JP6631929B2 - 通信システム、基地局装置、端末装置、通信方法およびプログラム - Google Patents
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Description
本願は、2016年8月10日に、日本に出願された特願2016−158138号と、2016年9月20日に、日本に出願された特願2016−183460号と、に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
LTE(Long Term Evolution)方式を利用した無線通信システムでは、アンライセンスバンド(unlicensed band)の利用が検討されている。アンライセンスバンドとは、通信事業を行う際に免許の必要がない周波数帯域である。そのため、免許を受けていない事業者同士が、互いに独立してアンライセンスバンドを用いて通信を行う可能性がある。
LAA(Licensed−Assisted Access using LTE)方式において、アンライセンスバンド(unlicensed band)を用いて基地局装置へ信号を送信する直前において、端末装置は干渉波検出を行う。LAA方式とは、LTE(Long Term Evolution)方式においてアンライセンスバンドを用いて無線通信を行う方式である。LAAは、LTE−U(LTE in Unlicensed spectrum)とも呼ばれる。アンライセンスバンドとは、ライセンス不要の周波数帯域である。そのため、必ずしも許認可を受けていない事業者同士が、事業者間において互いに協調せずにアンライセンスバンドを用いて通信を行う可能性がある。
LAA方式では、端末装置が信号の送信に用いるリソースブロックを基地局装置が割り当てるときでも、端末装置は、LAA方式以外の他の方式、例えば、IEEE802.11に規定された無線LAN(Local Area Network)による通信を検出するとき、端末装置は、信号を送信せずに、他のリソースブロックが自装置に割り当てられるまで待機する。そのため、端末装置からの信号の送信タイミングに大きな遅延が発生することや、揺らぎが発生することがある。
また、本発明の第2の態様によれば、端末装置に割り当てられるリソースブロックが有効に利用される。
以下、図面を参照しながら本発明の第1の実施形態について説明する。
<通信システムの概要>
図1は、本実施形態に係る通信システム1001の構成を示す概略図である。通信システム1001は、所定の通信方式、例えばLAA(Licensed Assisted Access)方式を用いて無線通信を行う通信システムである。LAA方式は、3GPPにおいて提案された無線通信方式であり、ライセンスバンド(licensed band)を主セル(Pcell:Primary cell)、アンライセンスバンドを副セル(Scell:Secondary cell)としてキャリアアグリゲーション(CA:Carrier Aggregation)を行う無線通信方式である。
なお、キャリアアグリゲーションとは、コンポーネントキャリア(CC:Component Carrier)と呼ばれる周波数帯域を複数束ねて帯域幅の拡張を行う手法である。主セルとは、キャリアアグリゲーションにおいて、最初にRRCコネクションを張ったセルまたはコンポーネントキャリアの呼称であり、副セルとは、2つ目以降のセルまたはコンポーネントキャリアの呼称である。
スモールセル基地局装置は、マクロセル基地局装置の機能を補完するために用いられることがある。スモールセル基地局装置は、例えば、人口密度の高い地域などの通信容量をより増加させる領域や、マクロセルからの電波が届きにくい領域に設置される。電波が届きにくい領域には、例えば、山間部、建造物の影、地下空間などがある。図1において、セルC1001は、スモールセル基地局装置1010からの電波が届く範囲を示す。
図1においては、セルC1002は、マクロセル基地局装置1020からの電波が届く範囲を示す。
なお、スモールセル基地局装置1010とマクロセル基地局装置1020は、1つの基地局装置として一体に構成されてもよい。
なお、スモールセル基地局装置1010とマクロセル基地局装置1020は、1つの基地局装置として一体に構成されてもよい。
次に、本実施形態に係るスモールセル基地局装置1010の構成について説明する。
図2は、本実施形態に係るスモールセル基地局装置1010の構成を示す概略ブロック図である。スモールセル基地局装置1010は、第1通信部1011、第2通信部1012および制御部1013を含んで構成される。
副セル受信部1111は、アンライセンスバンドの電波を受信信号として、端末装置1030から受信する。副セル受信部1111は、受信した受信信号を制御部1013に出力する。
副セル送信部1112は、制御部1013から入力される送信信号を、アンライセンスバンドの電波として端末装置1030に送信する。
なお、副セル受信部1111、副セル送信部1112および干渉受信部1113は、機能を共有化して1つの送受信モジュールとして一体に構成されてもよい。
スケジューリング制御部1131は、上りリンクデータの送信パラメータを決定し、上りスケジューリング情報(UL grant)を生成する。上りリンクデータは、上り共通チャネル(PUSCH:Physical Uplink Shared Channel)等を使用して送信される。上りスケジューリング情報は、例えば、割り当てるリソースブロックやリソースブロック群等の無線リソース情報、伝送レート(MCS:Modulation and Coding Scheme)、送信電力制御(TPC:Transmission Power Control)コマンド等の送信パラメータ等である。生成された上りスケジューリング情報は、下り制御チャネル(PDCCH:Physical Downlink Control Channel等)によって端末装置1030へ通知される。通知の詳細については後述するが、端末装置個別に通知してもよいし、複数の端末装置からなる端末装置グループの共通信号として通知してもよい。
なお、本実施例において、無線リソースとは、1つのリソースブロックまたは複数のリソースブロックからなるリソースブロック群を意味する場合がある。
端末特定部1132は、受信信号を信号復調部1133に出力する。また、端末特定部1132は、特定した送信元である端末装置1030の識別情報および台数を信号復調部1133に出力する。
