JPWO2017078129A1 - ユーザ端末、無線基地局及び無線通信方法 - Google Patents

Abstract

既存のＬＴＥシステムの最小のシステム帯域幅よりも狭い帯域に使用帯域が制限される場合であっても、通信オーバヘッドを抑制する。ユーザ端末は、複数の無線リソースで構成されるパターンに基づいて、無線基地局と信号の送信及び／又は受信を行う送受信部と、ユーザ端末固有情報に基づいて、前記パターンを複数のパターンから決定する制御部とを有する。

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、無線基地局及び無線通信方法に関する。

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）。また、ＬＴＥからの更なる広帯域化及び高速化を目的として、ＬＴＥの後継システム（例えば、ＬＴＥ−Ａ（LTE-Advanced）、ＦＲＡ（Future Radio Access）、４Ｇ、５Ｇなどともいう）も検討されている。

ところで、近年、通信装置の低コスト化に伴い、ネットワークに繋がれた装置が、人間の手を介さずに相互に通信して自動的に制御を行う機器間通信（Ｍ２Ｍ：Machine-to-Machine）の技術開発が盛んに行われている。特に、３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）は、Ｍ２Ｍの中でも機器間通信用のセルラシステムとして、ＭＴＣ（Machine Type Communication）の最適化に関する標準化を進めている（非特許文献２）。ＭＴＣ用ユーザ端末（ＭＴＣ ＵＥ（User Equipment））は、例えば電気メータ、ガスメータ、自動販売機、車両、その他産業機器などの幅広い分野への利用が考えられている。

3GPP TS 36.300 "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) and Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN); Overall description; Stage 2" 3GPP TS 36.888 "Study on provision of low-cost Machine-Type Communications (MTC) User Equipments (UEs) based on LTE (Release 12)"

ＭＴＣでは、コストの低減及びセルラシステムにおけるカバレッジエリアの改善の観点から、簡易なハードウェア構成で実現可能なＭＴＣ用ユーザ端末（ＬＣ（Low-Cost）−ＭＴＣ ＵＥ）の需要が高まっている。このようなＬＣ−ＭＴＣ ＵＥの通信方式として、非常に狭い帯域でのＬＴＥ通信（例えば、ＮＢ−ＩｏＴ（Narrow Band Internet of Things）、ＮＢ−ＬＴＥ（Narrow Band LTE）、ＮＢセルラＩｏＴ（Narrow Band cellular Internet of Things）、クリーンスレート（clean slate）などと呼ばれてもよい）が検討されている。以降、本明細書で記載される「ＮＢ−ＩｏＴ」は、上記ＮＢ−ＬＴＥ、ＮＢセルラＩｏＴ、クリーンスレートなど含むものとする。

ＮＢ−ＩｏＴで通信するユーザ端末（以下、ＮＢ−ＩｏＴ端末という）は、既存のＬＴＥシステムでサポートされる最小のシステム帯域幅（１．４ＭＨｚ）よりも狭い帯域（例えば、１８０ｋＨｚ）の送受信性能を有するユーザ端末として検討されている。

このようなＮＢ−ＩｏＴ端末においては、不要な信号の送受信を低減し、消費電力を抑えることが求められる。しかしながら、既存のＬＴＥシステムの最小のシステム帯域幅よりも狭い帯域に使用帯域が制限されるＮＢ−ＩｏＴ端末に対して、既存システムにおける送受信手法を適用した場合、帯域の制限により、制御情報やデータの送受信に時間がかかり、結果として消費電力が増大する可能性がある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、既存のＬＴＥシステムの最小のシステム帯域幅よりも狭い帯域に使用帯域が制限される場合であっても、通信オーバヘッドを抑制する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一つとする。

本発明の一態様に係るユーザ端末は、複数の無線リソースで構成されるパターンに基づいて、無線基地局と信号の送信及び／又は受信を行う送受信部と、ユーザ端末固有情報に基づいて、前記パターンを複数のパターンから決定する制御部とを有する。

本発明によれば、既存のＬＴＥシステムの最小のシステム帯域幅よりも狭い帯域に使用帯域が制限される場合であっても、通信オーバヘッドを抑制することができる。

ＮＢ−ＩｏＴ端末の使用帯域の説明図である。 第１の態様に係るリソースプール（パターン）の配置を示す図である。 第２の態様に係るリソースプールの配置を示す図である。 第２の態様に係るパターン配置において、ＤＣＩと下りリンク共有データチャネルとの関連を示す図である。 図５Ａ−図５Ｃは、第３の態様に係るサブフレーム数指定を説明するための図である。 第４の態様に係るリソースプール（パターン）の配置を示す図である。 第５の態様に係るナローバンド指定を説明するための図である。 一実施形態に係る無線通信システムの概略構成図である。 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。 一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。 一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。 一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。 一実施形態に係る無線基地局及びユーザ端末のハードウェア構成の一例を示す図である。

ＮＢ−ＩｏＴ端末では、処理能力の低下を許容して、ハードウェア構成を簡略化することが検討されている。例えば、ＮＢ−ＩｏＴ端末では、既存のユーザ端末（ＬＴＥ端末）に比べて、ピークレートの減少、トランスポートブロックサイズ（ＴＢＳ：Transport Block Size）の制限、リソースブロック（ＲＢ：Resource Block、ＰＲＢ：Physical Resource Block等とも呼ばれる）の制限、受信ＲＦ（Radio Frequency）の制限などを適用することが検討されている。

使用帯域の上限がシステム帯域（例えば、２０ＭＨｚ（１００ＲＢ）、１コンポーネントキャリアなど）に設定される既存のユーザ端末とは異なり、ＮＢ−ＩｏＴ端末の使用帯域の上限は所定の狭帯域（例えば、１８０ｋＨｚ、１ＰＲＢ、１．４ＭＨｚなど）に制限される。帯域が制限されたＮＢ−ＩｏＴ端末は、既存のユーザ端末との関係を考慮してＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａのシステム帯域内で動作させることが検討されている。

例えば、ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａのシステム帯域において、帯域が制限されたＮＢ−ＩｏＴ端末と帯域が制限されない既存のユーザ端末との間で、周波数多重がサポートされてもよい。したがって、ＮＢ−ＩｏＴ端末は、サポートする最大の帯域が既存のＬＴＥでサポートされる最小のシステム帯域（例えば、１．４ＭＨｚ）と同じ又はその一部の狭帯域である端末と表されてもよいし、ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａでサポートされる最小のシステム帯域（例えば、１．４ＭＨｚ）と同じ又は当該最小のシステム帯域よりも狭帯域の送受信性能を有する端末と表されてもよい。

図１は、システム帯域内における狭帯域の配置例を示す図である。図１では、ＬＴＥシステムの最小のシステム帯域（１．４ＭＨｚ）に比べて狭い所定の狭帯域（例えば、１８０ｋＨｚ）が、システム帯域の一部に設定されている。当該狭帯域は、ＮＢ−ＩｏＴ端末によって検出可能な周波数帯域に相当する。なお、ＬＴＥシステムの最小のシステム帯域（１．４ＭＨｚ）は、ＬＴＥ Ｒｅｌ．１３のＬＣ−ＭＴＣの使用帯域でもある。

