JPWO2016158536A1 - ユーザ端末及び無線通信方法 - Google Patents

Abstract

拡張キャリアアグリゲーションにおいてＨＡＲＱ−ＡＣＫを適切に送信すること。６個以上のコンポーネントキャリアを利用して無線基地局と通信可能なユーザ端末は、無線基地局から送信されるスケジューリング情報を受信する受信部と、スケジューリング情報に基づいて、空間バンドリングを適用し得るコンポーネントキャリアでのみ送達確認信号の空間バンドリングを適用するよう決定する制御部と、送達確認信号をＰＵＣＣＨフォーマット３を用いて送信する送信部と、を有する。

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、無線通信システムおよび無線通信方法に関する。

ＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunications System）ネットワークにおいて、さらなる高速データレート、低遅延などを目的としてロングタームエボリューション（ＬＴＥ：Long Term Evolution）が仕様化された（非特許文献１）。ＬＴＥからのさらなる広帯域化および高速化を目的として、ＬＴＥアドバンストが仕様化され、さらに、たとえばＦＲＡ（Future Radio Access）と呼ばれるＬＴＥの後継システムが検討されている。

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、複数のコンポーネントキャリア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。

ＬＴＥのさらなる後継システムであるＬＴＥ Ｒｅｌ．１２においては、複数のセルが異なる周波数帯（キャリア）で用いられるさまざまなシナリオが検討されている。複数のセルを形成する無線基地局が実質的に同一の場合には、上述のキャリアアグリゲーションを適用可能である。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）を適用することが考えられる。

3GPP TS 36.300 "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) and Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN); Overall description; Stage 2"

ＬＴＥ Ｒｅｌ．１０／１１／１２におけるキャリアアグリゲーションでは、ユーザ端末あたりに設定可能なコンポーネントキャリア数が最大５個に制限されている。ＬＴＥ Ｒｅｌ．１３以降では、より柔軟かつ高速な無線通信を実現するため、ユーザ端末あたりに設定可能なコンポーネントキャリア数が６個以上であり、これらのコンポーネントキャリアを束ねる拡張キャリアアグリゲーションが検討されている。

ＬＴＥ Ｒｅｌ．１０／１１／１２では、ＰＵＣＣＨ（Physical Uplink Control Channel）によるＨＡＲＱ−ＡＣＫ（Hybrid Automatic Repeat Request Acknowledgement）送信法として、最大２個のコンポーネントキャリアまで適用可能なPUCCH format 1b with channel selectionおよび最大５個のコンポーネントキャリアまで適用可能なPUCCH format 3が導入された。

しかし、ユーザ端末あたりに設定可能なコンポーネントキャリア数が６個以上の拡張キャリアアグリゲーションでは、ＨＡＲＱ−ＡＣＫをどのように送信するかはまだ規定されていない。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、拡張キャリアアグリゲーションにおいてＨＡＲＱ−ＡＣＫを適切に送信することができるユーザ端末、無線通信システムおよび無線通信方法を提供することを目的とする。

本発明のユーザ端末は、６個以上のコンポーネントキャリアを利用して無線基地局と通信可能なユーザ端末であって、前記無線基地局から送信されるスケジューリング情報を受信する受信部と、前記スケジューリング情報に基づいて、空間バンドリングを適用し得るコンポーネントキャリアでのみ送達確認信号の空間バンドリングを適用するよう決定する制御部と、前記送達確認信号をＰＵＣＣＨフォーマット３を用いて送信する送信部と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、拡張キャリアアグリゲーションにおいてＨＡＲＱ−ＡＣＫを適切に送信することができる。

既存のキャリアアグリゲーションにおけるＰＵＣＣＨフォーマット３について説明する図である。 既存のキャリアアグリゲーションにおけるＰＵＣＣＨフォーマット３について説明する図である。 ＦＤＤにおける空間バンドリングについて説明する図である。 第１の態様における空間バンドリングについて説明する図である。 第２の態様における空間バンドリングについて説明する図である。 空間バンドリングのバリエーション例について説明する図である。 本実施の形態に係る無線通信システムの概略構成の一例を示す図である。 本実施の形態に係る無線基地局の全体構成の一例を示す図である。 本実施の形態に係る無線基地局の機能構成の一例を示す図である。 本実施の形態に係るユーザ端末の全体構成の一例を示す図である。 本実施の形態に係るユーザ端末の機能構成の一例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
ＬＴＥ Ｒｅｌ．１３において、ユーザ端末あたりに設定可能なコンポーネントキャリア数の制限をなくした拡張キャリアアグリゲーションが検討されている。拡張アグリゲーションでは、たとえば最大３２個のコンポーネントキャリアを束ねることが検討されている。拡張キャリアアグリゲーションにより、より柔軟かつ高速な無線通信が実現される。また、拡張キャリアアグリゲーションにより、連続する超広帯域の多数のコンポーネントキャリアを束ねることができる。

拡張キャリアアグリゲーションにおいて、送達確認信号（ＨＡＲＱ−ＡＣＫ）やＣＱＩ（Channel Quality Indicator）などの制御情報が上り制御チャネルでフィードバックされる。

一般に、ＰＵＣＣＨで送信できるペイロードサイズと所要ＳＩＮＲ（Signal to Interference plus Noise Ratio）にはトレードオフの関係がある。すなわち、多くのコンポーネントキャリアのＨＡＲＱ−ＡＣＫを送信できるようにペイロードを増やすと、所要ＳＩＮＲが高くなるため、キャリアアグリゲーションの適用領域が縮小してしまう。所要ＳＩＮＲを低く保とうとすると、ペイロードを減らす必要が生じるため、多くのコンポーネントキャリアのＨＡＲＱ−ＡＣＫが送信できなくなる。

