JPWO2015174437A1 - 無線基地局、ユーザ端末および無線通信システム - Google Patents

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Abstract

非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（Listen Before Talk）を適切に行うこと。ライセンスバンドおよび非ライセンスバンドを利用可能なユーザ端末と通信を行う無線基地局は、ＬＢＴを用いて非ライセンスバンドにおける下りリンク信号の送信を制御する制御部と、複数の候補シンボルからＬＢＴを実行するシンボルを等しい確率でランダムに選択する選択部と、ＬＢＴ期間中の受信信号強度を測定した測定結果を取得する取得部と、を備え、制御部は、受信信号強度の測定結果より非ライセンスバンドのチャネルがアイドル状態であると判定した場合、ＬＢＴを実行したシンボル以降のすべての候補シンボルでビーコン参照信号を送信するよう制御する。

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、ユーザ端末および無線通信システムに関する。
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ではマルチアクセス方式として、下り回線（下りリンク）にＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）をベースとした方式を用い、上り回線（上りリンク）にＳＣ−ＦＤＭＡ（Single Carrier Frequency Division Multiple Access）をベースとした方式を用いている。
また、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の後継システムも検討されている（たとえば、ＬＴＥアドバンストまたはＬＴＥエンハンスメントと呼ぶこともある（以下、「ＬＴＥ−Ａ」という））。ＬＴＥ−Ａシステムでは、半径数キロメートル程度の広範囲のカバレッジエリアを有するマクロセル内に、半径数十メートル程度の局所的なカバレッジエリアを有するスモールセル（たとえば、ピコセル、フェムトセルなど）が形成されるＨｅｔＮｅｔ（Heterogeneous Network）が検討されている（非特許文献２）。また、ＨｅｔＮｅｔでは、マクロセル（マクロ基地局）とスモールセル（スモール基地局）間で同一周波数帯だけでなく、異なる周波数帯のキャリアを用いることも検討されている。
さらに、将来の無線通信システム（Ｒｅｌ．１２以降）では、ＬＴＥシステムを、通信事業者（オペレータ）にライセンスされた周波数帯域（Licensed band）だけでなく、ライセンス不要の周波数帯域（Unlicensed band）で運用するシステム（ＬＴＥ−Ｕ：LTE UnlicensedまたはＬＡＡ：Licensed-Assisted Access）も検討されている。ライセンスバンド（Licensed band）は、特定の事業者が独占的に使用することを許可された帯域であり、非ライセンスバンド（Unlicensed band）は特定事業者に限定せずに無線局を設置可能な帯域である。
非ライセンスバンドとして、たとえば、Ｗｉ−ＦｉやＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）を使用可能な２．４ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯、ミリ波レーダを使用可能な６０ＧＨｚ帯等の利用が検討されている。このような非ライセンスバンドをスモールセルで適用することも検討されている。
既存のＬＴＥでは、ライセンスバンドでの運用が前提となっているため、各オペレータに対して異なる周波数帯域が割り当てられている。しかし、非ライセンスバンドは、ライセンスバンドと異なり特定の事業者のみの使用に限られない。また、非ライセンスバンドは、ライセンスバンドと異なり特定の無線システム（たとえばＬＴＥ、Ｗｉ−Ｆｉなど）の使用に限られない。このため、あるオペレータのＬＡＡで利用する周波数帯域は、他のオペレータのＬＡＡやＷｉ−Ｆｉで利用する周波数帯域と重なる可能性がある。
非ライセンスバンドでは、異なるオペレータや非オペレータ間において、同期、協調または連携などがなされずに運用されることも想定される。また、異なるオペレータや非オペレータ間では、無線アクセスポイント（ＡＰ）や無線基地局（ｅＮＢ）の設置も互いに協調・連携せずに行うことが想定される。この場合、非ライセンスバンドでは、ライセンスバンドとは異なる大きな相互干渉が生じるおそれがある。
そこで、非ライセンスバンドにおいて運用されるＷｉ−Ｆｉシステムでは、ＬＢＴ（Listen Before Talk）メカニズムに基づくキャリア検知多重アクセス／衝突回避（ＣＳＭＡ／ＣＡ：Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance）が採用されている。具体的には、各送信ポイント（ＴＰ：Transmission Point）またはアクセスポイント（ＡＰ：Access Point）、そしてユーザ端末が、送信を行う前にリスニング（ＣＣＡ：Clear Channel Assessment）を実行し、所定レベルを超える信号が存在しない場合にのみ送信を行う方法などが用いられている。所定レベルを超える信号が存在する場合には、ランダムに与えられる待ち時間を設け、その後再びリスニングを行う。
ＬＡＡシステムにおいてもＷｉ−Ｆｉシステムと同様に、リスニング結果に応じて送信を停止する方法（ＬＢＴおよびランダムバックオフ）を行うことが考えられる。たとえば、非ライセンスバンドセルにおいて、信号を送信する前にリスニングを行い、他システム（たとえば、Ｗｉ−Ｆｉ）や別のＬＡＡの送信ポイントが通信を行っているか確認し、ＬＢＴの結果に応じて信号の送信有無を制御することが考えられる。
リスニングの結果、他システムや別のＬＡＡの送信ポイントからの信号を検出しなければ、非ライセンスバンドにおけるユーザ端末との通信を確立する。リスニングの結果、他システムや別のＬＡＡの送信ポイントからの信号を検出した場合には、ＤＦＳ（Dynamic Frequency Selection）により別キャリアに遷移するか、送信電力制御（ＴＰＣ：Transmission Power Control）を行うか、あるいは、データ伝送を待機（停止）する。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、非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を適切に行うことができる無線基地局、ユーザ端末および無線通信システムを提供することを目的とする。
本発明の無線基地局は、ライセンスバンドおよび非ライセンスバンドを利用可能なユーザ端末と通信を行う無線基地局であって、ＬＢＴ（Listen Before Talk）を用いて非ライセンスバンドにおける下りリンク信号の送信を制御する制御部と、複数の候補シンボルから前記ＬＢＴを実行するシンボルを等しい確率でランダムに選択する選択部と、前記ＬＢＴ期間中の受信信号強度を測定した測定結果を取得する取得部と、を備え、前記制御部は、前記受信信号強度の測定結果より前記非ライセンスバンドのチャネルがアイドル状態であると判定した場合、前記ＬＢＴを実行したシンボル以降のすべての前記候補シンボルでビーコン参照信号を送信するよう制御することを特徴とする。
本発明によれば、非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を適切に行うことができる。
非ライセンスバンドでＬＴＥを利用する場合の運用形態の一例を示す図である。 非ライセンスバンドでＬＴＥを利用する場合の運用形態の複数のシナリオを示す図である。 第１の態様において、従来のＬＴＥにおけるＦＤＤ下りリンク無線フレーム構成を示す図である。 第１の態様において、ＬＢＴフレーム構成を示す図である。 第１の態様において、複数オペレータがＬＡＡを行う構成を示す図である。 第１の態様において、同一オペレータがＬＡＡを行う構成を示す図である。 第１の態様において、複数オペレータがＬＡＡを行う構成を示す図である。 第１の態様の変形例を示す図である。 第２の態様において、ＬＢＴフレーム構成を示す図である。 第２の態様において、ＬＢＴフレーム構成を示す図である。 第２の態様において、複数オペレータがＬＡＡを行う構成を示す図である。 第２の態様において、同一オペレータがＬＡＡを行う構成を示す図である。 第２の態様の変形例を示す図である。 既存のＴＤＤ ＵＬ−ＤＬ構成を説明する図である。 第３の態様において、ＬＢＴフレーム構成を示す図である。 第３の態様において、ＬＢＴフレーム構成を示す図である。 第３の態様において、ＬＢＴフレーム構成を示す図である。 第３の態様において、ＬＢＴフレーム構成を示す図である。 第３の態様の変形例を示す図である。 第３の態様の変形例を示す図である。 第４の態様において、ＬＢＴフレーム構成を示す図である。 第４の態様において、ＬＢＴフレーム構成を示す図である。 第４の態様において、ＬＢＴフレーム構成を示す図である。 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非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非ライセンスバンドにかかわらず適用できる。
