WO2016072001A1 - 無線通信システム、基地局、端末および処理方法 - Google Patents

無線通信システム、基地局、端末および処理方法 Download PDF

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terminals
timing
predetermined
base station
band
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剛史 下村
田中　良紀
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富士通株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system, a base station, a terminal, and a processing method.
  • LTE Long Term Evolution
  • LTE-advanced Long Term Evolution-advanced
  • CA Carrier Aggregation
  • an object of the present invention is to provide a radio communication system, a base station, a terminal, and a processing method that enable uplink user multiplexing in a shared band and improve throughput.
  • a plurality of terminals connected to a base station include The process of detecting the radio signal of the predetermined band is started at a predetermined timing common to the plurality of terminals, and the state where the radio signal of the predetermined band is not detected by the process is detected between the plurality of terminals.
  • a wireless communication system, a base station, a terminal, and a processing method are proposed that respectively start transmission of radio signals in the same band or different bands among the bands included in the predetermined band at a common continuous time for a predetermined time.
  • FIG. 1A is a diagram illustrating an example of a wireless communication system according to an embodiment.
  • 1B is a diagram illustrating an example of a signal flow in the wireless communication system illustrated in FIG. 1A.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of an unlicensed band.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of carrier sense and transmission / reception timing of each signal.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of notification of the cell common offset by the base station.
  • FIG. 5A is a diagram illustrating an example of transmission start timing of each terminal.
  • FIG. 5B is a diagram illustrating a modification of the transmission start timing of each terminal.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of processing by the terminal.
  • FIG. 1A is a diagram illustrating an example of a wireless communication system according to an embodiment.
  • 1B is a diagram illustrating an example of a signal flow in the wireless communication system illustrated in FIG. 1A.
  • FIG. 2 is a diagram
  • FIG. 7A is a diagram illustrating an example of the base station according to the embodiment.
  • FIG. 7B is a diagram illustrating an example of a signal flow in the base station illustrated in FIG. 7A.
  • FIG. 7C is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of the base station.
  • FIG. 8A is a diagram illustrating an example of a terminal according to the embodiment.
  • FIG. 8B is a diagram illustrating an example of a signal flow in the terminal illustrated in FIG. 8A.
  • FIG. 8C is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of the terminal.
  • FIG. 9A is a diagram illustrating an example of a base station according to a modification.
  • FIG. 9B is a diagram illustrating an example of a signal flow in the base station illustrated in FIG. 9A.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a signal flow in the terminal according to the modification.
  • FIG. 1A is a diagram illustrating an example of a wireless communication system according to an embodiment.
  • 1B is a diagram illustrating an example of a signal flow in the wireless communication system illustrated in FIG. 1A.
  • a wireless communication system 100 according to the embodiment includes a base station 110 and terminals 120 and 130.
  • the wireless communication system 100 is a system that shares a predetermined band with other wireless communication systems.
  • the predetermined band is a band shared by a plurality of wireless communication systems including the wireless communication system 100.
  • the predetermined band is an unlicensed band (unlicensed band).
  • an unlicensed band as an example, an ISM (Industry-Science-Medical) band (2.4 [GHz] band) or 5 [GHz] used in a WLAN (Wireless Local Area Network) or the like is used. ] There are bands.
  • the base station 110 performs wireless communication with the terminals 120 and 130 connected to the base station 110 (own station) using a predetermined band shared with other wireless communication systems. Further, the base station 110 performs carrier aggregation between the terminals 120 and 130 using, for example, a band occupied by the wireless communication system 100 (own system) and a predetermined band shared with other wireless communication systems. Wireless communication may be performed.
  • uplink user multiplexing is performed in which the terminals 120 and 130 simultaneously transmit radio signals to the base station 110 using a predetermined band.
  • the terminals 120 and 130 transmit radio signals to the base station 110 using different bands among the bands included in the predetermined band.
  • the terminals 120 and 130 transmit radio signals to the base station 110 using the same band.
  • the base station 110 includes a control unit 111 and a reception unit 112.
  • the control unit 111 transmits parameters for calculating a predetermined timing common between the terminals 120 and 130 to the terminals 120 and 130.
  • the receiving unit 112 receives each radio signal transmitted by the terminals 120 and 130. For example, the receiving unit 112 receives a data signal addressed to the own station included in each radio signal transmitted by the terminals 120 and 130.
  • the terminal 120 includes a detection unit 121 and a transmission unit 122. Although the configuration of the terminal 120 is described here, the configuration of the terminal 130 is the same as that of the terminal 120.
  • the detection unit 121 starts a process of detecting a radio signal in a predetermined band at a predetermined timing common between the terminals 120 and 130. Thereby, the timing which the terminal 120,130 starts the process which detects the radio signal of a predetermined band can be united.
  • the predetermined timing can be calculated based on parameters transmitted from the base station 110 to the terminals 120 and 130, for example.
  • the detection unit 121 notifies the transmission unit 122 of the detection result.
  • the transmission unit 122 Based on the detection result notified from the detection unit 121, the transmission unit 122 corresponds to its own terminal in each band included in the predetermined band at a timing at which a wireless signal of the predetermined band is not detected for a predetermined time. Start transmitting wireless signals in the band.
  • the predetermined time is a common time between the terminals 120 and 130. Thereby, the timing which the terminal 120,130 starts transmission of a radio signal can be united.
  • the predetermined timing when the terminals 120 and 130 start detecting the availability of a shared band with another wireless communication system, the predetermined time until transmitting a radio signal, Can be combined.
  • the transmission timing of the radio signal in the terminals 120 and 130 can be matched, and the transmission collision between the terminals 120 and 130 in the shared band can be avoided. For this reason, it is possible to perform user multiplexing in the uplink frequency direction in the shared band or user multiplexing in the spatial direction by multi-user MIMO, and throughput can be improved.
  • the detection of the radio signal in the predetermined band by the detection unit 121 is, for example, CCA (Clear Channel Assessment) for detecting a vacant carrier in the predetermined band, for example, carrier sense.
  • CCA Carrier Channel Assessment
  • detection of a radio signal in a predetermined band is a process of detecting a radio signal by detecting received power (reception energy) of radio waves in a predetermined band and comparing the detected received power with the predetermined power.
  • the detection of the radio signal in the predetermined band may be a process of detecting the radio signal by detecting a predetermined pattern (for example, preamble) of the radio signal based on the radio wave in the predetermined band.
  • the process for detecting a radio signal in a predetermined band is, for example, a process for detecting a radio signal in the entire predetermined band.
  • the process of detecting a radio signal in a predetermined band may be a process of detecting a radio signal only in a band of the predetermined band in which the terminal transmits a radio signal.
  • the base station 110 may not transmit the parameter.
  • the terminals 120 and 130 can calculate the predetermined timing based on information shared between the terminals 120 and 130, for example.
  • the base station 110 may not include the control unit 111.
  • the information shared between the terminals 120 and 130 can be information including cell identification information (for example, cell ID) of the base station 110, for example. Further, the information shared between the terminals 120 and 130 can be information including identification information (for example, subframe number) of a subframe for performing processing for detecting a radio signal.
  • cell identification information for example, cell ID
  • identification information for example, subframe number
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of an unlicensed band.
  • an unlicensed band 200 is used.
  • the unlicensed band 200 is a 20 [MHz] wide band.
  • the unlicensed band 200 is a band shared between the wireless communication system 100 and other systems.
  • the other system is, for example, a WLAN or an LTE or LTE-A wireless communication system different from the wireless communication system 100.
  • the unlicensed band 200 includes subbands # 1 and # 2.
  • base station 110 assigns subband # 1 to uplink transmission of terminal 120 and assigns subband # 2 to uplink transmission of terminal 130 will be described.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of carrier sense and transmission / reception timing of each signal.
  • the horizontal axis (t) represents time.
  • the reference timing 301 is a common reference timing in the cell of the base station 110.
  • the reference timing 301 is a timing at which the base station 110 transmits and receives signals in subbands # 1 and # 2.
  • the reference timing 301 may be a timing different from the timing at which the base station 110 transmits and receives signals in the subbands # 1 and # 2.
  • the cell common offset 302 is a common offset in the cell of the base station 110, and is a parameter for calculating the reference timing 301 (predetermined timing). In the example illustrated in FIG. 3, the cell common offset 302 is an offset between the reference timing 301 and the carrier sense start timing 303.
  • the carrier sense start timing 303 is a timing at which the terminals 120 and 130 start carrier sense.
  • the carrier sense start timing 303 is a timing uniquely determined from the reference timing 301 and the cell common offset 302.
  • the carrier sense start timing 303 is a timing that is back from the reference timing 301 by the cell common offset 302.
  • the carrier sense start timing 303 may be a timing advanced by the cell common offset 302 from the reference timing 301, for example.
  • the specified idle time 304 is a reference time for determining that the bandwidth is free.
  • the terminals 120 and 130 perform carrier sense and determine that the band is vacant when the idle state (I) continues for the specified idle time 304.
  • the scheduled transmission start timing 305 is a timing at which the terminals 120 and 130 start transmitting radio signals when it is determined that the band is vacant by carrier sense.
  • the scheduled transmission start timing 305 is a timing advanced by the specified idle time 304 from the carrier sense start timing 303.
  • the terminal 120 starts carrier sense at the carrier sense start timing 303, and the idle state (I) continues for the specified idle time 304. Has started. At this time, the terminal 120 first transmits a dummy signal 311 and then transmits a data signal 312.
  • the terminal 130 starts carrier sense at the carrier sense start timing 303 and, since the idle state (I) continues for the specified idle time 304, the terminal 130 starts transmission of a radio signal at the transmission start scheduled timing 305. . At this time, the terminal 130 first transmits a dummy signal 321 and then transmits a data signal 322.
  • reception timing of the data signals 312 and 322 in the base station 110 can be matched with the reference timing 301. Further, it is possible to prevent another communication apparatus from transmitting a radio signal (interruption) between the scheduled transmission start timing 305 and the start of transmission of the data signals 312 and 322.
  • Another communication apparatus is a communication apparatus of a radio communication system different from radio communication system 100, for example.
  • each preamble transmitted by terminals 120 and 130 is a radio signal having a predetermined pattern, for example, a preamble of data signals 312 and 322, respectively.
  • the cell common offset 302 is an offset between the reference timing 301 and the carrier sense start timing 303 .
  • the present invention is not limited to this, and the cell common offset 302 may be an offset between the reference timing 301 and the scheduled transmission start timing 305, for example.
  • the terminals 120 and 130 calculate, as the scheduled transmission start timing 305, a timing that is back by the cell common offset 302 from the reference timing 301. Then, the terminals 120 and 130 calculate, as the carrier sense start timing 303, a timing that is back by the specified idle time 304 from the calculated transmission start scheduled timing 305, and starts carrier sense.
