JP6340432B2

JP6340432B2 - ユーザ端末、無線基地局、無線通信システムおよび無線通信方法

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Publication number: JP6340432B2
Application number: JP2016557518A
Authority: JP
Inventors: 一樹武田; 浩樹原田; 聡永田
Original assignee: NTT Docomo Inc
Current assignee: NTT Docomo Inc
Priority date: 2014-11-06
Filing date: 2015-10-09
Publication date: 2018-06-06
Anticipated expiration: 2035-10-09
Also published as: US20190036571A1; US10128919B2; EP3217747A4; EP3217747B1; CN107079439A; CN107079439B; JPWO2016072217A1; EP3217747A1; WO2016072217A1; US20170324452A1; JP2018121371A

Description

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、無線通信システムおよび無線通信方法に関する。

ＵＭＴＳ（universal mobile telecommunication 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）。ＬＴＥからのさらなる広帯域化および高速化を目的として、ＬＴＥアドバンストが仕様化され、さらに、たとえばＦＲＡ（future radio access）と呼ばれるＬＴＥの後継システムが検討されている。

ＬＴＥＲｅｌ．１０／１１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、複数のコンポーネントキャリア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。

ＬＴＥのさらなる後継システムであるＬＴＥＲｅｌ．１２においては、複数のセルが異なる周波数帯（キャリア）で用いられるさまざまなシナリオが検討されている。複数のセルを形成する無線基地局が実質的に同一の場合には、上述のキャリアアグリゲーションを適用可能である。複数のセルを形成する無線基地局が完全に異なる場合には、デュアルコネクティビティ（ＤＣ：dual connectivity）を適用することが考えられる。

Ｒｅｌ．８から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た。ライセンスバンドとしては、たとえば８００ＭＨｚ、２ＧＨｚまたは１．７ＧＨｚなどが使用される。

Ｒｅｌ．１３以降のＬＴＥでは、免許不要の周波数帯、すなわちアンライセンスバンドにおける運用もターゲットとして検討されている。アンライセンスバンドとしては、たとえばＷｉ−Ｆｉと同じ２．４ＧＨｚまたは５ＧＨｚ帯などが使用される。Ｒｅｌ．１３ＬＴＥでは、ライセンスバンドとアンライセンスバンドの間でのキャリアアグリゲーション（ＬＡＡ：license-assisted access）を検討対象としているが、将来的にデュアルコネクティビティやアンライセンスバンドのスタンドアローンも検討対象となる可能性がある。

3GPP TS 36.300 "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) and Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN); Overall description; Stage 2"

ＬＴＥＲｅｌ．１０／１１／１２におけるキャリアアグリゲーションでは、ユーザ端末あたりに設定可能なコンポーネントキャリア数が最大５個に制限されている。ＬＴＥＲｅｌ．１３以降では、より柔軟かつ高速な無線通信を実現するため、ユーザ端末あたりに設定可能なコンポーネントキャリア数が６個以上であり、これらのコンポーネントキャリアを束ねる拡張キャリアアグリゲーションが検討されている。

しかし、ユーザ端末あたりに設定可能なコンポーネントキャリア数が６個以上の拡張キャリアアグリゲーションを実現するために、ＰＵＣＣＨの拡張やＭＡＣ制御方式の変更が必要となることが想定される。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、ユーザ端末あたりに設定可能なコンポーネントキャリア数が６個以上の拡張キャリアアグリゲーションを適切に行うことができるユーザ端末、無線基地局、無線通信システムおよび無線通信方法を提供することを目的とする。

本発明のユーザ端末は、６個以上のセルの統合をサポートするユーザ端末であって、一以上のセルをそれぞれ含む複数のセルグループが設定される場合、各セルグループの特定のセルの物理上りリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）を用いて、又は、各セルグループの所定セルに割り当てられる物理上りリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）を用いて、少なくとも一つのＡＣＫ／ＮＡＣＫビットを含む上りリンク制御情報（ＵＣＩ）を送信する送信部と、前記ＵＣＩの送信に前記ＰＵＣＣＨを用いる場合と前記ＰＵＳＣＨを用いる場合との間で別々に、セルグループ毎に複数のＡＣＫ／ＮＡＣＫビットをバンドリングするか否かを制御する制御部と、を具備することを特徴とする。

