WO2016121872A1 - ユーザ装置及び通信制御方法 - Google Patents

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lbt
timing
base station
user
transmission
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徹 内野
一樹 武田
浩樹 原田
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株式会社Ｎｔｔドコモ
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W74/00—Wireless channel access
    • H04W74/08—Non-scheduled access, e.g. ALOHA
    • H04W74/0808—Non-scheduled access, e.g. ALOHA using carrier sensing, e.g. carrier sense multiple access [CSMA]
    • H04W74/0816—Non-scheduled access, e.g. ALOHA using carrier sensing, e.g. carrier sense multiple access [CSMA] with collision avoidance
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W16/00—Network planning, e.g. coverage or traffic planning tools; Network deployment, e.g. resource partitioning or cells structures
    • H04W16/14—Spectrum sharing arrangements between different networks
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W74/00—Wireless channel access
    • H04W74/02—Hybrid access

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system.
  • the transmitter executes Listen Before Talk (LBT) at a timing before a predetermined period before the uplink transmission timing.
  • LBT Listen Before Talk
  • the transmitter searches the entire target frequency band at a timing before a predetermined period before the uplink transmission timing, and other transmitters (eNB, LAA (Licens Assisted Access) -UE, WiFi device, etc.) Whether or not communication is performed in the frequency band is confirmed, and transmission is performed in the frequency band only when it is confirmed that communication is not performed.
  • the base station and the user apparatus perform transmission, it is assumed that transmission is performed by performing LBT.
  • the base station frequency-multiplexes user apparatuses in LAA, that is, when a plurality of user apparatuses are scheduled to perform transmission in the same subframe, uplink transmission timing differs for each user apparatus due to a propagation delay difference. . For this reason, there is a possibility that transmission of another user apparatus that performs transmission in the subframe is detected by the LBT.
  • the base station assigns the same subframe to three user apparatuses UE # 1, UE # 2, and UE # 3. These user apparatuses are assigned different timing advance (TA) values to compensate for the propagation delay difference in the cell according to the distance from the base station, and uplink transmission is performed at different uplink transmission timings.
  • TA timing advance
  • the largest TA value is designated for UE # 3 and the smallest TA value is designated for UE # 1.
  • the user equipment executes the LBT at a timing (LBT timing) a predetermined time before the designated uplink transmission timing.
  • the predetermined time is typically a common period statically specified for each user apparatus UE # 1, UE # 2, UE # 3.
  • the base station selects and frequency-multiplexes the user equipment having the same LBT timing.
  • an additional scheduling constraint is generated in the scheduler of the base station, which may reduce the system efficiency.
  • an object of the present invention is to provide a technique for realizing LBT in consideration of a propagation delay difference in a cell.
  • an aspect of the present invention provides a transmission / reception unit that performs transmission / reception via a cell with a base station using a scheduled radio resource, and a Listen Before Talk (LBT) for the frequency band of the cell.
  • a user equipment having a frequency usage status detection unit that executes at an individual LBT timing with respect to the scheduled uplink transmission timing, wherein the frequency usage status detection unit communicates with another user device in the frequency band. If not, the transmission / reception unit relates to a user apparatus that performs uplink transmission to the base station.
  • Another aspect of the present invention is a communication control method by a user apparatus, the method comprising: receiving an uplink scheduling grant indicating a radio resource scheduled for uplink transmission via a cell with a base station; When performing the Listen Before Talk (LBT) for the scheduled uplink transmission timing with respect to the scheduled uplink transmission timing at an individual LBT timing, and determining that no other user apparatus is communicating in the frequency band, And a step of performing uplink transmission to a base station.
  • LBT Listen Before Talk
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a transmission stop example due to an uplink transmission timing difference.
  • FIG. 2A is a schematic diagram illustrating a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2B is a block diagram illustrating a hardware configuration of a user apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2C is a block diagram illustrating a hardware configuration of a base station according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a functional configuration of a user apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic diagram illustrating LBT timing according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a flowchart showing communication control processing by a user apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • a user apparatus that executes Listen Before Talk (LBT) before uplink transmission.
  • the user equipment performs LBT for confirming whether another user equipment is using the frequency band of the cell before uplink transmission at an individual LBT timing with respect to the uplink transmission timing.
  • the LBT timing is adaptively determined so as to avoid erroneous determination of the LBT due to a transmission timing difference introduced to compensate for a propagation delay difference between scheduled user apparatuses. Thereby, it is possible to realize an LBT in consideration of a propagation delay difference between user apparatuses in a cell.
  • FIG. 2A is a schematic diagram illustrating a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
  • the radio communication system 10 includes user apparatuses 100A, 100B, and 100C (hereinafter collectively referred to as user apparatus 100) and a base station 200.
  • the wireless communication system 10 is typically an LTE system or an LTE-Advanced system. In the illustrated embodiment, only one base station 200 is shown, but a number of base stations 200 are arranged to cover the service area of the wireless communication system 10.
  • User apparatus 100 performs radio communication with base station 200 using radio resources scheduled via a cell provided by base station 200.
  • the user apparatuses 100A, 100B, and 100C are generally at different distances from the base station 200, and use scheduled radio resources at appropriate timing. Therefore, the user apparatuses 100A, 100B, and 100C have transmission timings according to timing advance (TA) values specified by the base station 200. Perform uplink transmission.
