(57)【要約】【課題】使用帯域がシステム帯域の一部の狭帯域に制限される場合であっても、上りリンクの接続手順の最適化を図ること。【解決手段】システム帯域の一部の狭帯域を使用するユーザ端末が、上りキャリア周波数を示す周波数値に対するオフセット値及び狭帯域の切換のパラメータを無線基地局から受信する受信部と、オフセット値にしたがって無線基地局にランダムアクセスプリアンブル、及びパラメータで指示されたリソースでメッセージ３を送信する送信部と、を備える構成にした。【選択図】図４
2018133821.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
システム帯域の一部の狭帯域を使用するユーザ端末であって、
上りキャリア周波数を示す周波数値に対するオフセット値及び狭帯域の切換のパラメータを無線基地局から受信する受信部と、
前記オフセット値にしたがって前記無線基地局にランダムアクセスプリアンブル、及び前記パラメータで指示されたリソースでメッセージ３を送信する送信部と、を備えることを特徴とするユーザ端末。
【請求項２】
前記パラメータは、ランダムアクセスレスポンスグラントに含まれることを特徴とする請求項１記載のユーザ端末。
【請求項３】
前記上りキャリア周波数を示す周波数値に対するオフセット値は、システム帯域の両端の上り制御チャネル用の帯域に複数の狭帯域を隣接させるように設定されることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のユーザ端末。
【請求項４】
前記受信部は、ランダムアクセスプリアンブルの信号系列及び／又は周波数に関連付けたリソースでランダムアクセスレスポンスを前記無線基地局から受信することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のユーザ端末。
【請求項５】
前記送信部は、直前にランダムアクセスプリアンブルを送信した狭帯域で、前記無線基地局に接続要求メッセージを送信することを特徴とする請求項４記載のユーザ端末。
【請求項６】
システム帯域の一部の狭帯域を使用するユーザ端末と通信する無線基地局であって、
上りキャリア周波数を示す周波数値に対するオフセット値及び狭帯域の切換のパラメータを前記ユーザ端末に送信する送信部と、
前記オフセット値にしたがって前記ユーザ端末からランダムアクセスプリアンブル、及び前記パラメータで指示されたリソースでメッセージ３を受信する受信部と、を備えることを特徴とする無線基地局。
【請求項７】
システム帯域の一部の狭帯域を使用するユーザ端末と無線基地局とが通信する無線通信方法であって、
前記無線基地局が、上りキャリア周波数を示す周波数値に対するオフセット値及び狭帯域の切換のパラメータを前記ユーザ端末に送信するステップと、
前記ユーザ端末が、前記無線基地局からの前記オフセット値にしたがって前記無線基地局にランダムアクセスプリアンブル、及び前記パラメータで指示されたリソースでメッセージ３を送信するステップと、を有することを特徴とする無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、次世代移動通信システムにおけるユーザ端末、無線基地局及び無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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）。また、ＬＴＥからの更なる広帯域化及び高速化を目的として、ＬＴＥの後継システム（例えば、ＬＴＥアドバンスト（以下、「ＬＴＥ−Ａ」と表す）、ＦＲＡ（Future  Radio  Access）等ともいう）も検討されている。
【０００３】
ところで、近年、通信装置の低コスト化に伴い、ネットワークに繋がれた装置が、人間の手を介さずに相互に通信して自動的に制御を行う機器間通信（Ｍ２Ｍ：Machine-to-Machine）の技術開発が盛んに行われている。特に、３ＧＰＰ（Third  Generation  Partnership  Project）は、Ｍ２Ｍの中でも機器間通信用のセルラシステムとして、ＭＴＣ（Machine  Type  Communication）の最適化に関する標準化を進めている（非特許文献２）。ＭＴＣ端末は、例えば電気（ガス）メータ、自動販売機、車両、その他産業機器等の幅広い分野への利用が考えられている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】3GPP  TS  36.300  “Evolved  Universal  Terrestrial  Radio  Access  (E-UTRA)  and  Evolved  Universal  Terrestrial  Radio  Access  Network  (E-UTRAN);  Overall  description;  Stage  2”
【非特許文献２】3GPP  TS  36.888  “Study  on  provision  of  low-cost  Machine-Type  Communications  (MTC)  User  Equipments  (UEs)  based  on  LTE  (Release  12)”
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＭＴＣ端末の中でも、簡易なハードウェア構成で実現可能な低コストＭＴＣ端末（low-cost  MTC  UE）が、コスト面及びセルラシステムのカバレッジエリアの改善の面で需要が高まっている。低コストＭＴＣ端末は、物理下りリンク共有チャネル（ＰＤＳＣＨ：Physical  Downlink  Shared  Channel）の使用帯域を、システム帯域の一部に制限することで実現される。しかしながら、システム帯域を基準に設計された既存の上りリンクのアクセス手順を使用することができず、使用帯域が制限されたユーザ端末に対する上りリンクのランダムアクセス手順の最適化が課題として残っている。
