JP6544443B2 - 通信システム、通信方法および基地局 - Google Patents

Description

本発明は、通信システム、通信方法および基地局に関する。

従来、第３世代移動通信システム（３Ｇ）、第３．９世代移動通信システムに対応するＬＴＥ、第４世代移動通信システムに対応するＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ、第５世代移動通信システム（５Ｇ）などの移動通信システムが知られている。ＬＴＥはＬｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎの略である。

たとえば、第５世代移動通信システムについて、ＯＦＤＭをベースとしてシンボル長（サブキャリア間隔）が異なる複数の通信を周波数多重することが検討されている（たとえば、下記非特許文献１参照。）。ＯＦＤＭは、Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ（直交周波数分割多重）の略である。

"Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＆ Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ ｆｏｒ ５Ｇ"、３ＧＰＰ ＲＷＳ−１５００５３、２０１５年９月

しかしながら、上述した従来技術では、たとえば、複数の端末の通信を周波数多重し、上りリンクと下りリンクを時分割多重する場合に、上りリンクと下りリンクとの間の境界の設定は、周波数多重される各通信における最長のシンボル長の単位で行われる。

このため、たとえばデータが送信されてからそのデータに対する応答信号が返信されることにより次のデータが送信されるまでの時間などの遅延量が異なる複数の通信を周波数多重することが困難な場合がある。

１つの側面では、本発明は、遅延量が異なる複数の通信を周波数多重することができる通信システム、通信方法および基地局を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明の一側面によれば、所定周期ごとに第１期間および前記第１期間と異なる第２期間が設定され、基地局と、第１端末と、前記第１端末と異なる第２端末と、を含む通信システムにおいて、前記第１端末が、第１シンボル長の直交周波数分割多重信号により前記基地局との間で無線伝送を行い、前記所定周期ごとに、前記第１期間において前記基地局との間で上りリンクまたは下りリンクの
無線伝送を行い前記第２期間において前記基地局との間で前記第１期間と反対方向のリンクの無線伝送を行い、前記第２端末が、前記第１シンボル長および前記第２期間より長い第２シンボル長の直交周波数分割多重信号により前記基地局との間で無線伝送を行い、前記所定周期ごとに、前記第１期間において前記基地局との間で前記第１端末と同じ方向のリンクの無線伝送を行い、前記第２期間において前記基地局との間で無線伝送を行わない通信システム、通信方法および基地局が提案される。

本発明の一側面によれば、遅延量が異なる複数の通信を周波数多重することができるという効果を奏する。

図１は、実施の形態１にかかる通信システムの一例を示す図である。 図２は、実施の形態１にかかる通信システムにおけるスケジューリングの一例を示す図である。 図３は、実施の形態１にかかる通信システムにおけるスケジューリングの他の一例を示す図である。 図４は、実施の形態１にかかる基地局の一例を示す図である。 図５は、実施の形態１にかかる基地局のハードウェア構成の一例を示す図である。 図６は、実施の形態１にかかる端末の一例を示す図である。 図７は、実施の形態１にかかる端末のハードウェア構成の一例を示す図である。 図８は、実施の形態２にかかる通信システムにおけるスケジューリングの一例を示す図である。 図９は、実施の形態２にかかる通信システムにおけるスケジューリングの他の一例を示す図である。

以下に図面を参照して、本発明にかかる通信システム、通信方法および基地局の実施の形態を詳細に説明する。

（実施の形態１）
（実施の形態１にかかる通信システム）
図１は、実施の形態１にかかる通信システムの一例を示す図である。図１に示すように、実施の形態１にかかる通信システム１００は、基地局１１０と、第１端末１２１および第２端末１２２と、を含む。通信システム１００においては、ＤＬ（Ｄｏｗｎ Ｌｉｎｋ：下りリンク）の無線伝送と、ＵＬ（Ｕｐ Ｌｉｎｋ：上りリンク）の無線伝送と、がＴＤＤ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ：時分割多重）により行われる。

ＤＬの無線伝送は、基地局１１０から第１端末１２１または第２端末１２２への無線信号の送信である。ＵＬの無線伝送は、第１端末１２１または第２端末１２２から基地局１１０への無線信号の送信である。

たとえば、基地局１１０は、第１端末１２１および第２端末１２２のＤＬおよびＵＬの各無線伝送に対して無線リソースを割り当てるスケジューリングを行う。そして、基地局１１０は、スケジューリングの結果を示す制御情報を第１端末１２１および第２端末１２２へ無線送信し、スケジューリングの結果に基づいて第１端末１２１および第２端末１２２との間でＤＬおよびＵＬの無線伝送を行う。

第１端末１２１および第２端末１２２のそれぞれは、基地局１１０から無線送信された制御情報を受信し、受信した制御情報に含まれるスケジューリングの結果に基づいて、基地局１１０との間でＤＬおよびＵＬの無線伝送を行う。

（実施の形態１にかかる通信システムにおけるスケジューリング）
図２は、実施の形態１にかかる通信システムにおけるスケジューリングの一例を示す図である。実施の形態１にかかる基地局１１０は、ＯＦＤＭをベースとしたマルチキャリア伝送において、トラフィックごとに異なるサブキャリア間隔（すなわちシンボル長）およびＴＴＩを有する無線リソースを割り当てる。

ＴＴＩ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｔｉｍｅ Ｉｎｔｅｒｖａｌ：送信時間間隔）は、たとえば、一つのデータが送信されてから次のデータが送信されるまでの時間（たとえば１トランスポートブロック）である。また、実施の形態１にかかる基地局１１０は、ＯＦＤＭをベースとしたマルチキャリア伝送において、さらに、トラフィックごとに異なるサブキャリア数やＣＰ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｐｒｅｆｉｘ：巡回プレフィクス）長を有する無線リソースを割り当ててもよい。

図２において、横方向は時間リソースを示し、縦方向は周波数リソースを示す。ＵＥ＃１〜＃４は、基地局１１０との間でＯＦＤＭ信号による無線通信が可能なＵＥ（Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ：ユーザ端末）である。図１に示した第１端末１２１は、たとえばＵＥ＃１によって実現することができる。図１に示した第２端末１２２は、たとえばＵＥ＃２〜＃４によって実現することができる。システム帯域２１０は、基地局１１０がＵＥ＃１〜＃４との間の無線伝送に割当可能な周波数帯域である。

斜線２０１は基地局１１０によってＤＬに割り当てられた無線リソースを示す。斜線２０２は基地局１１０によってＵＬに割り当てられた無線リソースを示す。図２に示す例では、基地局１１０は、ＵＥ＃１〜＃４のトラフィックに対してそれぞれ周波数帯域２１１〜２１４を割り当てている。

また、図２に示す例では、ＵＥ＃１のトラフィックは、ＵＥ＃２〜＃４のトラフィックと比べて、送信したデータに対する低遅延のフィードバックが優先的に求められるトラフィックである。このようなトラフィックとしては、たとえば、ＡＲ（Ａｕｇｍｅｎｔｅｄ Ｒｅａｌｉｔｙ：拡張現実）やゲームなどのアプリケーションのトラフィックなどがある。ＵＥ＃２〜＃４のトラフィックは、ＵＥ＃１のトラフィックと比べて、広いカバレージや低消費電力が優先的に求められるトラフィックである。このようなトラフィックとしては、たとえば、センサネットワークにおけるセンシングデータの送受信などがある。

たとえば、ＵＥ＃１には、サブキャリア間隔＝１２、サブキャリア数＝４の周波数帯域２１１が割り当てられている。ＵＥ＃２には、サブキャリア間隔＝３、サブキャリア数＝２の周波数帯域２１２が割り当てられている。ＵＥ＃３には、サブキャリア間隔＝１、サブキャリア数＝４の周波数帯域２１３が割り当てられている。ＵＥ＃４には、サブキャリア間隔＝１、サブキャリア数＝１の周波数帯域２１４が割り当てられている。

