JP6472463B2 - 無線基地局、ユーザ端末及び無線通信方法 - Google Patents

無線基地局、ユーザ端末及び無線通信方法 Download PDF

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Description

本発明は、次世代移動通信システムにおける無線基地局、ユーザ端末及び無線通信方法に関する。
ＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunications System）ネットワークにおいて、さらなる高速データレート、低遅延などを目的としてロングタームエボリューション（ＬＴＥ：Long Term Evolution）が仕様化された（非特許文献１）。また、ＬＴＥからの更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（以下、「ＬＴＥ−Ａ」と表す）、ＦＲＡ（Future Radio Access）等ともいう）も検討されている。
ところで、近年、通信装置の低コスト化に伴い、ネットワークに繋がれた装置が、人間の手を介さずに相互に通信して自動的に制御を行う機器間通信（Ｍ２Ｍ：Machine-to-Machine）の技術開発が盛んに行われている。特に、３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）は、Ｍ２Ｍの中でも機器間通信用のセルラシステムとして、ＭＴＣ（Machine Type Communication）の最適化に関する標準化を進めている（非特許文献２）。ＭＴＣ端末は、例えば電気メータ、ガスメータ、自動販売機、車両、その他産業機器等の幅広い分野への利用が考えられている。
コストの低減及びセルラシステムにおけるカバレッジエリアの改善の観点から、ＭＴＣ端末の中でも、簡易なハードウェア構成で実現可能な低コストＭＴＣ端末（low-cost MTC UE）の需要が高まっている。低コストＭＴＣ端末は、上りリンク（ＵＬ）及び下りリンク（ＤＬ）の使用帯域を、システム帯域（例えば、１コンポーネントキャリア）の一部に制限することで実現される。
使用帯域がシステム帯域の一部（例えば、１．４ＭＨｚの周波数帯域幅）に制限されたことにより受信特性が劣化してしまう。さらに、ＭＴＣ端末では、カバレッジを拡張すること（Coverage enhancement）が検討されている。ＭＴＣ端末における受信特性の改善およびカバレッジを拡張する方法として、下りリンク（ＤＬ）及び／又は上りリンク（ＵＬ）において同じ信号を複数サブフレームに渡って繰り返し送信することで、受信信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ：Signal-to-Interference plus Noise Ratio）を向上させる繰り返し送信法（repetition）の適用が考えられる。
しかしながら、システム帯域の一部の周波数帯のみ利用してrepetitionを適用する場合、通信環境等によっては、所望の特性を達成するためにrepetition回数が増加してしまい、周波数利用効率が低減するおそれがある。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、使用帯域がシステム帯域の一部の狭帯域に制限されるユーザ端末の通信において、カバレッジを拡張する場合であっても、周波数利用効率の低減を抑制することができる無線基地局、ユーザ端末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無線基地局は、システム帯域の一部の狭帯域に使用帯域が制限されたユーザ端末と通信する無線基地局であって、前記ユーザ端末に下り信号を繰り返し送信する送信部と、周波数ホッピングを用いた送信方法と、周波数スケジューリングを利用する送信方法とを切り替えて前記下り信号に適用して送信を制御する制御部と、を有し、前記送信部は、前記下り信号に適用する前記送信方法に関する情報を前記ユーザ端末に通知することを特徴とする。
本発明によれば、使用帯域がシステム帯域の一部の狭帯域に制限されるユーザ端末の通信において、カバレッジを拡張する場合であっても、周波数利用効率の低減を抑制することができる。
下りリンクのシステム帯域に対する狭帯域の配置例を示す図である。 周波数ホッピングと周波数スケジューリング方法の一例を示す図である。 周波数ホッピングと周波数スケジューリングを適用する際のチャネル推定方法の一例を示す図である。 周波数ホッピングと周波数スケジューリングを適用する際のチャネル推定方法の他の一例を示す図である。 周波数ホッピングと周波数スケジューリング方法を切り替えて制御する場合の一例を示す図である。 ＭＴＣ端末毎に周波数ホッピングパターンを変更する場合の一例を示す図である。 所定条件と送信方法とを関連付けて規定したテーブルの一例を示す図である。 送信方法が異なるグループに対するスケジューリング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。
ＭＴＣ端末の低コスト化のために、ピークレートの減少、リソースブロックの制限、受信ＲＦ制限によって端末の処理能力を抑えることが検討されている。例えば、下りデータチャネル（ＰＤＳＣＨ：Physical Downlink Shared Channel）を用いたユニキャスト送信で最大トランスポートブロックサイズが１０００ビット、下りデータチャネルを用いたＢＣＣＨ送信で最大トランスポートブロックサイズが２２１６ビットに制限される。また、下りデータチャネルの帯域幅が６リソースブロック（ＲＢ（Resource Block）、ＰＲＢ（Physical Resource Block）ともいう）に制限される。さらに、ＭＴＣ端末における受信ＲＦが１に制限される。
低コストＭＴＣ端末（low-cost MTC UE）は、既存のユーザ端末よりもトランスポートブロックサイズ、リソースブロックが制限されるため、ＬＴＥのＲｅｌ．８〜１１セルには接続できない。このため、低コストＭＴＣ端末は報知信号によってアクセス許可が通知されているセルのみに接続される。さらに、下りデータ信号だけでなく、下りリンクで送信される各種制御信号（システム情報、下り制御情報）や、上りリンクで送信されるデータ信号や各種制御信号についても、規定の狭帯域（例えば、１．４ＭＨｚ）に制限することが考えられている。
このように帯域が制限されたＭＴＣ端末は、既存のユーザ端末との関係を考慮してＬＴＥのシステム帯域で動作させる必要がある。例えば、システム帯域において、帯域が制限されたＭＴＣ端末と帯域が制限されない既存のユーザ端末との間で、周波数多重をサポートすることが想定される。また、帯域が制限されたユーザ端末は、上りリンクと下りリンクにおいて、所定の狭帯域のＲＦのみをサポートすることが想定される。ここで、ＭＴＣ端末は、サポートする最大の帯域がシステム帯域の一部の狭帯域である端末であり、既存のユーザ端末は、サポートする最大の帯域がシステム帯域（例えば、２０ＭＨｚ）である端末である。
