CN107079438B - 用户终端、无线基站以及无线通信方法 - Google Patents

用户终端、无线基站以及无线通信方法 Download PDF

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Abstract

即使在使用带域被限制为***带域的一部分的窄带域的情况下，也实现上行链路的连接过程的最佳化。使用带域被限制为***带域的一部分的窄带域的用户终端构成为，包括：接收单元，作为与***带域用的***信息不同的窄带域用的***信息，从无线基站接收包含上行载波频率的指示信息的***信息；以及发送单元，在由上行载波频率的指示信息所确定的多个窄带域的任一个中，对无线基站发送随机接入前导码。

Description

用户终端、无线基站以及无线通信方法
技术领域
本发明涉及下一代移动通信***中的用户终端、无线基站以及无线通信方法。
背景技术
在UMTS(通用移动通信***(Universal Mobile Telecommunications System))网络中，以进一步的高速数据速率、低延迟等为目的而长期演进(LTE：Long TermEvolution)成为了标准(非专利文献1)。此外，以从LTE的进一步的宽带化以及高速化为目的，还研究LTE的后继***(例如，也称为LTE Advanced(以下，表示为“LTE-A”)、FRA(未来无线接入(Future Radio Access))等)。
另外，近年来，伴随着通信装置的低成本化，正在积极开展连接到网络的装置不经人手相互通信而自动地进行控制的机器间通信(M2M：Machine-to-Machine)的技术开发。尤其，在M2M中，3GPP(第三代合作伙伴计划(Third Generation Partnership Project))也作为用于机器间通信的蜂窝***而推进与MTC(机器类型通信(Machine TypeCommunication))的最佳化有关的标准化(非专利文献2)。MTC终端例如考虑利用在电(燃气)表、自动售货机、车辆、其他工业机器等广泛的领域。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献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”
非专利文献2：3GPP TS 36.888“Study on provision of low-cost Machine-Type Communications(MTC)User Equipments(UEs)based on LTE(Release 12)”
发明内容
发明要解决的课题
在MTC终端中，能够通过简单的硬件结构而实现的低成本MTC终端(low-cost MTCUE)在成本方面以及蜂窝***的覆盖范围区域的改善方面需求在提高。低成本MTC终端通过将物理下行链路共享信道(PDSCH：Physical Downlink Shared Channel)的使用带域限制为***带域的一部分而实现。但是，无法使用将***带域作为基准而设计的现有的上行链路的接入过程，对于使用带域被限制的用户终端的上行链路的随机接入过程的最佳化遗留为课题。
本发明鉴于这一点而完成，其目的在于提供一种即使在使用带域被限制为***带域的一部分的窄带域的情况下，也能够实现上行链路的随机接入过程的最佳化的用户装置、无线基站以及无线通信方法。
用于解决课题的方案
本发明的用户终端是，使用带域被限制为***带域的一部分的窄带域的用户终端，其特征在于，包括：接收单元，作为与***带域用的***信息不同的窄带域用的***信息，从无线基站接收包含上行载波频率的指示信息的***信息；以及发送单元，在由上行载波频率的指示信息所确定的多个窄带域的任一个中，对所述无线基站发送随机接入前导码。
发明效果
根据本发明，用户终端从无线基站接收用于窄带域的***信息，从而使用由上行载波频率的指示信息所确定的多个窄带域，能够将随机接入前导码发送给无线基站。通过使用多个窄带域而能够得到频率分集效应，因而能够在提高了频率利用效率的状态下开始随机接入过程。
附图说明
图1是表示相对于下行链路的***带域的窄带域的配置例的图。
图2是表示相对于下行链路的***带域的窄带域的另一配置例的图。
图3是比较例的上行链路的频率同步的说明图。
图4是本实施方式的上行链路的频率同步的说明图。
图5是本实施方式的MTC终端进行的随机接入的说明图。
图6是表示本实施方式的随机接入过程的流程的图。
图7是表示本实施方式的MTC终端进行的随机接入的另一例的说明图。
图8是本实施方式的无线通信***的概略结构图。
图9是表示本实施方式的无线基站的整体结构的一例的图。
图10是表示本实施方式的无线基站的功能结构的一例的图。
图11是表示本实施方式的用户终端的整体结构的一例的图。
图12是表示本实施方式的用户终端的功能结构的一例的图。
具体实施方式
为了MTC终端的低成本化，正在研究通过减少峰值速率、限制资源块、限制接收RF而抑制终端的处理能力。例如，在使用了下行数据信道(物理下行链路共享信道(PDSCH：Physical Downlink Shared Channel))的单播发送中最大传输块尺寸被限制为1000比特，在使用了下行数据信道的BCCH发送中最大传输块尺寸被限制为2216比特。此外，下行数据信道的带宽被限制为6个资源块(也称为RB(Response Block)、PRB(物理资源块(PhysicalResource Block))。进而，MTC终端中的接收RF被限制为1。