本発明によれば、ユーザ端末あたりに設定可能なコンポーネントキャリア数が６個以上の拡張キャリアアグリゲーションを適切に行うことができる。

従来のキャリアアグリゲーションを説明する図である。拡張キャリアアグリゲーションを説明する図である。第１の態様における拡張キャリアアグリゲーションの一例を説明する図である。第１の態様における拡張キャリアアグリゲーションの一例を説明する図である。第１の態様における拡張キャリアアグリゲーションの一例を説明する図である。第２の態様における拡張キャリアアグリゲーションの一例を説明する図である。第２の態様における拡張キャリアアグリゲーションの一例を説明する図である。第２の態様における拡張キャリアアグリゲーションの一例を説明する図である。第２の態様における拡張キャリアアグリゲーションの一例を説明する図である。第３の態様におけるアクティブ化／非アクティブ化を指示するＭＡＣＣＥを説明する図である。第３の態様におけるセルグループのアクティブ化／非アクティブ化を説明する図である。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図である。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。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。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。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。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
ＬＴＥＲｅｌ．１０において、最大５個のコンポーネントキャリアを束ねるキャリアアグリゲーションが導入され、広帯域化により高速なデータレートが実現された（図１Ａ参照）。

ＬＴＥＲｅｌ．１１において、インターバンドキャリアアグリゲーションを行うコンポーネントキャリア間で独立かつ異なるタイミング制御を可能とするマルチプルタイミングアドバンス（ＭＴＡ：multiple timing advance）が導入され、非同一位置配置（non-co-located）なコンポーネントキャリアによるキャリアアグリゲーションの最適化が実現された（図１Ｂ参照）。

マルチプルタイミングアドバンスを適用したキャリアアグリゲーションでは、送信タイミングで分類されるタイミングアドバンスグループ（ＴＡＧ：timing advance group）をサポートする。図１Ｂでは、ＣＣ＃１からＣＣ＃３がＴＡＧ＃１にグルーピングされ、ＣＣ＃４およびＣＣ＃５がＴＡＧ＃２にグルーピングされている。タイミングアドバンス値による送信タイミングの制御はタイミングアドバンスグループごとに独立に行われる。このように、マルチプルタイミングアドバンスを適用したキャリアアグリゲーションでは、ユーザ端末が各タイミングアドバンスグループに属するコンポーネントキャリアの送信タイミングを独立に調整することにより、無線基地局でのユーザ端末からの上りリンク信号受信タイミングを合わせることができる。たとえば、無線基地局が形成するＣＣ＃１からＣＣ＃３で送信される信号と、この無線基地局に接続されたＲＲＨ（remote radio head）が形成するＣＣ＃４およびＣＣ＃５では、ユーザ端末の上りリンク送信信号の送信タイミングを独立に制御することができる。

ＬＴＥＲｅｌ．１２において、遅延の無視できない非理想的バックホール（non-ideal backhaul）で接続された複数の無線基地局によるセルグループ（ＣＧ：cell-group）を束ねるデュアルコネクティビティが導入され、より柔軟な配置が実現された（図１Ｃ参照）。

デュアルコネクティビティでは、複数の無線基地局がそれぞれ備えるスケジューラ間で独立にスケジューリングが行われることが想定されている。ユーザ端末には、無線基地局より複数のセルグループ（ＣＧ：cell group）が設定され、セルグループ間で独立にスケジューリングやＨＡＲＱ制御が行われる。これにより、異なる位置に配置され、独立にスケジューリングを行う無線基地局が形成する各セルグループに属するコンポーネントキャリアによるキャリアアグリゲーションが実現される。また、デュアルコネクティビティでは、設定されるセルグループの中においても、マルチプルタイミングアドバンスをサポートする。

図１Ｃでは、ＣＣ＃１からＣＣ＃３がセルグループ＃１にグルーピングされ、ＣＣ＃４およびＣＣ＃５がセルグループ＃２にグルーピングされている。また、セルグループ＃１では、ＣＣ＃１およびＣＣ＃２がＴＡＧ＃１にグルーピングされ、ＣＣ＃３がＴＡＧ＃２にグルーピングされている。セルグループ＃３では、ＣＣ＃４およびＣＣ＃５がＴＡＧ＃３にグルーピングされている。このように、デュアルコネクティビティおよびマルチプルタイミングアドバンスを適用したキャリアアグリゲーションでは、たとえば、第１の無線基地局およびこれに接続されたＲＲＨが形成するＣＣ＃１からＣＣ＃３で送信される信号と、第２の無線基地局が形成するＣＣ＃４およびＣＣ＃５で送信される信号は独立したスケジューラで制御が行われる。さらに、各セルグループの中で、異なるタイミングアドバンスグループに属するコンポーネントキャリア間では、送信タイミングが、各無線基地局のスケジューラ間で調整されて、無線基地局でのユーザ端末からの上りリンク信号受信タイミングを合わせることができる。