すなわち、ＭＴＣ端末の使用帯域の上限は狭帯域に制限され、既存のユーザ端末の使用帯域の上限はシステム帯域に設定される。ＭＴＣ端末は、狭帯域を基準として設計されているため、ハードウェア構成を簡略化して、既存のユーザ端末よりも処理能力が抑えられている。なお、ＭＴＣ端末は、低コストＭＴＣ端末（ＬＣ−ＭＴＣ ＵＥ）、ＭＴＣ ＵＥなどと呼ばれてもよい。既存のユーザ端末は、ノーマルＵＥ、ｎｏｎ−ＭＴＣ ＵＥ、Ｃａｔｅｇｏｒｙ １ ＵＥなどと呼ばれてもよい。
また、ＭＴＣ端末との無線通信においては、カバレッジを拡張すること（Coverage enhancement）が検討されている。例えば、ＭＴＣ端末では、既存のカテゴリー１のユーザ端末（Ｃａｔｅｇｏｒｙ １ ＵＥ）と比較して最大で１５ｄＢのカバレッジ拡張が検討されている。
ＭＴＣ端末の無線通信におけるカバレッジ拡張方法としては、下りリンク（ＤＬ）及び／又は上りリンク（ＵＬ）において同一の信号を繰り返し送信するrepetitionを適用することが考えられる。しかし、通信環境によっては、所望のカバレッジ特性（例えば、最大１５ｄＢのカバレッジ）を達成するためにrepetition回数が増加し、周波数利用効率が低減するおそれがある。
図１は、下りリンクのシステム帯域における狭帯域の配置方法を示している。上述したように、ＭＴＣ端末は、所定（例えば、１．４ＭＨｚ）の狭帯域のみしかサポートしていないため、広帯域のＰＤＣＣＨで送信される下り制御情報（ＤＣＩ：Downlink Control Information）を検出できない。そこで、無線基地局は、ＭＴＣ端末に対して、ＥＰＤＣＣＨ（Enhanced Physical Downlink Control Channel）を用いて、下り（ＰＤＳＣＨ）と上り（ＰＵＳＣＨ：Physical Uplink Shared Channel）のリソース割り当てを行うことが考えられる。
図１Ａでは、ＭＴＣ端末の使用帯域がシステム帯域の一部の狭帯域（例えば、１．４ＭＨｚ）に制限されると共に、狭帯域がシステム帯域の所定の周波数位置に固定されて配置される場合を示している。この場合、ＭＴＣ端末は、システム帯域の一部のみ利用してrepetitionを適用するため、周波数ダイバーシチ効果が得られず周波数利用効率が低下するおそれがある。一方で、図１Ｂに示すように、使用帯域となる狭帯域の周波数位置がサブフレーム毎に変化すると、周波数ダイバーシチ効果が得られるため、周波数利用効率の低下が抑えられる。
そこで、本発明者等は、ＭＴＣ端末が利用する狭帯域の周波数位置を固定せずに設定して周波数ホッピングや周波数スケジューリングを適用することにより、repetition回数を低減し、周波数利用効率を向上できることを見出した。
図２Ａは、無線基地局が、周波数ホッピングを利用して下り信号（例えば、ＥＰＤＣＣＨ及び／又はＰＤＳＣＨ）をＭＴＣ端末へ送信する場合の一例を示す図である。図２Ａでは、無線基地局が、システム帯域において第１の狭帯域（ＤＬ ＢＷ＃１）と第２の狭帯域（ＤＬ ＢＷ＃２）とを用いて下り信号を周波数ホッピングしてＭＴＣ端末に送信する場合を示している。
ここでは、下り制御情報（ＤＣＩ）を送信する拡張下り制御チャネル（ＥＰＤＣＣＨ）を同じ周波数位置（ここでは、ＤＬ ＢＷ＃１）に割当て、下りデータを送信するＰＤＳＣＨに周波数ホッピングを適用する場合を示しているが、これに限られない。ＥＰＤＣＣＨに周波数ホッピングを適用してもよい。
図２Ｂは、無線基地局が、周波数スケジューリングを利用して下り信号（例えば、ＥＰＤＣＣＨ及び／又はＰＤＳＣＨ）をＭＴＣ端末へ送信する場合の一例を示す図である。図２Ｂでは、無線基地局が、下りのチャネル品質等に基づいて、第１の狭帯域（ＤＬ ＢＷ＃１）と第２の狭帯域（ＤＬ ＢＷ＃２）のいずれかに下り信号を割当てて送信する場合を示している。
ここでは、拡張下り制御チャネル（ＥＰＤＣＣＨ）を同じ周波数領域（ここでは、ＤＬ ＢＷ＃１）に割当て、ＰＤＳＣＨに周波数スケジューリングを適用する場合を示しているが、これに限られない。
このように、ＭＴＣ端末の無線通信においてrepetitionを適用する場合、周波数ホッピングや周波数スケジューリングを適用することにより、複数サブフレーム間で信号を合成して周波数ダイバーシチ効果を得ることができる。これにより、ＭＴＣ端末が利用する狭帯域の周波数位置を固定する場合と比較して、受信特性を改善することが可能となる。
さらに、本発明者等は、合成サブフレーム数が多いほどチャネル推定精度が向上する点に着目し、repetition回数と周波数ホッピング／周波数スケジューリングとの関係性について検討した。
まず、repetition回数が少ない場合を想定する。この場合、無線基地局が周波数ホッピングを利用して下り信号を送信すると、ＭＴＣ端末がチャネル推定のために利用できる合成サブフレーム数が少なくなる（図３Ａ参照）。図３Ａでは、repetition回数を４回行う場合に、第１の狭帯域（ＤＬ ＢＷ＃１）と第２の狭帯域（ＤＬ ＢＷ＃２）で周波数ホッピングを適用する場合を示している。この場合、ＭＴＣ端末がチャネル推定のために利用できる合成サブフレーム数が２となるため、チャネル推定精度が劣化しやすくなる。
一方で、無線基地局が周波数スケジューリングを利用して下り信号を送信する場合、繰り返し送信される下り信号がチャネル状態のよい狭帯域（ここでは、ＤＬ ＢＷ＃１）で送信される（図３Ｂ参照）。図３Ｂでは、repetition回数を４回行う場合に、周波数スケジューリングにより第１の狭帯域（ＤＬ ＢＷ＃１）に下り信号が割当てられる場合を示している。この場合、ＭＴＣ端末はスケジューリング利得を得ると共に、チャネル推定精度も向上することができる。
したがって、repetition回数が少ない場合には、周波数ホッピングを適用するより、周波数スケジューリングを適用することが好ましい。なお、周波数スケジューリングを利用する場合には、複数の周波数リソースに対するチャネル品質測定（例えば、CSI measurement）が必要となる。
次に、repetition回数が多い場合を想定する。無線基地局が周波数ホッピングを利用して下り信号を送信する場合でも、ＭＴＣ端末がチャネル推定のために利用できる合成サブフレーム数を十分確保することができる（図４Ａ参照）。図４Ａでは、repetition回数を１０回行う場合に、第１の狭帯域（ＤＬ ＢＷ＃１）と第２の狭帯域（ＤＬ ＢＷ＃２）で周波数ホッピングを適用する場合を示している。この場合、ＭＴＣ端末が各狭帯域でチャネル推定のために利用できる合成サブフレーム数が５となるため、十分なチャネル推定精度を得ることが出来ると共に、周波数ダイバーシチ利得を得ることが可能となる。
