JP2019033374A - 基地局装置および通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】干渉信号を制御して、周波数利用効率又はスループットを向上することが可能な基地局装置及び通信方法を提供すること。【解決手段】所定のビーム幅で観測した信号をキャリアセンスするキャリアセンス部と、前記ビーム幅でキャリアセンスに成功した場合、前記ビーム幅内のビームフォーミングによってデータ信号を送信する送信部と、を備え、前記キャリアセンス部は、エネルギー検出閾値に基づいて成功又は失敗と判断し、前記エネルギー検出閾値は、前記キャリアセンスに用いたビームのビーム利得が考慮される。【選択図】図２

Description

本発明は、基地局装置および通信方法に関する。

２０２０年頃の商業サービス開始を目指し、第５世代移動無線通信システム（5Gシステム）に関する研究・開発活動が盛んに行なわれている。最近、国際標準化機関である国際電気通信連合 無線通信部門（International Telecommunication Union Radio communications Sector：ＩＴＵ−Ｒ）より、５Ｇシステムの標準方式（International mobile telecommunication - 2020 and beyond：IMT-2020）に関するビジョン勧告が報告された（
非特許文献１参照）。

通信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。そこで５Ｇでは、ＬＴＥ（Long term evolution）で用いられた周波数
バンド（周波数帯域）よりも高周波数帯を用いて超大容量通信を実現することがターゲットの１つとなっている。

しかしながら、高周波数帯を用いる無線通信では、パスロスが問題となる。パスロスを補償するために、多数のアンテナによるビームフォーミングが有望な技術となっている（非特許文献２参照）。

"IMT Vision - Framework and overall objectives of the future development of IMT for 2020 and beyond," Recommendation ITU-R M.2083-0, Sept. 2015. E. G. Larsson, O. Edfors, F. Tufvesson, and T. L. Marzetta, "Massive MIMO for next generation wireless system," IEEE Commun. Mag., vol.52, no. 2, pp. 186-195, Feb. 2014.

しかしながら、特にセルラーシステムのように複数の基地局装置を備える通信システムにおいて、多数のアンテナによるビームフォーミングは、所望の送信電力は向上するものの、ビームフォーミングによる強い干渉信号が確率的に生じてしまうという問題がある。

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、干渉信号を制御して、周波数利用効率又はスループットを向上することが可能な基地局装置及び通信方法を提供することにある。

上述した課題を解決するために本発明に係る基地局装置及び通信方法の構成は、次の通りである。

所定のビーム幅で観測した信号をキャリアセンスするキャリアセンス部と、前記ビーム幅でキャリアセンスに成功した場合、前記ビーム幅内のビームフォーミングによってデータ信号を送信する送信部と、を備え、前記キャリアセンス部は、エネルギー検出閾値に基づいて成功又は失敗と判断し、前記キャリアセンス部は、前記エネルギー検出閾値を前記
キャリアセンスに用いたビームのビーム利得に基づいて設定する。

また本発明の一態様における基地局装置において、前記ビーム幅のビームフォーミングは、少なくともビーム幅外のサイドローブの最大利得で定義される。

また本発明の一態様における基地局装置において、前記送信部は、前記データ信号に適用するビームフォーミングのビーム利得は、所定の値で制限される。

また本発明の一態様における基地局装置において、前記送信部は、前記データ信号に適用するビームフォーミングのビーム利得と送信電力の合計は、所定の値で制限される。

また本発明の一態様における基地局装置において、前記送信部は、隣接基地局装置に対して制御情報を送信し、前記制御情報は、前記キャリアセンスによって獲得したビーム幅、該ビーム幅の利得最大値の方向、獲得した送信期間の一部又は全部を含む。

また本発明の一態様における基地局装置において、隣接基地局装置から制御情報を受信する受信部を備え、前記制御情報は、前記キャリアセンスによって獲得したビーム幅、該ビーム幅の利得最大値の方向、獲得した送信期間の一部又は全部を含み、前記制御情報に基づいて前記キャリアセンスに用いるビームの方向及びビーム幅を制御する。

また本発明の一態様における基地局装置において、隣接基地局装置と周辺の基地局装置密度を共有し、前記基地局装置密度に基づいて、前記ビーム幅を制御する。

また本発明の一態様における通信方法は、所定のビーム幅で観測した信号をキャリアセンスするステップと、前記ビーム幅でキャリアセンスに成功した場合、前記ビーム幅内のビームフォーミングによってデータ信号を送信するステップと、前記キャリアセンスは、エネルギー検出閾値に基づいて成功又は失敗と判断し、前記エネルギー検出閾値を前記キャリアセンスに用いたビームのビーム利得に基づいて設定する。

本発明によれば、効率的に基地局装置間で干渉制御し、周波数利用効率又はスループットを向上することが可能となる。

本実施形態に係る通信システムの例を示す図である 本実施形態に係る基地局装置の構成例を示すブロック図である 本実施形態に係る端末装置の構成例を示すブロック図である 本実施形態に係る通信システムの例を示す図である 本実施形態に係るフローチャート例を示す図である

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、ｅＮｏｄｅＢ、送信ポイント、送受信ポイント、送信パネル、アクセスポイント）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、ＵＥ、受信ポイント、受信パネル、ステーション）を備える。また端末装置と接続している（無線リンクを確立している）基地局装置をサービングセルと呼ぶ。

本実施形態における基地局装置及び端末装置は、免許が必要な周波数帯域（ライセンスバンド）及び／又は免許不要の周波数帯域（アンライセンスバンド）で通信することがで
きる。

本実施形態において、“Ｘ／Ｙ”は、“ＸまたはＹ”の意味を含む。本実施形態において、“Ｘ／Ｙ”は、“ＸおよびＹ”の意味を含む。本実施形態において、“Ｘ／Ｙ”は、“Ｘおよび／またはＹ”の意味を含む。

図１は、本実施形態に係る通信システムの例を示す図である。図１に示すように、本実施形態における通信システムは、基地局装置１Ａ、端末装置２Ａを備える。また、カバレッジ１−１は、基地局装置１Ａが端末装置と接続可能な範囲（通信エリア）である。また、端末装置２Ａを端末装置２とも称する。

図１において、端末装置２Ａから基地局装置１Ａへの上りリンクの無線通信では、以下の上りリンク物理チャネルが用いられる。上りリンク物理チャネルは、上位層から出力された情報を送信するために使用される。
・ＰＵＣＣＨ（Physical Uplink Control Channel）
・ＰＵＳＣＨ（Physical Uplink Shared Channel）
・ＰＲＡＣＨ（Physical Random Access Channel）

ＰＵＣＣＨは、上りリンク制御情報（Uplink Control Information: UCI）を送信する
ために用いられる。ここで、上りリンク制御情報は、下りリンクデータ（下りリンクトランスポートブロック、Downlink-Shared Channel: DL-SCH）に対するＡＣＫ（a positive acknowledgement）またはＮＡＣＫ（a negative acknowledgement）（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ
）を含む。下りリンクデータに対するＡＣＫ／ＮＡＣＫを、ＨＡＲＱ−ＡＣＫ、ＨＡＲＱフィードバックとも称する。

また、上りリンク制御情報は、下りリンクに対するチャネル状態情報（Channel State Information: CSI）を含む。また、上りリンク制御情報は、上りリンク共用チャネル（Uplink-Shared Channel: UL-SCH）のリソースを要求するために用いられるスケジューリン
グ要求（Scheduling Request: SR）を含む。前記チャネル状態情報は、好適な空間多重数を指定するランク指標ＲＩ（Rank Indicator）、好適なプレコーダを指定するプレコーディング行列指標ＰＭＩ（Precoding Matrix Indicator）、好適な伝送レートを指定するチャネル品質指標ＣＱＩ（Channel Quality Indicator）、好適なＣＳＩ−ＲＳリソースを
示すＣＳＩ−ＲＳ（Reference Signal、参照信号）リソース指標ＣＲＩ（CSI-RS Resource Indicator）などが該当する。

前記チャネル品質指標ＣＱＩは（以下、ＣＱＩ値）、所定の帯域（詳細は後述）における好適な変調方式（例えば、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、２５６ＱＡＭなど）、符号化率（coding rate）とすることができる。ＣＱＩ値は、前記変更方式や符号化率に
より定められたインデックス（CQI Index）とすることができる。前記ＣＱＩ値は、予め
当該システムで定めたものをすることができる。

