(57)【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、
複数のアンテナを有し、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の制御を行う通信部と、
前記通信部が通信端末との下り通信で使用する使用下り無線リソースを、当該通信端末に対して割り当てるとともに、通信端末が既知信号の送信に使用する使用既知信号用上り無線リソースを当該通信端末に割り当てる無線リソース割り当て部と
を備え、
通信端末が既知信号を送信する上り通信期間と、当該上り通信期間の後に現れる、下り通信が行われる複数の下り通信期間とを含む単位期間が繰り返し現れ、
既知信号の送信周波数帯域幅として設定することが可能な帯域幅として、大きさが互いに異なる複数の帯域幅が定められ、
前記無線リソース割り当て部は、
前記通信部が通信する複数の通信端末のそれぞれについて、当該通信端末が送信する既知信号の送信周波数帯域幅を、前記複数の帯域幅のうちの最小帯域幅に設定し、
前記単位期間に含まれる前記上り通信期間において既知信号を送信する通信端末に対して、当該既知信号の送信周波数帯域に含まれる周波数帯域を周波数方向に含み、かつ当該単位期間に含まれる前記複数の下り通信期間を時間方向に含む下り無線リソースを前記使用下り無線リソースとして割り当てる、基地局。
【請求項２】
請求項１に記載の基地局であって、
前記単位期間には、前記複数の下り通信期間の前に現れる、通信端末が既知信号を送信する第２上り通信期間が含まれ、
前記単位期間に含まれる前記上り通信期間及び前記第２上り通信期間を時間方向にそれぞれ含む２つの上り無線リソースに対して、前記使用既知信号用上り無線リソースとして通信端末に割り当てることが可能な、互いに周波数帯域が異なる第１及び第２割り当て可能既知信号用上り無線リソースがそれぞれ定められ、
前記無線リソース割り当て部は、
前記単位期間に含まれる前記第２上り通信期間において既知信号を送信する通信端末に対して、当該既知信号の送信周波数帯域に含まれる周波数帯域を周波数方向に含み、かつ当該単位期間に含まれる前記複数の下り通信期間を時間方向に含む下り無線リソースを前記使用下り無線リソースとして割り当てる、基地局。
【請求項３】
請求項２に記載の基地局であって、
前記無線リソース割り当て部は、
前記通信部が下り通信を行う通信端末の数が、前記第１及び第２割り当て可能既知信号用上り無線リソースの周波数帯域幅に含まれる前記最小帯域幅の数以下の場合には、前記通信部が前記単位期間において下り通信を行う通信端末に対して、当該単位期間における前記第１及び第２割り当て可能既知信号用上り無線リソースの両方から前記使用既知信号用上り無線リソースを割り当てる、基地局。
【請求項４】
請求項３に記載の基地局であって、
前記第１及び第２割り当て可能既知信号用上り無線リソースのそれぞれの周波数帯域は前記単位期間ごとに変化し、
連続する２つの前記単位期間について、先の前記単位期間での前記第２割り当て可能既知信号用上り無線リースの周波数帯域は、後の前記単位期間での前記第１及び第２割り当て可能既知信号用上り無線リソースの周波数帯域に含まれ、当該先の前記単位期間での前記第１割り当て可能既知信号用上り無線リースの周波数帯域は、当該後の前記単位期間での前記第１及び第２割り当て可能既知信号用上り無線リソースの周波数帯域に含まれない部分周波数帯域を含み、
前記無線リソース割り当て部は、
連続する２つの前記単位期間について、先の前記単位期間での前記第１割り当て可能既知信号用上り無線リースから割り当てられた、前記部分周波数帯域に含まれる周波数帯域を周波数方向に含む前記使用既知信号用上り無線リソースを用いて既知信号を送信する通信端末に対して、当該既知信号の送信周波数帯域に含まれる周波数帯域を周波数方向に含み、かつ先の前記単位期間に含まれる前記複数の下り通信期間を時間方向に含む下り無線リソースを前記使用下り無線リソースとして割り当てるとともに、当該既知信号の送信周波数帯域に含まれる周波数帯域を周波数方向に含み、かつ後の前記単位期間に含まれる前記複数の下り通信期間を時間方向に含む下り無線リソースを前記使用下り無線リソースとして割り当てる、基地局。
【請求項５】
請求項４に記載の基地局であって、
前記無線リソース割り当て部は、
通信端末に送信すべきデータ量に基づいて、前記第１及び第２割り当て可能既知信号用上り無線リソースのうちのどちらの上り無線リソースから当該通信端末に対して前記使用既知信号用上り無線リソースを割り当てるかを決定する、基地局。
【請求項６】
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の制御を行う基地局での通信端末に対する無線リソースの割り当て方法であって、
（ａ）前記基地局が通信端末との下り通信で使用する使用下り無線リソースを、当該通信端末に対して割り当てる工程と、
（ｂ）通信端末が既知信号の送信に使用する使用既知信号用上り無線リソースを当該通信端末に割り当てる工程と
を備え、
通信端末が既知信号を送信する上り通信期間と、当該上り通信期間の後に現れる、下り通信が行われる複数の下り通信期間とを含む単位期間が繰り返し現れ、
既知信号の送信周波数帯域幅として設定することが可能な帯域幅として、大きさが互いに異なる複数の帯域幅が定められ、
前記工程（ｂ）では、前記基地局が通信する複数の通信端末のそれぞれについて、当該通信端末が送信する既知信号の送信周波数帯域幅が、前記複数の帯域幅のうちの最小帯域幅に設定され、
前記工程（ａ）では、前記単位期間に含まれる前記上り通信期間において既知信号を送信する通信端末に対して、当該既知信号の送信周波数帯域に含まれる周波数帯域を周波数方向に含み、かつ当該単位期間に含まれる前記複数の下り通信期間を時間方向に含む下り無線リソースが前記使用下り無線リソースとして割り当てられる、無線リソースの割り当て方法。
【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等の通信システムの基地局においては、複数のアンテナで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。
【０００５】
一方で、基地局においては、その性能の向上が望まれている。
【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して通信端末と通信する基地局の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、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の制御を行う通信部と、前記通信部が通信端末との下り通信で使用する使用下り無線リソースを、当該通信端末に対して割り当てるとともに、通信端末が既知信号の送信に使用する使用既知信号用上り無線リソースを当該通信端末に割り当てる無線リソース割り当て部とを備え、通信端末が既知信号を送信する上り通信期間と、当該上り通信期間の後に現れる、下り通信が行われる複数の下り通信期間とを含む単位期間が繰り返し現れ、既知信号の送信周波数帯域幅として設定することが可能な帯域幅として、大きさが互いに異なる複数の帯域幅が定められ、前記無線リソース割り当て部は、前記通信部が通信する複数の通信端末のそれぞれについて、当該通信端末が送信する既知信号の送信周波数帯域幅を、前記複数の帯域幅のうちの最小帯域幅に設定し、前記単位期間に含まれる前記上り通信期間において既知信号を送信する通信端末に対して、当該既知信号の送信周波数帯域に含まれる周波数帯域を周波数方向に含み、かつ当該単位期間に含まれる前記複数の下り通信期間を時間方向に含む下り無線リソースを前記使用下り無線リソースとして割り当てる。
【０００８】
また、本発明に係る基地局の一態様では、前記単位期間には、前記複数の下り通信期間の前に現れる、通信端末が既知信号を送信する第２上り通信期間が含まれ、前記単位期間に含まれる前記上り通信期間及び前記第２上り通信期間を時間方向にそれぞれ含む２つの上り無線リソースに対して、前記使用既知信号用上り無線リソースとして通信端末に割り当てることが可能な、互いに周波数帯域が異なる第１及び第２割り当て可能既知信号用上り無線リソースがそれぞれ定められ、前記無線リソース割り当て部は、前記単位期間に含まれる前記第２上り通信期間において既知信号を送信する通信端末に対して、当該既知信号の送信周波数帯域に含まれる周波数帯域を周波数方向に含み、かつ当該単位期間に含まれる前記複数の下り通信期間を時間方向に含む下り無線リソースを前記使用下り無線リソースとして割り当てる。
【０００９】
また、本発明に係る基地局の一態様では、前記無線リソース割り当て部は、前記通信部が下り通信を行う通信端末の数が、前記第１及び第２割り当て可能既知信号用上り無線リソースの周波数帯域幅に含まれる前記最小帯域幅の数以下の場合には、前記通信部が前記単位期間において下り通信を行う通信端末に対して、当該単位期間における前記第１及び第２割り当て可能既知信号用上り無線リソースの両方から前記使用既知信号用上り無線リソースを割り当てる。
【００１０】
また、本発明に係る基地局の一態様では、前記第１及び第２割り当て可能既知信号用上り無線リソースのそれぞれの周波数帯域は前記単位期間ごとに変化し、連続する２つの前記単位期間について、先の前記単位期間での前記第２割り当て可能既知信号用上り無線リースの周波数帯域は、後の前記単位期間での前記第１及び第２割り当て可能既知信号用上り無線リソースの周波数帯域に含まれ、当該先の前記単位期間での前記第１割り当て可能既知信号用上り無線リースの周波数帯域は、当該後の前記単位期間での前記第１及び第２割り当て可能既知信号用上り無線リソースの周波数帯域に含まれない部分周波数帯域を含み、前記無線リソース割り当て部は、連続する２つの前記単位期間について、先の前記単位期間での前記第１割り当て可能既知信号用上り無線リースから割り当てられた、前記部分周波数帯域に含まれる周波数帯域を周波数方向に含む前記使用既知信号用上り無線リソースを用いて既知信号を送信する通信端末に対して、当該既知信号の送信周波数帯域に含まれる周波数帯域を周波数方向に含み、かつ先の前記単位期間に含まれる前記複数の下り通信期間を時間方向に含む下り無線リソースを前記使用下り無線リソースとして割り当てるとともに、当該既知信号の送信周波数帯域に含まれる周波数帯域を周波数方向に含み、かつ後の前記単位期間に含まれる前記複数の下り通信期間を時間方向に含む下り無線リソースを前記使用下り無線リソースとして割り当てる。
【００１１】
また、本発明に係る基地局の一態様では、前記無線リソース割り当て部は、通信端末に送信すべきデータ量に基づいて、前記第１及び第２割り当て可能既知信号用上り無線リソースのうちのどちらの上り無線リソースから当該通信端末に対して前記使用既知信号用上り無線リソースを割り当てるかを決定する。
【００１２】
また、本発明に係る無線リソースの割り当て方法は、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の制御を行う基地局での通信端末に対する無線リソースの割り当て方法であって、（ａ）前記基地局が通信端末との下り通信で使用する使用下り無線リソースを、当該通信端末に対して割り当てる工程と、（ｂ）通信端末が既知信号の送信に使用する使用既知信号用上り無線リソースを当該通信端末に割り当てる工程とを備え、通信端末が既知信号を送信する上り通信期間と、当該上り通信期間の後に現れる、下り通信が行われる複数の下り通信期間とを含む単位期間が繰り返し現れ、既知信号の送信周波数帯域幅として設定することが可能な帯域幅として、大きさが互いに異なる複数の帯域幅が定められ、前記工程（ｂ）では、前記基地局が通信する複数の通信端末のそれぞれについて、当該通信端末が送信する既知信号の送信周波数帯域幅が、前記複数の帯域幅のうちの最小帯域幅に設定され、前記工程（ａ）では、前記単位期間に含まれる前記上り通信期間において既知信号を送信する通信端末に対して、当該既知信号の送信周波数帯域に含まれる周波数帯域を周波数方向に含み、かつ当該単位期間に含まれる前記複数の下り通信期間を時間方向に含む下り無線リソースが前記使用下り無線リソースとして割り当てられる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、基地局の性能が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【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送信可能帯域が周波数ホッピングする様子を示す図である。
【図７】ＳＲＳ０とＳＲＳ１を示す図である。
【図８】複数のＳＲＳ用上り無線リソースを示す図である。
【図９】割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソースの周波数帯域が周波数ホッピングする様子を示す図である。
【図１０】ＳＲＳ帯域が周波数ホッピングする様子を示す図である。
【図１１】ＳＲＳ帯域が周波数ホッピングする様子を示す図である。
【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】実施の形態に係る基地局での通信端末に対する使用下り無線リソースの割り当て方法を説明するための図である。
【図１４】実施の形態に係る基地局での通信端末に対する使用下り無線リソースの割り当て方法を説明するための図である。
【図１５】実施の形態に係る基地局での通信端末に対する使用下り無線リソースの割り当て方法を説明するための図である。
【図１６】実施の形態に係る基地局での通信端末に対する使用下り無線リソースの割り当て例を示す図である。
【図１７】実施の形態に係る基地局でのビームフォーミング及びヌルステアリングを説明するための図である。
【図１８】実施の形態に係る基地局でのビームフォーミング及びヌルステアリングを説明するための図である。
【図１９】実施の形態に係る基地局での通信端末に対する使用下り無線リソースの割り当て例を示す図である。
【図２０】比較対象基地局での通信端末に対する使用ＳＲＳ用上り無線リソース及び使用下り無線リソースの割り当て例を示す図である。
【図２１】実施の形態に係る基地局において通信端末に対して割り当てられた使用下り無線リソースの量を示す図である。
【図２２】比較対象基地局において通信端末に対して割り当てられた使用下り無線リソースの量を示す図である。
【図２３】比較対象基地局での通信端末に対する使用ＳＲＳ用上り無線リソース及び使用下り無線リソースの割り当て例を示す図である。
【図２４】実施の形態に係る基地局での通信端末に対する使用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】
【００１５】
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。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。基地局１と通信端末２との間の通信には、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。
【００１６】
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が存在することがある。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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及びＭＣＳ決定部１２５を備えている。
【００２２】
ＭＣＳ決定部１２５は、基地局１が通信端末２に送信する送信信号に適用するＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme）を決定する。ＭＣＳは、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）、１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）などの変調方式と誤り訂正符号の符号化率との組み合わせを示している。ＭＣＳ決定部１２５は、通信端末２に送信される送信信号に適用されるＭＣＳを、当該送信信号の周波数帯域での基地局１と当該通信端末２との間の下り方向の伝送路特性（無線特性）に基づいて決定する。
【００２３】
送信信号生成部１２０は、通信対象の通信端末２に送信する送信データを生成する。送信データには制御データ及びユーザデータが含まれる。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、ＭＣＳ決定部１２５で決定されたＭＣＳに基づいて生成する。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。
【００２４】
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。
【００２５】
