(57)【要約】【課題】基地局間ＣＡを適用する場合の送信電力制御を適切に行うこと。【解決手段】本発明の一態様に係るユーザ端末は、同時に送信が割り当てられる複数の無線基地局への上りリンク信号の送信電力が許容最大送信電力に達する場合、かつ、所定のコンポーネントキャリアで送信が割り当てられる上りリンク信号の送信電力が、分配比率に基づいて算出される所定のコンポーネントキャリアの最大送信電力を超える場合に、当該所定のコンポーネントキャリアで送信が割り当てられる上りリンク信号の送信電力を補正し、同時に送信が割り当てられる複数の無線基地局への上りリンク信号の送信電力が許容最大送信電力に達する場合、かつ、所定のコンポーネントキャリアで送信が割り当てられる上りリンク信号の送信電力が、分配比率に基づいて算出される所定のコンポーネントキャリアの最大送信電力を超えない場合に、所定のコンポーネントキャリアで送信が割り当てられる上りリンク信号の送信電力を補正しないことを特徴とする。【選択図】図５
2017069962.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の無線基地局と通信を行うユーザ端末であって、
前記複数の無線基地局それぞれに上りリンク信号を送信する送信部と、
同時に送信が割り当てられる前記複数の無線基地局への上りリンク信号の送信電力が許容最大送信電力に達する場合に、前記複数の無線基地局の少なくとも１つから設定される前記許容最大送信電力の分配比率に基づいて、前記上りリンク信号の少なくとも１つの送信電力を補正する制御部と、を有し、
前記制御部は、同時に送信が割り当てられる前記複数の無線基地局への上りリンク信号の送信電力が許容最大送信電力に達する場合、かつ、所定のコンポーネントキャリアで送信が割り当てられる上りリンク信号の送信電力が、前記分配比率に基づいて算出される前記所定のコンポーネントキャリアの最大送信電力を超える場合に、当該所定のコンポーネントキャリアで送信が割り当てられる上りリンク信号の送信電力を補正し、
前記制御部は、同時に送信が割り当てられる前記複数の無線基地局への上りリンク信号の送信電力が許容最大送信電力に達する場合、かつ、前記所定のコンポーネントキャリアで送信が割り当てられる上りリンク信号の送信電力が、前記分配比率に基づいて算出される前記所定のコンポーネントキャリアの最大送信電力を超えない場合に、前記所定のコンポーネントキャリアで送信が割り当てられる上りリンク信号の送信電力を補正しないことを特徴とするユーザ端末。
【請求項２】
前記分配比率は、前記複数の無線基地局のコンポーネントキャリアごとに設定され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】
前記分配比率は、前記複数の無線基地局それぞれにつき１つのコンポーネントキャリアが設定される場合、前記複数の無線基地局ごとに設定され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】
前記許容最大送信電力は、ＰＣＭＡＸであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のユーザ端末。
【請求項５】
ユーザ端末と通信を行う複数の無線基地局の１つであって、
前記ユーザ端末の許容最大送信電力の分配比率を決定する制御部と、
前記ユーザ端末に前記分配比率を通知する送信部と、を有し、
前記分配比率は、前記ユーザ端末において、同時に送信が割り当てられる前記複数の無線基地局への上りリンク信号の送信電力が前記許容最大送信電力に達する場合に、前記上りリンク信号の少なくとも１つの送信電力を補正するために用いられ、
前記分配比率は、前記ユーザ端末において、同時に送信が割り当てられる前記複数の無線基地局への上りリンク信号の送信電力が許容最大送信電力に達する場合、かつ、所定のコンポーネントキャリアで送信が割り当てられる上りリンク信号の送信電力が、前記分配比率に基づいて算出される前記所定のコンポーネントキャリアの最大送信電力を超える場合に、当該所定のコンポーネントキャリアで送信が割り当てられる上りリンク信号の送信電力を補正するために用いられ、
前記分配比率は、前記ユーザ端末において、同時に送信が割り当てられる前記複数の無線基地局への上りリンク信号の送信電力が許容最大送信電力に達する場合、かつ、前記所定のコンポーネントキャリアで送信が割り当てられる上りリンク信号の送信電力が、前記分配比率に基づいて算出される前記所定のコンポーネントキャリアの最大送信電力を超えない場合に、前記所定のコンポーネントキャリアで送信が割り当てられる上りリンク信号の送信電力を補正しないために用いられることを特徴とする無線基地局。
【請求項６】
複数の無線基地局と通信を行うユーザ端末の無線通信方法であって、
前記複数の無線基地局それぞれに上りリンク信号を送信する送信工程と、
同時に送信が割り当てられる前記複数の無線基地局への上りリンク信号の送信電力が許容最大送信電力に達する場合に、前記複数の無線基地局の少なくとも１つから設定される前記許容最大送信電力の分配比率に基づいて、前記上りリンク信号の少なくとも１つの送信電力を補正する補正工程と、を有し、
