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WO2021250896A1 - 無線通信システム、基地局装置および無線通信方法 - Google Patents

無線通信システム、基地局装置および無線通信方法 Download PDF

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WO2021250896A1
WO2021250896A1 PCT/JP2020/023235 JP2020023235W WO2021250896A1 WO 2021250896 A1 WO2021250896 A1 WO 2021250896A1 JP 2020023235 W JP2020023235 W JP 2020023235W WO 2021250896 A1 WO2021250896 A1 WO 2021250896A1
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WO
WIPO (PCT)
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terminal station
station apparatus
base station
station device
frame
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2020/023235
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
圭太 栗山
隼人 福園
正文 吉岡
崇文 林
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.)
NTT Inc
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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 Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP2022529994A priority Critical patent/JP7552691B2/ja
Priority to US18/008,874 priority patent/US20230239905A1/en
Priority to PCT/JP2020/023235 priority patent/WO2021250896A1/ja
Publication of WO2021250896A1 publication Critical patent/WO2021250896A1/ja
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Ceased legal-status Critical Current

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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04W72/00—Local resource management
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    • H04W72/54—Allocation or scheduling criteria for wireless resources based on quality criteria
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J3/00—Time-division multiplex systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/0091—Signalling for the administration of the divided path, e.g. signalling of configuration information
    • H04L5/0094—Indication of how sub-channels of the path are allocated
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    • H04W72/51—Allocation or scheduling criteria for wireless resources based on terminal or device properties

