(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数種類のフレーム構成が定められた通信フレームを用いて通信端末と通信する基地局であって、
複数のアンテナを有し、通信端末に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当該複数のアンテナでの送信指向性の制御を行う通信部と、
通信端末についての移動速度を取得する移動速度取得部と、
前記移動速度に基づいて、前記通信フレームに関して前記基地局が使用するフレーム構成を決定するフレーム構成決定部と
を備え、
前記複数種類のフレーム構成のそれぞれには、通信端末が既知信号を送信するための既知信号用上り通信期間と、当該既知信号用上り通信期間の後に現れる、データの上り通信が行われる少なくとも一つの上り通信期間及びデータの下り通信が行われる少なくとも一つの下り通信期間とが含まれており、
前記通信部は、前記少なくとも一つの下り通信期間において通信端末にデータを送信する際には、前記既知信号用上り通信期間で当該通信端末から受信する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、
前記フレーム構成決定部は、前記移動速度が第１のしきい値よりも大きい通信端末が存在するようになると、前記既知信号用上り通信期間と、前記少なくとも一つの下り通信期間のうちの先頭の下り通信期間との間の期間が、前記基地局が現在使用するフレーム構成よりも短くなるように、前記基地局が使用するフレーム構成を変更し、
前記通信部は、前記基地局が使用するフレーム構成が変更されると、前記移動速度が前記第１のしきい値よりも大きい通信端末に対して、変更後のフレーム構成に含まれる前記少なくとも一つの下り通信期間のうち、変更前のフレーム構成に含まれる前記少なくとも一つの下り通信期間よりも前の下り通信期間においてデータを送信する、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、前記基地局が使用するフレーム構成が変更されると、前記移動速度が前記第１のしきい値よりも大きい通信端末に対して、変更後のフレーム構成に含まれる前記少なくとも一つの下り通信期間のうちの先頭の下り通信期間においてデータを送信する、基地局。
【請求項３】
請求項１及び請求項２のいずれか一つに記載の基地局であって、
通信端末と前記基地局との間の距離を取得する距離取得部をさらに備え、
通信端末についての前記移動速度と比較される前記第１のしきい値は、当該通信端末についての前記距離が大きいほど小さく設定される、基地局。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一つに記載の基地局であって、
前記少なくとも一つの下り通信期間は複数の下り通信期間を含み、
前記通信部は、前記移動速度が前記第１のしきい値よりも小さい通信端末については、前記複数の下り通信期間において、前記移動速度が前記第１のしきい値よりも大きい通信端末にデータを送信する下り通信期間よりも後の下り通信期間にデータを送信する、基地局。
【請求項５】
請求項４に記載の基地局であって、
前記通信部は、前記移動速度が、前記第１のしきい値よりも小さい第２のしきい値よりも小さい通信端末については、前記複数の下り通信期間において、前記移動速度が前記第２のしきい値よりも大きく前記第１のしきい値よりも小さい通信端末にデータを送信する下り通信期間よりも後の下り通信期間にデータを送信する、基地局。
【請求項６】
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、
前記フレーム構成決定部は、前記移動速度が、前記第１のしきい値よりも大きい第２のしきい値よりも大きい通信端末が存在するようになると、前記既知信号用上り通信期間と、前記少なくとも一つの下り通信期間のうちの先頭の下り通信期間との間の期間が、前記基地局が現在使用するフレーム構成よりも短くなるように、前記基地局が使用するフレーム構成を変更する、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の周辺に位置する周辺基地局であって、
前記基地局において使用するフレーム構成が変更されると、変更後のフレーム構成を通知するための通知情報が前記周辺基地局に入力され、
前記周辺基地局は、
前記通知情報が入力される入力部と、
前記入力部に前記通知情報が入力されると、前記周辺基地局が現在使用するフレーム構成に含まれる前記少なくとも一つの上り通信期間において、当該通知情報で通知されるフレーム構成に含まれる前記少なくとも一つの下り通信期間と重なる上り通信期間については、通信端末との上り通信に使用しないと決定する決定部と
を備える、周辺基地局。
【請求項８】
複数種類のフレーム構成が定められた通信フレームを用いて通信端末と通信する複数の基地局を備える通信システムであって、
前記複数の基地局のそれぞれは、
複数のアンテナを有し、通信端末に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当該複数のアンテナでの送信指向性の制御を行う通信部と、
通信端末についての移動速度を取得する移動速度取得部と、
前記移動速度に基づいて、前記通信フレームに関して当該基地局が使用するフレーム構成を決定するフレーム構成決定部と
を備え、
前記複数種類のフレーム構成のそれぞれには、通信端末が既知信号を送信するための既知信号用上り通信期間と、当該既知信号用上り通信期間の後に現れる、データの上り通信が行われる少なくとも一つの上り通信期間及びデータの下り通信が行われる少なくとも一つの下り通信期間とが含まれており、
前記複数の基地局のそれぞれでは、前記通信部は、前記少なくとも一つの下り通信期間において通信端末にデータを送信する際には、前記既知信号用上り通信期間で当該通信端末から受信する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、
前記複数の基地局のそれぞれでは、前記フレーム構成決定部は、前記移動速度がしきい値よりも大きい通信端末が存在するようになると、前記既知信号用上り通信期間と、前記少なくとも一つの下り通信期間のうちの先頭の下り通信期間との間の期間が、当該基地局が現在使用するフレーム構成よりも短くなるように、当該基地局が使用するフレーム構成を変更し、
前記複数の基地局のそれぞれでは、前記通信部は、当該基地局が使用するフレーム構成が変更されると、前記移動速度が前記しきい値よりも大きい通信端末に対して、変更後のフレーム構成に含まれる前記少なくとも一つの下り通信期間のうち、変更前のフレーム構成に含まれる前記少なくとも一つの下り通信期間よりも前の下り通信期間においてデータを送信する、通信システム。
【請求項９】
複数種類のフレーム構成が定められた通信フレームを用いて通信端末と通信する基地局と、当該通信フレームを用いて通信端末と通信する、当該基地局の周辺に位置する周辺基地局とを備える通信システムであって、
前記複数種類のフレーム構成のそれぞれには、通信端末が既知信号を送信するための既知信号用上り通信期間と、当該既知信号用上り通信期間の後に現れる、データの上り通信が行われる少なくとも一つの上り通信期間及びデータの下り通信が行われる少なくとも一つの下り通信期間とが含まれており、
前記基地局は、
複数のアンテナを有し、通信端末に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当該複数のアンテナでの送信指向性の制御を行う通信部と、
通信端末についての移動速度を取得する移動速度取得部と、
前記移動速度に基づいて、前記通信フレームに関して前記基地局が使用するフレーム構成を決定するフレーム構成決定部と
を備え、
前記通信部は、前記少なくとも一つの下り通信期間において通信端末にデータを送信する際には、前記既知信号用上り通信期間で当該通信端末から受信する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、
前記フレーム構成決定部は、前記移動速度がしきい値よりも大きい通信端末が存在するようになると、前記既知信号用上り通信期間と、前記少なくとも一つの下り通信期間のうちの先頭の下り通信期間との間の期間が、前記基地局が現在使用するフレーム構成よりも短くなるように、前記基地局が使用するフレーム構成を変更し、
前記通信部は、前記基地局が使用するフレーム構成が変更されると、前記移動速度が前記しきい値よりも大きい通信端末に対して、変更後のフレーム構成に含まれる前記少なくとも一つの下り通信期間のうち、変更前のフレーム構成に含まれる前記少なくとも一つの下り通信期間よりも前の下り通信期間においてデータを送信し、
前記基地局において使用するフレーム構成が変更されると、変更後のフレーム構成を通知するための通知情報が前記周辺基地局に入力され、
前記周辺基地局は、
前記通知情報が入力される入力部と、
前記入力部に前記通知情報が入力されると、前記周辺基地局が現在使用するフレーム構成に含まれる前記少なくとも一つの上り通信期間において、当該通知情報で通知されるフレーム構成に含まれる前記少なくとも一つの下り通信期間と重なる上り通信期間については、通信端末との上り通信に使用しないと決定する決定部と
を備える、通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のアンテナを用いて通信する技術に関する。
【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。
【０００５】
基地局が、移動速度の大きい通信端末に対してアダプティブアレイアンテナ方式を用いて信号を送信する際には、当該通信端末が既知信号を送信してから、基地局が当該既知信号に基づいてアレイアンテナの送信指向性を制御して送信する信号を当該通信端末が受信するまでに、当該通信端末の位置が大きく変化する可能性がある。このような場合には、基地局でのアレイアンテナの送信指向性の制御についての精度が低下し、基地局からの信号が当該通信端末に届きにくくなる。その結果、基地局の送信性能が低下する可能性がある。
