JPWO2017026488A1 - ユーザ端末、無線基地局及び無線通信方法 - Google Patents

Abstract

送信前にリスニングが適用されるセル（例えば、アンライセンスバンド）において、他システムとの共存を図ると共に周波数利用効率を向上すること。ＵＬ信号の送信前にリスニングを適用して無線基地局と通信を行うユーザ端末であって、ＵＬ信号を送信する送信部と、リスニングにおけるランダムバックオフのカウンタ値を制御してＵＬ信号の送信を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記無線基地局から通知される情報及び／又は所定のパラメータ情報に基づいてランダムバックオフのカウンタ値を決定する。

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）。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（Ｒｅｌ．１０−１２）が仕様化され、さらに、例えば５Ｇ（5th generation mobile communication system）と呼ばれるＬＴＥの後継システムが検討されている。

Ｒｅｌ．８から１２のＬＴＥでは、事業者に免許された周波数帯、すなわちライセンスバンド（Licensed band）において排他的な運用がなされることを想定して仕様化が行われた。ライセンスバンドとしては、例えば、８００ＭＨｚ、２ＧＨｚまたは１．７ＧＨｚなどが使用される。

スマートフォンやタブレット等の高機能化されたユーザ端末／ユーザ装置（ＵＥ：User Equipmentと呼ぶ）の普及は、ユーザトラヒックを急激に増加させている。この増加するユーザトラヒックを吸収するため、更なる周波数バンドを追加する必要があるが、ライセンスバンドのスペクトラム（licensed spectrum）には限りがある。このため、ライセンスバンド以外に利用可能なアンライセンススペクトラム（unlicensed spectrum）のバンド（これをアンライセンスバンド：unlicensed bandと呼ぶ）を利用して、ＬＴＥシステムの周波数を拡張することが検討されている（非特許文献２）。

アンライセンスバンドとしては、たとえばＷｉ−Ｆｉ（登録商標）と同じ２．４ＧＨｚまたは５ＧＨｚ帯などが使用される。Ｒｅｌ．１３ ＬＴＥ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（ＣＡ）を行うことが検討されている。このように、ライセンスバンドとともにアンライセンスバンドを用いて行う通信をＬＡＡ（License-Assisted Access）と称する。将来的にライセンスバンドとアンライセンスバンドのデュアルコネクティビティ（ＤＣ）や、アンライセンスバンドのスタンドアローンもＬＡＡの検討対象となる可能性がある。

3GPP TS 36.300 "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) and Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN); Overall description; Stage 2" AT&T, Drivers, Benefits and Challenges for LTE in Unlicensed Spectrum, 3GPP TSG-RAN Meeting #62 RP-131701

アンライセンスバンドでは、他事業者のＬＴＥ、Ｗｉ−Ｆｉ又はその他のシステムとの共存のため、干渉制御機能の導入が検討されている。Ｗｉ−Ｆｉでは、同一周波数内での干渉制御機能として、ＣＣＡ（Clear Channel Assessment）に基づくＬＢＴ（Listen Before Talk）が利用されている。

したがって、ＬＴＥシステムに対してアンライセンスバンドを設定する場合も、干渉制御機能としてリスニング（例えば、ＬＢＴ）を適用してＵＬ送信及び／又はＤＬ送信を制御することが想定される。かかる場合、他システム（例えば、Ｗｉ−Ｆｉ）や他のＬＴＥ事業者との効率的かつフェアな共存を図ると共に、効率的な周波数の運用を実現することが要求される。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、送信前にリスニングが適用されるセル（例えば、アンライセンスバンド）において、他システムとの共存を図ると共に周波数利用効率を向上することができるユーザ端末、無線基地局及び無線通信方法を提供することを目的の１つとする。

本発明のユーザ端末の一態様は、ＵＬ信号の送信前にリスニングを適用して無線基地局と通信を行うユーザ端末であって、ＵＬ信号を送信する送信部と、リスニングにおけるランダムバックオフのカウンタ値を制御してＵＬ信号の送信を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記無線基地局から通知される情報及び／又は所定のパラメータ情報に基づいてランダムバックオフのカウンタ値を決定することを特徴とする。

本発明によれば、送信前にリスニングが適用されるセル（例えば、アンライセンスバンド）において、他システムとの共存を図ると共に周波数利用効率を向上することができる。

図１Ａは、ＦＢＥの無線フレーム構成の一例を示す図であり、図１Ｂは、ＬＢＥの無線フレーム構成の一例を示す図である。 ＤＬ−ＬＢＴ後の送信に設定されるバースト期間の一例を示す図である。 図３Ａは、既存のＴＤＤのサブフレーム構成の一例を示す図であり、図３Ｂは、ＬＡＡにおけるサブフレーム構成の一例を示す図である。 リスニングにランダムバックオフを適用した場合の一例を示す図である。 複数ユーザ端末で独立にランダムバックオフを制御した場合の一例を示す図である。 本実施の形態におけるランダムバックオフの制御方法の一例を示す図である。 本実施の形態におけるランダムバックオフの制御方法の他の例を示す図である。 本実施の形態におけるランダムバックオフの制御方法の他の例を示す図である。 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の説明図である。 本実施の形態に係る無線基地局の機能構成の説明図である。 本実施の形態に係るユーザ端末の全体構成の説明図である。 本実施の形態に係るユーザ端末の機能構成の説明図である。

上述したように、アンライセンスバンドでは、他事業者のＬＴＥ、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）またはその他のシステムと共存するため、干渉制御機能が必要になる。同一周波数での干渉制御機能として、Ｗｉ−Ｆｉでは、ＣＣＡ（Clear Channel Assessment）に基づくＬＢＴ（Listen Before Talk）と呼ばれる機能が実装されている。日本や欧州などにおいてはＬＢＴ機能が５ＧＨｚ帯アンライセンスバンドで運用されるＷｉ−Ｆｉなどのシステムにおいて必須と規定されている。

このため、アンライセンスバンドでＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａを運用するシステム（例えば、ＬＡＡシステム）においても、信号の送信前にリスニングを適用することにより同一周波数内における干渉制御を行うことが検討されている。リスニングが設定されるキャリアでは、複数のシステムにおける無線基地局やユーザ端末が、同一周波数帯域を共有利用することが想定される。

リスニングの適用により、ＬＡＡとＷｉ−Ｆｉとの間の干渉、ＬＡＡシステム間の干渉などを回避することができる。また、ＬＡＡシステムを運用するオペレータ毎に、接続可能なユーザ端末の制御を独立して行う場合であっても、リスニングによりそれぞれの制御内容を把握することなく干渉を低減することができる。

ここで、リスニングとは、ある送信ポイント（例えば、無線基地局、ユーザ端末など）が信号の送信を行う前に、他の送信ポイントなどから所定レベル（例えば、所定電力）を超える信号が送信されているか否かを検出／測定する動作を指す。また、無線基地局及び／又はユーザ端末が行うリスニングは、ＬＢＴ（Listen Before Talk）、ＣＣＡ（Clear Channel Assessment）、キャリアセンスなどとも呼ばれる。

