JP2020072318A - 無線通信装置、無線通信システム、無線通信方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】周波数利用効率を高めるとともに、低遅延送信データの伝送における低遅延化を図りつつ伝送信頼度の高めることができる無線通信装置を提供する。【解決手段】低遅延の通信が要求される低遅延送信データが送信対象に含まれるとき、無線フレームを構成するサブフレームのデータチャネル領域において、低遅延送信データの時間方向のリソース割り当て量をリソースエレメントの単位で最小化にする条件下で、低遅延送信データのサイズに応じて周波数方向におけるシステム帯域の一部又は全体に低遅延送信データのリソースを割り当てる。その低遅延送信データのリソース割当領域において低遅延送信データを送信する。【選択図】図３

Description

本発明は、移動通信の無線通信装置、無線通信方法及びプログラムに関するものである。

従来、移動通信システムにおいてデータ送信成否に関する応答（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）フィードバックに基づく適応変調符号化制御（ＡＭＣ）及びハイブリッドＡＲＱ（ＨＡＲＱ）再送を用いる移動通信システムが知られている（例えば非特許文献１参照）。この技術では、なるべく高い変調多値数、なるべく高い符号化率でデータ伝送を行ことで周波数利用効率を高めるために一定の初回送信ブロック誤りを許容し、ＡＣＫ／ＮＡＣＫフィードバックに基づき初回送信ブロック誤り率が目標値になるようにデータ変調方式および誤り訂正符号化率の組合せ（ＭＣＳ：Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｄｉｎｇ ｒａｔｅ）が制御され、伝送誤りが検出（すなわちＮＡＣＫがフィードバック）されたデータブロックについては、ＡＣＫがフィードバックまたは予め規定された再送上限回数に達するまでＨＡＲＱ再送を行うことにより伝送誤りを軽減し、無線区間の伝送信頼度を向上させる。この技術によれば、周波数利用効率の向上と無線伝送の高信頼の両立を図ることができるとされている。なお、ＡＣＫ／ＮＡＣＫフィードバックに基づくＡＭＣはＯｕｔｅｒ−Ｌｏｏｐ Ｌｉｎｋ Ａｄａｐｔａｔｉｏｎ（ＯＬＬＡ）と呼ばれることがある。

Ｆ．Ｂｌａｎｑｕｅｚ−Ｃａｓａｄｏ ｅｔａｌ，"ｅＯＬＬＡ：ａｎ ｅｎｈａｎｃｅｄ ｏｕｔｅｒ ｌｏｏｐ ｌｉｎｋ ａｄａｐｔａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｃｅｌｌｕｌａｒ ｎｅｔｗｏｒｋｓ，"ＥＵＲＡＳＩＰ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｎ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ａｎｄ Ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ ２０１６：２０，Ｊａｎ．２０１６．ＤＯＩ：１０．１１８６／ｓ１３６３８−０１６−０５１８−３．

しかしながら、上記従来の技術では、データ伝送信頼度を高めるための再送に伴う伝送遅延増大により、無線区間における伝送遅延分散が増大するため、エンド・ツー・エンドでの低遅延かつ高信頼伝送の同時実現が困難になるという課題がある。

また、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）の第５世代（５Ｇ）移動通信システムでは、そのユースケースの一つとして、自動運転、遠隔医療などを想定したＵＲＬＬＣ（Ultra Reliable & Low Latency Communication）が検討されている。このＵＲＬＬＣの通信では、低遅延と高信頼性を両立させる無線伝送技術が求められている。

本発明の一態様に係る移動通信の無線通信装置は、低遅延の通信が要求される低遅延送信データが送信対象に含まれるとき、無線フレームを構成するサブフレームのデータチャネル領域において、前記低遅延送信データの時間方向のリソース割り当て量をリソースエレメントの単位で最小化にする条件下で、前記低遅延送信データのサイズに応じて周波数方向におけるシステム帯域の一部又は全体に前記低遅延送信データのリソースを割り当てるリソース割当部と、前記リソース割当部で割り当てたリソース割当領域において前記低遅延送信データを送信する送信部と、を備える。前記送信部は、前記サブフレームの制御チャネル領域において、前記低遅延送信データのリソース割当領域を規定する情報を含む制御情報を送信してもよい。
前記無線通信装置において、前記リソース割当部は、前記データチャネル領域における時間方向先頭部分に、前記低遅延送信データのリソースを割り当ててもよい。
前記リソース割当部は、前記データチャネル領域における周波数方向の複数箇所に分散させて前記低遅延送信データのリソースを割り当ててもよい。
前記リソース割当部は、前記データチャネル領域における周波数方向の両端部に分散させて前記低遅延送信データのリソースを割り当ててもよい。

前記無線通信装置において、前記データチャネル領域の周波数方向において、システム帯域全体の平均的な送信電力を所定電力に維持する条件下で、前記低遅延送信データのリソース割当領域の送信電力を、前記低遅延送信データのリソース割当領域以外の他のリソース領域よりも高めるように送信電力を制御する送信電力制御部を備えてもよい。
前記無線通信装置において、複信方式としてＴＤＤ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）を用いる場合、前記リソース割当部は、前記データチャネル領域に、前記低遅延送信データの送信先から前記低遅延送信データに対する再送制御用応答を受信するリソース領域を割り当ててもよい。前記データチャネル領域の周波数方向において、システム帯域全体の平均的な送信電力を所定電力に維持する条件下で、前記再送制御用応答のリソース割当領域の送信電力は、前記再送制御用応答のリソース割当領域以外の他のリソース領域よりも高くしてもよい。
前記無線通信装置において、前記送信部は、前記低遅延送信データのリソース割当領域において、前記低遅延送信データとともに、前記低遅延送信データを復調するための参照信号を送信してもよい。
前記無線通信装置において、前記低遅延送信データは、ＵＲＬＬＣ（Ultra-Reliable and Low Latency Communications）用データであってもよい。

本発明の更に他の態様に係る無線通信システムは、前記低遅延送信データを送信する送信側の無線通信装置と、前記送信側の無線通信装置から送信された前記低遅延送信データを受信する受信側の無線通信装置と、を備える。
前記無線通信システムにおいて、前記受信側の無線通信装置は、前記低遅延送信データの無線信号を互いに異なる位置で受信するように又は前記低遅延送信データの互いに異なる偏波の無線信号を受信するように設けられた複数のアンテナを有し、各アンテナで受信した受信信号を選択又は合成する受信アンテナダイバーシチを実行してもよい。
前記無線通信システムにおいて、前記送信側の無線通信装置は、前記低遅延送信データの無線信号を互いに異なる位置で送信するように又は前記低遅延送信データの互いに異なる偏波の無線信号を送信するように設けられた複数のアンテナを有し、各アンテナで送信する送信信号を選択又は合成する送信アンテナダイバーシチを実行してもよい。
前記無線通信システムにおいて、前記送信側の無線通信装置は、前記低遅延送信データについて時空間符号化又は空間周波数符号化を行うことにより、前記送信アンテナダイバーシチを実行してもよい。
前記無線通信システムにおいて、前記送信アンテナダイバーシチは循環遅延ダイバーシチであってもよい。

本発明の更に他の態様に係る無線通信方法は、低遅延の通信が要求される低遅延送信データが送信対象に含まれるとき、無線フレームを構成するサブフレームのデータチャネル領域において、前記低遅延送信データの時間方向のリソース割り当て量をリソースエレメントの単位で最小化にする条件下で、前記低遅延送信データのサイズに応じて周波数方向におけるシステム帯域の一部又は全体に前記低遅延送信データのリソースを割り当てることと、前記低遅延送信データのリソース割当領域において前記低遅延送信データを送信することと、を含む。
本発明の更に他の態様に係るプログラムは、移動通信の無線通信装置に備えるコンピュータ又はプロセッサにおいて実行されるプログラムであって、低遅延の通信が要求される低遅延送信データが送信対象に含まれるとき、無線フレームを構成するサブフレームのデータチャネル領域において、前記低遅延送信データの時間方向のリソース割り当て量をリソースエレメントの単位で最小化にする条件下で、前記低遅延送信データのサイズに応じて周波数方向におけるシステム帯域の一部又は全体に前記低遅延送信データのリソースを割り当てるためのプログラムコードと、前記低遅延送信データのリソース割当領域において前記低遅延送信データを送信するためのプログラムコードと、を有する。

