JP7418507B2 - 端末、無線通信方法、基地局及びシステム - Google Patents

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Description

本発明は、次世代移動通信システムにおける端末、無線通信方法、基地局及びシステムに関する。
UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)ネットワークにおいて、更なる高速データレート、低遅延などを目的としてロングタームエボリューション(LTE:Long Term Evolution)が仕様化された(非特許文献1)。また、LTEからの更なる広帯域化及び高速化を目的として、LTEの後継システム(例えば、LTE-A(LTE-Advanced)、FRA(Future Radio Access)、5G(5th generation mobile communication system)、New-RAT(Radio Access Technology)などと呼ばれる)も検討されている。
既存のLTEシステム(LTE Rel.8-12)では、下り(DL:Downlink)送信と上り(UL:Uplink)送信とを異なる周波数帯で行う周波数分割複信(FDD:Frequency Division Duplex)と、DL送信とUL送信とを同じ周波数帯で時間的に切り替えて行う時分割複信(TDD:Time Division Duplex)とが導入されている。
TDDでは、各サブフレームを上りリンク(UL:Uplink)に用いるか下りリンク(DL:Downlink)に用いるかが、UL/DL構成(UL/DL configuration)に基づいて厳密に定められている。図1は、既存のLTEのUL/DL構成を示す図である。図1に示すように、既存のLTEでは、7つのUL/DL構成0-6が規定されている。
また、既存システムでは、無線基地局とユーザ端末間のDL送信及びUL送信に適用される送信時間間隔(TTI:Transmission Time Interval)は1msに設定されて制御される。送信時間間隔は伝送時間間隔とも呼ばれ、LTEシステム(Rel.8-12)におけるTTIはサブフレーム長とも呼ばれる。
LTE Rel.13以降の無線通信システム(例えば、5G)では、数十GHzなどの高周波数帯での通信や、低遅延通信が要求されるD2D(Device To Device)やV2V(Vehicular To Vehicular)通信に対する需要も高まっている。このような将来の無線通信システムで十分な通信サービスを提供するために、通信遅延の低減(latency reduction)が必要となる。
しかし、既存のLTEシステムにおいて、TDDを利用するセル(CC、TDDキャリアとも呼ぶ)では、1ms単位でULサブフレームとDLサブフレームが規定されたUL/DL構成に基づいて送信タイミングが制御される。また、既存のUL/DL構成では、無線フレーム(10サブフレーム)において、UL伝送からDL伝送の切り替えが最大2回に制限されている。この場合、DL送信に対するA/N等のフィードバックのタイミングについてもUL/DL構成に依存し、将来の無線通信システムで必要とされる遅延削減が達成できないおそれがある。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、TDDを適用する場合であっても、遅延削減効果が好適に達成できる端末、無線通信方法、基地局及びシステムを提供することを目的の一とする。
本発明の一態様に係る端末は、スロット内のシンボルの伝送方向を通知する下り制御情報に対してスロット単位又は無線フレーム単位で受信処理を行う受信部と、前記下り制御情報に基づいて伝送方向を決定する制御部と、を有し、前記スロット内のシンボルの伝送方向は、下りリンク及び上りリンクの少なくとも一方を含むことを特徴とする。
本発明によれば、TDDを適用する場合であっても、遅延削減効果が好適に達成できる。
既存のTDDで適用するUL/構成を示す図である。 図2A及び図2Bは、フレキシブル特別サブフレームのサブフレーム構成の一例を示す図である。 図3A-3Dは、フレキシブルサブフレームに設定するサブフレームタイプの一例を示す図である。 図4A及び図4Bは、サブフレームタイプに関する情報の通知方法の一例を示す図である。 UL-DL干渉を説明する図である。 図6A-6Dは、データチャネル構成を動的に変更する場合の一例を示す図である。 データチャネル構成に関する情報の通知方法の一例を示す図である。 図8A-8Dは、TDDのDL/ULの遅延時間に関する検討方法の一例を示す図である。 TDDのDL/ULの遅延時間に関する検討結果を示す図である。 TDDのDL/ULの遅延時間に関する検討結果を示す図である。 TDDのDL/ULの遅延時間に関する検討結果を示す図である。 TDDのDL/ULの遅延時間に関する検討結果を示す図である。 TDDのDL/ULの遅延時間に関する検討結果を示す図である。 TDDのDL/ULの遅延時間に関する検討結果を示す図である。 TDDのDL/ULの遅延時間に関する検討結果を示す図である。 TDDのDL/ULの遅延時間に関する検討結果を示す図である。 TDDのDL/ULの遅延時間に関する検討結果を示す図である。 TDDのDL/ULの遅延時間に関する検討結果を示す図である。 TDDのDL/ULの遅延時間に関する検討結果を示す図である。 TDDのDL/ULの遅延時間に関する検討結果を示す図である。 TDDのDL/ULの遅延時間に関する検討結果を示す図である。 本発明の一実施形態に係る無線通信システムの概略構成の一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る無線基地局の全体構成の一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る無線基地局の機能構成の一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係るユーザ端末の全体構成の一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係るユーザ端末の機能構成の一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る無線基地局及びユーザ端末のハードウェア構成の一例を示す図である。
将来の無線通信システム(例えば、5G)では、広帯域を確保しやすい高周波数帯(例えば、数十GHz帯)を利用して通信を行うことが検討されている。高周波数帯を用いた通信には、TDDを利用することが検討されている。
上述したように、既存のLTEシステムのTDDでは、1ms単位でULサブフレームとDLサブフレームが規定されたUL/DL構成(図1参照)に基づいて送信タイミングが制御される。TDDでは、UL送信(ULサブフレーム)のタイミングが制限されるため、TDDの遅延時間(latency)はUL/DL構成に依存する。また、DLとULが異なる周波数に規定されるFDDと比較してTDDの遅延時間が大きくなる問題がある。
また、TDDで規定されているほとんどのUL/DL構成(UL/DL構成1-6)では、ULサブフレームの比率がDLサブフレームの比率より小さいため、UL遅延がDL遅延より大きくなる。さらに、UL/DL構成では、1フレーム(10サブフレーム)の中でUL-DLの切り替えポイントが最大2か所に制限されている。そのため、DL送信に対するフィードバック信号(例えば、HARQ-ACK等)の送信タイミングもFDDと比較して制限される。
将来の無線通信システムでは十分な通信サービスを提供するために、通信遅延の低減(latency reduction)が必要となる。例えば、将来の無線通信システムでは、所定信号(例えば、U-plane)の遅延を所定値(例えば、1ms)程度にすることが望ましい。しかし、既存システムのTDDでは、将来の無線通信システムに必要とされる遅延条件を満たすことが困難となる。
TDDにおける遅延削減を行うために、新しいTDDフレーム構成を導入することが考えられる。例えば、1無線フレーム(radio frame)における特別サブフレームを増やし、DLとULの切り替えを増やす構成とすることが考えられる。あるいは、新しいサブフレーム構成を有する特別サブフレームを導入することが考えられる。
例えば、特別サブフレームを、DL制御チャネルとUL制御チャネルが同じサブフレームに含まれ、さらにDLデータチャネル及び/又はULデータチャネルも同じサブフレームに含まれる構成とすることが考えられる(図2参照)。図2Aは、DL制御チャネルとUL制御チャネルの間にデータチャネルを配置する場合を示している。図2Bは、DL制御チャネルとUL制御チャネルとDLデータチャネルの順に配置する場合を示している。また、DL伝送とUL伝送の間にはギャップ区間(GP)を設けた構成とすることができる。
特別サブフレームに配置するデータチャネルの伝送方向(DL又はUL)は、同じサブフレームのDL制御チャネルを利用してダイナミックに設定する構成としてもよい。あるいは、同じサブフレームのDL制御チャネルでなく、1サブフレーム以前のサブフレームのDL制御チャネルでデータチャネルの伝送方向を設定してもよい。このようにデータチャネルが変更可能な特別サブフレームは、フレキシブル特別サブフレームとも呼ばれる。
また、所定値(例えば、1ms)以下の遅延要求(latency requirement)を達成するために、既存のLTEシステム(LTE Rel.8-12)のサブフレームよりも短い時間長(TTI長)を有するサブフレームを適用することが考えられる。このような送信時間間隔(TTI:Transmission Time Interval)長が既存システムの1msより短いTTI(サブフレーム)を、短縮TTI(short TTI)、短縮サブフレーム等とも呼ぶ。
