JPWO2015174327A1 - ユーザ端末、無線基地局及び無線通信方法 - Google Patents

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Abstract

既存のＤＲＸ制御と比較して、ユーザ端末における消費電力をより低減すること。少なくともＵＬグラントを含むＤＬ信号を受信する受信部と、間欠受信動作を制御するＤＲＸ制御部と、を有し、ＤＲＸ制御部は、ＵＬグラントを含むＤＬ信号を受信した場合に、当該ＤＬ信号に含まれるＤＲＸ遷移指示情報に基づいて間欠受信動作を制御する。また、間欠受信状態への遷移指示は、ＵＬグラントを含む下り制御情報、又はＭＡＣ制御要素を利用して送信する。

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）。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（ＬＴＥ−Ａ）、ＦＲＡ（Future Radio Access）、４Ｇなどともいう）も検討されている。
ＬＴＥやＬＴＥ−Ａでは、ユーザ端末が所定周期で受信回路のスイッチをオフにする間欠受信（ＤＲＸ：Discontinuous reception）が採用されている（非特許文献２）。ＤＲＸを適用することにより、ユーザ端末の消費電力を低減することが可能となる。
既存の間欠受信（ＤＲＸ）動作において、ユーザ端末は、下り制御信号（ＰＤＣＣＨ）の受信により起動されるタイマ（例えば、drx-InactivityTimer）やＤＲＸ状態への遷移を指示するＭＡＣ制御要素（例えば、ＤＲＸ ＭＡＣ ＣＥ）等に基づいてＤＲＸ状態への遷移を制御する。一方で、データの送受信を行って非ＤＲＸ状態となったユーザ端末は、drx-InactivityTimerが満了するまで、又はＤＲＸ ＭＡＣ ＣＥの通知等があるまではその後データの送受信を行わない場合であってもＡｃｔｉｖｅ状態で動作することとなる。
ＬＴＥ−Ａシステム以降では、ユーザ端末は複数の基本周波数ブロック（コンポーネントキャリア）を利用して無線通信を行うことが想定されており、さらなる低消費電力化が求められている。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、既存のＤＲＸ制御と比較して、ユーザ端末における消費電力をより低減可能なユーザ端末、無線基地局及び無線通信方法を提供することを目的の一とする。
本発明のユーザ端末の一は、少なくともＵＬグラントを含むＤＬ信号を受信する受信部と、間欠受信動作を制御するＤＲＸ制御部と、を有し、前記ＤＲＸ制御部は、前記ＵＬグラントを含むＤＬ信号を受信した場合に、当該ＤＬ信号に含まれるＤＲＸ遷移指示情報に基づいて間欠受信動作を制御することを特徴とする。
本発明によれば、既存のＤＲＸ制御と比較して、ユーザ端末における消費電力をより低減することが可能となる。
間欠受信（ＤＲＸ）制御の説明図である。 間欠受信（ＤＲＸ）制御の他の説明図である。 ＤＲＸ ＭＡＣ ＣＥを用いた間欠受信（ＤＲＸ）制御の一例の説明図である。 本実施の形態における間欠受信（ＤＲＸ）制御の一例の説明図である。 本実施の形態における間欠受信（ＤＲＸ）制御の他の一例の説明図である。 本実施の形態における間欠受信（ＤＲＸ）制御の他の一例の説明図である。 本実施の形態における間欠受信（ＤＲＸ）制御の動作フローの一例を示す図である。 本実施の形態における間欠受信（ＤＲＸ）制御に利用するＭＡＣ ＣＥフォーマットの一例を示す図である。 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図である。 本実施の形態に係る無線基地局の全体構成図である。 本実施の形態に係る無線基地局の機能構成図である。 本実施の形態に係るユーザ端末の全体構成図である。 本実施の形態に係るユーザ端末の機能構成図である。
上述したように、ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａシステムでは、ユーザ端末のバッテリーセービングを目的に間欠受信（ＤＲＸ：Discontinuous Reception）制御が採用されている。ＤＲＸ制御では、RRC_CONNECTED（無線基地局とＲＲＣコネクションを確立している状態）のユーザ端末を「Ａｃｔｉｖｅ状態」と「Ｉｎａｃｔｉｖｅ状態」という２つの状態で管理する。
Ａｃｔｉｖｅ状態のユーザ端末は、下り制御チャネル（ＰＤＣＣＨ：Physical Downlink Control Channel、ＥＰＤＣＣＨ：Enhanced Physical Downlink Control Channelを含む。以下、ＰＤＣＣＨという）を監視する。また、無線基地局に対してフィードバック情報（ＣＱＩ：Channel Quality Indicator／ＰＭＩ：Precoding Matrix Indicator／ＲＩ：Rank Indicator／ＰＴＩ：Precoding Type Indicator等のチャネル状態情報（ＣＳＩ：Channel State Information））や上り参照信号（ＳＲＳ：Sounding Reference Signal）の報告を行う。
