としているが、将来的にデュアルコネクティビティやアンライセンスバンドのスタンドアローンも検討対象となる可能性がある。
アンライセンスバンドでは、他事業者のLTE、Wi−Fiまた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となると考えられる。同一周波数での干渉制御機能として、Wi−Fiでは、LBT(listen before talk)またはCCA(clear-channel assessment)と呼ばれる機能が実装されている。日本や欧州などにおいてはLBT機能が5GHz帯アンライセンスバンドで運用されるWi−Fi等のシステムにおいて必須と規定されている。
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(LAA)において、アンライセンスバンドでの上りリンク通信を実現することを考えた場合、LBT機能として上りリンク送信を行う前に信号を送信するチャネルが既に別の端末やシステムによって使用されていないかを確認することが必要となる可能性がある。LBT機能を含んだLTE上りリンク通信を実現する方法はこれまでに規定されていない。
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を運用する無線通信システム(LAA)において、アンライセンスバンドで上りリンク通信を適切に行うことができるユーザ端末および無線通信方法を提供することを目的とする。
本発明のユーザ端末は、LBT(listen before talk)を実行して第1の周波数キャリアにおける上りリンク信号の送信を制御する制御部と、無線基地局から前記第1の周波数キャリアにおいて送信される下りリンク信号を受信する送受信部と、を有し、前記制御部が、前記第1の周波数キャリアのサブフレーム内のOFDMシンボルタイミングにて前記LBTを実行して、前記LBT期間中の受信電力が所定のしきい値以下で、かつ、前記下りリンク信号を検出しない場合に、前記サブフレーム内の一部のOFDMシンボルが前記下りリンク信号の送信に使用されていないことを検出し、前記一部のOFDMシンボルで上りリンク信号を送信するよう制御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を運用する無線通信システム(LAA)において、アンライセンスバンドで上りリンク通信を適切に行うことができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。本実施の形態では、上りリンク信号を送信する周波数キャリアがアンライセンスバンドである場合を例として説明するが、本発明の適用対象はアンライセンスバンドに限られない。本実施の形態では、LBTが設定されない周波数キャリアをライセンスバンド、LBTが設定される周波数キャリア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。すなわち、本実施の形態は、LBTが設定される周波数キャリアであれば、ライセンスバンドまたはアンライセンスバンドにかかわらず適用できる。
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(LAA)では、LBT動作が義務付けられている場合がある。たとえば、日本や欧州では、アンライセンスバンドで送信を開始する前に、LBT動作が義務付けられている。ここで、LBT期間中の受信信号強度が所定のしきい値より高い場合、チャネルはビジー状態(LBTbusy)とみなされる。LBT期間中の受信信号強度が所定のしきい値より低い場合、チャネルはアイドル状態(LBTidle)とみなされる。
LTEにおいて上りリンク通信をユーザ端末が行う場合、無線基地局がユーザ端末に対して無線リソースの割り当てを行い、その後ユーザ端末は割り当てられた無線リソースを用いて上りリンク送信を行う。無線リソースの割り当てが行われるサブフレームと上りリンク信号の送信が行われるサブフレームとは、所定の時間だけ離れている。LAAにおいて無線基地局が、ユーザ端末に対してアンライセンスバンドの上りリンクリソースを割り当てることを考えると、送信を行うユーザ端末が上りリンク送信を行うタイミングの直前にLBT動作を行い、その結果がLBTbusyである場合は、当該リソースでは上りリンク送信が行われない。したがって、当該リソースでは、下りリンク送信も上りリンク送信も行われないが、仮に別のユーザ端末の上りリンク送信あるいは無線基地局からの下りリンク通信のために当該リソースが割り当てられた場合、地理的に離れたユーザ端末や無線基地局においてはチャネル状態が異なりLBTの結果通信が行えた可能性もある。そのため、このケースではリソースが無駄になったと言える。
LTEにおいて無線基地局は上りリンク通信用の無線リソースをユーザ端末に割り当てると、所定のタイミング後、当該リソースにてユーザ端末からの上りリンク信号の受信を試みる。LAAにおいて無線基地局は、上りリンク送信または再送信が行われるアンライセンスバンドのリソースにおいて信号の受信に失敗した場合に、ユーザ端末でのLBT結果(LBTbusy)に起因して信号が送信されなかったのか、あるいはユーザ端末は送信を行ったが信号品質が悪くて信号の受信に失敗したのかを判断することができない。
LAAにおいてアンライセンスバンドでの上りリンク通信を実現するために上りリンク通信用の無線リソースを確保する必要があるが、TDD(time division duplex) UL/DL構成を用いてULサブフレームを準静的(semi-static)に用意することが一つの方法として考えられる。しかしながらそのような場合、前記のとおりユーザ端末においてLBT結果(LBTbusy)に起因してULサブフレームでの通信が行われない場合や逆に無線基地局においてLBT結果に起因してDLサブフレームでの通信が行われない場合は、それらリソースは無駄になったと言える。
TDDでDL/ULを同一キャリアに多重する場合、通常はネットワークが同期してUL/DL構成を合わせる運用が想定されるが、アンライセンスバンドにおいては他オペレータまたは他RAT(radio access technology)が同周波共存するため、それらの他システムとは同期運用できない。
アンライセンスバンドにおける上りリンク送信は、LBT結果に基づいて動的(opportunistic)にしか行えない可能性があるため、既存のLTEにおける、スケジューリングベースのULフレームワークはLAAに適さないと考えられる。
TDD無線フレームのUL/DL構成を10ms単位でL1シグナリングにより切り替えるeIMTA(enhanced interference mitigation and traffic adaptation)により、UL/DLの比率をトラフィックに応じて変えることができる。しかし、そのサブフレームをUL/DLに使用できるかどうかは、LBT結果次第となる。たとえば、あるサブフレームにおいて、無線基地局の近くでは干渉がなかったとしても、そのサブフレームがULサブフレームであれば、無線基地局は、そのサブフレームで下りリンク送信をすることができない。仮に、無線基地局がそのサブフレームで下りリンク送信をしたとしても、ユーザ端末はその信号を受信することができない。
ライセンスバンドを使って、ユーザ端末のLBT結果を無線基地局に報告することが考えられる(Explicit DTX通知)。これにより、無線基地局がユーザ端末のLBT結果を知ることができ、不要な適応制御または再送制御を行うことは回避できる。しかし、上述した準静的な上りリンクリソース割り当てによってリソースの無駄が生じる問題は回避できない。
