WO2018029823A1 - 基地局装置、端末装置、および無線通信方法 - Google Patents

基地局装置、端末装置、および無線通信方法 Download PDF

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WO2018029823A1
WO2018029823A1 PCT/JP2016/073607 JP2016073607W WO2018029823A1 WO 2018029823 A1 WO2018029823 A1 WO 2018029823A1 JP 2016073607 W JP2016073607 W JP 2016073607W WO 2018029823 A1 WO2018029823 A1 WO 2018029823A1
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guard period
base station
frame
terminal device
downlink
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PCT/JP2016/073607
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English (en)
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陳紅陽
下村剛史
ウージャンミン
田中良紀
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富士通株式会社
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/14—Two-way operation using the same type of signal, i.e. duplex
    • H04L5/1469—Two-way operation using the same type of signal, i.e. duplex using time-sharing
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/0001—Arrangements for dividing the transmission path
    • H04L5/0003—Two-dimensional division
    • H04L5/0005—Time-frequency
    • H04L5/0007—Time-frequency the frequencies being orthogonal, e.g. OFDM(A), DMT
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04L5/0092—Indication of how the channel is divided
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    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/20—Control channels or signalling for resource management
    • H04W72/23—Control channels or signalling for resource management in the downlink direction of a wireless link, i.e. towards a terminal
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/003—Arrangements for allocating sub-channels of the transmission path
    • H04L5/0037—Inter-user or inter-terminal allocation

Definitions

  • the present invention relates to a base station device, a terminal device, and a wireless communication method used in a wireless communication system.
  • Non-Patent Documents 1 to 3 are proposed future communication systems.
  • the frame structure of the next generation wireless communication system (for example, 5G (Fifth Generation) system) is designed so that various services can be efficiently realized.
  • the next-generation wireless communication scheme for example, eMBB (enhanced mobile mobile broadband), URLLC (ultra-reliable mobile low-latency communication), mMTC (massive mobile machine type transmission), and the like are supported.
  • eMBB enhanced mobile mobile broadband
  • URLLC ultra-reliable mobile low-latency communication
  • mMTC massive mobile machine type transmission
  • URLLC requires low end-to-end delay and high reliability.
  • URLLC can be applied to, for example, an automatic driving system.
  • mMTC communication with a small payload size and a strict delay requirement is performed.
  • data is transmitted from many nodes.
  • the mMTC can be applied to a sensor network system that collects information from a large number of sensors, for example.
  • subframes are also defined in the 5 G New Radio (5 GNR) scheme.
  • a subframe represents a basic time unit for mapping physical channels and signals to radio resources.
  • the subframe represents the timing of the communication procedure between the base station and the terminal.
  • the type 1 subframe has only a downlink region as shown in FIG.
  • the downlink region is used for transmitting data or signals from the base station to the terminal.
  • the type 2 subframe has only an uplink region.
  • the uplink region is used for transmitting data or signals from the terminal to the base station.
  • the type 3 subframe includes a downlink region and an uplink region.
  • a subframe including a downlink region and an uplink region may be referred to as a “DL / UL mixed subframe”.
  • the DL / UL mixed subframe is used in TDD (Time Division Duplex).
  • the downlink region is dominant.
  • the uplink region is used to transmit, for example, uplink control information or sounding reference signal (SRS).
  • SRS sounding reference signal
  • the uplink region is dominant.
  • the downlink region is used, for example, to transmit downlink control information.
  • a guard period is provided between the downlink region and the uplink region as shown in FIG. 1 (c) or FIG. 1 (d).
  • the guard period is described in Non-Patent Document 4, for example.
  • ITU-R Recommendation ITU-R M.2083-0 (09/2015) IMT Vision Framework and overall objectives of the future development of IMT for 2020 and beyond Technical Specification Group Radio Access Network; Study on Scenarios and Requirement for Next Generation Access Technologies (Release 14), 3GPP TR 38.913 V0.3.0 3GPP (RP-160671), (New) SID (Proposal), (Study) (on) New (Radio) Access (Technology), (NTT DOCOMO), (3GPP) TSG (RAN) Meeting # 71, (March) 7-10, (2016) R1-081563, On UL / DL timing for TDD, Ericsson, TSG-RAN WG1 # 52bis, March 31 to April 4, 2008
  • the length of the guard period in the DL / UL mixed subframe is fixedly designated in advance.
  • the guard periods of subframes transmitted between the base station and each terminal device are all the same.
  • the length of the necessary guard period depends on the communication environment between the base station and the terminal device. For this reason, if the length of the guard period in the subframe is fixedly designated in advance, the use efficiency of radio resources may be reduced.
  • An object according to one aspect of the present invention is to improve the use efficiency of radio resources in a radio communication system.
  • the base station apparatus communicates with a terminal apparatus using a frame including a downlink area where a downlink signal is arranged and an uplink area where an uplink signal is arranged.
  • the base station apparatus includes a guard period determining unit that determines a length of a guard period inserted between the downlink area and the uplink area based on a transmission delay with the terminal apparatus, and the guard A frame configuration determination unit that determines the configuration of the frame based on a length of a period; a notification unit that notifies the terminal device of configuration information representing the configuration of the frame determined by the frame configuration determination unit; and the frame configuration A communication circuit that communicates with the terminal device based on the frame configuration determined by the determination unit.
  • the use efficiency of radio resources in the radio communication system is improved.
  • FIG. 2 shows an example of a wireless communication system according to the embodiment of the present invention.
  • the wireless communication system shown in FIG. 2 includes a base station device 1 and a terminal device 2.
  • the base station device 1 is an eNB (evolved Node B).
  • the terminal device 2 is a UE (User Equipment).
  • a plurality of terminal devices (UE # 1 to UE # 4) are located in the cell of the base station device 1.
  • UE # 1 is located near the base station apparatus 1.
  • UE # 3 and UE # 4 are located in the vicinity of the edge of the cell of base station apparatus 1, respectively. That is, UE # 3 and UE # 4 are located at points far away from base station apparatus 1, respectively.
  • the distance between UE # 2 and base station apparatus 1 is larger than the distance between UE # 1 and base station apparatus 1, and is smaller than the distance between UE # 3 and base station apparatus 1.
  • FIG. 3 shows an example of the terminal device 2 according to the embodiment of the present invention.
  • the terminal device (UE) 2 includes a frame generation unit 11, a MAC / RRC controller 12, a transmission circuit 13, a multiplexer 14, a wireless transmitter 15, a switch 16, an antenna 17, and a wireless receiver 18.
  • the receiving circuit 19 is provided.
  • the terminal device 2 may include other circuit elements not shown in FIG.
  • the frame generation unit 11 determines the configuration of a radio frame or a subframe transmitted between the terminal device 2 and the base station device 1 based on control information described later.
  • the radio frame is composed of a plurality of subframes. In the following example, it is assumed that the frame generation unit 11 determines the configuration of the subframe.
  • the MAC / RRC controller 12 executes MAC (Medium Access Control) and RRC (Radio Resource Control). That is, the MAC / RRC controller 12 executes signal processing of layers L1 to L3.
  • the transmission circuit 13 includes a packet generator 21, encoders / modulators 22 and 23, and a preamble processing unit 24.
  • the packet generator 21 generates a data packet from user data according to the control of the frame generator 11 and the MAC / RRC controller 12.
  • the encoder / modulator 22 encodes and modulates the data packet to generate a data signal.
  • the data signal is transmitted from the terminal device 2 to the base station device 1 through, for example, PUSCH (Physical Uplink Shared Channel).
  • the encoder / modulator 23 can generate control signals such as MAC signaling signals and RRC signaling signals.
  • the control signal is transmitted from the terminal device 2 to the base station device 1 via, for example, PUCCH (Physical Uplink Common Channel).
  • the preamble processing unit 24 generates a preamble signal.
  • the preamp signal is transmitted from the terminal device 2 to the base station device 1 via a PRACH (Physical Random Access Channel).
  • PRACH Physical Random Access Channel
  • the multiplexer 14 multiplexes the data channel and the control channel.
  • the radio transmitter 15 converts the output signal of the multiplexer 14 into a radio frequency band signal.
  • the wireless transmitter 15 can also convert the preamble signal into a signal in the radio frequency band.
  • the switch 16 realizes TDD (Time Division Division Duplex) by switching between a transmission signal and a reception signal.
  • the antenna 17 transmits a radio signal to the base station apparatus 1 and receives a radio signal from the base station apparatus 1.
  • the radio receiver 18 down-converts the signal received from the base station device 1.
  • the output signal of the wireless receiver 18 includes a data signal and a control signal.
  • the data signal is transmitted from the base station device 1 to the terminal device 2 via, for example, PDSCH (Physical Downlink Shared Channel).
  • the control signal is transmitted from the base station apparatus 1 to the terminal apparatus 2 via, for example, PDCCH (Physical Downlink Common Channel).
  • the receiving circuit 19 includes a demodulator / decoder 31, a data regenerator 32, and a demodulator / decoder 33.
  • the demodulator / decoder 31 demodulates and decodes the data signal received from the base station apparatus 1.
  • the data regenerator 32 regenerates data from the output signal of the demodulator / decoder 31.
  • the demodulator / decoder 33 reproduces control information from the control signal received from the base station apparatus 1.
  • the frame generation unit 11 and the MAC / RRC controller 12 are realized by a processor system including a processor element and a memory, for example.
  • the processor system provides the functions of the frame generation unit 11 and the MAC / RRC controller 12 by executing a given program.
  • FIG. 4 shows an example of the base station apparatus 1 according to the embodiment of the present invention.
  • the base station apparatus (eNB) 1 includes a frame generation unit 41, a MAC / RRC controller 42, a plurality of transmission circuits 43, a multiplexer 44, a radio transmitter 45, a switch 46, an antenna 47, a radio A receiver 48, a plurality of receiving circuits 49, and a UE management table 50 are provided.
  • the base station apparatus 1 may include other circuit elements not shown in FIG.
  • the frame generation unit 41 determines the configuration of subframes transmitted between the base station apparatus 1 and the terminal apparatus 2 based on control information described later.
  • the MAC / RRC controller 42 executes MAC and RRC.
  • Each transmission circuit 43 includes a packet generator 61 and encoders / modulators 62 and 63.
  • the packet generator 61 generates a data packet from user data according to the control of the frame generator 41 and the MAC / RRC controller 42.
  • the encoder / modulator 62 encodes and modulates the data packet to generate a data signal.
  • the data signal is transmitted from the base station apparatus 1 to the terminal apparatus 2 via the PDSCH.
  • the encoder / modulator 63 can generate control signals such as MAC signaling signals and RRC signaling signals.
  • a control signal is transmitted to the base station apparatus 1 from the terminal device 2 via PDCCH, for example.
  • the multiplexer 44 multiplexes the data channel and control channel generated by each transmission circuit 43.
  • the wireless transmitter 45 converts the output signal of the multiplexer 44 into a radio frequency band signal.
  • the switch 46 realizes TDD by switching between a transmission signal and a reception signal.
  • the antenna 47 transmits a radio signal to each terminal apparatus 2 and receives a radio signal from each terminal apparatus 2.
  • the wireless receiver 48 down-converts the signal received from each terminal device 2.
  • the output signal of the wireless receiver 48 includes a data signal and a control signal.
  • the data signal is transmitted from the terminal device 2 to the base station device 1 via the PUSCH, for example.
  • a control signal is transmitted to the base station apparatus 1 from the terminal device 2 via PUCCH, for example.
  • Each receiving circuit 49 includes a demodulator / decoder 71, a data regenerator 72, a demodulator / decoder 73, and a preamble processor 74.
  • the demodulator / decoder 71 demodulates and decodes the data signal received from the corresponding terminal device 2.
