JP6636112B2 - 端末及び無線通信方法 - 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、無線通信システム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）。そして、ＬＴＥからのさらなる広帯域化及び高速化を目的として、ＬＴＥアドバンストと呼ばれるＬＴＥの後継システム（ＬＴＥ−Ａとも呼ばれる）が検討され、ＬＴＥ Ｒｅｌ．１０／１１として仕様化されている。
ＬＴＥ Ｒｅｌ．１０／１１のシステム帯域は、ＬＴＥシステムのシステム帯域を一単位とする少なくとも１つのコンポーネントキャリア（ＣＣ：Component Carrier）を含んでいる。このように、複数のＣＣを集めて広帯域化することをキャリアアグリゲーション（ＣＡ：Carrier Aggregation）という。また、ＬＴＥ Ｒｅｌ．１１においては、ＣＣ間で異なるタイミング制御を可能とするマルチプルタイミングアドバンス（ＭＴＡ：Multiple Timing Advances）が導入されている。このＭＴＡの導入により、実質的に異なる位置に配置された複数の送受信点（例えば、無線基地局とＲＲＨ（Remote Radio Head））で形成された複数のＣＣにおけるＣＡが実現可能となっている。
また、ＬＴＥのさらなる後継システムであるＬＴＥ Ｒｅｌ．１２においては、複数の無線基地局が異なる周波数帯（キャリア）で用いられる様々なシナリオが検討されている。例えば、単一の無線基地局が複数のセルを形成する場合には、上述したＭＴＡを適用したＣＡを適用する一方、複数のセルを形成する無線基地局が完全に異なる場合には、デュアルコネクティビティ（ＤＣ：Dual Connectivity）を適用することが検討されている。
上述したＬＴＥの後継システム（ＬＴＥ Ｒｅｌ．１０〜１２）におけるＣＡにおいては、ユーザ端末（ＵＥ:User Equipment）当たりに設定可能なＣＣ数が最大５個に制限されている。ＬＴＥのさらなる後継システムであるＬＴＥ Ｒｅｌ．１３においては、より柔軟且つ高速な無線通信を実現するために、ユーザ端末当たりに設定可能なＣＣ数の制限を緩和し、６個以上のＣＣを設定することが検討されている。
しかしながら、ユーザ端末に設定可能なＣＣ数が６個以上（例えば、３２個）に拡張される場合、既存システム（Ｒｅｌ．１０〜１２）の送信方法をそのまま適用することが困難になると考えられる。例えば、既存システムでは、ユーザ端末からのチャネル状態の周期的な報告にあたって、いわゆる、周期的ＣＱＩ（Ｐ−ＣＱＩ：Periodic-Channel Quality Indicator）は、５ＣＣ以下を前提としたフォーマットを用いて上り制御チャネル（ＰＵＣＣＨ：Physical Uplink Control CHannel）で送信される。このため、６個以上のＣＣ数が設定された場合であっても、適切なチャネル状態の報告を実現するための送信手法が必要となることが想定される。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、端末に設定可能なコンポーネントキャリア数が６個以上に拡張される場合であっても、チャネル状態を適切に報告することができる端末及び無線通信方法を提供することを目的の１つとする。
一実施の形態に係る端末は、６個以上のセルを設定可能なキャリアアグリゲーションを用いて通信を行う端末であって、複数のセルを利用して下りリンクの信号を受信する受信部と、複数のチャネル状態情報を周期的に、所定の時間単位長を用いて送信する送信部と、上位レイヤからの通知に基づいて、前記複数のチャネル状態情報の送信周期及びタイミングをセルごとに設定して前記チャネル状態情報の送信を制御する制御部と、を備える。
本発明によれば、ユーザ端末に設定可能なコンポーネントキャリア数が６個以上に拡張される場合であっても、チャネル状態を適切に報告することができる。
既存のキャリアアグリゲーションとそれを拡張したキャリアアグリゲーションとを説明する図である。 既存のＰ−ＣＱＩの報告周期を規定するテーブルを示す図である。 第１の態様におけるＰ−ＣＱＩ送信の一例を説明する図である。 第２の態様におけるＰ−ＣＱＩ送信の一例を説明する図である。 第３の態様におけるＰ−ＣＱＩ送信の一例を説明する図である。 第４の態様におけるＰ−ＣＱＩ送信の一例を説明する図である。 第５の態様におけるＰ−ＣＱＩ送信の一例を説明する図である。 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。
図１は、ＬＴＥの後継システム（ＬＴＥ Ｒｅｌ．１２）におけるキャリアアグリゲーション（ＣＡ）と、ＬＴＥ Ｒｅｌ．１３で検討されるＣＡのＣＣの説明図である。図１に示されるように、ＬＴＥ Ｒｅｌ．１２では、ユーザ端末当たりに最大５個のＣＣ（ＣＣ＃１〜ＣＣ＃５）が設定されているのに対して、ＬＴＥ Ｒｅｌ．１３では、６個以上のＣＣ（セル）を設定する拡張キャリアアグリゲーション（CA enhancement）が検討されている。拡張ＣＡでは、図１に示されるように、ユーザ端末当たりに最大３２個のＣＣ（ＣＣ＃１〜ＣＣ＃３２）を設定することが検討されている。この場合には、最大で６４０ＭＨｚの帯域幅を利用してユーザ端末との間で通信することができる。これにより、例えば、通信に利用するＣＣ数を増減又は変更することができ、柔軟且つ高速な無線通信を実現することが可能となる。
また、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。ＬＴＥ Ｒｅｌ．１３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）を検討対象としており、例えば、ライセンスバンド１００ＭＨｚとアンライセンスバンド３００ＭＨｚを組み合わせたＣＡも検討されている。
一方、上述のように、既存システムでは、Ｐ−ＣＱＩは、５ＣＣ以下を前提としたフォーマットを用いて上り制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）で送信される。このようなＰ−ＣＱＩは、ユーザ端末においてＣＣごとに別々に算出され、ＣＣごとに無線基地局から設定された周期で個別に（例えば、ＲＲＣなどにより）この無線基地局に報告される。Ｐ−ＣＱＩの送信時に、送信データがない場合（ＰＵＳＣＨがない場合）、ＰＵＣＣＨフォーマット２にしたがってＰ−ＣＱＩが送信され、送信データがある場合（ＰＵＳＣＨがある場合）には、ＰＵＳＣＨを用いてＰ−ＣＱＩが送信される。ただし、上りリンクの１ＣＣにおいて、同一サブフレーム（同一ＴＴＩ（Transmission Time Interval））で複数ＣＣ分のＰ−ＣＱＩを送信することができない。例えば、同一サブフレームで複数ＣＣのＰ−ＣＱＩが重複した場合、ユーザ端末は所定のルールにしたがって１つのＰ−ＣＱＩのみを報告し、他のＰ−ＣＱＩの送信は中止する（ドロップする）。
