無線基地局および無線通信方法
【課題】レファレンス信号としてＳＲＳを送信する無線通信システムにおいて、無線通信の品質を向上することができる無線基地局および無線通信方法を提供する。
【解決手段】リソース決定部７は、切替サブフレーム内のアップリンクパートの少なくとも一部を、無線端末がＳＲＳを送信するための第２のリソースとして決定し、いずれかのアップリングサブフレーム内の少なくとも一部を、該無線端末が、ＤＲＳを含む上りユーザデータを所定の期間送信するための第３のリソースとして決定する。伝送路状態推定部９は、第３のリソースの決定後、上りユーザデータに含まれるＤＲＳに基づいて無線端末との間の伝送路の状態を推定する。リソース通知部８は、推定した伝送路の状態に基づいてアンテナの指向性を形成して、決定した第２のリソースを無線端末に通知するための制御メッセージを送信する。
【解決手段】リソース決定部７は、切替サブフレーム内のアップリンクパートの少なくとも一部を、無線端末がＳＲＳを送信するための第２のリソースとして決定し、いずれかのアップリングサブフレーム内の少なくとも一部を、該無線端末が、ＤＲＳを含む上りユーザデータを所定の期間送信するための第３のリソースとして決定する。伝送路状態推定部９は、第３のリソースの決定後、上りユーザデータに含まれるＤＲＳに基づいて無線端末との間の伝送路の状態を推定する。リソース通知部８は、推定した伝送路の状態に基づいてアンテナの指向性を形成して、決定した第２のリソースを無線端末に通知するための制御メッセージを送信する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、無線基地局および無線通信方法に関し、より特定的には、レファレンス信号に基づいて伝送路を推定する無線基地局および無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）にて仕様が策定されているＬＴＥ方式などの無線通信システムでは、無線端末が無線基地局へレファレンス信号を送信する。無線基地局は、受信したレファレンス信号に基づいて伝送路の状態を推定し、その推定した伝送路の状態に基づいて下りユーザデータのアンテナの指向性を形成する。
【０００３】
レファレンス信号を送信する方法には、無線端末が上りユーザデータに埋め込まれるＤＲＳ（Demodulation Reference Signal：復調レファレンス信号）を送信する方法と、無線端末が切替サブフレームのＵｐＰＴＳ（アップリンクパート）でＳＲＳ（Sounding Reference Signal：サウンディングレファレンス信号）を送信する方法とがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２５３９１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
レファレンス信号としてＤＲＳを送信する方法では、無線基地局が下りユーザデータを送信する無線リソースを決定してから、無線基地局が実際にその無線リソースを用いて下りユーザデータを送信するまでの時間が短いという利点がある。しかしながら、すべての無線端末において、上りユーザデータの送信に使用できる貴重な無線リソースをＤＲＳの送信のためだけに使用してしまう場合があり、無線リソースを浪費するという問題がある。
【０００６】
一方、レファレンス信号としてＳＲＳを送信する方法では、ＳＲＳを上りユーザデータに埋め込んで送信しないので、無線リソースの浪費を回避できる。しかしながら、無線端末がＳＲＳを送信するためには、最初に、無線基地局から無線端末に対して、ＳＲＳの送信命令／停止命令のための制御メッセージを送信する必要がある。すなわち、無線基地局が送信した制御メッセージを無線端末が受信したことに応答して、無線端末からＳＲＳが送信される。そのため、無線基地局側では、制御メッセージを送信する段階では未だ伝送路の状態を推定できておらず、その結果、該制御メッセージの送信にスマートアンテナ技術を適用できないという問題がある。これにより、ダウンリンクでユーザ間の干渉が大きいという環境では、制御メッセージの送受信にエラーが発生してしまう可能性が生じる。
【０００７】
それゆえに、本発明の目的は、レファレンス信号としてＳＲＳを送信する無線通信システムにおいて、無線通信の品質を向上することができる無線基地局および無線通信方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のある局面に従えば、無線基地局は、いずれかのダウンリンクサブフレーム内の少なくとも一部を、無線端末への下りユーザデータを送信するための第１のリソースとして決定し、切替サブフレーム内のアップリンクパートの少なくとも一部、またはアップリンクサブフレームの一部を、無線端末が第１のレファレンス信号を周期的に送信するための第２のリソースとして決定し、いずれかのアップリングサブフレーム内の少なくとも一部を、無線端末が、第２のレファレンス信号を含む上りユーザデータを所定の期間送信するための第３のリソースとして決定するリソース決定部と、決定した第３のリソースを無線端末に通知するリソース通知部と、無線端末から第３のリソースを通じて第２のレファレンス信号を含む上りユーザデータを受信すると、受信した上りユーザデータに含まれる第２のレファレンス信号に基づいて無線端末との間の伝送路の状態を推定する伝送路状態推定部とを備える。リソース通知部は、推定した伝送路の状態に基づいてアンテナの指向性を形成して、第１のリソースを通じて決定した第２のリソースを無線端末に通知するための制御メッセージを送信する。
【０００９】
好ましくは、伝送路状態推定部は、無線端末から第２のリソースを通じて送信される第１のレファレンス信号を受信してからは、第１のレファレンス信号に基づいて無線端末との間の伝送路の状態を推定する。無線基地局は、第１のレファレンス信号に基づいて推定した伝送路の状態に基づいてアンテナの指向性を形成して、第１のリソースを通じて下りユーザデータを送信する送信部をさらに備える。
【００１０】
好ましくは、無線基地局は、ＬＴＥ（Long Term Evolution）方式の通信システムにおける無線基地局であり、アップリンクパートは、ＵｐＰＴＳ（Uplink Pilot Timeslot）である。
【００１１】
好ましくは、リソース決定部は、Uplink-downlink configurationが「１」のフレーム構成に従って、第１のリソース、第２のリソース、および第３のリソースを決定する。
【００１２】
本発明の別の局面に従えば、無線通信方法は、いずれかのダウンリンクサブフレーム内の少なくとも一部を、無線端末への下りユーザデータを送信するための第１のリソースとして決定し、切替サブフレーム内のアップリンクパートの少なくとも一部、またはアップリンクサブフレームの一部を、無線端末が第１のレファレンス信号を周期的に送信するための第２のリソースとして決定し、いずれかのアップリングサブフレーム内の少なくとも一部を、無線端末が、第２のレファレンス信号を含む上りユーザデータを所定の期間送信するための第３のリソースとして決定するステップと、決定した第３のリソースを無線端末に通知するステップと、無線端末から第３のリソースを通じて第２のレファレンス信号を含む上りユーザデータを受信すると、受信した上りユーザデータに含まれる第２のレファレンス信号に基づいて無線端末との間の伝送路の状態を推定するステップとを備える。通知するステップは、推定した伝送路の状態に基づいてアンテナの指向性を形成して、第１のリソースを通じて決定した第２のリソースを無線端末に通知するための制御メッセージを送信する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、レファレンス信号としてＳＲＳを送信する無線通信システムにおいて、無線基地局は、無線端末からＳＲＳを受信するための制御メッセージの送信時に、レファレンス信号としてＤＲＳを用いる。これにより、ＳＲＳを受信した後だけでなくＳＲＳを受信する前においても、無線通信にスマートアンテナ技術を適用することができる。本発明は、ＬＴＥ方式などの無線通信システムの高速データレートおよび大容量の実現に貢献する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態の無線通信システムの構成を表わす図である。
