WO2016117608A1 - 無線基地局、ユーザ端末及び無線通信方法 - Google Patents

無線基地局、ユーザ端末及び無線通信方法 Download PDF

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WO2016117608A1
WO2016117608A1 PCT/JP2016/051579 JP2016051579W WO2016117608A1 WO 2016117608 A1 WO2016117608 A1 WO 2016117608A1 JP 2016051579 W JP2016051579 W JP 2016051579W WO 2016117608 A1 WO2016117608 A1 WO 2016117608A1
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lbt
carrier sense
base station
radio base
transmission
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PCT/JP2016/051579
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浩樹 原田
一樹 武田
聡 永田
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株式会社Nttドコモ
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    • H04J11/0023Interference mitigation or co-ordination

Definitions

  • the present invention relates to a radio base station, a user terminal, and a radio communication method applicable to a next generation communication system.
  • LTE Long Term Evolution
  • Non-Patent Document 1 LTE advanced or LTE enhancement (hereinafter referred to as “LTE-A”)) is also being studied.
  • LTE-A LTE advanced or LTE enhancement
  • the LTE system is not limited to the frequency band (licensed band) licensed by the telecommunications carrier (operator), but also the license-free frequency band (unlicensed).
  • a system (LTE-U: LTE Unlicensed) operated by a licensed band (Unlicensed band) is also being studied.
  • a licensed band is a band that a specific operator is allowed to use exclusively, while an unlicensed band (also called a non-licensed band) can be set up with a radio station without being limited to a specific operator. It is a band.
  • an unlicensed band for example, use of a 2.4 GHz band, a 5 GHz band that can use Wi-Fi or Bluetooth (registered trademark), and a 60 GHz band that can use a millimeter wave radar is being studied.
  • LAA Licensed-Assisted Access
  • LAA-LTE LAA-LTE
  • LBT Listen Before Talk
  • CCA Carrier Channel Assessment
  • E-UTRA Evolved Universal Terrestrial Radio Access
  • E-UTRAN Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network
  • FBE Framework Based Equipment
  • LBE Liad Based Equipment
  • the present invention has been made in view of the above points, and in a system that operates LTE / LTE-A with a carrier in which an LBT is set, a radio base station, a user terminal, and a radio that can improve frequency use efficiency
  • One object is to provide a communication method.
  • a radio base station is the radio base station in a radio communication system in which a radio base station and a user terminal communicate with each other using a carrier in which LBT is set, and performs LBT with a predetermined carrier sense time.
  • a measurement unit that obtains an LBT result and a transmission unit that transmits a downlink signal based on the LBT result, and the predetermined carrier sense time includes the first carrier sense time, the first carrier sense time, and the first carrier sense time. And a second carrier sense time shorter than the carrier sense time.
  • FIG. 1 shows an example of an operation mode of a radio communication system (LTE-U) that operates LTE in an unlicensed band.
  • LTE-U radio communication system
  • CA Carrier Aggregation
  • DC Dual Connectivity
  • SA Stand-Alone
  • FIG. 1A shows a scenario in which carrier aggregation (CA) is applied using a license band and an unlicensed band.
  • CA is a technology for integrating a plurality of frequency blocks (also referred to as component carrier (CC), carrier, cell, etc.) to increase the bandwidth.
  • CC component carrier
  • Each CC has, for example, a maximum bandwidth of 20 MHz, and when a maximum of five CCs are integrated, a wide band of maximum 100 MHz is realized.
  • FIG. 1A shows a case where CA is applied to a macro cell and / or a small cell using a license band and a small cell using an unlicensed band.
  • a scheduler of one radio base station controls scheduling of a plurality of CCs. From this, CA may be called CA in a base station (intra-eNB CA).
  • the small cell using the unlicensed band may be a TDD carrier including both DL / UL (scenario 1A), a carrier dedicated to DL transmission (scenario 1B), or dedicated to UL transmission. It may be a carrier (scenario 1C).
  • a carrier used exclusively for DL transmission is also referred to as an additional downlink (SDL).
  • SDL additional downlink
  • FDD and / or TDD can be used.
  • the license band and the unlicensed band can be configured to be transmitted and received from one transmission / reception point (for example, a radio base station) (co-located).
  • the transmission / reception point for example, LTE / LTE-U base station
  • the transmission / reception point can communicate with the user terminal using both the license band and the unlicensed band.
  • a configuration (non-co-located) for transmitting and receiving license bands and unlicensed bands from different transmission / reception points for example, RRH (Remote Radio Head) connected to one radio base station and the other radio base station
  • RRH Remote Radio Head
  • FIG. 1B shows a scenario in which dual connectivity (DC) is applied using a license band and an unlicensed band.
  • DC is the same as CA in that a plurality of CCs (or cells) are integrated to widen the bandwidth.
  • CA it is assumed that CC (or cells) are connected by ideal backhaul and cooperative control with very small delay time is possible, whereas in DC, cells are connected. It is assumed that there is a non-ideal backhaul connection where the delay time cannot be ignored.
  • DC cells are operated by different base stations, and user terminals communicate by connecting to cells (or CCs) of different frequencies operated by different base stations.
  • CC cells
  • a plurality of schedulers are provided independently, and the plurality of schedulers control the scheduling of one or more cells (CC) each having jurisdiction over.
  • DC may be called CA between base stations (inter-eNB CA).
  • intra-eNB CA carrier aggregation
  • the example shown in FIG. 1B shows a case where a macro cell using a license band and a small cell using an unlicensed band apply DC.
  • the small cell using the unlicensed band needs to be a TDD carrier including both DL / UL in the case of transmitting and receiving the license band and the unlicensed band from different transmission / reception points (scenario 2A).
  • the carrier may be used exclusively for DL transmission (scenario 2B), or may be the carrier used exclusively for UL transmission (scenario 2C).
  • FDD and / or TDD can be used.
  • a stand-alone in which a cell that operates LTE using an unlicensed band operates alone is applied.
  • stand-alone means that communication with a terminal can be realized without applying CA or DC.
  • the unlicensed band can be operated on the TDD carrier (scenario 3).
  • the license band CC (macro cell) can be used as a primary cell (PCell) and the unlicensed band CC (small cell) can be used as a secondary cell (SCell).
  • the primary cell (PCell) is a cell that manages RRC connection and handover when performing CA, and is a cell that requires UL transmission of data, feedback signals, etc. from user terminals. The primary cell is always set for both the upper and lower links.
  • the secondary cell (SCell) is another cell that is set in addition to the primary cell when CA is applied.
  • a secondary cell can set only a downlink or an uplink, and can also set an up-and-down link simultaneously.
  • LAA Licensed LTE
  • LAA-U LAA-LTE
  • the license band LTE and the unlicensed band LTE cooperate to communicate with the user terminal.
  • a transmission point using a license band for example, a radio base station
  • a transmission point using an unlicensed band are separated, use a backhaul link (for example, CPRI (Common Public Radio Interface)). It can be a connected configuration.
  • CPRI Common Public Radio Interface
  • an LBT Listen Before Talk
  • LTE Long Before Talk
  • Wi-Fi Wireless Fidelity
  • Interference control within the same frequency based on the above has been studied.
  • radio base stations and user terminals in a plurality of systems share and use the same frequency band.
  • LBT it is possible to avoid interference between LAA and Wi-Fi, interference between LAA systems, and the like. Moreover, even if it is a case where control of the user terminal which can be connected is performed independently for every operator who operates a LAA system, interference can be reduced without grasping
  • listening means that a certain transmission point (for example, a radio base station, a user terminal, etc.) exceeds a predetermined level (for example, predetermined power) from another transmission point before transmitting a signal.
  • a predetermined level for example, predetermined power
  • the listening performed by the radio base station and / or user terminal is also called LBT (Listen Before Talk), CCA (Clear Channel Assessment), carrier sense, or the like.
  • an LTE-U base station and / or a user terminal performs listening (LBT, CCA) before transmitting a signal in an unlicensed band cell, and performs other systems (for example, Wi-Fi) or another. If no signal from the LAA transmission point is detected, communication is performed in the unlicensed band.
  • LBT listening
  • CCA other systems
  • the transmission point determines that the channel is in an idle state (LBT-idle) and performs transmission when the received power measured by the LBT is equal to or less than a predetermined threshold.
  • LBT-idle an idle state
  • the channel is idle means that the channel is not occupied by a specific system, and the channel is idle, the channel is clear, the channel is free, and the like.
  • the transmission point determines that the channel is busy (LBT-busy) and does not perform transmission.
  • LBT-busy the channel can be used only after performing LBT again and confirming that the channel is free. Note that the method of determining whether the channel is free / busy by LBT is not limited to this.
  • the FBE Framework Based Equipment
  • LBE Land Based Equipment
  • the transmission / reception configuration related to the LBT has a fixed timing.
  • the transmission / reception configuration related to the LBT is not fixed in the time axis direction, and the LBT is performed according to demand.
  • the FBE has a fixed frame period, and as a result of performing carrier sense in a predetermined frame, transmission is performed if the channel is usable, but if the channel is unusable, the carrier in the next frame is transmitted. This is a mechanism of waiting without transmitting until the sense timing.
  • LBE is a mechanism for extending the carrier sense time when the channel is unusable as a result of carrier sense and continuously performing carrier sense until the channel becomes usable.
  • the carrier sense time (which may be referred to as a carrier sense period) is a time (for example, 1 OFDM) for determining whether or not a channel can be used by performing processing such as listening in order to obtain one LBT result. Symbol length).
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a radio frame configuration in the LBT.
  • FIG. 2A shows an example of a radio frame configuration of FBE.
  • the LBT time (LBT duration) and the LBT cycle are fixed, and the LBT is performed with a predetermined number of symbols (for example, 1 to 3 symbols) and a cycle (for example, every 1 ms).
  • FIG. 2B shows an example of a radio frame configuration of LBE.
  • the LBT time is not fixed.
  • the LBT symbol may be continued until a predetermined condition is satisfied.
  • the radio base station may continue the LBT until the LBT-idle is observed.
  • the LBT may be omitted for a predetermined period (burst length) once the radio base station becomes LBT-idle, and the LBT may be omitted even for FBE. May be.
  • the transmission point can transmit a predetermined signal according to the LBT result.
  • the LBT result refers to information (for example, LBT-idle, LBT-busy) related to the channel availability obtained by LBT in a carrier in which LBT is set.
  • a channel reservation signal may be transmitted according to the LBT result.
  • the channel reservation signal refers to a signal transmitted to prevent a channel from being determined to be free by the LBT at another transmission point when the channel is free as a result of the LBT. It may be called a signal, a beacon signal (BRS: Beacon Reference Signal), or the like.
  • the channel reservation signal when the channel reservation signal is determined to be free as a result of the LBT at a predetermined timing of a certain subframe, the channel reservation signal is transmitted in the remaining period of the subframe (the period from the timing to the beginning of the next subframe). May be.
  • the channel reservation signal is transmitted in the remaining period of the subframe (the period from the timing to the beginning of the next subframe). May be.
  • other transmission points are determined to be channel busy based on the channel reservation signal, so that collision of data transmission signals can be suppressed.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram of advantages and disadvantages of FBE.
  • FIG. 3 shows an example in which a radio base station (eNB) that shares and uses the same frequency band with another system performs LBT based on FBE.
  • eNB radio base station
  • FIG. 3A shows an example in which three eNBs (eNBs 1 to 3) are synchronized. In this way, if each eNB performs LBT synchronously, reuse factor 1 operation is possible without blocking each other.
  • synchronization includes not only complete time synchronization but also a state in which there is a predetermined time or less deviation from complete synchronization.
  • that a plurality of transmission points are synchronized may indicate that the plurality of transmission points perform signal processing (transmission and reception, etc.) in complete synchronization, or have a predetermined time lag (for example, within 3 ⁇ s). It may represent that signal processing is performed.
  • FIG. 3B shows an example in which the communication ranges of the LAA eNB and Wi-Fi AP (access point) overlap.
  • FIG. 3C shows an example in which the communication ranges of two LAA eNBs overlap.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of advantages and disadvantages of LBE.
  • FIG. 4 shows an example in which a radio base station (eNB) that shares and uses the same frequency band with another system performs LBT based on LBE.
  • eNB radio base station
  • LBE can start transmission as soon as a channel becomes available, and has high frequency utilization efficiency. Also, channel access opportunities equivalent to those of Wi-Fi using LBE can be obtained.
  • FIG. 4A shows the same configuration as FIG. 3B, but unlike FIG. 3B, it can be determined that the channel is free at the timing when the Wi-Fi transmission ceases. Therefore, LBE can coexist efficiently with Wi-Fi using LBE as well.
  • FIG. 4B shows an example in which one LAA eNB (eNB 2) has a communication range overlapping with another LAA eNB (eNB 1) and Wi-Fi AP.
  • eNB1 and Wi-Fi AP are out of communication range. Since eNB1 and eNB2 each change the transmission timing according to the LBT result, the carrier sense timing between nodes shifts, and as a result, the transmission of one node affects the carrier sense of the other, and Wi-Fi AP However, it is difficult to realize the reuse factor 1 operation even when the communication is not performed.
  • the FBE or LBE currently being studied has a problem that it is difficult to achieve both efficient and fair coexistence with other systems and efficient reuse factor 1 operation in the own system.
  • the present inventors examined a frame configuration and an LBT mechanism that can obtain the advantages of both FBE and LBE.
  • the inventors of the present invention have focused on the fact that the reuse factor 1 operation can be realized if the carrier sense timing can be matched between nodes in the same system even in LBE, and have reached one aspect of the present invention.
  • each transmission point in the LAA system performs carrier sense for a short time at a predetermined timing while performing carrier sense based on normal LBE. Assuming that the short-time carrier sense is synchronized in the same LAA system, the short-time carrier sense can be performed at the same time between nodes in the system.
  • the LAA system can block asynchronous systems to avoid interference.
  • the present inventors further generalize the above-mentioned attention, and if the transmission of a node in a system is not detected by the carrier sense of the node in the same system, the reuse factor 1 operation becomes possible. I was inspired by that.
  • the present inventors have determined that the LBT result is determined by comparing the measured received power with a predetermined threshold value, but it is not specified how to perform the measurement specifically. In view of the above, another aspect of the present invention has been achieved.
  • a signal that is not detected by carrier sense is transmitted only within the same system by providing a specific rule in advance in the signal transmission method / measurement method in the same LAA system.
  • Other operator systems and other RAT systems do not grasp the unique rules, and therefore cannot perform carrier sense in consideration of the signals of the LAA system. That is, the LAA system can block other systems to avoid interference.