ＯＦＤＭ信号は、サブキャリア間隔が長いほどシンボル長が短くなる。たとえば、図２に示す例では、ＵＥ＃１のサブキャリア間隔＞ＵＥ＃２のサブキャリア間隔＞ＵＥ＃３のサブキャリア間隔＝ＵＥ＃４のサブキャリア間隔であり、ＵＥ＃１のシンボル長＜ＵＥ＃２のシンボル長＜ＵＥ＃３のシンボル長＝ＵＥ＃４のシンボル長である。

基地局１１０は、送信したデータに対する低遅延のフィードバックが優先的に求められるＵＥ＃１のトラフィックには、セルフコンテインドサブフレーム（Ｓｅｌｆ−ｃｏｎｔａｉｎｅｄ ｓｕｂｆｒａｍｅ）を適用する。セルフコンテインドサブフレームは、１サブフレームにＤＬとＵＬの両方を割り当てる技術である。これにより、たとえば、ＤＬによってＵＥ＃１が基地局１１０へデータを送信してから、そのデータに対する応答信号（ＡＣＫまたはＮＡＣＫ）をＵＬによって基地局１１０がＵＥ＃１へ送信するまでのＴＴＩが短くなる。このため、ＵＥ＃１のトラフィックにおいて、送信したデータに対する低遅延のフィードバックを実現することができる。

また、基地局１１０は、送信したデータに対する低遅延のフィードバックが優先的に求められるＵＥ＃１のトラフィックには、比較的短いシンボル長を設定する。これにより、ＵＥ＃１のトラフィックにおいて、短い時間間隔で符号化や復号が可能になり、遅延量を少なくすることができる。

図２に示す例では、ＵＥ＃１のトラフィックには、サブフレーム２２１〜２２３のそれぞれについて、先頭の１２シンボルにＤＬが割り当てられ、次の１シンボルにガードタイムが割り当てられ、残りの１シンボルにはＵＬが割り当てられている。ガードタイム（Ｇｕａｒｄ ｔｉｍｅ）は、ＤＬとＵＬとの間に設定される保護期間である。また、ＵＥ＃１のトラフィックには、サブフレーム２２４について、先頭の１２シンボルにＵＬが割り当てられ、残りの２シンボルにはＤＬが割り当てられている。

また、基地局１１０は、広いカバレージや低消費電力が優先的に求められるＵＥ＃２〜＃４の各トラフィックには、狭帯域かつ長いシンボル長の信号を用い、セルフコンテインドサブフレームは適用せずに長いＴＴＩ長を設定する。すなわち、ＵＥ＃２〜＃４には、１サブフレーム内にはＤＬおよびＵＬのいずれかのみが割り当てられる。

そして、ＵＥ＃２〜＃４には、サブフレーム２２１〜２２３におけるＵＥ＃１にＵＬが割り当てられた期間にはミューティング期間が設定される。ミューティング（Ｍｕｔｉｎｇ）期間は、無線信号の送受信を行わない期間である。また、ＵＥ＃２〜＃４には、サブフレーム２２４におけるＵＥ＃１にＤＬが割り当てられた期間にはミューティング期間が設定される。

図２に示す例では、ＵＥ＃２のトラフィックには、サブフレーム２２１〜２２３のそれぞれについて、先頭の３シンボルにＤＬが割り当てられ、残りの期間にはミューティングが割り当てられている。また、ＵＥ＃２のトラフィックには、サブフレーム２２４について、先頭の３シンボルにＵＬが割り当てられ、残りの期間にはミューティングが割り当てられている。このミューティングの期間は、ＵＥ＃２が用いるＯＦＤＭ信号のシンボル長より短く設定することが可能である。

ＵＥ＃３，＃４には、サブフレーム２２１〜２２３のそれぞれについて、先頭の１シンボルにＤＬが割り当てられ、残りの期間にはミューティングが割り当てられている。また、ＵＥ＃３，＃４のトラフィックには、サブフレーム２２４について、先頭の１シンボルにＵＬが割り当てられ、残りの期間にはミューティングが割り当てられている。これらのミューティングの期間は、それぞれＵＥ＃３，＃４が用いるＯＦＤＭ信号のシンボル長より短く設定することが可能である。

図２に示すように、サブフレーム２２１〜２２４には、それぞれ第１期間２３１〜２３４および第２期間２４１〜２４４が設定される。第１期間２３１〜２３４のそれぞれは、ＵＥ＃１〜＃４（第１端末１２１および第２端末１２２）が、ＤＬおよびＵＬのうちの同じ方向のリンクの無線伝送を行う期間である。たとえば、第１期間２３１〜２３３において、ＵＥ＃１〜＃４はともにＤＬの無線伝送を行う。また、第１期間２３４において、ＵＥ＃１〜＃４はともにＵＬの無線伝送を行う。

第２期間２４１〜２４４は、ＵＥ＃１（第１端末１２１）がそれぞれ第２期間２４１〜２４４と反対方向のリンクの無線伝送を行う期間である。たとえば、第２期間２４１〜２４３において、ＵＥ＃１はＵＬの無線伝送を行う。また、第２期間２４４において、ＵＥ＃１はＤＬの無線伝送を行う。

ＵＥ＃２〜＃４（第２端末１２２）は、第２期間２４１〜２４４においては基地局１１０との間で無線伝送を行わないミューティングの状態となる。たとえば、ＵＥ＃２〜＃４は、ＵＥ＃１がＵＬの無線伝送を行う第２期間２４１〜２４３において、基地局１１０との間でＵＬおよびＤＬのいずれの無線伝送も行わない。また、ＵＥ＃２〜＃４は、ＵＥ＃１がＤＬの無線伝送を行う第２期間２４４において、基地局１１０との間でＵＬおよびＤＬのいずれの無線伝送も行わない。なお、図２に示す例ではＵＥ＃１にガードタイムが設定されているが、ＵＥ＃１のガードタイムの期間においてもＵＥ＃２〜＃４は、基地局１１０との間で無線伝送を行わないミューティング状態となる。

図２に示すようにＵＥ＃１〜＃４の各ＯＦＤＭ信号にシンボル長が異なるものが含まれる場合は、これらの各ＯＦＤＭ信号は互いに直交しない。このため、このような場合は、ＵＥ＃１〜＃４の各ＯＦＤＭ信号をフィルタリングにより分離する、ＦＢＭＣやＦ−ＯＦＤＭなどの低サイドローブの変調方式を用いてもよい。これにより、ＵＥ＃１〜＃４の各ＯＦＤＭ信号が互いに直交していなくても、ＵＥ＃１〜＃４の各ＯＦＤＭ信号を受信側において分離することが可能になる。ＦＢＭＣはＦｉｌｔｅｒ Ｂａｎｋ Ｍｕｌｔｉ−Ｃａｒｒｉｅｒの略である。Ｆ−ＯＦＤＭはＦｉｌｔｅｒｅｄ−ＯＦＤＭの略である。

このように、ＵＥ＃１（第１端末１２１）は、サブフレーム（所定周期）ごとに、第１期間２３１〜２３４において基地局１１０との間でＵＬまたはＤＬの無線伝送を行う。また、ＵＥ＃１は、第２期間２４１〜２４４において、基地局１１０との間でそれぞれ第１期間２３１〜２３４と反対方向のリンクの無線伝送を行う。たとえば、ＵＥ＃１は、第１期間２３１においてＤＬの無線伝送を行い、第２期間２４１においてＤＬと反対方向のＵＬの無線伝送を行う。

また、ＵＥ＃２〜＃４（第２端末１２２）は、サブフレームごとに、第１期間２３１〜２３４において基地局１１０との間でＵＥ＃１と同じ方向のリンクの無線伝送を行い、第２期間２４１〜２４４において基地局１１０との間で無線伝送を行わない。たとえば、ＵＥ＃２〜＃４は、第１期間２３１においてＵＥ＃１と同じ方向のＤＬの無線伝送を行い、第２期間２４１においてはＤＬの無線伝送もＵＬの無線伝送も行わない。