例えば、ＬＴＥシステムでＬＢＴを適用する場合、送信ポイント（ＬＴＥ−Ｕ基地局及び／又はユーザ端末）は、アンライセンスバンドにおいてＵＬ信号及び／又はＤＬ信号を送信する前にリスニング（ＬＢＴ、ＣＣＡ）を行う。そして、他システム（例えば、Ｗｉ−Ｆｉ）や別のＬＡＡの送信ポイントからの信号を検出しなかった場合、アンライセンスバンドで通信を実施する構成とすることができる。

送信ポイントは、ＬＢＴで測定した受信電力が所定の閾値以下である場合は、チャネルは空き状態（ＬＢＴ−ｉｄｌｅ）であると判断し送信を行う。「チャネルが空き状態である」とは、言い換えると、特定のシステムによってチャネルが占有されていないことをいい、チャネルがアイドルである、チャネルがクリアである、チャネルがフリーである、などともいう。

一方で、送信ポイントは、ＬＢＴで測定した受信電力が所定の閾値を超える場合、チャネルはビジー状態（ＬＢＴ−ｂｕｓｙ）であると判断し、送信を制限する。例えば、リスニングの結果、ＬＢＴ−ｂｕｓｙであると判断した場合には、（１）ＤＦＳ（Dynamic Frequency Selection）により別キャリアに遷移する、（２）送信電力制御（ＴＰＣ）を行う、（３）送信を行わない（送信停止、又は待機）、などの処理が実施される。ＬＢＴ−ｂｕｓｙの場合、当該チャネルは、改めてＬＢＴを行いチャネルが空き状態であることが確認できた後に初めて利用可能となる。なお、ＬＢＴによるチャネルの空き状態／ビジー状態の判定方法は、これに限られない。

例えば、アンライセンスバンドのキャリア（周波数と称してもよい）を用いて通信を行うユーザ端末が、当該アンライセンスバンドのキャリアで通信を行っている他のエンティティ（他のユーザ端末等）を検出した場合、当該キャリアでの送信が禁止される場合を想定する。この場合、当該ユーザ端末は、送信タイミングよりも所定期間前のタイミングでＬＢＴを実行する。ＬＢＴを実行するユーザ端末は、送信タイミングよりも所定期間前のタイミングで対象となるキャリアの帯域全体をサーチし、他の装置（無線基地局、ＬＡＡ−ＵＥ、Ｗｉ−Ｆｉ装置等）が当該キャリアの帯域において通信しているか否かを確認する。通信していないことが確認された場合に限って、当該キャリアを用いて送信を行う。他方、一部の帯域でも他の装置が使用中であることを検出した場合、すなわち、他の装置からの当該帯域に係る信号の受信電力がしきい値を超過していることを検出した場合、当該送信ポイントは自らの送信を中止する。ここで、ＬＢＴ期間中の受信信号電力が所定のしきい値より高い場合、チャネルはビジー状態（ＬＢＴ−ｂｕｓｙ）とみなされる。ＬＢＴ期間中の受信信号電力が所定のしきい値より低い場合、チャネルはアイドル状態（ＬＢＴ−ｉｄｌｅ）とみなされる。

また、ＬＢＴメカニズムには、大別してＬＢＥ（Load-Based Equipment）およびＦＢＥ（Frame-Based Equipment）の２種類がある。ＬＢＥでは、初期ＣＣＡを実施して、ＬＢＴ−ｉｄｌｅであれば送信を開始し、ＬＢＴ−ｂｕｓｙであればＥＣＣＡ（Extended CCA）手順を実施する。つまり、ＬＢＥは、キャリアセンスを行った結果チャネルが使用不可であった場合はキャリアセンス時間を延長し、チャネルが使用可能となるまで継続的にキャリアセンスを行うメカニズムである。ＬＢＥでは、適切な衝突回避のためランダムバックオフが必要である。

ＦＢＥでは、固定のタイミングおよび固定の周期でキャリアセンスを実施し、ＬＢＴ−ｉｄｌｅであれば送信を開始し、ＬＢＴ−ｂｕｓｙであれば次のキャリアセンスタイミングまで待機する。つまり、ＦＢＥは、固定のフレーム周期をもち、所定のフレームでキャリアセンスを行った結果、チャネルが使用可能であれば送信を行うが、チャネルが使用不可であれば次のフレームにおけるキャリアセンスタイミングまで送信を行わずに待機するというメカニズムである。

図１は、ＬＢＴにおける無線フレーム構成の一例を示す図である。図１Ａは、ＦＢＥの無線フレーム構成の一例を示している。ＦＢＥの場合、ＬＢＴ時間（LBT duration）及びＬＢＴ周期は固定であり、所定のシンボル数（例えば、１〜３シンボル）及び周期（例えば、１ｍｓ毎）でＬＢＴが行われる。一方、図１Ｂは、ＬＢＥの無線フレーム構成の一例を示している。ＬＢＥの場合、ＬＢＴ時間は固定でない。例えば、所定の条件を満たすまでＬＢＴシンボルが継続されてもよい。具体的には、ＬＢＴ−ｉｄｌｅが観測されるまで、送信ポイントはＬＢＴを継続して実施してもよい。なお、本実施の形態は、ランダムバックオフを利用するＬＢＥに好適に適用することができるがこれに限られない。

例えば、ＤＬ通信の場合、無線基地局が実施するＤＬ送信用のリスニング（ＤＬ−ＬＢＴ）結果がＬＢＴ−ｉｄｌｅである場合、無線基地局に対して所定期間の間はＬＢＴを省略した信号送信（ＤＬバースト送信）を許容することができる（図２参照）。リスニングを適用するセルにおいて、リスニング後（ＬＢＴ−ｉｄｌｅの場合）にＬＢＴを実施せずに送信できる期間を、バースト期間（バースト送信期間、バースト長、最大バースト長、最大許容バースト長、Maximum burst length）とも呼ぶ。ＵＬ送信についてもＤＬと同様にリスニング（ＵＬ−ＬＢＴ）結果に応じてＵＬバースト送信を行うことができる。

また、ＤＬ送信とＵＬ送信を同じアンライセンスキャリアでサポートする場合（ＤＬ／ＵＬ ＬＡＡ）、ＤＬバースト送信とＵＬバースト送信は時間分割多重（ＴＤＭ）してスケジューリングすることができる。既存のＬＴＥシステムのＴＤＤでは、ＤＬサブフレームとＵＬサブフレームの配置パターンが固定的に設定される（図３Ａ参照）。これに対し、ＤＬ／ＵＬ ＬＡＡでは、ＤＬバースト送信とＵＬバースト送信を固定せずにフレキシブルに時間多重して送信を制御することが想定される（図３Ｂ参照）。

このように、アンライセンスバンドを用いるＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａシステムにおいても、ＵＬ送信及び／又はＤＬ送信を行う前にリスニングを行うことが想定される。かかる場合、他システム（例えば、Ｗｉ−Ｆｉ）や他のＬＴＥ事業者との効率的かつフェアな共存を図ると共に、効率的な周波数の運用を実現することが要求される。