  • the data regenerator 72 regenerates data from the output signal of the demodulator / decoder 71.
  • the demodulator / decoder 73 reproduces control information from the control signal received from the corresponding terminal device 2.
  • the preamble processing unit 74 processes a preamble signal received from the corresponding terminal device 2.
  • the UE management table 50 can store configuration information indicating the configuration of subframes to be used for each terminal device 2 located in the cell. As will be described later, the configuration of the subframe is defined by the DL / UL ratio, the length of the guard period, and the like. Further, the UE management table 50 may store reuse information to be described later for each terminal device 2.
  • the frame generation unit 41 and the MAC / RRC controller 42 are realized by a processor system including a processor element and a memory, for example.
  • the processor system provides the functions of the frame generation unit 41 and the MAC / RRC controller 42 by executing a given program.
  • FIG. 5 shows an example of resource allocation according to the embodiment of the present invention.
  • the allocation of radio resources is defined by the configuration of subframes.
  • the subframe is composed of 16 symbols.
  • a subframe is composed of one or a plurality of subcarriers. The frequencies of the plurality of subcarriers are different from each other.
  • the subframe includes a downlink region where a signal transmitted from the base station apparatus 1 to the terminal apparatus 2 is arranged, and an uplink where a signal transmitted from the terminal apparatus 2 to the base station apparatus 1 is arranged. Includes area.
  • a guard period is inserted between the downlink and uplink areas.
  • the guard period is provided in order to avoid or suppress interference between the downlink and the uplink. Therefore, no signal is transmitted in the guard period.
  • the length of the necessary guard period depends on the round trip time between the base station apparatus 1 and the terminal apparatus 2 and the like. Therefore, the length of the guard period is determined based on the transmission delay (or propagation delay) between the base station device 1 and the terminal device 2.
  • UE # 1 is located in the vicinity of the eNB (that is, the base station apparatus 1). In this case, a short guard period is inserted in a subframe transmitted between the eNB and UE # 1. In the example illustrated in FIG. 5A, the length of the guard period of the subframe transmitted between the eNB and the UE # 1 is one symbol time.
  • the guard period of the subframe transmitted between eNB and UE # 2 is long.
  • the length of the guard period of the subframe transmitted between the eNB and the UE # 2 is 2 symbol times.
  • the guard period of the subframe transmitted between eNB and UE # 3 is longer.
  • the length of the guard period of the subframe transmitted between the eNB and the UE # 3 is 3 symbol times.
  • the length of the guard period of the subframe transmitted between the eNB and the UE # 4 is also 3 symbol times.
  • the ratio between the length of the downlink region and the length of the uplink region in each subframe (hereinafter, sometimes referred to as “DL / UL ratio”) is determined based on the downlink traffic and the uplink traffic. Is done.
  • the DL / UL ratio may be determined by the eNB.
  • the DL / UL ratio may be determined by the UE.
  • subcarriers of different frequencies are allocated to each UE (UE # 1 to UE # 4).
  • frequencies f1 to f4 are allocated to UE # 1 to UE # 4, respectively.
  • the DL / UL ratio of each subframe is determined for each terminal device. Also, the length of the guard period of each subframe is determined for each terminal device. That is, radio resources can be flexibly allocated for each terminal device. Therefore, in the radio communication method of the embodiment, the use efficiency of radio resources is improved.
  • radio resources in a guard period for a certain UE are reused by other UEs.
  • the 1st to 4th symbols are allocated to the downlink region, the 5th symbol is allocated to the guard period, and the 6th to 16th symbols are allocated to the uplink region.
  • the radio resources in the guard period of other UEs can be reused for the downlink of UE # 1.
  • the radio resources in the guard period of other UEs can be reused for the uplink of UE # 1.
  • reusable radio resources are represented by hatched areas. That is, the fourth symbol of the subframe of UE # 2, the third to fourth symbols of the subframe of UE # 3, and the fourth symbol of the subframe of UE # 4 are for the downlink of UE # 1. Can be reused. Also, the sixth symbol of the subframe of UE # 4 can be reused for the uplink of UE # 1. The fifth symbol is used as a guard period in the subframe of UE # 1. Therefore, in the fifth symbol, UE # 1 does not reuse the radio resources allocated in the guard period of other UEs.
  • eNB1 can transmit downlink data to UE # 1 using the first to fourth symbols of subcarrier f1 and the fourth symbol of subcarrier f2.
  • the sixth symbol of the subframe of UE # 4 is reused for the uplink of UE # 1.
  • UE # 1 can transmit uplink data to eNB1 using the 6th to 16th symbols of subcarrier f1 and the 6th symbol of subcarrier f4.
  • one resource element can be reused by one other UE.
  • the third symbol of the subframe of UE # 3 is reused for the downlink of UE # 2.
  • this resource element (that is, the third symbol in subcarrier f3) cannot be reused for UE # 1.
  • part of radio resources in the guard period for a certain UE is reused for other UEs. Therefore, the use efficiency of radio resources is improved.
  • FIG. 6 shows an example of a sequence for setting a radio link.
  • the configuration of the subframe is determined by the eNB1.
  • the configuration of the subframe is determined by the UE2.
  • a preamble signal is transmitted from UE2 to eNB1.
  • the preamble signal is transmitted via the PRACH.
  • eNB1 measures the transmission delay between UE2 and eNB1 using a preamble signal.
  • the UE2 notifies eNB1 of the TX / RX switching time of UE2.
  • the TX / RX switching time of UE2 represents the time required for switching between transmission processing and reception processing within UE2.
  • the TX / RX switching time of the UE 2 is the configuration of the hardware of the UE 2 (mainly the transmission circuit 13, the multiplexer 14, the wireless transmitter 15, the switch 16, the wireless receiver 18, the receiving circuit 19). It shall be determined by Also, the TX / RX switching time of UE2 is assumed to be known.
  • ENB1 determines the length of the guard period based on the transmission delay between UE2 and eNB1, the TX / RX switching time of UE2, and the TX / RX switching time of eNB1.
  • the TX / RX switching time of the eNB 1 represents the time required to switch between the transmission process and the reception process in the eNB 1.
  • the TX / RX switching time of eNB1 is the configuration of eNB1 hardware (mainly, transmission circuit 43, multiplexer 44, wireless transmitter 45, switch 46, wireless receiver 48, reception circuit 49). It shall be determined by Also, it is assumed that the TX / RX switching time of the eNB 1 is known.
  • the length of the guard period is determined based on, for example, the sum of the transmission delay between UE2 and eNB1, the TX / RX switching time of UE2, and the TX / RX switching time of eNB1.
  • the TX / RX switching time of eNB1 is common to all UEs. Therefore, the length of the guard period may be determined based on the sum of the transmission delay between UE2 and eNB1 and the TX / RX switching time of UE2.
  • the length of the guard period may be determined based on the transmission delay between UE2 and eNB1. In any case, in this embodiment, the length of the guard period is determined based on at least the transmission delay between UE2 and eNB1. Note that the transmission delay between UE2 and eNB1 substantially corresponds to the distance between UE2 and eNB1.
  • the eNB 1 determines the configuration of the subframe.
  • the configuration of the subframe is defined by the DL / UL ratio, the length of the guard period, and the position of the guard period.
  • the position of the guard period can be calculated from the DL / UL ratio. That is, the configuration of the subframe can be defined by the DL / UL ratio and the length of the guard period.
  • eNB1 notifies UE2 the structure information showing the structure of a sub-frame.
  • the configuration information is notified from the eNB 1 to the UE 2 by forward static signaling (for example, RRC signaling or MAC signaling).
  • the configuration information may be notified from the eNB 1 to the UE 2 by dynamic signaling (for example, PDCCH).
  • data communication is performed between eNB1 and UE2 using the above-mentioned subframe.
  • the transmission delay between UE2 and eNB1 is measured in eNB1.
  • eNB1 notifies UE2 of the measured value of transmission delay.
  • eNB1 notifies UE2 of TX / RX switching time of eNB1.
  • the measured value of the transmission delay and the TX / RX switching time of the eNB 1 are notified from the eNB 1 to the UE 2 by, for example, RRC signaling or MAC signaling.
  • UE2 determines the length of the guard period and further determines the subframe configuration.
  • the method of determining the length of the guard period and the configuration of the subframe is substantially the same in eNB1 and UE2.
  • UE2 notifies eNB1 of configuration information indicating the configuration of the subframe.
  • the configuration information is notified from the UE 2 to the eNB 1 by MAC signaling or dynamic signaling.
  • data communication is performed between eNB1 and UE2 using the above-mentioned subframe.
  • FIG. 7 shows an example of functions of the eNB 1 related to resource allocation.
  • the eNB 1 includes a ratio determination unit 81, a transmission delay measurement unit 82, a guard period determination unit 83, a frame configuration determination unit 84, a notification unit 85, and a reuse control unit 86.
  • the ratio determining unit 81, the transmission delay measuring unit 82, the guard period determining unit 83, the frame configuration determining unit 84, the notification unit 85, and the reuse control unit 86 are mainly the frame generating unit 41 and the MAC This is realized by the / RRC controller 42.
  • the ratio determining unit 81, the transmission delay measuring unit 82, the guard period determining unit 83, the frame configuration determining unit 84, the notification unit 85, and the reuse control unit 86 can be realized by a processor system including a processor element and a memory.
  • the ratio determining unit 81 determines the ratio between the downlink area and the uplink area in the subframe (that is, the DL / UL ratio) based on the downlink traffic and the uplink traffic. Downlink and / or uplink traffic is requested from a user, for example.
  • the transmission delay measuring unit 82 measures the transmission delay between the UE 2 and the eNB 1 using the preamble signal transmitted from the UE 2.
  • the guard period determining unit 83 determines the length of the guard period based on the transmission delay between the UE2 and the eNB1. Note that the guard period determination unit 83 may determine the length of the guard period in consideration of the TX / RX switching time of the UE2 and / or the TX / RX switching time of the eNB1.
  • the frame configuration determination unit 84 determines the configuration of the subframe based on the DL / UL ratio and the length of the guard period. Configuration information representing the configuration of the subframe is stored in the UE management table 50. And the notification part 85 notifies the structure information showing the structure of a sub-frame to UE2.
  • the reuse control unit 86 will be described later.
  • control information given to the frame generation unit 41 in FIG. 4 includes a request for downlink and / or uplink traffic. Also, this control information includes information indicating the length of the guard period, the TX / RX switching time of UE2, and the TX / RX switching time of eNB1.
  • FIG. 8 is a flowchart showing an example of processing of the eNB in a sequence for setting a radio link.
  • the flowchart shown in FIG. 8 shows an example of the processing of the eNB 1 in the sequence shown in FIG.
  • the ratio determining unit 81 determines the DL / UL ratio based on the downlink traffic and the uplink traffic.
  • the transmission delay measuring unit 82 measures the transmission delay between UE2 and eNB1 using the preamble signal transmitted from UE2.
  • the guard period determination unit 83 determines the length of the guard period based on at least the transmission delay between the UE2 and the eNB1.
  • frame configuration determining section 84 determines the configuration of the subframe based on the DL / UL ratio and the length of the guard period.
  • the notification unit 85 notifies the UE 2 of configuration information indicating the configuration of the subframe.
  • the transmission circuit 43 and the reception circuit 49 are set based on the subframe configuration determined in S5.
  • FIG. 9 shows an example of functions of the UE 2 related to resource allocation.
  • the UE 2 includes a ratio determination unit 91, a transmission delay measurement unit 92, a guard period determination unit 93, a frame configuration determination unit 94, and a notification unit 95.