しかしながら、図１Ａから図１Ｃに示すように、ＬＴＥＲｅｌ．１２までは、ユーザ端末あたりに設定（configure）可能なコンポーネントキャリア数が、最大５個に制限されている。

これに対して、ＬＴＥＲｅｌ．１３において、ユーザ端末あたりに設定可能なコンポーネントキャリア数の制限をなくした拡張キャリアアグリゲーション（CA enhancement）が検討されている。たとえば、拡張キャリアアグリゲーションでは、図２に示すように、１６個のコンポーネントキャリアを束ねることが検討される。このような拡張キャリアアグリゲーションにより、より柔軟かつ高速な無線通信が実現される。また、このような拡張キャリアアグリゲーションにより、連続する超広帯域の、多数のコンポーネントキャリアを束ねることができる。

このような拡張キャリアアグリゲーションにおいて、上り制御チャネルで必要となるフィードバック情報のオーバーヘッドが大きくなるという課題がある。上り制御チャネルでフィードバックされる制御情報としては、ＨＡＲＱ−ＡＣＫ（hybrid automatic repeat request-acknowledge）やＣＱＩ（channel quality indicator）がある。しかし、これまでのキャリアアグリゲーションでは５個までのコンポーネントキャリアを設定することが想定されていたため、既存の物理上りリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ：physical uplink control channel）のフォーマットでは、最大５個のコンポーネントキャリア分のＨＡＲＱ−ＡＣＫまでしか多重することができない。また、ＣＱＩについても、ＰＵＣＣＨでフィードバックする場合には、１個のコンポーネントキャリア分のＣＱＩしか送信することができない。

さらに、このような拡張キャリアアグリゲーションにおいては、下りリンクに関するユーザ端末制御が煩雑になるという課題もある。既存のキャリアアグリゲーションでは、物理下りリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ：physical downlink control channel）、物理下りリンク共有チャネル（ＰＤＳＣＨ：physical downlink shared channel）または物理上りリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ：physical uplink shared channel）の処理を、コンポーネントキャリアごとに独立に行っている。したがって、コンポーネントキャリア数が増加するにしたがって、そのコンポーネントキャリア数倍の制御処理が必要となる。

このように、拡張キャリアアグリゲーションを実現するためには、ＰＵＣＣＨの拡張やＭＡＣ（medium access control）制御方式の変更が必要となるという課題がある。

これに対して、本発明者らは、ＰＵＣＣＨの拡張やＭＡＣ制御方式の変更と必要とせずに、ユーザ端末あたりに設定可能なコンポーネントキャリア数の制限をなくした拡張キャリアアグリゲーションを実現するための構成を見出した。

（第１の態様）
第１の態様では、拡張キャリアアグリゲーションにおいて、既存のデュアルコネクティビティで規定されるＤｕａｌ−ＰＵＣＣＨを利用する。

デュアルコネクティビティでは、各セルグループに属するコンポーネントキャリアの一にＰＵＣＣＨが設定される。これにより、セルグループごとに独立に上りリンク制御情報（ＵＣＩ：uplink control information）フィードバックが行われる。ＰＵＣＣＨが設定されるコンポーネントキャリアは、たとえば、プライマリセル（ＰＣｅｌｌ）である。

したがって、最大５個のコンポーネントキャリアを束ねることができる従来のキャリアアグリゲーションと、デュアルコネクティビティの構成を組み合わせることにより、最大１０個のコンポーネントキャリアに対応可能な拡張キャリアアグリゲーションが実現できる（図３Ａ参照）。

図３Ａに示す例では、コンポーネントキャリア＃１から＃５までの５ＣＣで構成されるセルグループ＃１、および、コンポーネントキャリア＃６から＃１０までの５ＣＣで構成されるセルグループ＃２において、コンポーネントキャリア＃１および＃６にそれぞれＰＵＣＣＨが設定されている。ユーザ端末は、セルグループごとに、最大５個のコンポーネントキャリアの既存ＬＴＥの仕組みでＵＣＩフィードバックを行う。

各セルグループ内で、マルチプルタイミングアドバンス、すなわちタイミングアドバンスグループ（ＴＡＧ：TA group）が設定されていてもよい（図３Ｂ参照）。

５個のコンポーネントキャリアごとにＰＵＣＣＨを設定するコンポーネントキャリアを１個増やすことにより、たとえば、最大１５個のコンポーネントキャリアや最大２０個のコンポーネントキャリアに対応可能な拡張キャリアアグリゲーションが実現できる（図４参照）。すなわち、従来のキャリアアグリゲーションとデュアルコネクティビティの構成を組み合わせることにより、拡張キャリアアグリゲーションで対応可能な最大コンポーネントキャリア数を増加させることが可能である。