例えば、1ms以下の遅延時間を達成するために、TTI長を0.5msより小さく(例えば、0.25ms又は0.125ms等)にすることが考えられる。TTI長を0.125msとする場合、1msより小さい遅延時間を達成することができるが、様々なトランスポートブロック(TB)サイズのデータを1つのTTIで送受信できるようにするためには、シンボル長を短くすることでTTI長を短縮することが好ましい。この場合、シンボル長が非常に短くなるためサブキャリア間隔が長くなる。
一方で、TTI長を0.25msとする場合、特別サブフレーム(例えば、フレキシブル特別サブフレーム)の設定方法により1msより小さい遅延時間を達成できることが可能となる。例えば、本発明者等は、無線フレームにおける特別サブフレームの設定数の増加や、特別サブフレームをフレキシブル特別サブフレーム構成とすることにより、遅延時間を削減できることを見出した(下記第3の実施の形態参照)。
また、特別サブフレーム(例えば、フレキシブル特別サブフレーム)を導入する場合、無線フレームにおける全てのサブフレームをフレキシブル特別サブフレームに設定する構成(構成1)が考えられる。あるいは、一部のサブフレームをフレキシブルサブフレームに設定し、他のサブフレームをDLサブフレーム又はULサブフレームに設定する構成(構成2)とすることが考えられる。
将来の通信システムでは、DL送信のみ行われる形態(例えば、SDL(Supplemental Downlink) TDD)、UL送信のみ行われる形態、各CCで異なるフレーム構成を適用したCA形態等の様々な通信形態のサポートが要求されることが考えられる。このように、DL伝送のみに利用するサブフレームやUL伝送のみに利用するサブフレームを利用することが好ましい場合もある。そのため、TDDを用いた通信において、基本的に構成2で設計し、構成2の特別ケースとして構成1を適用することが考えられる。
そこで、本発明者等は、本実施の形態の一態様として、無線フレームに含まれる複数のサブフレームに対して、特別サブフレーム(例えば、フレキシブル特別サブフレーム)を少なくとも含む複数のサブフレームタイプを動的に変更して設定することを着想した。
複数のサブフレームタイプの一例として、1サブフレーム内にUL制御チャネルと、DL制御チャネルと、ULデータチャネル及び/又はDLデータチャネルと、を含む第1のサブフレームタイプと、1サブフレームでUL伝送又はDL伝送を行う第2のサブフレームタイプを含む構成とすることができる。第1のサブフレームタイプは、フレキシブル特別サブフレームに相当し、第2のサブフレームタイプは、通常サブフレーム(ノーマルサブフレーム)に相当する。また、第2のサブフレームタイプ(通常サブフレーム)は、UL伝送を行うULサブフレームと、DL伝送を行うDLサブフレームに分けてそれぞれ設定してもよい。
なお、フレキシブル特別サブフレームのサブフレーム構成は、DL伝送からUL伝送の切り替えに利用できる(ギャップ、ガードピリオド、またはガードインターバルと呼ばれる区間を有する)構成であれば、必ずしもUL伝送(例えば、UL制御チャネル)を含まない構成としてもよい。例えば、フレキシブル特別サブフレームを、DL伝送(例えば、DL制御チャネルとDLデータチャネル)とギャップ区間で構成してもよい。あるいは、DL制御チャネルとギャップ区間とULデータチャネルでフレキシブル特別サブフレームが構成されてもよい。あるいは、フレキシブル特別サブフレームのサブフレーム構成として、データチャネルを設定しない構成(例えば、DL制御チャネルとギャップ区間とUL制御チャネル)としてもよい。
また、本発明者等は、本実施の形態の他の態様として、無線フレームに含まれる複数のサブフレームに対して、一部又は全てのサブフレームのデータ送信(例えば、データチャネルの伝送方向)を動的に変更して設定することを着想した。
以下、本実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。各実施形態に係る無線通信方法は、それぞれ単独で適用されてもよいし、組み合わせて適用されてもよい。
(第1の実施形態)
第1の実施形態では、無線フレームに含まれる複数のサブフレームに設定するサブフレームタイプを変更する場合について説明する。なお、無線フレームは、所定期間の長さで構成される。例えば、所定のサブフレーム数(例えば、10個のサブフレーム)で1無線フレームを構成してもよいし、所定期間(例えば、1ms)で1無線フレームを構成してもよい。
<サブフレームタイプを各サブフレームで変更>
無線フレームに含まれる各サブフレーム(動的サブフレーム、フレキシブルサブフレーム)に対して、サブフレームタイプを変更して設定可能な構成とすることができる。かかる構成は、無線フレームに含まれる全てのサブフレームがフレキシブルサブフレームの場合に相当する。
例えば、各サブフレームに対して、特別サブフレーム(第1のサブフレームタイプ)、又はノーマルサブフレーム(第2のサブフレームタイプ)を動的に変更して設定する。ノーマルサブフレームがULサブフレーム又はDLサブフレームである場合、各サブフレームに対して、特別サブフレーム、ULサブフレーム、又はDLサブフレームを動的に変更して設定する。
<アンカーサブフレームの設定>
あるいは、無線フレームに含まれる一部のサブフレームに対してサブフレームタイプを固定的に設定し、残りのサブフレームに対して複数のサブフレームタイプを動的に変更して設定する構成としてもよい。かかる構成は、無線フレームに含まれる一部のサブフレームがアンカーサブフレームとなり、他のサブフレームがフレキシブルサブフレームとなる場合に相当する。
アンカーサブフレームは、サブフレームタイプと、無線フレームに設定されるサブフレームの位置が常に固定的、又は準静的に固定的に設定されるサブフレームを指す。アンカーサブフレームを設定する位置は、例えば、少なくとも無線フレームにおける先頭サブフレームとすることができる。
<サブフレームタイプの決定>
各サブフレームのサブフレーム構成は、あらかじめ定義されたサブフレームセット(サブフレームタイプ)から選択する構成とすることができる。例えば、あらかじめ定義されたサブフレームセットとして、UL制御チャネルとDL制御チャネルを少なくとも有する特別サブフレーム(第1のサブフレームタイプ)と、ノーマルサブフレーム(第2のサブフレームタイプ)を定義する。そして、各サブフレームに対していずれかのサブフレームタイプを設定する。
図3は、特別サブフレームとノーマルサブフレームをサブフレームセットとして定義し、各サブフレームにいずれかのサブフレームタイプを動的に割当てる場合を示している。なお、図3では、無線フレームの先頭にアンカーサブフレームを設定する場合を想定している。アンカーサブフレームには、ノーマルサブフレーム、特別サブフレーム又は所定のサブフレーム構成が固定的に設定される。
図3Aでは、無線フレームを構成するフレキシブルサブフレーム(アンカーサブフレーム以外)をノーマルサブフレームに設定する場合を示している。図3Bでは、無線フレームを構成するフレキシブルサブフレームを特別サブフレームに設定する場合を示している。図3C、3Dでは、無線フレームを構成するフレキシブルサブフレームの一部を特別サブフレームに設定し、他のフレキシブルサブフレームをノーマルサブフレームに設定する場合を示している。
無線フレームに含まれる複数のサブフレームに対して、特別サブフレームを少なくとも含む複数のサブフレームタイプから所定のサブフレームタイプを選択して設定する構成とすることにより、TDDを適用する場合であっても、遅延削減効果が好適に達成できる。
あるいは、サブフレームセットを定義せずに、各サブフレームのサブフレーム構成を変更する構成としてもよい。例えば、各サブフレームがDL伝送と、ギャップ区間と、UL伝送で構成可能とし、少なくともギャップ区間の長さと位置を変更してサブフレーム構成を設定する構成とすることができる。
<サブフレーム構成の通知法>
無線基地局は、サブフレーム構成(例えば、設定されるサブフレームタイプ等)に関する情報をユーザ端末に通知する。ユーザ端末は、無線基地局から通知されるサブフレーム構成に関する情報に基づいて、信号及び/又はチャネルの送信処理や受信処理を制御する。
無線基地局は、サブフレーム構成に関する情報を上位レイヤシグナリング(例えば、RRCシグナリング、報知情報等)でユーザ端末に準静的(Semi static)に通知することができる。あるいは、無線基地局は、サブフレームに関する情報を物理レイヤシグナリング(例えば、DL制御チャネル)でユーザ端末に動的(dynamic)に通知することができる。以下に、上位レイヤシグナリング及び/又は下り制御情報で送信可能なサブフレーム構成に関する情報の一例を示す。
サブフレーム構成に関する情報の通知方法の一つとして、ビットマップ形式による通知方法を適用することができる。
ビットマップ形式による通知方法を適用する場合、無線基地局は、各フレキシブルサブフレームのサブフレームタイプを示すビットマップをユーザ端末に通知する(図4A参照)。図4Aでは、ノーマルサブフレームを“0”、特別サブフレームを“1”とする場合を示している。ビットマップでサブフレームタイプを通知する場合、アンカーサブフレーム以外のフレキシブルサブフレームについて通知してもよいし、アンカーサブフレームを含む全てのサブフレームについて通知してもよい。また、無線基地局は、所定範囲(例えば、無線フレーム範囲)のサブフレームに設定されるサブフレームタイプについてビットマップで通知することができる。
あるいは、サブフレーム構成に関する情報の他の通知方法として、所定サブフレームタイプ(例えば、特別サブフレーム)が設定されるサブフレーム位置に関する情報を通知してもよい。
例えば、サブフレーム構成についてあらかじめ所定ルールを設定し、無線基地局から通知されるパラメータに応じてユーザ端末側で各サブフレームに設定されるサブフレーム構成を決定することができる。一例として、サブフレーム番号と無線基地局から通知されるパラメータを利用したmodulo演算を利用して各サブフレームのサブフレームタイプを決定することができる。modulo演算の一例を下記に示す。なお、modulo演算方法は、これに限られない。
