(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＢＴ（listen  before  talk）を実行して第１の周波数キャリアにおける上りリンク信号の送信を制御する制御部と、
無線基地局から前記第１の周波数キャリアにおいて送信される下りリンク信号を受信する送受信部と、を有し、
前記制御部が、前記第１の周波数キャリアのサブフレーム内のＯＦＤＭシンボルタイミングにて前記ＬＢＴを実行して、前記ＬＢＴ期間中の受信電力が所定のしきい値以下で、かつ、前記下りリンク信号を検出しない場合に、前記サブフレームが前記下りリンク信号の送信に使用されていないことを検出し、前記サブフレームで上りリンク信号を送信するよう制御することを特徴とするユーザ端末。
【請求項２】
前記制御部は、前記上りリンク信号の送信をＬＢＴの結果に基づいて前記サブフレームの先頭又は前記サブフレームの途中から開始し、一定期間後に終了するように制御することを特徴とする請求項１に記載のユーザ端末。
【請求項３】
前記送受信部が、上りリンクグラントを受信した場合に、
前記制御部が、前記上りリンクグラントで割り当てられたサブフレームにて前記ＬＢＴを実行することを特徴とする請求項１に記載のユーザ端末。
【請求項４】
前記送受信部が、前記無線基地局から、上りリンク送信可否設定、一定時間上りリンク送信を許可するタイマーの通知、バックオフ時間の通知もしくは使用可能な変調符号化方式またはランク指標の通知のうち少なくとも１つを受信し、
前記制御部が、
前記上りリンク送信可否設定に基づいて、前記上りリンク信号を送信するか否か制御し、
前記タイマーに基づいて、前記タイマーで設定された時間を超えると、前記上りリンク信号を送信しないよう制御し、
前記バックオフ時間に基づいて、前記ＬＢＴを実行する時間を制御し、
前記変調符号化方式またはランク指標を使用して、前記上りリンク信号を送信するよう制御することを特徴とする請求項１に記載のユーザ端末。
【請求項５】
前記制御部が、自律的に選択した変調符号化方式またはランク指標もしくはリソースブロック数を使用して前記上りリンク信号を送信するよう制御するとともに、前記変調符号化方式またはランク指標もしくは前記リソースブロック数の情報を特定のリソースにて前記無線基地局に通知するよう制御することを特徴とする請求項１に記載のユーザ端末。
【請求項６】
前記制御部が、前記変調符号化方式またはランク指標もしくは前記リソースブロック数の情報を前記無線基地局に通知する場合、物理上りリンク制御チャネルの送信方法を利用するよう制御し、
前記送信方法が、事前に設定された特定のリソースブロックの使用、サブフレーム内ホッピングまたは符号分割多重のうち少なくとも１つであることを特徴とする請求項５に記載のユーザ端末。
【請求項７】
前記制御部が、前記情報に端末識別情報を含むよう制御することを特徴とする請求項６に記載のユーザ端末。
【請求項８】
前記送受信部が、前記無線基地局から、リソースのサブセットの通知を受信し、
前記制御部が、前記サブセット帯域ごとにＬＢＴを実行して、前記サブセットが前記下りリンク信号の送信に使用されていないことを検出した場合に、前記サブセットにて上りリンク信号を送信するよう制御することを特徴とする請求項１に記載のユーザ端末。
【請求項９】
前記送受信部が、前記無線基地局から、前記第１の周波数キャリアの一部のサブフレームを下りリンク固定または上りリンク固定とする通知を受信し、
前記制御部が、前記通知に基づいて、前記下りリンク固定サブフレームで下りリンク信号を受信するよう制御し、前記上りリンク固定サブフレームで上りリンク信号を送信するよう制御することを特徴とする請求項１に記載のユーザ端末。
【請求項１０】
ＬＢＴ（listen  before  talk）が設定された第１の周波数キャリアを用いて通信を行う無線基地局とユーザ端末とを有する無線通信システムであって、
前記ユーザ端末は、
ＬＢＴを実行して前記第１の周波数キャリアにおける上りリンク信号の送信を制御する制御部と、
前記無線基地局から前記第１の周波数キャリアにおいて送信される下りリンク信号を受信する送受信部と、を有し、
前記制御部が、前記第１の周波数キャリアのサブフレーム内のＯＦＤＭシンボルタイミングにて前記ＬＢＴを実行して、前記ＬＢＴ期間中の受信電力が所定のしきい値以下で、かつ、前記下りリンク信号を検出しない場合に、前記サブフレームが前記下りリンク信号の送信に使用されていないことを検出し、前記サブフレームで上りリンク信号を送信するよう制御することを特徴とする無線通信システム。
【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および無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＵＭＴＳ（universal  mobile  telecommunication  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および高速化を目的として、ＬＴＥアドバンストが仕様化され、さらに、たとえばＦＲＡ（future  radio  access）と呼ばれるＬＴＥの後継システムが検討されている。【０００３】
Ｒｅｌ．８から１２のＬＴＥでは、事業者に免許された周波数帯、すなわちライセンスバンドにおいて排他的な運用がなされることを想定して仕様化が行われた。ライセンスバンドとしては、たとえば８００ＭＨｚ、２ＧＨｚまたは１．７ＧＨｚなどが使用される。【０００４】
Ｒｅｌ．１３以降のＬＴＥでは、免許不要の周波数帯、すなわちアンライセンスバンドにおける運用もターゲットとして検討されている。アンライセンスバンドとしては、たとえばＷｉ−Ｆｉと同じ２．４ＧＨｚまたは５ＧＨｚ帯などが使用される。Ｒｅｌ．１３  ＬＴＥでは、ライセンスバンドとアンライセンスバンドの間でのキャリアアグリゲーション（ＬＡＡ：license-assisted  access）を検討対象としているが、将来的にデュアルコネクティビティやアンライセンスバンドのスタンドアローンも検討対象となる可能性がある。【０００５】
アンライセンスバンドでは、他事業者のＬＴＥ、Ｗｉ−Ｆｉまたはその他のシステムとの共存のため、干渉制御機能が必要となると考えられる。同一周波数での干渉制御機能として、Ｗｉ−Ｆｉでは、ＬＢＴ（listen  before  talk）またはＣＣＡ（clear-channel  assessment）と呼ばれる機能が実装されている。日本や欧州などにおいてはＬＢＴ機能が５ＧＨｚ帯アンライセンスバンドで運用されるＷｉ−Ｆｉ等のシステムにおいて必須と規定されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【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”
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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（ＬＡＡ）において、アンライセンスバンドでの上りリンク通信を実現することを考えた場合、ＬＢＴ機能として上りリンク送信を行う前に信号を送信するチャネルが既に別の端末やシステムによって使用されていないかを確認することが必要となる可能性がある。ＬＢＴ機能を含んだＬＴＥ上りリンク通信を実現する方法はこれまでに規定されていない。【０００８】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、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（ＬＡＡ）において、アンライセンスバンドで上りリンク通信を適切に行うことができるユーザ端末および無線通信システム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】
【０００９】
