(57)【要約】  ユーザ端末に設定可能なキャリアアグリゲーション（ＣＣ）数が既存システムより拡張される場合及び／又はアンライセンスＣＣを用いてＣＡを行う場合であっても、通信を適切に行うこと。複数のＣＣを用いたキャリアアグリゲーションを利用して無線基地局と通信するユーザ端末であって、各ＣＣを介してＵＬ信号を送信する送信部と、前記送信部における送信動作を制御する制御部と、を有し、複数のＣＣとして、少なくとも既存システムのプライマリＣＣに対応する第１のＣＣと、前記第１のＣＣ及び既存システムのセカンダリＣＣに対応する第２のＣＣとは異なる第３のＣＣと、が設定される場合、前記制御部は、第３のＣＣに対して第１及び第２のＣＣとは異なるランダムアクセス動作を適用する。
2016133185.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のコンポーネントキャリア（ＣＣ：Component  Carrier）を用いたキャリアアグリゲーションを利用して無線基地局と通信するユーザ端末であって、
各ＣＣを介してＵＬ信号を送信する送信部と、
前記送信部における送信動作を制御する制御部と、を有し、
複数のＣＣとして、少なくとも既存システムのプライマリＣＣに対応する第１のＣＣと、前記第１のＣＣ及び既存システムのセカンダリＣＣに対応する第２のＣＣとは異なる第３のＣＣと、が設定される場合、前記制御部は、第３のＣＣに対して第１及び第２のＣＣとは異なるランダムアクセス動作を適用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、ランダムアクセスプリアンブルを送信することなく、前記第３のＣＣの所定の無線リソースを用いて前記ユーザ端末を識別する識別情報を送信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】
前記所定の無線リソースは、予め設定されたＰＵＳＣＨ（Physical  Uplink  Shared  Channel）領域から前記制御部が選択したリソースであ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、前記所定の無線リソースを用いた前記識別情報の送信を１つもしくは連続する複数のサブフレームで行うことを特徴とする請求項２又は３に記載のユーザ端末。
【請求項５】
前記制御部は、前記識別情報を送信するサブフレーム数をランダムに決定することを特徴とする請求項４に記載のユーザ端末。
【請求項６】
前記制御部は、前記識別情報の送信においてランピングを適用することを特徴とする請求項２又は３に記載のユーザ端末。
【請求項７】
前記識別情報の送信に応じた完了情報を前記無線基地局から受信する受信部をさらに有することを特徴とする請求項２から請求項６のいずれかに記載のユーザ端末。
【請求項８】
複数のコンポーネントキャリア（ＣＣ：Component  Carrier）を用いたキャリアアグリゲーションを利用するユーザ端末と通信する無線基地局であって、
前記ユーザ端末からのＵＬ信号を受信する受信部と、
前記ユーザ端末の識別が完了した場合に、識別完了を通知するＤＬ信号を送信する送信部と、
前記受信部及び前記送信部を制御する制御部と、を有し、
複数のＣＣとして、少なくとも既存システムのプライマリＣＣに対応する第１のＣＣと、前記第１のＣＣ及び既存システムのセカンダリＣＣに対応する第２のＣＣとは異なる第３のＣＣと、がユーザ端末に設定される場合、前記制御部は、第３のＣＣに対して第１及び第２のＣＣとは異なるランダムアクセス動作を適用することを特徴とする無線基地局。
【請求項９】
複数のコンポーネントキャリア（ＣＣ：Component  Carrier）を用いたキャリアアグリゲーションを利用して無線基地局と通信するユーザ端末における無線通信方法であって、
各ＣＣを介してＵＬ信号を送信する工程と、
前記送信する工程における送信動作を制御する工程と、を有し、
複数のＣＣとして、少なくとも既存システムのプライマリＣＣに対応する第１のＣＣと、前記第１のＣＣ及び既存システムのセカンダリＣＣに対応する第２のＣＣとは異なる第３のＣＣと、が設定される場合、前記制御する工程において、第３のＣＣに対して第１及び第２のＣＣとは異なるランダムアクセス動作を適用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）。そして、ＬＴＥからのさらなる広帯域化及び高速化を目的として、ＬＴＥアドバンストと呼ばれるＬＴＥの後継システム（ＬＴＥ−Ａとも呼ばれる）が検討され、ＬＴＥ  Ｒｅｌ．１０−１２として仕様化されている。【０００３】
ＬＴＥ  Ｒｅｌ．１０−１２のシステム帯域は、ＬＴＥシステムのシステム帯域を一単位とする少なくとも１つのコンポーネントキャリア（ＣＣ：Component  Carrier）を含んでいる。このように、複数のＣＣを集めて広帯域化することをキャリアアグリゲーション（ＣＡ：Carrier  Aggregation）という。また、ＬＴＥ  Ｒｅｌ．１２においては、ユーザ端末が異なる無線基地局（スケジューラー）がそれぞれ制御するＣＣを用いて通信を行うデュアルコネクティビティ（ＤＣ：Dual  Connectivity）がサポートされている。【０００４】
上述したＬＴＥの後継システム（ＬＴＥ  Ｒｅｌ．１０−１２）におけるＣＡ／ＤＣでは、ユーザ端末（ＵＥ）当たりに設定可能なＣＣ数が最大５個に制限されている。ＬＴＥのさらなる後継システムであるＬＴＥ  Ｒｅｌ．１３以降においては、より柔軟且つ高速な無線通信を実現するために、ユーザ端末に設定可能なＣＣ数の制限を緩和し、６個以上のＣＣ（例えば、３２ＣＣ）を設定することが検討されている。【０００５】
また、Ｒｅｌ．８−１２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ている。ライセンスバンドとしては、例えば、８００ＭＨｚ、２ＧＨｚまたは１．７ＧＨｚなどが使用される。【０００６】
