(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信相手装置と無線通信を行う無線通信装置であって、
複数のアンテナを有し、当該複数のアンテナを用いて通信相手装置と無線通信する際に当該複数のアンテナでの指向性を制御する通信部と、
通信相手装置に対して、当該通信相手装置との通信で使用する使用無線リソースを割り当てる無線リソース割り当て部と
を備え、
前記通信部は、通信相手装置に対して割り当てられた前記使用無線リソースに含まれる、ウェイト算出単位となる単位無線リソースごとに、当該通信相手装置からの既知信号に基づいて前記複数のアンテナでの指向性を制御するためのウェイトベクトルを更新することによって、当該単位無線リソースでの信号に設定する設定ウェイトベクトルを求め、
前記無線リソース割り当て部は、
通信相手装置に対して、ある通信時間帯での前記使用無線リソースを割り当てる場合には、
当該通信相手装置について求められた設定ウェイトベクトルのうち、当該ある通信時間帯の所定時間前から当該ある通信時間帯までの間において前記通信部で受信された既知信号に基づいて求められた設定ウェイトベクトルを選択し、選択した設定ウェイトベクトルである選択設定ウェイトベクトルが求められる際に使用された既知信号の送信周波数帯域を含む割り当て候補周波数帯域のうちの使用可能帯域から、当該通信相手装置との上り通信で必要な周波数帯域幅を有する周波数帯域を選択周波数帯域として選択し、当該選択周波数帯域と周波数帯域が一致する無線リソースを前記使用無線リソースとして当該通信相手装置に対して割り当て、
前記通信部は、通信相手装置に対して割り当てられた、ある通信時間帯での前記使用無線リソースに含まれる前記単位無線リソースでの信号に設定される設定ウェイトベクトルを求める場合には、当該通信相手装置に対して当該使用無線リソースが割り当てられる際に使用された前記選択設定ウェイトベクトルであって、当該ある通信時間帯での当該使用無線リソースに含まれる当該単位無線リソースと同じ周波数帯域で送信された既知信号に基づいて求められた前記選択設定ウェイトベクトルを初期値に使用してウェイトベクトルを更新する、無線通信装置。
【請求項２】
請求項１に記載の無線通信装置であって、
前記無線リソース割り当て部は、通信相手装置に対して、ある通信時間帯での前記使用無線リソースを割り当てる場合には、当該通信相手装置について求められた設定ウェイトベクトルのうち、それが求められる際に使用された既知信号についての前記通信部での受信タイミングが当該ある通信時間帯に最も近い設定ウェイトベクトルを選択する、無線通信装置。
【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無線通信装置であって、
前記通信部は、
通信相手装置に対して割り当てられた、ある通信時間帯での前記使用無線リソースに含まれる前記単位無線リソースでの信号に設定される設定ウェイトベクトルを求める場合には、
当該通信相手装置について求められた設定ウェイトベクトルにおいて、当該ある通信時間帯の所定時間前から当該ある通信時間帯までの間において前記通信部で受信された既知信号に基づいて求められた設定ウェイトベクトルが存在しないときには、ウェイトベクトルをＮ回（Ｎ≧２）更新し、
当該通信相手装置について求められた設定ウェイトベクトルにおいて、当該ある通信時間帯の所定時間前から当該ある通信時間帯までの間において前記通信部で受信された既知信号に基づいて求められた設定ウェイトベクトルが存在するときには、前記選択設定ウェイトベクトルを初期値に使用してウェイトベクトルを前記Ｎ回よりも少ないＭ回（Ｍ≧１）更新する、無線通信装置。
【請求項４】
請求項３に記載の無線通信装置であって、
前記通信部は、
通信相手装置に対して割り当てられた、ある通信時間帯での前記使用無線リソースに含まれる前記単位無線リソースでの信号に設定される設定ウェイトベクトルを求める場合において、前記選択設定ウェイトベクトルを初期値に使用してウェイトベクトルを前記Ｍ回更新するときには、
当該選択設定ウェイトベクトルが求められる際に使用された既知信号の送信周波数帯域と、当該単位無線リソースの周波数帯域とのずれと、前記通信部での当該既知信号の受信タイミングと当該ある通信時間帯とのずれとに基づいて、前記Ｍの値を決定する、無線通信装置。
【請求項５】
請求項３及び請求項４のいずれか一つに記載の無線通信装置であって、
前記通信部は、
通信相手装置に対して割り当てられた、ある通信時間帯での前記使用無線リソースに含まれる前記単位無線リソースの数が所定数よりも大きい場合には、当該使用無線リソースに含まれる前記単位無線リソースでの信号に設定される設定ウェイトベクトルを求める際に、前記選択設定ウェイトベクトルを初期値に使用してウェイトベクトルを前記Ｍ回更新し、
通信相手装置に対して割り当てられた、ある通信時間帯での前記使用無線リソースに含まれる前記単位無線リソースの数が所定数よりも小さい場合には、当該使用無線リソースに含まれる前記単位無線リソースでの信号に設定される設定ウェイトベクトルを求める際に、前記選択設定ウェイトベクトルを初期値に使用してウェイトベクトルを前記Ｎ回更新する、無線通信装置。
【請求項６】
複数のアンテナを用いて通信相手装置と無線通信を行う無線通信方法であって、
（ａ）前記複数のアンテナでの指向性を制御して通信相手装置と無線通信する工程と、
（ｂ）通信相手装置に対して、当該通信相手装置との通信で使用する使用無線リソースを割り当てる工程と
を備え、
前記工程（ａ）は、
（ａ−１）通信相手装置に対して割り当てられた前記使用無線リソースに含まれる、ウェイト算出単位となる単位無線リソースごとに、当該通信相手装置からの既知信号に基づいて前記複数のアンテナでの指向性を制御するためのウェイトベクトルを更新することによって、当該単位無線リソースでの信号に設定する設定ウェイトベクトルを求める工程を含み、
前記工程（ｂ）では、通信相手装置に対して、ある通信時間帯での前記使用無線リソースが割り当てられる場合には、当該通信相手装置について求められた設定ウェイトベクトルのうち、当該ある通信時間帯の所定時間前から当該ある通信時間帯までの間において受信された既知信号に基づいて求められた設定ウェイトベクトルが選択され、選択された設定ウェイトベクトルである選択設定ウェイトベクトルが求められる際に使用された既知信号の送信周波数帯域を含む割り当て候補周波数帯域のうちの使用可能帯域から、当該通信相手装置との上り通信で必要な周波数帯域幅を有する周波数帯域を選択周波数帯域として選択し、当該選択周波数帯域と周波数帯域が一致する無線リソースが前記使用無線リソースとして当該通信相手装置に対して割り当てられ、
前記工程（ａ−１）では、通信相手装置に対して割り当てられた、ある通信時間帯での前記使用無線リソースに含まれる前記単位無線リソースでの信号に設定される設定ウェイトベクトルが求められる場合には、当該通信相手装置に対して当該使用無線リソースが割り当てられる際に使用された前記選択設定ウェイトベクトルであって、当該ある通信時間帯での当該使用無線リソースに含まれる当該単位無線リソースと同じ周波数帯域で送信された既知信号に基づいて求められた前記選択設定ウェイトベクトルが初期値に使用されてウェイトベクトルが更新される、無線通信方法。
【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た無線通信技術に関する。
【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、複数のアンテナでの指向性を制御して無線通信を行う無線通信装置に関する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２２３５１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
さて、複数のアンテナでの指向性を制御して無線通信を行う無線通信装置においては、当該指向性を制御するためのウェイトベクトルが求められる。無線通信装置の通信性能を向上するためには、できるだけウェイトベクトルの精度が良い方が望ましい。また、ウェイトベクトルの演算量はできるだけ少ない方が望ましい。
【０００５】
そこで、本発明は上述の点に鑑みて成されたものであり、ウェイトベクトルの精度を向上させることが可能な、あるいはウェイトベクトルの演算量を低減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】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明に係る無線通信装置は、通信相手装置と無線通信を行う無線通信装置であって、複数のアンテナを有し、当該複数のアンテナを用いて通信相手装置と無線通信する際に当該複数のアンテナでの指向性を制御する通信部と、通信相手装置に対して、当該通信相手装置との通信で使用する使用無線リソースを割り当てる無線リソース割り当て部とを備え、前記通信部は、通信相手装置に対して割り当てられた前記使用無線リソースに含まれる、ウェイト算出単位となる単位無線リソースごとに、当該通信相手装置からの既知信号に基づいて前記複数のアンテナでの指向性を制御するためのウェイトベクトルを更新することによって、当該単位無線リソースでの信号に設定する設定ウェイトベクトルを求め、前記無線リソース割り当て部は、通信相手装置に対して、ある通信時間帯での前記使用無線リソースを割り当てる場合には、当該通信相手装置について求められた設定ウェイトベクトルのうち、当該ある通信時間帯の所定時間前から当該ある通信時間帯までの間において前記通信部で受信された既知信号に基づいて求められた設定ウェイトベクトルを選択し、選択した設定ウェイトベクトルである選択設定ウェイトベクトルが求められる際に使用された既知信号の送信周波数帯域を含む割り当て候補周波数帯域のうちの使用可能帯域から、当該通信相手装置との上り通信で必要な周波数帯域幅を有する周波数帯域を選択周波数帯域として選択し、当該選択周波数帯域と周波数帯域が一致する無線リソースを前記使用無線リソースとして当該通信相手装置に対して割り当て、前記通信部は、通信相手装置に対して割り当てられた、ある通信時間帯での前記使用無線リソースに含まれる前記単位無線リソースでの信号に設定される設定ウェイトベクトルを求める場合には、当該通信相手装置に対して当該使用無線リソースが割り当てられる際に使用された前記選択設定ウェイトベクトルであって、当該ある通信時間帯での当該使用無線リソースに含まれる当該単位無線リソースと同じ周波数帯域で送信された既知信号に基づいて求められた前記選択設定ウェイトベクトルを初期値に使用してウェイトベクトルを更新する。
【０００７】
また、本発明に係る無線通信装置の一態様では、前記無線リソース割り当て部は、通信相手装置に対して、ある通信時間帯での前記使用無線リソースを割り当てる場合には、当該通信相手装置について求められた設定ウェイトベクトルのうち、それが求められる際に使用された既知信号についての前記通信部での受信タイミングが当該ある通信時間帯に最も近い設定ウェイトベクトルを選択する。
【０００８】
また、本発明に係る無線通信装置の一態様では、前記通信部は、通信相手装置に対して割り当てられた、ある通信時間帯での前記使用無線リソースに含まれる前記単位無線リソースでの信号に設定される設定ウェイトベクトルを求める場合には、当該通信相手装置について求められた設定ウェイトベクトルにおいて、当該ある通信時間帯の所定時間前から当該ある通信時間帯までの間において前記通信部で受信された既知信号に基づいて求められた設定ウェイトベクトルが存在しないときには、ウェイトベクトルをＮ回（Ｎ≧２）更新し、当該通信相手装置について求められた設定ウェイトベクトルにおいて、当該ある通信時間帯の所定時間前から当該ある通信時間帯までの間において前記通信部で受信された既知信号に基づいて求められた設定ウェイトベクトルが存在するときには、前記選択設定ウェイトベクトルを初期値に使用してウェイトベクトルを前記Ｎ回よりも少ないＭ回（Ｍ≧１）更新する。
【０００９】
また、本発明に係る無線通信装置の一態様では、前記通信部は、通信相手装置に対して割り当てられた、ある通信時間帯での前記使用無線リソースに含まれる前記単位無線リソースでの信号に設定される設定ウェイトベクトルを求める場合において、前記選択設定ウェイトベクトルを初期値に使用してウェイトベクトルを前記Ｍ回更新するときには、当該選択設定ウェイトベクトルが求められる際に使用された既知信号の送信周波数帯域と、当該単位無線リソースの周波数帯域とのずれと、前記通信部での当該既知信号の受信タイミングと当該ある通信時間帯とのずれとに基づいて、前記Ｍの値を決定する。
【００１０】
また、本発明に係る無線通信装置の一態様では、前記通信部は、通信相手装置に対して割り当てられた、ある通信時間帯での前記使用無線リソースに含まれる前記単位無線リソースの数が所定数よりも大きい場合には、当該使用無線リソースに含まれる前記単位無線リソースでの信号に設定される設定ウェイトベクトルを求める際に、前記選択設定ウェイトベクトルを初期値に使用してウェイトベクトルを前記Ｍ回更新し、通信相手装置に対して割り当てられた、ある通信時間帯での前記使用無線リソースに含まれる前記単位無線リソースの数が所定数よりも小さい場合には、当該使用無線リソースに含まれる前記単位無線リソースでの信号に設定される設定ウェイトベクトルを求める際に、前記選択設定ウェイトベクトルを初期値に使用してウェイトベクトルを前記Ｎ回更新する。
【００１１】
また、本発明に係る無線通信方法は、複数のアンテナを用いて通信相手装置と無線通信を行う無線通信方法であって、（ａ）前記複数のアンテナでの指向性を制御して通信相手装置と無線通信する工程と、（ｂ）通信相手装置に対して、当該通信相手装置との通信で使用する使用無線リソースを割り当てる工程とを備え、前記工程（ａ）は、（ａ−１）通信相手装置に対して割り当てられた前記使用無線リソースに含まれる、ウェイト算出単位となる単位無線リソースごとに、当該通信相手装置からの既知信号に基づいて前記複数のアンテナでの指向性を制御するためのウェイトベクトルを更新することによって、当該単位無線リソースでの信号に設定する設定ウェイトベクトルを求める工程を含み、前記工程（ｂ）では、通信相手装置に対して、ある通信時間帯での前記使用無線リソースが割り当てられる場合には、当該通信相手装置について求められた設定ウェイトベクトルのうち、当該ある通信時間帯の所定時間前から当該ある通信時間帯までの間において受信された既知信号に基づいて求められた設定ウェイトベクトルが選択され、選択された設定ウェイトベクトルである選択設定ウェイトベクトルが求められる際に使用された既知信号の送信周波数帯域を含む割り当て候補周波数帯域のうちの使用可能帯域から、当該通信相手装置との上り通信で必要な周波数帯域幅を有する周波数帯域を選択周波数帯域として選択し、当該選択周波数帯域と周波数帯域が一致する無線リソースが前記使用無線リソースとして当該通信相手装置に対して割り当てられ、前記工程（ａ−１）では、通信相手装置に対して割り当てられた、ある通信時間帯での前記使用無線リソースに含まれる前記単位無線リソースでの信号に設定される設定ウェイトベクトルが求められる場合には、当該通信相手装置に対して当該使用無線リソースが割り当てられる際に使用された前記選択設定ウェイトベクトルであって、当該ある通信時間帯での当該使用無線リソースに含まれる当該単位無線リソースと同じ周波数帯域で送信された既知信号に基づいて求められた前記選択設定ウェイトベクトルが初期値に使用されてウェイトベクトルが更新される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、設定ウェイトベクトルの精度が向上する。あるいは、ウェイトベクトルの更新回数を減らすことができ、その結果、設定ウェイトベクトルの演算量を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】無線通信システムの構成を示す図である。