前記補正工程は、同時に送信が割り当てられる前記複数の無線基地局への上りリンク信号の送信電力が許容最大送信電力に達する場合、かつ、所定のコンポーネントキャリアで送信が割り当てられる上りリンク信号の送信電力が、前記分配比率に基づいて算出される前記所定のコンポーネントキャリアの最大送信電力を超える場合に、当該所定のコンポーネントキャリアで送信が割り当てられる上りリンク信号の送信電力を補正し、
前記補正工程は、同時に送信が割り当てられる前記複数の無線基地局への上りリンク信号の送信電力が許容最大送信電力に達する場合、かつ、前記所定のコンポーネントキャリアで送信が割り当てられる上りリンク信号の送信電力が、前記分配比率に基づいて算出される前記所定のコンポーネントキャリアの最大送信電力を超えない場合に、前記所定のコンポーネントキャリアで送信が割り当てられる上りリンク信号の送信電力を補正しない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】
ＬＴＥ（Long  Term  Evolution）やＬＴＥの後継システム（たとえば、ＬＴＥアドバンスト、ＦＲＡ（Future  Radio  Access）、４Ｇなどともいう）では、半径数百メートルから数キロメートル程度の相対的に大きいカバレッジを有するマクロセル内に、半径数メートルから数十メートル程度の相対的に小さいカバレッジ有するスモールセル（ピコセル、フェムトセルなどを含む）が配置される無線通信システム（たとえば、ＨｅｔＮｅｔ（Heterogeneous  Network）ともいう）が検討されている（たとえば、非特許文献１）。
【０００３】
かかる無線通信システムでは、マクロセルとスモールセルとの双方で同一の周波数帯を用いるシナリオ（たとえば、co-channelともいう）や、マクロセルとスモールセルとで異なる周波数帯を用いるシナリオ（たとえば、separate  frequencyともいう）が検討されている。具体的には、後者のシナリオでは、マクロセルにおいて相対的に低い周波数帯（たとえば、２ＧＨｚ）を用い、スモールセルにおいて相対的に高い周波数帯（たとえば、３．５ＧＨｚや１０ＧＨｚ）を用いることも検討されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】3GPP  TR  36.814“E-UTRA  Further  advancements  for  E-UTRA  physical  layer  aspects”
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＬＴＥ  Ｒｅｌ．１０／１１では、セル間協調送受信（ＣｏＭＰ：Coordinated  Multi-point  transmission/reception）技術およびキャリアアグリゲーション（ＣＡ：Carrier  Aggregation）技術が導入された。
【０００６】
ＬＴＥ  Ｒｅｌ．１１までは、複数セル間で１つのスケジューラを用いてＣｏＭＰおよびＣＡを制御することを前提とする、基地局内ＣｏＭＰ／ＣＡ（Intra-eNB  CoMP/CA）が検討されている。ＬＴＥ  Ｒｅｌ．１２においては、複数セルごとにスケジューラが独立して設けられ、各セルでそれぞれＣｏＭＰおよびＣＡを制御する、基地局間ＣｏＭＰ／ＣＡ（Inter-eNB  CoMP/CA）が検討されている。
【０００７】
基地局間ＣｏＭＰ／ＣＡにおいては、１つのユーザ端末に対して複数の基地局が、独立かつ同時に上りリンク送信を割り当てる可能性がある。この場合、リソース割り当てや伝搬路変動および閉ループ送信電力制御等に起因して、送信電力制御値が上限規定を上回るおそれがある。
【０００８】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、特に基地局間ＣＡを適用する場合の送信電力制御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とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様に係るユーザ端末は、複数の無線基地局と通信を行うユーザ端末であって、前記複数の無線基地局それぞれに上りリンク信号を送信する送信部と、同時に送信が割り当てられる前記複数の無線基地局への上りリンク信号の送信電力が許容最大送信電力に達する場合に、前記複数の無線基地局の少なくとも１つから設定される前記許容最大送信電力の分配比率に基づいて、前記上りリンク信号の少なくとも１つの送信電力を補正する制御部と、を有し、前記制御部は、同時に送信が割り当てられる前記複数の無線基地局への上りリンク信号の送信電力が許容最大送信電力に達する場合、かつ、所定のコンポーネントキャリアで送信が割り当てられる上りリンク信号の送信電力が、前記分配比率に基づいて算出される前記所定のコンポーネントキャリアの最大送信電力を超える場合に、当該所定のコンポーネントキャリアで送信が割り当てられる上りリンク信号の送信電力を補正し、前記制御部は、同時に送信が割り当てられる前記複数の無線基地局への上りリンク信号の送信電力が許容最大送信電力に達する場合、かつ、前記所定のコンポーネントキャリアで送信が割り当てられる上りリンク信号の送信電力が、前記分配比率に基づいて算出される前記所定のコンポーネントキャリアの最大送信電力を超えない場合に、前記所定のコンポーネントキャリアで送信が割り当てられる上りリンク信号の送信電力を補正しないことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、基地局間ＣＡを適用する場合の送信電力制御を適切に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】ＨｅｔＮｅｔの概念図である。
