JP5508973B2 - 無線基地局及び通信制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数のアンテナを用いて、無線端末との間で無線信号の送信及び受信を行う無線基地局、及び、当該無線基地局における通信制御方法に関する。

３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）において、現在、規格策定中のＬＴＥ（Long Term Evolution）に対応する無線通信システムでは、無線基地局ｅＮＢと無線端末ＵＥとの間の無線通信において、無線基地局ｅＮＢが無線リソースの割り当てを行っている（例えば、非特許文献１参照）。また、ＬＴＥに対応する無線通信システムでは、無線基地局ｅＮＢと無線端末ＵＥとの間の無線通信に、周波数分割複信（ＦＤＤ：Firequency Division Duplex）と、時分割複信（ＴＤＤ：Time Division Duplex）との何れかが採用される。

更に、ＴＤＤを採用するＬＴＥ（ＴＤＤ−ＬＴＥ）の無線通信システムでは、無線基地局ｅＮＢと、移動する無線端末ＵＥとの間の通信品質を確保すべく、無線基地局ｅＮＢが、下りの無線信号の送信時に無線端末ＵＥの方向へ適応的にビームを向ける制御（アダプティブアレイ制御）を行うことが検討されている。

3GPP TS 36.211 V8.7.0 "Physical Channels and Moduration", MAY 2009

アンテナウェイトの算出手法として、無線基地局ｅＮＢが、無線端末ＵＥからの上りの無線信号であるサウンディング参照信号（ＳＲＳ）を受信した場合、当該ＳＲＳの周波数帯と同一の周波数帯の下りＲＢに対するアンテナウェイトを算出することが想定される。

しかし、ＴＤＤ−ＬＴＥの無線通信システムでは、下りの無線通信には、ＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access）が採用され、上りの無線通信には、ＳＣ−ＦＤＭＡ（Single Carrier Frequency Division Multiple Access）が採用されている。これらの多重化方式は、上りと下りとにおいて個別に、周波数と時間の２次元で無線リソース（リソースブロック：ＲＢ）の配置を行ってユーザ多重を実現している。

このため、無線端末ＵＥに割り当てられる下りのＲＢの周波数帯と、上りのＲＢの周波数帯とが同一でない場合がある。このような場合には、ＳＲＳの周波数帯と同一の周波数帯の下りＲＢが存在しないため、当該下りＲＢに対するアンテナウェイトを算出することができない。

上記問題点に鑑み、本発明は、下りの無線リソースに対するアンテナウェイトの算出を的確に行えるようにした無線基地局及び通信制御方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明は以下のような特徴を有している。本発明の第１の特徴は、複数のアダプティブアレイアンテナ１０８Ａ、アダプティブアレイアンテナ１０８Ｂ、アダプティブアレイアンテナ１０８Ｃ、アダプティブアレイアンテナ１０８Ｄ）にアンテナウェイトを適用するアダプティブアレイ方式の無線基地局（無線基地局ｅＮＢ１−１）であって、前記アンテナウェイトの算出で参照すべき参照信号（ＳＲＳ）をサービング無線端末（無線端末ＵＥ２−１）から受信する受信部（無線通信部１０６）と、対象サブフレームよりも前において前記対象サブフレームに近い時点で受信された参照信号の送信に用いられた周波数帯を有する無線リソース（下りリソースブロック）を優先的に前記サービング無線端末に割り当てる割当部（ＲＢ割当部１１２）とを備え、前記参照信号は、前記サービング無線端末により周波数帯を切り替えながら送信されることを要旨とする。

このような無線基地局は、サービング無線端末によって送信された参照信号であって、対象サブフレームよりも前において当該対象サブフレームに近い時点で受信された参照信号の送信に用いられた周波数帯を有する無線リソースを優先的にサービング無線端末に割り当てる。従って、無線基地局は、サービング無線端末に割り当てた下りの無線リソースと伝搬環境が近いと考えられる参照信号を、当該サービング無線端末に割り当てた下りの無線リソースに対するアンテナウェイトの算出において参照することが可能となり、アンテナウェイトの算出を的確に行える。

本発明の第２の特徴は、前記サービング無線端末からの参照信号の送信に用いられた周波数帯を有するビームの希望波方向が前記サービング無線端末に向くように、前記アンテナウェイトを算出する算出部（アンテナウェイト算出部１１４）を備えることを要旨とする。

本発明の第３の特徴は、前記対象サブフレームは、複数のサブフレームであることを要旨とする。

本発明の第４の特徴は、前記参照信号は、前記サービング無線端末から所定切替時間幅毎に周波数帯を切り替えながら送信されており、前記割当部は、前記対象サブフレームよりも前において前記対象サブフレームから前記所定切替時間幅内に受信された参照信号の送信に用いられた周波数帯を有する無線リソースを優先的に前記サービング無線端末に割り当てることを要旨とする。

本発明の第５の特徴は、前記参照信号は、通信フレーム時間幅内において、前記サービング無線端末により少なくとも１度送信されており、前記割当部は、前記対象サブフレームよりも前において前記対象サブフレームから前記通信フレーム時間幅内に受信された参照信号の送信に用いられた周波数帯を有する無線リソースを優先的に割り当てることを要旨とする。

本発明の第６の特徴は、複数のアンテナにアンテナウェイトを適用するアダプティブアレイ方式の無線基地局であって、前記アンテナウェイトの算出で参照すべき参照信号を非サービング無線端末から受信する受信部（無線通信部１０６）と、対象サブフレームよりも前において前記対象サブフレームに近い時点で受信された参照信号の送信に用いられた周波数帯を有するビームのヌル方向が前記非サービング端末に向くように、前記アンテナウェイトを算出する算出部（アンテナウェイト算出部１１４）とを備え、前記参照信号は、前記非サービング無線端末により周波数帯を切り替えながら送信されることを要旨とする。