【０００６】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、使用帯域がシステム帯域の一部の狭帯域に制限される場合であっても、上りリンクのランダムアクセス手順の最適化を図ることができるユーザ端末、無線基地局及び無線通信方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のユーザ端末は、システム帯域の一部の狭帯域を使用するユーザ端末であって、上りキャリア周波数を示す周波数値に対するオフセット値及び狭帯域の切換のパラメータを無線基地局から受信する受信部と、前記オフセット値にしたがって前記無線基地局にランダムアクセスプリアンブル、及び前記パラメータで指示されたリソースでメッセージ３を送信する送信部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ユーザ端末が無線基地局から狭帯域用にシステム情報を受信することで、上りキャリア周波数の指示情報で特定される複数の狭帯域を用いて、ランダムアクセスプリアンブル信号を無線基地局に送信することができる。複数の狭帯域を用いることで周波数ダイバーシチ効果が得られるため、周波数利用効率を高めた状態でランダムアクセス手順を開始することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】下りリンクのシステム帯域に対する狭帯域の配置例を示す図である。
【図２】下りリンクのシステム帯域に対する狭帯域の他の配置例を示す図である。
【図３】比較例に係る上りリンクの周波数同期の説明図である。
【図４】本実施の形態に係る上りリンクの周波数同期の説明図である。
【図５】本実施の形態に係るＭＴＣ端末によるランダムアクセスの説明図である。
【図６】本実施の形態に係るランダムアクセス手順の流れを示す図である。
【図７】本実施の形態に係るＭＴＣ端末によるランダムアクセスの他の一例を示す説明図である。
【図８】本実施の形態に係る無線通信システムの概略構成図である。
【図９】本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。
【図１０】本実施形態に係る無線基地局の機能構成の一例を示す図である。
【図１１】本実施形態に係るユーザ端末の全体構成の一例を示す図である。
【図１２】本実施形態に係るユーザ端末の機能構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
ＭＴＣ端末の低コスト化のために、ピークレートの減少、リソースブロックの制限、受信ＲＦ制限によって端末の処理能力が抑えられることが検討されている。例えば、下りデータチャネル（PDSCH：Physical  Downlink  Shared  Channel）を用いたユニキャスト送信で最大トランスポートブロックサイズが１０００ビット、下りデータチャネルを用いたＢＣＣＨ送信で最大トランスポートブロックサイズが２２１６ビットに制限される。また、下りデータチャネルの帯域幅が６リソースブロック（RB（Resource  Block）、PRB（Physical  Resource  Block）ともいう）に制限される。さらに、ＭＴＣ端末における受信ＲＦが１に制限される。
【００１１】
また、低コストＭＴＣ端末（low-cost  MTC  UE）は、既存のユーザ端末よりもトランスポートブロックサイズ、リソースブロックが制限されるため、ＬＴＥのＲｅｌ．８−１１セルには接続できない。このため、低コストＭＴＣ端末は報知信号によってアクセス許可が通知されているセルのみに接続される。さらに、下りデータ信号だけでなく、下りリンクで送信される各種制御信号（システム情報、下り制御情報）や、上りリンクで送信されるデータ信号や各種制御信号についても、規定の狭帯域（例えば、１．４ＭＨｚ）に制限することが考えられている。
【００１２】
このように帯域が制限されたＭＴＣ端末は、既存のユーザ端末との関係を考慮してＬＴＥのシステム帯域で動作させる必要がある。例えば、システム帯域において、帯域が制限されたＭＴＣ端末と帯域が制限されない既存のユーザ端末との間で周波数多重がサポートされる。また、帯域が制限されたユーザ端末は、上りリンクと下りリンクにおいて、所定の狭帯域のＲＦのみがサポートされる。ここで、ＭＴＣ端末は、システム帯域の一部の狭帯域に使用帯域が制限された端末であり、既存のユーザ端末は、システム帯域を使用帯域とする端末である。
【００１３】
すなわち、ＭＴＣ端末の使用帯域の上限は狭帯域に制限され、既存のユーザ端末の使用帯域の上限はシステム帯域に設定される。ＭＴＣ端末は、狭帯域を基準として設計されているため、ハードウェア構成を簡略化して、既存のユーザ端末よりも処理能力が抑えられている。なお、ＭＴＣ端末は、ＭＴＣ  ＵＥと呼ばれてもよい。既存のユーザ端末は、ノーマルＵＥ、ｎｏｎ−ＭＴＣ  ＵＥ又はＣａｔｅｇｏｒｙ１  ＵＥと呼ばれてもよい。
【００１４】
ここで、図１及び図２を参照して、下りリンクにおけるシステム帯域に対する狭帯域の配置について説明する。図１Ａに示すように、ＭＴＣ端末の使用帯域がシステム帯域の一部の狭帯域（例えば、１．４ＭＨｚ）に制限されている。狭帯域がシステム帯域の所定の周波数位置に固定されると、周波数ダイバーシチ効果が得られないため、周波数利用効率が低下するおそれがある。一方で、図１Ｂに示すように、使用帯域となる狭帯域の周波数位置がサブフレーム毎に変化すると、周波数ダイバーシチ効果が得られるため、周波数利用効率の低下が抑えられる。
【００１５】
例えば、図２に示すように、狭帯域の周波数位置をサブフレーム毎に変化させて、報知情報を送信する場合、ＰＢＣＨ（Physical  Broadcast  Channel）信号やＳＩＢ（System  Information  Block）−１等のシステム情報と、ＳＩＢ−２以降のシステム情報とが異なる周波数位置で送信される。ＰＢＣＨ等のシステム情報は、アイドルモードのユーザ端末向けに、システム帯域の中心周波数位置の狭帯域で送信されることが考えられる。このとき、ＰＢＣＨ信号やＳＩＢ−１等の報知情報に、後続のＳＩＢの周波数位置を示す情報を載せれば、後続のＳＩＢの周波数位置を変えることも可能である。
【００１６】
ところで、ユーザ端末のセルサーチの際に、下りリンクではＰＳＳ（Primary  Synchronization  Signal）、ＳＳＳ（Secondary  Synchronization  Signal）で周波数同期できるものの、上りリンクには、このような同期信号が存在しない。このため、上りリンクでは、ユーザ端末と無線基地局との間でランダムアクセス手順が実施されることで周波数同期が取られている。ここで、既存のユーザ端末による上りリンクの周波数同期について簡単に説明する。
【００１７】
図３に示すように、既存のユーザ端末による上りリンクの周波数同期では、ユーザ端末が下りリンクで同期補足して無線基地局から報知情報を受信してシステム情報を取得する。システム情報としてのＳＩＢ（System  Information  Block）−２には、上りキャリア周波数や帯域幅の指示情報（ul-CarrierFreq、  ul-Bandwidth）が含まれている。ＳＩＢ−２によって上りキャリア周波数や帯域幅がユーザ端末に通知され、通知された上りキャリア周波数と帯域幅でランダムアクセス手順等が実施される。なお、上りキャリアの周波数値は、例えば、ＡＲＦＣＮ（Absolute  Radio  Frequency  Channel  Number）−Ｖａｌｕｅ  ＥＵＴＲＡで通知される。