  • both efficient and fair coexistence with other systems and efficient reuse factor 1 operation within the own system can be achieved. That is, it is possible to achieve the maximum frequency utilization efficiency by maximizing the benefits of LTE in LAA.
  • a radio base station uses an LBT in the unlicensed band to transmit a downlink signal (DL signal).
  • DL signal downlink signal
  • the application of the present invention is not limited to this.
  • a transmission point for example, a user terminal
  • UL signal uplink signal
  • the subframe configuration (LBT configuration) shown in each embodiment may be applied.
  • each transmission point (for example, a radio base station) performs LBT with a plurality of different time lengths. Further, carrier sense of a predetermined time length is set to be performed at a specific timing.
  • the timings of a plurality of transmission points in the system are synchronized, unlike the conventional LBE, the opportunity to perform carrier sense at the same timing between radio base stations is guaranteed. Will be.
  • the LBT performed at the specific timing is performed in a shorter time than another time length.
  • the short time is preferably shorter than the carrier sense time (eg, 1 OFDM symbol length (eg, 66.7 ⁇ s) in LTE / LTE-A) that is normally performed at an arbitrary timing.
  • the carrier sense time eg, 1 OFDM symbol length (eg, 66.7 ⁇ s) in LTE / LTE-A
  • Such short-time carrier sense may be referred to as short-time carrier sense, synchronous carrier sense, special carrier sense, or the like.
  • the short-time carrier sense time is preferably shorter than the carrier sense time used in other systems such as Wi-Fi.
  • the short-time carrier sense time is preferably shorter than the frame interval (IFS: Inter Frame Space) defined in the IEEE 802.11 series, which is the standard for wireless LAN, and DIFS (Distributed Coordination Function IFS), It is preferably shorter than at least one of PIFS (Point Coordination Function IFS) and SIFS (Short IFS).
  • IFS Inter Frame Space
  • PIFS Point Coordination Function IFS
  • SIFS Short IFS
  • the short-time carrier sense may be performed at a periodic timing or may be performed at a timing calculated based on a predetermined rule. Further, it is preferable that the short-time carrier sense is set to be performed immediately before a predetermined subframe. More specifically, the short-time carrier sense may be set to be performed in the OFDM symbol immediately before some subframes, or set to be performed in the OFDM symbol immediately before each subframe. May be.
  • the short-time carrier sense may be performed using about several tens of ⁇ s immediately before the subframe boundary in all subframes.
  • the time immediately before the predetermined subframe is not limited to one symbol before the predetermined subframe, and may be a plurality of symbols before two symbols.
  • the short-time carrier sense may be expressed as being performed at the end of a predetermined subframe, for example, it may be expressed as being performed at the final symbol of the predetermined subframe or a plurality of symbols at the end.
  • carrier sense may be omitted for a short time in the subframe being transmitted.
  • the short-time carrier sense may be performed immediately before the end of the first subframe after the start of transmission, and the short-time carrier sense may be omitted in the subsequent subframes during transmission.
  • the band is occupied until there is no transmission data of the radio base station. For this reason, when a predetermined period (burst period) elapses after a certain radio base station becomes LBT-idle, a certain idle period is provided in which the radio base station does not perform LBT (including short-time carrier sense). It is preferred that Further, in the idle period, instead of not performing LBT, the result of performing LBT may be ignored and transmission may not be performed. Thereby, the fairness of the network can be ensured with other systems and / or LAA systems of other operators.
  • burst period including short-time carrier sense
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of carrier sense in the first embodiment.
  • two eNBs eNB 1 and eNB 2 are operated by the operator A, and the carrier sense according to the first embodiment is performed.
  • a short-time carrier sense is performed immediately before each subframe that is not in the idle period.
  • the short-time carrier sense time of eNB1 and eNB2 related to operator A is the normal carrier sense time that eNB1 and eNB2 and eNB3 of operator B perform at times other than immediately before each subframe, and Wi-Fi AP Is set shorter than the carrier sense time.
  • ENB3 is operated by an operator B different from the operator A.
  • Wi-Fi APs that are not related to any operator are installed.
  • eNB1 may interfere with eNB2 and eNB3, but does not interfere with Wi-Fi AP because it is separated from Wi-Fi AP.
  • eNB2 may interfere with eNB1, eNB3, and Wi-Fi AP.
  • the Wi-Fi AP is transmitting a signal during the first predetermined period shown in the figure. For this reason, the LBT result of eNB2 in the said period becomes busy. On the other hand, since the LBT result of eNB1 in this period is free, eNB1 performs transmission in subframe # 1. The eNB 2 repeats listening (normal carrier sense) by LBE, but since the eNB 1 is transmitting even after the Wi-Fi AP has finished transmitting, the busy state is continued.
  • ENB1 and eNB2 can perform carrier sense for a short time at the same timing in the last period of each subframe. For this reason, eNB1 and eNB2 determine that the LBT result is free in subframe # 1, even though eNB1 is transmitting data (during a burst period).
  • eNB2 From subframe # 2, since the LBT result is free, eNB2 also starts transmission.
  • the eNB 3 starts to perform LBT so as to start transmission.
  • the Wi-Fi AP starts to perform LBT to start transmission.
  • the specific period (carrier sense time at the end of the subframe) in which eNB1 and eNB2 periodically perform carrier sense is shorter than the carrier sense time performed by eNB3 and Wi-Fi AP. Therefore, even if the eNB 3 and the Wi-Fi AP perform LBT during the specific period in the subframes # 2 and # 3, these LBT results are busy.
  • FIG. 5 shows an example in which short-time carrier sensing is performed in subframes # 2 and # 3. However, as described above, short-time carrier sensing is not performed in these subframes, and short-time carrier sensing time is used.
  • the data may be transmitted using radio resources corresponding to
  • some nodes in the same system start transmission first, and in normal carrier sense, the system (operator) is transmitted by the transmission. Even if other nodes in the system are blocked, transmission of the nodes in the system stops at the carrier sense time at a specific timing (each node in the system performs carrier sense), thus avoiding blocking in the system it can.
  • each node in the operator can be operated at the same frequency without much interference by precise floor planning and interference control.
  • the node between operators does not perform such unified control, and thus may cause a large interference due to signal collision.
  • a random timing offset unique to each operator may be set for the short-time carrier sensing.
  • the offset may be a random number generated based on an operator-specific value.
  • each node can perform carrier sense in a shorter time than normal carrier sense at a specific timing synchronized within the same system (operator).
  • the carrier sense timing can be adjusted only within the same synchronized system (operator), and therefore, a reuse factor 1 operation can be realized without being interrupted by another operator or another RAT.
  • the user terminal preferably performs reception processing in consideration of short-time carrier sense. For example, when the radio base station performs a short-time carrier sense at the end of each subframe, the user terminal always assumes that there is no data transmission in the last OFDM symbol of the subframe, and in the carrier (eg, SCell) of the unlicensed band It can be set as the structure which performs rate matching.
  • the carrier eg, SCell
  • the information regarding the short-time carrier sense may be notified between the radio base stations (for example, from the macro base station to the small base station), or may be notified between the radio base station and the user terminal. .
  • a control signal for example, DCI (Downlink Control Information)
  • higher layer signaling for example, MAC signaling, RRC signaling, broadcast signal, etc.
  • the notification may be performed from a license band (for example, PCell) or may be performed from an unlicensed band (for example, SCell).
  • the notification may not be provided.
  • Information on the short-time carrier sense includes, for example, short-time carrier sense timing information (for example, a short-time carrier sense cycle, subframe offset, subframe number, symbol position, etc.), a short-time carrier sense period (for example, Symbol position, number of symbols, execution time, etc.). Further, information regarding burst periods and idle periods may be similarly notified.
  • short-time carrier sense timing information for example, a short-time carrier sense cycle, subframe offset, subframe number, symbol position, etc.
  • a short-time carrier sense period for example, Symbol position, number of symbols, execution time, etc.
  • each transmission point performs LBT with a plurality of different time lengths, but is not limited thereto.
  • the transmission point may be configured to perform only short-time carrier sense.
  • the present inventors have discovered that when short-term carrier sense is performed at periodic timing in the first embodiment, focusing on short-term carrier sense, LBT is performed by an FBE-based mechanism. did. Based on this discovery, the present inventors, when using short-term carrier sense, basically require FBE LBT specifications (operating parameters) even when performing carrier sense based on LBE. ) Was conceived to control the transmission / reception processing (listening, etc.) to satisfy.
  • the LBT requirement specification is defined by, for example, ETSI (European Telecommunications Standards Institute), but is not limited thereto.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a radio frame configuration in the FBE-based LBT.
  • the frame length is fixed, and LBT is performed in a cycle of the frame length.
  • the transmitting node can transmit a signal for a predetermined time (channel occupation time).
  • a time during which no signal is transmitted (idle period) can be provided in each frame.
  • the frame length is a short-time carrier sense period and is equal to the sum of the channel occupation time and the idle period.
  • the idle time may include the LBT time.
  • the channel occupation time is set within a predetermined range (for example, a minimum of 1 ms to a maximum of 10 ms), and the idle period is defined in relation to the channel occupation time (for example, at least the channel occupation time) Of 5%) is under consideration.
  • the transmission point when the short-time carrier sense is used, indicates, for example, the channel occupation time and / or the idle period, the required specification of the LBT for FBE (the above-described time range and relationship). Etc.).
  • the transmission point may control the transmission of the downlink signal so that the time during which no downlink signal is transmitted is at least 5% of the time during which the downlink signal is transmitted in one implementation period of short-time carrier sense.
  • the frame length (short-time carrier sense cycle) in the required specification of the FBT LBT may be the sum of the channel occupation time and the idle period, or may be a cycle longer than the sum. Thereby, it is possible to suitably ensure the fairness of the network with other systems using FBE and / or LAA systems of other operators.
  • each radio base station does not transmit a part of radio resources (for example, time and / or frequency resources) when transmitting a channel reservation signal.
  • the radio resource group in which the channel reservation signal is arranged may be referred to as a transmission pattern, and the radio resource group in which the channel reservation signal is not arranged may be referred to as a non-transmission pattern.
  • the transmission pattern (or no transmission pattern) of the channel reservation signal unique to the system (operator)
  • a node in the system can operate in the presence of the channel reservation signal of other nodes in the system. Even if it exists, the interference from the signal outside a system can be estimated correctly using a non-transmission resource. That is, the transmission pattern (or non-transmission pattern) is not composed of all radio resources up to the next subframe, but is composed of a part of radio resource groups, and channel reservation signals of other operators (or systems)
  • a transmission pattern (or no transmission pattern) is configured differently from at least a part of radio resources.
  • the transmission pattern of the channel reservation signal for a given system is unknown from nodes outside the system. Therefore, the LBT result of a node outside the system is busy during a period when any node in the predetermined system is transmitting a channel reservation signal.
  • Channel reservation signal transmission patterns include synchronization signals (PSS (Primary Synchronization Signal) / SSS (Secondary Synchronization Signal)), CRS (Cell-specific Reference Signal), CSI- in existing systems (for example, LTE Rel-11) Reference signals such as RS (Channel State Information Reference Signal), PRS (Positioning Reference Signal), DM-RS (Demodulation Reference Signal), or a radio resource mapping pattern used by a combination thereof may be used. Also, as a transmission pattern, a newly defined radio resource mapping pattern for channel reservation (including a modified version of an existing signal mapping pattern) may be used.
  • PSS Primary Synchronization Signal
  • SSS Secondary Synchronization Signal
  • CRS Cell-specific Reference Signal
  • CSI- in existing systems for example, LTE Rel-11
  • Reference signals such as RS (Channel State Information Reference Signal), PRS (Positioning Reference Signal), DM-RS (Demodulation Reference Signal), or a radio resource mapping pattern used by a combination thereof may
  • a mapping pattern of a part of radio resources in a radio resource group used by a synchronization signal, a reference signal, or a combination thereof may be used.
  • a mapping pattern of some or all of the radio resources used by the synchronization signal, the reference signal, or a combination thereof may be used as the non-transmission pattern.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of carrier sense in the second embodiment.
  • two eNBs eNB1, eNB2 are operated by the operator A, and the carrier sense according to the second embodiment is performed.
  • the carrier sense in eNB1 and eNB2 is implemented with radio resources belonging to the no transmission pattern of the channel reservation signal of operator A.
  • ENB3 is operated by an operator B different from the operator A.
  • eNB1 may interfere with eNB2, but does not interfere with eNB3 because it is separated from eNB3.
  • eNB2 may interfere with eNB1 and eNB3.
  • eNB1-eNB3 performs carrier sense according to LBE.
  • the eNB 3 transmits a signal in the first predetermined period illustrated. For this reason, the LBT result of eNB2 in the said period becomes busy. On the other hand, since the LBT result of eNB1 during the period is free, eNB1 transmits a channel reservation signal in subframe # 0.
  • the channel reservation signal may be transmitted in any of the parts (CRS patterns # 0 and # 1) corresponding to the CRS resource shown in FIG. 6, or the part (PRS pattern # 0) corresponding to the PRS resource. ). Conversely, it may be transmitted using the remaining radio resources in which these are not transmitted.
  • ENB2 repeats listening by LBE in subframe # 0. Since the carrier sense of the eNB 2 after the eNB 3 completes the transmission is performed with radio resources to which the channel reservation signal of the eNB 1 is not transmitted, it is determined that the channel is free.
  • eNB3 determines that the channel is busy even if carrier sense is performed during the period (part of subframe # 0) in which eNB1 or eNB2 transmits the channel reservation signal.
  • the channel reservation signal is transmitted with the unique resource mapping pattern in the same system (operator).
  • the nodes in the same system can estimate the interference power not including the interference, and the reuse factor 1 operation can be realized without blocking each other in the system.
  • the transmission pattern of the channel reservation signal is not limited to the resource mapping pattern described above.
  • the transmission pattern may be configured such that only some frequency resources (subcarriers) are not transmitted. According to this configuration, even when the carrier sense timing or period does not match with the OFDM symbol, it is clear that by using which resource carrier sense is performed, the power excluding interference within the same system can be measured. Implementation is simplified.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a channel reservation signal in which some subcarriers are not transmitted.
  • two subcarriers are not transmitted (muted), and channel reservation signals are transmitted using the remaining subcarriers (transmission resources).
  • Radio resources subcarriers, symbols, etc.
  • PLMN ID Public Land Mobile It may be determined based on a network identifier), or may be set by a remote monitoring function called OAM (Operations, Administration, Maintenance).
  • information regarding the transmission resource and / or non-transmission resource pattern of the channel reservation signal may be notified between radio base stations (for example, from a macro base station to a small base station) or notified to a user terminal. May be. For example, it may be notified by a control signal (for example, DCI), or may be notified by higher layer signaling (for example, MAC signaling, RRC signaling, broadcast signal, etc.).
