JP6150487B2 - ユーザ端末、無線基地局、無線通信システム及び無線通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、マクロセルとスモールセルとの少なくとも一部が重複するように配置される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）が検討されている（非特許文献１）。ＬＴＥではマルチアクセス方式として、下り回線（下りリンク）にＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）をベースとした方式を用い、上り回線（上りリンク）にＳＣ−ＦＤＭＡ（Single Carrier Frequency Division Multiple Access）をベースとした方式を用いている。

また、ＬＴＥからのさらなる広帯域化及び高速化を目的として、ＬＴＥの後継システムも検討されている（例えば、ＬＴＥアドバンスト又はＬＴＥエンハンスメントと呼ぶこともある（以下、「ＬＴＥ−Ａ」という））。ＬＴＥ−Ａシステムでは、半径数キロメートル程度の広範囲のカバレッジエリアを有するマクロセル内に、半径数十メートル程度の局所的なカバレッジエリアを有するスモールセル（例えば、ピコセル、フェムトセルなど）が形成されるＨｅｔＮｅｔ（Heterogeneous Network）が検討されている（例えば、非特許文献１）。

3GPP TR 25.913"Requirements for Evolved UTRA and Evolved UTRAN"

上述のＨｅｔＮｅｔでは、複数のコンポーネントキャリアを統合して広帯域化を図るキャリアアグリゲーションを行うことも検討されている。例えば、ＨｅｔＮｅｔでは、マクロセルで用いられる第１コンポーネントキャリアとスモールセルで用いられる第２コンポーネントキャリアとを統合してキャリアアグリゲーションを行うことが考えられる。かかるＨｅｔＮｅｔにおける信号送信方法としては、２ＣＣ同時送信（２ＣＣ simultaneous transmission）と１ＣＣ送信（１ＣＣ transmission）とが考えられる。

２ＣＣ同時送信では、所定時間単位（例えば、ＴＴＩ（Transmission Time Interval））において第１及び第２のコンポーネントキャリアを同時に用いて信号が送信される。一方、１ＣＣ送信では、所定時間単位（例えば、ＴＴＩ）で使用するコンポーネントキャリアが切り替えられ、所定時間単位でみると１コンポーネントキャリアだけを用いて信号が送信される。

２ＣＣ同時送信では、送信機におけるＲＦ（Radio Frequency）回路の複雑化が問題となる。特に、上りリンクの２ＣＣ同時送信では、ユーザ端末のＲＦ回路が複雑化するため、望ましくない。このため、マクロセルで用いられる第１コンポーネントキャリアとスモールセルで用いられる第２コンポーネントキャリアとを統合してキャリアアグリゲーションを行う場合には、１ＣＣ送信を行うことが望まれる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、マクロセルで用いられる第１コンポーネントキャリアとスモールセルで用いられる第２コンポーネントキャリアとを統合してキャリアアグリゲーションを行う場合における１ＣＣ送信に適したユーザ端末、無線基地局、無線通信システム及び無線通信方法を適用することを目的とする。

本発明のユーザ端末は、マクロセルで用いられる第１コンポーネントキャリアとスモールセルで用いられる第２コンポーネントキャリアとを統合してキャリアアグリゲーションを行う無線通信システムにおけるユーザ端末であって、前記第１コンポーネントキャリアを用いて前記マクロセルを形成するマクロ基地局と通信する第１期間と、前記第２コンポーネントキャリアを用いて前記スモールセルを形成するスモール基地局と通信する第２期間と、を示す期間設定情報を受信し、前記マクロ基地局により前記第１期間から割り当てられる第１無線リソースを示すスケジューリング情報を受信し、前記スモール基地局により前記第２期間から割り当てられる第２無線リソースを示すスケジューリング情報を受信する受信部と、前記期間設定情報に基づいて、前記第１期間と前記第２期間とを設定する設定部と、前記第１期間内の前記第１無線リソースにおいて前記第１コンポーネントキャリアを用いて前記マクロ基地局に対する上り信号を送信し、前記第２期間内の前記第２無線リソースにおいて前記第２コンポーネントキャリアを用いて前記スモール基地局に対する上り信号を送信する送信部と、を具備することを特徴とする。

本発明によれば、マクロセルで用いられる第１コンポーネントキャリアとスモールセルで用いられる第２コンポーネントキャリアとを統合してキャリアアグリゲーションを行う場合の１ＣＣ送信に適したユーザ端末、無線基地局、無線通信システム及び無線通信方法を提供できる。

ＨｅｔＮｅｔにおけるキャリアアグリゲーションの概念図である。 ＨｅｔＮｅｔ構成の説明図である。 本発明の第１態様に係る１ＣＣ送信方法の説明図である。 本発明の第２態様に係る１ＣＣ送信方法の説明図である。 本発明の第３態様に係る１ＣＣ送信方法の説明図である。 本発明の第４態様に係る１ＣＣ送信方法の説明図である。 本発明の第５態様に係る１ＣＣ送信方法の説明図である。 本発明の第６態様に係る１ＣＣ送信方法の説明図である。 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図である。 本実施の形態に係る無線基地局の全体構成の説明図である。 本実施の形態に係るユーザ端末の全体構成の説明図である。 本実施の形態に係る無線基地局のベースバンド処理部の機能構成図である。 本実施の形態に係るユーザ端末のベースバンド処理部の機能構成図である。

図１は、ＨｅｔＮｅｔにおけるキャリアアグリゲーションの概念図である。図１に示すように、ＨｅｔＮｅｔでは、マクロセルで用いられる第１コンポーネントキャリア（ＣＣ１）とスモールセルで用いられる第２コンポーネントキャリア（ＣＣ２）とを統合してキャリアアグリゲーションが行なわれる。

かかるＨｅｔＮｅｔにおける信号送信方法としては、２ＣＣ同時送信（２ＣＣ simultaneous transmission）と１ＣＣ送信（１ＣＣ transmission）とが想定される。図１Ａに示すように、上りリンクで２ＣＣ同時送信を用いる場合、所定時間単位（例えば、ＴＴＩ）において第１コンポーネントキャリアと第２コンポーネントキャリアとの双方を用いて、上り信号（例えば、上りデータチャネル（ＰＵＳＣＨ：Physical Uplink Shared Channel））が送信される。

一方、図１Ｂに示すように、上りリンクで１ＣＣ送信を用いる場合、所定時間単位（例えば、ＴＴＩ）において第１コンポーネントキャリアと第２コンポーネントキャリアとのいずれかを用いて、上り信号（例えば、ＰＵＳＣＨ）が送信される。このように、１ＣＣ送信では、所定時間単位で使用するコンポーネントキャリアが切り替えられる。１ＣＣ送信では、送信機におけるＲＦ回路の複雑化を回避できるため、今後は、１ＣＣ送信が重要になると考えられる。

図２は、上述の１ＣＣ送信（図１Ｂ）が用いられるＨｅｔＮｅｔ構成の説明図である。図２に示すように、ＨｅｔＮｅｔは、マクロセルＭとスモールセルＳとの少なくとも一部が地理的に重複して配置される無線通信システムである。ＨｅｔＮｅｔは、マクロセルＭを形成する無線基地局（以下、マクロ基地局という）と、スモールセルＳを形成する無線基地局（以下、スモール基地局という）と、マクロ基地局とスモール基地局と通信するユーザ端末ＵＥとを含んで構成される。

具体的には、上述の１ＣＣ送信が用いられるＨｅｔＮｅｔ構成としては、図２Ａに示すように、マクロ基地局だけにスケジューリング部（ＢＢ（ベースバンド）処理部）が設けられる第１構成と、図２Ｂに示すように、マクロ基地局とスモール基地局との双方にスケジューリング部（ＢＢ（ベースバンド）処理部）が設けられる第２構成と、が考えられる。図２Ａに示すキャリアアグリゲーションは、基地局内キャリアアグリゲーション（Intra-eNB CA）と呼ばれてもよい。また、図２Ｂに示すキャリアアグリゲーションは基地局間キャリアアグリゲーション（Inter-eNB CA）と呼ばれてもよい。

図２Ａに示す第１構成では、マクロ基地局とスモール基地局とが光ファイバで接続され、マクロ基地局のスケジューリング部が、マクロセルＭ及びスモールセルＳにおける無線リソースの割り当て制御を行う。例えば、第１構成において図１Ｂに示す１ＣＣ送信が行なわれる場合、マクロ基地局のスケジューリング部は、所定時間単位（例えば、ＴＴＩ）で使用するコンポーネントキャリアを、第１及び第２のコンポーネントキャリアの間で切り替える。

