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WO2013190669A1 - 無線通信システム、無線局、基地局および通信方法 - Google Patents

無線通信システム、無線局、基地局および通信方法 Download PDF

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WO2013190669A1
WO2013190669A1 PCT/JP2012/065777 JP2012065777W WO2013190669A1 WO 2013190669 A1 WO2013190669 A1 WO 2013190669A1 JP 2012065777 W JP2012065777 W JP 2012065777W WO 2013190669 A1 WO2013190669 A1 WO 2013190669A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
radio
base station
station
control signal
wireless
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2012/065777
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English (en)
French (fr)
Inventor
好明 太田
伊藤　章
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
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Priority to PCT/JP2012/065777 priority patent/WO2013190669A1/ja
Publication of WO2013190669A1 publication Critical patent/WO2013190669A1/ja
Priority to US14/558,054 priority patent/US11653356B2/en
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Ceased legal-status Critical Current

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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/12—Wireless traffic scheduling
    • H04W72/1263—Mapping of traffic onto schedule, e.g. scheduled allocation or multiplexing of flows
    • H04W72/1268—Mapping of traffic onto schedule, e.g. scheduled allocation or multiplexing of flows of uplink data flows
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management
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    • H04W72/21—Control channels or signalling for resource management in the uplink direction of a wireless link, i.e. towards the network
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    • H04L1/18—Automatic repetition systems, e.g. Van Duuren systems
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    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/20—Control channels or signalling for resource management
    • H04W72/23—Control channels or signalling for resource management in the downlink direction of a wireless link, i.e. towards a terminal
    • H04W72/231—Control channels or signalling for resource management in the downlink direction of a wireless link, i.e. towards a terminal the control data signalling from the layers above the physical layer, e.g. RRC or MAC-CE signalling

Definitions

  • the present invention relates to a radio communication system, a radio station, a base station, and a communication method.
  • SR Scheduling Request
  • SR Scheduling Request
  • the radio station detects the arrival of uplink data and transmits a scheduling request to the base station when transmitting a regular BSR (Regular Buffer Status Reporting).
  • the regular BSR is transmitted when data having a high QoS (Quality of Service) or new data arrives.
  • an SR resource is allocated by a PUCCH (Physical Uplink Control Channel: physical uplink control channel) that is an uplink control channel
  • the radio station transmits a scheduling request to the base station using the PUCCH.
  • the radio station requests the base station to schedule uplink data by random access.
  • the base station When the base station receives the scheduling request from the radio station, the base station grants an uplink transmission permission to the radio station through a PDCCH (Physical Downlink Control Channel: physical downlink control channel) that is a downlink control channel.
  • PDCCH Physical Downlink Control Channel: physical downlink control channel
  • the base station allocates uplink resources to the extent that it can transmit BSR.
  • the radio station reports the BSR using uplink resources allocated from the base station. Thereby, the base station grasps the amount of data arriving at the radio station, and thereafter grants uplink transmission permission through the PDCCH.
  • the radio station When the radio station is notified of the uplink transmission permission, the radio station transmits uplink data using a radio parameter specified by the PDCCH using a PUSCH (Physical Uplink Shared Channel: physical uplink shared channel).
  • the radio parameters include, for example, parameters such as frequency resource, modulation scheme, and encoding scheme.
  • control signal overhead is generated every time uplink data is transmitted, and therefore, communication may not be performed efficiently if uplink data is frequently transmitted.
  • An object of the present invention is to provide a radio communication system, a radio station, a base station, and a communication method capable of improving the efficiency of communication in order to solve the above-described problems caused by the prior art.
  • a base station reserves in advance a frequency resource used for uplink transmission by a first control signal, and a second control signal
  • the third control signal is received by transmitting the third control signal
  • the wireless station transmits the second control signal the first control signal is received.
  • a radio communication system, a radio station, a base station, and a communication method for performing uplink data transmission using a frequency resource set by a control signal are proposed.
  • FIG. 1 is a sequence diagram illustrating an example of an operation of the wireless communication system according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a sequence diagram illustrating an example of an operation of the wireless communication system according to the second embodiment.
  • FIG. 3 is a sequence diagram illustrating an example of the RRC connection operation of the wireless communication system.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a configuration of a radio station.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the configuration of the base station.
  • FIG. 6 is a flowchart of an example of the operation of the radio station according to the second embodiment.
  • FIG. 7 is a flowchart of an example of operation of the base station according to the second embodiment.
  • FIG. 8 is a sequence diagram illustrating an example of operation of the wireless communication system according to the fourth embodiment.
  • FIG. 8 is a sequence diagram illustrating an example of operation of the wireless communication system according to the fourth embodiment.
  • FIG. 9 is a sequence diagram showing an example of a MAC CE transmission / reception operation.
  • FIG. 10 is a flowchart of an example of operation of the radio station according to the fourth embodiment.
  • FIG. 11 is a flowchart of an example of operation of the base station according to the fourth embodiment.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of a wireless station.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of the base station.
  • FIG. 1 is a sequence diagram illustrating an example of an operation of the wireless communication system according to the first embodiment.
  • the radio communication system according to the first exemplary embodiment includes the radio station 101 and the base station 102 illustrated in FIG.
  • the base station 102 is eNB (evolved Node B), for example.
  • the radio station 101 is, for example, a UE (User Equipment: user terminal).
  • the wireless station 101 and the base station 102 perform wireless communication with each other.
  • the base station 102 transmits a first control signal to the wireless station 101 (step S101). Specifically, the base station 102 determines a wireless parameter used for transmission of uplink data from the wireless station 101 to the base station 102, and transmits a first control signal including the determined wireless parameter to the wireless station 101.
  • the radio parameter includes at least one parameter of a frequency resource (radio resource) and a communication scheme such as a modulation scheme and a coding scheme.
  • the wireless station 101 and the base station 102 set the wireless parameter indicated by the first control signal transmitted in step S101 to itself (step S102).
  • the wireless station 101 transmits a second control signal to the base station 102 (step S103).
  • the second control signal is a signal that requests the base station 102 to permit uplink data transmission based on the radio parameter set in step S102.
  • the base station 102 transmits a third control signal to the wireless station 101 (step S104).
  • the third control signal is a signal indicating whether or not transmission of uplink data by the radio parameter set in step S102 is permitted. For example, when the base station 102 permits transmission of uplink data by the wireless station 101, the base station 102 transmits to the wireless station 101 a third control signal indicating that transmission of uplink data is permitted.
  • the wireless station 101 transmits uplink data to the base station 102 using the wireless parameter set in step S102 (step S105). Note that if the base station 102 does not permit transmission of uplink data by the wireless station 101, the base station 102 transmits a third control signal to the wireless station 101 indicating that transmission of uplink data is not permitted in step S104. In this case, the wireless station 101 does not transmit uplink data in step S105.
  • the radio station 101 transmits a second control signal to the base station 102 when untransmitted uplink data remains or new uplink data is generated (step S106).
  • the base station 102 transmits a third control signal to the wireless station 101 (step S107). For example, when the base station 102 permits transmission of uplink data by the wireless station 101, the base station 102 transmits to the wireless station 101 a third control signal indicating that transmission of uplink data is permitted.
  • the wireless station 101 transmits uplink data to the base station 102 using the wireless parameters set in step S102 (step S108). Note that if the base station 102 does not permit transmission of uplink data by the radio station 101, the base station 102 transmits a third control signal to the radio station 101 indicating that transmission of uplink data is not permitted in step S107. In this case, the wireless station 101 does not transmit uplink data in step S108.
  • the radio station 101 and the base station 102 perform the same operations as in steps S106 to S108 every time uplink data is transmitted.
  • the wireless station 101 is, for example, a wireless communication device that periodically transmits a small amount of uplink data.
  • the radio parameter is notified from the base station 102 to the radio station 101 every time uplink data is transmitted, the ratio of the overhead of the control signal to the uplink data to be transmitted becomes large, and efficient communication cannot be performed.
  • the radio station 101 and the base station 102 transmit the uplink data a plurality of times with the preset radio parameters, thereby reducing the ratio of the overhead of the control signal to the uplink data to be transmitted efficiently. Communication can be performed.
  • the wireless station 101 is a stationary wireless communication device that performs wireless communication while being fixed at a specific location.
  • the fluctuation of the radio environment between the radio station 101 and the base station 102 is small. For this reason, stable wireless communication can be performed between the wireless station 101 and the base station 102 without updating the wireless parameter each time uplink data is transmitted.
  • the first control signal may include a plurality of candidates for radio parameters used for uplink data transmission.
  • the radio station 101 uses radio parameters arbitrarily selected from a plurality of candidates for uplink data transmission.
  • the base station 102 performs a reception operation so that it can be received even if uplink data is transmitted by any radio parameter among the plurality of candidates.
  • the radio station 101 can select the radio parameter according to the situation and transmit the uplink data without notifying and updating the radio parameter every time uplink data is transmitted. For this reason, the freedom degree of the setting of a radio
  • a wireless communication system including the wireless station 101 and the base station 102 will be described as an example, but the configuration of the wireless communication system is not limited thereto.
  • a relay station may be provided instead of the wireless station 101.
  • a relay station may be provided instead of the base station 102.
  • the base station 102 reserves in advance the wireless parameters used for uplink transmission by the first control signal.
  • the base station 102 receives the second control signal from the wireless station 101, the base station 102 grants transmission permission for uplink data by transmitting the third control signal to the wireless station 101.
  • the wireless station 101 transmits the second control signal to the base station 102
  • the wireless station 101 receives the third control signal from the base station 102 and uses the wireless parameter set by the first control signal.
  • the overhead of the control signal accompanying transmission of uplink data can be reduced, and communication efficiency can be improved. For example, power consumption of the radio station 101 and the base station 102 can be reduced.
  • the radio communication system shown in FIG. 1 can be applied to, for example, LTE (Long Term Evolution).
  • LTE Long Term Evolution
  • OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing
  • LTE high-speed wireless packet communication with a downlink peak transmission rate of 100 [Mb / s] or more and an uplink peak transmission rate of 50 [Mb / s] or more is possible.
  • 3GPP which is an international standardization organization, the study of LTE-based mobile radio communication system LTE-A (LTE-Advanced) has begun for realizing higher-speed communication.
  • the wireless communication system shown in FIG. 1 can also be applied to LTE-A.
  • LTE-A the downlink peak transmission rate is set to 1 [Gb / s] and the uplink peak transmission rate is set to 500 [Mb / s], and technologies such as a radio access scheme and a network architecture are studied. It has been broken.
  • LTE-A Long Term Evolution-Advanced Evolution-Rel-11
  • a radio station that generates traffic different from the conventional one is connected.
  • various types of stationary non-mobile devices such as sensors, gas meters, and electric meters are assumed to be connected to a cellular network to perform communication.
  • Such communication is called machine-type communication.
  • One of the traffic characteristics that occurs in machine type communication is scheduled communication. For example, an electric meter or a gas meter sends a periodic report about power or gas usage to the server. Another characteristic of the traffic generated in machine type communication is that the amount of traffic is relatively small.
  • FIG. 2 is a sequence diagram illustrating an example of an operation of the wireless communication system according to the second embodiment.
  • the radio station 101 and the base station 102 according to the second embodiment execute the following steps, for example.
  • the base station 102 transmits wireless parameters used for transmission of uplink data from the wireless station 101 to the base station 102 to the wireless station 101 (step S201).
  • the transmission of the radio parameter can be performed, for example, in a downlink control signal (for example, RRC connection setup) of a connection operation of RRC (Radio Resource Control) between the radio station 101 and the base station 102.
  • a downlink control signal for example, RRC connection setup
  • RRC Radio Resource Control
  • the radio parameters notified in step S201 include, for example, radio resources (frequency resources), parameters of communication schemes such as modulation schemes and encoding schemes, and the like.
  • the wireless station 101 and the base station 102 set the wireless parameter transmitted in step S201 to itself (step S202).