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（以後、「合成受信信号」と呼ぶ）を生成する。
【００２６】
受信データ取得部１２１は、受信ウェイト処理部１２４で生成された合成受信信号に対して、逆離散フーリエ変換や復調処理等を行って、当該合成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。
【００２７】
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。
【００２８】
無線リソース割り当て部１２２は、データの下り通信を行う通信端末２を決定するとともに、当該通信端末２に対して、当該通信端末２とのデータの下り通信で使用する下り無線リソース（以後、「使用下り無線リソース」と呼ぶ）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に割り当てた使用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、当該使用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に割り当てられた使用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、無線リソース割り当て部１２２が通信端末２に割り当てた使用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使用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。
【００２９】
また無線リソース割り当て部１２２は、データの上り通信を行う通信端末２を決定するとともに、当該通信端末２に対して、当該通信端末２とのデータの上り通信で使用する上り無線リソース（以後、「使用上り無線リソース」と呼ぶ）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に割り当てた使用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使用上り無線リソースを知ることができ、当該使用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。
【００３０】
さらに無線リソース割り当て部１２２は、通信端末２が、既知信号である後述のサウンディング基準信号（ＳＲＳ）を送信する際に使用する上り無線リソース（以後、「使用ＳＲＳ用上り無線リソース」と呼ぶ）を当該通信端末２に対して割り当てる。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に対して割り当てた使用ＳＲＳ用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、当該通信端末２は、基地局１へのＳＲＳの送信に使用する使用ＳＲＳ用上り無線リソースを知ることができ、当該使用ＳＲＳ用上り無線リソースを用いて基地局１にＳＲＳを無線送信する。
【００３１】
＜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使用上り無線リソース、使用下り無線リソース及び使用ＳＲＳ用上り無線リソースを決定する。
【００３２】
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。また、１つのＴＤＤフレーム３００の時間長を「１フレーム時間」と呼び、連続する５つのサブフレーム３０２の時間長を「ハーフフレーム時間」と呼ぶ。
【００３３】
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。
【００３４】
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にデータを送信する。
【００３５】
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に対して使用上り無線リソースを割り当てる場合、あるいは通信端末２に対して使用下り無線リソースを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１つのサブフレーム３０２単位で、周波数方向においては１つのリソースブロック単位で、当該通信端末２に対して使用上り無線リソースあるいは使用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。以後、「ＲＢ」と言えば、リソースブロックの周波数帯域を示すものとする。
【００３６】
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。
【００３７】
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。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。
【００３８】
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、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。本実施の形態に係る通信システム１００では、例えば、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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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３０２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。
【００４２】
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、あるいは両方において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に基づいてアレイアンテナ１１０の送信指向性の制御を行うことが可能となっている。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。
【００４３】
なお、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。また、以後、ＳＲＳの１回の送信とは、１つのシンボル期間３０４でのＳＲＳの送信を意味する。また、通信端末２がＳＲＳを送信することが可能な上りパイロットタイムスロット３５２に含まれる前方のシンボル期間３０４及び後方のシンボル期間３０４を「第１ＳＲＳ用上り通信期間３７０ａ」及び「第２ＳＲＳ用上り通信期間３７０ｂ」とそれぞれ呼ぶ。また、第１ＳＲＳ用上り通信期間３７０ａと第２ＳＲＳ用上り通信期間３７０ｂを特に区別する必要が無い場合には、それぞれを「ＳＲＳ用上り通信期間」と呼ぶ。
【００４４】
ここで、スペシャルサブフレーム３０２の第１ＳＲＳ用上り通信期間３７０ａの先頭から、その次のスペシャルサブフレーム３０２の第１ＳＲＳ用上り通信期間３７０ａの先頭までの期間を「単位期間３６０」と呼ぶ。通信端末２に対する使用下り無線リソース等の無線リソースの割り当ては、この単位期間３６０が基準となる。本通信システム１００では、単位期間３６０が繰り返し現れることになる。
【００４５】
本実施の形態では、基地局１と通信する各通信端末２は、無線リソース割り当て部１２２による使用ＳＲＳ用上り無線リソースの割り当てによって、例えば、１つの単位期間３６０ごとに少なくとも１回ＳＲＳを送信する。つまり、基地局１と通信する各通信端末２は、各単位期間３６０において、当該単位期間３６０に含まれる第１ＳＲＳ用上り通信期間３７０ａ及び第２ＳＲＳ用上り通信期間３７０ｂのうちのどちらか一方、あるいは両方においてＳＲＳを送信する。単位期間３６０の長さは５ｍｓであることから、以後、通信端末２が１つの単位期間３６０ごとに１回ＳＲＳを送信することを「５ｍｓ周期送信」と呼ぶ。また、通信端末２が１つの単位期間３６０ごとに２回ＳＲＳを送信することを「最短周期送信」と呼ぶ。
【００４６】
なお、ＬＴＥにおいては、基地局１は、通信端末２が複数の単位期間３６０ごとに１回ＳＲＳを送信するように当該通信端末２に対して使用ＳＲＳ用上り無線リソースを割り当てることも可能であるが、本実施の形態では、５ｍｓ周期送信と最短周期送信だけを使用するものとする。
【００４７】
＜ＳＲＳ送信可能帯域の周波数ホッピング＞
本通信システム１００では、通信端末２がＳＲＳの送信に使用可能な周波数帯域４５０（以後、「ＳＲＳ送信可能帯域４５０」と呼ぶ）が、１つの単位期間３６０ごとに周波数ホッピングするようになっている。図６はＳＲＳ送信可能帯域４５０が周波数ホッピングする様子を示す図である。
【００４８】
図６に示されるように、ＳＲＳ送信可能帯域４５０は、１つの単位期間３６０ごとに、システム帯域４００において高周波側及び低周波側に交互に寄せて配置されるようになっている。したがって、各単位期間３６０においては、システム帯域４００における高周波側端部あるいは低周波側端部がＳＲＳの送信に使用することができない帯域となっている。以後、この帯域を「ＳＲＳ送信不可帯域」と呼ぶ。各基地局１は、ＳＲＳ送信不可帯域に含まれる周波数帯域を周波数方向に含む上り無線リソースを使用ＳＲＳ用上り無線リソースとして通信端末２に割り当てることはできない。
【００４９】
なお、ＳＲＳ送信不可帯域は各基地局１において同一である。したがって、各単位期間３６０において、ある基地局１が通信端末２に対してＳＲＳの送信用として割り当てることができないＳＲＳ送信不可帯域と、その基地局１の周辺に位置する周辺基地局１が通信端末２に対してＳＲＳの送信用として割り当てることができないＳＲＳ送信不可帯域とは一致している。
【００５０】
本実施の形態のように、システム帯域幅が１０ＭＨｚの場合には、システム帯域４００には、５０個のＲＢが含まれる。この場合、ＳＲＳ送信可能帯域４５０の帯域幅は、４０個のＲＢ分の周波数帯域幅となり、ＳＲＳ送信不可帯域の帯域幅は１０個のＲＢ分の周波数帯域幅となる。以後、周波数方向に並ぶ５０個のＲＢに対して、周波数の低い方から順に０番から４９番までの番号を付与し、以下では、この番号を用いて通信システム１００の動作を説明することがある。
【００５１】
＜ＳＲＳの構成＞
本実施の形態に係る通信システム１００では、“transmissionComb”と呼ばれるパラメータｋTCで識別される２種類のＳＲＳが規定されている。各通信端末２は、この２種類のＳＲＳのうちのどちらか一方のＳＲＳを、第１ＳＲＳ用上り通信期間３７０ａ及び第２ＳＲＳ用上り通信期間３７０ｂの少なくとも一方で送信する。
【００５２】
パラメータｋTCは“０”あるいは“１”の値をとることが可能である。パラメータｋTC＝０で特定されるＳＲＳ（以後、「ＳＲＳ０」と呼ぶ）の送信に使用される複数のサブキャリアＳＣ０は、周波数方向において、連続的に配置されているのではなく、櫛歯状に配置されている。言い換えれば、ＳＲＳ０のキャリア周波数は周波数方向において櫛歯状に配置されている。同様にして、パラメータｋTC＝１で特定されるＳＲＳ（以後、「ＳＲＳ１」と呼ぶ）の送信に使用される複数のサブキャリアＳＣ１は、周波数方向において櫛歯状に配置されている。そして、ＳＲＳ０とＳＲＳ１とが同じ周波数帯域で送信される場合には、当該ＳＲＳ０の送信に使用される複数のサブキャリアＳＣ０と、当該ＳＲＳ１の送信に使用される複数のサブキャリアＳＣ１は、周波数方向において交互に配置される。したがって、ＳＲＳ０のキャリア周波数とＳＲＳ１のキャリア周波数とは周波数方向において互いに重なることはない。
【００５３】
図７は、ある周波数帯域４７０において、ＳＲＳ０とＳＲＳ１との両方が送信される様子を示している。図７に示されるように、ＳＲＳ０の送信に使用される複数のサブキャリアＳＣ０は、周波数方向において、１サブキャリア置きに配置されている。同様に、ＳＲＳ１の送信に使用される複数のサブキャリアＳＣ１は、周波数方向において、１サブキャリア置きに配置されている。そして、同じ周波数帯域４７０に含まれる、複数のサブキャリアＳＣ０と複数のサブキャリアＳＣ１とは、周波数方向において交互に配置されている。
【００５４】
このように、１つの通信端末２がＳＲＳの送信に使用する複数のサブキャリアは周波数方向において櫛歯状に配置されていることから、当該通信端末２がＳＲＳの送信に使用する周波数帯域での複数のサブキャリアの半分がＳＲＳの送信に使用される。そして、同じ周波数帯域に含まれる、複数のサブキャリアＳＣ０と複数のサブキャリアＳＣ１とは交互に配置されることから、ＳＲＳ０を送信する通信端末２と、ＳＲＳ１を送信する通信端末２とは、同じＳＲＳ用上り通信期間において同じ周波数帯域を使用することができる。基地局１側から見れば、基地局１は、同じＳＲＳ用上り通信期間において同じ周波数帯域で送信されるＳＲＳ０及びＳＲＳ１を区別することができる。
【００５５】
ＬＴＥの規格上では、上述のように、ＳＲＳ０とＳＲＳ１の両方を使用することが可能であるが、本実施の形態では、それらのうちの一方だけ、例えばＳＲＳ０だけを使用するものとする。したがって、本実施の形態では、各通信端末２は、第１ＳＲＳ用上り通信期間３７０ａ及び第２ＳＲＳ用上り通信期間３７０ｂの少なくとも一方においてＳＲＳ０を送信することになる。
【００５６】
以後、第１ＳＲＳ用上り通信期間３７０ａと、ＳＲＳ送信可能帯域４５０に含まれる、ＳＲＳ０の送信に使用することが可能な櫛歯状の複数のサブキャリアＳＣ０とで特定される上り無線リソースを「第１ＳＲＳ用上り無線リソース５００ａ」と呼ぶ。また、第２ＳＲＳ用上り通信期間３７０ｂと、ＳＲＳ送信可能帯域４５０に含まれる、ＳＲＳ０の送信に使用することが可能な櫛歯状の複数のサブキャリアＳＣ０とで特定される上り無線リソースを「第２ＳＲＳ用上り無線リソース５００ｂ」と呼ぶ。
【００５７】
図８は、第１ＳＲＳ用上り無線リソース５００ａ及び第２ＳＲＳ用上り無線リソース５００ｂを示す図である。図８に示されるように、第１ＳＲＳ用上り無線リソース５００ａ及び第２ＳＲＳ用上り無線リソース５００ｂは、周波数方向では一致しているが、時間方向では互いに異なっている。以後、これらの上り無線リソースを区別する必要がない場合には、それぞれを「ＳＲＳ用上り無線リソース」と呼ぶ。
【００５８】
また、ＬＴＥにおいては、ＳＲＳを構成する複数のＳＲＳシンボルから成る符号パターンが８種類規定されている。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。通信端末２は、８種類の符号パターンのいずれか１つをＳＲＳとして送信する。
【００５９】
このように、ＳＲＳについては、互いに直交する８種類の符号系列が採用された８種類の符号パターンが規定されていることから、ＬＴＥの規格上では、最大で８つの通信端末２が送信するＳＲＳを多重することができるが、本実施の形態では、ＳＲＳの多重は行わないものとする。
【００６０】
＜ＳＲＳ帯域の周波数ホッピング＞
本実施の形態に係る通信システム１００では、第１ＳＲＳ用上り無線リソース５００ａに対して、使用ＳＲＳ用上り無線リソースとして通信端末２に割り当てることが可能な第１割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ａが定められている。また、第２ＳＲＳ用上り無線リソース５００ｂに対して、使用ＳＲＳ用上り無線リソースとして通信端末２に割り当てることが可能な第２割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ｂが定められている。そして、各単位期間３６０において、第１割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ａの周波数帯域と、第２割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ｂの周波数帯域とは互いに異なるようになっている。
【００６１】
本実施の形態では、第１割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ａ及び第２割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ｂのそれぞれの周波数帯域幅は、例えば２０個のＲＢ分の帯域幅となっている。したがって、各単位期間３６０では、第１割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ａ及び第２割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ｂの周波数帯域は連続するとともに、ＳＲＳ送信可能帯域４５０の全領域を占めるようになる。
【００６２】