一方でＩｎａｃｔｉｖｅ状態のユーザ端末は、下り制御チャネルの監視は行わず、フィードバック情報の報告も行わない。これにより、ユーザ端末のバッテリー消費を抑制することが可能となる。
図１に間欠受信（ＤＲＸ）制御の一例を示す。なお、図１Ａは、drx-inactivityTimer満了によりユーザ端末が間欠受信（ＤＲＸ）状態へ遷移（移行）する場合を示し、図１Ｂは、ＤＲＸ状態への遷移を指示するＭＡＣ制御要素（DRX command MAC control Element）によりユーザ端末が間欠受信へ遷移する場合を示している。
ＤＲＸ周期（DRX cycle）は、オン期間（ON duration）と当該オン期間に続くスリープ期間（Sleep Duration）とを合わせた周期を特定するものである。なお、オン期間では、ユーザ端末はアクティブ状態となり、ＰＤＣＣＨなどの下り信号を受信する。一方、スリープ期間ではユーザ端末はＰＤＣＣＨなどの下り信号の受信を停止する。
図１において、ユーザ端末は、オン期間において当該ユーザ端末に対するＰＤＣＣＨの復号に成功すると、drx-InactivityTimerを起動する。ここで、drx-InactivityTimerは、ＰＤＣＣＨの復号に成功してから所定期間を示すタイマである。
図１Ａに示すように、ユーザ端末は、drx-InactivityTimerが満了（expire）するまでは、アクティブ状態を継続し、最後に受信したＰＤＣＣＨのdrx-InactivityTimerが満了すると上述のＤＲＸ周期を開始する（間欠受信状態に遷移する）。また、ユーザ端末は、drx-InactivityTimerが満了するまでに、当該ユーザ端末に対するＰＤＣＣＨの復号に成功すると、drx-InactivityTimerを再起動する。
また、図１Ｂに示すように、ユーザ端末は、drx-InactivityTimerが満了する前であっても、所定のＭＡＣ制御要素（ＤＲＸ ＭＡＣ ＣＥ：DRX command MAC Control Element）を受信した場合にはＤＲＸ周期を開始する。つまり、ＤＲＸ ＭＡＣ ＣＥを受信したユーザ端末は、drx-InactivityTimerを強制的に停止して間欠受信状態に遷移する。このように、無線基地局は、ＤＲＸ ＭＡＣ ＣＥを利用することにより、ユーザ端末を間欠受信状態に遷移することが可能となる。
しかし、既存のＤＲＸ ＭＡＣ ＣＥ（DRX command MAC Control Element）は、下り共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）で送信されるため、ユーザ端末に対するＤＬ割当て制御時にしかユーザ端末を強制的にＤＲＸ状態に遷移させることができない。このため、ユーザ端末に対するＵＬ割当て制御時（ＵＬグラント送信時）にはユーザ端末を強制的に間欠受信状態に遷移させることができない（図２参照）。その結果、ＵＬグラントが割当てられたユーザ端末は、その後に送受信データがない場合であっても、ＵＬグラント割当て時から所定期間（例えば、drx-InactivityTimer満了時まで）はＡｃｔｉｖｅ状態となる。
このように、本発明者等は、既存のＤＲＸ制御ではＵＬグラント割当て制御後のユーザ端末におけるバッテリーセービングが十分でない点に着目し、ＵＬグラント割当て後のＤＲＸ制御について検討した。
例えば、ＵＬグラントの割当てを行った直後に既存のＤＲＸ ＭＡＣ ＣＥを送信して、ユーザ端末を強制的に間欠受信状態に遷移させる方法が考えられる（図３参照）。しかし、かかる場合、ユーザ端末を間欠受信状態に遷移するためだけにＤＬ信号を送信しなければならず、無線リソースの利用効率が低下するおそれがある。
そこで、本発明者等は、ＵＬグラントを用いてＵＬ割当てを指示する際（ＵＬグラント送信時）にユーザ端末を間欠受信状態に遷移させる制御方法を着想した。具体的には、ユーザ端末に対してＵＬグラントを指示する際に、間欠受信状態へ遷移するか否かを指示する情報（ＤＲＸ遷移指示情報）もあわせて通知する（図４参照）。
ＵＬグラントを受信したユーザ端末は、ＤＲＸ遷移指示情報の内容に応じて、間欠受信動作を制御する。なお、ＤＲＸ遷移指示情報としては、ＵＬグラントを受信したユーザ端末に対して、間欠受信状態へ遷移するタイミングを指示する情報であってもよいし、drx-InactivityTimerを起動又は再起動しないことを指示する情報としてもよい。
このように、ＵＬグラントと共にＤＲＸ遷移指示情報もあわせてユーザ端末に通知することにより、ユーザ端末はＵＬグラント受信後であってもすぐに間欠受信状態に遷移することが可能となる。これにより、既存のＤＲＸ制御と比較して、ユーザ端末における消費電力をより低減することができる。また、ユーザ端末に対して間欠受信指示のためだけにＤＬ信号を送信する必要がなくなるため無線リソースの利用効率の低下を抑制することができる。
