JP7318668B2 - 基地局および端末 - Google Patents

Description

本発明は、基地局および端末に関する。

次世代の通信規格として５Ｇ（第５世代移動体通信）が検討されている。５Ｇでは、大きくｅＭＢＢ（Enhanced Mobile BroadBand）、Ｍａｓｓｉｖｅ ＭＴＣ（Machine Type Communications)、およびＵＲＬＬＣ（Ultra－Reliable Low Latency Communication）に分類される多くのユースケースのサポートが想定されている。５Ｇでは、超低遅延通信データと、通常のデータとを同じインターフェースで同時に効率的にサポートしつつ、周波数利用効率の向上が目標とされている。例えば、ｅＭＢＢでは、上り回線および下り回線におけるユーザプレーンの遅延を４ミリ秒とすることが目標とされている。また、ＵＲＬＬＣでは、上り回線および下り回線におけるユーザプレーンの遅延を０．５ミリ秒とすることが目標とされている。

また、ＴＤＤ－ＬＴＥ（Time Division Duplex－Long Term Evolution）では、上り信号に用いられるサブフレームと下り信号に用いられるサブフレームとの組み合わせ（ＵＬ／ＤＬ構成）が７種類規定されている。基地局と端末とは、基地局が指定したＵＬ／ＤＬ構成に基づいて通信を行う。また、近年、小セル化に伴う通信トラフィックの急激な変動に対応するために、ＵＬ／ＤＬ構成を最短１０ミリ秒で切り替える技術が導入された。

特表２０１４－５２２１３５号公報 国際公開第２０１３／０６９２１８号

３ＧＰＰ ＲＰ－１６０１６７

ところで、基地局と端末との間の通信トラフィックは、上り信号または下り信号のいずれかに偏ることが多い。そのため、基地局と端末との間では、上り信号または下り信号のいずれかに偏ったＵＬ／ＤＬ構成を用いて通信が行われることにより、大容量のデータを効率よく伝送することができる。しかし、ＵＬ／ＤＬ構成が上り信号または下り信号のいずれかに偏っていると、超低遅延データが発生した場合、超低遅延データの送信に用いられるサブフレームの期間まで、送信が延期されることになる。例えば、端末において超低遅延データが発生した場合、基地局と端末との間で下り信号に偏ったＵＬ／ＤＬ構成が用いられていると、上り信号に割り当てられたサブフレームまでの待ち時間が長くなる。そのため、超低遅延データの送信に要求される遅延を満たすことが難しい。

また、上り信号および下り信号が交互に送信されるようなＵＬ／ＤＬ構成を用いることにより、超低遅延データの送信に要求される遅延を満たすことも考えられる。しかし、この場合、大容量のデータについての伝送効率が低下することになる。

開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、大容量のデータの伝送効率を維持しつつ、超低遅延データの送信に要求される遅延を満たすことを目的とする。

１つの側面では、上り区間と下り区間との間で、時分割で切り替えて通信を行う基地局は、送信部と、生成部とを有する。送信部は、所定の間隔における、時分割複信（ＴＤＤ）の上り（ＵＬ）構成または下り（ＤＬ）構成のリソースの組み合わせを示す複数の割当情報の中から通信に用いる割当情報を端末に通知する。複数の割当情報には、上り区間の領域を含まない第１の割当情報と、下り区間の割当情報を含まない第２の割当情報が含まれている。生成部は、下り構成のリソースで構成される下り区間のうちの第１のリソースに対する処理を除外するための指示情報または、上り構成のリソースで構成される上り区間のうちの第２のリソースを用いた送信の中止を示す中止情報を生成する。送信部は、更に指示情報または中止情報を送信する。

１実施形態によれば、大容量のデータの伝送効率を維持しつつ、超低遅延データの送信に要求される遅延を満たすことができる。

図１は、無線通信システムの一例を示す図である。 図２は、フレームの構造の一例を示す図である。 図３は、割当テーブルの一例を示す図である。 図４は、１フレームに含まれるサブフレームの組合せの一例を示す図である。 図５は、基地局の一例を示すブロック図である。 図６は、Ｌ－ＳＲおよび超低遅延データの送信タイミングの一例を説明する 図である。 図７は、Ｌ－ＳＲおよび超低遅延データの送信タイミングの他の例を説明す る図である。 図８は、端末の一例を示すブロック図である。 図９は、基地局の動作の一例を示すフローチャートである。 図１０は、端末の動作の一例を示すフローチャートである。 図１１は、無線通信システムの動作の一例を示すシーケンス図である。 図１２は、基地局のハードウェアの一例を示す図である。 図１３は、端末のハードウェアの一例を示す図である。

以下に、本願の開示する基地局、端末、無線通信システム、および通信方法の実施例を、図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施例は開示の技術を限定するものではない。

［無線通信システム１０］
図１は、無線通信システム１０の一例を示す図である。無線通信システム１０は、基地局２０および複数の端末３０－１～３０－ｎを有する。なお、以下では、複数の端末３０－１～３０－ｎのそれぞれを区別することなく総称する場合に単に端末３０と記載する。本実施例において、基地局２０とそれぞれの端末３０とは、それぞれの端末３０から基地局２０へ送信される上り信号と、基地局２０からそれぞれの端末３０へ送信される下り信号とを時分割で切り替えて通信を行う。基地局２０とそれぞれの端末３０とは、例えばＴＤＤ－ＬＴＥ（Time Division Duplex－Long Term Evolution）方式に基づいて通信を行う。

基地局２０と各端末３０とは、遅延に関する要求はそれほど高くないがデータ量が比較的多いデータ（以下、大容量データと記載する）の送受信と、遅延に関する要求が高いがデータ量が比較的少ないデータ（以下、超低遅延データと記載する）の送受信とを行う。大容量データは、例えば映像やファイル等のデータであり、超低遅延データは、例えば自動車の自動運転や遠隔手術等で送受信される制御信号やデータである。大容量データ等の超低遅延データ以外のデータは、第１のデータの一例であり、超低遅延データは、第２のデータの一例である。

本実施例において、基地局２０とそれぞれの端末３０との間では、例えば図２に示すような構造のフレームを用いてデータの送受信が行われる。図２は、フレームの構造の一例を示す図である。１フレームには、例えば図２に示すように複数のサブフレーム４０が含まれる。なお、本実施例では、例えば図２に示すように、１フレームに、連続する６個のサブフレーム４０が含まれるが、１フレームに含まれるサブフレームの数は、５個以下であってもよく、７個以上であってもよい。

各サブフレーム４０には、例えば図２に示すように、先頭から順に、領域４１～領域４５が配置される。それぞれの領域４１～領域４５は、周波数と時間の組合せで特定される複数のリソースブロックにより構成されている。領域４１は、下り方向の制御信号や下り方向の制御信号の復調に用いられる参照信号等が配置される領域である。領域４２は、下り方向のデータや下り方向のデータの復調に用いられる参照信号等が配置される領域である。領域４１および領域４２内に配置される参照信号は、端末３０において、基地局２０との間のチャネルの品質の測定にも利用される。

領域４３は、ガード区間である。領域４４は、上り方向のデータや上り方向のデータの復調に用いられる参照信号等が配置される領域である。領域４５は、上り方向の制御信号や上り方向の制御信号の復調に用いられる参照信号等が配置される領域である。以下では、領域４１に配置される信号をＤＬ＿ＣＴＬと記載し、領域４２に配置される信号をＤＬデータと記載し、領域４３をＧＰと記載し、領域４４に配置される信号をＵＬデータと記載し、領域４５に配置される信号をＵＬ＿ＣＴＬと記載する。

図２の例では、領域４１および領域４２に下り方向の信号が配置され、領域４４および領域４５に上り方向の信号が配置される。また、例えば図２に示すように、各サブフレーム４０において、下り方向の信号が配置される領域の長さをｍ、上り方向の信号が配置される領域の長さをｎとした場合、各サブフレーム４０における上り信号と下り信号との比率は、ｍとｎの組合せによって表される。下り方向の信号が配置される領域は、下り区間の一例であり、下り方向の信号が配置される領域の長さｍは、下り区間の長さを示す情報の一例である。また、上り方向の信号が配置される領域は、上り区間の一例であり、上り方向の信号が配置される領域の長さｎは、上り区間の長さを示す情報の一例である。

本実施例では、各サブフレーム４０における上り信号と下り信号との比率が予め数種類定められている。図３は、割当テーブル５０の一例を示す図である。本実施例では、例えば図３の割当テーブル５０に示されるように、各サブフレーム４０における上り信号と下り信号との比率が予め５通り定められている。なお、各サブフレーム４０における上り信号と下り信号との比率として予め定められる組合せは、４通り以下であってもよく、６通り以上であってもよい。

例えば図３に例示した割当テーブル５０では、組合せ番号が「０」の場合、サブフレーム４０における下り信号と上り信号との比率は９対１である。下り信号と上り信号との比率が９対１のサブフレーム４０では、例えば、上り信号が配置される領域に、ＵＬ＿ＣＴＬが配置される領域４５が設けられるが、ＵＬデータが配置される領域４４は設けられない。

