JPWO2015194430A1

JPWO2015194430A1 - 端末装置

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Publication number: JPWO2015194430A1
Application number: JP2016529269A
Authority: JP
Inventors: 中村　理; 理中村; 淳悟後藤; 宏道留場; 若原　史郎; 史郎若原; 泰弘浜口
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2014-06-19
Filing date: 2015-06-10
Publication date: 2017-04-20
Also published as: US20170195979A1; WO2015194430A1

Abstract

ライセンスバンド以外の帯域において、適切な送信電力制御を行なう。送信電力の規定のされ方が、ライセンスバンドとライセンスバンド以外の周波数帯域で異なる場合、送信電力制御の式を変更することにより、送信電力制御を行なう。複数のコンポーネントキャリアを同時に送信するキャリアアグリゲーション無線送信部と、該複数のコンポーネントキャリアの各送信電力を制御する送信電力制御部とを備える端末装置であって、前記送信電力制御部は、前記複数のコンポーネントキャリアのうち、専用的に使用できる第１のコンポーネントキャリアでの送信電力を、該第１のコンポーネントキャリアでの送信電力を考慮して算出し、前記専用的に使用できる第１のコンポーネントキャリア以外の第２のコンポーネントキャリアでの送信電力を、前記第１のコンポーネントキャリアでの送信電力を考慮して算出する。

Description

本発明は、端末装置に関する。

第３．９世代の携帯電話の無線通信システムであるＬＴＥ（Long Term Evolution）システムの標準化が完了し、現在は第４世代の無線通信システムの１つとして、ＬＴＥシステムをより発展させたＬＴＥ−Ａ（LTE-Advancedとも称する。）システムの標準化が行なわれている。

ＬＴＥを含めたセルラー通信システムのアップリンク（端末装置から基地局装置への通信。リバースリンクとも呼ばれる。）では、端末装置と基地局装置との距離によって、必要となる送信電力が異なる。そこで端末装置の省消費電力化のため、所定の受信品質を満たすために必要な最低限の電力（以降、所要送信電力と呼ぶ）で送信を行なう、送信電力制御（Transmit Power Control、TPC）が採用されている。なお、ＴＰＣには通信を行なっていない基地局装置への与干渉を抑えるという効果もある。ＬＴＥシステムにおけるＴＰＣは、仕様書で規定されている（非特許文献１）。

また、ＬＴＥシステムでは、端末装置はパワーヘッドルーム（電力余力、PH）を基地局装置に報告（レポート）する仕様になっており、非特許文献１で規定されている。ＰＨとは、端末装置の最大送信電力〔ｄＢｍ〕から、基地局装置での所望の受信電力を達成するために必要な送信電力〔ｄＢｍ〕を減算した値である。ＰＨがプラスの時は、端末装置の送信電力に余裕があること、ＰＨがマイナスの時は、端末装置の余裕がなく、最大送信電力での送信を余儀なくされていることを基地局装置に報告することになる。基地局装置は、通知されたＰＨと実際の受信電力等を考慮して、閉ループのＴＰＣを行なったり、次回のスケジューリング等（例えば、端末装置に割り当てる帯域幅の決定）に用いたりすることで、適切な制御を行なうことができるようになる。

さらに、ＬＴＥ−Ａシステム（LTE Rel.10以降）では、ＬＴＥシステムの１つのシステム帯域をコンポーネントキャリア（CC：Component Carrier、serving cellとも称される）とし、複数のＣＣを同時に使用するキャリアアグリゲーション（Carrier Aggregation、CA）技術も採用されている。ＣＡを行なう場合には、１つのＣＣを制御情報の通知等、すべての機能を実現できるプライマリセル（PCell：Primary cell）として用い、その他のＣＣを主にデータの送受信を行なうためのセカンダリセル（SCell：Secondary cell）として用いる。ここで、ＣＡを行なった時のＴＰＣについても非特許文献１において規定されている。

ところで、ＬＴＥシステムがデータトラフィックの急増に対処していく上で、周波数資源の確保は重要な課題である。これまでＬＴＥシステムが前提とする周波数バンド（周波数帯域）は、無線事業者がサービスを提供する国や地域から使用許可が得られた、いわゆるライセンスバンド（licensed band）と呼ばれる周波数バンドであり、利用可能な周波数帯域には限りがあった。

そこで最近、国や地域からの使用許可を必要としない、いわゆるアンライセンスバンド（unlicensed band）と呼ばれる周波数バンドを用いたＬＴＥシステムの提供が議論されている（非特許文献２参照）。ＬＴＥ−Ａシステムより採用されているＣＡ技術をアンライセンスバンドにも適用することで、ＬＴＥ−Ａシステムは高効率にデータトラフィックの急増に対処できるものとして期待されている。

また、アンライセンスバンドだけではなく、周波数間の混信を防ぐ等の目的により、実際には使われていないホワイトバンドと呼ばれる周波数バンド（例えば、テレビ放送用として割り当てられたものの、地域によっては使われていない周波数バンド）や、これまで特定の事業者に排他的に割り当てられていたものの、将来的に複数の事業者で共用することが見込まれる共用周波数バンド等も、セルラー通信用に今後使用されることが考えらえる。