また、本実施の形態では、ユーザ端末の対するＵＬグラントと間欠受信状態への遷移指示を下り制御情報（ＤＣＩ）、又はＭＡＣ制御要素（ＭＡＣ ＣＥ）を用いて行うことができる。以下に、各制御情報を利用する場合について説明する。
（第１の態様）
第１の態様では、下り制御情報（ＤＣＩ）を利用することにより、ユーザ端末にＵＬグラントと間欠受信への遷移指示を同じタイミングで行う場合について説明する。
第１の態様において、無線基地局は、ＵＬグラントを含む下り制御情報（ＤＣＩ）を用いてユーザ端末にＤＲＸ遷移を指示することができる。例えば、無線基地局は、下り制御情報（ＤＣＩ）にＤＲＸ遷移指示情報用のビットフィールドを設定し、当該ＤＣＩを下り制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）に割当てる。なお、下り制御情報としては、ＤＣＩフォーマット０、４等を利用することができる。
ユーザ端末は、ＵＬグラントが含まれる下り制御チャネルを受信すると共に、ＤＲＸ遷移を行うか否かのビット（ＤＲＸ遷移指示情報）を検出する。受信した下り制御情報において間欠受信への遷移が指示されている場合、ユーザ端末は間欠受信状態へ遷移する。例えば、ユーザ端末は、drx-InactivityTimerを起動せず、オン期間経過後に間欠受信状態へ遷移する（図４参照）。
また、ＵＬグラントの指示と共に間欠受信状態への遷移が指示されている場合、ユーザ端末はすぐに間欠受信状態に遷移するのではなく、ＤＲＸ遷移指示情報にかかるビットを検出してから所定期間後に間欠受信状態に移行するように制御してもよい（図５参照）。所定期間としては、drx-InactivityTimerの期間より短く設定すればよい。これにより、ＵＬグラント割当て時から所定期間内にデータ送受信がある場合に適切に通信を行うことができる。また、ユーザ端末が間欠受信状態へ遷移するタイミングを柔軟に制御することが可能となる。
また、本実施の形態では、ユーザ端末はＤＲＸ遷移指示を受けた後に間欠受信へ遷移する前（例えば、図５における所定期間内）に、drx-Inactivity Timerの起動又は再起動の指示を別途受けた場合、ＤＲＸ遷移指示による間欠受信への遷移動作を中止してもよい（図６参照）。これにより、仮にｅＮＢが当該ユーザ端末をＤＲＸ遷移させることを決めた直後に連続データが発生した場合においても、ユーザ端末を不要にＤＲＸ遷移させることなく、通信を行うことができる。
この際、ユーザ端末は、drx-InactivityTimerの起動又は再起動を指示するＰＤＣＣＨを所定回数受信した場合にのみ、間欠受信への遷移動作を中止する構成とすることができる。これにより、ＰＤＣＣＨの検出ミス（false detection）により非ＤＲＸ（ｎｏｎ−ＤＲＸ）へ復帰する確率を低減することができる。
また、ユーザ端末は、間欠受信への遷移が指示された場合であっても、ＵＬグラントに基づいて送信したＵＬデータ信号（ＰＵＳＣＨ信号）に対する送達確認信号（ＡＣＫ）を受信できない場合には、間欠受信への遷移を中止してもよい。つまり、ユーザ端末は、ＰＵＳＣＨに対するＡＣＫを受信できない場合には、無線基地局からの再送用のＰＤＣＣＨを期待してＤＲＸへの遷移を行わないように動作してもよい。このように、ＰＵＳＣＨ信号に対する肯定的な送達確認信号を考慮して間欠受信への遷移動作を制御することにより、データの送受信を適切に行うことができる。
なお、ユーザ端末におけるＤＲＸ遷移の中止動作の適用有無は、無線基地局からＲＲＣ信号やＭＡＣ信号を用いて制御してもよい。これにより、通信状況に応じてユーザ端末におけるＤＲＸ制御をより柔軟に行うことが可能となる。
また、上述した説明では、ＤＲＸ遷移が指示されたユーザ端末は、間欠受信（ＤＲＸ）へ遷移する動作を行う場合を示したが、これに限られず、drx-InactivityTimerの起動又は再起動しない動作を行ってもよい。つまり、無線基地局は、下り制御情報（ＤＣＩ）を用いることにより、ＵＬグラントの指示と共にdrx-InactivityTimerの起動又は再起動しないことをユーザ端末に指示してもよい。
次に、下り制御情報を用いてＵＬグラントとＤＲＸ指示を行う場合の動作方法の一例について図７を参照して説明する。
まず、無線基地局は、ユーザ端末に対してＵＬグラントを含む下り制御情報（ＤＣＩ）を下り制御チャネル（ＰＤＣＣＨ／ＥＰＤＣＣＨ）で送信する。一方、ユーザ端末は当該下り制御情報（ＵＬグラント）を受信する（ＳＴ１０１）。ユーザ端末は、受信したＵＬグラントに基づいて、ＵＬデータ（ＰＵＳＣＨ信号）の送信制御を行う。
また、ユーザ端末は、受信した下り制御情報（ＤＣＩ）に間欠受信（ＤＲＸ）への遷移が指示されているか判断する（ＳＴ１０２）。例えば、ユーザ端末は、下り制御情報に含まれるＤＲＸ遷移指示情報を検出し、当該ＤＲＸ遷移指示情報に基づいて間欠受信状態への遷移有無を判断する。
