JP6325624B2 - ユーザ端末、無線基地局及び無線通信方法 - Google Patents

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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)。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など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、LBTの結果および許容されるバースト長次第でデータ送信開始や終了のタイミングが変わる場合がありうる。それらのタイミングは必ずしもサブフレーム境界に一致しないため、従来のように1サブフレームを単位としてリソースの割り当てや送信を行うことができない。このような場合に、ユーザ端末の復調誤りを防ぎつつ、リソースを最大限利用するための方法を規定する必要がある。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、LBT後に最大許容バースト長分の送信を行っても、ユーザ端末の復調誤りを防ぐことができ、かつ、周波数利用効率の高いLAAシステムを実現できるユーザ端末、無線基地局及び無線通信方法を提供することを目的とする。
本発明の一態様に係るユーザ端末は、LBT(Listen Before Talk)が設定されたキャリアで通信するユーザ端末であって、第1のサブフレームにおいて、当該第1のサブフレームと異なる第2のサブフレームにおける使用シンボル数の情報を含むDCI(Downlink Control Information)を受信する受信部と、前記DCIに基づいて、前記第2のサブフレームにおける受信処理を制御する制御部と、を有し、前記第2のサブフレームは、バースト送信の最終サブフレームであり、前記受信部は、前記DCIと異なるDCIを受信し、前記制御部は、前記異なるDCIに基づいて前記バースト送信の先頭サブフレームにおける使用シンボル数を判断し、前記DCIに基づいて前記第2のサブフレームにおける使用シンボル数を判断することを特徴とする。
本発明によれば、LBT後に最大許容バースト長分の送信を行っても、ユーザ端末の復調誤りを防ぐことができ、かつ、周波数利用効率の高いLAAシステムを実現できる。
LBTメカニズムであるLBEについて説明する図である。 LBTメカニズムであるFBEについて説明する図である。 ライセンスバンドおよびアンライセンスバンドのサブフレーム境界について説明する図である。 LBEにおける最大許容バースト長について説明する図である。 既存のLTE送信にならい考えられるパターンについて説明する図である。 第1の態様について説明する図である。 第2の態様について説明する図である。 第3の態様について説明する図である。 第4の態様について説明する図である。 本実施の形態に係るL1シグナリングのデザインについて説明する図である。 本実施の形態に係るスーパーサブフレームについて説明する図である。 本実施の形態に係るバースト送信の先頭のサブフレーム内のシンボル数を通知する方法について説明する図である。 本実施の形態に係るバースト送信の先頭のサブフレーム内のシンボル数を通知する方法について説明する図である。 本実施の形態に係るDCIの内容およびフォーマットの例について説明する図である。 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。
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、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。
LBTメカニズムである、LBE(Load-Based Equipment)およびFBE(Frame-Based Equipment)について説明する。
LBEでは、初期CCAを実施して、LBTidleであれば送信を開始し、LBTbusyであればECCA(Extended CCA)手順を実施する。
LBEオプションA(図1A参照)では、ECCA手順において、q回分のキャリアセンス内でLBTidleをN回確認できた場合に送信を開始する。値Nは、1からqの範囲内でECCA手順ごとにランダムに選択する。この場合、連続してチャネル使用中(LBTbusy)と判定されたキャリアセンスは1回とカウントする。q回分のキャリアセンス内でN回LBTidleを確認できなかった場合は、次のECCA手順に移行する。その際、カウンタをリセットし、qの値を増加する。たとえば、qの初期値は16であり、ECCAごとに倍増する。値Nは、再度1からqの範囲内でランダムに選択する。ECCA手順により送信に成功した場合、または、qが所定の最大値にまで達した場合には、qの値を初期値に戻す。
図1Aに示す例では、1回目のECCA手順においては、q=16,N=15であるため、16回分のキャリアセンス内でLBTidleを15回確認することが、送信を開始する条件となる。しかし、図1Aに示す例では、1回目のECCA手順において、LBTidleを確認できたのが15回以下であるため、2回目のECCA手順に移行する。2回目のECCA手順においては、q=32,N=8であるため、32回分のキャリアセンス内でLBTidleを8回確認することが、送信を開始する条件となる。図1Aに示す例では、2回目のECCA手順において、LBTidleを8回以上確認できたため、送信を開始する。
