JPWO2017033841A1 - ユーザ端末、無線基地局及び無線通信方法 - Google Patents

Abstract

既存のＬＴＥでサポートされる最小のシステム帯域幅（１．４ＭＨｚ）よりも使用帯域が狭帯域に制限される場合であっても、適切に同期を行うこと。本発明の一態様に係るユーザ端末は、既存のＬＴＥ（Long Term Evolution）システムでサポートされる最小のシステム帯域幅よりも狭帯域に使用帯域が制限されたユーザ端末であって、既存の同期信号が送信される周波数帯域とオーバラップする所定の狭帯域において、複数の期間に分割して送信された信号を受信する受信部と、前記複数の期間に分割して送信された信号を、所定の系列を用いて生成された同期信号と認識して同期処理を行う制御部と、を有し、前記複数の期間のうち少なくとも一期間で送信された信号は、前記既存の同期信号の一部であることを特徴とする。

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、更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−Ａ（LTE-Advanced）、ＦＲＡ（Future Radio Access）、５Ｇ（5th generation mobile communication system）などと呼ばれる）も検討されている。

ところで、近年、通信装置の低コスト化に伴い、ネットワークに繋がれた装置が、人間の手を介さずに相互に通信して自動的に制御を行う機器間通信（Ｍ２Ｍ：Machine-to-Machine）の技術開発が盛んに行われている。特に、３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）は、Ｍ２Ｍの中でも機器間通信用のセルラシステムとして、ＭＴＣ（Machine Type Communication）の最適化に関する標準化を進めている（非特許文献２）。ＭＴＣ端末（ＭＴＣ ＵＥ（User Equipment））は、例えば電気メータ、ガスメータ、自動販売機、車両、その他産業機器などの幅広い分野への利用が考えられている。

3GPP TS 36.300 "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) and Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN); Overall description; Stage 2" 3GPP TS 36.888 "Study on provision of low-cost Machine-Type Communications (MTC) User Equipments (UEs) based on LTE (Release 12)"

コストの低減及びセルラシステムにおけるカバレッジエリアの改善の観点から、ＭＴＣ端末の中でも、簡易なハードウェア構成で実現可能な低コストＭＴＣ端末（ＬＣ（Low-Cost）−ＭＴＣ ＵＥ）の需要が高まっている。このようなＬＣ−ＭＴＣ ＵＥの通信方式として、非常に狭い帯域でのＬＴＥ通信（例えば、ＮＢ−ＬＴＥ（Narrow Band LTE）、ＮＢセルラＩｏＴ（Narrow Band cellular Internet of Things）、クリーンスレート（clean slate）などと呼ばれてもよい）が検討されている。ＮＢ−ＬＴＥで通信するＵＥは、例えば、ＮＢ−ＬＴＥ ＵＥ、ＮＢ−ＬＴＥ ＭＴＣ（Machine Type Communication） ＵＥなどと呼ばれてもよい。

ＮＢ−ＬＴＥ ＵＥは、既存のＬＴＥでサポートされる最小のシステム帯域幅（１．４ＭＨｚ）よりも狭帯域（例えば、２００ｋＨｚ）の送受信性能を有するＵＥとして検討されている。しかしながら、ＮＢ−ＬＴＥ ＵＥは既存のＬＴＥの同期信号（ＳＳ：Synchronization Signal）を受信することができないため、同期を適切に行えなくなるおそれがある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、既存のＬＴＥでサポートされる最小のシステム帯域幅（１．４ＭＨｚ）よりも使用帯域が狭帯域に制限される場合であっても、適切に同期を行う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。

本発明の一態様に係るユーザ端末は、既存のＬＴＥ（Long Term Evolution）システムでサポートされる最小のシステム帯域幅よりも狭帯域に使用帯域が制限されたユーザ端末であって、既存の同期信号が送信される周波数帯域とオーバラップする所定の狭帯域において、複数の期間に分割して送信された信号を受信する受信部と、前記複数の期間に分割して送信された信号を、所定の系列を用いて生成された同期信号と認識して同期処理を行う制御部と、を有し、前記複数の期間のうち少なくとも一期間で送信された信号は、前記既存の同期信号の一部であることを特徴とする。

本発明によれば、既存のＬＴＥでサポートされる最小のシステム帯域幅（１．４ＭＨｚ）よりも使用帯域が狭帯域に制限される場合であっても、適切に同期を行うことができる。

システム帯域内における狭帯域の配置例を示す図である。 図２Ａは、既存の同期信号の無線リソース構成の概念図であり、図２Ｂは、本発明の一実施形態に係る同期信号の無線リソース構成の概念図である。 図３Ａは、既存のＳＳがマッピングされるサブキャリアを示す図であり、図３Ｂは、各サブキャリアで送信されるＳＳの信号系列ｄ（ｎ）を示す模式図である。 図４Ａは、既存のＳＳと重なるようにマッピングされたＮＢ−ＳＳの一例を示す図であり、図４Ｂは、図４ＡのＮＢ−ＳＳとして送信される系列の一例を時系列に表示したものである。 図５Ａは、既存のＳＳと重なるようにマッピングされたＮＢ−ＳＳの別の一例を示す図であり、図５Ｂは、図５ＡのＮＢ−ＳＳとして送信される系列の一例を時系列に表示したものである。 ＮＢ−ＬＴＥで利用する無線リソースの一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る無線通信システムの概略構成図である。 本発明の一実施形態に係る無線基地局の全体構成の一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る無線基地局の機能構成の一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係るユーザ端末の全体構成の一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係るユーザ端末の機能構成の一例を示す図である。

ＮＢ−ＬＴＥ ＵＥでは、処理能力の低下を許容して、ハードウェア構成を簡略化することが検討されている。例えば、ＮＢ−ＬＴＥ ＵＥでは、既存のユーザ端末（ＬＴＥ端末）に比べて、ピークレートの減少、トランスポートブロックサイズの制限、リソースブロック（ＲＢ（Resource Block）、ＰＲＢ（Physical Resource Block）ともいう）の制限、受信ＲＦの制限などを適用することが検討されている。