本発明によれば、周波数利用効率を高めるとともに、低遅延送信データの伝送における低遅延化を図りつつ伝送信頼度の高めることができる。

本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説明図。 （ａ）及び（ｂ）は参考例に係るサブフレームのリソース割り当てを示す説明図。 （ａ）は本実施形態に係る無線通信システムにおけるサブフレームのリソース割り当ての一例を示す説明図。（ｂ）は同サブフレーム中のＵＲＬＬＣデータ送信時における周波数軸方向の送信電力分布の一例を示すグラフ。 （ａ）は本実施形態に係る無線通信システムにおけるサブフレームのリソース割り当ての他の例を示す説明図。（ｂ）は同サブフレーム中のＵＲＬＬＣデータ送信時における周波数軸方向の送信電力分布の一例を示すグラフ。 本実施形態に係る無線通信システムにおけるサブフレームのリソース割り当ての更に他の例を示す説明図。 本実施形態に係る無線通信システムにおけるサブフレームのリソース割り当ての更に他の例を示す説明図。 （ａ）は本実施形態に係る無線通信システムにおけるサブフレームのリソース割り当ての更に他の例を示す説明図。（ｂ）は同サブフレーム中のＵＲＬＬＣデータ送信時における周波数軸方向の送信電力分布の一例を示すグラフ。 本実施形態に係る無線通信システムにおけるサブフレームのリソース割り当ての更に他の例を示す説明図。 本実施形態に係る無線通信システムにおける送信側の基地局の一例を示す機能ブロック図。 本実施形態に係るダウンリンクのＵＲＬＬＣデータを含む送信データの送受信の一例を示すシーケンス図。 本実施形態に係るダウンリンクのＵＲＬＬＣデータを含む送信データの送受信の他の例を示すシーケンス図。 本実施形態に係るダウンリンクのＵＲＬＬＣデータを含む送信データの送受信の更に他の例を示すシーケンス図。 （ａ）、（ｂ）及び（ｃ）はそれぞれ、本実施形態に係る無線通信システムに適用可能なアンテナダイバーシチの一例を示す説明図。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、本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説明図である。
図１において、無線通信システム１０は、無線通信の送信機及び受信機として機能する無線通信装置としての基地局２０と、無線通信の送信機及び受信機としての機能する無線通信装置としての移動局３０とを備える。基地局２０及び移動局３０はそれぞれ複数であってもよい。

基地局２０は、移動通信のコアネットワーク８０に接続されている。例えば、基地局２０が送信機として機能し、移動局３０が受信機として機能することにより、コアネットワーク８０若しくは他の移動局からのデータ又は基地局２０で生成したデータを、基地局２０から移動局３０に送信するダウンリンク（ＤＬ）の無線通信を行うことができる。また、基地局２０が受信機として機能し、移動局３０が送信機として機能することにより、移動局３０で生成したデータを基地局２０に送信するアップリンク（ＵＬ）の無線通信を行うことができる。基地局２０で受信されたデータは、コアネットワーク８０若しくは他の移動局に送信され、又は基地局２０内で処理される。

なお、ＤＬのデータ伝送では、ＨＡＲＱ再送のためのＡＣＫ／ＮＡＣＫフィードバックはＵＬを通じて行われる。一方、ＵＬのデータ伝送では、ＨＡＲＱ再送のためのＡＣＫ／ＮＡＣＫフィードバックはＤＬを通じて行われる。

本実施形態の無線通信システム１０は、３ＧＰＰの第４世代（４Ｇ）、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ又はＬＴＥ−ＡｄｖａｎｃｅｄＰｒｏの通信規格に準拠した通信方式を用いてもよいし、第５世代（５Ｇ）又はその後の次世代の通信規格に準拠した通信方式を用いてもよい。

本実施形態の無線通信システム１０は、５Ｇのユースケースとして検討されている、高速大容量のｅＭＢＢ（enhanced Mobile Broadband）、超高信頼低遅延のＵＲＬＬＣ（Ultra-Reliable and Low Latency Communications）、多端末同時接続であるｍＭＴＣ（massive Machine Type Communications）等のデータ通信に適用可能である。特に、本実施形態の無線通信システム１０は、ｅＭＢＢのデータ（以下「ｅＭＢＢデータ」という。）とともに、自動運転、遠隔医療などを想定したＵＲＬＬＣのデータ（以下「ＵＲＬＬＣデータ」という。）等の低遅延送信データを送受信する無線通信に適する。ここで、ＵＲＬＬＣデータ等の低遅延送信データは、例えば、移動通信網の無線区間における片方向の遅延時間として数ｍｓ以下（例えば１ｍｓ以下）が要求され、移動通信網を介したエンド・ツー・エンドの遅延時間として１０ｍｓ以下が要求されるデータである。

基地局２０は、一つ又は複数のセル（セクタ、セクタセルとも呼ばれる。）を形成する。セルは地上又は海上に２次元的に形成してもよいし、上空から地上又は海上に向けて３次元的に形成してもよい。セルは、マクロセル、スモールセル、フェムトセル、ピコセル、大セル等であってもよい。複数のセルは、複二次元的に又は三次元的に隣り合うように分布するセルラー構造を構成してもよいし、階層的に一部又は全部が重なり合った階層セル構造を構成してもよい。基地局２０は、マクロセル基地局、スモールセル基地局、フェムトセル基地局、ピコセル基地局、大セル基地局、地上等に固定設置された固定基地局、地上、海上、上空などを移動可能な移動型の基地局等であってもよい。基地局２０は、ｅＮｏｄｅＢ（evolved Node B：ｅＮＢ）、ｇＮｏｄｅＢ（ｇＮＢ）、ｅｎ−ＮｏｄｅＢ（ｅｎ−ｇＮＢ）、アクセスポイント等と呼ばれる無線通信装置であってもよい。

移動局３０は、ユーザ装置（ＵＥ）、ユーザ端末、端末、端末装置、移動機等と呼ばれる無線通信装置であってもよい。移動局３０は、利用者が携帯した状態で使用可能な装置、移動体（例えば自動車、列車、飛行体、船舶）の中で使用可能な装置、移動体や他の装置に組み込んで設置可能な装置などであってもよい。移動局３０は、移動している状態で通信を行ってもよいし、固定配置された状態で通信を行ってもよい。

本実施形態の無線通信システムでは、各種の多元接続技術を用いることができる。多元接続技術は、複数の移動局に対し互いに異なる周波数または時間または拡散符号を割り当てる周波数分割多元接続方式（ＦＤＭＡ：Frequency Division Multiple Access）、時分割多元接続方式（ＴＤＭＡ：Time Division Multiple Access）、又は、符号分割多元接続方式（ＣＤＭＡ：Code Division Multiple Access）であってもよい。多元接続技術は、複数の移動局それぞれに異なる基地局アンテナ指向性を割り当てる空間分割多元接続方式（ＳＤＭＡ）であってもよい。

多元接続技術は、ＦＤＭＡ技術の一つして分類される直交周波数分割多重伝送（ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency Division Multiplexing）に基づく多元接続技術、すなわち直交周波数分割多元接続方式（ＯＦＤＭＡ：Orthogonal Frequency Division Multiple Access）と呼ばれる方式でもよい。

上記ＦＤＭＡ、ＴＤＭＡ、ＣＤＭＡ、ＳＤＭＡの各多元接続方式は、互いに異なる周波数、時間、拡散符号、基地局アンテナ指向性、という互いに直交または準直交した無線リソースを各移動局に割り当てることから、これらの多元接続方式は直交多元接続（ＯＭＡ）技術として大まかに分類される。

