(57)【要約】【課題】上りリンクリソースを有効活用すること。【解決手段】端末装置に対して上りリンクの無線リソースを割り当てる基地局装置は、その無線リソースにおいて制御情報の伝送のために確保された第１の周波数リソースが使用されるか否かを確認し、第１の周波数リソースが使用されないことが確認された場合に、その第１の周波数リソースを含んだ第２の周波数リソースの少なくとも一部を、ユーザデータの伝送のために割り当てる。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
端末装置に対して上りリンクの無線リソースを割り当てる基地局装置であって、
前記無線リソースにおいて制御情報の伝送のために確保された第１の周波数リソースが使用されるか否かを確認する確認手段と、
前記確認手段によって前記第１の周波数リソースが使用されないことが確認された場合に、当該第１の周波数リソースを含んだ第２の周波数リソースの少なくとも一部を、ユーザデータの伝送のために割り当てる割当手段と、
を有することを特徴とする基地局装置。
【請求項２】
前記確認手段は、前記基地局装置から送信された下りリンクのデータに対する応答信号が前記第１の周波数リソースで送信されないことに少なくとも基づいて、当該第１の周波数リソースが使用されないことを確認する、
ことを特徴とする請求項１に記載の基地局装置。
【請求項３】
前記確認手段は、下りリンクのチャネルの状態を示す信号が前記第１の周波数リソースで送信されないことに少なくとも基づいて、当該第１の周波数リソースが使用されないことを確認する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の基地局装置。
【請求項４】
前記確認手段は、ユーザデータの伝送のための上りリンクの無線リソースの割り当てを要求する信号が送信されるタイミングにおいて、前記第１の周波数リソースが使用されることを確認する、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の基地局装置。
【請求項５】
前記確認手段は、前記基地局装置に１つの端末装置のみが接続している場合、前記第１の周波数リソースが使用されないことを確認する、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の基地局装置。
【請求項６】
前記割当手段は、前記確認手段によって前記第１の周波数リソースのうちの一部のみが使用されることが確認された場合、前記第１の周波数リソースのうちの当該一部を除く部分を、ユーザデータの伝送のために割り当てる、
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の基地局装置。
【請求項７】
前記第２の周波数リソースは、前記第１の周波数リソースと重複しない周波数リソースを含んだ周波数リソースであって、当該第１の周波数リソースと重複しない周波数リソースとしてユーザデータの伝送のために確保された周波数リソースを含む、
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の基地局装置。
【請求項８】
端末装置に対して上りリンクの無線リソースを割り当てる基地局装置の制御方法であって、
確認手段が、前記無線リソースにおいて制御情報の伝送のために確保された第１の周波数リソースが使用されるか否かを確認する確認工程と、
前記確認工程において前記第１の周波数リソースが使用されないことが確認された場合に、当該第１の周波数リソースを含んだ第２の周波数リソースの少なくとも一部を、ユーザデータの伝送のために割り当てる割当工程と、
を有することを特徴とする制御方法。
【請求項９】
端末装置に対して上りリンクの無線リソースを割り当てる基地局装置に備えられたコンピュータに、
前記無線リソースにおいて制御情報の伝送のために確保された第１の周波数リソースが使用されるか否かを確認させ、
前記第１の周波数リソースが使用されないことが確認された場合に、当該第１の周波数リソースを含んだ第２の周波数リソースの少なくとも一部を、ユーザデータの伝送のために割り当てさせる、
ためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上りリンクリソースを有効活用することを可能とする技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）システム等のセルラ通信システムでは、基地局装置と端末装置との間での通信を制御するために様々な制御信号が送信される。例えば、基地局装置から端末装置へ下りリンクにおいて送信したデータが正常に受信されたか否かを示す確認応答信号が、上りリンクの制御信号として端末装置から基地局装置へ送信される。また、端末装置は、下りリンクでのチャネルの状態を示すＣＱＩ（Channel Quality Indicator）報告を、上りリンクの制御信号として一定周期で基地局装置へ送信しうる。