これにより、サブフレームごとにＵＬとＤＬの無線伝送を行うＵＥ＃１の通信は、サブフレームごとにＵＬとＤＬの一方の無線伝送を行うＵＥ＃２〜＃４の通信よりも低遅延となる。このため、遅延量が少ない通信（ＵＥ＃１の通信）と、遅延量が多い通信（ＵＥ＃２〜＃４の各通信）と、を周波数多重することができる。図２に示す例では、ＵＥ＃１のＴＴＩは１サブフレームであり、ＵＥ＃２〜＃４のＴＴＩは４サブフレームである。

また、ＵＥ＃２〜＃４は、ＵＥ＃１のＯＦＤＭ信号の第１シンボル長（サブキャリア間隔＝１２）より長い第２シンボル長（サブキャリア間隔＝１または３）のＯＦＤＭ信号により基地局１１０との間で無線伝送を行う。これにより、ＵＥ＃２〜＃４の通信を、ＵＥ＃１の通信よりカバレージが広く低消費電力の通信とすることができる。このため、遅延量が少ない通信（ＵＥ＃１の通信）と、カバレージが広く低消費電力の通信（ＵＥ＃２〜＃４の各通信）と、を周波数多重することができる。

また、第２期間２４１〜２４４においてＵＥ＃２〜＃４は基地局１１０との間で無線伝送を行わないため、第２期間２４１〜２４４のそれぞれの長さはＵＥ＃２〜＃４のＯＦＤＭ信号のシンボル長より短くすることが可能になる。これにより、ＵＥ＃２〜＃４のＯＦＤＭ信号のシンボル長より短い単位でＤＬの期間とＵＬの期間を設定できる。このため、シンボル長が異なる複数のトラフィックを周波数多重する場合における基地局１１０によるスケジューリングの自由度が高くなり、無線リソースの利用効率を向上させることができる。

たとえば、図２に示す例のように、サブフレーム２２１〜２２３において、ＵＥ＃１がＤＬでデータを受信するための無線リソースを大きくし、ＵＥ＃１がＵＬでデータに対する応答信号を送信するための無線リソースを小さくすることができる。また、サブフレーム２２４において、ＵＥ＃１がＵＬでデータを送信するための無線リソースを大きくし、ＵＥ＃１がＤＬでデータに対する応答信号を受信するための無線リソースを小さくすることができる。

また、このようにシンボル長が異なる通信を周波数多重する構成においても、たとえばＦＢＭＣやＦ−ＯＦＤＭなどの低サイドローブの変調方式を用いることで、受信側において各通信の信号を分離することができる。

基地局１１０は、たとえば、図２に示したようなフレーム構成をスケジューリングにおいて決定する。フレーム構成には、第１期間２３１〜２３４および第２期間２４１〜２４４のそれぞれの長さ（１サブフレームの分割比）などが含まれる。たとえば、基地局１１０は、基地局１１０における各トラフィックにおいて、低遅延が要求される種別のトラフィックと、広いカバレージや低消費電力が要求されるトラフィックと、が混在している場合に図２に示したようなフレーム構成を選択する。

トラフィックの種別は、たとえば、各トラフィックに対応するＵＥのデバイス種別や、各トラフィックについてのＵＥからの通信要求などに基づいて判定することができる。また、基地局１１０は、各トラフィックに要する伝送速度などに応じて、各トラフィックに設定するサブキャリア間隔、サブキャリア数、ＴＴＩ、ＣＰ長などを決定する。

図３は、実施の形態１にかかる通信システムにおけるスケジューリングの他の一例を示す図である。図３において、図２に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図３に示すように、基地局１１０は、第２期間２４１〜２４４の少なくともいずれかについて、ＵＥ＃１に対して、周波数帯域２１１に加えて周波数帯域２１２〜２１４の少なくともいずれかを割り当ててもよい。

すなわち、基地局１１０は、ＵＥ＃２〜ＵＥ＃４が使用しない第２期間２４１〜２４４の周波数帯域２１２〜２１４をＵＥ＃１に割り当ててもよい。図３に示す例では、基地局１１０は、第２期間２４２について周波数帯域２１１〜２１４，３１１をＵＥ＃１に割り当てている。なお、図３に示す例では、周波数帯域２１１〜２１４のみではＵＥ＃１のサブキャリア間隔（１２）に達しないため、周波数帯域２１１〜２１４に加えて周波数帯域３１１がＵＥ＃１に割り当てられている。ＵＥ＃１は、基地局１１０によるスケジューリングの結果に基づいて、第２期間２４２において周波数帯域２１１〜２１４，３１１を用いてＵＬの無線伝送を行う。

図３に示したように、ＵＥ＃１（第１端末１２１）は、サブフレームごとの第２期間２４１〜２４４の少なくともいずれかにおいて、周波数帯域２１１（第１周波数帯域）および周波数帯域２１２〜２１４（第２周波数帯域）により無線伝送を行ってもよい。これにより、無線リソースの利用効率を向上させることができる。

（実施の形態１にかかる基地局）
図４は、実施の形態１にかかる基地局の一例を示す図である。実施の形態１にかかる基地局１１０は、たとえば、図４に示すように、アンテナ４０１と、スイッチ４０２（ＳＷ）と、無線処理部４０３と、制御チャネル復調・復号部４０４と、データチャネル復調・復号部４０５と、パケット再生部４０６と、を備える。また、基地局１１０は、ＭＡＣ制御部４０７と、無線リソース制御部４０８と、制御チャネル符号化・変調部４０９と、パケット生成部４１０と、データチャネル符号化・変調部４１１と、多重部４１２と、無線処理部４１３と、を備える。

アンテナ４０１、スイッチ４０２および無線処理部４０３，４１３は、図１に示した第１端末１２１および第２端末１２２との間で無線伝送が可能な通信部である。この通信部には、制御チャネル復調・復号部４０４、データチャネル復調・復号部４０５、パケット再生部４０６、制御チャネル符号化・変調部４０９、パケット生成部４１０、データチャネル符号化・変調部４１１および多重部４１２が含まれてもよい。

アンテナ４０１は、他の通信装置（たとえば第１端末１２１または第２端末１２２）から無線送信された信号を受信してスイッチ４０２へ出力する。また、アンテナ４０１は、スイッチ４０２から出力された信号を他の通信装置（たとえば第１端末１２１または第２端末１２２）へ無線送信する。

スイッチ４０２は、基地局１１０における送信と受信を切り替えるスイッチである。たとえば、スイッチ４０２は、アンテナ４０１から出力された信号を無線処理部４０３へ出力する。また、スイッチ４０２は、無線処理部４１３から出力された信号をアンテナ４０１へ出力する。

無線処理部４０３は、スイッチ４０２から出力された信号のＲＦ受信処理を行う。無線処理部４０３によるＲＦ受信処理には、たとえば、増幅、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ：高周波）帯からベースバンド帯への周波数変換、アナログ信号からデジタル信号への変換などが含まれる。無線処理部４０３は、ＲＦ受信処理を行った信号を制御チャネル復調・復号部４０４およびデータチャネル復調・復号部４０５へ出力する。

制御チャネル復調・復号部４０４、データチャネル復調・復号部４０５およびパケット再生部４０６は、たとえば基地局１１０の通信先の端末ごとに設定される。図４に示す例では、基地局１１０は３個の端末との間で無線通信を行っているとする。したがって、制御チャネル復調・復号部４０４、データチャネル復調・復号部４０５およびパケット再生部４０６は、端末の数に応じて３個ずつ設定される。

制御チャネル復調・復号部４０４は、無線処理部４０３から出力された信号に含まれる制御チャネルの復調および復号を行う。制御チャネル復調・復号部４０４が復調および復号を行う制御チャネルは、一例としてはＰＵＣＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｕｐｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ：物理上りリンク制御チャネル）である。制御チャネル復調・復号部４０４は、復調および復号により得られたＬ１およびＬ２の各制御情報（Ｌ１／Ｌ２制御情報）をデータチャネル復調・復号部４０５およびパケット再生部４０６へ出力する。

