JP5555566B2 - 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）を受信する場合において、無線基地局ｅＮＢが最新に受信したＳＲＳの周波数帯と同一の周波数帯の下りの無線リソース（下りリソースブロック）を、当該最新に受信したＳＲＳの送信元の無線端末ＵＥに割り当て、更に、割り当てた下りリソースブロック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、上述した手法では、各無線端末ＵＥは、独自にＳＲＳの送信タイミングを設定している。従って、特定の周波数帯に、ＳＲＳの送信に用いられる周波数帯が集中することが起こり得る。このような場合、下りリソースブロックに空きかあるにもかかわらず、特定の周波数帯の下りリソースブロックが複数の無線端末ＵＥに集中して使用効率が悪化する可能性がある。

上記問題点に鑑み、本発明は、下りの無線リソースの使用効率を向上させ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、サービング無線端末（無線端末ＵＥ２−１、無線端末ＵＥ２−２、無線端末ＵＥ２−３、無線端末ＵＥ２−４）毎に、前記アンテナウェイトの算出で参照すべき参照信号の送信に用いられる参照信号送信周波数帯を異ならせて設定する制御部（ＳＲＳ送信周波数帯設定部１１２）と、前記制御部により設定された参照信号送信周波数帯の情報を前記サービング無線端末へ送信する送信部（無線通信部１０６）と、を備え、前記制御部は、未設定の参照信号送信周波数帯が存在しない場合に、複数のサービング無線端末に対して、同一の参照信号送信周波数帯を設定し、前記同一の参照信号送信周波数帯を設定した前記複数のサービング無線端末に対し、当該参照信号送信周波数帯と同じ周波数帯の下り無線リソースを割り当てる際、当該参照信号送信周波数帯よりも周波数帯幅が狭い下り無線リソースを、当該複数のサービング無線端末の各々に割り当てることを要旨とする。

このような無線基地局は、アンテナウェイトの算出で参照すべき参照信号の送信に用いられる周波数帯を、無線端末毎に異ならせて設定し、当該参照信号送信周波数帯の情報を無線端末へ送信する。従って、各無線端末は、異なる周波数帯を用いて参照信号を送信できる。このため、無線基地局が、最新に受信した参照信号の送信に用いられた周波数帯と同一の周波数帯の下りの無線リソースを、当該最新に受信した参照信号の送信元の無線端末に割り当てる場合に、特定の周波数帯に、参照信号の送信に用いられる周波数帯が集中することがなく、下りの無線リソースの使用効率を向上できる。

本発明の第２の特徴は、前記参照信号は、複数の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所定の規則により切り替えながら同時に送信され、前記制御部は、所定のタイミングにおける参照信号送信周波数帯を、サービング無線端末毎に異ならせて設定することを要旨とする。

本発明の第３の特徴は、前記制御部は、前記参照信号送信周波帯が設定されていない新たなサービング無線端末が生じた場合に、前記新たなサービング無線端末に対して、前記参照信号送信周波数帯のうち、未設定の参照信号送信周波数帯を設定することを要旨とする。

本発明の第４の特徴は、前記制御部は、複数のサービング無線端末に対して、同一の参照信号送信周波数帯が設定されている場合において、未設定の参照信号送信周波数帯が生じた場合に、前記複数のサービング無線端末の何れかに対して、前記未設定の参照信号送信周波数帯を設定することを要旨とする。

本発明の第５の特徴は、前記サービング無線端末に対して、参照信号送信周波数帯の設定に関する優先度が定められている場合に、前記制御部は、前記優先度が低いサービング無線端末ほど、他のサービング無線端末と同一の参照信号送信周波数帯を設定するようにしたことを要旨とする。

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における通信制御方法であって、サービング無線端末毎に、前記アンテナウェイトの算出で参照すべき参照信号の送信に用いられる参照信号送信周波数帯を異ならせて設定するステップと、設定された参照信号送信周波数帯の情報を前記サービング無線端末へ送信するステップと、を備え、前記設定するステップは、未設定の参照信号送信周波数帯が存在しない場合に、複数のサービング無線端末に対して、同一の参照信号送信周波数帯を設定し、前記同一の参照信号送信周波数帯を設定した前記複数のサービング無線端末に対し、当該参照信号送信周波数帯と同じ周波数帯の下り無線リソースを割り当てる際、当該参照信号送信周波数帯よりも周波数帯幅が狭い下り無線リソースを、当該複数のサービング無線端末の各々に割り当てるステップをさらに備え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の使用効率を向上できる。