３ＧＰＰＴＳ３６．２１３Ｖ１１．３．０，"Ｐｈｙｓｉｃａｌｌａｙｅｒｐｒｏｃｅｄｕｒｅ，" ２０１３年６月．ＲＰ−１４０２５９，"ＳｔｕｄｙｏｎＬｉｃｅｎｓｅｄ−ＡｓｓｉｓｔｅｄＡｃｃｅｓｓｕｓｉｎｇＬＴＥ，" ３ＧＰＰＴＳＧＲＡＮＭｅｅｔｉｎｇ＃６３，２０１４年３月．

しかし、アンライセンスバンドやホワイトバンド等のライセンスバンド以外の周波数帯域は、送信電力に関して、各国や各地域でそれぞれ異なる規定がなされているため、ライセンスバンドと同様のＴＰＣを行なうことができない場合があると考えられる。よって、ＴＰＣを行なう場合、それぞれの周波数帯域での規定に基づいた制御を行なうことが必要となる。

本発明はこのような事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、ライセンスバンド以外の周波数帯域を用いた場合における送信電力制御法を提供することにある。

上述した課題を解決するための本発明に係る端末装置は、次の通りである。

（１）すなわち、本発明の端末装置は、複数のコンポーネントキャリアを同時に送信するキャリアアグリゲーション無線送信部と、該複数のコンポーネントキャリアの各送信電力を制御する送信電力制御部とを備える端末装置であって、前記送信電力制御部は、前記複数のコンポーネントキャリアのうち、専用的に使用できる第１のコンポーネントキャリアでの送信電力を、該第１のコンポーネントキャリアでの送信電力を考慮して算出し、前記専用的に使用できる第１のコンポーネントキャリア以外の第２のコンポーネントキャリアでの送信電力を、前記第１のコンポーネントキャリアでの送信電力を考慮して算出することを特徴とする。

このような端末装置により、適切に送信電力をできるから、端末の消費電力を削減できる。

（２）また、本発明の端末装置において、前記送信電力制御部は、前記第２のコンポーネントキャリアでの送信電力を、端末装置の許容最大送信電力から第１のコンポーネントキャリアの送信電力を減算した値以下とすることを特徴とする。

（３）また、本発明の端末装置において、前記送信電力制御部は、前記第２のコンポーネントキャリアでの送信電力を、周波数当たりの電力スペクトル密度を考慮して算出することを特徴とする。

（４）また、本発明の端末装置は、専用的に使用できる第１のコンポーネントキャリアと、該専用的に使用できる第１のコンポーネントキャリア以外の第２のコンポーネントキャリアを少なくとも含む複数のコンポーネントキャリアを同時に送信するキャリアアグリゲーション無線送信部と、該複数のコンポーネントキャリアの各送信電力を制御する送信電力制御部とを備える端末装置であって、前記送信電力制御部は、前記第２のコンポーネントキャリアで制御信号を送信する場合、第２のコンポーネントキャリアでの送信電力を、該第２のコンポーネントキャリアでの送信電力を考慮して算出し、前記第１のコンポーネントキャリアの送信電力を、前記第２のコンポーネントキャリアでの送信電力を考慮して算出することを特徴とする。

このような端末装置により、適切に送信電力をできるから、端末の消費電力を削減あるいはシステムスループットを増加させることができる。

本発明によれば、ライセンスバンド以外の周波数帯域において、適切な送信電力制御を行なうことができるようになるため、端末の消費電力を抑えることができる。また、隣接セルへの与干渉を抑えることができるため、システムのスループットを改善することが可能となる。

通信システムの一例を示す図である。第１の実施形態に係る送信装置の概略構成を示す図である。第２の実施形態に係る送信装置の概略構成を示す図である。第３の実施形態に係る送信装置の概略構成を示す図である。

［第１の実施形態］
本実施形態における通信システムは、基地局装置（送信装置、セル、送信点、送信アンテナ群、送信アンテナポート群、コンポーネントキャリア、evolved Node B（eNB））および端末装置（端末、移動端末、受信点、受信端末、受信装置、受信アンテナ群、受信アンテナポート群、User Equipment（UE））を備える。またライセンスバンド以外の周波数帯域として、本実施形態ではアンライセンスバンドを例に説明を行なうが、本発明はこれに限定されない。

図１は、本発明の第１の実施形態に係るセルラシステムのアップリンク（リバースリンク）の一例を示す概略図である。図１のセルラシステムでは、基地局装置（eNB）１０１が存在し、基地局装置１０１と接続する端末装置１０２が存在する。基地局装置１０１と端末装置１０２は、ライセンスバンドとアンライセンスバンドを用いて通信を行なう。ここで、アンライセンスバンドとは、通信事業者が国や地域から使用許可を必要とせずにサービスの提供が可能な周波数バンドを指す。つまり、アンライセンスバンドとは特定の通信事業者が専用的に使用することができない周波数バンドである。

端末装置１０２は、基地局装置１０１と通信を行なうためのコンポーネントキャリアのうちの一つをＰＣｅｌｌ（Primary cell）として設定しており、ＰＣｅｌｌの周波数バンドはライセンスバンドでことを前提とするが、これに限定されずアンライセンスバンドのコンポーネントキャリアをＰＣｅｌｌとしてもよい。ここで、ライセンスバンドとは、通信事業者がサービスを提供する国や地域から使用許可が得られた周波数バンドを指す。つまり、ライセンスバンドとは特定の通信事業者が専用的に使用することが可能な周波数バンドである。

