基地局
【課題】複数のアンテナでの送信指向性を制御する際に使用することが可能な複数種類の既知信号を効率的に使い分けることが可能な技術を提供する。
【解決手段】スケジューリング実行部１２２は、通信端末についての下り優先度を、その上り優先度が高いほど高くなるように決定する。使用信号決定部１２６は、下り優先度がしきい値よりも高い場合にはアレイ送信制御でＤＲＳを使用すると決定し、当該下り優先度がしきい値よりも低い場合にはアレイ送信制御でＳＲＳを使用すると決定する。スケジューリング実行部１２２は、下り通信を行う通信端末について、アレイ送信制御でＤＲＳが使用される場合には当該通信端末と上り通信を行うことを決定し、アレイ送信制御にＳＲＳが使用される場合には、当該通信端末についての上り優先度を使用して当該通信端末と上り通信を行うか否かを決定する。
【解決手段】スケジューリング実行部１２２は、通信端末についての下り優先度を、その上り優先度が高いほど高くなるように決定する。使用信号決定部１２６は、下り優先度がしきい値よりも高い場合にはアレイ送信制御でＤＲＳを使用すると決定し、当該下り優先度がしきい値よりも低い場合にはアレイ送信制御でＳＲＳを使用すると決定する。スケジューリング実行部１２２は、下り通信を行う通信端末について、アレイ送信制御でＤＲＳが使用される場合には当該通信端末と上り通信を行うことを決定し、アレイ送信制御にＳＲＳが使用される場合には、当該通信端末についての上り優先度を使用して当該通信端末と上り通信を行うか否かを決定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のアンテナでの送信指向性を制御する基地局に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から無線通信に関して様々な技術が提案されている。例えば特許文献１には、ＬＴＥ（Long Term Evolution）に関する技術が開示されている。ＬＴＥは、「Ｅ−ＵＴＲＡ」とも呼ばれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−０９９０７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＬＴＥ等の通信システムにおいては、複数のアンテナから成るアレイアンテナの指向性を適応的に制御するアダプティブアレイアンテナ方式が採用されることがある。基地局は、アダプティブアレイアンテナ方式を用いて通信端末に対して信号を送信する際には、当該通信端末からの既知信号に基づいて複数のアンテナでの送信指向性を制御する。通信システムにおいては、複数のアンテナでの送信指向性を制御する際に使用することが可能な既知信号として複数種類の既知信号が規定されることがある。例えば、ＬＴＥにおいては、「復調リファレンス信号（ＤＲＳ）」と呼ばれる既知信号と、「サウンディング基準信号（ＳＲＳ）」と呼ばれる既知信号とが規定されている。
【０００５】
このように、複数のアンテナでの送信指向性を制御する際に使用することが可能な既知信号として複数種類の既知信号が規定されている場合には、当該複数種類の既知信号のそれぞれについて、その使用に対する利点及び欠点が存在することがある。
【０００６】
そこで、本発明は上述の点に鑑みて成されたものであり、複数のアンテナでの送信指向性を制御する際に使用することが可能な複数種類の既知信号を効率的に使い分けることが可能な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明に係る基地局は、通信端末と通信する基地局であって、複数のアンテナを用いて通信端末と通信を行い、通信端末と下り通信を行う際には、当該通信端末からの既知信号に基づいて当該複数のアンテナでの送信指向性を制御する通信部と、上り通信期間と下り通信期間とを含むスケジューリング対象期間において、データの上り通信を行う通信端末とデータの下り通信を行う通信端末とを決定するとともに、データの上り通信を行う通信端末に対して当該通信端末との通信で使用する上り無線リソースを割り当て、データの下り通信を行う通信端末に対して当該通信端末との通信で使用する下り無線リソースを割り当てるスケジューリング実行部とを備え、前記既知信号は、第１及び第２既知信号を含み、前記第１既知信号は、通信端末がデータの送信に使用する上り無線リソースとして当該通信端末に割り当てられるデータ用上り無線リソースの一部を用いて送信され、前記第２既知信号は、前記データ用上り無線リソースとは別に定められた、前記第２既知信号の送信に使用することが可能な上り無線リソースを用いて送信され、通信端末についての前記第２既知信号の送信周波数帯域及び送信周期を決定する送信態様決定部と、前記第１及び第２既知信号のうち、前記スケジューリング対象期間において前記通信部が前記複数のアンテナでの送信指向性を制御する際に使用する既知信号を決定する使用信号決定部とをさらに備え、通信端末は、前記基地局から前記第２既知信号の送信周波数帯域及び送信周期が通知されると、その通知に対する応答データを前記基地局に送信し、その後、当該送信周波数帯域及び当該送信周期に基づいて前記第２既知信号を送信し、前記スケジューリング実行部は、通信端末についての上り通信の優先度である上り優先度を決定し、当該上り優先度に基づいて、前記スケジューリング対象期間においてデータの上り通信を行う通信端末を決定し、通信端末についての下り通信の優先度である下り優先度を、当該通信端末についての前記上り優先度が高いほど高くなるように決定し、当該下り優先度に基づいて、前記スケジューリング対象期間においてデータの下り通信を行う通信端末を決定し、前記使用信号決定部は、通信端末についての前記下り優先度がしきい値よりも高い場合には、前記スケジューリング対象期間において前記通信部が当該通信端末と下り通信を行う際の前記複数のアンテナでの送信指向性の制御に使用する前記既知信号を前記第１既知信号に決定し、通信端末についての前記下り優先度が前記しきい値よりも低い場合には、前記スケジューリング対象期間において前記通信部が当該通信端末と下り通信を行う際の前記複数のアンテナでの送信指向性の制御に使用する前記既知信号を前記第２既知信号に決定し、前記スケジューリング実行部は、前記スケジューリング対象期間において下り通信を行うと決定した通信端末について、前記複数のアンテナでの送信指向性の制御に前記第１既知信号が使用されると決定される場合には、当該通信端末についての前記上り優先度は使用せずに前記スケジューリング対象期間において当該通信端末と上り通信を行うことを決定し、前記スケジューリング対象期間において下り通信を行うと決定した通信端末について、前記複数のアンテナでの送信指向性の制御に前記第２既知信号が使用されると決定される場合には、当該通信端末についての前記上り優先度を使用して前記スケジューリング対象期間において当該通信端末と上り通信を行うか否かを決定する。
【０００８】
また、本発明に係る基地局の一態様では、前記通信部は、前記スケジューリング対象期間において下り通信を行うと決定された通信端末について、前記複数のアンテナでの送信指向性の制御に前記第２既知信号が使用されると決定され、前記スケジューリング対象期間において当該通信端末が前記第２既知信号を送信する場合には、前記スケジューリング対象期間において当該通信端末と下り通信を行う際に、当該通信端末からの前記第２既知信号に基づいて前記複数のアンテナでの送信指向性を制御し、前記スケジューリング対象期間において下り通信を行うと決定された通信端末について、前記複数のアンテナでの送信指向性の制御に前記第２既知信号が使用されると決定され、前記スケジューリング対象期間において当該通信端端末が前記第２既知信号を送信しない場合には、前記スケジューリング対象期間において当該通信端末と下り通信を行う際に、前記複数のアンテナでの送信指向性を制御せずにオムニ送信を行う。
【０００９】
また、本発明に係る基地局の一態様では、前記スケジューリング実行部は、前記複数のアンテナでの送信指向性の制御に前記第２既知信号が使用されると決定される通信端末について、前記スケジューリング対象期間において当該通信端末が前記第２既知信号を送信しない場合には、当該通信端末についての前記下り優先度にかかわらず、前記スケジューリング対象期間において当該通信端末と下り通信を行わないことを決定する。
【００１０】
また、本発明に係る基地局の一態様では、前記使用信号決定部は、通信端末についての前記下り優先度が前記しきい値よりも低い場合には、前記スケジューリング対象期間において当該通信端末が前記第２既知信号を送信するときにだけ、前記スケジューリング対象期間において前記通信部が当該通信端末と下り通信を行う際の前記複数のアンテナでの送信指向性の制御に使用する前記既知信号を前記第２既知信号に決定する。
【００１１】
また、本発明に係る基地局の一態様では、前記スケジューリング実行部は、通信端末についての前記下り優先度を、当該通信端末の前記上り優先度が高いほど高くなるように、かつ前記スケジューリング対象期間において当該通信端末が前記第２既知信号を送信する場合には高くなるように決定するとともに、前記しきい値を、前記スケジューリング対象期間において当該通信端末が前記第２既知信号を送信する場合には大きくする。
【００１２】
また、本発明に係る基地局の一態様では、前記スケジューリング実行部は、通信端末についての前記下り優先度を、当該通信端末の前記上り優先度が高いほど高くなるように、かつ前記スケジューリング対象期間において当該通信端末が前記第２既知信号を送信する場合に当該第２既知信号の周波数帯域が大きいほど高くなるように決定するとともに、前記しきい値を、前記スケジューリング対象期間において当該通信端末が前記第２既知信号を送信する場合に当該第２既知信号の周波数帯域が大きいほど大きくする。
【００１３】
また、本発明に係る基地局の一態様では、前記使用信号決定部は、通信端末についての前記下り優先度が前記しきい値よりも高く、前記スケジューリング対象期間において当該通信端末が第２のしきい値よりも大きい周波数帯域を有する前記第２既知信号を送信する場合には、前記スケジューリング対象期間において前記通信部が当該通信端末と下り通信を行う際の前記複数のアンテナでの送信指向性の制御に使用する前記既知信号として前記第１既知信号だけではなく前記第２既知信号も決定し、前記スケジューリング実行部は、前記スケジューリング対象期間において下り通信を行うと決定した通信端末について、前記複数のアンテナでの送信指向性の制御に前記第１及び第２既知信号が使用されると決定される場合には、当該通信端末についての前記上り優先度は使用せずに前記スケジューリング対象期間において当該通信端末と上り通信を行うことを決定する。
【００１４】
また、本発明に係る基地局の一態様では、前記使用信号決定部は、通信端末についての前記下り優先度が前記しきい値よりも高い場合であっても、前記スケジューリング対象期間において当該通信端末が第２のしきい値よりも大きい周波数帯域を有する前記第２既知信号を送信する場合には、前記スケジューリング対象期間において前記通信部が当該通信端末と下り通信を行う際の前記複数のアンテナでの送信指向性の制御に使用する前記既知信号を前記第２既知信号に決定する。
【００１５】
また、本発明に係る基地局の一態様では、前記使用信号決定部は、前記スケジューリング対象期間において前記第２既知信号を送信しない場合には、当該通信端末の前記下り優先度にかかわらず、前記スケジューリング対象期間において前記通信部が当該通信端末と下り通信を行う際の前記複数のアンテナでの送信指向性の制御に使用する前記既知信号を前記第１既知信号に決定する。
【００１６】
また、本発明に係る基地局は、通信端末と通信する基地局であって、複数のアンテナを用いて通信端末と通信を行い、通信端末と下り通信を行う際には、当該通信端末からの既知信号に基づいて当該複数のアンテナでの送信指向性を制御する通信部と、上り通信期間と下り通信期間とを含むスケジューリング対象期間において、データの上り通信を行う通信端末とデータの下り通信を行う通信端末とを決定するとともに、データの上り通信を行う通信端末に対して当該通信端末との通信で使用する上り無線リソースを割り当て、データの下り通信を行う通信端末に対して当該通信端末との通信で使用する下り無線リソースを割り当てるスケジューリング実行部とを備え、前記既知信号は、第１及び第２既知信号を含み、前記第１既知信号は、通信端末がデータの送信に使用する上り無線リソースとして当該通信端末に割り当てられるデータ用上り無線リソースの一部を用いて送信され、前記第２既知信号は、前記データ用上り無線リソースとは別に定められた、前記第２既知信号の送信に使用することが可能な上り無線リソースを用いて送信され、通信端末についての前記第２既知信号の送信周波数帯域及び送信周期を決定する送信態様決定部と、前記第１及び第２既知信号のうち、前記スケジューリング対象期間において前記通信部が前記複数のアンテナでの送信指向性を制御する際に使用する既知信号を決定する使用信号決定部とをさらに備え、通信端末は、前記基地局から前記第２既知信号の送信周波数帯域及び送信周期が通知されると、その通知に対する応答データを前記基地局に送信し、その後、当該送信周波数帯域及び当該送信周期に基づいて前記第２既知信号を送信し、前記スケジューリング実行部は、通信端末についての上り通信の優先度である上り優先度を決定し、当該上り優先度に基づいて、前記スケジューリング対象期間においてデータの上り通信を行う通信端末を決定し、通信端末についての下り通信の優先度である下り優先度を決定し、当該下り優先度に基づいて、前記スケジューリング対象期間においてデータの下り通信を行う通信端末を決定し、前記使用信号決定部は、前記スケジューリング対象期間において通信端末がしきい値よりも大きい周波数帯域を有する前記第２既知信号を送信しない場合には、前記通信部が当該通信端末と下り通信を行う際の前記複数のアンテナでの送信指向性の制御に使用する前記既知信号を前記第１既知信号に決定し、前記スケジューリング対象期間において通信端末が前記しきい値よりも大きい周波数帯域を有する前記第２既知信号を送信する場合には、前記通信部が当該通信端末と下り通信を行う際の前記複数のアンテナでの送信指向性の制御に使用する前記既知信号を前記第２既知信号に決定し、前記スケジューリング実行部は、前記スケジューリング対象期間において下り通信を行うと決定した通信端末について、前記複数のアンテナでの送信指向性の制御に前記第１既知信号が使用されると決定される場合には、当該通信端末についての前記上り優先度は使用せずに前記スケジューリング対象期間において当該通信端末と上り通信を行うことを決定し、前記スケジューリング対象期間において下り通信を行うと決定した通信端末について、前記複数のアンテナでの送信指向性の制御に前記第２既知信号が使用されると決定される場合には、当該通信端末についての前記上り優先度を使用して前記スケジューリング対象期間において当該通信端末と上り通信を行うか否かを決定する。
【００１７】
また、本発明に係る基地局の一態様では、前記スケジューリング実行部は、通信端末についての前記下り優先度を、当該通信端末についての前記上り優先度が高いほど高くなるように決定する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、複数のアンテナでの送信指向性を制御する際に使用することが可能な第１及び第２既知信号を効率的に使い分けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施の形態に係る通信システムの構成を示す図である。
【図２】実施の形態に係る基地局の構成を示す図である。
【図３】実施の形態に係るＴＤＤフレームの構成を示す図である。
【図４】実施の形態に係るＴＤＤフレームの構成の種類を示す図である。
【図５】実施の形態に係るＴＤＤフレームの構成の詳細を示す図である。
【図６】ＳＲＳ送信帯域が周波数ホッピングされる様子の一例を示す図である。
【図７】ＳＲＳ送信帯域が周波数ホッピングされる様子の一例を示す図である。
【図８】実施の形態に係る通信システムの動作を示す図である。
【図９】通信端末に対する上り無線リソースの割り当て例を示す図である。
【図１０】実施の形態に係るスケジューリング対象期間を示す図である。
【図１１】実施の形態に係る基地局の動作を示すフローチャートである。
【図１２】実施の形態に係る通信システムの動作を示す図である。
【図１３】実施の形態に係る通信システムの動作を示す図である。
【図１４】通信端末に対する上り及び下り無線リソースの割り当て例を示す図である。
【図１５】通信端末に対する下り無線リソースの割り当て例を示す図である。
【図１６】通信端末に対する上り及び下り無線リソースの割り当て例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１は本実施の形態に係る通信システム１００の構成を示す図である。本通信システム１００は、例えば、複信方式としてＴＤＤ（Time Division Duplexing）方式が採用されたＬＴＥであって、複数の基地局１を備えている。各基地局１は、複数の通信端末２と通信を行う。ＬＴＥでは、下り通信ではＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）方式が使用され、上り通信ではＳＣ−ＦＤＭＡ（Single Carrier-Frequency Division Multiple Access）方式が使用される。したがって、基地局１から通信端末２への送信にはＯＦＤＭＡ方式が使用され、通信端末２から基地局１への送信にはＳＣ−ＦＤＭＡ方式が使用される。ＯＦＤＭＡ方式では、互いに直交する複数のサブキャリアが合成されたＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）信号が使用される。
【００２１】
図１に示されるように、各基地局１のサービスエリア１０は、周辺基地局１のサービスエリア１０と部分的に重なっている。図１では、４つの基地局１だけしか示されていないため、１つの基地局１に対して周辺基地局１が２つあるいは３つだけしか存在していないが、実際には、１つの基地局１に対して例えば６つの周辺基地局１が存在する。
【００２２】
複数の基地局１は、図示しないネットワークに接続されており、当該ネットワークを通じて互いに通信可能となっている。また、ネットワークには図示しないサーバ装置が接続されており、各基地局１は、ネットワークを通じてサーバ装置と通信可能となっている。
【００２３】
図２は各基地局１の構成を示す図である。基地局１は、時間軸と周波数軸とからなる２次元で特定される無線リソースを複数の通信端末２のそれぞれに個別に割り当てることによって、当該複数の通信端末２と同時に通信することが可能となっている。基地局１は、送受信アンテナとしてアレイアンテナを有し、アダプティブアレイアンテナ方式を用いてアレイアンテナの指向性を制御することが可能である。
【００２４】
図２に示されるように、基地局１は、無線処理部１１と、当該無線処理部１１を制御する制御部１２とを備えている。無線処理部１１は、複数のアンテナ１１０ａから成るアレイアンテナ１１０を有している。無線処理部１１は、アレイアンテナ１１０で受信される複数の受信信号のそれぞれに対して増幅処理、ダウンコンバート及びＡ／Ｄ変換処理等を行って、ベースバンドの複数の受信信号を生成して出力する。
【００２５】
また、無線処理部１１は、制御部１２で生成されるベースバンドの複数の送信信号のそれぞれに対して、Ｄ／Ａ変換処理、アップコンバート及び増幅処理等を行って、搬送帯域の複数の送信信号を生成する。そして、無線処理部１１は、生成した搬送帯域の複数の送信信号を、アレイアンテナ１１０を構成する複数のアンテナ１１０ａにそれぞれ入力する。これにより、各アンテナ１１０ａから送信信号が無線送信される。
【００２６】
制御部１２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）及びメモリなどで構成されている。制御部１２は、機能ブロックとして、送信信号生成部１２０、受信データ取得部１２１、スケジューリング実行部１２２、送信ウェイト処理部１２３、受信ウェイト処理部１２４、送信態様決定部１２５及び使用信号決定部１２６を備えている。
【００２７】
送信信号生成部１２０は、通信対象の通信端末２に向けた制御データ及びユーザデータを含む送信データを生成する。そして、送信信号生成部１２０は、生成した送信データを含むベースバンドの送信信号を生成する。この送信信号は、アレイアンテナ１１０を構成する複数のアンテナ１１０ａの数だけ生成される。
【００２８】
送信ウェイト処理部１２３は、送信信号生成部１２０で生成された複数の送信信号に対して、アレイアンテナ１１０での送信指向性を制御するための複数の送信ウェイトをそれぞれ設定する。そして、送信ウェイト処理部１２３は、複数の送信ウェイトがそれぞれ設定された複数の送信信号に対して逆離散フーリエ変換（IDFT：Inverse Discrete Fourier Transform）等を行った後に、当該複数の送信信号を無線処理部１１に出力する。
【００２９】
受信ウェイト処理部１２４は、無線処理部１１から入力される複数の受信信号に対して、離散フーリエ変換（DFT：Discrete Fourier Transform）を行った後に、アレイアンテナ１１０での受信指向性を制御するための複数の受信ウェイトをそれぞれ設定する。そして、受信ウェイト処理部１２４は、複数の受信ウェイトがそれぞれ設定された複数の受信信号を合成して新たな受信信号を生成する。
【００３０】
受信データ取得部１２１は、受信ウェイト処理部１２４で生成された新たな受信信号に対して、逆離散フーリエ変換や復調処理等を行って、当該受信信号に含まれる制御データ及びユーザデータを取得する。以後、制御データ及びユーザデータをまとめて単に「データ」と呼ぶことがある。
【００３１】
本実施の形態に係る基地局１では、無線処理部１１、送信ウェイト処理部１２３及び受信ウェイト処理部１２４によって、アレイアンテナ１１０の指向性を適応的に制御しながら複数の通信端末２と通信を行う通信部１３が構成されている。通信部１３は、通信端末２と通信する際に、アレイアンテナ１１０の受信指向性及び送信指向性のそれぞれを制御する。具体的には、通信部１３は、受信ウェイト処理部１２４において、受信信号に乗算する受信ウェイトを調整することより、アレイアンテナ１１０での受信指向性のビーム及びヌルを様々な方向に設定することができる。また、通信部１３は、送信ウェイト処理部１２３において、送信信号に乗算する送信ウェイトを調整することより、アレイアンテナ１１０での送信指向性のビーム及びヌルを様々な方向に設定することができる。送信ウェイトは受信ウェイトから求めることができ、受信ウェイトは通信端末２からの既知信号に基づいて求めることができる。
【００３２】
スケジューリング実行部１２２は、通信対象の各通信端末２に対して、当該通信端末２へのデータの送信に使用する下り無線リソース（送信周波数及び送信時間帯）を割り当てる。送信信号生成部１２０は、スケジューリング実行部１２２が通信端末２に割り当てた下り無線リソースに基づいて、当該通信端末２に送信すべきデータを含む送信信号を生成するとともに、当該下り無線リソースに基づいたタイミングで当該送信信号を送信ウェイト処理部１２３に入力する。これにより、通信端末２に送信すべきデータを含む送信信号が、当該通信端末２に割り当てられた下り無線リソースを用いて通信部１３から送信される。送信信号生成部１２０は、スケジューリング実行部１２２が通信端末２に割り当てた下り無線リソースを当該通信端末２に通知するための制御データを含む送信信号を生成して出力する。これにより、通信端末２は、自装置宛てのデータの送信で使用される下り無線リソースを知ることができ、基地局１からの自装置宛てのデータを適切に受信することができる。
【００３３】
またスケジューリング実行部１２２は、通信対象の各通信端末２に対して、当該通信端末２が基地局１にデータを送信する際に使用する上り無線リソースを割り当てる。送信信号生成部１２０は、スケジューリング実行部１２２が通信端末２に割り当てた上り無線リソースを当該通信端末２に通知するための制御データを含む送信信号を生成して出力する。これにより、通信端末２は、基地局１へのデータの送信に使用する上り無線リソースを知ることができ、当該上り無線リソースを用いて基地局１にデータを無線送信する。
【００３４】
送信態様決定部１２５は、通信端末２が送信する既知信号である後述のサウンディング基準信号（ＳＲＳ）の送信態様（送信周波数帯域及び送信周期）を決定する。送信信号生成部１２０は、送信態様決定部１２５で決定された、通信端末２が送信するＳＲＳの送信態様を当該通信端末２に通知するための制御データを含む送信信号を生成して出力する。これにより、当該通信端末２は、自身が送信するＳＲＳについての送信態様（送信周波数帯域及び送信周期）を知ることができ、当該送信態様に基づいてＳＲＳを基地局１に送信する。
【００３５】
使用信号決定部１２６は、通信対象の各通信端末２について、アレイアンテナ１１０の送信指向性を制御する際に使用することが可能なＳＲＳ及び後述の復調リファレンス信号（ＤＲＳ）のうち、通信部１３が当該通信端末２と下り通信を行う際のアレイアンテナ１１０の送信指向性の制御に使用する既知信号を決定する。通信部１３は、通信端末２と下り通信する際には、ＳＲＳ及びＤＲＳのうち、使用信号決定部１２６で使用が決定された既知信号に基づいて送信ウェイトを算出して、アレイアンテナ１１０の送信指向性を制御する。以後、アレイアンテナ１１０の送信指向性の制御を「アレイ送信制御」と呼ぶことがある。
【００３６】
＜ＴＤＤフレームの構成＞
次に基地局１と通信端末２との間で使用されるＴＤＤフレーム３００について説明する。ＴＤＤフレーム３００は、時間軸と周波数軸とからなる２次元で特定される。ＴＤＤフレーム３００の周波数帯域幅（システム帯域幅）は例えば１０ＭＨｚであって、ＴＤＤフレーム３００の時間長は１０ｍｓである。基地局１は、ＴＤＤフレーム３００から、各通信端末２に対して割り当てる上り無線リソース及び下り無線リソースを決定する。
【００３７】
図３はＴＤＤフレーム３００の構成を示す図である。図３に示されるように、ＴＤＤフレーム３００は、２つのハーフフレーム３０１で構成されている。各ハーフフレーム３０１は、５個のサブフレーム３０２で構成されている。つまり、ＴＤＤフレーム３００は１０個のサブフレーム３０２で構成されている。サブフレーム３０２の時間長は１ｍｓである。以後、ＴＤＤフレーム３００を構成する１０個のサブフレーム３０２を、先頭から順に第０〜第９サブフレーム３０２とそれぞれ呼ぶことがある。
【００３８】
各サブフレーム３０２は、時間方向に２つのスロット３０３を含んで構成されている。各スロット３０３は、７個のシンボル期間３０４で構成されている。したがって、各サブフレーム３０２は、時間方向に１４個のシンボル期間３０４を含んでいる。このシンボル期間３０４は、ＯＦＤＭＡ方式の下り通信では、ＯＦＤＭシンボルの１シンボル期間となり、ＳＣ−ＦＤＭＡ方式の上り通信では、ＤＦＴＳ（Discrete Fourier Transform Spread）−ＯＦＤＭシンボルの１シンボル期間となる。
【００３９】
以上のように構成されるＴＤＤフレーム３００には、上り通信専用のサブフレーム３０２と下り通信専用のサブフレーム３０２とが含められる。以後、上り通信専用のサブフレーム３０２を「上りサブフレーム３０２ｕ」と呼び、下り通信専用のサブフレーム３０２を「下りサブフレーム３０２ｄ」と呼ぶ。通信端末２は、上りサブフレーム３０２ｕで基地局１にデータを送信し、基地局１は、下りサブフレーム３０２ｄで通信端末２にデータを送信する。
【００４０】
ＬＴＥでは、ＴＤＤフレーム３００において、周波数方向に１８０ｋＨｚの周波数帯域幅を含み、時間方向に７シンボル期間３０４（１スロット３０３）を含む領域（無線リソース）が「リソースブロック（ＲＢ）」と呼ばれている。リソースブロックには、１２個のサブキャリアが含まれる。スケジューリング実行部１２２は、通信端末２がデータの送信に使用する上り無線リソースを当該通信端末２に割り当てる場合、あるいは通信端末２にデータを送信する際に使用する下り無線リソースを当該通信端末２に割り当てる場合には、時間方向においては連続する２つのリソースブロック単位、つまり一つのサブフレーム３０２単位で、周波数方向においては一つのリソースブロック単位で、当該通信端末２に対して上り無線リソースあるいは下り無線リソースを割り当てる。なお、上り通信ではＳＣ−ＦＤＭＡ方式が使用されていることから、上りサブフレーム３０２ｕの１つのスロット３０３において、ある通信端末２に対して周波数方向において複数のリソースブロックが割り当てられる際には、周波数方向に連続した複数のリソースブロックが当該通信端末２に割り当てられる。
【００４１】
また、ＬＴＥでは、ＴＤＤフレーム３００の構成については、上りサブフレーム３０２ｕと下りサブフレーム３０２ｄの組み合わせが異なる７種類の構成が規定されている。図４は当該７種類の構成を示す図である。