Definitions

  • the present invention is a wireless communication system in which a base station device and a plurality of terminal station devices communicate using time-division multiplexing in a duplex method, and there is a propagation delay difference between the base station device and each terminal station device. In case of transmission capacity improvement technology.
  • TDD Time Division Duplex
  • DL downlink signal
  • UL uplink signal
  • a guard time standby time
  • the guard time has a propagation delay.
  • the terminal station device having a relatively short propagation delay has an extra waiting time.
  • the propagation delay difference between the terminal station apparatus having a long propagation delay and the terminal station apparatus having a short propagation delay is large, a decrease in transmission capacity becomes a problem.
  • the extra standby time can be shortened and the transmission capacity can be improved by changing the frame configuration. It is intended to provide systems, base station equipment and wireless communication methods.
  • the present invention relates to a radio communication system in which propagation delays differ between a plurality of terminal station devices using time-divided multiplexing in a duplex method and the base station device, wherein at least one of the base station device or the terminal station device is described above.
  • the base station apparatus has a delay calculation unit that calculates the propagation delay for each terminal station apparatus, and the base station apparatus is said to be the same from the terminal station apparatus according to the propagation delay for each terminal station apparatus calculated by the delay calculation unit.
  • At least one frame configuration of the uplink or the downlink so that the waiting time required for switching between the uplink to the base station apparatus and the downlink frame from the base station apparatus to the terminal station apparatus is shorter. It is characterized by having a control unit for changing.
  • the present invention is a delay calculation unit that calculates the propagation delay for each terminal station device in a base station device that performs wireless communication with a plurality of terminal station devices having different propagation delays by using time-division multiplexing in a duplex method. And, according to the propagation delay for each terminal station apparatus calculated by the delay calculation unit, an uplink frame from the terminal station apparatus to the base station apparatus and a downlink frame from the base station apparatus to the terminal station apparatus. It is characterized by having a control unit that changes the frame configuration of at least one of the uplink frame and the downlink frame so that the waiting time required for switching between the above and the second frame is shorter.
  • the present invention in a wireless communication method in which propagation delays differ between a plurality of terminal station devices using time-divided multiplexing in a duplex method and a base station device, at least one of the base station device or the terminal station device is used.
  • the delay calculation process for calculating the propagation delay for each terminal station device is performed, and the base station device receives the propagation delay for each terminal station device calculated by the delay calculation process from the terminal station device.
  • At least one frame of the uplink or the downlink so that the waiting time required for switching between the uplink to the base station apparatus and the downlink frame from the base station apparatus to the terminal station apparatus is shorter. It is characterized by performing a control process for changing the configuration.
  • the wireless communication system, the base station apparatus, and the wireless communication method according to the present invention are extra by changing the frame configuration when there is a propagation delay difference of a plurality of terminal station apparatus using time division multiplexing in the duplex method.
  • the standby time can be shortened and the transmission capacity can be improved.
  • FIG. 1 shows a configuration example of a wireless communication system 100 common to each embodiment.
  • the wireless communication system 100 has a base station device 101, a terminal station device 102 (1), and a terminal station device 102 (2).
  • the (number) at the end of the code is omitted and described as the terminal station device 102, and the specific device is referred to as a specific device.
  • (number) is added to the end of the reference numeral and described as, for example, the terminal station apparatus 102 (1).
  • the base station device 101 has a plurality of antennas 201, and communicates with the plurality of terminal station devices 102 by MU (MultiUser) -MIMO (MultipleInputMultipleOutput).
  • MU MultiUser
  • MIMO MultipleInputMultipleOutput
  • TDD is used for the duplex system
  • DL downlink signal
  • UL uplink signal
  • the MU-MIMO system will be described, but in a P-MP (Point to MultiPoint) system or the like, propagation between the base station apparatus 101 and each terminal station apparatus 102 is performed. If the delay difference is large, the same effect can be obtained.
  • Whether or not the propagation delay difference is large may be determined, for example, when the propagation delay difference is equal to or greater than the subframe length. Alternatively, it may be determined whether or not the transmission capacity is improved by a predetermined ratio (for example, 5%) or more based on the transmission capacity. In this way, when the propagation delay difference is large, the frame configuration described in each subsequent embodiment may be changed.
  • the base station apparatus 101 performs wireless communication between the antenna 201 (1) and the antenna 301 (1) of the terminal station apparatus 102 (1), and the propagation delay at that time is T d1 .
  • the base station apparatus 101 performs wireless communication between the antenna 201 (2) and the antenna 301 (2) of the terminal station apparatus 102 (2), and the propagation delay at that time is T d2 .
  • the propagation delay T d1 Is longer than the propagation delay T d2.
  • the propagation delay difference T ds between the terminal station apparatus 102 (1) and the terminal station apparatus 102 (2) is given by the equation (1).
  • T ds ABS (T d1- T d2 ) ... (1)
  • ABS (x) indicates the absolute value of x.
  • the propagation delay T d1 of the terminal station device 102 (1) and the terminal station device 102 is about 200 ⁇ sec in the round trip.
  • the terminal station device 102 (1) and the terminal station device 102 (2) communicate by TDD in a frame having the same length as the base station device 101, a terminal having a long propagation delay so that the UL and DL frames do not collide.
  • the guard time (GT) is set according to the station device 102 (1).
  • the terminal station device 102 (2) having a shorter propagation delay than the terminal station device 102 (1) has a problem that an extra waiting time is generated between the UL frame and the DL frame, and the transmission capacity is lowered. Occurs.
  • the extra standby time of the terminal station apparatus 102 (2) having a shorter propagation delay than that of the terminal station apparatus 102 (1) is shortened, and the transmission capacity is increased. Change the frame configuration so that it does. Specifically, the payload length is extended so that the extra waiting time is shortened within the range where UL and DL do not collide.
  • FIG. 2 shows a comparative example when the frame configuration is not changed.
  • the communication since the communication is performed without changing the frame configuration, an extra waiting time is generated for the communication having the shorter propagation delay.
  • the base station device 101 communicates a DL frame and a UL frame with each of the terminal station devices 102 of the plurality of terminal station devices 102 by TDD.
  • the DL frame and the UL frame are both composed of seven subframes including the header, and the period T DL including the GT and the UL period T UL including the GT are the same. It is repeated alternately in a fixed cycle.
  • the GT is set according to the transmission distance between the base station device 101 and the plurality of terminal station devices 102. For example, assuming a transmission distance of 50 km, the GT is set to a length of about 170 usc.
  • the frame of the DL transmitted from the antenna 201 (1) of the base station apparatus 101 is received by the terminal station apparatus 102 (1), and the propagation delay at that time is T d1 .
  • the DL frame transmitted from the antenna 201 (2) of the base station apparatus 101 is received by the terminal station apparatus 102 (2), and the propagation delay at that time is T d2 . Since the propagation delay T d1 of the terminal station apparatus 102 (1) is longer than the propagation delay T d2 of the terminal station apparatus 102 (2), the GT is set according to the propagation delay T d1. Specifically, the time obtained by adding the margin to T d1 is set as GT.
  • the propagation delay difference T ds excluding the margin in the period from the end of the frame received by the terminal station apparatus 102 (2) to the end of GT corresponds to the standby time.
  • the UL frame transmitted from the terminal station apparatus 102 (1) to the base station apparatus 101 is received by the antenna 201 (1) of the base station apparatus 101, and the propagation delay at that time is T d1 . ..
  • the UL frame transmitted from the terminal station apparatus 102 (2) to the base station apparatus 101 is received by the antenna 201 (2) of the base station apparatus 101, and the propagation delay at that time is T d2 . Therefore, an extra waiting time corresponding to the propagation delay difference T ds is generated from the end of the frame of the terminal station device 102 (2) received by the base station device 101.
  • the terminal station apparatus 102 (2) having a short propagation delay is located between the DL frame and the UL frame as compared with the terminal station apparatus 102 (1) having a long propagation delay. There is a problem that extra waiting time is generated and the transmission capacity is lowered.
  • FIG. 3 shows an example of changing the frame configuration of UL and DL.
  • the example of FIG. 3 is the same as that of FIG. 2 of the comparative example, and is an example of changing the frame configuration common to each embodiment described below.
  • the base station device 101 communicates with each of the terminal station devices 102 of the plurality of terminal station devices 102 by TDD in which DL frames and UL frames are time-division-multiplexed.
  • the propagation delay T d1 between the antenna 201 (1) of the base station apparatus 101 and the terminal station apparatus 102 (1) is the same as that of the antenna 201 (2) of the base station apparatus 101. It is longer than the propagation delay T d2 with the terminal station device 102 (2).
  • the frame configuration of DL1 from the base station apparatus 101 to the terminal station apparatus 102 (1) and UL1 from the terminal station apparatus 102 (1) to the base station apparatus 101 is the same as the comparative example of FIG. And will not change.
  • the frame configuration of DL2 from the base station apparatus 101 to the terminal station apparatus 102 (2) and UL2 from the terminal station apparatus 102 (2) to the base station apparatus 101 are changed.
  • the frame of the terminal station apparatus 102 (2) having a short propagation delay is extended to nine subframes with respect to the frame (seven subframes) of the terminal station apparatus 102 (1) having a long propagation delay. Will be done. Since the communication data is stored in the subframe, the extension of the subframe is equivalent to the extension of the payload length, and the transmission capacity is improved.
  • the downlink period T DL including GT and the uplink period T UL including GT are the same as those in the comparative example of FIG. 2, and are alternately repeated at a fixed cycle. That is, the DL period including GT and the UL period are the same as those in the comparative example of FIG. 2, but the transmission capacities of the DL and UL are improved as compared with the comparative example of FIG.
  • the DL2 and UL2 of the terminal station apparatus 102 (2) are extended.
  • the waiting time at the end of the frame can be shortened to the minimum necessary.
  • the extra waiting time described with reference to FIG. 2 is shortened and the payload length is extended, so that the effect of improving the transmission capacity can be obtained.
  • the base station apparatus 101 may change at least one of the modulation method and the coding method to a method resistant to data error according to the increase in the transmission capacity due to the extension of the payload length. This improves the communication quality and reliability of the wireless communication system 100.
  • the combination of the modulation method and the coding method is given as an MCS (Modulation and Coding Scheme) index.
  • MCS Modulation and Coding Scheme
  • the smaller the MCS index the smaller the transmission capacity, but the stronger the resistance to data error. Therefore, by reducing the MCS index by the amount of increase in the transmission capacity due to the extension of the payload length, it is possible to improve the communication quality and reliability without changing the transmission capacity.
  • FIG. 4 shows an example of changing the frame configuration of DL only.
  • the example of FIG. 4 is an example of changing the frame configuration common to each embodiment described below as in FIG. 3, and is a base station apparatus 101, a terminal station apparatus 102 (1), and a terminal station apparatus 102. (2) communicates with.
  • FIG. 4 describes an example in which the frame configuration of DL only is changed, the frame configuration of UL only may be changed.
  • the base station device 101 communicates a DL frame and a UL frame with each of the terminal station devices 102 of the plurality of terminal station devices 102 by TDD.
  • the propagation delay T d1 between the antenna 201 (1) of the base station apparatus 101 and the terminal station apparatus 102 (1) is the same as that of the antenna 201 (2) of the base station apparatus 101. It is longer than the propagation delay T d2 with the terminal station device 102 (2).