さらに、将来の無線通信システム（Ｒｅｌ．１３以降）では、ＬＴＥシステムを、通信事業者（オペレータ）にライセンスされた周波数帯域（Licensed  band）だけでなく、ライセンス不要の周波数帯域（Unlicensed  band）で運用するシステム（ＬＴＥ−Ｕ：LTE  Unlicensed）も検討されている。特に、ライセンスバンドを前提として非ライセンスバンド（アンライセンスバンド）を運用するシステム（ＬＡＡ：Licensed-Assisted  Access）も検討されている。なお、アンライセンスバンドでＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａを運用するシステムを総称して「ＬＡＡ」と呼ぶ場合もある。ライセンスバンド（Licensed  band）は、特定の事業者が独占的に使用することを許可された帯域であり、アンライセンスバンド（Unlicensed  band）は特定事業者に限定せずに無線局を設置可能な帯域である。【０００７】
アンライセンスバンドでは、異なるオペレータや非オペレータ間において、同期、協調または連携などがなされずに運用されることが想定され、ライセンスバンドと比較して大きな相互干渉が生じるおそれがある。そのため、アンライセンスバンドでＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａシステム（ＬＴＥ−Ｕ）を運用する場合、アンライセンスバンドで運用されるＷｉ−Ｆｉ等の他システムや他オペレータのＬＴＥ−Ｕとの相互干渉を考慮して動作することが望まれる。アンライセンスバンドにおける相互干渉を避けるために、ＬＴＥ−Ｕ基地局／ユーザ端末が、信号の送信前にリスニングを行い、リスニング結果により送信を制限することが検討されている。【０００８】
また、アンライセンスバンドとして、例えば、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）を使用可能な２．４ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯、ミリ波レーダーを使用可能な６０ＧＨｚ帯等の利用が検討されている。このようなアンライセンスバンドをスモールセルで適用することも検討されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００９】
【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】
【００１０】
ＬＴＥ  Ｒｅｌ．１０−１２のシステムにおけるＣＡ／ＤＣでは、ユーザ端末に設定されるセル（ＣＣ）として、１個のプライマリセル（ＰＣｅｌｌ）と、最大４個までのセカンダリセル（ＳＣｅｌｌ）がサポートされている。このように、既存システム（ＬＴＥ  Ｒｅｌ．１０−１２）のＣＡでは、ユーザ端末（ＵＥ）当たりに設定可能なＣＣ数が最大５個に制限されている。【００１１】
一方で、ＬＴＥのさらなる後継システム（例えば、ＬＴＥ  Ｒｅｌ．１３以降）において、ユーザ端末に設定可能なＣＣ数が６個以上（例えば、３２ＣＣ）に拡張される場合、ＣＣ数の増加に伴いユーザ端末の負担が増大することが想定される。例えば、拡張されるＣＣ（拡張ＣＣ）をＳＣＣとしてユーザ端末に設定する場合、各ＳＣｅｌｌに対するＵＬ信号の送信動作に要するユーザ端末の負担が増大することが想定される。【００１２】
また、アンライセンスＣＣをＳＣＣ（例えば、拡張ＣＣ）としてユーザ端末に設定する場合、リスニング結果（ＬＢＴ結果）次第ではユーザ端末がアンライセンスＣＣと定常的な信号の送受信を行えない場合が生じる。そのため、ユーザ端末が既存システムのＳＣＣ（ＳＣｅｌｌ）と同様にアンライセンスＣＣに対してＵＬ送信等の送信動作を行うと通信が適切に行えないおそれがある。【００１３】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、ユーザ端末に設定可能なＣＣ数が既存システムより拡張される場合及び／又はアンライセンスＣＣを用いてＣＡを行う場合であっても、通信を適切に行うことができるユーザ端末、無線基地局及び無線通信方法を提供することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明のユーザ端末の一態様は、複数のコンポーネントキャリア（ＣＣ：Component  Carrier）を用いたキャリアアグリゲーションを利用して無線基地局と通信するユーザ端末であって、各ＣＣを介してＵＬ信号を送信する送信部と、前記送信部における送信動作を制御する制御部と、を有し、複数のＣＣとして、少なくとも既存システムのプライマリＣＣに対応する第１のＣＣと、前記第１のＣＣ及び既存システムのセカンダリＣＣに対応する第２のＣＣとは異なる第３のＣＣと、が設定される場合、前記制御部は、第３のＣＣに対して第１及び第２のＣＣとは異なるランダムアクセス動作を適用することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ユーザ端末に設定可能なＣＣ数が既存システムより拡張される場合及び／又はアンライセンスＣＣを用いてＣＡを行う場合であっても、通信を適切に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】ＬＴＥの後継システムにおけるキャリアアグリゲーションの概要の説明図である。
【図２】リスニング（ＬＢＴ）を適用する場合の送信制御の一例を示す図である。
【図３】既存システムのＰＣＣとＳＣＣを利用したＣＡと、アンライセンスＣＣを説明する図である。
【図４】アンライセンスＣＣをＳＣＣとして設定する場合を示す図である。
【図５】本実施の形態におけるキャリアアグリゲーションの一例を示す図である。
【図６】本実施の形態におけるキャリアアグリゲーションの他の例を示す図である。
【図７】ランダムアクセス手順を説明する図である。
【図８】本実施の形態におけるランダムアクセス動作を説明する図である。
【図９】本実施の形態における、各ユーザ端末から送信される識別情報の送信例を示す図である。
【図１０】本実施の形態における、各ユーザ端末から送信される識別情報の他の送信例を示す図である。
【図１１】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概略構成図である。
【図１２】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１３】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１４】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１５】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。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、キャリアアグリゲーション（ＣＡ）の説明図である。図１に示すように、既存システム（ＬＴＥ  Ｒｅｌ．１２まで）のＣＡでは、ＬＴＥ  Ｒｅｌ．８のシステム帯域を一単位とするコンポーネントキャリア（ＣＣ）が最大５個（ＣＣ＃１〜ＣＣ＃５）束ねられる。すなわち、ＬＴＥ  Ｒｅｌ．１２までのキャリアアグリゲーションでは、ユーザ端末（ＵＥ：User  Equipment）あたりに設定可能なＣＣ数は、最大５個に制限される。