  • the cell common offset 302 may have a different length for each predetermined period (for example, for each subframe or for each of a plurality of subframes). Thereby, for example, it is possible to avoid the occurrence of continuous collisions caused by terminals 120 and 130 transmitting radio signals at the same timing as the communication device in the adjacent cell.
  • the cell common offset 302 may be an offset determined based on a value (for example, a cell number) unique to the cell of the base station 110. Thereby, the collision with the communication apparatus of an adjacent cell can be suppressed.
  • the base station 110 determines the cell common offset 302 based on at least one of the subframe number and the cell number. As an example, the base station 110 determines the cell common offset 302 based on the following equation (1).
  • offset is the cell common offset 302 to be determined.
  • c (i) is a pseudo-random number sequence.
  • u, v, w, and L are constants defined in advance in the wireless communication system 100.
  • Gold sequence defined in 3GPP TS36.211 can be used for c (i).
  • equation (2) can be used for c (i).
  • each of x 1 (n) and x 2 (n) is a sequence called m-sequence, and the initial value is given by the following equation (3).
  • the base station 110 can determine the cell common offset 302 based on the subframe number by substituting the subframe number into at least one of v, w, and c init .
  • the base station 110 can determine the cell common offset 302 based on the cell number by substituting the cell number into at least one of v, w, and c init .
  • the base station 110 can determine the cell common offset 302 based on the subframe number and the cell number by substituting the subframe number and the cell number into at least one of v, w, and c init .
  • the cell common offset 302 may be an offset determined based on a random number. Thereby, for example, it is possible to avoid the occurrence of continuous collisions caused by terminals 120 and 130 transmitting radio signals at the same timing as the communication device in the adjacent cell.
  • the base station 110 can determine the cell common offset 302 by the following equation (4).
  • a is a random number randomly selected from ⁇ 0, 1,... A ⁇ .
  • A is a value less than the subframe length in the wireless communication system 100.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of notification of the cell common offset by the base station.
  • the base station 110 notifies the cell common offset to the terminals 120 and 130 connected to the own cell.
  • a downlink common control channel such as PDCCH (Physical Downlink Control Channel) can be used.
  • Radio Resource Control Radio Resource Control
  • PBCH Physical Broadcast Channel
  • the base station 110 may notify the terminal 120 or 130 of the cell common offset indirectly by notifying the terminal 120 or 130 of a parameter that allows the terminal 120 or 130 to calculate the cell common offset.
  • the terminals 120 and 130 calculate the cell common offset based on the parameter notified from the base station 110.
  • FIG. 5A is a diagram illustrating an example of transmission start timing of each terminal.
  • Subframe boundaries 511 and 512 are subframe boundaries in downlink reception from base station 110 to terminal 120.
  • Subframe boundaries 521 and 522 are subframe boundaries in downlink reception from base station 110 to terminal 130.
  • the base station 110 transmits downlink signals for the terminals 120 and 130 at the same timing (reference timing 301).
  • the subframe boundaries 511 and 512 and the subframe boundary 521 , 522 is at a different timing.
  • the subframe boundary 512 is a timing advanced from the reference timing 301 by the propagation delay T1.
  • the data signal transmission start timing 531 is a timing at which the terminal 120 starts transmission of the data signal 312 and is a timing that is back from the reference timing 301 by the propagation delay T1.
  • the terminal 120 can specify the data signal transmission start timing 531 at a timing that is traced back from the subframe boundary 512 by the propagation delay T1 ⁇ 2.
  • the terminal 120 can synchronize the reception timing of the data signal 312 at the base station 110 with the reference timing 301 by starting transmission of the data signal 312 at the data signal transmission start timing 531.
  • the subframe boundary 522 is a timing that is advanced from the reference timing 301 by a propagation delay T2.
  • the data signal transmission start timing 532 is a timing at which the terminal 130 starts transmission of the data signal 322 and is a timing that is back from the reference timing 301 by the propagation delay T2.
  • the terminal 130 can specify a timing that is back by the propagation delay T2 ⁇ 2 from the subframe boundary 522 as the data signal transmission start timing 532. Then, the terminal 130 can synchronize the reception timing of the data signal 322 in the base station 110 with the reference timing 301 by starting transmission of the data signal 322 at the data signal transmission start timing 532.
  • the terminal 120 can specify the propagation delay T1 ⁇ 2 based on the timing advance (TA) received from the base station 110.
  • the base station 110 measures the propagation delay T1 between the base station 110 and the terminal 120, and transmits a timing advance indicating a value twice the measured propagation delay T1 to the terminal 120.
  • the terminal 120 can specify the value of the timing advance received from the base station 110 as the propagation delay T1 ⁇ 2.
  • the terminal 130 can specify the propagation delay T2 ⁇ 2 based on the timing advance received from the base station 110.
  • the base station 110 measures the propagation delay T2 between the base station 110 and the terminal 130, and transmits a timing advance indicating a value twice the measured propagation delay T2 to the terminal 130.
  • the terminal 130 can specify the value of the timing advance received from the base station 110 as the propagation delay T2 ⁇ 2.
  • the period during which the terminal 120 transmits the dummy signal 311 can be, for example, a period from the transmission start scheduled timing 305 to the data signal transmission start timing 531.
  • the period during which the terminal 130 transmits the dummy signal 321 can be, for example, a period from the scheduled transmission start timing 305 to the data signal transmission start timing 532.
  • FIG. 5B is a diagram showing a modification of the transmission start timing of each terminal. 5B, the same parts as those shown in FIG. 5A are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • FIG. 5B a case where multi-user MIMO is used will be described. In this case, the terminals 120 and 130 can use the same band of the unlicensed band 200.
  • base station 110 assigns subband # 1 to uplink transmission of terminal 120 and subband # 1 to uplink transmission of terminal 130.
  • terminal 130 performs carrier sense and transmits dummy signal 321 and data signal 322 in subband # 1.
  • Base station 110 receives dummy signal 321 and data signal 322 from terminal 130 in subband # 1.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of processing by the terminal.
  • the process by the terminal 120 will be described, but the same applies to the process by the terminal 130.
  • the terminal 120 executes, for example, each step shown in FIG.
  • the terminal 120 calculates the carrier sense start timing based on the cell common offset (step S601). Next, the terminal 120 stands by until the carrier sense start timing calculated in step S601 (step S602).
  • m is a count value for counting the number of executions of carrier sense per unit time.
  • the terminal 120 determines whether m is equal to MN (step S604).
  • M is a cell common offset.
  • N is the specified idle time. The units of M and N are both carrier sense unit times.
  • step S604 If m is equal to MN in step S604 (step S604: Yes), transmission of a data signal cannot be started by the next reference timing 301 of the base station 110 even if a channel vacancy is detected by carrier sense. It can be judged. In this case, the terminal 120 ends a series of processes.
  • n is a count value for counting the number of times that an idle state of a channel (band) is continuously detected by carrier sense.
  • the terminal 120 performs carrier sense for unit time (step S606).
  • the terminal 120 determines whether or not the channel is in an idle state based on the result of carrier sense in step S606 (step S607).
  • the channel for which it is determined in step S607 whether or not it is in the idle state may be, for example, only the subband (subband # 1) to which the terminal 120 is assigned, or the entire unlicensed band 200. Also good.
  • step S609 determines whether n is equal to N (step S609). If n is not equal to N (step S609: No), the terminal 120 returns to step S606. When n is equal to N (step S609: Yes), the terminal 120 transmits a signal on the uplink (step S610), and ends a series of processes. In step S610, for example, as shown in FIG. 3, the terminal 120 first transmits a dummy signal and then transmits a data signal.
  • the process of calculating the carrier sense start timing when the terminal 120 transmits a signal has been described. However, the terminal 120 calculates the carrier sense start timing in advance based on the cell common offset. May be.
  • FIG. 7A is a diagram illustrating an example of the base station according to the embodiment.
  • FIG. 7B is a diagram illustrating an example of a signal flow in the base station illustrated in FIG. 7A.
  • the base station 110 includes an antenna 701, an RF unit 702, an uplink baseband signal processing unit 703, a propagation delay measurement unit 704, an uplink transmission timing control unit 705, A downlink baseband signal generation unit 706.
  • the antenna 701 receives a signal wirelessly transmitted from the terminals 120 and 130 and outputs the signal to the RF unit 702. Further, the antenna 701 wirelessly transmits the signal output from the RF unit 702 to the terminals 120 and 130.
  • the antenna 701 is not limited to one antenna and may be a plurality of antennas. For example, when performing multi-user MIMO, the antenna 701 may be a plurality of antennas corresponding to multi-user MIMO.
  • the RF unit 702 performs RF reception processing on the uplink signal output from the antenna 701.
  • the RF reception processing by the RF unit 702 includes, for example, amplification, frequency conversion from an RF (Radio Frequency) band to a baseband, conversion from an analog signal to a digital signal, and the like.
  • the RF unit 702 outputs the signal subjected to the RF reception processing to the uplink baseband signal processing unit 703.
  • the RF unit 702 performs an RF transmission process on the downlink signal output from the downlink baseband signal generation unit 706.
  • the RF transmission processing by the RF unit 702 includes, for example, conversion from a digital signal to an analog signal, frequency conversion from a baseband to an RF band, amplification, and the like.
  • the RF unit 702 outputs the signal subjected to the RF transmission process to the antenna 701.
  • the uplink baseband signal processing unit 703 performs baseband signal processing on the uplink signal output from the RF unit 702. Then, the uplink baseband signal processing unit 703 outputs a measurement signal included in the data obtained by the baseband signal processing to the propagation delay measurement unit 704.
  • the measurement signal output from the uplink baseband signal processing unit 703 to the propagation delay measurement unit 704 includes, for example, an uplink RS (Reference Signal) or RACH (Random Access Channel: random access) from the terminals 120 and 130. Channel) preamble.
  • the propagation delay measuring unit 704 measures each propagation delay between the base station 110 and the terminals 120 and 130 based on the measurement signal output from the uplink baseband signal processing unit 703. For example, the propagation delay measuring unit 704 measures the propagation delay between the base station 110 and the terminal 120 based on the RS and RACH preamble transmitted from the terminal 120. In addition, the propagation delay measurement unit 704 measures the propagation delay between the base station 110 and the terminal 130 based on the RS and RACH preamble transmitted from the terminal 130.
  • the propagation delay measurement unit 704 outputs a timing advance based on the measured propagation delay value for each of the terminals 120 and 130 to the downlink baseband signal generation unit 706.
  • the timing advance is information indicating a value twice the measured propagation delay, for example.
  • the uplink transmission timing control unit 705 controls the transmission timing in the uplink from the terminals 120 and 130 to the base station 110. For example, the uplink transmission timing control unit 705 determines a cell common offset between the carrier sense start timing and the reference timing, and notifies the downlink baseband signal generation unit 706 of the determined cell common offset.
  • the cell common offset determined by the uplink transmission timing control section 705 is, for example, the cell common offset 302 shown in FIG.
  • the downlink baseband signal generation unit 706 generates a downlink baseband signal from the base station 110 to the terminals 120 and 130.