ＬＴＥ Ｒｅｌ．１０／１１／１２におけるキャリアアグリゲーションで導入されたＰＵＣＣＨフォーマット３は、５個以下のコンポーネントキャリアで有効である。このＰＵＣＣＨフォーマット３は、Ｒｅｌ．１３における拡張キャリアアグリゲーションに対応するユーザ端末でも利用されることが想定される。

既存のＰＵＣＣＨフォーマット３は、最大５個のコンポーネントキャリア分のＨＡＲＱ−ＡＣＫを多重できる。周波数分割複信（ＦＤＤ：Frequency Division Duplex）の場合、最大２のコードワード（ＣＷ：Codeword）ごとに５個のコンポーネントキャリア分のＨＡＲＱ−ＡＣＫが多重できるため、１０ビット分（５ＣＣ×２ＣＷ）のＨＡＲＱ−ＡＣＫを送信可能である（図１Ａ参照）。

時分割複信（ＴＤＤ：Time Division Duplex）の場合、最大５個のコンポーネントキャリアごとに４つのサブフレーム（ＳＦ：Subframe）分のＨＡＲＱ−ＡＣＫが多重できるため、２０ビット分（５ＣＣ×４ＳＦ）のＨＡＲＱ−ＡＣＫを送信可能である（図１Ｂおよび図１Ｃ参照）。サブフレーム方向のＨＡＲＱビット数は、スケジューリングされた数に基づいてカウントする。ユーザ端末には、無線基地局により、ＰＤＣＣＨ（Physical Downlink Control Channel）に含まれる下りリンク割当インデックス（ＤＡＩ：Downlink Assignment Index）でＨＡＲＱビット数が通知される。ＨＡＲＱビット数が合計２０ビットを超える場合、ユーザ端末は、すべてのコンポーネントキャリアおよびすべてのサブフレームで空間バンドリングを適用する。

図１Ｂおよび図１Ｃに示す表は、図２に示すように、ＵＬ−ＤＬ構成＃２のコンポーネントキャリアを５つ束ねるＴＤＤキャリアアグリゲーションを想定している。この場合、最大で４０ビット分（５ＣＣ×２ＣＷ×４ＳＦ）のＨＡＲＱビットを送信可能である。しかし、ユーザ端末は、ＤＡＩにより通知されるＨＡＲＱビット数が４０ビット以下の場合でも、ＰＵＣＣＨ送信時にＨＡＲＱビット数が２０ビットを超えるかどうかを判断して、空間バンドリングの適用可否を決定する。図１Ｂに示す例では、ＨＡＲＱビット数は合計１８ビットであるから、ユーザ端末は空間バンドリングを適用しない。図１Ｃに示す例では、ＨＡＲＱビット数が２０ビットを超えるため、ユーザ端末は、すべてのコンポーネントキャリアのすべての下りリンクサブフレームで空間（コードワード）方向のＨＡＲＱビットをバンドリングし、ＨＡＲＱビットを２０ビット以下に圧縮する。

拡張キャリアアグリゲーションにおいて、たとえば最大３２個のコンポーネントキャリアまでサポート可能な新規ＰＵＣＣＨフォーマットを導入した場合、新規ＰＵＣＣＨフォーマットは既存のＰＵＣＣＨとは異なる構成であることが想定される。

このような新規ＰＵＣＣＨフォーマットは、既存のＰＵＣＣＨと同一の物理リソースブロック（ＰＲＢ：Physical Resource Block）に多重できない可能性が高い。

既存のキャリアアグリゲーションに対応するユーザ端末と、拡張キャリアアグリゲーションに対応するユーザ端末とで異なる物理リソースブロックを用いてＰＵＣＣＨ送信をすると、上りリンクのオーバヘッドが大きくなる。これにより、ＰＵＳＣＨ（Physical Uplink Shared Channel）に利用できるリソースが減ってしまう。

そこで、本発明者らは、拡張キャリアアグリゲーションにおいて既存のＰＵＣＣＨフォーマット３を用いて、最大１０個のコンポーネントキャリアまでサポートするための構成を見出した。

ＦＤＤの場合、まだ空間バンドリングが導入されていないため、ＴＤＤの場合と同様に空間バンドリングを導入することによりＨＡＲＱビットの圧縮が可能である。ＴＤＤの場合と同様に空間バンドリングを導入することにより、最大ＨＡＲＱビット数を１０ビットに保ったまま、ＰＵＣＣＨフォーマット３の最大コンポーネントキャリア数を１０まで増やすことができる（図３参照）。

しかし、図３に示すように空間バンドリングを適用すると、コードワードごとのきめ細やかなＨＡＲＱ制御ができなくなる。また、２つのコードワードのうちのいずれかで否定応答（ＮＡＣＫ：Negative Acknowledgement）が送信されると、両方のコードワードが再送される。したがって、コンポーネントキャリアごとの下りリンクのスループット劣化につながるおそれがある。

（第１の態様）
そこで、第１の態様では、ユーザ端末は、選択したコンポーネントキャリアでのみ空間バンドリングを適用する。空間バンドリングを適用するコンポーネントキャリアは、所定のルールに従って選択してもよいし、あらかじめ上位レイヤシグナリングなどにより設定してもよい。