また、例えば、組合せ番号が「１」～「３」の場合、サブフレーム４０には、ＤＬデータが配置される領域４２と、ＵＬデータが配置される領域４４とが設けられる。また、例えば、組合せ番号が「４」の場合、サブフレーム４０における下り信号と上り信号との比率は１対９である。下り信号と上り信号との比率が１対９のサブフレーム４０では、下り信号が配置される領域に、ＤＬ＿ＣＴＬが配置される領域４１が設けられるが、ＤＬデータが配置される領域４２は設けられない。図３の割当テーブルでは、組合せ番号が「０」～「４」のいずれの場合も、各サブフレーム４０には、ＤＬ＿ＣＴＬが配置される領域４１と、ＧＰの領域４３と、ＵＬ＿ＣＴＬが配置される領域４５とが設けられる。なお、割当ができる組み合わせの中に、上り信号の領域を全く含まないサブフレームとなる組み合わせ、下り信号の領域を全く含まないサブフレームの組み合わせ、あるいは上り信号の領域も下り信号の領域も含まないサブフレーム（Muting subframe）となる組み合わせが含まれていてもよい。

なお、本実施例では、各サブフレーム４０において、サブフレーム４０の先頭から順に領域４１～領域４５が配置されるが、領域４１～領域４５の順番は図２の例に限られない。例えば、各サブフレーム４０において、領域４１と領域４２とは逆の順番であってもよく、領域４４と領域４５とは逆の順番であってもよい。また、例えば、各サブフレーム４０において、領域４３～領域４５が、領域４１および領域４２よりもサブフレーム４０内で先頭側に配置されてもよい。

本実施例では、基地局２０は、各サブフレーム４０における上り信号と下り信号との比率の組合せをフレーム単位で指定する割当情報を作成し、作成した割当情報を各端末３０に報知する。割当情報は、例えばＢＣＨ（Broadcast CHannel）やＰＤＣＣＨ（Physical Downlink Control CHannel）等のチャネルを用いて、各端末３０に報知される。例えば、基地局２０によって作成された割当情報が｛０，０，０，０，４，０｝である場合、基地局２０と各端末３０とは、例えば図４に示すような６個のサブフレーム４０で構成されたフレームを用いて通信する。図４は、１フレームに含まれるサブフレームの組合せの一例を示す図である。図４では、フレームの先頭から順にサブフレーム４０－１～４０－６が配置されている。

割当情報が｛０，０，０，０，４，０｝である場合、例えば図４に示すように、サブフレーム４０－１～４０－４およびサブフレーム４０－６では、ＤＬデータが配置される領域４２が設けられるが、ＵＬデータが配置される領域４４は設けられていない。一方、サブフレーム４０－５では、ＵＬデータが配置される領域４４が設けられるが、ＤＬデータが配置される領域４２は設けられていない。

このように、基地局２０は、各サブフレーム４０における上り信号と下り信号との比率の組合せを予め数種類定め、通信に使用する組合せを指定する割当情報を各端末３０に報知する。これにより、各サブフレーム４０における上り信号と下り信号との比率の組合せの自由度が向上すると共に、各サブフレーム４０における上り信号と下り信号との比率の組合せを各端末３０に報知する際のデータ量を低減することができる。

また、本実施例では、各サブフレーム４０には、ＤＬ＿ＣＴＬが配置される領域４１と、ＵＬ＿ＣＴＬが配置される領域４５とが設けられる。これにより、基地局２０および各端末３０は、少なくとも各サブフレーム４０において、制御信号を対向装置へ送信することができる。そのため、基地局２０および各端末３０は、送信するデータが発生してからデータの送信を開始するまでの待ち時間を少なくすることができる。

また、本実施例では、端末３０において超低遅延データが発生した場合、端末３０は、直近のサブフレーム４０内において、上り方向の制御信号に用いられる領域４５を用いて、超低遅延データの送信要求を基地局２０に通知する。以下では、超低遅延データの送信要求を、Ｌ－ＳＲ（Scheduling Request for Low latency communications）と記載する。なお、上り方向の制御信号に用いられる領域４５には、各端末３０用にＬ－ＳＲの送信に用いられるリソースが複数配置されている。

基地局２０は、端末３０からＬ－ＳＲを受信した場合、超低遅延データの発生を検出する。そして、基地局２０は、Ｌ－ＳＲが送信されたサブフレーム４０から２個後のサブフレーム４０において、ＵＬデータが配置される領域４４に超低遅延データ用のリソースを割り当てる。以下では、Ｌ－ＳＲが送信されたサブフレーム４０を第１のサブフレーム４０と記載し、超低遅延データの送信に用いられるサブフレーム４０を第２のサブフレーム４０と記載する。

そして、基地局２０は、第２のサブフレーム４０内のＤＬ＿ＣＴＬが配置される領域４１に、Ｌ－ＳＲの送信元の端末３０に対する切替指示を配置する。切替指示には、第２のサブフレーム４０内のリソースを超低遅延データ用のリソースに切り替える指示、および、超低遅延データ用に切り替えられたリソースの情報等が含まれる。なお、リソースの切り替えを行う指示そのものは必ずしも明示的に送信されなくてもよい。端末３０に超低遅延データ用のリソース情報を通知すること、または、予め決められたリソースを使って超低遅延データの送信に関する許可を通知することにより、切り替えを行う指示そのものが暗示的に通知されてもよい。また、超低遅延データのリソース割り当て情報の送信フォーマットあるいは送信リソースを超低遅延データではないデータ用のものと予め異なるようにすることにより、基地局２０は、超低遅延データに関連する指示（即ち、予め通知した上り信号と下り信号との比率の組合せより優先される指示）か、それとも予め通知した上り信号と下り信号との比率の組合せに基づく指示かを端末３０に伝えるようにしてもよい。

端末３０は、Ｌ－ＳＲを送信した後、各サブフレーム４０内の領域４１を監視する。そして、端末３０は、領域４１に自装置宛の切替指示が配置されていた場合、該切替指示に従い、ＵＬデータが配置される領域４４内で、超低遅延データ用に割り当てられたリソースを用いて、超低遅延データを基地局２０へ送信する。これにより、大容量データのスループットを上げるために、各サブフレーム４０において下り信号の比率が上り信号の比率よりも高く設定されていた場合であっても、端末３０は、発生した超低遅延データの送信を迅速に開始することができる。これにより、本実施例の無線通信システム１０は、大容量データの伝送効率を維持しつつ、超低遅延データの送信に要求される遅延を満たすことができる。

［基地局２０］
図５は、基地局２０の一例を示すブロック図である。基地局２０は、例えば図５に示すように、ＱｏＳ（Quality of Service）制御部２１、リソース割当部２２、制御信号生成部２３、および割当情報制御部２４を有する。また、基地局２０は、例えば図５に示すように、スケジューラ２５、上り信号ベースバンド処理部２６、無線部２７、アンテナ２８、およびテーブル保持部２９を有する。なお、図５では、基地局２０が有する機能ブロックのうち、主として、下り方向の制御信号の送信に関するブロック、ならびに、上り方向の制御信号およびデータの受信に関するブロックが例示されている。制御信号生成部２３は、通知部の一例であり、スケジューラ２５は、作成部の一例である。

無線部２７は、制御信号生成部２３から出力された制御信号に対して、デジタル信号からアナログ信号への変換およびアップコンバート等の処理を実行して送信信号を生成する。そして、無線部２７は、生成した送信信号を、アンテナ２８を介して送信する。また、無線部２７は、アンテナ２８を介して端末３０から受信した信号に対して、ダウンコンバートおよびアナログ信号からデジタル信号への変換等の処理を実行して受信信号を生成する。そして、無線部２７は、生成した受信信号を上り信号ベースバンド処理部２６へ出力する。

ＱｏＳ制御部２１は、コアネットワーク１１内のＭＭＥ（Mobility Management Entity）等から、端末３０に提供されるサービスに要求される遅延条件や通信速度等を受信する。端末３０に提供されるサービスには、例えば自動車の自動運転や遠隔手術等の超低遅延データを扱うサービスや、映像やファイル等の大容量データを扱うサービス等が含まれる。そして、ＱｏＳ制御部２１は、遅延条件や通信速度等に基づいて、サービスが提供される端末３０に対して、Ｌ－ＳＲに用いられるリソースを準備するか否かを判定する。Ｌ－ＳＲに用いられるリソースを準備すると判定した場合、ＱｏＳ制御部２１は、リソース割当部２２にＬ－ＳＲに用いられるリソースの割り当てを指示する。

