JP6402152B2 - 通信装置及び制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、通信装置に対する周波数割当制御技術に関する。

近年、様々な物がインターネットに接続して情報交換する、ＩｏＴ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ）が注目されている。ＩｏＴでは、大量に存在する物をそれぞれインターネットに接続するための通信技術が必須である。このため、３ＧＰＰ（第３世代パートナーシッププロジェクト）では、セルラ通信によってこのような接続の確立のための通信技術について検討が行われ、ＮＢ−ＩｏＴ（Ｎａｒｒｏｗ Ｂａｎｄ ＩｏＴ）が規格化された（非特許文献１参照）。ＮＢ−ＩｏＴでは、下りリンク用の周波数と上りリンク用の周波数とが周波数のペアとして用いられ、ＮＢ−ＩｏＴの基地局装置と端末装置は、その周波数のペアを用いて通信を行うように規定されている。

ＮＢ−ＩｏＴでは、上述のような下りリンク用の周波数と上りリンク用の周波数とからなる周波数のペアを用いて通信を行うが、このような周波数のペアを複数用いることが提案されている（非特許文献２参照）。複数の周波数のペアを用いる場合、端末装置に対しては１つの周波数のペアが割り当てられ、端末装置は、初期的には特定の１つの周波数のペアに接続し、その後、必要に応じて別の周波数のペアを用いるために使用周波数を切り替えるようにする。

３ＧＰＰ ＴＳ３６．３００ ｖ１３．４．０、２０１６年６月 ３ＧＰＰ寄書、Ｒ１−１６１８９３、２０１６年３月

ＮＢ−ＩｏＴでは、上述のように、周波数の割り当て単位として、上述のような下りリンク用の周波数と上りリンク用の周波数とからなる周波数のペアが用いられる。このとき、下りリンク用の周波数においては、基地局装置は、下りリンク用のデータ信号のみならず、下りリンクのリソース割り当て等のための制御信号、さらに上りリンクのリソース割り当て等のための制御信号を送信することとなる。このため、下りリンクの信号伝送の需要が大きい場合のみならず、上りリンクの信号伝送の需要が大きい場合にも、下りリンクの周波数リソースが不足してしまうという課題があった。これは、上りリンクにおける信号伝送の需要が大きい場合、その上りリンクの信号伝送のためのリソース割り当てのための制御信号を周波数のペアのうちの下りリンク用の周波数で伝送するため、下りリンク用の周波数リソースが消費されてしまうからである。これは、１つの周波数のペアのうちの下りリンク用の周波数を別の周波数のペアの上りリンク用の周波数の制御のために用いることは許されていないため、複数の周波数のペアが用いられる場合であっても同様である。

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、多くの制御信号を送信する方向においてデータ信号を送信するためのリソースを確保することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の一態様による通信装置は、前記通信装置から他の装置へ信号を送信する第１の方向での通信のための第１の周波数と前記他の装置から前記通信装置へ信号を送信する第２の方向での通信のための第２の周波数とからなる周波数の第１のペアと、前記第１の方向での通信のための第３の周波数と前記第２の方向での通信のための第４の周波数とからなる周波数の第２のペアとを用いて、前記他の装置と通信することができる通信手段を有し、前記通信手段は、前記第１のペアにおいて、前記第１の周波数において当該第１の周波数でのデータ通信のための第１の制御信号を前記他の装置へ送信するとともに当該第１の制御信号に従って第１のデータ信号を前記他の装置へ送信し、前記第２の周波数において前記第１のデータ信号に関する第２の制御信号を前記他の装置から受信し、前記第２のペアにおいて、前記第３の周波数において前記第４の周波数でのデータ通信のための第３の制御信号を前記他の装置へ送信し、前記第４の周波数において前記第３の制御信号に基づいて前記他の装置から第２のデータ信号を受信する、ことを特徴とする。

また、上記目的を達成するため、本発明の別の一態様による通信装置は、他の装置から前記通信装置へ信号を送信する第１の方向での通信のための第１の周波数と前記通信装置から前記他の装置へ信号を送信する第２の方向での通信のための第２の周波数とからなる周波数の第１のペアと、前記第１の方向での通信のための第３の周波数と前記第２の方向での通信のための第４の周波数とからなる周波数の第２のペアとを用いて、前記他の装置と通信することができる通信手段を有し、前記通信手段は、前記第１のペアにおいて、前記第１の周波数において当該第１の周波数でのデータ通信のための第１の制御信号を前記他の装置から受信するとともに当該第１の制御信号に従って前記他の装置から送信された第１のデータ信号を受信し、前記第２の周波数において前記第１のデータ信号に関する第２の制御信号を前記他の装置へ送信し、前記第２のペアにおいて、前記第３の周波数において前記第４の周波数でのデータ通信のための第３の制御信号を前記他の装置から受信し、前記第４の周波数において前記第３の制御信号に基づいて前記他の装置へ第２のデータ信号を送信する、ことを特徴とする。