所定のルールとしては、セルインデックスやセカンダリセル（ＳＣｅｌｌ：Secondary Cell）インデックスが相対的に大きいコンポーネントキャリアに空間バンドリングを適用するとしてもよい。所定のルールの一例として、既存のキャリアアグリゲーションが最大５個のコンポーネントキャリアまで対応していることを考慮し、ＣＣ＃６以降は必ず空間バンドリングを適用するものとし、設定されるコンポーネントキャリア数に応じて、セルインデックス（ＣＣ＃）の大きい順にトータルのＨＡＲＱビット数が１０ビットとなるよう空間バンドリングを行うものとしてもよい。たとえば、ＣＣ＃６およびＣＣ＃７が設定された場合には、ＣＣ＃６およびＣＣ＃７には空間バンドリングを適用するものとし、さらにトータルのＨＡＲＱビット数を１０ビットにするために、ＣＣ＃５およびＣＣ＃４にも空間バンドリングを適用する。このようにすることで、空間バンドリングを適用するコンポーネントキャリアが設定されたコンポーネントキャリア数により一意に定まるため、シグナリングオーバヘッドを減らすことができる。

上位レイヤシグナリングとしては、ＲＲＣ（Radio Resource Control）シグナリングを用いることができる。任意のコンポーネントキャリアへの空間バンドリングの適用をＲＲＣシグナリングにより指示できるようにすることで、たとえば最後に追加されたコンポーネントキャリアには空間バンドリングを適用せず、ＣＣ＃３およびＣＣ＃４に空間バンドリングを適用するなど、コンポーネントキャリア間のＨＡＲＱ制御を柔軟に制御することができるようになる。

図４Ａに示す例では、ユーザ端末が、選択したコンポーネントキャリアであるＣＣ＃５およびＣＣ＃６でのみ空間バンドリングを適用することにより、６個のコンポーネントキャリア分のＨＡＲＱビットを送信している。図４Ｂに示す例では、ユーザ端末が、ＣＣ＃４からＣＣ＃７で空間バンドリングを適用することにより、７個のコンポーネントキャリア分のＨＡＲＱビットを送信している。

キャリアアグリゲーションするコンポーネントキャリアのうち、特定のコンポーネントキャリアにのみ空間バンドリングを適用することで、たとえばプライマリセル（ＰＣｅｌｌ：Primary Cell）などの所定のコンポーネントキャリアの下りリンクスループットに対して空間バンドリングの影響を与えずに、送信するＨＡＲＱビットを減らすことができる。これにより、ＰＵＣＣＨに多重するトータルのペイロードは所定の値（ここでは１０ビット）に保ったまま、ＨＡＲＱビットを多重するコンポーネントキャリア数を増やすことができる。

既存のキャリアアグリゲーションでも用いるＰＵＣＣＨフォーマット３により最大１０個のコンポーネントキャリアまでサポート可能となるため、既存のキャリアアグリゲーションに対応するユーザ端末のＰＵＣＣＨと、拡張キャリアアグリゲーションに対応するユーザ端末のＰＵＣＣＨとを同一ＰＲＢに多重することができる。これにより、上りリンクオーバヘッドを削減することができる。

なお、空間バンドリングを適用するコンポーネントキャリアにおいて下りリンク割当を検出しなかったユーザ端末は、ＰＵＣＣＨの当該ＨＡＲＱビットでは、ＮＡＣＫ応答を送信する。すなわち、割当を検出するか否かに関わらず常にトータルのペイロードは同一としておき、空間バンドリングを適用しないコンポーネントキャリアに対しては割り当てがあったコンポーネントキャリアまたはコードワードの分のＨＡＲＱビットを、空間バンドリングを適用するコンポーネントキャリアに対しては１ビットのＨＡＲＱビットをフィードバックする。

（第２の態様）
第２の態様では、選択したコンポーネントキャリアでのみ空間バンドリングを適用する場合、ＰＤＣＣＨに含まれるＤＡＩで通知されるＨＡＲＱビット数が１０ビットを超えるか否かにより、空間バンドリングの適用可否を決定してもよい。これは、ＴＤＤの場合に、ＨＡＲＱビット数が２０ビットを超えるか否かにより、空間バンドリングの適用可否を決定する構成と同じである。ただしＴＤＤの既存の空間バンドリングとは異なり、この場合、空間バンドリングを適用するコンポーネントキャリアは特定のコンポーネントキャリアのみであり、それ以外のコンポーネントキャリアに対しては空間バンドリングを適用しない。

図５Ａに示す例では、ユーザ端末は６個のコンポーネントキャリアが設定されているものとする。ユーザ端末は、各サブフレームで下りリンクをスケジューリングするＰＤＣＣＨまたはＥＰＤＣＣＨを受信し、その中に含まれるＤＡＩビットを確認する。ＤＡＩが１０以上のＰＤＳＣＨ割り当てを示している場合、送信が要求されるＨＡＲＱビット数が１０ビットを超えるため、ユーザ端末はＣＣ＃５およびＣＣ＃６において空間バンドリングを適用する。図５Ｂに示す例では、ＤＡＩで通知されるＨＡＲＱビット数が１０ビットを超えていないため、ユーザ端末は空間バンドリングを適用しない。このように、スケジューリングされたコードワードまたはＴＢ（Transport Block）の個数に応じて、ユーザ端末が空間バンドリングの適用可否を判断してもよい。

（バリエーション１）
ユーザ端末は、空間バンドリングを適用し得るコンポーネントキャリア以外のコンポーネントキャリア（図６ＡにおいてＣＣ＃１からＣＣ＃４）では、上位レイヤにより設定されたコンポーネントキャリア数と送信モード（ＴＭ：Transmission Mode）により準静的にＨＡＲＱビット数を決定する。そのうえで、ユーザ端末は、空間バンドリングを適用し得るコンポーネントキャリア（図６ＡにおいてＣＣ＃５およびＣＣ＃６）では、ＰＤＳＣＨ（Physical Downlink Shared Channel）の割当数、すなわちスケジューリング情報に基づき、動的に空間バンドリングの適用可否を決定してもよい。