t mod(N)=0の場合、対応するサブフレームが特別サブフレームとする。
ここで、tはサブフレーム番号であり、Nは無線基地局から設定されるパラメータである。
あるいは、無線基地局は、1サブフレームにおけるギャップ区間の長さ(GP length)と開始位置(GP starting position)に関する情報をユーザ端末に通知してもよい。例えば、1サブフレームにおけるギャップ区間の長さが1シンボル、開始位置が8シンボル目である場合、無線基地局は2つのシンボルの組み合わせ(1、8)をユーザ端末に通知する。
ユーザ端末は、無線基地局から通知された情報に基づいて、サブフレーム構成を判断することができる。例えば、1サブフレームが14シンボルで構成される場合、(1、8)を受信したユーザ端末は、1シンボル目~7シンボル目までがDL伝送、8シンボル目がギャップ区間、8シンボル目から14シンボル目までがUL伝送であると想定して送受信処理を制御する(図4B参照)。
また、1サブフレームにおけるギャップ区間の長さ(GP length)と開始位置(GP starting position)に関する情報をユーザ端末に通知する場合、全てのサブフレームに対して通知してもよいし、所定サブフレームに対してのみ通知してもよい。例えば、各サブフレームがあらかじめ定義されたサブフレームタイプから選択されない場合、又は全てのサブフレームが特別サブフレームとなる場合には、全てのサブフレームについてギャップ区間の情報をユーザ端末に通知する。一方で、特別サブフレームが設定されるサブフレーム番号があらかじめ設定され、当該特別サブフレームのサブフレーム構成が動的に変更可能である場合には、特別サブフレームが設定されるサブフレームについてギャップ区間の情報をユーザ端末に通知してもよい。
無線基地局が物理レイヤシグナリング(例えば、DL制御チャネル)を利用してサブフレーム構成に関する情報をユーザ端末に通知する場合、無線フレーム単位でシグナリングする構成とすることができる。あるいは、無線基地局は、サブフレーム単位でサブフレーム構成に関する情報をユーザ端末にシグナリングしてもよい。
無線フレーム単位でサブフレーム構成に関する情報をユーザ端末に通知する場合、無線フレームに含まれる所定サブフレーム(例えば、先頭のサブフレーム)の物理レイヤシグナリングを利用することができる。この場合、所定サブフレームは、UL伝送のノーマルサブフレーム(ULサブフレーム)以外のDLサブフレーム又は特別サブフレームとする。また、図3に示すように、無線フレームにアンカーサブフレームが設定される場合、アンカーサブフレームをDLサブフレーム又は特別サブフレームとして、当該アンカーサブフレームでサブフレーム構成に関する情報をユーザ端末に通知すればよい。
サブフレーム単位でサブフレーム構成に関する情報をユーザ端末に通知する場合、各サブフレームのDL制御チャネル(例えば、下り制御情報)を利用してサブフレーム構成をユーザ端末に通知することができる。また、DL制御チャネルを含まないサブフレーム(例えば、UL伝送のノーマルサブフレーム)には、サブフレーム構成に関する情報を含めなくてもよい。かかる場合、ユーザ端末は、サブフレーム構成に関する情報が含まれないサブフレームについてはUL伝送のノーマルサブフレームと想定して通信を制御することができる。
また、無線基地局がサブフレーム構成を決定する場合、他の無線基地局(例えば、隣接する無線基地局)から通知される情報に基づいて、当該サブフレーム構成を決定してもよい。例えば、無線基地局が、サブフレーム構成として所定のUL/DL構成を選択してユーザ端末にビットマップ形式で通知する場合、他の無線基地局にバックホールリンク(X2シグナリング、S1シグナリング等)で当該所定のUL/DL構成を通知してもよい(図5参照)。図5では、無線基地局間で干渉が生じる場合を示しており、このような干渉を抑制するために、隣接基地局間でUL/DL構成を通知してサブフレーム構成を決定することが好ましい。
この場合、無線基地局は、他の無線基地局に対して所定のUL/DL構成を適用することを要求し、当該他の無線基地局は通知された所定のUL/DL構成を考慮してサブフレーム構成(例えば、同じサブフレーム構成)を決定してもよい。この際、通知された所定のUL/DL構成を考慮したサブフレーム構成を適用する無線基地局は、要求に従う旨のシグナリング(ACK)を要求先の無線基地局に通知してもよい。
(第2の実施形態)
第2の実施形態では、無線フレームに含まれる一部又は全てのサブフレームのデータ送信(例えば、データチャネルの伝送方向、UL/DL構成)を動的に変更する場合について説明する。第2の実施形態は、単独で実施してもよいし、上記第1の実施形態と組み合わせて実施してもよい。
各サブフレームのデータチャネルは、サブフレームタイプに応じて変更可能な構成とすることができる。以下に、本実施の形態におけるデータチャネルの設定方法を示す。なお、以下の例では、サブフレームタイプとしてノーマルサブフレームと特別サブフレームを適用する場合を示すが、本実施の形態はこれに限られない。
<態様1>
各サブフレームのデータチャネル(データ送信)の伝送方向を、DL又はULのいずれかに変更可能な構成とすることができる(図6A参照)。図6Aでは、ノーマルサブフレームと特別サブフレームの両方において、データチャネルの伝送方向を変更可能な構成とする場合を示している。これにより、通信環境に応じて各サブフレームに対してULデータとDLデータを柔軟に設定することが可能となる。その結果、TDDを適用する場合であっても遅延時間を削減することが可能となる。
<態様2>
特別サブフレームのデータチャネル(データ送信)の伝送方向を、DL又はULのいずれかに変更可能な構成とし、ノーマルサブフレームのデータチャネルはあらかじめ設定された伝送方向とすることができる(図6B参照)。図6Bでは、特別サブフレームにおいてデータチャネルの伝送方向を変更可能な構成とし、通常サブフレームではあらかじめ決められた伝送方向(ここでは、DL送信)とする場合を示している。この場合、データチャネルの伝送方向に関する情報を、特別サブフレームに限ってユーザ端末に通知すればよいため、オーバヘッドの増加を抑制することができる。
<態様3>
特別サブフレームのデータチャネル(データ送信)の伝送方向を、DL、UL、又はDLとULの混合に変更可能な構成とし、ノーマルサブフレームのデータチャネルはあらかじめ設定された伝送方向とすることができる(図6C参照)。図6Cでは、特別サブフレームにおいてデータチャネルの伝送方向を変更可能な構成とし、通常サブフレームではあらかじめ決められた伝送方向(ここでは、DL送信)とする場合を示している。さらに、特別サブフレームにおいて、1サブフレームでULデータチャネルとDLデータチャネルを同時に設定することができる。その結果、ULデータ送信とDLデータ送信の送信機会を確保することができるため、遅延時間を削減することが可能となる。
<態様4>
ノーマルサブフレームのデータチャネル(データ送信)の伝送方向を、DL又はULのいずれかに変更可能な構成とし、特別サブフレームのデータチャネルはあらかじめ設定された伝送方向とすることができる(図6D参照)。この場合、データチャネルの伝送方向に関する情報を、ノーマルサブフレームに限ってユーザ端末に通知すればよよいため、オーバヘッドの増加を抑制することができる。また、ノーマルサブフレームのデータチャネルの伝送方向を柔軟に設定することができるため、遅延時間を削減することが可能となる。
<データチャネル構成の通知法>
無線基地局は、データチャネル構成(例えば、UL/DL構成)に関する情報をユーザ端末に通知する。ユーザ端末は、無線基地局から通知されるデータチャネル構成に関する情報に基づいて、データチャネルの送信処理や受信処理を制御する。
無線基地局は、データチャネルに関する情報を物理レイヤシグナリング(例えば、DL制御チャネル)でユーザ端末に動的(dynamic)に通知することができる。あるいは、無線基地局は、データチャネルに関する情報を上位レイヤシグナリング(例えば、RRCシグナリング、報知情報等)でユーザ端末に準静的(Semi static)に通知してもよい。
データチャネルに関する情報の通知方法の一つとして、ビットマップ形式による通知方法を適用することができる。
ビットマップ形式による通知方法を適用する場合、無線基地局は、データチャネルの変更が可能なサブフレームにおけるデータチャネル構成を示すビットマップをユーザ端末に通知する(図7参照)。図7では、DLデータチャネルを“0”、ULデータチャネルを“1”とする場合を示している。また、所定範囲(例えば、無線フレーム範囲)についてビットマップで通知することができる。
また、無線基地局は、無線フレーム単位でデータチャネル構成に関する情報をユーザ端末に通知する場合、無線フレームに含まれる所定サブフレーム(例えば、先頭のサブフレーム)の物理レイヤシグナリングを利用することができる。この場合、所定サブフレームは、UL伝送のノーマルサブフレーム(ULサブフレーム)以外のDLサブフレーム又は特別サブフレームとする。また、図3に示すように、無線フレームにアンカーサブフレームが設定される場合、アンカーサブフレームをDLサブフレーム又は特別サブフレームとして、当該アンカーサブフレームでデータチャネル構成に関する情報をユーザ端末に通知すればよい。
なお、図7では、ビットマップを用いてDLデータチャネルとULデータチャネルのいずれかを指定する場合を示したがこれに限られない。図6Cに示したように、ULデータチャネルとDLデータチャネルの両方を設定する場合には、ビットマップにおけるビット数を増やして通知することができる。
また、特別サブフレームのサブフレーム構成が動的に変更可能である場合には、当該特別サブフレームが設定されるサブフレームについてギャップ区間の情報をユーザ端末に通知してもよい。この場合、無線基地局は、1サブフレームにおけるギャップ区間の長さと開始位置に関する情報をユーザ端末に通知することができる。例えば、1サブフレームにおけるギャップ区間の長さが1シンボル、開始位置が8シンボル目である場合、無線基地局は2つのシンボルの組み合わせ(1、8)をユーザ端末に通知する。無線フレーム単位で通知する場合には、無線フレームに含まれる特別サブフレーム毎にビットマップを利用して通知すればよい。