【図２】図２Ａは基地局内ＣｏＭＰ／ＣＡの概念図であり、図２Ｂは基地局間ＣｏＭＰ／ＣＡの概念図である。
【図３】ユーザ端末の余剰送信電力ＰＨを説明するための概念図である。
【図４】ユーザ端末の余剰送信電力ＰＨを説明するための概念図である。
【図５】パワースケーリングの適用例を示す図である。
【図６】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図である。
【図７】本実施の形態に係る無線基地局の全体構成の説明図である。
【図８】本実施の形態に係る無線基地局の機能構成の説明図である。
【図９】本実施の形態に係るユーザ端末の全体構成の説明図である。
【図１０】本実施の形態に係るユーザ端末の機能構成の説明図である。
【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添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、ＨｅｔＮｅｔの概念図である。図１Ａは、マクロセルとスモールセルとで同一の周波数帯を用いた場合を示している。図１Ｂは、マクロセルとスモールセルとで異なる周波数帯を用いた場合を示している。
【００１３】
図１に示すように、ＨｅｔＮｅｔは、マクロセルとスモールセルの少なくとも一部が地理的に重複して配置される無線通信システムである。また、ＨｅｔＮｅｔは、マクロセルを形成する無線基地局（以下、マクロセル基地局という）と、スモールセルを形成する無線基地局（以下、スモールセル基地局という）と、マクロセル基地局およびスモールセル基地局と通信するユーザ端末と、を含んで構成される。
【００１４】
図１Ａに示す場合、マクロセルとスモールセルにおいて、たとえば、０．８ＧＨｚ（８００ＭＨｚ）や２ＧＨｚなどの同一の周波数帯のキャリアを適用することができる。図１Ｂに示す場合、マクロセルにおいて、たとえば、０．８ＧＨｚ（８００ＭＨｚ）や２ＧＨｚなどの相対的に低い周波数帯のキャリアが用いられる。一方、複数のスモールセルにおいて、たとえば、３．５ＧＨｚなどの相対的に高い周波数帯のキャリアが用いられる。
【００１５】
また、スモールセルとマクロセルとが異なる無線基地局で運用される場合、マクロセル基地局とスモールセル基地局とは、バックホールで接続されて相互に情報のやり取りを行う。マクロセル基地局とスモールセル基地局間の接続は、光ファイバ（Optical  fiber）や非光ファイバの有線接続、あるいは無線接続とすることが考えられる。なお、マクロセル基地局とスモールセル基地局間を光ファイバ以外の回線で接続する場合には、マクロセル基地局とスモールセル基地局間の情報の送受信において遅延時間が非常に大きくなる。理想的には、バックホールの伝達遅延は０ミリ秒であるが、バックホールの環境によっては最大で伝達遅延が数１０ミリ秒となる可能性がある。
【００１６】
図２Ａは、基地局内ＣｏＭＰ／ＣＡの概念図である。基地局内ＣｏＭＰ／ＣＡにおいては、１つの基地局（図２Ａにおいて基地局１）が２つの基地局のスケジューリングを制御することが想定されている。
【００１７】
図２Ｂは、基地局間ＣｏＭＰ／ＣＡの概念図である。基地局間ＣｏＭＰ／ＣＡにおいては、２つの基地局（図２Ｂにおいて基地局１および２）がそれぞれ独立にスケジューリングを制御することが想定されている。基地局１と基地局２は、遅延の無視できないバックホール（Non-ideal  backhaul）で接続され、相互に情報をやり取りする。
【００１８】
図２Ｂに示す基地局間ＣｏＭＰ／ＣＡにおいては、２つの基地局に対して、１つのユーザ端末のみが存在している。したがって、ユーザ端末は、２つの基地局から、独立かつ同時に下りリンク信号が送信される可能性がある。
【００１９】
また、基地局間ＣｏＭＰ／ＣＡにおいて、ユーザ端末は、２つの基地局から、独立かつ同時に上りリンク信号の送信を割り当てられる可能性がある。この場合、リソース割り当てや伝搬路変動および閉ループ送信電力制御等に起因して、ユーザ端末の送信電力制御値が上限規定を上回るおそれがある。一方、ユーザ端末の送信電力が不足しないように制御すると、割当リソースが十分でなくなるおそれがある。
【００２０】
本発明においては、基地局間ＣＡを対象として検討する。基地局間ＣＡでは、マクロセル基地局とスモールセル基地局が異なる周波数でユーザ端末と通信を行う。
【００２１】
従来のＬＴＥ，ＬＴＥ−Ａシステムにおいて、ユーザ端末のＣＣあたりの上りリンク信号の送信電力ＰＰＵＳＣＨ，ｃ（ｉ）は、下記式（１）で表される。