このとき、空間バンドリングを適用し得るコンポーネントキャリア以外のコンポーネントキャリアでは、上位レイヤにより設定されたにもかかわらず割り当てがないコンポーネントキャリアやコードワードについては、ユーザ端末が否定応答（ＮＡＣＫ）を送信する。

図６Ａに示す例では、ＣＣ＃５またはＣＣ＃６のいずれか一方のみにＰＤＳＣＨが割り当てられた場合には、ＨＡＲＱビット数が１０ビットを超えないため、ユーザ端末は空間バンドリングを適用しない。ＣＣ＃５およびＣＣ＃６の両方にＰＤＳＣＨの割り当てがあるが、両方ともＣＷ１のみまたはＣＷ２のみのスケジューリングの場合には、ＨＡＲＱビット数が１０ビットを超えないため、ユーザ端末は空間バンドリングを適用しない。ＣＣ＃５およびＣＣ＃６の両方にＰＤＳＣＨの割り当てがあり、かつ、少なくとも１ＣＣでＣＷ１およびＣＷ２の両方がスケジューリングされている場合には、ＨＡＲＱビット数が１０ビットを超えるため、ユーザ端末は空間バンドリングを適用する。

このようにすることで、追加的に使うコンポーネントキャリアではトラフィックが多いとき、すなわち２つのコードワードが同時に割り当てられるときのみ空間バンドリングを適用し、そうでない場合にはＨＡＲＱビットを分離してきめ細やかな制御を行うことができる。この結果、コンポーネントキャリア数増加によるスループット改善効果と柔軟なＨＡＲＱ制御を両立することができる。

（バリエーション２）
ユーザ端末は、空間バンドリングを適用し得るコンポーネントキャリア（図６ＢにおいてＣＣ＃５およびＣＣ＃６）以外のコンポーネントキャリアも含め、上位レイヤにより設定されたコンポーネントキャリアおよび送信モード全体のＰＤＳＣＨ割当数、すなわちスケジューリング情報に基づき、動的に特定のコンポーネントキャリアへの空間バンドリングの適用可否を決定してもよい。

ユーザ端末は、すべてのコンポーネントキャリア（図６ＢにおいてＣＣ＃１からＣＣ＃６）に対していくつのＰＤＳＣＨが割り当てられたかというスケジューリング情報に応じて、空間バンドリングの適用可否を決定する。このとき、設定されたが割り当てがないコンポーネントキャリアやコードワード（ＣＷ２）は、ＨＡＲＱビットには含めない。図６Ｂに示す例では、すべてのコンポーネントキャリアに対するＨＡＲＱビット数が１０ビットを超えないため、ユーザ端末は空間バンドリングを適用しない。すべてのコンポーネントキャリアに対するＨＡＲＱビット数が１０ビットを超える場合は、ユーザ端末は空間バンドリングを適用し得るコンポーネントキャリア（たとえばＣＣ＃５およびＣＣ＃６）に空間バンドリングを適用する。

スケジューリング情報に基づき動的にＨＡＲＱビット数や空間バンドリングの適用可否が決まるコンポーネントキャリアでは、ユーザ端末によるスケジューリング情報の検出ミスが大きな悪影響を及ぼすおそれがある。

たとえば、上記バリエーション１の場合において、ＣＣ＃５およびＣＣ＃６の両方のコンポーネントキャリアに対して２つのコードワードのスケジューリングがあったにもかかわらず、ユーザ端末がＣＣ＃６のスケジューリング情報を検出ミスしたことを想定する。このとき、ユーザ端末は、ＣＣ＃５のＣＷ１とＣＷ２とのＨＡＲＱビットを空間バンドリングせずに送信する（図６Ａ参照）。しかし、本来、ＣＣ＃５とＣＣ＃６の両方にスケジューリングがあるので、ユーザ端末は空間バンドリングを適用すべきである。また、ＣＣ＃６についてはスケジューリングされたのに割り当てがないので、ユーザ端末は否定応答（ＮＡＣＫ）を送信すべきである。

上記バリエーション２の場合、すべてのコンポーネントキャリアにおけるＨＡＲＱビットがスケジューリング情報に基づいて変わり得るので、ユーザ端末によるスケジューリング情報の検出ミスの影響はより大きい。

そこで、いくつのコンポーネントキャリアおよびコードワードにスケジューリングしたか、あるいは、いくつのコンポーネントキャリアまたはコードワードにスケジューリングしたか、という情報を示すＤＡＩをスケジューリング情報（ＰＤＣＣＨまたはＥＰＤＣＣＨ）に含めてもよい。

上記バリエーション１の場合、スケジューリング情報（ＰＤＣＣＨまたはＥＰＤＣＣＨ）に、ＣＣ＃５とＣＣ＃６において、いくつのＣＣ／ＣＷにスケジューリングがあったか、という情報が通知されれば、ユーザ端末がＣＣ＃５のスケジューリング情報しか検出できないときは、ＣＣ＃６のスケジューリング情報を検出ミスしていることを認識できる。このように、ＣＣ＃６に対するスケジューリングの有無を認識できれば、ユーザ端末はＣＣ＃５のＨＡＲＱビットに対する空間バンドリングの適用可否を認識できる。これにより、ユーザ端末と無線基地局とのＨＡＲＱビット認識不一致を解決できる。