非ライセンスバンドでＬＴＥを運用する無線通信システム（ＬＡＡ）のシナリオとして、キャリアアグリゲーション（ＣＡ：Carrier Aggregation）、デュアルコネクティビティ（ＤＣ：Dual Connectivity）またはスタンドアローンなどの複数のシナリオが想定される。たとえば、８００ＭＨｚ帯のライセンスバンドを利用するマクロセルと、５ＧＨｚ帯の非ライセンスバンドを利用するスモールセルと、を設ける場合を想定する。なお、キャリアアグリゲーションやデュアルコネクティビティを適用するセル間では、少なくともカバレッジエリアの一部が重畳するように配置される。
この場合、たとえば図１に示すように、ライセンスバンドを利用するマクロセルをプライマリセル（Ｐｃｅｌｌ）、非ライセンスバンドを利用するスモールセルをセカンダリセル（Ｓｃｅｌｌ）として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を適用するシナリオが考えられる。
図２Ａは、ライセンスバンドおよび非ライセンスバンドを用いて、キャリアアグリゲーションを適用するシナリオを示している。キャリアアグリゲーションは、複数のコンポーネントキャリア（ＣＣ、キャリア、セルなどともいう）を統合して広帯域化する技術である。各ＣＣは、たとえば、最大２０ＭＨｚの帯域幅を有し、最大５つのＣＣを統合する場合には最大１００ＭＨｚの広帯域が実現される。キャリアアグリゲーションが適用される場合、１つの無線基地局のスケジューラが複数のＣＣのスケジューリングを制御する。
図２Ａに示す例では、ライセンスバンドを利用するマクロセルまたはスモールセルをプライマリセル、非ライセンスバンドを利用するスモールセルをセカンダリセルとしてキャリアアグリゲーションを適用している。シナリオ１Ａでは、プライマリセルにはＦＤＤバンド（キャリア）で運用されるマクロセルまたはＴＤＤバンドで運用されるスモールセルを用いて、セカンダリセルには下りリンク（ＤＬ：DownLink）伝送専用のキャリアを用いている。シナリオ１Ｂでは、プライマリセルにはＦＤＤバンドで運用されるマクロセルまたはＴＤＤバンドで運用されるスモールセルを用いて、セカンダリセルにはＴＤＤバンドで運用されるスモールセルを用いている。
図２Ｂは、ライセンスバンドおよび非ライセンスバンドを用いて、デュアルコネクティビティを適用するシナリオを示している。デュアルコネクティビティは、複数のＣＣを統合して広帯域化する点はキャリアアグリゲーションと同様であるが、キャリアアグリゲーションでは、セル（またはＣＣ）間がＩｄｅａｌ ｂａｃｋｈａｕｌで接続され、遅延時間の非常に小さい協調制御が可能であることを前提しているのに対し、デュアルコネクティビティでは、セル間が遅延時間の無視できないＮｏｎ−ｉｄｅａｌ ｂａｃｋｈａｕｌで接続されるケースを想定している。したがって、デュアルコネクティビティでは、セル間が別々の基地局で運用され、ユーザ端末は異なる基地局で運用される異なる周波数のセル（またはＣＣ）を統合し、広帯域化を実現する方法といえる。以上より、デュアルコネクティビティが適用される場合、複数のスケジューラが独立して設けられ、当該複数のスケジューラがそれぞれの管轄する１つ以上のセル（ＣＣ）のスケジューリングを制御する。なお、デュアルコネクティビティにおいて、独立して設けられるスケジューラごとにキャリアアグリゲーションを適用してもよい。
図２Ｂに示す例では、ライセンスバンドを利用するマクロセルをプライマリセル、非ライセンスバンドを利用するスモールセルをセカンダリセルとしてデュアルコネクティビティを適用している。シナリオ２Ａでは、プライマリセルにはＦＤＤバンドまたはＴＤＤバンドで運用されるマクロセルを用いて、セカンダリセルにはＤＬ伝送専用のキャリアを用いている。シナリオ２Ｂでは、プライマリセルにはＦＤＤバンドまたはＴＤＤバンドで運用されるマクロセルを用いて、セカンダリセルにはＴＤＤバンドで運用されるスモールセルを用いている。
図２Ｃに示す例では、非ライセンスバンドを用いてＬＴＥを運用するセルが単体で動作するスタンドアローンを適用している。シナリオ３では、非ライセンスバンドはＴＤＤバンドで運用されている。
図２Ａ、図２Ｂに示すキャリアアグリゲーションおよびデュアルコネクティビティの運用形態では、たとえば、ライセンスバンドＣＣをプライマリセル（ＰＣｅｌｌ）、非ライセンスバンドＣＣをセカンダリセル（ＳＣｅｌｌ）として利用することができる。ここで、キャリアアグリゲーションにおけるプライマリセルとは、ＲＲＣ接続やハンドオーバを管理するセルであり、端末からのデータやフィードバック信号を受信するために上りリンク（ＵＬ：UpLink）におけるＬ１／Ｌ２制御信号（ＰＵＣＣＨ）伝送も必要となるセルである。キャリアアグリゲーションを行う場合、プライマリセルは上下リンクともに常に設定される。セカンダリセルとは、キャリアアグリゲーションを適用する際にプライマリセルに加えて設定する他のセルである。セカンダリセルは下りリンクだけ設定することもできるし、上下リンクを同時に設定することもできる。一方、デュアルコネクティビティでは、プライマリセルに加え、少なくとも１つのセカンダリセルにおいて、端末からのデータやフィードバック信号を受信するために上りリンク（ＵＬ）におけるＬ１／Ｌ２制御信号（ＰＵＣＣＨ）伝送が必要となる。これは、独立して設けられるスケジューラそれぞれに対してＬ１／Ｌ２制御信号（ＰＵＣＣＨ）伝送が必要なためである。
本発明者らは、Ｗｉ−ＦｉシステムでＬＡＡを利用することや複数オペレータ間でＬＡＡを利用することも考慮して、非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を行うための統一されたメカニズムを規定することを見出した。このメカニズムによれば、複数のＬＡＡ間の公平さが保証され、かつ、ＬＡＡのパフォーマンスを向上することができる。
本実施の形態では、第１および第２の態様として、非ライセンスバンドを下りリンクデータのオフロードにのみ使用する場合のＬＢＴメカニズムについて説明し、第３および第４の態様として、非ライセンスバンドを下りリンクデータと上りリンクデータのオフロードに使用する場合のＬＢＴメカニズムについて説明する。
（第１の態様）
第１の態様では、図２に示すシナリオ１Ａや２Ａのように、ＬＡＡを下りリンク伝送専用のキャリアとして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適用するシナリオを検討する。この場合、ライセンスバンド（ＬＴＥ）は制御とデータ伝送用に使用され、非ライセンスバンド（ＬＡＡ）は、下りリンクデータのオフロードにのみ使用される。すなわち、ＬＡＡでは上りリンクデータの伝送は行われない。
第１の態様において、ＬＢＴは、基地局でのみ行われる。したがって、ユーザ端末は、ＬＢＴを行わない。Ｗｉ−Ｆｉ等におけるＬＢＴとは異なり、ＬＡＡにおけるＬＢＴのメカニズムは、従来のフレーム構造に基づいて設計されるものとする。図３は、従来のＬＴＥにおけるＦＤＤ下りリンク無線フレーム構成を示している。無線フレームは１０［ｍｓ］周期であり、１つのサブフレーム長は１［ｍｓ］である。１サブフレームは、２つのスロットに分割することができ、１スロット長は０．５［ｍｓ］である。また、１サブフレームは１４ＯＦＤＭシンボルで構成されている。
図４は、ＬＢＴフレーム構成を示す図である。固定ＬＢＴフレーム長は１０［ｍｓ］であり、少なくとも１つのＬＢＴ用のスペシャルサブフレームが含まれる。なお、このＬＢＴ用のスペシャルサブフレームは、既存のＴＤＤのＵＬ−ＤＬ構成におけるスペシャルサブフレームとは異なり、新たに定義されたものである。
図４に示すように、ＬＢＴフレーム構成におけるＬＢＴ用のスペシャルサブフレームには、ＤＬとＵＬの切り替えポイントとなる０．５［ｍｓ］のガード期間（Guard Period）が含まれ、残りの０．５［ｍｓ］がＬＢＴ期間となる。ＬＢＴ期間においては、基地局は、チャネルがビジー状態かアイドル状態かどうか検出および決定するためのリスニングを行う。
ＬＢＴ期間中の受信信号強度が所定のしきい値よりも高い場合、チャネルはビジー状態（ＬＢＴｂｕｓｙ）とみなされる。この場合、基地局は、ＤＬデータを送信せずに、再びＬＢＴを実行するために次のＬＢＴ用のスペシャルサブフレームまで待機する。
ＬＢＴ期間中の受信信号強度が所定のしきい値よりも低い場合、チャネルはアイドル状態（ＬＢＴｉｄｌｅ）とみなされる。この場合、基地局は、再びＬＢＴを実行する次のＬＢＴ用のスペシャルサブフレームまで、ＤＬデータを送信することができる。
図４に示すように、固定ＬＢＴフレームは、９ＤＬサブフレームと１スペシャルサブフレームとを含んで構成される。すなわち、１０［ｍｓ］の固定ＬＢＴフレームにおいて、下りリンク伝送が可能な最大チャネル占有時間は９［ｍｓ］である。