本発明によれば、多くの制御信号を送信する方向においてデータ信号を送信するためのリソースを確保することができる。

無線通信システムの構成例を示す図。 実施形態に係る周波数割当の例を示す図。 端末装置／基地局装置のハードウェア構成例を示す図。 端末装置／基地局装置の機能構成例を示すブロック図。 処理の流れの第１の例を示す図。 処理の流れの第２の例を示す図。

以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。

（無線通信システム）
図１に、本実施形態に係る無線通信システムの構成例を示す。本無線通信システムは、基地局装置及び端末装置を含んで構成される。基地局装置及び端末装置は、例えば、それぞれＮＢ−ＩｏＴの規格に従って動作可能な基地局装置及び端末装置である。ＮＢ−ＩｏＴは、Ｎａｒｒｏｗ Ｂａｎｄ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓの略称である。なお、ＮＢ−ＩｏＴは一例であり、上りリンクの周波数と下りリンクの周波数とからなる周波数のペアが定められ、そのような周波数ペアが端末装置に割り当てられて通信を行う無線通信システムに、以下の議論を適用可能である。ここで、上りリンクは、端末装置から基地局装置へ信号が送信される方向におけるリンクであり、下りリンクは、基地局装置から端末装置へ信号が送信される方向におけるリンクである。なお、以下では、基地局装置と端末装置との間で通信が行われる場合について説明するが、これに限られない。すなわち、任意の通信装置の組み合わせにおいて、一方の通信装置がデータ信号送信用のリソースの割り当てを行うなどの処理を行う無線通信システムにおいて、以下の議論を適用することができる。

ＮＢ−ＩｏＴでは、上述のように、下りリンクの周波数において、下りリンクのデータ信号及びそのデータ信号の伝送用のリソース割り当て等のための制御信号のみならず、上りリンクのリソース割り当て等のための制御信号までもが送信される。なお、下りリンクの周波数では、さらに、端末装置と基地局装置との間の同期の確立のための同期信号、特定の情報を複数の端末装置に一斉に送信するブロードキャスト信号、及び、上りリンクのデータ信号に対する確認応答（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）も伝送される。一方、上りリンクの周波数では、上りリンクのデータ信号及び下りリンクのデータ信号に対応する確認応答が伝送される。なお、端末装置は、基地局装置と最初に接続する際に、特定の上りリンク及び下りリンクの周波数のペア（以下では、「アンカーバンド」と呼ぶ。）を使用して接続を確立する。

非特許文献２には、上述のアンカーバンドに加えて、追加の周波数のペア（以下では、「追加バンド」と呼ぶ。）を使用可能とすることが記載されている。この場合、端末装置は、初期的にアンカーバンドを使用して基地局装置と接続を確立し、その後、必要に応じて追加バンドへと移動する。そして、端末装置は、追加バンドの下りリンクで送信される制御信号に基づいて、その下りリンクでデータ信号を受信し、追加バンドの上りリンクにおいてデータ信号や下りリンクのデータ信号に対応する確認応答を送信する。すなわち、端末装置は、使用する周波数のペアを追加バンドへと移行させた場合、割り当て等のための信号は、その追加バンドの下りリンクにおいて受信することとなる。なお、端末装置は、アンカーバンドまたは追加バンドのいずれかに関連付けられ、関連付けられた方のバンドを用いて通信を行う。すなわち、アンカーバンドに関連付けられた端末装置は、アンカーバンドにおいて通信を行い、追加バンドを用いない。また、追加バンドに関連付けられた端末装置は、追加バンドにおいて通信を行い、アンカーバンドを用いない。

しかしながら、複数の端末装置が１つのバンド（上りリンクと下りリンクの周波数のペア）に関連付けられている状況では、例えば多くの端末装置が上りリンクのデータ伝送を要求する場合、下りリンクで伝送する必要のある制御信号が多くなってしまう。なお、ＮＢ−ＩｏＴでは、使用可能な信号帯域幅が限られるため、同時にリソースの割り当てを行うことができる端末装置の数が、極めて限られている。このため、上りリンクのデータ伝送の需要が高まると、下りリンクにおいて、上りリンクのリソース割り当てのための制御信号ばかりが送信されるようになり、下りリンクのデータ伝送を行うのが困難となりうる。