【００４２】
図４に示されるように、ＬＴＥでは、０番〜６番までのＴＤＤフレーム３００の構成が規定されている。本通信システム１００では、この７種類の構成のうちの１つの構成が使用される。図４では、「Ｄ」で示されるサブフレーム３０２は、下りサブフレーム３０２ｄを意味し、「Ｕ」で示されるサブフレーム３０２は、上りサブフレーム３０２ｕを意味している。また、「Ｓ」で示されるサブフレーム３０２は、通信システム１００において、下り通信から上り通信への切り替えが行われるサブフレーム３０２を意味している。このサブフレーム３０２を「スペシャルサブフレーム３０２」と呼ぶ。
【００４３】
例えば、０番の構成を有するＴＤＤフレーム３００では、第０及び第５サブフレーム３０２が下りサブフレーム３０２ｄとなっており、第２〜第４サブフレーム３０２及び第７〜第９サブフレーム３０２が上りサブフレーム３０２ｕとなっており、第１及び第６サブフレーム３０２がスペシャルサブフレーム３０２となっている。また、４番の構成を有するＴＤＤフレーム３００では、第０サブフレーム３０２及び第４〜第９サブフレーム３０２が下りサブフレーム３０２ｄとなっており、第２及び第３サブフレーム３０２が上りサブフレーム３０２ｕとなっており、第１サブフレーム３０２がスペシャルサブフレーム３０２となっている。
【００４４】
図５は、１番の構成を有するＴＤＤフレーム３００の構成を詳細に示す図である。図５に示されるように、スペシャルサブフレーム３０２は、時間方向に、下りパイロットタイムスロット（ＤｗＰＴＳ）３５１と、ガードタイム（ＧＰ）３５０と、上りパイロットタイムスロット（ＵｐＰＴＳ）３５２とを含んでいる。ガードタイム３５０は、下り通信から上り通信に切り替えるために必要な無信号期間であって、通信には使用されない。以下の説明では、通信システム１００では、１番の構成を有するＴＤＤフレーム３００が使用されるものとする。
【００４５】
ＬＴＥでは、下りパイロットタイムスロット３５１、ガードタイム３５０及び上りパイロットタイムスロット３５２の時間長の組み合わせについて、複数種類の組み合わせが規定されている。図５の例では、下りパイロットタイムスロット３５１の時間長は１１シンボル期間３０４に設定されており、上りパイロットタイムスロット３５２の時間長は２シンボル期間３０４に設定されている。
【００４６】
本実施の形態に係る通信システム１００では、下りサブフレーム３０２ｄだけではなく、スペシャルサブフレーム３０２の下りパイロットタイムスロット３５１においても下り通信を行うことが可能である。また、本通信システム１００では、上りサブフレーム３０２ｕだけではなく、スペシャルサブフレーム３０２の上りパイロットタイムスロット３５２においても上り通信を行うことが可能である。
【００４７】
本実施の形態では、基地局１は、下りパイロットタイムスロット３５１の各シンボル期間３０４においてデータを通信端末２に送信する。また、各通信端末２は、上りパイロットタイムスロット３５２の２つのシンボル期間３０４のうちのどちらか一方においてＳＲＳと呼ばれる既知信号を送信する。ＳＲＳは、複数のサブキャリアを変調する複数の複素シンボルで構成されている。本実施の形態では、上りパイロットタイムスロット３５２において送信されるＳＲＳを、送信ウェイトを算出するために使用する。つまり、基地局１の通信部１３は、通信端末２が上りパイロットタイムスロット３５２で送信するＳＲＳに基づいてアレイ送信制御を行うことが可能となっている。
【００４８】
なお、ＳＲＳは、上りサブフレーム３０２ｕの最後のシンボル期間３０４においても送信可能である。つまり、通信端末２は、上りサブフレーム３０２ｕにおいて、最後のシンボル期間３０４を除く各シンボル期間３０４ではデータを送信可能であり、最後のシンボル期間３０４ではＳＲＳを送信可能である。アレイ送信制御には、上りサブフレーム３０２ｕの最後のシンボル期間３０４で送信されるＳＲＳを使用することも可能であるが、本実施の形態では、上りパイロットタイムスロット３５２で送信されるＳＲＳを使用するものとする。以後、特に断らない限り、ＳＲＳと言えば、上りパイロットタイムスロット３５２を使用して送信されるＳＲＳを意味するものとする。また、上りパイロットタイムスロット３５２に含まれる各シンボル期間３０４を「ＳＲＳ送信シンボル期間３７０」と呼ぶ。
【００４９】
ＳＲＳは周期的に送信される信号であって、その送信周期の長さ（送信間隔）については変更することが可能である。以後、ＳＲＳの送信周期を「ＳＲＳ送信周期３６０」と呼ぶ。図５の例では、ＳＲＳ送信周期３６０の長さ（送信間隔）が５ｍｓに設定されており、上りスペシャルサブフレーム３０２の上りパイロットタイムスロット３５２ごとにＳＲＳが送信されている。
【００５０】
このように、本実施の形態に係る通信システム１００では、通信端末２がデータを送信する際に使用することが可能な上り無線リソース（上りサブフレーム３０２ｕのうち最後のシンボル期間３０４を除く部分）とは別に、ＳＲＳを送信することが可能な上り無線リソース（スペシャルサブフレーム３０２のうち上りパイロットタイムスロット３５２を含む部分と、上りサブフレーム３０２ｕのうち最後のシンボル期間３０４を含む部分）が定められている。
【００５１】
＜ＳＲＳの送信周波数帯域＞
本通信システム１００では、ＳＲＳの送信に使用可能な周波数帯域４００（以後、「ＳＲＳ送信可能帯域４００」と呼ぶ）が、ＳＲＳ送信周期３６０ごとに、システム帯域の高周波側及び低周波側に交互に配置されているようになっている。図５では、ＳＲＳ送信可能帯域４００が斜線で示されている。
【００５２】
また、本実施の形態に係る通信システム１００では、１つの通信端末２がＳＲＳの送信に使用する周波数帯域（以後、「ＳＲＳ送信帯域」と呼ぶ）を、ＳＲＳ送信可能帯域４００の全範囲内あるいは一部の範囲内において、ＳＲＳ送信周期３６０ごとに変化させることが可能である。この制御は「周波数ホッピング」と呼ばれている。また、本通信システム１００では、ＳＲＳ送信帯域４５０の帯域幅（以後、「ＳＲＳ送信帯域幅」と呼ぶ）は変更可能となっている。
【００５３】
図６は、ある通信端末２が使用するＳＲＳ送信帯域４５０がＳＲＳ送信可能帯域４００の全範囲内で周波数ホッピングする様子の一例を示す図である。図６の例では、ＳＲＳ送信周期３６０の長さが５ｍｓに設定されており、ＳＲＳ送信可能帯域４００が第１〜第４周波数帯域に分割されている。そして、ＳＲＳ送信可能帯域４００の帯域幅の４分の１の帯域幅を有するＳＲＳ送信帯域４５０が、ＳＲＳ送信周期３６０ごとに、第１周波数帯域、第３周波数帯域、第２周波数帯域、第４周波数帯域の順に変化している。
【００５４】
図７は、ある通信端末２が使用するＳＲＳ送信帯域４５０がＳＲＳ送信可能帯域４００の全範囲内で周波数ホッピングする様子の他の一例を示す図である。図７の例では、ＳＲＳ送信周期３６０の長さが１０ｍｓに設定されており、ＳＲＳ送信可能帯域４００が第１及び第２周波数帯域に分割されている。そして、ＳＲＳ送信可能帯域４００の帯域幅の２分の１の帯域幅を有するＳＲＳ送信帯域４５０が、ＳＲＳ送信周期３６０ごとに、第１及び第２周波数帯域の間で交互に変化している。
【００５５】
なお、ＳＲＳ送信帯域４５０については、周波数ホッピングせずに一定の周波数帯域に固定することも可能である。つまり、通信端末２は、送信周波数帯域が一定のＳＲＳを周期的に送信することも可能である。
【００５６】
ＳＲＳの送信態様を決定する送信態様決定部１２５は、基地局１と通信する各通信端末２について、ＳＲＳ送信帯域幅、ＳＲＳ送信帯域４５０の先頭位置及びＳＲＳ送信周期３６０を決定する。ＳＲＳ送信帯域４５０の先頭位置がＳＲＳ送信周期３６０ごとに変化すると、ＳＲＳ送信帯域４５０が周波数ホッピングするようになる。送信態様決定部１２５は、通信端末２についてのＳＲＳ送信帯域幅とＳＲＳ送信帯域４５０の先頭位置を決定することによって、当該通信端末２についてのＳＲＳ送信帯域４５０を決定する。
【００５７】
送信信号生成部１２０は、送信態様決定部１２５で決定された、通信端末２が送信するＳＲＳの送信態様を当該通信端末２に通知するための制御データ（以後、「ＳＲＳ制御データ」と呼ぶ）を含む送信信号を生成する。この送信信号は、下りサブフレーム３０２ｄが使用されて通信部１３から当該通信端末２に送信される。これにより、各通信端末２にはＳＲＳ制御データが送信され、各通信端末２は、自身が送信するＳＲＳの送信態様を知ることができる。つまり、各通信端末２は、自身が送信するＳＲＳについてのＳＲＳ送信帯域幅、ＳＲＳ送信帯域４５０の先頭位置及びＳＲＳ送信周期３６０を認識することができる。各通信端末２は、基地局１で決定された送信態様に基づいてＳＲＳを周期的に送信する。
【００５８】
なお、ＳＲＳ制御データには、ＳＲＳの送信開始を指示するための送信開始データあるいはＳＲＳの送信停止を指示するための送信停止データも含められる。ＳＲＳを送信していない通信端末２が、送信開始データを含むＳＲＳ制御データを受信すると、当該ＳＲＳ制御データで指示される送信態様に基づいてＳＲＳの周期的な送信を開始する。また、ＳＲＳを周期的に送信する通信端末２が、送信停止データを含むＳＲＳ制御データを受信すると、ＳＲＳの送信を停止する。通信端末２が送信するＳＲＳの送信態様を変更する場合には、変更後の送信態様を指示するためのＳＲＳ制御データが当該通信端末２に通知される。このようなＳＲＳ制御データは、ＬＴＥでは、“RRCConnectionReconfiguration message”と呼ばれている。
【００５９】
＜ＳＲＳの送信を制御する際の通信システムの基本動作＞
次に、通信端末２がＳＲＳ制御データを受信してから、当該通信端末２が当該ＳＲＳ制御データによって通知される送信態様に基づいてＳＲＳを送信するまでの通信システム１００の基本動作について説明する。図８は当該動作を示す図である。以後、説明の対象となる通信端末２を「対象通信端末２」と呼ぶことがある。
【００６０】
図８に示されるように、例えば、（Ｎ−２）番目のＴＤＤフレーム３００の末尾に位置する下りサブフレーム３０２ｄにおいて、基地局１から対象通信端末２にＳＲＳ制御データを含む送信信号が送信されると、その次の（Ｎ−１）番目のＴＤＤフレーム３００の先頭から８番目の上りサブフレーム３０２ｕ（第７サブフレーム３０２）において、対象通信端末２は、ＳＲＳ制御信号を正常に受信した旨を通知するための応答データを含む送信信号を基地局１に送信する。この応答データは“RRCConnectionReconfigurationComplete message”と呼ばれている。
【００６１】
応答データを送信した対象通信端末２は、次のＮ番目のＴＤＤフレーム３００以降において、受信したＳＲＳ制御データで指示される送信態様でＳＲＳを送信する。図８の例では、ＳＲＳ送信周期３６０の長さは５ｍｓに設定されている。
【００６２】
なお、図８の例では、（Ｎ−１）番目のＴＤＤフレーム３００で対象通信端末２が応答データを送信しているが、それよりも後のＴＤＤフレーム３００で対象通信端末２が応答データを送信することもある。
【００６３】
また、ＳＲＳを送信している対象端末２が、変更後の送信態様を通知するためのＳＲＳ制御データを受信した場合には、当該ＳＲＳ制御データによって通知される変更後の送信態様でＳＲＳを送信するまでは（図８の例では、（Ｎ−１）番目のＴＤＤフレーム３００の２つ目のスペシャルサブフレーム３０２まで）、それまでの送信態様でＳＲＳを送信することになる。
【００６４】
このように、基地局１が、あるＴＤＤフレーム３００において、対象通信端末２に対してＳＲＳ制御データを送信すると、そのＴＤＤフレーム３００よりも少なくとも２つ後のＴＤＤフレーム３００以降において、対象通信端末２は、当該ＳＲＳ制御データに基づいたＳＲＳの送信を行うようになる。したがって、基地局１が、対象通信端末２にＳＲＳの送信開始を指示する際、あるいは対象通信端末２にＳＲＳの送信態様の変更を指示する際には、対象通信端末２にＳＲＳ制御データを送信してから、そのＳＲＳ制御データに基づいて対象通信端末２から送信されるＳＲＳを受信するまでに、ある程度の時間がかかることになる。
【００６５】
基地局１においては、使用信号決定部１２６が、対象通信端末２についてのアレイ送信制御にＳＲＳを使用すると決定すると、通信部１３は、対象通信端末２と下り通信を行う際には、対象通信端末２からのＳＲＳに基づいてアレイ送信制御を行う。具体的には、対象通信端末２からのＳＲＳが通信部１３で受信されると、受信ウェイト処理部１２４が当該ＳＲＳに基づいて受信ウェイトを算出する。そして、送信ウェイト処理部１２３が、受信ウェイト処理部１２４で算出された受信ウェイトに基づいて、対象通信端末２に送信する送信信号に適用する送信ウェイトを算出する。送信ウェイト処理部１２３は、送信信号生成部１２０で生成された、対象通信端末２へのデータを含む複数の送信信号に対して、算出した送信ウェイトを設定し、送信ウェイトが設定された複数の送信信号を無線処理部１１に入力する。これにより、アレイアンテナ１１０における、対象通信端末２への送信信号の周波数帯域での送信指向性に関するビームが、対象通信端末２に向くようになり、対象通信端末２に対して適切にデータを送信することができる。
【００６６】
＜ＤＲＳについて＞
本通信システム１００においては、データ送信に利用される上りサブフレーム３０２ｕの一部が使用されて、ＤＲＳと呼ばれる既知信号が送信される。基地局１では、ＳＲＳだけではなく、このＤＲＳをアレイ送信制御に使用することが可能である。ＤＲＳは、複数のサブキャリアを変調する複数の複素シンボルで構成されており、上りサブフレーム３０２ｕの各スロット３０３において、先頭から４つ目のシンボル期間３０４で送信される。
【００６７】
対象通信端末２は、基地局１のスケジューリング実行部１２２において、上りサブフレーム３０２ｕから、データの送信用として割り当てられた各リソースブロックの一部を用いてＤＲＳを送信する。図９はその様子を示す図である。図９には、１つの上りサブフレーム３０２ｕが示されており、対象通信端末２に割り当てられているリソースブロック５００（上りサブフレーム３０２ｕにおける、ＳＲＳを送信することが可能な最後のシンボル期間３０４は除く）には右下がり斜線が示されている。図９の例では、対象通信端末２には、データ送信用として、４つのリソースブロック５００が割り当てられている。対象通信端末２は、データの送信用として自身に割り当てられた各リソースブロック５００において、先頭から４つの目のシンボル期間３０４の複数のサブキャリアを用いてＤＲＳを送信する。図９では、対象通信端末２に割り当てられたリソースブロック５００において、先頭から４つ目のシンボル期間３０４を含む部分には、右下がりの斜線と左下がりの斜線との両方が示されている。
【００６８】
基地局１においては、使用信号決定部１２６が対象通信端末２についてのアレイ送信制御にＤＲＳを使用すると決定すると、通信部１３は、対象通信端末２と下り通信を行う際に、対象通信端末２からのＤＲＳに基づいてアレイ送信制御を行う。
【００６９】
＜アレイ送信制御について＞
本実施の形態に係る基地局１では、下りサブフレーム３０２ｄにおいて対象通信端末２に信号を送信する際には、対象通信端末２が送信する既知信号（ＳＲＳあるいはＤＲＳ）に基づいて、アレイアンテナ１１０の送信指向性に関してヌルステアリング及びビームフォーミングが行われる。本実施の形態に係る基地局１では、例えば、ＲＬＳ（Recursive Least-Squares）アルゴリズム等の逐次更新アルゴリズムを用いて、ＳＲＳあるいはＤＲＳに含まれる複数の複素シンボルに基づいて受信ウェイトを複数回更新し、更新終了後の受信ウェイトに基づいて送信ウェイトを求めることによって、ヌルステアリングとビームフォーミングの両方を行う。
【００７０】
また、本実施の形態に係る基地局１では、送信ウェイトが、例えば、１リソースブロックの周波数帯域ごとに求められる。以後、１リソースブロックの周波数帯域を「割り当て単位帯域」と呼ぶ。例えば、下りサブフレーム３０２ｄにおいて対象通信端末２に送信される送信信号の周波数帯域が４つの割り当て単位帯域で構成されているとすると、４つの割り当て単位帯域のそれぞれについて送信ウェイトが求められる。ある割り当て単位帯域を用いて対象通信端末２に送信される信号に対して適用する送信ウェイトは、対象通信端末２から受信した既知信号（ＳＲＳあるいはＤＲＳ）を構成する複数の複素シンボルのうち、当該ある割り当て単位帯域を用いて送信された１２個の複素シンボルに基づいて求められる。１リソースブロックには１２個のサブキャリアが含まれることから、１つの割り当て単位帯域を用いて１２個の複素シンボルを送信することが可能である。
【００７１】
このように、本実施の形態では、下りサブフレーム３０２ｄにおいて、対象通信端末２に対して送信信号を送信する際には、対象通信端末２から受信した既知信号うち、当該送信信号の周波数帯域と同じ周波数帯域で送信される部分を使用してアレイ送信制御が行われる。これにより、アレイ送信制御の精度が向上し、対象通信端末２に対して適切にビームを向けることができる。
【００７２】
＜基地局での無線リソースのスケジューリング動作＞
次に、基地局１が通信端末２に対する無線リソースの割り当てのスケジューリングを行い、その結果に基づいて通信端末２と通信するまでの当該基地局１の一連の動作について説明する。
【００７３】
本実施の形態では、上り通信期間と下り通信期間を含むスケジューリング対象期間が定められており、当該スケジューリング対象期間ごとに、そのスケジューリング対象期間での上り無線リソース及び下り無線リソースを通信端末２に割り当てるスケジューリングが行われる。本実施の形態では、図１０に示されるように、例えば、スペシャルサブフレーム３０２の上りパイロットタイムスロット３５２の先頭から、次のスペシャルサブフレーム３０２の上りパイロットタイムスロット３５２の先頭までの期間が、一つのスケジューリング対象期間５５０となっている。本実施の形態のように、１番の構成を有するＴＤＤフレーム３００が使用される場合には、スケジューリング対象期間５５０には、データの上り通信期間として２つの上りサブフレーム３０２ｕが含まれ、データの下り通信期間として２つの下りサブフレーム３０２ｄと一つのスペシャルサブフレーム３０２の下りパイロットタイムスロット３５１とが含まれる。
【００７４】
以後、スケジューリング対象期間５５０に含まれる２つの上りサブフレーム３０２ｕについて、前方の上りサブフレーム３０２ｕを第１上りサブフレーム３０２ｕと呼び、後方の上りサブフレーム３０２ｕを第２上りサブフレーム３０２ｕと呼ぶ。また、スペシャルサブフレーム３０２における、下りパイロットタイムスロット３５１を時間方向に含む部分については、ＴＤＤフレーム３００に含まれる下りサブフレーム３０２ｄには相当しないが、特に断らない限り、下りサブフレーム３０２ｄには、この部分も含むものとする。そして、スケジューリング対象期間５５０に含まれる２つの下りサブフレーム３０２ｄについて、前方の下りサブフレーム３０２ｄを第１下りサブフレーム３０２ｄと呼び、後方の下りサブフレーム３０２ｄを第２下りサブフレーム３０２ｄと呼び、スケジューリング対象期間５５０に含まれるスペシャルサブフレーム３０２における、下りパイロットタイムスロット３５１を時間方向に含む部分を第３下りサブフレーム３０２ｄと呼ぶ。
【００７５】
図１１は、あるスケジューリング対象期間５５０について基地局１が無線リソースのスケジューリングを行い、その結果に基づいて基地局１が当該スケジューリング対象期間において通信端末２と通信するまでの当該基地局１の一連の動作を示すフローチャートである。図１１を参照して、まず当該一連の動作の概要について説明する。
【００７６】
本実施の形態では、スケジューリング対象期間５５０についての無線リソースのスケジューリングは、つまり、図１１に示されるステップｓ１〜ｓ５までの一連の処理は、例えば、当該スケジューリング対象期間５５０の上りパイロットタイムスロット３５２を含むＴＤＤフレーム３００よりも一つ前のＴＤＤフレーム３００において実行される。図１０において、例えば、Ｎ番目のＴＤＤフレーム３００の前方のスペシャルサブフレーム３０２の上りパイロットタイムスロット３５２を含むスケジューリング対象期間５５０についての無線リソースのスケジューリングと、Ｎ番目のＴＤＤフレーム３００の後方のスペシャルサブフレーム３０２の上りパイロットタイムスロット３５２を含むスケジューリング対象期間５５０についての無線リソースのスケジューリングとは、（Ｎ−１）番目のＴＤＤフレーム３００で行われる。
【００７７】
図１１に示されるように、基地局１では、ステップｓ１において、スケジューリング実行部１２２が、上り通信対象の各通信端末２について、上り通信の優先度である上り優先度を決定する。上り通信対象の通信端末２とは、基地局１に送信すべき送信待ちデータを有する通信端末２である。
【００７８】
次にステップｓ２において、スケジューリング実行部１２２は、下り通信対象の各通信端末２について、下り通信の優先度である下り優先度を決定する。通信端末２についての下り優先度は、当該通信端末２の上り優先度が高いほど高くなるように設定される。下り通信対象の通信端末２とは、基地局１がそれに向けて送信すべき送信待ちデータを有する通信端末２である。
【００７９】
次にステップｓ３において、使用信号決定部１２６は、下り通信対象の各通信端末２に関して、下り優先度がしきい値αよりも高い通信端末２については、当該通信端末２についてのアレイ送信制御で使用する既知信号をＤＲＳに決定する。ただし、下り優先度がしきい値αよりも高い下り通信対象の通信端末２が、上り通信対象の通信端末２ではない場合、つまり、スケジューリング対象期間５５０において基地局１に送信すべき送信待ちデータが無い通信端末２である場合には、使用信号決定部１２６は、当該下り通信対象の通信端末２についてのスケジューリング対象期間５５０でのアレイ送信制御で使用する既知信号をＳＲＳに決定する。基地局１は、アレイ送信制御で使用する既知信号がＤＲＳに決定された通信端末２と下り通信する際には、当該通信端末２からスケジューリング対象期間５５０の上りサブフレーム３０２ｕで送信されるＤＲＳに基づいてアレイ送信制御を行う。
【００８０】
一方で、使用信号決定部１２６は、下り通信対象の各通信端末２に関して、下り優先度がしきい値αよりも低い通信端末２については、当該通信端末２についてのアレイ送信制御で使用する既知信号をＳＲＳに決定する。基地局１は、アレイ送信制御で使用する既知信号がＳＲＳに決定された通信端末２と下り通信する際には、当該通信端末２からスケジューリング対象期間５５０に含まれるＳＲＳ送信シンボル期間３７０で送信されるＳＲＳ、あるいは、当該ＳＲＳが無い場合には、スケジューリング対象期間５５０にできるだけ近いタイミングで当該通信端末２から送信されるＳＲＳに基づいてアレイ送信制御を行う。
【００８１】
下り優先度がしきい値αと同じである通信端末２については、当該通信端末２についてのアレイ送信制御で使用する既知信号をＤＲＳに決定しても良いし、ＳＲＳに決定しても良い。本実施の形態では、下り優先度がしきい値α以上の通信端末２については、当該通信端末２についてのアレイ送信制御で使用する既知信号をＤＲＳに決定することとする。
【００８２】
次にステップｓ４において、スケジューリング実行部１２２は、下り通信対象の通信端末２についての下り優先度に基づいて、スケジューリング対象期間５５０においてデータの下り通信を行う通信端末２（以後、「下り通信決定端末２」と呼ぶことがある）を決定するとともに、当該スケジューリング対象期間５５０に含まれる第１〜第３下りサブフレーム３０２ｄから、下り通信決定端末２に対して下り無線リソースを割り当てる。また、スケジューリング実行部１２２は、上り通信対象の通信端末２についての上り優先度に基づいて、スケジューリング対象期間５５０においてデータの上り通信を行う通信端末２（以後、「上り通信決定端末２」と呼ぶことがある）を決定するとともに、当該スケジューリング対象期間５５０に含まれる第１及び第２上りサブフレーム３０２ｕから、上り通信決定端末２に対して上り無線リソースを割り当てる。
【００８３】
本実施の形態に係るスケジューリング実行部１２２は、例えば、下り優先度の高い通信端末２から順に必要な下り無線リソースを割り当て、第１〜第３下りサブフレーム３０２ｄにおいて通信端末２に割り当てる下り無線リソースが無くなると、下り無線リソースの割り当て処理を終了する。ただし、本実施の形態では、後述のように、スケジューリング対象期間５５０についてのスケジューリングを行う際に、ＳＲＳを送信していない通信端末２が存在することから、当該通信端末２について、ＳＲＳを使用してアレイ送信制御を行うことができない。したがって、アレイ送信制御に使用される既知信号がＳＲＳに決定された通信端末２であって、ＳＲＳを送信していない通信端末２については、スケジューリング対象期間５５０においては、下り無線リソースを割り当てないことにする。つまり、スケジューリング実行部１２２は、下り通信対象の通信端末２のうち、アレイ送信制御に使用される既知信号がＳＲＳに決定された通信端末２であって、ＳＲＳを送信していない通信端末２を除外した中から、下り通信決定端末２を決定する。
【００８４】
また、本実施の形態に係るスケジューリング実行部１２２は、例えば、上り優先度の高い通信端末２から順に必要な上り無線リソースを割り当て、第１及び第２上りサブフレーム３０２ｕにおいて通信端末２に割り当てる上り無線リソースが無くなると、上り無線リソースの割り当て処理を終了する。ただし、後述するように、使用信号決定部１２６がアレイ送信制御においてＤＲＳを使用すると決定した通信端末２については、その上り優先度を考慮せずに（上り優先度を無視して）、スケジューリング対象期間５５０で上り通信を行うことを決定するとともに、当該通信端末２に対して上り無線リソースを割り当てる。
【００８５】
次にステップｓ５において、基地局１は、上り通信決定端末２に対して割り当てられた上り無線リソースを当該上り通信決定端末２に通知する。具体的には、スケジューリング実行部１２２が上り通信決定端末２に割り当てた上り無線リソースを当該上り通信決定端末２に通知するための制御データを含む送信信号を送信信号生成部１２０が生成し、この送信信号を通信部１３が無線送信する。
【００８６】
スケジューリング対象期間５５０の第１上りサブフレーム３０２ｕから、通信端末２に割り当てられた上り無線リソースについての当該通信端末２に対する通知は、例えば、当該スケジューリング対象期間５５０の２つ前のスケジューリング対象期間５５０での第３下りサブフレーム３０２ｄで行われる。また、スケジューリング対象期間５５０の第２上りサブフレーム３０２ｕから、通信端末２に割り当てられた上り無線リソースについての当該通信端末２に対する通知は、例えば、当該スケジューリング対象期間５５０の１つ前のスケジューリング対象期間５５０での第１下りサブフレーム３０２ｄで行われる。
【００８７】
ステップｓ５が実行されると、ステップｓ６において、基地局１の通信部１３は、スケジューリング対象期間５５０の第１及び第２上りサブフレーム３０２ｕにおいて、スケジューリング実行部１２２で上り無線リソースが割り当てられた上り通信決定端末２と、当該上り無線リソースを用いて上り通信を行う。つまり、基地局１の通信部１３は、スケジューリング対象期間５５０の第１及び第２上りサブフレーム３０２ｕにおいて、上り通信決定端末２が自身に割り当てられた上り無線リソースを用いて送信する信号を受信する。上り通信決定端末２は、自身に割り当てられた上り無線リソースの一部を使用してＤＲＳを送信する。
【００８８】
その後、ステップｓ７において、通信部１３は、スケジューリング対象期間５５０の第１〜第３下りサブフレーム３０２ｄにおいて、下り通信決定端末２に対して、当該下り通信決定端末２に割り当てられた下り無線リソースを用いて信号を送信する。このとき、通信部１３は、当該下り通信決定端末２について、使用信号決定部１２６で使用が決定された既知信号（ＳＲＳあるいはＤＲＳ）に基づいてアレイ送信制御を行う。
【００８９】
スケジューリング対象期間５５０の各下りサブフレーム３０２ｄに関して、当該下りサブフレーム３０２ｄから通信端末２に割り当てられた下り無線リソースの当該通信端末２に対する通知は、当該下り無線リソースの一部を用いて行われる。具体的には、ある下りサブフレーム３０２ｄから通信端末２に割り当てられた下り無線リソースの当該通信端末２に対する通知は、当該下りサブフレーム３０２ｄにおいて、当該下り無線リソースに含まれる、先頭のシンボル期間３０４から３つ目のシンボル期間３０４の間のいずれか一つのシンボル期間３０４において送信される。送信信号生成部１２０は、スケジューリング実行部１２２が下り通信決定端末２に割り当てた下り無線リソースを当該下り通信決定端末２に通知するための制御データを含む送信信号を生成し、この送信信号を通信部１３が無線送信する。
【００９０】
＜上り優先度及び下り優先度の決定方法＞