前記ＣＲＩは、複数のＣＳＩ−ＲＳリソースから受信電力／受信品質が好適なＣＳＩ−ＲＳリソースを示す。

なお、前記ランク指標、前記プレコーディング品質指標は、予めシステムで定めたものとすることができる。前記ランク指標や前記プレコーディング行列指標は、空間多重数やプレコーディング行列情報により定められたインデックスとすることができる。なお、前記ＣＱＩ値、ＰＭＩ値、ＲＩ値及びＣＲＩ値の一部又は全部をＣＳＩ値とも総称する。

ＰＵＳＣＨは、上りリンクデータ（上りリンクトランスポートブロック、UL-SCH）を送
信するために用いられる。また、ＰＵＳＣＨは、上りリンクデータと共に、ＡＣＫ／ＮＡＣＫおよび／またはチャネル状態情報を送信するために用いられても良い。また、ＰＵＳＣＨは、上りリンク制御情報のみを送信するために用いられても良い。

また、ＰＵＳＣＨは、ＲＲＣメッセージを送信するために用いられる。ＲＲＣメッセージは、無線リソース制御（Radio Resource Control: RRC）層において処理される情報／
信号である。また、ＰＵＳＣＨは、ＭＡＣ ＣＥ（Control Element）を送信するために
用いられる。ここで、ＭＡＣ ＣＥは、媒体アクセス制御（MAC: Medium Access Control）層において処理（送信）される情報／信号である。

例えば、パワーヘッドルームは、ＭＡＣ ＣＥに含まれ、ＰＵＳＣＨを経由して報告されても良い。すなわち、ＭＡＣ ＣＥのフィールドが、パワーヘッドルームのレベルを示すために用いられても良い。

ＰＲＡＣＨは、ランダムアクセスプリアンブルを送信するために用いられる。

また、上りリンクの無線通信では、上りリンク物理信号として上りリンク参照信号（Uplink Reference Signal: UL RS）が用いられる。上りリンク物理信号は、上位層から出力された情報を送信するためには使用されないが、物理層によって使用される。ここで、上りリンク参照信号には、ＤＭＲＳ（Demodulation Reference Signal）、ＳＲＳ（Sounding Reference Signal）が含まれる。

ＤＭＲＳは、ＰＵＳＣＨまたはＰＵＣＣＨの送信に関連する。例えば、基地局装置１Ａは、ＰＵＳＣＨまたはＰＵＣＣＨの伝搬路補正を行なうためにＤＭＲＳを使用する。ＳＲＳは、ＰＵＳＣＨまたはＰＵＣＣＨの送信に関連しない。例えば、基地局装置１Ａは、上りリンクのチャネル状態を測定するためにＳＲＳを使用する。

図１において、基地局装置１Ａから端末装置２Ａへの下りリンクの無線通信では、以下の下りリンク物理チャネルが用いられる。下りリンク物理チャネルは、上位層から出力された情報を送信するために使用される。
・ＰＢＣＨ（Physical Broadcast Channel；報知チャネル）
・ＰＣＦＩＣＨ（Physical Control Format Indicator Channel；制御フォーマット指示
チャネル）
・ＰＨＩＣＨ（Physical Hybrid automatic repeat request Indicator Channel；HARQ指示チャネル）
・ＰＤＣＣＨ（Physical Downlink Control Channel；下りリンク制御チャネル）
・ＥＰＤＣＣＨ（Enhanced Physical Downlink Control Channel；拡張下りリンク制御チャネル）
・ＰＤＳＣＨ（Physical Downlink Shared Channel；下りリンク共有チャネル）

ＰＢＣＨは、端末装置で共通に用いられるマスターインフォメーションブロック（Master Information Block: MIB, Broadcast Channel: BCH）を報知するために用いられる。
ＰＣＦＩＣＨは、ＰＤＣＣＨの送信に用いられる領域（例えば、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing;直交周波数分割多重）シンボルの数）を指示する情報
を送信するために用いられる。

ＰＨＩＣＨは、基地局装置１Ａが受信した上りリンクデータ（トランスポートブロック、コードワード）に対するＡＣＫ／ＮＡＣＫを送信するために用いられる。すなわち、ＰＨＩＣＨは、上りリンクデータに対するＡＣＫ／ＮＡＣＫを示すＨＡＲＱインディケータ（ＨＡＲＱフィードバック）を送信するために用いられる。また、ＡＣＫ／ＮＡＣＫは、
ＨＡＲＱ−ＡＣＫとも呼称する。端末装置２Ａは、受信したＡＣＫ／ＮＡＣＫを上位レイヤに通知する。ＡＣＫ／ＮＡＣＫは、正しく受信されたことを示すＡＣＫ、正しく受信しなかったことを示すＮＡＣＫ、対応するデータがなかったことを示すＤＴＸである。また、上りリンクデータに対するＰＨＩＣＨが存在しない場合、端末装置２ＡはＡＣＫを上位レイヤに通知する。

ＰＤＣＣＨおよびＥＰＤＣＣＨは、下りリンク制御情報（Downlink Control Information: DCI）を送信するために用いられる。ここで、下りリンク制御情報の送信に対して、
複数のＤＣＩフォーマットが定義される。すなわち、下りリンク制御情報に対するフィールドがＤＣＩフォーマットに定義され、情報ビットへマップされる。

例えば、下りリンクに対するＤＣＩフォーマットとして、１つのセルにおける１つのＰＤＳＣＨ（１つの下りリンクトランスポートブロックの送信）のスケジューリングに使用されるＤＣＩフォーマット１Ａが定義される。

例えば、下りリンクに対するＤＣＩフォーマットには、ＰＤＳＣＨのリソース割り当てに関する情報、ＰＤＳＣＨに対するＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme）に関する情報、ＰＵＣＣＨに対するＴＰＣコマンドなどの下りリンク制御情報が含まれる。ここで、下りリンクに対するＤＣＩフォーマットを、下りリンクグラント（または、下りリンクアサインメント）とも称する。

また、例えば、上りリンクに対するＤＣＩフォーマットとして、１つのセルにおける１つのＰＵＳＣＨ（１つの上りリンクトランスポートブロックの送信）のスケジューリングに使用されるＤＣＩフォーマット０が定義される。

例えば、上りリンクに対するＤＣＩフォーマットには、ＰＵＳＣＨのリソース割り当てに関する情報、ＰＵＳＣＨに対するＭＣＳに関する情報、ＰＵＳＣＨに対するＴＰＣコマンドなど上りリンク制御情報が含まれる。上りリンクに対するＤＣＩフォーマットを、上りリンクグラント（または、上りリンクアサインメント）とも称する。

また、上りリンクに対するＤＣＩフォーマットは、下りリンクのチャネル状態情報（ＣＳＩ；Channel State Information。受信品質情報とも称する。）を要求（CSI request）するために用いることができる。

また、上りリンクに対するＤＣＩフォーマットは、端末装置が基地局装置にフィードバックするチャネル状態情報報告(CSI feedback report)をマップする上りリンクリソース
を示す設定のために用いることができる。例えば、チャネル状態情報報告は、定期的にチャネル状態情報（Periodic CSI）を報告する上りリンクリソースを示す設定のために用いることができる。チャネル状態情報報告は、定期的にチャネル状態情報を報告するモード設定（CSI report mode）のために用いることができる。

例えば、チャネル状態情報報告は、不定期なチャネル状態情報（Aperiodic CSI）を報
告する上りリンクリソースを示す設定のために用いることができる。チャネル状態情報報告は、不定期的にチャネル状態情報を報告するモード設定（CSI report mode）のために
用いることができる。

例えば、チャネル状態情報報告は、半永続的なチャネル状態情報（semi-persistent CSI）を報告する上りリンクリソースを示す設定のために用いることができる。チャネル状
態情報報告は、半永続的にチャネル状態情報を報告するモード設定（CSI report mode）
のために用いることができる。

また、上りリンクに対するＤＣＩフォーマットは、端末装置が基地局装置にフィードバックするチャネル状態情報報告の種類を示す設定のために用いることができる。チャネル状態情報報告の種類は、広帯域ＣＳＩ（例えばWideband CQI）と狭帯域ＣＳＩ（例えば、Subband CQI）などがある。

端末装置は、下りリンクアサインメントを用いてＰＤＳＣＨのリソースがスケジュールされた場合、スケジュールされたＰＤＳＣＨで下りリンクデータを受信する。また、端末装置は、上りリンクグラントを用いてＰＵＳＣＨのリソースがスケジュールされた場合、スケジュールされたＰＵＳＣＨで上りリンクデータおよび／または上りリンク制御情報を送信する。