他システム（例えば、Ｗｉ−Ｆｉ）とのフェアな共存を実現するために、アンライセンスバンドでＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａシステムを利用する場合にも、リスニングにおいてランダムバックオフを適用することが考えられる。ランダムバックオフとは、チャネルが空き状態（アイドル状態）となった場合であっても、各送信ポイントがすぐに送信を開始するのでなく、ランダムに設定される期間（カウンタ値）だけ送信を待機してチャネルがクリアであれば送信を開始するメカニズムを指す。

例えば、アンライセンスバンドにおいてチャネルが使用状態（ビジー状態）の場合、各送信ポイント（アクセスポイント）は、リスニングによりチャネルが空き状態（アイドル状態）と判断した時にデータの送信を開始する。この時、チャネルの空き状態を待っていた複数の送信ポイントが一斉に送信を開始すると送信ポイント間で衝突する可能性が高くなる。そのため、送信ポイント間の衝突を抑制するために、チャネルが空き状態になった場合でも各送信ポイントはすぐに送信を行わず、ランダムに設定される期間だけ送信を待機して送信ポイント間の衝突の確率を抑制する（ランダムバックオフ）。

各送信ポイントに設定されるバックオフ期間は、ランダムに設定されるカウンタ値（乱数値）に基づいて決定することができる。カウンタ値の範囲はコンテンションウィンドウ（ＣＷ：Contention Window）サイズに基づいて決定され、例えば、１〜ＣＷサイズ（整数値）の範囲からランダムにランダムバックオフのカウンタ値が設定される。

図４にランダムバックオフの適用例を示す。送信ポイントは、ＣＣＡによりチャネルがアイドル状態と判断した場合にランダムバックオフ用のカウンタ値を生成する。そして、所定期間（defer period（D_eCCA）とも呼ばれる）の待ち時間だけチャネルが空いていることを確認できるまでカウンタ値を保持する。チャネルが所定期間空いていることを確認できた場合、送信ポイントは、所定時間単位（例えば、eCCAスロット時間単位）のセンシングを行い、チャネルが空いている場合にはカウンタ値を減らし、カウンタ値がゼロになったら送信を行うことができる。

ランダムバックオフにおいて、カウンタ値はＣＷサイズに関連づけられた範囲から決定される。図４ではバックオフ期間として１〜１６の中からランダムな値が選択される場合を示している。このように、リスニングにおけるランダムバックオフのカウンタ値に基づいて送信を制御することにより、複数の送信ポイント間で送信機会を分散してフェアにすることができる。

アンライセンスバンドでＬＴＥシステムを利用する場合にも、Ｗｉ−Ｆｉと同様に送信ポイント（無線基地局及び／又はユーザ端末）がＵＬ送信及び／又はＤＬ送信を行う前のリスニングにおいてランダムバックオフを適用することが考えられる。

しかし、Ｗｉ−Ｆｉでは、基本的に１回のバースト送信は１つの送信ポイントが１つの受信ポイントのみに向けて行うことを想定している。一方で、ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａシステム（ＬＡＡ）では、無線基地局は複数のユーザ端末に対してＵＬ送信指示を行い、複数のユーザ端末からのＵＬ送信を多重して行う場合（例えば、ＵＬ ＭＵ−ＭＩＭＯ等）が考えられる。

無線基地局は、複数のユーザ端末のＵＬ送信を多重する場合、同じタイミング（例えば、同じサブフレーム）でＵＬ送信指示をユーザ端末に送信する。同じタイミングでＵＬ送信指示を受信したユーザ端末は同じタイミングでＵＬ信号の送信を制御する。しかし、かかる場合、同じタイミングでＵＬ送信指示を受信したユーザ端末間で、バックオフ時間に差が生じる（異なるカウンタ値が設定される）場合、ユーザ端末間で多重送信が出来なくなるおそれがある。例えば、先に送信を開始したユーザ端末のＵＬ送信により、ランダムバックオフ期間中の他のユーザ端末のリスニング結果がビジー状態（ＬＢＴ−ｂｕｓｙ）となり、他のユーザ端末のＵＬ送信が制限される場合がある。

図５は、同じサブフレームでＵＬ送信指示を受けた第１のユーザ端末（ＵＥ＃１）と第２のユーザ端末（ＵＥ＃２）が異なるランダムバックオフのカウンタ値を生成する場合を示している。具体的には、図５では、第１のユーザ端末に対してカウンタ値“７”が設定され、第２のユーザ端末に対してカウンタ値“５”が設定される場合を示している。かかる場合、先に送信を開始する第２のユーザ端末のＵＬ送信（データパケット）が第１のユーザ端末のリスニングに影響を及ぼすおそれがある。このように、ＵＬ送信を行うユーザ端末間でランダムバックオフのカウンタ値をそれぞれ独立して設定する場合、ＵＬ送信においてユーザ端末間の多重送信が困難となる。

そこで、本発明者等は、ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａシステム（ＬＡＡ）においてリスニングを適用する場合、ＵＬ送信で多重されるユーザ端末間でランダムバックオフのカウンタ値が一致するように制御することを着想した。例えば、各ユーザ端末は、無線基地局から通知される情報及び／又は所定のパラメータ情報に基づいてランダムバックオフのカウンタ値を決定する。

これにより、ＵＬ送信で多重されるユーザ端末（例えば、ＵＬ送信指示を同じサブフレームで受信したユーザ端末）を適切に多重して送信を制御することができる。その結果、リスニングを適用するキャリア（例えば、アンライセンスキャリア）における周波数利用効率を向上することができる。また、ランダムバックオフを適用することにより、他システムとの共存を図ることもできる。

以下に、上述した本実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、本実施の形態では、リスニング（ＬＢＴ）が設定されない周波数キャリアをライセンスバンド、リスニングが設定されるキャリアをアンライセンスバンドとして説明するが、これに限られない。本実施の形態は、リスニングが設定される周波数キャリア（又は、セル）であれば、ライセンスバンド又はアンライセンスバンドに関わらず適用することができる。

また、以下の説明では、ＵＬ送信として、無線基地局から通知されるＵＬ送信指示（ＵＬグラント）に基づいてＵＬデータ（例えば、ＰＵＳＣＨ、ＰＵＣＣＨ等）の送信制御に好適に適用できるが、本実施の形態はこれに限られない。他のＵＬ送信（例えば、ＡＣＫ／ＮＡＣＫフィードバック、非周期的チャネル状態情報（Ａ−ＣＳＩ）フィードバック、非周期的サウンディング参照信号（Ａ−ＳＲＳ）フィードバック等）に対しても適用することができる。

また、以下の説明では、ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａシステムにおいてリスニングを適用する場合について説明するが、本実施の形態はこれに限られない。信号送信前にリスニングを適用し、ランダムバックオフによるＵＬ送信を制御するシステムであれば適用することができる。

（第１の態様）
第１の態様では、無線基地局から通知される情報及び／又は所定のパラメータ情報に基づいてランダムバックオフのカウンタ値を制御する場合について説明する。

無線基地局は、リスニング（ＵＬ−ＬＢＴ）に適用するランダムバックオフのカウンタ値に関する情報を下り制御情報（ＤＣＩ）に含めてユーザ端末に通知することができる。ユーザ端末は、下り制御情報に含まれるランダムバックオフのカウンタ値に関する情報に基づいてカウンタ値を決定する。ランダムバックオフのカウンタ値に関する情報は、ユーザ端末が適用するカウンタ値そのものでもよいし、カウンタ値の生成に使用する値（Ｓｅｅｄ値）であってもよい。

