(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナを用いて、無線端末との間で無線信号の送信及び受信を行うアダプティブアレイ方式の無線基地局であって、
上りの無線信号における複数の周波数帯毎の参照信号のそれぞれに基づいて、前記周波数帯毎にアンテナウェイトを算出する算出部と、
下りの無線信号に用いられる周波数帯に対するアンテナウェイトを設定する設定部と
を備え、
前記設定部は、前記算出部により算出されたアンテナウェイトのうち、対応する前記周波数帯が、前記下りの無線信号に用いられる周波数帯に最も近い周波数帯に対応するアンテナウェイトを、前記下りの無線信号に用いられる周波数帯に対して設定しており、
前記設定部は、前記最も近い周波数帯と、前記下りの無線信号に用いられる周波数帯との周波数差が所定値以上である場合、前記最も近い周波数帯に対応するアンテナウェイトを、前記下りの無線信号に用いられる周波数帯に対して設定しない、無線基地局。
【請求項２】
前記算出部は、前記上りの無線信号における所定の時間帯に属する複数の周波数帯毎の参照信号のそれぞれに基づいて、前記周波数帯毎にアンテナウェイトを算出する請求項１に記載の無線基地局。
【請求項３】
前記所定の時間帯は、前半のタイムスロットと後半のタイムスロットからなり、
前記算出部は、前記上りの無線信号における前記前半のタイムスロットの時間帯に属する第１の参照信号に基づいて、前記第１の参照信号に対応する周波数帯のアンテナウェイトを算出し、前記上りの無線信号における前記後半のタイムスロットの時間帯に対応する第２の参照信号に基づいて、前記第２の参照信号に対応する周波数帯のアンテナウェイトを算出する請求項２に記載の無線基地局。
【請求項４】
前記算出部は、過去の所定期間内における所定の周波数帯に属する複数の参照信号のそれぞれに基づいて、前記所定の周波数帯に対応するアンテナウェイトを算出する請求項１乃至３の何れかに記載の無線基地局。
【請求項５】
前記無線端末が１つのアンテナを有し、下りの無線通信がマルチストリーム通信である場合に、
前記設定部は、第１のレイヤに対応する下りの無線信号の周波数帯に対して、第１のアンテナウェイトを設定し、第２のレイヤに対応する下りの無線信号の周波数帯に対して、前記第１のアンテナウェイトに対して直交する第２のアンテナウェイトを設定する請求項１乃至４の何れかに記載の無線基地局。
【請求項６】
複数のアンテナを用いて、無線端末との間で無線信号の送信及び受信を行うアダプティブアレイ方式の無線基地局における通信制御方法であって、
上りの無線信号における複数の周波数帯毎の参照信号のそれぞれに基づいて、前記周波数帯毎にアンテナウェイトを算出するステップと、
下りの無線信号に用いられる周波数帯に対するアンテナウェイトを設定するステップと
を備え、
前記設定するステップは、算出されたアンテナウェイトのうち、対応する前記周波数帯が、前記下りの無線信号に用いられる周波数帯に最も近い周波数帯に対応するアンテナウェイトを、前記下りの無線信号に用いられる周波数帯に対して設定しており、
前記設定するステップでは、前記最も近い周波数帯と、前記下りの無線信号に用いられる周波数帯との周波数差が所定値以上である場合、前記最も近い周波数帯に対応するアンテナウェイトを、前記下りの無線信号に用いられる周波数帯に対して設定しない、通信制御方法。
【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、無線端末との間で無線信号の送信及び受信を行う無線基地局、及び、当該無線基地局における通信制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）において、現在、規格策定中のＬＴＥ（Long Term Evolution）に対応する無線通信システムでは、無線基地局ｅＮＢ無線端末ＵＥとの間の無線通信において、無線基地局ｅＮＢが無線リソースの割り当てを行っている（例えば、非特許文献１参照）。また、ＬＴＥに対応する無線通信システムでは、無線基地局ｅＮＢ無線端末ＵＥとの間の無線通信に、周波数分割複信（ＦＤＤ：Firequency Division Duplex）と、時分割複信（ＴＤＤ：Time Division Duplex）との何れかが採用される。
【０００３】
更に、ＴＤＤを採用するＬＴＥ（ＴＤＤ−ＬＴＥ）の無線通信システムでは、無線基地局ｅＮＢと、移動する無線端末ＵＥとの間の通信品質を確保すべく、無線基地局ｅＮＢが、下りの無線信号の送信時に無線端末ＵＥの方向へ適応的にビームを向ける制御（アダプティブアレイ制御）を行うことが検討されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】3GPP TR 36.211 V8.7.0 ”Physical Channels and Moduration”, MAY 2009