【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、基地局の送信性能を向上す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、複数種類のフレーム構成が定められた通信フレームを用いて通信端末と通信する基地局であって、複数のアンテナを有し、通信端末に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当該複数のアンテナでの送信指向性の制御を行う通信部と、通信端末についての移動速度を取得する移動速度取得部と、前記移動速度に基づいて、前記通信フレームに関して前記基地局が使用するフレーム構成を決定するフレーム構成決定部とを備え、前記複数種類のフレーム構成のそれぞれには、通信端末が既知信号を送信するための既知信号用上り通信期間と、当該既知信号用上り通信期間の後に現れる、データの上り通信が行われる少なくとも一つの上り通信期間及びデータの下り通信が行われる少なくとも一つの下り通信期間とが含まれており、前記通信部は、前記少なくとも一つの下り通信期間において通信端末にデータを送信する際には、前記既知信号用上り通信期間で当該通信端末から受信する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、前記フレーム構成決定部は、前記移動速度が第１のしきい値よりも大きい通信端末が存在するようになると、前記既知信号用上り通信期間と、前記少なくとも一つの下り通信期間のうちの先頭の下り通信期間との間の期間が、前記基地局が現在使用するフレーム構成よりも短くなるように、前記基地局が使用するフレーム構成を変更し、前記通信部は、前記基地局が使用するフレーム構成が変更されると、前記移動速度が前記第１のしきい値よりも大きい通信端末に対して、変更後のフレーム構成に含まれる前記少なくとも一つの下り通信期間のうち、変更前のフレーム構成に含まれる前記少なくとも一つの下り通信期間よりも前の下り通信期間においてデータを送信する。
【０００８】
また、本発明に係る基地局の一態様では、前記通信部は、前記基地局が使用するフレーム構成が変更されると、前記移動速度が前記第１のしきい値よりも大きい通信端末に対して、変更後のフレーム構成に含まれる前記少なくとも一つの下り通信期間のうちの先頭の下り通信期間においてデータを送信する。
【０００９】
また、本発明に係る基地局の一態様では、通信端末と前記基地局との間の距離を取得する距離取得部がさらに設けられ、通信端末についての前記移動速度と比較される前記第１のしきい値は、当該通信端末についての前記距離が大きいほど小さく設定される。
【００１０】
また、本発明に係る基地局の一態様では、前記少なくとも一つの下り通信期間は複数の下り通信期間を含み、前記通信部は、前記移動速度が前記第１のしきい値よりも小さい通信端末については、前記複数の下り通信期間において、前記移動速度が前記第１のしきい値よりも大きい通信端末にデータを送信する下り通信期間よりも後の下り通信期間にデータを送信する。
【００１１】
また、本発明に係る基地局の一態様では、前記通信部は、前記移動速度が、前記第１のしきい値よりも小さい第２のしきい値よりも小さい通信端末については、前記複数の下り通信期間において、前記移動速度が前記第２のしきい値よりも大きく前記第１のしきい値よりも小さい通信端末にデータを送信する下り通信期間よりも後の下り通信期間にデータを送信する。
【００１２】
また、本発明に係る基地局の一態様では、前記フレーム構成決定部は、前記移動速度が、前記第１のしきい値よりも大きい第２のしきい値よりも大きい通信端末が存在するようになると、前記既知信号用上り通信期間と、前記少なくとも一つの下り通信期間のうちの先頭の下り通信期間との間の期間が、前記基地局が現在使用するフレーム構成よりも短くなるように、前記基地局が使用するフレーム構成を変更する。
【００１３】
また、本発明に係る周辺基地局は、上記の基地局の周辺に位置する周辺基地局であって、前記基地局において使用するフレーム構成が変更されると、変更後のフレーム構成を通知するための通知情報が前記周辺基地局に入力され、前記周辺基地局は、前記通知情報が入力される入力部と、前記入力部に前記通知情報が入力されると、前記周辺基地局が現在使用するフレーム構成に含まれる前記少なくとも一つの上り通信期間において、当該通知情報で通知されるフレーム構成に含まれる前記少なくとも一つの下り通信期間と重なる上り通信期間については、通信端末との上り通信に使用しないと決定する決定部とを備える。
【００１４】
また、本発明に係る通信システムは、複数種類のフレーム構成が定められた通信フレームを用いて通信端末と通信する複数の基地局を備える通信システムであって、前記複数の基地局のそれぞれは、複数のアンテナを有し、通信端末に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当該複数のアンテナでの送信指向性の制御を行う通信部と、通信端末についての移動速度を取得する移動速度取得部と、前記移動速度に基づいて、前記通信フレームに関して当該基地局が使用するフレーム構成を決定するフレーム構成決定部とを備え、前記複数種類のフレーム構成のそれぞれには、通信端末が既知信号を送信するための既知信号用上り通信期間と、当該既知信号用上り通信期間の後に現れる、データの上り通信が行われる少なくとも一つの上り通信期間及びデータの下り通信が行われる少なくとも一つの下り通信期間とが含まれており、前記複数の基地局のそれぞれでは、前記通信部は、前記少なくとも一つの下り通信期間において通信端末にデータを送信する際には、前記既知信号用上り通信期間で当該通信端末から受信する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、前記複数の基地局のそれぞれでは、前記フレーム構成決定部は、前記移動速度がしきい値よりも大きい通信端末が存在するようになると、前記既知信号用上り通信期間と、前記少なくとも一つの下り通信期間のうちの先頭の下り通信期間との間の期間が、当該基地局が現在使用するフレーム構成よりも短くなるように、当該基地局が使用するフレーム構成を変更し、前記複数の基地局のそれぞれでは、前記通信部は、当該基地局が使用するフレーム構成が変更されると、前記移動速度が前記しきい値よりも大きい通信端末に対して、変更後のフレーム構成に含まれる前記少なくとも一つの下り通信期間のうち、変更前のフレーム構成に含まれる前記少なくとも一つの下り通信期間よりも前の下り通信期間においてデータを送信する。
【００１５】
また、本発明に係る通信システムは、複数種類のフレーム構成が定められた通信フレームを用いて通信端末と通信する基地局と、当該通信フレームを用いて通信端末と通信する、当該基地局の周辺に位置する周辺基地局とを備える通信システムであって、前記複数種類のフレーム構成のそれぞれには、通信端末が既知信号を送信するための既知信号用上り通信期間と、当該既知信号用上り通信期間の後に現れる、データの上り通信が行われる少なくとも一つの上り通信期間及びデータの下り通信が行われる少なくとも一つの下り通信期間とが含まれており、前記基地局は、複数のアンテナを有し、通信端末に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当該複数のアンテナでの送信指向性の制御を行う通信部と、通信端末についての移動速度を取得する移動速度取得部と、前記移動速度に基づいて、前記通信フレームに関して前記基地局が使用するフレーム構成を決定するフレーム構成決定部とを備え、前記通信部は、前記少なくとも一つの下り通信期間において通信端末にデータを送信する際には、前記既知信号用上り通信期間で当該通信端末から受信する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、前記フレーム構成決定部は、前記移動速度がしきい値よりも大きい通信端末が存在するようになると、前記既知信号用上り通信期間と、前記少なくとも一つの下り通信期間のうちの先頭の下り通信期間との間の期間が、前記基地局が現在使用するフレーム構成よりも短くなるように、前記基地局が使用するフレーム構成を変更し、前記通信部は、前記基地局が使用するフレーム構成が変更されると、前記移動速度が前記しきい値よりも大きい通信端末に対して、変更後のフレーム構成に含まれる前記少なくとも一つの下り通信期間のうち、変更前のフレーム構成に含まれる前記少なくとも一つの下り通信期間よりも前の下り通信期間においてデータを送信し、前記基地局において使用するフレーム構成が変更されると、変更後のフレーム構成を通知するための通知情報が前記周辺基地局に入力され、前記周辺基地局は、前記通知情報が入力される入力部と、前記入力部に前記通知情報が入力されると、前記周辺基地局が現在使用するフレーム構成に含まれる前記少なくとも一つの上り通信期間において、当該通知情報で通知されるフレーム構成に含まれる前記少なくとも一つの下り通信期間と重なる上り通信期間については、通信端末との上り通信に使用しないと決定する決定部とを備える。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、基地局の送信性能を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【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】ＴＤＤフレームの基本構成を示す図である。
【図４】ＴＤＤフレームについての複数種類のフレーム構成を示す図である。
【図５】ＴＤＤフレームの詳細構成を示す図である。
【図６】ＳＲＳ送信帯域が周波数ホッピングする様子を示す図である。
【図７】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８】通信端末の移動速度を示す図である。
【図９】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１０】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１１】基地局との距離が小さい通信端末と基地局との距離が大きい通信端末との送受信タイミングを示す図である。
【図１２】実施の形態に係る基地局の変形例の構成を示す図である。
【図１３】実施の形態に係る第１及び第２のしきい値の変形例を示す図である。
【図１４】ある基地局でのフレーム構成が変更された際の各基地局で使用されるフレーム構成を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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。
【００１９】