【図２】本発明の実施の形態の無線基地局を表わす図である。
【図３】本発明の実施の形態の無線端末の構成を表わす図である。
【図４】本発明の実施の形態に無線通信システムで伝送されるフレームの構成を表わす図である。
【図５】本発明の実施の形態のタイミングを説明するための図である。
【図６】本発明の実施の形態の無線通信システムの動作手順を表わすフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態の変形例の処理タイミングを説明するための図である。
【図８】本発明の実施の形態の変形例の無線通信システムの動作手順を表わすフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当する部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００１６】
（無線通信システムの構成）
図１は、本発明の実施の形態の無線通信システムの構成を表わす図である。
【００１７】
図１を参照して、この無線通信システムは、ＬＴＥ（Long Term Evolution）方式の通信システムであって、複数の無線基地局Ａ，Ｂ，Ｃが、それぞれ図中の円で示される自局のゾーン内の無線端末と通信する。これらの複数の無線基地局Ａ，Ｂ，Ｃは同一のタイミングで上りの信号を受信し、下りの信号を送信する。
【００１８】
（無線基地局の構成）
図２は、本発明の実施の形態の無線基地局を表わす図である。
【００１９】
図２を参照して、この無線基地局１は、この無線基地局１は、複数のアンテナ２，３と、送信部４と、受信部５と、下りユーザデータ管理部６と、上りユーザデータ管理部１０と、ＳＲＳ管理部１３と、リソース決定部７と、リソース通知部８と、伝送路状態推定部９と、ネットワーク通信部１１とを備える。
【００２０】
送信部４は、複数のアンテナ２，３を通じて、下りユーザデータ、およびＲＲＣ（Radio Resource Control：無線リソース管理）接続再設定メッセージ、上りユーザデータ／下りユーザデータ割当メッセージなどの制御信号を無線端末へ送信する。送信部４は、伝送路状態推定部９で推定したサブキャリアごとの伝送路の状態に基づいて、複数のアンテナ２，３の指向性を形成して、下りユーザデータを送信する。たとえば、送信部４は、伝送路の状態に応じて、下りユーザデータをアダプティブアレイ送信処理（重み処理）して、アンテナ２，３の指向性を形成する。ここで、アンテナの指向性を形成することには、所望の通信相手にビーム（信号を強く受信／送信する部分）を向けるビームフォーミングと、所望しない信号源の方向または干渉を与えたくない方向にヌル（信号をほとんど受信／送信しない部分）を向けるヌルステアリングとが含まれる。
【００２１】
受信部５は、複数のアンテナ２，３を通じて、無線端末から上りユーザデータ、およびＳＲＳ、ＲＲＣ接続再設定完了メッセージなどを含む制御信号を受信する。
【００２２】
下りユーザデータ管理部６は、ネットワーク通信部１１を通じて、図示しない制御センターから受信した下りユーザデータを保持する。
【００２３】
上りユーザデータ管理部１０は、無線端末から受信した上りユーザデータをネットワーク通信部１１を通じて、図示しない制御センターへ送信する。また、上りユーザデータ管理部１０は、受信した上りユーザデータに含まれるＤＲＳを伝送路状態推定部９に出力する。
【００２４】
ＳＲＳ管理部１３は、無線端末から受信したＳＲＳを伝送路状態推定部９に出力する。
リソース決定部７は、下りユーザデータ管理部が下りユーザデータを受けると、いずれかのダウンリンクサブフレームＤＬ内の少なくとも一部を、無線端末への下りユーザデータを周期的に送信するための「第１のリソース」として決定する。リソース決定部７は、切替サブフレーム内のＵｐＰＴＳ（アップリンクパート）の一部を無線端末がＳＲＳを周期的に送信するための「第２のリソース」として決定する。リソース決定部７は、いずれかのアップリンクサブフレームＵＬ内の少なくとも一部を、ＤＲＳを含む上りユーザデータを所定の期間周期的に送信するための「第３のリソース」として決定する。
【００２５】
リソース通知部８は、決定した第１のリソースおよび第３のリソースを表わす上りユーザデータ／下りユーザデータ割当情報を無線端末に送信する。リソース通知部８は、決定した第２のリソースを表わすＲＲＣ接続再設定メッセージを無線端末へ送信する。リソース通知部８は、無線端末からＲＲＣ接続再設定完了メッセージを受信する。
【００２６】
伝送路状態推定部９は、ＳＲＳまたはＤＲＳに基づいて伝送路状態を推定する。
ネットワーク通信部１１は、制御センターからネットワーク１２を通じて下りユーザデータを受信する。ネットワーク通信部１１は、制御センターへネットワーク１２を通じて上りユーザデータを送信する。
【００２７】
（無線端末の構成）
図３は、本発明の実施の形態の無線端末の構成を表わす図である。
【００２８】
図３を参照して、この無線端末５１は、複数のアンテナ５２，５３と、送信部５４と、受信部５５と、ユーザデータ管理部５７と、サウンディング信号管理部５８とを備える。
【００２９】
受信部５５は、複数のアンテナ５２，５３を通じて、下りユーザデータ、およびＲＲＣ接続再設定メッセージなどの制御信号を受信する。
【００３０】
送信部５４は、複数のアンテナ５２，５３を通じて、無線基地局１へ上りユーザデータ、およびＳＲＳ、ＲＲＣ接続再設定完了メッセージなどの制御信号を送信する。
【００３１】
ユーザデータ管理部５６は、無線基地局１から受信した下りユーザデータおよび無線基地局１へ送信する上りユーザデータを保持し、管理する。
【００３２】
サウンディング信号管理部５８は、ＲＲＣ接続再設定メッセージを受信すると、ＲＲＣ接続再設定メッセージに基づいて、ＳＲＳを送信する無線リソースを割当てる。その後、サウンディング信号管理部５８は、ＲＲＣ接続再設定完了メッセージを送信する。サウンディング信号管理部５８は、割当てた無線リソースによってＳＲＳを送信する。
【００３３】
（フレームの構成）
図４は、本発明の実施の形態に無線通信システムで伝送されるフレームの構成を表わす図である。
【００３４】
図４を参照して、このフレームの構成は、ＬＴＥにおける（Uplink-downlink configuration）が「１」のときの構成である。
【００３５】
図４に示すように、１フレームは、１０ｍｓの時間で伝送される。１フレームは、ハーフフレームに分割される。各ハーフフレームは、時間順に、ダウンリンクサブフレームＤＬ、切替サブフレームＳ、２つの連続するアップリンクサブフレームＵＬ、ダウンリンクサブフレームＤＬで構成される。
【００３６】
ここで、切替サブフレームＳは、ＤｗＰＴＳ（Downlink Pilot Timeslot）と、ＧＰ（Guard Period：ガード期間）と、ＵｐＰＴＳ（Uplink Pilot Timeslot：アップリンクパートとも呼ぶ）で構成される。ＵｐＰＴＳは、２シンボルで構成される。
【００３７】
（本発明の実施の形態の処理タイミング）
図５は、本発明の実施の形態の処理タイミングを説明するための図である。
【００３８】
図５を参照して、まず、第（Ｎ−３）フレームにおいて、無線基地局１は、下りユーザデータの送信先の無線端末５１において、ＳＲＳを周期的に送信する第２のリソースを決定するとともに、該無線端末５１において、ＤＲＳを含む上りユーザデータを送信するための第３のリソースを決定する。無線基地局１は、決定した第３のリソースを表わす上りユーザデータ割当情報を送信する（（１）に示す）。
【００３９】
無線端末５１は、第（Ｎ−２）フレームにおいて、通知された第３のリソースを通じてＤＲＳを含む上りユーザデータを送信する（（２）に示す）。
【００４０】
