(57)【要約】【課題】同一の周波数帯に複数の無線通信システムが共存する場合に、キャリアセンス用の閾値を適切に制御してシステム容量を最適化する。【解決手段】  基地局と移動局が無線通信を行う移動通信システムであって、前記基地局は、前記移動局が免許不要周波数帯上にあるときに、前記移動局に対し、キャリアセンス用の閾値を通知し、前記移動局は、データ送信に先だって、通知された前記閾値を用いてキャリアセンスを行う。【選択図】図１
2015149542.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局と移動局が無線通信を行う移動通信システムであって、
前記基地局は、前記移動局が免許不要周波数帯上にあるときに、前記移動局に対し、キャリアセンス用の閾値を通知し、
前記移動局は、データ送信に先だって、通知された前記閾値を用いてキャリアセンスを行うことを特徴とする移動通信システム。
【請求項２】
前記基地局は、前記免許不要周波数帯に共存する複数の通信システムに対して独立に設定された複数のキャリアセンス用閾値を通知し、
前記移動局は、前記複数のキャリアセンス用閾値を用いてキャリアセンスを行うことを特徴とする請求項１に記載の移動通信システム。
【請求項３】
前記移動局は、第１のキャリアセンス閾値を用いて、測定キャリアが使用可能であるか否かを判断し、前記第１のキャリアセンス閾値に基づく判断で前記測定キャリアが使用可能である場合に、第２のキャリアセンス閾値を用いて、前記測定キャリアが使用可能であるか否かをさらに判断し、前記第２のキャリアセンス閾値に基づく判断で前記測定キャリアが使用可能である場合に、前記測定キャリアを用いて通信を行うことを特徴とする請求項２に記載の移動通信システム。
【請求項４】
前記基地局は、報知信号又は個別制御信号で、前記閾値を前記移動局に通知することを特徴とする請求項１に記載の移動通信システム。
【請求項５】
前記移動局は、上りリンクについて前記キャリアセンスを行い、
前記基地局は、前記閾値を用いて下りリンクについて前記キャリアセンスを行うことを特徴とする請求項１に記載の移動通信システム。
【請求項６】
移動通信システムで用いられる移動局装置であって、
基地局から、免許不要周波数帯におけるキャリアセンス用の閾値を受信する無線通信部と、
前記免許不要周波数帯上のキャリアを測定する測定部と、
前記測定部による測定結果と、前記閾値とに基づいて、測定された前記キャリアが使用可能か否かを判断する制御部と、
を有することを特徴とする移動局装置。
【請求項７】
前記無線通信部は、前記基地局から、前記免許不要周波数帯に共存する複数の通信システムに対して独立に設定された複数のキャリアセンス用閾値を受信し、
前記制御部は、前記複数のキャリアセンス用閾値に基づいて、測定された前記キャリアが使用可能か否かを判断することを特徴とする請求項６に記載の移動局装置。
【請求項８】
前記制御部は、第１のキャリアセンス閾値を用いて、測定された前記キャリアが使用可能であるか否かを判断し、第１のキャリアセンス閾値に基づく判断で前記キャリアが使用可能である場合に、第２のキャリアセンス閾値を用いて、前記キャリアが使用可能であるか否かをさらに判断し、
前記無線通信部は、前記第２のキャリアセンス閾値に基づく判断で前記測定キャリアが使用可能である場合に、前記測定キャリアを用いて通信を行うことを特徴とする請求項７に記載の移動局装置。
【請求項９】
前記無線通信部は、前記基地局から報知信号又は個別制御信号で、前記閾値を受信することを特徴とする請求項６に記載の移動局装置。
【請求項１０】
前記無線通信部は、前記キャリアが使用可能であると判断された場合に、前記キャリアを用いてパケットを無線に送信することを特徴とする請求項６に記載の移動局装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無線通信の分野に関し、特に、キャリアセンス制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）の標準規格であるＬＴＥ（Long Term Evolution）を免許不要周波数帯（unlicensed Spectrum Frequency Band）で用いるための検討を進める提案がなされている（たとえば、非特許文献１参照）。