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
例えば、次世代ＰＨＳ（ＸＧＰ）の無線通信システムでは、無線端末に割り当てられる下りの無線信号用の周波数帯と、上りの無線信号用の周波数帯とが同一である。このため、無線基地局は、無線端末からの上りの無線信号により把握される、当該上りの無線信号用の周波数帯の伝搬環境に基づいて、当該上りの無線信号と同一の周波数帯の下りの無線信号に対するアンテナウェイトを算出できる。
【０００６】
一方、ＴＤＤ−ＬＴＥの無線通信システムでは、下りの無線通信には、ＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access）が採用され、上りの無線通信には、ＳＣ−ＦＤＭＡ（Single Carrier Frequency Division Multiple Access）が採用されている。これらの多重化方式は、周波数と時間の２次元で無線リソースの配置を行ってユーザ多重を実現しており、無線端末ＵＥに割り当てられる下りの無線信号用の周波数帯と、上りの無線信号用の周波数帯とが同一でない場合がある。
【０００７】
このため、無線基地局ｅＮＢは、無線端末ＵＥからの上りの無線信号を受信した場合、当該上りの無線信号用の周波数帯の伝搬環境に基づいて、当該上りの無線信号と同一の周波数帯の下りの無線信号に対するアンテナウェイトを算出できるとは限らない。
【０００８】
上記問題点に鑑み、本発明は、適切なアダプティブアレイ制御を可能とした無線基地局及び通信制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決するために、本発明は以下のような特徴を有している。本発明の第１の特徴は、複数のアンテナ（アダプティブアレイアンテナ１０８Ａ、アダプティブアレイアンテナ１０８Ｂ、アダプティブアレイアンテナ１０８Ｃ、アダプティブアレイアンテナ１０８Ｄ）を用いて、無線端末（無線端末ＵＥ２）との間で無線信号の送信及び受信を行うアダプティブアレイ方式の無線基地局（無線基地局ｅＮＢ１）であって、上りの無線信号における複数の周波数帯毎の参照信号のそれぞれに基づいて、前記周波数帯毎にアンテナウェイトを算出する算出部（ＡＡＳ処理部１２６）と、下りの無線信号に用いられる周波数帯に対するアンテナウェイトを設定する設定部（ＡＡＳ処理部１３６）とを備え、前記設定部は、前記算出部により算出されたアンテナウェイトのうち、対応する前記周波数帯が、前記下りの無線信号に用いられる周波数帯に最も近い周波数帯に対応するアンテナウェイトを、前記下りの無線信号に用いられる周波数帯に対して設定しており、前記設定部は、前記最も近い周波数帯と、前記下りの無線信号に用いられる周波数帯との周波数差が所定値以上である場合、前記最も近い周波数帯に対応するアンテナウェイトを、前記下りの無線信号に用いられる周波数帯に対して設定しないことを要旨とする。
【００１０】
このような特徴によれば、無線基地局は、上りの無線信号における複数の周波数帯毎の参照信号のそれぞれに基づいて、周波数帯毎にアンテナウェイトを算出し、算出されたアンテナウェイトのうち、下りの無線信号に用いられる周波数帯に最も近い周波数帯に対応するアンテナウェイトを、当該下りの無線信号に用いられる周波数帯に対して設定する。従って、上りの無線信号に用いられる周波数帯と下りの無線信号に用いられる周波数帯とが一致していない場合にも、下りの無線信号に用いられる周波数帯に最も近い周波数帯、換言すれば、下りの無線信号に用いられる周波数帯と伝搬環境が近いと考えられる周波数帯のアンテナウェイトを、下りの無線信号に用いられる周波数帯に設定することにより、下りの無線通信に障害が生じることが抑制され、適切なアダプティブアレイが可能となる。
【００１１】
本発明の第２の特徴は、前記算出部は、前記上りの無線信号における所定の時間帯に属する複数の周波数帯毎の参照信号のそれぞれに基づいて、前記周波数帯毎にアンテナウェイトを算出することを要旨とする。
【００１２】
本発明の第３の特徴は、前記所定の時間帯は、前半のタイムスロットと後半のタイムスロットからなり、前記算出部は、前記上りの無線信号における前記前半のタイムスロットの時間帯に属する第１の参照信号に基づいて、前記第１の参照信号に対応する周波数帯のアンテナウェイトを算出し、前記上りの無線信号における前記後半のタイムスロットの時間帯に対応する第２の参照信号に基づいて、前記第２の参照信号に対応する周波数帯のアンテナウェイトを算出することを要旨とする。
【００１３】
