JP6351898B1 - 基地局、端末および無線リソース割当て方法 - Google Patents

Abstract

基地局（１１）は、複数のビームスポットで構成されたサービスエリアに対して時分割で方向を変更しながら１つ以上のビームスポットに向けてビームを形成するアンテナ部（２５）と、バッファ状態報告を送信するための無線リソースの割当てを要求するスケジューリング要求を第１の端末から受信した場合に、第１の端末が在圏するビームスポットに在圏する他の端末である第２の端末を検索する端末検索部（２１）と、バッファ状態報告の送信用の無線リソースを第１の端末および第２の端末に割当てるリソース割当部（２２）と、を備える。

Description

本発明は、ビームフォーミングを使用して端末と通信する基地局、端末および無線リソース割当て方法に関する。

第４世代移動通信システム（以下、「４Ｇ」と称する）では、端末から基地局への上りデータ通信に必要な無線リソースの割当てを要求するメッセージとして、スケジューリング要求（ＳＲ：Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ Ｒｅｑｕｅｓｔ）ならびにバッファ状態報告（ＢＳＲ：Ｂｕｆｆｅｒ Ｓｔａｔｕｓ Ｒｅｐｏｒｔ）が定められている（非特許文献１参照）。基地局は、端末からＳＲを受信したことを契機に、端末がＢＳＲの送信で使用する無線リソースを割当てる。さらに、基地局は、ＢＳＲを使用して端末から報告されたバッファ状態に基づいて、端末が保持している上りユーザデータのデータ量を特定し、上りユーザデータの送信用の無線リソースを端末に割当てる。

ＳＲの送信には、物理上り制御チャネル（ＰＵＣＣＨ：Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｕｐｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）が用いられ、ＢＳＲの送信には、物理上り共有チャネル（ＰＵＳＣＨ：Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｕｐｌｉｎｋ Ｓｈａｒｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ）が用いられる。また、ＰＵＳＣＨは端末が基地局へ上りユーザデータを送信する際にも用いられる。

端末は、上りユーザデータが発生した時点で基地局からＰＵＳＣＨが割当てられていない場合、ＰＵＣＣＨを用いてＳＲを基地局に送信し、ＰＵＳＣＨの割当てを要求する。端末がＳＲの送信で使用する無線リソースを表す設定情報は、ＲＲＣ（Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）レイヤのｓｒ−ＣｏｎｆｉｇＩｎｄｅｘにて基地局が設定することができる（非特許文献２参照）。ＳＲの設定情報はＳＲサブフレームオフセット（ＳＲ ｓｕｂｆｒａｍｅ ｏｆｆｓｅｔ）およびＳＲ周期（ＳＲ ｐｅｒｉｏｄｉｃｉｔｙ）であり、ｓｒ−ＣｏｎｆｉｇＩｎｄｅｘに設定可能なＳＲサブフレームオフセットの値およびＳＲ周期の値は、非特許文献３にて定められている。端末は、ＳＲを送信後、ＰＵＳＣＨが割当てられると、割当てられたＰＵＳＣＨを使用してＢＳＲを基地局へ送信する。

一方、端末は、上りユーザデータが発生した時点で基地局からＰＵＳＣＨが割当て済みの場合、割当てられているＰＵＳＣＨを用いてＢＳＲを基地局へ送信する。ＢＳＲの設定情報は、ＲＲＣレイヤのＭａｃ−ＭａｉｎＣｏｎｆｉｇにて基地局が設定することができる（非特許文献２参照）。

基地局は、端末内で上りユーザデータが発生しているかどうかは、ＳＲを受信するまで検出できない。そのため、基地局は、上記のＳＲサブフレームオフセットおよびＳＲ周期を用い、予め決められたタイミングで、ＳＲ送信用の無線リソースを各端末に割当て、各端末からのＳＲを待ち受ける。すなわち、各端末には、ＳＲ送信用の無線リソースであるＰＵＣＣＨが周期的に割当てられ、各端末は、ＢＳＲ送信用の無線リソースであるＰＵＳＣＨが割当てられていない状態で上りユーザデータが発生した場合、ＳＲ送信用に割当てられているＰＵＣＣＨを使用して、ＢＳＲ送信用の無線リソースの割当てを要求するためのＳＲを送信する。

上記のＳＲの設定情報およびＢＳＲの設定情報は、複数の端末間で同一の値を用いてもよいし、異なる値を用いてもよい。

また、第５世代移動通信システム（以下、「５Ｇ」と称する）では、データ通信容量のさらなる拡大に向けて、ミリ波を代表とした高周波数帯での運用を見込んでいる。しかし、周波数が高くなるにつれ、電波伝搬損失も増加する課題があるため、これらの損失補償を目的として、基地局ならびに端末にてビームフォーミング技術を導入する。ビームフォーミングは、特定方向に電波を集中させることでアンテナ利得を得るほか、他方向への干渉ならびに他方向から来る電波の干渉を防ぐ、あるいは低減することを可能にする技術である。ビームフォーミング技術を適用して実現された基地局は、通信相手の端末が存在する方向、または、通信相手の端末が存在する可能性のある方向に向けてビームを形成する。

ビームフォーミングのなかでもアナログビームフォーミングまたはハイブリッドビームフォーミングを用いた場合、１つの基地局が同時生成可能なビーム数が限定される。基地局は、同時生成可能なビーム数を超える範囲のサービスエリアを提供するためには、時分割でビームの方向を切り替える制御を行う必要がある。ここでは、ビーム１本が照射するエリアをビームスポットと表現する。基地局が提供するサービスエリアは、１つ以上のビームスポットで構成される。

３ＧＰＰ ＴＳ ３６．３２１ Ｖ１４．０．０（2016-09） ３ＧＰＰ ＴＳ ３６．３３１ Ｖ１４．２．２（2017-04） ３ＧＰＰ ＴＳ ３６．２１３ Ｖ１４．２．０（2017-03）

４Ｇでは、基地局はサービスエリア全体を対象として無線リソースを割当てることができる。そのため、基地局は、一部の無線リソースを使用してある端末からＳＲまたはＢＳＲを受信するとともに、残りの無線リソースを、ＳＲまたはＢＳＲの送信元の端末とは異なる方向に在圏する他の端末に割当て、他の端末からの信号を受信することが可能であった。

これに対して、５Ｇでは、基地局の無線リソースの割当て単位はサービスエリア全体ではなくビームスポット単位となる。そのため、ある端末からＳＲまたはＢＳＲを受信するために特定方向に基地局が受信ビームを照射する場合、残りの無線リソースを使用してＰＵＳＣＨを割当てることができるのは、同一ビームスポットに在圏する他の端末に限られる。ここで、同一ビームスポットに在圏する複数の端末によるＳＲの送信タイミングがそれぞれ異なると、基地局は、各端末によるＳＲの送信タイミングに合わせてＳＲを受信するためのビームの形成、および、ＢＳＲを受信するためのビームの形成を頻繁に行う必要がある。ＳＲおよびＢＳＲの信号量は少なく、伝送に必要な無線リソース割当ても少量で済むため、１回のビーム形成において使用されない無線リソースが発生することが考えられる。すなわち、基地局がＳＲまたはＢＳＲを受信するためのビームを形成する回数が増えると、使用されない無線リソースが増加し、無線リソースの使用効率が下がると考えられる。

また、上述したように、基地局が同時生成可能なビーム数よりも多い数のビームスポットで１つのサービスエリアが形成されている場合は時分割でビームの方向を切り替えながらサービスエリア内の各端末と通信を行う必要がある。そのため、ある特定のビームスポットに対してビームの形成を頻繁に行うと、他のビームスポットに在圏している端末に対して無線リソースを割当てる頻度が低くなり、上りユーザデータの送信が遅延する可能性が高くなる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、無線リソースの使用効率を向上させることが可能な基地局を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる基地局は、複数のビームスポットで構成されたサービスエリアに対して時分割で方向を変更しながら１つ以上のビームスポットに向けてビームを形成するアンテナ部を備える。基地局は、バッファ状態報告を送信するための無線リソースの割当てを要求するスケジューリング要求を第１の端末から受信した場合に、第１の端末が在圏するビームスポットに在圏する他の端末である第２の端末を検索し、バッファ状態報告の送信用の無線リソースを第１の端末および第２の端末に割当てる。