本発明のユーザ端末は、ＬＢＴ（listen  before  talk）を実行して第１の周波数キャリアにおける上りリンク信号の送信を制御する制御部と、無線基地局から前記第１の周波数キャリアにおいて送信される下りリンク信号を受信する送受信部と、を有し、前記制御部が、前記第１の周波数キャリアのサブフレーム内のＯＦＤＭシンボルタイミングにて前記ＬＢＴを実行して、前記ＬＢＴ期間中の受信電力が所定のしきい値以下で、かつ、前記下りリンク信号を検出しない場合に、前記サブフレームが前記下りリンク信号の送信に使用されていないことを検出し、前記サブフレームで上りリンク信号を送信するよう制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、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（ＬＡＡ）において、アンライセンスバンドで上りリンク通信を適切に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】既存のＴＤＤ−ＬＴＥをベースとしたアンライセンスバンドにおけるＵＬ／ＤＬサブフレーム構成を説明する図である。
【図２】第１の態様に係るアンライセンスバンドにおけるＵＬ／ＤＬサブフレーム構成を説明する図である。
【図３】第１の態様に係るユーザ端末のＬＢＴ動作を実行するサブフレームについて説明する図である。
【図４】第１の態様に係るユーザ端末が制御情報を送信するリソースについて説明する図である。
【図５】本実施の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。
【図６】本実施の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７】本実施の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８】本実施の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９】本実施の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。
【図１０】第２の態様に係るＵＬ／ＤＬサブフレーム構成を説明する図である。
【図１１】第２の態様に係るＦＢＥベースのＵＬ／ＤＬサブフレーム構成を説明する図である。
【図１２】第２の態様に係るＬＢＥベースのＵＬ／ＤＬサブフレーム構成を説明する図である。
【図１３】第１の態様に係るユーザ端末のＵＬ送信期間の一例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。本実施の形態では、上りリンク信号を送信する周波数キャリアがアンライセンスバンドである場合を例として説明するが、本発明の適用対象はアンライセンスバンドに限られない。本実施の形態では、ＬＢＴが設定されない周波数キャリアをライセンスバンド、ＬＢＴが設定される周波数キャリアをアンライセンスバンドとして説明するが、これに限られない。すなわち、本実施の形態は、ＬＢＴが設定される周波数キャリアであれば、ライセンスバンドまたはアンライセンスバンドにかかわらず適用できる。
【００１３】
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（ＬＡＡ）では、ＬＢＴ動作が義務付けられている場合がある。たとえば、日本や欧州では、アンライセンスバンドで送信を開始する前に、ＬＢＴ動作が義務付けられている。ここで、ＬＢＴ期間中の受信信号強度が所定のしきい値より高い場合、チャネルはビジー状態（ＬＢＴｂｕｓｙ）とみなされる。ＬＢＴ期間中の受信信号強度が所定のしきい値より低い場合、チャネルはアイドル状態（ＬＢＴｉｄｌｅ）とみなされる。
【００１４】
ＬＴＥにおいて上りリンク通信をユーザ端末が行う場合、無線基地局がユーザ端末に対して無線リソースの割り当てを行い、その後ユーザ端末は割り当てられた無線リソースを用いて上りリンク送信を行う。無線リソースの割り当てが行われるサブフレームと上りリンク信号の送信が行われるサブフレームとは、所定の時間だけ離れている。ＬＡＡにおいて無線基地局が、ユーザ端末に対してアンライセンスバンドの上りリンクリソースを割り当てることを考えると、送信を行うユーザ端末が上りリンク送信を行うタイミングの直前にＬＢＴ動作を行い、その結果がＬＢＴｂｕｓｙである場合は、当該リソースでは上りリンク送信が行われない。したがって、当該リソースでは、下りリンク送信も上りリンク送信も行われないが、仮に別のユーザ端末の上りリンク送信あるいは無線基地局からの下りリンク通信のために当該リソースが割り当てられた場合、地理的に離れたユーザ端末や無線基地局においてはチャネル状態が異なりＬＢＴの結果通信が行えた可能性もある。そのため、このケースではリソースが無駄になったと言える。
【００１５】
ＬＴＥにおいて無線基地局は上りリンク通信用の無線リソースをユーザ端末に割り当てると、所定のタイミング後、当該リソースにてユーザ端末からの上りリンク信号の受信を試みる。ＬＡＡにおいて無線基地局は、上りリンク送信または再送信が行われるアンライセンスバンドのリソースにおいて信号の受信に失敗した場合に、ユーザ端末でのＬＢＴ結果（ＬＢＴｂｕｓｙ）に起因して信号が送信されなかったのか、あるいはユーザ端末は送信を行ったが信号品質が悪くて信号の受信に失敗したのかを判断することができない。
【００１６】
ＬＡＡにおいてアンライセンスバンドでの上りリンク通信を実現するために上りリンク通信用の無線リソースを確保する必要があるが、ＴＤＤ（time  division  duplex）  ＵＬ／ＤＬ構成を用いてＵＬサブフレームを準静的（semi-static）に用意することが一つの方法として考えられる。しかしながらそのような場合、前記のとおりユーザ端末においてＬＢＴ結果（ＬＢＴｂｕｓｙ）に起因してＵＬサブフレームでの通信が行われない場合や逆に無線基地局においてＬＢＴ結果に起因してＤＬサブフレームでの通信が行われない場合は、それらリソースは無駄になったと言える。
【００１７】
ＴＤＤでＤＬ／ＵＬを同一キャリアに多重する場合、通常はネットワークが同期してＵＬ／ＤＬ構成を合わせる運用が想定されるが、アンライセンスバンドにおいては他オペレータまたは他ＲＡＴ（radio  access  technology）が同周波共存するため、それらの他システムとは同期運用できない。
【００１８】
アンライセンスバンドにおける上りリンク送信は、ＬＢＴ結果に基づいて動的（opportunistic）にしか行えない可能性があるため、既存のＬＴＥにおける、スケジューリングベースのＵＬフレームワークはＬＡＡに適さないと考えられる。
【００１９】
ＴＤＤ無線フレームのＵＬ／ＤＬ構成を１０ｍｓ単位でＬ１シグナリングにより切り替えるｅＩＭＴＡ（enhanced  interference  mitigation  and  traffic  adaptation）により、ＵＬ／ＤＬの比率をトラフィックに応じて変えることができる。しかし、そのサブフレームをＵＬ／ＤＬに使用できるかどうかは、ＬＢＴ結果次第となる。たとえば、あるサブフレームにおいて、無線基地局の近くでは干渉がなかったとしても、そのサブフレームがＵＬサブフレームであれば、無線基地局は、そのサブフレームで下りリンク送信をすることができない。仮に、無線基地局がそのサブフレームで下りリンク送信をしたとしても、ユーザ端末はその信号を受信することができない。
【００２０】
ライセンスバンドを使って、ユーザ端末のＬＢＴ結果を無線基地局に報告することが考えられる（Explicit  DTX通知）。これにより、無線基地局がユーザ端末のＬＢＴ結果を知ることができ、不要な適応制御または再送制御を行うことは回避できる。しかし、上述した準静的な上りリンクリソース割り当てによってリソースの無駄が生じる問題は回避できない。
【００２１】
このように、ＬＡＡのアンライセンスバンドで上りリンク通信をどのように効率的に実現するか、という課題がある。
【００２２】
これに対して、本発明者らは、ＬＡＡのアンライセンスバンドで上りリンク通信を効率的に実現するための構成を見出した。具体的には、アンライセンスバンドを主に下りリンク送信で使うことを規定するとともに、ユーザ端末が、無線基地局からのスケジューリングなしで、衝突型の上りリンク送信を行う構成を見出した。