【０００３】
ＬＴＥは、ランセンスバンドで用いることを前提に設計されている。つまり、事業者がある周波数帯域を占有できることを前提としている。
【０００４】
免許不要周波数帯では、同じ周波数帯域を他の事業者や通信機器が使用することができる。Wi-Fi（Wireless Fidelity）などの無線ＬＡＮ（Local Area Network）は、免許が不要とされている特定の周波数帯で無線通信を行っている。
【０００５】
日本では、免許不要周波数帯で通信を行う場合、キャリアセンスを行うことが法律上、義務付けられている。キャリアセンスは、自局が無線信号を送信する前に、その周波数（チャネル）が他の無線局によって使用されていないかどうかを確認して、衝突や混信を事前に回避する仕組みである。
【０００６】
ＬＴＥを免許不要周波数帯で用いる場合、ＬＴＥでキャリアセンスの仕組みを規定する必要がある。Wi-Fiのキャリアセンスでは、測定キャリア上にWi-Fiプリアンブルまたは-62dBm以上の干渉信号が検出された場合に、その測定キャリアは他の無線局によって使用中であると判断される。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】3GPP RAN #62, Busan, South Korea, Dec 3-7, 2013, RP-131635
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
Wi-Fiプリアンブルを検出できる最低受信レベルは実装に依存し、標準規定されていない。また、他の干渉レベルを検出する閾値は、固定値（-62dBm）になっている。すなわち、システムとしてキャリアセンスの閾値を制御することができない。
【０００９】
そこで、同一の周波数帯域に異なる無線通信システムや事業者が共存する場合に、キャリアセンス用の閾値を適切に制御してシステム容量を最適化する技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の第１の側面では、基地局と移動局が無線通信を行う移動通信システムにおいて、
前記基地局は、前記移動局が免許不要周波数帯上にあるときに、前記移動局に対し、キャリアセンス用の閾値を通知し、
前記移動局は、データ送信に先だって、通知された前記閾値を用いてキャリアセンスを行う。
【００１１】
本発明の第２の側面では、移動通信システムで用いられる移動局装置を提供する。移動局装置は、
基地局から、免許不要周波数帯におけるキャリアセンス用の閾値を受信する無線通信部と、
前記免許不要周波数帯上のキャリアを測定する測定部と、
前記測定部による測定結果と、前記閾値とに基づいて、測定された前記キャリアが使用可能か否かを判断する制御部と、
を有する。
【発明の効果】
【００１２】
システムでキャリアセンス用の閾値を制御することができ、同一周波数帯域に異なる通信システムが共存する場合でもシステム容量を最適化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態のキャリアセンス制御方法のフローチャートである。
【図２】実施形態のキャリアセンス制御方法の変形例を示すフローチャートである。
【図３】実施形態の移動局の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、移動局（ＵＥ：User Equipment）で実施されるキャリアセンス制御のフローチャートである。実施形態では、ネットワークが基地局（ｅＮＢ：evolved Node B）を介しＵＥにキャリアセンスの閾値を通知する。
【００１５】