なお、ＮＢ−ＩｏＴ端末の使用帯域となる狭帯域の周波数位置は、システム帯域内で変化可能な構成とすることが好ましい。例えば、ＮＢ−ＩｏＴ端末は、所定の期間（例えば、サブフレーム）毎に異なる周波数リソースを用いて通信することが好ましい。これにより、ＮＢ−ＩｏＴ端末に対するトラヒックオフロードや、周波数ダイバーシチ効果が実現でき、周波数利用効率の低下を抑制することができる。したがって、ＮＢ−ＩｏＴ端末は、周波数ホッピングや周波数スケジューリングの適用を考慮して、ＲＦの再調整（retuning）機能を有することが好ましい。

なお、下りリンクの送受信に用いられる狭帯域（ＤＬ ＮＢ：Downlink Narrow Band）と上りリンクの送受信に用いられる狭帯域（ＵＬ ＮＢ：Uplink Narrow Band）とは異なる周波数帯を用いてもよい。また、ＤＬ ＮＢは下り狭帯域と呼ばれてもよいし、ＵＬ ＮＢは上り狭帯域と呼ばれてもよい。

ＮＢ−ＩｏＴ端末は、狭帯域に配置される下り制御信号（下り制御チャネル）を用いて下り制御情報（ＤＣＩ：Downlink Control Information）を受信するが、当該下り制御信号は、ＥＰＤＣＣＨ（Enhanced Physical Downlink Control Channel）と呼ばれてもよいし、Ｍ−ＰＤＣＣＨ（ＭＴＣ ＰＤＣＣＨ）と呼ばれてもよいし、ＮＢ−ＰＤＣＣＨと呼ばれてもよい。

また、ＮＢ−ＩｏＴ端末は、狭帯域に配置される下りデータ信号（下り共有チャネル）を用いて下りデータを受信するが、当該下りデータ信号は、ＰＤＳＣＨ（Physical Downlink Shared Channel）と呼ばれてもよいし、Ｍ−ＰＤＳＣＨ（ＭＴＣ ＰＤＳＣＨ）と呼ばれてもよいし、ＮＢ−ＰＤＳＣＨと呼ばれてもよい。

また、ＮＢ−ＩｏＴ端末向けの上り制御信号（上り制御チャネル）（例えば、ＰＵＣＣＨ（Physical Uplink Control Channel））及び上りデータ信号（上り共有チャネル）（例えば、ＰＵＳＣＨ（Physical Uplink Shared Channel））はそれぞれ、Ｍ−ＰＵＣＣＨ（ＭＴＣ ＰＵＣＣＨ）、Ｍ−ＰＵＳＣＨ（ＭＴＣ ＰＵＳＣＨ）、ＮＢ−ＰＵＳＣＨなどと呼ばれてもよい。以上のチャネルに限られず、ＮＢ−ＩｏＴ端末が利用するチャネルは、同じ用途に用いられる従来のチャネルにＭＴＣを示す「Ｍ」やＮＢ−ＩｏＴを示す「Ｎ」、または「ＮＢ」を付して表されてもよい。

また、ＮＢ−ＩｏＴ ＵＥ向けのＳＩＢ（System Information Block）が規定されてもよく、当該ＳＩＢはＭＴＣ−ＳＩＢ、ＮＢ−ＳＩＢなどと呼ばれてもよい。

また、ＮＢ−ＩｏＴでは、カバレッジを拡張するために、複数のサブフレームに渡って同一の下り信号及び／又は上り信号を送受信する繰り返し送信／受信を行うことも検討されている。なお、同一の下り信号及び／又は上り信号が送受信される複数のサブフレーム数は、繰り返し数（repetition number）とも呼ばれる。また、当該繰り返し数は、繰り返しレベルによって示されてもよい。当該繰り返しレベルは、カバレッジ拡張（ＣＥ：Coverage Enhancement）レベルとも呼ばれる。

以上のような既存のＬＴＥシステムの最小のシステム帯域幅と同じ又はさらに狭い帯域に使用帯域が制限されるＮＢ−ＩｏＴ端末においては、周波数利用効率を向上させるために、例えば下りデータ信号の変調及び符号化方式（ＭＣＳ：Modulation and Coding Scheme）などを含む下り制御情報（ＤＣＩ）や、上位レイヤシグナリング（例えば、ＲＲＣ（Radio Resource Control）シグナリングや報知情報）のオーバヘッドを抑制することが好ましい。そこで、本発明者らは、複数のリソースプール（パターン）を配置し、この複数のリソースプールから、送受信に用いるリソースプールを判定することに着目し、本発明に至った。

以下、本発明の一実施形態に係る無線通信方法について詳細に説明する。なお、以下の実施形態では、ＮＢ−ＩｏＴ端末は、既存のＬＴＥシステムの最小のシステム帯域幅（１．４ＭＨｚ）よりも狭い帯域である１８０ｋＨｚ（１リソースブロック（ＰＲＢ））に使用帯域が制限されるものとして説明するが、本発明の適用はこれに限られない。例えば、以下の実施形態は、既存のＬＴＥシステムの最小のシステム帯域幅（１．４ＭＨｚ）と同じ帯域に制限されたＮＢ−ＩｏＴ端末や、１８０ｋＨｚよりも狭い帯域に使用帯域が制限されたＮＢ−ＩｏＴ端末にも適用可能である。

（第１の態様）
先ず、第１の態様について図２を参照して説明する。図２は、上りリンク／下りリンク送信で用いられる複数のリソースプール（パターン）が配置された状態を示す図である。ここでは、同一セルに割り当てられた４つのリソースプール（リソースプール＃１−＃４）が配置されている。各リソースプールは、下り制御チャネル、下りリンク共有データチャネル、及び、上りリンク共有データチャネルの内の少なくとも１つのための無線リソースを割り当てることができる。

具体的には、リソースプール＃１は、ナローバンドＮＢ＃１のサブフレームＳＦ＃１−ＳＦ＃６、ナローバンドＮＢ＃４のサブフレームＳＦ＃８−ＳＦ＃１３、ナローバンドＮＢ＃７のサブフレームＳＦ＃１５−ＳＦ＃２０、ナローバンドＮＢ＃１のサブフレームＳＦ＃２９−ＳＦ＃３４、ナローバンドＮＢ＃４のサブフレームＳＦ＃３６−ＳＦ＃４１を含んで構成されている。

また、リソースプール＃２は、ナローバンドＮＢ＃４のサブフレームＳＦ＃１−ＳＦ＃６、ナローバンドＮＢ＃７のサブフレームＳＦ＃８−ＳＦ＃１３、ナローバンドＮＢ＃１のサブフレームＳＦ＃２２−ＳＦ＃２７、ナローバンドＮＢ＃４のサブフレームＳＦ＃２９−ＳＦ＃３４、ナローバンドＮＢ＃７のサブフレームＳＦ＃３６−ＳＦ＃４１を含んで構成されている。