ＰＤＳＣＨは、下りリンクデータ（下りリンクトランスポートブロック、DL-SCH）を送信するために用いられる。また、ＰＤＳＣＨは、システムインフォメーションブロックタイプ１メッセージを送信するために用いられる。システムインフォメーションブロックタイプ１メッセージは、セルスペシフィック（セル固有）な情報である。

また、ＰＤＳＣＨは、システムインフォメーションメッセージを送信するために用いられる。システムインフォメーションメッセージは、システムインフォメーションブロックタイプ１以外のシステムインフォメーションブロックＸを含む。システムインフォメーションメッセージは、セルスペシフィック（セル固有）な情報である。

また、ＰＤＳＣＨは、ＲＲＣメッセージを送信するために用いられる。ここで、基地局装置から送信されるＲＲＣメッセージは、セル内における複数の端末装置に対して共通であっても良い。また、基地局装置１Ａから送信されるＲＲＣメッセージは、ある端末装置２に対して専用のメッセージ（dedicated signalingとも称する）であっても良い。すな
わち、ユーザ装置スペシフィック（ユーザ装置固有）な情報は、ある端末装置に対して専用のメッセージを使用して送信される。また、ＰＤＳＣＨは、ＭＡＣ ＣＥを送信するために用いられる。

ここで、ＲＲＣメッセージおよび／またはＭＡＣ ＣＥを、上位層の信号（higher layer signaling）とも称する。

また、ＰＤＳＣＨは、下りリンクのチャネル状態情報を要求するために用いることができる。また、ＰＤＳＣＨは、端末装置が基地局装置にフィードバックするチャネル状態情報報告(CSI feedback report)をマップする上りリンクリソースを送信するために用いる
ことができる。例えば、チャネル状態情報報告は、定期的にチャネル状態情報（Periodic
CSI）を報告する上りリンクリソースを示す設定のために用いることができる。チャネル状態情報報告は、定期的にチャネル状態情報を報告するモード設定（CSI report mode）
のために用いることができる。

下りリンクのチャネル状態情報報告の種類は広帯域ＣＳＩ（例えばWideband CSI）と狭帯域ＣＳＩ（例えば、Subband CSI）がある。広帯域ＣＳＩは、セルのシステム帯域に対
して１つのチャネル状態情報を算出する。狭帯域ＣＳＩは、システム帯域を所定の単位に区分し、その区分に対して１つのチャネル状態情報を算出する。

また、下りリンクの無線通信では、下りリンク物理信号として同期信号（Synchronization signal: SS）、下りリンク参照信号（Downlink Reference Signal: DL RS）が用いられる。下りリンク物理信号は、上位層から出力された情報を送信するためには使用されないが、物理層によって使用される。

同期信号は、端末装置が、下りリンクの周波数領域および時間領域の同期を取るために用いられる。また、下りリンク参照信号は、端末装置が、下りリンク物理チャネルの伝搬路補正を行なうために用いられる。例えば、下りリンク参照信号は、端末装置が、下りリンクのチャネル状態情報を算出するために用いられる。

ここで、下りリンク参照信号には、ＣＲＳ（Cell-specific Reference Signal;
セル固有参照信号）、ＰＤＳＣＨに関連するＵＲＳ（UE-specific Reference Signal；端末固有参照信号、端末装置固有参照信号）、ＥＰＤＣＣＨに関連するＤＭＲＳ（Demodulation Reference Signal）、ＮＺＰ ＣＳＩ−ＲＳ（Non-Zero Power Channel State Information - Reference Signal）、ＺＰ ＣＳＩ−ＲＳ（Zero Power Channel State Information - Reference Signal）が含まれる。

ＣＲＳは、サブフレームの全帯域で送信され、ＰＢＣＨ／ＰＤＣＣＨ／ＰＨＩＣＨ／ＰＣＦＩＣＨ／ＰＤＳＣＨの復調を行なうために用いられる。ＰＤＳＣＨに関連するＵＲＳは、ＵＲＳが関連するＰＤＳＣＨの送信に用いられるサブフレームおよび帯域で送信され、ＵＲＳが関連するＰＤＳＣＨの復調を行なうために用いられる。なお、ＰＤＳＣＨに関連するＵＲＳをＤＭＲＳ、下りリンクＤＭＲＳとも呼ぶ。

ＥＰＤＣＣＨに関連するＤＭＲＳは、ＤＭＲＳが関連するＥＰＤＣＣＨの送信に用いられるサブフレームおよび帯域で送信される。ＤＭＲＳは、ＤＭＲＳが関連するＥＰＤＣＣＨの復調を行なうために用いられる。

ＮＺＰ ＣＳＩ−ＲＳのリソースは、基地局装置１Ａによって設定される。例えば、端末装置２Ａは、ＮＺＰ ＣＳＩ−ＲＳを用いて信号の測定（チャネルの測定）を行なう。またＮＺＰ ＣＳＩ−ＲＳは、好適なビーム方向を探索するビーム走査やビーム方向の受信電力／受信品質が劣化した際にリカバリするビームリカバリ等に用いられる。ＺＰ ＣＳＩ−ＲＳのリソースは、基地局装置１Ａによって設定される。基地局装置１Ａは、ＺＰ
ＣＳＩ−ＲＳをゼロ出力で送信する。例えば、端末装置２Ａは、ＮＺＰ ＣＳＩ−ＲＳが対応するリソースにおいて干渉の測定を行なう。

ＭＢＳＦＮ（Multimedia Broadcast multicast service Single Frequency Network）
ＲＳは、ＰＭＣＨの送信に用いられるサブフレームの全帯域で送信される。ＭＢＳＦＮ
ＲＳは、ＰＭＣＨの復調を行なうために用いられる。ＰＭＣＨは、ＭＢＳＦＮ ＲＳの送信に用いられるアンテナポートで送信される。

ここで、下りリンク物理チャネルおよび下りリンク物理信号を総称して、下りリンク信号とも称する。また、上りリンク物理チャネルおよび上りリンク物理信号を総称して、上りリンク信号とも称する。また、下りリンク物理チャネルおよび上りリンク物理チャネルを総称して、物理チャネルとも称する。また、下りリンク物理信号および上りリンク物理信号を総称して、物理信号とも称する。

また、ＢＣＨ、ＵＬ−ＳＣＨおよびＤＬ−ＳＣＨは、トランスポートチャネルである。ＭＡＣ層で用いられるチャネルを、トランスポートチャネルと称する。また、ＭＡＣ層で用いられるトランスポートチャネルの単位を、トランスポートブロック（Transport Block: TB）、または、ＭＡＣ ＰＤＵ（Protocol Data Unit）とも称する。トランスポート
ブロックは、ＭＡＣ層が物理層に渡す（deliverする）データの単位である。物理層にお
いて、トランスポートブロックはコードワードにマップされ、コードワード毎に符号化処理などが行なわれる。

また、キャリアアグリゲーション（CA; Carrier Aggregation）をサポートしている端
末装置に対して、基地局装置は、より広帯域伝送のため複数のコンポーネントキャリア（CC; Component Carrier）を統合して通信することができる。キャリアアグリゲーション
では、１つのプライマリセル（ＰＣｅｌｌ；Primary Cell）及び１または複数のセカンダリセル（ＳＣｅｌｌ；Secondary Cell）がサービングセルの集合として設定される。

また、デュアルコネクティビティ（DC; Dual Connectivity）では、サービングセルの
グループとして、マスターセルグループ（MCG; Master Cell Group）とセカンダリセルグループ（SCG; Secondary Cell Group）が設定される。ＭＣＧはＰＣｅｌｌとオプション
で１又は複数のＳＣｅｌｌから構成される。またＳＣＧはプライマリＳＣｅｌｌ（ＰＳＣｅｌｌ）とオプションで１又は複数のＳＣｅｌｌから構成される。

基地局装置は無線フレームを用いて通信することができる。無線フレームは複数のサブフレーム（サブ区間）から構成される。フレーム長を時間で表現する場合、例えば、無線フレーム長は１０ミリ秒（ms）、サブフレーム長は１msとすることができる。この例では無線フレームは１０個のサブフレームで構成される。

またスロットは、７又は１４個のＯＦＤＭシンボルで構成される。ＯＦＤＭシンボル長はサブキャリア間隔によって変わり得るため、サブキャリア間隔でスロット長も代わり得る。またミニスロットは、スロットよりも少ないＯＦＤＭシンボルで構成される。スロット／ミニスロットは、スケジューリング単位になることができる。なお端末装置は、スロットベーススケジューリング／ミニスロットベーススケジューリングは、最初の下りリンクＤＭＲＳの位置（配置）によって知ることができる。スロットベーススケジューリングでは、スロットの３番目又は４番目のシンボルに最初の下りリンクＤＭＲＳが固定される。またミニスロットベーススケジューリングでは、スケジューリングされたデータ（リソース）の最初のシンボルに最初の下りリンクＤＭＲＳが配置される。