本実施形態の無線システムでは、単独の直交多元接続（ＯＭＡ）技術を用いてもよいし、ＦＤＭＡ、ＴＤＭＡ、ＣＤＭＡ、ＳＤＭＡといった各ＯＭＡ技術のうち、２つまたは３つの方式が併用されるハイブリッド型の方式、例えば、ＦＤＭＡとＴＤＭＡの組合せ、ＦＤＭＡとＴＤＭＡとＳＤＭＡの組合せ、といった複数のＯＭＡ技術を併用してもよい。

本実施形態の無線システムは、直交多元接続（ＯＭＡ技術）に分類されるＳＤＭＡの原理に基づき複数の移動局の通信を同一周波数および同一タイミングで多重化するＭＵ−ＭＩＭＯ伝送方式を用いた超高密度多元接続型の無線通信システムであってもよい。超高密度多元接続型の無線通信システムには、各移動局に割り当てられた無線リソースの一部または全体での相互干渉を許容した非直交多元接続（ＮｏＭＡ）技術を適用してもよい。

本実施形態の無線システムにおいて、下りの通信と上りの通信に互いに異なる多元接続方式を用いてもよい。例えば、下りの通信にＯＦＤＭＡを用い、上りの通信にＦＤＭＡ（Single Carrier-FDMA）を用いてもよい。

基地局２０と移動局３０との間の無線区間は、１個又は複数の無線フレームを用いて無線通信が行われる。無線フレームは、例えば、周波数軸方向の所定の周波数帯（例えば、数百ＭＨｚ、数ＧＨｚ、数十ＧＨｚなど）に設定された所定の周波数幅（例えば、２０ＭＨｚ）のシステム帯域を有し、時間軸方向の所定の時間間隔（例えば、１０ｍｓ）をする。システム帯域は、使用される周波数帯等に応じて設定され、２０ＭＨｚのほか、４０ＭＨｚ、８０ＭＨｚ、１６０ＭＨｚ又は４００ＭＨｚであってもよい。

無線フレームは、時間軸方向においてスケジューリングの最小単位である所定の送信時間間隔（ＴＴＩ）を有する１個又は複数個のサブフレームで構成される。例えば、ＴＴＩが１ｍｓである場合、無線フレームは１０個のサブフレームで構成される。ＴＴＩは、１ｍｓのほか、０．５ｍｓ、０．２５ｍｓ又は０．１２５ｍｓであってもよい。ＴＴＩを短くして無線フレーム長を短縮することにより、無線区間における伝送の低遅延化を図ることができる。

無線フレームは、周波数軸方向において所定のサブキャリア間隔（例えば１５ｋＨｚ）を有する１個又は複数個のサブキャリアで構成される。サブキャリア間隔は、周波数帯、システム帯域等に応じて設定され、１５ｋＨｚのほか、３０ｋＨｚ、６０ｋＨｚ又は１２０ｋＨｚであってもよい。サブフレームは、例えば、時間軸方向において１個又は複数個のスロットで構成され、１スロットは１個又は複数個（例えば６個又は７個）のシンボルで構成されてもよい。

本実施形態の無線通信システムにおいて、基地局２０と移動局３０との間における各種データ及び信号の無線通信に使用可能な前述のＴＴＩ、システム帯域、送信電力などの無線リソースの割り当てるスケジューリングを行う。スケジューリングは、例えば基地局２０で行われる。無線リソースの周波数軸及び時間軸それぞれの方向の割り当ては、１個又は複数のリソースエレメント（ＲＥ）を最小単位として行われる。リソースエレメント（ＲＥ）は例えば１個のサブキャリアと１個のシンボルで構成される。リソース割り当ての最小単位が複数のリソースエレメント（ＲＥ）で構成される場合、リソース割り当ての最小単位が複数のリソースエレメントで構成されるブロックをリソースブロック（ＲＢ）と呼ばれる場合がある。シンボルは、上記各種の通信方式における時間軸の変調の１単位である。例えば、ＯＦＤＭにおけるシンボルはＯＦＤＭシンボルと呼ばれる。

なお、本実施形態における無線フレームの構成は例示したものであり、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、サブキャリア及びシンボルの数、リソースブロックに含まれるリソースエレメント（サブキャリア、シンボル）の数は、様々に変更することができる。

本実施形態の無線通信システムは、次のように基地局２０から移動局３０への下りリンク（ＤＬ）の無線通信を行う。例えば、下りリンク制御情報（ＤＣＩ）は、サブフレームの所定領域に配置された下り制御チャネル領域を用いて、基地局２０から移動局３０へ送信される。下り制御チャネルは、例えばＬＴＥ、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｄ、５ＧではＰＤＣＣＨ（Physical Downlink Control Channel）又はｅＰＤＣＣＨ（enhanced Physical Downlink Control Channel）とも呼ばれ、各移動局に対する上下リンクの無線リソース割当情報、データ信号のＭＣＳ、上りリンクのＨＡＲＱ再送制御に関わるＡＣＫ／ＮＡＣＫフィードバック、各移動局への送信電力制御等の用途で用いられる。下りリンクデータは、サブフレームの所定領域に配置された下りデータチャネル領域を用いて、基地局２０から移動局３０へ送信される。下りデータチャネルは、例えばＰＤＳＣＨ（Physical Downlink Shared Channel）とも呼ばれる。下りリンク信号には、受信信号からデータを復調するための伝搬路の推定、シンボルタイミング同期、受信品質測定などのための参照信号（ＲＳ）が含まれる。データ復調用参照信号にはＤＭＲＳ（Demodulation Reference Signal）及びＣＲＳ（Cell-specific Reference Signal）が含まれ、品質測定用参照信号にはＣＳＩ−ＲＳ（Channel State Information Reference Signal）が含まれる。

本実施形態の無線通信システムは、例えば次のように移動局３０から基地局２０への上りリンク（ＵＬ）の無線通信を行う。例えば、上りリンクデータは、サブフレームの所定領域に配置された上りデータチャネル領域を用いて、移動局３０から基地局２０へ送信される。上りデータチャネルは、例えばＬＴＥ、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｄ、５ＧではＰＵＳＣＨ（Physical Uplink Shared Channel）とも呼ばれる。上りリンク信号には、受信信号からデータを復調するための伝搬路の推定、シンボルタイミング同期、受信品質測定などのための参照信号（ＲＳ）が含まれる。データ復調用参照信号にはＤＭＲＳ（Demodulation Reference Signal）が含まれ、品質測定用参照信号にはＳＲＳ（Sounding Reference Signal）が含まれる。上り制御チャネルに相当するＰＵＣＣＨ（Physical Uplink Control Channel）では、下りリンクでのＣＲＳやＣＳＩ−ＲＳを用いた品質測定結果等のフィードバック、下りリンクのＨＡＲＱ再送制御に関わるＡＣＫ／ＮＡＣＫフィードバック等の用途で用いられる。

制御チャネル領域は、例えば、ＬＴＥ、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｄの場合、サブフレームの時間軸方向の先頭領域（例えば、１シンボル分又は２シンボル分）に設定され、データチャネル領域は、その制御チャネル領域に続く後続の残りの領域に設定される。

また、本実施形態の無線通信システムでは、ハイブリッドＡＲＱ（ＨＡＲＱ）再送制御と、そのＨＡＲＱの応答（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）に基づいて変調符号化方式を選択する適応変調符号化（ＡＭＣ：Adaptive Modulation and Coding）制御を行っている。このＨＡＲＱ制御及びＡＭＣ制御では、一定の伝送誤りおよび複数回の再送を許容し、受信側からのＡＣＫ／ＮＡＣＫフィードバック結果に基づき、無線伝送における変調レベルおよび符号化率を制御することにより、無線伝送の高信頼化を図っている。