  • DL1 from the base station apparatus 101 to the terminal station apparatus 102 (1), UL1 from the terminal station apparatus 102 (1) to the base station apparatus 101, and the base station apparatus from the terminal station apparatus 102 (2) The frame configuration of UL2 to 101 is the same as the example of FIG. 2, and is not changed.
  • only the frame configuration of DL2 from the base station apparatus 101 to the terminal station apparatus 102 (2) is changed.
  • the DL2 frame of the terminal station apparatus 102 (2) having a short propagation delay is 11 with respect to the DL1 frame (7 subframes) of the terminal station apparatus 102 (1) having a long propagation delay. Stretched into individual subframes.
  • the extension of the subframe in which the communication data is stored is equivalent to the extension of the payload length, and the transmission capacity is improved.
  • the frame of DL2 of the terminal station apparatus 102 (2) is longer than the frame of DL1 of the terminal station apparatus 102 (1), and the guard time GT2 of the terminal station apparatus 102 (2) is set to the terminal station apparatus 102 (1).
  • Guard time is shorter than GT1.
  • the period of (DL1 + GT1) and the period of (DL2 + GT2) were both the period T DL of the same length, but in the case of FIG. 4, the period T DL1 of (DL1 + GT1) and the period T DL1 of (DL2 + GT2) The period T DL2 is different.
  • the period of (UL1 + GT1) and duration of (UL2 + GT2) is was both a period T UL of the same length, in the case of FIG. 4, (UL1 + GT1) period T UL1 and of (UL2 + GT2) Period T UL2 is different.
  • the period T DL1 and the period T UL 1 are alternately repeated in a fixed cycle.
  • period T DL2 and period T UL 2 alternate in a fixed cycle.
  • the sum of the period T DL1 and the period T UL1 is the same as the sum of the period T DL 2 and the period T UL 2 . That is, the total of the downlink period including the GT and the uplink period is the same as in the example of FIG. 3, but the combined transmission capacity of the downlink frame and the uplink frame is the same as in FIG. improves.
  • a high effect can be obtained for asymmetric communication in which the downlink transmission capacity is larger than the uplink transmission capacity, such as browsing stream-type contents.
  • FIG. 4 shows an example of changing the downlink frame configuration, the uplink frame configuration may be changed. In this case, a high effect can be obtained for asymmetric communication in which the transmission capacity of the uplink is larger than the transmission capacity of the downlink, for example, uploading a captured image.
  • the GT2 of the terminal station apparatus 102 (2) is shortened and the payload length of the frame of the DL2 only is extended, so that the end of the DL2 frame of the terminal station apparatus 102 (2) is extended.
  • the extra waiting time can be shortened.
  • the period T DL2 of (DL2 + GT2) is shortened by the lengthening of the period T DL1 of (DL1 + GT1), the waiting time at the end of the frame of UL2 can also be shortened.
  • the payload length of the frame of DL2 is extended and the extra waiting time of DL2 is shortened, so that the effect of improving the transmission capacity can be obtained.
  • a part of the last subframe of the DL2 frame of the terminal station apparatus 102 (2) overlaps with a part of the first subframe of the UL1 frame of the terminal station apparatus 102 (1). There is a period of time. However, since the terminal station device 102 (1) and the terminal station device 102 (2) are separated from each other and spatially multiplexed by MU-MIMO, the influence can be ignored.
  • FIG. 5 shows a configuration example of the base station device 101 and the terminal station device 102 according to the first embodiment.
  • a configuration example of the terminal station device 102 (1) is shown in FIG. 5, there are N units (N: positive integers) from the terminal station device 102 (1) to the terminal station device 102 (N). Since the devices have the same configuration, the terminal station device 102 (1) is referred to as a terminal station device 102.
  • the base station apparatus 101 includes antenna 201 (1) to antenna 201 (N), transmission / reception unit 202, control unit 203, delay measurement signal generation unit 204, delay calculation unit 205, frame configuration notification unit 206, and data communication. It has a part 207.
  • the antenna 201 (1) to the antenna 201 (N) convert the high frequency signal output by the transmission / reception unit 202 into an electromagnetic wave and transmit it from the terminal station device 102 (1) to the terminal station device 102 (N).
  • the antenna 201 (1) to the antenna 201 (N) convert the electromagnetic wave transmitted from the terminal station device 102 (1) to the terminal station device 102 (N) into a high frequency signal and output it to the transmission / reception unit 202.
  • the base station apparatus 101 communicates with N terminal station apparatus 102 by MU-MIMO by N antennas 201 from the antenna 201 (1) to the antenna 201 (N). ..
  • the transmission / reception unit 202 converts the transmission signal to each terminal station device 102 into a high frequency signal and outputs it to the N antennas 201, and the high frequency signal input from the N antennas 201 is a reception signal from each terminal station device 102. Convert to. In the example of FIG. 5, the transmission / reception unit 202 spatially multiplexes transmission / reception so that the signals of N streams corresponding to each of the N terminal station devices 102 do not interfere with each other.
  • the control unit 203 is composed of a computer operated by a program stored in advance, and controls the entire base station device 101. For example, the control unit 203 measures the propagation delay between the base station device 101 and the terminal station device 102, and changes the frame configuration so that the extra waiting time described with reference to FIG. 3 or 4 is shortened. Perform processing (corresponding to control processing). The propagation delay is measured for each of the N terminal station devices 102.
  • the delay measurement signal generation unit 204 generates a predetermined measurement signal (referred to as a propagation delay measurement signal) for measuring the propagation delay according to the command of the control unit 203, and outputs it to the transmission / reception unit 202.
  • a propagation delay measurement signal for example, an M-sequence code or the like is used.
  • the propagation delay measurement signal may be transmitted before the start of data communication, or may be transmitted during data communication. Further, a method of adding a propagation delay measurement signal to the beginning of a frame of communication data and measuring at any time during data communication will be described later.
  • the delay calculation unit 205 calculates the propagation delay between the base station device 101 and each terminal station device 102 based on the information received from the N terminal station devices 102 (corresponding to the delay calculation process). Then, the delay calculation unit 205 outputs the calculated propagation delay to the control unit 203.
  • the base station apparatus 101 transmits a propagation delay measurement signal
  • the terminal station apparatus 102 returns the propagation delay measurement signal received from the base station apparatus 101 to the base station apparatus 101.
  • the delay calculation unit 205 measures the time from the transmission of the propagation delay measurement signal to the return, and calculates the propagation delay.
  • the time when the transmission / reception unit 202 transmits the M-sequence code and the time when the M-sequence code returned from the terminal station device 102 is received are measured, and the difference between the reception time and the transmission time is used as the round-trip propagation delay. Calculated.
  • the M-sequence code can be easily detected by correlating with the same M-sequence code.
  • the frame configuration notification unit 206 performs a process of notifying the terminal station device 102 of the changed frame configuration information.
  • a method of notifying the terminal station apparatus 102 of the frame configuration information a method of storing the frame configuration information in the header of the communication data and transmitting the information to the terminal station apparatus 102 can be considered.
  • a method of transmitting the frame configuration information as independent control data to the terminal station apparatus 102 before the start of communication can be considered separately from the communication data.
  • the data communication unit 207 Based on the frame configuration output by the control unit 203, the data communication unit 207 converts communication data input from, for example, an externally connected network or communication device into a transmission signal and transmits the communication data to each of the N terminal station devices 102. do. Further, the data communication unit 207 converts the received signals received from each of the N terminal station devices 102 into communication data and outputs the signals to a network or communication device connected to the outside.
  • the data communication unit 207 has a frame configuration output from the frame configuration notification unit 206. Store the information in the header of the communication data.
  • the base station apparatus 101 measures the propagation delay between the N terminal station apparatus 102 and the terminal station apparatus 102, and changes the frame configuration of the communication data between the terminal station apparatus 102 and the terminal station apparatus 102. , The extra waiting time described in FIG. 3 or FIG. 4 can be shortened.
  • the terminal station apparatus 102 (1) has an antenna 301 (1), a transmission / reception unit 302, a signal folding unit 303, a frame configuration changing unit 304, and a data communication unit 305.
  • the terminal station apparatus 102 (1) will be referred to as a terminal station apparatus 102
  • the antenna 301 (1) will be referred to as an antenna 301 on behalf of the N terminal station apparatus 102.
  • the antenna 301 converts the high frequency signal output by the transmission / reception unit 302 into an electromagnetic wave and transmits it to the base station device 101, and converts the electromagnetic wave transmitted by the base station device 101 into a high frequency signal and outputs it to the transmission / reception unit 302.
  • communication by MU-MIMO is performed between the antenna 201 (1) of the base station apparatus 101 and the N antennas 201 from the antenna 201 (N).
  • the transmission / reception unit 302 converts the transmission signal into a high-frequency signal and outputs it to the antenna 301, and converts the high-frequency signal input from the antenna 301 into a reception signal.
  • the signal folding unit 303 returns the propagation delay measurement signal received by the transmission / reception unit 302 and outputs it to the transmission / reception unit 302.
  • the frame configuration changing unit 304 instructs the data communication unit 305 of the frame configuration used for the transmission data and the reception data based on the frame configuration information received from the base station device 101.
  • the frame configuration changing unit 304 configures the frame configuration from the received data of the data communication unit 305. Information is extracted, and the data communication unit 305 is instructed to configure the frame.
  • the frame configuration changing unit 304 receives the control data and performs data communication. Instruct the unit 305 to configure the frame.
  • the function of the frame configuration changing unit 304 may be included in the data communication unit 305.
  • the data communication unit 305 converts the transmission data into a transmission signal based on the frame configuration instructed by the frame configuration change unit 304, and transmits the transmission data from the transmission / reception unit 302 to the base station device 101. Further, the data communication unit 305 converts the reception signal received by the transmission / reception unit 302 from the base station apparatus 101 into received data.
  • the terminal station device 102 returns back the propagation delay measurement signal received from the base station device 101 so that the base station device 101 can measure the round-trip propagation delay. Then, the terminal station apparatus 102 can communicate transmission data and reception data with the base station apparatus 101 based on the frame configuration notified from the base station apparatus 101.
  • FIG. 6 shows an example of a processing procedure of the wireless communication system 100 according to the first embodiment. The process described with reference to FIG. 6 is executed by the base station device 101 and the terminal station device 102 described with reference to FIG.
  • step S101 the delay measurement signal generation unit 204 of the base station device 101 generates a propagation delay measurement signal and transmits it from the transmission / reception unit 202 to the terminal station device 102.
  • step S102 the signal folding unit 303 of each terminal station device 102 receives the propagation delay measurement signal from the base station device 101.
  • step S103 the signal folding unit 303 of each terminal station device 102 returns the propagation delay measurement signal received from the base station device 101 and transmits it to the base station device 101.
  • step S104 the delay calculation unit 205 of the base station apparatus 101 receives the propagation delay measurement signals transmitted back from the plurality of terminal station apparatus 102, and calculates the propagation delay for each terminal station apparatus 102.
  • step S105 the control unit 203 of the base station apparatus 101 calculates an extra standby time based on the propagation delay for each of the plurality of terminal station apparatus 102 acquired in step S104. For example, in the case of FIG. 2, the propagation delay difference T ds between the terminal station apparatus 102 (1) and the terminal station apparatus 102 (2) is calculated as an extra standby time.
  • step S106 the frame configuration notification unit 206 of the base station apparatus 101 changes the frame configuration based on the extra standby time calculated in step S105, and the information of the changed frame configuration is transmitted to the terminal station apparatus 102. Send.