【０００３】
このような上りリンクの制御信号は、Physical Uplink Control Channel（ＰＵＣＣＨ）と呼ばれ、上りリンクの周波数帯域における所定量の周波数リソースがＰＵＣＣＨの送信のために確保される。一方で、このように、制御信号用の周波数リソースが事前に確保されることが、不都合を生じさせることがありうる。特許文献１は、多くの端末装置が制御信号を送信することによって、制御信号用の周波数リソースが不足してしまうことが考えられることを記載している。そして、特許文献１は、この課題に対して、一部の端末装置のための制御チャネル用のリソースを取り上げ、他の端末装置にその取り上げたリソースを割り当てることを記載している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２０１７−５０４２４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一方で、制御信号用の周波数リソースが有効活用されないことも想定される。例えば、接続中の端末装置が少ない場合、制御信号用の周波数リソースが確保されているにもかかわらず使用されず、システム全体としての無線リソースの有効活用ができないという課題があった。
【０００６】
本発明はかかる課題に鑑みてなされたものであり、上りリンクの無線リソースを有効活用するための技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様による基地局装置は、端末装置に対して上りリンクの無線リソースを割り当てる基地局装置であって、前記無線リソースにおいて制御情報の伝送のために確保された第１の周波数リソースが使用されるか否かを確認する確認手段と、前記確認手段によって前記第１の周波数リソースが使用されないことが確認された場合に、当該第１の周波数リソースを含んだ第２の周波数リソースの少なくとも一部を、ユーザデータの伝送のために割り当てる割当手段と、を有する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、上りリンクリソースを有効活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】無線通信システムの構成例を示す図である。
【図２】上りリンクの信号の構成を示す図である。
【図３】基地局装置のハードウェア構成例を示す図である。
【図４】基地局装置の機能構成例を示す図である。
【図５】基地局装置によって実行される処理の流れの例を示す図である。
【図６】周波数リソースの割り当て例を示す図である。
【図７】周波数リソースの割り当て例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１１】
（無線通信システムの構成）
図１に、本実施形態に係る無線通信システムの構成例を示す。本無線通信システムは、例えば、基地局装置と端末装置とを含むセルラ通信システムであり、基地局装置から端末装置への下りリンクでの通信と端末装置から基地局装置への上りリンクでの通信とを行うことができる。本システムは、一例において、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）システムであるが、ＬＴＥ以降の世代のセルラ通信システム等、制御信号用の帯域が確保される他のシステムにおいても以下の技術を適用することができる。
【００１２】
ＬＴＥシステムにおいては、無線リソース（時間リソース及び周波数リソース）が各端末装置に割り当てられ、その無線リソースを用いて端末装置と基地局装置との間で制御情報とユーザデータとが送受信される。ここで、端末装置から基地局装置へ信号が伝送される上りリンクでは、図２（Ａ）に示すように、周波数リソースのうち、制御情報の伝送に用いられるＰＵＣＣＨのために、第１の領域２０１が確保される。そして、この第１の領域を除く第２の領域２０２において、ユーザデータ（場合によっては制御情報）の伝送に用いられるＰＵＳＣＨ（Physical Uplink Shared Channel）が送信される。
【００１３】