データチャネル復調・復号部４０５は、無線処理部４０３から出力された信号に含まれるデータチャネルの復調および復号を行う。データチャネル復調・復号部４０５が復調および復号を行うデータチャネルは、一例としてはＰＵＳＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｕｐｌｉｎｋ Ｓｈａｒｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ：物理上りリンク共有チャネル）である。データチャネル復調・復号部４０５は、復調および復号により得られたデータをパケット再生部４０６へ出力する。また、データチャネル復調・復号部４０５は、データチャネルの復調および復号を、ＭＡＣ制御部４０７および無線リソース制御部４０８からの制御に従って行う。

パケット再生部４０６は、制御チャネル復調・復号部４０４から出力された制御情報に基づいて、データチャネル復調・復号部４０５から出力されたデータからパケットを再生する。そして、パケット再生部４０６は、再生したパケットをユーザデータとして出力する。また、パケット再生部４０６は、パケットの再生を、ＭＡＣ制御部４０７および無線リソース制御部４０８からの制御に従って行う。

ＭＡＣ制御部４０７は、アンテナ４０１、スイッチ４０２および無線処理部４０３，４１３などを含む通信部との間で無線伝送を行うように、または無線伝送を行わないように第１端末１２１および第２端末１２２を制御する制御部である。たとえば、ＭＡＣ制御部４０７は、基地局１１０の通信におけるＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ：メディアアクセス制御）層の制御を行う。ＭＡＣ層の制御には、基地局１１０と端末（たとえば第１端末１２１および第２端末１２２）との間の無線通信に対して無線リソースを割り当てるスケジューリングが含まれる。図２，図３に示した基地局１１０によるスケジューリングは、たとえばＭＡＣ制御部４０７によって行うことができる。

ＭＡＣ制御部４０７は、ＵＬのスケジューリングの結果に基づいて、データチャネル復調・復号部４０５における復調および復号と、パケット再生部４０６におけるパケットの再生と、を制御する。また、ＭＡＣ制御部４０７は、ＤＬのスケジューリングの結果に基づいて、制御チャネル符号化・変調部４０９およびデータチャネル符号化・変調部４１１における符号化および変調と、パケット生成部４１０におけるパケットの生成と、を制御する。また、ＭＡＣ制御部４０７は、ＤＬおよびＵＬのスケジューリングの結果を示すＬ１およびＬ２の制御情報を制御チャネル符号化・変調部４０９へ出力する。

無線リソース制御部４０８は、基地局１１０の通信におけるＲＲＣ（Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ：無線リソース制御）層の制御を行う。無線リソース制御部４０８は、たとえば、データチャネル復調・復号部４０５における復調および復号と、パケット再生部４０６におけるパケットの再生と、を制御する。また、無線リソース制御部４０８は、パケット生成部４１０におけるパケットの生成と、データチャネル符号化・変調部４１１における符号化および変調と、を制御する。また、無線リソース制御部４０８は、たとえばコアネットワークから受信した制御情報に基づいて各制御を行う。

制御チャネル符号化・変調部４０９、パケット生成部４１０およびデータチャネル符号化・変調部４１１は、たとえば基地局１１０の通信先の端末ごとに設定される。図４に示す例では、基地局１１０は３個の端末との間で無線通信を行っているとする。したがって、制御チャネル符号化・変調部４０９、パケット生成部４１０およびデータチャネル符号化・変調部４１１は、端末の数に応じて３個ずつ設定される。

制御チャネル符号化・変調部４０９は、ＭＡＣ制御部４０７から出力された制御情報を含む制御チャネルの符号化および変調を行う。制御チャネル符号化・変調部４０９が符号化および変調を行う制御チャネルは、一例としてはＰＤＣＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ：物理下りリンク制御チャネル）である。制御チャネル符号化・変調部４０９は、符号化および変調によって得られた制御チャネルを多重部４１２へ出力する。また、制御チャネル符号化・変調部４０９はＭＡＣ制御部４０７からの制御に従って制御チャネルの符号化および変調を行う。

パケット生成部４１０は、基地局１１０が送信すべきＤＬのユーザデータからパケットを生成し、生成したパケットをデータチャネル符号化・変調部４１１へ出力する。また、パケット生成部４１０は、パケットの生成を、ＭＡＣ制御部４０７および無線リソース制御部４０８からの制御に従って行う。

データチャネル符号化・変調部４１１は、パケット生成部４１０から出力されたパケットを含むデータチャネルの符号化および変調を行う。データチャネル符号化・変調部４１１が符号化および変調を行うデータチャネルは、一例としてはＰＤＳＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｓｈａｒｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ：物理下りリンク共有チャネル）である。データチャネル符号化・変調部４１１は、符号化および変調により得られたデータチャネルを多重部４１２へ出力する。また、データチャネル符号化・変調部４１１は、データチャネルの符号化および変調を、ＭＡＣ制御部４０７および無線リソース制御部４０８からの制御に従って行う。

多重部４１２は、制御チャネル符号化・変調部４０９から出力された制御チャネルと、データチャネル符号化・変調部４１１から出力されたデータチャネルと、を多重化する。そして、多重部４１２は、多重化により得られた信号を無線処理部４１３へ出力する。

無線処理部４１３は、多重部４１２から出力された信号のＲＦ送信処理を行う。無線処理部４１３によるＲＦ送信処理には、たとえば、デジタル信号からアナログ信号への変換、ベースバンド帯からＲＦ帯への周波数変換、増幅などが含まれる。無線処理部４１３は、ＲＦ送信処理を行った信号をスイッチ４０２へ出力する。

図５は、実施の形態１にかかる基地局のハードウェア構成の一例を示す図である。図４に示した基地局１１０は、たとえば図５に示す通信装置５００により実現することができる。通信装置５００は、ＣＰＵ５０１と、メモリ５０２と、無線通信インタフェース５０３と、有線通信インタフェース５０４と、を備える。ＣＰＵ５０１、メモリ５０２、無線通信インタフェース５０３および有線通信インタフェース５０４は、バス５０９によって接続される。

ＣＰＵ５０１（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）は、通信装置５００の全体の制御を司る。メモリ５０２には、たとえばメインメモリおよび補助メモリが含まれる。メインメモリは、たとえばＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）である。メインメモリは、ＣＰＵ５０１のワークエリアとして使用される。補助メモリは、たとえば磁気ディスク、光ディスク、フラッシュメモリなどの不揮発メモリである。補助メモリには、通信装置５００を動作させる各種のプログラムが記憶されている。補助メモリに記憶されたプログラムは、メインメモリにロードされてＣＰＵ５０１によって実行される。

無線通信インタフェース５０３は、無線によって通信装置５００の外部（たとえば第１端末１２１や第２端末１２２）との間で通信を行う通信インタフェースである。無線通信インタフェース５０３は、ＣＰＵ５０１によって制御される。無線通信インタフェース５０３には、たとえば、ＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ：アナログ／デジタル変換器）やＤＡＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ／Ａｎａｌｏｇ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ：デジタル／アナログ変換器）などが含まれる。また、無線通信インタフェース５０３には、増幅器や、周波数変換を行うミキサなどが含まれる。

有線通信インタフェース５０４は、有線によって通信装置５００の外部との間で通信を行う通信インタフェースである。有線通信インタフェース５０４は、ＣＰＵ５０１によって制御される。有線通信インタフェース５０４の通信先（外部）は、たとえば基地局１１０が接続されたコアネットワークの各通信装置である。

図４に示したアンテナ４０１、スイッチ４０２および無線処理部４０３，４１３は、たとえば無線通信インタフェース５０３に含まれる。図４に示した制御チャネル復調・復号部４０４、データチャネル復調・復号部４０５、パケット再生部４０６、ＭＡＣ制御部４０７および無線リソース制御部４０８は、たとえばＣＰＵ５０１により実現することができる。図４に示した制御チャネル符号化・変調部４０９、パケット生成部４１０、データチャネル符号化・変調部４１１および多重部４１２は、たとえばＣＰＵ５０１により実現することができる。