固定ＬＢＴフレーム長は、１０［ｍｓ］以外の時間長であってもよい。たとえば、固定ＬＢＴフレーム長が５［ｍｓ］である場合には、下りリンク伝送が可能な最大チャネル占有時間は４［ｍｓ］となる。すなわち、この場合、ＬＢＴフレームは従来の無線フレーム周期の半分であり、４ＤＬサブフレームと１スペシャルサブフレームとを含んで構成される。
固定ＬＢＴフレームが５［ｍｓ］のように比較的短い場合には、より公平さを担保できる。固定ＬＢＴフレームが１０［ｍｓ］のように比較的長い場合には、連続した送信時間を確保できるため、より良いパフォーマンスと少ないセンシングオーバヘッドを実現できる。
複数ＬＡＡシステム間の公平性を保証するために、ＬＢＴ期間は準静的に変更する必要がある。図５に示す例では、オペレータＡおよびＢがＬＡＡを行っている。図５Ａに示す最初の固定ＬＢＴフレームでは、オペレータＡのＬＢＴ期間は先頭のサブフレームに設けられている。一方、オペレータＢのＬＢＴ期間は３サブフレーム目に設けられている。この場合、オペレータＡのＬＢＴ検出結果はＬＢＴｉｄｌｅとなり、２サブフレーム目からＤＬデータを送信できる。オペレータＢのＬＢＴ検出結果は、オペレータＡがＤＬデータを送信しているためＬＢＴｂｕｓｙとなり、ＤＬデータを送信することはできない。
図５Ａに示す次の固定ＬＢＴフレームでも、オペレータＡのＬＢＴ期間は先頭のサブフレームに設けられ、オペレータＢのＬＢＴ期間は３サブフレーム目に設けられている。したがって、この周期でもオペレータＢはＤＬデータを送信することはできない。
このように複数のオペレータ間でＬＢＴ期間が変更されないと公平性に欠ける。したがって、オペレータはＬＢＴ期間を準静的に変更する必要がある。
図５Ｂに示す例では、図５Ａに示す例から、オペレータＡのＬＢＴ期間が変更されている。図５Ｂに示す固定ＬＢＴフレームでは、オペレータＡのＬＢＴ期間は５サブフレーム目に設けられている。一方、オペレータＢのＬＢＴ期間は３サブフレーム目に設けられている。この場合、オペレータＢのＬＢＴ検出結果はＬＢＴｉｄｌｅとなり、４サブフレーム目からＤＬデータを送信できる。
各オペレータ（ＰＬＭＮ）は、ＬＢＴサブフレームの位置を変えるために、特定の期間経過後に、固有の範囲からランダムな値を選択する。ＬＢＴ周期とオフセットはランダム関数で変更してもよいし、オペレータ識別子やセル識別子などを引数とする関数で定まるパターンに基づいて変更してもよい。また、ＬＢＴ周期とオフセットの変更は、オペレータまたは基地局ごとに任意のタイミングで行ってもよいし、あらかじめ定められたタイミングでのみ行ってもよい。
また、フレームタイミング、すなわち各ＬＢＴフレームのＬＢＴサブフレームの位置を変える周期と比較して十分長い間、絶対時間に対するフレームタイミングを固定としておいてもよい。たとえば、１０［ｍｓ］のＬＢＴフレームであれば、十分長い期間の間、１０［ｍｓ］ごとにＬＢＴフレームの先頭サブフレームが設けられる。ＬＢＴの結果や送信有無に関わらず、先頭サブフレームのタイミングは１０［ｍｓ］ごとに設けられるものとする。このようにすることで、当該非ライセンスバンドとキャリアアグリゲーションを行うライセンスバンドとのサブフレーム送信タイミングを合わせる（同期させる）ことができるため、キャリアアグリゲーションによる広帯域化を効率的に行うことができる。
同一オペレータによるＬＡＡの性能を向上させるためには、フレームタイミング（すなわち、各送信フレームの先頭タイミング）はオペレータ内で同期していることが好ましい。図６に示す例では、同一オペレータＡにおける基地局ｅＮＢ１およびｅＮＢ２がＬＡＡを行っている。この場合、図６に示すように、ＬＢＴ期間を設けるサブフレーム位置は同期していることが好ましい。このようにすることで、ＬＢＴによって同一オペレータの基地局間が、互いを検出し、送信機会を失う可能性を低減することができる。
この場合、同一オペレータの基地局は、互いを検出せずに送信を行うことになる。しかし、同一オペレータであれば、ＬＢＴ後にセル間干渉キャンセル（ＩＣＩＣ：Inter-Cell Interference Coordination）を使うことができ、干渉による品質劣化を低減または回避することできる。また、同一オペレータであれば、干渉となり得るセルの情報を置局やセルプランニングの段階でネットワーク・オペレータが把握できることから、ユーザ端末に干渉となり得るセルの情報を通知し、ユーザ端末側で干渉キャンセルを行ってもよい。このようなユーザ端末による干渉キャンセルは、ＮＡＩＣＳ（Network Assisted Interference Cancellation System）とも呼ばれる。しかし、オペレータ内においても、常に十分なセルプランニングが可能であるとは限らない。セルプランニングが悪い状態ならば、同一オペレータの基地局間であっても、非同期である場合を想定してもよい。
フレームの送信タイミングが基地局間で同期している場合、ＬＢＴサブフレームの周期やタイミングの変更は、基地局間のバックホールシグナリングで通知することができる。これにより、オペレータ内のＬＢＴタイミングを同期させることができる。基地局は、ＬＢＴサブフレームの有無およびタイミングをユーザ端末に通知してもよい。これにより、ユーザ端末は、ＬＢＴサブフレームではＤＬデータ伝送がないことを知ることができるため、余計な復号処理を減らして消費電力を低減することができる。
フレームの送信タイミングが基地局間で同期していない場合、ＬＢＴサブフレームの周期やタイミングの変更のみを、基地局間のバックホールシグナリングで通知しても、オペレータ内のＬＢＴタイミングを同期させることはできない。この場合、基地局では、さらに互いにフレームの送信タイミングを同期させる必要がある。これを実現する方法としては、基地局ごとにＧＰＳ受信機を搭載し、時刻に対して共通の送信タイミングを設定する方法、時刻同期専用のバックホール回線（ＩＥＥＥ１５８８）により各基地局を接続して同期を行う方法、特定の基地局が送信する信号を他の基地局で受信し、その送信タイミングを検出して同期を行う方法、ユーザ端末が複数基地局の送信タイミング差を検出し、基地局に報告することで同期を行う方法、などが考えられる。
第１の態様におけるＬＢＴメカニズムを適用することにより、ＬＡＡにおけるＬＢＴサブフレームのタイミングをオペレータ等の間で変えることができ、複数のオペレータ等の間で公平さを保証することができる。また、同一オペレータ内ではＬＢＴサブフレームのタイミングを同期させ、干渉制御を適用することにより、送信機会の過剰な逸失を回避し、ＬＡＡのパフォーマンスを向上することができる。さらに、第１の態様におけるＬＢＴメカニズムは、単純な方法であるという利点がある。
一方、第１の態様におけるＬＢＴメカニズムによれば、２つのＬＡＡオペレータが同一サブフレームにＬＢＴ期間を設けた場合に互いの送信を検出することができなくなり、ＬＢＴが効果を失うことがある（図７参照）。たとえば固定ＬＢＴフレームが１０サブフレームで構成される場合（すなわちＬＢＴフレームが１０［ｍｓ］長の場合）、１０％の可能性で衝突が生じる。
第１の態様におけるＬＢＴフレーム構成の変形例について説明する。
＜変形例１＞
ＬＢＴ用のスペシャルサブフレームにおけるＧＰ／ＬＢＴ期間は、それぞれ０．５［ｍｓ］に制限されることはなく、必要条件に応じて調整してもよい。たとえば、送信と受信を高速にスイッチできる基地局であれば、ＧＰ区間を短く設定し、ＬＢＴ区間を長くすることで、ＬＢＴによる検出精度を改善することができ、ＬＡＡやＷｉ−Ｆｉ等に干渉を与える可能性を低減することができる。また、ＬＢＴ区間長をランダムまたは一定の周期で変えるようにすれば、図７のようにＬＡＡオペレータ間でＬＢＴ用のスペシャルサブフレームが一致してしまった場合でも、互いのＬＢＴ区間長が異なるため、検出することができるようになり、ＬＢＴによる干渉制御の効果を改善することができる。
＜変形例２＞
ＬＢＴサブフレームは、図３に示すようにすべてＤＬサブフレームで構成される構成に限定されることなく、他の構成でも適用することができる。たとえば、図８Ａに示すように、ＡＢＳ（Almost Blank Subframe）パターンが構成される場合には、ＡＢＳをＬＢＴサブフレームとして構成することができる。図８Ａに示す例では、ＡＢＳにガード期間とＬＢＴ期間が構成されている。ＡＢＳサブフレームでは、ユーザ端末はセルの品質測定（measurement）を行わない。したがって、ＡＢＳサブフレームをＬＢＴサブフレームとして用いる場合、ユーザ端末のセル品質測定に与える影響を低減することができる。また、ＡＢＳサブフレームでセルの品質測定を行わないようにするため、メジャメントサブフレームを制限するシグナリングが既に存在する。ユーザ端末に対し、この既存のシグナリングでＬＢＴサブフレームを暗に通知することができるため、新たなシグナリングを規定せずにＬＢＴサブフレームを設定できるという効果も得られる。
また、ＴＤＤ構成が下りリンク伝送のみのＬＡＡをサポートするために用いられ、ＵＬサブフレームが上りリンク伝送に用いられない場合には、ＴＤＤ構成のスペシャルサブフレームまたはＵＬサブフレームをＬＢＴに用いることができる。図８Ｂに示す例は、ＴＤＤのＵＬ−ＤＬ構成＃５が適用されており、ＴＤＤ構成のスペシャルサブフレームには、ＤＬパイロットタイムスロット（ＤｗＰＴＳ：Downlink Pilot Time Slot）、ガード期間およびＬＢＴ期間が構成されている。ＵＬサブフレームには、ＬＢＴ期間が構成されるか、あるいはＬＢＴ期間が構成されなくてもよい。ただし、このＵＬサブフレームにおいてＵＬデータが送信されることはない。