【００１８】
しかしながら、既存のシステム情報はシステム帯域を基準に設計されるため、ＭＴＣ端末のように狭帯域のみサポートするユーザ端末に十分に対応していない。例えば、使用帯域となる狭帯域の周波数位置が時間で変わる場合や、周波数ダイバーシチ効果を得る目的で、ＭＴＣ端末用の狭帯域を複数設定する場合、上りキャリア周波数の通知方法が確立されていない。本発明者らは、ユーザ端末の使用帯域をシステム帯域の一部の規定の狭帯域に制限することによる受信品質の劣化を抑制するためにＭＴＣ端末の用の狭帯域を複数設定した場合のランダムアクセス手順を確立するために、本発明に至った。
【００１９】
本発明の一態様によれば、狭帯域用の新たなシステム情報（ＳＩＢ）を定義し、システム帯域用のシステム情報とは異なる狭帯域用の新たなシステム情報で特定される複数の狭帯域で、上りリンクのランダムアクセス手順を実施することができる。なお、以下の説明では、ユーザ端末としてＭＴＣ端末を例示して説明するが、システム帯域の一部の狭帯域に使用帯域が制限されたユーザ端末であればよい。また、コンテンションベースのランダムアクセス手順を例示して説明するが、本発明を非コンテンションベースのランダムアクセス手順にも適用可能である。
【００２０】
以下、図４及び図５を参照して、本実施の形態に係る上りリンクの周波数同期、ランダムアクセス手順について説明する。図４は、本実施の形態に係る上りリンクの周波数同期の説明図である。図５は、本実施の形態に係るＭＴＣ端末によるランダムアクセス手順の説明図である。なお、図５では、連続した２サブフレームにＰＲＡＣＨ用の狭帯域が設定される構成を例示したが、この構成に限定されない。ＰＲＡＣＨ用の狭帯域が１サブフレーム毎に設定されてもよい。
【００２１】
図４Ａに示すように、ＭＴＣ端末による上りリンクの周波数同期では、下りリンクで同期補足した後に報知情報及びシステム情報が通知される。また、下り制御チャネル（ＥＰＤＣＣＨ：Enhanced  Physical  Downlink  Control  Channel）の共通サーチスペースでＳＩ−ＲＮＴＩ（System  Information  Radio  Temporary  Identifier）が検出される。そして、ＳＩ−ＲＮＴＩに基づいて、データチャネル（ＰＤＳＣＨ）上に割り当てられた狭帯域用のシステム情報としてＭＴＣ用（狭帯域用）のＳＩＢが復調される。このとき、帯域幅が一定（１．４ＭＨｚ）に規定されているため、ＭＴＣ用のＳＩＢで帯域幅を通知する必要がない。
【００２２】
ＭＴＣ用のＳＩＢには、上りキャリア周波数の指示情報（ul-CarrierFreq）として、上りキャリア周波数の周波数値が含まれている。この周波数値によって狭帯域の基準周波数位置が特定され、基準周波数位置の上りリンクの狭帯域がＰＲＡＣＨ（Physical  Random  Access  Channel）用の狭帯域に設定される。そして、ＰＲＡＣＨ用の狭帯域でＭＴＣ端末から無線基地局にランダムアクセスプリアンブルが送信されてランダムアクセス手順が開始される。なお、ランダムアクセスプリアンブルは、Ｍｅｓｓａｇｅ１と呼ばれてもよいし、単にＲＡＣＨと呼ばれてもよい。また、狭帯域用のシステム情報としてのＳＩＢは、ＭＴＣ用のＳＩＢ−２又はＭＴＣ用のＳＩＢと呼ばれてもよい。
【００２３】
このとき、上りキャリア周波数の周波数値がシステム帯域の中心に設定されると、ＲＡＣＨ用の狭帯域によってＬＴＥの上りリンクのリソースが分断される。よって、システム帯域両端の上り制御チャネル（ＰＵＣＣＨ：Physical  Uplink  Control  Channel）用の帯域に、狭帯域を隣接させるように上りキャリア周波数の周波数値が設定されていることが好ましい。これにより、上り制御チャネル用の帯域の内側に隣接してＲＡＣＨ用の狭帯域が配置されるため、上りリンクのリソースが分断されることがなく、シングルキャリア伝送の性質が損なわれることがない。
【００２４】
このように、使用帯域が狭帯域に制限されたＭＴＣ端末に特化したシステム情報として、ＭＴＣ用のＳＩＢが新たに規定されている。上記したように、新たなＳＩＢには上りキャリア周波数の指示情報（ul-CarrierFreq）が含まれるが、帯域幅の指示情報（ul-Bandwidth）が含まれないため、従来のＳＩＢと比較して情報量が低減されている。ＭＴＣ端末に対して不要な情報を除くことで、符号化率やＭＣＳが高くなり過ぎることが無く、受信品質の劣化が抑えられている。しかしながら、ＭＴＣ端末はモビリティがないため、システム帯域の一部の狭帯域しか利用できないと、周波数ダイバーシチ効果を得ることができない。
【００２５】
そこで本実施の形態では、図４Ｂに示すように、ＭＴＣ端末がシステム帯域の複数の狭帯域（リソース）を利用できるようにしている。上りリンクのリソースを分断しないように、システム帯域両端の上り制御チャネル用の帯域に隣接させてＰＲＡＣＨ用の複数の狭帯域が設定される。この場合、ＭＴＣ用のＳＩＢには、上りキャリア周波数の指示情報として、上りキャリア周波数の複数の周波数値が含まれてもよいし、上りキャリア周波数の周波数値に加えて周波数値に対するオフセット値が含まれてもよい。なお、オフセット値は、相対周波数オフセット（Relative  Frequency  Offset）と呼ばれてもよい。
【００２６】
前者の場合には、上りキャリア周波数の複数の周波数値で特定される複数の基準周波数位置にＰＲＡＣＨ用の狭帯域が設定される。後者の場合には、上りキャリア周波数の周波数値で特定される基準周波数位置と、上りキャリア周波数の周波数値にオフセット値を加えて特定される他の基準周波数位置とにＰＲＡＣＨ用の狭帯域が設定される。そして、ＰＲＡＣＨ用に設定された複数の狭帯域のいずれかで、ＭＴＣ端末から無線基地局にランダムアクセスプリアンブルが送信されてランダムアクセス手順が開始される。なお、上りキャリア周波数の指示情報は、複数の狭帯域を特定可能であれば、どのような情報でもよい。
【００２７】
このように、ＰＲＡＣＨ用に複数の狭帯域を使用できるため、周波数ダイバーシチ効果を得ることが可能になっている。ＰＲＡＣＨ用の複数の狭帯域のいずれか一方でランダムアクセスプリアンブルを送信し、ランダムアクセスプリアンブルの送信が失敗しても、後続のサブフレームで複数の狭帯域のいずれか他方でランダムアクセスプリアンブルの送信をすることができる。この場合、複数の狭帯域の切換（Hopping）時の周波数合わせ（チューニング）に時間がかかるが、ランダムアクセスプリアンブルの送信は頻繁に発生するものではないため、ランダムアクセスプリアンブルの送信の合間に実施することが可能である。