【図２】基地局の構成を示す図である。
【図３】ウェイト処理部の一部の構成を示す図である。
【図４】ＴＤＤフレームの構成を示す図である。
【図５】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】ＳＲＳ用上り無線リソースを示す図である。
【図９】ＳＲＳの送信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用上り無線リソースと下り無線リソースとの対応付けを示す図である。
【図１１】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１２】基地局においてビームフォーミング及びヌルステアリングが適切に行われる点を説明するための図である。
【図１３】基地局においてビームフォーミング及びヌルステアリングが適切に行われる点を説明するための図である。
【図１４】ＤＭＲＳを示す図である。
【図１５】無線リソース割り当て部の動作を示すフローチャートである。
【図１６】通信端末に対する使用上り無線リソースの割り当て例を示す図である。
【図１７】ウェイトベクトルの更新回数とウェイトベクトルの更新に使用されるＤＭＲＳシンボルとの対応関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は本実施の形態に係る無線通信装置を備える無線通信システム１００の構成を示す図である。本実施の形態に係る無線通信装置は、例えば基地局１であって、複数の通信端末２と無線通信を行う。無線通信システム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（Long Term Evolution）であって、複数の基地局１を備えている。ＬＴＥは、「Ｅ−ＵＴＲＡ」とも呼ばれている。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。基地局１と通信端末２との通信には、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。
【００１５】
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。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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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では、ＣＰＵ及びＤＳＰがメモリ内の各種プログラムを実行することによって、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、ウェイト処理部１２３、複数のＩＤＦＴ部１２４及び複数のＤＦＴ部１２５などの複数の機能ブロックが形成される。
【００２０】
無線処理部１１から出力される複数の受信信号は、複数のＤＦＴ部１２５にそれぞれ入力される。各ＤＦＴ部１２５は、入力される受信信号に対して離散フーリエ変換（DFT：Discrete Fourier Transform）を行う。これにより、各ＤＦＴ部１２５では、入力された受信信号を構成する複数のサブキャリアにそれぞれ対応する複数の複素シンボルが得られる。以後、ＤＦＴ部１２５で得られる複素シンボルを「受信シンボル」と呼ぶ。また、ＤＦＴ部１２５で得られる複数の複素シンボルを「受信シンボル列」と呼ぶ。各ＤＦＴ部１２５では、受信シンボルとして、通信端末２が送信する既知信号である既知の複素シンボル（以後、「既知シンボル」と呼ぶ）と、通信端末２が送信するデータ信号である、データを示す複素シンボル（以後、「データシンボル」と呼ぶ）とが取得される。各ＤＦＴ部１２５で得られた受信シンボル列は、ウェイト処理部１２３に入力される。
【００２１】
ウェイト処理部１２３は、複数のアンテナ１１０ａでの指向性を制御するためのウェイトベクトルを例えばＭＭＳＥ（最小二乗誤差法）を用いて算出する。ウェイトベクトルは、複数のアンテナ１１０ａにそれぞれ対応する複数のウェイトで構成されている。ウェイトベクトルは、各ＤＦＴ部１２５から出力される受信シンボル列に含まれる既知シンボルに基づいて算出される。ウェイト処理部１２３では、アレイアンテナ１１０での受信信号に設定される設定ウェイトベクトルである受信ウェイトベクトルと、アレイアンテナ１１０から送信される送信信号に設定される設定ウェイトベクトルである送信ウェイトベクトルとが求められる。受信ウェイトベクトルは、複数のアンテナ１１０ａでそれぞれ受信される複数の受信信号にそれぞれ設定される複数の受信ウェイトで構成されている。送信ウェイトベクトルは、複数のアンテナ１１０ａからそれぞれ送信される複数の送信信号にそれぞれ設定される複数の送信ウェイトで構成されている。本実施の形態では、逐次推定アルゴリズム、例えばＲＬＳアルゴリズムが用いられてウェイトベクトルが初期値から更新されることによって、受信ウェイトベクトル及び送信ウェイトベクトルが求められる。
【００２２】
ウェイト処理部１２３は、複数のＤＦＴ部１２５からそれぞれ出力される複数の受信シンボル列に含まれるデータシンボルにそれぞれ設定する複数の受信ウェイト（受信ウェイトベクトル）を算出する。ウェイト処理部１２３は、複数のＤＦＴ部１２５からそれぞれ入力された複数の受信シンボル列のそれぞれについて、当該受信シンボル列に含まれる複数のデータシンボルのそれぞれに対して、対応する受信ウェイトを乗算（複素乗算）する。そして、ウェイト処理部１２３は、入力された複数の受信シンボル列に含まれる、同一のサブキャリアについての受信ウェイト乗算後の複数のデータシンボルを加算する。これにより、アレイアンテナ１１０の受信指向性に関するビームが、通信端末２からの一つのサブキャリア（希望波）に向けられるようになるとともに、アレイアンテナ１１０の受信指向性に関するヌルが干渉波に向けられるようになる。その結果、当該一つのサブキャリアについての希望データシンボルが取得される。つまり、複数の受信シンボル列に含まれる、同一のサブキャリアについての受信ウェイト乗算後の複数のデータシンボルを足し合わせて得られる新たなデータシンボルでは、干渉成分が除去されており、当該新たなデータシンボルが希望データシンボルとして取得される。ウェイト処理部１２３は、受信信号に含まれる、データシンボルで変調された複数のサブキャリアのそれぞれについて希望データシンボルを取得して出力する。
【００２３】
受信データ取得部１２１は、ウェイト処理部１２３から出力される希望データシンボルに対して、逆離散フーリエ変換（IDFT：Inverse DFT）を行う。そして、受信データ取得部１２１は、逆離散フーリエ変換の実行によって得られた信号に対して復調処理を行って、当該信号をビットデータに変換する。これにより、受信データ取得部１２１では、通信端末２からの受信信号に含まれるユーザデータ及び制御データが取得される。
【００２４】
送信信号生成部１２０は、通信対象の通信端末２に送信するビットデータ（ユーザデータ及び制御データを含む送信データ）を生成する。そして、送信信号生成部１２０は、生成したビットデータを、複数のサブキャリアに対応する、ＩＱ平面上での複数の複素シンボルに変換してウェイト処理部１２３に入力する。以後、送信信号生成部１２０で生成される複素シンボルを「送信シンボル」と呼ぶ。また、送信信号生成部１２０で生成される複数の複素シンボルを「送信シンボル列」と呼ぶ。送信信号生成部１２０では、送信シンボル列が、アンテナ１１０ａの数だけ生成されて出力される。
【００２５】
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シンボル列にそれぞれ設定する複数の送信ウェイト（送信ウェイトベクトル）を算出する。ウェイト処理部１２３は、複数のアンテナ１１０ａからそれぞれ送信される複数の送信シンボル列のそれぞれについて、当該送信シンボル列を構成する複数の送信シンボルのそれぞれに対して、対応する送信ウェイトを乗算する。その後、ウェイト処理部１２３は、送信ウェイト乗算後の複数の送信シンボル列を、複数のＩＤＦＴ部１２４にそれぞれ入力する。
【００２６】
各ＩＤＦＴ部１２４は、入力される送信シンボル列に対して逆離散フーリエ変換を行う。これにより、各ＩＤＦＴ部１２４では、送信シンボル列を構成する複数の送信シンボルで変調された複数のサブキャリアが合成されたベースバンドのＯＦＤＭ信号が得られる。複数のＩＤＦＴ部１２４で生成されたベースバンドの送信信号は無線処理部１１に入力される。
【００２７】
本実施の形態に係る基地局１では、無線処理部１１、ウェイト処理部１２３、複数のＩＤＦＴ部１２４及び複数のＤＦＴ部１２５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と無線通信を行う通信部１３が構成されている。本実施の形態では、通信部１３は、アレイアンテナ１１０の指向性を制御して、ヌルステアリングとビームフォーミングを同時に行う。通信部１３は、ウェイト処理部１２３において、アレイアンテナ１１０での受信信号に設定する受信ウェイトベクトル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１３は、ウェイト処理部１２３において、アレイアンテナ１１０から送信する送信信号に設定する送信ウェイトベクトル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。
【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】
図３はウェイト処理部１２３が有する、受信ウェイトベクトル及び送信ウェイトベクトルを求めるためにウェイトベクトルを更新するための構成を示すブロック図である。図３に示されるように、ウェイト処理部１２３は、複数の複素乗算部２００と、加算部２０１と、ウェイト更新部２０２とを備えている。
【００３２】
複数の複素乗算部２００には、複数のアンテナ１１０ａにそれぞれ対応した複数のＤＦＴ部１２５で取得された、同一のサブキャリアについての既知シンボルＳ１がそれぞれ入力される。また、複数の複素乗算部２００には、ウェイト更新部２０２から出力されるウェイトベクトルｗを構成する複数のウェイトＷがそれぞれ入力される。各複素乗算部２００は、入力された既知シンボルＳ１に対して、入力されたウェイトＷを複素乗算し、ウェイトＷが乗算された既知シンボルＳ１を出力する。加算部２０１は、複数の複素乗算部２００から出力される、ウェイトＷが乗算された既知シンボルＳ１を足し合わせて、それによって得られた新たな既知シンボルを合成既知シンボルＳ２として出力する。
【００３３】
ウェイト更新部２０２は、加算部２０１で得られた合成既知シンボルＳ２についての参照信号に対する誤差を示す誤差信号を生成する。参照信号は、加算部２０１で得られた合成既知シンボルＳ２についての理想的な信号である。
【００３４】
ウェイト更新部２０２は、例えばＲＬＳアルゴリズムを用いて、生成した誤差信号が小さくなるようにウェイトベクトルｗを更新する。ウェイト更新部２０２は、以下の式（１）を使用してウェイトベクトルｗを更新する。
【００３５】
ｗ（ｍ）＝ｗ（ｍ−１）＋ｋ（ｍ）・ｅ（ｍ）  ・・・（１）
【００３６】
ここで、ｍはウェイトベクトルｗの更新回数を示しており、１以上の整数である。またｗ（ｍ）は、ｍ回更新後のウェイトベクトルｍを示しており、ｗ（０）は、ウェイトベクトルｗの初期値を示している。ｅ（ｍ）は、複数の複素乗算部２００にそれぞれ入力される複数の既知シンボルＳ１に対して、ウェイトベクトルｗ（ｍ−１）を構成する複数のウェイトＷをそれぞれ設定したものを足し合わせて得られる合成既知シンボルＳ２と、それに対応する参照信号との誤差を示す誤差信号を示している。ｋ（ｍ）はカルマンゲインベクトルと呼ばれている。
【００３７】
ウェイト更新部２０２では、式（１）が用いられてウェイトベクトルｗが一度更新されると、複数の複素乗算部２００には、更新されたウェイトベクトルｗを構成する複数のウェイトＷがそれぞれ入力されるとともに、新たな複数の既知シンボルＳ１がそれぞれ入力される。そうすると、加算部２０１からは新たな合成既知シンボルＳ２が出力され、その結果、ウェイト更新部２０２では新たな誤差信号が生成される。ウェイト更新部２０２が、この新たな誤差信号を式（１）に代入してウェイトベクトルｗを一度更新すると、複数の複素乗算部２００には、更新後のウェイトベクトルｗを構成する複数のウェイトＷがそれぞれ入力されるとともに、新たな複数の既知シンボルＳ１がそれぞれ入力される。以後、ウェイト更新部２０２は同様に動作する。
【００３８】
このように、ウェイト処理部１２３では、一つの合成既知シンボルＳ２に基づいてウェイトベクトルｗが１回更新される。一つの合成既知シンボルＳ２は、複数のアンテナ１１０ａで受信される、通信端末２がある一つのサブキャリアを用いて送信する既知シンボルＳ１が足し合わされたものであることから、ウェイト処理部１２３では、ある一つのサブキャリアが用いられて通信端末２から送信される既知シンボル（既知信号）に基づいて、ウェイトベクトルｗが１回更新されると言える。ウェイト処理部１２３は、ウェイトベクトルｗを所定回数更新すると、ウェイトベクトルｗの更新を終了する。
【００３９】
ウェイト処理部１２３は、更新終了後のウェイトベクトルｗを、アレイアンテナ１１０で受信されるデータシンボルに設定する受信ウェイトベクトルとして使用する。ウェイト処理部１２３は、入力された複数の受信シンボル列に含まれる、同一のサブキャリアについての複数のデータシンボルに対して、受信ウェイトベクトル（更新終了後のウェイトベクトルｗ）を構成する複数の受信ウェイトをそれぞれ乗算する。そして、ウェイト処理部１２３は、入力された複数の受信シンボル列に含まれる、同一のサブキャリアについての受信ウェイト乗算後の複数のデータシンボルを加算する。これにより、当該サブキャリアについての希望データシンボルが取得される。ウェイト処理部１２３は、受信信号に含まれる、データシンボルで変調された複数のサブキャリアのそれぞれについて希望データシンボルを取得する。
【００４０】
また、ウェイト処理部１２３は、更新終了後のウェイトベクトルｗを補正して、アレイアンテナ１１０から送信される送信信号に設定する送信ウェイトベクトルを生成する。ウェイト処理部１２３は、複数のアンテナ１１０ａからそれぞれ送信される複数の送信シンボルに対して、送信ウェイトベクトルを構成する複数の送信ウェイトをそれぞれ乗算する。ウェイト処理部１２３において、送信ウェイトが乗算された複数の送信シンボル列は、複数のＩＤＦＴ部１２４にそれぞれ入力される。
【００４１】
なお、上記の例では、基地局１での受信回路と送信回路の特性の相違を吸収するために、更新終了後のウェイトベクトルｗを補正して送信ウェイトベクトルを生成していたが、更新終了後のウェイトベクトルｗをそのまま送信ウェイトベクトルとしても良い。
【００４２】
また、本実施の形態では、受信ウェイトベクトルが求められる際のウェイトベクトルｗの更新と、送信ウェイトベクトルが求められる際のウェイトベクトルｗの更新とでは、互いに異なる種類の既知シンボルが使用されるようになっている。受信ウェイトベクトルが求められる際のウェイトベクトルｗの更新には、複数の複素シンボルで構成された復調リファレンス信号（ＤＭＲＳ）が使用され、送信ウェイトベクトルが求められる際のウェイトベクトルｗの更新には、複数の複素シンボルで構成されたＳＲＳが使用される。ＤＭＲＳは「ＤＲＳ」とも呼ばれる。通信部１３は、通信端末２からのＤＭＲＳに基づいて複数のアンテナ１１０ａでの受信指向性を制御し、通信端末２からのＳＲＳに基づいて複数のアンテナ１１０ａでの送信指向性を制御する。
【００４３】