此外，低成本MTC终端(low-cost MTC UE)的传输块尺寸、资源块比现有的用户终端还要被限制，因而无法连接到LTE的Rel.8-11小区。因此，低成本MTC终端仅连接到通过广播信号被通知允许接入的小区。进而，考虑不仅针对下行数据信号，对通过下行链路发送的各种控制信号(***信息、下行控制信息)、通过上行链路发送的数据信号或各种控制信号，也限制为规定的窄带域(例如，1.4MHz)。
如此带域被限制的MTC终端需要考虑与现有的用户终端的关系而使其在LTE的***带域中进行操作。例如，在***带域中，在带域被限制的MTC终端与带域没有被限制的现有的用户终端之间支持频率复用。此外，带域被限制的用户终端在上行链路和下行链路中仅支持预定的窄带域的RF。在此，MTC终端是使用带域被限制为***带域的一部分的窄带域的终端，现有的用户终端是将***带域设为使用带域的终端。
即，MTC终端的使用带域的上限被限制为窄带域，现有的用户终端的使用带域的上限被设定为***带域。由于MTC终端将窄带域作为基准而被设计，因而简化了硬件结构，其处理能力比现有的用户终端还要被抑制。另外，MTC终端也可以被称为MTC UE。现有的用户终端也可以被称为正常UE、非MTC UE或者类别1UE(Category1 UE)。
在此，参照图1以及图2说明相对于下行链路中的***带域的窄带域的配置。如图1的A所示，MTC终端的使用带域被限制为***带域的一部分的窄带域(例如，1.4MHz)。若窄带域被固定在***带域的预定的频率位置，则无法获得频率分集效应，因而存在频率利用效率降低的顾虑。另一方面，如图1的B所示，若成为使用带域的窄带域的频率位置按每个子帧发生变化，则能够获得频率分集效应，因而频率利用效率的降低被抑制。
例如，如图2所示，在使窄带域的频率位置按每个子帧发生变化而发送广播信息的情况下，PBCH(物理广播信道(Physical Broadcast Channel))信号或SIB(***信息块(System Information Block))-1等***信息、和SIB-2以后的***信息在不同的频率位置上被发送。考虑PBCH等***信息面向空闲模式的用户终端，通过***带域的中心频率位置的窄带域被发送。此时，若在PBCH信号或SIB-1等广播信息中载入表示后续的SIB的频率位置的信息，则还能够改变后续的SIB的频率位置。
另外，在用户终端的小区搜索时，虽然在下行链路中能够通过PSS(主同步信号(Primary Synchronization Signal))、SSS(副同步信号(Secondary SynchronizationSignal))实现频率同步，但在上行链路中不存在这样的同步信号。因此，在上行链路中，通过在用户终端和无线基站之间实施随机接入过程而取得频率同步。在此，简单说明现有的用户终端进行的上行链路的频率同步。
如图3所示，在现有的用户终端进行的上行链路的频率同步中，用户终端在下行链路中获取同步而从无线基站接收广播信息后取得***信息。在作为***信息的SIB(***信息块(System Information Block))-2中包含上行载波频率或带宽的指示信息(ul-CarrierFreq、ul-Bandwidth)。上行载波频率或带宽通过SIB-2被通知给用户终端，在被通知的上行载波频率或带宽中实施随机接入过程等。另外，上行载波的频率值例如通过ARFCN(绝对无线频率信道号(Absolute Radio Frequency Channel Number))-Value EUTRA被通知。
但是，由于现有的***信息以***带域为基准而设计，因而没有充分应对如MTC终端那样只支持窄带域的用户终端。例如，在成为使用带域的窄带域的频率位置在时间上发生变化的情况下，或者在以获得频率分集效应为目的而设定多个MTC终端用的窄带域的情况下，没有建立上行载波频率的通知方法。本发明人们为了建立在设定了多个MTC终端用的窄带域的情况下的随机接入过程而完成了本发明，其中，设定上述多个窄带域是为了抑制将用户终端的使用带域限制为***带域的一部分规定的窄带域而引起的接收质量的劣化。
根据本发明的一个方式，定义窄带域用的新的***信息(SIB)，在由与***带域用的***信息不同的窄带域用的新的***信息所确定的多个窄带域中，能够实施上行链路的随机接入过程。另外，在以下的说明中，作为用户终端而例示MTC终端进行说明，但只要是使用带域被限制为***带域的一部分的窄带域的用户终端即可。此外，例示基于竞争的随机接入过程进行说明，但也能够将本发明应用于基于非竞争的随机接入过程。
以下，参照图4以及图5说明本实施方式的上行链路的频率同步、随机接入过程。图4是本实施方式的上行链路的频率同步的说明图。图5是本实施方式的MTC终端进行的随机接入过程的说明图。另外，在图5中，例示了对连续的两个子帧设定PRACH用的窄带域的结构，但不限于该结构。也可以按每个子帧设定PRACH用的窄带域。
如图4的A所示，在MTC终端进行的上行链路的频率同步中，在下行链路中获取同步之后被通知广播信息以及***信息。此外，在下行控制信道(增强的物理下行链路控制信道(EPDCCH：Enhanced Physical Downlink Control Channel))的公共搜索空间中检测出SI-RNTI(***信息无线临时标识(System Information Radio Temporary Identifier))。然后，MTC用(窄带域用)的SIB基于SI-RNTI，作为在数据信道(PDSCH)上所分配的窄带域用的***信息而被解调。此时，由于带宽被规定为固定(1.4MHz)，因而不需要通过MTC用的SIB来通知带宽。