【００２３】
（第１の態様）
第１の態様では、ユーザ端末は、ＬＡＡ下りリンク送信が行われていないタイミングにおいて、上りリンク送信を行うことができる。ユーザ端末は、ＬＡＡ下りリンク信号の検出有無でそのサブフレームが上りリンクサブフレームか下りリンクサブフレームかを自律的に判断できる。また、上りリンク送信の衝突については、送信を行おうとするユーザ端末数をコントロールすることや、ユーザ端末に異なる優先度を付与することにより、無線基地局側からの制御でコントロールできる。
【００２４】
これにより、無線基地局側でのＬＢＴ結果（ＬＢＴｂｕｓｙ）に起因して無線基地局が下りリンク送信を行えない場合に、ユーザ端末側では自身のＬＢＴ結果次第で上りリンク送信を行う機会が得られる。すなわち、フレキシブルに、無線リソースをＵＬ／ＤＬで利用できる。また、上りリンクスケジューリングを必要としないため制御信号を削減できる可能性がある。さらにユーザ端末は、ＬＢＴ結果に従い周囲の干渉状況に合わせて上りリンク送信できるため、リソースを有効利用することができる。
【００２５】
既存のＴＤＤ−ＬＴＥをベースとした場合、アンライセンスバンドにおけるＵＬ／ＤＬサブフレーム構成は固定的または半固定的に決定される。図１に示す例では、３サブフレーム目は上りリンクサブフレームであり、無線基地局ｅＮＢがユーザ端末ＵＥ１に上りリンク送信を割り当てている。しかし、ユーザ端末ＵＥ１のＬＢＴにより、通信中の周辺無線アクセスポイントＡＰ１からの干渉が検出されたため（ＬＢＴｂｕｓｙ）、ユーザ端末ＵＥ１は当該サブフレームで上りリンク送信を行うことができない。すなわち、このリソースは無駄になる。この例では、無線基地局ｅＮＢまたはユーザ端末ＵＥ２であれば、当該サブフレームにおいては干渉が検出されないため（ＬＢＴｉｄｌｅ）、アンライセンスバンドで下りリンク送信または上りリンク送信を行うことができた。
【００２６】
図１に示す例では、９サブフレーム目は下りリンクサブフレームである。しかし、無線基地局ｅＮＢのＬＢＴにより、通信中の周辺無線アクセスポイントＡＰ２からの干渉が検出されたため（ＬＢＴｂｕｓｙ）、無線基地局ｅＮＢは当該サブフレームで下りリンク送信を行うことができない。すなわち、このリソースは無駄になる。この例では、ユーザ端末ＵＥ１であれば、当該サブフレームにおいては干渉が検出されないため（ＬＢＴｉｄｌｅ）、アンライセンスバンドで上りリンク送信を行うことができた。
【００２７】
そこで、第１の態様では、基本的にアンライセンスバンドにおいてすべてのサブフレームを下りリンクサブフレームとして使用するものとする（図２参照）。ただし、ＬＡＡ下りリンク送信に使われていないサブフレームタイミングでは、ユーザ端末は、上りリンク送信にリソースを使用することができる。
【００２８】
図２に示す例では、３サブフレーム目のタイミングで、無線基地局ｅＮＢのＬＢＴにより干渉が検出されなかったため（ＬＢＴｉｄｌｅ）、無線基地局ｅＮＢは、当該サブフレームで下りリンク送信を行う。ユーザ端末ＵＥ１およびＵＥ２は、ＬＡＡ下りリンク信号を検出し、受信を行う。
【００２９】
図２に示す例では、９サブフレーム目のタイミングで、無線基地局ｅＮＢが下りリンク送信を行っていない。したがって、ユーザ端末ＵＥ１は、このサブフレームタイミングでＬＡＡ下りリンク信号を検出しない。ユーザ端末ＵＥ１は、このサブフレームタイミングで、自端末によるＬＢＴ結果がＬＢＴｉｄｌｅであれば、このサブフレームで上りリンク送信を行うことができると判断できる。
【００３０】
続いて、ユーザ端末による、ＤＬ／ＵＬサブフレーム判定について説明する。ユーザ端末は、サブフレーム先頭のＯＦＤＭシンボルまたは１つ前のサブフレーム末尾のＯＦＤＭシンボルなどを利用して、当該サブフレームがＬＡＡ下りリンク送信に使用されているか否かを検出する。この検出は、無線基地局における下りリンク送信の可否判定として行われるＬＢＴタイミングの後に行う必要がある。
【００３１】
たとえば、図３に示すように、無線基地局が、サブフレーム（Ｎ）での下りリンク送信の可否判定として、１つ前のサブフレーム（Ｎ−１）の末尾のＯＦＤＭシンボルでＬＢＴを行い、ユーザ端末が、サブフレーム（Ｎ）での上りリンク送信の可否判定として、当該サブフレーム（Ｎ）の先頭のＯＦＤＭシンボルでＬＢＴを行ってもよい。すなわち、ユーザ端末は、無線基地局がサブフレーム（Ｎ）において下りリンク送信をする場合には、その下りリンク送信が行われるタイミングでＬＢＴを行うこととなる。ユーザ端末は、サブフレーム（Ｎ）の先頭のＯＦＤＭシンボルで、ＬＢＴを行う際、自端末宛ての下りリンク制御情報（ＤＣＩ：downlink  control  information）または下りリンク送信される参照信号などを検出してもよい。
【００３２】
ＬＢＴ期間中の受信電力が所定のしきい値以下であり、かつ、ＬＡＡ下りリンク信号を検出しない場合、ユーザ端末は、当該サブフレームがＬＡＡ下りリンク送信に使われておらず、当該サブフレームにおいて上りリンク送信可能であると判定する。
【００３３】
ＬＢＴ期間中の受信電力が所定のしきい値以下であり、かつ、他端末宛ての下りリンク信号（たとえば、ＰＣＦＩＣＨ（physical  control  format  indicator  channel）など）を検出した場合、ユーザ端末は、当該サブフレームが他端末へのＬＡＡ下りリンク送信に使われており、当該サブフレームにおいて上りリンク送信はできないと判定する。
【００３４】
ＬＢＴ期間中の受信電力が所定のしきい値を超えており、かつ、自端末宛ての下りリンク制御情報（ＤＣＩ）を検出した場合、ユーザ端末は、当該サブフレームがＬＡＡ下りリンク送信に使われていると判定し、当該サブフレームにおいて下りリンク信号の受信動作を行う。無線基地局は、ＤＣＩをライセンスバンドで送信してもよいし、アンライセンスバンドで送信してもよい。
【００３５】
それ以外の場合、たとえばＬＢＴ期間中の受信電力が所定のしきい値を超えているが、ＬＡＡ下りリンク信号を検出しない場合、ユーザ端末は、送受信を行わない。たとえば、他ＲＡＴからの干渉がある場合がこれに該当する。
【００３６】
ユーザ端末は、参照信号などからＬＡＡ信号であることを検出した後、制御信号の復調動作を行い、その後、データ受信動作を行ってもよい。
【００３７】
続いて、ユーザ端末による、上りリンク送信動作について説明する。ユーザ端末は、ＬＢＴ期間中の受信電力が所定のしきい値以下であり、かつ、ＬＡＡ下りリンク信号を検出しない場合に、アンライセンスバンドの該当するサブフレームで上りリンク送信を行うことができる。
【００３８】
ユーザ端末には、事前に無線基地局から、各ユーザ端末の上りリンク使用可否を、ＲＲＣ（radio  resource  control）シグナリング、ＭＡＣ  ＣＥ（medium  access  control（MAC）  control  element）またはＬ１（layer  1）シグナリングなどで通知してもよい。これにより、上りリンク送信を行う可能性のあるユーザ端末を絞り込むことができる。具体的には、ＲＲＣシグナリングを用いる場合ではＵＬ設定（UL  configuring）を通知し、ＭＡＣ  ＣＥを用いる場合ではＵＬアクティブ化（UL  activation）を通知し、Ｌ１シグナリングを用いる場合ではＵＬグラントを通知してもよい。
【００３９】
上記各シグナリングに加えて、無線基地局は、各ユーザ端末に対して、通知から一定時間上りリンク送信を許可するタイマーを通知してもよい。この場合、ユーザ端末は、タイマーを超えると、ＬＢＴｉｄｌｅであっても上りリンク送信が許可されない。また、無線基地局は、各ユーザ端末に対して、通知から一定時間上りリンク送信を許可しないタイマーを通知してもよい。
【００４０】
無線基地局が、各ユーザ端末に異なるバックオフ時間を通知し、バックオフ時間の短い端末ほど優先して上りリンク送信が行えるようにしてもよい。なお、バックオフ時間とは、追加のＬＢＴ時間を指し、短いバックオフ時間を通知されたユーザ端末はＬＢＴｉｄｌｅであれば長いバックオフ時間を通知されたユーザ端末よりも先に送信を開始することができる。長いバックオフ時間を通知されたユーザ端末は、自身のＬＢＴ期間中に他ユーザ端末の通信が開始された場合には上りリンク通信を行わない。