  • step S203 when the uplink data 111 to be transmitted to the base station 102 is generated (arrived), the wireless station 101 transmits a scheduling request to the base station 102 (step S203). Transmission of the scheduling request in step S203 is performed, for example, by PUCCH.
  • an ACK (Acknowledgement) is transmitted to the wireless station 101 (step S204).
  • the transmission of ACK in step S204 is performed by, for example, PHICH (Physical HARQ Indicator Channel: physical HARQ indicator channel). Further, the transmission of ACK in step S204 is performed, for example, when a certain time has elapsed since the scheduling request was received in step S203.
  • the wireless station 101 transmits the uplink data 111 to the base station 102 using the wireless parameters set in step S202 (step S205).
  • Transmission of the uplink data 111 in step S205 is performed by, for example, PUSCH. Further, the transmission of the uplink data 111 in step S205 is performed, for example, when a certain time has elapsed since the reception of ACK in step S204.
  • the base station 102 If the base station 102 does not permit the wireless station 101 to transmit the uplink data 111, the base station 102 transmits NACK (Non-acknowledgement: negative signal) to the wireless station 101 by PHICH, for example. In this case, transmission of the uplink data 111 in step S205 is not performed. In this case, the wireless station 101 retransmits the scheduling request to the base station 102, for example.
  • NACK Non-acknowledgement: negative signal
  • the timing at which the wireless station 101 retransmits the scheduling request can be, for example, the earliest PUCCH timing.
  • the radio station 101 may retransmit the scheduling request after waiting for a predetermined period (backoff).
  • a predetermined upper limit time for example, 100 [ms]
  • the radio station 101 is set to a random time within the upper limit time. You may make it wait only for time.
  • the radio station 101 and the base station 102 perform the same operation as steps S203 to S205 until there is no untransmitted uplink data 111.
  • the period from when the base station 102 receives the scheduling request at step S203 to when ACK is transmitted at step S204 can be set to 4 [ms], for example. This is because the base station 102 calculates frequency resources for transmitting PHICH based on the received PUCCH resources. That is, if the interval at which PHICH is transmitted in response to a scheduling request is too long, other wireless stations cannot transmit PUCCH during that period, and the PUCCH resource utilization rate decreases. Further, if the PHICH transmission interval is too short, the base station 102 cannot perform the PHICH transmission processing.
  • the period from when the base station 102 receives the scheduling request at step S203 to when ACK is transmitted at step S204 may be longer than 4 [ms].
  • the transmission of PHICH can be delayed until the load becomes low.
  • the period from when the wireless station 101 receives ACK in step S204 until the uplink data 111 is transmitted in step S205 can be set to 4 [ms], for example. This is because, if the period from the reception of ACK to the transmission of the uplink data 111 is longer than 4 [ms], a transmission delay of the uplink data 111 occurs. Further, if the period from the reception of the ACK to the transmission of the uplink data 111 is shorter than 4 [ms], the signal processing of the wireless station 101 is not in time.
  • FIG. 3 is a sequence diagram illustrating an example of the RRC connection operation of the wireless communication system.
  • the radio station 101 and the base station 102 of the radio communication system execute, for example, the following steps as the RRC connection operation when the PUCCH SR resource is allocated to the radio station 101 by the base station 102.
  • the wireless station 101 transmits an RRC connection request (RRC Connection Request) including the identifier of the wireless station 101 and the reason for connection to the base station 102 (step S301). Also, the wireless station 101 notifies the base station 102 that the wireless station 101 is a non-mobile device by an RRC connection request in step S301.
  • RRC Connection Request RRC Connection Request
  • the base station 102 recognizes which radio station has connected based on the identifier of the radio station 101 acquired from the RRC connection request. Then, the base station 102 transmits RRC connection setup (RRC Connection Setup: call connection setting) including radio parameters to the radio station 101 in order to attempt RRC setup (step S302).
  • RRC connection setup RRC Connection Setup: call connection setting
  • the radio station 101 when the radio station 101 completes the setting of radio parameters included in the RRC connection setup, the radio station 101 transmits an RRC connection setup complete (RRC Connection Setup Complete: call connection setup complete) to the base station 102 (step S303). .
  • RRC connection setup complete RRC Connection Setup Complete: call connection setup complete
  • the RRC connection between the radio station 101 and the base station 102 is established, and the RRC states of the radio station 101 and the base station 102 transition from the idle mode to the connected mode.
  • step S301 For the notification that the wireless station 101 is a non-mobile device in step S301, for example, “delay Tolerant Access-v1020” in the RRC connection request can be used.
  • a parameter newly defined in the RRC connection request may be used for notification that the wireless station 101 is a non-mobile device.
  • “nm-Access” non mobile access
  • notification that the wireless station 101 is a non-mobile device may be made by “nm-Access”.
  • the wireless station 101 and the base station 102 of the wireless communication system perform an RRC connection operation after performing random access.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a configuration of a radio station.
  • the wireless station 101 includes, for example, a control unit 410, a communication unit 421, and an antenna 422.
  • the communication unit 421 performs transmission / reception processing of a signal wirelessly transmitted via the antenna 422.
  • the control unit 410 performs various controls of the wireless station 101.
  • the control unit 410 is a baseband processing unit that processes baseband signals, for example.
  • the control unit 410 includes a PHY control unit 411, a MAC control unit 412, an RRC control unit 413, and an uplink transmission control unit 414.
  • the PHY control unit 411 processes a signal when performing wireless transmission. For example, the PHY control unit 411 generates a control signal format to be transmitted on the PUCCH and a data signal format to be transmitted on the PUSCH according to the modulation scheme and the coding scheme notified by the base station 102.
  • the MAC control unit 412 performs processing related to data scheduling based on the frequency resource and timing instructed by the base station 102. For example, the MAC control unit 412 performs uplink data buffering, BSR trigger generation, scheduling request trigger generation, and the like.
  • the RRC control unit 413 controls the operation of the radio station 101.
  • the RRC control unit 413 performs setting of frequency resources and communication methods used for communication, and management of the communication state of the wireless station 101.
  • the RRC control unit 413 performs a process of transitioning from the RRC idle mode to the RRC connected mode, a handover process for connecting to an appropriate base station, and the like in order to establish a communicable state.
  • the RRC control unit 413 performs a process of notifying the base station 102 that the wireless station 101 is a non-mobile device by an RRC connection request.
  • the uplink transmission control unit 414 controls uplink transmission of the radio station 101. For example, the uplink transmission control unit 414 controls the uplink transmission request to the base station 102 when the MAC control unit 412 requests uplink transmission by a BSR trigger. The uplink transmission control unit 414 performs control to transmit a scheduling request when the PUCCH SR resource is allocated by the base station 102. Further, the uplink transmission control unit 414 controls random access when the SR resource is not allocated.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the configuration of the base station.
  • the base station 102 includes a control unit 510, a communication unit 521, an antenna 522, and a wired interface 523.
  • the communication unit 521 transmits and receives signals wirelessly transmitted via the antenna 522.
  • the communication unit 521 transmits and receives signals that are wired and transmitted via the wired interface 523 for communication with the host device.
  • the control unit 510 performs various controls of the base station 102.
  • Control unit 510 is a baseband processing unit that processes baseband signals, for example.
  • the control unit 510 includes a PHY control unit 511, a MAC control unit 512, an RRC control unit 513, and an uplink transmission control unit 514.
  • the PHY control unit 511 processes a signal when performing wireless transmission. For example, the PHY control unit 511 determines a radio signal modulation scheme and coding scheme. In addition, the PHY control unit 511 performs reconstruction of the control signal format when the PUCCH is received and reconstruction of the data signal format when the PUCCH is received. In addition, when the PHY control unit 511 receives an uplink transmission request, the PHY control unit 511 generates a signal for granting uplink transmission permission.
  • the MAC control unit 512 performs processing related to data scheduling. For example, the MAC control unit 512 analyzes the contents of the BSR and estimates the amount of data staying in the wireless station 101.
  • the RRC control unit 513 controls the operation of the base station 102.
  • the RRC control unit 513 performs setting of frequency resources and communication methods used for communication, and management of the communication state of the base station 102.
  • the RRC control unit 513 performs a process of transitioning from the idle mode to the connected mode and a handover process for connecting to an appropriate base station in order to make the communication possible.
  • the RRC control unit 513 acquires information indicating that the wireless station 101 is a non-mobile device by an RRC connection request.
  • the uplink transmission control unit 514 controls uplink transmission of the wireless station 101. For example, the uplink transmission control unit 514 determines the type and traffic type of the radio station 101 and controls RRC state management based on the determination result. Further, the uplink transmission control unit 514 controls uplink transmission permission for the radio station 101 when the PHY control unit 511 detects an uplink transmission request.
  • FIG. 6 is a flowchart of an example of the operation of the radio station according to the second embodiment.
  • the radio station 101 according to the second embodiment executes the following steps, for example.
  • the wireless station 101 sets up a call with the base station 102 (step S601).
  • the wireless station 101 performs call setup with the base station 102 by the operation shown in FIG.
  • the radio station 101 notifies the base station 102 that the radio station 101 is a non-mobile device by an RRC connection request in the call setup in step S601.
  • the wireless station 101 presets the wireless parameters acquired from the base station 102 in the call setting in step S601 (step S602).
  • the radio parameters set in advance in step S602 include, for example, parameters of communication methods such as frequency resources and modulation methods and coding methods.
  • the wireless station 101 determines whether or not uplink data to be transmitted to the base station 102 has been generated (step S603), and waits until uplink data is generated (step S603: No loop).
  • the wireless station 101 transmits a scheduling request to the base station 102 using the PUCCH (step S604).
  • the wireless station 101 determines whether or not an ACK for the scheduling request transmitted in step S604 has been received from the base station 102 by PHICH (step S605).
  • step S605 When ACK is not received (step S605: No), the wireless station 101 waits for a predetermined time (step S606) and returns to step S604. Thereby, the wireless station 101 can transmit a scheduling request every predetermined time until an ACK is received from the base station 102 (backoff).
  • step S605 when ACK is received (step S605: Yes), the wireless station 101 transmits uplink data to the base station 102 by PUSCH (step S607), and returns to step S603.
  • the radio parameters set in step S602 are used for uplink data transmission in step S607.
  • FIG. 7 is a flowchart of an example of operation of the base station according to the second embodiment.
  • the base station 102 according to the second embodiment executes the following steps, for example.
  • the base station 102 performs call setup with the wireless station 101 (step S701).
  • the base station 102 performs call setting with the wireless station 101 by the operation shown in FIG.
  • the base station 102 acquires information indicating that the wireless station 101 is a non-mobile device by the RRC connection request in the call setup in step S701.
  • the base station 102 determines whether or not the wireless station 101 is a non-mobile device based on the information acquired in step S701 (step S702).
  • the base station 102 presets the wireless parameter notified to the wireless station 101 by the call setting in step S701 (step S703).
  • the radio parameters set in advance in step S703 include, for example, parameters of communication schemes such as frequency resources and modulation schemes and encoding schemes.
  • the base station 102 determines whether or not a scheduling request has been received from the wireless station 101 via the PUCCH (step S704), and waits until a scheduling request is received (step S704: No loop).
  • the base station 102 determines whether or not to permit transmission of uplink data from the wireless station 101 (step S705).
  • step S705 If it is determined in step S705 that transmission is not permitted (step S705: No), the base station 102 transmits NACK to the wireless station 101 by PHICH (step S706), and returns to step S704. If it is determined that transmission is permitted (step S705: Yes), the base station 102 transmits ACK to the radio station 101 by PHICH (step S707). Next, the base station 102 receives the uplink data from the wireless station 101 through the PUSCH (step S708), and returns to step S704.
  • step S702 if the wireless station 101 is not a non-mobile device (step S702: No), the base station 102 determines whether or not a scheduling request has been received through the PUCCH (step S709) and until the scheduling request is received. Wait (step S709: No loop). When receiving the scheduling request (step S709: Yes), the base station 102 determines whether or not to permit transmission of uplink data from the wireless station 101 (step S710).