本発明の第４の特徴は、前記算出部は、過去の所定期間内における所定の周波数帯に属する複数の参照信号のそれぞれに基づいて、前記所定の周波数帯に対応するアンテナウェイトを算出することを要旨とする。
【００１４】
本発明の第５の特徴は、前記無線端末が１つのアンテナを有し、下りの無線通信がマルチストリーム通信である場合に、前記設定部は、第１のレイヤに対応する下りの無線信号の周波数帯に対して、第１のアンテナウェイトを設定し、第２のレイヤに対応する下りの無線信号の周波数帯に対して、前記第１のアンテナウェイトに対して直交する第２のアンテナウェイトを設定することを要旨とする。
【００１５】
本発明の第６の特徴は、複数のアンテナを用いて、無線端末との間で無線信号の送信及び受信を行うアダプティブアレイ方式の無線基地局における通信制御方法であって、上りの無線信号における複数の周波数帯毎の参照信号のそれぞれに基づいて、前記周波数帯毎にアンテナウェイトを算出するステップと、下りの無線信号に用いられる周波数帯に対するアンテナウェイトを設定するステップとを備え、前記設定するステップは、算出されたアンテナウェイトのうち、対応する前記周波数帯が、前記下りの無線信号に用いられる周波数帯に最も近い周波数帯に対応するアンテナウェイトを、前記下りの無線信号に用いられる周波数帯に対して設定しており、前記設定するステップでは、前記最も近い周波数帯と、前記下りの無線信号に用いられる周波数帯との周波数差が所定値以上である場合、前記最も近い周波数帯に対応するアンテナウェイトを、前記下りの無線信号に用いられる周波数帯に対して設定しないことを要旨とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、下りの無線信号に用いられる周波数帯と伝搬環境が近い周波数帯のアンテナウェイトを、下りの無線信号に用いられる周波数帯に設定でき、適切なアダプティブアレイが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る無線通信システムの全体概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る無線基地局の構成図である。
【図３】本発明の実施形態に係る、ＰＵＳＣＨのフォーマットを示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る無線端末の構成図である。
【図５】本発明の実施形態に係るタイムスロットの割り当ての動作を示すシーケンス図である。
【図６】本発明の実施形態に係る、ＰＵＳＣＨに対応する受信ウェイトと、ＰＤＳＣＨに対応する送信ウェイトとの対応関係の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。具体的には、（１）無線通信システムの構成、（２）無線通信システムの動作、（３）作用・効果、（４）その他の実施形態について説明する。以下の実施形態における図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。
【００１９】
（１）無線通信システムの構成
まず、本発明の実施形態に係る無線通信システムの構成について、（１．１）無線通信システムの全体概略構成、（１．２）無線基地局の構成、（１．３）無線端末の構成の順に説明する。
【００２０】
（１．１）無線通信システムの全体概略構成
図１は、本発明の実施形態に係る無線通信システム１０の全体概略構成図である。
【００２１】
図１に示す無線通信システム１０は、ＴＤＤ−ＬＴＥの無線通信システムである。無線通信システム１０は、無線基地局ｅＮＢ１と、無線端末ＵＥ２とを含む。図１において、無線基地局ｅＮＢ１は、図示しない他の無線基地局ｅＮＢとともに、Ｅ−ＵＴＲＡＮ（Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access Network）を構成する。無線端末ＵＥ２は、無線基地局ｅＮＢ１が提供する通信可能エリアであるセル３に存在する。なお、図１では、無線端末ＵＥ２は、１つのみが示されているが、実際には複数の無線端末ＵＥ２がセル３内に存在する。
【００２２】
無線基地局ｅＮＢ１と、無線端末ＵＥ２との間の無線通信には、時分割複信が採用されるとともに、下りの無線通信にはＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access）、上りの無線通信にはＳＣ−ＦＤＭＡ（Single Carrier Frequency Division Multiple Access）が採用される。ここで、下りとは、無線基地局ｅＮＢ１から無線端末ＵＥ２へ向かう方向を意味し、上りとは、無線端末ＵＥ２から無線基地局ｅＮＢ１へ向かう方向を意味する。
【００２３】