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、無線端末の移動の第１の例を示す図である。 本発明の実施形態に係る、ＳＲＳ送信周波数帯の設定と、ＳＲＳ送信周波数帯と割り当て下り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、無線端末の移動の第２の例を示す図である。 本発明の実施形態に係る、ＳＲＳ送信周波数帯の設定と、ＳＲＳ送信周波数帯と割り当て下り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と、無線端末ＵＥ２−１、無線端末ＵＥ２−２、無線端末ＵＥ２−３及び無線端末ＵＥ２−４とを含む。

図１において、無線基地局ｅＮＢ１−１は、Ｅ−ＵＴＲＡＮ（Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access Network）を構成する。無線端末ＵＥ２−１乃至無線端末ＵＥ２−４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ＵＥ２−１乃至無線端末ＵＥ２−４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。この場合、無線基地局ｅＮＢ１−１を基準とすると、無線端末ＵＥ２−１乃至無線端末ＵＥ２−４は、サービング無線端末である。以下、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の無線端末を、適宜サービング無線端末ＵＥ２と称する。

無線基地局ｅＮＢ１−１と無線端末ＵＥ２−１乃至無線端末ＵＥ２−４との間の無線通信には、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乃至無線端末ＵＥ２−４へ向かう方向を意味する。上りとは、無線端末ＵＥ２−１乃至無線端末ＵＥ２−４から無線基地局ｅＮＢ１−１へ向かう方向を意味する。

無線基地局ｅＮＢ１−１は、セル３−１内のサービング無線端末ＵＥ２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。

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、無線基地局ｅＮＢ１−１とサービング無線端末ＵＥ２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、無線基地局ｅＮＢ１−１とサービング無線端末ＵＥ２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、無線基地局ｅＮＢ１−１とサービング無線端末ＵＥ２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。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、サウンディング参照信号（ＳＲＳ）送信周波数帯設定部１１２及びリソースブロック（ＲＢ）割当部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、図示しない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。

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から送信される上り無線信号を受信する。更に、無線通信部１０６は、受信した上り無線信号をベースバンド信号に変換（ダウンコンバート）し、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の復調及び復号処理を行う。これにより、無線端末ＵＥ２−１が送信した上り無線信号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。

また、変調・復調部１０７は、制御部１０２からのデータの符号化及び変調を行い、ベースバンド信号を得る。無線通信部１０６は、ベースバンド信号を下り無線信号に変換（アップコンバート）する。更に、変調・復調部１０７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、下り無線信号を送信する。

制御部１０２内のＳＲＳ送信周波数帯設定部１１２は、各サービング無線端末ＵＥ２に対して、所定のスペシャルサブフレームのタイミングで当該サービング無線端末ＵＥ２がサウンディング参照信号（ＳＲＳ）を送信する際に使用する周波数帯（ＳＲＳ送信周波数帯）を、サービング無線端末ＵＥ２毎に異ならせて設定する。ここで、ＳＲＳは、無線基地局ｅＮＢ１−１におけるアンテナウェイトの算出で参照すべき信号であり、無線周波数帯の上り無線信号である。

サービング無線端末ＵＥ２は、周波数ホッピング方式を用いており、スペシャルサブフレームのタイミングの都度、ＳＲＳ送信周波数帯を切り替えながらＳＲＳを送信する。本実施形態では、切り替え順序は、各サービング無線端末ＵＥ２で共通である。本実施形態では、図４に示す周波数帯１、周波数帯３、周波数帯２、周波数帯４の順序で切り替えられ、その後、再び、周波数帯１に戻るという周期的な切り替え順序となる。但し、同一のタイミングにおける各サービング無線端末ＵＥ２のＳＲＳ送信周波数帯は異なる。従って、所定のスペシャルサブフレームのタイミングにおけるＳＲＳ送信周波数帯を、サービング無線端末ＵＥ２毎に異ならせて設定することにより、所定のスペシャルサブフレームの後の各スペシャルサブフレームにおけるＳＲＳ送信周波数帯は、サービング無線端末ＵＥ２毎に異なることになる。

