JP2013176008A - Communication system, base station, mobile station, and communication control method - Google Patents

Communication system, base station, mobile station, and communication control method Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a communication system, base station, mobile station, and communication control method that achieve beam forming by the mobile station.SOLUTION: A communication system 100 according to the invention is a communication system 100 employing a TDD system. The communication system 100 comprises a base station 101 and a mobile station 103 for performing radio communication with the base station 101 by use of an adaptive array system. The base station 101 allocates usage uplink radio resources which the mobile station 103 uses for uplink communication with the station 101 to the mobile station 103, and allocates radio resources of which at least part of a frequency band is common to the usage uplink radio resources to the mobile station 103 as reference signal downlink radio resources which the station 101 uses for transmission of a reference signal. When the mobile station 103 receives the reference signal from the base station 101, it performs beam forming by use of the received reference signal when it transmits a radio signal by use of the usage uplink radio resources.

Description

本発明は、通信システム、基地局、移動局及び通信制御方法に関するものである。   The present invention relates to a communication system, a base station, a mobile station, and a communication control method.

通信性能の向上を実現する次世代通信システムとして、LTE(Long Term Evolution)システムやXGP(eXtended Global Platform)システムなどが注目されている。   LTE (Long Term Evolution) systems, XGP (eXtended Global Platform) systems, and the like are attracting attention as next-generation communication systems that realize improved communication performance.

従来、LTEシステムにおいて通信サービスの向上を図る種々の技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載の基地局では、スケジューラ、回線終端、チャネル符号化・復号化が同一デバイスによって時分割で処理される。これにより、種々のデータレート及びセクタ構成において処理負荷が均一化され、デバイスの処理能力が最大限に活用される。よって、部品点数削減及び運用の高柔軟性が達成される。   Conventionally, various techniques for improving communication services in the LTE system have been proposed (see, for example, Patent Document 1). In the base station described in Patent Document 1, scheduler, line termination, and channel encoding / decoding are processed in a time division manner by the same device. As a result, the processing load is made uniform at various data rates and sector configurations, and the processing capability of the device is utilized to the maximum. Therefore, the reduction in the number of parts and the high flexibility of operation are achieved.

また、TDD(Time Divisional Duplex:時分割複信)を採用するXGPシステムにおいては、通信品質を向上させるために、複数アンテナを含むアダプティブアレイアンテナを実装する基地局が知られている(例えば、特許文献2参照)。アダプティブアレイアンテナによるAAS(Adaptive Antenna System:アダプティブアレイ方式)機能により、強い干渉が予想される無線チャネルでの通信が可能になる。   Also, in an XGP system that employs TDD (Time Divisional Duplex), a base station that implements an adaptive array antenna including a plurality of antennas is known in order to improve communication quality (for example, patents). Reference 2). An AAS (Adaptive Antenna System) function using an adaptive array antenna enables communication on a wireless channel where strong interference is expected.

AAS機能とは、アンテナウェイトを算出し、算出したアンテナウェイトを利用してビームフォーミングやヌルステアリングを行うことである。ビームフォーミングは、基地局の電波を送信先に集中させる、つまりビームを向ける機能である。また、ヌルステアリングは、干渉局が存在する方向に電波が飛ばないように、且つその方向からの電波を受信しないように干渉局方向に指向性の谷間(ヌル)を向ける機能である。つまり、基地局は、ある干渉局にヌルを向け、通信希望移動局にビームを向けることにより、当該干渉局が使用する無線チャネルを通信希望移動局に割り当てて、通信希望移動局と通信を行うことができる。   The AAS function is to calculate an antenna weight and perform beam forming or null steering using the calculated antenna weight. Beam forming is a function of concentrating radio waves of a base station on a transmission destination, that is, directing a beam. Null steering is a function of directing a directivity valley (null) in the direction of the interference station so that the radio wave does not fly in the direction in which the interference station exists and does not receive the radio wave from that direction. That is, the base station directs a null to a certain interfering station and directs a beam to the desired mobile station, thereby allocating the radio channel used by the interfering station to the desired mobile station and communicating with the desired mobile station. be able to.

特開2008−99079号公報JP 2008-99079 A 特開2007−318670号公報JP 2007-318670 A

XGPシステムのみならず、LTEシステムにもTDD方式を採用すること(TD−LTEシステム)が提案されているため、当該システムにおいてもAAS機能を利用することが想定される。この場合、基地局が、移動局からSRS(Sounding Reference Signal:音声基準信号)を受信することにより、ビームフォーミングやヌルステアリングを実現する。   Since it has been proposed to adopt the TDD scheme (TD-LTE system) not only for the XGP system but also for the LTE system, it is assumed that the AAS function is also used in the system. In this case, the base station receives beam forming and null steering by receiving SRS (Sounding Reference Signal) from the mobile station.

しかし、移動局がAAS機能を利用することは想定されていないため、基地局が、SRSに相当する信号を移動局に送信することはない。そのため、TD−LTEシステムにおける移動局がAAS機能の一つであるビームフォーミングを行うことはできない。   However, since it is not assumed that the mobile station uses the AAS function, the base station does not transmit a signal corresponding to SRS to the mobile station. Therefore, the mobile station in the TD-LTE system cannot perform beam forming, which is one of AAS functions.

