特開 2024-42489 処理装置、基地局、方法及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024042489

(43)【公開日】2024-03-28

(54)【発明の名称】処理装置、基地局、方法及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   H04W 72/04 20230101AFI20240321BHJP

   H04W 84/02 20090101ALI20240321BHJP

   H04W 92/16 20090101ALI20240321BHJP

【ＦＩ】

H04W72/04

H04W84/02

H04W92/16

【審査請求】未請求

【請求項の数】21

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022147240

(22)【出願日】2022-09-15

(71)【出願人】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(71)【出願人】

【識別番号】598076591

【氏名又は名称】東芝インフラシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001737

【氏名又は名称】弁理士法人スズエ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】秋田 耕司

(72)【発明者】

【氏名】米澤 祐紀

(72)【発明者】

【氏名】旦代 智哉

【テーマコード（参考）】

5K067

【Ｆターム（参考）】

5K067AA14

5K067DD11

5K067EE02

5K067EE06

5K067EE10

(57)【要約】

【課題】通信の低遅延化を実現する処理装置を提供すること。
【解決手段】実施形態に係る処理装置は、基地局に含まれる第１レイヤと第２レイヤとの間のインターフェースに配置される処理部を具備する。第１レイヤは物理レイヤ信号を第２レイヤへ送信する。処理部は、端末が第１制御信号を送信できる通信リソースを表す割り当て情報を記憶するメモリを具備する。処理部は、割り当て情報に基づいて第２制御信号を生成し、前記第２制御信号を割り当て情報に基づいて前記第１レイヤから入力された物理レイヤ信号に加算することにより合成信号を生成し、合成信号を第２レイヤへ送信する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基地局に含まれる第１レイヤと第２レイヤとの間のインターフェースに配置される処理装置であって、
処理部と、
端末が第１制御信号を送信できる通信リソースを表す割り当て情報を記憶するメモリと、を具備し、
前記第１レイヤは物理レイヤ信号を前記第２レイヤへ送信し、
前記処理部は、
前記割り当て情報に基づいて第２制御信号を生成し、
前記割り当て情報に基づいて前記第２制御信号を前記第１レイヤから送信された物理レイヤ信号に加算することにより合成信号を生成し、
前記合成信号を前記第２レイヤへ送信する、処理装置。

【請求項2】

前記第１制御信号は、前記端末が前記基地局に対して前記通信リソースの割り当てを要求するスケジューリングリクエストを含み、
前記第２制御信号は、前記スケジューリングリクエストを含む、請求項１記載の処理装置。

【請求項3】

前記基地局は、前記端末から送信される信号を受信し、受信信号を復調する物理レイヤを含み、
前記物理レイヤは、前記第１レイヤと前記第２レイヤを含み、
前記第２レイヤは、前記合成信号をＭＡＣレイヤ信号に変換する、請求項１記載の処理装置。

【請求項4】

前記割り当て情報を入力する入力部をさらに具備する、請求項1記載の処理装置。

【請求項5】

前記処理部は、前記割り当て情報を取得し、前記割り当て情報を前記メモリに書き込む、請求項１記載の処理装置。

【請求項6】

前記処理部は、前記物理レイヤ信号及び前記第２レイヤから前記第１レイヤへ送信される第２物理レイヤ信号の少なくとも一方から前記割り当て情報を取得する、請求項５記載の処理装置。

【請求項7】

前記処理部は、前記第２レイヤから前記割り当て情報を取得する、請求項５記載の処理装置。

【請求項8】

前記通信リソースは、時間であり、
前記割り当て情報は、複数の時刻を表し、
前記処理部は、
前記複数の時刻の中の一部の時刻を選択し、
前記第２制御信号を前記物理レイヤ信号に前記一部の時刻で加算する、請求項１記載の処理装置。

【請求項9】

前記処理部は、時刻を選択するための選択信号を生成するサーバに接続され、前記選択信号に基づいて前記一部の時刻を選択する、請求項８記載の処理装置。

【請求項10】

前記処理部は、前記端末のデータ送信タイミングの推定結果に基づいて前記一部の時刻を選択する、請求項８記載の処理装置。

【請求項11】

前記処理部は、前記物理レイヤ信号及び前記第２レイヤから前記第１レイヤへ送信される第２物理レイヤ信号の少なくとも一方に基づいて前記端末のデータ送信タイミングを推定する推定部を具備する、請求項１０記載の処理装置。

【請求項12】

前記基地局は、前記物理レイヤ信号及び前記第２レイヤから前記第１レイヤへ送信される第２物理レイヤ信号の少なくとも一方に基づいて前記端末のデータ送信タイミングを推定する推定部を具備し、
前記処理部は、前記推定部の推定結果に基づいて前記一部の時刻を選択する、請求項１０記載の処理装置。

【請求項13】

前記基地局は、前記物理レイヤ信号及び前記第２レイヤから前記第１レイヤへ送信される第２物理レイヤ信号の少なくとも一方に基づいて前記端末のデータ送信タイミングを推定する推定部に接続され、
前記処理部は、前記推定部の推定結果に基づいて前記一部の時刻を選択する、請求項１０記載の処理装置。

【請求項14】

前記処理部は、サーバに接続され、
前記サーバは、前記端末のデータ送信タイミングを推定する推定部を具備し、
前記処理部は、前記推定部の推定結果に基づいて前記一部の時刻を選択する、請求項１０記載の処理装置。

【請求項15】

前記基地局は、ＲＦレイヤとＬｏｗ ＰＨＹレイヤを含むＲａｄｉｏ Ｕｎｉｔと、Ｈｉｇｈ ＰＨＹレイヤ、Ｌｏｗ ＭＡＣレイヤ、Ｈｉｇｈ ＭＡＣレイヤ、Ｌｏｗ ＲＬＣレイヤ、及びＨｉｇｈ ＲＬＣレイヤを含むＤｉｓｔｉｂｕｔｅｄ Ｕｎｉｔと、を具備し、
前記Ｄｉｓｔｉｂｕｔｅｄ Ｕｎｉｔは、前記処理部と前記第２レイヤを具備する、請求項１記載の処理装置。

【請求項16】

前記基地局は、ＲＦレイヤとＬｏｗ ＰＨＹレイヤを含むＲａｄｉｏ Ｕｎｉｔと、Ｈｉｇｈ ＰＨＹレイヤ、Ｌｏｗ ＭＡＣレイヤ、Ｈｉｇｈ ＭＡＣレイヤ、Ｌｏｗ ＲＬＣレイヤ、及びＨｉｇｈ ＲＬＣレイヤを含むＤｉｓｔｉｂｕｔｅｄ Ｕｎｉｔと、を具備し、
前記Ｒａｄｉｏ Ｕｎｉｔは、前記処理部と前記第１レイヤを具備する、請求項１記載の処理装置。

【請求項17】

前記基地局は、ＲＦレイヤとＬｏｗ ＰＨＹレイヤを含むＲａｄｉｏ Ｕｎｉｔと、Ｈｉｇｈ ＰＨＹレイヤ、Ｌｏｗ ＭＡＣレイヤ、Ｈｉｇｈ ＭＡＣレイヤ、Ｌｏｗ ＲＬＣレイヤ、及びＨｉｇｈ ＲＬＣレイヤを含むＤｉｓｔｉｂｕｔｅｄ Ｕｎｉｔと、を具備し
前記Ｄｉｓｔｉｂｕｔｅｄ Ｕｎｉｔは、前記第２レイヤを具備し、
前記Ｒａｄｉｏ Ｕｎｉｔは、前記第１レイヤを具備し、
前記処理部は、前記Ｒａｄｉｏ Ｕｎｉｔと前記Ｄｉｓｔｉｂｕｔｅｄ Ｕｎｉｔの間に接続される、請求項１記載の処理装置。

【請求項18】

請求項１乃至請求項１１のいずれか一項に記載の処理装置と、
前記端末と通信する無線装置と、
コアネットワークと通信する通信装置と、
を具備する基地局。

【請求項19】

請求項１乃至請求項１１のいずれか一項に記載の処理装置と、
前記端末と通信する無線装置と、
コアネットワークと通信する通信装置と、
前記コアネットワークに接続されるサーバと、
を具備する通信システム。

【請求項20】

基地局に含まれる第１レイヤと第２レイヤとの間のインターフェースに配置される処理部と、
端末が第１制御信号を送信できる通信リソースを表す割り当て情報を記憶するメモリと、を具備する処理装置が実行する方法であって、
前記割り当て情報に基づいて第２制御信号を生成し、
前記割り当て情報に基づいて、前記第２制御信号を前記第１レイヤから入力された物理レイヤ信号に加算することにより、合成信号を生成し、
前記合成信号を前記第２レイヤへ送信する、方法。