リソースプール＃３は、ナローバンドＮＢ＃７のサブフレームＳＦ＃１−ＳＦ＃６、ナローバンドＮＢ＃１のサブフレームＳＦ＃１５−ＳＦ＃２０、ナローバンドＮＢ＃４のサブフレームＳＦ＃２２−ＳＦ＃２７、ナローバンドＮＢ＃４のサブフレームＳＦ＃２９−ＳＦ＃３４、ナローバンドＮＢ＃７のサブフレームＳＦ＃３６−ＳＦ＃４１を含んで構成されている。

リソースプール＃４は、ナローバンドＮＢ＃１のサブフレームＳＦ＃８−ＳＦ＃１３、ナローバンドＮＢ＃４のサブフレームＳＦ＃１５−ＳＦ＃２０、ナローバンドＮＢ＃７のサブフレームＳＦ＃２２−ＳＦ＃２７、ナローバンドＮＢ＃１のサブフレームＳＦ＃３６−ＳＦ＃４１を含んで構成されている。

リソースプール＃１−＃４のそれぞれでは、一定期間連続する無線リソースのグループ（図２では、６ＰＲＢの無線リソースセット）が、異なる狭帯域（図２では、ナローバンドＮＢ＃１、ＮＢ＃４、ＮＢ＃７）に周波数ホッピングされている。上記グループは、所定の周期で（図２では、７サブフレーム周期）で、異なる狭帯域に周波数ホッピングされてもよい。ここでは、６サブフレームに連続して、同一のリソースプールが割り当てられている場合を示しているが、これに限らない。サブフレーム毎にリソースプールの狭帯域が異なってもよい。さらに、任意の期間ではリソースプールは配置されなくてもよい。例えば、図２において、リソースプール＃１は、サブフレームＳＦ＃２１−＃２７の期間では、いずれの無線リソースにも割り当てられていない。また、図２においては、送受信信号を切り替えるため、グループ間にいずれのグループにも属さない、１ＰＲＢが設定されている（例えば、リソースプール＃１と＃２との間に位置する、ナローバンドＮＢ＃１のサブフレームＳＦ＃７）。

以上のリソースプール＃１−＃４が配置された状態において、先ず、セルを形成する無線基地局は、リソースプール＃１−＃４の配置をセル固有情報（Cell Specific Information）として無線基地局からＮＢ−ＩｏＴ端末に通知する。ＮＢ−ＩｏＴ端末は、受信したセル固有情報からリソースプール＃１−＃４の配置を判定する。

例えば、無線基地局は、リソースプール＃１−＃４の配置をＳＩＢ（System Information Block）で通知（configure）することができる。この場合、リソースプール＃１−＃４の配置を、報知信号で通知することができる。例えば、セルを構成する無線基地局と通信する全てのＮＢ−ＩｏＴ端末が共通して受信できる無線リソースを用いてリソースプール＃１−＃４の配置を通知することができる。ここで、リソースプール＃１−＃４の配置には、リソースプールに用いるリソースブロック情報を少なくとも含んでいてもよい。もしくは、リソースプール＃１−＃４の配置が、セルＩＤ（Identification）またはサブフレーム番号と関連付けてもよい。さらに、ＳＩＢ、セルＩＤ、サブフレーム番号のいずれか１つに限らず、これらの内の少なくとも２つを組み合わせてリソースプール＃１−＃４の配置を関連付け、ＮＢ−ＩｏＴ端末に通知するようにしてもよい。

次に、ＮＢ−ＩｏＴ端末は、ＵＥ固有情報（User Equipment Specific Information）に基づいて、リソースプール＃１−＃４から自端末に対応するリソースプールを決定（特定、検出）する。ＵＥ固有情報としては、例えば、ＵＥ固有のパラメータである、ランダムアクセスチャネルのリソースやＵＥ ＩＤ（User Equipment Identification）を用いることができる。言い換えると、リソースプール＃１−＃４のそれぞれは、ＵＥ固有情報に関連付けられている。

ランダムアクセスチャネルのリソースとしては、ＰＲＡＣＨ（Physical Random Access Channel）リソースが考えられる。さらに、このようなＰＲＡＣＨのリソースは、符号リソースとしてのいわゆる系列を適用しても、リソースを特定する時間やサブフレームを適用しても、もしくは、それらを組み合わせてもよい。

以上説明したように、この第１の態様によれば、ＮＢ−ＩｏＴ端末に割り当てられた無線リソースを通知するにあたって、ＮＢ−ＩｏＴ端末に対する個別の上位レイヤシグナリングや下り制御情報（ＤＣＩ）のオーバヘッドを低減することができる。例えば、上位レイヤシグナリングで、周波数ホッピング用にＵＥ個別の無線リソース（ＰＲＢ）を割り当てたり、ＤＣＩでＲＢ（ナローバンド）を指示することを省略することができる。

また、上記セル固有情報を用いて、リソースプール＃１−＃４の配置を通知することを省略し、ＵＥ固有情報から自端末に対応するリソースプールの配置を特定するようにしてもよい。

また、同一のリソースプールにおいては、周波数ホッピング可能としてもよい。この場合、例えば下り制御情報の１ビットを用いて、周波数ホッピングの有無をＮＢ−ＩｏＴ端末に通知するようにしてもよい。

また、図２では、４つのリソースプールに対して３つのナローバンドを用いているがこれに限らない。十分な周波数ダイバーシチを得るため、例えば、リソースプール数とこれらのリソースプールで使用されるナローバンドの数とを同一にしてもよい。このような場合、周波数ダイバーシチが十分確保され、適切な送受信が実現される。

また、ＵＥ固有情報としてＲＡＣＨ系列を用いた場合、各リソースプールに割り当てられるＮＢ−ＩｏＴ端末数に偏りが生じることが考えられる。このような場合、無線基地局は所定数のＮＢ−ＩｏＴ端末を他のリソースプールに割り当てるように制御することが好ましい。例えば、無線基地局と所定数のＮＢ−ＩｏＴ端末との間で、リソースプール番号（リソースプールインデックス）を「１」だけシフトするようにしてもよい。

リソースプール番号をシフトするにあたって、オフセット情報（パターンオフセット情報）を用いることができる。例えば、１ビットのオフセット情報が、「１」である場合には、リソースプール番号を１増加させ、「０」である場合にはリソースプール番号をそのまま維持するようにしてもよい。このようにオフセット情報を用いることで、少ない情報量で、リソースプールを動的に変更することができる。

また、シフト量は１に限定されず、２、３としてもよい。もしくは、シフト量を上位レイヤシグナリングで指定するようにしてもよい。

（第２の態様）
次に、第２の態様について図３及び図４を参照して説明する。第２の態様は、下りリンク送信に関するものであり、図３に示されるように、下りリンク送信で用いられる複数のリソースプール（パターン）が配置されている。ここでは、同一セルに割り当てられた３つのＤＬリソースプール（ＤＬリソースプール＃１−＃３）が配置されている。各リソースプールは、下り制御チャネル（例えば、Ｍ−ＰＤＣＣＨ）、及び、下りリンク共有データチャネルの内の少なくとも一方の無線リソースを割り当てることができる。