また、図４に示したパケット再生部４０６から出力されたユーザデータは、有線通信インタフェース５０４を介してコアネットワークへ送信される。また、図４に示した無線リソース制御部４０８には、コアネットワークから送信された制御情報が有線通信インタフェース５０４を介して入力される。また、図４に示したパケット生成部４１０には、コアネットワークから送信されたユーザデータが有線通信インタフェース５０４を介して入力される。

（実施の形態１にかかる端末）
図６は、実施の形態１にかかる端末の一例を示す図である。実施の形態１にかかる第１端末１２１および第２端末１２２は、たとえば図６に示す端末６００により実現することができる。端末６００は、アンテナ６０１と、スイッチ６０２と、無線処理部６０３と、制御チャネル復調・復号部６０４と、データチャネル復調・復号部６０５と、パケット再生部６０６と、を備える。また、端末６００は、ＭＡＣ制御部６０７と、無線リソース制御部６０８と、制御チャネル符号化・変調部６０９と、パケット生成部６１０と、データチャネル符号化・変調部６１１と、多重部６１２と、無線処理部６１３と、を備える。

アンテナ６０１は、他の通信装置（たとえば基地局１１０）から無線送信された信号を受信してスイッチ６０２へ出力する。また、アンテナ６０１は、スイッチ６０２から出力された信号を他の通信装置（たとえば基地局１１０）へ無線送信する。

スイッチ６０２は、端末６００における送信と受信を切り替えるスイッチである。たとえば、スイッチ６０２は、アンテナ６０１から出力された信号を無線処理部６０３へ出力する。また、スイッチ６０２は、無線処理部６１３から出力された信号をアンテナ６０１へ出力する。

無線処理部６０３は、スイッチ６０２から出力された信号のＲＦ受信処理を行う。無線処理部６０３によるＲＦ受信処理には、たとえば、増幅、ＲＦ帯からベースバンド帯への周波数変換、アナログ信号からデジタル信号への変換などが含まれる。無線処理部６０３は、ＲＦ受信処理を行った信号を制御チャネル復調・復号部６０４およびデータチャネル復調・復号部６０５へ出力する。

制御チャネル復調・復号部６０４は、無線処理部６０３から出力された信号に含まれる制御チャネルの復調および復号を行う。制御チャネル復調・復号部６０４が復調および復号を行う制御チャネルは、一例としてはＰＤＣＣＨである。制御チャネル復調・復号部６０４は、復調および復号により得られたＬ１およびＬ２の各制御情報（Ｌ１／Ｌ２制御情報）をＭＡＣ制御部６０７へ出力する。制御チャネル復調・復号部６０４からＭＡＣ制御部６０７へ出力される制御情報には、基地局１１０によるＤＬおよびＵＬのスケジューリングの結果が含まれる。

データチャネル復調・復号部６０５は、無線処理部６０３から出力された信号に含まれるデータチャネルの復調および復号を行う。データチャネル復調・復号部６０５が復調および復号を行うデータチャネルは、一例としてはＰＤＳＣＨである。データチャネル復調・復号部６０５は、復調および復号により得られたデータをパケット再生部６０６へ出力する。また、データチャネル復調・復号部６０５は、データチャネルの復調および復号を、ＭＡＣ制御部６０７および無線リソース制御部６０８からの制御に従って行う。

パケット再生部６０６は、データチャネル復調・復号部６０５から出力されたデータからパケットを再生する。そして、パケット再生部６０６は、再生したパケットをユーザデータとして出力する。また、パケット再生部６０６は、パケットの再生を、ＭＡＣ制御部６０７および無線リソース制御部６０８からの制御に従って行う。

ＭＡＣ制御部６０７は、制御チャネル復調・復号部６０４から出力された制御情報（たとえばスケジューリングの結果）に基づいて、端末６００の通信におけるＭＡＣ層の制御を行う。たとえば、ＭＡＣ制御部６０７は、基地局１１０によるＤＬのスケジューリングの結果に基づいて、データチャネル復調・復号部６０５における復調および復号と、パケット再生部６０６におけるパケットの再生と、を制御する。また、ＭＡＣ制御部６０７は、基地局１１０によるＵＬのスケジューリングの結果に基づいて、制御チャネル符号化・変調部６０９における符号化および変調と、パケット生成部６１０におけるパケットの生成と、を制御する。また、ＭＡＣ制御部６０７は、Ｌ１およびＬ２の上りの制御情報を制御チャネル符号化・変調部６０９へ出力する。

無線リソース制御部６０８は、端末６００の通信におけるＲＲＣ層の制御を行う。無線リソース制御部６０８は、たとえば、データチャネル復調・復号部６０５における復調および復号と、パケット再生部６０６におけるパケットの再生と、を制御する。また、無線リソース制御部６０８は、パケット生成部６１０におけるパケットの生成と、データチャネル符号化・変調部６１１における符号化および変調と、を制御する。また、無線リソース制御部６０８は、たとえば上位層（たとえばアプリケーション処理部）から出力された制御情報に基づいて各制御を行う。

制御チャネル符号化・変調部６０９は、ＭＡＣ制御部６０７から出力された制御情報を含む制御チャネルの符号化および変調を行う。制御チャネル符号化・変調部６０９が符号化および変調を行う制御チャネルは、一例としてはＰＵＣＣＨである。制御チャネル符号化・変調部６０９は、符号化および変調によって得られた制御チャネルを多重部６１２へ出力する。また、制御チャネル符号化・変調部６０９はＭＡＣ制御部６０７からの制御に従って制御チャネルの符号化および変調を行う。

パケット生成部６１０は、端末６００が送信すべきＵＬのユーザデータからパケットを生成し、生成したパケットをデータチャネル符号化・変調部６１１へ出力する。また、パケット生成部６１０は、パケットの生成を、ＭＡＣ制御部６０７および無線リソース制御部６０８からの制御に従って行う。

データチャネル符号化・変調部６１１は、パケット生成部６１０から出力されたパケットを含むデータチャネルの符号化および変調を行う。データチャネル符号化・変調部６１１が符号化および変調を行うデータチャネルは、一例としてはＰＵＳＣＨである。データチャネル符号化・変調部６１１は、符号化および変調により得られたデータチャネルを多重部６１２へ出力する。また、データチャネル符号化・変調部６１１は、ＭＡＣ制御部６０７および無線リソース制御部６０８からの制御に従って符号化および変調を行う。

多重部６１２は、制御チャネル符号化・変調部６０９から出力された制御チャネルと、データチャネル符号化・変調部６１１から出力されたデータチャネルと、を多重化する。そして、多重部６１２は、多重化により得られた信号を無線処理部６１３へ出力する。

無線処理部６１３は、多重部６１２から出力された信号のＲＦ送信処理を行う。無線処理部６１３によるＲＦ送信処理には、たとえば、デジタル信号からアナログ信号への変換、ベースバンド帯からＲＦ帯への周波数変換、増幅などが含まれる。無線処理部６１３は、ＲＦ送信処理を行った信号をスイッチ６０２へ出力する。

図７は、実施の形態１にかかる端末のハードウェア構成の一例を示す図である。図６に示した端末６００は、たとえば図７に示す情報処理装置７００により実現することができる。情報処理装置７００は、ＣＰＵ７０１と、メモリ７０２と、ユーザインタフェース７０３と、無線通信インタフェース７０４と、を備える。ＣＰＵ７０１、メモリ７０２、ユーザインタフェース７０３および無線通信インタフェース７０４は、バス７０９によって接続される。

ＣＰＵ７０１は、情報処理装置７００の全体の制御を司る。メモリ７０２には、たとえばメインメモリおよび補助メモリが含まれる。メインメモリは、たとえばＲＡＭである。メインメモリは、ＣＰＵ７０１のワークエリアとして使用される。補助メモリは、たとえば磁気ディスク、フラッシュメモリなどの不揮発メモリである。補助メモリには、情報処理装置７００を動作させる各種のプログラムが記憶されている。補助メモリに記憶されたプログラムは、メインメモリにロードされてＣＰＵ７０１によって実行される。