本発明の第７の特徴は、複数のアンテナにアンテナウェイトを適用するアダプティブアレイ方式の無線基地局における通信制御方法であって、前記アンテナウェイトの算出で参照すべき参照信号をサービング無線端末から受信するステップと、対象サブフレームよりも前において前記対象サブフレームに近い時点で受信された参照信号の送信に用いられた周波数帯を有する無線リソースを優先的に前記サービング無線端末に割り当てるステップとを備え、前記参照信号は、前記サービング無線端末により周波数帯を切り替えながら送信されることを要旨とする。

本発明の第８の特徴は、複数のアンテナにアンテナウェイトを適用するアダプティブアレイ方式の無線基地局における通信制御方法であって、前記アンテナウェイトの算出で参照すべき参照信号を非サービング無線端末から受信するステップと、対象サブフレームよりも前において前記対象サブフレームに近い時点で受信された参照信号の送信に用いられた周波数帯を有するビームのヌル方向が前記非サービング端末に向くように、前記アンテナウェイトを算出するステップとを備え、前記参照信号は、前記非サービング無線端末により周波数帯を切り替えながら送信されることを要旨とする。

本発明によれば、下りの無線リソースに対するアンテナウェイトの算出を的確に行えるようになる。

本発明の実施形態に係る無線通信システムの全体概略構成図である。 本発明の実施形態に係る、リソースブロックのフォーマットを示す図である。 本発明の実施形態に係る、フレームのフォーマットを示す図である。 本発明の実施形態に係る、無線基地局と無線端末との間の無線通信において利用可能な全周波数帯の構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る、無線基地局の構成図である。 本発明の実施形態に係る、ＳＲＳと割り当て下りＲＢとの対応の第１の例を示す図である。 本発明の実施形態に係る、ＳＲＳと割り当て下りＲＢとの対応の第２の例を示す図である。 本発明の実施形態に係る、無線基地局の第１の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る、無線基地局の第２の動作を示すフローチャートである。

次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。具体的には、（１）無線通信システムの構成、（２）無線基地局の構成、（３）無線基地局の動作、（４）作用・効果、（５）その他の実施形態について説明する。以下の実施形態における図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。

（１）無線通信システムの構成
図１は、本発明の実施形態に係る無線通信システム１０の全体概略構成図である。

図１に示す無線通信システム１０は、ＴＤＤ−ＬＴＥの無線通信システムである。無線通信システム１０は、無線基地局ｅＮＢ１−１及び無線基地局ｅＮＢ１−２と、無線端末ＵＥ２−１及び無線端末ＵＥ２−２とを含む。

図１において、無線基地局ｅＮＢ１−１と無線基地局ｅＮＢ１−２とは、Ｅ−ＵＴＲＡＮ（Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access Network）を構成する。無線端末ＵＥ２−１は、無線基地局ｅＮＢ１−１が提供する通信可能エリアであるセル３−１に存在する。無線端末ＵＥ２−２は、無線基地局ｅＮＢ１−２が提供する通信可能エリアであるセル３−２に存在する。

無線端末ＵＥ２−１は、無線基地局ｅＮＢ１−１によるリソースブロックの割り当て対象である。一方、無線端末ＵＥ２−２は、無線基地局ｅＮＢ１−１によるリソースブロックの割り当て対象ではない。この場合、無線基地局ｅＮＢ１−１を基準とすると、無線端末ＵＥ２−１は、サービング無線端末であり、無線端末ＵＥ２−２は、非サービング無線端末である。

無線基地局ｅＮＢ１−１と無線端末ＵＥ２−１との間の無線通信と、無線基地局ｅＮＢ１−２と無線端末ＵＥ２−２との間の無線通信とには、時分割複信が採用されるとともに、下りの無線通信にはＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access）、上りの無線通信にはＳＣ−ＦＤＭＡ（Single Carrier Frequency Division Multiple Access）が採用される。ここで、下りとは、無線基地局ｅＮＢ１−１から無線端末ＵＥ２−１へ向かう方向と、無線基地局ｅＮＢ１−２から無線端末ＵＥ２−２へ向かう方向とを意味する。上りとは、無線端末ＵＥ２−１から無線基地局ｅＮＢ１−１へ向かう方向と、無線端末ＵＥ２−２から無線基地局ｅＮＢ１−２へ向かう方向を意味する。

無線基地局ｅＮＢ１−１は、セル３−１内の無線端末ＵＥ２−１に対して、無線リソースとしてのリソースブロック（ＲＢ：Resource Block）を割り当てる。同様に、無線基地局ｅＮＢ１−２は、セル３−２内の無線端末ＵＥ２−２に対して、リソースブロック（ＲＢ）を割り当てる。

リソースブロックは、下りの無線通信に用いられる下りリソースブロック（下りＲＢ）と、上りの無線通信に用いられる上りリソースブロック（上りＲＢ）とがある。複数の下りリソースブロックは、周波数方向及び時間方向に配列される。同様に、複数の上りリソースブロックは、周波数方向及び時間方向に配列される。

図２は、リソースブロックのフォーマットを示す図である。図２に示すように、リソースブロックは、時間方向では、１［ｍｓ］の時間長を有する１つのサブフレームによって構成される。サブフレームは、時間帯Ｓ１乃至時間帯Ｓ１４からなる。これら時間帯Ｓ１乃至時間帯Ｓ１４のうち、時間帯Ｓ１乃至時間帯Ｓ７は、前半のタイムスロット（タイムスロット１）を構成し、時間帯Ｓ８乃至時間帯Ｓ１４は、後半のタイムスロット（タイムスロット２）を構成する。