【００１８】
一方、ＬＴＥのさらなる後継システム（例えば、ＬＴＥ  Ｒｅｌ．１３以降）では、ユーザ端末当たりに設定可能なＣＣの数の制限を緩和し、６個以上のＣＣ（セル）を設定する拡張キャリアアグリゲーション（CA  enhancement）が検討されている。例えば、図１に示すように、３２個のＣＣ（ＣＣ＃１〜ＣＣ＃３２）を束ねる場合、最大６４０ＭＨｚの帯域を確保可能となる。このように、ユーザ端末あたりに設定可能なＣＣ数を拡張することにより、より柔軟且つ高速な無線通信を実現することが期待されている。
【００１９】
また、ＬＴＥのさらなる後継システム（例えば、ＬＴＥ  Ｒｅｌ．１３以降）では、ＬＴＥシステムを、通信事業者（オペレータ）にライセンスされた周波数帯域（Licensed  band）だけでなく、ライセンス不要の周波数帯域（Unlicensed  band）で運用するシステムも検討されている。
【００２０】
既存のＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａでは、ライセンスバンドでの運用が前提となっているため、各オペレータに対して異なる周波数帯域が割当てられている。しかし、非ライセンスバンドは、ライセンスバンドと異なり特定の事業者のみの使用に限られない。非ライセンスバンドでＬＴＥを運用する場合、異なるオペレータや非オペレータ間において、同期、協調及び／又は連携などがなされずに運用されることも想定される。この場合、非ライセンスバンドにおいて、複数のオペレータやシステムが同一周波数を共有して利用することとなるため、相互干渉が生じるおそれがある。
【００２１】
このため、非ライセンスバンドにおいて運用されるＷｉ−Ｆｉシステムでは、ＬＢＴ（Listen  Before  Talk）メカニズムに基づくキャリア検知多重アクセス／衝突回避（ＣＳＭＡ／ＣＡ：Carrier  Sense  Multiple  Access/Collision  Avoidance）が採用されている。具体的には、各送信ポイント（ＴＰ：Transmission  Point）、アクセスポイント（ＡＰ：Access  Point）、Ｗｉ−Ｆｉ端末（ＳＴＡ：Station）等が、送信を行う前にリスニング（ＣＣＡ：Clear  Channel  Assessment）を実行し、所定レベルを超える信号が存在しない場合にのみ送信を行う方法等が用いられている。所定レベルを超える信号が存在する場合には、ランダムに与えられる待ち時間（バックオフ時間）を設け、その後再びリスニングを行う（図２参照）。
【００２２】
そこで、非ライセンスバンドで運用するＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａシステム（例えば、ＬＡＡ）においても、リスニング結果に基づいた送信制御を行うことが検討されている。なお、本明細書において、リスニングとは、無線基地局及び／又はユーザ端末が信号の送信を行う前に、他の送信ポイントから所定レベル（例えば、所定電力）を超える信号が送信されているか否かを検出／測定する動作を指す。また、無線基地局及び／又はユーザ端末が行うリスニングは、ＬＢＴ（Listen  Before  Talk）、ＣＣＡ（Clear  Channel  Assessment）等とも呼ばれることがある。
【００２３】
例えば、無線基地局及び／又はユーザ端末は、非ライセンスバンドセルにおいて信号を送信する前にリスニング（ＬＢＴ）を行い、他システム（たとえば、Ｗｉ−Ｆｉ）や他オペレータが通信を行っているか確認する。リスニングの結果、他システムや別のＬＡＡの送信ポイントからの受信信号強度が所定値以下である場合、無線基地局及び／又はユーザ端末は、チャネルがアイドル状態（LBT_idle）であるとみなし、信号の送信を行う。一方で、リスニングの結果、他システムや他のＬＡＡの送信ポイントからの受信信号強度が所定値より大きい場合、チャネルがビジー状態（LBT_busy）であるとみなし、信号の送信を制限する。なお、信号送信の制限としては、ＤＦＳ（Dynamic  Frequency  Selection）により別キャリアに遷移する、送信電力制御（ＴＰＣ）を行う、又は、信号送信を待機（停止）することができる。
【００２４】
このように、非ライセンスバンドで運用するＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａシステム（例えば、ＬＡＡ）の通信においてＬＢＴを適用することにより、他のシステムとの干渉等を低減することが可能となる。
【００２５】
また、図１に示すＣＣ数の拡張は、ライセンスバンドとアンライセンスバンドとの間のキャリアアグリゲーション（ＬＡＡ：License-Assisted  Access）による広帯域化に効果的である。例えば、ライセンスバンドの５個のＣＣ（＝１００ＭＨｚ）とアンライセンスバンドの１５個のＣＣ（＝３００ＭＨｚ）とを束ねる場合、４００ＭＨｚの帯域を確保可能となる。
【００２６】
一方で、ユーザ端末に設定可能なＣＣ数を拡張する場合やアンライセンスバンドＣＣ（ＵＣＣ）を用いてＣＡを適用する場合、拡張ＣＣやアンライセンスバンドＣＣ（ＵＣＣ）をどのように設定してユーザ端末動作を制御するかが問題となる（図３参照）。
【００２７】
例えば、図４に示すようにアンライセンスバンドＣＣ（ＵＣＣ）を既存システムのセカンダリセル（ＳＣＣ）と仮定してＣＡを適用することが考えられる。なお、図４において、アンライセンスバンドＣＣ（ＵＣＣ）は拡張ＣＣとして設定することも考えられる。
【００２８】
上述したように、アンライセンスキャリアでは送信時にＬＢＴが前提となるため、アンライセンスセルは送信／無送信（ＯＮ／ＯＦＦ）状態を動的に変更する。このため、ユーザ端末はＰＣＣやアクティブ状態のＳＣＣのように定常的な信号送信を想定できないおそれがある。一方で、ＵＣＣでは、定常的な信号の送信はないがＬＢＴの結果によってはすぐに信号送信が開始されるため、ユーザ端末は当該信号を受信できるように制御する必要がある。このため、ユーザ端末のＵＣＣに対する必要な動作は既存の非アクティブ状態のＳＣＣと異なると考えられる。