各基地局１は、通信端末２に対して、単位期間３６０における第１割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ａ及び第２割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ｂの少なくとも一方から使用ＳＲＳ用上り無線リソースを割り当てる。以後、第１割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ａ及び第２割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ｂを区別する必要がない場合には、それぞれを「割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース」と呼ぶ。
【００６３】
さらに、本通信システム１００では、割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソースの周波数帯域は、１つの単位期間３６０ごとにＳＲＳ送信可能帯域４５０内において周波数ホッピングするようになっている。図９はその様子を示す図である。図９には連続する複数の単位期間３６０における各サブフレーム３０２が示されている。図９では横方向が時間方向を示し、縦方向が周波数方向を示している。また図９の一番左に示されている０〜４９の数字は、周波数方向に並ぶ５０個のＲＢの番号を示している。また図９に示される「ＳＰ」はスペシャルサブフレーム３０２を意味し、「Ｕｐ」は上りパイロットタイムスロット（ＵｐＰＴＳ）３５２を意味し、「Ｄｗ」は下りパイロットタイムスロット（ＤｗＰＴＳ）３５１を意味している。また、図９に示される「ＵＬ」及び「ＤＬ」は、上りサブフレーム３０２及び下りサブフレーム３０２をそれぞれ意味している。
【００６４】
図９に示されるように、割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソースの周波数帯域は、１つの単位期間３６０ごとに、ＳＲＳ送信可能帯域４５０において高周波側及び低周波側に交互に寄せて配置されるようになっている。
【００６５】
具体的には、第１割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ａの周波数帯域は、それが属するスペシャルサブフレーム３０２でのＳＲＳ送信可能帯域４５０が、システム帯域の低周波側に位置する場合には、当該ＳＲＳ送信可能帯域４５０において低周波側に寄せて配置され、当該ＳＲＳ送信可能帯域４５０が、システム帯域の高周波側に位置する場合には、当該ＳＲＳ送信可能帯域４５０において高周波側に寄せて配置される。これにより、第１割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ａの周波数帯域は、１つの単位期間３６０ごとに、システム帯域において高周波側及び低周波側に交互に寄せて配置される。以後、第１割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ａの周波数帯域のこのような周波数ホッピングを「端ホッピング」と呼ぶ。
【００６６】
一方で、第２割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ｂの周波数帯域は、それが属するスペシャルサブフレーム３０２でのＳＲＳ送信可能帯域４５０が、システム帯域の低周波側に位置する場合には、当該ＳＲＳ送信可能帯域４５０において高周波側に寄せて配置され、当該ＳＲＳ送信可能帯域４５０が、システム帯域の高周波側に位置する場合には、当該ＳＲＳ送信可能帯域４５０において低周波側に寄せて配置される。これにより、第２割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ｂの周波数帯域は、システム帯域における中央部の３０個のＲＢ（１０番のＲＢから３９番のＲＢ）から成る周波数帯域において、１つの単位期間３６０ごとに高周波側及び低周波側に交互に寄せて配置される。以後、第２割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ｂの周波数帯域のこのような周波数ホッピングを「中ホッピング」と呼ぶ。
【００６７】
第１割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ａ及び第２割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ｂの周波数帯域が上述のように周波数ホッピングすることによって、連続する２つの単位期間３６０について見れば、先の単位期間３６０での第２割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リース６００ｂの周波数帯域は、後の単位期間３６０での第１割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ａ及び第２割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ｂの周波数帯域（連続する４０個のＲＢ）に含まれるようになる。そして、先の単位期間３６０での第１割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リース６００ａの周波数帯域は、後の単位期間３６０での第１割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ａ及び第２割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ｂの周波数帯域に含まれない部分周波数帯域６０１ａを含むようになる。図９の例では、最初と最後の単位期間３６０における第１割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ａの周波数帯域に含まれる部分周波数帯域６０１ａは、３４番のＲＢから４９番のＲＢまでの周波数帯域となり、真ん中の単位期間３６０における第１割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ａの周波数帯域に含まれる部分周波数帯域６０１ａは、０番のＲＢから９番のＲＢまでの周波数帯域となる。
【００６８】
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１回の送信に使用する周波数帯域（以後、「ＳＲＳ帯域」と呼ぶ）が、１つの単位期間３６０ごとに、割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソースの周波数帯域内において周波数ホッピングするようになっている。図１０，１１は、ある通信端末２についてのＳＲＳ帯域が周波数ホッピングする様子を示す図である。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。
【００６９】
ここで、本通信システム１００では、ＳＲＳの送信周波数帯域幅として設定することが可能な帯域幅として、互いに大きさが異なる複数の帯域幅が定められている。例えば、４０個のＲＢ分の帯域幅と、２０個のＲＢ分の帯域幅と、４個のＲＢ分の帯域幅の３種類の帯域幅が定められている。本実施の形態に係る各基地局１では、各通信端末２について、これらの帯域幅のうちの最小帯域幅、つまり４個のＲＢ分の帯域幅をＳＲＳの送信周波数帯域幅として設定する。言い換えれば、各通信端末２に割り当てる使用ＳＲＳ用上り無線リソースの周波数帯域幅を、４個のＲＢ分の帯域幅に設定する。以後、ｘ個のＲＢ分の帯域幅を単に「ｘＲＢ」と呼ぶことがある。
【００７０】
図１０，１１のそれぞれには、連続する複数のＴＤＤフレーム３００のうち、スペシャルサブフレーム３０２における、上りパイロットタイムスロット３５１を時間方向に含む部分だけが示されている。また図１０，１１のそれぞれでは、対象通信端末２についてのＳＲＳ帯域６５０が斜線で示されている。図１０の例では、対象通信端末２に対して、第１割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ａから、周波数帯域幅が４ＲＢの使用ＳＲＳ用上り無線リソースが割り当てられている。図１１の例では、対象通信端末２に対して、第２割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ｂから、周波数帯域幅が４ＲＢの使用ＳＲＳ用上り無線リソースが割り当てられている。
【００７１】
図１０，１１に示されるように、ＳＲＳ帯域６５０は、２つの単位期間３６０ごとに（１０ｍｓごとに）、割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソースの周波数帯域内で周波数ホッピングする。そして、ＳＲＳ帯域６５０は、１０個の単位期間３６０ごとに（５０ｍｓごとに）、元の周波数帯域に戻るようになっている。
【００７２】
より詳細には、第１割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ａから使用ＳＲＳ用無線リソースが割り当てられる対象通信端末２についてのＳＲＳ帯域６５０は、図１０に示されるように、第１割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ａの周波数帯域がＳＲＳ送信可能帯域４５０の低周波側に位置するようになるたびに、第１割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ａの周波数帯域内で周波数ホッピングする。また、図１１に示されるように、第２割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ｂから使用ＳＲＳ用無線リソースが割り当てられる対象通信端末２についてのＳＲＳ帯域６５０は、第２割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ｂの周波数帯域がＳＲＳ送信可能帯域４５０の高周波側に位置するようになるたびに、第２割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ｂの周波数帯域内で周波数ホッピングする。
【００７３】
ここで、割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソースの周波数帯域を４ＲＢずつに区分すると、５つの部分周波数帯域が得られる。この５つの部分周波数帯域に対して１番から５番の番号を付与すると、ＳＲＳ帯域６５０は、１番、３番、５番、２番、４番の部分周波数帯域の順で、当該部分周波数帯域と一致するように変化し、これを繰り返す。なお、対象通信端末２がＳＲＳの送信を開始する際には、ＳＲＳ帯域６５０が１番の部分周波数帯域から始まるとは限らず、例えば５番の部分周波数帯域から始まることがある。
【００７４】
本実施の形態に係る無線リソース割り当て部１２２は、基地局１が通信する各通信端末２について、５ｍｓ周期送信及び最短周期送信のどちらを実行させるかを決定する。無線リソース割り当て部１２２は、対象通信端末２について５ｍｓ周期送信を実行させると決定すると、第１割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ａ及び第２割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ｂから、対象通信端末２がＳＲＳの送信に使用する割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソースを決定する。一方で、無線リソース割り当て部１２２は、対象通信端末２について最小周期送信を実行させると決定すると、対象通信端末２がＳＲＳの送信に使用する割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソースを、第１割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ａ及び第２割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ｂの両方に決定する。
【００７５】
その後、無線リソース割り当て部１２２は、ＳＲＳの送信周波数帯域幅、ＳＲＳ帯域６５０の周波数ホッピングの態様及びパラメータｋTCの値等を決定する。これにより、基地局１が通信する各通信端末２に関して、通信端末２に５ｍｓ周期送信を実行させる場合には、当該通信端末２に対して、使用する１つの割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソースから使用ＳＲＳ用上り無線リソースが割り当てられる。一方で、通信端末２に最短周期送信を実行させる場合には、当該通信端末２に対して、第１割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ａ及び第２割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ｂの両方から、使用ＳＲＳ用上り無線リソースが割り当てられる。
【００７６】
本実施の形態では、上述のように、各通信端末２について、ＳＲＳの送信周波数帯域幅は４ＲＢに設定され、パラメータｋTCの値は“０”に設定される。そして、ＳＲＳ帯域６５０が上述の図１０，１１のように周波数ホッピングするように、当該ＳＲＳ帯域６５０の周波数ホッピングの態様が決定される。
【００７７】
このように、無線リソース割り当て部１２２では、対象通信端末２についてのＳＲＳの送信態様を決定することによって、対象通信端末２に対して使用ＳＲＳ用上り無線リソースを割り当てている。
【００７８】
送信信号生成部１２０は、無線リソース割り当て部１２２が対象通信端末２に対して割り当てた使用ＳＲＳ用上り無線リソースを対象通信端末２に通知するための制御データ、言い換えれば、無線リソース割り当て部１２２で決定された、対象通信端末２が送信するＳＲＳの送信態様を対象通信端末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１３から対象通信端末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、ＳＲＳを送信する際に使用する上り無線リソースを知ることができる。言い換えれば、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。各通信端末２は、基地局１から通知された使用ＳＲＳ用上り無線リソースを用いてＳＲＳを送信する。
【００７９】
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制御データで通知される使用ＳＲＳ用上り無線リソースを用いてＳＲＳの送信を開始する。また、ＳＲＳを送信している通信端末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ＳＲＳの送信に使用する上り無線リソースを変更する際には、新たな使用ＳＲＳ用上り無線リソースを通知するためのＳＲＳ制御データが当該通信端末２に通知される。ＳＲＳ制御データは、ＬＴＥでは、“RRCConnectionReconfiguration message”と呼ばれている。
【００８０】
＜ＳＲＳの送信を制御する際の通信システムでの一連の動作＞
次に、対象通信端末２がＳＲＳ制御データを受信してから、対象通信端末２が当該ＳＲＳ制御データによって通知される使用ＳＲＳ用上り無線リソースを用いてＳＲＳを送信するまでの通信システム１００での一連の動作について説明する。図１２は当該一連の動作を示す図である。
【００８１】
図１２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３０２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３０２（第７サブフレーム３０２）において、対象通信端末２は、ＳＲＳ制御データ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。
【００８２】
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制御データが示す使用ＳＲＳ用上り無線リソースを用いて、言い換えれば、当該ＳＲＳ制御データで通知される送信態様に基づいて、ＳＲＳを送信する。
【００８３】
なお、図１２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。
【００８４】
また、ＳＲＳを送信している通信端末２が、当該通信端末２に対して新たに割り当てられた使用ＳＲＳ用上り無線リソースを通知するための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新たな使用ＳＲＳ用上り無線リソースを用いてＳＲＳを送信するまでは（図１２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）、それまでの使用ＳＲＳ用上り無線リソースを用いてＳＲＳを送信することになる。