図２に示すように、リソースブロックは、周波数方向では、１８０［ｋＨｚ］の周波数幅を有する。また、リソースブロックは、１５［ｋＨｚ］の周波数幅を有する１２個のシンボルキャリアＦ１乃至Ｆ１２からなる。

また、時間方向においては、複数のサブフレームによって１つのフレームが構成される。図３は、フレームのフォーマットを示す図である。図３に示すフレームは、１０個のサブフレームによって構成される。フレームには、１０個のサブフレームが、下りリソースブロックのサブフレーム、下りリソースブロック及び上りリソースブロック双方のサブフレーム（スペシャルサブフレーム：ＳＳＦ）、上りリソースブロックのサブフレーム、上りリソースブロックのサブフレーム、下りリソースブロックのサブフレーム、下りリソースブロックのサブフレーム、スペシャルサブフレーム、上りリソースブロックのサブフレーム、上りリソースブロックのサブフレーム、下りリソースブロックのサブフレームの順で含まれている。

また、周波数方向においては、１の無線基地局ｅＮＢと１の無線端末ＵＥとの間の無線通信において利用可能な全周波数帯は、複数のリソースブロック分の帯域を有している。また、全周波数帯は、リソースブロックの４の倍数の個数の周波数帯に分割される。図４は、１の無線基地局ｅＮＢと１の無線端末ＵＥとの間の無線通信において利用可能な全周波数帯の構成を示す図である。図４に示すように、１の無線基地局ｅＮＢと１の無線端末ＵＥとの間の無線通信において利用可能な全周波数帯は、９６個のリソースブロック分の帯域を有する。また、全周波数帯は、２４個のリソースブロック分の帯域を有する周波数帯１乃至周波数帯４に分割されている。

下りリソースブロックは、時間方向に、下りの制御情報伝送用の制御情報チャネル（ＰＤＣＣＨ：Physical Downlink Control CHannel）と、下り方向のユーザデータ伝送用の共有データチャネル（ＰＤＳＣＨ：Physical Downlink Shared CHannel）とにより構成される。

一方、上りリソースブロックは、上りの無線通信に使用可能な全周波数帯の両端では、上りの制御情報伝送用の制御情報チャネル（ＰＵＣＣＨ：Physical Uplink Control CHannel）が構成され、中央部では、上りのユーザデータ伝送用の共有データチャネル（ＰＵＳＣＨ：Physical Uplink Shared CHannel）が構成される。

（２）無線基地局の構成
図５は、無線基地局ｅＮＢ１−１の構成図である。なお、無線基地局ｅＮＢ１−２も同様の構成を有する。図５に示すように、無線基地局ｅＮＢ１−１は、複数のアンテナにアンテナウェイトを適用するアダプティブアレイ方式の無線基地局であり、制御部１０２、記憶部１０３、Ｉ／Ｆ部１０４、無線通信部１０６、変調・復調部１０７、アダプティブアレイアンテナ１０８Ａ、アダプティブアレイアンテナ１０８Ｂ、アダプティブアレイアンテナ１０８Ｃ、アダプティブアレイアンテナ１０８Ｄを含む。

制御部１０２は、例えばＣＰＵによって構成され、無線基地局ｅＮＢ１−１が具備する各種機能を制御する。制御部１０２は、ＲＢ割当部１１２及びアンテナウェイト算出部１１４を含む。記憶部１０３は、例えばメモリによって構成され、無線基地局ｅＮＢ１−１における制御などに用いられる各種情報を記憶する。Ｉ／Ｆ部１０４は、Ｘ１インタフェースを介して、他の無線基地局ｅＮＢとの間で通信可能である。また、Ｉ／Ｆ部１０４は、Ｓ１インターフェースを介して、ＥＰＣ（Evolved Packet Core）、具体的には、ＭＭＥ（Mobility Management Entity）／Ｓ−ＧＷ（Serving Gateway）と通信可能である。

（２．１）第１の処理
サービング無線端末ＵＥ２−１が、サウンディング参照信号（第１ＳＲＳ）を送信する場合には、以下の第１の処理が行われる。

サービング無線端末ＵＥ２−１は、周波数ホッピング方式を用いており、第１ＳＲＳの送信に用いる周波数帯を切り替えながら当該第１ＳＲＳを送信する。また、サービング無線端末ＵＥ２−１は、スペシャルサブフレームのタイミングで第１ＳＲＳを送信する。第１ＳＲＳは、無線周波数帯の上り無線信号である。

例えば、図４に示すように、全周波数帯が周波数帯１乃至周波数帯４に分割される場合には、サービング無線端末ＵＥ２−１は、周波数帯１乃至周波数帯４を所定の順序で切り替えながら、第１ＳＲＳを送信する。また、フレームのフォーマットが図３に示すものである場合には、サービング無線端末ＵＥ２−１は、１つのフレームの時間内において２度第１ＳＲＳを送信する。なお、無線基地局ｅＮＢ１−１は、予め第１ＳＲＳの送信タイミングをサービング無線端末ＵＥ２−１に指示するための指示情報を送信している。サービング無線端末ＵＥ２−１は、受信した指示情報に基づいて第１ＳＲＳの送信タイミングを設定する。このように、第１ＳＲＳの送信タイミングは予め定められている。従って、無線基地局ｅＮＢ１−１は、受信タイミングに基づいて、第１ＳＲＳと他の無線信号（例えば、後述する第２ＳＲＳ）とを判別可能である。