図２は、本発明の第１の実施形態に係る端末装置１０２の一構成例を示すブロック図である。図２に示す通り、端末装置１０２は、データ発生部２０１、送信信号生成部２０２、無線送信部２０３、送信アンテナ２０４、受信アンテナ２０５、無線受信部２０６、制御情報抽出部２０７、帯域判定部２０８および送信電力制御部２０９を備える。

データ発生部２０１では、端末装置１０２が基地局装置１０１に送信する情報データ（音声、画像等の情報ビット系列）、制御情報データ、参照信号等が発生する。データ発生部２０１の出力は、送信信号生成部２０２に入力される。送信信号生成部２０２では、データ発生部２０１から情報データが入力された場合、制御情報抽出部２０７から入力される制御情報に基づいて、情報データに対して誤り訂正符号化、変調を行ない、変調シンボルを周波数領域信号に変換した後、所定の周波数サブキャリアに配置し、時間領域信号から時間領域信号に変換する。その後、サイクリックプレフィクス（CP）を付加することで送信信号を生成する。送信信号生成部２０２に制御情報データが入力された場合は、制御情報データに対して誤り訂正符号化（あるいは拡散符号による拡散）を行なった後、変調シンボルへの変換を行なう。その後、所定の周波数サブキャリアに配置し、時間領域信号から時間領域信号に変換し、サイクリックプレフィクス（CP）を付加することで送信信号を生成する。送信信号生成部２０２の出力は無線送信部２０３に入力される。無線送信部２０３では、Ｄ／Ａ（Digital to Analog）変換、帯域制限フィルタリングを行なうとともに、無線送信部２０３内に備える電力増幅器によって送信信号の電力を増幅する。なお、どの程度電力を増幅するかは、送信電力制御部２０９から入力される送信電力制御情報によって決定される。送信電力制御部２０９の処理については後述する。無線送信部２０３はさらにベースバンド信号から搬送波周波数へのアップコンバージョンを適用する。無線送信部２０３が出力する信号は、送信アンテナ２０４を介して基地局装置１０１に送信される。

なお、基地局装置１０１から送信された信号は、受信アンテナ２０５を介して無線受信部２０６に入力される。無線受信部２０６は、搬送波周波数からベースバンドへのダウンコンバージョン、ＡＧＣ（Auto Gain Control）、帯域制限フィルタリング、Ａ／Ｄ（Analog to Digital)変換等が適用され、得られた信号は制御情報抽出部２０７に入力される。制御情報抽出部２０７は、入力された信号から、制御情報を抽出し、送信信号生成部２０２、帯域判定部２０８、および送信電力制御部２０９に入力する。

次に帯域判定部２０８について説明を行なう。帯域判定部２０８は、無線送信部２０３から送信される信号がどの帯域（周波数帯）を用いて送信されるかを判定する。判定のために必要な制御情報としては、例えばＴＤＤ（Time Division Duplex）の場合、無線受信部２０６で受信した制御情報がどの帯域であるか、あるいは、ＦＤＤ（Frequency Division Duplex）の場合、無線受信部２０６で受信した制御情報がどの帯域であり、そのダウンリンクの帯域と関連付けられているアップリンクの帯域がどの帯域か、という情報である。また端末装置１０２が複数の帯域（コンポーネントキャリア）を同時に用いて通信を行なう場合、制御情報を受けた帯域、あるいは関連付けられたアップリンクの帯域以外の帯域を使用して、端末装置１０２が信号伝送を行なってもよい。ＬＴＥでは複数の送受信可能な帯域（コンポーネントキャリア）に論理的なインデックスを付け、そのインデックスにより伝送に用いる帯域を指定する制御情報はＣＩＦ（Carrier Indicator Field）と呼ばれている。帯域判定部２０８は、ＣＩＦ等の伝送に用いる帯域を指定する制御情報に基づいて、端末装置１０２がアップリンクに使用する帯域がどのような帯域であるかを判定してもよい。ここで判定とは、アップリンク伝送に用いる周波数帯域が、ライセンスバンドであるか、アンライセンスバンドであるかを指す。ここで、周波数帯域がアンライセンスバンドであるかライセンスバンドであるかを示す情報を、以降、ライセンス情報と呼ぶ。帯域判定部２０８で生成されたライセンス情報は、送信電力制御部２０９に入力される。

送信電力制御部２０９では、帯域判定部２０８から入力されるライセンス情報と制御情報抽出部２０７から入力される送信電力制御に用いる制御情報と、送信電力制御を行なうための式とから送信電力制御を行なう。例えば、第iサブフレームで、アップリンクのデータ情報を送信するためのチャネル（PUSCH：Physical uplink shared channel）の送信電力制御の式は、次式で表される。

ここでＰ_{ＣＭＡＸ，ｃ}（ｉ）は、第ｃコンポーネントキャリア第iサブフレームにおける許容最大送信電力を示す値であり、基地局装置１０１から指定される範囲で、端末装置１０２が設定可能な値である。また右辺の下段は、基地局装置１０１が要求する送信電力（所要送信電力）である。式が示すように、端末装置１０２は最大送信電力を超えない範囲で送信電力を抑えつつ、所望の品質による伝送を行なうため、許容最大送信電力と所要送信電力の低い方の電力で伝送を行なうことになる。