使用帯域の上限がシステム帯域（例えば、２０ＭＨｚ（１００ＲＢ）、１コンポーネントキャリアなど）に設定される既存のＵＥとは異なり、ＮＢ−ＬＴＥ ＵＥの使用帯域の上限は所定の狭帯域（例えば、２００ｋＨｚ、１ＰＲＢなど）に制限される。帯域が制限されたＮＢ−ＬＴＥ ＵＥは、既存のＵＥとの関係を考慮してＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａのシステム帯域内で動作させることが検討されている。

例えば、ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａのシステム帯域において、帯域が制限されたＮＢ−ＬＴＥ ＵＥと帯域が制限されない既存のＵＥとの間で、周波数多重がサポートされてもよい。したがって、ＮＢ−ＬＴＥ ＵＥは、サポートする最大の帯域が既存のＬＴＥでサポートされる最小のシステム帯域（例えば、１．４ＭＨｚ）の一部の狭帯域である端末と表されてもよいし、ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａでサポートされる最小のシステム帯域（例えば、１．４ＭＨｚ）よりも狭帯域の送受信性能を有する端末と表されてもよい。

図１は、システム帯域内における狭帯域の配置例を示す図である。図１では、ＬＴＥの最小のシステム帯域（例えば、１．４ＭＨｚ）に比べて狭い所定の狭帯域（例えば、２００ｋＨｚ）が、システム帯域の一部に設定されている。当該狭帯域は、ＮＢ−ＬＴＥ ＵＥによって検出可能な周波数帯域に相当する。

なお、ＮＢ−ＬＴＥ ＵＥの使用帯域となる狭帯域の周波数位置は、システム帯域内で変化可能な構成とすることが好ましい。例えば、ＮＢ−ＬＴＥ ＵＥは、所定の期間（例えば、サブフレーム）毎に異なる周波数リソースを用いて通信することが好ましい。これにより、ＮＢ−ＬＴＥ ＵＥに対するトラヒックオフロードや、周波数ダイバーシチ効果が実現でき、周波数利用効率の低下を抑制することができる。したがって、ＮＢ−ＬＴＥ ＵＥは、周波数ホッピングや周波数スケジューリングの適用を考慮して、ＲＦの再調整（retuning）機能を有することが好ましい。

なお、下りリンクの送受信に用いられる狭帯域（ＤＬ ＮＢ：Downlink Narrow Band）と上りリンクの送受信に用いられる狭帯域（ＵＬ ＮＢ：Uplink Narrow Band）とは異なる周波数帯を用いてもよい。また、ＤＬ ＮＢは下り狭帯域と呼ばれてもよいし、ＵＬ ＮＢは上り狭帯域と呼ばれてもよい。

ＮＢ−ＬＴＥ ＵＥは、狭帯域に配置される下り制御チャネルを用いて下り制御情報（ＤＣＩ：Downlink Control Information）を受信するが、当該下り制御チャネルは、ＥＰＤＣＣＨ（Enhanced Physical Downlink Control Channel）と呼ばれてもよいし、ＭＰＤＣＣＨ（ＭＴＣ ＰＤＣＣＨ）と呼ばれてもよいし、ＮＢ−ＰＤＣＣＨと呼ばれても良い。

また、ＮＢ−ＬＴＥ ＵＥは、狭帯域に配置される下り共有チャネル（下りデータチャネル）を用いて下りデータを受信するが、当該下り共有チャネルは、ＰＤＳＣＨ（Physical Downlink Shared Channel）と呼ばれてもよいし、ＭＰＤＳＣＨ（ＭＴＣ ＰＤＳＣＨ）と呼ばれてもよいし、ＮＢ−ＰＤＳＣＨと呼ばれても良い。

また、ＮＢ−ＬＴＥ ＵＥ向けの上り制御チャネル（例えば、ＰＵＣＣＨ（Physical Uplink Control Channel））及び上り共有チャネル（例えば、ＰＵＳＣＨ（Physical Uplink Shared Channel））はそれぞれ、ＭＰＵＣＣＨ（ＭＴＣ ＰＵＣＣＨ）やＮＢ−ＰＵＣＣＨ、ＭＰＵＳＣＨ（ＭＴＣ ＰＵＳＣＨ）やＮＢ−ＰＵＳＣＨなどと呼ばれてもよい。以上のチャネルに限られず、ＮＢ−ＬＴＥ ＵＥが利用するチャネルは、同じ用途に用いられる従来のチャネルにＭＴＣを示す「Ｍ」やＮＢ−ＬＴＥを示す「Ｎ」、または「ＮＢ」を付して表されてもよい。

また、ＮＢ−ＬＴＥ ＵＥ向けのＳＩＢ（System Information Block）が規定されてもよく、当該ＳＩＢはＭＴＣ−ＳＩＢ、ＮＢ−ＳＩＢなどと呼ばれてもよい。

ところで、既存システム（例えば、ＬＴＥ Ｒｅｌ．１０−１２）では、同期信号（ＰＳＳ（Primary Synchronization Signal）／ＳＳＳ（Secondary Synchronization Signal））を用いて同期やセルサーチを行っている。

ＰＳＳ及びＳＳＳは、キャリア周波数の中央６ＰＲＢを用いてサブフレーム＃０及び＃５で送信される。ＰＳＳは、例えばＦＤＤでは、サブフレーム＃０及び＃５における１番目のスロット（無線フレームにおけるスロット＃０と＃１０）の最後のシンボル（シンボル＃６）で送信される。また、これらのシンボルで送信されるＰＳＳは、共通の系列である。

一方、ＳＳＳは、例えばＦＤＤでは、ＰＳＳが送信されるシンボルの１シンボル前のシンボル（サブフレーム＃０及び＃５における１番目のスロットのシンボル＃５）で送信される。また、ＳＳＳとして、サブフレーム＃０及び＃５で異なる系列が送信される。ＵＥは、受信したＳＳＳがいずれの系列であるかを判断することにより、受信したサブフレーム（つまり、サブフレーム番号（サブフレームインデックス））を認識し、フレームタイミングの同期をとることができる。

しかしながら、ＬＴＥの最小のシステム帯域に比べて狭い狭帯域（例えば、１ＰＲＢ）しかサポートしていないＮＢ−ＬＴＥ ＵＥは、既存のＳＳ（ＰＳＳ／ＳＳＳ）が送信される帯域幅（６ＰＲＢ）の一部しか受信することができないため、ＳＳを検出できず、セルサーチを成功裏に完了することができないという課題がある。