  • TA timing advance
  • the user apparatus 100 may be any appropriate information processing apparatus having a wireless communication function such as a smartphone, a mobile phone, a tablet, a mobile router, and a wearable terminal as illustrated.
  • the user apparatus 100 transmits and receives radio signals to and from the base station 200, such as a CPU (Central Processing Unit) 101 such as a processor, a memory apparatus 102 such as a RAM (Random Access Memory) and flash memory, and the like.
  • Communication circuit 103, and user interface 104 such as an input / output device or a peripheral device.
  • each function and process of the user device 100 described later may be realized by the CPU 101 processing or executing data or a program stored in the memory device 102.
  • the user apparatus 100 is not limited to the hardware configuration described above, and may be configured by a circuit that realizes one or more of the processes described below.
  • the base station 200 wirelessly connects to the user apparatus 100 to transmit a downlink (DL) packet received from an upper station that is communicatively connected to a core network (not shown) to the user apparatus 100.
  • the uplink (UL) packet received from 100 is transmitted to the upper station.
  • the base station 200 typically includes an antenna 201 for transmitting and receiving radio signals to and from the user apparatus 100, and a first communication interface (for communicating with an adjacent base station 200). 202, a second communication interface (S1 interface, etc.) 203 for communicating with the core network, a processor 204 and a circuit for processing transmission / reception signals to / from the user device 100, and hardware resources such as a memory device 205 Composed.
  • Each function and process of the base station 200 to be described later may be realized by the processor 204 processing or executing data or a program stored in the memory device 205.
  • the base station 200 is not limited to the hardware configuration described above, and may have any other appropriate hardware configuration.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a functional configuration of a user apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the user device 100 includes a transmission / reception unit 110 and a frequency usage state detection unit 120.
  • the transmission / reception unit 110 performs transmission / reception via the cell with the base station 200 using the scheduled radio resource, and when the frequency usage state detection unit 120 is not communicating with another user apparatus 100 in the frequency band of the cell. When determined, the transmission / reception unit 110 performs uplink transmission to the base station 200.
  • the transmission / reception unit 110 transmits / receives various radio channels such as an uplink / downlink control channel and an uplink / downlink data channel to / from the base station 200 using the scheduled radio resource.
  • the base station 200 compensates the propagation delay difference according to the distance from the base station 200 of each user apparatus 100 in the cell, and assigns a timing advance (TA) value for adjusting the uplink transmission timing to each user apparatus. 100 is notified. For example, when the user apparatus 100 is in the vicinity of the base station 200, the base station 200 notifies a relatively small TA value, whereas when the user apparatus 100 is at the cell edge, the base station 200 has a relatively large TA value. Notify the value.
  • the transmission / reception unit 110 performs uplink transmission at a transmission timing based on the notified TA value.
  • the frequency usage status detection unit 120 executes LBT for the frequency band of the cell at individual LBT timing with respect to the scheduled uplink transmission timing.
  • the user apparatus 100 executes the LBT at a timing before a predetermined period from the uplink transmission timing notified from the base station 200, and the predetermined period is typically static. It was a period common to each user device specified in (1).
  • the frequency usage state detection unit 120 is based on the LBT timing individually set for each user apparatus 100 or the individually set period with respect to the uplink transmission timing notified from the base station 200.
  • a Listen Before Talk (LBT) is executed for the frequency band of the cell at the LBT timing, and it is confirmed whether another user apparatus 100 is communicating in the frequency band.
  • LBT Listen Before Talk
  • the transmission / reception unit 110 communicates with the base station 200 using the scheduled radio resource in the cell.
  • the said individual LBT timing is set as a timing which avoids misdetermination of LBT resulting from the difference in the transmission timing of the user apparatus 100 scheduled by the base station 200.
  • the individual LBT timing may be an LBT timing according to a period set individually for each user apparatus 100, and the frequency usage state detection unit 120 may be based on a period set individually for the user apparatus 100.
  • the LBT may be executed at the previous LBT timing.
  • the individual LBT timing according to the present embodiment is based on a period set for each user device 100 instead of a timing according to a predetermined period statically designated for each user device 100 as in the conventional LBT. It is timing.
  • the “scheduling” used here is not limited to dynamic resource allocation by the base station 200, but may be that the base station 200 allocates radio resources to the user apparatus 100 in advance.
  • the user apparatus 100 receives resource setting information indicating the allocation from the base station 200, determines transmission timing according to the resource setting information, and determines individual LBT timing with respect to the determined transmission timing. Also good.
  • the resource setting information may indicate that radio resources are periodically allocated.
  • the frequency usage status detection unit 120 searches the entire frequency band of the cell at individual LBT timing, and the received power exceeds a predetermined threshold in at least a part of the frequency band. When this is detected, it is determined that the frequency band is being used by another user apparatus 100 (LBT: NG), and the transmission / reception unit 110 stops uplink transmission to the base station 200. On the other hand, if the received power is equal to or lower than the predetermined threshold in any of the frequency bands, the frequency usage status detection unit 120 determines that the frequency band is not used by another user apparatus 100 (LBT: OK). The transmission / reception unit 110 performs uplink transmission to the base station 200.
  • the frequency usage state detection unit 120 may execute the LBT at the LBT timing instructed from the base station 200. That is, the base station 200 is configured so that the transmission timing difference introduced based on the propagation delay difference in the cell between the user apparatuses 100 multiplexed in the same subframe does not cause an erroneous determination of the LBT.
  • the LBT timing is determined, and the determined LBT timing is notified to the user apparatus 100.