【請求項21】

基地局に含まれる第１レイヤと第２レイヤとの間のインターフェースに配置される処理部と、
端末が第１制御信号を送信できる通信リソースを表す割り当て情報を記憶するメモリと、を具備する処理装置が実行するプログラムであって、
前記割り当て情報に基づいて第２制御信号を生成させ、
前記割り当て情報に基づいて、前記第２制御信号を前記第１レイヤから入力された物理レイヤ信号に加算することにより、合成信号を生成させ、
前記合成信号を前記第２レイヤへ送信させる、プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、処理装置、基地局、方法及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

無線通信システムは、端末と無線通信する基地局を含む。基地局は、上位のネットワークに接続される。端末は、基地局へ送信するデータの発生を加算する検出すると、基地局へスケジューリングリクエストを送信する。基地局は、スケジューリングリクエストを受信すると、端末に通信リソースを割り当て、割り当て情報を端末へ送信する。端末は、割り当て情報を受信すると、割り当て情報が表す通信リソースを用いてデータを基地局へ送信する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１７－１４３５２５号公報

【特許文献2】特開２０１８‐１３３６６３号公報

【特許文献3】国際公開第２０１７／１７０１１８号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

端末がデータの発生を検出してからデータを実際に基地局へ送信するまでに、端末と基地局の間でスケジューリングリクエストと割り当て情報が送受信される。このため、端末から基地局へのアップリンク通信は遅延時間を含む。

【0005】

本発明の目的は、通信の遅延を低減する処理装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

実施形態に係る処理装置は、基地局に含まれる第１レイヤと第２レイヤとの間のインターフェースに配置される処理部を具備する。第１レイヤは物理レイヤ信号を第２レイヤへ送信する。処理部は、端末が第１制御信号を送信できる通信リソースを表す割り当て情報を記憶するメモリを具備する。処理部は、割り当て情報に基づいて第２制御信号を生成し、第２制御信号を割り当て情報に基づいて第１レイヤから入力された物理レイヤ信号に加算することにより合成信号を生成し、合成信号を第２レイヤへ送信する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】第１実施形態に係る無線通信システムの一例を説明するためのブロック図。

【図2】第１実施形態に係る基地局の一例を説明するためのブロック図。

【図3】第１実施形態に係る基地局のプロトコルスタックの一例を説明するための図。

【図4】第１実施形態に係る基地局のプロトコルスタックとインターフェースの一例を説明するための図。

【図5】第１実施形態に係るアップリンク通信に関するＲＦレイヤ、Ｌｏｗ ＰＨＹレイヤ、及びＨｉｇｈ ＰＨＹレイヤの処理部の一例を説明するための図。

【図6】第１実施形態に係るアップリンクのフレーム構成の一例を説明するための図。

【図7】第１実施形態に係るアップリンクの１フレームの構成の一例を説明するための図。

【図8】第１実施形態に係るアップリンクの１サブフレームの構成の一例を説明するための図。

【図9】第１実施形態に係るリソースブロックの一例を説明するための図。

【図10】第１実施形態に係る基地局と端末との間の通信の一例を参考例と比較して説明するための図。

【図11】第２実施形態に係る基地局の一例を説明するためのブロック図。

【図12】第３実施形態に係る基地局の一例を説明するためのブロック図。

【図13】第４実施形態に係る基地局の一例を説明するためのブロック図。

【図14】第５実施形態に係る基地局の一例を説明するためのブロック図。

【図15】第６実施形態に係る基地局の一例を説明するためのブロック図。

【図16】第６実施形態に係る基地局の第１変形例を説明するためのブロック図。

【図17】第６実施形態に係る基地局の第２変形例を説明するためのブロック図。

【図18】第６実施形態に係る基地局の第３変形例を説明するためのブロック図。

【図19】第７実施形態に係る基地局の一例を説明するためのブロック図。

【図20】第８実施形態に係る基地局の一例を説明するためのブロック図。

【図21】第８実施形態に係る基地局の信号処理部の配置の第１例を説明するためのブロック図。

【図22】第８実施形態に係る基地局の信号処理部の配置の第２例を説明するためのブロック図。

【図23】第８実施形態に係る基地局の信号処理部の配置の第３例を説明するためのブロック図。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、図面を参照して、実施形態を説明する。以下の説明は、実施形態の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、実施形態の技術的思想は、以下に説明する構成要素の構造、形状、配置、材質等に限定されるものではない。当業者が容易に想到し得る変形は、当然に開示の範囲に含まれる。説明をより明確にするため、図面において、各要素のサイズ、厚み、平面寸法又は形状等を実際の実施態様に対して変更して模式的に表す場合もある。複数の図面において、互いの寸法の関係や比率が異なる要素が含まれることもある。複数の図面において、対応する要素には同じ参照数字を付して重複する説明を省略する場合もある。いくつかの要素に複数の呼称を付す場合があるが、これら呼称の例はあくまで例示であり、これらの要素に他の呼称を付すことを否定するものではない。また、複数の呼称が付されていない要素についても、他の呼称を付すことを否定するものではない。なお、以下の説明において、「接続」は直接接続のみならず、他の要素を介した接続も含む場合もある。

【0009】

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る無線通信システムの一例を説明するためのブロック図である。無線通信システムは、無線アクセスネットワーク（Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ：ＲＡＮ）１０、コアネットワーク１２、及びサーバ１６を備える。ＲＡＮ１０は、アンテナと複数の基地局２０を備える。基地局２０は、無線通信機能を備える。基地局２０は、無線通信機能を備える端末２４に無線回線を介して接続される。複数の端末２４が基地局２０に接続可能である。コアネットワーク１２は、ルーティング等の様々な制御を行うバックエンドのネットワークである。サーバ１６は、クラウド上に存在してもよいし、物理的なサーバから構成されてもよい。

【0010】

基地局２０は、有線通信機能を備え、信号線を介してコアネットワーク１２に接続される。基地局２０は、有線通信機能を備え、信号線を介して親局に接続される。コアネットワーク１２は、交換機，加入者情報管理装置などにより構成される。

【0011】

端末２４は、サーバ１６と連携してアプリケーションを実行することができる。

【0012】

あるアプリケーションでは、端末２４は、アップリンクデータを生成し、アップリンクデータを基地局２０へ送信する。基地局２０は、アップリンクデータをコアネットワーク１２を介してサーバ１６へ送信する。サーバ１６は、アップリンクデータに基づいてダウンリンクデータを生成し、ダウンリンクデータをコアネットワーク１２を介して基地局２０へ送信する。基地局２０は、ダウンリンクデータを端末２４へ送信する。このアプリケーションでは、端末２４の例は、産業用ロボティクスの制御対象機器である。アップリンクデータの例は、制御対象機器が備えるセンサが出力するセンサ情報である。ダウンリンクデータの例は、制御対象機器の動作を駆動する駆動信号である。サーバ１６は、センサ情報に基づいて駆動信号を生成する。

【0013】

他のアプリケーションでは、サーバ１６は、ダウンリンクデータを生成し、ダウンリンクデータをコアネットワーク１２を介して基地局２０へ送信する。基地局２０は、ダウンリンクデータを端末２４へ送信する。端末２４は、ダウンリンクデータに基づいてアップリンクデータを生成し、アップリンクデータを基地局２０へ送信する。基地局２０は、アップリンクデータをコアネットワーク１２を介してサーバ１６へ送信する。このアプリケーションでは、端末２４の例は、センサを備えるＩｏＴデバイスである。ダウンリンクデータの例は、ＩｏＴデバイスに対してセンサ情報を要求する信号である。アップリンクデータの例は、センサ情報である。端末２４は、センサ情報を要求する信号に応答してセンサからセンサ情報を取得して、センサ情報をサーバ１６へ送信する。

【0014】

ＲＡＮ１０及びコアネットワーク１２は、移動通信システムの一例である３ＧＰＰ（登録商標）（Ｔｈｉｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）で規格化がなされている第４世代移動通信システム（４Ｇ方式又はＬＴＥ－Ａｄｖａｎｃｅｄ方式）、第５世代移動通信システム（５Ｇ方式）や、３ＧＰＰにおいて規格化が検討されている第６世代移動通信システム（６Ｇ方式）等の規定のネットワークを構成する。このようなネットワークでは、基地局２０から端末２４へのダウンリンク通信と、端末２４から基地局２０へのアップリンク通信の両方について、基本的には基地局２０が通信リソースの割り当てを行う。実施形態は、アップリンク通信の通信リソースの割り当てに関する。通信リソースは、周波数、時間、空間（空間ストリーム）、電力、符号、軌道角運動量等の組合せである。