＜無線基地局からの通知＞
無線基地局は、ＵＬ送信指示と同時に送信される下り制御情報にランダムバックオフのカウンタ値に関する情報を含めて通知することができる。この場合、ユーザ端末は、ＵＬ送信指示とＵＬ送信前に実施するリスニングにおけるランダムバックオフのカウンタ値に関する情報を同時に受信することができる。

あるいは、無線基地局は、ＵＬ送信指示を送信した後のサブフレームで送信される下り制御情報にランダムバックオフのカウンタ値に関する情報を含めて通知することができる。この場合、ユーザ端末は、ＵＬ送信指示を受けてからＵＬ送信のためのリスニングを開始するまでの間にランダムバックオフのカウンタ値に関する情報を受信することができる。

図６は、複数のユーザ端末（第１のユーザ端末と第２のユーザ端末）のＵＬ−ＬＢＴにおけるランダムバックオフの一例を示している。無線基地局は、第１のユーザ端末と第２のユーザ端末に対して、ＵＬ送信指示を同じタイミング（例えば、サブフレーム）で通知する。第１のユーザ端末と第２のユーザ端末は、ＵＬ送信指示を受信してから所定期間後（例えば、４ｍｓ）後のサブフレームでＵＬ信号を送信する。つまり、無線基地局は、第１のユーザ端末と第２のユーザ端末のＵＬ送信を多重するように制御している。

また、第１のユーザ端末と第２のユーザ端末は、ＵＬ信号の送信前にリスニングを適用してＬＢＴ−ｉｄｌｅであれば、所定期間（ランダムバックオフのカウンタ値）だけ待機した後にＵＬ信号の送信を行う。本実施の形態では、第１のユーザ端末と第２のユーザ端末は、無線基地局から通知されるランダムバックオフのカウンタ値に関する情報に基づいて、同じカウンタ値（ここでは、カウンタ値＝５）を生成することができる。

この場合、無線基地局は、ランダムバックオフのカウンタ値が５である情報を下り制御情報に含めて送信することができる。あるいは、無線基地局は、ランダムバックオフのカウンタ値の生成に利用する値（Ｓｅｅｄ値）を下り制御情報に含めてユーザ端末に通知し、各ユーザ端末はＳｅｅｄ値に基づいてカウンタ値を５に生成する構成としてもよい。

無線基地局は、新しく定義されたＲＮＴＩ（Radio Network Temporary Identifier）を含む下り制御チャネルを用いてランダムバックオフのカウンタ値に関する情報をユーザ端末に送信することができる。この場合、無線基地局は、ＲＮＴＩに関する情報を下り制御情報等を用いてユーザ端末に通知し、当該ユーザ端末は、通知された情報に基づいてＰＤＣＣＨを受信する。なお、ランダムバックオフのカウンタ値に関する情報を下り制御情報に含める場合、既存のＤＣＩフォーマットの所定フィールドを利用してもよい。

また、無線基地局は、上位レイヤシグナリング（例えば、ＲＲＣシグナリング、報知情報等）を用いて、ランダムバックオフのカウンタ値に関する情報をユーザ端末に通知することができる。例えば、上位レイヤシグナリングにランダムバックオフのカウンタ値の生成に利用する値（Ｓｅｅｄ値）を含めて各ユーザ端末に送信することができる。

＜所定のパラメータ情報＞
各ユーザ端末は、所定のパラメータ情報に基づいてランダムバックオフのカウンタ値を制御することができる。所定パラメータ情報として、ＵＬ信号を送信するシステムフレーム番号、サブフレーム番号、ＵＬ信号を送信するセルの識別子、リスニングに適用するコンテンションウィンドウサイズ（ＣＷサイズ）の少なくとも一つを利用することができる。つまり、ユーザ端末間で共通となるパラメータ情報を利用してカウンタ値を生成することにより、異なるユーザ端末間で同一のカウンタ値を生成することが可能となる。

例えば、ユーザ端末は、システムフレーム番号、サブフレーム番号、セルＩＤ及びＣＷサイズを用いてカウンタ値を生成する式を規定して利用することができる。一例として、各ユーザ端末は、以下の式（１）を利用してランダムバックオフのカウンタ値を決定することができる。

式（１）
カウンタ値＝Ｍｏｄ（システムフレーム番号×１０＋サブフレーム番号＋セルＩＤ，ＣＷサイズ）

図７は、複数のユーザ端末が上記式（１）を適用してＵＬ−ＬＢＴにおけるランダムバックオフを制御する場合の一例を示している。図７では、セルＩＤが＃０、ＣＷサイズが１６に設定される場合を想定している。

各ユーザ端末は、ＵＬ送信指示に基づいてＵＬ送信を行う場合、当該ＵＬ送信を行うシステムフレーム番号（ＳＦＮ）、サブフレーム番号及びセルＩＤ等に基づいてランダムバックオフのカウンタ値を生成する。例えば、ＳＦＮ＃０のサブフレーム＃４でＵＬ送信を行うユーザ端末は、カウンタ値を４（＝Ｍｏｄ（０×１０＋４＋０，１６））に設定してランダムバックオフを行う。また、ＳＦＮ＃２のサブフレーム＃９でＵＬ送信を行うユーザ端末は、カウンタ値を１３（＝Ｍｏｄ（２×１０＋９＋０，１６））に設定してランダムバックオフを行う。また、ＳＦＮ＃５のサブフレーム＃０でＵＬ送信を行うユーザ端末は、カウンタ値を２（＝Ｍｏｄ（５×１０＋０＋０，１６））に設定してランダムバックオフを行う。

なお、上記式（１）において、「サブフレーム番号＋セルＩＤ」を他の要素と置き換えてもよい。他の要素としては、下り制御情報及び／又は上位レイヤシグナリングで通知されるＳｅｅｄ値等を利用することができる。

なお、共通のカウンタ値が設定された各ユーザ端末は、カウンタ値が満了（ゼロ）になったタイミングでＵＬ送信を開始するように制御することができる。この場合、ユーザ端末は、設定されるカウンタ値やＬＢＴ結果等に基づいて、リスニングが終了したタイミング（例えば、サブフレームの先頭、又はサブフレームの途中）からＵＬ送信を開始し、一定期間後にＵＬ送信を終了するように制御することができる。一定期間（ＵＬ送信の終了タイミング）は、ＵＬ送信の開始タイミングから所定の期間（例えば、１ｍｓ）後としてもよいし、次のサブフレーム境界などの所定タイミングにより決定することも可能である。

このように、各ユーザ端末が所定のパラメータ情報に基づいてランダムバックオフのカウンタ値を決定することにより、ＵＬ送信で多重されるユーザ端末の送信タイミングをそろえることが出来るため、適切にＵＬ多重送信を行うことができる。これにより、周波数利用効率を向上することができる。また、ランダムバックオフを適用することにより、他システムとの共存を図ることもできる。

＜ＵＬ送信制御＞
ユーザ端末は、ランダムバックオフのカウント時にチャネルがビジー状態であると判断した場合（カウンタ値がフリーズした場合）、カウンタ値を破棄してＵＬ信号の送信を行わないように制御する（例えば、ドロップする）ことができる。