【００４１】
上りリンク送信可否設定、タイマーやバックオフ時間を各ユーザ端末に設定することにより、上りリンク送信を行おうとするユーザ端末が多すぎて、各端末が上りリンク送信を行っても衝突が発生し、無線基地局が信号を受信できない状況を回避できる。
【００４２】
ユーザ端末には、事前に無線基地局から、ＲＲＣシグナリング、ＭＡＣ  ＣＥまたはＬ１シグナリングなどを用いて、使用可能な変調符号化方式（ＭＣＳ：modulation  and  coding  scheme）またはランク指標（ＲＩ：rank  indicator）を、ライセンスバンドまたはアンライセンスバンドにて通知してもよい。すなわち、無線基地局は、事前に上りリンク送信に使用されるＭＣＳまたはＲＩを指定することができる。
【００４３】
あるいは、ユーザ端末は、自律的に使用するＭＣＳまたはＲＩを決定してもよい。ユーザ端末は、自律的に決定したＭＣＳまたはＲＩを用いるデータシンボルとは別に、固定のＭＣＳまたはＲＩを用いて、データ送信に使用したＭＣＳまたはＲＩ情報などを無線基地局に送信してもよい。このように、ユーザ端末が１サブフレーム内で一部の固定リソースを用いてＭＣＳ情報などを送信するため、無線基地局はデータ復調に用いるＭＣＳまたはＲＩなどを知ることができる。
【００４４】
ユーザ端末は、上りリンク送信に用いるリソースを、帯域幅（リソースブロック数）も含めて、自律的に選択してもよい。この場合、ユーザ端末は、送信に用いたリソースブロック数をＭＣＳ情報などと併せて、固定リソースで無線基地局に通知する。
【００４５】
ユーザ端末が上りリンク送信に用いるリソースについて、ネットワークが、事前にリソースのサブセットを設定してもよい。たとえば、２５リソースブロックを単位とした４つの候補リソースセットをユーザ端末にＲＲＣで設定し、各ユーザ端末が、これらの候補リソースセットの中から上りリンク送信に用いるリソースセットを１つ選択してもよい。各ユーザ端末は、サブセット帯域ごとにＬＢＴを実行し、使用に適したサブセット、たとえば他端末が短いバックオフ時間での送信を行っていないサブセットを選択してもよい。ユーザ端末に対して、ＲＲＣで複数のサブセットパターンとして、たとえば２５リソースブロック単位のサブセットと５０リソースブロック単位のサブセットなどを通知し、ＭＡＣまたはＬ１シグナリングでどのサブセットパターンを適用するのかを切り替えてもよい。
【００４６】
ユーザ端末が自律的にリソースを選択するか、ネットワークが事前にリソースを設定することにより、上りリンク送信端末の混雑度合い、または、そのチャネルの干渉条件（Ｗｉ−Ｆｉなど他ＲＡＴの状況など）を加味して、柔軟に、サブセット構成、すなわち多重するユーザ数または衝突確率などを変更できる。
【００４７】
あるいは、ユーザ端末は、常に周波数キャリア内の全帯域で上りリンク送信を行ってもよい。上りリンク送信は、符号分割多重（ＣＤＭ：code  division  multiplex）によりユーザ多重をしてもよい。あるいは、前述の周波数分割多重（ＦＤＭ：frequency  division  multiplex）の場合と組み合わせて、サブバンド内での符号分割多重をしてもよい。これにより、同一リソースで複数のユーザ端末による上りリンク送信が衝突しても、通信が可能となる。これは、物理上りリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ：physical  uplink  control  channel）の送信方法を拡張し、符号分割多重を行うリソース単位が広がったと考えることもできる。
【００４８】
ＭＣＳなどを通知する一部のシンボルだけを符号分割多重してもよい。これにより、符号分割多重なしでＭＣＳなどを通知する場合と比較して、全体のオーバーヘッドを削減できる。
【００４９】
無線基地局は、ブラインド検出によって端末識別情報（ＵＥ  ＩＤ）などを認識して、上りリンク信号を送信しているユーザ端末を認識してもよい。ネットワークが、事前にユーザ端末に対して使用する系列インデックスも通知することにより、無線基地局が、ＵＬ  ＲＳの系列インデックスのブラインド検出によってユーザ端末を認識してもよい。無線基地局は、巡回冗長検査（ＣＲＣ：cyclic  redundancy  check）のマスキング用に事前に通知したＩＤを用いて、ユーザ端末を認識してもよい。
【００５０】
ユーザ端末は、ＭＣＳ情報などを別途送信する際に、その情報にＵＥ  ＩＤも含めて通知してもよい。無線基地局は、通知されたＵＥ  ＩＤを用いて、上りリンク信号を送信しているユーザ端末を認識できる。ＭＣＳ情報などを通知するリソースでは、一部またはすべてのユーザ端末間で共通のスクランブリングを用いてもよい。スクランブリング用の系列インデックスは、固定してもよいし、上位シグナリングで事前にユーザ端末に通知してもよい。これにより、無線基地局のブラインド検出候補数を少なく抑えることができる。
【００５１】
ユーザ端末は、データシンボルに使用したＭＣＳ情報などをアンライセンスバンドで送信する場合、ＰＵＣＣＨの送信方法を利用してもよい（図４Ａ参照）。ＰＵＣＣＨの送信方法とは、事前に設定された特定（たとえば両端）のリソースブロックの使用、サブフレーム内ホッピング、符号分割多重などを指す。この場合、ＭＣＳ情報などは、データとは周波数分割多重で同時送信される。図４Ａに示される１つのブロックは、厳密に１サブキャリアや１リソースブロックを構成するわけでなく、たとえば複数のリソースブロック単位を指す。
【００５２】
無線基地局は、事前にＭＣＳ情報などの送信用のＰＵＣＣＨリソースインデックス、スクランブリングＩＤなどを、ユーザ端末に通知してもよい。あるいは、ユーザ端末は、ＭＣＳ情報などの送信用のＰＵＣＣＨリソースインデックス、スクランブリングＩＤなどを、自律的に選択してもよい。
【００５３】
あるいは、新しいＰＵＣＣＨフォーマットを規定して、データ送信に用いるリソースのインデックス、スクランブリングＩＤなどをＭＣＳまたはＲＩ情報などと一緒に含めてもよい。無線基地局は、ＰＵＣＣＨ部分のブラインド復調ができれば、データを送信しているＰＵＳＣＨリソースについて、どのユーザ端末がどのようなスクランブリング、ＭＣＳ、ランク等を用いて送信しているかわかるため、復調が容易になる。
【００５４】
あるいは、ユーザ端末は、サブフレーム内の一部のＳＣ−ＦＤＭＡ（single  carrier-frequency  division  multiple  access）シンボルを用いてＭＣＳ情報などを送信してもよい（図４Ｂ参照）。この場合、ＭＣＳ情報などは、データとは時分割多重（ＴＤＭ：time  division  multiplex）で送信される。
【００５５】
図４Ａおよび図４Ｂにおいて、両端のリソースブロックセットは、オーバーヘッドとして使用してもよい。具体的には、左端のリソースブロックセットは、上りリンク用ＬＢＴに使用され、右端のリソースブロックセットは、下りリンク用ＬＢＴのためのガードタイムに使用されてもよい。ユーザ端末から無線基地局への上りリンク通信において、上りリンク参照信号（ＵＬ  ＲＳ：uplink  reference  signal）、物理上りリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）および物理上りリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ：physical  uplink  shared  channel）が用いられる。
【００５６】
上りリンク参照信号（ＵＬ  ＲＳ）には、データの復調用参照信号（ＤＭＲＳ：demodulation  reference  signal）が含まれてもよいし、本発明の上り通信方法のための新しい参照信号が含まれてもよい。ＰＵＣＣＨは、制御情報を送信するために用いられてもよい。ＰＵＣＣＨは、たとえば上記ＭＣＳ情報などを送信するために用いられる。ＰＵＳＣＨは、上りリンクデータを送信するために用いられる。なお、ＰＵＳＣＨリソースでは、前述のように複数ユーザのデータを多重して送信してもよい。