  • the ratio determination unit 91, transmission delay measurement unit 92, guard period determination unit 93, frame configuration determination unit 94, and notification unit 95 are realized mainly by the frame generation unit 11 and the MAC / RRC controller 12. Is done. That is, the ratio determining unit 91, the transmission delay measuring unit 92, the guard period determining unit 93, the frame configuration determining unit 94, and the notification unit 95 can be realized by a processor system including a processor element and a memory.
  • the ratio determining unit 91 determines the DL / UL ratio based on the downlink traffic and the uplink traffic.
  • the transmission delay measuring unit 92 measures the transmission delay between the UE 2 and the eNB 1 by transmitting a preamble signal to the eNB 1 using the preamble processing unit 24 illustrated in FIG. Actually, the measured value of the transmission delay obtained by eNB1 is notified from eNB1 to UE2.
  • the guard period determining unit 93 determines the length of the guard period based on the transmission delay between the UE 2 and the eNB 1. Note that the guard period determination unit 93 may determine the length of the guard period in consideration of the TX / RX switching time of the UE2 and / or the TX / RX switching time of the eNB1.
  • the frame configuration determining unit 94 determines the subframe configuration based on the DL / UL ratio and the length of the guard period. Then, the notification unit 95 notifies the eNB 1 of configuration information indicating the configuration of the subframe.
  • control information given to the frame generation unit 11 in FIG. 3 includes a request for downlink and / or uplink traffic. Also, this control information includes information indicating the length of the guard period, the TX / RX switching time of UE2, and the TX / RX switching time of eNB1.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating an example of processing of the UE in a sequence for setting a radio link.
  • the flowchart shown in FIG. 10 shows an example of the process of UE2 in the sequence shown in FIG.
  • the ratio determining unit 91 determines the DL / UL ratio based on the downlink traffic and the uplink traffic.
  • the transmission delay measuring unit 92 acquires a measured value of the transmission delay between the UE2 and the eNB1 from the eNB1 by transmitting a preamble signal to the eNB1.
  • the guard period determination unit 93 determines the length of the guard period based on at least the transmission delay between the UE2 and the eNB1.
  • the frame configuration determination unit 94 determines the configuration of the subframe based on the DL / UL ratio and the length of the guard period.
  • the notification unit 95 notifies the eNB1 of configuration information indicating the configuration of the subframe.
  • the transmission circuit 13 and the reception circuit 19 are set based on the subframe configuration determined in S15.
  • the configuration information may be notified between the eNB 1 and the UE by dynamic signaling.
  • the dynamic signaling may be notified by a new radio control channel (NR control channel).
  • NR control channel new radio control channel
  • DCI downlink control information
  • indicating the configuration of the subframe and the position and length of the guard period may be notified between the eNB 1 and the UE on the new radio control channel.
  • a part of radio resources to which a guard period for a certain UE is allocated is reused by another UE.
  • a long guard period is used in a subframe of a UE located at a location far away from the eNB 1 (hereinafter, far UE).
  • a short guard period is used in a subframe of a UE (hereinafter referred to as a near UE) located near eNB1.
  • a part of radio resources to which the far UE guard period is allocated is reused for the downlink transmission or the uplink transmission of the near UE.
  • FIG. 11 shows an example of a sequence for reusing radio resources.
  • UE # 1 and UE # 3 are accommodated in eNB1.
  • UE # 1 near UE
  • UE # 3 far UE
  • UE # 3 far UE
  • eNB1 that is, near the cell edge
  • the structure of the subframe used between eNB1 and UE # 1 is determined by the sequence shown in FIG.
  • the length of the guard period of this subframe is one symbol time as shown in FIG.
  • the configuration of subframes used between eNB1 and UE # 3 is also determined by the sequence shown in FIG.
  • the length of the guard period of this subframe is 3 symbol times as shown in FIG.
  • eNB1 controls the reuse of radio resources so that part of the radio resources allocated in the far UE guard period is reused for downlink transmission or uplink transmission of near UEs. Do. That is, eNB1 performs radio resource reuse control so that a part of radio resources allocated to the guard period of UE # 3 is reused by UE # 1. Note that the reuse control is executed by the reuse control unit 86 shown in FIG.
  • the eNB 1 when the eNB 1 determines the radio resource to be reused, the eNB 1 notifies the corresponding UE 2 of the reuse information indicating the radio resource to be reused.
  • the reuse information is notified from the eNB 1 to the corresponding UE 2 by, for example, control signaling.
  • the reuse control unit 86 can allocate the third to fourth symbols of the subcarrier f3 to the UE # 1 as shown in FIG.
  • the reuse control unit 86 may assign only one of the symbols to the UE # 1, or may assign both symbols to the UE # 1. In this embodiment, it is assumed that the fourth symbol of subcarrier f3 is allocated to UE # 1.
  • eNB1 notifies UE # 1 of reuse information indicating that the fourth symbol of subcarrier f3 can be used.
  • the reuse information is notified from the eNB 1 to the UE # 1 by MAC signaling, RRC signaling, or PDCCH, for example.
  • UE # 1 will reconfigure
  • the downlink signal is transmitted using the 1st to 4th symbols of the subcarrier f1 and the 4th symbol of the subcarrier f3, and the uplink is used using the 6th to 16th symbols of the subcarrier f1.
  • a subframe for transmitting a signal is configured.
  • the radio resources allocated by reuse are used for transmitting, for example, PDCCH / PDSCH in the downlink.
  • a downlink assignment signal or an uplink grant signal is transmitted.
  • CSI-RS Channel State Information Reference Signal
  • radio resources allocated by reuse are used to transmit, for example, PUCCH / PUSCH. Or you may transmit a sounding reference signal using the radio
  • FIG. 12 shows an example of the UE management table 50.
  • the UE management table 50 stores information related to radio resource allocation for each UE accommodated in the eNB 1. Note that the UE management table 50 is created in a storage device provided in the eNB 1.
  • Transmission delay represents a measured value of transmission delay between eNB1 and UE2.
  • the “guard period” represents the position and length of the guard period determined based on transmission delay or the like. For example, in the subframe of UE # 1, the fifth symbol is used as the guard period. In the subframe of UE # 3, the third to fifth symbols are used as a guard period.
  • “Subcarrier” represents a frequency for transmitting a data signal and a control signal between eNB1 and UE2.
  • Unused represents a symbol that is not reused by another UE among symbols to which a guard period is assigned.
  • “Reuse” represents a radio resource to be reused.
  • the UE management table 50 shown in FIG. 12 represents the state shown in FIG. In the example illustrated in FIG. 12, the third symbol of UE # 3 is reused by UE # 1. Note that “reuse: f3_4” represents a state in which the fourth symbol of the subcarrier f3 is reused.
  • FIG. 13 is a flowchart showing an example of processing for reusing radio resources.
  • the reuse control unit 86 refers to the UE management table 50 and uses unused symbols in the subframe of UE # j (that is, designated as a guard period and reused by other UEs). Whether or not there is a symbol Sx that is not in the guard period in the subframe of UE # i. UE # j represents a UE other than UE # i. When the symbol Sx exists, in S22, the reuse control unit 86 compares the length of the guard period in the subframe of UE # i with the length of the guard period in the subframe of UE # j.
  • the reuse control unit 86 performs radio transmission so that the symbol Sx of UE # j is reused by UE # i in S23. Allocate resources.
  • UE # i UE # 1.
  • the unused symbols of UE # 3 are “3”, “4”, and “5”.
  • the guard period of UE # 1 is “5”. Therefore, the 3rd to 4th symbols of UE # 3 are extracted as symbols Sx.
  • the length of the guard period of UE # 1 is “1”, and the length of the guard period of UE # 3 is “3”. That is, the guard period of UE # 3 is longer than the guard period of UE # 1.
  • the third to fourth symbols of UE # 3 can be reused by UE # 1.
  • the fourth symbol of UE # 3 is reused by UE # 1.
  • the amount of radio resources to be reused may be determined in advance or based on a request for each UE, for example.
  • the radio resources allocated to the far UE's guard period are reused by the near UE.
  • the embodiment of the present invention is not limited to this method. That is, the reuse control unit 86 does not have to execute the process of S22. In this case, the radio resources allocated in the guard period of any UE can be reused by any other UE.
  • FIG. 14 is a diagram showing an example of radio resource allocation and reuse.
  • FIG. 14A shows a configuration example of a subframe in which the uplink is dominant.
  • the 6th to 16th symbols are assigned to the uplink.
  • the first to fourth symbols are assigned to the downlink, and the fifth symbol is used as a guard period.
  • the 1st to 2nd symbols are allocated to the downlink, and the 3rd to 5th symbols are used as a guard period.
  • the symbols assigned to the guard period for the UE (far) can be reused by the UE (near).
  • the reuse of radio resources is notified from the eNB1 to the corresponding UE (near) by control signaling.
  • FIG. 14B shows a configuration example of a subframe in which the downlink is dominant.
  • the 1st to 13th symbols are allocated to the downlink.
  • the 15th to 16th symbols are allocated to the uplink, and the 14th symbol is used as a guard period.
  • the 16th symbol is assigned to the uplink, and the 14th to 15th symbols are used as a guard period.
  • the symbols assigned to the guard period for the UE (far) can be reused by the UE (near). The reuse of radio resources is notified from the eNB1 to the corresponding UE (near) by control signaling.
  • the eNB 1 determines a radio resource to be reused based on the guard period of each UE, and notifies the corresponding UE 2 of reuse information representing the radio resource to be reused.
  • radio resources to be reused are designated according to a predetermined rule.
  • UE2 accommodated in eNB1 is grouped according to transmission delay time. In the example shown in FIG. 15, three groups are defined. UE2 whose transmission delay with eNB1 is smaller than D1 belongs to the proximity group. UE2 whose transmission delay with respect to eNB1 is larger than D1 and smaller than D2 belongs to the intermediate group. UE2 whose transmission delay with eNB1 is larger than D2 belongs to the far group.
  • the eNB 1 can accommodate a predetermined number of UEs 2 for each group. In the example illustrated in FIG. 16, the eNB 1 can accommodate three UEs 2 for each group. For UE2 belonging to the proximity group, the fifth symbol is used as a guard period. For UE2 belonging to the intermediate group, the fourth to fifth symbols are used as a guard period. For UE2 belonging to the far group, the third to fifth symbols are used as a guard period.
  • the rules for reusing radio resources are as follows. (1) The fourth symbol of subcarriers f4 to f5 is reused by UE_SN1 of the neighboring group. (2) The fourth symbol of subcarriers f6 to f7 is reused by UE_SN2 of the neighboring group (3 ) The fourth symbol of subcarriers f8 to f9 is reused by UE_SN3 of the neighboring group (4) The third symbol of subcarrier f7 is reused by UE_SN1 of the intermediate group (5) Subcarrier f8 Is reused by UE_SN2 of the neighboring group (6) The third symbol of subcarrier f9 is reused by UE_SN3 of the neighboring group
  • SN1 to SN3 represent serial numbers for identifying UEs within each group. For example, this serial number is generated by the eNB 1 when a communication start request is issued from the UE.
  • “Ni” represents a UE given a serial number i in the proximity group.
  • “mi” represents a UE given a serial number i in the intermediate group.
  • FIG. 17 shows another example of a sequence for reusing radio resources.
  • UE (near), UE (middle), and UE (far) are accommodated in eNB1.
  • UE (near), UE (middle), and UE (far) belong to a proximity group, an intermediate group, and a far group, respectively.
  • ENB1 notifies the UE (near) of the group ID and serial number in the sequence for determining the subframe configuration between the eNB1 and the UE (near).
  • the group ID identifies a proximity group, an intermediate group, and a remote group. Therefore, “Group ID: NEAR” is notified to the UE (near).
  • serial number 1 is given to UE (near).