具体的には、ＳＲＳ送信周波数帯設定部１１２は、以下の第１の処理及び第２の処理を行う。

（第１の処理）
図６に示すように、当初、セル３−１内に存在するサービング無線端末が、サービング無線端末ＵＥ２−１乃至サービング無線端末ＵＥ２−３であり、その後、新たに無線端末ＵＥ２−４がセル３−１内に進入して新たなサービング無線端末となる場合を考える。なお、セル３−１内において無線端末ＵＥ２−４の電源がオフからオンになり、サービング無線端末になる場合も同様である。

セル３−１内にサービング無線端末ＵＥ２−１乃至サービング無線端末ＵＥ２−３のみが存在する場合には、図７のスペシャルサブフレーム２０１のタイミングで、周波数帯１がサービング無線端末ＵＥ２−１のＳＲＳの送信周波数帯として設定され、周波数帯２がサービング無線端末ＵＥ２−２のＳＲＳの送信周波数帯として設定され、周波数帯３がサービング無線端末ＵＥ２−３のＳＲＳの送信周波数帯として設定されている。一方、周波数帯４は、何れのサービング無線端末にも設定されていない未設定のＳＲＳ送信周波数帯である。

その後、図７のスペシャルサブフレーム２０１のタイミングからスペシャルサブフレーム２０２のタイミングまでの間に、新たに無線端末ＵＥ２−４がセル３−１内に進入して新規サービング無線端末となる場合を考える。

上述のように、サービング無線端末ＵＥ２におけるＳＲＳ送信周波数帯の切り替え順序は、周波数帯１、周波数帯３、周波数帯２、周波数帯４の順序である。従って、図７のスペシャルサブフレーム２０２のタイミングでは、サービング無線端末ＵＥ２−１は、周波数帯３を用いてＳＲＳを送信し、サービング無線端末ＵＥ２−２は、周波数帯４を用いてＳＲＳを送信し、サービング無線端末ＵＥ２−３は、周波数帯２を用いてＳＲＳを送信する。つまり、スペシャルサブフレーム２０２のタイミングでは、周波数帯１が未設定ＳＲＳ送信周波数帯となる。

この場合、ＳＲＳ送信周波数帯設定部１１２は、図７のスペシャルサブフレーム２０２のタイミングにおける新規サービング無線端末ＵＥ２−４のＳＲＳの送信周波数帯として、未設定ＳＲＳ送信周波数帯である周波数帯１を設定する。更に、ＳＲＳ送信周波数帯設定部１１２は、変調・復調部１０７、無線通信部１０６、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、新規サービング無線端末ＵＥ２−４に対して、ＳＲＳ送信周波数帯の情報としての周波数帯１の情報を送信する。新規サービング無線端末ＵＥ２−４は、ＳＲＳ送信周波数帯の情報としての周波数帯１の情報を受信すると、図７のスペシャルサブフレーム２０２のタイミングにおいて、周波数帯１を用いてＳＲＳを送信する。

（第２の処理）
図８に示すように、当初、セル３−１内に存在するサービング無線端末が、サービング無線端末ＵＥ２−１乃至サービング無線端末ＵＥ２−４であり、その後、新たに無線端末ＵＥ２−５がセル３−１内に進入して新たなサービング無線端末となり、更に、その後に、サービング無線端末ＵＥ２−４がセル３−１から進出して非サービング無線端末となる場合を考える。なお、セル３−１内において無線端末ＵＥ２−５の電源がオフからオンになってサービング無線端末となり、その後、セル３−１内において無線端末ＵＥ２−４の電源がオンからオフになって非サービング無線端末となる場合も同様である。

セル３−１内にサービング無線端末ＵＥ２−１乃至サービング無線端末ＵＥ２−４のみが存在する場合には、図９のスペシャルサブフレーム３０１のタイミングで、周波数帯１がサービング無線端末ＵＥ２−１のＳＲＳの送信周波数帯として設定され、周波数帯２がサービング無線端末ＵＥ２−２のＳＲＳの送信周波数帯として設定され、周波数帯３がサービング無線端末ＵＥ２−３のＳＲＳの送信周波数帯として設定され、周波数帯４がサービング無線端末ＵＥ２−４のＳＲＳの送信周波数帯として設定されている。

その後、図９のスペシャルサブフレーム３０１のタイミングからスペシャルサブフレーム３０２のタイミングまでの間に、新たに無線端末ＵＥ２−５がセル３−１内に進入して新規サービング無線端末となる場合を考える。