  • the notification may be performed from a license band (for example, PCell) or may be performed from an unlicensed band (for example, SCell).
  • a license band for example, PCell
  • SCell unlicensed band
  • an unlicensed band is assumed as a carrier for which listening (LBT) is set, and a license band is assumed as a carrier for which listening (LBT) is not set.
  • the carrier for which listening (LBT) is set may be a license band, and the carrier for which listening (LBT) is not set may be an unlicensed band.
  • the combination of the license band and the unlicensed band is not limited to the above-described configuration.
  • the LBE mechanism is mainly used has been described as an example, but the present invention may be applied to the FBE mechanism.
  • the short-time carrier sense according to the first embodiment may be used in FBE.
  • the normal time carrier sense and the short time carrier sense may be used in different periods.
  • the channel reservation signal according to the second embodiment may be used in FBE.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a schematic configuration of a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
  • the wireless communication system 1 shown in FIG. 8 is a system including, for example, an LTE system, SUPER 3G, LTE-A system, and the like.
  • carrier aggregation (CA) and / or dual connectivity (DC) in which a plurality of basic frequency blocks (component carriers) having the system bandwidth of the LTE system as one unit can be applied.
  • the wireless communication system 1 also has a wireless base station (for example, LTE-U base station) that can use an unlicensed band.
  • the wireless communication system 1 may be referred to as IMT-Advanced, or may be referred to as 4G, 5G, FRA (Future Radio Access), or the like.
  • the radio communication system 1 shown in FIG. 8 includes a radio base station 11 that forms a macro cell C1, and radio base stations 12a-12c that are arranged in the macro cell C1 and form a small cell C2 that is narrower than the macro cell C1. .
  • the user terminal 20 is arrange
  • the user terminal 20 can be connected to both the radio base station 11 and the radio base station 12. It is assumed that the user terminal 20 uses the macro cell C1 and the small cell C2 that use different frequencies simultaneously by CA or DC. For example, assist information (for example, DL signal configuration) regarding the radio base station 12 (for example, LTE-U base station) that uses the unlicensed band is transmitted from the radio base station 11 that uses the license band to the user terminal 20. can do. Further, when CA is performed in the license band and the unlicensed band, it is possible to adopt a configuration in which one radio base station (for example, the radio base station 11) controls the schedules of the license band cell and the unlicensed band cell.
  • assist information for example, DL signal configuration
  • LTE-U base station LTE-U base station
  • the user terminal 20 may be connected to the radio base station 12 without being connected to the radio base station 11.
  • the wireless base station 12 using the unlicensed band may be connected to the user terminal 20 in a stand-alone manner.
  • the radio base station 12 controls the schedule of the unlicensed band cell.
  • Communication between the user terminal 20 and the radio base station 11 can be performed using a carrier having a relatively low frequency band (for example, 2 GHz) and a narrow bandwidth (referred to as an existing carrier or a legacy carrier).
  • a carrier having a relatively high frequency band for example, 3.5 GHz, 5 GHz, etc.
  • the same carrier may be used.
  • the configuration of the frequency band used by each radio base station is not limited to this.
  • a wired connection optical fiber, X2 interface, etc.
  • a wireless connection may be employed.
  • the radio base station 11 and each radio base station 12 are connected to the higher station apparatus 30 and connected to the core network 40 via the higher station apparatus 30.
  • the upper station device 30 includes, for example, an access gateway device, a radio network controller (RNC), a mobility management entity (MME), and the like, but is not limited thereto.
  • RNC radio network controller
  • MME mobility management entity
  • Each radio base station 12 may be connected to the higher station apparatus 30 via the radio base station 11.
  • the radio base station 11 is a radio base station having a relatively wide coverage, and may be called a macro base station, an aggregation node, an eNB (eNodeB), a transmission / reception point, or the like.
  • the radio base station 12 is a radio base station having local coverage, and includes a small base station, a micro base station, a pico base station, a femto base station, a HeNB (Home eNodeB), an RRH (Remote Radio Head), and transmission / reception. It may be called a point.
  • the radio base stations 11 and 12 are not distinguished, they are collectively referred to as a radio base station 10.
  • the radio base stations 10 that share and use the same unlicensed band are configured to be synchronized in time.
  • Each user terminal 20 is a terminal that supports various communication methods such as LTE and LTE-A, and may include not only a mobile communication terminal but also a fixed communication terminal.
  • OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiple Access
  • SC-FDMA Single Carrier Frequency Division Multiple Access
  • OFDMA is a multi-carrier transmission scheme that performs communication by dividing a frequency band into a plurality of narrow frequency bands (subcarriers) and mapping data to each subcarrier.
  • SC-FDMA is a single-carrier transmission scheme that reduces interference between terminals by dividing the system bandwidth into bands consisting of one or continuous resource blocks for each terminal and using a plurality of terminals with mutually different bands. is there.
  • the uplink and downlink radio access methods are not limited to these combinations.
  • downlink channels include a downlink shared channel (PDSCH) shared by each user terminal 20, a broadcast channel (PBCH: Physical Broadcast Channel), a downlink L1 / L2 control channel, and the like. Used. User data, higher layer control information, SIB (System Information Block), etc. are transmitted by PDSCH. Also, MIB (Master Information Block) is transmitted by PBCH.
  • PDSCH downlink shared channel
  • PBCH Physical Broadcast Channel
  • SIB System Information Block
  • MIB Master Information Block
  • Downlink L1 / L2 control channels include PDCCH (Physical Downlink Control Channel), EPDCCH (Enhanced Physical Downlink Control Channel), PCFICH (Physical Control Format Indicator Channel), PHICH (Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel), and the like.
  • Downlink control information (DCI: Downlink Control Information) including scheduling information of PDSCH and PUSCH is transmitted by PDCCH.
  • the number of OFDM symbols used for PDCCH is transmitted by PCFICH.
  • the HAICH transmission confirmation signal (ACK / NACK) for PUSCH is transmitted by PHICH.
  • the EPDCCH is frequency division multiplexed with a PDSCH (downlink shared data channel) and may be used to transmit DCI or the like in the same manner as the PDCCH.
  • an uplink shared channel (PUSCH) shared by each user terminal 20
  • an uplink control channel (PUCCH: Physical Uplink Control Channel)
  • a random access channel (PRACH: Physical Random Access Channel)
  • User data and higher layer control information are transmitted by PUSCH.
  • downlink radio quality information (CQI: Channel Quality Indicator), a delivery confirmation signal, and the like are transmitted by PUCCH.
  • CQI Channel Quality Indicator
  • a delivery confirmation signal and the like are transmitted by PUCCH.
  • a random access preamble for establishing connection with a cell is transmitted by the PRACH.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example of the overall configuration of the radio base station according to the embodiment of the present invention.
  • the radio base station 10 includes a plurality of transmission / reception antennas 101 for MIMO transmission, an amplifier unit 102, a transmission / reception unit 103, a baseband signal processing unit 104, a call processing unit 105, and a transmission path interface 106.
  • the transmission / reception unit 103 may include a transmission unit and a reception unit.
  • the number of the transmitting / receiving antennas 101 is plural, it may be one.
  • User data transmitted from the radio base station 10 to the user terminal 20 via the downlink is input from the higher station apparatus 30 to the baseband signal processing unit 104 via the transmission path interface 106.
  • PDCP Packet Data Convergence Protocol
  • RLC Radio Link Control
  • MAC Medium Access
  • Retransmission control for example, HARQ (Hybrid Automatic Repeat reQuest) transmission processing
  • HARQ Hybrid Automatic Repeat reQuest
  • the downlink control signal is also subjected to transmission processing such as channel coding and inverse fast Fourier transform, and transferred to each transmitting / receiving unit 103.
  • the baseband signal processing unit 104 notifies the user terminal 20 of control information (system information) for communication in the cell by higher layer signaling (for example, RRC signaling, broadcast information, etc.).
  • the information for communication in the cell includes, for example, the system bandwidth in the uplink and the system bandwidth in the downlink.
  • Each transmission / reception unit 103 converts the baseband signal output by precoding from the baseband signal processing unit 104 for each antenna to a radio frequency band and transmits the converted signal.
  • the radio frequency signal frequency-converted by the transmission / reception unit 103 is amplified by the amplifier unit 102 and transmitted from the transmission / reception antenna 101.
  • the transmission / reception unit 103 can be a transmitter / receiver, a transmission / reception circuit, or a transmission / reception device described based on common recognition in the technical field according to the present invention.
  • the radio frequency signal received by each transmitting / receiving antenna 101 is amplified by the amplifier unit 102.
  • Each transmitting / receiving unit 103 receives the upstream signal amplified by the amplifier unit 102.
  • the transmission / reception unit 103 converts the frequency of the received signal into a baseband signal and outputs it to the baseband signal processing unit 104.
  • the transmission / reception unit 103 receives a signal including predetermined information regarding PUSCH transmission from the user terminal 20 and outputs the signal to the baseband signal processing unit 104.
  • the baseband signal processing unit 104 performs fast Fourier transform (FFT) processing, inverse discrete Fourier transform (IDFT: Inverse Discrete Fourier Transform) processing, and error correction on user data included in the input upstream signal.
  • FFT fast Fourier transform
  • IDFT inverse discrete Fourier transform
  • Decoding, MAC retransmission control reception processing, RLC layer, and PDCP layer reception processing are performed and transferred to the upper station apparatus 30 via the transmission path interface 106.
  • the call processing unit 105 performs call processing such as communication channel setting and release, state management of the radio base station 10, and radio resource management.
  • the transmission path interface 106 transmits and receives signals to and from the higher station apparatus 30 via a predetermined interface. Further, the transmission path interface 106 transmits and receives signals (backhaul signaling) to and from other radio base stations 10 (for example, adjacent radio base stations) via an inter-base station interface (for example, optical fiber, X2 interface). Good. For example, the transmission path interface 106 may transmit / receive information regarding the subframe configuration related to the LBT to / from another radio base station 10.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of the radio base station according to the embodiment of the present invention. Note that FIG. 10 mainly shows functional blocks of characteristic portions in the present embodiment, and the wireless base station 10 also has other functional blocks necessary for wireless communication.
  • the baseband signal processing unit 104 included in the radio base station 10 includes a control unit (scheduler) 301, a transmission signal generation unit 302, a mapping unit 303, a reception signal processing unit 304, and a measurement unit. 305.
  • the control unit (scheduler) 301 controls scheduling (for example, resource allocation) of downlink data signals transmitted on PDSCH, downlink control signals transmitted on PDCCH and / or enhanced PDCCH (EPDCCH). It also controls scheduling of system information, synchronization signals, downlink reference signals such as CRS (Cell-specific Reference Signal) and CSI-RS (Channel State Information Reference Signal).
  • CRS Cell-specific Reference Signal
  • CSI-RS Channel State Information Reference Signal
  • control unit 301 controls scheduling such as an uplink reference signal, an uplink data signal transmitted by PUSCH, an uplink control signal transmitted by PUCCH and / or PUSCH, and an RA preamble transmitted by PRACH.
  • scheduling is performed by one control unit (scheduler) 301 for the license band and the unlicensed band
  • the control unit 301 controls communication between the license band cell and the unlicensed band cell.
  • the control unit 301 may be a controller, a control circuit, or a control device described based on common recognition in the technical field according to the present invention.
  • the control unit 301 controls the transmission of the downlink signal to the transmission signal generation unit 302 and the mapping unit 303 according to the LBT result obtained by the measurement unit 305. For example, when the LBT result input from the measurement unit 305 is free, the control unit 301 controls the transmission signal generation unit 302 and the mapping unit 303 so as to transmit downlink data from the next subframe.
  • the control unit 301 uses a part of radio resource groups during a period until transmission of a predetermined downlink signal (for example, a period until the next subframe starts). Then, control may be performed on the transmission signal generator 302 and the mapping unit 303 so as to transmit the channel reservation signal (first embodiment, second embodiment). Further, the control unit 301 can control to transmit a channel reservation signal using a radio resource group (transmission resource pattern) specific to the operator (system) operating the radio base station 10 (second implementation). Form).
  • a radio resource group transmission resource pattern
  • the transmission signal generation unit 302 generates a DL signal (downlink control signal, downlink data signal, downlink reference signal, etc.) based on an instruction from the control unit 301 and outputs the DL signal to the mapping unit 303. For example, based on an instruction from the control unit 301, the transmission signal generation unit 302 generates a DL assignment that notifies downlink signal allocation information and a UL grant that notifies uplink signal allocation information. Further, the downlink data signal is subjected to coding processing and modulation processing according to a coding rate, a modulation scheme, and the like determined based on channel state information (CSI) from each user terminal 20.
  • the transmission signal generation unit 302 can be a signal generator, a signal generation circuit, or a signal generation device described based on common recognition in the technical field according to the present invention.
  • the mapping unit 303 maps the downlink signal generated by the transmission signal generation unit 302 to a radio resource based on an instruction from the control unit 301, and outputs the radio signal to the transmission / reception unit 103.
  • the mapping unit 303 can be a mapper, a mapping circuit, or a mapping device described based on common recognition in the technical field according to the present invention.
  • the reception signal processing unit 304 performs reception processing (for example, demapping, demodulation, decoding, etc.) on the reception signal input from the transmission / reception unit 103.
  • the received signal is, for example, a UL signal transmitted from the user terminal 20 (a delivery confirmation signal (HARQ-ACK), a data signal transmitted through PUSCH, or the like).
  • the reception signal processing unit 304 outputs the received information to the control unit 301.
  • the reception signal processing unit 304 outputs the reception signal and the signal after reception processing to the measurement unit 305.
  • the reception signal processing unit 304 can be a signal processor, a signal processing circuit, or a signal processing device described based on common recognition in the technical field according to the present invention.
  • the measurement unit 305 Based on an instruction from the control unit 301, the measurement unit 305 performs LBT on a carrier (for example, an unlicensed band) in which LBT is set, and the LBT result (for example, whether the channel state is clear or busy). Is output to the control unit 301.
  • the measurement part 305 can implement LBT at arbitrary timings. For example, when the control unit 301 determines that there is data to be transmitted, carrier sense is performed in accordance with LBE (first embodiment, second embodiment).
  • the measurement unit 305 may perform LBT with a plurality of different time lengths (first embodiment). For example, the measurement unit 305 may perform LBT at a specific timing using a relatively short time length. Specifically, the measurement unit 305 may perform the LBT at a specific timing with a carrier sense time shorter than the carrier sense time used in another system (for example, Wi-Fi system) (first implementation). Form).
