(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
端末装置と通信する基地局装置であって、
１つのプライマリセル及び１又は複数のセカンダリセルを用いて、キャリアアグリゲーションによって、前記端末装置に下りリンクの信号を送信する送信部と、を備え、
前記プライマリセルはライセンスバンドのコンポーネントキャリアであり、前記セカンダリセルの少なくとも１つはアンライセンスバンドのコンポーネントキャリアであり、
前記ライセンスバンドのコンポーネントキャリアのフレームは、信号の送信期間から構成され、
前記アンライセンスバンドのコンポーネントキャリアのフレームは、複数の信号の送信期間とセンシング期間とから構成され、
前記センシング期間は前記アンライセンスバンドのコンポーネントキャリアにおける前記信号の送信期間の間にあり、
前記アンライセンスバンドのコンポーネントキャリアにおける前記複数の信号の送信期間および前記センシング期間の合計は、前記ライセンスバンドのコンポーネントキャリアの前記信号の送信期間以下であり、
前記アンライセンスバンドのコンポーネントキャリアは、複数のフレーム構成を含み、
前記複数のフレーム構成は、優先度が設定される、
基地局装置。
【請求項２】
前記アンライセンスバンドのコンポーネントキャリアにおいて、前記信号の送信期間は４ｍｓである、請求項１に記載の基地局装置。
【請求項３】
前記アンライセンスバンドのコンポーネントキャリアにおけるフレームは、複数のサブフレームから構成され、
前記複数のサブフレームの少なくとも１つのサブフレームは、前記送信期間と前記センシング期間を含む、
請求項１または請求項２に記載の基地局装置。
【請求項４】
基地局装置と通信する端末装置であって、
１つのプライマリセル及び１又は複数のセカンダリセルを用いて、キャリアアグリゲーションによって、前記基地局装置から下りリンクの信号を受信する受信部と、を備え、
前記プライマリセルはライセンスバンドのコンポーネントキャリアであり、前記セカンダリセルの少なくとも１つはアンライセンスバンドのコンポーネントキャリアであり、
前記ライセンスバンドのコンポーネントキャリアのフレームは、信号の送信期間から構成され、
前記アンライセンスバンドのコンポーネントキャリアのフレームは、複数の信号の送信期間とセンシング期間とから構成され、
前記センシング期間は前記アンライセンスバンドのコンポーネントキャリアにおける前記信号の送信期間の間にあり、
前記アンライセンスバンドのコンポーネントキャリアにおける前記複数の信号の送信期間および前記センシング期間の合計は、前記ライセンスバンドのコンポーネントキャリアの前記信号の送信期間以下であり、
前記アンライセンスバンドのコンポーネントキャリアは、複数のフレーム構成を含み、
前記複数のフレーム構成は、優先度が設定される、
端末装置。
【請求項５】
端末装置と通信する基地局装置の通信方法であって、
１つのプライマリセル及び１又は複数のセカンダリセルを用いて、キャリアアグリゲーションによって、前記端末装置に下りリンクの信号を送信する送信ステップと、を有し、
前記プライマリセルはライセンスバンドのコンポーネントキャリアであり、前記セカンダリセルの少なくとも１つはアンライセンスバンドのコンポーネントキャリアであり、
前記ライセンスバンドのコンポーネントキャリアのフレームは、信号の送信期間から構成され、
前記アンライセンスバンドのコンポーネントキャリアのフレームは、複数の信号の送信期間とセンシング期間とから構成され、
前記センシング期間は前記アンライセンスバンドのコンポーネントキャリアにおける前記信号の送信期間の間にあり、
前記アンライセンスバンドのコンポーネントキャリアにおける前記複数の信号の送信期間および前記センシング期間の合計は、前記ライセンスバンドのコンポーネントキャリアの前記信号の送信期間以下であり、
前記アンライセンスバンドのコンポーネントキャリアは、複数のフレーム構成を含み、
前記複数のフレーム構成は、優先度が設定される、
通信方法。
【請求項６】
基地局装置と通信する端末装置の通信方法であって、
１つのプライマリセル及び１又は複数のセカンダリセルを用いて、キャリアアグリゲーションによって、前記基地局装置から下りリンクの信号を受信する受信ステップと、を有し、
前記プライマリセルはライセンスバンドのコンポーネントキャリアであり、前記セカンダリセルの少なくとも１つはアンライセンスバンドのコンポーネントキャリアであり、
前記ライセンスバンドのコンポーネントキャリアのフレームは、信号の送信期間から構成され、
前記アンライセンスバンドのコンポーネントキャリアのフレームは、複数の信号の送信期間とセンシング期間とから構成され、
前記センシング期間は前記アンライセンスバンドのコンポーネントキャリアにおける前記信号の送信期間の間にあり、
前記アンライセンスバンドのコンポーネントキャリアにおける前記複数の信号の送信期間および前記センシング期間の合計は、前記ライセンスバンドのコンポーネントキャリアの前記信号の送信期間以下であり、
前記アンライセンスバンドのコンポーネントキャリアは、複数のフレーム構成を含み、
前記複数のフレーム構成は、優先度が設定される、
通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基地局装置、端末装置、および通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
第３．９世代の携帯電話の無線通信システムであるＬＴＥ（Long Term Evolution）システムの標準化が完了し、現在は第４世代の無線通信システムの１つとして、ＬＴＥシステムをより発展させたＬＴＥ−Ａ（LTE-Advanced、IMT-Aなどとも称する。）システムの標準化が行なわれている。【０００３】
ＬＴＥ−Ａシステム（LTE Rel.10以降）では、ＬＴＥシステムの１つのシステム帯域をコンポーネントキャリア（CC：Component Carrier、serving cellとも称される）とし、複数のＣＣを同時に使用するキャリアアグリゲーション（CA：Carrier Aggregation）技術が採用されている。ＣＡを行なう場合には、１つのＣＣはすべての機能を実現できるプライマリセル（Pcell：Primary cell）として用いられ、その他のＣＣはセカンダリセル（Scell：Secondary cell）として用いられる。【０００４】
ＬＴＥシステムがデータトラフィックの急増に対処していく上で、周波数資源の確保は重要な課題である。これまでＬＴＥシステムが想定した周波数バンド（周波数帯域）は、無線事業者がサービスを提供する国や地域から使用許可が得られた、いわゆるライセンスバンド（licensed band）と呼ばれる周波数バンドであり、利用可能な周波数帯域には限りがある。【０００５】
そこで最近、国や地域からの使用許可を必要としない、いわゆるアンライセンスバンド（unlicensed band）と呼ばれる周波数バンドを用いたＬＴＥシステムの提供が議論されている（非特許文献１参照）。ＬＴＥ−Ａシステムより採用されているＣＡ技術をアンライセンスバンドにも適用することで、ＬＴＥ−Ａシステムは高効率にデータトラフィックの急増に対処できるものとして期待されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】ＲＰ−１４０２５９、“Ｓｔｕｄｙ  ｏｎ  Ｌｉｃｅｎｓｅｄ−Ａｓｓｉｓｔｅｄ  Ａｃｃｅｓｓ  ｕｓｉｎｇ  ＬＴＥ、”  ３ＧＰＰ  ＴＳＧ  ＲＡＮ  Ｍｅｅｔｉｎｇ  ＃６３、２０１４年  ３月。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、アンライセンスバンドでは、ＩＥＥＥ８０２．１１システムに代表されるように、ＬＴＥとは異なるＲＡＴ（Radio access technology）による通信が行なわれる可能性がある。したがって、ＬＴＥ−Ａシステムが単純にＣＡ技術をアンライセンスバンドに対して用いれば、他システムからの干渉等により、スループットは劣化してしまう。【０００８】