この場合、図９のスペシャルサブフレーム３０２のタイミングでは、サービング無線端末ＵＥ２−１は、周波数帯３を用いてＳＲＳを送信し、サービング無線端末ＵＥ２−２は、周波数帯４を用いてＳＲＳを送信し、サービング無線端末ＵＥ２−３は、周波数帯２を用いてＳＲＳを送信し、サービング無線端末ＵＥ２−４は、周波数帯１を用いてＳＲＳを送信することになる。つまり、スペシャルサブフレーム３０２のタイミングでは、未設定ＳＲＳ送信周波数帯は、存在しない。

この場合、ＳＲＳ送信周波数帯設定部１１２は、サービング無線端末ＵＥ２−１乃至サービング無線端末ＵＥ２−５について、ＳＲＳ送信周波数帯の設定の優先度（設定優先度）を特定する。

設定優先度は、様々な情報に基づいて予め定められる。第１の例としては、サービング無線端末ＵＥ２が受ける通信サービスの種別が考えられる。この場合、通信サービスがリアルタイム性の要求されるＶｏＩＰサービスである場合には、設定優先度が低くなる。第２の例としては、サービング無線端末ＵＥ２における通信サービスの料金プランが考えられる。この場合、通信品質が良好であることが要求される料金プランほど、設定優先度が高くなる。また、第３の例としては、サービング無線端末ＵＥ２の位置が考えられる。この場合、サービング無線端末ＵＥ２と無線基地局ｅＮＢ１−１との距離が遠いほど、設定優先度が高くなる。なお、以下においては、設定優先度は、高低の２段階であるものとする。

次に、ＳＲＳ送信周波数帯設定部１１２は、各サービング無線端末ＵＥ２に対して、設定優先度が高いほど、他のサービング無線端末ＵＥ２とのＳＲＳ送信周波数帯の重複数が少なくなるように、ＳＲＳ送信周波数帯を設定する。

サービング無線端末ＵＥ２−１、サービング無線端末ＵＥ２−３、サービング無線端末ＵＥ２−４の設定優先度が高く、サービング無線端末ＵＥ２−２及びサービング無線端末ＵＥ２−５の設定優先度が低い場合を考える。この場合、ＳＲＳ送信周波数帯設定部１１２は、図９のスペシャルサブフレーム３０２のタイミングにおけるサービング無線端末ＵＥ２−５のＳＲＳの送信周波数帯として、当該スペシャルサブフレーム３０２のタイミングにおけるサービング無線端末ＵＥ２−２のＳＲＳの送信周波数帯である周波数帯４を設定する。更に、ＳＲＳ送信周波数帯設定部１１２は、変調・復調部１０７、無線通信部１０６、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ＵＥ２−５に対して、ＳＲＳ送信周波数帯の情報としての周波数帯４の情報を送信する。サービング無線端末ＵＥ２−５は、ＳＲＳ送信周波数帯の情報としての周波数帯４の情報を受信すると、図９のスペシャルサブフレーム３０２のタイミングにおいて、周波数帯４を用いてＳＲＳを送信する。

更に、その後、図９のスペシャルサブフレーム３０２のタイミングからスペシャルサブフレーム３０３のタイミングまでの間に、サービング無線端末ＵＥ２−４がセル３−１から進出して非サービング無線端末となる場合を考える。

この場合、ＳＲＳ送信周波数帯設定部１１２は、スペシャルサブフレーム３０３のタイミングにおいて、非サービング無線端末となった無線端末ＵＥ２−４から周波数帯３を用いてＳＲＳが送信されないことを検知して、当該周波数帯３が未設定ＳＲＳ送信周波数帯となったことを認識する。

更に、ＳＲＳ送信周波数帯設定部１１２は、同一のＳＲＳ送信周波数帯が設定されているサービング無線端末ＵＥ２−２及びサービング無線端末ＵＥ２−５の一方であるサービング無線端末ＵＥ２−５に対して、図９のスペシャルサブフレーム３０４のタイミングにおけるＳＲＳの送信周波数帯として、当該スペシャルサブフレーム３０４のタイミングにおける未設定ＳＲＳ送信周波数帯である周波数帯２を設定する。更に、ＳＲＳ送信周波数帯設定部１１２は、変調・復調部１０７、無線通信部１０６、アダプティブアンテナ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ＵＥ２−５に対して、ＳＲＳ送信周波数帯の情報としての周波数帯２の情報を送信する。サービング無線端末ＵＥ２−５は、ＳＲＳ送信周波数帯の情報としての周波数帯２の情報を受信すると、図９のスペシャルサブフレーム３０４のタイミングにおいて、周波数帯２を用いてＳＲＳを送信する。