なお、所要送信電力の算出には、第ｉサブフレームでのＰＵＳＣＨの割り当てリソースブロック数Ｍ_{ＰＵＳＣＨ，ｃ}（ｉ）、目標受信電力を示すパラメータＰ_{Ｏ＿ＰＵＳＣＨ，ｃ}（ｊ）、フラクショナルＴＰＣを行なうためのパラメータであるα_ｃ（ｊ）、選択されたＭＣＳによって決定されるΔ_ＴＦ，ｃ（ｉ）、およびＴＰＣコマンドと呼ばれる閉ループＴＰＣのためのパラメータｆ_ｃ（ｉ）等が必要であり、これらの送信電力制御に用いる制御情報は、制御情報抽出部２０７から入力される。またＰＬ_ｃは第ｃコンポーネントキャリアにおけるパスロス値であり、一般に、基地局１０１の送信電力と端末装置１０２での受信電力とから端末装置１０２が算出する、ダウンリンクのパスロス推定値が用いられる。

ここで、本実施形態に係る送信電力制御において用いられる式について説明を行なう。ライセンス情報がライセンスバンドを示す場合、送信電力制御部２０９は従来の送信電力制御で用いられている式１を用いて送信電力制御を行なう。一方、ライセンス情報がアンライセンスバンドの場合、従来とは異なる式によって送信電力制御を行なう。これは、ライセンスバンドでは最大送信電力が規定されている一方、アンライセンスバンドではライセンスバンドと異なる方法、例えば単位帯域当たりの電力、つまり電力スペクトル密度によって送信電力が制限されることがあるためである。このような場合、従来と同様の式によって送信電力を制限すると、規定値以上の電力によって送信を行なってしまう可能性がある。そこで、本実施形態の送信電力制御部２０９では、例えば次式に基づく送信電力制御を行なうことを考える。

数２では、数１と比較してＰ_{ＣＭＡＸ，ｃ}とは異なる規定がなされている。ここで上段のＸ_ＵＬＢは、アンライセンスバンドにおいて電力スペクトル密度をＸ_ＵＬＢ〔ｄＢｍ／ｋＨｚ〕以下としなければいけないという規定がされている場合に設定される値である。また上段の第２項は、リソース割り当ての帯域幅Ｍ_{ＰＵＳＣＨ，ｃ}（ｉ）と１リソースブロック（RB）のサブキャリア数Ｎ_ｓｃ ^ＲＢ、サブキャリア間隔Δｆ〔ｋＨｚ〕から構成され、第２項全体で使用帯域幅〔ｋＨｚ〕を示しており、上段全体では、電力スペクトル密度をＸ_ＵＬＢと規定された場合に、使用帯域幅において許容される送信電力〔ｄＢｍ〕を示している。

このように、従来とは異なる式によって送信電力を制御することにより、異なる規制（レギュレーション）によって送信電力が制限される場合においても、適切な電力制御を行なうことができる。なお、許容最大送信電力スペクトル密度Ｘ_ＵＬＢあるいはＸ_ＵＬＢに関する情報は、システムで予め規定されていてもよいし、システム情報（例えばSIB（System Information Block））として基地局装置１０１等から端末装置１０２に通知されてもよい。また、Ｘ_ＵＬＢあるいはＸ_ＵＬＢに関する情報は、周波数帯域毎、あるいはキャリアコンポーネント毎に異なる値を設定可能としてもよい。

また、アンライセンスバンドが、端末装置１０２が持つ最大送信電力および単位周波数当たりの平均送信電力（つまり電力スペクトル密度）両方によって制限される場合も考えられる。この場合、例えば次式によって送信電力が制御される。

上式のように、アンライセンスバンドが、端末装置１０２が持つ最大送信電力と電力スペクトル密度の両方によって制限される場合、許容最大送信電力、許容最大送信電力スペクトル密度、および所望送信電力の内、最も低い電力で送信が行なわれる。またアンライセンスバンドにおいて、式２で送信電力を制御するのか、式３で制御するのかは、予め決まっていてもよいし、システム情報として送信されてもよい。さらに端末装置毎、あるいは基地局装置毎、あるいはサブフレーム毎に制御方法を変更する等の目的のため、ＲＲＣ（Radio Resource Control）等による制御情報の通知によって使用する式を変更してもよい。

送信電力制御部２０９によって算出された送信電力の値は、無線送信部２０３に入力される。無線送信部２０３では、入力された送信電力に基づいて送信電力の増幅が行なわれる。なお、電力増幅は無線送信部２０３内の電力増幅器のみによって実現されてもよいし、ＤＡ変換前のディジタル信号を変更することでなされてもよいし、ディジタル信号の調整とアナログの電力増幅器の両方によって電力増幅がなされてもよい。

このように、送信電力の規定のされ方が、ライセンスバンドとライセンスバンド以外の周波数帯域（例えばアンライセンスバンド）で異なる場合、送信電力制御の式を変更することにより、送信電力制御を行なう。この結果、規定を超える送信電力で送信を行なうことなく、必要最低限の電力で伝送を行なうことができる。

