(57)【要約】  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、ＵＬリソースの利用効率の劣化を抑制すること。本発明の一態様に係るユーザ端末は、システム帯域の一部の狭帯域に使用帯域が制限されたユーザ端末であって、ＰＤＳＣＨ（Physical  Downlink  Shared  Channel）の割り当てリソースを示す下り制御情報をＥＰＤＣＣＨ（Enhanced  Physical  Downlink  Control  Channel）で受信し、当該下り制御情報に基づいてＰＤＳＣＨを受信する受信部と、ＰＤＳＣＨに対するＰＵＣＣＨ（Physical  Uplink  Control  Channel）を送信する送信部と、ＰＤＳＣＨに対応するＰＲＢ（Physical  Resource  Block）インデックスに基づいて、ＰＵＣＣＨリソースを制御する制御部と、を有することを特徴とする。
2016072257.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に使用帯域が制限されたユーザ端末であって、
ＰＤＳＣＨ（Physical  Downlink  Shared  Channel）の割り当てリソースに関する下り制御情報をＥＰＤＣＣＨ（Enhanced  Physical  Downlink  Control  Channel）で受信し、当該下り制御情報に基づいてＰＤＳＣＨを受信する受信部と、
ＰＤＳＣＨに対するＰＵＣＣＨ（Physical  Uplink  Control  Channel）を送信する送信部と、
ＰＤＳＣＨに対応するＰＲＢ（Physical  Resource  Block）インデックスに基づいて、ＰＵＣＣＨリソースを制御する制御部と、を有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、他のユーザ端末と同じＰＵＣＣＨリソースを用いるように、ＰＵＣＣＨの送信タイミングを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】
前記制御部は、前記下り制御情報に含まれる所定の情報に基づいて、ＰＵＣＣＨの送信タイミングを制御することを特徴とする請求項２に記載のユーザ端末。
【請求項４】
前記制御部は、接続する無線基地局におけるＰＤＳＣＨの最大繰り返し数に基づいて、ＰＵＣＣＨの送信タイミングを制御することを特徴とする請求項２に記載のユーザ端末。
【請求項５】
前記送信部は、ＰＵＣＣＨを複数のサブフレームで所定の繰り返し数だけ送信し、
前記制御部は、前記下り制御情報に含まれる所定の情報に基づいて、前記繰り返し数を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】
前記所定の情報は、ＡＲＯ（ACK/NACK  Resource  Offset）フィールドであることを特徴とする請求項３又は請求項５に記載のユーザ端末。
【請求項７】
前記下り制御情報は、ＡＲＩ（ACK/NACK  Resource  Indicator）フィールドを含み、
前記制御部は、ＡＲＩフィールドに基づいて、ＰＵＣＣＨを送信する周波数リソースを制御することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載のユーザ端末。
【請求項８】
前記受信部は、ＰＤＳＣＨの割り当てに利用可能な帯域の候補と、一部をＰＵＣＣＨの割り当てに利用可能な帯域の候補と、の対応関係に関する情報を受信し、
前記制御部は、前記対応関係に関する情報に基づいて、ＰＵＣＣＨを送信する周波数リソースを決定することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載のユーザ端末。
【請求項９】
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と通信する無線基地局であって、
ＰＤＳＣＨ（Physical  Downlink  Shared  Channel）の割り当てリソースに関する下り制御情報をＥＰＤＣＣＨ（Enhanced  Physical  Downlink  Control  Channel）で送信し、ＰＤＳＣＨを送信する送信部と、
ＰＤＳＣＨに対するＰＵＣＣＨ（Physical  Uplink  Control  Channel）を受信する受信部と、を有し、
ＰＵＣＣＨを受信するリソースは、ＰＤＳＣＨに対応するＰＲＢ（Physical  Resource  Block）インデックスに基づいて制御されることを特徴とする無線基地局。
【請求項１０】
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が無線基地局と通信する無線通信方法であって、
ＰＤＳＣＨ（Physical  Downlink  Shared  Channel）の割り当てリソースを示す下り制御情報をＥＰＤＣＣＨ（Enhanced  Physical  Downlink  Control  Channel）で受信し、当該下り制御情報に基づいてＰＤＳＣＨを受信する工程と、
ＰＤＳＣＨに対するＰＵＣＣＨ（Physical  Uplink  Control  Channel）を送信する工程と、
ＰＤＳＣＨに対応するＰＲＢ（Physical  Resource  Block）インデックスに基づいて、ＰＵＣＣＨリソースを制御する工程と、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】