上述した第１の処理及び第２の処理において、ＳＲＳ送信周波数帯設定部１１２が各サービング無線端末ＵＥ２に対して、ＳＲＳ送信周波数帯を設定すると、ＲＢ割当部１１４は、各サービング無線端末ＵＥ２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１１４は、割り当て対象となるサービング無線端末ＵＥ２（対象サービング無線端末ＵＥ２）毎に、以下の処理を行う。

すなわち、ＲＢ割当部１１４は、ＰＦ（Propotional Fair）方式を採用し、対象サービング無線端末ＵＥ２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１１４は、対象サービング無線端末ＵＥ２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１１４は、対象サービング無線端末ＵＥ２から受信された最新のＳＲＳのタイミングから当該ＳＲＳ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（図７及び図９参照）。

次に、ＲＢ割当部１１４は、ＳＲＳ送信周波数帯情報に基づいて、受信された最新のＳＲＳの送信に用いられた周波数帯を認識する。次に、ＲＢ割当部１１４は、受信された最新のＳＲＳ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ＳＲＳ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１１４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ＳＲＳ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、最新のＳＲＳの送信元の対象サービング無線端末ＵＥ２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、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、対象サービング無線端末ＵＥ２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１１４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１１４は、対象サービング無線端末ＵＥ２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、対象サービング無線端末ＵＥ２へ送信する。

その後、制御部１０２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からのＳＲＳ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。

次に、制御部１０２は、ＲＢ割当部１１４により生成された下り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、制御部１０２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。

（３）無線基地局の動作
図１０及び図１１は、無線基地局ｅＮＢ１−１の動作を示すフローチャートである。

ステップＳ１０１において、無線基地局ｅＮＢ１−１内のＳＲＳ送信周波数帯設定部１１２は、サービング無線端末ＵＥ２の数が増加したか否かを判定する。ここで、サービング無線端末ＵＥ２の数が増加する場合とは、無線端末ＵＥ２がセル３−１内に進入して新規のサービング無線端末ＵＥ２になる場合やセル３−１内において無線端末ＵＥ２の電源がオフからオンになり、新規のサービング無線端末ＵＥ２になる場合を意味する。

サービング無線端末ＵＥ２の数が増加した場合、ステップＳ１０２において、ＳＲＳ送信周波数帯設定部１１２は、未設定のＳＲＳ送信周波数帯があるか否かを判定する。

未設定のＳＲＳ送信周波数帯がある場合、ステップＳ１０３において、ＳＲＳ送信周波数帯設定部１１２は、新規のサービング無線端末ＵＥ２に対して未設定のＳＲＳ送信周波数帯を設定する。

ステップＳ１０４において、ＳＲＳ送信周波数帯設定部１１２は、新規のサービング無線端末ＵＥ２に対して、設定したＳＲＳ送信周波数帯の情報を送信する。

一方、ステップＳ１０２において、未設定のＳＲＳ送信周波数帯が存在しないと判定された場合、ステップＳ１０５において、ＳＲＳ送信周波数帯設定部１１２は、設定優先度の高いサービング無線端末ＵＥ２に対して、他のサービング無線端末ＵＥ２とのＳＲＳ送信周波数帯の重複数が少なくなるように、ＳＲＳ送信周波数帯を設定する。

ステップＳ１０６において、ＳＲＳ送信周波数帯設定部１１２は、ステップＳ１０５においてＳＲＳ送信周波数帯の設定が変更されたサービング無線端末ＵＥ２に対して、設定したＳＲＳ送信周波数帯の情報を送信する。

また、ステップＳ１０１においてサービング無線端末ＵＥ２の数が増加していないと判定された場合、ステップＳ１０７において、ＳＲＳ送信周波数帯設定部１１２は、サービング無線端末ＵＥ２の数が減少したか否かを判定する。ここで、サービング無線端末ＵＥ２の数が減少する場合とは、無線端末ＵＥ２がセル３−１から進出して非サービング無線端末ＵＥ２になる場合やセル３−１内において無線端末ＵＥ２の電源がオンから
オフになり、非サービング無線端末ＵＥ２になる場合を意味する。ステップＳ１０７において否定判断の場合、ステップＳ１０１以降の動作が繰り返される。