具体的には、ＤＬリソースプール＃１は、ナローバンドＮＢ＃１のサブフレームＳＦ＃１−ＳＦ＃６、ナローバンドＮＢ＃７のサブフレームＳＦ＃１５−ＳＦ＃２０、ナローバンドＮＢ＃１のサブフレームＳＦ＃２２−ＳＦ＃２７、ナローバンドＮＢ＃７のサブフレームＳＦ＃３６−ＳＦ＃４１を含んで構成されている。

また、ＤＬリソースプール＃２は、ナローバンドＮＢ＃７のサブフレームＳＦ＃１−ＳＦ＃６、ナローバンドＮＢ＃８１のサブフレームＳＦ＃８−ＳＦ＃１３、ナローバンドＮＢ＃７のサブフレームＳＦ＃２２−ＳＦ＃２７、ナローバンドＮＢ＃１のサブフレームＳＦ＃２９−ＳＦ＃３４を含んで構成されている。

また、ＤＬリソースプール＃３は、ナローバンドＮＢ＃７のサブフレームＳＦ＃８−ＳＦ＃１３、ナローバンドＮＢ＃１のサブフレームＳＦ＃１５−ＳＦ＃２０、ナローバンドＮＢ＃７のサブフレームＳＦ＃２９−ＳＦ＃３４、ナローバンドＮＢ＃１のサブフレームＳＦ＃３６−ＳＦ＃４１を含んで構成されている。

以上のＤＬリソースプール＃１−＃３の配置は、上述の第１の態様と同様にセル固有情報を用いて、無線基地局からＮＢ−ＩｏＴ端末に通知される。例えば、ＤＬリソースプール＃１−＃４の配置をＳＩＢ（System Information Block）で通知（configure）したり、リソースプール＃１−＃４の配置をセルＩＤ（Identification）やサブフレーム番号と関連付けられる。もしくは、ＳＩＢ、セルＩＤ、サブフレーム番号のいずれか１つに限らず、これらの内の少なくとも２つを組み合わせてリソースプール＃１−＃４の配置を関連付け、ＮＢ−ＩｏＴ端末に通知するようにしてもよい。これにより、ＮＢ−ＩｏＴ端末は、セル固有情報でＤＬリソースプール＃１−＃３の配置を特定することができる。

また、上記第１の態様と同様に、ＤＬリソースプール＃１−＃３のそれぞれは、ＵＥ固有情報に関連付けられている。図３では、ＵＥ固有情報としてＰＲＡＣＨリソースが用いられている。具体的には、ＤＬリソースプール＃１は、ＰＲＡＣＨリソース＃０〜＃Ｘ−１に関連付けられており、ＤＬリソースプール＃２は、ＰＲＡＣＨリソース＃Ｘ〜＃Ｙ−１に関連付けられており、ＤＬリソースプール＃３は、ＰＲＡＣＨリソース＃Ｙ〜＃Ｚ−１に関連付けられている。これにより、ＮＢ−ＩｏＴ端末は、ＵＥ固有情報から自端末が属するＤＬリソースプールを決定（特定、検出）することができる。なお、ＰＲＡＣＨのリソースには、第１の態様で説明したように、符号リソースとしてのいわゆる系列を適用しても、リソースを特定する時間やサブフレームを適用しても、もしくは、それらを組み合わせてもよい。

図４は、図３において、ＮＢ−ＩｏＴ端末がＰＲＡＣＨリソース＃０を用いている場合の具体的な例を説明するための図である。ＮＢ−ＩｏＴ端末は、ＰＲＡＣＨリソース＃０を用いていることにより、自端末に割り当てられたＤＬリソースプールがＤＬリソースプール＃１であることを決定（特定、検出）する。このため、ＮＢ−ＩｏＴ端末は、ＤＬリソースプール＃１をモニタし、例えば、図４に示されるようにナローバンド＃１のサブフレームＳＦ＃１−＃３に下り制御情報（ＤＣＩ）が割り当てられている場合、このＤＣＩを復調する。

ＤＣＩでは、下りデータ信号の変調及び符号化方式（ＭＣＳ：Modulation and Coding Scheme）やトランスポートブロックサイズ（ＴＢＳ：Transport Block Size）が指定されている。リソース割り当て情報として、ＴＢＳをマッピングするサブフレーム数やサブフレーム位置を指定してもよい。あるいは、同一の下り信号が割り当てられている複数のサブフレーム数を示す繰り返し数（repetition number）が指定されてもよい。例えば、ＤＣＩの１ビットを用いて、このビットが「１」である場合には、同一の下り信号が複数のサブフレームに渡って割り当てられていることを示し、「０」である場合には、繰り返しが行われていないことを示すようにしてもよい。

図４では、ＤＣＩが、ナローバンドＮＢ＃７のサブフレームＳＲ＃１５−２０で下りリンク共有データチャネルに割り当てられたデータ信号が送信されることを示している。このため、ＮＢ−ＩｏＴ端末は、ナローバンドＮＢ＃７のサブフレームＳＲ＃１５−２０に割り当てられたデータ信号を復調することができる。

この第２の態様では、ＵＥ固有情報としてＰＲＡＣＨリソース（系列）が用いられているため、セル内で各リソースプールに割り当てられるＮＢ−ＩｏＴ端末数に偏りが生じることが考えられる。このため、上述の第１の態様と同様に、オフセット情報を用いてＤＬソースプールを動的に変更してもよい。

例えば、図４に示されるＤＣＩでＤＬリソースプール番号が「１」増加されている場合、ＮＢ−ＩｏＴ端末は、ＤＬリソースプール＃２に属するナローバンドＮＢ＃７のサブフレームＳＦ＃２２−＃２７で下りリンク共用データチャネルの信号を受信することができる。

また、第１の態様と同様に、同一のＤＬリソースプールにおいては、周波数ホッピング可能としてもよい。この場合、例えば下り制御情報の１ビットを用いて、周波数ホッピングの有無をＮＢ−ＩｏＴ端末に通知するようにしてもよい。

以上説明したようにこの第２の態様によれば、下りリンクのリソース割当て情報量を抑制することができ、下りリンク送信のオーバヘッドを低減することができる。

（第３の態様）
次に、第３の態様について図５を参照して説明する。第３の態様では、下りリンク送信に関し、特に、１ＰＲＢ（Physical Resource Block）よりも狭い周波数帯域で１つのＴＢＳに対してＤＬリソース割り当てを行うものである。言い換えると、１ＰＲＢよりも粒度（granularity）が小さい下りリンク送信をサポートする技術である。

図５Ａは、リソースブロックの割り当てを３ビットの下り制御情報（ＤＣＩ）で規定した例を示している。３ビットで示されるリソースブロック割り当ては、先頭から何サブフレームが割り当てられているのかを基本として示している。例えばＤＣＩが「０００」を示している場合、１ＰＲＢを６サブキャリアで２分割した一方（図５Ｂでは周波数が低い方のサブリソースブロック＃０）が割り当てられる。また、ＤＣＩが「００１」を示している場合、他方のサブリソースブロック＃１が割り当てられる。

なお、この第３の態様では、複数サブフレームを割り当てる場合、１ＰＲＢ単位で割り当てられる。このため、例えば、ＤＣＩが「１００」を示している場合、図５Ｃに示されるように１２サブキャリアの１ＰＲＢが先頭から３サブフレームが割り当てられる。