ＴＤＤ構成のスペシャルサブフレームにおけるＧＰ区間およびＵｐＰＴＳ区間、そしてＵＬサブフレーム区間は、ユーザ端末が送信を指示されない限り、無送信となる区間である。前述のように第１の態様では、非ライセンスバンドにおけるユーザ端末からの送信は行わないものとしている。したがって、無送信となるこれらの区間をＬＢＴに用いることで、更なるオーバーヘッドなしにＬＢＴを行うことができる。また、ユーザ端末は既存のＴＤＤ構成にしたがって通信を行えばよいため、特別な追加の仕組みを導入することなく、ＬＢＴを実現することができる。さらに、これらの区間ではユーザ端末は受信動作も行わないため、ＬＢＴを行うことによるユーザ端末の受信動作に対する影響をゼロとすることもできる。
＜ユーザ端末動作＞
基地局からユーザ端末へ、ＬＢＴ無線フレームパターンを示す明示的なＲＲＣシグナリングがない場合には、ユーザ端末は動作を続ける。しかし、ＤＲＸ構成は、より良いユーザ端末の電力節約のため、そしてユーザ端末の受信時間について共通理解のため、ＬＢＴフレームパターンを考慮して構成／最適化することが好ましい。
（第２の態様）
第２の態様では、ＬＢＴの衝突可能性を減らすために、第１の態様で示したＬＢＴメカニズムを拡張したチャネル予約について検討する。
第２の態様におけるＬＢＴの粒度（すなわち最小時間長単位）は、１スペシャルサブフレームにおける１ ＯＦＤＭシンボルである。たとえば、１［ｍｓ］のＬＢＴ用のスペシャルサブフレームのうち、０．５［ｍｓ］をガード期間に用いて、残りの０．５［ｍｓ］をＬＢＴとチャネル予約に用いるものとする。この場合、図９に示すように、この残りの０．５［ｍｓ］には、ＬＢＴを実行する候補となる７シンボルが含まれる。この７候補シンボルのうち１シンボルをＬＢＴのために選択し、さらにＬＢＴｉｄｌｅの際には、ビーコン参照信号（ＢＲＳ：Beacon Reference Signal）をチャネル予約として用いることができる。各基地局は、等しい確率で７候補シンボルからＬＢＴを実行するシンボルをランダムに選択する。
図９に示す例では、固定ＬＢＴフレームが１０［ｍｓ］で構成されているが、この構成に限定されず、固定ＬＢＴフレームは５［ｍｓ］など、比較的短い時間で構成されていてもよい。固定ＬＢＴフレーム長が長いほど一度の送信機会で送信できるデータ量が多くなるため、ＬＢＴによるオーバーヘッドを下げてユーザ端末スループットを上げることができるが、送信機会を逸したときのアイドル時間長も長くなる。一方、固定ＬＢＴフレーム長が短いほどＬＢＴによるオーバーヘッドが増えるが、アイドル時間長を短くして、チャネルが使用されない確率を下げることができる。
図１０Ａに示すように、チャネルがＬＢＴｉｄｌｅとみなされた場合には、ＬＢＴシンボルの後に占有ＣＣでＢＲＳが送信される。これにより、次のＬＢＴ用のスペシャルサブフレームまでチャネルがＤＬデータ伝送のために占有されていることが示される。ＢＲＳは、全帯域幅および１つのＯＦＤＭシンボルのみを占有する。ＬＢＴシンボルの後に複数の残りＯＦＤＭシンボルがある場合には、ＢＲＳはこれらのシンボルで繰り返し送信される。ＢＲＳを繰り返し送信される構成とすることで、ＬＢＴシンボルの位置によらず共通のＢＲＳを用いることができるようになるため、基地局のベースバンド回路構成を簡易化することができる。
なお、ＢＲＳは繰り返し送信される構成ではなく、ＬＢＴシンボル後の残りのＯＦＤＭシンボル数によりそれぞれ規定される参照信号であってもよい。この場合、ＬＢＴシンボルの位置に応じた異なるＢＲＳを送信、検出できる必要があるため、基地局の回路構成は複雑となる。しかし、ＬＢＴシンボルが手前にあり、ＢＲＳのＯＦＤＭシンボル数が多い場合ほど、長いＢＲＳシンボルを送信することとなるため、ＬＢＴによる検出精度を改善し、より良い干渉制御を行うことができるようになる。
図１０Ｂに示すように、チャネルがＬＢＴｂｕｓｙとみなされた場合には、ＢＲＳは送信されない。
ＢＲＳは、セル固有の参照信号で構成される。従来の参照信号は、ＢＲＳの候補とみなすことができる。基地局に加え、ユーザ端末もＢＲＳを検出できるようにしてもよい。ユーザ端末がＬＢＴサブフレームにおいてＢＲＳを検出できる場合には、ユーザ端末が接続している基地局からのＢＲＳ検出有無に基づき、その後に続くＤＬサブフレームでデータ送信が有り得るかどうかをユーザ端末が知ることができる。ＢＲＳが検出されない場合、その後のＤＬサブフレームではデータ送信が有り得ないため、ユーザ端末はＤＬ受信動作を停止することができ、電力消費を抑えることが可能となる。ＢＲＳが検出された場合、その後のＤＬサブフレームではデータ送信が有り得るため、ユーザ端末は各ＤＬサブフレームにおいて下り制御信号やデータ信号の復号および復調動作を試みる。
第１の態様と同様に、第２の態様でも、複数ＬＡＡシステム間の公平性を保証するために、ＬＢＴ期間は準静的に変更する必要がある。図１１に示す例は、第１の態様における図５に示す例に対応している。
第１の態様と同様に、第２の態様でも、同一オペレータによるＬＡＡの性能を向上させるために、オペレータ内でＬＢＴ期間は同期していることが好ましい。図１２Ａに示す例では、オペレータＡにおける基地局ｅＮＢ１および基地局ｅＮＢ２で、ＬＢＴ用のスペシャルサブフレームおよびＬＢＴシンボルが並んでいる。すなわち、オペレータ内でＬＢＴ期間は同期している。
図１２Ｂに示す例では、オペレータＡにおける基地局ｅＮＢ１および基地局２ｅＮＢで、ＬＢＴ用のスペシャルサブフレームは並んでいるが、ＬＢＴシンボルは並んでいない。この場合、基地局は、同一オペレータ内の他の基地局が送信するＢＲＳ検出結果を破棄して、他オペレータや他の無線システムに対するＬＢＴを行う。図１２Ｂに示す例では、基地局ｅＮＢ２はＬＢＴを実行し、同一オペレータに属する基地局ｅＮＢ１からのＢＲＳを識別する。基地局ｅＮＢ２は、ＬＢＴ期間内で受信した同一オペレータ内の基地局が送信したＢＲＳを破棄して、チャネルがまだアイドル状態であるとみなすことができる。このような仕組みは、同一オペレータ内の基地局が送信するＢＲＳの系列や符号系列を基地局間で通知しあうことにより実現することができる。
第２の態様におけるＬＢＴメカニズムを適用することにより、チャネル予約によりセンシング期間を短くすることができる。チャネル予約は、ＢＲＳを使用することにより実現でき、チャネル予約により衝突可能性を１．４％まで下げることができる。
第２の態様におけるＬＢＴフレーム構成の変形例について説明する。
＜変形例１＞
ＬＢＴ用のスペシャルサブフレームにおけるガード期間は、０．５［ｍｓ］に限定されることなく、必要条件に応じて調整してもよい。たとえば、図１３Ａに示すように、ガード期間を短くして、ＬＢＴの候補シンボルを増やしてもよい。図１３Ａに示す例では、１つのＬＢＴ用のスペシャルサブフレームに１１候補シンボルが含まれている。
＜変形例２＞
ＬＢＴサブフレームは、すべてＤＬサブフレームで構成される構成に限定されることなく、たとえばＡＢＳパターンや、ＵＬデータのないＴＤＤ構成のような、他の構成でも適用することができる。
＜変形例３＞
図１３Ｂに示すように、新たに定義されたＬＢＴ用のスペシャルサブフレームの最後のシンボルでは、ＬＢＴを行わないものとしてもよい。この場合、最後のＯＦＤＭシンボルは、ＬＢＴ結果がアイドル状態の場合にはＢＲＳ送信、ビジー状態の場合には無送信になる。最後のシンボルでＬＢＴを行う場合、ＬＢＴｉｄｌｅであってもＢＲＳを送信することができないため、自基地局が送信機会を得たことを、周辺基地局に通知することができない。一方で、最後のシンボル以外でＬＢＴを行う場合、ＬＢＴｉｄｌｅであればＢＲＳを送信することになるので、ＬＢＴを最後のシンボルに配置した場合と、他のシンボルに配置した場合とで、動作が異なることとなる。これに対して、ＬＢＴ用のスペシャルサブフレームの最後のシンボルをＢＲＳのために予約すれば、すべてのケースで同じ動作がされ、ＢＲＳによる干渉制御効果を得ることができる。
図１３Ｂに示す例では、ＬＢＴ用のスペシャルサブフレームの最後のシンボルがＢＲＳのために予約され、残りの６シンボルがＬＢＴ候補シンボルである。３シンボル目にＬＢＴ期間を設けた場合、ＬＢＴｉｄｌｅであればその後ろのシンボルで繰り返しＢＲＳを送信し、ＬＢＴｂｕｓｙであればＢＲＳを送信しない。この動作を、いずれのＯＦＤＭシンボルがＬＢＴシンボルとして選択された場合でも行う。
（第３の態様）
第３の態様では、図２に示すシナリオ１Ｂや２Ｂのように、ＴＤＤ ＬＡＡ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適用するシナリオを検討する。この場合、ライセンスバンド（ＬＴＥ）は、主に制御とデータ伝送用に使用され、非ライセンスバンド（ＬＡＡ）は、主に下りリンクデータおよび上りリンクデータのオフロードに使用される。
第３の態様において、基地局は下りリンクのＬＢＴを行う。ユーザ端末は上りリンクのＬＢＴを行う。