（２−１）第１ＳＲＳの受信時の処理
第１の処理において、第１ＳＲＳの受信時には、以下の処理が行われる。すなわち、無線通信部１０６は、アダプティブアレイアンテナ１０８Ａ乃至アダプティブアレイアンテナ１０８Ｄを介して、サービング無線端末ＵＥ２−１から送信される第１ＳＲＳを受信する。無線通信部１０６は、受信した第１ＳＲＳの送信に用いられた周波数帯を検出し、当該周波数帯の情報（第１ＳＲＳ周波数帯情報）を制御部１０２内のＲＢ割当部１１２へ出力する。

また、無線通信部１０６は、図示しないローノイズアンプ（ＬＮＡ：Low Noise Amplifier）、ミキサを内蔵している。無線通信部１０６は、受信した第１ＳＲＳを増幅し、ベースバンド信号に変換（ダウンコンバート）する。更に、無線通信部１０６は、ベースバンド信号を変調・復調部１０７へ出力する。

制御部１０２内のＲＢ割当部１１２は、媒体アクセス制御（ＭＡＣ：Media Access Control）層の処理によって得られる上りリソースブロックの割り当て値（上りＲＢ割当値）を生成する。この上りＲＢ割当値は、サービング無線端末ＵＥ２−１に対して既に割り当てられている上りリソースブロックの時間帯と周波数帯とを一意に識別する情報であるリソースブロック番号が含まれる。ＲＢ割当部１１２は、上りＲＢ割当値を変調・復調部１０７へ出力する。

変調・復調部１０７は、入力されたベースバンド信号からＣＰ（Cyclic Prefix）を除去する。ＣＰは、ＯＦＤＭシンボルの終わりの部分の複製であり、マルチパスによって引き起こされるシンボル間干渉を抑制するために設けられたガード・インターバルの期間に含まれる。変調・復調部１０７は、ＣＰが除去されたベースバンド信号に対して、高速フーリエ変換を行い、周波数領域の信号を得る。周波数領域の信号は、制御部１０２内のアンテナウェイト算出部１１４へ出力される。

アンテナウェイト算出部１１４は、変調・復調部１０７からの周波数領域の信号が入力されると、当該周波数領域の信号に基づいて、各アダプティブアレイアンテナ１０８Ａ乃至アダプティブアレイアンテナ１０８Ｄについて、サービング無線端末ＵＥ２−１からの上り無線信号の受信時において信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ）が最大となるアンテナウェイト（受信ウェイト）を算出する。

具体的には、アンテナウェイト算出部１１４は、ＲＢ割当部１１２によって生成された上りＲＢ割当値に基づいて、サービング無線端末ＵＥ２−１に割り当てられた上りリソースブロックの時間帯及び周波数帯を特定する。更に、アンテナウェイト算出部１１４は、特定した上りリソースブロックの周波数帯に対応する周波数領域の信号に基づいて、サービング無線端末ＵＥ２−１に割り当てられた上りリソースブロック内のＰＵＳＣＨの周波数帯に対応する、各アダプティブアレイアンテナ１０８Ａ乃至アダプティブアレイアンテナ１０８Ｄの受信ウェイトを算出する。更に、アンテナウェイト算出部１１４は、算出した受信ウェイトを、対応する周波数帯の情報及び現在時刻の情報（タイムスタンプ情報）とともに、記憶部１０３に記憶させる。

変調・復調部１０７は、取得した周波数領域の信号に対して、チャネル等化処理を行う。次に、変調・復調部１０７は、チャネル等化処理がなされた信号に対して、逆離散フーリエ変換を行う。次に、変調・復調部１０７は、逆離散フーリエ変換がなされた信号に対して復調及び復号処理を行う。これにより、無線端末ＵＥ２−１が送信した第１ＳＲＳに含まれるデータが得られる。データは制御部１０２へ出力される。

制御部１０２内のＲＢ割当部１１２は、サービング無線端末ＵＥ２−１に対して、下りリソースブロックを割り当てる。

具体的には、ＲＢ割当部１１２は、ＰＦ（Propotional Fair）方式を採用し、サービング無線端末ＵＥ２−１に対して割り当て可能な下りリソースブロックの周波数帯（割当候補周波数帯）を決定する。

次に、ＲＢ割当部１１２は、サービング無線端末ＵＥ２−１に対して下りリソースを割り当てるタイミングを決定する。具体的には、ＲＢ割当部１１２は、受信された最新の第１ＳＲＳのタイミングから当該第１ＳＲＳのタイミングが含まれるフレームの最後部までの間の下りリソースブロックのサブフレームの少なくとも何れか１つのタイミングを決定する。あるいは、ＲＢ割当部１１２は、受信された最新の第１ＳＲＳのタイミングから当該第１ＳＲＳと同一の周波数帯であって、当該第１ＳＲＳの次の第１ＳＲＳの受信が想定されるタイミングまでの間の下りリソースブロックのサブフレームの少なくとも何れか１つのタイミングを決定する。