一方で、無線基地局が周波数スケジューリングを利用して下り信号を送信する場合、繰り返し送信される下り信号がチャネル状態のよい狭帯域（ここでは、ＤＬ ＢＷ＃１）で送信される（図４Ｂ参照）。図４Ｂでは、repetition回数を１０回行う場合に、周波数スケジューリングにより第１の狭帯域（ＤＬ ＢＷ＃１）に下り信号が割当てられる場合を示している。この場合、repetition回数が少ない場合と同様に、ＭＴＣ端末はスケジューリング利得を得ると共に、チャネル推定精度も向上することができる。
したがって、repetition回数が多い場合には、周波数ホッピング、又は周波数スケジューリングのいずれかを適用することが好ましい。なお、周波数スケジューリングを利用する場合には、複数の周波数リソースに対するチャネル品質測定（例えば、CSI measurement）が必要となる。
このように、本発明者等は、ＭＴＣ端末の無線通信方法では、通信条件（例えば、repetition回数等）や、通信環境（受信品質、トラヒック状況）等に応じて、送信方法を切り替えて制御することが有効となることを着想した（図５参照）。
一方で、送信方法を切り替えて制御する場合、ＭＴＣ端末は、ＤＬ伝送及び／又はＵＬ伝送に適用される送信方法（周波数ホッピング又は周波数スケジューリング）を適切に把握する必要がある。そこで、本発明者等は、ＭＴＣ端末の無線通信において、複数の送信方法を適用する場合であっても、ＭＴＣ端末が適切に信号を送受信できるように、当該送信方法に関する情報をＭＴＣ端末に通知することを着想した。
以下に、本発明の各実施態様を説明する。各実施態様では、使用帯域が狭帯域に制限されたユーザ端末としてＭＴＣ端末を例示するが、本発明の適用はＭＴＣ端末に限定されない。また、狭帯域を６ＰＲＢ（１．４ＭＨｚ）として説明するが、他の狭帯域であっても、本明細書に基づいて本発明を適用することができる。
また、以下の説明では、無線基地局からＭＴＣ端末へ送信するＤＬ信号（例えば、ＰＤＳＣＨ）に対して適用する場合を示すが、ＭＴＣ端末から無線基地局へ送信するＵＬ信号（例えば、ＰＵＳＣＨ）にも適用することができる。また、本実施の形態が適用可能な信号（チャネル）はデータ信号（ＰＤＳＣＨ、ＰＵＳＣＨ）に限られず、制御信号（例えば、ＥＰＤＣＣＨ）や参照信号（例えば、ＣＳＩ−ＲＳ、ＣＲＳ、ＤＭＲＳ、ＳＲＳ）に対しても適用することが可能である。
（第１の態様）
第１の態様では、無線基地局が、ＭＴＣ端末毎、又はセル毎にＤＬ信号及び／又はＵＬ信号に適用する送信方法を明示的に通知する場合（Explicit signaling）について説明する。
＜ＭＴＣ端末毎に設定＞
無線基地局は、ＭＴＣ端末毎に個別にＤＬ信号及び／又はＵＬ信号の送信方法（周波数ホッピング又は周波数スケジューリング）を設定することができる。例えば、無線基地局は、通信条件や通信環境等の所定条件に基づいて、ＭＴＣ端末毎に周波数ホッピング又は周波数スケジューリングのいずれを適用するか決定する。
ＭＴＣ端末毎に送信方法を設定する場合、無線基地局は、各ＭＴＣ端末に対して、拡張制御チャネル（ＥＰＤＣＣＨ）で送信される下り制御情報（ＤＣＩ）を用いて送信方法に関する情報を通知することができる。下り制御情報を用いてＭＴＣ端末に送信方法を通知することにより、送信方法（例えば、周波数ホッピング又は周波数スケジューリング）の切り替えを動的（dynamic）に制御することが可能となる。
この場合、無線基地局は、下り制御情報の既存のビットフィールドを利用して、送信方法に関する情報を送信することができる。例えば、無線基地局は、ＤＣＩに含まれる既存のビットフィールドのうち、ＭＴＣ端末との無線通信では利用しないビットフィールド（例えば、“Localized/Distributed VRB assignment flag”）等を利用することができる。あるいは、無線基地局は、送信方法を識別するための新しいビットフィールドをＤＣＩに規定してもよい。この場合、新しいビットフィールドは、１ビット（一方の送信方法を指定）、又は２ビット（ＵＬの送信方法とＤＬの送信方法を指定）とすることができる。
また、無線基地局は、上位レイヤシグナリング（Higher-layer Signaling）を用いて、各ＭＴＣ端末に個別に送信方法の設定／通知を行うことができる。上位レイヤシグナリング（例えば、ＲＲＣシグナリング）を用いて送信方法に関する情報を通知する場合、周波数ホッピング又は周波数スケジューリングの切り替えを準静的（semi-static）に制御することができる。
また、無線基地局は、ＭＴＣ端末に複数の狭帯域を設定する場合、各狭帯域のＤＬ信号及び／又はＵＬ信号に適用する送信方法に関する情報を上位レイヤシグナリング（例えば、ＲＲＣシグナリング等）で通知し、リソースの割当てについて下り制御信号で通知する構成とすることができる。例えば、無線基地局は、ＭＴＣ端末が４つの狭帯域をサポートする場合に、２つの狭帯域を周波数ホッピング、他の２つの狭帯域を周波数スケジューリングに適用し、いずれの送信方法が適用されるかについて上位レイヤシグナリングでＭＴＣ端末に通知する。さらに、無線基地局は、データ信号の割当てについて下り制御情報を用いて指定する。なお、各狭帯域に適用する通信方法は固定としてもよいし、ＭＴＣ端末毎に変更してもよいし、１つのＭＴＣ端末に対して通信状況に応じて変更してもよい。各狭帯域に適用する通信方法を変更する場合には、無線基地局は各狭帯域に適用する通信方法が変更されることを上位レイヤシグナリング等で通知することができる。また、各ＭＴＣ端末に対して複数の狭帯域のうちの一部の狭帯域を設定する場合には、当該一部の狭帯域に関する情報と適用する通信方法に関する情報を組み合わせて無線基地局からＭＴＣ端末に上位レイヤシグナリング等で通知することもできる。
＜セル毎に設定＞
無線基地局は、同一セル内のＭＴＣ端末に対して、ＤＬ信号及び／又はＵＬ信号の送信方法（周波数ホッピング又は周波数スケジューリング）を共通に設定することができる。例えば、セル半径の大きいセル（例えば、マクロセル）では繰り返し数（repetition回数）が大きくなることが想定されるため、制御が容易となる周波数ホッピングを適用することができる。一方で、セル半径の小さいセル（例えば、スモールセル）では繰り返し数（repetition回数）が小さくなることが想定されるため、周波数スケジューリングを適用することができる。もちろん、セル毎にＭＴＣ端末に適用する送信方法を切り替えて制御することも可能である。
無線基地局は、送信方法に関する情報を報知情報（ＭＩＢ）及び／又はシステム情報（ＳＩＢ）に含めて、セル内のＭＴＣ端末に通知することができる。あるいは、拡張下り制御チャネル（ＥＰＤＣＣＨ）に共通サーチスペース（ＣＳＳ：Common Search Space）が設定される場合には、送信方法に関する情報を当該ＣＳＳに含めてもよい。
＜ホッピングパターン＞