PPUSCH,c(i)=min{PCMAX,c(i),10log10(MPUSCH,c(i))+PO_PUSCH,c(j)+αc(j)・PLc+ΔTF,c(i)+fc(i)}[dBm]
（１）
【００２２】
ここで、ＰＣＭＡＸ，ｃ（ｉ）はユーザ端末のＣＣCCあたりの最大送信電力であり、ＭＰＵＳＣＨ，ｃ（ｉ）はＰＵＳＣＨのリソースブロック数であり、ＰＯ＿ＰＵＳＣＨ，ｃ（ｊ）は基地局より通知される送信電力オフセットに関するパラメータであり、αは基地局より指定されるフラクショナルＴＰＣ（Transmission  Power  Control）の傾斜パラメータであり、ＰＬｃは伝搬損失（パスロス）であり、ΔＴＦ，ｃ（ｉ）は変調方式および符号化率に基づく電力オフセット値であり、ｆｃ（ｉ）はＴＰＣコマンドによる補正値である。
【００２３】
ユーザ端末は、上記式（１）に基づいて送信電力を決定する。ユーザ端末は、送信電力が許容最大送信電力に達した場合には、所定の優先度に従って送信電力を調整する。
【００２４】
ユーザ端末は、基地局に対して、ユーザ端末の余剰送信電力を報告するためのＰＨＲ（Power  Headroom  Report）をフィードバックする。ＰＨＲは、ユーザ端末の送信電力ＰＰＵＳＣＨと最大送信電力ＰＣＭＡＸとの差分情報であるＰＨと、２ビットのリザーブド（Reserved）領域とを含んで構成される。
【００２５】
上記式（１）に示すように、ユーザ端末の送信電力ＰＰＵＳＣＨは、下りリンクから推定されるパスロスＰＬｃに基づいて算出されるよう構成されている。ユーザ端末は、パスロスの変化値が所定値より大きい場合に、ＰＨＲを基地局にフィードバックする。ＣＡが行われている場合には、複数のコンポーネントキャリア（ＣＣ：Component  Carrier）が用いられているため、基地局は制御を行っているＣＣ以外のパスロスＰＬｃを知ることはできない。
【００２６】
ユーザ端末の余剰送信電力ＰＨｔｙｐｅ１，ｃ（ｉ）は、下記式（２）で表される。
PHtype1,c(i)=PCMAX,c(i)-{10log10(MPUSCH,c(i))+PO_PUSCH,c(j)+αc(j)・PLc+ΔTF,c(i)+fc(i)}[dB]
（２）
【００２７】
図３は、ユーザ端末の余剰送信電力ＰＨを説明するための概念図である。図３Ａに示すように、ユーザ端末の送信電力ＰＰＵＳＣＨが最大送信電力ＰＣＭＡＸに達していない場合には、最大送信電力ＰＣＭＡＸから送信電力ＰＰＵＳＣＨを差し引いた値を余剰送信電力ＰＨの値として通知する。
【００２８】
図３Ｂに示すように、ユーザ端末の送信電力ＰＰＵＳＣＨが最大送信電力ＰＣＭＡＸに達している場合には、実際の送信電力を最大送信電力ＰＣＭＡＸの値として、余剰送信電力ＰＨの値は上記式（２）に基づいて負の値を通知する。
【００２９】
上述のようなＴＰＣ制御およびＰＨＲ制御を基地局間ＣｏＭＰ／ＣＡに適用する場合、ＣＣ間でＭＡＣスケジューラやＴＰＣ制御が独立であるため、各基地局はユーザ端末の送信電力状況を完全に把握することができない。
【００３０】
すなわち、基地局は、制御を行っているＣＣ以外に対して上記式（１）における、リソースブロック数ＭＰＵＳＣＨ，ｃ（ｉ）、パスロスＰＬｃ、変調方式および符号化率に基づく電力オフセット値ΔＴＦ，ｃ（ｉ）、ＴＰＣコマンドによる補正値ｆｃ（ｉ）の値を把握することができない。これらの値は基地局にとって未知の変数となる。
【００３１】
ユーザ端末からＰＨＲをフィードバックされた場合も、基地局は、ユーザ端末が他の基地局が運用するセルの余剰送信電力ＰＨの算出に用いた変数を把握できていないため、パスロスＰＬｃを推定することができない。
【００３２】
図４は、図２Ｂに示すユーザ端末がフィードバックする余剰送信電力ＰＨを説明するための概念図である。図４におけるＰＨ１は、図２Ｂにおける基地局１が運用するセルに対する余剰送信電力の値を示す。図４におけるＰＨ２は、図２Ｂにおける基地局２が運用するセルに対する余剰送信電力の値を示す。
【００３３】
本発明者らは、基地局間ＣｏＭＰ／ＣＡを適用する場合において、ユーザ端末が、自端末の送信電力が最大送信電力に達した場合に、自律でパワースケーリングを行うことにより送信電力制御値を上限規定以下とする制御を行うことを見出した。
【００３４】
具体的には、ユーザ端末が、自端末の送信電力が最大送信電力に達したことを検出した場合に、あらかじめ規定されたパワースケーリングルールに基づいて送信電力制御を行うことを特徴とする。これにより、優先すべき信号を確実に伝送することが可能となる。また、ネットワークにおいてユーザ端末動作の監視性を高めることが可能となる。なお、ユーザ端末は、送信電力を算出する際に、自端末の送信電力が最大送信電力に達したこと、すなわちパワーリミット状態であることを検出することが可能である。
【００３５】
以下、送信電力制御を行うために規定されるパワースケーリングルールについて、詳細に説明する。
【００３６】
（第１の態様）
第１の態様では、ユーザ端末が、物理チャネルの優先順位規定に基づいて送信電力制御を行う方法について説明する。
【００３７】