  • the frequency usage state detection unit 120 executes LBT on the frequency band of the cell at the notified LBT timing.
  • the frequency usage state detection unit 120 may be configured such that the LBT timing difference between the user apparatuses 100 instructed to all user apparatuses 100 multiplexed in the same subframe by the base station 200 falls within a predetermined range.
  • the LBT may be executed at the LBT timing. That is, as illustrated in FIG. 4, the base station 200 determines that the LBT timing difference between the user apparatuses 100 is within a predetermined range for all user apparatuses 100 multiplexed in the same subframe. An individual period is calculated so as to be the timing, and the user apparatus 100 is notified of the LBT timing or the calculated individual period.
  • the frequency usage state detection unit 120 of each user apparatus 100 executes LBT at the common LBT timing.
  • each user apparatus 100 executes LBT at an LBT timing such that the LBT timing difference between the user apparatuses 100 falls within a predetermined range, and the user apparatus 100 depends on the transmission timing difference between the scheduled user apparatuses 100. It becomes possible to avoid erroneous determination of LBT.
  • the instructed LBT timing may be an LBT timing for a specific user device 100 among the user devices 100 multiplexed in the same subframe.
  • the specific user apparatus 100 may be the user apparatus 100 (UE # 3 in the illustrated example) at the earliest transmission timing among the user apparatuses 100 multiplexed in the same subframe. That is, the base station 200 may notify all the user apparatuses 100 of the LBT timing of the user apparatus 100 having the largest TA value based on the TA value in the license band or unlicensed band cell or component carrier (CC). .
  • the frequency usage state detection unit 120 of each user apparatus 100 executes LBT at the LBT timing. Thereby, each user apparatus 100 will perform LBT at the LBT timing of the user apparatus 100 of the earliest transmission timing, and can easily derive the LBT timing that can avoid erroneous LBT determination.
  • the frequency usage state detection unit 120 may adjust the LBT timing according to the change amount notified from the base station 200 in response to the change in the timing advance value of the specific user apparatus 100. For example, when a specific user apparatus 100 moves in a cell and the TA value of the specific user apparatus 100 changes, the base station 200 determines the change amount by a MAC (Medium Access Control) CE (Control Element). The user device 100 may be notified.
  • the MAC CE may be an existing TA command MAC CE.
  • the frequency use state detection unit 120 adjusts the LBT timing according to the change amount. Thereby, each user apparatus 100 dynamically adjusts the LBT timing according to the amount of change in the TA value of the specific user apparatus 100, and executes the LBT at the LBT timing considering the movement of the specific user apparatus 100. be able to.
  • the frequency usage status detection unit 120 may autonomously determine individual LBT timings without depending on the LBT timing instruction from the base station 200. Thereby, the LBT timing instruction from the base station 200 becomes unnecessary, and radio resources for LBT timing signaling such as a downlink control channel can be saved.
  • the frequency usage state detection unit 120 may determine the LBT timing based on the maximum timing advance value of the cell received from the base station 200. In other words, when the TA maximum value is received, the frequency usage state detection unit 120 can recognize the earliest transmission timing and executes LBT at an arbitrary LBT timing before the earliest transmission timing. be able to. For example, the TA maximum value may be notified by the MAC CE of the existing TA command. Thereby, each user apparatus 100 can execute LBT before the earliest transmission timing, and it is possible to avoid erroneous determination of LBT due to a transmission timing difference between scheduled user apparatuses 100. .
  • the transmission / reception unit 110 receives the base station 200 regardless of the LBT determination result performed in the period between the maximum timing advance value of the cell received from the base station 200 and the timing advance value of the user apparatus 100.
  • Uplink transmission to may be determined. That is, the frequency usage status detection unit 120 executes LBT at the LBT timing corresponding to the TA value of the user apparatus 100, while the transmission / reception unit 110 determines the LBT in the period of (TA maximum value ⁇ TA value of own station). The result may be excluded and uplink transmission to base station 200 may be determined. For example, in FIG. 1, the frequency usage state detection unit 120 of UE # 1 may exclude the LBT determination result for UE # 3 and determine uplink transmission to base station 200.
  • FIG. 5 is a flowchart showing communication control processing by the user apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the communication control process may be started in response to the user apparatus 100 requesting uplink transmission after connecting to the base station 200, for example.
  • step S101 the user apparatus 100 receives an uplink scheduling grant indicating a radio resource scheduled for uplink transmission with the base station 200 via a cell.
  • the user apparatus 100 executes LBT for the frequency band of the cell at an individual LBT timing with respect to the scheduled uplink transmission timing.
  • the user apparatus 100 may execute LBT at an LBT timing before the period instructed from the uplink transmission timing based on the period instructed from the base station 200.
  • the base station 200 sets each user device 100 so that the LBT timing difference between the user devices 100 is within a predetermined range for all user devices 100 multiplexed in the same subframe.
  • the user apparatus 100 may instruct which period of time should be performed before the uplink transmission timing of the apparatus 100, and each user apparatus 100 may execute the LBT at the instructed LBT timing.
  • the user apparatus 100 may autonomously determine the individual LBT timing without depending on the LBT timing instruction from the base station. For example, the user apparatus 100 may determine the LBT timing based on the timing advance maximum value of the cell received from the base station 200.
  • step S103 when the user apparatus 100 determines that another user apparatus is not communicating in the frequency band, the user apparatus 100 performs uplink transmission to the base station 200.