  • the frame configuration is changed for each of the plurality of terminal station devices 102.
  • the payload lengths of the DL frame and the UL frame of the terminal station apparatus 102 (2) are extended by two subframes.
  • the payload length of the DL frame of the terminal station apparatus 102 (2) is extended by four subframes.
  • step S107 the frame configuration changing unit 304 of each terminal station apparatus 102 changes the frame configuration based on the frame configuration information notified from the base station apparatus 101.
  • step S108 the data communication unit 207 of the base station device 101 performs MU-MIMO communication with a plurality of terminal station devices 102 by using the frame configuration changed in step S106.
  • step S109 the data communication unit 305 of each terminal station device 102 performs MU-MIMO communication with the base station device 101 using the frame configuration changed in step S107.
  • the base station apparatus 101 measures the propagation delay between the plurality of terminal station apparatus 102, respectively, as described with reference to FIG. 3 or FIG.
  • the frame configuration can be changed so that the extra waiting time is shortened.
  • FIGS. 5 and 6 show an example of measuring the round-trip propagation delay on the base station apparatus 101 side
  • the functions of the base station apparatus 101 and the terminal station apparatus 102 are reversed and the terminal station apparatus 102 side is used.
  • Propagation delay may be measured.
  • the DL propagation delay from the base station apparatus 101 to the terminal station apparatus 102 and the UL propagation delay from the terminal station apparatus 102 to the base station apparatus 101 may be measured, respectively.
  • FIG. 7 shows a configuration example of the base station apparatus 101a and the terminal station apparatus 102a according to the second embodiment.
  • the configuration of the wireless communication system 100a according to the second embodiment is the same as that of the wireless communication system 100 shown in FIG. 1, and in FIG. 1, the base station device 101 is connected to the base station device 101a and the terminal station device 102. Can be replaced with the terminal station device 102a, respectively.
  • N units (N: positive integers) from the terminal station device 102a (1) to the terminal station device 102a (N) are shown.
  • the device has the same configuration and will be described as the terminal station device 102a.
  • the antenna 301 (1) to the antenna 301 (N) of the terminal station apparatus 102a and the antenna 201 (1) to the antenna 201 (N) of the base station apparatus 101a are similarly described.
  • the base station apparatus 101a has N antennas 201, a transmission / reception unit 202, a control unit 203, a delay measurement signal generation unit 204, a delay calculation unit 205a, a frame configuration notification unit 206, and a data communication unit 207.
  • the delay calculation unit 205a having different operations will be described.
  • the delay calculation unit 205a receives information regarding the detection timing of the propagation delay measurement signal transmitted from the base station device 101a by the terminal station device 102a from the terminal station device 102a.
  • the detection timing information is, for example, information on the detection time of the propagation delay measurement signal transmitted from the base station apparatus 101a by the terminal station apparatus 102a. In this case, it is assumed that time synchronization is established between the base station device 101a and the terminal station device 102a by GPS (Global Positioning System) or the like.
  • the delay calculation unit 205a can acquire information on the transmission time of the propagation delay measurement signal from the delay measurement signal generation unit 204.
  • the delay calculation unit 205a calculates the difference between the reception time and the transmission time notified from the plurality of terminal station devices 102a as the propagation delay of each terminal station device 102a (corresponding to the delay calculation process).
  • the propagation delay calculated by the delay calculation unit 205a is output to the control unit 203.
  • the control unit 203 changes the frame configuration based on the propagation delay of each terminal station device 102a calculated by the delay calculation unit 205a.
  • Subsequent processing is the same as that of the base station apparatus 101 and the terminal station apparatus 102 according to the first embodiment.
  • the base station apparatus 101a measures the propagation delay between the N terminal station apparatus 102a and the terminal station apparatus 102a, and changes the frame configuration of the communication data, thereby being described with reference to FIG. 3 or FIG.
  • the extra waiting time can be shortened.
  • the terminal station device 102a includes an antenna 301, a transmission / reception unit 302, a frame configuration changing unit 304, a data communication unit 305, a delay measurement signal detection unit 311 and a detection timing notification unit 312.
  • the terminal station apparatus 102a according to the second embodiment does not have the signal folding unit 303 of the terminal station apparatus 102 according to the first embodiment, and has a delay measurement signal detection unit 311 and a detection timing notification unit 312.
  • the delay measurement signal detection unit 311 detects the propagation delay measurement signal received by the transmission / reception unit 302, and outputs the detection timing (detection time) to the detection timing notification unit 312.
  • the detection timing notification unit 312 transmits the detection timing information input from the delay measurement signal detection unit 311 from the transmission / reception unit 302 to the base station device 101a.
  • the detection timing information may be stored in the header of the communication data and transmitted to the base station apparatus 101, or the detection timing information may be transmitted to the base station apparatus 101 by control data different from the communication data. You may.
  • the terminal station apparatus 102a notifies the base station apparatus 101a of the detection timing of the propagation delay measurement signal received from the base station apparatus 101a so that the base station apparatus 101a can measure the propagation delay. Then, the terminal station apparatus 102a transmits / receives communication data to / from the base station apparatus 101a based on the frame configuration notified from the base station apparatus 101a.
  • FIG. 8 shows an example of a processing procedure of the wireless communication system 100a according to the second embodiment. The process described with reference to FIG. 8 is executed by the base station device 101a and the terminal station device 102a described with reference to FIG. 7.
  • step S101 and steps S105 to S109 are the same as the steps having the same reference numerals as described with reference to FIG. 6, and duplicate description will be omitted.
  • step S102a the delay measurement signal detection unit 311 of each terminal station device 102a detects the propagation delay measurement signal received from the base station device 101a, and outputs the detection timing (detection time) to the detection timing notification unit 312.
  • step S103a the detection timing notification unit 312 of each terminal station device 102a transmits the detection timing information input from the delay measurement signal detection unit 311 to the base station device 101a.
  • step S104a the delay calculation unit 205a of the base station apparatus 101a receives the detection timing information from the plurality of terminal station apparatus 102a and calculates the propagation delay for each terminal station apparatus 102a.
  • step S105 to step S109 are performed in the same manner as in FIG. 6, and the base station apparatus 101a changes the frame configuration based on the extra standby time calculated for each terminal station apparatus 102a. Then, the base station apparatus 101a notifies the terminal station apparatus 102a of the change in the frame configuration, and uses the changed frame configuration to notify the terminal station apparatus 102a and the MU-MIMO, similarly to the base station apparatus 101 of the first embodiment. Communicate.
  • the base station apparatus 101a measures the propagation delay between the base station apparatus 101a and the plurality of terminal station apparatus 102a, and as described with reference to FIG. Change the frame configuration so that the extra waiting time is shortened.
  • Propagation delay may be measured at any time during data communication.
  • FIGS. 7 and 8 show an example in which a propagation delay measurement signal is transmitted from the base station apparatus 101a to the terminal station apparatus 102a to measure the propagation delay of the DL, the terminal station apparatus 102a to the base station apparatus 101a.
  • a propagation delay measurement signal may be transmitted to measure the propagation delay of the UL.
  • the propagation delay measurement signal may be transmitted from both the base station apparatus 101a and the terminal station apparatus 102a to measure the propagation delay of both DL and UL.
  • FIG. 9 shows an example of a processing procedure of the wireless communication system 100b according to the third embodiment.
  • the wireless communication system 100b according to the third embodiment is the same as the wireless communication system 100 shown in FIG. 1.
  • the base station device 101 is a base station device 101b
  • the terminal station device 102 is a terminal station. It can be replaced with the device 102b, respectively.
  • the base station apparatus 101b and the terminal station apparatus 102b according to the third embodiment are basically composed of the same blocks as those in FIG. 5 of the first embodiment, but the delay calculation unit 205 and the control unit 203 operate slightly. different.
  • the delay calculation unit 205 will be replaced with the delay calculation unit 205b
  • the control unit 203 will be replaced with the control unit 203b.
  • the correlation of the propagation delay measurement signal communicated between the base station apparatus 101b and the terminal station apparatus 102b is calculated, and not only the propagation delay but also the delay time of the delayed wave due to multipath or the like is acquired. .. Then, the base station apparatus 101b changes the frame configuration in consideration of the delay time of the delayed wave. Specifically, the frame configuration is changed so that the end of the delayed wave frame, not the end of the direct wave frame, does not collide at the time of switching between DL and UL.
  • step S101 to step S103 and the processes from step S106 to step S109 are the same as the steps having the same reference numerals as described with reference to FIG. 6, and duplicate description will be omitted.
  • a process different from that of FIG. 6 will be described.
  • step S104b the base station apparatus 101b receives the propagation delay measurement signals transmitted back from the plurality of terminal station apparatus 102b, and calculates the propagation delay for each terminal station apparatus 102b. Further, the delay time of the delayed wave in which the propagation delay measurement signals received from the plurality of terminal station devices 102b are delayed by multipath or the like is acquired. The delay time can be obtained by taking a sliding correlation of the propagation delay measurement signal received by the base station apparatus 101b.
  • step S105b the base station apparatus 101b calculates an extra standby time based on the propagation delay and the delay time of the delayed wave for each of the plurality of terminal station apparatus 102b acquired in step S104b.
  • the propagation delay difference T ds between the terminal station apparatus 102b (1) and the terminal station apparatus 102b (2) is calculated as an extra standby time, but the delay time of the delayed wave is taken into consideration.
  • Calculate the extra waiting time Specifically, the extra waiting time is calculated from the end of the delayed wave frame, not from the end of the direct wave frame.
  • the first delayed wave which is considered to have a relatively large influence, may be limited.
  • the level of the delayed wave may be measured so that only the delayed wave whose level is equal to or higher than the predetermined threshold value is considered.
  • step S106 to step S109 are performed in the same manner as in FIG. 6, and the base station apparatus 101b changes the frame configuration based on the extra standby time calculated for each terminal station apparatus 102b. Then, the base station apparatus 101b notifies the terminal station apparatus 102b of the change in the frame configuration, and performs MU-MIMO communication with the terminal station apparatus 102b using the changed frame configuration.
  • the base station apparatus 101b measures each propagation delay and the delay time of the delayed wave between the plurality of terminal station apparatus 102b, and is extra. Calculate the waiting time and change the frame configuration.
  • the wireless communication system, the base station apparatus, and the wireless communication method according to the present invention change the frame configuration when the propagation delay difference of a plurality of terminal station apparatus using time division multiplexing as the duplex method is large. As a result, the extra standby time can be shortened and the transmission capacity can be improved.
  • the present invention is applied regardless of the communication method as long as it is a system having a plurality of terminal station devices and a propagation delay difference occurs.
  • the MU-MIMO system that employs TDD as the duplex method has been described as an example, but it can also be applied to a SISO system that performs P-MP communication.
  • the processing performed by the delay calculation unit 205 (delay calculation unit 205a) and the control unit 203 of the base station device 101 (base station device 101a, base station device 101b) according to each embodiment described with reference to FIGS. 5 to 9 is performed. It can also be realized by a computer and a program.
  • the program may be recorded on a recording medium such as a memory and mounted on the base station apparatus 101, or may be provided through a network.