次に、ＲＢ割当部１１２は、第１ＳＲＳ周波数帯情報に基づいて、受信された最新の第１ＳＲＳの送信に用いられた周波数帯を認識する。次に、ＲＢ割当部１１２は、受信された最新の第１ＳＲＳの送信に用いられた周波数帯と、割当候補周波数帯とが重複するか否かを判定する。受信された最新の第１ＳＲＳの送信に用いられた周波数帯と、割当候補周波数帯とが重複する場合、ＲＢ割当部１１２は、決定したサブフレームのタイミングに対応し、且つ、受信された最新の第１ＳＲＳの送信に用いられた周波数帯と割当候補周波数帯との重複部分の周波数帯を有する下りリソースブロックを、受信された最新の第１ＳＲＳの送信元のサービング無線端末ＵＥ２−１に割り当てるべく、ＲＢ割当値（下りＲＢ割当値）を生成する。下りＲＢ割当値は、上述した上りＲＢ割当値と同様、媒体アクセス制御（ＭＡＣ）層の処理によって得られる。また、下りＲＢ割当値は、サービング無線端末ＵＥ２−１に対して割り当てられる下りリソースブロックの時間帯と周波数帯とを一意に識別する情報であるリソースブロック番号が含まれる。

ＲＢ割当部１１２は、下りＲＢ割当値を変調・復調部１０７へ出力する。また、ＲＢ割当部１１２は、サービング無線端末ＵＥ２−１に対して割り当てられる下りリソースブロックのリソースブロック番号を、変調・復調部１０７、無線通信部１０６及びアダプティブアレイアンテナ１０８Ａ乃至アダプティブアレイアンテナ１０８Ｄを介して、サービング無線端末ＵＥ２−１へ送信する。

図６及び図７は、ＳＲＳと割り当てられる下りリソースブロックとの対応の例を示す図である。

図６では、無線端末ＵＥ２−１が、送信時の周波数帯を周波数帯１乃至周波数帯４のそれぞれに切り替えながら第１ＳＲＳを送信する。無線基地局ｅＮＢ１−１は、第１ＳＲＳの受信タイミングを含むフレーム内であって、当該受信タイミングよりも後の下りリソースブロックのサブフレームのタイミングにおいて、第１ＳＲＳの送信に用いられる周波数帯を有する下りリソースブロックを、他の周波数帯を有する下りリソースブロックよりも優先して、無線端末ＵＥ２−１に割り当てる。

また、図７では、無線端末ＵＥ２−１が、送信時の周波数帯を周波数帯１乃至周波数帯４のそれぞれに切り替えながら第１ＳＲＳを送信する。無線基地局ｅＮＢ１−１は、第１ＳＲＳの受信タイミングから当該第１ＳＲＳと同一の周波数帯であって、当該第１ＳＲＳの次の第１ＳＲＳの受信が想定されるタイミングまでの間の下りリソースブロックのサブフレームのタイミングにおいて、第１ＳＲＳの送信に用いられる周波数帯を有する下りリソースブロックを、他の周波数帯を有する下りリソースブロックよりも優先して、無線端末ＵＥ２−１に割り当てる。

（２．１．２）サービング無線端末ＵＥ２−１への下り無線信号の送信時の処理
その後、サービング無線端末ＵＥ２−１への下り無線信号の送信が行われる。すなわち、変調・復調部１０７は、制御部１０２からのデータが入力されると、当該データに対して符号化及び変調を行い、周波数領域の信号を得る。

アンテナウェイト算出部１１４は、各アダプティブアレイアンテナ１０８Ａ乃至アダプティブアレイアンテナ１０８Ｄについて、サービング無線端末ＵＥ２−１に対して割り当てた下りリソースブロックを用いて、当該サービング無線端末ＵＥ２−１に対する下り無線信号を送信する際のアンテナウェイト（送信ウェイト）を算出する。

具体的には、アンテナウェイト算出部１１４は、ＲＢ割当部１１２からの下りＲＢ割当値に基づいて、サービング無線端末ＵＥ２−１に割り当てられるべき下りリソースブロックの時間帯及び周波数帯を特定する。特定された下りリソースブロック内のＰＤＳＣＨは、送信ウェイトの設定対象のＰＤＳＣＨである。

次に、アンテナウェイト算出部１１４は、各アダプティブアレイアンテナ１０８Ａ乃至アダプティブアレイアンテナ１０８Ｄに対応する受信ウェイトのうち、タイムスタンプ情報によって示される時刻が最新であり、且つ、対応する周波数帯が、サービング無線端末ＵＥ２−１に割り当てられるべき下りリソースブロックの周波数帯を含む受信ウェイトを特定する。更に、アンテナウェイト算出部１１４は、特定した各アダプティブアレイアンテナ１０８Ａ乃至アダプティブアレイアンテナ１０８Ｄ毎の受信ウェイトを、送信ウェイトの設定対象の下りリソースブロックの周波数帯に対応する、各アダプティブアレイアンテナ１０８Ａ乃至アダプティブアレイアンテナ１０８Ｄの送信ウェイトとする。

特定された各アダプティブアレイアンテナ１０８Ａ乃至アダプティブアレイアンテナ１０８Ｄ毎の受信ウェイトは、サービング無線端末ＵＥ２−１からの上り無線信号の受信時においてＳＩＮＲが最大となるアンテナウェイトである。従って、当該受信ウェイトが送信ウェイトとして設定されることにより、当該送信ウェイトは、ビームの希望波方向がサービング無線端末ＵＥ２−１に向くアンテナウェイトとなる。

変調・復調部１０７は、アンテナウェイト算出部１１４により算出された送信ウェイトと周波数領域の信号とを合成する重み付け処理を行う。変調・復調部１０７は、重み付け後の周波数領域の信号に対して、逆高速フーリエ変換を行い、ベースバンド信号を得る。更に、変調・復調部１０７は、ベースバンド信号にＣＰを付加し、無線通信部１０６へ出力する。