  • step S710 If it is determined in step S710 that transmission is not permitted (step S710: No), the base station 102 returns to step S709. If it is determined that transmission is permitted (step S710: Yes), the base station 102 transmits transmission permission to the radio station 101 using the PDCCH (step S711). Next, the base station 102 receives the uplink data from the wireless station 101 through PUSCH (step S712), and returns to step S709.
  • the base station 102 reserves in advance radio parameters used for uplink transmission by the RRC connection setup (first control signal).
  • the base station 102 receives the scheduling request (second control signal) from the radio station 101, the base station 102 transmits an ACK (third control signal) to the radio station 101 to give permission to transmit uplink data.
  • the wireless station 101 transmits a scheduling request to the base station 102
  • the wireless station 101 receives an ACK from the base station 102 and performs uplink data transmission using the wireless parameters set by the RRC connection setup.
  • the overhead of the control signal accompanying transmission of uplink data can be reduced, and communication efficiency can be improved.
  • power consumption of the radio station 101 and the base station 102 can be reduced.
  • the size of PDCCH is 144 bits.
  • PHICH can be used as a control signal for each transmission of uplink data. Since the size of the PHICH control signal is, for example, 12 bits, the overhead of the control signal can be suppressed as compared with the case where the PDCCH is transmitted every time uplink data is transmitted.
  • the signaling overhead of uplink transmission permission signal for transmitting BSR in particular Will increase.
  • the wireless communication system according to the second embodiment by transmitting uplink data using a preset frequency or communication method, the overhead of a control signal associated with transmission of uplink data is reduced, and communication is performed. Can be made more efficient.
  • the radio station 101 notifies the base station 102 of a notification that it is a non-mobile device by UE capability (UE Capability).
  • UE Capability is defined in LTE Rel-10, for example, and is information that notifies the base station 102 to which category the radio station 101 belongs.
  • the wireless station 101 can notify the base station 102 of the communication capability of the wireless station 101.
  • a category “Category 9” is newly established for non-mobile devices, and values such as data size can be set smaller than “Category 1” (for example, 1/8). Then, the radio station 101 transmits a UE capability indicating “Category 9” to the base station 102. Accordingly, the base station 102 can determine that the wireless station 101 is a non-mobile device with a small communication data size.
  • the base station 102 transmits a UE capability inquiry requesting a UE capability notification to the radio station 101 at the time of call setup, for example.
  • the wireless station 101 transmits UE capability inquiry information including “Category 9” to the base station 102.
  • the base station 102 can acquire the UE capability indicating “Category 9”, and can determine that the base station 102 is a non-mobile device.
  • the wireless station 101 can notify the base station 102 that the wireless station 101 is a non-mobile device using the UE capability.
  • the base station 102 transmits activation (activation signal: Activation) and deactivation (deactivation signal: Deactivation) to the radio station 101.
  • the activation is a signal instructing a shift to a mode in which uplink data is transmitted according to a preset wireless parameter.
  • Deactivation is a third control signal instructing transition to a mode in which radio parameters are set every time uplink data is transmitted.
  • the base station 102 can determine that the size of data transmitted from the wireless station 101 is small when “Category 9” is set in the UE capability category. Judgment can be made. In this case, even if the wireless station 101 is not a non-mobile device, the base station 102 transmits an activation to the wireless station 101 to shift to a mode in which uplink data is transmitted according to wireless parameters set in advance. .
  • the base station 102 performs communication in a mode in which uplink data is transmitted using a preset radio parameter. However, when shifting to a mode in which a radio parameter is set for each uplink data transmission, the base station 102 A deactivation is transmitted to 101.
  • Activation or deactivation transmission from the base station 102 can be performed, for example, by transmission of PDCCH by the PHY control unit 511 or the MAC control unit 512.
  • Activation or deactivation reception by the wireless station 101 can be performed, for example, by reception of PDCCH by the PHY control unit 411 or the MAC control unit 412.
  • the determination as to whether or not to transmit the activation by the base station 102 can be made based on the state of the wireless station 101 such as the moving state.
  • the base station 102 acquires information indicating the moving speed of the wireless station 101 from the wireless station 101, and the wireless station 101 is not moving when the moving speed of the wireless station 101 is equal to or longer than a certain time and equal to or less than a threshold value And decide to send activation.
  • the moving speed can be estimated by estimating the Doppler frequency or the like based on an uplink signal such as SRS (Sounding Reference Signal) that the wireless station 101 periodically transmits.
  • SRS Sounding Reference Signal
  • FIG. 8 is a sequence diagram illustrating an example of operation of the wireless communication system according to the fourth embodiment.
  • the radio station 101 and the base station 102 of the radio communication system according to the fourth embodiment execute the following steps.
  • Steps S801 and S802 shown in FIG. 8 are the same as steps S201 and S202 shown in FIG. Following step S802, the base station 102 transmits activation to the wireless station 101 (step S803). As a result, the radio station 101 and the base station 102 shift to a mode in which uplink data is transmitted using radio parameters set in advance.
  • Steps S804 to S806 shown in FIG. 8 are the same as steps S203 to S205 shown in FIG.
  • the base station 102 transmits deactivation to the wireless station 101 at an arbitrary timing (step S807).
  • the mode for transmitting uplink data using a preset radio parameter is released, and the radio station 101 and the base station 102 shift to a mode for setting a radio parameter every time uplink data is transmitted.
  • PDCCH can be used as a control signal for notifying activation and deactivation.
  • a MAC CE Control Element
  • MAC layer control signal can be used as a control signal for notifying activation and deactivation.
  • FIG. 9 is a sequence diagram illustrating an example of a MAC CE transmission / reception operation.
  • MAC CE is used as a control signal for notifying activation and deactivation
  • the radio station 101 and the base station 102 execute the following steps, for example.
  • the base station 102 transmits a MAC CE that notifies activation to the wireless station 101 (step S901).
  • the wireless station 101 transmits ACK, which is a response signal to the MAC CE transmitted in step S901, to the base station 102 (step S902).
  • the radio station 101 and the base station 102 shift to a mode in which uplink data is transmitted using radio parameters set in advance.
  • the base station 102 when the base station 102 finishes the mode for transmitting uplink data using a preset wireless parameter, the base station 102 transmits a MAC CE that notifies deactivation to the wireless station 101 (step S903).
  • the wireless station 101 transmits ACK, which is a response signal to the MAC CE transmitted in step S903, to the base station 102 (step S904).
  • the radio station 101 and the base station 102 shift to a mode in which radio parameters are set every time uplink data is transmitted.
  • FIG. 10 is a flowchart of an example of operation of the radio station according to the fourth embodiment.
  • the wireless station 101 according to the fourth embodiment executes, for example, each step illustrated in FIG.
  • the wireless station 101 according to the fourth embodiment executes, for example, the following steps.
  • Steps S1001 to S1004 shown in FIG. 10 are the same as steps S601 to S604 shown in FIG. Following step S1004, the wireless station 101 determines whether activation is in progress (step S1005). Specifically, the wireless station 101 determines that the activation is being performed when the activation from the base station 102 is received and then the deactivation from the base station 102 is not received. In addition, the wireless station 101 is in the process of being activated if it has not received the activation from the base station 102 or has not received the activation from the base station 102 after receiving the deactivation from the base station 102 Judge that it is not.
  • step S1005 when the activation is not in progress (step S1005: No), the wireless station 101 receives the PDCCH from the base station 102 (step S1006), and proceeds to step S1009.
  • step S1005: Yes When the activation is in progress (step S1005: Yes), the wireless station 101 proceeds to step S1007.
  • Steps S1007 to S1009 shown in FIG. 10 are the same as steps S605 to S607 shown in FIG. However, when the process proceeds from step S1006 to step S1009, the radio parameters instructed from the base station 102 by the PDCCH received in step S1006 are used for uplink data transmission in step S1009.
  • FIG. 11 is a flowchart of an example of operation of the base station according to the fourth embodiment.
  • the base station 102 according to the fourth embodiment executes, for example, the following steps. Steps S1101 to S1109 shown in FIG. 11 are the same as steps S701 to S709 shown in FIG. In step S1109, when receiving the scheduling request (step S1109: Yes), the base station 102 determines whether or not activation is in progress (step S1110).
  • the base station 102 determines that the activation is being performed when the activation is transmitted to the wireless station 101 and the deactivation is not transmitted to the wireless station 101 thereafter. In addition, the base station 102 determines that the activation is not being performed when the activation is not transmitted to the wireless station 101 or the activation is not transmitted to the wireless station 101 after transmitting the deactivation to the wireless station 101. To do.
  • step S1110 when the activation is not in progress (step S1110: No), the base station 102 proceeds to step S1111.
  • Steps S1111 to S1113 shown in FIG. 11 are the same as steps S710 to S712 shown in FIG.
  • step S1110 when the activation is being performed (step S1110: Yes), the base station 102 performs the same operation as when the wireless station 101 is a non-mobile device. That is, the base station 102 determines whether or not to permit transmission of uplink data from the wireless station 101 (step S1114).
  • step S1114 If it is determined in step S1114 that transmission is not permitted (step S1114: No), the base station 102 transmits NACK to the wireless station 101 by PHICH (step S1115), and returns to step S1109. If it is determined that transmission is permitted (step S1114: Yes), the base station 102 transmits ACK to the radio station 101 by PHICH (step S1116). Next, the base station 102 receives the uplink data from the wireless station 101 through the PUSCH (step S1117), and returns to step S1109.
  • the wireless station 101 when the wireless station 101 is not a non-mobile device (a specific type of wireless station), wireless communication is performed according to the state of the wireless station 101 (for example, the moving state).
  • the parameter setting method can be switched. Specifically, according to the state of the wireless station 101, the state in which uplink data is transmitted with the wireless parameter set by the first control signal, and the upstream data regardless of the wireless parameter set by the first control signal Can be switched between the state in which transmission is performed.
  • a mode in which uplink data is transmitted using a preset wireless parameter and a wireless parameter is set for each uplink data transmission according to the state of the wireless station 101.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of a wireless station.
  • the radio station 101 according to each embodiment described above can be realized by, for example, the communication device 1200 illustrated in FIG.
  • the communication device 1200 includes a display unit 1201, an input unit 1202, a communication interface 1203, an antenna 1204, a wireless communication unit 1205, a ROM 1206, a processor 1207, a main memory 1208, and a bus 1220. Yes.
  • Display unit 1201, input unit 1202, communication interface 1203, wireless communication unit 1205, ROM 1206, and main memory 1208 are connected to processor 1207 via bus 1220.
  • the display unit 1201 is a user interface that displays information to the operator.
  • Display unit 1201 is, for example, a liquid crystal screen.
  • the input unit 1202 is a user interface that receives input of information from the operator.
  • Input unit 1202 is, for example, a keypad.
  • An operator of the communication device 1200 uses the display unit 1201 and the input unit 1202 to operate the communication device 1200 such as inputting a telephone number.
  • the communication interface 1203 is, for example, a speaker and a microphone. An operator of the communication device 1200 performs a voice call using the communication interface 1203.
  • the antenna 1204 is connected to the wireless communication unit 1205.
  • the wireless communication unit 1205 performs wireless communication via the antenna 1204 under the control of the processor 1207.
  • the ROM 1206 stores, for example, programs for executing various processes.
  • the processor 1207 reads out various programs stored in the ROM 1206, expands the read programs in the main memory 1208, and executes various processes.
  • a CPU Central Processing Unit
  • FPGA Field Programmable Gate Array
  • the antenna 422 shown in FIG. 4 can be realized by the antenna 1204, for example.
  • the communication unit 421 illustrated in FIG. 4 can be realized by the processor 1207 and the wireless communication unit 1205, for example.
  • the control unit 410 illustrated in FIG. 4 can be realized by, for example, the ROM 1206, the processor 1207, and the main memory 1208.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of the base station.