上記バリエーション１の場合、割り当て有無を示すＤＡＩを、空間バンドリングを適用し得るコンポーネントキャリア（図６ＡにおいてＣＣ＃５およびＣＣ＃６）のＰＤＳＣＨをスケジューリングするＰＤＣＣＨのみに含めてもよい。これにより、空間バンドリングを適用し得ないコンポーネントキャリアのＰＤＳＣＨを割り当てるＰＤＣＣＨまたはＥＰＤＣＣＨにはＤＡＩ分の数ビットが無くなるため、ＰＤＣＣＨ／ＥＰＤＣＣＨオーバヘッドの削減が可能となる。

当該ＤＡＩを、すべてのコンポーネントキャリア（図６ＡにおいてＣＣ＃１からＣＣ＃６）のＰＤＳＣＨをスケジューリングするＰＤＣＣＨまたはＥＰＤＣＣＨに含めてもよい。この場合、準静的にＨＡＲＱビット数を決定するコンポーネントキャリアを除き、それ以外のコンポーネントキャリアのＣＣ／ＣＷ割り当て数をＤＡＩで通知すれば十分である。これにより、任意のＰＤＣＣＨからＤＡＩの値を把握できるため、確実な認識一致の実現につながる。また、準静的にＨＡＲＱビット数を決定するコンポーネントキャリアのＣＣ／ＣＷ数をＤＡＩで通知しないようにすることで、ＤＡＩで通知し得る値のレンジが減ることから、トータルのＤＡＩビット長を削減し、オーバヘッドを抑制することができる。

上記バリエーション２の場合、ＣＣ＃１からＣＣ＃４でもスケジューリングがないＣＣ／ＣＷにはＨＡＲＱビットを割り当てないため、これらのコンポーネントキャリアについてもＤＡＩで割り当ての有無を通知する必要がある。

上記バリエーション２の場合、割り当て有無を示すＤＡＩを、すべてのコンポーネントキャリア（図６ＢにおいてＣＣ＃１からＣＣ＃６）のＰＤＣＣＨに含めることが好ましい。この場合、すべてのコンポーネントキャリアでいくつの割り当てがあるかをＤＡＩで通知する必要がある。

（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、上述の空間バンドリングを行う無線通信方法が適用される。

図７は、本実施の形態に係る無線通信システムの一例を示す概略構成図である。この無線通信システムでは、ＬＴＥシステムのシステム帯域幅を１単位とする複数の基本周波数ブロック（コンポーネントキャリア）を一体としたキャリアアグリゲーションとデュアルコネクティビティの両方、またはいずれか一方を適用できる。

図７に示すように、無線通信システム１は、複数の無線基地局１０（１１および１２）と、各無線基地局１０によって形成されるセル内にあり、各無線基地局１０と通信可能に構成された複数のユーザ端末２０と、を備えている。無線基地局１０は、それぞれ上位局装置３０に接続され、上位局装置３０を介してコアネットワーク４０に接続される。

図７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７に示す数に限られない。

たとえば、マクロセルＣ１をライセンスバンドで運用し、スモールセルＣ２をアンライセンスバンドで運用する形態であってもよい。または、スモールセルＣ２の一部をアンライセンスバンドで運用し、残りのスモールセルＣ２をライセンスバンドで運用する形態であってもよい。無線基地局１１および１２は、基地局間インタフェース（たとえば、光ファイバ、Ｘ２インタフェース）を介して互いに接続される。

ユーザ端末２０は、無線基地局１１および無線基地局１２の双方に接続可能である。ユーザ端末２０は、異なる周波数を用いるマクロセルＣ１およびスモールセルＣ２を、キャリアアグリゲーションまたはデュアルコネクティビティにより同時に使用することが想定される。

上位局装置３０には、たとえば、アクセスゲートウェイ装置、無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）、モビリティマネジメントエンティティ（ＭＭＥ）等が含まれるが、これに限定されるものではない。

無線通信システム１では、下りリンクのチャネルとして、各ユーザ端末２０で共有される下り共有チャネル（ＰＤＳＣＨ：Physical Downlink Shared Channel）、下り制御チャネル（ＰＤＣＣＨ：Physical Downlink Control Channel、ＥＰＤＣＣＨ：Enhanced PDCCH）、報知チャネル（ＰＢＣＨ：Physical Broadcast Channel）などが用いられる。ＰＤＳＣＨにより、ユーザデータや上位レイヤ制御情報、所定のＳＩＢ（System Information Block）が伝送される。ＰＤＣＣＨ、ＥＰＤＣＣＨにより、下り制御情報（ＤＣＩ：Downlink Control Information）が伝送される。

無線通信システム１では、上りリンクのチャネルとして、各ユーザ端末２０で共有される上り共有チャネル（ＰＵＳＣＨ：Physical Uplink Shared Channel）、上り制御チャネル（ＰＵＣＣＨ：Physical Uplink Control Channel）などが用いられる。ＰＵＳＣＨにより、ユーザデータや上位レイヤ制御情報が伝送される。

図８は、本実施の形態に係る無線基地局１０の全体構成図である。図８に示すように、無線基地局１０は、ＭＩＭＯ（Multiple-input and Multiple-output）伝送のための複数の送受信アンテナ１０１と、アンプ部１０２と、送受信部（送信部および受信部）１０３と、ベースバンド信号処理部１０４と、呼処理部１０５と、インタフェース部１０６とを備えている。

下りリンクにより無線基地局１０からユーザ端末２０に送信されるユーザデータは、上位局装置３０からインタフェース部１０６を介してベースバンド信号処理部１０４に入力される。