本発明はこのような事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、既存システムからの干渉を抑えつつ、アンライセンスバンドを含めたＣＡ技術を行なうことでスループット改善するＬＴＥ−Ａシステムを実現可能な基地局装置、端末装置および通信方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決するための本発明に係る基地局装置、端末装置、および通信方法は、次の通りである。【００１０】
（１）すなわち、本発明の基地局装置は、専用的に使用できる第１の周波数帯域に適用される通信方式を、前記第１の周波数帯域とは異なる第２の周波数帯域に適用する通信システムが備え、前記第２の周波数帯域と共に前記第２の周波数帯域を使用して端末装置と通信が可能な基地局装置であって、前記第２の周波数帯域を使用して送信する第２の信号のフレームには少なくとも、信号のヌル期間が含まれ、前記第２の周波数帯域を使用して送信する第２の信号のフレームに含まれる信号フレームのフレーム長は、前記第１の周波数帯域を使用して送信する第１の信号のフレームに含まれる信号フレームのフレーム長より短いことを特徴とする。【００１１】
（２）また、本発明の基地局装置は、上記（１）に記載の基地局装置であって、前記第２の信号のフレーム構成を示す情報を、前記端末装置にシグナリングすることを特徴とする。【００１２】
（３）また、本発明の基地局装置は、上記（２）に記載の基地局装置であって、複数の前記フレーム構成を示す情報と、前記複数のフレーム構成の優先順位を示す情報を、前記端末装置にシグナリングすることを特徴とする。【００１３】
（４）また、本発明の基地局装置は、上記（２）または上記（３）に記載の基地局装置であって、少なくとも一部の前記ヌル期間において、前記第２の周波数帯域においてキャリアセンスを行ない、前記キャリアセンスの結果に基づいて、前記第２の信号のフレーム構成を変更し、前記フレーム構成の変更を示す情報を、前記端末装置にシグナリングすることを特徴とする。【００１４】
（５）また、本発明の基地局装置は、上記（４）に記載の基地局装置であって、前記キャリアセンスの結果に基づいて、前記第２の周波数帯域にリソース確保信号を送信することを特徴とする。【００１５】
（６）また、本発明の基地局装置は、上記（５）に記載の基地局装置であって、前記リソース確保信号を送信するタイミングは、前記リソース確保信号の送信が完了する時刻が、前記第１の信号のフレームの先頭を示す時刻から特定の期間だけ先の時刻と一致するタイミングであることを特徴とする。【００１６】
（７）また、本発明の基地局装置は、上記（２）または上記（３）に記載の基地局装置であって、少なくとも一部の前記ヌル期間において、前記第２の周波数帯域においてキャリアセンスを行ない、前記キャリアセンスの結果に基づいて、前記第２の周波数帯域が使用可能か否かを判断し、前記第２の周波数帯域を使用可能と判断した場合、前記端末装置に対して、前記第２の周波数帯域の使用許可を示す情報をシグナリングすることを特徴とする。【００１７】
（８）また、本発明の基地局装置は、上記（１）に記載の基地局装置であって、少なくとも一部の前記ヌル期間は、Ａｌｍｏｓｔ  ｂｌａｎｋ  ｓｕｂｆｒａｍｅであることを特徴とする。【００１８】
（９）また、本発明の基地局装置は、上記（１）に記載の基地局装置であって、前記第２の周波数帯域は、前記通信システムが専用的に使用できない周波数帯域であることを特徴とする。【００１９】
（１０）また、本発明の端末装置は、専用的に使用できる第１の周波数帯域に適用される通信方式を、前記第１の周波数帯域とは異なる第２の周波数帯域に適用する通信システムが備え、前記第１の周波数帯域と共に前記第２の周波数帯域を使用して基地局装置と通信が可能な端末装置であって、前記第２の周波数帯域を使用して送信する第２の信号のフレーム構成を示す情報がシグナリングされ、前記シグナリングに基づいて、前記第２の周波数帯域において、前記通信方式に基づいた制御信号のモニタリングを行なうことを特徴とする。【００２０】
（１１）また、本発明の端末装置は、上記（１０）に記載の端末装置であって、前記基地局装置よりシグナリングされる、前記第２の周波数帯域の使用許可を示す情報に基づいて、前記第２の周波数帯域に前記通信方式を適用することを特徴とする。【００２１】
（１２）また、本発明の端末装置は、上記（１１）に記載の端末装置であって、前記第２の周波数帯域は、前記通信システムが専用的に使用できない周波数帯域であることを特徴とする。【００２２】
（１３）また、本発明の通信方法は、専用的に使用できる第１の周波数帯域に適用される通信方式を、前記第１の周波数帯域とは異なる第２の周波数帯域に適用する通信システムが備え、前記第２の周波数帯域と共に前記第２の周波数帯域を使用して端末装置と通信が可能な基地局装置の通信方法であって、前記第２の周波数帯域を使用して送信する第２の信号のフレームには少なくとも、信号のヌル期間を含めるステップと、前記第２の周波数帯域を使用して送信する第２の信号のフレームに含まれる信号フレームのフレーム長を、前記第１の周波数帯域を使用して送信する第１の信号のフレームに含まれる信号フレームのフレーム長より短くするステップと、を備えることを特徴とする。【００２３】
（１４）また、本発明の通信方法は、専用的に使用できる第１の周波数帯域に適用される通信方式を、前記第１の周波数帯域とは異なる第２の周波数帯域に適用する通信システムが備え、前記第２の周波数帯域と共に前記第２の周波数帯域を使用して基地局装置と通信が可能な端末装置の通信方法であって、前記第２の周波数帯域を使用して送信する第２の信号のフレーム構成を示す情報がシグナリングされるステップと、前記シグナリングに基づいて、前記第２の周波数帯域において、前記通信方式に基づいた制御信号のモニタリングを行なうステップと、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、既存システムからの干渉を最小限としつつ、ライセンスバンドに加えて、アンライセンスバンドを用いたＣＡ技術が実現される。この結果、通信システムのスループットを改善することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る通信システムの例を示す図である。
【図２】本発明の基地局装置の一構成例を示す概略ブロック図である。
【図３】本発明の端末装置の一構成例を示す概略ブロック図である。
【図４Ａ】本発明の信号のフレーム構成の一例を示す図である。
【図４Ｂ】本発明の信号のフレーム構成の一例を示す図である。
【図４Ｃ】本発明の信号のフレーム構成の一例を示す図である。
【図４Ｄ】本発明の信号のフレーム構成の一例を示す図である。
【図５】本発明の基地局装置の一構成例を示す概略ブロック図である。
【図６】本発明の信号のフレーム構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
［第１の実施形態］
本実施形態における通信システムは、基地局装置（送信装置、セル、送信点、送信アンテナ群、送信アンテナポート群、コンポーネントキャリア、evolved Node B（eNB））および端末装置（端末、移動端末、受信点、受信端末、受信装置、受信アンテナ群、受信アンテナポート群、User Equipment（UE））を備える。
【００２７】
図１は、本発明の第１の実施形態に係るセルラシステムの下り回線（ダウンリンク、または下りリンク）の一例を示す概略図である。図１のセルラシステムでは、広いカバレッジ(セル半径が大きい)の基地局装置（eNB）１が存在し、基地局装置１と接続する端末装置ＵＥ１と端末装置ＵＥ２が存在する。また、基地局装置１のカバレッジ範囲には、既存の８０２．１１通信を行なうＳＴＡ（Station）４とＳＴＡ５も存在するものとし、ＳＴＡ４とＳＴＡ５はアンライセンスバンドにおいて、ＩＥＥＥ８０２．１１システム（以下では単に802.11システムとも称する）に基づいて通信を行なう可能性があるものとする。ここで、アンライセンスバンドとは、無線事業者が国や地域から使用許可を必要とせずにサービスの提供が可能な周波数バンドを指す。つまり、アンライセンスバンドとは特定の無線事業者が専用的に使用することができない周波数バンドである。なお、以下の説明では、下りリンクの伝送を中心とするが、各端末装置から基地局装置１への伝送（上りリンク回線、アップリンク、上りリンク）にも、本実施形態の方法は適用可能である。