センシング処理部1134は、受信した受信信号の受信電力を測定し、測定した受信電力を送信判定部1135に出力する。
次に、本実施形態に係る端末装置1030の構成について説明する。
図3は、本実施形態に係る端末装置1030の構成を示す概略ブロック図である。端末装置1030は、通信部1031および制御部1032を含んで構成される。
通信部1031は、主セル受信部1311、主セル送信部1312、副セル受信部1313、副セル送信部1314および干渉受信部1315を含んで構成される。
主セル送信部1312は、制御部1032から入力される送信信号をライセンスバンドの電波としてマクロセル基地局装置1020に送信する。
副セル受信部1313は、スモールセル基地局装置1010からアンライセンスバンドの電波を受信信号として受信する。副セル受信部1313は、受信した受信信号をスケジューリング処理部1321に出力する。
副セル送信部1314は、送信判定部1325から入力される送信信号をアンライセンスバンドの電波としてスモールセル基地局装置1010に送信する。
干渉受信部1315は、他の信号源からアンライセンスバンドの一部または全部の帯域の電波を受信信号として受信する。干渉受信部1315は、受信した受信信号をセンシング処理部1324に出力する。
なお、後述するクロススケジューリングの場合には、スケジューリング処理部1321は、主セル受信部1311から入力された受信信号から上りスケジューリング情報を取得する。
なお、端末固有の参照信号は、スモールセル基地局装置1010、マクロセル基地局装置1020またはコアネットワークCN1001から受信したパラメータに基づいて端末装置1030が生成するものであってもよい。
次に、スケジューリング処理について説明する。
上りスケジューリング情報の通知方法には、セルフスケジューリングとクロススケジューリングとがある。セルフスケジューリングとは、上りリンクデータの送信先となる基地局装置が、そのデータに係る上りスケジューリング情報を生成し、生成したスケジューリング情報を上りリンクデータの送信元の端末装置に通知する手法である。
端末装置1030の送信判定部1325は、LBTの結果に基づいて送信の可否を判定し、送信すると判定した場合、スケジューリングされた無線リソースの少なくとも一部を用いて上りリンクデータをスモールセル基地局装置1010に送信する。図4(A)では、スケジューリングされた無線リソースの最初のサブフレームでは、LBTの結果busyと判定されたため送信できず、次のサブフレームでは、LBTの結果idleと判定されたため送信できた場合の例を表している。
次に、端末グループについて説明する。スモールセル基地局装置1010のスケジューリング制御部1131は、少なくとも1つ以上のリソースブロックからなる無線リソースを複数の端末装置1030に割り当てる。同一無線リソースを割り当てられた端末装置1030の集合を以降では端末グループと表現して説明する。
例えば、端末グループA内の端末装置1030(U1、U2、U3、U4)のうち、U1、U2、U3がLBT判定(busy)によりリソースブロック(1)でのデータ送信ができなかったとしても、U4がLBT判定(idle)によりリソースブロック(1)でのデータ送信ができる。さらに、U1、U2がLBT判定(busy)によりリソースブロック(2)でのデータ送信ができなかったとしても、U3がLBT判定(idle)によりリソースブロック(2)でのデータ送信ができる。そして、U1、U2がLBT判定(idle)によりリソースブロック(3)でのデータ送信を行う。このように、複数のリソースブロックからなるリソースブロック群を複数の端末装置1030からなる端末グループに割り当てているため、リソースブロックの割り当てを待ち合わせる必要がなく、また、使用されないリソースブロックが発生する確率を低減することができる。すなわち、信号の遅延を低減しつつ、無線リソースを有効に使用することができる。
なお、本実施例では、複数の端末装置1030に、無線リソースとして複数のリソースブロックからなるリソースブロック群を割り当てているが、複数の端末装置1030に1つのリソースブロックを割り当てることとしてもよい。
端末グループについては組替えが可能である。組換えの方式について以下説明する。
端末グループの組換えは、通信開始時に設定された端末グループを通信中に適宜組み替える方式としてもよい。この場合、端末グループの組換え毎に、あらためて端末グループを端末装置へ通知する必要があるが、無線リソースの状況、環境等に応じた柔軟なスケジューリングが可能である。
次に、本実施形態に係る通信システム1001が行う通信処理について説明する。
図6は、本実施形態に係る通信処理の一例を示すシーケンス図である。
(ステップS1102)端末装置1030の制御部1032は、主セル送信部1312を介して通信接続要求をマクロセル基地局装置1020に送信する。通信接続要求は、典型的には、RRC(Radio Resource Control)におけるRRC Connection Requestである。その後、ステップS1103の処理に進む。
(ステップS1103)マクロセル基地局装置1020は端末装置1030から通信接続要求を受信すると、通信において使用する各種の設定値である接続設定値を端末装置1030に送信する。接続設定値通知は、典型的にはRRCにおけるRRC Connection Setupである。接続設定値にはスケジューリングで使用する端末グループのIDが含まれる。具体的には送信先の端末装置1030が属する端末グループIDを通知する。その後、ステップS1104の処理に進む。
(ステップS1104)端末装置1030の制御部1032は、主セル受信部1311を介してマクロセル基地局装置1020から接続設定値通知を受信する。通信開始のための諸設定が完了すると、制御部1032は、主セル送信部1312を介して、接続設定完了通知をマクロセル基地局装置1020へ送信する。接続設定完了通知は、典型的にはRRCにおけるRRC Connection Setup Completeである。その後、ステップ1105の処理に進む。
なお、本実施例では、端末装置1030は主セルであるマクロセル基地局装置1020との間で接続処理を実施するが、スモールセル基地局装置1010との間で接続処理を実施してもよい。