  • the UE (near) can reuse the radio resource represented by “n1” in FIG. That is, the UE (near) can reuse the fourth symbol of the subcarriers f4 to f5.
  • the eNB 1 notifies the UE (medium) of the group ID and the serial number.
  • the UE (medium) is notified of “Group ID: MIDDLE”.
  • serial number 3 is given to UE (medium).
  • the UE (medium) can reuse the radio resource represented by “m3” in FIG. That is, the UE (medium) can reuse the third symbol of the subcarrier f9.
  • radio resources to be reused are designated according to a predetermined rule. Therefore, there is no need to execute the processing of the flowchart shown in FIG. 13 and signaling for notifying the result.
  • a desired DL / UL ratio is realized by adjusting the length of the downlink region and the length of the uplink region in the subframe.
  • each radio frame is composed of six subframes.
  • D, S, and U shown in FIG. 19 represent a downlink subframe, a special subframe, and an uplink subframe, respectively.
  • the special subframe is inserted between the downlink subframe and the uplink subframe within the radio frame, and suppresses interference between the downlink and the uplink. That is, the special subframe corresponds to a guard period.
  • the required DL / UL ratio is adjusted according to the number of downlink subframes and the number of uplink subframes in the radio frame. Note that the configuration of the radio frame is notified between the eNB 1 and the UE 2 by quasi-static signaling or dynamic signaling.
  • the number of subframes in a radio frame can be changed dynamically.
  • the radio frame may be composed of two subframes or may be composed of 12 subframes.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Bidirectional Digital Transmission (AREA)

Abstract

基地局装置は、ダウンリンクの信号が配置されるダウンリンク領域およびアップリンクの信号が配置されるアップリンク領域を含むフレームを用いて端末装置と通信を行う。この基地局装置は、端末装置との間の伝送遅延に基づいてダウンリンク領域とアップリンク領域との間に挿入されるガード期間の長さを決定するガード期間決定部と、ガード期間の長さに基づいてフレームの構成を決定するフレーム構成決定部と、フレーム構成決定部により決定されたフレームの構成を表す構成情報を端末装置に通知する通知部と、フレーム構成決定部により決定されたフレームの構成に基づいて端末装置と通信を行う通信回路とを有する。

Description

基地局装置、端末装置、および無線通信方法
　本発明は、無線通信システムにおいて使用される基地局装置、端末装置、および無線通信方法に係わる。
　近年、無線通信のトラヒックが増加している。また、様々な無線通信アプリケーションが提供されている。このため、ＩＴＵ（International Telecommunication Unit）および３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）は、将来の通信方式を提案している（例えば、非特許文献１～３）。
　次世代無線通信方式（例えば、５Ｇ（Fifth Generation）方式）のフレーム構造は、様々なサービスを効率的に実現できるように設計される。次世代無線通信方式では、例えば、ｅＭＢＢ（enhanced mobile broadband）、ＵＲＬＬＣ（ultra-reliable and low-latency Communication）、ｍＭＴＣ（massive machine type transmission）などがサポートされる。ｅＭＢＢでは、大容量かつ頻度の高い通信が要求される。ＵＲＬＬＣでは、エンドツーエンドでの小さい遅延および高い信頼性が要求される。ＵＲＬＬＣは、例えば、自動運転システムなどに適用され得る。ｍＭＴＣでは、ペイロードサイズが小さく、遅延要求が厳しくない通信が行われる。ただし、ｍＭＴＣでは、多数のノードからデータが送信される。ｍＭＴＣは、例えば、多数のセンサから情報を収集するセンサネットワークシステムに適用され得る。
　既存のＬＴＥ（Long Term Evolution）方式と同様に、５Ｇ新無線方式（５ＧＮＲ：5G New Radio）方式でも、サブフレームが定義される。サブフレームは、物理チャネルおよび信号を無線資源にマッピングするための基本時間単位を表す。また、サブフレームは、基地局と端末との間の通信手順のタイミングを表す。
　無線通信では、３つのタイプのサブフレームが使用され得る。タイプ１のサブフレームは、図１（ａ）に示すように、ダウンリンク領域のみを有する。ダウンリンク領域は、基地局から端末へデータまたは信号を伝送するために使用される。タイプ２のサブフレームは、図１（ｂ）に示すように、アップリンク領域のみを有する。アップリンク領域は、端末から基地局へデータまたは信号を伝送するために使用される。タイプ３のサブフレームは、図１（ｃ）または図１（ｄ）に示すように、ダウンリンク領域およびアップリンク領域を含む。なお、以下の記載において、ダウンリンク領域およびアップリンク領域を含むサブフレームを「ＤＬ／ＵＬ混合サブフレーム」と呼ぶことがある。ＤＬ／ＵＬ混合サブフレームは、ＴＤＤ（Time Division Duplex）において使用される。
　図１（ｃ）に示すＤＬ／ＵＬ混合サブフレームにおいては、ダウンリンク領域が支配的である。この場合、アップリンク領域は、例えば、アップリンク制御情報またはサウンディング参照信号（ＳＲＳ：Sounding Reference Signal）を伝送するために使用される。図１（ｄ）に示すＤＬ／ＵＬ混合サブフレームにおいては、アップリンク領域が支配的である。この場合、ダウンリンク領域は、例えば、ダウンリンク制御情報を伝送するために使用される。
　ＤＬ／ＵＬ混合サブフレームにおいては、図１（ｃ）または図１（ｄ）に示すように、ダウンリンク領域とアップリンク領域との間にガード期間（ＧＰ：Guard Period）が設けられる。ガード期間を設けることにより、ダウンリンクとアップリンクとの干渉が回避または抑制される。ガード期間については、例えば、非特許文献４に記載されている。
ITU-R Recommendation ITU-R M.2083-0 (09/2015) IMT Vision Framework and overall objectives of the future development of IMT for 2020 and beyond Technical Specification Group Radio Access Network; Study on Scenarios and Requirement for Next Generation Access Technologies (Release 14), 3GPP TR 38.913 V0.3.0 3GPP RP-160671, New SID Proposal, Study on New Radio Access Technology, NTT DOCOMO, 3GPP TSG RAN Meeting #71, March 7-10, 2016 R1-081563, On UL/DL frame timing for TDD, Ericsson, TSG-RAN WG1 #52bis, March 31 to April 4, 2008
　既存技術においては、ＤＬ／ＵＬ混合サブフレーム内のガード期間の長さは、予め固定的に指定される。例えば、基地局に複数の端末装置が収容される場合、基地局と各端末装置との間で伝送されるサブフレームのガード期間の長さはすべて同じである。
　しかしながら、必要なガード期間の長さは、基地局と端末装置との間の通信環境に依存する。このため、サブフレーム内のガード期間の長さが予め固定的に指定されると、無線資源の使用効率が低下するおそれがある。
　本発明の１つの側面に係わる目的は、無線通信システムにおける無線資源の使用効率を改善することである。
　本発明の１つの態様の基地局装置は、ダウンリンクの信号が配置されるダウンリンク領域およびアップリンクの信号が配置されるアップリンク領域を含むフレームを用いて端末装置と通信を行う。この基地局装置は、前記端末装置との間の伝送遅延に基づいて前記ダウンリンク領域と前記アップリンク領域との間に挿入されるガード期間の長さを決定するガード期間決定部と、前記ガード期間の長さに基づいて前記フレームの構成を決定するフレーム構成決定部と、前記フレーム構成決定部により決定されたフレームの構成を表す構成情報を前記端末装置に通知する通知部と、前記フレーム構成決定部により決定されたフレームの構成に基づいて前記端末装置と通信を行う通信回路と、を有する。
　上述の態様によれば、無線通信システムにおける無線資源の使用効率が改善する。