無線基地局１は、（２）で受信したＤＲＳに基づいて、無線端末５１との間の伝送路の状態を推定する。無線基地局１は、下りユーザデータの送信先の無線端末５１において、ＳＲＳを周期的に送信する第２のリソースを決定すると、推定した伝送路の状態に基づいて複数のアンテナの指向性を形成して、決定した第２のリソースを表わすＲＲＣ接続再設定（送信開始を表わす）メッセージを送信する（（５）に示す）。なお、無線端末５１がＲＲＣ接続再設定（送信開始を表わす）完了メッセージを送信する（（９）に示す）ことにより、ＳＲＳ送信区間が開始される。
【００４１】
第（Ｎ−２）フレームにおいて、無線基地局１は、無線端末５１がＤＲＳを含む上りユーザデータを送信するための第３のリソースを決定し、決定した第３のリソースを表わす上りユーザデータ割当情報を送信する（（３）に示す）。無線端末５１は、通知された第３のリソースでＤＲＳを含む上りユーザデータを送信する（（４）に示す）。
【００４２】
無線基地局１は、ダウンリンクサブフレームＤＬ内の少なくとも一部を、無線端末への下りユーザデータを送信するための第１のリソースとして決定する。無線基地局１は、（４）で受信したＤＲＳに基づいて推定した伝送路の状態に基づいて複数のアンテナの指向性を形成して、第１のリソースを通じて下りユーザデータ、およびこの第１のリソースに下りユーザデータが含まれることを表わす下りユーザ割当情報を送信する（（８）に示す）。
【００４３】
第（Ｎ−１）フレームにおいて、無線基地局１は、無線端末５１がＤＲＳを含む上りユーザデータを送信するための第３のリソースを決定し、決定した第３のリソースを表わす上りユーザデータ割当情報を送信する（（６）に示す）。無線端末５１は、通知された第３のリソースでＤＲＳを含む上りユーザデータを送信する（（７）に示す）。
【００４４】
無線基地局１は、ダウンリンクサブフレームＤＬ内の少なくとも一部を、無線端末への下りユーザデータを送信するための第１のリソースとして決定する。無線基地局１は、（４）で受信したＤＲＳに基づいて推定した伝送路の状態に基づいて複数のアンテナの指向性を形成して、第１のリソースを通じて下りユーザデータ、およびこの第１のリソースに下りユーザデータが含まれることを表わす下りユーザ割当情報を送信する（（８）に示す）。無線端末５１は、ＲＲＣ接続再設定完了メッセージを送信する（（９）に示す）。
【００４５】
第（Ｎ−１）フレームの最後のサブフレームと第Ｎフレームの先頭から１番目および２番目のサブフレームにおいて、無線基地局１は、（７）で受信したＤＲＳに基づいて、無線端末５１との間の伝送路の状態を推定する。無線基地局１は、推定した伝送路の状態に基づいて複数のアンテナの指向性を形成して、下りユーザデータを送信する（（１０）に示す）。
【００４６】
第Ｎフレームにおいて、無線端末５１は、ＳＲＳをＵｐＰＴＳを通じて送信する（（１１）に示す）。無線基地局１は、受信したＳＲＳに基づいて、無線端末５１との間の伝送路の状態を推定する。無線基地局１は、推定した伝送路の状態に基づいて複数のアンテナの指向性を形成して、第１のリソースを通じて、下りユーザデータ、およびこの第１のリソースに下りユーザデータが含まれることを表わす下りユーザ割当情報を送信する（（１２）に示す）。ＳＲＳ送信区間では、この無線端末５１によるＳＲＳの送信（１１）と、無線基地局１によるＳＲＳに基づく下りユーザデータの送信（１２）とが繰り返される。
【００４７】
（動作手順）
図６は、本発明の実施の形態の無線通信システムの動作手順を表わすフローチャートである。
【００４８】
図６を参照して、まず、無線基地局１のリソース決定部７は、いずれかのアップリングサブフレームのＵＬ内の少なくとも一部を、無線端末５１がＤＲＳを含む上りユーザデータを送信するための第３のリソースに決定する（ステップＳ１０１）。さらに、無線基地局１のリソース決定部７は、切替サブフレームＳのＵｐＰＴＳ内のいずれかのリソースを、無線端末５１がＳＲＳを周期的に送信するための第２のリソースに決定する（ステップＳ１０２）。
【００４９】
次に、無線基地局１のリソース通知部８は、図５の（１）で示すように、決定した第３のリソースを表わす上りユーザデータ割当情報を送信する（ステップＳ１０３）。
【００５０】
次に、無線端末５１のユーザデータ管理部５７は、第３のリソースを表わす上りユーザデータ割当情報を受信する（ステップＳ１０４）。
【００５１】
次に、無線端末５１のユーザデータ管理部５７は、図５の（２）で示すように、ステップＳ１０４で通知された第３のリソースによって、ＤＲＳを含む上りユーザデータを送信する（ステップＳ１０５）。
【００５２】
次に、無線基地局１の上りユーザデータ管理部１０は、ＤＲＳを含む上りユーザデータを受信する（ステップＳ１０６）。
【００５３】
次に、無線基地局１の伝送路状態推定部９は、ステップＳ１０６で受信したＤＲＳに基づいて、無線端末５１との間の伝送路の状態を推定する。無線基地局１のリソース通知部８は、推定した伝送路の状態に基づいて複数のアンテナ２，３の指向性を形成して、図５の（５）で示すように、決定した第２のリソースを表わすＲＲＣ接続再設定メッセージを送信する（ステップＳ１０７）。
【００５４】
次に、無線端末５１のサウンディング信号管理部５８は、ＲＲＣ接続再設定メッセージを受信する（ステップＳ１０８）。
【００５５】
次に、無線端末５１のユーザデータ管理部５７は、図５の（７）で示すように、ステップＳ１０４で通知された第３のリソースによって、ＤＲＳを含む上りユーザデータを送信する（ステップＳ１０９）。
【００５６】
次に、無線基地局１の上りユーザデータ管理部１０は、ＤＲＳを含む上りユーザデータを受信する（ステップＳ１１０）。
【００５７】
次に、無線基地局１のリソース決定部７は、いずれかのダウンリンクサブフレームＤＬ内の少なくとも一部を、無線端末５１への下りユーザデータを送信するための第１のリソースとして決定する。無線基地局１の送信部４は、ステップＳ１０６で受信したＤＲＳに基づいて推定した伝送路の状態に基づいて複数のアンテナ２，３の指向性を形成して、図５の（８）で示すように、第１のリソースを通じて、下りユーザデータ、およびこの第１のリソースに下りユーザデータが含まれることを表わす下りユーザデータ割当情報を送信する（ステップＳ１１１）。
【００５８】
次に、無線端末５１の受信部５５は、複数のアンテナ５２，５３を通じて、下りユーザデータおよび下りユーザデータ割当情報を受信する（ステップＳ１１２）。
【００５９】
次に、無線端末５１のサウンディング信号管理部５８は、図５の（９）で示すように、ＲＲＣ接続再設定完了メッセージを送信する（ステップＳ１１３）。
【００６０】
次に、無線基地局１のリソース通知部８は、ＲＲＣ接続再設定完了メッセージを受信する（ステップＳ１１４）。
【００６１】
次に、無線基地局１の伝送路状態推定部９は、ステップＳ１１０で受信したＤＲＳに基づいて、無線端末５１との間の伝送路の状態を推定する。無線基地局１の送信部４は、推定した伝送路の状態に基づいて複数のアンテナ２，３の指向性を形成して、図５の（１０）で示すように、下りユーザデータを送信する（ステップＳ１１５）。
【００６２】
次に、無線端末５１の受信部５５は、複数のアンテナ５２，５３を通じて、下りユーザデータを受信する（ステップＳ１１６）。
【００６３】
次に、無線端末５１のサウンディング信号管理部５８は、図５の（１１）で示すように、ステップＳ１０８で通知された第２のリソースによってＳＲＳを送信する（ステップＳ１１７）。
【００６４】
次に、無線基地局１のＳＲＳ管理部１３は、ＳＲＳを受信する（ステップＳ１１８）。
次に、無線基地局１の伝送路状態推定部９は、ステップＳ１１８で受信したＳＲＳに基づいて、無線端末５１との間の伝送路の状態を推定する。無線基地局１の送信部４は、推定した伝送路の状態に基づいて複数のアンテナ２，３の指向性を形成して、図５の（１２）で示すように、下りユーザデータおよび下りユーザデータ割当情報を送信する（ステップＳ１１９）。
【００６５】
次に、無線端末５１の受信部５５は、複数のアンテナ５２，５３を通じて、下りユーザデータを受信する（ステップＳ１２０）。
【００６６】