下り制御情報で間欠受信への遷移が指示されている場合（ＳＴ１０２−Ｙｅｓ）、ユーザ端末は間欠受信状態へ遷移する（ＳＴ１０３）。例えば、ＤＲＸ遷移指示情報により間欠受信状態への遷移が指示される場合、ユーザ端末は、ＵＬデータ（ＰＵＳＣＨ信号）送信後に間欠受信状態へ遷移する。この際、ユーザ端末は、上記図５に示したように、間欠受信への遷移を指示されてから所定期間後に間欠受信状態へ遷移してもよい。
あるいは、ユーザ端末は、下り制御情報で間欠受信への遷移が指示されている場合（ＳＴ１０２−Ｙｅｓ）、drx-InactivityTimerの起動又は再起動を行わないように動作してもよい。
また、ユーザ端末は、ＳＴ１０２においてＤＲＸ遷移指示を受けた後であって間欠受信状態へ遷移する前にdrx-InactivityTimerの起動又は再起動の指示を別途受けた場合、間欠受信状態への遷移動作を中止してもよい。また、ユーザ端末は、ＳＴ１０２において間欠受信状態への遷移が指示された場合であっても、ＵＬグラントに基づいて送信したＵＬデータ信号（ＰＵＳＣＨ信号）に対する送達確認信号（ＡＣＫ）を受信できない場合には、間欠受信状態への遷移を中止してもよい。
下り制御情報で間欠受信状態への遷移が指示されていない場合（ＳＴ１０２−Ｎｏ）、ユーザ端末はdrx-InactivityTimerの起動又は再起動を行う（ＳＴ１０４）。例えば、無線基地局は、ユーザ端末に対してさらにデータの送受信を行う場合に下り制御情報に間欠受信（ＤＲＸ）状態への遷移を行わないように指示する。
このように、下り制御情報（ＤＣＩ）を利用してユーザ端末にＵＬグラントと間欠受信への遷移指示を同じタイミングで指示することにより、無線リソースの浪費を抑制しつつユーザ端末におけるバッテリーセービングが可能となる。
（第２の態様）
第２の態様では、ＭＡＣ制御要素（ＭＡＣ ＣＥ）を利用することにより、ユーザ端末にＵＬグラントと間欠受信状態への遷移指示を同じタイミングで行う場合について説明する。
第２の態様において、無線基地局は、ＵＬグラント及びＤＲＸ遷移を指示する所定のＭＡＣ ＣＥ（例えば、DRX command with UL grant MAC CE）をユーザ端末に送信する。当該所定のＭＡＣ ＣＥを受信したユーザ端末は、ＵＬの送信動作とＤＲＸ状態への遷移動作を行う（図４参照）。
ユーザ端末は、ＵＬグラント及びＤＲＸ遷移を指示する所定のＭＡＣ ＣＥを検出した場合、すぐに間欠受信状態に遷移するのではなく、検出してから所定期間後に間欠受信状態に移行するように制御してもよい。所定期間としては、drx-InactivityTimerの期間より短く設定すればよい。これにより、ＵＬグラント及びＤＲＸ遷移を指示する所定のＭＡＣ ＣＥ受信時から所定期間内にデータ送受信がある場合に適切に通信を行うことができる。また、ユーザ端末が間欠受信状態へ遷移するタイミングを柔軟に制御することが可能となる。
また、本実施の形態では、ユーザ端末はＵＬグラント及びＤＲＸ遷移を指示する所定のＭＡＣ ＣＥを受けた後に間欠受信へ遷移する前（例えば、上記図５における所定期間内）に、drx-InactivityTimerの起動又は再起動の指示を別途受けた場合、ＤＲＸ遷移指示による間欠受信への遷移動作を中止してもよい（図６参照）。
また、ユーザ端末は、ＵＬグラント及びＤＲＸ遷移を指示する所定のＭＡＣ ＣＥを受信した場合であっても、ＵＬグラントに基づいて送信したＵＬデータ信号（ＰＵＳＣＨ信号）に対する送達確認信号（ＡＣＫ）を受信できない場合には、間欠受信への遷移を中止してもよい。つまり、ユーザ端末は、ＰＵＳＣＨに対するＡＣＫを受信できない場合には、無線基地局からの再送用のＰＤＣＣＨを期待してＤＲＸへの遷移を行わないように動作してもよい。このように、ＰＵＳＣＨ信号に対する肯定的な送達確認信号を考慮して間欠受信への遷移動作を制御することにより、データの送受信を適切に行うことができる。
なお、ユーザ端末におけるＤＲＸ遷移の中止動作の適用有無は、無線基地局からＲＲＣ信号やＭＡＣ信号を用いて制御してもよい。これにより、通信状況に応じてユーザ端末におけるＤＲＸ制御をより柔軟に行うことが可能となる。
ＵＬグラント及びＤＲＸ遷移を指示する所定のＭＡＣ ＣＥとしては、新規のＭＡＣ ＣＥフォーマットを利用することができる。例えば、図８Ａに示すように、ＵＬグラントが含まれる新規のＭＡＣ ＣＥフォーマット（３バイト）を利用することができる。
あるいは、ＵＬグラントとＤＲＸ遷移を指示するＭＡＣ ＣＥとして、既存のＭＡＣ ＰＤＵ（Protocol Data Unit）フォーマットを利用（リユース）してもよい。例えば、ＭＡＣペイロード（MAC payload）内でＵＬグラントを指示できるランダムアクセスレスポンス（ＲＡＲ）を利用することができる（図８Ｂ参照）。この場合、ユーザ端末は、当該ユーザ端末のＣ−ＲＮＴＩ（Cell Radio Network Temporary Identifier）に対してＲＡＲを受信する場合に、当該ＲＡＲをＵＬグラントとＤＲＸ遷移を指示するＭＡＣ ＣＥと読み替えて、ＵＬグラント受信動作とＤＲＸ遷移動作を行うことができる。