LBEオプションB(図1B参照)では、ECCA手順において、LBTidleをN回確認するまでCCAを繰り返し実行する。値Nは、1からqの範囲内で、ECCA手順ごとにランダムに選択する。図1Bは、N=4である場合を示しており、ECCA手順においてLBTidleを4回確認した後に、送信を開始している。
FBEでは、固定のタイミングおよび固定の周期でキャリアセンスを実施し、LBTidleであれば送信を開始し、LBTbusyであれば次のキャリアセンスタイミングまで待機する。図2に示すように、キャリアセンスタイミングを特定のサブフレームの最後尾に設けるようにすれば、バーストの開始タイミングは常にサブフレーム境界に合わせることができる。
以下の説明では、適用するLBTメカニズムとしてLBEを想定する。LBEではCCAを数10[μs]オーダーの短い時間単位で行い、チャネルが空いていたら送信を開始する。LAAではライセンスバンドとのキャリアアグリゲーションを想定するため、サブフレーム境界やシンボル境界のタイミングは、アンライセンスバンドとライセンスバンドとで同期している。そのため、アンライセンスバンドにおいてCCAに成功するタイミングが、サブフレーム境界やシンボル境界に合わない場合がでてくる。CCAまたはECCAに成功したとしても、OFDMシンボル長よりも短い期間ではLTEデータ信号を送ることができないので、CCA成功から次のOFDMシンボル境界まではチャネル予約用信号などの別の信号を送信することになる(図3参照)。次のサブフレーム境界までに複数OFDMシンボルがあれば、そのOFDMシンボルでデータを送ることも物理的には可能である。
LBEでは、バースト送信の終わりのタイミングは、送信開始タイミングと最大許容バースト長によって変わる。LBEにおける最大許容バースト長は、たとえばCCAのパラメータqによって決まり、EN 301 893 v.1.8.0のLBT Option-Bでは、(13/32)×q[ms]が最大許容バースト長と規定されている。
図4に示すように、パラメータq=9の場合、最大許容バースト長は3.66[ms]と決まる。CCAまたはECCA成功から、次のOFDMシンボル境界までの0.784[ms]は、チャネル予約用信号などが送信される。バースト送信の終わりのタイミングは、サブフレーム境界から0.876[ms](12.2シンボル)となる。したがって、許容バースト長をなるべく使い切ろうとすると、サブフレーム境界に合わないタイミングでデータ送信が終わることとなる。
これに対して、既存のLTE送信に倣い、送信をサブフレーム境界で止めることが考えられる(図5A参照)。しかし、この場合、最大許容バースト長をフルに使い切れず効率が悪くなる。図5Aに示す例では、送信をサブフレーム境界で止めた結果、0.876[ms]分のリソースを捨てることとなる。
あるいは、バースト送信を任意のタイミングで止めることが考えられる(図5B参照)。しかし、ユーザ端末に対して特に何もアシストしなければ、最後のサブフレームにおいてユーザ端末はいつデータ送信が止まるかわからずに復調を行うこととなり、復調エラーが発生する。図5Bに示す例では、バースト送信を最後のサブフレームの12シンボル目で止めているが、ユーザ端末はその情報を知らないと、サブフレーム内の最終シンボルまでデータがあると想定して復調を行うためエラーが発生している。したがって、バースト送信を任意のタイミングで止める場合には、そのサブフレームで使用されているデータシンボル数の情報あるいはレートマッチングパターンの情報などをユーザ端末に通知する必要がある。
このように、LBTの結果および許容されるバースト長次第でデータ送信の開始および終了のタイミングが変わり、それらは必ずしもサブフレーム境界に一致しないため、データ送信をどのように行うかという課題がある。
これに対して、本発明者らは、各送信機会においてリソースを最大限利用できるようにするため、ユーザ端末の復調誤りを解消しつつ、サブフレームの一部のOFDMシンボルのみでデータ送信を行うための構成を見出した。これにより、LBT後に最大許容バースト長分の送信を行っても、ユーザ端末の復調誤りを防ぐことができ、かつ、周波数利用効率の高いLAAシステムを実現できる。なお、一部のOFDMシンボルのみでデータ送信を行うサブフレームを、以下「フラクショナルサブフレーム」とも記す。
(第1の態様)
第1の態様では、無線基地局が、フラクショナルサブフレームである最終サブフレーム内の使用シンボル数NをL1シグナリングによってユーザ端末に通知する。
使用シンボル数Nは、最大許容バースト長を超えない範囲で整数値のシンボル数になるよう、無線基地局により決定される。図6に示す例は、パラメータq=25であるため、最大許容バースト長は10.16[ms]と決まる。CCAまたはECCA成功から、次のOFDMシンボル境界までの0.4[ms]は、チャネル予約用信号などが送信される。バースト送信の終わりのタイミングは、サブフレーム境界から0.76[ms]となる。無線基地局は、最終サブフレーム内の使用シンボル数をN=10と決定する。
無線基地局は、最終サブフレーム内の使用シンボル数Nを、L1シグナリングによってユーザ端末に通知する。L1シグナリングとしては、ライセンスセルまたはアンライセンスセルのDCI(Downlink Control Information)を用いてもよいし、バースト先頭に送信するチャネル予約用信号内(オーバーヘッド部分)において通知してもよい。