なお、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ｂ、ｇ、ａｃ等の無線ＬＡＮ（Wi-Fi）は、アンライセンスバンドを用いた通信を行なうが、Ｗ−ＣＤＭＡやＬＴＥと異なり、送信電力制御を行なっていない、つまりアンライセンスバンドにおいて、必ずしも送信電力制御を行なわなくてもよい。そこで端末装置１０２が、ライセンスバンドのプライマリセル（PCell）のＰＤＣＣＨ（あるいはEPDCCH）によって、アンライセンスバンドのセカンダリセル（SCell）での伝送が割り当てられた場合、送信電力制御を行なわないとしてもよい。つまり、アップリンクの割り当てがいずれの帯域（ライセンスバンドあるいはアンライセンスバンド）であるか（つまりライセンス情報）によって、送信電力制御を行なうか行なわないかを送信電力制御部２０９が設定してもよい。

さらに、本実施形態においては、許容最大送信電力以外の送信電力に関する規定として、アンライセンスバンドでは送信電力スペクトル密度が制限される場合を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、許容最大送信電力は３ＧＰＰＴＳ３６．１０１の６．２．５によって規定されているが、アンライセンスバンドでは、これに加え、アンライセンスバンド固有の許容最大送信電力が同様に規定されてもよい。これを例えばＰ_{ＣＭＡＸ，ＵＬＢ}とすると、アンライセンスバンドでは、Ｐ_ＣＭＡＸに加え、Ｐ_{ＣＭＡＸ，ＵＬＢ}によっても送信電力が制限されることになる。これにより、アンライセンスバンドの送信電力が規定値内に収まると同時に、適切な送信電力制御を行なうことができる。

また、上記の場合、端末装置１０２が持つ最大送信電力と、アンライセンスバンドの規定による最大送信電力の２つが定義されることとなるが、端末装置１０２が持つ最大送信電力Ｐ_{ＣＭＡＸ，ｃ}がライセンスバンドとアンライセンスバンドとで、異なる制限を受けることで、アンライセンスバンドにおける送信電力が制御されてもよい。例えば、端末装置１０２は、Ｐ_{ＣＭＡＸ，ｃ}がＰ_{ＣＭＡＸ＿Ｌ，ｃ}以上、Ｐ_{ＣＭＡＸ＿Ｈ，ｃ}以下となるように制御する。ここでＰ_{ＣＭＡＸ＿Ｈ，ｃ}は、端末装置１０２で規定されているＰ_{ＰｏｗｅｒＣｌａｓｓ}とＲＲＣで通知されるＰ_{ＥＭＡＸ，ｃ}の小さい値とすることが仕様書（3GPP TS36.101）に記載されているが、さらにアンライセンスバンドではもう１つ変数を加え、３つの値の中の最も小さい値をＰ_{ＣＭＡＸ＿Ｈ，ｃ}としてもよい。また、Ｐ_{ＣＭＡＸ＿Ｈ，ｃ}ではなくＰ_{ＣＭＡＸ＿Ｌ，ｃ}を制御することでアンライセンスバンドの送信電力が規定値内に収まるように制御してもよい。

［第２の実施形態］
第１の実施形態では、所定のコンポーネントキャリアについてのみによって送信電力制御が適用される場合について考えた。これは瞬間的にアンライセンスバンド単独で通信を行なう、あるいはアンライセンスバンドとライセンスバンドが独立して送信電力制御される場合を想定していることになる。ところが、アンライセンスバンドとライセンスバンドは、ＣＡによって同時に用いられ、かつ、総送信電力が規定値以下となるように制御されることが考えられる。そこで本実施形態では、アンライセンスバンドとライセンスバンドがＣＡされる場合において、アンライセンスバンドの送信電力制御がライセンスバンドの送信電力制御に依存する場合について説明を行なう。

本実施形態の端末装置１０２の構成について図３を用いて説明を行なう。データ発生部３０１で派生した情報ビット系列は、Ｓ／Ｐ変換部３０２に入力され、シリアル‐パラレル変換が適用され、それぞれＣＣ１送信信号生成部３０３−１およびＣＣ２送信信号生成部３０３−２に入力される。ここで図３ではＣＣの数を２としているが、本発明はこれに限定されず、ＣＣの数はいくつであってもよい。なおＣＣ１送信信号生成部３０３−１およびＣＣ２送信信号生成部３０３−２では、図２の送信信号生成部２０２と同様の処理がなされる。ＣＣ１送信信号生成部３０３−１およびＣＣ２送信信号生成部３０３−２が出力する送信信号は、それぞれＣＡ無線送信部３０４に入力される。ＣＡ無線送信部３０４での処理は図２の無線送信部２０３とほぼ同様であるが、各ＣＣに対して異なる送信電力制御を行ない、その後合成する構成を含んでいる点が図２の無線送信部２０３と異なる。なお帯域判定部３０９は、各ＣＣのライセンス情報を判定し、送信電力制御部３１０に入力し、送信電力制御部３１０は、各ＣＣにおける送信電力を算出する点が図２と異なる。