ユーザインタフェース７０３は、たとえば、ユーザからの操作入力を受け付ける入力デバイスや、ユーザへ情報を出力する出力デバイスなどを含む。入力デバイスは、たとえばキー（たとえばキーボード）やリモコンなどにより実現することができる。出力デバイスは、たとえばディスプレイやスピーカなどにより実現することができる。また、タッチパネルなどによって入力デバイスおよび出力デバイスを実現してもよい。ユーザインタフェース７０３は、ＣＰＵ７０１によって制御される。

無線通信インタフェース７０４は、無線によって情報処理装置７００の外部（たとえば基地局１１０）との間で通信を行う通信インタフェースである。無線通信インタフェース７０４は、ＣＰＵ７０１によって制御される。

図６に示したアンテナ６０１、スイッチ６０２および無線処理部６０３，６１３は、たとえば無線通信インタフェース７０４に含まれる。図６に示した制御チャネル復調・復号部６０４、データチャネル復調・復号部６０５、パケット再生部６０６、ＭＡＣ制御部６０７および無線リソース制御部６０８は、たとえばＣＰＵ７０１により実現することができる。図６に示した制御チャネル符号化・変調部６０９、パケット生成部６１０、データチャネル符号化・変調部６１１および多重部６１２は、たとえばＣＰＵ７０１により実現することができる。

また、図６に示したパケット再生部６０６から出力されたユーザデータは、たとえばＣＰＵ７０１により実行されるアプリケーションによって処理される。また、図６に示した無線リソース制御部６０８には、ＣＰＵ７０１により実行されるアプリケーションから出力された制御情報が入力される。また、図６に示したパケット生成部６１０には、ＣＰＵ７０１により実行されるアプリケーションから出力されたユーザデータが入力される。

このように、実施の形態１にかかる第１端末１２１は、所定周期（サブフレーム）ごとに、第１期間において基地局１１０との間でＵＬまたはＤＬの無線伝送を行う。また、第１端末１２１は、所定周期ごとに、第２期間において基地局１１０との間で第１期間と反対方向のリンクの無線伝送を行う。また、第２端末１２２は、所定周期ごとに、第１期間において基地局１１０との間で第１端末１２１と同じ方向のリンクの無線伝送を行い、第２期間において基地局１１０との間で無線伝送を行わない。

これにより、所定周期ごとにＵＬとＤＬの無線伝送を行う第１端末１２１の通信は、所定周期ごとにＵＬとＤＬの一方の無線伝送を行う第２端末１２２の通信よりも、データの送信とそのデータに対する応答信号の送信とを短い周期で行うことができる。したがって、第１端末１２１の通信は、第２端末１２２の通信よりも低遅延となる。このため、遅延量が少ない通信（第１端末１２１の通信）と、遅延量が多い通信（第２端末１２２）と、を周波数多重することができる。

また、第２端末１２２は、第１端末１２１のＯＦＤＭ信号の第１シンボル長より長い第２シンボル長のＯＦＤＭ信号により基地局１１０との間で無線伝送を行う。これにより、第２端末１２２の通信を、第１端末１２１の通信よりカバレージが広く低消費電力の通信とすることができる。このため、遅延量が少ない通信（第１端末１２１の通信）と、カバレージが広く低消費電力の通信（第２端末１２２の各通信）と、を周波数多重することができる。

また、第２期間において第２端末１２２は基地局１１０との間で無線伝送を行わないため、第２期間のそれぞれの長さは第２端末１２２のＯＦＤＭ信号のシンボル長より短くすることが可能になる。これにより、シンボル長が異なる複数の通信を周波数多重する場合における基地局１１０によるスケジューリングの自由度が高くなり、無線リソースの利用効率を向上させることができる。

また、このようにシンボル長が異なる通信を周波数多重する構成においても、たとえばＦＢＭＣやＦ−ＯＦＤＭなどの低サイドローブの変調方式を用いることで、受信側において各通信の信号を分離することができる。

（実施の形態２）
実施の形態２について、実施の形態１と異なる部分について説明する。実施の形態１においては、第１端末１２１および第２端末１２２の各ＯＦＤＭ信号のシンボル長が異なる場合について説明したが、実施の形態２においては、第１端末１２１および第２端末１２２の各ＯＦＤＭ信号のシンボル長を同一とする場合について説明する。

（実施の形態２にかかる通信システムにおけるスケジューリング）
図８は、実施の形態２にかかる通信システムにおけるスケジューリングの一例を示す図である。図８において、図２に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図８に示す例では、ＵＥ＃１には、サブキャリア間隔＝１２、サブキャリア数＝４の周波数帯域２１１が割り当てられている。ＵＥ＃２には、サブキャリア間隔＝１２、サブキャリア数＝１の周波数帯域２１２が割り当てられている。

すなわち、ＵＥ＃１，＃２にはともにサブキャリア間隔＝１２が設定されており、それによってＵＥ＃１，＃２の各ＯＦＤＭ信号のシンボル長は同一である。このような場合においても、基地局１１０は、ＵＥ＃１，＃２に異なるＴＴＩを設定することにより、遅延量が異なる複数の通信を周波数多重することができる。

図８に示す例では、ＵＥ＃１のトラフィックには、サブフレーム２２１〜２２３のそれぞれについて、先頭の１２シンボルにＤＬが割り当てられ、次の１シンボルにガードタイムが割り当てられ、残りの１シンボルにはＵＬが割り当てられている。また、ＵＥ＃１のトラフィックには、サブフレーム２２４について、先頭の１２シンボルにＵＬが割り当てられ、残りの２シンボルにはＤＬが割り当てられている。

また、図８に示す例では、ＵＥ＃２のトラフィックには、サブフレーム２２１〜２２３のそれぞれについて、先頭の１２シンボルにＤＬが割り当てられ、残りの期間にはミューティングが割り当てられている。また、ＵＥ＃２のトラフィックには、サブフレーム２２４について、先頭の１２シンボルにＵＬが割り当てられ、残りの期間にはミューティングが割り当てられている。このミューティングの期間は、ＵＥ＃２が用いるＯＦＤＭ信号のシンボル長より短く設定することが可能である。

図８に示すようにＵＥ＃１，＃２の各ＯＦＤＭ信号のシンボル長が同一である場合は、これらの各ＯＦＤＭ信号は互いに直交する。このため、このような場合は、ＦＢＭＣやＦ−ＯＦＤＭなどの低サイドローブの変調方式を用いなくても、ＵＥ＃１，＃２の各ＯＦＤＭ信号を受信側において分離することが可能になる。

このように、ＵＥ＃１（第１端末１２１）は、サブフレーム（所定周期）ごとに、第１期間２３１〜２３４において基地局１１０との間でＵＬまたはＤＬの無線伝送を行う。また、ＵＥ＃１は、サブフレームごとに、第２期間２４１〜２４４において基地局１１０との間で第１期間２３１〜２３４と反対方向のリンクの無線伝送を行う。また、ＵＥ＃２（第２端末１２２）は、サブフレームごとに、第１期間２３１〜２３４において基地局１１０との間でＵＥ＃１と同じ方向のリンクの無線伝送を行い、第２期間２４１〜２４４において基地局１１０との間で無線伝送を行わない。

これにより、サブフレームごとにＵＬとＤＬの無線伝送を行うＵＥ＃１の通信は、サブフレームごとにＵＬとＤＬの一方の無線伝送を行うＵＥ＃２の通信よりも低遅延となる。このため、遅延量が少ない通信（ＵＥ＃１の通信）と、遅延量が多い通信（ＵＥ＃２の通信）と、を周波数多重することができる。図８に示す例では、ＵＥ＃１のＴＴＩは１サブフレームであり、ＵＥ＃２のＴＴＩは４サブフレームである。

また、ＵＥ＃１，＃２の各ＯＦＤＭ信号のシンボル長が同じであっても、たとえばＵＥ＃１，＃２に割り当てるサブキャリア数やシンボル数を調整することによってＵＥ＃１，＃２の各通信速度を変更することができる。