スケジューリング情報は、(a)端末グループIDに対応する割り当て無線リソースを含む。この場合には、本スケジューリング情報が格納される制御チャネル(例えばPDCCH)は端末グループIDによりコーディングされている。あるいは、(b)各端末グループIDとそれぞれの端末グループIDに対応する割り当て無線リソースを含むことでもよい。この場合には本スケジューリング情報が格納される制御チャネル(例えばPDCCH)はある定まった領域、またはある定まったサーチスペースに配置される。割り当て無線リソースは、割り当てられるサブキャリアの位置と時間を示す情報である。具体的には、1つのリソースブロックまたは複数のリソースブロックからなるリソースブロック群が割り当てられる。
端末グループIDは、割り当て無線リソースに記載された無線リソースの割り当て対象である端末グループの識別子(ID)を示す。あるいは、端末グループのスケジューリング情報が含まれる制御チャネル(例えばPDCCH)を復調するためのコードを示す。図7の例では、リソースブロック(1)、(2)および(3)が端末グループAに割り当てられたことを示している。
(ステップS1107)端末装置1030のスケジューリング処理部1321は、取得したスケジューリング情報に基づき、自端末の属する端末グループに割り当てられた共通の無線リソースの少なくとも一部を使用して、上り信号をスモールセル基地局装置1010へ送信する。
上り信号は、副セル送信部1314を介して、典型的には上り共通チャネル(PUSCH)にて送信される。その後、ステップS1108に進む。
特定の具体的処理については後述する。その後、ステップS1109に進む。
(ステップS1109)
スモールセル基地局装置1010の信号復調部1133は、端末特定部1132から入力された受信信号の復調処理を行う。端末特定部1132から入力された、受信信号に含まれる送信元端末およびその台数の特定結果に基づき、復調するリソースブロック内に複数の送信元端末からの信号が含まれる場合は、他の端末からの干渉を低減したうえで各端末の復調処理を行う。復調の具体的処理については後述する。その後、ステップS1110に進む。
(ステップS1110)
受信信号の復調後、スモールセル基地局装置1010の制御部1013は、受信(復調)の結果をACK/NACKにて端末装置1030へ通知する。制御部1013は、受信(復調)が成功した場合はACKを、受信(復調)が失敗した場合はNACKを送信する。以降、同様に端末装置1030とスモールセル基地局装置1010との間でデータの送受信が行われる。
例えば、マクロセル基地局装置1020は、通信開始時に、複数あるいは全ての端末グループIDを端末装置1030に通知してもよい。これにより、端末グループ内の端末は端末グループIDにより共通のスケジューリング情報をサーチすることになり、制御チャネル(例えばPDCCH等)の無線リソースの効率化を図ることができる。
次に、スモールセル基地局装置1010における受信信号の一例を説明する。
図8は、本実施例に係るスモールセル基地局装置1010における、受信信号の一例を示すタイミングチャートである。横軸は時間方向を示し、U1、U2、U3およびU4はそれぞれ対応する番号の端末装置30(U1、U2、U3、U4)から送信された信号を示している。
次に、スモールセル基地局装置1010における受信信号の復調処理について説明する。
図9は、本実施形態に係るスモールセル基地局装置1010における受信信号の復調処理を示すフローチャートである。
また、端末をグループ化することにより、通信システム1001全体で使用する直交する参照信号の数を少なくすることができるという効果もある。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。第1の実施形態と同一の構成については、同一の符号を付して、その説明を援用する。以下、主に第1の実施形態との差異点について説明する。
図10は、本実施形態に係る通信システム1001Aの構成を示す概略図である。通信システム1001Aは、スモールセル基地局装置1010A、コアネットワークCN1001および端末装置1030Aを含んで構成される。
図11は、本実施形態に係るスモールセル基地局装置1010Aの構成を示す概略ブロック図である。スモールセル基地局装置1010Aは、第1通信部1011A、第2通信部1012および制御部1013Aを含んで構成される。
受信部1111Aは、端末装置1030Aからライセンスバンドの電波を受信信号として受信する。受信部1111Aは、受信した受信信号を制御部1013Aの端末特定部1132に出力する。
送信部1112Aは、制御部1013Aのスケジューリング制御部1131から入力される送信信号をライセンスバンドの電波として端末装置1030Aに送信する。
第1の実施形態に係る第1通信部1011とは、ライセンスバンドを使用するため、LBT判定の実施に係る干渉受信部1113を含まない点で異なる。
図12は、本実施形態に係る端末装置1030Aの構成を示す概略ブロック図である。端末装置1030Aは、通信部1031Aおよび制御部1032Aを含んで構成される。
受信部1311Aは、スモールセル基地局装置1010Aから送信されたライセンスバンドの電波を受信信号として受信する。受信部1311Aは、受信した受信信号を制御部1032Aのスケジューリング処理部1321に出力する。
送信部1312Aは、制御部1032Aのリファレンスシグナル付加部1323から入力される送信信号をライセンスバンドの電波としてスモールセル基地局装置1010Aに送信する。
第1の実施形態に係る通信部1031とは、ライセンスバンドを使用するため、LBT判定の実施に係る干渉受信部1315を含まない点で異なる。
図13は、本実施形態に係るスケジューリング処理を示すタイミングチャートである。
スモールセル基地局装置1010Aは、下り制御信号(PDCCH)にて、上りスケジューリング情報を端末グループ内の各端末装置1030Aに送信する。この例では、端末装置1030A(U11、U12、・・・、Un)からなる端末グループにリソースブロック群をスケジューリングしている。なお、端末グループに単一のリソースブロックをスケジューリングしてもかまわない。スケジューリングの通知は、端末グループ内で共通の上りスケジューリング情報で行われる。
このように、複数の端末装置1030Aに共通のスケジューリング情報を含んだ一つの共通の制御チャネルを使用して無線リソースの割り当てを行っているため、制御信号に関する無線リソースを節約することができる。