一方、図２Ｂに示す第２構成では、マクロ基地局とスモール基地局とが、Ｘ２インターフェースやバックホールリンクなど、光ファイバ以外のリンク（有線又は無線を問わない）で接続される。第２構成では、マクロ基地局及びスモール基地局のスケジューリング部が、それぞれ、自セルにおける無線リソースの割り当て制御を行う。

例えば、第２構成において図１Ｂに示す１ＣＣ送信が行なわれる場合、マクロ基地局のスケジューリング部が、第１構成のように単独で、使用するコンポーネントキャリアを切り替えることはできない。スモール基地局にもスケジューリング部が設けられるためである。また、マクロ基地局及びスモール基地局のスケジューリング部の双方を１ＣＣ送信のために協調させる場合、マクロ基地局とスモール基地局との間の複雑な協調制御により、１ＣＣ送信を簡易には行うことができない恐れがある。

そこで、本発明者らは、マクロセルＭで用いられる第１コンポーネントキャリアとスモールセルＳで用いられる第２コンポーネントキャリアとを統合してキャリアアグリゲーションを行う無線通信システムにおいて、第１コンポーネントキャリア又は第２コンポーネントキャリアの使用期間を予め設定しておくことで、マクロ基地局とスモール基地局との間の協調制御を不要とするという発想を得て、本発明に至った。

本発明に係る１ＣＣ送信方法では、ユーザ端末ＵＥは、第１コンポーネントキャリアを用いてマクロ基地局と通信する第１期間と、第２コンポーネントキャリアを用いてスモール基地局と通信する第２期間と、を示す期間設定情報を受信する。ユーザ端末ＵＥは、期間設定情報に基づいて、上記第１期間と上記第２期間とを設定する。ユーザ端末ＵＥは、第１期間において第１コンポーネントキャリアを用いてマクロ基地局に対する上り信号を送信し、第２期間において第２コンポーネントキャリアを用いてスモール基地局に対する上り信号を送信する。

これにより、第１コンポーネントキャリアを用いる第１期間と第２コンポーネントキャリアを用いる第２期間とを予め設定できるため、簡易に１ＣＣ送信を実現できる。特に、図２Ｂに示す第２構成の無線通信システムにおいて、マクロ基地局とスモール基地局との間で複雑な協調制御を行う必要がなく、１ＣＣ送信を簡易に行うことができる。

ここで、第１コンポーネントキャリアは、マクロセルＭで用いられ、相対的に低い周波数帯（例えば、２ＧＨｚなど）の周波数ブロックである。一方、第２コンポーネントキャリアは、スモールセルＳで用いられ、相対的に高い周波数帯（例えば、３．５ＧＨｚなど）の周波数ブロックである。第１及び第２コンポーネントキャリアは、それぞれ、例えば、２０ＭＨｚの帯域幅を有する。

このように、本発明の１ＣＣ送信方法では、マクロセルＭで用いられる第１コンポーネントキャリアとスモールセルＳで用いられる第２コンポーネントキャリアとが異なる周波数帯である場合において、第１及び第２コンポーネントキャリアを統合すること（ＣＡシナリオ４ともいう。なお、図２Ａの場合は、Intra-eNB CAであり、図２Ｂの場合は、Inter-eNB CAである。）を想定する。なお、このキャリアアグリゲーションで統合されるコンポーネントキャリア数は、２コンポーネントキャリアに限られず、マクロセルＭと複数のスモールセルＳとで用いられる３以上のコンポーネントキャリアが統合されてもよい。

また、本発明の１ＣＣ送信方法は、図２Ｂに示す第２構成のＨｅｔＮｅｔで用いることを想定する。第２構成のＨｅｔＮｅｔでは、マクロセルＭとスモールセルＳとの間で、マクロアシスト型アクセス方式（Macro cell-assisted Access）が適用されてもよい。マクロアシスト型アクセス方式では、マクロセルＭにおいてＣプレーン信号（制御信号）が送受信され、スモールセルＳにおいてＵプレーン信号（データ信号）が送受信される。

マクロセルＭでは、相対的に低い周波数帯（例えば、２ＧＨｚ）の搬送波（既存キャリア、カバレッジキャリアともいう）が用いられる。このため、マクロセルＭの搬送波を用いて制御信号を送信することで、ユーザ端末ＵＥの接続性やモビリティを維持できる。また、スモールセルＳでは、相対的に高い周波数帯（例えば、３．５ＧＨｚ）の搬送波（追加キャリア、キャパシティキャリアともいう）が用いられる。このため、スモールセルＳの搬送波を用いてデータ信号を送信することで、高スループットを実現できる。

なお、マクロアシスト型アクセス方式のスモールセルＳでは、サブフレームの先頭最大３ＯＦＤＭシンボルに下り制御チャネル（ＰＤＣＣＨ：Physical Downlink Control Channel）の配置領域やセル固有参照信号（ＣＲＳ：Cell-specific Reference Signal）が取り除かれた、あるいは挿入密度が低いＮｅｗキャリアタイプが用いられる。このＮｅｗキャリアタイプを用いるスモールセルＳは、ファントムセルと呼ばれても良い。

以下では、図２Ｂに示す第２構成のＨｅｔＮｅｔにおいてマクロアシスト型アクセス方式が適用されるものする。しかしながら、本発明の１ＣＣ送信方法は、マクロアシスト型アクセス方式に限られず、マクロセルＭとスモールセルＳとの双方において、制御信号及びデータ信号が送受信される場合にも適用可能である。すなわち、本発明の１ＣＣ送信方法は、図２Ａに示す基地局内キャリアアグリゲーションの場合に適用されてもよい。

（第１態様）
図３を参照し、本発明の第１態様に係る１ＣＣ送信方法を説明する。図３は、第１態様に係る１ＣＣ送信方法の説明図である。図３において、期間（Duration）＃Ａは、第１コンポーネントキャリアを用いてマクロ基地局（Macro）と通信する第１期間である。また、期間（Duration）＃Ｂは、第２コンポーネントキャリアを用いてスモール基地局（Phantom）と通信する第２期間である。

ユーザ端末ＵＥは、期間＃Ａと期間＃Ｂを示す期間設定情報を受信する。期間設定情報は、例えば、第１及び第２コンポーネントキャリアのキャリアアグリゲーションを設定する際に、ＲＲＣ（Radio Resource Control）などの上位レイヤシグナリングを用いて、ユーザ端末ＵＥに通知される。なお、期間設定情報は、マクロ基地局又はスモール基地局のいずれから通知されてもよい。

ここで、期間設定情報は、期間＃Ａ及び期間＃Ｂをそれぞれ構成する所定時間単位（例えば、サブフレームや無線フレーム）に付されるインデックス番号であってもよい。例えば、期間＃Ａ及び期間＃Ｂが、少なくとも一つのサブフレーム（１ｍｓ）で構成される場合、期間設定情報は、サブフレームのインデックス番号であってもよい。また、期間＃Ａ及び＃Ｂが、少なくとも一つの無線フレーム（１０ｍｓ）で構成される場合、期間設定情報は、システムフレーム番号（ＳＦＮ）であってもよい。

また、期間設定情報は、期間＃Ａ及び期間＃Ｂの周期であってもよい。なお、期間＃Ａの周期は、前回の期間＃Ａの開始タイミングから次回の期間＃Ａの開始タイミングまでの時間間隔と等しい。期間＃Ｂの周期についても同様である。

また、期間設定情報は、所定時間単位（例えば、サブフレームや無線フレーム）を最小単位として、期間＃Ａ及び期間＃Ｂをビットマップ形式で示すものであってもよい。例えば、サブフレームが最小単位である場合、ビットマップの各ビットとサブフレームとを対応付けて、期間＃Ａに対応するサブフレームを「０」で示し、期間＃Ｂに対応するサブフレームを「１」で示してもよい。かかる場合、期間＃Ａがサブフレーム＃０、＃１で構成され、期間＃Ｂがサブフレーム＃２−＃９で構成されるとすると、期間設定情報は、ビット情報「００１１１１１１１１」となる。

以上のような期間設定情報に基づいて、ユーザ端末ＵＥは、期間＃Ａ及び期間＃Ｂを設定する。なお、マクロアシスト型アクセス方式の場合、マクロセルＭで情報量が少ない制御信号が送受信され、スモールセルＳで情報量が多いデータ信号が送受信される。このため、ユーザ端末ＵＥは、期間設定情報に基づいて、期間＃Ａよりも期間＃Ｂを長く設定してもよい。