コストの低減及びセルラシステムにおけるカバレッジエリアの改善の観点から、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）の需要が高まっている。低コストＭＴＣ端末は、上りリンク（ＵＬ）及び下りリンク（ＤＬ）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、ＰＵＣＣＨ（Physical  Uplink  Control  Channel）リソース割り当てに、システム帯域を基準に設計された既存のリソース割り当て方式を利用すると、無駄なＰＵＣＣＨリソースが生じてしまい、ＵＬリソースの利用効率が劣化するおそれがある。【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、ＵＬリソースの利用効率の劣化を抑制できるユーザ端末、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】
本発明の一態様に係るユーザ端末は、システム帯域の一部の狭帯域に使用帯域が制限されたユーザ端末であって、ＰＤＳＣＨ（Physical  Downlink  Shared  Channel）の割り当てリソースに関する下り制御情報をＥＰＤＣＣＨ（Enhanced  Physical  Downlink  Control  Channel）で受信し、当該下り制御情報に基づいてＰＤＳＣＨを受信する受信部と、ＰＤＳＣＨに対するＰＵＣＣＨ（Physical  Uplink  Control  Channel）を送信する送信部と、ＰＤＳＣＨに対応するＰＲＢ（Physical  Resource  Block）インデックスに基づいて、ＰＵＣＣＨリソースを制御する制御部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、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、ＵＬリソースの利用効率の劣化を抑制することができる。
【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】ＭＴＣ端末におけるＰＤＳＣＨの割り当ての一例を示す図である。
【図３】３ＰＲＢの局所送信の場合のＥＰＤＣＣＨ／ＰＤＳＣＨ割り当ての一例を示す図である。
【図４】第１の実施形態に係るＰＵＣＣＨリソース割り当ての一例を示す図である。
【図５】異なるＰＤＳＣＨ繰り返し数が設定された場合の、各ユーザ端末のＰＵＣＣＨ送信タイミングのずれを示す説明図である。
【図６】ＥＰＤＣＣＨのＤＣＩに含まれるオフセットに関する情報の一例を示す図である。
【図７】図５の例で、第２の実施形態を適用した場合の一例を示す図である。
【図８】ＥＰＤＣＣＨのＤＣＩに含まれる繰り返し数に関する情報の一例を示す図である。
【図９】図５の例で、第３の実施形態を適用した場合の一例を示す図である。
【図１０】ＰＤＳＣＨセットとＰＵＳＣＨセットとの対応関係の一例を示す図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係る無線通信システムの概略構成図である。
【図１２】本発明の一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１３】本発明の一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１４】本発明の一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１５】本発明の一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を抑え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、サポートする最大の帯域がシステム帯域の一部の狭帯域である端末であり、既存のユーザ端末は、サポートする最大の帯域がシステム帯域（例えば、２０ＭＨｚ）である端末である。
【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、低コストＭＴＣ端末、ＭＴＣ  ＵＥなどと呼ばれてもよい。既存のユーザ端末は、ノーマルＵＥ、ｎｏｎ−ＭＴＣ  ＵＥ、Ｃａｔｅｇｏｒｙ  １  ＵＥなどと呼ばれてもよい。
【００１４】
ここで、図１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】
ところで、ＭＴＣ端末は、１．４ＭＨｚの狭帯域のみしかサポートしていないため、広帯域のＰＤＣＣＨで送信される下り制御情報（ＤＣＩ：Downlink  Control  Information）を検出できない。そこで、ＭＴＣ端末に対しては、ＥＰＤＣＣＨ（Enhanced  Physical  Downlink  Control  Channel）を用いて、下り（ＰＤＳＣＨ）と上り（ＰＵＳＣＨ：Physical  Uplink  Shared  Channel）のリソース割り当てを行うと考えられる。
【００１６】
図２は、ＭＴＣ端末におけるＰＤＳＣＨの割り当ての一例を示す図である。図２のように、まず、ＥＰＤＣＣＨが所定の狭帯域に割り当てられる。ＥＰＤＣＣＨが割り当てられる周波数位置に関する情報は、上位レイヤシグナリング（例えば、ＲＲＣシグナリング、報知信号）で通知されてもよいし、予めユーザ端末に設定されていてもよい。
【００１７】
ＥＰＤＣＣＨの送信方法としては、分散送信（distributed  transmission）と局所送信（localized  transmission）の２種類が想定される。ＥＰＤＣＣＨが割り当てられる下り無線リソースは、分散送信では非連続に分散して配置されるが、局所送信では連続的に配置される。また、ＥＰＤＣＣＨが割り当てられるリソースは、利用可能なリソースエレメントのセット（拡張制御チャネル要素（ＥＣＣＥ：Enhanced  Control  Channel  Element））から選択される。
【００１８】
ＥＰＤＣＣＨはＰＤＳＣＨの割り当てリソースに関するＤＣＩを含む。ユーザ端末に対しては、ＰＤＳＣＨを割り当て可能な無線リソースの候補（ＰＤＳＣＨセット）が上位レイヤシグナリングで通知され、ＤＣＩに基づいてＰＤＳＣＨセットの１つが動的に指定される。例えば、図２では、ユーザ端末は、ＥＰＤＣＣＨが送信された次のサブフレームで、ＤＣＩに基づいて受信すべきＰＤＳＣＨセットを把握し、ＰＤＳＣＨの受信を行う。なお、ＰＤＳＣＨの受信はＥＰＤＣＣＨの受信と同じサブフレームでされてもよい。