なお、既存のＲＡＲでは、ユーザ端末は、ＲＡ−ＲＮＴＩ（Random Access RNTI）を用いてのみ送信可能となっている。したがって、上述したようにＵＬグラントとＤＲＸ遷移を指示するＭＡＣ ＣＥとして、ＭＡＣ ＲＡＲを利用する場合、ユーザ端末がＣ−ＲＮＴＩに対してもＲＡＲを期待して動作するように制御する。
このように、所定のＭＡＣ ＣＥを利用してユーザ端末にＵＬグラントと間欠受信への遷移指示を同じタイミングで指示することにより、無線リソースの浪費を抑制しつつユーザ端末におけるバッテリーセービングが可能となる。
（無線通信システム）
以下、本実施の形態に係る無線通信システムについて、詳細に説明する。この無線通信システムでは、上記第１の態様、第２の態様に係る無線通信方法が適用される。なお、上記第１の態様、第２の態様に係る無線通信方法は、単独で適用されてもよいし、適宜組み合わせて適用されてもよい。
図９は、本実施の形態に係る無線通信システムの概略構成図である。図９に示すように、無線通信システム１は、セルＣを形成する無線基地局１０と、ユーザ端末２０と、無線基地局１０が接続されるコアネットワーク３０と、を含んで構成される。なお、無線基地局１０、ユーザ端末２０の数は図９に示すものに限られない。
また、無線基地局１０、ユーザ端末２０は、通信インターフェース、プロセッサ、メモリ、ディスプレイ、入力キーを含むハードウェアを有しており、メモリには、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が記憶されている。また、無線基地局１０、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。
無線基地局１０は、所定のカバレッジを有する無線基地局である。なお、無線基地局１０は、相対的に広いカバレッジを有するマクロ基地局（ｅＮｏｄｅＢ、マクロ基地局、集約ノード、送信ポイント、送受信ポイント）であってもよいし、局所的なカバレッジを有するスモール基地局（スモール基地局、ピコ基地局、フェムト基地局、ＨｅＮＢ（Home eNodeB）、ＲＲＨ（Remote Radio Head）、マイクロ基地局、送信ポイント、送受信ポイント）であってもよい。
無線基地局１０は、コアネットワーク３０に接続される。コアネットワーク３０には、ＭＭＥ（Mobility Management Entity）や、Ｓ−ＧＷ（Serving-GateWay）、Ｐ−ＧＷ（Packet-GateWay）などのコアネットワーク装置が設けられる。コアネットワーク３０に設けられるＭＭＥは、ユーザ端末２０のモビリティ管理を行う装置であり、Ｃプレーンのインターフェース（例えば、Ｓ１−Ｃインターフェース）で無線基地局１０に接続されてもよい。
また、コアネットワーク３０に設けられるＳ−ＧＷは、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を処理する装置であり、Ｕプレーンのインターフェース（例えば、Ｓ１−Ｕインターフェース）で無線基地局１０に接続されてもよい。
ユーザ端末２０は、ＬＴＥ、ＬＴＥ−Ａ、ＦＲＡなどの各種通信方式に対応した端末であり、移動通信端末だけでなく固定通信端末を含んでよい。ユーザ端末２０は、無線基地局１０と下り／上り通信を行う。
ここで、図９に示す無線通信システムで用いられる通信チャネルについて説明する。下りリンクの通信チャネルは、各ユーザ端末２０で共有されるＰＤＳＣＨ（Physical Downlink Shared Channel）と、下りＬ１／Ｌ２制御チャネル（ＰＤＣＣＨ、ＰＣＦＩＣＨ、ＰＨＩＣＨ、拡張ＰＤＣＣＨ）とを有する。ＰＤＳＣＨにより、ユーザデータ及び上位制御情報が伝送される。ＰＤＣＣＨ（Physical Downlink Control Channel）により、ＰＤＳＣＨおよびＰＵＳＣＨのスケジューリング情報等が伝送される。ＰＣＦＩＣＨ（Physical Control Format Indicator Channel）により、ＰＤＣＣＨに用いるＯＦＤＭシンボル数が伝送される。ＰＨＩＣＨ（Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel）により、ＰＵＳＣＨに対するＨＡＲＱのＡＣＫ／ＮＡＣＫが伝送される。また、拡張ＰＤＣＣＨ（ＥＰＤＣＣＨ）により、ＰＤＳＣＨ及びＰＵＳＣＨのスケジューリング情報等が伝送されてもよい。このＥＰＤＣＣＨは、ＰＤＳＣＨ（下り共有データチャネル）と周波数分割多重される。
上りリンクの通信チャネルは、各ユーザ端末２０で共有される上りデータチャネルとしてのＰＵＳＣＨ（Physical Uplink Shared Channel）と、上りリンクの制御チャネルであるＰＵＣＣＨ（Physical Uplink Control Channel）とを有する。このＰＵＳＣＨにより、ユーザデータや上位制御情報が伝送される。また、ＰＵＣＣＨにより、下りリンクのチャネル状態情報（ＣＳＩ）、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ等が伝送される。