このような既存システムのＰ−ＣＱＩの報告手法を、上記ＬＴＥ Ｒｅｌ．１３で検討されているＣＡに適用した場合、１サブフレーム（１ＴＴＩ）において、１つのＣＣ分のＰ−ＣＱＩのみが報告されるため、全てのＣＣのＰ−ＣＱＩを報告するために時間が費やされ、結果、各ＣＣに対応するＰ−ＣＱＩの報告周期が長くなってしまう。例えば、３２ＣＣを用いたＣＡでは、上りリンクにおけるすべてのサブフレームでＰ−ＣＱＩを送信した場合であっても、最短周期が３２ｍｓとなる。通常、無線基地局側では、適時にユーザ端末のＣＱＩを獲得することが望ましいため、各ＣＣのＰ−ＣＱＩの報告周期が長くなることは望ましいことではない。
図２には、既存システムにおけるＰ−ＣＱＩの報告周期を規定するテーブル例が示されている。周期Ｎpdには２、５、１０、２０が規定されているが、これらの周期は２０ＣＣ以上のＣＡで採用することができない。
本発明者等は、このようなＣＡの特徴に着目し、ＣＣの設定数が５個以下となる既存システムのＰＵＣＣＨフォーマットと比較して容量が大きいＰＵＣＣＨフォーマット（以下、「大容量ＰＵＣＣＨフォーマット」）又はＰＵＳＣＨを用いて、複数のＣＣのＰ−ＣＱＩを同じサブフレームで送信することを着想した。
以下、本実施の形態について詳細に説明する。なお、以下の説明においては、説明の便宜上、ＣＡを行う際にユーザ端末当たりに設定可能なＣＣ数が３２個である場合について説明する。しかしながら、本実施の形態に係る無線通信システムにおいて、ユーザ端末当たりに設定可能なＣＣ数は、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。
（第１の態様）
第１の態様では、Ｐ−ＣＱＩの報告にあたって上記大容量ＰＵＣＣＨフォーマットを用い、上りリンクの同一サブフレーム（同一ＴＴＩ）で複数のＣＣに対応するＰ−ＣＱＩを送信する。この態様では、大容量ＰＵＣＣＨフォーマットにより、８ＣＣ分のＰ−ＣＱＩを１サブフレームで送信する場合について説明する。なお、大容量ＰＵＣＣＨフォーマットを用いて送信するＣＣ数はこれに限られない。
各ＣＣに対しては、予めＰ−ＣＱＩ報告のための周期とタイミングとを設定することができる。例えば、図３に示される例では、ＣＣ＃１〜＃８については、２０ｍｓの周期と、同図に示されている上りリンクの最初のサブフレーム（左から１番目のサブフレーム）で送信するタイミングとが設定されている。ＣＣ＃９〜＃１６については、２０ｍｓの周期と、同図に示されている上りリンクの２番目サブフレーム（左から２番目のサブフレーム）で送信するタイミングとが設定されている。ＣＣ＃１７〜＃２４については、１０ｍｓの周期と、同図に示されている上りリンクの３番目サブフレーム（左から３番目のサブフレーム）で送信するタイミングとが設定されている。ＣＣ＃２５〜＃３２については、１０ｍｓの周期と、同図に示されている上りリンクの４番目サブフレーム（左から４番目のサブフレーム）で送信するタイミングとが設定されている。
この結果、上りリンクにおいて、図３における１番目のサブフレームでは、ＣＣ＃１〜＃８に対応する複数のＰ−ＣＱＩが送信され、２番目のサブフレームでは、ＣＣ＃９〜＃１６に対応する複数のＰ−ＣＱＩが送信され、３番目のサブフレームでは、ＣＣ＃１７〜＃２４に対応する複数のＰ−ＣＱＩが送信され、４番目のサブフレームでは、ＣＣ＃２５〜＃３２に対応する複数のＰ−ＣＱＩが送信されることになる。また、ＣＣ＃１７〜＃２４については、周期が１０ｍｓと設定されているため、図３における上りリンクの１３番目のサブフレームにおいても、最新のＰ−ＣＱＩが送信されることになる。同様に、ＣＣ＃２５〜＃３２については、１４番目のサブフレームにおいても、最新のＰ−ＣＱＩが送信される。
第１の態様の制御にあたって、ユーザ端末においては、上記大容量ＰＵＣＣＨが設定される。また、ＣＣごとのＰ−ＣＱＩ報告のための周期とタイミングとが無線基地局からＲＲＣなどで設定される。ユーザ端末は、上記周期及びタイミングにしたがって、大容量ＰＵＣＣＨフォーマットを用いて、最大８ＣＣ分のＰ−ＣＱＩを同じサブフレーム（同一ＴＴＩ）で送信する。
本実施の形態で適用可能な新規フォーマット（大容量ＰＵＣＣＨフォーマット）としては、例えば、ＰＵＣＣＨフォーマット３の直交拡散ブロック符号を減らす方法が考えられる。既存のＰＵＣＣＨフォーマット３は、同一のビット系列を５つまたは４つの時間シンボルにコピーし、直交拡散符号を乗算する。ユーザ毎に異なる直交拡散符号を乗算することで、互いに直交多重されるものとなっている。この直交符号長を例えば１とすることにより、異なる情報ビット系列を５つまたは４つの時間シンボルに乗せることが可能となる。ただしこの場合、同一ＰＲＢ上に多重可能なユーザ数は低減する。例えば直交符号長が１の場合、送信できるビット系列長は既存のＰＵＣＣＨフォーマット３の５倍または４倍となるが、多重可能なユーザ数は１となる。
新規フォーマット（大容量ＰＵＣＣＨフォーマット）として、２ＰＲＢ以上の周波数リソースを用いるＰＵＣＣＨフォーマットを規定することも考えられる。例えば既存のＰＵＣＣＨフォーマット３の構成を元に、２ＰＲＢで送信するＰＵＣＣＨフォーマットを規定すれば、既存のＰＵＣＣＨフォーマット３の２倍のビット系列を送信することが可能となる。いずれのＰＲＢ数を用いるか、そしてどのＰＲＢを用いて送信するかは、当該ＰＵＣＣＨに多重するＨＡＲＱ−ＡＣＫやＣＳＩ（ＣＱＩなど）のビット数に応じてＵＥが判断するものとしても良いし、あらかじめＲＲＣ等の上位レイヤシグナリングで指定しても良いし、基地局がＰＤＣＣＨ等の制御信号でサブフレームごとに指示するものとしても良い。
あるいは、大容量ＰＵＣＣＨフォーマットとして、１６ＱＡＭ以上の多値変調を用いるＰＵＣＣＨフォーマットを規定することも考えられる。例えば既存のＰＵＣＣＨフォーマット３の構成を元に、上り制御情報（ＵＣＩ：Uplink Control Information）を１６ＱＡＭ変調するＰＵＣＣＨフォーマットを規定すれば、既存のＰＵＣＣＨフォーマット３の２倍のビット系列を送信することが可能となる。いずれの変調方式を用いるかは、当該ＰＵＣＣＨに多重するＨＡＲＱ−ＡＣＫやＣＳＩのビット数に応じてＵＥが判断するものとしても良いし、あらかじめＲＲＣ等の上位レイヤシグナリングで指定しても良いし、基地局がＰＤＣＣＨ等の制御信号でサブフレームごとに指示するものとしても良い。