一方、サービング無線端末ＵＥ２の数が減少した場合、図１１に示す動作に移行する。ステップＳ２０１において、ＳＲＳ送信周波数帯設定部１１２は、複数のサービング無線端末ＵＥ２に対して、重複して設定されているＳＲＳ送信送信周波数帯があるか否かを判定する。ステップＳ２０１において否定判断の場合、一連の動作が終了する。

一方、複数のサービング無線端末ＵＥ２に対して、重複して設定されているＳＲＳ送信送信周波数帯がある場合、ステップＳ２０２において、ＳＲＳ送信周波数帯設定部１１２は、設定優先度が高いサービング無線端末ＵＥ２に対して、他のサービング無線端末ＵＥ２と重複するＳＲＳ送信周波数帯が設定され、設定優先度が低いサービング無線端末ＵＥ２に対して、他のサービング無線端末ＵＥ２と重複しないＳＲＳ送信周波数帯が設定されているか否かを判定する。ステップＳ２０２において否定判断の場合、一連の動作が終了する。

一方、ステップＳ２０２において、設定優先度が高いサービング無線端末ＵＥ２に対して、他のサービング無線端末ＵＥ２と重複するＳＲＳ送信周波数帯が設定され、設定優先度が低いサービング無線端末ＵＥ２に対して、他のサービング無線端末ＵＥ２と重複しないＳＲＳ送信周波数帯が設定されていると判定された場合、ステップＳ２０３において、ＳＲＳ送信周波数帯設定部１１２は、設定優先度の高いサービング無線端末ＵＥ２に対して、他のサービング無線端末ＵＥ２とのＳＲＳ送信周波数帯の重複数が少なくなるように、ＳＲＳ送信周波数帯を設定する。

ステップＳ２０４において、ＳＲＳ送信周波数帯設定部１１２は、ステップＳ２０３においてＳＲＳ送信周波数帯の設定が変更されたサービング無線端末ＵＥ２に対して、設定したＳＲＳ送信周波数帯の情報を送信する。

（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、各サービング無線端末ＵＥ２に対して、所定のスペシャルサブフレームのタイミングで当該サービング無線端末ＵＥ２がＳＲＳを送信する際に使用する周波数帯（ＳＲＳ送信周波数帯）を、サービング無線端末ＵＥ２毎に異ならせて設定する。

サービング無線端末ＵＥ２は、周波数ホッピング方式を用いており、スペシャルサブフレームのタイミングの都度、ＳＲＳ送信周波数帯を切り替えながら送信する。また、各サービング無線端末ＵＥ２は、共通の切り替え順序が適用される。従って、所定のスペシャルサブフレームのタイミングにおけるＳＲＳ送信周波数帯を、サービング無線端末ＵＥ２毎に異ならせて設定することにより、各スペシャルサブフレームにおけるＳＲＳ送信周波数帯は、サービング無線端末ＵＥ２毎に異なることになる。

従って、各サービング無線端末ＵＥ２は、各スペシャルサブフレームのタイミングにおいて、異なる周波数帯を用いてＳＲＳを送信できる。このため、無線基地局ｅＮＢ１−１が、最新に受信したＳＲＳの送信に用いられた周波数帯と同一の周波数帯の下りリソースブロックを、当該最新に受信したＳＲＳの送信元のサービング無線端末ＵＥ２に割り当てる場合に、特定の周波数帯に、ＳＲＳの送信に用いられる周波数帯が集中することがなく、下りリソースブロックに空きかあるにもかかわらず、特定の周波数帯の下りリソースブロックが複数の無線端末ＵＥに集中して割り当てられて、下りリソースブロックの使用効率が悪化することもない。従って、下りリソースブロックの使用効率を向上できる。

また、本実施形態によれば、新規のサービング無線端末ＵＥ２が発生した場合には、無線基地局ｅＮＢ１−１は、当該新規のサービング無線端末ＵＥ２に対して、未設定のＳＲＳ送信周波数帯を設定する。従って、各サービング無線端末のＳＲＳ送信周波数帯を分散して設定できる。

また、本実施形態によれば、新規のサービング無線端末ＵＥ２が発生した場合であって、未設定のＳＲＳ送信周波数帯がない場合には、無線基地局ｅＮＢ１−１は、設定優先度の高いサービング無線端末ＵＥ２に対して、他のサービング無線端末ＵＥ２とのＳＲＳ送信周波数帯の重複数が少なくなるように、ＳＲＳ送信周波数帯を設定する。従って、設定優先度の高いサービング無線端末ＵＥ２の通信状態を可能な限り良好に維持することができる。