以上説明したようにこの第３の態様によれば、１ＰＲＢ（Physical Resource Block）よりも狭い周波数帯域でＤＬリソース割り当てを行うことができる。このため、例えば、１８０ｋＨｚ、１ＰＲＢなどよりもさらに狭い帯域におけるリソース割り当てをサポートすることができる。

（第４の態様）
次に、第４の態様について図６を参照して説明する。第４の態様は、上りリンク送信に関するものであり、図６に示されるように、上りリンク送信で用いられる複数のリソースプール（パターン）が配置されている。ここでは、同一セルに割り当てられた４つのＵＬリソースプール（ＵＬリソースプール＃１−＃４）が配置されている。各リソースプールは、上りリンク共有データチャネル用の無線リソースを割り当てることができる。

この第４の態様においては、各ＵＬリソースプール＃１−＃４の割り当ては、上記第１の態様と同様であるため詳細な説明は省略する。また、ＵＬリソースプール＃１−＃４の配置がセル固有情報で通知される点や、各ＵＬリソースプールがＵＥ固有情報に関連付けられている点は、上記第２の態様と同様であるため、これらについても説明を省略する。

第４の態様では、競合ベースの送信（contention-based transmission）と非競合ベースの送信（non-contention-based transmission）とを切り替えて適用することができる。競合ベースの送信は、ＮＢ−ＩｏＴ端末が、ＵＬグラントが無い場合であっても、ＵＥ固有情報からＵＬリソースプールを決定（特定、検出）し、データの送信を自律的に行うものである。非競合ベースの送信は、ＵＬグラントで指定された無線リソースを使って送信するものであり、送信可能であってなるべく早い無線リソース（例えば、ＵＬグラントを受信してから所定時間（４ｍｓ）後の無線リソース）が用いられる。競合ベースの送信と非競合ベースの送信との切り替えは、例えば、上位レイヤシグナリング（例えば、ＲＲＣ（Radio Resource Control）シグナリングや報知情報）を用いて行うことができる。

この第４の態様では、上記第１、第２の態様と同様に、オフセット情報を用いてＤＬソースプールを動的に変更してもよい。また、第１、第２の態様と同様に、同一のＤＬリソースプールにおいては、周波数ホッピング可能としてもよい。また、第２の態様と同様に、特定の１ビットを用いて繰り返し数の指定の有無を設定し、これに応じた信号を送信するようにしてもよい。

以上説明したようにこの第４の態様によれば、上りリンクのリソース割当て情報量を抑制することができ、下りリンク送信のオーバヘッドを低減することができる。

（第５の態様）
次に、第５の態様について図７を参照して説明する。第５の態様は、上りリンク送信に関し、特に、サブキャリア間隔を短くすることで時間方向に伸長したナローバンドサブキャリアを割り当てるものである。図７の中央部では、サブキャリア間隔１５ｋＨｚを、２．５ｋＨｚに短くした場合のＭ−ＰＲＢが示されている。このため、ナローバンドサブキャリアは、時間方向に６倍されることになる。なお、図７の中央部を挟んだ左右には、ＬＴＥの１ＰＲＢ（１８０ｋＨｚ）が示されている。

ナローバンドサブキャリア（１Ｍ−ＰＲＢ）は、２．５ｋＨｚＸ１２サブキャリアで、３０ｋＨｚとなる。ただし、これら６つのＭ−ＰＲＢすべてが使用されるのではなく、図７に示されるように両端のＭ−ＰＲＢは、ガードとして用いられる。これにより、隣接する無線リソースとの干渉を抑えることができる。

両端のＭ−ＰＲＢがガードとして使用されるため、中央の４Ｍ−ＰＲＢが無線リソースの割り当てに用いられる。この際、４つのＭ−ＰＲＢをあらゆるパターンで使用するようにするため、６つのパターンを指定できる３ビットの情報が用いられる。

以上説明したようにこの第５の態様によれば、サブキャリア間隔を短くすることで時間方向に伸長した１Ｍ−ＰＲＢを有効に用いることができる。

（無線通信システム）
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、上述した本発明の実施形態に係る無線通信方法が適用される。ここでは、狭帯域に使用帯域が制限されたユーザ端末としてＮＢ−ＩｏＴ ＵＥ（ＮＢ−ＩｏＴ端末）を例示するが、これに限定されるものではない。

図８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図である。図８に示す無線通信システム１は、マシン通信システムのネットワークドメインにＬＴＥシステムを採用した一例である。当該無線通信システム１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（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。また、ＬＴＥシステムが下りリンク及び上りリンク共に最小１．４ＭＨｚから最大２０ＭＨｚまでのシステム帯域に設定されるものとするが、この構成に限られない。

なお、無線通信システム１は、ＳＵＰＥＲ ３Ｇ、ＬＴＥ−Ａ（LTE-Advanced）、ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄ、４Ｇ（4th generation mobile communication system）、５Ｇ（5th generation mobile communication system）、ＦＲＡ（Future Radio Access）などと呼ばれてもよい。

無線通信システム１は、無線基地局１０と、無線基地局１０に無線接続する複数のユーザ端末２０Ａ、２０Ｂ及び２０Ｃとを含んで構成されている。無線基地局１０は、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。

複数のユーザ端末２０（２０Ａ−２０Ｃ）は、セル５０において無線基地局１０と通信を行うことができる。例えば、ユーザ端末２０Ａは、ＬＴＥ（Ｒｅｌ−１０まで）又はＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ（Ｒｅｌ−１０以降も含む）をサポートするユーザ端末（以下、ＬＴＥ端末）であり、他のユーザ端末２０Ｂ、２０Ｃは、マシン通信システムにおける通信デバイスとなるＮＢ−ＩｏＴ ＵＥである。以下、特に区別を要しない場合は、ユーザ端末２０Ａ、２０Ｂ及び２０Ｃは単にユーザ端末２０と呼ぶ。

ＮＢ−ＩｏＴ ＵＥ２０Ｂ、２０Ｃは、既存のＬＴＥシステムでサポートされる最小のシステム帯域幅よりも狭帯域に使用帯域が制限されたユーザ端末である。なお、ＮＢ−ＩｏＴ ＵＥ２０Ｂ、２０Ｃは、ＬＴＥ、ＬＴＥ−Ａなどの各種通信方式に対応した端末であってもよく、電気メータ、ガスメータ、自動販売機などの固定通信端末に限らず、車両などの移動通信端末でもよい。また、ユーザ端末２０は、他のユーザ端末２０と直接通信してもよいし、無線基地局１０を介して通信してもよい。

無線通信システム１においては、無線アクセス方式として、下りリンクに直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ：Orthogonal Frequency Division Multiple Access）が適用され、上りリンクにシングルキャリア−周波数分割多元接続（ＳＣ−ＦＤＭＡ：Single-Carrier Frequency Division Multiple Access）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。

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）が伝送される。

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の送達確認情報（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）が伝送される。ＥＰＤＣＣＨは、ＰＤＳＣＨと周波数分割多重され、ＰＤＣＣＨと同様にＤＣＩなどの伝送に用いられる。