本実施形態では、このような課題に対して、非特許文献２のように、上りリンクと下りリンクの周波数のペアを少なくとも２つ用意し、そのうちの１つを上りリンクのデータ伝送のために用いるとともに、別の１つを下りリンクのデータ伝送のために用いる。例えば、図２に示すように、下りリンク用の第１の周波数と上りリンク用の第２の周波数とからなる第１のペアと、下りリンク用の第３の周波数と上りリンク用の第４の周波数とからなる第２のペアと、を用意する。そして、第１のペアを下りリンクでのデータ伝送用に割り当て、第２のペアを上りリンクでのデータ伝送用に割り当てる。すなわち、第１の周波数で、基地局装置が下りリンクでのデータ信号の伝送のための制御信号とそのデータ信号とを送信し、第２の周波数で、端末装置がデータ信号を受信した際の確認応答を送信するようにする。また、第３の周波数で、基地局装置が上りリンクでのデータ信号の伝送のための制御信号とそのデータ信号を受信した際の確認応答とを送信し、第４の周波数で、端末装置がデータ信号を送信するようにする。このようにして、上りリンクでのデータ伝送のための制御信号が送信される周波数を、下りリンクのデータ信号が送信される周波数と切り分ける。これによって、上りリンクでのデータ伝送の需要が高まったとしても、下りリンクのデータ伝送のためのリソースが不足することを防ぐことが可能となる。

なお、下りリンク用の周波数である第１の周波数と第３の周波数では、さらに、ブロードキャスト信号や、同期信号が送信される。なお、上述の第１のペアはアンカーバンドでありうる。すなわち、第１のペアは、ＮＢ−ＩｏＴの端末装置が基地局装置との間での接続を確立するために初期的に使用する周波数のペアでありうる。なお、第２のペアがアンカーバンドであってもよい。

なお、本実施形態に係る基地局装置及び端末装置は、下りリンクの通信と、上りリンクの通信とを、時分割で実行することができる。例えば、基地局装置及び端末装置は、まず周波数の第１のペアにおいて、下りリンクのデータ信号を送受信し、その後、使用する周波数を第２のペアに切り替えて、上りリンクのデータを送受信するように構成されうる。また、基地局装置及び端末装置は、まず周波数の第２のペアにおいて、上りリンクのデータを送受信し、その後、使用する周波数を第１のペアに切り替えて、下りリンクのデータ信号を送受信するように構成されてもよい。なお、この切り替えは、例えば基地局装置及び端末装置に備えられた１つ以上のタイマに従って行われうる。例えば、基地局装置及び端末装置は、例えば事前に定められた、周波数の第１のペアを使用する第１の期間と第２のペアを使用する第２の期間とに対して、タイマでの計時によって第１の期間が経過したことに応じて、使用する周波数を第２のペアに切り替える。そして、基地局装置及び端末装置は、使用する周波数を第２のペアに切り替えてからの第２の期間が経過したことに応じて、接続を切断しうる。なお、第１の期間と第２の期間は順序が逆であってもよく、第２の期間の後に第１の期間が設けられてもよい。

このとき、例えば第１の期間において下りリンクにおいて信号が送受信されなくてもよいし、第２の期間において上りリンクにおいて信号が送受信されなくてもよい。すなわち、基地局装置及び端末装置は、第１の期間においては周波数の第１のペアを用いて下りリンクで通信を実行可能なように、そして、第２の期間においては第２のペアを用いて上りリンクで通信を実行可能なように設定されればよく、実際に通信を行わなくてもよい。例えば、端末装置は、上りリンクにおけるデータ送信の需要に応じて基地局装置と接続し、例えば上りリンクでデータ送信するのみで、下りリンクではデータを受信しなくてもよい。このとき、端末装置は、第１の期間が経過するまでは下りリンクの信号の受信を待ち受け、使用する周波数を第２のペアに切り替えてから、第２の期間において信号を送信しうる。同様に、端末装置は、例えば下りリンクでデータを受信するのみで、上りリンクでデータを送信しなくてもよい。このとき、端末装置は、第１の期間において下りリンクの信号を受信し、使用する周波数を第２のペアに切り替えてから、第２の期間において上りリンクのデータが生じるか、又は上りリンクのデータ送信が基地局装置によって許可されるまで待機しうる。このように、時分割で通信を実行可能なように構成することにより、不必要に１つの周波数のペアにおいて信号の送受信を待機し続けることを防ぐことができる。

