WO2016121909A1 - ユーザ端末および無線通信方法 - Google Patents

Abstract

　使用帯域がシステム帯域の一部の狭帯域に制限される場合であっても、複数のチャネルの受信を適切に行うこと。システム帯域の一部の狭帯域に使用帯域が制限されたユーザ端末は、ロードキャストトランスポートブロックおよびユニキャストトランスポートブロックを受信する受信部と、自端末のＲＲＣ状態に応じて、受信するトランスポートブロックを切り替える制御部と、を備え、受信部が、ブロードキャストトランスポートブロックおよびユニキャストトランスポートブロックの両方を受信した場合、自端末がＲＲＣ接続状態であれば、制御部が、事前定義された優先度に基づいてユニキャストトランスポートブロックを受信するよう制御する。

Description

ユーザ端末および無線通信方法

　本発明は、次世代移動通信システムにおけるユーザ端末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。

　近年、通信装置の低コスト化に伴い、ネットワークに接続さ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のなか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端末は、たとえば電気メータ、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検討されている。

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)"

　コストの低減およ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、ＭＴＣ端末のなかでも、簡易なハードウェア構成で実現可能な低コストＭＴＣ端末の需要が高まっている。低コストＭＴＣ端末は、上りリンクおよび下りリンクの使用帯域を、システム帯域の一部に制限することで実現される。システム帯域は、たとえば、既存ＬＴＥ帯域（２０ＭＨｚ）、コンポーネントキャリアなどに相当する。

　使用帯域がシステム帯域の一部に制限される場合、既存システムで利用する信号やチャネルを受信することができなくなる。たとえば、複数のチャネル（ブロードキャスト、ユニキャスト）が同時に送信された場合、すべてのチャネルを受信することは困難である。

　本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、使用帯域がシステム帯域の一部の狭帯域に制限される場合であっても、複数のチャネルの受信を適切に行うことができるユーザ端末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、システム帯域の一部の狭帯域に使用帯域が制限されたユーザ端末であって、ブロードキャストトランスポートブロックおよびユニキャストトランスポートブロックを受信する受信部と、自端末のＲＲＣ状態に応じて、受信するトランスポートブロックを切り替える制御部と、を備え、前記受信部が、前記ブロードキャストトランスポートブロックおよびユニキャストトランスポートブロックの両方を受信した場合、自端末がＲＲＣ接続状態であれば、前記制御部が、事前定義された優先度に基づいて前記ユニキャストトランスポートブロックを受信するよう制御することを特徴とする。

　本発明によれば、使用帯域がシステム帯域の一部の狭帯域に制限される場合であっても、複数のチャネルの受信を適切に行うことができる。

ＭＴＣ端末とその使用帯域について説明する図である。 下りリンクにおけるシステム帯域に対する所定の周波数帯域幅の配置について説明する図である。 下りリンクにおけるシステム帯域に対する所定の周波数帯域幅の配置について説明する図である。 複数の情報が送信される場合について説明する図である。 従来法について説明する図である。 第２の態様におけるリソース位置について説明する図である。 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。 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。 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。 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。 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。

　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。
　ＭＴＣ端末の低コスト化のために、ピークレートの減少、リソースブロックの制限、受信ＲＦ（radio　frequency）制限によって端末の処理能力を抑えることが検討されている。たとえば、ＭＴＣ端末の低コスト化のために、以下のような制限が検討されている。物理下りリンク共有チャネル（ＰＤＳＣＨ：physical　downlink　shared　channel）を用いたユニキャスト送信では、最大トランスポートブロックサイズが１０００ビットに制限される。ＰＤＳＣＨを用いた報知チャネル（ＢＣＣＨ：broadcast　control　channel）送信では、最大トランスポートブロックサイズが２２１６ビットに制限される。下りデータチャネルの帯域幅が、６リソースブロック（ＰＲＢ：physical　resource　block）に制限される。ＭＴＣ端末における受信ＲＦが１に制限される。

　低コストＭＴＣ端末は、既存のユーザ端末よりもトランスポートブロックサイズおよびリソースブロックが制限されるため、ＬＴＥ　Ｒｅｌ．８－１１セルに接続できない。低コストＭＴＣ端末は、報知信号によってアクセス許可が通知されているセルのみに接続される。