サブフレームの構成の例を示す図である。 無線通信システムの一例を示す図である。 端末装置の一例を示す図である。 基地局装置の一例を示す図である。 ガード期間および無線資源の再利用の例を示す図である。 無線リンクを設定するシーケンスの例を示す図である。 資源割当てに係わるｅＮＢの機能の一例を示す図である。 無線リンクを設定するシーケンスにおけるｅＮＢの処理の一例を示すフローチャートである。 資源割当てに係わるＵＥの機能の一例を示す図である。 無線リンクを設定するシーケンスにおけるＵＥの処理の一例を示すフローチャートである。 無線資源を再利用するシーケンスの一例を示す図である。 ＵＥ管理テーブルの一例を示す図である。 無線資源を再利用する処理の一例を示すフローチャートである。 無線資源の割当ておよび再利用の例を示す図である。 ＵＥのグループ化の一例を示す図である。 無線資源の再利用のルールの一例を示す図である。 無線資源を再利用するシーケンスの他の例を示す図である。 サブフレームの例を示す図である。 無線フレームの例を示す図である。
　図２は、本発明の実施形態に係わる無線通信システムの一例を示す。図２に示す無線通信システムは、基地局装置１および端末装置２を含む。基地局装置１は、この例では、ｅＮＢ（evolved Node B）である。端末装置２は、ＵＥ（User Equipment）である。図２に示す例では、基地局装置１のセル内に複数の端末装置（ＵＥ＃１～ＵＥ＃４）が位置している。
　ＵＥ＃１は、基地局装置１の近くに位置している。ＵＥ＃３およびＵＥ＃４は、それぞれ、基地局装置１のセルのエッジの近傍に位置している。すなわち、ＵＥ＃３およびＵＥ＃４は、それぞれ、基地局装置１から遠く離れた地点に位置している。ＵＥ＃２と基地局装置１との間の距離は、ＵＥ＃１と基地局装置１との間の距離よりも大きく、ＵＥ＃３と基地局装置１との間の距離よりも小さい。
　図３は、本発明の実施形態に係わる端末装置２の一例を示す。端末装置（ＵＥ）２は、図３に示すように、フレーム生成部１１、ＭＡＣ／ＲＲＣコントローラ１２、送信回路１３、多重化器１４、無線送信器１５、スイッチ１６、アンテナ１７、無線受信器１８、受信回路１９を備える。ただし、端末装置２は、図３に示していない他の回路要素を備えていてもよい。
　フレーム生成部１１は、後述する制御情報に基づいて、端末装置２と基地局装置１との間で伝送される無線フレームまたはサブフレームの構成を決定する。無線フレームは、複数のサブフレームから構成される。以下の例では、フレーム生成部１１は、サブフレームの構成を決定するものとする。
　ＭＡＣ／ＲＲＣコントローラ１２は、ＭＡＣ（Medium Access Control）およびＲＲＣ（Radio Resource Control）を実行する。すなわち、ＭＡＣ／ＲＲＣコントローラ１２は、レイヤＬ１～Ｌ３の信号処理を実行する。
　送信回路１３は、パケット生成器２１、符号化／変調器２２、２３、プリアンブル処理部２４を備える。パケット生成器２１は、フレーム生成部１１およびＭＡＣ／ＲＲＣコントローラ１２の制御に従って、ユーザデータからデータパケットを生成する。符号化／変調器２２は、データパケットに対して符号化および変調を行ってデータ信号を生成する。データ信号は、例えば、ＰＵＳＣＨ（Physical Uplink Shared Channel）を介して端末装置２から基地局装置１へ伝送される。符号化／変調器２３は、ＭＡＣシグナリング信号およびＲＲＣシグナリング信号などの制御信号を生成することができる。制御信号は、例えば、ＰＵＣＣＨ（Physical Uplink Common Channel）を介して端末装置２から基地局装置１へ伝送される。プリアンブル処理部２４は、プリアンプル信号を生成する。プリアンプル信号は、ＰＲＡＣＨ（Physical Random Access Channel）を介して端末装置２から基地局装置１へ伝送される。
　多重化器１４は、データチャネルおよび制御チャネルを多重化する。無線送信器１５は、多重化器１４の出力信号を無線周波数帯の信号に変換する。なお、無線送信器１５は、プリアンブル信号も無線周波数帯の信号に変換することができる。スイッチ１６は、送信信号および受信信号を切り替えることによりＴＤＤ（Time Division Duplex）を実現する。アンテナ１７は、基地局装置１へ無線信号を送信し、基地局装置１から無線信号を受信する。
　無線受信器１８は、基地局装置１から受信する信号をダウンコンバートする。無線受信器１８の出力信号は、データ信号および制御信号を含む。データ信号は、例えば、ＰＤＳＣＨ（Physical Downlink Shared Channel）を介して基地局装置１から端末装置２へ伝送される。制御信号は、例えば、ＰＤＣＣＨ（Physical Downlink Common Channel）を介して基地局装置１から端末装置２へ伝送される。
　受信回路１９は、復調／復号器３１、データ再生器３２、復調／復号器３３を備える。復調／復号器３１は、基地局装置１から受信するデータ信号に対して復調および復号を行う。データ再生器３２は、復調／復号器３１の出力信号からデータを再生する。復調／復号器３３は、基地局装置１から受信する制御信号から制御情報を再生する。
　フレーム生成部１１およびＭＡＣ／ＲＲＣコントローラ１２は、例えば、プロセッサエレメントおよびメモリを含むプロセッサシステムにより実現される。この場合、プロセッサシステムは、与えられたプログラムを実行することにより、フレーム生成部１１およびＭＡＣ／ＲＲＣコントローラ１２の機能を提供する。
　図４は、本発明の実施形態に係わる基地局装置１の一例を示す。基地局装置（ｅＮＢ）１は、図４に示すように、フレーム生成部４１、ＭＡＣ／ＲＲＣコントローラ４２、複数の送信回路４３、多重化器４４、無線送信器４５、スイッチ４６、アンテナ４７、無線受信器４８、複数の受信回路４９、ＵＥ管理テーブル５０を備える。ただし、基地局装置１は、図４示していない他の回路要素を備えていてもよい。
　フレーム生成部４１は、後述する制御情報に基づいて、基地局装置１と端末装置２との間で伝送されるサブフレームの構成を決定する。ＭＡＣ／ＲＲＣコントローラ４２は、ＭＡＣおよびＲＲＣを実行する。
　各送信回路４３は、パケット生成器６１、符号化／変調器６２、６３を備える。パケット生成器６１は、フレーム生成部４１およびＭＡＣ／ＲＲＣコントローラ４２の制御に従って、ユーザデータからデータパケットを生成する。符号化／変調器６２は、データパケットに対して符号化および変調を行ってデータ信号を生成する。データ信号は、例えば、ＰＤＳＣＨを介して基地局装置１から端末装置２へ伝送される。符号化／変調器６３は、ＭＡＣシグナリング信号およびＲＲＣシグナリング信号などの制御信号を生成することができる。制御信号は、例えば、ＰＤＣＣＨを介して端末装置２から基地局装置１へ伝送される。
　多重化器４４は、各送信回路４３により生成されるデータチャネルおよび制御チャネルを多重化する。無線送信器４５は、多重化器４４の出力信号を無線周波数帯の信号に変換する。スイッチ４６は、送信信号および受信信号を切り替えることによりＴＤＤを実現する。アンテナ４７は、各端末装置２へ無線信号を送信し、各端末装置２から無線信号を受信する。
　無線受信器４８は、各端末装置２から受信する信号をダウンコンバートする。無線受信器４８の出力信号は、データ信号および制御信号を含む。なお、データ信号は、例えば、ＰＵＳＣＨを介して端末装置２から基地局装置１へ伝送される。制御信号は、例えば、ＰＵＣＣＨを介して端末装置２から基地局装置１へ伝送される。
　各受信回路４９は、復調／復号器７１、データ再生器７２、復調／復号器７３、プリアンブル処理部７４を備える。復調／復号器７１は、対応する端末装置２から受信するデータ信号に対して復調および復号を行う。データ再生器７２は、復調／復号器７１の出力信号からデータを再生する。復調／復号器７３は、対応する端末装置２から受信する制御信号から制御情報を再生する。プリアンブル処理部７４は、対応する端末装置２から受信するプリアンブル信号を処理する。
　ＵＥ管理テーブル５０は、セル内に位置する各端末装置２について、使用するサブフレームの構成を表す構成情報を格納することができる。サブフレームの構成は、後で説明するが、ＤＬ／ＵＬ比およびガード期間の長さなどにより定義される。また、ＵＥ管理テーブル５０は、各端末装置２について、後述する再利用情報を格納してもよい。
　フレーム生成部４１およびＭＡＣ／ＲＲＣコントローラ４２は、例えば、プロセッサエレメントおよびメモリを含むプロセッサシステムにより実現される。この場合、プロセッサシステムは、与えられたプログラムを実行することにより、フレーム生成部４１およびＭＡＣ／ＲＲＣコントローラ４２の機能を提供する。
　図５は、本発明の実施形態に係わる資源割当ての一例を示す。無線資源の割当ては、サブフレームの構成により定義される。サブフレームは、この例では、１６個のシンボルから構成される。また、サブフレームは、１または複数のサブキャリアから構成される。複数のサブキャリアの周波数は、互いに異なっている。さらに、この例では、サブフレームは、基地局装置１から端末装置２へ伝送される信号が配置されるダウンリンク領域および端末装置２から基地局装置１へ伝送される信号が配置されるアップリンク領域を含む。
　ダウンリンク領域とアップリンク領域との間には、ガード期間が挿入される。ガード期間は、ダウンリンクとアップリンクとの干渉を回避または抑制するために設けられる。したがって、ガード期間において信号は伝送されない。また、必要なガード期間の長さは、基地局装置１と端末装置２との間のラウンドトリップ時間等に依存する。よって、ガード期間の長さは、基地局装置１と端末装置２との間の伝送遅延（または、伝搬遅延）に基づいて決定される。
　図２に示す例では、ｅＮＢ（すなわち、基地局装置１）の近傍にＵＥ＃１が位置している。この場合、ｅＮＢとＵＥ＃１との間で伝送されるサブフレーム内には短いガード期間が挿入される。図５（ａ）に示す例では、ｅＮＢとＵＥ＃１との間で伝送されるサブフレームのガード期間の長さは、１シンボル時間である。
　ｅＮＢとＵＥ＃１との間の距離と比較して、ｅＮＢとＵＥ＃２との間の距離は大きい。よって、ｅＮＢとＵＥ＃１との間で伝送されるサブフレームと比較すると、ｅＮＢとＵＥ＃２との間で伝送されるサブフレームのガード期間は長い。図５（ａ）に示す例では、ｅＮＢとＵＥ＃２との間で伝送されるサブフレームのガード期間の長さは、２シンボル時間である。
　ｅＮＢとＵＥ＃２との間の距離と比較して、ｅＮＢとＵＥ＃３との間の距離はさらに大きい。よって、ｅＮＢとＵＥ＃２との間で伝送されるサブフレームと比較すると、ｅＮＢとＵＥ＃３との間で伝送されるサブフレームのガード期間はさらに長い。図５（ａ）に示す例では、ｅＮＢとＵＥ＃３との間で伝送されるサブフレームのガード期間の長さは、３シンボル時間である。ｅＮＢとＵＥ＃４との間で伝送されるサブフレームのガード期間の長さも３シンボル時間である。
　各サブフレーム内のダウンリンク領域の長さとアップリンク領域の長さとの比（以下、「ＤＬ／ＵＬ比」と呼ぶことがある。）は、ダウンリンクのトラヒックおよびアップリンクのトラヒックに基づいて決定される。ｅＮＢからＵＥへデータを送信するときには、ｅＮＢによりＤＬ／ＵＬ比が決定されるようにしてもよい。また、ＵＥからｅＮＢデータを送信するときには、ＵＥによりＤＬ／ＵＬ比が決定されるようにしてもよい。
　なお、各ＵＥ（ＵＥ＃１～ＵＥ＃４）に対して異なる周波数のサブキャリアが割り当てられる。図５に示す例では、ＵＥ＃１～ＵＥ＃４に対してそれぞれ周波数ｆ１～ｆ４が割り当てられている。
　このように、各サブフレームのＤＬ／ＵＬ比は、端末装置ごとに決定される。また、各サブフレームのガード期間の長さも、端末装置ごとに決定される。すなわち、端末装置ごとに無線資源を柔軟に割り当てることができる。よって、実施形態の無線通信方法においては、無線資源の使用効率が向上する。