サブフレーム単位でデータチャネル構成に関する情報を通知する場合、各サブフレームのDL制御チャネル(例えば、下り制御情報)を利用してデータチャネル構成をユーザ端末に通知することができる。また、DL制御チャネルを含まないサブフレーム(例えば、UL伝送のノーマルサブフレーム)には、データチャネル構成に関する情報を含めなくてもよい。かかる場合、ユーザ端末は、データチャネル構成に関する情報が含まれないサブフレームについてはUL伝送のノーマルサブフレームと想定して通信を制御することができる。
特別サブフレームのサブフレーム構成が動的に変更可能である場合には、当該特別サブフレームが設定されるサブフレームについてギャップ区間の情報を各特別サブフレームの下り制御情報に含めてユーザ端末に通知してもよい。
無線フレームに含まれる一部又は全てのサブフレームのデータ送信(例えば、データチャネルの伝送方向、UL/DL構成)を動的に変更することにより、ULデータとDLデータを柔軟に設定することができる。これにより、TDDを利用する場合であっても遅延削減を行うことができる。
なお、データチャネル構成に関する情報は、上記第1の実施形態で示したサブフレーム構成に関する情報と別にユーザ端末に通知してもよいし、同時に通知してもよい。別々に通知する場合、サブフレーム構成に関する情報を上位レイヤシグナリングで通知し、データチャネル構成に関する情報を下位レイヤシグナリングで通知することができる。同時に通知する場合、データチャネル構成に関する情報とサブフレーム構成に関する情報を組み合わせて上位レイヤシグナリング及び/又は物理レイヤシグナリングを用いてユーザ端末に通知してもよい。
(第3の実施形態)
第3の実施形態では、TDDにおける特別サブフレームの割当て方法に応じた遅延時間(latency)について説明する。具体的には、無線フレームに含まれる特別サブフレームの設定数に応じた遅延時間について説明する。
まず、無線フレームに設定される特別サブフレーム数について、4つのケース(Case1~4)を仮定した(図8参照)。ここで、無線フレームは10サブフレーム(10TTI)から構成され、特別サブフレームは無線フレームに分散して配置される構成を想定している。ケース1は特別サブフレームが5サブフレームに1回設定され(図8A参照)、ケース2は特別サブフレームが3サブフレームに1回設定され(図8B参照)、ケース3は特別サブフレームが2サブフレームに1回設定され(図8C参照)、ケース4は特別サブフレームが全てのサブフレームに設定される(図8D参照)場合を示している。
さらに、各ケース1~4に対して、特別サブフレームがDLデータ送信に利用される場合(固定特別サブフレーム)と、特別サブフレームがDL又はULデータ送信に利用される場合(フレキシブル特別サブフレーム)について、それぞれ遅延時間を検討した。なお、固定特別サブフレームは、既存システムの特別サブフレーム構成(DLデータの送受信には利用できるがULデータの送受信には利用できない)に相当する。
また、本実施の形態では、プロセス遅延(processing latency)が3、2、又は1TTIである場合を想定して遅延時間を検討している。プロセス遅延とは、処理動作に必要となる時間であり、例えば、DL信号に対するA/Nフィードバックに最低限必要となる遅延時間を指す。一例として、既存システムのFDDでは、DL送信に対してユーザ端末がA/Nを生成するまでのプロセス遅延を考慮し、A/NフィードバックタイミングはDLデータの受信から4ms(4サブフレーム、4TTI)後となる。
図9~図11に各ケース(図8A~8D)に対して、TTI長を1ms、0.5ms、0.25ms、0.125msとした場合の遅延時間を示す。また、上述したように、各ケースにおいて固定特別サブフレームを利用した場合(ケース1-1、2-1、3-1)と、フレキシブル特別サブフレームを利用した場合(ケース1-2、2-2、3-2、4)を示している。また、図9は、最小プロセス遅延(minimum processing latency)が3TTIの場合を示し、図10は、最小プロセス遅延が2TTIの場合を示し、図11は、最小プロセス遅延が1TTIの場合(ケース4のみ)を示している。
図9~図11における遅延時間は平均遅延時間に相当し、平均遅延時間は1回の信号遅延(1 trip latency)の平均に加え、データのブロック誤り率が10%に制御されていると仮定し、HARQ RTT(Round Trip Time)の平均の10%を考慮して決定している。例えば、図9のケース1-1では、TTI長が1msの場合、DLの平均遅延が5.567TTIであり、ULの平均遅延が6.2TTIとなる場合を示している。
図12~図18は、最小プロセス遅延が3TTIである場合(図9)の各ケースの遅延時間を示している。図19~図21は、最小プロセス遅延が2TTIである場合(図10)の各ケースの遅延時間を示している。
図12では、ケース1-1(固定特別サブフレーム)のDLとULの遅延時間を示す図である。ここでは、最小プロセス遅延が3TTIであるため、例えば、SF#1のDL送信に対するA/NはSF#4のULサブフレームでフィードバックされる。
図12において、DL送信における1回の信号遅延(1 trip latency)の平均(Average one-trip latency)は、4.6TTI(=(4+4+4+5+6)/5)となる。これは、SF#1、SF#2、SF#3は各サブフレームでDLデータをスケジューリングできるために遅延時間を4TTIとできるが、SF#4、SF#5はULサブフレームであるためにDLデータをスケジューリングできず、それぞれ2、1サブフレーム分の追加遅延が発生するためである。図12の例では、SF#1~SF#5までのDL/ULが繰り返されていることから、平均遅延はSF#1~SF#5を用いて計算している。
また、平均HARQ RTT(Average HARQ RTT)は、9.67TTI(=(10+10+9)/3)となる。これは、SF#1、SF#2、SF#3に割り当てたDLデータに対する再送が可能となるまでの平均遅延時間に相当する。SF#1、SF#2、SF#3に割り当てたDLデータは、それぞれSF#11、SF#12、SF#12で可能となるため、その時間はそれぞれ10、10、9TTIとなり、SF#1-SF#5までで計算した平均HARQ RTTと同じとなる。
上記1回の信号遅延の平均と平均HARQ RTT、ならびに10%の確率でブロックエラーが発生する(BLER=10%)仮定を考慮すると、平均遅延時間(Average latency)が5.567TTI(=4.6+0.967)となる。
図12において、UL送信における1回の信号遅延(1 trip latency)の平均は、5.2TTI(=(4+4+5+6+7)/5)となる。これは、SF#4、SF#5は各サブフレームでULデータをスケジューリングできるために遅延時間を4TTIとできるが、SF#1、SF#2、SF#3はDLサブフレームであるためにULデータをスケジューリングできず、それぞれ3、2、1サブフレーム分の追加遅延が発生するためである。図12の例では、SF#1~SF#5までのDL/ULが繰り返されていることから、平均遅延はSF#1~SF#5を用いて計算している。
また、平均HARQ RTT(Average HARQ RTT)は、10TTI(=(10+10)/2)となる。これは、SF#4、SF#5に割り当てたULデータに対する再送が可能となるまでの平均遅延時間に相当する。SF#4、SF#5に割り当てたULデータは、それぞれSF#14、SF#15で可能となるため、その時間はそれぞれ10、10TTIとなり、SF#1-SF#5までで計算した平均HARQ RTTと同じとなる。
上記1回の信号遅延の平均と平均HARQ RTT、ならびに10%の確率でブロックエラーが発生する(BLER=10%)仮定を考慮すると、平均遅延時間が6.2TTI(=5.2+1)となる。
図13から図21についても、図12と同様に遅延時間を計算することができる。
図9~図21に示すように、無線フレームにおける特別サブフレームの設定数を増やすことにより遅延時間を低減することができる。また、特別サブフレームを用いてULデータチャネル(又はUL制御チャネル)の送信を可能とすることにより、遅延時間を低減することが可能となる。
なお、本実施の形態は、図9~図21で示した構成に限らず、他のサブフレーム構成についても適用することができる。
(無線通信システム)
以下、本発明の一実施形態に係る無線通信システムの構成について説明する。この無線通信システムでは、本発明の上記各実施形態に係る無線通信方法のいずれか又は組み合わせを用いて通信が行われる。
図22は、本発明の一実施形態に係る無線通信システムの概略構成の一例を示す図である。無線通信システム1では、LTEシステムのシステム帯域幅(例えば、20MHz)を1単位とする複数の基本周波数ブロック(コンポーネントキャリア)を一体としたキャリアアグリゲーション(CA)及び/又はデュアルコネクティビティ(DC)を適用することができる。
なお、無線通信システム1は、LTE(Long Term Evolution)、LTE-A(LTE-Advanced)、LTE-B(LTE-Beyond)、SUPER 3G、IMT-Advanced、4G(4th generation mobile communication system)、5G(5th generation mobile communication system)、FRA(Future Radio Access)、New-RAT(Radio Access Technology)などと呼ばれてもよいし、これらを実現するシステムと呼ばれてもよい。