図１４に示すように、ＴＤＤでは、ＵＬ−ＤＬ構成（UL-DL configuration）として、ＵＬサブフレームおよびＤＬサブフレーム間の送信比率が異なる７つのフレーム構成であるＵＬ−ＤＬ構成＃０から＃６が規定されている。
図１５は、既存のＴＤＤのＵＬ−ＤＬ構成＃０のＬＴＥ ＴＤＤ無線フレームを用いる場合のＬＢＴについて説明する図である。既存のＬＴＥ ＴＤＤ無線フレームは、１０［ｍｓ］で構成される。この場合、各ＤＬおよびＵＬ伝送前にＬＢＴが行われる。図１５に示す例では、サブフレーム＃０，５におけるＤＬ伝送の前に、基地局によってそれぞれＤＬ ＬＢＴが行われる。サブフレーム＃２−３，７−８におけるＵＬ伝送の前に、ユーザ端末によってそれぞれＵＬ ＬＢＴが行われる。
各ＤＬ／ＵＬ伝送の前にＬＢＴを行うと、センシングオーバヘッドが大きくなる。そこで、図１６に示すように、無線フレーム内で、ＤＬ ＬＢＴとＵＬ ＬＢＴをそれぞれ１回ずつ行うようにすることで、センシングオーバヘッドを減らすことができる。
図１６に示す例では、サブフレーム＃０におけるＤＬ伝送の前に、サブフレーム＃９において、基地局ｅＮＢによるＤＬ ＬＢＴが行われる。このＬＢＴサブフレームは、０．５［ｍｓ］がＵＬパイロットタイムスロット（ＵｐＰＴＳ：Uplink Pilot Time Slot）またはＵＬデータで構成され、残りの０．５［ｍｓ］がＤＬ ＬＢＴ期間で構成される。このＬＢＴの結果は、この無線フレーム内の残りのＤＬサブフレーム（たとえばサブフレーム＃５）にも有効である。すなわち、当該サブフレームでＬＢＴ結果がアイドル状態であれば、残りのＤＬサブフレームでの送信も可能とする。一方、当該サブフレームでＬＢＴ結果がビジー状態であれば、残りのＤＬサブフレームでの送信も不可能とする。
図１６に示す例では、サブフレーム＃２におけるＵＬ伝送の前に、サブフレーム＃１において、ユーザ端末ＵＥによるＵＬ ＬＢＴが行われる。このＬＢＴサブフレームは、０．５［ｍｓ］がガード期間およびＤＬパイロットタイムスロットまたはＤＬデータで構成され、残りの０．５［ｍｓ］がＵＬ ＬＢＴ期間で構成される。このＬＢＴの結果は、この無線フレーム内の残りのＵＬサブフレーム（たとえばサブフレーム＃７）にも有効である。すなわち、当該サブフレームでＬＢＴ結果がアイドル状態であれば、残りのＤＬサブフレームでの送信も可能とする。一方、当該サブフレームでＬＢＴ結果がビジー状態であれば、残りのＤＬサブフレームでの送信も不可能とする。
このようなフレーム構成によればセンシングオーバヘッドを減らすことができるが、ＤＬ伝送とＵＬ伝送の直前にＬＢＴを行うことができないため、切り替え点以降のサブフレームに対するＬＢＴの結果が不正確である。これにより、ＬＢＴによる干渉検出精度が劣化し、ＬＡＡやＷｉ−Ｆｉなど他の無線システムの性能劣化につながるおそれがある。
そこで、図１７に示すように、ＴＤＤ ＬＢＴ無線フレームが連続するＤＬ／ＵＬサブフレームを有する構成とすることができる。換言すれば、ＵＬとＤＬの送信が、それぞれ連続し、かつ、無線フレーム内でＵＬとＤＬの切り替えが無線フレーム内で１度ずつしか発生しないようにすることで、ＬＢＴの回数を最小化することができる。この構成によれば、連続するＤＬ／ＵＬサブフレームに対して、１回のＤＬ／ＵＬ ＬＢＴを行うことで無線フレーム内のＤＬ／ＵＬサブフレームに対して正確なＬＢＴ結果を反映することができる。なお、ＴＤＤ ＬＢＴ無線フレームにおけるＤＬ／ＵＬサブフレームの比率は異なっていてもよい。
このようなＴＤＤ ＬＢＴ無線フレームにおいて、最初のＤＬサブフレーム（図１７においてサブフレーム＃０）の前に、基地局によるＤＬ ＬＢＴを実行するためのＬＢＴ用のスペシャルサブフレームを設ける。前述のとおり、このＬＢＴ用のスペシャルサブフレームは、既存のＴＤＤのＵＬ−ＤＬ構成におけるスペシャルサブフレームとは異なり、新たに定義されたものである。同様に、最初のＵＬサブフレーム（図１７においてサブフレーム＃６）の前に、ユーザ端末によるＵＬ ＬＢＴを実行するためのＬＢＴ用のスペシャルサブフレームを設ける。ＤＬからＵＬへの切り替え点ではガード期間が必要とされる。
図１８は、図１７におけるＬＢＴ用のスペシャルサブフレーム＃５，９の構成を示す図である。図１８Ａに示すように、あるＬＢＴフレームにおける最初のＤＬサブフレーム（サブフレーム＃０）の前には、基地局ｅＮＢによるＤＬ ＬＢＴを実行するためのＬＢＴ用のスペシャルサブフレーム（サブフレーム＃９）が設けられている。このＬＢＴ用のスペシャルサブフレームは、０．５［ｍｓ］がＵＬパイロットタイムスロットまたはＵＬデータで構成され、残りの０．５［ｍｓ］がＤＬ ＬＢＴ期間で構成される。このＬＢＴの結果は、連続するＤＬサブフレーム（サブフレーム＃０から＃４）で有効である。
図１８Ｂに示すように、あるＬＢＴフレームにおける最初のＵＬサブフレーム（サブフレーム＃６）の前には、ユーザ端末ＵＥによるＵＬ ＬＢＴを実行するためのＬＢＴ用のスペシャルサブフレーム（サブフレーム＃５）が設けられている。このＬＢＴ用のスペシャルサブフレームは、０．５［ｍｓ］がガード期間およびＤＬパイロットタイムスロットまたはＤＬデータで構成され、残りの０．５［ｍｓ］がＵＬ ＬＢＴ期間で構成される。このＬＢＴの結果は、連続するＵＬサブフレーム（サブフレーム＃６から＃８）で有効である。
なお、ユーザ端末は、無線フレームにおけるＤＬ／ＵＬサブフレームの位置やＤＬ／ＵＬ ＬＢＴサブフレームの場所を、基地局から通知されるものとする。この通知はＵＥ固有の上位レイヤシグナリングであってもよいし、セル固有の報知情報などであってもよい。ユーザ端末は、ＤＬサブフレームでは自端末宛の信号の検出動作を行う。基地局または上位レイヤから送信要求があった場合、ＵＬ ＬＢＴサブフレームでＬＢＴを行い、ＬＢＴ結果がアイドル状態であれば、所定のＵＬサブフレームまたはＵｐＰＴＳにおいて、送信を行う。
第３の態様におけるＬＢＴフレーム構成の変形例について説明する。
＜変形例１＞
新たに定義されたＬＢＴ用のスペシャルサブフレームにおいてガード期間、ＤＬ ＬＢＴ期間およびＵＬ ＬＢＴ期間は固定されていなくてもよい。すなわち、ＤＬ ＬＢＴ期間およびＵＬ ＬＢＴ期間は、０．５［ｍｓ］に限定されない。
＜変形例２＞
ＴＤＤ ＬＡＡの場合、基地局はＤＬ伝送のためにあるサブフレームでＤＬ ＬＢＴを行い、ユーザ端末はＵＬ伝送のために別のサブフレームでＵＬ ＬＢＴを行う。これを、図１９および図２０に示すように変形してもよい。
図１９に示す例では、２つの異なるＬＢＴ用のスペシャルサブフレームで、それぞれＤＬ／ＵＬ伝送のためのＬＢＴが行われる。図１９Ａに示す例は、図１７で示した例と同一である。すなわち、ＬＢＴ用のスペシャルサブフレームであるサブフレーム＃９で基地局ｅＮＢがＤＬ ＬＢＴを行い、ＬＢＴ用のスペシャルサブフレームであるサブフレーム＃５でユーザ端末ＵＥがＵＬ ＬＢＴを行う。
図１９Ｂに示す例では、ＤＬ／ＵＬ伝送のためのＬＢＴをいずれも基地局ｅＮＢが行う。すなわち、ＬＢＴ用のスペシャルサブフレームであるサブフレーム＃９で基地局ｅＮＢがＤＬ ＬＢＴを行い、ＬＢＴ用のスペシャルサブフレームであるサブフレーム＃５で基地局ｅＮＢがＵＬ ＬＢＴを行う。このようにすることで、ユーザ端末ＵＥにはＬＢＴ機能を実装せずに済むため、ユーザ端末ＵＥの回路構成を簡易化することができる。基地局ｅＮＢはＤＬ送信を行うために実装したＬＢＴと同様の動作をＵＬ ＬＢＴサブフレームでも適用すればよいため、基地局装置の複雑化にはつながらない。
図１９Ｃに示す例では、ＤＬ／ＵＬ伝送のためのＬＢＴをいずれもユーザ端末ＵＥが行う。すなわち、ＬＢＴ用のスペシャルサブフレームであるサブフレーム＃９でユーザ端末ＵＥがＤＬ ＬＢＴを行い、ＬＢＴ用のスペシャルサブフレームであるサブフレーム＃５でユーザ端末ＵＥがＵＬ ＬＢＴを行う。ユーザ端末ＵＥは、当該ＬＢＴ結果を基地局ｅＮＢに報告してもよい。このような報告を行うために、ユーザ端末ＵＥは、ライセンスバンドを用いて通信をすることができる。
図２０に示す例では、１つのＬＢＴ用のスペシャルサブフレームのみで、ＤＬ／ＵＬ伝送のためのＬＢＴ双方が行われる。図２０Ａに示す例では、ＤＬ／ＵＬ ＬＢＴ双方を基地局ｅＮＢおよびユーザ端末ＵＥが行う。すなわち、ＬＢＴ用のスペシャルサブフレームであるサブフレーム＃５で基地局ｅＮＢおよびユーザ端末ＵＥがＤＬ／ＵＬ ＬＢＴを行う。
図２０Ｂに示す例では、ＤＬ／ＵＬ ＬＢＴをいずれも基地局ｅＮＢが行う。すなわち、ＬＢＴ用のスペシャルサブフレームであるサブフレーム＃５で基地局ｅＮＢがＤＬ／ＵＬ ＬＢＴを行う。このようにすることで、ユーザ端末ＵＥにはＬＢＴ機能を実装せずに済むため、ユーザ端末ＵＥの回路構成を簡易化することができる。基地局ｅＮＢはＤＬ送信を行うために実装したＬＢＴと同様の動作をＵＬ ＬＢＴサブフレームでも適用すればよいため、基地局装置の複雑化にはつながらない。
図２０Ｃに示す例では、ＤＬ／ＵＬ ＬＢＴをいずれもユーザ端末ＵＥが行う。すなわち、ＬＢＴ用のスペシャルサブフレームであるサブフレーム＃５でユーザ端末ＵＥがＤＬ／ＵＬ ＬＢＴを行う。ユーザ端末ＵＥは、当該ＬＢＴ結果を基地局ｅＮＢに報告してもよい。このような報告を行うために、ユーザ端末ＵＥは、ライセンスバンドを用いて通信をすることができる。
図１９Ｂおよび図２０Ｂに示すように、ユーザ端末がＬＢＴに関与していない場合には、ユーザ端末はＬＢＴフレームパターンを示す明示的な信号がなければ動作を続ける。