この場合、ユーザ端末は、ＵＬ送信が行えなかった旨の情報（例えば、ＤＴＸ）及び／又はチャネルがビジー状態であると判断した場合のカウンタ値に関する情報を無線基地局に報告してもよい。無線基地局は、各ユーザ端末から報告されたカウンタ値に関する情報等に基づいて、次以降のＵＬ送信のタイミングや、当該ＵＬ送信に適用するランダムバックオフのカウンタ値等を制御することができる。

＜変形例＞
ユーザ端末は、無線基地局から送信されるランダムバックオフのカウンタ値に関する情報、又は所定のパラメータ情報を取得できない場合も想定される。例えば、ユーザ端末が、ランダムバックオフのカウンタ値に関する情報が含まれる下り制御情報を検出ミスした場合、ランダムバックオフのカウンタ値を生成することができなくなるおそれがある。

このような問題を防ぐために、ユーザ端末は、ランダムバックオフのカウンタ値に関する情報、又は所定のパラメータ情報を取得できない場合に、所定値又は所定範囲からランダムに選択した値に基づいてカウンタ値を決定する構成とすることができる。

例えば、ユーザ端末がカウンタ値に関する情報を取得できない場合、無線基地局から通知され得る値の最大値（例えば、ＣＷサイズの最大値）をカウンタ値又はＳｅｅｄ値として適用する。これにより、カウンタ値が含まれる下り制御情報を検出ミスしたユーザ端末に短いバックオフ期間（カウンタ値）が設定され、下り制御情報を検出した他のユーザ端末より先に送信を行う事態（他のユーザ端末を多重できなくなる事態）を回避することができる。

あるいは、ユーザ端末がカウンタ値に関する情報を取得できない場合、当該ユーザ端末が所定範囲からランダムに値を選択し、選択した値をカウンタ値又はＳｅｅｄ値として利用してもよい。

（第２の態様）
第２の態様では、ユーザ端末に対してリスニング（ＵＬ−ＬＢＴ）を適応するセルが複数設定される場合のランダムバックオフのカウンタ値の制御方法について説明する。

ＵＬ送信において、隣接ＣＣ（セル）間でカウンタ値が異なる場合、隣接ＣＣのＵＬ送信によりリスニング結果がビジー状態（ＬＢＴ−ｂｕｓｙ）となるおそれがある。そのため、複数のセルにおいてＵＬ信号の送信前にリスニングを適用してＵＬ信号の送信を行う場合、ユーザ端末は、各セルで実施するリスニングにおけるランダムバックオフのカウンタ値を同一に制御することができる。例えば、ユーザ端末は、設定された全てのＣＣに対して共通のバックオフのカウンタ値を適用してリスニング（ＵＬ送信）を制御することができる。

図８は、周波数が隣接する複数のＣＣ（ここでは、ＣＣ＃１、ＣＣ＃２）において、複数のユーザ端末が行うランダムバックオフの一例を示している。図８では、無線基地局が、第１のユーザ端末と第２のユーザ端末に対してＣＣ＃１におけるＵＬ送信指示を通知し、第１のユーザ端末と第３のユーザ端末に対してＣＣ＃２におけるＵＬ送信指示を同じタイミングで通知する場合を示している。つまり、無線基地局は、ＣＣ＃１において第１のユーザ端末と第２のユーザ端末のＵＬ送信を多重するように制御し、ＣＣ＃２において第１のユーザ端末と第３のユーザ端末のＵＬ送信を多重するように制御している。

例えば、無線基地局は、第１のユーザ端末と第２のユーザ端末に対してＣＣ＃１におけるＵＬ送信指示を下り制御情報（ＤＣＩ）に含めてそれぞれ送信する。同様に、無線基地局は、第１のユーザ端末と第３のユーザ端末に対してＣＣ＃２におけるＵＬ送信指示をＤＣＩに含めてそれぞれ送信する。この場合、無線基地局は、クロスキャリアスケジューリングを適用して、ＣＣ＃１におけるＵＬ送信指示を含むＤＣＩと、ＣＣ＃２におけるＵＬ送信指示を含むＤＣＩを、ＣＣ＃１又はＣＣ＃２の一方の下り制御チャネルにそれぞれ割当てて送信することができる。

また、無線基地局からユーザ端末にランダムバックオフのカウンタ値に関する情報を通知する場合、当該無線基地局は、複数ＣＣに接続するユーザ端末（ここでは、第１のユーザ端末）に対しては、少なくとも一方のＣＣに対応する下り制御情報（又は、上位レイヤシグナリング）を利用してカウンタ値に関する情報を通知すればよい。

第１のユーザ端末、第２のユーザ端末及び第３のユーザ端末は、無線基地局から通知されるランダムバックオフのカウンタ値に関する情報及び／又は所定のパラメータ情報に基づいて、同じカウンタ値（ここでは、カウンタ値＝７）を生成することができる。

このように、ＣＣ間の各ＵＬ送信に対して同じランダムバックオフのカウンタ値を用いてＵＬ送信を行うことにより、各ＣＣでのＵＬ送信を適切に行うと共に、周波数利用効率を向上することができる。

（無線通信システムの構成）
以下、本発明の一実施形態に係る無線通信システムの構成について説明する。この無線通信システムでは、本発明の実施形態に係る無線通信方法が適用される。なお、上記の各実施の態様に係る無線通信方法は、それぞれ単独で適用されてもよいし、組み合わせて適用してもよい。

図９は、本発明の一実施形態に係る無線通信システムの概略構成の一例を示す図である。なお、図９に示す無線通信システムは、例えば、ＬＴＥシステム、ＳＵＰＥＲ ３Ｇ、ＬＴＥ−Ａシステムなど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、複数のコンポーネントキャリア（ＣＣ）を一体としたキャリアアグリゲーション（ＣＡ）及び／又はデュアルコネクティビティ（ＤＣ）を適用することができる。また、複数のＣＣには、ライセンスバンドを利用するライセンスバンドＣＣと、アンライセンスバンドを利用するアンライセンスバンドＣＣが含まれる。なお、この無線通信システムは、ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄと呼ばれても良いし、４Ｇ、５Ｇ、ＦＲＡ（Future Radio Access）などと呼ばれても良い。

図９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（１２ａ−１２ｃ）と、を備えている。また、マクロセルＣ１及び各スモールセルＣ２には、ユーザ端末２０が配置されている。

ユーザ端末２０は、無線基地局１１及び無線基地局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、ＣＡ又はＤＣにより同時に使用することが想定される。また、ユーザ端末２０は、少なくとも２ＣＣ（セル）を用いてＣＡを適用することができ、６個以上のＣＣを利用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（例えば、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（例えば、３．５ＧＨｚ、５ＧＨｚなど）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との間（又は、２つの無線基地局１２間）は、有線接続（光ファイバ、Ｘ２インターフェースなど）又は無線接続する構成とすることができる。

無線基地局１１及び各無線基地局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。なお、上位局装置３０には、例えば、アクセスゲートウェイ装置、無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）、モビリティマネジメントエンティティ（ＭＭＥ）などが含まれるが、これに限定されるものではない。また、各無線基地局１２は、無線基地局１１を介して上位局装置３０に接続されてもよい。