リソース割当部２２は、ＱｏＳ制御部２１からの指示に従って、Ｌ－ＳＲに用いられるリソースを端末３０に割り当てる。そして、リソース割当部２２は、Ｌ－ＳＲに用いられるリソースの割り当てを示す送信要求情報を制御信号生成部２３へ出力する。リソース割当部２２は、例えば、サブフレーム４０毎に、サブフレーム４０内のＤＬ＿ＣＴＬの領域４１にＬ－ＳＲのリソースを割り当てる。なお、大容量データ等の超低遅延データ以外のデータの送信要求に用いられるリソースについては、Ｌ－ＳＲよりも長い時間間隔で、サブフレーム４０内のＤＬ＿ＣＴＬの領域４１に割り当てられる。

本実施例において、リソース割当部２２は、Ｌ－ＳＲに用いられるリソースと、超低遅延データ以外のデータの送信要求に用いられるリソースとを、別々なリソースに割り当てる。しかし、開示の技術はこれに限られず、リソース割当部２２は、Ｌ－ＳＲに用いられるリソースと、超低遅延データ以外のデータの送信要求に用いられるリソースとを、端末３０毎に同じリソースに割り当ててもよい。この場合、Ｌ－ＳＲと、超低遅延データ以外のデータの送信要求とは、送信要求に含まれるデータの内容によって区別される。例えば、送信要求に含まれる特定のフラグの値によって、Ｌ－ＳＲであるか、超低遅延データ以外のデータの送信要求であるかが区別される。

テーブル保持部２９は、例えば図３に例示した割当テーブル５０を保持している。割当情報制御部２４は、基地局２０と各端末３０との間の通信トラフィック（例えば、基地局２０と各端末３０との間で送受信されるデータの種類や量）の状況に応じて、１フレーム内の各サブフレーム４０における上り信号と下り信号との比率を決定する。そして、割当情報制御部２４は、テーブル保持部２９内の割当テーブル５０を参照して、決定した比率に対応する組合せ番号を選択する。そして、割当情報制御部２４は、フレーム単位で選択した組合せ番号を割当情報として制御信号生成部２３およびスケジューラ２５へ出力する。

上り信号ベースバンド処理部２６は、無線部２７から出力された受信信号に対して、復調および復号等の処理を行い、制御信号と受信データとを抽出する。そして、上り信号ベースバンド処理部２６は、制御信号をスケジューラ２５へ出力し、受信データをコアネットワーク１１へ出力する。

スケジューラ２５は、上り信号ベースバンド処理部２６から出力された制御信号に基づいて、Ｌ－ＳＲを受信したか否かを判定する。スケジューラ２５は、Ｌ－ＳＲを受信した場合に、超低遅延データの発生を検出する。そして、スケジューラ２５は、Ｌ－ＳＲが送信された第１のサブフレーム４０の例えば２個後のサブフレーム４０を、超低遅延データの送信に用いられる第２のサブフレーム４０として特定する。なお、端末３０の処理能力等に応じて、スケジューラ２５は、第１のサブフレーム４０から３個以上後のサブフレーム４０を、第２のサブフレーム４０として特定してもよい。ただし、超低遅延データの送信遅延を少なくするためには、第１のサブフレーム４０に近いサブフレーム４０を第２のサブフレーム４０として特定することが好ましい。

そして、スケジューラ２５は、特定した第２のサブフレーム４０が変更可能なサブフレーム４０であるか否かを判定する。本実施例において、同期信号や重要なシステム情報など、送信されるタイミングが重要になるデータが含まれるサブフレーム４０については、変更が禁止される。第２のサブフレーム４０が変更可能なサブフレーム４０である場合、スケジューラ２５は、割当情報制御部２４から出力された割当情報とテーブル保持部２９内の割当テーブル５０とを参照する。そして、スケジューラ２５は、第２のサブフレーム４０にＵＬデータの領域４４が含まれているか否かを判定する。第２のサブフレーム４０にＵＬデータの領域４４が含まれている場合、スケジューラ２５は、第２のサブフレーム４０に含まれているＵＬデータの領域４４が、超低遅延データを配置するのに十分なサイズであるか否かを判定する。本実施例において、１回に送信される超低遅延データのデータ量は予め定められている。なお、１回に送信される超低遅延データのデータ量は、任意のデータ量であってもよい。ただし、その場合には、Ｌ－ＳＲ内に超低遅延データのデータ量を示す情報が含まれる。

第２のサブフレーム４０に含まれているＵＬデータの領域４４が、超低遅延データを配置するのに十分なサイズである場合、スケジューラ２５は、第２のサブフレーム４０内のリソースを超低遅延データ用のリソースに切り替える指示を含む切替指示を作成する。切替指示には、第２のサブフレーム４０に含まれているＵＬデータの領域４４の中で、超低遅延データの送信に割り当てられたリソースを示す情報が含まれている。超低遅延データの送信に割り当てられたリソースを示す情報には、データの送信に割り当てられた周波数および時間の組合せを示す情報の他に、送信電力およびＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme）等を指定する情報が含まれる。切替指示は、ＰＤＣＣＨ等の下り方向のチャネルを用いてＬ－ＳＲの送信元の端末３０へ送信される。

また、スケジューラ２５は、超低遅延データの送信用に切り替えられる前のＵＬデータの領域４４内のリソースが端末３０のＵＬデータの送信に割り当てられていた場合、該端末３０にＵＬデータの送信中止を指示する中止指示を作成する。中止指示は、ＰＤＣＣＨ等の下り方向のチャネルを用いて、超低遅延データの送信用に切り替えられる前のＵＬデータの領域４４内のリソースが割り当てられていた端末３０へ送信される。中止指示を受信した端末３０は、超低遅延データの送信用に切り替えられる前のＵＬデータの領域４４内のリソースを用いて送信する予定であったデータの送信を中止する。

また、第２のサブフレーム４０にＵＬデータの領域４４が含まれていない場合、または、第２のサブフレーム４０のＵＬデータの領域４４が、超低遅延データを配置するのに十分なサイズではない場合、スケジューラ２５は、次の判定を行う。即ち、スケジューラ２５は、第２のサブフレーム４０のＤＬデータの領域４２の少なくとも一部をＵＬデータの領域４４に切り替えた場合に、超低遅延データを配置するのに十分なサイズの領域４４が確保されるか否かを判定する。切り替えにより超低遅延データを配置するのに十分なサイズの領域４４が確保される場合、スケジューラ２５は、ＤＬデータの領域４２の少なくとも一部を超低遅延データ用のリソースに切り替える指示を含む切替指示を作成する。

また、スケジューラ２５は、ＤＬデータの領域４２の少なくとも一部を超低遅延データ用のリソースに切り替えた場合、該ＤＬデータの領域４２が超低遅延データ用のリソースに変更された旨を示す変更通知を作成する。変更通知は、ＢＣＨ等の下り方向のチャネルを用いて、基地局２０に属する各端末３０に報知される。これにより、超低遅延データ用のリソースに変更される前のＤＬデータの領域４２に含まれる参照信号に基づいて、基地局２０との間のチャネルの品質を測定していた端末３０は、ＤＬデータの領域４２の内容が変更されたことを認識することができる。これにより、端末３０は、超低遅延データ用のリソースに変更されたサブフレーム４０を、チャネルの品質の測定対象から除外することができる。従って、端末３０は、ＤＬデータの領域４２が超低遅延データ用のリソースに変更されたことによるチャネルの品質の測定精度の低下を抑制することができる。

制御信号生成部２３は、Ｌ－ＳＲに用いられるリソースの割り当てを示す送信要求情報がリソース割当部２２から出力された場合、該送信要求情報を含む制御信号を作成する。また、制御信号生成部２３は、割当情報が割当情報制御部２４から出力された場合、該割当情報を含む制御信号を作成する。また、制御信号生成部２３は、切替指示、中止指示、または変更通知がスケジューラ２５から出力された場合、これらの情報を含む制御信号を作成する。そして、制御信号生成部２３は、作成した制御信号に対して、符号化および変調等の処理を行う。そして、制御信号生成部２３は、処理後の信号をサブフレーム４０内の領域４１に配置してアンテナ２８へ出力する。下り方向の制御信号が配置されたサブフレーム４０は、無線部２７によってアンテナ２８から送信される。

図６および図７は、Ｌ－ＳＲおよび超低遅延データの送信タイミングの一例を説明する図である。図６および図７では、各フレーム内のサブフレーム４０が例えば図４のように配置されている場合を想定している。また、図６および図７では、いずれのサブフレーム４０においても、変更が禁止されてない場合を想定している。

例えば図６に示すように、サブフレーム４０－１内のＵＬ＿ＣＴＬが配置される領域４５において、端末３０からＬ－ＳＲが送信された場合、スケジューラ２５は、サブフレーム４０－１から２個後のサブフレーム４０－３を第２のサブフレーム４０として特定する。図４の例では、サブフレーム４０－３には、ＵＬデータの領域４４が含まれていないため、スケジューラ２５は、サブフレーム４０－３内のＤＬデータの領域４２の一部を、超低遅延データ用のリソースを含むＵＬデータの領域４４に切り替える。そして、ＤＬデータの領域４２の一部を超低遅延データ用のリソースに切り替える指示を含む切替指示と、ＤＬデータの領域４２が超低遅延データ用のリソースに変更された旨を示す変更通知とを作成する。作成された切替指示は、サブフレーム４０－３内のＤＬ＿ＣＴＬの領域４１に配置され、Ｌ－ＳＲの送信元の端末３０へ送信される。また、作成された変更通知は、サブフレーム４０－３内のＣＬ＿ＣＴＬの領域４１に配置され、各端末３０に報知される。