このように、LAAのアンライセンスバンドで上りリンク通信をどのように効率的に実現するか、という課題がある。
これに対して、本発明者らは、LAAのアンライセンスバンドで上りリンク通信を効率的に実現するための構成を見出した。具体的には、アンライセンスバンドを主に下りリンク送信で使うことを規定するとともに、ユーザ端末が、無線基地局からのスケジューリングなしで、衝突型の上りリンク送信を行う構成を見出した。
(第1の態様)
第1の態様では、ユーザ端末は、LAA下りリンク送信が行われていないタイミングにおいて、上りリンク送信を行うことができる。ユーザ端末は、LAA下りリンク信号の検出有無でそのサブフレームが上りリンクサブフレームか下りリンクサブフレームかを自律的に判断できる。また、上りリンク送信の衝突については、送信を行おうとするユーザ端末数をコントロールすることや、ユーザ端末に異なる優先度を付与することにより、無線基地局側からの制御でコントロールできる。
第1の態様では、ユーザ端末は、LAA下りリンク送信が行われていないタイミングにおいて、上りリンク送信を行うことができる。ユーザ端末は、LAA下りリンク信号の検出有無でそのサブフレームが上りリンクサブフレームか下りリンクサブフレームかを自律的に判断できる。また、上りリンク送信の衝突については、送信を行おうとするユーザ端末数をコントロールすることや、ユーザ端末に異なる優先度を付与することにより、無線基地局側からの制御でコントロールできる。
これにより、無線基地局側でのLBT結果(LBTbusy)に起因して無線基地局が下りリンク送信を行えない場合に、ユーザ端末側では自身のLBT結果次第で上りリンク送信を行う機会が得られる。すなわち、フレキシブルに、無線リソースをUL/DLで利用できる。また、上りリンクスケジューリングを必要としないため制御信号を削減できる可能性がある。さらにユーザ端末は、LBT結果に従い周囲の干渉状況に合わせて上りリンク送信できるため、リソースを有効利用することができる。
既存のTDD−LTEをベースとした場合、アンライセンスバンドにおけるUL/DLサブフレーム構成は固定的または半固定的に決定される。図1に示す例では、3サブフレーム目は上りリンクサブフレームであり、無線基地局eNBがユーザ端末UE1に上りリンク送信を割り当てている。しかし、ユーザ端末UE1のLBTにより、通信中の周辺無線アクセスポイントAP1からの干渉が検出されたため(LBTbusy)、ユーザ端末UE1は当該サブフレームで上りリンク送信を行うことができない。すなわち、このリソースは無駄になる。この例では、無線基地局eNBまたはユーザ端末UE2であれば、当該サブフレームにおいては干渉が検出されないため(LBTidle)、アンライセンスバンドで下りリンク送信または上りリンク送信を行うことができた。
図1に示す例では、9サブフレーム目は下りリンクサブフレームである。しかし、無線基地局eNBのLBTにより、通信中の周辺無線アクセスポイントAP2からの干渉が検出されたため(LBTbusy)、無線基地局eNBは当該サブフレームで下りリンク送信を行うことができない。すなわち、このリソースは無駄になる。この例では、ユーザ端末UE1であれば、当該サブフレームにおいては干渉が検出されないため(LBTidle)、アンライセンスバンドで上りリンク送信を行うことができた。
そこで、第1の態様では、基本的にアンライセンスバンドにおいてすべてのサブフレームを下りリンクサブフレームとして使用するものとする(図2参照)。ただし、LAA下りリンク送信に使われていないサブフレームタイミングでは、ユーザ端末は、上りリンク送信にリソースを使用することができる。
図2に示す例では、3サブフレーム目のタイミングで、無線基地局eNBのLBTにより干渉が検出されなかったため(LBTidle)、無線基地局eNBは、当該サブフレームで下りリンク送信を行う。ユーザ端末UE1およびUE2は、LAA下りリンク信号を検出し、受信を行う。
図2に示す例では、9サブフレーム目のタイミングで、無線基地局eNBが下りリンク送信を行っていない。したがって、ユーザ端末UE1は、このサブフレームタイミングでLAA下りリンク信号を検出しない。ユーザ端末UE1は、このサブフレームタイミングで、自端末によるLBT結果がLBTidleであれば、このサブフレームで上りリンク送信を行うことができると判断できる。
続いて、ユーザ端末による、DL/ULサブフレーム判定について説明する。ユーザ端末は、サブフレーム先頭のOFDMシンボルまたは1つ前のサブフレーム末尾のOFDMシンボルなどを利用して、当該サブフレームがLAA下りリンク送信に使用されているか否かを検出する。この検出は、無線基地局における下りリンク送信の可否判定として行われるLBTタイミングの後に行う必要がある。
たとえば、図3に示すように、無線基地局が、サブフレーム(N)での下りリンク送信の可否判定として、1つ前のサブフレーム(N−1)の末尾のOFDMシンボルでLBTを行い、ユーザ端末が、サブフレーム(N)での上りリンク送信の可否判定として、当該サブフレーム(N)の先頭のOFDMシンボルでLBTを行ってもよい。すなわち、ユーザ端末は、無線基地局がサブフレーム(N)において下りリンク送信をする場合には、その下りリンク送信が行われるタイミングでLBTを行うこととなる。ユーザ端末は、サブフレーム(N)の先頭のOFDMシンボルで、LBTを行う際、自端末宛ての下りリンク制御情報(DCI:downlink control information)または下りリンク送信される参照信号などを検出してもよい。
LBT期間中の受信電力が所定のしきい値以下であり、かつ、LAA下りリンク信号を検出しない場合、ユーザ端末は、当該サブフレームがLAA下りリンク送信に使われておらず、当該サブフレームにおいて上りリンク送信可能であると判定する。
LBT期間中の受信電力が所定のしきい値以下であり、かつ、他端末宛ての下りリンク信号(たとえば、PCFICH(physical control format indicator channel)など)を検出した場合、ユーザ端末は、当該サブフレームが他端末へのLAA下りリンク送信に使われており、当該サブフレームにおいて上りリンク送信はできないと判定する。
LBT期間中の受信電力が所定のしきい値を超えており、かつ、自端末宛ての下りリンク制御情報(DCI)を検出した場合、ユーザ端末は、当該サブフレームがLAA下りリンク送信に使われていると判定し、当該サブフレームにおいて下りリンク信号の受信動作を行う。無線基地局は、DCIをライセンスバンドで送信してもよいし、アンライセンスバンドで送信してもよい。
それ以外の場合、たとえばLBT期間中の受信電力が所定のしきい値を超えているが、LAA下りリンク信号を検出しない場合、ユーザ端末は、送受信を行わない。たとえば、他RATからの干渉がある場合がこれに該当する。
ユーザ端末は、参照信号などからLAA信号であることを検出した後、制御信号の復調動作を行い、その後、データ受信動作を行ってもよい。
続いて、ユーザ端末による、上りリンク送信動作について説明する。ユーザ端末は、LBT期間中の受信電力が所定のしきい値以下であり、かつ、LAA下りリンク信号を検出しない場合に、アンライセンスバンドの該当するサブフレームで上りリンク送信を行うことができる。