次に、本実施形態の無線通信システムにおける低遅延送信データの無線通信に用いる無線リソースの割り当てについて説明する。本実施形態では、１つのサブフレームにおいて低遅延送信データであるＵＲＬＬＣデータと他のデータであるｅＭＢＢのデータ（以下「ｅＭＢＢデータ」という。）を基地局２０から移動局３０にＤＬ通信する場合について例示する。

図２（ａ）及び（ｂ）は参考例に係るサブフレーム４００のリソース割り当てを示す説明図である。図２（ａ）はＵＲＬＬＣのトラフィックがないときのリソース割り当てを示し、図２（ｂ）はＵＲＬＬＣのトラフィックがあるときのリソース割り当てを示している。サブフレーム４００の時間軸方向における先頭の領域は、ＤＬ制御情報を割り当て可能な制御チャネル領域４１０であり、その後続の残り領域は、送信データ（ＵＲＬＬＣデータ、ｅＭＢＢデータ）を割り当て可能なデータチャネル領域４２０である。

図２（ａ）に示すＵＲＬＬＣのトラフィックがない場合は、サブフレーム４００のデータチャネル領域４２０の全体にｅＭＢＢデータのリソースが割り当てられ、基地局２０から移動局３０に高速大容量のデータを確実に送信できるようにしている。

図２（ｂ）に示すユーザ＃１のＵＲＬＬＣのトラフィックがある場合は、サブフレーム４００のデータチャネル領域４２０の一部のサブキャリアについて、リソース割当帯域幅が最小になるようにユーザ＃１のＵＲＬＬＣデータのリソース（以下「ＵＲＬＬＣ用リソース」ともいう。）４２２が時間軸方向に優先的に割り当てられ、データチャネル領域４２０の残りの部分にユーザ＃２のｅＭＢＢデータのリソース（以下「ｅＭＢＢ用リソース」４２１ともいう。）が割り当てられている。

本参考例では、ＵＲＬＬＣ用リソース４２２の割り当てが、狭帯域の周波数範囲の割り当てとなり、ＵＲＬＬＣデータの無線伝送時に周波数ダイバーシチ効果が得られにくい。そのため、ＵＲＬＬＣデータの無線伝送の信頼度が低下するだけでなく、再送が発生しやすくなるため、再送に伴う伝送遅延分散が増大し、低遅延の無線伝送が難しい。

そこで、本実施形態では、ＵＲＬＬＣのトラフィックがある場合、サブフレーム４００におけるリソース割当帯域幅の最小化ではなく、サイズに応じて時間軸方向の割り当てが最小化になるように、ＵＲＬＬＣデータのリソース割り当てを行っている。

なお、以下の実施形態では、基地局２０からサブフレームのデータチャネル領域で送信される複数種類の送信データのうち、第１データ（通常遅延送信データ）がｅＭＢＢデータであり、第１データよりも低遅延の無線伝送が要求される第２データ（低遅延送信データ）がＵＲＬＬＣデータである場合について説明するが、他のデータの組み合わせであってもよい。また、本実施形態では、基地局２０から移動局３０へのダウンリンクの無線伝送について説明するが、本実施形態におけるサブフレームのリソース割当や送信電力制御などは、移動局３０から基地局２０へのアップリンクの無線伝送にも同様に適用できる。

（実施例１）
図３（ａ）は本実施形態に係る無線通信システムにおけるサブフレーム４００のリソース割り当ての一例を示す説明図であり、図３（ｂ）は同サブフレーム４００中のＵＲＬＬＣデータ送信時における周波数軸方向の送信電力分布の一例を示すグラフである。

図３（ａ）に示すように、サブフレーム４００のデータチャネル領域４２０において、ＵＲＬＬＣデータの時間方向のリソース割り当て量をリソースエレメントの単位で最小化にする条件下で、ＵＲＬＬＣデータのサイズに応じて周波数方向におけるシステム帯域の一部又は全体にＵＲＬＬＣリソース４２２を割り当てている。本実施例では、ＵＲＬＬＣ用リソース４２２の割り当てが周波数方向優先でのリソース割り当てである。従って、時間軸方向（シンボル方向）優先割り当ての場合に比べ、より短時間でＵＲＬＬＣデータを送信可能になり、かつ広帯域な無線伝送となるため周波数ダイバーシチ効果が得られやすい。よって、ＵＲＬＬＣデータの伝送信頼度が向上するとともに、ＵＲＬＬＣデータの再送発生確率を削減することできるので、ＵＲＬＬＣデータの無線伝送の低遅延化を図ることができる。

なお、図３（ｂ）に示すように、本例では、ＵＲＬＬＣデータを送信しているタイミングにおいて周波数軸方向のＵＲＬＬＣ用リソース４２２の送信帯域での送信電力Ｐ４２２と、その他のｅＭＢＢ用リソース４２１の送信帯域での送信電力Ｐ４２１は互いに同じになっている。

また、図３（ａ）の例において、ＵＲＬＬＣデータに先だって移動局３０に送信されるＤＬ制御情報には、サブフレーム４００におけるリソース割当情報が含まれている。例えば、ＵＲＬＬＣデータのリソース割当領域を規定する情報（以下「ＵＲＬＬＣリソース割当情報」ともいう。）は、ＵＲＬＬＣ用リソース４２２が割り当てられた周波数軸方向における周波数範囲を規定する情報（例えば、サブキャリアの識別情報）と時間軸方向における時間範囲（例えば、シンボル範囲）を規定する情報と、を含む。制御情報を受信した移動局３０は、サブフレーム４００の先頭部分の制御情報に含まれるＵＲＬＬＣリソース割当情報に基づいて、その同一のサブフレーム４００で送信されるＵＲＬＬＣデータを受信して復調・復号することができる。

また、図３（ａ）に示すように、周波数軸方向においてＵＲＬＬＣ用リソース４２２を連続的に割り当てているので、制御情報に含まれるＵＲＬＬＣリソース割当情報の情報量を少なくすることができる。

また、図３（ａ）及び図３（ｂ）において、サブフレーム４００のＵＲＬＬＣデータには、受信信号からＵＲＬＬＣデータを復調するための伝搬路の推定等に用いられるＤＭＲＳが含まれる。

（実施例２）
図４（ａ）は本実施形態に係る無線通信システムにおけるサブフレーム４００のリソース割り当ての他の例を示す説明図であり、図４（ｂ）は同サブフレーム４００中のＵＲＬＬＣデータ送信時における周波数軸方向の送信電力分布の一例を示すグラフである。なお、図４（ａ）及び図４（ｂ）において、前述の図３（ａ）及び図３（ｂ）と共通する部分については説明を省略する。

図４（ａ）及び図４（ｂ）の例では、ＵＲＬＬＣデータの送信タイミングにおいて、システム帯域全体の平均的な送信電力を所定電力に維持した条件下で、ＵＲＬＬＣ用リソース４２２における送信電力Ｐ４２２を、ＵＲＬＬＣ用リソース４２２以外の他のリソース領域（本例の場合、ｅＭＢＢ用リソース４２１’）よりも高めるように送信電力を制御している。このようにＵＲＬＬＣ用リソース４２２に送信電力を集中させることにより、ＵＲＬＬＣデータ（ＵＲＬＬＣパケット）の受信品質をさらに改善することができるので、ＵＲＬＬＣデータの再送発生率を更に削減することができる。よって、更にＵＲＬＬＣデータの伝送の低遅延化を図ることができる。

なお、ｅＭＢＢ用リソース４２１’に割り当てる送信電力を０としてもよい。この場合、ＵＲＬＬＣデータの送信タイミングでｅＭＢＢ用リソースを割り当てないことと等価である。

（実施例３）
図５は、本実施形態に係る無線通信システムにおけるサブフレーム４００のリソース割り当ての更に他の例を示す説明図である。なお、図５において、前述の図３（ａ）及び図４（ａ）と共通する部分については説明を省略する。