図22に示す無線通信システム1は、比較的カバレッジの広いマクロセルC1を形成する無線基地局11と、マクロセルC1内に配置され、マクロセルC1よりも狭いスモールセルC2を形成する無線基地局12(12a-12c)と、を備えている。また、マクロセルC1及び各スモールセルC2には、ユーザ端末20が配置されている。
ユーザ端末20は、無線基地局11及び無線基地局12の双方に接続することができる。ユーザ端末20は、マクロセルC1及びスモールセルC2を、CA又はDCにより同時に使用することが想定される。また、ユーザ端末20は、複数のセル(CC)(例えば、5個以下のCC、6個以上のCC)を用いてCA又はDCを適用してもよい。
ユーザ端末20と無線基地局11との間は、相対的に低い周波数帯域(例えば、2GHz)で帯域幅が狭いキャリア(既存キャリア、Legacy carrierなどと呼ばれる)を用いて通信を行うことができる。一方、ユーザ端末20と無線基地局12との間は、相対的に高い周波数帯域(例えば、3.5GHz、5GHzなど)で帯域幅が広いキャリアが用いられてもよいし、無線基地局11との間と同じキャリアが用いられてもよい。なお、各無線基地局が利用する周波数帯域の構成はこれに限られない。
無線基地局11と無線基地局12との間(又は、2つの無線基地局12間)は、有線接続(例えば、CPRI(Common Public Radio Interface)に準拠した光ファイバ、X2インターフェースなど)又は無線接続する構成とすることができる。
無線基地局11及び各無線基地局12は、それぞれ上位局装置30に接続され、上位局装置30を介してコアネットワーク40に接続される。なお、上位局装置30には、例えば、アクセスゲートウェイ装置、無線ネットワークコントローラ(RNC)、モビリティマネジメントエンティティ(MME)などが含まれるが、これに限定されるものではない。また、各無線基地局12は、無線基地局11を介して上位局装置30に接続されてもよい。
なお、無線基地局11は、相対的に広いカバレッジを有する無線基地局であり、マクロ基地局、集約ノード、eNB(eNodeB)、送受信ポイント、などと呼ばれてもよい。また、無線基地局12は、局所的なカバレッジを有する無線基地局であり、スモール基地局、マイクロ基地局、ピコ基地局、フェムト基地局、HeNB(Home eNodeB)、RRH(Remote Radio Head)、送受信ポイントなどと呼ばれてもよい。以下、無線基地局11及び12を区別しない場合は、無線基地局10と総称する。
各ユーザ端末20は、LTE、LTE-Aなどの各種通信方式に対応した端末であり、移動通信端末(移動局)だけでなく固定通信端末(固定局)を含んでもよい。
無線通信システム1においては、無線アクセス方式として、下りリンクに直交周波数分割多元接続(OFDMA:Orthogonal Frequency Division Multiple Access)が適用され、上りリンクにシングルキャリア-周波数分割多元接続(SC-FDMA:Single Carrier Frequency Division Multiple Access)が適用される。
OFDMAは、周波数帯域を複数の狭い周波数帯域(サブキャリア)に分割し、各サブキャリアにデータをマッピングして通信を行うマルチキャリア伝送方式である。SC-FDMAは、システム帯域幅を端末毎に1つ又は連続したリソースブロックからなる帯域に分割し、複数の端末が互いに異なる帯域を用いることで、端末間の干渉を低減するシングルキャリア伝送方式である。なお、上り及び下りの無線アクセス方式は、これらの組み合わせに限らず、他の無線アクセス方式が用いられてもよい。
無線通信システム1では、下りリンクのチャネルとして、各ユーザ端末20で共有される下り共有チャネル(PDSCH:Physical Downlink Shared Channel)、報知チャネル(PBCH:Physical Broadcast Channel)、下りL1/L2制御チャネルなどが用いられる。PDSCHにより、ユーザデータや上位レイヤ制御情報、SIB(System Information Block)などが伝送される。また、PBCHにより、MIB(Master Information Block)が伝送される。
下りL1/L2制御チャネルは、PDCCH(Physical Downlink Control Channel)、EPDCCH(Enhanced Physical Downlink Control Channel)、PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel)、PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel)などを含む。PDCCHにより、PDSCH及びPUSCHのスケジューリング情報を含む下り制御情報(DCI:Downlink Control Information)などが伝送される。PCFICHにより、PDCCHに用いるOFDMシンボル数が伝送される。PHICHにより、PUSCHに対するHARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest)の送達確認情報(例えば、再送制御情報、HARQ-ACK、ACK/NACKなどともいう)が伝送される。EPDCCHは、PDSCH(下り共有データチャネル)と周波数分割多重され、PDCCHと同様にDCIなどの伝送に用いられる。
無線通信システム1では、上りリンクのチャネルとして、各ユーザ端末20で共有される上り共有チャネル(PUSCH:Physical Uplink Shared Channel)、上り制御チャネル(PUCCH:Physical Uplink Control Channel)、ランダムアクセスチャネル(PRACH:Physical Random Access Channel)などが用いられる。PUSCHにより、ユーザデータや上位レイヤ制御情報が伝送される。また、PUCCHにより、下りリンクの無線品質情報(CQI:Channel Quality Indicator)、送達確認情報などが伝送される。PRACHにより、セルとの接続確立のためのランダムアクセスプリアンブルが伝送される。
無線通信システム1では、下り参照信号として、セル固有参照信号(CRS:Cell-specific Reference Signal)、チャネル状態情報参照信号(CSI-RS:Channel State Information-Reference Signal)、復調用参照信号(DMRS:DeModulation Reference Signal)、位置決定参照信号(PRS:Positioning Reference Signal)などが伝送される。また、無線通信システム1では、上り参照信号として、測定用参照信号(SRS:Sounding Reference Signal)、復調用参照信号(DMRS)などが伝送される。なお、DMRSはユーザ端末固有参照信号(UE-specific Reference Signal)と呼ばれてもよい。また、伝送される参照信号は、これらに限られない。
(無線基地局)
図23は、本発明の一実施形態に係る無線基地局の全体構成の一例を示す図である。無線基地局10は、複数の送受信アンテナ101と、アンプ部102と、送受信部103と、ベースバンド信号処理部104と、呼処理部105と、伝送路インターフェース106と、を備えている。なお、送受信アンテナ101、アンプ部102、送受信部103は、それぞれ1つ以上を含むように構成されればよい。
下りリンクにより無線基地局10からユーザ端末20に送信されるユーザデータは、上位局装置30から伝送路インターフェース106を介してベースバンド信号処理部104に入力される。
ベースバンド信号処理部104では、ユーザデータに関して、PDCP(Packet Data Convergence Protocol)レイヤの処理、ユーザデータの分割・結合、RLC(Radio Link Control)再送制御などのRLCレイヤの送信処理、MAC(Medium Access Control)再送制御(例えば、HARQの送信処理)、スケジューリング、伝送フォーマット選択、チャネル符号化、逆高速フーリエ変換(IFFT:Inverse Fast Fourier Transform)処理、プリコーディング処理などの送信処理が行われて送受信部103に転送される。また、下り制御信号に関しても、チャネル符号化や逆高速フーリエ変換などの送信処理が行われて、送受信部103に転送される。
送受信部103は、ベースバンド信号処理部104からアンテナ毎にプリコーディングして出力されたベースバンド信号を無線周波数帯に変換して送信する。送受信部103で周波数変換された無線周波数信号は、アンプ部102により増幅され、送受信アンテナ101から送信される。送受信部103は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明されるトランスミッター/レシーバー、送受信回路又は送受信装置から構成することができる。なお、送受信部103は、一体の送受信部として構成されてもよいし、送信部及び受信部から構成されてもよい。
一方、上り信号については、送受信アンテナ101で受信された無線周波数信号がアンプ部102で増幅される。送受信部103はアンプ部102で増幅された上り信号を受信する。送受信部103は、受信信号をベースバンド信号に周波数変換して、ベースバンド信号処理部104に出力する。
ベースバンド信号処理部104では、入力された上り信号に含まれるユーザデータに対して、高速フーリエ変換(FFT:Fast Fourier Transform)処理、逆離散フーリエ変換(IDFT:Inverse Discrete Fourier Transform)処理、誤り訂正復号、MAC再送制御の受信処理、RLCレイヤ及びPDCPレイヤの受信処理がなされ、伝送路インターフェース106を介して上位局装置30に転送される。呼処理部105は、通信チャネルの設定や解放などの呼処理や、無線基地局10の状態管理や、無線リソースの管理を行う。