そこで、本発明者らは、ＳＳに対して、１ＰＲＢのような非常に狭い狭帯域に適したマッピングを新たに導入することを着想した。具体的には、本発明者らは、できるだけ通信オーバヘッドを低減しつつ、ＳＳを時間方向に拡張する方法を見出した。

以下、本発明の実施形態を説明する。各実施形態では、ユーザ端末として使用帯域が狭帯域に制限されたＮＢ−ＬＴＥ ＵＥを例示するが、本発明の適用はＮＢ−ＬＴＥ ＵＥに限定されない。また、狭帯域（ＮＢ）を２００ｋＨｚ以下の帯域（例えば、１ＰＲＢ）として説明するが、他の狭帯域であっても、本明細書に基づいて本発明を適用することができる。

（無線通信方法）
本発明の一実施形態では、無線基地局（例えば、ｅＮＢ（evolved Node B））は、所定の狭帯域において、同期信号を複数の期間に分割して送信する。ＵＥは、複数の期間で送信された信号を総合して同期信号とみなして（認識して）同期処理を行う。ここで、同期処理とは、ｅＮＢとの周波数同期（例えば、キャリア周波数（中心周波数）の同期）、時間同期（例えば、サブフレームタイミングの同期）、物理セルＩＤ（ＰＣＩＤ：Physical Cell Identity）の取得、ＲＲＭ（Radio Resource Management）測定、チャネル推定などを含む。同期処理が完了すると、セルサーチを完了して、発見したｅＮＢとの通信を確立することができる。

図２は、既存の同期信号と本発明の一実施形態に係る同期信号との構成の違いを示す概念図である。図２Ａは、既存の同期信号の無線リソース構成の概念図である。既存の同期信号は、キャリア周波数（システム帯域幅）の中央６ＰＲＢを用いて１シンボルで送信される。

図２Ｂは、本発明の一実施形態に係る同期信号の概念図である。当該同期信号は、従来複数のサブキャリアに周波数多重されていた同期信号を構成する信号系列を、所定の狭帯域（例えば、１ＰＲＢ）において複数の期間に分けて多重される。なお、図２Ｂのような、本発明の一実施形態に係る複数の期間に渡って送信される同期信号は、Ｒｅｌ．１３ ＳＳ、Ｒｅｌ．１４ ＳＳ、ＭＳＳ（ＭＴＣ ＳＳ）、ＮＢ−ＳＳなどと呼ばれてもよい。また、当該同期信号が既存のＰＳＳ及びＳＳＳに相当する信号である場合、それぞれＮＢ−ＰＳＳ及びＮＢ−ＳＳＳなどと呼ばれてもよい。以下ではＮＢ−ＳＳ（ＮＢ−ＰＳＳ／ＮＢ−ＳＳＳ）の呼称を用いるが、これに限られない。

ＮＢ−ＳＳが送信される複数の期間は、例えば、ＴＴＩ（Transmission Time Interval）、サブフレーム、シンボルなど、任意の時間単位で構成されてもよい。また、ＮＢ−ＳＳが送信される複数の期間は、連続する複数の期間に限られず、時間的に離れた複数の期間で構成されてもよい。また、複数の期間を構成する各期間の長さは、同じであってもよいし、異なってもよい。

＜ＮＢ−ＳＳの信号系列とサブキャリアマッピング＞
まず、既存のＳＳの信号系列及びサブキャリアマッピングについて説明する。既存のＰＳＳ（Ｒｅｌ．８−１２のＰＳＳ）は、系列長６２のＺａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列を用いて生成される。また、既存のＳＳＳ（Ｒｅｌ．８−１２のＳＳＳ）は、系列長３１の複数のｍ系列に基づいて定義される、２つの系列長３１のバイナリ系列を用いて生成される。

図３は、既存のＳＳがマッピングされるサブキャリアを示す図である。既存のＳＳでは、図３Ａに示すように、ＳＳを構成する信号系列が、帯域中心のサブキャリア（ＤＣ（Direct Current）サブキャリア）を除く６２サブキャリアに配置され、これらの両端に、５サブキャリア幅の無送信サブキャリア（ガードサブキャリア）が配置される。これにより、ＳＳを、６ＰＲＢ（＝７２サブキャリア）の周波数リソースにマッピングすることができる。

図３Ｂは、各サブキャリアで送信されるＳＳの信号系列ｄ（ｎ）を示す模式図である。ここで、ｎは、サブキャリア番号（０−６１）を表す。また、図３Ｂで、「ｘ」は無送信サブキャリアを示す。

無線基地局は、ＮＢ−ＳＳを、既存のＳＳと同じ系列を用いて生成する。ここで、ＮＢ−ＳＳは、複数の期間に分けて所定の狭帯域に多重されるが、当該複数の期間のうち少なくとも一期間で、既存のＳＳと重なるようにマッピングされることが好ましい。つまり、当該一期間で送信されたＮＢ−ＳＳを構成する部分は、既存のＳＳの一部（既存のＳＳの当該所定の狭帯域にマッピングされた部分）と同じである。

図４は、所定の狭帯域で送信されるＮＢ−ＳＳの信号系列ｄ（ｎ）の一例を示す図である。図４Ａは、既存のＳＳと重なるようにマッピングされたＮＢ−ＳＳの一例を示す図である。本例では、ＤＣを含む１３サブキャリアが所定の狭帯域に相当し、ＵＥは、既存のＳＳのうちｎ＝２５−３６に対応する系列を、ＮＢ−ＳＳを構成する一部分として受信する。

図４Ｂは、図４ＡのＮＢ−ＳＳとして送信される系列の一例を時系列に表示したものである。例えば、狭帯域が１ＰＲＢとして規定される場合、複数の期間として５つの期間（例えば、５シンボル）が利用されてもよく、例えば、ｎ＝２５−３６、３７−４８、４９−６０、１−１２、１３−２４に対応する系列がそれぞれ順番に送信されてもよい。本例では、ｎ＝０及び６１は送信されず、パンクチャされる。なお、送信されない系列はｎ＝０及び６１の組み合わせに限られない。

なお、このように送信する系列の個数が減少する場合、ＳＳの生成に用いる系列の系列長を維持しつつ送信しない系列をパンクチャしてＮＢ−ＳＳを構成してもよいし、予め系列長が短い系列を用いてＮＢ−ＳＳを生成してもよい。