【００２８】
なお、本実施の形態では、システム帯域両端の上り制御チャネル用の帯域に隣接するようにＰＲＡＣＨ用の狭帯域を設定する構成にしたが、この構成に限定されない。ＰＲＡＣＨ用の狭帯域は、上り制御チャネル用の帯域に隣接して配置されなくてもよい。また、複数のＭＴＣ間でＰＲＡＣＨ用の狭帯域が共用されているため、リソースが足りなくなることも想定される。この場合、ＰＲＡＣＨ用の狭帯域の内側に更に帯域を確保するようにしてもよい。更なる狭帯域の確保は、例えば、報知信号の他に、ＲＲＣシグナリングによって通知されることで実現されてもよい。
【００２９】
また、図４Ｃに示すように、ＭＴＣ用のＳＩＢによって、上りリンクの狭帯域だけでなく、下りリンクの狭帯域を設定するようにしてもよい。この場合、ＭＴＣ用のＳＩＢには、上りキャリア周波数の指示情報（ul-CarrierFreq）に加えて、下りリンクの周波数の指示情報が含まれている。このＭＴＣ用のＳＩＢによって、システム帯域の上りリンクの狭帯域と同時に、下りリンクの狭帯域が設定される。また、下りリンクにおいても、下りリンクと同様に帯域が制限されたＭＴＣ端末がシステム帯域の複数の狭帯域（リソース）を利用できるようにすることが好ましい。なお、下りリンクの周波数は、下りキャリア周波数と呼ばれてもよい。
【００３０】
例えば、上りリンクの狭帯域としてＵＬ  ＢＷ＃１、＃２、下りリンクの狭帯域としてＤＬ  ＢＷ＃１、＃２が用いられる。これにより、ＭＴＣ端末が増加した場合の負荷を軽減させることができる。カバレッジ拡張モード（coverage  enhancement  mode）の場合には、複数の狭帯域を用いて信号を繰返し送信することで、周波数ダイバーシチ効果やスケジューリングゲインを得ることができる。なお、下りリンクの周波数の指示情報としては、例えば、下りリンクの周波数値や、周波数値とオフセット値が含まれてもよい。下りリンクの周波数値やオフセットによって特定される基準周波数位置に、下りリンクの狭帯域が設定される。また、下りリンクの周波数の指示情報は、上りキャリア周波数の指示情報を含むＳＩＢと異なるＳＩＢで通知されてもよい。
【００３１】
図５Ａに示すように、システム帯域に複数のＰＲＡＣＨ用の狭帯域が確保されると、一方のＰＲＡＣＨ用の狭帯域でランダムアクセスプリアンブルの送信が失敗した後に、他方のＰＲＡＣＨ用の狭帯域でランダムアクセスプリアンブルが送信される。これにより、ランダムアクセスプリアンブルの受信精度を高めることができる。このとき、ＭＴＣ端末から無線基地局にランダムアクセスプリアンブルが送信されると、ランダムアクセスプリアンブルの応答信号としてランダムアクセスレスポンス（ＲＡＲ：Random  Access  Response）が無線基地局からＭＴＣ端末に送信される。
【００３２】
通常のランダムアクセス手順では、下り制御チャネル（ＥＰＤＣＣＨ）の共通サーチスペースでＲＡ−ＲＮＴＩ（Random  Access  Radio  Temporary  Identifier）が検出されることで、データチャネル（ＰＤＳＣＨ）上のランダムアクセスレスポンスの割り当てリソースが特定される。これに対し、下り制御チャネルでランダムアクセスレスポンスのリソースを指定しなければならず、制御が煩雑になっている。そこで、本実施の形態では、無線基地局がランダムアクセスプリアンブルの信号系列及び／又は周波数に関連付けられた下りリソースで、ランダムアクセスレスポンスを送信してもよい（図６参照）。これにより、ＭＴＣ端末はＲＡ−ＲＮＴＩを検出することなく、ランダムアクセスレスポンスの割り当てリソースを特定することができる。この場合、ＭＴＣ端末は、ＰＤＳＣＨをブラインドで検出するが、ランダムアクセスレスポンスであることを認識するための、識別子あるいはＲＡ−ＲＮＴＩをＰＤＳＣＨのＣＲＣビットに対して乗算しても良い。
【００３３】
また、ランダムアクセスレスポンスには、例えば、以下のパラメータが含まれている。この場合、リソースブロックの割当て（Fixed  size  resource  block  assignment）は、狭帯域に合わせて低減可能である。例えば、ＰＲＡＣＨ用のリソースブロックが６リソースブロックの場合には、１０ビットから３ビットに低減可能である。
Hopping  flag：１ビット
Fixed  size  resource  block  assignment：１０ビット
Truncated  modulation  and  coding  scheme：４ビット
TPC  command  for  scheduled  PUSCH：３ビット
UL  delay：１ビット
CSI  request：１ビット
【００３４】
なお、ランダムアクセスレスポンスから適宜不要な情報やビット数が削除されてもよいし、後述するようにランダムアクセスレスポンスが情報を含まなくてもよい。ランダムアクセスレスポンスの情報量を低減することで、符号化率やＭＣＳが高くなり過ぎることが無く、受信品質の劣化を抑えることが可能である。ランダムアクセスレスポンスは、ランダムアクセスレスポンスグラント、又はＭｅｓｓａｇｅ２と呼ばれてもよい。
【００３５】
図５Ｂに示すように、無線基地局からＭＴＣ端末にランダムアクセスレスポンスが送信されると、ランダムアクセスレスポンスの応答信号として接続要求メッセージがＭＴＣ端末から無線基地局に送信される（図６参照）。このとき、ＭＴＣ端末は、直前にランダムアクセスプリアンブルを送信したＰＲＡＣＨ用の狭帯域を用いて、無線基地局に接続要求メッセージを送信してもよい。直前のランダムアクセスプリアンブルが無線基地局に適切に受信された狭帯域は受信精度が高いため、この狭帯域を用いることで接続要求メッセージの精度を高めることができる。
【００３６】
接続要求メッセージは、ランダムアクセスレスポンスで指示されたリソースで送信されるが、ＰＲＡＣＨ用の狭帯域が狭い分だけ割り当てリソース等の情報量を減らすことができる。また、ＭＴＣ端末から無線基地局に接続要求メッセージが予め定められた所定条件で送信される場合には、ランダムアクセスレスポンスに情報を含めないようにして、ランダムアクセスレスポンスが届いたことだけをＭＴＣ端末に認識させてもよい。なお、接続要求メッセージは、ＲＲＣ接続要求メッセージ、Ｓｃｈｅｄｕｌｅｄ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ、又はＭｅｓｓａｇｅ３と呼ばれてもよい。
【００３７】