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、その周辺に位置する周辺基地局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が存在することがある。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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、ネットワークに接続されたネットワーク通信部１３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。
【００２３】
ネットワーク通信部１３は、例えば、光ファイバ等でネットワークに接続されている。ネットワーク通信部１３は、制御部１２から入力されるデータをネットワークに送信する一方で、ネットワークから入力されるデータを制御部１２に出力する。
【００２４】
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。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。
【００２５】
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、無線リソース割り当て部１２２、送信ウェイト処理部１２３、受信ウェイト処理部１２４、移動速度取得部１２５及びフレーム構成決定部１２６を備えている。
【００２６】
送信信号生成部１２０は、ネットワーク通信部１３から出力される、通信対象の通信端末２に送信すべきデータなどを含む送信データを生成する。送信データには、ユーザデータ及び制御データが含まれる。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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。受信データ取得部１２１は、取得したデータのうち、ネットワークに送信すべきデータをネットワーク通信部１３に入力する。
【００３０】
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１４が構成されている。通信部１４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１４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により、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１４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により、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。以後、アレイアンテナ１１０の受信指向性の制御を「アレイ受信制御」と呼び、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。
【００３１】
無線リソース割り当て部１２２は、通信対象の各通信端末２に対して、当該通信端末２への信号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、無線リソース割り当て部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１４から送信される。送信信号生成部１２０は、無線リソース割り当て部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、自装置宛ての信号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信号を適切に受信することができる。
【００３２】
また無線リソース割り当て部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に信号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、無線リソース割り当て部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への信号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に信号を無線送信する。
【００３３】
移動速度取得部１２５は、基地局１での通信対象の各通信端末２についての移動速度を取得する。本実施の形態では、各通信端末２は自装置の位置を基地局１に定期的に通知するようになっている。各通信端末２には、例えばＧＰＳ（Global Positioning System）受信機が搭載されており、当該ＧＰＳ受信機において当該通信端末２の位置が求められる。移動速度取得部１２５は、通信端末２から定期的に基地局１に通知される、当該通信端末２の位置に基づいて、当該通信端末２についての移動速度を求める。
【００３４】
なお、通信端末２は、ＧＰＳ受信機以外の他の手段を用いて、自装置の位置を求めても良い。また、移動速度取得部１２５は、他の方法によって、通信端末２の移動速度を取得しても良い。例えば、通信端末２が自装置の移動速度を求めて、求めた移動速度を基地局１に通知することによって、移動速度取得部１２５が、当該通信端末２の移動速度を取得できるようにしても良い。
【００３５】
フレーム構成決定部１２６は、基地局１が通信端末２との通信で使用する通信フレームについてのフレーム構成を決定する。本実施の形態では、後述するように、通信フレームについては、複数種類のフレーム構成が規定されており、フレーム構成決定部１２６は、この複数種類のフレーム構成の中から、基地局１が使用するフレーム構成を決定する。なお、フレーム構成決定部１２６の動作については後で詳細に説明する。
【００３６】
＜ＴＤＤフレームの構成＞
次に基地局１が通信端末２との通信で使用する通信フレームである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の基本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３０２」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３０２」と呼ぶ。通信端末２は、上りサブフレーム３０２で基地局１に制御データ及びユーザデータを送信し、基地局１は、下りサブフレーム３０２で通信端末２に制御データ及びユーザデータを送信する。
【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。無線リソース割り当て部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３０２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について、上りサブフレーム３０２と下りサブフレーム３０２の組み合わせが異なる７種類のフレーム構成が規定されている。図４は当該７種類のフレーム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番までのフレーム構成が規定されている。基地局１が通信端末２と通信する際には、この７種類のフレーム構成のうちの１つが使用される。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３０２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３０２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、フレーム構成０の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３０２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３０２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、フレーム構成４の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３０２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３０２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、フレーム構成１のＴＤＤフレーム３００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。
【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、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サウンディング基準信号（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１４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。
【００４７】
なお、通信端末２が上りサブフレーム３０２で送信する、データを含む信号に対して設定する受信ウェイトについては、ＳＲＳではなく、上りサブフレーム３０２で通信端末２から送信される復調リファレンス信号（ＤＲＳ：Demodulation Reference Signal）と呼ばれる既知信号に基づいて算出される。
【００４８】
また、基地局１は、下りサブフレーム３０２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においてもデータを通信端末２に送信することが可能であるが、本実施の形態では、この下りパイロットタイムスロット３５１については下り通信に使用しないものとする。
【００４９】
また、ＳＲＳは、上りサブフレーム３０２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３０２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３０２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。
【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３０２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３０２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】