本発明にかかる基地局は、無線リソースの使用効率を向上させることができるという効果を奏する。

本発明にかかる基地局および端末により実現される無線通信システムの構成例を示す図 本発明にかかる基地局の構成例を示すブロック図 本発明にかかる端末の構成例を示すブロック図 本発明にかかる基地局のハードウェア構成の一例を示す図 本発明にかかる端末のハードウェア構成の一例を示す図 実施の形態１にかかる基地局および端末の動作例を表すシーケンス図 実施の形態１にかかる基地局が送信するＢＳＲ要求の情報要素の一例を示す図 実施の形態２にかかる基地局および端末の動作例を表すシーケンス図 実施の形態３にかかる基地局および端末の動作例を表すシーケンス図 実施の形態４にかかる基地局および端末の動作例を表すシーケンス図 実施の形態４にかかる基地局が、端末へのＢＳＲ要求の送信要否を判定する動作例を示すフローチャート 実施の形態５にかかる基地局および端末の動作例を表すシーケンス図 実施の形態５にかかる端末が、ＢＳＲ要求を受信した場合にＢＳＲの送信要否を判定する動作例を示すフローチャート 実施の形態６にかかる端末の動作例を示すフローチャート 実施の形態６にかかる基地局の動作例を示すフローチャート 実施の形態６にかかる基地局および端末の第１の動作例を表すシーケンス図 実施の形態６にかかる基地局および端末の第２の動作例を表すシーケンス図 実施の形態６にかかる基地局および端末の第３の動作例を表すシーケンス図 実施の形態６にかかる基地局および端末の第４の動作例を表すシーケンス図

以下に、本発明の実施の形態にかかる基地局、端末および無線リソース割当て方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

まず、各実施の形態で想定する無線通信システムについて説明する。図１は、本発明にかかる基地局および端末により実現される無線通信システムの構成例を示す図である。図１に示したように、無線通信システム１０は、ビームを形成して通信を行う基地局１１と、基地局１１と通信を行う端末１２と、を含んで構成される。図１では、基地局１１の送信するビームスポット１３に端末１２が３台在圏する例を示している。基地局１１のサービスエリアは、図１に示した複数のビームスポット１３で構成される。また、サービスエリアを構成するビームスポット１３の数は基地局１１が同時生成可能なビーム数よりも多く、基地局１１は、時分割で方向を切り替えながらビームを形成することによりサービスエリア全体をカバーするものとする。なお、ビームスポット１３に在圏する端末１２の台数を３台に限定するものではない。各ビームスポットに在圏する端末１２の数は２以下の場合もあれば４以上の場合もある。

図２は、本発明にかかる基地局１１の構成例を示すブロック図である。基地局１１は、制御部２０、送受信部２４およびアンテナ部２５を備える。制御部２０は、端末検索部２１、リソース割当部２２および送信情報生成部２３を備える。

端末検索部２１は、サービスエリア内に存在する各端末１２がどのビームスポットに在圏しているのかを示す情報を保持しており、上述したスケジューリング要求（ＳＲ）を端末１２から受信すると、ＳＲの送信元の端末１２が在圏しているビームスポットと同じビームスポットに在圏している他の端末１２を検索する。

リソース割当部２２は、端末１２が制御メッセージを基地局１１へ送信するための無線リソースを端末１２に割当てる。端末１２が基地局１１へ送信する制御メッセージは、ＳＲ、上述したＢＳＲなどである。リソース割当部２２は、端末１２が上りユーザデータの送信で使用する無線リソースについても端末１２に割当てる。

送信情報生成部２３は、リソース割当部２２による無線リソースの割当て結果を示す情報など、端末１２へ送信する制御情報を生成する。送信情報生成部２３が生成する制御情報には、後述するＢＳＲ Ｒｅｑｕｅｓｔといった制御メッセージのデータも含まれる。

送受信部２４は、送信情報生成部２３で生成された制御情報、下りユーザデータなどを信号に載せて端末１２へ送信するとともに、端末１２から送信された信号を受信する。端末１２から受信する信号には、上りユーザデータ、上述したＳＲ、ＢＳＲといった制御メッセージのデータなどが含まれる。

アンテナ部２５は、ビームフォーミングにより所望の方向に向けてビームを形成し、ビームスポット１３に在圏している端末１２との間で無線信号を送受信する。アンテナ部２５は、形成するビームの方向を時分割で変更する。すなわち、アンテナ部２５は、サービスエリアを構成する複数のビームスポットに向けて、時分割で方向を変更しながら、端末１２と通信するためのビームを形成する。

図３は、本発明にかかる端末１２の構成例を示すブロック図である。端末１２は、制御部３０、送受信部３４およびアンテナ部３５を備える。制御部３０は、バッファ状態管理部３１、送信制御部３２および送信情報生成部３３を備える。

バッファ状態管理部３１は、基地局１１へ送信する上りユーザデータを一時的に保持する上りバッファを内部に備え、上りバッファの状態、具体的には、上りバッファが保持している上りユーザデータのデータ量を監視する。

送信制御部３２は、ＳＲ、ＢＳＲといった制御メッセージの送信動作を制御する。送信情報生成部３３は、基地局１１へ送信する制御情報を生成する。送信情報生成部３３が生成する制御情報の例は、ＳＲ、ＢＳＲといった制御メッセージである。

送受信部３４は、送信情報生成部３３で生成された制御情報、上りユーザデータなどを信号に載せて基地局１１へ送信するとともに、基地局１１から送信された信号を受信する。アンテナ部３５は、基地局１１との間で無線信号を送受信する。

図４は、本発明にかかる基地局１１のハードウェア構成の一例を示す図である。基地局１１は、例えば、図４に示したプロセッサ４１、メモリ４２、送信器４３、受信器４４およびアンテナ装置４５により実現される。プロセッサ４１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）ともいう）、システムＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）などである。メモリ４２は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリー、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）などの、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）などである。

基地局１１の端末検索部２１、リソース割当部２２および送信情報生成部２３は、これらの各部として動作するためのプログラムをメモリ４２に格納しておき、このプログラムをプロセッサ４１がメモリ４２から読み出して実行することにより実現される。また、送受信部２４は、送信器４３および受信器４４により実現され、アンテナ部２５は、アンテナ装置４５により実現される。プロセッサ４１、メモリ４２、送信器４３、受信器４４およびアンテナ装置４５は、システムバス４６により接続されている。

図５は、本発明にかかる端末１２のハードウェア構成の一例を示す図である。端末１２は、図５に示したプロセッサ５１、メモリ５２、送信器５３、受信器５４、アンテナ装置５５により実現される。プロセッサ５１およびメモリ５２は、図４に示したプロセッサ４１、メモリ４２と同様のデバイスである。

端末１２のバッファ状態管理部３１、送信制御部３２および送信情報生成部３３は、これらの各部として動作するためのプログラムをメモリ５２に格納しておき、このプログラムをプロセッサ５１がメモリ５２から読み出して実行することにより実現される。また、送受信部３４は、送信器５３および受信器５４により実現され、アンテナ部３５は、アンテナ装置５５により実現される。プロセッサ５１、メモリ５２、送信器５３、受信器５４およびアンテナ装置５５は、システムバス５６により接続されている。

次に、各実施の形態にかかる基地局および端末について説明する。なお、各実施の形態にかかる無線通信システムは図１に示した構成の無線通信システム１０とする。また、各実施の形態にかかる基地局は図２に示した構成の基地局１１とする。各実施の形態にかかる端末は図３に示した構成の端末１２とする。