図14は、本実施形態に係る端末グループの割り当ての一例を示す概略図である。この例では、10台の端末装置1030A(U11、U12、・・・、U20)を3つの端末グループD、EおよびFに分類し、それぞれに無線リソースを割り当てている。具体的には、端末グループD(U11、U12、U13、U14)にリソースブロック(1)、(2)、(3)、(4)からなるリソースブロック群(ドット網掛け部分)を、端末グループE(U15、U16、U17)にリソースブロック(5)、(6)からなるリソースブロック群(斜線網掛け部分)を、端末グループF(U18、U19、U20)にリソースブロック(7)(網掛け無し部分)を割り当てている。
図15は、本実施形態に係るスモールセル基地局装置1010Aにおける受信信号の一例を示すタイミングチャートである。具体的には、図14の端末グループ例における端末グループD(U11、U12、U13、U14)からの受信信号の例である。
横軸は時間方向を示し、U11、U12、U13およびU14は、それぞれ対応する番号の端末装置1030Aから送信された受信信号を示している。
図16は、本実施形態に係るスモールセル基地局装置1010Aにおける受信信号の復調処理を示すフローチャートである。
スモールセル基地局装置1010Aの端末特定部1132は、スケジューリング制御部1131が作成したスケジューリング情報に基づき、復調する無線リソースに複数の端末装置1030Aが割り当てられているかを判定する。複数の端末装置1030Aが割り当てられている場合はステップS1225の処理に進む。複数の端末が割り当てられていない場合、ステップS1224の処理に進む。
なお、本実施形態では、ライセンスバンドを使用するため、上述の通り、原則としてスケジューリングした通りに端末装置1030Aからの上り信号を受信する。従って、第1の実施例における端末識別(ステップS1121)や端末存在判定(ステップS1122)の処理は不要となる。
スモールセル基地局装置1010Aの信号復調部1133は、受信信号の復調処理を行う。復調処理は、端末装置1030Aから受信した端末装置1030Aに固有の直交する参照信号によりチャネル推定した結果に基づいて行われる。復調処理を実施後、処理を終了する。
スモールセル基地局装置1010Aの信号復調部1133は、各端末装置1030A間の干渉を低減する処理を行う。具体的処理について第1の実施例におけるステップS1125の処理と同様である。信号復調部1133は、干渉低減処理を実施後、復調処理を行い、処理を終了する。
以上に説明したように、基地局装置と端末装置とを備える通信システムにおいて、基地局装置は、少なくとも1つ以上のリソースブロックからなる無線リソースを、複数の端末装置に割り当てるスケジューリング制御部と、端末装置からの受信信号を復調する受信処理部と、を備え、端末装置は、自端末装置に割り当てられた前記無線リソースの少なくとも一部を使用して送信データを送信する送信制御部とを備える。
この構成により、複数の端末装置が少なくとも1つ以上のリソースブロックを共有してデータを送信し、基地局装置により受信して復調される。そのため、信号の遅延を低減しつつ、無線リソースの利用効率を向上することができる。
この構成により、復調するリソースブロック内に複数の端末装置からの信号が多重された場合も、各送信データを分離し復調するこができる。
この構成により、復調するリソースブロック内に複数の端末装置からの信号が含まれる場合にも、端末装置間の干渉を低減して、受信品質を向上することができる。
この構成により、制御信号に関する無線リソースを節約することができる。
この構成により、確実に多重化された信号の干渉低減や復調を行うことができる。
この構成により、確実に多重化された信号の干渉低減や復調を行うことができる。
この構成により、端末装置があるリソースブロックで信号を送信できなかった場合に、そのリソースブロックで他の端末が信号を送信することができる確率を高めることができる。そのため、無線リソースを効率的に使用することができる。
この構成により、端末装置があるリソースブロックで信号を送信できなかった場合に、そのリソースブロックで他の端末が信号を送信することができる確率を高めることができる。そのため、無線リソースを効率的に使用することができる。
端末装置と通信する基地局装置であって、少なくとも1つ以上のリソースブロックからなる無線リソースを、複数の前記端末装置に割り当てるスケジューリング制御部と、前記端末装置からの受信信号を復調する受信処理部と、を備える基地局装置。
また、LTE以外のその他の無線通信システムに対しても適用可能である。
本発明の第3の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図17は、本実施形態に係る通信システム2001の構成例を示す概略図である。
通信システム2001は、所定の通信方式、例えば、LAA方式を用いて無線通信を行う通信システムである。LAA方式は、3GPP(3rd Generation Partnership Project)において提案された無線通信方式である。この方式は、ライセンスバンド(licensed band)を主セル(Pcell:Primary cell)、アンライセンスバンドを副セル(Scell:Secondary cell)としてキャリアアグリゲーション(CA:Carrier Aggregation)を行う無線通信方式である。キャリアアグリゲーションとは、複数の互いに異なる周波数帯域の搬送波を1つの通信回線として用いる手法である。
なお、スモールセル基地局装置2010とマクロセル基地局装置2020は、1つの基地局装置として一体に構成されてもよい。
次に、本実施形態に係るスモールセル基地局装置2010の構成について説明する。
図18は、本実施形態に係るスモールセル基地局装置2010の構成例を示す概略ブロック図である。スモールセル基地局装置2010は、制御部2011、第1通信部2012および第2通信部2013を含んで構成される。