ここで、図６を参照して、ランダムアクセス手順の流れについて説明する。図６は、本実施の形態に係るランダムアクセス手順の流れを示す図である。なお、以下のランダムアクセス手順は、システム帯域内の複数の狭帯域を用いたランダムアクセスの一例を示しており、これに限定されるものではない。
【００３８】
図６に示すように、無線基地局（ｅＮｏｄｅＢ）からＭＴＣ端末（ＭＴＣ  ＵＥ）に下りリンクで、ＭＩＢ（Master  Information  Block）、ＳＩＢ（System  Information  Block）が送信される（ステップＳ０１）。ＭＩＢによってＳＩＢの受信に必要な情報がＭＴＣ端末に報知され、ＭＩＢに基づいて後続のＳＩＢがＭＴＣ端末で受信される。このとき、後続のＳＩＢのうち、狭帯域のシステム情報としてのＭＴＣ用のＳＩＢがＭＴＣ端末で受信される。これにより、ランダムアクセス手順で使用される上りリンクの狭帯域ＵＬ  ＢＷ＃１、＃２、下りリンクの狭帯域ＤＬ  ＢＷ＃１、＃２が設定される。
【００３９】
次に、上りリンクの狭帯域ＵＬ  ＢＷ＃１でＭＴＣ端末から無線基地局にランダムアクセスプリアンブル（ＰＲＡＣＨ、Message  1）が送信される（ステップＳ０２）。ランダムアクセスプリアンブルが無線基地局で受信されない場合には、上りリンクの狭帯域ＵＬ  ＢＷ＃２でＭＴＣ端末から無線基地局にランダムアクセスプリアンブルが送信される（ステップＳ０３）。ランダムアクセスプリアンブルが無線基地局で受信されると、ランダムアクセスプリアンブルの系列、周波数に関連付けられた下りリンクの狭帯域ＤＬ  ＢＷ＃２で無線基地局からＭＴＣ端末にランダムアクセスレスポンス（Message  2）が送信される（ステップＳ０４）。
【００４０】
このように、本実施の形態では、上りリンクの狭帯域ＵＬ  ＢＷ＃１と下りリンクの狭帯域ＤＬ  ＢＷ＃１とが関連付けられ、上りリンクの狭帯域ＵＬ  ＢＷ＃２と下りリンクの狭帯域ＤＬ  ＢＷ＃２とが関連付けられている。ＭＴＣ端末が、ＲＡ−ＲＮＴＩ等を検出することなくランダムアクセスレスポンスの割当リソースを認識できるため、下り制御チャネルでランダムアクセスレスポンスの割当リソースが指定される必要がない。
【００４１】
次に、ランダムアクセスレスポンスがＭＴＣ端末で受信されると、直前のランダムアクセスプリアンブルと同じ狭帯域ＵＬ  ＢＷ＃２でＭＴＣ端末から無線基地局に接続要求メッセージ（Message  3）が送信される（ステップＳ０５）。これにより、ランダムアクセスプリアンブルが無線基地局に届いた狭帯域ＵＬ  ＢＷ＃２で接続要求メッセージが送信されることで、接続要求メッセージの受信精度が高められている。次に、接続要求メッセージが無線基地局で受信されると、ランダムアクセスレスポンスと同じ狭帯域ＤＬ  ＢＷ＃２で無線基地局からＭＴＣ端末にセットアップメッセージ（contention  resolution、Message  4）が送信される（ステップＳ０６）。
【００４２】
上記した実施の形態では、ＭＴＣ端末が、直前にランダムアクセスプリアンブルが送信された周波数を用いて、無線基地局に接続要求メッセージ（Message  3）を送信する例について説明したが、この構成に限定されない。図７に示すように、ＰＲＡＣＨ用の複数の狭帯域（周波数）でランダムアクセスプリアンブルを周波数ホッピングさせる場合、先頭のランダムアクセスプリアンブルが送信された周波数を用いて、無線基地局に接続要求メッセージを送信してもよい。例えば、ＰＲＡＣＨ用の周波数ｆ１、ｆ２で周波数ホッピングする場合、先頭のランダムアクセスプリアンブルが送信された周波数ｆ１で接続要求メッセージが通知される。なお、サブフレーム単位で周波数ホッピングする構成に限らず、スロット単位で周波数ホッピングさせてもよい。したがって、先頭のランダムアクセスプリアンブルとは、先頭サブフレームのランダムアクセスプリアンブルに限らず、前半スロットのランダムアクセスプリアンブルでもよい。また、先頭のランダムアクセスプリアンブルは、周波数ホッピング毎の先頭のランダムアクセスプリアンブルでもよいし、ランダムアクセス開始時の先頭のランダムアクセスプリアンブルでもよい。また、本実施の形態では、ランダムアクセスプリアンブルを周波数ホッピングさせる場合においても、無線基地局がランダムアクセスプリアンブルの信号系列及び／又は周波数に関連付けられた下りリソースで、ランダムアクセスレスポンス（Message  2）やセットアップメッセージ（Message  4）を送信してもよい。このように、接続要求メッセージ（Message  3）のリソースをランダムアクセスプリアンブルの無線リソースと括り付けることで、ランダムアクセスレスポンス（Message  2）のオーバヘッドを低減することが出来る。
【００４３】
また、接続要求メッセージの周波数位置は、ＭＴＣ用のＳＩＢやランダムアクセスプリアンブルで直に通知されてもよい。ランダムアクセスレスポンス（Message  2）及びセットアップメッセージ（Message  4）についても同様に、ＭＴＣ用のＳＩＢやランダムアクセスプリアンブルで直に通知されてもよい。
【００４４】
本実施の形態に係る無線通信システムについて、詳細に説明する。図８は、本実施の形態に係る無線通信システムの概略構成図である。この無線通信システムでは、上記した上りリンクの周波数同期やランダムアクセス手順が適用される。上りリンクの周波数同期やランダムアクセス手順は、それぞれ単独で適用されてもよいし、組み合わせて適用されてもよい。ここでは、狭帯域に使用帯域が制限されたユーザ端末としてＭＴＣ端末を例示するが、ＭＴＣ端末に限定されるものではない。
【００４５】
図８に示す無線通信システム１は、マシン通信システムのネットワークドメインにＬＴＥシステムを採用した一例である。当該無線通信システム１では、ＬＴＥシステムのシステム帯域幅を１単位とする複数の基本周波数ブロック（コンポーネントキャリア）を一体としたキャリアアグリゲーション（ＣＡ）及び／又はデュアルコネクティビティ（ＤＣ）を適用することができる。また、ＬＴＥシステムが下りリンク及び上りリンク共に最大２０ＭＨｚのシステム帯域に設定されるものとするが、この構成に限られない。なお、無線通信システム１は、ＳＵＰＥＲ  ３Ｇ、ＬＴＥ−Ａ（LTE-Advanced）、ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄ、４Ｇ、５Ｇ、ＦＲＡ（Future  Radio  Access）等と呼ばれてもよい。
【００４６】