在MTC用的SIB中，作为上行载波频率的指示信息(ul-CarrierFreq)而包含上行载波频率的频率值。通过该频率值确定窄带域的基准频率位置，基准频率位置的上行链路的窄带域被设定为PRACH(物理随机接入信道(Physical Random Access Channel))用的窄带域。然后，在PRACH用的窄带域中随机接入前导码从MTC终端被发送给无线基站而开始随机接入过程。另外，随机接入前导码可以被称为消息1(Message1)，也可以简称为RACH。此外，作为窄带域用的***信息的SIB也可以被称为MTC用的SIB-2或者MTC用的SIB。
此时，若上行载波频率的频率值被设定在***带域的中心，则LTE的上行链路的资源通过RACH用的窄带域而被分割。因此，优选设定上行载波频率的频率值，使得窄带域与***带域两端的上行控制信道(物理上行链路控制信道(PUCCH：Physical Uplink ControlChannel))用的带域相邻。由此，由于与上行控制信道用的带域的内侧相邻而配置RACH用的窄带域，因而上行链路的资源不会被分割，单载波传输的性质不会受损。
这样，作为专用于使用带域被限制为窄带域的MTC终端的***信息，新规定了MTC用的SIB。如上所述，在新的SIB中包含上行载波频率的指示信息(ul-CarrierFreq)，但不包含带宽的指示信息(ul-Bandwidth)，因而与以往的SIB相比信息量减少。通过去除对MTC终端不需要的信息，编码率或MCS不会变的过高，接收质量的劣化得到抑制。但是，由于MTC终端没有移动性，因而若只能利用***带域的一部分的窄带域，则无法获得频率分集效应。
因此在本实施方式中，如图4的B所示，MTC终端能够利用***带域的多个窄带域(资源)。与***带域两端的上行控制信道用的带域相邻地设定PRACH用的多个窄带域，使得不会将上行链路的资源分割。在该情况下，在MTC用的SIB中，作为上行载波频率的指示信息，可以包含上行载波频率的多个频率值，也可以除了上行载波频率的频率值之外还包含对于频率值的偏移值。另外，偏移值也可以被称为相对频移(Relative FrequencyOffset)。
在前者的情况下，在由上行载波频率的多个频率值所确定的多个基准频率位置上设定PRACH用的窄带域。在后者的情况下，在由上行载波频率的频率值所确定的基准频率位置、和对上行载波频率的频率值加上偏移值而确定的其他的基准频率位置上设定PRACH用的窄带域。然后，在设定用于PRACH的多个窄带域的任一个中，从MTC终端对无线基站发送随机接入前导码而开始随机接入过程。另外，上行载波频率的指示信息只要能够确定多个窄带域，则可以是任何信息。
这样，由于能够为PRACH而使用多个窄带域，因而能够获得频率分集效应。就算在PRACH用的多个窄带域的任一个中发送随机接入前导码且随机接入前导码的发送失败，也能够在后续的子帧中通过多个窄带域中的任意的另一个来进行随机接入前导码的发送。在该情况下，多个窄带域的切换(Hopping)时的频率对准(tuning)花费时间，但由于随机接入前导码的发送并非频繁发生，因而能够在随机接入前导码的发送的间隙实施。
另外，在本实施方式中，设为设定PRACH用的窄带域以便与***带域两端的上行控制信道用的带域相邻的结构，但不限于该结构。PRACH用的窄带域也可以不与上行控制信道用的带域相邻配置。此外，由于在多个MTC间共享PRACH用的窄带域，因而还设想资源会变得不足。在该情况下，也可以在PRACH用的窄带域的内侧进一步确保带域。窄带域的进一步确保例如也可以在广播信号之外通过RRC信令进行通知而实现。
此外，也可以如图4的C所示，通过MTC用的SIB不仅设定上行链路的窄带域，还设定下行链路的窄带域。在该情况下，在MTC用的SIB中，除了上行载波频率的指示信息(ul-CarrierFreq)之外，还包含下行链路的频率的指示信息。通过该MTC用的SIB，同时设定***带域的上行链路的窄带域和下行链路的窄带域。此外，在下行链路中，也优选与下行链路同样地带域被限制的MTC终端能够利用***带域的多个窄带域(资源)。另外，下行链路的频率也可以被称为下行载波频率。
例如，作为上行链路的窄带域而使用UL BW#1、#2，作为下行链路的窄带域而使用DL BW#1、#2。由此，能够减轻MTC终端增加的情况下的负荷。在覆盖范围扩展模式(coverageenhancement mode)的情况下，使用多个窄带域重复发送信号，从而能够获得频率分集效应或调度增益。另外，作为下行链路的频率的指示信息，例如也可以包含下行链路的频率值、或频率值和偏移值。在通过下行链路的频率值或偏移值所确定的基准频率位置上设定下行链路的窄带域。此外，下行链路的频率的指示信息也可以通过与包含上行载波频率的指示信息的SIB不同的SIB被通知。
如图5的A所示，若在***带域中确保PRACH用的多个窄带域，则在一个PRACH用的窄带域中随机接入前导码的发送失败之后，在另一个PRACH用的窄带域中发送随机接入前导码。由此，能够提高随机接入前导码的接收精度。此时，如果从MTC终端对无线基站发送随机接入前导码，则作为随机接入前导码的应答信号而从无线基站对MTC终端发送随机接入响应(RAR：Random Access Response)。
在通常的随机接入过程中，通过在下行控制信道(EPDCCH)的公共搜索空间中检测出RA-RNTI(随机接入无线临时标识(Random Access Radio Temporary Identifier))，从而确定数据信道(PDSCH)上的随机接入响应的分配资源。相对地，必须在下行控制信道中指定随机接入响应的资源，控制变得复杂。因此，在本实施方式中，无线基站也可以在与随机接入前导码的信号序列和/或频率相关联的下行资源中发送随机接入响应(参照图6)。由此，MTC终端不检测RA-RNTI就能够确定随机接入响应的分配资源。在该情况下，MTC终端对PDSCH进行盲检测，但也可以对PDSCH的CRC比特乘以用于识别是随机接入响应的识别符或者RA-RNTI。