次にステップｓ１，ｓ２での上り優先度及び下り優先度の決定方法について詳細に説明する。本実施の形態では、上り優先度については下り通信状況は考慮せずに決定する。一方で、下り優先度については上り優先度を考慮して決定する。
【００９１】
上り優先度については、例えば、プロポーショナルフェアネス（ＰＦ）に基づいて決定する。対象通信端末２についてのスケジューリング対象期間５５０での上り優先度ＵＭは以下の式（１）で表すことができる。
【００９２】
ＵＭ＝Ｒｕ／Ｔｕ ・・・（１）
ここで、Ｒｕは、可用転送速度であって、スケジューリング対象期間５５０において対象通信端末２が送信可能なデータ量の期待値を示しており、対象通信端末２が使用する変調方式に比例する値である。また、Ｔｕは、対象通信端末２の平均送信スループットであって、対象通信端末２のこれまでの送信データ量の平均値を示している。式（１）に示されるように、対象通信端末２のこれまでの送信データ量が少ない場合には、対象通信端末２の上り優先度が高くなる。また、対象通信端末２についての上り通信品質が良好で、対象通信端末２が基地局１へのデータの送信に変調多値数が大きい変調方式を使用できる場合には、対象通信端末２の上り優先度が高くなる。
【００９３】
一方で、下り優先度については、まず、上り優先度と同様にして、プロポーショナルフェアネスに基づいて、仮の下り優先度（以後、「仮下り優先度」と呼ぶ）を決定する。対象通信端末２についてのスケジューリング対象期間５５０での仮下り優先度ｐＤＭは以下の式（２）で表すことができる。
【００９４】
ｐＤＭ＝Ｒｄ／Ｔｄ ・・・（２）
ここで、Ｒｄは、可用転送速度であって、スケジューリング対象期間５５０において基地局１が対象通信端末２に送信可能なデータ量の期待値を示しており、基地局１が対象通信端末２への送信で使用する変調方式に比例する値である。また、Ｔｄは、対象通信端末２に対する基地局１の平均送信スループットであって、対象通信端末２に対する基地局１のこれまでの送信データ量の平均値を示している。式（２）から理解できるように、仮下り優先度ｐＤＭは、上り通信状況は考慮されずに決定される。
【００９５】
次に、仮下り優先度ｐＤＭと上り優先度ＵＭを用いて、下り無線リソースのスケジューリングに使用する下り優先度ＤＭを決定する。通信端末２についての下り優先度ＤＭは、当該通信端末２の上り優先度ＵＭが高いほど高くになるように決定される。対象通信端末２についてのスケジューリング対象期間５５０での下り優先度ＤＭは、対象通信端末２についての仮下り優先度ｐＤＭ及び上り優先度ＵＭを用いて、以下の式（３）で表すことができる。
【００９６】
ＤＭ＝Ｆ（ｐＤＭ，ＵＭ） ・・・（３）
ここで、Ｆ（Ａ，Ｂ）は、Ａ及びＢの双方が大きい場合には値が大きくなる関数を表している。言い換えれば、Ｆ（Ａ，Ｂ）は、Ａ及びＢのうちの一方が変化せず他方が大きくなれば値が大きくなる関数を示している。したがって、対象通信端末２についての下り優先度ＤＭは、対象通信端末２の上り優先度ＵＭが高いほど高くなる。Ｆ（ｐＤＭ，ＵＭ）として、例えば以下の式（４）を採用することができる。
【００９７】
ＤＭ＝Ｆ（ｐＤＭ，ＵＭ）＝ｐＤＭCd×ＵＭCu ・・・（４）
ここで、Ｃｄ及びＣｕは調整定数であって、零よりも大きい値である。ただし、スケジューリング対象期間５５０において対象通信端末２が送信すべき送信待ちのデータが無い場合には、例外的にＣｕ＝０として、下り優先度ＤＭが求められる。
【００９８】
また、Ｆ（ｐＤＭ，ＵＭ）としては、式（４）の代わりに、例えば以下の式（５）を採用することができる。
【００９９】
ＤＭ＝Ｆ（ｐＤＭ，ＵＭ）＝Ｃｄ×ｐＵＭ＋Ｃｕ×ＵＭ ・・・（５）
スケジューリング実行部１２２では、このようにして、通信対象の各通信端末２についての上り優先度ＵＭ及び下り優先度ＤＭが求められる。
【０１００】
＜ＳＲＳの送信指示制御＞
本実施の形態では、基地局１は、通信端末２についてのアレイ送信制御にＳＲＳを使用する可能性が高いと判断される場合にだけ、当該通信端末２にＳＲＳを送信させるようにしている。以下に、基地局１でのＳＲＳの送信指示制御について説明する。
【０１０１】
本実施の形態では、送信態様決定部１２５が、スケジューリング実行部１２２においてスケジューリング対象期間５５０についての無線リソースのスケジューリングが行われる際に、当該スケジューリングで求められる下り優先度ＤＭを利用して通信端末２にＳＲＳを送信させるか否かを判断する。具体的には、送信態様決定部１２５は、ＳＲＳを送信していない下り通信対象の通信端末２の下り優先度ＤＭがしきい値αよりも低い場合には、当該通信端末２にＳＲＳを送信させることを決定する。そして、通信部１３が当該通信端末２に対して、送信開始データを含むＳＲＳ制御データを送信してＳＲＳを送信するように指示する。
【０１０２】
上述のように、下り優先度ＤＭがしきい値αよりも低い通信端末２については、アレイ送信制御においてＳＲＳが使用されると決定される。そして、アレイ送信制御にＳＲＳが使用されると決定された通信端末２であって、ＳＲＳを送信していない通信端末２については、スケジューリング対象期間５５０においては、下り無線リソースが割り当てられない。このような通信端末２に対して、スケジューリング対象期間５５０のすぐ後に下り無線リソースが割り当てられるようになったときには、当該通信端末２の下り優先度ＤＭが依然としてしきい値αよりも低い可能性が高い。したがって、ＳＲＳを送信しておらず、下り優先度ＤＭがしきい値αよりも低い通信端末２については、スケジューリング対象期間５５０の後においてのアレイ送信制御でＳＲＳが使用される可能性が高いと判断して、当該通信端末２に対してＳＲＳを送信するように指示する。
【０１０３】
ＳＲＳを送信しておらず、下り優先度ＤＭがしきい値αよりも低い通信端末２に対してＳＲＳの送信を指示する場合には、送信態様決定部１２５は、そのときの当該通信端末２についての基地局１での送信待ちデータ量に基づいてＳＲＳ送信帯域４５０を決定する。また、送信態様決定部１２５は、各スケジューリング対象期間５５０の上りパイロットタイムスロット３５２では必ずＳＲＳが送信されるように、当該通信端末２についてのＳＲＳ送信周期３６０の長さを５ｍｓとする。なお、当該通信端末２についてのＳＲＳ送信帯域４５０は周波数ホッピングしても良いし、しなくても良い。
【０１０４】
図１２は、ＳＲＳを送信しておらず、下り優先度ＤＭがしきい値αよりも低い対象通信端末２に対してＳＲＳの送信を指示する様子の一例を示す図である。図１２の例では、（Ｎ−１）番目のＴＤＤフレーム３００の前方のスペシャルサブフレーム３０２の上りパイロットタイムスロット３５２を含むスケジューリング対象期間５５０についての無線リソースのスケジューリングが（Ｎ−２）番目のＴＤＤフレーム３００において行われている。そして、当該スケジューリングにおいて求められた下り優先度ＤＭがしきい値αよりも低く、ＳＲＳを送信していない対象通信端末２に対してＳＲＳの送信指示が行われている。
【０１０５】
図１２に示されるように、スケジューリングが行われる（Ｎ−２）番目のＴＤＤフレーム３００の最後の下りサブフレーム３０２ｄにおいて、送信開始データを含むＳＲＳ制御データが対象通信端末２に送信される。そして、スケジューリング対象期間５５０のすぐ後の上りサブフレーム３０２ｕにおいて対象通信端末２から応答データが送信される。その後、Ｎ番目のＴＤＤフレーム３００の前方のスペシャルサブフレーム３０２において対象通信端末２からＳＲＳが送信されるようになる。なお、対象通信端末２からは、スケジューリング対象期間５５０のすぐ後の上りサブフレーム３０２ｕではなく、それよりも後の上りサブフレーム３０２ｕで応答データが送信されることがある。
【０１０６】
一方で、ＳＲＳを送信している下り通信対象の通信端末２の下り優先度ＤＭがしきい値α以上の場合には、送信態様決定部１２５は、当該通信端末２にＳＲＳの送信を停止させることを決定する。そして、通信部１３は、当該通信端末２に対して、送信停止データを含むＳＲＳ制御データを送信してＳＲＳの送信を停止することを指示する。
【０１０７】
スケジューリング対象期間５５０についての下り優先度ＤＭがしきい値α以上の通信端末２については、当該スケジューリング対象期間５５０の後のしばらくの間においても、下り優先度ＤＭがしきい値α以上である可能性が高く、当該通信端末２についてのアレイ送信制御にＳＲＳが使用される可能性は低い。したがって、ＳＲＳを送信する、下り優先度ＤＭがしきい値α以上の通信端末２に対しては、ＳＲＳの送信を停止することを指示する。
【０１０８】
図１３は、ＳＲＳを送信する、下り優先度ＤＭがしきい値α以上の対象通信端末２に対してＳＲＳの送信の停止を指示する様子の一例を示す図である。図１３の例では、図１２の例と同様に、（Ｎ−１）番目のＴＤＤフレーム３００の前方のスペシャルサブフレーム３０２の上りパイロットタイムスロット３５２を含むスケジューリング対象期間５５０についての無線リソースのスケジューリングが（Ｎ−２）番目のＴＤＤフレーム３００において行われている。そして、当該スケジューリングにおいて求められた下り優先度ＤＭがしきい値α以上であって、かつＳＲＳを送信している対象通信端末２に対して、ＳＲＳの送信停止指示が行われている。
【０１０９】
図１３に示されるように、スケジューリングが行われる（Ｎ−２）番目のＴＤＤフレーム３００の最後の下りサブフレーム３０２ｄにおいて、送信停止データを含むＳＲＳ制御データが対象通信端末２に送信される。そして、スケジューリング対象期間５５０のすぐ後の上りサブフレーム３０２ｕにおいて対象通信端末２から応答データが送信される。その後、対象通信端末２はＳＲＳを送信しなくなる。
【０１１０】
なお、ＳＲＳを送信している通信端末２の下り優先度ＤＭがしきい値αよりも低い場合には、当該通信端末２のＳＲＳの現在の送信態様を維持しても良いし、あらためて送信態様を決定しても良い。当該通信端末２のＳＲＳの送信態様をあらためて決定する場合には、送信態様決定部１２５は、そのときの当該通信端末２についての基地局１での送信待ちデータ量に基づいてあらたなＳＲＳ送信帯域を決定する。通信部１３は、送信態様決定部１２５であらたに決定されたＳＲＳ送信帯域を当該通信端末２に通知するためのＳＲＳ制御データを当該通信端末２に送信する。
【０１１１】
以上のように、通信端末２についてのアレイ送信制御にＳＲＳが使用される可能性が高いと判断される場合にだけ、当該通信端末２にＳＲＳを送信させることによって、データの送信に使用することが可能な上り無線リソースとは別に定められた、ＳＲＳの送信に使用することが可能な上り無線リソースを有効利用することができる。
【０１１２】
＜上り及び下り無線リソースの割り当て方法＞
次にステップｓ４での上り及び下り無線リソースの割り当て方法について詳細に説明する。本実施の形態では、下り通信決定端末２のうち、アレイ送信制御においてＤＲＳが使用される通信端末２については、その上り優先度ＵＭにかかわらず上り通信決定端末２とされるとともに、下り無線リソース及び上り無線リソースが、当該下り無線リソースの周波数帯域が当該上り無線リソースの周波数帯域に含まれるように割り当てられる。
【０１１３】
一方で、下り通信決定端末２のうち、アレイ送信制御においてＳＲＳが使用される通信端末２については、下り無線リソースが、その周波数帯域が当該通信端末２から送信されるＳＲＳの送信周波数帯域に含まれるように割り当てられる。
【０１１４】
上り通信決定端末２については、それらのうち、下り通信決定端末２となっており、かつアレイ送信制御においてＤＲＳが使用される通信端末２については、上述のように、下り無線リソース及び上り無線リソースが、当該下り無線リソースの周波数帯域が当該上り無線リソースの周波数帯域に含まれるように割り当てられる。上り通信決定端末２のうちのそれ以外の通信端末２については、下り通信決定端末２となっているか否かにかかわらず、当該通信端末２の下り通信の状況は考慮されずに、上り無線リソースが割り当てられる。
【０１１５】
図１４は、下り通信決定端末２であって、かつアレイ送信制御においてＤＲＳが使用される端末番号１の対象通信端末２に対する、あるスケジューリング対象期間５５０についての下り及び上り無線リソースの割り当て例を示す図である。
【０１１６】
図１４に示される例では、対象通信端末２に対して、下り無線リソースの周波数帯域６００が上り無線リソースの周波数帯域６０１と一致するように、当該下り無線リソース及び当該上り無線リソースが割り当てられている。上述のように、対象通信端末２に割り当てられた上り無線リソースの一部を用いて対象通信端末２から送信されるＤＲＳについては、その周波数帯域は、当該上り無線リソースの周波数帯域と一致することから、図１４の例では、対象通信端末２に対して、下り無線リソースの周波数帯域６００が上り無線リソースの一部で送信されるＤＲＳの周波数帯域と一致するように、当該下り無線リソース及び当該上り無線リソースが割り当てられている。
【０１１７】
なお、対象通信端末２に対して、下り無線リソースの周波数帯域が上り無線リソースの周波数帯域と完全に一致せずそれに含まれるように、当該下り無線リソース及び当該上り無線リソースを割り当てても良い。言い換えれば、対象通信端末２に対して、下り無線リソースの周波数帯域が上り無線リソースの周波数帯域の一部で送信されるＤＲＳの周波数帯域と完全に一致せずそれに含まれるように、当該下り無線リソース及び当該上り無線リソースを割り当てても良い。
【０１１８】
このように、対象通信端末２に対して、下り無線リソースの周波数帯域が上り無線リソースの周波数帯域に含まれるように、当該下り無線リソース及び当該上り無線リソースを割り当てることによって、基地局１は、対象通信端末２に割り当てられた下り無線リソースを用いて対象通信端末２に送信信号を送信する際には、当該送信信号と同じ周波数帯域を有するＤＲＳに基づいてアレイ送信制御を行うことができる。これにより、アレイ送信制御の精度が向上し、対象通信端末２に対して適切にビームを向けることができる。
【０１１９】
なお、スケジューリング対象期間５５０に含まれる第１〜第３下りサブフレーム３０２ｄのそれぞれに関して、当該下りサブフレーム３０２ｄから対象通信端末２に割り当てられた下り無線リソースを用いて対象通信端末２に送信信号を送信する際のアレイ送信制御においては、当該スケジューリング対象期間５５０に含まれる第１上りフレーム３０２ｕの一部で送信されるＤＲＳを用いても良いし、当該スケジューリング対象期間５５０に含まれる第２上りフレーム３０２ｕの一部で送信されるＤＲＳを用いても良い。
【０１２０】
図１５は、下り通信決定端末２であって、かつアレイ送信制御においてＳＲＳが使用される端末番号１の対象通信端末２に対する、あるスケジューリング対象期間５５０についての下り無線リソースの割り当て例を示す図である。
【０１２１】
図１５に示される例では、対象通信端末２は、スケジューリング対象期間５５０の前方のスペシャルサブフレーム３０２の上りパイロットタイムスロット３５２に含まれる２つのＳＲＳ送信シンボル期間３７０のうちの前方のＳＲＳ送信シンボル期間３７０においてＳＲＳを送信している。そして、対象通信端末２に対しては、下り無線リソースの周波数帯域６１０が、対象通信端末２が送信するＳＲＳの周波数帯域（ＳＲＳ送信帯域４５０）と一致するように、当該下り無線リソースが割り当てられている。
【０１２２】
なお、対象通信端末２に対して、下り無線リソースの周波数帯域が対象通信端末２からの周波数帯域と完全に一致せずそれに含まれるように、当該下り無線リソースを割り当てても良い。
【０１２３】
また、対象通信端末２についてのＳＲＳ送信周期３６０が１０ｍｓ以上に設定されて、図１５の例とは異なり、スケジューリング対象期間５５０において対象通信端末２からＳＲＳが送信されない場合には、スケジューリング対象期間５５０にできるだけ近くのタイミングで対象通信端末２から送信されるＳＲＳの周波数帯域に下り無線リソースの周波数帯域が含まれるように当該下り無線リソースを対象通信端末２に割り当てる。
【０１２４】
このように、対象通信端末２に対して、下り無線リソースの周波数帯域が対象通信端末２からのＳＲＳの周波数帯域に含まれるように、当該下り無線リソースを割り当てることによって、基地局１は、対象通信端末２に割り当てられた下り無線リソースを用いて対象通信端末２に送信信号を送信する際には、当該送信信号と同じ周波数帯域のＳＲＳに基づいてアレイ送信制御を行うことができる。これにより、アレイ送信制御の精度が向上し、対象通信端末２に対して適切にビームを向けることができる。
【０１２５】
また、通信部１３においては、対象通信端末２に対して信号を送信するタイミングと、その際のアレイ送信制御に使用するＳＲＳを受信するタイミングとが離れていると、対象通信端末２からのＳＲＳの受信から、対象通信端末２への信号の送信までの間に、基地局１と対象通信端末２との間の伝搬路の状況が変化して、アレイ送信制御の精度が低下する可能性がある。したがって、本実施の形態のように、対象通信端末２に対して信号を送信する際には、その送信タイミングにできるだけ近いタイミングで受信したＳＲＳに基づいてアレイ送信制御を行うことによって、アレイ送信制御の精度が向上する。
【０１２６】
以上のように、本実施の形態では、対象通信端末２の上り優先度ＵＭが高いほど高くなるように決定された対象通信端末２の下り優先度ＤＭが、しきい値αよりも高い場合には、対象通信端末２との下り通信時のアレイ送信制御ではＤＲＳが使用されると決定され、下り優先度ＤＭがしきい値αよりも低い場合には、対象通信端末２との下り通信時のアレイ送信制御ではＳＲＳが使用されると決定される。これにより、アレイ送信制御で使用することが可能なＤＲＳとＳＲＳとを効率的に使い分けることができる。以下にこの効果について詳細に説明する。
【０１２７】
対象通信端末２についてのアレイ送信制御の際にＤＲＳを使用する場合には、上述のように、対象通信端末２に対して、下り無線リソースの周波数帯域が上り無線リソースの周波数帯域に含まれるように当該下り無線リソース及び当該上り無線リソースを割り当てることになる。したがって、対象通信端末２に対する下り無線リソース及び上り無線リソースの割り当て自由度が低下する。例えば、対象通信端末２について、下り優先度が高く、上り優先度が低い場合には、対象通信端末２についてＤＲＳを用いてアレイ送信制御を行うためには、上り優先度が高い他の通信端末２に対して上り無線リソースを割り当てる代わりに、上り優先度の低い対象通信端末２に対して上り無線リソースを割り当てることがある。
【０１２８】
一方で、対象通信端末２についてのアレイ送信制御の際にＳＲＳを使用する場合には、対象通信端末２に対する上り無線リソースの割り当てとは関係なく、対象通信端末２に対して下り無線リソースを割り当てることができる。
【０１２９】
しかしながら、上述の図８，１２に示されるように、対象通信端末２に対してＳＲＳ制御データを使用してＳＲＳの送信を指示してから、対象通信端末２がＳＲＳを送信するようになるまでには、ある程度の時間が必要とされることから、ＳＲＳを送信していない対象通信端末２について、ＳＲＳに基づいたアレイ送信制御を行うためには、ある程度の時間が必要とされる。したがって、アレイ送信制御の際にＤＲＳを使用する場合とは異なり、対象通信端末２についてアレイ送信制御を行いながら下り通信を実行しようとしたとしても、対象通信端末２とすぐに下り通信を行うことができないことがある。
【０１３０】
また、本実施の形態とは異なり、基地局１と接続する通信端末２のすべてが常にＳＲＳを送信するようにして、対象通信端末２に対する無線リソースのスケジューリングを行う際には、対象通信端末２が常にＳＲＳを送信している状態にすれば、上記のような問題はなく、対象通信端末２とすぐに下り通信を行うことができる。しかしながら、この場合には、対象通信端末２が送信するＳＲＳの周波数帯域にあわせて対象通信端末２に対して下り無線リソースを割り当てる必要があることから、下り無線リソースの割り当て自由度が低下する。ＳＲＳ送信帯域４５０はＳＲＳ制御データを使用して変更することが可能であるものの、対象通信端末２に対するＳＲＳ送信帯域４５０の変更通知から、対象通信端末２から変更後のＳＲＳ送信帯域４５０でＳＲＳが送信されるまでの間には、ある程度の時間が必要であることから、下り無線リソースの割り当て自由度を向上するためにＳＲＳ送信帯域４５０を変更する場合には、対象通信端末２とすぐに下り通信を行うことができない。
【０１３１】
また、基地局１のＳＲＳ制御データの送信には下りサブフレーム３０２ｄが使用され、通信端末２の応答データの送信には上りサブフレーム３０２ｕが使用されることから、ユーザデータの送信に使用することができる下り無線リソース及び上り無線リソースが低減する。
【０１３２】
また、対象通信端末２についてのＳＲＳ送信周期３６０が長い場合には、対象通信端末２と下り通信を行う際に、そのタイミングから大きく離れたタイミングで対象通信端末２から送信されるＳＲＳに基づいてアレイ送信制御を行う可能性があることから、アレイ送信制御の精度が低下する可能性がある。
【０１３３】
このように、アレイ送信制御にＤＲＳを使用する場合とＳＲＳを使用する場合とのそれぞれについて利点と欠点が存在する。
【０１３４】
そこで、本実施の形態では、対象通信端末２の上り優先度ＵＭが高いほど高くなるように決定された対象通信端末２の下り優先度ＤＭを用いてＤＲＳとＳＲＳとを使い分けることによって、ＤＲＳとＳＲＳとを効率的に使い分けている。
【０１３５】
本実施の形態では、下り優先度ＤＭがしきい値αよりも高く、アレイ送信制御ではＤＲＳが使用されると決定される対象通信端末２がスケジューリング対象期間５５０において下り通信を行う対象であると決定されると、対象通信端末２は、その上り優先度ＵＭにかかわらず、スケジューリング対象期間５５０において上り通信を行う対象であると決定される。したがって、通信部１３は、スケジューリング対象期間５５０において対象通信端末２と下り通信を行う際に、当該スケジューリング対象期間５５０に対象通信端末２から送信されるＤＲＳに基づいてアレイ送信制御を行うことができる。よって、基地局１では、対象通信端末２と下り通信を行うタイミングに近いタイミングで対象通信端末２から送信されてきたＤＲＳに基づいてアレイ送信制御を行うことができる。その結果、アレイ送信制御の精度が向上し、対象通信端末２に対して適切にビームを向けることができる。
【０１３６】
さらに、対象通信端末２についての下り優先度ＤＭは、対象通信端末２の上り優先度ＵＭが高いほど高くなるように決定されることから、下り優先度ＤＭがしきい値αよりも高い対象通信端末２は、その上り優先度ＵＭが高い可能性が高い。したがって、対象通信端末２に関して、その上り優先度ＵＭを考慮せずにスケジューリング対象期間５５０において上り通信を行う対象と決定したとしても、結果的には、対象通信端末２の上り優先度ＵＭがある程度考慮された上で上り通信を行う対象と決定されることになる。
【０１３７】
以上より、本実施の形態に係る基地局１では、アレイ送信制御の精度を向上することができるとともに、通信端末２の上り優先度ＵＭをある程度考慮した上り通信を実現することができる。
【０１３８】
一方で、下り優先度ＤＭがしきい値αよりも低く、アレイ送信制御ではＳＲＳが使用されると決定される対象通信端末２がスケジューリング対象期間５５０において下り通信を行う対象であると決定されると、通信部１３は、対象通信端末２と下り通信を行う際には、対象通信端末２から送信されるＳＲＳに基づいてアレイ送信制御を行う。ここで、対象通信端末２の下り優先度ＤＭは、対象通信端末２の上り優先度ＵＭが高いほど高くなるように決定されることから、対象通信端末２の下り優先度ＤＭが低い場合には、対象通信端末２の上り優先度ＵＭが低い可能性が高い。したがって、スケジューリング対象期間５５０において上り優先度ＵＭが低い通信端末２と下り通信を行う際には、当該通信端末２に対して無理に上り無線リソースを割り当てることなく、つまり、当該通信端末２に対する上り無線リソースの割り当て自由度を確保しつつ、当該通信端末２からのＳＲＳに基づいてアレイ送信制御を行うことができる。
【０１３９】
このように、本実施の形態に係る基地局１では、アレイ送信制御で使用することが可能なＤＲＳとＳＲＳとを効率的に使い分けることができる。
【０１４０】
なお、下り優先度ＤＭを決定する際に使用される調整定数Ｃｄ，Ｃｕと、しきい値αとは、基地局１の送信及び受信スループットができるだけ大きくなるとともに、基地局１と接続される複数の通信端末２の間において上り通信データ量及び下り通信データ量ができるだけ公平となるように、シミュレーション等によって決定される。
【０１４１】
＜各種変形例＞
以下に本実施の形態に係る基地局１の各種変形例について説明する。
【０１４２】
＜第１変形例＞
上記の例では、通信端末２についてのアレイ送信制御にＳＲＳを使用する可能性が高いと判断される場合にだけ、つまり、必要に応じて、当該通信端末２にＳＲＳを送信させていたが、この代わりに、上述のように、基地局１と接続する通信端末２のすべてが常にＳＲＳを送信するようにしても良い。この場合には、基地局１は、通信端末２が当該基地局１と接続するようになるとすぐに、送信開始データを含むＳＲＳ制御データを当該通信端末２に送信する。
【０１４３】
このように、基地局１と接続する通信端末２のすべてが常にＳＲＳを送信する場合には、対象通信端末２に対する無線リソースのスケジューリングを行う際には、対象通信端末２が常にＳＲＳを送信しているようになる。したがって、対象通信端末２がＳＲＳを送信するようになるまで、対象通信端末２に対する下り無線リソースの割り当てを実行しないようにする必要はなく、対象通信端末２とすぐに下り通信を行うことができる。
【０１４４】
＜第２変形例＞
基地局１が、スケジューリング対象期間５５０において対象通信端末２と下り通信を行う際、対象通信端末２についてのアレイ送信制御でＳＲＳが使用されると決定されている場合であっても、当該スケジューリング対象期間５５０において対象通信端末２がＳＲＳを送信しない場合には、アレイ送信制御を行わずに対象通信端末２と下り通信を行っても良い。つまり、この場合には、基地局１は、対象通信端末２に対して送信信号をオムニ送信しても良い。
【０１４５】
上述のように、対象通信端末２がＳＲＳを送信するタイミングから、当該ＳＲＳに基づいて基地局１が対象通信端末２についてアレイ送信制御を行うタイミングが大きくずれると、アレイ送信制御の精度が低下することから、このような場合には、基地局１が対象通信端末２とオムニ通信を行うことによって、対象通信端末２は基地局１からの送信信号を確実に受信することができる。
【０１４６】
＜第３変形例＞
基地局１がスケジューリング対象期間５５０についての無線リソースのスケジューリングを行う際には、アレイ送信制御にＳＲＳが使用されると決定された通信端末２であって、当該スケジューリング対象期間５５０においてＳＲＳを送信しない通信端末２については、下り無線リソースを割り当てないようにしても良い。つまり、下り通信対象の通信端末２から、当該スケジューリング対象期間５５０においてＳＲＳを送信せず、かつアレイ送信制御にＳＲＳが使用されると決定された通信端末２を下り無線リソースのスケジューリング対象から除外しても良い。これにより、基地局１において精度の悪いアレイ送信制御が行われることを抑制できる。よって、基地局１の周辺の装置に対して干渉波を与えることを抑制できる。
【０１４７】
＜第４変形例＞
上記の例では、スケジューリング対象期間５５０での通信端末２についての下り優先度ＤＭがしきい値αよりも低い場合には、無条件に当該通信端末２についてのアレイ送信制御にはＳＲＳを使用すると決定していたが、このような場合には、当該通信端末２が当該スケジューリング対象期間５５０においてＳＲＳを送信するときだけ、当該通信端末２についてのアレイ送信制御にはＳＲＳを使用すると決定しても良い。これにより、基地局１において精度の悪いアレイ送信制御が行われることを抑制できる。
【０１４８】
具体的には、スケジューリング対象期間５５０での通信端末２についての下り優先度ＤＭがしきい値αよりも低く、かつ、当該通信端末２が当該スケジューリング対象期間５５０においてＳＲＳを送信する場合には、当該通信端末２についてのアレイ送信制御にはＳＲＳを使用すると決定する。
【０１４９】
また、スケジューリング対象期間５５０での通信端末２についての下り優先度ＤＭがしきい値αよりも低く、かつ、当該通信端末２が当該スケジューリング対象期間５５０においてＳＲＳを送信せず、かつ、当該通信端末２において基地局１への送信待ちのデータがある場合には、当該通信端末２についてのアレイ送信制御にはＤＲＳを使用すると決定する。
【０１５０】
そして、スケジューリング対象期間５５０での通信端末２についての下り優先度ＤＭがしきい値αよりも低く、かつ、当該通信端末２が当該スケジューリング対象期間５５０においてＳＲＳを送信せず、かつ、当該通信端末２において基地局１への送信待ちのデータが無い場合に、当該通信端末２と下り通信する際にはオムニ送信する、あるいは、当該通信端末２には下り無線リソースを割り当てないようにする。
【０１５１】