なお、基地局装置と端末装置は、第１のペアにおける下りリンクでのデータの通信を実行可能とする期間と、第２のペアにおける上りリンクでのデータの通信を実行可能とする期間とがそれぞれ１回経過した後に接続を切断するように設定されうる。ＮＢ−ＩｏＴでは、端末装置の消費電力の低減のために、接続を確立する期間を短くして最低限の期間だけ通信するようにすることが想定されているからである。ここで、上述の第１の期間と第２の期間との合計の長さが、従来のＮＢ−ＩｏＴにおける１回の接続が維持される期間の長さと一致するように設定されてもよい。なお、基地局装置と端末装置は、第１のペアにおける通信を実行可能とする期間と、第２のペアにおける通信を実行可能とする期間とがそれぞれ２回以上の所定の回数だけ繰り返されてから接続を切断するように設定されてもよい。

また、基地局装置及び端末装置は、図２のような周波数の利用方法と、従来の（非特許文献２に記載のような）周波数の利用方法とを切り替えて実行するように構成されてもよい。例えば、基地局装置に収容されている端末装置の数が一定数より少ない場合には、従来のように、１つの周波数のペアにおいて上りリンクの通信と下りリンクの通信とが実行可能なように構成されうる。一方、基地局装置に収容されている端末装置の数が一定数以上である場合には、本実施形態において説明するように、周波数の第１のペアにおいて下りリンクの通信を実行可能であるとともに第２のペアにおいて上りリンクの通信を実行可能なように構成されうる。

以下では、このような処理を行う基地局装置及び端末装置の構成と、処理の流れについて説明する。

（ハードウェア構成）
図３に、基地局装置及び端末装置のハードウェア構成例を示す。基地局装置及び端末装置は、一例において、図３に示すようなハードウェア構成を有し、例えば、ＣＰＵ３０１、ＲＯＭ３０２、ＲＡＭ３０３、外部記憶装置３０４、及び通信回路３０５を有する。基地局装置及び端末装置では、例えばＲＯＭ３０２、ＲＡＭ３０３及び外部記憶装置３０４のいずれかに記録された、上述のような基地局装置及び端末装置の各機能を実現するプログラムがＣＰＵ３０１により実行される。

そして、基地局装置及び端末装置は、例えばＣＰＵ３０１により通信回路３０５を制御して、他の装置と通信を行う。なお、基地局装置の通信回路３０５は、例えば、ＮＢ−ＩｏＴでの通信が可能なように構成され、また、他の基地局装置との間での通信のための有線又は無線通信を実行可能に構成されうる。また、端末装置の通信回路３０５は、ＮＢ−ＩｏＴでの通信が可能なように構成されうる。なお、図３の構成において、基地局装置及び端末装置は、１つの通信回路３０５を有するような概略図を示しているが、これに限られず、複数の通信回路を有してもよい。

なお、基地局装置及び端末装置は、各機能を実行する専用のハードウェアを備えてもよいし、一部をハードウェアで実行し、プログラムを動作させるコンピュータでその他の部分を実行してもよい。また、全機能がコンピュータとプログラムにより実行されてもよい。

（機能構成）
図４に、基地局装置及び端末装置の機能構成例を示す。基地局装置及び端末装置は、一例において、無線通信部４０１、使用周波数切替部４０２、タイマ４０３、及びモード制御部４０４を有する。なお、基地局装置及び端末装置は、これらの機能以外の機能を有してはならないわけではなく、それぞれ、一般的な基地局装置及び端末装置が有する他の機能や、様々な付加機能を有しうる。

無線通信部４０１は、例えば使用周波数切替部４０２の制御に基づいて上述の第１のペアと第２のペアとの少なくともいずれかを用いて通信可能なように設定される。なお、無線通信部４０１は、例えばＮＢ−ＩｏＴの規格に従って無線信号を生成して送信し、ＮＢ−ＩｏＴ規格に従って生成された信号を受信する。

使用周波数切替部４０２は、タイマ４０３及びモード制御部４０４からの入力に基づいて、無線通信部４０１において使用する周波数の切り替え制御を実行する。なお、基地局装置においては、多数の端末装置と通信するため、常に全ての周波数のペアにおける通信を実行可能なように構成されうるが、使用周波数切替部４０２は、例えば、端末装置ごとに仮想的な使用周波数の切り替えを実行しうる。例えば、使用周波数切替部４０２は、従来のように各端末装置を１つの周波数のペアに関連付けて使用する場合、第１の端末装置との通信では周波数の第１のペアを用い、第２の端末装置との通信では周波数の第２のペアを用いるように切り替え制御を実行しうる。一方、使用周波数切替部４０２は、各端末装置との通信において、下りリンクでの通信には周波数の第１のペアを用い、上りリンクでの通信には周波数の第２のペアを用いるように切り替え制御を実行しうる。なお、端末装置の使用周波数切替部４０２は、１つの周波数のペアに関連付けられている場合はその関連付けられている周波数のペアを用いるように切り替え制御を実行しうる。また、端末装置の使用周波数切替部４０２は、下りリンクと上りリンクでの通信にそれぞれ第１及び第２のペアを用いるようにする場合は、時分割で使用する周波数を第１のペアと第２のペアとの間で切り替えうる。