また無線基地局は、最終サブフレームでのデータ送信を行うかどうかを決定する。たとえば、無線基地局は、最終サブフレーム内の使用シンボル数Nが十分大きければ、最終サブフレームでのデータ送信を行うことを決定する。無線基地局は、最終サブフレーム内の使用シンボル数Nが比較的小さければ、最終サブフレームでのデータ送信を行わずに、直前のサブフレーム境界で送信を止めることを決定する。
(第2の態様)
第2の態様では、無線基地局が、RRC(Radio Resource Control)シグナリングにより、フラクショナルサブフレームである最終サブフレーム内の使用シンボル数Nのパターンとインデックスとの関係をユーザ端末に事前に通知しておき、さらにL1シグナリングによってユーザ端末にインデックスを通知する。
図7に、最終サブフレーム内の使用シンボル数Nのパターンとインデックスとの関係を示す。図7Aは、ステータス数2の場合の一例を示す。ステータス数4の場合はたとえば図7Bに示すように定義され(線形または非線形)、ステータス数8の場合はたとえば図7Cに示すように定義される(線形または非線形)。
インデックスが全シンボル数のパターンに対応しない場合は、第1の態様よりも、L1シグナリングのビット数を少なくすることができる。
L1シグナリングによってインデックスを通知する方法としては、第1の態様と同様にPDCCH/EPDCCH(Physical Downlink Control Channel/Enhanced PDCCH)を用いる方法や、チャネル予約用信号において通知する方法が挙げられる。PDCCH/EPDCCHの送信方法として、対象のサブフレームと同じキャリア(アンライセンスキャリア)の同じサブフレームで送信する方法や、対象のサブフレームと異なるキャリアの同じサブフレームで送信する方法(クロスキャリアスケジューリング)や、対象のサブフレームと異なるサブフレームで送信する方法(クロスサブフレーム・マルチサブフレームスケジューリング)などが挙げられる。
(第3の態様)
第3の態様では、新たにフラクショナルサブフレームを規定する。フラクショナルサブフレームは、たとえば1サブフレームの半分の、0.5[ms]分(1スロット分)で送信するサブフレームと規定される(図8参照)。
無線基地局は、1ビットのL1シグナリングによって、対象のサブフレームが通常のサブフレームなのか、フラクショナルサブフレームなのかをユーザ端末に通知する。あるいは、ユーザ端末は、無線基地局からの通知なしで、通常サブフレームを想定した場合と、フラクショナルサブフレームを想定した場合との両パターンについてブラインド復調を行ってもよい。
第3の態様は、最終サブフレームが通常サブフレームかフラクショナルサブフレームかを1ビットのL1シグナリングによって通知する点で、第2の態様のステータス数2の場合と共通する。
(第4の態様)
第4の態様では、事前に通知または設定されたLBTルールおよびパラメータに応じて、ユーザ端末が自律的にフラクショナルサブフレームである最終サブフレーム内の使用シンボル数Nを計算する。
ユーザ端末が自律的に使用シンボル数Nを計算できるようにするには、たとえば、LBTパラメータqが通知なしでもわかるようなルールをスペックで規定する、LBTパラメータqをRRCシグナリングによって事前にユーザ端末に通知する、または、LBTパラメータqをダイナミックシグナリングによってユーザ端末に通知する、などの方法を採り得る。
最大許容バースト長がパラメータqの値によって決まる場合には、ユーザ端末は、バーストの開始をチャネル予約用信号によって検出し、そこから最大許容バースト長分の長さで送信が行われることを想定して最終サブフレームの使用シンボル数Nを算出できる。なお、EN 301 893 v.1.8.0のLBT Option-Bでは、(13/32)×q[ms]が最大許容バースト長と規定されている。
図9を例に説明すると、ユーザ端末は、パラメータq=25を通知されるか、または検出すると、最大許容バースト長M(=10.16[ms])を算出する。ユーザ端末は、バーストの開始をチャネル予約用信号によって検出し、CCAまたはECCAと同一サブフレームにおける送信時間M1(=0.4[ms])を記録する。続いて、ユーザ端末は、その後のサブフレームにおける整数の送信時間M2(=9[ms])を記録する。これにより、ユーザ端末は、バースト最後のフラクショナルサブフレームの位置および長さ(M−M1−M2=0.76[ms])を算出できる。
(L1シグナリングのデザイン)
第1の態様から第4の態様において、フラクショナルサブフレームである最終サブフレーム内の使用シンボル数Nなどを通知するL1シグナリングのデザインについて詳細に説明する。
第一に、このようなL1シグナリングとしては、DCIを用いることができる。各ユーザ端末に個別に使用シンボル数Nを通知する場合には、ユーザ端末固有のサーチスペースで送信するDCIを用いることができる。たとえば、DCI内のCIF(Carrier Indicator Field)やPQI(PDSCH remapping and Quasi-co-location Indicator)を利用してもよく、新たにビットを追加したDCIフォーマットを規定してもよい。
複数のユーザ端末にまとめて使用シンボル数Nを通知する場合には、共通サーチスペースで送信するDCIを用いることができる。たとえば、新たなRNTI(Radio Network Temporary Identifier)を導入し、それによってスクランブリングしたDCIフォーマット1A/1C/3/3Aなどを利用してもよい。
図10Aは、新たに規定された3ビットと、第1の態様においてL1シグナリングによって通知する最終サブフレーム内の使用シンボル数Nとの関係の一例を示す。