ベースバンド信号処理部１０４では、ＰＤＣＰ（Packet Data Convergence Protocol）レイヤの処理、ユーザデータの分割・結合、ＲＬＣ（Radio Link Control）再送制御の送信処理などのＲＬＣレイヤの送信処理、ＭＡＣ（Medium Access Control）再送制御、たとえば、ＨＡＲＱ（Hybrid Automatic Repeat Request）の送信処理、スケジューリング、伝送フォーマット選択、チャネル符号化、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ：Inverse Fast Fourier Transform）処理、プリコーディング処理が行われて各送受信部１０３に転送される。また、下り制御信号に関しても、チャネル符号化や逆高速フーリエ変換等の送信処理が行われて、各送受信部１０３に転送される。

各送受信部１０３は、ベースバンド信号処理部１０４からアンテナごとにプリコーディングして出力された下り信号を無線周波数帯に変換する。アンプ部１０２は、周波数変換された無線周波数信号を増幅して送受信アンテナ１０１により送信する。送受信部１０３には、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明されるトランスミッタ／レシーバ、送受信回路または送受信装置を適用できる。

上り信号については、各送受信アンテナ１０１で受信された無線周波数信号がそれぞれアンプ部１０２で増幅され、各送受信部１０３で周波数変換されてベースバンド信号に変換され、ベースバンド信号処理部１０４に入力される。

ベースバンド信号処理部１０４では、入力された上り信号に含まれるユーザデータに対して、高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Fast Fourier Transform）処理、逆離散フーリエ変換（ＩＤＦＴ：Inverse Discrete Fourier Transform）処理、誤り訂正復号、ＭＡＣ再送制御の受信処理、ＲＬＣレイヤ、ＰＤＣＰレイヤの受信処理がなされ、インタフェース部１０６を介して上位局装置３０に転送される。呼処理部１０５は、通信チャネルの設定や解放などの呼処理や、無線基地局１０の状態管理や、無線リソースの管理を行う。

インタフェース部１０６は、基地局間インタフェース（たとえば、光ファイバ、Ｘ２インタフェース）を介して隣接無線基地局と信号を送受信（バックホールシグナリング）する。あるいは、インタフェース部１０６は、所定のインタフェースを介して、上位局装置３０と信号を送受信する。

図９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９に示すように、無線基地局１０が有するベースバンド信号処理部１０４は、制御部３０１と、送信信号生成部３０２と、マッピング部３０３と、受信信号処理部３０４と、を少なくとも含んで構成されている。

制御部３０１は、ＰＤＳＣＨで送信される下りユーザデータ、ＰＤＣＣＨと拡張ＰＤＣＣＨ（ＥＰＤＣＣＨ）の両方、またはいずれか一方で伝送される下り制御情報、下り参照信号などのスケジューリングを制御する。また、制御部３０１は、ＰＲＡＣＨで伝送されるＲＡプリアンブル、ＰＵＳＣＨで伝送される上りデータ、ＰＵＣＣＨまたはＰＵＳＣＨで伝送される上り制御情報、上り参照信号のスケジューリングの制御（割当制御）も行う。上りリンク信号（上り制御信号、上りユーザデータ）の割当制御に関する情報は、下り制御信号（ＤＣＩ）を用いてユーザ端末２０に通知される。

制御部３０１は、上位局装置３０からの指示情報や各ユーザ端末２０からのフィードバック情報に基づいて、下りリンク信号および上りリンク信号に対する無線リソースの割り当てを制御する。つまり、制御部３０１は、スケジューラとしての機能を有している。制御部３０１には、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明されるコントローラ、制御回路または制御装置を適用できる。

送信信号生成部３０２は、制御部３０１からの指示に基づいて、下り信号を生成して、マッピング部３０３に出力する。たとえば、送信信号生成部３０２は、制御部３０１からの指示に基づいて、下り信号の割当情報を通知する下りリンクアサインメントおよび上り信号の割当情報を通知する上りリンクリンクグラントを生成する。また、下りデータ信号には、各ユーザ端末２０からのチャネル状態情報（ＣＳＩ）などに基づいて決定された符号化率、変調方式などに従って符号化処理、変調処理が行われる。送信信号生成部３０２には、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明される信号生成器または信号生成回路を適用できる。

マッピング部３０３は、制御部３０１からの指示に基づいて、送信信号生成部３０２で生成された下り信号を、所定の無線リソースにマッピングして、送受信部１０３に出力する。マッピング部３０３には、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明されるマッパー、マッピング回路またはマッピング装置を適用できる。

受信信号処理部３０４は、ユーザ端末から送信されるＵＬ信号（たとえば、送達確認信号（ＨＡＲＱ−ＡＣＫ）、ＰＵＳＣＨで送信されたデータ信号、ＰＲＡＣＨで送信されたランダムアクセスプリアンブルなど）に対して、受信処理（たとえば、デマッピング、復調、復号など）を行う。処理結果は、制御部３０１に出力される。受信信号処理部３０４は、受信した信号を用いて受信電力（たとえば、ＲＳＲＰ（Reference Signal Received Power））、受信品質（ＲＳＲＱ（Reference Signal Received Quality））やチャネル状態などについて測定してもよい。測定結果は、制御部３０１に出力されてもよい。受信信号処理部３０４には、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明される信号処理器、信号処理回路または信号処理装置、ならびに、測定器、測定回路または測定装置を適用できる。