【００８５】
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。
【００８６】
基地局１がＳＲＳを送信している通信端末２に対してＳＲＳの送信停止を指示する場合についても、通信システム１００は同様に動作する。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３０２において、送信停止データを含むＳＲＳ制御データが基地局１から対象通信端末２に対して送信されると、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３０２（第７サブフレーム３０２）において、対象通信端末２は、ＳＲＳ制御データを正常に受信した旨を通知するための応答データを基地局１に送信する。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になるとＳＲＳの送信を停止する。
【００８７】
このように、基地局１が、対象通信端末２にＳＲＳの送信停止を指示する際には、対象通信端末２にＳＲＳ制御データを送信してから、対象通信端末２でのＳＲＳの送信が停止するまでに、ある程度の時間がかかることになる。
【００８８】
＜通信端末に対する使用下り無線リソースの割り当て方法＞
次に無線リソース割り当て部１２２での通信端末２に対する使用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。
【００８９】
図１３は、本実施の形態での通信端末２に対する使用下り無線リソースの割り当て方法を説明するための図である。図１３には、ある単位期間３６０においてＳＲＳを送信する端末番号Ａの通信端末２に対して割り当てられる使用下り無線リソース７００ａと、当該単位期間３６０においてＳＲＳを送信する端末番号Ｂの通信端末２に対して割り当てられる使用下り無線リソース７００ｂとが示されている。図１３の例では、端末番号Ａの通信端末２は、第１割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ａに含まれる使用ＳＲＳ用上り無線リソース６８０ａを使用してＳＲＳを送信し、端末番号Ｂの通信端末２は第２割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ｂに含まれる使用ＳＲＳ用上り無線リソース６８０ｂを用いてＳＲＳを送信している。以後、説明の対象の単位期間３６０を「対象単位期間３６０」と呼ぶことがある。
【００９０】
ここで、スペシャルサブフレーム３０２のうち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は、下りサブフレーム３０２でないが、以後、説明の便宜上、下りサブフレーム３０２と言えば、当該部分も含むものとする。また、単位期間３６０に含まれる２つの下りサブフレーム３０２及びスペシャルサブフレーム３０２のうち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１下りサブフレーム３０２ａ、第２下りサブフレーム３０２ｂ及び第３下りサブフレーム３０２ｃとそれぞれ呼ぶ。また、第１下りサブフレーム３０２ａ及び第２下りサブフレーム３０２ｂが時間方向に含む１４個のシンボル期間３０４を、それぞれ「第１下り通信期間８００ａ」及び「第２下り通信期間８００ｂ」と呼び、第３下りサブフレーム３０２ｃが時間方向に含む１１個のシンボル期間３０４を「第３下り通信期間８００ｃ」と呼ぶ。
【００９１】
本実施の形態では、単位期間３６０においてＳＲＳを送信する各通信端末２に対して、時間方向で言えば、当該単位期間３６０に含まれる第１下り通信期間８００ａ、第２下り通信期間８００ｂ及び第３下り通信期間８００ｃのそれぞれを含む下り無線リソースが使用下り無線リソースとして割り当てられる。また、本実施の形態では、単位期間３６０においてＳＲＳを送信する各通信端末２に対して、周波数方向で言えば、当該ＳＲＳの送信周波数帯域（ＳＲＳ帯域６５０）に含まれる周波数帯域を下り無線リソースが使用下り無線リソースとして割り当てられる。つまり、本実施の形態では、単位期間３６０においてＳＲＳを送信する各通信端末２に対して、当該ＳＲＳの送信周波数帯域に含まれる周波数帯域を周波数方向に含み、かつ当該単位期間３６０に含まれる第１下り通信期間８００ａ、第２下り通信期間８００ｂ及び第３下り通信期間８００ｃのそれぞれを時間方向に含む下り無線リソースが使用下り無線リソースとして割り当てられる。
【００９２】
図１３の例では、端末番号Ａの通信端末２に対しては、当該通信端末２についてのＳＲＳ帯域６５０ａに含まれる周波数帯域を周波数方向に含み、かつ第１下り通信期間８００ａ、第２下り通信期間８００ｂ及び第３下り通信期間８００ｃを時間方向に含む下り無線リソースが使用下り無線リソース７００ａとして割り当てられている。また、端末番号Ｂの通信端末２に対しては、当該通信端末２についてのＳＲＳ帯域６５０ｂに含まれる周波数帯域を周波数方向に含み、かつ第１下り通信期間８００ａ、第２下り通信期間８００ｂ及び第３下り通信期間８００ｃを時間方向に含む下り無線リソースが使用下り無線リソース７００ｂとして割り当てられている。
【００９３】
また、本実施の形態では、周波数方向においては、３ＲＢ分の周波数帯域を一つの割り当て単位として、この割り当て単位ごとに通信端末２に対して使用下り無線リソースを割り当てることから、単位期間３６０においてＳＲＳを送信する通信端末２においては、当該ＳＲＳの送信周波数帯域に隣接する１つのＲＢを周波数方向に含み、かつ当該単位期間３６０に含まれる第１下り通信期間８００ａ、第２下り通信期間８００ｂ及び第３下り通信期間８００ｃを時間方向に含む下り無線リソースも使用下り無線リソースとして割り当てられる通信端末２も存在する。以下にこの点について詳細に説明する。
【００９４】
図１４は、複数の単位期間３６０での通信端末２に対する使用下り無線リソースの割り当て例を示す図である。図１４には、第１割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ａの一部を用いてＳＲＳを送信する端末番号Ａ〜Ｅの通信端末２に対する使用下り無線リソースの割り当て例が示されている。以後、図１４に示される３つの単位期間３６０を、先頭から順に、単位期間３６０ａ、単位期間３６０ｂ及び単位期間３６０ｃとそれぞれ呼ぶ。
【００９５】
本実施の形態では、５０個のＲＢから成るシステム帯域が１７個の部分周波数帯域に区分されている。システム帯域に含まれる、低周波側からの１６個の部分周波数帯域のそれぞれの帯域幅は３ＲＢとなっており、システム帯域に含まれる、残りの１つの部分周波数帯域の帯域幅は２ＲＢとなっている。そして、システム帯域を構成する１７個の部分周波数帯域には、低周波側から順に、０番から１６番までの番号がそれぞれ付与されている。以後、この部分周波数帯域をＲＢＧ（リソースブロックグループ）と呼ぶ。本実施の形態では、１つのＲＧＢごとに通信端末２に対して使用下り無線リソースを割り当てる。
【００９６】
図１４の例では、先頭の単位期間３６０ａにおいて、例えば、１０番のＲＧＢを送信周波数帯域に含むＳＲＳを送信する端末番号Ａの通信端末２に対して、１０番のＲＢＧを周波数方向に含む使用下り無線リソースが割り当てられている。
【００９７】
また、単位期間３６０ａにおいて、１１番のＲＢＧの一部と１２番のＲＢＧの一部とを２ＲＢずつ送信周波数帯域に含むＳＲＳを送信する端末番号Ｂの通信端末２に対して、１１番のＲＢＧと１２番のリソースブロックとを周波数方向に含む使用下り無線リソースが割り当てられている。この端末番号Ｂの通信端末２に対しては、当該通信端末２が送信するＳＲＳの送信周波数帯域を周波数方向に含む使用下り無線リソースと、当該送信周波数帯域と低周波側で隣接する１つのＲＢを周波数方向に含む使用下り無線リソースと、当該送信周波数帯域と高周波側で隣接する１つのＲＢを周波数方向に含む使用下り無線リソースとが割り当てられている。
【００９８】
また、単位期間３６０ａにおいて、１５番のＲＢＧの一部と１６番のＲＢＧの一部とを２ＲＢずつ送信周波数帯域に含むＳＲＳを送信する端末番号Ｅの通信端末２に対して、１５番のＲＢＧと１６番のＲＢＧとを周波数方向に含む使用下り無線リソースが割り当てられている。この端末番号Ｅの通信端末２に対しては、当該通信端末２が送信するＳＲＳの送信周波数帯域を周波数方向に含む使用下り無線リソースと、当該送信周波数帯域と低周波側で隣接する１つのＲＢを周波数方向に含む使用下り無線リソースとが割り当てられている。
【００９９】
また、先頭から二つ目の単位期間３６０ｂにおいて、例えば、１番のＲＢＧの一部と２番のＲＢＧの一部とを２ＲＢずつ送信周波数帯域に含むＳＲＳを送信する端末番号Ｂの通信端末２に対して、１番のＲＢＧと２番のＲＢＧとを周波数方向に含む使用下り無線リソースが割り当てられている。この端末番号Ｂの通信端末２に対しては、当該通信端末２が送信するＳＲＳの送信周波数帯域を周波数方向に含む使用下り無線リソースと、当該送信周波数帯域と低周波側で隣接する１つのＲＢを周波数方向に含む使用下り無線リソースと、当該送信周波数帯域と高周波側で隣接する１つのＲＢを周波数方向に含む使用下り無線リソースとが割り当てられている。
【０１００】
また、単位期間３６０ｂにおいて、３番のＲＢＧを送信周波数帯域に含むＳＲＳを送信する端末番号Ｃの通信端末２に対して、３番のＲＢＧを周波数方向に含む使用下り無線リソースが割り当てられている。
【０１０１】
また、単位期間３６０ｂにおいて、５番のＲＢＧの一部と６番のＲＢＧの一部とを２ＲＢずつ送信周波数帯域に含むＳＲＳを送信する端末番号Ｅの通信端末２に対して、５番のＲＢＧと６番のＲＢＧとを周波数方向に含む使用下り無線リソースが割り当てられている。この端末番号Ｅの通信端末２に対しては、当該通信端末２が送信するＳＲＳの送信周波数帯域を周波数方向に含む使用下り無線リソースと、当該送信周波数帯域と低周波側で隣接する１つのＲＢを周波数方向に含む使用下り無線リソースと、当該送信周波数帯域と高周波側で隣接する１つのＲＢを周波数方向に含む使用下り無線リソースとが割り当てられている。
【０１０２】
このように、本実施の形態では、３ＲＢの帯域幅を有するＲＢＧごとに使用下り無線リソースを割り当てることに起因して、通信端末２によっては、当該通信端末２が送信するＳＲＳの送信周波数帯域に含まれる周波数帯域を周波数方向に含む使用下り無線リソースだけではなく、当該送信周波数帯域に対して低周波側で隣接する１つのＲＢ及び当該送信周波数帯域に対して高周波側で隣接する１つのＲＢのうちの少なくとも一方のＲＢを周波数方向に含む使用下り無線リソースが割り当てられることになる。つまり、本実施の形態では、単位期間３６０においてＳＲＳを送信する通信端末２に対して、当該ＳＲＳの送信周波数帯域に対応付けて、当該単位期間３６０の下り無線リソースから、１つのＲＢＧを周波数方向に含む使用下り無線リソースを割り当てる際には、当該使用下り無線リソースは、周波数方向において当該ＳＲＳの送信周波数帯域だけを含むように、あるいは当該ＳＲＳの周波数帯域とそれに隣接する１つのＲＢとを含むように、当該使用下り無線リソースが設定される。
【０１０３】
なお、図１４には、第１割り当て可能ＳＲＳ用下り無線リソース６００ａの一部を用いてＳＲＳを送信する通信端末２に対する使用下り無線リソースの割り当て例が示されているが、第２割り当て可能ＳＲＳ用下り無線リソース６００ｂの一部を用いてＳＲＳを送信する通信端末２に対する使用下り無線リソースの割り当てについても同様である。
【０１０４】
さらに、本実施の形態では、連続する２つの単位期間３６０に関して、先の単位期間３６０での第１割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ａの周波数帯域において、後の単位期間３６０での第１割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ａ及び第２割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ｂの周波数帯域（ＳＲＳ送信可能帯域４５０）に含まれない部分周波数帯域６０１ａに含まれる周波数帯域を用いてＳＲＳを送信する通信端末２については、上記のようにして先の単位期間３６０の下り無線リソースから使用下り無線リソースが割り当てられるだけではなく、後の単位期間３６０の下り無線リソースから使用下り無線リソースが割り当てられる。
【０１０５】
以後、連続する２つの単位期間３６０に関して、先の単位期間３６０での第１割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ａの周波数帯域において、後の単位期間３６０でのＳＲＳ送信可能帯域４５０に含まれない部分周波数帯域６０１ａに含まれる周波数帯域を用いてＳＲＳを送信する通信端末２を、その先の単位期間３６０における「連続割り当て端末２」と呼ぶ。また、ある単位期間３６０における連続割り当て端末２に対して、当該ある単位期間３６０の下り無線リソースから割り当てられる使用下り無線リソース（図１４参照）を「原則的な使用下り無線リソース」と呼び、当該ある単位期間３６０の次の単位期間の下り無線リソースから割り当てられる使用下り無線リソースを「追加的な使用下り無線リソース」と呼ぶ。
【０１０６】
連続割り当て端末２に対する追加的な使用下り無線リソースの割り当ては、原則的な使用下り無線リソースの割り当てと同様にして行われる。ある単位期間３６０における連続割り当て端末２に対しては、当該ある単位期間３６０において当該連続割り当て端末２が送信するＳＲＳの送信周波数帯域を周波数方向に含み、かつ当該ある単位期間３６０の次の単位期間３６０に含まれる第１下り通信期間８００ａ、第２下り通信期間８００ｂ及び第３下り通信期間８００ｃを時間方向に含む下り無線リソースが追加的な下り無線リソースとして割り当てられるか、あるいは、当該ＳＲＳの送信周波数帯域と、それに低周波側で隣接する１つのＲＢ及びそれに高周波側で隣接する１つのＲＢのうちの少なくとも一方とを周波数方向に含み、かつ当該次の単位期間３６０に含まれる第１下り通信期間８００ａ、第２下り通信期間８００ｂ及び第３下り通信期間８００ｃを時間方向に含む下り無線リソースが追加的な下り無線リソースとして割り当てられる。そして、ある単位期間３６０における連続割り当て端末２に対して、当該ある単位期間３６０で当該連続割り当て端末２が送信するＳＲＳの送信周波数帯域に対応付けて、当該ある単位期間３６０の次の単位期間３６０の下り無線リソースから、１つのＲＢＧを周波数方向に含む追加的な使用下り無線リソースを割り当てる際には、当該追加的な使用下り無線リソースは、周波数方向において当該ＳＲＳの送信周波数帯域だけを含むように、あるいは当該ＳＲＳの周波数帯域とそれに隣接する１つのＲＢとを含むように設定される。
【０１０７】
図１５は上述の図１４において追加的な使用下り無線リソースを追加したものである。図１５の例では、先頭の単位期間３６０ａでの第１割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ａの周波数帯域において、当該単位期間３６０ａの次の単位期間３６０ｂでのＳＲＳ送信可能帯域４５０に含まれない部分周波数帯域６０１ａに含まれる周波数帯域を用いてＳＲＳを送信する端末番号Ｃの通信端末２については、単位期間３６０ａの下り無線リソースから原則的な使用下り無線リソースが割り当てられるだけではなく、その次の単位期間３６０ｂの下り無線リソースから追加的な使用下り無線リソースが割り当てられている。この追加的な使用下り無線リソースは、図１５の例では、１３番のＲＢＧを周波数方向に含み、単位期間３６０ｂに含まれる第１下り通信期間８００ａ、第２下り通信期間８００ｂ及び第３下り通信期間８００ｃを時間方向に含んでいる。
【０１０８】
同様に、単位期間３６０ａでの第１割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ａの周波数帯域における部分周波数帯域６０１ａに含まれる周波数帯域を用いてＳＲＳを送信する端末番号Ｄ，Ｅの通信端末２のそれぞれに対しては、単位期間３６０ａの下り無線リソースから原則的な使用下り無線リソースが割り当てられ、その次の単位期間３６０ｂの下り無線リソースから追加的な使用下り無線リソースが割り当てられている。
【０１０９】
なお、図１５には示されていないが、単位期間３６０ａの一つ前の単位期間３６０では、０番〜３番のＲＢを用いて端末番号Ｃの通信端末２がＳＲＳを送信し、４番〜７番のＲＢを用いて端末番号Ｄの通信端末２がＳＲＳを送信している。単位期間３６０ａに含まれる第１下り通信期間８００ａ〜第３下り通信期間８００ｃを時間方向に含み、０番〜２番のＲＢ（０番のＲＢＧ）を周波数方向に含む下り無線リソースは、単位期間３６０ａの一つ前の単位期間３６０において、０番〜３番のＲＢを用いてＳＲＳを送信する端末番号Ｃの通信端末２（当該一つ前の単位期間３６０における連続割り当て端末２）に対して追加的な使用下り無線リソースとして割り当てられている。また、単位期間３６０ａに含まれる第１下り通信期間８００ａ〜第３下り通信期間８００ｃを時間方向に含み、３番〜８番のＲＢ（１番及び２番のＲＢＧ）を周波数方向に含む下り無線リソースは、単位期間３６０ａの一つ前の単位期間３６０において、４番〜７番のＲＢを用いてＳＲＳを送信する端末番号Ｄの通信端末２（当該一つ前の単位期間３６０における連続割り当て端末２）に対して追加的な使用下り無線リソースとして割り当てられている。