信号復調部2111は、端末装置2030からの受信信号を、第1通信部2012の副セル受信部2121を介して受信する。信号復調部2111は、受信信号についてスケジューリング情報生成部2113がスケジューリングにより定めた送信パラメータ(後述)を用いて、端末装置2030からの上りリンクデータを復調する。送信パラメータには、例えば、リソースブロックとMCS値が含まれる。信号復調部2111が行う処理には、指定されたリソースブロックに割り当てた受信信号を抽出する処理、取得した受信信号を、MCS値で指定される変調方式に対応する復号方式で受信信号を復調する処理、復調により得られた符号化データをMCS値で指定される符号化方式に対応する復号方式で符号化データを復号して上りリンクデータを取得する処理が含まれる。
送信パラメータには、その要素として、例えば、リソースブロックもしくは複数のリソースブロックからなるリソースブロック群、伝送レート(MCS:Modulation and Coding Scheme、変調符号化スキーム)、TPC(Transmitter Power Control、送信電力制御)コマンドが含まれる。スケジューリング情報生成部2113は、定めた送信パラメータを示す上りスケジューリング情報(UL:Uplink grant)を生成する。スケジューリング情報生成部2113は、端末装置2030の個々に生成した上りスケジューリング情報を下り制御信号(PDCCH:Physical Downlink Control Channel、物理下り制御チャネル、等)に含めて第1通信部2012を介して、その端末装置2030に送信する。以下の説明では、送信パラメータを定めることをスケジューリングと称することがある。
端末装置2030がマクロセル基地局装置2020あるいはスモールセル基地局装置2010へ報告する品質情報として、例えば、端末装置2030が各基地局装置から受信した電波の受信電力が用いられる。スケジューリング情報生成部2113は、品質情報の一例として、端末装置2030の制御部2031に設定されるLBT期間で測定された受信電力と送信可否の判定を示すLBT情報を用いてもよい。なお、端末装置2030の制御部2031は、自部が生成したLBT情報をマクロセル基地局装置2020にライセンスバンドを用いて送信してもよい。マクロセル基地局装置2020は、端末装置2030から受信したLBT情報をスモールセル基地局装置2010に専用回線を介して送信してもよい。LBT情報は、専用回線を介して送信されることで、アンライセンスバンドを用いて送信される場合ほど環境の影響を受けない。
スケジューリング情報生成部2113は、生成した上りスケジューリング情報を送信判定部2114に出力し、定めた送信パラメータを信号復調部2111に出力する。
また、変調方式ごとの値数が小さいほど、干渉に対する耐性が高く、伝送レートが低くなる。符号化率が高いほど、干渉に対する耐性が低く、伝送レートが高くなる。TPCコマンドは、端末装置2030からの上りリンクデータの送信電力を制御するための命令である。
TPCコマンドには、TPC指示が含まれる。TPC指示は、所定の基準値からの送信電力の差分をdBで表した送信電力の目標値である。TPC指示の値が大きいほど、送信電力が大きいことを示す。従って、TPC指示の値が大きいほど、干渉に対する耐性が高い。そこで、スケジューリング情報生成部2113は、取得した通信品質が低いほど干渉に対する耐性が高いパラメータを送信パラメータとして定め、取得した通信品質が高いほど干渉に対する耐性が低いパラメータを送信パラメータとして定める。
副セル受信部2121は、端末装置2030からアンライセンスバンドの電波を受信信号として受信する。副セル受信部2121は、受信した受信信号を制御部2011に出力する。
副セル送信部2122は、制御部2011から入力される送信信号をアンライセンスバンドの電波として端末装置2030に送信する。
なお、通信システム2001が、マクロセル基地局装置2020と端末装置2030間の通信のスケジューリング制御、およびスモールセル基地局装置2010と端末装置2030間の通信のスケジューリング制御を1つのスケジューリング情報生成部で実施する場合には、スケジューリング情報生成部は、マクロセル基地局装置2020に実装されてもよいし、スモールセル基地局装置2010に実装されてもよい。マクロセル基地局装置2020に実装される場合には、図18に示すスケジューリング情報生成部2113は存在しない。スモールセル基地局装置の各部は、第2通信部2013を介してマクロセル基地局装置2020より受信したスケジューリング情報に基づいてスケジューリング制御を受ける。
マクロセル基地局装置2020およびスモールセル基地局装置2010のそれぞれにスケジューリング情報生成部が実装されてもよい。特にマクロセル基地局装置2020とスモールセル基地局装置2010がnon−ideal backhaulで接続される場合や、X2インタフェースを介して接続される場合には、スケジューリングの遅延が生じる。そのため、各基地局がスケジューリング生成部を備えることで、かかる遅延が軽減される。
次に、本実施形態に係る端末装置2030の構成について説明する。
図19は、本実施形態に係る端末装置2030の構成例を示す概略ブロック図である。
端末装置2030は、制御部2031および通信部2032を含んで構成される。制御部2031は、スケジューリング情報処理部2311、センシング処理部2312、送信データ生成部2313および送信判定部2314を含んで構成される。
主セル受信部2321は、主セルであるマクロセル基地局装置2020から伝送されたライセンスバンドの電波を受信信号として受信する。主セル受信部2321は、受信した受信信号を制御部2031に出力する。
主セル送信部2322は、制御部2031から入力される送信信号をライセンスバンドの電波としてマクロセル基地局装置2020に送信する。
副セル受信部2323は、副セルであるスモールセル基地局装置2010からアンライセンスバンドの電波を受信信号として受信する。副セル受信部2323は、受信した受信信号を制御部2031に出力する。
副セル送信部2324は、制御部2031から入力される送信信号をアンライセンスバンドの電波としてスモールセル基地局装置2010に送信する。
干渉受信部2325は、他の信号源からアンライセンスバンドの一部または全部の帯域の電波を受信信号として受信する。受信される受信信号は、スモールセル基地局装置2010からの受信信号、スモールセル基地局装置への送信信号と干渉する可能性がある。干渉受信部2325は、受信した受信信号をセンシング処理部2312に出力する。