無線基地局は、ＤＬ信号及び／又はＵＬ信号について周波数ホッピングを適用する場合、当該周波数ホッピングが選択されたＭＴＣ端末同士のホッピングパターンの衝突を抑制するように制御することが好ましい。
例えば、無線基地局が２つのＭＴＣ端末（ここでは、ＭＴＣ＃１とＭＴＣ＃２）に対して、周波数ホッピングを適用する場合を想定する（図６Ａ参照）。この場合、無線基地局は、異なるＭＴＣ端末に対して、異なるホッピングパターンを設定することができる（図６Ｂ参照）。
図６Ｂに示す場合、無線基地局は、ＭＴＣ端末＃１とＭＴＣ端末＃２間でホッピングパターンの衝突を避けるように、ＭＴＣ端末＃１とＭＴＣ端末＃２に対して異なるホッピングパターンを設定する。例えば、各ＭＴＣ端末の識別情報（User ID、MTC IDとも呼ぶ）とホッピングパターンを関連付けて設定することができる。一例として、識別情報が奇数のＭＴＣ端末に対してホッピングパターン＃０を設定し、偶数のＭＴＣ端末に対してホッピングパターン＃１を設定することができる。
図６Ｂでは、各ＭＴＣ端末に対して２つの狭帯域（ＤＬ ＢＷ＃１とＤＬ ＢＷ＃２）が設定され、ＭＴＣ端末＃１とＭＴＣ端末＃２に同じサブフレームで送信される下り信号が２つの狭帯域間で周波数分割多重するように割当てる場合を示している。なお、本実施の形態で適用可能なホッピングパターンは、図６Ｂに示す方法に限られない。また、各ＭＴＣ端末に設定する狭帯域も２つに限られない。周波数ホッピングを適用する複数のＭＴＣ端末間で異なる狭帯域を用いてホッピングパターンを設定することも可能である。
無線基地局は、周波数ホッピングパターンに関する情報を、各ＭＴＣ端末に通知することができる。周波数ホッピングパターンに関する情報は、下り制御情報、上位レイヤシグナリング等を用いて各ＭＴＣ端末に通知することができる。また、送信方法（周波数ホッピング）に関する情報とホッピングパターン情報を組み合わせてＭＴＣ端末に通知してもよい。あるいは、上述したように、周波数ホッピングパターンをＭＴＣ端末の識別情報と対応づけて設定し、ＭＴＣ端末が自律的に周波数ホッピングパターンを決定してもよい。
このように、複数のＭＴＣ端末が周波数ホッピングを適用する場合に、ＭＴＣ端末に対して異なるホッピングパターンを設定することにより、ホッピングパターンの衝突を抑制することが可能となる。
なお、本実施の形態において、ＤＬ信号とＵＬ信号に適用する送信方法（周波数ホッピング又は周波数スケジューリング）は、共通に設定してもよいし、それぞれ個別に設定してもよい。あるいは、送信するチャネルや信号の種別毎に個別に送信方法を設定してもよいし、共通に設定してもよい。また、無線基地局は、ＤＬ信号とＵＬ信号に適用する送信方法に関する情報を、ユーザ端末に同時に通知してもよいし、それぞれ独立に通知してもよい。
（第２の態様）
第２の態様では、ＤＬ信号及び／又はＵＬ信号に適用する送信方法を、所定の条件に基づいて制御する場合について説明する。具体的には、無線基地局がＤＬ信号及び／又はＵＬ信号に適用する送信方法の情報を、ＭＴＣ端末に黙示的に通知する（Implicit signaling）場合、又はＭＴＣ端末が自律的に判断する場合について説明する。
＜Repetition回数＞
ＭＴＣ端末の通信において、無線基地局及び／又はＭＴＣ端末は、repetition回数に応じて送信方法（周波数ホッピング／周波数スケジューリング）を切り替えて制御することができる。例えば、無線基地局は、ＤＬ信号のrepetition回数が所定値（例えば、１０回）以上である場合は周波数ホッピングを適用し、所定値未満である場合は周波数スケジューリングを適用する。
この場合、無線基地局は、下り信号（例えば、ＰＤＳＣＨ）のrepetition回数に関する情報を、報知情報（ＭＩＢ）、システム情報（ＳＩＢ）、上位レイヤシグナリング（例えば、ＲＲＣシグナリング）及び下り制御情報（ＤＣＩ）のいずれかを利用してＭＴＣ端末に通知することができる。
ＭＴＣ端末は、無線基地局から通知されたrepetition回数に関する情報に基づいて、ＤＬ信号及び／又はＵＬ信号に適用される送信方法を把握することができる。この場合、所定のrepetition回数と送信方法との関係が規定されたテーブルを設定し、無線基地局やＭＴＣ端末があらかじめ保持しておいてもよい（図７Ａ参照）。なお、図７Ａでは、所定のrepetition回数を１０回としているが、これに限られない。また、テーブルの内容（例えば、所定のrepetition回数）については、無線基地局からＭＴＣ端末にあらかじめ通知する構成としてもよい。
なお、ＭＴＣ端末は、ＵＬ信号のrepetition回数に応じてＵＬ信号の送信方法を選択してもよい。ＵＬ信号のrepetition回数に関する情報は、無線基地局からＭＴＣ端末に通知することができる。この場合、無線基地局は、ＵＬ信号のrepetition回数と下り信号のrepetition回数に関する情報を、ＭＴＣ端末に同時に通知してもよいし別々に通知してもよい。あるいは、ＵＬ信号の送信方法については、repetition回数に関わらずＤＬ信号の送信方法と同じ方法にしてもよいし、無線基地局が直接指示する構成としてもよい。
このように、repetition回数と送信方法とを関連付けて制御することにより、ＭＴＣ端末の無線通信において適切な送信方法を選択して通信を行うことができる。また、無線基地局からＭＴＣ端末に対して送信方法に関する情報を明示的に通知する動作を省略することができる。
＜ＭＣＳ＞
ＭＴＣ端末の通信において、無線基地局及び／又はＭＴＣ端末は、変調方式・チャネル符号化率（ＭＣＳ：Modulation and Coding Scheme）に応じて送信方法（周波数ホッピング／周波数スケジューリング）を切り替えて制御してもよい。
ＭＣＳは、変調方式とチャネル符号化率の組み合わせであり、無線基地局は、ＭＴＣ端末からフィードバックされるチャネル品質指標（ＣＱＩ）に基づいて、所定のＭＣＳ（ＭＴＣインデックス）を選択する。例えば、無線基地局は、フィードバックされたＣＱＩに基づいて、あらかじめ複数のＭＴＣインデックスが定義されたテーブルから所定のＭＴＣを選択する。また、選択したＭＴＣに関する情報は、無線基地局からＭＴＣ端末に通知することができる。
通常、ＭＣＳの番号（ＭＣＳインデックス）が大きいほどＴＢ（トランスポートブロック）のサイズも大きくなり、高いスループットを達成することができる。一方で、通信環境がよくない場所（例えば、セル端等）に位置する端末に対しては、番号が小さいＭＣＳを使用する。例えば、repetitionを適用する場合、ＭＣＳが小さいＭＴＣ端末に対してはrepetition回数を多く設定することが想定される。
本実施の形態では、ＭＣＳの番号が所定値以下の場合（例えば、ＭＣＳ＃０の場合）に周波数ホッピングを適用する。一方で、ＭＣＳの番号は所定値より大きい場合（例えば、ＭＣＳ＃０より大きい場合）に周波数スケジューリングを適用する。