無線基地局ｅＮＢ１は、セル３内の無線端末ＵＥ２に対して、無線リソースとしてのリソースブロック（ＲＢ：Resource Block）を割り当てる。
【００２４】
リソースブロックは、下りの無線通信に用いられる下りリソースブロック（下りＲＢ）と、上りの無線通信に用いられる上りリソースブロック（上りＲＢ）とがある。複数の下りリソースブロックは、周波数方向に配列される。同様に、複数の上りリソースブロックは、周波数方向に配列される。
【００２５】
下りリソースブロックは、時間方向に、下りの制御情報伝送用の制御情報チャネル（ＰＤＣＣＨ：Physical Downlink Control CHannel）と、下り方向のユーザデータ伝送用の共有データチャネル（ＰＤＳＣＨ：Physical Downlink Shared CHannel）とにより構成される。
【００２６】
一方、上りリソースブロックは、上りの無線通信に使用可能な全周波数帯の両端では、上りの制御情報伝送用の制御情報チャネル（ＰＵＣＣＨ：Physical Uplink Control CHannel）が構成され、中央部では、上りのユーザデータ伝送用の共有データチャネル（ＰＵＳＣＨ：Physical Uplink Shared CHannel）が構成される。
【００２７】
リソースブロックの割り当てに際しては、割り当てられる周波数が、所定の周波数ホッピングパターンに従って変更する周波数ホッピングが適用される。
【００２８】
以下、無線基地局ｅＮＢ１と１つの無線端末ＵＥとの間で無線通信が行われる場合について説明する。なお、以下では、初期状態において、無線端末ＵＥ２には下りリソースブロックと上りリソースブロックとが割り当てられているものとする。
【００２９】
（１．２）無線基地局の構成
図２は、無線基地局ｅＮＢ１の構成図である。図２に示すように、無線基地局ｅＮＢ１は、アダプティブアレイ方式の無線基地局であり、制御部１０２、記憶部１０３、Ｉ／Ｆ部１０４、無線周波数（ＲＦ：Radio Frequency）受信処理部１０５、ベースバンド（ＢＢ：Base band）処理部１０６、ＲＦ送信処理部１０７、アダプティブアレイアンテナ１０８Ａ、アダプティブアレイアンテナ１０８Ｂ、アダプティブアレイアンテナ１０８Ｃ、アダプティブアレイアンテナ１０８Ｄを含む。
【００３０】
制御部１０２は、例えばＣＰＵによって構成され、無線基地局ｅＮＢ１が具備する各種機能を制御する。制御部１０２は、ＲＢ割当部１２０を含む。記憶部１０３は、例えばメモリによって構成され、無線基地局ｅＮＢ１における制御などに用いられる各種情報を記憶する。Ｉ／Ｆ部１０４は、Ｘ１インタフェースを介して、他の無線基地局ｅＮＢとの間で通信可能である。また、Ｉ／Ｆ部１０４は、Ｓ１インターフェースを介して、ＥＰＣ（Evolved Packet Core）、具体的には、ＭＭＥ（Mobility Management Entity）／Ｓ−ＧＷ（Serving Gateway）と通信可能である。
【００３１】
ＲＦ受信処理部１０５は、アダプティブアレイアンテナ１０８Ａ乃至アダプティブアレイアンテナ１０８Ｄを介して、無線端末ＵＥ２からの無線周波数帯の上り無線信号を受信する。ＲＦ受信処理部１０５は、図示しないローノイズアンプ（ＬＮＡ：Low Noise Amplifier）、ミキサを内蔵している。ＲＦ受信処理部１０５は、受信した無線周波数帯の上り無線信号を増幅し、ベースバンド信号に変換（ダウンコンバート）する。更に、ＲＦ受信処理部１０５は、ベースバンド信号をＢＢ処理部１０６へ出力する。
【００３２】
ＢＢ処理部１０６は、メモリ１２１、ＣＰ（Cyclic Prefix）除去部１２２、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）処理部１２４、ＡＡＳ（Adaptive Array System）処理部１２６、チャネル等化部１２８、ＩＤＦＴ（Inverse Discrete Fourier Transform）処理部１３０、復調復号部１３２、符号化変調部１３４、ＡＡＳ処理部１３６、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）処理部１３８、ＣＰ付加部１４０を有する。
【００３３】
制御部１０２内のＲＢ割当部１２０は、制御部１０２における、媒体アクセス制御（ＭＡＣ：Media Access Control）層の処理によって得られるリソースブロックの割り当て値（ＲＢ割当値）を取得する。このＲＢ割当値は、無線端末ＵＥ２に対して割り当てられる下りリソースブロック及び上りリソースブロックの識別情報であるリソースブロック番号が含まれる。ＲＢ割当部１２０は、ＲＢ割当値をＡＡＳ処理部１２６及びＡＡＳ処理部１３６へ出力する。
【００３４】