　ＭＴＣ端末について、下りデータ信号だけでなく、下りリンクで送信されるシステム情報や下り制御信号などの各種制御信号や、上りリンクで送信されるデータ信号や各種制御信号についても、規定の狭帯域（たとえば１．４ＭＨｚ）に制限することが検討されている。すなわち、ＭＴＣ端末は、使用帯域である狭帯域（reduced　bandwidth）のみをモニタすることができる（図１Ａ参照）。

　ＭＴＣ端末は、既存のユーザ端末との関係を考慮してＬＴＥのシステム帯域で動作させる必要がある。ここで、ＭＴＣ端末とは、システム帯域の一部の狭帯域（たとえば１．４ＭＨｚ）に使用帯域が制限された端末を指す。既存のユーザ端末とは、システム帯域（たとえば２０ＭＨｚ）を使用帯域とする端末を指す。システム帯域において、ＭＴＣ端末と既存のユーザ端末との間では、周波数多重がサポートされる。ＭＴＣ端末は、上りリンクおよび下りリンクにおいて、所定の狭帯域のＲＦのみがサポートされる。

　ＭＴＣ端末の使用帯域は狭帯域に制限され、既存のユーザ端末の使用帯域はシステム帯域に設定される。ＭＴＣ端末は、狭帯域を基準として設計されているため、ハードウェア構成を簡略化して、既存のユーザ端末よりも処理能力が抑えられている。ＭＴＣ端末は、ＬＣ－ＭＴＣ（low　cost　MTCまたはlow　complexity　MTC）、ＭＴＣ　ＵＥなどと呼ばれてもよい。既存のユーザ端末は、ノーマルＵＥ、ｎｏｎ－ＭＴＣ　ＵＥ、Ｃａｔｅｇｏｒｙ　１　ＵＥなどと呼ばれてもよい。

　ＭＴＣ端末は、所定の狭帯域（１．４ＭＨｚ）のみをサポートするため、広帯域のＰＤＣＣＨで送信される下り制御情報（ＤＣＩ：downlink　control　information）を検出できない。そこで、ＭＴＣ端末に対しては、拡張ＰＤＣＣＨ（ＥＰＤＣＣＨ：enhanced　PDCCH）を用いて、下り（ＰＤＳＣＨ）および上り（ＰＵＳＣＨ：physical　uplink　shared　channel）のリソース割り当てを行うことが考えられる。

　ＥＰＤＣＣＨは、拡張制御チャネル要素（ＥＣＣＥ：enhanced　control　channel　element）で構成され、ユーザ端末は、サーチスペースをモニタリング（ブラインド復号）して下り制御信号を取得する。サーチスペースとしては、各ユーザ端末に個別に設定されるＵＥ固有サーチスペース（ＵＳＳ：UE　specific　search　space）と、各ユーザ端末に共通に設定される共通サーチスペース（ＣＳＳ：common　search　space）とを設定することができる。

　ＥＰＤＣＣＨセットおよびＰＤＳＣＨは、１つの狭帯域内に位置することは要求されない。たとえば、図１Ｂに示すように、複数の狭帯域にＣＳＳ、ＵＳＳ、ＰＤＳＣＨをそれぞれ設定してもよい。

　ここで、図２および図３を参照して、下りリンクにおけるシステム帯域に対する所定の周波数帯域幅の配置について説明する。

　図２に示す例では、ＭＴＣ端末の使用帯域がシステム帯域の一部の周波数帯域幅（たとえば１．４ＭＨｚ）に制限されている。図２Ａに示す例では、複数のサブフレームにわたって１．４ＭＨｚの周波数帯域幅の位置が固定されている。この場合、周波数ダイバーシチ効果が得られないため、周波数利用効率が低下するおそれがある。また、ＭＴＣ端末のトラヒックが中心周波数に集中するという問題が生じる。図２Ｂに示す例では、１．４ＭＨｚの周波数帯域幅の位置がサブフレームごとに変化し、可変である。この場合、周波数ダイバーシチ効果が得られるため、周波数利用効率の低下を抑えることができる。また、ＭＴＣ端末のトラヒックを分散することができる。