【００２９】
また、アンライセンスキャリアは、他システムと共存するため、ライセンスキャリアと比較して品質変動が大きく通信の信頼性が低下する可能性が高くなる。このため、ライセンスキャリアを活用して、アンライセンスキャリアの利用をサポートすること（例えば、ライセンスキャリアを用いたＬＢＴ結果の通知等）が考えられる。この場合、アンライセンスバンドＣＣと既存のＳＣＣに対するユーザ端末動作が異なると考えられる。
【００３０】
そこで本発明者等は、ユーザ端末に対して拡張ＣＣやアンライセンスＣＣと、既存のＰＣＣやＳＣＣ間で異なる動作／制御を適用することを着想した。また、かかる場合、ユーザ端末が、既存システム（Ｒｅｌ．１０−１２）のＰＣＣ及びＳＣＣと、異なる動作／制御を適用するＣＣ（例えば、ＵＣＣ）とを区別できるように、新たにＰＣＣ及びＳＣＣと異なるＣＣを設定してユーザ端末に設定／通知することを着想した。
【００３１】
具体的に本発明者等は、拡張ＣＣ及び／又はＵＣＣを既存のＰＣＣやＳＣＣとは区別して定義すると共に、既存のＳＣＣと異なる制御／動作を適用することを着想した（図５参照）。本明細書では、既存システム（Ｒｅｌ．１０−Ｒｅｌ．１２）におけるＰＣＣ及びＳＣＣと異なる制御／動作を適用するＣＣを、ＴＣＣ（Tertiary  CC）、ＴＣｅｌｌ、第３のＣＣ又は第３のセルとも呼ぶ（以下、「ＴＣＣ」と記す）。ＴＣＣは、ライセンスＣＣ及び／又はアンライセンスＣＣで構成することができる。
【００３２】
ＴＣＣが設定されたユーザ端末は、当該ＴＣＣに対してＳＣＣと異なる制御／動作（例えば、ランダムアクセス動作等）を適用することができる（図５参照）。例えば、ユーザ端末は、ＴＣＣに対してＰＣＣやＳＣＣと異なるランダムアクセス手順を踏んで同期確立を行う。
【００３３】
これにより、ＴＣＣにおいて、リスニングにより干渉が無いことを確認できているにもかかわらず、物理ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ：Physical  Random  Access  Channel）を介した送受信処理を行う必要がなく、初期接続や同期確立、通信再開のための通信処理を適切に行うことができる。
【００３４】
以下に、本実施の形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、ＴＣＣとして１個以上のライセンスＣＣ及び／又はアンライセンスＣＣを設定する場合を示すがこれに限られない。例えば、ＴＣＣをアンライセンスＣＣだけで構成することも可能である。また、本実施の形態では、ユーザ端末に対してＰＣＣ（ＰＣｅｌｌ）とＴＣＣ（ＴＣｅｌｌ）を設定してＣＡ／ＤＣを適用する（つまり、ＳＣＣ（ＳＣｅｌｌ）を設定しない）ことも可能である（図６参照）。また、ユーザ端末に対して、ＳＣＣ（ＳＣｅｌｌ）として５個以上のＣＣを設定することも可能である。
【００３５】
（第１の態様）
第１の態様では、上記ＴＣＣにおいても（ＵＬ  Ｃｅｌｌがある場合）、ＵＬタイミングを確立するためにランダムアクセス手順を実施することを想定する。第１の態様では、ユーザ端末がＴＣＣ（ＴＣｅｌｌ）を介して、ランダムアクセス手順を行う場合、ランダムアクセスプリアンブルを送信することなく、所定の無線リソースを用いて、自端末を識別するための識別情報を送信する。
【００３６】
既存のＬＴＥシステムでは、初期接続や同期確立、上りリンクの通信開始又は再開などに際し、上りリンクで物理ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ：Physical  Random  Access  Channel）を送信してランダムアクセスを行う。図７は、ランダムアクセスにおける、いわゆる、衝突型ランダムアクセス（ＣＢＲＡ：Contention-Based  Random  Access）の概要を示している。
【００３７】
衝突型ランダムアクセスにおいて、ユーザ端末はトリガされると（例えば、UL  data  resumingなど）、直近のＰＲＡＣＨ送信可能なサブフレームでランダムアクセスプリアンブルの送信を行う。具体的には、セル内に用意された複数のランダムアクセスプリアンブル（contention  preamble）からランダムに選択したプリアンブルをＰＲＡＣＨで送信する。この場合、ユーザ端末間で同一のランダムアクセスプリアンブルを使用することにより、衝突（Contention）が発生する可能性がある。
【００３８】
具体的には、図７に示されるように、ランダムアクセスは４つのステップで構成される。はじめにユーザ端末ＵＥは、ランダムアクセスプリアンブル（ＰＲＡＣＨ）を当該セルに設定されているＰＲＡＣＨリソースで送信する（メッセージ（Ｍｓｇ：Ｍｅｓｓａｇｅ）１）。無線基地局ｅＮＢは、ランダムアクセスプリアンブルを検出すると、その応答としてランダムアクセスレスポンス（ＲＡＲ：Random  Access  Response）を送信する（メッセージ２）。ユーザ端末ＵＥは、ランダムアクセスプリアンブル送信後、所定の区間の間、メッセージ２の受信を試みる。メッセージ２の受信に失敗した場合には、ＰＲＡＣＨの送信電力を上げてメッセージ１を再度送信（再送）する。なお、信号の再送時に送信電力を増加させることを、パワーランピングともいう。なお、ユーザ端末ＵＥは、パワーランピングを行って得られる送信電力と、ＰＲＡＣＨを送信するサービングセルｃの最大送信電力PCMAX,cを比較し、２者のうち小さい方の送信電力でＰＲＡＣＨを送信する。したがって、パワーランピングを適用しても、PCMAX,cを超える送信電力とはならない。
【００３９】
ランダムアクセスレスポンスを受信したユーザ端末ＵＥは、ランダムアクセスレスポンスに含まれる上りグラントによって指定された物理上りリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ：Physical  Uplink  Shared  Channel）でデータ信号を送信する（メッセージ３）。メッセージ３を受信した無線基地局ｅＮＢは、衝突解決（Contention  resolution）メッセージをユーザ端末ＵＥに送信する（メッセージ４）。ユーザ端末ＵＥは、メッセージ１から４によって同期を確保し、無線基地局ｅＮＢを識別すると、ランダムアクセス処理を完了しコネクションを確立する。