上記説明において、既存のＰＵＣＣＨフォーマット３の構成を元とするとは、ＨＡＲＱ−ＡＣＫやＣＳＩといったＵＣＩに対する符号化方法、無線リソースへのマッピング順序、ＰＵＣＣＨフォーマット３に含まれる参照信号の時間的なシンボル位置、などを再利用することを意味する。参照信号を生成する参照信号系列は、１ＰＲＢとは違うものを使うことが想定される。例えば、既存ＬＴＥで規定されている２ＰＲＢのＰＵＳＣＨに多重する参照信号系列を用いることが考えられる。
あるいは、６個以上のＣＣの上り制御信号を多重可能な新規フォーマットとして、ＰＵＳＣＨを利用することも可能である。この場合、ユーザ端末は、ＰＵＳＣＨの送信を行わない場合であっても上り制御信号の送信をＰＵＳＣＨで行う。
既存システムでは、ＵＬデータ送信とＵＣＩ送信が同一サブフレームで発生した場合、ユーザ端末は、ＵＬデータ送信を行うよう指示されたＰＵＳＣＨの中にＵＣＩを多重（Ｐｉｇｇｙｂａｃｋ）する方法を適用している。ＰＵＳＣＨはＰＵＣＣＨと異なり同一ＰＲＢに異なるユーザを符号多重する構成を取っておらず、ＰＲＢあたりに含めることができる情報ビット数が大きい。そこで、ＵＬデータが無くても、ＵＣＩをＰＵＳＣＨで送信するようにすれば、これを大容量ＰＵＣＣＨフォーマットとみなしてＵＣＩを送信することが可能となる。
既存のＰＵＳＣＨは、基地局からのＰＤＣＣＨ／ＥＰＤＣＣＨ（ＤＣＩフォーマット０やＤＣＩフォーマット４などとして規定されているＵＬグラント）や上位レイヤシグナリングに基づいて特定サブフレーム・特定ＰＲＢで送信される。これを、例えばＨＡＲＱ−ＡＣＫやＣＳＩの送信しかない場合でもＰＵＳＣＨ送信を行うことができるようにすることができる。
ＵＣＩを送信するＰＵＳＣＨ構成の割り当てＰＲＢやＭＣＳは、例えば予め上位レイヤシグナリングで指定していても良いし、下りデータ割り当てを指示するＰＤＣＣＨ／ＥＰＤＣＣＨ（ＤＣＩフォーマット１ＡやＤＣＩフォーマット２Ｄなどとして規定されているＤＬアサインメント）や下りデータが送信されるＰＤＳＣＨの情報などに基づいて定まるものであっても良い。このようにすることで、ＰＵＳＣＨ形式の大容量ＰＵＣＣＨフォーマットを送信するＰＲＢを指定するためにＰＤＣＣＨを送信する必要が無くなるので、制御信号領域のオーバーヘッドを削減できる。
また、従来、ＵＬデータを含むＰＵＳＣＨを送信した場合、ユーザ端末は当該ＰＵＳＣＨに対応するＰＨＩＣＨを受信し、再送を行うか否かを決定していた。一方で、ＨＡＲＱ−ＡＣＫやＣＳＩの送信を行うＰＵＣＣＨには、ＨＡＲＱは適用されていない。そこで、大容量ＰＵＣＣＨフォーマットとして使用されるＰＵＳＣＨを送信する場合（すなわちＵＬデータを含まずＵＣＩしか含まない場合）、ユーザ端末は、当該ＰＵＳＣＨに対応するＰＨＩＣＨの受信・検出を行わなくても良いものとしても良い。このようにすることで、ユーザ端末が不要なＰＨＩＣＨ受信を行わなくて良くなるため、ユーザ端末の処理負担を軽減することが可能となる。
または、大容量ＰＵＣＣＨフォーマットとして使用されるＰＵＳＣＨを送信する場合（すなわちＵＬデータを含まずＵＣＩしか含まない場合）、ユーザ端末は、当該ＰＵＳＣＨに対応するＰＨＩＣＨの受信・検出を行うものとしても良い。符号拡散を行わないＰＵＳＣＨは、ＰＵＣＣＨよりも高い受信品質（信号対干渉雑音電力比：ＳＩＮＲ）が必要となる。このようにＵＣＩしか含まないＰＵＳＣＨに対してＰＨＩＣＨで検出結果を通知し、ＨＡＲＱを適用することにより、基地局が高い品質で確実に制御信号を受信できるようになる。
このような第１の態様によれば、ユーザ端末に設定可能なコンポーネントキャリア数が６個以上に拡張される場合であっても、チャネル状態を適切に報告することができる。特に無線基地局側では、適時にユーザ端末のＣＱＩを獲得することが望ましく、このような要望に対処することができる。
なお、上記第１の態様では、Ｐ−ＣＱＩ報告のための周期とタイミングとがＣＣ単位で設定されているが、複数のＣＣを含んだＣＣ群をあらかじめ設定し、このＣＣ群単位で、Ｐ−ＣＱＩ報告のための周期とタイミングとを設定してもよい。例えば、図３に示されるＣＣにおいて、ＣＣ＃１〜＃８、ＣＣ＃９〜＃１６、ＣＣ＃１７〜＃２４、ＣＣ＃２５〜＃３２を、それぞれＣＣ群に分類し、ＣＣ群ごとに周期とタイミングとを設定してもよい。
（第２の態様）
第２の態様では、第１の態様と同様にＰ−ＣＱＩの報告にあたって上記大容量ＰＵＣＣＨフォーマットが用いられるが、各ＣＣに対しては、Ｐ−ＣＱＩ報告のための周期とタイミングとに加えて、上りリンクにおけるＣＣ（セル）、例えば、Ｐ−ＣＱＩの報告で使用するＣＣを設定することができる。
図４に示される例では、ＣＣ＃１〜＃８については、２０ｍｓの周期と、同図に示されている上りリンクの最初のサブフレーム（左から１番目のサブフレーム）で送信するタイミングとに加えて、上りリンクにおけるＣＣ＃１が設定されている。ＣＣ＃９〜＃１６については、２０ｍｓの周期と、同図に示されている上りリンクの２番目サブフレーム（左から２番目のサブフレーム）で送信するタイミングとに加えて、上りリンクにおけるＣＣ＃１が設定されている。ＣＣ＃１７〜＃２４については、１０ｍｓの周期と、同図に示されている上りリンクの１番目サブフレーム（左から１番目のサブフレーム）で送信するタイミングとに加えて、上りリンクにおけるＣＣ＃２が設定されている。ＣＣ＃２５〜＃３２については、１０ｍｓの周期と、同図に示されている上りリンクの２番目サブフレーム（左から２番目のサブフレーム）で送信するタイミングとに加えて、上りリンクにおけるＣＣ＃２が設定されている。
なお、図４では、上りリンクにおいて設定するＣＣを２個とする場合を示しているが、これに限られない。また、設定される複数ＣＣの１つをＰＣｅｌｌとすることができる。
この結果、図４に示されるように、上りリンクのＣＣ＃１においては、１番目のサブフレームで、ＣＣ＃１〜＃８に対応する複数のＰ−ＣＱＩが送信され、２番目のサブフレームでは、ＣＣ＃９〜＃１６に対応する複数のＰ−ＣＱＩが送信される。さらに、ＣＣ＃１〜＃８とＣＣ＃９〜＃１６には、２０ｍｓの周期が設定されているため、上りリンクのＣＣ＃１においては、２１番目のサブフレームで、ＣＣ＃１〜＃８に対応する最新の複数のＰ−ＣＱＩが送信され、２２番目のサブフレームで、ＣＣ＃９〜＃１６に対応する最新の複数のＰ−ＣＱＩが送信される。
また、上りリンクのＣＣ＃２においては、１番目のサブフレームで、ＣＣ＃１７〜＃２４に対応する複数のＰ−ＣＱＩが送信され、２番目のサブフレームで、ＣＣ＃２５〜＃３２に対応する複数のＰ−ＣＱＩが送信される。ＣＣ＃１７〜＃２４とＣＣ＃２５〜＃３２には、１０ｍｓの周期が設定されているため、上りリンクのＣＣ＃２においては、１１番目、２１番目、３１番目のサブフレームで、ＣＣ＃１７〜＃２４に対応する最新の複数のＰ−ＣＱＩが送信される。また、１２番目、２２番目、３２番目のサブフレームで、ＣＣ＃２５〜＃３２に対応する最新の複数のＰ−ＣＱＩが送信される。