無線通信部１０６は、ＣＰが付加されたベースバンド信号を無線周波数帯の下り無線信号に変換（アップコンバート）する。更に、無線通信部１０６は、無線周波数帯の下り無線信号を増幅し、増幅後の無線周波数帯の下り無線信号を、アダプティブアレイアンテナ１０８Ａ乃至アダプティブアレイアンテナ１０８Ｄを介して送信する。

（２．２）第２の処理
非サービング無線端末ＵＥ２−２が、サウンディング参照信号（第２ＳＲＳ）を送信し、無線基地局ｅＮＢ１−１が当該第２ＳＲＳを受信する場合には、以下の第２の処理が行われる。

（２．２．１）第２ＳＲＳの受信時の処理
非サービング無線端末ＵＥ２−２は、周波数ホッピング方式を用いており、第２ＳＲＳの送信に用いる周波数帯を切り替えながら送信する。

無線通信部１０６は、アダプティブアレイアンテナ１０８Ａ乃至アダプティブアレイアンテナ１０８Ｄを介して、サービング無線端末ＵＥ２−１から送信される第１ＳＲＳを受信するとともに、非サービング無線端末ＵＥ２−２から送信される第２ＳＲＳを受信する。

また、無線通信部１０６は、受信した第１ＳＲＳを増幅し、ベースバンド信号に変換（ダウンコンバート）する。更に、無線通信部１０６は、ベースバンド信号を変調・復調部１０７へ出力する。同様に、無線通信部１０６は、受信した第２ＳＲＳを増幅し、ベースバンド信号に変換（ダウンコンバート）する。更に、無線通信部１０６は、ベースバンド信号を変調・復調部１０７へ出力する。

変調・復調部１０７及びアンテナウェイト算出部１１４は、第１ＳＲＳ及び第２ＳＲＳのそれぞれに対して、上述した第１の処理における第１ＳＲＳの受信時の処理と同様の処理を行う。但し、アンテナウェイト算出部１１４は、サービング無線端末ＵＥ２−１からの上り無線信号の受信時においてＳＩＮＲが最大となり、且つ、非サービング無線端末ＵＥ２−２からの上り無線信号の受信時においてＳＩＮＲが最小となるアンテナウェイト（受信ウェイト）を算出する。

制御部１０２には、変調・復調部１０７からの第１ＳＲＳに含まれるデータが入力される。また、制御部１０２には、変調・復調部１０７からの第２ＳＲＳに含まれるデータが入力される。

（２．２．２）サービング無線端末ＵＥ２−１への下り無線信号の送信時の処理
その後、変調・復調部１０７及びアンテナウェイト算出部１１４は、第１の処理と同様の処理を行う。すなわち、変調・復調部１０７は、制御部１０２からのデータが入力されると、当該データに対して符号化及び変調を行い、周波数領域の信号を得る。

アンテナウェイト算出部１１４は、各アダプティブアレイアンテナ１０８Ａ乃至アダプティブアレイアンテナ１０８Ｄについて、サービング無線端末ＵＥ２−１に対して割り当てた下りリソースブロックを用いて、当該サービング無線端末ＵＥ２−１に対する下り無線信号を送信する際のアンテナウェイト（送信ウェイト）を算出する。

具体的には、第１の処理と同様、アンテナウェイト算出部１１４は、ＲＢ割当部１１２からの下りＲＢ割当値に基づいて、サービング無線端末ＵＥ２−１に割り当てられるべき下りリソースブロックの時間帯及び周波数帯を特定する。特定された下りリソースブロック内のＰＤＳＣＨは、送信ウェイトの設定対象のＰＤＳＣＨである。

次に、アンテナウェイト算出部１１４は、各アダプティブアレイアンテナ１０８Ａ乃至アダプティブアレイアンテナ１０８Ｄに対応する受信ウェイトのうち、タイムスタンプ情報によって示される時刻が最新であり、且つ、対応する周波数帯が、サービング無線端末ＵＥ２−１に割り当てられるべき下りリソースブロックの周波数帯を含む受信ウェイトを特定する。更に、アンテナウェイト算出部１１４は、特定した各アダプティブアレイアンテナ１０８Ａ乃至アダプティブアレイアンテナ１０８Ｄ毎の受信ウェイトを、送信ウェイトの設定対象の下りリソースブロックの周波数帯に対応する、各アダプティブアレイアンテナ１０８Ａ乃至アダプティブアレイアンテナ１０８Ｄの送信ウェイトとする。

特定された各アダプティブアレイアンテナ１０８Ａ乃至アダプティブアレイアンテナ１０８Ｄ毎の受信ウェイトは、サービング無線端末ＵＥ２−１からの上り無線信号の受信時においてＳＩＮＲが最大となり、且つ、非サービング無線端末ＵＥ２−２からの上り無線信号の受信時においてＳＩＮＲが最小となるアンテナウェイトである。従って、当該受信ウェイトが送信ウェイトとして設定されることにより、当該送信ウェイトは、ビームの希望波方向がサービング無線端末ＵＥ２−１に向き、且つ、ビームのヌル方向が非サービング無線端末ＵＥ２−２に向くアンテナウェイトとなる。

変調・復調部１０７は、アンテナウェイト算出部１１４により算出された送信ウェイトと周波数領域の信号とを合成する重み付け処理を行う。変調・復調部１０７は、重み付け後の周波数領域の信号に対して、逆高速フーリエ変換を行い、ベースバンド信号を得る。更に、変調・復調部１０７は、ベースバンド信号にＣＰを付加し、無線通信部１０６へ出力する。