図１９Ａ、図１９Ｃ、図２０Ａおよび図２０Ｃに示すように、ユーザ端末がＬＢＴに関与している場合には、ＤＬ／ＵＬ期間および送信期間を示すために、ＤＬ／ＵＬ構成情報を含むＬＢＴ無線フレームパターンがユーザ端末にシグナリングされる。ユーザ端末は、ＵＬ ＬＢＴまたはＤＬ／ＵＬ ＬＢＴを行うために指示されたパターンに従う。
図１９Ａおよび図２０Ａに示す例では、ユーザ端末がＵＬ ＬＢＴを行う。このＵＬ ＬＢＴにおいて、ＬＢＴｉｄｌｅの検出結果が得られた場合には、ユーザ端末はＵＬデータ伝送を開始する。ＬＢＴｂｕｓｙの検出結果が得られた場合には、ユーザ端末はＵＬデータ伝送を開始しない。なお、ユーザ端末は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って、非ライセンスバンドに加えてライセンスバンドでも通信可能な環境が想定される。このような場合、ＬＢＴ結果に関わらず、ライセンスバンドでは通信を継続してもよい。このようにすることでＬＢＴ結果によって生じるユーザ端末スループットの劣化を最小化することができる。
（第４の態様）
第４の態様では、ＬＢＴの衝突可能性を減らすために、第３の態様で示したＬＢＴメカニズムを拡張したチャネル予約について検討する。
第４の態様におけるＬＢＴの粒度（すなわち最小時間単位）は、１スペシャルサブフレームにおける１ ＯＦＤＭシンボルである。フレーム構成として既存のＴＤＤ構成を使用し、ＬＢＴｉｄｌｅの場合には、第２の態様と同様にＢＲＳをチャネル予約に使用する。ＢＲＳとしては、ＤＬチャネルがＬＢＴｉｄｌｅの場合にはＤＬ ＢＲＳを使用し、ＵＬチャネルがＬＢＴｉｄｌｅの場合にはＵＬ ＢＲＳを使用する。
図２１は、既存のＴＤＤのＵＬ−ＤＬ構成＃０のＬＴＥ ＴＤＤ無線フレームを用いる場合のＬＢＴについて説明する図である。既存のＬＴＥ ＴＤＤ無線フレームは、１０［ｍｓ］で構成される。図２１に示す例では、無線フレームにおける最初のＤＬ／ＵＬ伝送の前に、ＤＬ／ＵＬ ＬＢＴがそれぞれ行われる。また、ＤＬ／ＵＬ ＢＲＳがＤＬ／ＵＬチャネル予約に使用される。
図２１に示す例では、サブフレーム＃０におけるＤＬ伝送の前に、サブフレーム＃９において、基地局ｅＮＢによるＤＬ ＬＢＴが行われる。このＬＢＴサブフレームは、０．５［ｍｓ］がＵＬパイロットタイムスロットまたはＵＬデータで構成され、残りの０．５［ｍｓ］がＤＬ ＬＢＴの７候補シンボルで構成される。このＬＢＴの結果は、この無線フレーム内の残りのＤＬサブフレーム（たとえばサブフレーム＃５）にも有効である。すなわち、当該サブフレームでＬＢＴ結果がアイドル状態であれば、残りのＤＬサブフレームでの送信も可能とする。一方、当該サブフレームでＬＢＴ結果がビジー状態であれば、残りのＤＬサブフレームでの送信も不可能とする。
図２１に示す例では、サブフレーム＃２におけるＵＬ伝送の前に、サブフレーム＃１において、ユーザ端末ＵＥによるＵＬ ＬＢＴが行われる。このＬＢＴサブフレームは、０．５［ｍｓ］がガード期間およびＤＬパイロットタイムスロットまたはＤＬデータで構成され、残りの０．５［ｍｓ］がＵＬ ＬＢＴの７候補シンボルで構成される。このＬＢＴの結果は、この無線フレーム内の残りのＵＬサブフレーム（たとえばサブフレーム＃７）にも有効である。すなわち、当該サブフレームでＬＢＴ結果がアイドル状態であれば、残りのＤＬサブフレームでの送信も可能とする。一方、当該サブフレームでＬＢＴ結果がビジー状態であれば、残りのＤＬサブフレームでの送信も不可能とする。
このような無線フレーム構成によれば、各無線フレームにおいてＤＬ／ＵＬ ＬＢＴをそれぞれ１回のみ行えばよいため、センシングオーバヘッドを減らすことができる。しかし、ＤＬ伝送とＵＬ伝送の直前にＬＢＴを行うことができないため、切り替え点以降のサブフレームに対するＬＢＴの結果が不正確である。これにより、ＬＢＴによる干渉検出精度が劣化し、ＬＡＡやＷｉ−Ｆｉなど他の無線システムの性能劣化につながるおそれがある。
そこで、図２２に示すように、無線フレームが連続するＤＬ／ＵＬサブフレームを有する構成とすることができる。換言すれば、ＵＬとＤＬの送信が、それぞれ連続し、かつ、無線フレーム内でＵＬとＤＬの切り替えが無線フレーム内で１度ずつしか発生しないようにすることで、ＬＢＴの回数を最小化することができる。この構成によれば、連続するＤＬ／ＵＬサブフレームに対して、１回のＤＬ／ＵＬ ＬＢＴを行うことで無線フレーム内のＤＬ／ＵＬサブフレームに対して正確なＬＢＴ結果を反映することができる。なお、ＴＤＤ ＬＢＴ無線フレームにおけるＤＬ／ＵＬサブフレームの比率は異なっていてもよい。
図２２Ａに示すＬＢＴフレームにおいて、最初のＤＬサブフレーム（図２２Ａにおいてサブフレーム＃０）の前に、基地局ｅＮＢによるＤＬ ＬＢＴを行うためのＬＢＴ用のスペシャルサブフレームを設ける。このＬＢＴ用のスペシャルサブフレームは、既存のＴＤＤのＵＬ−ＤＬ構成におけるスペシャルサブフレームとは異なり、新たに定義されたものである。
図２２Ａに示すように、基地局ｅＮＢによるＤＬ ＬＢＴを行うためのＬＢＴ用のスペシャルサブフレームは、０．５［ｍｓ］がＵＬパイロットタイムスロットまたはＵＬデータで構成され、残りの０．５［ｍｓ］がＤＬ ＬＢＴの７候補シンボルで構成される。基地局ｅＮＢは、等しい確率で７候補シンボルから１シンボルをランダムに選択し、選択したシンボルでＤＬ ＬＢＴを実行する。
ＬＢＴｉｄｌｅの際には、図２３Ａに示すように、ＬＢＴ以降のシンボルでＤＬ ＢＲＳを繰り返し送信する。基地局ｅＮＢにより送信されるＤＬ ＢＲＳは、チャネルが次のＬＢＴ用のスペシャルサブフレームまで占有されることを示している。ＢＲＳを繰り返し送信される構成とすることで、ＬＢＴシンボルの位置によらず共通のＢＲＳを用いることができるようになるため、基地局のベースバンド回路構成を簡易化することができる。
図２２Ｂに示すＬＢＴフレームにおいて、最初のＵＬサブフレーム（図２２Ｂにおいてサブフレーム＃６）の前に、ユーザ端末ＵＥによるＵＬ ＬＢＴを行うためのＬＢＴ用のスペシャルサブフレームを設ける。このＬＢＴ用のスペシャルサブフレームは、０．５［ｍｓ］がガード期間およびＤＬパイロットタイムスロットまたはＤＬデータで構成され、残りの０．５［ｍｓ］がＵＬ ＬＢＴの７候補シンボルで構成される。ユーザ端末ＵＥは、等しい確率で７候補シンボルからＬＢＴシンボルをランダムに選択し、選択したシンボルでＵＬ ＬＢＴを実行する。
ＬＢＴｉｄｌｅの際には、図２３Ｂに示すように、ＬＢＴ以降のシンボルでＵＬ ＢＲＳを繰り返し送信する。ユーザ端末ＵＥにより送信されるＵＬ ＢＲＳは、チャネルが次のＬＢＴ用のスペシャルサブフレームまで占有されることを示している。
第４の態様におけるＬＢＴメカニズムを適用することにより、衝突可能性を１．４％まで下げることができる。特に、図２２に示す構成により、センシングオーバヘッドを小さくし、かつ、正確なセンシング結果を得ることができる。しかし、図２２に示す構成は、既存のＴＤＤのフレーム構成を大きく修正するものである。しかし、図２２に示す構成に限らず、ＬＢＴメカニズムを適用するためには、既存のフレーム構成の修正が必要となる。
第４の態様におけるＬＢＴフレーム構成の変形例について説明する。
＜変形例１＞
新たに定義されたＬＢＴ用のスペシャルサブフレームにおいてガード期間、ＤＬ ＬＢＴ期間およびＵＬ ＬＢＴ期間は固定されていなくてもよい。すなわち、ＤＬ ＬＢＴ期間およびＵＬ ＬＢＴ期間は、０．５［ｍｓ］に限定されない。
＜変形例２＞
ＴＤＤ ＬＡＡにおいて、基地局はＤＬ伝送のためにあるサブフレームでＤＬ ＬＢＴを行い、ユーザ端末はＵＬ伝送のために別のサブフレームでＵＬ ＬＢＴを行うが、これを第３の形態の図１９および図２０に示した例と同様に、変形してもよい。
＜変形例３＞
新たに定義されたＬＢＴ用のスペシャルサブフレームの最後のシンボルでは、ＬＢＴを行わないものとしてもよい。この場合、最後のＯＦＤＭシンボルは、ＬＢＴ結果がアイドル状態の場合にはＢＲＳ送信、ビジー状態の場合には無送信になる。
（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、上述の非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を行う無線通信方法が適用される。
図２４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。図２４に示す無線通信システムは、たとえば、ＬＴＥシステムあるいはＳＵＰＥＲ ３Ｇが包含されるシステムである。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またはデュアルコネクティビティを適用することができる。また、図２４に示す無線通信システムは、非ライセンスバンド（ＬＴＥ−Ｕ基地局）を有している。なお、この無線通信システムは、ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄと呼ばれてもよいし、４Ｇ、ＦＲＡ（Future Radio Access）と呼ばれてもよい。