【００５７】
アンライセンスバンドにおいて一部のサブフレームを下りリンク固定または上りリンク固定として、上位レイヤシグナリングにより事前にユーザ端末に通知してもよい。たとえば、メジャメント用の参照信号を周期的に送信するサブフレームは、下りリンク固定としてもよい。これにより、一部のユーザ端末が、下りリンク検出に失敗し、上りリンク送信の衝突が発生した場合における、メジャメントへの影響を避けられる。また、たとえば物理ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ：physical  random  access  channel）に用いるサブフレームは、上りリンク固定としてもよい。これにより、ユーザ端末は定期的にランダムアクセスを行う機会を得られる。
【００５８】
無線基地局は、ＬＢＴｉｄｌｅであっても、意図的に下りリンク送信を行わないとしてもよい。無線基地局は、下りリンク送信を行わないことを、ライセンスバンドでの上りリンクトラフィック量などを加味して判断できる。無線基地局は、ＬＢＴｂｕｓｙの場合、または、ＬＢＴｉｄｌｅであっても意図的に下りリンク送信を行わなかった場合には、上りリンク信号の受信に備えて受信動作を行うことができる。
【００５９】
＜ＵＬ送信制御＞
上述したように、第１の態様では、ユーザ端末が、無線基地局からのスケジューリングなしで、衝突型の上りリンク送信（例えば、Contention-based  PUSCH）を行う。この場合、ユーザ端末は、所定タイミングで実施するリスニング（ＵＬ−ＬＢＴ）により、無線基地局から送信される参照信号（初期信号、initial  signal、プリアンブル等とも呼ばれる）の検出動作を行う。
【００６０】
ユーザ端末は、リスニングにおいて無線基地局から送信される参照信号を検出した場合、検出後の一定期間はＤＬの送信期間（ＤＬ  ＴＴＩ）であると認識する。一方で、ＵＬ送信トラフィックがある場合、ユーザ端末は、リスニング期間内に参照信号（プリアンブル）の検出動作を行い、参照信号が検出されなかった場合にはＵＬ送信可能と判断する。この場合、ユーザ端末は、無線基地局からのＵＬ送信指示（例えば、ＵＬグラント）を受信していなくてもＵＬ送信（衝突型のＵＬ送信）を行うことができる。
【００６１】
また、リスニングにおいて参照信号を検出しなかったユーザ端末に対して自律的なＵＬ送信を許可するか否かを無線基地局が制御してもよい。この場合、無線基地局は、上位レイヤシグナリング、下り制御情報等を用いてユーザ端末に自律的なＵＬ送信の適用可否を通知することができる。あるいは、ユーザ端末は、無線基地局から自律的なＵＬ送信を解除するシグナリングを受信するまでは自律的なＵＬ送信を行う構成としてもよい。
【００６２】
ＵＬ送信において、ユーザ端末が、シンボル単位（又はシンボルより短い時間単位）でリスニングを行う場合、リスニング結果（ＬＢＴｉｄｌｅ）に基づいて決定される送信タイミングはサブフレームの境界になるとは限らない。リスニング結果（ＬＢＴｉｄｌｅとなるタイミング）によっては１つのサブフレームの中で送信に利用できるＯＦＤＭシンボル数がサブフレーム内の全てでない場合（一部のＯＦＤＭシンボルしか利用できない場合）も想定される。この場合、周波数利用効率や送信機会の損失を抑制する観点から、一部のＯＦＤＭシンボルを利用したＵＬ送信を行うことが望ましい。
【００６３】
そのため、ユーザ端末は、リスニング結果がＬＢＴｉｄｌｅでＵＬ送信を行う場合、リスニングが終了したタイミングからＵＬ送信を開始し、一定期間後にＵＬ送信を終了するように制御することができる。なお、リスニングにおいてランダムバックオフを適用する場合、リスニングが終了したタイミングはランダムバックオフ期間が終了した期間とすることができる。
【００６４】
一定期間（ＵＬ送信の終了タイミング）は、ＵＬ送信の開始タイミングから所定の期間後としてもよいし、次のサブフレーム境界などの所定タイミングにより決定することも可能である。例えば、リスニング結果に基づくＵＬ送信の期間の制御方法として、フローティングＴＴＩ（Floating  TTI）、部分ＴＴＩ（Partial  TTI）、スーパーＴＴＩ（Super  TTI）を適用することができる。
【００６５】
＜Floating  TTI＞
ユーザ端末は、リスニングが終了したタイミング（例えば、所定シンボル）からＵＬ送信を開始し、１ｍｓ後にＵＬ送信を終了するように制御することができる。このように、フローティングＴＴＩでは、リスニング結果に基づく送信開始タイミングからＴＴＩ（例えば、１ｍｓ長）単位でＵＬデータ（トランスポートブロック）を含む信号を構成する。ユーザ端末が、サブフレームｎの途中から送信を開始する場合、次サブフレームｎ＋１を含めたＴＴＩ単位（例えば、１ｍｓ）でＵＬ送信を制御することができる。この場合、サブフレームｎの一部のＯＦＤＭシンボルとサブフレームｎ＋１の一部のＯＦＤＭシンボルで１ＴＴＩを構成してＵＬ送信を行うことができる（図１３Ａ参照）。
【００６６】
＜Partial  TTI  approach＞
ユーザ端末は、リスニングが終了したタイミング（例えば、所定シンボル）からＵＬ送信を開始し、ＵＬ送信を開始したサブフレーム内（次のサブフレームとの境界まで）でＵＬ送信を終了するように制御することができる。このように、部分ＴＴＩでは、単一のサブフレーム内の一部のＯＦＤＭシンボルを用いてＵＬデータ（トランスポートブロック）を含む信号を構成する。ユーザ端末は、リスニング結果によりサブフレームｎの途中からＵＬ送信を開始する場合、次サブフレームｎ＋１との境界までの一部のＯＦＤＭシンボルを用いてＵＬデータ（例えば、ＰＵＳＣＨ）や制御信号（例えば、ＰＵＣＣＨ）を送信することができる（図１３Ｂ参照）。
【００６７】
＜Super  TTI  approach＞
ユーザ端末は、リスニングが終了したタイミング（例えば、所定シンボル）からＵＬ送信を開始し、ＵＬ送信を開始したサブフレームの次サブフレームの終了タイミングでＵＬ送信を終了するように制御することができる。このように、スーパーＴＴＩでは、送信開始タイミングのサブフレームに加えて次サブフレーム全体を含めたＯＦＤＭシンボルを用いてＵＬデータ（トランスポートブロック）を含む信号を構成する。ユーザ端末は、サブフレームｎの途中から送信を開始する場合、当該サブフレームｎの一部のＯＦＤＭシンボルと、次サブフレームｎ＋１の全てのＯＦＤＭシンボルで１ＴＴＩを構成してＵＬ送信を制御することができる（図１３Ｃ参照）。
【００６８】
また、ユーザ端末が、無線基地局からのスケジューリングなしで、衝突型の上りリンク送信を行うＵＬ信号／ＵＬチャネルを特定のＵＬ信号／ＵＬチャネルに制限してもよい。例えば、ユーザ端末は、ランダムアクセスに利用するＰＲＡＣＨに限定してリスニングに基づく衝突型の上りリンク送信を行うように制御することができる。なお、ＵＬ信号／ＵＬチャネルはＰＲＡＣＨに限られない。
【００６９】
（第２の態様）
第２の態様では、上りリンクグラント指示に基づいて、フレキシブルにＵＬ／ＤＬサブフレーム構成を決定する。ユーザ端末は、無線基地局が送信した上りリンクグラントに従って上りリンク送信のためのＬＢＴを行う。ユーザ端末は、上りリンクグラントを受信しない限り、サブフレームが下りリンク送信に使用されていると仮定する。
【００７０】
図１０に示す例では、４サブフレーム目は下りリンクサブフレームである。無線基地局ｅＮＢが下りリンクトラヒックを有し、無線基地局ｅＮＢによるＬＢＴ結果がＬＢＴｉｄｌｅである場合、そのサブフレームを下りリンク送信のために使用することができる。ＬＢＴ結果がＬＢＴｉｄｌｅである場合、無線基地局は、その後所定の期間内は（たとえば４［ｍｓ］）、再度のＬＢＴを要さずに下りリンク送信をすることができる。
【００７１】
図１０に示す例では、９サブフレーム目は上りリンクサブフレームである。上りリンクグラントによって上りリンクサブフレームであると割り当てられたサブフレームであって、ユーザ端末ＵＥによるＬＢＴ結果がＬＴＢｉｄｌｅである場合、ユーザ端末ＵＥはそのサブフレームを上りリンク送信のために使用できる。