【００１９】
ユーザ端末は、ＥＰＤＣＣＨによって特定された割り当てリソースでＰＤＳＣＨを受信し、当該ＰＤＳＣＨに対してＰＵＣＣＨ（Physical  Uplink  Control  Channel）を用いてＨＡＲＱ−ＡＣＫを送信する。
【００２０】
従来のＬＴＥにおいては、ＰＵＣＣＨが割り当てられるリソースは、ＥＰＤＣＣＨの送信方法が上記２種類のいずれであっても、ＥＣＣＥインデックスに関連付けられて決定される。また、ＰＵＣＣＨが割り当てられるリソースは、下り制御信号（ＤＣＩ）で通知されるＡＲＯ（ACK/NACK  Resource  Offset）フィールドに基づいて、ＥＣＣＥインデックスをシフトすることができる。
【００２１】
上述のように、ＰＵＣＣＨはＥＣＣＥに関連してリソースが決定される。つまり、利用可能なＥＣＣＥ数に応じて、確保すべきＰＵＣＣＨリソース数が変動する。例えば、局所送信の場合、１ＰＲＢ（１ＥＰＤＣＣＨ）あたりのＥＣＣＥ数を４とすると、２ＰＲＢでは８、３ＰＲＢでは１２のＰＵＣＣＨリソースが必要となる。
【００２２】
しかしながら、使用帯域が狭帯域に限定されたＭＴＣ端末では、このように多くのＰＵＣＣＨリソースは不要である。また、ＰＵＣＣＨリソースとして決定されたＰＲＢでは、制御信号への干渉低減などのために、ＰＵＣＣＨ以外のＵＬ信号（ＰＤＳＣＨなど）を送信することができない。このため、従来のＰＵＣＣＨリソース決定法を用いると、無駄なＰＵＣＣＨリソースが存在することにより上りリンクの周波数利用効率が劣化することが考えられる。
【００２３】
そこで、本発明者らは、ＭＴＣ端末においては、実際に利用可能なＰＲＢ数が、従来のＬＴＥで設定されるＥＣＣＥ数よりも少ないことに着目した。当該着目に基づいて、本発明者らは、ＰＵＣＣＨのリソース位置を、ＥＣＣＥを用いずに決定することを検討し、本発明に至った。
【００２４】
以下、本発明の各実施形態を説明する。各実施形態では、ＰＤＳＣＨを受信した下りリンク狭帯域と、当該ＰＤＳＣＨに対するＰＵＣＣＨを送信する上りリンク狭帯域の関係については、予め定められているものとする。なお、本発明の適用はこれに限られないことは後述する。
【００２５】
ここでは、使用帯域が狭帯域に制限されたユーザ端末としてＭＴＣ端末を例示するが、本発明の適用はＭＴＣ端末に限定されない。また、狭帯域を６ＰＲＢ（１．４ＭＨｚ）として説明するが、他の狭帯域であっても、本明細書に基づいて本発明を適用することができる。
【００２６】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態は、ＥＣＣＥインデックスの代わりにＰＤＳＣＨのＰＲＢインデックスを用いて、ＰＵＣＣＨリソースを特定する。ＭＴＣ端末において、ＰＲＢインデックスの数は、従来のＰＵＣＣＨリソースの決定に用いられるＥＣＣＥインデックスの数より少ないことが想定されるため、本実施形態では、無駄なＰＵＣＣＨリソースの確保を抑制することができる。
【００２７】
例えば、使用帯域が６ＰＲＢ（１．４ＭＨｚ）に制限されるＭＴＣ端末を想定すると、ＰＤＳＣＨの割り当てを１ＵＥあたり１ＰＲＢとしても、最大で３ＰＲＢ分のＰＤＳＣＨ割り当てしか行わなくてよい。図３は、３ＰＲＢの局所送信の場合のＥＰＤＣＣＨ／ＰＤＳＣＨ割り当ての一例を示す図である。
【００２８】
図３において、ＥＰＤＣＣＨはＰＤＳＣＨのスケジューリング割り当てのための情報（Scheduling  assignment）を含む。当該スケジューリング割り当てのための情報には、例えばＰＤＳＣＨのリソース位置を示す情報を含んでもよい。ＰＤＳＣＨのリソース位置を示す情報は、例えば、所定の狭帯域（例えば、６ＲＢ）の中のＰＲＢインデックス（例えば、０〜５）であってもよいし、ＥＰＤＣＣＨのリソース位置からの相対的な周波数オフセットであってもよい。なお、ユーザ端末は、ＰＤＳＣＨのリソース位置は、ＥＰＤＣＣＨのリソース位置に基づいて暗黙的に把握してもよい。例えば、ＰＤＳＣＨのリソース位置は、検出したＥＰＤＣＣＨのリソース位置に１ＰＲＢ分の周波数を加えた位置と判断されてもよい。
【００２９】
ＭＴＣ端末は、所定の狭帯域（ＰＤＳＣＨセット）で受信したＰＤＳＣＨのＰＲＢを特定する。ＰＲＢの特定には、例えば、ＰＲＢインデックスを用いることができる。また、ＰＤＳＣＨに対するＡＣＫ／ＮＡＣＫ送信用のＰＵＣＣＨリソースを、ＰＤＳＣＨのＰＲＢインデックスに関連して特定することができる。例えば、ＰＵＣＣＨリソースは、ＰＤＳＣＨのＰＲＢインデックスの関数として決定されてもよい。
【００３０】
本実施形態では、ＭＴＣ端末のＰＵＣＣＨリソースは６で足りるため、ＰＵＣＣＨリソースは１ＰＲＢで収まると想定される。図４は、第１の実施形態に係るＰＵＣＣＨリソース割り当ての一例を示す図である。なお、ＰＵＣＣＨリソースを割り当てない無線リソースは、ＰＵＳＣＨリソースとして利用することができる。
【００３１】
図４Ａは、狭帯域の一端の１ＰＲＢに、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ用のＰＵＣＣＨフォーマット１／１Ａを割り当てる例を示す。既存のユーザ端末はシステム帯域の所定の領域（例えば、システム帯域の両端）で、ＥＣＣＥに基づいてＰＵＣＣＨリソースを決定していたのに対し、本実施形態のユーザ端末は、受信したＰＤＳＣＨを特定するＰＲＢインデックスに基づいて容易にリソースを決定することができる。
【００３２】
ＡＣＫ／ＮＡＣＫ用のＰＵＣＣＨリソースは、狭帯域の一端の１ＰＲＢ以外に割り当てられてもよい。図４Ｂは、狭帯域の一端の１ＰＲＢに、ＣＳＩ（Channel  State  Information）用のＰＵＣＣＨフォーマット２を割り当て、当該ＰＲＢに隣接する１ＰＲＢにＰＵＣＣＨフォーマット１／１Ａを割り当てる例を示す。
【００３３】