また、上記の例では、スケジューリング対象期間５５０での通信端末２についての下り優先度ＤＭがしきい値α以上であっても、当該通信端末２において基地局１への送信待ちのデータが無い場合には、無条件に当該通信端末２についてのアレイ送信制御にはＳＲＳを使用すると決定していたが、同様にして、このような場合には、当該通信端末２が当該スケジューリング対象期間５５０においてＳＲＳを送信するときだけ、当該通信端末２についてのアレイ送信制御にはＳＲＳを使用すると決定しても良い。これにより、基地局１において精度の悪いアレイ送信制御が行われることを抑制できる。一方で、スケジューリング対象期間５５０での通信端末２についての下り優先度ＤＭがしきい値α以上であり、当該通信端末２において基地局１への送信待ちのデータがない場合において、当該通信端末２が当該スケジューリング対象期間５５０においてＳＲＳを送信しないときには、当該通信端末２と下り通信する際にはオムニ送信する、あるいは、当該通信端末２には下り無線リソースを割り当て無いようにする。
【０１５２】
＜第５変形例＞
対象通信端末２と下り通信を行う際には、その下り通信のタイミングにできるだけ近いタイミングで対象通信端末２から送信されるＳＲＳに基づいてアレイ送信制御を行うことによって、上り無線リソースの割り当て自由度を確保しつつ、対象通信端末２に対して適切にビームを向けることができる。したがって、対象通信端末２がスケジューリング対象期間５５０においてＳＲＳを送信する際には、対象通信端末２は、当該スケジューリング対象期間５５０で下り通信される対象であると決定され、かつ対象通信端末２についてのアレイ送信制御ではＳＲＳが使用されると決定されることが望ましい。
【０１５３】
そこで、本変形例では、下り優先度ＤＭ及びしきい値αを工夫することによって、スケジューリング対象期間５５０においてＳＲＳを送信する通信端末２が、当該スケジューリング対象期間５５０で下り通信されやすくなるとともに、当該通信端末２についてのアレイ送信制御ではＳＲＳが使用されやすくなることを可能にしている。
【０１５４】
対象通信端末２についての本変形例に係る下り優先度ＤＭは以下の式（６）で表される。
【０１５５】
ＤＭ＝Ｆ（ｐＤＭ，ＵＭ，Ｓ） ・・・（６）
ここで、Ｓは、対象通信端末２が送信するＳＲＳについてのＳＲＳ送信帯域幅を示している。そして、Ｆ（Ａ，Ｂ，Ｃ）は、Ａ、Ｂ及びＣのすべてが大きい場合には値が大きくなる関数を表している。言い換えれば、Ｆ（Ａ，Ｂ，Ｃ）は、Ａ、Ｂ及びＣのうちの少なくとも一つが大きくなって他が変化しなければ、値が大きくなる関数を示している。Ｆ（ｐＤＭ，ＵＭ，Ｓ）として、例えば以下の式（７）を採用することができる。
【０１５６】
ＤＭ＝Ｆ（ｐＤＭ，ＵＭ，Ｓ）＝ｐＤＭCd×ＵＭCu×ＳCs ・・・（７）
ここで、Ｃｄ、Ｃｕ及びＣｓは調整定数であって、零よりも大きい値である。ただし、スケジューリング対象期間５５０において対象通信端末２が送信すべき送信待ちのデータが無い場合には、例外的にＣｕ＝０として、下り優先度ＤＭが求められる。また、スケジューリング対象期間５５０において対象通信端末２がＳＲＳを送信しない場合には、例外的にＣｓ＝０として、下り優先度ＤＭが求められる。スケジューリング対象期間５５０において対象通信端末２がＳＲＳを送信しない場合の本変形例に係る下り優先度ＤＭは、上述の式（４）と同じになる。
【０１５７】
式（７）に示されるように、対象通信端末２についての下り優先度ＤＭは、対象通信端末２の上り優先度ＵＭが高いほど高くなり、対象通信端末２がスケジューリング対象期間５５０でＳＲＳを送信する場合には高くなる。さらに、対象通信端末２についての下り優先度ＤＭは、対象通信端末２がスケジューリング対象期間５５０で送信するＳＲＳについてのＳＲＳ送信帯域幅が大きくなるほど高くなる。
【０１５８】
また、対象通信端末２の下り優先度ＤＭと比較されるしきい値αは、以下の式（８）で表される。
【０１５９】
α＝Ｗ（Ｓ） ・・・（８）
ここでＷ（Ｓ）は、Ｓの値が大きいほど値が大きくなる関数である。Ｗ（ｓ）として、例えば以下の式（９）を採用することができる。
【０１６０】
α＝Ｗ（Ｓ）＝ＣＣｓ×Ｓ＋Ａｓ ・・・（９）
ここで、ＣＣｓ及びＡｓは調整定数であって、零よりも大きい値である。ただし、スケジューリング対象期間５５０において対象通信端末２がＳＲＳを送信しない場合には、例外的にＣＣｓ＝０として、しきい値αが求められる。スケジューリング対象期間５５０において対象通信端末２がＳＲＳを送信しない場合の本変形例に係るしきい値αは、上述の実施の形態に係るしきい値αと同じになる。
【０１６１】
以上のように、本変形例においては、スケジューリング対象期間５５０についての対象通信端末２の下り優先度ＤＭが、対象通信端末２が当該スケジューリング対象期間５５０でＳＲＳを送信する場合には高くなるように決定されるため、スケジューリング対象期間５５０においてＳＲＳを送信する対象通信端末２が、当該スケジューリング対象期間５５０での下り通信の対象とされやすくなる。
【０１６２】
そして、本変形例においては、スケジューリング対象期間５５０についての対象通信端末２の下り優先度ＤＭと比較されるしきい値αが、対象通信端末２が当該スケジューリング対象期間５５０でＳＲＳを送信する場合には大きくされるため、スケジューリング対象期間５５０においてＳＲＳを送信する対象通信端末２については、アレイ送信制御でＳＲＳを使用すると決定されやすくなる。
【０１６３】
このように、本変形例では、通信端末２がスケジューリング対象期間５５０においてＳＲＳを送信する際には、当該通信端末２は、当該スケジューリング対象期間５５０で下り通信される対象であると決定されやすくなり、かつ当該通信端末２についてのアレイ送信制御ではＳＲＳが使用されると決定されやすくなるため、当該通信端末２については、上り無線リソースの割り当て自由度を確保しつつ、当該通信端末２に対して適切にビームを向けやすくなる。よって、基地局１と当該通信端末２との間の通信品質が向上する。
【０１６４】
また、本変形例では、スケジューリング対象期間５５０についての通信端末２の下り優先度ＤＭが、当該通信端末２が当該スケジューリング対象期間５５０で送信するＳＲＳについてのＳＲＳ送信帯域幅が大きくなるほど高くなるように決定されるとともに、当該下り優先度ＤＭと比較されるしきい値αが、当該ＳＲＳ送信帯域幅が大きくなるほど大きくされるため、当該ＳＲＳ送信帯域幅が大きくなるほど、当該通信端末２は、当該スケジューリング対象期間５５０で下り通信される対象であると決定されやすくなり、かつ当該通信端末２についてのアレイ送信制御ではＳＲＳが使用されると決定されやすくなる。したがって、当該通信端末２については、上り無線リソースの割り当て自由度を確保しつつ、当該通信端末２に対して適切にビームを向けやすくなるとともに、下り無線リソースの割り当て自由度が向上する。
【０１６５】
なお、下り優先度ＤＭを決定する際に使用される調整定数Ｃｄ，Ｃｕ，Ｃｓと、しきい値αを決定する際に使用される調整定数ＣＣｓ，Ａｓは、基地局１の送信及び受信スループットができるだけ大きくなるとともに、基地局１と接続される複数の通信端末２の間において上り通信データ量及び下り通信データ量ができるだけ公平となるように、シミュレーション等によって決定される。
【０１６６】
＜第６変形例＞
上記の例では、スケジューリング対象期間５５０での通信端末２についての下り優先度ＤＭがしきい値αよりも高く、当該通信端末２において基地局１に送信する送信待ちのデータがある場合には（上記の例では、下り優先度ＤＭがしきい値αと一致している場合にはアレイ送信制御にＤＲＳを使用すると決定しているため、より正確には、当該通信端末２の下り優先度ＤＭがしきい値α以上であって、当該通信端末２において基地局１に送信する送信待ちのデータがある場合）、当該通信端末２についてのアレイ送信制御には必ずＤＲＳだけを使用するようにしていたが、当該通信端末２が当該スケジューリング対象期間５５０において、第２のしきい値よりも大きい周波数帯域のＳＲＳを送信しないときにはアレイ送信制御にＤＲＳだけを使用し、当該ＳＲＳを送信するときにはＤＲＳ及びＳＲＳの少なくとも一方を使用するようにしても良い。つまり、当該通信端末２が当該スケジューリング対象期間５５０において第２のしきい値よりも大きい周波数帯域を有するＳＲＳを送信する場合には、使用信号決定部１２６は、当該通信端末２についてのアレイ送信制御に、ＤＲＳだけを使用すると決定しても良いし、ＳＲＳだけを使用すると決定しても良いし、ＤＲＳ及びＳＲＳの両方を使用すると決定しても良い。
【０１６７】
図１６は、スケジューリング対象期間５５０において、第２のしきい値よりも大きい周波数帯域を有するＳＲＳを送信する端末番号１の対象通信端末２に関して、当該スケジューリング対象期間５５０での下り優先度ＤＭがしきい値α以上であって、対象通信端末２において基地局１に送信する送信待ちのデータがある場合に、基地局１が対象通信端末２との下り通信を行う際に、ＤＲＳとＳＲＳの両方を用いてアレイ送信制御を行う様子を示す図である。
【０１６８】
図１６の例では、端末番号１の対象通信端末２に対して、ＤＲＳが送信される上り無線リソースの周波数帯域６２０と一致する周波数帯域６２１を有する下り無線リソースと、対象通信端末２が送信するＳＲＳのＳＲＳ周波数帯域４５０と一致する周波数帯域６２２を有する下り無線リソースとが割り当てられている。上り無線リソースの周波数帯域６２０と一致する周波数帯域６２１を有する下り無線リソースを用いて対象通信端末２に対して信号が送信される際には、対象通信端末２が上り無線リソース６２０の一部を使用して送信するＤＲＳに基づいてアレイ送信制御が行われる。一方で、ＳＲＳ周波数帯域４５０と一致する周波数帯域６２２を有する下り無線リソースを用いて対象通信端末２に対して信号が送信される際には、対象通信端末２が送信するＳＲＳに基づいてアレイ送信制御が行われる。
【０１６９】
このように、対象通信端末２についてのアレイ送信制御において、ＤＲＳとＳＲＳとの両方を使用することを可能にすることによって、対象通信端末２に対する下り無線リソースの割り当て自由度が向上する。
【０１７０】
なお、ＬＴＥにおいては、ＳＲＳ送信帯域幅として設定可能な値の最小値は、４つの割り当て単位帯域からなる周波数帯域の幅（１８０ｋＨｚ×４）となっている。したがって、第２のしきい値を、４つの割り当て単位帯域からなる周波数帯域の幅以下に設定すれば、ＳＲＳの周波数帯域にかかわらず、通信端末２がスケジューリング対象期間５５０にＳＲＳを送信していれば、必ず当該通信端末２は、スケジューリング対象期間５５０において、第２のしきい値よりも大きい周波数帯域を有するＳＲＳを送信することになる。つまり、通信端末２に関して、スケジューリング対象期間５５０での下り優先度ＤＭがしきい値αよりも高く、当該通信端末２において基地局１に送信する送信待ちのデータがあり、当該通信端末２が当該スケジューリング対象期間５５０においてＳＲＳを送信する場合には（ＳＲＳの周波数帯域は問わない）、当該通信端末２についてのアレイ送信制御にＤＲＳ及びＳＲＳの少なくとも一方を使用するようにしても良い。
【０１７１】
＜第７変形例＞
通信端末２に関して、スケジューリング対象期間５５０においてＳＲＳを送信しない場合には、下り優先度ＤＭにかかわらず、当該スケジューリング対象期間５５０でのアレイ送信制御で使用する既知信号をＤＲＳに決定しても良い。ただし、当該通信端末２において基地局１に送信する送信待ちデータがない場合には、スケジューリング対象期間５５０において当該通信端末２がＳＲＳを送信しない場合であっても、当該通信端末２についてのアレイ送信制御ではＳＲＳを使用すると決定する。
【０１７２】
上述の第５変形例においては、対象通信端末２についてのしきい値αを決定する際に使用される調整定数Ａｓを零に設定することによって、スケジューリング対象期間５５０において対象通信端末２がＳＲＳを送信しない場合には、対象通信端末２の下り優先度ＤＭにかかわらず、当該スケジューリング対象期間５５０での対象通信端末２についてのアレイ送信制御で使用する既知信号がＤＲＳに決定される。
【０１７３】
対象通信端末２についてのしきい値αを決定する際に使用される調整定数Ａｓを零に設定すると、対象通信端末２がスケジューリング対象期間５５０でＳＲＳを送信しない場合には、対象通信端末２のしきい値αが零となる。したがって、対象通信端末２において基地局１に送信する送信待ちデータがある場合には、対象通信端末２についてのアレイ送信制御では、下り優先度ＤＭにかかわらず、ＤＲＳが使用されると決定される。
【０１７４】
一方で、対象通信端末２がスケジューリング対象期間５５０でＳＲＳを送信する場合には、対象通信端末２のしきい値αは零とはならないため、当該しきい値αと、対象通信端末２について下り優先度ＤＭとの比較結果によって、対象通信端末２についてのアレイ送信制御で使用される既知信号が決定される。
【０１７５】
＜第８変形例＞
スケジューリング対象期間５５０において第３のしきい値よりも大きい周波数帯域を有するＳＲＳを送信する対象通信端末２と、当該スケジューリング対象期間５５０で下り通信を行う際には、必ず対象通信端末２からのＳＲＳに基づいてアレイ送信制御を行っても良い。この場合には、対象通信端末２の下り優先度ＤＭに基づいて対象通信端末２についてのアレイ送信制御で使用する既知信号を決定するのではなく、対象通信端末２がスケジューリング対象期間５５０において、第３のしきい値よりも大きい周波数帯域のＳＲＳを送信するか否かでアレイ送信制御で使用する既知信号を決定することになる。つまり、対象通信端末２がスケジューリング対象期間５５０において第３のしきい値よりも大きい周波数帯域を有するＳＲＳを送信する場合には、アレイ送信制御に使用する既知信号をＳＲＳに決定し、当該ＳＲＳを送信しない場合には、アレイ送信制御に使用する既知信号をＤＲＳに決定する。ただし、対象通信端末２がスケジューリング対象期間５５０で当該ＳＲＳを送信しない場合であっても、対象通信端末２において基地局１に送信する送信待ちデータが無い場合には、アレイ送信制御に使用する既知信号をＳＲＳに決定する。
【０１７６】
このように、通信端末２がスケジューリング対象期間５５０において第３のしきい値よりも大きい周波数帯域を有するＳＲＳを送信する場合には、アレイ送信制御に使用する既知信号をＳＲＳに決定することによって、基地局１は、当該スケジューリング対象期間において当該通信端末２と下り通信を行う際には、当該通信端末２が当該スケジューリング対象期間で送信するＳＲＳに基づいてアレイ送信制御を行うことになる。この場合には、当該通信端末２に対する上り無線リソースの割り当て自由度を確保しつつ、当該通信端末２と下り通信を行うタイミングに近いタイミングで当該通信端末２から送信されてきたＳＲＳに基づいてアレイ送信制御を行うことができる。よって、基地局１の通信性能が向上する。
【０１７７】
一方で、通信端末２がスケジューリング対象期間５５０において第３のしきい値よりも大きい周波数帯域を有するＳＲＳを送信しない場合には、アレイ送信制御に使用する既知信号をＤＲＳに決定することによって、基地局１は、当該スケジューリング対象期間において当該通信端末２と下り通信を行う際に、当該通信端末２に対して上り無線リソースを割り当てて、当該上り無線リソースの一部を用いて当該通信端末２から送信されるＤＲＳに基づいてアレイ送信制御を行うことになる。この場合には、当該通信端末２と下り通信を行うタイミングに近いタイミングで当該通信端末２から送信されてきたＤＲＳに基づいてアレイ送信制御を行うことができる。よって、基地局１の通信性能が向上する。
【０１７８】
このように、本変形例の場合であっても、アレイ送信制御に使用することが可能なＤＲＳとＳＲＳとを効率的に使い分けることができる。
【０１７９】
なお、上述のように、ＬＴＥにおいては、ＳＲＳ送信帯域幅として設定可能な値の最小値が、４つの割り当て単位帯域からなる周波数帯域の幅（１８０ｋＨｚ×４）となっているため、第３のしきい値を、４つの割り当て単位帯域からなる周波数帯域の幅以下に設定すれば、ＳＲＳの周波数帯域にかかわらず、通信端末２がスケジューリング対象期間５５０にＳＲＳを送信していれば、必ず当該通信端末２は、スケジューリング対象期間５５０において、第３のしきい値よりも大きい周波数帯域を有するＳＲＳを送信することになる。つまり、ＳＲＳの周波数帯域にかかわらず、対象通信端末２がスケジューリング対象期間５５０においてＳＲＳを送信する場合には、アレイ送信制御に使用する既知信号をＳＲＳに決定し、ＳＲＳを送信しない場合には、アレイ送信制御に使用する既知信号をＤＲＳに決定しても良い。
【０１８０】
また、本変形例の場合には、上述の実施の形態と同様に、下り優先度ＤＭを使用して下り無線リソースのスケジューリングを行っても良いし、下り優先度ＤＭの代わりに仮下り優先度ｐＤＭを使用して下り無線リソースのスケジューリングを行っても良い。つまり、下り無線リソースのスケジューリングで使用する下り優先度と、上り無線リソースのスケジューリングで使用する上り優先度とを互いに独立して決定しても良い。
【０１８１】
＜その他の変形例＞
上記の例では、本願発明をＬＴＥに適用する場合について説明したが、本願発明は他の通信システムにも適用することができる。
【符号の説明】
【０１８２】
１ 基地局
２ 通信端末
１３ 通信部
１１０ａ アンテナ
１２２ スケジューリング実行部
１２５ 送信態様決定部
１２６ 使用信号決定部
３６０ ＳＲＳ送信周期
４５０ ＳＲＳ送信帯域
５５０ スケジューリング対象期間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のアンテナでの送信指向性を制御する基地局に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から無線通信に関して様々な技術が提案されている。例えば特許文献１には、ＬＴＥ（Long Term Evolution）に関する技術が開示されている。ＬＴＥは、「Ｅ−ＵＴＲＡ」とも呼ばれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−０９９０７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＬＴＥ等の通信システムにおいては、複数のアンテナから成るアレイアンテナの指向性を適応的に制御するアダプティブアレイアンテナ方式が採用されることがある。基地局は、アダプティブアレイアンテナ方式を用いて通信端末に対して信号を送信する際には、当該通信端末からの既知信号に基づいて複数のアンテナでの送信指向性を制御する。通信システムにおいては、複数のアンテナでの送信指向性を制御する際に使用することが可能な既知信号として複数種類の既知信号が規定されることがある。例えば、ＬＴＥにおいては、「復調リファレンス信号（ＤＲＳ）」と呼ばれる既知信号と、「サウンディング基準信号（ＳＲＳ）」と呼ばれる既知信号とが規定されている。
【０００５】
このように、複数のアンテナでの送信指向性を制御する際に使用することが可能な既知信号として複数種類の既知信号が規定されている場合には、当該複数種類の既知信号のそれぞれについて、その使用に対する利点及び欠点が存在することがある。
【０００６】
そこで、本発明は上述の点に鑑みて成されたものであり、複数のアンテナでの送信指向性を制御する際に使用することが可能な複数種類の既知信号を効率的に使い分けることが可能な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明に係る基地局は、通信端末と通信する基地局であって、複数のアンテナを用いて通信端末と通信を行い、通信端末と下り通信を行う際には、当該通信端末からの既知信号に基づいて当該複数のアンテナでの送信指向性を制御する通信部と、上り通信期間と下り通信期間とを含むスケジューリング対象期間において、データの上り通信を行う通信端末とデータの下り通信を行う通信端末とを決定するとともに、データの上り通信を行う通信端末に対して当該通信端末との通信で使用する上り無線リソースを割り当て、データの下り通信を行う通信端末に対して当該通信端末との通信で使用する下り無線リソースを割り当てるスケジューリング実行部とを備え、前記既知信号は、第１及び第２既知信号を含み、前記第１既知信号は、通信端末がデータの送信に使用する上り無線リソースとして当該通信端末に割り当てられるデータ用上り無線リソースの一部を用いて送信され、前記第２既知信号は、前記データ用上り無線リソースとは別に定められた、前記第２既知信号の送信に使用することが可能な上り無線リソースを用いて送信され、通信端末についての前記第２既知信号の送信周波数帯域及び送信周期を決定する送信態様決定部と、前記第１及び第２既知信号のうち、前記スケジューリング対象期間において前記通信部が前記複数のアンテナでの送信指向性を制御する際に使用する既知信号を決定する使用信号決定部とをさらに備え、通信端末は、前記基地局から前記第２既知信号の送信周波数帯域及び送信周期が通知されると、その通知に対する応答データを前記基地局に送信し、その後、当該送信周波数帯域及び当該送信周期に基づいて前記第２既知信号を送信し、前記スケジューリング実行部は、通信端末についての上り通信の優先度である上り優先度を決定し、当該上り優先度に基づいて、前記スケジューリング対象期間においてデータの上り通信を行う通信端末を決定し、通信端末についての下り通信の優先度である下り優先度を、当該通信端末についての前記上り優先度が高いほど高くなるように決定し、当該下り優先度に基づいて、前記スケジューリング対象期間においてデータの下り通信を行う通信端末を決定し、前記使用信号決定部は、通信端末についての前記下り優先度がしきい値よりも高い場合には、前記スケジューリング対象期間において前記通信部が当該通信端末と下り通信を行う際の前記複数のアンテナでの送信指向性の制御に使用する前記既知信号を前記第１既知信号に決定し、通信端末についての前記下り優先度が前記しきい値よりも低い場合には、前記スケジューリング対象期間において前記通信部が当該通信端末と下り通信を行う際の前記複数のアンテナでの送信指向性の制御に使用する前記既知信号を前記第２既知信号に決定し、前記スケジューリング実行部は、前記スケジューリング対象期間において下り通信を行うと決定した通信端末について、前記複数のアンテナでの送信指向性の制御に前記第１既知信号が使用されると決定される場合には、当該通信端末についての前記上り優先度は使用せずに前記スケジューリング対象期間において当該通信端末と上り通信を行うことを決定し、前記スケジューリング対象期間において下り通信を行うと決定した通信端末について、前記複数のアンテナでの送信指向性の制御に前記第２既知信号が使用されると決定される場合には、当該通信端末についての前記上り優先度を使用して前記スケジューリング対象期間において当該通信端末と上り通信を行うか否かを決定する。
【０００８】
また、本発明に係る基地局の一態様では、前記通信部は、前記スケジューリング対象期間において下り通信を行うと決定された通信端末について、前記複数のアンテナでの送信指向性の制御に前記第２既知信号が使用されると決定され、前記スケジューリング対象期間において当該通信端末が前記第２既知信号を送信する場合には、前記スケジューリング対象期間において当該通信端末と下り通信を行う際に、当該通信端末からの前記第２既知信号に基づいて前記複数のアンテナでの送信指向性を制御し、前記スケジューリング対象期間において下り通信を行うと決定された通信端末について、前記複数のアンテナでの送信指向性の制御に前記第２既知信号が使用されると決定され、前記スケジューリング対象期間において当該通信端端末が前記第２既知信号を送信しない場合には、前記スケジューリング対象期間において当該通信端末と下り通信を行う際に、前記複数のアンテナでの送信指向性を制御せずにオムニ送信を行う。
【０００９】
また、本発明に係る基地局の一態様では、前記スケジューリング実行部は、前記複数のアンテナでの送信指向性の制御に前記第２既知信号が使用されると決定される通信端末について、前記スケジューリング対象期間において当該通信端末が前記第２既知信号を送信しない場合には、当該通信端末についての前記下り優先度にかかわらず、前記スケジューリング対象期間において当該通信端末と下り通信を行わないことを決定する。
【００１０】
また、本発明に係る基地局の一態様では、前記使用信号決定部は、通信端末についての前記下り優先度が前記しきい値よりも低い場合には、前記スケジューリング対象期間において当該通信端末が前記第２既知信号を送信するときにだけ、前記スケジューリング対象期間において前記通信部が当該通信端末と下り通信を行う際の前記複数のアンテナでの送信指向性の制御に使用する前記既知信号を前記第２既知信号に決定する。
【００１１】
また、本発明に係る基地局の一態様では、前記スケジューリング実行部は、通信端末についての前記下り優先度を、当該通信端末の前記上り優先度が高いほど高くなるように、かつ前記スケジューリング対象期間において当該通信端末が前記第２既知信号を送信する場合には高くなるように決定するとともに、前記しきい値を、前記スケジューリング対象期間において当該通信端末が前記第２既知信号を送信する場合には大きくする。
【００１２】
また、本発明に係る基地局の一態様では、前記スケジューリング実行部は、通信端末についての前記下り優先度を、当該通信端末の前記上り優先度が高いほど高くなるように、かつ前記スケジューリング対象期間において当該通信端末が前記第２既知信号を送信する場合に当該第２既知信号の周波数帯域が大きいほど高くなるように決定するとともに、前記しきい値を、前記スケジューリング対象期間において当該通信端末が前記第２既知信号を送信する場合に当該第２既知信号の周波数帯域が大きいほど大きくする。
【００１３】
また、本発明に係る基地局の一態様では、前記使用信号決定部は、通信端末についての前記下り優先度が前記しきい値よりも高く、前記スケジューリング対象期間において当該通信端末が第２のしきい値よりも大きい周波数帯域を有する前記第２既知信号を送信する場合には、前記スケジューリング対象期間において前記通信部が当該通信端末と下り通信を行う際の前記複数のアンテナでの送信指向性の制御に使用する前記既知信号として前記第１既知信号だけではなく前記第２既知信号も決定し、前記スケジューリング実行部は、前記スケジューリング対象期間において下り通信を行うと決定した通信端末について、前記複数のアンテナでの送信指向性の制御に前記第１及び第２既知信号が使用されると決定される場合には、当該通信端末についての前記上り優先度は使用せずに前記スケジューリング対象期間において当該通信端末と上り通信を行うことを決定する。
【００１４】
また、本発明に係る基地局の一態様では、前記使用信号決定部は、通信端末についての前記下り優先度が前記しきい値よりも高い場合であっても、前記スケジューリング対象期間において当該通信端末が第２のしきい値よりも大きい周波数帯域を有する前記第２既知信号を送信する場合には、前記スケジューリング対象期間において前記通信部が当該通信端末と下り通信を行う際の前記複数のアンテナでの送信指向性の制御に使用する前記既知信号を前記第２既知信号に決定する。
【００１５】
また、本発明に係る基地局の一態様では、前記使用信号決定部は、前記スケジューリング対象期間において前記第２既知信号を送信しない場合には、当該通信端末の前記下り優先度にかかわらず、前記スケジューリング対象期間において前記通信部が当該通信端末と下り通信を行う際の前記複数のアンテナでの送信指向性の制御に使用する前記既知信号を前記第１既知信号に決定する。
【００１６】