【０１１０】
＜アレイ送信制御について＞
本実施の形態では、単位期間３６０において、１つのＲＢＧを周波数方向に含む使用下り無線リソースを用いて通信端末２と下り通信を行う場合に、当該通信端末２が、当該ＲＢＧに含まれる周波数帯域を送信周波数帯域に含むＳＲＳを当該単位期間３６０において送信する際には、当該ＳＲＳに基づいてアレイ送信制御を行う。一方で、単位期間３６０において、１つのＲＢＧを周波数方向に含む使用下り無線リソースを用いて通信端末２と下り通信を行う場合に、当該通信端末２が、当該ＲＢＧに含まれる周波数帯域を送信周波数帯域に含むＳＲＳを当該単位期間３６０において送信していない場合には、当該単位期間３６０よりも一つ前の単位期間３６０において、当該通信端末２が送信する、当該ＲＢＧに含まれる周波数帯域を送信周波数帯域に含むＳＲＳに基づいてアレイ送信制御を行う。以下に本実施の形態に係るアレイ送信制御について図１６を参照して詳細に説明する。
【０１１１】
図１６は、基地局１が端末番号Ａ〜Ｊの１０台の通信端末２と下り通信する際の各通信端末２に対する使用下り無線リソースの割り当て例を示している。図１６での端末番号Ａ〜Ｅの通信端末２に対する使用下り無線リソースの割り当て例は、上述の図１５と同様である。端末番号Ａ〜Ｅの通信端末２は、第１割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ａの一部を用いてＳＲＳを送信し、端末番号Ｆ〜Ｊの通信端末２は、第２割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ｂの一部を用いてＳＲＳを送信している。
【０１１２】
図１６の例では、先頭の単位期間３６０ａにおいて、１０番のＲＢＧを周波数方向に含む使用下り無線リソースを用いて端末番号Ａの通信端末２と下り通信を行う場合には、当該通信端末２が、１０番のＲＢＧに含まれる周波数帯域（３０番〜３２番のＲＢ）を送信周波数帯域に含むＳＲＳを単位期間３６０ａにおいて送信していることから、当該ＳＲＳに基づいてアレイ送信制御を行う。
【０１１３】
また、単位期間３６０ａにおいて、３番のＲＢＧを周波数方向に含む使用下り無線リソースを用いて端末番号Ｆの通信端末２と下り通信を行う場合には、当該通信端末２が、３番のＲＢＧに含まれる周波数帯域（１０番及び１１番のＲＢ）を送信周波数帯域に含むＳＲＳを単位期間３６０ａにおいて送信していることから、当該ＳＲＳに基づいてアレイ送信制御を行う。
【０１１４】
また、単位期間３６０ａにおいて、４番のＲＢＧを周波数方向に含む使用下り無線リソースを用いて端末番号Ｆの通信端末２と下り通信を行う場合には、当該通信端末２が、４番のＲＢＧに含まれる周波数帯域（１２番及び１３番のＲＢ）を送信周波数帯域に含むＳＲＳを単位期間３６０ａにおいて送信していることから、当該ＳＲＳに基づいてアレイ送信制御を行う。
【０１１５】
また、２つ目の単位期間３６０ｂにおいて、４番のＲＢＧを周波数方向に含む使用下り無線リソースを用いて端末番号Ｄの通信端末２と下り通信を行う場合には、当該通信端末２が、４番のＲＢＧに含まれる周波数帯域（１２番〜１４番のＲＢ）を送信周波数帯域に含むＳＲＳを単位期間３６０ｂにおいて送信していることから、当該ＳＲＳに基づいてアレイ送信制御を行う。
【０１１６】
また、単位期間３６０ｂにおいて、１１番のＲＢＧを周波数方向に含む使用下り無線リソースを用いて端末番号Ｉの通信端末２と下り通信を行う場合には、当該通信端末２が、１１番のＲＢＧに含まれる周波数帯域（３３番〜３５番のＲＢ）を送信周波数帯域に含むＳＲＳを単位期間３６０ｂにおいて送信していることから、当該ＳＲＳに基づいてアレイ送信制御を行う。
【０１１７】
一方で、二つ目の単位期間３６０ｂにおいて、１３番のＲＢＧを周波数方向に含む使用下り無線リソースを用いて端末番号Ｃの通信端末２と下り通信を行う場合には、端末番号Ｃの通信端末２は、１３番のＲＢＧに含まれる周波数帯域を送信周波数帯域に含むＳＲＳを単位期間３６０ｂにおいて送信していないことから、単位期間３６０ｂよりも一つ前の単位期間３６０ａにおいて、端末番号Ｃの通信端末２が送信する、１３番のＲＢＧに含まれる周波数帯域（３９番〜４１番のＲＢ）を送信周波数帯域に含むＳＲＳに基づいてアレイ送信制御を行う。
【０１１８】
また、単位期間３６０ｂにおいて、１５番のＲＢＧを周波数方向に含む使用下り無線リソースを用いて端末番号Ｅの通信端末２と下り通信を行う場合には、端末番号Ｅの通信端末２は、１５番のＲＢＧに含まれる周波数帯域を送信周波数帯域に含むＳＲＳを単位期間３６０ｂにおいて送信していないことから、単位期間３６０ｂよりも一つ前の単位期間３６０ａにおいて、端末番号Ｅの通信端末２が送信する、１５番のＲＢＧに含まれる周波数帯域（４６番及び４７番のＲＢ）を送信周波数帯域に含むＳＲＳに基づいてアレイ送信制御を行う。
【０１１９】
このように、本実施の形態に係る通信システム１００の各基地局１では、ある単位期間３６０の下り無線リソースから割り当てられた使用下り無線リソースを用いて下り通信を行う通信端末２が、当該単位期間３６０において当該使用下り無線リソースの周波数帯域に含まれる周波数帯域を送信周波数帯域に含むＳＲＳを送信している場合には当該ＳＲＳに基づいてアレイ送信制御を行っている。一方で、ある単位期間３６０の下り無線リソースから割り当てられた使用下り無線リソースを用いて下り通信を行う通信端末２が、当該単位期間３６０において当該使用下り無線リソースの周波数帯域に含まれる周波数帯域を送信周波数帯域に含むＳＲＳを送信していない場合には、当該単位期間３６０よりも前の単位期間３６０において当該通信端末２が送信する、当該使用下り無線リソースの周波数帯域に含まれる周波数帯域を送信周波数帯域に含むＳＲＳに基づいてアレイ送信制御を行っている。
【０１２０】
なお、各基地局１において、ＳＲＳ送信可能帯域４５０が高周波側に寄せて配置された単位期間３６０（図１６の単位期間３６０ａ，３６０ｃ）では、ＳＲＳ送信不可帯域（０番〜９番のＲＢ）に含まれる、０番〜２番のＲＢＧから成る周波数帯域を用いて通信端末２と下り通信を行う場合には、当該通信端末２が当該単位期間３６０よりも一つ前の単位期間３６０で送信するＳＲＳに基づいてアレイ送信制御が行われる。また、各基地局１において、ＳＲＳ送信可能帯域４５０が低周波側に寄せて配置された単位期間３６０（図１６の単位期間３６０ｂ）では、ＳＲＳ送信不可帯域（４０番〜４９番のＲＢ）とそれに低周波側で隣接する３９番のＲＢとから成る周波数帯域を用いて通信端末２と下り通信を行う場合には、当該通信端末２が当該単位期間３６０よりも一つ前の単位期間３６０で送信するＳＲＳに基づいてアレイ送信制御が行われる。
【０１２１】
本実施の形態に係るアレイ送信制御では、ヌルステアリング及びビームフォーミングが同時に行われる。通信部１３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同時に行う。
【０１２２】
また、本実施の形態に係るアレイ送信制御では、送信ウェイトが、例えば、１つのＲＢごとに求められる。本実施の形態では、通信端末２が送信するＳＲＳの送信周波数帯域は４つＲＢで構成されることから、当該４つのＲＢのそれぞれについて送信ウェイトが求められる。対象通信端末２に関する、ある１つのＲＢについての送信ウェイトは、当該１つのＲＢを用いて対象通信端末２が送信するＳＲＳを構成する６個の複素シンボルに基づいて受信ウェイトが６回更新されて、更新終了後の受信ウェイトに基づいて送信ウェイトが求められる。なお、１つのＲＢには１２個のサブキャリアが含まれることから、１つのＲＢ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ものの、１つの通信端末２がＳＲＳの送信に使用する複数のサブキャリアは周波数方向において櫛歯状に配置されていることから、１つのＲＢを用いて通信端末２が送信するＳＲＳは６個の複素シンボルで構成される。
【０１２３】
また、本実施の形態に係るアレイ送信制御では、１つのＲＢを周波数方向に含む使用下り無線リソースを用いて対象通信端末２と下り通信を行う場合には、原則、当該ＲＢを用いて対象通信端末２が送信するＳＲＳに基づいて求められた送信ウェイトが、当該使用下り無線リソースを用いて送信される送信信号に設定される。
【０１２４】
例えば、上述の図１６の例において、３０番のＲＢを周波数方向に含む使用下り無線リソースを用いて、単位期間３６０ａで端末番号Ａの通信端末２と下り通信を行う場合には、３０番のＲＢを用いて単位期間３６０ａで端末番号Ａの通信端末２が送信するＳＲＳに基づいて求められた送信ウェイトが、当該使用下り無線リソースを用いて送信される送信信号に設定される。
【０１２５】
また、４２番のＲＢを周波数方向に含む使用下り無線リソースを用いて、２つ目の単位期間３６０ｂで端末番号Ｄの通信端末２と下り通信を行う場合には、４２番のＲＢを用いて一つ前の単位期間３６０ａで端末番号Ｄの通信端末２が送信するＳＲＳに基づいて求められた送信ウェイトが、当該使用下り無線リソースを用いて送信される送信信号に設定される。
【０１２６】
ただし、上述のように、通信端末２に対しては、当該通信端末２が送信するＳＲＳの送信周波数帯域に対して低周波側あるいは高周波側で隣接する１つのＲＢを周波数方向に含む使用下り無線リソースが割り当てられることがある。この場合には、例えば、当該通信端末２が、当該使用下り無線リソースが周波数方向に含む１つのＲＢに隣接する１つのＲＢを用いて送信するＳＲＳに基づいて求められた送信ウェイトを、当該使用下り無線リソースを用いて送信される送信信号に設定する。
【０１２７】
例えば、上述の図１６の例において、端末番号Ｆの通信端末２が単位期間３６０ａで送信するＳＲＳの送信周波数帯域（１０番〜１３番のＲＢ）に対して低周波側で隣接する９番のＲＢを周波数方向に含む使用下り無線リソースを用いて、単位期間３６０ａで端末番号Ｆの通信端末２と下り通信を行う場合には、当該使用下り無線リソースが周波数方向に含む９番のＲＢと隣接する１０番のＲＢを用いて端末番号Ｆの通信端末２が単位期間３６０ａで送信するＳＲＳに基づいて求められた送信ウェイトを、当該使用下り無線リソースを用いて送信される送信信号に設定する。
【０１２８】
以上のように、本実施の形態に係る通信システム１００の各基地局１では、ある１つのＲＢＧを周波数方向に含む使用下り無線リソースを用いて通信端末２と下り通信を行う場合には、当該通信端末２が送信する、当該ＲＢＧに含まれる周波数帯域を送信周波数帯域に含むＳＲＳに基づいてアレイ送信制御を行うことから、各基地局１は、通信端末２と下り通信を行う際には、アレイアンテナ１１０の送信指向性に関するビームを適切に当該通信端末２に向けることができる。言い換えれば、各基地局１では、ある１つのＲＢＧを周波数方向に含む使用下り無線リソースを用いて通信端末２と下り通信を行う場合には、当該使用下り無線リソースの周波数帯域と、当該下り通信でのアレイ送信制御で使用する、当該通信端末２が送信するＳＲＳの送信周波数帯域とがほぼ一致することから、各基地局１は、通信端末２と下り通信を行う際には、アレイアンテナ１１０の送信指向性に関するビームを適切に当該通信端末２に向けることができる。
【０１２９】
さらに、本実施の形態に係る通信システム１００の各基地局１では、上述のような、通信端末２に対する使用ＳＲＳ用上り無線リソースの割り当て、通信端末２に対する使用下り無線リソースの割り当て及びアレイ送信制御を行うことから、各基地局１は、通信端末２と下り通信を行う際には、当該基地局１の周辺に位置する周辺基地局１と通信する通信端末２に対してアレイアンテナ１１０の送信指向性に関するヌルを適切に向けることができる。以下にこの点について説明する。
【０１３０】
図１７，１８は、アレイアンテナ１１０の送信指向性に関するビーム及びヌルが適切に制御される点を説明するための図である。図１７には、対象単位期間３６０における、基地局１ａとその周辺に位置する基地局１ｂでの使用ＳＲＳ用上り無線リソースと使用下り無線リソースの割り当て例が示されている。また図１８には、対象単位期間３６０における、基地局１ａ，１ｂでの送信指向性に関するビーム及びヌルが示されている。
【０１３１】
図１７，１８の例では、対象単位期間３６０において、基地局１ａは、第１割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ａに含まれる使用ＳＲＳ用上り無線リソース６８０ａを用いてＳＲＳを送信する端末番号Ａの通信端末２と使用下り無線リソース７００ａを用いて下り通信を行っている。また、基地局１ｂは、第１割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ａに含まれる使用ＳＲＳ用上り無線リソース６８０ｚを用いてＳＲＳを送信する端末番号Ｚの通信端末２と使用下り無線リソース７００ｚを用いて下り通信を行っている。図１７，１８の例では、使用下り無線リソース７００ａと使用下り無線リソース７００ｚとが一致している。
【０１３２】
対象単位期間３６０において、基地局１ａが下り通信に使用する使用下り無線リソース７００ａと、基地局１ｂが下り通信に使用する使用下り無線リソース７００ｚとが一致する場合には、基地局１ａが使用下り無線リソース７００ａを用いて下り通信する際のアレイ送信制御で使用するＳＲＳの送信で使用される使用ＳＲＳ用上り無線リソース６８０ａと、基地局１ｂが使用下り無線リソース７００ｚを用いて下り通信する際のアレイ送信制御で使用するＳＲＳの送信で使用される使用ＳＲＳ用上り無線リソース６８０ｚとは一致するようになる。そのため、基地局１ａが、使用ＳＲＳ用上り無線リソース６８０ａにおいて端末番号Ａの通信端末２から受信するＳＲＳには、基地局１ａの周辺に位置する基地局１ｂが通信する端末番号Ｚの通信端末２が送信するＳＲＳが干渉波成分として含まれるようになる。したがって、基地局１ａが、使用ＳＲＳ用上り無線リソース６８０ａにおいて端末番号Ａの通信端末２から受信するＳＲＳに基づいて送信ウェイトを算出し、当該送信ウェイトを、使用下り無線リソース７００ａを用いて端末番号Ａの通信端末２に送信する送信信号に設定すると、図１８に示されるように、基地局１ａが使用下り無線リソース７００ａを用いて送信する際のアレイアンテナ１１０での送信指向性においては、ビーム９００ａが端末番号Ａの通信端末２に向くとともに、ヌル９０１ａが基地局１ｂと通信する端末番号Ｚの通信端末２に向くようになる。よって、基地局１ａは、通信対象の通信端末２に対して送信信号を確実に届けることができるとともに、周辺の基地局１ｂが通信する通信端末２に対して干渉を与えることを抑制することができる。基地局１ｂ側から見れば、その周辺に位置する基地局１ａが通信端末２と通信する際に、基地局１ｂが通信する通信端末２に対してヌルを向けてくれるようになる。
【０１３３】
一方で、基地局１ｂが、使用ＳＲＳ用上り無線リソース６８０ｚにおいて端末番号Ｚの通信端末２から受信するＳＲＳには、基地局１ｂの周辺に位置する基地局１ａが通信する端末番号Ａの通信端末２が送信するＳＲＳが干渉波成分として含まれるようになる。したがって、基地局１ｂが、使用ＳＲＳ用上り無線リソース６８０ｚにおいて端末番号Ｚの通信端末２から受信するＳＲＳに基づいて送信ウェイトを算出し、当該送信ウェイトを、使用下り無線リソース７００ｚを用いて端末番号Ｚの通信端末２に送信する送信信号に設定すると、図１８に示されるように、基地局１ｂが使用下り無線リソース７００ｚを用いて送信信号を送信する際のアレイアンテナ１１０での送信指向性においては、ビーム９００ｂが端末番号Ｚの通信端末２に向くとともに、ヌル９０１ｂが基地局１ａと通信する端末番号Ａの通信端末２に向くようになる。よって、基地局１ｂは、通信対象の通信端末２に対して送信信号を確実に届けることができるとともに、周辺の基地局１ａが通信する通信端末２に対して干渉を与えることを抑制することができる。
【０１３４】
このように、各基地局１では、通信対象の通信端末２にはビームを向けることができるとともに、通信対象ではない通信端末２にはヌルを向けることができることから、ビーム及びヌルを適切に制御することができる。
【０１３５】
＜５ｍｓ周期送信と最短周期送信との切り替え＞
本実施の形態に係る各基地局１では、通信部１３が下り通信を行う通信端末２の数が、割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソースの周波数帯域幅に含まれる４ＲＢ（通信端末２が送信するＳＲＳの送信周波数帯域幅）の数よりも多い場合には、無線リソース割り当て部１２２は、通信部１３が下り通信を行う各通信端末２がＳＲＳを５ｍｓ周期送信するように当該各通信端末２に対して使用ＳＲＳ用上り無線リソースを割り当てる。本実施の形態では、割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソースの周波数帯域幅は２０ＲＢとなっているため、当該周波数帯域幅には４ＲＢが５つ含まれることになる。したがって、本実施の形態では、通信部１３が下り通信を行う通信端末２の数が５台よりも多い場合には、通信部１３が下り通信を行う各通信端末２にＳＲＳを５ｍｓ周期送信させる。