タイマ４０３は、下りリンクでの通信には周波数の第１のペアを用い、上りリンクでの通信には周波数の第２のペアを用いるように構成される場合、第１のペアを用いる第１の期間と第２のペアを用いる第２の期間とを計時する。基地局装置のタイマ４０３は、各端末装置との接続が確立されると、例えばその確立のタイミングから開始される第１の期間が満了するまでの計時を行い、その計時が完了した後に開始される第２の期間が満了するまでの計時を行う。なお、基地局装置のタイマ４０３は、各端末装置との接続が確立された後に、接続の確立のタイミングから開始される第２の期間が満了するまでの計時を行い、その計時の完了後に開始される第１の期間が満了するまでの計時を行ってもよい。なお、第１の期間と第２の期間との長さは等しくてもよく、タイマ４０３は、１つの期間の長さの値を保持し、期間の計測の開始から保持した長さの値だけ計時するように構成されてもよい。また、第１の期間と第２の期間との長さは異なってもよく、この場合、タイマ４０３は複数の異なる値を保持して、それぞれを順に計時するようにしてもよいし、複数のタイマを有してそれぞれの期間を計時するようにしてもよい。例えば、第１の期間は、第２の期間より短く設定されうる。さらに、第１の期間と第２の期間の長さは、例えば、過去に行われた通信に基づいて動的に設定されてもよい。例えば、過去の単位時間当たりに下りリンクでの伝送データ量やデータ送信回数が多いほど第１の期間が長く設定され、過去の単位時間当たりに上りリンクでの伝送データ量やデータ送信回数が多いほど、第２の期間が長く設定されてもよい。また、所定時間だけ前のタイミングから現在までの期間に送受信されたデータ量やデータ送信回数に応じて、現在設定されている期間を延ばし、又は短縮するようにしてもよい。例えば、直前の第１の期間における下りリンクでの送信データ量やデータ送信回数が所定値以下である場合には第１の期間を短縮し、直前の第２の期間における上りリンクでの送信データ量やデータ送信回数が所定値以下である場合には第２の期間を短縮しうる。同様に、直前の第１の期間における下りリンクでの送信データ量やデータ送信回数が所定値を超える場合には第１の期間を延長し、直前の第２の期間における上りリンクでの送信データ量やデータ送信回数が所定値を超える場合には第２の期間を延長しうる。このときの延長／短縮は、現に設定されているタイマの値を、所定の値だけ又は所定の割合だけ増減することにより、行われうる。

モード制御部４０４は、１つの端末装置に１つの周波数のペアを関連付けて、端末装置との通信には対応する１つの周波数のペアのみを用いるモードと、上りリンクと下りリンクのためにそれぞれ周波数のペアを割り当てるモードとのいずれかを選択する。そして、モード制御部４０４は、選択した結果に応じて、使用周波数切替部４０２を制御する。なお、基地局装置のモード制御部４０４は、例えば基地局装置が収容している端末装置の数に応じて、上述の２つのモードから使用するモードを選択する。このとき、基地局装置は、選択したモードの情報を、例えばブロードキャスト信号や個別制御チャネルを用いて端末装置へ通知し、端末装置のモード制御部４０４は、その通知から使用すべきモードを選択する。

（処理の流れ）
続いて、図５を用いて、処理の流れについて説明する。図５（Ａ）は下りリンクでのデータ伝送に関する処理の流れを、図５（Ｂ）は上りリンクでのデータ伝送に関する処理の流れを、それぞれ示している。