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Abstract

複信方式に時分割多重を用いる複数の端末局装置と基地局装置との間の伝搬遅延が異なる無線通信システムにおいて、基地局装置または端末局装置の少なくとも一方は、端末局装置ごとの伝搬遅延を算出する遅延算出部を有し、基地局装置は、端末局装置ごとの伝搬遅延に応じて、上りフレームと下りフレームとの切り替えに要する待機時間がより短くなるように、フレーム構成を変更する制御部を有する。これにより、余分な待機時間を短くし、伝送容量を向上させることができる。

Description

無線通信システム、基地局装置および無線通信方法
　本発明は、基地局装置と複数の端末局装置とが複信方式に時分割多重を用いて通信を行う無線通信システムにおいて、基地局装置と各端末局装置との間に伝搬遅延差がある場合の伝送容量の向上技術に関する。
　複信方式に時分割多重（以降、ＴＤＤ（Time Division Duplex）と称する）を用いる無線通信システムでは、基地局装置から端末局装置への下りリンクの信号（ＤＬ）と端末局装置から基地局装置への上りリンクの信号（ＵＬ）との切り替えが必要である。ＤＬとＵＬの切り替え時に信号の衝突を防ぐためのガードタイム（待機時間）が設けられる。ここで、ＤＬとＵＬとの間に伝送距離に対する伝搬遅延よりも長いガードタイムを設けることにより、ＤＬとＵＬの衝突が回避される。例えば、想定される伝搬遅延に応じて、ガードタイムを決定する方法が考えられている（非特許文献１参照）。
鵜澤 史貴, 光山 和彦, 池田 哲臣, "双方向ＦＰＵに向けたＴＤＤ方式の一検討", ２０１１年映像情報メディア学会年次大会, 13-10, 2011（https://doi.org/10.11485/iteac.2011.0_13-10-1）
　ところが、基地局装置と複数の端末局装置とが複信方式に時分割多重を用いて通信を行う無線通信システムにおいて、各端末局装置の伝搬遅延に差がある場合、ガードタイムは伝搬遅延が長い端末局装置に合わせて設定される。このとき、複数の端末局装置のうち、伝搬遅延が相対的に短い端末局装置に余分な待機時間が生じる。特に、伝搬遅延が長い端末局装置と伝搬遅延が短い端末局装置との伝搬遅延差が大きい場合、伝送容量の低下が問題となる。
　本発明は、複信方式に時分割多重を用いる複数の端末局装置の伝搬遅延差がある場合に、フレーム構成を変更することにより、余分な待機時間を短くし、伝送容量を向上できる無線通信システム、基地局装置および無線通信方法を提供することを目的とする。
　本発明は、複信方式に時分割多重を用いる複数の端末局装置と基地局装置との間の伝搬遅延が異なる無線通信システムにおいて、前記基地局装置または前記端末局装置の少なくとも一方は、前記端末局装置ごとの前記伝搬遅延を算出する遅延算出部を有し、前記基地局装置は、前記遅延算出部が算出した前記端末局装置ごとの前記伝搬遅延に応じて、前記端末局装置から前記基地局装置への上りフレームと、前記基地局装置から前記端末局装置への下りフレームと、の切り替えに要する待機時間がより短くなるように、前記上りフレームまたは前記下りフレームの少なくとも一方のフレーム構成を変更する制御部を有することを特徴とする。
　また、本発明は、伝搬遅延が異なる複数の端末局装置と複信方式に時分割多重を用いて無線通信を行う基地局装置において、前記端末局装置ごとの前記伝搬遅延を算出する遅延算出部と、前記遅延算出部が算出した前記端末局装置ごとの前記伝搬遅延に応じて、前記端末局装置から前記基地局装置への上りフレームと、前記基地局装置から前記端末局装置への下りフレームと、の切り替えに要する待機時間がより短くなるように、前記上りフレームまたは前記下りフレームの少なくとも一方のフレーム構成を変更する制御部とを有することを特徴とする。
　また、本発明は、複信方式に時分割多重を用いる複数の端末局装置と基地局装置との間の伝搬遅延が異なる無線通信方法において、前記基地局装置または前記端末局装置の少なくとも一方は、前記端末局装置ごとの前記伝搬遅延を算出する遅延算出処理を行い、前記基地局装置は、前記遅延算出処理で算出した前記端末局装置ごとの前記伝搬遅延に応じて、前記端末局装置から前記基地局装置への上りフレームと、前記基地局装置から前記端末局装置への下りフレームと、の切り替えに要する待機時間がより短くなるように、前記上りフレームまたは前記下りフレームの少なくとも一方のフレーム構成を変更する制御処理を行うことを特徴とする。
　本発明に係る無線通信システム、基地局装置および無線通信方法は、複信方式に時分割多重を用いる複数の端末局装置の伝搬遅延差がある場合に、フレーム構成を変更することにより、余分な待機時間を短くし、伝送容量を向上させることができる。
各実施形態に共通の無線通信システムの構成例を示す図である。 フレーム構成を変更しない場合の比較例を示す図である。 ＵＬおよびＤＬのフレーム構成の変更例を示す図である。 ＤＬのみのフレーム構成の変更例を示す図である。 第１実施形態に係る基地局装置および端末局装置の構成例を示す図である。 第１実施形態に係る無線通信システムの処理手順例を示す図である。 第２実施形態に係る基地局装置および端末局装置の構成例を示す図である。 第２実施形態に係る無線通信システムの処理手順例を示す図である。 第３実施形態に係る無線通信システムの処理手順例を示す図である。
　以下、図面を参照して本発明に係る無線通信システム、基地局装置および無線通信方法の実施形態について説明する。
　図１は、各実施形態に共通の無線通信システム１００の構成例を示す。
　図１において、無線通信システム１００は、基地局装置１０１、端末局装置１０２（１）および端末局装置１０２（２）を有する。ここで、端末局装置１０２（１）および端末局装置１０２（２）に共通する説明を行う場合は、符号末尾の（番号）を省略して、端末局装置１０２と記載し、特定の装置を説明する場合は、符号末尾に（番号）を付加して、例えば端末局装置１０２（１）と記載する。基地局装置１０１のアンテナ２０１（１）およびアンテナ２０１（２）、端末局装置１０２（１）のアンテナ３０１（１）および端末局装置１０２（２）のアンテナ３０１（２）についても同様に記載する。
　基地局装置１０１は、複数のアンテナ２０１を有し、複数の端末局装置１０２との間でＭＵ（Multi User）－ＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）による通信を行う。なお、無線通信システム１００は、複信方式にＴＤＤが用いられ、下りリンクの信号（ＤＬ）と上りリンクの信号（ＵＬ）とが時分割多重される。また、以降で説明する各実施形態では、ＭＵ－ＭＩＭＯのシステムについて説明するが、Ｐ－ＭＰ（Point to Multi Point）のシステムなどにおいて、基地局装置１０１と各端末局装置１０２との間の伝搬遅延差が大きい場合であれば同様の効果が得られる。なお、伝搬遅延差が大きいか否かは、例えば伝搬遅延差がサブフレーム長以上ある場合で判断してもよい。あるいは、伝送容量を基準として、伝送容量が所定割合（例えば５％）以上向上するか否かで判断してもよい。このように、伝搬遅延差が大きい場合に、以降の各実施形態で説明するフレーム構成の変更が行われるようにしてもよい。
　図１において、基地局装置１０１は、アンテナ２０１（１）と端末局装置１０２（１）のアンテナ３０１（１）との間で無線通信を行い、そのときの伝搬遅延はＴｄ１である。同様に、基地局装置１０１は、アンテナ２０１（２）と端末局装置１０２（２）のアンテナ３０１（２）との間で無線通信を行い、そのときの伝搬遅延はＴｄ２である。
　ここで、基地局装置１０１と端末局装置１０２（１）との間の伝送距離は、基地局装置１０１と端末局装置１０２（２）との間の伝送距離よりも長いので、伝搬遅延Ｔｄ１は伝搬遅延Ｔｄ２よりも長い。このとき、端末局装置１０２（１）と端末局装置１０２（２）との伝搬遅延差Ｔｄｓは式（１）で与えられる。
Ｔｄｓ＝ＡＢＳ（Ｔｄ１－Ｔｄ２）　…（１）
式（１）において、ＡＢＳ（ｘ）はｘの絶対値を示す。
　例えば、基地局装置１０１に対する端末局装置１０２（１）と端末局装置１０２（２）との距離の差が３０ｋｍの場合、端末局装置１０２（１）の伝搬遅延Ｔｄ１と端末局装置１０２（２）の伝搬遅延Ｔｄ２との伝搬遅延差Ｔｄｓは、往復で約２００μｓｅｃとなる。
　端末局装置１０２（１）および端末局装置１０２（２）が基地局装置１０１と同じ長さのフレームでＴＤＤにより通信を行う場合、ＵＬとＤＬのフレームが衝突しないように、伝搬遅延の長い端末局装置１０２（１）に合わせてガードタイム（ＧＴ）が設定される。この場合、端末局装置１０２（１）よりも伝搬遅延の短い端末局装置１０２（２）は、ＵＬのフレームとＤＬのフレームとの間に余分な待機時間が生じ、伝送容量が低下するという問題が生じる。
　そこで、後述の各実施形態で説明する無線通信システム１００は、端末局装置１０２（１）よりも伝搬遅延の短い端末局装置１０２（２）の余分な待機時間を短くして、伝送容量が増加するようにフレーム構成の変更を行う。具体的には、ＵＬとＤＬの衝突が起きない範囲で余分な待機時間が短くなるように、ペイロード長を延伸する。
　［比較例のフレーム構成例］
　図２は、フレーム構成を変更しない場合の比較例を示す。比較例では、フレーム構成を変更せずに通信を行うので、伝搬遅延の短い方の通信に余分な待機時間が発生する。
　図２において、基地局装置１０１は、複数の端末局装置１０２のそれぞれの端末局装置１０２との間でＤＬのフレームとＵＬのフレームとをＴＤＤにより通信を行う。
　図２の例では、ＤＬのフレームおよびＵＬのフレームは、共にヘッダを含む７個のサブフレームで構成され、ＧＴを含むＤＬの期間ＴＤＬとＧＴを含むＵＬの期間ＴＵＬは同じであり、固定の周期で交互に繰り返される。ここで、ＧＴは、基地局装置１０１と複数の端末局装置１０２との間の伝送距離に応じて設定される。例えば５０ｋｍの伝送距離を想定した場合、ＧＴは、約１７０ｕｓｅｃの長さに設定される。
　期間ＴＤＬにおいて、基地局装置１０１のアンテナ２０１（１）から送信されるＤＬのフレームは、端末局装置１０２（１）で受信され、そのときの伝搬遅延はＴｄ１である。また、基地局装置１０１のアンテナ２０１（２）から送信されるＤＬのフレームは、端末局装置１０２（２）で受信され、そのときの伝搬遅延はＴｄ２である。端末局装置１０２（１）の伝搬遅延Ｔｄ１は、端末局装置１０２（２）の伝搬遅延Ｔｄ２よりも長いので、伝搬遅延Ｔｄ１に合わせてＧＴが設定される。具体的には、Ｔｄ１にマージンを加えた時間がＧＴとして設定される。このため、端末局装置１０２（２）が受信するフレームの末尾から端末局装置１０２（１）が受信するフレームの末尾までの余分な待機時間が発生する。図２の例では、端末局装置１０２（２）が受信するフレームの末尾からＧＴの終了までの期間のうち、マージンを除いた伝搬遅延差Ｔｄｓ分が待機時間に相当する。
　一方、ＵＬにおいて、端末局装置１０２（１）から基地局装置１０１に送信されるＵＬのフレームは、基地局装置１０１のアンテナ２０１（１）で受信され、そのときの伝搬遅延はＴｄ１である。また、端末局装置１０２（２）から基地局装置１０１に送信されるＵＬのフレームは、基地局装置１０１のアンテナ２０１（２）で受信され、そのときの伝搬遅延はＴｄ２である。このため、基地局装置１０１が受信する端末局装置１０２（２）のフレームの末尾から伝搬遅延差Ｔｄｓ分の余分な待機時間が発生する。
　このように、フレーム構成を変更しない場合、伝搬遅延が短い端末局装置１０２（２）は、伝搬遅延が長い端末局装置１０２（１）に比べて、ＤＬのフレームとＵＬのフレームとの間に余分な待機時間が生じ、伝送容量が低下するという問題がある。
　［各実施形態に共通のフレーム構成例］
　図３は、ＵＬおよびＤＬのフレーム構成の変更例を示す。ここで、図３の例は、比較例の図２と同様の図であり、以降で説明する各実施形態に共通のフレーム構成の変更例である。
　図３において、基地局装置１０１は、複数の端末局装置１０２のそれぞれの端末局装置１０２との間でＤＬのフレームとＵＬのフレームとを時分割多重するＴＤＤにより通信を行う。
　また、図２の比較例と同様に、基地局装置１０１のアンテナ２０１（１）と端末局装置１０２（１）との間の伝搬遅延Ｔｄ１は、基地局装置１０１のアンテナ２０１（２）と端末局装置１０２（２）との間の伝搬遅延Ｔｄ２よりも長い。
　図３の例では、基地局装置１０１から端末局装置１０２（１）へのＤＬ１、および端末局装置１０２（１）から基地局装置１０１へのＵＬ１のフレーム構成は、図２の比較例と同じであり、変更されない。これに対して、基地局装置１０１から端末局装置１０２（２）へのＤＬ２、および端末局装置１０２（２）から基地局装置１０１へのＵＬ２のフレーム構成は変更される。図３では、伝搬遅延の短い端末局装置１０２（２）のフレームが、伝搬遅延の長い端末局装置１０２（１）のフレーム（７個のサブフレーム）に対して、９個のサブフレームに延伸される。なお、サブフレームには通信データが格納されているので、サブフレームの延伸はペイロード長の延伸と等価であり、伝送容量が向上する。
　ここで、ＧＴを含む下りリンクの期間ＴＤＬとＧＴを含む上りリンクの期間ＴＵＬは、図２の比較例と同じであり、固定の周期で交互に繰り返される。つまり、ＧＴを含むＤＬの期間とＵＬ期間は図２の比較例と同じであるが、ＤＬおよびＵＬのそれぞれの伝送容量は図２の比較例よりも向上する。
　このように、図３の例では、端末局装置１０２（２）のＧＴ２を短くして、ＤＬ２およびＵＬ２のフレームのペイロード長を延伸することにより、端末局装置１０２（２）のＤＬ２およびＵＬ２のフレームの末尾の待機時間を必要最小限まで短くすることができる。これにより、図２で説明した余分な待機時間が短くなり、ペイロード長が延伸されるので、伝送容量が向上するという効果が得られる。