実施の形態１．
図６は、実施の形態１にかかる基地局１１および端末１２の動作例を表すシーケンス図である。図６に示したシーケンスは、基地局１１が、ＢＳＲ送信用の無線リソースを３台の端末１２に割当てる動作を表している。図６では、図１に示したビームスポット１３に在圏している３台の端末１２を、それぞれ、端末Ａ、端末Ｂおよび端末Ｃとしている。また、端末Ａ〜端末Ｃは全て通信状態であることを前提とする。すなわち、端末Ａ〜端末Ｃは、電源が投入されたことに伴い基地局１１へ在圏を通知するアタッチ（Ａｔｔａｃｈ）動作中ではなく、また、接続先の基地局１１を切り替えるハンドオーバ（Ｈａｎｄｏｖｅｒ）動作中でもないものとする。なお、以下の説明では基地局１１の符号を省略し、単に基地局と記載する場合がある。

また、上述した４Ｇの無線通信システムと同様に、端末Ａ、端末Ｂおよび端末Ｃには、ＳＲ送信用の無線リソースとしてＰＵＣＣＨが周期的に割当てられているものとする。ＳＲ送信用の無線リソースはスケジューリング要求用無線リソースである。基地局１１は、上述したＳＲの設定情報を使用して、ＳＲ送信用の無線リソースを端末Ａ、端末Ｂおよび端末Ｃに割当てる。ＳＲ送信用の無線リソースが割当てられる周期は上述したＳＲ周期で表される。各端末は、ＢＳＲ送信用の無線リソースであるＰＵＳＣＨが割当てられていない状態で上りユーザデータが発生すると、ＳＲ送信用に割当てられているＰＵＣＣＨを使用して、ＢＳＲ送信用の無線リソースの割当てを要求するためのＳＲを送信する。

端末Ａは、上りユーザデータを保持し、かつ基地局からＰＵＳＣＨを割当てられていない場合、基地局から予め割当てられている、ＳＲ送信用の無線リソース、具体的には、周期的に割当てられているＰＵＣＣＨを使用してＳＲを基地局に送信する（ステップＳ１１）。このステップＳ１１は、基地局が、ＢＳＲを送信するための無線リソースの割当てを要求するＳＲを第１の端末から受信する受信ステップである。基地局は、端末ＡからＳＲを受信した後、第１の端末である端末Ａが在圏しているビームスポットを特定し、端末Ａと同一のビームスポットに在圏している他の端末を検索する（ステップＳ１２）。基地局は、端末との間でアタッチ処理またはハンドオーバ処理を実行することにより、サービスエリア内の各端末がどのビームスポットに在圏しているかを知ることができる。ステップＳ１２において、基地局は、端末との間でアタッチ処理またはハンドオーバ処理を実行した際に取得して保持している情報に基づき、端末Ａと同一のビームスポットに在圏している他の端末である第２の端末を検索する。このステップＳ１２は、基地局が、第１の端末が在圏するビームスポットに在圏する他の端末である第２の端末を検索する検索ステップである。ここでは、基地局が、端末Ａと同一のビームスポットに在圏している第２の端末として端末Ｂおよび端末Ｃを検索したものとして説明を続ける。

次に、基地局は、端末Ａに対して、ＰＵＳＣＨの割当てを通知するＵＬグラント（ＵＬ Ｇｒａｎｔ）を送信し（ステップＳ１３）、ＢＳＲの送信で使用する無線リソースを端末Ａに割当てる。さらに、基地局は、端末Ｂおよび端末Ｃに対してＢＳＲ要求（ＢＳＲ Ｒｅｑｕｅｓｔ）を送信し（ステップＳ１４Ｂ，Ｓ１４Ｃ）、端末Ａと同様、ＢＳＲの送信で使用する無線リソースを端末Ｂおよび端末Ｃに割当てる。これらのステップＳ１３、Ｓ１４ＢおよびＳ１４Ｃは、基地局が、ＢＳＲの送信用の無線リソースを第１の端末および第２の端末に割当てる割当てステップである。

ここで、ＢＳＲ要求は、本発明を実現するために新たに定義する制御メッセージである。基地局は、ＳＲを送信してきた端末以外の端末にＢＳＲ送信用の無線リソースを割当てる場合に、該当の端末に対してＢＳＲ要求を送信する。ＢＳＲ要求には、ＢＳＲ要求であることを示す情報およびＢＳＲ要求の宛先の端末を示す情報の他、端末に割当てる無線リソースを示す情報が含まれる。ＢＳＲ要求は、例えば、ＵＬグラントと同様の情報要素を含んだ構成とすることができる。この場合、ＢＳＲ要求は、ＵＬグラントのメッセージの種別を示す情報、すなわちＵＬグラントであることを示す情報を、ＢＳＲ要求であることを示す情報に置き換えた構成とすればよい。基地局は、端末Ａ、端末Ｂおよび端末ＣからＢＳＲを受信する際のビームの形成が１回で済むよう、換言すれば、端末ＡからＢＳＲを受信するために形成したビームで端末Ｂおよび端末ＣからのＢＳＲも受信するよう、ＢＳＲ要求にて端末Ｂおよび端末ＣにＢＳＲ送信用の無線リソースを割当てる。なお、基地局は、ＵＬグラントおよびＢＳＲ要求を同一のサブフレームで送信する。

端末Ａは、ＵＬグラントを受信した後、ＵＬグラントで割当てられた無線リソースを使い、ＢＳＲを基地局へ送信する（ステップＳ１５）。端末Ｂおよび端末Ｃは、それぞれ、ＢＳＲ要求を受信した後、ＢＳＲ要求で割当てられた無線リソースである指定無線リソースを使い、ＢＳＲを基地局へ送信する（ステップＳ１６Ｂ，Ｓ１６Ｃ）。端末Ａ、端末Ｂおよび端末Ｃは、保持している上りユーザデータのデータ量の情報をＢＳＲに格納する。

端末Ｂおよび端末Ｃは、ＢＳＲ要求を受信したタイミングでは、上りユーザデータを保持していないことも考えられるが、上りバッファの状態に依らず、すなわち、上りバッファが上りユーザデータを保持しているか否かに依らず、必ずＢＳＲを基地局へ送信する。

基地局は、端末Ａ、端末Ｂおよび端末ＣからＢＳＲを受信すると、ＢＳＲにより通知された、それぞれの端末の上りバッファの状態を考慮して各端末に無線リソースを割当て、各端末にＵＬグラントを送信して無線リソースの割当て結果を通知する（ステップＳ１７Ａ，Ｓ１７Ｂ，Ｓ１７Ｃ）。図６は、端末Ａ、端末Ｂおよび端末Ｃの全てが上りユーザデータを保持していた場合の例である。ＵＬグラントの送信タイミングは基地局の上りスケジューリング処理に依存するため、基地局は、ＢＳＲを受信後、必ずしも即時にＵＬグラントを各端末に送信するとは限らない。

ＢＳＲ要求を受信し、これに伴いＢＳＲを送信した端末Ｂおよび端末Ｃは、次回のＳＲの送信タイミングでのＳＲの送信をキャンセルし（ステップＳ１８Ｂ，Ｓ１８Ｃ）、その次のＳＲの送信タイミングからＳＲを送信可能とする。上述したように、各端末には、ＳＲ送信用の無線リソースとしてＰＵＣＣＨが周期的に割当てられている。各端末は、ＢＳＲを送信した後に最初に到来するＳＲ送信用のＰＵＣＣＨでは上りバッファの状態に依らずＳＲの送信を行わないようにし、その次に到来するＳＲ送信用のＰＵＣＣＨではＳＲの送信条件を満たしていればＳＲを送信する。ＳＲの送信条件を満たす状態とは、上りバッファが上りユーザデータを保持し、かつＰＵＳＣＨが割当てられていない状態である。

基地局についても同様、端末Ｂおよび端末Ｃ向けの次回のＳＲの受信タイミングでの受信ビームの割当てを行わずに端末Ｂおよび端末ＣからのＳＲの受信をキャンセルする（ステップＳ１９）。すなわち、基地局は、端末Ｂおよび端末Ｃから次回のＳＲを受信するために割当て済みの無線リソースの割当てをキャンセルし、受信用ビームを形成しない。基地局は、その次のＳＲの受信タイミングでは端末Ｂおよび端末Ｃ向けの受信ビームの割当てを行い、受信用ビームを形成する。