以後、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用上り通信期間３７０」と呼ぶ。また、上りサブフレーム３０２に含まれる１４個のシンボル期間３０４をまとめて「上り通信期間３８０」と呼び、下りサブフレーム３０２に含まれる１４個のシンボル期間３０４をまとめて「下り通信期間３９０」と呼ぶ。
【００５２】
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。
【００５３】
＜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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
基地局１では、無線リソース割り当て部１２２が、通信対象の各通信端末２について、ＳＲＳの送信態様を決定する。具体的には、無線リソース割り当て部１２２は、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。無線リソース割り当て部１２２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。
【００５８】
送信信号生成部１２０は、無線リソース割り当て部１２２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３０２が使用されて通信部１４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。なお、ＳＲＳ制御データは、ＬＴＥでは、“RRCConnectionReconfiguration message”と呼ばれている。
【００５９】
＜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、アレイ送信制御として、例えばヌルステアリング及びビームフォーミングの両方が同時に行われる。基地局１の通信部１４は、下りサブフレーム３０２において通信端末２に信号を送信する際には、当該通信端末２が送信するＳＲＳ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を行う。通信部１４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。
【００６０】
また、本実施の形態に係る基地局１では、あるＳＲＳ送信周期３６０において通信端末２に送信される送信信号については、当該ＳＲＳ送信周期３６０で当該通信端末２が送信するＳＲＳに基づいて送信ウェイトが算出され（より正確には、当該ＳＲＳに基づいて算出された受信ウェイトに基づいて算出され）、当該送信ウェイトが当該送信信号に設定される。つまり、基地局１では、あるＳＲＳ送信周期３６０での下りサブフレーム３０２において、通信端末２にデータ送信する際のアレイ送信制御は、そのＳＲＳ送信周期３６０において当該通信端末２から受信されたＳＲＳに基づいて行われる。
【００６１】
さらに、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３０２において通信端末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、当該通信端末２から受信したＳＲＳ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。
【００６２】
このように、本実施の形態では、下りサブフレーム３０２において通信端末２に対して送信信号を送信する際には、当該通信端末２から受信したＳＲＳのうち、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、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。
【００６３】
＜フレーム構成の決定方法＞
基地局１が、移動速度の大きい通信端末２と下り通信を行う際には、当該通信端末２がＳＲＳを送信してから、基地局１が当該ＳＲＳに基づいてアレイ送信制御を行って送信する信号を当該通信端末２が受信するまでの期間（以後、「アレイ送信制御期間」と呼ぶ）において、当該通信端末２の位置が大きく変化する可能性がある。このような場合には、基地局１での当該通信端末２についてのアレイ送信制御の精度が低下し、基地局１からの信号が当該通信端末２に届きにくくなる。その結果、基地局１の送信性能が低下する可能性がある。
【００６４】
そこで、本実施の形態では、基地局１は、移送速度がしきい値よりも大きい通信対象の通信端末２が存在するようになると、当該通信端末２からのＳＲＳの受信タイミングに対して近いタイミングで当該通信端末２に対して信号が送信できるように、ＴＤＤフレーム３００のフレーム構成を変更する。これにより、移動速度が大きい通信端末２についてのアレイ送信制御期間を短くすることができ、当該通信端末２の位置がアレイ送信制御期間において大きく変化することを抑制できる。その結果、基地局１での当該通信端末２についてのアレイ送信制御の精度が向上し、基地局１からの信号を当該通信端末２に確実に届けることができる。よって、基地局１の送信性能が向上する。以下に、基地局１でのこの動作について詳細に説明する。
【００６５】
本実施の形態に係る基地局１では、図４に示される、ＴＤＤフレーム３００についての７種類のフレーム構成のうち、例えば、フレーム構成１とフレーム構成２が使用される。基地局１においては、電源投入後の初期状態ではフレーム構成１が使用される。そして、基地局１では、通信対象の通信端末２において、移動速度がしきい値よりも大きい通信端末２が存在するようになると、フレーム構成１の替わりにフレーム構成２が使用されるようになる。フレーム構成１では、前方のスペシャルサブフレーム３０２（第１サブフレーム３０２）よりも後方においては、第４サブフレーム３０２が、複数の下りサブフレーム３０２のうちの先頭の下りサブフレーム３０２となっており、フレーム構成２では、前方のスペシャルサブフレーム３０２よりも後方においては、第３サブフレーム３０２が、複数の下りサブフレーム３０２のうちの先頭の下りサブフレーム３０２となっている。したがって、フレーム構成をフレーム構成１からフレーム構成２に変更すると、ＴＤＤフレーム３００においては、通信端末２がＳＲＳを送信するためのＳＲＳ用上り通信期間３７０と、基地局２がデータの下り通信を行う複数の下り通信期間３９０のうちの先頭の下り通信期間３９０との間の期間が短くなる。
【００６６】
図７は、基地局１がフレーム構成を決定し、決定したフレーム構成のＴＤＤフレーム３００について通信端末２に無線リソースを割り当てる際の当該基地局１の動作を示すフローチャートである。図７に示されるステップｓ１〜ｓ５までの一連の処理は、各ＴＤＤフレーム３００において実行される。また、基地局１では、通信端末２に対する上り及び下り無線リソースの割り当ては、ＳＲＳ送信周期３６０単位で行われる。つまり、基地局１では、ＳＲＳ送信周期３６０に含まれる上りサブフレーム３０２及び下りサブフレーム３０２についての通信端末２に対する無線リソースの割り当ては、各ＳＲＳ送信周期３６０で独立して行われる。
【００６７】
図７に示されるように、基地局１では、ステップｓ１において、移動速度取得部１２５が、上述のようにして、基地局１の通信対象の各通信端末２についての移動速度を取得する。
【００６８】
次にステップｓ２において、フレーム構成決定部１２６は、通信対象の各通信端末２について、当該通信端末２の移動速度に基づいて最遅使用可能サブフレームを決定する。ここで、通信端末２についての最遅使用可能サブフレームとは、ＳＲＳ送信周期３６０において、基地局１が当該通信端末２に対する下り無線リソースとして使用することが可能な最も遅いサブフレーム３０２を意味している。言い換えれば、通信端末２についての最遅使用可能サブフレームとは、ＳＲＳ送信周期３６０において、基地局１が当該通信端末２との下り通信を遅くともそのサブフレーム３０２において実行すべきであるサブフレーム３０２を意味している。
【００６９】
上述のように、通信端末２についての移動速度が大きい場合には、アレイ送信制御期間において当該通信端末２の位置が大きく変化する可能性が高いことから、当該通信端末２に対するアレイ送信制御の精度が劣化する可能性が高い。したがって、移動速度が大きい通信端末２については、当該通信端末２との下り通信の実行を早めてアレイ送信制御期間を短くすることが好ましい。よって、本実施の形態では、通信端末２についての移動速度が大きいほど、当該通信端末２についての最遅使用可能サブフレームが早くなっている。以下に、通信端末２についての最遅使用可能サブフレームの決定方法について説明する。
【００７０】
上述のように、本実施の形態では、ＴＤＤフレーム３００のフレーム構成としては、フレーム構成１とフレーム構成２とが使用される。したがって、ＳＲＳ送信周期３６０において、下り通信が可能なサブフレーム３０２は、最大で、当該ＳＲＳ送信周期３６０に含まれる下りパイロットタイムスロット３５１の直前のサブフレーム３０２と、当該直前のサブフレーム３０２よりも１つ前のサブフレーム３０２と、当該直前のサブフレーム３０２よりも２つ前のサブフレーム３０２の３つとなる。具体的には、ＴＤＤフレーム３００の前方のスペシャルサブフレーム３０２（第１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ＳＲＳ送信周期３６０において、下り通信が可能なサブフレーム３０２は、最大で、第３サブフレーム３０２、第４サブフレーム３０２及び第５サブフレーム３０２の３つとなる。また、ＴＤＤフレーム３００の後方のスペシャルサブフレーム３０２（第６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ＳＲＳ送信周期３６０において、下り通信が可能なサブフレーム３０２は、最大で、当該ＴＤＤフレーム３００の第８サブフレーム３０２及び第９サブフレーム３０２と、その次のＴＤＤフレーム３００の第１サブフレーム３０２との３つとなる。
【００７１】
そこで、本実施の形態に係るフレーム構成決定部１２６は、通信端末２についての最遅使用可能サブフレームを、上記の３つのサブフレーム３０２の中から、当該通信端末２の移動速度に基づいて決定する。以後、当該３つのサブフレーム３０２を、先頭から順に「前方サブフレーム３０２」、「中間サブフレーム３０２」及び「後方サブフレーム３０２」とそれぞれ呼ぶ。
【００７２】