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Abstract

　セル内の伝搬遅延差を考慮したＬＢＴを実現するための技術が開示される。本発明の一態様は、スケジューリングされた無線リソースを用いて基地局とセルを介した送受信を実行する送受信部と、前記セルの周波数帯域についてＬｉｓｔｅｎ　Ｂｅｆｏｒｅ　Ｔａｌｋ（ＬＢＴ）を、スケジューリングされたアップリンク送信タイミングに対し、個別のＬＢＴタイミングで実行する周波数利用状況検出部とを有するユーザ装置であって、前記周波数利用状況検出部が前記周波数帯域において他のユーザ装置が通信していないと判断すると、前記送受信部は、前記基地局へのアップリンク送信を実行するユーザ装置に関する。

Description

ユーザ装置及び通信制御方法
　本発明は、無線通信システムに関する。
　現状のＬＴＥ（Ｌｏｎｇ　Ｔｅｒｍ　Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）システムでは、通信事業者に割り当てられたライセンスバンドを用いて無線通信が行われている。スマートフォンやタブレットなどの高機能化されたユーザ装置（Ｕｓｅｒ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ：ＵＥ）の普及はユーザトラヒックを急激に増加させている。この増加するユーザトラヒックを吸収するため、更なる周波数バンドを追加する必要があるが、ライセンスバンドの帯域には限りがある。このため、ライセンスバンド以外に利用可能なアンライセンスバンドを利用して、ＬＴＥシステムの周波数帯域を拡張することが検討されている。このようなアンライセンスバンドの一例として、ＷｉＦｉ（登録商標）等に用いられるバンドがあげられる。
　アンライセンスバンドにおいては、当該周波数帯域で通信している他のユーザ装置や基地局（ｅｖｏｌｖｅｄ　ＮｏｄｅＢ：ｅＮＢ）などの他のエンティティが検出された場合、当該ユーザ装置は、アンライセンスバンドにおいて通信することが禁止されている。このため、送信機は、アップリンク送信タイミングよりも所定期間前のタイミングでＬｉｓｔｅｎ　Ｂｅｆｏｒｅ　Ｔａｌｋ（ＬＢＴ）を実行する。ＬＢＴでは、送信機は、アップリンク送信タイミングよりも所定期間前のタイミングで対象となる周波数帯域全体をサーチし、他の送信機（ｅＮＢ、ＬＡＡ（Ｌｉｃｅｎｓｅｄ　Ａｓｓｉｓｔｅｄ　Ａｃｃｅｓｓ）－ＵＥ、ＷｉＦｉ装置など）が当該周波数帯域において通信しているか確認し、通信していないことが確認された場合に限って、当該周波数帯域において送信を行う。他方、一部の周波数帯域でも他の送信機が使用中であれば、すなわち、他の送信機からの受信電力が閾値を超過していることが検出されると、送信機は自らの送信を中止する（ＬＢＴ：ＮＧ）。
ＲＰ－１３１７０１
　アンライセンスバンドだけでなくライセンスバンドにおいても、基地局とユーザ装置とが送信を行う際にはＬＢＴを行って送信を実行することが想定される。基地局がＬＡＡにおいてユーザ装置を周波数多重する場合、すなわち、複数のユーザ装置が同一のサブフレームで送信を行うようスケジューリングされる場合、伝搬遅延差のため、アップリンク送信タイミングはユーザ装置毎に異なる。このため、当該サブフレームで送信を行う他のユーザ装置の送信がＬＢＴで検出される可能性がある。
　例えば、図１に示されるように、基地局が、同一のサブフレームを３つのユーザ装置ＵＥ＃１，ＵＥ＃２，ＵＥ＃３に割り当てたとする。これらのユーザ装置には、基地局からの距離に応じたセル内の伝搬遅延差を補償するため異なるタイミングアドバンス（ＴＡ）値が指定され、異なるアップリンク送信タイミングによりアップリンク送信が行われる。図示された例では、ＵＥ＃３に最も大きなＴＡ値が指定され、ＵＥ＃１に最も小さなＴＡ値が指定されている。従来のＬＢＴでは、ユーザ装置は、指定されたアップリンク送信タイミングから所定時間前のタイミング（ＬＢＴタイミング）でＬＢＴを実行する。このため、ＵＥ＃３及びＵＥ＃２のＬＢＴでは、当該周波数帯域において他のユーザ装置の送信は検出されず（ＬＢＴ＝ＯＫ）、ＵＥ＃３及びＵＥ＃２は、当該サブフレームにおいてアップリンク送信を行うことになる。他方、ＵＥ＃１のＬＢＴでは、当該ＬＢＴタイミングより先にＵＥ＃３のアップリンク送信が行われるため、ユーザ装置ＵＥ＃３が当該周波数帯域を使用していることが検出され（ＬＢＴ＝ＮＧ）、ＵＥ＃１は、当該サブフレームにおけるアップリンク送信を中止する。なお、当該所定時間は、典型的には、各ユーザ装置ＵＥ＃１，ＵＥ＃２，ＵＥ＃３に静的に指定された共通の期間である。
　このような問題を解決するため、ユーザ装置を周波数多重する際、ＬＢＴタイミングがほぼ同一となるユーザ装置を基地局が選択して周波数多重することが想定される。しかしながら、この場合、基地局のスケジューラに追加的なスケジューリング制約が発生するため、システム効率が低下する可能性がある。
　従って、上述した問題点を鑑み、本発明の課題は、セル内の伝搬遅延差を考慮したＬＢＴを実現するための技術を提供することである。