  • the measuring unit 305 may perform such a short-time carrier sense using a time from immediately before a certain subframe (for example, several tens of ⁇ s before) to before the start of the subframe. Further, the measurement unit 305 may perform the short-time carrier sense with a time shift according to the random timing offset. Note that the measurement unit 305 preferably performs the short-time carrier sense in synchronization with another radio base station 10 that uses the same unlicensed band in an operator (system) that operates the radio base station 10. That is, it is preferable that the radio base stations 10 in the same radio communication system are synchronized.
  • the control unit 301 controls transmission of the downlink signal so as to satisfy the required specifications of the LBE for FBE, and the transmission / reception unit 103 A downlink signal controlled to satisfy the required specification can be transmitted.
  • the measurement unit 305 uses the non-transmission resource of the channel reservation signal based on the information regarding the channel reservation signal transmission resource and / or the non-transmission resource pattern in the operator (system) operating the radio base station 10. Carrier sense may be performed (second embodiment). The location of the transmission resource (or non-transmission resource) may be notified from the transmission path interface 106, may be determined based on the PLMN ID, operator-specific parameters, or may be set by the OAM. .
  • the measurement unit 305 may measure the received power (RSRP) and the channel state using the received signal.
  • the processing result and the measurement result may be output to the control unit 301.
  • the measuring unit 305 can be a measuring device, a measuring circuit, or a measuring device described based on common recognition in the technical field according to the present invention.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an example of the overall configuration of a user terminal according to an embodiment of the present invention.
  • the user terminal 20 includes a plurality of transmission / reception antennas 201 for MIMO transmission, an amplifier unit 202, a transmission / reception unit 203, a baseband signal processing unit 204, and an application unit 205.
  • the transmission / reception unit 203 may include a transmission unit and a reception unit.
  • the number of the transmitting / receiving antennas 201 is plural, it may be one.
  • the radio frequency signals received by the plurality of transmission / reception antennas 201 are each amplified by the amplifier unit 202.
  • Each transmitting / receiving unit 203 receives the downlink signal amplified by the amplifier unit 202.
  • the transmission / reception unit 203 converts the frequency of the received signal into a baseband signal and outputs it to the baseband signal processing unit 204.
  • the transmission / reception unit 203 can be a transmitter / receiver, a transmission / reception circuit, or a transmission / reception device described based on common recognition in the technical field according to the present invention.
  • the transmission / reception unit 203 can transmit / receive UL / DL signals in an unlicensed band.
  • the transmission / reception unit 203 may be capable of transmitting / receiving UL / DL signals in a license band.
  • the transmission / reception unit 203 receives a downlink signal transmitted based on the LBT result performed in the radio base station 10 (first embodiment, second embodiment).
  • the LBT is performed with a carrier sense time shorter than the carrier sense time used in another system (for example, Wi-Fi system) (first embodiment).
  • the baseband signal processing unit 204 performs FFT processing, error correction decoding, retransmission control reception processing, and the like on the input baseband signal.
  • the downlink user data is transferred to the application unit 205.
  • the application unit 205 performs processing related to layers higher than the physical layer and the MAC layer.
  • broadcast information in the downlink data is also transferred to the application unit 205.
  • uplink user data is input from the application unit 205 to the baseband signal processing unit 204.
  • the baseband signal processing unit 204 performs retransmission control transmission processing (for example, HARQ transmission processing), channel coding, precoding, discrete Fourier transform (DFT) processing, IFFT processing, and the like.
  • the data is transferred to the transmission / reception unit 203.
  • the transmission / reception unit 203 converts the baseband signal output from the baseband signal processing unit 204 into a radio frequency band and transmits it.
  • the radio frequency signal frequency-converted by the transmission / reception unit 203 is amplified by the amplifier unit 202 and transmitted from the transmission / reception antenna 201.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of a user terminal according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 mainly shows functional blocks of characteristic portions in the present embodiment, and the user terminal 20 also has other functional blocks necessary for wireless communication.
  • the baseband signal processing unit 204 included in the user terminal 20 includes a control unit 401, a transmission signal generation unit 402, a mapping unit 403, and a reception signal processing unit 404.
  • the control unit 401 obtains, from the received signal processing unit 404, a downlink control signal (a signal transmitted by PDCCH / EPDCCH) and a downlink data signal (a signal transmitted by PDSCH) transmitted from the radio base station 10.
  • the control unit 401 controls reception processing (for example, demapping, rate matching, demodulation, decoding, etc.) of the reception signal processing unit 404.
  • the control unit 401 grasps that the radio base station 10 to which the user terminal 20 is connected performs short-term carrier sense, the control unit 401 considers the short time during which the carrier sense is performed and performs downlink data reception processing. To control.
  • the control part 401 when acquiring the information regarding the short-time carrier sense and the information regarding the transmission resource of the channel reservation signal and / or the pattern of the non-transmission resource from the reception signal processing part 404, based on these, the reception signal processing part The reception process 404 can be controlled.
  • control unit 401 determines an uplink control signal (eg, a delivery confirmation signal (HARQ-ACK)) or an uplink data signal based on a downlink control signal, a result of determining whether or not retransmission control is required for the downlink data signal, and the like. Control the generation of. Specifically, the control unit 401 controls the transmission signal generation unit 402 and the mapping unit 403.
  • the control unit 401 may be a controller, a control circuit, or a control device described based on common recognition in the technical field according to the present invention.
  • the transmission signal generation unit 402 generates a UL signal (uplink control signal, uplink data signal, uplink reference signal, etc.) based on an instruction from the control unit 401 and outputs the UL signal to the mapping unit 403. For example, the transmission signal generation unit 402 generates an uplink control signal related to a delivery confirmation signal (HARQ-ACK) or channel state information (CSI) based on an instruction from the control unit 401. In addition, the transmission signal generation unit 402 generates an uplink data signal based on an instruction from the control unit 401. For example, the transmission signal generation unit 402 is instructed by the control unit 401 to generate an uplink data signal when the UL grant is included in the downlink control signal notified from the radio base station 10.
  • the transmission signal generation unit 402 may be a signal generator, a signal generation circuit, or a signal generation device described based on common recognition in the technical field according to the present invention.
  • the mapping unit 403 maps the uplink signal generated by the transmission signal generation unit 402 to a radio resource based on an instruction from the control unit 401, and outputs the radio signal to the transmission / reception unit 203.
  • the mapping unit 403 may be a mapper, a mapping circuit, or a mapping device described based on common recognition in the technical field according to the present invention.
  • the reception signal processing unit 404 performs reception processing (for example, demapping, demodulation, decoding, etc.) on the reception signal input from the transmission / reception unit 203.
  • the received signal is, for example, a DL signal (downlink control signal, downlink data signal transmitted on PDSCH, etc.) transmitted from the radio base station 10.