【００４０】
なお、ＰＲＡＣＨを用いたランダムアクセスプリアンブル（メッセージ１）の送信をＰＲＡＣＨの送信ともいい、ＰＲＡＣＨに対応するランダムアクセスレスポンス（メッセージ２）の受信をＲＡＲの受信ともいう。
【００４１】
一方で、ユーザ端末がアンライセンスバンド（ＴＣＣ）に対してもＰＣＣ／ＳＣＣと同様にランダムアクセス手順を行う場合、ＬＢＴ結果によっては信号の送受信が制限されランダムアクセス手順の実行開始（例えば、メッセージ１、いわゆる、ランダムアクセスプリアンブルの送信開始）までに時間が要することが考えられる。また、ＴＣＣにおいては、ＬＢＴにより少なくとも周辺の送信機器がデータを送信していないことが分っているにもかかわらず、ランダムアクセスプリアンブルの送信や、このランダムアクセスプリアンブルに応じた信号（メッセージ２）の受信が行われ、必ずしも必要ではない手順を経ることが考えられる。
【００４２】
そこで第１の態様では、ユーザ端末が初期接続や同期確立、通信再開などに際してトリガされると、ランダムアクセスプリアンブルではなく、自端末を識別するための識別情報を、ＰＵＳＣＨを介して送信する（図８参照）。ユーザ端末がＰＵＳＣＨを用いて送信する識別情報は、既存システムのランダムアクセスのメッセージ３に相当してもよく、また、このメッセージ３を拡張したものでも、新たに定義された情報でもよい。
【００４３】
無線基地局は、識別情報の送信に利用できるリソース（ＰＵＳＣＨリソース）に関する情報を、例えば、報知や個別シグナリングによって予めユーザ端末に通知することができる。また、無線基地局は、ＰＵＳＣＨリソースに関する情報をＰＣＣ／ＳＣＣを用いてユーザ端末に通知することができる。ユーザ端末は、通知されたＰＵＳＣＨリソースに関する情報に基づいて識別情報をＰＵＳＣＨに割当てて無線基地局に送信することができる。この場合、通知されたＰＵＳＣＨリソースから所定のＰＵＳＣＨリソースを選択して識別情報を通知してもよい。
【００４４】
また、ユーザ端末は、ＲＲＣ（Radio  Resource  Control）が未設定であればＣＣＣＨ（Common  Control  Channel）  ＳＤＵ（Service  Date  Unit）を識別情報に含め、ＲＲＣ接続済みであれば、Ｃ−ＲＮＴＩ（Cell-Radio  Network  Temporary  Identifier）  ＭＡＣ（Media  Access  Control）  ＣＥ（Control  Element）を識別情報に含めてもよい。なお、この時ユーザ端末が通知するＣ−ＲＮＴＩはＰＣＣ／ＳＣＣに対して割り当てられたものでもよいし、或いはＴＣＣに対して特別に割り当てられているもの等、当該ユーザ端末を識別できる識別子であれば如何なる識別子でもよい。
【００４５】
また、識別情報のスクランブリングには、通常、ＴＣ−ＲＮＴＩ（一時的Ｃ−ＲＮＴＩ）やＣ−ＲＮＴＩが用いられるが、本第１の態様では、ＲＡ−ＲＮＴＩ（Random  Access−Radio  Network  Temporary  Identifier）を用いてスクランブリングしてもよい。これは、既に規定されている識別子を用いることを意図しているが、ＲＡ−ＲＮＴＩ以外であっても、例えば、ＰＵＳＣＨの送信タイミングや周波数、リソースの位置、帯域幅等によって一意に決定されるいかなる識別子が用いられてもよい。
【００４６】
無線基地局は、ユーザ端末からＰＵＳＣＨを受け取ると、ユーザ端末の識別処理や衝突解決（Contention  resolution）処理などを行い、これらが完了したことを示す完了情報をユーザ端末宛に送信する（図８参照）。無線基地局が送信する完了情報は、既存システムのランダムアクセスのメッセージ４に相当してもよく、また、このメッセージ４を拡張したものでも、新たに定義された情報でもよい。完了情報は、必ずしもアンライセンスキャリアであるＴＣＣで送信する必要はなく、ライセンスキャリアで送信するようにしてもよい。この場合、完了信号が通知されるライセンスキャリアが、例えば、上位レイヤ（例えば、ＲＲＣ）によって予め指定されていてもよい。また、ＲＲＣ接続が既になされていれば、ＵＬグラントを通知することができるが、ＵＬグラントのみでは衝突解決ができない場合が想定されるため、特別な信号を新規に定義（Contention  resolution  MAC  CE）し、これを送信するようにしてもよい。例えば、当該Contention  resolution  MAC  CEの内容としては当該ユーザ装置の識別子を含む信号（例えば、Ｃ−ＲＮＴＩ  ＭＡＣ  ＣＥ）でもよい。ライセンスキャリアで通知する場合には、ライセンスキャリアに関連付けられている識別子が送信されてもよい。
【００４７】
また、上記では衝突形ランダムアクセスを例にとって説明したが、非衝突型ランダムアクセスに対しても適用可能である。この場合、無線基地局がユーザ端末に対して予めＰＵＳＣＨ送信に用いる(非衝突用の時間的、或いは周波数的な)リソースを割当て、ユーザ端末は当該リソースを用いて上り送信を行う。このとき、ユーザ端末がＰＵＳＣＨ送信に含める識別子は衝突形ランダムアクセスとは異なる特別なものが含まれてもよい。
【００４８】
本第１の態様によれば、アンライセンスキャリアであるＴＣＣでは、リスニングにより少なくとも周辺の送信機（ユーザ端末など）が同じ周波数でデータを送信しないことが分っているため、ランダムアクセスプリアンブルを送信したり、これに対する応答を受信するなどの不要な送受信処理を省略することができる。これにより、ユーザ端末に設定可能なＣＣ数が既存システムより拡張される場合及び／又はアンライセンスＣＣを用いてＣＡを行う場合であっても、通信を適切に行うことができる。
【００４９】
（第２の態様）
次に第２の態様について説明する。第２の態様は、上記識別情報の送信について特徴を有するものであり、識別情報の送信を１つもしくは連続する複数のサブフレームで行うものである。
【００５０】
既存のランダムアクセス手順において、メッセージ１、２は、１サブフレーム（１ｍｓ）で送信される。このようなメッセージ１、２を省略した場合、他ユーザ端末とＰＵＳＣＨ送信が衝突すると、当該衝突ユーザのデータが欠落する可能性がある。ＴＣＣの場合、同一のセルに属する複数のユーザ端末は、同一のタイミングでリスニングを行うことも想定され、この場合、リスニング結果として干渉非検出となった時点で、複数のユーザ端末はＰＵＳＣＨの所望の領域のリソースを用いて識別情報の送信を行う。この結果、識別情報が割り当てられたリソースの競合が発生することが考えられる。本第２の態様はこのような場合に適用することができる。