此外，在随机接入响应中，例如包含以下的参数。在该情况下，资源块的分配(固定尺寸资源块分配(Fixed size resource block assignment))能够配合窄带域而减少。例如，在PRACH用的资源块为6个资源块的情况下，能够从10比特减少为3比特。
跳频旗标(Hopping flag)：1比特
固定尺寸资源块分配(Fixed size resource block assignment)：10比特
截断型调制和编码方案(Truncated modulation and coding scheme)：4比特
对于调度的PUSCH的TPC命令(TPC command for scheduled PUSCH)：3比特
UL延迟(UL delay)：1比特
CSI请求(CSI request)：1比特
另外，也可以从随机接入响应中适当删除不需要的信息或比特数，也可以如后述那样随机接入响应不包含信息。通过减少随机接入响应的信息量，编码率或MCS不会变得过高就能够抑制接收质量的劣化。随机接入响应也可以被称为随机接入响应许可或者消息2(Message2)。
如图5的B所示，如果从无线基站对MTC终端发送随机接入响应，则作为随机接入响应的应答信号，连接请求消息从MTC终端被发送给无线基站(参照图6)。此时，MTC终端也可以使用刚发送了随机接入前导码的PRACH用的窄带域对无线基站发送连接请求消息。刚发送的随机接入响应被无线基站适当接收到的窄带域因其接收精度高，因而能够通过使用该窄带域而提高连接请求消息的精度。
连接请求消息通过由随机接入响应所指示的资源进行发送，但相应于PRACH用的窄带域较窄的情况，能够减少分配资源等的信息量。此外，在连接请求消息以预先决定的预定条件从MTC终端被发送给无线基站的情况下，也可以在随机接入响应中不包含信息，从而使MTC终端只识别出随机接入响应到达的情况。另外，连接请求消息也可以被称为RRC连接请求消息、调度的传输(Scheduled Transmission)或者消息3(Message3)。
在此，参照图6说明随机接入过程的流程。图6是表示本实施方式的随机接入过程的流程的图。另外，以下的随机接入过程表示使用了***带域内的多个窄带域的随机接入的一例，并不限定于此。
如图6所示，从无线基站(eNodeB)对MTC终端(MTC UE)通过下行链路发送MIB(主管信息块(Master Information Block))、SIB(***信息块(System Information Block))(步骤S01)。SIB的接收所需的信息通过MIB对MTC终端进行广播，且基于MIB在MTC终端中接收后续的SIB。此时，后续的SIB中的作为窄带域的***信息的MTC用的SIB由MTC终端接收。由此，设定在随机接入过程中使用的上行链路的窄带域UL BW#1、#2、下行链路的窄带域DLBW#1、#2。
接着，在上行链路的窄带域UL BW#1中从MTC终端对无线基站发送随机接入前导码(PRACH、消息1(Message 1))(步骤S02)。当无线基站中没有接收到随机接入前导码的情况下，在上行链路的窄带域UL BW#2中从MTC终端对无线基站发送随机接入前导码(步骤S03)。若在无线基站中接收到随机接入前导码，则在与随机接入前导码的序列、频率相关联的下行链路的窄带域DL BW#2中从无线基站对MTC终端发送随机接入响应(消息2(Message2))(步骤S04)。
这样，在本实施方式中，上行链路的窄带域UL BW#1与下行链路的窄带域DL BW#1相关联，上行链路的窄带域UL BW#2与下行链路的窄带域DL BW#2相关联。由于MTC终端不检测RA-RNTI等就能够识别出随机接入响应的分配资源，因而不需要在下行控制信道中指定随机接入响应的分配资源。
接着，若在MTC终端中接收到随机接入响应，则在与刚刚之前的随机接入前导码相同的窄带域UL BW#2中从MTC终端对无线基站发送连接请求消息(消息3(Message 3))(步骤S05)。由此，通过在随机接入前导码已到达无线基站的窄带域UL BW#2中发送连接请求消息，从而连接请求消息的接收精度提高。接着，若在无线基站中接收到连接请求消息，则在与随机接入响应相同的窄带域DL BW#2中从无线基站对MTC终端发送设置消息(竞争解决(contention resolution)、消息4(Message 4))(步骤S06)。
在上述的实施方式中，说明了MTC终端使用刚刚发送了随机接入前导码的频率而将连接请求消息(消息3)发送给无线基站的例子，但不限于该结构。如图7所示，在使随机接入前导码在PRACH用的多个窄带域(频率)中跳频的情况下，也可以使用发送了开头的随机接入前导码的频率将连接请求消息发送给无线基站。例如，在PRACH用的频率f1、f2中进行跳频的情况下，在发送了开头的随机接入前导码的频率f1中通知连接请求消息。另外，不限于以子帧单位进行跳频的结构，也可以以时隙单位进行跳频。因此，开头的随机接入前导码不限于开头子帧的随机接入前导码，也可以是前半时隙的随机接入前导码。此外，开头的随机接入前导码可以是每个跳频的开头的随机接入前导码，也可以是开始随机接入时的开头的随机接入前导码。此外，在本实施方式中，就算在使随机接入前导码进行跳频的情况下，无线基站也可以通过与随机接入前导码的信号序列和/或频率相关联的下行资源发送随机接入响应(消息2)或设置消息(消息4)。这样，通过将连接请求消息(消息3)的资源与随机接入前导码的无线资源进行捆绑，从而能够减少随机接入响应(消息2)的开销。