以上のように、本発明の実施の形態の無線通信システムによれば、無線基地局は、下りユーザデータを送信するための第１のリソース、ＳＲＳを受信するための第２のリソース、およびＤＲＳを含む上りユーザデータを受信するための第３のリソースを決定するとともに、第２のリソースを表わす制御メッセージ（ＲＲＣ接続再設定完了メッセージ）を無線端末に送信する。このとき、無線基地局は、受信した上りユーザデータに含まれるＤＲＳをサウンディング信号として用いて伝送路状態を推定し、その推定した伝送路状態に基づいて複数のアンテナの指向性を形成して、制御メッセージを無線端末に送信する。したがって、当該制御メッセージの送受信エラーの発生を抑制することができる。
【００６７】
なお、無線基地局がＳＲＳを受信してからは、無線基地局は、受信したＳＲＳを伝送路状態を推定するためのサウンディング信号として用いる。
【００６８】
このように、無線基地局は、ＳＲＳの送信に必要な制御メッセージの送信にはＤＲＳを利用する一方で、ユーザデータの送信にはＳＲＳを利用する。この結果、ＬＴＥ方式の無線通信システムにおいて、スマートアンテナ技術を効果的に活用することができる。
【００６９】
［実施形態の変形例］
図７は、本発明の実施の形態の変形例の処理タイミングを説明するための図である。
【００７０】
図７で示される処理が、図５と相違する点は、以下である。
図５では、無線基地局１は、下りユーザデータを送信する前ごとに、第１のリソースを決定したが、図７では、無線基地局１は、下りユーザデータを周期的に同一の第１のリソースを用いて送信することとし、最初に一度だけこの第１のリソースを決定して、無線端末５１へ送信する。
【００７１】
すなわち、図７に示すように、無線基地局１は、所定のダウンリンクサブフレームＤＬ以降において下りユーザデータを周期的に（つまり、ハーフフレームを周期として）送信する第１のリソースと、下りユーザデータの送信先の無線端末５１において、ＳＲＳを周期的に（ハーフフレームを周期として）送信する第２のリソースと、下りユーザデータの送信先の無線端末５１において、ＤＲＳを含む上りユーザデータを周期的に所定の期間（つまり、ハーフフレームを周期として２回だけ）送信する第３のリソースとを決定する（（１）に示す）。そして、無線基地局１は、これらの決定した第１のリソースおよび第３のリソースを表わす上りユーザデータ／下りユーザデータ割当情報を送信する（（２）に示す）。
【００７２】
図７におけるその他の処理は、図５のものと同じである。
（動作手順）
図８は、本発明の実施形態の変形例の無線通信システムの動作手順を表わすフローチャートである。
【００７３】
図８で示される手順は、図６の動作手順と相違する点は、以下である。
図６では、無線基地局１のリソース決定部７が、第１のリソースおよび第２のリソースを決定し（ステップＳ１０１，１０２）、無線基地局１のリソース通知部８が、決定した第３のリソースを表わす上りユーザデータ割当情報を送信したが（ステップＳ１０３）、図８では、無線基地局１のリソース決定部７が、第１のリソース、第２のリソースおよび第３のリソースを決定し（ステップ２０１，２０２）、無線基地局１のリソース通知部８が、決定した第１のリソースおよび第３のリソースを表わす上りユーザデータ／下りユーザデータ割当情報を送信する（ステップＳ２０３）。なお、無線基地局１のリソース決定部７は、最初に一度だけ第１のリソースを決定し、この第１のリソースを通じて、周期的に下りユーザデータを送信する。
【００７４】
（変形例）
本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、たとえば以下のような変形例も含む。
【００７５】
（１） ＤＲＳ
本発明の実施の形態では、無線基地局が、ＤＲＳを含む上りユーザデータを受信するための第３のリソースを決定し、その決定した第３のリソースを無線端末に通知することとしたが、これに限定するものではない。無線基地局が、すでにその無線端末から上りユーザデータを受信している場合には、その上りユーザデータに含まれるＤＲＳを伝送路状態の推定に用いることができるので、新たに第３のリソースを決定する必要はない。
【００７６】
（２） ＳＲＳ
本発明の実施の形態では、リソース決定部は、切替サブフレーム内のＵｐＰＴＳ（アップリンクパート）の一部を無線端末がＳＲＳを周期的に送信するための第２のリソースとして決定したが、これに限定するものではない。
【００７７】
たとえば、リソース決定部は、切替サブフレーム内のＵｐＰＴＳの全部を無線端末がＳＲＳを周期的に送信するための第２のリソースとして決定することとしてもよい。
【００７８】
また、リソース決定部は、切替サブフレーム内の、またはアップリンクサブフレームの一部（たとえば、最後のシンボル）を無線端末がＳＲＳを周期的に送信するための第２のリソースとして決定することとしてもよい。
【００７９】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００８０】
１ 無線基地局、２，３，５２，５３ アンテナ、４，５４ 送信部、５，５５ 受信部、６，５７ ユーザデータ管理部、７ リソース決定部、８ リソース通知部、９ 伝送路状態推定部、１０ ユーザデータ管理部、１１ ネットワーク通信部、１２ ネットワーク、１３ ＳＲＳ管理部、５１ 無線端末、５８ サウンディング信号管理部。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、無線基地局および無線通信方法に関し、より特定的には、レファレンス信号に基づいて伝送路を推定する無線基地局および無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）にて仕様が策定されているＬＴＥ方式などの無線通信システムでは、無線端末が無線基地局へレファレンス信号を送信する。無線基地局は、受信したレファレンス信号に基づいて伝送路の状態を推定し、その推定した伝送路の状態に基づいて下りユーザデータのアンテナの指向性を形成する。
【０００３】
レファレンス信号を送信する方法には、無線端末が上りユーザデータに埋め込まれるＤＲＳ（Demodulation Reference Signal：復調レファレンス信号）を送信する方法と、無線端末が切替サブフレームのＵｐＰＴＳ（アップリンクパート）でＳＲＳ（Sounding Reference Signal：サウンディングレファレンス信号）を送信する方法とがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２５３９１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
レファレンス信号としてＤＲＳを送信する方法では、無線基地局が下りユーザデータを送信する無線リソースを決定してから、無線基地局が実際にその無線リソースを用いて下りユーザデータを送信するまでの時間が短いという利点がある。しかしながら、すべての無線端末において、上りユーザデータの送信に使用できる貴重な無線リソースをＤＲＳの送信のためだけに使用してしまう場合があり、無線リソースを浪費するという問題がある。
【０００６】
一方、レファレンス信号としてＳＲＳを送信する方法では、ＳＲＳを上りユーザデータに埋め込んで送信しないので、無線リソースの浪費を回避できる。しかしながら、無線端末がＳＲＳを送信するためには、最初に、無線基地局から無線端末に対して、ＳＲＳの送信命令／停止命令のための制御メッセージを送信する必要がある。すなわち、無線基地局が送信した制御メッセージを無線端末が受信したことに応答して、無線端末からＳＲＳが送信される。そのため、無線基地局側では、制御メッセージを送信する段階では未だ伝送路の状態を推定できておらず、その結果、該制御メッセージの送信にスマートアンテナ技術を適用できないという問題がある。これにより、ダウンリンクでユーザ間の干渉が大きいという環境では、制御メッセージの送受信にエラーが発生してしまう可能性が生じる。
【０００７】