  • the signal generated by the downlink baseband signal generation unit 706 includes the timing advance output from the propagation delay measurement unit 704 and the cell common offset notified from the uplink transmission timing control unit 705.
  • the downlink baseband signal generation unit 706 outputs the generated signal to the RF unit 702.
  • the control unit 111 illustrated in FIGS. 1A and 1B can be realized by, for example, the antenna 701, the RF unit 702, the uplink transmission timing control unit 705, and the downlink baseband signal generation unit 706.
  • the receiving unit 112 illustrated in FIGS. 1A and 1B can be realized by, for example, the antenna 701, the RF unit 702, and the uplink baseband signal processing unit 703.
  • FIG. 7C is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of the base station.
  • the base station 110 shown in FIGS. 7A and 7B can be realized by the communication device 730 shown in FIG. 7C, for example.
  • the communication device 730 includes a processor 731, a main storage device 732, an auxiliary storage device 733, a network interface 734, a wireless device 735, and an antenna 736.
  • the processor 731, the main storage device 732, the auxiliary storage device 733, the network interface 734, and the wireless device 735 are connected by a bus 739.
  • the processor 731 governs overall control of the communication device 730.
  • the processor 731 can be realized by, for example, a CPU (Central Processing Unit).
  • the main storage device 732 is used as a work area for the processor 731, for example.
  • the main storage device 732 can be realized by, for example, a RAM (Random Access Memory).
  • the auxiliary storage device 733 is a nonvolatile memory such as a magnetic disk, an optical disk, or a flash memory.
  • the auxiliary storage device 733 stores various programs for operating the communication device 730.
  • the program stored in the auxiliary storage device 733 is loaded into the main storage device 732 and executed by the processor 731.
  • the network interface 734 is a communication interface that performs communication with the outside of the communication device 730 (for example, a host device of the base station 110 or a core network) by, for example, wireless or wired.
  • the network interface 734 is controlled by the processor 731.
  • the wireless device 735 is a communication interface that performs communication with other communication devices (for example, the terminals 120 and 130) wirelessly using the antenna 736.
  • the wireless device 735 is controlled by the processor 731.
  • the antenna 701 shown in FIGS. 7A and 7B can be realized by the antenna 736, for example.
  • the RF unit 702 shown in FIGS. 7A and 7B can be realized by the wireless device 735, for example.
  • the uplink baseband signal processing unit 703, the propagation delay measurement unit 704, the uplink transmission timing control unit 705, and the downlink baseband signal generation unit 706 shown in FIGS. 7A and 7B can be realized by, for example, the processor 731. .
  • FIG. 8A is a diagram illustrating an example of a terminal according to the embodiment.
  • FIG. 8B is a diagram illustrating an example of a signal flow in the terminal illustrated in FIG. 8A. 8A and 8B, the configuration of the terminal 120 will be described, but the configuration of the terminal 130 is the same.
  • the terminal 120 includes an antenna 801, an RF unit 802, a downlink baseband signal processing unit 803, an uplink transmission timing control unit 804, and an uplink baseband signal generation unit 805. And comprising.
  • the antenna 801 receives a signal wirelessly transmitted from the base station 110 and outputs the signal to the RF unit 802. In addition, the antenna 801 wirelessly transmits the signal output from the RF unit 802 to the base station 110.
  • the RF unit 802 performs RF reception processing of the uplink signal output from the antenna 801.
  • the RF reception processing by the RF unit 802 includes, for example, amplification, frequency conversion from the RF band to the baseband, conversion from an analog signal to a digital signal, and the like.
  • the RF unit 802 outputs the signal subjected to the RF reception processing to the downlink baseband signal processing unit 803.
  • the RF unit 802 performs RF transmission processing of the uplink signal output from the uplink baseband signal generation unit 805.
  • the RF transmission processing by the RF unit 802 includes, for example, conversion from a digital signal to an analog signal, frequency conversion from a baseband to an RF band, amplification, and the like.
  • the RF unit 802 outputs the signal subjected to the RF transmission process to the antenna 801.
  • the downlink baseband signal processing unit 803 performs baseband signal processing on the downlink signal output from the RF unit 802. Then, the downlink baseband signal processing unit 803 outputs the control information obtained by the baseband signal processing to the uplink transmission timing control unit 804.
  • the control information output from the downlink baseband signal processing unit 803 to the uplink transmission timing control unit 804 includes, for example, downlink reception timing, timing advance from the base station 110, cell common offset from the base station 110, and the like. Contains information.
  • the downlink reception timing is, for example, the timing of the subframe boundaries 511 and 512 shown in FIG. 5A.
  • the timing advance is information indicating a value twice the propagation delay T1 shown in FIG. 5A, for example.
  • the cell common offset is, for example, the cell common offset 302 shown in FIGS. 3 and 5A.
  • the uplink transmission timing control unit 804 determines the carrier sense start timing and the uplink transmission start timing based on the control information output from the downlink baseband signal processing unit 803.
  • the carrier sense start timing determined by the uplink transmission timing control section 804 is, for example, the carrier sense start timing 303 shown in FIG. 5A.
  • the uplink transmission timing control section 804 determines the carrier sense start timing based on the subframe boundary based on the downlink reception timing, the propagation delay indicated by the timing advance, and the cell common offset. Then, uplink transmission timing control section 804 notifies uplink baseband signal generation section 805 of the determined carrier sense start timing.
  • the transmission start timing determined by the uplink transmission timing control unit 804 is, for example, the data signal transmission start timing 531 illustrated in FIG. 5A.
  • the uplink transmission timing control section 804 determines the data signal transmission start timing based on the subframe boundary based on the downlink reception timing and the propagation delay indicated by the timing advance. Then, uplink transmission timing control section 804 notifies uplink baseband signal generation section 805 of the determined data signal transmission start timing.
  • the uplink baseband signal generation unit 805 performs carrier sense control and generation of an uplink baseband signal based on each timing notified from the uplink transmission timing control unit 804. Then, uplink baseband signal generation section 805 outputs the generated signal to RF section 802.
  • the uplink baseband signal generation unit 805 controls the RF unit 802 to perform carrier sense based on the carrier sense start timing notified from the uplink transmission timing control unit 804. Then, uplink baseband signal generation section 805 starts transmission of a radio signal when an idle state is detected for a specified idle time (specified idle time 304 shown in FIG. 5A) as a result of carrier sense.
  • a specified idle time specified idle time 304 shown in FIG. 5A
  • the uplink baseband signal generation unit 805 first transmits a dummy signal (dummy signal 311 shown in FIG. 5A). Then, the uplink baseband signal generation unit 805 transmits the data signal (the data signal 312 shown in FIG. 5A) at the data signal transmission start timing notified from the uplink transmission timing control unit 804.
  • 1A and 1B can be realized by, for example, the antenna 801, the RF unit 802, the uplink transmission timing control unit 804, and the uplink baseband signal generation unit 805.
  • FIG. 8C is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of the terminal.
  • the terminal 120 illustrated in FIGS. 8A and 8B can be realized by the communication device 830 illustrated in FIG. 8C, for example.
  • the communication device 830 includes a processor 831, a main storage device 832, an auxiliary storage device 833, a user interface 834, a wireless device 835, and an antenna 836.
  • the processor 831, the main storage device 832, the auxiliary storage device 833, the user interface 834, and the wireless device 835 are connected by a bus 839.
  • the processor 831 governs overall control of the communication device 830.
  • the processor 831 can be realized by a CPU, for example.
  • the main storage device 832 is used as a work area of the processor 831, for example.
  • the main storage device 832 can be realized by a RAM, for example.
  • the auxiliary storage device 833 is a non-volatile memory such as a magnetic disk, an optical disk, or a flash memory.
  • the auxiliary storage device 833 stores various programs for operating the communication device 830.
  • the program stored in the auxiliary storage device 833 is loaded into the main storage device 832 and executed by the processor 831.
  • the user interface 834 includes, for example, an input device that receives an operation input from the user, an output device that outputs information to the user, and the like.
  • the input device can be realized by a key (for example, a keyboard) or a remote controller, for example.
  • the output device can be realized by, for example, a display or a speaker. Further, an input device and an output device may be realized by a touch panel or the like.
  • the user interface 834 is controlled by the processor 831.
  • the wireless device 835 is a communication interface that performs communication with another communication device (for example, the base station 110) wirelessly using the antenna 836.
  • the wireless device 835 is controlled by the processor 831.
  • the 8A and 8B can be realized by the antenna 836, for example.
  • the RF unit 802 shown in FIGS. 8A and 8B can be realized by the wireless device 835, for example.
  • the downlink baseband signal processing unit 803, the uplink transmission timing control unit 804, and the uplink baseband signal generation unit 805 illustrated in FIGS. 8A and 8B can be realized by the processor 831, for example.
  • the base station 110 may be configured not to notify the terminals 120 and 130 of the cell common offset.
  • the terminals 120 and 130 calculate the cell common offset using, for example, parameters commonly recognized in the cell of the base station 110. Thereby, even if the base station 110 does not notify the terminals 120 and 130 of the cell common offset, the terminals 120 and 130 can calculate the common cell common offset.
  • FIG. 9A is a diagram illustrating an example of a base station according to a modification.
  • FIG. 9B is a diagram illustrating an example of a signal flow in the base station illustrated in FIG. 9A.
  • 9A and 9B the same parts as those shown in FIGS. 7A and 7B are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • the base station 110 according to the modification may be configured such that the uplink transmission timing control unit 705 is omitted from the configuration illustrated in FIGS. 7A and 7B.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a signal flow in the terminal according to the modification. 10, the same parts as those shown in FIGS. 8A and 8B are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
  • the configuration of the terminal 120 according to the modification is the same as the configuration of the terminal 120 illustrated in FIG. 8A. However, as illustrated in FIG. 10, in the terminal 120 according to the modification, the cell common offset is not included in the control information output from the downlink baseband signal processing unit 803 to the uplink transmission timing control unit 804.
  • the uplink transmission timing control unit 804 calculates a cell common offset based on at least one of a subframe number and a cell number, for example. Thereby, the terminals 120 and 130 can calculate the same cell common offset, and the transmission timing of the radio signals of the terminals 120 and 130 can be matched.
  • the base station As described above, according to the wireless communication system, the base station, the terminal, and the processing method, it is possible to perform uplink user multiplexing in the shared band and improve throughput.
  • the unlicensed band is called, for example, an unlicensed band or a shared band.
  • a Licensed-Assisted Carrier Aggregation method is being studied in which control information such as response signals (ACK / NACK) is transmitted in a dedicated band and data is transmitted in an unlicensed band.
  • control information such as response signals (ACK / NACK) is transmitted in a dedicated band and data is transmitted in an unlicensed band.
  • one user uses the entire bandwidth and performs user multiplexing in the time direction.
  • LTE which has been put into practical use in the licensed band performs user multiplexing not only in the time direction but also in the frequency direction.