ユーザ端末には、事前に無線基地局から、各ユーザ端末の上りリンク使用可否を、RRC(radio resource control)シグナリング、MAC CE(medium access control(MAC) control element)またはL1(layer 1)シグナリングなどで通知してもよい。これにより、上りリンク送信を行う可能性のあるユーザ端末を絞り込むことができる。具体的には、RRCシグナリングを用いる場合ではUL設定(UL configuring)を通知し、MAC CEを用いる場合ではULアクティブ化(UL activation)を通知し、L1シグナリングを用いる場合ではULグラントを通知してもよい。
上記各シグナリングに加えて、無線基地局は、各ユーザ端末に対して、通知から一定時間上りリンク送信を許可するタイマーを通知してもよい。この場合、ユーザ端末は、タイマーを超えると、LBTidleであっても上りリンク送信が許可されない。また、無線基地局は、各ユーザ端末に対して、通知から一定時間上りリンク送信を許可しないタイマーを通知してもよい。
無線基地局が、各ユーザ端末に異なるバックオフ時間を通知し、バックオフ時間の短い端末ほど優先して上りリンク送信が行えるようにしてもよい。なお、バックオフ時間とは、追加のLBT時間を指し、短いバックオフ時間を通知されたユーザ端末はLBTidleであれば長いバックオフ時間を通知されたユーザ端末よりも先に送信を開始することができる。長いバックオフ時間を通知されたユーザ端末は、自身のLBT期間中に他ユーザ端末の通信が開始された場合には上りリンク通信を行わない。
上りリンク送信可否設定、タイマーやバックオフ時間を各ユーザ端末に設定することにより、上りリンク送信を行おうとするユーザ端末が多すぎて、各端末が上りリンク送信を行っても衝突が発生し、無線基地局が信号を受信できない状況を回避できる。
ユーザ端末には、事前に無線基地局から、RRCシグナリング、MAC CEまたはL1シグナリングなどを用いて、使用可能な変調符号化方式(MCS:modulation and coding scheme)またはランク指標(RI:rank indicator)を、ライセンスバンドまたはアンライセンスバンドにて通知してもよい。すなわち、無線基地局は、事前に上りリンク送信に使用されるMCSまたはRIを指定することができる。
あるいは、ユーザ端末は、自律的に使用するMCSまたはRIを決定してもよい。ユーザ端末は、自律的に決定したMCSまたはRIを用いるデータシンボルとは別に、固定のMCSまたはRIを用いて、データ送信に使用したMCSまたはRI情報などを無線基地局に送信してもよい。このように、ユーザ端末が1サブフレーム内で一部の固定リソースを用いてMCS情報などを送信するため、無線基地局はデータ復調に用いるMCSまたはRIなどを知ることができる。
ユーザ端末は、上りリンク送信に用いるリソースを、帯域幅(リソースブロック数)も含めて、自律的に選択してもよい。この場合、ユーザ端末は、送信に用いたリソースブロック数をMCS情報などと併せて、固定リソースで無線基地局に通知する。
ユーザ端末が上りリンク送信に用いるリソースについて、ネットワークが、事前にリソースのサブセットを設定してもよい。たとえば、25リソースブロックを単位とした4つの候補リソースセットをユーザ端末にRRCで設定し、各ユーザ端末が、これらの候補リソースセットの中から上りリンク送信に用いるリソースセットを1つ選択してもよい。各ユーザ端末は、サブセット帯域ごとにLBTを実行し、使用に適したサブセット、たとえば他端末が短いバックオフ時間での送信を行っていないサブセットを選択してもよい。ユーザ端末に対して、RRCで複数のサブセットパターンとして、たとえば25リソースブロック単位のサブセットと50リソースブロック単位のサブセットなどを通知し、MACまたはL1シグナリングでどのサブセットパターンを適用するのかを切り替えてもよい。
ユーザ端末が自律的にリソースを選択するか、ネットワークが事前にリソースを設定することにより、上りリンク送信端末の混雑度合い、または、そのチャネルの干渉条件(Wi−Fiなど他RATの状況など)を加味して、柔軟に、サブセット構成、すなわち多重するユーザ数または衝突確率などを変更できる。
あるいは、ユーザ端末は、常に周波数キャリア内の全帯域で上りリンク送信を行ってもよい。上りリンク送信は、符号分割多重(CDM:code division multiplex)によりユーザ多重をしてもよい。あるいは、前述の周波数分割多重(FDM:frequency division multiplex)の場合と組み合わせて、サブバンド内での符号分割多重をしてもよい。これにより、同一リソースで複数のユーザ端末による上りリンク送信が衝突しても、通信が可能となる。これは、物理上りリンク制御チャネル(PUCCH:physical uplink control channel)の送信方法を拡張し、符号分割多重を行うリソース単位が広がったと考えることもできる。
MCSなどを通知する一部のシンボルだけを符号分割多重してもよい。これにより、符号分割多重なしでMCSなどを通知する場合と比較して、全体のオーバーヘッドを削減できる。
無線基地局は、ブラインド検出によって端末識別情報(UE ID)などを認識して、上りリンク信号を送信しているユーザ端末を認識してもよい。ネットワークが、事前にユーザ端末に対して使用する系列インデックスも通知することにより、無線基地局が、UL RSの系列インデックスのブラインド検出によってユーザ端末を認識してもよい。無線基地局は、巡回冗長検査(CRC:cyclic redundancy check)のマスキング用に事前に通知したIDを用いて、ユーザ端末を認識してもよい。
ユーザ端末は、MCS情報などを別途送信する際に、その情報にUE IDも含めて通知してもよい。無線基地局は、通知されたUE IDを用いて、上りリンク信号を送信しているユーザ端末を認識できる。MCS情報などを通知するリソースでは、一部またはすべてのユーザ端末間で共通のスクランブリングを用いてもよい。スクランブリング用の系列インデックスは、固定してもよいし、上位シグナリングで事前にユーザ端末に通知してもよい。これにより、無線基地局のブラインド検出候補数を少なく抑えることができる。
ユーザ端末は、データシンボルに使用したMCS情報などをアンライセンスバンドで送信する場合、PUCCHの送信方法を利用してもよい(図4A参照)。PUCCHの送信方法とは、事前に設定された特定(たとえば両端)のリソースブロックの使用、サブフレーム内ホッピング、符号分割多重などを指す。この場合、MCS情報などは、データとは周波数分割多重で同時送信される。図4Aに示される1つのブロックは、厳密に1サブキャリアや1リソースブロックを構成するわけでなく、たとえば複数のリソースブロック単位を指す。
無線基地局は、事前にMCS情報などの送信用のPUCCHリソースインデックス、スクランブリングIDなどを、ユーザ端末に通知してもよい。あるいは、ユーザ端末は、MCS情報などの送信用のPUCCHリソースインデックス、スクランブリングIDなどを、自律的に選択してもよい。
あるいは、新しいPUCCHフォーマットを規定して、データ送信に用いるリソースのインデックス、スクランブリングIDなどをMCSまたはRI情報などと一緒に含めてもよい。無線基地局は、PUCCH部分のブラインド復調ができれば、データを送信しているPUSCHリソースについて、どのユーザ端末がどのようなスクランブリング、MCS、ランク等を用いて送信しているかわかるため、復調が容易になる。