図４に示す例では、セルグループ＃１から＃４の間で、拡張キャリアアグリゲーションが行われる。各セルグループは、最大５個のコンポーネントキャリアで構成される。すなわち、この拡張キャリアアグリゲーションは、２０個のコンポーネントキャリアに対応している。各セルグループに属するコンポーネントキャリアの一にＰＵＣＣＨが設定されている。ユーザ端末は、セルグループごとに、最大５個のコンポーネントキャリアの既存ＬＴＥの仕組みでＵＣＩフィードバックを行う。

図４に示す例において、２個以上のセルグループ間でデュアルコネクティビティを適用することも可能である。

ユーザ端末は、自端末が下りリンクキャリアアグリゲーションおよび上りリンクキャリアアグリゲーションに対応しているバンド組み合わせ情報（band combination）をネットワークに報告してもよい。ユーザ端末は、異なるセルグループに設定可能なバンドの組み合わせや、ＰＵＣＣＨ設定が可能なコンポーネントキャリアの情報（capability）などをネットワークに報告してもよい。

ネットワークは、下りリンクキャリアアグリゲーションまたは上りリンクキャリアアグリゲーションするコンポーネントキャリアの情報、セルグループ設定情報、および、各セルグループにおけるＰＵＣＣＨ設定コンポーネントキャリアの情報を、上位レイヤシグナリングでユーザ端末に通知する。

ユーザ端末は、前記通知された情報に基づき、拡張キャリアアグリゲーションによる通信を開始し、セルグループごとに、最大５個のコンポーネントキャリアの既存ＬＴＥの仕組みで上りリンク制御情報（ＵＣＩ）をフィードバックする。

ＬＴＥＲｅｌ．１１で定義されたタイミングアドバンスグループ（ＴＡＧ）について、設定可能なＴＡＧ数は最大４個までである。しかし、拡張キャリアアグリゲーションにおいて、コンポーネントキャリア数の増加に伴って設定可能なＴＡＧ数を増加してもよい。たとえば、図５Ａに示すように、８個のタイミングアドバンスグループを設定してもよい。

複数のタイミングアドバンスグループは、一般に、ユーザ端末が通信する無線基地局の送受信点が異なる場合に設定される。したがって、現実的には、多数（たとえば、８個）のタイミングアドバンスグループが必要になる可能性は低いため、ＴＡＧ数は、既存の仕様でサポートされる数で十分とも考えられる。そのため、ＴＡＧ数を増加することは、コンポーネントキャリア数やセルグループ数を増加することに比べて制限されてもよい。たとえば、図５Ｂに示すように、複数のセルグループを同一タイミングアドバンスグループに収容してもよい。この場合、ユーザ端末が独立にタイミング制御を行わなければならないＴＡＧ数を増やさずともキャリアアグリゲーションを行うコンポーネントキャリア数を増加できるため、ユーザ端末のコストやバッテリー消費の増加を抑えつつ、ピークの通信データレートを向上することができる。

（第２の態様）
第２の態様では、拡張キャリアアグリゲーションにおいて、既存のキャリアアグリゲーションで規定されるＳｉｎｇｌｅ−ＰＵＣＣＨを利用する。

上述のとおり、既存のＰＵＣＣＨでは、最大５個のコンポーネントキャリア分のＨＡＲＱ−ＡＣＫしか送信することができない。拡張キャリアアグリゲーションにおいて、１個のＰＵＣＣＨに多重可能なＡＣＫ／ＮＡＣＫ（Ａ／Ｎ）ビット数が超過する問題を解決するため、複数のコンポーネントキャリアをグルーピングして、当該グループではＡ／Ｎを束ねる（bundling）構成としてもよい。

図６に示す例では、拡張キャリアアグリゲーションする２０個のコンポーネントキャリアが、Ａ／Ｎグループ＃１から＃４にグルーピングされている。Ａ／Ｎグループは、タイミングアドバンスグループまたはセルグループと同一である。すなわち、ユーザ端末は、タイミングアドバンスグループまたはセルグループを前記Ａ／Ｎグループであるとみなしてもよい。Ａ／Ｎグループに属する各コンポーネントキャリアは、それぞれ各コンポーネントキャリアの下りリンク割り当て情報（DL assignment）を含むＰＤＣＣＨまたはＥＰＤＣＣＨ（enhanced PDCCH）を受信し、その結果を示す肯定応答（ＡＣＫ）または否定応答（ＮＡＣＫ）がグループごとに束ねられる。ユーザ端末は、ＵＣＩ（Ａ／Ｎバンドリング）をＰＣｅｌｌのＰＵＣＣＨリソースを用いて送信する。図６の場合のＡ／Ｎビット数は４ビットとある。各コンポーネントキャリアでＭＩＭＯ（multiple-input and multiple-output）を適用する場合、たとえば２倍のデータを送受信するとなると、そのＡ／Ｎビット数は最大で８ビットとなる。