　図３に示すように、所定の周波数帯域幅の位置をサブフレームごとに変化させて報知情報を送信する場合、物理ブロードキャストチャネル（ＰＢＣＨ：physical　broadcast　channel）は、サブフレームの中心の１．４ＭＨｚで送信される。システム情報ブロック（ＳＩＢ：system　information　block）については、ＭＴＣ端末が６リソースブロックでしか受信できず報知情報を送信するためには少ないこと、物理下り制御チャネル（ＰＤＣＣＨ：physical　downlink　control　channel）の共通サーチスペース（ＣＳＳ：common　search　space）を読めないことから、カバレッジ拡張モードあり、なしの両方を含めて、ＭＴＣ端末専用の新しいＳＩＢが規定される。このＭＴＣ端末専用の新しいＳＩＢを、以降、ＭＴＣ－ＳＩＢまたはＭ－ＳＩＢと記す。

　ＭＴＣ端末は、同時トランスポートブロック受信をサポートできないため、一度に受信するトランスポートブロックが１つに制限される。そのため、図４に示すように、複数の情報が送信された場合、どのように受信するかが問題となる。

　図４Ａに示す例では、ブロードキャストトランスポートブロック（ＰＤＳＣＨ）とユニキャストトランスポートブロック（ＰＤＳＣＨ）とが、同時送信される。図４Ｂに示す例では、ＣＳＳ（ＥＰＤＣＣＨ）とユニキャストトランスポートブロック（ＰＤＳＣＨ）とが、同時送信される。図４Ｃに示す例では、ＵＳＳ（ＥＰＤＣＣＨ）とブロードキャストトランスポートブロック（ＰＤＳＣＨ）とが、同時送信される。このように複数のＰＤＳＣＨを受信した場合、またはＥＰＤＣＣＨとＰＤＳＣＨを同時受信した場合のＭＴＣ端末の受信動作が問題となる。

　同時トランスポートブロック受信を回避するため、従来は、無線基地局のスケジューリングに依存して、無線基地局が、ユーザ端末に対して１つの情報（たとえば、ブロードキャストトランスポートブロックまたはユニキャストトランスポートブロック）のみをスケジューリングする方法が採られていた（図５Ａ参照）。図５Ａに示す例では、ブロードキャストトランスポートブロック（ＰＤＳＣＨ）とユニキャストトランスポートブロック（ＰＤＳＣＨ）とは、異なるサブフレームで送信されている。しかし、この方法は、効率が低く、また、スケジューリングも制限されてしまう。

　また、同時トランスポートブロック受信を回避するため、従来は、ユーザ端末の実装に依存して、どの情報が検出されるかはユーザ端末自身の決定に基づくという方法が採られていた（図５Ｂ参照）。図５Ｂに示す例では、無線基地局はユーザ端末に対してＵＳＳ（ＥＰＤＣＣＨ）を送信しているが、ユーザ端末はページング信号を受信することを決めている。そのため、ＵＳＳを送信したリソースの浪費が生じている。このように、この方法では、無線基地局とユーザ端末との間の理解の不整合に起因して、再送等が起こることでリソースの浪費が生じてしまう。

　これに対して、本発明者らは、複数のチャネルを受信した場合の、ＭＴＣ端末の新たな端末動作を見出した。この端末動作によれば、ＭＴＣ端末は、優先度に基づいて、複数チャネルの受信を行う。これにより、伝送効率を向上させるとともに、リソースの浪費を減らすことが可能となる。

　以下の説明において、使用帯域が狭帯域に制限されるユーザ端末として、ＭＴＣ端末を例示するが、本発明の適用はＭＴＣ端末に限定されない。また、狭帯域を６ＰＲＢ（１．４ＭＨｚ）として説明するが、他の周波数帯域幅であっても、本明細書に基づいて本発明を適用することができる。

（第１の態様）
　第１の態様では、ＭＴＣ端末が、複数のＰＤＳＣＨを受信した場合、または、ＥＰＤＣＣＨおよびＰＤＳＣＨを同時に受信した場合に、優先度に基づいてチャネルを受信する方法について説明する。

　ＭＴＣ端末は、複数のＰＤＳＣＨを受信した場合、異なる種類のＰＤＳＣＨのなかで事前に定義された優先度に基づいて、１つのＰＤＳＣＨのみを受信する。ＭＴＣ端末は、ＥＰＤＣＣＨおよびＰＤＳＣＨを同時に受信した場合、ＰＤＳＣＨとＥＰＤＣＣＨとの間で事前に定義された優先度に基づいて、ＰＤＳＣＨまたはＥＰＤＣＣＨのいずれか一方のみを受信する。