また、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ用のＰＵＣＣＨリソースは、他の信号と同じリソースに多重されてもよい。図４Ｃは、狭帯域の一端の１ＰＲＢに、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ用のＰＵＣＣＨリソース及びＣＳＩ用のＰＵＣＣＨリソースを、サイクリックシフトを用いて多重する例を示す。このような場合、ＣＳＩのためのサイクリックシフトに多くのリソースを確保する必要があるため、本実施形態によりＡＣＫ／ＮＡＣＫのＰＵＣＣＨのリソースを低減することが好ましい。なお、多重する方法は、サイクリックシフトに限られず、例えば直交系列（Orthogonal  sequences）を用いてもよい。
【００３４】
また、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ用のＰＵＣＣＨリソース及び／又はＣＳＩ用のＰＵＣＣＨリソースは、狭帯域内で周波数ホッピングされてもよい。図４Ｄは、狭帯域の両端の１ＰＲＢに、ＰＵＣＣＨリソースをホッピングして割り当てる例を示す。ホッピングは、スロット単位でもよいし、サブフレーム単位でもよい。
【００３５】
なお、ユーザ端末は、ＰＵＣＣＨの送信タイミングでＰＵＳＣＨ送信を行うように指示されている場合には、ＰＵＣＣＨの内容（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ、ＣＳＩなど）をＰＵＳＣＨで送信してもよい。
【００３６】
以上、第１の実施形態によれば、ＰＤＳＣＨのＰＲＢインデックスを用いることで、ＡＣＫ／ＮＡＣＫに係るＰＵＣＣＨのリソースを低減することができる。例えば、図３の３ＰＲＢの場合、従来のＬＴＥではＰＵＣＣＨリソースを１２個確保する必要があった（１ＰＲＢあたりのＥＣＣＥ数が４の場合）が、本実施形態によれば、ＰＵＣＣＨリソースは６ＰＢであっても最大で６個確保すればよい。
【００３７】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態は、同一のＰＤＳＣＨが繰り返し送信される場合のＰＵＣＣＨリソースの決定方法に関する。
【００３８】
Ｒｅｌ−１３  ＬＴＥでは、ＭＴＣ端末に対するカバレッジ拡張（coverage  enhancement）が検討されている。カバレッジ拡張の一方法としては、複数のサブフレームを用いて、同一のＰＤＳＣＨを繰り返し送信することが検討されている。この場合、ＭＴＣ端末は、複数のサブフレームで送信されたＰＤＳＣＨを合成することにより、受信したＰＤＳＣＨの復号を効率良く実施することができる。なお、繰り返し送信は、同じ周波数リソースで行われてもよいし、サブフレーム毎に異なる周波数リソースでホッピングして行われてもよい。
【００３９】
送信の繰り返し数は、ユーザ端末と無線基地局との位置関係や、ユーザ端末における受信品質などによって決定されてもよい。例えば、セル端のユーザ端末へのＰＤＳＣＨ繰り返し数は、セル中央のユーザ端末へのＰＤＳＣＨ繰り返し数より多く設定されてもよい。また、繰り返し数は、ユーザ端末に対して制御信号（ＤＣＩ）、上位レイヤシグナリング（例えば、ＲＲＣシグナリング、報知情報）などで通知されてもよい。
【００４０】
カバレッジ拡張モードのＰＤＳＣＨに対しては、ユーザ端末が受信した最後のサブフレームのＥＰＤＣＣＨ／ＰＤＳＣＨに関連して、ＰＤＳＣＨに対するＡＣＫのＰＵＣＣＨリソースを導出することが考えられる。しかしながら、この場合、複数のユーザ端末に対して異なるＰＤＳＣＨ繰り返し数が設定されると、各ユーザ端末のＰＵＣＣＨ送信のタイミングが異なってしまう。
【００４１】
図５は、異なるＰＤＳＣＨ繰り返し数が設定された場合の、各ユーザ端末のＰＵＣＣＨ送信タイミングのずれを示す説明図である。図５では、まず２つのユーザ端末（ＵＥ＃１、ＵＥ＃２）向けに、それぞれＥＰＤＣＣＨが送信される。また、それぞれのＵＥに対するＰＤＳＣＨが送信される。ここで、ＵＥ＃１へのＰＤＳＣＨ繰り返し数は４、ＵＥ＃２へのＰＤＳＣＨ繰り返し数は２とする。なお、図５では、ＰＵＣＣＨは繰り返し送信を行わない例を示している。
【００４２】
ＵＥ＃１及びＵＥ＃２は、自端末宛てのＥＰＤＣＣＨで定められるリソースを用いて、ＰＤＳＣＨを複数のサブフレームで繰り返し受信する。また、ＵＥ＃１及びＵＥ＃２は、最後にＰＤＳＣＨを受信したサブフレームから、所定時間（例えば、４サブフレーム）後に、当該ＰＤＳＣＨに対するＡＣＫ／ＮＡＣＫを所定のＰＵＣＣＨリソースで送信する。したがって、図５においては、ＵＥ＃１及びＵＥ＃２は、異なるサブフレームでＰＵＣＣＨ送信を行う。これらのＰＵＣＣＨリソースは、例えば上述の第１の実施形態の方法で決定してもよい。
【００４３】
上述したように、ＰＵＣＣＨリソースとして決定されたＰＲＢでは、ＰＵＣＣＨ以外のＵＬ信号（ＰＤＳＣＨなど）を送信することができない。このため、各ユーザ端末に対するＰＤＳＣＨ送信に異なる繰り返し数が適用されると、ＰＵＣＣＨリソースが複数のサブフレームに割り当てられ、ＵＬリソースの利用効率が劣化する（あるいは、ＵＬ信号の伝送効率が劣化する）おそれがある。
【００４４】
そこで、本発明者らは、複数のユーザ端末に対する繰り返し数が異なる場合であっても、これらのユーザ端末のＰＵＣＣＨ送信を同じサブフレームで行うことを検討し、本発明の第２の実施形態に至った。具体的には、第２の実施形態では、複数のユーザ端末は、同じリソース（時間リソースが同じサブフレームで、かつ周波数リソースが同じＰＲＢ）でＰＵＣＣＨを送信するように制御される。
【００４５】
第２の実施形態では、ユーザ端末は、ＰＵＣＣＨ送信を行うサブフレームを以下の方法のいずれかに基づいて決定する：
（方法１）ＤＣＩに、ＰＵＣＣＨ送信を行うサブフレームに関する時間方向のオフセットを含め、当該オフセットに基づいて決定する、
（方法２）現在接続中のセルの最大繰り返し数に基づいて決定する。
【００４６】