  • the base station 102 according to each embodiment described above can be realized by, for example, the communication device 1300 illustrated in FIG.
  • the communication device 1300 includes a display unit 1301, an input unit 1302, a communication interface 1303, an antenna 1304, a wireless communication unit 1305, a ROM 1306, a processor 1307, a main memory 1308, a storage 1309, a bus 1320, and the like. It is equipped with.
  • Display unit 1301, input unit 1302, communication interface 1303, wireless communication unit 1305, ROM 1306, main memory 1308, and storage 1309 are connected to processor 1307 by bus 1320.
  • the display unit 1301 is a user interface that displays information to the operator.
  • Display unit 1301 is, for example, a monitor.
  • the input unit 1302 is a user interface that receives input of information from the operator.
  • the input unit 1302 is a keyboard, for example.
  • An operator of the communication device 1300 uses the display unit 1301 and the input unit 1302 to operate the communication device 1300 such as setting program input.
  • the communication interface 1303 is, for example, a communication interface for performing communication with an upper station.
  • the communication interface 1303 is, for example, a network board or an ADC (Analog / Digital Converter).
  • the antenna 1304 is connected to the wireless communication unit 1305.
  • the wireless communication unit 1305 performs wireless communication via the antenna 1304 under the control of the processor 1307.
  • the ROM 1306 stores, for example, programs for executing various processes.
  • the processor 1307 reads out various programs stored in the ROM 1306, expands the read programs in the main memory 1308, and executes various processes.
  • a CPU or FPGA can be used as the processor 1307.
  • the storage 1309 is a storage device such as a hard disk. For example, functions such as a buffer are realized by the storage 1309 and the processor 1307.
  • the antenna 522 shown in FIG. 5 can be realized by the antenna 1304, for example.
  • the wired interface 523 shown in FIG. 5 can be realized by the communication interface 1303, for example.
  • the communication unit 521 illustrated in FIG. 5 can be realized by the processor 1307 and the wireless communication unit 1305, for example.
  • the control unit 510 illustrated in FIG. 5 can be realized by, for example, the ROM 1306, the processor 1307, and the main memory 1308.
  • the wireless station As described above, according to the wireless communication system, the wireless station, the base station, and the communication method, communication efficiency can be improved.

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Abstract

　無線通信システムは、基地局（１０２）と無線局（１０１）とを含む。基地局（１０２）は、第１の制御信号によって上りデータの送信に用いられる無線パラメータを事前に予約する。また、基地局（１０２）は、第２の制御信号を受信すると、第３の制御信号を送信することによって上りデータの送信許可を与える。無線局（１０１）は、第２の制御信号を送信すると、第３の制御信号を受信し、第１の制御信号によって設定された無線パラメータを使用して上りデータ送信を実施する。

Description

無線通信システム、無線局、基地局および通信方法
　本発明は、無線通信システム、無線局、基地局および通信方法に関する。
　従来、たとえば３ＧＰＰ（３ｒｄ　Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ　Ｐｒｏｊｅｃｔ）において、無線通信システムの上り通信を実施するための方式の一例としてスケジューリングリクエスト（ＳＲ：Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ　Ｒｅｑｕｅｓｔ）方式が規定されている（たとえば、下記特許文献１および非特許文献１参照。）。
　スケジューリングリクエスト方式においては、無線局は、上りデータの到着を検出し、レギュラーＢＳＲ（Ｒｅｇｕｌａｒ　Ｂｕｆｆｅｒ　Ｓｔａｔｕｓ　Ｒｅｐｏｒｔｉｎｇ）を送信する場合に、スケジューリングリクエストを基地局へ送信する。レギュラーＢＳＲは、ＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｅｒｖｉｃｅ）が高いデータや新規データの到着時に送信される。
　また、無線局は、上り制御チャネルであるＰＵＣＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ　Ｕｐｌｉｎｋ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｃｈａｎｎｅｌ：物理上りリンク制御チャネル）でＳＲリソースが割り当てられていれば、ＰＵＣＣＨによってスケジューリングリクエストを基地局へ送信する。また、無線局は、ＰＵＣＣＨでＳＲリソースが割り当てられていなければ、ランダムアクセスによって上りデータのスケジューリングを基地局に要求する。
　基地局は、無線局からスケジューリングリクエストを受信すると、下り制御チャネルであるＰＤＣＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ　Ｄｏｗｎｌｉｎｋ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｃｈａｎｎｅｌ：物理下りリンク制御チャネル）によって無線局に上り送信許可を与える。
　たとえば、基地局は、無線局に到着しているデータ量を把握するために、ＢＳＲを送信できる程度の上りリソースを無線局に割り当てる。これに対して、無線局は、基地局から割り当てられた上りリソースによってＢＳＲを報告する。これにより、基地局は、無線局に到着したデータ量を把握し、以降、ＰＤＣＣＨにより上り送信許可を与える。
　無線局は、上り送信許可が通知されると、ＰＤＣＣＨによって指定された無線パラメータを用いて上りデータをＰＵＳＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ　Ｕｐｌｉｎｋ　Ｓｈａｒｅｄ　Ｃｈａｎｎｅｌ：物理上りリンク共有チャネル）で送信する。無線パラメータには、たとえば周波数リソース、変調方式、符号化方式などのパラメータが含まれる。
国際公開第２００９／１２８２８５号
３ＧＰＰ　ＴＳ３６．３２１、"Ｍｅｄｉｕｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＭＡＣ）　ｐｒｏｔｏｃｏｌ　ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ"、Ｖ１０．４．０、Ｒｅｌｅａｓｅ１０、２０１１年１２月
　しかしながら、上述した従来技術では、上りデータの送信ごとに制御信号のオーバーヘッドが生じるため、上りデータの送信が頻繁に行われると効率よく通信を行うことができない場合がある。
　本発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、通信の効率化を図ることができる無線通信システム、無線局、基地局および通信方法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、基地局が、第１の制御信号によって上り送信に用いられる周波数リソースを事前に予約し、第２の制御信号を受信すると、第３の制御信号を送信することによって上りデータの送信許可を与え、無線局が、前記第２の制御信号を送信すると、前記第３の制御信号を受信し、前記第１の制御信号によって設定された周波数リソースを使用して上りデータ送信を実施する無線通信システム、無線局、基地局および通信方法が提案される。
　本発明の一側面によれば、通信の効率化を図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にかかる無線通信システムの動作の一例を示すシーケンス図である。 図２は、実施の形態２にかかる無線通信システムの動作の一例を示すシーケンス図である。 図３は、無線通信システムのＲＲＣ接続動作の一例を示すシーケンス図である。 図４は、無線局の構成の一例を示す図である。 図５は、基地局の構成の一例を示す図である。 図６は、実施の形態２にかかる無線局の動作の一例を示すフローチャートである。 図７は、実施の形態２にかかる基地局の動作の一例を示すフローチャートである。 図８は、実施の形態４にかかる無線通信システムの動作の一例を示すシーケンス図である。 図９は、ＭＡＣ　ＣＥの送受信動作の一例を示すシーケンス図である。 図１０は、実施の形態４にかかる無線局の動作の一例を示すフローチャートである。 図１１は、実施の形態４にかかる基地局の動作の一例を示すフローチャートである。 図１２は、無線局のハードウェア構成の一例を示す図である。 図１３は、基地局のハードウェア構成の一例を示す図である。
　以下に添付図面を参照して、本発明にかかる無線通信システム、無線局、基地局および通信方法の実施の形態を詳細に説明する。
（実施の形態１）
（無線通信システム）
　図１は、実施の形態１にかかる無線通信システムの動作の一例を示すシーケンス図である。実施の形態１にかかる無線通信システムは、図１に示す無線局１０１と基地局１０２とを含んでいる。基地局１０２は、たとえばｅＮＢ（ｅｖｏｌｖｅｄ　Ｎｏｄｅ　Ｂ）である。無線局１０１は、たとえばＵＥ（Ｕｓｅｒ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ：ユーザ端末）である。無線局１０１と基地局１０２は互いに無線通信を行う。