現行のＬＴＥにおいてＣＡを行なう場合、送信電力制御部３１０は、非特許文献１に記載されている次式に基づいて電力制御がなされる。

ここで右辺は、許容最大送信電力の真値（linear value）から、ＰＵＣＣＨ（Physical uplink control channel）の送信電力の真値を減算することを示している。左辺は各コンポーネントキャリアの送信電力の真値の合計値が、各コンポーネントキャリアで共通の重みｗ（ｉ）を乗算することにより、第ｉサブフレームにおけるＰＵＳＣＨ全体の送信電力が、許容最大送信電力からＰＵＣＣＨの送信電力を減算した値以下に収まるように制御される。

ここで、アンライセンスバンドとライセンスバンドのＣＡが行なわれた場合について考える。初めに、ライセンスバンドは従来と同様の制御がなされ、アンライセンスバンドは、アンライセンスバンドのみで制御される場合について説明を行なう。このような場合、送信電力制御部３１０は、例えば次式によって送信電力制御がなされる。

数５の上段の式は、従来と同様、ライセンスバンドにおけるＰＵＳＣＨの合計電力が、許容最大送信電力からＰＵＣＣＨの送信電力を減算した値以下となるように制御することを示している。一方、アンライセンスバンドでは、数５の下段の式で示しているように、ライセンスバンドとは独立した最大送信電力が規定され、アンライセンスバンド（ULB）のＣＡを行なったＰＵＳＣＨの合計電力が、アンライセンスバンドの最大送信電力以下となるように制御される。ここで、下段の式の右辺のアンライセンスバンドにおける最大送信電力は、システムで予め規定されていてもよいし、システム情報として基地局装置１０１から通知されてもよい。さらに、数５ではライセンスバンドとアンライセンスで共通の重みｗ（ｉ）を用いることを仮定しているが、ライセンスバンドとアンライセンスバンド（あるいは送信電力が規定される帯域毎）で、異なる重み付けを行なってもよい。なお、端末装置１０２はアンライセンスバンドにおいてＰＵＣＣＨを送ることも可能である。この場合、送信電力制御部３１０はアンライセンスバンドのＰＵＳＣＨの送信電力について、許容最大送信電力からＰＵＣＣＨの送信電力を減算した値以下となるように制御することができる。

このように、数５によってライセンスバンドおよびアンライセンスバンドの送信電力を制御することにより、ライセンスバンドは従来と同様の制御を行なうことが可能であり、アンライセンスバンドは、ライセンスバンドの使用状況によらない送信電力制御を行なうことが可能となる。

次にアンライセンスバンドの送信電力が、ライセンスバンドの送信電力も考慮して規定される場合について説明を行なう。ここで、アンライセンスバンドでの伝送は、電子機器（例えば電子レンジ等）の回路等から想定外の干渉等により、伝送特性が劣化する可能性がある。そこでアンライセンスバンドよりライセンスバンドの伝送が優先されることが望ましい。この場合、ライセンスバンドに関しては、数４と同様の送信電力制御がなされ、アンライセンスバンドに関しては次式によって送信電力制御が行なわれることが考えられる。

ここで数６の右辺は、許容最大送信電力からＰＵＣＣＨの送信電力およびライセンスバンドでのＰＵＳＣＨの送信電力を減算した値になっている。アンライセンスバンドにおけるＰＵＳＣＨの送信電力は、アンライセンスバンドにおける各コンポーネントキャリアのＰＵＳＣＨの送信電力にｗ_ＵＬＢ（ｉ）による重み付けを行ない、合計した値が右辺の値以下となるように制御する。この結果、ＰＵＣＣＨおよびライセンスバンドにおけるＰＵＳＣＨの送信を優先しつつ、規定の範囲内で、アンライセンスバンドにおいてＰＵＳＣＨを送信することが可能となる。なおｗ_ＵＬＢが設定される時、ｗ_ＬＢ（ｉ）≧ｗ_ＵＬＢ（ｉ）とすることで、ライセンスバンドに優先的に電力を分配することができる。さらにｗ_ＬＢ（ｉ）≠１、つまりライセンスバンドにおいて所要送信電力よりも小さい電力で送信された場合、ｗ_ＵＬＢ（ｉ）＝０とすることで、アンライセンスバンドによるＰＵＳＣＨの伝送は行なわないとすることもできる。ただしこの場合、送信電力を０とするのではなく、端末装置１０２への無線リソースの割り当て自体をそもそも行なわない構成としてもよい。

なお、上記では、アンライセンスバンドはライセンスバンドと比較して他システムの干渉を受けやすい環境にあるため、ライセンスバンドに優先して電力を割り当てることを説明したが、アンライセンスバンドで送信される信号の種類によっては、例外的にアンライセンスバンドを優先して電力を割り当てることが考えられる。例えば、アンライセンスバンドのコンポーネントキャリアで制御情報を送信し、ライセンスバンドのコンポーネントキャリアでデータ情報を送信する場合は、アンライセンスバンドに電力を多く割り当ててもよい。ここでアンライセンスバンドのコンポーネントキャリアで送信される制御情報は、ＰＵＣＣＨで送信される場合も、ＰＵＳＣＨで送信される場合も含まれる。さらに、制御情報にも複数の種類があり、送信する制御情報の種類に限定を加えてもよい。例えば、アンライセンスバンドでＡＣＫ／ＮＡＣＫを送信し、ライセンスバンドでは情報データのみを送信する場合は、アンライセンスバンドに優先的に電力を割り当てる一方、アンライセンスバンドでＣＳＩ（Channel state information）を送信する場合は、ライセンスバンドに優先的に電力を割り当てる。またライセンスバンドでＳＲＳ（Sounding reference signal）を送信する場合は、アンライセンスバンドに優先的に電力を割り当ててもよい。