基地局１１が端末１２にＢＳＲ要求を送信するかどうか、については、無線通信システムを構成する基地局１１のそれぞれにおいて個別に設定可能とする。また、ＢＳＲ要求を受信しないことにより、端末１２の動作が限定されるものではない。

図６に示した例は、端末ＡによるＳＲの送信がトリガとなり基地局が端末Ｂおよび端末ＣへＢＳＲ要求を送信する場合の例であるが、それぞれの端末のＳＲの設定情報および上りユーザデータの発生タイミングによっては、基地局は常に端末ＡからＳＲを受信するとは限らない。端末ＢによるＳＲの送信がトリガとなり基地局がＢＳＲ要求を送信する場合もあれば、端末ＣによるＳＲの送信がトリガとなり基地局がＢＳＲ要求を送信する場合もある。このように、基地局のステップＳ１２の処理は、端末Ａ、端末Ｂおよび端末ＣのいずれかよりＳＲを受信したことに伴い実行するものとし、ステップＳ１２を実行するトリガとなる処理を行う端末を限定するものではない。

図７は、実施の形態１にかかる基地局が送信するＢＳＲ要求の情報要素の一例を示す図である。図７に示すように、当該情報要素は１ｂｉｔのパラメータで構成され、ＢＳＲ要求を発行する場合は１を、発行しない場合は０を設定する。ＢＳＲ要求は、４Ｇにおける、物理下り制御チャネル（ＰＤＣＣＨ：Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）で送信してもよいし、レイヤ２のサブレイヤであるＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）が生成する制御メッセージユニットのＭＡＣ ＣＥ（ＭＡＣ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｅｌｅｍｅｎｔ）で送信してもよい。ＢＳＲ要求を表す情報要素が図７に示したものである場合、各端末は、自端末宛ての制御メッセージに含まれる「ＢＳＲ要求を表す情報要素」が１の場合はＢＳＲ要求を受信したと判断し、「ＢＳＲ要求を表す情報要素」が０の場合はＢＳＲ要求を受信していないと判断する。

以上のように、本実施の形態にかかる無線通信システム１０において、基地局１１は、端末１２からのＳＲの受信を契機に、ＳＲの送信元の端末１２と同一ビームスポットに在圏する他の端末１２を含む全ての端末１２からＢＳＲを一括に受信し、他の端末の次回のＳＲの受信用ビームの割当てをキャンセルすることとした。これにより、同一ビームスポットに在圏する各端末１２からＳＲを受信するタイミングが異なる設定が適用されている場合において、基地局１１がＳＲおよびＢＳＲを受信するビームを割当てる回数を削減することができる。すなわち、基地局１１は、ＳＲの送信元の端末と同じビームスポットに在圏する全ての端末１２からＢＳＲを同じビームで一括受信できるよう、ＢＳＲ送信用の無線リソースを各端末１２に割当てるため、無線リソースの使用効率を向上させることができる。

実施の形態２．
実施の形態２では、図１に示した無線通信システム１０において、上述したＢＳＲ要求を受信した端末１２が送信するＢＳＲのバッファ状態（ＢＳ：Ｂｕｆｆｅｒ Ｓｔａｔｕｓ）に０が設定される場合の基地局１１および端末１２の動作を説明する。ＢＳＲのバッファ状態は、ＢＳＲの送信元端末の上りバッファの状態を表す。本実施の形態では、実施の形態１との差分を中心に説明する。

図８は、実施の形態２にかかる基地局１１および端末１２の動作例を表すシーケンス図である。図８に示したシーケンスは、端末Ｃが送信するＢＳＲのバッファ状態が０、すなわち端末Ｃが上りユーザデータを保持していない場合の動作を表している。また、端末Ｂが送信するＢＳＲのバッファ状態が０よりも大きな値であり、端末Ｂは上りユーザデータを保持していているものとする。また、図８では、図６に示したシーケンスと同じ処理に同じステップ番号を付している。

ステップＳ１４ＣでＢＳＲ要求を受信した端末Ｃは、ステップＳ１６Ｃで送信するＢＳＲのバッファ状態を０に設定する。

基地局は、ステップＳ１６Ｃで端末Ｃから受信したＢＳＲのバッファ状態が０であることを検出すると、端末Ｃに対してはＵＬグラントを送信しない。すなわち、図６に示したステップＳ１７Ｃを実行しない。また、基地局は、端末Ｃ向けの次回のＳＲの受信タイミングでの受信用ビームの割当てのキャンセルも行わない（ステップＳ２１）。

また、端末Ｃは、バッファ状態が０のＢＳＲを送信した場合、次回のＳＲの送信タイミングでのＳＲの送信をキャンセルしない。すなわち、端末Ｃは、バッファ状態が０のＢＳＲを送信後、次回のＳＲの送信タイミングにおいて、ＳＲの送信条件を満たしていればＳＲを送信する（ステップＳ２２）。

以上のように、本実施の形態にかかる無線通信システム１０において、基地局１１は、バッファ状態が０のＢＳＲを送信してきた端末に対して、次回のＳＲの受信タイミングでの受信用ビームの割当てをキャンセルしないこととした。これにより、バッファ状態が０のＢＳＲを送信した端末は、次回のＳＲの送信タイミングまでに上りユーザデータが発生した場合にＳＲを送信することができる。また、基地局が、上りユーザデータを保持していない端末向けのＳＲの受信用ビームの割当てをキャンセルするため、上りユーザデータの伝送遅延の増加を防ぐことができる。

実施の形態３．
実施の形態３では、図１に示した無線通信システム１０において、ＢＳＲ要求を受信した端末１２がＢＳＲを送信後、基地局からＵＬグラントを受信するタイミングがＳＲの送信をキャンセルするタイミングよりも遅くなる形態について説明する。本実施の形態では、実施の形態１との差分を中心に説明する。

図９は、実施の形態３にかかる基地局１１および端末１２の動作例を表すシーケンス図である。なお、図９では、図６に示したシーケンスと同じ処理に同じステップ番号を付している。

図９に示したように、実施の形態３にかかる基地局は、各端末からＢＳＲを受信後、端末Ａに対してＵＬグラントを送信し（ステップＳ１７Ａ）、端末Ｂおよび端末Ｃ向けの次回のＳＲの受信タイミングにおけるＳＲの受信をキャンセルする（ステップＳ１９）。基地局は、その後、端末Ｂおよび端末ＣへＵＬグラントを送信する（ステップＳ３１Ｂ，Ｓ３１Ｃ）。すなわち、本実施の形態にかかる基地局は、実施の形態１にかかる基地局が実行するステップＳ１７ＢおよびＳ１７ＣでのＵＬグラントの送信を、ステップＳ１９の後に実行するようにしたものである。

端末Ｂおよび端末Ｃは、実施の形態１と同様、ステップＳ１６ＢおよびＳ１６Ｃをそれぞれ実行した後、ステップＳ１８ＢおよびＳ１８Ｃをそれぞれ実行する。また、端末Ｂおよび端末Ｃは、ステップＳ１８ＢおよびＳ１８Ｃをそれぞれ実行した後にＵＬグラントを受信すると上りユーザデータを送信できるものとする。なお、ＢＳＲの受信後に基地局が無線リソースのスケジューリングを行った結果、ＢＳＲを送信した端末に対して無線リソースが割当てられなかった場合、無線リソースが割当てられなかった端末に対して基地局からＵＬグラントが送信されない。ＵＬグラントを受信しない端末は上りユーザデータを送信できない。

すなわち、基地局が、ＢＳＲ要求の送信先のそれぞれの端末からＢＳＲを受信した後、ＵＬグラントをどのタイミングで送信するか、および、ＵＬグラントを端末に送信するかどうかについては、基地局のスケジューリング処理に依存するため、これらにより本発明が限定されるものではない。

以上のように、本実施の形態にかかる無線通信システム１０において、基地局１１は、ＢＳＲ要求に対するＢＳＲをそれぞれの端末から受信した後、次回のＳＲの受信をキャンセルしてからＵＬグラントを送信する。端末は、実施の形態１と同様に、ＢＳＲ要求の受信を契機にＢＳＲを送信した場合、次回のＳＲの送信をキャンセルする。このような動作を行う場合であっても実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