図９は、実施の形態２にかかる通信システムにおけるスケジューリングの他の一例を示す図である。図９において、図８に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図９に示すように、基地局１１０は、第２期間２４１〜２４４の少なくともいずれかについて、ＵＥ＃１に対して、周波数帯域２１１に加えて周波数帯域２１２〜２１４の少なくともいずれかを割り当ててもよい。

図９に示す例では、ＵＥ＃３，＃４のトラフィックにはそれぞれ周波数帯域２１３，２１４（サブキャリア数＝１）が割り当てられている。また、ＵＥ＃３，＃４のＯＦＤＭ信号のシンボル長（サブキャリア間隔）はＵＥ＃１，＃２と同一である。

たとえば、ＵＥ＃３，＃４のトラフィックには、サブフレーム２２１〜２２３のそれぞれについて、先頭の１２シンボルにＤＬが割り当てられ、残りの期間にはミューティングが割り当てられている。また、ＵＥ＃３，＃４のトラフィックには、サブフレーム２２４について、先頭の１２シンボルにＵＬが割り当てられ、残りの期間にはミューティングが割り当てられている。このミューティングの期間は、ＵＥ＃３，＃４が用いるＯＦＤＭ信号のシンボル長より短く設定することが可能である。

そして、図９に示す例では、基地局１１０は、第２期間２４２について周波数帯域２１１〜２１３をＵＥ＃１に割り当てている。ＵＥ＃１は、基地局１１０によるスケジューリングの結果に基づいて、第２期間２４２において周波数帯域２１１〜２１３を用いてＵＬの無線伝送を行う。

図９に示したように、ＵＥ＃１（第１端末１２１）は、サブフレームごとの第２期間２４１〜２４４の少なくともいずれかにおいて、周波数帯域２１１（第１周波数帯域）および周波数帯域２１２〜２１４（第２周波数帯域）により無線伝送を行ってもよい。これにより、無線リソースの利用効率を向上させることができる。

このように、実施の形態２にかかる第１端末１２１は、所定周期（サブフレーム）ごとに、第１期間において基地局１１０との間でＵＬまたはＤＬの無線伝送を行う。また、第１端末１２１は、所定周期ごとに、第２期間において基地局１１０との間で第１期間と反対方向のリンクの無線伝送を行う。また、第２端末１２２は、所定周期ごとに、第１期間において基地局１１０との間で第１端末１２１と同じ方向のリンクの無線伝送を行い、第２期間において基地局１１０との間で無線伝送を行わない。

これにより、所定周期ごとにＵＬとＤＬの無線伝送を行う第１端末１２１の通信は、所定周期ごとにＵＬとＤＬの一方の無線伝送を行う第２端末１２２の通信よりも、データの送信とそのデータに対する応答信号の送信とを短い周期で行うことができる。したがって、第１端末１２１の通信は、第２端末１２２の通信よりも低遅延となる。このため、遅延量が少ない通信（第１端末１２１の通信）と、遅延量が多い通信（第２端末１２２）と、を周波数多重することができる。

また、第１端末１２１および第２端末１２２の各ＯＦＤＭ信号のシンボル長を同一とすることで、第１端末１２１および第２端末１２２の各ＯＦＤＭ信号を互いに直交させることができる。このため、たとえばＦＢＭＣやＦ−ＯＦＤＭなどの低サイドローブの変調方式を用いなくても、受信側において各通信の信号を分離することができる。

また、基地局１１０は、たとえば図８，図９に示したＵＥ間でシンボル長を同一とするスケジューリングと、たとえば図２，図３に示したＵＥごとにシンボル長を設定するスケジューリングと、を切り替えて行ってもよい。

以上説明したように、通信システム、通信方法および基地局によれば、遅延量が異なる複数の通信を周波数多重することができる。

たとえば、３ＧＰＰでは５Ｇシステムの検討が開始されているが、従来のＬＴＥやＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄとは後方互換性がない新たな無線インタフェース（ニューＲＡＴ）の導入が予定されている。３ＧＰＰは３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔの略である。ＲＡＴはＲａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（無線アクセステクノロジ）の略である。

５Ｇの特徴の一つとして、様々なトラフィック特性や要求品質条件を有する多様なトラフィックの通信をサポートできるという特徴があり、多様なトラフィックを同一キャリアに収容できるニューＲＡＴの設計が求められている。このようなニューＲＡＴを適用するデバイスにはＩｏＴ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ：モノのインターネット）デバイスも含まれる。

ＯＦＤＭをベースとしたマルチキャリア伝送技術において、異なる要求条件を持つトラフィックを、それぞれに適したパラメータを適用した無線リソースにマッピングし、これらを同一キャリア、同一フレームに混在させる設計が有望な技術として検討されている。このようなパラメータには、たとえばサブキャリア間隔、ＴＴＩ、ＣＰ長などがある。

上述の様に異なるパラメータを適用した無線リソースを多重化する場合に、通常のＯＦＤＭ信号が有するサブキャリア間での直交性が崩れるため、たとえばリソース間をフィルタによって分離することを要する。このフィルタリング方法の違いによって複数の伝送方式が提案されている。このような伝送方式には、たとえば、ＦＢＭＣ（Ｆｉｌｔｅｒ Ｂａｎｋ Ｍｕｌｔｉ−Ｃａｒｒｉｅｒ）やＦ−ＯＦＤＭ（Ｆｉｌｔｅｒｅｄ−ＯＦＤＭ）などがある。

たとえば、低遅延が要求されるトラフィックに対しては、サブキャリア間隔を大きくすることでシンボル長を短く設定し、一つのパケットを短いＴＴＩで伝送できるようにすることが有効である。また、低遅延を実現するために、同一のＴＴＩ内にＤＬ区間とＵＬ区間を設定することにより、受信パケットに対する応答信号（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）フィードバックに要する遅延を低減するセルフコンテインドサブフレーム技術も提案されている。

一方、センサなどの低コストかつバッテリー駆動のＩｏＴデバイスからのトラフィックの一部は、遅延や最大伝送レートに対する要求は厳しくないが、広いカバレージ確保や低消費電力に対する要求を優先することが求められる。これらのトラフィックには、サブキャリア間隔を小さくした狭帯域のマルチキャリア信号または単一サブキャリア信号を用いた無線リソース上に設定した長いＴＴＩフレームを割り当てることが有効である。

上述したセルフコンテインドサブフレーム技術は、ＴＤＤシステムへの適用が前提となる。ＴＤＤシステムに上述した異なるパラメータの複数の無線リソースを多重化した場合に、無線リソースの利用効率（多重化効率）が低くなる場合がある。これは、ＴＤＤにおいては、ＤＬ期間とＵＬ期間の境界の設定が、周波数多重される各信号のシンボル長のうちの最長のシンボル長を単位として行うことになるためである。

これに対して、上述した各実施の形態によれば、ＤＬとＵＬをＴＤＤするシステムにて、第１端末１２１はサブフレームごとにＤＬとＵＬを伝送する。また、第２端末１２２は、サブフレームごとに、ＤＬとＵＬの一方を第１端末１２１と同時に伝送し、ＤＬとＵＬの他方は伝送しない。これにより、たとえば、短いＴＴＩ長のセルフコンテインドサブフレーム技術と、長いＴＴＩ長の非セルフコンテインドサブフレーム技術と、を同一時間で周波数多重することができるため、無線リソースの利用効率を向上させることができる。

たとえば、通信システム１００においては、基地局と２つ以上の端末との間である無線チャネル（システム帯域）を用いて通信が行われる。また、通信システム１００においては、ある時間区間（サブフレーム）におけるそれぞれの端末との間の通信において、無線チャネルにおける異なる周波数を用いて、ＤＬ信号とＵＬ信号を時間多重した通信が行われる。