また、本発明に係る基地局は、通信端末と通信する基地局であって、複数のアンテナを用いて通信端末と通信を行い、通信端末と下り通信を行う際には、当該通信端末からの既知信号に基づいて当該複数のアンテナでの送信指向性を制御する通信部と、上り通信期間と下り通信期間とを含むスケジューリング対象期間において、データの上り通信を行う通信端末とデータの下り通信を行う通信端末とを決定するとともに、データの上り通信を行う通信端末に対して当該通信端末との通信で使用する上り無線リソースを割り当て、データの下り通信を行う通信端末に対して当該通信端末との通信で使用する下り無線リソースを割り当てるスケジューリング実行部とを備え、前記既知信号は、第１及び第２既知信号を含み、前記第１既知信号は、通信端末がデータの送信に使用する上り無線リソースとして当該通信端末に割り当てられるデータ用上り無線リソースの一部を用いて送信され、前記第２既知信号は、前記データ用上り無線リソースとは別に定められた、前記第２既知信号の送信に使用することが可能な上り無線リソースを用いて送信され、通信端末についての前記第２既知信号の送信周波数帯域及び送信周期を決定する送信態様決定部と、前記第１及び第２既知信号のうち、前記スケジューリング対象期間において前記通信部が前記複数のアンテナでの送信指向性を制御する際に使用する既知信号を決定する使用信号決定部とをさらに備え、通信端末は、前記基地局から前記第２既知信号の送信周波数帯域及び送信周期が通知されると、その通知に対する応答データを前記基地局に送信し、その後、当該送信周波数帯域及び当該送信周期に基づいて前記第２既知信号を送信し、前記スケジューリング実行部は、通信端末についての上り通信の優先度である上り優先度を決定し、当該上り優先度に基づいて、前記スケジューリング対象期間においてデータの上り通信を行う通信端末を決定し、通信端末についての下り通信の優先度である下り優先度を決定し、当該下り優先度に基づいて、前記スケジューリング対象期間においてデータの下り通信を行う通信端末を決定し、前記使用信号決定部は、前記スケジューリング対象期間において通信端末がしきい値よりも大きい周波数帯域を有する前記第２既知信号を送信しない場合には、前記通信部が当該通信端末と下り通信を行う際の前記複数のアンテナでの送信指向性の制御に使用する前記既知信号を前記第１既知信号に決定し、前記スケジューリング対象期間において通信端末が前記しきい値よりも大きい周波数帯域を有する前記第２既知信号を送信する場合には、前記通信部が当該通信端末と下り通信を行う際の前記複数のアンテナでの送信指向性の制御に使用する前記既知信号を前記第２既知信号に決定し、前記スケジューリング実行部は、前記スケジューリング対象期間において下り通信を行うと決定した通信端末について、前記複数のアンテナでの送信指向性の制御に前記第１既知信号が使用されると決定される場合には、当該通信端末についての前記上り優先度は使用せずに前記スケジューリング対象期間において当該通信端末と上り通信を行うことを決定し、前記スケジューリング対象期間において下り通信を行うと決定した通信端末について、前記複数のアンテナでの送信指向性の制御に前記第２既知信号が使用されると決定される場合には、当該通信端末についての前記上り優先度を使用して前記スケジューリング対象期間において当該通信端末と上り通信を行うか否かを決定する。
【００１７】
また、本発明に係る基地局の一態様では、前記スケジューリング実行部は、通信端末についての前記下り優先度を、当該通信端末についての前記上り優先度が高いほど高くなるように決定する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、複数のアンテナでの送信指向性を制御する際に使用することが可能な第１及び第２既知信号を効率的に使い分けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施の形態に係る通信システムの構成を示す図である。
【図２】実施の形態に係る基地局の構成を示す図である。
【図３】実施の形態に係るＴＤＤフレームの構成を示す図である。
【図４】実施の形態に係るＴＤＤフレームの構成の種類を示す図である。
【図５】実施の形態に係るＴＤＤフレームの構成の詳細を示す図である。
【図６】ＳＲＳ送信帯域が周波数ホッピングされる様子の一例を示す図である。
【図７】ＳＲＳ送信帯域が周波数ホッピングされる様子の一例を示す図である。
【図８】実施の形態に係る通信システムの動作を示す図である。
【図９】通信端末に対する上り無線リソースの割り当て例を示す図である。
【図１０】実施の形態に係るスケジューリング対象期間を示す図である。
【図１１】実施の形態に係る基地局の動作を示すフローチャートである。
【図１２】実施の形態に係る通信システムの動作を示す図である。
【図１３】実施の形態に係る通信システムの動作を示す図である。
【図１４】通信端末に対する上り及び下り無線リソースの割り当て例を示す図である。
【図１５】通信端末に対する下り無線リソースの割り当て例を示す図である。
【図１６】通信端末に対する上り及び下り無線リソースの割り当て例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１は本実施の形態に係る通信システム１００の構成を示す図である。本通信システム１００は、例えば、複信方式としてＴＤＤ（Time Division Duplexing）方式が採用されたＬＴＥであって、複数の基地局１を備えている。各基地局１は、複数の通信端末２と通信を行う。ＬＴＥでは、下り通信ではＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）方式が使用され、上り通信ではＳＣ−ＦＤＭＡ（Single Carrier-Frequency Division Multiple Access）方式が使用される。したがって、基地局１から通信端末２への送信にはＯＦＤＭＡ方式が使用され、通信端末２から基地局１への送信にはＳＣ−ＦＤＭＡ方式が使用される。ＯＦＤＭＡ方式では、互いに直交する複数のサブキャリアが合成されたＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）信号が使用される。
【００２１】
図１に示されるように、各基地局１のサービスエリア１０は、周辺基地局１のサービスエリア１０と部分的に重なっている。図１では、４つの基地局１だけしか示されていないため、１つの基地局１に対して周辺基地局１が２つあるいは３つだけしか存在していないが、実際には、１つの基地局１に対して例えば６つの周辺基地局１が存在する。
【００２２】
複数の基地局１は、図示しないネットワークに接続されており、当該ネットワークを通じて互いに通信可能となっている。また、ネットワークには図示しないサーバ装置が接続されており、各基地局１は、ネットワークを通じてサーバ装置と通信可能となっている。
【００２３】
図２は各基地局１の構成を示す図である。基地局１は、時間軸と周波数軸とからなる２次元で特定される無線リソースを複数の通信端末２のそれぞれに個別に割り当てることによって、当該複数の通信端末２と同時に通信することが可能となっている。基地局１は、送受信アンテナとしてアレイアンテナを有し、アダプティブアレイアンテナ方式を用いてアレイアンテナの指向性を制御することが可能である。
【００２４】
図２に示されるように、基地局１は、無線処理部１１と、当該無線処理部１１を制御する制御部１２とを備えている。無線処理部１１は、複数のアンテナ１１０ａから成るアレイアンテナ１１０を有している。無線処理部１１は、アレイアンテナ１１０で受信される複数の受信信号のそれぞれに対して増幅処理、ダウンコンバート及びＡ／Ｄ変換処理等を行って、ベースバンドの複数の受信信号を生成して出力する。
【００２５】
また、無線処理部１１は、制御部１２で生成されるベースバンドの複数の送信信号のそれぞれに対して、Ｄ／Ａ変換処理、アップコンバート及び増幅処理等を行って、搬送帯域の複数の送信信号を生成する。そして、無線処理部１１は、生成した搬送帯域の複数の送信信号を、アレイアンテナ１１０を構成する複数のアンテナ１１０ａにそれぞれ入力する。これにより、各アンテナ１１０ａから送信信号が無線送信される。
【００２６】
制御部１２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）及びメモリなどで構成されている。制御部１２は、機能ブロックとして、送信信号生成部１２０、受信データ取得部１２１、スケジューリング実行部１２２、送信ウェイト処理部１２３、受信ウェイト処理部１２４、送信態様決定部１２５及び使用信号決定部１２６を備えている。
【００２７】
送信信号生成部１２０は、通信対象の通信端末２に向けた制御データ及びユーザデータを含む送信データを生成する。そして、送信信号生成部１２０は、生成した送信データを含むベースバンドの送信信号を生成する。この送信信号は、アレイアンテナ１１０を構成する複数のアンテナ１１０ａの数だけ生成される。
【００２８】
送信ウェイト処理部１２３は、送信信号生成部１２０で生成された複数の送信信号に対して、アレイアンテナ１１０での送信指向性を制御するための複数の送信ウェイトをそれぞれ設定する。そして、送信ウェイト処理部１２３は、複数の送信ウェイトがそれぞれ設定された複数の送信信号に対して逆離散フーリエ変換（IDFT：Inverse Discrete Fourier Transform）等を行った後に、当該複数の送信信号を無線処理部１１に出力する。
【００２９】
受信ウェイト処理部１２４は、無線処理部１１から入力される複数の受信信号に対して、離散フーリエ変換（DFT：Discrete Fourier Transform）を行った後に、アレイアンテナ１１０での受信指向性を制御するための複数の受信ウェイトをそれぞれ設定する。そして、受信ウェイト処理部１２４は、複数の受信ウェイトがそれぞれ設定された複数の受信信号を合成して新たな受信信号を生成する。
【００３０】
受信データ取得部１２１は、受信ウェイト処理部１２４で生成された新たな受信信号に対して、逆離散フーリエ変換や復調処理等を行って、当該受信信号に含まれる制御データ及びユーザデータを取得する。以後、制御データ及びユーザデータをまとめて単に「データ」と呼ぶことがある。
【００３１】
本実施の形態に係る基地局１では、無線処理部１１、送信ウェイト処理部１２３及び受信ウェイト処理部１２４によって、アレイアンテナ１１０の指向性を適応的に制御しながら複数の通信端末２と通信を行う通信部１３が構成されている。通信部１３は、通信端末２と通信する際に、アレイアンテナ１１０の受信指向性及び送信指向性のそれぞれを制御する。具体的には、通信部１３は、受信ウェイト処理部１２４において、受信信号に乗算する受信ウェイトを調整することより、アレイアンテナ１１０での受信指向性のビーム及びヌルを様々な方向に設定することができる。また、通信部１３は、送信ウェイト処理部１２３において、送信信号に乗算する送信ウェイトを調整することより、アレイアンテナ１１０での送信指向性のビーム及びヌルを様々な方向に設定することができる。送信ウェイトは受信ウェイトから求めることができ、受信ウェイトは通信端末２からの既知信号に基づいて求めることができる。
【００３２】
スケジューリング実行部１２２は、通信対象の各通信端末２に対して、当該通信端末２へのデータの送信に使用する下り無線リソース（送信周波数及び送信時間帯）を割り当てる。送信信号生成部１２０は、スケジューリング実行部１２２が通信端末２に割り当てた下り無線リソースに基づいて、当該通信端末２に送信すべきデータを含む送信信号を生成するとともに、当該下り無線リソースに基づいたタイミングで当該送信信号を送信ウェイト処理部１２３に入力する。これにより、通信端末２に送信すべきデータを含む送信信号が、当該通信端末２に割り当てられた下り無線リソースを用いて通信部１３から送信される。送信信号生成部１２０は、スケジューリング実行部１２２が通信端末２に割り当てた下り無線リソースを当該通信端末２に通知するための制御データを含む送信信号を生成して出力する。これにより、通信端末２は、自装置宛てのデータの送信で使用される下り無線リソースを知ることができ、基地局１からの自装置宛てのデータを適切に受信することができる。
【００３３】
またスケジューリング実行部１２２は、通信対象の各通信端末２に対して、当該通信端末２が基地局１にデータを送信する際に使用する上り無線リソースを割り当てる。送信信号生成部１２０は、スケジューリング実行部１２２が通信端末２に割り当てた上り無線リソースを当該通信端末２に通知するための制御データを含む送信信号を生成して出力する。これにより、通信端末２は、基地局１へのデータの送信に使用する上り無線リソースを知ることができ、当該上り無線リソースを用いて基地局１にデータを無線送信する。
【００３４】
送信態様決定部１２５は、通信端末２が送信する既知信号である後述のサウンディング基準信号（ＳＲＳ）の送信態様（送信周波数帯域及び送信周期）を決定する。送信信号生成部１２０は、送信態様決定部１２５で決定された、通信端末２が送信するＳＲＳの送信態様を当該通信端末２に通知するための制御データを含む送信信号を生成して出力する。これにより、当該通信端末２は、自身が送信するＳＲＳについての送信態様（送信周波数帯域及び送信周期）を知ることができ、当該送信態様に基づいてＳＲＳを基地局１に送信する。
【００３５】
使用信号決定部１２６は、通信対象の各通信端末２について、アレイアンテナ１１０の送信指向性を制御する際に使用することが可能なＳＲＳ及び後述の復調リファレンス信号（ＤＲＳ）のうち、通信部１３が当該通信端末２と下り通信を行う際のアレイアンテナ１１０の送信指向性の制御に使用する既知信号を決定する。通信部１３は、通信端末２と下り通信する際には、ＳＲＳ及びＤＲＳのうち、使用信号決定部１２６で使用が決定された既知信号に基づいて送信ウェイトを算出して、アレイアンテナ１１０の送信指向性を制御する。以後、アレイアンテナ１１０の送信指向性の制御を「アレイ送信制御」と呼ぶことがある。
【００３６】
＜ＴＤＤフレームの構成＞
次に基地局１と通信端末２との間で使用されるＴＤＤフレーム３００について説明する。ＴＤＤフレーム３００は、時間軸と周波数軸とからなる２次元で特定される。ＴＤＤフレーム３００の周波数帯域幅（システム帯域幅）は例えば１０ＭＨｚであって、ＴＤＤフレーム３００の時間長は１０ｍｓである。基地局１は、ＴＤＤフレーム３００から、各通信端末２に対して割り当てる上り無線リソース及び下り無線リソースを決定する。
【００３７】
図３はＴＤＤフレーム３００の構成を示す図である。図３に示されるように、ＴＤＤフレーム３００は、２つのハーフフレーム３０１で構成されている。各ハーフフレーム３０１は、５個のサブフレーム３０２で構成されている。つまり、ＴＤＤフレーム３００は１０個のサブフレーム３０２で構成されている。サブフレーム３０２の時間長は１ｍｓである。以後、ＴＤＤフレーム３００を構成する１０個のサブフレーム３０２を、先頭から順に第０〜第９サブフレーム３０２とそれぞれ呼ぶことがある。
【００３８】
各サブフレーム３０２は、時間方向に２つのスロット３０３を含んで構成されている。各スロット３０３は、７個のシンボル期間３０４で構成されている。したがって、各サブフレーム３０２は、時間方向に１４個のシンボル期間３０４を含んでいる。このシンボル期間３０４は、ＯＦＤＭＡ方式の下り通信では、ＯＦＤＭシンボルの１シンボル期間となり、ＳＣ−ＦＤＭＡ方式の上り通信では、ＤＦＴＳ（Discrete Fourier Transform Spread）−ＯＦＤＭシンボルの１シンボル期間となる。
【００３９】
以上のように構成されるＴＤＤフレーム３００には、上り通信専用のサブフレーム３０２と下り通信専用のサブフレーム３０２とが含められる。以後、上り通信専用のサブフレーム３０２を「上りサブフレーム３０２ｕ」と呼び、下り通信専用のサブフレーム３０２を「下りサブフレーム３０２ｄ」と呼ぶ。通信端末２は、上りサブフレーム３０２ｕで基地局１にデータを送信し、基地局１は、下りサブフレーム３０２ｄで通信端末２にデータを送信する。
【００４０】
ＬＴＥでは、ＴＤＤフレーム３００において、周波数方向に１８０ｋＨｚの周波数帯域幅を含み、時間方向に７シンボル期間３０４（１スロット３０３）を含む領域（無線リソース）が「リソースブロック（ＲＢ）」と呼ばれている。リソースブロックには、１２個のサブキャリアが含まれる。スケジューリング実行部１２２は、通信端末２がデータの送信に使用する上り無線リソースを当該通信端末２に割り当てる場合、あるいは通信端末２にデータを送信する際に使用する下り無線リソースを当該通信端末２に割り当てる場合には、時間方向においては連続する２つのリソースブロック単位、つまり一つのサブフレーム３０２単位で、周波数方向においては一つのリソースブロック単位で、当該通信端末２に対して上り無線リソースあるいは下り無線リソースを割り当てる。なお、上り通信ではＳＣ−ＦＤＭＡ方式が使用されていることから、上りサブフレーム３０２ｕの１つのスロット３０３において、ある通信端末２に対して周波数方向において複数のリソースブロックが割り当てられる際には、周波数方向に連続した複数のリソースブロックが当該通信端末２に割り当てられる。
【００４１】
また、ＬＴＥでは、ＴＤＤフレーム３００の構成については、上りサブフレーム３０２ｕと下りサブフレーム３０２ｄの組み合わせが異なる７種類の構成が規定されている。図４は当該７種類の構成を示す図である。
【００４２】
図４に示されるように、ＬＴＥでは、０番〜６番までのＴＤＤフレーム３００の構成が規定されている。本通信システム１００では、この７種類の構成のうちの１つの構成が使用される。図４では、「Ｄ」で示されるサブフレーム３０２は、下りサブフレーム３０２ｄを意味し、「Ｕ」で示されるサブフレーム３０２は、上りサブフレーム３０２ｕを意味している。また、「Ｓ」で示されるサブフレーム３０２は、通信システム１００において、下り通信から上り通信への切り替えが行われるサブフレーム３０２を意味している。このサブフレーム３０２を「スペシャルサブフレーム３０２」と呼ぶ。
【００４３】
例えば、０番の構成を有するＴＤＤフレーム３００では、第０及び第５サブフレーム３０２が下りサブフレーム３０２ｄとなっており、第２〜第４サブフレーム３０２及び第７〜第９サブフレーム３０２が上りサブフレーム３０２ｕとなっており、第１及び第６サブフレーム３０２がスペシャルサブフレーム３０２となっている。また、４番の構成を有するＴＤＤフレーム３００では、第０サブフレーム３０２及び第４〜第９サブフレーム３０２が下りサブフレーム３０２ｄとなっており、第２及び第３サブフレーム３０２が上りサブフレーム３０２ｕとなっており、第１サブフレーム３０２がスペシャルサブフレーム３０２となっている。
【００４４】
図５は、１番の構成を有するＴＤＤフレーム３００の構成を詳細に示す図である。図５に示されるように、スペシャルサブフレーム３０２は、時間方向に、下りパイロットタイムスロット（ＤｗＰＴＳ）３５１と、ガードタイム（ＧＰ）３５０と、上りパイロットタイムスロット（ＵｐＰＴＳ）３５２とを含んでいる。ガードタイム３５０は、下り通信から上り通信に切り替えるために必要な無信号期間であって、通信には使用されない。以下の説明では、通信システム１００では、１番の構成を有するＴＤＤフレーム３００が使用されるものとする。
【００４５】
ＬＴＥでは、下りパイロットタイムスロット３５１、ガードタイム３５０及び上りパイロットタイムスロット３５２の時間長の組み合わせについて、複数種類の組み合わせが規定されている。図５の例では、下りパイロットタイムスロット３５１の時間長は１１シンボル期間３０４に設定されており、上りパイロットタイムスロット３５２の時間長は２シンボル期間３０４に設定されている。
【００４６】
本実施の形態に係る通信システム１００では、下りサブフレーム３０２ｄだけではなく、スペシャルサブフレーム３０２の下りパイロットタイムスロット３５１においても下り通信を行うことが可能である。また、本通信システム１００では、上りサブフレーム３０２ｕだけではなく、スペシャルサブフレーム３０２の上りパイロットタイムスロット３５２においても上り通信を行うことが可能である。
【００４７】
本実施の形態では、基地局１は、下りパイロットタイムスロット３５１の各シンボル期間３０４においてデータを通信端末２に送信する。また、各通信端末２は、上りパイロットタイムスロット３５２の２つのシンボル期間３０４のうちのどちらか一方においてＳＲＳと呼ばれる既知信号を送信する。ＳＲＳは、複数のサブキャリアを変調する複数の複素シンボルで構成されている。本実施の形態では、上りパイロットタイムスロット３５２において送信されるＳＲＳを、送信ウェイトを算出するために使用する。つまり、基地局１の通信部１３は、通信端末２が上りパイロットタイムスロット３５２で送信するＳＲＳに基づいてアレイ送信制御を行うことが可能となっている。
【００４８】
なお、ＳＲＳは、上りサブフレーム３０２ｕの最後のシンボル期間３０４においても送信可能である。つまり、通信端末２は、上りサブフレーム３０２ｕにおいて、最後のシンボル期間３０４を除く各シンボル期間３０４ではデータを送信可能であり、最後のシンボル期間３０４ではＳＲＳを送信可能である。アレイ送信制御には、上りサブフレーム３０２ｕの最後のシンボル期間３０４で送信されるＳＲＳを使用することも可能であるが、本実施の形態では、上りパイロットタイムスロット３５２で送信されるＳＲＳを使用するものとする。以後、特に断らない限り、ＳＲＳと言えば、上りパイロットタイムスロット３５２を使用して送信されるＳＲＳを意味するものとする。また、上りパイロットタイムスロット３５２に含まれる各シンボル期間３０４を「ＳＲＳ送信シンボル期間３７０」と呼ぶ。
【００４９】
ＳＲＳは周期的に送信される信号であって、その送信周期の長さ（送信間隔）については変更することが可能である。以後、ＳＲＳの送信周期を「ＳＲＳ送信周期３６０」と呼ぶ。図５の例では、ＳＲＳ送信周期３６０の長さ（送信間隔）が５ｍｓに設定されており、上りスペシャルサブフレーム３０２の上りパイロットタイムスロット３５２ごとにＳＲＳが送信されている。
【００５０】
このように、本実施の形態に係る通信システム１００では、通信端末２がデータを送信する際に使用することが可能な上り無線リソース（上りサブフレーム３０２ｕのうち最後のシンボル期間３０４を除く部分）とは別に、ＳＲＳを送信することが可能な上り無線リソース（スペシャルサブフレーム３０２のうち上りパイロットタイムスロット３５２を含む部分と、上りサブフレーム３０２ｕのうち最後のシンボル期間３０４を含む部分）が定められている。
【００５１】
＜ＳＲＳの送信周波数帯域＞
本通信システム１００では、ＳＲＳの送信に使用可能な周波数帯域４００（以後、「ＳＲＳ送信可能帯域４００」と呼ぶ）が、ＳＲＳ送信周期３６０ごとに、システム帯域の高周波側及び低周波側に交互に配置されているようになっている。図５では、ＳＲＳ送信可能帯域４００が斜線で示されている。
【００５２】
また、本実施の形態に係る通信システム１００では、１つの通信端末２がＳＲＳの送信に使用する周波数帯域（以後、「ＳＲＳ送信帯域」と呼ぶ）を、ＳＲＳ送信可能帯域４００の全範囲内あるいは一部の範囲内において、ＳＲＳ送信周期３６０ごとに変化させることが可能である。この制御は「周波数ホッピング」と呼ばれている。また、本通信システム１００では、ＳＲＳ送信帯域４５０の帯域幅（以後、「ＳＲＳ送信帯域幅」と呼ぶ）は変更可能となっている。
【００５３】
図６は、ある通信端末２が使用するＳＲＳ送信帯域４５０がＳＲＳ送信可能帯域４００の全範囲内で周波数ホッピングする様子の一例を示す図である。図６の例では、ＳＲＳ送信周期３６０の長さが５ｍｓに設定されており、ＳＲＳ送信可能帯域４００が第１〜第４周波数帯域に分割されている。そして、ＳＲＳ送信可能帯域４００の帯域幅の４分の１の帯域幅を有するＳＲＳ送信帯域４５０が、ＳＲＳ送信周期３６０ごとに、第１周波数帯域、第３周波数帯域、第２周波数帯域、第４周波数帯域の順に変化している。
【００５４】
図７は、ある通信端末２が使用するＳＲＳ送信帯域４５０がＳＲＳ送信可能帯域４００の全範囲内で周波数ホッピングする様子の他の一例を示す図である。図７の例では、ＳＲＳ送信周期３６０の長さが１０ｍｓに設定されており、ＳＲＳ送信可能帯域４００が第１及び第２周波数帯域に分割されている。そして、ＳＲＳ送信可能帯域４００の帯域幅の２分の１の帯域幅を有するＳＲＳ送信帯域４５０が、ＳＲＳ送信周期３６０ごとに、第１及び第２周波数帯域の間で交互に変化している。
【００５５】
なお、ＳＲＳ送信帯域４５０については、周波数ホッピングせずに一定の周波数帯域に固定することも可能である。つまり、通信端末２は、送信周波数帯域が一定のＳＲＳを周期的に送信することも可能である。
【００５６】
ＳＲＳの送信態様を決定する送信態様決定部１２５は、基地局１と通信する各通信端末２について、ＳＲＳ送信帯域幅、ＳＲＳ送信帯域４５０の先頭位置及びＳＲＳ送信周期３６０を決定する。ＳＲＳ送信帯域４５０の先頭位置がＳＲＳ送信周期３６０ごとに変化すると、ＳＲＳ送信帯域４５０が周波数ホッピングするようになる。送信態様決定部１２５は、通信端末２についてのＳＲＳ送信帯域幅とＳＲＳ送信帯域４５０の先頭位置を決定することによって、当該通信端末２についてのＳＲＳ送信帯域４５０を決定する。
【００５７】
送信信号生成部１２０は、送信態様決定部１２５で決定された、通信端末２が送信するＳＲＳの送信態様を当該通信端末２に通知するための制御データ（以後、「ＳＲＳ制御データ」と呼ぶ）を含む送信信号を生成する。この送信信号は、下りサブフレーム３０２ｄが使用されて通信部１３から当該通信端末２に送信される。これにより、各通信端末２にはＳＲＳ制御データが送信され、各通信端末２は、自身が送信するＳＲＳの送信態様を知ることができる。つまり、各通信端末２は、自身が送信するＳＲＳについてのＳＲＳ送信帯域幅、ＳＲＳ送信帯域４５０の先頭位置及びＳＲＳ送信周期３６０を認識することができる。各通信端末２は、基地局１で決定された送信態様に基づいてＳＲＳを周期的に送信する。
【００５８】
なお、ＳＲＳ制御データには、ＳＲＳの送信開始を指示するための送信開始データあるいはＳＲＳの送信停止を指示するための送信停止データも含められる。ＳＲＳを送信していない通信端末２が、送信開始データを含むＳＲＳ制御データを受信すると、当該ＳＲＳ制御データで指示される送信態様に基づいてＳＲＳの周期的な送信を開始する。また、ＳＲＳを周期的に送信する通信端末２が、送信停止データを含むＳＲＳ制御データを受信すると、ＳＲＳの送信を停止する。通信端末２が送信するＳＲＳの送信態様を変更する場合には、変更後の送信態様を指示するためのＳＲＳ制御データが当該通信端末２に通知される。このようなＳＲＳ制御データは、ＬＴＥでは、“RRCConnectionReconfiguration message”と呼ばれている。
【００５９】
＜ＳＲＳの送信を制御する際の通信システムの基本動作＞
次に、通信端末２がＳＲＳ制御データを受信してから、当該通信端末２が当該ＳＲＳ制御データによって通知される送信態様に基づいてＳＲＳを送信するまでの通信システム１００の基本動作について説明する。図８は当該動作を示す図である。以後、説明の対象となる通信端末２を「対象通信端末２」と呼ぶことがある。
【００６０】
図８に示されるように、例えば、（Ｎ−２）番目のＴＤＤフレーム３００の末尾に位置する下りサブフレーム３０２ｄにおいて、基地局１から対象通信端末２にＳＲＳ制御データを含む送信信号が送信されると、その次の（Ｎ−１）番目のＴＤＤフレーム３００の先頭から８番目の上りサブフレーム３０２ｕ（第７サブフレーム３０２）において、対象通信端末２は、ＳＲＳ制御信号を正常に受信した旨を通知するための応答データを含む送信信号を基地局１に送信する。この応答データは“RRCConnectionReconfigurationComplete message”と呼ばれている。
【００６１】
応答データを送信した対象通信端末２は、次のＮ番目のＴＤＤフレーム３００以降において、受信したＳＲＳ制御データで指示される送信態様でＳＲＳを送信する。図８の例では、ＳＲＳ送信周期３６０の長さは５ｍｓに設定されている。
【００６２】
なお、図８の例では、（Ｎ−１）番目のＴＤＤフレーム３００で対象通信端末２が応答データを送信しているが、それよりも後のＴＤＤフレーム３００で対象通信端末２が応答データを送信することもある。
【００６３】
また、ＳＲＳを送信している対象端末２が、変更後の送信態様を通知するためのＳＲＳ制御データを受信した場合には、当該ＳＲＳ制御データによって通知される変更後の送信態様でＳＲＳを送信するまでは（図８の例では、（Ｎ−１）番目のＴＤＤフレーム３００の２つ目のスペシャルサブフレーム３０２まで）、それまでの送信態様でＳＲＳを送信することになる。
【００６４】
このように、基地局１が、あるＴＤＤフレーム３００において、対象通信端末２に対してＳＲＳ制御データを送信すると、そのＴＤＤフレーム３００よりも少なくとも２つ後のＴＤＤフレーム３００以降において、対象通信端末２は、当該ＳＲＳ制御データに基づいたＳＲＳの送信を行うようになる。したがって、基地局１が、対象通信端末２にＳＲＳの送信開始を指示する際、あるいは対象通信端末２にＳＲＳの送信態様の変更を指示する際には、対象通信端末２にＳＲＳ制御データを送信してから、そのＳＲＳ制御データに基づいて対象通信端末２から送信されるＳＲＳを受信するまでに、ある程度の時間がかかることになる。
【００６５】
基地局１においては、使用信号決定部１２６が、対象通信端末２についてのアレイ送信制御にＳＲＳを使用すると決定すると、通信部１３は、対象通信端末２と下り通信を行う際には、対象通信端末２からのＳＲＳに基づいてアレイ送信制御を行う。具体的には、対象通信端末２からのＳＲＳが通信部１３で受信されると、受信ウェイト処理部１２４が当該ＳＲＳに基づいて受信ウェイトを算出する。そして、送信ウェイト処理部１２３が、受信ウェイト処理部１２４で算出された受信ウェイトに基づいて、対象通信端末２に送信する送信信号に適用する送信ウェイトを算出する。送信ウェイト処理部１２３は、送信信号生成部１２０で生成された、対象通信端末２へのデータを含む複数の送信信号に対して、算出した送信ウェイトを設定し、送信ウェイトが設定された複数の送信信号を無線処理部１１に入力する。これにより、アレイアンテナ１１０における、対象通信端末２への送信信号の周波数帯域での送信指向性に関するビームが、対象通信端末２に向くようになり、対象通信端末２に対して適切にデータを送信することができる。