図５（Ａ）では、基地局装置及び端末装置は、下りリンクでのデータ伝送のために、まず、基地局装置及び端末装置の間での接続における現在の使用周波数が第１のペアであるか否かを判定する（Ｓ５０１）。そして、基地局装置及び端末装置は、現在の使用周波数が第１のペアでないと判定した場合は（Ｓ５０１でＮＯ）、使用周波数を第１のペアに変更し（Ｓ５０２）、処理をＳ５０３へと進める。なお、使用周波数の切り替えは、例えば基地局装置と端末装置との間で制御信号（例えば無線リソース制御メッセージ）を送受信することによって行われてもよいし、各装置によって自律的に実行されてもよい。例えば、端末装置が基地局装置へ使用周波数の切り替えを要求し、基地局装置がこの要求に応じて使用周波数の切り替え指示を端末装置に送信してもよいし、基地局装置は、端末装置からの要求によらずに使用周波数の切り替え指示を端末装置に送信してもよい。また、端末装置は、基地局装置からの使用周波数の切り替えの指示を受信せずに、自律的に使用周波数を切り替えうる。例えば、端末装置は、通信開始前の状態によらず、通信の開始時に自動で使用周波数を第１のペアへと設定しうる。一方、基地局装置及び端末装置は、現在の使用周波数が第１のペアであると判定した場合は（Ｓ５０１でＹＥＳ）、使用周波数を変更することなく処理をＳ５０３へと進める。Ｓ５０３では、基地局装置及び端末装置は、下りリンクのトラフィックが発生するのを待機し、下りリンクのトラフィックが発生した場合（Ｓ５０３でＹＥＳ）に、下りリンクでのデータ通信を実行して（Ｓ５０４）、処理を終了する。一方、基地局装置及び端末装置は、下りリンクのトラフィックが発生しなかった場合（Ｓ５０３でＮＯ）には、そのまま処理を終了する。

図５（Ｂ）では、基地局装置及び端末装置は、上りリンクでのデータ伝送のために、まず、基地局装置及び端末装置の間での接続における現在の使用周波数が第２のペアであるか否かを判定する（Ｓ５２１）。そして、基地局装置及び端末装置は、現在の使用周波数が第２のペアでないと判定した場合は（Ｓ５２１でＮＯ）、使用周波数を第２のペアに変更し（Ｓ５２２）、処理をＳ５２３へと進める。なお、使用周波数の切り替えは、例えば基地局装置と端末装置との間で制御信号（例えば無線リソース制御メッセージ）を送受信することによって行われてもよいし、各装置によって自律的に実行されてもよい。一方、基地局装置及び端末装置は、現在の使用周波数が第２のペアであると判定した場合は（Ｓ５２１でＹＥＳ）、使用周波数を変更することなく処理をＳ５２３へと進める。Ｓ５２３では、基地局装置及び端末装置は、上りリンクのトラフィックが発生するのを待機し、上りリンクのトラフィックが発生した場合（Ｓ５２３でＹＥＳ）に、上りリンクでのデータ通信を実行して（Ｓ５２４）、処理を終了する。なお、端末装置は、基地局装置から周波数の第２のペアのうちの下りリンクで送信された制御信号に基づいて自身に割り当てられたリソースを特定し、そのリソースを用いて上りリンクのトラフィックを送信する。一方、基地局装置及び端末装置は、上りリンクのトラフィックが発生しなかった場合（Ｓ５２３でＮＯ）には、そのまま処理を終了する。

このように、上りリンクのデータ通信のための周波数のペアと、下りリンクのデータ通信のための周波数のペアとを分離することにより、上りリンクのデータ通信に関連する通信によって下りリンクのリソースが浪費されて不足することを防ぐことが可能となる。

次に、図６を用いて、上りリンクでのデータ通信と下りリンクでのデータ通信とを時分割で実行可能とする場合の処理の流れについて説明する。図６の例では、まず、下りリンクでのデータ通信を実行可能とした後に、上りリンクでのデータ通信を実行可能とする場合の例について説明する。これは、特に、下りリンクのデータ通信用の周波数のペア（第１のペア）が、上述のアンカーバンドである場合に有効である。基地局装置と端末装置とは、初期的にアンカーバンドで接続するため、その接続の確立後、使用周波数を切り替えることなく下りリンクでのデータ通信を実行可能とすることができるからである。なお、上りリンクのデータ通信用の周波数のペア（第２のペア）がアンカーバンドである場合には、上りリンクでのデータ通信を、下りリンクでのデータ通信よりも先に実行可能とするようにしうる。なお、アンカーバンドが第１のペアと第２のペアとのいずれであるかと、上りリンクと下りリンクとのデータ通信を可能とする期間の前後関係とは、特に関連していなくてもよい。すなわち、基地局装置と端末装置は、アンカーバンドで接続を確立した後に、アンカーバンドでの通信を行うのではなく、別の周波数のペアへと移行して通信を行い、その後、アンカーバンドに戻ってさらなる通信を行うようにしてもよい。

図６では、基地局装置及び端末装置は、まず、下りリンクでのデータ通信を実行可能とするために、使用周波数を第１のペアに設定する（Ｓ６０１）。なお、第１のペアがアンカーバンドである場合、基地局装置及び端末装置は接続確立時に第１のペアを用いることとなるため、この場合、Ｓ６０１の処理は初期的な接続処理であるとみなされてもよい。次に、基地局装置及び端末装置は、下りリンクのトラフィックが発生するのを待機し、下りリンクのトラフィックが発生した場合（Ｓ６０２でＹＥＳ）に、下りリンクでのデータ通信を実行して（Ｓ６０３）、処理をＳ６０４へと移す。一方、基地局装置及び端末装置は、下りリンクのトラフィックが発生していない場合（Ｓ６０２でＮＯ）は、下りリンクでのデータ通信を行うことなく、処理をＳ６０４へと移す。