それゆえに、本発明の目的は、レファレンス信号としてＳＲＳを送信する無線通信システムにおいて、無線通信の品質を向上することができる無線基地局および無線通信方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のある局面に従えば、無線基地局は、いずれかのダウンリンクサブフレーム内の少なくとも一部を、無線端末への下りユーザデータを送信するための第１のリソースとして決定し、切替サブフレーム内のアップリンクパートの少なくとも一部、またはアップリンクサブフレームの一部を、無線端末が第１のレファレンス信号を周期的に送信するための第２のリソースとして決定し、いずれかのアップリングサブフレーム内の少なくとも一部を、無線端末が、第２のレファレンス信号を含む上りユーザデータを所定の期間送信するための第３のリソースとして決定するリソース決定部と、決定した第３のリソースを無線端末に通知するリソース通知部と、無線端末から第３のリソースを通じて第２のレファレンス信号を含む上りユーザデータを受信すると、受信した上りユーザデータに含まれる第２のレファレンス信号に基づいて無線端末との間の伝送路の状態を推定する伝送路状態推定部とを備える。リソース通知部は、推定した伝送路の状態に基づいてアンテナの指向性を形成して、第１のリソースを通じて決定した第２のリソースを無線端末に通知するための制御メッセージを送信する。
【０００９】
好ましくは、伝送路状態推定部は、無線端末から第２のリソースを通じて送信される第１のレファレンス信号を受信してからは、第１のレファレンス信号に基づいて無線端末との間の伝送路の状態を推定する。無線基地局は、第１のレファレンス信号に基づいて推定した伝送路の状態に基づいてアンテナの指向性を形成して、第１のリソースを通じて下りユーザデータを送信する送信部をさらに備える。
【００１０】
好ましくは、無線基地局は、ＬＴＥ（Long Term Evolution）方式の通信システムにおける無線基地局であり、アップリンクパートは、ＵｐＰＴＳ（Uplink Pilot Timeslot）である。
【００１１】
好ましくは、リソース決定部は、Uplink-downlink configurationが「１」のフレーム構成に従って、第１のリソース、第２のリソース、および第３のリソースを決定する。
【００１２】
本発明の別の局面に従えば、無線通信方法は、いずれかのダウンリンクサブフレーム内の少なくとも一部を、無線端末への下りユーザデータを送信するための第１のリソースとして決定し、切替サブフレーム内のアップリンクパートの少なくとも一部、またはアップリンクサブフレームの一部を、無線端末が第１のレファレンス信号を周期的に送信するための第２のリソースとして決定し、いずれかのアップリングサブフレーム内の少なくとも一部を、無線端末が、第２のレファレンス信号を含む上りユーザデータを所定の期間送信するための第３のリソースとして決定するステップと、決定した第３のリソースを無線端末に通知するステップと、無線端末から第３のリソースを通じて第２のレファレンス信号を含む上りユーザデータを受信すると、受信した上りユーザデータに含まれる第２のレファレンス信号に基づいて無線端末との間の伝送路の状態を推定するステップとを備える。通知するステップは、推定した伝送路の状態に基づいてアンテナの指向性を形成して、第１のリソースを通じて決定した第２のリソースを無線端末に通知するための制御メッセージを送信する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、レファレンス信号としてＳＲＳを送信する無線通信システムにおいて、無線基地局は、無線端末からＳＲＳを受信するための制御メッセージの送信時に、レファレンス信号としてＤＲＳを用いる。これにより、ＳＲＳを受信した後だけでなくＳＲＳを受信する前においても、無線通信にスマートアンテナ技術を適用することができる。本発明は、ＬＴＥ方式などの無線通信システムの高速データレートおよび大容量の実現に貢献する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態の無線通信システムの構成を表わす図である。
【図２】本発明の実施の形態の無線基地局を表わす図である。
【図３】本発明の実施の形態の無線端末の構成を表わす図である。
【図４】本発明の実施の形態に無線通信システムで伝送されるフレームの構成を表わす図である。
【図５】本発明の実施の形態のタイミングを説明するための図である。
【図６】本発明の実施の形態の無線通信システムの動作手順を表わすフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態の変形例の処理タイミングを説明するための図である。
【図８】本発明の実施の形態の変形例の無線通信システムの動作手順を表わすフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当する部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００１６】
（無線通信システムの構成）
図１は、本発明の実施の形態の無線通信システムの構成を表わす図である。
【００１７】
図１を参照して、この無線通信システムは、ＬＴＥ（Long Term Evolution）方式の通信システムであって、複数の無線基地局Ａ，Ｂ，Ｃが、それぞれ図中の円で示される自局のゾーン内の無線端末と通信する。これらの複数の無線基地局Ａ，Ｂ，Ｃは同一のタイミングで上りの信号を受信し、下りの信号を送信する。
【００１８】
（無線基地局の構成）
図２は、本発明の実施の形態の無線基地局を表わす図である。
【００１９】
図２を参照して、この無線基地局１は、この無線基地局１は、複数のアンテナ２，３と、送信部４と、受信部５と、下りユーザデータ管理部６と、上りユーザデータ管理部１０と、ＳＲＳ管理部１３と、リソース決定部７と、リソース通知部８と、伝送路状態推定部９と、ネットワーク通信部１１とを備える。
【００２０】
送信部４は、複数のアンテナ２，３を通じて、下りユーザデータ、およびＲＲＣ（Radio Resource Control：無線リソース管理）接続再設定メッセージ、上りユーザデータ／下りユーザデータ割当メッセージなどの制御信号を無線端末へ送信する。送信部４は、伝送路状態推定部９で推定したサブキャリアごとの伝送路の状態に基づいて、複数のアンテナ２，３の指向性を形成して、下りユーザデータを送信する。たとえば、送信部４は、伝送路の状態に応じて、下りユーザデータをアダプティブアレイ送信処理（重み処理）して、アンテナ２，３の指向性を形成する。ここで、アンテナの指向性を形成することには、所望の通信相手にビーム（信号を強く受信／送信する部分）を向けるビームフォーミングと、所望しない信号源の方向または干渉を与えたくない方向にヌル（信号をほとんど受信／送信しない部分）を向けるヌルステアリングとが含まれる。
【００２１】
受信部５は、複数のアンテナ２，３を通じて、無線端末から上りユーザデータ、およびＳＲＳ、ＲＲＣ接続再設定完了メッセージなどを含む制御信号を受信する。
【００２２】
下りユーザデータ管理部６は、ネットワーク通信部１１を通じて、図示しない制御センターから受信した下りユーザデータを保持する。
【００２３】
上りユーザデータ管理部１０は、無線端末から受信した上りユーザデータをネットワーク通信部１１を通じて、図示しない制御センターへ送信する。また、上りユーザデータ管理部１０は、受信した上りユーザデータに含まれるＤＲＳを伝送路状態推定部９に出力する。
【００２４】
ＳＲＳ管理部１３は、無線端末から受信したＳＲＳを伝送路状態推定部９に出力する。
リソース決定部７は、下りユーザデータ管理部が下りユーザデータを受けると、いずれかのダウンリンクサブフレームＤＬ内の少なくとも一部を、無線端末への下りユーザデータを周期的に送信するための「第１のリソース」として決定する。リソース決定部７は、切替サブフレーム内のＵｐＰＴＳ（アップリンクパート）の一部を無線端末がＳＲＳを周期的に送信するための「第２のリソース」として決定する。リソース決定部７は、いずれかのアップリンクサブフレームＵＬ内の少なくとも一部を、ＤＲＳを含む上りユーザデータを所定の期間周期的に送信するための「第３のリソース」として決定する。
【００２５】
リソース通知部８は、決定した第１のリソースおよび第３のリソースを表わす上りユーザデータ／下りユーザデータ割当情報を無線端末に送信する。リソース通知部８は、決定した第２のリソースを表わすＲＲＣ接続再設定メッセージを無線端末へ送信する。リソース通知部８は、無線端末からＲＲＣ接続再設定完了メッセージを受信する。