無線通信システム１は、無線基地局１０と、無線基地局１０に無線接続する複数のユーザ端末２０Ａ、２０Ｂ及び２０Ｃとを含んで構成されている。無線基地局１０は、上位局装置３０に接続され、上位局装置３０を介してコアネットワーク４０に接続される。なお、上位局装置３０には、例えば、アクセスゲートウェイ装置、無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）、モビリティマネジメントエンティティ（ＭＭＥ）等が含まれるが、これに限定されるものではない。
【００４７】
複数のユーザ端末２０Ａ、２０Ｂ及び２０Ｃは、セル５０において無線基地局１０と通信を行うことができる。例えば、ユーザ端末２０Ａは、ＬＴＥ（Ｒｅｌ−１０）又はＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ（Rel-10以降も含む）をサポートするユーザ端末（以下、ＬＴＥ端末）であり、他のユーザ端末２０Ｂ、２０Ｃは、マシン通信システムにおける通信デバイスとなるＭＴＣ端末である。以下、特に区別を要しない場合は、ユーザ端末２０Ａ、２０Ｂ及び２０Ｃは単にユーザ端末２０と呼ぶ。
【００４８】
なお、ＭＴＣ端末２０Ｂ、２０Ｃは、ＬＴＥ、ＬＴＥ−Ａなどの各種通信方式に対応した端末であり、電気（ガス）メータ、自動販売機等の固定通信端末に限らず、車両等の移動通信端末でもよい。また、ユーザ端末２０は、直に他のユーザ端末と通信してもよいし、無線基地局１０を介して他のユーザ端末と通信してもよい。
【００４９】
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。
【００５０】
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制御チャネル等が用いられる。ＰＤＳＣＨにより、ユーザデータや上位レイヤ制御情報、所定のＳＩＢ（System  Information  Block）が伝送される。また、ＰＢＣＨにより、同期信号や、ＭＩＢ（Master  Information  Block）などが伝送される。
【００５１】
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）等を含む。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）等が伝送される。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等の伝送に用いられる。
【００５２】
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）等が用いられる。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（ＲＡプリアンブル）が伝送される。
【００５３】
図９は、本実施形態に係る無線基地局の全体構成の一例を示す図である。無線基地局１０は、複数の送受信アンテナ１０１と、アンプ部１０２と、送受信部１０３と、ベースバンド信号処理部１０４と、呼処理部１０５と、伝送路インターフェース１０６とを備えている。なお、送受信部１０３は、送信部及び受信部で構成される。
【００５４】
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。
【００５５】
ベースバンド信号処理部１０４では、ユーザデータに関して、ＰＤＣＰ（Packet  Data  Convergence  Protocol）レイヤの処理、ユーザデータの分割・結合、ＲＬＣ（Radio  Link  Control）再送制御等のＲＬＣレイヤの送信処理、ＭＡＣ（Medium  Access  Control）再送制御（例えば、ＨＡＲＱ（Hybrid  Automatic  Repeat  reQuest）の送信処理）、スケジューリング、伝送フォーマット選択、チャネル符号化、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ：Inverse  Fast  Fourier  Transform）処理、プリコーディング処理等の送信処理が行われて各送受信部１０３に転送される。また、下り制御信号に関しても、チャネル符号化や逆高速フーリエ変換などの送信処理が行われて、各送受信部１０３に転送される。
【００５６】
また、ベースバンド信号処理部１０４では、システム帯域用のシステム情報の他、ＰＲＡＣＨで使用される狭帯域用のシステム情報が生成される。狭帯域用のシステム情報には、例えば、狭帯域の基準周波数位置を示す上りキャリア周波数の周波数値やオフセット値等の上りキャリア周波数の指示情報が含まれる。
【００５７】
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、システム帯域幅より制限された狭い帯域幅（狭帯域幅）で、各種信号を送受信することができる。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。
【００５８】
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。
【００５９】
ベースバンド信号処理部１０４では、入力された上り信号に含まれるユーザデータに対して、高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Fast  Fourier  Transform）処理、逆離散フーリエ変換（ＩＤＦＴ：Inverse  Discrete  Fourier  Transform）処理、誤り訂正復号、ＭＡＣ再送制御の受信処理、ＲＬＣレイヤ、ＰＤＣＰレイヤの受信処理がなされ、伝送路インターフェース１０６を介して上位局装置３０に転送される。呼処理部１０５は、通信チャネルの設定や解放等の呼処理や、無線基地局１０の状態管理や、無線リソースの管理を行う。
【００６０】
伝送路インターフェース１０６は、所定のインターフェースを介して、上位局装置３０と信号を送受信する。また、伝送路インターフェース１０６は、基地局間インターフェース（例えば、光ファイバ、Ｘ２インターフェース）を介して隣接無線基地局１０と信号を送受信（バックホールシグナリング）してもよい。
【００６１】
図１０は、本実施形態に係る無線基地局の機能構成の一例を示す図である。なお、図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、ベースバンド信号処理部１０４は、制御部（スケジューラ）３０１と、送信信号生成部（生成部）３０２と、マッピング部３０３と、受信信号処理部３０４と、を備えている。
【００６２】