ステップｓ２において、フレーム構成決定部１２６は、通信端末２についての移動速度と、第１及び第２のしきい値のそれぞれとを比較する。第１のしきい値は、第２のしきい値よりも大きく設定されている。フレーム構成決定部１２６は、移動速度が第１のしきい値よりも大きい通信端末２（以後、「高速移動端末２」と呼ぶことがある）についての最遅使用可能サブフレーム３０２を前方サブフレーム３０２に決定する。つまり、フレーム構成決定部１２６は、高速移動端末２については、ＳＲＳ送信周期３６０において、基地局１が当該通信端末２との下り通信を遅くとも前方サブフレーム３０２において実行すべきであると決定する。
【００７３】
フレーム構成決定部１２６は、移動速度が第１のしきい値以下であって第２のしきい値よりも大きい通信端末２（以後、「中速移動端末２」と呼ぶ）についての最遅使用可能サブフレーム３０２を中間サブフレーム３０２に決定する。そして、フレーム構成決定部１２６は、移動速度が第２のしきい値以下の通信端末２（以後、「低速移動端末２」と呼ぶことがある）についての最遅使用可能サブフレーム３０２を後方サブフレーム３０２に決定する。フレーム構成決定部１２６は、このようにして、通信対象の各通信端末２についての最遅使用可能サブフレーム３０２を決定する。
【００７４】
次にステップｓ３において、フレーム構成決定部１２６は、通信対象の各通信端末２についての最遅使用可能サブフレーム３０２に基づいて、フレーム構成１及びフレーム構成２のどちらを使用するかを決定する。具体的には、フレーム構成決定部１２６は、通信対象の通信端末２において、最遅使用可能サブフレーム３０２が前方サブフレーム３０２である通信端末２が存在する場合にはフレーム構成２を使用すると決定し、最遅使用可能サブフレーム３０２が前方サブフレーム３０２である通信端末２が存在しない場合にはフレーム構成１を使用すると決定する。高速移動端末２についての最遅使用可能サブフレーム３０２は前方サブフレーム３０２とされることから、フレーム構成決定部１２６は、通信対象の通信端末２において高速移動端末２が存在する場合にはフレーム構成２を使用すると決定し、高速移動端末２が存在しない場合にはフレーム構成１を使用すると決定する。
【００７５】
フレーム構成１においては、前方サブフレーム３０２に相当する第３あるいは第８サブフレーム３０２は上りサブフレーム３０２であるため、最遅使用可能サブフレーム３０２が前方サブフレーム３０２である通信端末２が存在する場合において、フレーム構成１を採用すると、当該通信端末２とは前方サブフレーム３０２で下り通信することができない。一方で、フレーム構成２においては、前方サブフレーム３０２に相当する第３あるいは第８サブフレーム３０２は下りサブフレーム３０２であるため、最遅使用可能サブフレーム３０２が前方サブフレーム３０２である通信端末２が存在する場合において、フレーム構成２を採用すると、当該通信端末２とは前方サブフレーム３０２で下り通信することができる。したがって、フレーム構成決定部１２６は、最遅使用可能サブフレーム３０２が前方サブフレーム３０２である通信端末２（高速移動端末２）が存在する場合には、フレーム構成２を使用すると決定する。
【００７６】
フレーム構成決定部１２６において、基地局１が使用するフレーム構成が決定されると、通信部１４は、次のＴＤＤフレーム３００においては、決定されたフレーム構成を使用して通信端末２と通信する。
【００７７】
ステップｓ３が実行されると、ステップｓ４において、無線リソース割り当て部１２２は、次のＴＤＤフレーム３００、つまりステップｓ３で決定されたフレーム構成を有する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ＳＲＳ送信周期３６０（以後、「前方ＳＲＳ送信周期３６０」と呼ぶことがある）と、当該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ＳＲＳ送信周期３６０（以後、「後方ＳＲＳ送信周期３６０」と呼ぶことがある）とのそれぞれについての上り及び下り無線リソースの通信端末２に対する割り当てを実行する。
【００７８】
ステップｓ４において、無線リソース割り当て部１２２は、下り無線リソースを通信端末２に割り当てる際には、当該通信端末２についての最遅使用可能サブフレーム３０２を考慮する。つまり、無線リソース割り当て部１２２は、ＳＲＳ送信周期３６０についての下り無線リソースを通信端末２に対して割り当てる際には、当該通信端末２の最遅使用可能サブフレーム３０２に相当する、当該ＳＲＳ送信周期３６０に含まれる下りサブフレーム３０２、あるいは当該ＳＲＳ送信周期３６０に含まれる、それよりも前の下りサブフレーム３０２の少なくとも一部を、下り無線リソースとして当該通信端末２に割り当てる。
【００７９】
例えば、次のＴＤＤフレーム３００のフレーム構成がフレーム構成２である場合において、前方サブフレーム３０２が最遅使用可能サブフレーム３０２として決定されている通信端末２（高速移動端末２）に対して、前方ＳＲＳ送信周期３６０についての下り無線リソースの割り当てが行われる際には、当該通信端末２に対しては、前方サブフレーム３０２に相当する第３サブフレーム３０２の少なくとも一部が下り無線リソースとして割り当てられる。
【００８０】
また、次のＴＤＤフレーム３００のフレーム構成がフレーム構成２である場合において、中間サブフレーム３０２が最遅使用可能サブフレーム３０２として決定されている通信端末２（中速移動端末２）に対して、前方ＳＲＳ送信周期３６０についての下り無線リソースの割り当てが行われる際には、当該通信端末２に対しては、中間サブフレーム３０２に相当する第４サブフレーム３０２の少なくとも一部、あるいは当該第４サブフレーム３０２よりも前の第３サブフレーム３０２の少なくとも一部が下り無線リソースとして割り当てられる。
【００８１】
また、次のＴＤＤフレーム３００のフレーム構成がフレーム構成２である場合において、後方サブフレーム３０２が最遅使用可能サブフレーム３０２として決定されている通信端末２（低速移動端末２）に対して、前方ＳＲＳ送信周期３６０についての下り無線リソースの割り当てが行われる際には、当該通信端末２に対しては、後方サブフレーム３０２に相当する第５サブフレーム３０２の少なくとも一部、あるいは当該第５サブフレーム３０２よりも前の第４サブフレーム３０２の少なくとも一部、あるいは当該第４サブフレーム３０２よりも前の第３サブフレーム３０２の少なくとも一部が下り無線リソースとして割り当てられる。
【００８２】
また、次のＴＤＤフレーム３００のフレーム構成がフレーム構成１である場合において、中間サブフレーム３０２が最遅使用可能サブフレーム３０２として決定されている通信端末２（中速移動端末２）に対して、前方ＳＲＳ送信周期３６０についての下り無線リソースの割り当てが行われる際には、当該通信端末２に対しては、中間サブフレーム３０２に相当する第４サブフレーム３０２の少なくとも一部が下り無線リソースとして割り当てられる。
【００８３】
また、次のＴＤＤフレーム３００のフレーム構成がフレーム構成１である場合において、後方サブフレーム３０２が最遅使用可能サブフレーム３０２として決定されている通信端末２（低速移動端末２）に対して、前方ＳＲＳ送信周期３６０についての下り無線リソースの割り当てが行われる際には、当該通信端末２に対しては、後方サブフレーム３０２に相当する第５サブフレーム３０２の少なくとも一部、あるいは当該第５サブフレーム３０２よりも前の第４サブフレーム３０２の少なくとも一部が下り無線リソースとして割り当てられる。
【００８４】
なお、上述のように、通信端末２に対する下り無線リソースの割り当ては、時間方向においては一つのサブフレーム３０２単位で行われることから、複数の通信端末２に対して、同じサブフレーム３０２の下り無線リソースが割り当てられる際には、周波数方向において重複しないように下り無線リソースが割り当てられる。
【００８５】
ステップｓ４において、通信対象の各通信端末２について上り及び下り無線リソースが割り当てられると、ステップｓ５においては、通信部１４は、通信対象の各通信端末２に対して、無線リソース割り当て部１２２が当該通信端末２に割り当てた上り及び下り無線リソースを通知する。
【００８６】
本実施の形態に係る基地局１においては、上記のステップｓ１〜ｓ５までの一連の処理が各ＴＤＤフレーム３００において行われる。
【００８７】
以上のように、本実施の形態に係る基地局１では、高速移動端末２が存在する場合にはフレーム構成２が使用され、高速移動端末２が存在しない場合にはフレーム構成１が使用されるようになっている。したがって、基地局１では、高速移動端末２が存在しない状況から、高速移動端末２が存在するようになると、使用されるフレーム構成がフレーム構成１からフレーム構成２に変更されるようになる。つまり、基地局１では、高速通信端末２が存在するようになると、ＴＤＤフレーム３００においてＳＲＳ用上り通信期間３７０とその後に現れる先頭の下り通信期間３９０との間の期間が短くなるようにフレーム構成が変更されるようになる。そして、基地局１においては、使用されるフレーム構成がフレーム構成１からフレーム構成２に変更されると、最遅使用可能サブフレーム３０２が前方サブフレーム３０２に決定されている通信端末２（高速移動端末２）に対しては、フレーム構成２に含まれる、前方サブフレーム３０２に相当する下りサブフレーム３０２の下り無線リソースが割り当てられる。つまり、基地局１においては、フレーム構成１からフレーム構成２に変更されると、高速移動端末２に対しては、フレーム構成２に含まれる複数の下り通信期間３９０のうち、フレーム構成１に含まれる複数の下り通信期間３９０よりも前の下り通信期間３９０においてデータを送信している。したがって、高速移動端末２についてのアレイ送信制御期間を短くすることができる。よって、高速移動端末２の位置がアレイ送信制御期間において大きく移動することを抑制することができ、高速移動端末２に対するアレイ送信制御の精度を向上させることができる。その結果、高速移動端末２にデータを確実に届けることができる。
【００８８】
なお、上記の例では、移動速度が第１のしきい値よりも大きい通信端末２を高速移動端末２としているが、移動速度が第１のしきい値以上の通信端末２を高速移動端末２としても良い。この場合には、移動速度が第１のしきい値と同じである通信対象の通信端末２が存在するようになった場合にも、使用するフレーム構成がフレーム構成１からフレーム構成２に変更されるようになる。移動速度が第１のしきい値以上の通信端末２を高速移動端末２とする場合には、移動速度が第１のしきい値よりも小さく第２のしきい値よりも大きい通信端末２、あるいは移動速度が第１のしきい値よりも小さく第２のしきい値以上の通信端末２を中速移動端末２とする。また、移動速度が第１のしきい値以下で第２のしきい値以上の通信端末２を中速移動端末２としても良い。移動速度が第１のしきい値よりも小さく第２のしきい値以上の通信端末２、あるいは移動速度が第１のしきい値以下で第２のしきい値以上の通信端末２を中速通信端末２とする場合には、移動速度が第２のしきい値よりも小さい通信端末２を低速移動端末２とする。