第２の態様の制御にあたって、ユーザ端末においては、上記大容量ＰＵＣＣＨが設定される。また、ＣＣごとのＰ−ＣＱＩ報告のための周期とタイミングと上りリンクのＣＣとが無線基地局からＲＲＣなどで設定される。ユーザ端末は、上記周期、タイミング及び上りリンクのＣＣにしたがって、大容量ＰＵＣＣＨフォーマットを用いて、最大８ＣＣ分のＰ−ＣＱＩを同じサブフレームで送信する。なお、この第２の態様におけるユーザ端末は、ＵＬ ＣＡ可能なユーザ端末であることが好ましい。第２の態様を適用するユーザ端末は、自身が特定の周波数においてＵＬ ＣＡ可能であることと、その際に第２の態様に記載されたＰ−ＣＱＩフィードバックが可能であることを、端末能力として基地局にあらかじめ報告しているものとする。
このような第２の態様によれば、ユーザ端末に設定可能なコンポーネントキャリア数が６個以上に拡張される場合であっても、チャネル状態を適切に報告することができる。特に無線基地局側では、適時にユーザ端末のＣＱＩを獲得することが望ましく、このような要望に対処することができる。
また、上りリンクにおいて、複数のＣＣを用いてＰ−ＣＱＩが報告されるため、特定のＣＣ（例えばＰＣｅｌｌのＣＣ＃１）に偏ってＰ−ＣＱＩが報告されることを避けることができる。また、図４に示される例では、１ＴＴＩで、最大１６ＣＣのＰ−ＣＱＩを同時に送信することが可能となり、１送信時間におけるＰ−ＣＱＩの送信量を飛躍的に向上することができる。また、１送信時間におけるＰ−ＣＱＩの送信量が向上されるため、ユーザ端末において、Ｐ−ＣＱＩ報告にかかる時間を短縮することができる。また、大容量ＰＵＣＣＨフォーマットの容量（例えば、１ＣＣに対応するＰ−ＣＱＩの情報量を単位とした場合に、いくつ分の容量か）や、上りリンクにおいて設定するＣＣ数を適宜変更することで、Ｐ−ＣＱＩの獲得要求に応じて、柔軟にＰ−ＣＱＩを報告することができる。
（第３の態様）
第３の態様では、第２の態様と同様に上りリンクにおいて複数ＣＣでＰ−ＣＱＩを報告することができるが、Ｐ−ＣＱＩは可能な限りＰＣｅｌｌのＣＣ＃１で報告するように制御する。ただし、同一サブフレームで報告するＰ−ＣＱＩの量が所定量を超える場合には、上記第２の態様と同様に複数ＣＣでＰ−ＣＱＩを報告する。このため、各ＣＣに対しては、Ｐ−ＣＱＩ報告のための周期とタイミングとが設定され、上りリンクにおけるＣＣを設定しない構成とすることができる。
図５に示される例では、ＣＣ＃１〜＃８については、２０ｍｓの周期と、同図に示されている上りリンクの最初のサブフレーム（左から１番目のサブフレーム）で送信するタイミングとが設定されている。ＣＣ＃９〜＃１６については、２０ｍｓの周期と、同図に示されている上りリンクの２番目サブフレーム（左から２番目のサブフレーム）で送信するタイミングとが設定されている。ＣＣ＃１７〜＃２４については、１０ｍｓの周期と、同図に示されている上りリンクの１番目サブフレーム（左から１番目のサブフレーム）で送信するタイミングとが設定されている。ＣＣ＃２５〜＃３２については、１０ｍｓの周期と、同図に示されている上りリンクの２番目サブフレーム（左から２番目のサブフレーム）で送信するタイミングとが設定されている。
ユーザ端末では、同じタイミングが設定されたＣＣのＰ−ＣＱＩの送信にあたって、Ｐ−ＣＱＩの送信量（または、送信すべきＣＣ数）が所定値を超えているか否かを判断し、所定値を超えている場合に、ＰＣｅｌｌのＣＣ＃１とＳＣｅｌｌのＣＣ＃２とにＰ−ＣＱＩを分散して割り当てて送信する。例えば、１番目のサブフレームをタイミングとして設定されたＣＣ＃１〜＃８、ＣＣ＃１７〜＃２４に対応する複数のＰ−ＣＱＩの送信にあたり、大容量ＰＵＣＣＨフォーマットで送信可能な８ＣＣ分のＰ−ＣＱＩの送信量を超えるか否が判断される。１番目のサブフレームをタイミングとして設定されたＣＣ数は、１６であるため、８ＣＣ分のＰ−ＣＱＩの送信量を超えると判断され、送信すべきＰ−ＣＱＩはＰＣｅｌｌのＣＣ＃１とＳＣｅｌｌのＣＣ＃２とに分散して割り当てられる。この結果、図５に示されるように、１番目のサブフレームにおいては、ＣＣ＃１にＣＣ＃１〜＃８に対応するＰ−ＣＱＩが割り当てられ、ＣＣ＃２にＣＣ＃１７〜＃２４のＰ−ＣＱＩが割り当てられる。
２番目のサブフレームにおいても、１番目のサブフレームの場合と同様の処理が行われる。この結果、図５に示されるように、２番目のサブフレームにおいては、ＣＣ＃１にＣＣ＃９〜＃１６に対応するＰ−ＣＱＩが割り当てられ、ＣＣ＃２にＣＣ＃２５〜＃３２のＰ−ＣＱＩが割り当てられる。同様の処理は、２１番目のサブフレームと２２番目のサブフレームにおいても行われる。
一方、１１番目のサブフレームにおいても、１１番目のサブフレームをタイミングとして設定されたＣＣ＃１７〜＃２４に対応する複数のＰ−ＣＱＩの送信にあたり、大容量ＰＵＣＣＨフォーマットで送信可能な８ＣＣ分のＰ−ＣＱＩの送信量を超えるか否かが判断される。ここで、ＣＣ数が８であるため、８ＣＣ分のＰ−ＣＱＩの送信量を超えないと判断され、送信すべきＰ−ＣＱＩはＰＣｅｌｌのＣＣ＃１に割り当てられる。この結果、図５に示されるように、１１番目のサブフレームにおいては、ＣＣ＃１にＣＣ＃１７〜＃２４のＰ−ＣＱＩが割り当てられて送信される。同様の処理は、１２番目のサブフレーム、３１番目のサブフレーム、及び、３２番目のサブフレームにおいても行われる。
以上の結果、図５に示されるように、上りリンクのＣＣ＃１においては、１番目のサブフレームと２１番目のサブフレームで、ＣＣ＃１〜＃８に対応する最新の複数のＰ−ＣＱＩが送信され、２番目のサブフレームと２２番目のサブフレームでは、ＣＣ＃９〜＃１６に対応する最新の複数のＰ−ＣＱＩが送信される。また、１１番目のサブフレームと３１番目のサブフレームとで、ＣＣ＃１７〜＃２４に対応する最新の複数のＰ−ＣＱＩが送信され、１２番目のサブフレームと３２番目のサブフレームで、ＣＣ＃２５〜＃３２に対応する最新の複数Ｐ−ＣＱＩが送信される。
一方、上りリンクのＣＣ＃２では、１番目のサブフレームと２１番目のサブフレームで、ＣＣ＃１７〜＃２４に対応する最新の複数のＰ−ＣＱＩが送信され、２番目のサブフレームと２２番目のサブフレームで、ＣＣ＃２５〜＃３２に対応する最新の複数のＰ−ＣＱＩが送信される。
第３の態様の制御にあたって、ユーザ端末においては、上記大容量ＰＵＣＣＨが設定される。また、ＣＣごとのＰ−ＣＱＩ報告のための周期とタイミングとが無線基地局からＲＲＣなどで設定される。ユーザ端末は、上記周期、タイミングにしたがって、上述の判断処理（大容量ＰＵＣＣＨフォーマットで送信可能な８ＣＣ分のＰ−ＣＱＩの送信量を超えるか否の判断）を行い、送信量を超えている場合にＰＣｅｌｌのＣＣ＃１とＳＣｅｌｌのＣＣ＃２とに分散してリソースを確保し、Ｐ−ＣＱＩを送信する。なお、この第３の態様におけるユーザ端末は、ＵＬ ＣＡ可能なユーザ端末であることが好ましい。第３の態様を適用するユーザ端末は、自身が特定の周波数においてＵＬ ＣＡ可能であることと、その際に第２の態様に記載されたＰ−ＣＱＩフィードバックが可能であることを、端末能力として基地局にあらかじめ報告しているものとする。