ユーザ端末ＵＥは、設定された期間＃Ａにおいて第１コンポーネントキャリアを用いてマクロ基地局に対する上り信号を送信し、設定された期間＃Ｂにおいて第２コンポーネントキャリアを用いてスモール基地局に対する上り信号を送信する。これにより、上りリンクでの１ＣＣ送信が可能となる。

また、ユーザ端末ＵＥは、設定された期間＃Ａにおいて第１コンポーネントキャリアを用いてマクロ基地局からの下り信号を受信し、設定された期間＃Ｂにおいて第２コンポーネントキャリアを用いてスモール基地局からの下り信号を受信してもよい。これにより、上りリンク及び下りリンクの双方での１ＣＣ送信が可能となる。かかる場合、ユーザ端末ＵＥに１つのＲＦ回路を設けるだけで、ファントムセルを実現できる。

このように、第１態様に係る１ＣＣ送信方法においては、期間設定情報に基づいて第１コンポーネントキャリアが用いられる期間＃Ａと第２コンポーネントキャリアが用いられる期間＃Ｂとが予め設定される。このため、図２Ｂに示す第２構成の無線通信システムにおいて、マクロ基地局とスモール基地局との間で複雑な協調制御を行う必要がなく、１ＣＣ送信を簡易に行うことができる。

（第２態様）
図４を参照し、本発明の第２態様に係る１ＣＣ送信方法を説明する。第２態様に係る１ＣＣ送信方法では、ユーザ端末ＵＥは、期間＃Ａ及び期間＃Ｂの長さを変更するための期間変更情報を受信し、期間変更情報に基づいて期間＃Ａ及び＃Ｂの長さを変更する。

図４は、第２態様に係る１ＣＣ送信方法の説明図である。以下では、第１態様に係る１ＣＣ送信方法との相違点を中心に説明する。

マクロアシスト型アクセス方式の場合、通常、ユーザ端末ＵＥが送受信する情報量は、マクロセルＭよりもスモールセルＳの方が多くなる。このため、マクロ基地局（Macro）と通信する期間＃Ａよりも、スモール基地局（Phantom）と通信する期間＃Ｂが長く設定される。一方で、ＳＲＢ（Signaling Radio Bearer）などの制御信号をマクロ基地局と送受信する必要がある場合、マクロ基地局（Macro）と通信する期間を長くすることが好ましい。そこで、図４に示すように、期間＃Ａ及び期間＃Ｂ（期間＃Ａ＜期間＃Ｂ）をそれぞれ、期間＃Ｃ及び期間＃Ｄ（期間＃Ｃ＞期間＃Ｄ）に切り替え可能とすることが望まれる。

図４において、ユーザ端末ＵＥは、期間＃Ａ及び期間＃Ｂの長さを変更するための期間変更情報を受信する。ここでは、期間変更情報は、期間＃Ａ及び期間＃Ｂ（期間＃Ａ＜期間＃Ｂ）をそれぞれ期間＃Ｃ及び期間＃Ｄ（期間＃Ｃ＞期間＃Ｄ）に切り替えるための情報であるが、これに限られない。期間変更情報は、期間＃Ａ及び期間＃Ｂの長さが変更されれば、期間＃Ｃ＞期間＃Ｄの関係になくともよい。

ここで、期間変更情報としては、期間＃Ｃ及び期間＃Ｄをそれぞれ構成する所定時間単位に付されるインデックス番号（例えば、サブフレームインデックス番号やシステムフレーム番号（ＳＦＮ））を用いることができる。

また、期間変更情報は、ＭＡＣ（Media Access Control）シグナリングを用いて、ユーザ端末ＵＥに通知されてもよい。ＭＡＣシグナリングは、ＲＲＣシグナリングよりも下位のシグナリングであるため、より簡易に期間変更情報を通知できる。なお、期間変更情報は、ＲＲＣシグナリングなどの上位レイヤシグナリングで通知されてもよい。

また、期間変更情報をスモール基地局に通知する場合、マクロ基地局からスモール基地局に直接通知されてもよいし、ユーザ端末ＵＥ経由でスモール基地局に通知されてもよい。直接通知する場合、マクロ基地局は、バックホールリンクを介して、ＵＥに通知した期間変更情報をスモール基地局にも通知する。また、ユーザ端末ＵＥ経由で通知する場合、ユーザ端末ＵＥは、マクロ基地局から期間変更情報を受信すると、当該マクロ基地局に肯定応答（ＡＣＫ）を送信するとともに、ＭＡＣシグナリングを用いて期間変更情報をスモール基地局に送信する。

このように、第２態様に係る１ＣＣ送信方法においては、期間変更情報に基づいて第１コンポーネントキャリアが用いられる期間＃Ａと第２コンポーネントキャリアが用いられる期間＃Ｂの長さを変更できる。マクロセルＭとスモールセルＳとにおける情報量を考慮して、柔軟な１ＣＣ送信を行うことができる。

（第３態様）
図５を参照し、本発明の第３態様に係る１ＣＣ送信方法を説明する。第３態様に係る１ＣＣ送信方法では、第１コンポーネントキャリア又は第２コンポーネントキャリアのいずれか一方で時分割複信（ＴＤＤ）方式が適用され、他方で周波数分割複信（ＦＤＤ）方式が適用される場合を想定する。かかる場合、ユーザ端末ＵＥは、ＴＤＤ方式が適用されるコンポーネントキャリアの下り用サブフレームにおいて、ＦＤＤ方式が適用されるコンポーネントキャリアを用いて上り信号を送信する。

図５は、第３態様に係る１ＣＣ送信方法の説明図である。なお、第３態様に係る１ＣＣ送信方法は、第１、第２態様に係る１ＣＣ送信方法と適宜組み合わせることができる。以下では、第１、第２態様に係る１ＣＣ送信方法との相違点を中心に説明する。

図５では、第１コンポーネントキャリア（ＣＣ１）でＦＤＤ方式が適用され、第２コンポーネントキャリア（ＣＣ２）でＴＤＤ方式が適用される場合、すなわち、ユーザ端末ＵＥが、マクロ基地局とＦＤＤ方式で通信し、スモール基地局とＴＤＤ方式で通信する場合を想定する。なお、第２態様に係る１ＣＣ送信方法は、これとは逆に、第１コンポーネントキャリアでＴＤＤ方式が適用され、第２コンポーネントキャリアでＦＤＤ方式が適用される場合にも、用いることができる。

また、図５では、図３の期間＃Ｂに含まれる無線フレーム（１０ｍｓ）の構成が示されるものとする。なお、図５に示す無線フレーム構成は例示にすぎず、これに限られない。また、期間＃Ｂは、２以上の無線フレームで構成されてもよい。

図５に示すように、第１コンポーネントキャリア（ＣＣ１）では、ＦＤＤ方式が適用されるため、下り用サブフレーム（Ｄ）のみで構成される無線フレームと、上り用サブフレーム（Ｕ）のみで構成される無線フレームとが、設けられる。

一方、第２コンポーネントキャリア（ＣＣ２）では、ＴＤＤ方式が適用されるため、１無線フレーム内に、下り用サブフレーム（Ｄ）と、上り用サブフレーム（Ｕ）と、特別サブフレーム（Ｓ）とが設けられる。なお、特別サブフレーム（Ｓ）は、下り／上りの双方に用いられるサブフレームである。

第２コンポーネントキャリア（ＣＣ２）においてＴＤＤ方式が適用される場合、ユーザ端末ＵＥは、上り用サブフレーム（＃２、＃７）においてスモール基地局に対する上り信号を送信する。一方で、下り用サブフレーム（＃０、＃３−＃５、＃８、＃９）においては、上り信号を送信しない。このため、期間＃Ｂにおいて上り信号を送信可能な時間が制限されてしまう。

ここで、第２コンポーネントキャリアの下り用サブフレーム（＃０、＃３−＃５、＃８、＃９）では、ユーザ端末ＵＥの送信ＲＦ回路は未使用である。また、第１コンポーネントキャリアではＦＤＤ方式が適用されるため、上記下り用サブフレーム（＃０、＃３−＃５、＃８、＃９）と同じ時間（サブフレーム）において、第１コンポーネントキャリアを用いて上り信号を送信することは可能である。

そこで、ユーザ端末ＵＥは、第２コンポーネントキャリアの下り用サブフレーム（＃０、＃４、＃５、＃９）において、第１コンポーネントキャリアを用いてマクロ基地局に対する上り信号を送信してもよい。