方法１の場合、ユーザ端末は、ＥＰＤＣＣＨのＤＣＩに含まれるオフセットに関する情報（オフセット情報）に基づいて、ＰＤＳＣＨを受信した最後のサブフレームに基づいて算出したサブフレームから、さらに時間方向にシフトしたサブフレームでＰＵＣＣＨを送信する。当該オフセット情報は、ＤＣＩに新しく規定されるビットフィールドであってもよいし、既存のビットフィールドを利用してもよいし、これらの組み合わせにより規定されてもよい。以下では、オフセット情報として、ＡＲＯ（ACK/NACK  Resource  Offset）を読み替えて利用する場合を例に説明するが、これに限られない。また、オフセット情報は、２ビットに限られるものではない。
【００４７】
オフセット情報は、所定のサブフレームを基準とする相対的オフセット値を示す。図６は、ＥＰＤＣＣＨのＤＣＩに含まれるオフセットに関する情報の一例を示す図である。
【００４８】
オフセット情報は、例えば、各ユーザ端末において最後にＰＤＳＣＨを受信したサブフレームからの相対的オフセット値を示すように構成されてもよい。図６Ａのように、オフセット値が２倍ずつ増加するように構成されてもよい。図６Ａでは、ＡＲＯが“０１”の場合、ユーザ端末は、ＰＤＳＣＨを受信した最後のサブフレームに基づいて算出されるサブフレームからさらに２サブフレーム後に、ＰＵＣＣＨ送信を行うように制御を行ってもよい。
【００４９】
また、オフセット情報は、ＥＰＤＣＣＨを受信したサブフレームや、ＰＤＳＣＨの受信開始サブフレームからのオフセット値を示してもよい。例えば、図６Ａでは、ＡＲＯが“１１”の場合、ユーザ端末は、ＥＰＤＣＣＨを受信したサブフレームから８サブフレーム後に、ＰＵＣＣＨ送信を行うように制御を行ってもよい。
【００５０】
図６Ｂのように、負のオフセット値を含むように構成されてもよい。図６Ｂでは、ＡＲＯが“１１”の場合、ユーザ端末は、ＰＤＳＣＨを受信した最後のサブフレームに基づいて算出されるサブフレームから１サブフレーム前に、ＰＵＣＣＨ送信を行うように制御を行う。
【００５１】
また、図６Ｃのように、オフセット情報は、ＰＵＣＣＨを送信可能なサブフレームの候補（SF  candidate）を示し、当該候補を上位レイヤシグナリングで設定してもよい。このようにすることで、柔軟なＰＵＣＣＨリソースの制御が可能となる。
【００５２】
なお、オフセット情報に対応するオフセット値として、０を含むことが好ましい。例えば、異なるユーザ端末のＰＵＣＣＨリソースが、同じサブフレームで送信すると衝突するような場合には、各ユーザ端末のオフセット値を０に設定することで、衝突を回避することができる。
【００５３】
また、オフセット情報とオフセット値との対応関係は、所定の信号やパラメータに従って、切り替えて用いてもよい。例えば、オフセット情報に対応するオフセット値は、ＰＤＳＣＨの繰り返し数の関数として決定されてもよい。例えば、繰り返し回数が２の場合、オフセット情報に対応するオフセット値を０、２、４及び８として、繰り返し回数が１の場合、オフセット情報に対応するオフセット値を０、１、２及び４としてもよい。
【００５４】
方法２の場合、ユーザ端末は、ＥＰＤＣＣＨによりＰＤＳＣＨの受信を指示されると、ＰＤＳＣＨの受信処理は自端末に設定されている繰り返し数に基づいて行い、当該ＰＤＳＣＨに対するＡＣＫ／ＮＡＣＫの送信は、ＰＤＳＣＨの送信が最大繰り返し数行われたと想定する場合の最後のサブフレームに基づくタイミングで行う。
【００５５】
ここで、所定のセルにおけるＰＤＳＣＨの最大繰り返し数は、無線基地局からユーザ端末に対して上位レイヤシグナリング（例えば、ＲＲＣシグナリング、報知信号（ＳＩＢ）など）で通知されてもよい。また、ＰＤＳＣＨの最大繰り返し数は、予めユーザ端末に設定されていてもよい。
【００５６】
方法２によれば、方法１よりも簡易な制御により、各ユーザ端末のＰＵＣＣＨタイミングを同期させることが可能となる。
【００５７】
図７は、図５の例で、第２の実施形態を適用した場合の一例を示す図である。図７は、ＰＤＳＣＨに対するＰＵＣＣＨの送信タイミング以外、図５と同じである。図７では、ＵＥ＃１及びＵＥ＃２の接続するセルにおいて、ＰＤＳＣＨの最大繰り返し数が４であるとする。
【００５８】
方法１においては、例えばＵＥ＃１に対して図６ＢのＡＲＯで“００”を通知し、ＵＥ＃２に対して図６ＢのＡＲＯで“１０”を通知する。これにより、ＵＥ＃１は、ＰＤＳＣＨを受信した最後のサブフレームに基づいて、オフセットなしでＰＵＣＣＨの送信タイミングを決定する。一方、ＵＥ＃２は、ＰＤＳＣＨを受信した最後のサブフレームと、オフセット情報が示す２サブフレームのオフセットと、を考慮して、ＰＵＣＣＨの送信タイミングを決定する。
【００５９】
方法２においては、各ユーザ端末には事前に当該セルにおけるＰＤＳＣＨの最大繰り返し数が４であることが通知されている。これにより、ＵＥ＃１は、自端末へのＰＤＳＣＨが、最大繰り返し数と同じ回数送信されたことを認識し、最後のサブフレームに基づいてＰＵＣＣＨの送信タイミングを決定する。一方、ＵＥ＃２は、自端末へのＰＤＳＣＨが、最大繰り返し数より少なく送信されたことを把握する。この結果、ＵＥ＃２は、ＰＤＳＣＨを受信した最後のサブフレームではなく、最大繰り返し数に対応するサブフレーム（ＵＥ＃１への最後のサブフレーム）に基づいてＰＵＣＣＨの送信タイミングを決定する。
【００６０】
したがって、いずれの方法を用いても、ＵＥ＃１及びＵＥ＃２のＰＵＣＣＨリソースは同じサブフレームに割り当てられるため、リソースの利用効率の低減を抑制することができる。
【００６１】
なお、以上の例では、最後にＰＤＳＣＨを受信したサブフレームに基づいてＰＵＣＣＨリソースを決定する場合を説明したが、これに限られない。ＰＵＣＣＨリソースが他のサブフレームに基づいて決定される場合などに第２の実施形態を適用してもよい。
【００６２】
また、以上の例では、同じサブフレームでＥＰＤＣＣＨを通知される複数のユーザ端末に対して、ＰＵＣＣＨの送信タイミングを制御したが、これに限られない。例えば、別々のサブフレームでＥＰＤＣＣＨを通知される複数のユーザ端末について、ＰＵＣＣＨの送信タイミングを制御してもよい。  