なお、本実施の形態では、図６に示したシーケンスのステップＳ１７ＢおよびＳ１７ＣをステップＳ３１ＢおよびＳ３１ＣとしてステップＳ１９よりも後に行う例について説明したが、図８に示したシーケンスのステップＳ１７ＢをステップＳ２１よりも後に行うようにしても構わない。

実施の形態４．
実施の形態４では、図１に示した無線通信システム１０において、ＳＲを受信した基地局が、ＢＳＲ要求の送信対象となる端末を検索後、検索した端末のうち、予め定めた一定条件を満たす端末に対してＢＳＲ要求を送信してＢＳＲ送信用の無線リソースを割当てる形態について説明する。本実施の形態では、実施の形態１との差分を中心に説明する。

図１０は、実施の形態４にかかる基地局１１および端末１２の動作例を表すシーケンス図である。図１０に示したシーケンスは、ＳＲを受信した基地局が、ＳＲの送信元の端末と同一ビームスポットに在圏している端末のうち、バッファ状態が予め定めたしきい値未満の端末を対象として、ＢＳＲを一括に受信する場合の動作を表している。ここでは、予め定めたしきい値をＮとし、Ｎは１以上の整数とする。しきい値の単位はビットまたはバイトなどが挙げられる。図１０に示した例では、端末Ｂのバッファ状態がしきい値Ｎ未満であり、端末Ｃのバッファ状態がしきい値Ｎ以上であるものとする。基地局は、各端末から過去に受信したＢＳＲで通知されたバッファ状態および各端末に対する無線リソースの割当て結果に基づいて、各端末のバッファ状態を推測することができる。また、図１０では、図６に示したシーケンスと同じ処理に同じステップ番号を付している。

実施の形態１にかかる無線通信システム１０では、基地局１１が過去に各端末１２から報告を受け把握している端末１２のそれぞれのバッファ状態を考慮しないため、ＳＲの送信元の端末と同一ビームスポットに在圏する全ての端末１２、すなわち端末Ｂおよび端末ＣがＢＳＲ要求の送信対象となる。これに対して、本実施の形態にかかる無線通信システム１０では、基地局１１が把握している各端末１２のバッファ状態によりＢＳＲ要求の送信対象の端末を制限する。このため、バッファ状態がしきい値Ｎ以上の端末Ｃは一定条件を満たしておらずＢＳＲ要求の送信対象に含まれない。

実施の形態４にかかる基地局は、ステップＳ１２を実行して端末を検索した後、検索した端末のそれぞれについて、ＢＳＲ要求を送信するか否かの判定を行う（ステップＳ４１）。上述したように、基地局は、検索した端末のそれぞれのバッファ状態がしきい値Ｎ未満か否かを確認し、バッファ状態がしきい値Ｎ未満であれば、一定条件を満たす端末であると判断し、ＢＳＲ要求を送信する。図１０に示した例では、端末Ｂのバッファ状態がしきい値Ｎ未満であり、端末Ｃのバッファ状態がしきい値Ｎ以上であるため、基地局は、端末ＢへＢＳＲ要求を送信し、端末ＣへはＢＳＲ要求を送信しない。基地局は、端末ＢへＢＳＲ要求を送信した後、これを受信した端末ＢからＢＳＲが送信されてくると（ステップＳ１６Ｂ）、端末ＢへＵＬグラントを送信するとともに、端末Ｂ向けの次回のＳＲの受信タイミングにおけるＳＲの受信をキャンセルする（ステップＳ１７Ｂ，Ｓ４２）。ＢＳＲ要求の送信対象ではない端末Ｃは、ＢＳＲ要求を受信しないため、上りユーザデータが発生すると、予め割当てられている無線リソースを使用してＳＲを基地局へ送信する（ステップＳ４３）。

このように、基地局１１は、バッファ状態がしきい値Ｎ未満、すなわち、上りバッファで保持されている上りユーザデータのデータ量がしきい値Ｎ未満の端末１２（図１０の例では端末Ｂが該当）を対象としてＢＳＲ要求を送信する。

図１１は、実施の形態４にかかる基地局が、端末へのＢＳＲ要求の送信要否を判定する動作例を示すフローチャートであり、具体的には、図１０に示したステップＳ４１で実行する動作のフローチャートである。図１１に示した動作は、例えば、図２に示した制御部２０の端末検索部２１または送信情報生成部２３が行う。ここでは端末検索部２１が動作するものとして説明を行う。

図１０に示したステップＳ４１において、基地局の端末検索部２１は、ステップＳ１２で検索した端末のそれぞれを対象として、図１１に示したステップＳ１１１〜Ｓ１１４を実行する。具体的には、端末検索部２１は、処理対象の端末から過去に報告を受けたバッファ状態を、記載を省略している記憶部から取得する（ステップＳ１１１）。取得したバッファ状態がＮ以上の場合（ステップＳ１１２：Ｙｅｓ）、端末検索部２１は、処理対象の端末をＢＳＲ要求の送信対象端末としない（ステップＳ１１３）。一方、バッファ状態がＮ未満の場合（ステップＳ１１２：Ｎｏ）、端末検索部２１は、処理対象の端末をＢＳＲ要求の送信対象端末とする（ステップＳ１１４）。

本実施の形態は、ＳＲの送信元の端末と同一のビームスポットに在圏する他の全ての端末に、基地局が必ずしもＢＳＲ要求を送信するとは限らないが、ＢＳＲ要求を受信しない端末の動作が限定されるわけではない。図１０に示した例の場合、基地局は端末ＣへＢＳＲ要求を送信しないため、基地局は、端末Ｃ向けの次回のＳＲの受信タイミングにおいてＳＲの受信用ビームを形成して端末ＣからのＳＲを待ち受ける。

以上のように、本実施の形態にかかる無線通信システム１０において、基地局１１は、端末１２からＳＲを受信すると、ＳＲを送信した端末１２と同じビームスポットに在圏している他の端末１２を検索し、さらに、検索した各端末１２のバッファ状態すなわち上りバッファの状態を確認し、バッファ状態がしきい値Ｎ以上の端末１２に対してはＢＳＲ要求を送信せず、次回のＳＲの受信用ビームの割当てをキャンセルしないこととした。これにより、実施の形態１と同様の効果が得られ、さらに、基地局１１が既にデータが発生していると把握している端末１２に対して無駄にＢＳＲ要求を送信するのを防止できる。

実施の形態５．
実施の形態５では、図１に示した無線通信システム１０において、ＢＳＲ要求を受信した端末が、一定条件を満たしている場合にＢＳＲを送信する形態について説明する。本実施の形態では、実施の形態１との差分を中心に説明する。

図１２は、実施の形態５にかかる基地局１１および端末１２の動作例を表すシーケンス図である。図１２に示したシーケンスは、ＢＳＲ要求を受信した端末が、自身のバッファ状態が予め定めたしきい値以上の場合に基地局へＢＳＲを送信する場合の動作を表している。ここでは、予め定めたしきい値をＭとし、Ｍは１以上の整数とする。また、Ｍは端末、基地局または規格で定める値とする。しきい値の単位はビットまたはバイトなどが挙げられる。図１２に示した例では、端末Ｂのバッファ状態がしきい値Ｍ以上であり、端末Ｃのバッファ状態がしきい値Ｍ未満であるものとする。また、図１２では、図６に示したシーケンスと同じ処理に同じステップ番号を付している。

実施の形態１にかかる無線通信システム１０では、各端末１２は上りバッファの状態を考慮せずに動作を行うため、ＢＳＲ要求を受信した全ての端末１２、すなわち端末Ｂおよび端末Ｃが基地局へＢＳＲを送信する。これに対して、本実施の形態にかかる無線通信システム１０では、各端末は、自身の上りバッファの状態に基づいてＢＳＲの送信要否を判定する。そのため、バッファ状態すなわち上りバッファの状態がしきい値Ｍ以上の端末ＢはＢＳＲを送信し、バッファ状態がしきい値Ｍ未満の端末ＣはＢＳＲを送信しない。