しかし、この場合、Ａ／Ｎグループ内のいずれかのコンポーネントキャリアで下りリンク割り当て情報の受信ミスが発生した場合、ユーザ端末は、当該Ａ／Ｎグループの当該コンポーネントキャリアで割り当てられた下りリンクデータを正しく受信できていないにも関わらず、そのデータ有無自体を認識できていないため、確認応答を肯定応答（ＡＣＫ）と判定してしまう可能性がある。そこで、無線基地局は、下りリンク割り当て情報を、コンポーネントキャリアごとではなく、Ａ／Ｎグループ（または、タイミングアドバンスグループ、セルグループ）ごとに送信してもよい。すなわち、下りリンク制御情報（DL assignment）および上りリンク制御情報（HARQ-ACK）を、ともにＡ／Ｎグループごとに行ってもよい。ユーザ端末は、下りリンク割り当て情報を検出するとすべての割り当てに対する確認応答（Ａ／Ｎ）を束ね、下りリンク割り当て情報を検出できなければすべての割り当てが不連続送信（ＤＴＸ：discontinuous transmission）となる。

図７に示す例では、拡張キャリアアグリゲーションする２０個のコンポーネントキャリアが、Ａ／Ｎグループ＃１から＃４にグルーピングされ、グループごとに下りリンク割り当てやＡ／Ｎバンドリング（bundling）が行われている。下りリンク割り当て情報（DL assignment）は、Ａ／Ｎグループの１つまたは複数のコンポーネントキャリアで送信される。ユーザ端末は、１つまたは複数のコンポーネントキャリアの下りリンク割り当て情報をブラインド検出によって復号してもよいし、どのコンポーネントキャリアで送信されるのかを、あらかじめ上位レイヤシグナリングなどで指定されていてもよい。

ユーザ端末は、複数の下りリンク割り当て情報に対してブラインド検出を試行し、ＣＲＣ（cyclic redundancy check）チェックできたものを自端末に対する下りリンク割り当て情報と判断する。この下りリンク割り当て情報には、たとえば、どのコンポーネントキャリアにデータが割り当てられているか、各割り当てコンポーネントキャリアのリンクアダプテーション情報（周波数リソース、ＭＩＭＯランク数、ＭＣＳ（modulation and coding scheme）レベル、ＴＢ（transport block）サイズなど）のような、複数コンポーネントキャリアへの割り当て情報が含まれる。それぞれのリンクアダプテーション情報は、グループ内のコンポーネントキャリア間で同一であっても良いし、独立であっても良い。同一な情報が多いほどオーバーヘッドを減らすことができる。独立な情報が多いほど、細かいリンクアダプテーションによるスループット改善効果が得られる。

なお、図８に示すように、１つのＡ／Ｎグループに含まれるコンポーネントキャリア分しかＡＣＫ／ＮＡＣＫがない場合、Ｒｅｌ．１０／１１キャリアアグリゲーションにフォールバックしてもよい。すなわち、ユーザ端末は、１つのＡ／Ｎグループに含まれるコンポーネントキャリアでしか下りリンク割り当て情報を検出しなかった場合、当該Ａ／Ｎグループ内のＣＣに対するＡ／Ｎをバンドリングせずに送信する構成としてもよい。

あるいは、ユーザ端末が、１個のコンポーネントキャリアに対する割り当て情報のみを示したＰＤＣＣＨを検出した場合、Ｒｅｌ．１０／１１キャリアアグリゲーションにフォールバックする構成としてもよい。ユーザ端末は、１個のコンポーネントキャリアに対する割り当て情報のみを含むＰＤＣＣＨと、Ａ／Ｎグルーピングが設定された複数のコンポーネントキャリアに対する割り当て情報を含むＰＤＣＣＨの両方のブラインド検出を試行するものとする。そして、ユーザ端末は、１個のコンポーネントキャリアに対する割り当て情報のみを含むＰＤＣＣＨを検出した場合、Ａ／Ｎをハンドリングせずに送信する構成としてもよい。

５個のコンポーネントキャリアを超えない従来のキャリアアグリゲーションと、５個のコンポーネントキャリアを超える拡張キャリアアグリゲーションの場合とで、ＰＵＣＣＨリソースやＰＵＣＣＨフォーマットを変えてもよい。すなわち、Ａ／Ｎバンドリングの適用有無により、異なるＰＵＣＣＨリソースやＰＵＣＣＨフォーマットでＰＵＣＣＨを送信してもよい。