　ここで、基地局装置１０１は、ペイロード長の延伸による伝送容量の増加分に応じて、変調方式または符号化方式の少なくとも一方をデータ誤りに強い方式に変更するようにしてもよい。これにより、無線通信システム１００における通信品質および信頼性が向上する。なお、変調方式および符号化方式の組み合わせは、ＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme）インデックスとして与えられ、例えばＭＣＳインデックスが小さいほど伝送容量は小さくなるがデータ誤りに強くなる。そこで、ペイロード長の延伸による伝送容量の増加分だけＭＣＳインデックスを小さくすることにより、伝送容量を変えずに通信品質および信頼性の向上が可能である。
　図４は、ＤＬのみのフレーム構成の変更例を示す。ここで、図４の例は、図３と同様に、以降で説明する各実施形態に共通のフレーム構成の変更例であり、基地局装置１０１と端末局装置１０２（１）および端末局装置１０２（２）とが通信する。なお、図４では、ＤＬのみのフレーム構成が変更される例について説明するが、ＵＬのみのフレーム構成が変更されるようにしてもよい。
　図４において、基地局装置１０１は、複数の端末局装置１０２のそれぞれの端末局装置１０２との間でＤＬのフレームとＵＬのフレームとをＴＤＤにより通信を行う。
　また、図２および図３と同様に、基地局装置１０１のアンテナ２０１（１）と端末局装置１０２（１）との間の伝搬遅延Ｔｄ１は、基地局装置１０１のアンテナ２０１（２）と端末局装置１０２（２）との間の伝搬遅延Ｔｄ２よりも長い。
　図４の例では、基地局装置１０１から端末局装置１０２（１）へのＤＬ１、端末局装置１０２（１）から基地局装置１０１へのＵＬ１、および端末局装置１０２（２）から基地局装置１０１へのＵＬ２のフレーム構成は、図２の例と同じであり、変更されない。これに対して、図４の例では、基地局装置１０１から端末局装置１０２（２）へのＤＬ２のフレーム構成のみが変更される。図４の例では、伝搬遅延の短い端末局装置１０２（２）のＤＬ２のフレームが、伝搬遅延の長い端末局装置１０２（１）のＤＬ１のフレーム（７個のサブフレーム）に対して、１１個のサブフレームに延伸される。なお、図３で説明したように、通信データが格納されているサブフレームの延伸はペイロード長の延伸と等価であり、伝送容量が向上する。
　ここで、端末局装置１０２（２）のＤＬ２のフレームは、端末局装置１０２（１）のＤＬ１のフレームよりも長く、端末局装置１０２（２）のガードタイムＧＴ２は、端末局装置１０２（１）のガードタイムＧＴ１よりも短い。
　また、図３の場合、（ＤＬ１＋ＧＴ１）の期間と（ＤＬ２＋ＧＴ２）の期間は、共に同じ長さの期間ＴＤＬであったが、図４の場合、（ＤＬ１＋ＧＴ１）の期間ＴＤＬ１と（ＤＬ２＋ＧＴ２）の期間ＴＤＬ２は異なる。同様に、図３の場合、（ＵＬ１＋ＧＴ１）の期間と（ＵＬ２＋ＧＴ２）の期間は、共に同じ長さの期間ＴＵＬであったが、図４の場合、（ＵＬ１＋ＧＴ１）の期間ＴＵＬ１と（ＵＬ２＋ＧＴ２）の期間ＴＵＬ２は異なる。ここで、期間ＴＤＬ１と期間ＴＵＬ１は、固定の周期で交互に繰り返される。同様に、および期間ＴＤＬ２と期間ＴＵＬ２は、固定の周期で交互に繰り返される。なお、期間ＴＤＬ１と期間ＴＵＬ１の和は、期間ＴＤＬ２と期間ＴＵＬ２の和と同じである。つまり、ＧＴを含むダウンリンクの期間とアップリンクの期間との合計は、図３の例と同じであるが、ダウンリンクのフレームとアップリンクフレームとを合わせた伝送容量は、図３と同様に向上する。特に、ストリーム系のコンテンツの閲覧など、ダウンリンクの伝送容量がアップリンクの伝送容量よりも大きい非対称の通信に高い効果が得られる。なお、図４では、ダウンリンクのフレーム構成を変更する例を示したが、アップリンクのフレーム構成を変更するようにしてもよい。この場合、例えば、撮影画像のアップロードなど、アップリンクの伝送容量がダウンリンクの伝送容量よりも大きい非対称の通信に高い効果が得られる。
　このように、図４の例では、端末局装置１０２（２）のＧＴ２を短くして、ＤＬ２のみのフレームのペイロード長を延伸することにより、端末局装置１０２（２）のＤＬ２のフレームの末尾の余分な待機時間を短くすることができる。同時に、（ＤＬ１＋ＧＴ１）の期間ＴＤＬ１が長くなった分だけ、（ＤＬ２＋ＧＴ２）の期間ＴＤＬ２が短くなるので、ＵＬ２のフレームの末尾の待機時間も短くすることができる。これにより、以降で説明する各実施形態では、ＤＬ２のフレームのペイロード長が延伸されるとともに、ＤＬ２の余分な待機時間が短くなるので、伝送容量が向上するという効果が得られる。
　なお、図４の例では、端末局装置１０２（２）のＤＬ２のフレームの末尾のサブフレームの一部が端末局装置１０２（１）のＵＬ１のフレームの先頭のサブフレームの一部と重複している期間がある。しかし、端末局装置１０２（１）と端末局装置１０２（２）は離れており、ＭＵ－ＭＩＭＯにより空間多重されているので影響は無視できる。
　［第１実施形態］
　図５は、第１実施形態に係る基地局装置１０１および端末局装置１０２の構成例を示す。なお、図５において、端末局装置１０２（１）の構成例が示されているが、端末局装置１０２（１）から端末局装置１０２（Ｎ）までのＮ台（Ｎ：正の整数）の装置は、同じ構成なので、端末局装置１０２（１）を端末局装置１０２と記載する。なお、先に説明した図１の無線通信システム１００は、図５のＮ＝２の場合に対応する。
　（基地局装置１０１の構成例）
　図５において、基地局装置１０１は、アンテナ２０１（１）からアンテナ２０１（Ｎ）、送受信部２０２、制御部２０３、遅延測定信号生成部２０４、遅延算出部２０５、フレーム構成通知部２０６およびデータ通信部２０７を有する。
　アンテナ２０１（１）からアンテナ２０１（Ｎ）は、送受信部２０２が出力する高周波信号を電磁波に変換して端末局装置１０２（１）から端末局装置１０２（Ｎ）に送信する。逆に、アンテナ２０１（１）からアンテナ２０１（Ｎ）は、端末局装置１０２（１）から端末局装置１０２（Ｎ）が送信する電磁波を高周波信号に変換して送受信部２０２に出力する。なお、図５では、基地局装置１０１は、アンテナ２０１（１）からアンテナ２０１（Ｎ）までのＮ個のアンテナ２０１により、Ｎ台の端末局装置１０２との間でＭＵ－ＭＩＭＯによる通信を行う。
　送受信部２０２は、各端末局装置１０２への送信信号を高周波信号に変換してＮ個のアンテナ２０１に出力し、Ｎ個のアンテナ２０１から入力する高周波信号を各端末局装置１０２からの受信信号に変換する。図５の例では、送受信部２０２は、Ｎ台の端末局装置１０２のそれぞれに対応するＮ個のストリームの信号が干渉しないように空間多重して送受信する。
　制御部２０３は、予め記憶されたプログラムにより動作するコンピュータで構成され、基地局装置１０１全体の制御を行う。例えば、制御部２０３は、基地局装置１０１と端末局装置１０２との間の伝搬遅延を測定して、図３または図４で説明した余分な待機時間が短くなるように、フレーム構成を変更する処理を行う（制御処理に対応）。なお、伝搬遅延の測定は、Ｎ台の端末局装置１０２のそれぞれについて行われる。
　遅延測定信号生成部２０４は、制御部２０３の指令により、伝搬遅延を測定するための予め決められた測定信号（伝搬遅延測定信号と称する）を生成し、送受信部２０２に出力する。なお、伝搬遅延測定信号は、例えばＭ系列符号などが用いられる。ここで、伝搬遅延測定信号は、データ通信開始前に送信してもよいし、データ通信の間に送信してもよい。また、通信データのフレームの先頭に伝搬遅延測定信号を付加して、データ通信中に随時測定する方法については後述する。
　遅延算出部２０５は、Ｎ台の端末局装置１０２から受信する情報に基づいて、基地局装置１０１と各端末局装置１０２との間の伝搬遅延を算出する（遅延算出処理に対応）。そして、遅延算出部２０５は、算出した伝搬遅延を制御部２０３に出力する。図５の例では、基地局装置１０１が伝搬遅延測定信号を送信し、端末局装置１０２は基地局装置１０１から受信する伝搬遅延測定信号を折り返して基地局装置１０１に返送する。遅延算出部２０５は、伝搬遅延測定信号を送信してから戻ってくるまでの時間を測定して、伝搬遅延を算出する。例えば、送受信部２０２がＭ系列符号を送信した時刻と、端末局装置１０２から返送されるＭ系列符号を受信した時刻とを測定して、受信時刻と送信時刻との差が往復の伝搬遅延として算出される。なお、Ｍ系列符号は、同じＭ系列符号と相関を取ることにより、容易に検出することができる。
　フレーム構成通知部２０６は、制御部２０３がフレーム構成を変更した場合、変更されたフレーム構成の情報を端末局装置１０２に通知する処理を行う。ここで、フレーム構成の情報を端末局装置１０２に通知する方法として、通信データのヘッダにフレーム構成の情報を格納して端末局装置１０２に送信する方法が考えられる。あるいは、通信データとは別に、通信開始前に、フレーム構成の情報を独立した制御データで端末局装置１０２に送信する方法が考えられる。
　データ通信部２０７は、制御部２０３が出力するフレーム構成に基づいて、例えば外部に接続されるネットワークや通信機器から入力する通信データを送信信号に変換してＮ台の端末局装置１０２にそれぞれ送信する。また、データ通信部２０７は、Ｎ台の端末局装置１０２からそれぞれ受信する受信信号を通信データに変換して、外部に接続されるネットワークや通信機器に出力する。ここで、先に説明したように、通信データのヘッダにフレーム構成の情報を格納して端末局装置１０２に送信する場合、データ通信部２０７は、フレーム構成通知部２０６から出力されるフレーム構成の情報を通信データのヘッダに格納する。
　このようにして、基地局装置１０１は、Ｎ台の端末局装置１０２との間のそれぞれの伝搬遅延を測定して、各端末局装置１０２との間の通信データのフレーム構成を変更することにより、図３または図４で説明した余分な待機時間を短くすることができる。
　（端末局装置１０２の構成例）
　図５において、端末局装置１０２（１）は、アンテナ３０１（１）、送受信部３０２、信号折り返し部３０３、フレーム構成変更部３０４およびデータ通信部３０５を有する。ここで、先に説明したように、Ｎ台の端末局装置１０２を代表して、端末局装置１０２（１）を端末局装置１０２、アンテナ３０１（１）をアンテナ３０１と記載する。
　アンテナ３０１は、送受信部３０２が出力する高周波信号を電磁波に変換して基地局装置１０１に送信し、基地局装置１０１が送信する電磁波を高周波信号に変換して送受信部３０２に出力する。本実施形態では、基地局装置１０１のアンテナ２０１（１）からアンテナ２０１（Ｎ）までのＮ個のアンテナ２０１との間でＭＵ－ＭＩＭＯによる通信を行う。
　送受信部３０２は、送信信号を高周波信号に変換してアンテナ３０１に出力し、アンテナ３０１から入力する高周波信号を受信信号に変換する。
　信号折り返し部３０３は、送受信部３０２が受信した伝搬遅延測定信号を折り返して送受信部３０２に出力する。
　フレーム構成変更部３０４は、基地局装置１０１から受信するフレーム構成の情報に基づいて、データ通信部３０５に送信データおよび受信データで用いるフレーム構成を指示する。ここで、先に説明したように、基地局装置１０１が通信データのヘッダにフレーム構成の情報を格納して送信する場合、フレーム構成変更部３０４は、データ通信部３０５の受信データからフレーム構成の情報を抽出し、データ通信部３０５にフレーム構成を指示する。あるいは、基地局装置１０１が、通信開始前または通信の間に、通信データとは別の制御データでフレーム構成の情報を送信する場合、フレーム構成変更部３０４が制御データを受信して、データ通信部３０５にフレーム構成を指示する。なお、フレーム構成変更部３０４の機能は、データ通信部３０５に含めてもよい。
　データ通信部３０５は、フレーム構成変更部３０４から指示されたフレーム構成に基づいて、送信データを送信信号に変換して送受信部３０２から基地局装置１０１に送信する。また、データ通信部３０５は、送受信部３０２が基地局装置１０１から受信する受信信号を受信データに変換する。
　このようにして、端末局装置１０２は、基地局装置１０１が往復の伝搬遅延を測定できるように、基地局装置１０１から受信する伝搬遅延測定信号を折り返して返信する。そして、端末局装置１０２は、基地局装置１０１から通知されるフレーム構成に基づいて、基地局装置１０１との間で送信データおよび受信データを通信することができる。
　（処理手順例）
　図６は、第１実施形態に係る無線通信システム１００の処理手順例を示す。なお、図６で説明する処理は、図５で説明した基地局装置１０１および端末局装置１０２により実行される。
　ステップＳ１０１において、基地局装置１０１の遅延測定信号生成部２０４は、伝搬遅延測定信号を生成して、送受信部２０２から端末局装置１０２に送信する。
　ステップＳ１０２において、各端末局装置１０２の信号折り返し部３０３は、基地局装置１０１から伝搬遅延測定信号を受信する。
　ステップＳ１０３において、各端末局装置１０２の信号折り返し部３０３は、基地局装置１０１から受信した伝搬遅延測定信号を折り返して基地局装置１０１に送信する。
　ステップＳ１０４において、基地局装置１０１の遅延算出部２０５は、複数の端末局装置１０２から折り返して送信される伝搬遅延測定信号を受信して、端末局装置１０２ごとの伝搬遅延を算出する。
　ステップＳ１０５において、基地局装置１０１の制御部２０３は、ステップＳ１０４で取得した複数の端末局装置１０２ごとの伝搬遅延に基づいて、余分な待機時間を算出する。例えば、図２の場合、余分な待機時間として、端末局装置１０２（１）と端末局装置１０２（２）との伝搬遅延差Ｔｄｓが算出される。