切替指示を受信した端末３０は、切替指示で指定されたサブフレーム４０－３内のリソースを用いて超低遅延データを送信する。本実施例において、各サブフレーム４０の長さは、例えば１００～１５０μ秒である。図６の例では、超低遅延データは、端末３０において超低遅延データの発生が検出されてから４５０μ秒以内に基地局２０へ送信されている。従って、本実施例の無線通信システム１０では、超低遅延データの発生から０．５ミリ秒以内に超低遅延データの送信を開始することができる。

また、例えば図７に示すように、サブフレーム４０－３内のＵＬ＿ＣＴＬの領域４５において端末３０からＬ－ＳＲが送信された場合、スケジューラ２５は、サブフレーム４０－３から２個後のサブフレーム４０－５を第２のサブフレーム４０として特定する。図４の例では、サブフレーム４０－５には、ＵＬデータの領域４４が含まれている。しかし、ＵＬデータの領域４４には、Ｌ－ＳＲに対する超低遅延データ用のリソースは含まれていない。そのため、スケジューラ２５は、サブフレーム４０－５内のＵＬデータの領域４４内のリソースの一部を、超低遅延データ用のリソース４４－１に切り替える。これにより
、サブフレーム４０－５内のＵＬデータの領域４４には、超低遅延データ用のリソース４４－１と、超低遅延データ以外のデータ用のリソース４４－２とが含まれることになる。なお、ＵＬデータの領域４４の一部を、超低遅延データ用のリソース４４－１に切り替える場合、領域４４のうち、先頭側の領域を超低遅延データ用のリソース４４－１に切り替えることが好ましい。これにより、超低遅延データの送信をより迅速に開始することができる。

なお、超低遅延データ用のリソース４４－１に切り替えられる前のリソースが、超低遅延データ以外のデータ用のリソースとして、端末３０に既に割り当てられていた場合、スケジューラ２５は、該端末３０に対して中止指示を作成する。作成された中止指示は、サブフレーム４０－５内のＤＬ＿ＣＴＬの領域４１に配置され、超低遅延データ用のリソース４４－１に切り替えられる前のリソースが割り当てられていた端末３０へ送信される。

［端末３０］
図８は、端末３０の一例を示すブロック図である。端末３０は、例えば図８に示すように、上位レイヤ処理部３１、制御信号処理部３２、通信制御部３３、下り信号ベースバンド処理部３４、送信要求送信部３５、上り信号ベースバンド処理部３６、無線部３７、アンテナ３８、およびテーブル保持部３９を有する。下り信号ベースバンド処理部３４および上り信号ベースバンド処理部３６は、通信部の一例であり、制御信号処理部３２は、受信部の一例である。また、上位レイヤ処理部３１は、検出部の一例であり、送信要求送信部３５は、送信部の一例である。また、下り信号ベースバンド処理部３４は、測定部の一例である。

無線部３７は、送信要求送信部３５および上り信号ベースバンド処理部３６から出力された信号に対して、デジタル信号からアナログ信号への変換およびアップコンバート等の処理を実行して送信信号を生成する。そして、無線部３７は、生成した送信信号を、アンテナ３８を介して基地局２０へ送信する。また、無線部３７は、アンテナ３８を介して基地局２０から受信した信号に対して、ダウンコンバートおよびアナログ信号からデジタル信号への変換等の処理を行い、処理後の信号を下り信号ベースバンド処理部３４へ出力する。

下り信号ベースバンド処理部３４は、無線部３７から出力された信号に基づいてチャネルを推定し、推定したチャネルを用いて無線部３７から出力された信号を復調および復号して受信信号を生成する。そして、下り信号ベースバンド処理部３４は、受信信号から受信データと制御信号とを抽出し、受信データを上位レイヤ処理部３１へ出力し、制御信号を制御信号処理部３２へ出力する。制御信号には、送信要求情報、割当情報、切替指示、中止指示、および変更通知等が含まれる。

また、下り信号ベースバンド処理部３４は、無線部３７から出力された各サブフレーム４０の信号に基づいて基地局２０と端末３０との間のチャネルの品質を測定する。例えば、下り信号ベースバンド処理部３４は、各サブフレーム４０内の領域４１および領域４２に配置された参照信号を用いて、基地局２０と端末３０との間のチャネルの品質を測定する。そして、下り信号ベースバンド処理部３４は、測定したチャネルの品質を示すＣＱＩ（Channel Quality Indicator）を作成し、作成したＣＱＩを上り信号ベースバンド処理部３６へ出力する。

なお、制御信号に、ＤＬデータの領域４２が超低遅延データ用のリソースに変更された旨を示す変更通知が含まれている場合、下り信号ベースバンド処理部３４は、超低遅延データ用のリソースに変更されたサブフレーム４０を、チャネルの品質の測定対象から除外する。これにより、下り信号ベースバンド処理部３４は、ＤＬデータの領域４２が超低遅延データ用のリソースに変更されたことによるチャネルの品質の測定精度の低下を抑制することができる。

制御信号処理部３２は、下り信号ベースバンド処理部３４から出力された制御信号に、自装置宛の送信要求情報が含まれている場合、該送信要求情報を送信要求送信部３５へ出力する。また、制御信号処理部３２は、下り信号ベースバンド処理部３４から出力された制御信号に、自装置宛の割当情報、切替指示、および中止指示が含まれている場合、割当情報、切替指示、および中止指示を上り信号ベースバンド処理部３６へ出力する。

上位レイヤ処理部３１は、端末３０が有する特有の処理を実行する。上位レイヤ処理部３１は、例えば自動車の自動運転や遠隔手術等の超低遅延データを扱う処理や、映像やファイル等の大容量データを扱う処理等を実行する。上位レイヤ処理部３１は、基地局２０へ送信するデータが発生した場合、該データを通信制御部３３へ出力する。また、上位レイヤ処理部３１は、下り信号ベースバンド処理部３４から受信データが出力された場合、該受信データに基づいて処理を実行する。例えば自動車の自動運転では、上位レイヤ処理部３１は、自動車に設けられた各種センサからの出力に基づいて、急ブレーキや急ハンドル等の発生を検出した場合に、基地局２０へ送信する超低遅延データの発生を検出する。そして、上位レイヤ処理部３１は、自車の状態（例えば、自車の位置、速度、移動方向等）を示す情報を超低遅延データとして通信制御部３３へ出力する。また、上位レイヤ処理部３１は、下り信号ベースバンド処理部３４から出力された受信データに含まれる他車の状態に基づいて、自車のブレーキやハンドル等を制御する。

通信制御部３３は、上位レイヤ処理部３１から超低遅延データが出力された場合、超低遅延データの発生を送信要求送信部３５に通知し、上位レイヤ処理部３１から出力された超低遅延データを上り信号ベースバンド処理部３６へ出力する。また、通信制御部３３は、上位レイヤ処理部３１から大容量データ等の超低遅延データ以外のデータが出力された場合、該データを上り信号ベースバンド処理部３６へ出力する。

送信要求送信部３５は、通信制御部３３から超低遅延データの発生が通知された場合、Ｌ－ＳＲを作成する。そして、送信要求送信部３５は、作成したＬ－ＳＲを、直近のサブフレーム４０内において、制御信号処理部３２から出力された送信要求情報で指定されたリソースに配置する。そして、送信要求送信部３５は、送信要求情報で指定されたリソースにＬ－ＳＲが配置された信号を無線部３７へ出力する。これにより、Ｌ－ＳＲが送信要求情報で指定されたリソースに配置されて基地局２０へ送信される。

テーブル保持部３９は、例えば図３に例示した割当テーブル５０を保持している。上り信号ベースバンド処理部３６は、制御信号処理部３２から割当情報が出力された場合、テーブル保持部３９内の割当テーブル５０を参照して、各サブフレーム４０における上り信号と下り信号との比率を特定する。そして、上り信号ベースバンド処理部３６は、通信制御部３３から超低遅延データ以外のデータが出力された場合、該データに対して符号化および変調等の処理を行う。そして、上り信号ベースバンド処理部３６は、処理後の信号を、各サブフレーム４０において、自装置に割り当てられた上り信号のリソースに配置する。そして、上り信号ベースバンド処理部３６は、自装置に割り当てられた上り信号のリソースに、超低遅延データ以外のデータが配置された信号を無線部３７へ出力する。これにより、超低遅延データ以外のデータが上り信号のリソースを用いて基地局２０へ送信される。また、下り信号ベースバンド処理部３４からＣＱＩが出力された場合、上り信号ベースバンド処理部３６は、該ＣＱＩを示す情報を、ＵＬ＿ＣＴＬの領域４５に配置して無線部３７へ出力する。これにより、ＣＱＩを示す情報がＵＬ＿ＣＴＬのリソースを用いて基地局２０へ送信される。