図５の例では、サブフレーム４００のデータチャネル領域における時間方向先頭部分（制御チャネル領域４１０に隣接した部分）にＵＲＬＬＣ用リソース４２２を割り当てている。本例では、サブフレーム４００のデータチャネル領域４２０の先頭部分でＵＲＬＬＣデータを送信することにより、同一のサブフレーム４００内でＵＲＬＬＣデータに対する応答（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）を受信したり、その応答に基づくＨＡＲＱによる再送を行ったりすることが可能になり、ＨＡＲＱ ＲＴＴ（Round-Trip Time）を極力減らすことができる。

（実施例４）
図６は、本実施形態に係る無線通信システムにおけるサブフレーム４００のリソース割り当ての更に他の例を示す説明図である。本例は、複信方式としてＴＤＤ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）を用いた場合の例である。なお、図５において、前述の図３（ａ）、図４（ａ）及び図５と共通する部分については説明を省略する。

図６の例では、サブフレーム４００のデータチャネル領域４２０における時間方向先頭部分（制御チャネル領域４１０に隣接した部分）にＵＲＬＬＣ用リソース４２２を割り当てるとともに、「Ｓｅｌｆ−Ｃｏｎｔａｉｎｅｄ ＴＤＤサブフレーム」と呼ばれる技術を当該データチャネル領域４２０に適用している。本例では、データチャネル領域４２０の先頭部分でＤＬ送信したＵＲＬＬＣデータに対する応答（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）を、その同一のデータチャネル領域４２０内の後続領域に割り当てたＨＡＲＱ−ＡＣＫ／ＮＡＣＫ用リソース４２３により移動局３０から受信している。この同一のサブフレーム４００のデータチャネル領域４２０内で移動局３０からフィードバックされた応答（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）に基づいて、ＨＡＲＱの再送制御を速やかに実施することができる。例えば、ＡＣＫに基づいてＵＲＬＬＣデータの送信完了を速やかに判断したり、ＮＡＣＫに基づいてＵＲＬＬＣデータの再送を速やかに実施したりすることができる。よって、ＵＲＬＬＣデータの無線伝送の更なる低遅延化が可能になる。

なお、図６のＨＡＲＱ−ＡＣＫ／ＮＡＣＫ用リソース４２３において、上記ＨＡＲＱの応答（ＮＡＣＫ）に基づくＵＲＬＬＣデータの再送を行ってもよい。

（実施例５）
図７（ａ）は本実施形態に係る無線通信システムにおけるサブフレーム４００のリソース割り当ての更に他の例を示す説明図であり、図７（ｂ）は同サブフレーム４００中のＵＲＬＬＣデータ送信時における周波数軸方向の送信電力分布の一例を示すグラフである。なお、図７（ａ）及び図７（ｂ）において、前述の図３〜図６と共通する部分については説明を省略する。

図７（ａ）及び図７（ｂ）の例では、移動局３０におけるＵＲＬＬＣデータに対する応答（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）の送信タイミングにおいて、システム帯域全体の平均的な送信電力を所定電力に維持する条件下で、ＨＡＲＱ−ＡＣＫ／ＮＡＣＫ用リソース４２３における送信電力を、ＨＡＲＱ−ＡＣＫ／ＮＡＣＫ用リソース以外の他のＵＬ用リソース４２４よりも高めるように送信電力を制御している。このように移動局３０においてＨＡＲＱ−ＡＣＫ／ＮＡＣＫ用リソース４２３に送信電力を集中させることにより、ＵＲＬＬＣデータに対する応答（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）をより確実に基地局２０へフィードバックすることができるので、更にＵＲＬＬＣデータの伝送の低遅延化を図ることができる。例えば、ＨＡＲＱ−ＡＣＫ受信誤りを抑圧して伝送遅延時間を短縮することができる。

なお、図７（ａ）及び図７（ｂ）の例において上記ＨＡＲＱの応答（ＮＡＣＫ）に基づくＵＲＬＬＣデータの再送を図６のＨＡＲＱ−ＡＣＫ／ＮＡＣＫ用リソース４２３で行う場合、その再送タイミングにおける送信電力を他のｅＭＢＢ用リソースよりも高めるように送信電力を制御してもよい。ＨＡＲＱ−ＡＣＫ／ＮＡＣＫ用リソース４２３に割り当てる送信電力値の決定・制御は、データ送信側（ＤＬでは基地局２０、ＵＬでは移動局３０）がデータ受信側に所要受信品質に基づく目標値となるよう送信電力を指示（制御）するクローズドループ送信電力制御によって決定してもよいし、データ受信側がデータ送信側からの基準信号（参照信号）の受信電力測定結果を元に所要受信品質に基づく目標値となるよう自主的に制御・決定するケース（オープンループ送信電力制御）によって決定してもよい。

また、ＨＡＲＱ−ＮＡＣＫ信号の受信品質が悪く、ＨＡＲＱ−ＮＡＣＫ信号をデータ送信側で所定のタイミングで受信できなかった場合、データ送信側でＨＡＲＱ−ＮＡＣＫが受信されたとみなされることが一般的と考えられる。そこで、ＵＲＬＬＣデータに対するＨＡＲＱ−ＡＣＫを送信する場合のみ他のｅＭＢＢ用リソースよりも高める処理を適用し、ＨＡＲＱ−ＮＡＣＫを送信する場合は、送信電力を必要最小限に抑え、移動局の消費電力の節約を図るために、ＵＲＬＬＣデータに対するＨＡＲＱ−ＡＣＫ／ＮＡＣＫ用リソース４２３に割り当てる送信電力をｅＭＢＢ用リソースよりも高める処理を行わなくてもよい。

（実施例６）
図８は、本実施形態に係る無線通信システムにおけるサブフレームのリソース割り当ての更に他の例を示す説明図である。図８において、前述の図３〜図７と共通する部分については説明を省略する。
図８の例では、複数シンボルで構成されるサブフレーム４００の中に含まれるリソースエレメントの１単位（１シンボル時間）ではＵＲＬＬＣデータの全体を送信できない。そのため、サブフレーム４００のデータチャネル領域の時間軸方向における先頭部分の第１シンボルの全体と第２シンボルの一部に、ＵＲＬＬＣ用リソース４２２を割り当てることにより、制御情報に含まれるＵＲＬＬＣリソース割当情報の情報量を少なくするとともに、１つのサブフレーム４００内で確実にＵＲＬＬＣデータを送信できるようにしている。

なお、移動局３０が基地局２０から遠く伝搬損失が大きい場合等、ＵＲＬＬＣデータリソースへ割り当てる送信電力密度を高める必要がある場合には、ｅＭＢＢ用リソース４２１’へ送信電力割当を０にしたり、ＵＲＬＬＣデータリソースへ割り当てる帯域幅を減らして、時間軸方向へのリソース割り当て量をさらに増やしたりしてもよい。

以上の図３〜図８の例では、サブフレーム４００の周波軸方向においてＵＲＬＬＣ用リソース４２２及びＨＡＲＱ−ＡＣＫ／ＮＡＣＫ用リソース４２３を連続的に割り当てているが、無線区間の伝搬路利得の高い周波数を優先的に割り当ててもよい。例えば、ＵＲＬＬＣ用リソース４２２及びＨＡＲＱ−ＡＣＫ／ＮＡＣＫ用リソース４２３の少なくとも一方について、周波数軸方向において複数箇所に分散させて非連続に割り当てるビットマップ型割り当てを行ってもよい。また、オープンループでの周波数ダイバーシチを得るためにシステム帯域の周波数方向の両端部に分散させて割り当てる帯域端分散型割り当てを行ってもよい。

図９は、本実施形態に係る無線通信システムにおける送信側の基地局２０の一例を示す機能ブロック図である。なお、移動局３０が送信側になる場合も同様に構成することができる。