　上記課題を解決するため、本発明の一態様は、スケジューリングされた無線リソースを用いて基地局とセルを介した送受信を実行する送受信部と、前記セルの周波数帯域についてＬｉｓｔｅｎ　Ｂｅｆｏｒｅ　Ｔａｌｋ（ＬＢＴ）を、スケジューリングされたアップリンク送信タイミングに対し、個別のＬＢＴタイミングで実行する周波数利用状況検出部とを有するユーザ装置であって、前記周波数利用状況検出部が前記周波数帯域において他のユーザ装置が通信していないと判断すると、前記送受信部は、前記基地局へのアップリンク送信を実行するユーザ装置に関する。
　本発明の他の態様は、ユーザ装置による通信制御方法であって、基地局とのセルを介したアップリンク送信のためスケジューリングされた無線リソースを示すアップリンクスケジューリンググラントを受信するステップと、前記セルの周波数帯域についてＬｉｓｔｅｎ　Ｂｅｆｏｒｅ　Ｔａｌｋ（ＬＢＴ）を、スケジューリングされたアップリンク送信タイミングに対し、個別のＬＢＴタイミングで実行するステップと、前記周波数帯域において他のユーザ装置が通信していないと判断すると、前記基地局へのアップリンク送信を実行するステップとを有する通信制御方法に関する。
　本発明によると、セル内の伝搬遅延差を考慮したＬＢＴを実現することができる。
図１は、アップリンク送信タイミング差による送信停止例を示す概略図である。 図２Ａは、本発明の一実施例による無線通信システムを示す概略図である。 図２Ｂは、本発明の一実施例によるユーザ装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 図２Ｃは、本発明の一実施例による基地局のハードウェア構成を示すブロック図である。 図３は、本発明の一実施例によるユーザ装置の機能構成を示すブロック図である。 図４は、本発明の一実施例によるＬＢＴタイミングを示す概略図である。 図５は、本発明の一実施例によるユーザ装置による通信制御処理を示すフロー図である。
　以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
　後述される実施例では、アップリンク送信前にＬｉｓｔｅｎ　Ｂｅｆｏｒｅ　Ｔａｌｋ（ＬＢＴ）を実行するユーザ装置が開示される。本発明を概略すると、ユーザ装置は、アップリンク送信前に他のユーザ装置が当該セルの周波数帯域を使用しているか確認するためのＬＢＴを、アップリンク送信タイミングに対し個別のＬＢＴタイミングで実行する。当該ＬＢＴタイミングは、スケジューリングされているユーザ装置間の伝搬遅延差を補償するため導入される送信タイミング差によって、ＬＢＴが誤判定されることを回避するよう適応的に決定される。これにより、セル内の各ユーザ装置間の伝搬遅延差を考慮したＬＢＴを実現することが可能になる。
　図２Ａを参照して、本発明の一実施例による無線通信システムを説明する。図２Ａは、本発明の一実施例による無線通信システムを示す概略図である。
　図２Ａに示されるように、無線通信システム１０は、ユーザ装置１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ（以降において、ユーザ装置１００と総称する）及び基地局２００を有する。無線通信システム１０は、典型的には、ＬＴＥシステム又はＬＴＥ－Ａｄｖａｎｃｅｄシステムである。図示された実施例では、１つの基地局２００しか示されていないが、無線通信システム１０のサービスエリアをカバーするよう多数の基地局２００が配置される。
　ユーザ装置１００は、基地局２００により提供されるセルを介しスケジューリングされた無線リソースを用いて基地局２００と無線通信を行う。ユーザ装置１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃは、一般に基地局２００から異なる距離にあり、スケジューリングされた無線リソースを適切なタイミングで利用するため、基地局２００から指定されたタイミングアドバンス（ＴＡ）値に従う送信タイミングでアップリンク送信を実行する。
　典型的には、ユーザ装置１００は、図示されるように、スマートフォン、携帯電話、タブレット、モバイルルータ、ウェアラブル端末などの無線通信機能を備えた何れか適切な情報処理装置であってもよい。図２Ｂに示されるように、ユーザ装置１００は、プロセッサなどのＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）１０１、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）やフラッシュメモリなどのメモリ装置１０２、基地局２００との間で無線信号を送受信するための通信回路１０３、入出力装置や周辺装置などのユーザインタフェース１０４などから構成される。例えば、後述されるユーザ装置１００の各機能及び処理は、メモリ装置１０２に格納されているデータやプログラムをＣＰＵ１０１が処理又は実行することによって実現されてもよい。しかしながら、ユーザ装置１００は、上述したハードウェア構成に限定されず、後述する処理の１以上を実現する回路などにより構成されてもよい。