まず、ＵＥは、自局が在圏するセルで、キャリアセンス閾値を取得する（Ｓ１０１）。このＵＥは、免許不要周波数帯で通信可能であり、かつ、特定のライセンスバンドを占有する事業者の無線通信方式にも対応している。実施形態で、特定のライセンスバンドを占有する事業者の無線通信方式は、たとえばＬＴＥである。この意味で、ＵＥを「ＬＴＥ対応端末」と呼んでもよい。
【００１６】
キャリアセンス閾値は、ｅＮＢから報知信号で通知されてもよいし、ＵＥに対して個別信号で通知されてもよい。個別信号は、たとえば、免許不要周波数帯上のＬＴＥ対応端末（ＵＥ）との間で「Connected」状態が確立されているセルから、このＵＥに対して個別に送信される無線リソース制御（ＲＲＣ）信号であってもよい。
【００１７】
キャリアセンス閾値として、ＲＳＲＰ（Reference Signal Receive Power）、ＲＳＲＱ（Reference Signal Received Quality）など任意のパラメータを用いることができる。図１の例では、特定のＲＳＲＱ値（ｄＢ）が通知される。
【００１８】
次に、ＵＥは、自局の送信に先立って、自局に割り当てられた周波数（キャリア）を測定し、測定値と取得したキャリアセンス閾値と比較する（Ｓ１０２）。測定したキャリアのＲＳＲＱが閾値（ｄＢ）以上である場合は（Ｓ１０２でＹＥＳ）、その周波数に一定レベル以上の電波があるので、測定キャリアは使用中であると判断する（Ｓ１０３）。この場合、ＵＥは所定時間経過後に、同じ周波数で再度キャリアセンスを行ってもよい。
【００１９】
測定キャリアのＲＳＲＱが閾値（ｄＢ）よりも小さい場合は（Ｓ１０２でＮＯ）、その周波数に他の無線局による干渉が少ないので、測定キャリアは使用可能と判断される（Ｓ１０４）。
【００２０】
図１の方法は、共存する通信システムの種類にかかわらず、ｅＮＢが１つのキャリアセンス閾値を通知する例である。キャリアセンス用の閾値はネットワークで設計されたものであってもよい。また、閾値は、セルごと、あるいは一定の地理的範囲内に位置するセル群ごとに、異なる値が設定されてもよい。
【００２１】
この方法により、ＵＥは、事業者が占有する周波数帯域で割り当てられる無線リソースに加えて、免許不要周波数帯の無線リソースを、他の無線システムの無線局との衝突を回避しつつ使用することが可能になる。
【００２２】
図２は、実施形態のキャリアセンス制御の変形例を示すフローチャートである。図２の変形例では、無線通信システム（ＲＡＴ：Radio Access Technology）ごと、あるいは干渉源ごとに、独立のキャリアセンス用の閾値をＵＥに通知する。図２で免許不要の周波数帯域で共存する通信システムは、たとえば、ＬＴＥとWi-Fiであり、これ以外に第３の無線ネットワークまたは干渉源が存在する。
【００２３】
まず、ＵＥは通信システムごとのキャリアセンス閾値をネットワーク（ｅＮＢ）から取得する（Ｓ２０１）。図１と同様に、キャリアセンス閾値を報知信号で取得してもよいし、個別信号で取得してもよい。
【００２４】
ＵＥは、免許不要の周波数帯で自局が使用するチャンネルのキャリア周波数を測定し、測定キャリア上に第１のキャリアセンス閾値以上のＬＴＥ信号が検出されたかを判断する（Ｓ２０２）。このＬＴＥ信号は、参照信号のような既存の信号であってもよいし、キャリアセンス用に新たに規定された信号であってもよい。測定キャリア上に第１のキャリアセンス閾値を超えるＬＴＥ信号が検出された場合（Ｓ２０２でＹＥＳ）、そのキャリアは他のＬＴＥ対応端末により使用中であると判断する（Ｓ２０３）。
【００２５】
測定値が、第１のキャリアセンス閾値よりも小さい場合は（Ｓ２０２でＮＯ）、測定キャリア上に第２のキャリアセンス閾値以上のWi-Fiプリアンブル信号が検出されるかを判断する（Ｓ２０４）。第２のキャリアセンス閾値は第１のキャリアセンス閾値と同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【００２６】