例えば、既存のＰＳＳの系列は以下の式１で表されるところ、ＮＢ−ＳＳ（ＮＢ−ＰＳＳ）では式２の系列を用いてもよい。

ここで、Ｘは、既存のＰＳＳの系列長とＮＢ−ＳＳの系列長との差分である。例えば、式２において、Ｘ＝２とすると、ｎが取り得る値はｎ＝１−６０となる。なお、ＮＢ−ＳＳの信号系列は、式２に限られない。

図４Ｂの例では、５つの期間を用いてＳＳを送信する場合を説明したが、本発明の実施形態はこれに限られない。例えば、６つの期間を用いてｎ＝０−６１の全ての系列を送信するように構成してもよい。また、５つより少ない個数の期間を用いてｎ＝０−６１のうち一部の系列を送信するように構成してもよい。

図５は、所定の狭帯域で送信されるＮＢ−ＳＳの信号系列ｄ（ｎ）の別の一例を示す図である。図５Ａは、既存のＳＳと重なるようにマッピングされたＮＢ−ＳＳの別の一例を示す図である。本例では、ＤＣとオーバラップしない１２サブキャリアが所定の狭帯域に相当し、ＵＥは、既存のＳＳのうちｎ＝１９−３０に対応する系列を、ＮＢ−ＳＳを構成する一部分として受信する。

図５Ｂは、図５ＡのＮＢ−ＳＳとして送信される系列の一例を時系列に表示したものである。例えば、狭帯域が１ＰＲＢとして規定される場合、複数の期間として５つの期間（例えば、５シンボル）が利用されてもよく、例えば、ｎ＝１９−３０、３１−４２、４３−５４、５５−５９及び０−６、そして７−１８に対応する系列がそれぞれ順番に送信されてもよい。本例では、ｎ＝６０及び６１に対応する系列がパンクチャされる又は系列長６０の系列が利用される。なお、ＮＢ−ＳＳとして送信される系列の順番や、系列とサブキャリアとの対応関係は、図４及び図５の例に限られない。

また、ＮＢ−ＳＳの周波数位置は、図４及び図５の例に限られない。例えば、ＮＢ−ＳＳは、チャネルラスタ（channel raster）とオーバラップするようにサブキャリアマッピングされてもよい。ここで、チャネルラスタとは、キャリアの中心周波数を決定する際の最小設定単位であり、例えばＬＴＥでは基準周波数（１００ｋＨｚ）の整数倍間隔となっている。当該構成によれば、ＮＢ−ＳＳがチャネルラスタ近傍に配置されるため、セルサーチに係る狭帯域の候補数の増大を抑制することができ、また、ＵＥの周波数シンセサイザの複雑化を抑制することができる。

さらに、ＮＢ−ＳＳは、チャネルラスタ（例えば、１００ｋＨｚ）とリソースブロックサイズ（例えば、１２サブキャリア＝１８０ｋＨｚ）との最小公倍数（＝９００ｋＨｚ）間隔で規定される周波数位置のいずれかとオーバラップするようにサブキャリアマッピングされてもよい。この構成によれば、ＮＢ−ＳＳの配置を、既存システムのＰＲＢ配置を邪魔しないようにすることができる（ＰＲＢの周波数境界とＮＢ−ＳＳの周波数境界を一致するように構成できる）ため、周波数利用効率の低減を抑制することができる。

ここでのリソースブロックサイズは、周波数リソースの最小スケジューリング単位と言い換えることができる。例えば、ＬＴＥのリソースブロックサイズと異なる最小スケジューリング単位が規定される無線通信システムに本発明を適用する場合には、ＮＢ−ＳＳは、当該無線通信システムのチャネルラスタと最小スケジューリング単位との最小公倍数間隔で規定される周波数位置の少なくとも１つとオーバラップするように割り当てられてもよい。

以上説明したように、本発明の一実施形態では、ｅＮＢは、ＮＢ−ＳＳを所定の系列を用いて生成し、複数の期間に分割して所定のＮＢで送信する。これにより、ＮＢ−ＬＴＥ ＵＥであっても、時間／周波数の同期を実現することができる。

また、本発明の一実施形態では、ｅＮＢは、分割されたＮＢ−ＳＳを、既存のＳＳの周波数リソースとオーバラップするＮＢで送信することで、ＮＢ−ＳＳの一部を既存のＳＳで送信することができる。これにより、ＮＢ−ＳＳ用の無線リソースを完全に新しく確保することが回避できるため、通信オーバヘッドの増大を抑制することができる。

なお、ＮＢ−ＳＳとして上記実施形態では既存のＰＳＳに相当する同期信号を例に説明したが、これに限られない。例えば、ＮＢ−ＳＳとして既存のＳＳＳに相当する同期信号が規定される場合にも、上記と同様の手法で系列生成及び／又はサブキャリアマッピングが行われてもよい。この場合、ＮＢ−ＳＳの系列生成では、既存のＳＳＳの系列生成に用いられるパラメータ（ｍ、ｓ、ｃなど）を、バイナリ系列の系列長が３１から変わることを考慮して修正したり、系列をパンクチャしたりしてもよい。

＜各信号のリソース割り当て＞
さらに、本発明者らは、最小のシステム帯域幅のＤＣサブキャリアを含む狭帯域（例えば、中心２００ｋＨｚ）でＮＢ−ＳＳを送信する場合に、周波数利用効率が低下する問題が生じることを発見した。図６を用いて当該問題について説明する。

図６は、ＮＢ−ＬＴＥで利用する無線リソースの一例を示す図である。図６では、ＮＢ−ＳＳ（例えば、ＮＢ−ＰＳＳ／ＮＢ−ＳＳＳ）が、キャリア周波数中心の狭帯域（例えば、２００ｋＨｚ）において、所定の１サブフレーム（例えば、当該サブフレーム中の複数シンボルであってもよい）に割り当てられている。ここで、当該狭帯域は１ＰＲＢよりも狭い帯域であるにも関わらず、既存ＬＴＥシステムにおける２ＰＲＢにまたがって配置されている。