【０１３６】
一方で、本実施の形態に係る各基地局１では、通信部１３が下り通信を行う通信端末２の数が、割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソースの周波数帯域幅に含まれる４ＲＢの数以下の場合には、無線リソース割り当て部１２２は、通信部１３が下り通信を行う各通信端末２がＳＲＳを最短周期送信するように当該各通信端末２に対して使用ＳＲＳ用上り無線リソースを割り当てる。つまり、各基地局１では、通信部１３が下り通信を行う通信端末２の数が５台以下の場合には、通信部１３が下り通信を行う各通信端末２にＳＲＳを最短周期送信させる。
【０１３７】
図１９は、通信部１３が下り通信を行う各通信端末２がＳＲＳを最短周期送信する際の当該各通信端末２に対する使用下り無線リソースの割り当て例を示す図である。図１９の例では、基地局１は端末番号Ａ〜Ｅの５台の通信端末２と下り通信を行っている。
【０１３８】
図１９に示されるように、通信部１３が下り通信を行う通信端末２の数が５台以下の場合には、各単位期間３６０において、通信部１３が下り通信を行う各通信端末２に対して、当該単位期間３６０における第１割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ａ及び第２割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ｂの両方から使用ＳＲＳ用上り無線リソースが割り当てられる。
【０１３９】
＜ＭＣＳの決定方法について＞
本実施の形態に係る通信システム１００では、変調方式及び符号化率の組み合わせが互いに異なるＭ個（Ｍ≧２）のＭＣＳが規定されている。ＬＴＥにおいては、２９個のＭＣＳが規定されている。そして、Ｍ個のＭＣＳに対しては、０段階から（Ｍ−１）段階までのランクがそれぞれ付与されており、ランクが上がるほど、それに対応するＭＣＳでの変調方式及び符号化率の組み合わせで決定される基地局１の瞬時の送信スループットが大きくなっている。したがって、通信部１３がランク（Ｍ−１）のＭＣＳを使用して下り通信を行うと、基地局１の瞬時の送信スループットが最大となる。ＭＣＳ決定部１２５は、通信部１３が通信端末２に送信する送信信号に適用するＭＣＳをＭ個のＭＣＳから決定する。
【０１４０】
また、本実施の形態では、第１下りサブフレーム３０２ａ、第２下りサブフレーム３０２ｂ及び第３下りサブフレーム３０２ｃのそれぞれについて、当該下りサブフレーム３０２を用いて１つの通信端末２に送信される送信信号については、その送信信号の周波数帯域にかかわらず、１つのＭＣＳが適用される。つまり、各下りサブフレーム３０２では、１つの通信端末２に対して１つのＭＣＳが決定される。
【０１４１】
例えば、上述の図１６の例では、単位期間３６０ａの第１下りサブフレーム３０２ａにおいて、端末番号Ａの通信端末２に対しては、１０番のＲＢＧを周波数方向に含む使用下り無線リソースが割り当てられているが、ＭＣＳ決定部１２５は、当該使用下り無線リソースを用いて端末番号Ａの通信端末２に送信される送信信号に対して適用する１つのＭＣＳを決定する。
【０１４２】
また、単位期間３６０ａの第２下りサブフレーム３０２ｂにおいて、端末番号Ｃの通信端末２に対しては、０番のＲＢＧを周波数方向に含む使用下り無線リソースと１３番のＲＢＧを周波数方向に含む使用下り無線リソースとが割り当てられているが、ＭＣＳ決定部１２５は、これらの使用下り無線リソースを用いて端末番号Ｃの通信端末２に送信される送信信号に対して適用する１つのＭＣＳを決定する。
【０１４３】
ＭＣＳ決定部１２５は、下りサブフレーム３０２に含まれる使用下り無線リソースを用いて対象通信端末２に送信される送信信号に適用される１つのＭＣＳを、当該使用下り無線リソースの周波数帯域全体での通信部１３と対象通信端末２との間の下り方向の伝送路特性に基づいて決定する。以下にＭＣＳの決定方法について詳細に説明する。
【０１４４】
本実施の形態では、各通信端末２は、基地局１からの信号を受信すると、その受信信号についてのＳＩＮＲ（信号対干渉雑音電力比：Signal to Interference plus Noise power Ratio）を１つのＲＢごとに求める。通信端末２で求められる、１つのＲＢについてのＳＩＮＲは、当該１つのＲＢでの当該通信端末２と通信部１３との間の下り方向の伝送路特性を示している。各通信端末２は、求めたＳＩＮＲをＣＱＩ（Channel Quality Indicator）に変換して基地局１に通知する。
【０１４５】
ＭＣＳ決定部１２５は、下りサブフレーム３０２に含まれる使用下り無線リソースを用いて対象通信端末２に送信される送信信号に適用される１つのＭＣＳを決定する際には、対象通信端末２における、当該使用下り無線リソースの周波数帯域に含まれる各ＲＢでの過去のＣＱＩの平均値を求める。このＣＱＩの平均値は、当該使用下り無線リソースの周波数帯域全体での対象通信端末２と通信部１３との間の下り方向の伝送路特性を示している。ＭＣＳ決定部１２５は、求めたＣＱＩの平均値に基づいて、当該使用下り無線リソースを用いて対象通信端末２に送信される送信信号に適用される１つのＭＣＳを決定する。
【０１４６】
ここで、本実施の形態では、通信端末２で求められるＣＱＩがとり得る各値と、当該通信端末２でのＣＱＩが当該値である場合に当該通信端末２への送信信号に適用するＭＣＳとが対応付けられて登録された対応付けテーブルが、ＭＣＳ決定部１２５に記憶されている。この対応付けテーブルは通信端末２ごとに準備される。ＭＣＳ決定部１２５は、対象通信端末２についての対応付けテーブルを参照して、求めたＣＱＩの平均値に対応するＭＣＳを特定し、当該ＭＣＳを対象通信端末２への送信信号に適用するＭＣＳとして決定する。
【０１４７】
また、本実施の形態では、送信信号に適用するＭＣＳの調整が行われる。以下にＭＣＳの調整方法について説明する。以下の説明では、「１回の下り通信」とは、１つの下りサブフレーム３０２における基地局１と通信端末２との間の下り通信を意味する。
【０１４８】
本実施の形態では、各通信端末２は、当該通信端末２と基地局１との間で１回の下り通信が行われるたびに、当該１回の下り通信で基地局１が送信する送信信号に含まれるデータを適切に受信したか否かを示すＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報を基地局１に通知する。ＭＣＳ決定部１２５は、基地局１と対象通信端末２との間のＹ回（Ｙ≧２）の下り通信において対象通信端末２から通知されるＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報を観測し、対象通信端末２での受信エラー率を算出する。そして、ＭＣＳ決定部１２５は、対象通信端末２についての受信エラー率が大きい場合や小さい場合には、対象通信端末２についての対応付けテーブルを更新する。一方で、ＭＣＳ決定部１２５は、対象通信端末２についての受信エラー率が適切である場合には対応付けテーブルを更新せずに維持する。
【０１４９】
ＭＣＳ決定部１２５は、対象通信端末２についての受信エラー率が大きい場合や小さい場合には、対象通信端末２についての対応付けテーブルに関して、ＣＱＩの各値を変更するか、あるいはＣＱＩの各値に対応付けられているＭＣＳを変更する。例えば、対象通信端末２についての受信エラー率が大きい場合、つまり受信エラー率が第１のしきい値よりも大きい場合には、ＭＣＳ決定部１２５は、対象通信端末２についての対応付けテーブルに登録されているＣＱＩの各値を所定値だけ大きくするか、あるいは、当該各値に対応付けられているＭＣＳのランクを１つ下げる。また、対象通信端末２についての受信エラー率が小さい場合、つまり受信エラー率が第２のしきい値（＜第１のしきい値）よりも小さい場合には、ＭＣＳ決定部１２５は、対象通信端末２についての対応付けテーブルに登録されているＣＱＩの各値を所定値だけ小さくするか、あるいは、当該各値に対応付けられているＭＣＳのランクを１つ上げる。
【０１５０】
このように、本実施の形態では、通信端末２でのＣＱＩから当該通信端末２への送信信号に適用するＭＣＳを決定する際に使用される対応付けテーブルが、基地局１と当該通信端末２との間の下り通信の結果に基づいて更新される。ＭＣＳ決定部１２５は、対応付けテーブルを更新するたびに、更新後の対応付けテーブルを参照して、求めたＣＱＩの平均値に対応するＭＣＳを特定し、当該ＭＣＳを対象通信端末２への送信信号に適用するＭＣＳとして決定することによってＭＣＳの調整を行う。基地局１では、このＭＣＳの調整が、通信端末２との間のＹ回の下り通信ごとに行われる。
【０１５１】
＜本実施の形態に係る基地局での効果＞
次に本実施の形態に係る基地局１での効果について説明する。ここでは、本実施の形態に係る基地局１とは異なる方法で、通信端末２に対する使用ＳＲＳ用上り無線リソース及び使用下り無線リソースの割り当てが行われる基地局（以後、「比較対象基地局」と呼ぶ）と、本実施の形態に係る基地局１と比較しながら、本実施の形態に係る基地局１での効果について説明する。最初に比較対象基地局の動作を図２０を参照して説明する。
【０１５２】
図２０は比較対象基地局での通信端末２に対する使用ＳＲＳ用上り無線リソース及び使用下り無線リソースの割り当て例を示す図である。図２０には、上述の図１６と同様に、比較対象基地局が端末番号Ａ〜Ｊの１０台の通信端末２と下り通信する際の各通信端末２に対する使用ＳＲＳ用上り無線リソースと使用下り無線リソースの割り当て例が示されている。
【０１５３】
＜比較対象基地局での使用ＳＲＳ用上り無線リソースの割り当て方法＞
比較対象基地局では、第１ＳＲＳ用上り無線リソース５００ａ及び第２ＳＲＳ用上り無線リソース５００ｂから使用ＳＲＳ用上り無線リソースを通信端末２に対して割り当てることができるとともに、第２ＳＲＳ用上り通信期間３７０ｂと、ＳＲＳ送信可能帯域４５０に含まれる、ＳＲＳ１の送信に使用することが可能な櫛歯状の複数のサブキャリアＳＣ１とで特定される上り無線リソース（以後、「第３ＳＲＳ用上り無線リソース５００ｃ」と呼ぶ）からも使用ＳＲＳ用上り無線リソースを通信端末２に対して割り当てることが可能となっている。
【０１５４】
また、比較対象基地局では、通信端末２に送信させるＳＲＳの送信周波数帯域幅として、２０ＲＢと４ＲＢとの２種類が使用される。比較対象基地局は、４ＲＢの帯域幅を有するＳＲＳ（以後、「４ＲＢ−ＳＲＳ」と呼ぶ）を送信させる通信端末２に対しては、第３ＳＲＳ用上り無線リソース５００ｃのうちの２０ＲＢの上り無線リソース（以後、「４ＲＢ割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ｃ」と呼ぶ）から、４ＲＢの使用ＳＲＳ用上り無線リソースを割り当てる。したがって、一つの単位期間３６０において最大で５台の通信端末２に対して４ＲＢ−ＳＲＳを送信させることができる。以後、４ＲＢ−ＳＲＳを送信する通信端末２を「４ＲＢ端末２」と呼ぶ。
【０１５５】
一方で、比較対象基地局は、２０ＲＢの帯域幅を有するＳＲＳ（以後、２０ＲＢ−ＳＲＳ」と呼ぶ）を送信させる通信端末２に対しては、第１ＳＲＳ用上り無線リソース５００ｃのうちの低周波側の２０個のＲＢ分の上り無線リソース、第１ＳＲＳ用上り無線リソース５００ｃのうちの高周波側の２０個のＲＢ分の上り無線リソース、第２ＳＲＳ用上り無線リソース５００ｂのうちの低周波側の２０個のＲＢ分の上り無線リソース、第２ＳＲＳ用上り無線リソース５００ｂのうちの高周波側の２０個のＲＢ分の上り無線リソース及び第３ＳＲＳ用上り無線リソース５００ｃのうちの、４ＲＢ割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ｃを除く上り無線リソースのいずれか一つを使用上り無線リソースとして割り当てる。したがって、一つの単位期間３６０において最大で５台の通信端末２に対して２０ＲＢ−ＳＲＳを送信させることができる。以後、２０ＲＢ−ＳＲＳを送信する通信端末２を「２０ＲＢ端末２」と呼ぶ。
【０１５６】
４ＲＢ割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ｃの周波数帯域は、上述の第１割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ａ及び第２割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ｂの周波数帯域と同様に、１つの単位期間３６０ごとに周波数ホッピングするようになっている。具体的には、図２０に示されるように、４ＲＢ割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ｃの周波数帯域は、１つの単位期間３６０ごとに、ＳＲＳ送信可能帯域４５０において高周波側及び低周波側に交互に寄せて配置されるようになっている。
【０１５７】
比較対象基地局では、対象通信端末２に４ＲＢ−ＳＲＳ及び２０ＲＢ−ＳＲＳのどちらのＳＲＳを送信させるのかについては、対象通信端末２からの信号についての受信品質に基づいて決定する。具体的には、比較対象基地局は、対象通信端末２からの信号の受信品質が所定条件を満たさない場合には対象通信端末２に４ＲＢ−ＳＲＳを送信させることを決定し、対象通信端末２からの信号の受信品質が所定条件を満たす場合には対象通信端末２に２０ＲＢ−ＳＲＳを送信させることを決定する。言い換えれば、比較対象基地局は、対象通信端末２からの信号の受信品質が所定条件を満たさない場合には対象通信端末２に対して４ＲＢの使用ＳＲＳ用上り無線リソースを割り当て、対象通信端末２からの信号の受信品質が所定条件を満たす場合には対象通信端末２に対して２０個ＲＢの使用ＳＲＳ用上り無線リソースを割り当てる。なお、ここでの受信品質としては、例えば、通信端末２からの信号の受信レベル（受信電力）を使用することができる。
【０１５８】
このように、比較対象基地局では、対象通信端末２との間の距離が大きいなどの理由により、対象通信端末２からの信号の受信品質が悪い場合には、対象通信端末２についてのＳＲＳの送信周波数帯域幅が小さくなるようにしている。これにより、対象通信端末２は、ＳＲＳを送信する際に電力集中を行うことが可能となり、比較対象基地局は対象通信端末２からのＳＲＳを受信しやすくなる。
【０１５９】
図２０の例では、端末番号Ａ〜Ｅの通信端末２からの信号の受信品質が良好となっており、これらの通信端末２に対しては、２０ＲＢの使用ＳＲＳ用上り無線リソースが割り当てられている。一方で、端末番号Ｆ〜Ｊの通信端末２からの信号の受信品質は良好ではなく、これらの通信端末２に対しては、４ＲＢの使用ＳＲＳ用上り無線リソースが割り当てられている。
【０１６０】
また、比較対象基地局では、通信端末２が送信する２０ＲＢ−ＳＲＳの送信周波数帯域がＳＲＳ送信可能帯域４５０内において周波数ホッピングするように、当該通信端末２に対して使用ＳＲＳ用上り無線リソースが割り当てられる。図２０に示されるように、端末番号Ａ〜Ｅの通信端末２が送信する２０ＲＢ−ＳＲＳの送信周波数帯域は、１つの単位期間３６０ごとに（５ｍｓごとに）、ＳＲＳ送信可能帯域４５０において高周波側及び低周波側に交互に寄せて配置される。
【０１６１】
また、比較対象基地局では、通信端末２が送信する４ＲＢ−ＳＲＳの送信周波数帯域が４ＲＢ割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ｃの周波数帯域内において周波数ホッピングするように、当該通信端末２に対して使用ＳＲＳ用上り無線リソースが割り当てられる。図２０に示されるように、端末番号Ｆ〜Ｊの通信端末２が送信する４ＲＢ−ＳＲＳの送信周波数帯域は、上述の第１割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ａあるいは第２割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ｂの周波数帯域内においてＳＲＳ帯域６５０が周波数ホッピングするのと同様にして（図１０，１１参照）、２つの単位期間３６０ごとに（１０ｍｓごとに）、４ＲＢ割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ｃの周波数帯域内で周波数ホッピングする。
【０１６２】
＜比較対象基地局での使用下り無線リソースの割り当て方法＞
比較対象基地局では、第１ＳＲＳ用上り無線リソース５００ａの一部を使用してＳＲＳを送信する通信端末２と下り通信を行う際には、第１下りサブフレーム３０２ａから当該通信端末２に対して使用下り無線リソースが割り当てられる。図２０の例では、第１ＳＲＳ用上り無線リソース５００ａの一部を使用してＳＲＳを送信する端末番号Ａ及びＢの通信端末２に対しては、第１下りサブフレーム３０２ａから使用下り無線リソースが割り当てられている。