あるいは、ユーザ端末は、サブフレーム内の一部のSC−FDMA(single carrier-frequency division multiple access)シンボルを用いてMCS情報などを送信してもよい(図4B参照)。この場合、MCS情報などは、データとは時分割多重(TDM:time division multiplex)で送信される。
図4Aおよび図4Bにおいて、両端のリソースブロックセットは、オーバーヘッドとして使用してもよい。具体的には、左端のリソースブロックセットは、上りリンク用LBTに使用され、右端のリソースブロックセットは、下りリンク用LBTのためのガードタイムに使用されてもよい。ユーザ端末から無線基地局への上りリンク通信において、上りリンク参照信号(UL RS:uplink reference signal)、物理上りリンク制御チャネル(PUCCH)および物理上りリンク共有チャネル(PUSCH:physical uplink shared channel)が用いられる。
上りリンク参照信号(UL RS)には、データの復調用参照信号(DMRS:demodulation reference signal)が含まれてもよいし、本発明の上り通信方法のための新しい参照信号が含まれてもよい。PUCCHは、制御情報を送信するために用いられてもよい。PUCCHは、たとえば上記MCS情報などを送信するために用いられる。PUSCHは、上りリンクデータを送信するために用いられる。なお、PUSCHリソースでは、前述のように複数ユーザのデータを多重して送信してもよい。
アンライセンスバンドにおいて一部のサブフレームを下りリンク固定または上りリンク固定として、上位レイヤシグナリングにより事前にユーザ端末に通知してもよい。たとえば、メジャメント用の参照信号を周期的に送信するサブフレームは、下りリンク固定としてもよい。これにより、一部のユーザ端末が、下りリンク検出に失敗し、上りリンク送信の衝突が発生した場合における、メジャメントへの影響を避けられる。また、たとえば物理ランダムアクセスチャネル(PRACH:physical random access channel)に用いるサブフレームは、上りリンク固定としてもよい。これにより、ユーザ端末は定期的にランダムアクセスを行う機会を得られる。
無線基地局は、LBTidleであっても、意図的に下りリンク送信を行わないとしてもよい。無線基地局は、下りリンク送信を行わないことを、ライセンスバンドでの上りリンクトラフィック量などを加味して判断できる。無線基地局は、LBTbusyの場合、または、LBTidleであっても意図的に下りリンク送信を行わなかった場合には、上りリンク信号の受信に備えて受信動作を行うことができる。
<UL送信制御>
上述したように、第1の態様では、ユーザ端末が、無線基地局からのスケジューリングなしで、衝突型の上りリンク送信(例えば、Contention-based PUSCH)を行う。この場合、ユーザ端末は、所定タイミングで実施するリスニング(UL−LBT)により、無線基地局から送信される参照信号(初期信号、initial signal、プリアンブル等とも呼ばれる)の検出動作を行う。
上述したように、第1の態様では、ユーザ端末が、無線基地局からのスケジューリングなしで、衝突型の上りリンク送信(例えば、Contention-based PUSCH)を行う。この場合、ユーザ端末は、所定タイミングで実施するリスニング(UL−LBT)により、無線基地局から送信される参照信号(初期信号、initial signal、プリアンブル等とも呼ばれる)の検出動作を行う。
ユーザ端末は、リスニングにおいて無線基地局から送信される参照信号を検出した場合、検出後の一定期間はDLの送信期間(DL TTI)であると認識する。一方で、UL送信トラフィックがある場合、ユーザ端末は、リスニング期間内に参照信号(プリアンブル)の検出動作を行い、参照信号が検出されなかった場合にはUL送信可能と判断する。この場合、ユーザ端末は、無線基地局からのUL送信指示(例えば、ULグラント)を受信していなくてもUL送信(衝突型のUL送信)を行うことができる。
また、リスニングにおいて参照信号を検出しなかったユーザ端末に対して自律的なUL送信を許可するか否かを無線基地局が制御してもよい。この場合、無線基地局は、上位レイヤシグナリング、下り制御情報等を用いてユーザ端末に自律的なUL送信の適用可否を通知することができる。あるいは、ユーザ端末は、無線基地局から自律的なUL送信を解除するシグナリングを受信するまでは自律的なUL送信を行う構成としてもよい。
UL送信において、ユーザ端末が、シンボル単位(又はシンボルより短い時間単位)でリスニングを行う場合、リスニング結果(LBTidle)に基づいて決定される送信タイミングはサブフレームの境界になるとは限らない。リスニング結果(LBTidleとなるタイミング)によっては1つのサブフレームの中で送信に利用できるOFDMシンボル数がサブフレーム内の全てでない場合(一部のOFDMシンボルしか利用できない場合)も想定される。この場合、周波数利用効率や送信機会の損失を抑制する観点から、一部のOFDMシンボルを利用したUL送信を行うことが望ましい。
そのため、ユーザ端末は、リスニング結果がLBTidleでUL送信を行う場合、リスニングが終了したタイミングからUL送信を開始し、一定期間後にUL送信を終了するように制御することができる。なお、リスニングにおいてランダムバックオフを適用する場合、リスニングが終了したタイミングはランダムバックオフ期間が終了した期間とすることができる。
一定期間(UL送信の終了タイミング)は、UL送信の開始タイミングから所定の期間後としてもよいし、次のサブフレーム境界などの所定タイミングにより決定することも可能である。例えば、リスニング結果に基づくUL送信の期間の制御方法として、フローティングTTI(Floating TTI)、部分TTI(Partial TTI)、スーパーTTI(Super TTI)を適用することができる。
<Floating TTI>
ユーザ端末は、リスニングが終了したタイミング(例えば、所定シンボル)からUL送信を開始し、1ms後にUL送信を終了するように制御することができる。このように、フローティングTTIでは、リスニング結果に基づく送信開始タイミングからTTI(例えば、1ms長)単位でULデータ(トランスポートブロック)を含む信号を構成する。ユーザ端末が、サブフレームnの途中から送信を開始する場合、次サブフレームn+1を含めたTTI単位(例えば、1ms)でUL送信を制御することができる。この場合、サブフレームnの一部のOFDMシンボルとサブフレームn+1の一部のOFDMシンボルで1TTIを構成してUL送信を行うことができる(図13A参照)。
ユーザ端末は、リスニングが終了したタイミング(例えば、所定シンボル)からUL送信を開始し、1ms後にUL送信を終了するように制御することができる。このように、フローティングTTIでは、リスニング結果に基づく送信開始タイミングからTTI(例えば、1ms長)単位でULデータ(トランスポートブロック)を含む信号を構成する。ユーザ端末が、サブフレームnの途中から送信を開始する場合、次サブフレームn+1を含めたTTI単位(例えば、1ms)でUL送信を制御することができる。この場合、サブフレームnの一部のOFDMシンボルとサブフレームn+1の一部のOFDMシンボルで1TTIを構成してUL送信を行うことができる(図13A参照)。
<Partial TTI approach>