  • user multiplexing in the spatial direction by MIMO may also be performed.
  • the terminal when the terminal performs carrier sense in the entire unlicensed band (for example, 20 [MHz] width), detection is performed including subbands other than those scheduled to be transmitted by the terminal. For this reason, a case in which the channel is easily determined to be busy by a radio signal transmitted from another terminal in another subband, and the radio signal cannot be transmitted occurs.
  • the entire unlicensed band for example, 20 [MHz] width
  • the channel is determined to be busy due to leakage power generated by the radio signal transmitted by the other terminal in the adjacent subband. May be. For this reason, the case where a radio signal cannot be transmitted occurs.
  • the channel may be determined to be busy depending on the signal of the terminal of the multiplexing partner, and a case in which a radio signal cannot be transmitted occurs.
  • the uplink transmission start time can be made the same for each terminal in the same cell.
  • the uplink transmission start times can be made the same.

Abstract

　無線通信システム（１００）は、他の無線通信システムとの間で所定帯域を共用する。端末（１２０，１３０）は、所定帯域の無線信号を検出する処理を、端末（１２０，１３０）の間で共通の所定タイミングにおいてそれぞれ開始する。そして、端末（１２０，１３０）は、所定帯域の無線信号が検出されない状態が端末（１２０，１３０）の間で共通の所定時間連続したタイミングにおいて、所定帯域に含まれる各帯域のうちの同じ帯域または互いに異なる帯域での無線信号の送信をそれぞれ開始する。

Description

無線通信システム、基地局、端末および処理方法
　本発明は、無線通信システム、基地局、端末および処理方法に関する。
　従来、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ　Ｔｅｒｍ　Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）やＬＴＥ－ａｄｖａｎｃｅｄなどの移動体通信が知られている。また、免許不要スペクトルを利用してＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ　Ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ：キャリアアグリゲーション）を行う技術が知られている（たとえば、下記特許文献１参照。）。
特表２０１４－５００６８５号公報
　しかしながら、免許不要帯域などの共用帯域を用いるシステムにおいては、たとえば、帯域の空きを確認してからの信号送信が求められ、複数の端末が時間的に重複して無線信号を送信することは想定されていない。このため、周波数方向のユーザ多重が困難であり、ユーザ多重により上りリンクのスループットを向上させることができない場合がある。
　１つの側面では、本発明は、共用帯域における上りリンクのユーザ多重を可能にし、スループットの向上を図ることができる無線通信システム、基地局、端末および処理方法を提供することを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明の一側面によれば、他の無線通信システムとの間で所定帯域を共用する無線通信システムにおいて、基地局に接続する複数の端末が、前記所定帯域の無線信号を検出する処理を、前記複数の端末の間で共通の所定タイミングにおいてそれぞれ開始し、前記処理により前記所定帯域の無線信号が検出されない状態が前記複数の端末の間で共通の所定時間連続したタイミングにおいて、前記所定帯域に含まれる各帯域のうちの同じ帯域または互いに異なる帯域での無線信号の送信をそれぞれ開始する無線通信システム、基地局、端末および処理方法が提案される。
　本発明の一側面によれば、共用帯域における上りリンクのユーザ多重を可能にし、スループットの向上を図ることができるという効果を奏する。
図１Ａは、実施の形態にかかる無線通信システムの一例を示す図である。 図１Ｂは、図１Ａに示した無線通信システムにおける信号の流れの一例を示す図である。 図２は、アンライセンスドバンドの帯域の一例を示す図である。 図３は、キャリアセンスおよび各信号の送受信のタイミングの一例を示す図である。 図４は、基地局によるセル共通オフセットの通知の一例を示す図である。 図５Ａは、各端末の送信開始タイミングの一例を示す図である。 図５Ｂは、各端末の送信開始タイミングの変形例を示す図である。 図６は、端末による処理の一例を示すフローチャートである。 図７Ａは、実施の形態にかかる基地局の一例を示す図である。 図７Ｂは、図７Ａに示した基地局における信号の流れの一例を示す図である。 図７Ｃは、基地局のハードウェア構成の一例を示す図である。 図８Ａは、実施の形態にかかる端末の一例を示す図である。 図８Ｂは、図８Ａに示した端末における信号の流れの一例を示す図である。 図８Ｃは、端末のハードウェア構成の一例を示す図である。 図９Ａは、変形例にかかる基地局の一例を示す図である。 図９Ｂは、図９Ａに示した基地局における信号の流れの一例を示す図である。 図１０は、変形例にかかる端末における信号の流れの一例を示す図である。
　以下に図面を参照して、本発明にかかる無線通信システム、基地局、端末および処理方法の実施の形態を詳細に説明する。
（実施の形態）
（実施の形態にかかる無線通信システム）
　図１Ａは、実施の形態にかかる無線通信システムの一例を示す図である。図１Ｂは、図１Ａに示した無線通信システムにおける信号の流れの一例を示す図である。図１Ａ，図１Ｂに示すように、実施の形態にかかる無線通信システム１００は、基地局１１０と、端末１２０，１３０と、を含む。
　無線通信システム１００は、他の無線通信システムとの間で所定帯域を共用するシステムである。所定帯域は、無線通信システム１００を含む複数の無線通信システムによって共用される帯域である。一例としては、所定帯域は、アンライセンスドバンド（免許不要帯域）である。アンライセンスドバンドとしては、一例としては、ＷＬＡＮ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ　Ｌｏｃａｌ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ：無線構内通信網）などにおいて利用されているＩＳＭ（Ｉｎｄｕｓｔｒｙ－Ｓｃｉｅｎｃｅ－Ｍｅｄｉｃａｌ）帯（２．４［ＧＨｚ］帯）や５［ＧＨｚ］帯などがある。
　基地局１１０は、他の無線通信システムとの間で共用する所定帯域を用いて、基地局１１０（自局）に接続する端末１２０，１３０との間で無線通信を行う。また、基地局１１０は、たとえば無線通信システム１００（自システム）が占用する帯域と、他の無線通信システムとの間で共用する所定帯域と、を用いて端末１２０，１３０との間でキャリアアグリゲーションによる無線通信を行ってもよい。
　無線通信システム１００においては、たとえば、端末１２０，１３０が所定帯域により基地局１１０への無線信号を同時に送信する上りリンクのユーザ多重が行われる。このとき、端末１２０，１３０は、所定帯域に含まれる各帯域のうちのそれぞれ異なる帯域により基地局１１０への無線信号を送信する。また、たとえばマルチユーザＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ　Ｕｓｅｒ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ｉｎｐｕｔ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ｏｕｔｐｕｔ：マルチユーザ多元入力多元出力）を用いる場合は、端末１２０，１３０は、同じ帯域により基地局１１０への無線信号を送信する。
　基地局１１０は、制御部１１１と、受信部１１２と、を備える。制御部１１１は、端末１２０，１３０へ、端末１２０，１３０の間で共通の所定タイミングを算出するためのパラメータを送信する。受信部１１２は、端末１２０，１３０によって送信された各無線信号を受信する。たとえば、受信部１１２は、端末１２０，１３０によって送信された各無線信号に含まれる自局宛のデータ信号を受信する。
　端末１２０は、検出部１２１と、送信部１２２と、を備える。ここでは端末１２０の構成について説明するが、端末１３０の構成も端末１２０と同様である。検出部１２１は、所定帯域の無線信号を検出する処理を、端末１２０，１３０の間で共通の所定タイミングにおいて開始する。これにより、端末１２０，１３０が所定帯域の無線信号を検出する処理を開始するタイミングを合わせることができる。所定タイミングは、たとえば基地局１１０が端末１２０，１３０へ送信したパラメータに基づいて算出することができる。検出部１２１は、検出結果を送信部１２２へ通知する。
　送信部１２２は、検出部１２１から通知される検出結果に基づいて、所定帯域の無線信号が検出されない状態が所定時間連続したタイミングにおいて、所定帯域に含まれる各帯域のうちの自端末に対応する帯域での無線信号の送信を開始する。所定時間は、端末１２０，１３０の間で共通の時間である。これにより、端末１２０，１３０が無線信号の送信を開始するタイミングを合わせることができる。
　図１Ａ，図１Ｂに示した構成によれば、端末１２０，１３０が、他の無線通信システムとの共用帯域の空きの検出を開始する所定タイミングと、無線信号を送信するまでの所定時間と、を合わせることができる。これにより、端末１２０，１３０での無線信号の送信タイミングを合わせ、共用帯域における端末１２０，１３０の間の送信衝突を回避することができる。このため、共用帯域における上りリンクの周波数方向のユーザ多重またはマルチユーザＭＩＭＯによる空間方向のユーザ多重が可能になり、スループットの向上を図ることができる。
＜所定帯域の無線信号の検出＞
　検出部１２１による所定帯域の無線信号の検出は、たとえば、所定帯域における搬送波の空きを検出するＣＣＡ（Ｃｌｅａｒ　Ｃｈａｎｎｅｌ　Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ：クリアチャネル評価）であって、たとえばキャリアセンスである。