また、上り信号ベースバンド処理部３６は、制御信号処理部３２から切替指示が出力された場合、該切替指示に含まれるＭＣＳに従って、通信制御部３３から出力された超低遅延データの符号化および変調等の処理を行う。そして、上り信号ベースバンド処理部３６は、制御信号処理部３２から切替指示に含まれる送信電力値に従って、符号化および変調等の処理が行われた超低遅延データの送信電力を調整する。そして、上り信号ベースバンド処理部３６は、送信電力が調整された超低遅延データを、切替指示で指定されたリソースに配置する。そして、上り信号ベースバンド処理部３６は、切替指示で指定されたリソースに超低遅延データが配置された信号を無線部３７へ出力する。これにより、超低遅延データが、切替指示で指定されたリソースを用いて基地局２０へ送信される。また、上り信号ベースバンド処理部３６は、制御信号処理部３２から中止指示が出力された場合、該中止指示で指定されたリソースにおいて送信する予定であったデータの送信を中止する。

［基地局２０の動作］
図９は、基地局２０の動作の一例を示すフローチャートである。基地局２０は、サブフレーム４０毎に図９のフローチャートに示す動作を実行する。本フローチャートでは、超低遅延データの受信における基地局２０の動作が示されている。

まず、スケジューラ２５は、サブフレーム４０内のＵＬ＿ＣＴＬが配置される領域４５にＬ－ＳＲが含まれているか否かを判定する（Ｓ１００）。領域４５にＬ－ＳＲが含まれていない場合（Ｓ１００：Ｎｏ）、基地局２０は、本フローチャートに示す動作を終了する。

一方、ＵＬ＿ＣＴＬが配置される領域４５にＬ－ＳＲが含まれている場合（Ｓ１００：Ｙｅｓ）、スケジューラ２５は、Ｌ－ＳＲが送信されたサブフレーム４０の例えば２個後のサブフレーム４０を第２のサブフレーム４０として特定する。そして、スケジューラ２５は、第２のサブフレーム４０が変更可能なサブフレーム４０であるか否かを判定する（Ｓ１０１）。第２のサブフレーム４０が変更可能なサブフレーム４０ではない場合（Ｓ１０１：Ｎｏ）、基地局２０は、本フローチャートに示す動作を終了する。なお、Ｌ－ＳＲが送信されたサブフレーム４０の２個後のサブフレーム４０が変更可能なサブフレーム４０でない場合、スケジューラ２５は、Ｌ－ＳＲが送信されたサブフレーム４０の３個以上後のサブフレーム４０を第２のサブフレーム４０として特定してもよい。

第２のサブフレーム４０が変更可能なサブフレーム４０である場合（Ｓ１０１：Ｙｅｓ）、スケジューラ２５は、サブフレーム４０内の領域４５からＬ－ＳＲを抽出する。そして、スケジューラ２５は、抽出したＬ－ＳＲの中から、未選択のＬ－ＳＲを１つ選択する（Ｓ１０２）。なお、サブフレーム４０内の領域４５には、各端末３０から送信された複数のＬ－ＳＲが含まれている場合がある。

次に、スケジューラ２５は、第２のサブフレーム４０内のＵＬデータが配置される領域４４内のリソースに、超低遅延データを配置するのに十分な空きがあるか否かを判定する（Ｓ１０３）。なお、スケジューラ２５は、領域４４に他の超低遅延データ用のリソースが既に割り当てられている場合、超低遅延データ用に割り当てられていない領域４４のリソースの中で、超低遅延データを配置するのに十分な空きがあるか否かを判定する。領域４４内のリソースに十分な空きがある場合（Ｓ１０３：Ｙｅｓ）、スケジューラ２５は、領域４４内のリソースの中に、超低遅延データの送信に十分な未割当のリソースがあるか否かを判定する（Ｓ１０４）。

領域４４の中に、超低遅延データの送信に十分な未割当のリソースがある場合（Ｓ１０４：Ｙｅｓ）、スケジューラ２５は、領域４４内に、ステップＳ１０２で選択したＬ－ＳＲの送信元の端末３０に対して超低遅延データ用のリソースを割り当てる。そして、スケジューラ２５は、第２のサブフレーム４０内のリソースを超低遅延データ用のリソースに切り替える指示等を含む切替指示を作成し（Ｓ１０５）、ステップＳ１１１に示す処理を実行する。

一方、領域４４の中に、超低遅延データの送信に十分な未割当のリソースがない場合（Ｓ１０４：Ｎｏ）、スケジューラ２５は、次の処理を実行する。即ち、スケジューラ２５は、超低遅延データ以外のデータの送信に既に割り当てられている領域４４内のリソースを、ステップＳ１０２で選択したＬ－ＳＲの送信元の端末３０からの超低遅延データ用のリソースに割り当てる。そして、スケジューラ２５は、第２のサブフレーム４０内のリソースを超低遅延データ用のリソースに切り替える指示等を含む切替指示を作成する（Ｓ１０６）。また、スケジューラ２５は、超低遅延データ用のリソースに切り替えられる前のリソースが割り当てられていた端末３０に対して、データの送信中止を指示する中止指示を作成し（Ｓ１０７）、ステップＳ１１１に示す処理を実行する。

一方、第２のサブフレーム４０内のＵＬデータが配置される領域４４に、超低遅延データを配置するのに十分な空きがない場合（Ｓ１０３：Ｎｏ）、スケジューラ２５は、次の処理を実行する。即ち、スケジューラ２５は、ＤＬデータ用の領域４２内のリソースをＵＬデータ用のリソースに変更すれば十分な空きが確保されるか否かを判定する（Ｓ１０８）。ＤＬデータ用の領域４２内のリソースをＵＬデータ用のリソースに変更しても十分な空きが確保されない場合（Ｓ１０８：Ｎｏ）、スケジューラ２５は、ステップＳ１１１に示す処理を実行する。なお、ＤＬデータ用の領域４２内のリソースをＵＬデータ用のリソースに変更しても十分な空きが確保されない場合、ステップＳ１０２で選択されたＬ－ＳＲに対応する超低遅延データ用のリソースは確保されない。しかし、Ｌ－ＳＲに対応する超低遅延データ用のリソースが確保されない場合、端末３０は、Ｌ－ＳＲを再送するため、いずれは、Ｌ－ＳＲに対応する超低遅延データ用のリソースが確保される。

一方、ＤＬデータ用の領域４２内のリソースをＵＬデータ用のリソースに変更すれば十分な空きが確保される場合（Ｓ１０８：Ｙｅｓ）、スケジューラ２５は、ＤＬデータの領域４２内のリソースの少なくとも一部を超低遅延データ用のリソースに割り当てる。そして、スケジューラ２５は、第２のサブフレーム４０内のリソースを超低遅延データ用のリソースに切り替える指示等を含む切替指示を作成する（Ｓ１０９）。また、スケジューラ２５は、ＤＬデータの領域４２内のリソースが超低遅延データ用のリソースに変更された旨を示す変更通知を作成する（Ｓ１１０）。

次に、スケジューラ２５は、サブフレーム４０のＵＬ＿ＣＴＬの領域４５内の全てのＬ－ＳＲを選択したか否かを判定する（Ｓ１１１）。未選択のＬ－ＳＲがある場合（Ｓ１１１：Ｎｏ）、スケジューラ２５は、ステップＳ１０２に示した処理を実行する。一方、全てのＬ－ＳＲを選択した場合（Ｓ１１１：Ｙｅｓ）、スケジューラ２５は、作成した切替指示、中止指示、および変更通知を制御信号生成部２３へ送信する。

制御信号生成部２３は、切替指示および中止指示を含む制御信号を作成し、作成した制御信号を例えばＰＤＣＣＨ等のチャネルを用いて、無線部２７を介して各端末３０へ送信する（Ｓ１１２）。また、制御信号生成部２３は、変更通知を含む制御信号を作成し、作成した制御信号を例えばＢＣＨ等のチャネルを用いて、無線部２７を介して各端末３０へ送信する（Ｓ１１２）。そして、基地局２０は、本フローチャートに示した動作を終了する。

［端末３０の動作］
図１０は、端末３０の動作の一例を示すフローチャートである。図１０に示すフローチャートでは、超低遅延データの送信における端末３０の動作が示されている。

まず、上位レイヤ処理部３１は、センサ等から出力される信号に基づいて、超低遅延データが発生したか否かを判定する（Ｓ２００）。超低遅延データが発生していない場合（Ｓ２００：Ｎｏ）、上位レイヤ処理部３１は、再びステップＳ２００に示した処理を実行する。