【００２８】
端末装置ＵＥ１と端末装置ＵＥ２は、基地局装置１と通信を行なうためのコンポーネントキャリアのうちの一つをＰｃｅｌｌ（Primary cell）として接続しており、使用されている周波数バンドはライセンスバンドであるものとする。ここで、ライセンスバンドとは、無線事業者がサービスを提供する国や地域から使用許可が得られた周波数バンドを指す。つまり、ライセンスバンドとは特定の無線事業者が専用的に使用することが可能な周波数バンドである。
【００２９】
本実施形態に係る基地局装置１は、アンライセンスバンドの一部をＳｃｅｌｌ（Secondary cell）としたＣＡにより端末装置ＵＥ１と端末装置ＵＥ２とのデータ通信を行なう。よって、端末装置ＵＥ１と端末装置ＵＥ２は、基地局装置１が下りリンクデータ伝送の制御情報を送信するＰＤＣＣＨ（Physical Downlink Control Channel）やＥＰＤＣＣＨ（Enhanced Physical Downlink Control Channel）のモニタリングを、ライセンスバンドに加えて、アンライセンスバンドでも行なうことができる。ＰＤＣＣＨのモニタリングには、同期処理と、下りリンク制御情報であるＤＣＩ（Downlink control information）を復号するためにサーチスペースのブラインドデコーディングが含まれる。
【００３０】
図２は、本発明の第１の実施形態に係る基地局装置１の１構成例を示すブロック図である。図２に示す通り、基地局装置１は、上位層部１０１と、制御部１０２と、送信部１０３と、受信部１０４と、アンテナ１０５と、を備える。
【００３１】
上位層部１０１は、媒体アクセス制御（MAC：Medium Access Control）層、パケットデータ統合プロトコル（Packet Data Convergence Protocol：PDCP）層、無線リンク制御（Radio Link Control：RLC）層、無線リソース制御（Radio Resource Control：RRC）層の処理を行なう。上位層部１０１は、送信部１０３と、受信部１０４の制御を行なうための情報を生成し、制御部１０２に出力する。また、上位層部１０１は、後述するフレーム制御部１０３１が設定する信号のフレーム構成を各端末装置にシグナリングするための情報を生成しても良い。
【００３２】
送信部１０３は、フレーム制御部１０３１と、物理チャネル信号生成部１０３２と、無線送信部１０３４を備える。フレーム制御部１０３１は、制御部１０２からの指示等に基づいて、物理チャネル信号生成部１０３２が生成する信号のフレーム構成を決定する。フレーム制御部１０３１の動作詳細については後述する。
【００３３】
物理チャネル信号生成部１０３２は、フレーム制御部１０３１が決定したフレーム構成に基づいて、基地局装置１がＰｃｅｌｌおよびＳｃｅｌｌで、端末装置ＵＥ１および端末装置ＵＥ２に送信するベースバンド信号を生成する。物理チャネル信号生成部１０３１が生成する信号は、ＰｃｅｌｌおよびＳｃｅｌｌのＰＤＣＣＨと、下りリンクデータを送信するＰＤＳＣＨ（Physical downlink shared channel）で送信する信号を含む。なお、図１において端末装置数を２としたため、端末装置ＵＥ１および端末装置ＵＥ２に送信するベースバンド信号を生成する例を示したが、本実施形態はこれに限定されない。
【００３４】
無線送信部１０３４は、物理チャネル信号生成部１０３２が生成するベースバンド信号を無線周波数（Radio frequency（RF））帯の信号に変換する処理を行なう。無線送信部１０３４が行なう処理には、デジタル・アナログ変換、フィルタリング、ベースバンド帯からＲＦ帯への周波数変換等が含まれる。
【００３５】
アンテナ１０５は、送信部１０３が生成した信号を、端末装置ＵＥ１および端末装置ＵＥ２に向けて送信する。
【００３６】
基地局装置１は、端末装置ＵＥ１および端末装置ＵＥ２から送信された信号を受信する機能も備える。アンテナ１０５は、端末装置ＵＥ１および端末装置ＵＥ２から送信された信号を受信し、受信部１０４に出力する。
【００３７】
受信部１０４は、物理チャネル信号復調部１０４１と無線受信部１０４２を備える。無線受信部１０４２は、アンテナ１０５から入力されたＲＦ帯の信号をベースバンド帯に変換する。無線受信部１０４２が行なう処理には、ＲＦ帯からベースバンド帯への周波数変換、フィルタリング、アナログ・デジタル変換等が含まれる。また、受信部１０４が行なう処理には、周辺の干渉を測定し、該無線リソース（時間リソース、周波数リソースおよび空間リソースを含む）を確保する（例えばキャリアセンスやlisten before talk（LBT））機能が含まれていても良い。
【００３８】
物理チャネル信号復調部１０４１は、無線受信部１０４２が出力するベースバンド帯の信号を復調する。物理チャネル信号復調部１０４１が復調する信号には、端末装置ＵＥ１および端末装置ＵＥ２が上りリンクデータ伝送の制御情報を送信するＰＵＣＣＨ（Physical uplink control channel）と、上りリンクデータを送信するＰＵＳＣＨ（Physical uplink shared channel）で送信する信号が含まれる。物理チャネル信号復調部１０４１は、ＰＤＣＣＨで送信された上りリンクに関する制御情報に基づいて、ＰＵＳＣＨで送信される上りリンクデータを復調することができる。また、物理チャネル信号復調部１０４１には、キャリアセンス機能等が含まれていても良い。
【００３９】
図３は、本実施形態に係る端末装置ＵＥ１および端末装置ＵＥ２の１構成例を示すブロック図である。図３に示すように、端末装置ＵＥ１および端末装置ＵＥ２は、上位層部２０１と、制御部２０２と、送信部２０３と、受信部２０４と、アンテナ２０５を備える。
【００４０】
上位層部２０１は、ＭＡＣ層、ＰＤＣＰ層、ＲＬＣ層、ＲＲＣ層の処理を行なう。また、上位層部２０１は、送信部２０３と、受信部２０４の制御を行なうための情報を生成し、制御部２０２に出力する。
【００４１】
アンテナ２０５は、基地局装置１が送信した信号を受信し、受信部２０４に出力する。なお、以下の説明では端末装置ＵＥ１および端末装置ＵＥ２が備えるアンテナ２０５のアンテナ本数は、送受信で１本であるものとするが、端末装置ＵＥ１および端末装置ＵＥ２は送受信で複数のアンテナを用いても構わない。また、端末装置ＵＥ１および端末装置ＵＥ２は、周波数バンド毎に送受信に用いるアンテナを備えても良い。このことは、基地局装置１が備えるアンテナ２０４に対しても同様である。
【００４２】
受信部１０４は、物理チャネル信号復調部２０４１とＰＤＣＣＨモニタリング部２０４２と無線受信部２０４３を備える。無線受信部２０４３は、アンテナ２０５から入力されたＲＦ帯の信号をベースバンド帯に変換する。無線受信部２０４３が行なう処理には、ＲＦ帯からベースバンド帯への周波数変換、フィルタリング、アナログ・デジタル変換等が含まれる。
【００４３】
ＰＤＣＣＨモニタリング部２０４２は、無線受信部２０４３が出力するベースバンド帯の信号に対してＰＤＣＣＨやＥＰＤＣＣＨのモニタリングを行ない、基地局装置１がＰＤＣＣＨやＥＰＤＣＣＨで送信する制御情報を取得する。また、ＰＤＣＣＨモニタリング部２０４２は、基地局装置１より送信される同期チャネルの信号（例えばPrimary synchronization signal（PSS）やSecondary synchronization signal（SSS））に基づいた同期処理を行なっても良い。
【００４４】
物理チャネル信号復調部２０４１は、ＰＤＣＣＨモニタリング部２０４２が取得した制御情報に基づいて無線受信部２０４３が出力するベースバンド帯の信号を復調する。物理チャネル信号復調部２０４１が復調する信号には、基地局装置１がＰＤＳＣＨで送信する信号が含まれる。物理チャネル信号復調部２０４１は、ＰＤＣＣＨで送信されるＤＣＩに基づいて、ＰＤＳＣＨで送信される下りリンクデータを復調することができる。