本実施形態では、ＰＵＣＣＨが送信される第１の領域２０１の有効活用を図る。すなわち、基地局装置は、ＰＵＣＣＨが使用される可能性があるか否かを判定し、そのＰＵＣＣＨのために確保される周波数リソースをユーザデータの伝送に利用可能であるかを判定する。すなわち、ＰＵＣＣＨのために確保された無線リソースが確実に使用されないか否かが判定される。そして、基地局装置は、ＰＵＣＣＨのために確保される周波数リソースをユーザデータの伝送に利用可能であると判定した場合、その周波数リソースを端末装置によるユーザデータの伝送のために割り当てる。これにより、ＰＵＣＣＨのために確保された周波数リソースが確保されながらも使用されない確率を低減し、システム全体としての上りリンクの周波数利用効率を向上させることができる。また、端末装置に対して割り当て可能な無線リソース量が増えることに応じて、端末装置における上りリンク通信のピークスループットを改善することができる。また、基地局装置は、ＰＵＣＣＨのために確保される無線リソースの量を変更することができ、その量を示す情報を端末装置に通知しうるが、本実施形態によれば、このような変更がなされることなく、無線リソースの有活用を図ることができる。また、ＰＵＣＣＨのために確保される無線リソースの量の変更をリアルタイムに実行することは容易ではないが、本実施形態に記載の技術によれば、そのような無線リソースの量の変更を行うことができない状態においても、リアルタイムに無線リソースの有効活用を図ることができる。
【００１４】
また、ＬＴＥシステムでは、上りリンクの通信方式として、ＳＣ−ＦＤＭＡ（Single Carrier-Frequency Division Multiple Access）が用いられている。ＳＣ−ＦＤＭＡでは、１つの端末装置に対しては連続した周波数リソースが割り当てられ、２つ以上の離散した周波数帯域が１つの端末装置によって同時に利用されることはない。このとき、ＰＵＣＣＨのために確保される無線リソースは、一般に図２（Ａ）のように上りリンクの信号伝送が行われる周波数帯域における端部に配置されるが、図２（Ｂ）のように端部以外に配置されることも許容されている。また、端末装置に対しては、ＰＵＣＣＨのために確保される無線リソースを回避して（すなわち、ＰＵＳＣＨで利用可能な無線リソースの範囲で）ユーザデータ送信用の無線リソースが割り当てられる。このため、図２（Ｂ）のような配置パターンが用いられる場合、図２（Ａ）の場合と比較して、１つの端末装置に対して割り当て可能な周波数帯域幅の大きさが小さくなりうる。これに対して、上述のように、ＰＵＣＣＨのために確保される周波数リソースをユーザデータの伝送に利用するような割り当てが行われることで、端末装置は全帯域を一度に利用可能となる。このため、その端末装置における上りリンク通信のピークスループットを大幅に改善することが可能となる。
【００１５】
基地局装置は、ＰＵＣＣＨのために確保された無線リソースがＰＵＣＣＨの伝送に使用されるか否かを、例えば下りリンクで送信したデータに対するＡＣＫ（肯定応答）／ＮＡＣＫ（否定応答）を受信するタイミングであるか否かに基づいて判定する。すなわち、例えばＬＴＥシステムでは、下りリンクのデータが送信された４サブフレーム後に、応答信号（ＡＣＫ又はＮＡＣＫ）が送信されるべきことが規定されている。このため、基地局装置は、下りリンクのデータを送信したタイミングに応じて、応答信号が送信される予定であるか否かを判定することができる。また、下りリンクでデータを送信したリソースブロックに応じて、応答信号が送信される周波数リソースの位置が定まり、基地局装置は、この位置を特定することができる。このため、基地局装置は、ＰＵＣＣＨのために確保された無線リソースのうち、応答信号の送信に用いられないことが分かっているリソースについては、ユーザデータの伝送用に割り当ててもよい。また、ＬＴＥでは、ＰＵＳＣＨが割り当てられておりユーザデータを送信する端末装置は、応答信号を、割り当てられたＰＵＳＣＨにおいて送信することが規定されている。これについても、ＰＵＳＣＨを割り当てるのは基地局装置であるため、基地局装置は、端末装置がＰＵＣＣＨで応答信号を送信するのか、ＰＵＳＣＨで応答信号を送信するのかを判定することができる。このため、基地局装置は、ＰＵＳＣＨで応答信号を送信する端末装置については、ＰＵＣＣＨで応答信号を送信することがないと判定し、このＰＵＣＣＨ用の無線リソースをＰＵＳＣＨに割り当てることができると判定しうる。
【００１６】
また、基地局装置は、ＰＵＣＣＨのために確保された無線リソースがＰＵＣＣＨの伝送に使用されるか否かを、ＣＱＩ（Channel Quality Indicator）報告を送信すべき端末装置が存在するか否かで判定しうる。ＣＱＩ報告は、周期的又は非周期的に送信されるが、周期的に送信されるＣＱＩがＰＵＣＣＨで送信される。基地局装置は、ＣＱＩの送信周期を認識しているため、ＣＱＩが送信されるタイミングであるか否かによって、ＰＵＣＣＨが使用されるか否かを判定することができる。なお、ＣＱＩ報告についても、ＰＵＳＣＨが割り当てられている端末装置からは、ＰＵＳＣＨで送信される。このため、基地局装置は、端末装置がＰＵＣＣＨでＣＱＩ報告を送信するのか、ＰＵＳＣＨでＣＱＩ報告を送信するのかを判定することができる。このため、基地局装置は、ＰＵＳＣＨでＣＱＩ報告を送信する端末装置については、ＰＵＣＣＨでＣＱＩ報告を送信することがないと判定し、このＰＵＣＣＨ用の無線リソースをＰＵＳＣＨに割り当てることができると判定しうる。