ユーザ端末は、リスニングが終了したタイミング(例えば、所定シンボル)からUL送信を開始し、UL送信を開始したサブフレーム内(次のサブフレームとの境界まで)でUL送信を終了するように制御することができる。このように、部分TTIでは、単一のサブフレーム内の一部のOFDMシンボルを用いてULデータ(トランスポートブロック)を含む信号を構成する。ユーザ端末は、リスニング結果によりサブフレームnの途中からUL送信を開始する場合、次サブフレームn+1との境界までの一部のOFDMシンボルを用いてULデータ(例えば、PUSCH)や制御信号(例えば、PUCCH)を送信することができる(図13B参照)。
ユーザ端末は、リスニングが終了したタイミング(例えば、所定シンボル)からUL送信を開始し、UL送信を開始したサブフレーム内(次のサブフレームとの境界まで)でUL送信を終了するように制御することができる。このように、部分TTIでは、単一のサブフレーム内の一部のOFDMシンボルを用いてULデータ(トランスポートブロック)を含む信号を構成する。ユーザ端末は、リスニング結果によりサブフレームnの途中からUL送信を開始する場合、次サブフレームn+1との境界までの一部のOFDMシンボルを用いてULデータ(例えば、PUSCH)や制御信号(例えば、PUCCH)を送信することができる(図13B参照)。
<Super TTI approach>
ユーザ端末は、リスニングが終了したタイミング(例えば、所定シンボル)からUL送信を開始し、UL送信を開始したサブフレームの次サブフレームの終了タイミングでUL送信を終了するように制御することができる。このように、スーパーTTIでは、送信開始タイミングのサブフレームに加えて次サブフレーム全体を含めたOFDMシンボルを用いてULデータ(トランスポートブロック)を含む信号を構成する。ユーザ端末は、サブフレームnの途中から送信を開始する場合、当該サブフレームnの一部のOFDMシンボルと、次サブフレームn+1の全てのOFDMシンボルで1TTIを構成してUL送信を制御することができる(図13C参照)。
ユーザ端末は、リスニングが終了したタイミング(例えば、所定シンボル)からUL送信を開始し、UL送信を開始したサブフレームの次サブフレームの終了タイミングでUL送信を終了するように制御することができる。このように、スーパーTTIでは、送信開始タイミングのサブフレームに加えて次サブフレーム全体を含めたOFDMシンボルを用いてULデータ(トランスポートブロック)を含む信号を構成する。ユーザ端末は、サブフレームnの途中から送信を開始する場合、当該サブフレームnの一部のOFDMシンボルと、次サブフレームn+1の全てのOFDMシンボルで1TTIを構成してUL送信を制御することができる(図13C参照)。
また、ユーザ端末が、無線基地局からのスケジューリングなしで、衝突型の上りリンク送信を行うUL信号/ULチャネルを特定のUL信号/ULチャネルに制限してもよい。例えば、ユーザ端末は、ランダムアクセスに利用するPRACHに限定してリスニングに基づく衝突型の上りリンク送信を行うように制御することができる。なお、UL信号/ULチャネルはPRACHに限られない。
(第2の態様)
第2の態様では、上りリンクグラント指示に基づいて、フレキシブルにUL/DLサブフレーム構成を決定する。ユーザ端末は、無線基地局が送信した上りリンクグラントに従って上りリンク送信のためのLBTを行う。ユーザ端末は、上りリンクグラントを受信しない限り、サブフレームが下りリンク送信に使用されていると仮定する。
第2の態様では、上りリンクグラント指示に基づいて、フレキシブルにUL/DLサブフレーム構成を決定する。ユーザ端末は、無線基地局が送信した上りリンクグラントに従って上りリンク送信のためのLBTを行う。ユーザ端末は、上りリンクグラントを受信しない限り、サブフレームが下りリンク送信に使用されていると仮定する。
図10に示す例では、4サブフレーム目は下りリンクサブフレームである。無線基地局eNBが下りリンクトラヒックを有し、無線基地局eNBによるLBT結果がLBTidleである場合、そのサブフレームを下りリンク送信のために使用することができる。LBT結果がLBTidleである場合、無線基地局は、その後所定の期間内は(たとえば4[ms])、再度のLBTを要さずに下りリンク送信をすることができる。
図10に示す例では、9サブフレーム目は上りリンクサブフレームである。上りリンクグラントによって上りリンクサブフレームであると割り当てられたサブフレームであって、ユーザ端末UEによるLBT結果がLTBidleである場合、ユーザ端末UEはそのサブフレームを上りリンク送信のために使用できる。
無線基地局は、ライセンスバンドまたはアンライセンスバンドで上りリンクグラントを送信する。上りリンクグラントを受信したユーザ端末は、所定の期間(たとえば4[ms])後のサブフレームを上りリンクサブフレームであると判断し、上りリンクグラントに基づいた上りリンク送信を行う。アンライセンスバンドでは、上りリンク送信前に、ユーザ端末がLBTを行う。
上りリンクグラントを受信した後の「所定の期間」は、あらかじめ仕様で決められていてもよいし、SIBやRRCなどの上位レイヤシグナリングでユーザ端末に指示されてもよい。また、当該「所定の期間」は、DCIに含めるなどして、上りリンクグラントに含まれていてもよい。
無線基地局は、自身が上りリンクグラントを送信することで上りリンクサブフレームとして用いることを決めたサブフレームでは上りリンク信号の受信動作を行う。
第2の態様において、下りリンクおよび上りリンクでは、LBTメカニズムとして、FBE(frame-based equipment)を使用しても、LBE(load-based equipment)を使用してもよい。FBEとは、固定のフレーム周期を有し、その一部のリソースでキャリアセンスを行って、チャネルが使用可能であれば送信を行い、チャネルが使用不可であれば次の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LBTメカニズムを指す。LBEとは、キャリアセンス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期間を延長し、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LBTメカニズムを指す。
図11は、FBEベースのフレーム構成における下りリンクおよび上りリンク動作を示している。図11に示す例では、下りリンクサブフレーム前のサブフレーム内の最終OFDMシンボルで、無線基地局によって下りリンクのためのLBTが行われる。上りリンクサブフレーム前のサブフレーム内の最終OFDMシンボルで、ユーザ端末によって上りリンクのためのLBTが行われる。LBT結果がアイドルである場合(LBTidle)、下りリンク送信または上りリンク送信が行われる。
図11Aは、固定のUL/DLサブフレーム構成に基づく、下りリンクおよび上りリンク動作を示す。図11Bは、第2の態様に係るフレキシブルなUL/DLサブフレーム構成に基づく、下りリンクおよび上りリンク動作を示す。図11Aとの違いは、図11Bでは、ユーザ端末が、上りリンクグラントに従って上りリンクのためのLBTを行うことにある。図11Aと比較して、図11Bに示す例では、下りリンクのためのLBT結果がアイドルであれば(LBTidle)、無線基地局は、LBTなしに下りリンク送信できる最大期間(図11Bにおいて4サブフレーム期間)、下りリンク送信をすることができる。したがって、図11Bに示す例の方が、リソースを効率よく使えているといえる。