なお、第２コンポーネントキャリアの上り用サブフレームに隣接する下り用サブフレーム（＃３、＃８）や特別サブフレーム（＃１、＃６）は、送信ＲＦ回路において第１及び第２コンポーネントキャリアの切り替え時間として使用される。この切り替え時間は、図５では、１サブフレームであるが、１サブフレーム以上であってもよい。

このように、第３態様に係る１ＣＣ送信方法では、第２コンポーネントキャリアにおいてＴＤＤ方式が適用される場合に、当該第２コンポーネントキャリアの下り用サブフレームにおいて、第１コンポーネントキャリアを用いて上り信号を送信する。このため、ユーザ端末ＵＥにおいて未使用の送信ＲＦ回路を有効利用して、上り信号を送信可能な時間を増加させることができる。

（第４態様）
図６を参照し、本発明の第４態様に係る１ＣＣ送信方法を説明する。第４態様に係る１ＣＣ送信方法では、第１コンポーネントキャリア及び第２コンポーネントキャリアの双方で時分割複信（ＴＤＤ）方式が適用される場合を想定する。かかる場合、ユーザ端末ＵＥは、第１コンポーネントキャリア又は／及び前記第２コンポーネントキャリアの上り用サブフレームをシフトさせるためのシフト情報を受信する。また、ユーザ端末ＵＥは、当該シフト情報に基づいて設定される上り用サブフレームにおいて上り信号を送信する。

図６は、第４態様に係る１ＣＣ送信方法の説明図である。なお、第４態様に係る１ＣＣ送信方法は、第１、第２態様に係る１ＣＣ送信方法と適宜組み合わせることができる。以下では、第１、第２態様に係る１ＣＣ送信方法との相違点を中心に説明する。

なお、図６では、第２コンポーネントキャリア用の期間＃Ｂ内の無線フレームを例示するが、第１コンポーネントキャリア用の期間＃Ａの無線フレームも同様である。さらに、図６に示す無線フレーム構成は例示にすぎず、これに限られない。

図６に示すように、第１及び第２コンポーネントキャリア（ＣＣ１及びＣＣ２）の双方においてＴＤＤ方式が適用される場合、第１及び第２コンポーネントキャリアの双方において、１無線フレーム内に、下り用サブフレーム（Ｄ）と、上り用サブフレーム（Ｕ）と、特別サブフレーム（Ｓ）とが設けられる。なお、図６では、例えば、ＴＤＤコンフィグレーション２が適用されるものとするが、これに限られるものではない。

第３態様で説明した通り、期間＃Ｂにおいて、ユーザ端末ＵＥが、第２コンポーネントキャリアの上り用サブフレームだけで上り信号を送信すると、上り信号を送信可能な時間が制限されてしまう。このため、第２コンポーネントキャリア用の期間＃Ｂにおいて、ユーザ端末ＵＥが、第１コンポーネントキャリアの上り用サブフレームを用いて上り信号を送信することが考えられる。

ここで、第１及び第２コンポーネントキャリアの上り用サブフレームが重複してしまうと、第１又は第２コンポーネントキャリアのいずれかの上り信号しか送信できなくなってしまう。ユーザ端末ＵＥの送信ＲＦ回路は１つしかないためである。

そこで、第１コンポーネントキャリア又は／及び前記第２コンポーネントキャリアの上り用サブフレームをシフトさせるためのシフト情報がユーザ端末ＵＥに通知される。ユーザ端末ＵＥは、当該シフト情報に基づいて設定される上り用サブフレームにおいて上り信号を送信する。

ここで、シフト情報は、例えば、上り用サブフレームのシフト量や、シフト後のサブフレームインデックス番号などである。また、シフト情報は、マクロ基地局又はスモール基地局のいずれからユーザ端末ＵＥに通知されてもよい。また、シフト情報は、例えば、ＲＲＣシグナリングなどの上位レイヤシグナリングで通知される。

例えば、図６では、ユーザ端末ＵＥは、シフト情報に基づいて、第２コンポーネントキャリアの上り用サブフレームを２サブフレーム後にシフトさせる。ユーザ端末ＵＥは、シフト後の第２コンポーネントキャリアの上り用サブフレーム（＃４、＃９）においてスモール基地局に対する上り信号を送信し、第１コンポーネントキャリアの上り用サブフレーム（＃２、＃７）においてマクロ基地局に対する上り信号を送信する。

なお、上述のシフト情報は、第１及び第２コンポーネントキャリアの双方の上り用サブフレーム間に少なくも１サブフレームが設けられるように、設定されることが好ましい。ユーザ端末ＵＥの送信ＲＦ回路において、第１及び第２コンポーネントキャリア間の切り替え時間が必要だからである。

このように、第４態様に係る１ＣＣ送信方法では、第１及び第２コンポーネントキャリアの双方においてＴＤＤ方式が適用される場合、第１及び第２コンポーネントキャリアの上り用サブフレームの位置をずらすことができる。このため、ユーザ端末ＵＥにおいて未使用の送信ＲＦ回路を有効利用して、上り信号を送信可能な時間を増加させることができる。

（第５態様）
図７を参照し、本発明の第５態様に係る１ＣＣ送信方法を説明する。第５態様に係る１ＣＣ送信方法では、第１コンポーネントキャリア及び前記第２コンポーネントキャリアを含む３以上のコンポーネントキャリアを統合してキャリアアグリゲーションが行なわれる場合を想定する。

図７は、第５態様に係る１ＣＣ送信方法の説明図である。なお、第５態様に係る１ＣＣ送信方法は、第１−４態様と適宜組み合わせることが可能である。以下では、第１−第４態様に係る１ＣＣ送信方法との相違点を中心に説明する。

３以上のコンポーネントキャリアを統合してキャリアアグリゲーションを行う場合、図７Ａに示すように、コンポーネントキャリア毎に個別の個別期間を設定する方法と、図７Ｂに示すように、複数のコンポーネントキャリアで共用される共用期間を設定する方法と、考えられる。以下では、３コンポーネントキャリアを統合してキャリアアグリゲーションを行う場合を説明するが、４以上のコンポーネントキャリアが統合されてもよい。

図７Ａでは、第１、第２、第３コンポーネントキャリア（ＣＣ１、ＣＣ２、ＣＣ３）のそれぞれに個別の個別期間＃Ａ、＃Ｂ、＃Ｃが設けられる。かかる場合、ユーザ端末ＵＥは、個別期間＃Ａ−＃Ｃをそれぞれ示す期間設定情報を受信し、当該期間設定情報に基づいて個別期間＃Ａ−＃Ｃを設定する。

ユーザ端末ＵＥは、期間＃Ａ−＃Ｃのそれぞれにおいて対応するコンポーネントキャリアを用いて通信する。なお、第３コンポーネントキャリアを用いた通信は、第１コンポーネントキャリアと同一のマクロ基地局、第２コンポーネントキャリアと同一のスモール基地局、或いは、いずれとも異なるマクロ基地局又はスモール基地局のいずれとの間で行われてもよい。

一方、図７Ｂでは、第２、第３コンポーネントキャリア（ＣＣ２、ＣＣ３）で共用される共用期間＃Ｂが設けられる。かかる場合、ユーザ端末ＵＥは、第１コンポーネントキャリア用の個別期間＃Ａと、第２、第３コンポーネントキャリアで共用される共用期間＃Ｂを示す期間設定情報を受信し、当該期間設定情報に基づいて個別期間＃Ａ及び共用期間＃Ｂを設定する。

また、図７Ｂにおいて、ユーザ端末ＵＥは、個別期間＃Ａにおいて、次の共用期間＃Ｂにおいて使用するコンポーネントキャリアを示すコンポーネントキャリア情報を受信する。コンポーネントキャリア情報は、例えば、ＭＡＣシグナリングを用いて通知される。なお、前回の共用期間＃Ｂと同じコンポーネントキャリアを使用する場合、コンポーネントキャリア情報の通知は、省略されてもよい。また、コンポーネントキャリア情報は、マクロ基地局又はスモール基地局のいずれから通知されてもよい。

（第６態様）
図８を参照し、本発明の第６態様に係る１ＣＣ送信方法を説明する。第６態様に係る１ＣＣ送信方法では、上り／下りの期間構成について説明する。

図８は、第６態様に係る１ＣＣ送信方法の説明図である。なお、第６態様に係る１ＣＣ送信方法は、第１−５態様と適宜組み合わせることが可能である。以下では、第１−第５態様に係る１ＣＣ送信方法との相違点を中心に説明する。