Ｓ６０４では、基地局装置及び端末装置は、Ｓ６０１の処理後（すなわち、下りリンクでのデータ通信が実行可能となった後）に開始する第１の期間が経過したかを判定する（Ｓ６０４）。この判定は、例えば、基地局装置及び端末装置に備えられた１つ以上のタイマを用いてＳ６０１での処理後の経過時間を計時することによって行われうる。基地局装置及び端末装置は、第１の期間が経過していないと判定した場合（Ｓ６０４でＮＯ）は、処理をＳ６０２に戻して、下りリンクのトラフィックが発生するのを待機する。一方、基地局装置及び端末装置は、第１の期間が経過したと判定した場合（Ｓ６０４でＹＥＳ）は、上りリンクでのデータ通信を実行可能とするために、使用周波数を第２のペアに変更する（Ｓ６０５）。

次に、基地局装置及び端末装置は、上りリンクのトラフィックが発生するのを待機し、上りリンクのトラフィックが発生した場合（Ｓ６０６でＹＥＳ）に、上りリンクでのデータ通信を実行して（Ｓ６０７）、処理をＳ６０８へと移す。一方、基地局装置及び端末装置は、上りリンクのトラフィックが発生していない場合（Ｓ６０６でＮＯ）は、上りリンクでのデータ通信を行うことなく、処理をＳ６０８へと移す。

Ｓ６０８では、基地局装置及び端末装置は、Ｓ６０５の処理後（すなわち、上りリンクでのデータ通信が実行可能となった後）に開始する第２の期間が経過したかを判定する（Ｓ６０８）。この判定は、例えば、基地局装置及び端末装置に備えられた１つ以上のタイマを用いてＳ６０５での処理後の経過時間を計時することによって行われうる。基地局装置及び端末装置は、第２の期間が経過していないと判定した場合（Ｓ６０８でＮＯ）は、処理をＳ６０６に戻して、上りリンクのトラフィックが発生するのを待機する。一方、基地局装置及び端末装置は、第２の期間が経過したと判定した場合（Ｓ６０８でＹＥＳ）は、確立していた接続を切断し（Ｓ６０９）、処理を終了する。なお、基地局装置及び端末装置は、第２の期間が経過したと判定した場合に、Ｓ６０１〜Ｓ６０８の処理が所定回数実行されたかを判定して、実行回数が所定回数に満たない場合には処理をＳ６０１へと戻してもよい。すなわち、図６の例では、上りリンクでのデータ通信が実行可能とされる期間と下りリンクでのデータ通信が実行可能とされる期間とがそれぞれ１回到来した後に接続が切断されるが、これらの期間が複数回設定された後に接続が切断されるようにしてもよい。

このように、基地局装置及び端末装置が、時分割で使用する周波数のペアを切り替えることにより、上りリンクのデータ伝送用の周波数のペアと下りリンクのデータ伝送用の周波数のペアが分離されている状態での双方向通信が可能となる。

Claims (11)