【００２６】
伝送路状態推定部９は、ＳＲＳまたはＤＲＳに基づいて伝送路状態を推定する。
ネットワーク通信部１１は、制御センターからネットワーク１２を通じて下りユーザデータを受信する。ネットワーク通信部１１は、制御センターへネットワーク１２を通じて上りユーザデータを送信する。
【００２７】
（無線端末の構成）
図３は、本発明の実施の形態の無線端末の構成を表わす図である。
【００２８】
図３を参照して、この無線端末５１は、複数のアンテナ５２，５３と、送信部５４と、受信部５５と、ユーザデータ管理部５７と、サウンディング信号管理部５８とを備える。
【００２９】
受信部５５は、複数のアンテナ５２，５３を通じて、下りユーザデータ、およびＲＲＣ接続再設定メッセージなどの制御信号を受信する。
【００３０】
送信部５４は、複数のアンテナ５２，５３を通じて、無線基地局１へ上りユーザデータ、およびＳＲＳ、ＲＲＣ接続再設定完了メッセージなどの制御信号を送信する。
【００３１】
ユーザデータ管理部５６は、無線基地局１から受信した下りユーザデータおよび無線基地局１へ送信する上りユーザデータを保持し、管理する。
【００３２】
サウンディング信号管理部５８は、ＲＲＣ接続再設定メッセージを受信すると、ＲＲＣ接続再設定メッセージに基づいて、ＳＲＳを送信する無線リソースを割当てる。その後、サウンディング信号管理部５８は、ＲＲＣ接続再設定完了メッセージを送信する。サウンディング信号管理部５８は、割当てた無線リソースによってＳＲＳを送信する。
【００３３】
（フレームの構成）
図４は、本発明の実施の形態に無線通信システムで伝送されるフレームの構成を表わす図である。
【００３４】
図４を参照して、このフレームの構成は、ＬＴＥにおける（Uplink-downlink configuration）が「１」のときの構成である。
【００３５】
図４に示すように、１フレームは、１０ｍｓの時間で伝送される。１フレームは、ハーフフレームに分割される。各ハーフフレームは、時間順に、ダウンリンクサブフレームＤＬ、切替サブフレームＳ、２つの連続するアップリンクサブフレームＵＬ、ダウンリンクサブフレームＤＬで構成される。
【００３６】
ここで、切替サブフレームＳは、ＤｗＰＴＳ（Downlink Pilot Timeslot）と、ＧＰ（Guard Period：ガード期間）と、ＵｐＰＴＳ（Uplink Pilot Timeslot：アップリンクパートとも呼ぶ）で構成される。ＵｐＰＴＳは、２シンボルで構成される。
【００３７】
（本発明の実施の形態の処理タイミング）
図５は、本発明の実施の形態の処理タイミングを説明するための図である。
【００３８】
図５を参照して、まず、第（Ｎ−３）フレームにおいて、無線基地局１は、下りユーザデータの送信先の無線端末５１において、ＳＲＳを周期的に送信する第２のリソースを決定するとともに、該無線端末５１において、ＤＲＳを含む上りユーザデータを送信するための第３のリソースを決定する。無線基地局１は、決定した第３のリソースを表わす上りユーザデータ割当情報を送信する（（１）に示す）。
【００３９】
無線端末５１は、第（Ｎ−２）フレームにおいて、通知された第３のリソースを通じてＤＲＳを含む上りユーザデータを送信する（（２）に示す）。
【００４０】
無線基地局１は、（２）で受信したＤＲＳに基づいて、無線端末５１との間の伝送路の状態を推定する。無線基地局１は、下りユーザデータの送信先の無線端末５１において、ＳＲＳを周期的に送信する第２のリソースを決定すると、推定した伝送路の状態に基づいて複数のアンテナの指向性を形成して、決定した第２のリソースを表わすＲＲＣ接続再設定（送信開始を表わす）メッセージを送信する（（５）に示す）。なお、無線端末５１がＲＲＣ接続再設定（送信開始を表わす）完了メッセージを送信する（（９）に示す）ことにより、ＳＲＳ送信区間が開始される。
【００４１】
第（Ｎ−２）フレームにおいて、無線基地局１は、無線端末５１がＤＲＳを含む上りユーザデータを送信するための第３のリソースを決定し、決定した第３のリソースを表わす上りユーザデータ割当情報を送信する（（３）に示す）。無線端末５１は、通知された第３のリソースでＤＲＳを含む上りユーザデータを送信する（（４）に示す）。
【００４２】
無線基地局１は、ダウンリンクサブフレームＤＬ内の少なくとも一部を、無線端末への下りユーザデータを送信するための第１のリソースとして決定する。無線基地局１は、（４）で受信したＤＲＳに基づいて推定した伝送路の状態に基づいて複数のアンテナの指向性を形成して、第１のリソースを通じて下りユーザデータ、およびこの第１のリソースに下りユーザデータが含まれることを表わす下りユーザ割当情報を送信する（（８）に示す）。
【００４３】
第（Ｎ−１）フレームにおいて、無線基地局１は、無線端末５１がＤＲＳを含む上りユーザデータを送信するための第３のリソースを決定し、決定した第３のリソースを表わす上りユーザデータ割当情報を送信する（（６）に示す）。無線端末５１は、通知された第３のリソースでＤＲＳを含む上りユーザデータを送信する（（７）に示す）。
【００４４】
無線基地局１は、ダウンリンクサブフレームＤＬ内の少なくとも一部を、無線端末への下りユーザデータを送信するための第１のリソースとして決定する。無線基地局１は、（４）で受信したＤＲＳに基づいて推定した伝送路の状態に基づいて複数のアンテナの指向性を形成して、第１のリソースを通じて下りユーザデータ、およびこの第１のリソースに下りユーザデータが含まれることを表わす下りユーザ割当情報を送信する（（８）に示す）。無線端末５１は、ＲＲＣ接続再設定完了メッセージを送信する（（９）に示す）。
【００４５】
第（Ｎ−１）フレームの最後のサブフレームと第Ｎフレームの先頭から１番目および２番目のサブフレームにおいて、無線基地局１は、（７）で受信したＤＲＳに基づいて、無線端末５１との間の伝送路の状態を推定する。無線基地局１は、推定した伝送路の状態に基づいて複数のアンテナの指向性を形成して、下りユーザデータを送信する（（１０）に示す）。
【００４６】
第Ｎフレームにおいて、無線端末５１は、ＳＲＳをＵｐＰＴＳを通じて送信する（（１１）に示す）。無線基地局１は、受信したＳＲＳに基づいて、無線端末５１との間の伝送路の状態を推定する。無線基地局１は、推定した伝送路の状態に基づいて複数のアンテナの指向性を形成して、第１のリソースを通じて、下りユーザデータ、およびこの第１のリソースに下りユーザデータが含まれることを表わす下りユーザ割当情報を送信する（（１２）に示す）。ＳＲＳ送信区間では、この無線端末５１によるＳＲＳの送信（１１）と、無線基地局１によるＳＲＳに基づく下りユーザデータの送信（１２）とが繰り返される。
【００４７】
（動作手順）
図６は、本発明の実施の形態の無線通信システムの動作手順を表わすフローチャートである。
【００４８】
図６を参照して、まず、無線基地局１のリソース決定部７は、いずれかのアップリングサブフレームのＵＬ内の少なくとも一部を、無線端末５１がＤＲＳを含む上りユーザデータを送信するための第３のリソースに決定する（ステップＳ１０１）。さらに、無線基地局１のリソース決定部７は、切替サブフレームＳのＵｐＰＴＳ内のいずれかのリソースを、無線端末５１がＳＲＳを周期的に送信するための第２のリソースに決定する（ステップＳ１０２）。
【００４９】
次に、無線基地局１のリソース通知部８は、図５の（１）で示すように、決定した第３のリソースを表わす上りユーザデータ割当情報を送信する（ステップＳ１０３）。
【００５０】
次に、無線端末５１のユーザデータ管理部５７は、第３のリソースを表わす上りユーザデータ割当情報を受信する（ステップＳ１０４）。
【００５１】
次に、無線端末５１のユーザデータ管理部５７は、図５の（２）で示すように、ステップＳ１０４で通知された第３のリソースによって、ＤＲＳを含む上りユーザデータを送信する（ステップＳ１０５）。
【００５２】
次に、無線基地局１の上りユーザデータ管理部１０は、ＤＲＳを含む上りユーザデータを受信する（ステップＳ１０６）。
【００５３】