また、無線通信システム１では、複信方式として周波数分割複信（ＦＤＤ：Frequency Division Duplex）方式が用いられてもよいし、時分割複信（ＴＤＤ：Time Division Duplex）方式が用いられてもよいし、両者が用いられてもよい。
図１０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。無線基地局１０は、ＭＩＭＯ伝送のための複数の送受信アンテナ１０１と、アンプ部１０２と、送受信部（送信部／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。
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、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、ＰＤＣＰ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、例えば、ＨＡＲＱ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、下りリンクの制御チャネルの信号に関しても、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。
また、ベースバンド信号処理部１０４は、ユーザ端末２０が間欠受信動作（間欠受信への遷移動作）を制御するための情報（ＤＲＸ遷移指示情報）を通知する。ＤＲＸ遷移指示情報は、下り制御情報（例えば、ＵＬグラントを含むＤＣＩ）や、所定のＭＡＣ ＣＥ（ＤＲＸを指示するＭＡＣ ＣＥ）を利用してユーザ端末に通知することができる。
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は、少なくともＵＬグラントとＤＲＸ遷移指示情報を含むＤＬ信号を送信する送信部として機能する。
一方、上りリンクによりユーザ端末２０から無線基地局１０に送信されるデータについては、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、入力されたベースバンド信号に含まれるユーザデータに対して、ＦＦＴ処理、ＩＤＦＴ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を介してコアネットワーク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。
図１１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１１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、ＤＬ信号生成部３０２と、マッピング部３０３と、ＵＬ信号復調部３０４と、判定部３０５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及び／又は拡張ＰＤＣＣＨ（ＥＰＤＣＣＨ）で伝送される下り制御情報、下り参照信号等のスケジューリングを制御（ＤＬ割当て制御）する。また、制御部３０１は、ＰＵＳＣＨで伝送される上りデータ、ＰＵＣＣＨ又は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（ＵＬ割当て制御）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に通知される。
具体的に、制御部３０１は、コアネットワーク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、下りリンク信号及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。また、制御部３０１は、ユーザ端末における間欠受信（ＤＲＸ）動作の制御を行うこともできる。
例えば、制御部３０１は、ＵＬ割当てと共にユーザ端末を間欠受信状態へ遷移させる場合、ＵＬグラントの生成と、間欠受信状態への遷移指示に関する情報（ＤＲＸ遷移指示情報）の生成をＤＬ信号生成部３０２に指示する。
ＤＬ信号生成部３０２は、ＭＡＣ制御要素（ＭＡＣ ＣＥ）や、物理下りチャネル信号を生成する。例えば、ＤＬ信号生成部３０２は、制御部３０１により割当てが決定された下り制御信号（ＰＤＣＣＨ信号及び／又はＥＰＤＣＣＨ信号）や下りデータ信号（ＰＤＳＣＨ信号）を生成する。具体的に、ＤＬ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当て情報を通知するＤＬ割当て（ＤＬ ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ）と、上りリンク信号の割当て情報を通知するＵＬグラント（ＵＬ ｇｒａｎｔ）を生成する。