　ステップＳ１０６において、基地局装置１０１のフレーム構成通知部２０６は、ステップＳ１０５で算出された余分な待機時間に基づいて、フレーム構成の変更を行い、変更されたフレーム構成の情報を端末局装置１０２に送信する。なお、フレーム構成の変更は、複数の端末局装置１０２ごとに行われる。例えば、先に説明した図３の場合、端末局装置１０２（２）のＤＬのフレームおよびＵＬのフレームのペイロード長が２つのサブフレーム分だけ延伸される。あるいは、先に説明した図４の場合、端末局装置１０２（２）のＤＬのフレームのペイロード長が４つのサブフレーム分だけ延伸される。
　ステップＳ１０７において、各端末局装置１０２のフレーム構成変更部３０４は、基地局装置１０１から通知されるフレーム構成の情報に基づいて、フレーム構成を変更する。
　ステップＳ１０８において、基地局装置１０１のデータ通信部２０７は、ステップＳ１０６で変更したフレーム構成を用いて、複数の端末局装置１０２との間でＭＵ－ＭＩＭＯ通信を行う。
　ステップＳ１０９において、各端末局装置１０２のデータ通信部３０５は、ステップＳ１０７で変更したフレーム構成を用いて、基地局装置１０１との間でＭＵ－ＭＩＭＯ通信を行う。
　このようにして、第１実施形態に係る無線通信システム１００では、基地局装置１０１が複数の端末局装置１０２との間のそれぞれの伝搬遅延を測定して、図３または図４で説明したような余分な待機時間が短くなるように、フレーム構成を変更することができる。
　これにより、図２で説明した余分な待機時間が短くなり、ペイロード長が延伸されるので、伝送容量が向上するという効果が得られる。
　なお、図５および図６では、基地局装置１０１側で往復の伝搬遅延を測定する例を示したが、基地局装置１０１と端末局装置１０２の機能を逆にして、端末局装置１０２側で伝搬遅延を測定してもよい。あるいは、基地局装置１０１から端末局装置１０２へのＤＬ、端末局装置１０２から基地局装置１０１へのＵＬの伝搬遅延をそれぞれ測定してもよい。
　［第２実施形態］
　図７は、第２実施形態に係る基地局装置１０１ａおよび端末局装置１０２ａの構成例を示す。ここで、第２実施形態に係る無線通信システム１００ａの構成は、図１に示した無線通信システム１００と同じであり、図１において、基地局装置１０１は基地局装置１０１ａに、端末局装置１０２は端末局装置１０２ａにそれぞれ置き換えることができる。
　なお、図７において、端末局装置１０２ａ（１）の構成例が示されているが、端末局装置１０２ａ（１）から端末局装置１０２ａ（Ｎ）までのＮ台（Ｎ：正の整数）の装置は、同じ構成であり、端末局装置１０２ａと記載して説明する。また、図５と同様に、端末局装置１０２ａのアンテナ３０１（１）からアンテナ３０１（Ｎ）、基地局装置１０１ａのアンテナ２０１（１）からアンテナ２０１（Ｎ）についても同様に記載する。なお、先に説明した図１は、図７のＮ＝２の場合に対応する。
　（基地局装置１０１ａの構成例）
　図７において、基地局装置１０１ａは、Ｎ個のアンテナ２０１、送受信部２０２、制御部２０３、遅延測定信号生成部２０４、遅延算出部２０５ａ、フレーム構成通知部２０６およびデータ通信部２０７を有する。
　ここで、基地局装置１０１ａの構成は、第１実施形態に係る基地局装置１０１の構成と基本的に同じなので、動作が異なる遅延算出部２０５ａについて説明する。
　遅延算出部２０５ａは、基地局装置１０１ａから送信される伝搬遅延測定信号の端末局装置１０２ａでの検出タイミングに関する情報を端末局装置１０２ａから受信する。なお、検出タイミングの情報は、例えば基地局装置１０１ａから送信される伝搬遅延測定信号の端末局装置１０２ａでの検出時刻の情報である。この場合、基地局装置１０１ａと端末局装置１０２ａとの間において、ＧＰＳ（Global Positioning System）などにより、時刻同期が確立されているものとする。一方、遅延算出部２０５ａは、遅延測定信号生成部２０４から伝搬遅延測定信号の送信時刻の情報を取得できる。そして、遅延算出部２０５ａは、複数の端末局装置１０２ａから通知される受信時刻と送信時刻との差を各端末局装置１０２ａの伝搬遅延として算出する（遅延算出処理に対応）。遅延算出部２０５ａが算出した伝搬遅延は、制御部２０３に出力される。制御部２０３は、遅延算出部２０５ａが算出した各端末局装置１０２ａの伝搬遅延に基づいて、フレーム構成を変更する。
　以降の処理は、第１実施形態に係る基地局装置１０１および端末局装置１０２と同じである。
　このようにして、基地局装置１０１ａは、Ｎ台の端末局装置１０２ａとの間のそれぞれの伝搬遅延を測定して、通信データのフレーム構成を変更することにより、図３または図４で説明した余分な待機時間を短くすることができる。
　（端末局装置１０２ａの構成例）
　端末局装置１０２ａは、アンテナ３０１、送受信部３０２、フレーム構成変更部３０４、データ通信部３０５、遅延測定信号検出部３１１および検出タイミング通知部３１２を有する。
　ここで、アンテナ３０１、送受信部３０２、フレーム構成変更部３０４およびデータ通信部３０５の処理は、第１実施形態に係る端末局装置１０２と同じであり、重複する説明は省略する。第２実施形態に係る端末局装置１０２ａは、第１実施形態に係る端末局装置１０２の信号折り返し部３０３が無く、遅延測定信号検出部３１１および検出タイミング通知部３１２を有する。
　遅延測定信号検出部３１１は、送受信部３０２が受信した伝搬遅延測定信号を検出し、検出タイミング（検出時刻）を検出タイミング通知部３１２に出力する。
　検出タイミング通知部３１２は、遅延測定信号検出部３１１から入力する検出タイミングの情報を送受信部３０２から基地局装置１０１ａに送信する。ここで、通信データのヘッダに検出タイミングの情報を格納して基地局装置１０１に送信してもよいし、通信データとは別の制御データにより、検出タイミングの情報を基地局装置１０１に送信してもよい。
　このようにして、端末局装置１０２ａは、基地局装置１０１ａが伝搬遅延を測定できるように、基地局装置１０１ａから受信する伝搬遅延測定信号の検出タイミングを基地局装置１０１ａに通知する。そして、端末局装置１０２ａは、基地局装置１０１ａから通知されるフレーム構成に基づいて、基地局装置１０１ａとの間で通信データの送受信を行う。
　（処理手順例）
　図８は、第２実施形態に係る無線通信システム１００ａの処理手順例を示す。なお、図８で説明する処理は、図７で説明した基地局装置１０１ａおよび端末局装置１０２ａにより実行される。
　図８において、ステップＳ１０１、ステップＳ１０５からステップＳ１０９までの処理は、図６で説明した同符号のステップと同じであり、重複する説明は省略する。
　ステップＳ１０２ａにおいて、各端末局装置１０２ａの遅延測定信号検出部３１１は、基地局装置１０１ａから受信する伝搬遅延測定信号を検出し、検出タイミング（検出時刻）を検出タイミング通知部３１２に出力する。
　ステップＳ１０３ａにおいて、各端末局装置１０２ａの検出タイミング通知部３１２は、遅延測定信号検出部３１１から入力する検出タイミングの情報を基地局装置１０１ａに送信する。
　ステップＳ１０４ａにおいて、基地局装置１０１ａの遅延算出部２０５ａは、複数の端末局装置１０２ａから検出タイミングの情報を受信して、端末局装置１０２ａごとの伝搬遅延を算出する。
　以降、ステップＳ１０５からステップＳ１０９までの処理は、図６と同様に行われ、基地局装置１０１ａは、端末局装置１０２ａごとに算出した余分な待機時間に基づいて、フレーム構成の変更を行う。そして、基地局装置１０１ａは、第１実施形態の基地局装置１０１と同様に、フレーム構成の変更を端末局装置１０２ａに通知して、変更したフレーム構成を用いて端末局装置１０２ａとＭＵ－ＭＩＭＯ通信を行う。
　このようにして、第２実施形態に係る無線通信システム１００ａでは、基地局装置１０１ａが複数の端末局装置１０２ａとの間のそれぞれの伝搬遅延を測定して、図３または図４で説明したような余分な待機時間が短くなるように、フレーム構成を変更する。
　これにより、図２で説明した余分な待機時間が短くなり、ペイロード長が延伸されるので、伝送容量が向上するという効果が得られる。
　ここで、第２実施形態では、データ通信開始前に伝搬遅延測定信号を送信して伝搬遅延の算出が行われる例を示したが、通信データのフレームのヘッダに伝搬遅延測定信号を格納して、データ通信中に随時、伝搬遅延を測定するようにしてもよい。
　なお、図７および図８では、基地局装置１０１ａから端末局装置１０２ａに伝搬遅延測定信号を送信してＤＬの伝搬遅延を測定する例を示したが、端末局装置１０２ａから基地局装置１０１ａに伝搬遅延測定信号を送信してＵＬの伝搬遅延を測定してもよい。あるいは、基地局装置１０１ａおよび端末局装置１０２ａの両方から伝搬遅延測定信号を送信して、ＤＬおよびＵＬの両方の伝搬遅延を測定してもよい。
　［第３実施形態］
　図９は、第３実施形態に係る無線通信システム１００ｂの処理手順例を示す。
　なお、第３実施形態に係る無線通信システム１００ｂは、図１に示した無線通信システム１００と同じであり、図１において、基地局装置１０１は基地局装置１０１ｂに、端末局装置１０２は端末局装置１０２ｂにそれぞれ置き換えることができる。
　また、第３実施形態に係る基地局装置１０１ｂおよび端末局装置１０２ｂは、第１実施形態の図５と基本的に同じブロックで構成されるが、遅延算出部２０５および制御部２０３の動作が少し異なる。第３実施形態では、遅延算出部２０５は遅延算出部２０５ｂに、制御部２０３は制御部２０３ｂにそれぞれ置き換えて説明する。
　第３実施形態では、基地局装置１０１ｂと端末局装置１０２ｂとの間で通信される伝搬遅延測定信号の相関を計算し、伝搬遅延だけではなく、マルチパスなどによる遅延波の遅延時間も取得する。そして、基地局装置１０１ｂは、遅延波の遅延時間を考慮して、フレーム構成を変更する。具体的には、直接波のフレームの末尾ではなく、遅延波のフレームの末尾がＤＬとＵＬとの間の切り替わり時に衝突しないように、フレーム構成を変更する。
　図９において、ステップＳ１０１からステップＳ１０３までの処理、およびステップＳ１０６からステップＳ１０９までの処理は、図６で説明した同符号のステップと同じであり、重複する説明は省略する。ここでは、図６と異なる処理について説明する。
　ステップＳ１０４ｂにおいて、基地局装置１０１ｂは、複数の端末局装置１０２ｂから折り返して送信される伝搬遅延測定信号を受信して、端末局装置１０２ｂごとの伝搬遅延を算出する。さらに、複数の端末局装置１０２ｂから受信する伝搬遅延測定信号がマルチパスなどにより遅れて受信される遅延波の遅延時間を取得する。なお、遅延時間は、基地局装置１０１ｂが受信する伝搬遅延測定信号のスライディング相関を取ることにより、取得可能である。
　ステップＳ１０５ｂにおいて、基地局装置１０１ｂは、ステップＳ１０４ｂで取得した複数の端末局装置１０２ｂごとの伝搬遅延と遅延波の遅延時間とに基づいて、余分な待機時間を算出する。例えば、図２の場合、余分な待機時間として、端末局装置１０２ｂ（１）と端末局装置１０２ｂ（２）との伝搬遅延差Ｔｄｓが算出されるが、遅延波の遅延時間を考慮して、余分な待機時間を算出する。具体的には、直接波のフレームの末尾ではなく、遅延波のフレームの末尾から余分な待機時間を算出する。なお、複数の遅延波がある場合、例えば、比較的影響が大きいと考えられる第１遅延波などに限定してもよい。あるいは、遅延波のレベルを測定して、レベルが予め決められた閾値以上の遅延波のみを考慮するようにしてもよい。
　以降、ステップＳ１０６からステップＳ１０９までの処理は、図６と同様に行われ、基地局装置１０１ｂは、端末局装置１０２ｂごとに算出した余分な待機時間に基づいて、フレーム構成の変更を行う。そして、基地局装置１０１ｂは、フレーム構成の変更を端末局装置１０２ｂに通知して、変更したフレーム構成を用いて端末局装置１０２ｂとＭＵ－ＭＩＭＯ通信を行う。
　このようにして、第３実施形態に係る無線通信システム１００ｂでは、基地局装置１０１ｂが複数の端末局装置１０２ｂとの間のそれぞれの伝搬遅延と遅延波の遅延時間とを測定して、余分な待機時間を算出し、フレーム構成を変更する。
　これにより、図２で説明した余分な待機時間が短くなり、ペイロード長が延伸されるので、伝送容量が向上するという効果が得られる。
　以上のように、本発明に係る無線通信システム、基地局装置および無線通信方法は、複信方式に時分割多重を用いる複数の端末局装置の伝搬遅延差が大きい場合に、フレーム構成を変更することで余分な待機時間を短くし、伝送容量を向上させることができる。
　なお、本発明の適用は複数の端末局装置を有し、伝搬遅延差が生じるシステムであれば、通信方式を問わない。上述の各実施形態では複信方式にＴＤＤを採用するＭＵ－ＭＩＭＯシステムを例に説明したが、Ｐ－ＭＰ通信を行うＳＩＳＯシステムなどにおいても適用できる。
　また、図５から図９で説明した各実施形態に係る基地局装置１０１（基地局装置１０１ａ、基地局装置１０１ｂ）の遅延算出部２０５（遅延算出部２０５ａ）および制御部２０３が行う処理は、コンピュータとプログラムによっても実現可能である。なお、プログラムは、メモリなどの記録媒体に記録して基地局装置１０１に搭載してもよいし、ネットワークを通して提供するようにしてもよい。
１００，１００ａ，１００ｂ・・・無線通信システム；１０１，１０１ａ，１０１ｂ・・・基地局装置；１０２，１０２ａ，１０２ｂ・・・端末局装置；２０１・・・アンテナ；２０２・・・送受信部；２０３・・・制御部；２０４・・・遅延測定信号生成部；２０５，２０５ａ・・・遅延算出部；２０６・・・フレーム構成通知部；２０７・・・データ通信部；３０１・・・アンテナ；３０２・・・送受信部；３０３・・・信号折り返し部；３０４・・・フレーム構成変更部；３０５・・・データ通信部；３１１・・・遅延測定信号検出部；３１２・・・検出タイミング通知部