キャリア周波数中心の狭帯域に、ＮＢ−ＳＳだけでなく、他の信号も全て割り当ててしまうと、ｅＮＢは当該２ＰＲＢを他の信号（例えば、通常のＬＴＥ−ＵＥに割り当てる信号）にスケジューリングすることができず、周波数利用効率が低下してしまう。

そこで、本発明者らは、キャリア周波数中心の狭帯域割り当てはできるだけ避けるように制御することを着想した。具体的には、ＵＥが一旦キャリア周波数を捕捉した後は、既存のＬＴＥで用いられるＰＲＢ単位での信号割り当てを行う構成を見出した。

例えば、図６において、ＵＥは、初期状態として、信号をモニタリングするＮＢをキャリア周波数中心に設定する。そして、キャリア周波数中心の狭帯域（ＮＢ）でＮＢ−ＰＳＳを検出すると、周波数同期を完了する。その後、ＵＥは、信号をモニタリングするＮＢをキャリア周波数中心からずらし、既存のＬＴＥの所定のＰＲＢに属する周波数位置（ＮＢ−ＬＴＥ用のＰＲＢ）に設定する。

例えば、図６では、ＮＢ−ＬＴＥ用のＰＲＢとして、キャリア周波数中心に隣接するＰＲＢや、キャリア周波数中心から４ＰＲＢ離れたＰＲＢが例示されている。このように、ＮＢ−ＬＴＥ用のＰＲＢは、ＮＢ−ＳＳが割り当てられる狭帯域と少なくとも一部異なる狭帯域であってもよいし、完全に異なる狭帯域であってもよい。

ｅＮＢは、ＮＢ−ＬＴＥ用のＰＲＢでは、ＮＢ−ＳＳ（例えば、ＮＢ−ＳＳＳ）を送信してもよいし、参照信号を送信してもよい。参照信号としては、例えば、セル固有参照信号（ＣＲＳ：Cell-specific Reference Signal）、チャネル状態情報参照信号（ＣＳＩ−ＲＳ：Channel State Information-Reference Signal）、復調用参照信号（ＤＭＲＳ：DeModulation Reference Signal）、位置決定参照信号（ＰＲＳ：Positioning Reference Signal）などが伝送される。なお、ｅＮＢは、ＮＢ−ＬＴＥ用のＰＲＢで、データ、制御信号などを送信してもよい。ＵＥは、ＮＢ−ＬＴＥ用のＰＲＢで、これらの信号の少なくとも１つを受信してもよい。また、ＮＢ−ＬＴＥ用のＰＲＢでは、ＵＥが、データ、制御信号、参照信号などを送信してもよい。

なお、ＵＥは、ＮＢ−ＬＴＥ用のＰＲＢを、ＮＢ−ＳＳに基づいて判断してもよい。例えば、ＵＥは、キャリア周波数中心で送信されるＮＢ−ＰＳＳから得られる所定の情報（例えば、セルＩＤのグループ（０−２））に基づいて、ＮＢ−ＬＴＥ用のＰＲＢの周波数位置を判断してもよい。

以上説明したように、本発明の一実施形態では、ｅＮＢは、所定の信号（例えば、ＮＢ−ＰＳＳ）のみをキャリア周波数中心とオーバラップする狭帯域で送信し、他の信号（例えば、ＮＢ−ＳＳＳ、ＣＲＳなど）を、キャリア周波数中心とオーバラップしない（ＤＣサブキャリアをまたがない）狭帯域で送信するように制御する。これにより、ＮＢ−ＬＴＥを適用する場合でも、周波数利用効率の低下を抑制することができる。

＜変形例＞
なお、上述の各実施形態では、ＮＢ−ＳＳを用いて同期処理を行う例を示したが、ＮＢ−ＳＳ以外の信号に基づいて同期処理を行ってもよい。例えば、ｅＮＢは、所定の参照信号系列（例えば、ＣＲＳ、ＣＳＩ−ＲＳ、ＰＲＳの少なくとも１つの系列）に、セルＩＤに関連付けられたスクランブル系列を乗算した信号を送信してもよい。また、ＵＥは、当該信号とＮＢ−ＳＳとを組み合わせて同期を判断してもよい。また、これらの信号もＮＢ−ＳＳと呼ばれてもよい。

また、上述の各実施形態では、ユーザ端末として使用帯域が狭帯域に制限されたＮＢ−ＬＴＥ ＵＥを想定して説明したが、これに限られない。例えば、通常のＬＴＥ端末（既存のＬＴＥでサポートされる最小のシステム帯域（例えば、１．４ＭＨｚ）よりも広帯域の送受信性能を有する端末）であっても、本明細書に基づいて本発明を適用することができる。また、ＬＴＥでない他の通信方式を用いるＵＥであっても、本発明を適用することができる。また、１ＰＲＢよりさらに狭い帯域（例えば、１０サブキャリア）でＮＢ−ＳＳが送信される場合であっても、本発明を適用することができる。

また、上記の各実施形態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、組み合わせて適用されてもよい。

（無線通信システム）
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、上述した本発明の実施形態に係る無線通信方法が適用される。ここでは、狭帯域に使用帯域が制限されたユーザ端末としてＮＢ−ＬＴＥ ＵＥを例示するが、これに限定されるものではない。

図７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図である。図７に示す無線通信システム１は、マシン通信システムのネットワークドメインにＬＴＥシステムを採用した一例である。当該無線通信システム１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（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、ＬＴＥシステムが下りリンク及び上りリンク共に最小１．４ＭＨｚから最大２０ＭＨｚまでのシステム帯域に設定されるものとするが、この構成に限られない。

なお、無線通信システム１は、ＳＵＰＥＲ ３Ｇ、ＬＴＥ−Ａ（LTE-Advanced）、ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄ、４Ｇ（4th generation mobile communication system）、５Ｇ（5th generation mobile communication system）、ＦＲＡ（Future Radio Access）などと呼ばれてもよい。

無線通信システム１は、無線基地局１０と、無線基地局１０に無線接続する複数のユーザ端末２０Ａ、２０Ｂ及び２０Ｃとを含んで構成されている。無線基地局１０は、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。