図９において、基地局２０はＵＲＬＬＣデータのリソース割当部２１０と送信部２２０と情報記憶部２３０とを備える。

リソース割当部２１０は、ＵＲＬＬＣデータが送信対象に含まれるとき、無線フレームを構成するサブフレームのデータチャネル領域において、ＵＲＬＬＣデータの時間方向のリソース割り当て量をリソースエレメントの単位で最小化にする条件下で、ＵＲＬＬＣデータのサイズに応じて周波数方向におけるシステム帯域の一部又は全体にＵＲＬＬＣデータのリソース（ＵＲＬＬＣ用リソース）を割り当てる。リソース割当部２１０は、同一のサブフレーム４００内にＵＲＬＬＣ用リソースとともにＨＡＲＱ−ＡＣＫ／ＮＡＣＫ用リソースを割り当ててもよい。送信部２２０は、リソース割当部２１０によって割り当てられたサブフレーム４００内のＵＲＬＬＣ用リソースにおいてＵＲＬＬデータを送信する。

リソース割当部２１０は、例えば、データサイズ計算部２１１とリソース決定部２１２と情報記憶部２１３とを備える。

データサイズ計算部２１１は、サブフレーム４００で送信される送信対象に含まれるＵＲＬＬＣデータのサイズを計算する。

リソース決定部２１２は、データサイズ計算部２１１で計算したＵＲＬＬＣデータのサイズに基づいて、サブフレーム４００のデータチャネル領域４２０において、ＵＲＬＬＣデータの時間方向のリソース割り当て量をリソースエレメントの単位で最小化にする条件下で、ＵＲＬＬＣデータのサイズに応じて周波数方向におけるシステム帯域の一部又は全体にＵＲＬＬＣ用リソースを割り当てるように、ＵＲＬＬＣ用リソースを決定する。また、リソース決定部２１２は、同一のサブフレーム４００内にＵＲＬＬＣ用リソース及びＨＡＲＱ−ＡＣＫ／ＮＡＣＫ用リソースを割り当てる場合は、ＨＡＲＱ−ＡＣＫ／ＮＡＣＫ用リソースについても決定する。リソース決定部２１２は、決定したＵＲＬＬＣ用リソース又はＵＲＬＬＣ用リソース及びＨＡＲＱ−ＡＣＫ／ＮＡＣＫ用リソースの両方についてのリソース割当情報を送信部２２０に渡す。

送信部２２０は、送信データ取得部２２１と送信信号生成部２２２と無線通信部２２３とを備える。

送信データ取得部２２１は、例えば、移動通信網のコアネットワーク８０から移動局３０宛てのＵＲＬＬＣデータを取得する。送信データ取得部２２１は、他の移動局からＵＲＬＬＣデータを取得してもよいし、基地局２０内に設けたＭＥＣ（Mobile Edge Computing）等のコンピュータ装置などから情報処理装置から取得してもよい。送信側の無線通信装置が移動局３０の場合は、送信データ取得部２２１は、移動局３０に設けた各種センサ、測定装置などの出力に基づいて生成されたデータを取得してもよい。

送信信号生成部２２２は、送信データ取得部２２１から受けたｅＭＢＢデータ及びＵＲＬＬＣデータを含む送信対象の送信データと、リソース割当部２１０から受けたリソース割当情報と、情報記憶部２３０から読み出した送信パラメータなどの各種情報に基づいて、サブフレーム４００で送信される制御情報及び送信データ等について符号化及び変調などの処理を行って送信信号を生成する。例えば、サブフレーム４００の制御チャネル領域４１０に、ＵＲＬＬＣ用リソース又はＵＲＬＬＣ用リソース及びＨＡＲＱ−ＡＣＫ／ＮＡＣＫ用リソースの両方についてのリソース割当情報を配置し、サブフレーム４００のデータチャネル領域４２０のＵＲＬＬＣリソースにＵＲＬＬＣデータを配置し、データチャネル領域４２０のＵＲＬＬＣリソース以外の部分にｅＭＢＢデータを配置するように、送信信号を生成する。

無線通信部２２３は、送信信号生成部２２２で生成した送信信号について、所定の周波数変換と電力増幅とを行い、無線信号としてアンテナ２１から送信する。無線通信部２２３は、前述のＵＲＬＬＣリソースに電力リソースを集中させる制御を行ってもよい。

情報記憶部２３０は、ＵＲＬＬＣ用リソース及びＨＡＲＱ−ＡＣＫ／ＮＡＣＫ用リソースの割り当てに用いる送信パラメータなどの各種情報を記憶する。

図１０は、本実施形態に係るダウンリンクのＵＲＬＬＣデータを含む送信データの送受信の一例を示すシーケンス図である。図１０は、前述の図３及び図４のサブフレームでＵＲＬＬＣデータを送信する場合の例である。

図１０において、基地局２０は、対象のサブフレームで送信するｅＭＢＢデータ及びＵＲＬＬＣデータを含む送信対象の送信データを取得し（Ｓ１０１）、ＵＲＬＬＣデータのサイズを計算し（Ｓ１０２）、そのＵＲＬＬＣデータのサイズに応じて、サブフレームのデータチャネル領域におけるＵＲＬＬＣ用リソースを決定する（Ｓ１０３）。

次に、基地局２０は、上記対象のサブフレームの所定の先頭タイミングが到来したら、制御チャネル領域においてＵＲＬＬＣリソース情報を含む制御情報を送信し（Ｓ１０４）、ＵＲＬＬＣ用リソースに対応するタイミングが到来するまでｅＭＢＢ用リソースによりｅＭＢＢデータのみを送信する（Ｓ１０５）。

その後、基地局２０は、ＵＲＬＬＣ用リソースに対応するタイミングが到来したら、ＵＲＬＬＣ用リソースによりＵＲＬＬＣデータを送信するとともに、ｅＭＢＢ用リソースによりｅＭＢＢデータを送信する。

ＵＲＬＬＣデータの送信が完了すると、基地局２０は、サブフレームが終了するまでｅＭＢＢ用リソースによりＭＢＢデータのみを送信する（Ｓ１０５）。

図１１は、本実施形態に係るダウンリンクのＵＲＬＬＣデータを含む送信データの送受信の他の例を示すシーケンス図である。図１１は、前述の図５及び図８のサブフレームでＵＲＬＬＣデータを送信する場合の例である。なお、図１１のステップＳ２０１〜Ｓ２０４については図１０と共通するので、それらの説明は省略する。

図１１において、基地局２０は、制御情報を送信した（Ｓ２０４）後、ＵＲＬＬＣ用リソースによりＵＲＬＬＣデータを送信するとともに、ｅＭＢＢ用リソースによりｅＭＢＢデータを送信する（Ｓ２０５）。ＵＲＬＬＣデータの送信が完了すると、基地局２０は、サブフレームが終了するまでｅＭＢＢ用リソースによりＭＢＢデータのみを送信する（Ｓ２０６〜Ｓ２０８）。

図１２は、本実施形態に係るダウンリンクのＵＲＬＬＣデータを含む送信データの送受信の更に他の例を示すシーケンス図である。図１２は、前述の図６及び図７のサブフレームでＵＲＬＬＣデータを送信する場合の例である。なお、図１２のステップＳ３０１〜Ｓ３０５については図１０及び図１１と共通するので、それらの説明は省略する。

図１２において、基地局２０は、ＵＲＬＬＣデータの送信が完了する（Ｓ３０５）と、ＵＲＬＬＣデータの送信に対する応答（ＨＡＲＱ−ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）の送受信タイミングが到来するまでｅＭＢＢ用リソースによりＭＢＢデータのみを送信する（Ｓ３０６〜Ｓ３０７）。

次に、基地局２０は、応答（ＨＡＲＱ−ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）の送受信タイミングが到来すると、ＨＡＲＱ−ＡＣＫ／ＮＡＣＫ用リソースにより上記応答（ＨＡＲＱ−ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）を移動局３０から受信する（Ｓ３０８）。基地局２０は、この応答の受信時に、ＨＡＲＱ−ＡＣＫ／ＮＡＣＫ用リソース以外のｅＭＢＢ用リソースによりＭＢＢデータを送信してもよい。また、基地局２０は、否定的な応答を受信した場合、ＨＡＲＱ−ＡＣＫ／ＮＡＣＫ用リソースにより移動局３０にＵＲＬＬＣデータを再送してもよい。