ＣＰ除去部１２２は、入力されたベースバンド信号からＣＰ（Cyclic Prefix）を除去する。ＣＰは、ＯＦＤＭシンボルの終わりの部分の複製であり、マルチパスによって引き起こされるシンボル間干渉を抑制するために設けられたガード・インターバルの期間に含まれる。ＦＦＴ処理部１２４は、ＣＰが除去されたベースバンド信号に対して、高速フーリエ変換を行い、周波数領域の信号を得る。
【００３５】
ＡＡＳ処理部１２６は、周波数領域の信号に基づいて、各アダプティブアレイアンテナ１０８Ａ乃至アダプティブアレイアンテナ１０８Ｄについて、無線端末ＵＥ２からの上り無線信号の受信時において信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ）が最大となるアンテナウェイト（受信ウェイト）を算出する。
【００３６】
図３は、ＰＵＳＣＨのフォーマットを示す図である。図３に示すように、ＰＵＳＣＨは、時間方向では、１［ｍｓ］の時間長を有する１つのサブフレームによって構成される。サブフレームは、時間帯Ｓ１乃至時間帯Ｓ１４からなる。これら時間帯Ｓ１乃至時間帯Ｓ１４のうち、時間帯Ｓ１乃至時間帯Ｓ７は、前半のタイムスロット（タイムスロット１）を構成し、時間帯Ｓ８乃至時間帯Ｓ１４は、後半のタイムスロット（タイムスロット２）を構成する。タイムスロット１における中央の時間帯Ｓ４は、復調用の参照信号（ＤＲＳ：Demodulation Reference Signal）の伝送に用いられる。同様に、タイムスロット２における中央の時間帯Ｓ１１は、復調用の参照信号の伝送に用いられる。
【００３７】
復調用の参照信号の設定には、周波数方向と時間方向とで振幅変動が少ない、Ｚａｄｄｏｆｆ−Ｃｈｕシーケンスが採用される。復調用の参照信号は、セル毎に異なっており、セル間の復調用の参照信号の相互相関は小さくなるように設計されている。
【００３８】
また、図３に示すように、ＰＵＳＣＨは、周波数方向では、１８０［ｋＨｚ］の周波数幅を有する。また、ＰＵＳＣＨは、１５［ｋＨｚ］の周波数幅を有する１２個のシンボルキャリアＦ１乃至Ｆ１２からなる。
【００３９】
具体的には、ＡＡＳ処理部１２６は、ＲＢ割当値に基づいて、無線端末ＵＥ２に割り当てられた上りリソースブロックの周波数帯を特定する。更に、ＡＡＳ処理部１２６は、特定した上りリソースブロックの周波数帯に対応する周波数領域の信号に含まれる、復調用の参照信号を検出する。更に、ＡＡＳ処理部１２６は、復調用の参照信号に基づいて、無線端末ＵＥ２に割り当てられた上りリソースブロック内のＰＵＳＣＨの周波数帯に対応する、各アダプティブアレイアンテナ１０８Ａ乃至アダプティブアレイアンテナ１０８Ｄの受信ウェイトを算出する。
【００４０】
図３に示すように、１つのＰＵＳＣＨにおいて、復調用の参照信号は、タイムスロット１とタイムスロット２のそれぞれに含まれる。従って、ＡＡＳ処理部１２６は、１つのＰＵＳＣＨの周波数帯について、２つの受信ウェイトを算出する。ＡＡＳ処理部１２６は、算出した受信ウェイトを、対応する周波数帯の情報及び現在時刻の情報（タイムスタンプ情報）とともに、メモリ１２１に記憶させる。
【００４１】
更に、ＡＡＳ処理部１２６は、ＦＦＴ処理部１２４からの周波数領域の信号のうち、無線端末ＵＥ２に割り当てられた上りリソースブロックの周波数帯に対応する周波数領域の信号をチャネル等化部１２８へ出力する。
【００４２】
チャネル等化部１２８は、入力された周波数領域の信号に対して、チャネル等化処理を行う。ＩＤＦＴ処理部１３０は、チャネル等化処理がなされた信号に対して、逆離散フーリエ変換を行う。復調復号部１３２は、逆離散フーリエ変換がなされた信号に対して復調及び復号処理を行う。これにより、無線端末ＵＥ２が送信したデータが得られる。データは制御部１０２へ出力される。
【００４３】
符号化変調部１３４は、制御部１０２からのデータが入力されると、当該データに対して符号化及び変調を行い、周波数領域の信号を得る。
【００４４】
ＡＡＳ処理部１３６は、各アダプティブアレイアンテナ１０８Ａ乃至アダプティブアレイアンテナ１０８Ｄについて、無線端末ＵＥ２に対する下り無線信号の送信時のアンテナウェイト（送信ウェイト）を設定する。
【００４５】
具体的には、ＡＡＳ処理部１３６は、ＲＢ割当値に基づいて、無線端末ＵＥ２に割り当てられた下りリソースブロックの時間帯及び周波数帯を特定する。特定された下りリソースブロック内のＰＤＳＣＨは、送信ウェイトの設定対象のＰＤＳＣＨである。
【００４６】
次に、ＡＡＳ処理部１３６は、メモリ１２１に記憶されている、各アダプティブアレイアンテナ１０８Ａ乃至アダプティブアレイアンテナ１０８Ｄに対応する受信ウェイトのうち、タイムスタンプ情報によって示される時刻が過去の所定期間内である受信ウェイトを抽出する。タイムスタンプ情報によって示される時刻が過去の所定期間内である受信ウェイトとは、過去の所定期間内に算出された受信ウェイトを意味する。