　ところで、ガード期間においては、信号は伝送されない。すなわち、無線資源の使用効率を考えた場合、ガード期間は、無線資源を無駄に使用していると考えられる。そこで、実施形態の無線通信方法では、あるＵＥのためのガード期間の無線資源が他のＵＥにより再利用される。
　例えば、ＵＥ＃１のサブフレームにおいては、１～４番目のシンボルがダウンリンク領域に割り当てられ、５番目のシンボルがガード期間に割り当てられ、６～１６番目のシンボルがアップリンク領域に割り当てられている。この場合、１～４番目のシンボルにおいては、他のＵＥのガード期間の無線資源をＵＥ＃１のダウンリンクのために再利用することができる。また、６～１６番目のシンボルにおいては、他のＵＥのガード期間の無線資源をＵＥ＃１のアップリンクのために再利用することができる。
　具体的には、図５（ｂ）において、再利用可能な無線資源は斜線領域で表されている。すなわち、ＵＥ＃２のサブフレームの４番目のシンボル、ＵＥ＃３のサブフレームの３～４番目のシンボル、ＵＥ＃４のサブフレームの４番目のシンボルは、ＵＥ＃１のダウンリンクのために再利用することができる。また、ＵＥ＃４のサブフレームの６番目のシンボルは、ＵＥ＃１のアップリンクのために再利用することができる。なお、５番目のシンボルは、ＵＥ＃１のサブフレームにおいてガード期間として使用される。したがって、５番目のシンボルにおいては、ＵＥ＃１は、他のＵＥのガード期間に割り当てられている無線資源を再利用しない。
　たとえば、ＵＥ＃２のサブフレームの４番目のシンボルがＵＥ＃１のダウンリンクのために再利用されるものとする。この場合、ｅＮＢ１は、サブキャリアｆ１の１～４番目のシンボルおよびサブキャリアｆ２の４番目のシンボルを利用してＵＥ＃１へダウンリンクデータを伝送することができる。また、別のケースとして、ＵＥ＃４のサブフレームの６番目のシンボルがＵＥ＃１のアップリンクのために再利用されるものとする。この場合、ＵＥ＃１は、サブキャリアｆ１の６～１６番目のシンボルおよびサブキャリアｆ４の６番目のシンボルを利用してｅＮＢ１へアップリンクデータを伝送することができる。
　ただし、１つの資源エレメントは、他の１つのＵＥによって再利用され得る。例えば、ＵＥ＃３のサブフレームの３番目のシンボルがＵＥ＃２のダウンリンクのために再利用されるものとする。この場合、この資源エレメント（すなわち、サブキャリアｆ３における３番目のシンボル）をＵＥ＃１のために再利用することはできない。
　このように、実施形態の無線通信方法では、あるＵＥのためのガード期間の無線資源の一部が他のＵＥのために再利用される。したがって、無線資源の使用効率が向上する。
　図６は、無線リンクを設定するシーケンスの例を示す。図６（ａ）に示す例では、ｅＮＢ１によりサブフレームの構成が決定される。また、図６（ｂ）に示す例では、ＵＥ２によりサブフレームの構成が決定される。
　ｅＮＢ１によりサブフレームの構成が決定されるケースでは、ＵＥ２からｅＮＢ１へプリアンブル信号が送信される。プリアンブル信号は、ＰＲＡＣＨを介して伝送される。そして、ｅＮＢ１は、プリアンブル信号を利用して、ＵＥ２とｅＮＢ１との間の伝送遅延を測定する。
　ＵＥ２は、ＵＥ２のＴＸ／ＲＸ切替え時間をｅＮＢ１に通知する。ＵＥ２のＴＸ／ＲＸ切替え時間は、ＵＥ２内で送信処理と受信処理とを切り替えるために要する時間を表す。この実施例では、ＵＥ２のＴＸ／ＲＸ切替え時間は、ＵＥ２のハードウェア（主に、送信回路１３、多重化器１４、無線送信器１５、スイッチ１６、無線受信器１８、受信回路１９）の構成により決まるものとする。また、ＵＥ２のＴＸ／ＲＸ切替え時間は、既知であるものとする。
　ｅＮＢ１は、ＵＥ２とｅＮＢ１との間の伝送遅延、ＵＥ２のＴＸ／ＲＸ切替え時間、ｅＮＢ１のＴＸ／ＲＸ切替え時間に基づいて、ガード期間の長さを決定する。なお、ｅＮＢ１のＴＸ／ＲＸ切替え時間は、ｅＮＢ１内で送信処理と受信処理とを切り替えるために要する時間を表す。この実施例では、ｅＮＢ１のＴＸ／ＲＸ切替え時間は、ｅＮＢ１のハードウェア（主に、送信回路４３、多重化器４４、無線送信器４５、スイッチ４６、無線受信器４８、受信回路４９）の構成により決まるものとする。また、ｅＮＢ１のＴＸ／ＲＸ切替え時間は、既知であるものとする。
　ガード期間の長さは、例えば、ＵＥ２とｅＮＢ１との間の伝送遅延、ＵＥ２のＴＸ／ＲＸ切替え時間、ｅＮＢ１のＴＸ／ＲＸ切替え時間の和に基づいて決定される。ただし、ｅＮＢ１のＴＸ／ＲＸ切替え時間は、すべてのＵＥに対して共通である。よって、ガード期間の長さは、ＵＥ２とｅＮＢ１との間の伝送遅延およびＵＥ２のＴＸ／ＲＸ切替え時間の和に基づいて決定してもよい。さらに、各ＵＥのＴＸ／ＲＸ切替え時間が互いに同じまたはほぼ同じである場合には、ガード期間の長さは、ＵＥ２とｅＮＢ１との間の伝送遅延に基づいて決定してもよい。いずれにしても、この実施例では、ガード期間の長さは、少なくともＵＥ２とｅＮＢ１との間の伝送遅延に基づいて決定される。なお、ＵＥ２とｅＮＢ１との間の伝送遅延は、実質的には、ＵＥ２とｅＮＢ１との間の距離に相当する。
　続いて、ｅＮＢ１は、サブフレームの構成を決定する。サブフレームの構成は、ＤＬ／ＵＬ比、ガード期間の長さ、およびガード期間の位置により定義される。ただし、ガード期間の位置は、ＤＬ／ＵＬ比から算出され得る。すなわち、サブフレームの構成は、ＤＬ／ＵＬ比およびガード期間の長さにより定義され得る。そして、ｅＮＢ１は、サブフレームの構成を表す構成情報をＵＥ２に通知する。構成情報は、順静的シグナリング（たとえば、ＲＲＣシグナリングまたはＭＡＣシグナリング）によりｅＮＢ１からＵＥ２に通知される。或いは、構成情報は、動的シグナリング（たとえば、ＰＤＣＣＨ）によりｅＮＢ１からＵＥ２に通知されるようにしてもよい。この後、上述のサブフレームを利用してｅＮＢ１とＵＥ２との間でデータ通信が行われる。
　ＵＥ２によりサブフレームの構成が決定されるケースでも、ｅＮＢ１においてＵＥ２とｅＮＢ１との間の伝送遅延が測定される。但し、ｅＮＢ１は、伝送遅延の測定値をＵＥ２に通知する。また、ｅＮＢ１は、ｅＮＢ１のＴＸ／ＲＸ切替え時間をＵＥ２に通知する。伝送遅延の測定値およびｅＮＢ１のＴＸ／ＲＸ切替え時間は、例えば、ＲＲＣシグナリングまたはＭＡＣシグナリングによりｅＮＢ１からＵＥ２に通知される。
　ＵＥ２は、ガード期間の長さを決定し、さらにサブフレームの構成を決定する。ガード期間の長さおよびサブフレームの構成を決定する方法は、実質的に、ｅＮＢ１およびＵＥ２において同じである。そして、ＵＥ２は、サブフレームの構成を表す構成情報をｅＮＢ１に通知する。構成情報は、ＭＡＣシグナリングまたは動的シグナリングによりＵＥ２からｅＮＢ１に通知される。この後、上述のサブフレームを利用してｅＮＢ１とＵＥ２との間でデータ通信が行われる。
　図７は、資源割当てに係わるｅＮＢ１の機能の一例を示す。無線資源の割当てを行うために、ｅＮＢ１は、比率決定部８１、伝送遅延測定部８２、ガード期間決定部８３、フレーム構成決定部８４、通知部８５、再利用制御部８６を備える。比率決定部８１、伝送遅延測定部８２、ガード期間決定部８３、フレーム構成決定部８４、通知部８５、再利用制御部８６は、図４に示す構成では、主に、フレーム生成部４１およびＭＡＣ／ＲＲＣコントローラ４２により実現される。すなわち、比率決定部８１、伝送遅延測定部８２、ガード期間決定部８３、フレーム構成決定部８４、通知部８５、再利用制御部８６は、プロセッサエレメントおよびメモリを含むプロセッサシステムにより実現され得る。
　比率決定部８１は、ダウンリンクのトラヒックおよびアップリンクのトラヒックに基づいて、サブフレーム内のダウンリンク領域とアップリンク領域の比率（すなわち、ＤＬ／ＵＬ比）を決定する。ダウンリンク及び／又はアップリンクのトラヒックは、例えば、ユーザから要求される。伝送遅延測定部８２は、ＵＥ２から送信されるプリアンブル信号を利用して、ＵＥ２とｅＮＢ１との間の伝送遅延を測定する。ガード期間決定部８３は、ＵＥ２とｅＮＢ１との間の伝送遅延に基づいて、ガード期間の長さを決定する。なお、ガード期間決定部８３は、ＵＥ２のＴＸ／ＲＸ切替え時間および／またはｅＮＢ１のＴＸ／ＲＸ切替え時間を考慮してガード期間の長さを決定してもよい。
　フレーム構成決定部８４は、ＤＬ／ＵＬ比およびガード期間の長さに基づいて、サブフレームの構成を決定する。サブフレームの構成を表す構成情報は、ＵＥ管理テーブル５０に格納される。そして、通知部８５は、サブフレームの構成を表す構成情報をＵＥ２へ通知する。再利用制御部８６については後で説明する。
　尚、図４においてフレーム生成部４１に与えられる制御情報は、ダウンリンク及び／又はアップリンクのトラヒックの要求を含む。また、この制御情報は、ガード期間の長さ、ＵＥ２のＴＸ／ＲＸ切替え時間、ｅＮＢ１のＴＸ／ＲＸ切替え時間を表す情報を含む。
　図８は、無線リンクを設定するシーケンスにおけるｅＮＢの処理の一例を示すフローチャートである。なお、図８に示すフローチャートは、図６（ａ）に示すシーケンスにおけるｅＮＢ１の処理の一例を示す。
　Ｓ１において、比率決定部８１は、ダウンリンクのトラヒックおよびアップリンクのトラヒックに基づいてＤＬ／ＵＬ比を決定する。Ｓ２において、伝送遅延測定部８２は、ＵＥ２から送信されるプリアンブル信号を利用して、ＵＥ２とｅＮＢ１との間の伝送遅延を測定する。Ｓ３において、ガード期間決定部８３は、少なくともＵＥ２とｅＮＢ１との間の伝送遅延に基づいて、ガード期間の長さを決定する。Ｓ４において、フレーム構成決定部８４は、ＤＬ／ＵＬ比およびガード期間の長さに基づいて、サブフレームの構成を決定する。Ｓ５において、通知部８５は、サブフレームの構成を表す構成情報をＵＥ２へ通知する。Ｓ６において、Ｓ５で決定されたサブフレームの構成に基づいて、送信回路４３および受信回路４９が設定される。
　図９は、資源割当てに係わるＵＥ２の機能の一例を示す。無線資源の割当てを行うために、ＵＥ２は、比率決定部９１、伝送遅延測定部９２、ガード期間決定部９３、フレーム構成決定部９４、通知部９５を備える。比率決定部９１、伝送遅延測定部９２、ガード期間決定部９３、フレーム構成決定部９４、通知部９５は、図３に示す構成では、主に、フレーム生成部１１およびＭＡＣ／ＲＲＣコントローラ１２により実現される。すなわち、比率決定部９１、伝送遅延測定部９２、ガード期間決定部９３、フレーム構成決定部９４、通知部９５は、プロセッサエレメントおよびメモリを含むプロセッサシステムにより実現され得る。
　比率決定部９１は、ダウンリンクのトラヒックおよびアップリンクのトラヒックに基づいてＤＬ／ＵＬ比を決定する。伝送遅延測定部９２は、図３に示すプリアンブル処理部２４を用いてｅＮＢ１へプリアンプル信号を送信することにより、ＵＥ２とｅＮＢ１との間の伝送遅延を測定する。実際には、ｅＮＢ１により得られる伝送遅延の測定値がｅＮＢ１からＵＥ２に通知される。ガード期間決定部９３は、ＵＥ２とｅＮＢ１との間の伝送遅延に基づいて、ガード期間の長さを決定する。なお、ガード期間決定部９３は、ＵＥ２のＴＸ／ＲＸ切替え時間および／またはｅＮＢ１のＴＸ／ＲＸ切替え時間を考慮してガード期間の長さを決定してもよい。
　フレーム構成決定部９４は、ＤＬ／ＵＬ比およびガード期間の長さに基づいて、サブフレームの構成を決定する。そして、通知部９５は、サブフレームの構成を表す構成情報をｅＮＢ１へ通知する。