以上のように、本実施の形態では、受信ウェイトベクトル及び送信ウェイトベクトルのそれぞれは、複数のアンテナ１１０ａでの指向性を制御するためのウェイトベクトルを更新することによって求められる。
【００４４】
＜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。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。
【００４５】
図４はＴＤＤフレーム３００の構成を示す図である。図４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。
【００４６】
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。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。
【００４７】
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。
【００４８】
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に対して使用下り無線リソースを割り当てる。一方で、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には、時間方向及び周波数方向のそれぞれにおいて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を割り当てる。
【００４９】
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、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使用上り無線リソースとして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、１つのリソースブロックの周波数帯域を「ＲＢ帯域」と呼ぶ。
【００５０】
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。ＬＴＥでは、０番〜６番までのＴＤＤフレーム３００の構成が規定されている。本実施の形態に係る無線通信システム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。
【００５１】
図５は１番の構成を有するＴＤＤフレーム３００を詳細に示す図である。図５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、無線通信システム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。
【００５２】
図５に示されるように、１番の構成を有するＴＤＤフレーム３００では、第０、第４、第５及び第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、第３、第７及び第８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。
【００５３】
また、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。
【００５４】
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。
【００５５】
本実施の形態に係る無線通信システム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、本無線通信システム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。
【００５６】
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、送信ウェイトベクトル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。また、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」と呼ぶ。
【００５７】
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。
【００５８】
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、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ない場合には、それぞれを「ＳＲＳ用上り通信期間」と呼ぶ。
【００５９】
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。本無線通信システム１００では、単位期間３６０が繰り返し現れることになる。
【００６０】
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。
【００６１】
＜ＳＲＳ送信可能帯域の周波数ホッピング＞
本無線通信システム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。
【００６２】
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。本実施の形態では、システム帯域幅は例えば１０ＭＨｚであって、システム帯域４００には、５０個のＲＢ帯域が含まれる。このような場合、ＳＲＳ送信可能帯域４５０の帯域幅は、４０個のＲＢ帯域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帯域分の周波数帯域幅となる。以後、ｘ個のＲＢ帯域分の周波数帯域幅を「ｘＲＢ帯域」と呼ぶ。
【００６３】
＜ＳＲＳの構成＞
本実施の形態に係る無線通信システム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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
ＬＴＥの規格上では、各通信端末２に、第１ＳＲＳ用上り通信期間３７０ａにおいてＳＲＳ１を送信させることは可能であるが、本実施の形態では、第１ＳＲＳ用上り通信期間３７０ａにおいて各通信端末２にＳＲＳ１を送信させないようになっている。
【００６８】
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。そして、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とで特性される上り無線リソースを「第３ＳＲＳ用上り無線リソース５００ｃ」と呼ぶ。
【００６９】
図８は、第１ＳＲＳ用上り無線リソース５００ａ、第２ＳＲＳ用上り無線リソース５００ｂ及び第３ＳＲＳ用上り無線リソース５００ｃを示す図である。図８に示されるように、同一の単位期間３６０に含まれる、第１ＳＲＳ用上り無線リソース５００ａ、第２ＳＲＳ用上り無線リソース５００ｂ及び第３ＳＲＳ用上り無線リソース５００ｃは、時間方向及び周波数方向の少なくとも一方で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。
【００７０】
＜ＳＲＳの送信周波数帯域の周波数ホッピング＞
本実施の形態に係る無線通信システム１００では、ＳＲＳの送信周波数帯域を、ＳＲＳ送信可能帯域４５０内において周波数ホッピングさせることができる。また、本無線通信システム１００では、ＳＲＳの送信周波数帯域幅は変更可能となっている。本無線通信システム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、例えば、４０ＲＢ帯域、２０ＲＢ帯域及び４ＲＢ帯域の３種類の帯域幅が定められている。
【００７１】
図９は、端末番号１の通信端末２が送信するＳＲＳの送信周波数帯域４８０ａと端末番号２の通信端末２が送信するＳＲＳの送信周波数帯域４８０ｂとがＳＲＳ送信可能帯域４５０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帯域の番号を示している。ＲＢ帯域の番号が大きいほど、当該ＲＢ帯域が大きくなっている。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。
【００７２】
図９の例では、端末番号１及び２の通信端末２のそれぞれは、各単位期間３６０において１回ＳＲＳを送信している。また、端末番号１及び２の通信端末２が送信するＳＲＳの送信周波数帯域幅のそれぞれは２０ＲＢ帯域に設定されている。図９の例では、端末番号１の通信端末２が送信するＳＲＳの送信周波数帯域４８０ａと、端末番号２の通信端末２が送信するＳＲＳの送信周波数帯域４８０ｂとは、１つの単位期間３６０ごとに、ＳＲＳ送信可能帯域４５０において低周波側及び高周波側に交互に寄せて配置されている。
【００７３】
より詳細には、送信周波数帯域４８０ａは、ＳＲＳ送信可能帯域４５０が高周波側に寄せて配置されている単位期間３６０では、ＳＲＳ送信可能帯域４５０において低周波側に寄せて配置され、ＳＲＳ送信可能帯域４５０が低周波側に寄せて配置されている単位期間３６０では、ＳＲＳ送信可能帯域４５０において高周波側に寄せて配置されている。これにより、送信周波数帯域４８０ａは、システム帯域の中央部における３０ＲＢ帯域の周波数帯域（１０番〜３９番のＲＢ帯域）内において周波数ホッピングする。したがって、システム帯域の低周波側の１０ＲＢ帯域の端部及び高周波側の１０ＲＢ帯域の端部のそれぞれでは、端末番号１の通信端末２からＳＲＳが送信されない。
【００７４】
これに対して、送信周波数帯域４８０ｂは、ＳＲＳ送信可能帯域４５０が高周波側に寄せて配置されている単位期間３６０では、ＳＲＳ送信可能帯域４５０において高周波側に寄せて配置され、ＳＲＳ送信可能帯域４５０が低周波側に寄せて配置されている単位期間３６０では、ＳＲＳ送信可能帯域４５０において低周波側に寄せて配置されている。これにより、送信周波数帯域４８０ｂは、システム帯域の低周波側及び高周波側に交互に寄せて配置される。したがって、システム帯域の中央部の１０ＲＢ帯域の周波数帯域（２０番〜２９番のＲＢ帯域）では、端末番号２の通信端末２からＳＲＳが送信されない。
【００７５】
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についての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、使用するＳＲＳ用上り通信期間、ＳＲＳパラメータｋＴＣの値、ＳＲＳの送信周波数帯域幅、ＳＲＳの送信周波数帯域の周波数ホッピングの態様などを決定する。これにより、基地局１が通信する各通信端末２に対して使用ＳＲＳ用上り無線リソースが割り当てられる。
【００７６】
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、言い換えれば、無線リソース割り当て部１２２で決定された、当該通信端末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１３から当該通信端末２に送信される。これにより、各通信端末２にはＳＲＳ制御データが送信され、各通信端末２は、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。ＳＲＳ制御データは、ＬＴＥでは、“RRCConnectionReconfiguration message”と呼ばれている。
【００７７】
＜アレイ送信制御＞
本実施の形態に係るアレイ送信制御では、通信部１３は、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当該通信端末２に送信する信号に設定する送信ウェイトベクトルを、当該使用下り無線リソースの周波数帯域と同じ周波数帯域で当該通信端末２が送信するＳＲＳに基づいて算出する。
【００７８】
また、本実施の形態に係るアレイ送信制御では、送信ウェイトベクトルが、送信ウェイトベクトル算出単位となる単位下り無線リソースごとに算出される。そして、算出された送信ウェイトベクトルは、それに対応する単位下り無線リソースでの送信信号に設定される。本実施の形態では、単位下り無線リソースは、例えば、周波数方向に１つのＲＢ帯域を含み、時間方向に１つの下りサブフレーム３０２に含まれる２つのスロット３０３を含む下り無線リソースとなっている。
【００７９】
通信端末２に割り当てられた使用下り無線リソースが、例えば、４つの単位下り無線リソースで構成されているとすると、当該通信端末２についてのアレイ送信制御では、当該４つの単位下り無線リソースのそれぞれについて送信ウェイトベクトルが求められる。使用下り無線リソースに含まれるある１つの単位下り無線リソースを用いて通信端末２に送信される信号に対して設定する送信ウェイトベクトルが求められる際には、当該１つの単位下り無線リソースが周波数方向に含む１つのＲＢ帯域で当該通信端末２が送信するＳＲＳを構成する６個の既知シンボルに基づいてウェイトベクトルが６回更新される。そして、更新終了後のウェイトベクトルが補正されることによって、当該ある１つの単位下り無線リソースを用いて通信端末２に送信される信号に設定される送信ウェイトベクトルが生成される。ある１つの単位下り無線リソースが周波数方向において含む１２個のサブキャリアでそれぞれ送信される１２個の送信シンボルには、当該ある１つの単位下り無線リソースに対応する送信ウェイトベクトルが共通に設定される。
【００８０】
なお、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ＲＢ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。一方で、上述のように、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。したがって、１つのＲＢ帯域では、通信端末２は６個のサブキャリアを用いてＳＲＳを送信し、当該ＳＲＳは６個の既知シンボルで構成されている。
【００８１】
このように、ウェイト処理部１２３は、通信端末２に割り当てられた使用下り無線リソースに含まれる単位下り無線リソースを用いて通信部１３が送信する信号に設定する送信ウェイトベクトルを、当該単位下り無線リソースの周波数帯域と同じ送信周波数帯域のＳＲＳに基づいて求めている。
【００８２】
＜下り無線リソースとＳＲＳ用上り無線リソースとの対応付け＞
本実施の形態に係る無線通信システム１００では、下り無線リソースとＳＲＳ用上り無線リソースとに関して、ＳＲＳに基づいたヌルステアリング及びビームフォーミングのための対応付けが定められている。各基地局１が、この対応付けに基づいて、ＳＲＳを送信する通信端末２に対して使用下り無線リソースを割り当てるとともにアレイ送信制御を行うことによって、各基地局１はヌルステアリング及びビームフォーミングを適切に行うことが可能となる。以後、この対応付けを「アレイ制御用リソース対応付け」と呼ぶ。以下に、アレイ制御用リソース対応付けについて説明する。
【００８３】
なお、以後、単位期間３６０に含まれる２つの下りサブフレーム３０２について、先の下りサブフレーム３０２を「第１下りサブフレーム３０２ａ」と呼び、後の下りサブフレーム３０２を「第２下りサブフレーム３０２ｂ」と呼ぶ。また、単位期間３６０に含まれる、スペシャルサブフレーム３０２における下りパイロットタイムスロット３５１を含む部分については、下りサブフレーム３０２ではないが、便宜上、「第３下りサブフレーム３０２ｃ」と呼ぶ。以後、下りサブフレーム３０２には、この第３下りサブフレーム３０２ｃも含まれるものとする。また、説明の対象の単位期間３６０を「対象単位期間３６０」と呼び、説明の対象の通信端末２を「対象通信端末２」と呼ぶ。
【００８４】