【００４５】
端末装置ＵＥ１および端末装置ＵＥ２は、信号を送信する機能も備える。アンテナ２０５は、送信部２０３が生成したＲＦ帯の信号を、基地局装置１に向けて送信する。
【００４６】
送信部２０３は、物理チャネル信号生成部２０３１と、無線送信部２０３２を備える。物理チャネル信号生成部２０３１は、端末装置ＵＥ１および端末装置ＵＥ２が基地局装置１に送信するベースバンド帯の信号を生成する。物理チャネル信号生成部２０３１が生成する信号は、端末装置ＵＥ１および端末装置ＵＥ２がＰＵＣＣＨおよびＰＵＳＣＨで送信する信号を含む。
【００４７】
無線送信部２０３２は、物理チャネル信号生成部２０３１が生成したベースバンド帯の信号をＲＦ帯の信号に変換する。無線送信部２０３２が行なう処理には、デジタル・アナログ変換、フィルタリング、ベースバンド帯からＲＦ帯への周波数変換等が含まれる。
【００４８】
本実施形態において、基地局装置１は、端末装置ＵＥ１と端末装置ＵＥ２に対して、さらにアンライセンスバンドの一部をＳｃｅｌｌ（Secondary cell）としてＣＡ（Carrier aggregation）を行なうことを考える。しかし、通信システムがＬＴＥ方式に基づいてアンライセンスバンドを連続的に占有してしまうと、８０２．１１システムに代表される他の既存通信システムによって通信を行なう他の装置が、該アンライセンスバンドでの通信を行なうことができなくなる。また、基地局装置１は、アンライセンスバンドの一部をＳｃｅｌｌとして用いて通信を行なっている間、該周波数バンドにてキャリアセンスを行なうことが出来ない。
【００４９】
そこで、本実施形態に係る基地局装置１のフレーム制御部１０３１は、基地局装置１がＬＴＥ方式に基づいてＰｃｅｌｌで送信する信号と、Ｓｃｅｌｌで送信する信号とで、異なるフレーム構成となるように制御する。
【００５０】
図４Ａは本実施形態に係るフレーム制御部１０３１が設定するフレーム構成の一例を示す図である。ＬＴＥ方式に基づくフレーム（LTEフレーム）は、長さ１ミリ秒（ms）のサブフレーム（LTEサブフレーム）１０個から構成されるから、その長さは１０ｍｓとなる。本実施形態において、基地局装置１が、ライセンスバンドのＰｃｅｌｌで送信する信号は、ＬＴＥ方式のフレーム構成とする。
【００５１】
一方、本実施形態において、基地局装置１がアンライセンスバンドのＳｃｅｌｌで送信する信号のフレーム構成は、フレーム長はＬＴＥフレームと同様に１０ｍｓとする一方で、フレームを構成するサブフレーム数は１０未満とする。すなわち、基地局装置１がアンライセンスバンドのＳｃｅｌｌで送信する信号のフレームに対して、フレーム制御部１０３１は信号がない無信号期間（図４中でヌルとしている期間）を与える。なお、フレームを構成するサブフレーム数は自然数でなく、「８．５フレーム」のように、小数点で表現される数であっても良い。フレーム制御部１０３１は、ＬＴＥサブフレームを配置する期間と無信号期間の合計期間が、基地局装置１がライセンスバンドのＰｃｅｌｌで送信するＬＴＥフレームのフレーム長と同じになるように制御する。つまり、フレーム制御部１０３１が設定するＳｃｅｌｌの信号のフレーム長は常に一定長（例えば10ms）であり、１つの信号のフレームに含まれるＬＴＥサブフレーム数や無信号期間の長さや配置される位置には、信号のフレーム長は依存しない。フレーム制御部１０３１がこのようなフレーム構成を設定することで、該ヌル（Null）期間においては、基地局装置１を含め、通信システムが備える各装置は、キャリアセンスを行なうことが可能となる。例えばＳＴＡ４やＳＴＡ５は、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier sense multiple access with collision avoidance）と呼ばれるアクセス方式に基づいて通信を開始することが可能となる。
【００５２】
フレーム制御部１０３１は、基地局装置１がＳｃｅｌｌで送信する信号のフレームにヌル期間を与える方法として、Ｓｃｅｌｌで送信する信号のフレームを複数の信号フレームとヌルフレームとで構成するように制御しても良い。ここでヌルフレームとは信号が含まれないフレームであるものとする。また、信号フレームとは、信号が含まれるフレーム（例えばLTEサブフレーム）であるものとする。ヌルフレーム長は何かに限定されるものではないが、例えば、フレーム制御部１０３１はヌルフレーム長とＬＴＥサブフレーム長を同じにすることができる。フレーム制御部１０３１は、複数のＬＴＥサブフレームとヌルフレームの合計期間が、基地局装置１がライセンスバンドのＰｃｅｌｌで送信するＬＴＥフレーム長と同じになるように、Ｓｃｅｌｌで送信する信号のフレームを設定する。なお、ヌル期間は必ずしもＬＴＥフレームの最後に設定される必要はなく、ＬＴＥフレームの先頭に設定されても良い。
【００５３】
なお、本実施形態における無信号期間とは、該無線リソースにおいて、各装置が完全に信号の送信を止める場合に加えて、各装置が送信する信号が、自装置以外の装置に対して、所定電力（例えばキャリアセンスレベル）以下の受信電力で受信されるような送信電力やチャネル構成で各装置が信号を送信する場合も含まれる。例えば、基地局装置１は、該無信号期間において、同期チャネルの信号（例えばPSSやSSS）だけを送信するように制御しても良い。また、基地局装置１は、該無信号期間において、自装置のシステム情報（例えば、基地局装置１が物理報知チャネル（Physical Broadcast Channel：PBCH）で送信する報知情報や、IEEE802.11システムで用いられるBeaconフレーム）のみを送信するように制御しても良い。
【００５４】
なお、基地局装置１は、該無信号期間において、アンライセンスバンドのＳｃｅｌｌでは、ＰＳＳやＳＳＳ等の同期チャネルの信号を送信しない一方で、ライセンスバンドのＰｃｅｌｌでは、ＰＳＳやＳＳＳ等の同期チャネルの信号を送信するように制御しても良い。
【００５５】
なお、図４Ａにおいては、４個のサブフレーム毎、すなわち４ｍｓ毎に１ｍｓのヌル期間を設けているが、ヌル期間の長さや、ヌル期間までのサブフレームの数は、図４Ａに示す方法に限定されない。しかし、ヌル期間の長さはサブフレーム長の整数倍であることが好適であるがこれに限定されない。また、フレーム制御部１０３１は、Ｓｃｅｌｌの信号のフレームに周期的にヌル期間を与えても良いし、通信システムのトラフィック量等に基づいて、適応的に与えても良い。
【００５６】
上位層部１０１はフレーム制御部１０３１が設定する、アンライセンスバンドのＳｃｅｌｌで送信する信号のフレーム構成を、ＲＲＣ（Radio resource control）シグナル等の、各端末装置への上位レイヤのシグナルに含めることができる。また、上位層部１０１は、フレーム制御部１０３１が設定する可能性のある複数のフレーム構成を示す情報を各端末装置にあらかじめシグナリングするように動作しても良いし、更に上位層部１０１は、更に該複数のフレーム構成に対するフレーム制御部１０３１が設定する優先度を示す情報を、各端末装置にあらかじめシグナリングするように動作しても良い。また基地局装置１は、上位層部１０１が各端末装置にシグナリングする複数のフレーム構成の中で、フレーム制御部１０３１が実際に用いたフレーム構成を示す情報を、別の制御情報（例えば、PcellおよびScellのPDCCHおよびEPDCCHで送信される制御情報）に含めても良い。また、該制御情報は、フレーム制御部１０３１がアンライセンスバンドのＳｃｅｌｌで送信する信号のフレームに与えたヌル期間の位置を示す情報、もしくは該フレームで送信されるＬＴＥサブフレームの位置を示す情報でも良い。
【００５７】
なお、基地局装置１はフレーム制御部１０３１が設定するフレーム構成を、明示的に各端末装置に通知しなくても良い。例えば、端末装置ＵＥ１および端末装置ＵＥ２は、基地局装置１が送信する別の信号（例えばPSSやSSSで送信する信号）から、自装置が接続している基地局装置１を示す情報（例えば、セルID（cell ID）等）を把握することができる。このとき、フレーム制御部１０３１が設定するフレーム構成と、セルＩＤとを予め関連付けておくことで、端末装置ＵＥ１と端末装置ＵＥ２は、フレーム制御部１０３１が設定するフレーム構成を把握することが可能である。基地局装置１は、フレーム制御部１０３１が設定するフレーム構成と、セルＩＤの関係を示すテーブルを、予め各端末装置にシグナリングすることが可能である。