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）等の下り参照信号等のスケジューリングの制御も行う。また、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で送信されるランダムアクセスプリアンブル等のスケジューリングを制御する。
【００６３】
制御部３０１は、各種信号を狭帯域に割り当てて送信するように、送信信号生成部３０２及びマッピング部３０３を制御する。例えば、下りリンクのシステム情報（ＭＩＢ、ＳＩＢ）、ＥＰＤＣＣＨが狭帯域幅に割り当てられる。システム情報は、システム帯域の中心周波数位置の狭帯域に割り当てられてもよいし、中心周波数位置から外れた狭帯域に割り当てられてもよい。なお、上りリンクのランダムアクセスプリアンブルは、システム帯域両端の上り制御チャネル用の帯域に隣接したＰＲＡＣＨ用の一対の狭帯域のいずれかに割り当てられてもよい。
【００６４】
下りリンクのランダムアクセスレスポンス及びセットアップメッセージは、ランダムアクセスプリアンブルの系列及び／又は周波数と関連付けられてリソースが割り当てられてもよい。この場合、ＥＰＤＣＣＨによるランダムアクセスレスポンスのリソースの指定が不要である。上りリンクの接続要求メッセージは、直前のランダムアクセスプリアンブルと同じ狭帯域に割り当てられてもよい。この場合、接続要求メッセージに対するリソース割り当てに使用されるランダムアクセスレスポンスの情報量を減らすことができる。また、ＰＲＡＣＨ用の複数の狭帯域でランダムアクセスプリアンブルが周波数ホッピングされる場合には、上りリンクの接続要求メッセージが、先頭のランダムアクセスプリアンブルが送信された周波数に割り当てられてもよい。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。
【００６５】
送信信号生成部３０２は、制御部３０１からの指示に基づいて、ＤＬ信号を生成して、マッピング部３０３に出力する。例えば、送信信号生成部３０２は、制御部３０１からの指示に基づいて、下り信号の割り当て情報を通知するＤＬアサインメント及び上り信号の割り当て情報を通知するＵＬグラントを生成する。また、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）等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。
【００６６】
また、送信信号生成部３０２は、制御部３０１からの指示に基づいて狭帯域用のシステム情報（ＭＴＣ用のＳＩＢ）を生成する。このシステム情報は、ＰＲＡＣＨ用の狭帯域を特定するための上りキャリア周波数の指示情報（ul-CarrierFreq）を含めて生成される。狭帯域用のシステム情報には、複数の上りキャリア周波数の周波数値が指示情報として含まれてもよいし、上りキャリア周波数の周波数値に加えて周波数値に対するオフセット値（Relative  frequency  offset）が指示情報として含まれてもよい。また、狭帯域用のシステム情報には、下りリンクの狭帯域を特定するための指示情報として、下りリンクの周波数値が含まれていてもよい。さらに、狭帯域用のシステム情報には、ランダムアクセスレスポンス、接続要求メッセージ、セットアップメッセージ（Message  2-4）の周波数位置が含まれてもよい。
【００６７】
また、送信信号生成部３０２は、制御部３０１からの指示に基づいて、ランダムアクセスプリアンブルの応答信号としてランダムアクセスレスポンスを生成する。ＰＲＡＣＨ用の狭帯域のリソースが６リソースブロックに制限されているため、ランダムアクセスレスポンスに含まれるリソースブロック割当てのビット数を抑えて情報量を減らすことができる。また、送信信号生成部３０２は、制御部３０１からの指示に基づいて、接続要求メッセージの応答信号としてセットアップメッセージを生成する。送信信号生成部３０２は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明される信号生成器又は信号生成回路とすることができる。
【００６８】
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（最大６リソースブロック）にマッピングして、送受信部１０３に出力する。マッピング部３０３は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明されるマッパー、マッピング回路又はマッピング装置とすることができる。
【００６９】
受信信号処理部３０４は、ユーザ端末から送信されるＵＬ信号（例えば、送達確認信号（ＨＡＲＱ−ＡＣＫ）、ＰＵＳＣＨで送信されたデータ信号、ＰＲＡＣＨで送信されたランダムアクセスプリアンブル等）に対して、受信処理（例えば、デマッピング、復調、復号など）を行う。処理結果は、制御部３０１に出力される。
【００７０】
また、受信信号処理部３０４は、受信した信号を用いて受信電力（例えば、ＲＳＲＰ（Reference  Signal  Received  Power））、受信品質（ＲＳＲＱ（Reference  Signal  Received  Quality））やチャネル状態などについて測定してもよい。測定結果は、制御部３０１に出力されてもよい。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、並びに、測定器、測定回路又は測定装置から構成することができる。
【００７１】
図１１は、本実施形態に係るユーザ端末の全体構成の一例を示す図である。なお、ここでは詳細な説明を省略するが、通常のＬＴＥ端末がＭＴＣ端末として振る舞うように動作してもよい。ユーザ端末２０は、送受信アンテナ２０１と、アンプ部２０２と、送受信部２０３と、ベースバンド信号処理部２０４と、アプリケーション部２０５と、を備えている。なお、送受信部２０３は、送信部及び受信部から構成される。また、ユーザ端末２０は、送受信アンテナ２０１、アンプ部２０２、送受信部２０３等を複数備えてもよい。
【００７２】
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。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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
図１２は、本実施形態に係るユーザ端末の機能構成の一例を示す図である。なお、図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、を備えている。
【００７６】