図10Bは、新たに規定された2ビットと、第2の態様においてL1シグナリングによって通知するインデックスとの関係の一例を示す。上述のとおり、各インデックスに対応する最終サブフレーム内の使用シンボル数Nは、RRCシグナリングによって通知される。
図10Cは、新たに規定された1ビットと、第3の態様においてL1シグナリングによって通知するサブフレーム情報との関係の一例を示す。
図10Dは、新たに規定された4ビットと、第4の態様においてL1シグナリングによって通知するパラメータqとの関係の一例を示す。
ライセンスセルからDCIを送信する場合などは、対象となるコンポーネントキャリアのインデックスもあわせて通知してもよい。クロスサブフレーム、マルチサブフレームでスケジューリングする場合などは、対象サブフレームのインデックスまたはスケジューリングサブフレームからのオフセットなどをあわせて通知してもよい。
第二に、このようなL1シグナリングとしては、チャネル予約用信号またはバーストの先頭サブフレームで送信する新たな信号を用いることができる。使用シンボル数Nの情報は、送信する信号に変調データとしてのせてもよいし、先頭サブフレームで送信する信号系列パターンなどと紐づけしてもよい。
第1の態様において、チャネル予約用信号は、フラクショナルサブフレームにおける使用シンボル数Nおよびフラクショナルサブフレームの位置、たとえば通常のサブフレームとのオフセットを示していてもよい。
第2の態様において、チャネル予約用信号は、フラクショナルサブフレームにおける使用シンボル数Nのインデックスおよびフラクショナルサブフレームの位置、たとえば通常のサブフレームとのオフセットを示していてもよい。
第3の態様において、チャネル予約用信号は、フラクショナルサブフレームの存在およびフラクショナルサブフレームが存在する場合にはフラクショナルサブフレームの位置、たとえば通常のサブフレームとのオフセットを示していてもよい。
第4の態様において、チャネル予約用信号は、パラメータqの値を示していてもよい。
第1の態様から第4の態様によれば、フラクショナルサブフレームにおける送信をサポートすることによって、最大許容バースト長に対してできるだけ多くのリソースを利用することが可能となる。その際、バースト送信の最後のフラクショナルサブフレームにおける使用シンボル数Nおよびその位置をユーザ端末に通知することにより、ユーザ端末による復調エラーを避けることが可能となる。
(変形例1)
バースト最後のサブフレーム(フラクショナルサブフレーム)とその直前のサブフレームとをまとめて「スーパーサブフレーム」としてもよい(図11A参照)。この場合、1つのDCIで2つのサブフレーム分(1スーパーサブフレーム分)をまとめてグラントする。たとえば、上記第1の態様によれば、スーパーサブフレーム内の使用シンボル数NをL1シグナリングで通知することとなる。
図11Aに示す例では、パラメータq=25であるため、最大許容バースト長は10.16[ms]と決まる。CCAまたはECCA成功から、次のOFDMシンボル境界までの0.4[ms]は、チャネル予約用信号などが送信される。スーパーサブフレームの長さは1.76[ms]となる。無線基地局は、L1シグナリングによって、ユーザ端末にスーパーサブフレームの長さを通知する。図11Aに示す例では、1つのDCIでスーパーサブフレームの長さを通知している。ユーザ端末は、第1の態様から第4の態様のいずれかの方法でスーパーサブフレームの長さを知った後に、スーパーサブフレームを復調する。スーパーサブフレームのうち、フラクショナルサブフレーム部分は、制御領域を有さず、データ領域のみを有する。
スーパーサブフレームを使う場合は、最終サブフレーム(フラクショナルサブフレーム)での制御領域が不要となるため、周波数利用効率が向上する。また、最終サブフレームでの使用シンボル数Nのパターン自体は変わらないため、スーパーサブフレームを使わない場合と比較して、通知に必要なビット数が増えることもない。図11Bは、図7Bと同一の表であり、第2の態様における、ステータス数4を定義した場合のフラクショナルサブフレーム内の使用シンボル数Nとインデックスとの関係を示す。図11Cは、ステータス数4を定義した場合のスーパーサブフレーム内の使用シンボル数Nとインデックスとの関係を示す。このように、最終サブフレームでのシンボル数のパターン自体は変わらないため、図11Bと図11Cにおいて、通知に必要なビット数は変わらない。
(変形例2)
第1の態様から第3の態様は、バースト送信の先頭のサブフレーム内のシンボル数を通知する方法としても使用できる。その際、シンボル数を通知するL1シグナリングについて、同じサブフレームのPDCCHは使用できない。そのため、後続のサブフレーム(最初の通常サブフレーム)から送るか、チャネル予約用信号で送るか、同じサブフレームのEPDCCHで送るか、または新たに先頭のフラクショナルサブフレーム用制御信号領域/フォーマットを規定する、などの方法が考えられる。
図12に示す例は、パラメータq=25であるため、最大許容バースト長は10.16[ms]と決まる。CCAまたはECCA成功から次のOFDMシンボル境界までの0.4[ms](5.6シンボル)のうち、3シンボルをデータ送信に使用する。図12には、このシンボル数を、ライセンスセルのDCIを使って通知する(クロスコンポーネントキャリア)、チャネル予約用信号を使って通知する、または、最初の通常サブフレームのDCIを使って通知する(クロスサブフレーム)方法が示されている。