図１０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１０に示すように、ユーザ端末２０は、ＭＩＭＯ伝送のための複数の送受信アンテナ２０１と、アンプ部２０２と、送受信部（送信部および受信部）２０３と、ベースバンド信号処理部２０４と、アプリケーション部２０５と、を備えている。

送受信アンテナ２０１で受信された無線周波数信号は、アンプ部２０２で増幅され、送受信部２０３で周波数変換されてベースバンド信号に変換される。このベースバンド信号は、ベースバンド信号処理部２０４でＦＦＴ処理や、誤り訂正復号、再送制御の受信処理などがなされる。この下りリンクのデータのうち、下りリンクのユーザデータは、アプリケーション部２０５に転送される。アプリケーション部２０５は、物理レイヤやＭＡＣレイヤより上位のレイヤに関する処理などを行う。また、下りリンクのデータのうち、報知情報もアプリケーション部２０５に転送される。送受信部２０３には、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明されるトランスミッタ／レシーバ、送受信回路または送受信装置を適用できる。

送受信部２０３は、無線基地局１０から送信されるスケジューリング情報を受信する。送受信部２０３は、送達確認信号を、ＰＵＣＣＨフォーマット３を用いて送信する。

上りリンクのユーザデータについては、アプリケーション部２０５からベースバンド信号処理部２０４に入力される。ベースバンド信号処理部２０４では、再送制御（ＨＡＲＱ）の送信処理や、チャネル符号化、プリコーディング、離散フーリエ変換（ＤＦＴ）処理、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）処理などが行われて各送受信部２０３に転送される。送受信部２０３は、ベースバンド信号処理部２０４から出力されたベースバンド信号を無線周波数帯に変換する。その後、アンプ部２０２は、周波数変換された無線周波数信号を増幅して送受信アンテナ２０１により送信する。

図１１は、ユーザ端末２０が有するベースバンド信号処理部２０４の主な機能構成図である。図１１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１１に示すように、ユーザ端末２０が有するベースバンド信号処理部２０４は、制御部４０１と、送信信号生成部４０２と、マッピング部４０３と、受信信号処理部４０４と、を少なくとも含んで構成されている。

制御部４０１は、無線基地局１０から送信された下り制御信号（ＰＤＣＣＨ／ＥＰＤＣＣＨで送信された信号）および下りデータ信号（ＰＤＳＣＨで送信された信号）を、受信信号処理部４０４から取得する。制御部４０１は、下り制御信号や、下りデータ信号に対する再送制御の要否を判定した結果などに基づいて、上り制御信号（たとえば、送達確認信号（ＨＡＲＱ−ＡＣＫ）など）や上りデータ信号の生成を制御する。具体的には、制御部４０１は、送信信号生成部４０２およびマッピング部４０３の制御を行う。

制御部４０１は、受信したスケジューリング情報に基づいて、空間バンドリングを適用し得るコンポーネントキャリアでのみ送達確認信号の空間バンドリングを適用するよう決定する。あるいは、制御部４０１は、受信したスケジューリング情報により１０個を超えるコンポーネントキャリアに下りリンク共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）が割り当てられている場合に、空間バンドリングを適用し得るコンポーネントキャリアでのみ送達確認信号の空間バンドリングを適用するよう決定する。

送信信号生成部４０２は、制御部４０１からの指示に基づいて、上りリンク信号を生成して、マッピング部４０３に出力する。たとえば、送信信号生成部４０２は、制御部４０１からの指示に基づいて、送達確認信号（ＨＡＲＱ−ＡＣＫ）やチャネル状態情報（ＣＳＩ）などの上り制御信号を生成する。送信信号生成部４０２は、制御部４０１からの指示に基づいて上りデータ信号を生成する。たとえば、送信信号生成部４０２は、無線基地局１０から通知される下り制御信号に上りリンクグラントが含まれている場合に、制御部４０１から上りデータ信号の生成を指示される。送信信号生成部４０２には、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明される信号生成器または信号生成回路を適用できる。

マッピング部４０３は、制御部４０１からの指示に基づいて、送信信号生成部４０２で生成された上り信号を無線リソースにマッピングして、送受信部２０３へ出力する。マッピング部４０３には、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明されるマッパー、マッピング回路またはマッピング装置を適用できる。

受信信号処理部４０４は、下りリンク信号（たとえば、無線基地局から送信された下り制御信号、ＰＤＳＣＨで送信された下りデータ信号など）に対して、受信処理（たとえば、デマッピング、復調、復号など）を行う。受信信号処理部４０４は、無線基地局１０から受信した情報を、制御部４０１に出力する。受信信号処理部４０４は、たとえば、報知情報、システム情報、ページング情報、ＲＲＣシグナリング、ＤＣＩなどを、制御部４０１に出力する。

受信信号処理部４０４は、受信した信号を用いて、受信電力（ＲＳＲＰ）、受信品質（ＲＳＲＱ）やチャネル状態などについて測定してもよい。測定結果は、制御部４０１に出力されてもよい。

受信信号処理部４０４には、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明される信号処理器、信号処理回路または信号処理装置、ならびに、測定器、測定回路または測定装置を適用できる。

上記実施形態の説明に用いたブロック図は、機能単位のブロックを示している。これらの機能ブロック（構成部）は、ハードウェアおよびソフトウェアの任意の組み合わせによって実現される。各機能ブロックの実現手段は特に限定されない。各機能ブロックは、物理的に結合した１つの装置により実現されてもよいし、物理的に分離した２つ以上の装置を有線または無線で接続し、これら複数の装置により実現されてもよい。