【００８９】
図８は、（Ｎ−２）番目及び（Ｎ−１）番目のＴＤＤフレーム３００での通信端末２ａ，２ｂ，２ｃの移動速度の一例を示す図である。図８に示されるように、通信端末２ａの移動速度４７０ａは一定であり、（Ｎ−２）番目及び（Ｎ−１）番目のＴＤＤフレーム３００のそれぞれにおいて、通信端末２ａは中速移動端末２となっている。また、通信端末２ｂの移動速度４７０ｂは小さくなっており、（Ｎ−２）番目のＴＤＤフレーム３００では通信端末２ｂは中速移動端末２となっているが、（Ｎ−１）番目のＴＤＤフレーム３００では通信端末２ｂは低速移動端末２となっている。そして、通信端末２ｃの移動速度４７０ｃは大きくなっており、（Ｎ−２）番目のＴＤＤフレーム３００では通信端末２ｃは中速移動端末２となっているが、（Ｎ−１）番目のＴＤＤフレーム３００では通信端末２ｃは高速移動端末２となっている。
【００９０】
図９，１０は、図８に示される移動速度を有する通信端末２ａ，２ｂ，２ｃ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９は（Ｎ−１）番目のＴＤＤフレーム３００に含まれる前方ＳＲＳ送信周期３６０での下り無線リソースの割り当て例を示しており、図１０はＮ番目のＴＤＤフレーム３００に含まれる前方ＳＲＳ送信周期３６０での下り無線リソースの割り当て例を示している。
【００９１】
図８の例では、（Ｎ−２）番目のＴＤＤフレーム３００では高速移動端末２は存在しないことから、その次の（Ｎ−１）番目のＴＤＤフレーム３００のフレーム構成は、図９に示されるようにフレーム構成１となっている。そして、（Ｎ−１）番目のＴＤＤフレーム３００において、高速移動端末２が存在するようになったため、図１０に示されるように、Ｎ番目のＴＤＤフレーム３００において、フレーム構成がフレーム構成１からフレーム構成２に変化している。
【００９２】
図９，１０の例では、通信端末２ａ，２ｂ，２ｃのそれぞれに対して、当該通信端末２について決定された最遅使用可能サブフレーム３０２に相当する下りサブフレーム３０２の一部が下り無線リソースとして割り当てられている。
【００９３】
具体的には、（Ｎ−１）番目のＴＤＤフレーム３００に含まれる前方ＳＲＳ送信周期３６０においては、図９に示されるように、通信端末２ａ（中速）に対して、その最遅使用可能サブフレーム３０２に相当する第４サブフレーム３０２の一部が、通信端末２ａとの下り通信で使用される下り無線リソース４８０ａとして割り当てられている。また、通信端末２ｂ（中速）に対しては、その最遅使用可能サブフレーム３０２に相当する第４サブフレーム３０２の一部が、通信端末２ｂとの下り通信で使用される下り無線リソース４８０ｂとして割り当てられている。そして、通信端末２ｃ（低速）に対しては、その最遅使用可能サブフレーム３０２に相当する第５サブフレーム３０２の一部が、通信端末２ｃとの下り通信で使用される下り無線リソース４８０ｃとして割り当てられている。
【００９４】
Ｎ番目のＴＤＤフレーム３００に含まれる前方ＳＲＳ送信周期３６０においては、図１０に示されるように、通信端末２ａ（中速）に対して、その最遅使用可能サブフレーム３０２に相当する第４サブフレーム３０２の一部が下り無線リソース４８０ａとして割り当てられている。また、通信端末２ｂ（低速）に対しては、その最遅使用可能サブフレーム３０２に相当する第５サブフレーム３０２の一部が下り無線リソース４８０ｂとして割り当てられている。そして、通信端末２ｃ（高速）に対しては、その最遅使用可能サブフレーム３０２に相当する第３サブフレーム３０２の一部が下り無線リソース４８０ｃとして割り当てられている。
【００９５】
図９，１０に示されるように、基地局１では、高速移動端末２が存在するようになると、使用されるフレーム構成がフレーム構成１からフレーム構成２に変更されるようになる。そして、基地局１においては、使用されるフレーム構成がフレーム構成１からフレーム構成２に変更されると、高速移動端末２に対しては、フレーム構成２に含まれる複数の下りサブフレーム３０２のうち、フレーム構成１に含まれる複数の下りサブフレーム３０２よりも前の下りサブフレーム３０２（図１０の例では第３下りサブフレーム３０２）の下り無線リソースが割り当てられる。したがって、高速移動端末２についてのアレイ送信制御期間を短くすることができ、高速移動端末２に対するアレイ送信制御の精度を向上させることができる。
【００９６】
また、図１０に示されるように、中速移動端末２ａ及び低速移動端末２ｂに対しては、高速移動端末２ｃに割り当てられる下りサブフレーム３０２よりも後の下りサブフレーム３０２を割り当てることによって、通信端末２ａ〜２ｃ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。つまり、中速移動端末２ａ及び低速移動端末２ｂに対しては、高速移動端末２ａにデータを送信する下り通信期間３９０よりも後の下り通信期間３９０でデータを送信するようにすることによって、通信端末２ａ〜２ｃ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。
【００９７】
例えば、スペシャルサブフレーム３０２に含まれる上りパイロットタイムスロット３５２の前方のシンボル期間３０４（ＳＲＳ用上り通信期間３７０）において通信端末２ｃがＳＲＳを送信するようにし、当該上りパイロットタイムスロット３５２の後方のシンボル期間３０４（ＳＲＳ用上り通信期間３７０）において通信端末２ａがＳＲＳを送信するようにすれば、つまり、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において、通信端末２ｃと通信端末２ａとが、互いに異なった時間帯でＳＲＳを送信するようにすれば、通信端末２ｃからのＳＲＳの送信周波数帯域と、通信端末２ａからのＳＲＳの送信周波数帯域とを重ねることができる。よって、通信端末２ｃと通信端末２ａに対しては、周波数帯域が互いに重なった下り無線リソースを割り当てることが可能となる。同様に、上りパイロットタイムスロット３５２において、通信端末２ｃと通信端末２ｂとが、互いに異なった時間帯でＳＲＳを送信するようにすれば、通信端末２ｃと通信端末２ｂに対しては、周波数帯域が互いに重なった下り無線リソースを割り当てることが可能となる。よって、通信端末２ａ〜２ｃ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。
【００９８】
また、ＬＴＥにおいては、ＳＲＳを構成する複数の複素シンボルから成る符号パターンが８種類規定されており、この８種類の符号パターンには、互いに直交する８種類の符号系列がそれぞれ採用されている。したがって、ＬＴＥでは、最大で８つの通信端末２が、同じシンボル期間３０４において同じＳＲＳ送信帯域を用いてＳＲＳを送信することが可能である。つまり、最大で８つの通信端末２からのＳＲＳを同一送信周波数帯域に多重することができる。通信端末２ａ〜２ｃからのＳＲＳを同一送信周波数帯域で多重することによって、通信端末２ａと通信端末２ｃに対して、あるいは通信端末２ｂと通信端末２ｃに対して、周波数帯域が互いに重なった下り無線リソースを割り当てることが可能となる。よって、通信端末２ａ〜２ｃ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。
【００９９】
また、図１０に示されるように、低速移動端末２ｂに対して、中速移動端末２ａに割り当てられる下りサブフレーム３０２よりも後の下りサブフレーム３０２を割り当てることによって、上記と同様の理由により、通信端末２ａ，２ｂに対する下り無線リソースの割り当て自由度がさらに向上する。
【０１００】
なお、図１０の例では、Ｎ番目のＴＤＤフレーム３００において、通信端末２ｂに対して、第５サブフレーム３０２の下り無線リソースを割り当てている。最遅使用可能サブフレーム３０２が第５サブフレーム３０２となっている通信端末２ｂについては、第５サブフレーム３０２よりも前の下りサブフレーム３０２の下り無線リソースを割り当てることが可能であることから、（Ｎ−１）番目のＴＤＤフレーム３００において通信端末２ｂに割り当てられている下り無線リソースと同じ下り無線リソースを、Ｎ番目のＴＤＤフレーム３００において割り当てることが可能である。
【０１０１】
このように、Ｎ番目のＴＤＤフレーム３００での下り無線リソースを通信端末２に割り当てる際には、可能な限り、その一つ前の（Ｎ−１）番目のＴＤＤフレーム３００での下り無線リソースと同じ下り無線リソースを当該通信端末２に割り当てることによって、通信端末２に対する下り無線リソースの割り当て処理が簡素化される。
【０１０２】
＜各種変形例＞
以下に、本実施の形態に係る通信システムについての各種変形例について説明する。
【０１０３】
＜第１変形例＞
上記の例では、通信端末２の移動速度と比較されるしきい値として、第１及び第２のしきい値を設けたが、１種類のしきい値だけを設けても良い。この場合には、しきい値よりも大きい通信端末２が存在する場合にはフレーム構成２が使用され、当該通信端末２が存在しない場合にはフレーム構成１が使用される。そして、移動速度がしきい値以下の通信端末２についての最遅使用可能サブフレーム３０２は後方サブフレーム３０２となり、移動速度がしきい値よりも大きい通信端末２についての最遅使用可能サブフレーム３０２は前方サブフレーム３０２となる。
【０１０４】
通信端末２の移動速度と比較されるしきい値として、１種類のしきい値を設けた場合には、移動速度がしきい値以下の２つの通信端末２については、ともに後方サブフレーム３０２が最遅使用可能サブフレーム３０２とされるため、当該２つの通信端末２のうち移動速度が大きい方の通信端末２に対しても後方サブフレーム３０２が下り無線リソースとして割り当てられることがある。この場合には、移動速度が大きい方の通信端末２に対して、移動速度が小さい方の通信端末２と同じタイミングでデータが送信されることになる。
【０１０５】