基地局装置／端末装置はライセンスバンド又はアンライセンスバンドで通信することができる。基地局装置／端末装置は、ライセンスバンドがＰＣｅｌｌとなり、アンライセンスバンドで動作する少なくとも１つのＳＣｅｌｌとキャリアアグリゲーションで通信することができる。また、基地局装置／端末装置は、マスターセルグループがライセンスバンドで通信し、セカンダリセルグループがアンライセンスバンドで通信する、デュアルコネクティビティで通信することができる。また、基地局装置／端末装置は、アンライセンスバンドにおいて、ＰＣｅｌｌのみで通信することができる。また、基地局装置／端末装置は、アンライセンスバンドのみでＣＡ又はＤＣで通信することができる。なお、ライセンスバンドがＰＣｅｌｌとなり、アンライセンスバンドのセル（ＳＣｅｌｌ、ＰＳＣｅｌｌ）を、例えばＣＡ、ＤＣなどでアシストして通信することを、ＬＡＡ（Licensed-Assisted Access）とも呼ぶ。また、基地局装置／端末装置がアンライセンスバンドのみで通信することを、アンライセンススタンドアロンアクセス（ＵＬＳＡ；Unlicensed-standalone access）とも呼ぶ。また、基地局装置／端末装置がライセンスバンドのみで通信することを、ライセンスアクセス（ＬＡ；Licensed Access）とも呼ぶ。

図２は、本実施形態における基地局装置１Ａの構成を示す概略ブロック図である。図７に示すように、基地局装置１Ａは、上位層処理部（上位層処理ステップ）１０１、制御部（制御ステップ）１０２、送信部（送信ステップ）１０３、受信部（受信ステップ）１０４と送受信アンテナ１０５、キャリアセンス部（キャリアセンスステップ）１０６を含んで構成される。また、上位層処理部１０１は、無線リソース制御部（無線リソース制御ステップ）１０１１、スケジューリング部（スケジューリングステップ）１０１２を含んで構成される。また、送信部１０３は、符号化部（符号化ステップ）１０３１、変調部（変調ステップ）１０３２、下りリンク参照信号生成部（下りリンク参照信号生成ステップ）
１０３３、多重部（多重ステップ）１０３４、無線送信部（無線送信ステップ）１０３５を含んで構成される。また、受信部１０４は、無線受信部（無線受信ステップ）１０４１、多重分離部（多重分離ステップ）１０４２、復調部（復調ステップ）１０４３、復号部（復号ステップ）１０４４を含んで構成される。

上位層処理部１０１は、媒体アクセス制御（Medium Access Control: MAC）層、パケットデータ統合プロトコル（Packet Data Convergence Protocol: PDCP）層、無線リンク制御（Radio Link Control: RLC）層、無線リソース制御（Radio Resource Control: RRC）層の処理を行なう。また、上位層処理部１０１は、送信部１０３および受信部１０４の制御を行なうために必要な情報を生成し、制御部１０２に出力する。

上位層処理部１０１は、端末装置の機能（UE capability）等、端末装置に関する情報
を端末装置から受信する。言い換えると、端末装置は、自身の機能を基地局装置に上位層の信号で送信する。

なお、以下の説明において、端末装置に関する情報は、その端末装置が所定の機能をサポートするかどうかを示す情報、または、その端末装置が所定の機能に対する導入およびテストの完了を示す情報を含む。なお、以下の説明において、所定の機能をサポートするかどうかは、所定の機能に対する導入およびテストを完了しているかどうかを含む。

例えば、端末装置が所定の機能をサポートする場合、その端末装置はその所定の機能をサポートするかどうかを示す情報（パラメータ）を送信する。端末装置が所定の機能をサポートしない場合、その端末装置はその所定の機能をサポートするかどうかを示す情報（パラメータ）を送信しない。すなわち、その所定の機能をサポートするかどうかは、その所定の機能をサポートするかどうかを示す情報（パラメータ）を送信するかどうかによって通知される。なお、所定の機能をサポートするかどうかを示す情報（パラメータ）は、１または０の１ビットを用いて通知してもよい。

無線リソース制御部１０１１は、下りリンクのＰＤＳＣＨに配置される下りリンクデータ（トランスポートブロック）、システムインフォメーション、ＲＲＣメッセージ、ＭＡＣ ＣＥなどを生成、又は上位ノードから取得する。無線リソース制御部１０１１は、下りリンクデータを送信部１０３に出力し、他の情報を制御部１０２に出力する。また、無線リソース制御部１０１１は、端末装置の各種設定情報の管理をする。

スケジューリング部１０１２は、物理チャネル（ＰＤＳＣＨおよびＰＵＳＣＨ）を割り当てる周波数およびサブフレーム、物理チャネル（ＰＤＳＣＨおよびＰＵＳＣＨ）の符号化率および変調方式（あるいはＭＣＳ）および送信電力などを決定する。スケジューリング部１０１２は、決定した情報を制御部１０２に出力する。

スケジューリング部１０１２は、スケジューリング結果に基づき、物理チャネル（ＰＤＳＣＨおよびＰＵＳＣＨ）のスケジューリングに用いられる情報を生成する。スケジューリング部１０１２は、生成した情報を制御部１０２に出力する。

制御部１０２は、上位層処理部１０１から入力された情報に基づいて、送信部１０３および受信部１０４の制御を行なう制御信号を生成する。制御部１０２は、上位層処理部１０１から入力された情報に基づいて、下りリンク制御情報を生成し、送信部１０３に出力する。また制御部１０２は、キャリアセンス後に送信する必要がある場合、キャリアセンス部１０６を制御してキャリアセンスを行い、チャネル占有時間（又はチャネル送信許可時間）を獲得する。また制御部１０２は、キャリアセンスに成功した後、リソース予約信号や送信信号等を送信するように送信部１０３を制御する。

送信部１０３は、制御部１０２から入力された制御信号に従って、下りリンク参照信号を生成し、上位層処理部１０１から入力されたＨＡＲＱインディケータ、下りリンク制御情報、および、下りリンクデータを、符号化および変調し、ＰＨＩＣＨ、ＰＤＣＣＨ、ＥＰＤＣＣＨ、ＰＤＳＣＨ、および下りリンク参照信号を多重して、送受信アンテナ１０５を介して端末装置２に信号を送信する。

符号化部１０３１は、上位層処理部１０１から入力されたＨＡＲＱインディケータ、下りリンク制御情報、および下りリンクデータを、ブロック符号化、畳み込み符号化、ターボ符号化、ＬＤＰＣ（低密度パリティチェック：Low density parity check）符号化、Polar符号化等の予め定められた符号化方式を用いて符号化を行なう、または無線リソース
制御部１０１１が決定した符号化方式を用いて符号化を行なう。変調部１０３２は、符号化部１０３１から入力された符号化ビットをＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）、
ＱＰＳＫ（quadrature Phase Shift Keying）、１６ＱＡＭ（quadrature amplitude modulation）、６４ＱＡＭ、２５６ＱＡＭ等の予め定められた、または無線リソース制御部１０１１が決定した変調方式で変調する。

下りリンク参照信号生成部１０３３は、基地局装置１Ａを識別するための物理セル識別子（ＰＣＩ、セルＩＤ）などを基に予め定められた規則で求まる、端末装置２Ａが既知の系列を下りリンク参照信号として生成する。

多重部１０３４は、変調された各チャネルの変調シンボルと生成された下りリンク参照信号と下りリンク制御情報とを多重する。つまり、多重部１０３４は、変調された各チャネルの変調シンボルと生成された下りリンク参照信号と下りリンク制御情報とをリソースエレメントに配置する。

無線送信部１０３５は、多重された変調シンボルなどを逆高速フーリエ変換（Inverse Fast Fourier Transform: IFFT）してＯＦＤＭシンボルを生成し、ＯＦＤＭシンボルにサイクリックプレフィックス（cyclic prefix: CP）を付加してベースバンドのディジタル
信号を生成し、ベースバンドのディジタル信号をアナログ信号に変換し、フィルタリングにより余分な周波数成分を除去し、搬送周波数にアップコンバートし、電力増幅し、送受信アンテナ１０５に出力して送信する。