【0015】

端末２４は、アップリンクデータの発生を検知すると、基地局２０へ通信を制御するための制御信号を送信する。制御信号の一例は、スケジューリングリクエストである。スケジューリングリクエストは、端末２４が基地局２０へ通信リソースの割り当てを要求する信号である。スケジューリングとは、通信リソースの割り当てである。スケジューリングリクエストの一例は、３ＧＰＰで定義されている上りの制御チャネルＰｈｙｓｉｃａｌ Ｕｐｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ（ＰＵＣＣＨ）である。

【0016】

スケジューリングリクエストを受け取った基地局２０は、端末２４がアップリンクデータを送信できる通信リソースを端末２４に割り当て、割り当て情報を端末２４へ送信する。割り当て情報を受け取った端末２４は、割り当てられた通信リソースを使ってアップリンク通信を行う。アップリンクデータの一例は、３ＧＰＰで定義されている上りのデータ通信チャネルＰｈｙｓｉｃａｌ Ｕｐｌｉｎｋ Ｓｈａｒｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ（ＰＵＳＣＨ）である。

【0017】

アップリンクデータを送信できる通信リソースは、スケジューリングリクエストを送信できる通信リソースとは異なる。基地局２０（のＲＲＣレイヤ）は、端末２４との接続を検出すると、端末２４がスケジューリングリクエストを送信できる通信リソースを示す割り当て情報（ＳｃｈｅｄｕｌｉｎｇＲｅｑｕｓｔ＿ｃｏｎｇｉｇ）を端末２４へ送信する。端末２４は、割り当て情報に示される通信リソースを使ってスケジューリングリクエストを送信する。この明細書では、スケジューリングリクエストを送信できる通信リソースを表す割り当て情報は第１割り当て情報とも称され、アップリンクデータを送信できる通信リソースを表す割り当て情報は第２割り当て情報とも称される。

【0018】

割り当て情報は、或る時刻を起点として１０ミリ秒毎に１回送信するとか、送信に使う周波数はＦ０であるとか、符号の系列は何であるか等の情報を示す。

【0019】

このようにアップリンクデータを送信するためには、その前段に複数の手続きが発生する。この複数の手続きは、アップリンク通信の遅延が大きくなる要因となっている。通信遅延時間は、スケジューリングリクエストの送信から割り当て情報の受信までの遅延時間が大部分を占める。さらに、端末２４がスケジューリングリクエストを送信可能なタイミングが限られている点も遅延の要因となる。すなわち、アップリンクデータの発生タイミングからスケジューリングリクエストを送信するまでの待ち時間も、アップリンク通信の遅延の増加の要因となっている。

【0020】

実施形態は、アップリンクデータの発生タイミングからスケジューリングリクエストの送信までの待ち時間を短縮し、アップリンク通信の遅延を低減する。実施形態は、端末２４を変更することなく、基地局２０を変更することにより、遅延を低減する。

【0021】

図２は、第１実施形態に係る基地局２０の一例を説明するためのブロック図である。基地局２０は、論理的に分割された多数の機能部（レイヤと称する）を備える。多数のレイヤの中の第１レイヤ３２と第２レイヤ３４との間のインターフェースに信号処理部３６が配置される。信号処理部３６は、第１レイヤ３２と第２レイヤ３４に接続される。接続は、有線、無線、論理的な接続のいずれであってもよい。

【0022】

実施形態は、アップリンク通信の遅延の低減に関するものである。実施形態に係る基地局２０は、端末２４に代わってスケジューリングリクエストを生成し、スケジューリングリクエストをアップリンク信号に加算する。第１レイヤ３２から出力されたアップリンク信号が信号処理部３６を介して第２レイヤ３４に入力される。信号処理部３６はアップリンク信号に対して信号処理を施して、処理後のアップリンク信号を第２レイヤ３４へ送信する。信号処理部３６はダウンリンク信号に対しては何も信号処理を施さず、ダウンリンク信号そのままを第１レイヤ３２へ送信する。ダウンリンク信号は、ダウンリンクデータと割り当て情報の総称である。

【0023】

信号処理部３６は、入力部４０、割り当て情報管理部４２、制御信号生成部４４、合成部４６、及びメモリ４８を備える。

【0024】

信号処理部３６は、端末２４がスケジューリングリクエストを送信できる通信リソースを表す第１割り当て情報について、基地局から通知されないため、もしくは基地局から直接取得できないため、基地局２０のオペレータは、入力部４０を用いて、端末２４がスケジューリングリクエストを送信できる通信リソースを表す第１割り当て情報を入力する。割り当て情報管理部４２は、第１割り当て情報をメモリ４８に書き込む。割り当て情報管理部４２は、第１割り当て情報をメモリ４８から読み出し、第１割り当て情報を制御信号生成部４４と合成部４６へ送信する。制御信号生成部４４は、通信を制御するためのスケジューリングリクエストを第１割り当て情報に基づいて生成する。制御信号生成部４４が生成するスケジューリングリクエストは、端末２４が送信するスケジューリングリクエストと等価な信号である。この明細書では、端末２４が送信するスケジューリングリクエストは第１スケジューリングリクエスト（又は第１制御信号）とも称され、制御信号生成部４４が生成するスケジューリングリクエストは第２スケジューリングリクエスト（又は第２制御信号）とも称される。

【0025】

制御信号生成部４４は、第１割り当て情報に基づいて第２スケジューリングリクエストを合成部４６へ送信する。合成部４６は、第１割り当て情報に基づいて第２スケジューリングリクエストを第１レイヤ３２から第２レイヤ３４へ送信されるアップリンク信号に加算し、合成信号を生成する。合成部４６から出力される合成信号は、第１レイヤ３２からのアップリンク信号として第２レイヤ３４へ送信される。信号処理部３６は、スケジューリングリクエストの加算後のアップリンク信号を第２レイヤ３４へ送信する。信号処理部３６は、第２レイヤ３４からのダウンリンク信号に対しては何の処理も施さない。信号処理部３６は、第２レイヤ３４からのダウンリンク信号をそのまま第１レイヤ３２へ送信する。

【0026】

図２は、信号処理部３６を複数の機能を夫々実現する複数の処理部（割り当て情報管理部４２、制御信号生成部４４、合成部４６）による構成する例を示した。しかし、信号処理部３６を複数の機能を実現する１つの処理部により構成してもよい。１つの処理部又は複数の処理部の夫々をＦＰＧＡ等のハードウェアから構成してもよい。１つの処理部又は複数の処理部の夫々をＣＰＵから構成してもよい。ＣＰＵは、プログラムを実行することにより、信号処理部３６の機能を実現することができる。ＣＰＵが実行するプログラムは不揮発性のメモリに記憶されている。

【0027】

基地局２０内の信号処理部３６の接続箇所、すなわち第１レイヤ３２と第２レイヤ３４との間のインターフェースの例を説明する。

【0028】

図３は、第１実施形態に係る基地局２０のプロトコルスタックの一例を説明するための図である。３ＧＰＰの定義では、基地局はＲＲＣ（Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）レイヤ、ＰＤＣＰ（Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）レイヤ、ＲＬＣ（Ｒａｄｉｏ Ｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ）レイヤ、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）レイヤ、ＰＨＹ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ）レイヤ、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）レイヤを含む。ＲＦレイヤは、アンテナに接続される。ＰＨＹレイヤは物理レイヤとも称される。ＲＲＣレイヤは、コアネットワーク１２に接続される。ＲＬＣレイヤ、ＭＡＣレイヤ、ＰＨＹレイヤの夫々は、上位（Ｈｉｇｈ）レイヤ、下位（Ｌｏｗ）レイヤにさらに分割される場合もある。各レイヤは、少なくとも１つの処理部を備える。

【0029】

図４は、第１実施形態に係る基地局のプロトコルスタックとインターフェースの一例を説明するための図である。ＲＬＣレイヤは、Ｈｉｇｈ ＲＬＣレイヤとＬｏｗ ＲＬＣレイヤに分割される。ＭＡＣレイヤは、Ｈｉｇｈ ＭＡＣレイヤとＬｏｗ ＭＡＣレイヤに分割される。ＰＨＹレイヤは、Ｈｉｇｈ ＰＨＹレイヤとＬｏｗ ＰＨＹレイヤに分割される。Ｌｏｗ ＰＨＹレイヤは、ＲＦレイヤに接続される。

【0030】

各レイヤ間は標準インターフェースで構築することが可能である。３ＧＰＰでは、各レイヤ間のインターフェースはＯｐｔｉｏｎ１－Ｏｐｔｉｏｎ８まで規定されている。ＲＲＣレイヤとＰＤＣＰレイヤの間のインターフェースはＯｐｔｉｏｎ１である。以下、同様に、Ｈｉｇｈ ＰＨＹレイヤとＬｏｗ ＰＨＹレイヤの間のインターフェースはＯｐｔｉｏｎ７である。Ｌｏｗ ＰＨＹレイヤとＲＦレイヤの間のインターフェースはＯｐｔｉｏｎ８である。