【００７２】
無線基地局は、ライセンスバンドまたはアンライセンスバンドで上りリンクグラントを送信する。上りリンクグラントを受信したユーザ端末は、所定の期間（たとえば４［ｍｓ］）後のサブフレームを上りリンクサブフレームであると判断し、上りリンクグラントに基づいた上りリンク送信を行う。アンライセンスバンドでは、上りリンク送信前に、ユーザ端末がＬＢＴを行う。
【００７３】
上りリンクグラントを受信した後の「所定の期間」は、あらかじめ仕様で決められていてもよいし、ＳＩＢやＲＲＣなどの上位レイヤシグナリングでユーザ端末に指示されてもよい。また、当該「所定の期間」は、ＤＣＩに含めるなどして、上りリンクグラントに含まれていてもよい。
【００７４】
無線基地局は、自身が上りリンクグラントを送信することで上りリンクサブフレームとして用いることを決めたサブフレームでは上りリンク信号の受信動作を行う。
【００７５】
第２の態様において、下りリンクおよび上りリンクでは、ＬＢＴメカニズムとして、ＦＢＥ（frame-based  equipment）を使用しても、ＬＢＥ（load-based  equipment）を使用してもよい。ＦＢＥとは、固定のフレーム周期を有し、その一部のリソースでキャリアセンスを行って、チャネルが使用可能であれば送信を行い、チャネルが使用不可であれば次の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ＬＢＴメカニズムを指す。ＬＢＥとは、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期間を延長し、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ＬＢＴメカニズムを指す。
【００７６】
図１１は、ＦＢＥベースのフレーム構成における下りリンクおよび上りリンク動作を示している。図１１に示す例では、下りリンクサブフレーム前のサブフレーム内の最終ＯＦＤＭシンボルで、無線基地局によって下りリンクのためのＬＢＴが行われる。上りリンクサブフレーム前のサブフレーム内の最終ＯＦＤＭシンボルで、ユーザ端末によって上りリンクのためのＬＢＴが行われる。ＬＢＴ結果がアイドルである場合（ＬＢＴｉｄｌｅ）、下りリンク送信または上りリンク送信が行われる。
【００７７】
図１１Ａは、固定のＵＬ／ＤＬサブフレーム構成に基づく、下りリンクおよび上りリンク動作を示す。図１１Ｂは、第２の態様に係るフレキシブルなＵＬ／ＤＬサブフレーム構成に基づく、下りリンクおよび上りリンク動作を示す。図１１Ａとの違いは、図１１Ｂでは、ユーザ端末が、上りリンクグラントに従って上りリンクのためのＬＢＴを行うことにある。図１１Ａと比較して、図１１Ｂに示す例では、下りリンクのためのＬＢＴ結果がアイドルであれば（ＬＢＴｉｄｌｅ）、無線基地局は、ＬＢＴなしに下りリンク送信できる最大期間（図１１Ｂにおいて４サブフレーム期間）、下りリンク送信をすることができる。したがって、図１１Ｂに示す例の方が、リソースを効率よく使えているといえる。
【００７８】
図１２は、ＬＢＥベースのフレーム構成における下りリンクおよび上りリンク動作を示している。図１２に示す例では、チャネルが空くとすぐに送信を開始するため、サブフレームの途中でもＬＢＴが行われている。
【００７９】
図１２Ａは、固定のＵＬ／ＤＬサブフレーム構成に基づく、下りリンクおよび上りリンク動作を示す。図１２Ｂは、第２の態様に係るフレキシブルなＵＬ／ＤＬサブフレーム構成に基づく、下りリンクおよび上りリンク動作を示す。図１２Ａとの違いは、図１２Ｂでは、ユーザ端末が、上りリンクグラントに従って上りリンクのためのＬＢＴを行うことにある。図１２Ａと比較して、図１２Ｂに示す例では、下りリンクのためのＬＢＴ結果がアイドルであれば（ＬＢＴｉｄｌｅ）、無線基地局は、ＬＢＴなしに下りリンク送信できる最大期間（図１２Ｂにおいて４サブフレーム期間）、下りリンク送信をすることができる。したがって、図１２Ｂに示す例の方が、リソースを効率よく使えているといえる。
【００８０】
上りリンクがＬＢＥの場合、上りリンクグラントで指示したサブフレーム内ではＬＢＴの結果次第で送信が開始できないこともある。そのため、複数のサブフレームをまとめて上りリンクサブフレームとして割り当てができるようにしてもよい。たとえば、上りリンクグラントを受信したユーザ端末は、所定の期間（たとえば４［ｍｓ］）後から一定期間（たとえば３サブフレーム）内のサブフレームを上りリンクサブフレームであると判断して、ＬＢＴ結果に基づいて上りリンク送信を行ってもよい。
【００８１】
第２の態様によれば、無線基地局は、ＬＢＥベースの下りリンク送信がより効率的に行える。無線基地局でのＬＢＴ結果が、チャネルがビジーであること（ＬＢＴｂｕｓｙ）を表す場合、無線基地局は、チャネルがアイドルであること（ＬＢＴｉｄｌｅ）が確認されるまでＬＢＴ期間を拡張することができる。チャネルがアイドルであること（ＬＢＴｉｄｌｅ）が無線基地局により確認されると、下りリンク送信を最大バースト期間実行できる。すべてのサブフレームは、自由にＬＢＥベースの下りリンク送信のために使用できる。
【００８２】
下りリンクのみのフレーム構成と、下りリンクおよび上りリンクのフレーム構成の両方を、このフレームワークでカバー可能となる。無線基地局が上りリンクグラントを送信しない限り、ユーザ端末は下りリンクのみのフレーム構成を仮定する。無線基地局は、上りリンクグラントを利用して柔軟に上りリンクサブフレームを設定することができる。これにより、高いスペクトル効率を達成できる。
【００８３】
起こり得る問題の１つは、クロスリンク干渉である。基本的には、ＬＢＴ構造により干渉を回避できる。隠れ端末問題は、ＲＴＳ／ＣＴＳのようなメカニズム、ＴＰＣとの組み合わせ、サブバンドセンシング、ランダムバックオフなどにより解決できる。また、アンライセンスバンドでは上下の電力差はそれほど大きくない。
【００８４】
第１の態様および第２の態様においては、ユーザ端末が、ライセンスバンドおよびアンライセンスバンドを用いて無線基地局と通信を行う構成について説明しているが、本発明はこれに限られない。たとえば、ユーザ端末は、ＬＢＴが設定された周波数キャリアおよびＬＢＴが設定されない周波数キャリアを用いて無線基地局と通信を行ってもよい。たとえば、異なる無線アクセスシステム（ＲＡＴ）間で周波数を共用する共用バンドを用いる場合、ライセンスバンドでありながらＬＢＴが必要となる可能性がある。このような場合に、ＬＢＴが設定された周波数キャリアとしてユーザ端末に通知することで、上述のアンライセンスバンドコンポーネントキャリアと同様に適切な制御を行うことができる。
【００８５】
（無線通信システムの構成）
以下、本実施の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、上述のＬＡＡにおけるアンライセンスバンドでの上りリンク送信動作を行う無線通信方法が適用される。
【００８６】
図５は、本実施の形態に係る無線通信システムの一例を示す概略構成図である。この無線通信システムでは、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とデュアルコネクティビティの両方、またはいずれか一方を適用できる。また、この無線通信システムは、アンライセンスバンドを利用可能な無線基地局を有している。
【００８７】
図５に示すように、無線通信システム１は、複数の無線基地局１０（１１および１２）と、各無線基地局１０によって形成されるセル内にあり、各無線基地局１０と通信可能に構成された複数のユーザ端末２０と、を備えている。無線基地局１０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。
【００８８】
図５において、無線基地局１１は、たとえば相対的に広いカバレッジを有するマクロ基地局で構成され、マクロセルＣ１を形成する。無線基地局１２は、局所的なカバレッジを有するスモール基地局で構成され、スモールセルＣ２を形成する。なお、無線基地局１１および１２の数は、図５に示す数に限られない。