受信部１０４は、制御部１０２から入力された制御信号に従って、送受信アンテナ１０５を介して端末装置２Ａから受信した受信信号を分離、復調、復号し、復号した情報を上位層処理部１０１に出力する。

無線受信部１０４１は、送受信アンテナ１０５を介して受信された上りリンクの信号を、ダウンコンバートによりベースバンド信号に変換し、不要な周波数成分を除去し、信号レベルが適切に維持されるように増幅レベルを制御し、受信された信号の同相成分および直交成分に基づいて、直交復調し、直交復調されたアナログ信号をディジタル信号に変換する。

無線受信部１０４１は、変換したディジタル信号からＣＰに相当する部分を除去する。無線受信部１０４１は、ＣＰを除去した信号に対して高速フーリエ変換（Fast Fourier Transform: FFT）を行い、周波数領域の信号を抽出し多重分離部１０４２に出力する。

多重分離部１０４２は、無線受信部１０４１から入力された信号をＰＵＣＣＨ、ＰＵＳＣＨ、上りリンク参照信号などの信号に分離する。なお、この分離は、予め基地局装置１Ａが無線リソース制御部１０１１で決定し、各端末装置２に通知した上りリンクグラント
に含まれる無線リソースの割り当て情報に基づいて行なわれる。

また、多重分離部１０４２は、ＰＵＣＣＨとＰＵＳＣＨの伝搬路の補償を行なう。また、多重分離部１０４２は、上りリンク参照信号を分離する。

復調部１０４３は、ＰＵＳＣＨを逆離散フーリエ変換（Inverse Discrete Fourier Transform: IDFT）し、変調シンボルを取得し、ＰＵＣＣＨとＰＵＳＣＨの変調シンボルそれぞれに対して、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、２５６ＱＡＭ等の予め定められた、または自装置が端末装置２各々に上りリンクグラントで予め通知した変調方式を用いて受信信号の復調を行なう。

復号部１０４４は、復調されたＰＵＣＣＨとＰＵＳＣＨの符号化ビットを、予め定められた符号化方式の、予め定められた、又は自装置が端末装置２に上りリンクグラントで予め通知した符号化率で復号を行ない、復号した上りリンクデータと、上りリンク制御情報を上位層処理部１０１へ出力する。ＰＵＳＣＨが再送信の場合は、復号部１０４４は、上位層処理部１０１から入力されるＨＡＲＱバッファに保持している符号化ビットと、復調された符号化ビットを用いて復号を行なう。

キャリアセンス部１０６は、キャリアセンスを行い、チャネル占有時間（又はチャネル送信許可時間）を獲得する。

図３は、本実施形態における端末装置２の構成を示す概略ブロック図である。図７に示すように、端末装置２Ａは、上位層処理部（上位層処理ステップ）２０１、制御部（制御ステップ）２０２、送信部（送信ステップ）２０３、受信部（受信ステップ）２０４、チャネル状態情報生成部（チャネル状態情報生成ステップ）２０５と送受信アンテナ２０６、キャリアセンス部（キャリアセンスステップ）２０７を含んで構成される。また、上位層処理部２０１は、無線リソース制御部（無線リソース制御ステップ）２０１１、スケジューリング情報解釈部（スケジューリング情報解釈ステップ）２０１２を含んで構成される。また、送信部２０３は、符号化部（符号化ステップ）２０３１、変調部（変調ステップ）２０３２、上りリンク参照信号生成部（上りリンク参照信号生成ステップ）２０３３、多重部（多重ステップ）２０３４、無線送信部（無線送信ステップ）２０３５を含んで構成される。また、受信部２０４は、無線受信部（無線受信ステップ）２０４１、多重分離部（多重分離ステップ）２０４２、信号検出部（信号検出ステップ）２０４３を含んで構成される。

上位層処理部２０１は、ユーザの操作等によって生成された上りリンクデータ（トランスポートブロック）を、送信部２０３に出力する。また、上位層処理部２０１は、媒体アクセス制御（Medium Access Control: MAC）層、パケットデータ統合プロトコル（Packet
Data Convergence Protocol: PDCP）層、無線リンク制御（Radio Link Control: RLC）
層、無線リソース制御（Radio Resource Control: RRC）層の処理を行なう。

上位層処理部２０１は、自端末装置がサポートしている端末装置の機能を示す情報を、送信部２０３に出力する。

無線リソース制御部２０１１は、自端末装置の各種設定情報の管理をする。また、無線リソース制御部２０１１は、上りリンクの各チャネルに配置される情報を生成し、送信部２０３に出力する。

無線リソース制御部２０１１は、基地局装置から送信されたＣＳＩフィードバックに関する設定情報を取得し、制御部２０２に出力する。

無線リソース制御部２０１１は、基地局装置から送信されたアンライセンスバンドにおけるキャリアセンスのための情報を取得し、制御部２０２に出力する。

スケジューリング情報解釈部２０１２は、受信部２０４を介して受信した下りリンク制御情報を解釈し、スケジューリング情報を判定する。また、スケジューリング情報解釈部２０１２は、スケジューリング情報に基づき、受信部２０４、および送信部２０３の制御を行なうために制御情報を生成し、制御部２０２に出力する。

制御部２０２は、上位層処理部２０１から入力された情報に基づいて、受信部２０４、チャネル状態情報生成部２０５および送信部２０３の制御を行なう制御信号を生成する。制御部２０２は、生成した制御信号を受信部２０４、チャネル状態情報生成部２０５および送信部２０３に出力して受信部２０４、および送信部２０３の制御を行なう。

制御部２０２は、チャネル状態情報生成部２０５が生成したＣＳＩを基地局装置に送信するように送信部２０３を制御する。

制御部２０２は、キャリアセンス後に送信する必要がある場合、キャリアセンス部２０７を制御する。また制御部２０２は、送信電力や帯域幅などからエネルギー検出閾値を算出し、キャリアセンス部２０７に出力する。

受信部２０４は、制御部２０２から入力された制御信号に従って、送受信アンテナ２０６を介して基地局装置１Ａから受信した受信信号を、分離、復調、復号し、復号した情報を上位層処理部２０１に出力する。

無線受信部２０４１は、送受信アンテナ２０６を介して受信した下りリンクの信号を、ダウンコンバートによりベースバンド信号に変換し、不要な周波数成分を除去し、信号レベルが適切に維持されるように増幅レベルを制御し、受信した信号の同相成分および直交成分に基づいて、直交復調し、直交復調されたアナログ信号をディジタル信号に変換する。

また、無線受信部２０４１は、変換したディジタル信号からＣＰに相当する部分を除去し、ＣＰを除去した信号に対して高速フーリエ変換を行い、周波数領域の信号を抽出する。

多重分離部２０４２は、抽出した信号をＰＨＩＣＨ、ＰＤＣＣＨ、ＥＰＤＣＣＨ、ＰＤＳＣＨ、および下りリンク参照信号に、それぞれ分離する。また、多重分離部２０４２は、チャネル測定から得られた所望信号のチャネルの推定値に基づいて、ＰＨＩＣＨ、ＰＤＣＣＨ、およびＥＰＤＣＣＨのチャネルの補償を行ない、下りリンク制御情報を検出し、制御部２０２に出力する。また、制御部２０２は、ＰＤＳＣＨおよび所望信号のチャネル推定値を信号検出部２０４３に出力する。

信号検出部２０４３は、ＰＤＳＣＨ、チャネル推定値を用いて、信号検出し、上位層処理部２０１に出力する。

送信部２０３は、制御部２０２から入力された制御信号に従って、上りリンク参照信号を生成し、上位層処理部２０１から入力された上りリンクデータ（トランスポートブロック）を符号化および変調し、ＰＵＣＣＨ、ＰＵＳＣＨ、および生成した上りリンク参照信号を多重し、送受信アンテナ２０６を介して基地局装置１Ａに送信する。

符号化部２０３１は、上位層処理部２０１から入力された上りリンク制御情報又は上りリンクデータを畳み込み符号化、ブロック符号化、ターボ符号化、ＬＤＰＣ符号化、Polar符号化等の符号化を行う。

変調部２０３２は、符号化部２０３１から入力された符号化ビットをＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ等の下りリンク制御情報で通知された変調方式または、チャネル毎に予め定められた変調方式で変調する。

上りリンク参照信号生成部２０３３は、基地局装置１Ａを識別するための物理セル識別子（physical cell identity: PCI、Cell IDなどと称される）、上りリンク参照信号を配置する帯域幅、上りリンクグラントで通知されたサイクリックシフト、ＤＭＲＳシーケンスの生成に対するパラメータの値などを基に、予め定められた規則（式）で求まる系列を生成する。