　基地局２００は、ユーザ装置１００と無線接続することによって、コアネットワーク（図示せず）上に通信接続された上位局から受信したダウンリンク（ＤＬ）パケットをユーザ装置１００に送信すると共に、ユーザ装置１００から受信したアップリンク（ＵＬ）パケットを上位局に送信する。図２Ｃに示されるように、基地局２００は、典型的には、ユーザ装置１００との間で無線信号を送受信するためのアンテナ２０１、隣接する基地局２００と通信するための第１通信インタフェース（Ｘ２インタフェースなど）２０２、コアネットワークと通信するための第２通信インタフェース（Ｓ１インタフェースなど）２０３、ユーザ装置１００との送受信信号を処理するためのプロセッサ２０４や回路、メモリ装置２０５などのハードウェアリソースにより構成される。後述される基地局２００の各機能及び処理は、メモリ装置２０５に格納されているデータやプログラムをプロセッサ２０４が処理又は実行することによって実現されてもよい。しかしながら、基地局２００は、上述したハードウェア構成に限定されず、他の何れか適切なハードウェア構成を有してもよい。
　次に、図３～５を参照して、本発明の一実施例によるユーザ装置を説明する。図３は、本発明の一実施例によるユーザ装置の機能構成を示すブロック図である。
　図３に示されるように、ユーザ装置１００は、送受信部１１０及び周波数利用状況検出部１２０を有する。
　送受信部１１０は、スケジューリングされた無線リソースを用いて基地局２００とセルを介した送受信を実行すると共に、周波数利用状況検出部１２０がセルの周波数帯域において他のユーザ装置１００が通信していないと判断すると、送受信部１１０は、基地局２００へのアップリンク送信を実行する。
　具体的には、送受信部１１０は、スケジューリングされた無線リソースを用いて、基地局２００との間でアップリンク／ダウンリンク制御チャネルやアップリンク／ダウンリンクデータチャネルなどの各種無線チャネルを送受信する。基地局２００は、セル内の各ユーザ装置１００の基地局２００からの距離などに応じた伝搬遅延差を補償するため、アップリンク送信タイミングを調整するためのタイミングアドバンス（ＴＡ）値を各ユーザ装置１００に通知する。例えば、ユーザ装置１００が基地局２００の近傍にある場合、基地局２００は相対的に小さなＴＡ値を通知し、他方、ユーザ装置１００がセル端にある場合、基地局２００は相対的に大きなＴＡ値を通知する。送受信部１１０は、通知されたＴＡ値に基づく送信タイミングでアップリンク送信を実行する。
　周波数利用状況検出部１２０は、セルの周波数帯域についてＬＢＴを、スケジューリングされたアップリンク送信タイミングに対し、個別のＬＢＴタイミングで実行する。上述したように、従来のＬＢＴでは、ユーザ装置１００は、基地局２００から通知されたアップリンク送信タイミングから所定期間前のタイミングでＬＢＴを実行し、当該所定期間は、典型的には、静的に指定された各ユーザ装置に共通の期間であった。一方、本実施例では、周波数利用状況検出部１２０は、基地局２００から通知されたアップリンク送信タイミングに対して各ユーザ装置１００に個別に設定されるＬＢＴタイミング又は個別に設定される期間に基づくＬＢＴタイミングで当該セルの周波数帯域に対してＬｉｓｔｅｎ　Ｂｅｆｏｒｅ　Ｔａｌｋ（ＬＢＴ）を実行し、当該周波数帯域において他のユーザ装置１００が通信していないか確認する。当該周波数帯域において他のユーザ装置１００が通信していないことを確認すると、送受信部１１０は、セル内のスケジューリングされた無線リソースを用いて基地局２００と通信する。ここで、当該個別のＬＢＴタイミングは、基地局２００によりスケジューリングされているユーザ装置１００の送信タイミングの相違に起因してＬＢＴが誤判定されることを回避するようなタイミングとして設定される。例えば、個別のＬＢＴタイミングは、各ユーザ装置１００に対して個別に設定された期間によるＬＢＴタイミングであってもよく、周波数利用状況検出部１２０は、当該ユーザ装置１００に個別に設定された期間より前のＬＢＴタイミングでＬＢＴを実行してもよい。すなわち、本実施例による個別のＬＢＴタイミングは、従来のＬＢＴのように、静的に各ユーザ装置１００に指定された所定の期間によるタイミングでなく、各ユーザ装置１００毎に設定された期間に基づくタイミングである。なお、ここで用いられる「スケジューリング」とは、基地局２００によるダイナミックなリソース割当てに限定されず、基地局２００がユーザ装置１００に予め無線リソースを割り当てることであってもよい。この場合、ユーザ装置１００は、当該割り当てを示すリソース設定情報を基地局２００から受信し、当該リソース設定情報に従って送信タイミングを決定すると共に、決定した送信タイミングに対して個別のＬＢＴタイミングを決定してもよい。例えば、リソース設定情報は、周期的に無線リソースを割り当てることを示すものであってもよい。
　具体的には、ＬＢＴでは、周波数利用状況検出部１２０は、個別のＬＢＴタイミングで当該セルの周波数帯域全体をサーチし、当該周波数帯域の少なくとも一部において受信電力が所定の閾値を超過していることを検出すると、当該周波数帯域が他のユーザ装置１００により利用されていると判断し（ＬＢＴ：ＮＧ）、送受信部１１０は、基地局２００へのアップリンク送信を中止する。他方、当該周波数帯域の何れにおいても受信電力が所定の閾値以下である場合、周波数利用状況検出部１２０は、当該周波数帯域が他のユーザ装置１００により利用されていないと判断し（ＬＢＴ：ＯＫ）、送受信部１１０は、基地局２００へのアップリンク送信を実行する。