【００８９】
たとえば、マクロセルＣ１をライセンスバンドで運用し、スモールセルＣ２をアンライセンスバンドで運用する形態であってもよい。または、スモールセルＣ２の一部をアンライセンスバンドで運用し、残りのスモールセルＣ２をライセンスバンドで運用する形態であってもよい。無線基地局１１および１２は、基地局間インタフェース（たとえば、光ファイバ、Ｘ２インタフェース）を介して互いに接続される。
【００９０】
ユーザ端末２０は、無線基地局１１および無線基地局１２の双方に接続可能である。ユーザ端末２０は、異なる周波数を用いるマクロセルＣ１およびスモールセルＣ２を、キャリアアグリゲーションまたはデュアルコネクティビティにより同時に使用することが想定される。たとえば、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に関するアシスト情報（たとえば、下りリンク信号構成）を送信できる。また、ライセンスバンドおよびアンライセンスバンドでキャリアアグリゲーションする場合、１つの無線基地局（たとえば、無線基地局１１）が、ライセンスバンドセルおよ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してもよい。
【００９１】
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。たとえば、アンライセンスバンドを利用する無線基地局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。
【００９２】
上位局装置３０には、たとえば、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。
【００９３】
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）、下り制御チャネル（ＰＤＣＣＨ：physical  downlink  control  channel、ＥＰＤＣＣＨ：enhanced  physical  downlink  control  channel）、報知チャネル（ＰＢＣＨ：physical  broadcast  channel）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、所定のＳＩＢ（system  information  block）が伝送される。ＰＤＣＣＨ、ＥＰＤＣＣＨにより、下り制御情報（ＤＣＩ：downlink  control  information）が伝送される。
【００９４】
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）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。
【００９５】
図６は、本実施の形態に係る無線基地局１０の全体構成図である。図６に示すように、無線基地局１０は、ＭＩＭＯ（multiple-input  and  multiple-output）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（送信部および受信部）１０３と、ベースバンド信号処理部１０４と、呼処理部１０５と、インタフェース部１０６とを備えている。
【００９６】
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からインタフェース部１０６を介してベースバンド信号処理部１０４に入力される。
【００９７】
ベースバンド信号処理部１０４では、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）再送制御の送信処理などのＲＬＣレイヤの送信処理、ＭＡＣ（medium  access  control）再送制御、たとえば、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等の送信処理が行われて、各送受信部１０３に転送される。
【００９８】
各送受信部１０３は、ベースバンド信号処理部１０４からアンテナごとにプリコーディングして出力された下り信号を無線周波数帯に変換する。アンプ部１０２は、周波数変換された無線周波数信号を増幅して送受信アンテナ１０１により送信する。送受信部１０３には、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／レシーバ、送受信回路または送受信装置を適用できる。
【００９９】
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、各送受信部１０３で周波数変換されてベースバンド信号に変換され、ベースバンド信号処理部１０４に入力される。
【０１００】
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、インタフェース部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。
【０１０１】
インタフェース部１０６は、基地局間インタフェース（たとえば、光ファイバ、Ｘ２インタフェース）を介して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）する。あるいは、インタフェース部１０６は、所定のインタフェースを介して、上位局装置３０と信号を送受信する。
【０１０２】
図７は、本実施の形態に係る無線基地局１０が有するベースバンド信号処理部１０４の主な機能構成図である。図７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３０１と、下り制御信号生成部３０２と、下りデータ信号生成部３０３と、マッピング部３０４と、デマッピング部３０５と、チャネル推定部３０６と、上り制御信号復号部３０７と、上りデータ信号復号部３０８と、判定部３０９と、を少なくとも含んで構成されている。
【０１０３】
制御部３０１は、ＰＤＳＣＨで送信される下りユーザデータ、ＰＤＣＣＨと拡張ＰＤＣＣＨ（ＥＰＤＣＣＨ）の両方、またはいずれか一方で伝送される下り制御情報、下り参照信号などのスケジューリングを制御する。また、制御部３０１は、ＰＲＡＣＨで伝送されるＲＡプリアンブル、ＰＵＳＣＨで伝送される上りデータ、ＰＵＣＣＨまたはＰＵＳＣＨで伝送される上り制御情報、上り参照信号のスケジューリングの制御（割り当て制御）も行う。上りリンク信号（上り制御信号、上りユーザデータ）の割り当て制御に関する情報は、下り制御信号（ＤＣＩ）を用いてユーザ端末２０に通知される。
【０１０４】
制御部３０１は、上位局装置３０からの指示情報や各ユーザ端末２０からのフィードバック情報に基づいて、下りリンク信号および上りリンク信号に対する無線リソースの割り当てを制御する。つまり、制御部３０１は、スケジューラとしての機能を有している。制御部３０１には、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、制御回路または制御装置を適用できる。
【０１０５】
下り制御信号生成部３０２は、制御部３０１により割り当てが決定された下り制御信号（ＰＤＣＣＨ信号とＥＰＤＣＣＨ信号の両方、またはいずれか一方）を生成する。具体的に、下り制御信号生成部３０２は、制御部３０１からの指示に基づいて、下りリンク信号の割り当て情報を通知する下りリンクアサインメントと、上りリンク信号の割り当て情報を通知する上りリンクグラントを生成する。下り制御信号生成部３０２には、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または信号生成回路を適用できる。
【０１０６】
下りデータ信号生成部３０３は、制御部３０１によりリソースへの割り当てが決定された下りデータ信号（ＰＤＳＣＨ信号）を生成する。下りデータ信号生成部３０３により生成されるデータ信号には、各ユーザ端末２０からのＣＳＩ等に基づいて決定された符号化率、変調方式に従って符号化処理、変調処理が行われる。
【０１０７】