  • the reception signal processing unit 404 outputs the received information to the control unit 401.
  • the reception signal processing unit 404 outputs the information related to the short-time carrier sense and the information related to the channel reservation signal transmission resource and / or the non-transmission resource pattern from the radio base station 10 to the control unit 401.
  • the received signal processing unit 404 may measure the received power (RSRP) and the channel state using the received signal. The processing result and the measurement result may be output to the control unit 401.
  • the reception signal processing unit 404 can be a signal processing / measuring device, a signal processing / measuring circuit, or a signal processing / measuring device described based on common recognition in the technical field according to the present invention.
  • the reception signal processing unit 404 can constitute a reception unit according to the present invention.
  • reception signal processing unit 404 may start (E) PDCCH / PDSCH reception processing when detecting a predetermined signal (for example, a channel reservation signal) transmitted from the radio base station 10.
  • a predetermined signal for example, a channel reservation signal
  • each functional block is realized by one physically coupled device, or may be realized by two or more physically separated devices connected by wire or wirelessly and by a plurality of these devices. Good.
  • the radio base station 10 and the user terminal 20 are realized using hardware such as ASIC (Application Specific Integrated Circuit), PLD (Programmable Logic Device), and FPGA (Field Programmable Gate Array). May be.
  • the radio base station 10 and the user terminal 20 are each a computer device including a processor (CPU: Central Processing Unit), a communication interface for network connection, a memory, and a computer-readable storage medium holding a program. It may be realized. That is, the radio base station, user terminal, and the like according to an embodiment of the present invention may function as a computer that performs processing of the radio communication method according to the present invention.
  • Computer-readable recording media include, for example, flexible disks, magneto-optical disks, ROM (Read Only Memory), EPROM (Erasable Programmable ROM), CD-ROM (Compact Disc-ROM), RAM (Random Access Memory), A storage medium such as a hard disk.
  • the program may be transmitted from the network 40 via an electric communication line.
  • the radio base station 10 and the user terminal 20 may include an input device such as an input key and an output device such as a display.
  • the functional configurations of the radio base station 10 and the user terminal 20 may be realized by the hardware described above, may be realized by a software module executed by a processor, or may be realized by a combination of both.
  • the processor controls the entire user terminal by operating an operating system. Further, the processor reads programs, software modules and data from the storage medium into the memory, and executes various processes according to these.
  • the program may be a program that causes a computer to execute the processes described in the above embodiments.
  • the control unit 401 of the user terminal 20 may be realized by a control program stored in a memory and operated by a processor, and may be realized similarly for other functional blocks.

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Abstract

 LBT(Listen Before Talk)が設定されるキャリアでLTE/LTE-Aを運用するシステムにおいて、周波数利用効率を向上すること。本発明の一態様に係る無線基地局は、LBTが設定されるキャリアを用いて無線基地局とユーザ端末が通信する無線通信システムにおける前記無線基地局であって、所定のキャリアセンス時間でLBTを実施してLBT結果を得る測定部と、LBT結果に基づいて、下り信号を送信する送信部と、を有し、前記所定のキャリアセンス時間は、第1のキャリアセンス時間と、当該第1のキャリアセンス時間より短い第2のキャリアセンス時間と、を含む。

Description

無線基地局、ユーザ端末及び無線通信方法
 本発明は、次世代の通信システムに適用可能な無線基地局、ユーザ端末及び無線通信方法に関する。
 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)ネットワークにおいて、さらなる高速データレート、低遅延などを目的としてロングタームエボリューション(LTE:Long Term Evolution)が仕様化された(非特許文献1)。LTEからのさらなる広帯域化及び高速化を目的として、LTEの後継システム(例えば、LTEアドバンスト又はLTEエンハンスメントと呼ぶこともある(以下、「LTE-A」という))も検討されている。
 さらに、将来の無線通信システム(Rel-13以降)では、LTEシステムを、通信事業者(オペレータ)にライセンスされた周波数帯域(ライセンスバンド(Licensed band))だけでなく、ライセンス不要の周波数帯域(アンライセンスバンド(Unlicensed band))で運用するシステム(LTE-U:LTE Unlicensed)も検討されている。
 ライセンスバンドは、特定の事業者が独占的に使用することを許可された帯域である一方、アンライセンスバンド(非ライセンスバンドとも呼ばれる)は、特定事業者に限定せずに無線局を設置可能な帯域である。アンライセンスバンドとしては、例えば、Wi-FiやBluetooth(登録商標)を使用可能な2.4GHz帯や5GHz帯、ミリ波レーダーを使用可能な60GHz帯などの利用が検討されている。
 LTE-Uの運用において、ライセンスバンドLTE(Licensed LTE)との連携を前提とした形態をLAA(Licensed-Assisted Access)、LAA-LTEなどという。なお、アンライセンスバンドでLTE/LTE-Aを運用するシステムを総称して「LAA」、「LTE-U」、「U-LTE」などと呼ぶ場合もある。
 LAAが運用されるアンライセンスバンドでは、他事業者のLTE、Wi-Fi又はその他のシステムとの共存のため、干渉制御機能の導入が検討されている。Wi-Fiでは、同一周波数内での干渉制御機能として、CCA(Clear Channel Assessment)に基づくLBT(Listen Before Talk)が利用されている。日本や欧州などにおいては、5GHz帯アンライセンスバンドで運用されるWi-Fiなどのシステムにおいて、LBT機能が必須と規定されている。
 アンライセンスバンドのような、LBTが設定されるキャリアを用いるLTE/LTE-Aシステムにおいて、LBTのスキームとしては、FBE(Frame Based Equipment)及びLBE(Load Based Equipment)が検討されている。FBEでは、LBTが一定のタイミングで行われる。また、LBEでは、LBTが需要に応じて行われる。
 しかしながら、FBE又はLBEでは、他システムとの効率的かつフェアな共存と、自システム内での効率的な周波数の運用を両立することが難しく、LAA-LTEにおいて高い周波数利用効率を達成することが困難であるという課題がある。
 本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、LBTが設定されるキャリアでLTE/LTE-Aを運用するシステムにおいて、周波数利用効率を向上することができる無線基地局、ユーザ端末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無線基地局は、LBTが設定されるキャリアを用いて無線基地局とユーザ端末が通信する無線通信システムにおける前記無線基地局であって、所定のキャリアセンス時間でLBTを実施してLBT結果を得る測定部と、LBT結果に基づいて、下り信号を送信する送信部と、を有し、前記所定のキャリアセンス時間は、第1のキャリアセンス時間と、当該第1のキャリアセンス時間より短い第2のキャリアセンス時間と、を含む。
 本発明によれば、LBTが設定されるキャリアでLTE/LTE-Aを運用するシステムにおいて、周波数利用効率を向上することが可能となる。
アンライセンスバンドでLTEを利用する無線通信システムの運用形態の一例を示す図である。 LBTにおける無線フレーム構成の一例を示す図である。 FBEの利点及び欠点の説明図である。 LBEの利点及び欠点の説明図である。 第1の実施形態におけるキャリアセンスの一例を示す図である。 第2の実施形態におけるキャリアセンスの一例を示す図である。 一部のサブキャリアを無送信とするチャネル予約信号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。 FBEベースのLBTにおける無線フレーム構成の一例を示す図である。
 図1は、アンライセンスバンドでLTEを運用する無線通信システム(LTE-U)の運用形態の一例を示している。図1に示すように、LTEをアンライセンスバンドで用いるシナリオとして、キャリアアグリゲーション(CA:Carrier Aggregation)、デュアルコネクティビティ(DC:Dual Connectivity)又はスタンドアローン(SA:Stand-Alone)などの複数のシナリオが想定される。
 図1Aは、ライセンスバンド及びアンライセンスバンドを用いて、キャリアアグリゲーション(CA)を適用するシナリオを示している。CAは、複数の周波数ブロック(コンポーネントキャリア(CC:Component Carrier)、キャリア、セルなどともいう)を統合して広帯域化する技術である。各CCは、例えば、最大20MHzの帯域幅を有し、最大5つのCCを統合する場合には、最大100MHzの広帯域が実現される。
 図1Aに示す例では、ライセンスバンドを利用するマクロセル及び/又はスモールセルと、アンライセンスバンドを利用するスモールセルと、でCAを適用する場合を示している。CAが適用される場合、1つの無線基地局のスケジューラが複数のCCのスケジューリングを制御する。このことから、CAは基地局内CA(intra-eNB CA)と呼ばれてもよい。
 この場合、アンライセンスバンドを利用するスモールセルは、DL/UL両方を含むTDDキャリアとしてもよいし(シナリオ1A)、DL伝送専用に用いるキャリアとしてもよいし(シナリオ1B)、UL伝送専用に用いるキャリアとしてもよい(シナリオ1C)。DL伝送専用に用いるキャリアは、付加下りリンク(SDL:Supplemental Downlink)ともいう。なお、ライセンスバンドでは、FDD及び/又はTDDを利用することができる。
 また、ライセンスバンドとアンライセンスバンドを1つの送受信ポイント(例えば、無線基地局)から送受信する構成(co-located)とすることができる。この場合、当該送受信ポイント(例えば、LTE/LTE-U基地局)は、ライセンスバンド及びアンライセンスバンドの両方を利用してユーザ端末と通信を行うことができる。あるいは、ライセンスバンドとアンライセンスバンドを異なる送受信ポイント(例えば、一方を無線基地局、他方を無線基地局に接続されるRRH(Remote Radio Head))からそれぞれ送受信する構成(non-co-located)とすることも可能である。
 図1Bは、ライセンスバンド及びアンライセンスバンドを用いて、デュアルコネクティビティ(DC)を適用するシナリオを示している。DCは、複数のCC(又はセル)を統合して広帯域化する点はCAと同様である。一方で、CAでは、CC(又はセル)間が理想的バックホール(ideal backhaul)で接続され、遅延時間の非常に小さい協調制御が可能であることを前提としているのに対し、DCでは、セル間が遅延時間の無視できない非理想的バックホール(non-ideal backhaul)で接続されるケースを想定している。
 したがって、DCでは、セル間が別々の基地局で運用され、ユーザ端末は異なる基地局で運用される異なる周波数のセル(又はCC)に接続して通信を行う。このため、DCが適用される場合、複数のスケジューラが独立して設けられ、当該複数のスケジューラがそれぞれの管轄する1つ以上のセル(CC)のスケジューリングを制御する。このことから、DCは基地局間CA(inter-eNB CA)と呼ばれてもよい。なお、DCにおいて、独立して設けられるスケジューラ(すなわち基地局)ごとにキャリアアグリゲーション(intra-eNB CA)を適用してもよい。
 図1Bに示す例では、ライセンスバンドを利用するマクロセルと、アンライセンスバンドを利用するスモールセルとがDCを適用する場合を示している。この場合、アンライセンスバンドを利用するスモールセルは、ライセンスバンドとアンライセンスバンドを異なる送受信ポイントからそれぞれ送受信する構成の場合にはDL/UL両方を含むTDDキャリアとする必要があるが(シナリオ2A)、ライセンスバンドとアンライセンスバンドを1つの送受信ポイントから送受信する構成の場合にはDL伝送専用に用いるキャリアとしてもよいし(シナリオ2B)、UL伝送専用に用いるキャリアとしてもよい(シナリオ2C)。なお、ライセンスバンドを利用するマクロセルでは、FDD及び/又はTDDを利用することができる。
 図1Cに示す例では、アンライセンスバンドを用いてLTEを運用するセルが単体で動作するスタンドアローン(SA)を適用している。ここで、スタンドアローンとは、CAやDCの適用無しで、端末との通信を実現できることを意味している。この場合、アンライセンスバンドはTDDキャリアで運用することができる(シナリオ3)。
 上記図1Aに示すCAの運用形態では、例えば、ライセンスバンドCC(マクロセル)をプライマリセル(PCell)、アンライセンスバンドCC(スモールセル)をセカンダリセル(SCell)として利用することができる。ここで、プライマリセル(PCell)とは、CAを行う場合にRRC接続やハンドオーバを管理するセルであり、ユーザ端末からのデータ、フィードバック信号などのUL伝送が必要となるセルである。プライマリセルは、上下リンクともに常に設定される。セカンダリセル(SCell)とは、CAを適用する際にプライマリセルに加えて設定する他のセルである。セカンダリセルは、下りリンクあるいは上りリンクだけ設定することもできるし、上下リンクを同時に設定することもできる。
 なお、上記図1A(CA)に示すように、LTE-Uの運用においてライセンスバンドのLTE(Licensed LTE)があることを前提とした形態を、LAA(Licensed-Assisted Access)、LAA-LTEなどとも呼ぶ。なお、アンライセンスバンドでLTE/LTE-Aを運用するシステムを総称して「LAA」、「LTE-U」、「U-LTE」などと呼ぶ場合もある。
 LAAでは、ライセンスバンドLTE及びアンライセンスバンドLTEが連携してユーザ端末と通信する。LAAにおいて、ライセンスバンドを利用する送信ポイント(例えば、無線基地局)とアンライセンスバンドを利用する送信ポイントが離れている場合には、バックホールリンク(例えば、CPRI(Common Public Radio Interface)など)で接続された構成とすることができる。
 ところで、アンライセンスバンドでLTE/LTE-Aを運用するシステム(例えば、LAAシステム)においては、他事業者のLTE、Wi-Fi又はその他のシステムとの共存のため、LBT(Listen Before Talk)メカニズムに基づく同一周波数内における干渉制御が検討されている。LBTが設定されるキャリアでは、複数のシステムにおける無線基地局やユーザ端末が、同一周波数帯域を共有利用する。
 LBTによれば、LAAとWi-Fiとの間の干渉、LAAシステム間の干渉などを回避することができる。また、LAAシステムを運用するオペレータ毎に、接続可能なユーザ端末の制御を独立して行う場合であっても、LBTによりそれぞれの制御内容を把握することなく干渉を低減することができる。