そして、通信システム１００においては、基地局とある端末との間の通信の一部の上りまたは下りリンク信号区間において、基地局と別の端末との間の通信では無送信区間（ミューティング）が設定される。これにより、短いＴＴＩのセルフコンテインドサブフレームと、長いＴＴＩの非セルフコンテインドサブフレームを同一時間区間内で周波数多重することができるため、無線リソースの利用効率を向上させることができる。

上述した各実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。

（付記１）所定周期ごとに第１期間および前記第１期間と異なる第２期間が設定される通信システムであって、
基地局と、
前記所定周期ごとに、前記第１期間において前記基地局との間で上りリンクまたは下りリンクの無線伝送を行い前記第２期間において前記基地局との間で前記第１期間と反対方向のリンクの無線伝送を行う第１端末と、
前記第１端末と異なる第２端末であって、前記所定周期ごとに、前記第１期間において前記基地局との間で前記第１端末と同じ方向のリンクの無線伝送を行い前記第２期間において前記基地局との間で無線伝送を行わない第２端末と、
を含むことを特徴とする通信システム。

（付記２）前記第１端末は、第１周波数帯域により前記基地局との間で無線伝送を行い、
前記第２端末は、前記第１周波数帯域と異なる第２周波数帯域により前記基地局との間で無線伝送を行う、
ことを特徴とする付記１に記載の通信システム。

（付記３）前記第１端末は、第１シンボル長の直交周波数分割多重信号により前記基地局との間で無線伝送を行い、
前記第２端末は、前記第１シンボル長より長い第２シンボル長の直交周波数分割多重信号により前記基地局との間で無線伝送を行う、
ことを特徴とする付記１または２に記載の通信システム。

（付記４）前記第２期間の長さは前記第２シンボル長より短いことを特徴とする付記３に記載の通信システム。

（付記５）前記第１端末および前記第２端末は、同一のシンボル長の直交周波数分割多重信号により前記基地局との間で無線伝送を行うことを特徴とする付記１または２に記載の通信システム。

（付記６）前記第１期間において、前記第１端末は第１周波数帯域により前記基地局との間で無線伝送を行い前記第２端末は前記第１周波数帯域と異なる第２周波数帯域により前記基地局との間で無線伝送を行い、
前記所定周期ごとの前記第２期間の少なくともいずれかの第２期間において、前記第１端末は前記第１周波数帯域および前記第２周波数帯域により前記基地局との間で無線伝送を行う、
ことを特徴とする付記１〜５のいずれか一つに記載の通信システム。

（付記７）所定周期ごとに第１期間および前記第１期間と異なる第２期間が設定され、基地局と、第１端末と、前記第１端末と異なる第２端末と、を含む通信システムにおける通信方法であって、
前記第１端末が、前記所定周期ごとに、前記第１期間において前記基地局との間で上りリンクまたは下りリンクの無線伝送を行い前記第２期間において前記基地局との間で前記第１期間と反対方向のリンクの無線伝送を行い、
前記第２端末が、前記所定周期ごとに、前記第１期間において前記基地局との間で前記第１端末と同じ方向のリンクの無線伝送を行い、前記第２期間において前記基地局との間で無線伝送を行わない、
ことを特徴とする通信方法。

（付記８）所定周期ごとに第１期間および前記第１期間と異なる第２期間が設定される通信システムの基地局であって、
第１端末および前記第１端末と異なる第２端末と間で無線伝送が可能な通信部と、
前記所定周期ごとに、前記第１期間において前記通信部との間で上りリンクまたは下りリンクの無線伝送を行い前記第２期間において前記通信部との間で前記第１期間と反対方向のリンクの無線伝送を行うように前記第１端末を制御し、前記所定周期ごとに、前記第１期間において前記通信部との間で前記第１端末と同じ方向のリンクの無線伝送を行い前記第２期間において前記通信部との間で無線伝送を行わないように前記第２端末を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする基地局。

１００ 通信システム
１１０ 基地局
１２１ 第１端末
１２２ 第２端末
２０１，２０２ 斜線
２１０ システム帯域
２１１〜２１４，３１１ 周波数帯域
２２１〜２２４ サブフレーム
２３１〜２３４ 第１期間
２４１〜２４４ 第２期間
４０１，６０１ アンテナ
４０２，６０２ スイッチ
４０３，４１３，６０３，６１３ 無線処理部
４０４，６０４ 制御チャネル復調・復号部
４０５，６０５ データチャネル復調・復号部
４０６，６０６ パケット再生部
４０７，６０７ ＭＡＣ制御部
４０８，６０８ 無線リソース制御部
４０９，６０９ 制御チャネル符号化・変調部
４１０，６１０ パケット生成部
４１１，６１１ データチャネル符号化・変調部
４１２，６１２ 多重部
５００ 通信装置
５０１，７０１ ＣＰＵ
５０２，７０２ メモリ
５０３，７０４ 無線通信インタフェース
５０４ 有線通信インタフェース
５０９，７０９ バス
６００ 端末
７００ 情報処理装置
７０３ ユーザインタフェース

Claims (4)

1. 所定周期ごとに第１期間および前記第１期間と異なる第２期間が設定される通信システムであって、
   基地局と、
   第１シンボル長の直交周波数分割多重信号により前記基地局との間で無線伝送を行い、前記所定周期ごとに、前記第１期間において前記基地局との間で上りリンクまたは下りリンクの無線伝送を行い前記第２期間において前記基地局との間で前記第１期間と反対方向のリンクの無線伝送を行う第１端末と、
   前記第１シンボル長および前記第２期間より長い第２シンボル長の直交周波数分割多重信号により前記基地局との間で無線伝送を行い、前記第１端末と異なる第２端末であって、前記所定周期ごとに、前記第１期間において前記基地局との間で前記第１端末と同じ方向のリンクの無線伝送を行い前記第２期間において前記基地局との間で無線伝送を行わない第２端末と、
   を含むことを特徴とする通信システム。
2. 前記第１期間において、前記第１端末は第１周波数帯域により前記基地局との間で無線伝送を行い前記第２端末は前記第１周波数帯域と異なる第２周波数帯域により前記基地局との間で無線伝送を行い、
   前記所定周期ごとの前記第２期間の少なくともいずれかの第２期間において、前記第１端末は前記第１周波数帯域および前記第２周波数帯域により前記基地局との間で無線伝送を行う、
   ことを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
3. 所定周期ごとに第１期間および前記第１期間と異なる第２期間が設定され、基地局と、第１端末と、前記第１端末と異なる第２端末と、を含む通信システムにおける通信方法であって、
   前記第１端末が、第１シンボル長の直交周波数分割多重信号により前記基地局との間で無線伝送を行い、前記所定周期ごとに、前記第１期間において前記基地局との間で上りリンクまたは下りリンクの無線伝送を行い前記第２期間において前記基地局との間で前記第１期間と反対方向のリンクの無線伝送を行い、
   前記第２端末が、前記第１シンボル長および前記第２期間より長い第２シンボル長の直交周波数分割多重信号により前記基地局との間で無線伝送を行い、前記所定周期ごとに、前記第１期間において前記基地局との間で前記第１端末と同じ方向のリンクの無線伝送を行い、前記第２期間において前記基地局との間で無線伝送を行わない、
   ことを特徴とする通信方法。
4. 所定周期ごとに第１期間および前記第１期間と異なる第２期間が設定される通信システムの基地局であって、
   第１端末および前記第１端末と異なる第２端末と間で無線伝送が可能な通信部と、
   第１シンボル長の直交周波数分割多重信号により、前記所定周期ごとに、前記第１期間において前記通信部との間で上りリンクまたは下りリンクの無線伝送を行い前記第２期間において前記通信部との間で前記第１期間と反対方向のリンクの無線伝送を行うように前記第１端末を制御し、
   前記第１シンボル長および前記第２期間より長い第２シンボル長の直交周波数分割多重信号により、前記所定周期ごとに、前記第１期間において前記通信部との間で前記第１端末と同じ方向のリンクの無線伝送を行い前記第２期間において前記通信部との間で無線伝送を行わないように前記第２端末を制御する制御部と、
   を備えることを特徴とする基地局。

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