本実施形態では、アンライセンスバンドとライセンスバンドを同時に使用する際に、つまりＣＡがなされる場合の送信電力制御について説明を行なった。ライセンスバンドとアンライセンスバンドとで、それぞれ独立に電力制御が適用される場合、アンライセンスバンドにおける最大送信電力に基づいて送信電力制御が適用され、ライセンスバンドとアンライセンスバンドとで、互いに依存した電力制御が適用される場合は、ライセンスバンドにおけるＰＵＣＣＨとＰＵＳＣＨの送信電力を優先し、残った電力の範囲内でアンライセンスバンドの送信電力制御を行なうことについて説明した。このようにアンライセンスバンドにおける送信電力の規定のされ方によって、送信電力の制御方法を変更することで、送信電力の規定を順守しつつ、適切な送信電力による伝送を行なうことができる。

［第３の実施形態］
第１および第２の実施形態においては説明を省略したが、ＬＴＥにおいてはＰＨ（パワーヘッドルーム、電力余力）を呼ばれる値を端末装置１０２が基地局装置１０１に通知することになっている。ＰＨは許容最大送信電力Ｐ_{ＣＭＡＸ，ｃ}から所要送信電力を減算した値であり、ＰＨがプラスの場合、端末装置１０２の送信電力に余力があることを示し、マイナスの場合、基地局装置１０１が求める送信電力での送信を行なうことができておらず、最大送信電力での送信を余儀なくされていることになる。

ところで、アンライセンスバンドにおいては、上記の実施形態で説明したように、Ｐ_{ＣＭＡＸ，ｃ}以外の規制によって送信電力が抑えられることが考えられる。この場合、Ｐ_{ＣＭＡＸ，ｃ}から所要送信電力を減算した値がプラスであっても、Ｐ_{ＣＭＡＸ，ｃ}以外の規定によって送信電力が抑えられることが考えられる。この場合、基地局装置１０１はＰＨとしてプラスが通知されているため、端末装置１０２の送信電力に余力があるとみなし、閉ループの送信電力制御によって、送信電力の更なる増加を求めることがある。一方、端末装置１０２はＰ_{ＣＭＡＸ，ｃ}以外の規制によって送信電力を抑えられているため送信電力を増加させることができないという状態を招くことが考えられる。つまり、端末装置１０２がＰＨを通知するにもかかわらず、基地局装置１０１は端末装置１０２の送信電力余力を把握できないという問題が生じる。

そこで本実施形態では、Ｐ_{ＣＭＡＸ，ｃ}以外の規制によってアンライセンスバンドにおける送信電力が規定された場合にも、ＰＨを適切に算出する方法について図４を用いて説明を行なう。

送信電力制御部４０９で算出される基地局装置１０１が求める送信電力値はＰＨ算出部４１０に入力される。従来のＬＴＥのＰＨの算出法は、非特許文献１に記載されている。ここで、ＬＴＥＲｅｌ−１０以降は、ＰＵＣＣＨとＰＵＳＣＨの同時送信を許容したことにより、第ｃコンポーネントキャリアのＰＨとして、ＰＨ_{ｔｙｐｅ１，ｃ}（ｉ）とＰＨ_{ｔｙｐｅ２，ｃ}（ｉ）という２つのＰＨが存在するが、ＰＨ_{ｔｙｐｅ１，ｃ}（ｉ）についてのみ説明を行なう。ＰＨ_{ｔｙｐｅ２，ｃ}（ｉ）についてもＰＨ_{ｔｙｐｅ１，ｃ}（ｉ）と同様に考えることで算出することができる。

本実施形態におけるＰＨ算出部４１０でのＰＨ_{ｔｙｐｅ１，ｃ}（ｉ）の算出式を次に示す。

上式に示しているように、従来のライセンスバンドにおいてはＰ_{ＣＭＡＸ，ｃ}から所要送信電力を減算した値をＰＨとしていたのに対し、本実施形態では、アンライセンスバンドのコンポーネントキャリアでは、Ｐ_{ＣＭＡＸ，ｃ}とＰ_{ＣＭＡＸ，ｃ}以外による規定値の内、低い値を選択し、選択した値から所要送信電力を減算した値をＰＨとする。このようにＰＨを規定することで、端末装置１０２の電力制限に則したＰＨを基地局装置１０１に通知することが可能となる。

ここで、ＰＨはセルラシステム全体のスループットを左右する重要な値であるので、基地局装置１０１に必ず送達されることが望ましい。そこで、ＰＨは電力制限の影響を受けやすいアンライセンスバンドではなく、ライセンスバンドのＰＣｅｌｌ（あるいはSCell）のＰＵＳＣＨによって送信することで、基地局装置１０１で適切に受信される確率を向上させることができる。

また、数７のようにＰＨが定義されず、従来のライセンスバンドと同様、Ｐ_{ＣＭＡＸ，ｃ}から所要送信電力を減算した値をＰＨと定義された場合、基地局装置１０１はＰＨを受信しても、端末装置１０２がアンライセンスバンドの送信電力規制によって制限を受けている場合、ＰＨは意味をなさず、無駄な情報となってしまう可能性がある。そこで、ライセンスバンドにおけるＰＨは送信する一方、アンライセンスバンドにおけるＰＨは送信しないとすることで、アップリンクの制御情報を削減することができる。