ユーザ端末は、異なる物理チャネルが割り当てられた場合に、自端末がパワーリミット状態であることを検出すると、物理チャネルの優先順位規定に基づいて送信電力制御を行うことができる。たとえば、ユーザ端末は、上りリンクで送信する信号であるＰＵＳＣＨ（Physical  Uplink  Shared  Channel）とＰＵＣＣＨ（Physical  Uplink  Control  Channel）とを同時送信する場合に、ＰＵＣＣＨに対して優先的に電力割り当てを行うことができる。
【００３８】
ユーザ端末は、同一の物理チャネルが割り当てられた場合に、自端末がパワーリミット状態であることを検出すると、伝送情報に応じて優先順位をつけて送信電力制御を行うことができる。
【００３９】
たとえば、ユーザ端末は、制御情報を含むＰＵＳＣＨに対して、制御情報を含まないＰＵＳＣＨよりも優先的に電力割り当てを行うことができる。また、ユーザ端末は、レイヤ１の制御信号であるＵＣＩ（Uplink  Control  Information）が多重されているＰＵＳＣＨに対して、優先的に電力割り当てを行うことができる。また、ユーザ端末は、無線リンク制御（ＲＬＣ：Radio  Link  Control）のレイヤ、またはパケットデータ制御プロトコル（ＰＤＣＰ：Packet  Data  Control  Protocol）のレイヤの制御信号（control  ＰＤＵ（Protocol  Data  Unit））を含んでいるＰＵＳＣＨに対して、優先的に電力割り当てを行うことができる。さらに、ユーザ端末は、ＲＲＣメッセージを含んでいるＰＵＳＣＨに対して、優先的に電力割り当てを行うことができる。
【００４０】
（第２の態様）
第２の態様では、ユーザ端末に対して、優先して電力割り当てを行うＣＣを規定またはシグナリングする方法について説明する。
【００４１】
ユーザ端末は、自端末がパワーリミット状態であることを検出すると、ＣＣインデックスで規定されたＣＣに対して優先的に電力割り当てを行うことができる。あるいは、ユーザ端末は、電力割り当ての対象が、ＰＣｅｌｌのＣＣか、ＳＣｅｌｌのＣＣかを区別して、優先的に電力割り当てを行うことができる。たとえば、ユーザ端末は、ＰＣｅｌｌのＣＣに対して優先的に電力割り当てを行ってもよい。この場合には、ＰＣｅｌｌの制御情報を優先することにより、高信頼の通信を実現することが可能となる。
【００４２】
ユーザ端末に対して、ＣＣの優先順、優先する単一もしくは複数のＣＣ、または優先しない単一もしくは複数のＣＣをシグナリングすることができる。この場合、ユーザ端末は、シグナリングされたＣＣに基づいて、送信電力制御を行うことができる。
【００４３】
優先して電力割り当てを行うＣＣは、物理チャネルごとに定めてもよい。これにより、ＰＣｅｌｌまたはＳＣｅｌｌの役割に応じた優先順位の規定が可能となる。たとえば、Ｃ−ｐｌａｎｅ／Ｕ−ｐｌａｎｅ  Ｓｐｌｉｔを想定して、ＰＵＣＣＨに関してＣＣ＃１を優先し、ＰＵＳＣＨに関してＣＣ＃２および＃３を優先する方法が考えられる。
【００４４】
優先するＣＣを規定またはシグナリングする方法に替えて、優先するＴＡＧ（Timing  Advance  Group）を規定またはシグナリングしてもよい。一般的に異なる位置の基地局では異なるＴＡＧを用いるため、ＴＡＧごとに優先度を変えることは基地局ごとに優先度を定めることと等しくなる可能性が高い。
【００４５】
（第３の態様）
第３の態様では、ユーザ端末が、優先して電力割り当てを行うセルを切り替える方法について説明する。
【００４６】
ユーザ端末は、時間的（たとえば、ＴＴＩ（Transmission  Time  Interval）単位）に優先して電力割り当てを行うセル、すなわち優先送信するセルを切り替えることができる。
【００４７】
ユーザ端末は、優先順位を各ＣＣに対して等確率に切り替えることにより、各セルに対して平等に割り当て機会を与えてもよい。また、各ＣＣの優先確率は、たとえば上位レイヤでユーザ端末に指定されてもよい。これにより、適切なネットワーク運用と電力割り当て機会の制御を実現することができる。
【００４８】
基地局は、ユーザ端末に対して、優先するＣＣを設定できる構成であってもよい。たとえば、基地局は、ＵＬグラントに優先度の高低を含めて、優先するＣＣを通知してもよい。複数のＵＬグラントの優先度が同一となる場合には、たとえばＰＣｅｌｌを優先するようにしてもよい。また、基地局は、上位レイヤにて、優先するＣＣを通知してもよい。
【００４９】
（第４の態様）
第４の態様では、ＣＡが設定（configure）された場合に、ユーザ端末の最大送信電力を各ＣＣに分配する方法について説明する。
【００５０】
最大送信電力の分配については、ネットワークから設定できるよう構成されていてもよいし、あらかじめ決められた規定に従って算出するよう構成されていてもよい。たとえば、分配比率を等分配とするようにあらかじめ規定することができる。
【００５１】
たとえば、２ＣＣ送信を行う場合であって、ユーザ端末の最大送信電力が２３［ｄＢｍ］である場合に、ＣＣごとの最大送信電力を当分配の２０［ｄＢｍ］と設定することができる。しかしながら、このような制約を課した場合には、一方のＣＣの送信電力が極めて小さい場合または無送信の場合においても、他方のＣＣの最大送信電力が制限されてしまう。
【００５２】