たとえば、無線基地局１０やユーザ端末２０の各機能の一部またはすべては、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などのハードウェアを用いて実現されてもよい。無線基地局１０やユーザ端末２０は、プロセッサ（ＣＰＵ）と、ネットワーク接続用の通信インタフェースと、メモリと、プログラムを保持したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体と、を含むコンピュータ装置によって実現されてもよい。

プロセッサやメモリなどは情報を通信するためのバスで接続される。コンピュータ読み取り可能な記録媒体は、たとえば、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスクなどの記憶媒体である。プログラムは、電気通信回線を介してネットワークから送信されてもよい。無線基地局１０やユーザ端末２０は、入力キーなどの入力装置や、ディスプレイなどの出力装置を含んでいてもよい。

無線基地局１０およびユーザ端末２０の機能構成は、上述のハードウェアによって実現されてもよいし、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールによって実現されてもよいし、両者の組み合わせによって実現されてもよい。プロセッサは、オペレーティングシステムを動作させてユーザ端末の全体を制御する。プロセッサは、記憶媒体からプログラム、ソフトウェアモジュールやデータをメモリに読み出し、これらに従って各種の処理を実行する。当該プログラムは、上記の各実施形態で説明した各動作を、コンピュータに実行させるプログラムであればよい。たとえば、ユーザ端末２０の制御部４０１は、メモリに格納され、プロセッサで動作する制御プログラムによって実現されてもよく、他の機能ブロックについても同様に実現されてもよい。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、さまざまに変更して実施可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更が可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施可能である。

本出願は、２０１５年３月３１日出願の特願２０１５−０７２３９９に基づく。この内容は、全てここに含めておく。

本発明のユーザ端末は、ユーザ端末に設定される複数のセルにおける下りデータ信号に対する送達確認信号の空間バンドリングの適用可否を上位レイヤシグナリングに基づいて決定する制御部と、前記空間バンドリングの適用可否に基づいて生成される送達確認信号用のビットを上り制御チャネルを用いて送信する送信部と、を有し、前記制御部は、上位レイヤシグナリングにより前記複数のセルの中の特定のセルにおける前記空間バンドリングの適用が指示される場合であっても、前記特定のセルにおける前記下りデータ信号の割り当てに基づいて、前記特定のセルにおける前記空間バンドリングの適用可否を決定することを特徴とする。

Claims (10)

1. ６個以上のコンポーネントキャリアを利用して無線基地局と通信可能なユーザ端末であって、
   前記無線基地局から送信されるスケジューリング情報を受信する受信部と、
   前記スケジューリング情報に基づいて、空間バンドリングを適用し得るコンポーネントキャリアでのみ送達確認信号の空間バンドリングを適用するよう決定する制御部と、
   前記送達確認信号をＰＵＣＣＨフォーマット３を用いて送信する送信部と、を有することを特徴とするユーザ端末。
2. 前記空間バンドリングを適用し得るコンポーネントキャリアが、上位レイヤシグナリングで設定されることを特徴とする請求項１に記載のユーザ端末。
3. 前記空間バンドリングを適用し得るコンポーネントキャリアが、セルインデックスまたはセカンダリセルインデックスが相対的に大きいコンポーネントキャリアであることを特徴とする請求項１に記載のユーザ端末。
4. 前記制御部が、前記スケジューリング情報により１０個を超えるコンポーネントキャリアに下りリンク共有チャネルが割り当てられている場合に、前記空間バンドリングを適用し得るコンポーネントキャリアでのみ前記送達確認信号の空間バンドリングを適用することを特徴とする請求項１に記載のユーザ端末。
5. 前記制御部が、前記空間バンドリングを適用し得るコンポーネントキャリアに対する前記スケジューリング情報に応じて、前記空間バンドリングを適用し得るコンポーネントキャリアに対して動的に前記送達確認信号の空間バンドリングの適用可否を決定することを特徴とする請求項４に記載のユーザ端末。
6. 前記制御部が、すべてのコンポーネントキャリアに対する前記スケジューリング情報に応じて、前記空間バンドリングを適用し得るコンポーネントキャリアに対して動的に前記送達確認信号の空間バンドリングの適用可否を決定することを特徴とする請求項４に記載のユーザ端末。
7. 前記スケジューリング情報が、いくつのコンポーネントキャリアおよび／またはコードワードにスケジューリングを行ったかを示す下りリンク割当インデックスを含むことを特徴とする請求項５または請求項６に記載のユーザ端末。
8. 前記下りリンク割当インデックスが、前記空間バンドリングを適用し得るコンポーネントキャリアに対する前記スケジューリング情報に含まれることを特徴とする請求項７に記載のユーザ端末。
9. ６個以上のコンポーネントキャリアを利用し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、
   前記ユーザ端末は、
   前記無線基地局から送信されるスケジューリング情報を受信する受信部と、
   前記スケジューリング情報に基づいて、空間バンドリングを適用し得るコンポーネントキャリアでのみ送達確認信号の空間バンドリングを適用するよう決定する制御部と、
   前記送達確認信号をＰＵＣＣＨフォーマット３を用いて送信する送信部と、を有することを特徴とする無線通信システム。
10. ６個以上のコンポーネントキャリアを利用して無線基地局と通信可能なユーザ端末の無線通信方法であって、
    前記無線基地局から送信されるスケジューリング情報を受信する工程と、
    前記スケジューリング情報に基づいて、空間バンドリングを適用し得るコンポーネントキャリアでのみ送達確認信号の空間バンドリングを適用するよう決定する工程と、
    前記送達確認信号をＰＵＣＣＨフォーマット３を用いて送信する工程と、を有することを特徴とする無線通信方法。

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