次に、無線基地局１の伝送路状態推定部９は、ステップＳ１０６で受信したＤＲＳに基づいて、無線端末５１との間の伝送路の状態を推定する。無線基地局１のリソース通知部８は、推定した伝送路の状態に基づいて複数のアンテナ２，３の指向性を形成して、図５の（５）で示すように、決定した第２のリソースを表わすＲＲＣ接続再設定メッセージを送信する（ステップＳ１０７）。
【００５４】
次に、無線端末５１のサウンディング信号管理部５８は、ＲＲＣ接続再設定メッセージを受信する（ステップＳ１０８）。
【００５５】
次に、無線端末５１のユーザデータ管理部５７は、図５の（７）で示すように、ステップＳ１０４で通知された第３のリソースによって、ＤＲＳを含む上りユーザデータを送信する（ステップＳ１０９）。
【００５６】
次に、無線基地局１の上りユーザデータ管理部１０は、ＤＲＳを含む上りユーザデータを受信する（ステップＳ１１０）。
【００５７】
次に、無線基地局１のリソース決定部７は、いずれかのダウンリンクサブフレームＤＬ内の少なくとも一部を、無線端末５１への下りユーザデータを送信するための第１のリソースとして決定する。無線基地局１の送信部４は、ステップＳ１０６で受信したＤＲＳに基づいて推定した伝送路の状態に基づいて複数のアンテナ２，３の指向性を形成して、図５の（８）で示すように、第１のリソースを通じて、下りユーザデータ、およびこの第１のリソースに下りユーザデータが含まれることを表わす下りユーザデータ割当情報を送信する（ステップＳ１１１）。
【００５８】
次に、無線端末５１の受信部５５は、複数のアンテナ５２，５３を通じて、下りユーザデータおよび下りユーザデータ割当情報を受信する（ステップＳ１１２）。
【００５９】
次に、無線端末５１のサウンディング信号管理部５８は、図５の（９）で示すように、ＲＲＣ接続再設定完了メッセージを送信する（ステップＳ１１３）。
【００６０】
次に、無線基地局１のリソース通知部８は、ＲＲＣ接続再設定完了メッセージを受信する（ステップＳ１１４）。
【００６１】
次に、無線基地局１の伝送路状態推定部９は、ステップＳ１１０で受信したＤＲＳに基づいて、無線端末５１との間の伝送路の状態を推定する。無線基地局１の送信部４は、推定した伝送路の状態に基づいて複数のアンテナ２，３の指向性を形成して、図５の（１０）で示すように、下りユーザデータを送信する（ステップＳ１１５）。
【００６２】
次に、無線端末５１の受信部５５は、複数のアンテナ５２，５３を通じて、下りユーザデータを受信する（ステップＳ１１６）。
【００６３】
次に、無線端末５１のサウンディング信号管理部５８は、図５の（１１）で示すように、ステップＳ１０８で通知された第２のリソースによってＳＲＳを送信する（ステップＳ１１７）。
【００６４】
次に、無線基地局１のＳＲＳ管理部１３は、ＳＲＳを受信する（ステップＳ１１８）。
次に、無線基地局１の伝送路状態推定部９は、ステップＳ１１８で受信したＳＲＳに基づいて、無線端末５１との間の伝送路の状態を推定する。無線基地局１の送信部４は、推定した伝送路の状態に基づいて複数のアンテナ２，３の指向性を形成して、図５の（１２）で示すように、下りユーザデータおよび下りユーザデータ割当情報を送信する（ステップＳ１１９）。
【００６５】
次に、無線端末５１の受信部５５は、複数のアンテナ５２，５３を通じて、下りユーザデータを受信する（ステップＳ１２０）。
【００６６】
以上のように、本発明の実施の形態の無線通信システムによれば、無線基地局は、下りユーザデータを送信するための第１のリソース、ＳＲＳを受信するための第２のリソース、およびＤＲＳを含む上りユーザデータを受信するための第３のリソースを決定するとともに、第２のリソースを表わす制御メッセージ（ＲＲＣ接続再設定完了メッセージ）を無線端末に送信する。このとき、無線基地局は、受信した上りユーザデータに含まれるＤＲＳをサウンディング信号として用いて伝送路状態を推定し、その推定した伝送路状態に基づいて複数のアンテナの指向性を形成して、制御メッセージを無線端末に送信する。したがって、当該制御メッセージの送受信エラーの発生を抑制することができる。
【００６７】
なお、無線基地局がＳＲＳを受信してからは、無線基地局は、受信したＳＲＳを伝送路状態を推定するためのサウンディング信号として用いる。
【００６８】
このように、無線基地局は、ＳＲＳの送信に必要な制御メッセージの送信にはＤＲＳを利用する一方で、ユーザデータの送信にはＳＲＳを利用する。この結果、ＬＴＥ方式の無線通信システムにおいて、スマートアンテナ技術を効果的に活用することができる。
【００６９】
［実施形態の変形例］
図７は、本発明の実施の形態の変形例の処理タイミングを説明するための図である。
【００７０】
図７で示される処理が、図５と相違する点は、以下である。
図５では、無線基地局１は、下りユーザデータを送信する前ごとに、第１のリソースを決定したが、図７では、無線基地局１は、下りユーザデータを周期的に同一の第１のリソースを用いて送信することとし、最初に一度だけこの第１のリソースを決定して、無線端末５１へ送信する。
【００７１】
すなわち、図７に示すように、無線基地局１は、所定のダウンリンクサブフレームＤＬ以降において下りユーザデータを周期的に（つまり、ハーフフレームを周期として）送信する第１のリソースと、下りユーザデータの送信先の無線端末５１において、ＳＲＳを周期的に（ハーフフレームを周期として）送信する第２のリソースと、下りユーザデータの送信先の無線端末５１において、ＤＲＳを含む上りユーザデータを周期的に所定の期間（つまり、ハーフフレームを周期として２回だけ）送信する第３のリソースとを決定する（（１）に示す）。そして、無線基地局１は、これらの決定した第１のリソースおよび第３のリソースを表わす上りユーザデータ／下りユーザデータ割当情報を送信する（（２）に示す）。
【００７２】
図７におけるその他の処理は、図５のものと同じである。
（動作手順）
図８は、本発明の実施形態の変形例の無線通信システムの動作手順を表わすフローチャートである。
【００７３】
図８で示される手順は、図６の動作手順と相違する点は、以下である。
図６では、無線基地局１のリソース決定部７が、第１のリソースおよび第２のリソースを決定し（ステップＳ１０１，１０２）、無線基地局１のリソース通知部８が、決定した第３のリソースを表わす上りユーザデータ割当情報を送信したが（ステップＳ１０３）、図８では、無線基地局１のリソース決定部７が、第１のリソース、第２のリソースおよび第３のリソースを決定し（ステップ２０１，２０２）、無線基地局１のリソース通知部８が、決定した第１のリソースおよび第３のリソースを表わす上りユーザデータ／下りユーザデータ割当情報を送信する（ステップＳ２０３）。なお、無線基地局１のリソース決定部７は、最初に一度だけ第１のリソースを決定し、この第１のリソースを通じて、周期的に下りユーザデータを送信する。
【００７４】
（変形例）
本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、たとえば以下のような変形例も含む。
【００７５】
（１） ＤＲＳ
本発明の実施の形態では、無線基地局が、ＤＲＳを含む上りユーザデータを受信するための第３のリソースを決定し、その決定した第３のリソースを無線端末に通知することとしたが、これに限定するものではない。無線基地局が、すでにその無線端末から上りユーザデータを受信している場合には、その上りユーザデータに含まれるＤＲＳを伝送路状態の推定に用いることができるので、新たに第３のリソースを決定する必要はない。
【００７６】
（２） ＳＲＳ
本発明の実施の形態では、リソース決定部は、切替サブフレーム内のＵｐＰＴＳ（アップリンクパート）の一部を無線端末がＳＲＳを周期的に送信するための第２のリソースとして決定したが、これに限定するものではない。
【００７７】
たとえば、リソース決定部は、切替サブフレーム内のＵｐＰＴＳの全部を無線端末がＳＲＳを周期的に送信するための第２のリソースとして決定することとしてもよい。
【００７８】
また、リソース決定部は、切替サブフレーム内の、またはアップリンクサブフレームの一部（たとえば、最後のシンボル）を無線端末がＳＲＳを周期的に送信するための第２のリソースとして決定することとしてもよい。
【００７９】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００８０】