【0031】

ＲＡＮの仕様を策定する業界団体であるＯｐｅｎ ＲＡＮ Ａｌｌｉａｎｃｅ（Ｏ－ＲＡＮ）は、３ＧＰＰが規定するＯｐｔｉｏｎ７を、Ｏｐｔｉｏｎ７－１とＯｐｔｉｏｎ７－２に細分したＯ－ＲＡＮ ｓｐｉｌｉｔ ｏｐｔｉｏｎ ７－２ｘという構成を提案している。

【0032】

図５は、Ｏ－ＲＡＮによって提案されているＯ－ＲＡＮ ｓｐｉｌｉｔ ｏｐｔｉｏｎ ７－２ｘを採用した場合の第１実施形態に係るＲＦレイヤ、Ｌｏｗ ＰＨＹレイヤ、及びＨｉｇｈ ＰＨＹレイヤのアップリンクに関する処理部の一例を説明するための図である。

【0033】

ＲＦレイヤは、アナログビームフォーミング（アナログＢＦ）部と、Ａ／Ｄ変換部を備える。アナログＢＦ部は、アンテナ（アレーアンテナ）で受信したＲＦ信号（高周波信号）の指向性を制御する。Ａ／Ｄ変換部はＲＦ信号をデジタル信号に変換して、デジタル信号をＬｏｗ ＰＨＹレイヤへ送信する。Ｌｏｗ ＰＨＹレイヤが受信するデジタル信号は物理レイヤ信号と称される。

【0034】

Ｌｏｗ ＰＨＹレイヤは、フーリエ変換（ＦＦＴ）／コンティニュアスパイロット（ＣＰ）除去部と、リソースエレメントデマッピング（ＲＥデマッピング）部を備える。Ｌｏｗ ＰＨＹレイヤは、ＲＦレイヤから出力されたデジタル信号（時間領域のＯＦＤＭ信号）に対してＦＦＴ処理を施し、ＯＦＤＭ信号からパイロット信号（コンティニュアスパイロット信号）を除去し、さらに、ＲＥデマッピングを行い、周波数領域のＯＦＤＭ信号のＩ・Ｑサンプル列を生成する。

【0035】

ＯＦＤＭは、デジタル変調方式の１つであり、伝送信号を直交サブキャリアで変調し、複数の搬送波で情報ビットを並列伝送するマルチキャリア変調方式を指す。

【0036】

Ｈｉｇｈ ＰＨＹレイヤは、チャネル推定／等化部、逆離散フーリエ変換（ＩＤＦＴ）部、復調部、デスクランブリング部、レートデマッチング部、及び復号部を備える。Ｈｉｇｈ ＰＨＹレイヤは、周波数領域のＯＦＤＭ信号のＩ・Ｑサンプル列に対して、チャネル推定／等化処理、ＩＤＦＴ処理、復調処理、デスクランブリング処理、復号処理を行い、ビット列をＭＡＣレイヤへ送信する。このビット列はＭＡＣレイヤ信号と称される。すなわち、Ｌｏｗ ＰＨＹレイヤとＨｉｇｈ ＰＨＹレイヤは、物理レイヤ信号に種々の処理を行い、物理レイヤ信号をＭＡＣレイヤ信号に変換する。

【0037】

ＢＦ処理はアナログ信号に関して行われたが、デジタル信号に関して行われてもよい。その場合、ＦＦＴ／ＣＰ除去部とＲＥデマッピング部の間にデジタルＢＦ部が設けられる。

【0038】

信号処理部３６は、ＰＨＹレイヤ（Ｌｏｗ ＰＨＹレイヤとＨｉｇｈ ＰＨＹレイヤ）の内部に配置される。信号処理部３６は、Ｏｐｔｉｏｎ７－１のインターフェースに配置されてもよい。３ＧＰＰでＬｏｗ ＰＨＹレイヤとＨｉｇｈ ＰＨＹレイヤの間のインターフェースとして定義されたＯｐｔｉｏｎ７は、Ｏ－ＲＡＮではＯｐｔｉｏｎ７－１である。この場合、第１レイヤ３２は、Ｌｏｗ ＰＨＹレイヤのＦＦＴ／ＣＰ除去部である。第２レイヤ３４は、Ｌｏｗ ＰＨＹレイヤのＲＥデマッピング部である。デジタル処理の場合、第１レイヤ３２は、Ｌｏｗ ＰＨＹレイヤのデジタルＢＦ部である。第２レイヤ３４は、Ｌｏｗ ＰＨＹレイヤのＲＥデマッピング部である。

【0039】

信号処理部３６は、Ｏｐｔｉｏｎ７－２のインターフェースに配置されてもよい。この場合、第１レイヤ３２は、Ｌｏｗ ＰＨＹレイヤである。第２レイヤ３４は、Ｈｉｇｈ ＰＨＹレイヤである。

【0040】

さらに、現在は標準化されていないＨｉｇｈ ＰＨＹレイヤ内の隣接する処理部の間のインターフェースに配置されてもよい。信号処理部３６は、チャネル推定／等化部とＩＤＦＴ部の間のインターフェース、ＩＤＦＴ部と復調部の間のインターフェース、復調部とデスクランブリング部の間のインターフェース、デスクランブリング部とレートデマッチング部の間のインターフェース、レートデマッチング部と復号部の間のインターフェースに配置されてもよい。

【0041】

信号処理部３６は、ＰＨＹレイヤの内部に配置されるので、第１レイヤ３２から信号処理部３６に送信されるアップリンク信号は物理レイヤ信号である。信号処理部３６から第２レイヤ３４に送信されるアップリンク信号も物理レイヤ信号である。基地局２０は通信リソースを端末２４に割り当てるスケジューラを備える。ＭＡＣレイヤは、スケジューラを含む。基地局２０は、スケジューラが第２レイヤ３４に含まれるように、２つの機能部に分割される。

【0042】

図６は、第１実施形態に係るアップリンクのフレーム構成の一例を説明するための図である。このフレーム構成は、５Ｇ方式のフレーム構成に準拠する。５Ｇ方式では、予め定められた時間長のフレームが定義される。フレームの時間長は、１０ｍ秒である。１つのフレームは、それぞれが予め定められた時間長の１０個のサブフレームを含む。サブフレームの時間長は、１ｍ秒である。

【0043】

５Ｇ方式は、サブキャリア間隔として、１５ｋＨｚ（μ＝０）、３０ｋＨｚ（μ＝１）、６０ｋＨｚ（μ＝２）、１２０ｋＨｚ（μ＝３）、及び２４０ｋＨｚ（μ＝５）の５種類を定める。μは、サブキャリア間隔を識別する値である。

【0044】

５Ｇ方式は、スロットと呼ばれる単位を定める。スロットは、１４個のＯＦＤＭシンボルから構成される。ＯＦＤＭシンボルは、サブキャリア間隔によって時間長が異なる。従って、スロットの時間長は、サブキャリア間隔によって異なる。

【0045】

１つのサブフレームは、少なくとも１つのスロットを含む。サブキャリア間隔が１５ｋＨｚに設定されている場合、１つのサブフレームは、１つのスロットを含む。サブキャリア間隔が３０ｋＨｚに設定されている場合、１つのサブフレームは、２個のスロットを含む。サブキャリア間隔が６０ｋＨｚに設定されている場合、１つのサブフレームは、４個のスロットを含む。サブキャリア間隔が１２０ｋＨｚに設定されている場合、１つのサブフレームは、８個のスロットを含む。サブキャリア間隔が２４０ｋＨｚに設定されている場合、１つのサブフレームは、１６個のスロットを含む。

【0046】

図７は、第１実施形態に係るアップリンクの１フレームの構成の一例を説明するための図である。図７で、横軸は時間、縦軸は周波数を示す。１フレームは制御チャネルＰＵＣＣＨとデータ通信チャネルＰＵＳＣＨの２種類の物理チャネルを含む。制御チャネルＰＵＣＣＨは、スケジューリングリクエストを送信するために使用されるチャネルである。データ通信チャネルＰＵＳＣＨは、アップリンク通信するユーザデータのための共有データチャネルである。全てのユーザのデータが集約されてデータ通信チャネルＰＵＳＣＨで送信される。

【0047】

制御チャネルＰＵＣＣＨとデータ通信チャネルＰＵＳＣＨは、複数のユーザで共有される。

【0048】

制御チャネルＰＵＣＣＨは、アップリンク（ＵＬ）周波数帯域の最も高い周波数を含む帯域と、最も低い周波数を含む帯域を使う。データ通信チャネルＰＵＳＣＨは、制御チャネルＰＵＣＣＨの帯域以外である中央部の帯域を使う。