図２４に示す無線通信システム１は、マクロセルＣ１を形成する無線基地局１１と、マクロセルＣ１内に配置され、マクロセルＣ１よりも狭いスモールセルＣ２を形成する無線基地局１２とを備えている。また、マクロセルＣ１および各スモールセルＣ２には、ユーザ端末２０が配置されている。たとえば、マクロセルＣ１をライセンスバンドで利用し、スモールセルＣ２を非ライセンスバンド（ＬＡＡ）で利用する形態が考えられる。また、スモールセルＣ２の一部をライセンスバンドで利用し、他のスモールセルＣ２を非ライセンスバンドで利用する形態が考えられる。
ユーザ端末２０は、無線基地局１１および無線基地局１２の双方に接続することができる。ユーザ端末２０は、異なる周波数を用いるマクロセルＣ１とスモールセル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、非ライセンスバンドを利用する無線基地局１２（たとえば、ＬＴＥ−Ｕ基地局）に関するアシスト情報（ＤＬ信号構成）を送信することができる。また、ライセンスバンドと非ライセンスバンドでキャリアアグリゲーションを行う場合、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非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することも可能である。
ユーザ端末２０と無線基地局１１との間は、相対的に低い周波数帯域（たとえば、２ＧＨｚ）で帯域幅が狭いキャリア（既存キャリア、Legacy carrierなどと呼ばれる）を用いて通信を行うことができる。一方、ユーザ端末２０と無線基地局１２との間は、相対的に高い周波数帯域（たとえば、３．５ＧＨｚ、５ＧＨｚ等）で帯域幅が広いキャリアが用いられてもよいし、無線基地局１１との間と同じキャリアが用いられてもよい。無線基地局１１と無線基地局１２間または無線基地局１２間は、有線接続（Optical fiber、Ｘ２インタフェースなど）または無線接続した構成とすることができる。
無線基地局１０（無線基地局１１および１２）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２４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２４に示す数に限られない。
マクロセルＣ１およびスモールセル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、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、たとえば、アクセスゲートウェイ装置、無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）、モビリティマネジメントエンティティ（ＭＭＥ）等が含まれるが、これに限定されるものではない。
無線通信システム１では、下りリンクのチャネルとして、各ユーザ端末２０で共有される下り共有チャネル（ＰＤＳＣＨ：Physical Downlink Shared Channel）、下り制御チャネル（ＰＤＣＣＨ：Physical Downlink Control Channel、ＥＰＤＣＣＨ：Enhanced Physical Downlink Control Channel）、報知チャネル（ＰＢＣＨ）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）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２５は、本実施の形態に係る無線基地局１０（無線基地局１１および１２）の全体構成図である。図２５に示すように、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からインターフェース部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。
また、ベースバンド信号処理部１０４は、上位レイヤシグナリング（たとえば、ＲＲＣシグナリング、報知情報など）により、ユーザ端末２０に対して、当該セルにおける通信のための制御情報（システム情報）を通知する。当該セルにおける通信のための情報には、たとえば、上りリンクまたは下りリンクにおけるシステム帯域幅等が含まれる。
また、ライセンスバンドにおいて無線基地局（たとえば、無線基地局１１）からユーザ端末に対して、非ライセンスバンドの通信に関するアシスト情報（たとえば、ＤＬ ＴＰＣ情報など）を送信してもよい。
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。
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、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、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、インターフェース部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２６は、本実施の形態に係る無線基地局１１の機能構成図である。なお、以下の機能構成は、無線基地局１１が有するベースバンド信号処理部１０４などによって構成される。なお、図２６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１１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２６に示すように、無線基地局１１は、制御部（スケジューラ）３０１と、ＤＬ信号生成部３０２と、マッピング部３０３と、受信処理部３０４と、取得部３０５と、を有している。
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または拡張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。なお、ライセンスバンドと非ライセンスバンドに対して１つの制御部（スケジューラ）３０１でスケジューリングを行う場合、制御部３０１は、ライセンスバンドセルおよび非ライセンスバンドセルで送信されるＤＬ信号の送信を制御する。
制御部３０１が非ライセンスバンドの送信を制御する場合、非ライセンスバンドで実施するＬＢＴの結果に基づいて非ライセンスバンドのＤＬ信号の送信を制御する。この場合、非ライセンスバンドセルにおいて実施されたＬＢＴ結果が制御部３０１に出力される。たとえば、非ライセンスバンドセルのＤＬ送信がライセンスバンドセルと異なる送信ポイント（たとえば、ＲＲＨなど）から行われる場合には、バックホールリンクを介して制御部３０１にＬＢＴ結果が通知される。非ライセンスバンドセルのＤＬ送信がライセンスバンドセルと同一の送信ポイントから行われる場合には、受信処理部３０４でＬＢＴを実施してＬＢＴ結果を制御部３０１に通知することも可能である。
制御部３０１は、非ライセンスバンドにおけるＬＢＴの結果として、受信信号強度の測定結果より非ライセンスバンドのチャネルがアイドル状態であると判定した場合、ＬＢＴを実行したシンボル以降のすべての候補シンボルでＢＲＳを送信するよう制御する。また、制御部３０１は、非ライセンスバンドのチャネルがアイドル状態であると判定した場合、非ライセンスバンドを用いてＤＬ信号を送信するように制御する。また、制御部３０１は、ライセンスバンドを用いて非ライセンスバンドで送信されるＤＬ信号の測定（メジャメント）や測定結果のフィードバックをユーザ端末２０に指示する。具体的には、制御部３０１は、非ライセンスバンドにおける測定指示や測定結果のフィードバック指示に関する情報の生成をＤＬ信号生成部３０２に指示する。
ＤＬ信号生成部３０２は、制御部３０１からの指示に基づいて、ＤＬ信号を生成する。ＤＬ信号としては、ＤＬデータ信号、下り制御信号、参照信号などが挙げられる。ＬＢＴ結果に基づいて非ライセンスバンドでＤＬ信号を送信する場合、ＤＬ信号生成部３０２は、非ライセンスバンドにおける測定指示や測定結果のフィードバック指示に関する情報をライセンスバンドで送信する下り制御信号に含める。
マッピング部３０３は、制御部３０１からの指示に基づいて、ＤＬ信号のマッピングを制御する。マッピング部３０３は、選択部として機能し、複数の候補シンボルからＬＢＴを実行するシンボルを等しい確率でランダムに選択してマッピングを制御する。
受信処理部３０４は、ユーザ端末２０から送信されるＵＬ信号に対して、たとえば復号や復調などの受信処理を行う。受信処理部３０４は、ライセンスバンドを介してユーザ端末２０から送信される測定結果（メジャメントレポート）を検出した場合には、取得部３０５へ出力する。
取得部３０５は、非ライセンスバンドで測定した測定結果を取得する。また、取得部３０５は、測定結果（メジャメントレポート）を制御部３０１に出力し、制御部３０１は、当該測定結果に基づいてユーザ端末にＤＬデータを送信する非ライセンスバンドセルを制御することができる。
図２７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２７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。