あるいは、第4の態様により、ユーザ端末によってバースト送信の先頭のサブフレーム内のシンボル数を自律的に計算することも可能である。この場合、ユーザ端末は、チャネル予約用信号を検出したタイミングから、後続のサブフレーム境界までにいくつのデータ用シンボルが含まれているかを事前に定義されたルールなどから算出する。事前に定義されたルールとしては、たとえば、チャネル予約用信号の長さは最大xまで、と決めておくことなどが挙げられる。
スーパーサブフレームの考え方を、先頭サブフレームに適用してもよい。すなわち、先頭サブフレームとその直後の最初の通常サブフレームとをまとめてスーパーサブフレームとしてもよい(図13参照)。この場合、第1の態様から第3の態様のいずれかの方法を用いて、スーパーサブフレームの長さ(図13において17シンボル)をDCIによって通知する。図13に示す例では、バーストの2番目のサブフレームである最初の通常サブフレームにおけるDCI(ライセンスキャリアまたはアンライセンスキャリア)で2つのサブフレーム分(1スーパーサブフレーム分)をまとめてグラントしている。
(変形例3)
データ送信の開始タイミングおよび終了タイミングがサブフレームの途中となる、先頭サブフレームおよび最終サブフレームの両方を同時にフラクショナルサブフレームとして通知したい場合、異なるDCIをそれぞれ先頭サブフレーム用と最終サブフレーム用に使用してもよい。この場合、途中からデータ送信が始まる先頭サブフレームの使用シンボル数なのか、途中でデータ送信が終わる最終シンボルの使用シンボル数なのか、をあわせて通知してもよい。または、各フラクショナルサブフレームの位置または通常サブフレームとのオフセットを通知してもよい。
図14Aは、上記DCIの内容およびフォーマットの例を示している。このDCIは、先頭サブフレームか最終サブフレームかの指示、フラクショナルサブフレームの長さまたは長さのインデックスおよびフラクショナルサブフレームの位置またはオフセットの情報を含んでいる。
あるいは、データ送信の開始タイミングおよび終了タイミングがサブフレームの途中となる、先頭サブフレームおよび最終サブフレームの両方を同時にフラクショナルサブフレームとして通知したい場合、1つのDCIを両方のサブフレーム用に使用してもよい。この場合、フラクショナルサブフレームとなるのが、先頭サブフレームなのか、最終サブフレームなのか、またはその両方のサブフレームなのか、を通知してもよい。または、各フラクショナルサブフレームの位置または通常サブフレームとのオフセットを通知してもよい。
図14Bは、上記DCIの内容およびフォーマットの例を示している。このDCIは、先頭フラクショナルサブフレームおよび最終フラクショナルサブフレームの指示を含んでいる。先頭フラクショナルサブフレームの指示には、先頭フラクショナルサブフレームが存在するかどうかの1ビットの指示、先頭フラクショナルサブフレームの長さおよび先頭フラクショナルサブフレームの位置またはオフセットの情報が含まれる。図示しないが、最終フラクショナルサブフレームの指示にも同様に、最終フラクショナルサブフレームが存在するかどうかの1ビットの指示、最終フラクショナルサブフレームの長さおよび最終フラクショナルサブフレームの位置またはオフセットの情報が含まれる。
以上の説明では、適用するLBTメカニズムとしてLBEを想定していたが、FBEにおいてもフラクショナルサブフレーム内の使用シンボル数Nを通知することは有効である。アンライセンスバンドではなるべく不要な送信を行わず、他システムにチャネルを譲ることで結果的に周波数利用効率が向上するため、FBEにおいてもバースト送信の最終サブフレーム内における使用シンボル数を変えることが考えられる。このとき、FBEにおいても、第1の態様から第4の態様における方法を使うことができる。
(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、上述のフラクショナルサブフレーム送信を行う無線通信方法が適用される。
図15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15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15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15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 PDCCH)、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16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16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。
各送受信部103は、フラクショナルサブフレーム送信またはスーパーサブフレーム送信に関する情報をユーザ端末20に送信する。
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17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17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、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、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。