　たとえば、所定帯域における無線信号の検出は、所定帯域における電波の受信電力（受信エネルギー）を検出し、検出した受信電力と所定電力とを比較することにより無線信号を検出する処理である。または、所定帯域における無線信号の検出は、所定帯域における電波に基づいて無線信号の所定のパターン（たとえばプリアンブル）を検出することにより無線信号を検出する処理であってもよい。
　また、所定帯域の無線信号を検出する処理は、たとえば、所定帯域の全部における無線信号を検出する処理である。または、所定帯域の無線信号を検出する処理は、所定帯域のうちの、自端末が無線信号を送信する帯域のみにおける無線信号を検出する処理であってもよい。
＜所定タイミングの算出＞
　基地局１１０から送信されたパラメータに基づいて端末１２０，１３０が所定タイミングを算出する構成について説明したが、基地局１１０は該パラメータを送信しなくてもよい。この場合は、端末１２０，１３０は、たとえば端末１２０，１３０の間で共有する情報に基づいて所定タイミングを算出することができる。また、この場合は、基地局１１０は制御部１１１を備えていなくてもよい。
　端末１２０，１３０の間で共有する情報は、たとえば基地局１１０のセルの識別情報（たとえばセルＩＤ）を含む情報とすることができる。また、端末１２０，１３０の間で共有する情報は、無線信号を検出する処理を行うサブフレームの識別情報（たとえばサブフレーム番号）を含む情報とすることができる。
（アンライセンスドバンドの帯域）
　図２は、アンライセンスドバンドの帯域の一例を示す図である。無線通信システム１００においては、たとえばアンライセンスドバンド２００が使用される。図２に示す例では、アンライセンスドバンド２００は２０［ＭＨｚ］幅の帯域である。
　アンライセンスドバンド２００は、無線通信システム１００と他のシステムとの間で共用される帯域である。他のシステムは、たとえばＷＬＡＮや、無線通信システム１００と異なるＬＴＥまたはＬＴＥ－Ａの無線通信システムなどである。
　アンライセンスドバンド２００には、サブバンド＃１，＃２が含まれる。以下、基地局１１０が、端末１２０の上りリンクの送信にサブバンド＃１を割り当て、端末１３０の上りリンクの送信にサブバンド＃２を割り当てた場合について説明する。
（キャリアセンスおよび各信号の送受信のタイミング）
　図３は、キャリアセンスおよび各信号の送受信のタイミングの一例を示す図である。図３において、横軸（ｔ）は時間を示している。
　基準タイミング３０１は、基地局１１０のセルにおいて共通の基準タイミングである。図３に示す例では、基準タイミング３０１は、基地局１１０がサブバンド＃１，＃２で信号を送受信するタイミングである。ただし、基準タイミング３０１は、基地局１１０がサブバンド＃１，＃２で信号を送受信するタイミングと異なるタイミングであってもよい。
　セル共通オフセット３０２は、基地局１１０のセルにおいて共通のオフセットであって、基準タイミング３０１（所定タイミング）を算出するためのパラメータである。図３に示す例では、セル共通オフセット３０２は、基準タイミング３０１とキャリアセンス開始タイミング３０３との間のオフセットである。
　キャリアセンス開始タイミング３０３は、端末１２０，１３０がキャリアセンスを開始するタイミングである。また、キャリアセンス開始タイミング３０３は、基準タイミング３０１と、セル共通オフセット３０２と、から一意に決定されるタイミングである。
　図３に示す例では、キャリアセンス開始タイミング３０３は、基準タイミング３０１からセル共通オフセット３０２だけ遡ったタイミングである。ただし、キャリアセンス開始タイミング３０３は、たとえば基準タイミング３０１からセル共通オフセット３０２だけ進んだタイミングであってもよい。
　規定アイドル時間３０４は、帯域が空いていると判断するための基準時間である。たとえば、端末１２０，１３０は、キャリアセンスを行い、規定アイドル時間３０４の間アイドル状態（Ｉ）が連続した場合に、帯域が空いていると判断する。
　送信開始予定タイミング３０５は、キャリアセンスによって帯域が空いていると判断した場合に端末１２０，１３０が無線信号の送信を開始するタイミングである。たとえば、送信開始予定タイミング３０５は、キャリアセンス開始タイミング３０３から規定アイドル時間３０４だけ進んだタイミングである。
　図３に示した例では、端末１２０は、キャリアセンス開始タイミング３０３においてキャリアセンスを開始し、規定アイドル時間３０４の間アイドル状態（Ｉ）が連続したため、送信開始予定タイミング３０５において無線信号の送信を開始している。このとき、端末１２０は、まずダミー信号３１１を送信し、その後にデータ信号３１２を送信する。
　また、端末１３０も同様に、キャリアセンス開始タイミング３０３においてキャリアセンスを開始し、規定アイドル時間３０４の間アイドル状態（Ｉ）が連続したため、送信開始予定タイミング３０５において無線信号の送信を開始している。このとき、端末１３０は、まずダミー信号３２１を送信し、その後にデータ信号３２２を送信する。
　これにより、基地局１１０におけるデータ信号３１２，３２２の受信タイミングを基準タイミング３０１に合わせることができる。また、送信開始予定タイミング３０５からデータ信号３１２，３２２の送信開始までの間に、他の通信装置が無線信号を送信すること（割り込み）を防止することができる。他の通信装置は、たとえば無線通信システム１００と異なる無線通信システムの通信装置である。
　図３に示した例では、端末１２０，１３０がそれぞれダミー信号３１１，３２１を送信する場合について説明したが、端末１２０，１３０はダミー信号３１１，３２１に代えてプリアンブルを送信してもよい。端末１２０，１３０が送信する各プリアンブルは、所定パターンの無線信号であって、たとえばそれぞれデータ信号３１２，３２２のプリアンブルである。
　また、図３に示した例では、セル共通オフセット３０２が基準タイミング３０１とキャリアセンス開始タイミング３０３との間のオフセットである場合について説明した。ただし、これに限らず、セル共通オフセット３０２は、たとえば基準タイミング３０１と送信開始予定タイミング３０５との間のオフセットであってもよい。
　この場合は、端末１２０，１３０は、基準タイミング３０１からセル共通オフセット３０２だけ遡ったタイミングを送信開始予定タイミング３０５として算出する。そして、端末１２０，１３０は、算出した送信開始予定タイミング３０５から規定アイドル時間３０４だけ遡ったタイミングをキャリアセンス開始タイミング３０３として算出し、キャリアセンスを開始する。
　また、セル共通オフセット３０２は、たとえば所定期間ごと（たとえばサブフレームごとや複数のサブフレームごと）に異なる長さにしてもよい。これにより、たとえば隣接セルの通信装置と同一のタイミングにより端末１２０，１３０が無線信号を送信することによる衝突が連続して発生することを回避することができる。
　また、セル共通オフセット３０２は、基地局１１０のセルに固有の値（たとえばセル番号）に基づいて決定されるオフセットとしてもよい。これにより、隣接セルの通信装置との衝突を抑えることができる。
　たとえば、基地局１１０は、サブフレーム番号およびセル番号の少なくともいずれかに基づいてセル共通オフセット３０２を決定する。一例としては、基地局１１０は、下記（１）式に基づいてセル共通オフセット３０２を決定する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　上記（１）式において、ｏｆｆｓｅｔは決定対象のセル共通オフセット３０２である。ｃ（ｉ）は疑似乱数系列である。ｕ，ｖ，ｗ，Ｌは、無線通信システム１００において予め定義されている定数である。ｃ（ｉ）には、たとえば３ＧＰＰのＴＳ３６．２１１に規定されているＧｏｌｄ　ｓｅｑｕｅｎｃｅを用いることができる。たとえば、ｃ（ｉ）には、下記（２）式を用いることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　上記（２）式において、ｘ1（ｎ），ｘ2（ｎ）のそれぞれはｍ－ｓｅｑｕｅｎｃｅと呼ばれる系列であり、初期値は下記（３）式により与えられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　たとえば、基地局１１０は、ｖ，ｗ，ｃinitの少なくともいずれかに、サブフレーム番号を代入することにより、サブフレーム番号に基づくセル共通オフセット３０２を決定することができる。または、基地局１１０は、ｖ，ｗ，ｃinitの少なくともいずれかに、セル番号を代入することにより、セル番号に基づくセル共通オフセット３０２を決定することができる。
　または、基地局１１０は、ｖ，ｗ，ｃinitの少なくともいずれかに、サブフレーム番号およびセル番号を代入することにより、サブフレーム番号およびセル番号に基づくセル共通オフセット３０２を決定することができる。たとえば、基地局１１０は、上記（１）式～（３）式において、ｖにサブフレーム番号を代入し、ｃinitにセル番号を代入し、ｗ＝０、Ｌ＝６４、ｕ＝１２としてセル共通オフセット３０２を決定することができる。
　また、セル共通オフセット３０２は、乱数に基づいて決定されるオフセットとしてもよい。これにより、たとえば隣接セルの通信装置と同一のタイミングにより端末１２０，１３０が無線信号を送信することによる衝突が連続して発生することを回避することができる。たとえば、基地局１１０は、下記（４）式によりセル共通オフセット３０２を決定することができる。
　セル共通オフセット＝ａ×単位時間　…（４）
　上記（４）式において、ａは｛０，１，…Ａ｝からランダムに選択された乱数である。Ａは、無線通信システム１００におけるサブフレーム長未満の値である。
（基地局によるセル共通オフセットの通知）
　図４は、基地局によるセル共通オフセットの通知の一例を示す図である。図４に示すように、たとえば、基地局１１０は、自セルに接続している端末１２０，１３０に対してセル共通オフセットを通知する。セル共通オフセットの通知には、たとえばＰＤＣＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ　Ｄｏｗｎｌｉｎｋ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｃｈａｎｎｅｌ：物理下りリンク制御チャネル）などの下りリンクの共通の制御チャネルを用いることができる。
　また、セル共通オフセットの通知には、たとえばＲＲＣ（Ｒａｄｉｏ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌ：無線リソース制御）などの上位層の制御情報を用いてもよい。また、セル共通オフセットの通知には、たとえばＰＢＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ　Ｂｒｏａｄｃａｓｔ　Ｃｈａｎｎｅｌ：物理報知チャネル）などの報知チャネルを用いてもよい。
　また、基地局１１０は、端末１２０，１３０においてセル共通オフセットを算出可能なパラメータを端末１２０，１３０に通知することにより、セル共通オフセットを端末１２０，１３０に間接的に通知してもよい。この場合は、端末１２０，１３０は、基地局１１０から通知されたパラメータに基づいてセル共通オフセットを算出する。
（各端末の送信開始タイミング）