図１０は、対象単位期間３６０での下り無線リソースと、ＳＲＳ用上り無線リソースとの対応付けを説明するための図である。以下の説明は各単位期間３６０について言えることである。
【００８５】
本実施の形態では、対象単位期間３６０の第１下りサブフレーム３０２ａのうち、ＳＲＳ送信可能帯域４５０を周波数方向に含む下り無線リソース６００ａに含まれる下り無線リソースは、対象単位期間３６０の第１ＳＲＳ用上り無線リソース５００ａにおける、当該下り無線リソースの周波数帯域を周波数方向に含む上り無線リソースと対応付けられる。つまり、対象単位期間３６０での下り無線リソース６００ａに含まれる下り無線リソースは、対象単位期間３６０での第１ＳＲＳ用上り無線リソース５００ａにおいて、当該下り無線リソースの周波数帯域と同じ周波数帯域を有する上り無線リソースと対応付けられる。
【００８６】
また、対象単位期間３６０の第２下りサブフレーム３０２ｂのうち、ＳＲＳ送信可能帯域４５０を周波数方向に含む下り無線リソース６００ｂに含まれる下り無線リソースは、対象単位期間３６０の第２ＳＲＳ用上り無線リソース５００ｂにおける、当該下り無線リソースの周波数帯域を周波数方向に含む上り無線リソースと対応付けられる。
【００８７】
そして、対象単位期間３６０の第３下りサブフレーム３０２ｃのうち、ＳＲＳ送信可能帯域４５０を周波数方向に含む下り無線リソース６００ｃに含まれる下り無線リソースは、対象単位期間３６０の第３ＳＲＳ用上り無線リソース５００ｃにおける、当該下り無線リソースの周波数帯域を周波数方向に含む上り無線リソースと対応付けられる。
【００８８】
各基地局１では、このようなアレイ制御用リソース対応付けに基づいて、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とともにアレイ送信制御が行われる。
【００８９】
具体的には、無線リソース割り当て部１２２は、対象単位期間３６０の下り無線リソースから対象通信端末２に対して使用下り無線リソースを割り当てる際には、対象通信端末２が当該使用下り無線リソースに対応付けられた上り無線リソースを用いてＳＲＳを送信しているような当該使用下り無線リソース（以後、「ＳＲＳ対応使用下り無線リソース」と呼ぶ）だけをできる限り割り当てるようにする。
【００９０】
ただし、対象単位期間３６０において対象通信端末２と下り通信を行う際に、ＳＲＳ対応使用下り無線リソースだけでは足り無い場合には、無線リソース割り当て部１２２は、対象通信端末２に対して、それに対応付けられた上り無線リソースを用いて対象通信端末２がＳＲＳを送信していないような使用下り無線リソース（以後、「ＳＲＳ非対応使用下り無線リソース」と呼ぶ）を対象単位期間３６０の下り無線リソースから割り当てる。
【００９１】
また、各基地局１では、通信部１３は、無線リソース割り当て部１２２において対象通信端末２に割り当てられたＳＲＳ対応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、当該ＳＲＳ対応使用下り無線リソースに対応付けられた上り無線リソースを用いて対象通信端末２が送信するＳＲＳに基づいてアレイ送信制御を行う。
【００９２】
一方で、各基地局１では、通信部１３は、無線リソース割り当て部１２２において対象通信端末２に割り当てられたＳＲＳ非対応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、当該ＳＲＳ非対応使用下り無線リソースの周波数帯域を用いて対象通信端末２がＳＲＳを送信しているときには、当該ＳＲＳに基づいてアレイ送信制御を行う。また、各基地局１では、通信部１３は、無線リソース割り当て部１２２において対象通信端末２に割り当てられたＳＲＳ非対応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、当該ＳＲＳ非対応使用下り無線リソースの周波数帯域を用いて対象通信端末２がＳＲＳを送信していないときには、アレイ送信制御を行わない。つまり、このときには、通信部１３はオムニ送信を行う。
【００９３】
上述のように、ＳＲＳの送信周波数帯域は、ＳＲＳ送信可能帯域４５０内において周波数ホッピングすることから（図９参照）、対象通信端末２に対して、対象単位期間３６０の下り無線リソースからＳＲＳ非対応使用下り無線リソースを割り当てる場合に、対象通信端末２は、対象単位期間３６０の前において、当該ＳＲＳ非対応使用下り無線リソースの周波数帯域を用いてＳＲＳを送信していることがある。このような場合には、通信部１３は当該ＳＲＳに基づいてアレイ送信制御を行う。
【００９４】
図１１は、対象単位期間３６０での端末番号１〜６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１１の例では、端末番号１の通信端末２に対して、第１ＳＲＳ用上り無線リソース５００ａから使用ＳＲＳ用上り無線リソース６１１が割り当てられており、端末番号２の通信端末２に対して、第１ＳＲＳ用上り無線リソース５００ａから使用ＳＲＳ用上り無線リソース６１２が割り当てられている。また、端末番号３の通信端末２に対して、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６１３が割り当てられており、端末番号４の通信端末２に対して、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６１４が割り当てられている。そして、端末番号５の通信端末２に対して、第３ＳＲＳ用上り無線リソース５００ｃから使用ＳＲＳ用上り無線リソース６１５が割り当てられており、端末番号６の通信端末２に対して、第３ＳＲＳ用上り無線リソース５００ｃから使用ＳＲＳ用上り無線リソース６１６が割り当てられている。
【００９５】
また図１１の例においては、端末番号２の通信端末２に対しては、使用ＳＲＳ用上り無線リソース６１２と同じ周波数帯域のＳＲＳ対応使用下り無線リソース６０２ａが割り当てられており、ＳＲＳ非対応使用下り無線リソースは割り当てられていない。端末番号４の通信端末２に対しては、使用ＳＲＳ用上り無線リソース６１４の周波数帯域に含まれる周波数帯域を有するＳＲＳ対応使用下り無線リソース６０４ａが割り当てられており、ＳＲＳ非対応使用下り無線リソースは割り当てられていない。そして、端末番号５の通信端末２に対しては、使用ＳＲＳ用上り無線リソース６１５と同じ周波数帯域のＳＲＳ対応使用下り無線リソース６０５ａが割り当てられており、ＳＲＳ非対応使用下り無線リソースは割り当てられていない。
【００９６】
これに対して、端末番号１の通信端末２に対しては、使用ＳＲＳ用上り無線リソース６１１と同じ周波数帯域のＳＲＳ対応使用下り無線リソース６０１ａだけではなく、ＳＲＳ非対応使用下り無線リソース６０１ｂが割り当てられている。端末番号３の通信端末２に対しては、使用ＳＲＳ用上り無線リソース６１３と同じ周波数帯域のＳＲＳ対応使用下り無線リソース６０３ａだけではなく、ＳＲＳ非対応使用下り無線リソース６０３ｂが割り当てられている。そして、端末番号６の通信端末２に対しては、使用ＳＲＳ用上り無線リソース６１６と同じ周波数帯域のＳＲＳ対応使用下り無線リソース６０６ａだけではなく、ＳＲＳ非対応使用下り無線リソース６０６ｂが割り当てられている。
【００９７】
本無線通信システム１００では、各基地局１が通信端末２との下り通信にＳＲＳ対応使用下り無線リソースを用いることによって、各基地局１は適切にビームフォーミング及びヌルステアリングを行うことができる。以下にこの点について説明する。
【００９８】
図１２，１３は、基地局１ａとその周辺に位置する基地局１ｂがＳＲＳ対応使用下り無線リソースを用いることによって、基地局１ａ，１ｂのそれぞれにおいてビームフォーミング及びヌルステアリングが適切に行われる点を説明するための図である。図１２には、対象単位期間３６０における、基地局１ａ，１ｂでのＳＲＳ対応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１３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。
【００９９】
図１２，１３の例では、対象単位期間３６０において、基地局１ａは、ＳＲＳ対応使用下り無線リソース６５０ａを用いて端末番号１の通信端末２と下り通信を行っており、基地局１ｂは、ＳＲＳ対応使用下り無線リソース６５０ａと同じＳＲＳ対応使用下り無線リソース６５０ｂを用いて端末番号５の通信端末２と下り通信を行っている。したがって、基地局１ａが端末番号１の通信端末２と下り通信を行う際に、その周辺に位置する基地局１ｂと下り通信する端末番号５の通信端末２に対して干渉を与える可能性がある。同様に、基地局１ｂが端末番号５の通信端末２と下り通信を行う際に、その周辺に位置する基地局１ａが下り通信する端末番号１の通信端末２に対して干渉を与える可能性がある。
【０１００】
また図１２，１３の例では、ＳＲＳ対応使用下り無線リソース６５０ａは、第１下りサブフレーム３０２ａにおける、対象単位期間３６０でのＳＲＳ送信可能帯域４５０を周波数方向に含む下り無線リソース６００ａから、端末番号１の通信端末２に対して割り当てられている。同様に、ＳＲＳ対応使用下り無線リソース６５０ｂは、第１下りサブフレーム３０２ａにおける、対象単位期間３６０でのＳＲＳ送信可能帯域４５０を周波数方向に含む下り無線リソース６００ａから、端末番号５の通信端末２に対して割り当てられている。
【０１０１】
基地局１ａはＳＲＳ対応使用下り無線リソース６５０ａを用いて下り通信を行う際には、ＳＲＳ対応使用下り無線リソース６５０ａに対応付けられた上り無線リソース、つまり、対象単位期間３６０での第１ＳＲＳ用上り無線リソース５００ａにおける、ＳＲＳ対応使用下り無線リソース６５０ａの周波数帯域を周波数方向に含む上り無線リソース６６０ａを用いて端末番号１の通信端末２が送信するＳＲＳに基づいてアレイ送信制御を行う。また、基地局１ｂはＳＲＳ対応使用下り無線リソース６５０ｂを用いて下り通信を行う際には、ＳＲＳ対応使用下り無線リソース６５０ｂに対応付けられた上り無線リソース、つまり、対象単位期間３６０での第１ＳＲＳ用上り無線リソース５００ａにおける、ＳＲＳ対応使用下り無線リソース６５０ｂの周波数帯域を周波数方向に含む上り無線リソース６６０ｂを用いて端末番号５の通信端末２が送信するＳＲＳに基づいてアレイ送信制御を行う。
【０１０２】
このように、基地局１ａは、ＳＲＳ対応使用下り無線リソース６５０ａを用いて端末番号１の通信端末２と下り通信を行う際には、ＳＲＳ対応使用下り無線リソース６５０ａの周波数帯域と一致する周波数帯域で端末番号１の通信端末２が送信するＳＲＳに基づいてアレイ送信制御を行っている。したがって、図１３に示されるように、基地局１ａでの送信指向性に関するビーム７００ａは、通信対象の端末番号１の通信端末２に対して向くようになる。よって、基地局１ａでは適切にビームフォーミングが行われる。
【０１０３】
同様に、基地局１ｂは、ＳＲＳ対応使用下り無線リソース６５０ｂを用いて端末番号５の通信端末２と下り通信を行う際には、ＳＲＳ対応使用下り無線リソース６５０ｂの周波数帯域と一致する周波数帯域で端末番号５の通信端末２が送信するＳＲＳに基づいてアレイ送信制御を行っている。したがって、基地局１ｂでの送信指向性に関するビーム７００ｂは、通信対象の端末番号５の通信端末２に対して向くようになる。よって、基地局１ｂでは適切にビームフォーミングが行われる。
【０１０４】
また、本例のように、基地局１ａと、その周辺に位置する基地局１ｂとが、同じＳＲＳ対応使用下り無線リソースを用いて下り通信を行う際には、基地局１ａがアレイ送信制御を行う際に使用するＳＲＳの送信に使用される上り無線リソース６６０ａと、基地局１ｂがアレイ送信制御を行う際に使用するＳＲＳの送信に使用される上り無線リソース６６０ｂとは一致するようになる。したがって、基地局１ａが端末番号１の通信端末２から上り無線リソース６６０ａで受信するＳＲＳには、基地局１ｂが通信する端末番号５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。よって、基地局１ａが、上り無線リソース６６０ａにおいて端末番号１の通信端末２から受信するＳＲＳに基づいて送信ウェイトベクトルを算出し、当該送信ウェイトベクトルを、ＳＲＳ対応使用下り無線リソース６５０ａを用いて端末番号１の通信端末２に送信する送信信号に設定すると、図１３に示されるように、基地局１ａでの送信指向性に関するヌル７０１ａは、干渉を与えたくない、基地局１ｂと通信する端末番号５の通信端末２に対して向くようになる。よって、基地局１ａでは適切にヌルステアリングが行われる。
【０１０５】
基地局１ｂ側から見れば、基地局１ｂが端末番号５の通信端末２から上り無線リソース６６０ｂで受信するＳＲＳには、基地局１ａが通信する端末番号１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。よって、基地局１ｂが、上り無線リソース６６０ｂにおいて端末番号５の通信端末２から受信するＳＲＳに基づいて送信ウェイトベクトルを算出し、当該送信ウェイトベクトルを、ＳＲＳ対応使用下り無線リソース６５０ｂを用いて端末番号５の通信端末２に送信する送信信号に設定すると、図１３に示されるように、基地局１ｂでの送信指向性に関するヌル７０１ｂは、干渉を与えたくない、基地局１ａと通信する端末番号１の通信端末２に対して向くようになる。よって、基地局１ｂでは適切にヌルステアリングが行われる。
【０１０６】
このように、基地局１とその周辺に位置する周辺基地局１とが、同じＳＲＳ対応使用下り無線リソースを用いて下り通信を行う場合に、当該基地局１及び当該周辺基地局１のそれぞれにおいて適切にビームフォーミング及びヌルステアリングが行われるようになる。これに対して、基地局１が通信端末２との下り通信にＳＲＳ非対応使用下り無線リソースを用いる場合には、ビームフォーミングは適切に行われることはあっても、ヌルステアリングを適切に行うことができない。
【０１０７】
基地局１が通信端末２との下り通信にＳＲＳ非対応使用下り無線リソースを用いる場合であって、当該ＳＲＳ非対応使用下り無線リソースの周波数帯域と同じ周波数帯域で当該通信端末２がＳＲＳを送信している場合には、基地局１は当該ＳＲＳに基づいてアレイ送信制御を行う。したがって、この場合には、基地局１のアレイアンテナ１１０の送信指向性に関するビームは当該通信端末２に向くようになって、ＳＲＳ対応使用下り無線リソースを用いる場合と同様にビームフォーミングを適切に行うことができる。
【０１０８】
一方で、基地局１とその周辺に位置する周辺基地局１とが同じ使用下り無線リソースを用いて下り通信する場合であって、基地局１ではＳＲＳ非対応使用下り無線リソースが使用されるとともに、当該ＳＲＳ非対応使用下り無線リソースの周波数帯域と同じ周波数帯域において基地局１での通信対象の通信端末２がＳＲＳを送信し、周辺基地局１ではＳＲＳ対応使用下り無線リソースが使用される場合には、上述の説明から理解できるように、基地局１がアレイ送信制御に使用するＳＲＳと、周辺基地局１がアレイ送信制御に使用するＳＲＳとは、互いに異なった上り無線リソースを用いて送信されることになる。よって、基地局１がアレイ送信制御に使用するＳＲＳには、周辺基地局１が通信する通信端末２からのＳＲＳは干渉波成分として含まれず、周辺基地局１がアレイ送信制御に使用するＳＲＳには、基地局１が通信する通信端末２からのＳＲＳは干渉波成分として含まれないことになる。よって、基地局１はアレイアンテナ１１０の送信指向性に関するヌルを、周辺基地局１が通信する通信端末２に向けることはできず、周辺基地局１はアレイアンテナ１１０の送信指向性に関するヌルを、基地局１が通信する通信端末２に向けることはできない。その結果、基地局１及び周辺基地局１のそれぞれにおいて適切にヌルステアリングを行うことができなくなる。
【０１０９】