このような第３の態様によれば、ユーザ端末に設定可能なコンポーネントキャリア数が６個以上に拡張される場合であっても、チャネル状態を適切に報告することができる。特に無線基地局側では、適時にユーザ端末のＣＱＩを獲得することが望ましく、このような要望に対処することができる。
また、上りリンクにおいて、ＰＣｅｌｌのカバレッジは良好である場合が多く、極力この単一のＣＣ（上りリンクセル）でＰ−ＣＱＩが送信されるため、ユーザ端末におけるバッテリ消費を抑えることができる。また、ＰＣｅｌｌのＣＣ＃１で全てのＰ−ＣＱＩを送信できない場合であっても、送信中止となる（ドロップされる）Ｐ−ＣＱＩを抑えることができ、無線基地局においてチャネル追従性を向上することができる。各ＣＣに対しては、Ｐ−ＣＱＩ報告のための周期とタイミングとが設定され、上りリンクにおけるＣＣを設定しない構成とする場合、第２の態様と比べてＣＣを設定する分の上位レイヤシグナリングのオーバーヘッドを削減することができる。
（第３の態様の変形例）
上述の第３の態様では、大容量ＰＵＣＣＨフォーマットで送信可能な８ＣＣ分のＰ−ＣＱＩの送信量を超えるか否の判断を行い、送信量を超えている場合にＰＣｅｌｌのＣＣ＃１とＳＣｅｌｌのＣＣ＃２とに分散してリソースを確保し、Ｐ−ＣＱＩを送信しているが、このような制御にいくつかの条件を付加してもよい。
例えば、Ｐ−ＣＱＩをＰＣｅｌｌのＣＣ＃１とＳＣｅｌｌのＣＣ＃２とに分散して割り当てる際に、ＰＣｅｌｌのＰ−ＣＱＩは常にＰＣｅｌｌに割り当てられるようにしてもよい。一般に、ＰＣｅｌｌのＣＱＩは、無線基地局とユーザ端末との間の接続を確保するために重要となるため、これをＰＣｅｌｌに割り当てることで、無線基地局において確実にＰＣｅｌｌのＣＱＩを受信することができる。
また、このような付加条件に加えて、セルインデックスの小さい順に、ＰＣｅｌｌのＣＣ＃１に割り当てるようにしてもよい。通常、セルインデックが小さいセルを介して送受される情報は重要性が高い場合が多く、このため、重要度の高い情報を受信するＣＣのＣＱＩを、カバレッジの良好なＰＣｅｌｌで送信することが可能となる。
また、１サブフレームにおける送信すべきＰ−ＣＱＩの総量が、ＰＣｅｌｌのＣＣ＃１の容量とＳＣｅｌｌのＣＣ＃２の容量との合計を超える場合、所定の条件にしたがって超過分のＰ−ＣＱＩの送信を中止してもよい。例えば、予め定められた優先度にしたがって、優先度の低い情報に関連するＰ−ＣＱＩから、送信を中止してもよい。優先度の決め方としては、セルインデックスが低い順に優先度が高いものと判断することができる。通常、セルインデックが小さいセルを介して送受される情報は重要性が高い場合が多く、このため、重要度の高い情報を受信するＣＣのＣＱＩを、カバレッジの良好なＰＣｅｌｌで送信することが可能となる。
（第４の態様）
第４の態様では、特定のＣＣに対するＰ−ＣＱＩの送信にあたっては、特定ＣＣのＰ−ＣＱＩを、ＰＵＣＣＨフォーマット２、２ａ、または２ｂ（既存の送信形式）を用いて送信する。第４の態様では、特定ＣＣのＰ−ＣＱＩ送信と、他のＣＣのＰ−ＣＱＩ（複数Ｐ−ＣＱＩの）送信とで使用するＰＵＣＣＨフォーマットを変更する。特定のＣＣに関する情報は、ＲＲＣなどの上位レイヤシグナリングにより、ユーザ端末に設定することができる。
第４の態様は、上記第１〜第３の態様のいずれにおいても適用することができる。特定ＣＣのＰ−ＣＱＩのみを既存のＰＵＣＣＨフォーマットで送信する方法を、上記第３の態様に適用した場合の一例について図６を参照して説明する。
図６では、特定ＣＣがＣＣ＃１である場合が示されている。また、特定ＣＣであるＣＣ＃１は、２０ｍｓの周期と、同図に示されている上りリンクの３番目サブフレーム（左から３番目のサブフレーム）で送信するタイミングとが設定されている。このためユーザ端末は、ＣＣ＃１の３番目のサブフレームにおいて、ＣＣ＃１のＰ−ＣＱＩをＰＵＣＣＨフォーマット２で送信する。同様に２３番目のサブフレームで、ＣＣ＃１のＰ−ＣＱＩをＰＵＣＣＨフォーマット２で送信する。
このほか、上記第３の態様と異なる点は、上りリンクのＣＣ＃１においては、１番目のサブフレームと２１番目のサブフレームで、ＣＣ＃２〜＃８に対応する最新の複数のＰ−ＣＱＩが送信される点である。
第４の態様の制御にあたって、ユーザ端末においては、上記大容量ＰＵＣＣＨフォーマットと既存のＰＵＣＣＨフォーマットが設定される。また、特定ＣＣと、ＣＣごとのＰ−ＣＱＩ報告のための周期とタイミングとが無線基地局からＲＲＣなどで設定される。ユーザ端末は、上記特定ＣＣについては、対応するＰ−ＣＱＩを既存のＰＵＣＣＨフォーマットを用いて送信する。また、ユーザ端末は、上記周期、タイミングにしたがって、上述の判断処理（大容量ＰＵＣＣＨフォーマットで送信可能な８ＣＣ分のＰ−ＣＱＩの送信量を超えるか否の判断）を行い、送信量を超えている場合にＰＣｅｌｌのＣＣ＃１とＳＣｅｌｌのＣＣ＃２とに分散してリソースを確保し、Ｐ−ＣＱＩを送信する。なお、この第４の態様におけるユーザ端末は、ＵＬ ＣＡ可能なユーザ端末であることが好ましい。
このような第４の態様によれば、ユーザ端末に設定可能なコンポーネントキャリア数が６個以上に拡張される場合であっても、チャネル状態を適切に報告することができる。特に無線基地局側では、適時にユーザ端末のＣＱＩを獲得することが望ましく、このような要望に対処することができる。
また、ユーザ端末と無線基地局との接続を確保するために重要なＣＣを特定ＣＣとし、他のＣＣについてのＰ−ＣＱＩ送信サブフレームと異なるサブフレームに設定することで、そのＰ−ＣＱＩのみを既存のＰＵＣＣＨを用いて１つのサブフレームで報告することができ、無線基地局における受信の確実性を向上することができる。
（第５の態様）
第５の態様では、ＣＣ removalまたはDe-activationなどにより、ＣＣ数が５以下に制御（設定）された場合（すなわち、Ｒｅｌ．１２で規定済のＣＡと同じかそれ以下のＣＣ数になった場合）、Ｐ−ＣＱＩが、既存システムのＰＵＣＣＨフォーマット２、２ａ、または２ｂ（既存の送信形式）で送信される。また、複数ＣＣのタイミングが重複した場合には、セルインデックスの低いＣＣのＰ−ＣＱＩだけ残し、他のＣＣに対するＰ−ＣＱＩの送信は中止する。第５の態様は、上記第１〜第４の態様のいずれにおいても適用することができる。