一方、超低遅延データが発生した場合（Ｓ２００：Ｙｅｓ）、上位レイヤ処理部３１は、超低遅延データを通信制御部３３へ出力する。通信制御部３３は、超低遅延データの発生を送信要求送信部３５に通知し、超低遅延データを上り信号ベースバンド処理部３６へ出力する。

送信要求送信部３５は、Ｌ－ＳＲを作成し、作成したＬ－ＳＲを、直近のサブフレーム４０内において、制御信号処理部３２から出力された送信要求情報で指定されたリソースに配置する。そして、送信要求送信部３５は、送信要求情報で指定されたリソースにＬ－ＳＲが配置された信号を無線部３７へ出力する。これにより、Ｌ－ＳＲが送信要求情報で指定されたリソースに配置されて基地局２０へ送信される（Ｓ２０１）。

次に、制御信号処理部３２は、下り信号ベースバンド処理部３４から出力された制御信号を参照して、切替指示を受信したか否かを判定する（Ｓ２０２）。切替指示を受信した場合（Ｓ２０２：Ｙｅｓ）、制御信号処理部３２は、切替指示を上り信号ベースバンド処理部３６へ出力する。上り信号ベースバンド処理部３６は、制御信号処理部３２から出力された切替指示で指定されるリソースに、通信制御部３３から出力された超低遅延データを配置する。そして、上り信号ベースバンド処理部３６は、切替指示で指定されたリソースに、通信制御部３３から出力された超低遅延データが配置された信号を無線部３７へ出力する。これにより、超低遅延データが、切替指示で指定されたリソースを用いて基地局２０へ送信される（Ｓ２０３）。そして、上位レイヤ処理部３１は、再びステップＳ２００に示した処理を実行する。

［無線通信システム１０の動作］
図１１は、無線通信システム１０の動作の一例を示すシーケンス図である。

まず、端末３０は、電源投入やユーザによるサービス起動の操作等に応じて、超低遅延データを扱うサービスを要求するサービス接続要求を基地局２０へ送信する（Ｓ３００）。基地局２０は、端末３０から受信したサービス接続要求をコアネットワーク１１内のＭＭＥ１１０へ転送する（Ｓ３０１）。ＭＭＥ１１０は、例えば加入者情報や課金情報等に基づいて、超低遅延データを扱うサービスの提供の可否を判定する。そして、ＭＭＥ１１０は、超低遅延データを扱うサービスの提供を許可する場合、該サービスの提供を許可する旨および該サービスに要求される遅延条件等の情報を含むサービス接続応答を基地局２０へ送信する（Ｓ３０２）。基地局２０は、超低遅延データを扱うサービスの提供を許可する旨および超低遅延データの送信に用いられるリソースを指示する送信要求情報を含むサービス接続応答を端末３０へ送信する（Ｓ３０３）。

次に、基地局２０は、端末３０との間の通信トラフィックに基づいて、フレーム毎に、フレームに含まれる各サブフレーム４０について上り信号と下り信号の比率を決定する。そして、基地局２０は、決定した比率の組合せを示す割当情報を、ＢＣＨ等のチャネルを用いて各端末３０に報知する（Ｓ３０４）。基地局２０と端末３０とは、大容量データなど超低遅延データ以外のデータについては、割当情報に従って、割り当てられた上り信号および下り信号のリソースを用いてデータを送受信する（Ｓ３０５）。

また、端末３０は、超低遅延データの発生を検出した場合（Ｓ３０６）、ステップＳ３０３で受信した送信要求情報で指示されたリソースを用いて、Ｌ－ＳＲを基地局２０へ送信する（Ｓ３０７）。基地局２０は、端末３０からＬ－ＳＲを受信した場合、端末３０における超低遅延データの発生を検出する。そして、Ｌ－ＳＲが送信されたサブフレーム４０の例えば２個後の第２のサブフレーム４０が変更可能なサブフレーム４０であれば、基地局２０は、第２のサブフレーム４０内のＵＬデータの領域４４を、超低遅延データ用のリソースに切り替える（Ｓ３０８）。そして、基地局２０は、第２のサブフレーム４０内のＵＬデータの領域４４を、超低遅延データ用のリソースに切り替える旨を指示する切替指示を、例えばＰＤＣＣＨ等のチャネルを用いて端末３０へ送信する（Ｓ３０９）。切替指示には、超低遅延データの送信に用いられるリソースを指示するリソース情報が含まれる。リソース情報には、超低遅延データの送信に用いられるサブフレーム４０、周波数、時間、ＭＣＳ、および送信電力等の情報が含まれている。

端末３０は、切替指示を受信した場合、切替指示に含まれるＭＣＳおよび送信電力値に従って、超低遅延データの符号化および変調等の処理を行い、処理後の信号の送信電力を調整する。そして、端末３０は、送信電力が調整された超低遅延データを、切替指示で指定されたリソースに配置して基地局２０へ送信する（Ｓ３１０）。

［ハードウェア］
図１２は、基地局２０のハードウェアの一例を示す図である。基地局２０は、例えば図１２に示すように、無線通信回路２００、メモリ２０１、プロセッサ２０２、ネットワークインターフェース２０３、およびアンテナ２８を有する。

無線通信回路２００は、プロセッサ２０２から出力された信号に変調等の所定の処理を施し、処理後の送信信号をアンテナ２８を介して送信する。また、無線通信回路２００は、アンテナ２８を介して受信した受信信号に復調等の所定の処理を施してプロセッサ２０２へ出力する。無線通信回路２００は、例えば無線部２７の機能を実現する。ネットワークインターフェース２０３は、有線接続によってコアネットワーク１１に接続するためのインターフェースである。

メモリ２０１には、ＱｏＳ制御部２１、リソース割当部２２、制御信号生成部２３、割当情報制御部２４、スケジューラ２５、および上り信号ベースバンド処理部２６の機能を実現するためのプログラム等が格納される。また、メモリ２０１には、テーブル保持部２９内のデータ等が格納される。プロセッサ２０２は、メモリ２０１からプログラムを読み出して実行することにより、例えば、ＱｏＳ制御部２１、リソース割当部２２、制御信号生成部２３、割当情報制御部２４、スケジューラ２５、および上り信号ベースバンド処理部２６の各機能を実現する。

なお、メモリ２０１内のプログラムは、必ずしも最初から全てがメモリ２０１内に格納されていなくてもよい。例えば、基地局２０に挿入されるメモリカードなどの可搬型記録媒体にプログラムが記憶され、基地局２０がこのような可搬型記録媒体から処理に用いられる部分のプログラムを取得して実行するようにしてもよい。また、プログラムを記憶させた他のコンピュータまたはサーバ装置などから、無線通信回線、公衆回線、インターネット、ＬＡＮ、ＷＡＮなどを介して、基地局２０がプログラムを取得して実行するようにしてもよい。

図１３は、端末３０のハードウェアの一例を示す図である。端末３０は、例えば図１３に示すように、無線通信回路３００、メモリ３０１、プロセッサ３０２、ユーザインターフェース３０３、およびアンテナ３８を有する。

無線通信回路３００は、プロセッサ３０２から出力された信号に変調等の所定の処理を施し、処理後の送信信号をアンテナ３８を介して送信する。また、無線通信回路３００は、アンテナ３８を介して受信した受信信号に復調等の所定の処理を施してプロセッサ３０２へ出力する。無線通信回路３００は、例えば無線部３７の機能を実現する。ユーザインターフェース３０３は、端末３０のユーザからの操作を受け付ける入力装置や、処理結果を表示する表示装置等を含む。

メモリ３０１には、上位レイヤ処理部３１、制御信号処理部３２、通信制御部３３、下り信号ベースバンド処理部３４、送信要求送信部３５、および上り信号ベースバンド処理部３６の機能を実現するためのプログラム等が格納される。また、メモリ３０１には、テーブル保持部３９内のデータ等が格納される。プロセッサ３０２は、メモリ３０１からプログラムを読み出して実行することで、上位レイヤ処理部３１、制御信号処理部３２、通信制御部３３、下り信号ベースバンド処理部３４、送信要求送信部３５、および上り信号ベースバンド処理部３６の各機能を実現する。

なお、メモリ３０１内のプログラムは、必ずしも最初から全てがメモリ３０１内に格納されていなくてもよい。例えば、端末３０に挿入されるメモリカードなどの可搬型記録媒体にプログラムが記憶され、端末３０がこのような可搬型記録媒体から処理に用いられる部分のプログラムを取得して実行するようにしてもよい。また、プログラムを記憶させた他のコンピュータまたはサーバ装置などから、無線通信回線、公衆回線、インターネット、ＬＡＮ、ＷＡＮなどを介して、端末３０がプログラムを取得して実行するようにしてもよい。