また、ＤＬ信号生成部３０２は、ＵＬグラントと間欠受信状態への遷移指示に関する情報（ＤＲＸ遷移指示情報）を含むＰＤＣＣＨ信号、又は所定のＭＡＣ ＣＥ（例えば、DRX command with UL grant MAC CE）を生成する。所定のＭＡＣ ＣＥを生成する場合、上記図８に示したＭＡＣ ＣＥフォーマットを利用することができる。
マッピング部３０３は、制御部３０１からの指示に基づいて、ＤＬ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の無線リソースへの割当てを制御する。
ＵＬ信号復調部３０４は、上り制御チャネル（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）を復調し、制御部３０１へ出力する。また、ＵＬ信号復調部３０４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調し、判定部３０５へ出力する。
判定部３０５は、ＵＬ信号復調部３０４の復調結果に基づいて、再送制御判定（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）を行うと共に結果を制御部３０１に出力する。なお、判定部３０５で判定された結果（送達確認信号）は、ＰＨＩＣＨ（Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel）を用いてユーザ端末に通知される。
図１２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。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／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等がなされる。この下りリンクのデータの内、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等を行う。また、下りリンクのデータの内、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は、ＵＬグラントとＤＲＸ遷移指示情報を含むＤＬ信号を受信する受信部として機能する。
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（Ｈ−ＡＲＱ （Ｈｙｂｒｉｄ ＡＲＱ））の送信処理や、チャネル符号化、プリコーディング、ＤＦＴ処理、ＩＦＦＴ処理等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１３は、ユーザ端末２０が有するベースバンド信号処理部２０４（アプリケーション部２０５を含んでもよい）の主な機能構成図である。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、ＤＬ信号復調部４０１と、ＤＲＸ制御部４０２（タイマ管理部４０２ａ、ＤＲＸ状態管理部４０２ｂ）と、制御部（フィードバック制御部）４０３と、ＵＬ信号生成部４０４と、マッピング部４０５と、を少なくとも含んで構成されている。
ＤＬ信号復調部４０１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）を復調し、スケジューリング情報（上りリソースへの割当て情報）をＤＲＸ制御部４０２、制御部４０３へ出力する。また、ＤＬ信号復調部４０１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調する。
ＤＲＸ制御部４０２は、タイマ管理部４０２ａ及びＤＲＸ状態管理部４０２ｂを具備し、ユーザ端末における間欠受信（ＤＲＸ）動作を制御する。タイマ管理部４０２ａは、ＤＲＸ動作に関する所定のタイマ（例えば、drx-InactivityTimer）の管理を行う。例えば、タイマ管理部４０２ａは、drx-InactivityTimerが満了した場合、ＤＲＸ状態管理部４０２ｂへ通知する。ＤＲＸ状態管理部４０２ｂは、ユーザ端末におけるＤＲＸ状態（ＤＲＸ状態への遷移等）を管理する。
例えば、ＤＲＸ制御部４０２は、ＵＬグラントを含むＤＬ信号を受信した場合に、当該ＤＬ信号に含まれるＤＲＸ遷移指示情報に基づいて間欠受信の適用を制御する。ＵＬグラントを含むＤＬ信号で間欠受信状態への遷移が指示された場合、ＤＲＸ制御部４０２は、所定期間後に間欠受信状態へ遷移するように制御することができる（上記図５参照）。
また、ＤＲＸ制御部４０２は、ＵＬグラントを含むＤＬ信号で間欠受信状態への遷移が指示された後であって、間欠受信状態へ遷移する前にdrx-InactivityTimerの起動又は再起動の指示を受けた場合、間欠受信状態への遷移を中止してもよい（上記図６参照）。