　まず、基地局１０２が、第１の制御信号を無線局１０１へ送信する（ステップＳ１０１）。具体的には、基地局１０２は、無線局１０１から基地局１０２への上りデータの送信に用いる無線パラメータを決定し、決定した無線パラメータを含む第１の制御信号を無線局１０１へ送信する。無線パラメータには、周波数リソース（無線リソース）と、変調方式や符号化方式などの通信方式と、の少なくとも一方のパラメータが含まれる。つぎに、無線局１０１および基地局１０２が、ステップＳ１０１によって送信された第１の制御信号が示す無線パラメータを自身に設定する（ステップＳ１０２）。
　つぎに、無線局１０１が、基地局１０２へ送信すべき上りデータが発生した場合に、第２の制御信号を基地局１０２へ送信する（ステップＳ１０３）。第２の制御信号は、ステップＳ１０２によって設定した無線パラメータによる上りデータの送信の許可を基地局１０２に要求する信号である。
　つぎに、基地局１０２が、第３の制御信号を無線局１０１へ送信する（ステップＳ１０４）。第３の制御信号は、ステップＳ１０２によって設定した無線パラメータによる上りデータの送信を許可するか否かを示す信号である。たとえば、基地局１０２は、無線局１０１による上りデータの送信を許可する場合は、上りデータの送信を許可する旨の第３の制御信号を無線局１０１へ送信する。
　これに対して、無線局１０１は、ステップＳ１０２によって設定した無線パラメータによって上りデータを基地局１０２へ送信する（ステップＳ１０５）。なお、基地局１０２は、無線局１０１による上りデータの送信を許可しない場合は、ステップＳ１０４において、上りデータの送信を許可しない旨の第３の制御信号を無線局１０１へ送信する。この場合は、無線局１０１は、ステップＳ１０５による上りデータの送信を行わない。
　つぎに、無線局１０１は、未送信の上りデータが残っていたり、上りデータが新たに発生したりした場合に、第２の制御信号を基地局１０２へ送信する（ステップＳ１０６）。つぎに、基地局１０２が、第３の制御信号を無線局１０１へ送信する（ステップＳ１０７）。たとえば、基地局１０２は、無線局１０１による上りデータの送信を許可する場合は、上りデータの送信を許可する旨の第３の制御信号を無線局１０１へ送信する。
　これに対して、無線局１０１は、ステップＳ１０２によって設定した無線パラメータによって上りデータを基地局１０２へ送信する（ステップＳ１０８）。なお、基地局１０２は、無線局１０１による上りデータの送信を許可しない場合は、ステップＳ１０７において、上りデータの送信を許可しない旨の第３の制御信号を無線局１０１へ送信する。この場合は、無線局１０１は、ステップＳ１０８による上りデータの送信を行わない。
　以降、無線局１０１および基地局１０２は、上りデータの送信ごとに、ステップＳ１０６～Ｓ１０８と同様の動作を行う。
　このように、事前（通信開始時）に設定した無線パラメータで無線局１０１から基地局１０２へ上りデータを送信することにより、上りデータの送信に伴う制御信号のオーバーヘッドを削減することができる。たとえば、ステップＳ１０５，Ｓ１０８において上りデータを送信する場合に無線パラメータを新たに基地局１０２から無線局１０１へ通知しなくてもよいため、上りデータの送信に伴う制御信号のオーバーヘッドを削減することができる。このため、通信の効率化を図ることができる。たとえば、無線局１０１および基地局１０２の消費電力の低減を図ることができる。
　無線局１０１は、たとえば、少量の上りデータを定期的に送信する無線通信装置である。この場合は、上りデータの送信のたびに無線パラメータを基地局１０２から無線局１０１へ通知すると、送信する上りデータに対する制御信号のオーバーヘッドの比率が大きくなり、効率よく通信を行うことができない。これに対して、無線局１０１および基地局１０２は、事前に設定した無線パラメータで複数回の上りデータの送信を行うことによって、送信する上りデータに対する制御信号のオーバーヘッドの比率が小さくなり、効率よく通信を行うことができる。
　また、たとえば、無線局１０１は、特定の場所に固定されて無線通信を行う据え置き型の無線通信装置である。この場合は、無線局１０１と基地局１０２との間の無線環境の変動は小さい。このため、上りデータを送信するたびに無線パラメータを更新しなくても、無線局１０１と基地局１０２との間で安定して無線通信を行うことができる。
　また、第１の制御信号には、上りデータの送信に用いる無線パラメータの複数の候補が含まれていてもよい。この場合は、無線局１０１は、上りデータの送信に、複数の候補から任意に選択した無線パラメータを用いる。これに対して、基地局１０２は、複数の候補のうちのいずれの無線パラメータによって上りデータが送信されても受信できるように受信動作を行う。これにより、上りデータを送信するたびに無線パラメータを通知して更新しなくても、状況に応じて無線局１０１が無線パラメータを選択して上りデータを送信することができる。このため、無線パラメータの設定の自由度を向上させることができる。
　なお、ここでは、一例として無線局１０１および基地局１０２を含む無線通信システムについて説明するが、無線通信システムの構成はこれに限らない。たとえば、図１に示した無線通信システムにおいて、無線局１０１に代えて中継局を設けた構成としてもよい。または、図１に示した無線通信システムにおいて、基地局１０２に代えて中継局を設けた構成としてもよい。
　このように、実施の形態１にかかる無線通信システムにおいては、基地局１０２は、第１の制御信号によって上り送信に用いられる無線パラメータを事前に予約する。そして、基地局１０２は、無線局１０１から第２の制御信号を受信すると、無線局１０１へ第３の制御信号を送信することによって上りデータの送信許可を与える。
　これに対して、無線局１０１は、基地局１０２へ第２の制御信号を送信すると、基地局１０２から第３の制御信号を受信し、第１の制御信号によって設定された無線パラメータを使用して上りデータ送信を実施する。これにより、上りデータの送信に伴う制御信号のオーバーヘッドを削減し、通信の効率化を図ることができる。たとえば、無線局１０１および基地局１０２の消費電力の低減を図ることができる。
＜無線通信システムが適用されるシステムの一例について＞
　つぎに、図１に示した無線通信システムが適用されるシステムの一例について説明する。図１に示した無線通信システムは、たとえばＬＴＥ（Ｌｏｎｇ　Ｔｅｒｍ　Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）に適用することができる。ＬＴＥでは、無線アクセス技術としてＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）をベースとした方式が規定されている。
　ＬＴＥでは、下りのピーク伝送レートが１００［Ｍｂ／ｓ］以上、上りのピーク伝送レートが５０［Ｍｂ／ｓ］以上の高速無線パケット通信が可能となる。国際標準化団体である３ＧＰＰでは、さらなる高速通信の実現に向けて、ＬＴＥをベースとした移動無線通信システムＬＴＥ－Ａ（ＬＴＥ－Ａｄｖａｎｃｅｄ）の検討が始まっている。
　図１に示した無線通信システムは、ＬＴＥ－Ａに適用することもできる。ＬＴＥ－Ａでは、下りのピーク伝送レートは１［Ｇｂ／ｓ］、上りのピーク伝送レートは５００［Ｍｂ／ｓ］が目標とされており、無線アクセス方式やネットワークアーキテクチャなどの技術の検討が行われている。
　ＬＴＥ－Ａ（またはＬＴＥ　Ｒｅｌ－１１）では、従来とは異なったトラヒックを発生させる無線局が接続する。たとえば、センサーやガスメータ、電気メータといった各種の据え置き型の非モバイルデバイスが、セルラ網に接続し通信を行うような通信形態が想定されている。このような通信は、マシンタイプコミュニケーション（Ｍａｃｈｉｎｅ－ｔｙｐｅ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）と呼ばれる。
　マシンタイプコミュニケーションにおいて発生するトラヒックの性質の一つとして定時通信が挙げられる。たとえば、電気メータやガスメータが、電力やガスの使用量についての定期的報告をサーバへ送信する。マシンタイプコミュニケーションにおいて発生するトラヒックの別の性質として、トラヒック量が比較的少ない、という性質も挙げられる。
　マシンタイプコミュニケーションにおいて発生するトラヒックのさらに別の性質として、非モバイルデバイスは動かないという性質があり、移動通信のポイントであるモビリティを考慮したシステム設計が重要な要素ではなくなる。
（実施の形態２）
（無線通信システムの動作）
　図２は、実施の形態２にかかる無線通信システムの動作の一例を示すシーケンス図である。実施の形態２にかかる無線局１０１および基地局１０２は、たとえば以下の各ステップを実行する。まず、基地局１０２が、無線局１０１から基地局１０２への上りデータの送信に用いる無線パラメータを無線局１０１へ送信する（ステップＳ２０１）。無線パラメータの送信は、たとえば、無線局１０１と基地局１０２との間のＲＲＣ（Ｒａｄｉｏ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌ：無線リソース制御）の接続動作の下り制御信号（たとえばＲＲＣコネクションセットアップ）において行うことができる。
　ステップＳ２０１によって通知される無線パラメータには、たとえば、無線リソース（周波数リソース）や、変調方式や符号化方式などの通信方式のパラメータなどが含まれる。つぎに、無線局１０１および基地局１０２が、ステップＳ２０１によって送信された無線パラメータを自身に設定する（ステップＳ２０２）。
　つぎに、無線局１０１は、基地局１０２へ送信すべき上りデータ１１１が発生（到着）すると、スケジューリングリクエストを基地局１０２へ送信する（ステップＳ２０３）。ステップＳ２０３におけるスケジューリングリクエストの送信は、たとえばＰＵＣＣＨによって行われる。
　つぎに、基地局１０２が、ステップＳ２０２によって設定した無線パラメータによって無線局１０１が上りデータ１１１を送信することを許可する場合は、ＡＣＫ（Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ：肯定信号）を無線局１０１へ送信する（ステップＳ２０４）。ステップＳ２０４によるＡＣＫの送信は、たとえばＰＨＩＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ　ＨＡＲＱ　Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ　Ｃｈａｎｎｅｌ：物理ＨＡＲＱインジケータチャネル）によって行われる。また、ステップＳ２０４によるＡＣＫの送信は、たとえばステップＳ２０３においてスケジューリングリクエストを受信してから一定時間経過時に行われる。
　つぎに、無線局１０１が、ステップＳ２０２によって設定した無線パラメータによって、上りデータ１１１を基地局１０２へ送信する（ステップＳ２０５）。ステップＳ２０５による上りデータ１１１の送信は、たとえばＰＵＳＣＨによって行われる。また、ステップＳ２０５による上りデータ１１１の送信は、たとえばステップＳ２０４においてＡＣＫを受信してから一定時間経過時に行われる。
　なお、基地局１０２は、無線局１０１が上りデータ１１１を送信することを許可しない場合は、ステップＳ２０４において、たとえばＰＨＩＣＨによりＮＡＣＫ（Ｎｏｎ－ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ：否定信号）を無線局１０１へ送信する。この場合は、ステップＳ２０５による上りデータ１１１の送信は行われない。この場合に、無線局１０１は、たとえばスケジューリングリクエストを基地局１０２へ再送する。
　無線局１０１がスケジューリングリクエストを再送するタイミングは、たとえば、最も早いＰＵＣＣＨタイミングとすることができる。または、無線局１０１は、所定期間待機してから（バックオフ）スケジューリングリクエストを再送してもよい。これにより、基地局１０２の負荷が高いためにＮＡＣＫが送信された場合に、基地局１０２の負荷が低くなってからスケジューリングリクエストを再送することができる。スケジューリングリクエストを再送するまで待機する期間については、たとえば、所定の上限時間（たとえば１００［ｍｓ］）を基地局１０２から無線局１０１へ通知しておき、無線局１０１は、上限時間以内のランダムな時間だけ待機するようにしてもよい。
　以降、無線局１０１および基地局１０２は、未送信の上りデータ１１１がなくなるまで、ステップＳ２０３～Ｓ２０５と同様の動作を行う。
　基地局１０２がステップＳ２０３においてスケジューリングリクエストを受信してからステップＳ２０４によってＡＣＫを送信するまでの期間は、たとえば４［ｍｓ］とすることができる。この理由は、基地局１０２が、ＰＨＩＣＨを送信するための周波数リソースを、受信したＰＵＣＣＨのリソースを基に算出するためである。つまり、スケジューリングリクエストに対してＰＨＩＣＨを送信する間隔が長すぎると、他の無線局はその間にＰＵＣＣＨを送信できないため、ＰＵＣＣＨのリソース利用率が低下する。また、ＰＨＩＣＨの送信間隔が短すぎると、基地局１０２がＰＨＩＣＨの送信処理を行うことができない。