このように、基地局１が通信端末２との下り通信にＳＲＳ非対応使用下り無線リソースを用いる場合には、ヌルステアリングを適切に行うことができないことから、上述のように、各基地局１では、通信端末２に対してできる限りＳＲＳ対応使用下り無線リソースを割り当てるようにしている。
【０１１０】
＜ＤＭＲＳについて＞
本無線通信システム１００においては、データ送信に利用される上りサブフレーム３０２の一部が使用されて、ＤＭＲＳと呼ばれる既知信号が送信される。本実施の形態では、各基地局１は、このＤＭＲＳに基づいてアレイ受信制御を行う。ＤＭＲＳは、複数のサブキャリアを変調する複数の複素シンボルで構成されており、上りサブフレーム３０２の各スロット３０３において、先頭から４つ目のシンボル期間３０４で送信される。
【０１１１】
通信端末２は、基地局１の無線リソース割り当て部１２２において、上りサブフレーム３０２から、使用上り無線リソースとして割り当てられた各リソースブロックの一部を用いてＤＭＲＳを送信する。
【０１１２】
図１４は対象通信端末２に対する使用上り無線リソースの割り当て例を示す図である。図１４には、１つの上りサブフレーム３０２が示されており、対象通信端末２に使用上り無線リソースとして割り当てられているリソースブロック８００（上りサブフレーム３０２における、ＳＲＳを送信することが可能な最後のシンボル期間３０４は除く）には右下がり斜線が示されている。図１４の例では、対象通信端末２には、使用上り無線リソースとして、４つのリソースブロック８００が割り当てられている。対象通信端末２は、使用上り無線リソースとして自身に割り当てられた各リソースブロック８００において、先頭から４つの目のシンボル期間３０４の複数のサブキャリアを用いてＤＭＲＳを送信する。図１４では、対象通信端末２に割り当てられたリソースブロック８００において、先頭から４つ目のシンボル期間３０４を含む部分には、右下がりの斜線と左下がりの斜線との両方が示されている。以後、上りサブフレーム３０２に含まれるリソースブロックを「上りリソースブロック」と呼ぶことがある。また、ＤＭＲＳを構成する既知シンボルを「ＤＭＲＳシンボル」と呼ぶことがある。
【０１１３】
＜アレイ受信制御＞
本実施の形態に係るアレイ受信制御では、通信部１３は、通信端末２がそれ自身に割り当てられた使用上り無線リソースを用いて送信するデータシンボルに設定する受信ウェイトベクトルを、当該通信端末２が当該使用上り無線リソースの一部を用いて送信するＤＭＲＳに基づいて算出する。
【０１１４】
また、受信ウェイトベクトルは、受信ウェイトベクトル算出単位となる単位上り無線リソースごとに算出される。そして、算出された受信ウェイトベクトルは、それに対応する単位上りリソースで受信された各データシンボルに設定される。本実施の形態では、単位上り無線リソースは、例えば、周波数方向に１つのＲＢ帯域を含み、時間方向に上りサブフレーム３０２に含まれる１つのスロット３０３を含む上り無線リソース、つまり１つの上りリソースブロックとなっている。
【０１１５】
通信端末２に割り当てられた使用上り無線リソースが、例えば上述の図１４のように４つの単位上り無線リソース（４つの上りリソースブロック８００）で構成されているとすると、当該通信端末２についてのアレイ受信制御では、当該４つの単位上り無線リソースのそれぞれについて受信ウェイトベクトルが求められる。使用上り無線リソースに含まれるある１つの単位上り無線リソースを用いて通信端末２が送信するデータシンボルに対して設定する受信ウェイトベクトルが求められる際には、当該１つの単位上り無線リソースにおいて先頭から４つ目のシンボル期間３０４で当該通信端末２が送信するＤＭＲＳを構成する１２個の既知シンボルに基づいてウェイトベクトルが１２回更新される。そして、更新終了後のウェイトベクトルが受信ウェイトベクトルとされて、当該１つの単位上り無線リソースを用いて通信端末２が送信する複数のデータシンボルに共通に設定される。
【０１１６】
このように、ウェイト処理部１２３では、ある１つの単位上り無線リソースを用いて通信端末２が送信するＤＭＲＳに基づいて算出された受信ウェイトベクトルは、当該ある１つの単位上り無線リソースを用いて当該通信端末２が送信する各データシンボルに設定される。言い換えれば、ウェイト処理部１２３では、ある１つの上りリソースブロックを用いて通信端末２が送信するＤＭＲＳに基づいて算出された受信ウェイトベクトルは、当該ある１つの上りリソースブロックを用いて当該通信端末２が送信する各データシンボルに設定される。したがって、アレイ受信制御においても、アレイ送信制御と同様に、ウェイト処理部１２３は、通信端末２に割り当てられた使用上り無線リソースを用いて当該通信端末２が送信する信号に設定する受信ウェイトベクトルを、当該使用上り無線リソースの周波数帯域と同じ周波数帯域で当該通信端末２が送信するＤＭＲＳに基づいて算出することになる。
【０１１７】
＜通信端末に対する使用上り無線リソースの割り当て方法＞
本実施の形態では、無線リソース割り当て部１２２は、スロット３０３ごとに、通信対象の各通信端末２に対して使用上り無線リソースを割り当てるようになっている。以後、説明の対象のスロット３０３を「対象スロット３０３」と呼ぶ。無線リソース割り当て部１２２は、対象通信端末２に対して、対象スロット３０３での使用無線リソースを割り当てる場合には、対象通信端末２について過去に求められた受信ウェイトベクトルのうち、対象スロット３０３から所定時間以内前において通信部１３で受信されたＤＭＲＳに基づいて求められた受信ウェイトベクトルを選択する。そして、無線リソース割り当て部１２２は、選択した受信ウェイトベクトルが求められる際に使用されたＤＭＲＳの送信周波数帯域を含む割り当て候補周波数帯域から選択された選択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上り無線リソースとして対象通信端末２に対して割り当てる。以下に、無線リソース割り当て部１２２での通信端末２に対する使用上り無線リソースの割り当て方法について説明する。
【０１１８】
図１５は、対象通信端末２に対して、対象スロット３０３での使用上り無線リソースが割り当てられる際の無線リソース割り当て部１２２の動作を示すフローチャートである。図１５に示される一連の処理は、例えば、対象スロット３０３が属する単位期間３６０の直前の単位期間３６０で実行される。
【０１１９】
図１５に示されるように、ステップｓ１１において、無線リソース割り当て部１２２は、対象通信端末２について過去に算出された受信ウェイトベクトルから、対象スロット３０３に対して最も近いスロット３０３で受信されたＤＭＲＳに基づいて算出された受信ウェイトベクトルを選択し、当該受信ウェイトベクトルを選択受信ウェイトベクトルとする。
【０１２０】
ここで、上述のように、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使用上り無線リソースとして割り当てられる場合には、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。また、受信ウェイトベクトルは１つのリソースブロックごとに算出される。したがって、１つのスロット３０３において、周波数方向に連続して並ぶ複数のリソースブロックが通信端末２に対して使用上り無線リソースとして割り当てられる場合には、当該通信端末２が当該スロット３０３で送信するＤＭＲＳに基づいて複数の受信ウェイトベクトルが求められることになる。よって、対象通信端末２について求められた受信ウェイトベクトルにおいては、対象スロット３０３に対して最も近いスロット３０３で受信されたＤＭＲＳに基づいて算出された受信ウェイトベクトルが複数存在することがある。したがって、選択受信ウェイトベクトルには複数の受信ウェイトベクトルが含まれることがある。このとき、選択受信ウェイトベクトルを構成する複数の受信ウェイトベクトルが求められる際に使用されたＤＭＲＳの送信周波数帯域は周波数方向において連続することになる。
【０１２１】
次にステップｓ１２において、無線リソース割り当て部１２２は、選択受信ウェイトベクトルが求められる際に使用されたＤＭＲＳが対象スロット３０３から所定時間以内前に受信されたかを判定する。この所定時間は、例えば１０ｍｓ、つまり１つのＴＤＤフレーム３００の時間長に設定される。
【０１２２】
ステップｓ１２において、選択受信ウェイトベクトルが求められる際に使用されたＤＭＲＳが対象スロット３０３から所定時間以内前に受信されていると判定されると、ステップｓ１３において、無線リソース割り当て部１２２は、選択受信ウェイトベクトルを使用対象選択受信ウェイトベクトルとする。そして、無線リソース割り当て部１２２は、使用対象選択受信ウェイトベクトルが求められる際に使用されたＤＭＲＳの送信周波数帯域（以後、「選択受信ウェイトベクトル算出帯域」と呼ぶ）を含む割り当て候補周波数帯域内に、対象通信端末２との対象スロット３０３での上り通信で使用することが可能な周波数帯域（以後、「使用可能帯域」と呼ぶ）、言い換えれば、対象スロット３０３において他の通信端末２との上り通信で使用されない空きの周波数帯域が存在するかを判定する。割り当て候補周波数帯域は、例えば、選択受信ウェイトベクトル算出帯域に対して±５ＲＢ帯域の範囲に設定される。つまり、割り当て候補周波数帯域は、選択受信ウェイトベクトル算出帯域の上限よりも５ＲＢ帯域だけ大きい周波数から、当該選択受信ウェイトベクトル算出帯域の下限よりも５ＲＢ帯域だけ小さい周波数までの範囲に設定される。
【０１２３】
なお、使用対象選択受信ウェイトベクトルが複数の受信ウェイトベクトルで構成されている場合には、当該複数の受信ウェイトベクトルのうち、その算出に使用された１ＲＢ帯域分のＤＭＲＳの送信周波数帯域が最も大きい受信ウェイトベクトルを「第１受信ウェイトベクトル」とし、その算出に使用された１ＲＢ帯域分のＤＭＲＳの送信周波数帯域が最も小さい受信ウェイトベクトルを「第２受信ウェイトベクトル」とすると、第１受信ウェイトベクトルの算出に使用されたＤＭＲＳの送信周波数帯域の上限よりも５ＲＢ帯域だけ大きい周波数から、第２受信ウェイトベクトルの算出に使用されたＤＭＲＳの送信周波数帯域の下限よりも５ＲＢ帯域だけ小さい周波数までの範囲が、割り当て候補周波数帯域となる。
【０１２４】
ステップｓ１３において、割り当て候補周波数帯域に使用可能帯域が存在すると判定されると、ステップｓ１４において、無線リソース割り当て部１２２は、割り当て候補周波数帯域内の使用可能帯域において、対象通信端末２との上り通信で必要な周波数帯域幅以上の周波数帯域幅を有する連続した周波数帯域が存在するかを判定する。言い換えれば、無線リソース割り当て部１２２は、使用可能帯域において、対象通信端末２との上り通信で必要なＲＢ帯域の数以上のＲＢ帯域を含む連続した周波数帯域が存在するかを判定する。例えば、対象スロット３０３での対象通信端末２との上り通信において３つの上りリソースブロックが必要である場合には、対象通信端末２との上り通信で必要な周波数帯域幅は３ＲＢ帯域となる。したがって、この場合には、無線リソース割り当て部１２２は、使用可能帯域において、３ＲＢ帯域以上の周波数帯域幅を有する連続した周波数帯域が存在するかを判定する。
【０１２５】
ここで、上述のように、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を使用上り無線リソースとして割り当てる場合には、周波数方向に連続した複数のリソースブロックを当該通信端末２に割り当てる必要がある。したがって、使用可能帯域において、対象通信端末２との上り通信で必要な周波数帯域幅以上の周波数帯域幅を有する連続した周波数帯域が存在しない場合には、周波数方向に連続した複数のリソースブロックを対象通信端末２に割り当てることができない。そこで、ステップｓ１４においては、使用可能帯域において、対象通信端末２との上り通信で必要な周波数帯域幅以上の周波数帯域幅を有する連続した周波数帯域が存在するかを判定している。以後、使用可能帯域に含まれる、対象通信端末２との上り通信で必要な周波数帯域幅以上の周波数帯域幅を有する連続した周波数帯域を「使用可能連続部分帯域」と呼ぶ。
【０１２６】
ステップｓ１４において、使用可能連続部分帯域が存在すると判定されると、ステップｓ１５において、無線リソース割り当て部１２２は、対象スロット３０３を時間方向に含む上りサブフレーム３０２のうち、対象スロット３０３を時間方向に含み、かつ使用可能連続部分帯域を周波数方向に含む上り無線リソースから、対象通信端末２との上り通信で必要な周波数帯域幅を有する使用上り無線リソースを対象通信端末２に割り当てる。言い換えれば、無線リソース割り当て部１２２は、対象スロット３０３を時間方向に含み、かつ使用可能連続部分帯域を周波数方向に含む上り無線リソースから、対象通信端末２との上り通信で必要な数の上りリソースブロックを使用上り無線リソースとして対象通信端末２に割り当てる。これにより、対象通信端末２に対しては、割り当て候補周波数帯域から選択された選択周波数帯域、より詳細には割り当て候補周波数帯域のうちの使用可能連続部分帯域から選択された選択周波数帯域を周波数方向に含む上り無線リソースが使用上り無線リソースとして割り当てられる。無線リソース割り当て部１２２は、対象スロット３０３を時間方向に含み、かつ使用可能連続部分帯域を周波数方向に含む上り無線リソースから使用上り無線リソースを割り当てる際には、例えば、当該使用上り無線リソースの周波数帯域の中心周波数が、当該使用可能連続部分帯域の中心周波数と一致するようにする。
【０１２７】
図１６は、対象スロット３０３において周波数方向に連続する４つの上りリソースブロック８４０を使用上り無線リソース８９０として対象通信端末２に対して割り当てる場合での、選択受信ウェイトベクトル算出帯域８５０、割り当て候補周波数帯域８６０、使用可能帯域８７０及び使用可能連続部分帯域８８０の一例を模式的に示す図である。図１６では、左側から順に、選択受信ウェイトベクトル算出帯域８５０、割り当て候補周波数帯域８６０、使用可能帯域８７０内の使用可能連続部分帯域８８０及び使用上り無線リソース８９０が示されている。
【０１２８】
図１６に示される例では、使用対象選択受信ウェイトベクトルは５つの受信ウェイトベクトルで構成されており、選択受信ウェイトベクトル算出帯域８５０は、例えば７番〜１１番までの５個のＲＢ帯域で構成されている。したがって、選択受信ウェイトベクトル算出帯域８５０を含む割り当て候補周波数帯域８６０は、２番〜１６番までの１５個のＲＢ帯域で構成されている。また図１６では、割り当て候補周波数帯域８６０内の使用可能帯域８７０が右下がりの斜線で示されている。図１６の例では、割り当て候補周波数帯域８６０では、４番〜９番及び１４番〜１６番のＲＢ帯域が使用可能帯域８７０となっている。また、図１６の例では、使用可能帯域８７０内の使用可能連続部分帯域８８０は、対象通信端末２との上り通信に必要な４個のＲＢ帯域よりも多い６個のＲＢ帯域で構成されている。使用可能連続部分帯域８８０は、４番〜９番のＲＢ帯域で構成されている。
【０１２９】
図１６に示されるように、使用可能連続部分帯域８８０から選択された４ＲＢ帯域分の周波数帯域（５番〜８番までのＲＢ帯域）を周波数方向に含み、かつ対象スロット３０３を時間方向に含む上り無線リソースが使用上り無線リソース８９０として対象通信端末２に割り当てられている。また、使用上り無線リソース８９０の周波数帯域（５番〜８番までのＲＢ帯域）の中心周波数は、使用可能連続部分帯域８８０（４番〜９番までのＲＢ帯域）の中心周波数と一致している。
【０１３０】