また、ＤＲＸ制御部４０２は、ＵＬグラントを含むＤＬ信号で間欠受信状態への遷移が指示された場合であっても、ＵＬグラントに基づいて送信したＵＬ信号に対するＡＣＫを受信できない場合、間欠受信状態への遷移を中止してもよい。
制御部４０３は、無線基地局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（フィードバック信号）や上りデータ信号の生成を制御する。また、制御部４０３は、ＰＤＳＣＨ信号に対する送達確認信号（Ａ／Ｎ）のフィードバックを制御するフィードバック制御部としても機能する。なお、ＤＲＸ制御部４０２から間欠受信状態へ遷移すると判断された場合、制御部４０３は動作を停止する。
ＵＬ信号生成部４０４は、制御部４０３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。また、ＵＬ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。
マッピング部４０５（割当て部）は、制御部４０３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）への割当てを制御する。
以上、上述の実施形態を用いて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。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。例えば、上述した複数の態様を適宜組み合わせて適用することができる。従って、本明細書の記載は、例示説明を目的とするものであり、本発明に対して何ら制限的な意味を有するものではない。
本出願は、２０１４年５月１５日出願の特願２０１４−１０１５２６に基づく。この内容は、全てここに含めておく。

Claims (10)

  1. 少なくともＵＬグラントを含むＤＬ信号を受信する受信部と、
    間欠受信動作を制御するＤＲＸ制御部と、を有し、
    前記ＤＲＸ制御部は、前記ＵＬグラントを含むＤＬ信号を受信した場合に、当該ＤＬ信号に含まれるＤＲＸ遷移指示情報に基づいて間欠受信動作を制御することを特徴とするユーザ端末。
  2. 前記ＤＲＸ制御部は、前記ＵＬグラントを含むＤＬ信号で間欠受信状態への遷移が指示された場合、所定期間後に間欠受信状態へ遷移することを特徴とする請求項１に記載のユーザ端末。
  3. 前記ＤＲＸ制御部は、前記ＵＬグラントを含むＤＬ信号で間欠受信状態への遷移が指示された後であって、間欠受信状態へ遷移する前にdrx-InactivityTimerの起動又は再起動の指示を受けた場合、間欠受信状態への遷移を中止することを特徴とする請求項１に記載のユーザ端末。
  4. 前記ＤＲＸ制御部は、前記ＵＬグラントを含むＤＬ信号で間欠受信状態への遷移が指示された場合であっても、前記ＵＬグラントに基づいて送信したＵＬ信号に対する肯定的な送達確認信号を受信できない場合、間欠受信状態への遷移を中止することを特徴とする請求項１に記載のユーザ端末。
  5. 前記ＤＲＸ制御部は、前記ＵＬグラントを含むＤＬ信号で間欠受信状態への遷移が指示された場合、drx-InactivityTimerの起動又は再起動を行わないことを特徴とする請求項１に記載のユーザ端末。
  6. 前記ＤＲＸ遷移指示情報がＵＬグラントを指示する下り制御情報に含められて下り制御チャネルで送信されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のユーザ端末。
  7. 前記ＤＲＸ遷移指示情報とＵＬグラントがＭＡＣ制御要素に含められて送信されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のユーザ端末。
  8. 前記ＤＲＸ遷移指示情報とＵＬグラント含むＭＡＣ制御要素は、ＭＡＣペイロード内でＵＬグラントを指示するＭＡＣランダムアクセスレスポンスを利用したものであることを特徴とする請求項７に記載のユーザ端末。
  9. ユーザ端末にＵＬ割当てを指示するＵＬグラントを送信する送信部と、
    前記ユーザ端末の間欠受信動作を制御するためのＤＲＸ遷移指示情報を生成する生成部と、を有し、
    前記送信部は、ＤＲＸ遷移指示情報をＵＬグラントと同じタイミングで送信することを特徴とする無線基地局。
  10. 間欠受信を行うユーザ端末と無線基地局との無線通信方法であって、
    前記無線基地局からユーザ端末に対して、ＵＬ割当てを指示するＵＬグラントと、前記ユーザ端末の間欠受信動作を制御するためのＤＲＸ遷移指示情報とを含むＤＬ信号を送信する工程と、
    前記ユーザ端末が、ＵＬグラントとＤＲＸ遷移指示情報とを含むＤＬ信号を受信する工程と、受信したＤＲＸ遷移指示情報に基づいて間欠受信を制御する工程と、を有することを特徴とする無線通信方法。
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