無線基地局は、ＭＣＳに関する情報を、下り制御情報（ＤＣＩ）を用いてＭＴＣ端末に通知することができる。ＭＴＣ端末は、無線基地局から通知されたＭＣＳの番号に基づいて、ＤＬ信号及び／又はＵＬ信号に適用される送信方法を把握することができる。
この場合、ＭＣＳの番号と送信方法との関係が規定されたテーブルを設定し、無線基地局やＭＴＣ端末があらかじめ保持しておいてもよい（図７Ｂ参照）。なお、テーブルの内容（例えば、ＭＣＳの番号）については、無線基地局からＭＴＣ端末にあらかじめ通知する構成としてもよい。
このように、ＭＣＳと送信方法とを関連付けて制御することにより、ＭＴＣ端末の無線通信において適切な送信方法を選択して通信を行うことができる。また、無線基地局からＭＴＣ端末に対して送信方法に関する情報を明示的に通知する動作を省略することができる。
＜ＣＱＩ、ＲＳＲＰ、ＲＳＲＱ＞
ＭＴＣ端末の通信において、無線基地局及び／又はＭＴＣ端末は、チャネル品質指標（ＣＱＩ）、受信電力（ＲＳＲＰ）、受信品質（ＲＳＲＱ）の少なくとも一つに応じて送信方法（周波数ホッピング／周波数スケジューリング）を切り替えて制御してもよい。
ＣＱＩは、チャネル状態を示す指標であり、ＭＴＣ端末は、無線基地局から送信される参照信号（例えば、ＣＳＩ−ＲＳ）に基づいてＣＱＩを推定し、無線基地局にフィードバックする。また、ＲＳＲＰ（Reference Signal Received Power）は、ＭＴＣ端末における受信電力であり、ＭＴＣ端末は、無線基地局から送信される参照信号（例えば、ＣＲＳ）に基づいて受信電力を測定し、無線基地局にフィードバックする。ＲＳＲＱ（Reference Signal Received Quality）は、ＭＴＣ端末における受信品質であり、受信電力（ＲＳＲＰ）と総受信電力（ＲＳＳＩ：Received Signal Strength Indicator）の比によって計算される。
例えば、無線基地局及び／又はＭＴＣ端末は、ＣＱＩ、ＲＳＲＰ及び／又はＲＳＲＱが所定値（任意に定める一定値）以上である場合は周波数スケジューリングを適用し、所定値未満である場合は周波数ホッピングを適用する。この場合、ＣＱＩ、ＲＳＲＰ又はＲＳＲＱのいずれか一つを用いて送信方法を決定してもよいし、２つ以上（例えば、ＣＱＩとＲＳＲＰ）が所定値以上となるか否かに基づいて送信方法を決定してもよい。もちろん３つ全てが所定値以上となるか否かに基づいて送信方法を決定してもよい。
無線基地局は、ＭＴＣ端末からフィードバックされるＣＱＩ、ＲＳＲＰ等の情報に基づいて、ＤＬ信号及び／又はＵＬ信号に適用する送信方法を決定することができる。ＭＴＣ端末は、測定したＣＱＩの値、ＲＳＲＰの値に基づいてＤＬ信号及び／又はＵＬ信号に適用する送信方法を自律的に決定することができる。なおＭＴＣ端末は、無線基地局から通知される情報に基づいて送信方法を決定してもよい。
また、ＣＱＩ、ＲＳＲＰ及び／又はＲＳＲＱと送信方法との関係が規定されたテーブルを定義し、無線基地局やＭＴＣ端末があらかじめ保持しておいてもよい（図７Ｃ参照）。なお、テーブルの内容（例えば、ＣＱＩ、ＲＳＲＱ及び／又はＲＳＲＱの値）については、無線基地局からＭＴＣ端末にあらかじめ通知する構成としてもよい。
このように、ＣＱＩ、ＲＳＲＰ及び／又はＲＳＲＱと送信方法とを関連付けて制御することにより、ＭＴＣ端末の無線通信において適切な送信方法を選択して通信を行うことができる。また、無線基地局からＭＴＣ端末に対して送信方法に関する情報を明示的に通知する動作を省略することができる。
（第３の態様）
第３の態様では、周波数ホッピングを適用するＭＴＣ端末と、周波数スケジューリングを適用するＭＴＣ端末とをそれぞれグループ分けして通信を制御する場合について説明する。
例えば、無線基地局は、周波数ホッピングを適用するＭＴＣ端末グループ（第１のＭＴＣグループ）と、周波数スケジューリングを適用するＭＴＣグループ（第２のＭＴＣグループ）に分類することができる（図８Ａ参照）。例えば、ＤＬ信号に対して周波数ホッピングと周波数スケジューリングのどちらを適用するかに応じてＭＴＣ端末をグループ分けする。あるいは、ＵＬ信号に対して周波数ホッピングと周波数スケジューリングのどちらを適用するかに応じてＭＴＣ端末をグループ分けしてもよい。
無線基地局は、送信方法に関する情報をＭＴＣ端末毎に通知することができる。また、無線基地局は、各ＭＴＣグループに対して、異なる無線リソース（例えば、下りチャネル及び／又は上りチャネル）をモニタリングするように指示することができる。例えば、周波数ホッピングを適用する第１のＭＴＣグループと、周波数スケジューリングを適用する第２のＭＴＣグループに対して、グループ毎に異なるサブフレームパターン及び／又は周波数リソースパターンに関する情報を送信する。
図８Ｂは、周波数ホッピングを適用する第１のＭＴＣグループと、周波数スケジューリングを適用する第２のＭＴＣグループにそれぞれ異なるサブフレームパターンを割当てる場合を示している。ここでは、第１のＭＴＣグループにサブフレーム＃０〜＃４、＃８〜＃１２を割当て、第２のＭＴＣグループにサブフレーム＃５〜＃７を割当てている。
この場合、無線基地局は、第１のＭＴＣグループに分類されたＭＴＣ端末に対して、サブフレーム＃０〜＃４、＃８〜＃１２を用いて、周波数ホッピングを適用して下り信号を送信する。一方で、無線基地局は、第２のＭＴＣグループに分類されたＭＴＣ端末に対して、サブフレーム＃５〜＃７を用いて、周波数スケジューリングを適用して下り信号を送信する。
図８Ｂでは、異なる送信方法を適用するＭＴＣグループに異なるサブフレームパターンを割当てる場合を示したが、これに限られず周波数リソースパターンを割当ててもよい。また、同じ送信方法を適用するＭＴＣ端末を異なるグループに分類して、異なるサブフレームパターン及び／又は周波数リソースパターンを割当てることも可能である。
このように、周波数スケジューリング用のサブフレーム（又は、周波数リソース）と、周波数ホッピング用のサブフレーム（又は、周波数リソース）を分けることにより、無線基地局におけるスケジューリングや、ＭＴＣ端末への割当て方法を簡略化することができる。また、ＭＴＣ端末は、異なる送信方法が適用されるサブフレーム（周波数リソース）をモニターして受信動作を行う必要がないため、消費電力を低減することができる。
（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、本発明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されてもよいし、組み合わせて適用されてもよい。ここでは、狭帯域に使用帯域が制限されたユーザ端末としてＭＴＣ端末を例示するが、ＭＴＣ端末に限定されるものではない。