マッピング部３０４は、制御部３０１からの指示に基づいて、下り制御信号生成部３０２で生成された下り制御信号と、下りデータ信号生成部３０３で生成された下りデータ信号の無線リソースへの割り当てを制御する。マッピング部３０４には、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ピング回路またはマッパーを適用できる。
【０１０８】
デマッピング部３０５は、ユーザ端末２０から送信された上りリンク信号をデマッピングして、上りリンク信号を分離する。チャネル推定部３０６は、デマッピング部３０５で分離された受信信号に含まれる参照信号からチャネル状態を推定し、推定したチャネル状態を上り制御信号復号部３０７、上りデータ信号復号部３０８に出力する。
【０１０９】
上り制御信号復号部３０７は、上り制御チャネル（ＰＲＡＣＨ，ＰＵＣＣＨ）でユーザ端末から送信されたフィードバック信号（送達確認信号等）を復号し、制御部３０１へ出力する。上りデータ信号復号部３０８は、上り共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）でユーザ端末から送信された上りデータ信号を復号し、判定部３０９へ出力する。判定部３０９は、上りデータ信号復号部３０８の復号結果に基づいて、再送制御判定（Ａ／Ｎ判定）を行うとともに結果を制御部３０１に出力する。
【０１１０】
図８は、本実施の形態に係るユーザ端末２０の全体構成図である。図８に示すように、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（送信部および受信部）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。
【０１１１】
下りリンクのデータについては、複数の送受信アンテナ２０１で受信された無線周波数信号がそれぞれアンプ部２０２で増幅され、送受信部２０３で周波数変換されてベースバンド信号に変換される。このベースバンド信号は、ベースバンド信号処理部２０４でＦＦＴ処理や、誤り訂正復号、再送制御の受信処理などがなされる。この下りリンクのデータのうち、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。送受信部２０３には、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／レシーバ、送受信回路または送受信装置を適用できる。
【０１１２】
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（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）処理、逆高速フーリエ変換（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する。その後、アンプ部２０２は、周波数変換された無線周波数信号を増幅して送受信アンテナ２０１により送信する。
【０１１３】
図９は、ユーザ端末２０が有するベースバンド信号処理部２０４の主な機能構成図である。図９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、上り制御信号生成部４０２と、上りデータ信号生成部４０３と、マッピング部４０４と、デマッピング部４０５と、チャネル推定部４０６と、下り制御信号復号部４０７と、下りデータ信号復号部４０８と、判定部４０９と、を少なくとも含んで構成されている。
【０１１４】
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信号）や、受信したＰＤＳＣＨ信号に対する再送制御判定結果に基づいて、上り制御信号（Ａ／Ｎ信号等）や上りデータ信号の生成を制御する。無線基地局から受信した下り制御信号は下り制御信号復号部４０７から出力され、再送制御判定結果は、判定部４０９から出力される。制御部４０１には、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、制御回路または制御装置が適用される。
【０１１５】
制御部４０１は、ライセンスバンドまたはアンライセンスバンドにおける信号の送受信を制御する。制御部４０１は、アンライセンスバンドのサブフレーム内のＯＦＤＭシンボルタイミングにてＬＢＴを実行して、ＬＢＴ期間中の受信電力がしきい値以下で、かつ、ＬＡＡ下りリンク信号を検出しない場合に、サブフレームが下りリンク信号の送信に使用されていないことを検出してもよい。制御部４０１は、アンライセンスバンドのサブフレームが下りリンク信号の送信に使用されていないことを検出した場合に、サブフレームにて上りリンク信号を送信するよう制御してもよい。また、制御部４０１は、上りリンク信号の送信をＬＢＴの結果に基づいて前記サブフレームの先頭又は前記サブフレームの途中から開始し、一定期間後に終了するように制御することができる（図１３参照）。
【０１１６】
上り制御信号生成部４０２は、制御部４０１からの指示に基づいて上り制御信号（送達確認信号やチャネル状態情報（ＣＳＩ）等のフィードバック信号）を生成する。上りデータ信号生成部４０３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。なお、制御部４０１は、無線基地局から通知される下り制御信号に上りリンクグラントが含まれている場合に、上りデータ信号生成部４０３に上りデータ信号の生成を指示する。上り制御信号生成部４０２には、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または信号生成回路を適用できる。
【０１１７】
マッピング部４０４は、制御部４０１からの指示に基づいて、上り制御信号（送達確認信号等）と、上りデータ信号の無線リソース（ＰＵＣＣＨ、ＰＵＳＣＨ）への割り当てを制御する。
【０１１８】
デマッピング部４０５は、無線基地局１０から送信された下りリンク信号をデマッピングして、下りリンク信号を分離する。チャネル推定部４０６は、デマッピング部４０５で分離された受信信号に含まれる参照信号からチャネル状態を推定し、推定したチャネル状態を下り制御信号復号部４０７、下りデータ信号復号部４０８に出力する。
【０１１９】
下り制御信号復号部４０７は、下り制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）で送信された下り制御信号（ＰＤＣＣＨ信号）を復号し、スケジューリング情報（上りリソースへの割り当て情報）を制御部４０１へ出力する。また、下り制御信号に送達確認信号をフィードバックするセルに関する情報や、ＲＦ調整の適用有無に関する情報が含まれている場合も、制御部４０１へ出力する。
【０１２０】
下りデータ信号復号部４０８は、下り共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）で送信された下りデータ信号を復号し、判定部４０９へ出力する。判定部４０９は、下りデータ信号復号部４０８の復号結果に基づいて、再送制御判定（Ａ／Ｎ判定）を行うとともに、結果を制御部４０１に出力する。
【０１２１】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、さまざまに変更して実施可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更が可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施可能である。
【０１２２】
本出願は、２０１４年１１月６日出願の特願２０１４−２２６１２６、２０１５年１月２１日出願の特願２０１５−００９７８５及び２０１５年８月１３日出願の特願２０１５−１５９９４３に基づく。この内容は、全てここに含めておく。
【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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【図１３】
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