 なお、本明細書において、リスニングとは、ある送信ポイント(例えば、無線基地局、ユーザ端末など)が信号の送信を行う前に、他の送信ポイントなどから所定レベル(例えば、所定電力)を超える信号が送信されているか否かを検出/測定する動作を指す。また、無線基地局及び/又はユーザ端末が行うリスニングは、LBT(Listen Before Talk)、CCA(Clear Channel Assessment)、キャリアセンスなどとも呼ばれる。
 LBTを用いるLTEシステムでは、LTE-U基地局及び/又はユーザ端末は、アンライセンスバンドセルにおいて信号を送信する前にリスニング(LBT、CCA)を行い、他システム(例えば、Wi-Fi)や別のLAAの送信ポイントからの信号を検出しなかった場合、アンライセンスバンドで通信を実施する。
 送信ポイント(例えば、無線基地局)は、LBTで測定した受信電力が所定の閾値以下である場合は、チャネルは空き状態(LBT-idle)であると判断し送信を行う。「チャネルが空き状態である」とは、言い換えると、特定のシステムによってチャネルが占有されていないことをいい、チャネルがアイドルである、チャネルがクリアである、チャネルがフリーである、などともいう。
 一方で、送信ポイントは、LBTで測定した受信電力が所定の閾値を超える場合、チャネルはビジー状態(LBT-busy)であると判断し、送信を行わない。LBT-busyの場合、当該チャネルは、改めてLBTを行いチャネルが空き状態であることが確認できた後に初めて利用可能となる。なお、LBTによるチャネルの空き状態/ビジー状態の判定方法は、これに限られない。
 LBTのスキームとしては、FBE(Frame Based Equipment)及びLBE(Load Based Equipment)が検討されている。両者の違いは、送受信に用いるフレーム構成、チャネル占有時間などである。FBEは、LBTに係る送受信の構成が固定タイミングを有するものである。また、LBEは、LBTに係る送受信の構成が時間軸方向で固定でなく、需要に応じてLBTが行われるものである。
 具体的には、FBEは、固定のフレーム周期をもち、所定のフレームでキャリアセンスを行った結果、チャネルが使用可能であれば送信を行うが、チャネルが使用不可であれば次のフレームにおけるキャリアセンスタイミングまで送信を行わずに待機するというメカニズムである。
 一方、LBEは、キャリアセンスを行った結果チャネルが使用不可であった場合はキャリアセンス時間を延長し、チャネルが使用可能となるまで継続的にキャリアセンスを行うメカニズムである。LBEでは、適切な衝突回避のためランダムバックオフが必要である。なお、キャリアセンス時間(キャリアセンス期間と呼ばれてもよい)とは、1つのLBT結果を得るために、リスニングなどの処理を実施してチャネルの使用可否を判断するための時間(例えば、1OFDMシンボル長)である。
 図2は、LBTにおける無線フレーム構成の一例を示す図である。図2Aは、FBEの無線フレーム構成の一例を示している。FBEの場合、LBT時間(LBT duration)及びLBT周期は固定であり、所定のシンボル数(例えば、1~3シンボル)及び周期(例えば、1ms毎)でLBTが行われる。一方、図2Bは、LBEの無線フレーム構成の一例を示している。LBEの場合、LBT時間は固定でない。例えば、所定の条件を満たすまでLBTシンボルが継続されてもよい。具体的には、LBT-idleが観測されるまで、無線基地局はLBTを継続して実施してもよい。
 なお、図2A及び図2Bに示すように、一旦無線基地局がLBT-idleとなってから所定期間(バースト長)は、LBTを省略する構成としてもよく、FBEであってもLBTを省略してもよい。
 また、送信ポイントは、LBT結果に応じて所定の信号を送信することができる。ここで、LBT結果とは、LBTが設定されるキャリアにおいてLBTにより得られたチャネルの空き状態に関する情報(例えば、LBT-idle、LBT-busy)のことをいう。
 例えば、図2Bに示すように、LBT結果に応じてチャネル予約(channel reservation)信号が送信されてもよい。ここで、チャネル予約信号とは、LBTの結果チャネルがフリーな場合に、他の送信ポイントでLBTによりチャネルがフリーと判断されることを防止するために送信される信号のことをいい、送信予約信号、ビーコン信号(BRS:Beacon Reference Signal)などと呼ばれてもよい。
 例えば、チャネル予約信号は、あるサブフレームの所定タイミングでLBTの結果チャネルがフリーと判断された場合、当該サブフレームにおける残りの期間(当該タイミング以降次のサブフレームの先頭までの期間)で送信されてもよい。このような構成によれば、ある送信ポイントがチャネルフリーと判断した後は、他の送信ポイントはチャネル予約信号によりチャネルビジーと判断するため、データ送信信号の衝突を抑制することができる。
 図3は、FBEの利点及び欠点の説明図である。図3には、同一周波数帯域を他のシステムと共有利用する無線基地局(eNB)が、FBEに基づいてLBTを行う例が示されている。FBEは、同一システム内で周波数の再利用効率を1とする運用(reuse factor 1 operation)を比較的容易に実現することができる。図3Aには、3つのeNB(eNB1~3)が同期している例が示されている。このように各eNBが同期してLBTを行えば、互いにブロックし合うことなくreuse factor 1 operationが可能である。
 なお、再利用効率(reuse factor)とは、ネットワークで同じ周波数が用いられる割合のことを示す。すなわち、再利用効率が1であるとは、同一システム内の全セルで同じ周波数を利用するシステムを示す。また、「同期」とは、完全な時間同期だけでなく、完全な同期から所定時間以下のずれがある状態も含む。例えば、複数の送信ポイントが同期するとは、複数の送信ポイントが完全に同期して信号処理(送受信など)を行うことを表してもよいし、所定時間のずれ(例えば、3μs以内)を有して信号処理を行うことを表してもよい。
 一方で、FBEでは、一旦キャリアセンスに失敗すると、次のキャリアセンスタイミングまでの間にチャネルが空いたとしても使用することができないため、周波数利用効率が低くなる。図3Bには、LAA eNBとWi-Fi AP(アクセスポイント)の通信範囲が重複する例が示されている。FBEを利用するLAA eNBは、Wi-Fi APのようなLBE機器に一度チャネルを占有されてしまうと、その後チャネルが使用可能になってもLBTタイミングが来るまでチャネルを占有することができない。つまり、FBE機器及びLBE機器が同一周波数に共存した場合、チャネルを占有できる機会は公平にならない。
 また、FBE機器同士が共存した場合も、一方の機器がチャネルを占有してしまうとその通信が終わるまで、他方の機器のチャネルアクセスがブロックされてしまう。図3Cには、2つのLAA eNBの通信範囲が重複する例が示されている。このように、非同期のFBEノード間(例えば、別オペレータにより運用されるノード間)では、一方が通信を開始すると他方を継続的にブロックしてしまう。
 図4は、LBEの利点及び欠点の説明図である。図4には、同一周波数帯域を他のシステムと共有利用する無線基地局(eNB)が、LBEに基づいてLBTを行う例が示されている。LBEは、チャネルが空くとすぐに送信を開始でき、周波数利用効率が高い。また、LBEを用いるWi-Fiとも同等のチャネルアクセス機会が得られる。図4Aには、図3Bと同様の構成が示されているが、図3Bとは異なり、Wi-Fiの送信がなくなったタイミングでチャネルがフリーだと判断できる。このため、LBEは、同様にLBEを用いるWi-Fiと効率的に共存することができる。
 一方で、LBEでは、同一システム内であっても、LBT結果に応じて機器ごとに送信開始のタイミングがずれるため、システム内同期の維持が難しい。図4Bには、あるLAA eNB(eNB2)が、別のLAA eNB(eNB1)及びWi-Fi APと通信範囲が重複している例が示されている。この例では、eNB1及びWi-Fi APはお互い通信範囲外である。eNB1及びeNB2は、それぞれLBT結果に応じて送信を行うタイミングが変わるため、ノード間のキャリアセンスタイミングがずれてしまい、結果として一方のノードの送信が他方のキャリアセンスに影響し、Wi-Fi APが通信を行っていない時間であってもreuse factor 1 operationを実現することが困難となる。
 以上のように、現状検討されているFBE又はLBEでは、他システムとの効率的かつフェアな共存と、自システム内での効率的なreuse factor 1 operationを両立することが難しいという課題がある。
 そこで、本発明者らは、FBE及びLBEの利点を両方得ることのできるフレーム構成及びLBTメカニズムを検討した。本発明者らは、LBEにおいても、同一システム内ノード間でキャリアセンスのタイミングを合わせることができれば、reuse factor 1 operationが実現できることに着目し、本発明の一態様に至った。
 本発明の一態様によれば、LAAシステムにおける各送信ポイントは、通常LBEに基づいてキャリアセンスを実施する一方で、所定のタイミングで短時間キャリアセンスを行う。当該短時間キャリアセンスは、同一LAAシステム内で同期がされることを想定すると、システム内ノード間ではタイミングを合わせて行うことができる。
 一方で、他オペレータや、Wi-Fiなどの他RAT(Radio Access Technology)は、上記LAAシステムと同期していないため、キャリアセンスタイミングを正確に合わせることは難しい。仮にキャリアセンスタイミングが一致しても、上記LAAシステムの送信ポイントは、短時間キャリアセンスにより、他オペレータシステムや他RATでLBT結果がフリーと判断されることを抑制できる。すなわち、LAAシステムは、干渉を回避するよう非同期システムをブロックすることが可能である。
 また、本発明者らは、上記の着目をさらに一般化して検討し、あるシステム内ノードの送信が、同一システム内ノードのキャリアセンスで検出されないようにすれば、reuse factor 1 operationが可能となることを着想した。ここで、本発明者らは、LBT結果の判定は、測定した受信電力と所定の閾値との比較によって行われる一方で、具体的に当該測定をどのように行うかについては定められていないことに着目し、本発明の別の一態様に至った。
 本発明の別の一態様によれば、同一LAAシステム内での信号送信方法/測定方法に予め固有のルールを持たせることで、同一システム内でのみキャリアセンスで検出されない信号の送信を行う。他オペレータシステムや他RATのシステムは、上記固有のルールを把握していないため、上記LAAシステムの信号を考慮してキャリアセンスを行うことができない。すなわち、LAAシステムは、干渉を回避するよう他システムをブロックすることが可能である。
 したがって、本発明に係るこれらの態様によれば、他システムとの効率的かつフェアな共存と、自システム内での効率的なreuse factor 1 operationを両立することができる。つまり、LAAにおいてLTEのメリットを最大限発揮し、高い周波数利用効率を達成することが可能となる。
 以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明では、ライセンスバンドセル(PCell)と、アンライセンスバンドセル(SCell)と、をキャリアアグリゲーションする構成において、無線基地局がアンライセンスバンドでLBTを利用して下り信号(DL信号)を送信する場合を例に挙げて説明するが、本発明の適用はこれに限られない。例えば、送信ポイント(例えば、ユーザ端末)がLBTを利用して上り信号(UL信号)を送信する場合に、各実施形態に示すサブフレーム構成(LBT構成)を適用してもよい。
<第1の実施形態>
 第1の実施形態では、各送信ポイント(例えば、無線基地局)が、複数の異なる時間長でLBTを行う。また、所定の時間長のキャリアセンスは、特定のタイミングで実施するように設定される。第1の実施形態では、システム内の複数の送信ポイントの当該タイミングを同期するように構成することで、従来のLBEとは違って、無線基地局間で同じタイミングでキャリアセンスを行う機会が担保されることになる。
 ここで、当該特定のタイミングで実施されるLBTは、別の時間長よりも短時間で行われる。例えば、当該短時間は、通常任意のタイミングで行うキャリアセンス時間(例えば、LTE/LTE-Aにおける1OFDMシンボル長(例えば、66.7μs))よりも短いことが好ましい。なお、このような短時間のキャリアセンスは、短時間キャリアセンス、同期キャリアセンス、特殊キャリアセンスなどと呼ばれてもよい。
 また、短時間キャリアセンスの時間は、Wi-Fiなどの他システムで用いられるキャリアセンス時間よりも短いことが好ましい。例えば、短時間キャリアセンスの時間は、無線LANの標準規格であるIEEE 802.11シリーズで規定されるフレーム間隔(IFS:Inter Frame Space)よりも短いことが好ましく、DIFS(Distributed Coordination Function IFS)、PIFS(Point Coordination Function IFS)及びSIFS(Short IFS)の少なくとも1つより短いことが好ましい。IEEE 802.11において、DIFSは、28μs、34μs、50μsなどが規定されている。
 短時間キャリアセンスは、周期的なタイミングで実施されてもよいし、所定の規則に基づいて算出されるタイミングで実施されてもよい。また、短時間キャリアセンスは、所定のサブフレームの直前で行われるように設定されることが好ましい。より具体的には、短時間キャリアセンスは、一部のサブフレームの直前のOFDMシンボル内で行われるように設定されてもよいし、各サブフレームの直前のOFDMシンボル内で行われるように設定されてもよい。
 例えば、短時間キャリアセンスは、全サブフレームにおけるサブフレーム境界直前の数十μs程度を用いて行われてもよい。なお、所定のサブフレームの直前としては、所定のサブフレームの1シンボル前に限られず、2シンボル前など複数シンボル前であってもよい。また、短時間キャリアセンスは、所定のサブフレームの末尾で行われると表現されてもよく、例えば、所定のサブフレームの最終シンボルや、末尾の複数シンボルで行われると表現されてもよい。
 また、一度LBT-idleとなって送信を開始したノードについては、送信中のサブフレームでは短時間キャリアセンスを省略してもよい。例えば、送信開始後の最初のサブフレームの終了直前に短時間キャリアセンスを行い、以降の送信中サブフレームでは短時間キャリアセンスを省略してもよい。送信中の各サブフレームについてキャリアセンスを省略した時間をデータ信号の割り当てに用いることにより、スループットを向上することができる。
 第1の実施形態が適用されるシステムにおいて、一旦ある無線基地局がLBT-idleとなった後は、当該無線基地局の送信データがなくなるまで帯域を占有してしまうことが考えられる。このため、一旦ある無線基地局がLBT-idleとなってから所定期間(バースト期間)が経過した場合、当該無線基地局がLBT(短時間キャリアセンスを含む)を実施しない一定のアイドル期間が設けられることが好ましい。また、アイドル期間においては、LBTを行わない代わりに、LBTを行った結果を無視して送信を行わない構成としてもよい。これにより、他のシステム及び/又は他のオペレータのLAAシステムとの間で、ネットワークの公平性を保証することができる。
 図5は、第1の実施形態におけるキャリアセンスの一例を示す図である。図5では、2つのeNB(eNB1、eNB2)はオペレータAにより運用されており、第1の実施形態に係るキャリアセンスを実施している。図5においては、アイドル期間でない各サブフレームの直前において、短時間キャリアセンスを実施する構成としている。また、オペレータAに係るeNB1及びeNB2の短時間キャリアセンスの時間は、eNB1及びeNB2やオペレータBのeNB3が各サブフレームの直前以外の時間で実施する通常のキャリアセンス時間及びWi-Fi APが実施するキャリアセンス時間より短く設定されている。
 また、eNB3はオペレータAとは別のオペレータBによって運用されている。さらに、いずれのオペレータとも関係ないWi-Fi APが設置されている。図5では、eNB1は、eNB2及びeNB3と干渉する恐れがある一方、Wi-Fi APとは離れているため干渉しない。また、eNB2は、eNB1、eNB3及びWi-Fi APと干渉する恐れがある。
 Wi-Fi APは、図示されている最初の所定期間において、信号を送信している。このため、当該期間におけるeNB2のLBT結果は、ビジーとなる。一方、当該期間におけるeNB1のLBT結果は、フリーとなるため、eNB1はサブフレーム#1において送信を実施する。eNB2はLBEによりリスニング(通常のキャリアセンス)を繰り返すが、Wi-Fi APが送信を終了した後もeNB1が送信を行っているため、ビジー状態が継続される。
 各サブフレームの末尾の期間では、eNB1及びeNB2は、同じタイミングで短時間キャリアセンスを実施することができる。このため、eNB1及びeNB2は、eNB1がデータ送信中(バースト期間中)であるにもかかわらず、サブフレーム#1でLBT結果がフリーであると判断する。
 サブフレーム#2からは、LBT結果がフリーだったことから、eNB2も送信を開始する。ここで、サブフレーム#2の途中から、eNB3が送信を開始すべくLBTを実施し始める。また、サブフレーム#3の途中から、Wi-Fi APが送信を開始すべくLBTを実施し始める。しかしながら、eNB1及びeNB2が周期的にキャリアセンスを行う特定の期間(サブフレームの末尾のキャリアセンス時間)は、eNB3及びWi-Fi APが実施するキャリアセンス時間より短い。したがって、サブフレーム#2や#3における当該特定の期間において、eNB3及びWi-Fi APがLBTを行ったとしても、これらのLBT結果はビジーとなる。
 なお、図5ではサブフレーム#2及び#3で短時間キャリアセンスが行われる例を示しているが、上述したように、これらのサブフレームで短時間キャリアセンスを行わず、短時間キャリアセンス時間に相当する無線リソースでデータ送信を行う構成としてもよい。
 図5を用いて説明したように、第1の実施形態によれば、同一システム(オペレータ)内の一部のノードが先に送信を始めていて、通常のキャリアセンスではその送信によってシステム(オペレータ)内の他ノードがブロックされてしまったとしても、特定タイミングのキャリアセンス時間ではシステム内ノードの送信が止まる(システム内の各ノードがキャリアセンスを行う)ため、システム内でブロックし合うことを回避できる。
 なお、一般に、オペレータ内の各ノードは、緻密なフロアプランニングや干渉制御などにより、同一の周波数での運用はあまり干渉することなく行うことができる。一方、オペレータ間のノードは、そのような統一的な制御などが実施されないことから、信号衝突による大きな干渉が生じる場合がある。
 したがって、複数のオペレータが第1の実施形態に係る短時間キャリアセンスを実施する場合には、オペレータ(システム)毎に固有のランダムタイミングオフセットを短時間キャリアセンスに対して設定してもよい。例えば、当該オフセットは、オペレータ固有の値に基づいて生成された乱数であってもよい。これにより、オペレータ間同期が適用される場合であっても、短時間キャリアセンスのタイミングはオペレータ毎に固有となり、衝突を避けることができる。また、ランダムオフセットとすることで各オペレータの通信の公平性を担保できる。
 以上、本発明の第1の実施形態によれば、同一システム(オペレータ)内において同期した特定のタイミングで、各ノードが通常のキャリアセンスよりも短時間のキャリアセンスを行うことができる。これにより、同期している同一システム(オペレータ)内でのみキャリアセンスタイミングを合わせることができるため、他オペレータや他RATに割り込まれずにreuse factor 1 operationが実現できる。
 なお、ユーザ端末は、短時間キャリアセンスを考慮して受信処理を行うことが好ましい。例えば、無線基地局が各サブフレームの最後に短時間キャリアセンスを行う場合、ユーザ端末は常にサブフレーム最後のOFDMシンボルにおけるデータ送信がないと想定し、アンライセンスバンドのキャリア(例えば、SCell)においてレートマッチングを行う構成とすることができる。