上り／下りの期間構成としては、図８Ａに示すように、上り／下りで共通の期間を設定する方法と、図８Ｂに示すように、上り／下りで異なる期間を設定する方法とが考えられる。

図８Ａでは、上りの期間＃Ａにおいて第１コンポーネントキャリアを用いてマクロ基地局（Macro）に対する上り信号が送信され、期間＃Ｂにおいて第２コンポーネントキャリアを用いてスモール基地局（Phantom）に対する上り信号が送信される。一方、下りの期間＃Ａにおいて第２コンポーネントキャリアを用いてスモール基地局（Phantom）からの下り信号が受信され、期間＃Ｂにおいて第１コンポーネントキャリアを用いてマクロ基地局（Macro）からの下り信号が受信される。

このように、図８Ａでは、上り／下りで共通の期間を設定する一方、同じ期間においては上り／下りで異なるセル（コンポーネントキャリア）を用いて通信を行う。これにより、同じ期間では上り／下りで異なる周波数帯が用いられるので、マクロセルＭとスモールセルＳとの間の干渉を防止できる。

一方、図８Ｂでは、上りでは、期間＃Ａ及び＃Ｂを設定する一方、下りでは、期間＃Ａと期間＃Ｂとは異なる期間＃Ｃ及び期間＃Ｄを設定する。このように、図８Ｂでは、上り／下りで異なる期間を設定する。これにより、柔軟な期間設定が可能となる。

以下、本実施の形態に係る無線通信システムについて、詳細に説明する。この無線通信システムでは、上述の第１−６態様に係る１ＣＣ送信方法が適用される。

（無線通信システムの構成）
図９は、本実施の形態に係る無線通信システムの概略構成図である。なお、図９に示す無線通信システムは、例えば、ＬＴＥシステム或いは、ＳＵＰＥＲ ３Ｇが包含されるシステムである。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が適用される。また、この無線通信システムは、ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄと呼ばれても良いし、４Ｇ、ＦＲＡ（Future Radio Access）と呼ばれても良い。

図９に示すように、無線通信システム１は、マクロセルＣ１を形成するマクロ基地局１１と、マクロセルＣ１内に配置され、マクロセルＣ１よりも狭いスモールセルＣ２を形成するスモール基地局１２ａ及び１２ｂとを備えている。また、マクロセルＣ１及び各スモールセルＣ２には、ユーザ端末２０が配置されている。ユーザ端末２０は、マクロ基地局１１及びスモール基地局１２の双方と無線通信可能に構成されている。

ユーザ端末２０とマクロ基地局１１との間は、相対的に低い周波数帯域（例えば、２ＧＨｚ）で帯域幅が広いキャリア（既存キャリア、Legacy carrierなどと呼ばれる）を用いて通信が行なわれる。一方、ユーザ端末２０とスモール基地局１２との間は、相対的に高い周波数帯域（例えば、３．５ＧＨｚなど）で帯域幅狭いキャリアが用いられる。マクロ基地局１１及び各スモール基地局１２は、有線接続又は無線接続されている。

マクロ基地局１１及び各スモール基地局１２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。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）等が含まれるが、これに限定されるものではない。

なお、マクロ基地局１１は、相対的に広いカバレッジを有する無線基地局であり、ｅＮｏｄｅＢ、無線基地局装置、送信ポイントなどと呼ばれてもよい。スモール基地局１２は、局所的なカバレッジを有する無線基地局であり、ピコ基地局、フェムト基地局、Ｈｏｍｅ ｅＮｏｄｅＢ、マイクロ基地局、送信ポイントなどと呼ばれてもよい。また、スモール基地局１２は、ファントムセルを形成する無線基地局であってもよい。ファントムセルでは、先頭最大３ＯＦＤＭシンボルにＰＤＣＣＨが配置されないサブフレーム（Ｎｅｗキャリアタイプ、追加キャリアタイプ）が用いられる。

以下、マクロ基地局１１及びスモール基地局１２を区別しない場合は、無線基地局１０と総称する。各ユーザ端末２０は、ＬＴＥ、ＬＴＥ−Ａなどの各種通信方式に対応した端末であり、移動通信端末だけでなく固定通信端末を含んでよい。

無線通信システムにおいては、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。

ここで、図９に示す無線通信システムで用いられる通信チャネルについて説明する。下りリンクの通信チャネルは、各ユーザ端末２０で共有されるＰＤＳＣＨ（Physical Downlink Shared Channel）と、下りＬ１／Ｌ２制御チャネル（ＰＤＣＣＨ、ＰＣＦＩＣＨ、ＰＨＩＣＨ、拡張ＰＤＣＣＨ）とを有する。ＰＤＳＣＨにより、ユーザデータ及び上位制御情報が伝送される。ＰＤＣＣＨ（Physical Downlink Control Channel）により、ＰＤＳＣＨおよびＰＵＳＣＨのスケジューリング情報等が伝送される。ＰＣＦＩＣＨ（Physical Control Format Indicator Channel）により、ＰＤＣＣＨに用いるＯＦＤＭシンボル数が伝送される。ＰＨＩＣＨ（Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel）により、ＰＵＳＣＨに対するＨＡＲＱのＡＣＫ/ＮＡＣＫが伝送される。また、拡張ＰＤＣＣＨ（Enhanced Physical Downlink Control Channel、ePDCCH、E-PDCCH、FDM型PDCCH等とも呼ばれる）により、ＰＤＳＣＨ及びＰＵＳＣＨのスケジューリング情報等が伝送されてもよい。この拡張ＰＤＣＣＨ（拡張下り制御チャネル）は、ＰＤＳＣＨ（下り共有データチャネル）と周波数分割多重され、ＰＤＣＣＨの容量不足を補うために使用される。

上りリンクの通信チャネルは、各ユーザ端末２０で共有される上りデータチャネルとしてのＰＵＳＣＨ（Physical Uplink Shared Channel）と、上りリンクの制御チャネルであるＰＵＣＣＨ（Physical Uplink Control Channel）とを有する。このＰＵＳＣＨにより、ユーザデータや上位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）、ＡＣＫ/ＮＡＣＫ等が伝送される。

図１０は、本実施の形態に係る無線基地局１０（マクロ基地局１１及びスモール基地局１２を含む）の全体構成図である。無線基地局１０は、ＭＩＭＯ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、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、ＰＤＣＰ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、例えば、ＨＡＲＱ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２０３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からアンテナ毎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。

本実施の形態において、マクロセルＣ１で用いられる第１コンポーネントキャリアとスモールセルＣ２で用いられる第２コンポーネントキャリアとを統合してキャリアアグリゲーションが行なわれる場合、マクロ基地局１１の各送受信部１０３は、ベースバンド信号処理部１０４から出力された下り信号を第１コンポーネントキャリアの無線周波数帯に変換してユーザ端末２０に送信する。同様に、スモール基地局１２の各送受信部１０３は、ベースバンド信号処理部１０４から出力された下り信号を第２コンポーネントキャリアの無線周波数帯に変換してユーザ端末２０に送信する。マクロ基地局１１、スモール基地局１２の送信ＲＦ回路は、各送受信部１０３によって構成される。

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、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。

本実施の形態において、マクロセルＣ１で用いられる第１コンポーネントキャリアとスモールセルＣ２で用いられる第２コンポーネントキャリアとを統合してキャリアアグリゲーションが行なわれる場合、マクロ基地局１１の各送受信部１０３は、第１コンポーネントキャリアを用いてユーザ端末２０から受信した上り信号をベースバンド信号処理部１０４に出力する。また、スモール基地局１２の各送受信部１０３は、第２コンポーネントキャリアを用いてユーザ端末２０から受信した上り信号をベースバンド信号処理部１０４に出力する。マクロ基地局１１、スモール基地局１２の受信ＲＦ回路は、各送受信部１０３によって構成される。

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、ＦＦＴ処理、ＩＤＦＴ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等の呼処理や、無線基地局１０の状態管理や、無線リソースの管理を行う。

図１１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。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（受信部、送信部）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。

下り信号については、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、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、ＦＦＴ処理や、誤り訂正復号、再送制御の受信処理等がなされる。この下り信号に含まれるユーザデータは、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等を行う。また、下りリンクのデータの内、報知情報もアプリケーション部２０５に転送される。