［実施例の効果］
上述のように、本実施例の基地局２０は、端末３０との間で上り信号と下り信号とを時分割で切り替えて通信を行う基地局２０であって、制御信号生成部２３と、スケジューラ２５とを有する。制御信号生成部２３は、大容量データ等の超低遅延データ以外のデータを用いた通信用に、連続する所定数のサブフレーム４０毎に上り信号および下り信号のリソースの割り当てを指定する割当情報を端末３０に通知する。スケジューラ２５は、超低遅延データの発生を検出した場合、割当情報で指定される上り信号または下り信号のリソースの中の一部のリソースを超低遅延データ用のリソースに切り替える指示を含む切替指示を作成する。また、制御信号生成部２３は、スケジューラ２５によって作成された切替指示を端末３０に通知する。これにより、基地局２０は、大容量のデータの伝送効率を維持しつつ、超低遅延データの送信に要求される遅延を満たすことができる。

また、本実施例において、各サブフレーム４０には、上り信号に用いられる上り区間と、下り信号に用いられる下り区間とが含まれ、割当情報には、各サブフレーム４０について、該サブフレーム４０に含まれる上り区間および下り区間の長さを示す情報が含まれる。また、スケジューラ２５は、超低遅延データの発生が検出された後のサブフレーム４０において、割当情報で示される上り区間または下り区間内の少なくとも一部のリソースを超低遅延データ用のリソースに切り替える切替指示を作成する。これにより、各サブフレーム４０において、超低遅延データの送信を要求するＬ－ＳＲを基地局２０へ送信することができ、超低遅延データの発生からＬ－ＳＲの送信までの遅延を、１つのサブフレーム４０の時間長以下に抑えることができる。従って、超低遅延データの送信を迅速に基地局２０に要求することができる。

また、本実施例において、スケジューラ２５は、いずれかのサブフレーム４０に含まれる上り区間において端末３０からＬ－ＳＲを受信した場合に、超低遅延データの発生を検出する。そして、スケジューラ２５は、Ｌ－ＳＲが受信された第１のサブフレーム４０よりも後の第２のサブフレーム４０において、上り区間内の少なくとも一部のリソースを超低遅延データ用のリソースに切り替える切替指示を作成する。制御信号生成部２３は、Ｌ－ＳＲの送信元の端末３０に、切替指示を送信する。これにより、端末３０は、端末３０において発生した超低遅延データを迅速に基地局２０へ送信することができる。

また、本実施例において、スケジューラ２５は、上り区間内の少なくとも一部のリソースを超低遅延データ用のリソースに切り替える切替指示を作成した場合、該一部のリソースが既に他の端末３０の上り信号に割り当てられている場合には、上り信号の送信中止を指示する中止指示を作成する。また、制御信号生成部２３は、スケジューラ２５によって作成された中止指示を、超低遅延データ用のリソースに切り替えられる前のリソースが割り当てられていた他の端末３０に通知する。これにより、超低遅延データと、他の端末３０から送信されたデータとの衝突を回避することができる。

また、本実施例において、スケジューラ２５は、第２のサブフレーム４０において、上り区間内のリソースが超低遅延データ用のリソースよりも少ない場合、第２のサブフレーム４０に含まれる下り区間内の少なくとも一部を超低遅延データ用のリソースに切り替える切替指示を作成する。また、スケジューラ２５は、第２のサブフレーム４０の下り区間内のリソースが超低遅延データ用のリソースに変更された旨を通知する変更通知を作成する。また、制御信号生成部２３は、Ｌ－ＳＲの送信元の端末３０に、切替指示を送信すると共に、変更通知を報知する。これにより、各端末３０は、超低遅延データ用のリソースに変更されたサブフレーム４０を、チャネルの品質の測定対象から除外することができ、チャネルの品質の測定精度の低下を抑制することができる。

また、本実施例において、端末３０は、基地局２０との間で上り信号と下り信号とを時分割で切り替えて通信を行う端末３０であって、制御信号処理部３２、下り信号ベースバンド処理部３４、および上り信号ベースバンド処理部３６を有する。下り信号ベースバンド処理部３４および上り信号ベースバンド処理部３６は、基地局２０から通知された割当情報に基づいて、基地局２０と通信を行う。制御信号処理部３２は、割当情報で指定される上り信号または下り信号のリソースの中の一部のリソースを、超低遅延データ用のリソースに切り替える指示を含む切替指示を基地局２０から受信する。上り信号ベースバンド処理部３６は、制御信号処理部３２が切替指示を受信した場合に、切替指示に従って、切替後のリソースを用いて超低遅延データの送信を行う。これにより、端末３０は、大容量のデータの伝送効率を維持しつつ、超低遅延データの送信に要求される遅延を満たすことができる。

また、本実施例において、端末３０は、上位レイヤ処理部３１と送信要求送信部３５とを有する。上位レイヤ処理部３１は、超低遅延データの発生を検出する。送信要求送信部３５は、上位レイヤ処理部３１によって超低遅延データの発生が検出された場合に、超低遅延データの発生が検出された後のサブフレーム４０の上り区間において、基地局２０にＬ－ＳＲを送信する。これにより、端末３０は、端末３０において発生した超低遅延データを迅速に基地局２０へ送信することができる。

また、本実施例において、上り信号ベースバンド処理部３６は、基地局２０から中止指示を受信した場合、上り区間における超低遅延データ以外のデータの送信を中止する。これにより、端末３０から送信されるデータと他の端末３０から送信される超低遅延データとの衝突を回避することができる。

また、本実施例において、下り信号ベースバンド処理部３４は、割当情報に基づいて、各サブフレーム４０の下り区間において送信される参照信号に基づいて基地局２０との間のチャネルの品質を測定する。また、下り信号ベースバンド処理部３４は、基地局２０から変更通知を受信した場合、下り区間内のリソースが超低遅延データ用のリソースに変更されたサブフレーム４０については、チャネルの品質の測定対象から除外する。これにより、各端末３０は、チャネルの品質の測定精度の低下を抑制することができる。

［その他］
なお、開示の技術は、上記した実施例に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。

例えば、上記した実施例では、基地局２０は、超低遅延データの送信に用いられるＭＣＳ等のリソースの情報を、切替指示に含めて端末３０へ送信するが、開示の技術はこれに限られない。例えば、基地局２０は、超低遅延データの送信に用いられるＭＣＳ等のリソースの情報の一部を、予め各端末３０に通知し、超低遅延データの送信に用いられるリソースの情報の残りを切替指示に含めて端末３０へ送信してもよい。

例えば、制御信号生成部２３は、各サブフレーム４０においてＬ－ＳＲを送信するために用いられるリソースを指定する送信要求情報と、超低遅延データの送信に用いられるリソースを特定する情報の少なくとも一部を指定する指定情報とを各端末３０に通知する。そして、制御信号生成部２３は、Ｌ－ＳＲが送信された場合に、超低遅延データの送信に用いられるリソースを特定する情報の残りを、Ｌ－ＳＲの送信元の端末３０に通知する。

端末３０の制御信号処理部３２は、基地局２０から通知された送信要求情報と指定情報とを受信する。上り信号ベースバンド処理部３６は、上位レイヤ処理部３１によって超低遅延データの発生が検出された場合に、基地局２０から通知された指定情報に従って、超低遅延データを含む第１の送信信号を作成する。また、送信要求送信部３５は、上位レイヤ処理部３１によって超低遅延データの発生が検出された場合に、送信要求情報で指定されたリソースを用いて、基地局２０に送信要求を送信する。切替指示には、超低遅延データの送信に用いられるリソースを特定する情報の残りが含まれている。上り信号ベースバンド処理部３６は、基地局２０から切替指示を受信した場合、該切替指示に含まれている情報に従って、第１の送信信号から第２の送信信号を作成し、作成した第２の送信信号を基地局２０へ送信する。

例えば、基地局２０の制御信号生成部２３は、送信要求情報に、超低遅延データの送信に用いられるリソースを特定する情報の少なくとも一部として、例えばＭＣＳおよび送信電力値の情報を含める。そして、制御信号生成部２３は、Ｌ－ＳＲが送信された場合に、切替指示に、超低遅延データの送信に用いられるリソースを特定する情報の残りとして、周波数および時間の情報を含める。

また、端末３０の上り信号ベースバンド処理部３６は、上位レイヤ処理部３１によって超低遅延データの発生が検出された場合に、基地局２０から通知された指定情報に従って、超低遅延データに対して符号化、変調、および電力調整等の処理を実行し、第１の送信信号を作成する。そして、基地局２０から切替指示を受信した場合、上り信号ベースバンド処理部３６は、該切替指示に含まれている情報に従って、第１の送信信号を、該切替指示に含まれている周波数および時間に対応するリソースブロックに配置することにより、第２の送信信号を作成する。上り信号ベースバンド処理部３６によって作成された第２の送信信号は、無線部３７によってアップコンバート等の処理が施され、送信信号として基地局２０へ送信される。これにより、端末３０は、超低遅延データの発生を検出した場合に、Ｌ－ＳＲの送信と並行して、超低遅延データの符号化、変調、および電力調整等の処理を実行することができる。そのため、端末３０は、超低遅延データの送信において、基地局２０から切替指示を受信した後の処理が削減される。従って、端末３０の処理能力がそれほど高くなくても、端末３０は、切替指示で指定されたリソースを用いて超低遅延データを送信することができる。