此外，连接请求消息的频率位置也可以通过MTC用的SIB或随机接入前导码直接被通知。关于随机接入响应(消息2)以及设置消息(消息4)也同样地，也可以通过MTC用的SIB或随机接入前导码直接被通知。
详细说明本实施方式的无线通信***。图8是本实施方式的无线通信***的概略结构图。在该无线通信***中，应用上述的上行链路的频率同步或随机接入过程。上行链路的频率同步或随机接入过程可以分别单独应用，也可以组合应用。在此，作为使用带域被限制为窄带域的用户终端而例示MTC终端，但并不限定于MTC终端。
图8所示的无线通信***1是在机器通信***的网络域中采用了LTE***的一例。在该无线通信***1中，能够应用将以LTE***的***带宽为一个单位的多个基本频率块(分量载波)作为一体的载波聚合(CA)和/或双重连接(DC)。此外，设LTE***的下行链路以及上行链路都设定为最大20MHz的***带域，但不限于该结构。另外，无线通信***1也可以被称为超3G、LTE-A(LTE-Advanced)、IMT-Advanced、4G、5G、FRA(未来无线接入(FutureRadio Access))等。
无线通信***1包含无线基站10、无线连接到无线基站10的多个用户终端20A、20B以及20C而构成。无线基站10连接到上位站装置30，且经由上位站装置30连接到核心网络40。另外，在上位站装置30中例如包含接入网关装置、无线网络控制器(RNC)、移动性管理实体(MME)等，但并不限定于此。
多个用户终端20A、20B以及20C能够在小区50中与无线基站10进行通信。例如，用户终端20A是支持LTE(Rel-10)或者LTE-Advanced(还包含Rel-10以后)的用户终端(以下，LTE终端)，其他的用户终端20B、20C是成为机器通信***中的通信设备的MTC终端。以下，在不需要特别区分的情况下，将用户终端20A、20B以及20C简称为用户终端20。
另外，MTC终端20B、20C是支持LTE、LTE-A等各种通信方式的终端，不限于电(燃气)表、自动售货机等固定通信终端，也可以是车辆等移动通信终端。此外，用户终端20可以直接与其他的用户终端进行通信，也可以经由无线基站10与其他的用户终端进行通信。
在无线通信***1中，作为无线接入方式，对下行链路应用OFDMA(正交频分多址)，对上行链路应用SC-FDMA(单载波-频分多址)。OFDMA是将频带分割为多个窄的频带(子载波)并对各子载波映射数据而进行通信的多载波传输方式。SC-FDMA是将***带宽按每个终端分割为由一个或者连续的资源块组成的带域，通过多个终端使用互不相同的带域而降低终端间的干扰的单载波传输方式。另外，上行以及下行的无线接入方式不限于这些组合。
在无线通信***1中，作为下行链路的信道，使用在各用户终端20中共享的下行共享信道(物理下行链路共享信道(PDSCH：Physical Downlink Shared Channel))、广播信道(物理广播信道(PBCH：Physical Broadcast Channel))、下行L1/L2控制信道等。通过PDSCH传输用户数据或高层控制信息、预定的SIB(***信息块(System Information Block))。此外，通过PBCH传输同步信号、MIB(主管信息块(Master Information Block))等。
下行L1/L2控制信道包含PDCCH(物理下行链路控制信道(Physical DownlinkControl Channel))、EPDCCH(增强的物理下行链路控制信道(Enhanced PhysicalDownlink Control Channel))、PCFICH(物理控制格式指示信道(Physical ControlFormat Indicator Channel))、PHICH(物理混合ARQ指示信道(Physical Hybrid-ARQIndicator Channel))等。通过PDCCH传输包含PDSCH以及PUSCH的调度信息的下行控制信息(DCI：Downlink Control Information)等。通过PCFICH传输用于PDCCH的OFDM码元数目。通过PHICH传输对于PUSCH的HARQ的送达确认信号(ACK/NACK)。EPDCCH与PDSCH(下行共享数据信道)频分复用，与PDCCH同样地用于DCI等的传输。
在无线通信***1中，作为上行链路的信道，使用在各用户终端20中共享的上行共享信道(物理上行链路共享信道(PUSCH：Physical Uplink Shared Channel))、上行控制信道(物理上行链路控制信道(PUCCH：Physical Uplink Control Channel))、随机接入信道(物理随机接入信道(PRACH：Physical Random Access Channel))等。通过PUSCH传输用户数据或高层控制信息。此外，通过PUCCH传输下行链路的无线质量信息(信道质量指示符(CQI：Channel Quality Indicator))、送达确认信号等。通过PRACH传输用于与小区建立连接的随机接入前导码(RA前导码)。
图9是表示本实施方式的无线基站的整体结构的一例的图。无线基站10包括多个发送接收天线101、放大器单元102、发送接收单元103、基带信号处理单元104、呼叫处理单元105、传输路径接口106。另外，发送接收单元103由发送单元以及接收单元构成。
通过下行链路从无线基站10发送给用户终端20的用户数据从上位站装置30经由传输路径接口106被输入到基带信号处理单元104。