下りリンクのデータについては、複数の送受信アンテナ２０１で受信された無線周波数信号がそれぞれアンプ部２０２で増幅され、送受信部２０３で周波数変換されてベースバンド信号に変換される。このベースバンド信号は、ベースバンド信号処理部２０４でＦＦＴ処理や、誤り訂正復号、再送制御の受信処理などがなされる。この下りリンクのデータのうち、下りリンクのユーザデータは、アプリケーション部２０５に転送される。アプリケーション部２０５は、物理レイヤやＭＡＣレイヤより上位のレイヤに関する処理などを行う。また、下りリンクのデータのうち、報知情報もアプリケーション部２０５に転送される。
一方、上りリンクのユーザデータについては、アプリケーション部２０５からベースバンド信号処理部２０４に入力される。ベースバンド信号処理部２０４では、再送制御（ＨＡＲＱ：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。
送受信部２０３は、ライセンスバンドおよび非ライセンスバンドからＤＬ信号を受信可能である。また、送受信部２０３は、少なくともライセンスバンドについてＵＬ信号の送信が可能であればよい。もちろん、送受信部２０３は、非ライセンスバンドについてもＵＬ信号の送信が可能な構成であってもよい。また、送受信部２０３は、非ライセンスバンドにおける測定指示または測定結果のフィードバック指示に関する情報を、ライセンスバンドを用いて受信する受信部として機能する。
図２８は、本実施の形態に係るユーザ端末２０の機能構成図である。なお、以下の機能構成は、ユーザ端末２０が有するベースバンド信号処理部２０４などによって構成される。なお、図２８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、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２８に示すように、ユーザ端末２０は、制御部４０１と、ＵＬ信号生成部４０２と、マッピング部４０３と、受信処理部４０４と、取得部４０５と、を有している。
制御部４０１は、無線基地局１０に対するＵＬ信号の送信処理（測定結果報告など）を制御する。制御部４０１が非ライセンスバンドの送信を制御する場合、非ライセンスバンドで実施するＬＢＴの結果に基づいて非ライセンスバンドのＵＬ信号の送信を制御する。この場合、非ライセンスバンドセルにおいて実施されたＬＢＴ結果が制御部４０１に出力される。
制御部４０１は、非ライセンスバンドにおけるＬＢＴの結果として、受信信号強度の測定結果より非ライセンスバンドのチャネルがアイドル状態であると判定した場合、ＬＢＴを実行したシンボル以降のすべての候補シンボルでＢＲＳを送信するよう制御する。また、制御部４０１は、非ライセンスバンドのチャネルがアイドル状態であると判定した場合、非ライセンスバンドを用いてＵＬ信号を送信するように制御する。
ＵＬ信号生成部４０２は、制御部４０１からの指示に基づいて、ＵＬ信号を生成する。ＬＢＴ結果に基づいて非ライセンスバンドでＵＬ信号を送信する場合、ＵＬ信号生成部４０２は、非ライセンスバンドにおける測定指示や測定結果のフィードバック指示に関する情報をライセンスバンドで送信する上り制御信号に含める。
マッピング部４０３は、制御部４０１からの指示に基づいて、ＵＬ信号のマッピングを制御する。マッピング部４０３は、選択部として機能し、複数の候補シンボルからＬＢＴを実行するシンボルを等しい確率でランダムに選択してマッピングを制御する。
受信処理部４０４は、ライセンスバンドおよび非ライセンスバンドで送信されるＤＬ信号に対して、たとえば復号や復調などの受信処理を行う。
取得部４０５は、非ライセンスバンドで測定した測定結果を取得する。また、取得部４０５は、測定結果（メジャメントレポート）を制御部４０１に出力し、制御部４０１は、当該測定結果に基づいてＵＬデータを送信する非ライセンスバンドセルを制御することができる。
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、さまざまに変更して実施可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更が可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施可能である。
本出願は、２０１４年５月１５日出願の特願２０１４−１０１５２７に基づく。この内容は、すべてここに含めておく。

Claims (10)

  1. ライセンスバンドおよび非ライセンスバンドを利用可能なユーザ端末と通信を行う無線基地局であって、
    ＬＢＴ（Listen Before Talk）を用いて非ライセンスバンドにおける下りリンク信号の送信を制御する制御部と、
    複数の候補シンボルから前記ＬＢＴを実行するシンボルを等しい確率でランダムに選択する選択部と、
    前記ＬＢＴ期間中の受信信号強度を測定した測定結果を取得する取得部と、を備え、
    前記制御部は、前記受信信号強度の測定結果より前記非ライセンスバンドのチャネルがアイドル状態であると判定した場合、前記ＬＢＴを実行したシンボル以降のすべての前記候補シンボルでビーコン参照信号を送信するよう制御することを特徴とする無線基地局。
  2. 前記制御部は、前記受信信号強度の測定結果より前記非ライセンスバンドのチャネルがビジー状態であると判定した場合、前記ビーコン参照信号を非送信とするよう制御することを特徴とする請求項１に記載の無線基地局。
  3. 前記ビーコン参照信号は、セル固有の参照信号であることを特徴とする請求項１に記載の無線基地局。
  4. 前記選択部は、前記複数の候補シンボルにおける最終シンボルを、前記ＬＢＴを実行するシンボルとして選択しないことを特徴とする請求項１に記載の無線基地局。
  5. 前記非ライセンスバンドは、下りリンク伝送専用のキャリアであることを特徴とする請求項１に記載の無線基地局。
  6. 前記非ライセンスバンドは、時分割多重方式の無線フレームを用いて無線通信を行い、
    前記制御部は、前記時分割多重方式の無線フレームにおける下りリンク伝送前に前記ＬＢＴを実行するよう制御することを特徴とする請求項１に記載の無線基地局。
  7. 前記制御部は、前記ＬＢＴを実行するサブフレームおよびタイミングをユーザ端末に通知するように制御することを特徴とする請求項１に記載の無線基地局。
  8. ライセンスバンドおよび非ライセンスバンドを用いて無線基地局と通信可能なユーザ端末であって、
    ＬＢＴ（Listen Before Talk）を用いて非ライセンスバンドにおける上りリンク信号の送信を制御する制御部と、
    複数の候補シンボルから前記ＬＢＴを実行するシンボルを等しい確率でランダムに選択する選択部と、
    前記ＬＢＴ期間中の受信信号強度を測定した測定結果を取得する取得部と、を備え、
    前記制御部は、前記受信信号強度の測定結果より前記非ライセンスバンドのチャネルがアイドル状態であると判定した場合、前記ＬＢＴを実行したシンボル以降のすべての前記候補シンボルでビーコン参照信号を送信するよう制御することを特徴とするユーザ端末。
  9. 前記非ライセンスバンドは、時分割多重方式の無線フレームを用いて無線通信を行い、
    前記制御部は、前記時分割多重方式の無線フレームにおける上りリンク伝送前に前記ＬＢＴを実行するよう制御することを特徴とする請求項８に記載のユーザ端末。
  10. ライセンスバンドおよび非ライセンスバンドを用いて通信を行う無線基地局とユーザ端末とを有する無線通信システムであって、
    前記非ライセンスバンドは、時分割多重方式の無線フレームを用いて無線通信を行い、
    前記無線基地局は、前記時分割多重方式の無線フレームにおける下りリンク伝送前にＬＢＴ（Listen Before Talk）を用いて非ライセンスバンドにおける下りリンク信号の送信を制御する制御部と、複数の候補シンボルから前記ＬＢＴを実行するシンボルを等しい確率でランダムに選択する選択部と、前記ＬＢＴ期間中の受信信号強度を測定した測定結果を取得する取得部と、を備え、前記制御部は、前記受信信号強度の測定結果より前記非ライセンスバンドのチャネルがアイドル状態であると判定した場合、前記ＬＢＴを実行したシンボル以降のすべての前記候補シンボルでビーコン参照信号を送信するよう制御し、
    前記ユーザ端末は、前記時分割多重方式の無線フレームにおける上りリンク伝送前にＬＢＴ（Listen Before Talk）を用いて非ライセンスバンドにおける上りリンク信号の送信を制御する制御部と、複数の候補シンボルから前記ＬＢＴを実行するシンボルを等しい確率でランダムに選択する選択部と、前記ＬＢＴ期間中の受信信号強度を測定した測定結果を取得する取得部と、を備え、前記制御部は、前記受信信号強度の測定結果より前記非ライセンスバンドのチャネルがアイドル状態であると判定した場合、前記ＬＢＴを実行したシンボル以降のすべての前記候補シンボルでビーコン参照信号を送信するよう制御することを特徴とする無線通信システム。

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