【０１６３】
また、比較対象基地局では、第２ＳＲＳ用上り無線リソース５００ｂの一部を使用してＳＲＳを送信する通信端末２と下り通信を行う際には、第２下りサブフレーム３０２ｂから当該通信端末２に対して使用下り無線リソースが割り当てられる。図２０の例では、第２ＳＲＳ用上り無線リソース５００ｂの一部を使用してＳＲＳを送信する端末番号Ｃ及びＤの通信端末２に対しては、第２下りサブフレーム３０２ｂから使用下り無線リソースが割り当てられている。
【０１６４】
そして、比較対象基地局では、第３ＳＲＳ用上り無線リソース５００ｃの一部を使用してＳＲＳを送信する通信端末２と下り通信を行う際には、第３下りサブフレーム３０２ｃから当該通信端末２に対して使用下り無線リソースが割り当てられる。図２０の例では、第３ＳＲＳ用上り無線リソース５００ｃの一部を使用してＳＲＳを送信する端末番号Ｅ〜Ｊの通信端末２に対しては、第３下りサブフレーム３０２ｃから使用下り無線リソースが割り当てられている。
【０１６５】
比較対象基地局での通信端末２に対して使用下り無線リソースを割り当てる際のその他のルールについては、本実施の形態に係る基地局１と同様である。
【０１６６】
次に、本実施の形態に係る基地局１と比較対象基地局とを比較しながら基地局１での効果について説明する。
【０１６７】
＜ＳＲＳの受信性能の向上＞
本実施の形態に係る基地局１では、各通信端末２に対して、４ＲＢという狭い帯域幅（ＳＲＳの送信周波数帯域として設定可能な複数の帯域幅のうちの最小帯域幅）を有する使用ＳＲＳ用上り無線リソースが割り当てられることから、各通信端末２は、ＳＲＳを送信する際に電力集中を行うことができる。したがって、基地局１は通信端末２からのＳＲＳを適切に受信することができる。よって、基地局１の性能が向上する。
【０１６８】
＜ＳＲＳの送信制御の簡素化＞
比較対象基地局では、２０ＲＢ−ＳＲＳを送信する通信端末２からの信号の受信品質が悪化すると、当該通信端末２に対してＳＲＳ制御データを送信して（図１２参照）、当該通信端末２が送信するＳＲＳを、２０ＲＢ−ＳＲＳから４ＲＢ−ＳＲＳに切り替える必要がある。つまり、当該通信端末２が送信するＳＲＳの送信周波数帯域幅を２０ＲＢから４ＲＢに切り替える必要がある。よって、比較対象基地局での通信端末２に対するＳＲＳの送信制御が複雑となる。
【０１６９】
これに対して、本実施の形態に係る基地局１では、各通信端末２が送信するＳＲＳの帯域幅は小さい値（４ＲＢ）となっていることから、通信端末２からの信号の受信品質に応じて当該通信端末２が送信するＳＲＳの送信周波数帯域幅を変更する必要がない。よって、基地局１での通信端末２に対するＳＲＳの送信制御が簡素化される。
【０１７０】
＜下り通信の公平性の担保＞
上述のように、比較対象基地局では、ＳＲＳの送信周波数帯域幅に関して、複数の通信端末２に対して異なる値が設定されることがある。具体的には、ある通信端末２についてはＳＲＳの送信周波数帯域幅を２０ＲＢとし、別の通信端末２についてはＳＲＳの送信周波数帯域幅を４ＲＢとしている。したがって、アレイ送信制御を適切に行いながら、できるだけ多くの使用下り無線リソースを各通信端末２に割り当てるために、各通信端末２に対して、当該通信端末２が送信するＳＲＳの送信周波数帯域とほぼ同じ周波数帯域を周波数方向に含む使用下り無線リソースを割り当てる場合には、複数の通信端末２の間での使用下り無線リースの差が大きくなり、複数の通信端末２の間での下り通信の公平性が低下する。
【０１７１】
これに対して、本実施の形態に係る基地局１では、ＳＲＳの送信周波数帯域幅に関して、複数の通信端末２に対して同じ値（４ＲＢ）が設定される。したがって、各通信端末２に対して、当該通信端末２が送信するＳＲＳの送信周波数帯域とほぼ同じ周波数帯域を周波数方向に含む使用下り無線リソースを割り当てる場合には、複数の通信端末２の間での使用下り無線リースの差を低減することが可能となる。よって、複数の通信端末２の間での下り通信の公平性を向上することができる。
【０１７２】
図２１は、上述の図１６の例のように、本実施の形態に係る基地局１が各通信端末２に対して使用下り無線リソースを割り当てた際の各通信端末２での使用下り無線リソースの量を示す図である。図２２は、上述の図２０の例のように、比較対象基地局が各通信端末２に対して使用下り無線リソースを割り当てた際の各通信端末２での使用下り無線リソースの量を示す図である。
【０１７３】
図２１では、「単位期間３６０ａでの割当ＲＢ数」の「１ＤＬ」において、基地局１が単位期間３６０ａに含まれる１つの下りサブフレーム３０２において使用下り無線リソースとして通信端末２に割り当てたリソースブロックの数が示されており、「単位期間３６０ａでの割当ＲＢ数」の「ハーフフレーム時間」において、基地局１が単位期間３６０ａにおいて使用下り無線リソースとして通信端末２に割り当てたリソースブロックの数が示されている。図２１，２２に示されるリソースブロックの数は、リソースブロックの周波数帯域の数を示しているのではなく、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を含む領域として定義されるリソースブロックの数を示している。
【０１７４】
また図２１では、「単位期間３６０ｂでの割当ＲＢ数」の「１ＤＬ」において、基地局１が単位期間３６０ｂに含まれる１つの下りサブフレーム３０２において使用下り無線リソースとして通信端末２に割り当てたリソースブロックの数が示されており、「単位期間３６０ｂでの割当ＲＢ数」の「ハーフフレーム時間」において、基地局１が単位期間３６０ｂにおいて使用下り無線リソースとして通信端末２に割り当てたリソースブロックの数が示されている。
【０１７５】
また図２１では、「１フレーム時間当たりの割当ＲＢ数」において、基地局１が単位期間３６０ａ，３６０ｂから成る１フレーム時間の期間において使用下り無線リソースとして通信端末２に割り当てたリソースブロックの数が示されている。そして図２１では、「５フレーム時間合計」において、基地局１が単位期間３６０ａの先頭から５フレーム時間が経過するまでの期間、つまり、単位期間３６０ａを先頭に含む１０個の連続する単位期間３６０から成る期間において使用下り無線リソースとして通信端末２に割り当てたリソースブロックの数が示されており、「ハーフフレーム時間平均」において、当該リソースブロックの数を、当該期間に含まれる単位期間３６０の数、つまり“１０”で除算して得られる値が示されている。つまり、「ハーフフレーム時間平均」では、基地局１がハーフフレーム時間（単位期間３６０）当たりにおいて使用下り無線リソースとして通信端末２に割り当てられる平均的なリソースブロックの数が示されている。
【０１７６】
図２２では、「単位期間３６０ａでの割当ＲＢ数」において、比較対象基地局が単位期間３６０ａにおいて使用下り無線リソースとして通信端末２に割り当てたリソースブロックの数が示されており、「単位期間３６０ｂでの割当ＲＢ数」において、比較対象基地局が単位期間３６０ｂにおいて使用下り無線リソースとして通信端末２に割り当てたリソースブロックの数が示されている。また、図２２では、「１フレーム時間当たりの割当ＲＢ数」において、基地局１が単位期間３６０ａ，３６０ｂから成る１フレーム時間の期間において使用下り無線リソースとして通信端末２に割り当てたリソースブロックの数が示されている。そして図２２では、「５フレーム時間合計」において、比較対象基地局が単位期間３６０ａの先頭から５フレーム時間が経過するまでの期間において使用下り無線リソースとして通信端末２に割り当てたリソースブロックの数が示されている。
【０１７７】
図２２に示されるように、比較対象基地局と通信する端末番号Ａ〜Ｊの通信端末２の間では、使用下り無線リースとして割り当てられるリソースブロックの数が大きくばらつき、端末番号Ａ〜Ｊの通信端末２の間での下り通信の公平性が十分に担保されていない。
【０１７８】
これに対して、図２１に示されるように、本実施の形態１に係る基地局１と通信する端末番号Ａ〜Ｊの通信端末２の間では、使用下り無線リースとして割り当てられるリソースブロックの数にあまりばらつきがなく、端末番号Ａ〜Ｊの通信端末２の間での下り通信の公平性が担保されている。特に、第１割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ａから使用ＳＲＳ用上り無線リソースが割り当てられた端末番号Ａ〜Ｅの通信端末２の間では、１つの単位期間３６０において平均的に使用下り無線リソースとして通信端末２に割り当てられるリソースブロックの数は同一となっており（１８．３個のリソースブロック）、公平性が格段に向上している。同様に、第２割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ｂから使用ＳＲＳ用上り無線リソースが割り当てられた端末番号Ｆ〜Ｊの通信端末２の間では、１つの単位期間３６０において平均的に使用下り無線リソースとして通信端末２に割り当てられるリソースブロックの数は同一となっており（１１．７個のリソースブロック）、公平性が格段に向上している。
【０１７９】
＜基地局の送信スループットの低下抑制＞
本実施の形態に係る基地局１では、各通信端末２に対して４ＲＢの使用ＳＲＳ用上り無線リソースが割り当てられることから、１つの下りサブフレーム３０２で見れば、２０ＲＢの使用下り無線リソースが割り当てられた通信端末２に割り当てられる使用下り無線リソースとして比較して、各通信端末２に対して割り当てることができる使用下り無線リソースは少なくなる。
【０１８０】
しかしながら、本実施の形態に係る基地局１では、単位期間３６０において通信端末２と下り通信を行う際には、当該単位期間３６０に含まれる３つの下りサブフレーム３０２のそれぞれから当該通信端末２に対して使用下り無線リソースを割り当てることから、単位期間３６０全体で見れば、当該通信端末２に対して多くの使用下り無線リソースを割り当てることができる。よって、通信端末２に対して狭帯域の使用ＳＲＳ用上り無線リソースを割り当てることに起因する、基地局１での当該通信端末２についての送信スループットの低下を抑制することができる。
【０１８１】
＜下り無線リソースの有効利用＞
比較対象基地局では、各単位期間３６０において、最大で、５台の通信端末２に４ＲＢ−ＳＲＳを送信させ、５台の通信端末２に対して２０ＲＢ−ＳＲＳを送信させることができる。したがって、比較対象基地局では、上述の図２０に示されるように、各単位期間３６０において、最大で、５台の４ＲＢ端末２及び５台の２０ＲＢ端末２と下り通信を行うことができる。
【０１８２】
比較対象基地局において、通信対象の通信端末２の数は１０台存在するものの、２０ＲＢ−ＳＲＳを送信させる通信端末２の数が５台未満であって、４ＲＢ−ＳＲＳを送信させる通信端末２の数が６台以上である場合には、各単位期間３６０では、最大で５台の通信端末２にしか４ＲＢ−ＳＲＳを送信させることができないことから、各単位期間３６０では、９台以下の通信端末２にしかＳＲＳを送信させることができない。そのため、通信端末２に対して使用ＳＲＳ用上り無線リソースとして割り当てることが可能な上り無線リソース（第１ＳＲＳ用上り無線リソース５００ａ〜第３ＳＲＳ用上り無線リソース５００ｃ）において未使用の上り無線リソースが発生する。その結果、各単位期間３６０では、第１下りサブフレーム３０２ａ〜第３下りサブフレーム３０２ｂにおいて、未使用の下り無線リソースが発生する。図２３はその様子を示す図である。
【０１８３】
図２３の例では、端末番号Ａ〜Ｊの１０台の通信対象の通信端末２において、端末番号Ａ，Ｂの２台の通信端末２は２０ＲＢ−ＳＲＳを送信させる通信端末２であって、端末番号Ｃ〜Ｊの８台の通信端末２は４ＲＢ−ＳＲＳを送信させる通信端末２となっている。そして、端末番号Ｃ〜Ｊの通信端末２のうち、端末番号Ｆ〜Ｊの５台の通信端末２だけに使用下り無線リソースが割り当てられている。
【０１８４】
図２３に示される例では、第２ＳＲＳ用上り無線リソース５００ｂの全領域と第３ＳＲＳ用上り無線リソース５００ｃの一部の領域からは、通信端末２に対して使用ＳＲＳ用上り無線リソースが割り当てられていないことから、第２サブフレーム３０２ｂの全領域と第３サブフレーム３０２ｃの一部の領域は下り通信に使用されなくなる。よって、下り無線リソースの有効利用を図ることができない。
【０１８５】
これに対して、本実施の形態１に係る基地局１では、各通信端末２に対して４ＲＢの使用ＳＲＳ用上り無線リソースが割り当てられ、１０台の通信対象の通信端末２が存在する場合にはそれらのすべてにＳＲＳを送信させることができ、上述の図１６に示されるように、第１下りサブフレーム３０２ａ、第２下りサブフレーム３０２ｂ及び第３下りサブフレーム３０３ｃのすべての領域を下り通信に使用することができる。よって、下り無線リソースを有効利用することができる。
【０１８６】
また、比較対象基地局では、４ＲＢ−ＳＲＳを送信させる通信端末２に対しては、第３ＳＲＳ用上り無線リソース５００ｃのうちの２０ＲＢの上り無線リソース（４ＲＢ割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ｃ）からしか使用上り無線リソースを割り当てることができない。
【０１８７】
これに対して、本実施の形態に係る基地局１では、通信対象の通信端末２の台数が５台以下の場合には、上述の図１９に示されるように、４ＲＢ−ＳＲＳを送信させる通信端末２に対して、第１割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ａ及び第２割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ｂの両方から使用上り無線リソースを割り当てることができる（最短周期送信）。よって、本実施の形態に係る基地局１では、通信対象の通信端末２の数が５台以下の場合には、各通信端末２に対して割り当てられる使用下り無線リソースが増加する。よって、下り無線リソースを有効利用することができる。
【０１８８】
＜適切なＭＣＳの設定＞
比較対象基地局では、通信端末２に対して２０ＲＢの使用ＳＲＳ用上り無線リソースが割り当てられることがある。このように、通信端末２に対して広帯域の使用ＳＲＳ用上り無線リソースが割り当てられる際には、当該通信端末２に対して１つの下りサブフレーム３０２から広帯域の使用下り無線リソースが割り当てられることになる。上述の図２０の例では、広帯域の使用ＳＲＳ用上り無線リソースが割り当てられた端末番号Ａ〜Ｅの通信端末２に対しては、１つの下りサブフレーム３０２から広帯域の使用ＳＲＳ用上り無線リソースが割り当てられている。
【０１８９】
このように、通信端末２に対して広帯域の使用下り無線リソースが割り当てられる際には、周波数選択性フェージングにより、当該使用下り無線リソースの周波数帯域における当該通信端末２と比較対象基地局との間の下り方向の伝送路特性が大きくばらつくことがある。つまり、広帯域の使用下り無線リソースの周波数帯域には、通信端末２と比較対象基地局との間の下り方向の伝送路特性が良好な周波数帯域が含まれることもあれば、当該下り方向の伝送路特性が不良な周波数帯域が含まれることがある。
【０１９０】
上述のように、使用下り無線リソースを用いて対象通信端末２に送信される送信信号に適用される１つのＭＣＳを、当該使用下り無線リソースの周波数帯域全体での比較対象基地局と対象通信端末２との間の下り方向の伝送路特性に基づいて決定する場合に、当該使用下り無線リソースの周波数帯域において下り方向の伝送路特性にばらつきがあると、当該使用下り無線リソースの周波数帯域の一部において下り方向の伝送路特性が良好である場合であっても、当該使用下り無線リソースの周波数帯域全体で見れば、下り方向の伝送路特性は悪くなってしまう。そのため、当該使用下り無線リソースで送信される送信信号に適用されるＭＣＳとしては、ランクの低いＭＣＳが適用されることになる。
【０１９１】
これに対して、本実施の形態に係る基地局１では、各通信端末２に対して４ＲＢの使用ＳＲＳ用上り無線リソースが割り当てられることから、上述の図１６に示されるように、各通信端末２に対しては１つの下りサブフレーム３０２から狭帯域の使用下り無線リソースが割り当てられることになる。したがって、通信端末２に対して１つの下りサブフレーム３０２から割り当てられる使用下り無線リソースの周波数帯域における、当該通信端末２と基地局１との間の下り方向の伝送路特性のばらつきを抑えることができる。よって、使用下り無線リソースを用いて通信端末２に送信される送信信号に適用されるＭＣＳとして、適切なランクのＭＣＳを決定することができる。
【０１９２】
＜ＭＣＳの調整時間の短縮＞
上述のように、本実施の形態に係る基地局１では、通信端末２に送信する送信信号に適用するＭＣＳの調整は、当該通信端末２との間のＹ回の下り通信ごとに行われる。つまり、ＭＣＳの１回の調整にはＹ回の下り通信が必要となる。
【０１９３】