1. 通信装置であって、
   前記通信装置から他の装置へ信号を送信する第１の方向での通信のための第１の周波数と前記他の装置から前記通信装置へ信号を送信する第２の方向での通信のための第２の周波数とからなる周波数の第１のペアと、前記第１の方向での通信のための第３の周波数と前記第２の方向での通信のための第４の周波数とからなる周波数の第２のペアとを用いて、前記他の装置と通信することができる通信手段を有し、
   前記通信手段は、
   前記第１のペアにおいて、前記第１の周波数において当該第１の周波数でのデータ通信のための第１の制御信号を前記他の装置へ送信するとともに当該第１の制御信号に従って第１のデータ信号を前記他の装置へ送信し、前記第２の周波数において前記第１のデータ信号に関する第２の制御信号を前記他の装置から受信し、
   前記第２のペアにおいて、前記第３の周波数において前記第４の周波数でのデータ通信のための第３の制御信号を前記他の装置へ送信し、前記第４の周波数において前記第３の制御信号に基づいて前記他の装置から第２のデータ信号を受信する、
   ことを特徴とする通信装置。
2. 前記通信装置は基地局装置であり、前記他の装置は端末装置である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
3. 通信装置であって、
   他の装置から前記通信装置へ信号を送信する第１の方向での通信のための第１の周波数と前記通信装置から前記他の装置へ信号を送信する第２の方向での通信のための第２の周波数とからなる周波数の第１のペアと、前記第１の方向での通信のための第３の周波数と前記第２の方向での通信のための第４の周波数とからなる周波数の第２のペアとを用いて、前記他の装置と通信することができる通信手段を有し、
   前記通信手段は、
   前記第１のペアにおいて、前記第１の周波数において当該第１の周波数でのデータ通信のための第１の制御信号を前記他の装置から受信するとともに当該第１の制御信号に従って前記他の装置から送信された第１のデータ信号を受信し、前記第２の周波数において前記第１のデータ信号に関する第２の制御信号を前記他の装置へ送信し、
   前記第２のペアにおいて、前記第３の周波数において前記第４の周波数でのデータ通信のための第３の制御信号を前記他の装置から受信し、前記第４の周波数において前記第３の制御信号に基づいて前記他の装置へ第２のデータ信号を送信する、
   ことを特徴とする通信装置。
4. 前記通信装置は端末装置であり、前記他の装置は基地局装置である、
   ことを特徴とする請求項３に記載の通信装置。
5. 前記通信手段は、前記第１のペアにおける通信を実行可能な第１の期間の後または前の第２の期間において前記第２のペアにおける通信を実行可能とするように設定を行う、
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の通信装置。
6. 前記通信手段は、前記第１のペアまたは前記第２のペアの通信のための接続を確立した後、前記第１の期間と前記第２の期間とを１回ずつ設定した後に、前記接続を切断する、
   ことを特徴とする請求項５に記載の通信装置。
7. 前記通信手段は、１つ以上のタイマに基づいて、前記第１の期間と前記第２の期間とを設定する、
   ことを特徴とする請求項５または６に記載の通信装置。
8. 前記第１のペアにおいて前記第１の方向で前記第１のデータ信号が通信可能であるとともに前記第２のペアにおいて前記第２の方向で前記第２のデータ信号が通信可能である第１のモードと、前記第１のペアにおける前記第１の方向での前記第１のデータ信号が通信可能であるか前記第２のペアにおける前記第２の方向での前記第２のデータ信号が通信可能であるかのいずれか一方である第２のモードと、を切り替えて実行するように前記通信手段を制御する制御手段をさらに有する、
   ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の通信装置。
9. 前記第１のペアは、Ｎａｒｒｏｗ Ｂａｎｄ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓにおいて端末装置が初期的に接続を確立する際に用いる周波数である、
   ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の通信装置。
10. 通信装置から他の装置へ信号を送信する第１の方向での通信のための第１の周波数と前記他の装置から前記通信装置へ信号を送信する第２の方向での通信のための第２の周波数とからなる周波数の第１のペアと、前記第１の方向での通信のための第３の周波数と前記第２の方向での通信のための第４の周波数とからなる周波数の第２のペアとを用いて、前記他の装置と通信することができる通信手段を有する前記通信装置の制御方法であって、
    前記第１のペアにおいて、前記第１の周波数において当該第１の周波数でのデータ通信のための第１の制御信号を前記他の装置へ送信するとともに当該第１の制御信号に従って第１のデータ信号を前記他の装置へ送信する工程と、
    前記第２の周波数において前記第１のデータ信号に関する第２の制御信号を前記他の装置から受信する工程と、
    前記第２のペアにおいて、前記第３の周波数において前記第４の周波数でのデータ通信のための第３の制御信号を前記他の装置へ送信する工程と、
    前記第４の周波数において前記第３の制御信号に基づいて前記他の装置から第２のデータ信号を受信する工程と、
    を有することを特徴とする制御方法。
11. 他の装置から通信装置へ信号を送信する第１の方向での通信のための第１の周波数と前記通信装置から前記他の装置へ信号を送信する第２の方向での通信のための第２の周波数とからなる周波数の第１のペアと、前記第１の方向での通信のための第３の周波数と前記第２の方向での通信のための第４の周波数とからなる周波数の第２のペアとを用いて、前記他の装置と通信することができる通信手段を有する前記通信装置の制御方法であって、
    前記第１のペアにおいて、前記第１の周波数において当該第１の周波数でのデータ通信のための第１の制御信号を前記他の装置から受信するとともに当該第１の制御信号に従って前記他の装置から送信された第１のデータ信号を受信する工程と、
    前記第２の周波数において前記第１のデータ信号に関する第２の制御信号を前記他の装置へ送信する工程と、
    前記第２のペアにおいて、前記第３の周波数において前記第４の周波数でのデータ通信のための第３の制御信号を前記他の装置から受信する工程と、
    前記第４の周波数において前記第３の制御信号に基づいて前記他の装置へ第２のデータ信号を送信する工程と、
    を有することを特徴とする制御方法。

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