多重部２０３４は、ＰＵＣＣＨとＰＵＳＣＨの信号と生成した上りリンク参照信号を送信アンテナポート毎に多重する。つまり、多重部２０３４は、ＰＵＣＣＨとＰＵＳＣＨの信号と生成した上りリンク参照信号を送信アンテナポート毎にリソースエレメントに配置する。

無線送信部２０３５は、多重された信号を逆高速フーリエ変換（Inverse Fast Fourier
Transform: IFFT）して、ＯＦＤＭ方式の変調を行い、ＯＦＤＭＡシンボルを生成し、生成されたＯＦＤＭＡシンボルにＣＰを付加し、ベースバンドのディジタル信号を生成し、ベースバンドのディジタル信号をアナログ信号に変換し、余分な周波数成分を除去し、アップコンバートにより搬送周波数に変換し、電力増幅し、送受信アンテナ２０６に出力して送信する。

キャリアセンス部２０７は、エネルギー検出閾値などを用いてキャリアセンスを行い、チャネル占有時間（又はチャネル送信許可時間）を獲得する。

なお、端末装置２はＯＦＤＭＡ方式に限らず、ＳＣ−ＦＤＭＡ方式の変調を行うことができる。

超高精細映像伝送など、超大容量通信が要求される場合、高周波数帯を活用した超広帯域伝送が望まれる。高周波数帯における伝送は、パスロスを補償することが必要であり、ビームフォーミングが重要となる。また、ある限定されたエリアに複数の端末装置が存在する環境において、各端末装置に対して超大容量通信が要求される場合、基地局装置を高密度に配置した超高密度ネットワーク（Ultra-dense network）が有効である。しかしな
がら、基地局装置を高密度に配置した場合、ＳＮＲ(信号対雑音電力比：Signal to noise
power ratio)は大きく改善するものの、ビームフォーミングによる強い干渉が到来する
可能性がある。従って、限定エリア内のあらゆる端末装置に対して、超大容量通信を実現するためには、ビームフォーミングを考慮した干渉制御（回避、抑圧）が必要となる。

例えば、基地局装置間で協調（連携）して干渉制御することが有効である。これは複数の基地局装置を制御できる集中制御局が、各基地局装置の無線リソース（時間、周波数又は空間レイヤ）やビーム方向を適切に制御することで、干渉を制御することができる。しかしながら、超高密度ネットワークのように、集中制御局が管理する基地局装置の数が増加すると、干渉制御の複雑さが大幅に増加するという問題がある。そこで、集中制御局がない場合、もしくは、集中制御局があっても複雑な動作はしない場合において、干渉制御可能な技術が望まれる。

本実施形態では、各基地局装置が自律分散的に干渉制御する例を説明する。図４は、本実施形態に係る通信システムの例を示す。図４に示した通信システムは、基地局装置３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、端末装置４Ａ、４Ｂ、４Ｃを備える。また、３−１Ａ、３−１Ｂ、３−１Ｃはそれぞれ基地局装置３Ａ、３Ｂ、３Ｃが観測したキャリアセンスの範囲を図示したものである。また、３−２Ａ、３−２Ｂ、３−２Ｃはそれぞれ基地局装置３Ａ、３Ｂ、３Ｃが端末装置４Ａ、４Ｂ、４Ｃに送信するビームフォーミングを図示したものである。各基地局装置は、隣接基地局装置／端末装置／通信装置からの干渉信号（無線リソース使用状況）を観測し、周囲から受ける干渉や周囲に与える干渉が弱い範囲や方向に対して、信号を送信する。各基地局装置は、伝送前にキャリア（チャネル）センスによって、他の通信機器が通信しているか否か（アイドルかビジーか）を評価するＬＢＴ（Listen Before Talk）をする。なお、本実施形態では、ビームフォーミングによる干渉を問題としているため、ビームフォーミングを考慮したキャリアセンスを行う。あるビーム幅で観測（受信）した信号でキャリアセンスに成功した場合、そのビーム幅の範囲内に限り送信期間を獲得できる。なおビーム幅はメインビーム（メインローブ）の幅であり、例えば、ビーム利得（アンテナ利得）の最大値から利得が3 dB下がる角度幅（半値幅）である。なお、ビーム幅はメインビームの方向を含む。また、あるビーム幅のビームフォーミングが定義（規定）されてもよい。例えば、ビーム幅外のサイドローブの最大ビーム利得又はビーム幅内の最大ビーム利得とビーム幅外の最大ビーム利得との差（比）が基準を満足することである。さらに、ビーム利得の最大利得から３ｄＢ下がる角度から、最大ビーム利得の方向とは逆の方向へ所定の角度以上に離れた角度方向のサイドローブ（又はバックローブ）のビーム利得と、ビーム幅内のビーム利得との差（比）が基準を満足することである。これにより、各基地局装置は、互いに与える干渉が低減されたビームフォーミングをすることができる。なお、本実施形態の基地局装置／端末装置は、ライセンスバンド又はアンライセンスバンドで通信することができる。なお、キャリアセンスに成功したビーム幅を獲得ビーム幅とも呼ぶ。なお、獲得ビーム幅はキャリアセンスに成功したビーム幅のメインビームの方向を含む。なお、受信ビームと送信ビームに相反性（対応）があることが望ましい。従って、ビームフォーミングを考慮したキャリアセンスは、受信ビームと送信ビームに相反性（対応）がある場合に行われても良い。

基地局装置は、獲得ビーム幅以内であれば、データ信号などをより狭いビーム幅で送信することができる。言い換えると、基地局装置は、獲得ビーム幅の外側にメインビームを向けたビームフォーミングで送信することはできない。好適なビーム方向はビーム走査で探索すればよい。これにより、干渉を低減しつつ、所望信号電力を向上させることができるため、スループットを向上させることができる。なお、一般に、ビームフォーミングは獲得ビーム幅の外側にサイドローブが生じる可能性がある。従って、獲得ビーム幅内で認められるビームフォーミングが定義（規定）されてもよい。その定義（規定）は、例えば、獲得ビーム幅外のサイドローブの最大ビーム利得又は獲得ビーム幅内の最大ビーム利得と獲得ビーム幅外の最大ビーム利得との差（比）が基準を満足することである。

アンライセンスバンドで通信する場合、そのチャネルをアイドルと判断してキャリアセンスに成功すると、基地局装置／端末装置はある期間チャネルを占有できる。チャネルを占有できる期間（チャネル占有期間）の最大値は、ＭＣＯＴ（Maximum Channel Occupancy Time）と呼ぶ。また、ＭＣＯＴはデータの優先度によって変わる。データの優先度は優先度クラス（チャネルアクセスプライオリティクラス）で表現することができる。優先度クラスは、優先度が高い順に、１、２、３、４で示される。また、優先度クラスによってＬＢＴに必要なランダムな期間の最大値も変わり得る。なお、ランダムな期間は、コンテンションウィンドウ以下のランダムな正の整数とスロット期間（例えば9マイクロ秒）と
の積となる。また、コンテンションウィンドウサイズ（ＣＷＳ）以下のランダムな正の整数をキャリアセンス（ＬＢＴ）におけるカウンタとも呼ぶ。ＣＷＳは優先度クラスや伝送誤り率などで変わる可能性がある。また、スロット期間の中で少なくとも所定の期間（例
えば4マイクロ秒）で、観測（検出）した電力がエネルギー検出閾値未満となれば、その
スロット期間はアイドルと考慮される。そうでなければ、そのスロット期間はビジーと考慮される。そして、カウンタ数だけのスロットでアイドルとなれば、キャリアセンスは成功と考慮される。なお、スロット期間は周波数バンド（周波数帯域幅、キャリア周波数）によって変わってよく、高周波数帯の方がスロット期間を短くすることができる。また、周波数バンド（周波数帯域幅、キャリア周波数）によって、スロット単位でアイドル／ビジーを判断する期間が変わっても良い。つまり、高周波数帯の方が、アイドルと判断する際に、観測（検出）した電力がエネルギー検出閾値未満となる期間は短くすることができる。