上記応答（ＨＡＲＱ−ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）の受信、又は上記応答の受信及びＵＲＬＬＣデータの再送が終了した後、基地局２０は、サブフレームが終了するまでｅＭＢＢ用リソースによりＭＢＢデータのみを送信する（Ｓ３０９）。

なお、以上説明した複数の実施形態の無線通信システムそれぞれにおいて、基地局２０と移動局３０との間で各種のアンテナダイバーシチを適用してもよい。アンテナダイバーシチは、空間的に離隔した複数のアンテナ（アンテナポート）を用いた空間ダイバーシチであってもよいし、互いに異なる偏波の複数のアンテナ（アンテナポート）を用いる偏波ダイバーシチであってもよい。

図１３（ａ），（ｂ）及び（ｃ）はそれぞれ、本実施形態に係る無線通信システムに適用可能な受信アンテナダイバーシチ（ＳＩＭＯダイバーシチ）、送信アンテナダイバーシチ（ＭＩＳＯダイバーシチ）及び送受信アンテナダイバーシチ（ＭＩＭＯダイバーシチ）の一例を示す説明図である。

図１３（ａ）の受信アンテナダイバーシチにおいて、受信側の移動局３０は、互いに異なる位置又は互いに異なる偏波特性の複数のアンテナ３１（１）、３１（２）を備えている。移動局３０は、互いに異なるフェージングを受けた複数のアンテナ３１（１）、３１（２）の受信信号を選択又は合成することにより、受信品質を向上させることができる。よって、ＵＲＬＬＣデータの無線伝送における更なる低遅延化及び伝送信頼度の向上を図ることができる。

図１３（ｂ）の送信アンテナダイバーシチにおいて、送信側の基地局２０は、互いに異なる位置又は互いに異なる偏波特性の複数のアンテナ２１（１）、２１（２）を備えている。移動局３０は、基地局２０の複数のアンテナ２１（１）、２１（２）から送信され互いに異なるフェージングを受けた送信信号をアンテナ３１で受信し、その複数の受信信号を選択又は合成することにより、受信品質を向上させることができる。特に、送信アンテナダイバーシチを適用した場合は、アンテナ設置スペースに制約のある小型の移動局におけるアンテナダイバーシチの高次化に頼ることなく受信品質向上を図ることができる。

図１３（ｃ）の送受信アンテナダイバーシチ（ＭＩＭＯダイバーシチ）は、図１３（ａ）の受信アンテナダイバーシチと図１３（ｂ）の送信アンテナダイバーシチとを組み合わせたものである。送信側の基地局２０及び受信側の移動局３０はそれぞれ、互いに異なる位置又は互いに異なる偏波特性の複数のアンテナ２１（１）、２１（２）及び複数のアンテナ３１（１）、３１（２）を備えている。移動局３０は、互いに異なるフェージングを受けた複数の受信信号を選択又は合成することにより、受信品質を向上させることができる。特に、送受信アンテナダイバーシチを適用した場合は、送信側及び受信側の双方でのダイバーシチ利得獲得による更なる受信品質向上を図ることができる。

なお、図１３（ｂ）及び図１３（ｃ）において送信アンテナダイバーシチを実現する方法としては、例えば、送信側での伝搬路情報取得を必要とする方法と、送信側での伝搬路情報取得を不要とする方法とがある。

送信側での伝搬路情報取得を必要とする方法では、例えば、送信側で取得した伝搬路情報に基づいて、送信最大比合成、ビームフォーミング又は送信アンテナ選択の制御を行う。送信最大比合成では、受信側で最大受信ＳＮＲが得られるように各アンテナポートの送信信号の振幅又は位相を制御する。ビームフォーミングでは、各アンテナポートの送信信号の位相のみを制御する。送信アンテナ選択では、伝搬路利得の高い送信アンテナポートのみを選択するように制御する。

送信側での伝搬路情報取得を不要とする方法では、例えば、送信側で時空間符号化（ｗ−ＣＤＭＡで標準化されたＳＴＣ、ＳＴＢＣ等）、空間周波数符号化（ＬＴＥで標準化されたＳＦＣ，ＳＦＢＣ等）又は循環遅延ダイバーシチ（例えば「J.H. Song, J.H. Kim, H.K. Song, "Space-Time Cyclic Delay Diversity Encoded Cooperative Transmissions for Multiple Relays," IEICE Trans Commun., Vol.E92-B, No.6, pp.2320-2323, June 2009」参照）の技術を適用することにより、送信側で伝搬路情報を取得することなくダイバ−シチ利得を獲得することができる。特に、循環遅延ダイバーシチを適用した場合、特別な空間符号化を用いることなくダイバーシチ利得を獲得することができる。

以上、本実施形態によれば、サブフレーム４００のデータチャネル領域４２０においてＵＲＬＬＣデータ等の低遅延送信データが送信される時間方向のリソース割り当て量をリソースエレメントの単位で最小化にすることにより、低遅延送信データの伝送における低遅延化を図ることができる。

更に、周波数方向におけるシステム帯域の一部又は全体に低遅延送信データのリソースを割り当てることにより、低遅延送信データを送信するときの周波数ダイバーシチの適用が可能になる。この周波数ダイバーシチの効果により、低遅延送信データの伝送信頼度の向上を図ることができるとともに、無線伝送時における再送制御の発生を抑制して更に低遅延送信データの伝送における低遅延化を図ることができる。

しかも、データチャネル領域４２０における低遅延送信データの周波数方向におけるリソースの割り当てを、低遅延送信データのサイズに応じて行うことにより、低遅延送信データへのリソース割り当てを必要最小限に行い、低遅延送信データ以外の他データの伝送に用いるリソース割り当て領域を増やすことができるので、周波数利用効率を高めることができる。

以上のように、本実施形態によれば、周波数利用効率を高めるとともに、ｅＭＢＢデータ等の通常データよりも低遅延の伝送が要求されるＵＲＬＬＣデータ等の低遅延送信データの伝送信頼度の向上と低遅延送信データの伝送における低遅延化を図ることができる。

また、本実施形態によれば、システム帯域全体の平均的な送信電力を所定電力に維持する条件下で低遅延送信データが送信されるリソース割当領域に対して電力リソースを集中させることができる。よって、システム帯域全体の送信電力を所定電力に維持しつつ、低遅延送信データの伝送信頼度の向上と低遅延送信データの伝送における低遅延化を図ることができる。

なお、本明細書で説明された処理工程並びに移動通信システムの構成要素は、様々な手段によって実装することができる。例えば、これらの工程及び構成要素は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、又は、それらの組み合わせで実装されてもよい。

ハードウェア実装については、実体（例えば、各種無線通信装置、Ｎｏｄｅ Ｂ、端末、ハードディスクドライブ装置、又は、光ディスクドライブ装置）において上記工程及び構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段は、１つ又は複数の、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、デジタル信号処理装置（ＤＳＰＤ）、プログラマブル・ロジック・デバイス（ＰＬＤ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、電子デバイス、本明細書で説明された機能を実行するようにデザインされた他の電子ユニット、コンピュータ、又は、それらの組み合わせの中に実装されてもよい。

また、ファームウェア及び／又はソフトウェア実装については、上記構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段は、本明細書で説明された機能を実行するプログラム（例えば、プロシージャ、関数、モジュール、インストラクション、などのコード）で実装されてもよい。一般に、ファームウェア及び／又はソフトウェアのコードを明確に具体化する任意のコンピュータ／プロセッサ読み取り可能な媒体が、本明細書で説明された上記工程及び構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段の実装に利用されてもよい。例えば、ファームウェア及び／又はソフトウェアコードは、例えば制御装置において、メモリに記憶され、コンピュータやプロセッサにより実行されてもよい。そのメモリは、コンピュータやプロセッサの内部に実装されてもよいし、又は、プロセッサの外部に実装されてもよい。また、ファームウェア及び／又はソフトウェアコードは、例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、不揮発性ランダムアクセスメモリ（ＮＶＲＡＭ）、プログラマブルリードオンリーメモリ（ＰＲＯＭ）、電気的消去可能ＰＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、ＦＬＡＳＨメモリ、フロッピー（登録商標）ディスク、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）、磁気又は光データ記憶装置、などのような、コンピュータやプロセッサで読み取り可能な媒体に記憶されてもよい。そのコードは、１又は複数のコンピュータやプロセッサにより実行されてもよく、また、コンピュータやプロセッサに、本明細書で説明された機能性のある態様を実行させてもよい。