これに対して、送信電力の分配を、ユーザ端末がパワーリミット状態である場合に限定して行うことにより、不必要な送信電力の制限を回避することができる。この場合には、ユーザ端末がパワーリミット状態であり、かつ、ＣＣごとの最大送信電力の制限を超えている場合に、電力補正を行うようにするとよい。
【００５３】
ＣＣごとの最大送信電力を設定した場合には、パスロスの大きなセルに対して十分なリソース割り当てが行えないことがある。これに対して、たとえば、送信電力ではなく割当リソースブロック数の観点で分配量を定めてもよい。
【００５４】
（その他）
図５に示すように、ユーザ端末に複数のＣＣ（ＣＣ＃１と＃２）が割り当てられている場合、送信電力の大きいＣＣ＃１に対して、優先的に電力制御を適用することができる。この場合には、電力比でみた場合に、送信電力の低減を抑制することが可能となる。
【００５５】
ユーザ端末は、割当リソースブロック数の大きいＰＵＳＣＨに対して、優先的に電力割り当てを行うことができる。この場合には、再送が生じた場合のリソース消費を低減することができる。
【００５６】
ユーザ端末は、新規送信か再送か、または再送回数の区分で電力割り当ての優先度を規定してもよい。
【００５７】
（第５の態様）
第５の態様では、ユーザ端末が、基地局に対して自端末がパワーリミット状態であるか否かを報告する方法について説明する。
【００５８】
上述のとおり、基地局にとって、上記式（１）における、リソースブロック数ＭＰＵＳＣＨ，ｃ（ｉ）、パスロスＰＬｃ、変調方式および符号化率に基づく電力オフセット値ΔＴＦ，ｃ（ｉ）、ＴＰＣコマンドによる補正値ｆｃ（ｉ）の値は未知の変数である。
【００５９】
これらの未知の変数のうち、パスロスＰＬｃ、変調方式および符号化率に基づく電力オフセット値ΔＴＦ，ｃ（ｉ）、ＴＰＣコマンドによる補正値ｆｃ（ｉ）の値は、比較的緩やか、かつ、小さな変動が想定される。したがって、これらの変数は基地局にとって未知であっても、送信電力制御に対する影響は小さい。
【００６０】
一方、リソースブロック数ＭＰＵＳＣＨ，ｃ（ｉ）が、基地局にとって未知である場合には、送信電力制御に対する影響が大きくなる。他ＣＣのスケジューリング（リソースブロック数）によって、他ＣＣの送信電力は動的に大きく変動する。既存のＰＨＲでは電力状態の把握が遅すぎるため、他の方法を用いてダイナミックに電力状態を把握する必要がある。
【００６１】
ユーザ端末は、基地局に対して、ＰＵＳＣＨまたはＰＵＣＣＨによって、自端末がパワーリミット状態であるか否かをダイナミックに通知することができる。すなわち、基地局は、ユーザ端末がパワーリミット状態であるか否かをダイナミックに把握することができる。
【００６２】
ユーザ端末がパワーリミット状態であるか否かは、ＰＵＳＣＨまたはＰＵＣＣＨに１ビット付加してシグナリングすることにより通知することができる。たとえば、ビット“０”はパワーリミット状態ではない、“１”はパワーリミット状態である、と規定することができる。
【００６３】
上記方法によれば、基地局は、ユーザ端末がパワーリミット状態か否かを把握することができるが、それが自セル（自基地局）に起因するのか、他セル（他基地局）に起因するのかまでは把握することができない。
【００６４】
そこで、ユーザ端末によるダイナミックシグナリングにおいて、さらにビットを付加して、自セルの電力状態を通知することができる。たとえば、ビット“００”はパワーリミット状態ではない、“０１”はパワーリミット状態であり、かつ、自セルの占有電力比が基準値より低い、“１０”はパワーリミット状態であり、かつ、自セルの占有電力比が基準値より高い、“１１”はリザーブド（reserved）、と規定することができる。
【００６５】
すなわち、基地局は、ビット“１０”が付加されている場合には、自セルの送信電力を下げる必要があるとわかる。自セルの占有電力比の高低を判断する基準値は、ＲＲＣやＭＡＣレイヤで指定されてもよいし、ＣＣごとの等分配としてもよい。占有電力比は、単純な比率ではなく、他セルに最低限のリソース割り当てを行った上での残存電力に対する余裕があるか否かを通知してもよい。
【００６６】
ユーザ端末は、新しいＭＡＣの制御信号（MAC  control  element）によって、自端末がパワーリミット状態であることを通知してもよい。ユーザ端末は、いずれかの基地局またはＣＣに対して、送信電力が基準値を超過する場合に、その超過分と、超過するＣＣを通知する。送信電力の基準値は、ＲＲＣやＭＡＣレイヤで通知されてもよい。
【００６７】
ユーザ端末は、現状のＰＨＲを流用して、送信電力が基準値を超過する場合に、その超過分と、超過するＣＣを通知してもよい。送信電力が基準値を超過した場合の超過分とは、すなわちマイナスのＰＨを意味している。たとえば、ユーザ端末は、ＰＣＭＡＸ，ｃフィールドで送信電力の基準値を通知し、ＰＨで超過電力を通知し、リザーブドビットでＰＨがマイナス値であることを通知してもよい。
【００６８】
（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、上記第１の態様から第５の態様に係る無線通信方法が適用される。
【００６９】