【００５８】
無線受信部１０４２、または物理チャネル信号復調部１０４１は、ヌル期間においてキャリアセンスを行なうことができる。フレーム制御部１０３１は、キャリアセンスの結果に基づいて、フレーム構成を変更することが可能である。例えば、キャリアセンスによって該アンライセンスバンドが確保できなかった場合、フレーム制御部１０３１はヌル期間に続いて配置されているＬＴＥサブフレームの期間をヌル期間としても良い。
【００５９】
フレーム制御部１０３１が、キャリアセンスの結果に基づいて、Ｓｃｅｌｌの信号のフレームに更にヌルを加える場合、基地局装置１は、フレーム制御部１０３１が設定したフレーム構成を、改めて各端末装置に対して、上位レイヤのシグナルや、ＰＤＣＣＨで送信する制御情報によってシグナリングすることができる。また、基地局装置１がＰＤＣＣＨで送信する制御情報によってフレーム制御部１０３１が設定したフレーム構成をシグナリングする場合、上位レイヤのシグナリングであらかじめ各端末装置に通知していたフレーム構成との差分情報だけをシグナリングすることができる。
【００６０】
また、フレーム制御部１０３１は、Ｓｃｅｌｌで送信する信号のフレームにヌル期間を与えるために、ＬＴＥで規格化されているＡＢＳ（Almost blank subframe）を応用することができる。ＡＢＳは、主に隣接セル間干渉を抑えるために、基地局装置（または端末装置）が一部のサブフレームにおける物理チャネル（例えばPDSCHやPDCCH）の一部の送信電力を小さくする、または送信自体を止める技術である。フレーム制御部１０３１は、ＡＢＳによりＳｃｅｌｌで送信する信号のフレームの一部のサブフレームの送信を止める、もしくは送信電力を小さくすることで、ヌル期間を作っても良い。フレーム制御部１０３１は、Ｓｃｅｌｌで送信する信号のフレームに対して周期的にＡＢＳを適用することで（例えば4ms毎）、ヌル期間が周期的に配置されるようにしても良い。
【００６１】
なお、本実施形態において、フレーム制御部１０３１が設定するヌル期間は、必ずしも隣接セル間干渉を抑えるためのものではない。よって、本実施形態に係る通信システムが複数の基地局装置を備え、各基地局装置がアンライセンスバンドのＳｃｅｌｌで送信する信号のフレームにＡＢＳでヌル期間を与える場合、隣接する基地局装置間で信号のフレームにヌル期間を与えるタイミングをずらす必要はない。ＩＥＥＥ８０２．１１システムに代表される他システムに対する与干渉および被干渉の影響を抑えるためには、隣接する基地局装置間で、信号のフレームにヌル期間を与えるタイミングを揃えることが好適である。
【００６２】
一方、端末装置ＵＥ１と端末装置ＵＥ２は、基地局装置１よりシグナリングされるアンライセンスバンドのＳｃｅｌｌで送信される信号のフレーム構成を示す情報に基づいて、該アンライセンスバンドで送信される信号に対する復調処理を行なう。このとき、ＰＤＣＣＨモニタリング部２０４２は、Ｓｃｅｌｌで送信される信号のフレームに与えられているヌル期間においては、制御情報のモニタリングを停止しても良い。また、基地局装置１が該ヌル期間において同期チャネルのみ送信しているような場合、ＰＤＣＣＨモニタリング部２０４２は、該ヌル期間においては、同期処理のみを行なっても良い。
【００６３】
なお、本実施形態に係る基地局装置１がＣＡを行なう周波数バンドは、これまで説明してきたライセンスバンドやアンライセンスバンドには限らない。本実施形態が対象とする周波数バンドには、国や地域から特定サービスへの使用許可が与えられているにも関わらず、周波数間の混信を防ぐ等の目的により、実際には使われていないホワイトバンドと呼ばれる周波数バンド（例えば、テレビ放送用として割り当てられたものの、地域によっては使われていない周波数バンド）や、これまで特定の事業者に排他的に割り当てられていたものの、将来的に複数の事業者で共用することが見込まれる共用周波数バンドも含まれる。例えば、基地局装置１はＰｃｅｌｌをライセンスバンドに設定する一方で、Ｓｃｅｌｌをホワイトバンドの一部に設定する場合も本実施形態には含まれる。フレーム制御部１０３１は、基地局装置１がＳｃｅｌｌを設定する周波数バンドに応じて、Ｓｃｅｌｌの信号のフレームの構成を変更することができる。
【００６４】
本実施形態の方法によれば、基地局装置１は、アンライセンスバンドのＳｃｅｌｌで送信する信号のフレームにヌル期間を与えることができる。そして該ヌル期間において、通信システムが備える各装置は他システムの通信方法（例えば、CSMA/CA）も基づいて、通信を行なうことができる。よって、特定の装置が該アンライセンスバンドを長期間にわたって占有することがなくなるから、基地局装置１は、他システムへの影響を最小限にとどめながら、アンライセンスバンドを用いたＣＡにより、通信システムのスループットを改善できる。
【００６５】
［第２の実施形態］
本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、端末装置ＵＥ１と端末装置ＵＥ２は、基地局装置１をＰｃｅｌｌとして接続しており、使用されている周波数バンドはライセンスバンドであるものとする。
【００６６】
図５は本実施形態に係る基地局装置１の１構成例を示すブロック図である。本実施形態に係る基地局装置１と第１の実施形態に係る基地局装置１との違いは送信部１０３が、制御信号生成部１０３５と、多重部１０３６を更に備えている点である。なお、本実施形態に係る通信システムの概要、端末装置ＵＥ１と端末装置ＵＥ２の構成は、第１の実施形態と同じとする。
【００６７】
制御信号生成部１０３５は、基地局装置１が端末装置ＵＥ１および端末装置ＵＥ２に送る制御情報（例えば、PcellおよびScellのPDCCHで送信される制御情報）を含む信号を生成する。また、多重部１０３６は、物理チャネル信号生成部１０３１が生成する信号と、制御信号生成部１０３５が生成する信号を多重する。
【００６８】
本実施形態において、基地局装置１は、第１の実施形態と同様に、アンライセンスバンドをＳｃｅｌｌとしたＣＡを行なう。そして、基地局装置１は、フレーム制御部１０３１がＳｃｅｌｌで送信する信号のフレームに与えるヌル期間において、自装置のカバレッジ範囲の少なくとも一部の範囲で、予めアンライセンスバンドを確保するためのリソース確保信号を送信する。
【００６９】
図４Ｂは本実施形態に係るフレーム制御部１０３１が設定するフレーム構成の一例を示す図である。基地局装置１が、ライセンスバンドのＰｃｅｌｌで送信する信号は、図４Ａと同じ構成である。一方、フレーム制御部１０３１が設定するアンライセンスバンドのＳｃｅｌｌで送信する信号のフレーム構成は、図４Ａと同様に、一定期間のヌル期間が与えられたものであるが、フレーム制御部１０３１は、さらに該ヌル期間に該アンライセンスバンドに対してリソース確保信号を送信する期間（無線リソース）を与える。このように制御することで、基地局装置１は、該ヌル期間より後の期間で、該アンライセンスバンドを確保することができる。
【００７０】
本実施形態に係る基地局装置１が送信するリソース確保信号は何かに限定されるものではない。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１システムで用いられている干渉プロテクション技術に基づいて、リソース確保信号を生成し、送信することができる。
【００７１】
ＩＥＥＥ８０２．１１システムで採用されているＣＳＭＡ／ＣＡでは、各端末装置がキャリアセンスし、干渉が測定されない場合に通信を行なうことで自律的な多重アクセスを実現している。しかし、キャリアセンスが可能な距離（キャリアセンスエリアと呼ぶ）には限界があるため、お互いのキャリアセンスエリアから外れている２つの端末装置が同時に送信してしまい、他端末装置に干渉を引き起こしてしまう場合もある。そのため、ＩＥＥＥ８０２．１１システムにはいくつかの干渉プロテクション技術が採用されている。
【００７２】