【００６３】
また、異なるユーザ端末のＰＵＣＣＨリソースが、同じサブフレームで送信すると衝突するような場合であっても、同じサブフレームで送信させてもよい。この場合、ＤＣＩに含まれるＡＲＩ（ACK/NACK  Resource  Indicator）フィールドを用いて、所定のユーザ端末にＰＵＣＣＨリソースを周波数シフトさせることで、衝突を回避することができる。なお、ＡＲＩは、ＤＣＩがＤＬグラントである場合のＴＰＣ（Transmit  Power  Control）フィールドを読み替えて用いることができる。
【００６４】
なお、第２の実施形態では、ＰＤＳＣＨが繰り返し送信される場合の例を示したが、ＰＤＳＣＨが繰り返し送信されない場合であっても、上述の方法に従ってＰＵＣＣＨ送信を行うサブフレームを決定してもよい。例えば、無線基地局は、ＰＤＳＣＨを繰り返し送信しない場合に、別々のサブフレームでＥＰＤＣＣＨを通知する複数のユーザ端末に関して、同じサブフレームでＰＵＣＣＨを送信するように、各ユーザ端末に対するオフセット情報を決定してもよい。
【００６５】
また、無線基地局は、複数のユーザ端末のＰＵＣＣＨ送信が所定の期間内（例えば、数サブフレーム内）に行われると算出した場合に、当該複数のユーザ端末のＰＵＣＣＨ送信を同じサブフレームで行わせるように制御してもよい。これにより、送信タイミングをずらすことに起因するＰＵＣＣＨ送信の最大遅延を抑制することができる。
【００６６】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態は、ユーザ端末が同一のＰＵＣＣＨを繰り返し送信する場合のＰＵＣＣＨリソースの制御方法に関する。
【００６７】
ユーザ端末においても、カバレッジ拡張モードとして同一の信号を繰り返し送信する構成が検討されている。例えば、ＰＤＳＣＨの繰り返し数と同じ回数だけ、ＰＵＣＣＨを繰り返し送信することが検討されている。しかしながら、各ユーザ端末がＰＵＣＣＨを繰り返し送信する場合、多くのサブフレームでＰＵＣＣＨリソースが設定されることとなり、周波数利用効率が低下してしまう。
【００６８】
そこで、本発明者らは、無線基地局がユーザ端末の繰り返し数を調整することを検討し、本発明の第３の実施形態に至った。第３の実施形態では、無線基地局からユーザ端末に繰り返し数に関する情報を通知する。ユーザ端末は、当該情報に基づいて、ＰＵＣＣＨの繰り返し数を増減させる。
【００６９】
繰り返し数に関する情報は、ＤＣＩに新しく規定されるビットフィールドであってもよいし、既存のビットフィールドを利用してもよいし、これらの組み合わせにより規定されてもよい。以下では、繰り返し数に関する情報として、ＡＲＯ（ACK/NACK  Resource  Offset）を読み替えて利用する場合を例に説明するが、これに限られない。また、繰り返し数に関する情報は、２ビットに限られるものではない。
【００７０】
図８は、ＥＰＤＣＣＨのＤＣＩに含まれる繰り返し数に関する情報の一例を示す図である。図８Ａに示すように、繰り返し数に関する情報は、繰り返し数の絶対値を示してもよい。例えば、図８ＡでＡＲＯが“０１”の場合、ユーザ端末は、ＰＤＳＣＨの繰り返し数によらず、ＰＵＣＣＨの繰り返し数を２と設定する。
【００７１】
図８Ｂに示すように、繰り返し数に関する情報は、繰り返し数の相対値を示してもよい。例えば、図８ＢでＡＲＯが“０１”の場合、ユーザ端末は、ＰＤＳＣＨの繰り返し数から−１した値を、ＰＵＣＣＨの繰り返し数として設定する。
【００７２】
また、図８Ｃのように、ＰＵＣＣＨの繰り返し数因子（Repetition  factor）を上位レイヤシグナリングで設定してもよい。当該因子は、図８Ａのように繰り返し数の絶対値を示してもよいし、図８Ｂのように繰り返し数の相対値を示してもよい。このようにすることで、柔軟なＰＵＣＣＨリソースの制御が可能となる。
【００７３】
なお、無線基地局は、所定の条件を満たす場合に、ユーザ端末に繰り返し数に関する情報を通知することが好ましい。例えば、ユーザ端末から安定してＰＵＣＣＨが受信できている場合には、当該ユーザ端末には繰り返し数を低減するような情報を通知することが好ましい。例えば、ユーザ端末から所定の期間に送信されたＡＣＫ／ＮＡＣＫが、ＤＴＸ（Discontinuous  transmission）を含まない場合には、当該ユーザ端末には繰り返し数を低減するような情報を通知してもよい。
【００７４】
また、第２の実施形態と第３の実施形態とで、いずれもＡＲＯを利用する例を示したが、ＡＲＯがオフセットに関する情報（第２の実施形態）又は繰り返し数に関する情報（第３の実施形態）のいずれを示すかは、ユーザ端末によって判断されてもよい。例えば、ユーザ端末は、ＰＵＣＣＨの繰り返し送信を行うか否かによってＡＲＯの内容を判断してもよい。具体的には、ユーザ端末は、ＰＵＣＣＨの繰り返し送信を設定されていない場合、ＡＲＯをオフセットに関する情報と判断してもよく、ＰＵＣＣＨの繰り返し送信を設定されている場合、ＡＲＯを繰り返し数に関する情報と判断してもよい。また、上位レイヤシグナリング（例えば、ＲＲＣシグナリング）の通知により、ユーザ端末はＡＲＯの判断を切り替えてもよい。
【００７５】
図９は、図５の例で、第３の実施形態を適用した場合の一例を示す図である。図９は、ＰＤＳＣＨに対するＰＵＣＣＨが繰り返し送信されている以外、図５と同じである。図９では、予め、ＵＥ＃１のＰＵＣＣＨ繰り返し数が２、ＵＥ＃２の繰り返し数が４に設定されているものとする。
【００７６】
例えばＵＥ＃１に対しては図８ＢのＡＲＯで“０１”を通知し、ＵＥ＃２に対して図８ＢのＡＲＯで“００”を通知する。これにより、ＵＥ＃１は、ＰＵＣＣＨ繰り返し数を４から−１した３に設定して、ＰＵＣＣＨを送信する。一方、ＵＥ＃２は、ＰＵＣＣＨ繰り返し数を２のままとして、ＰＵＣＣＨを送信する。これにより、図９に図示される最後のサブフレームではＰＵＣＣＨ送信がなくなるため、ＰＵＣＣＨリソースを低減することができる。
【００７７】
（変形例）