　または、基地局１０２がステップＳ２０３においてスケジューリングリクエストを受信してからステップＳ２０４によってＡＣＫを送信するまでの期間は、４［ｍｓ］よりも大きくしてもよい。これにより、たとえば、基地局１０２の下りトラヒック負荷が高い場合に、負荷が低くなるまでＰＨＩＣＨの送信を遅延させることができる。
　無線局１０１がステップＳ２０４においてＡＣＫを受信してからステップＳ２０５によって上りデータ１１１を送信するまでの期間は、たとえば４［ｍｓ］とすることができる。この理由は、ＡＣＫの受信から上りデータ１１１の送信までの期間が４［ｍｓ］よりも長いと、上りデータ１１１の送信遅延が生じるためである。また、ＡＣＫの受信から上りデータ１１１の送信までの期間が４［ｍｓ］よりも短いと、無線局１０１の信号処理が間に合わないためである。
（無線通信システムのＲＲＣ接続動作）
　図３は、無線通信システムのＲＲＣ接続動作の一例を示すシーケンス図である。無線通信システムの無線局１０１および基地局１０２は、無線局１０１に対して基地局１０２によってＰＵＣＣＨのＳＲリソースが割り当てられている場合に、ＲＲＣ接続動作としてたとえば以下の各ステップを実行する。
　まず、無線局１０１が、無線局１０１の識別子や接続の理由を含むＲＲＣコネクションリクエスト（ＲＲＣ　Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　Ｒｅｑｕｅｓｔ：呼接続要求）を基地局１０２へ送信する（ステップＳ３０１）。また、無線局１０１は、ステップＳ３０１のＲＲＣコネクションリクエストによって、無線局１０１が非モバイルデバイスであることを基地局１０２へ通知する。
　これに対して、基地局１０２は、ＲＲＣコネクションリクエストから取得した無線局１０１の識別子に基づいて、どの無線局が接続してきたのかを認識する。そして、基地局１０２は、ＲＲＣのセットアップを試みるため、無線パラメータを含むＲＲＣコネクションセットアップ（ＲＲＣ　Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　Ｓｅｔｕｐ：呼接続設定）を無線局１０１へ送信する（ステップＳ３０２）。
　これに対して、無線局１０１は、ＲＲＣコネクションセットアップに含まれる無線パラメータの設定を完了すると、ＲＲＣコネクションセットアップコンプリート（ＲＲＣ　Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　Ｓｅｔｕｐ　Ｃｏｍｐｌｅｔｅ：呼接続設定完了）を基地局１０２へ送信する（ステップＳ３０３）。これにより、無線局１０１と基地局１０２との間のＲＲＣコネクションが確立され、無線局１０１および基地局１０２のＲＲＣ状態がアイドルモードからコネクティッドモードへ遷移する。
　ステップＳ３０１における無線局１０１が非モバイルデバイスであることの通知には、たとえばＲＲＣコネクションリクエストにおける「ｄｅｌａｙ　Ｔｏｌｅｒａｎｔ　Ａｃｃｅｓｓ－ｖ１０２０」を使用することができる。または、無線局１０１が非モバイルデバイスであることの通知には、ＲＲＣコネクションリクエストに新たに規定したパラメータを用いてもよい。たとえば、ＲＲＣコネクションリクエストの「ｓｐａｒｅ２」フィールドに「ｎｍ－Ａｃｃｅｓｓ」（ｎｏｎ　ｍｏｂｉｌｅ　ａｃｃｅｓｓ）を規定し、「ｎｍ－Ａｃｃｅｓｓ」によって無線局１０１が非モバイルデバイスであることの通知を行ってもよい。
　また、無線通信システムの無線局１０１および基地局１０２は、無線局１０１に対して基地局１０２によってＰＵＣＣＨのＳＲリソースが割り当てられていない場合は、ランダムアクセスを行った後にＲＲＣ接続動作を実行する。
（無線局の構成）
　図４は、無線局の構成の一例を示す図である。図４に示すように、無線局１０１は、たとえば、制御部４１０と、通信部４２１と、アンテナ４２２と、を備えている。通信部４２１は、アンテナ４２２を介して無線伝送される信号の送受信処理を行う。
　制御部４１０は、無線局１０１の各種制御を行う。制御部４１０は、たとえばベースバンド信号を処理するベースバンド処理部である。制御部４１０は、ＰＨＹ制御部４１１と、ＭＡＣ制御部４１２と、ＲＲＣ制御部４１３と、上り送信制御部４１４と、を含む。
　ＰＨＹ制御部４１１は、無線伝送を行う場合の信号を処理する。たとえば、ＰＨＹ制御部４１１は、基地局１０２によって通知された変調方式や符号化方式によって、ＰＵＣＣＨで送信する制御信号フォーマットの生成や、ＰＵＳＣＨで送信するデータ信号フォーマットの生成を行う。
　ＭＡＣ制御部４１２は、基地局１０２によって指示された周波数リソースやタイミングに基づいたデータのスケジューリングに関する処理を行う。たとえば、ＭＡＣ制御部４１２は、上りデータのバッファリングや、ＢＳＲのトリガ生成、スケジューリングリクエストのトリガ生成などを行う。
　ＲＲＣ制御部４１３は、無線局１０１の動作を制御する。たとえば、ＲＲＣ制御部４１３は、通信に使用する周波数リソースや通信方式の設定や、無線局１０１の通信状態管理を行う。また、ＲＲＣ制御部４１３は、通信できる状態にするために、ＲＲＣアイドルモードからＲＲＣコネクティッドモードに遷移させる処理や、適切な基地局に接続するためのハンドオーバ処理などを行う。また、ＲＲＣ制御部４１３は、ＲＲＣコネクションリクエストによって、無線局１０１が非モバイルデバイスであることを基地局１０２へ通知する処理を行う。
　上り送信制御部４１４は、無線局１０１の上り送信の制御を行う。たとえば、上り送信制御部４１４は、ＭＡＣ制御部４１２によってＢＳＲトリガにより上り送信が要求されると、基地局１０２に対する上り送信要求の制御を行う。また、上り送信制御部４１４は、基地局１０２によってＰＵＣＣＨのＳＲリソースが割り当てられている場合はスケジューリングリクエストを送信する制御を行う。また、上り送信制御部４１４は、ＳＲリソースが割り当てられていない場合は、ランダムアクセスの制御を行う。
（基地局の構成）
　図５は、基地局の構成の一例を示す図である。図５に示すように、基地局１０２は、制御部５１０と、通信部５２１と、アンテナ５２２と、有線インタフェース５２３と、を備えている。通信部５２１は、アンテナ５２２を介して無線伝送される信号を送受信する。また、通信部５２１は、上位装置との通信のため、有線インタフェース５２３を介して有線伝送される信号を送受信する。
　制御部５１０は、基地局１０２の各種制御を行う。制御部５１０は、たとえばベースバンド信号を処理するベースバンド処理部である。制御部５１０は、ＰＨＹ制御部５１１と、ＭＡＣ制御部５１２と、ＲＲＣ制御部５１３と、上り送信制御部５１４と、を含む。
　ＰＨＹ制御部５１１は、無線伝送を行う場合の信号を処理する。たとえば、ＰＨＹ制御部５１１は、無線信号の変調方式や符号化方式を決定する。また、ＰＨＹ制御部５１１は、ＰＵＣＣＨを受信した場合の制御信号フォーマットの再構築や、ＰＵＳＣＨで受信した場合のデータ信号フォーマットの再構築を行う。また、ＰＨＹ制御部５１１は、上り送信要求を受信した場合に、上り送信許可を与えるための信号を生成する。
　ＭＡＣ制御部５１２は、データのスケジューリングに関する処理を行う。たとえば、ＭＡＣ制御部５１２は、ＢＳＲの内容を解析して無線局１０１に滞留しているデータ量を見積もる。
　ＲＲＣ制御部５１３は、基地局１０２の動作を制御する。たとえば、ＲＲＣ制御部５１３は、通信に使用する周波数リソースや通信方式の設定や、基地局１０２の通信状態管理を行う。たとえば、ＲＲＣ制御部５１３は、通信できる状態にするために、アイドルモードからコネクティッドモードに遷移させる処理や、適切な基地局に接続するためのハンドオーバ処理を行う。また、ＲＲＣ制御部５１３は、ＲＲＣコネクションリクエストによって、無線局１０１が非モバイルデバイスであることを示す情報を取得する。
　上り送信制御部５１４は、無線局１０１の上り送信の制御を行う。たとえば、上り送信制御部５１４は、無線局１０１の種別やトラヒックタイプを判別し、判別結果に基づいてＲＲＣ状態管理を制御する。また、上り送信制御部５１４は、ＰＨＹ制御部５１１によって上り送信要求が検出されると、無線局１０１に対する上り送信許可の制御を行う。
（無線局の動作）
　図６は、実施の形態２にかかる無線局の動作の一例を示すフローチャートである。実施の形態２にかかる無線局１０１は、たとえば以下の各ステップを実行する。まず、無線局１０１は、基地局１０２との間の呼設定を行う（ステップＳ６０１）。たとえば、無線局１０１は、基地局１０２との間の呼設定を図３に示した動作によって行う。また、無線局１０１は、ステップＳ６０１の呼設定におけるＲＲＣコネクションリクエストによって、無線局１０１が非モバイルデバイスであることを基地局１０２へ通知する。
　つぎに、無線局１０１は、ステップＳ６０１の呼設定において基地局１０２から取得した無線パラメータを事前設定する（ステップＳ６０２）。ステップＳ６０２において事前設定される無線パラメータには、たとえば、周波数リソースや、変調方式や符号化方式などの通信方式のパラメータが含まれる。
　つぎに、無線局１０１は、基地局１０２へ送信すべき上りデータが発生したか否かを判断し（ステップＳ６０３）、上りデータが発生するまで待つ（ステップＳ６０３：Ｎｏのループ）。上りデータが発生すると（ステップＳ６０３：Ｙｅｓ）、無線局１０１は、ＰＵＣＣＨによってスケジューリングリクエストを基地局１０２へ送信する（ステップＳ６０４）。
　つぎに、無線局１０１は、ＰＨＩＣＨにより、ステップＳ６０４によって送信したスケジューリングリクエストに対するＡＣＫを基地局１０２から受信したか否かを判断する（ステップＳ６０５）。ＡＣＫを受信していない場合（ステップＳ６０５：Ｎｏ）は、無線局１０１は、所定時間待機し（ステップＳ６０６）、ステップＳ６０４へ戻る。これにより、無線局１０１は、基地局１０２からＡＣＫを受信するまで所定時間ごとにスケジューリングリクエストを送信することができる（バックオフ）。
　ステップＳ６０５において、ＡＣＫを受信した場合（ステップＳ６０５：Ｙｅｓ）は、無線局１０１は、ＰＵＳＣＨにより上りデータを基地局１０２へ送信し（ステップＳ６０７）、ステップＳ６０３へ戻る。ステップＳ６０７における上りデータの送信には、ステップＳ６０２において設定された無線パラメータが用いられる。
（基地局の動作）
　図７は、実施の形態２にかかる基地局の動作の一例を示すフローチャートである。実施の形態２にかかる基地局１０２は、たとえば以下の各ステップを実行する。まず、基地局１０２は、無線局１０１との間の呼設定を行う（ステップＳ７０１）。たとえば、基地局１０２は、無線局１０１との間の呼設定を図３に示した動作によって行う。また、基地局１０２は、ステップＳ７０１の呼設定におけるＲＲＣコネクションリクエストによって、無線局１０１が非モバイルデバイスであることを示す情報を取得する。
　つぎに、基地局１０２は、ステップＳ７０１において取得した情報に基づいて、無線局１０１が非モバイルデバイスであるか否かを判断する（ステップＳ７０２）。無線局１０１が非モバイルデバイスである場合（ステップＳ７０２：Ｙｅｓ）は、基地局１０２は、ステップＳ７０１の呼設定によって無線局１０１へ通知した無線パラメータを事前設定する（ステップＳ７０３）。ステップＳ７０３において事前設定される無線パラメータには、たとえば、周波数リソースや、変調方式や符号化方式などの通信方式のパラメータが含まれる。
　つぎに、基地局１０２は、ＰＵＣＣＨによって無線局１０１からスケジューリングリクエストを受信したか否かを判断し（ステップＳ７０４）、スケジューリングリクエストを受信するまで待つ（ステップＳ７０４：Ｎｏのループ）。スケジューリングリクエストを受信すると（ステップＳ７０４：Ｙｅｓ）、基地局１０２は、無線局１０１からの上りデータの送信を許可するか否かを判断する（ステップＳ７０５）。
　ステップＳ７０５において、送信を許可しないと判断した場合（ステップＳ７０５：Ｎｏ）は、基地局１０２は、ＰＨＩＣＨによりＮＡＣＫを無線局１０１へ送信し（ステップＳ７０６）、ステップＳ７０４へ戻る。送信を許可すると判断した場合（ステップＳ７０５：Ｙｅｓ）は、基地局１０２は、ＰＨＩＣＨによりＡＣＫを無線局１０１へ送信する（ステップＳ７０７）。つぎに、基地局１０２は、ＰＵＳＣＨにより無線局１０１からの上りデータを受信し（ステップＳ７０８）、ステップＳ７０４へ戻る。
　ステップＳ７０２において、無線局１０１が非モバイルデバイスでない場合（ステップＳ７０２：Ｎｏ）は、基地局１０２は、ＰＵＣＣＨによりスケジューリングリクエストを受信したか否かを判断し（ステップＳ７０９）、スケジューリングリクエストを受信するまで待つ（ステップＳ７０９：Ｎｏのループ）。スケジューリングリクエストを受信すると（ステップＳ７０９：Ｙｅｓ）、基地局１０２は、無線局１０１からの上りデータの送信を許可するか否かを判断する（ステップＳ７１０）。