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Ｌ１／Ｌ２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は、上りデータチャネルと呼ばれてもよい。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）、送達確認情報（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）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が伝送される。

なお、ＭＴＣ端末／ＮＢ−ＩｏＴ ＵＥ向けのチャネルは、ＭＴＣを示す「Ｍ」やＮＢ−ＩｏＴを示す「Ｎ」を付して表されてもよく、例えば、ＭＴＣ端末／ＮＢ−ＩｏＴ ＵＥ向けのＥＰＤＣＣＨ、ＰＤＳＣＨ、ＰＵＣＣＨ、ＰＵＳＣＨはそれぞれ、Ｍ−ＰＤＣＣＨ、Ｍ−ＰＤＳＣＨ、Ｍ−ＰＵＣＣＨ、Ｍ−ＰＵＳＣＨなどと呼ばれてもよい。

無線通信システム１では、下り参照信号として、セル固有参照信号（ＣＲＳ：Cell-specific Reference Signal）、チャネル状態情報参照信号（ＣＳＩ−ＲＳ：Channel State Information-Reference Signal）、復調用参照信号（ＤＭＲＳ：DeModulation Reference Signal）、位置決定参照信号（ＰＲＳ：Positioning Reference Signal）などが伝送される。また、無線通信システム１では、上り参照信号として、測定用参照信号（ＳＲＳ：Sounding Reference Signal）、復調用参照信号（ＤＭＲＳ）などが伝送される。なお、ＤＭＲＳはユーザ端末固有参照信号（UE-specific Reference Signal）と呼ばれてもよい。また、伝送される参照信号は、これらに限られない。

（無線基地局）
図９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、を少なくとも備えている。

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。

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）再送制御などの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など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。

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から構成することができる。なお、送受信部１０３は、一体の送受信部として構成されてもよいし、送信部及び受信部から構成されてもよい。

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。送受信部１０３は、システム帯域幅（例えば、１コンポーネントキャリア）より制限された狭帯域幅（例えば、１８０ｋＨｚ）で、各種信号を送受信することができる。

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。

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。

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、ＣＰＲＩ（Common Public Radio Interface）に準拠した光ファイバ、Ｘ２インターフェース）を介して他の無線基地局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。

送受信部１０３は、ユーザ端末２０に対して、狭帯域でＮＢ−ＳＳ、参照信号、制御信号、データ信号などを送信する。また、送受信部１０３は、ユーザ端末２０から、狭帯域で参照信号、制御信号、データ信号などを受信する。

図１０は、本発明の一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１０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１０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、測定部３０５と、を少なくとも備えている。

制御部（スケジューラ）３０１は、無線基地局１０全体の制御を実施する。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から構成することができる。

制御部３０１は、例えば、送信信号生成部３０２による信号の生成や、マッピング部３０３による信号の割り当てを制御する。また、制御部３０１は、受信信号処理部３０４による信号の受信処理や、測定部３０５による信号の測定を制御する。

制御部３０１は、システム情報、ＰＤＳＣＨで送信される下りデータ信号、ＰＤＣＣＨ及び／又はＭ−ＰＤＣＣＨ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、同期信号（例えば、ＰＳＳ（Primary Synchronization Signal）／ＳＳＳ（Secondary Synchronization Signal）、ＮＢ−ＳＳ）や、ＣＲＳ、ＣＳＩ−ＲＳ、ＤＭ−ＲＳなどの下り参照信号のスケジューリングの制御を行う。

また、制御部３０１は、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（例えば、送達確認情報（ＨＡＲＱ−ＡＣＫ））、ＰＲＡＣＨで送信されるランダムアクセスプリアンブルや、上り参照信号などのスケジューリングを制御する。

制御部３０１は、各種信号を狭帯域に割り当ててユーザ端末２０に対して送信するように、送信信号生成部３０２及びマッピング部３０３を制御する。制御部３０１は、例えば、下りリンクの報知情報（ＭＩＢ、ＳＩＢ（ＭＴＣ−ＳＩＢ））や、Ｍ−ＰＤＣＣＨ、ＰＤＳＣＨなどを狭帯域で送信するように制御する。当該狭帯域（ＮＢ）は、既存のＬＴＥシステムでサポートされる最小のシステム帯域幅（１．４ＭＨｚ）よりも狭帯域（例えば、１８０ｋＨｚ）である。

また、制御部３０１は、ＵＥ固有情報（ユーザ端末固有情報）に基づいて、複数のパターンからＮＢ−ＩｏＴ ＵＥに対する信号の送受信に用いるパターン（リソースプール）を決定し、決定されたパターンに基づいて信号の送信及び／又は受信が行われるように、送信信号生成部３０２、マッピング部３０３、受信信号処理部３０４を制御する。ＵＥ固有情報は、ランダムアクセスチャネルのリソース及びユーザ端末ＩＤ（Identification）の内の少なくとも１つであってもよい。ＵＥ固有情報がユーザ端末ＩＤである場合、制御部３０１は、ユーザ端末ＩＤを対象となるＮＢ−ＩｏＴ ＵＥに通知する。ＵＥ固有情報がランダムアクセスチャネルのリソースである場合、例えば、ＰＲＡＣＨのリソースである場合には、ＮＢ−ＩｏＴ ＵＥにおいても既知となるため、通知は行われない。

また、制御部３０１は、パターンに対応する無線リソースで、下り制御チャネル、下り共有チャネル、及び、上り共有チャネルの内の少なくとも１つを用いて送信及び／又は受信が行われるように送信信号生成部３０２、マッピング部３０３、受信信号処理部３０４を制御する。

また、制御部３０１は、上記第１の態様−第５の態様の無線通信方法にしたがって無線リソース割り当てを制御し、送信信号生成部３０２、マッピング部３０３、受信信号処理部３０４と協働して送信及び又は受信を行う。

送信信号生成部（生成部）３０２は、制御部３０１からの指示に基づいて、下り信号（下り制御信号、下りデータ信号、下り参照信号など）を生成して、マッピング部３０３に出力する。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から構成することができる。

送信信号生成部３０２は、例えば、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）など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。

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、所定の狭帯域の無線リソース（例えば、最大１リソースブロック）にマッピングして、送受信部１０３に出力する。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から構成することができる。

また、マッピング部３０３は、制御部３０１によって決定されたパターンに基づいて信号をマッピングする。具体的には、パターンを構成する複数の無線リソースに、生成された下り信号を割り当てる。

受信信号処理部３０４は、送受信部１０３から入力された受信信号に対して、受信処理（例えば、デマッピング、復調、復号など）を行う。ここで、受信信号は、例えば、ユーザ端末２０から送信される上り信号（上り制御信号、上りデータ信号、上り参照信号など）である。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から構成することができる。

受信信号処理部３０４は、受信処理により復号された情報を制御部３０１に出力する。また、受信信号処理部３０４は、受信信号や、受信処理後の信号を、測定部３０５に出力する。

また、受信信号処理部３０４は、制御部３０１によって決定されたパターンに基づいて受信信号の処理を行う。具体的には、決定されたパターンを構成する複数の無線リソースに割り当てられた受信信号に対して、受信処理を行う。