　図５Ａは、各端末の送信開始タイミングの一例を示す図である。図５Ａにおいて、図３に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。サブフレーム境界５１１，５１２は、基地局１１０から端末１２０への下りリンクの受信におけるサブフレームの境界である。サブフレーム境界５２１，５２２は、基地局１１０から端末１３０への下りリンクの受信におけるサブフレームの境界である。
　たとえば、基地局１１０は、端末１２０，１３０に対する下り信号を同一のタイミング（基準タイミング３０１）により送信している。これに対して、基地局１１０と端末１２０との間の伝搬遅延Ｔ１と、基地局１１０と端末１３０との間の伝搬遅延Ｔ２と、の違いにより、サブフレーム境界５１１，５１２とサブフレーム境界５２１，５２２とは異なるタイミングとなる。
　たとえばサブフレーム境界５１２は、基準タイミング３０１から伝搬遅延Ｔ１だけ進んだタイミングとなる。データ信号送信開始タイミング５３１は、端末１２０がデータ信号３１２の送信を開始するタイミングであって、基準タイミング３０１から伝搬遅延Ｔ１だけ遡ったタイミングである。
　端末１２０は、サブフレーム境界５１２から伝搬遅延Ｔ１×２だけ遡ったタイミングをデータ信号送信開始タイミング５３１として特定することができる。そして、端末１２０は、データ信号送信開始タイミング５３１においてデータ信号３１２の送信を開始することで、基地局１１０におけるデータ信号３１２の受信タイミングを基準タイミング３０１と合わせることができる。
　また、サブフレーム境界５２２は、基準タイミング３０１から伝搬遅延Ｔ２だけ進んだタイミングとなる。データ信号送信開始タイミング５３２は、端末１３０がデータ信号３２２の送信を開始するタイミングであって、基準タイミング３０１から伝搬遅延Ｔ２だけ遡ったタイミングである。端末１３０は、サブフレーム境界５２２から伝搬遅延Ｔ２×２だけ遡ったタイミングをデータ信号送信開始タイミング５３２として特定することができる。そして、端末１３０は、データ信号送信開始タイミング５３２においてデータ信号３２２の送信を開始することで、基地局１１０におけるデータ信号３２２の受信タイミングを基準タイミング３０１と合わせることができる。
　また、端末１２０は、伝搬遅延Ｔ１×２を、基地局１１０から受信するタイミングアドバンス（ＴＡ：Ｔｉｍｉｎｇ　Ａｄｖａｎｃｅ）に基づいて特定することができる。たとえば、基地局１１０は、基地局１１０と端末１２０との間の伝搬遅延Ｔ１を測定し、測定した伝搬遅延Ｔ１の２倍の値を示すタイミングアドバンスを端末１２０へ送信する。これに対して、端末１２０は、基地局１１０から受信したタイミングアドバンスの値を伝搬遅延Ｔ１×２として特定することができる。
　また、端末１３０は、伝搬遅延Ｔ２×２を、基地局１１０から受信するタイミングアドバンスに基づいて特定することができる。たとえば、基地局１１０は、基地局１１０と端末１３０との間の伝搬遅延Ｔ２を測定し、測定した伝搬遅延Ｔ２の２倍の値を示すタイミングアドバンスを端末１３０へ送信する。これに対して、端末１３０は、基地局１１０から受信したタイミングアドバンスの値を伝搬遅延Ｔ２×２として特定することができる。
　また、端末１２０がダミー信号３１１を送信する期間は、たとえば、送信開始予定タイミング３０５からデータ信号送信開始タイミング５３１までの期間とすることができる。また、端末１３０がダミー信号３２１を送信する期間は、たとえば、送信開始予定タイミング３０５からデータ信号送信開始タイミング５３２までの期間とすることができる。
　図５Ｂは、各端末の送信開始タイミングの変形例を示す図である。図５Ｂにおいて、図５Ａに示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図５Ｂにおいては、マルチユーザＭＩＭＯを用いる場合について説明する。この場合は、端末１２０，１３０は、アンライセンスドバンド２００のうちの同じ帯域を用いることができる。
　たとえば、基地局１１０が、端末１２０の上りリンクの送信にサブバンド＃１を割り当て、端末１３０の上りリンクの送信にもサブバンド＃１を割り当てた場合について説明する。この場合は、図５Ｂに示すように、端末１３０は、サブバンド＃１において、キャリアセンスを行い、ダミー信号３２１およびデータ信号３２２の送信を行う。また、基地局１１０は、サブバンド＃１において、端末１３０からのダミー信号３２１およびデータ信号３２２の受信を行う。
（端末による処理）
　図６は、端末による処理の一例を示すフローチャートである。ここでは端末１２０による処理について説明するが、端末１３０による処理についても同様である。端末１２０は、上りリンクのデータ信号を送信する際に、たとえば図６に示す各ステップを実行する。
　まず、端末１２０は、セル共通オフセットに基づいてキャリアセンス開始タイミングを算出する（ステップＳ６０１）。つぎに、端末１２０は、ステップＳ６０１によって算出したキャリアセンス開始タイミングまで待機する（ステップＳ６０２）。
　つぎに、端末１２０は、ｍを初期化（ｍ＝０）する（ステップＳ６０３）。ｍは、単位時間のキャリアセンスの実行回数をカウントするためのカウント値である。つぎに、端末１２０は、ｍがＭ－Ｎと等しいか否かを判断する（ステップＳ６０４）。Ｍは、セル共通オフセットである。Ｎは、規定アイドル時間である。また、ＭおよびＮの単位は、ともにキャリアセンスの単位時間である。
　ステップＳ６０４において、ｍがＭ－Ｎと等しい場合（ステップＳ６０４：Ｙｅｓ）は、キャリアセンスによりチャネルの空きが検出されても、基地局１１０の次の基準タイミング３０１までにデータ信号の送信を開始できないと判断することができる。この場合は、端末１２０は、一連の処理を終了する。
　ステップＳ６０４において、ｍがＭ－Ｎと等しくない場合（ステップＳ６０４：Ｎｏ）は、端末１２０は、ｎを初期化（ｎ＝０）する（ステップＳ６０５）。ｎは、キャリアセンスによってチャネル（帯域）のアイドル状態が連続して検出された回数をカウントするためのカウント値である。
　つぎに、端末１２０は、単位時間のキャリアセンスを実行する（ステップＳ６０６）。また、端末１２０は、ｍをインクリメント（ｍ＝ｍ＋１）する。つぎに、端末１２０は、ステップＳ６０６のキャリアセンスの結果に基づいて、チャネルがアイドル状態か否かを判断する（ステップＳ６０７）。なお、ステップＳ６０７でアイドル状態か否かを判断する対象のチャネルは、たとえば端末１２０が割り当てられたサブバンド（サブバンド＃１）のみであってもよいし、アンライセンスドバンド２００の全体であってもよい。
　ステップＳ６０７において、チャネルがアイドル状態でない場合（ステップＳ６０７：Ｎｏ）は、端末１２０は、ステップＳ６０４へ戻る。チャネルがアイドル状態である場合（ステップＳ６０７：Ｙｅｓ）は、端末１２０は、ｎをインクリメント（ｎ＝ｎ＋１）する（ステップＳ６０８）。
　つぎに、端末１２０は、ｎがＮと等しいか否かを判断する（ステップＳ６０９）。ｎがＮと等しくない場合（ステップＳ６０９：Ｎｏ）は、端末１２０は、ステップＳ６０６へ戻る。ｎがＮと等しい場合（ステップＳ６０９：Ｙｅｓ）は、端末１２０は、上りリンクで信号を送信し（ステップＳ６１０）、一連の処理を終了する。ステップＳ６１０において、たとえば、端末１２０は、図３に示したように、まずダミー信号を送信し、その後にデータ信号を送信する。
　図６に示した例では、端末１２０が信号を送信する際にキャリアセンス開始タイミングを算出する処理について説明したが、端末１２０は、セル共通オフセットに基づいてキャリアセンス開始タイミングを予め算出しておいてもよい。
（実施の形態にかかる基地局）
　図７Ａは、実施の形態にかかる基地局の一例を示す図である。図７Ｂは、図７Ａに示した基地局における信号の流れの一例を示す図である。図７Ａ，図７Ｂに示すように、基地局１１０は、アンテナ７０１と、ＲＦ部７０２と、上りリンクベースバンド信号処理部７０３と、伝搬遅延測定部７０４と、上りリンク送信タイミング制御部７０５と、下りリンクベースバンド信号生成部７０６と、を備える。
　アンテナ７０１は、端末１２０，１３０から無線送信された信号を受信してＲＦ部７０２へ出力する。また、アンテナ７０１は、ＲＦ部７０２から出力された信号を端末１２０，１３０へ無線送信する。なお、アンテナ７０１は１本のアンテナに限らず複数のアンテナであってもよい。たとえば、マルチユーザＭＩＭＯを行う場合は、アンテナ７０１は、マルチユーザＭＩＭＯに対応する複数のアンテナとすることができる。
　ＲＦ部７０２は、アンテナ７０１から出力された上りリンクの信号のＲＦ受信処理を行う。ＲＦ部７０２によるＲＦ受信処理には、たとえば、増幅、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ：高周波）帯からベースバンド帯への周波数変換、アナログ信号からデジタル信号への変換などが含まれる。ＲＦ部７０２は、ＲＦ受信処理を行った信号を上りリンクベースバンド信号処理部７０３へ出力する。
　また、ＲＦ部７０２は、下りリンクベースバンド信号生成部７０６から出力された下りリンクの信号のＲＦ送信処理を行う。ＲＦ部７０２によるＲＦ送信処理には、たとえば、デジタル信号からアナログ信号への変換、ベースバンド帯からＲＦ帯への周波数変換、増幅などが含まれる。ＲＦ部７０２は、ＲＦ送信処理を行った信号をアンテナ７０１へ出力する。
　上りリンクベースバンド信号処理部７０３は、ＲＦ部７０２から出力された上りリンクの信号のベースバンド信号処理を行う。そして、上りリンクベースバンド信号処理部７０３は、ベースバンド信号処理により得られたデータに含まれる測定用信号を伝搬遅延測定部７０４へ出力する。上りリンクベースバンド信号処理部７０３から伝搬遅延測定部７０４へ出力される測定用信号には、たとえば端末１２０，１３０からの上りのＲＳ（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　Ｓｉｇｎａｌ：参照信号）やＲＡＣＨ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｃｈａｎｎｅｌ：ランダムアクセスチャネル）プリアンブルが含まれる。
　伝搬遅延測定部７０４は、上りリンクベースバンド信号処理部７０３から出力された測定用信号に基づいて、基地局１１０と端末１２０，１３０との間の各伝搬遅延を測定する。たとえば、伝搬遅延測定部７０４は、端末１２０から送信されたＲＳやＲＡＣＨプリアンブルに基づいて、基地局１１０と端末１２０との間の伝搬遅延を測定する。また、伝搬遅延測定部７０４は、端末１３０から送信されたＲＳやＲＡＣＨプリアンブルに基づいて、基地局１１０と端末１３０との間の伝搬遅延を測定する。
　そして、伝搬遅延測定部７０４は、端末１２０，１３０のそれぞれについて、測定した伝搬遅延値に基づくタイミングアドバンスを下りリンクベースバンド信号生成部７０６へ出力する。タイミングアドバンスは、たとえば測定した伝搬遅延の２倍の値を示す情報である。
　上りリンク送信タイミング制御部７０５は、端末１２０，１３０から基地局１１０への上りリンクにおける送信タイミングを制御する。たとえば、上りリンク送信タイミング制御部７０５は、キャリアセンス開始タイミングと基準タイミングとの間のセル共通オフセットを決定し、決定したセル共通オフセットを下りリンクベースバンド信号生成部７０６へ通知する。上りリンク送信タイミング制御部７０５が決定するセル共通オフセットは、たとえば図３に示したセル共通オフセット３０２である。