図９Ａに示すように、任意のコンポーネントキャリアでＰＵＳＣＨの割り当てがある場合、Ａ／Ｎバンドリングを行わずに、ユーザ端末は、ＵＣＩ（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）を、ＰＵＳＣＨリソースを用いて送信してもよい。ＰＵＳＣＨは容量が大きく多数のビットを含めることができるため、Ａ／Ｎバンドリングで圧縮する必要がないためである。この場合のＡ／Ｎビット数は、２０ビットから４０ビットとなる。いずれのコンポーネントキャリアにもＰＵＳＣＨの割り当てがない場合には、図９Ｂに示すように、Ａ／Ｎバンドリングを行って、ユーザ端末は、ＵＣＩ（Ａ／Ｎバンドリング）を、ＰＵＣＣＨリソースを用いて送信してもよい。

（第３の態様）
第３の態様では、拡張キャリアアグリゲーションにおいて、トラフィックの無いときに無用なコンポーネントキャリアを非アクティブ化する方法について説明する。

拡張キャリアアグリゲーションでは、多数のコンポーネントキャリアをキャリアアグリゲーションすることで高いピークレートを達成できるが、電力消費も増大する。したがって、トラフィックが無いときには不要なコンポーネントキャリアを非アクティブ化（de-activation）することが重要となる。しかし、既存ＬＴＥでは、アクティブ化／非アクティブ化（activation/deactivation）を指示するＭＡＣＣＥ（MAC control element）が７ビットしか存在しない（図１０Ａ参照）。すなわち、７セル分しかアクティブ化／非アクティブ化を指示することができない。

そこで、タイミングアドバンスグループ、セルグループまたはＡ／Ｎグループのように、グルーピングされたセル群ごとに、アクティブ化／非アクティブ化を指示してもよい。この場合、図１０Ａに示すＭＡＣＣＥのＣ_ｉは、ＳＣｅｌｌｇｒｏｕｐｉｎｄｅｘｉのセル群に対するアクティブ化／非アクティブ化コマンドを表すものとすることができる。ＳＣｅｌｌｇｒｏｕｐｉｎｄｅｘはあらかじめ上位レイヤで通知するものとする。

ＳＣｅｌｌｉｎｄｅｘｉに基づく従来法では、ＰＣｅｌｌおよびデュアルコネクティビティにおけるＰＳＣｅｌｌは非アクティブ化されない。したがって、当該ＭＡＣＣＥには、ＰＣｅｌｌに相当するＣ_ｉ（＝ＳＣｅｌｌｉｎｄｅｘｉ）が存在しない。そのため、ＳＣｅｌｌｉｎｄｅｘｉに基づく従来法を、そのままＳＣｅｌｌｇｒｏｕｐｉｎｄｅｘｉに基づく方法に置き換えた場合、ＰＣｅｌｌを含むセルグループについてアクティブ化／非アクティブ化コマンドを送信できない。結果として、ＰＣｅｌｌを含むセルグループは、常にアクティブ状態となる（図１１Ａ参照）。

しかし、トラフィックが無いときの電力消費を抑えるためには、ＰＣｅｌｌを含むセルグループにおいても、ＳＣｅｌｌを非アクティブ化できることが望ましい。そこで、第３の態様において、ＰＣｅｌｌまたはＰＳＣｅｌｌを含むセルグループについてもアクティブ化／非アクティブ化コマンドを送信できるようにしてもよい。ユーザ端末は、ＰＣｅｌｌまたはＰＳＣｅｌｌを含むセルグループに対する非アクティブ化を指示された場合、当該セルグループに含まれるＳＣｅｌｌのみをすべて非アクティブ化してもよい（図１１Ｂ参照）。図１１Ｂに示すように、ＰＣｅｌｌまたはＰＳＣｅｌｌは、コマンドにかかわらず常にアクティブ状態とする。

なお、アクティブ化／非アクティブ化をセルグループごとに行うのに加えて、非アクティブ化タイマーなどもグループごとに管理してもよい。ユーザ端末は、当該セルグループが設定された場合、従前はコンポーネントキャリアごとに独立に行っていた非アクティブ化タイマーなどの制御を、グループごとに一括管理する。これによりユーザ端末の実装を簡易化できる。