測定キャリア上に第２のキャリアセンス閾値以上のWi-Fiプリアンブルが検出された場合は（Ｓ２０４でＹＥＳ）、測定キャリアは使用中であると判断される（Ｓ２０３）。第２のキャリアセンス閾値以上のWi-Fiプリアンブルが検出されない場合は（Ｓ２０４でＮＯ）、測定キャリア上に第３のキャリアセンス閾値以上の他の干渉信号が検出されるかを判断する（Ｓ２０５）。他の干渉信号が検出された場合は（Ｓ２０５でＹＥＳ）、測定キャリアは他の無線局によって使用中であると判断される（Ｓ２０３）。他の干渉信号がない場合は（Ｓ２０５でＮＯ）、測定キャリアは使用可能であると判断され（Ｓ２０６）、ＵＥはそのキャリアで発信する。
【００２７】
図２の方法は、キャリアセンス用の閾値を干渉源ごとに独立に設定できるので、異なる通信システムが共存する場合でも使用可能リソースの有無を適切に判断してシステム容量の最適化を図ることができる。
【００２８】
また、ＵＥは特定の事業者が提供する無線リソースに加え、自局の制御で免許不要周波数帯の無線リソースを使用することができる。
【００２９】
図３は、移動局装置（ＵＥ）１０の概略構成図である。ＵＥ１０は、無線通信部１１と、信号処理部１２と、制御部１３と、キャリア測定部１５を有する。無線通信部１１は、基地局からキャリアセンス用閾値を通知する信号を受信する。受信された信号は信号処理部１２で信号処理され、キャリアセンス用閾値が取り出される。キャリアセンス用閾値は、制御部１３の閾値判定部１４で管理される。
【００３０】
キャリア測定部１５は、ＵＥ１０が免許不要周波数帯でパケットを送信する場合に、ＵＥ１０が使用するチャンネルでキャリアセンスを行う。閾値判定部１４は、キャリア測定部１５の測定結果と、キャリアセンス用閾値とに基づいて、測定したチャネルが使用可能か否かを判断する。使用可能な場合は、無線通信部１１からパケットが無線送信される。
【００３１】
キャリアセンス用の閾値をＲＡＴ（干渉源）ごとに独立して設定することで、衝突を回避してシステム容量の最適化を図ることができる。
【００３２】
実施形態のキャリアセンス制御技術は、キャリアアグリゲーション（ＣＡ）や、Dual Connectivity（基地局間ＣＡ）と組み合わせることができる。たとえば、プライマリのコンポーネントキャリア（ＣＣ）にライセンス周波数帯で割り当てられるキャリアを用い、セカンダリのＣＣに免許不要周波数帯のキャリアを用いる。ＵＥはセカンダリＣＣについて実施例の方式でキャリアセンスを行う。
【００３３】
ＵＥが上りリンクと下りリンクの双方のキャリアセンスを行ってもよいし、上りリンクデータについてＵＥでキャリアセンスを行い、下りリンクデータについて、ｅＮＢでキャリアセンスを行うこととしてもよい。
【００３４】
同一周波数帯に共存する無線規格はWi-Fiに限定されず、Bluetooth（登録商標）等の近距離無線通信規格やセンサネットワーク用の規格であってもよい。その場合、それぞれの無線通信システム用に独立したキャリアセンス閾値が設定される。
【００３５】
また、実施形態ではＬＴＥ対応端末を例にとって説明したが、必ずしもＵＥ１０はモバイル通信規格に基づく端末でなくてもよい。たとえば、音声通話機能のない端末装置が免許不要周波数帯で無線通信する際に、アクセスポイントから通知される１種類以上のキャリアセンス閾値を受信してキャリアセンスを行ってもよい。
【００３６】
また、図２の例では３つのキャリアセンス閾値を用いたが、２つ以上のの任意の数のキャリアセンス閾値を用いて、すべての閾値判定をクリアした場合にＵＥがその測定キャリアで通信することとしてもよい。複数段階の閾値判断をすることで、測定キャリアの使用可否判断の精度を高めて免許不要周波数帯で干渉を回避して通信を行うことができる。
【符号の説明】
【００３７】
１０  移動局装置（ＵＥ）
１１  無線通信部
１２  信号処理部
１３  制御部
１４  閾値判定部
１５  キャリア測定部
【図１】
2015149542.tif 000003
【図２】
2015149542.tif 000004
【図３】
2015149542.tif 000005