【００６６】
＜ＤＲＳについて＞
本通信システム１００においては、データ送信に利用される上りサブフレーム３０２ｕの一部が使用されて、ＤＲＳと呼ばれる既知信号が送信される。基地局１では、ＳＲＳだけではなく、このＤＲＳをアレイ送信制御に使用することが可能である。ＤＲＳは、複数のサブキャリアを変調する複数の複素シンボルで構成されており、上りサブフレーム３０２ｕの各スロット３０３において、先頭から４つ目のシンボル期間３０４で送信される。
【００６７】
対象通信端末２は、基地局１のスケジューリング実行部１２２において、上りサブフレーム３０２ｕから、データの送信用として割り当てられた各リソースブロックの一部を用いてＤＲＳを送信する。図９はその様子を示す図である。図９には、１つの上りサブフレーム３０２ｕが示されており、対象通信端末２に割り当てられているリソースブロック５００（上りサブフレーム３０２ｕにおける、ＳＲＳを送信することが可能な最後のシンボル期間３０４は除く）には右下がり斜線が示されている。図９の例では、対象通信端末２には、データ送信用として、４つのリソースブロック５００が割り当てられている。対象通信端末２は、データの送信用として自身に割り当てられた各リソースブロック５００において、先頭から４つの目のシンボル期間３０４の複数のサブキャリアを用いてＤＲＳを送信する。図９では、対象通信端末２に割り当てられたリソースブロック５００において、先頭から４つ目のシンボル期間３０４を含む部分には、右下がりの斜線と左下がりの斜線との両方が示されている。
【００６８】
基地局１においては、使用信号決定部１２６が対象通信端末２についてのアレイ送信制御にＤＲＳを使用すると決定すると、通信部１３は、対象通信端末２と下り通信を行う際に、対象通信端末２からのＤＲＳに基づいてアレイ送信制御を行う。
【００６９】
＜アレイ送信制御について＞
本実施の形態に係る基地局１では、下りサブフレーム３０２ｄにおいて対象通信端末２に信号を送信する際には、対象通信端末２が送信する既知信号（ＳＲＳあるいはＤＲＳ）に基づいて、アレイアンテナ１１０の送信指向性に関してヌルステアリング及びビームフォーミングが行われる。本実施の形態に係る基地局１では、例えば、ＲＬＳ（Recursive Least-Squares）アルゴリズム等の逐次更新アルゴリズムを用いて、ＳＲＳあるいはＤＲＳに含まれる複数の複素シンボルに基づいて受信ウェイトを複数回更新し、更新終了後の受信ウェイトに基づいて送信ウェイトを求めることによって、ヌルステアリングとビームフォーミングの両方を行う。
【００７０】
また、本実施の形態に係る基地局１では、送信ウェイトが、例えば、１リソースブロックの周波数帯域ごとに求められる。以後、１リソースブロックの周波数帯域を「割り当て単位帯域」と呼ぶ。例えば、下りサブフレーム３０２ｄにおいて対象通信端末２に送信される送信信号の周波数帯域が４つの割り当て単位帯域で構成されているとすると、４つの割り当て単位帯域のそれぞれについて送信ウェイトが求められる。ある割り当て単位帯域を用いて対象通信端末２に送信される信号に対して適用する送信ウェイトは、対象通信端末２から受信した既知信号（ＳＲＳあるいはＤＲＳ）を構成する複数の複素シンボルのうち、当該ある割り当て単位帯域を用いて送信された１２個の複素シンボルに基づいて求められる。１リソースブロックには１２個のサブキャリアが含まれることから、１つの割り当て単位帯域を用いて１２個の複素シンボルを送信することが可能である。
【００７１】
このように、本実施の形態では、下りサブフレーム３０２ｄにおいて、対象通信端末２に対して送信信号を送信する際には、対象通信端末２から受信した既知信号うち、当該送信信号の周波数帯域と同じ周波数帯域で送信される部分を使用してアレイ送信制御が行われる。これにより、アレイ送信制御の精度が向上し、対象通信端末２に対して適切にビームを向けることができる。
【００７２】
＜基地局での無線リソースのスケジューリング動作＞
次に、基地局１が通信端末２に対する無線リソースの割り当てのスケジューリングを行い、その結果に基づいて通信端末２と通信するまでの当該基地局１の一連の動作について説明する。
【００７３】
本実施の形態では、上り通信期間と下り通信期間を含むスケジューリング対象期間が定められており、当該スケジューリング対象期間ごとに、そのスケジューリング対象期間での上り無線リソース及び下り無線リソースを通信端末２に割り当てるスケジューリングが行われる。本実施の形態では、図１０に示されるように、例えば、スペシャルサブフレーム３０２の上りパイロットタイムスロット３５２の先頭から、次のスペシャルサブフレーム３０２の上りパイロットタイムスロット３５２の先頭までの期間が、一つのスケジューリング対象期間５５０となっている。本実施の形態のように、１番の構成を有するＴＤＤフレーム３００が使用される場合には、スケジューリング対象期間５５０には、データの上り通信期間として２つの上りサブフレーム３０２ｕが含まれ、データの下り通信期間として２つの下りサブフレーム３０２ｄと一つのスペシャルサブフレーム３０２の下りパイロットタイムスロット３５１とが含まれる。
【００７４】
以後、スケジューリング対象期間５５０に含まれる２つの上りサブフレーム３０２ｕについて、前方の上りサブフレーム３０２ｕを第１上りサブフレーム３０２ｕと呼び、後方の上りサブフレーム３０２ｕを第２上りサブフレーム３０２ｕと呼ぶ。また、スペシャルサブフレーム３０２における、下りパイロットタイムスロット３５１を時間方向に含む部分については、ＴＤＤフレーム３００に含まれる下りサブフレーム３０２ｄには相当しないが、特に断らない限り、下りサブフレーム３０２ｄには、この部分も含むものとする。そして、スケジューリング対象期間５５０に含まれる２つの下りサブフレーム３０２ｄについて、前方の下りサブフレーム３０２ｄを第１下りサブフレーム３０２ｄと呼び、後方の下りサブフレーム３０２ｄを第２下りサブフレーム３０２ｄと呼び、スケジューリング対象期間５５０に含まれるスペシャルサブフレーム３０２における、下りパイロットタイムスロット３５１を時間方向に含む部分を第３下りサブフレーム３０２ｄと呼ぶ。
【００７５】
図１１は、あるスケジューリング対象期間５５０について基地局１が無線リソースのスケジューリングを行い、その結果に基づいて基地局１が当該スケジューリング対象期間において通信端末２と通信するまでの当該基地局１の一連の動作を示すフローチャートである。図１１を参照して、まず当該一連の動作の概要について説明する。
【００７６】
本実施の形態では、スケジューリング対象期間５５０についての無線リソースのスケジューリングは、つまり、図１１に示されるステップｓ１〜ｓ５までの一連の処理は、例えば、当該スケジューリング対象期間５５０の上りパイロットタイムスロット３５２を含むＴＤＤフレーム３００よりも一つ前のＴＤＤフレーム３００において実行される。図１０において、例えば、Ｎ番目のＴＤＤフレーム３００の前方のスペシャルサブフレーム３０２の上りパイロットタイムスロット３５２を含むスケジューリング対象期間５５０についての無線リソースのスケジューリングと、Ｎ番目のＴＤＤフレーム３００の後方のスペシャルサブフレーム３０２の上りパイロットタイムスロット３５２を含むスケジューリング対象期間５５０についての無線リソースのスケジューリングとは、（Ｎ−１）番目のＴＤＤフレーム３００で行われる。
【００７７】
図１１に示されるように、基地局１では、ステップｓ１において、スケジューリング実行部１２２が、上り通信対象の各通信端末２について、上り通信の優先度である上り優先度を決定する。上り通信対象の通信端末２とは、基地局１に送信すべき送信待ちデータを有する通信端末２である。
【００７８】
次にステップｓ２において、スケジューリング実行部１２２は、下り通信対象の各通信端末２について、下り通信の優先度である下り優先度を決定する。通信端末２についての下り優先度は、当該通信端末２の上り優先度が高いほど高くなるように設定される。下り通信対象の通信端末２とは、基地局１がそれに向けて送信すべき送信待ちデータを有する通信端末２である。
【００７９】
次にステップｓ３において、使用信号決定部１２６は、下り通信対象の各通信端末２に関して、下り優先度がしきい値αよりも高い通信端末２については、当該通信端末２についてのアレイ送信制御で使用する既知信号をＤＲＳに決定する。ただし、下り優先度がしきい値αよりも高い下り通信対象の通信端末２が、上り通信対象の通信端末２ではない場合、つまり、スケジューリング対象期間５５０において基地局１に送信すべき送信待ちデータが無い通信端末２である場合には、使用信号決定部１２６は、当該下り通信対象の通信端末２についてのスケジューリング対象期間５５０でのアレイ送信制御で使用する既知信号をＳＲＳに決定する。基地局１は、アレイ送信制御で使用する既知信号がＤＲＳに決定された通信端末２と下り通信する際には、当該通信端末２からスケジューリング対象期間５５０の上りサブフレーム３０２ｕで送信されるＤＲＳに基づいてアレイ送信制御を行う。
【００８０】
一方で、使用信号決定部１２６は、下り通信対象の各通信端末２に関して、下り優先度がしきい値αよりも低い通信端末２については、当該通信端末２についてのアレイ送信制御で使用する既知信号をＳＲＳに決定する。基地局１は、アレイ送信制御で使用する既知信号がＳＲＳに決定された通信端末２と下り通信する際には、当該通信端末２からスケジューリング対象期間５５０に含まれるＳＲＳ送信シンボル期間３７０で送信されるＳＲＳ、あるいは、当該ＳＲＳが無い場合には、スケジューリング対象期間５５０にできるだけ近いタイミングで当該通信端末２から送信されるＳＲＳに基づいてアレイ送信制御を行う。
【００８１】
下り優先度がしきい値αと同じである通信端末２については、当該通信端末２についてのアレイ送信制御で使用する既知信号をＤＲＳに決定しても良いし、ＳＲＳに決定しても良い。本実施の形態では、下り優先度がしきい値α以上の通信端末２については、当該通信端末２についてのアレイ送信制御で使用する既知信号をＤＲＳに決定することとする。
【００８２】
次にステップｓ４において、スケジューリング実行部１２２は、下り通信対象の通信端末２についての下り優先度に基づいて、スケジューリング対象期間５５０においてデータの下り通信を行う通信端末２（以後、「下り通信決定端末２」と呼ぶことがある）を決定するとともに、当該スケジューリング対象期間５５０に含まれる第１〜第３下りサブフレーム３０２ｄから、下り通信決定端末２に対して下り無線リソースを割り当てる。また、スケジューリング実行部１２２は、上り通信対象の通信端末２についての上り優先度に基づいて、スケジューリング対象期間５５０においてデータの上り通信を行う通信端末２（以後、「上り通信決定端末２」と呼ぶことがある）を決定するとともに、当該スケジューリング対象期間５５０に含まれる第１及び第２上りサブフレーム３０２ｕから、上り通信決定端末２に対して上り無線リソースを割り当てる。
【００８３】
本実施の形態に係るスケジューリング実行部１２２は、例えば、下り優先度の高い通信端末２から順に必要な下り無線リソースを割り当て、第１〜第３下りサブフレーム３０２ｄにおいて通信端末２に割り当てる下り無線リソースが無くなると、下り無線リソースの割り当て処理を終了する。ただし、本実施の形態では、後述のように、スケジューリング対象期間５５０についてのスケジューリングを行う際に、ＳＲＳを送信していない通信端末２が存在することから、当該通信端末２について、ＳＲＳを使用してアレイ送信制御を行うことができない。したがって、アレイ送信制御に使用される既知信号がＳＲＳに決定された通信端末２であって、ＳＲＳを送信していない通信端末２については、スケジューリング対象期間５５０においては、下り無線リソースを割り当てないことにする。つまり、スケジューリング実行部１２２は、下り通信対象の通信端末２のうち、アレイ送信制御に使用される既知信号がＳＲＳに決定された通信端末２であって、ＳＲＳを送信していない通信端末２を除外した中から、下り通信決定端末２を決定する。
【００８４】
また、本実施の形態に係るスケジューリング実行部１２２は、例えば、上り優先度の高い通信端末２から順に必要な上り無線リソースを割り当て、第１及び第２上りサブフレーム３０２ｕにおいて通信端末２に割り当てる上り無線リソースが無くなると、上り無線リソースの割り当て処理を終了する。ただし、後述するように、使用信号決定部１２６がアレイ送信制御においてＤＲＳを使用すると決定した通信端末２については、その上り優先度を考慮せずに（上り優先度を無視して）、スケジューリング対象期間５５０で上り通信を行うことを決定するとともに、当該通信端末２に対して上り無線リソースを割り当てる。
【００８５】
次にステップｓ５において、基地局１は、上り通信決定端末２に対して割り当てられた上り無線リソースを当該上り通信決定端末２に通知する。具体的には、スケジューリング実行部１２２が上り通信決定端末２に割り当てた上り無線リソースを当該上り通信決定端末２に通知するための制御データを含む送信信号を送信信号生成部１２０が生成し、この送信信号を通信部１３が無線送信する。
【００８６】
スケジューリング対象期間５５０の第１上りサブフレーム３０２ｕから、通信端末２に割り当てられた上り無線リソースについての当該通信端末２に対する通知は、例えば、当該スケジューリング対象期間５５０の２つ前のスケジューリング対象期間５５０での第３下りサブフレーム３０２ｄで行われる。また、スケジューリング対象期間５５０の第２上りサブフレーム３０２ｕから、通信端末２に割り当てられた上り無線リソースについての当該通信端末２に対する通知は、例えば、当該スケジューリング対象期間５５０の１つ前のスケジューリング対象期間５５０での第１下りサブフレーム３０２ｄで行われる。
【００８７】
ステップｓ５が実行されると、ステップｓ６において、基地局１の通信部１３は、スケジューリング対象期間５５０の第１及び第２上りサブフレーム３０２ｕにおいて、スケジューリング実行部１２２で上り無線リソースが割り当てられた上り通信決定端末２と、当該上り無線リソースを用いて上り通信を行う。つまり、基地局１の通信部１３は、スケジューリング対象期間５５０の第１及び第２上りサブフレーム３０２ｕにおいて、上り通信決定端末２が自身に割り当てられた上り無線リソースを用いて送信する信号を受信する。上り通信決定端末２は、自身に割り当てられた上り無線リソースの一部を使用してＤＲＳを送信する。
【００８８】
その後、ステップｓ７において、通信部１３は、スケジューリング対象期間５５０の第１〜第３下りサブフレーム３０２ｄにおいて、下り通信決定端末２に対して、当該下り通信決定端末２に割り当てられた下り無線リソースを用いて信号を送信する。このとき、通信部１３は、当該下り通信決定端末２について、使用信号決定部１２６で使用が決定された既知信号（ＳＲＳあるいはＤＲＳ）に基づいてアレイ送信制御を行う。
【００８９】
スケジューリング対象期間５５０の各下りサブフレーム３０２ｄに関して、当該下りサブフレーム３０２ｄから通信端末２に割り当てられた下り無線リソースの当該通信端末２に対する通知は、当該下り無線リソースの一部を用いて行われる。具体的には、ある下りサブフレーム３０２ｄから通信端末２に割り当てられた下り無線リソースの当該通信端末２に対する通知は、当該下りサブフレーム３０２ｄにおいて、当該下り無線リソースに含まれる、先頭のシンボル期間３０４から３つ目のシンボル期間３０４の間のいずれか一つのシンボル期間３０４において送信される。送信信号生成部１２０は、スケジューリング実行部１２２が下り通信決定端末２に割り当てた下り無線リソースを当該下り通信決定端末２に通知するための制御データを含む送信信号を生成し、この送信信号を通信部１３が無線送信する。
【００９０】
＜上り優先度及び下り優先度の決定方法＞
次にステップｓ１，ｓ２での上り優先度及び下り優先度の決定方法について詳細に説明する。本実施の形態では、上り優先度については下り通信状況は考慮せずに決定する。一方で、下り優先度については上り優先度を考慮して決定する。
【００９１】
上り優先度については、例えば、プロポーショナルフェアネス（ＰＦ）に基づいて決定する。対象通信端末２についてのスケジューリング対象期間５５０での上り優先度ＵＭは以下の式（１）で表すことができる。
【００９２】
ＵＭ＝Ｒｕ／Ｔｕ ・・・（１）
ここで、Ｒｕは、可用転送速度であって、スケジューリング対象期間５５０において対象通信端末２が送信可能なデータ量の期待値を示しており、対象通信端末２が使用する変調方式に比例する値である。また、Ｔｕは、対象通信端末２の平均送信スループットであって、対象通信端末２のこれまでの送信データ量の平均値を示している。式（１）に示されるように、対象通信端末２のこれまでの送信データ量が少ない場合には、対象通信端末２の上り優先度が高くなる。また、対象通信端末２についての上り通信品質が良好で、対象通信端末２が基地局１へのデータの送信に変調多値数が大きい変調方式を使用できる場合には、対象通信端末２の上り優先度が高くなる。
【００９３】
一方で、下り優先度については、まず、上り優先度と同様にして、プロポーショナルフェアネスに基づいて、仮の下り優先度（以後、「仮下り優先度」と呼ぶ）を決定する。対象通信端末２についてのスケジューリング対象期間５５０での仮下り優先度ｐＤＭは以下の式（２）で表すことができる。
【００９４】
ｐＤＭ＝Ｒｄ／Ｔｄ ・・・（２）
ここで、Ｒｄは、可用転送速度であって、スケジューリング対象期間５５０において基地局１が対象通信端末２に送信可能なデータ量の期待値を示しており、基地局１が対象通信端末２への送信で使用する変調方式に比例する値である。また、Ｔｄは、対象通信端末２に対する基地局１の平均送信スループットであって、対象通信端末２に対する基地局１のこれまでの送信データ量の平均値を示している。式（２）から理解できるように、仮下り優先度ｐＤＭは、上り通信状況は考慮されずに決定される。
【００９５】
次に、仮下り優先度ｐＤＭと上り優先度ＵＭを用いて、下り無線リソースのスケジューリングに使用する下り優先度ＤＭを決定する。通信端末２についての下り優先度ＤＭは、当該通信端末２の上り優先度ＵＭが高いほど高くになるように決定される。対象通信端末２についてのスケジューリング対象期間５５０での下り優先度ＤＭは、対象通信端末２についての仮下り優先度ｐＤＭ及び上り優先度ＵＭを用いて、以下の式（３）で表すことができる。
【００９６】
ＤＭ＝Ｆ（ｐＤＭ，ＵＭ） ・・・（３）
ここで、Ｆ（Ａ，Ｂ）は、Ａ及びＢの双方が大きい場合には値が大きくなる関数を表している。言い換えれば、Ｆ（Ａ，Ｂ）は、Ａ及びＢのうちの一方が変化せず他方が大きくなれば値が大きくなる関数を示している。したがって、対象通信端末２についての下り優先度ＤＭは、対象通信端末２の上り優先度ＵＭが高いほど高くなる。Ｆ（ｐＤＭ，ＵＭ）として、例えば以下の式（４）を採用することができる。
【００９７】
ＤＭ＝Ｆ（ｐＤＭ，ＵＭ）＝ｐＤＭCd×ＵＭCu ・・・（４）
ここで、Ｃｄ及びＣｕは調整定数であって、零よりも大きい値である。ただし、スケジューリング対象期間５５０において対象通信端末２が送信すべき送信待ちのデータが無い場合には、例外的にＣｕ＝０として、下り優先度ＤＭが求められる。
【００９８】
また、Ｆ（ｐＤＭ，ＵＭ）としては、式（４）の代わりに、例えば以下の式（５）を採用することができる。
【００９９】
ＤＭ＝Ｆ（ｐＤＭ，ＵＭ）＝Ｃｄ×ｐＵＭ＋Ｃｕ×ＵＭ ・・・（５）
スケジューリング実行部１２２では、このようにして、通信対象の各通信端末２についての上り優先度ＵＭ及び下り優先度ＤＭが求められる。
【０１００】
＜ＳＲＳの送信指示制御＞
本実施の形態では、基地局１は、通信端末２についてのアレイ送信制御にＳＲＳを使用する可能性が高いと判断される場合にだけ、当該通信端末２にＳＲＳを送信させるようにしている。以下に、基地局１でのＳＲＳの送信指示制御について説明する。
【０１０１】
本実施の形態では、送信態様決定部１２５が、スケジューリング実行部１２２においてスケジューリング対象期間５５０についての無線リソースのスケジューリングが行われる際に、当該スケジューリングで求められる下り優先度ＤＭを利用して通信端末２にＳＲＳを送信させるか否かを判断する。具体的には、送信態様決定部１２５は、ＳＲＳを送信していない下り通信対象の通信端末２の下り優先度ＤＭがしきい値αよりも低い場合には、当該通信端末２にＳＲＳを送信させることを決定する。そして、通信部１３が当該通信端末２に対して、送信開始データを含むＳＲＳ制御データを送信してＳＲＳを送信するように指示する。
【０１０２】
上述のように、下り優先度ＤＭがしきい値αよりも低い通信端末２については、アレイ送信制御においてＳＲＳが使用されると決定される。そして、アレイ送信制御にＳＲＳが使用されると決定された通信端末２であって、ＳＲＳを送信していない通信端末２については、スケジューリング対象期間５５０においては、下り無線リソースが割り当てられない。このような通信端末２に対して、スケジューリング対象期間５５０のすぐ後に下り無線リソースが割り当てられるようになったときには、当該通信端末２の下り優先度ＤＭが依然としてしきい値αよりも低い可能性が高い。したがって、ＳＲＳを送信しておらず、下り優先度ＤＭがしきい値αよりも低い通信端末２については、スケジューリング対象期間５５０の後においてのアレイ送信制御でＳＲＳが使用される可能性が高いと判断して、当該通信端末２に対してＳＲＳを送信するように指示する。
【０１０３】
ＳＲＳを送信しておらず、下り優先度ＤＭがしきい値αよりも低い通信端末２に対してＳＲＳの送信を指示する場合には、送信態様決定部１２５は、そのときの当該通信端末２についての基地局１での送信待ちデータ量に基づいてＳＲＳ送信帯域４５０を決定する。また、送信態様決定部１２５は、各スケジューリング対象期間５５０の上りパイロットタイムスロット３５２では必ずＳＲＳが送信されるように、当該通信端末２についてのＳＲＳ送信周期３６０の長さを５ｍｓとする。なお、当該通信端末２についてのＳＲＳ送信帯域４５０は周波数ホッピングしても良いし、しなくても良い。
【０１０４】
図１２は、ＳＲＳを送信しておらず、下り優先度ＤＭがしきい値αよりも低い対象通信端末２に対してＳＲＳの送信を指示する様子の一例を示す図である。図１２の例では、（Ｎ−１）番目のＴＤＤフレーム３００の前方のスペシャルサブフレーム３０２の上りパイロットタイムスロット３５２を含むスケジューリング対象期間５５０についての無線リソースのスケジューリングが（Ｎ−２）番目のＴＤＤフレーム３００において行われている。そして、当該スケジューリングにおいて求められた下り優先度ＤＭがしきい値αよりも低く、ＳＲＳを送信していない対象通信端末２に対してＳＲＳの送信指示が行われている。
【０１０５】
図１２に示されるように、スケジューリングが行われる（Ｎ−２）番目のＴＤＤフレーム３００の最後の下りサブフレーム３０２ｄにおいて、送信開始データを含むＳＲＳ制御データが対象通信端末２に送信される。そして、スケジューリング対象期間５５０のすぐ後の上りサブフレーム３０２ｕにおいて対象通信端末２から応答データが送信される。その後、Ｎ番目のＴＤＤフレーム３００の前方のスペシャルサブフレーム３０２において対象通信端末２からＳＲＳが送信されるようになる。なお、対象通信端末２からは、スケジューリング対象期間５５０のすぐ後の上りサブフレーム３０２ｕではなく、それよりも後の上りサブフレーム３０２ｕで応答データが送信されることがある。
【０１０６】
一方で、ＳＲＳを送信している下り通信対象の通信端末２の下り優先度ＤＭがしきい値α以上の場合には、送信態様決定部１２５は、当該通信端末２にＳＲＳの送信を停止させることを決定する。そして、通信部１３は、当該通信端末２に対して、送信停止データを含むＳＲＳ制御データを送信してＳＲＳの送信を停止することを指示する。
【０１０７】
スケジューリング対象期間５５０についての下り優先度ＤＭがしきい値α以上の通信端末２については、当該スケジューリング対象期間５５０の後のしばらくの間においても、下り優先度ＤＭがしきい値α以上である可能性が高く、当該通信端末２についてのアレイ送信制御にＳＲＳが使用される可能性は低い。したがって、ＳＲＳを送信する、下り優先度ＤＭがしきい値α以上の通信端末２に対しては、ＳＲＳの送信を停止することを指示する。
【０１０８】
図１３は、ＳＲＳを送信する、下り優先度ＤＭがしきい値α以上の対象通信端末２に対してＳＲＳの送信の停止を指示する様子の一例を示す図である。図１３の例では、図１２の例と同様に、（Ｎ−１）番目のＴＤＤフレーム３００の前方のスペシャルサブフレーム３０２の上りパイロットタイムスロット３５２を含むスケジューリング対象期間５５０についての無線リソースのスケジューリングが（Ｎ−２）番目のＴＤＤフレーム３００において行われている。そして、当該スケジューリングにおいて求められた下り優先度ＤＭがしきい値α以上であって、かつＳＲＳを送信している対象通信端末２に対して、ＳＲＳの送信停止指示が行われている。
【０１０９】
図１３に示されるように、スケジューリングが行われる（Ｎ−２）番目のＴＤＤフレーム３００の最後の下りサブフレーム３０２ｄにおいて、送信停止データを含むＳＲＳ制御データが対象通信端末２に送信される。そして、スケジューリング対象期間５５０のすぐ後の上りサブフレーム３０２ｕにおいて対象通信端末２から応答データが送信される。その後、対象通信端末２はＳＲＳを送信しなくなる。
【０１１０】
なお、ＳＲＳを送信している通信端末２の下り優先度ＤＭがしきい値αよりも低い場合には、当該通信端末２のＳＲＳの現在の送信態様を維持しても良いし、あらためて送信態様を決定しても良い。当該通信端末２のＳＲＳの送信態様をあらためて決定する場合には、送信態様決定部１２５は、そのときの当該通信端末２についての基地局１での送信待ちデータ量に基づいてあらたなＳＲＳ送信帯域を決定する。通信部１３は、送信態様決定部１２５であらたに決定されたＳＲＳ送信帯域を当該通信端末２に通知するためのＳＲＳ制御データを当該通信端末２に送信する。
【０１１１】
以上のように、通信端末２についてのアレイ送信制御にＳＲＳが使用される可能性が高いと判断される場合にだけ、当該通信端末２にＳＲＳを送信させることによって、データの送信に使用することが可能な上り無線リソースとは別に定められた、ＳＲＳの送信に使用することが可能な上り無線リソースを有効利用することができる。
【０１１２】
＜上り及び下り無線リソースの割り当て方法＞
次にステップｓ４での上り及び下り無線リソースの割り当て方法について詳細に説明する。本実施の形態では、下り通信決定端末２のうち、アレイ送信制御においてＤＲＳが使用される通信端末２については、その上り優先度ＵＭにかかわらず上り通信決定端末２とされるとともに、下り無線リソース及び上り無線リソースが、当該下り無線リソースの周波数帯域が当該上り無線リソースの周波数帯域に含まれるように割り当てられる。
【０１１３】
一方で、下り通信決定端末２のうち、アレイ送信制御においてＳＲＳが使用される通信端末２については、下り無線リソースが、その周波数帯域が当該通信端末２から送信されるＳＲＳの送信周波数帯域に含まれるように割り当てられる。
【０１１４】
上り通信決定端末２については、それらのうち、下り通信決定端末２となっており、かつアレイ送信制御においてＤＲＳが使用される通信端末２については、上述のように、下り無線リソース及び上り無線リソースが、当該下り無線リソースの周波数帯域が当該上り無線リソースの周波数帯域に含まれるように割り当てられる。上り通信決定端末２のうちのそれ以外の通信端末２については、下り通信決定端末２となっているか否かにかかわらず、当該通信端末２の下り通信の状況は考慮されずに、上り無線リソースが割り当てられる。
【０１１５】
図１４は、下り通信決定端末２であって、かつアレイ送信制御においてＤＲＳが使用される端末番号１の対象通信端末２に対する、あるスケジューリング対象期間５５０についての下り及び上り無線リソースの割り当て例を示す図である。
【０１１６】
図１４に示される例では、対象通信端末２に対して、下り無線リソースの周波数帯域６００が上り無線リソースの周波数帯域６０１と一致するように、当該下り無線リソース及び当該上り無線リソースが割り当てられている。上述のように、対象通信端末２に割り当てられた上り無線リソースの一部を用いて対象通信端末２から送信されるＤＲＳについては、その周波数帯域は、当該上り無線リソースの周波数帯域と一致することから、図１４の例では、対象通信端末２に対して、下り無線リソースの周波数帯域６００が上り無線リソースの一部で送信されるＤＲＳの周波数帯域と一致するように、当該下り無線リソース及び当該上り無線リソースが割り当てられている。
【０１１７】
なお、対象通信端末２に対して、下り無線リソースの周波数帯域が上り無線リソースの周波数帯域と完全に一致せずそれに含まれるように、当該下り無線リソース及び当該上り無線リソースを割り当てても良い。言い換えれば、対象通信端末２に対して、下り無線リソースの周波数帯域が上り無線リソースの周波数帯域の一部で送信されるＤＲＳの周波数帯域と完全に一致せずそれに含まれるように、当該下り無線リソース及び当該上り無線リソースを割り当てても良い。