【0049】

図８は、第１実施形態に係るアップリンクの１サブフレームの構成の一例を説明するための図である。１ミリ秒のサブフレーム期間は、２つのスロット（スロット０とスロット１）に分割される。端末２４は複数の端末グループＧｒのいずれかに分類されている。複数の端末２４が１つの端末グループＧｒに属する。制御チャネルＰＵＣＣＨは、アップリンク周波数帯域の対向する端部のリソースブロック（ＲＢ）対毎に端末グループに割り当てられている。このため、複数の端末２４からのスケジューリングリクエスト（ＰＵＣＣＨ）を１つのサブフレームで送信することができる。リソースブロックは通信リソースの最小割当て単位である。１リソースブロックは、周波数方向に１２本のサブキャリア、時間方向に７シンボルで構成される。スケジューリングの最小時間単位（ＴＴＩ：Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｔｉｍｅ Ｉｎｔｅｒｖａｌ）は１サブフレームである。

【0050】

スロット０のＲＢ ０とスロット１のＲＢ Ｎが端末グループＧｒ１の制御チャネルＰＵＣＣＨに割り当てられる。スロット１のＲＢ ０とスロット０のＲＢ Ｎが端末グループＧｒ２の制御チャネルＰＵＣＣＨに割り当てられる。以下、同様に、スロット１のＲＢ ２とスロット０のＲＢ Ｎ－２が端末グループＧｒ６の制御チャネルＰＵＣＣＨに割り当てられる。

【0051】

図９は、第１実施形態に係るリソースブロックの一例を説明するための図である。１サブフレームは２つのリソースブロックを含む。

【0052】

図１０は、第１実施形態に係る基地局２０と端末２４との間の通信手順の一例を参考例と比較して説明するための図である。図１０（ａ）は、参考例の通信手順を示す。参考例は、信号処理部３６を含まない基地局である。図１０（ｂ）は、第１実施形態の通信手順を示す。図１０は、通信リソースとして時間を割り当てる場合の通信手順を示す。

【0053】

実施形態でも参考例でも、基地局２０に複数の端末２４が接続される。通信リソースとして時間を用いる場合、通信リソースの選択肢としてタイミング１～タイミング１９が定義される。タイミング１～タイミング１９は繰り返し定義される。図１０の数字１～１９はタイミングのインデックスである。図１０の文字Ｕはアップリンク通信を表す。図１０の文字Ｄはダウンリンク通信を表す。或る端末２４において、タイミング１５でアップリンク（ＵＬ）データが発生する。端末２４が第１スケジューリングリクエストを送信できるタイミングは予め決められている。予め決められているタイミングは、例えばタイミング９とタイミング１９である。基地局２０は、図１０の動作の前に、これらのタイミングを示す第１割り当て情報を端末２４へ送信している。

【0054】

参考例では、或る端末２４は、タイミング１５でのアップリンクデータの発生後、第１割り当て情報により示されるタイミング１９で第１スケジューリングリクエスト（ＳＲ）を基地局２０へ送信する。

【0055】

基地局２０は、第１スケジューリングリクエストに応答して、或る端末２４に対してアップリンクデータを送信できる通信リソースとして或るタイミング、例えばタイミング１０を割り当て、タイミング１０を示す第２割り当て情報を或る端末２４へ送信する。第２割り当て情報をダウンリンク通信するタイミングも予め決められている。予め決められているタイミングは、例えばタイミング７とタイミング１７である。基地局２０は、タイミング７で第２割り当て情報を或る端末２４へ送信する。

【0056】

或る端末２４は、第２割り当て情報に基づいて、タイミング１０でアップリンクデータを基地局２０へ送信する。

【0057】

参考例では、通信遅延時間は、アップリンクデータの発生タイミング１５から第１スケジューリングリクエストの送信タイミング１９までの遅延時間と、第１スケジューリングリクエストの送信タイミング１９から第２割り当て情報の受信タイミング７までの遅延時間と、第２割り当て情報の受信タイミング７からアップリンクデータの送信タイミング１０までの遅延時間の和である。

【0058】

第１実施形態では、或る端末２４が第１スケジューリングリクエストを送信できるタイミング９とタイミング１９を示す第１割り当て情報がメモリ４８に記憶されている。

【0059】

図１０（ｂ）に示すように、制御信号生成部４４は、アップリンクデータの発生の有無に関わらず、第１割り当て情報で示されるタイミング９で第２スケジューリングリクエストを生成する。合成部４６は、タイミング９で第２スケジューリングリクエストを物理レイヤ信号に加算して、合成信号を第２レイヤ３４に送信する。

【0060】

第２レイヤ３４内のスケジューラは、第２スケジューリングリクエストを含む合成信号に応答して、或る端末２４に対してアップリンクデータを送信できる通信リソースとして、或るタイミング、例えばタイミング２０を割り当てる。基地局２０は、タイミング２０を示す第２割り当て情報を或る端末２４へ送信する。第２割り当て情報を送信するタイミングは、タイミング７とタイミング１７であるので、基地局２０は、タイミング７で第２割り当て情報を或る端末２４へ送信する。

【0061】

或る端末２４は、第２割り当て情報に基づいて、タイミング２０でアップリンクデータを基地局２０へ送信する。

【0062】

第１実施形態では、アップリンクデータの発生前に第２スケジューリングリクエストが生成されるので、基地局２０から第２情報割り当て情報が端末２４に送信するタイミングが参考例に比べて早まる。通信遅延時間は、アップリンクデータの発生タイミング１５から第２割り当て情報の受信タイミング１７までの遅延時間と、第２割り当て情報の受信タイミング１７からアップリンクデータの送信タイミング２０までの遅延時間の和である。

【0063】

第１実施形態に係る信号処理部３６は以下の効果を奏する。通常、複数のユーザ（端末２４）から送信された信号は空間を伝搬し、基地局２０のアンテナで合成されて受信される。この合成は、演算処理で言えば単純な加算処理であるため、基地局２０の第１レイヤ３２が受信信号をベースバンド信号に変換した後や、それをデジタル化した後や、ビームフォーミング処理をした後や、ＦＦＴ処理をした後などにおいても、同様の処理を施した信号を加算すると、アンテナで合成された信号と同等の合成信号を生成することが可能である。信号処理部３６は、これを利用する。

【0064】

制御信号生成部４４が第２スケジューリングリクエストを生成し、合成部４６が物理レイヤ信号と第２スケジューリングリクエストを合成する。これにより、端末２４が第１スケジューリングリクエストを送信していない場合であっても、信号処理部３６において第２スケジューリングリクエストと物理レイヤ信号を合成して、第２レイヤ３４へ送信することができる。このため、端末２４が第１スケジューリングリクエストを生成していない場合であっても、信号処理部３６は、第２スケジューリングリクエストを物理レイヤ信号に加算することより、端末が送信したスケジューリングリクエストと同等のスケジューリングリクエストを生成することが可能となる。しかも、信号処理部３６は、アップリンクデータの発生タイミングより前に第２スケジューリングリクエストを含む合成信号をスケジューラに送信しているので、第２割り当て情報の受信タイミング（タイミング１７）が参考例の受信タイミング（次の周期のタイミング７）より早められる。第１割り当て情報に基づき、送信できる全ての無線リソースを使って第２スケジューリングリクエストを生成し、物理レイヤ信号と合成すれば、最大限の低遅延化効果が得られる。

【0065】

これにより、端末２４側を変更することなく低遅延化を実現可能である。第１実施形態では、物理レイヤ信号にスケジューリングリクエストが加算されているだけである。そのため、基地局２０側で通常行われている一連の処理についても何ら変更が加えられていないので、基地局２０において一連の処理が動作不良となるリスクを低減することも可能である。

【0066】

以下、他の実施形態を説明する。他の実施形態において、第１実施形態と同じ要素は同じ参照数字を付して、詳細な説明は省略する。他の実施形態に係る無線通信システムのブロック図は、図１に示した第１実施形態のブロック図と同じである。第１実施形態に関する図３乃至図９の説明は、他の実施形態にも適用される。

【0067】

（第２実施形態）
図１１は、第２実施形態に係る基地局２０の一例を説明するためのブロック図である。第２実施形態に係る基地局２０は、第１実施形態に係る基地局（図２）２０において、入力部４０が削除され、その代わりに割り当て情報取得部５２が追加される。第１レイヤ３２から合成部４６へ送信される第１物理レイヤ信号、及び第２レイヤ３４から第１レイヤ３２へ送信される第２物理レイヤ信号の中の少なくとも一方が割り当て情報取得部５２へも送信される。

【0068】

割り当て情報取得部５２は、第１レイヤ３２から送信される第１物理レイヤ信号と、第２レイヤ３４から送信される第２物理レイヤ信号の中の第１割り当て情報（ＳｃｈｅｄｕｌｉｎｇＲｅｑｕｓｔ＿ｃｏｎｇｉｇ）を一定期間観測すると、第１割り当て情報のタイミングを検出することができる。これにより、割り当て情報取得部５２は、第１割り当て情報を取得することができる。