　一実施例では、周波数利用状況検出部１２０は、基地局２００から指示されたＬＢＴタイミングでＬＢＴを実行してもよい。すなわち、基地局２００は、同一のサブフレームに多重されるユーザ装置１００の間のセル内の伝搬遅延差に基づき導入される送信タイミング差が、ＬＢＴの誤判定を生じさせないよう各ユーザ装置１００のＬＢＴタイミングを決定し、決定したＬＢＴタイミングをユーザ装置１００に通知する。当該ＬＢＴタイミングを受信すると、周波数利用状況検出部１２０は、通知されたＬＢＴタイミングでセルの周波数帯域に対してＬＢＴを実行する。
　例えば、周波数利用状況検出部１２０は、基地局２００によって同一のサブフレームに多重される全てのユーザ装置１００に対して指示されたユーザ装置１００間のＬＢＴタイミング差が所定の範囲内に収まるようなＬＢＴタイミングでＬＢＴを実行してもよい。すなわち、図４に示されるように、基地局２００は、同一のサブフレームに多重される全てのユーザ装置１００に対して、ユーザ装置１００間のＬＢＴタイミング差が所定の範囲内に収まるようなＬＢＴタイミングとなるよう個別の期間を算出し、当該ＬＢＴタイミング又は算出した個別の期間をユーザ装置１００に通知する。当該ＬＢＴタイミングを受信すると、各ユーザ装置１００の周波数利用状況検出部１２０は、当該共通のＬＢＴタイミングでＬＢＴを実行することになる。これにより、各ユーザ装置１００は、ユーザ装置１００間のＬＢＴタイミング差が所定の範囲内に収まるようなＬＢＴタイミングでＬＢＴを実行することになり、スケジューリングされているユーザ装置１００間の送信タイミング差によるＬＢＴの誤判定を回避することが可能になる。
　一実施例では、指示されたＬＢＴタイミングは、同一のサブフレームに多重されるユーザ装置１００のうち特定のユーザ装置１００に対するＬＢＴタイミングであってもよい。例えば、当該特定のユーザ装置１００は、同一のサブフレームに多重されるユーザ装置１００のうち最先の送信タイミングのユーザ装置１００（図示される例では、ＵＥ＃３）であってもよい。すなわち、基地局２００は、ライセンスバンド又はアンライセンスバンドのセル又はコンポーネントキャリア（ＣＣ）におけるＴＡ値に基づき、ＴＡ値が最も大きいユーザ装置１００のＬＢＴタイミングを全てのユーザ装置１００に通知してもよい。当該ＬＢＴタイミングを受信すると、各ユーザ装置１００の周波数利用状況検出部１２０は、当該ＬＢＴタイミングでＬＢＴを実行することになる。これにより、各ユーザ装置１００は、最先の送信タイミングのユーザ装置１００のＬＢＴタイミングでＬＢＴを実行することになり、ＬＢＴの誤判定を回避可能なＬＢＴタイミングを容易に導出することができる。
　この場合、周波数利用状況検出部１２０は、特定のユーザ装置１００のタイミングアドバンス値の変化に応答して基地局２００から通知された変化量に従ってＬＢＴタイミングを調整してもよい。例えば、特定のユーザ装置１００がセル内を移動し、当該特定のユーザ装置１００のＴＡ値が変化した場合、基地局２００は、当該変化量をＭＡＣ（Ｍｅｄｉｕｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）　ＣＥ（Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｅｌｅｍｅｎｔ）によって各ユーザ装置１００に通知してもよい。例えば、当該ＭＡＣ　ＣＥは、既存のＴＡコマンドのＭＡＣ　ＣＥであってもよい。当該変化量を受信すると、周波数利用状況検出部１２０は、当該変化量に応じてＬＢＴタイミングを調整することになる。これにより、各ユーザ装置１００は、特定のユーザ装置１００のＴＡ値の変化量に従ってＬＢＴタイミングを動的に調整することになり、特定のユーザ装置１００の移動を考慮したＬＢＴタイミングでＬＢＴを実行することができる。
　他の実施例では、周波数利用状況検出部１２０は、基地局２００からのＬＢＴタイミングの指示に依らず、個別のＬＢＴタイミングを自律的に決定してもよい。これにより、基地局２００からのＬＢＴタイミングの指示が不要となり、ダウンリンク制御チャネルなどのＬＢＴタイミングのシグナリングのための無線リソースを節約することができる。
　一例として、周波数利用状況検出部１２０は、基地局２００から受信したセルのタイミングアドバンス最大値に基づきＬＢＴタイミングを決定してもよい。すなわち、当該ＴＡ最大値を受信すると、周波数利用状況検出部１２０は、最先の送信タイミングを認識することが可能になり、当該最先の送信タイミングより前の任意のＬＢＴタイミングでＬＢＴを実行することができる。例えば、当該ＴＡ最大値は、既存のＴＡコマンドのＭＡＣ　ＣＥにより通知されてもよい。これにより、各ユーザ装置１００は、最先の送信タイミングより前にＬＢＴを実行することができ、スケジューリングされているユーザ装置１００間の送信タイミング差によるＬＢＴの誤判定を回避することが可能になる。
　他の例では、送受信部１１０は、基地局２００から受信したセルのタイミングアドバンス最大値と当該ユーザ装置１００のタイミングアドバンス値との間の期間に行われたＬＢＴ判定結果に関わらず、基地局２００へのアップリンク送信を判断してもよい。すなわち、周波数利用状況検出部１２０は、当該ユーザ装置１００のＴＡ値に応じたＬＢＴタイミングでＬＢＴを実行する一方、送受信部１１０は、（ＴＡ最大値－自局のＴＡ値）の期間におけるＬＢＴ判定結果を除外して、基地局２００へのアップリンク送信を判断してもよい。例えば、図１において、ＵＥ＃１の周波数利用状況検出部１２０は、ＵＥ＃３に対するＬＢＴ判定結果を除外して、基地局２００へのアップリンク送信を判断してもよい。