なお、無線基地局１１は、相対的に広いカバレッジを有する無線基地局であり、マクロ基地局、集約ノード、ｅＮＢ（eNodeB）、送受信ポイントなどと呼ばれてもよい。また、無線基地局１２は、局所的なカバレッジを有する無線基地局であり、スモール基地局、マイクロ基地局、ピコ基地局、フェムト基地局、ＨｅＮＢ（Home eNodeB）、ＲＲＨ（Remote Radio Head）、送受信ポイントなどと呼ばれてもよい。以下、無線基地局１１及び１２を区別しない場合は、無線基地局１０と総称する。各ユーザ端末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よい。

無線通信システムにおいては、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、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。

また、下りリンクの参照信号として、セル固有参照信号（ＣＲＳ：Cell-specific Reference Signal）、チャネル状態測定用参照信号（ＣＳＩ−ＲＳ：Channel State Information-Reference Signal）、復調用に利用されるユーザ固有参照信号（ＤＭ−ＲＳ：Demodulation Reference Signal）などを含む。

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（HARQ-ACK）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。

＜無線基地局＞
図１０は、本発明の一実施形態に係る無線基地局の全体構成の一例を示す図である。無線基地局１０は、複数の送受信アンテナ１０１と、アンプ部１０２と、送受信部１０３と、ベースバンド信号処理部１０４と、呼処理部１０５と、伝送路インターフェース１０６と、を備えている。なお、送受信部１０３は、送信部及び受信部で構成される。

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

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

各送受信部１０３は、ベースバンド信号処理部１０４からアンテナ毎にプリコーディングして出力されたベースバンド信号を無線周波数帯に変換して送信する。送受信部１０３で周波数変換された無線周波数信号は、アンプ部１０２により増幅され、送受信アンテナ１０１から送信される。

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。

例えば、送受信部（送信部）１０３は、ＵＬ送信指示（ＵＬグラント）を送信する。また、ユーザ端末がＵＬ−ＬＢＴにおけるランダムバックオフのカウンタ値を無線基地局からの情報に基づいて生成する場合、送受信部（送信部）１０３は、カウンタ値に関する情報を送信する。また、送受信部１０３は、アンライセンスバンドでＤＬ信号を送信する場合、当該ＤＬ信号の送信前に実施されるリスニングの結果に基づいてＤＬ信号の送信を行うことができる。なお、送受信部１０３は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明されるトランスミッター／レシーバー、送受信回路又は送受信装置とすることができる。

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

伝送路インターフェース１０６は、所定のインターフェースを介して、上位局装置３０と信号を送受信する。また、伝送路インターフェース１０６は、基地局間インターフェース（例えば、光ファイバ、Ｘ２インターフェース）を介して隣接無線基地局１０と信号を送受信（バックホールシグナリング）してもよい。

図１１は、本実施形態に係る無線基地局の機能構成の一例を示す図である。なお、図１１では、本実施形態における特徴部分の機能ブロックを主に示しており、無線基地局１０は、無線通信に必要な他の機能ブロックも有しているものとする。図１１に示すように、ベースバンド信号処理部１０４は、制御部（スケジューラ）３０１と、送信信号生成部（生成部）３０２と、マッピング部３０３と、受信信号処理部３０４と、測定部３０５と、を備えている。

制御部（スケジューラ）３０１は、ＰＤＳＣＨで送信される下りデータ、ＰＤＣＣＨ及び／又はＥＰＤＣＣＨで伝送される下り制御情報のスケジューリング（例えば、リソース割り当て）を制御する。また、システム情報、同期信号、ページング情報、ＣＲＳ、ＣＳＩ−ＲＳ等のスケジューリングの制御も行う。

制御部３０１は、各ユーザ端末から送信されるＰＵＳＣＨで送信される上りデータ信号、ＰＵＣＣＨ及び／又はＰＵＳＣＨで送信される上り制御信号、ＰＲＡＣＨで送信されるランダムアクセスプリアンブル、上り参照信号等のスケジューリングを制御する。また、同じタイミングでＵＬ送信指示を行うユーザ端末間で同一のランダムバックオフのカウンタ値が生成されるように、各ユーザ端末に通知するカウンタ値に関する情報の生成を制御する。また、制御部３０１は、リスニング（ＤＬ ＬＢＴ）結果に基づいてＤＬ信号の送信を制御する。

なお、制御部３０１は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明されるコントローラ、制御回路又は制御装置とすることができる。

送信信号生成部３０２は、制御部３０１からの指示に基づいて、ＤＬ信号を生成して、マッピング部３０３に出力する。例えば、送信信号生成部３０２は、制御部３０１からの指示に基づいて、下り信号の割り当て情報を通知するＤＬアサインメント及び上り信号の割り当て情報を通知するＵＬグラントを生成する。また、送信信号生成部３０２は、アンライセンスバンドで送信するＤＬ信号にランダムバックオフのカウンタ値に関する情報を含めることができる。また、送信信号生成部３０２は、ＵＬグラントにカウンタ値に関する情報を含めることができる。なお、送信信号生成部３０２は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明される信号生成器、信号生成回路又は信号生成装置とすることができる。

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

受信信号処理部３０４は、ユーザ端末から送信されるＵＬ信号（例えば、送達確認信号（ＨＡＲＱ−ＡＣＫ）、ＰＵＳＣＨで送信されたデータ信号等）に対して、受信処理（例えば、デマッピング、復調、復号など）を行う。処理結果は、制御部３０１に出力される。受信信号処理部３０４は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明される信号処理器、信号処理回路又は信号処理装置から構成することができる。

測定部３０５は、受信した信号を用いて受信電力（例えば、ＲＳＲＰ（Reference Signal Received Power））、受信品質（ＲＳＲＱ（Reference Signal Received Quality））やチャネル状態などについて測定することができる。また、測定部３０５は、アンライセンスバンドにおけるＤＬ信号の送信前に行うリスニングにおいて、他システム等から送信される信号の受信電力を測定することができる。測定部３０５で測定した結果は、制御部３０１に出力される。制御部３０１は測定部３０５の測定結果（リスニング結果）に基づいて、ＤＬ信号の送信を制御することができる。

測定部３０５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。

＜ユーザ端末＞
図１２は、本実施形態に係るユーザ端末の全体構成の一例を示す図である。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（受信部）２０３は、アンライセンスバンドにおけるＵＬ送信を指示するＤＬ信号（例えば、ＵＬグラント）を受信することができる。また、送受信部（受信部）２０３は、ＵＬ−ＬＢＴにおけるランダムバックオフのカウンタ値に関する情報を受信することができる。なお、送受信部２０３は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明されるトランスミッター／レシーバー、送受信回路又は送受信装置とすることができる。

ベースバンド信号処理部２０４は、入力されたベースバンド信号に対して、ＦＦＴ処理や、誤り訂正復号、再送制御の受信処理などを行う。下りリンクのユーザデータは、アプリケーション部２０５に転送される。アプリケーション部２０５は、物理レイヤやＭＡＣレイヤより上位のレイヤに関する処理などを行う。また、下りリンクのデータのうち、報知情報もアプリケーション部２０５に転送される。