　下りリンクベースバンド信号生成部７０６は、基地局１１０から端末１２０，１３０への下りリンクのベースバンド信号を生成する。下りリンクベースバンド信号生成部７０６が生成する信号には、伝搬遅延測定部７０４から出力されたタイミングアドバンスと上りリンク送信タイミング制御部７０５から通知されたセル共通オフセットとが含まれる。下りリンクベースバンド信号生成部７０６は、生成した信号をＲＦ部７０２へ出力する。
　図１Ａ，図１Ｂに示した制御部１１１は、たとえばアンテナ７０１、ＲＦ部７０２、上りリンク送信タイミング制御部７０５および下りリンクベースバンド信号生成部７０６により実現することができる。図１Ａ，図１Ｂに示した受信部１１２は、たとえばアンテナ７０１、ＲＦ部７０２および上りリンクベースバンド信号処理部７０３により実現することができる。
　図７Ｃは、基地局のハードウェア構成の一例を示す図である。図７Ａ，図７Ｂに示した基地局１１０は、たとえば図７Ｃに示す通信装置７３０によって実現することができる。通信装置７３０は、プロセッサ７３１と、主記憶装置７３２と、補助記憶装置７３３と、ネットワークインタフェース７３４と、無線機７３５と、アンテナ７３６と、を備える。プロセッサ７３１、主記憶装置７３２、補助記憶装置７３３、ネットワークインタフェース７３４および無線機７３５は、バス７３９によって接続される。
　プロセッサ７３１は、通信装置７３０の全体の制御を司る。プロセッサ７３１は、たとえばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ：中央処理装置）により実現することができる。主記憶装置７３２は、たとえばプロセッサ７３１のワークエリアとして使用される。主記憶装置７３２は、たとえばＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ：ランダムアクセスメモリ）により実現することができる。
　補助記憶装置７３３は、たとえば磁気ディスク、光ディスク、フラッシュメモリなどの不揮発メモリである。補助記憶装置７３３には、通信装置７３０を動作させる各種のプログラムが記憶される。補助記憶装置７３３に記憶されたプログラムは、主記憶装置７３２にロードされてプロセッサ７３１によって実行される。
　ネットワークインタフェース７３４は、たとえば、無線や有線によって通信装置７３０の外部（たとえば基地局１１０の上位装置やコアネットワーク）との間で通信を行う通信インタフェースである。ネットワークインタフェース７３４は、プロセッサ７３１によって制御される。
　無線機７３５は、アンテナ７３６を用いて、無線により他の通信装置（たとえば端末１２０，１３０）との間で通信を行う通信インタフェースである。無線機７３５は、プロセッサ７３１によって制御される。
　図７Ａ，図７Ｂに示したアンテナ７０１は、たとえばアンテナ７３６により実現することができる。図７Ａ，図７Ｂに示したＲＦ部７０２は、たとえば無線機７３５により実現することができる。
　図７Ａ，図７Ｂに示した上りリンクベースバンド信号処理部７０３、伝搬遅延測定部７０４、上りリンク送信タイミング制御部７０５および下りリンクベースバンド信号生成部７０６は、たとえばプロセッサ７３１により実現することができる。
（実施の形態にかかる端末）
　図８Ａは、実施の形態にかかる端末の一例を示す図である。図８Ｂは、図８Ａに示した端末における信号の流れの一例を示す図である。図８Ａ，図８Ｂにおいては端末１２０の構成について説明するが、端末１３０の構成についても同様である。
　図８Ａ，図８Ｂに示すように、端末１２０は、アンテナ８０１と、ＲＦ部８０２と、下りリンクベースバンド信号処理部８０３と、上りリンク送信タイミング制御部８０４と、上りリンクベースバンド信号生成部８０５と、を備える。
　アンテナ８０１は、基地局１１０から無線送信された信号を受信してＲＦ部８０２へ出力する。また、アンテナ８０１は、ＲＦ部８０２から出力された信号を基地局１１０へ無線送信する。
　ＲＦ部８０２は、アンテナ８０１から出力された上りリンクの信号のＲＦ受信処理を行う。ＲＦ部８０２によるＲＦ受信処理には、たとえば、増幅、ＲＦ帯からベースバンド帯への周波数変換、アナログ信号からデジタル信号への変換などが含まれる。ＲＦ部８０２は、ＲＦ受信処理を行った信号を下りリンクベースバンド信号処理部８０３へ出力する。
　また、ＲＦ部８０２は、上りリンクベースバンド信号生成部８０５から出力された上りリンクの信号のＲＦ送信処理を行う。ＲＦ部８０２によるＲＦ送信処理には、たとえば、デジタル信号からアナログ信号への変換、ベースバンド帯からＲＦ帯への周波数変換、増幅などが含まれる。ＲＦ部８０２は、ＲＦ送信処理を行った信号をアンテナ８０１へ出力する。
　下りリンクベースバンド信号処理部８０３は、ＲＦ部８０２から出力された下りリンクの信号のベースバンド信号処理を行う。そして、下りリンクベースバンド信号処理部８０３は、ベースバンド信号処理により得られた制御情報を上りリンク送信タイミング制御部８０４へ出力する。
　下りリンクベースバンド信号処理部８０３から上りリンク送信タイミング制御部８０４へ出力される制御情報には、たとえば、下りリンク受信タイミング、基地局１１０からのタイミングアドバンス、基地局１１０からのセル共通オフセットなどの情報が含まれる。下りリンク受信タイミングは、たとえば図５Ａに示したサブフレーム境界５１１，５１２のタイミングである。タイミングアドバンスは、たとえば図５Ａに示した伝搬遅延Ｔ１の２倍の値を示す情報である。セル共通オフセットは、たとえば図３，図５Ａに示したセル共通オフセット３０２である。
　上りリンク送信タイミング制御部８０４は、下りリンクベースバンド信号処理部８０３から出力された制御情報に基づいて、キャリアセンスの開始タイミングおよび上りの送信開始タイミングを決定する。
　上りリンク送信タイミング制御部８０４が決定するキャリアセンスの開始タイミングは、たとえば図５Ａに示したキャリアセンス開始タイミング３０３である。たとえば、上りリンク送信タイミング制御部８０４は、下りリンク受信タイミングに基づくサブフレーム境界と、タイミングアドバンスが示す伝搬遅延と、セル共通オフセットと、に基づいてキャリアセンス開始タイミングを決定する。そして、上りリンク送信タイミング制御部８０４は、決定したキャリアセンス開始タイミングを上りリンクベースバンド信号生成部８０５へ通知する。
　上りリンク送信タイミング制御部８０４が決定する送信開始タイミングは、たとえば図５Ａに示したデータ信号送信開始タイミング５３１である。たとえば、上りリンク送信タイミング制御部８０４は、下りリンク受信タイミングに基づくサブフレーム境界と、タイミングアドバンスが示す伝搬遅延と、に基づいてデータ信号送信開始タイミングを決定する。そして、上りリンク送信タイミング制御部８０４は、決定したデータ信号送信開始タイミングを上りリンクベースバンド信号生成部８０５へ通知する。
　上りリンクベースバンド信号生成部８０５は、上りリンク送信タイミング制御部８０４から通知された各タイミングに基づいて、キャリアセンスの制御および上りリンクのベースバンド信号の生成を行う。そして、上りリンクベースバンド信号生成部８０５は、生成した信号をＲＦ部８０２へ出力する。
　たとえば、上りリンクベースバンド信号生成部８０５は、上りリンク送信タイミング制御部８０４から通知されたキャリアセンス開始タイミングによりキャリアセンスを行うようにＲＦ部８０２を制御する。そして、上りリンクベースバンド信号生成部８０５は、キャリアセンスの結果、規定アイドル時間（図５Ａに示した規定アイドル時間３０４）だけアイドル状態が検出されると、無線信号の送信を開始する。
　たとえば、上りリンクベースバンド信号生成部８０５は、まずダミー信号（図５Ａに示したダミー信号３１１）を送信する。そして、上りリンクベースバンド信号生成部８０５は、上りリンク送信タイミング制御部８０４から通知されたデータ信号送信開始タイミングによりデータ信号（図５Ａに示したデータ信号３１２）を送信する。
　図１Ａ，図１Ｂに示した検出部１２１および送信部１２２は、たとえばアンテナ８０１、ＲＦ部８０２、上りリンク送信タイミング制御部８０４および上りリンクベースバンド信号生成部８０５により実現することができる。
　図８Ｃは、端末のハードウェア構成の一例を示す図である。図８Ａ，図８Ｂに示した端末１２０は、たとえば図８Ｃに示す通信装置８３０によって実現することができる。通信装置８３０は、プロセッサ８３１と、主記憶装置８３２と、補助記憶装置８３３と、ユーザインタフェース８３４と、無線機８３５と、アンテナ８３６と、を備える。プロセッサ８３１、主記憶装置８３２、補助記憶装置８３３、ユーザインタフェース８３４および無線機８３５は、バス８３９によって接続される。
　プロセッサ８３１は、通信装置８３０の全体の制御を司る。プロセッサ８３１は、たとえばＣＰＵにより実現することができる。主記憶装置８３２は、たとえばプロセッサ８３１のワークエリアとして使用される。主記憶装置８３２は、たとえばＲＡＭにより実現することができる。
　補助記憶装置８３３は、たとえば磁気ディスク、光ディスク、フラッシュメモリなどの不揮発メモリである。補助記憶装置８３３には、通信装置８３０を動作させる各種のプログラムが記憶される。補助記憶装置８３３に記憶されたプログラムは、主記憶装置８３２にロードされてプロセッサ８３１によって実行される。
　ユーザインタフェース８３４は、たとえば、ユーザからの操作入力を受け付ける入力デバイスや、ユーザへ情報を出力する出力デバイスなどを含む。入力デバイスは、たとえばキー（たとえばキーボード）やリモコンなどによって実現することができる。出力デバイスは、たとえばディスプレイやスピーカなどによって実現することができる。また、タッチパネルなどによって入力デバイスおよび出力デバイスを実現してもよい。ユーザインタフェース８３４は、プロセッサ８３１によって制御される。
　無線機８３５は、アンテナ８３６を用いて、無線により他の通信装置（たとえば基地局１１０）との間で通信を行う通信インタフェースである。無線機８３５は、プロセッサ８３１によって制御される。
　図８Ａ，図８Ｂに示したアンテナ８０１は、たとえばアンテナ８３６により実現することができる。図８Ａ，図８Ｂに示したＲＦ部８０２は、たとえば無線機８３５により実現することができる。図８Ａ，図８Ｂに示した下りリンクベースバンド信号処理部８０３、上りリンク送信タイミング制御部８０４および上りリンクベースバンド信号生成部８０５は、たとえばプロセッサ８３１により実現することができる。
（無線通信システムの変形例）
　基地局１１０が端末１２０，１３０にセル共通オフセットを通知する構成について説明したが、基地局１１０は端末１２０，１３０にセル共通オフセットを通知しない構成としてもよい。この場合に、端末１２０，１３０は、たとえば、基地局１１０のセル内で共通に認識しているパラメータを用いてセル共通オフセットを算出する。これにより、基地局１１０が端末１２０，１３０にセル共通オフセットを通知しなくても、端末１２０，１３０が共通のセル共通オフセットを算出することができる。
　図９Ａは、変形例にかかる基地局の一例を示す図である。図９Ｂは、図９Ａに示した基地局における信号の流れの一例を示す図である。図９Ａ，図９Ｂにおいて、図７Ａ，図７Ｂに示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図９Ａ，図９Ｂに示すように、変形例にかかる基地局１１０は、図７Ａ，図７Ｂに示した構成において、上りリンク送信タイミング制御部７０５を省いた構成としてもよい。