在基带信号处理单元104中，关于用户数据进行PDCP(分组数据汇聚协议(PacketData Convergence Protocol))层的处理、用户数据的分割/结合、RLC(无线链路控制(Radio Link Control))重发控制等RLC层的发送处理、MAC(媒体访问控制(Medium AccessControl))重发控制(例如，HARQ(混合自动重发请求(Hybrid Automatic RepeatreQuest))的发送处理)、调度、传输格式选择、信道编码、快速傅里叶反变换(IFFT：InverseFast Fourier Transform)处理、预编码处理等发送处理后转发给各发送接收单元103。此外，关于下行控制信号也进行信道编码或快速傅里叶反变换等发送处理后转发给各发送接收单元103。
此外，在基带信号处理单元104中，除了***带域用的***信息之外，生成在PRACH中使用的窄带域用的***信息。在窄带域用的***信息中例如包含表示窄带域的基准频率位置的上行载波频率的频率值或偏移值等的上行载波频率的指示信息。
各发送接收单元103将从基带信号处理单元104按每个天线进行预编码而输出的基带信号变换为无线频带后进行发送。在发送接收单元103中进行了频率变换的无线频率信号通过放大器单元102被放大，并从发送接收天线101被发送。发送接收单元103能够在与***带宽相比被限制的窄的带宽(窄带宽)中发送接收各种信号。发送接收单元103能够设为基于本发明所涉及的技术领域中的共同认识而说明的发射机/接收机、发送接收电路或者发送接收装置。
另一方面，关于上行信号，由各发送接收天线101所接收的无线频率信号分别在放大器单元102中被放大。各发送接收单元103接收在放大器单元102中被放大的上行信号。发送接收单元103将接收信号频率变换为基带信号，并输出到基带信号处理单元104。
在基带信号处理单元104中，对所输入的上行信号中包含的用户数据进行快速傅里叶变换(FFT：Fast Fourier Transform)处理、离散傅里叶反变换(IDFT：InverseDiscrete Fourier Transform)处理、纠错解码、MAC重发控制的接收处理、RLC层、PDCP层的接收处理，且经由传输路径接口106被转发给上位站装置30。呼叫处理单元105进行通信信道的设定或释放等呼叫处理、无线基站10的状态管理、无线资源的管理。
传输路径接口106经由预定的接口与上位站装置30发送接收信号。此外，传输路径接口106也可以经由基站间接口(例如，光纤、X2接口)与相邻无线基站10发送接收信号(回程信令)。
图10是表示本实施方式的无线基站的功能结构的一例的图。另外，在图10中，主要示出了本实施方式中的特征部分的功能块，假设无线基站10还具有无线通信所需的其他功能块。如图10所示，基带信号处理单元104包括控制单元(调度器)301、发送信号生成单元(生成单元)302、映射单元303、接收信号处理单元304。
控制单元(调度器)301对通过PDSCH发送的下行数据信号、通过PDCCH和/或EPDCCH传输的下行控制信号的调度(例如，资源分配)进行控制。此外，还控制***信息、同步信号、CRS(小区专用参考信号(Cell-specific Reference Signal))、CSI-RS(信道状态信息参考信号(Channel State Information Reference Signal))等下行参考信号等的调度。此外，控制上行参考信号、通过PUSCH发送的上行数据信号、通过PUCCH和/或PUSCH发送的上行控制信号、通过PRACH发送的随机接入前导码等的调度。
控制单元301控制发送信号生成单元302以及映射单元303，以便将各种信号分配给窄带域进行发送。例如，下行链路的***信息(MIB、SIB)、EPDCCH被分配给窄带宽。***信息可以被分配给***带域的中心频率位置的窄带域，也可以分配给远离中心频率位置的窄带域。另外，上行链路的随机接入前导码也可以分配给与***带域两端的上行控制信道用的带域相邻的PRACH用的一对窄带域的任一个。
下行链路的随机接入响应以及设置消息也可以与随机接入前导码的序列和/或频率相关联地被分配资源。在该情况下，不需要通过EPDCCH指定随机接入响应的资源。上行链路的连接请求消息可以被分配给与刚刚之前的随机接入前导码相同的窄带域。在该情况下，能够减少在对于连接请求消息的资源分配中使用的随机接入响应的信息量。此外，当随机接入前导码在PRACH用的多个窄带域中进行跳频的情况下，上行链路的连接请求消息可以被分配给发送了开头的随机接入前导码的频率。控制单元301能够设为基于本发明所涉及的技术领域中的共同认识而说明的控制器、控制电路或者控制装置。
发送信号生成单元302基于来自控制单元301的指示，生成DL信号，并输出到映射单元303。例如，发送信号生成单元302基于来自控制单元301的指示，生成用于通知下行信号的分配信息的DL分配以及用于通知上行信号的分配信息的UL许可。此外，根据基于来自各用户终端20的信道状态信息(CSI)等所决定的编码率、调制方案等，对下行数据信号进行编码处理、调制处理。
此外，发送信号生成单元302基于来自控制单元301的指示而生成窄带域用的***信息(MTC用的SIB)。该***信息包含用于确定PRACH用的窄带域的上行载波频率的指示信息(ul-CarrierFreq)而生成。在窄带域用的***信息中，可以是多个上行载波频率的频率值作为指示信息而包含，也可以是除了上行载波频率的频率值之外还有对于频率值的偏移值(相对频移(Relative frequency offset))作为指示信息而包含。此外，在窄带域用的***信息中，作为用于确定下行链路的窄带域的指示信息，也可以包含下行链路的频率值。进而，在窄带域用的***信息中，也可以包含随机接入响应、连接请求消息、设置消息(消息2-4)的频率位置。