図６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。図６に示すように、無線通信システム１は、マクロセルＣ１を形成するマクロ基地局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を形成するスモール基地局１２ａおよび１２ｂと、を備えていてもよい。図６において、無線通信端末としてのユーザ端末２０は、マクロ基地局１１、スモール基地局１２ａおよび１２ｂ（以下、総称してスモール基地局１２という）の少なくとも１つと無線通信可能に構成されている。なお、マクロ基地局１１、スモール基地局１２の数は、図６に示す数に限られない。
【００７０】
マクロセルＣ１およびスモールセルＣ２では、同一の周波数帯が用いられてもよいし、異なる周波数帯が用いられてもよい。また、マクロ基地局１１および各スモール基地局１２は、基地局間インターフェース（たとえば、光ファイバ、Ｘ２インターフェース）を介して互いに接続される。マクロ基地局１１および各スモール基地局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、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。
【００７１】
なお、マクロ基地局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、ｅＮｏｄｅＢ（ｅＮＢ）、無線基地局、送信ポイント（transmission  point）などと呼ばれてもよい。スモール基地局１２は、局所的なカバレッジを有する無線基地局であり、ＲＲＨ（Remote  Radio  Head）、ピコ基地局、フェムト基地局、ＨｅＮＢ（Ｈｏｍｅ  ｅＮｏｄｅＢ）、送信ポイント、ｅＮｏｄｅＢ（ｅＮＢ）などと呼ばれてもよい。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。
【００７２】
無線通信システム１では、マクロセルごとに形成されるネットワーク間が非同期となる場合（非同期運用）を想定している。また、無線通信システム１では、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。
【００７３】
無線通信システム１では、下りリンクの通信チャネルとして、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）と、下り制御チャネル（ＰＤＣＣＨ：Physical  Downlink  Control  Channel）、ＥＰＤＣＣＨ（Enhanced  Physical  Downlink  Control  Channel）、ＰＣＦＩＣＨ（Physical  Control  Format  Indicator  Channel）、ＰＨＩＣＨ（Physical  Hybrid-ARQ  Indicator  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。
【００７４】
また、無線通信システム１では、上りリンクの通信チャネルとして、各ユーザ端末２０で共有される各ユーザ端末２０で共有される上り共有チャネル（ＰＵＳＣＨ：Physical  Uplink  Shared  Channel）と、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。また、ＰＵＣＣＨにより、下りリンクの無線品質情報（ＣＱＩ：Channel  Quality  Indicator）や、送達確認情報（ＡＣＫ/ＮＡＣＫ）等が伝送される。
【００７５】
以下、マクロ基地局１１とスモール基地局１２とを区別しない場合には、無線基地局１０と総称する。
【００７６】
図７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。無線基地局１０は、ＭＩＭＯ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１０３と、ベースバンド信号処理部１０４と、呼処理部１０５と、インターフェース部１０６とを備えている。
【００７７】
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からインターフェース部１０６を介してベースバンド信号処理部１０４に入力される。
【００７８】
ベースバンド信号処理部１０４では、ＰＤＣＰ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。
【００７９】
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。
【００８０】
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、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。
【００８１】