一方で、通信端末２の移動速度と比較されるしきい値として、２種類のしきい値を設けた場合には、移動速度が第１のしきい値以下の２つの通信端末２については、それらのうちで移動速度が大きい方の通信端末２の移動速度が第２のしきい値よりも大きければ、当該通信端末２についての最遅使用可能サブフレーム３０２は中間サブフレーム３０２となる。したがって、当該通信端末２に対しては、後方サブフレーム３０２よりも前の中間サブフレーム３０２が下り無線リソースとして割り当てられることになる。よって、移動速度が第１のしきい値以下の２つの通信端末２において、移動速度が大きい方の通信端末２に対して、移動速度が小さい方の通信端末２よりもより早くデータを送信することが可能となる。その結果、移動速度が大きい通信端末２ほど当該通信端末２に対して早くデータを送信することによって、移動速度が大きい通信端末２ほどアレイ送信制御期間を短くしてアレイ送信制御の精度を向上させるという制御をより細かく行うことができる。
【０１０６】
＜第２変形例＞
上記の例では、基地局１と通信端末２との通信に使用できる２種類のフレーム構成として、フレーム構成１とフレーム構成２の組み合わせを採用したが、他の組み合わせを採用しても良い。例えば、フレーム構成０とフレーム構成１の組み合わせを採用しても良いし、フレーム構成０とフレーム構成２の組み合わせを採用しても良い。
【０１０７】
フレーム構成０及びフレーム構成１の組み合わせを採用した場合には、通信端末２の移動速度と比較されるしきい値は１種類となり、しきい値よりも大きい通信端末２が存在する場合にはフレーム構成１が使用され、当該通信端末２が存在しない場合にはフレーム構成０が使用される。そして、移動速度がしきい値以下の通信端末２についての最遅使用可能サブフレーム３０２は後方サブフレーム３０２となり、移動速度がしきい値よりも大きい通信端末２についての最遅使用可能サブフレーム３０２は中間サブフレーム３０２となる。
【０１０８】
また、フレーム構成０及びフレーム構成２の組み合わせを採用した場合には、通信端末２の移動速度と比較されるしきい値として、１種類のしきい値を設けても良いし、第１及び第２のしきい値（第１のしきい値＞第２のしきい値）を設けても良い。１種類のしきい値を設ける場合には、しきい値よりも大きい通信端末２が存在するときにはフレーム構成２が使用され、当該通信端末２が存在しないときにはフレーム構成０が使用される。そして、移動速度がしきい値以下の通信端末２についての最遅使用可能サブフレーム３０２は後方サブフレーム３０２となり、移動速度がしきい値よりも大きい通信端末２についての最遅使用可能サブフレーム３０２は中間サブフレーム３０２となる。一方で、第１及び第２のしきい値を設ける場合には、低い方の第２のしきい値よりも大きい通信端末２が存在するときにはフレーム構成２が使用され、当該通信端末２が存在しないときにはフレーム構成０が使用される。そして、移動速度が第２のしきい値以下の通信端末２についての最遅使用可能サブフレーム３０２は後方サブフレーム３０２となり、移動速度が第２のしきい値よりも大きく第１のしきい値以下の通信端末２についての最遅使用可能サブフレーム３０２は中間サブフレーム３０２となり、移動速度が第１のしきい値よりも大きい通信端末２についての最遅使用可能サブフレーム３０２は前方フレーム３０２となる。
【０１０９】
＜第３変形例＞
上記の例では、基地局１と通信端末２との通信に使用できるフレーム構成を２種類としたが、３種類以上としても良い。例えば、フレーム構成０〜２を使用しても良い。この場合には、第１のしきい値よりも大きい通信端末２が存在する際には、フレーム構成０〜２のうち、ＳＲＳ用上り通信期間３７０とその後に最初に現れる下り通信期間３９０との間の期間が最も短いフレーム構成２を使用する。また、第１のしきい値よりも大きい通信端末２が存在せず、第１のしきい値以下であって第２のしきい値よりも大きい通信端末２が存在する際には、フレーム構成０〜２のうち、ＳＲＳ用上り通信期間３７０とその後に最初に現れる下り通信期間３９０との間の期間がその次に短いフレーム構成１を使用する。そして、第２のしきい値よりも大きい通信端末２が存在しない際には、フレーム構成０〜２のうち、ＳＲＳ用上り通信期間３７０とその後に最初に現れる下り通信期間３９０との間の期間が最も長いフレーム構成０を使用する。これにより、第１のしきい値よりも大きい通信端末２が存在しない状態で第１のしきい値以下で第２のしきい値よりも大きい通信端末２が存在するようになると、フレーム構成がフレーム構成０からフレーム構成１に変更されるようになる。つまり、ＴＤＤフレーム３００においてＳＲＳ用上り通信期間３７０とその後に現れる先頭の下り通信期間３９０との間の期間が短くなるようにフレーム構成が変更される。また、第１のしきい値よりも大きい通信端末２が存在するようになると、フレーム構成がフレーム構成０あるいはフレーム構成１からフレーム構成２に変更されるようになる。つまり、ＴＤＤフレーム３００においてＳＲＳ用上り通信期間３７０とその後に現れる先頭の下り通信期間３９０との間の期間が短くなるようにフレーム構成が変更される。
【０１１０】
なお、フレーム構成０〜２を使用する場合には、移動速度が第２のしきい値以下の通信端末２についての最遅使用可能サブフレーム３０２は後方サブフレーム３０２となり、移動速度が第２のしきい値よりも大きく第１のしきい値以下の通信端末２についての最遅使用可能サブフレーム３０２は中間サブフレーム３０２となり、移動速度が第１のしきい値よりも大きい通信端末２についての最遅使用可能サブフレーム３０２は前方サブフレーム３０２となる。
【０１１１】
＜第４変形例＞
基地局１と通信端末２との距離が大きい場合には、基地局１から当該通信端末２にデータを送信してから、当該データが当該通信端末２に届くまでに時間がかかることから、当該通信端末２についてのアレイ送信制御期間が長くなる。
【０１１２】
また、本実施の形態に係る基地局１は、自装置でのフレームタイミングで各通信端末２からの信号を受信できるようにするために、各通信端末２の送信タイミングを制御している。基地局１と通信端末２との距離が大きい場合には、当該通信端末２がＳＲＳを送信してから当該ＳＲＳが基地局１に届くまでに時間がかかることから、基地局１は、自装置との距離が大きい通信端末２からのＳＲＳを自装置でのフレームタイミングで受信できるように、当該通信端末２に対して、自装置との距離が小さい通信端末２と比較して早くＳＲＳを送信するように通知する。その結果、基地局１との距離が大きい通信端末２についてのアレイ送信制御期間が長くなる。
【０１１３】
図１１は、基地局１との距離が小さい通信端末２及び基地局１との距離が大きい通信端末２での送受信タイミングを示す図である。図１１に示されるように、基地局１による通信端末２の送信タイミングの制御によって、基地局１との距離が大きい通信端末２がＳＲＳを送信するタイミング５０１ｕは、基地局１との距離が小さい通信端末２がＳＲＳを送信するタイミング５００ｕよりも早くなっている。そして、基地局１との距離が大きい通信端末２が基地局１からのデータを受信するタイミング５０１ｄは、基地局１との距離が小さい通信端末２が基地局１からのデータを受信するタイミング５００ｄよりも遅くなっている。したがって、基地局１との距離が大きい通信端末２についてのアレイ送信制御期間５１１は、基地局１との距離が小さい通信端末２についてのアレイ送信制御期間５１０よりも長くなっている。
【０１１４】
このように、基地局１との距離が大きい通信端末２についてはアレイ送信制御期間が長くなることから、当該通信端末２の移動速度が大きい場合には、当該通信端末２の位置がアレイ送信制御期間において大きく変化する可能性がある。その結果、当該通信端末２に対するアレイ送信制御の精度が劣化して、当該通信端末２に基地局１のデータが届かない可能性がある。
【０１１５】
そこで、本変形例に係る基地局１では、通信端末２の移動速度と比較されるしきい値を、当該通信端末２についての基地局１との距離が大きいほど小さく設定する。これにより、基地局１との距離が大きい通信端末２については、移動速度が比較的小さくてもフレーム構成がフレーム構成１からフレーム構成２に変更されるようになり、当該通信端末２の位置がアレイ送信制御期間において大きく変化することを抑制することができる。よって、当該通信端末２に対するアレイ送信制御の精度を向上させることができる。以下に本変形例にかかる基地局１について詳細に説明する。
【０１１６】
図１２は、本変形例に係る基地局１の構成を示すブロック図である。図１２に示されるように、本変形例に係る基地局１は、上述の図２に示される基地局１と比較して、距離取得部１２７がさらに設けられている。
【０１１７】
距離取得部１２７は、基地局１の通信対象の各通信端末２について、当該通信端末２と基地局１との間の距離を取得する。距離取得部１２７は、通信端末２から通知される、当該通信端末２の位置と、予め記憶する基地局１の位置とに基づいて、当該通信端末２と基地局１との間の距離を算出する。距離取得部１２７は、上述のステップｓ１において、通信対象の各通信端末２についての基地局１との間の距離を算出する。
【０１１８】
本変形例に係る基地局１では、上記の例のように各通信端末２に共通の第１及び第２のしきい値が設定されているのではなく、各通信端末２に個別の第１及び第２のしきい値が設定される。具体的には、ある通信端末２の移送速度と比較される第１及び第２のしきい値のそれぞれは、当該通信端末２と基地局１との距離が大きいほど小さく設定される。
【０１１９】
図１３は本変形例に係る第１のしきい値ｔｈ１及び第２のしきい値ｔｈ２の一例を示す図である。図１３の縦軸及び横軸は、通信端末２についての移動速度及び基地局との距離がそれぞれ示している。
【０１２０】
図１３に示されるように、通信端末２の移動距離と比較される第１のしきい値ｔｈ１は、当該通信端末２と基地局１との距離が大きいほど小さく設定される。同様に、通信端末２の移動距離と比較される第２のしきい値ｔｈ２は、当該通信端末２と基地局１との距離が大きいほど小さく設定される。図１３の例では、通信端末２の移動距離と比較される第１のしきい値ｔｈ１及び第２のしきい値ｔｈ２のそれぞれは、当該通信端末２と基地局１との距離が大きいほど階段状に小さくなるように設定されているが、直線状に小さくなるように設定されても良い。
【０１２１】
フレーム構成決定部１２６は、図１３に示されるような、通信端末２と基地局１との間の距離と、第１のしきい値ｔｈ１及び第２のしきい値ｔｈ２との対応関係を予め記憶している。そして、フレーム構成決定部１２６は、上述のステップｓ２において、通信端末２の移動速度と、第１のしきい値ｔｈ１及び第２のしきい値ｔｈ２のそれぞれとを比較する場合には、ステップｓ１において距離取得部１２７で求められた当該通信端末２と基地局１との間の距離と、予め記憶する上記の対応関係とに基づいて、当該通信端末２の移動速度と比較する第１のしきい値ｔｈ１及び第２のしきい値ｔｈ２を決定する。以降の基地局１での動作は、図７を参照して説明した動作と同様である。
【０１２２】