Claims (7)

  1. 　複信方式に時分割多重を用いる複数の端末局装置と基地局装置との間の伝搬遅延が異なる無線通信システムにおいて、
    　前記基地局装置または前記端末局装置の少なくとも一方は、
    　前記端末局装置ごとの前記伝搬遅延を算出する遅延算出部を有し、
    　前記基地局装置は、
    　前記遅延算出部が算出した前記端末局装置ごとの前記伝搬遅延に応じて、前記端末局装置から前記基地局装置への上りフレームと、前記基地局装置から前記端末局装置への下りフレームと、の切り替えに要する待機時間がより短くなるように、前記上りフレームまたは前記下りフレームの少なくとも一方のフレーム構成を変更する制御部を有する
    　ことを特徴とする無線通信システム。
  2. 　請求項１に記載の無線通信システムにおいて、
    　前記制御部は、複数の前記端末局装置のうち、前記伝搬遅延が短い方の前記端末局装置の前記上りフレームまたは前記下りフレームの少なくとも一方のフレームのペイロード長を延伸する
    　ことを特徴とする無線通信システム。
  3. 　請求項２に記載の無線通信システムにおいて、
    　前記制御部は、前記ペイロード長の延伸による伝送容量の増加分に応じて、変調方式または符号化方式の少なくとも一方を変更する
    　ことを特徴とする無線通信システム。
  4. 　伝搬遅延が異なる複数の端末局装置と複信方式に時分割多重を用いて無線通信を行う基地局装置において、
    　前記端末局装置ごとの前記伝搬遅延を算出する遅延算出部と、
    　前記遅延算出部が算出した前記端末局装置ごとの前記伝搬遅延に応じて、前記端末局装置から前記基地局装置への上りフレームと、前記基地局装置から前記端末局装置への下りフレームと、の切り替えに要する待機時間がより短くなるように、前記上りフレームまたは前記下りフレームの少なくとも一方のフレーム構成を変更する制御部と
    　を有することを特徴とする基地局装置。
  5. 　請求項４に記載の基地局装置において、
    　前記制御部は、複数の前記端末局装置のうち、前記伝搬遅延が短い方の前記端末局装置の前記上りフレームまたは前記下りフレームの少なくとも一方のフレームのペイロード長を延伸する
    　ことを特徴とする基地局装置。
  6. 　複信方式に時分割多重を用いる複数の端末局装置と基地局装置との間の伝搬遅延が異なる無線通信方法において、
    　前記基地局装置または前記端末局装置の少なくとも一方は、
    　前記端末局装置ごとの前記伝搬遅延を算出する遅延算出処理を行い、
    　前記基地局装置は、
    　前記遅延算出処理で算出した前記端末局装置ごとの前記伝搬遅延に応じて、前記端末局装置から前記基地局装置への上りフレームと、前記基地局装置から前記端末局装置への下りフレームと、の切り替えに要する待機時間がより短くなるように、前記上りフレームまたは前記下りフレームの少なくとも一方のフレーム構成を変更する制御処理を行う
    　ことを特徴とする無線通信方法。
  7. 　請求項６に記載の無線通信方法において、
    　前記制御処理では、複数の前記端末局装置のうち、前記伝搬遅延が短い方の前記端末局装置の前記上りフレームまたは前記下りフレームの少なくとも一方のフレームのペイロード長を延伸する
    　ことを特徴とする無線通信方法。
     
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010056938A (ja) * 2008-08-28 2010-03-11 Kyocera Corp 無線通信システム、基地局、無線通信端末および無線通信方法
US20110269490A1 (en) * 2010-04-30 2011-11-03 Mark Earnshaw System and method for channel state feedback in carrier aggregation
US20180139752A1 (en) * 2015-05-11 2018-05-17 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Method and Access Point of Determining Guard Period for Downlink-to-Uplink Switching
WO2018174522A1 (ko) * 2017-03-23 2018-09-27 삼성전자 주식회사 통신 시스템에서 상향링크 제어 채널의 전송 방법 및 장치

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4040768B2 (ja) * 1998-10-27 2008-01-30 東芝テック株式会社 アンテナ指向性制御システム
US8228855B2 (en) * 2008-03-24 2012-07-24 Qualcomm Incorporated Uplink power headroom definition for E-DCH in CELL—FACH

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010056938A (ja) * 2008-08-28 2010-03-11 Kyocera Corp 無線通信システム、基地局、無線通信端末および無線通信方法
US20110269490A1 (en) * 2010-04-30 2011-11-03 Mark Earnshaw System and method for channel state feedback in carrier aggregation
US20180139752A1 (en) * 2015-05-11 2018-05-17 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Method and Access Point of Determining Guard Period for Downlink-to-Uplink Switching
WO2018174522A1 (ko) * 2017-03-23 2018-09-27 삼성전자 주식회사 통신 시스템에서 상향링크 제어 채널의 전송 방법 및 장치

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