　尚、図３においてフレーム生成部１１に与えられる制御情報は、ダウンリンク及び／又はアップリンクのトラヒックの要求を含む。また、この制御情報は、ガード期間の長さ、ＵＥ２のＴＸ／ＲＸ切替え時間、ｅＮＢ１のＴＸ／ＲＸ切替え時間を表す情報を含む。
　図１０は、無線リンクを設定するシーケンスにおけるＵＥの処理の一例を示すフローチャートである。なお、図１０に示すフローチャートは、図６（ｂ）に示すシーケンスにおけるＵＥ２の処理の一例を示す。
　Ｓ１１において、比率決定部９１は、ダウンリンクのトラヒックおよびアップリンクのトラヒックに基づいてＤＬ／ＵＬ比を決定する。Ｓ１２において、伝送遅延測定部９２は、ｅＮＢ１へプリアンブル信号を送信することにより、ＵＥ２とｅＮＢ１との間の伝送遅延の測定値をｅＮＢ１から取得する。Ｓ１３において、ガード期間決定部９３は、少なくともＵＥ２とｅＮＢ１との間の伝送遅延に基づいて、ガード期間の長さを決定する。Ｓ１４において、フレーム構成決定部９４は、ＤＬ／ＵＬ比およびガード期間の長さに基づいて、サブフレームの構成を決定する。Ｓ１５において、通知部９５は、サブフレームの構成を表す構成情報をｅＮＢ１へ通知する。Ｓ１６において、Ｓ１５で決定されたサブフレームの構成に基づいて、送信回路１３および受信回路１９が設定される。
　なお、図６（ａ）または図６（ｂ）に示すシーケンスにおいて、構成情報は、動的シグナリングによりｅＮＢ１とＵＥとの間で通知されるようにしてもよい。動的シグナリングは、例えば、新無線制御チャネル（NR control channel）で通知されるようにしてもよい。この場合、構成情報として、サブフレームの構成、ガード期間の位置および長さを表すＤＣＩ（downlink control information）が新無線制御チャネルでｅＮＢ１とＵＥとの間で通知されるようにしてもよい。
　＜無線資源の再利用＞
　本発明の実施形態に係わる無線通信方法においては、上述したように、あるＵＥのためのガード期間が割り当てられた無線資源の一部が他のＵＥにより再利用される。例えば、ｅＮＢ１から遠く離れた場所に位置しているＵＥ（以下、遠ＵＥ）のサブフレームにおいては、長いガード期間が使用される。一方、ｅＮＢ１の近くに位置しているＵＥ（以下、近ＵＥ）のサブフレームにおいては、短いガード期間が使用される。よって、遠ＵＥのガード期間が割り当てられた無線資源の一部は、近ＵＥのダウンリンク伝送またはアップリンク伝送のために再利用される。
　図１１は、無線資源を再利用するシーケンスの一例を示す。図１１に示す例では、ｅＮＢ１にＵＥ＃１およびＵＥ＃３が収容されている。ＵＥ＃１（近ＵＥ）は、ｅＮＢ１の近くに位置している。また、ＵＥ＃３（遠ＵＥ）は、ｅＮＢ１から遠く離れた場所（すなわち、セル端の近く）に位置している。
　ｅＮＢ１とＵＥ＃１との間で使用されるサブフレームの構成は、図６に示すシーケンスにより決定されている。このサブフレームのガード期間の長さは、図５（ａ）に示すように、１シンボル時間である。同様に、ｅＮＢ１とＵＥ＃３との間で使用されるサブフレームの構成も、図６に示すシーケンスにより決定されている。ただし、このサブフレームのガード期間の長さは、図５（ａ）に示すように、３シンボル時間である。
　この場合、ｅＮＢ１は、遠ＵＥのガード期間に割り当てられている無線資源の一部が、近ＵＥのダウンリンク伝送またはアップリンク伝送のために再利用されるように、無線資源の再利用制御を行う。すなわち、ｅＮＢ１は、ＵＥ＃３のガード期間に割り当てられている無線資源の一部がＵＥ＃１により再利用されるように、無線資源の再利用制御を行う。なお、再利用制御は、図７に示す再利用制御部８６により実行される。
　このように、ｅＮＢ１は、再利用する無線資源を決定すると、再利用する無線資源を表す再利用情報を対応するＵＥ２へ通知する。再利用情報は、例えば、制御シグナリングにより、ｅＮＢ１から対応するＵＥ２へ通知される。
　再利用制御部８６は、図５（ｂ）に示すように、サブキャリアｆ３の３～４番目のシンボルをＵＥ＃１に割り当てることができる。ここで、再利用制御部８６は、いずれか一方のシンボルのみをＵＥ＃１に割り当ててもよいし、双方のシンボルをＵＥ＃１に割り当ててもよい。この実施例では、サブキャリアｆ３の４番目のシンボルがＵＥ＃１に割り当てられるものとする。
　この場合、ｅＮＢ１は、サブキャリアｆ３の４番目のシンボルを利用できることを表す再利用情報をＵＥ＃１に通知する。再利用情報は、例えば、ＭＡＣシグナリング、ＲＲＣシグナリング、またはＰＤＣＣＨでｅＮＢ１からＵＥ＃１に通知される。そして、ＵＥ＃１は、再利用情報を受信すると、ｅＮＢ１とＵＥ＃１との間で使用するサブフレームを再構成する。この例では、サブキャリアｆ１の１～４番目のシンボルおよびサブキャリアｆ３の４番目のシンボルを使用してダウンリンク信号を伝送し、サブキャリアｆ１の６～１６番目のシンボルを使用してアップリンク信号を伝送するサブフレームが構成される。
　この結果、ｅＮＢ１とＵＥ＃１との間のダウンリンクの容量が増加する。すなわち、無線資源の使用効率が向上する。
　再利用により割り当てられる無線資源は、ダウンリンクにおいては、例えば、ＰＤＣＣＨ／ＰＤＳＣＨを伝送するために使用される。この場合、例えば、ダウンリンク割当て信号またはアップリンク許可信号が伝送される。或いは、再利用により割り当てられる無線資源を用いてＣＳＩ－ＲＳ（Channel State Information Reference Signal）を伝送してもよい。一方、アップリンクにおいては、再利用により割り当てられる無線資源は、例えば、ＰＵＣＣＨ／ＰＵＳＣＨを伝送するために使用される。或いは、再利用により割り当てられる無線資源を用いてサウンディング参照信号を伝送してもよい。
　図１２は、ＵＥ管理テーブル５０の一例を示す。ＵＥ管理テーブル５０は、ｅＮＢ１に収容される各ＵＥについて、無線資源の割当てに係わる情報を格納する。なお、ＵＥ管理テーブル５０は、ｅＮＢ１が備える記憶装置内に作成される。
　「伝送遅延」は、ｅＮＢ１とＵＥ２との間の伝送遅延の測定値を表す。「ガード期間」は、伝送遅延等に基づいて決定されたガード期間の位置および長さを表す。例えば、ＵＥ＃１のサブフレームにおいては、５番目のシンボルがガード期間として使用される。ＵＥ＃３のサブフレームにおいては、３～５番目のシンボルがガード期間として使用される。「サブキャリア」は、ｅＮＢ１とＵＥ２との間でデータ信号および制御信号を伝送するための周波数を表す。「未使用」は、ガード期間が割り当てられているシンボルのうち、他のＵＥによって再利用されていないシンボルを表す。「再利用」は、再利用する無線資源を表す。
　図１２に示すＵＥ管理テーブル５０は、図５に示す状態を表している。また、図１２に示す例では、ＵＥ＃３の３番目のシンボルがＵＥ＃１により再利用される。なお、「再利用：ｆ３＿４」は、サブキャリアｆ３の４番目のシンボルが再利用される状態を表している。
　図１３は、無線資源を再利用する処理の一例を示すフローチャートである。以下の記載では、ｅＮＢ１にＵＥ＃１～ＵＥ＃Ｎが収容されているものとする。また、このフローチャートの処理は、ｅＮＢ１に収容される各ＵＥ（以下、ＵＥ＃ｉ（ｉ＝１～Ｎ））に対して実行される。
　Ｓ２１において、再利用制御部８６は、ＵＥ管理テーブル５０を参照し、ＵＥ＃ｊのサブフレーム中の未使用のシンボル（即ち、ガード期間として指定されており、且つ、他のＵＥにより再利用されていないシンボル）のうち、ＵＥ＃ｉのサブフレーム中のガード期間でないシンボルＳｘが存在するか否かを判定する。なお、ＵＥ＃ｊは、ＵＥ＃ｉ以外のＵＥを表す。シンボルＳｘが存在する場合、Ｓ２２において、再利用制御部８６は、ＵＥ＃ｉのサブフレーム中のガード期間の長さと、ＵＥ＃ｊのサブフレーム中のガード期間の長さとを比較する。そして、ＵＥ＃ｊのガード期間がＵＥ＃ｉのガード期間よりも長いときは、再利用制御部８６は、Ｓ２３において、ＵＥ＃ｊのシンボルＳｘがＵＥ＃ｉにより再利用されるように、無線資源の割当てを行う。
　なお、ＵＥ＃ｊにおいてシンボルＳｘが存在しない場合（Ｓ２１：Ｎｏ）、またはＵＥ＃ｊのガード期間がＵＥ＃ｉのガード期間よりも長くない場合（Ｓ２２：Ｎｏ）には、次のＵＥが選択される（Ｓ２４～Ｓ２５）。
　図１２に示す実施例を参照して図１３のフローチャートの処理を説明する。ここでは、ＵＥ＃ｉ＝ＵＥ＃１であるものとする。この場合、Ｓ２１において、例えば、ＵＥ＃３の未使用シンボルは「３」「４」「５」である。また、ＵＥ＃１のガード期間は「５」である。よって、ＵＥ＃３の３～４番目のシンボルがシンボルＳｘとして抽出される。Ｓ２２において、ＵＥ＃１のガード期間の長さは「１」であり、ＵＥ＃３のガード期間の長さは「３」である。すなわち、ＵＥ＃３のガード期間は、ＵＥ＃１のガード期間よりも長い。
　よって、ＵＥ＃３の３～４番目のシンボルがＵＥ＃１により再利用され得る。ただし、図１２に示す例では、ＵＥ＃３の４番目のシンボルがＵＥ＃１により再利用される。再利用する無線資源の量は、例えば、予め決められていてもよいし、ＵＥごとの要求に基づいて決められてもよい。
　なお、図１３に示すフローチャートにおいて、Ｓ２２を実行することにより、遠ＵＥのガード期間に割り当てられている無線資源が、近ＵＥにより再利用される。ただし、本発明の実施形態はこの方法に限定されるものではない。すなわち、再利用制御部８６は、Ｓ２２の処理を実行しなくてもよい。この場合、任意のＵＥのガード期間に割り当てられている無線資源が、他の任意のＵＥにより再利用され得る。
　図１４は、無線資源の割当ておよび再利用の例を示す図である。図１４（ａ）は、アップリンクが支配的なサブフレームの構成例を示す。この例では、６～１６番目のシンボルは、アップリンクに割り当てられている。また、ｅＮＢ１の近くに位置するＵＥ（近）に対しては、１～４番目のシンボルがダウンリンクに割り当てられ、５番目のシンボルがガード期間として使用される。一方、ｅＮＢ１から遠く離れた場所に位置するＵＥ（遠）に対しては、１～２番目のシンボルがダウンリンクに割り当てられ、３～５番目のシンボルがガード期間として使用される。なお、ＵＥ（遠）のためのガード期間に割り当てられているシンボルは、ＵＥ（近）により再利用され得る。無線資源の再利用は、制御シグナリングによりｅＮＢ１から対応するＵＥ（近）に通知される。
　図１４（ｂ）は、ダウンリンクが支配的なサブフレームの構成例を示す。この例では、１～１３番目のシンボルは、ダウンリンクに割り当てられている。また、ｅＮＢ１の近くに位置するＵＥ（近）に対しては、１５～１６番目のシンボルがアップリンクに割り当てられ、１４番目のシンボルがガード期間として使用される。一方、ｅＮＢ１から遠く離れた場所に位置するＵＥ（遠）に対しては、１６番目のシンボルがアップリンクに割り当てられ、１４～１５番目のシンボルがガード期間として使用される。なお、ＵＥ（遠）のためのガード期間に割り当てられているシンボルは、ＵＥ（近）により再利用され得る。無線資源の再利用は、制御シグナリングによりｅＮＢ１から対応するＵＥ（近）に通知される。
　図１１～図１３に示す実施例では、ｅＮＢ１は、各ＵＥのガード期間に基づいて再利用する無線資源を決定し、再利用する無線資源を表す再利用情報を対応するＵＥ２へ通知する。一方、以下の実施例では、予め決められたルールに従って再利用する無線資源が指定される。
　ｅＮＢ１に収容されるＵＥ２は、伝送遅延時間に応じてグループ化される。図１５に示す例では、３つのグループが定義される。ｅＮＢ１との間の伝送遅延がＤ１よりも小さいＵＥ２は、近接グループに属する。ｅＮＢ１との間の伝送遅延がＤ１よりも大きく且つＤ２よりも小さいＵＥ２は、中間グループに属する。ｅＮＢ１との間の伝送遅延がＤ２よりも大きいＵＥ２は、遠方グループに属する。