図１３には、第１のしきい値ｔｈ１及び第２のしきい値ｔｈ２以外にも、（Ｎ−２）番目及び（Ｎ−１）番目のＴＤＤフレーム３００での通信端末２ａ，２ｂ，２ｃについての移動速度及び基地局との間の距離の一例も示されている。図１３において、波線の丸印で囲まれた「２ａ」は、（Ｎ−２）番目のＴＤＤフレーム３００での通信端末２ａについての移動速度及び基地局との間の距離を示しており、実線の丸印で囲まれた「２ａ」は、（Ｎ−１）番目のＴＤＤフレーム３００での通信端末２ａについての移動速度及び基地局との間の距離を示している。波線の丸印及び実線の丸印で囲まれた「２ｂ」と、波線の丸印及び実線の丸印で囲まれた「２ｃ」についても同様である。
【０１２３】
図１３の例では、通信端末２ａの移動速度は一定である。そして、通信端末２ａと基地局１との間の距離は小さくなっている。したがって、通信端末２ａの移動速度と比較される第１のしきい値ｔｈ１及び第２のしきい値ｔｈ２のそれぞれは、（Ｎ−１）番目のＴＤＤフレーム３００で使用される値よりも、（Ｎ−２）番目のＴＤＤフレーム３００で使用される値の方が大きくなる。
【０１２４】
また図１３の例では、通信端末２ｂの移動速度は小さくなっている。そして、通信端末２ｂと基地局１との間の距離は小さくなっている。したがって、通信端末２ｂの移動速度と比較される第１のしきい値ｔｈ１及び第２のしきい値ｔｈ２のそれぞれは、（Ｎ−１）番目のＴＤＤフレーム３００で使用される値よりも、（Ｎ−２）番目のＴＤＤフレーム３００で使用される値の方が大きくなる。
【０１２５】
また、図１３の例では、通信端末２ｃの移動速度は大きくなっている。そして、通信端末２ｃと基地局１との間の距離は大きくなっている。したがって、通信端末２ｃの移動速度と比較される第１のしきい値ｔｈ１及び第２のしきい値ｔｈ２のそれぞれは、（Ｎ−１）番目のＴＤＤフレーム３００で使用される値よりも、（Ｎ−２）番目のＴＤＤフレーム３００で使用される値の方が小さくなる。（Ｎ−１）番目のＴＤＤフレーム３００での通信端末２ｃの移動速度は第１のしきい値ｔｈ１よりも大きいため、その次のＮ番目のＴＤＤフレーム３００では、フレーム構成がフレーム構成１からフレーム構成２に変化する。したがって、通信端末２ｃと基地局１との間の距離が大きくなることに起因してアレイ送信制御期間が長くなるものの、フレーム構成をフレーム構成１からフレーム構成２に変更したことに起因してアレイ送信制御期間を短くすることができる。よって、通信端末２ｃと基地局１との間の距離が大きくなることによってアレイ送信制御期間が長くなることを抑制できる。その結果、通信端末２ｃの位置がアレイ送信制御期間において大きく変化することを抑制することができる。
【０１２６】
一方で、仮に、通信端末２ｃの移動速度と比較される第１のしきい値ｔｈ１が、通信端末２ｃと基地局１との間の距離が零の場合での値に常に設定されて、変化しない場合には、（Ｎ−１）番目のＴＤＤフレーム３００での通信端末２ｃの移動速度は第１のしきい値ｔｈ１よりも小さくなる。したがって、その次のＮ番目のＴＤＤフレーム３００では、フレーム構成はフレーム構成１からフレーム構成２に変化されない。よって、この場合には、フレーム構成の変更による、アレイ送信制御期間の短縮化の効果を得ることができない。したがって、通信端末２ｃについてのアレイ送信制御期間が長くなって、通信端末２ｃの位置がアレイ送信制御期間において大きく変化する可能性がある。
【０１２７】
上記のように、本変形例では、通信端末２ｃの移動速度と比較される第１のしきい値ｔｈ１を、当該通信端末２ｃについての基地局１との間の距離が大きいほど小さく設定しているため、通信端末２ｃと基地局１との距離が大きくなった際には、フレーム構成をフレーム構成１からフレーム構成２に変更することができる。よって、通信端末２ｃの位置がアレイ送信制御期間において大きく変化することを抑制することができ、通信端末２ｃに対するアレイ送信制御の精度をさらに向上することができる。その結果、基地局１の送信性能がさらに向上する。
【０１２８】
なお、図１３の例での通信端末２ａ〜２ｃに対する下り無線リソースの割り当てについては、例えば、上述の図９，１０のように行うことができる。
【０１２９】
＜第５変形例＞
上述のように、基地局１がフレーム構成を変更する場合には、変更後のフレーム構成に含まれる下りサブフレーム３０２と、当該基地局１の周辺に位置する周辺基地局１が使用するフレーム構成に含まれる上りサブフレーム３０２とが重複することがある。言い換えれば、基地局１がフレーム構成を変更する場合には、変更後のフレーム構成に含まれる下り通信期間３９０と、当該基地局１の周辺に位置する周辺基地局１が使用するフレーム構成に含まれる上り通信期間３８０とが重複することがある。
【０１３０】
具体的には、周辺基地局１がデフォルトのフレーム構成１を使用している場合には、周辺基地局１では第３及び第８サブフレーム３０２が上りサブフレーム３０２になっている。そして、基地局１がフレーム構成をフレーム構成１からフレーム構成２に変更すると、基地局１では第３及び第８サブフレーム３０２が上りサブフレーム３０２から下りサブフレーム３０２に変更されることから、第３及び第８サブフレーム３０２において、周辺基地局１の上りサブフレーム３０２と基地局１の下りサブフレーム３０２とが重複するようになる。
【０１３１】
周辺基地局１の上りサブフレーム３０２と基地局１の下りサブフレーム３０２とが重複する場合には、周辺基地局１では、当該周辺基地局１が通信する通信端末２からの信号を受信する際に、基地局１が送信する信号を受信する可能性があり、基地局１からの信号の干渉を受けることになる。よって、周辺基地局１では、通信対象の通信端末２からの信号を適切に受信できない可能性がある。
【０１３２】
そこで、本変形例に係る通信システム１００では、各基地局１が自装置で使用するフレーム構成を変更すると、その変更後のフレーム構成を通知するための通知情報が、当該基地局１の周辺に位置する各周辺基地局１に通知されるようになっている。そして、周辺基地局１においては、現在使用するフレーム構成に含まれる上りサブフレーム３０２におて、当該通知情報で通知される、基地局１のフレーム構成に含まれる下りサブフレーム３０２（下り通信期間３９０）と重複する上りサブフレーム３０２（上り通信期間３８０）については、通信端末２との上り通信に使用されないようになっている。以下に本変形例に係る通信システム１００の動作について詳細に説明する。
【０１３３】
各基地局１では、ステップｓ３においてフレーム構成が変更されると、フレーム構成決定部１２６が、変更後のフレーム構成を通知するための通知情報を生成してネットワーク通信部１３に入力する。ネットワーク通信部１３は、ネットワークを通じて、当該ネットワークに接続されたサーバ装置（図示せず）に通知情報を送信する。
【０１３４】
サーバ装置では、通信システム１００での複数の基地局１の配置状況が記憶されている。サーバ装置は、基地局１から通知情報を受信すると、当該基地局１の周辺に位置する各周辺基地局１に対して当該通知情報をネットワークを通じて送信する。これにより、基地局１でフレーム構成が変更されると、その変更後のフレーム構成を通知するための通知情報が各周辺基地局１に通知される。
【０１３５】
一方で、各基地局１では、ネットワーク通信部１３がサーバ装置からの通知情報を受信すると、制御部１２は、基地局１が現在使用しているフレーム構成と、当該通知情報が示すフレーム構成とを比較する。そして、制御部１２は、基地局１が現在使用しているフレーム構成に含まれる上りサブフレーム３０２のうち、通知情報が示すフレーム構成、つまり周辺基地局１が使用するフレーム構成に含まれる下りサブフレームと重複する上りサブフレーム３０２については、通信端末２との上り通信に使用しないことを決定する。以後、制御部１２は、基地局１が現在使用しているフレーム構成に含まれる上りサブフレーム３０２のうち、通知情報が示すフレーム構成に含まれる下りサブフレームと重複する上りサブフレーム３０２において、無線処理部１１で通信端末２からの信号が受信されると、その受信信号に対しては離散フーリエ変換などの受信処理を行わずに当該受信信号を破棄する。あるいは、制御部１２は、その受信信号に対して受信処理を行うものの、それによって得られたデータを破棄する。
【０１３６】
以上ように各基地局１が動作することによって、基地局１が、自装置で使用するフレーム構成を変更すると、その変更後のフレーム構成を通知するための通知情報が、当該基地局１の周辺に位置する各周辺基地局１に通知され、当該各周辺基地局１においては、現在使用するフレーム構成に含まれる上りサブフレーム３０２において、当該通知情報で通知される、基地局１のフレーム構成に含まれる下りサブフレーム３０２と重複する上りサブフレーム３０２については、通信端末２との上り通信に使用されないようになる。これにより、周辺基地局１では、通信端末２から送信される、基地局１からの信号の干渉を受けた信号に基づいて動作を行うことが抑制され、その結果、周辺基地局１が誤動作することが抑制される。
【０１３７】
図１４は、ある基地局１のフレーム構成がフレーム構成１からフレーム構成２に変更された際の各基地局１でのフレーム構成を説明するための図である。図１４に示される複数の基地局１のそれぞれにおいてフレーム構成１が使用されている場合に、中央の基地局１（サービスエリア１０が砂地（多数の点）のハッチングで示された基地局１）においてフレーム構成がフレーム構成１からフレーム構成２に変更されると、その中央の基地局１の周辺に位置する６個の周辺基地局１のそれぞれでは、現在使用するフレーム構成に含まれる上りサブフレーム３０２において、当該通知情報で通知される、中央の基地局１のフレーム構成に含まれる下りサブフレーム３０２と重複する上りサブフレーム３０２については、通信端末２との上り通信に使用されないようになる。なお、図１４では、当該６個の周辺基地局１以外において、フレーム構成１が使用されている基地局１のサービスエリア１０が斜線のハッチングで示されている。
【０１３８】
＜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】
【０１３９】
１  基地局
２  通信端末
１２  制御部
１３  ネットワーク通信部
１４  通信部
１００  通信システム
１２５  移動速度取得部
１２６  フレーム構成決定部
１２７  距離取得部
３８０  上り通信期間
３９０  下り通信期間
４７０ａ〜４７０ｃ  移動速度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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