　複数のＰＤＳＣＨを受信した場合の優先度について説明する。この場合、ＭＴＣ端末のＲＲＣ（radio　resource　control）状態によって、チャネルの優先ランクが異なる。ＭＴＣ端末のＲＲＣ状態は、ランダムアクセス手順中、ＲＲＣのアイドル状態およびＲＲＣ接続状態に分けられる。

　以下の説明において、たとえば、ユニキャストトランスポートブロック（ＰＤＳＣＨ）とは、以前のサブフレームにおけるＵＳＳが構成されたＥＰＤＣＣＨに割り当てられた、Ｃ－ＲＮＴＩ（cell-radio　network　temporary　identifier）やＳＰＳ　Ｃ－ＲＮＴＩ（semi-persistent　scheduling　C-RNTI）でスクランブルされたＤＣＩによりスケジューリングされたＰＤＳＣＨにマッピングされたユニキャストトランスポートブロックを指す。ＵＳＳ（ＥＰＤＣＣＨ）とは、ＵＳＳが構成されたＥＰＤＣＣＨに割り当てられたＣ－ＲＮＴＩやＳＰＳ　Ｃ－ＲＮＴＩでスクランブルされたＤＣＩを指す。ページング信号（ＰＤＳＣＨ）とは、ページング情報を載せたＰＤＳＣＨであり、たとえば、以前のサブフレームにおけるＣＳＳが構成されたＥＰＤＣＣＨに割り当てられた、Ｐ－ＲＮＴＩ（paging-RNTI）でスクランブルされたＤＣＩによりスケジューリングされたものを指す。

＜ランダムアクセス手順中＞
　ＭＴＣ端末が、ランダムアクセス手順中の場合、ランダムアクセスレスポンスまたはメッセージ４（ＰＤＳＣＨ）の受信が、Ｍ－ＳＩＢまたはページング信号（ＰＤＳＣＨ）の受信よりも優先される。

＜ＲＲＣアイドル状態＞
　ＭＴＣ端末が、ＲＲＣアイドル状態であって、システム情報のない変更通知を受信した場合、ページング信号（ＰＤＳＣＨ）の受信が、Ｍ－ＳＩＢ（ＰＤＳＣＨ）の受信よりも優先される。

　ＭＴＣ端末が、ＲＲＣアイドル状態であって、システム情報の変更通知を受信した場合、Ｍ－ＳＩＢ（ＰＤＳＣＨ）の受信が、ページング信号（ＰＤＳＣＨ）の受信よりも優先される。

＜ＲＲＣ接続状態＞
　ＭＴＣ端末が、ＲＲＣ接続状態の場合、ユニキャストトランスポートブロック（ＰＤＳＣＨ）の受信が、ブロードキャストトランスポートブロック（ＰＤＳＣＨ）の受信よりも優先される。

　ブロードキャストトランスポートブロック（ＰＤＳＣＨ）を受信する場合であっても、受信する変更通知の種類によって、さらに優先度が定義される。ＭＴＣ端末が、ＲＲＣ接続状態であって、システム情報のない変更通知を受信した場合、ページング信号（ＰＤＳＣＨ）の受信が、Ｍ－ＳＩＢ（ＰＤＳＣＨ）の受信よりも優先される。ＭＴＣ端末が、ＲＲＣ接続状態であって、システム情報の変更通知を受信した場合、Ｍ－ＳＩＢ（ＰＤＳＣＨ）の受信が、ページング信号（ＰＤＳＣＨ）の受信よりも優先される。

　続いて、ＥＰＤＣＣＨおよびＰＤＳＣＨを同時に受信した場合の優先度について説明する。

＜ランダムアクセス手順中＞
　ＭＴＣ端末が、ランダムアクセス手順中の場合、ランダムアクセスレスポンスまたはメッセージ４（ＥＰＤＣＣＨまたはＰＤＳＣＨ）の受信が、Ｍ－ＳＩＢまたはページング信号（ＥＰＤＣＣＨまたはＰＤＳＣＨ）の受信よりも優先される。

＜ＲＲＣアイドル状態＞
　ＭＴＣ端末が、ＲＲＣアイドル状態であって、システム情報のない変更通知を受信した場合、ページング信号（ＥＰＤＣＣＨまたはＰＤＳＣＨ）の受信が、Ｍ－ＳＩＢ（ＥＰＤＣＣＨまたはＰＤＳＣＨ）の受信よりも優先される。