【0069】

第２実施形態によれば、第１実施形態における基地局２０のオペレータによる第１割り当て情報の入力を省略することができる。図１０の説明も第２実施形態に適用される。

【0070】

（第３実施形態）
図１２は、第３実施形態に係る基地局２０の一例を説明するためのブロック図である。第３実施形態に係る基地局２０は、第２実施形態に係る基地局２０と同じ要素から構成される。第３実施形態の割り当て情報取得部５２は、第２実施例とは異なる方法で、第１割り当て情報を取得する。第２実施形態では、第１レイヤ３２と第２レイヤ３４の間で送受信される物理レイヤ信号を一定期間観測することにより第１割り当て情報を取得した。第２レイヤ３４内のＲＲＣは、予め決められている通信リソースを示す第１割り当て情報（ＳｃｈｅｄｕｌｉｎｇＲｅｑｕｓｔ＿ｃｏｎｇｉｇ）を端末へ送信するとともに、割り当て情報取得部５２へ送信する。

【0071】

第３実施形態によっても、割り当て情報取得部５２は、第２レイヤ３４から送信される第１割り当て情報を短時間に取得することができる。第３実施形態によっても、第１実施形態における基地局２０のオペレータによる第１割り当て情報の入力を省略することができる。

【0072】

第２実施形態と第３実施形態を組み合わせてもよい。すなわち、第１レイヤ３２から合成部４６へ送信される第１物理レイヤ信号、及び第２レイヤ３４から第１レイヤ３２へ送信される第２物理レイヤ信号の中の少なくとも一方が割り当て情報取得部５２へも送信されるとともに、第２レイヤ３４内のＲＲＣからの第１割り当て情報が割り当て情報取得部５２へ送信されてもよい。これにより、割り当て情報取得部５２が第１割り当て情報を正しく取得する可能性が高くなる。

【0073】

第１実施形態乃至第３実施形態において、制御信号生成部４４が第１割り当て情報に示される全てのタイミングで第２スケジューリングリクエストを送信すると、アップリンクデータが発生していないのに第２スケジューリングリクエストを含む合成信号が第２レイヤ３４に送信され、第２スケジューリングリクエストに応答してアップリンクデータの送信タイミングが割り当てられてしまう。これにより、無線リソース（アップリングデータを送信できるタイミング）を他の端末に割り当てることができなくなる可能性がある。これを解決し無線リソースの有効利用を図ることができる第４実施形態乃至第７実施形態態を説明する。

【0074】

（第４実施形態）
図１３は、第４実施形態に係る基地局２０の一例を説明するためのブロック図である。第３実施形態に係る基地局２０は、第１実施形態に係る基地局（図２）２０において、タイミング制御部５６が追加されたものである。

【0075】

割り当て情報管理部４２は、第１割り当て情報を制御信号生成部４４とタイミング制御部５６へ送信する。タイミング制御部５６は、第１割り当て情報により示される第２スケジューリングリクエストの複数の割り当てタイミングの中の一部のタイミングを選択する。一部のタイミングは、少なくとも１つのタイミングである。タイミング制御部５６は、選択した一部のタイミングを示す情報を合成部４６へ送信する。

【0076】

制御信号生成部４４は、第２スケジューリングリクエストを生成し、第２スケジューリングリクエストを合成部４６へ送信する。合成部４６は、タイミング制御部５６から送信されたタイミングで第２スケジューリングリクエストを物理レイヤ信号に加算して物理レイヤ信号を生成する。

【0077】

タイミング制御部５６は、第１割り当て情報により示される複数のタイミングの中からアップリンク通信に要求される低遅延化の程度に応じた数のタイミングを選択する。タイミング制御部５６は、何らかの方法により、要求される低遅延化の程度を取得する。取得方法は、サーバ１６からの信号の受信や、基地局２０のオペレータによる設定・入力であってもよい。

【0078】

アップリンク通信の低遅延化が必要な場合、タイミング制御部５６は、多数のタイミングを選択する。制御信号生成部４４は、選択された多数のタイミングで、多数の第２スケジューリングリクエストを生成する。これにより、合成部４６は、多数のタイミングで、多数の第２スケジューリングリクエストを物理レイヤ信号に加算する。これにより、多数の第２スケジューリングリクエストが第２レイヤ３４へ送信され、多くの通信リソース（アップリンクデータの送信タイミング）割り当てられ、低遅延化が実現される。

【0079】

反対に、アップリンク通信の低遅延化がそれ程必要ではない場合、タイミング制御部５６は、少数のタイミングを選択し、選択したタイミングで、少数の第２スケジューリングリクエストを生成する。これにより、合成部４６は、少数のタイミングで、少数の第２スケジューリングリクエストを物理レイヤ信号に加算する。これにより、少数の第２スケジューリングリクエストが第２レイヤ３４へ送信され、少数の通信リソース（アップリンクデータの送信タイミング）割り当てられ、低遅延化よりも、通信の公平性が達成される。

【0080】

第４実施形態によれば、通信に対する要求に応じて第２スケジューリングリクエストを生成するので、アップリンクデータが無いにも関わらず無線リソースを無駄に割り当てるという事態を防ぐことができ、無線リソースをより効率的に利用することが可能となる。

【0081】

（第５実施形態）
図１４は、第５実施形態に係る基地局２０の一例を説明するためのブロック図である。第５実施形態に係る基地局２０は、第４実施形態に係る基地局２０と同じ要素から構成される。第５実施形態のタイミング制御部５６は、選択するタイミングの個数を制御するのではなく、選択するタイミング自体を制御する。タイミング制御部５６は、サーバ１６に接続される。

【0082】

サーバ１６は、アップリンク通信の頻度、アップリンク通信のタイミング、アップリンク通信の通信量、アップリンク通信に要求される低遅延化の程度といったアップリンク通信に対する種々の要求を示す情報からアップリンクデータが発生するタイミングを決定する。サーバ１６は、アップリンクデータが発生するイミングを示す情報をタイミング制御部５６へ送信する。タイミング制御部５６は、サーバ１６からの情報に応じてアップリンクデータが発生するタイミングを検出し、第１割り当て情報により示される複数のタイミングの中から検出したタイミングを抽出する。タイミング制御部５６は、抽出したタイミングを示す情報を制御信号生成部４４と合成部４６へ送信する。

【0083】

制御信号生成部４４は、タイミング制御部５６から送信された情報により示されるタイミングで、第２スケジューリングリクエストを生成し、第２スケジューリングリクエストを合成部４６へ送信する。合成部４６は、タイミング制御部５６から送信された情報により示されるタイミングで、第２スケジューリングリクエストを物理レイヤ信号に加算する。

【0084】

サーバ１６がダウンリンク通信で端末２４の温度を問い合わせ、端末２４がアップリンク通信で温度をサーバ１６へ返信するアプリケーションでは、ダウンリンク通信から一定時間後にアップリンクデータが発生する。サーバ１６は、ダウンリンク通信から一定時間後をアップリンクデータの発生タイミングとして、アップリンクデータの発生タイミングを示す情報をタイミング制御部５６に送信する。これにより、制御信号生成部４４は、アップリンクデータの発生タイミングの少し前に第２スケジューリングリクエストを生成し、第２スケジューリングリクエストを合成部４６へ送信する。合成部４６は、アップリンクデータの発生タイミングの少し前に、第２スケジューリングリクエストを物理レイヤ信号に加算する。

【0085】

第５実施形態によっても、アップリンクデータが無いにも関わらず無線リソースを無駄に割り当てるという事態を防ぐことができ、無線リソースをより効率的に利用することが可能となる。

【0086】

（第６実施形態）
図１５は、第６実施形態に係る基地局２０の一例を説明するためのブロック図である。第６実施形態に係る基地局２０は、第５実施形態に係る基地局２０に対して、タイミング情報推定部６２が追加されたものである。タイミング情報推定部６２の配置位置は、種々の位置から選ぶことができるが、第６実施形態では、タイミング情報推定部６２は信号処理部３６の内部に配置される。

【0087】

第５実施形態は、サーバ１６からコアネットワーク１２および基地局２０を介して送信するためのデータが発生したタイミングを元にアップリンクデータの発生タイミングを決定するが、第６実施形態は、第１レイヤ３２と第２レイヤ３４との間で送受信される物理レイヤ信号からアップリンクデータの発生タイミングを推定する。合成部４６から第２レイヤ３４へ送信される合成信号、及び第２レイヤ３４から第１レイヤ３２へ送信される第２物理レイヤ信号の中の少なくとも一方がタイミング情報推定部６２へも送信される。