図９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図である。図９に示す無線通信システム１は、無線通信システムのネットワークドメインにＬＴＥシステムを採用した一例である。当該無線通信システム１では、ＬＴＥシステムのシステム帯域幅を１単位とする複数の基本周波数ブロック（コンポーネントキャリア）を一体としたキャリアアグリゲーション（ＣＡ）及び／又はデュアルコネクティビティ（ＤＣ）を適用することができる。また、ＬＴＥシステムが下りリンク及び上りリンク共に最大２０ＭＨｚのシステム帯域に設定されるものとするが、この構成に限られない。なお、無線通信システム１は、ＳＵＰＥＲ ３Ｇ、ＬＴＥ−Ａ（LTE-Advanced）、ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄ、４Ｇ、５Ｇ、ＦＲＡ（Future Radio Access）等と呼ばれてもよい。
無線通信システム１は、無線基地局１０と、無線基地局１０に無線接続する複数のユーザ端末２０Ａ、２０Ｂ及び２０Ｃとを含んで構成されている。無線基地局１０は、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）等が含まれるが、これに限定されるものではない。
複数のユーザ端末２０Ａ、２０Ｂ及び２０Ｃは、セル５０において無線基地局１０と通信を行うことができる。例えば、ユーザ端末２０Ａは、ＬＴＥ（Ｒｅｌ−１０まで）又はＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ（Ｒｅｌ−１０以降も含む）をサポートするユーザ端末（以下、ＬＴＥ端末）であり、他のユーザ端末２０Ｂ、２０Ｃは、無線通信システムにおける通信デバイスとなるＭＴＣ端末である。以下、特に区別を要しない場合は、ユーザ端末２０Ａ、２０Ｂ及び２０Ｃは単にユーザ端末２０と呼ぶ。
なお、ＭＴＣ端末２０Ｂ、２０Ｃは、ＬＴＥ、ＬＴＥ−Ａなどの各種通信方式に対応した端末であり、電気メータ、ガスメータ、自動販売機等の固定通信端末に限らず、車両等の移動通信端末でもよい。また、ユーザ端末２０は、直に他のユーザ端末と通信してもよいし、無線基地局１０を介して他のユーザ端末と通信してもよい。
無線通信システム１においては、無線アクセス方式として、下りリンクについては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制御チャネル等が用いられる。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、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）等を含む。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）等が伝送される。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等の伝送に用いられる。
無線通信システム１では、上りリンクのチャネルとして、各ユーザ端末２０で共有される上り共有チャネル（ＰＵＳＣＨ：Physical Uplink Shared Channel）、上り制御チャネル（ＰＵＣＣＨ：Physical Uplink Control Channel）、ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ：Physical Random Access Channel）等が用いられる。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１０は、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。無線基地局１０は、複数の送受信アンテナ１０１と、アンプ部１０２と、送受信部１０３と、ベースバンド信号処理部１０４と、呼処理部１０５と、伝送路インターフェース１０６とを備えている。なお、送受信部１０３は、送信部及び受信部で構成される。
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）再送制御等の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等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。
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、システム帯域幅（例えば、１コンポーネントキャリア）より制限された狭い帯域幅（例えば、１．４ＭＨｚ）で、各種信号を送受信することができる。
送受信部１０３は、送信方法（周波数ホッピング又は周波数スケジューリング）を切り替えて下り信号を送信することができる。また、送受信部１０３は、下り信号に適用する送信方法に関する情報をユーザ端末に通知することができる。この場合、送受信部１０３は、下り制御信号及び／又は上位レイヤシグナリングを用いて、送信方法に関する情報をユーザ端末毎に個別に通知してもよいし、セル内のユーザ端末に同一の送信方法に関する情報を通知することも可能である。
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。
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等の呼処理や、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。
図１１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１１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１１に示すように、ベースバンド信号処理部１０４は、制御部（スケジューラ）３０１と、送信信号生成部（生成部）３０２と、マッピング部３０３と、受信信号処理部３０４と、を備えている。
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）等の下り参照信号等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で送信されるランダムアクセスプリアンブル等のスケジューリングを制御する。
制御部３０１は、各種信号を狭帯域に割り当ててユーザ端末２０に対して送信するように、送信信号生成部３０２及びマッピング部３０３を制御する。例えば、制御部３０１は、下りリンクのシステム情報（ＭＩＢ、ＳＩＢ）や、ＥＰＤＣＣＨを狭帯域幅に割り当てるように制御する。
また、制御部３０１は、所定の狭帯域でＰＤＳＣＨをユーザ端末２０に送信するように制御する。なお、無線基地局１０がカバレッジ拡張を適用されている場合には、制御部３０１は、所定のユーザ端末２０へのＤＬ信号の繰り返し数を設定し、当該繰り返し数に従ってＤＬ信号を繰り返し送信してもよい。また、制御部３０１は、ユーザ端末２０に対して、当該繰り返し数をＥＰＤＣＣＨの制御信号（ＤＣＩ）、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）などで通知するように制御してもよい。