一方、上りリンクのユーザデータについては、アプリケーション部２０５からベースバンド信号処理部２０４に入力される。ベースバンド信号処理部２０４では、再送制御の送信処理（例えば、ＨＡＲＱの送信処理）や、チャネル符号化、プリコーディング、離散フーリエ変換（ＤＦＴ：Discrete Fourier Transform）処理、ＩＦＦＴ処理などが行われて各送受信部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して送信する。送受信部２０３で周波数変換された無線周波数信号は、アンプ部２０２により増幅され、送受信アンテナ２０１から送信される。

図１３は、本実施形態に係るユーザ端末の機能構成の一例を示す図である。なお、図１３においては、本実施形態における特徴部分の機能ブロックを主に示しており、ユーザ端末２０は、無線通信に必要な他の機能ブロックも有しているものとする。図１３に示すように、ユーザ端末２０が有するベースバンド信号処理部２０４は、制御部４０１と、送信信号生成部４０２と、マッピング部４０３と、受信信号処理部４０４と、測定部４０５と、を備えている。

制御部４０１は、送信信号生成部４０２、マッピング部４０３及び受信信号処理部４０４の制御を行うことができる。例えば、制御部４０１は、無線基地局１０から送信された下り制御信号（ＰＤＣＣＨ／ＥＰＤＣＣＨで送信された信号）及び下りデータ信号（ＰＤＳＣＨで送信された信号）を、受信信号処理部４０４から取得する。制御部４０１は、下り制御情報（ＵＬグラント）や、下りデータに対する再送制御の要否を判定した結果等に基づいて、上り制御信号（例えば、ＨＡＲＱ−ＡＣＫ等）や上りデータの生成／送信（ＵＬ送信）を制御する。また、制御部４０１は、リスニング（ＵＬ−ＬＢＴ）結果に基づいてＵＬ信号の送信を制御する。

制御部４０１は、リスニングにおけるランダムバックオフのカウンタ値を制御してＵＬ信号の送信を制御する。この場合、制御部４０１は、無線基地局から通知される情報及び／又は所定のパラメータ情報に基づいてランダムバックオフのカウンタ値を決定することができる。

例えば、制御部４０１は、無線基地局から通知される下り制御情報（ＤＣＩ）、ＲＲＣシグナリング及び／又は報知情報に含まれる情報に基づいてランダムバックオフのカウンタ値を制御することができる（図６参照）。具体的には、制御部４０１は、無線基地局から同じサブフレームでＵＬ送信指示を受けた他のユーザ端末とランダムバックオフのカウンタ値が同一となるように制御することができる。

あるいは、制御部４０１は、ＵＬ信号を送信するシステムフレーム番号、サブフレーム番号、ＵＬ信号を送信するセルの識別子、リスニングに適用するコンテンションウィンドウサイズの少なくとも一つに基づいてランダムバックオフのカウンタ値を制御することができる（図７参照）。

また、制御部４０１は、ランダムバックオフのカウント時にチャネルがビジー状態であると判断した場合、ＵＬ信号の送信を行わないように制御することができる。ＵＬ信号の送信を行わない場合、制御部４０１は、当該ＵＬ信号を送信しない旨の情報及び／又はチャネルがビジー状態となった場合のランダムバックオフのカウンタ値に関する情報を無線基地局に通知するように制御することができる。

複数のセル（ＣＣ）においてＵＬ信号の送信前にリスニングを適用してＵＬ送信を行う場合、制御部４０１は、各セルで行うリスニングにおけるランダムバックオフのカウンタ値を同一に制御することができる（図８参照）。

また、制御部４０１は、無線基地局から送信されるランダムバックオフのカウンタ値に関する情報を受信できない場合、所定値又は所定範囲からランダムに選択した値に基づいてランダムバックオフのカウンタ値を決定することができる。なお、制御部４０１は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明されるコントローラ、制御回路又は制御装置とすることができる。

送信信号生成部４０２は、制御部４０１からの指示に基づいて、ＵＬ信号を生成して、マッピング部４０３に出力する。例えば、送信信号生成部４０２は、制御部４０１からの指示に基づいて、ＤＬ信号に対応する送達確認信号（ＨＡＲＱ−ＡＣＫ）やチャネル状態情報（ＣＳＩ）等の上り制御信号を生成する。

また、送信信号生成部４０２は、制御部４０１からの指示に基づいて上りデータ信号を生成する。例えば、送信信号生成部４０２は、無線基地局１０から通知される下り制御信号にＵＬグラントが含まれている場合に、制御部４０１から上りデータ信号の生成を指示される。送信信号生成部４０２は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明される信号生成器、信号生成回路又は信号生成装置とすることができる。

マッピング部４０３は、制御部４０１からの指示に基づいて、送信信号生成部４０２で生成された上り信号（上り制御信号及び／又は上りデータ）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は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明されるマッパー、マッピング回路又はマッピング装置とすることができる。

受信信号処理部４０４は、ＤＬ信号（例えば、無線基地局からＰＤＣＣＨ／ＥＰＤＣＣＨで送信される下り制御信号、ＰＤＳＣＨで送信される下りデータ信号等）に対して、受信処理（例えば、デマッピング、復調、復号等）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、測定部４０５に出力する。なお、受信信号処理部４０４は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明される信号処理器、信号処理回路又は信号処理装置から構成することができる。また、受信信号処理部４０４は、本発明に係る受信部を構成することができる。

また、測定部４０５は、受信した信号を用いて受信電力（例えば、ＲＳＲＰ（Reference Signal Received Power））、受信品質（ＲＳＲＱ（Reference Signal Received Quality））やチャネル状態などについて測定してもよい。また、測定部４０５は、アンライセンスバンドにおけるＵＬ信号の送信前に行うリスニングにおいて、他システム等から送信される信号の受信電力を測定することができる。測定部４０５で測定した結果は、制御部４０１に出力される。制御部４０１は測定部４０５の測定結果（リスニング結果）に基づいて、ＵＬ信号の送信を制御することができる。

測定部４０５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。

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：Central Processing Unit）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。つまり、本発明の一実施形態に係る無線基地局、ユーザ端末などは、本発明に係る無線通信方法の処理を行うコンピュータとして機能してもよい。

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（Read Only Memory）、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ＲＯＭ）、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc−ＲＯＭ）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ハードディスクなどの記憶媒体である。また、プログラムは、電気通信回線を介してネットワークから送信されても良い。また、無線基地局１０やユーザ端末２０は、入力キーなどの入力装置や、ディスプレイなどの出力装置を含んでいてもよい。

無線基地局１０及びユーザ端末２０の機能構成は、上述のハードウェアによって実現されてもよいし、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールによって実現されてもよいし、両者の組み合わせによって実現されてもよい。プロセッサは、オペレーティングシステムを動作させてユーザ端末の全体を制御する。また、プロセッサは、記憶媒体からプログラム、ソフトウェアモジュールやデータをメモリに読み出し、これらに従って各種の処理を実行する。