具体例を図７を参照して説明する。図７は、上記第３の態様において、ＣＣは、いわゆる、ＣＣ removalでＲＲＣによりＣＣ数が４（ＣＣ＃１、ＣＣ＃９、ＣＣ＃１７、ＣＣ＃２５）に制御される場合を想定している。もしくは、いわゆるＣＣ De-activationで、ＭＡＣの制御信号（ＭＡＣ Control Element）で活性化されるＣＣ数が４（ＣＣ＃１、ＣＣ＃９、ＣＣ＃１７、ＣＣ＃２５）に制御される場合を想定している。
第５の態様の制御にあたって、ユーザ端末は、Ｐ−ＣＱＩの報告を既存システムのＰＵＣＣＨフォーマット２で送信する。また、異なる上りリンクＣＣにおいて、Ｐ−ＣＱＩが設定される場合であっても、同一のＴＴＩである場合、ユーザ端末は、セルインデックスの低いＣＣのＰ−ＣＱＩだけ残し、他のＣＣに対するＰ−ＣＱＩの送信は中止する。
例えば、図７における最初のＴＴＩ（一番左のＴＴＩ）では、ＣＣ＃１のＰ−ＣＱＩとＣＣ＃１７のＰ−ＣＱＩとが重複している。このため、ユーザ端末は、セルインデックスを比較して、セルインデックの低いＣＣ＃１のＰ−ＣＱＩをＰＵＣＣＨフォーマット２で送信し、セルインデックの高いＣＣ＃１７の送信を中止する（ドロップする）。同様の処理は、２１番目のＴＴＩにおいても行われる。
また、２番目のＴＴＩでは、ＣＣ＃９のＰ−ＣＱＩとＣＣ＃２５のＰ−ＣＱＩとが重複している。このため、ユーザ端末は、セルインデックスを比較して、セルインデックの低いＣＣ＃９のＰ−ＣＱＩをＰＵＣＣＨフォーマット２で送信し、セルインデックの高いＣＣ＃２５の送信を中止する（ドロップする）。同様の処理は、２２番目のＴＴＩにおいても行われる。
なお、１１番目のＴＴＩと３１番目のＴＴＩでは、Ｐ−ＣＱＩの重複が無いため、ＣＣ＃１７のＰ−ＣＱＩがＰＵＣＣＨフォーマット２で送信される。同様に、１２番目のＴＴＩと３２番目のＴＴＩでも、Ｐ−ＣＱＩの重複が無いため、ＣＣ＃２５のＰ−ＣＱＩがＰＵＣＣＨフォーマット２で送信される。
また、ＣＣ ａｄｄｉｔｉｏｎやＣＣ ａｃｔｉｖａｔｉｏｎなどにより、活性化されたＣＣ数が５を超えた場合（すなわちＲｅｌ．１２ ＣＡで規定されていない数のＣＣが活性化された場合）、大容量ＰＵＣＣＨフォーマットを用いるＰ−ＣＱＩ報告を適用する。
このような第５の態様によれば、ユーザ端末に設定可能なコンポーネントキャリア数が６個以上に拡張される場合であっても、チャネル状態を適切に報告することができる。さらに、コンポーネントキャリア数が５個以下に設定された場合には、既存の通信手法が適用されるため、後方互換性を得ることができる。ユーザ端末に設定可能なコンポーネントキャリア数が６個以上に拡張される場合には、適時にユーザ端末のＣＱＩを獲得することを望む、無線基地局の要望に対処することができる。
（変形例）
以上の第１〜第５の態様においていくつかの変形例も考えられる。
例えば、大容量ＰＵＣＣＨフォーマットにおいて、Ｐ−ＣＱＩとスケジューリングリクエスト（ＳＲ）がオーバーラップした場合の処理を考慮するようにしてもよい。具体的には、Ｐ−ＣＱＩとスケジューリングリクエストがオーバーラップした場合に、スケジューリングリクエストをＰ−ＣＱＩに優先し、ＰＣｅｌｌのＰＵＣＣＨで送信する。この場合、ユーザ端末では、スケジューリングリクエストをＰ−ＣＱＩよりも優先度の高い情報とみなす制御が行われる。この他、スケジューリングリクエストがある場合には、ＰＵＣＣＨフォーマット２、２ａ、または２ｂ（既存の送信形式）を用いて送信する。この場合には、複数ＣＣに対するＰ−ＣＱＩを同一サブフレームで送信することができないため、セルインデックスなどを用いた優先度に基づいて１ＣＣのＰ−ＣＱＩのみを送信し、その他のＣＣに対応するＰ−ＣＱＩの送信は中止する。
この他、Ｐ−ＣＱＩとＳＲＳ（Sounding Reference Signal）が同一ＣＣ上でオーバーラップした場合の処理を考慮するようにしてもよい。この場合、ＳＲＳの送信を中止するようにしてもよい。また、当該ＳＲＳが上位レイヤシグナリングで周期やリソースが設定されるＰｅｒｉｏｄｉｃ ＳＲＳ（Ｐ−ＳＲＳ）の場合はＰ−ＣＱＩを優先するよう制御し、ＵＬグラントでトリガされるＡｐｅｒｉｏｄｉｃ ＳＲＳ（Ａ−ＳＲＳ）の場合はＡ−ＳＲＳを優先し、Ｐ−ＣＱＩの送信を中止するよう制御しても良い。
この他、複数ＣＣでＰ−ＣＱＩの同時送信（同一ＴＴＩでの送信）があり、かつ、ユーザ端末がPower-limitedとなった場合の処理を考慮するようにしてもよい。この場合、１）ＰＣｅｌｌによるＰ−ＣＱＩの電力（送信）を優先し、ＳＣｅｌｌで送信するＰ−ＣＱＩを中止（ドロップ）またはPower-scaleするか、２）スケジューリングリクエストを優先するため、スケジューリングリクエストが多重されたＰ−ＣＱＩの電力（送信）を優先し、これ以外のＰ−ＣＱＩを中止またはPower-scaleするか、３）多重されたＣＣ数を比較して、多くのＣＣ数分のＰ−ＣＱＩが多重されているＰ−ＣＱＩの電力（送信）を優先し、それ以外のＰ−ＣＱＩを中止またはPower-scaleしてもよい。
（無線通信システムの構成）
以下、本発明の一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、上記第１〜第５の態様（変形例を含む）のいずれか又はこれらの組み合わせが適用される。
図８は、本発明の一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。図８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及び１２（１２ａ〜１２ｃ））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８において、無線基地局１１は、例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（１２ａ〜１２ｃ）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及び１２の数は、図８に示す数に限られない。
マクロセルＣ１及びスモールセルＣ２では、同一の周波数帯が用いられてもよいし、異なる周波数帯が用いられてもよい。また、無線基地局１１及び１２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）を介して互いに接続される。
なお、マクロ基地局１１は、無線基地局、ｅＮｏｄｅＢ（ｅＮＢ）、送信ポイント（transmission point）などと呼ばれてもよい。スモール基地局１２は、ピコ基地局、フェムト基地局、Ｈｏｍｅ ｅＮｏｄｅＢ（ＨｅＮＢ）、送信ポイント、ＲＲＨ（Remote Radio Head）などと呼ばれてもよい。
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いてもよい。ユーザ端末２０は、無線基地局１０を経由して他のユーザ端末２０と通信を実行できる。