なおライセンスバンドでは、スロット期間はサンプリング間隔に基づく時間単位ｔｓやＯＦＤＭシンボル数で表現されても良い。ｔｓはサブキャリア間隔をSCＳ、ＦＦＴサイズをＮＦＦＴとすると、ｔｓ＝（１／（SCS×ＮＦＦＴ））となる。例えば、スロット期間
は、１ＯＦＤＭシンボルや２５６ｔｓと表現される。なお、ＯＦＤＭシンボル数で表現する場合、例えば、０．２５ＯＦＤＭシンボル、０．５ＯＦＤＭシンボルのように、分数で表現してもよい。なお、ＯＦＤＭシンボル長やｔｓはサブキャリア間隔に基づくため、スロット期間を表現するためのサブキャリア間隔は決まっていても良い。また、スロット期間は周波数バンド（周波数帯域幅、キャリア周波数）で変わっても良いため、周波数バンド毎にスロット期間を表すサブキャリア間隔が変わっても良い。高周波数帯になるほどスロット期間を短くするために、高周波数帯になるほどスロット期間を表すサブキャリア間隔は広くなる。

ライセンスバンドで通信する場合、アンライセンスバンドと同様の動作も可能であるが、ＬＢＴ後に必ずしもチャネルを占有しなくてもよい。ライセンスバンドでは、柔軟性を保つために、ある程度複数の通信機器が同時に通信することは認められても良い。従って、ライセンスバンドでは、ＬＢＴによってそのチャネルにおける送信する権利が与えられる期間（チャネル送信許可期間）を獲得できる。チャネル送信許可期間の最大値は（MATT: Maximum allowing transmission time）とも呼ぶ。なお、チャネル占有期間、チャネル送信許可期間を総称して送信期間とも呼ぶ。

基地局装置は、キャリアセンスの際に、他の通信装置が通信を行っているか否かを判断するためにエネルギー検出閾値を用いることができる。基地局装置は、最大エネルギー検出閾値以下となるようにエネルギー検出閾値を設定することができる。ビームフォーミングはビーム利得が得られるため、ビームフォーミングを想定する場合、エネルギー検出閾値にビーム利得を考慮することができる。例えば、ビームフォーミングによるオフセット値Ｘ dBはメインビームの利得とサイドローブの利得の差とすることができる。このとき
、エネルギー検出閾値をＸ dB上げた閾値がビーム利得を考慮したエネルギー検出閾値と
なる。エネルギー検出閾値を上げることは、キャリアセンスの成功確率が向上するが、ビームフォーミングにより干渉を与える面積が狭くなるため、著しく干渉電力が上がる可能性は低い。なお、ビームフォーミングを想定しない場合又はビームパターンが全方向の場合、Ｘは０ ｄＢとなる。なお、ビームフォーミングによるオフセット値Ｘ ｄＢは、基地局装置１Ａが通信を行なう周波数バンド（周波数帯域幅、キャリア周波数）によって、その最大値は異なる値に設定されることができる。また、ビームフォーミングによるオフセット値Ｘ ｄＢは、基地局装置１Ａの送信電力も含めた等価等方放射電力（EIRP：Equivalent isotopically radiated power）に基づいて計算されてもよい。基地局装置１Ａが、
ビームフォーミングによるオフセット値Ｘ ｄＢを、アンテナ利得に基づいて設定するか
、ＥＩＲＰに基づいて設定するかは、基地局装置１Ａが通信を行なう周波数バンド（周波数帯域幅、キャリア周波数）によって決定することができる。

図５は、本実施形態に係る簡易フローチャートである。基地局装置はあるビーム幅及び
ビーム方向を持つ受信ビームで周囲の通信状況を受信（観測）し、キャリアセンス部１０６が受信信号（観測信号）を用いてキャリアセンスする（ステップ１）。キャリアセンス部１０６は、キャリアセンスに成功したか否かを判断する（ステップ２）。キャリアセンスに成功しなかった場合（ステップ２でＮＯの場合）、ステップ１に戻り、キャリアセンス部１０６は、別のビーム幅又はビーム方向を用いてキャリアセンスする。キャリアセンスに成功した場合（ステップ２でＹＥＳの場合）、送信部１０３は獲得ビーム幅内のビームフォーミングで送信する。

獲得ビーム幅内でさらに狭いビーム幅で送信する場合、ビーム利得は高くなる。この場合、ビーム方向が合ってしまうと強い干渉となってしまう。そこで、基地局装置間で送信に用いるビーム利得の最大値を共有（規定）する。これにより、著しく強い干渉信号が生じることを避けることができる。また、基地局装置間でビーム利得の最大値は共有（規定）しないが、ビーム利得と送信電力の和の最大値は共有（規定）してもよい。これは、ビーム利得を上げて良いが、それに応じて送信電力を下げることになり、著しく強い干渉信号が生じることを避けることができる。なお、ビーム利得と送信電力の和は、先に説明したＥＩＲＰとすることもできる。

なお、獲得ビーム幅が広い場合、送信期間を獲得する確率が下がり、獲得ビーム幅が狭い場合、送信期間を獲得しやすいが獲得ビーム幅内に端末装置がいる確率も減ってしまう。効率的に動作させるため、キャリアセンスに好適なビーム幅が必要である。ビーム幅は、基地局装置の数や密度が要因となりうる。基地局装置の数や密度が増えるにつれてビーム幅を狭くし、基地局装置の数や密度が減るにつれてビーム幅を広くすると、効率的である。このため、集中制御局は、基地局装置間で周辺の基地局装置数や基地局装置密度を伝達することができる。または、基地局装置は、基地局装置間で周辺の基地局装置数や基地局装置密度を共有するための仕組みを持っている。このとき、基地局装置は、周辺の基地局装置数や基地局装置密度によって、好適なビーム幅を判断することができる。また、周辺の基地局装置数や基地局装置密度によって、獲得可能な最大ビーム幅が規定されてもよい。また、基地局装置は、ビームを切り替える周期（もしくは、ビームの切り替えを完了しなければならない最長の期間）によって、獲得可能な最大ビーム幅が規定されてもよい。また、基地局装置は、自装置に設定されている通信方式以外の通信方式に基づいた信号が、自装置が通信を行なう周波数チャネルに存在する可能性があるか否かに基づいて、獲得可能な最大ビーム幅が規定されてもよい。

基地局装置は、獲得ビーム幅内で好適なビーム幅で送信が可能であるが、隣接基地局装置は、獲得ビーム幅を知らないと干渉低減効果は上がらない。そのため、ある基地局装置が獲得したビーム幅を隣接基地局装置が知る必要がある。基地局装置はキャリアセンスによって獲得ビーム幅、獲得ビーム幅の利得最大値の方向、及び、チャネル占有期間／チャネル送信許可期間の一部又は全部を含む制御情報を周辺の基地局装置にブロードキャストすることができる。この場合、隣接基地局装置は、制御情報を受信し、空いている見込みの高いビーム方向を優先してキャリアセンスすることができるため、効率が向上する。また、基地局装置は獲得ビーム幅内で、データ信号を送信するビーム幅以外でリソース予約信号を送信してもよい。リソース予約信号を送信しているビーム方向は、キャリアセンスに成功しないことになり、隣接基地局装置はその方向は使えないことになる。

なお、上述のビームフォーミングを考慮したキャリアセンスに基づく干渉制御は、基地局装置について説明したが、本発明はこれに限らず、端末装置にも同様に適用可能である。

獲得ビーム幅内で各端末装置にビームフォーミングをする場合、好適なビーム方向はビーム走査によって探索できる。ビーム走査は、例えば同期信号やＣＳＩ−ＲＳが用いられ
る。同期信号は同期信号ブロック（SSブロック）を単位として送信される。ＳＳブロックは、プライマリ同期信号（PSS；Primary synchronization signal）、セカンダリ同期信
号（SSS; Secondary synchronization signal）、PBCHを含む。ＳＳブロックは１スロッ
ト当たり最大２つまで含む。ＳＳブロックは例えば5 msのタイミング範囲（窓）内に複数配置することができる。タイミング範囲（窓）は同期信号オケージョン（SS occasion）
とも呼ぶ。タイミング範囲（窓）は周期的に送信される。タイミング範囲（窓）内に配置可能な最大数はサブキャリア間隔で変わってもよい。タイミング範囲（窓）の位置及び／又はタイミング範囲（窓）内のＳＳブロックの位置は、ＤＭＲＳ及び／又はＰＢＣＨによって示される。タイミング範囲（窓）の位置は、例えば無線フレームの番号を示す無線フレーム番号（SFN; System frame number）で示される。また、タイミング範囲（窓）の周期は基地局装置から上位層の信号で示される。またＳＣｅｌｌにおける5 msの範囲（窓）の位置は、基地局装置から上位層の信号で示されてもよい。タイミング範囲（窓）内に複数配置されたＳＳブロックに対して、異なるビーム方向でビームフォーミングして送信し、端末装置から好適な受信電力／受信品質となるＳＳブロックを報告されると、基地局装置はその端末装置にとって好適なビーム方向を知ることができる。端末装置は基地局装置に好適な受信電力／受信品質となるＳＳブロックを示すために、ＳＳブロックのインデックスを報告しても良いし、好適な受信電力／受信品質となるＳＳブロックに対応する無線リソースでランダムアクセスプリアンブルを送信しても良い。