図12は、LBEベースのフレーム構成における下りリンクおよび上りリンク動作を示している。図12に示す例では、チャネルが空くとすぐに送信を開始するため、サブフレームの途中でもLBTが行われている。
図12Aは、固定のUL/DLサブフレーム構成に基づく、下りリンクおよび上りリンク動作を示す。図12Bは、第2の態様に係るフレキシブルなUL/DLサブフレーム構成に基づく、下りリンクおよび上りリンク動作を示す。図12Aとの違いは、図12Bでは、ユーザ端末が、上りリンクグラントに従って上りリンクのためのLBTを行うことにある。図12Aと比較して、図12Bに示す例では、下りリンクのためのLBT結果がアイドルであれば(LBTidle)、無線基地局は、LBTなしに下りリンク送信できる最大期間(図12Bにおいて4サブフレーム期間)、下りリンク送信をすることができる。したがって、図12Bに示す例の方が、リソースを効率よく使えているといえる。
上りリンクがLBEの場合、上りリンクグラントで指示したサブフレーム内ではLBTの結果次第で送信が開始できないこともある。そのため、複数のサブフレームをまとめて上りリンクサブフレームとして割り当てができるようにしてもよい。たとえば、上りリンクグラントを受信したユーザ端末は、所定の期間(たとえば4[ms])後から一定期間(たとえば3サブフレーム)内のサブフレームを上りリンクサブフレームであると判断して、LBT結果に基づいて上りリンク送信を行ってもよい。
第2の態様によれば、無線基地局は、LBEベースの下りリンク送信がより効率的に行える。無線基地局でのLBT結果が、チャネルがビジーであること(LBTbusy)を表す場合、無線基地局は、チャネルがアイドルであること(LBTidle)が確認されるまでLBT期間を拡張することができる。チャネルがアイドルであること(LBTidle)が無線基地局により確認されると、下りリンク送信を最大バースト期間実行できる。すべてのサブフレームは、自由にLBEベースの下りリンク送信のために使用できる。
下りリンクのみのフレーム構成と、下りリンクおよび上りリンクのフレーム構成の両方を、このフレームワークでカバー可能となる。無線基地局が上りリンクグラントを送信しない限り、ユーザ端末は下りリンクのみのフレーム構成を仮定する。無線基地局は、上りリンクグラントを利用して柔軟に上りリンクサブフレームを設定することができる。これにより、高いスペクトル効率を達成できる。
起こり得る問題の1つは、クロスリンク干渉である。基本的には、LBT構造により干渉を回避できる。隠れ端末問題は、RTS/CTSのようなメカニズム、TPCとの組み合わせ、サブバンドセンシング、ランダムバックオフなどにより解決できる。また、アンライセンスバンドでは上下の電力差はそれほど大きくない。
第1の態様および第2の態様においては、ユーザ端末が、ライセンスバンドおよびアンライセンスバンドを用いて無線基地局と通信を行う構成について説明しているが、本発明はこれに限られない。たとえば、ユーザ端末は、LBTが設定された周波数キャリアおよびLBTが設定されない周波数キャリアを用いて無線基地局と通信を行ってもよい。たとえば、異なる無線アクセスシステム(RAT)間で周波数を共用する共用バンドを用いる場合、ライセンスバンドでありながらLBTが必要となる可能性がある。このような場合に、LBTが設定された周波数キャリアとしてユーザ端末に通知することで、上述のアンライセンスバンドコンポーネントキャリアと同様に適切な制御を行うことができる。
(無線通信システムの構成)
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LAAにおけるアンライセンスバンドでの上りリンク送信動作を行う無線通信方法が適用される。
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LAAにおけるアンライセンスバンドでの上りリンク送信動作を行う無線通信方法が適用される。
図5は、本実施の形態に係る無線通信システムの一例を示す概略構成図である。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とデュアルコネクティビティの両方、またはいずれか一方を適用できる。また、この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を有している。
図5に示すように、無線通信システム1は、複数の無線基地局10(11および12)と、各無線基地局10によって形成されるセル内にあり、各無線基地局10と通信可能に構成された複数のユーザ端末20と、を備えている。無線基地局10は、それぞれ上位局装置30に接続され、上位局装置30を介してコアネットワーク40に接続される。
図5において、無線基地局11は、たとえば相対的に広いカバレッジを有するマクロ基地局で構成され、マクロセルC1を形成する。無線基地局12は、局所的なカバレッジを有するスモール基地局で構成され、スモールセルC2を形成する。なお、無線基地局11および12の数は、図5に示す数に限られない。
たとえば、マクロセルC1をライセンスバンドで運用し、スモールセルC2をアンライセンスバンドで運用する形態であってもよい。または、スモールセルC2の一部をアンライセンスバンドで運用し、残りのスモールセルC2をライセンスバンドで運用する形態であってもよい。無線基地局11および12は、基地局間インタフェース(たとえば、光ファイバ、X2インタフェース)を介して互いに接続される。
ユーザ端末20は、無線基地局11および無線基地局12の双方に接続可能である。ユーザ端末20は、異なる周波数を用いるマクロセルC1およびスモールセルC2を、キャリアアグリゲーションまたはデュアルコネクティビティにより同時に使用することが想定される。たとえば、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に関するアシスト情報(たとえば、下りリンク信号構成)を送信できる。また、ライセンスバンドおよびアンライセンスバンドでキャリアアグリゲーションする場合、1つの無線基地局(たとえば、無線基地局11)が、ライセンスバンドセルおよ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してもよい。
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。たとえば、アンライセンスバンドを利用する無線基地局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。
上位局装置30には、たとえば、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)等が含まれるが、これに限定されるものではない。
無線通信システム1では、下りリンクのチャネルとして、各ユーザ端末20で共有される下り共有チャネル(PDSCH:physical downlink shared channel)、下り制御チャネル(PDCCH:physical downlink control channel、EPDCCH:enhanced physical downlink control channel)、報知チャネル(PBCH:physical broadcast channel)などが用いられる。PDSCHにより、ユーザデータや上位レイヤ制御情報、所定のSIB(system information block)が伝送される。PDCCH、EPDCCHにより、下り制御情報(DCI:downlink control information)が伝送される。