　図１０は、変形例にかかる端末における信号の流れの一例を示す図である。図１０において、図８Ａ，図８Ｂに示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。変形例にかかる端末１２０の構成は、図８Ａに示した端末１２０の構成と同様である。ただし、図１０に示すように、変形例にかかる端末１２０においては、下りリンクベースバンド信号処理部８０３から上りリンク送信タイミング制御部８０４へ出力される制御情報にセル共通オフセットが含まれない。
　上りリンク送信タイミング制御部８０４は、たとえばサブフレーム番号およびセル番号の少なくともいずれかに基づいて、セル共通オフセットを算出する。これにより、端末１２０，１３０が同一のセル共通オフセットを算出し、端末１２０，１３０の無線信号の送信タイミングを合わせることができる。
　以上説明したように、無線通信システム、基地局、端末および処理方法によれば、共用帯域における上りリンクのユーザ多重を可能にし、スループットの向上を図ることができる。
　たとえば、従来、ＬＴＥにおいて、トラフィックの増大に対応するために、免許不要帯域を利用して、専用帯域（Ｌｉｃｅｎｓｅｄ　ｂａｎｄ）からのデータオフロードを行うことが提案されている。免許不要帯域は、たとえばアンライセンスドバンド（Ｕｎｌｉｃｅｎｓｅｄ　ｂａｎｄ）あるいは共用帯域（Ｓｈａｒｅｄ　ｂａｎｄ）と呼ばれる。
　たとえば、応答信号（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）などの制御情報を専用帯域で送信し、データをアンライセンスドバンドで送信するＬｉｃｅｎｓｅｄ－Ａｓｓｉｓｔｅｄ　Ｃａｒｒｉｅｒ　Ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ方式が検討されている。
　アンライセンスドバンドにおいては、ＬＴＥ－ｕシステム間の共存に加えて、ＷＬＡＮなど他の無線システムとの共存が求められる。日本や欧州の電波法では、無線信号を送信する前に、無線チャネルが他の無線システムによって使用されていない（アイドル状態である）ことをキャリアセンスにより確認することが求められている。
　アンライセンスドバンドにおいて実用化されているＷＬＡＮでは、一つのユーザ（ステーション）が全帯域幅を用い、時間方向のユーザ多重が行われる。これに対して、ライセンスドバンドで実用化されてきたＬＴＥは、時間方向だけでなく、周波数方向でもユーザ多重が行われる。さらにはＭＩＭＯによる空間方向のユーザ多重も行われてもよい。
　すなわち、ＬＴＥでは、同一帯域においてユーザ多重が行われるが、アンライセンスドバンドにおけるアップリンク送信に関する実現方法が確立されていない。たとえば、ＷＬＡＮのように端末ごとに規定アイドル時間での未使用（アイドル状態）を確認してからランダムバックオフ（Ｒａｎｄｏｍ　Ｂａｃｋｏｆｆ）を行う場合について説明する。この場合は、バックオフ期間が長い端末が、短い端末からの無線信号をキャリアセンスで検出してしまい無線信号を送信できなくなるケースが発生する。
　たとえば、端末がアンライセンスドバンドの全帯域（たとえば２０［ＭＨｚ］幅）でのキャリアセンスを行う場合は、端末が送信を行う予定以外のサブバンドも含めて検出が行われる。このため、他の端末が他サブバンドで送信した無線信号によりチャネルがビジー状態と判断され易く、無線信号を送信できなくなるケースが発生する。
　また、端末が無線信号の送信を行う予定のサブバンドにおいてのみキャリアセンスを行う場合も、他の端末が隣接サブバンドで送信した無線信号によって発生する漏えい電力のために、チャネルがビジー状態と判断される場合がある。このため、無線信号を送信できなくなるケースが発生する。
　また、マルチユーザＭＩＭＯを用いる場合は、同じ帯域で空間多重を行うため、多重相手の端末の信号によってチャネルがビジー状態と判断される場合があり、無線信号を送信できなくなるケースが発生する。
　これに対して、上述した実施の形態によれば、たとえば、同一セル内の各端末について上りリンクの送信開始時間が同じになるようにすることができる。たとえば、セルごとの基準タイミングからの共通オフセットに基づいてキャリアセンスの開始タイミングや無線信号の送信開始タイミングを決定することで、上りリンクの送信開始時間が同じになるようにすることができる。
　これにより、アンライセンスドバンドにおいて、端末ごとにキャリアセンスを行うとともに、各端末における無線信号の送信タイミングを同一にすることができる。このため、同一セル内におけるアップリンクのユーザ多重を可能にし、スループットを向上させることができる。
　１００　無線通信システム
　１１０　基地局
　１１１　制御部
　１１２　受信部
　１２０，１３０　端末
　１２１　検出部
　１２２　送信部
　２００　アンライセンスドバンド
　３０１　基準タイミング
　３０２　セル共通オフセット
　３０３　キャリアセンス開始タイミング
　３０４　規定アイドル時間
　３０５　送信開始予定タイミング
　３１１，３２１　ダミー信号
　３１２，３２２　データ信号
　５１１，５１２，５２１，５２２　サブフレーム境界
　５３１，５３２　データ信号送信開始タイミング
　７０１，７３６，８０１，８３６　アンテナ
　７０２，８０２　ＲＦ部
　７０３，８０３　リンクベースバンド信号処理部
　７０４　伝搬遅延測定部
　７０５，８０４　リンク送信タイミング制御部
　７０６，８０５　リンクベースバンド信号生成部
　７３０，８３０　通信装置
　７３１，８３１　プロセッサ
　７３２，８３２　主記憶装置
　７３３，８３３　補助記憶装置
　７３４　ネットワークインタフェース
　７３５，８３５　無線機
　７３９，８３９　バス
　８３４　ユーザインタフェース

Claims (14)

  1. 　他の無線通信システムとの間で所定帯域を共用する無線通信システムにおいて、
    　基地局と、
    　前記基地局に接続する複数の端末であって、前記所定帯域の無線信号を検出する処理を、前記複数の端末の間で共通の所定タイミングにおいてそれぞれ開始し、前記処理により前記所定帯域の無線信号が検出されない状態が前記複数の端末の間で共通の所定時間連続したタイミングにおいて、前記所定帯域に含まれる各帯域のうちの同じ帯域または互いに異なる帯域での無線信号の送信をそれぞれ開始する前記複数の端末と、
    　を含むことを特徴とする無線通信システム。
  2. 　前記複数の端末のそれぞれは、前記基地局からの無線信号を自端末が受信したタイミングと、自端末と前記基地局との間の伝搬遅延を示す情報と、に基づいて前記所定タイミングを算出し、算出した前記所定タイミングにおいて前記処理を開始することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
  3. 　前記複数の端末のそれぞれは、
    　前記処理により前記所定帯域の無線信号が検出されない状態が前記所定時間連続した場合に、自端末と前記基地局との間の伝搬遅延を示す情報に基づいて、前記所定帯域における前記基地局の受信タイミングにおいて受信されるように前記基地局へのデータ信号を送信し、
    　前記処理により前記所定帯域の無線信号が検出されない状態が前記所定時間連続したタイミングから前記データ信号を送信するまでの間にダミー信号またはプリアンブルを送信する、
    　ことを特徴とする請求項１または２に記載の無線通信システム。
  4. 　前記基地局は、前記所定タイミングを算出するためのパラメータを前記複数の端末へ送信し、
    　前記複数の端末のそれぞれは、所定の基準タイミングと、前記基地局から送信されたパラメータと、に基づいて算出した前記所定タイミングにおいて前記処理を開始する、
    　ことを特徴とする請求項１～３のいずれか一つに記載の無線通信システム。
  5. 　前記基地局は、乱数に基づいて決定した前記パラメータを前記複数の端末へ送信することを特徴とする請求項４に記載の無線通信システム。
  6. 　前記複数の端末のそれぞれは、前記複数の端末の間で共有する情報に基づいて前記所定タイミングを算出し、算出した前記所定タイミングにおいて前記処理を開始することを特徴とする請求項１～３のいずれか一つに記載の無線通信システム。
  7. 　前記複数の端末の間で共有する情報は、前記基地局のセルの識別情報を含むことを特徴とする請求項６に記載の無線通信システム。
  8. 　前記複数の端末の間で共有する情報は、前記処理を行うサブフレームの識別情報を含むことを特徴とする請求項６または７に記載の無線通信システム。
  9. 　前記所定帯域の無線信号を検出する処理は、前記所定帯域のうちの自端末が無線信号を送信する帯域における無線信号を検出する処理であることを特徴とする請求項１～８のいずれか一つに記載の無線通信システム。
  10. 　前記所定帯域の無線信号を検出する処理は、前記所定帯域の全体における無線信号を検出する処理であることを特徴とする請求項１～９のいずれか一つに記載の無線通信システム。
  11. 　他の無線通信システムとの間で所定帯域を共用する無線通信システムの基地局において、
    　自局に接続する複数の端末へ、前記複数の端末の間で共通の所定タイミングを算出するためのパラメータを送信することにより、前記複数の端末に対して、前記所定帯域の無線信号を検出する処理を前記所定タイミングにおいてそれぞれ開始し、前記処理により前記所定帯域の無線信号が検出されない状態が前記複数の端末の間で共通の所定時間連続したタイミングにおいて、前記所定帯域に含まれる各帯域のうちの同じ帯域または互いに異なる帯域での無線信号の送信をそれぞれ開始する処理を実行させる制御部と、
    　前記複数の端末によって送信された各無線信号を受信する受信部と、
    　を備えることを特徴とする基地局。
  12. 　他の無線通信システムとの間で所定帯域を共用する無線通信システムの端末において、
    　前記所定帯域の無線信号を検出する処理を、自端末が接続する基地局に接続する他の端末との間で共通の所定タイミングにおいて開始する検出部と、
    　前記検出部によって前記所定帯域の無線信号が検出されない状態が前記他の端末との間で共通の所定時間連続したタイミングにおいて、前記所定帯域に含まれる帯域での無線信号の送信を開始する送信部と、
    　を備えることを特徴とする端末。
  13. 　他の無線通信システムとの間で所定帯域を共用する無線通信システムの基地局による処理であって、
    　自局に接続する複数の端末へ、前記複数の端末の間で共通の所定タイミングを算出するためのパラメータを送信することにより、前記複数の端末に対して、前記所定帯域の無線信号を検出する処理を前記所定タイミングにおいてそれぞれ開始し、前記処理により前記所定帯域の無線信号が検出されない状態が前記複数の端末の間で共通の所定時間連続したタイミングにおいて、前記所定帯域に含まれる各帯域のうちの同じ帯域または互いに異なる帯域での無線信号の送信をそれぞれ開始する処理を実行させ、
    　前記複数の端末によって送信された各無線信号を受信する、
    　ことを特徴とする処理方法。
  14. 　他の無線通信システムとの間で所定帯域を共用する無線通信システムの端末による処理であって、
    　前記所定帯域の無線信号を検出する処理を、自端末が接続する基地局に接続する他の端末との間で共通の所定タイミングにおいて開始し、
    　前記処理によって前記所定帯域の無線信号が検出されない状態が前記他の端末との間で共通の所定時間連続したタイミングにおいて、前記所定帯域に含まれる帯域での無線信号の送信を開始する、
    　ことを特徴とする処理方法。
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