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。
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。また、上りリンクの参照信号として、チャネル品質測定用の参照信号（ＳＲＳ：Sounding Reference Signal）、ＰＵＣＣＨやＰＵＳＣＨを復調するための復調用参照信号（ＤＭ−ＲＳ：Demodulation Reference Signal）が送信される。
図９は、本実施の形態に係る無線基地局１０の全体構成の一例を示す図である。無線基地局１０（無線基地局１１及び１２を含む）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。
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下り信号を無線周波数帯の信号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利用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を適用することができる。
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１０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。なお、図１０では、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、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１０に示すように、無線基地局１０は、制御部（スケジューラ）３０１と、送信信号生成部３０２と、受信処理部３０３と、を少なくとも含んで構成されている。
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を制御する。また、システム情報、同期信号、ＣＲＳ、ＣＳＩ−ＲＳ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等のスケジューリングを制御する。なお、制御部３０１は、本発明に係る技術分野で用いられるコントローラ、制御回路又は制御装置で構成することができる。
また、制御部３０１は、無線基地局１０に接続するユーザ端末２０におけるメジャメントの対象となるＣＣを制御するために、送信信号生成部３０２を制御することができる。具体的には、制御部３０１は、ＴＡＧに含まれるＣＣ情報を送信信号生成部３０２に通知し、このＣＣ情報を含む信号（例えば、上位レイヤシグナリング）を生成するように制御する（第１の態様）。また、制御部３０１は、ＴＡＧ毎に設定されるメジャメントギャップ構成を送信信号生成部３０２に通知し、メジャメントギャップ構成を含む信号（例えば、上位レイヤシグナリング）を生成するように制御する（第２の態様）。
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）を生成する。例えば、送信信号生成部３０２は、制御部３０１から通知されるタイミングアドバンスグループ（ＴＡＧ）に含まれるＣＣ情報に基づいて、このＣＣ情報を含む信号を生成する（第１、第２の態様）。この場合、送信信号生成部３０２は、ＴＡＧ内ＣＣリストを含む信号を生成することができる（第１、第２の態様）。また、送信信号生成部３０２は、制御部３０１から通知されるＴＡＧ毎に設定されるメジャメントギャップ構成に基づいて、このメジャメントギャップ構成を含む信号を生成する（第２の態様）。これらの情報は、送受信部１０３を介して上位レイヤシグナリング（例えば、ＲＲＣシグナリング、報知信号等）や下り制御信号によりユーザ端末２０へ通知される。なお、送信信号生成部３０２は、本発明に係る技術分野で利用される信号生成器又は信号生成回路で構成することができる。
受信処理部３０３は、ユーザ端末２０から送信されるＵＬ信号（上り制御信号、上りデータ信号、上り参照信号など）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。例えば、受信処理部３０３は、ユーザ端末２０から送信されるメジャメント結果に対して受信処理（受信電力（ＲＳＲＰ）やチャネル状態についての測定など）を行う。より具体的には、受信処理部３０３は、ユーザ端末２０から送信されるＴＡＧ毎のメジャメント結果に対して受信処理を行う（第１の態様）。また、受信処理部３０３は、ユーザ端末２０から送信されるＣＣ毎のメジャメント結果に対して受信処理を行う（第２の態様）。そして、受信処理部３０３は、受信処理後のメジャメント結果を制御部３０１に出力する。なお、受信処理部３０３は、本発明に係る技術分野で利用される信号処理器又は信号処理回路で構成することができる。
図１１は、本実施の形態に係るユーザ端末２０の全体構成の一例を示す図である。図１１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利用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で構成することができる。
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の信号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。
送受信部２０３は、１つ以上のセルから構成されるＴＡＧを設定する無線基地局との間で信号を送受信することができる。また、送受信部２０３は、１つ以上のセルから構成されるセルグループ（ＣＧ）をそれぞれ設定する複数の無線基地局との間で信号を送受信することができる。
図１２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。なお、図１２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１２に示されるように、ユーザ端末２０は、受信信号処理部４０１と、測定部４０２と、制御部４０３と、送信信号生成部４０４とを少なくとも含んで構成されている。
受信信号処理部４０１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。受信信号処理部４０１は、無線基地局１０から受信した情報を、制御部４０３に出力する。受信信号処理部４０１は、例えば、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４０３に出力する。
受信信号処理部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。