測定部３０５は、受信した信号に関する測定を実施する。測定部３０５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。

測定部３０５は、信号の受信電力（例えば、ＲＳＲＰ（Reference Signal Received Power））、受信品質（例えば、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。

（ユーザ端末）
図１１は、本発明の一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。なお、ここでは詳細な説明を省略するが、通常のＬＴＥ端末がＮＢ−ＩｏＴ ＵＥとしてふるまうように動作してもよい。ユーザ端末２０は、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、を少なくとも備えている。また、ユーザ端末２０は、送受信アンテナ２０１、アンプ部２０２、送受信部２０３などを複数備えてもよい。

送受信アンテナ２０１で受信された無線周波数信号は、アンプ部２０２で増幅される。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。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から構成することができる。なお、送受信部２０３は、一体の送受信部として構成されてもよいし、送信部及び受信部から構成されてもよい。

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。

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。

送受信部２０３は、無線基地局１０から、狭帯域でＮＢ−ＳＳ、参照信号、制御信号、データ信号などを受信する。また、送受信部２０３は、無線基地局１０に対して、狭帯域で参照信号、制御信号、データ信号などを送信する。

図１２は、本発明の一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１２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１２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（生成部）４０２と、マッピング部４０３と、受信信号処理部４０４と、測定部４０５と、を少なくとも備えている。

制御部４０１は、ユーザ端末２０全体の制御を実施する。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から構成することができる。

制御部４０１は、例えば、送信信号生成部４０２による信号の生成や、マッピング部４０３による信号の割り当てを制御する。また、制御部４０１は、受信信号処理部４０４による信号の受信処理や、測定部４０５による信号の測定を制御する。

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／Ｍ−ＰＤＣＣＨ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、送達確認情報（ＨＡＲＱ−ＡＣＫ）など）や上りデータ信号の生成を制御する。

また、制御部４０１は、ユーザ端末固有情報に基づいて、複数のパターンからパターンを決定し、このパターンに基づいて信号の送信及び／又は受信が行われるように送信信号生成部４０２、マッピング部４０３、受信信号処理部４０４を制御する。ユーザ端末固有情報は、ランダムアクセスチャネルのリソース及びユーザ端末ＩＤ（Identification）の内の少なくとも１つであってよい。制御部４０１は、パターンに対応する無線リソースで、下り制御チャネル、下り共有チャネル、及び、上り共有チャネルの内の少なくとも１つを用いて送信及び／又は受信が行われるように、送信信号生成部４０２、マッピング部４０３、受信信号処理部４０４を制御する。

また、制御部４０１は、セル固有情報に基づいて複数のパターンを特定してもよい。セル固有情報は、ＳＩＢ（System Information Block）、セルＩＤ（Identification）及びサブフレーム番号の内の少なくとも１つを用いることができる。

また、制御部４０１は、パターンオフセット情報と前記セル固有情報とに基づいてパターンを決定してもよい。また、パターンでは、無線リソースが、異なる狭帯域で周波数ホッピングされていてもよく、複数のパターンの数と前記異なる狭帯域の数とが等しくてもよい。

また、制御部４０１は、上記第１の態様−第５の態様の無線通信方法にしたがって無線リソース割り当てを制御し、送信信号生成部４０２、マッピング部４０３、受信信号処理部４０４と協働して送信及び又は受信を行う。

送信信号生成部４０２は、制御部４０１からの指示に基づいて、上り信号（上り制御信号、上りデータ信号、上り参照信号など）を生成して、マッピング部４０３に出力する。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から構成することができる。

送信信号生成部４０２は、例えば、制御部４０１からの指示に基づいて、送達確認情報（ＨＡＲＱ−ＡＣＫ）やチャネル状態情報（ＣＳＩ）に関する上り制御信号を生成する。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。

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を無線リソース（例えば、最大１リソースブロック）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から構成することができる。

受信信号処理部４０４は、送受信部２０３から入力された受信信号に対して、受信処理（例えば、デマッピング、復調、復号など）を行う。ここで、受信信号は、例えば、無線基地局１０から送信される下り信号（下り制御信号、下りデータ信号、下り参照信号など）である。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。

受信信号処理部４０４は、受信処理により復号された情報を制御部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。また、受信信号処理部４０４は、受信信号や、受信処理後の信号を、測定部４０５に出力する。

測定部４０５は、受信した信号に関する測定を実施する。測定部４０５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。

測定部４０５は、例えば、受信した信号の受信電力（例えば、ＲＳＲＰ）、受信品質（例えば、ＲＳＲＱ）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４０１に出力されてもよい。

（ハードウェア構成）
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／又は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。

例えば、本発明の一実施形態における無線基地局、ユーザ端末などは、本発明の無線通信方法の処理を行うコンピュータとして機能してもよい。図１３は、本発明の一実施形態に係る無線基地局及びユーザ端末のハードウェア構成の一例を示す図である。上述の無線基地局１０及びユーザ端末２０は、物理的には、中央処理装置（プロセッサ）１００１、主記憶装置（メモリ）１００２、補助記憶装置１００３、通信装置１００４、入力装置１００５、出力装置１００６、バス１００７などを含むコンピュータ装置として構成されてもよい。なお、以下の説明では、「装置」という文言は、回路、デバイス、ユニットなどに読み替えることができる。

無線基地局１０及びユーザ端末２０における各機能は、中央処理装置１００１、主記憶装置１００２などのハードウェア上に所定のソフトウェア（プログラム）を読み込ませることで、中央処理装置１００１が演算を行い、通信装置１００４による通信や、主記憶装置１００２及び補助記憶装置１００３におけるデータの読み出し及び／又は書き込みを制御することで実現される。

中央処理装置１００１は、例えば、オペレーティングシステムを動作させてコンピュータ全体を制御する。中央処理装置１００１は、制御装置、演算装置、レジスタ、周辺装置とのインターフェースなどを含むプロセッサ（ＣＰＵ：Central Processing Unit）で構成されてもよい。例えば、上述のベースバンド信号処理部１０４（２０４）、呼処理部１０５などは、中央処理装置１００１で実現されてもよい。

また、中央処理装置１００１は、プログラム、ソフトウェアモジュールやデータを、補助記憶装置１００３及び／又は通信装置１００４から主記憶装置１００２に読み出し、これらに従って各種の処理を実行する。プログラムとしては、上述の実施形態で説明した動作の少なくとも一部をコンピュータに実行させるプログラムが用いられる。例えば、ユーザ端末２０の制御部４０１は、主記憶装置１００２に格納され、中央処理装置１００１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。

主記憶装置（メモリ）１００２は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えばＲＯＭ（Read Only Memory）、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ＲＯＭ）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などの少なくとも１つで構成されてもよい。補助記憶装置１００３は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc ＲＯＭ）、ハードディスクドライブなどの少なくとも１つで構成されてもよい。