また、前記媒体は非一時的な記録媒体であってもよい。また、前記プログラムのコードは、コンピュータ、プロセッサ、又は他のデバイス若しくは装置機械で読み込んで実行可能であれよく、その形式は特定の形式に限定されない。例えば、前記プログラムのコードは、ソースコード、オブジェクトコード及びバイナリコードのいずれでもよく、また、それらのコードの２以上が混在したものであってもよい。

また、本明細書で開示された実施形態の説明は、当業者が本開示を製造又は使用するのを可能にするために提供される。本開示に対するさまざまな修正は当業者には容易に明白になり、本明細書で定義される一般的原理は、本開示の趣旨又は範囲から逸脱することなく、他のバリエーションに適用可能である。それゆえ、本開示は、本明細書で説明される例及びデザインに限定されるものではなく、本明細書で開示された原理及び新規な特徴に合致する最も広い範囲に認められるべきである。

１０ 無線通信システム
２０ 基地局
２１、２１（１）、２１（２） 送信アンテナ
３０ 移動局
３１、３１（１）、３１（２） 受信アンテナ
８０ 移動通信網のコアネットワーク
２１０ リソース割当部
２２０ 送信部
４００ サブフレーム
４１０ 制御チャネル領域
４２０ データチャネル領域
４２１ ｅＭＢＢ用リソース
４２２ ＵＲＬＬＣ用リソース
４２３ ＨＡＲＱ−ＡＣＫ／ＮＡＣＫ用リソース
４２４ ＨＡＲＱ−ＡＣＫ／ＮＡＣＫ用リソース以外のＵＬ用リソース

Claims (17)

1. 移動通信の無線通信装置であって、
   低遅延の通信が要求される低遅延送信データが送信対象に含まれるとき、無線フレームを構成するサブフレームのデータチャネル領域において、前記低遅延送信データの時間方向のリソース割り当て量をリソースエレメントの単位で最小化にする条件下で、前記低遅延送信データのサイズに応じて周波数方向におけるシステム帯域の一部又は全体に前記低遅延送信データのリソースを割り当てるリソース割当部と、
   前記低遅延送信データのリソース割当領域において前記低遅延送信データを送信する送信部と、
   を備えることを特徴とする無線通信装置。
2. 請求項１の無線通信装置において、
   前記送信部は、前記サブフレームの制御チャネル領域において、前記低遅延送信データのリソース割当領域を規定する情報を含む制御情報を送信することを特徴とする無線通信装置。
3. 請求項１又は２の無線通信装置において、
   前記リソース割当部は、前記データチャネル領域における時間方向先頭部分に、前記低遅延送信データのリソースを割り当てることを特徴とする無線通信装置。
4. 請求項１又は２の無線通信装置において、
   前記リソース割当部は、前記データチャネル領域における周波数方向の複数箇所に分散させて前記低遅延送信データのリソースを割り当てることを特徴とする無線通信装置。
5. 請求項１又は２の無線通信装置において、
   前記リソース割当部は、前記データチャネル領域における周波数方向の両端部に分散させて前記低遅延送信データのリソースを割り当てることを特徴とする無線通信装置。
6. 請求項１乃至５のいずれかの無線通信装置において、
   前記データチャネル領域の周波数方向において、システム帯域全体の平均的な送信電力を所定電力に維持する条件下で、前記低遅延送信データのリソース割当領域の送信電力を、前記低遅延送信データのリソース割当領域以外の他のリソース領域よりも高めるように送信電力を制御する送信電力制御部を備えることを特徴とする無線通信装置。
7. 請求項１乃至６のいずれかの無線通信装置において、
   複信方式としてＴＤＤ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）を用いる場合、
   前記リソース割当部は、前記データチャネル領域に、前記低遅延送信データの送信先から前記低遅延送信データに対する再送制御用応答を受信するリソース領域を割り当てることを特徴とする無線通信装置。
8. 請求項７の無線通信装置において、
   前記データチャネル領域の周波数方向において、システム帯域全体の平均的な送信電力を所定電力に維持する条件下で、前記再送制御用応答のリソース割当領域の送信電力は、前記再送制御用応答のリソース割当領域以外の他のリソース領域よりも高いことを特徴とする無線通信装置。
9. 請求項１乃至８のいずれかの無線通信装置において、
   前記送信部は、前記低遅延送信データのリソース割当領域において、前記低遅延送信データとともに、前記低遅延送信データを復調するための参照信号を送信することを特徴とする無線通信装置。
10. 請求項１乃至９のいずれかの無線通信装置において、
    前記低遅延送信データは、ＵＲＬＬＣ（Ultra-Reliable and Low Latency Communications）用データであることを特徴とする無線通信装置。
11. 請求項１乃至１０のいずれかの前記低遅延送信データを送信する送信側の無線通信装置と、前記送信側の無線通信装置から送信された前記低遅延送信データを受信する受信側の無線通信装置と、を備える、無線通信システム。
12. 請求項１１の無線通信システムにおいて、
    前記受信側の無線通信装置は、前記低遅延送信データの無線信号を互いに異なる位置で受信するように又は前記低遅延送信データの互いに異なる偏波の無線信号を受信するように設けられた複数のアンテナを有し、各アンテナで受信した受信信号を選択又は合成する受信アンテナダイバーシチを実行することを特徴とする無線通信システム。
13. 請求項１１又は１２の無線通信システムにおいて、
    前記送信側の無線通信装置は、前記低遅延送信データの無線信号を互いに異なる位置で送信するように又は前記低遅延送信データの互いに異なる偏波の無線信号を送信するように設けられた複数のアンテナを有し、各アンテナで送信する送信信号を選択又は合成する送信アンテナダイバーシチを実行することを特徴とする無線通信システム。
14. 請求項１３の無線通信システムにおいて、
    前記送信側の無線通信装置は、前記低遅延送信データについて時空間符号化又は空間周波数符号化を行うことにより、前記送信アンテナダイバーシチを実行することを特徴とする無線通信システム。
15. 請求項１３の無線通信システムにおいて、
    前記送信アンテナダイバーシチは循環遅延ダイバーシチであることを特徴とする無線通信システム。
16. 無線通信方法であって、
    低遅延の通信が要求される低遅延送信データが送信対象に含まれるとき、無線フレームを構成するサブフレームのデータチャネル領域において、前記低遅延送信データの時間方向のリソース割り当て量をリソースエレメントの単位で最小化にする条件下で、前記低遅延送信データのサイズに応じて周波数方向におけるシステム帯域の一部又は全体に前記低遅延送信データのリソースを割り当てることと、
    前記低遅延送信データのリソース割当領域において前記低遅延送信データを送信することと、を含むことを特徴とする無線通信方法。
17. 移動通信の無線通信装置に備えるコンピュータ又はプロセッサにおいて実行されるプログラムであって、
    低遅延の通信が要求される低遅延送信データが送信対象に含まれるとき、無線フレームを構成するサブフレームのデータチャネル領域において、前記低遅延送信データの時間方向のリソース割り当て量をリソースエレメントの単位で最小化にする条件下で、前記低遅延送信データのサイズに応じて周波数方向におけるシステム帯域の一部又は全体に前記低遅延送信データのリソースを割り当てるためのプログラムコードと、
    前記低遅延送信データのリソース割当領域において前記低遅延送信データを送信するためのプログラムコードと、を有することを特徴とするプログラム。

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