上述の各実施形態では、下りリンク狭帯域と上りリンク狭帯域の関係については予め定められているものとして説明したが、本発明の適用はこれに限られない。例えば、ＰＤＳＣＨ（ＥＰＤＣＣＨ）の割り当てに利用可能な帯域の候補であるＰＤＳＣＨセット（ＰＤＳＣＨ  ｓｅｔ）と、一部をＰＵＣＣＨの割り当てに利用可能な帯域の候補であるＰＵＳＣＨセット（ＰＵＳＣＨ  ｓｅｔ）と、の対応関係（linkage）に関する情報は、無線基地局からユーザ端末に通知されてもよい。
【００７８】
当該対応関係に関する情報は、例えば、無線基地局からユーザ端末に対して、報知信号によりセル固有に通知されてもよいし、ＲＲＣシグナリングによりユーザ端末固有に通知されてもよい。また、これらの通知された対応関係から、制御信号（ＤＣＩ）の通知により、動的にＰＤＳＣＨの帯域とＰＵＳＣＨの帯域との紐付けを変更する構成としてもよい。
【００７９】
なお、ここでいうＰＤＳＣＨの帯域やＰＵＳＣＨの帯域は、複数の狭帯域を含んでいてもよい。これにより、複数の狭帯域の対応関係を容易に規定することができる。
【００８０】
図１０は、ＰＤＳＣＨセットとＰＵＳＣＨセットとの対応関係の一例を示す図である。図１０Ａでは、ＰＤＳＣＨセット＃１（PDSCH  set  #1）及びＰＵＳＣＨセット＃１（PUSCH  set  #1）が関連付けられ、ＰＤＳＣＨセット＃２（PDSCH  set  #2）及びＰＵＳＣＨセット＃２（PUSCH  set  #2）が関連付けられている。このように、ＰＤＳＣＨセット及びＰＵＳＣＨセットは、１対１に対応されてもよい。
【００８１】
図１０Ｂでは、ＰＤＳＣＨセット＃１（PDSCH  set  #1）及びＰＤＳＣＨセット＃２（PDSCH  set  #2）と、ＰＵＳＣＨセット＃１（PUSCH  set  #1）と、が関連付けられ、ＰＤＳＣＨセット＃３（PDSCH  set  #3）及びＰＵＳＣＨセット＃２（PUSCH  set  #2）が関連付けられている。このように、ＰＤＳＣＨセット及びＰＵＳＣＨセットは、多対１に対応されてもよい。また、同様に、ＰＤＳＣＨセット及びＰＵＳＣＨセットは、１対多又は多対多に対応されてもよい。
【００８２】
これにより、ユーザ端末は、ＥＰＤＣＣＨ（ＰＤＳＣＨ）が割り当てられる狭帯域に基づいて、ＰＵＣＣＨ（ＰＵＳＣＨ）が利用できる狭帯域を容易に判断することができる。
【００８３】
（無線通信システムの構成）
以下、本発明の一実施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、本発明の実施形態に係る無線通信方法が適用される。なお、上記の各実施形態に係る無線通信方法は、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。
【００８４】
図１１は、本発明の一実施形態に係る無線通信システムの概略構成図である。図１１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。
【００８５】
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。
【００８６】
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まで）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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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、ＭＩＢ（Master  Information  Block）が伝送される。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
図１２は、本発明の一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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
図１３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１３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１３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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
制御部３０１は、各種信号を狭帯域に割り当ててユーザ端末２０に対して送信するように、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、制御部３０１は、下りリンクのシステム情報（ＭＩＢ、ＳＩＢ）や、ＥＰＤＣＣＨを狭帯域幅に割り当てるように制御する。
【０１０３】
また、制御部３０１は、所定の狭帯域でＰＤＳＣＨをユーザ端末２０に送信する。なお、無線基地局１０がカバレッジ拡張を適用されている場合には、制御部３０１は、所定のユーザ端末２０へのＤＬ信号の繰り返し数を設定し、当該繰り返し数に従ってＤＬ信号を繰り返し送信してもよい。また、制御部３０１は、ユーザ端末２０に対して、当該繰り返し数をＥＰＤＣＣＨの制御信号（ＤＣＩ）、上位レイヤシグナリング（例えば、ＲＲＣシグナリング、報知情報）などで通知するように制御してもよい。
【０１０４】
また、制御部３０１は、ユーザ端末２０ごとに異なる繰り返し数を設定する場合には、各ユーザ端末２０に対して、ＰＵＣＣＨ送信を行うサブフレームに関する情報を通知してもよい。例えば、制御部３０１は、当該情報として、ＤＣＩに時間方向のオフセット情報を含めて送信するように制御してもよい（第２の実施形態の方法１）。また、制御部３０１は、当該情報として、無線基地局１０が形成するセルの最大繰り返し数を通知するように制御してもよい（第２の実施形態の方法２）。