【０１１８】
このように、対象通信端末２に対して、下り無線リソースの周波数帯域が上り無線リソースの周波数帯域に含まれるように、当該下り無線リソース及び当該上り無線リソースを割り当てることによって、基地局１は、対象通信端末２に割り当てられた下り無線リソースを用いて対象通信端末２に送信信号を送信する際には、当該送信信号と同じ周波数帯域を有するＤＲＳに基づいてアレイ送信制御を行うことができる。これにより、アレイ送信制御の精度が向上し、対象通信端末２に対して適切にビームを向けることができる。
【０１１９】
なお、スケジューリング対象期間５５０に含まれる第１〜第３下りサブフレーム３０２ｄのそれぞれに関して、当該下りサブフレーム３０２ｄから対象通信端末２に割り当てられた下り無線リソースを用いて対象通信端末２に送信信号を送信する際のアレイ送信制御においては、当該スケジューリング対象期間５５０に含まれる第１上りフレーム３０２ｕの一部で送信されるＤＲＳを用いても良いし、当該スケジューリング対象期間５５０に含まれる第２上りフレーム３０２ｕの一部で送信されるＤＲＳを用いても良い。
【０１２０】
図１５は、下り通信決定端末２であって、かつアレイ送信制御においてＳＲＳが使用される端末番号１の対象通信端末２に対する、あるスケジューリング対象期間５５０についての下り無線リソースの割り当て例を示す図である。
【０１２１】
図１５に示される例では、対象通信端末２は、スケジューリング対象期間５５０の前方のスペシャルサブフレーム３０２の上りパイロットタイムスロット３５２に含まれる２つのＳＲＳ送信シンボル期間３７０のうちの前方のＳＲＳ送信シンボル期間３７０においてＳＲＳを送信している。そして、対象通信端末２に対しては、下り無線リソースの周波数帯域６１０が、対象通信端末２が送信するＳＲＳの周波数帯域（ＳＲＳ送信帯域４５０）と一致するように、当該下り無線リソースが割り当てられている。
【０１２２】
なお、対象通信端末２に対して、下り無線リソースの周波数帯域が対象通信端末２からの周波数帯域と完全に一致せずそれに含まれるように、当該下り無線リソースを割り当てても良い。
【０１２３】
また、対象通信端末２についてのＳＲＳ送信周期３６０が１０ｍｓ以上に設定されて、図１５の例とは異なり、スケジューリング対象期間５５０において対象通信端末２からＳＲＳが送信されない場合には、スケジューリング対象期間５５０にできるだけ近くのタイミングで対象通信端末２から送信されるＳＲＳの周波数帯域に下り無線リソースの周波数帯域が含まれるように当該下り無線リソースを対象通信端末２に割り当てる。
【０１２４】
このように、対象通信端末２に対して、下り無線リソースの周波数帯域が対象通信端末２からのＳＲＳの周波数帯域に含まれるように、当該下り無線リソースを割り当てることによって、基地局１は、対象通信端末２に割り当てられた下り無線リソースを用いて対象通信端末２に送信信号を送信する際には、当該送信信号と同じ周波数帯域のＳＲＳに基づいてアレイ送信制御を行うことができる。これにより、アレイ送信制御の精度が向上し、対象通信端末２に対して適切にビームを向けることができる。
【０１２５】
また、通信部１３においては、対象通信端末２に対して信号を送信するタイミングと、その際のアレイ送信制御に使用するＳＲＳを受信するタイミングとが離れていると、対象通信端末２からのＳＲＳの受信から、対象通信端末２への信号の送信までの間に、基地局１と対象通信端末２との間の伝搬路の状況が変化して、アレイ送信制御の精度が低下する可能性がある。したがって、本実施の形態のように、対象通信端末２に対して信号を送信する際には、その送信タイミングにできるだけ近いタイミングで受信したＳＲＳに基づいてアレイ送信制御を行うことによって、アレイ送信制御の精度が向上する。
【０１２６】
以上のように、本実施の形態では、対象通信端末２の上り優先度ＵＭが高いほど高くなるように決定された対象通信端末２の下り優先度ＤＭが、しきい値αよりも高い場合には、対象通信端末２との下り通信時のアレイ送信制御ではＤＲＳが使用されると決定され、下り優先度ＤＭがしきい値αよりも低い場合には、対象通信端末２との下り通信時のアレイ送信制御ではＳＲＳが使用されると決定される。これにより、アレイ送信制御で使用することが可能なＤＲＳとＳＲＳとを効率的に使い分けることができる。以下にこの効果について詳細に説明する。
【０１２７】
対象通信端末２についてのアレイ送信制御の際にＤＲＳを使用する場合には、上述のように、対象通信端末２に対して、下り無線リソースの周波数帯域が上り無線リソースの周波数帯域に含まれるように当該下り無線リソース及び当該上り無線リソースを割り当てることになる。したがって、対象通信端末２に対する下り無線リソース及び上り無線リソースの割り当て自由度が低下する。例えば、対象通信端末２について、下り優先度が高く、上り優先度が低い場合には、対象通信端末２についてＤＲＳを用いてアレイ送信制御を行うためには、上り優先度が高い他の通信端末２に対して上り無線リソースを割り当てる代わりに、上り優先度の低い対象通信端末２に対して上り無線リソースを割り当てることがある。
【０１２８】
一方で、対象通信端末２についてのアレイ送信制御の際にＳＲＳを使用する場合には、対象通信端末２に対する上り無線リソースの割り当てとは関係なく、対象通信端末２に対して下り無線リソースを割り当てることができる。
【０１２９】
しかしながら、上述の図８，１２に示されるように、対象通信端末２に対してＳＲＳ制御データを使用してＳＲＳの送信を指示してから、対象通信端末２がＳＲＳを送信するようになるまでには、ある程度の時間が必要とされることから、ＳＲＳを送信していない対象通信端末２について、ＳＲＳに基づいたアレイ送信制御を行うためには、ある程度の時間が必要とされる。したがって、アレイ送信制御の際にＤＲＳを使用する場合とは異なり、対象通信端末２についてアレイ送信制御を行いながら下り通信を実行しようとしたとしても、対象通信端末２とすぐに下り通信を行うことができないことがある。
【０１３０】
また、本実施の形態とは異なり、基地局１と接続する通信端末２のすべてが常にＳＲＳを送信するようにして、対象通信端末２に対する無線リソースのスケジューリングを行う際には、対象通信端末２が常にＳＲＳを送信している状態にすれば、上記のような問題はなく、対象通信端末２とすぐに下り通信を行うことができる。しかしながら、この場合には、対象通信端末２が送信するＳＲＳの周波数帯域にあわせて対象通信端末２に対して下り無線リソースを割り当てる必要があることから、下り無線リソースの割り当て自由度が低下する。ＳＲＳ送信帯域４５０はＳＲＳ制御データを使用して変更することが可能であるものの、対象通信端末２に対するＳＲＳ送信帯域４５０の変更通知から、対象通信端末２から変更後のＳＲＳ送信帯域４５０でＳＲＳが送信されるまでの間には、ある程度の時間が必要であることから、下り無線リソースの割り当て自由度を向上するためにＳＲＳ送信帯域４５０を変更する場合には、対象通信端末２とすぐに下り通信を行うことができない。
【０１３１】
また、基地局１のＳＲＳ制御データの送信には下りサブフレーム３０２ｄが使用され、通信端末２の応答データの送信には上りサブフレーム３０２ｕが使用されることから、ユーザデータの送信に使用することができる下り無線リソース及び上り無線リソースが低減する。
【０１３２】
また、対象通信端末２についてのＳＲＳ送信周期３６０が長い場合には、対象通信端末２と下り通信を行う際に、そのタイミングから大きく離れたタイミングで対象通信端末２から送信されるＳＲＳに基づいてアレイ送信制御を行う可能性があることから、アレイ送信制御の精度が低下する可能性がある。
【０１３３】
このように、アレイ送信制御にＤＲＳを使用する場合とＳＲＳを使用する場合とのそれぞれについて利点と欠点が存在する。
【０１３４】
そこで、本実施の形態では、対象通信端末２の上り優先度ＵＭが高いほど高くなるように決定された対象通信端末２の下り優先度ＤＭを用いてＤＲＳとＳＲＳとを使い分けることによって、ＤＲＳとＳＲＳとを効率的に使い分けている。
【０１３５】
本実施の形態では、下り優先度ＤＭがしきい値αよりも高く、アレイ送信制御ではＤＲＳが使用されると決定される対象通信端末２がスケジューリング対象期間５５０において下り通信を行う対象であると決定されると、対象通信端末２は、その上り優先度ＵＭにかかわらず、スケジューリング対象期間５５０において上り通信を行う対象であると決定される。したがって、通信部１３は、スケジューリング対象期間５５０において対象通信端末２と下り通信を行う際に、当該スケジューリング対象期間５５０に対象通信端末２から送信されるＤＲＳに基づいてアレイ送信制御を行うことができる。よって、基地局１では、対象通信端末２と下り通信を行うタイミングに近いタイミングで対象通信端末２から送信されてきたＤＲＳに基づいてアレイ送信制御を行うことができる。その結果、アレイ送信制御の精度が向上し、対象通信端末２に対して適切にビームを向けることができる。
【０１３６】
さらに、対象通信端末２についての下り優先度ＤＭは、対象通信端末２の上り優先度ＵＭが高いほど高くなるように決定されることから、下り優先度ＤＭがしきい値αよりも高い対象通信端末２は、その上り優先度ＵＭが高い可能性が高い。したがって、対象通信端末２に関して、その上り優先度ＵＭを考慮せずにスケジューリング対象期間５５０において上り通信を行う対象と決定したとしても、結果的には、対象通信端末２の上り優先度ＵＭがある程度考慮された上で上り通信を行う対象と決定されることになる。
【０１３７】
以上より、本実施の形態に係る基地局１では、アレイ送信制御の精度を向上することができるとともに、通信端末２の上り優先度ＵＭをある程度考慮した上り通信を実現することができる。
【０１３８】
一方で、下り優先度ＤＭがしきい値αよりも低く、アレイ送信制御ではＳＲＳが使用されると決定される対象通信端末２がスケジューリング対象期間５５０において下り通信を行う対象であると決定されると、通信部１３は、対象通信端末２と下り通信を行う際には、対象通信端末２から送信されるＳＲＳに基づいてアレイ送信制御を行う。ここで、対象通信端末２の下り優先度ＤＭは、対象通信端末２の上り優先度ＵＭが高いほど高くなるように決定されることから、対象通信端末２の下り優先度ＤＭが低い場合には、対象通信端末２の上り優先度ＵＭが低い可能性が高い。したがって、スケジューリング対象期間５５０において上り優先度ＵＭが低い通信端末２と下り通信を行う際には、当該通信端末２に対して無理に上り無線リソースを割り当てることなく、つまり、当該通信端末２に対する上り無線リソースの割り当て自由度を確保しつつ、当該通信端末２からのＳＲＳに基づいてアレイ送信制御を行うことができる。
【０１３９】
このように、本実施の形態に係る基地局１では、アレイ送信制御で使用することが可能なＤＲＳとＳＲＳとを効率的に使い分けることができる。
【０１４０】
なお、下り優先度ＤＭを決定する際に使用される調整定数Ｃｄ，Ｃｕと、しきい値αとは、基地局１の送信及び受信スループットができるだけ大きくなるとともに、基地局１と接続される複数の通信端末２の間において上り通信データ量及び下り通信データ量ができるだけ公平となるように、シミュレーション等によって決定される。
【０１４１】
＜各種変形例＞
以下に本実施の形態に係る基地局１の各種変形例について説明する。
【０１４２】
＜第１変形例＞
上記の例では、通信端末２についてのアレイ送信制御にＳＲＳを使用する可能性が高いと判断される場合にだけ、つまり、必要に応じて、当該通信端末２にＳＲＳを送信させていたが、この代わりに、上述のように、基地局１と接続する通信端末２のすべてが常にＳＲＳを送信するようにしても良い。この場合には、基地局１は、通信端末２が当該基地局１と接続するようになるとすぐに、送信開始データを含むＳＲＳ制御データを当該通信端末２に送信する。
【０１４３】
このように、基地局１と接続する通信端末２のすべてが常にＳＲＳを送信する場合には、対象通信端末２に対する無線リソースのスケジューリングを行う際には、対象通信端末２が常にＳＲＳを送信しているようになる。したがって、対象通信端末２がＳＲＳを送信するようになるまで、対象通信端末２に対する下り無線リソースの割り当てを実行しないようにする必要はなく、対象通信端末２とすぐに下り通信を行うことができる。
【０１４４】
＜第２変形例＞
基地局１が、スケジューリング対象期間５５０において対象通信端末２と下り通信を行う際、対象通信端末２についてのアレイ送信制御でＳＲＳが使用されると決定されている場合であっても、当該スケジューリング対象期間５５０において対象通信端末２がＳＲＳを送信しない場合には、アレイ送信制御を行わずに対象通信端末２と下り通信を行っても良い。つまり、この場合には、基地局１は、対象通信端末２に対して送信信号をオムニ送信しても良い。
【０１４５】
上述のように、対象通信端末２がＳＲＳを送信するタイミングから、当該ＳＲＳに基づいて基地局１が対象通信端末２についてアレイ送信制御を行うタイミングが大きくずれると、アレイ送信制御の精度が低下することから、このような場合には、基地局１が対象通信端末２とオムニ通信を行うことによって、対象通信端末２は基地局１からの送信信号を確実に受信することができる。
【０１４６】
＜第３変形例＞
基地局１がスケジューリング対象期間５５０についての無線リソースのスケジューリングを行う際には、アレイ送信制御にＳＲＳが使用されると決定された通信端末２であって、当該スケジューリング対象期間５５０においてＳＲＳを送信しない通信端末２については、下り無線リソースを割り当てないようにしても良い。つまり、下り通信対象の通信端末２から、当該スケジューリング対象期間５５０においてＳＲＳを送信せず、かつアレイ送信制御にＳＲＳが使用されると決定された通信端末２を下り無線リソースのスケジューリング対象から除外しても良い。これにより、基地局１において精度の悪いアレイ送信制御が行われることを抑制できる。よって、基地局１の周辺の装置に対して干渉波を与えることを抑制できる。
【０１４７】
＜第４変形例＞
上記の例では、スケジューリング対象期間５５０での通信端末２についての下り優先度ＤＭがしきい値αよりも低い場合には、無条件に当該通信端末２についてのアレイ送信制御にはＳＲＳを使用すると決定していたが、このような場合には、当該通信端末２が当該スケジューリング対象期間５５０においてＳＲＳを送信するときだけ、当該通信端末２についてのアレイ送信制御にはＳＲＳを使用すると決定しても良い。これにより、基地局１において精度の悪いアレイ送信制御が行われることを抑制できる。
【０１４８】
具体的には、スケジューリング対象期間５５０での通信端末２についての下り優先度ＤＭがしきい値αよりも低く、かつ、当該通信端末２が当該スケジューリング対象期間５５０においてＳＲＳを送信する場合には、当該通信端末２についてのアレイ送信制御にはＳＲＳを使用すると決定する。
【０１４９】
また、スケジューリング対象期間５５０での通信端末２についての下り優先度ＤＭがしきい値αよりも低く、かつ、当該通信端末２が当該スケジューリング対象期間５５０においてＳＲＳを送信せず、かつ、当該通信端末２において基地局１への送信待ちのデータがある場合には、当該通信端末２についてのアレイ送信制御にはＤＲＳを使用すると決定する。
【０１５０】
そして、スケジューリング対象期間５５０での通信端末２についての下り優先度ＤＭがしきい値αよりも低く、かつ、当該通信端末２が当該スケジューリング対象期間５５０においてＳＲＳを送信せず、かつ、当該通信端末２において基地局１への送信待ちのデータが無い場合に、当該通信端末２と下り通信する際にはオムニ送信する、あるいは、当該通信端末２には下り無線リソースを割り当てないようにする。
【０１５１】
また、上記の例では、スケジューリング対象期間５５０での通信端末２についての下り優先度ＤＭがしきい値α以上であっても、当該通信端末２において基地局１への送信待ちのデータが無い場合には、無条件に当該通信端末２についてのアレイ送信制御にはＳＲＳを使用すると決定していたが、同様にして、このような場合には、当該通信端末２が当該スケジューリング対象期間５５０においてＳＲＳを送信するときだけ、当該通信端末２についてのアレイ送信制御にはＳＲＳを使用すると決定しても良い。これにより、基地局１において精度の悪いアレイ送信制御が行われることを抑制できる。一方で、スケジューリング対象期間５５０での通信端末２についての下り優先度ＤＭがしきい値α以上であり、当該通信端末２において基地局１への送信待ちのデータがない場合において、当該通信端末２が当該スケジューリング対象期間５５０においてＳＲＳを送信しないときには、当該通信端末２と下り通信する際にはオムニ送信する、あるいは、当該通信端末２には下り無線リソースを割り当て無いようにする。
【０１５２】
＜第５変形例＞
対象通信端末２と下り通信を行う際には、その下り通信のタイミングにできるだけ近いタイミングで対象通信端末２から送信されるＳＲＳに基づいてアレイ送信制御を行うことによって、上り無線リソースの割り当て自由度を確保しつつ、対象通信端末２に対して適切にビームを向けることができる。したがって、対象通信端末２がスケジューリング対象期間５５０においてＳＲＳを送信する際には、対象通信端末２は、当該スケジューリング対象期間５５０で下り通信される対象であると決定され、かつ対象通信端末２についてのアレイ送信制御ではＳＲＳが使用されると決定されることが望ましい。
【０１５３】
そこで、本変形例では、下り優先度ＤＭ及びしきい値αを工夫することによって、スケジューリング対象期間５５０においてＳＲＳを送信する通信端末２が、当該スケジューリング対象期間５５０で下り通信されやすくなるとともに、当該通信端末２についてのアレイ送信制御ではＳＲＳが使用されやすくなることを可能にしている。
【０１５４】
対象通信端末２についての本変形例に係る下り優先度ＤＭは以下の式（６）で表される。
【０１５５】
ＤＭ＝Ｆ（ｐＤＭ，ＵＭ，Ｓ） ・・・（６）
ここで、Ｓは、対象通信端末２が送信するＳＲＳについてのＳＲＳ送信帯域幅を示している。そして、Ｆ（Ａ，Ｂ，Ｃ）は、Ａ、Ｂ及びＣのすべてが大きい場合には値が大きくなる関数を表している。言い換えれば、Ｆ（Ａ，Ｂ，Ｃ）は、Ａ、Ｂ及びＣのうちの少なくとも一つが大きくなって他が変化しなければ、値が大きくなる関数を示している。Ｆ（ｐＤＭ，ＵＭ，Ｓ）として、例えば以下の式（７）を採用することができる。
【０１５６】
ＤＭ＝Ｆ（ｐＤＭ，ＵＭ，Ｓ）＝ｐＤＭCd×ＵＭCu×ＳCs ・・・（７）
ここで、Ｃｄ、Ｃｕ及びＣｓは調整定数であって、零よりも大きい値である。ただし、スケジューリング対象期間５５０において対象通信端末２が送信すべき送信待ちのデータが無い場合には、例外的にＣｕ＝０として、下り優先度ＤＭが求められる。また、スケジューリング対象期間５５０において対象通信端末２がＳＲＳを送信しない場合には、例外的にＣｓ＝０として、下り優先度ＤＭが求められる。スケジューリング対象期間５５０において対象通信端末２がＳＲＳを送信しない場合の本変形例に係る下り優先度ＤＭは、上述の式（４）と同じになる。
【０１５７】
式（７）に示されるように、対象通信端末２についての下り優先度ＤＭは、対象通信端末２の上り優先度ＵＭが高いほど高くなり、対象通信端末２がスケジューリング対象期間５５０でＳＲＳを送信する場合には高くなる。さらに、対象通信端末２についての下り優先度ＤＭは、対象通信端末２がスケジューリング対象期間５５０で送信するＳＲＳについてのＳＲＳ送信帯域幅が大きくなるほど高くなる。
【０１５８】
また、対象通信端末２の下り優先度ＤＭと比較されるしきい値αは、以下の式（８）で表される。
【０１５９】
α＝Ｗ（Ｓ） ・・・（８）
ここでＷ（Ｓ）は、Ｓの値が大きいほど値が大きくなる関数である。Ｗ（ｓ）として、例えば以下の式（９）を採用することができる。
【０１６０】
α＝Ｗ（Ｓ）＝ＣＣｓ×Ｓ＋Ａｓ ・・・（９）
ここで、ＣＣｓ及びＡｓは調整定数であって、零よりも大きい値である。ただし、スケジューリング対象期間５５０において対象通信端末２がＳＲＳを送信しない場合には、例外的にＣＣｓ＝０として、しきい値αが求められる。スケジューリング対象期間５５０において対象通信端末２がＳＲＳを送信しない場合の本変形例に係るしきい値αは、上述の実施の形態に係るしきい値αと同じになる。
【０１６１】
以上のように、本変形例においては、スケジューリング対象期間５５０についての対象通信端末２の下り優先度ＤＭが、対象通信端末２が当該スケジューリング対象期間５５０でＳＲＳを送信する場合には高くなるように決定されるため、スケジューリング対象期間５５０においてＳＲＳを送信する対象通信端末２が、当該スケジューリング対象期間５５０での下り通信の対象とされやすくなる。
【０１６２】
そして、本変形例においては、スケジューリング対象期間５５０についての対象通信端末２の下り優先度ＤＭと比較されるしきい値αが、対象通信端末２が当該スケジューリング対象期間５５０でＳＲＳを送信する場合には大きくされるため、スケジューリング対象期間５５０においてＳＲＳを送信する対象通信端末２については、アレイ送信制御でＳＲＳを使用すると決定されやすくなる。
【０１６３】
このように、本変形例では、通信端末２がスケジューリング対象期間５５０においてＳＲＳを送信する際には、当該通信端末２は、当該スケジューリング対象期間５５０で下り通信される対象であると決定されやすくなり、かつ当該通信端末２についてのアレイ送信制御ではＳＲＳが使用されると決定されやすくなるため、当該通信端末２については、上り無線リソースの割り当て自由度を確保しつつ、当該通信端末２に対して適切にビームを向けやすくなる。よって、基地局１と当該通信端末２との間の通信品質が向上する。
【０１６４】
また、本変形例では、スケジューリング対象期間５５０についての通信端末２の下り優先度ＤＭが、当該通信端末２が当該スケジューリング対象期間５５０で送信するＳＲＳについてのＳＲＳ送信帯域幅が大きくなるほど高くなるように決定されるとともに、当該下り優先度ＤＭと比較されるしきい値αが、当該ＳＲＳ送信帯域幅が大きくなるほど大きくされるため、当該ＳＲＳ送信帯域幅が大きくなるほど、当該通信端末２は、当該スケジューリング対象期間５５０で下り通信される対象であると決定されやすくなり、かつ当該通信端末２についてのアレイ送信制御ではＳＲＳが使用されると決定されやすくなる。したがって、当該通信端末２については、上り無線リソースの割り当て自由度を確保しつつ、当該通信端末２に対して適切にビームを向けやすくなるとともに、下り無線リソースの割り当て自由度が向上する。
【０１６５】
なお、下り優先度ＤＭを決定する際に使用される調整定数Ｃｄ，Ｃｕ，Ｃｓと、しきい値αを決定する際に使用される調整定数ＣＣｓ，Ａｓは、基地局１の送信及び受信スループットができるだけ大きくなるとともに、基地局１と接続される複数の通信端末２の間において上り通信データ量及び下り通信データ量ができるだけ公平となるように、シミュレーション等によって決定される。
【０１６６】
＜第６変形例＞
上記の例では、スケジューリング対象期間５５０での通信端末２についての下り優先度ＤＭがしきい値αよりも高く、当該通信端末２において基地局１に送信する送信待ちのデータがある場合には（上記の例では、下り優先度ＤＭがしきい値αと一致している場合にはアレイ送信制御にＤＲＳを使用すると決定しているため、より正確には、当該通信端末２の下り優先度ＤＭがしきい値α以上であって、当該通信端末２において基地局１に送信する送信待ちのデータがある場合）、当該通信端末２についてのアレイ送信制御には必ずＤＲＳだけを使用するようにしていたが、当該通信端末２が当該スケジューリング対象期間５５０において、第２のしきい値よりも大きい周波数帯域のＳＲＳを送信しないときにはアレイ送信制御にＤＲＳだけを使用し、当該ＳＲＳを送信するときにはＤＲＳ及びＳＲＳの少なくとも一方を使用するようにしても良い。つまり、当該通信端末２が当該スケジューリング対象期間５５０において第２のしきい値よりも大きい周波数帯域を有するＳＲＳを送信する場合には、使用信号決定部１２６は、当該通信端末２についてのアレイ送信制御に、ＤＲＳだけを使用すると決定しても良いし、ＳＲＳだけを使用すると決定しても良いし、ＤＲＳ及びＳＲＳの両方を使用すると決定しても良い。
【０１６７】
図１６は、スケジューリング対象期間５５０において、第２のしきい値よりも大きい周波数帯域を有するＳＲＳを送信する端末番号１の対象通信端末２に関して、当該スケジューリング対象期間５５０での下り優先度ＤＭがしきい値α以上であって、対象通信端末２において基地局１に送信する送信待ちのデータがある場合に、基地局１が対象通信端末２との下り通信を行う際に、ＤＲＳとＳＲＳの両方を用いてアレイ送信制御を行う様子を示す図である。
【０１６８】
図１６の例では、端末番号１の対象通信端末２に対して、ＤＲＳが送信される上り無線リソースの周波数帯域６２０と一致する周波数帯域６２１を有する下り無線リソースと、対象通信端末２が送信するＳＲＳのＳＲＳ周波数帯域４５０と一致する周波数帯域６２２を有する下り無線リソースとが割り当てられている。上り無線リソースの周波数帯域６２０と一致する周波数帯域６２１を有する下り無線リソースを用いて対象通信端末２に対して信号が送信される際には、対象通信端末２が上り無線リソース６２０の一部を使用して送信するＤＲＳに基づいてアレイ送信制御が行われる。一方で、ＳＲＳ周波数帯域４５０と一致する周波数帯域６２２を有する下り無線リソースを用いて対象通信端末２に対して信号が送信される際には、対象通信端末２が送信するＳＲＳに基づいてアレイ送信制御が行われる。
【０１６９】
このように、対象通信端末２についてのアレイ送信制御において、ＤＲＳとＳＲＳとの両方を使用することを可能にすることによって、対象通信端末２に対する下り無線リソースの割り当て自由度が向上する。
【０１７０】
なお、ＬＴＥにおいては、ＳＲＳ送信帯域幅として設定可能な値の最小値は、４つの割り当て単位帯域からなる周波数帯域の幅（１８０ｋＨｚ×４）となっている。したがって、第２のしきい値を、４つの割り当て単位帯域からなる周波数帯域の幅以下に設定すれば、ＳＲＳの周波数帯域にかかわらず、通信端末２がスケジューリング対象期間５５０にＳＲＳを送信していれば、必ず当該通信端末２は、スケジューリング対象期間５５０において、第２のしきい値よりも大きい周波数帯域を有するＳＲＳを送信することになる。つまり、通信端末２に関して、スケジューリング対象期間５５０での下り優先度ＤＭがしきい値αよりも高く、当該通信端末２において基地局１に送信する送信待ちのデータがあり、当該通信端末２が当該スケジューリング対象期間５５０においてＳＲＳを送信する場合には（ＳＲＳの周波数帯域は問わない）、当該通信端末２についてのアレイ送信制御にＤＲＳ及びＳＲＳの少なくとも一方を使用するようにしても良い。
【０１７１】
＜第７変形例＞
通信端末２に関して、スケジューリング対象期間５５０においてＳＲＳを送信しない場合には、下り優先度ＤＭにかかわらず、当該スケジューリング対象期間５５０でのアレイ送信制御で使用する既知信号をＤＲＳに決定しても良い。ただし、当該通信端末２において基地局１に送信する送信待ちデータがない場合には、スケジューリング対象期間５５０において当該通信端末２がＳＲＳを送信しない場合であっても、当該通信端末２についてのアレイ送信制御ではＳＲＳを使用すると決定する。
【０１７２】
上述の第５変形例においては、対象通信端末２についてのしきい値αを決定する際に使用される調整定数Ａｓを零に設定することによって、スケジューリング対象期間５５０において対象通信端末２がＳＲＳを送信しない場合には、対象通信端末２の下り優先度ＤＭにかかわらず、当該スケジューリング対象期間５５０での対象通信端末２についてのアレイ送信制御で使用する既知信号がＤＲＳに決定される。
【０１７３】
対象通信端末２についてのしきい値αを決定する際に使用される調整定数Ａｓを零に設定すると、対象通信端末２がスケジューリング対象期間５５０でＳＲＳを送信しない場合には、対象通信端末２のしきい値αが零となる。したがって、対象通信端末２において基地局１に送信する送信待ちデータがある場合には、対象通信端末２についてのアレイ送信制御では、下り優先度ＤＭにかかわらず、ＤＲＳが使用されると決定される。
【０１７４】
一方で、対象通信端末２がスケジューリング対象期間５５０でＳＲＳを送信する場合には、対象通信端末２のしきい値αは零とはならないため、当該しきい値αと、対象通信端末２について下り優先度ＤＭとの比較結果によって、対象通信端末２についてのアレイ送信制御で使用される既知信号が決定される。
【０１７５】
＜第８変形例＞