制御部301は、一部のOFDMシンボルのみでデータ送信が行われるサブフレーム内の使用データシンボル数Nを制御する。
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。たとえば、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下りリンクアサインメントおよび上り信号の割り当て情報を通知する上りリンクリンク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パー、マッピング回路またはマッピング装置を適用できる。
受信信号処理部304は、ユーザ端末から送信されるUL信号(たとえば、送達確認信号(HARQ−ACK)、PUSCHで送信されたデータ信号、PRACHで送信されたランダムアクセスプリアンブルなど)に対して、受信処理(たとえば、デマッピング、復調、復号など)を行う。処理結果は、制御部301に出力される。受信信号処理部304は、受信した信号を用いて受信電力(たとえば、RSRP(Reference Signal Received Power))、受信品質(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。受信信号処理部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信号処理器、信号処理回路または信号処理装置、ならびに、測定器、測定回路または測定装置を適用できる。
図18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18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。
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、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。
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19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19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19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、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/EPDCCHで送信された信号)および下りデータ信号(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(たとえば、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およびマッピング部403の制御を行う。
送信信号生成部402は、制御部401からの指示に基づいて、上りリンク信号を生成して、マッピング部403に出力する。たとえば、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。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。たとえば、送信信号生成部402は、無線基地局10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、制御部401から上りデータ信号の生成を指示される。送信信号生成部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パー、マッピング回路またはマッピング装置を適用できる。
受信信号処理部404は、下りリンク信号(たとえば、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(たとえば、デマッピング、復調、復号など)を行う。受信信号処理部404は、無線基地局10から受信した情報を、制御部401に出力する。受信信号処理部404は、たとえば、報知情報、システム情報、ページング情報、RRCシグナリング、DCIなどを、制御部401に出力する。
受信信号処理部404は、受信した信号を用いて、受信電力(RSRP)、受信品質(RSRQ)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401に出力されてもよい。
受信信号処理部404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処理器、信号処理回路または信号処理装置、ならびに、測定器、測定回路または測定装置を適用できる。
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、ハードウェアおよ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。各機能ブロックの実現手段は特に限定されない。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または無線で接続し、これら複数の装置により実現されてもよい。
たとえば、無線基地局10やユーザ端末20の各機能の一部またはすべては、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よい。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。