実施の形態５にかかる端末Ｂおよび端末Ｃは、それぞれ、ステップＳ１４ＢおよびＳ１４ＣでＢＳＲ要求を受信した後、ＢＳＲの送信が必要か否かを判定する（ステップＳ５１Ｂ，Ｓ５１Ｃ）。そして、バッファ状態がしきい値Ｍ以上の端末ＢはＢＳＲを基地局へ送信し（ステップＳ１６Ｂ）、バッファ状態がしきい値Ｍ未満の端末ＣはＢＳＲを基地局へ送信しない。基地局は、端末ＢからのＢＳＲを受信し、端末ＣからのＢＳＲを受信しないため、端末ＢへＵＬグラントを送信するとともに、端末Ｂ向けの次回のＳＲの受信タイミングにおけるＳＲの受信をキャンセルする（ステップＳ１７Ｂ，Ｓ４２）。また、基地局は、端末Ｃ向けの次回のＳＲの受信タイミングにおいてＳＲの受信用ビームを形成して端末ＣからのＳＲを待ち受ける。すなわち、基地局は、後述するステップＳ５３で端末Ｃが送信するＳＲを受信する。

ＢＳＲを送信した端末Ｂは、次回のＳＲの送信タイミングでのＳＲの送信をキャンセルする（ステップＳ１８Ｂ）。一方、ＢＳＲを送信しない端末Ｃは、次回のＳＲの送信タイミングでのＳＲの送信をキャンセルしないため、次回のＳＲの送信タイミングまでに上りユーザデータが発生すると、予め割当てられている無線リソースを使用してＳＲを基地局へ送信する（ステップＳ５３）。

図１３は、実施の形態５にかかる端末が、ＢＳＲ要求を受信した場合にＢＳＲの送信要否を判定する動作例を示すフローチャートである。具体的には、図１３は、図１２に示したステップＳ５１ＢおよびＳ５１Ｃにおいて端末Ｂおよび端末Ｃがそれぞれ実行する動作のフローチャートである。図１３に示した動作は、例えば、図３に示した制御部３０の送信情報生成部３３が行う。ここでは、端末Ｂと端末Ｃとを区別せずに、図１３に示したフローチャートの説明を行う。

端末の送信情報生成部３３は、まず、バッファ状態管理部３１からバッファ状態すなわち上りバッファの状態を示す情報を取得する（ステップＳ１２１）。取得したバッファ状態がＭ以上の場合（ステップＳ１２２：Ｙｅｓ）、送信情報生成部３３は、ＢＳＲを基地局へ送信することに決定し、ＢＳＲを生成する（ステップＳ１２３）。一方、バッファ状態がＭ未満の場合（ステップＳ１２２：Ｎｏ）、送信情報生成部３３は、ＢＳＲを基地局へ送信しないことに決定する（ステップＳ１２４）。

以上のように、本実施の形態にかかる無線通信システム１０において、端末１２は、ＢＳＲ要求を受信した場合、バッファ状態を確認し、バッファ状態がしきい値Ｍ以上であればＢＳＲを送信し、バッファ状態がしきい値Ｍ未満であればＢＳＲを送信しないこととした。これにより、実施の形態１と同様の効果が得られる。

実施の形態６．
実施の形態６では、ＢＳＲ要求を受信した端末からのＢＳＲを基地局が受信できない場合を考慮した形態について説明する。

図１４は、実施の形態６にかかる端末の動作例を示すフローチャートである。なお、端末は、図１４に示した動作を、予め決められたタイミングで繰り返し実行する。端末は、基地局から制御信号を受信するごとに図１４に示した動作を実行してもよい。

端末は、予め決められたタイミングで基地局からのＢＳＲ要求の受信の有無を確認し（ステップＳ１３１）、ＢＳＲ要求を受信しない場合は（ステップＳ１３１：Ｎｏ）、動作を終了する。端末は、ＢＳＲ要求を受信した場合（ステップＳ１３１：Ｙｅｓ）、ＢＳＲを基地局１１へ送信し（ステップＳ１３２）、次回のＳＲの送信タイミングまでにＵＬグラントを受信した場合（ステップＳ１３３：Ｙｅｓ）、次回ＳＲの送信をキャンセルする（ステップＳ１３４）。なお、基地局の仕様によっては、ＵＬグラントを送信する前にＢＳＲに対するＡＣＫ（ＡＣＫｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）送信し、その後にＵＬグラントを送信してくる場合もある。そのため、端末は、ＢＳＲに対するＡＣＫを受信した時点で次回ＳＲの送信をキャンセルしてもよい。

一方、端末は、次回のＳＲの送信タイミングまでに、基地局からＵＬグラントを受信せずに（ステップＳ１３３：Ｎｏ）、ＢＳＲ再送要求を受信した場合（ステップＳ１３５：Ｙｅｓ）、ステップＳ１３２に戻り、ＢＳＲを送信（再送）する。また、端末は、次回のＳＲの送信タイミングまでにＢＳＲ再送要求を受信しない場合（ステップＳ１３５：Ｎｏ）、次回のＳＲを送信できる（ステップＳ１３６）。この場合、端末は、次回のＳＲの送信タイミングまでに上りユーザデータが発生すると、ＳＲを送信する。なお、端末がＢＳＲの再送で使用する無線リソースは、ＢＳＲ再送要求で割当てられる。ＢＳＲ再送要求の構成は、ＢＳＲ要求と同様としてもよい。すなわち、ＢＳＲ要求に含まれる「ＢＳＲ要求であることを示す情報」を「ＢＳＲ再送要求であることを示す情報」に置き換えたものをＢＳＲ再送要求としてもよい。

図１５は、実施の形態６にかかる基地局の動作例を示すフローチャートである。なお、基地局は、ＢＳＲ要求を端末へ送信するごとに、図１５に示したフローチャートに従った動作を開始する。また、基地局は、図１５に示したフローチャートに従った動作を端末ごとに行う。すなわち、ＢＳＲ要求の送信対象の端末が第１の端末および第２の端末の２台である場合、基地局は、第１の端末および第２の端末へＢＳＲ要求を送信した後、第１の端末を対象とした、図１５に示したフローチャートに従った動作を開始するとともに、第２の端末を対象とした、図１５に示したフローチャートに従った動作を開始する。

基地局は、端末へＢＳＲ要求を送信し、その後、ＢＳＲを受信するためのビームを形成すると、この端末からＢＳＲを受信したか否かを確認する（ステップＳ１４１）。基地局は、端末からＢＳＲを受信した場合（ステップＳ１４１：Ｙｅｓ）、当該端末の次回のＳＲ受信ビームの割当てをキャンセルする、すなわち、次回のＳＲの受信タイミングでＳＲの受信用ビームの割当てを行わずに、当該端末からのＳＲの受信をキャンセルする（ステップＳ１４２）。この場合、基地局は、当該端末へＵＬグラントを送信する（ステップＳ１４３）。なお、基地局は、ＢＳＲを受信後、まず、ＢＳＲに対するＡＣＫを送信し、これに続いてＵＬグラントを送信するようにしてもよい。

また、基地局は、端末からＢＳＲを受信しない場合（ステップＳ１４１：Ｎｏ）、ＳＲ受信ビームの割当てキャンセルタイミングを超過したか否かを確認する（ステップＳ１４４）。ＳＲ受信ビームの割当てキャンセルタイミングを超過していない場合（ステップＳ１４４：Ｎｏ）、基地局は、次回のＳＲ受信ビームの割当てをキャンセルせずに、ＳＲ受信ビームを割当て（ステップＳ１４８）、ステップＳ１４１に戻る。

基地局は、ＳＲ受信ビームの割当てキャンセルタイミングを超過している場合（ステップＳ１４４：Ｙｅｓ）、ＢＳＲ再送要求が不要であれば（ステップＳ１４５：Ｙｅｓ）、次回以降のＳＲ受信用ビームの割当てを行う（ステップＳ１４６）。一方、基地局は、ＳＲ受信ビームの割当てキャンセルタイミングを超過し（ステップＳ１４４：Ｙｅｓ）、かつＢＳＲ再送要求が必要であれば（ステップＳ１４５：Ｎｏ）、端末へＢＳＲ再送要求を送信し（ステップＳ１４７）、ステップＳ１４１に戻る。基地局は、例えば、ＢＳＲ再送要求の送信が必要か否かを、ＢＳＲ再送要求の送信回数に基づいて判定する。この場合、基地局は、ある端末に対してＢＳＲ再送要求を送信した回数が予め定められた回数未満であれば、当該端末へのＢＳＲ再送要求が必要と判断する。または、基地局は、ＢＳＲ要求を送信してから、すなわち図１５に示したフローチャートに従った動作を開始してから予め定められた時間が経過していなければ、当該端末へのＢＳＲ再送要求が必要と判断する。