無線通信部１０６は、ＣＰが付加されたベースバンド信号を無線周波数帯の下り無線信号に変換（アップコンバート）する。更に、無線通信部１０６は、無線周波数帯の下り無線信号を増幅し、増幅後の無線周波数帯の下り無線信号を、アダプティブアレイアンテナ１０８Ａ乃至アダプティブアレイアンテナ１０８Ｄを介して送信する。

（３）無線基地局の動作
図８は、無線基地局ｅＮＢ１−１の第１の動作を示すフローチャートである。図８に示すフローチャートは、上述した第１の処理が行われる場合に対応する。

ステップＳ１０１において、無線基地局ｅＮＢ１−１は、サービング無線端末ＵＥ２−１からの第１ＳＲＳを受信する。

ステップＳ１０２において、無線基地局ｅＮＢ１−１は、最新に受信した第１ＳＲＳの送信元のサービング無線端末ＵＥ２−１に対して、当該第１ＳＲＳの送信に用いられた周波数帯を有する下りリソースブロックを割り当てる。

ステップＳ１０４において、無線基地局ｅＮＢ１−１は、最新に受信した第１ＳＲＳに基づいて、当該最新に受信した第１ＳＲＳの送信元のサービング無線端末ＵＥ２−１に割り当てた下りリソースブロックを用いて下り無線信号を送信する時の送信ウェイトを設定する。

ステップＳ１０５において、無線基地局ｅＮＢ１−１は、最新に受信した第１ＳＲＳの送信元のサービング無線端末ＵＥ２−１に割り当てた下りリソースブロックを用いて、当該サービング無線端末ＵＥ２−１へ下り無線信号を送信する。

図９は、無線基地局ｅＮＢ１−１の第２の動作を示すフローチャートである。図９に示すフローチャートは、上述した第２の処理が行われる場合に対応する。

ステップＳ２０１において、無線基地局ｅＮＢ１−１は、サービング無線端末ＵＥ２−１からの第１ＳＲＳを受信する。

ステップＳ２０２において、無線基地局ｅＮＢ１−１は、最新に受信した第１ＳＲＳの送信元のサービング無線端末ＵＥ２−１に対して、当該第１ＳＲＳの送信に用いられた周波数帯を有する下りリソースブロックを割り当てる。

ステップＳ２０３において、無線基地局ｅＮＢ１−１は、非サービング無線端末ＵＥ２−２からの第２ＳＲＳを受信する。

ステップＳ２０４において、無線基地局ｅＮＢ１−１は、最新に受信した第１ＳＲＳと受信した第２ＳＲＳとに基づいて、最新に受信した第１ＳＲＳの送信元のサービング無線端末ＵＥ２−１に割り当てた下りリソースブロックを用いて下り無線信号を送信する時の送信ウェイトを設定する。

ステップＳ２０５において、無線基地局ｅＮＢ１−１は、最新に受信した第１ＳＲＳの送信元のサービング無線端末ＵＥ２−１に割り当てた下りリソースブロックを用いて、当該サービング無線端末ＵＥ２−１へ下り無線信号を送信する。

（４）作用・効果
以上説明したように、本実施形態によれば、無線基地局ｅＮＢ１−１は、サービング無線端末ＵＥ２−１によって送信された第１ＳＲＳを受信する。更に、無線基地局ｅＮＢ１−１は、最新に受信した第１ＳＲＳのタイミングよりも後であって、当該最新に受信した第１ＳＲＳのタイミングに近い時点の下りリソースブロックのサブフレームのタイミングにおいて、最新に受信した第１ＳＲＳの送信に用いられた周波数帯を有する下りリソースブロックを、サービング無線端末ＵＥ２−１に対して割り当てる。この結果、無線基地局ｅＮＢ１−１は、サービング無線端末ＵＥ２−１に割り当てた下りリソースブロックと伝搬環境が近いと考えられる第１ＳＲＳを、当該サービング無線端末ＵＥ２−１に割り当てた下りリソースブロックに対応するアンテナウェイトの算出において参照することにより、ビームの希望波方向がサービング無線端末ＵＥ２−１に向くアンテナウェイトを算出することができ、アンテナウェイトの算出を的確に行える。

また、無線基地局ｅＮＢ１−１は、非サービング無線端末ＵＥ２−２によって送信された第２ＳＲＳを受信した場合には、当該第２ＳＲＳを、サービング無線端末ＵＥ２−１に割り当てた下りリソースブロックに対応するアンテナウェイトの算出において参照することにより、ビームの希望波方向がサービング無線端末ＵＥ２−１に向き、且つ、ビームのヌル方向が非サービング無線端末ＵＥ２−２に向くアンテナウェイトを算出することができ、アンテナウェイトの算出を更に的確に行える。

また、無線基地局ｅＮＢ１−１は、最新に受信した第１ＳＲＳのタイミングを含んだフレーム内の下りリソースブロックのサブフレームのタイミングにおいて、最新に受信した第１ＳＲＳの送信に用いられた周波数帯を有する下りリソースブロックを、サービング無線端末ＵＥ２−１に対して割り当てる。従って、最新に受信した第１ＳＲＳのタイミングから、割り当てられる下りリソースブロックのタイミングまでの時間を１フレームの時間内とすることができる。このため、第１ＳＲＳのタイミングからサービング無線端末ＵＥ２−１に割り当てた下りリソースブロックのタイミングまでの時間を短くして、第１ＳＲＳにおける伝搬環境と、サービング無線端末ＵＥ２−１に割り当てた下りリソースブロックの伝搬環境とが近いことを保証できる。