【００１７】
また、端末装置は、ＰＵＣＣＨのために確保される無線リソースを用いて、一定周期ごとに、ＰＵＳＣＨの割り当てを要求するための上りリンクのスケジューリング要求（ＳＲ）を送信することができる。基地局装置は端末装置に対し、ＳＲを送信できるタイミングをあらかじめ指定するが、ＳＲは、端末装置がＰＵＳＣＨの割り当てを要求するか否かに応じて送信されるか否かが定まるため、基地局装置は指定したタイミングで実際にＳＲが送信されるか否かを判定することはできない。しかしながら、基地局装置は、少なくともＳＲが送信されるタイミングではないタイミングにおいてはＳＲのためにＰＵＣＣＨが使用されることはないと判定することができる。このため、基地局装置は、ＳＲが送信されないタイミングにおいてＰＵＣＣＨ用の無線リソースをＰＵＳＣＨに割り当てることができると判定しうる。
【００１８】
基地局装置は、上述の判定の組み合わせに基づいて、ＰＵＣＣＨ用の無線リソースが使用されないか否かを判定することができる。そして、基地局装置は、ＰＵＣＣＨリソースが使用されないことを確認した場合に、そのリソースをＰＵＳＣＨに割り当てることができる。
【００１９】
なお、基地局装置と接続中の端末装置が１つのみである場合、その端末装置にＰＵＳＣＨを割り当てるときには、この端末装置は、制御情報をを送信する必要があったとしても、その制御情報をＰＵＣＣＨではなく割り当てられたＰＵＳＣＨで送信することとなる。したがって、基地局装置は、接続中の端末装置が１つのみである場合には、タイミング等によらずに、ＰＵＣＣＨ用の無線リソースが使用されることがないと判定して、そのリソースをＰＵＳＣＨに割り当ててもよい。
【００２０】
また、上りリンクでは、端末装置が発信やハンドオーバ等を行うためのランダムアクセスが行われうる。このため、ＬＴＥシステムでは、ランダムアクセスのための無線リソースが確保されている。このため、基地局装置は、このランダムアクセスのために確保された無線リソースについては、ＰＵＳＣＨに割り当てないようにしうる。
【００２１】
以上のように、基地局装置は、所定の制御信号等の伝送のために確保された無線リソースについて、その無線リソースが使用されないと判定した場合には、その無線リソースをユーザデータの伝送のために割り当てうる。これにより、システム全体の周波数利用効率や、端末装置による個別の通信のスループットを改善することができる。
【００２２】
以下では、このような基地局装置の構成と、実行される処理の流れの例について説明する。
【００２３】
（基地局装置の構成）
図３に、本実施形態に係る基地局装置のハードウェア構成例を示す。基地局装置は、一例において、ＣＰＵ３０１、ＲＯＭ３０２、ＲＡＭ３０３、外部記憶装置３０４、及び通信回路３０５を有する。基地局装置では、例えばＲＯＭ３０２、ＲＡＭ３０３及び外部記憶装置３０４のいずれかに記録された、上述のような基地局装置の各機能を実現するプログラムがＣＰＵ３０１により実行される。
【００２４】
そして、基地局装置は、例えばＣＰＵ３０１により通信回路３０５を制御して、他の装置と通信を行う。なお、基地局装置の通信回路３０５は、例えば、有線回線を通じて、他の基地局装置や他のネットワークノードと通信を行うことができ、また、１つ以上（複数）の端末装置との間で、ＬＴＥ規格に従って無線通信を行うことができる。なお、図３の構成において、基地局装置は、１つの通信回路３０５を有するような概略図を示しているが、複数の通信回路を有してもよい。例えば、基地局装置は、有線通信のための第１の通信回路と、ＬＴＥでの無線通信のための第２の通信回路とを有しうる。
【００２５】
なお、基地局装置は、各機能を実行する専用のハードウェアを備えてもよいし、一部をハードウェアで実行し、プログラムを動作させるコンピュータでその他の部分を実行してもよい。また、全機能がコンピュータとプログラムにより実行されてもよい。
【００２６】
図４に、本実施形態に係る基地局装置の機能構成例を示す。基地局装置は、通信部４０１、判定部４０２、及びリソース割当部４０３を有する。通信部４０１は、少なくとも端末装置との間で無線通信を行う機能部である。通信部４０１は、端末装置に対して下りリンクで制御情報とユーザデータとの少なくともいずれかを含んだ無線信号を送信し、端末装置から上りリンクで制御情報とユーザデータとの少なくともいずれかを含んだ無線信号を受信する。判定部４０２は、制御信号（ＰＵＣＣＨ）のために確保されている周波数リソースを、ユーザデータの送信に用いることができるか否かを判定する。判定部４０２は、上述のようにして、ＰＵＣＣＨのために確保されている周波数リソースが使用されないことを確認する。リソース割当部４０３は、判定部４０２において制御信号のために確保されている周波数リソースをユーザデータの送信に用いることができると判定した場合に、その周波数リソースとユーザデータの送信用の周波数リソースとの中から、ユーザデータの送信用の周波数リソースを端末装置に割り当てる。なお、リソース割当部４０３は、制御信号のために確保されている周波数リソースを用いずに十分な量の周波数リソースを割り当て可能である場合には、その制御信号用の周波数リソースについては割り当てないようにしてもよい。