　ＭＴＣ端末が、ＲＲＣアイドル状態であって、システム情報の変更通知を受信した場合、Ｍ－ＳＩＢ（ＥＰＤＣＣＨまたはＰＤＳＣＨ）の受信が、ページング信号（ＥＰＤＣＣＨまたはＰＤＳＣＨ）の受信よりも優先される。

＜ＲＲＣ接続状態＞
　ＭＴＣ端末が、ＲＲＣ接続状態の場合、ユニキャストトランスポートブロック（ＰＤＳＣＨ）の受信が、ＣＳＳまたはＵＳＳ（ＥＰＤＣＣＨ）の受信よりも優先される。

　ＭＴＣ端末が、ＲＲＣ接続状態であって、システム情報のない変更通知を受信した場合、ページング信号（ＥＰＤＣＣＨまたはＰＤＳＣＨ）の受信が、Ｍ－ＳＩＢ（ＥＰＤＣＣＨまたはＰＤＳＣＨ）の受信よりも優先される。

　ＭＴＣ端末が、ＲＲＣ接続状態であって、システム情報の変更通知を受信した場合、Ｍ－ＳＩＢ（ＥＰＤＣＣＨまたはＰＤＳＣＨ）の受信が、ページング信号（ＥＰＤＣＣＨまたはＰＤＳＣＨ）の受信よりも優先される。

　ＭＴＣ端末が、ＲＲＣ接続状態の場合、すべてのサブフレームで優先度を決めるか、特定のサブフレームでのみ優先度を決めるか、という２通りの方法を採り得る。すべてのサブフレームで優先度を決める場合、ページング信号（ＰＤＳＣＨ）の受信が、ＵＳＳ（ＥＰＤＣＣＨ）の受信よりも優先されてもよい。特定のサブフレームでのみ優先度を決める場合、当該特定のサブフレームは事前定義されているか、もしくはＳＩＢまたはＲＲＣシグナリングに含めて通知される。特定のサブフレームで優先度を決める場合、ページング信号（ＰＤＳＣＨ）の受信が、ＵＳＳ（ＥＰＤＣＣＨ）の受信よりも優先されてもよい。

　ＭＴＣ端末が、ＲＲＣ接続状態であって、システム情報のない変更通知を受信した場合、ＵＳＳ（ＥＰＤＣＣＨ）の受信が、Ｍ－ＳＩＢ（ＰＤＳＣＨ）の受信よりも優先される。

　ＭＴＣ端末が、ＲＲＣ接続状態であって、システム情報の変更通知を受信した場合、Ｍ－ＳＩＢ（ＰＤＳＣＨ）の受信が、ＵＳＳ（ＥＰＤＣＣＨ）の受信よりも優先される。

（第２の態様）
　第２の態様では、ＭＴＣ端末が、ＰＤＳＣＨおよびＥＰＤＣＣＨを同時に受信した場合に、リソースの位置および優先度に基づいてチャネルを受信する方法について説明する。

　ＭＴＣ端末は、ＰＤＳＣＨおよびＥＰＤＣＣＨのセットの位置ならびに事前に定義された優先度に基づいて、チャネルを受信する。ＰＤＳＣＨおよびＥＰＤＣＣＨのセットが６リソースブロック以内に位置している場合、ＭＴＣ端末は、ＰＤＳＣＨおよびＥＰＤＣＣＨの両方を受信する。図６に示す例では、破線で囲まれた領域に位置するＰＤＳＣＨおよびＥＰＤＣＣＨのセットは、２ＰＲＢ＋２ＰＲＢ＝４ＰＲＢ、２ＰＲＢ＋３ＰＲＢ＝５ＰＲＢと、いずれも６リソースブロック以内に位置している。したがって、ＭＴＣ端末は、これらのＰＤＳＣＨとＥＰＤＣＣＨの両方を受信する。

　ＰＤＳＣＨおよびＥＰＤＣＣＨのセットが６リソースブロックを超えて位置している場合、ＭＴＣ端末は、ＰＤＳＣＨかＥＰＤＣＣＨのいずれか一方のみを受信する。ＰＤＳＣＨとＥＰＤＣＣＨのどちらを受信するかは、第１の態様で示した優先度に従う。図６に示す例では、一点鎖線で囲まれた領域に位置するＰＤＳＣＨおよびＥＰＤＣＣＨのセットは、２ＰＲＢ＋５ＰＲＢ＝７ＰＲＢと、６リソースブロックを超えている。したがって、ＭＴＣ端末は、事前に定義された優先度に従って、ＰＤＳＣＨかＥＰＤＣＣＨのいずれか一方のみを受信する。