通信装置１００４は、有線及び／又は無線ネットワークを介してコンピュータ間の通信を行うためのハードウェア（送受信デバイス）であり、例えばネットワークデバイス、ネットワークコントローラ、ネットワークカード、通信モジュールなどともいう。例えば、上述の送受信アンテナ１０１（２０１）、アンプ部１０２（２０２）、送受信部１０３（２０３）、伝送路インターフェース１０６などは、通信装置１００４で実現されてもよい。

入力装置１００５は、外部からの入力を受け付ける入力デバイス（例えば、キーボード、マウスなど）である。出力装置１００６は、外部への出力を実施する出力デバイス（例えば、ディスプレイ、スピーカーなど）である。なお、入力装置１００５及び出力装置１００６は、一体となった構成（例えば、タッチパネル）であってもよい。

また、中央処理装置１００１や主記憶装置１００２などの各装置は、情報を通信するためのバス１００７で接続される。バス１００７は、単一のバスで構成されてもよいし、装置間で異なるバスで構成されてもよい。なお、無線基地局１０及びユーザ端末２０のハードウェア構成は、図に示した各装置を１つ又は複数含むように構成されてもよいし、一部の装置を含まずに構成されてもよい。

また、無線基地局１０及びユーザ端末２０は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などのハードウェアを含んで構成されてもよく、当該ハードウェアにより、各機能ブロックの一部又は全てが実現されてもよい。

なお、本明細書で説明した用語及び／又は本明細書の理解に必要な用語については、同一の又は類似する意味を有する用語と置き換えてもよい。例えば、チャネル及び／又はシンボルは信号（シグナリング）であってもよい。また、信号はメッセージであってもよい。また、コンポーネントキャリア（ＣＣ：Component Carrier）は、セル、周波数キャリア、キャリア周波数などと呼ばれてもよい。

また、本明細書で説明した情報、パラメータなどは、絶対値で表されてもよいし、所定の値からの相対値で表されてもよいし、対応する別の情報で表されてもよい。例えば、無線リソースは、所定のインデックスで指示されるものであってもよい。

本明細書で説明した情報、信号などは、様々な異なる技術のいずれかを使用して表されてもよい。例えば、上記の説明全体に渡って言及され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、チップなどは、電圧、電流、電磁波、磁界若しくは磁性粒子、光場若しくは光子、又はこれらの任意の組み合わせによって表されてもよい。

また、ソフトウェア、命令、情報などは、伝送媒体を介して送受信されてもよい。例えば、ソフトウェアが、有線技術（同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア及びデジタル加入者回線（ＤＳＬ）など）及び／又は無線技術（赤外線、マイクロ波など）を使用してウェブサイト、サーバ、又は他のリモートソースから送信される場合、これらの有線技術及び／又は無線技術は、伝送媒体の定義内に含まれる。

本明細書で説明した各態様／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し、実行に伴って切り替えて用いてもよい。また、所定の情報の通知（例えば、「Ｘであること」の通知）は、明示的に行うものに限られず、暗黙的に（例えば、当該所定の情報の通知を行わないことによって）行われてもよい。

情報の通知は、本明細書で説明した態様／実施形態に限られず、他の方法で行われてもよい。例えば、情報の通知は、物理レイヤシグナリング（例えば、ＤＣＩ（Downlink Control Information）、ＵＣＩ（Uplink Control Information））、上位レイヤシグナリング（例えば、ＲＲＣ（Radio Resource Control）シグナリング、報知情報（ＭＩＢ（Master Information Block）、ＳＩＢ（System Information Block））、ＭＡＣ（Medium Access Control）シグナリング）、その他の信号又はこれらの組み合わせによって実施されてもよい。また、ＲＲＣシグナリングは、ＲＲＣメッセージと呼ばれてもよく、例えば、ＲＲＣ接続セットアップ（RRCConnectionSetup）メッセージ、ＲＲＣ接続再構成（RRCConnectionReconfiguration）メッセージなどであってもよい。

本明細書で説明した各態様／実施形態は、ＬＴＥ（Long Term Evolution）、ＬＴＥ−Ａ（LTE-Advanced）、ＬＴＥ−Ｂ（LTE-Beyond）、ＳＵＰＥＲ ３Ｇ、ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄ、４Ｇ（4th generation mobile communication system）、５Ｇ（5th generation mobile communication system）、ＦＲＡ（Future Radio Access）、Ｎｅｗ−ＲＡＴ（Radio Access Technology）、ＣＤＭＡ２０００、ＵＭＢ（Ultra Mobile Broadband）、ＩＥＥＥ ８０２．１１（Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標））、ＩＥＥＥ ８０２．１６（ＷｉＭＡＸ（登録商標））、ＩＥＥＥ ８０２．２０、ＵＷＢ（Ultra-WideBand）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、その他の適切なシステムを利用するシステム及び／又はこれらに基づいて拡張された次世代システムに適用されてもよい。

本明細書で説明した各態様／実施形態の処理手順、シーケンス、フローチャートなどは、矛盾の無い限り、順序を入れ替えてもよい。例えば、本明細書で説明した方法については、例示的な順序で様々なステップの要素を提示しており、提示した特定の順序に限定されない。

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。

本出願は、２０１５年１１月５日出願の特願２０１５−２１８０００に基づく。この内容は、全てここに含めておく。

Claims (10)

1. 複数の無線リソースで構成されるパターンに基づいて、無線基地局と信号の送信及び／又は受信を行う送受信部と、
   ユーザ端末固有情報に基づいて、前記パターンを複数のパターンから決定する制御部と、を有するユーザ端末。
2. 前記ユーザ端末固有情報は、ランダムアクセスチャネルのリソース及びユーザ端末ＩＤ（Identification）の内の少なくとも１つであることを特徴とする請求項１記載のユーザ端末。
3. 前記制御部は、セル固有情報に基づいて前記複数のパターンを特定することを特徴とする請求項１又は請求項２記載のユーザ端末。
4. 前記セル固有情報は、ＳＩＢ（System Information Block）、セルＩＤ（Identification）及びサブフレーム番号の内の少なくとも１つであることを特徴とする請求項３記載のユーザ端末。
5. 前記制御部は、パターンオフセット情報と前記セル固有情報とに基づいてパターンを決定することを特徴とする請求項１又は請求項２記載のユーザ端末。
6. 前記送受信部は、前記パターンに対応する無線リソースで、下り制御チャネル、下り共有チャネル、及び、上り共有チャネルの内の少なくとも１つを用いて送信及び／又は受信を行うことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のユーザ端末。
7. 前記パターンでは、無線リソースが、異なる狭帯域で周波数ホッピングされていることを特徴とする請求項１記載のユーザ端末。
8. 前記複数のパターンの数と前記異なる狭帯域の数とが等しいことを特徴とする請求項７記載のユーザ端末。
9. 複数の無線リソースで構成されるパターンに基づいて、ユーザ端末と信号の送信及び／又は受信を行う送受信部と、
   ユーザ端末固有情報に基づいて、前記パターンを複数のパターンから決定する制御部と、を有する無線基地局。
10. 複数の無線リソースで構成されるパターンに基づいて、無線基地局と信号の送信及び／又は受信を行う工程と、
    ユーザ端末固有情報に基づいて、前記パターンを複数のパターンから決定する工程と、を有する、ユーザ端末の無線通信方法。

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