また、制御部３０１は、所定の条件に基づいて、送信方法（周波数ホッピングを用いた送信方法及び周波数スケジューリングを用いた送信方法の一方）を下り信号に適用して送信を制御することができる。例えば、制御部３０１は、繰り返し送信の回数に基づいて送信方法を切り替えて適用することができる。あるいは、制御部３０１は、変調方式・チャネル符号化率（ＭＣＳ：Modulation and Coding Scheme）、チャネル品質指標（ＣＱＩ：Channel Quality Indicator）、受信電力（ＲＳＲＰ）及び受信品質（ＲＳＲＱ）の少なくともいずれかに応じて送信方法を切り替えて適用することができる。
また、制御部３０１は、下り信号に対して周波数ホッピングを用いた送信方法を適用する場合に、複数のユーザ端末に異なるホッピングパターンを適用するよう制御することができる。この場合、ユーザ端末に対してユーザＩＤに関連づいたホッピングパターン情報を送信してもよい。
また、制御部３０１は、周波数ホッピングを用いた送信方法を適用するユーザ端末のグループと、周波数スケジューリングを用いた送信方法を適用するユーザ端末のグループに対して、グループ毎に異なるサブフレームパターン及び／又は周波数リソースパターンを設定するように制御することができる。
また、制御部３０１は、ユーザ端末２０がＵＬ信号（例えば、ＰＵＣＣＨ及び／又はＰＵＳＣＨ）の繰り返し数を設定されている場合には、当該ユーザ端末２０に対して、ＤＣＩに繰り返し数に関する情報を含めて送信するように制御してもよい。
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。
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）等に基づいて決定された符号化率、変調方式などに従って符号化処理、変調処理が行われる。
また、送信信号生成部３０２は、ＤＬ信号の繰り返し送信（例えば、ＰＤＳＣＨの繰り返し送信）を設定されている場合、複数のサブフレームに渡って同じＤＬ信号を生成してマッピング部３０３に出力する。
送信信号生成部３０２は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明される信号生成器、信号生成回路又は信号生成装置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、所定の狭帯域の無線リソース（例えば、最大６リソースブロック）にマッピングして、送受信部１０３に出力する。
マッピング部３０３は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明されるマッパー、マッピング回路又はマッピング装置とすることができる。
受信信号処理部３０４は、ユーザ端末から送信されるＵＬ信号（例えば、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等）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。処理結果は、制御部３０１に出力される。
また、受信信号処理部３０４は、受信した信号を用いて受信電力（例えば、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は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明される信号処理器、信号処理回路又は信号処理装置、並びに、測定器、測定回路又は測定装置から構成することができる。
図１２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。なお、ここでは詳細な説明を省略するが、通常のＬＴＥ端末がＭＴＣ端末として振る舞うように動作してもよい。ユーザ端末２０は、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る。また、ユーザ端末２０は、送受信アンテナ２０１、アンプ部２０２、送受信部２０３等を複数備えてもよい。
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。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。
ベースバンド信号処理部２０４は、入力されたベースバンド信号に対して、ＦＦＴ処理や、誤り訂正復号、再送制御の受信処理などを行う。下りリンクのユーザデータは、アプリケーション部２０５に転送される。アプリケーション部２０５は、物理レイヤやＭＡＣレイヤより上位のレイヤに関する処理などを行う。また、下りリンクのデータのうち、報知情報もアプリケーション部２０５に転送される。
一方、上りリンクのユーザデータについては、アプリケーション部２０５からベースバンド信号処理部２０４に入力される。ベースバンド信号処理部２０４では、再送制御の送信処理（例えば、ＨＡＲＱの送信処理）や、チャネル符号化、プリコーディング、離散フーリエ変換（ＤＦＴ：Discrete Fourier Transform）処理、ＩＦＦＴ処理などが行われて送受信部２０３に転送される。送受信部２０３は、ベースバンド信号処理部２０４から出力されたベースバンド信号を無線周波数帯に変換して送信する。送受信部２０３で周波数変換された無線周波数信号は、アンプ部２０２により増幅され、送受信アンテナ２０１から送信される。
図１３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１３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１３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、を備えている。
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。
また、制御部４０１は、所定のサブフレームにおけるＰＵＣＣＨリソースの決定や、ＰＵＣＣＨを送信するタイミング（サブフレーム）の制御を実施する。
また、制御部４０１は、ユーザ端末２０がＵＬ信号（例えば、ＰＵＣＣＨ及び／又はＰＵＳＣＨ）の繰り返し数を設定されている場合には、無線基地局１０から受信した繰り返し数に関する情報に基づいて、ＰＵＣＣＨ及び／又はＰＵＳＣＨの繰り返し送信数を増減するように制御してもよい。