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、ＦＦＴ処理、ＩＤＦＴ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、インターフェース部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。
【００８２】
インターフェース部１０６は、基地局間インターフェース（たとえば、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、インターフェース部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。
【００８３】
図８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８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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
制御部３０１は、ユーザ端末２０に対して、上りリンク信号を優先的に送信するＣＣを設定する。制御部３０１は、ユーザ端末２０に対して、最大送信電力を各ＣＣに分配する分配比率を設定する。
【００８７】
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ＤＬ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ＵＬグラントを生成する。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
図９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９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（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。
【００９３】
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。
【００９４】
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：Ｈｙｂｒｉｄ  ＡＲＱ）の送信処理や、チャネル符号化、プリコーディング、ＤＦＴ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。
【００９５】
図１０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１０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。
【００９６】
制御部４０１は、無線基地局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。
【００９７】
制御部４０１は、上りリンクの物理チャネルを優先送信するＣＣを時間的に切り替えるよう制御する。制御部４０１は、自端末の最大送信電力を各ＣＣに分配して、各ＣＣに対する送信電力を補正するよう制御する。
【００９８】
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ＵＬ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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【符号の説明】
【０１０４】
１…無線通信システム
１０…無線基地局
１１…無線基地局（マクロ基地局）
１２，１２ａ，１２ｂ…無線基地局（スモール基地局）
２０…ユーザ端末（無線端末装置）
３０…上位局装置
４０…コアネットワーク
１０１…送受信アンテナ
１０２…アンプ部
１０３…送受信部
１０４…ベースバンド信号処理部
１０５…呼処理部
１０６…インターフェース部
２０１…送受信アンテナ
２０２…アンプ部
２０３…送受信部
２０４…ベースバンド信号処理部
２０５…アプリケーション部
３０１…制御部（スケジューラ）
３０２…下り制御信号生成部
３０３…下りデータ信号生成部
３０４…マッピング部
３０５…デマッピング部
３０６…チャネル推定部
３０７…上り制御信号復号部
３０８…上りデータ信号復号部
３０９…判定部
４０１…制御部
４０２…上り制御信号生成部
４０３…上りデータ信号生成部
４０４…マッピング部
４０５…デマッピング部
４０６…チャネル推定部
４０７…下り制御信号復号部
４０８…下りデータ信号復号部
４０９…判定部
【図１】
2017069962.tif 000003
【図２】
2017069962.tif 000004
【図３】
2017069962.tif 000005
【図４】
2017069962.tif 000006
【図５】
2017069962.tif 000007
【図６】
2017069962.tif 000008
【図７】
2017069962.tif 000009
【図８】
2017069962.tif 000010
【図９】
2017069962.tif 000011
【図１０】
2017069962.tif 000012