伝送路インターフェース106は、所定のインターフェースを介して、上位局装置30と信号を送受信する。また、伝送路インターフェース106は、基地局間インターフェース(例えば、CPRI(Common Public Radio Interface)に準拠した光ファイバ、X2インターフェース)を介して他の無線基地局10と信号を送受信(バックホールシグナリング)してもよい。
なお、送受信部103は、フレキシブルサブフレームに設定されるサブフレームタイプに関する情報、及び/又はデータチャネル構成に関する情報を送信する。また、送受信部103は、ユーザ端末20に対して、TTI構成に関する情報、下り制御チャネルが割り当てられる周波数リソース及び/又は符号リソースに関する情報などを送信してもよい。
図24は、本発明の一実施形態に係る無線基地局の機能構成の一例を示す図である。なお、図24では、本実施形態における特徴部分の機能ブロックを主に示しており、無線基地局10は、無線通信に必要な他の機能ブロックも有しているものとする。図24に示すように、ベースバンド信号処理部104は、制御部(スケジューラ)301と、送信信号生成部302と、マッピング部303と、受信信号処理部304と、測定部305と、を少なくとも備えている。
制御部(スケジューラ)301は、無線基地局10全体の制御を実施する。制御部301は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明されるコントローラ、制御回路又は制御装置から構成することができる。
制御部301は、例えば、送信信号生成部302による信号の生成や、マッピング部303による信号の割り当てを制御する。また、制御部301は、受信信号処理部304による信号の受信処理や、測定部305による信号の測定を制御する。
制御部301は、システム情報、PDSCHで送信される下りデータ信号、PDCCH及び/又はEPDCCHで伝送される下り制御信号のスケジューリング(例えば、リソース割り当て)を制御する。また、制御部301は、上りデータ信号に対する再送制御の要否を判定した結果などに基づいて、下り制御信号(例えば、送達確認情報など)や下りデータ信号の生成を制御する。また、制御部301は、同期信号(例えば、PSS(Primary Synchronization Signal)/SSS(Secondary Synchronization Signal))や、CRS、CSI-RS、DMRSなどの下り参照信号のスケジューリングの制御を行う。
また、制御部301は、PUSCHで送信される上りデータ信号、PUCCH及び/又はPUSCHで送信される上り制御信号(例えば、送達確認情報)、PRACHで送信されるランダムアクセスプリアンブルや、上り参照信号などのスケジューリングを制御する。
制御部301は、1サブフレーム内にUL制御チャネルと、DL制御チャネルと、ULデータチャネル及び/又はDLデータチャネルと、を含む第1のサブフレームタイプ(例えば、特別サブフレーム)と、1サブフレームでUL伝送又はDL伝送を行う第2のサブフレームタイプ(例えば、ノーマルサブフレーム)を利用して送受信を制御する。
送信信号生成部302は、制御部301からの指示に基づいて、下り信号(下り制御信号、下りデータ信号、下り参照信号など)を生成して、マッピング部303に出力する。送信信号生成部302は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明される信号生成器、信号生成回路又は信号生成装置から構成することができる。
送信信号生成部302は、例えば、制御部301からの指示に基づいて、下り信号の割り当て情報を通知するDLアサインメント及び上り信号の割り当て情報を通知するULグラントを生成する。また、下りデータ信号には、各ユーザ端末20からのチャネル状態情報(CSI:Channel State Information)などに基づいて決定された符号化率、変調方式などに従って符号化処理、変調処理が行われる。
マッピング部303は、制御部301からの指示に基づいて、送信信号生成部302で生成された下り信号を、所定の無線リソースにマッピングして、送受信部103に出力する。マッピング部303は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明されるマッパー、マッピング回路又はマッピング装置から構成することができる。
受信信号処理部304は、送受信部103から入力された受信信号に対して、受信処理(例えば、デマッピング、復調、復号など)を行う。ここで、受信信号は、例えば、ユーザ端末20から送信される上り信号(上り制御信号、上りデータ信号、上り参照信号など)である。受信信号処理部304は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明される信号処理器、信号処理回路又は信号処理装置から構成することができる。
受信信号処理部304は、受信処理により復号された情報を制御部301に出力する。例えば、HARQ-ACKを含むPUCCHを受信した場合、HARQ-ACKを制御部301に出力する。また、受信信号処理部304は、受信信号や、受信処理後の信号を、測定部305に出力する。
測定部305は、受信した信号に関する測定を実施する。測定部305は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明される測定器、測定回路又は測定装置から構成することができる。
測定部305は、例えば、受信した信号の受信電力(例えば、RSRP(Reference Signal Received Power))、受信品質(例えば、RSRQ(Reference Signal Received Quality))やチャネル状態などについて測定してもよい。測定結果は、制御部301に出力されてもよい。
(ユーザ端末)
図25は、本発明の一実施形態に係るユーザ端末の全体構成の一例を示す図である。ユーザ端末20は、複数の送受信アンテナ201と、アンプ部202と、送受信部203と、ベースバンド信号処理部204と、アプリケーション部205と、を備えている。なお、送受信アンテナ201、アンプ部202、送受信部203は、それぞれ1つ以上を含むように構成されればよい。
送受信アンテナ201で受信された無線周波数信号は、アンプ部202で増幅される。送受信部203は、アンプ部202で増幅された下り信号を受信する。送受信部203は、受信信号をベースバンド信号に周波数変換して、ベースバンド信号処理部204に出力する。送受信部203は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明されるトランスミッター/レシーバー、送受信回路又は送受信装置から構成することができる。なお、送受信部203は、一体の送受信部として構成されてもよいし、送信部及び受信部から構成されてもよい。
ベースバンド信号処理部204は、入力されたベースバンド信号に対して、FFT処理や、誤り訂正復号、再送制御の受信処理などを行う。下りリンクのユーザデータは、アプリケーション部205に転送される。アプリケーション部205は、物理レイヤやMACレイヤより上位のレイヤに関する処理などを行う。また、下りリンクのデータのうち、報知情報もアプリケーション部205に転送される。
一方、上りリンクのユーザデータについては、アプリケーション部205からベースバンド信号処理部204に入力される。ベースバンド信号処理部204では、再送制御の送信処理(例えば、HARQの送信処理)や、チャネル符号化、プリコーディング、離散フーリエ変換(DFT:Discrete Fourier Transform)処理、IFFT処理などが行われて送受信部203に転送される。送受信部203は、ベースバンド信号処理部204から出力されたベースバンド信号を無線周波数帯に変換して送信する。送受信部203で周波数変換された無線周波数信号は、アンプ部202により増幅され、送受信アンテナ201から送信される。
なお、送受信部203は、各フレキシブルサブフレームに設定されるサブフレームタイプに関する情報、及び/又はデータチャネル構成(データチャネルの伝送方向)に関する情報を受信する。例えば、送受信部203は、サブフレームタイプに関する情報及び/又はデータチャネルの伝送方向に関する情報をビットマップ形式で受信する。また、送受信部203は、サブフレームタイプに関する情報及び/又はデータチャネルの伝送方向に関する情報を、無線フレームに含まれる最初のサブフレーム又は下り制御情報が送信される各サブフレームで受信することができる。
また、送受信部203は、第1のサブフレームタイプのサブフレーム構成に関する情報として、サブフレーム構成に関する情報は、1サブフレーム内のUL伝送とDL伝送の間に設定されるギャップ区間の長さ及び/又はギャップ区間の開始位置の情報を受信する。
図26は、本発明の一実施形態に係るユーザ端末の機能構成の一例を示す図である。なお、図26においては、本実施形態における特徴部分の機能ブロックを主に示しており、ユーザ端末20は、無線通信に必要な他の機能ブロックも有しているものとする。図26に示すように、ユーザ端末20が有するベースバンド信号処理部204は、制御部401と、送信信号生成部402と、マッピング部403と、受信信号処理部404と、測定部405と、を少なくとも備えている。
制御部401は、ユーザ端末20全体の制御を実施する。制御部401は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明されるコントローラ、制御回路又は制御装置から構成することができる。
制御部401は、例えば、送信信号生成部402による信号の生成や、マッピング部403による信号の割り当てを制御する。また、制御部401は、受信信号処理部404による信号の受信処理や、測定部405による信号の測定を制御する。