また、本実施形態によれば、サービング無線端末ＵＥ２が非サービング無線端末になった場合であって、設定優先度が高いサービング無線端末ＵＥ２に他のサービング無線端末ＵＥ２と重複するＳＲＳ送信周波数帯が設定され、設定優先度が低いサービング無線端末ＵＥ２に他のサービング無線端末ＵＥ２と重複しないＳＲＳ送信周波数帯が設定されている場合には、無線基地局ｅＮＢ１−１は、設定優先度の高いサービング無線端末ＵＥ２に対して、他のサービング無線端末ＵＥ２とのＳＲＳ送信周波数帯の重複数が少なくなるように、ＳＲＳ送信周波数帯を設定する。従って、設定優先度の高いサービング無線端末ＵＥ２の通信状態を可能な限り良好に維持することができる。

（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、設定優先度は高低の２段階であるとした。しかし、設定優先度は、３段階以上であってもよい。

上述した実施形態では、スペシャルサブフレームのタイミングをサービング無線端末ＵＥ２−１におけるＳＲＳの送信タイミングとした。しかし、ＳＲＳ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との間で合意されているタイミングであればよい。但し、ＳＲＳ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…無線基地局、ＵＥ２−１、ＵＥ２−２、ＵＥ２−３、ＵＥ２−４、ＵＥ２−５…無線端末、３−１…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…ＳＲＳ送信周波数帯設定部、１１４…ＲＢ割当部

Claims (6)

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、
   サービング無線端末毎に、前記アンテナウェイトの算出で参照すべき参照信号の送信に用いられる参照信号送信周波数帯を異ならせて設定する制御部と、
   前記制御部により設定された参照信号送信周波数帯の情報を前記サービング無線端末へ送信する送信部と、を備え、
   前記制御部は、
   未設定の参照信号送信周波数帯が存在しない場合に、複数のサービング無線端末に対して、同一の参照信号送信周波数帯を設定し、
   前記同一の参照信号送信周波数帯を設定した前記複数のサービング無線端末に対し、当該参照信号送信周波数帯と同じ周波数帯の下り無線リソースを割り当てる際、当該参照信号送信周波数帯よりも周波数帯幅が狭い下り無線リソースを、当該複数のサービング無線端末の各々に割り当てる無線基地局。
2. 前記参照信号は、複数の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所定の規則により切り替えながら同時に送信され、
   前記制御部は、所定のタイミングにおける参照信号送信周波数帯を、サービング無線端末毎に異ならせて設定する請求項１に記載の無線基地局。
3. 前記制御部は、前記参照信号送信周波帯が設定されていない新たなサービング無線端末が生じた場合に、前記新たなサービング無線端末に対して、前記参照信号送信周波数帯のうち、未設定の参照信号送信周波数帯を設定する請求項１に記載の無線基地局。
4. 前記制御部は、複数のサービング無線端末に対して、同一の参照信号送信周波数帯が設定されている場合において、未設定の参照信号送信周波数帯が生じた場合に、前記複数のサービング無線端末の何れかに対して、前記未設定の参照信号送信周波数帯を設定する請求項１に記載の無線基地局。
5. 前記サービング無線端末に対して、参照信号送信周波数帯の設定に関する優先度が定められている場合に、
   前記制御部は、前記優先度が低いサービング無線端末ほど、他のサービング無線端末と同一の参照信号送信周波数帯を設定するようにした請求項１又は４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における通信制御方法であって、
   サービング無線端末毎に、前記アンテナウェイトの算出で参照すべき参照信号の送信に用いられる参照信号送信周波数帯を異ならせて設定するステップと、
   設定された参照信号送信周波数帯の情報を前記サービング無線端末へ送信するステップと、を備え、
   前記設定するステップは、未設定の参照信号送信周波数帯が存在しない場合に、複数のサービング無線端末に対して、同一の参照信号送信周波数帯を設定し、
   前記同一の参照信号送信周波数帯を設定した前記複数のサービング無線端末に対し、当該参照信号送信周波数帯と同じ周波数帯の下り無線リソースを割り当てる際、当該参照信号送信周波数帯よりも周波数帯幅が狭い下り無線リソースを、当該複数のサービング無線端末の各々に割り当てるステップをさらに備える通信制御方法。

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