　第１の態様および第２の態様に示したように、ＭＴＣ端末は、複数のＰＤＳＣＨを受信した場合、事前に定義された優先度に基づいて、１つのＰＤＳＣＨのみを受信する。ＭＴＣ端末は、ＰＤＳＣＨおよびＥＰＤＣＣＨを同時に受信した場合、事前に定義された優先度に基づいてＰＤＳＣＨまたはＥＰＤＣＣＨのいずれか一方のみを受信するか、あるいは、リソースの位置と優先度に基づいてＰＤＳＣＨとＥＰＤＣＣＨの両方、またはいずれか一方のみを受信する。これにより、伝送効率を向上させるとともに、リソースの浪費を減らすことが可能となる。

（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、本発明の実施の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ＭＴＣ端末を例示するが、ＭＴＣ端末に限定されるものではない。

　図７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７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：carrier　aggregation）とデュアルコネクティビティ（ＤＣ：dual　connectivity）の両方、またはいずれか一方を適用することができる。ＬＴＥシステムは、下りリンクおよび上りリンクの両方が、最大２０ＭＨｚ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。無線通信システム１は、ＳＵＰＥＲ　３Ｇ、ＬＴＥ－Ａ（LTE-advanced）、ＩＭＴ－Ａｄｖａｎｃｅｄ、４Ｇ、５Ｇ、ＦＲＡ（future　radio　access）などと呼ばれてもよい。

　図７に示すように、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および２０Ｃと、を含んで構成される。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。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。

　複数のユーザ端末２０Ａ、２０Ｂおよび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。たとえば、ユーザ端末２０Ａは、ＬＴＥ（Ｒｅｌ．１０まで）またはＬＴＥ－Ａ（Ｒｅｌ．１０以降を含む）をサポートする端末（以下、ＬＴＥ端末と記す）である。ユーザ端末２０Ｂおよび２０Ｃは、マシン通信システムにおける通信デバイスとなるＭＴＣ端末である。以下、特に区別しない場合、ユーザ端末２０Ａ、２０Ｂおよび２０Ｃを、単にユーザ端末２０と記す。

　ＭＴＣ端末２０Ｂおよび２０Ｃは、ＬＴＥ、ＬＴＥ－Ａなどの各種通信方式に対応した端末であり、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あってもよい。ユーザ端末２０は、直接他のユーザ端末と通信してもよいし、無線基地局１０を介して他のユーザ端末と通信してもよい。

　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。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ごとに１つまた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、上りおよ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）、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。ＰＢＣＨにより、ＭＩＢ（master　information　block）などが伝送される。

　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８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８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、伝送路インタフェース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から伝送路インタフェース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、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は、システム情報（ＭＩＢ，ＳＩＢ）などを送信することができる。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。

　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、伝送路インタフェース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。

　伝送路インタフェース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、伝送路インタフェース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９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９では、本実施の形態に係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９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、送信信号生成部３０２と、マッピング部３０３と、受信信号処理部３０４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。

　送信信号生成部３０２は、制御部３０１からの指示に基づいて、下り信号を生成して、マッピング部３０３に出力する。たとえば、送信信号生成部３０２は、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アサインメントおよび上り信号の割り当て情報を通知するＵＬリンク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。

　送信信号生成部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、信号生成回路または信号生成装置を適用できる。

　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（たとえば、最大６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パー、マッピング回路またはマッピング装置を適用できる。

　受信信号処理部３０４は、ユーザ端末から送信されるＵＬ信号（たとえば、送達確認信号（ＨＡＲＱ－ＡＣＫ）、ＰＵＳＣＨで送信されたデータ信号、ＰＲＡＣＨで送信されたランダムアクセスプリアンブルなど）に対して、受信処理（たとえば、デマッピング、復調、復号など）を行う。処理結果は、制御部３０１に出力される。

　受信信号処理部３０４は、受信した信号を用いて受信電力（たとえば、ＲＳＲＰ（reference　signal　received　power））、受信品質（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。

　受信信号処理部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信号処理器、信号処理回路または信号処理装置、ならびに、測定器、測定回路または測定装置を適用できる。