制御部401は、無線基地局10から送信された下り制御信号(PDCCH/EPDCCHで送信された信号)及び下りデータ信号(PDSCHで送信された信号)を、受信信号処理部404から取得する。制御部401は、下り制御信号や、下りデータ信号に対する再送制御の要否を判定した結果などに基づいて、上り制御信号(例えば、送達確認情報など)や上りデータ信号の生成を制御する。
制御部401は、1サブフレーム内にUL制御チャネルと、DL制御チャネルと、ULデータチャネル及び/又はDLデータチャネルと、を含む第1のサブフレームタイプ(例えば、特別サブフレーム)と、1サブフレームでUL伝送又はDL伝送を行う第2のサブフレームタイプ(例えば、ノーマルサブフレーム)を利用して送受信を制御する。
送信信号生成部402は、制御部401からの指示に基づいて、上り信号(上り制御信号、上りデータ信号、上り参照信号など)を生成して、マッピング部403に出力する。送信信号生成部402は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明される信号生成器、信号生成回路又は信号生成装置から構成することができる。
送信信号生成部402は、例えば、制御部401からの指示に基づいて、送達確認情報やチャネル状態情報(CSI)に関する上り制御信号を生成する。また、送信信号生成部402は、制御部401からの指示に基づいて上りデータ信号を生成する。例えば、送信信号生成部402は、無線基地局10から通知される下り制御信号にULグラントが含まれている場合に、制御部401から上りデータ信号の生成を指示される。
マッピング部403は、制御部401からの指示に基づいて、送信信号生成部402で生成された上り信号を無線リソースにマッピングして、送受信部203へ出力する。マッピング部403は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明されるマッパー、マッピング回路又はマッピング装置から構成することができる。
受信信号処理部404は、送受信部203から入力された受信信号に対して、受信処理(例えば、デマッピング、復調、復号など)を行う。ここで、受信信号は、例えば、無線基地局10から送信される下り信号(下り制御信号、下りデータ信号、下り参照信号など)である。受信信号処理部404は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明される信号処理器、信号処理回路又は信号処理装置から構成することができる。また、受信信号処理部404は、本発明に係る受信部を構成することができる。
受信信号処理部404は、制御部401の指示に基づいて、データ(TB:Transport Block)の送信及び/又は受信をスケジューリングするDCI(DCIフォーマット)をブラインド復号する。
受信信号処理部404は、受信処理により復号された情報を制御部401に出力する。受信信号処理部404は、例えば、報知情報、システム情報、RRCシグナリング、DCIなどを、制御部401に出力する。受信信号処理部404は、データの復号結果を制御部401に出力してもよい。また、受信信号処理部404は、受信信号や、受信処理後の信号を、測定部405に出力する。
測定部405は、受信した信号に関する測定を実施する。測定部405は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明される測定器、測定回路又は測定装置から構成することができる。
測定部405は、例えば、受信した信号の受信電力(例えば、RSRP)、受信品質(例えば、RSRQ)やチャネル状態などについて測定してもよい。測定結果は、制御部401に出力されてもよい。
(ハードウェア構成)
なお、上記実施形態の説明に用いたブロック図は、機能単位のブロックを示している。これらの機能ブロック(構成部)は、ハードウェア及び/又はソフトウェアの任意の組み合わせによって実現される。また、各機能ブロックの実現手段は特に限定されない。すなわち、各機能ブロックは、物理的に結合した1つの装置により実現されてもよいし、物理的に分離した2つ以上の装置を有線又は無線で接続し、これら複数の装置により実現されてもよい。
例えば、本発明の一実施形態における無線基地局、ユーザ端末などは、本発明の無線通信方法の処理を行うコンピュータとして機能してもよい。図27は、本発明の一実施形態に係る無線基地局及びユーザ端末のハードウェア構成の一例を示す図である。上述の無線基地局10及びユーザ端末20は、物理的には、プロセッサ1001、メモリ1002、ストレージ1003、通信装置1004、入力装置1005、出力装置1006、バス1007などを含むコンピュータ装置として構成されてもよい。
なお、以下の説明では、「装置」という文言は、回路、デバイス、ユニットなどに読み替えることができる。無線基地局10及びユーザ端末20のハードウェア構成は、図に示した各装置を1つ又は複数含むように構成されてもよいし、一部の装置を含まずに構成されてもよい。
無線基地局10及びユーザ端末20における各機能は、プロセッサ1001、メモリ1002などのハードウェア上に所定のソフトウェア(プログラム)を読み込ませることで、プロセッサ1001が演算を行い、通信装置1004による通信や、メモリ1002及びストレージ1003におけるデータの読み出し及び/又は書き込みを制御することで実現される。
プロセッサ1001は、例えば、オペレーティングシステムを動作させてコンピュータ全体を制御する。プロセッサ1001は、周辺装置とのインターフェース、制御装置、演算装置、レジスタなどを含む中央処理装置(CPU:Central Processing Unit)で構成されてもよい。例えば、上述のベースバンド信号処理部104(204)、呼処理部105などは、プロセッサ1001で実現されてもよい。
また、プロセッサ1001は、プログラム(プログラムコード)、ソフトウェアモジュールやデータを、ストレージ1003及び/又は通信装置1004からメモリ1002に読み出し、これらに従って各種の処理を実行する。プログラムとしては、上述の実施形態で説明した動作の少なくとも一部をコンピュータに実行させるプログラムが用いられる。例えば、ユーザ端末20の制御部401は、メモリ1002に格納され、プロセッサ1001で動作する制御プログラムによって実現されてもよく、他の機能ブロックについても同様に実現されてもよい。
メモリ1002は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、ROM(Read Only Memory)、EPROM(Erasable Programmable ROM)、RAM(Random Access Memory)などの少なくとも1つで構成されてもよい。メモリ1002は、レジスタ、キャッシュ、メインメモリ(主記憶装置)などと呼ばれてもよい。メモリ1002は、本発明の一実施形態に係る無線通信方法を実施するために実行可能なプログラム(プログラムコード)、ソフトウェアモジュールなどを保存することができる。
ストレージ1003は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、CD-ROM(Compact Disc ROM)などの光ディスク、ハードディスクドライブ、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、フラッシュメモリなどの少なくとも1つで構成されてもよい。ストレージ1003は、補助記憶装置と呼ばれてもよい。
通信装置1004は、有線及び/又は無線ネットワークを介してコンピュータ間の通信を行うためのハードウェア(送受信デバイス)であり、例えばネットワークデバイス、ネットワークコントローラ、ネットワークカード、通信モジュールなどともいう。例えば、上述の送受信アンテナ101(201)、アンプ部102(202)、送受信部103(203)、伝送路インターフェース106などは、通信装置1004で実現されてもよい。
入力装置1005は、外部からの入力を受け付ける入力デバイス(例えば、キーボード、マウスなど)である。出力装置1006は、外部への出力を実施する出力デバイス(例えば、ディスプレイ、スピーカーなど)である。なお、入力装置1005及び出力装置1006は、一体となった構成(例えば、タッチパネル)であってもよい。
また、プロセッサ1001やメモリ1002などの各装置は、情報を通信するためのバス1007で接続される。バス1007は、単一のバスで構成されてもよいし、装置間で異なるバスで構成されてもよい。
また、無線基地局10及びユーザ端末20は、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP:Digital Signal Processor)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、PLD(Programmable Logic Device)、FPGA(Field Programmable Gate Array)などのハードウェアを含んで構成されてもよく、当該ハードウェアにより、各機能ブロックの一部又は全てが実現されてもよい。例えば、プロセッサ1001は、これらのハードウェアの少なくとも1つで実装されてもよい。
なお、本明細書で説明した用語及び/又は本明細書の理解に必要な用語については、同一の又は類似する意味を有する用語と置き換えてもよい。例えば、チャネル及び/又はシンボルは信号(シグナリング)であってもよい。また、信号はメッセージであってもよい。また、コンポーネントキャリア(CC:Component Carrier)は、セル、周波数キャリア、キャリア周波数などと呼ばれてもよい。
また、無線フレームは、時間領域において1つ又は複数の期間(フレーム)で構成されてもよい。無線フレームを構成する当該1つ又は複数の各期間(フレーム)は、サブフレームと呼ばれてもよい。さらに、サブフレームは、時間領域において1つ又は複数のスロットで構成されてもよい。さらに、スロットは、時間領域において1つ又は複数のシンボル(OFDMシンボル、SC-FDMAシンボルなど)で構成されてもよい。