 ここで、短時間キャリアセンスに関する情報は、無線基地局間で(例えば、マクロ基地局からスモール基地局に)通知されてもよいし、無線基地局とユーザ端末との間で通知されてもよい。例えば、制御信号(例えば、DCI(Downlink Control Information))で通知されてもよいし、上位レイヤシグナリング(例えば、MACシグナリング、RRCシグナリング、報知信号など)で通知されてもよい。また、通知は、ライセンスバンド(例えば、PCell)から行われても良いし、アンライセンスバンド(例えば、SCell)から行われてもよい。また、予めユーザ端末及び無線基地局共通で設定される場合には、通知されなくてもよい。
 短時間キャリアセンスに関する情報は、例えば、短時間キャリアセンスのタイミング情報(例えば、短時間キャリアセンスを行う周期、サブフレームオフセット、サブフレーム番号、シンボル位置など)、短時間キャリアセンスの期間(例えば、シンボル位置、シンボル数、実施時間など)を含んでもよい。また、バースト期間や、アイドル期間に関する情報についても、同様に通知されてもよい。
 なお、第1の実施形態では、各送信ポイントが、複数の異なる時間長でLBTを行う構成としたが、これに限られない。例えば、送信ポイントは、短時間キャリアセンスのみを行う構成としてもよい。
 また、本発明者らは、第1の実施形態において周期的なタイミングで短時間キャリアセンスを行う場合に、短時間キャリアセンスに着目すると、FBEベースのメカニズムでLBTが行われていることを発見した。本発明者らは、当該発見に基づいて、短時間キャリアセンスを用いる場合には、基本的にLBEに基づいてキャリアセンスを実施する場合であっても、FBE用のLBTの要求仕様(動作パラメータ)を満たすように送受信処理(リスニングなど)を制御することを着想した。なお、LBTの要求仕様としては、例えばETSI(European Telecommunications Standards Institute)によって規定されるものがあるが、これに限られない。
 図13を用いて、LBTの要求仕様について説明する。図13は、FBEベースのLBTにおける無線フレーム構成の一例を示す図である。図2でも説明したように、FBEではフレーム長は固定であり、フレーム長の周期でLBTが実施される。LBT結果がLBT-idleの場合に、送信ノードは所定の時間(チャネル占有時間)だけ信号を送信することができる。また、FBEでは、各フレームにおいて、信号を送信しない時間(アイドル期間)を設けることができる。この場合、フレーム長は短時間キャリアセンスの周期であり、チャネル占有時間とアイドル期間との和に等しい。なお、アイドル時間はLBT時間を含んでもよい。
 FBE用のLBTの要求仕様では、チャネル占有時間を所定の範囲(例えば、最小1msから最大10ms)とすることや、アイドル期間をチャネル占有時間との関係で規定する(例えば、最低でもチャネル占有時間の5%とする)ことが検討されている。
 そこで、本発明の一実施例では、送信ポイントは、短時間キャリアセンスを用いる場合には、例えばチャネル占有時間及び/又はアイドル期間を、FBE用のLBTの要求仕様(上述した時間の範囲、関係など)を満たすように制御する。例えば、送信ポイントは、短時間キャリアセンスの1実施周期において、下り信号を送信しない時間が、下り信号を送信する時間の少なくとも5%となるように、下り信号の送信を制御してもよい。また、FBE用のLBTの要求仕様におけるフレーム長(短時間キャリアセンスの周期)は、チャネル占有時間とアイドル期間との和としてもよいし、当該和より長い周期としてもよい。これにより、FBEを利用する他のシステム及び/又は他のオペレータのLAAシステムとの間で、ネットワークの公平性を好適に保証することができる。
<第2の実施形態>
 第2の実施形態では、各無線基地局が、チャネル予約信号の送信において、一部の無線リソース(例えば、時間及び/又は周波数リソース)を無送信とする。ここで、チャネル予約信号が配置される無線リソース群は送信パターンと呼ばれてもよく、配置されない無線リソース群は無送信パターンと呼ばれてもよい。
 第2の実施形態では、チャネル予約信号の送信パターン(又は無送信パターン)をシステム(オペレータ)固有とすることで、システム内のノードは、システム内の他のノードのチャネル予約信号の存在下であっても、無送信リソースを用いて正確にシステム外の信号からの干渉を推定することができる。つまり、送信パターン(又は無送信パターン)は、次サブフレームまでの全無線リソースで構成されるのではなく、一部の無線リソース群で構成され、他のオペレータ(又はシステム)のチャネル予約信号の送信パターン(又は無送信パターン)と、少なくとも一部の無線リソースが異なって構成される。
 所定のシステムのチャネル予約信号の送信パターンは、システム外のノードからは不明である。したがって、所定のシステム内のいずれかのノードがチャネル予約信号を送信している期間においては、システム外のノードのLBT結果はビジーとなる。
 チャネル予約信号の送信パターンとしては、既存システム(例えば、LTE Rel-11)における同期信号(PSS(Primary Synchronization Signal)/SSS(Secondary Synchronization Signal))や、CRS(Cell-specific Reference Signal)、CSI-RS(Channel State Information Reference Signal)、PRS(Positioning Reference Signal)、DM-RS(Demodulation Reference Signal)などの参照信号、又はこれらの組み合わせが利用する無線リソースのマッピングパターンを用いてもよい。また、送信パターンとして、新しく規定されるチャネル予約用の無線リソースのマッピングパターン(既存の信号のマッピングパターンを変形したものを含む)を用いてもよい。
 なお、送信パターンとして、同期信号、参照信号、又はこれらの組み合わせが利用する無線リソース群のうち、一部の無線リソースのマッピングパターンを用いてもよい。逆に、無送信パターンとして、同期信号、参照信号、又はこれらの組み合わせが利用する一部又は全部の無線リソースのマッピングパターンを用いてもよい。
 図6は、第2の実施形態におけるキャリアセンスの一例を示す図である。図6では、2つのeNB(eNB1、eNB2)はオペレータAにより運用されており、第2の実施形態に係るキャリアセンスを実施している。具体的には、eNB1及びeNB2におけるキャリアセンスは、オペレータAのチャネル予約信号の無送信パターンに属する無線リソースで実施される。
 また、eNB3はオペレータAとは別のオペレータBによって運用されている。図6では、eNB1は、eNB2と干渉する恐れがある一方、eNB3とは離れているため干渉しない。また、eNB2は、eNB1及びeNB3と干渉する恐れがある。eNB1-eNB3は、LBEに従ってキャリアセンスを実施する。
 図6の例では、eNB3は、図示されている最初の所定期間において、信号を送信している。このため、当該期間におけるeNB2のLBT結果は、ビジーとなる。一方、当該期間におけるeNB1のLBT結果は、フリーとなるため、eNB1はサブフレーム#0においてチャネル予約信号の送信を実施する。
 例えば、チャネル予約信号は、図6に図示されるCRSリソースに相当する部分(CRSパターン#0、#1)のいずれかで送信されてもよいし、PRSリソースに相当する部分(PRSパターン#0)で送信されてもよい。また、逆にこれらを無送信とした残りの無線リソースで送信されてもよい。
 eNB2は、サブフレーム#0で、LBEによりリスニングを繰り返す。eNB3が送信を完了した後におけるeNB2のキャリアセンスは、eNB1のチャネル予約信号が送信されない無線リソースで実施されるため、チャネルはフリーと判定される。
 一方、eNB3は、eNB1又はeNB2がチャネル予約信号を送信している期間(サブフレーム#0の一部)においては、キャリアセンスを行っても、チャネルはビジーと判定される。
 以上、本発明の第2の実施形態によれば、同一システム(オペレータ)内において固有のリソースマッピングパターンでチャネル予約信号の送信を行う。これにより、チャネル予約信号の送信中のキャリアセンスでは、同一システム内のノードは、干渉を含まない干渉電力の推定が可能となり、システム内ノード間で互いにブロックせずreuse factor 1 operationが実現できる。
 なお、チャネル予約信号の送信パターンは、上述したリソースのマッピングパターンに限られない。例えば、送信パターンは、一部の周波数リソース(サブキャリア)のみ無送信とする構成としてもよい。この構成によれば、キャリアセンスのタイミングや期間がOFDMシンボルと合っていない場合にも、どのリソースでキャリアセンスを行えば同一システム内干渉を除いた電力を測定できるかということが明確であり、実装が簡易になる。
 図7は、一部のサブキャリアを無送信とするチャネル予約信号の一例を示す図である。図7では、2つのサブキャリア(無送信リソース)が無送信(ミュート)されており、残りのサブキャリア(送信リソース)でチャネル予約信号が送信される。
 どの無線リソース(サブキャリア、シンボルなど)を送信(又は無送信)とするかについての情報、つまり、チャネル予約信号の送信リソース及び/又は無送信リソースのパターンに関する情報は、PLMN ID(Public Land Mobile Network Identifier)などに基づいて決定されてもよいし、OAM(Operations, Administration, Maintenance)と呼ばれる遠隔監視機能により設定されてもよい。
 また、チャネル予約信号の送信リソース及び/又は無送信リソースのパターンに関する情報は、無線基地局間で(例えば、マクロ基地局からスモール基地局に)通知されてもよいし、ユーザ端末に対して通知されてもよい。例えば、制御信号(例えば、DCI)で通知されてもよいし、上位レイヤシグナリング(例えば、MACシグナリング、RRCシグナリング、報知信号など)で通知されてもよい。また、通知は、ライセンスバンド(例えば、PCell)から行われても良いし、アンライセンスバンド(例えば、SCell)から行われてもよい。また、予め設定される場合には、通知されなくてもよい。
 なお、上述の各実施形態では、リスニング(LBT)が設定されるキャリアとしてアンライセンスバンドを想定し、リスニング(LBT)が設定されないキャリアとしてライセンスバンドを想定しているが、本発明の適用はこれに限られない。例えば、リスニング(LBT)が設定されるキャリアがライセンスバンドであり、リスニング(LBT)が設定されないキャリアがアンライセンスバンドであってもよい。また、PCell及びSCellについても、ライセンスバンド及びアンライセンスバンドの組み合わせは上述の構成に限られない。
 また、上述の各実施形態では、LBEメカニズムを主に用いる場合を例に説明したが、FBEメカニズムに適用してもよい。例えば、第1の実施形態に係る短時間キャリアセンスを、FBEで利用してもよい。この場合、通常時間のキャリアセンスと、短時間キャリアセンスが異なる周期で用いられるように構成されてもよい。また、第2の実施形態に係るチャネル予約信号を、FBEで利用してもよい。
<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、本発明の上記実施形態に係る無線通信方法が適用される。なお、上記の各実施形態に係る無線通信方法は、それぞれ単独で適用してもよいし、組み合わせて適用してもよい。
 図8は、本発明の一実施形態に係る無線通信システムの概略構成の一例を示す図である。なお、図8に示す無線通信システム1は、例えば、LTEシステム、SUPER 3G、LTE-Aシステムなどが包含されるシステムである。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、無線通信システム1は、アンライセンスバンドを利用可能な無線基地局(例えば、LTE-U基地局)を有している。なお、無線通信システム1は、IMT-Advancedと呼ばれても良いし、4G、5G、FRA(Future Radio Access)などと呼ばれても良い。
 図8に示す無線通信システム1は、マクロセルC1を形成する無線基地局11と、マクロセルC1内に配置され、マクロセルC1よりも狭いスモールセルC2を形成する無線基地局12a-12cとを備えている。また、マクロセルC1及び各スモールセルC2には、ユーザ端末20が配置されている。例えば、マクロセルC1をライセンスバンドで利用し、スモールセルC2をアンライセンスバンド(LTE-U)で利用する形態が考えられる。また、スモールセルの一部をライセンスバンドで利用し、他のスモールセルをアンライセンスバンドで利用する形態が考えられる。
 ユーザ端末20は、無線基地局11及び無線基地局12の双方に接続することができる。ユーザ端末20は、異なる周波数を用いるマクロセルC1とスモールセルC2を、CA又はDCにより同時に使用することが想定される。例えば、ライセンスバンドを利用する無線基地局11からユーザ端末20に対して、アンライセンスバンドを利用する無線基地局12(例えば、LTE-U基地局)に関するアシスト情報(例えば、DL信号構成)を送信することができる。また、ライセンスバンドとアンライセンスバンドでCAを行う場合、1つの無線基地局(例えば、無線基地局11)がライセンスバンドセル及びアンライセンスバンドセルのスケジュールを制御する構成とすることも可能である。
 なお、ユーザ端末20は、無線基地局11に接続せず、無線基地局12に接続する構成としてもよい。例えば、アンライセンスバンドを用いる無線基地局12がユーザ端末20とスタンドアローンで接続する構成としてもよい。この場合、無線基地局12がアンライセンスバンドセルのスケジュールを制御する。
 ユーザ端末20と無線基地局11との間は、相対的に低い周波数帯域(例えば、2GHz)で帯域幅が狭いキャリア(既存キャリア、Legacy carrierなどと呼ばれる)を用いて通信を行うことができる。一方、ユーザ端末20と無線基地局12との間は、相対的に高い周波数帯域(例えば、3.5GHz、5GHzなど)で帯域幅が広いキャリアが用いられてもよいし、無線基地局11との間と同じキャリアが用いられてもよい。なお、各無線基地局が利用する周波数帯域の構成はこれに限られない。無線基地局11と無線基地局12との間(又は、2つの無線基地局12間)は、有線接続(光ファイバ、X2インターフェースなど)又は無線接続する構成とすることができる。
 無線基地局11及び各無線基地局12は、それぞれ上位局装置30に接続され、上位局装置30を介してコアネットワーク40に接続される。なお、上位局装置30には、例えば、アクセスゲートウェイ装置、無線ネットワークコントローラ(RNC)、モビリティマネジメントエンティティ(MME)などが含まれるが、これに限定されるものではない。また、各無線基地局12は、無線基地局11を介して上位局装置30に接続されてもよい。
 なお、無線基地局11は、相対的に広いカバレッジを有する無線基地局であり、マクロ基地局、集約ノード、eNB(eNodeB)、送受信ポイント、などと呼ばれてもよい。また、無線基地局12は、局所的なカバレッジを有する無線基地局であり、スモール基地局、マイクロ基地局、ピコ基地局、フェムト基地局、HeNB(Home eNodeB)、RRH(Remote Radio Head)、送受信ポイントなどと呼ばれてもよい。以下、無線基地局11及び12を区別しない場合は、無線基地局10と総称する。また、同一のアンライセンスバンドを共有して利用する各無線基地局10は、時間的に同期するように構成されていることが好ましい。
 各ユーザ端末20は、LTE、LTE-Aなどの各種通信方式に対応した端末であり、移動通信端末だけでなく固定通信端末を含んでよい。
 無線通信システム1においては、無線アクセス方式として、下りリンクについてはOFDMA(直交周波数分割多元接続)が適用され、上りリンクについてはSC-FDMA(シングルキャリア-周波数分割多元接続)が適用される。OFDMAは、周波数帯域を複数の狭い周波数帯域(サブキャリア)に分割し、各サブキャリアにデータをマッピングして通信を行うマルチキャリア伝送方式である。SC-FDMAは、システム帯域幅を端末毎に1つ又は連続したリソースブロックからなる帯域に分割し、複数の端末が互いに異なる帯域を用いることで、端末間の干渉を低減するシングルキャリア伝送方式である。なお、上り及び下りの無線アクセス方式は、これらの組み合わせに限られない。
 無線通信システム1では、下りリンクのチャネルとして、各ユーザ端末20で共有される下り共有チャネル(PDSCH:Physical Downlink Shared Channel)、報知チャネル(PBCH:Physical Broadcast Channel)、下りL1/L2制御チャネルなどが用いられる。PDSCHにより、ユーザデータや上位レイヤ制御情報、SIB(System Information Block)などが伝送される。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の送達確認信号(ACK/NACK)が伝送される。EPDCCHは、PDSCH(下り共有データチャネル)と周波数分割多重され、PDCCHと同様にDCIなどを伝送するために用いられてもよい。
 無線通信システム1では、上りリンクのチャネルとして、各ユーザ端末20で共有される上り共有チャネル(PUSCH:Physical Uplink Shared Channel)、上り制御チャネル(PUCCH:Physical Uplink Control Channel)、ランダムアクセスチャネル(PRACH:Physical Random Access Channel)などが用いられる。PUSCHにより、ユーザデータや上位レイヤ制御情報が伝送される。また、PUCCHにより、下りリンクの無線品質情報(CQI:Channel Quality Indicator)、送達確認信号などが伝送される。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。
 図9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、MIMO伝送のための複数の送受信アンテナ101と、アンプ部102と、送受信部103と、ベースバンド信号処理部104と、呼処理部105と、伝送路インターフェース106とを備えている。なお、送受信部103は、送信部及び受信部から構成されてもよい。また、送受信アンテナ101の数は複数としているが、1つであってもよい。
 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。
 また、ベースバンド信号処理部104は、上位レイヤシグナリング(例えば、RRCシグナリング、報知情報など)により、ユーザ端末20に対して、当該セルにおける通信のための制御情報(システム情報)を通知する。当該セルにおける通信のための情報には、例えば、上りリンクにおけるシステム帯域幅、下りリンクにおけるシステム帯域幅などが含まれる。また、無線基地局(例えば、無線基地局11)からユーザ端末20に対して、アンライセンスバンドの通信に関するアシスト情報を、ライセンスバンドを用いて送信してもよい。
 各送受信部103は、ベースバンド信号処理部104からアンテナ毎にプリコーディングして出力されたベースバンド信号を無線周波数帯に変換して送信する。送受信部103で周波数変換された無線周波数信号は、アンプ部102により増幅され、送受信アンテナ101から送信される。送受信部103は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明されるトランスミッター/レシーバー、送受信回路又は送受信装置とすることができる。
 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。また、送受信部103はユーザ端末20からのPUSCH送信に関する所定の情報を含む信号を受信し、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、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(例えば、隣接無線基地局)と信号を送受信(バックホールシグナリング)してもよい。例えば、伝送路インターフェース106は、他の無線基地局10との間で、LBTに係るサブフレーム構成に関する情報を送受信してもよい。