　図１０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。ここでは詳細な説明を省略するが、通常のＬＴＥ端末がＭＴＣ端末としてふるまうように動作してもよい。図１０に示すように、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（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。ユーザ端末２０は、送受信アンテナ２０１、アンプ部２０２または送受信部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、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。

　送受信部２０３は、ブロードキャストトランスポートブロックおよびユニキャストトランスポートブロックを受信することができる。

　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。

　図１１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１１においては、本実施の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１１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４０２と、マッピング部４０３と、受信信号処理部４０４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／ＥＰＤＣＣＨで送信された信号）および下りデータ信号（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（たとえば、送達確認信号（ＨＡＲＱ－ＡＣＫ）など）や上りデータ信号の生成を制御する。具体的には、制御部４０１は、送信信号生成部４０２およびマッピング部４０３の制御を行う。

　制御部４０１は、自端末のＲＲＣ状態に応じて、事前定義された優先度に基づいて、受信するトランスポートブロックを切り替える。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。

　送信信号生成部４０２は、制御部４０１からの指示に基づいて、ＵＬ信号を生成して、マッピング部４０３に出力する。たとえば、送信信号生成部４０２は、制御部４０１からの指示に基づいて、送達確認信号（ＨＡＲＱ－ＡＣＫ）やチャネル状態情報（ＣＳＩ）などの上り制御信号を生成する。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。たとえば、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。

　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（最大６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パー、マッピング回路またはマッピング装置を適用できる。

　受信信号処理部４０４は、ＤＬ信号（たとえば、無線基地局から送信された下り制御信号、ＰＤＳＣＨで送信された下りデータ信号など）に対して、受信処理（たとえば、デマッピング、復調、復号など）を行う。受信信号処理部４０４は、無線基地局１０から受信した情報を、制御部４０１に出力する。受信信号処理部４０４は、たとえば、報知情報、システム情報、ページング情報、ＲＲＣシグナリング、ＤＣＩなどを、制御部４０１に出力する。

　受信信号処理部４０４は、受信した信号を用いて、受信電力（ＲＳＲＰ）、受信品質（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。

　受信信号処理部４０４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処理器、信号処理回路または信号処理装置、ならびに、測定器、測定回路または測定装置を適用できる。受信信号処理部４０４は、本発明に係る受信部を構成することができる。

　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、ハードウェアおよびソフトウェアの任意の組み合わせによって実現される。各機能ブロックの実現手段は特に限定されない。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または無線で接続し、これら複数の装置により実現されてもよい。

　たとえば、無線基地局１０やユーザ端末２０の各機能の一部またはすべては、ＡＳＩＣ（application　specific　integrated　circuit）、ＰＬＤ（programmable　logic　device）、ＦＰＧＡ（field　programmable　gate　array）などのハードウェアを用いて実現されてもよい。無線基地局１０やユーザ端末２０は、プロセッサ（ＣＰＵ）と、ネットワーク接続用の通信インタフェースと、メモリと、プログラムを保持したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体と、を含むコンピュータ装置によって実現されてもよい。

　プロセッサやメモリなどは情報を通信するためのバスで接続される。コンピュータ読み取り可能な記録媒体は、たとえば、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスクなどの記憶媒体である。プログラムは、電気通信回線を介してネットワークから送信されてもよい。無線基地局１０やユーザ端末２０は、入力キーなどの入力装置や、ディスプレイなどの出力装置を含んでいてもよい。

　無線基地局１０およびユーザ端末２０の機能構成は、上述のハードウェアによって実現されてもよいし、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールによって実現されてもよいし、両者の組み合わせによって実現されてもよい。プロセッサは、オペレーティングシステムを動作させてユーザ端末の全体を制御する。プロセッサは、記憶媒体からプログラム、ソフトウェアモジュールやデータをメモリに読み出し、これらに従って各種の処理を実行する。当該プログラムは、上記の各実施形態で説明した各動作を、コンピュータに実行させるプログラムであればよい。たとえば、ユーザ端末２０の制御部４０１は、メモリに格納され、プロセッサ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。

　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、２０１５年１月２９日出願の特願２０１５－０１６０５８に基づく。この内容は、全てここに含めておく。

Claims (10)