既存ＬＴＥでは、ＰＨＲ（power headroom report）を報告するＭＡＣＣＥでもアクティブ化／非アクティブ化セルを報告する（図１０Ｂ参照）。具体的には、ＰＨＲを報告するＭＡＣＣＥで、アクティブ化／非アクティブ化セルと、各アクティブ化セルの最大送信電力Ｐ_{ＣＭＡＸ，ｃ}およびＰＨＲを報告する。既存のＰＨＲＭＡＣＣＥに存在しないＣ_０については、新たに行を追加してＭＡＣＣＥを拡大して最大１６セル分のアクティブ化／非アクティブ化セルを報告できるようにするか、あるいはリザーブドビット（Ｒ）の値を０または１とすることで読み替えてもよい。

第３の態様において、ＰＨＲＭＡＣＣＥで報告するＣ_ｉも、ｇｒｏｕｐｉｎｄｅｘｉと解釈してもよい。Ｃ_ｉにより、アクティブ化されたグループを報告し、かつ、アクティブ状態の各コンポーネントキャリアの最大送信電力Ｐ_{ＣＭＡＸ，ｃ}および送信電力余力ＰＨＲを報告してもよい。ＰＨＲタイマーなどもグループごとに管理してもよい。

あるいは、グループ単位でアクティブ化／非アクティブ化することに付随して、新たにグループ単位のＰＨＲ報告を導入してもよい。ユーザ端末は、Ｃ_ｉにより、アクティブ化されたグループを報告し、かつ、当該アクティブ化されたグループ単位の最大許容電力（たとえば、Ｐ_{ＣＭＡＸ，ｇ}）およびグループ単位のＰＨＲを報告してもよい。グループ単位のＰＨＲは、Ｐ_{ＣＭＡＸ，ｇ}からグループ内合計割当電力を引いた値となる。

（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、上述のＬＡＡにおけるアンライセンスバンドでの上りリンク送信動作を行う無線通信方法が適用される。

図１２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。この無線通信システムでは、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とデュアルコネクティビティの両方、またはいずれか一方を適用できる。また、この無線通信システムは、アンライセンスバンドを利用可能な無線基地局を有している。

図１２に示すように、無線通信システム１は、複数の無線基地局１０（１１および１２）と、各無線基地局１０によって形成されるセル内にあり、各無線基地局１０と通信可能に構成された複数のユーザ端末２０と、を備えている。無線基地局１０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。

図１２において、無線基地局１１は、たとえば相対的に広いカバレッジを有するマクロ基地局で構成され、マクロセルＣ１を形成する。無線基地局１２は、局所的なカバレッジを有するスモール基地局で構成され、スモールセルＣ２を形成する。なお、無線基地局１１および１２の数は、図１２に示す数に限られない。

たとえば、マクロセルＣ１をライセンスバンドで運用し、スモールセルＣ２をアンライセンスバンドで運用する形態であってもよい。または、スモールセルＣ２の一部をアンライセンスバンドで運用し、残りのスモールセルＣ２をライセンスバンドで運用する形態であってもよい。無線基地局１１および１２は、基地局間インタフェース（たとえば、光ファイバ、Ｘ２インタフェース）を介して互いに接続される。

ユーザ端末２０は、無線基地局１１および無線基地局１２の双方に接続可能である。ユーザ端末２０は、異なる周波数を用いるマクロセルＣ１およびスモールセルＣ２を、キャリアアグリゲーションまたはデュアルコネクティビティにより同時に使用することが想定される。たとえば、ライセンスバンドを利用する無線基地局１１からユーザ端末２０に対して、アンライセンスバンドを利用する無線基地局１２に関するアシスト情報（たとえば、下りリンク信号構成）を送信できる。また、ライセンスバンドおよびアンライセンスバンドでキャリアアグリゲーションする場合、１つの無線基地局（たとえば、無線基地局１１）が、ライセンスバンドセルおよびアンライセンスバンドセルのスケジュールを制御する構成としてもよい。

ユーザ端末２０は、無線基地局１１に接続せず、無線基地局１２に接続する構成としてもよい。たとえば、アンライセンスバンドを利用する無線基地局１２が、ユーザ端末２０とスタンドアローンで接続する構成としてもよい。この場合、無線基地局１２が、アンライセンスバンドセルのスケジュールを制御する。

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。

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）、下り制御チャネル（ＰＤＣＣＨ：physical downlink control channel、ＥＰＤＣＣＨ：enhanced physical downlink control 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、所定のＳＩＢ（system information block）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。

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）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。

図１３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。図１３に示すように、無線基地局１０は、ＭＩＭＯ（multiple-input and multiple-output）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（送信部および受信部）１０３と、ベースバンド信号処理部１０４と、呼処理部１０５と、インタフェース部１０６とを備えている。

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。

ベースバンド信号処理部１０４では、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（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。