ＲＴＳ／ＣＴＳ（Request-to-send/clear-to-send）では、送信を所望する端末装置が、送信宛ての端末装置に対してＲＴＳを送信する。ＲＴＳ宛先端末装置は、ＲＴＳを受信後、キャリアセンスを行ない、干渉が測定（観測）されなければ、ＣＴＳをＲＴＳ送信端末装置に送信する。このとき、ＲＴＳを受信したＲＴＳ宛先端末装置以外の端末装置と、ＣＴＳを受信したＣＴＳ宛先端末装置以外の端末装置は、予め設定されるＮＡＶ（Network allocation vector）の期間は、パケットの送信を止める。よって、少なくともＲＴＳ宛先端末装置とＣＴＳ宛先端末装置のキャリアセンスエリアでは、干渉は発生しない。
【００７３】
一方、ＣＴＳ−ｔｏ−ｓｅｌｆとは、これから送信を希望する端末装置が、ＣＴＳを自分宛てとして送信する機能である。前述したように、ＣＴＳを受信したＣＴＳ宛先端末装置以外の端末装置は、ＮＡＶの間はパケットの送信を止めるから、端末装置はＣＴＳ−ｔｏ−ｓｅｌｆを送信することで、少なくともＣＴＳ−ｔｏ−ｓｅｌｆが届くエリアからの干渉は発生しなくなる。
【００７４】
そこで、本実施形態に係る制御信号生成部１０３５は、ＣＴＳ−ｔｏ−ｓｅｌｆをリソース確保信号として生成する。そして、多重部１０３６は、制御信号生成部１０３５が生成したリソース確保信号を、フレーム制御部１０３１が設定したリソース確保信号を送信する無線リソースに配置するように、物理チャネル信号生成部１０３２が生成した信号と多重する。なお、制御信号生成部１０３５は、ＣＴＳ−ｔｏ−ｓｅｌｆではなく、ＲＴＳやＣＴＳをリソース確保信号として送信することができる。また、ＲＴＳやＣＴＳ（CTS-to-selfを含む）ではＮＡＶの値を、ＲＴＳ（またはCTS）を受信可能な装置に通知することが可能となるから、制御信号生成部１０３５は、リソース確保信号としてＲＴＳやＣＴＳを生成する場合、該ヌル期間の後に送信されるサブフレーム数に基づいて、ＮＡＶの値を該ＲＴＳ（またはCTS）に記載することができる。
【００７５】
フレーム制御部１０３１が設定するリソース確保信号を送信するタイミングは、ヌル期間内であれば、何かに限定されるものではないが、少なくとも基地局装置１が該ヌル期間においてキャリアセンスが可能なように設定するのが望ましい。また、制御信号生成部１０３５がリソース確保信号としてＣＴＳ−ｔｏ−ｓｅｌｆを生成する場合、ＩＥＥＥ８０２．１１システムでは、ＣＴＳの受信完了後、ＳＩＦＳ（Short interframe space）期間後に次の信号が送信されることを想定している。このことは、フレーム制御情報１０３１がリソース確保信号の送信タイミングを制御することで、リソース確保信号送信後に送信されるＬＴＥサブフレームの送信タイミングも制御可能なことを示唆している。例えば、フレーム制御情報１０３１は、Ｐｃｅｌｌで送信する信号のフレームと、Ｓｃｅｌｌで送信する信号のフレームとの間の同期精度を高めるように、リソース確保信号の送信タイミングを制御することも可能である。
【００７６】
図６は本実施形態に係るヌル期間におけるリソース確保信号の送信方法の一例を示す概要図である。基地局装置１の無線受信部１０４２もしくは物理チャネル信号復調部１９４１は、アンライセンスバンドのＳｃｅｌｌで送信されるフレームのヌル期間の開始と同時にキャリアセンスを該アンライセンスバンドにて開始する。そして、該アンライセンスバンドを確保可能と判断した場合、フレーム制御部１０３１はリソース確保信号送信期間とＳＩＦＳ期間後が、基地局装置１がライセンスバンドのＰｃｅｌｌで送信するＬＴＥサブフレームの送信開始タイミングとなるように、リソース確保信号の送信タイミングを決定する。なお、制御信号生成部１０３５がリソース確保信号として、適当な信号（インパルス信号等どのような信号であっても良い）を生成する場合、フレーム制御部１０３１は、リソース確保信号送信とＤＩＦＳ（Distributed coordination function IFS）期間後が、基地局装置１がライセンスバンドのＰｃｅｌｌで送信するＬＴＥサブフレームの送信開始時間となるように、リソース確保信号の送信タイミングを決定することができる。このように制御することで、基地局装置１は、より効率的に該無線リソースを確保することができ、また、ライセンスバンドのＰｃｅｌｌで送信するＬＴＥフレームとアンライセンスバンドのＳｃｅｌｌで送信するＬＴＥフレームとを、高精度に同期させることが可能となる。
【００７７】
なお、フレーム制御部１０３１は、図６に示すようなリソース確保信号の送信タイミングを、すべてのヌル期間において行なっても良い。また、フレーム制御部１０３１は、ＰｃｅｌｌとＳｃｅｌｌで送信されるＬＴＥフレームの先頭が同期するように、該ヌル期間においてリソース確保信号を送信するように制御しても良い、また、フレーム制御部１０３１は、リソース確保信号を送信するヌル期間を適応的に決定しても良い。例えば、フレーム制御部１０３１は、ＰｃｅｌｌとＳｃｅｌｌで送信されるＬＴＥフレームの同期が必要とされる場合（例えば基地局装置１が、PcellのPDCCHを用いて、ScellのPDSCHの制御情報を復調するために制御情報を送信する場合）に、ヌル期間にリソース確保信号を送信するように制御しても良い。
【００７８】
本実施形態の方法によれば、基地局装置１は、アンライセンスバンドのＳｃｅｌｌで送信する信号のフレームに与えるヌル期間において、該アンライセンスバンドにリソース確保信号を送信することができる。よって、基地局装置１は、該アンライセンスバンドを、より高効率に確保することができるから、アンライセンスバンドを用いたＣＡにより、通信システムのスループットを改善できる。
【００７９】
［第３の実施形態］
本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、端末装置ＵＥ１と端末装置ＵＥ２は、基地局装置１をＰｃｅｌｌとして接続しており、使用されている周波数バンドはライセンスバンドであるものとする。なお、本実施形態に係る無線通信システムの概要、基地局装置１の構成、端末装置ＵＥ１と端末装置ＵＥ２の構成は、第１の実施形態と同じとする。
【００８０】
本実施形態において、基地局装置１は、第１の実施形態と同様に、アンライセンスバンドをＳｃｅｌｌとしたＣＡを行なう。そして、基地局装置１がＳｃｅｌｌで送信する信号のフレームにはヌル期間を与える。そして、該ヌル期間において、無線受信部１０４２または物理チャネル信号復調部１０４１は、該アンライセンスバンドにおいてキャリアセンスを行なうものとする。
【００８１】
該ヌル期間において、基地局装置１がキャリアセンスを行なった結果、該アンライセンスバンドを確保できなかった場合、基地局装置１はヌル期間後もアンライセンスバンドのＳｃｅｌｌでは信号を送信しないことになる。一方、基地局装置１は、ライセンスバンドのＰｃｅｌｌでは、アンライセンスバンドのキャリアセンスの結果にかかわらず信号を送信し続けることが可能である。この場合、基地局装置１がライセンスバンドのＰｃｅｌｌで送信する信号のフレーム数と、アンライセンスバンドのＳｃｅｌｌで送信する信号のフレーム数とが異なってしまう問題が生じてしまう。
【００８２】
そこで、本実施形態においては、フレーム制御部１０３１は、基地局装置１がアンライセンスバンドのＳｃｅｌｌで送信するフレームに与えたヌル期間に行なうキャリアセンスの結果に関わらず、信号のフレーム数を計測する。
【００８３】
図４Ｃは本実施形態に係るフレーム制御部１０３１が設定するフレーム構成の一例を示す図である。基地局装置１が、ライセンスバンドのＰｃｅｌｌで送信する信号は、図４Ａと同じ構成である。一方、フレーム制御部１０３１が設定するアンライセンスバンドのＳｃｅｌｌで送信する信号のフレーム構成は、図４Ａと同様に、一定周期（4ms毎）に一定長（1ms）のヌル期間が与えられたものである。そして、各ヌル期間において、無線受信部１０４２または物理チャネル信号復調部１０４１は、該アンライセンスバンドにおいてキャリアセンスを行なう。図４Ｃは、キャリアセンスの結果の一例として、期間１と期間２においては、基地局装置１は該アンライセンスバンドを確保できず、他の装置（例えばＳＴＡ４やＳＴＡ５）が該アンライセンスバンドで通信を行なっている場合を示している。なお、フレーム制御部１０３１がもともと設定していたアンライセンスバンドのＳｃｅｌｌで送信する信号の無送信期間をヌル期間と呼ぶ一方で、他システムによる該アンライセンスバンドの利用により結果として発生した無送信期間を、本実施形態ではアイドル期間と呼ぶこととする。