1. 　システム帯域の一部の狭帯域に使用帯域が制限されたユーザ端末であって、
   　ブロードキャストトランスポートブロックおよびユニキャストトランスポートブロックを受信する受信部と、
   　自端末のＲＲＣ状態に応じて、受信するトランスポートブロックを切り替える制御部と、を備え、
   　前記受信部が、前記ブロードキャストトランスポートブロックおよびユニキャストトランスポートブロックの両方を受信した場合、自端末がＲＲＣ接続状態であれば、前記制御部が、事前定義された優先度に基づいて前記ユニキャストトランスポートブロックを受信するよう制御することを特徴とするユーザ端末。
2. 　自端末がランダムアクセス手順中であれば、
   　前記制御部が、前記優先度に基づいて、ランダムアクセスレスポンスまたはメッセージ４の受信を、システム情報またはページング情報の受信より優先するよう制御することを特徴とする請求項１に記載のユーザ端末。
3. 　自端末がＲＲＣアイドル状態であれば、
   　前記受信部がシステム情報のない変更通知を受信した場合に、前記制御部が、前記優先度に基づいて、ページング信号の受信を、システム情報の受信より優先するよう制御し、
   　前記受信部がシステム情報の変更通知を受信した場合に、前記制御部が、前記優先度に基づいて、前記システム情報の受信を、前記ページング信号の受信より優先するよう制御することを特徴とする請求項１に記載のユーザ端末。
4. 　自端末がＲＲＣ接続状態であれば、
   　前記受信部が前記ブロードキャストトランスポートブロックを受信するとともに、システム情報のない変更通知を受信した場合に、前記制御部が、前記優先度に基づいて、ページング信号の受信をシステム情報の受信より優先するよう制御し、
   　前記受信部が前記ブロードキャストトランスポートブロックを受信するとともに、システム情報の変更通知を受信した場合に、前記制御部が、前記優先度に基づいて、システム情報の受信をページング信号の受信より優先するよう制御することを特徴とする請求項１に記載のユーザ端末。
5. 　自端末がＲＲＣ接続状態であれば、
   　前記制御部が、前記優先度に基づいて、前記ユニキャストトランスポートブロックの受信を、ユーザ端末固有サーチスペースおよび共通サーチスペースの受信より優先するよう制御することを特徴とする請求項１に記載のユーザ端末。
6. 　自端末がＲＲＣ接続状態であれば、
   　前記制御部が、前記優先度に基づいて、すべてのサブフレームで、ページング信号の受信を、ユーザ端末固有サーチスペースの受信より優先するよう制御することを特徴とする請求項１に記載のユーザ端末。
7. 　自端末がＲＲＣ接続状態であれば、
   　前記制御部が、前記優先度に基づいて、特定のサブフレームで、ページング信号の受信を、ユーザ端末固有サーチスペースの受信より優先するよう制御し、
   　前記特定のサブフレームは、事前に定義されているか、もしくはシステム情報またはＲＲＣシグナリングに含めて通知されることを特徴とする請求項１に記載のユーザ端末。
8. 　自端末がＲＲＣ接続状態であれば、
   　前記受信部がシステム情報のない変更通知を受信した場合に、前記制御部が、前記優先度に基づいて、ユーザ端末固有サーチスペースの受信を、システム情報の受信より優先するよう制御し、
   　前記受信部がシステム情報の変更通知を受信した場合に、前記制御部が、前記優先度に基づいて、前記システム情報の受信を、前記ユーザ端末固有サーチスペースの受信より優先するよう制御することを特徴とする請求項１に記載のユーザ端末。
9. 　同時に受信するＥＰＤＣＣＨおよびＰＤＳＣＨが６リソースブロック以内に位置する場合に、前記制御部が、前記ＥＰＤＣＣＨおよびＰＤＳＣＨの両方を受信するよう制御し、
   　前記同時に受信するＥＰＤＣＣＨおよびＰＤＳＣＨが６リソースブロックを超えて位置する場合に、前記制御部が、前記優先度に基づいて、前記ＥＰＤＣＣＨまたはＰＤＳＣＨのいずれか一方を受信するよう制御することを特徴とする請求項５から請求項８のいずれかに記載のユーザ端末。
10. 　システム帯域の一部の狭帯域に使用帯域が制限されたユーザ端末の無線通信方法であって、
    　ブロードキャストトランスポートブロックおよびユニキャストトランスポートブロックを受信する工程と、
    　自端末がＲＲＣ接続状態であれば、事前定義された優先度に基づいて前記ユニキャストトランスポートブロックを受信するよう制御する工程と、を有することを特徴とする無線通信方法。
     

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