次に、実施の形態６にかかる無線通信システム１０における基地局１１および端末１２の動作について、図１６〜図１９を用いて説明する。

図１６は、実施の形態６にかかる基地局１１および端末１２の第１の動作例を表すシーケンス図である。図１６に示したシーケンスは、ＢＳＲ要求を受信した端末ＣがＢＳＲを送信後、ＢＳＲに対するＮＡＣＫ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ ＡＣＫｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）を基地局から受信する場合の動作を表している。なお、図１６では、図６に示したシーケンスと同じ処理に同じステップ番号を付している。ここでは、実施の形態１との差分を中心に説明する。

端末Ｃは、ステップＳ１６Ｃで送信したＢＳＲに対するＮＡＣＫが基地局から送信されてきた場合（ステップＳ６１）、次回のＳＲの送信タイミングでのＳＲの送信をキャンセルしない。この場合、端末Ｃは、次回のＳＲの送信タイミングまでに上りユーザデータが発生すると、予め割当てられている無線リソースを使用してＳＲを基地局へ送信する（ステップＳ５３）。ＢＳＲに対するＮＡＣＫを基地局が送信する場合とは、例えば、端末Ｃに割当てることが可能な無線リソースが存在しない場合が該当する。

端末ＢへＵＬグラントを送信し、端末ＣへはＢＳＲに対するＮＡＣＫを送信した基地局は、端末Ｂ向けの次回のＳＲの受信タイミングにおけるＳＲの受信をキャンセルする（ステップＳ４２）。

図１７は、実施の形態６にかかる基地局１１および端末１２の第２の動作例を表すシーケンス図である。図１７に示したシーケンスは、基地局が端末Ｃへ送信したＵＬグラントを端末Ｃが受信できない場合の動作を表している。なお、図１７では、図６に示したシーケンスと同じ処理に同じステップ番号を付している。ここでは、実施の形態１との差分を中心に説明する。

端末Ｃは、ステップＳ１６Ｃで送信したＢＳＲに対するＵＬグラントを基地局から受信できない場合（ステップＳ１７Ｃ）、次回のＳＲの送信タイミングでのＳＲの送信をキャンセルしない。この場合、端末Ｃは、次回のＳＲの送信タイミングまでに上りユーザデータが発生すると、予め割当てられている無線リソースを使用してＳＲを基地局へ送信する（ステップＳ５３）。ただし、後述するように、基地局では端末Ｃが送信するＳＲの受信をキャンセルするため、端末Ｃが送信したＳＲを基地局は受信しない。

基地局は、端末Ｂおよび端末ＣからＢＳＲを受信し（ステップＳ１６Ｂ，Ｓ１６Ｃ）、端末Ｂおよび端末ＣへＵＬグラントを送信する（ステップＳ１７Ｂ，Ｓ１７Ｃ）。次に、基地局は、端末Ｂおよび端末Ｃ向けの次回のＳＲの受信タイミングにおける端末Ｂおよび端末ＣからのＳＲの受信をキャンセルする（ステップＳ７１）。

図１８は、実施の形態６にかかる基地局１１および端末１２の第３の動作例を表すシーケンス図である。図１８に示したシーケンスは、端末Ｃが基地局からＢＳＲ再送要求を受信した場合の動作を表している。なお、図１８では、図６に示したシーケンスと同じ処理に同じステップ番号を付している。ここでは、実施の形態１との差分を中心に説明する。

基地局は、端末Ｂおよび端末ＣからＢＳＲを受信し（ステップＳ１６Ｂ，Ｓ１６Ｃ）、端末ＣへＢＳＲ再送要求を送信する必要がある場合、端末ＣへＢＳＲ再送要求を送信する（ステップＳ８１）。この場合、基地局は、端末Ｃ向けの次回のＳＲの受信タイミングにおける端末Ｃ向けの受信ビームの割当てを不可とする（ステップＳ８２）。また、基地局は、端末Ｂ向けの次回のＳＲの受信タイミングにおけるＳＲの受信をキャンセルする（ステップＳ４２）。なお、基地局は、端末ＢへはＢＳＲ再送要求を送信する必要が無いため、端末ＢへＵＬグラントを送信するとともに、端末Ｂ向けの次回のＳＲの受信タイミングにおけるＳＲの受信をキャンセルする（ステップＳ１７Ｂ，Ｓ４２）。

端末Ｃは、ＢＳＲ再送要求を受信すると、次回のＳＲの送信タイミングでのＳＲの送信を不可とし（ステップＳ８３）、ＢＳＲの再送を開始する（ステップＳ８４）。端末Ｃは、再送動作が終了すると、次回のＳＲの送信タイミングでのＳＲの送信を可能とする（ステップＳ８７）。

また、基地局は、端末Ｃが再送したＢＳＲを受信すると（ステップＳ８５）、端末Ｃ向けの次回のＳＲの受信タイミングにおける端末Ｃ向けの受信ビームの割当てを可能とする（ステップＳ８６）。

図１９は、実施の形態６にかかる基地局１１および端末１２の第４の動作例を表すシーケンス図である。図１９に示したシーケンスは、基地局が端末Ｃへ送信したＢＳＲ要求を端末Ｃが受信できない場合の動作を表している。なお、図１９では、図６に示したシーケンスと同じ処理に同じステップ番号を付している。ここでは、実施の形態１との差分を中心に説明する。

基地局がステップＳ１４Ｃで送信したＢＳＲ要求を端末Ｃが受信できない場合、端末Ｃは、次回のＳＲの送信タイミングでのＳＲの送信をキャンセルしない。端末Ｃは、次回のＳＲの送信タイミングまでに上りユーザデータが発生すると、予め割当てられている無線リソースを使用してＳＲを基地局へ送信する（ステップＳ５３）。

このように、本実施の形態にかかる無線通信システム１０においては、ＢＳＲ要求の送信対象の端末からＢＳＲを受信しない場合（図１９の例）、基地局は、当該端末の次回のＳＲの受信用ビームを割当てる。なお、基地局は、ＢＳＲを受信した場合、実施の形態１で説明したように、ＢＳＲを送信してきた端末の次回のＳＲの受信用ビームの割当てをキャンセルする。また、端末は、ＢＳＲを送信したものの、基地局でのＢＳＲ受信成功が確認できなかった場合（図１７の例）には、次のＳＲの送信タイミングでのＳＲの送信をキャンセルしない。これらにより、何らかの要因でＢＳＲが送信されなかった場合、あるいは送信したが基地局へ到達しなかった場合、端末は、次回のＳＲ周期（次回のＳＲの送信タイミング）にてＳＲを送信することで、上りユーザデータの伝送遅延を抑えることができる。また、ＢＳＲに対するＵＬグラントの送信に失敗した場合でも、基地局は、端末からＢＳＲを既に受信済であることから、次回のＳＲおよびＢＳＲの受信用ビームを再度割当てる必要がなくなる。ＢＳＲに対してＵＬグラントではなくＡＣＫを送信する構成の基地局の場合も同様である。

実施の形態７．
実施の形態７では、上述したＢＳＲ要求の送信対象である端末が、ＤＲＸ（Ｄｉｓｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｒｅｃｅｐｔｉｏｎ）状態である場合の動作について説明する。ＤＲＸ状態とは、端末が送受信するデータが無い場合には、端末の消費電力を抑えるために、送受信回路を休止状態とし、基地局が自端末へ送信する信号の有無を確認するために受信回路を短期間だけ復帰させ、信号がない場合には再び休止状態へ戻し、またそれを長い周期で繰り返す状態のことを指す。以降では、本実施の形態にかかる基地局および端末の動作について、実施の形態１との差分を中心に説明する。ＤＲＸ状態の端末は、送受信動作を停止中の低消費電力状態の端末に相当する。