此外，发送信号生成单元302基于来自控制单元301的指示，作为随机接入前导码的应答信号而生成随机接入响应。由于PRACH用的窄带域的资源被限制为6个资源块，因而能够抑制在随机接入响应中包含的资源块分配的比特数而减少信息量。此外，发送信号生成单元302基于来自控制单元301的指示，作为连接请求消息的应答信号而生成设置消息。发送信号生成单元302能够设为基于本发明所涉及的技术领域中的共同认识而说明的信号生成器或者信号生成电路。
映射单元303基于来自控制单元301的指示，将在发送信号生成单元302中生成的下行信号映射到无线资源(最大6个资源块)而输出到发送接收单元103。映射单元303能够设为基于本发明所涉及的技术领域中的共同认识而说明的映射器、映射电路或者映射装置。
接收信号处理单元304对从用户终端发送的UL信号(例如，送达确认信号(HARQ-ACK)、通过PUSCH发送的数据信号、通过PRACH发送的随机接入前导码等)进行接收处理(例如，解映射、解调、解码等)。处理结果被输出到控制单元301。
此外，接收信号处理单元304也可以使用接收到的信号来测量接收功率(例如，RSRP(参考信号接收功率(Reference Signal Received Power)))、接收质量(RSRQ(参考信号接收质量(Reference Signal Received Quality)))或信道状态等。测量结果也可以输出到控制单元301。接收信号处理单元304能够由基于本发明所涉及的技术领域中的共同认识而说明的信号处理器、信号处理电路或者信号处理装置、以及测量器、测量电路或者测量装置构成。
图11是表示本实施方式的用户终端的整体结构的一例的图。另外，在此省略详细的说明，但也可以如通常的LTE终端作为MTC终端行动那样进行操作。用户终端20具备发送接收天线201、放大器单元202、发送接收单元203、基带信号处理单元204、应用单元205。另外，发送接收单元203由发送单元以及接收单元构成。此外，用户终端20也可以将发送接收天线201、放大器单元202、发送接收单元203等具备多个。
由发送接收天线201所接收的无线频率信号分别在放大器单元202中被放大。发送接收单元203接收在放大器单元202中被放大的下行信号。发送接收单元203将接收信号频率变换为基带信号，并输出到基带信号处理单元204。发送接收单元203能够设为基于本发明所涉及的技术领域中的共同认识而说明的发射机/接收机、发送接收电路或者发送接收装置。
基带信号处理单元204对所输入的基带信号进行FFT处理、纠错解码、重发控制的接收处理等。下行链路的用户数据被转发给应用单元205。应用单元205进行与比物理层或MAC层更高的层有关的处理等。此外，在下行链路的数据中，广播信息也被转发给应用单元205。
另一方面，关于上行链路的用户数据，从应用单元205被输入到基带信号处理单元204。在基带信号处理单元204中，进行重发控制的发送处理(例如，HARQ的发送处理)、信道编码、预编码、离散傅里叶变换(DFT：Discrete Fourier Transform)处理、IFFT处理等之后被转发给各发送接收单元203。发送接收单元203将从基带信号处理单元204输出的基带信号变换为无线频带而发送。在发送接收单元203中进行了频率变换的无线频率信号通过放大器单元202被放大，且从发送接收天线201被发送。
图12是表示本实施方式的用户终端的功能结构的一例的图。另外，在图12中主要示出了本实施方式中的特征部分的功能块，假设用户终端20还具有无线通信所需的其他功能块。如图12所示，用户终端20具有的基带信号处理单元204包含控制单元401、发送信号生成单元402、映射单元403、接收信号处理单元404。
控制单元401从接收信号处理单元404取得从无线基站10发送的下行控制信号(通过PDCCH/EPDCCH发送的信号)以及下行数据信号(通过PDSCH发送的信号)。控制单元401基于下行控制信号或判定了是否需要对于下行数据信号的重发控制的结果等，控制上行控制信号(例如，送达确认信号(HARQ-ACK)等)或上行数据信号的生成。具体而言，控制单元401进行发送信号生成单元402以及映射单元403的控制。
此外，控制单元401基于窄带域的***信息(MTC用的SIB)而控制发送接收单元203。控制单元401进行控制，以便从窄带域的***信息提取上行载波频率的指示信息，并且使发送接收单元203调谐到由指示信息所确定的上行载波频率的频率值。例如，若作为上行载波频率的指示信息被通知了多个频率值，则发送接收单元203被调谐到多个频率值中的任一个。此外，若作为上行载波频率的指示信息被通知了多个频率值和偏移值，则发送接收单元203被调谐到频率值和对频率值加上偏移值后的其他频率值的任一个。
在该情况下，也可以控制发送接收单元203的发送频率，使得由上行载波频率的指示信息确定多个窄带域，若在多个窄带域的任一个中随机接入前导码的发送失败，则在多个窄带域的任意的另一个中发送随机接入前导码。此外，在窄带域的***信息中包含有下行链路的频率的指示信息的情况下，发送接收单元203被调谐到指示信息中包含的下行链路的频率值。控制单元401能够设为基于本发明所涉及的技术领域中的共同认识而说明的控制器、控制电路或者控制装置。
发送信号生成单元402基于来自控制单元401的指示，生成UL信号并输出到映射单元403。例如，发送信号生成单元402基于来自控制单元401的指示，生成送达确认信号(HARQ-ACK)或信道状态信息(CSI)等上行控制信号。此外，发送信号生成单元402基于来自控制单元401的指示而生成上行数据信号。例如，在从无线基站10通知的下行控制信号中包含UL许可的情况下，控制单元401指示发送信号生成单元402生成上行数据信号。