【００８４】
この場合、フレーム制御部１０３１は、該アンライセンスバンドにおいて、期間１および期間２の間も、ＬＴＥフレームが送信できたものとして、フレーム番号（System frame number：SFN）のカウントアップを行なう。図４Ｃ中で、ＬＴＥフレームｎは、ＳＦＮがｎであることを示している。例えばＬＴＥフレーム１はＳＦＮが１であることを示している。
【００８５】
ＬＴＥシステムでは、基本的にはひとつのＬＴＥフレーム（10ms周期）は１０個のＬＴＥサブフレームで構成されているから、１０個のＬＴＥサブフレームが送信されると、フレーム制御部１０３１はＳＦＮを１増加させることになる。
【００８６】
しかし、図４Ｃにおいて、アンライセンスバンドのＳｃｅｌｌで送信する信号は、期間１に他システムが該アンライセンスバンドを用いているため、最初の１０ｍｓでは、４個のＬＴＥサブフレームしか送信されていない。この場合においても、フレーム制御部１０３１は、ライセンスバンドのＰｃｅｌｌで送信する信号のＳＦＮに合わせてＳＦＮをカウントアップする。よって、該他システムによる通信後のアイドル期間における基地局装置１のキャリアセンスにより、アイドル期間後の該アンライセンスバンドが確保可能となったとき、該アンライセンスバンドのＳｃｅｌｌで送信する信号のＳＦＮは２となる。つまり、本実施形態の方法によれば、フレーム制御部１０３１は、基地局装置１が実際に該Ｓｃｅｌｌで送信したか否かに関わらず、該期間におけるライセンスバンドのＰｃｅｌｌで送信するフレームに与えるＳＦＮを増加させるタイミングで、アンライセンスバンドのＳｃｅｌｌで送信するフレームに与えるＳＦＮも増加させることができる。よって、基地局装置１はＰｃｅｌｌで送信される信号のＳＦＮと、Ｓｃｅｌｌで送信される信号のＳＦＮを同一とすることができる。
【００８７】
基地局装置１がライセンスバンドのＰｃｅｌｌでＬＴＥフレーム２を送信している期間、基地局装置１はアンライセンスバンドを確保可能であるが、フレーム制御部１０３１が与えたヌル期間のために、基地局装置１がアンライセンスバンドのＳｃｅｌｌで送信可能なＬＴＥサブフレーム数は１０個に満たない。この場合でも、フレーム制御部１０３１は、該期間で基地局装置１がアンライセンスバンドのＳｃｅｌｌで送信するフレームのＳＦＮを２として制御する。
【００８８】
さらに、基地局装置１がライセンスバンドのＰｃｅｌｌでＬＴＥフレーム３を送信している期間は、全期間にわたって、該アンライセンスバンドが他システムに用いられているため、基地局装置１は該アンライセンスバンドのＳｃｅｌｌでは信号を送信できない。この場合でも、フレーム制御部１０３１は、該期間において基地局装置１はＳＦＮが３のＬＴＥフレームを該アンライセンスバンドのＳｃｅｌｌで送信したものとして制御する。基地局装置１がライセンスバンドのＰｃｅｌｌでＬＴＥフレーム４を送信している期間も、フレーム制御部１０３１は同様の処理を行なう。
【００８９】
本実施形態に係る基地局装置１がＳｃｅｌｌを設定する周波数バンドは、アンライセンスバンドに限定されるものではなく、例えばホワイトスペースと呼ばれる周波数バンドや、複数事業者が共用する周波数バンドも含まれる。これらの周波数バンドは、それぞれ特性が異なるため、フレーム制御部１０３１はＳｃｅｌｌの信号のフレーム構成を、Ｓｃｅｌｌを設定する周波数バンドに応じて変更することが可能である。ここで周波数バンドの特性には、チャネル品質等に代表される物理的な特性に加えて、許容される信号バースト長等、法規制によって特徴づけられる特性も含まれる。また、フレーム制御部１０３１は、Ｓｃｅｌｌを設定する周波数バンドに応じて、ＬＴＥフレームを送信する頻度を変更することも可能である。このように基地局装置１が、Ｓｃｅｌｌに設定する周波数バンドを、アンライセンスバンドを含めた複数の周波数バンドから選択し、またフレーム制御部１０３１が該周波数バンドに応じて、Ｓｃｅｌｌの信号のフレーム構成を設定するような場合においても、フレーム制御部１０３１は、Ｐｃｅｌｌで送信する信号のＳＦＮと、Ｓｃｅｌｌで送信する信号のＳＦＮを揃えることが可能である。
【００９０】
また、基地局装置１が複数の周波数バンドを使用可能であった場合、基地局装置１は、複数の周波数バンドに対して、ＣＡを適用する優先順位をあらかじめ決めておくことができる。また、基地局装置１は、その優先順位を上位レイヤのシグナリング等によって、各端末装置にあらかじめ通知することが可能である。また、基地局装置１は、複数の周波数バンドの使用状況を測定し（例えば、基地局装置１はキャリアセンスを行なって該周波数バンドの干渉電力を測定することができる）、該測定結果に基づいて、複数の周波数バンドのいずれをＣＡに用いるかを決定することができる。また、基地局装置１は、該測定結果に基づいて決定したＣＡを適用する周波数バンドを示す情報を、各端末装置に対して、シグナリング（例えば上位レイヤのシグナリングや、ＰＤＣＣＨによるシグナリング）することが可能である。
【００９１】
端末装置ＵＥ１と端末装置ＵＥ２のＰＤＣＣＨモニタリング部２０４２は、複数の周波数バンドに対して、制御信号のモニタリングを行なうことが可能である。また、端末装置ＵＥ１および端末装置ＵＥ２のＰＤＣＣＨモニタリング部２０４２は、基地局装置１から上位レイヤのシグナル等によってあらかじめ通知された周波数バンドに対してのみ、制御信号のモニタリングを行なうことが可能である。
【００９２】
本実施形態の方法によれば、基地局装置１は、アンライセンスバンドのリソース確保の結果によらず、常に、ライセンスバンドのＰｃｅｌｌで送信する信号のフレームのＳＦＮと、アンライセンスバンドのＳｃｅｌｌで送信する信号のフレームのＳＦＮを同一とすることができる。よって、基地局装置１は、ＰｃｅｌｌのＰＤＣＣＨを用いて、ＳｃｅｌｌのＰＤＳＣＨで送信される信号を復調するための制御情報を送信するクロスキャリアスケジューリング等の処理を容易に行なうことができるため、より高効率に、アンライセンスバンドの一部をＳｃｅｌｌとしたＣＡを行なうことができる。
【００９３】
［第４の実施形態］
本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、端末装置ＵＥ１と端末装置ＵＥ２は、基地局装置１をＰｃｅｌｌとして接続しており、使用されている周波数バンドはライセンスバンドであるものとする。なお、本実施形態に係る無線通信システムの概要、基地局装置１の構成、端末装置ＵＥ１と端末装置ＵＥ２の構成は、第２の実施形態と同じとする。また、本実施形態に係る無線通信システムでは、複信方式として、時間分割複信（Time division duplex：TDD）を用いるものとする。
【００９４】
基地局装置１は、第１の実施形態と同様に、アンライセンスバンドをＳｃｅｌｌとしたＣＡを行なう。本実施形態に係る基地局装置１は、該アンライセンスバンドの一部を、端末装置から基地局装置への通信（上りリンク）のＳｃｅｌｌに割り当てる。
【００９５】
図４Ｄは本実施形態に係るフレーム制御部１０３１が設定するフレーム構成の一例を示す図である。基地局装置１が、ライセンスバンドのＰｃｅｌｌで送信する信号のフレームには、下りリンクの信号（例えば、PDCCHやPDSCHで送信される信号）が送信される下りリンクサブフレーム（Downlink subframe：DL SF）と、上りリンクの信号（例えば、PUCCHやPUSCHで送信される信号）が送信される上りリンクサブフレーム（Uplink subframe：UL SF）と、ひとつのサブフレームに下りリンク信号と上りリンク信号と、上りリンクの送信タイミングを調整するための期間が含まれるスペシャルサブフレーム（Special subframe：SP SF）が含まれている。なお、フレームを構成する各ＳＦの順番や比率は、何かに限定されるものではなく、フレーム制御部１０３１は、端末装置との間の伝搬路状態や、通信システムのデータトラフィックの状況に応じて、適応的にフレーム構成を変更しても良い。なお、フレーム制御部１０３１が設定する信号のフレーム構成は、基地局装置１から各端末装置に対して、例えば上位レイヤのシグナリングやＬ１／Ｌ２シグナリング等により、あらかじめ通知される。