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。コンピュータ読み取り可能な記録媒体は、たとえば、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。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よい。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およびユーザ端末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。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。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よい。たとえば、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。
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。
1…無線通信システム
10…無線基地局
20…ユーザ端末
30…上位局装置
40…コアネットワーク
101…送受信アンテナ
102…アンプ部
103…送受信部
104…ベースバンド信号処理部
105…呼処理部
106…インタフェース部
201…送受信アンテナ
202…アンプ部
203…送受信部
204…ベースバンド信号処理部
205…アプリケーション部
301,401…制御部(スケジューラ)
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

Claims (7)

  1. LBT(Listen Before Talk)が設定されたキャリアで通信するユーザ端末であって、
    第1のサブフレームにおいて、当該第1のサブフレームと異なる第2のサブフレームにおける使用シンボル数の情報を含むDCI(Downlink Control Information)を受信する受信部と、
    前記DCIに基づいて、前記第2のサブフレームにおける受信処理を制御する制御部と、を有し、
    前記第2のサブフレームは、バースト送信の最終サブフレームであり、
    前記受信部は、前記DCIと異なるDCIを受信し、
    前記制御部は、前記異なるDCIに基づいて前記バースト送信の先頭サブフレームにおける使用シンボル数を判断し、前記DCIに基づいて前記第2のサブフレームにおける使用シンボル数を判断することを特徴とするユーザ端末。
  2. 前記第1のサブフレームは、前記バースト送信の最終サブフレームの直前のサブフレームであることを特徴とする請求項1に記載のユーザ端末。
  3. 前記第1のサブフレームは、前記バースト送信の先頭サブフレームでないことを特徴とする請求項2に記載のユーザ端末。
  4. 前記DCIは、サーチスペースで送信されるDCIフォーマット1CのDCIであることを特徴とする請求項1から請求項のいずれかに記載のユーザ端末。
  5. 前記受信部は、RRC(Radio Resource Control)シグナリングにより、前記第2のサブフレームにおける使用シンボル数のパターンとインデックスとの関係の情報を受信し、
    前記制御部は、前記関係及び前記DCIに含まれるインデックスに基づいて、前記第2のサブフレームにおける使用シンボル数を判断することを特徴とする請求項1から請求項のいずれかに記載のユーザ端末。
  6. LBT(Listen Before Talk)が設定されたキャリアでユーザ端末と通信する無線基地局であって、
    第1のサブフレームにおいて、当該第1のサブフレームと異なる第2のサブフレームにおける使用シンボル数の情報を含むDCI(Downlink Control Information)を送信する送信部と、
    前記第2のサブフレームにおける使用シンボル数を制御する制御部と、を有し、
    前記第2のサブフレームは、バースト送信の最終サブフレームであり、
    前記制御部は、前記バースト送信の先頭サブフレームにおける使用シンボル数を制御し、
    前記送信部は、前記ユーザ端末に前記バースト送信の先頭サブフレームにおける使用シンボル数を判断させるための、前記DCIと異なるDCIを送信することを特徴とする無線基地局。
  7. LBT(Listen Before Talk)が設定されたキャリアで通信するユーザ端末の無線通信方法であって、
    第1のサブフレームにおいて、当該第1のサブフレームと異なる第2のサブフレームにおける使用シンボル数の情報を含むDCI(Downlink Control Information)を受信する工程と、
    前記DCIに基づいて、前記第2のサブフレームにおける受信処理を制御する工程と、を有し、
    前記第2のサブフレームは、バースト送信の最終サブフレームであり、
    さらに、前記DCIと異なるDCIを受信する工程と、
    前記異なるDCIに基づいて前記バースト送信の先頭サブフレームにおける使用シンボル数を判断し、前記DCIに基づいて前記第2のサブフレームにおける使用シンボル数を判断する工程と、を有することを特徴とする無線通信方法。
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