 図10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10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10に示すように、無線基地局10が有するベースバンド信号処理部104は、制御部(スケジューラ)301と、送信信号生成部302と、マッピング部303と、受信信号処理部304と、測定部305と、を有している。
 制御部(スケジューラ)301は、PDSCHで送信される下りデータ信号、PDCCH及び/又は拡張PDCCH(EPDCCH)で伝送される下り制御信号のスケジューリング(例えば、リソース割り当て)を制御する。また、システム情報、同期信号、CRS(Cell-specific Reference Signal)、CSI-RS(Channel State Information Reference Signal)などの下り参照信号などのスケジューリングの制御も行う。
 また、制御部301は、上り参照信号、PUSCHで送信される上りデータ信号、PUCCH及び/又はPUSCHで送信される上り制御信号、PRACHで送信されるRAプリアンブルなどのスケジューリングを制御する。なお、ライセンスバンドとアンライセンスバンドに対して1つの制御部(スケジューラ)301でスケジューリングを行う場合、制御部301は、ライセンスバンドセル及びアンライセンスバンドセルの通信を制御する。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とすることができる。
 制御部301は、測定部305により得られたLBT結果に従って、送信信号生成部302及びマッピング部303に対して、下り信号の送信を制御する。例えば、制御部301は、測定部305から入力されたLBT結果がフリーだった場合、次のサブフレームから下りデータの送信を行う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、測定部305により得られたLBT結果に基づいて、所定の下り信号の送信までの期間(例えば、次のサブフレームが開始するまでの期間)、一部の無線リソース群を用いてチャネル予約信号を送信するように、送信信号生成部302及びマッピング部303に対して制御を行ってもよい(第1の実施形態、第2の実施形態)。また、制御部301は、無線基地局10を運用するオペレータ(システム)固有の無線リソース群(送信リソースパターン)を用いて、チャネル予約信号を送信するように制御することができる(第2の実施形態)。
 送信信号生成部302は、制御部301からの指示に基づいて、DL信号(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。例えば、送信信号生成部302は、制御部301からの指示に基づいて、下り信号の割り当て情報を通知するDLアサインメント及び上り信号の割り当て情報を通知するULグラントを生成する。また、下りデータ信号には、各ユーザ端末20からのチャネル状態情報(CSI)などに基づいて決定された符号化率、変調方式などに従って符号化処理、変調処理が行われる。送信信号生成部302は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明される信号生成器、信号生成回路又は信号生成装置とすることができる。
 マッピング部303は、制御部301からの指示に基づいて、送信信号生成部302で生成された下り信号を無線リソースにマッピングして、送受信部103に出力する。マッピング部303は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明されるマッパー、マッピング回路又はマッピング装置とすることができる。
 受信信号処理部304は、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UL信号(送達確認信号(HARQ-ACK)、PUSCHで送信されたデータ信号など)である。受信信号処理部304は、受信した情報を制御部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。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とすることができる。
 測定部305は、制御部301からの指示に基づいて、LBTが設定されるキャリア(例えば、アンライセンスバンド)でLBTを実施し、LBT結果(例えば、チャネル状態がクリアであるかビジーであるかの判定結果)を、制御部301に出力する。ここで、測定部305は、任意のタイミングでLBTを実施することができる。例えば、制御部301において送信すべきデータがあると判断される場合に、LBEに従ってキャリアセンスが行われる(第1の実施形態、第2の実施形態)。
 また、測定部305は、複数の異なる時間長でLBTを行ってもよい(第1の実施形態)。例えば、測定部305は、比較的短い時間長を用いて、特定のタイミングにおけるLBTを行ってよい。具体的には、測定部305は、特定のタイミングにおけるLBTを、他システム(例えば、Wi-Fiシステム)で利用されるキャリアセンス時間より短いキャリアセンス時間で実施してもよい(第1の実施形態)。
 測定部305は、このような短時間キャリアセンスを、あるサブフレームの直前(例えば、数十μs前)から当該サブフレームの開始前までの時間を用いて行ってもよい。また、測定部305は、ランダムタイミングオフセットに従って、上記短時間キャリアセンスを、時間シフトして実施してもよい。なお、測定部305は、短時間キャリアセンスを、無線基地局10を運用するオペレータ(システム)における同じアンライセンスバンドを用いる別の無線基地局10と同期して実施することが好ましい。つまり、同じ無線通信システム内の無線基地局10は、同期していることが好ましい。
 なお、測定部305が所定の周期で短時間キャリアセンスを実施する場合には、制御部301は、FBE用のLBTの要求仕様を満たすように下り信号の送信を制御し、送受信部103は、当該要求仕様を満たすように制御された下り信号を送信することができる。
 また、測定部305は、無線基地局10を運用するオペレータ(システム)におけるチャネル予約信号の送信リソース及び/又は無送信リソースのパターンに関する情報に基づいて、当該チャネル予約信号の無送信リソースを用いてキャリアセンスを行うようにしてもよい(第2の実施形態)。送信リソース(又は無送信リソース)の位置は、伝送路インターフェース106から通知されてもよいし、PLMN IDや、オペレータ固有のパラメータなどに基づいて決定されてもよいし、OAMにより設定されてもよい。
 また、測定部305は、受信した信号を用いて受信電力(RSRP)やチャネル状態について測定してもよい。なお、処理結果や測定結果は、制御部301に出力されてもよい。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とすることができる。
 図11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。ユーザ端末20は、MIMO伝送のための複数の送受信アンテナ201と、アンプ部202と、送受信部203と、ベースバンド信号処理部204と、アプリケーション部205と、を備えている。なお、送受信部203は、送信部及び受信部から構成されてもよい。また、送受信アンテナ201の数は複数としているが、1つであってもよい。
 複数の送受信アンテナ201で受信された無線周波数信号は、それぞれアンプ部202で増幅される。各送受信部203はアンプ部202で増幅された下り信号を受信する。送受信部203は、受信信号をベースバンド信号に周波数変換して、ベースバンド信号処理部204に出力する。送受信部203は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明されるトランスミッター/レシーバー、送受信回路又は送受信装置とすることができる。送受信部203は、アンライセンスバンドでUL/DL信号の送受信が可能である。なお、送受信部203は、ライセンスバンドでUL/DL信号の送受信が可能であってもよい。
 送受信部203は、無線基地局10において実施されたLBT結果に基づいて送信された下り信号を受信する(第1の実施形態、第2の実施形態)。例えば、当該LBTは、他システム(例えば、Wi-Fiシステム)で利用されるキャリアセンス時間より短いキャリアセンス時間で実施される(第1の実施形態)。
 ベースバンド信号処理部204は、入力されたベースバンド信号に対して、FFT処理や、誤り訂正復号、再送制御の受信処理などを行う。下りリンクのユーザデータは、アプリケーション部205に転送される。アプリケーション部205は、物理レイヤやMACレイヤより上位のレイヤに関する処理などを行う。また、下りリンクのデータのうち、報知情報もアプリケーション部205に転送される。
 一方、上りリンクのユーザデータについては、アプリケーション部205からベースバンド信号処理部204に入力される。ベースバンド信号処理部204では、再送制御の送信処理(例えば、HARQの送信処理)や、チャネル符号化、プリコーディング、離散フーリエ変換(DFT:Discrete Fourier Transform)処理、IFFT処理などが行われて各送受信部203に転送される。送受信部203は、ベースバンド信号処理部204から出力されたベースバンド信号を無線周波数帯に変換して送信する。送受信部203で周波数変換された無線周波数信号は、アンプ部202により増幅され、送受信アンテナ201から送信される。
 図12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12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12に示すように、ユーザ端末20が有するベースバンド信号処理部204は、制御部401と、送信信号生成部402と、マッピング部403と、受信信号処理部404と、を有している。
 制御部401は、無線基地局10から送信された下り制御信号(PDCCH/EPDCCHで送信された信号)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。ここで、制御部401は、受信信号処理部404の受信処理(例えば、デマッピング、レートマッチング、復調、復号など)を制御する。
 例えば、制御部401は、ユーザ端末20が接続中の無線基地局10が、短時間キャリアセンスを実施することを把握すると、当該キャリアセンスが行われる短時間を考慮して、下りデータの受信処理を制御する。なお、制御部401は、短時間キャリアセンスに関する情報や、チャネル予約信号の送信リソース及び/又は無送信リソースのパターンに関する情報を受信信号処理部404から取得した場合、これらに基づいて受信信号処理部404の受信処理を制御することができる。
 また、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、送達確認信号(HARQ-ACK)など)や上りデータ信号の生成を制御する。具体的には、制御部401は、送信信号生成部402及びマッピング部403の制御を行う。制御部401は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明されるコントローラ、制御回路又は制御装置とすることができる。
 送信信号生成部402は、制御部401からの指示に基づいて、UL信号(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。例えば、送信信号生成部402は、制御部401からの指示に基づいて、送達確認信号(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。送信信号生成部402は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明される信号生成器、信号生成回路又は信号生成装置とすることができる。
 マッピング部403は、制御部401からの指示に基づいて、送信信号生成部402で生成された上り信号を無線リソースにマッピングして、送受信部203へ出力する。マッピング部403は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明されるマッパー、マッピング回路又はマッピング装置とすることができる。
 受信信号処理部404は、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DL信号(下り制御信号、PDSCHで送信された下りデータ信号など)である。受信信号処理部404は、受信した情報を制御部401に出力する。例えば、受信信号処理部404は、無線基地局10から短時間キャリアセンスに関する情報やチャネル予約信号の送信リソース及び/又は無送信リソースのパターンに関する情報を受信した場合、制御部401に出力する。
 また、受信信号処理部404は、受信した信号を用いて受信電力(RSRP)やチャネル状態について測定してもよい。なお、処理結果や測定結果は、制御部401に出力されてもよい。受信信号処理部404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/測定器、信号処理/測定回路又は信号処理/測定装置とすることができる。受信信号処理部404は、本発明に係る受信部を構成することができる。
 なお、受信信号処理部404は、無線基地局10から送信される所定の信号(例えば、チャネル予約信号)を検出すると、(E)PDCCH/PDSCHの受信処理を開始する構成としてもよい。
 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良い。また、無線基地局10やユーザ端末20は、プロセッサ(CPU:Central Processing Unit)と、ネットワーク接続用の通信インターフェースと、メモリと、プログラムを保持したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体と、を含むコンピュータ装置によって実現されてもよい。つまり、本発明の一実施形態に係る無線基地局、ユーザ端末などは、本発明に係る無線通信方法の処理を行うコンピュータとして機能してもよい。
 ここで、プロセッサやメモリなどは情報を通信するためのバスで接続される。また、コンピュータ読み取り可能な記録媒体は、例えば、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM(Read Only Memory)、EPROM(Erasable Programmable ROM)、CD-ROM(Compact Disc-ROM)、RAM(Random Access Memory)、ハードディスクなどの記憶媒体である。また、プログラムは、電気通信回線を介してネットワーク40から送信されても良い。また、無線基地局10やユーザ端末20は、入力キーなどの入力装置や、ディスプレイなどの出力装置を含んでいてもよい。
 無線基地局10及びユーザ端末20の機能構成は、上述のハードウェアによって実現されてもよいし、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールによって実現されてもよいし、両者の組み合わせによって実現されてもよい。プロセッサは、オペレーティングシステムを動作させてユーザ端末の全体を制御する。また、プロセッサは、記憶媒体からプログラム、ソフトウェアモジュールやデータをメモリに読み出し、これらに従って各種の処理を実行する。
 ここで、当該プログラムは、上記の各実施形態で説明した処理を、コンピュータに実行させるプログラムであれば良い。例えば、ユーザ端末20の制御部401は、メモリに格納され、プロセッサで動作する制御プログラムによって実現されてもよく、他の機能ブロックについても同様に実現されてもよい。
 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。例えば、上述の各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。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1月21日出願の特願2015-009815及び2015年4月28日出願の特願2015-092110に基づく。この内容は、全てここに含めておく。

Claims (10)

  1.  LBT(Listen Before Talk)が設定されるキャリアを用いて無線基地局とユーザ端末が通信する無線通信システムにおける前記無線基地局であって、
     所定のキャリアセンス時間でLBTを実施してLBT結果を得る測定部と、
     LBT結果に基づいて、下り信号を送信する送信部と、を有し、
     前記所定のキャリアセンス時間は、第1のキャリアセンス時間と、当該第1のキャリアセンス時間より短い第2のキャリアセンス時間と、を含むことを特徴とする無線基地局。
  2.  前記第2のキャリアセンス時間は、IEEE802.11規格で規定されるフレーム間隔より短いことを特徴とする請求項1に記載の無線基地局。
  3.  前記測定部は、サブフレームの直前に、前記第2のキャリアセンス時間でのLBTを実施することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の無線基地局。
  4.  前記測定部は、ランダムタイミングオフセットに従って、前記第2のキャリアセンス時間でのLBTを時間シフトして実施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無線基地局。
  5.  前記送信部は、前記測定部が所定の周期で前記第2のキャリアセンス時間でのLBTを実施する場合に、FBE(Frame Based Equipment)用のLBTの要求仕様を満たすように下り信号を送信することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載の無線基地局。
  6.  LBT(Listen Before Talk)が設定されるキャリアを用いて無線基地局とユーザ端末が通信する無線通信システムにおける前記無線基地局であって、
     所定のキャリアセンス時間でLBTを実施してLBT結果を得る測定部と、
     LBT結果に基づいて、一部の無線リソース群を用いてチャネル予約信号を送信する送信部と、を含むことを特徴とする無線基地局。
  7.  前記一部の無線リソース群は、他の無線通信システムのチャネル予約信号が送信される無線リソース群と、いずれかの無線リソースが異なることを特徴とする請求項6に記載の無線基地局。
  8.  前記一部の無線リソース群は、PLMN ID(Public Land Mobile Network Identifier)に基づいて決定されることを特徴とする請求項6又は請求項7に記載の無線基地局。
  9.  LBT(Listen Before Talk)が設定されるキャリアを用いて無線基地局とユーザ端末が通信する無線通信システムにおける前記ユーザ端末であって、
     所定のキャリアセンス時間で実施されたLBT結果に基づいて送信された下り信号を受信する受信部と、
     前記下り信号の受信処理を制御する制御部と、を有し、
     前記所定のキャリアセンス時間は、第1のキャリアセンス時間と、当該第1のキャリアセンス時間より短い第2のキャリアセンス時間と、を含むことを特徴とするユーザ端末。
  10.  LBT(Listen Before Talk)が設定されるキャリアを用いて無線基地局とユーザ端末が通信する無線通信システムにおける無線通信方法であって、
     前記無線基地局は、所定のキャリアセンス時間でLBTを実施してLBT結果を得る工程と、
     LBT結果に基づいて、下り信号を送信する工程と、を有し、
     前記所定のキャリアセンス時間は、第1のキャリアセンス時間と、当該第1のキャリアセンス時間より短い第2のキャリアセンス時間と、を含むことを特徴とする無線通信方法。
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