　ｅＮＢ１は、グループ毎に所定数のＵＥ２を収容することができる。図１６に示す例では、ｅＮＢ１は、グループ毎に３個のＵＥ２を収容することができる。近接グループに属するＵＥ２に対しては、５番目のシンボルがガード期間として使用される。中間グループに属するＵＥ２に対しては、４～５番目のシンボルがガード期間として使用される。遠方グループに属するＵＥ２に対しては、３～５番目のシンボルがガード期間として使用される。
　無線資源を再利用するためのルールは、以下の通りである。
（１）サブキャリアｆ４～ｆ５の４番目のシンボルは、近接グループのＵＥ＿ＳＮ１により再利用される
（２）サブキャリアｆ６～ｆ７の４番目のシンボルは、近接グループのＵＥ＿ＳＮ２により再利用される
（３）サブキャリアｆ８～ｆ９の４番目のシンボルは、近接グループのＵＥ＿ＳＮ３により再利用される
（４）サブキャリアｆ７の３番目のシンボルは、中間グループのＵＥ＿ＳＮ１により再利用される
（５）サブキャリアｆ８の３番目のシンボルは、近接グループのＵＥ＿ＳＮ２により再利用される
（６）サブキャリアｆ９の３番目のシンボルは、近接グループのＵＥ＿ＳＮ３により再利用される
　なお、図１６において、ＳＮ１～ＳＮ３は、各グループ内でＵＥを識別するためのシリアル番号を表す。このシリアル番号は、例えば、ＵＥから通信開始要求が発行されたときに、ｅＮＢ１により生成される。「ｎｉ」は、近接グループにおいてシリアル番号ｉが与えられたＵＥを表す。同様に、「ｍｉ」は、中間グループにおいてシリアル番号ｉが与えられたＵＥを表す。
　図１７は、無線資源を再利用するシーケンスの他の例を示す。図１７では、ｅＮＢ１にＵＥ（近）、ＵＥ（中）、ＵＥ（遠）が収容されている。ＵＥ（近）、ＵＥ（中）、ＵＥ（遠）は、それぞれ近接グループ、中間グループ、遠方グループに属する。
　ｅＮＢ１とＵＥ（近）との間でサブフレーム構成を決定するシーケンスにおいて、ｅＮＢ１は、グループＩＤおよびシリアル番号をＵＥ（近）に通知する。グループＩＤは、近接グループ、中間グループ、遠方グループを識別する。よって、ＵＥ（近）には、「グループＩＤ：ＮＥＡＲ」が通知される。また、この例では、ＵＥ（近）に対してシリアル番号１が与えられる。この場合、ＵＥ（近）は、図１６において「ｎ１」で表される無線資源を再利用できる。すなわち、ＵＥ（近）は、サブキャリアｆ４～ｆ５の４番目のシンボルを再利用することができる。
　同様に、ｅＮＢ１とＵＥ（中）との間でサブフレーム構成を決定するシーケンスにおいて、ｅＮＢ１は、グループＩＤおよびシリアル番号をＵＥ（中）に通知する。ＵＥ（中）には、「グループＩＤ：ＭＩＤＤＬＥ」が通知される。また、この例では、ＵＥ（中）に対してシリアル番号３が与えられる。この場合、ＵＥ（中）は、図１６において「ｍ３」で表される無線資源を再利用できる。すなわち、ＵＥ（中）は、サブキャリアｆ９の３番目のシンボルを再利用することができる。
　このように、図１５～図１７に示すシーケンスにおいては、予め決められたルールに従って再利用する無線資源が指定される。よって、図１３に示すフローチャートの処理およびその結果を通知するシグナリングを実行する必要はない。
　＜サブフレームおよび無線フレーム＞
　上述の実施例では、サブフレーム内のダウンリンク領域の長さおよびアップリンク領域の長さを調整することにより所望のＤＬ／ＵＬ比が実現される。図１８（ａ）に示す例では、ガード期間が１シンボルのサブフレームにおいて「ＤＬ／ＵＬ比＝４：１１」が実現されている。図１８（ｂ）に示す例では、ガード期間が２シンボルのサブフレームにおいて「ＤＬ／ＵＬ比＝３：１１」が実現されている。図１８（ｃ）に示す例では、ガード期間が３シンボルのサブフレームにおいて「ＤＬ／ＵＬ比＝２：１１」が実現されている。図１８（ｄ）に示す例では、ガード期間が３シンボルのサブフレームにおいて「ＤＬ／ＵＬ比＝３：１０」が実現されている。
　図１９に示す例では、無線フレーム毎に所望のＤＬ／ＵＬ比が実現される。この実施例では、各無線フレームは、６個のサブフレームから構成される。図１９に示すＤ、Ｓ、Ｕは、それぞれダウンリンクサブフレーム、スペシャルサブフレーム、アップリンクサブフレームを表す。スペシャルサブフレームは、無線フレーム内でダウンリンクサブフレームとアップリンクサブフレームとの間に挿入され、ダウンリンクとアップリンクとの干渉を抑制する。すなわち、スペシャルサブフレームは、ガード期間に相当する。そして、要求されるＤＬ／ＵＬ比は、無線フレーム内のダウンリンクサブフレームの個数およびアップリンクサブフレームの個数により調整される。なお、無線フレームの構成は、準静的なシグナリングまたは動的なシグナリングによりｅＮＢ１とＵＥ２との間で通知される。
　無線フレーム内のサブフレームの個数は、動的に変更することができる。例えば、無線フレームは、２個のサブフレームで構成されてもよいし、１２個のサブフレームで構成されてもよい。

Claims (14)

  1. 　ダウンリンクの信号が配置されるダウンリンク領域およびアップリンクの信号が配置されるアップリンク領域を含むフレームを用いて端末装置と通信を行う基地局装置であって、
    　前記端末装置との間の伝送遅延に基づいて前記ダウンリンク領域と前記アップリンク領域との間に挿入されるガード期間の長さを決定するガード期間決定部と、
    　前記ガード期間の長さに基づいて前記フレームの構成を決定するフレーム構成決定部と、
    　前記フレーム構成決定部により決定されたフレームの構成を表す構成情報を前記端末装置に通知する通知部と、
    　前記フレーム構成決定部により決定されたフレームの構成に基づいて前記端末装置と通信を行う通信回路と、
    　を有する基地局装置。
  2. 　前記通知部は、動的シグナリングで前記構成情報を前記端末装置へ通知する
    　ことを特徴とする請求項１に記載の基地局装置。
  3. 　前記通知部は、ＭＡＣシグナリングまたはＲＲＣシグナリングで前記構成情報を前記端末装置へ通知する
    　ことを特徴とする請求項１に記載の基地局装置。
  4. 　ダウンリンクのトラヒックおよびアップリンクのトラヒックに基づいて前記フレーム内のダウンリンク領域とアップリンク領域の比率を決定する比率決定部をさらに備え、
    　前記フレーム構成決定部は、前記比率および前記ガード期間の長さに基づいて前記フレームの構成を決定する
    　ことを特徴とする請求項１に記載の基地局装置。
  5. 　前記フレーム内のダウンリンク領域とアップリンク領域の比率を表す情報は、準静的なシグナリングまたは動的なシグナリングにより、前記端末装置から前記基地局装置に通知され、
    　前記フレーム構成決定部は、前記比率および前記ガード期間の長さに基づいて前記フレームの構成を決定する
    　ことを特徴とする請求項１に記載の基地局装置。
  6. 　第１の周波数を使用する第１の端末装置との通信において第１のガード期間を含むフレームを伝送するリンクが設定され、第２の周波数を使用する第２の端末装置との通信において第２のガード期間を含むフレームを伝送するリンクが設定されるときに、前記第２の周波数の前記第２のガード期間の少なくとも一部の無線資源を、前記第１の端末装置との通信に割り当てる再利用制御部をさらに備える
    　ことを特徴とする請求項１に記載の基地局装置。
  7. 　前記再利用制御部は、前記第１のガード期間より前記第２のガード期間が長いときに、前記第２の周波数の前記第２のガード期間の少なくとも一部の無線資源を、前記第１の端末装置との通信に割り当てる
    　ことを特徴とする請求項６に記載の基地局装置。
  8. 　前記通知部は、前記第２の周波数の前記第２のガード期間の少なくとも一部の無線資源が前記第１の端末装置に割り当てられたことを表す再利用情報を前記第１の端末装置に通知する
    　ことを特徴とする請求項６に記載の基地局装置。
  9. 　ダウンリンクの信号が配置されるダウンリンク領域およびアップリンクの信号が配置されるアップリンク領域を含むフレームを用いて基地局と通信を行う端末装置であって、
    　前記基地局との間の伝送遅延に基づいて前記ダウンリンク領域と前記アップリンク領域との間に挿入されるガード期間の長さを決定するガード期間決定部と、
    　前記ガード期間の長さに基づいて前記フレームの構成を決定するフレーム構成決定部と、
    　前記フレーム構成決定部により決定されたフレームの構成を表す構成情報を前記基地局に通知する通知部と、
    　前記フレーム構成決定部により決定されたフレームの構成に基づいて前記基地局と通信を行う送受信回路と、
    　を有する端末装置。
  10. 　ダウンリンクのトラヒックおよびアップリンクのトラヒックに基づいて前記フレーム内のダウンリンク領域とアップリンク領域の比率を決定する比率決定部をさらに備え、
    　前記フレーム構成決定部は、前記比率および前記ガード期間の長さに基づいて前記フレームの構成を決定する
    　ことを特徴とする請求項９に記載の端末装置。
  11. 　ダウンリンクの信号が配置されるダウンリンク領域およびアップリンクの信号が配置されるアップリンク領域を含むフレームを用いて基地局と端末装置との間で通信を行う無線通信方法であって、
    　前記基地局と前記端末装置との間の伝送遅延に基づいて前記ダウンリンク領域と前記アップリンク領域との間に挿入されるガード期間の長さを決定し、
    　前記ダウンリンク領域と前記アップリンク領域との間に前記ガード期間が挿入されたフレームを用いて前記基地局と前記端末装置との間で通信を行う
    　ことを特徴とする無線通信方法。
  12. 　前記基地局と第１の端末装置との間での第１の周波数を使用する通信において第１のガード期間を含むフレームを伝送するリンクが設定され、前記基地局と第２の端末装置との間での第２の周波数を使用する通信において第２のガード期間を含むフレームを伝送するリンクが設定されるときに、前記第２の周波数の前記第２のガード期間の少なくとも一部の無線資源を、前記第１の端末装置との通信に割り当てる
    　ことを特徴とする請求項１１に記載の無線通信方法。
  13. 　前記基地局装置は、前記第２の周波数の前記第２のガード期間の少なくとも一部の無線資源が前記第１の端末装置に割り当てられたことを表す再利用情報を前記第１の端末装置に通知し、
    　前記第１の端末装置は、前記再利用情報に基づいて、前記第２の周波数の前記第２のガード期間の少なくとも一部の無線資源を前記基地局との通知のために再利用する
    　ことを特徴とする請求項１２に記載の無線通信方法。
  14. 　前記基地局と前記基地局に収容される端末装置との間の通信において使用可能な複数のサブキャリアそれぞれに対してガード期間の配置が予め指定されており、
    　前記複数のサブキャリアのなかの第１のサブキャリアのガード期間の一部の無線資源が第２のサブキャリアの通信において再利用されることが予め指定されており、
    　前記基地局により前記第２のサブキャリアが割り当てられた端末装置は、前記第１のサブキャリアのガード期間の一部の無線資源を再利用する
    　ことを特徴とする請求項１２に記載の無線通信方法。
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