【００４７】
ＡＡＳ処理部１３６は、抽出した受信ウェイトのうち、対応する周波数帯が設定対象のＰＤＳＣＨの周波数帯に最も近い受信ウェイトを特定する。更に、ＡＡＳ処理部１３６は、特定した各アダプティブアレイアンテナ１０８Ａ乃至アダプティブアレイアンテナ１０８Ｄ毎の受信ウェイトを、送信ウェイトの設定対象のＰＤＳＣＨの周波数帯に対応する、各アダプティブアレイアンテナ１０８Ａ乃至アダプティブアレイアンテナ１０８Ｄの送信ウェイトに設定する。ＡＡＳ処理部１３６は、設定した送信ウェイトと周波数領域の信号とを合成する重み付け処理を行う。
【００４８】
ここで、対応する周波数帯が設定対象のＰＤＳＣＨの周波数帯に最も近い受信ウェイトが複数存在する場合には、ＡＡＳ処理部１３６は、複数の受信ウェイトの平均値を送信ウェイトに設定してもよい。あるいは、ＡＡＳ処理部１３６は、複数の受信ウェイトのうち、最新の受信ウェイトを送信ウェイトに設定してもよい。
【００４９】
なお、特定された受信ウェイトに対応する周波数帯と、設定対象のＰＤＳＣＨの周波数帯との周波数の差が所定値以上になる場合には、ＡＡＳ処理部１３６は、送信ウェイトの設定対象のＰＤＳＣＨの周波数帯に対応する、各アダプティブアレイアンテナ１０８Ａ乃至アダプティブアレイアンテナ１０８Ｄの送信ウェイトを設定しないようにしてもよい。
【００５０】
また、無線端末ＵＥ２のアンテナが１つのみであり、下りの無線通信に、マルチストリーム通信であるＭＩＭＯ（Multi Input Multi Output）が採用される場合、ＡＡＳ処理部１３６は、以下のような処理を行う。すなわち、ＡＡＳ処理部１３６は、符号化変調部１３４において、ＭＩＭＯに対応するプリコーディングが行われると、一方のレイヤについては、受信ウェイトを送信ウェイト（第１送信ウェイト）とし、他方のレイヤについては、第１送信ウェイトに対して直交する第２送信ウェイトとし、これら第１送信ウェイト及び第２送信ウェイトと信号とを空間分割多重接続（ＳＤＭＡ）合成する。例えば、無線基地局ｅＮＢ１におけるアンテナ素子がＫ個でレイヤが２つの場合、受信ウェイトに基づいて算出されたＫ番目のアンテナ素子（素子（ｋ））の第１送信ウェイトをＷＴＸ１（ｋ）とすると、第２送信ウェイトＷＴＸ２（ｋ）は、以下の式１により得られる。但し、無線基地局ｅＮＢ１におけるアンテナ素子の数によって、第２送信ウェイトは複数求めることができる。レイヤ１の信号Ｘ１と素子（ｋ）の第１送信ウェイトＷＴＸ１（ｋ）との合成、及び、レイヤ２の信号Ｘ２と素子（ｋ）の第２送信ウェイトＷＴＸ２（ｋ）との合成は、式２により行われ、合成ウェイトＷ（ｋ）となる。
【００５１】
【数１】
0005629507.tif 000002
・・・（式１）
【００５２】
【数２】
0005629507.tif 000003
・・・（式２）
【００５３】
ＡＡＳ処理部１３６は、重み付け後の周波数領域の信号をＩＦＦＴ処理部１３８へ出力する。
【００５４】
ＩＦＦＴ処理部１３８は、重み付け後の周波数領域の信号に対して、逆高速フーリエ変換を行い、ベースバンド信号を得る。ＣＰ付加部１４０は、入力されたベースバンド信号にＣＰを付加する。ＣＰ付加部１４０は、ＣＰが付加されたベースバンド信号をＲＦ送信処理部１０７へ出力する。
【００５５】
ＲＦ送信処理部１０７は、図示しないミキサ、パワーアンプを内蔵している。ＲＦ送信処理部１０７は、ＣＰが付加されたベースバンド信号を無線周波数帯の下り無線信号に変換（アップコンバート）する。更に、ＲＦ送信処理部１０７は、無線周波数帯の下り無線信号を増幅し、増幅後の無線周波数帯の下り無線信号を、送信ウェイトが設定されたアダプティブアレイアンテナ１０８Ａ乃至アダプティブアレイアンテナ１０８Ｄを介して送信する。
【００５６】
（１．３）無線端末の構成
図４は、無線端末ＵＥ２の構成図である。図４に示すように、無線端末ＵＥ２は、制御部２０２、記憶部２０３、無線周波数（ＲＦ）受信処理部２０５、ベースバンド（ＢＢ）処理部２０６、ＲＦ送信処理部２０７、アンテナ２０８を含む。
【００５７】
制御部２０２は、例えばＣＰＵによって構成され、無線端末ＵＥ２が具備する各種機能を制御する。記憶部２０３は、例えばメモリによって構成され、無線端末ＵＥ２における制御などに用いられる各種情報を記憶する。
【００５８】
ＲＦ受信処理部２０５は、アンテナ２０８を介して、無線基地局ｅＮＢ１からの無線周波数帯の下り無線信号を受信する。ＲＦ受信処理部２０５は、図示しないローノイズアンプ（ＬＮＡ）、ミキサを内蔵している。ＲＦ受信処理部２０５は、受信した無線周波数帯の下り無線信号を増幅し、ベースバンド信号に変換（ダウンコンバート）する。更に、ＲＦ受信処理部２０５は、ベースバンド信号をＢＢ処理部２０６へ出力する。