無線通信システム1では、上りリンクのチャネルとして、各ユーザ端末20で共有される上り共有チャネル(PUSCH:physical uplink shared channel)、上り制御チャネル(PUCCH:physical uplink control channel)などが用いられる。PUSCHにより、ユーザデータや上位レイヤ制御情報が伝送される。
図6は、本実施の形態に係る無線基地局10の全体構成図である。図6に示すように、無線基地局10は、MIMO(multiple-input and multiple-output)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(送信部および受信部)103と、ベースバンド信号処理部104と、呼処理部105と、インタフェース部106とを備えている。
下りリンクにより無線基地局10からユーザ端末20に送信されるユーザデータは、上位局装置30からインタフェース部106を介してベースバンド信号処理部104に入力される。
ベースバンド信号処理部104では、PDCP(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)再送制御の送信処理などのRLCレイヤの送信処理、MAC(medium access control)再送制御、たとえば、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等の送信処理が行われて、各送受信部103に転送される。
各送受信部103は、ベースバンド信号処理部104からアンテナごとにプリコーディングして出力された下り信号を無線周波数帯に変換する。アンプ部102は、周波数変換された無線周波数信号を増幅して送受信アンテナ101により送信する。送受信部103には、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/レシーバ、送受信回路または送受信装置を適用できる。
上り信号については、各送受信アンテナ101で受信された無線周波数信号がそれぞれアンプ部102で増幅され、各送受信部103で周波数変換されてベースバンド信号に変換され、ベースバンド信号処理部104に入力される。
ベースバンド信号処理部104では、入力された上り信号に含まれるユーザデータに対して、高速フーリエ変換(FFT:fast fourier transform)処理、逆離散フーリエ変換(IDFT:inverse discrete fourier transform)処理、誤り訂正復号、MAC再送制御の受信処理、RLCレイヤ、PDCPレイヤの受信処理がなされ、インタフェース部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。
インタフェース部106は、基地局間インタフェース(たとえば、光ファイバ、X2インタフェース)を介して隣接無線基地局と信号を送受信(バックホールシグナリング)する。あるいは、インタフェース部106は、所定のインタフェースを介して、上位局装置30と信号を送受信する。
図7は、本実施の形態に係る無線基地局10が有するベースバンド信号処理部104の主な機能構成図である。図7に示すように、無線基地局10が有するベースバンド信号処理部104は、制御部301と、下り制御信号生成部302と、下りデータ信号生成部303と、マッピング部304と、デマッピング部305と、チャネル推定部306と、上り制御信号復号部307と、上りデータ信号復号部308と、判定部309と、を少なくとも含んで構成されている。
制御部301は、PDSCHで送信される下りユーザデータ、PDCCHと拡張PDCCH(EPDCCH)の両方、またはいずれか一方で伝送される下り制御情報、下り参照信号などのスケジューリングを制御する。また、制御部301は、PRACHで伝送されるRAプリアンブル、PUSCHで伝送される上りデータ、PUCCHまたはPUSCHで伝送される上り制御情報、上り参照信号のスケジューリングの制御(割り当て制御)も行う。上りリンク信号(上り制御信号、上りユーザデータ)の割り当て制御に関する情報は、下り制御信号(DCI)を用いてユーザ端末20に通知される。
制御部301は、上位局装置30からの指示情報や各ユーザ端末20からのフィードバック情報に基づいて、下りリンク信号および上りリンク信号に対する無線リソースの割り当てを制御する。つまり、制御部301は、スケジューラとしての機能を有している。制御部301には、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、制御回路または制御装置を適用できる。
下り制御信号生成部302は、制御部301により割り当てが決定された下り制御信号(PDCCH信号とEPDCCH信号の両方、またはいずれか一方)を生成する。具体的に、下り制御信号生成部302は、制御部301からの指示に基づいて、下りリンク信号の割り当て情報を通知する下りリンクアサインメントと、上りリンク信号の割り当て情報を通知する上りリンクグラントを生成する。下り制御信号生成部302には、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または信号生成回路を適用できる。
下りデータ信号生成部303は、制御部301によりリソースへの割り当てが決定された下りデータ信号(PDSCH信号)を生成する。下りデータ信号生成部303により生成されるデータ信号には、各ユーザ端末20からのCSI等に基づいて決定された符号化率、変調方式に従って符号化処理、変調処理が行われる。
マッピング部304は、制御部301からの指示に基づいて、下り制御信号生成部302で生成された下り制御信号と、下りデータ信号生成部303で生成された下りデータ信号の無線リソースへの割り当てを制御する。マッピング部304には、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またはマッパーを適用できる。
デマッピング部305は、ユーザ端末20から送信された上りリンク信号をデマッピングして、上りリンク信号を分離する。チャネル推定部306は、デマッピング部305で分離された受信信号に含まれる参照信号からチャネル状態を推定し、推定したチャネル状態を上り制御信号復号部307、上りデータ信号復号部308に出力する。
上り制御信号復号部307は、上り制御チャネル(PRACH,PUCCH)でユーザ端末から送信されたフィードバック信号(送達確認信号等)を復号し、制御部301へ出力する。上りデータ信号復号部308は、上り共有チャネル(PUSCH)でユーザ端末から送信された上りデータ信号を復号し、判定部309へ出力する。判定部309は、上りデータ信号復号部308の復号結果に基づいて、再送制御判定(A/N判定)を行うとともに結果を制御部301に出力する。
図8は、本実施の形態に係るユーザ端末20の全体構成図である。図8に示すように、ユーザ端末20は、MIMO伝送のための複数の送受信アンテナ201と、アンプ部202と、送受信部(送信部および受信部)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。