【００５１】
また、上記第１の態様では、識別情報が割り当てられるリソースを報知や個別シグナリングによって予め通知することができるが、リソース利用効率向上のため、割り当てられるリソースの領域が複数のユーザ端末で共用される場合、上記場合と同様にリソースの競合が発生することが考えられる。本第２の態様は、このような上記第１の態様に適用してもよい。
【００５２】
本第２の態様においては、例えば、図９に示されるようにリスニングの完了時点（ＬＢＴがＯＫとなった時点）で、識別情報の送信を１つもしくは連続する複数のサブフレームで行う。図９において、ユーザ端末ＵＥ＃１−＃４は、各端末においてランダムに決定されたサブフレーム数に渡って識別情報を送信する。具体的には、ユーザ端末ＵＥ＃１、＃２は、ランダムに決定されたサブフレーム数３に基づいて、３つの連続するサブフレームに渡り、各サブフレームで識別情報を送信する。ユーザ端末ＵＥ＃３は、ランダムに決定されたサブフレーム数１に基づいて、１つのサブフレームで識別情報を送信する。ユーザ端末ＵＥ＃４は、ランダムに決定されたサブフレーム数４に基づいて、４つの連続するサブフレームに渡り、各サブフレームで識別情報を送信する。
【００５３】
なお、ユーザ端末ＵＥ＃１−＃４は、最終サブフレーム以外のサブフレームでは、最終サブフレームの送信電力に比べて、低い送信電力で識別情報を送信する。このように、最終サブフレームに至るまで識別情報の送信を継続することで、リスニング完了以降に他の送信機器が割り込んで送信を行うことを防ぐことができる。なお、ランダムに決定されたサブフレーム数が１の場合は、低い送信出力では識別情報を送信しない（例えば、図９のユーザ端末ＵＥ＃３）。また、低い送信電力の送信を行う場合、送信されるデータは高い送信電力で送信するデータと同一でもよいし、或いは、ランダムな系列、パディング（padding）等、いかなる信号でもよい。なお、低い送信電力の値は予め無線基地局から通知されていてもよい。通知の方法としては、絶対値を通知する方法を用いてもよい。例えば、セルの最大送信電力、ユーザ端末の最大送信電力、或いは、最終サブフレームで用いる送信電力値等に対する相対値（例えば、パーセンテージ）等を用いて無線基地局から通知されていてもよい。
【００５４】
識別情報の送信が完了しなかった場合、例えば、最終サブフレームが他のユーザ端末の最終サブフレームと重複した場合（ランダムで決定されたサブフレーム数が同じ場合）、無線基地局ではユーザ端末を識別して競合解決が完了できないことが想定される。この場合、完了情報が無線基地局からユーザ端末に送られず、ユーザ端末はランダムアクセスに失敗したと判断する。ランダムアクセスに失敗したと判断したユーザ端末は、次のリスニング完了の後に、ランピングを行って（送信電力を上げて）再度識別情報を送信する。
【００５５】
具体的には、図９では、ユーザ端末ＵＥ＃１と、ＵＥ＃２とが同じサブフレーム数（３サブフレーム）を決定し、このサブフレーム数に基づいて識別情報を送信している。その結果、一方、或いは両方のユーザ端末がランダムアクセスに失敗することが想定される。ユーザ端末ＵＥ＃１、＃２のそれぞれは、ランダムアクセスに失敗したと判断した後、リスニング完了に応じて、再度、サブフレーム数を決定する。ここで、ユーザ端末ＵＥ＃１はサブフレーム数２を、ユーザ端末ＵＥ＃２はサブフレーム数１を決定する。
【００５６】
ユーザ端末ＵＥ＃１は、２つのサブフレーム数に渡って識別情報を送信するが、最後のサブフレーム（２番目のサブフレーム）でランピングされた電力で識別情報を送信する。一方、ユーザ端末ＵＥ＃２は、１つめのサブフレームでランピングされた電力で識別情報を送信する。ユーザ端末ＵＥ＃１、＃２のこのような処理により、無線基地局は、最初のサブフレームでユーザ端末ＵＥ＃２からの識別情報を正常に受信でき、この識別情報に応じた処理を行うことができる。同様に、無線基地局は、２番目のサブフレームでユーザ端末ＵＥ＃１からの識別情報を正常に受信することができ、この識別情報に応じた処理を行うことができる。
【００５７】
ユーザ端末は、ランダムアクセス失敗後にランピングを行う場合、例えば、ランピングに用いるランピングステップ（上昇値、或いは上昇率等、次の送信でどれだけ送信電力を上げるかの幅を意味する）を全てのサブフレームに適用してもよい。この場合、図１０Ａのユーザ端末ＵＥ＃１のケースで示されるように、最終サブフレーム前のサブフレームにおいても、送信電力が上げられることになる。また、決定されたサブフレーム数すべてに渡って、送信電力を上げて識別情報を送信してもよい（図１０Ｂ参照）。なお、上記ランピングステップは、無線基地局から予め通知されていてもよい。ランピングに用いられる値には、ＰＣＣ／ＳＣＣにおいて設定されている値が流用されてもよいし、ＴＣＣに対して特別な値が無線基地局から通知されてもよい。また、再送に際しては、連続するサブフレームの内、最終サブフレームのように高い送信電力で送信するサブフレームの数を増やして、衝突をより回避しやすくしてもよい。
【００５８】
以上、本第２の態様によれば、複数のユーザ端末間でリソースの競合が発生した場合であっても、ランダムにサブフレーム数が決定されるため、最終サブフレームが同一のタイミングとならない限り所望のデータ、例えば識別情報を適切に送信することができる。また、ランダムアクセス失敗の場合であっても、再度ランダムにサブフレームが決定されるため、効果的にデータ（識別情報）の再送信を行うことができる。また、再送信にあたっては、ランピングを適用することもできる。これにより、ユーザ端末に設定可能なＣＣ数が既存システムより拡張される場合及び／又はアンライセンスＣＣを用いてＣＡを行う場合であっても、通信を適切に行うことができる。
【００５９】
なお、これまでＰＣＣ／ＳＣＣとＴＣＣがアグリゲートされて用いられるケースを例にして説明したが、ユーザ端末がＴＣＣに対して単独（スタンドアローン）で接続する際にも同様の制御が適用されてもよい。
【００６０】
（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、組み合わせて適用してもよい。
【００６１】