このように、本実施の形態に係る無線リソース割り当て部１２２は、対象通信端末２に対して、対象スロット３０３での使用上り無線リソースを割り当てる場合には、対象通信端末２について求められた受信ウェイトベクトルのうち、対象スロット３０３から所定時間（上記の例では１０ｍｓ）以内前において通信部１３で受信されたＤＭＲＳに基づいて求められた受信ウェイトベクトルを選択する。そして、無線リソース割り当て部１２２は、選択した受信ウェイトベクトル（使用対象選択受信ウェイトベクトル）が求められる際に使用されたＤＭＲＳの送信周波数帯域（選択受信ウェイトベクトル算出帯域）を含む割り当て候補周波数帯域から選択された選択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上り無線リソースとして対象通信端末２に対して割り当てている。これにより、対象通信端末２についての比較的新しい受信ウェイトベクトルの算出で使用されたＤＭＲＳの送信周波数帯域と同じ周波数帯域あるいはそれに近い周波数帯域を含む使用上り無線リソースが対象通信端末２に対して割り当てられる。このように、過去の受信ウェイトベクトルに基づいて使用上り無線リソースを決定する方法を「過去受信ウェイト参照方法」と呼ぶ。
【０１３１】
上述のステップｓ１３において、割り当て候補周波数帯域に使用可能帯域が存在しないと判定されたときと、上述のステップｓ１４において、使用可能連続部分帯域が存在しないと判定されたときには、無線リソース割り当て部１２２は、ステップｓ１６において、対象通信端末２について過去に算出された受信ウェイトベクトルから、対象スロット３０３に対して次に近いスロット３０３で受信されたＤＭＲＳに基づいて算出された受信ウェイトベクトルを選択し、当該受信ウェイトベクトルを新たな選択受信ウェイトベクトルとする。そして、無線リソース割り当て部１２２は、上述のステップｓ１２を実行して、新たな選択受信ウェイトベクトルが算出される際に使用されたＤＭＲＳが対象スロット３０３から所定時間以内前に受信されているか判定する。ステップｓ１２において、選択受信ウェイトベクトルが算出される際に使用されたＤＭＲＳが対象スロット３０３から所定時間以内前に受信されていると判定されると、無線リソース割り当て部１２２は、上述のステップｓ１３を実行して、当該選択受信ウェイトベクトルを新たな使用対象選択受信ウェイトベクトルとして、当該使用対象選択受信ウェイトベクトルが算出される際に使用されたＤＭＲＳの送信周波数帯域を含む割り当て候補周波数帯域内に使用可能帯域が存在するかを判定する。以後、無線リソース割り当て部１２２は同様に動作する。
【０１３２】
このように、無線リソース割り当て部１２２では、対象スロット３０３に最も近いスロット３０３で受信されたＤＭＲＳに基づいて算出された受信ウェイトベクトルの送信周波数帯域を含む割り当て候補周波数帯域に使用可能帯域が存在しない場合や、使用可能帯域が存在する場合であっても当該使用可能帯域に使用可能連続部分帯域が存在しない場合には、対象スロット３０３に対して次に近いスロット３０３で受信されたＤＭＲＳに基づいて算出された受信ウェイトベクトルが新たに選択される。そして、新たに選択された受信ウェイトベクトルが算出された際に使用されたＤＭＲＳの送信周波数帯域を含む割り当て候補周波数帯域に使用可能帯域が存在しない場合や、使用可能帯域が存在する場合であっても当該使用可能帯域に使用可能連続部分帯域が存在しない場合には、対象スロット３０３に対してその次に近いスロット３０３で受信されたＤＭＲＳに基づいて算出された受信ウェイトベクトルが新たに選択される。
【０１３３】
また上述のステップｓ１２において、選択受信ウェイトベクトルが算出される際に使用されたＤＭＲＳが対象スロット３０３から所定時間以内前に受信されていないと判定されると、無線リソース割り当て部１２２は、対象通信端末２について過去に求められた受信ウェイトベクトルはすべて古い受信ウェイトベクトルであると判定して、ステップｓ１７において、通信部１３と対象通信端末２との間の上り通信品質に基づいて対象通信端末２に対して使用上り無線リソースを割り当てる。つまり、無線リソース割り当て部１２２は、対象通信端末２について求められた受信ウェイトベクトルにおいて、対象スロット３０３から所定時間以内前に受信されたＤＭＲＳが使用されて求められた受信ウェイトベクトルが存在しない場合には、ステップｓ１７を実行する。以下に、ステップｓ１７の処理の一例を説明する。
【０１３４】
ステップｓ１７において、無線リソース割り当て部１２２は、システム帯域において、対象通信端末２との対象スロット３０３での上り通信で使用することが可能な周波数帯域、つまり使用可能帯域が存在するかを判定する。無線リソース割り当て部１２２は、システム帯域において使用可能帯域が存在する場合には、上述のステップｓ１４と同様に、使用可能帯域において、対象通信端末２との上り通信で必要な周波数帯域幅以上の周波数帯域幅を有する連続した周波数帯域が存在するかを判定する。つまり、無線リソース割り当て部１２２は、使用可能連続部分帯域が存在するかを判定する。無線リソース割り当て部１２２は、システム帯域において使用可能帯域が存在しない場合には、対象通信端末２に対する使用上り無線リソースの割り当てを行わずに処理を終了する。
【０１３５】
無線リソース割り当て部１２２は、使用可能連続部分帯域が存在する場合には、当該使用可能連続部分帯域に含まれる各ＲＢ帯域について、通信部１３と対象通信端末２との間の当該ＲＢ帯域での上り通信品質を確認する。
【０１３６】
ここで、本実施の形態に係る各基地局１は、制御部１２において、通信対象の各通信端末２について、無線処理部１１から出力される、アレイアンテナ１１０での受信信号に基づいて、１つのＲＢ帯域ごとにＳＩＮＲ（信号対干渉雑音電力比：Signal to Interference plus Noise power Ratio）を求める。制御部１２は、各ＲＢ帯域について求めたＳＩＮＲを、そのＲＢ帯域での上り通信品質とする。なお、各ＲＢ帯域での受信レベルが、そのＲＢ帯域での上り通信品質とされても良い。
【０１３７】
無線リソース割り当て部１２２は、使用可能連続部分帯域から、上り通信品質が良いものから順に（ＳＩＮＲが大きいものから順に）対象通信端末２との上り通信に必要な数だけＲＢ帯域を選択する。そして、無線リソース割り当て部１２２は、選択したＲＢ帯域を周波数方向に含み、かつ対象スロット３０３を時間方向に含む上り無線リソースを使用上り無線リソースとして対象通信端末２に割り当てる。無線リソース割り当て部１２２は、使用可能連続部分帯域が存在しない場合には、対象通信端末２に対する使用上り無線リソースの割り当てを行わずに処理を終了する。
【０１３８】
このように、対象通信端末２について求められた過去の受信ウェイトベクトルがすべて古い場合には、無線リソース割り当て部１２２は、基地局１と対象通信端末２との間の上り通信品質に基づいて対象通信端末２に対して使用上り無線リソースを割り当てる。このように、上り通信品質に基づいて使用上り無線リソースを決定する方法を「上り通信品質参照方法」と呼ぶ。
【０１３９】
＜ウェイトベクトル更新時の初期値の設定方法＞
上述のように、ウェイト処理部１２３では、複数のアンテナ１１０ａでの指向性を制御するためのウェイトベクトルが更新されることによって、アレイアンテナ１１０から送信される送信シンボルに設定される送信ウェイトベクトル及びアレイアンテナ１１０で受信されたデータシンボルに設定される受信ウェイトベクトルが求められる。
【０１４０】
本実施の形態では、送信ウェイトベクトルを求める際のウェイトベクトルの更新では、ウェイトベクトルの初期値が零ベクトルとされる。つまり、ウェイトベクトルｗ（０）を構成する複数のウェイトのそれぞれが０とされる。
【０１４１】
また、本実施の形態では、上り通信品質参照方法で決定された使用上り無線リソース、つまり上述のステップｓ１７において決定された使用上り無線リソースで受信されるデータシンボルに設定される受信ウェイトベクトルを求める際には、送信ウェイトベクトルを求める場合と同様に、零ベクトルが初期値とされてウェイトベクトルが更新される。
【０１４２】
一方で、過去受信ウェイト参照方法で決定された使用上り無線リソース、つまり上述のステップｓ１５において決定された使用上り無線リソースで受信されるデータシンボルに設定される受信ウェイトベクトルを求める際には、使用対象選択受信ウェイトベクトルが初期値とされてウェイトベクトルが更新される。
【０１４３】
以下に、過去受信ウェイト参照方法で決定された使用上り無線リソースを用いて通信端末２が送信するデータシンボルに設定される受信ウェイトベクトルを求める際のウェイトベクトルの初期値の設定方法について詳細に説明する。以後、特に断らない限り、「使用上り無線リソース」と言えば、過去受信ウェイト参照方法で決定された使用上り無線リソースを意味するものとする。また、説明の対象の上りリソースブロック及び単位上り無線リソースを「対象上りリソースブロック」及び「対象単位上り無線リソース」とそれぞれ呼ぶ。
【０１４４】
ウェイト処理部１２３が、対象スロット３０３での対象通信端末２についての使用上り無線リソースに含まれる対象上りリソースブロックで受信されるデータシンボルに設定する受信ウェイトベクトルを求める際には、ウェイト更新部２０２は、当該使用上り無線リソースが対象通信端末２に対して割り当てられる際の使用対象選択受信ウェイトベクトルを初期値としてウェイトベクトルを更新する。つまり、ウェイト処理部１２３は、使用上り無線リソースに含まれる対象単位上り無線リソースで受信されるデータシンボルに設定する受信ウェイトベクトルを求める際には、当該使用上り無線リソースを決定する際に使用した使用対象選択受信ウェイトベクトルを初期値として、対象単位上り無線リソースで受信されるＤＭＲＳに基づいてウェイトベクトルを更新する。
【０１４５】
このとき、使用対象選択受信ウェイトベクトルが１つの受信ウェイトベクトルで構成されている場合には、その受信ウェイトベクトルがそのままウェイトベクトル更新時の初期値とされる。
【０１４６】
一方で、使用対象選択受信ウェイトベクトルが複数の受信ウェイトベクトルで構成されている場合には、当該複数の受信ウェイトベクトルにおいて、対象上りリソースブロックの周波数帯域と同じ送信周波数帯域のＤＭＲＳに基づいて求められた受信ウェイトベクトルが存在するときには、当該受信ウェイトベクトルがウェイトベクトル更新時の初期値とされる。当該複数の受信ウェイトベクトルにおいて、対象上りリソースブロックの周波数帯域と同じ送信周波数帯域のＤＭＲＳに基づいて求められた受信ウェイトベクトルが存在しない場合には、当該複数の受信ウェイトベクトルのうち、対象上りリソースブロックの周波数帯域に最も近い送信周波数帯域のＤＭＲＳに基づいて求められた受信ウェイトベクトルをウェイトベクトル更新時の初期値とする。これにより、対象上りリソースブロックの周波数帯域と同じかあるいはそれに近い送信周波数帯域のＤＭＲＳに基づいて算出された受信ウェイトベクトルを初期値としてウェイトベクトルを更新することによって、対象上りリソースブロックに適用される受信ウェイトベクトルを求めることができる。
【０１４７】
ウェイト処理部１２３は、対象スロット３０３での対象通信端末２についての使用上り無線リソースに含まれる他の上りリソースブロックについても、同様にして、当該上りリソースブロックで受信されるデータシンボルに設定する受信ウェイトベクトルを求める際のウェイトベクトルの更新での初期値を決定する。
【０１４８】
このようにして、対象スロット３０３での対象通信端末２についての使用上り無線リソースに含まれる各上りリソースブロックについて、当該上りリソースブロックで受信されるデータシンボルに設定される受信ウェイトベクトルを求める際のウェイトベクトルの更新での初期値が決定される。
【０１４９】
次に、図１６に示される使用上り無線リソース８９０を例に挙げて、ウェイトベクトル更新での初期値の設定方法についての具体例を説明する。以下では、説明の便宜上、使用上り無線リソース８９０に含まれる、５番〜８番のＲＢ帯域をそれぞれ含む４つの上りリソースブロック８４０を、第５〜第８上りリソースブロック８４０とそれぞれ呼ぶ。そして、第５〜第８上りリソースブロック８４０にそれぞれ適用される４つの受信ウェイトベクトルを第５〜第８受信ウェイトベクトルとそれぞれ呼ぶ。図１６の例では、使用対象選択受信ウェイトベクトルは５つの受信ウェイトベクトルで構成されている。そして、当該５つの受信ウェイトベクトルの算出時に使用されたＤＭＲＳの送信周波数帯域は７番〜１１番のＲＢ帯域となっている。
【０１５０】
使用対象選択受信ウェイトベクトルが求められる際に使用されたＤＭＲＳの送信周波数帯域である選択受信ウェイトベクトル算出帯域８５０には、図１６に示されるように、５番及び６番のＲＢ帯域が含まれていない。したがって、使用対象選択受信ウェイトベクトルを構成する５つの受信ウェイトベクトルにおいては、第５上りリソースブロック８４０の周波数帯域と同じ送信周波数帯域のＤＭＲＳに基づいて求められた受信ウェイトベクトル及び第６上りリソースブロック８４０の周波数帯域と同じ送信周波数帯域のＤＭＲＳに基づいて求められた受信ウェイトベクトルは存在しない。よって、第５上りリソースブロック８４０に適用される受信ウェイトベクトルが算出される際には、当該５つの受信ウェイトベクトルのうち、第５上りリソースブロック８４０の周波数帯域に最も近い送信周波数帯域のＤＭＲＳに基づいて求められた受信ウェイトベクトル、つまり７番のＲＢ帯域を送信周波数帯域とするＤＭＲＳに基づいて求められた受信ウェイトベクトルが、ウェイトベクトル更新時の初期値とされる。また、第６上りリソースブロック８４０に適用される受信ウェイトベクトルが算出される際には、当該５つの受信ウェイトベクトルのうち、第６上りリソースブロック８４０の周波数帯域に最も近い送信周波数帯域のＤＭＲＳに基づいて求められた受信ウェイトベクトル、つまり７番のＲＢ帯域を送信周波数帯域とするＤＭＲＳに基づいて求められた受信ウェイトベクトルが、ウェイトベクトル更新時の初期値とされる。
【０１５１】
一方で、選択受信ウェイトベクトル算出帯域８５０には、図１６に示されるように、７番及び８番のＲＢ帯域が含まれている。したがって、使用対象選択受信ウェイトベクトルを構成する５つの受信ウェイトベクトルにおいては、第７上りリソースブロック８４０の周波数帯域と同じ送信周波数帯域のＤＭＲＳに基づいて求められた受信ウェイトベクトル及び第８上りリソースブロック８４０の周波数帯域と同じ送信周波数帯域のＤＭＲＳに基づいて求められた受信ウェイトベクトルが存在する。よって、第７上りリソースブロック８４０に適用される受信ウェイトベクトルが算出される際には、当該５つの受信ウェイトベクトルのうち、第７上りリソースブロック８４０の周波数帯域と同じ送信周波数帯域のＤＭＲＳに基づいて求められた受信ウェイトベクトル、つまり７番のＲＢ帯域を送信周波数帯域とするＤＭＲＳに基づいて求められた受信ウェイトベクトルが、ウェイトベクトル更新時の初期値とされる。また、第８上りリソースブロック８４０に適用される受信ウェイトベクトルが算出される際には、当該５つの受信ウェイトベクトルのうち、第８上りリソースブロック８４０の周波数帯域と同じ送信周波数帯域のＤＭＲＳに基づいて求められた受信ウェイトベクトル、つまり８番のＲＢ帯域を送信周波数帯域とするＤＭＲＳに基づいて求められた受信ウェイトベクトルが、ウェイトベクトル更新時の初期値とされる。
【０１５２】
このように、本実施の形態では、無線リソース割り当て部１２２が、対象通信端末２に対して、対象スロット３０３での使用上り無線リソースを割り当てる場合には、対象通信端末２について求められた受信ウェイトベクトルのうち、対象スロット３０３から所定時間以内前において通信部１３で受信されたＤＭＲＳに基づいて求められた受信ウェイトベクトルを選択する。そして、無線リソース割り当て部１２２は、選択した受信ウェイトベクトルが求められる際に使用されたＤＭＲＳの送信周波数帯域を含む割り当て候補周波数帯域から選択された選択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上り無線リソースとして対象通信端末２に対して割り当てる。これにより、対象通信端末２について算出された過去の受信ウェイトベクトルから、その算出に使用されたＤＭＲＳが対象スロット３０３から近いタイミングで受信された受信ウェイトベクトルが選択され、この選択された受信ウェイトベクトルの算出で使用されたＤＭＲＳの送信周波数帯域と同じ周波数帯域あるいはそれに近い周波数帯域を含む使用上り無線リソースが対象通信端末２に対して割り当てられる。