制御部４０１は、無線基地局１０から送信された下り制御信号（ＰＤＣＣＨ／ＥＰＤＣＣＨで送信された信号）及び下りデータ信号（ＰＤＳＣＨで送信された信号）を、受信信号処理部４０４から取得する。制御部４０１は、下り制御信号や、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。
【００７７】
また、制御部４０１は、狭帯域のシステム情報（ＭＴＣ用のＳＩＢ）に基づいて送受信部２０３を制御する。制御部４０１は、狭帯域のシステム情報から上りキャリア周波数の指示情報を抽出して、指示情報で特定される上りキャリア周波数の周波数値に送受信部２０３を同調させるように制御する。例えば、上りキャリア周波数の指示情報として複数の周波数値が通知されたら、複数の周波数値のいずれかに送受信部２０３が同調される。また、上りキャリア周波数の指示情報として複数の周波数値とオフセット値が通知されたら、周波数値と周波数値にオフセット値を加えた他の周波数値とのいずれかに送受信部２０３が同調される。
【００７８】
この場合、上りキャリア周波数の指示情報で複数の狭帯域が特定され、複数の狭帯域のいずれか一方でランダムアクセスプリアンブルの送信が失敗したら、複数の狭帯域のいずれか他方でランダムアクセスプリアンブルが送信されるように、送受信部２０３の送信周波数が制御されてもよい。また、狭帯域のシステム情報に下りリンクの周波数の指示情報が含まれている場合には、指示情報に含まれている下りリンクの周波数値に送受信部２０３が同調される。制御部４０１は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明されるコントローラ、制御回路又は制御装置とすることができる。
【００７９】
送信信号生成部４０２は、制御部４０１からの指示に基づいて、ＵＬ信号を生成して、マッピング部４０３に出力する。例えば、送信信号生成部４０２は、制御部４０１からの指示に基づいて、送達確認信号（ＨＡＲＱ−ＡＣＫ）やチャネル状態情報（ＣＳＩ）等の上り制御信号を生成する。また、送信信号生成部４０２は、制御部４０１からの指示に基づいて上りデータ信号を生成する。例えば、制御部４０１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、送信信号生成部４０２に上りデータ信号の生成を指示する。
【００８０】
また、送信信号生成部４０２は、受信信号処理部４０４で狭帯域用のシステム情報（ＭＴＣ用のＳＩＢ）が受信されると、制御部４０１からの指示に基づいてランダムアクセスプリアンブルを生成する。なお、ランダムアクセスプリアンブルには、ランダムアクセスレスポンス、接続要求メッセージ、セットアップメッセージ（Message  2-4）の周波数位置が含まれてもよい。さらに、送信信号生成部４０２は、受信信号処理部４０４でランダムアクセスレスポンスが受信されると、ランダムアクセスレスポンスのパラメータに応じて接続要求メッセージを生成する。送信信号生成部４０２は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明される信号生成器、信号生成回路又は信号生成装置とすることができる。
【００８１】
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（最大６リソースブロック）にマッピングして、送受信部２０３へ出力する。マッピング部４０３は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明されるマッパー、マッピング回路又はマッピング装置とすることができる。
【００８２】
受信信号処理部４０４は、ＤＬ信号（例えば、無線基地局から送信された下り制御信号、ＰＤＳＣＨで送信された下りデータ信号等）に対して、受信処理（例えば、デマッピング、復調、復号など）を行う。受信信号処理部４０４は、無線基地局１０から受信した情報を、制御部４０１に出力する。受信信号処理部４０４は、例えば、報知情報、システム情報、ＲＲＣシグナリング、ＤＣＩなどを、制御部４０１に出力する。
【００８３】
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）、受信品質（ＲＳＲＱ）やチャネル状態などについて測定してもよい。なお、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器、信号処理回路又は信号処理装置、並びに、測定器、測定回路又は測定装置から構成することができる。
【００８４】
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。
【００８５】
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）等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）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。
【００８６】
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、ＥＰＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスクなどの記憶媒体である。また、プログラムは、電気通信回線を介してネットワークから送信されても良い。また、無線基地局１０やユーザ端末２０は、入力キーなどの入力装置や、ディスプレイなどの出力装置を含んでいてもよい。
【００８７】
無線基地局１０及びユーザ端末２０の機能構成は、上述のハードウェアによって実現されてもよいし、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールによって実現されてもよいし、両者の組み合わせによって実現されてもよい。プロセッサは、オペレーティングシステムを動作させてユーザ端末の全体を制御する。また、プロセッサは、記憶媒体からプログラム、ソフトウェアモジュールやデータをメモリに読み出し、これらに従って各種の処理を実行する。ここで、当該プログラムは、上記の各実施形態で説明した各動作を、コンピュータに実行させるプログラムであれば良い。例えば、ユーザ端末２０の制御部４０１は、メモリに格納され、プロセッサで動作する制御プログラムによって実現されてもよく、他の機能ブロックについても同様に実現されてもよい。
【００８８】
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。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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