また、制御部４０１は、所定の条件に基づいて、送信方法（周波数ホッピングを用いた送信方法及び周波数スケジューリングを用いた送信方法の一方）を上り信号に適用して送信を制御することができる。例えば、制御部４０１は、繰り返し送信の回数に基づいて送信方法を切り替えて適用することができる。あるいは、制御部４０１は、変調方式・チャネル符号化率（ＭＣＳ：Modulation and Coding Scheme）、チャネル品質指標（ＣＱＩ：Channel Quality Indicator）、受信電力（ＲＳＲＰ）及び受信品質（ＲＳＲＱ）の少なくともいずれかに応じて送信方法を切り替えて適用することができる。
また、制御部４０１は、上り信号に対して周波数ホッピングを用いた送信方法を適用する場合に、複数のユーザ端末に異なるホッピングパターンを適用するよう制御することができる。例えば、制御部４０１は、ユーザＩＤに関連づいたホッピングパターンを適用することができる。
制御部４０１は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明されるコントローラ、制御回路又は制御装置とすることができる。
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）等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、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ＵＬ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。
また、送信信号生成部４０２は、ＵＬ信号の繰り返し送信（例えば、ＰＵＣＣＨ及び／又はＰＵＳＣＨの繰り返し送信）を設定されている場合、複数のサブフレームに渡って同じＵＬ信号を生成してマッピング部４０３に出力する。繰り返し回数については、制御部４０１からの指示に基づいて、増減されてもよい。
送信信号生成部４０２は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明される信号生成器、信号生成回路又は信号生成装置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（最大６リソースブロック）にマッピングして、送受信部２０３へ出力する。
マッピング部４０３は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明されるマッパー、マッピング回路又はマッピング装置とすることができる。
受信信号処理部４０４は、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等）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。なお、受信信号処理部４０４は、下り信号に適用される送信方法に応じて受信処理を行う。
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、例えば、報知情報、システム情報、ＲＲＣシグナリング、ＤＣＩなどを、制御部４０１に出力する。また、受信信号処理部４０４は、受信した信号を用いて、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。なお、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は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明される信号処理器、信号処理回路又は信号処理装置、並びに、測定器、測定回路又は測定装置から構成することができる。また、受信信号処理部４０４は、本発明に係る受信部を構成することができる。
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）等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、２０１５年１月２９日出願の特願２０１５−０１５７９４に基づく。この内容は、全てここに含めておく。

Claims (8)

  1. システム帯域の一部の狭帯域に使用帯域が制限されたユーザ端末と通信する無線基地局であって、
    前記ユーザ端末に下り信号を繰り返し送信する送信部と、
    周波数ホッピングを用いた送信方法と、周波数スケジューリングを利用する送信方法とを切り替えて前記下り信号に適用して送信を制御する制御部と、を有し、
    前記送信部は、前記下り信号に適用する前記送信方法に関する情報を前記ユーザ端末に通知することを特徴とする無線基地局。
  2. 前記送信部は、下り制御信号及び／又は上位レイヤシグナリングを用いて、前記送信方法に関する情報を前記ユーザ端末に通知することを特徴とする請求項１に記載の無線基地局。
  3. 前記周波数スケジューリングを利用する送信方法は、所定周波数にスケジューリングしたリソースにおいて前記下り信号の繰り返し送信を行う送信方法であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の無線基地局。
  4. システム帯域の一部の狭帯域に使用帯域が制限されたユーザ端末と通信を行う無線基地局の無線通信方法であって、
    周波数ホッピングを用いた送信方法と、周波数スケジューリングを利用する送信方法とを切り替えて下り信号に適用して送信を制御する工程と、
    前記下り信号に適用する前記送信方法に関する情報を前記ユーザ端末に送信する工程と、
    前記ユーザ端末に前記下り信号を繰り返し送信する工程と、を有することを特徴とする無線通信方法。
  5. 前記周波数スケジューリングを利用する送信方法は、所定周波数にスケジューリングしたリソースにおいて前記下り信号の繰り返し送信を行う送信方法であることを特徴とする請求項４に記載の無線通信方法。
  6. システム帯域の一部の狭帯域に使用帯域が制限されたユーザ端末であって、
    無線基地局に上り信号を繰り返し送信する送信部と、
    周波数ホッピングを用いた送信方法と、周波数スケジューリングを利用する送信方法とを切り替えて前記上り信号に適用して送信を制御する制御部と、を有し、
    前記制御部は、前記無線基地局から送信される所定の情報に基づいて、前記上り信号に適用する前記送信方法を決定することを特徴とするユーザ端末。
  7. 下り制御信号及び／又は上位レイヤシグナリングから前記所定の情報を受信する受信部をさらに有することを特徴とする請求項６に記載のユーザ端末。
  8. 前記周波数スケジューリングを利用する送信方法は、所定周波数にスケジューリングしたリソースにおいて前記下り信号の繰り返し送信を行う送信方法であることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載のユーザ端末。
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