ここで、当該プログラムは、上記の各実施形態で説明した各動作を、コンピュータに実行させるプログラムであれば良い。例えば、ユーザ端末２０の制御部４０１は、メモリに格納され、プロセッサで動作する制御プログラムによって実現されてもよく、他の機能ブロックについても同様に実現されてもよい。

また、ソフトウェア、命令などは、伝送媒体を介して送受信されてもよい。例えば、ソフトウェアが、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア及びデジタル加入者回線（ＤＳＬ）などの有線技術及び／又は赤外線、無線及びマイクロ波などの無線技術を使用してウェブサイト、サーバ、又は他のリモートソースから送信される場合、これらの有線技術及び／又は無線技術は、伝送媒体の定義内に含まれる。

なお、本明細書で説明した用語及び／又は本明細書の理解に必要な用語については、同一の又は類似する意味を有する用語と置き換えてもよい。例えば、チャネル及び／又はシンボルは信号（シグナリング）であってもよい。また、信号はメッセージであってもよい。また、コンポーネントキャリア（ＣＣ）は、キャリア周波数、セルなどと呼ばれてもよい。

また、本明細書で説明した情報、パラメータなどは、絶対値で表されてもよいし、所定の値からの相対値で表されてもよいし、対応する別の情報で表されてもよい。例えば、無線リソースはインデックスで指示されるものであってもよい。

本明細書で説明した情報、信号などは、様々な異なる技術のいずれかを使用して表されてもよい。例えば、上記の説明全体に渡って言及され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、チップなどは、電圧、電流、電磁波、磁界若しくは磁性粒子、光場若しくは光子、又はこれらの任意の組み合わせによって表されてもよい。

本明細書で説明した各態様／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し、実行に伴って切り替えて用いてもよい。また、所定の情報の通知（例えば、「Ｘであること」の通知）は、明示的に行うものに限られず、暗黙的に（例えば、当該所定の情報の通知を行わないことによって）行われてもよい。

情報の通知は、本明細書で説明した態様／実施形態に限られず、他の方法で行われてもよい。例えば、情報の通知は、物理レイヤシグナリング（例えば、ＤＣＩ（Downlink Control Information）、ＵＣＩ（Uplink Control Information））、上位レイヤシグナリング（例えば、ＲＲＣ（Radio Resource Control）シグナリング、ＭＡＣ（Medium Access Control）シグナリング、報知情報（ＭＩＢ（Master Information Block）、ＳＩＢ（System Information Block）））、その他の信号又はこれらの組み合わせによって実施されてもよい。また、ＲＲＣシグナリングは、ＲＲＣメッセージと呼ばれてもよく、例えば、ＲＲＣ接続セットアップ（RRCConnectionSetup）メッセージ、ＲＲＣ接続再構成（RRCConnectionReconfiguration）メッセージなどであってもよい。

本明細書で説明した各態様／実施形態は、ＬＴＥ（Long Term Evolution）、ＬＴＥ−Ａ（LTE-Advanced）、ＳＵＰＥＲ ３Ｇ、ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄ、４Ｇ、５Ｇ、ＦＲＡ（Future Radio Access）、ＣＤＭＡ２０００、ＵＭＢ（Ultra Mobile Broadband）、ＩＥＥＥ ８０２．１１（Ｗｉ−Ｆｉ）、ＩＥＥＥ ８０２．１６（ＷｉＭＡＸ）、ＩＥＥＥ ８０２．２０、ＵＷＢ（Ultra-WideBand）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、その他の適切なシステムを利用するシステム及び／又はこれらに基づいて拡張された次世代システムに適用されてもよい。

本明細書で説明した各態様／実施形態の処理手順、シーケンス、フローチャートなどは、矛盾の無い限り、順序を入れ替えてもよい。例えば、本明細書で説明した方法については、例示的な順序で様々なステップの要素を提示しており、提示した特定の順序に限定されない。

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。本発明は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。したがって、本明細書の記載は、例示説明を目的とするものであり、本発明に対して何ら制限的な意味を有するものではない。

本出願は、２０１５年８月１３日出願の特願２０１５−１５９９８８に基づく。この内容は、全てここに含めておく。

Claims (10)

1. ＵＬ信号の送信前にリスニングを適用して無線基地局と通信を行うユーザ端末であって、
   ＵＬ信号を送信する送信部と、
   リスニングにおけるランダムバックオフのカウンタ値を制御してＵＬ信号の送信を制御する制御部と、を有し、
   前記制御部は、前記無線基地局から通知される情報及び／又は所定のパラメータ情報に基づいてランダムバックオフのカウンタ値を決定することを特徴とするユーザ端末。
2. 前記制御部は、前記無線基地局から通知される下り制御情報、ＲＲＣシグナリング及び／又は報知情報に含まれる情報に基づいてランダムバックオフのカウンタ値を決定することを特徴とする請求項１に記載のユーザ端末。
3. 前記制御部は、ＵＬ信号を送信するシステムフレーム番号、サブフレーム番号、ＵＬ信号を送信するセルの識別子、リスニングに適用するコンテンションウィンドウサイズの少なくとも一つに基づいてランダムバックオフのカウンタ値を決定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のユーザ端末。
4. 前記制御部は、ランダムバックオフのカウント時にチャネルがビジー状態であると判断した場合、ＵＬ信号の送信を行わない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のいずれかに記載のユーザ端末。
5. 前記制御部は、ＵＬ信号の送信を行わない場合、当該ＵＬ信号を送信しない旨の情報及び／又はチャネルがビジー状態となった場合のランダムバックオフのカウンタ値に関する情報を無線基地局に通知することを特徴とする請求項４に記載のユーザ端末。
6. 複数のセルにおいてＵＬ信号の送信前にリスニングを適用してＵＬ信号の送信を行う場合、前記制御部は、各セルで行うリスニングにおけるランダムバックオフのカウンタ値を同一に制御す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. 前記制御部は、前記無線基地局から送信されるランダムバックオフのカウンタ値に関する情報を受信できない場合、所定値又は所定範囲からランダムに選択した値に基づいてランダムバックオフのカウンタ値を決定することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載のユーザ端末。
8. 前記制御部は、無線基地局から同じサブフレームでＵＬ送信指示を受けた他のユーザ端末とランダムバックオフのカウンタ値が同一とな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７のいずれかに記載のユーザ端末。
9. ＵＬ信号の送信前にリスニングを適用するユーザ端末と通信を行う無線基地局であって、
   前記ユーザ端末にＤＬ信号を送信する送信部と、
   リスニングにおけるランダムバックオフのカウンタ値に基づいて前記ユーザ端末から送信されるＵＬ信号を受信する受信部と、を有し、
   前記送信部は、前記ユーザ端末がランダムバックオフのカウンタ値の決定に利用する情報を送信することを特徴とする無線基地局。
10. ＵＬ信号の送信前にリスニングを適用して無線基地局と通信を行うユーザ端末の無線通信方法であって、
    リスニングにおけるランダムバックオフのカウンタ値を決定する工程と、
    前記ランダムバックオフのカウンタ値に基づいてＵＬ信号の送信を制御する工程と、を有し、
    前記無線基地局から通知される情報及び／又は所定のパラメータ情報に基づいてランダムバックオフのカウンタ値を決定することを特徴とする無線通信方法。
    

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