複数のユーザ端末２０（２０Ａ−２０Ｃ）は、セル５０において無線基地局１０と通信を行うことができる。例えば、ユーザ端末２０Ａは、ＬＴＥ（Ｒｅｌ−１０まで）又はＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ（Ｒｅｌ−１０以降も含む）をサポートするユーザ端末（以下、ＬＴＥ端末）であり、他のユーザ端末２０Ｂ、２０Ｃは、マシン通信システムにおける通信デバイスとなるＮＢ−ＬＴＥ ＵＥである。以下、特に区別を要しない場合は、ユーザ端末２０Ａ、２０Ｂ及び２０Ｃは単にユーザ端末２０と呼ぶ。

ＮＢ−ＬＴＥ ＵＥ２０Ｂ、２０Ｃは、既存のＬＴＥシステムでサポートされる最小のシステム帯域幅よりも狭帯域に使用帯域が制限されたユーザ端末である。なお、ＮＢ−ＬＴＥ ＵＥ２０Ｂ、２０Ｃは、ＬＴＥ、ＬＴＥ−Ａなどの各種通信方式に対応した端末であってもよく、電気メータ、ガスメータ、自動販売機などの固定通信端末に限らず、車両などの移動通信端末でもよい。また、ユーザ端末２０は、他のユーザ端末２０と直接通信してもよいし、無線基地局１０を介して通信してもよい。

無線通信システム１においては、無線アクセス方式として、下りリンクに直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ：Orthogonal Frequency Division Multiple Access）が適用され、上りリンクにシングルキャリア−周波数分割多元接続（ＳＣ−ＦＤＭＡ：Single-Carrier Frequency Division Multiple Access）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）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の送達確認情報（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）が伝送される。ＥＰＤＣＣＨは、ＰＤＳＣＨと周波数分割多重され、ＰＤＣＣＨと同様にＤＣＩなどの伝送に用いられる。

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Ｌ１／Ｌ２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は、上りデータチャネルと呼ばれてもよい。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）、送達確認情報（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）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が伝送される。

なお、ＭＴＣ端末／ＮＢ−ＬＴＥ ＵＥ向けのチャネルは、ＭＴＣを示す「Ｍ」やＮＢ−ＬＴＥを示す「Ｎ」を付して表されてもよく、例えば、ＭＴＣ端末／ＮＢ−ＬＴＥ ＵＥ向けのＥＰＤＣＣＨ、ＰＤＳＣＨ、ＰＵＣＣＨ、ＰＵＳＣＨはそれぞれ、ＭＰＤＣＣＨ、ＭＰＤＳＣＨ、ＭＰＵＣＣＨ、ＭＰＵＳＣＨなどと呼ばれてもよい。

無線通信システム１では、下り参照信号として、セル固有参照信号（ＣＲＳ：Cell-specific Reference Signal）、チャネル状態情報参照信号（ＣＳＩ−ＲＳ：Channel State Information-Reference Signal）、復調用参照信号（ＤＭＲＳ：DeModulation Reference Signal）、位置決定参照信号（ＰＲＳ：Positioning Reference Signal）などが伝送される。また、無線通信システム１では、上り参照信号として、測定用参照信号（ＳＲＳ：Sounding Reference Signal）、復調用参照信号（ＤＭＲＳ）などが伝送される。なお、ＤＭＲＳはユーザ端末固有参照信号（UE-specific Reference Signal）と呼ばれてもよい。また、伝送される参照信号は、これらに限られない。

（無線基地局）
図８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、を少なくとも備えている。

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から伝送路インターフェース１０６を介してベースバンド信号処理部１０４に入力される。

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

各送受信部１０３は、ベースバンド信号処理部１０４からアンテナ毎にプリコーディングして出力された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から構成することができる。なお、送受信部１０３は、一体の送受信部として構成されてもよいし、送信部及び受信部から構成されてもよい。

送受信部１０３で周波数変換された無線周波数信号は、アンプ部１０２により増幅され、送受信アンテナ１０１から送信される。送受信部１０３は、システム帯域幅（例えば、１コンポーネントキャリア）より制限された狭帯域幅（例えば、２００ｋＨｚ）で、各種信号を送受信することができる。

一方、上り信号については、各送受信アンテナ１０１で受信された無線周波数信号がそれぞれアンプ部１０２で増幅される。各送受信部１０３はアンプ部１０２で増幅された上り信号を受信する。送受信部１０３は、受信信号をベースバンド信号に周波数変換して、ベースバンド信号処理部１０４に出力する。

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

伝送路インターフェース１０６は、所定のインターフェースを介して、上位局装置３０と信号を送受信する。また、伝送路インターフェース１０６は、基地局間インターフェース（例えば、ＣＰＲＩ（Common Public Radio Interface）に準拠した光ファイバ、Ｘ２インターフェース）を介して他の無線基地局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。

送受信部１０３は、ユーザ端末２０に対して、狭帯域でＮＢ−ＳＳ、参照信号、制御信号、データ信号などを送信する。また、送受信部１０３は、ユーザ端末２０から、狭帯域で参照信号、制御信号、データ信号などを受信する。

図９は、本発明の一実施形態に係る無線基地局の機能構成の一例を示す図である。なお、図９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９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、を少なくとも備えている。

制御部（スケジューラ）３０１は、無線基地局１０全体の制御を実施する。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から構成することができる。

制御部３０１は、例えば、送信信号生成部３０２による信号の生成や、マッピング部３０３による信号の割り当てを制御する。また、制御部３０１は、受信信号処理部３０４による信号の受信処理や、測定部３０５による信号の測定を制御する。

制御部３０１は、システム情報、ＰＤＳＣＨで送信される下りデータ信号、ＰＤＣＣＨ及び／又はＭＰＤＣＣＨで伝送される下り制御信号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、同期信号（例えば、ＰＳＳ（Primary Synchronization Signal）／ＳＳＳ（Secondary Synchronization Signal）、ＮＢ−ＳＳ）や、ＣＲＳ、ＣＳＩ−ＲＳ、ＤＭ−ＲＳなどの下り参照信号のスケジューリングの制御を行う。

また、制御部３０１は、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（例えば、送達確認情報（ＨＡＲＱ−ＡＣＫ））、ＰＲＡＣＨで送信されるランダムアクセスプリアンブルや、上り参照信号などのスケジューリングを制御する。