【0088】

タイミング情報推定部６２は、第１レイヤ３２と第２レイヤ３４との間で送受信される物理レイヤ信号を観測することにより、アップリンクデータが発生するタイミングを推定する。タイミング情報推定部６２は、推定したタイミングを示す情報をタイミング制御部５６へ送信する。

【0089】

タイミング制御部５６は、タイミング情報推定部６２からの情報に応じてアップリンクデータが発生する推定タイミングを検出し、第１割り当て情報により示される複数のタイミングの中から検出したタイミングを抽出する。以降の処理は、第５実施形態と同じである。

【0090】

第６実施形態によっても、通信に対する要求に応じて第２スケジューリングリクエストを生成するので、アップリンクデータが無いにも関わらず無線リソースを無駄に割り当てるという事態を防ぐことができ、無線リソースをより効率的に利用することが可能となる。さらに、第６実施形態によれば、サーバ１６からアップリンクデータの送信タイミングを示す信号を基地局２０に送信する必要が無いので、サーバ１６との接続を必要とせず、基地局２０単体でアップリンクデータの発生タイミングを求めることができる。

【0091】

タイミング情報推定部６２の配置箇所の変更に係る第６実施形態の変形例を説明する。

【0092】

図１６は、第６実施形態の第１変形例に係る基地局２０の一例を説明するための図である。タイミング情報推定部６２は、基地局２０の内部であるが、信号処理部３６の外部に配置される。合成部４６から第２レイヤ３４へ送信される合成信号、及び第２レイヤ３４から第１レイヤ３２へ送信される第２物理レイヤ信号の中の少なくとも一方がタイミング情報推定部６２へも送信される点は第６実施形態と同じである。そのため、第１変形例は第６実施形態と同じ作用効果を奏する。

【0093】

図１７は、第６実施形態の第２変形例に係る基地局２０の一例を説明するための図である。タイミング情報推定部６２は、基地局２０の外部に配置される。タイミング情報推定部６２は、基地局２０とは独立した装置である。基地局２０の第１レイヤ３２と第２レイヤ３４との間で送受信される物理レイヤ信号は、タイミング情報推定部６２へ送信されない。代わりに、基地局２０からコアネットワーク１２へ送信される信号、及びコアネットワーク１２から基地局２０へ送信される信号の中の少なくとも一方がタイミング情報推定部６２へも送信される。タイミング情報推定部６２は、これらの信号からもアップリンクデータの送信タイミングを推定することができる。そのため、第２変形例も第６実施形態と同じ作用効果を奏する。

【0094】

図１８は、第６実施形態の第３変形例に係る基地局２０の一例を説明するための図である。タイミング情報推定部６２は、サーバ１６の内部に配置される。サーバ１６は、アップリンク通信の頻度、アップリンク通信のタイミング、アップリンク通信の通信量、アップリンク通信に要求される低遅延化の程度といったアップリンク通信に対する種々の要求を示す情報からアップリンクデータが発生するタイミングを推定する。第３変形例も第６実施形態と同じ作用効果を奏する。

【0095】

（第７実施形態）
図１９は、第７実施形態に係る基地局２０の一例を説明するためのブロック図である。第７実施形態に係る基地局２０の信号処理部３６は、第２実施形態と第３実施形態に係る割り当て情報取得部５２と、第４実施形態と第５実施形態に係るタイミング制御部５６、及び第６実施形態に係るタイミング情報推定部６２を備える。

【0096】

メモリ４８と割り当て情報取得部５２が割り当て情報管理部４２に接続される。入力部４０が割り当て情報管理部４２に接続されてもよい。第１レイヤ３２から合成部４６へ送信される第１物理レイヤ信号、及び第２レイヤ３４から第１レイヤ３２へ送信される第２物理レイヤ信号の中の少なくとも一方が割り当て情報取得部５２へも送信される。図１２に示すように、第２レイヤ３４からの第１割り当て情報が情報取得部５２へ送信されてもよい。

【0097】

割り当て情報管理部４２は、第１割り当て情報をタイミング制御部５６へ送信する。タイミング制御部５６は、タイミング情報推定部６２からの信号に基づいて一部のタイミングを選択する。タイミング制御部５６は、選択した一部のタイミングを示す情報を制御信号生成部４４と合成部４６へ送信する。

【0098】

合成部４６から第２レイヤ３４へ送信される合成信号、及び第２レイヤ３４から第１レイヤ３２へ送信される第２物理レイヤ信号の中の少なくとも一方がタイミング情報推定部６２へも送信される。図１４に示すように、サーバ１６は、アップリンクデータが発生するイミングを示す情報をタイミング制御部５６へ送信してもよい。

【0099】

第６実施形態の変形例のように、タイミング情報推定部６２は、基地局２０の内部であるが、信号処理部３６の外部に配置してもよいし、基地局２０とは独立した装置として基地局２０の外部に配置してもよいし、サーバ１６の内部に配置してもよい。

【0100】

第７実施形態によれば、上述した全ての実施形態の作用効果を奏する。

【0101】

（第８実施形態）
図２０は、第８実施形態に係る基地局２０の一例を説明するためのブロック図である。図２０は、Ｏ－ＲＡＮによって提案されているＯ－ＲＡＮ ｓｐｉｌｉｔ ｏｐｔｉｏｎ ７－２ｘを採用した場合の一例を示す。基地局２０は、ＲＡＮ１０を構成し、端末２４とコアネットワーク（ＣＮ）１２とを接続する。ＲＡＮ１０は、無線周波数（ＲＦ）信号を処理する部分と、無線周波数以外の信号を処理する部分を含む。無線周波数信号を処理する部分はＲＵ（Ｒａｄｉｏ Ｕｎｉｔ）と称される。ＲＵは、ＲＦレイヤとＬｏｗ ＰＨＹレイヤの処理を実行する。無線周波数以外の信号を処理する部分は、ＤＵ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｕｎｉｔ）とＣＵ（Ｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄ Ｕｎｉｔ）を含む。ＲＵとＤＵの間のインターフェースは、Ｏｐｔｉｏｎ７－２である。ＤＵは第２レイヤ３４を含む。ＤＵは、Ｈｉｇｈ ＰＨＹレイヤ、Ｌｏｗ ＭＡＣレイヤ、Ｈｉｇｈ ＭＡＣレイヤ、Ｌｏｗ ＲＬＣレイヤ、及びＨｉｇｈ ＲＬＣレイヤの処理を実行する。ＲＵは第１レイヤ３２を含む。ＣＵはＰＤＣＰレイヤとＲＲＣレイヤの処理を実行する。

【0102】

基地局２０は、親局２０－１と子局２０－３、２０－４に分類される。親局２０－１はコアネットワーク１２に信号線（バックフォール）を介して接続される。親局２０－１は、ＣＵ８２とＤＵ８４を含む。ＣＵ８２は、パケットデータコンバージェンスプロトコル、無線リソース制御、及びサービスデータアダプテーションプロトコル等を実行する。ＤＵ８４は、変復調処理、符号化／復号処理、スクランブリング処理等を実行する。

【0103】

子局２０－３、２０－４は、フロントホールと称されるネットワークを介して親局２０－１に接続される。子局２０－３、２０－４は、親局２０－１を介してコアネットワーク１２に接続される。フロントホールは光ファイバによるネットワークでもよい。子局２０－３、２０－４の夫々は、ＲＵ８６とアンテナ８８を備える。アンテナ８８は、アレイ状に配列される多数のアンテナからなるＭａｓｓｉｖｅ ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉ Ｏｕｔｐｕｔ）アンテナである。ＲＵ８６は、ＡＤ／ＤＡ変換、ｉＦＦＴ、アナログ（またはデジタル）ビームフォーミング等を実行する。

【0104】

このように親局２０－１と子局２０－３、２０－４に分割されている基地局における信号処理部３６の配置例を説明する。

【0105】

図２１は、信号処理部３６の配置の第１例を説明するためのブロック図である。信号処理部３６は、ＤＵ８４（親局２０－１）の内部に配置される。ＤＵ８４は、第２レイヤ３４と信号処理部３６を含む。ＲＵ８６は、第１レイヤ３２を含む。

【0106】

図２２は、信号処理部３６の配置の第２例を説明するためのブロック図である。信号処理部３６は、ＲＵ８６（子局２０－３、２０－４）の内部に配置される。ＲＵ８６は、第１レイヤ３２と信号処理部３６を含む。ＤＵ８４は第２レイヤ３４を含む。

【0107】

第２例又は第３例の配置によれば、装置数を増やすことなく、信号処理部３６を実装し、低遅延化を実現することができる。装置数が増えないことは、装置の取り扱いを容易にする。