比較対象基地局では、１つの単位期間３６０において、１つの通信端末２に対しては１つの下りサブフレーム３０２だけから使用下り無線リソースが割り当てられることから、対象通信端末２と各単位期間３６０において下り通信を行うとすると、１つの単位期間３６０ごとに１回、つまり５ｍｓごとに１回、比較対象基地局と対象通信端末２との間で下り通信が行われることになる。したがって、この場合には、対象通信端末２に送信する送信信号に適用するＭＣＳの調整は（５×Ｙ）ｍｓごとに行われる。つまり、ＭＣＳの調整時間として（５×Ｙ）ｍｓ必要となる。
【０１９４】
これに対して、本実施の形態に係る基地局１では、１つの単位期間３６０において、１つの通信端末２に対しては３つの下りサブフレーム３０２のそれぞれから使用下り無線リソースが割り当てられることから、対象通信端末２と各単位期間３６０において下り通信を行うとすると、１つの単位期間３６０ごとに３回、つまり５ｍｓごとに３回、基地局１と対象通信端末２との間で下り通信が行われることになる。したがって、この場合には、対象通信端末２に送信する送信信号に適用するＭＣＳの調整は（（５×Ｙ）／３）ｍｓごとに行われる。つまり、ＭＣＳの調整時間として（（５×Ｙ）／３）ｍｓ必要となる。このＭＣＳの調整時間は、比較対象基地局でのＭＣＳの調整時間の１／３倍である。
【０１９５】
このように、本実施の形態に係る基地局１では、１つの単位期間３６０において、１つの通信端末２に対しては３つの下りサブフレーム３０２のそれぞれから使用下り無線リソースが割り当てられることから、ＭＣＳの調整時間を短縮することができる。よって、基地局１の送信性能を向上することができる。
【０１９６】
＜下り通信を行う通信端末を入れ替えた際の効果＞
本実施の形態に係る基地局１では、各単位期間３６０において最大で１０台の通信端末２としか下り通信を行うことができないことから、下り方向の通信対象の通信端末２の数が１０台を越えると、当該通信対象の通信端末２の中から１０台の通信端末２を、使用下り無線リソースの割り当て対象として決定する必要がある。基地局１の無線リソース割り当て部１２２は、各通信端末２について、プロポーショナルフェアネス等に基づいて下り通信の優先度（以後、「下り優先度」と呼ぶ）を決定する。そして、無線リソース割り当て部１２２は、通信対象の複数の通信端末２の数が１０台よりも多い場合には、当該複数の通信端末２から、下り優先度の上位１０台の通信端末２を選択し、選択した１０台の通信端末２に対して使用下り無線リソースを割り当てる。そして、基地局１が現在下り通信を行っている１０台の通信端末２において、通信対象の複数の通信端末２の下り優先度における、上位から１０番目の下り優先度よりも低い下り優先度を有する通信端末２が存在するようになると、下り通信を行う通信端末２（使用下り無線リソースを割り当てる通信端末２）が入れ替えられることになる。
【０１９７】
一方で、本実施の形態に係る基地局１は、通信端末２に送信したデータが、当該通信端末２において適切に受信されない場合には、つまり当該通信端末２において受信エラーが発生した場合には、当該通信端末２に対して当該データを再送するようになっている。なお、基地局１は、通信端末２において受信エラーが発生した否かについては、当該通信端末２から送信される上述のＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報によって特定することができる。
【０１９８】
上述の説明から理解できるように、基地局１が通信端末２と下り通信を行う際にヌルステアリングを行うためには、当該通信端末２が第１割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ａ及び第２割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ｂの少なくとも一方でＳＲＳを送信している必要があることから、基地局１が、受信エラーが発生した対象通信端末２に対してデータを再送する前において、対象通信端末２の下り優先度が低下して他の通信端末２と入れ替えられ対象通信端末２がＳＲＳを送信しないようになると、基地局１は対象通信端末２にデータを再送する際にヌルステアリングを行うことができなくなる。
【０１９９】
上述の図１６に示されるように、ＳＲＳ送信可能帯域４５０がシステム帯域の高周波側に寄せて配置されている単位期間３６０においては、通信端末２に対して、１つの下りサブフレーム３０２において最大で９個のリソースブロックが使用下り無線リソースとして割り当てられる。図１６の例では、単位期間３６０ａにおいて、端末番号Ｄの通信端末２に対して、１つの下りサブフレーム３０２において９個のリソースブロックが使用下り無線リソースとして割り当てられている。したがって、ＳＲＳ送信可能帯域４５０がシステム帯域の高周波側に寄せて配置されている単位期間３６０においては、通信端末２に対して、１つの下りサブフレーム３０２において最大で９個のリソースブロック分のデータを送信することがある。９個のリソースブロック分のデータが通信端末２において受信エラーとなると、当該９個のリソースブロック分のデータを再送する必要があり、この再送の前に当該通信端末２が他の通信端末２に入れ替えられると、当該９個のリソースブロック分のデータの再送時にヌルステアリングを行うことができない。
【０２００】
また、ＳＲＳ送信可能帯域４５０がシステム帯域の低周波側に寄せて配置されている単位期間３６０においては、通信端末２に対して、１つの下りサブフレーム３０２において最大で１１個のリソースブロックが使用下り無線リソースとして割り当てられる。図１６の例では、単位期間３６０ｂにおいて、端末番号Ｅの通信端末２に対して、１つの下りサブフレーム３０２において１１個のリソースブロックが使用下り無線リソースとして割り当てられている。したがって、ＳＲＳ送信可能帯域４５０がシステム帯域の低周波側に寄せて配置されている単位期間３６０においては、通信端末２に対して、１つの下りサブフレーム３０２において最大で１１個のリソースブロック分のデータを再送することがある。１１個のリソースブロック分のデータが通信端末２において受信エラーとなると、当該１１個のリソースブロック分のデータを再送する必要があり、この再送の前に当該通信端末２が他の通信端末２に入れ替えられると、当該１１個のリソースブロック分のデータの再送時にヌルステアリングを行うことができない。
【０２０１】
これに対して、比較基地局では、上述の図２０に示されるように、ＳＲＳ送信可能帯域４５０がシステム帯域の高周波側に寄せて配置されている単位期間３６０においては、通信端末２に対して、１つの下りサブフレーム３０２において最大で２９個のリソースブロックが使用下り無線リソースとして割り当てられる。図２０の例では、単位期間３６０ａにおいて、端末番号Ｂの通信端末２に対して、１つの下りサブフレーム３０２において２９個のリソースブロックが使用下り無線リソースとして割り当てられている。したがって、ＳＲＳ送信可能帯域４５０がシステム帯域の高周波側に寄せて配置されている単位期間３６０においては、通信端末２に対して、１つの下りサブフレーム３０２において最大で２９個のリソースブロック分のデータを送信することがあり、当該２９個のリソースブロック分のデータを再送する際にヌルステアリングを行うことができないことがある。
【０２０２】
また、比較基地局では、図２０に示されるように、ＳＲＳ送信可能帯域４５０がシステム帯域の低周波側に寄せて配置されている単位期間３６０においては、通信端末２に対して、１つの下りサブフレーム３０２において最大で３２個のリソースブロックが使用下り無線リソースとして割り当てられる。図２０の例では、単位期間３６０ｂにおいて、端末番号Ｂの通信端末２に対して、１つの下りサブフレーム３０２において３２個のリソースブロックが使用下り無線リソースとして割り当てられている。したがって、ＳＲＳ送信可能帯域４５０がシステム帯域の低周波側に寄せて配置されている単位期間３６０においては、通信端末２に対して、１つの下りサブフレーム３０２において最大で３２個のリソースブロック分のデータを送信することがあり、当該３２個のリソースブロック分のデータを再送する際にヌルステアリングを行うことができないことがある。
【０２０３】
このように、本実施の形態に係る基地局１では、通信端末２についての再送送信データ量を少なくすることができることから、通信端末２に対してデータを再送する際にヌルステアリングを行うことができない場合であっても、送信時にヌルステアリングが行われないデータの量を少なくすることができる。よって、基地局１の送信性能が向上する。
【０２０４】
＜各種変形例＞
＜第１変形例＞
上記の例では、通信端末２に送信させるＳＲＳの送信周波数帯域幅として４ＲＢだけを使用したが、通信対象の通信端末２の台数によっては、下り無線リソースを有効利用するために、ＳＲＳの送信周波数帯域幅として２０ＲＢを使用しても良い。
【０２０５】
例えば、通信対象の通信端末２が１台であって、当該通信端末２からの信号の受信品質が良好である場合には、当該通信端末２に対して２０ＲＢの使用ＳＲＳ用上り無線リソースを割り当てる。このとき、当該通信端末２に対して、第１割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ａ及び第２割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ｂのどちらか一方から使用下り無線リソースを割り当てても良いし、当該通信端末２に最短周期送信させるために、それらの両方から使用下り無線リソースを割り当てても良い。これにより、通信端末２に対してより多くの使用下り無線リソースを割り当てることが可能となり、下り無線リソースを有効利用することができる。
【０２０６】
なお、通信対象の通信端末２が１台であって、当該通信端末２に対して２０ＲＢの使用ＳＲＳ用上り無線リソースを第１割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ａ及び第２割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ｂの両方から割り当てる場合には、図２４に示されるように、当該通信端末２に対してすべての下り無線リソースを使用下り無線リソースとして割り当てることができる。つまり、通信対象の通信端末２が１台であってもシステム帯域の全領域を使用することができる。
【０２０７】
これに対して、比較対象基地局では、システム帯域の全領域を下り通信に使用するためには、上述の図２３からも理解できるように、２０ＲＢ−ＳＲＳを送信する通信端末２が２台必要となる。つまり、通信対象の通信端末２が１台である場合には、システム帯域の全領域を下り通信に使用することができない。
【０２０８】
このように、本変形例では、通信対象の通信端末２が１台であってもシステム帯域の全領域を使用することができるため、下り無線リソースを有効利用することができる。
【０２０９】
＜第２変形例＞
上述の図２１に示されるように、周波数帯域が端ホッピングを行う第１割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ａから使用ＳＲＳ用上り無線リソースが割り当てられた通信端末２（端末番号Ａ〜Ｅの通信端末２）では、周波数帯域が中ホッピングを行う第２割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ｂから使用ＳＲＳ用上り無線リソースが割り当てられた通信端末２（端末番号Ｆ〜Ｊの通信端末２）よりも、ハーフフレーム時間（単位期間３６０）当たりにおいて使用下り無線リソースとして割り当てられる平均的なリソースブロックの数が多くなっている。
【０２１０】
このように、第１割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ａから使用ＳＲＳ用上り無線リソースが割り当てられた通信端末２に対しては、第２割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ｂから使用ＳＲＳ用上り無線リソースが割り当てられた通信端末２よりも、多くの使用下り無線リソースを割り当てることができる。これは、上述のように、ある単位期間３６０での第１割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ａの周波数帯域において、当該ある単位期間３６０の次の単位期間３６０でのＳＲＳ送信可能帯域４５０に含まれない部分周波数帯域６０１ａに含まれる周波数帯域を用いてＳＲＳを送信する通信端末２（連続割り当て端末２）に対しては、当該ある単位期間３６０の下り無線リソースからだけではなく、当該次の単位期間３６０の下り無線リソースから使用下り無線リソースが割り当てられるためである（図１５参照）。
【０２１１】
そこで、本変形例に係る無線リソース割り当て部１２２は、通信端末２に送信すべきデータ量に基づいて、第１割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ａ及び第２割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ｂのうちのどちらの上り無線リソースから、当該通信端末２に対して使用ＳＲＳ用上り無線リソースを割り当てるかを決定する。これにより、送信すべきデータ量が多い通信端末２に対しては、第１割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ａから使用ＳＲＳ用上り無線リソースを割り当てることができる。その結果、送信すべきデータ量が多い通信端末２に対して、より多くの使用下り無線リソースを割り当てることができる。よって、下り無線リソースを有効利用することができる。
【０２１２】
本変形例では、例えば、通信対象の複数の通信端末２の数が６台以上になると、当該複数の通信端末２から、基地局１が送信すべきデータ量が多いものから順に５台の通信端末２を選択し、当該５台の通信端末２のそれぞれに対して、第１割り当て可能上り無線リソース６００ａから４ＲＢの使用下り無線リソースを割り当てる。そして、残りの各通信端末２に対して、第２割り当て可能上り無線リソース６００ｂから４ＲＢの使用下り無線リソースを割り当てる。これにより、送信すべきデータ量が多い通信端末２に対して、より多くの使用下り無線リソースを割り当てることが可能となり、下り無線リソースを有効利用することができる。
【０２１３】
＜その他の変形例＞
上記の例では、ＳＲＳの送信に関して、第１ＳＲＳ用上り通信期間３７０ａと、ＳＲＳ送信可能帯域４５０に含まれる、ＳＲＳ０の送信に使用することが可能な櫛歯状の複数のサブキャリアＳＣ０とで特定される上り無線リソース（第１ＳＲＳ用上り無線リソース５００ａ）と、第２ＳＲＳ用上り通信期間３７０ｂと、ＳＲＳ送信可能帯域４５０に含まれる、ＳＲＳ０の送信に使用することが可能な櫛歯状の複数のサブキャリアＳＣ０とで特定される上り無線リソース（第２ＳＲＳ用上り無線リソース５００ｂ）とを使用したが、これらの代わりに、第１ＳＲＳ用上り通信期間３７０ａと、ＳＲＳ送信可能帯域４５０に含まれる、ＳＲＳ１の送信に使用することが可能な櫛歯状の複数のサブキャリアＳＣ１とで特定される上り無線リソース（以後、「第４ＳＲＳ用上り無線リソース」と呼ぶ）と、第２ＳＲＳ用上り通信期間３７０ｂと、ＳＲＳ送信可能帯域４５０に含まれる、ＳＲＳ１の送信に使用することが可能な櫛歯状の複数のサブキャリアＳＣ１とで特定される上り無線リソース（第３ＳＲＳ用上り無線リソース５００ｃ）とを使用しても良い。この場合には、第４ＳＲＳ用上り無線リソースに第１割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ａを設定し、第３ＳＲＳ用上り無線リソース５００ｃに第２割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース６００ｂを設定する。
【０２１４】
また、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】
【０２１５】
１  基地局
２  通信端末
１１０ａ  アンテナ
１２２  無線リソース割り当て部
３６０，３６０ａ，３６０ｂ，３６０ｃ  単位期間
３７０ａ  第１ＳＲＳ用上り通信期間
３７０ａ  第２ＳＲＳ用上り通信期間
６００ａ  第１割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース
６００ｂ  第２割り当て可能ＳＲＳ用上り無線リソース
６０１ａ  部分周波数帯域
８００ａ  第１下り通信期間
８００ｂ  第２下り通信期間
８００ｃ  第３下り通信期間
【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】
0005707231.tif 000011
【図１１】
0005707231.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
0005707231.tif 000017
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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