なお、上述のキャリアセンスに基づく干渉制御において、ライセンスバンドでは、キャリアセンスしないで同期信号を送信しても良いが、アンライセンスバンドでは、キャリアセンスが必要となる。キャリアセンスに失敗すると、所望のタイミングで同期信号を送信できない可能性がある。この場合、基地局装置は、チャネル占有期間から外れたＳＳブロックの送信をスキップしてもよい。

また、ＳＳブロックのみを送信する場合で、チャネル占有期間がある基準（例えば1 ms）以下である場合、基地局装置は、固定期間（例えば25 マイクロ秒又は8マイクロ秒）のＬＢＴ後にＳＳブロックを送信できる。チャネル占有期間がある基準（例えば1 ms）を超える場合、基地局装置はランダムな期間のＬＢＴ後にＳＳブロックを送信できる。なお、上述した固定期間やチャネル占有期間の基準は、基地局装置が通信を行なう周波数バンドによって異なる値に設定されることができる。例えば、基地局装置は、５ＧＨｚ帯の周波数バンドと、６０ＧＨｚ帯の周波数バンドと、で異なる固定期間およびチャネル占有期間の基準を設定することができる。周波数バンド毎に設定される固定期間やチャネル占有期間の基準は、特定の値に限定されるものではないが、周波数が高くなるにつれて、固定期間やチャネル占有期間の基準は短く設定されることが好適である。また、周波数バンド毎に同じ数式で、固定期間やチャネル占有期間の基準が設定されることができる。例えば、所定のフレーム期間をＡ、スロット期間をＢとすると、固定期間は、Ａ＋Ｂや、Ａ＋２×Ｂの数式で表現され、ＡおよびＢの値が、周波数バンド毎に異なる値に設定されることができる。また、基地局装置１Ａは、タイミング範囲（窓）のＳＳブロックを送信していない時間期間において、ＬＢＴを実施することも可能である。また、固定期間やチャネル占有期間の基準は、基地局装置１Ａが送信する信号のサブキャリア間隔に基づいて設定されることも可能である。

なお、本実施形態に係る装置（基地局装置、端末装置）が使用する周波数バンドは、これまで説明してきたライセンスバンドやアンライセンスバンドには限らない。本実施形態が対象とする周波数バンドには、国や地域から特定サービスへの使用許可が与えられているにも関わらず、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（ホワイトスペース）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（ライセンス共有バンド）も含まれる。

本発明に関わる装置で動作するプログラムは、本発明に関わる実施形態の機能を実現するように、Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ（ＣＰＵ）等を制御してコンピュータを機能させるプログラムであっても良い。プログラムあるいはプログラムによって取り扱われる情報は、一時的にＲａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ（ＲＡＭ）などの揮発性メモリあるいはフラッシュメモリなどの不揮発性メモリやＨａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ（ＨＤＤ）、あるいはその他の記憶装置システムに格納される。

尚、本発明に関わる実施形態の機能を実現するためのプログラムをコンピュータが読み取り可能な記録媒体に記録しても良い。この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現しても良い。ここでいう「コンピュータシステム」とは、装置に内蔵されたコンピュータシステムであって、オペレーティングシステムや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータが読み取り可能な記録媒体」とは、半導体記録媒体、光記録媒体、磁気記録媒体、短時間動的にプログラムを保持する媒体、あるいはコンピュータが読み取り可能なその他の記録媒体であっても良い。

また、上述した実施形態に用いた装置の各機能ブロック、または諸特徴は、電気回路、たとえば、集積回路あるいは複数の集積回路で実装または実行され得る。本明細書で述べられた機能を実行するように設計された電気回路は、汎用用途プロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、またはその他のプログラマブル論理デバイス、ディスクリートゲートまたはトランジスタロジック、ディスクリートハードウェア部品、またはこれらを組み合わせたものを含んでよい。汎用用途プロセッサは、マイクロプロセッサであってもよいし、従来型のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、またはステートマシンであっても良い。前述した電気回路は、デジタル回路で構成されていてもよいし、アナログ回路で構成されていてもよい。また、半導体技術の進歩により現在の集積回路に代替する集積回路化の技術が出現した場合、本発明の一又は複数の態様は当該技術による新たな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。実施形態では、装置の一例を記載したが、本願発明は、これ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、たとえば、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の端末装置もしくは通信装置に適用出来る。

以上、この発明の実施形態に関して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変更等も含まれる。また、本発明は、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。また、上記各実施形態に記載された要素であり、同様の効果を奏する要素同士を置換した構成も含まれる。

本発明は、基地局装置および通信方法に用いて好適である。

１Ａ、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ 基地局装置
２Ａ、４Ａ、４Ｂ、４Ｃ 端末装置
１０１ 上位層処理部
１０２ 制御部
１０３ 送信部
１０４ 受信部
１０５ 送受信アンテナ
１０６ キャリアセンス部
１０１１ 無線リソース制御部
１０１２ スケジューリング部
１０３１ 符号化部
１０３２ 変調部
１０３３ 下りリンク参照信号生成部
１０３４ 多重部
１０３５ 無線送信部
１０４１ 無線受信部
１０４２ 多重分離部
１０４３ 復調部
１０４４ 復号部
２０１ 上位層処理部
２０２ 制御部
２０３ 送信部
２０４ 受信部
２０５ チャネル状態情報生成部
２０６ 送受信アンテナ
２０７ キャリアセンス部
２０１１ 無線リソース制御部
２０１２ スケジューリング情報解釈部
２０３１ 符号化部
２０３２ 変調部
２０３３ 上りリンク参照信号生成部
２０３４ 多重部
２０３５ 無線送信部
２０４１ 無線受信部
２０４２ 多重分離部
２０４３ 信号検出部

Claims (8)

1. 所定のビーム幅で観測した信号をキャリアセンスするキャリアセンス部と、
   前記ビーム幅でキャリアセンスに成功した場合、前記ビーム幅内のビームフォーミングによってデータ信号を送信する送信部と、
   を備え、
   前記キャリアセンス部は、エネルギー検出閾値に基づいて成功又は失敗と判断し、
   前記キャリアセンス部は、前記エネルギー検出閾値を前記キャリアセンスに用いたビームのビーム利得に基づいて設定する、基地局装置。
2. 前記ビーム幅のビームフォーミングは、少なくともビーム幅外のサイドローブの最大利得で定義される、請求項１に記載の基地局装置。
3. 前記送信部は、前記データ信号に適用するビームフォーミングのビーム利得は、所定の値で制限される、請求項１に記載の基地局装置。
4. 前記送信部は、前記データ信号に適用するビームフォーミングのビーム利得と送信電力の合計は、所定の値で制限される、請求項１に記載の基地局装置。
5. 前記送信部は、隣接基地局装置に対して制御情報を送信し、
   前記制御情報は、前記キャリアセンスによって獲得したビーム幅、該ビーム幅の利得最大値の方向、獲得した送信期間の一部又は全部を含む、請求項１に記載の基地局装置。
6. 隣接基地局装置から制御情報を受信する受信部を備え、
   前記制御情報は、前記キャリアセンスによって獲得したビーム幅、該ビーム幅の利得最大値の方向、獲得した送信期間の一部又は全部を含み、
   前記制御情報に基づいて前記キャリアセンスに用いるビームの方向及びビーム幅を制御する、請求項１に記載の基地局装置。
7. 隣接基地局装置と周辺の基地局装置密度を共有し、
   前記基地局装置密度に基づいて、前記ビーム幅を制御する、請求項１に記載の基地局装置。
8. 所定のビーム幅で観測した信号をキャリアセンスするステップと、
   前記ビーム幅でキャリアセンスに成功した場合、前記ビーム幅内のビームフォーミングによってデータ信号を送信するステップと、
   前記キャリアセンスは、エネルギー検出閾値に基づいて成功又は失敗と判断し、前記エネルギー検出閾値を前記キャリアセンスに用いたビームのビーム利得に基づいて設定する、通信方法。
   

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