【０１５３】
そして、本実施の形態では、通信部１３は、対象通信端末２に割り当てられた対象スロット３０３での使用上り無線リソースに含まれる単位上り無線リソース（本例では上りリソースブロック）での信号に設定する受信ウェイトベクトルを求める場合には、無線リソース割り当て部１２２において対象通信端末２に対して当該使用上り無線リソースが割り当てられる際に使用された受信ウェイトベクトルを初期値に使用してウェイトベクトルを更新している。これにより、対象スロット３０３（ある通信時間帯）での使用上り無線リソースに含まれる単位上り無線リソースに設定される受信ウェイトベクトルが求められる際には、対象スロット３０３に近いタイミングで受信されたＤＭＲＳであって、当該単位上り無線リソースの周波数帯域と同じかあるはそれに近い送信周波数帯域のＤＭＲＳに基づいて算出された受信ウェイトベクトルが初期値とされてウェイトベクトルが更新されることになる。その結果、理想値に近い状態からウェイトベクトルを更新して受信ウェイトベクトルを求めることができる。よって、受信ウェイトベクトルの精度を向上させることができる。
【０１５４】
また、本実施の形態では、上述のステップｓ１１での処理のように、無線リソース割り当て部１２２は、対象通信端末２に対して、対象スロット３０３での使用上り無線リソースを割り当てる場合には、対象通信端末２について求められた過去の受信ウェイトベクトルのうち、それが求められる際に使用されたＤＭＲＳについての通信部１３での受信タイミングが対象スロット３０３に最も近い受信ウェイトベクトルを選択している。したがって、対象スロット３０３での使用上り無線リソースに含まれる単位上り無線リソースに設定される受信ウェイトベクトルが求められる際には、対象スロット３０３により近いタイミングで受信されたＤＭＲＳに基づいて算出された受信ウェイトベクトルが初期値とされてウェイトベクトルが更新されることになる。よって、受信ウェイトベクトルの精度をさらに向上することができる。
【０１５５】
＜変形例＞
上記の例では、上り通信品質参照方法で決定された、対象スロット３０３での使用上り無線リソースに含まれる対象単位上り無線リソースでの信号に設定される受信ウェイトベクトルを求める場合と、過去受信ウェイト参照方法で決定された、対象スロット３０３での使用上り無線リソースに含まれる対象単位上り無線リソースでの信号に設定される受信ウェイトベクトルを求める場合とでは、ウェイトベクトルの更新回数が同じであったが、前者の場合よりも後者の場合の方が、ウェイトベクトルの更新回数が少なくなるようにしてもよい。言い換えれば、対象通信端末２に対して割り当てられた対象スロット３０３での使用上り無線リソースに含まれる対象単位上り無線リソースでの信号に設定される受信ウェイトベクトルを求める場合には、対象通信端末２について求められた過去の受信ウェイトベクトルにおいて、対象スロット３０３から所定時間以内前に通信部１３で受信されたＤＭＲＳに基づいて求められた受信ウェイトベクトルが存在しないとき（上り通信品質参照方法で使用上り無線リソースが決定されるとき）よりも、当該受信ウェイトベクトルが存在するとき（過去受信ウェイト参照方法で使用上り無線リソースが決定されるとき）の方が、ウェイトベクトルの更新回数を少なくしても良い。
【０１５６】
例えば、上り通信品質参照方法で決定された、対象スロット３０３での使用上り無線リソースに含まれる対象単位上り無線リソースでの信号に設定される受信ウェイトベクトルを求める場合には、上記のようにウェイトベクトルを１２回更新する。一方で、過去受信ウェイト参照方法で決定された、対象スロット３０３での使用上り無線リソースに含まれる対象単位上り無線リソースでの信号に設定される受信ウェイトベクトルを求める場合には、ウェイトベクトルを例えば６回更新する。この場合には、対象単位上り無線リソースでの先頭から４つ目のシンボル期間３０４で対象通信端末２が送信する１２個の既知シンボルのうちの６つの既知シンボルだけが使用されてウェイトベクトルが６回更新される。
【０１５７】
上述のように、過去受信ウェイト参照方法で決定された、対象スロット３０３での使用上り無線リソースに含まれる単位上り無線リソースでの信号に設定される受信ウェイトベクトルが求められる際には、対象スロット３０３に近いタイミングで受信されたＤＭＲＳであって、当該単位上り無線リソースの周波数帯域と同じかあるはそれに近い送信周波数帯域のＤＭＲＳに基づいて算出された受信ウェイトベクトルが初期値とされてウェイトベクトルが更新されるため、当該単位上り無線リソースでの信号に設定される受信ウェイトベクトルの精度を向上することが可能となる。したがって、ウェイトベクトルの更新回数を減らしたとしても、受信ウェイトベクトルの精度を維持することができる。よって、本変形例のように、過去受信ウェイト参照方法で決定された、対象スロット３０３での使用上り無線リソースに含まれる単位上り無線リソースでの信号に設定される受信ウェイトベクトルを求める場合でのウェイトベクトルの更新回数を減らすことによって、受信ウェイベクトルの精度を維持しつつ、受信ウェイトベクトルの演算量を低減することができる。以後、過去受信ウェイト参照方法を用いて対象通信端末２に対して割り当てられた、対象スロット３０３での使用上り無線リソースに含まれる対象単位上り無線リソースでの信号に設定される受信ウェイトベクトルを求める場合でのウェイトベクトルの更新回数を「総更新回数Ｍ」と呼ぶ。
【０１５８】
総更新回数Ｍの値については、上記のように固定値にしても良いし、可変値にしても良い。総更新回数Ｍの値を可変とする場合には、ウェイト処理部１２３は、例えば以下の式（２）を用いて総更新回数Ｍ（１≦Ｍ≦１１）を決定する。
【０１５９】
Ｍ＝α×ｆ＋β×ｔ＋γ  ・・・（２）
【０１６０】
ここで、ｆは、対象単位上り無線リソース（対象単位上りリソースブロック）の周波数帯域と、ウェイトベクトル更新時の初期値として採用される過去の受信ウェイトベクトルが求められる際に使用されたＤＭＲＳの送信周波数帯域とのずれを示す変数であって、例えば、ＲＢ帯域の数で示される。例えば、対象単位上り無線リソースの周波数帯域が１０番のＲＢ帯域であって、ウェイトベクトル更新時の初期値として採用される過去の受信ウェイトベクトルが求められる際に使用されたＤＭＲＳの送信周波数帯域が１１番のＲＢ帯域である場合には、ｆ＝１となる。また、対象単位上り無線リソースの周波数帯域と、ウェイトベクトル更新時の初期値として採用される過去の受信ウェイトベクトルが求められる際に使用されたＤＭＲＳの送信周波数帯域とが同じである場合には、ｆ＝０となる。上記の例では、割り当て候補周波数帯域は、選択受信ウェイトベクトル算出帯域に対して±５ＲＢ帯域の範囲に設定されることから、０≦ｆ≦５となる。
【０１６１】
また、ｔは、対象スロット３０３と、ウェイトベクトル更新時の初期値として採用される過去の受信ウェイトベクトルが求められる際に使用されたＤＭＲＳが受信されたスロット３０３との時間的なずれを示す変数であって、例えばスロット３０３の数で示される。例えば、ウェイトベクトル更新時の初期値として採用される過去の受信ウェイトベクトルが求められる際に使用されたＤＭＲＳが受信されたスロット３０３が、対象スロット３０３よりも１０スロット３０３前のスロット３０３である場合には、ｔ＝１０となる。本実施の形態では、対象スロット３０３よりも、１つのＴＤＤフレーム３００の時間長（１０ｍｓ）以内前に受信されたＤＭＲＳに基づいて求められた受信ウェイトベクトルが使用対象選択受信ウェイトベクトルとしており、１つのＴＤＤフレーム３００は時間方向に２０個のスロット３０３を含んでいることから、ｔの最大値は“２０”となる。そして、上記の例では、対象スロット３０３での使用上り無線リソースの割り当ては、対象スロット３０３が属する単位期間３６０の直前の単位期間３６０で行われている。ｔの最小値を例えば“１０”とすると、１０≦ｔ≦２０となる。
【０１６２】
また、α、β及びγは調整定数である。α、β及びγの値は、ｆが大きくなればＭが大きくなるとともに、ｔが大きくなればＭが大きくなり、さらに、ｆ＝０、ｔ＝１０とした場合に総更新回数Ｍ＝１となり、ｆ＝５、ｔ＝２０とした場合に総更新回数Ｍ＝１１となるような値とされる。例えば、α＝１９／１０、β＝１／２０、γ＝１／２に設定される。α、β及びγの値は、対象スロット３０３での使用上り無線リソースに含まれる対象単位上り無線リソースでの信号に設定される設定ウェイトベクトルに関して、使用対象選択受信ウェイトベクトルが初期値とされて上記式（２）で決定される総更新回数Ｍだけウェイトベクトルが更新されることによって得られる当該設定ウェイトベクトルの精度が、零ベクトルが初期値とされて１２回ウェイトベクトルが更新されることによって得られる当該設定ウェイトベクトルの精度に対してｔ及びｆの各値においてあまり差が生じないように、シミュレーション等によって決定される。
【０１６３】
なお、Ｍの値が小数点を含む場合には、小数点以下は四捨五入されて、Ｍの値は必ず整数とされる。例えば、ｆ＝３、ｔ＝１５のとき、Ｍ＝６．４５となることから、この場合には、最終的にはＭ＝６とされる。また、ｆ＝５、ｔ＝１２のとき、Ｍ＝１０．６となることから、最終的にはＭ＝１１とされる。また、γについては、γ＝０として、式（２）からγを削除しても良い。
【０１６４】
このように、本変形例では、対象スロットでの使用上り無線リソースに含まれる対象単位上り無線リソースの周波数帯域と、ウェイトベクトル更新時の初期値として採用される受信ウェイトベクトルが求められる際に使用されたＤＭＲＳの周波数帯域とのずれと、通信部１３での当該ＤＭＲＳの受信タイミング（当該ＤＭＲＳが受信されたスロット３０３）と対象スロット３０３とのずれとに基づいて、総更新回数Ｍを決定している。言い換えれば、対象スロットでの使用上り無線リソースに含まれる対象単位上り無線リソースと、ウェイトベクトル更新時の初期値として採用される受信ウェイトベクトルが求められる際に使用されたＤＭＲＳの送信に使用された上り無線リソースとの差に基づいて、ウェイトベクトルの更新回数を減少させている。したがって、対象単位上り無線リソースでの信号に設定される受信ウェイトベクトルの精度を適切に維持しつつ、受信ウェイトベクトルの演算量を低減することができる。
【０１６５】
ウェイト処理部１２３は、対象通信端末２に割り当てられた対象スロット３０３での使用上り無線リソースに含まれる対象単位上り無線リソースでの信号に設定する受信ウェイトベクトルを求める際の総更新回数Ｍを決定すると、対象単位上り無線リソースでの先頭から４つ目のシンボル期間３０４で対象通信端末２が送信する１２個のＤＭＲＳシンボルから、総更新回数Ｍと同じ数だけのＤＭＲＳシンボルを選択して、選択したＤＭＲＳシンボルに基づいてウェイトベクトルを総更新回数Ｍだけ更新する。
【０１６６】
総更新回数Ｍ＝１であって、ウェイトベクトルが１回だけ更新される場合には、対象通信端末２からの１２個のＤＭＲＳシンボルのうち、その送信周波数帯域が対象単位上り無線リソースの周波数帯域の中心周波数に最も近いＤＭＲＳシンボルが選択される。また、総更新回数Ｍ≧２であって、ウェイトベクトルが複数回更新される場合には、ウェイトベクトルの更新に使用される複数のＤＭＲＳシンボルの送信周波数帯域ができるだけ連続せず、かつ当該複数のＤＭＲＳシンボルのそれぞれの送信周波数帯域が対象単位上り無線リソースの周波数帯域の中心周波数にできるだけ近くなるように、対象通信端末２からの１２個のＤＭＲＳシンボルから当該複数のＤＭＲＳシンボルが選択される。以下に、ウェイトベクトルの更新に使用するＤＭＲＳシンボルの選択方法の一例について説明する。
【０１６７】
図１７は、総更新回数Ｍの値と、当該値だけウェイトベクトルを更新する際に使用するＤＭＲＳシンボルとの対応関係の一例を示す図である。図１７においては、対象通信端末２が対象単位上りリソースの一部を用いて送信する１２個のＤＭＲＳシンボルに対して、その送信周波数帯域が小さいものから順に“０”から“１１”までの番号がそれぞれ付与されている。したがって、当該１２個のＤＭＲＳシンボルにおいては、０番のＤＭＲＳシンボルの送信周波数が最も小さく、１１番のＤＭＲＳシンボルの送信周波数が最も大きくなっている。また図１７では、総更新回数Ｍが取り得る各値に対応させて、当該値だけウェイトベクトルを更新する際に使用されるＤＭＲＳシンボルの番号の下方にある四角形に斜線が示されている。以下では、ウェイトベクトルを更新する際に使用するＤＭＲＳシンボルを「ウェイト更新時使用シンボル」と呼ぶ。
【０１６８】
図１７の例では、総更新回数Ｍ＝１のときには、１２個のＤＭＲＳシンボルのうち、その送信周波数帯域が対象単位上り無線リソースの周波数帯域の中心周波数に最も近いＤＭＲＳシンボルがウェイト更新時使用シンボルとして選択される。例えば、５番のＤＭＲＳシンボルがウェイト更新時使用シンボルとして選択される。
【０１６９】
総更新回数Ｍ＝２のときには、１２個のＤＭＲＳシンボルのうち、Ｍ＝１のときに選択された５番のＤＭＲＳシンボルがウェイト更新時使用シンボルとして選択されるとともに、その送信周波数帯域が５番のＤＭＲＳシンボルの送信周波数帯域とは連続せず、かつ対象単位上り無線リソースの周波数帯域の中心周波数に近い７番のＤＭＲＳシンボルがウェイト更新時使用シンボルとして選択される。
【０１７０】
総更新回数Ｍ＝３のときには、１２個のＤＭＲＳシンボルのうち、Ｍ＝２のときに選択された５番及び７番のＤＭＲＳシンボルがウェイト更新時使用シンボルとして選択されるとともに、その送信周波数帯域が５番及び７番のＤＭＲＳシンボルの送信周波数帯域とは連続せず、かつ対象単位上り無線リソースの周波数帯域の中心周波数に近い３番のＤＭＲＳシンボルがウェイト更新時使用シンボルとして選択される。
【０１７１】
総更新回数Ｍ＝４のときには、１２個のＤＭＲＳシンボルのうち、Ｍ＝３のときに選択された３番、５番及び７番のＤＭＲＳシンボルがウェイト更新時使用シンボルとして選択されるとともに、その送信周波数帯域が３番、５番及び７番のＤＭＲＳシンボルの送信周波数帯域とは連続せず、かつ対象単位上り無線リソースの周波数帯域の中心周波数に近い９番のＤＭＲＳシンボルがウェイト更新時使用シンボルとして選択される。
【０１７２】
同様にして、総更新回数Ｍ＝５のときには、３番、５番、７番及び９番のＤＭＲＳシンボルがウェイト更新時使用シンボルとして選択されるとともに、１番のＤＭＲＳシンボルがウェイト更新時使用シンボルとして選択される。また、総更新回数Ｍ＝６のときには、１番、３番、５番、７番及び９番のＤＭＲＳシンボルがウェイト更新時使用シンボルとして選択されるとともに、１１番のＤＭＲＳシンボルがウェイト更新時使用シンボルとして選択される。
【０１７３】
ここで、１２個のＤＭＲＳシンボルでは、総更新回数Ｍ＝６ときに選択された１番、３番、５番、７番、９番及び１１番のＤＭＲＳシンボルの送信周波数帯域と連続しない送信周波数帯域を有するＤＭＲＳシンボルは存在しない。したがって、総更新回数Ｍ＝７のときには、Ｍ＝６ときに選択された１番、３番、５番、７番、９番及び１１番のＤＭＲＳシンボルをウェイト更新時使用シンボルとして選択するとともに、残りの６個のＤＭＲＳシンボルのうち、対象単位上り無線リソースの周波数帯域の中心周波数に最も近い６番のＤＭＲＳシンボルがウェイト更新時使用シンボルとして選択される。
【０１７４】
同様にして、総更新回数Ｍ＝８のときには、Ｍ＝７ときに選択された１番、３番、５番、６番、７番、９番及び１１番のＤＭＲＳシンボルをウェイト更新時使用シンボルとして選択されるとともに、残りの５つのＤＭＲＳシンボルのうち、対象単位上り無線リソースの周波数帯域の中心周波数に最も近い４番のＤＭＲＳシンボルがウェイト更新時使用シンボルとして選択される。
【０１７５】