　図５は、本発明の一実施例によるユーザ装置による通信制御処理を示すフロー図である。当該通信制御処理は、例えば、ユーザ装置１００が基地局２００への接続後にアップリンク送信を要求したことに応答して開始されてもよい。
　ステップＳ１０１において、ユーザ装置１００は、基地局２００とのセルを介したアップリンク送信のためにスケジューリングされた無線リソースを示すアップリンクスケジューリンググラントを受信する。
　ステップＳ１０２において、ユーザ装置１００は、当該セルの周波数帯域についてＬＢＴを、スケジューリングされたアップリンク送信タイミングに対して個別のＬＢＴタイミングで実行する。一実施例では、ユーザ装置１００は、基地局２００から指示された期間に基づき、アップリンク送信タイミングから指示された期間の前のＬＢＴタイミングでＬＢＴを実行してもよい。例えば、基地局２００は、同一のサブフレームに多重される全てのユーザ装置１００に対して、ユーザ装置１００間のＬＢＴタイミング差が所定の範囲内に収まるようなＬＢＴタイミングとなるように、各ユーザ装置１００のアップリンク送信タイミングより何れの期間だけ前にＬＢＴを実行すべきかを指示し、各ユーザ装置１００は、指示されたＬＢＴタイミングでＬＢＴを実行してもよい。他の実施例では、ユーザ装置１００は、基地局からのＬＢＴタイミングの指示に依らず、個別のＬＢＴタイミングを自律的に決定してもよい。例えば、ユーザ装置１００は、基地局２００から受信した当該セルのタイミングアドバンス最大値に基づきＬＢＴタイミングを決定してもよい。
　ステップＳ１０３において、ユーザ装置１００は、周波数帯域において他のユーザ装置が通信していないと判断すると、基地局２００へのアップリンク送信を実行する。
　以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は上述した特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
　本出願は、２０１５年１月３０日に出願した日本国特許出願２０１５－０１６４０１号の優先権の利益に基づき、これを主張するものであり、２０１５－０１６４０１号の全内容を本出願に援用する。
１０　無線通信システム
１００　ユーザ装置
１１０　送受信部
１２０　周波数利用状況検出部
２００　基地局

Claims (9)

  1. 　スケジューリングされた無線リソースを用いて基地局とセルを介した送受信を実行する送受信部と、
    　前記セルの周波数帯域についてＬｉｓｔｅｎ　Ｂｅｆｏｒｅ　Ｔａｌｋ（ＬＢＴ）を、スケジューリングされたアップリンク送信タイミングに対し、個別のＬＢＴタイミングで実行する周波数利用状況検出部と、
    を有するユーザ装置であって、
    　前記周波数利用状況検出部が前記周波数帯域において他のユーザ装置が通信していないと判断すると、前記送受信部は、前記基地局へのアップリンク送信を実行するユーザ装置。
  2. 　前記周波数利用状況検出部は、前記基地局から指示されたＬＢＴタイミングで前記ＬＢＴを実行する、請求項１記載のユーザ装置。
  3. 　前記周波数利用状況検出部は、前記基地局によって同一のサブフレームに多重される全てのユーザ装置に対して指示された、ユーザ装置間のＬＢＴタイミング差が所定の範囲内に収まるようなＬＢＴタイミングで前記ＬＢＴを実行する、請求項２記載のユーザ装置。
  4. 　前記指示されたＬＢＴタイミングは、前記同一のサブフレームに多重されるユーザ装置のうち特定のユーザ装置に対するＬＢＴタイミングである、請求項３記載のユーザ装置。
  5. 　前記周波数利用状況検出部は、前記特定のユーザ装置のタイミングアドバンス値の変化に応答して前記基地局から通知された変化量に従って前記ＬＢＴタイミングを調整する、請求項４記載のユーザ装置。
  6. 　前記周波数利用状況検出部は、前記基地局からの前記ＬＢＴタイミングの指示に依らず、前記個別のＬＢＴタイミングを自律的に決定する、請求項１記載のユーザ装置。
  7. 　前記周波数利用状況検出部は、前記基地局から受信した前記セルのタイミングアドバンス最大値に基づき前記ＬＢＴタイミングを決定する、請求項６記載のユーザ装置。
  8. 　前記送受信部は、前記基地局から受信した前記セルのタイミングアドバンス最大値と当該ユーザ装置のタイミングアドバンス値との間の期間に行われたＬＢＴ判定結果に関わらず、前記基地局へのアップリンク送信を判断する、請求項６記載のユーザ装置。
  9. 　ユーザ装置による通信制御方法であって、
    　基地局とのセルを介したアップリンク送信のためスケジューリングされた無線リソースを示すアップリンクスケジューリンググラントを受信するステップと、
    　前記セルの周波数帯域についてＬｉｓｔｅｎ　Ｂｅｆｏｒｅ　Ｔａｌｋ（ＬＢＴ）を、スケジューリングされたアップリンク送信タイミングに対し、個別のＬＢＴタイミングで実行するステップと、
    　前記周波数帯域において他のユーザ装置が通信していないと判断すると、前記基地局へのアップリンク送信を実行するステップと、
    を有する通信制御方法。
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