下りリンクのデータについては、複数の送受信アンテナ201で受信された無線周波数信号がそれぞれアンプ部202で増幅され、送受信部203で周波数変換されてベースバンド信号に変換される。このベースバンド信号は、ベースバンド信号処理部204でFFT処理や、誤り訂正復号、再送制御の受信処理などがなされる。この下りリンクのデータのうち、下りリンクのユーザデータは、アプリケーション部205に転送される。アプリケーション部205は、物理レイヤやMACレイヤより上位のレイヤに関する処理などを行う。また、下りリンクのデータのうち、報知情報もアプリケーション部205に転送される。送受信部203には、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/レシーバ、送受信回路または送受信装置を適用できる。
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(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)処理、逆高速フーリエ変換(IFFT)処理などが行われて各送受信部203に転送される。送受信部203は、ベースバンド信号処理部204から出力されたベースバンド信号を無線周波数帯に変換する。その後、アンプ部202は、周波数変換された無線周波数信号を増幅して送受信アンテナ201により送信する。
図9は、ユーザ端末20が有するベースバンド信号処理部204の主な機能構成図である。図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、上り制御信号生成部402と、上りデータ信号生成部403と、マッピング部404と、デマッピング部405と、チャネル推定部406と、下り制御信号復号部407と、下りデータ信号復号部408と、判定部409と、を少なくとも含んで構成されている。
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信号)や、受信したPDSCH信号に対する再送制御判定結果に基づいて、上り制御信号(A/N信号等)や上りデータ信号の生成を制御する。無線基地局から受信した下り制御信号は下り制御信号復号部407から出力され、再送制御判定結果は、判定部409から出力される。制御部401には、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、制御回路または制御装置が適用される。
制御部401は、ライセンスバンドまたはアンライセンスバンドにおける信号の送受信を制御する。制御部401は、アンライセンスバンドのサブフレーム内のOFDMシンボルタイミングにてLBTを実行して、LBT期間中の受信電力がしきい値以下で、かつ、LAA下りリンク信号を検出しない場合に、サブフレームが下りリンク信号の送信に使用されていないことを検出してもよい。制御部401は、アンライセンスバンドのサブフレームが下りリンク信号の送信に使用されていないことを検出した場合に、サブフレームにて上りリンク信号を送信するよう制御してもよい。また、制御部401は、上りリンク信号の送信をLBTの結果に基づいて前記サブフレームの先頭又は前記サブフレームの途中から開始し、一定期間後に終了するように制御することができる(図13参照)。
上り制御信号生成部402は、制御部401からの指示に基づいて上り制御信号(送達確認信号やチャネル状態情報(CSI)等のフィードバック信号)を生成する。上りデータ信号生成部403は、制御部401からの指示に基づいて上りデータ信号を生成する。なお、制御部401は、無線基地局から通知される下り制御信号に上りリンクグラントが含まれている場合に、上りデータ信号生成部403に上りデータ信号の生成を指示する。上り制御信号生成部402には、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または信号生成回路を適用できる。
マッピング部404は、制御部401からの指示に基づいて、上り制御信号(送達確認信号等)と、上りデータ信号の無線リソース(PUCCH、PUSCH)への割り当てを制御する。
デマッピング部405は、無線基地局10から送信された下りリンク信号をデマッピングして、下りリンク信号を分離する。チャネル推定部406は、デマッピング部405で分離された受信信号に含まれる参照信号からチャネル状態を推定し、推定したチャネル状態を下り制御信号復号部407、下りデータ信号復号部408に出力する。
下り制御信号復号部407は、下り制御チャネル(PDCCH)で送信された下り制御信号(PDCCH信号)を復号し、スケジューリング情報(上りリソースへの割り当て情報)を制御部401へ出力する。また、下り制御信号に送達確認信号をフィードバックするセルに関する情報や、RF調整の適用有無に関する情報が含まれている場合も、制御部401へ出力する。
下りデータ信号復号部408は、下り共有チャネル(PDSCH)で送信された下りデータ信号を復号し、判定部409へ出力する。判定部409は、下りデータ信号復号部408の復号結果に基づいて、再送制御判定(A/N判定)を行うとともに、結果を制御部401に出力する。
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、さまざまに変更して実施可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更が可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施可能である。
本出願は、2014年11月6日出願の特願2014−226126、2015年1月21日出願の特願2015−009785及び2015年8月13日出願の特願2015−159943に基づく。この内容は、全てここに含めておく。
Claims (4)
- LBT(listen before talk)を実行して第1の周波数キャリアにおける上りリンク信号の送信を制御する制御部と、
無線基地局から前記第1の周波数キャリアにおいて送信される下りリンク信号を受信する送受信部と、を有し、
前記制御部が、前記第1の周波数キャリアのサブフレーム内のOFDMシンボルタイミングにて前記LBTを実行して、前記LBT期間中の受信電力が所定のしきい値以下で、かつ、前記下りリンク信号を検出しない場合に、前記サブフレーム内の一部のOFDMシンボルが前記下りリンク信号の送信に使用されていないことを検出し、前記一部のOFDMシンボルで上りリンク信号を送信するよう制御することを特徴とするユーザ端末。 - 前記制御部は、前記上りリンク信号の送信をLBTの結果に基づいて前記サブフレームの先頭又は前記サブフレームの途中から開始し、一定期間後に終了するように制御することを特徴とする請求項1に記載のユーザ端末。
- 前記送受信部が、上りリンクグラントを受信した場合に、前記制御部が、前記上りリンクグラントで割り当てられたサブフレーム内のOFDMシンボルにて前記LBTを実行することを特徴とする請求項1に記載のユーザ端末。
- LBT(listen before talk)を実行して第1の周波数キャリアにおける上りリンク信号の送信を制御するステップと、
無線基地局から前記第1の周波数キャリアにおいて送信される下りリンク信号を受信するステップと、を有し、
前記第1の周波数キャリアのサブフレーム内のOFDMシンボルタイミングにて前記LBTを実行して、前記LBT期間中の受信電力が所定のしきい値以下で、かつ、前記下りリンク信号を検出しない場合に、前記サブフレーム内の一部のOFDMシンボルが前記下りリンク信号の送信に使用されていないことを検出し、前記一部のOFDMシンボルで上りリンク信号を送信するよう制御することを特徴とする無線通信方法。
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