無線フレーム、サブフレーム、スロット及びシンボルは、いずれも信号を伝送する際の時間単位を表す。無線フレーム、サブフレーム、スロット及びシンボルは、それぞれに対応する別の呼称が用いられてもよい。例えば、1サブフレームが送信時間間隔(TTI:Transmission Time Interval)と呼ばれてもよいし、複数の連続したサブフレームがTTIと呼ばれてよいし、1スロットがTTIと呼ばれてもよい。つまり、サブフレームやTTIは、既存のLTEにおけるサブフレーム(1ms)であってもよいし、1msより短い期間(例えば、1-13シンボル)であってもよいし、1msより長い期間であってもよい。
ここで、TTIは、例えば、無線通信におけるスケジューリングの最小時間単位のことをいう。例えば、LTEシステムでは、無線基地局が各ユーザ端末に対して、無線リソース(各ユーザ端末において使用することが可能な周波数帯域幅や送信電力など)を、TTI単位で割り当てるスケジューリングを行う。なお、TTIの定義はこれに限られない。
1msの時間長を有するTTIを、通常TTI(LTE Rel.8-12におけるTTI)、ノーマルTTI、ロングTTI、通常サブフレーム、ノーマルサブフレーム、又はロングサブフレームなどと呼んでもよい。通常TTIより短いTTIは、短縮TTI、ショートTTI、短縮サブフレーム、又はショートサブフレームなどと呼ばれてもよい。
リソースブロック(RB:Resource Block)は、時間領域及び周波数領域のリソース割当単位であり、周波数領域において、1つ又は複数個の連続した副搬送波(サブキャリア(subcarrier))を含んでもよい。また、RBは、時間領域において、1つ又は複数個のシンボルを含んでもよく、1スロット、1サブフレーム又は1TTIの長さであってもよい。1TTI、1サブフレームは、それぞれ1つ又は複数のリソースブロックで構成されてもよい。なお、RBは、物理リソースブロック(PRB:Physical RB)、PRBペア、RBペアなどと呼ばれてもよい。
また、リソースブロックは、1つ又は複数のリソースエレメント(RE:Resource Element)で構成されてもよい。例えば、1REは、1サブキャリア及び1シンボルの無線リソース領域であってもよい。
なお、上述した無線フレーム、サブフレーム、スロット及びシンボルなどの構造は例示に過ぎない。例えば、無線フレームに含まれるサブフレームの数、サブフレームに含まれるスロットの数、スロットに含まれるシンボル及びRBの数、RBに含まれるサブキャリアの数、並びにTTI内のシンボル数、シンボル長、サイクリックプリフィクス(CP:Cyclic Prefix)長などの構成は、様々に変更することができる。
また、本明細書で説明した情報、パラメータなどは、絶対値で表されてもよいし、所定の値からの相対値で表されてもよいし、対応する別の情報で表されてもよい。例えば、無線リソースは、所定のインデックスで指示されるものであってもよい。
本明細書で説明した情報、信号などは、様々な異なる技術のいずれかを使用して表されてもよい。例えば、上記の説明全体に渡って言及され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、チップなどは、電圧、電流、電磁波、磁界若しくは磁性粒子、光場若しくは光子、又はこれらの任意の組み合わせによって表されてもよい。
また、ソフトウェア、命令、情報などは、伝送媒体を介して送受信されてもよい。例えば、ソフトウェアが、有線技術(同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア及びデジタル加入者回線(DSL)など)及び/又は無線技術(赤外線、マイクロ波など)を使用してウェブサイト、サーバ、又は他のリモートソースから送信される場合、これらの有線技術及び/又は無線技術は、伝送媒体の定義内に含まれる。
また、本明細書における無線基地局は、ユーザ端末で読み替えてもよい。例えば、無線基地局及びユーザ端末間の通信を、複数のユーザ端末間(D2D:Device-to-Device)の通信に置き換えた構成について、本発明の各態様/実施形態を適用してもよい。この場合、上述の無線基地局10が有する機能をユーザ端末20が有する構成としてもよい。また、「上り」や「下り」などの文言は、「サイド」と読み替えられてもよい。例えば、上りチャネルは、サイドチャネルと読み替えられてもよい。
同様に、本明細書におけるユーザ端末は、無線基地局で読み替えてもよい。この場合、上述のユーザ端末20が有する機能を無線基地局10が有する構成としてもよい。
本明細書で説明した各態様/実施形態は単独で用いてもよいし、組み合わせて用いてもよいし、実行に伴って切り替えて用いてもよい。また、所定の情報の通知(例えば、「Xであること」の通知)は、明示的に行うものに限られず、暗黙的に(例えば、当該所定の情報の通知を行わないことによって)行われてもよい。
情報の通知は、本明細書で説明した態様/実施形態に限られず、他の方法で行われてもよい。例えば、情報の通知は、物理レイヤシグナリング(例えば、下り制御情報(DCI:Downlink Control Information)、上り制御情報(UCI:Uplink Control Information))、上位レイヤシグナリング(例えば、RRC(Radio Resource Control)シグナリング、報知情報(MIB(Master Information Block)、SIB(System Information Block)など)、MAC(Medium Access Control)シグナリング)、その他の信号又はこれらの組み合わせによって実施されてもよい。
また、RRCシグナリングは、RRCメッセージと呼ばれてもよく、例えば、RRC接続セットアップ(RRCConnectionSetup)メッセージ、RRC接続再構成(RRCConnectionReconfiguration)メッセージなどであってもよい。また、MACシグナリングは、例えば、MAC制御要素(MAC CE(Control Element))で通知されてもよい。
本明細書で説明した各態様/実施形態は、LTE(Long Term Evolution)、LTE-A(LTE-Advanced)、LTE-B(LTE-Beyond)、SUPER 3G、IMT-Advanced、4G(4th generation mobile communication system)、5G(5th generation mobile communication system)、FRA(Future Radio Access)、New-RAT(Radio Access Technology)、CDMA2000、UMB(Ultra Mobile Broadband)、IEEE 802.11(Wi-Fi(登録商標))、IEEE 802.16(WiMAX(登録商標))、IEEE 802.20、UWB(Ultra-WideBand)、Bluetooth(登録商標)、その他の適切な無線通信方法を利用するシステム及び/又はこれらに基づいて拡張された次世代システムに適用されてもよい。
本明細書で説明した各態様/実施形態の処理手順、シーケンス、フローチャートなどは、矛盾の無い限り、順序を入れ替えてもよい。例えば、本明細書で説明した方法については、例示的な順序で様々なステップの要素を提示しており、提示した特定の順序に限定されない。
以上、本発明について詳細に説明したが、当業者にとっては、本発明が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。例えば、上述の各実施形態は単独で用いてもよいし、組み合わせて用いてもよい。本発明は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。したがって、本明細書の記載は、例示説明を目的とするものであり、本発明に対して何ら制限的な意味を有するものではない。
本出願は、2016年3月23日出願の特願2016-059129に基づく。この内容は、全てここに含めておく。

Claims (4)

  1. スロット内のシンボルの伝送方向を通知する下り制御情報に対してスロット単位又は無線フレーム単位で受信処理を行う受信部と、
    前記下り制御情報に基づいて伝送方向を決定する制御部と、を有し、
    前記スロット内のシンボルの伝送方向は、下りリンク及び上りリンクの少なくとも一方を含むことを特徴とする端末。
  2. スロット内のシンボルの伝送方向を通知する下り制御情報に対してスロット単位又は無線フレーム単位で受信処理を行うステップと、
    前記下り制御情報に基づいて伝送方向を決定するステップと、を有し、
    前記スロット内のシンボルの伝送方向は、下りリンク及び上りリンクの少なくとも一方を含むことを特徴とする無線通信方法。
  3. スロット内のシンボルの伝送方向を通知する下り制御情報についてスロット単位又は無線フレーム単位で送信処理を行う送信部と、
    前記下り制御情報に基づいて伝送方向の通知を制御する制御部と、を有し、
    前記スロット内のシンボルの伝送方向は、下りリンク及び上りリンクの少なくとも一方を含むことを特徴とする基地局。
  4. 基地局と端末を有するシステムであって、
    前記基地局は、
    スロット内のシンボルの伝送方向を通知する下り制御情報についてスロット単位又は無線フレーム単位で送信処理を行う送信部と、
    前記下り制御情報に基づいて伝送方向の通知を制御する制御部と、を有し、
    前記端末は、
    前記下り制御情報に対してスロット単位又は無線フレーム単位で受信処理を行う受信部と、
    前記下り制御情報に基づいて伝送方向を決定する制御部と、を有し、
    前記スロット内のシンボルの伝送方向は、下りリンク及び上りリンクの少なくとも一方を含む、システム。
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