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の一例を示す図である。なお、図１１に示す無線通信システムは、例えば、ＬＴＥシステム、ＳＵＰＥＲ  ３Ｇ、ＬＴＥ−Ａシステムなどが包含されるシステムである。この無線通信システムでは、複数のコンポーネントキャリア（ＰＣＣ、ＳＣＣ、ＴＣＣ）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。なお、この無線通信システムは、ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄと呼ばれても良いし、４Ｇ、５Ｇ、ＦＲＡ（Future  Radio  Access）などと呼ばれても良い。
【００６２】
図１１に示す無線通信システム１は、マクロセルＣ１を形成する無線基地局１１と、マクロセルＣ１内に配置され、マクロセルＣ１よりも狭いスモールセルＣ２を形成する無線基地局１２ａ−１２ｃとを備えている。また、マクロセルＣ１及び各スモールセルＣ２には、ユーザ端末２０が配置されている。
【００６３】
ユーザ端末２０は、無線基地局１１及び無線基地局１２（１２ａ−１２ｃ）の双方に接続することができる。ユーザ端末２０は、異なる周波数を用いるマクロセルＣ１とスモールセルＣ２を、ＣＡ又はＤＣにより同時に使用することが想定される。また、ユーザ端末２０は、少なくとも６個以上のＣＣ（セル）を用いてＣＡ又はＤＣを適用することができる。一例として、マクロセルＣ１をＰＣｅｌｌ（ＰＣＣ）、スモールセルＣ２をＳＣｅｌｌ（ＳＣＣ）及び／又はＴＣｅｌｌ（ＴＣＣ）としてユーザ端末に設定することができる。また、ＴＣＣとしては、ライセンスバンド及び／又はアンライセンスバンドを設定することができる。
【００６４】
ユーザ端末２０と無線基地局１１との間は、相対的に低い周波数帯域（例えば、２ＧＨｚ）で帯域幅が狭いキャリア（既存キャリア、Legacy  carrierなどと呼ばれる）を用いて通信を行うことができる。一方、ユーザ端末２０と無線基地局１２との間は、相対的に高い周波数帯域（例えば、３．５ＧＨｚ、５ＧＨｚなど）で帯域幅が広いキャリアが用いられてもよいし、無線基地局１１との間と同じキャリアが用いられてもよい。無線基地局１１と無線基地局１２との間（又は、２つの無線基地局１２間）は、有線接続（光ファイバ、Ｘ２インターフェースなど）又は無線接続する構成とすることができる。
【００６５】
無線基地局１１及び各無線基地局１２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。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）などが含まれるが、これに限定されるものではない。また、各無線基地局１２は、無線基地局１１を介して上位局装置３０に接続されてもよい。
【００６６】
なお、無線基地局１１は、相対的に広いカバレッジを有する無線基地局であり、マクロ基地局、集約ノード、ｅＮＢ（eNodeB）、送受信ポイントなどと呼ばれてもよい。また、無線基地局１２は、局所的なカバレッジを有する無線基地局であり、スモール基地局、マイクロ基地局、ピコ基地局、フェムト基地局、ＨｅＮＢ（Home  eNodeB）、ＲＲＨ（Remote  Radio  Head）、送受信ポイントなどと呼ばれてもよい。以下、無線基地局１１及び１２を区別しない場合は、無線基地局１０と総称する。各ユーザ端末２０は、ＬＴＥ、ＬＴＥ−Ａなどの各種通信方式に対応した端末であり、移動通信端末だけでなく固定通信端末を含んでよい。
【００６７】
無線通信システムにおいては、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。
【００６８】
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。また、ＰＢＣＨにより、ＭＩＢ（Master  Information  Block）などが伝送される。
【００６９】
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）などを含む。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）などが伝送される。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などを伝送するために用いられてもよい。
【００７０】
また、下りリンクの参照信号として、セル固有参照信号（ＣＲＳ：Cell-specific  Reference  Signal）、チャネル状態測定用参照信号（ＣＳＩ−ＲＳ：Channel  State  Information-Reference  Signal）、復調用に利用されるユーザ固有参照信号（ＤＭ−ＲＳ：Demodulation  Reference  Signal）などを含む。
【００７１】
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）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。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（ＨＡＲＱ−ＡＣＫ）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。
【００７２】
＜無線基地局＞
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
例えば、送受信部１０３は、ＣＡを行うＣＣに関する情報（例えば、ＴＣＣとなるセルの情報等）を送信することができる。また、送受信部１０３は、ＴＣＣにおける受信動作及び／又はランダムアクセス動作の指示をＰＣＣ及び／又はＳＣＣの下り制御情報（ＰＤＣＣＨ／ＥＰＤＣＣＨ）を利用してユーザ端末に通知することができる。なお、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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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、ページング情報、ＣＲＳ、ＣＳＩ−ＲＳ等のスケジューリングの制御も行う。例えば、制御部３０１は、アンライセンスＣＣ（例えば、ＴＣＣ）に対してはＬＢＴの結果に基づいてＤＬ信号の送信を制御する。制御部３０１は、アンライセンスバンド（ＴＣＣ）でＬＢＴを実施する場合、当該ＬＢＴ結果をライセンスバンド（ＰＣＣ及び／又はＳＣＣ）でユーザ端末に通知するように制御してもよい。また、制御部３０１は、ＴＣＣにおいて、下り参照信号（例えば、ＣＲＳ、ＣＳＩ−ＲＳ）の送信周期をＳＣＣより長く設定することや、送信間隔をＳＣＣより短く設定することができる。