なお、指定情報として基地局２０から各端末３０に通知される情報には、超低遅延データの送信に用いられるリソースの情報のうち、いずれの情報が含まれてもよい。また、指定情報として基地局２０から各端末３０に通知される情報には、超低遅延データの送信に用いられるリソースの情報の全てが含まれてもよい。ただし、基地局２０と端末３０との間のチャネルの品質は、基地局２０と端末３０との電波環境に応じて時間と共に変動する。そのため、超低遅延データの送信に用いられるリソースの情報のうち、リソースブロックを特定する周波数および時間の情報については、切替指示を送信する時点で、品質が良好なリソースブロックの情報を指定することが好ましい。

また、例えば、基地局２０は、超低遅延データの送信に用いられるＭＣＳ等のリソースの候補を予め各端末３０に通知し、切替指示を送信する際に、候補の中で、超低遅延データの送信に用いられるリソースを指定するようにしてもよい。

例えば、基地局２０の制御信号生成部２３は、各サブフレーム４０においてＬ－ＳＲを送信するために用いられるリソースを指定する送信要求情報と、超低遅延データの送信に用いられる複数のリソースの候補を指定する指定情報とを各端末３０に通知する。また、制御信号生成部２３は、端末３０からＬ－ＳＲが送信された場合に、該候補の中で超低遅延データの送信に用いられるリソースを特定する情報を、Ｌ－ＳＲの送信元の端末３０に通知する。

端末３０の制御信号処理部３２は、基地局２０から通知された送信要求情報と指定情報とを受信する。上り信号ベースバンド処理部３６は、上位レイヤ処理部３１によって超低遅延データの発生が検出された場合、基地局２０から通知された指定情報に従って、超低遅延データの送信に用いられるリソースの候補毎に、超低遅延データを含む送信信号を作成する。また、送信要求送信部３５は、上位レイヤ処理部３１によって超低遅延データの発生が検出された場合に、送信要求情報で指定されたリソースを用いて、基地局２０に送信要求を送信する。切替指示には、超低遅延データの送信に用いられるリソースの候補の中で、超低遅延データの送信に用いられるリソースを特定する情報が含まれている。上り信号ベースバンド処理部３６は、基地局２０から切替指示を受信した場合、該切替指示に含まれている情報で特定されるリソースを用いる送信信号を基地局２０へ送信する。

これにより、端末３０は、超低遅延データの発生を検出した場合に、Ｌ－ＳＲの送信と並行して、超低遅延データの送信に用いられるリソースの候補毎に送信信号の作成を開始することができる。そのため、端末３０は、基地局２０から切替指示を受信した場合には、作成済みの送信信号の中から、切替指示に含まれている情報で特定されるリソースを用いる送信信号を選択して基地局２０へ送信することができる。これにより、端末３０の処理能力がそれほど高くなくても、端末３０は、切替指示で指定されたリソースを用いて超低遅延データを送信することができる。

なお、上記した実施例では、端末３０において超低遅延データが発生した場合の送信手順について説明したが、開示の技術はこれに限られない。例えば、基地局２０において超低遅延データが発生した場合についても、開示の技術を適用することができる。

また、上記した実施例において、基地局２０および端末３０がそれぞれ有する処理ブロックは、実施例における基地局２０および端末３０の理解を容易にするために、主な処理内容に応じて機能別に区分したものである。そのため、処理ブロックの区分方法やその名称によって、開示の技術が制限されることはない。また、上記した実施例における基地局２０および端末３０が有する各処理ブロックは、処理内容に応じてさらに多くの処理ブロックに細分化することもできるし、複数の処理ブロックを１つの処理ブロックに統合することもできる。また、それぞれの処理ブロックによって実行される処理は、ソフトウェアによる処理として実現されてもよく、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の専用のハードウェアにより実現されてもよい。

１０ 無線通信システム
１１ コアネットワーク
２０ 基地局
２１ ＱｏＳ制御部
２２ リソース割当部
２３ 制御信号生成部
２４ 割当情報制御部
２５ スケジューラ
２６ 上り信号ベースバンド処理部
２７ 無線部
２８ アンテナ
２９ テーブル保持部
３０ 端末
３１ 上位レイヤ処理部
３２ 制御信号処理部
３３ 通信制御部
３４ 下り信号ベースバンド処理部
３５ 送信要求送信部
３６ 上り信号ベースバンド処理部
３７ 無線部
３８ アンテナ
３９ テーブル保持部
４０ サブフレーム

Claims (14)

1. 上り方向の信号が配置される領域である上り区間と下り方向の信号が配置される領域である下り区間との間で、時分割で切り替えて端末と通信を行う基地局において、
   時分割複信（ＴＤＤ）の所定の間隔内の複数の区間の中の前記上り区間を示す上り（ＵＬ）構成または前記下り区間を示す下り（ＤＬ）構成のリソースの組み合わせを示す複数の割当の中から通信に用いる割当を示す割当情報を送信する送信部と、
   前記下り構成のリソースで構成される前記下り区間のうちの第１のリソースを用いて送信される信号が第１種類から遅延に関する要求が前記第１種類よりも高い第２種類へ変更された場合に、前記第１のリソースを用いて送信される前記信号に対する処理を除外するための指示情報を生成する生成部と
   を有し、
   前記送信部は、前記指示情報を送信し、
   前記複数の割当には、前記上り区間の領域を含まない第１の割当と、前記下り区間の割当を含まない第２の割当情報が含まれている
   ことを特徴とする基地局。
2. 前記生成部は、第１のデータより遅延に対する要求が高い第２のデータが発生した場合に、前記指示情報を生成することを特徴とする請求項１に記載の基地局。
3. 前記第１のデータに対する第１の割当要求と、前記第２のデータに対する第２の割当要求を受信する受信部をさらに備え、
   前記生成部は、前記第２の割当要求を受信した場合、前記指示情報を生成することを特徴とする請求項２に記載の基地局。
4. 前記生成部は、前記第２の割当要求を受信した場合、前記第２のデータのデータ量に応じて、前記指示情報を生成することを特徴とする請求項３に記載の基地局。
5. 前記複数の割当には、前記上り区間の領域及び前記下り区間の領域を含まない第３の割当が含まれることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の基地局。
6. 前記生成部は、第１のデータより遅延に対する要求が高い第２のデータが発生した場合に、前記第２のデータのデータ量に応じて、前記指示情報を生成することを特徴とする請求項１に記載の基地局。
7. 前記送信部は、前記所定の間隔を含む２以上の所定の間隔で割り当てられた前記割当を示す前記割当情報を通知することを特徴とする請求項１に記載の基地局。
8. 前記２以上の所定の間隔の各々が、所定の数のサブフレームの一つに対応することを特徴とする請求項７に記載の基地局。
9. 前記生成部は、
   前記上り構成及び前記下り構成のリソースの割当比率を変更するための変更情報を生成し、
   前記送信部は、
   前記生成された変更情報を送信することを特徴とする請求項１に記載の基地局。
10. 時分割複信（ＴＤＤ）の所定の間隔内の複数の区間の中の上り方向の信号が配置される領域である上り区間を示す上り（ＵＬ）構成または下り方向の信号が配置される領域である下り区間を示す下り（ＤＬ）構成のリソースの組み合わせを示す複数の割当の中から選択された通信に用いる割当を示す割当情報を基地局から受信する受信部と、
    送信プロセス及び受信プロセスを制御する制御部と、を備え、
    前記制御部は、
    前記受信部が前記下り構成のリソースで構成される前記下り区間のうちの第１のリソースに対応する、前記第１のリソースを用いて送信される信号に対する処理を除外するための指示情報を受信し、前記第１のリソースを用いて送信される信号が第１種類から遅延に関する要求が前記第１種類よりも高い第２種類へ変更された場合、前記第１のリソースを用いて送信される前記信号の受信を行わないように前記受信部を制御する、
    ことを特徴とする端末。
11. 前記指示情報は、第１のデータより遅延に対する要求が高い第２のデータが発生した場合に、生成されることを特徴とする請求項１０に記載の端末。
12. 第１のデータに対する第１の割当要求と、前記第１のデータより遅延に対する要求が高い第２のデータに対する第２の割当要求を送信する送信部を更に備えることを特徴とする請求項１０に記載の端末。
13. 前記第１の割当要求を送信するためのリソースの周期は、前記第２の割当要求を送信するためのリソースの周期より長い
    ことを特徴とする請求項１２に記載の端末。
14. 前記複数の割当には、前記上り区間の領域も前記下り区間の領域も含まない第３の割当が含まれていることを特徴とする請求項１０乃至１３のいずれか１項に記載の端末。

Images