制御部３０１は、各種信号を狭帯域に割り当ててユーザ端末２０に対して送信するように、送信信号生成部３０２及びマッピング部３０３を制御する。制御部３０１は、例えば、下りリンクの報知情報（ＭＩＢ、ＳＩＢ（ＭＴＣ−ＳＩＢ））や、ＭＰＤＣＣＨ、ＰＤＳＣＨなどを狭帯域で送信するように制御する。当該狭帯域（ＮＢ）は、既存のＬＴＥシステムでサポートされる最小のシステム帯域幅（１．４ＭＨｚ）よりも狭帯域（例えば、２００ｋＨｚ）である。

また、制御部３０１は、所定の系列を用いてＮＢ−ＳＳを生成するように制御する。例えば、制御部３０１は、既存のＳＳの生成に用いられる系列の長さより短い系列長を有する系列を用いてＮＢ−ＳＳを生成するように制御してもよい。また、制御部３０１は、既存のＳＳと同じ系列から生成した信号系列の一部をパンクチャした系列でＮＢ−ＳＳを構成するように制御してもよい。

制御部３０１は、既存のＳＳが送信される周波数帯域とオーバラップする所定のＮＢにおいて、ＮＢ−ＳＳを複数の期間（例えば、シンボル、サブフレーム）に分割して送信するように制御する。制御部３０１は、当該複数の期間のうち少なくとも一期間で、ＮＢ−ＳＳの分割部分を含む既存のＳＳを送信するように制御してもよい。

制御部３０１は、ＮＢ−ＳＳを、キャリア周波数中心（例えば、ＬＴＥのシステム帯域幅の中心周波数）とオーバラップする周波数位置に割り当てるように制御してもよいし、オーバラップしない周波数位置に割り当てるように制御してもよい。また、制御部３０１は、ＮＢ−ＳＳを、所定の間隔（例えば、１００ｋＨｚの整数倍間隔）のチャネルラスタとオーバラップする周波数位置に割り当てるように制御してもよい。

さらに、制御部３０１は、ＮＢ−ＳＳを、所定の間隔（例えば、１００ｋＨｚの整数倍間隔）のチャネルラスタとＬＴＥの周波数リソース制御単位（例えば、１８０ｋＨｚのリソースブロックサイズ）との公倍数間隔（例えば、９００ｋＨｚ）で規定される周波数位置に割り当てるように制御してもよい。

制御部３０１は、ＮＢ−ＳＳ（ＮＢ−ＰＳＳ及び／又はＮＢ−ＳＳＳ）のみをキャリア周波数中心とオーバラップする狭帯域で送信し、他の信号（例えば、ＮＢ−ＳＳＳ、ＣＲＳなど）を、キャリア周波数中心とオーバラップしない（ＤＣサブキャリアをまたがない）狭帯域で送信するように制御してもよい。ここで、制御部３０１は、他の信号を送信する狭帯域を、ＮＢ−ＳＳ（例えば、ＮＢ−ＰＳＳ）と関連付けて決定してもよい。

送信信号生成部（生成部）３０２は、制御部３０１からの指示に基づいて、下り信号（下り制御信号、下りデータ信号、下り参照信号など）を生成して、マッピング部３０３に出力する。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から構成することができる。

送信信号生成部３０２は、例えば、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、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。

また、送信信号生成部３０２は、制御部３０１からの指示に基づいて、所定の系列を用いてＮＢ−ＳＳを生成する。

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、所定の狭帯域の無線リソース（例えば、最大１リソースブロック）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から構成することができる。

受信信号処理部３０４は、送受信部１０３から入力された受信信号に対して、受信処理（例えば、デマッピング、復調、復号など）を行う。ここで、受信信号は、例えば、ユーザ端末２０から送信される上り信号（上り制御信号、上りデータ信号、上り参照信号など）である。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。

受信信号処理部３０４は、受信処理により復号された情報を制御部３０１に出力する。また、受信信号処理部３０４は、受信信号や、受信処理後の信号を、測定部３０５に出力する。

測定部３０５は、受信した信号に関する測定を実施する。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。

測定部３０５は、信号の受信電力（例えば、ＲＳＲＰ（Reference Signal Received Power））、受信品質（例えば、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。

（ユーザ端末）
図１０は、本発明の一実施形態に係るユーザ端末の全体構成の一例を示す図である。なお、ここでは詳細な説明を省略するが、通常のＬＴＥ端末がＮＢ−ＬＴＥ ＵＥとしてふるまうように動作してもよい。ユーザ端末２０は、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、を少なくとも備えている。また、ユーザ端末２０は、送受信アンテナ２０１、アンプ部２０２、送受信部２０３などを複数備えてもよい。

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で増幅される。送受信部２０３は、アンプ部２０２で増幅された下り信号を受信する。

送受信部２０３は、受信信号をベースバンド信号に周波数変換して、ベースバンド信号処理部２０４に出力する。送受信部２０３は、本発明に係る技術分野で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から構成することができる。なお、送受信部２０３は、一体の送受信部として構成されてもよいし、送信部及び受信部から構成されてもよい。

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。

送受信部２０３は、無線基地局１０から、狭帯域でＮＢ−ＳＳ、参照信号、制御信号、データ信号などを受信する。また、送受信部２０３は、無線基地局１０に対して、狭帯域で参照信号、制御信号、データ信号などを送信する。

図１１は、本発明の一実施形態に係るユーザ端末の機能構成の一例を示す図である。なお、図１１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（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、を少なくとも備えている。

制御部４０１は、ユーザ端末２０全体の制御を実施する。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から構成することができる。

制御部４０１は、例えば、送信信号生成部４０２による信号の生成や、マッピング部４０３による信号の割り当てを制御する。また、制御部４０１は、受信信号処理部４０４による信号の受信処理や、測定部４０５による信号の測定を制御する。

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／ＭＰＤＣＣＨ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（例えば、送達確認情報（ＨＡＲＱ−ＡＣＫ）など）や上りデータ信号の生成を制御する。

また、制御部４０１は、複数の期間で信号を受信して、これらの信号を所定の系列を用いて生成されたＳＳ（ＰＳＳ／ＳＳＳ）と認識して、当該ＳＳを用いて同期処理を行うように制御する。例えば、制御部４０１は、既存のＳＳが送信される周波数帯域とオーバラップする所定のＮＢにおいて、複数の期間で受信した信号に基づいてＮＢ−ＳＳを取得し、同期処理を行うように制御してもよい。