次に、本実施形態に係るスケジューリング通知方法について説明する。スケジューリング通知方法には、セルフスケジューリングとクロススケジューリングとがある。セルフスケジューリングとは、上りリンクデータの送信先となる基地局装置が、そのデータに係る上りスケジューリング情報を生成し、生成したスケジューリング情報を上りリンクデータの送信元の端末装置に通知する手法である。図17−図19に示す構成例は、セルフスケジューリングを前提としている。図20(A)に示すように、スモールセル基地局装置2010の送信判定部2114は、スケジューリング情報生成部2113が生成した上りスケジューリング情報(Scell下りリンク上りスケジューリング情報)を端末装置2030に送信する。上りスケジューリング情報の送信の可否を判定する際、その送信の直前において、スモールセル基地局装置2010のセンシング処理部2112はLBTを行う。送信判定部2114は、LBTの結果として干渉受信部2123からの受信信号の受信電力に基づいて送信の可否を判定する。送信すると判定するとき、上りスケジューリング情報をその端末装置2030に送信する。上りスケジューリング情報は、端末装置2030に上りリンクデータの送信用に割り当てた複数のリソースブロックからなるリソースブロック群の情報を含む。
次に、本実施形態に係るリソースブロックの割り当て例について図21を用いて説明する。以下に説明する手法は、スケジューリング通知方法がセルフスケジューリングであるか、クロススケジューリングであるかによらず共通である。以下の説明では、セルフスケジューリングを例にする。また、スモールセル基地局装置2010と接続している端末装置が端末装置2030−1、2030−2の2個である場合を仮定する。スモールセル基地局装置2010のスケジューリング情報生成部2113と、端末装置2030の送信データ生成部2313のそれぞれに、1つの上りスケジューリング情報が示すリソースブロック群に対して、端末装置2030が送信に使用するリソースブロックの個数の上限値Nを予め定めておいてもよい。
送信判定部2314は、次に受信する上りスケジューリング情報に基づいて、最大N個のリソースブロックを用いて、送信対象のデータを含む上りリンクデータを送信する。
スモールセル基地局装置2010のスケジューリング情報生成部2113は、端末装置2030からN個のリソースブロックを用いて上りリンクデータを受信するとき、端末装置2030に割り当てたリソースブロック群に含まれ、かつN個目のリソースブロックが送信されたサブフレームより後のサブフレームに含まれるリソースブロックを、すべて未使用リソースブロックと判定する。スケジューリング情報生成部2113は、未使用リソースブロックと判定したリソースブロック群の少なくとも一部を、上りリンクデータを送信した端末装置2030とは他の端末装置2030に割り当てる。
送信判定部2314は、送信すると判定した第2のサブフレームに割り当てられたリソースブロックを用いて上りリンクデータ(Scell上りリンクデータ)をスモールセル基地局装置2010に送信する。
この構成により、スケジューリング情報生成部2113は、少なくとも1つの端末装置2030からの上りリンクデータの伝送に用いられない未使用のリソースブロックが、他の端末装置2030に割り当てられる。複数のリソースブロックが割り当てられる場合においても、受信環境によって生じ得るリソースブロックが未使用のリソースブロックが他の端末装置からの上りリンクデータの伝送に用いられうる。そのため、限られたリソースブロックの浪費が軽減され、未使用のリソースブロックが有効に利用される。このことは、次回のリソースブロックの割り当てを待たずに上りリンクデータが効率よく伝送することと両立する。
次に、本発明の第4の実施形態について説明する。第3の実施形態と同一の構成については、同一の符号を付して、その説明を援用する。以下、主に第3の実施形態との差異点について説明する。以下の説明では、主にスケジューリング通知方法がスモールセル基地局装置2010によるセルフスケジューリングである場合を例にするが、マクロセル基地局装置2020によるクロススケジューリングに適用されてもよい。
次に、本実施形態に係るリソースブロックの割り当て例について図22を用いて説明する。
図22(A)、(B)は、それぞれ端末装置2030−1、2030−2に対するスケジューリングの例を示す。図22(A)に例示される下りリンク上りスケジューリング情報は、スモールセル基地局装置2010のスケジューリング情報生成部2113が端末装置2030−1に送信する上りスケジューリング情報を示す。その右方に表示されている送信リソースブロック群は、その上りリンクスケジューリング情報が示す複数のリソースブロックからなる。第1サブフレームのFlg0は、割り当てられたリソースブロックを用いた上りリンクデータの伝送の継続を指示するフラグ0を示す。第2サブフレームにおけるFlg1は、割り当てられたリソースブロックを用いた上りリンクデータの伝送の終了を指示するフラグ1を示す。第3サブフレームのデータが破線で表されていることは、第3サブフレームにもリソースブロックの割り当てがあるが、上りリンクデータが伝送されないことを示す。スモールセル基地局装置2010のスケジューリング情報生成部2113は、端末装置2030−1に割り当てた複数のリソースブロックのうち、第1サブフレーム内のリソースブロックに付加されたフラグ0を検出する。スケジューリング情報生成部2113は、フラグ0の検出により後続するサブフレーム内のリソースブロックを用いて上りリンクデータの受信を継続すると判定する。スケジューリング情報生成部2113は、第2サブフレーム内のリソースブロックに付加されたフラグ1の検出により、第2サブフレームでリソースブロックを用いた上りリンクデータの受信を終了すると判定する。そして、スケジューリング情報生成部2113は、端末装置2030−1に割り当てた第3サブフレーム内のリソースブロックが上りリンクデータの伝送に使用されていないと判定する。
次に、本実施形態に係るスモールセル基地局装置2010によるスケジューリング処理について説明する。図23は、本実施形態に係るスモールセル基地局装置2010が行うスケジューリング処理の例を示すフローチャートである。
(ステップS2101)スモールセル基地局装置2010のスケジューリング情報生成部2113は、接続された複数の端末装置2030の1つである端末装置2030−1に複数のリソースブロックを割り当てる。スケジューリング情報生成部2113は、割り当てたリソースブロックを示す上りスケジューリング情報を、その端末装置2030−1に送信する。その後、ステップS2102の処理に進む。