此外，若在接收信号处理单元404中接收到窄带域用的***信息(MTC用的SIB)，则发送信号生成单元402基于来自控制单元401的指示而生成随机接入前导码。另外，也可以在随机接入前导码中包含随机接入响应、连接请求消息、设置消息(消息2-4)的频率位置。进而，若在接收信号处理单元404中接收到随机接入响应，则发送信号生成单元402根据随机接入响应的参数而生成连接请求消息。发送信号生成单元402能够设为基于本发明所涉及的技术领域中的共同认识而说明的信号生成器、信号生成电路或者信号生成装置。
映射单元403基于来自控制单元401的指示，将在发送信号生成单元402中生成的上行信号映射到无线资源(最大6个资源块)，并输出至发送接收单元203。映射单元403能够设为基于本发明所涉及的技术领域中的共同认识而说明的映射器、映射电路或者映射装置。
接收信号处理单元404对DL信号(例如，从无线基站发送的下行控制信号、通过PDSCH发送的下行数据信号等)进行接收处理(例如，解映射、解调、解码等)。接收信号处理单元404将从无线基站10接收到的信息输出到控制单元401。接收信号处理单元404例如将广播信息、***信息、RRC信令、DCI等输出到控制单元401。
此外，接收信号处理单元404也可以使用接收到的信号而测量接收功率(RSRP)、接收质量(RSRQ)或信道状态等。另外，测量结果也可以被输出到控制单元401。接收信号处理单元404能够由基于本发明所涉及的技术领域中的共同认识而说明的信号处理器、信号处理电路或者信号处理装置、以及测量器、测量电路或者测量装置构成。
另外，上述实施方式的说明中利用的框图示出了功能单位的块。这些功能块(功能单元)通过硬件以及软件的任意组合而实现。此外，各功能块的实现方式不特别限定。即，各功能块可以通过物理上结合的一个装置来实现，也可以通过有线或者无线来连接物理上分离的两个以上的装置，并通过这些多个装置来实现。
例如，无线基站10或用户终端20的各功能的一部分或者全部也可以利用ASIC(专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit))、PLD(可编程逻辑器件(Programmable Logic Device))、FPGA(现场可编程门阵列(Field Programmable GateArray))等硬件来实现。此外，无线基站10或用户终端20也可以通过包含处理器(CPU)、网络连接用的通信接口、存储器、保持了程序的计算机可读取的存储介质的计算机装置而实现。
在此，处理器或存储器等通过用于对信息进行通信的总线而连接。此外，计算机可读取的记录介质例如是软盘、光磁盘、ROM、EPROM、CD-ROM、RAM、硬盘等存储介质。此外，程序也可以经由电通信线路从网络被发送。此外，无线基站10或用户终端20也可以包含输入键等输入装置、显示器等输出装置。
无线基站10以及用户终端20的功能结构可以通过上述的硬件来实现，也可以通过由处理器所执行的软件模块来实现，也可以通过两者的组合来实现。处理器使操作***进行操作而控制用户终端的整体。此外，处理器从存储介质将程序、软件模块或数据读出到存储器，并根据这些而执行各种处理。在此，该程序是使计算机执行在上述的各实施方式中说明的各操作的程序即可。例如，用户终端20的控制单元401可以通过在存储器中存储且由处理器所操作的控制程序而实现，关于其他的功能块也可以同样地实现。
以上，详细说明了本发明，但对于本领域技术人员而言，本发明不限于在本说明书中说明的实施方式是显而易见的。例如，上述的各实施方式可以单独使用，也可以组合使用。本发明不脱离由权利要求书的记载所决定的本发明的宗旨以及范围，就能够作为修正以及变更方式来实施。因此，本说明书的记载以例示说明为目的，对本发明没有任何限制性的含义。
本申请基于2014年11月6日申请的特愿2014-226412以及2015年4月9日申请的特愿2015-080327。该内容全部包含于此。

Claims (4)

1.一种终端，其使用***带域的一部分的窄带域，其特征在于，所述终端包括：
接收单元，接收所述窄带域的物理随机接入信道即PRACH用的频率偏移值、和与消息3的窄带域频率位置有关的指示信息；以及
发送单元，根据所述频率偏移值发送随机接入前导码，
所述接收单元在与所述随机接入前导码的信号序列进行了关联的窄带域的资源中接收随机接入响应，
所述发送单元在由随机接入响应所指示的窄带域的资源中发送消息3。
2.如权利要求1所述的终端，其特征在于，
所述发送单元在刚刚发送了随机接入前导码的窄带域中发送所述消息3。
3.一种基站，其与使用***带域的一部分的窄带域的终端进行通信，其特征在于，所述基站包括：
发送单元，发送所述窄带域的物理随机接入信道即PRACH用的频率偏移值、和与消息3的窄带域频率位置有关的指示信息；以及
接收单元，根据所述频率偏移值接收随机接入前导码，
所述发送单元在与所述随机接入前导码的信号序列进行了关联的窄带域的资源中发送随机接入响应，
所述接收单元在由随机接入响应所指示的窄带域的资源中接收消息3。
4.一种无线通信方法，用于使用***带域的一部分的窄带域的终端与基站进行通信，其特征在于，所述无线通信方法包括：
所述基站将所述窄带域的物理随机接入信道即PRACH用的频率偏移值、和与消息3的窄带域频率位置有关的指示信息发送给所述终端的步骤；
所述终端根据来自所述基站的所述频率偏移值对所述基站发送随机接入前导码的步骤；
所述基站在与所述随机接入前导码的信号序列进行了关联的窄带域的资源中向所述终端发送随机接入响应的步骤；以及
所述终端在由随机接入响应所指示的窄带域的资源中向所述基站发送消息3的步骤。
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