総更新回数Ｍ＝９のときには、Ｍ＝８ときに選択された１番、３番〜７番、９番及び１１番のＤＭＲＳシンボルをウェイト更新時使用シンボルとして選択されるとともに、残りの４つのＤＭＲＳシンボルのうち、対象単位上り無線リソースの周波数帯域の中心周波数に最も近い８番のＤＭＲＳシンボルがウェイト更新時使用シンボルとして選択される。
【０１７６】
総更新回数Ｍ＝１０のときには、Ｍ＝９ときに選択された１番、３番〜９番及び１１番のＤＭＲＳシンボルをウェイト更新時使用シンボルとして選択されるとともに、残りの３つのＤＭＲＳシンボルのうち、対象単位上り無線リソースの周波数帯域の中心周波数に最も近い２番のＤＭＲＳシンボルがウェイト更新時使用シンボルとして選択される。
【０１７７】
そして、総更新回数Ｍ＝１１のときには、Ｍ＝１０ときに選択された１番〜９番及び１１番のＤＭＲＳシンボルをウェイト更新時使用シンボルとして選択されるとともに、残りの２つのＤＭＲＳシンボルのうち、対象単位上り無線リソースの周波数帯域の中心周波数に最も近い１０番のＤＭＲＳシンボルがウェイト更新時使用シンボルとして選択される。
【０１７８】
このように、ウェイトベクトルの更新に使用されるＤＭＲＳシンボルの送信周波数帯域を、対象単位上り無線リソースの周波数帯域の中心周波数にできるだけ近いものとするとともに、ウェイトベクトルの更新に使用されるＤＭＲＳシンボルの送信周波数帯域が周波数方向において偏らなくすることによって、算出された受信ウェイトベクトルを、対象単位上り無線リソースの全周波数帯域においてある程度精度の良いものとすることができる。
【０１７９】
例えば、図１７の例とは異なり、総更新回数Ｍ＝３のときに、対象単位上り無線リソースの周波数帯域の中心周波数から離れた送信周波数帯域を有する０番、１番及び２番のＤＭＲＳシンボルを使用してウェイトベクトルを更新して受信ウェイトベクトルを求める場合を考える。この場合には、求められた受信ウェイトベクトルは、０番から２番のＤＭＲＳシンボルの送信周波数帯域と同じ送信周波数帯域で対象通信端末２から送信されるデータシンボルに対して精度の良いものとなっている。しかしながら、０番から２番のＤＭＲＳシンボルの送信周波数帯域とは大きく離れた、１１番のＤＭＲＳシンボルの送信周波数帯域と同じ送信周波数帯域で対象通信端末２から送信されるデータシンボルに対しては、基地局１と対象通信端末２との間の伝送路での周波数選択性フェージングによって精度が悪いものとなっている可能性が高い。
【０１８０】
これに対して、図１７の例では、総更新回数Ｍ＝３のときには、対象単位上り無線リソースの周波数帯域の中心周波数に近い送信周波数帯域を有する３番、５番及び７番のＤＭＲＳシンボルが使用されてウェイトベクトルが更新されている。したがって、求められた受信ウェイトベクトルは、３番から７番のＤＭＲＳシンボルの送信周波数帯域と同じ送信周波数帯域で対象通信端末２から送信されるデータシンボルに対して精度の良いものとなっている。さらに、３番のＤＭＲＳシンボルの送信周波数帯域は、０番のＤＭＲＳシンボルの送信周波数帯域とはそれほど離れていなく、７番のＤＭＲＳシンボルの送信周波数帯域は、１１番のＤＭＲＳシンボルの送信周波数帯域とはそれほど離れていないことから、求められた受信ウェイトベクトルは、０番のＤＭＲＳシンボルの送信周波数帯域と同じ送信周波数帯域で対象通信端末２から送信されるデータシンボル及び１１番のＤＭＲＳシンボルの送信周波数帯域と同じ送信周波数帯域で対象通信端末２から送信されるデータシンボルに対しても精度が良いものとなっている可能性が高い。その結果、求められた受信ウェイトベクトルを、対象単位上り無線リソースの全周波数帯域においてある程度精度の良いものとすることができる。
【０１８１】
また、図１７の例とは異なり、総更新回数Ｍ＝３のときに、対象単位上り無線リソースの周波数帯域の中心周波数に近い送信周波数帯域を有する４番から６番のＤＭＲＳシンボルを使用してウェイトベクトルを更新して受信ウェイトベクトルを求める場合を考える。この場合には、ウェイトベクトルの更新に使用される複数のＤＭＲＳシンボルの送信周波数帯域は、対象単位上り無線リソースの周波数帯域の中心周波数に近いものの、対象単位上り無線リソースの周波数帯域の中央部において偏ることになる。したがって、ウェイトベクトルの更新に使用される複数のＤＭＲＳシンボルの送信周波数帯域は、０番のＤＭＲＳシンボルの送信周波数帯域及び１１番のＤＭＲＳシンボルの送信周波数帯域と離れてしまうことになる。
【０１８２】
これに対して、図１７の例では、総更新回数Ｍ＝３のときには、対象単位上り無線リソースの周波数帯域の中心周波数に近い送信周波数帯域を有する３番、５番及び７番のＤＭＲＳシンボルが使用されてウェイトベクトルが更新されている。この場合には、ウェイトベクトルの更新に使用される複数のＤＭＲＳシンボルの送信周波数帯域は、対象単位上り無線リソースの周波数帯域の中心周波数に近く、かつ偏らないようになっている。よって、ウェイトベクトルの更新に使用される複数のＤＭＲＳシンボルの送信周波数帯域は、０番のＤＭＲＳシンボルの送信周波数帯域及び１１番のＤＭＲＳシンボルの送信周波数帯域とはそれほど離れなくなる。その結果、求められた受信ウェイトベクトルを、対象単位上り無線リソースの全周波数帯域においてある程度精度の良いものとすることができる。
【０１８３】
なお、対象通信端末２に対して割り当てられた対象スロット３０３での使用上り無線リソースに含まれる単位上り無線リソース（上りリソースブロック）の数が少ない場合には、単位上り無線リソースごとに受信ウェイトベクトルを求める際の演算量はそれほど大きくならない。したがって、対象通信端末２に対して割り当てられた対象スロット３０３での使用上り無線リソースに含まれる単位上り無線リソースの数が所定数よりも小さい場合には、当該使用上り無線リソースに含まれる対象単位上り無線リソースでの信号に設定する受信ウェイトベクトルを求める際にウェイトベクトルの更新回数を減らさなくても良い。
【０１８４】
例えば、ウェイト処理部１２３は、対象通信端末２対して割り当てられた対象スロット３０３での使用上り無線リソースに含まれる単位無線リソースの数が５個よりも小さい場合には、当該使用上り無線リソースに含まれる各単位無線リソースについて、当該単位無線リソースでの信号に設定される受信ウェイトベクトルを、使用対象選択ウェイトベクトルを初期値としてウェイトベクトルを１２回更新して求める。これにより、使用上り無線無リソースについて求める受信ウェイトベクトルの数が少ない場合には、各受信ウェイトベクトルの精度を向上することができる。
【０１８５】
一方で、対象通信端末２に対して割り当てられた対象スロット３０３での使用上り無線リソースに含まれる単位無線リソースの数が５個よりも大きい場合には、ウェイト処理部１２３は、当該使用上り無線リソースに含まれる各単位無線リソースについて、当該単位無線リソースでの信号に設定される受信ウェイトベクトルを、使用対象選択ウェイトベクトルを初期値としてウェイトベクトルを６回更新して求める。これにより、使用上り無線無リソースについて求める受信ウェイトベクトルの数が多い場合には、各受信ウェイトベクトルの演算量を抑えつつ、各受信ウェイトベクトルの精度をある程度維持することができる。
【０１８６】
なお、対象通信端末２対して割り当てられた対象スロット３０３での使用上り無線リソースに含まれる単位無線リソースの数が所定値（例えば５個）と一致する場合には、ウェイトベクトルの更新回数を減らしても良いし、減らさなくても良い。また、ウェイトベクトルの更新回数を減らす場合には、上記の式（２）を用いて総更新回数Ｍを決定しても良い。
【０１８７】
上記の例では、ウェイト処理部１２３は、対象通信端末２に対して割り当てられた対象スロット３０３での使用上り無線リソースに含まれる単位上り無線リソースでの信号に設定する受信ウェイトベクトルを、当該単位上り無線リソースの周波数帯域と同じ送信周波数帯域で送信されたＤＭＲＳに基づいて求めていたが、当該単位上り無線リソースの周波数帯域と同じ送信周波数帯域で送信されたＳＲＳに基づいて受信ウェイトベクトルを求めても良い。この場合には、対象スロット３０３にできるだけ近いタイミングで対象通信端末２が送信する、当該単位上り無線リソースの周波数帯域と同じ送信周波数帯域のＳＲＳに基づいて受信ウェイトベクトルを算出することが望ましい。例えば、対象スロット３０３が属する単位期間３６０でのＳＲＳ用上り無線リソースを用いて対象通信端末２が送信する、当該単位上り無線リソースの周波数帯域と同じ送信周波数帯域のＳＲＳに基づいて受信ウェイトベクトルを算出することが望ましい。
【０１８８】
また、上述のように、通信部１３がＳＲＳ非対応使用下り無線リソースを用いて対象通信端末２と下り通信する場合であっても、当該ＳＲＳ非対応使用下り無線リソースの周波数帯域と同じ送信周波数帯域のＳＲＳに基づいて送信ウェイトベクトルを求めることによって、ビームフォーミングを行うことは可能であることから、ヌルステアリングの効果を期待しないのであれば、上述のアレイ制御用リソース対応付けを考慮せずに通信端末２に対して使用下り無線リソースを割り当てても良い。
【０１８９】
また上記の例では、ウェイト処理部１２３は、対象通信端末２に対して下りサブフレーム３０２から割り当てられた使用下り無線リソースに含まれる単位下り無線リソースでの信号に設定する送信ウェイトベクトルを、当該単位下り無線リソースの周波数帯域と同じ送信周波数帯域を用いて対象通信端末２が送信するＳＲＳに基づいて求めていたが、当該単位下り無線リソースの周波数帯域と同じ送信周波数帯域を用いて対象通信端末２が送信するＤＭＲＳに基づいて送信ウェイトベクトルを求めても良い。この場合には、当該下りサブフレーム３０２にできるだけ近いタイミングで対象通信端末２が送信する、当該単位下り無線リソースの周波数帯域と同じ送信周波数帯域のＤＭＲＳに基づいて送信ウェイトベクトルを求めることが望ましい。例えば、当該下りサブフレーム３０２が属する単位期間３６０での２つの上りサブフレーム３０２のうちの後方の上りサブフレーム３０２の後方のスロット３０３で対象通信端末２が送信する、当該単位下り無線リソースの周波数帯域と同じ送信周波数帯域のＤＭＲＳに基づいて送信ウェイトベクトルを求めることが望ましい。
【０１９０】
また、無線リソース割り当て部１２２は、過去受信ウェイト参照方法と同様にして、対象通信端末２に対して使用下り無線リソースを割り当てても良い。具体的には、無線リソース割り当て部１２２は、対象通信端末２に対して、ある下りサブフレーム３０２での使用下り無線リソースを割り当てる場合には、対象通信端末２について求められた過去の送信ウェイトベクトルのうち、当該ある下りサブフレーム３０２から所定時間以内前において通信部１３で受信された既知信号（ＳＲＳあるいはＤＭＲＳ）に基づいて求められた送信ウェイトベクトルを選択する。そして、無線リソース割り当て部１２２は、選択した送信ウェイトベクトルが求められる際に使用された既知信号（ＳＲＳあるいはＤＭＲＳ）の送信周波数帯域を含む割り当て候補周波数帯域から選択された選択周波数帯域を周波数方向に含む下り無線リソースを当該ある下りサブフレーム３０２から使用下り無線リソースとして対象通信端末２に対して割り当てる。
【０１９１】
このように、無線リソース割り当て部１２２が、過去受信ウェイト参照方法と同様に、対象通信端末２についての比較的新しい過去の送信ウェイトベクトルに基づいて、対象通信端末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、ウェイト処理部１２３は、受信ウェイトベクトルを求める場合と同様にして、対象通信端末２に対して割り当てられた使用下り無線リソースに含まれる単位下り無線リソースでの送信シンボルに設定する送信ウェイトベクトルを求めることになる。具体的には、ウェイト処理部１２３は、対象通信端末２に対して使用下り無線リソースが割り当てられる際に使用された過去の送信ウェイトベクトルを初期値としてウェイトベクトルを更新することによって、当該使用下り無線リソースに含まれる単位下り無線リソースでの送信シンボルに設定する送信ウェイトベクトルを求める。これにより、ある下りサブフレーム３０２（ある通信時間帯）での使用下り無線リソースに含まれる単位下り無線リソースでの信号に設定される送信ウェイトベクトルが求められる際には、当該ある下りサブフレーム３０２に近いタイミングで受信された既知信号であって、当該単位下り無線リソースの周波数帯域と同じかあるはそれに近い送信周波数帯域の既知信号に基づいて算出された送信ウェイトベクトルが初期値とされてウェイトベクトルが更新されることになる。その結果、理想値に近い状態からウェイトベクトルを更新して送信ウェイトベクトルを求めることができる。よって、送信ウェイトベクトルの精度を高めることができる。
【０１９２】
なお、無線リソース割り当て部１２２は、上述のステップｓ１１と同様に、対象通信端末２に対して、ある下りサブフレーム３０２での使用下り無線リソースを割り当てる際には、対象通信端末２について求められた過去の送信ウェイトベクトルのうち、それが求められる際に使用された既知信号についての通信部１３での受信タイミングが当該ある下りサブフレーム３０２に最も近い送信ウェイトベクトルを選択しても良い。この場合には、送信ウェイトベクトルの精度をさらに高めることができる。
【０１９３】
また、無線リソース割り当て部１２２は、対象通信端末２に対して、ある下りサブフレーム３０２での使用下り無線リソースを割り当てる場合に、対象通信端末２について求められた過去の送信ウェイトベクトルにおいて、当該ある下りサブフレーム３０２から所定時間以内前において通信部１３で受信された既知信号が使用されて求められた送信ウェイトベクトルが存在しない場合には、上述のステップｓ１７での上り通信品質参照方法と同様にして、通信部１３と対象通信端末２との間の下り通信品質に基づいて使用下り無線リソースを決定しても良い。基地局１の制御部１２は、通信端末２から通知されるＣＱＩ（Channel Quality Indicator）に基づいて、通信部１３と当該通信端末２との間の下り通信品質を１つのＲＢ帯域ごとに判断することができる。このような場合には、過去受信ウェイト参照方法と同様にして決定された使用下り無線リソースに含まれる単位下り無線リソースでの信号に設定される送信ウェイトベクトルを求めるときの方が、上り通信品質参照方法と同様にして決定された使用下り無線リソースに含まれる単位下り無線リソースでの信号に設定される送信ウェイトベクトルを求めるときよりも、ウェイトベクトルの更新回数を少なくしても良い。言い換えれば、対象通信端末２に対して割り当てられた、ある下りサブフレーム３０２での使用下り無線リソースに含まれる単位下り無線リソースでの信号に設定される送信ウェイトベクトルを求める場合には、対象通信端末２について過去に求められた送信ウェイトベクトルにおいて、当該ある下りサブフレーム３０２から所定時間以内前に通信部１３で受信された既知信号に基づいて求められた送信ウェイトベクトルが存在しないときよりも、当該送信ウェイトベクトルが存在するときの方が、ウェイトベクトルの更新回数を少なくしても良い。
【０１９４】
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、本願発明は他の無線通信システムにも適用することができる。
【符号の説明】
【０１９５】
１  基地局
２  通信端末
１３  通信部
１１０ａ  アンテナ
１２２  無線リソース割り当て部
【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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【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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