(ステップS2102)スケジューリング情報生成部2113は、端末装置2030−1に割り当てたリソースブロックを用いて伝送された上りリンクデータと、そのリソースブロックに付加された上りリンクデータ終了フラグとをサブフレーム毎に受信する。その後、ステップS2103の処理に進む。
(ステップS2103)スケジューリング情報生成部2113は、受信した上りリンクデータ終了フラグの値が1(Flg=1)であるか否かを判定する。1であると判定するとき(ステップS2103 YES)、ステップS2104の処理に進む。0であると判定するとき(ステップS2103 NO)、ステップS2102の処理に戻る。
(ステップS2104)スケジューリング情報生成部2113は、端末装置2030−1に割り当てたリソースブロックのうち上りリンクデータの伝送に用いられずに未使用のリソースブロックが残っているか否かを判定する。残っていると判定するとき(ステップS2104 YES)、スケジューリング情報生成部2113は、ステップS2105の処理に進む。残っていないと判定するとき(ステップS2104 NO)、図23に示す処理を終了する。
(ステップS2105)スケジューリング情報生成部2113は、端末装置2030−1とは他の端末装置2030−2に、未使用のリソースブロックを割り当てる。端末装置2030−2には、その未使用のリソースブロックを含め、複数のリソースブロックが割り当てられる。その後、図23に示す処理を終了する。
また、基地局装置のスケジューリング情報生成部2113は、少なくとも1つの端末装置2030に割り当てたリソースブロックに付加され、上りリンクデータの送信の終了を示す終了フラグに基づいて未使用のリソースブロックを特定する。
この構成により、スケジューリング情報生成部2113は、端末装置2030に割り当てたリソースブロックを用いて伝送された上りリンクデータの終了を検出し、上りリンクデータの伝送に用いられていない未使用のリソースブロックを上りリンクデータの特性に複雑な解析を行うことなく直ちに特定することができる。そのため、未使用のリソースブロックの有効な利用が促進される。
また、上述した実施形態に係る通信システム2001は、主にLAA方式を用いて通信を行うLAAシステムに限られず、スタンドアローン(Standalone)型アンライセンスバンドLTEシステムとしても構成されうる。スタンドアローン型アンライセンスバンドLTEシステムとは、各種のデータを送受信に用いる電波の周波数帯域としてアンライセンスバンドのみを用いるLTEシステムである。この場合、通信システム2001において、マクロセル基地局装置2020が省略され、端末装置2030において、主セル受信部2321と主セル送信部2322が省略されてもよい。また、通信システム2001において、マクロセル基地局装置2020の主セル受信部、端末装置2030の主セル受信部2321は、伝送されたアンライセンスバンドの電波を受信信号として受信してもよい。このとき、マクロセル基地局装置2020の主セル送信部、端末装置2030の主セル送信部2322は、送信信号をアンライセンスバンドの電波として送信する。
また、通信システム2001は、基地局装置が上りリンクデータのスケジューリングを行い、スケジューリングに基づいて端末装置がその上りリンクデータをアンライセンスバンドの電波を用いて送信する、その他の無線通信システムに応用されてもよい。
その場合、スモールセル基地局装置2010またはマクロセル基地局装置2020のスケジューリング情報生成部は、複数のサブフレーム毎にリソースブロックを端末装置2030毎に割り当てる。
(1)複数の端末装置との通信を行う通信部と制御部とを備え、前記制御部は、前記複数の端末装置のいずれか1つである第1の端末装置にリソースブロックを割り当て、割り当てた前記リソースブロックのうち、前記第1の端末装置が使用しない未使用リソースブロックの少なくとも1つを特定し、特定した前記未使用リソースブロックのうち少なくとも1つを、前記第1の端末装置とは異なる他の端末装置に割り当てる基地局装置。
Claims (22)
- 基地局装置と、前記基地局装置と通信する第1及び第2の端末装置と、を備える通信システムであって、
前記基地局装置は、
前記第1及び第2の端末装置との通信を行う第1の通信部と、
前記第1及び第2の端末装置のいずれかが使用可能な少なくとも1つ以上のリソースブロックからなる無線リソースを、前記第1及び第2の端末装置の両方に割り当てる第1の制御部と、
を備え、
前記第1の制御部は、
割り当てた前記無線リソースの前記少なくとも1つ以上のリソースブロックのうち、前記第1の端末装置が使用しない未使用リソースブロックの少なくとも1つを特定し、
特定した前記未使用リソースブロックのうち少なくとも1つを、前記第1の端末装置とは異なる前記第2の端末装置に割り当て、
前記第1及び第2の端末装置は、
前記第1の制御部により割り当てられた前記無線リソースの前記少なくとも1つ以上のリソースブロックを使用して送信データを、前記基地局装置に送信する第2の制御部を備え、
前記無線リソースの利用効率を向上させる通信システム。 - 前記基地局装置は、
前記第1及び第2の端末装置からの受信信号を復調する受信処理部を備える請求項1に記載の通信システム。 - 前記第2の制御部は、前記第1及び第2の端末装置毎に分離可能なリファレンスシグナルを、前記送信データに付加し、
前記受信処理部は、当該リファレンスシグナルに基づいて、前記受信信号から前記リファレンスシグナルが付加された前記送信データを分離する
請求項2に記載の通信システム。 - 前記受信処理部は、復調するリソースブロック内に前記第1及び第2の端末装置からの受信信号が含まれる場合に、前記第1及び第2の端末装置間の干渉を低減する
請求項2または請求項3に記載の通信システム。 - 前記第1の制御部は、前記第1及び第2の端末装置に共通の制御チャネルを使用して、前記第1及び第2の端末装置に共通のスケジューリング情報を送信するよう制御する
請求項2から請求項4のいずれか一項に記載の通信システム。 - 前記第1の制御部は、前記無線リソースを割り当てる前記第1及び第2の端末装置を含む複数の端末装置の台数の上限を所定の基準に基づいて設定する
請求項2から請求項5のいずれか一項に記載の通信システム。 - 前記所定の基準は、前記受信処理部が前記第1及び第2の端末装置間の干渉を低減できるか否かである請求項6に記載の通信システム。