スケジューリング対象期間５５０において第３のしきい値よりも大きい周波数帯域を有するＳＲＳを送信する対象通信端末２と、当該スケジューリング対象期間５５０で下り通信を行う際には、必ず対象通信端末２からのＳＲＳに基づいてアレイ送信制御を行っても良い。この場合には、対象通信端末２の下り優先度ＤＭに基づいて対象通信端末２についてのアレイ送信制御で使用する既知信号を決定するのではなく、対象通信端末２がスケジューリング対象期間５５０において、第３のしきい値よりも大きい周波数帯域のＳＲＳを送信するか否かでアレイ送信制御で使用する既知信号を決定することになる。つまり、対象通信端末２がスケジューリング対象期間５５０において第３のしきい値よりも大きい周波数帯域を有するＳＲＳを送信する場合には、アレイ送信制御に使用する既知信号をＳＲＳに決定し、当該ＳＲＳを送信しない場合には、アレイ送信制御に使用する既知信号をＤＲＳに決定する。ただし、対象通信端末２がスケジューリング対象期間５５０で当該ＳＲＳを送信しない場合であっても、対象通信端末２において基地局１に送信する送信待ちデータが無い場合には、アレイ送信制御に使用する既知信号をＳＲＳに決定する。
【０１７６】
このように、通信端末２がスケジューリング対象期間５５０において第３のしきい値よりも大きい周波数帯域を有するＳＲＳを送信する場合には、アレイ送信制御に使用する既知信号をＳＲＳに決定することによって、基地局１は、当該スケジューリング対象期間において当該通信端末２と下り通信を行う際には、当該通信端末２が当該スケジューリング対象期間で送信するＳＲＳに基づいてアレイ送信制御を行うことになる。この場合には、当該通信端末２に対する上り無線リソースの割り当て自由度を確保しつつ、当該通信端末２と下り通信を行うタイミングに近いタイミングで当該通信端末２から送信されてきたＳＲＳに基づいてアレイ送信制御を行うことができる。よって、基地局１の通信性能が向上する。
【０１７７】
一方で、通信端末２がスケジューリング対象期間５５０において第３のしきい値よりも大きい周波数帯域を有するＳＲＳを送信しない場合には、アレイ送信制御に使用する既知信号をＤＲＳに決定することによって、基地局１は、当該スケジューリング対象期間において当該通信端末２と下り通信を行う際に、当該通信端末２に対して上り無線リソースを割り当てて、当該上り無線リソースの一部を用いて当該通信端末２から送信されるＤＲＳに基づいてアレイ送信制御を行うことになる。この場合には、当該通信端末２と下り通信を行うタイミングに近いタイミングで当該通信端末２から送信されてきたＤＲＳに基づいてアレイ送信制御を行うことができる。よって、基地局１の通信性能が向上する。
【０１７８】
このように、本変形例の場合であっても、アレイ送信制御に使用することが可能なＤＲＳとＳＲＳとを効率的に使い分けることができる。
【０１７９】
なお、上述のように、ＬＴＥにおいては、ＳＲＳ送信帯域幅として設定可能な値の最小値が、４つの割り当て単位帯域からなる周波数帯域の幅（１８０ｋＨｚ×４）となっているため、第３のしきい値を、４つの割り当て単位帯域からなる周波数帯域の幅以下に設定すれば、ＳＲＳの周波数帯域にかかわらず、通信端末２がスケジューリング対象期間５５０にＳＲＳを送信していれば、必ず当該通信端末２は、スケジューリング対象期間５５０において、第３のしきい値よりも大きい周波数帯域を有するＳＲＳを送信することになる。つまり、ＳＲＳの周波数帯域にかかわらず、対象通信端末２がスケジューリング対象期間５５０においてＳＲＳを送信する場合には、アレイ送信制御に使用する既知信号をＳＲＳに決定し、ＳＲＳを送信しない場合には、アレイ送信制御に使用する既知信号をＤＲＳに決定しても良い。
【０１８０】
また、本変形例の場合には、上述の実施の形態と同様に、下り優先度ＤＭを使用して下り無線リソースのスケジューリングを行っても良いし、下り優先度ＤＭの代わりに仮下り優先度ｐＤＭを使用して下り無線リソースのスケジューリングを行っても良い。つまり、下り無線リソースのスケジューリングで使用する下り優先度と、上り無線リソースのスケジューリングで使用する上り優先度とを互いに独立して決定しても良い。
【０１８１】
＜その他の変形例＞
上記の例では、本願発明をＬＴＥに適用する場合について説明したが、本願発明は他の通信システムにも適用することができる。
【符号の説明】
【０１８２】
１ 基地局
２ 通信端末
１３ 通信部
１１０ａ アンテナ
１２２ スケジューリング実行部
１２５ 送信態様決定部
１２６ 使用信号決定部
３６０ ＳＲＳ送信周期
４５０ ＳＲＳ送信帯域
５５０ スケジューリング対象期間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信端末と通信する基地局であって、
複数のアンテナを用いて通信端末と通信を行い、通信端末と下り通信を行う際には、当該通信端末からの既知信号に基づいて当該複数のアンテナでの送信指向性を制御する通信部と、
上り通信期間と下り通信期間とを含むスケジューリング対象期間において、データの上り通信を行う通信端末とデータの下り通信を行う通信端末とを決定するとともに、データの上り通信を行う通信端末に対して当該通信端末との通信で使用する上り無線リソースを割り当て、データの下り通信を行う通信端末に対して当該通信端末との通信で使用する下り無線リソースを割り当てるスケジューリング実行部と
を備え、
前記既知信号は、第１及び第２既知信号を含み、
前記第１既知信号は、通信端末がデータの送信に使用する上り無線リソースとして当該通信端末に割り当てられるデータ用上り無線リソースの一部を用いて送信され、
前記第２既知信号は、前記データ用上り無線リソースとは別に定められた、前記第２既知信号の送信に使用することが可能な上り無線リソースを用いて送信され、
通信端末についての前記第２既知信号の送信周波数帯域及び送信周期を決定する送信態様決定部と、
前記第１及び第２既知信号のうち、前記スケジューリング対象期間において前記通信部が前記複数のアンテナでの送信指向性を制御する際に使用する既知信号を決定する使用信号決定部と
をさらに備え、
通信端末は、前記基地局から前記第２既知信号の送信周波数帯域及び送信周期が通知されると、その通知に対する応答データを前記基地局に送信し、その後、当該送信周波数帯域及び当該送信周期に基づいて前記第２既知信号を送信し、
前記スケジューリング実行部は、
通信端末についての上り通信の優先度である上り優先度を決定し、当該上り優先度に基づいて、前記スケジューリング対象期間においてデータの上り通信を行う通信端末を決定し、
通信端末についての下り通信の優先度である下り優先度を、当該通信端末についての前記上り優先度が高いほど高くなるように決定し、当該下り優先度に基づいて、前記スケジューリング対象期間においてデータの下り通信を行う通信端末を決定し、
前記使用信号決定部は、
通信端末についての前記下り優先度がしきい値よりも高い場合には、前記スケジューリング対象期間において前記通信部が当該通信端末と下り通信を行う際の前記複数のアンテナでの送信指向性の制御に使用する前記既知信号を前記第１既知信号に決定し、
通信端末についての前記下り優先度が前記しきい値よりも低い場合には、前記スケジューリング対象期間において前記通信部が当該通信端末と下り通信を行う際の前記複数のアンテナでの送信指向性の制御に使用する前記既知信号を前記第２既知信号に決定し、
前記スケジューリング実行部は、
前記スケジューリング対象期間において下り通信を行うと決定した通信端末について、前記複数のアンテナでの送信指向性の制御に前記第１既知信号が使用されると決定される場合には、当該通信端末についての前記上り優先度は使用せずに前記スケジューリング対象期間において当該通信端末と上り通信を行うことを決定し、
前記スケジューリング対象期間において下り通信を行うと決定した通信端末について、前記複数のアンテナでの送信指向性の制御に前記第２既知信号が使用されると決定される場合には、当該通信端末についての前記上り優先度を使用して前記スケジューリング対象期間において当該通信端末と上り通信を行うか否かを決定する、基地局。
【請求項２】
請求項１に記載の基地局であって、
前記通信部は、
前記スケジューリング対象期間において下り通信を行うと決定された通信端末について、前記複数のアンテナでの送信指向性の制御に前記第２既知信号が使用されると決定され、前記スケジューリング対象期間において当該通信端末が前記第２既知信号を送信する場合には、前記スケジューリング対象期間において当該通信端末と下り通信を行う際に、当該通信端末からの前記第２既知信号に基づいて前記複数のアンテナでの送信指向性を制御し、
前記スケジューリング対象期間において下り通信を行うと決定された通信端末について、前記複数のアンテナでの送信指向性の制御に前記第２既知信号が使用されると決定され、前記スケジューリング対象期間において当該通信端端末が前記第２既知信号を送信しない場合には、前記スケジューリング対象期間において当該通信端末と下り通信を行う際に、前記複数のアンテナでの送信指向性を制御せずにオムニ送信を行う、基地局。
【請求項３】
請求項１に記載の基地局であって、
前記スケジューリング実行部は、
前記複数のアンテナでの送信指向性の制御に前記第２既知信号が使用されると決定される通信端末について、前記スケジューリング対象期間において当該通信端末が前記第２既知信号を送信しない場合には、当該通信端末についての前記下り優先度にかかわらず、前記スケジューリング対象期間において当該通信端末と下り通信を行わないことを決定する、基地局。
【請求項４】
請求項１に記載の基地局であって、
前記使用信号決定部は、
通信端末についての前記下り優先度が前記しきい値よりも低い場合には、前記スケジューリング対象期間において当該通信端末が前記第２既知信号を送信するときにだけ、前記スケジューリング対象期間において前記通信部が当該通信端末と下り通信を行う際の前記複数のアンテナでの送信指向性の制御に使用する前記既知信号を前記第２既知信号に決定する、基地局。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載の基地局であって、
前記スケジューリング実行部は、
通信端末についての前記下り優先度を、当該通信端末の前記上り優先度が高いほど高くなるように、かつ前記スケジューリング対象期間において当該通信端末が前記第２既知信号を送信する場合には高くなるように決定するとともに、前記しきい値を、前記スケジューリング対象期間において当該通信端末が前記第２既知信号を送信する場合には大きくする、基地局。
【請求項６】
請求項５に記載の基地局であって、
前記スケジューリング実行部は、
通信端末についての前記下り優先度を、当該通信端末の前記上り優先度が高いほど高くなるように、かつ前記スケジューリング対象期間において当該通信端末が前記第２既知信号を送信する場合に当該第２既知信号の周波数帯域が大きいほど高くなるように決定するとともに、前記しきい値を、前記スケジューリング対象期間において当該通信端末が前記第２既知信号を送信する場合に当該第２既知信号の周波数帯域が大きいほど大きくする、基地局。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一つに記載の基地局であって、
前記使用信号決定部は、
通信端末についての前記下り優先度が前記しきい値よりも高く、前記スケジューリング対象期間において当該通信端末が第２のしきい値よりも大きい周波数帯域を有する前記第２既知信号を送信する場合には、前記スケジューリング対象期間において前記通信部が当該通信端末と下り通信を行う際の前記複数のアンテナでの送信指向性の制御に使用する前記既知信号として前記第１既知信号だけではなく前記第２既知信号も決定し、
前記スケジューリング実行部は、
前記スケジューリング対象期間において下り通信を行うと決定した通信端末について、前記複数のアンテナでの送信指向性の制御に前記第１及び第２既知信号が使用されると決定される場合には、当該通信端末についての前記上り優先度は使用せずに前記スケジューリング対象期間において当該通信端末と上り通信を行うことを決定する、基地局。
【請求項８】
請求項１乃至請求項６のいずれか一つに記載の基地局であって、
前記使用信号決定部は、
通信端末についての前記下り優先度が前記しきい値よりも高い場合であっても、前記スケジューリング対象期間において当該通信端末が第２のしきい値よりも大きい周波数帯域を有する前記第２既知信号を送信する場合には、前記スケジューリング対象期間において前記通信部が当該通信端末と下り通信を行う際の前記複数のアンテナでの送信指向性の制御に使用する前記既知信号を前記第２既知信号に決定する、基地局。
【請求項９】
請求項１に記載の基地局であって、
前記使用信号決定部は、
前記スケジューリング対象期間において前記第２既知信号を送信しない場合には、当該通信端末の前記下り優先度にかかわらず、前記スケジューリング対象期間において前記通信部が当該通信端末と下り通信を行う際の前記複数のアンテナでの送信指向性の制御に使用する前記既知信号を前記第１既知信号に決定する、基地局。
【請求項１０】
通信端末と通信する基地局であって、
複数のアンテナを用いて通信端末と通信を行い、通信端末と下り通信を行う際には、当該通信端末からの既知信号に基づいて当該複数のアンテナでの送信指向性を制御する通信部と、
上り通信期間と下り通信期間とを含むスケジューリング対象期間において、データの上り通信を行う通信端末とデータの下り通信を行う通信端末とを決定するとともに、データの上り通信を行う通信端末に対して当該通信端末との通信で使用する上り無線リソースを割り当て、データの下り通信を行う通信端末に対して当該通信端末との通信で使用する下り無線リソースを割り当てるスケジューリング実行部と
を備え、
前記既知信号は、第１及び第２既知信号を含み、
前記第１既知信号は、通信端末がデータの送信に使用する上り無線リソースとして当該通信端末に割り当てられるデータ用上り無線リソースの一部を用いて送信され、
前記第２既知信号は、前記データ用上り無線リソースとは別に定められた、前記第２既知信号の送信に使用することが可能な上り無線リソースを用いて送信され、
通信端末についての前記第２既知信号の送信周波数帯域及び送信周期を決定する送信態様決定部と、
前記第１及び第２既知信号のうち、前記スケジューリング対象期間において前記通信部が前記複数のアンテナでの送信指向性を制御する際に使用する既知信号を決定する使用信号決定部と
をさらに備え、
通信端末は、前記基地局から前記第２既知信号の送信周波数帯域及び送信周期が通知されると、その通知に対する応答データを前記基地局に送信し、その後、当該送信周波数帯域及び当該送信周期に基づいて前記第２既知信号を送信し、
前記スケジューリング実行部は、
通信端末についての上り通信の優先度である上り優先度を決定し、当該上り優先度に基づいて、前記スケジューリング対象期間においてデータの上り通信を行う通信端末を決定し、
通信端末についての下り通信の優先度である下り優先度を決定し、当該下り優先度に基づいて、前記スケジューリング対象期間においてデータの下り通信を行う通信端末を決定し、
前記使用信号決定部は、
前記スケジューリング対象期間において通信端末がしきい値よりも大きい周波数帯域を有する前記第２既知信号を送信しない場合には、前記通信部が当該通信端末と下り通信を行う際の前記複数のアンテナでの送信指向性の制御に使用する前記既知信号を前記第１既知信号に決定し、
前記スケジューリング対象期間において通信端末が前記しきい値よりも大きい周波数帯域を有する前記第２既知信号を送信する場合には、前記通信部が当該通信端末と下り通信を行う際の前記複数のアンテナでの送信指向性の制御に使用する前記既知信号を前記第２既知信号に決定し、
前記スケジューリング実行部は、
前記スケジューリング対象期間において下り通信を行うと決定した通信端末について、前記複数のアンテナでの送信指向性の制御に前記第１既知信号が使用されると決定される場合には、当該通信端末についての前記上り優先度は使用せずに前記スケジューリング対象期間において当該通信端末と上り通信を行うことを決定し、
前記スケジューリング対象期間において下り通信を行うと決定した通信端末について、前記複数のアンテナでの送信指向性の制御に前記第２既知信号が使用されると決定される場合には、当該通信端末についての前記上り優先度を使用して前記スケジューリング対象期間において当該通信端末と上り通信を行うか否かを決定する、基地局。
【請求項１１】
請求項１０に記載の基地局であって、
前記スケジューリング実行部は、通信端末についての前記下り優先度を、当該通信端末についての前記上り優先度が高いほど高くなるように決定する、基地局。
【請求項１】
通信端末と通信する基地局であって、
複数のアンテナを用いて通信端末と通信を行い、通信端末と下り通信を行う際には、当該通信端末からの既知信号に基づいて当該複数のアンテナでの送信指向性を制御する通信部と、
上り通信期間と下り通信期間とを含むスケジューリング対象期間において、データの上り通信を行う通信端末とデータの下り通信を行う通信端末とを決定するとともに、データの上り通信を行う通信端末に対して当該通信端末との通信で使用する上り無線リソースを割り当て、データの下り通信を行う通信端末に対して当該通信端末との通信で使用する下り無線リソースを割り当てるスケジューリング実行部と
を備え、
前記既知信号は、第１及び第２既知信号を含み、
前記第１既知信号は、通信端末がデータの送信に使用する上り無線リソースとして当該通信端末に割り当てられるデータ用上り無線リソースの一部を用いて送信され、
前記第２既知信号は、前記データ用上り無線リソースとは別に定められた、前記第２既知信号の送信に使用することが可能な上り無線リソースを用いて送信され、
通信端末についての前記第２既知信号の送信周波数帯域及び送信周期を決定する送信態様決定部と、
前記第１及び第２既知信号のうち、前記スケジューリング対象期間において前記通信部が前記複数のアンテナでの送信指向性を制御する際に使用する既知信号を決定する使用信号決定部と
をさらに備え、
通信端末は、前記基地局から前記第２既知信号の送信周波数帯域及び送信周期が通知されると、その通知に対する応答データを前記基地局に送信し、その後、当該送信周波数帯域及び当該送信周期に基づいて前記第２既知信号を送信し、
前記スケジューリング実行部は、
通信端末についての上り通信の優先度である上り優先度を決定し、当該上り優先度に基づいて、前記スケジューリング対象期間においてデータの上り通信を行う通信端末を決定し、
通信端末についての下り通信の優先度である下り優先度を、当該通信端末についての前記上り優先度が高いほど高くなるように決定し、当該下り優先度に基づいて、前記スケジューリング対象期間においてデータの下り通信を行う通信端末を決定し、
前記使用信号決定部は、
通信端末についての前記下り優先度がしきい値よりも高い場合には、前記スケジューリング対象期間において前記通信部が当該通信端末と下り通信を行う際の前記複数のアンテナでの送信指向性の制御に使用する前記既知信号を前記第１既知信号に決定し、
通信端末についての前記下り優先度が前記しきい値よりも低い場合には、前記スケジューリング対象期間において前記通信部が当該通信端末と下り通信を行う際の前記複数のアンテナでの送信指向性の制御に使用する前記既知信号を前記第２既知信号に決定し、
前記スケジューリング実行部は、
前記スケジューリング対象期間において下り通信を行うと決定した通信端末について、前記複数のアンテナでの送信指向性の制御に前記第１既知信号が使用されると決定される場合には、当該通信端末についての前記上り優先度は使用せずに前記スケジューリング対象期間において当該通信端末と上り通信を行うことを決定し、
前記スケジューリング対象期間において下り通信を行うと決定した通信端末について、前記複数のアンテナでの送信指向性の制御に前記第２既知信号が使用されると決定される場合には、当該通信端末についての前記上り優先度を使用して前記スケジューリング対象期間において当該通信端末と上り通信を行うか否かを決定する、基地局。
【請求項２】
請求項１に記載の基地局であって、
前記通信部は、
前記スケジューリング対象期間において下り通信を行うと決定された通信端末について、前記複数のアンテナでの送信指向性の制御に前記第２既知信号が使用されると決定され、前記スケジューリング対象期間において当該通信端末が前記第２既知信号を送信する場合には、前記スケジューリング対象期間において当該通信端末と下り通信を行う際に、当該通信端末からの前記第２既知信号に基づいて前記複数のアンテナでの送信指向性を制御し、
前記スケジューリング対象期間において下り通信を行うと決定された通信端末について、前記複数のアンテナでの送信指向性の制御に前記第２既知信号が使用されると決定され、前記スケジューリング対象期間において当該通信端端末が前記第２既知信号を送信しない場合には、前記スケジューリング対象期間において当該通信端末と下り通信を行う際に、前記複数のアンテナでの送信指向性を制御せずにオムニ送信を行う、基地局。
【請求項３】
請求項１に記載の基地局であって、
前記スケジューリング実行部は、
前記複数のアンテナでの送信指向性の制御に前記第２既知信号が使用されると決定される通信端末について、前記スケジューリング対象期間において当該通信端末が前記第２既知信号を送信しない場合には、当該通信端末についての前記下り優先度にかかわらず、前記スケジューリング対象期間において当該通信端末と下り通信を行わないことを決定する、基地局。
【請求項４】
請求項１に記載の基地局であって、
前記使用信号決定部は、
通信端末についての前記下り優先度が前記しきい値よりも低い場合には、前記スケジューリング対象期間において当該通信端末が前記第２既知信号を送信するときにだけ、前記スケジューリング対象期間において前記通信部が当該通信端末と下り通信を行う際の前記複数のアンテナでの送信指向性の制御に使用する前記既知信号を前記第２既知信号に決定する、基地局。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載の基地局であって、
前記スケジューリング実行部は、
通信端末についての前記下り優先度を、当該通信端末の前記上り優先度が高いほど高くなるように、かつ前記スケジューリング対象期間において当該通信端末が前記第２既知信号を送信する場合には高くなるように決定するとともに、前記しきい値を、前記スケジューリング対象期間において当該通信端末が前記第２既知信号を送信する場合には大きくする、基地局。
【請求項６】
請求項５に記載の基地局であって、
前記スケジューリング実行部は、
通信端末についての前記下り優先度を、当該通信端末の前記上り優先度が高いほど高くなるように、かつ前記スケジューリング対象期間において当該通信端末が前記第２既知信号を送信する場合に当該第２既知信号の周波数帯域が大きいほど高くなるように決定するとともに、前記しきい値を、前記スケジューリング対象期間において当該通信端末が前記第２既知信号を送信する場合に当該第２既知信号の周波数帯域が大きいほど大きくする、基地局。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一つに記載の基地局であって、
前記使用信号決定部は、
通信端末についての前記下り優先度が前記しきい値よりも高く、前記スケジューリング対象期間において当該通信端末が第２のしきい値よりも大きい周波数帯域を有する前記第２既知信号を送信する場合には、前記スケジューリング対象期間において前記通信部が当該通信端末と下り通信を行う際の前記複数のアンテナでの送信指向性の制御に使用する前記既知信号として前記第１既知信号だけではなく前記第２既知信号も決定し、
前記スケジューリング実行部は、
前記スケジューリング対象期間において下り通信を行うと決定した通信端末について、前記複数のアンテナでの送信指向性の制御に前記第１及び第２既知信号が使用されると決定される場合には、当該通信端末についての前記上り優先度は使用せずに前記スケジューリング対象期間において当該通信端末と上り通信を行うことを決定する、基地局。
【請求項８】
請求項１乃至請求項６のいずれか一つに記載の基地局であって、
前記使用信号決定部は、
通信端末についての前記下り優先度が前記しきい値よりも高い場合であっても、前記スケジューリング対象期間において当該通信端末が第２のしきい値よりも大きい周波数帯域を有する前記第２既知信号を送信する場合には、前記スケジューリング対象期間において前記通信部が当該通信端末と下り通信を行う際の前記複数のアンテナでの送信指向性の制御に使用する前記既知信号を前記第２既知信号に決定する、基地局。
【請求項９】
請求項１に記載の基地局であって、
前記使用信号決定部は、
前記スケジューリング対象期間において前記第２既知信号を送信しない場合には、当該通信端末の前記下り優先度にかかわらず、前記スケジューリング対象期間において前記通信部が当該通信端末と下り通信を行う際の前記複数のアンテナでの送信指向性の制御に使用する前記既知信号を前記第１既知信号に決定する、基地局。
【請求項１０】
通信端末と通信する基地局であって、
複数のアンテナを用いて通信端末と通信を行い、通信端末と下り通信を行う際には、当該通信端末からの既知信号に基づいて当該複数のアンテナでの送信指向性を制御する通信部と、
上り通信期間と下り通信期間とを含むスケジューリング対象期間において、データの上り通信を行う通信端末とデータの下り通信を行う通信端末とを決定するとともに、データの上り通信を行う通信端末に対して当該通信端末との通信で使用する上り無線リソースを割り当て、データの下り通信を行う通信端末に対して当該通信端末との通信で使用する下り無線リソースを割り当てるスケジューリング実行部と
を備え、
前記既知信号は、第１及び第２既知信号を含み、
前記第１既知信号は、通信端末がデータの送信に使用する上り無線リソースとして当該通信端末に割り当てられるデータ用上り無線リソースの一部を用いて送信され、
前記第２既知信号は、前記データ用上り無線リソースとは別に定められた、前記第２既知信号の送信に使用することが可能な上り無線リソースを用いて送信され、
通信端末についての前記第２既知信号の送信周波数帯域及び送信周期を決定する送信態様決定部と、
前記第１及び第２既知信号のうち、前記スケジューリング対象期間において前記通信部が前記複数のアンテナでの送信指向性を制御する際に使用する既知信号を決定する使用信号決定部と
をさらに備え、
通信端末は、前記基地局から前記第２既知信号の送信周波数帯域及び送信周期が通知されると、その通知に対する応答データを前記基地局に送信し、その後、当該送信周波数帯域及び当該送信周期に基づいて前記第２既知信号を送信し、
前記スケジューリング実行部は、
通信端末についての上り通信の優先度である上り優先度を決定し、当該上り優先度に基づいて、前記スケジューリング対象期間においてデータの上り通信を行う通信端末を決定し、
通信端末についての下り通信の優先度である下り優先度を決定し、当該下り優先度に基づいて、前記スケジューリング対象期間においてデータの下り通信を行う通信端末を決定し、
前記使用信号決定部は、
前記スケジューリング対象期間において通信端末がしきい値よりも大きい周波数帯域を有する前記第２既知信号を送信しない場合には、前記通信部が当該通信端末と下り通信を行う際の前記複数のアンテナでの送信指向性の制御に使用する前記既知信号を前記第１既知信号に決定し、
前記スケジューリング対象期間において通信端末が前記しきい値よりも大きい周波数帯域を有する前記第２既知信号を送信する場合には、前記通信部が当該通信端末と下り通信を行う際の前記複数のアンテナでの送信指向性の制御に使用する前記既知信号を前記第２既知信号に決定し、
前記スケジューリング実行部は、
前記スケジューリング対象期間において下り通信を行うと決定した通信端末について、前記複数のアンテナでの送信指向性の制御に前記第１既知信号が使用されると決定される場合には、当該通信端末についての前記上り優先度は使用せずに前記スケジューリング対象期間において当該通信端末と上り通信を行うことを決定し、
前記スケジューリング対象期間において下り通信を行うと決定した通信端末について、前記複数のアンテナでの送信指向性の制御に前記第２既知信号が使用されると決定される場合には、当該通信端末についての前記上り優先度を使用して前記スケジューリング対象期間において当該通信端末と上り通信を行うか否かを決定する、基地局。
【請求項１１】
請求項１０に記載の基地局であって、
前記スケジューリング実行部は、通信端末についての前記下り優先度を、当該通信端末についての前記上り優先度が高いほど高くなるように決定する、基地局。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１２−２０９６１６（Ｐ２０１２−２０９６１６Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７１３８９（Ｐ２０１１−７１３８９）
【出願日】平成２３年３月２９日（２０１１．３．２９）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２９日（２０１１．３．２９）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
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