　ステップＳ７１０において、送信を許可しないと判断した場合（ステップＳ７１０：Ｎｏ）は、基地局１０２は、ステップＳ７０９へ戻る。送信を許可すると判断した場合（ステップＳ７１０：Ｙｅｓ）は、基地局１０２は、ＰＤＣＣＨにより送信許可を無線局１０１へ送信する（ステップＳ７１１）。つぎに、基地局１０２は、ＰＵＳＣＨにより無線局１０１からの上りデータを受信し（ステップＳ７１２）、ステップＳ７０９へ戻る。
　このように、実施の形態２にかかる無線通信システムにおいては、基地局１０２は、ＲＲＣコネクションセットアップ（第１の制御信号）によって上り送信に用いられる無線パラメータを事前に予約する。そして、基地局１０２は、無線局１０１からスケジューリングリクエスト（第２の制御信号）を受信すると、無線局１０１へＡＣＫ（第３の制御信号）を送信することによって上りデータの送信許可を与える。
　これに対して、無線局１０１は、基地局１０２へスケジューリングリクエストを送信すると、基地局１０２からＡＣＫを受信し、ＲＲＣコネクションセットアップによって設定された無線パラメータを使用して上りデータ送信を実施する。これにより、上りデータの送信に伴う制御信号のオーバーヘッドを削減し、通信の効率化を図ることができる。たとえば、無線局１０１および基地局１０２の消費電力の低減を図ることができる。
　たとえば、上りデータの送信ごとに周波数や通信方式をＰＤＣＣＨによって通知すると仮定し、ＰＤＣＣＨのアグリゲーションレベル（Ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ　Ｌｅｖｅｌ）２とすると、ＰＤＣＣＨのサイズは１４４ビットとなる。これに対して、実施の形態２にかかる無線通信システムによれば、上りデータの送信の許可または不許可を通知すればよいため、上りデータの送信ごとの制御信号にたとえばＰＨＩＣＨを用いることができる。ＰＨＩＣＨの制御信号のサイズはたとえば１２ビットであるため、上りデータの送信ごとにＰＤＣＣＨを送信する場合に比べて制御信号のオーバーヘッドを抑えることができる。
　また、たとえば上りデータの送信許可をＰＵＣＣＨによって送信する方式では、上りデータの到着が頻繁に発生し、レギュラーＢＳＲが頻繁にトリガされると、特にＢＳＲを送信するための上り送信許可信号のシグナリングオーバーヘッドが増加する。これに対して、実施の形態２にかかる無線通信システムによれば、事前に設定した周波数や通信方式で上りデータを送信することにより、上りデータの送信に伴う制御信号のオーバーヘッドを削減し、通信を効率化することができる。
（実施の形態３）
　実施の形態３にかかる無線通信システムにおいて、実施の形態２にかかる無線通信システムと異なる部分について説明する。
　実施の形態３にかかる無線局１０１は、非モバイルデバイスであることの通知をＵＥケイパビリティ（ＵＥ　Ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ）によって基地局１０２へ通知する。ＵＥケイパビリティは、たとえばＬＴＥ　Ｒｅｌ－１０に規定されており、無線局１０１がいずれのカテゴリに属するかを基地局１０２に通知する情報である。これにより、無線局１０１は、無線局１０１の通信能力を基地局１０２に通知することができる。
　たとえば、非モバイルデバイス向けに「Ｃａｔｅｇｏｒｙ　９」というカテゴリを新設し、データサイズなどの値を「Ｃａｔｅｇｏｒｙ　１」より小さく（たとえば１／８）に設定することができる。そして、無線局１０１は、「Ｃａｔｅｇｏｒｙ　９」を示すＵＥケイパビリティを基地局１０２へ送信する。これにより、基地局１０２は、無線局１０１が、通信のデータサイズが小さい非モバイルデバイスであると判断することができる。
　たとえば、基地局１０２は、たとえば呼設定時に、ＵＥケイパビリティの通知を要求するＵＥケイパビリティインクワィアリ（ＵＥ　Ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ　Ｅｎｑｕｉｒｙ）を無線局１０１へ送信する。これに対して、無線局１０１は、「Ｃａｔｅｇｏｒｙ　９」を含むＵＥケイパビリティインクワィアリインフォメーションを基地局１０２へ送信する。これにより、基地局１０２は、「Ｃａｔｅｇｏｒｙ　９」を示すＵＥケイパビリティを取得し、基地局１０２が非モバイルデバイスであると判断することができる。
　このように、実施の形態３にかかる無線通信システムによれば、無線局１０１は、非モバイルデバイスであることをＵＥケイパビリティによって基地局１０２へ通知することができる。
（実施の形態４）
　実施の形態４にかかる無線通信システムにおいて、実施の形態２または実施の形態３にかかる無線通信システムと異なる部分について説明する。
　無線局１０１が非モバイルデバイスであっても、ヘルスメータやセキュリティーセンサなどの非モバイルデバイスは不動ではない場合がある。これに対して、基地局１０２は、アクティベーション（活性化信号：Ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ）およびデアクティベーション（非活性化信号：Ｄｅａｃｔｉｖａｔｉｏｎ）を無線局１０１へ送信する。アクティベーションは、事前に設定した無線パラメータにより上りデータの送信を行うモードへの移行を指示する信号である。デアクティベーションは、上りデータの送信ごとに無線パラメータを設定するモードへの移行を指示する第３の制御信号である。
　基地局１０２は、たとえば、無線局１０１が非モバイルデバイスでなくても、ＵＥケイパビリティのカテゴリに「Ｃａｔｅｇｏｒｙ　９」が設定されている場合には、無線局１０１から送信されるデータのサイズが小さいと判断することができる。この場合は、基地局１０２は、無線局１０１が非モバイルデバイスでなくても、無線局１０１へアクティベーションを送信することによって、事前に設定した無線パラメータにより上りデータの送信を行うモードへ移行する。
　また、基地局１０２は、事前に設定した無線パラメータにより上りデータの送信を行うモードによって通信を行っていたが、上りデータの送信ごとに無線パラメータを設定するモードへ移行する場合には、無線局１０１へデアクティベーションを送信する。
　基地局１０２からのアクティベーションまたはデアクティベーションの送信は、たとえばＰＨＹ制御部５１１またはＭＡＣ制御部５１２によるＰＤＣＣＨの送信によって行うことができる。無線局１０１によるアクティベーションまたはデアクティベーションの受信は、たとえばＰＨＹ制御部４１１またはＭＡＣ制御部４１２によるＰＤＣＣＨの受信によって行うことができる。
　基地局１０２によるアクティベーションを送信するか否かの判断は、たとえば無線局１０１の移動状態などの状態に基づいて行うことができる。たとえば、基地局１０２は、無線局１０１の移動速度を示す情報を無線局１０１から取得し、無線局１０１の移動速度が一定時間以上、閾値以下である場合は、無線局１０１が移動していないと判断し、アクティベーションを送信すると判断する。また、たとえば、無線局１０１が定期的に送信するＳＲＳ（Ｓｏｕｎｄｉｎｇ　Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　Ｓｉｇｎａｌ）などの上り信号を基に、ドップラー周波数などを推定することによって、移動速度が推定できる。
（無線通信システムの動作）
　図８は、実施の形態４にかかる無線通信システムの動作の一例を示すシーケンス図である。実施の形態４にかかる無線通信システムの無線局１０１および基地局１０２は、たとえば以下の各ステップを実行する。
　図８に示すステップＳ８０１，Ｓ８０２は、図２に示したステップＳ２０１，Ｓ２０２と同様である。ステップＳ８０２のつぎに、基地局１０２が、アクティベーションを無線局１０１へ送信する（ステップＳ８０３）。これにより、無線局１０１および基地局１０２が、事前に設定した無線パラメータにより上りデータの送信を行うモードへ移行する。
　図８に示すステップＳ８０４～Ｓ８０６は、図２に示したステップＳ２０３～Ｓ２０５と同様である。基地局１０２は、任意のタイミングで、デアクティベーションを無線局１０１へ送信する（ステップＳ８０７）。これにより、事前に設定した無線パラメータにより上りデータの送信を行うモードが解放され、無線局１０１および基地局１０２は、上りデータの送信ごとに無線パラメータを設定するモードへ移行する。
　アクティベーションおよびデアクティベーションを通知する制御信号には、たとえばＰＤＣＣＨを用いることができる。または、アクティベーションおよびデアクティベーションを通知する制御信号には、ＭＡＣレイヤの制御信号であるＭＡＣ　ＣＥ（Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｅｌｅｍｅｎｔ）を用いることができる。
（ＭＡＣ　ＣＥの送受信動作）
　図９は、ＭＡＣ　ＣＥの送受信動作の一例を示すシーケンス図である。アクティベーションおよびデアクティベーションを通知する制御信号にＭＡＣ　ＣＥを用いる場合は、無線局１０１および基地局１０２はたとえば以下の各ステップを実行する。
　基地局１０２は、無線局１０１が非モバイルデバイスでないがＵＥケイパビリティのカテゴリに「Ｃａｔｅｇｏｒｙ　９」が設定されている場合に、アクティベーションを通知するＭＡＣ　ＣＥを無線局１０１へ送信する（ステップＳ９０１）。つぎに、無線局１０１が、ステップＳ９０１によって送信されたＭＡＣ　ＣＥに対する応答信号であるＡＣＫを基地局１０２へ送信する（ステップＳ９０２）。これにより、無線局１０１および基地局１０２が、事前に設定した無線パラメータにより上りデータの送信を行うモードへ移行する。
　また、基地局１０２は、事前に設定した無線パラメータにより上りデータの送信を行うモードを終了する場合に、デアクティベーションを通知するＭＡＣ　ＣＥを無線局１０１へ送信する（ステップＳ９０３）。つぎに、無線局１０１が、ステップＳ９０３によって送信されたＭＡＣ　ＣＥに対する応答信号であるＡＣＫを基地局１０２へ送信する（ステップＳ９０４）。これにより、無線局１０１および基地局１０２が、上りデータの送信ごとに無線パラメータを設定するモードへ移行する。
（無線局の動作）
　図１０は、実施の形態４にかかる無線局の動作の一例を示すフローチャートである。無線局１０１が非モバイルデバイスである場合は、実施の形態４にかかる無線局１０１は、たとえば図６に示した各ステップを実行する。無線局１０１が非モバイルデバイスでない場合は、実施の形態４にかかる無線局１０１は、たとえば以下の各ステップを実行する。
　図１０に示すステップＳ１００１～Ｓ１００４は、図６に示したステップＳ６０１～Ｓ６０４と同様である。ステップＳ１００４のつぎに、無線局１０１は、アクティベーション中か否かを判断する（ステップＳ１００５）。具体的には、無線局１０１は、基地局１０２からのアクティベーションを受信し、その後に基地局１０２からのデアクティベーションを受信していない場合にはアクティベーション中であると判断する。また、無線局１０１は、基地局１０２からのアクティベーションを受信していないか、基地局１０２からのデアクティベーションを受信した後に基地局１０２からのアクティベーションを受信していない場合にはアクティベーション中でないと判断する。
　ステップＳ１００５において、アクティベーション中でない場合（ステップＳ１００５：Ｎｏ）は、無線局１０１は、基地局１０２からのＰＤＣＣＨを受信し（ステップＳ１００６）、ステップＳ１００９へ移行する。アクティベーション中である場合（ステップＳ１００５：Ｙｅｓ）は、無線局１０１は、ステップＳ１００７へ移行する。
　図１０に示すステップＳ１００７～Ｓ１００９は、図６に示したステップＳ６０５～Ｓ６０７と同様である。ただし、ステップＳ１００６からステップＳ１００９へ移行した場合は、ステップＳ１００９における上りデータの送信には、ステップＳ１００６によって受信したＰＤＣＣＨによって基地局１０２から指示された無線パラメータが用いられる。
（基地局の動作）
　図１１は、実施の形態４にかかる基地局の動作の一例を示すフローチャートである。実施の形態４にかかる基地局１０２は、たとえば以下の各ステップを実行する。図１１に示すステップＳ１１０１～Ｓ１１０９は、図７に示したステップＳ７０１～Ｓ７０９と同様である。ステップＳ１１０９において、スケジューリングリクエストを受信すると（ステップＳ１１０９：Ｙｅｓ）、基地局１０２は、アクティベーション中であるか否かを判断する（ステップＳ１１１０）。
　具体的には、基地局１０２は、無線局１０１へアクティベーションを送信し、その後に無線局１０１へデアクティベーションを送信していない場合にはアクティベーション中であると判断する。また、基地局１０２は、無線局１０１へアクティベーションを送信していないか、無線局１０１へデアクティベーションを送信した後に無線局１０１へアクティベーションを送信していない場合にはアクティベーション中でないと判断する。
　ステップＳ１１１０において、アクティベーション中でない場合（ステップＳ１１１０：Ｎｏ）は、基地局１０２は、ステップＳ１１１１へ移行する。図１１に示すステップＳ１１１１～Ｓ１１１３は、図７に示したステップＳ７１０～Ｓ７１２と同様である。