１ 無線基地局、２，３，５２，５３ アンテナ、４，５４ 送信部、５，５５ 受信部、６，５７ ユーザデータ管理部、７ リソース決定部、８ リソース通知部、９ 伝送路状態推定部、１０ ユーザデータ管理部、１１ ネットワーク通信部、１２ ネットワーク、１３ ＳＲＳ管理部、５１ 無線端末、５８ サウンディング信号管理部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
いずれかのダウンリンクサブフレーム内の少なくとも一部を、無線端末への下りユーザデータを送信するための第１のリソースとして決定し、切替サブフレーム内のアップリンクパートの少なくとも一部、またはアップリンクサブフレームの一部を、前記無線端末が第１のレファレンス信号を周期的に送信するための第２のリソースとして決定し、いずれかのアップリングサブフレーム内の少なくとも一部を、前記無線端末が、第２のレファレンス信号を含む上りユーザデータを所定の期間送信するための第３のリソースとして決定するリソース決定部と、
前記決定した第３のリソースを前記無線端末に通知するリソース通知部と、
前記無線端末から前記第３のリソースを通じて前記第２のレファレンス信号を含む上りユーザデータを受信すると、前記受信した上りユーザデータに含まれる前記第２のレファレンス信号に基づいて前記無線端末との間の伝送路の状態を推定する伝送路状態推定部とを備え、
前記リソース通知部は、前記推定した伝送路の状態に基づいてアンテナの指向性を形成して、前記第１のリソースを通じて、前記決定した第２のリソースを前記無線端末に通知するための制御メッセージを送信する、無線基地局。
【請求項２】
前記伝送路状態推定部は、前記無線端末から前記第２のリソースを通じて送信される前記第１のレファレンス信号を受信してからは、前記第１のレファレンス信号に基づいて前記無線端末との間の伝送路の状態を推定し、
前記無線基地局は、前記第１のレファレンス信号に基づいて推定した伝送路の状態に基づいて前記アンテナの指向性を形成して、前記第１のリソースを通じて前記下りユーザデータを送信する送信部をさらに備える、請求項１に記載の無線基地局。
【請求項３】
前記無線基地局は、ＬＴＥ（Long Term Evolution）方式の通信システムにおける無線基地局であり、
前記アップリンクパートは、ＵｐＰＴＳ（Uplink Pilot Timeslot）である、請求項１または２に記載の無線基地局。
【請求項４】
前記リソース決定部は、Uplink-downlink configurationが「１」のフレーム構成に従って、前記第１のリソース、前記第２のリソース、および前記第３のリソースを決定する、請求項３に記載の無線基地局。
【請求項５】
いずれかのダウンリンクサブフレーム内の少なくとも一部を、無線端末への下りユーザデータを送信するための第１のリソースとして決定し、切替サブフレーム内のアップリンクパートの少なくとも一部、またはアップリンクサブフレームの一部を、前記無線端末が第１のレファレンス信号を周期的に送信するための第２のリソースとして決定し、いずれかのアップリングサブフレーム内の少なくとも一部を、前記無線端末が、第２のレファレンス信号を含む上りユーザデータを所定の期間送信するための第３のリソースとして決定するステップと、
前記決定した第３のリソースを前記無線端末に通知するステップと、
前記無線端末から前記第３のリソースを通じて前記第２のレファレンス信号を含む上りユーザデータを受信すると、前記受信した上りユーザデータに含まれる前記第２のレファレンス信号に基づいて前記無線端末との間の伝送路の状態を推定するステップとを備え、
前記通知するステップは、前記推定した伝送路の状態に基づいてアンテナの指向性を形成して、前記第１のリソースを通じて、前記決定した第２のリソースを前記無線端末に通知するための制御メッセージを送信する、無線通信方法。
【請求項１】
いずれかのダウンリンクサブフレーム内の少なくとも一部を、無線端末への下りユーザデータを送信するための第１のリソースとして決定し、切替サブフレーム内のアップリンクパートの少なくとも一部、またはアップリンクサブフレームの一部を、前記無線端末が第１のレファレンス信号を周期的に送信するための第２のリソースとして決定し、いずれかのアップリングサブフレーム内の少なくとも一部を、前記無線端末が、第２のレファレンス信号を含む上りユーザデータを所定の期間送信するための第３のリソースとして決定するリソース決定部と、
前記決定した第３のリソースを前記無線端末に通知するリソース通知部と、
前記無線端末から前記第３のリソースを通じて前記第２のレファレンス信号を含む上りユーザデータを受信すると、前記受信した上りユーザデータに含まれる前記第２のレファレンス信号に基づいて前記無線端末との間の伝送路の状態を推定する伝送路状態推定部とを備え、
前記リソース通知部は、前記推定した伝送路の状態に基づいてアンテナの指向性を形成して、前記第１のリソースを通じて、前記決定した第２のリソースを前記無線端末に通知するための制御メッセージを送信する、無線基地局。
【請求項２】
前記伝送路状態推定部は、前記無線端末から前記第２のリソースを通じて送信される前記第１のレファレンス信号を受信してからは、前記第１のレファレンス信号に基づいて前記無線端末との間の伝送路の状態を推定し、
前記無線基地局は、前記第１のレファレンス信号に基づいて推定した伝送路の状態に基づいて前記アンテナの指向性を形成して、前記第１のリソースを通じて前記下りユーザデータを送信する送信部をさらに備える、請求項１に記載の無線基地局。
【請求項３】
前記無線基地局は、ＬＴＥ（Long Term Evolution）方式の通信システムにおける無線基地局であり、
前記アップリンクパートは、ＵｐＰＴＳ（Uplink Pilot Timeslot）である、請求項１または２に記載の無線基地局。
【請求項４】
前記リソース決定部は、Uplink-downlink configurationが「１」のフレーム構成に従って、前記第１のリソース、前記第２のリソース、および前記第３のリソースを決定する、請求項３に記載の無線基地局。
【請求項５】
いずれかのダウンリンクサブフレーム内の少なくとも一部を、無線端末への下りユーザデータを送信するための第１のリソースとして決定し、切替サブフレーム内のアップリンクパートの少なくとも一部、またはアップリンクサブフレームの一部を、前記無線端末が第１のレファレンス信号を周期的に送信するための第２のリソースとして決定し、いずれかのアップリングサブフレーム内の少なくとも一部を、前記無線端末が、第２のレファレンス信号を含む上りユーザデータを所定の期間送信するための第３のリソースとして決定するステップと、
前記決定した第３のリソースを前記無線端末に通知するステップと、
前記無線端末から前記第３のリソースを通じて前記第２のレファレンス信号を含む上りユーザデータを受信すると、前記受信した上りユーザデータに含まれる前記第２のレファレンス信号に基づいて前記無線端末との間の伝送路の状態を推定するステップとを備え、
前記通知するステップは、前記推定した伝送路の状態に基づいてアンテナの指向性を形成して、前記第１のリソースを通じて、前記決定した第２のリソースを前記無線端末に通知するための制御メッセージを送信する、無線通信方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−３９４１５（Ｐ２０１２−３９４１５Ａ）
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７８１６０（Ｐ２０１０−１７８１６０）
【出願日】平成２２年８月６日（２０１０．８．６）
【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２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月６日（２０１０．８．６）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
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