【0108】

図２３は、信号処理部３６の配置の第３例を説明するためのブロック図である。信号処理部３６は、ＤＵ８４（親局２０－１）の外部、かつＲＵ８６（子局２０－３、２０－４）の外部に配置される。ＤＵ８４は第２レイヤ３４を含む。ＲＵ８６は第１レイヤ３２を含む。

【0109】

第３例の配置によれば、ＤＵ８４とＲＵ８６のいずれも変更することなく、信号処理部３６を実装することができ、簡易に低遅延化を実現できる。

【0110】

実施形態によれば、下記の処理装置、基地局、通信システム、方法及びプログラムが実現される。

【0111】

（１） 基地局に含まれる第１レイヤと第２レイヤとの間のインターフェースに配置される処理装置であって、
処理部と、
端末が第１制御信号を送信できる通信リソースを表す割り当て情報を記憶するメモリと、を具備し、
前記第１レイヤは物理レイヤ信号を前記第２レイヤへ送信し、
前記処理部は、
前記割り当て情報に基づいて第２制御信号を生成し、
前記割り当て情報に基づいて前記第２制御信号を前記第１レイヤから送信された物理レイヤ信号に加算することにより合成信号を生成し、
前記合成信号を前記第２レイヤへ送信する、処理装置。

【0112】

（２） 前記第１制御信号は、前記端末が前記基地局に対して前記通信リソースの割り当てを要求するスケジューリングリクエストを含み、
前記第２制御信号は、前記スケジューリングリクエストを含む、（１）に記載の処理装置。

【0113】

（３） 前記基地局は、前記端末から送信される信号を受信し、受信信号を復調する物理レイヤを含み、
前記物理レイヤは、前記第１レイヤと前記第２レイヤを含み、
前記第２レイヤは、前記合成信号をＭＡＣレイヤ信号に変換する、（１）又は（２）に記載の処理装置。

【0114】

（４） 前記割り当て情報を入力する入力部をさらに具備する、（１）乃至（３）のいずれかに記載の処理装置。

【0115】

（５） 前記処理部は、前記割り当て情報を取得し、前記割り当て情報を前記メモリに書き込む、（１）乃至（３）のいずれかに記載の処理装置。

【0116】

（６） 前記処理部は、前記物理レイヤ信号及び前記第２レイヤから前記第１レイヤへ送信される第２物理レイヤ信号の少なくとも一方から前記割り当て情報を取得する、（５）に記載の処理装置。

【0117】

（７） 前記処理部は、前記第２レイヤから前記割り当て情報を取得する、（５）に記載の処理装置。

【0118】

（８） 前記通信リソースは、時間であり、
前記割り当て情報は、複数の時刻を表し、
前記処理部は、
前記複数の時刻の中の一部の時刻を選択し、
前記第２制御信号を前記物理レイヤ信号に前記一部の時刻で加算する、（１）乃至（７）のいずれかに記載の処理装置。

【0119】

（９） 前記処理部は、時刻を選択するための選択信号を生成するサーバに接続され、前記選択信号に基づいて前記一部の時刻を選択する、（８）に記載の処理装置。

【0120】

（１０） 前記処理部は、前記端末のデータ送信タイミングの推定結果に基づいて前記一部の時刻を選択する、（８）に記載の処理装置。

【0121】

（１１） 前記処理部は、前記物理レイヤ信号及び前記第２レイヤから前記第１レイヤへ送信される第２物理レイヤ信号の少なくとも一方に基づいて前記端末のデータ送信タイミングを推定する推定部を具備する、（１０）に記載の処理装置。

【0122】

（１２） 前記基地局は、前記物理レイヤ信号及び前記第２レイヤから前記第１レイヤへ送信される第２物理レイヤ信号の少なくとも一方に基づいて前記端末のデータ送信タイミングを推定する推定部を具備し、
前記処理部は、前記推定部の推定結果に基づいて前記一部の時刻を選択する、（１０）に記載の処理装置。

【0123】

（１３） 前記基地局は、前記物理レイヤ信号及び前記第２レイヤから前記第１レイヤへ送信される第２物理レイヤ信号の少なくとも一方に基づいて前記端末のデータ送信タイミングを推定する推定部に接続され、
前記処理部は、前記推定部の推定結果に基づいて前記一部の時刻を選択する、（１０）に記載の処理装置。

【0124】

（１４） 前記処理部は、サーバに接続され、
前記サーバは、前記端末のデータ送信タイミングを推定する推定部を具備し、
前記処理部は、前記推定部の推定結果に基づいて前記一部の時刻を選択する、（１０）に記載の処理装置。

【0125】

（１５） 前記基地局は、ＲＦレイヤとＬｏｗ ＰＨＹレイヤを含むＲａｄｉｏ Ｕｎｉｔと、Ｈｉｇｈ ＰＨＹレイヤ、Ｌｏｗ ＭＡＣレイヤ、Ｈｉｇｈ ＭＡＣレイヤ、Ｌｏｗ ＲＬＣレイヤ、及びＨｉｇｈ ＲＬＣレイヤを含むＤｉｓｔｉｂｕｔｅｄ Ｕｎｉｔと、を具備し、
前記Ｄｉｓｔｉｂｕｔｅｄ Ｕｎｉｔは、前記処理部と前記第２レイヤを具備する、（１）乃至（１３）のいずれかに記載の処理装置。

【0126】

（１６） 前記基地局は、ＲＦレイヤとＬｏｗ ＰＨＹレイヤを含むＲａｄｉｏ Ｕｎｉｔと、Ｈｉｇｈ ＰＨＹレイヤ、Ｌｏｗ ＭＡＣレイヤ、Ｈｉｇｈ ＭＡＣレイヤ、Ｌｏｗ ＲＬＣレイヤ、及びＨｉｇｈ ＲＬＣレイヤを含むＤｉｓｔｉｂｕｔｅｄ Ｕｎｉｔと、を具備し、
前記Ｒａｄｉｏ Ｕｎｉｔは、前記処理部と前記第１レイヤを具備する、（１）乃至（１３）のいずれかに記載の処理装置。

【0127】

（１７） 前記基地局は、ＲＦレイヤとＬｏｗ ＰＨＹレイヤを含むＲａｄｉｏ Ｕｎｉｔと、Ｈｉｇｈ ＰＨＹレイヤ、Ｌｏｗ ＭＡＣレイヤ、Ｈｉｇｈ ＭＡＣレイヤ、Ｌｏｗ ＲＬＣレイヤ、及びＨｉｇｈ ＲＬＣレイヤを含むＤｉｓｔｉｂｕｔｅｄ Ｕｎｉｔと、を具備し
前記Ｄｉｓｔｉｂｕｔｅｄ Ｕｎｉｔは、前記第２レイヤを具備し、
前記Ｒａｄｉｏ Ｕｎｉｔは、前記第１レイヤを具備し、
前記処理部は、前記Ｒａｄｉｏ Ｕｎｉｔと前記Ｄｉｓｔｉｂｕｔｅｄ Ｕｎｉｔの間に接続される、（１）乃至（１３）のいずれかに記載の処理装置。

【0128】

（１８） （１）乃至（１７）のいずれかに記載の処理装置と、
前記端末と通信する無線装置と、
コアネットワークと通信する通信装置と、
を具備する基地局。

【0129】

（１９） （１）乃至（１７）のいずれかに記載の処理装置と、
前記端末と通信する無線装置と、
コアネットワークと通信する通信装置と、
前記コアネットワークに接続されるサーバと、
を具備する通信システム。

【0130】

（２０） 基地局に含まれる第１レイヤと第２レイヤとの間のインターフェースに配置される処理部と、
端末が第１制御信号を送信できる通信リソースを表す割り当て情報を記憶するメモリと、を具備する処理装置が実行する方法であって、
前記割り当て情報に基づいて第２制御信号を生成し、
前記割り当て情報に基づいて、前記第２制御信号を前記第１レイヤから入力された物理レイヤ信号に加算することにより、合成信号を生成し、
前記合成信号を前記第２レイヤへ送信する、方法。

【0131】

（２１） 基地局に含まれる第１レイヤと第２レイヤとの間のインターフェースに配置される処理部と、
端末が第１制御信号を送信できる通信リソースを表す割り当て情報を記憶するメモリと、を具備する処理装置が実行するプログラムであって、
前記割り当て情報に基づいて第２制御信号を生成させ、
前記割り当て情報に基づいて、前記第２制御信号を前記第１レイヤから入力された物理レイヤ信号に加算することにより、合成信号を生成させ、
前記合成信号を前記第２レイヤへ送信させる、プログラム。

【0132】

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

【符号の説明】

【0133】

１０…無線アクセスネットワーク、１２…コアネットワーク、１６…サーバ、２０…基地局、２４…端末、３２…第１レイヤ、３４…第２レイヤ、３６…信号処理部、４２…割り当て情報管理部、４４…制御信号生成部、４６…合成部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】