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。送受信部１０３には、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／レシーバ、送受信回路または送受信装置を適用できる。

送受信部１０３は、ユーザ端末２０に対して設定する６個以上のコンポーネントキャリアに関する情報を送信するとともに、セルグループごとに、セルグループに属するコンポーネントキャリアの一からフィードバックされるＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報を受信する。

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。

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、インタフェース部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。

インタフェース部１０６は、基地局間インタフェース（たとえば、光ファイバ、Ｘ２インタフェース）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、インタフェース部１０６は、所定のインタフェースを介して、上位局装置３０と信号を送受信する。

図１４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１４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。

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。

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。制御部３０１には、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、制御回路または制御装置を適用できる。

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下りリンクアサインメントと、上りリンク信号の割り当て情報を通知する上りリンクグラントを生成する。下り制御信号生成部３０２には、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または信号生成回路を適用できる。

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。

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。マッピング部３０４には、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ピング回路またはマッパーを適用できる。

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。

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。

図１５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１５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（送信部および受信部）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。

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。送受信部２０３には、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／レシーバ、送受信回路または送受信装置を適用できる。

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）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）処理、逆高速フーリエ変換（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。

送受信部２０３は、無線基地局１０により設定される複数のコンポーネントキャリアに関する情報を受信するとともに、セルグループごとに、セルグループに属するコンポーネントキャリアの一にＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報をフィードバックする。

図１６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１６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。

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。制御部４０１には、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、制御回路または制御装置が適用される。

制御部４０１は、無線基地局１０により設定される６個以上のコンポーネントキャリアを制御可能である。

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上りリンク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。上り制御信号生成部４０２には、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または信号生成回路を適用できる。

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。

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。

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。

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。

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。

本出願は、２０１４年１１月６日出願の特願２０１４−２２６５０４に基づく。この内容は、全てここに含めておく。

Claims

６個以上のセルの統合をサポートするユーザ端末であって、
一以上のセルをそれぞれ含む複数のセルグループが設定される場合、各セルグループの特定のセルの物理上りリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）を用いて、又は、各セルグループの所定セルに割り当てられる物理上りリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）を用いて、少なくとも一つのＡＣＫ／ＮＡＣＫビットを含む上りリンク制御情報（ＵＣＩ）を送信する送信部と、
前記ＵＣＩの送信に前記ＰＵＣＣＨを用いる場合と前記ＰＵＳＣＨを用いる場合との間で別々に、セルグループ毎に、複数のＡＣＫ／ＮＡＣＫビットをバンドリングするか否かを制御する制御部と、
を具備することを特徴とするユーザ端末。
前記制御部は、前記ＵＣＩの送信に前記ＰＵＣＣＨを用いる場合、前記複数のＡＣＫ／ＮＡＣＫビットをバンドリングし、前記ＵＣＩの送信に前記ＰＵＳＣＨを用いる場合、前記複数のＡＣＫ／ＮＡＣＫビットのバンドリングを中止することを特徴とする請求項１に記載のユーザ端末。
６個以上のセルの統合をサポートするユーザ端末と通信する無線基地局であって、
前記ユーザ端末に一以上のセルをそれぞれ含む複数のセルグループが設定される場合、前記無線基地局に属するセルグループ内の特定のセルの物理上りリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）を用いて、又は、前記セルグループ内の所定セルに割り当てられる物理上りリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）を用いて、少なくとも一つのＡＣＫ／ＮＡＣＫビットを含む上りリンク制御情報（ＵＣＩ）を受信する受信部と、
前記ユーザ端末において前記ＵＣＩの送信に前記ＰＵＣＣＨを用いる場合と前記ＰＵＳＣＨを用いる場合との間で別々に、セルグループ毎にバンドリングするか否かが制御される前記ＡＣＫ／ＮＡＣＫビットに基づいて、物理下りリンク共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）の送信を制御する制御部と、を具備することを特徴とする無線基地局。
６個以上のセルの統合をサポートするユーザ端末において、
一以上のセルをそれぞれ含む複数のセルグループが設定される場合、各セルグループの特定のセルの物理上りリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）を用いて、又は、各セルグループの所定セルに割り当てられる物理上りリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）を用いて、少なくとも一つのＡＣＫ／ＮＡＣＫビットを含む上りリンク制御情報（ＵＣＩ）を送信する工程と、
前記ＵＣＩの送信に前記ＰＵＣＣＨを用いる場合と前記ＰＵＳＣＨを用いる場合との間で別々に、セルグループ毎に複数のＡＣＫ／ＮＡＣＫビットをバンドリングするか否かを制御する工程と、を有することを特徴とする無線通信方法。