なお、本発明に係る基地局装置及び端末装置で動作するプログラムは、本発明に関わる上記実施形態の機能を実現するように、ＣＰＵ等を制御するプログラム（コンピュータを機能させるプログラム）である。そして、これら装置で取り扱われる情報は、その処理時に一時的にＲＡＭに蓄積され、その後、各種ＲＯＭやＨＤＤに格納され、必要に応じてＣＰＵによって読み出し、修正・書き込みが行なわれる。プログラムを格納する記録媒体としては、半導体媒体（例えば、ROM、不揮発性メモリカード等）、光記録媒体（例えば、DVD、MO、MD、CD、BD等）、磁気記録媒体（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスク等）等のいずれであってもよい。また、ロードしたプログラムを実行することにより、上述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムの指示に基づき、オペレーティングシステムあるいは他のアプリケーションプログラム等と共同して処理することにより、本発明の機能が実現される場合もある。

また、市場に流通させる場合には、可搬型の記録媒体にプログラムを格納して流通させたり、インターネット等のネットワークを介して接続されたサーバコンピュータに転送したりすることができる。この場合、サーバコンピュータの記憶装置も本発明に含まれる。また、上述した実施形態における端末装置および基地局装置の一部、または全部を典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現してもよい。受信装置の各機能ブロックは個別にチップ化してもよいし、一部、または全部を集積してチップ化してもよい。各機能ブロックを集積回路化した場合に、それらを制御する集積回路制御部が付加される。

また、集積回路化の手法はＬＳＩに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現してもよい。また、半導体技術の進歩によりＬＳＩに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いることも可能である。

なお、本願発明は上述の実施形態に限定されるものではない。本願発明の端末装置は、移動局装置への適用に限定されるものではなく、屋内外に設置される据え置き型、または非可動型の電子機器、例えば、ＡＶ機器、キッチン機器、掃除・洗濯機器、空調機器、オフィス機器、自動販売機、その他生活機器などに適用出来ることは言うまでもない。

以上、この発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も請求の範囲に含まれる。

本発明は、端末装置に用いて好適である。

なお、本国際出願は、２０１４年６月１９日に出願した日本国特許出願第２０１４−１２５９９１号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願第２０１４−１２５９９１号の全内容を本国際出願に援用する。

１０１基地局装置
１０２端末装置
２０１データ発生部
２０２送信信号生成部
２０３無線送信部
２０４送信アンテナ
２０５受信アンテナ
２０６無線受信部
２０７制御情報抽出部
２０８帯域判定部
２０９送信電力制御部
３０１データ発生部
３０２Ｓ／Ｐ変換部
３０３−１ＣＣ１送信信号生成部
３０３−２ＣＣ２送信信号生成部
３０４ＣＡ無線送信部
３０５送信アンテナ
３０６受信アンテナ
３０７無線受信部
３０８制御情報抽出部
３０９帯域判定部
３１０送信電力制御部
４０１データ発生部
４０２送信信号生成部
４０３無線送信部
４０４送信アンテナ
４０５受信アンテナ
４０６無線受信部
４０７制御情報抽出部
４０８帯域判定部
４０９送信電力制御部
４１０ＰＨ算出部

Claims

複数のコンポーネントキャリアを同時に送信するキャリアアグリゲーション無線送信部と、該複数のコンポーネントキャリアの各送信電力を制御する送信電力制御部とを備える端末装置であって、
前記送信電力制御部は、前記複数のコンポーネントキャリアのうち、専用的に使用できる第１のコンポーネントキャリアでの送信電力を、該第１のコンポーネントキャリアでの送信電力を考慮して算出し、
前記専用的に使用できる第１のコンポーネントキャリア以外の第２のコンポーネントキャリアでの送信電力を、前記第１のコンポーネントキャリアでの送信電力を考慮して算出することを特徴とする端末装置。
前記送信電力制御部は、前記第２のコンポーネントキャリアでの送信電力を、端末装置の許容最大送信電力から第１のコンポーネントキャリアの送信電力を減算した値以下とすることを特徴とする請求項１記載の端末装置。
前記送信電力制御部は、前記第２のコンポーネントキャリアでの送信電力を、周波数当たりの電力スペクトル密度を考慮して算出することを特徴とする請求項１または２記載の端末装置。
専用的に使用できる第１のコンポーネントキャリアと、該専用的に使用できる第１のコンポーネントキャリア以外の第２のコンポーネントキャリアを少なくとも含む複数のコンポーネントキャリアを同時に送信するキャリアアグリゲーション無線送信部と、該複数のコンポーネントキャリアの各送信電力を制御する送信電力制御部とを備える端末装置であって、
前記送信電力制御部は、前記第２のコンポーネントキャリアで制御信号を送信する場合、第２のコンポーネントキャリアでの送信電力を、該第２のコンポーネントキャリアでの送信電力を考慮して算出し、前記第１のコンポーネントキャリアの送信電力を、前記第２のコンポーネントキャリアでの送信電力を考慮して算出することを特徴とする端末装置。