【００５９】
ＢＢ処理部２０６は、ＲＢ割当部２２０、ＣＰ除去部２２２、ＦＦＴ処理部２２４、チャネル等化部２２８、復調復号部２３２、符号化変調部２３４、ＤＦＴ処理部２３６、ＩＦＦＴ処理部２３８、ＣＰ付加部２４０を有する。
【００６０】
ＲＢ割当部２２０には、制御部２０２における、ＭＡＣ層の処理によって得られるリソースブロックの割り当て値（ＲＢ割当値）が入力される。制御部２０２は、無線端末ＵＥ２が無線基地局ｅＮＢ１に接続する際に、当該無線基地局ｅＮＢ１からのリソースブロックの割当情報により、割り当てられたリソースブロックを認識できる。ＲＢ割当値は、上述したように、無線端末ＵＥ２に対して割り当てられる下りリソースブロック及び上りリソースブロックの識別情報であるリソースブロック番号が含まれる。ＲＢ割当部２２０は、ＲＢ割当値をチャネル等化部２２８及びＤＦＴ処理部２３６へ出力する。
【００６１】
ＣＰ除去部２２２は、入力されたベースバンド信号からＣＰを除去する。ＦＦＴ処理部２２４は、ＣＰが除去されたベースバンド信号に対して、高速フーリエ変換を行い、周波数領域の信号を得る。
【００６２】
チャネル等化部２２８は、ＲＢ割当部２２０からのＲＢ割当値に基づいて、無線端末ＵＥ２に割り当てられた下りリソースブロックの周波数帯を特定する。更に、チャネル等化部２２８は、ＦＦＴ処理部２２４からの周波数領域の信号のうち、無線端末ＵＥ２に割り当てられた下りリソースブロックの周波数帯に対応する周波数領域の信号に対して、チャネル等化処理を行う。復調復号部２３２は、チャネル等化処理がなされた信号に対して復調及び復号処理を行う。これにより、無線基地局ｅＮＢ１が送信したデータが得られる。データは制御部２０２へ出力される。
【００６３】
符号化変調部２３４は、制御部２０２からのデータが入力されると、当該データに対して符号化及び変調を行い、周波数領域の信号を得る。ＤＦＴ処理部２３６は、ＲＢ割当部２２０からのＲＢ割当値に基づいて、無線端末ＵＥ２に割り当てられた上りリソースブロックの周波数帯を特定する。更に、ＤＦＴ処理部２３６は、周波数領域の信号に対して、離散フーリエ変換を行う。ＩＦＦＴ処理部２３８は、離散フーリエ変換がなされた信号に対して、逆高速フーリエ変換を行い、ベースバンド信号を得る。ＣＰ付加部２４０は、入力されたベースバンド信号にＣＰを付加する。ＣＰ付加部２４０は、ＣＰが付加されたベースバンド信号をＲＦ送信処理部２０７へ出力する。
【００６４】
ＲＦ送信処理部２０７は、図示しないミキサ、パワーアンプを内蔵している。ＲＦ送信処理部２０７は、ＣＰが付加されたベースバンド信号を無線周波数帯の上り無線信号に変換（アップコンバート）する。更に、ＲＦ送信処理部２０７は、無線周波数帯の上り無線信号を増幅し、増幅後の無線周波数帯の上り無線信号を、アダプティブアレイアンテナ１０８Ａ乃至アダプティブアレイアンテナ１０８Ｄを介して送信する。
【００６５】
（２）無線通信システムの動作
図５は、無線通信システム１０の動作を示すシーケンス図である。ステップＳ１０１において、無線端末ＵＥ２は、無線周波数帯の上り無線信号を送信する。無線基地局ｅＮＢ１は、無線周波数帯の上り無線信号を受信する。
【００６６】
ステップＳ１０２において、無線基地局ｅＮＢ１は、受信した上り無線信号に含まれる復調用の参照信号を検出する。
【００６７】
ステップＳ１０３において、無線基地局ｅＮＢ１は、復調用の参照信号に基づいて、無線端末ＵＥ２に割り当てられた上りリソースブロック内のＰＵＳＣＨの周波数帯に対応する、各アダプティブアレイアンテナ１０８Ａ乃至アダプティブアレイアンテナ１０８Ｄの受信ウェイトを算出する。更に、無線基地局ｅＮＢ１は、算出した各アダプティブアレイアンテナ１０８Ａ乃至アダプティブアレイアンテナ１０８Ｄの受信ウェイトを記憶する。
【００６８】
ステップＳ１０４において、無線基地局ｅＮＢ１は、記憶している各アダプティブアレイアンテナ１０８Ａ乃至アダプティブアレイアンテナ１０８Ｄの受信ウェイトのうち、過去の所定期間内に算出され、対応する周波数帯が設定対象のＰＤＳＣＨの周波数帯に最も近い受信ウェイトを特定する。更に、無線基地局ｅＮＢ１は、特定した受信ウェイトを、各アダプティブアレイアンテナ１０８Ａ乃至アダプティブアレイアンテナ１０８Ｄの送信ウェイトに設定する。
【００６９】
ステップＳ１０５において、無線基地局ｅＮＢ１は、送信ウェイトが設定された各アダプティブアレイアンテナ１０８Ａ乃至アダプティブアレイアンテナ１０８Ｄから無線周波数帯の下り無線信号を送信する。無線端末ＵＥ２は、無線周波数帯の下り無線信号を受信する。
【００７０】
（３）作用・効果