基地局１１は、端末１２からＳＲを受信した後、ＳＲの送信元の端末１２と同一ビームスポットに在圏する端末が他に存在する場合、他の端末の各々がＤＲＸ状態か否かを判定する。本実施の形態では、ＤＲＸ状態の端末はＢＳＲ要求の送信対象に含めず、ＤＲＸ状態でない端末のみ前記ＢＳＲ要求の送信対象に含める動作とする。また、以降のＢＳＲ要求を送信後の基地局の動作については、実施の形態１と同様である。

基地局１１は、例えば、予め定めた一定時間以上にわたって通信が発生していない端末、すなわち、過去の一定時間の間に通信を行わなかった端末がＤＲＸ状態であると判断する。

ＤＲＸ状態の端末１２は、基地局１１からＢＳＲ要求を受信しないため、従来の端末と同様の動作を行うこととなる。

このように、本実施の形態にかかる基地局１１は、ＢＳＲ要求の送信対象の端末１２がＤＲＸ状態の場合、ＤＲＸ状態の端末１２にはＢＳＲ要求を送信しない動作とした。これにより、長周期でのみ受信可能な状態になるＤＲＸ状態の端末１２へＢＳＲ要求を送信するための無線リソースが不必要に割当てられるのを防ぐことができる。

本実施の形態にかかる基地局１１は、上述した実施の形態４にかかる基地局１１と同様に、一定条件を満たす端末１２に対してＢＳＲ要求を送信してＢＳＲ送信用の無線リソースを割当てるものである。本実施の形態では、ＤＲＸ状態ではない端末１２が一定条件を満たす端末１２、ＤＲＸ状態の端末１２が一定条件を満たさない端末１２に該当する。

以上の実施の形態１〜７に示した、基地局１１がビームスポット単位にＢＳＲを一括に受信する方法は、１つのビームスポットに限らず、複数のビームスポットに対して同時に行ってもよい。

また、基地局１１は、ＢＳＲ要求の送信単位を１台の端末１２ではなく、複数の端末１２を纏めてグループ化し、そのグループに対してＢＳＲ要求を１つだけ送信する方法としてもよい。その場合、端末１２はＢＳＲ要求の送信先グループが自身宛か否かを識別できるものとする。

なお、各実施の形態では、第４世代通信システムを前提とし、第４世代通信システムの通信シーケンスに基づいて本願発明を説明したが、前提とする通信システムを第４世代通信システムに限定するものではない。同様の制御を行う通信システム、具体的には、時分割でビームの照射方向を切り替えながら通信を行う基地局を備え、各端末が個別のタイミングで基地局に無線リソースの割当てを要求する信号を送信する通信システムであれば、本願発明を適用することが可能である。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１０ 無線通信システム、１１ 基地局、１２ 端末、１３ ビームスポット、２０，３０ 制御部、２１ 端末検索部、２２ リソース割当部、２３，３３ 送信情報生成部、２４，３４ 送受信部、２５，３５ アンテナ部、３１ バッファ状態管理部、３２ 送信制御部。

Claims (11)

1. 複数のビームスポットで構成されたサービスエリアに対して時分割で方向を変更しながら１つ以上の前記ビームスポットに向けてビームを形成するアンテナ部と、
   バッファ状態報告を送信するための無線リソースの割当てを要求するスケジューリング要求を第１の端末から受信した場合に、前記第１の端末が在圏するビームスポットに在圏する他の端末である第２の端末を検索する端末検索部と、
   前記バッファ状態報告の送信用の無線リソースを前記第１の端末および前記第２の端末に割当てるリソース割当部と、
   を備えることを特徴とする基地局。
2. 前記リソース割当部は、前記第１の端末から前記バッファ状態報告を受信する際に前記アンテナ部が形成するビームで前記第２の端末から前記バッファ状態報告を受信するよう、前記第２の端末に前記無線リソースを割当てる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の基地局。
3. 前記リソース割当部は、前記第２の端末のうち、一定条件を満たす前記第２の端末に対して、前記無線リソースを割当てる、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の基地局。
4. 前記一定条件を満たす前記第２の端末を、保持している上りユーザデータのデータ量がしきい値未満の第２の端末とする、
   ことを特徴とする請求項３に記載の基地局。
5. 前記一定条件を満たす前記第２の端末を、低消費電力状態となっていない第２の端末とする、
   ことを特徴とする請求項３に記載の基地局。
6. 前記スケジューリング要求を受信するための無線リソースであるスケジューリング要求用無線リソースが周期的に割当てられ、
   前記第１の端末からスケジューリング要求を受信したことに伴い前記第２の端末に割当てた無線リソースを使用して前記第２の端末が送信した、前記バッファ状態報告を受信した場合、
   前記リソース割当部は、前記バッファ状態報告の送信元の第２の端末に割当て済みの前記スケジューリング要求用無線リソースのうち、前記バッファ状態報告を受信した後に最初に到来する前記スケジューリング要求用無線リソースの割当てをキャンセルする、
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の基地局。
7. 前記スケジューリング要求を受信するための無線リソースであるスケジューリング要求用無線リソースが周期的に割当てられ、
   前記第１の端末からスケジューリング要求を受信したことに伴い前記第２の端末に割当てた無線リソースを使用して前記第２の端末が送信した、前記バッファ状態報告を受信し、かつ受信した前記バッファ状態報告が０よりも大きい値を示す場合、
   前記リソース割当部は、０よりも大きい値を示す前記バッファ状態報告の送信元の第２の端末に割当て済みの前記スケジューリング要求用無線リソースのうち、０よりも大きい値を示す前記バッファ状態報告を受信した後に最初に到来する前記スケジューリング要求用無線リソースの割当てをキャンセルする、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の基地局。
8. スケジューリング要求を送信するための無線リソースであるスケジューリング要求用無線リソースが基地局から周期的に割当てられ、バッファ状態報告を送信する必要性が生じた場合に前記スケジューリング要求を前記基地局へ送信して前記バッファ状態報告の送信で使用する無線リソースの割当てを要求する端末であって、
   当該端末が前記スケジューリング要求を前記基地局へ送信した後に前記基地局から送信される当該端末のＰＵＳＣＨの割当てを通知するＵＬグラントを受信した場合は、前記ＵＬグラントで割当てられた無線リソースを使用して前記バッファ状態報告を前記基地局へ送信し、前記基地局から当該端末と同じビームスポットに在圏する他の端末宛へ前記ＵＬグラントを送信するタイミングで送信される当該端末への前記バッファ状態報告の要求を示すＢＳＲ要求を受信した場合は、受信した前記ＢＳＲ要求で当該端末に割当てられた指定無線リソースを使用して前記バッファ状態報告を基地局へ送信する送信制御部、
   を備えることを特徴とする端末。
9. 前記送信制御部は、前記指定無線リソースを使用して前記バッファ状態報告を送信した後に最初に到来する前記スケジューリング要求用無線リソースを使用して行う前記スケジューリング要求の送信をキャンセルする、
   ことを特徴とする請求項８に記載の端末。
10. 前記送信制御部は、上りバッファが保持している上りユーザデータのデータ量がしきい値以上の場合に、前記指定無線リソースを使用して前記バッファ状態報告を送信する、
    ことを特徴とする請求項８または９に記載の端末。
11. 複数のビームスポットで構成されたサービスエリアに対して時分割で方向を変更しながら１つ以上の前記ビームスポットに向けてビームを形成して端末と通信する基地局が実行する無線リソース割当て方法であって、
    バッファ状態報告を送信するための無線リソースの割当てを要求するスケジューリング要求を第１の端末から受信する受信ステップと、
    前記第１の端末が在圏するビームスポットに在圏する他の端末である第２の端末を検索する検索ステップと、
    前記バッファ状態報告の送信用の無線リソースを前記第１の端末および前記第２の端末に割当てる割当てステップと、
    を含むことを特徴とする無線リソース割当て方法。

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