本実施の形態において、マクロセルＣ１で用いられる第１コンポーネントキャリアとスモールセルＣ２で用いられる第２コンポーネントキャリアとを統合してキャリアアグリゲーションが行なわれる場合、各送受信部２０３は、期間設定情報（後述）に基づいて設定される期間に応じて、コンポーネントキャリアを切り替える。各送受信部２０３は、切り替えられたコンポーネントキャリアの無線周波数帯で受信された下り信号をベースバンド信号処理部２０４に出力する。ユーザ端末２０の受信ＲＦ回路は、各送受信部２０３によって構成される。

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（Ｈ−ＡＲＱ （Ｈｙｂｒｉｄ ＡＲＱ））の送信処理や、チャネル符号化、プリコーディング、ＤＦＴ処理、ＩＦＦＴ処理等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。

本実施の形態において、マクロセルＣ１で用いられる第１コンポーネントキャリアとスモールセルＣ２で用いられる第２コンポーネントキャリアとを統合してキャリアアグリゲーションが行なわれる場合、各送受信部２０３は、期間に応じて切り替えられたコンポーネントキャリアの無線周波数帯にベースバンド信号処理部２０４から出力された上り信号を変換して送信する。ユーザ端末２０の送信ＲＦ回路は、各送受信部２０３によって構成される。

図１２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の機能構成図である。なお、図１２においては、下りリンク（送信）用の機能構成を主に示しているが、無線基地局１０は、上りリンク（受信）用の機能構成を備えてもよい。

図１２に示すように、無線基地局１０は、上位レイヤ制御情報生成部３００、データ生成部３０１、チャネル符号化部３０２、変調部３０３、マッピング部３０４、下り制御情報生成部３０５、共通制御情報生成部３０６、チャネル符号化部３０７、変調部３０８、制御チャネル多重部３０９、インタリーブ部３１０、測定用参照信号生成部３１１、ＩＦＦＴ部３１２、マッピング部３１３、復調用参照信号生成部３１４、ウェイト乗算部３１５、ＣＰ挿入部３１６、スケジューリング部３１７を具備する。なお、無線基地局１０が、スモールセルＣ２を形成するスモール基地局１２である場合、制御チャネル多重部３０９、インタリーブ部３１０は省略されてもよい。

上位レイヤ制御情報生成部３００は、ユーザ端末２０毎に上位レイヤ制御情報を生成する。また、上位レイヤ制御情報は、上位レイヤシグナリング（例えば、ＲＲＣシグナリングやＭＡＣシグナリング）される制御情報である。

本実施の形態において、上位レイヤ制御情報生成部３００は、期間設定情報を生成する（第１態様）。期間設定情報とは、マクロセルＣ１で用いられる第１コンポーネントキャリアとスモールセルＣ２で用いられる第２コンポーネントキャリアとを統合してキャリアアグリゲーションが行なわれる場合、第１コンポーネントキャリアを用いてマクロ基地局１１と通信する第１期間（図３では、期間＃Ａ）と、第２コンポーネントキャリアを用いてスモール基地局１２と通信する第２期間（図３では、期間＃Ｂ）と、を示すものである。期間設定情報は、上記キャリアアグリゲーションを設定する際に、ＲＲＣシグナリングを用いてユーザ端末２０に通知されてもよい。なお、期間設定情報は、マクロ基地局１１とスモール基地局１２との間で共有される。

また、本実施の形態において、上位レイヤ制御情報生成部３００は、期間変更情報を生成してもよい（第２態様）。期間変更情報とは、上記第１期間及び第２期間の長さを変更するための情報である。期間変更情報は、ＭＡＣシグナリングを用いてユーザ端末２０に通知されてもよい。なお、期間変更情報は、バックホールリンクを介してマクロ基地局１１からスモール基地局１２に直接通知されてもよいし、ＭＡＣシグナリングを用いてユーザ端末２０経由でスモール基地局１２に通知されてもよい。

また、本実施の形態において、上位レイヤ制御情報生成部３００は、シフト情報を生成してもよい（第４態様）。シフト情報とは、第１コンポーネントキャリア及び第２コンポーネントキャリアの双方で時分割複信（ＴＤＤ）方式が適用される場合に、第１コンポーネントキャリア又は／及び前記第２コンポーネントキャリアの上り用サブフレームをシフトさせるための情報である。シフト情報や、ＲＲＣシグナリングを用いてユーザ端末２０に通知されてもよい。

また、本実施の形態において、上位レイヤ制御情報生成部３００は、コンポーネントキャリア情報を生成してもよい（第５態様）。コンポーネントキャリア情報とは、複数のコンポーネントキャリアで共用される共用期間が設定される場合（図７Ｂ参照）に、どのコンポーネントキャリアを使用するかを示す情報である。コンポーネントキャリア情報は、ＭＡＣシグナリングを用いてユーザ端末２０に通知されてもよい。

データ生成部３０１は、ユーザ端末２０毎に下りユーザデータを生成する。データ生成部３０１で生成された下りユーザデータと上位レイヤ制御情報生成部３００で生成された上位レイヤ制御情報とは、ＰＤＳＣＨで伝送される下りデータとして、チャネル符号化部３０２に入力される。チャネル符号化部３０２は、各ユーザ端末２０に対する下りデータを、各ユーザ端末２０からのフィードバック情報に基づいて決定された符号化率に従ってチャネル符号化する。変調部３０３は、チャネル符号化された下りデータを各ユーザ端末２０からのフィードバック情報に基づいて決定された変調方式に従って変調する。マッピング部３０４は、スケジューリング部３１７からの指示に従って、変調された下りデータをマッピングする。

下り制御情報生成部３０５は、ユーザ端末２０毎に、ＵＥ固有（UE-specific）の下り制御情報を生成する。ＵＥ固有の下り制御情報には、ＰＤＳＣＨのスケジューリング情報（ＤＬグラント、ＤＣＩフォーマット１Ａ、１Ｃなど）、ＰＵＳＣＨのスケジューリング情報（ＵＬグラント、ＤＣＩフォーマット０、４など）などが含まれる。共通制御情報生成部３０６は、セル共通（Cell-specific）の共通制御情報を生成する。セル共通制御情報には、例えば、ＤＣＩフォーマット１Ａ、１の制御情報などが含まれる。

下り制御情報生成部３０５で生成された下り制御情報、共通制御情報生成部３０６で生成された共通制御情報は、ＰＤＣＣＨ又は拡張ＰＤＣＣＨで伝送される下り制御情報として、チャネル符号化部３０７に入力される。チャネル符号化部３０７は、入力された下り制御情報を、後述するスケジューリング部３１７から指示された符号化率に従ってチャネル符号化する。変調部３０８は、チャネル符号化された下り制御情報をスケジューリング部３１７から指示された変調方式に従って変調する。

ここで、ＰＤＣＣＨで伝送される下り制御情報は、変調部３０８から制御チャネル多重部３０９に入力されて多重される。制御チャネル多重部３０９で多重された下り制御情報は、インタリーブ部３１０においてインタリーブされる。インタリーブされた下り制御情報は、測定用参照信号生成部３１１で生成された測定用参照信号（ＣＳＩ−ＲＳ：Channel State Information-Reference Signal、ＣＲＳ：Cell specific Reference Signalなど）とともに、ＩＦＦＴ部３１２に入力される。

一方、拡張ＰＤＣＣＨで伝送される下り制御情報は、変調部３０８からマッピング部３１３に入力される。マッピング部３１３は、後述するスケジューリング部３１７からの指示に従って、下り制御情報を所定の割り当て単位（例えば、ｅＣＣＥやｅＲＥＧ）でマッピングする。

マッピングされた下り制御情報は、ＰＤＳＣＨで伝送される下りデータ（すなわち、マッピング部３０４でマッピングされた下りデータ）と、復調用参照信号生成部３１４で生成された復調用参照信号（ＤＭ−ＲＳ）とともに、ウェイト乗算部３１５に入力される。ウェイト乗算部３１５は、ＰＤＣＳＨで伝送される下りデータ、拡張ＰＤＣＣＨで伝送される下り制御情報、復調用参照信号に対して、ユーザ端末２０固有のプリコーディングウェイトを乗算し、プリコーディングを行う。プリコーディングされた送信データは、ＩＦＦＴ部３１２に入力され、逆高速フーリエ変換により周波数領域の信号から時系列の信号に変換される。ＩＦＦＴ部３１２からの出力信号には、ＣＰ挿入部３１６によりガードインターバルとして機能するサイクリックプリフィクス（ＣＰ）が挿入され、送受信部１０３に出力される。