【００９６】
一方、基地局装置１が、アンライセンスバンドのＳｃｅｌｌで送信する信号のフレームとして、フレーム制御部１０３１は、ＤＬ  ＳＦやＵＬ  ＳＦに加えて無信号期間（ヌル期間）を設定する。該ヌル期間において、本実施形態に係る基地局装置１、端末装置ＵＥ１および端末装置ＵＥ２は該アンライセンスバンドでキャリアセンスを行なうことが可能となるから、該アンライセンスバンドを効率的に確保することができる。なお、図４Ｄでは、Ｓｃｅｌｌで送信される信号にはＳＰ  ＳＦが含まれていないが、Ｓｃｅｌｌで送信される信号にＳＰ  ＳＦが含まれる場合も、本実施形態の方法に含まれることは言うまでもない。
【００９７】
アンライセンスバンドのＳｃｅｌｌで送信する信号のフレームに含まれるヌル期間では、通信システムが備える各装置がすべてキャリアセンスを行なっても良いが、特定の装置のみがキャリアセンスを行なっても良い。例えば、ヌル期間後に信号を送信する装置のみがキャリアセンスを行なっても良い。この場合、フレーム制御部１０３１がＤＬ  ＳＦの前に設定するヌル期間においては、基地局装置１がキャリアセンスを行ない、フレーム制御部１０３１がＵＬ  ＳＦの前に設定するヌル期間においては、端末装置ＵＥ１と端末装置ＵＥ２がキャリアセンスを行なうことができる。
【００９８】
また、ヌル期間においては、常に基地局装置１がキャリアセンスを行なっても良い。例えば、基地局装置１は、フレーム制御部１０３１がＵＬ  ＳＦの前に設定するヌル期間においてキャリアセンスを行ない、該アンライセンスバンドを確保可能と判断した場合、端末装置ＵＥ１および端末装置ＵＥ２に対して、該ヌル期間後のＵＬ  ＳＦの送信を許可する旨を、各端末装置に対してシグナリングすることができる。なお、基地局装置１は、第２の実施形態と同様に、キャリアセンス後に、該アンライセンスバンドを確保するリソース確保信号（例えばCTS-to-self）を送信しても良い。以上の動作は、端末装置が主体となって行なっても良い。すなわち、端末装置ＵＥ１がヌル期間において、アンライセンスバンドにキャリアセンスを行ない、該アンライセンスバンドを確保可能と判断した場合、該ヌル期間後の該アンライセンスバンドの使用許可を各装置（ここでは基地局装置１と端末装置ＵＥ２）にシグナリングすることも可能である。
【００９９】
基地局装置１、端末装置ＵＥ１および端末装置ＵＥ２がヌル期間においてアンライセンスバンドに対してキャリアセンスを行なった結果、該アンライセンスバンドを確保できなかった場合、各装置はフレーム制御部１０３１が該ヌル期間後に設定しているＤＬ  ＳＦやＵＬ  ＳＦは送信しない。このとき、各装置は、第３の実施形態と同様に、ＤＬ  ＳＦやＵＬ  ＳＦの送信状態に関わらず、該アンライセンスバンドのＳｃｅｌｌで送信する信号のフレームのＳＦＮを、ライセンスバンドのＰｃｅｌｌで送信する信号のフレームのＳＦＮと同期させても良い。また、端末装置ＵＥ１および端末装置ＵＥ２がキャリアセンスを行ない、端末装置ＵＥ１のみが該アンライセンスバンドを確保可能となった場合、端末装置ＵＥ１のみがＵＬ  ＳＦを送信しても良い。
【０１００】
本実施形態の方法によれば、複信方式としてＴＤＤを用いる無線通信システムにおいても、基地局装置１、端末装置ＵＥ１および端末装置ＵＥ２は効率的にアンライセンスバンドを確保することが可能である。また、該アンライセンスバンドでキャリアセンスを行なうのは、基地局装置１だけでも良いから、端末装置１および端末装置ＵＥ２の複雑性を小さくできる。
【０１０１】
［全実施形態共通］
本発明に係る基地局装置及び端末装置で動作するプログラムは、本発明に関わる上記実施形態の機能を実現するように、ＣＰＵ等を制御するプログラム（コンピュータを機能させるプログラム）である。そして、これら装置で取り扱われる情報は、その処理時に一時的にＲＡＭに蓄積され、その後、各種ＲＯＭやＨＤＤに格納され、必要に応じてＣＰＵによって読み出し、修正・書き込みが行なわれる。プログラムを格納する記録媒体としては、半導体媒体（例えば、ROM、不揮発性メモリカード等）、光記録媒体（例えば、DVD、MO、MD、CD、BD等）、磁気記録媒体（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスク等）等のいずれであっても良い。また、ロードしたプログラムを実行することにより、上述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムの指示に基づき、オペレーティングシステムあるいは他のアプリケーションプログラム等と共同して処理することにより、本発明の機能が実現される場合もある。
【０１０２】
また、市場に流通させる場合には、可搬型の記録媒体にプログラムを格納して流通させたり、インターネット等のネットワークを介して接続されたサーバコンピュータに転送したりすることができる。この場合、サーバコンピュータの記憶装置も本発明に含まれる。また、上述した実施形態における端末装置および基地局装置の一部、または全部を典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現しても良い。端末装置および基地局装置の各機能ブロックは個別にチップ化しても良いし、一部、または全部を集積してチップ化しても良い。各機能ブロックを集積回路化した場合に、それらを制御する集積回路制御部が付加される。
【０１０３】
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現しても良い。あるいは、専用回路の一部を汎用処理プロセッサで構成し、各処理あるいは機能の一部は当該汎用プロセッサを使用して実現するようにして、専用回路部とソフトウェア処理の両方によって実現するように構成されていて良い。また、半導体技術の進歩によりＬＳＩに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いることも可能である。
【０１０４】
なお、本願発明は上述の実施形態に限定されるものではない。本願発明の端末装置は、移動局装置への適用に限定されるものではなく、屋内外に設置される据え置き型、または非可動型の電子機器、例えば、ＡＶ機器、キッチン機器、掃除・洗濯機器、空調機器、オフィス機器、自動販売機、その他生活機器などに適用出来ることは言うまでもない。
【０１０５】
以上、この発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も請求の範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明は、基地局装置、端末装置および通信方法に用いて好適である。【０１０７】
なお、本国際出願は、２０１４年６月１３日に出願した日本国特許出願第２０１４−１２２３０３号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願第２０１４−１２２３０３号の全内容を本国際出願に援用する。
【符号の説明】
【０１０８】
１  基地局装置
ＵＥ１、ＵＥ２  端末装置
４、５  ＳＴＡ
１０１、２０１  上位層部
１０２、２０２  制御部
１０３、２０３  送信部
１０４、２０４  受信部
１０５、２０５  アンテナ
１０３１  フレーム制御部
１０３２、２０３１  物理チャネル信号生成部
１０３４、２０３２  無線送信部
１０３５  制御信号生成部
１０３６  多重部
１０４１、２０４１  物理チャネル信号復調部
１０４２、２０４３  無線受信部
２０４２  ＰＤＣＣＨモニタリング部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５】
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【図６】
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