- 前記第1の制御部は、前記無線リソースを割り当てる前記第1及び第2の端末装置を、前記第1及び第2の端末装置の位置に基づいて決定する
請求項2から請求項7のいずれか一項に記載の通信システム。 - 前記第1の制御部は、前記無線リソースを割り当てる前記第1及び第2の端末装置を、前記第1及び第2の端末装置から受信する品質情報に基づいて決定する
請求項2から請求項7のいずれか一項に記載の通信システム。 - 前記第1及び第2の端末装置は、
前記基地局装置との通信を行う第2の通信部をそれぞれ備え、
前記第2の制御部は、
前記基地局装置が割り当てた前記無線リソースの前記少なくとも1つ以上のリソースブロックを用いて、前記第2の通信部を介して前記基地局装置に上りリンクデータを送信するときに、前記上りリンクデータ以外に送信する上りリンクデータがない場合には、前記上りリンクデータの送信に用いる前記少なくとも1つ以上のリソースブロックより後のリソースブロックを、自端末装置が送信に使用しないことを示す付加情報を前記上りリンクデータに付加する
請求項1に記載の通信システム。 - 前記基地局装置の前記第1の制御部が割り当てる前記無線リソースの前記少なくとも1つ以上のリソースブロックは、前記第1又は第2の端末装置が必要とするリソースブロックよりも多い請求項1に記載の通信システム。
- 前記受信処理部は、前記復調するリソースブロック内に前記第1及び第2の端末装置からの受信信号が含まれない場合には、前記復調するリソースブロック内に含まれる前記第1又は第2の端末装置からの受信信号について、前記復調の処理を行う
請求項4に記載の通信システム。 - 第1及び第2の端末装置と通信する基地局装置であって、
前記第1及び第2の端末装置との通信を行う通信部と、
前記第1及び第2の端末装置のいずれかが使用可能な少なくとも1つ以上のリソースブロックからなる無線リソースを、前記第1及び第2の端末装置の両方に割り当てる制御部と、
を備え、
前記制御部は、
割り当てた前記無線リソースの前記少なくとも1つ以上のリソースブロックのうち、前記第1の端末装置が使用しない未使用リソースブロックの少なくとも1つを特定し、
特定した前記未使用リソースブロックのうち少なくとも1つを、前記第1の端末装置とは異なる前記第2の端末装置に割り当て、
前記無線リソースの利用効率を向上させる基地局装置。 - 前記基地局装置は、
前記第1及び第2の端末装置からの受信信号を復調する受信処理部を備える請求項13に記載の基地局装置。 - 前記制御部は、
前記第1の端末装置が送信した上りリンクデータを前記通信部を介して受信し、
前記上りリンクデータに付加された付加情報に基づいて前記未使用リソースブロックを特定する
請求項13に記載の基地局装置。 - 前記付加情報は、
前記第1の端末装置に割り当てられた前記無線リソースの前記少なくとも1つ以上のリソースブロックのうち、前記上りリンクデータの送信に用いられた前記リソースブロックより後のリソースブロックを前記第1の端末装置が使用しないことを示す付加情報である
請求項15に記載の基地局装置。 - 前記制御部は、
前記第1の端末装置に割り当てられた前記無線リソースの前記少なくとも1つ以上のリソースブロックのうち、前記第1の端末装置が上りリンクデータの送信に使用した前記少なくとも1つ以上のリソースブロックの数に基づいて前記未使用リソースブロックを特定する
請求項15または請求項16に記載の基地局装置。 - 基地局装置と通信する第1及び第2の端末装置のいずれかである端末装置であって、
前記基地局装置との通信を行う通信部と、
前記基地局装置から前記第1及び第2の端末装置の両方に割り当てられる無線リソースの少なくとも1つ以上のリソースブロックであって、前記第1及び第2の端末装置のいずれかが使用可能な前記少なくとも1つ以上のリソースブロックを使用して送信データを、前記基地局装置に送信する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記基地局装置が割り当てた前記無線リソースの前記少なくとも1つ以上のリソースブロックを用いて、前記通信部を介して前記基地局装置に上りリンクデータを送信するときに、前記上りリンクデータ以外に送信する上りリンクデータがない場合には、前記上りリンクデータの送信に用いる前記少なくとも1つ以上のリソースブロックより後のリソースブロックを、自端末装置が送信に使用しないことを示す付加情報を前記上りリンクデータに付加し、
前記無線リソースの利用効率を向上させる端末装置。 - 前記無線リソースの少なくとも一部を使用して送信データを送信する送信制御部
を備える請求項18に記載の端末装置。 - 基地局装置と、第1及び第2の端末装置における通信方法であって、
前記基地局装置が、
前記第1及び第2の端末装置のいずれかが使用可能な少なくとも1つ以上のリソースブロックからなる無線リソースを、前記第1及び第2の端末装置の両方に割り当て、
割り当てた前記無線リソースの前記少なくとも1つ以上のリソースブロックのうち、前記第1の端末装置が使用しない未使用リソースブロックの少なくとも1つを特定し、
特定した前記未使用リソースブロックのうち少なくとも1つを、前記第1の端末装置とは異なる前記第2の端末装置に割り当て、
前記第1及び第2の端末装置が、
前記割り当てられた前記無線リソースの前記少なくとも1つ以上のリソースブロックを使用して送信データを、前記基地局装置に送信し、
前記無線リソースの利用効率を向上させる通信方法。 - 前記基地局装置が、
前記第1及び第2の端末装置からの受信信号を復調する
請求項20に記載の通信方法。 - 第1及び第2の端末装置と通信する基地局装置のコンピュータに、
前記第1及び第2の端末装置のいずれかが使用可能な少なくとも1つ以上のリソースブロックからなる無線リソースを、前記第1及び第2の端末装置の両方に割り当てさせ、
割り当てた前記無線リソースの前記少なくとも1つ以上のリソースブロックのうち、前記第1の端末装置が使用しない未使用リソースブロックの少なくとも1つを特定させ、
特定した前記未使用リソースブロックのうち少なくとも1つを、前記第1の端末装置とは異なる前記第2の端末装置に割り当てさせ、
前記無線リソースの利用効率を向上させるプログラム。
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