スケジューリング部３１７は、ＰＤＳＣＨで伝送される下りデータ、拡張ＰＤＣＣＨで伝送される下り制御情報、ＰＤＣＣＨで伝送される下り制御情報のスケジューリングを行う。具体的には、スケジューリング部３１７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（例えば、ＣＱＩ（Channel Quality Indicator）、ＲＩ（Rank Indicator）などを含むＣＳＩ（Channel State Information）など）に基づいて、無線リソースの割り当てを行う。

本実施の形態において、スケジューリング部３１７は、マクロセルＣ１で用いられる第１コンポーネントキャリアとスモールセルＣ２で用いられる第２コンポーネントキャリアとを統合してキャリアアグリゲーションが行なわれる場合、上述の期間設定情報に基づいて設定される期間に応じて、各送受信部１０３で用いられるコンポーネントキャリアを切り替える。

図１３は、ユーザ端末２０が有するベースバンド信号処理部１０４の機能構成図である。ユーザ端末２０は、下りリンク（受信）用の機能構成として、ＣＰ除去部４０１、ＦＦＴ部４０２、デマッピング部４０３、デインタリーブ部４０４、ＰＤＣＣＨ復調部４０５、ＰＤＳＣＨ復調部４０６、拡張ＰＤＣＣＨ復調部４０７、チャネル推定部４０８を具備する。

無線基地局１０から受信データとして受信された下り信号は、ＣＰ除去部４０１でサイクリックプリフィクス（ＣＰ）が除去される。ＣＰが除去された下り信号は、ＦＦＴ部４０２へ入力される。ＦＦＴ部４０２は、下り信号を高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Fast Fourier Transform）して時間領域の信号から周波数領域の信号に変換し、デマッピング部４０３へ入力する。デマッピング部４０３は、下り信号をデマッピングする。なお、デマッピング部４０３によるデマッピング処理は、アプリケーション部２０５から入力される上位レイヤ制御情報に基づいて行われる。デマッピング部４０３から出力された下り制御情報は、デインタリーブ部４０４でデインタリーブされる。

ＰＤＣＣＨ復調部４０５は、後述するチャネル推定部４０８によるチャネル推定結果に基づいて、デインタリーブ部４０４から出力された下り制御情報（ＤＣＩ）のブラインド復号、復調、チャネル復号などを行う。

ＰＤＳＣＨ復調部４０６は、後述するチャネル推定部４０８によるチャネル推定結果に基づいて、デマッピング部４０３から出力された下りデータの復調、チャネル復号などを行う。具体的には、ＰＤＳＣＨ復調部４０６は、ＰＤＣＣＨ復調部４０５又は拡張ＰＤＣＣＨ復調部４０７で復調された下り制御情報（例えば、ＤＬグラントなどの下りスケジューリング情報）に基づいて自端末に割り当てられたＰＤＳＣＨを復調し、自端末宛ての下りデータ（下りユーザデータ及び上位レイヤ制御情報）を取得する。

本実施の形態において、ＰＤＳＣＨ復調部４０６は、上位レイヤ（例えば、ＲＲＣ）制御情報として期間設定情報を取得して、設定部４１５に出力する（第１態様）。また、ＰＤＳＣＨ復調部４０６は、上位レイヤ（例えば、ＭＡＣ）制御情報として期間変更情報を取得して、設定部４１５に出力してもよい（第２態様）。また、ＰＤＳＣＨ復調部４０６は、上位レイヤ（例えば、ＭＡＣ）制御情報としてシフト情報を取得して、設定部４１５に出力してもよい（第４態様）。また、ＰＤＳＣＨ復調部４０６は、上位レイヤ（例えば、ＭＡＣ）制御情報としてコンポーネントキャリア情報を取得して、設定部４１５に出力してもよい（第５態様）。

拡張ＰＤＣＣＨ復調部４０７は、後述するチャネル推定部４０８によるチャネル推定結果に基づいて、デマッピング部４０３から出力された拡張ＰＤＣＣＨ復調部４０７のブラインド復号、復調、チャネル復号などを行う。チャネル推定部４０８は、復調用参照信号（ＤＭ−ＲＳ）、測定用参照信号（ＣＲＳ、ＣＳＩ−ＲＳ）などを用いてチャネル推定を行う。

ユーザ端末２０は、上りリンク（送信）用の機能構成として、データ生成部４０９、チャネル符号化部４１０、変調部４１１、マッピング部４１２、ＩＦＦＴ部４１３、ＣＰ挿入部４１４を具備する。

データ生成部４０９は、上りデータ（ユーザデータと上位レイヤ制御情報を含む）を生成する。生成された上りデータは、ＰＵＳＣＨで伝送される上りデータとして、チャネル符号化部４１０に入力される。チャネル符号化部４１０は、入力された上りデータを所定の符号化率に従ってチャネル符号化する。変調部４１１は、チャネル符号化された上りデータを所定の変調方式に従って変調する。

マッピング部４１２は、ＰＤＣＣＨ復調部４０５又は拡張ＰＤＣＣＨ復調部４０７で復調された上りスケジューリング情報に基づいて、変調された上りデータをマッピングする。ＩＦＦＴ部４１３は、システム帯域に相当する入力データを逆高速フーリエ変換して時系列データに変換し、ＣＰ挿入部４１４は時系列データに対してデータ区切りでサイクリックプレフィックスを挿入する。

本実施の形態において、設定部４１５は、マクロセルＣ１で用いられる第１コンポーネントキャリアとスモールセルＣ２で用いられる第２コンポーネントキャリアとを統合してキャリアアグリゲーションが行なわれる場合、上述の期間設定情報に基づいて、第１コンポーネントキャリアを用いてマクロ基地局１１と通信する第１期間（図３では、期間＃Ａ）と、第２コンポーネントキャリアを用いてスモール基地局１２と通信する第２期間（図３では、期間＃Ｂ）とを設定する（第１態様）。

また、本実施の形態において、設定部４１５は、上述の期間変更情報に基づいて、上記第１期間及び第２期間の長さを変更してもよい（第２態様）。例えば、図４では、第１コンポーネントキャリアを用いてマクロ基地局１１と通信する期間＃Ａ及び第２コンポーネントキャリアを用いてスモール基地局１２と通信する期間＃Ｂ（期間＃Ａ＜期間＃Ｂ）が、それぞれ、期間＃Ｃ及び期間＃Ｄ（期間＃Ｃ＞期間＃Ｄ）に変更される。

また、本実施の形態において、第１コンポーネントキャリア又は第２コンポーネントキャリアのいずれか一方で時分割複信（ＴＤＤ）方式が適用され、他方で周波数分割複信（ＦＤＤ）方式が適用される場合、設定部４１５は、ＴＤＤ方式が適用されるコンポーネントキャリアの下り用サブフレーム（図５では、サブフレーム＃０、＃４、＃５、＃９）において、ＦＤＤ方式が適用されるコンポーネントキャリアを用いて上り信号を送信するように、送受信部２０３で使用されるコンポーネントキャリアを切り替えてもよい（第３態様）。

また、本実施の形態において、第１コンポーネントキャリア及び第２コンポーネントキャリアの双方で時分割複信（ＴＤＤ）方式が適用される場合、設定部４１５は、シフト情報に基づいて、第１コンポーネントキャリア又は／及び第２コンポーネントキャリアの上り用サブフレームをシフトさせてもよい（第４態様）。例えば、図６では、第２コンポーネントキャリア（ＣＣ２）の上り用サブフレームが２サブフレーム後にシフトされる。

また、本実施の形態において、第１コンポーネントキャリア及び第２コンポーネントキャリアを含む３以上のコンポーネントキャリアを統合してキャリアアグリゲーションが行なわれる場合、設定部４１５は、コンポーネントキャリア毎に個別の個別期間（図７Ａでは、期間＃Ａ―＃Ｃ）をしてもよい（第５態様）。

また、本実施の形態において、記第１コンポーネントキャリア及び第２コンポーネントキャリアを含む３以上のコンポーネントキャリアを統合してキャリアアグリゲーションが行なわれる場合、設定部４１５は、複数のコンポーネントキャリアで共用される共用期間（図７Ｂでは、期間＃Ｂ）を設定してもよい（第５態様）。

以上のように、本実施の形態に係る無線通信システム１によれば、マクロセルＣ１で用いられる第１コンポーネントキャリアとスモールセルＣ２で用いられる第２コンポーネントキャリアとを統合してキャリアアグリゲーションが行なわれる場合、第１コンポーネントキャリアを用いる第１期間と第２コンポーネントキャリアを用いる第２期間とを予め設定できるため、簡易に１ＣＣ送信を実現できる。

以上、上述の実施形態を用いて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。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。従って、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。