以上説明したように、本実施形態によれば、無線基地局ｅＮＢ１は、無線端末ＵＥ２からの無線周波数帯の上り無線信号を受信すると、当該上り無線信号に含まれる復調用の参照信号に基づいて、各アダプティブアレイアンテナ１０８Ａ乃至アダプティブアレイアンテナ１０８Ｄの受信ウェイトを算出し、記憶する。更に、無線基地局ｅＮＢ１は、記憶している各アダプティブアレイアンテナ１０８Ａ乃至アダプティブアレイアンテナ１０８Ｄの受信ウェイトのうち、過去の所定期間内に算出され、対応する周波数帯が設定対象のＰＤＳＣＨの周波数帯に最も近い受信ウェイトを、各アダプティブアレイアンテナ１０８Ａ乃至アダプティブアレイアンテナ１０８Ｄの送信ウェイトに設定する。
【００７１】
図６は、ＰＵＳＣＨに対応する受信ウェイトと、ＰＤＳＣＨに対応する送信ウェイトとの対応の一例を示す図である。図６は、上りリソースブロックの割り当てに際して周波数ホッピングが適用される場合の例である。周波数ホッピングの前においては、リソースブロック（ＲＢ）１１がＰＵＳＣＨの周波数帯として割り当てられ、周波数ホッピングの後においては、タイムスロット１の時間帯ではリソースブロック（ＲＢ）５がＰＵＳＣＨの周波数帯として割り当てられ、タイムスロット２の時間帯ではリソースブロック（ＲＢ）１７がＰＵＳＣＨの周波数帯として割り当てられる。
【００７２】
このような状況下において、過去の１［ｍｓ］の期間内に算出された受信ウェイトのみが、送信ウェイトの候補となるように定められている場合を考える。この場合、ＡＡＳ処理部１３６は、ＲＢ５のタイムスロット１に対応する周波数帯の受信ウェイトと、ＲＢ１７のタイムスロット２に対応する周波数帯の受信ウェイトとを抽出する。更に、受信ウェイトを、当該受信ウェイトに対応する周波数帯を中心とする７つの周波数帯に対応する送信ウェイトとして用いることが定められている場合を考える。この場合、ＡＡＳ処理部１３６は、ＰＤＳＣＨの周波数帯のうち、ＲＢ５を中心とするＲＢ２乃至ＲＢ８の周波数帯については、ＲＢ５のタイムスロット１に対応する周波数帯の受信ウェイトを、送信ウェイトに設定する。また、ＡＡＳ処理部１３６は、ＰＤＳＣＨの周波数帯のうち、ＲＢ１７を中心とするＲＢ１４乃至ＲＢ２０の周波数帯については、ＲＢ１７のタイムスロット２に対応する周波数帯の受信ウェイトを、送信ウェイトに設定する。
【００７３】
このような送信ウェイトの設定が採用されることにより、上りの無線信号に用いられる周波数帯と下りの無線信号に用いられる周波数帯とが一致していない場合にも、下りの無線信号に用いられる周波数帯に最も近い周波数帯、換言すれば、下りの無線信号に用いられる周波数帯と伝搬環境が近い周波数帯の受信ウェイトを、下りの無線信号に用いられる周波数帯の送信ウェイトに設定することにより、下りの無線通信に障害が生じることが抑制され、適切なアダプティブアレイが可能となる。
【００７４】
（４）その他の実施形態
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。
【００７５】
上述した実施形態では、無線基地局ｅＮＢ１は、復調用の参照信号に基づいて、受信ウェイトを算出したが、上り無線信号に含まれる他の信号に基づいて、受信ウェイトを設定してもよい。
【００７６】
上述した実施形態では、ＴＤＤ−ＬＴＥの無線通信システムについて説明したが、無線端末に割り当てられる上り無線信号の周波数帯と、下り無線信号の周波数帯とが異なる、上下非対称通信が採用される無線通信システムであれば、同様に本発明を適用できる。
【００７７】
このように本発明は、ここでは記載していない様々な実施形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。
【符号の説明】
【００７８】
ｅＮＢ１…無線基地局、ＵＥ２…無線端末、３…セル、１０…無線通信システム、１０２…制御部、１０３…記憶部、１０４…Ｉ／Ｆ部、１０５…ＲＦ受信処理部、１０６…ＢＢ処理部、１０７…ＲＦ送信処理部、１０８Ａ、１０８Ｂ、１０８Ｃ、１０８Ｄ…アダプティブアレイアンテナ、１２０…ＲＢ割当部、１２１…メモリ、１２２…ＣＰ除去部、１２４…ＦＦＴ処理部、１２６…ＡＡＳ処理部、１２８…チャネル等化部、１３０…ＩＤＦＴ処理部、１３２…復調復号部、１３４…符号化変調部、１３６…ＡＡＳ処理部、１３８…ＩＦＦＴ処理部、１４０…ＣＰ付加部、２０２…制御部、２０３…記憶部、２０５…ＲＦ受信処理部、２０６…ＢＢ処理部、２０７…ＲＦ送信処理部、２０８…アンテナ、２２０…ＲＢ割当部、２２２…ＣＰ除去部、２２４…ＦＦＴ処理部、２２８…チャネル等化部、２３２…復調復号部、２３４…符号化変調部、２３６…ＤＦＴ処理部、２３８…ＩＦＦＴ処理部、２４０…ＣＰ付加部
【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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