測定部４０２は、受信した信号を用いて、受信電力（ＲＳＲＰ）、受信品質（ＲＳＲＱ）やチャネル状態を測定し、その結果を制御部４０３に出力する。特に、本実施の形態においては、ＣＡのＣＣそれぞれについて、上記測定が行われる。
制御部４０３は、測定部４０２の測定結果と、受信信号処理部４０１を介して、無線基地局１０から通知された各種情報（Ｐ−ＣＱＩ報告のための周期、タイミング、ＣＣ、特定ＣＣ）に基づいて、Ｐ−ＣＱＩを生成する。制御部４０３は、さらに、上りリンクのリソースにＰ−ＣＱＩをどのように割り当てるかを送信信号生成部４０４に指示する。
上記第１の態様では、ユーザ端末２０においては、上記大容量ＰＵＣＣＨが設定されており、周期及びタイミングにしたがって、大容量ＰＵＣＣＨフォーマットを用いて、最大８ＣＣ分のＰ−ＣＱＩを同じサブフレーム（同一ＴＴＩ）で送信するよう、制御部４０３は送信信号生成部４０４に指示する。
上記第２の態様では、周期、タイミング及びＣＣにしたがって、大容量ＰＵＣＣＨフォーマットを用いて、最大８ＣＣ分のＰ−ＣＱＩを同じサブフレームで送信するよう、制御部４０３は送信信号生成部４０４に指示する。
上記第３の態様では、周期、タイミングにしたがって、判断処理（大容量ＰＵＣＣＨフォーマットで送信可能な８ＣＣ分のＰ−ＣＱＩの送信量を超えるか否の判断）を行い、送信量を超えている場合にＰＣｅｌｌのＣＣ＃１とＳＣｅｌｌのＣＣ＃２とに分散してリソースを確保し、Ｐ−ＣＱＩを送信するよう、制御部４０３は送信信号生成部４０４に指示する。
上記第４の態様では、特定ＣＣについては、特定ＣＣのＰ−ＣＱＩのみを既存のＰＵＣＣＨフォーマット（例えばＰＵＣＣＨフォーマット２）を用いて送信するように、制御部４０３は送信信号生成部４０４に指示する。また、他のＣＣのＰ−ＣＱＩについては、判断処理（大容量ＰＵＣＣＨフォーマットで送信可能な８ＣＣ分のＰ−ＣＱＩの送信量を超えるか否の判断）を行い、送信量を超えている場合にＰＣｅｌｌのＣＣ＃１とＳＣｅｌｌのＣＣ＃２とに分散してリソースを確保し、Ｐ−ＣＱＩを送信するよう、制御部４０３は送信信号生成部４０４に指示する。
上記第５の態様では、ＣＣ removalまたはDe-activationなどにより、ＣＣ数が５以下に設定された場合、Ｐ−ＣＱＩの報告を既存システムのＰＵＣＣＨフォーマット２で送信するよう、制御部４０３は送信信号生成部４０４に指示する。この際、異なるＣＣであっても、同一のＴＴＩでＰ−ＣＱＩが重複している場合、セルインデックスの低いＣＣのＰ−ＣＱＩの送信だけを、送信信号生成部４０４に指示し、他のＣＣに対するＰ−ＣＱＩの送信は中止する。
制御部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４０４は、制御部４０３からの指示に基づいて、ＵＬ信号を生成し、マッピング処理を行い、送受信部２０３に出力する。送信信号生成部４０４は、制御部４０３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４０４は、制御部４０３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４０４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４０３から上りデータ信号の生成を指示される。
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）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、無線基地局１０の制御部３０１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。
１…無線通信システム
１０…無線基地局
１１…無線基地局（マクロ基地局）
１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）…無線基地局（スモール基地局）
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…伝送路インターフェース
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…制御部
３０２…送信信号生成部
３０３…受信処理部
４０１…受信信号処理部
４０２…測定部
４０３…制御部
４０４…送信信号生成部

Claims (6)

  1. ６個以上のセルを設定可能なキャリアアグリゲーションを用いて通信を行う端末であって、
    複数のセルを利用して下りリンクの信号を受信する受信部と、
    複数のチャネル状態情報を周期的に、所定の時間単位長を用いて送信する送信部と、
    上位レイヤからの通知に基づいて、前記複数のチャネル状態情報の送信周期及びタイミングをセルごとに設定して前記チャネル状態情報の送信を制御する制御部と、を備える端末。
  2. 前記制御部は、前記複数のチャネル状態情報を送信する場合に、ＬＴＥ（Long Term Evolution）のＰＵＣＣＨ（Physical Uplink Control Channel）フォーマット３より大容量のＰＵＣＣＨフォーマットで前記複数のチャネル状態情報を送信するように制御することを特徴とする請求項１に記載の端末。
  3. 前記ＰＵＣＣＨフォーマットの拡散率は、前記ＬＴＥのＰＵＣＣＨフォーマット３の拡散率よりも小さいことを特徴とする請求項２に記載の端末。
  4. 前記制御部は、上位レイヤからの通知に基づいたリソースで、前記複数のチャネル状態情報を送信するように制御することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の端末。
  5. 前記制御部は、前記複数のセルの内の一部のセルに対するチャネル状態情報を送信する場合、所定セルのＰＵＣＣＨで前記複数のセルの内の一部のセルに対するチャネル状態情報を送信するように制御することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の端末。
  6. ６個以上のセルを設定可能なキャリアアグリゲーションを用いて通信を行う端末において、
    複数のセルを利用して下りリンクの信号を受信する工程と、
    複数のチャネル状態情報を周期的に、所定の時間単位長を用いて送信する工程と、
    上位レイヤからの通知に基づいて、前記複数のチャネル状態情報の送信周期とタイミングをセルごとに設定して前記チャネル状態情報の送信を制御する工程と、を有する端末における無線通信方法。
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