（４）その他の実施形態
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。

上述した実施形態では、無線基地局ｅＮＢ１−１は、最新に受信した第１ＳＲＳのタイミングから、割り当てられる下りリソースブロックのタイミングまでの時間を１フレームの時間内とした。しかし、無線基地局ｅＮＢ１−１は、最新に受信した第１ＳＲＳのタイミングから、割り当てられる下りリソースブロックのタイミングまでの時間を、第１ＳＲＳの送信に用いられる周波数帯が切り替えられる周期の時間内や、第１ＳＲＳの送信周期の時間内となるようにしてもよい。この場合においても、第１ＳＲＳのタイミングからサービング無線端末ＵＥ２−１に割り当てた下りリソースブロックのタイミングまでの時間を短くして、第１ＳＲＳにおける伝搬環境と、サービング無線端末ＵＥ２−１に割り当てた下りリソースブロックの伝搬環境とが近いことを保証できる。

また、上述した実施形態では、サービング無線端末ＵＥ２−１は、スペシャルサブフレームのタイミングで第１ＳＲＳを送信した。しかし、第１ＳＲＳの送信タイミングは、これに限定されず、予め無線基地局ｅＮＢ１−１とサービング無線端末ＵＥ２−１との間で合意されているタイミングであればよい。但し、第１ＳＲＳの送信タイミングは、少なくとも１フレームの時間内に一度存在することが好ましい。

また、上述した実施形態では、無線基地局ｅＮＢ１−１は、受信ウェイトを送信ウェイトとして用いたが、受信ウェイトとは無関係に送信ウェイトを算出するようにしてもよい。

上述した実施形態では、ＴＤＤ−ＬＴＥの無線通信システムについて説明したが、無線端末に割り当てられる上り無線信号の周波数帯と、下り無線信号の周波数帯とが異なる、上下非対称通信が採用される無線通信システムであれば、同様に本発明を適用できる。

このように本発明は、ここでは記載していない様々な実施形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。

ｅＮＢ１−１、ｅＮＢ１−２…無線基地局、ＵＥ２−１、ＵＥ２−２…無線端末、３−１、３−２…セル、１０…無線通信システム、１０２…制御部、１０３…記憶部、１０４…Ｉ／Ｆ部、１０６…無線通信部、１０７…変調・復調部、１０８Ａ、１０８Ｂ、１０８Ｃ、１０８Ｄ…アダプティブアレイアンテナ、１１２…ＲＢ割当部、１１４…アンテナウェイト算出部

Claims (8)

1. 複数のアンテナにアンテナウェイトを適用するアダプティブアレイ方式の無線基地局であって、
   前記アンテナウェイトの算出で参照すべき参照信号をサービング無線端末から受信する受信部と、
   対象サブフレームよりも前において前記対象サブフレームに近い時点で受信された参照信号の送信に用いられた周波数帯を有する無線リソースを優先的に前記サービング無線端末に割り当てる割当部とを備え、
   前記参照信号は、前記サービング無線端末により周波数帯を切り替えながら送信される無線基地局。
2. 前記サービング無線端末からの参照信号の送信に用いられた周波数帯を有するビームの希望波方向が前記サービング無線端末に向くように、前記アンテナウェイトを設定する設定部を備える請求項１に記載の無線基地局。
3. 前記対象サブフレームは、複数のサブフレームである請求項１に記載の無線基地局。
4. 前記参照信号は、前記サービング無線端末から所定切替時間幅毎に周波数帯を切り替えながら送信されており、
   前記割当部は、前記対象サブフレームよりも前において前記対象サブフレームから前記所定切替時間幅内に受信された参照信号の送信に用いられた周波数帯を有する無線リソースを優先的に前記サービング無線端末に割り当てる請求項１に記載の無線基地局。
5. 前記参照信号は、通信フレーム時間幅内において、前記サービング無線端末により少なくとも１度送信されており、
   前記割当部は、前記対象サブフレームよりも前において前記対象サブフレームから前記通信フレーム時間幅内に受信された参照信号の送信に用いられた周波数帯を有する無線リソースを優先的に割り当てる請求項１に記載の無線基地局。
6. 複数のアンテナにアンテナウェイトを適用するアダプティブアレイ方式の無線基地局であって、
   前記アンテナウェイトの算出で参照すべき参照信号を非サービング無線端末から受信する受信部と、
   対象サブフレームよりも前において前記対象サブフレームに近い時点で受信された参照信号の送信に用いられた周波数帯を有するビームのヌル方向が前記非サービング端末に向くように、前記アンテナウェイトを設定する設定部とを備え、
   前記参照信号は、前記非サービング無線端末により周波数帯を切り替えながら送信される無線基地局。
7. 複数のアンテナにアンテナウェイトを適用するアダプティブアレイ方式の無線基地局における通信制御方法であって、
   前記アンテナウェイトの算出で参照すべき参照信号をサービング無線端末から受信するステップと、
   対象サブフレームよりも前において前記対象サブフレームに近い時点で受信された参照信号の送信に用いられた周波数帯を有する無線リソースを優先的に前記サービング無線端末に割り当てるステップとを備え、
   前記参照信号は、前記サービング無線端末により周波数帯を切り替えながら送信される通信制御方法。
8. 複数のアンテナにアンテナウェイトを適用するアダプティブアレイ方式の無線基地局における通信制御方法であって、
   前記アンテナウェイトの算出で参照すべき参照信号を非サービング無線端末から受信するステップと、
   対象サブフレームよりも前において前記対象サブフレームに近い時点で受信された参照信号の送信に用いられた周波数帯を有するビームのヌル方向が前記非サービング端末に向くように、前記アンテナウェイトを算出するステップとを備え、
   前記参照信号は、前記非サービング無線端末により周波数帯を切り替えながら送信される通信制御方法。

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