【０１０５】
また、制御部３０１は、ユーザ端末２０がＵＬ信号（例えばＰＵＣＣＨ）の繰り返し数を設定されている場合には、当該ユーザ端末２０に対して、ＤＣＩに繰り返し数に関する情報を含めて送信するように制御してもよい（第３の実施形態）。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
また、送信信号生成部３０２は、ＤＬ信号の繰り返し送信（例えば、ＰＤＳＣＨの繰り返し送信）を設定されている場合、複数のサブフレームに渡って同じＤＬ信号を生成してマッピング部３０３に出力する。
【０１０９】
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、信号生成回路又は信号生成装置とすることができる。
【０１１０】
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、所定の狭帯域の無線リソース（例えば、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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
図１４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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
図１５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１５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１５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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
また、制御部４０１は、所定のサブフレームにおけるＰＵＣＣＨリソースの決定や、ＰＵＣＣＨを送信するタイミング（サブフレーム）の制御を実施する。
【０１２３】
具体的には、制御部４０１は、ＰＤＳＣＨのＰＲＢインデックスを用いて、ＰＵＣＣＨリソースを制御する（第１の実施形態）。例えば、制御部４０１は、ＰＤＳＣＨのＰＲＢインデックスと、ＰＵＣＣＨリソース（例えば、ＰＵＣＣＨのＰＲＢインデックス）と、を１対１に対応させる所定の規則に基づいて、受信信号処理部４０４で受信されたＰＤＳＣＨに対してＡＣＫ／ＮＡＣＫの送信に用いるＰＵＣＣＨリソースを決定する。
【０１２４】
また、制御部４０１は、接続中の無線基地局１０（サービングセル）に接続する他のユーザ端末２０と同じＰＵＣＣＨリソースを用いてＰＵＣＣＨ送信するように制御する。具体的には、無線基地局１０から受信したＰＵＣＣＨ送信を行うサブフレームに関する情報に基づいて、ＰＵＣＣＨリソースをサブフレーム単位で時間方向にずらして送信するように制御してもよい（第２の実施形態）。
【０１２５】
また、制御部４０１は、ユーザ端末２０がＵＬ信号（例えばＰＵＣＣＨ）の繰り返し数を設定されている場合には、無線基地局１０から受信した繰り返し数に関する情報に基づいて、ＰＵＣＣＨの繰り返し送信数を増減するように制御してもよい（第３の実施形態）。なお、以上のように制御部４０１は、無線基地局１０から送信された信号又は情報に基づいてＰＵＣＣＨリソースを設定していることから、ＰＵＣＣＨリソース設定部、ＰＵＣＣＨリソース特定部などと呼ばれてもよい。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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、送信信号生成部４０２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、制御部４０１から上りデータ信号の生成を指示される。
【０１２８】
また、送信信号生成部４０２は、ＵＬ信号の繰り返し送信（例えば、ＰＵＣＣＨの繰り返し送信）を設定されている場合、複数のサブフレームに渡って同じＵＬ信号を生成してマッピング部４０３に出力する。繰り返し回数については、制御部４０１からの指示に基づいて、増減されてもよい。
【０１２９】
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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
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。また、受信信号処理部４０４は、本発明に係る受信部を構成することができる。
【０１３５】
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。
【０１３６】
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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
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。
【０１３９】
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。
【０１４０】
本出願は、２０１４年１１月６日出願の特願２０１４−２２６４９２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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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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