　ステップＳ１１１０において、アクティベーション中である場合（ステップＳ１１１０：Ｙｅｓ）は、基地局１０２は、無線局１０１が非モバイルデバイスである場合と同様の動作を行う。すなわち、基地局１０２は、無線局１０１からの上りデータの送信を許可するか否かを判断する（ステップＳ１１１４）。
　ステップＳ１１１４において、送信を許可しないと判断した場合（ステップＳ１１１４：Ｎｏ）は、基地局１０２は、ＰＨＩＣＨによりＮＡＣＫを無線局１０１へ送信し（ステップＳ１１１５）、ステップＳ１１０９へ戻る。送信を許可すると判断した場合（ステップＳ１１１４：Ｙｅｓ）は、基地局１０２は、ＰＨＩＣＨによりＡＣＫを無線局１０１へ送信する（ステップＳ１１１６）。つぎに、基地局１０２は、ＰＵＳＣＨにより無線局１０１からの上りデータを受信し（ステップＳ１１１７）、ステップＳ１１０９へ戻る。
　このように、実施の形態４にかかる無線通信システムによれば、無線局１０１が非モバイルデバイス（特定の種別の無線局）でない場合に、無線局１０１の状態（たとえば移動状態）に応じて無線パラメータの設定の方法を切り替えることができる。具体的には、無線局１０１の状態に応じて、第１の制御信号によって設定した無線パラメータにより上りデータの送信を行う状態と、第１の制御信号によって設定した無線パラメータによらずに上りデータの送信を行う状態と、を切り替えることができる。
　これにより、無線局１０１が非モバイルデバイスでない場合は、無線局１０１の状態に応じて、事前に設定した無線パラメータにより上りデータの送信を行うモードと、上りデータの送信ごとに無線パラメータを設定するモードと、を切り替えることができる。たとえば、無線局１０１が移動していない場合は、事前に設定した無線パラメータにより上りデータの送信を行うモードとすることにより通信の効率化を図ることができる。また、無線局１０１が移動している場合は、上りデータの送信ごとに無線パラメータを設定するモードとすることにより通信品質の向上を図ることができる。
（ハードウェア構成）
　図１２は、無線局のハードウェア構成の一例を示す図である。上述した各実施の形態にかかる無線局１０１は、たとえば図１２に示す通信装置１２００により実現することができる。通信装置１２００は、表示部１２０１と、入力部１２０２と、コミュニケーションインタフェース１２０３と、アンテナ１２０４と、無線通信部１２０５と、ロム１２０６と、プロセッサ１２０７と、メインメモリ１２０８と、バス１２２０と、を備えている。
　表示部１２０１、入力部１２０２、コミュニケーションインタフェース１２０３、無線通信部１２０５、ロム１２０６およびメインメモリ１２０８は、バス１２２０によってプロセッサ１２０７と接続されている。
　表示部１２０１は、操作者に対して情報を表示するユーザインタフェースである。表示部１２０１は、たとえば液晶画面である。入力部１２０２は、操作者からの情報の入力を受け付けるユーザインタフェースである。入力部１２０２は、たとえばキーパッドなどである。通信装置１２００の操作者は、表示部１２０１および入力部１２０２を用いて電話番号の入力などの通信装置１２００の操作を行う。
　コミュニケーションインタフェース１２０３は、たとえば、スピーカおよびマイクなどである。通信装置１２００の操作者は、コミュニケーションインタフェース１２０３を用いて音声通話などを行う。
　アンテナ１２０４は、無線通信部１２０５に接続されている。無線通信部１２０５は、プロセッサ１２０７の制御により、アンテナ１２０４を介して無線通信を行う。
　ロム１２０６は、たとえば、各種の処理を実行するためのプログラムを記憶している。プロセッサ１２０７は、ロム１２０６に記憶されている各種プログラムを読み出し、読み出したプログラムをメインメモリ１２０８に展開して各種の処理を実行する。プロセッサ１２０７には、たとえばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ：中央処理装置）やＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）などを用いることができる。
　図４に示したアンテナ４２２は、たとえばアンテナ１２０４によって実現することができる。図４に示した通信部４２１は、たとえばプロセッサ１２０７および無線通信部１２０５によって実現することができる。図４に示した制御部４１０は、たとえばロム１２０６、プロセッサ１２０７およびメインメモリ１２０８によって実現することができる。
　図１３は、基地局のハードウェア構成の一例を示す図である。上述した各実施の形態にかかる基地局１０２は、たとえば図１３に示す通信装置１３００によって実現することができる。通信装置１３００は、表示部１３０１と、入力部１３０２と、コミュニケーションインタフェース１３０３と、アンテナ１３０４と、無線通信部１３０５と、ロム１３０６と、プロセッサ１３０７と、メインメモリ１３０８と、ストレージ１３０９と、バス１３２０と、を備えている。
　表示部１３０１、入力部１３０２、コミュニケーションインタフェース１３０３、無線通信部１３０５、ロム１３０６、メインメモリ１３０８およびストレージ１３０９は、バス１３２０によってプロセッサ１３０７と接続されている。
　表示部１３０１は、操作者に対して情報を表示するユーザインタフェースである。表示部１３０１は、たとえばモニタである。入力部１３０２は、操作者からの情報の入力を受け付けるユーザインタフェースである。入力部１３０２は、たとえばキーボードなどである。通信装置１３００の操作者は、表示部１３０１および入力部１３０２を用いて設定プログラムの入力などの通信装置１３００の操作を行う。
　コミュニケーションインタフェース１３０３は、たとえば、上位局との通信を行うための通信インタフェースである。コミュニケーションインタフェース１３０３は、たとえばネットワークボードやＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ：アナログ／デジタル変換器）などである。
　アンテナ１３０４は、無線通信部１３０５に接続されている。無線通信部１３０５は、プロセッサ１３０７の制御により、アンテナ１３０４を介して無線通信を行う。
　ロム１３０６は、たとえば、各種の処理を実行するためのプログラムを記憶している。プロセッサ１３０７は、ロム１３０６に記憶されている各種プログラムを読み出し、読み出したプログラムをメインメモリ１３０８に展開して各種の処理を実行する。プロセッサ１３０７には、たとえばＣＰＵやＦＰＧＡなどを用いることができる。ストレージ１３０９は、たとえばハードディスクなどの記憶装置である。たとえば、ストレージ１３０９およびプロセッサ１３０７によってバッファなどの機能が実現される。
　図５に示したアンテナ５２２は、たとえばアンテナ１３０４によって実現することができる。図５に示した有線インタフェース５２３は、たとえばコミュニケーションインタフェース１３０３によって実現することができる。図５に示した通信部５２１は、たとえばプロセッサ１３０７および無線通信部１３０５によって実現することができる。図５に示した制御部５１０は、たとえばロム１３０６、プロセッサ１３０７およびメインメモリ１３０８によって実現することができる。
　以上説明したように、無線通信システム、無線局、基地局および通信方法によれば、通信の効率化を図ることができる。
　１０１　無線局
　１０２　基地局
　１１１　上りデータ
　４１０，５１０　制御部
　４１１，５１１　ＰＨＹ制御部
　４１２，５１２　ＭＡＣ制御部
　４１３，５１３　ＲＲＣ制御部
　４１４，５１４　上り送信制御部
　４２１，５２１　通信部
　４２２，５２２，１２０４，１３０４　アンテナ
　５２３　有線インタフェース
　１２００，１３００　通信装置
　１２０１，１３０１　表示部
　１２０２，１３０２　入力部
　１２０３，１３０３　コミュニケーションインタフェース
　１２０５，１３０５　無線通信部
　１２０６，１３０６　ロム
　１２０７，１３０７　プロセッサ
　１２０８，１３０８　メインメモリ
　１２２０，１３２０　バス
　１３０９　ストレージ

Claims (12)

  1. 　基地局と無線局とを含む無線通信システムであって、
    　前記基地局は、前記無線局へ送信する第１の制御信号によって上りデータの送信に用いられる周波数リソースおよび通信方式の少なくとも一方を含む無線パラメータを事前に予約し、前記無線局から第２の制御信号を受信すると、前記無線局へ第３の制御信号を送信することによって上りデータの送信許可を与え、
    　前記無線局は、前記基地局へ前記第２の制御信号を送信すると、前記基地局から前記第３の制御信号を受信し、前記基地局から受信した前記第１の制御信号によって設定された無線パラメータを使用して前記基地局への上りデータの送信を実施することを特徴とする無線通信システム。
  2. 　前記第１の制御信号によって設定された無線パラメータを使用して、複数回の前記上りデータの送信を実施することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
  3. 　前記第１の制御信号は、前記無線パラメータの複数の候補を含み、
    　前記無線局は、前記複数の候補から選択した無線パラメータを使用して前記上りデータの送信を実施することを特徴とする請求項１または２に記載の無線通信システム。
  4. 　前記無線局の状態に応じて、前記第１の制御信号によって設定された無線パラメータに基づいて前記上りデータの送信を行う状態と、前記第１の制御信号によって設定された無線パラメータによらずに前記上りデータの送信を行う状態と、を切り替えることを特徴とする請求項１～３のいずれか一つに記載の無線通信システム。
  5. 　前記第３の制御信号は、前記上りデータの送信を許可するか否かを示す肯定信号または否定信号であることを特徴とする請求項１～３のいずれか一つに記載の無線通信システム。
  6. 　前記基地局は、前記第３の制御信号をＰＨＩＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ　ＨＡＲＱ　Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ　Ｃｈａｎｎｅｌ：物理ＨＡＲＱインジケータチャネル）によって送信することを特徴とする請求項５に記載の無線通信システム。
  7. 　前記基地局は、前記第２の制御信号を受信してから一定時間経過時に前記第３の制御信号を送信することを特徴とする請求項１～６のいずれか一つに記載の無線通信システム。
  8. 　前記第２の制御信号は、前記上りデータの送信の許可を要求する信号であることを特徴とする請求項１～７のいずれか一つに記載の無線通信システム。
  9. 　上りデータの送信に用いられる周波数リソースおよび通信方式の少なくとも一方を含む無線パラメータが事前に設定されて基地局と無線通信を行う無線局であって、
    　前記無線パラメータの設定に用いられる第１の制御信号を前記基地局から受信し、上りデータが発生して第２の制御信号を前記基地局へ送信すると、第３の制御信号を前記基地局から受信する通信部と、
    　前記第３の制御信号を受信すると、事前に設定された前記無線パラメータを使用して前記上りデータを前記基地局へ送信するように制御する制御部と、
    　を有することを特徴とする無線局。
  10. 　上りデータの送信に用いられる周波数リソースおよび通信方式の少なくとも一方を含む無線パラメータを事前に設定して無線局と無線通信を行う基地局であって、
    　前記無線パラメータを事前設定するのに用いられる第１の制御信号を前記無線局へ送信し、第２の制御信号を前記無線局から受信し、第３の制御信号を前記無線局へ送信する通信部と、
    　前記第３の制御信号を送信すると、事前に設定された前記無線パラメータを使用して前記上りデータを前記無線局から受信するように制御する制御部と、
    　を有することを特徴とする基地局。
  11. 　上りデータの送信に用いられる周波数リソースおよび通信方式の少なくとも一方を含む無線パラメータが事前に設定されて基地局と無線通信を行う無線局における通信方法であって、
    　前記無線パラメータの設定に用いられる第１の制御信号を前記基地局から受信し、上りデータが発生して第２の制御信号を前記基地局へ送信すると、第３の制御信号を前記基地局から受信し、
    　前記第３の制御信号を受信すると、事前に設定された前記無線パラメータを使用して前記上りデータを前記基地局へ送信する、
    　ことを特徴とする通信方法。
  12. 　上りデータの送信に用いられる周波数リソースおよび通信方式の少なくとも一方を含む無線パラメータを事前に設定して無線局と無線通信を行う基地局における通信方法であって、
    　前記無線パラメータを事前設定するのに用いられる第１の制御信号を前記無線局へ送信し、第２の制御信号を前記無線局から受信し、第３の制御信号を前記無線局へ送信し、
    　前記第３の制御信号を送信すると、事前に設定された前記無線パラメータを使用して前記上りデータを前記無線局から受信する、
    　ことを特徴とする通信方法。
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