【００８２】
また、制御部３０１は、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。例えば、ランダムアクセス動作においては、ユーザ端末からＰＵＳＣＨを受け取ると、ユーザ端末の識別処理や衝突解決（Contention  resolution）処理などを行い、完了情報をユーザ端末宛に送信する（図８参照）。このようなＰＵＳＣＨの受信にあたっては、例えばＴＣＣを介してランダムアクセス手順を行う場合、ランダムアクセスプリアンブルの受信、及び、ランダムアクセスレスポンスの送信を省略することができる。なお、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。
【００８３】
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。なお、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。
【００８４】
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、所定の無線リソースにマッピングして、送受信部１０３に出力する。なお、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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。なお、受信した信号を用いた測定動作を行う測定部を受信信号処理部３０４と別に設けてもよい。
【００８７】
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。
【００８８】
＜ユーザ端末＞
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。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てもよい。
【００８９】
複数の送受信アンテナ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。各送受信部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。
【００９０】
送受信部２０３は、ＴＣＣ（ＴＣｅｌｌ）を介して、ランダムアクセス手順を行う場合、ランダムアクセスプリアンブルを送信することなく、所定の無線リソースを用いて、自端末を識別するための識別情報を送信することができる。また、ＴＣＣを介した識別情報の送信にあたって、ランダムに決定されたサブフレーム数に基づいて、１つもしくは連続するサブフレームに渡り、各サブフレームで識別情報を送信してもよい。なお、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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
制御部４０１は、送信信号生成部４０２、マッピング部４０３及び受信信号処理部４０４の制御を行うことができる。例えば、ユーザ端末がＴＣＣを用いたＣＡを適用する場合（図５、図６参照）、制御部４０１は、ＴＣＣに対してＰＣＣ及び／又はＳＣＣとは異なる受信動作及び／又はランダムアクセス動作を適用するように制御する。
【００９６】
上記第１の態様では、制御部４０１は、ＴＣＣ（ＴＣｅｌｌ）を介して、ランダムアクセス手順を行う場合、ランダムアクセスプリアンブルを送信することなく、所定の無線リソースを用いて、識別情報を送信するように、送信信号生成部４０２、マッピング部４０３に指示を送る（図８参照）。
【００９７】
また、上記第２の態様では、制御部４０１は、ＴＣＣを介した識別情報の送信にあたって、ランダムに決定されたサブフレーム数に基づいて、１つもしくは連続するサブフレームに渡り、各サブフレームで識別情報を送信することができる（図９、図１０参照）。また、制御部４０１は、ランダムアクセスに失敗したと判断した場合、次のリスニング完了の後に、ランピングを行って（送信電力を上げて）再度識別情報を送信してもよい。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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。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。
【０１００】
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（上り制御信号及び／又は上りデータ）を無線リソースにマッピングして、送受信部２０３へ出力する。マッピング部４０３は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明されるマッパー、マッピング回路又はマッピング装置とすることができる。
【０１０１】
受信信号処理部４０４は、ＤＬ信号（例えば、無線基地局からＰＤＣＣＨ／ＥＰＤＣＣＨで送信される下り制御信号、ＰＤＳＣＨで送信される下りデータ信号等）に対して、受信処理（例えば、デマッピング、復調、復号等）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。
【０１０２】
受信信号処理部４０４は、制御部４０１からの指示に基づいてＤＬ信号の受信動作を制御することができる。例えば、ユーザ端末にＴＣＣが設定される場合、受信信号処理部４０４は、制御部４０１からの指示に基づいてＰＣＣ及び／又はＳＣＣと異なる受信動作を行うことができる。なお、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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
本出願は、２０１５年２月１９日出願の特願２０１５−０３０８４３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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