【００２７】
（処理手順）
図５に、本実施形態に係る基地局装置が実行する処理の流れの例を示す。なお、図５の処理は、サブフレーム単位で上りリンクの周波数リソースを割り当てる処理であり、これ以外の一般的な基地局装置が実行する処理も当然に実行される。
【００２８】
基地局装置は、まず、１つのサブフレームについて、ＰＵＣＣＨ用に確保された周波数リソースが使用されないことを確認する（Ｓ５０１）。この確認は、上述のように、応答信号やＣＱＩが送信される予定がないことや、ＳＲが送信されるタイミングでないことの確認である。そして、基地局装置は、使用されないことが確認されたＰＵＣＣＨ用の周波数リソースを、端末装置がユーザデータを送信することができるように、その端末装置のためのＰＵＳＣＨとして割り当てる（Ｓ５０２）。
【００２９】
ここで、周波数リソースの割り当てについて、図６及び図７を用いて説明する。
【００３０】
図６は、ＰＵＣＣＨのために確保された周波数リソースが、上りリンクの全周波数帯域の端部に配置された場合の例を示している。図６の例では、通常、６０１に示すように、ＰＵＣＣＨとして確保された周波数リソース（周波数帯域）は、ＰＵＣＣＨが送信されない場合であっても、ＰＵＳＣＨのために割り当てられない。これに対して、本実施形態では、ＰＵＣＣＨ用に確保された無線リソースが使用されないことが確認された場合、６０２に示すように、ＰＵＣＣＨ用の周波数リソースをＰＵＳＣＨに割り当てることが可能となる。なお、６０３に示すように、一部のＰＵＣＣＨ用の無線リソースが使用されない状況において、この使用されない無線リソースをＰＵＳＣＨに割り当てるようにしてもよい。これにより、システム全体の周波数利用効率が改善し、また、例えば１つの端末装置に対して拡張された周波数帯域幅を割り当てることにより、端末装置の上りリンク通信におけるピークスループットを改善することができる。一方、６０４に示すように、応答信号やＣＱＩが送信される、又はＳＲが送信される可能性がある無線リソースの位置によっては、連続しない周波数帯域がＰＵＳＣＨに割り当てられうる。この場合は、ＳＣ−ＦＤＭＡを用いる１つの端末装置が利用可能な周波数帯域は連続していなければならないため、１つの端末装置の上りリンク通信におけるピークスループットを改善することはできない可能性がある。しかしながら、この場合でも、例えば送信対象データ量の少ない端末装置に対してＰＵＣＣＨ用に確保されたが使用されない無線リソースを割り当てることにより、システム全体としての周波数利用効率を向上させることができる。なお、６０５に示すように、ＰＲＡＣＨ（Physical Random Access Channel）のために確保される周波数帯域が存在するタイミングにおいては、この周波数帯域はＰＵＳＣＨには割り当てられない。
【００３１】
図７は、ＰＵＣＣＨのために確保された周波数リソースが、上りリンクの全周波数帯域の端部より内側に配置された場合の例を示している。図７の例では、通常、７０１に示すように、ＰＵＣＣＨとして確保された周波数リソース（周波数帯域）は、ＰＵＣＣＨが送信されない場合であっても、ＰＵＳＣＨのために割り当てられない。このため、１つの端末装置に割り当て可能な連続する周波数帯域幅が、図６の場合と比して小さく抑制されてしまう。これに対して、本実施形態では、ＰＵＣＣＨ用に確保された無線リソースが使用されないことが確認された場合に、７０２に示すように、ＰＵＣＣＨ用の無線リソースをＰＵＳＣＨに割り当てることができる。この結果、システムの上りリンクの周波数帯域の全てを１つの端末装置に割り当てることが可能となり、端末装置の上りリンク通信のピークスループットを顕著に改善することができる。７０３〜７０５の状態は、図６の６０３〜６０５の状態と同様である。
【００３２】
以上のように、本実施形態では、ＬＴＥシステムなどの、制御情報の送信用に無線リソースが確保される無線通信システムにおいて、その無線リソースが利用されないことを確認した場合に、その無線リソースをユーザデータの伝送用に割り当てる。これにより、ユーザデータの伝送に利用可能な無線リソースを増加することができ、また、制御情報用に確保されながらも利用されない無線リソースの量を減らすことができるため、スループット及び周波数利用効率を改善することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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