制御部４０１は、キャリア周波数中心とオーバラップする及び／又はオーバラップしない周波数位置で、ＮＢ−ＳＳの検出を試行するように制御してもよい。また、制御部４０１は、所定の間隔（例えば、１００ｋＨｚの整数倍間隔）のチャネルラスタとオーバラップする周波数位置で、ＮＢ−ＳＳの検出を試行するように制御してもよい。

さらに、制御部４０１は、所定の間隔（例えば、１００ｋＨｚの整数倍間隔）のチャネルラスタとＬＴＥの周波数リソース制御単位（例えば、１８０ｋＨｚのリソースブロックサイズ）との公倍数間隔（例えば、９００ｋＨｚ）で規定される周波数位置で、ＮＢ−ＳＳの検出を試行するように制御してもよい。

また、制御部４０１は、ＮＢ−ＳＳによる少なくとも一部の同期処理の完了後に、他の信号を受信する狭帯域を、ＮＢ−ＳＳ（例えば、ＮＢ−ＰＳＳ）と関連付けて決定してもよい。例えば、制御部４０１は、ＮＢ−ＳＳ（ＮＢ−ＰＳＳ及び／又はＮＢ−ＳＳＳ）をキャリア周波数中心とオーバラップする狭帯域で受信した場合であっても、他の信号（例えば、ＮＢ−ＳＳＳ、ＣＲＳなど）を、キャリア周波数中心とオーバラップしない（ＤＣサブキャリアをまたがない）狭帯域で受信するように判断してもよい。

送信信号生成部４０２は、制御部４０１からの指示に基づいて、上り信号（上り制御信号、上りデータ信号、上り参照信号など）を生成して、マッピング部４０３に出力する。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から構成することができる。

送信信号生成部４０２は、例えば、制御部４０１からの指示に基づいて、送達確認情報（ＨＡＲＱ−ＡＣＫ）やチャネル状態情報（ＣＳＩ）に関する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。

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（例えば、最大１リソースブロック）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から構成することができる。

受信信号処理部４０４は、送受信部２０３から入力された受信信号に対して、受信処理（例えば、デマッピング、復調、復号など）を行う。ここで、受信信号は、例えば、無線基地局１０から送信される下り信号（下り制御信号、下りデータ信号、下り参照信号など）である。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。

受信信号処理部４０４は、受信処理により復号された情報を制御部４０１に出力する。受信信号処理部４０４は、例えば、報知情報、システム情報、ＲＲＣシグナリング、ＤＣＩなどを、制御部４０１に出力する。また、受信信号処理部４０４は、受信信号や、受信処理後の信号を、測定部４０５に出力する。

測定部４０５は、受信した信号に関する測定を実施する。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。

測定部４０５は、例えば、受信した信号の受信電力（例えば、ＲＳＲＰ）、受信品質（例えば、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。

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よい。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よい。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よい。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、所定の信号を受信／送信する無線リソースは、所定の信号を受信／送信するために利用される周波数、時間、符号、空間などのリソース（又は方式）と言い換えられてもよい。ここで、受信／送信には、受信処理（例えば、デマッピング、復調、復号など）／送信処理（例えば、マッピング、変調、符号化など）が含まれてもよい。

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２１日出願の特願２０１５−１６４２３８に基づく。この内容は、全てここに含めておく。

Claims (10)

1. 既存のＬＴＥ（Long Term Evolution）システムでサポートされる最小のシステム帯域幅よりも狭帯域に使用帯域が制限されたユーザ端末であって、
   既存の同期信号が送信される周波数帯域とオーバラップする所定の狭帯域において、複数の期間に分割して送信された信号を受信する受信部と、
   前記複数の期間に分割して送信された信号を、所定の系列を用いて生成された同期信号と認識して同期処理を行う制御部と、を有し、
   前記複数の期間のうち少なくとも一期間で送信された信号は、前記既存の同期信号の一部であることを特徴とするユーザ端末。
2. 前記所定の系列の長さは、前記既存の同期信号の生成に用いられる系列の長さより短いことを特徴とする請求項１に記載のユーザ端末。
3. 前記所定の系列は、前記既存の同期信号の生成に用いられる系列をパンクチャした系列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. 前記受信部は、前記制御部による同期処理の完了後、前記所定の狭帯域とは少なくとも一部異なる狭帯域で、別の同期信号及び／又は参照信号を受信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. 前記受信部は、前記所定の系列を用いて生成された同期信号に基づいて、前記所定の狭帯域とは少なくとも一部異なる狭帯域を判断することを特徴とする請求項４に記載のユーザ端末。
6. 前記所定の狭帯域は、前記最小のシステム帯域幅の中心周波数とオーバラップしない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. 前記所定の狭帯域は、所定の間隔のチャネルラスタとオーバラップ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. 前記所定の狭帯域は、１００ｋＨｚ間隔のチャネルラスタと１８０ｋＨｚのリソースブロックサイズとの最小公倍数間隔で規定される周波数位置のいずれかとオーバラップすることを特徴とする請求項７に記載のユーザ端末。
9. 既存のＬＴＥ（Long Term Evolution）システムでサポートされる最小のシステム帯域幅よりも狭帯域に使用帯域が制限されたユーザ端末と通信する無線基地局であって、
   所定の系列を用いて同期信号を生成する生成部と、
   前記同期信号を、既存の同期信号が送信される周波数帯域とオーバラップする所定の狭帯域において、複数の期間に分割して送信する送信部と、を有し、
   前記送信部は、前記複数の期間のうち少なくとも一期間で、前記同期信号の分割部分を含む前記既存の同期信号を送信することを特徴とする無線基地局。
10. 既存のＬＴＥ（Long Term Evolution）システムでサポートされる最小のシステム帯域幅よりも狭帯域に使用帯域が制限されたユーザ端末の無線通信方法であって、
    既存の同期信号が送信される周波数帯域とオーバラップする所定の狭帯域において、複数の期間に分割して送信された信号を受信する工程と、
    前記複数の期間に分割して送信された信号を、所定の系列を用いて生成された同期信号と認識して同期処理を行う工程と、を有し、
    前記複数の期間のうち少なくとも一期間で送信された信号は、前記既存の同期信号の一部であることを特徴とする無線通信方法。

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