１…無線通信システム
１０…無線基地局
１１…マクロ基地局
１２…スモール基地局
２０…ユーザ端末
３０…上位局装置
４０…コアネットワーク
１０１…送受信アンテナ
１０２…アンプ部
１０３…送受信部
１０４…ベースバンド信号処理部
１０５…呼処理部
１０６…伝送路インターフェース
２０１…送受信アンテナ
２０２…アンプ部
２０３…送受信部
２０４…ベースバンド信号処理部
２０５…アプリケーション部
３００…上位レイヤ制御情報生成部
３０１…データ生成部
３０２…チャネル符号化部
３０３…変調部
３０４…マッピング部
３０５…下り制御情報生成部
３０６…共通制御情報生成部
３０７…チャネル符号化部
３０８…変調部
３０９…制御チャネル多重部
３１０…インタリーブ部
３１１…測定用参照信号生成部
３１２…ＩＦＦＴ部
３１３…マッピング部
３１４…復調用参照信号生成部
３１５…ウェイト乗算部
３１６…ＣＰ挿入部
３１７…スケジューリング部
４０１…ＣＰ除去部
４０２…ＦＦＴ部
４０３…デマッピング部
４０４…デインタリーブ部
４０５…ＰＤＣＣＨ復調部
４０６…ＰＤＳＣＨ復調部
４０７…拡張ＰＤＣＣＨ復調部
４０８…チャネル推定部
４０９…データ生成部
４１０…チャネル符号化部
４１１…変調部
４１２…マッピング部
４１３…ＩＦＦＴ部
４１４…ＣＰ挿入部
４１５…設定部

Claims (10)

1. マクロセルで用いられる第１コンポーネントキャリアとスモールセルで用いられる第２コンポーネントキャリアとを統合してキャリアアグリゲーションを行う無線通信システムにおけるユーザ端末であって、
   前記第１コンポーネントキャリアを用いて前記マクロセルを形成するマクロ基地局と通信する第１期間と、前記第２コンポーネントキャリアを用いて前記スモールセルを形成するスモール基地局と通信する第２期間と、を示す期間設定情報を受信し、前記マクロ基地局により前記第１期間から割り当てられる第１無線リソースを示すスケジューリング情報を受信し、前記スモール基地局により前記第２期間から割り当てられる第２無線リソースを示すスケジューリング情報を受信する受信部と、
   前記期間設定情報に基づいて、前記第１期間と前記第２期間とを設定する設定部と、
   前記第１期間内の前記第１無線リソースにおいて前記第１コンポーネントキャリアを用いて前記マクロ基地局に対する上り信号を送信し、前記第２期間内の前記第２無線リソースにおいて前記第２コンポーネントキャリアを用いて前記スモール基地局に対する上り信号を送信する送信部と、
   を具備することを特徴とするユーザ端末。
2. 前記受信部は、前記第１期間において前記第１コンポーネントキャリアを用いて前記マクロ基地局からの下り信号を受信し、前記第２期間において前記第２コンポーネントキャリアを用いて前記スモール基地局からの下り信号を受信することを特徴とする請求項１に記載のユーザ端末。
3. 前記受信部は、前記第１期間及び前記第２期間の長さをそれぞれ変更するための期間変更情報を受信し、
   前記設定部は、前記期間変更情報に基づいて、前記第１期間及び前記第２期間の長さをそれぞれ変更することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のユーザ端末。
4. 前記第１コンポーネントキャリア又は前記第２コンポーネントキャリアのいずれか一方で時分割複信（ＴＤＤ）方式が適用され、他方で周波数分割複信（ＦＤＤ）方式が適用される場合、
   前記送信部は、前記第１期間及び前記第２期間のうち前記ＴＤＤ方式が適用されるコンポーネントキャリアを用いる期間内の、下り用サブフレームにおいて、前記ＦＤＤ方式が適用されるコンポーネントキャリアを用いて上り信号を送信することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のユーザ端末。
5. 前記第１コンポーネントキャリア及び前記第２コンポーネントキャリアの双方で時分割複信（ＴＤＤ）方式が適用される場合、
   前記受信部は、前記第１コンポーネントキャリア又は／及び前記第２コンポーネントキャリアの上り用サブフレームをシフトさせるためのシフト情報を受信し、
   前記送信部は、前記シフト情報に基づいて設定される上り用サブフレームにおいて上り信号を送信することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のユーザ端末。
6. 前記第１コンポーネントキャリア及び前記第２コンポーネントキャリアを含む３以上のコンポーネントキャリアを統合してキャリアアグリゲーションが行なわれる場合、
   前記設定部は、コンポーネントキャリア毎に個別の個別期間を設定することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のユーザ端末。
7. 前記第１コンポーネントキャリア及び前記第２コンポーネントキャリアを含む３以上のコンポーネントキャリアを統合してキャリアアグリゲーションが行なわれる場合、
   前記設定部は、複数のコンポーネントキャリアで共用される共用期間を設定し、
   前記受信部は、前記共用期間の前に、前記複数のコンポーネントキャリアのうち、前記共用期間において使用されるコンポーネントキャリアを示すコンポーネントキャリア情報を受信し、
   前記送信部は、前記共用期間において、前記コンポーネントキャリア情報に示されたコンポーネントキャリアを用いて上り信号を送信することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のユーザ端末。
8. マクロセルで用いられる第１コンポーネントキャリアとスモールセルで用いられる第２コンポーネントキャリアとを統合してキャリアアグリゲーションを行う無線通信システムにおいて、前記マクロセルを形成する無線基地局であって、
   ユーザ端末に対して、前記第１コンポーネントキャリアを用いて自局と通信する第１期間と、前記第２コンポーネントキャリアを用いて前記スモールセルを形成するスモール基地局と通信する第２期間と、を示す期間設定情報を送信し、自局により前記第１期間から割り当てる第１無線リソースを示すスケジューリング情報を送信する送信部と、
   前記第１期間内の第１無線リソースにおいて前記第１コンポーネントキャリアを用いて前記ユーザ端末から上り信号を受信する受信部と、を具備することを特徴とする無線基地局。
9. マクロセルで用いられる第１コンポーネントキャリアとスモールセルで用いられる第２コンポーネントキャリアとを統合してキャリアアグリゲーションを行う無線通信システムであって、
   前記マクロセルを形成するマクロ基地局が、ユーザ端末に対して、前記第１コンポーネントキャリアを用いて自局と通信する第１期間と、前記第２コンポーネントキャリアを用いて前記スモールセルを形成するスモール基地局と通信する第２期間と、を示す期間設定情報を送信する送信部を具備し、
   前記ユーザ端末が、前記マクロ基地局により前記第１期間から割り当てられる第１無線リソースを示すスケジューリング情報を受信し、前記スモール基地局により前記第２期間から割り当てられる第２無線リソースを示すスケジューリング情報を受信する受信部と、前記期間設定情報に基づいて、前記第１期間と前記第２期間とを設定する設定部と、前記第１期間内の前記第１無線リソースにおいて前記第１コンポーネントキャリアを用いて前記マクロ基地局に対する上り信号を送信し、前記第２期間内の前記第２無線リソースにおいて前記第２コンポーネントキャリアを用いて前記スモール基地局に対する上り信号を送信する送信部と、
   を具備することを特徴とする無線通信システム。
10. マクロセルで用いられる第１コンポーネントキャリアとスモールセルで用いられる第２コンポーネントキャリアとを統合してキャリアアグリゲーションを行う無線通信方法であって、
    前記マクロセルを形成するマクロ基地局が、ユーザ端末に対して、前記第１コンポーネントキャリアを用いて自局と通信する第１期間と、前記第２コンポーネントキャリアを用いて前記スモールセルを形成するスモール基地局と通信する第２期間と、を示す期間設定情報を送信する工程と、
    前記ユーザ端末が、前記マクロ基地局により前記第１期間から割り当てられる第１無線リソースを示すスケジューリング情報を受信する工程と、前記スモール基地局により前記第２期間から割り当てられる第２無線リソースを示すスケジューリング情報を受信する工程と、前記期間設定情報に基づいて、前記第１期間と前記第２期間とを設定する工程と、前記第１期間内の前記第１無線リソースにおいて前記第１コンポーネントキャリアを用いて前記マクロ基地局に対する上り信号を送信し、前記第２期間内の前記第２無線リソースにおいて前記第２コンポーネントキャリアを用いて前記スモール基地局に対する上り信号を送信する工程と、
    を有することを特徴とする無線通信方法。

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