従って、上記のような問題点に鑑みてなされた本発明の目的は、移動局によるビームフォーミングを実現する通信システム、基地局、移動局及び通信制御方法を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention made in view of the above problems is to provide a communication system, a base station, a mobile station, and a communication control method for realizing beam forming by a mobile station.

上述した諸課題を解決すべく、第1の観点に係る通信システムの発明は、
TDD(Time Division Duplex)方式を採用する通信システムにおいて、当該通信システムは、基地局と、アダプティブアレイ方式を用いて前記基地局と無線通信を行う移動局とを備え、
前記基地局は、
前記移動局が自局との上り通信で使用する使用上り無線リソースを前記移動局に割り当て、且つ
前記使用上り無線リソースと周波数帯域の少なくとも一部を共通にする無線リソースを、自局が参照信号の送信に使用する参照信号用下り無線リソースとして前記移動局に割り当て、
前記移動局は、
前記基地局から前記参照信号を受信すると、前記使用上り無線リソースで無線信号を送信するときに、受信された前記参照信号を用いてビームフォーミングを行う
通信システムである。
In order to solve the above-described problems, the invention of the communication system according to the first aspect is as follows:
In a communication system employing a TDD (Time Division Duplex) method, the communication system includes a base station and a mobile station that performs wireless communication with the base station using an adaptive array method.
The base station
The mobile station assigns a used uplink radio resource used by the mobile station for uplink communication with the mobile station to the mobile station, and the mobile station uses a reference signal as a radio resource that shares at least part of the frequency band with the used uplink radio resource. Assigned to the mobile station as a downlink radio resource for reference signal used for transmission of
The mobile station
When the reference signal is received from the base station, the communication system performs beam forming using the received reference signal when transmitting the radio signal using the used uplink radio resource.

また、第2の観点に係る発明は、第1の観点に係る通信システムにおいて、前記基地局は、前記移動局に割り当てる使用上り無線リソース及び参照信号用下り無線リソースを周期的に変更することを特徴とするものである。   The invention according to the second aspect is that, in the communication system according to the first aspect, the base station periodically changes the used uplink radio resource and the reference signal downlink radio resource allocated to the mobile station. It is a feature.

また、第3の観点に係る発明は、第1又は第2の観点に係る通信システムに用いられる基地局であって、
前記移動局が自局との上り通信で使用する使用上り無線リソースを前記移動局に割り当て、且つ、前記使用上り無線リソースと周波数帯域の少なくとも一部を共通にする無線リソースを、自局が参照信号の送信に使用する参照信号用下り無線リソースとして前記移動局に割り当てる基地局制御部
を備える基地局である。
The invention according to the third aspect is a base station used in the communication system according to the first or second aspect,
The mobile station refers to a radio resource that is allocated to the mobile station used uplink radio resources used by the mobile station for uplink communication with the mobile station, and that shares at least part of the frequency band with the used uplink radio resources. It is a base station comprising a base station control unit that is allocated to the mobile station as a reference signal downlink radio resource used for signal transmission.

また、第4の観点に係る発明は、第1又は第2の観点に係る通信システムに用いられる移動局であって、
複数アンテナを介して前記参照信号を受信する移動局通信部と、
前記使用上り無線リソースで無線信号を送信するときに、前記移動局通信部により受信された前記参照信号を用いてビームフォーミングを行う移動局制御部と
を備える移動局である。
The invention according to a fourth aspect is a mobile station used in the communication system according to the first or second aspect,
A mobile station communication unit that receives the reference signal via a plurality of antennas;
A mobile station comprising: a mobile station control unit that performs beam forming using the reference signal received by the mobile station communication unit when transmitting a radio signal using the used uplink radio resource.

上述したように本発明の解決手段を装置として説明してきたが、本発明はこれらに実質的に相当する方法、プログラム、プログラムを記録した記憶媒体としても実現し得るものであり、本発明の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。   As described above, the solution of the present invention has been described as an apparatus. However, the present invention can be realized as a method, a program, and a storage medium storing the program, which are substantially equivalent thereto, and the scope of the present invention. It should be understood that these are also included.

例えば、本発明を方法として実現させた第5の観点に係る通信制御方法は、
TDD(Time Division Duplex)方式を採用し、基地局と、アダプティブアレイ方式を用いて前記基地局と無線通信を行う移動局とを備える通信システムにおける通信制御方法であって、
前記基地局が、前記移動局が自局との上り通信で使用する使用上り無線リソースを前記移動局に割り当てるステップと、
前記基地局が、前記使用上り無線リソースと周波数帯域の少なくとも一部を共通にする無線リソースを、自局が参照信号の送信に使用する参照信号用下り無線リソースとして前記移動局に割り当てるステップと、
前記移動局が、前記基地局から前記参照信号を受信すると、前記使用上り無線リソースで無線信号を送信するときに、受信された前記参照信号を用いてビームフォーミングを行うステップと
を含む通信制御方法である。
For example, a communication control method according to a fifth aspect that implements the present invention as a method is:
A communication control method in a communication system that employs a TDD (Time Division Duplex) method and includes a base station and a mobile station that performs wireless communication with the base station using an adaptive array method,
The base station allocating used uplink radio resources used by the mobile station in uplink communication with the mobile station to the mobile station;
The base station assigning to the mobile station a reference signal downlink radio resource used by the base station for transmitting a reference signal, a radio resource that shares at least a part of a frequency band with the used uplink radio resource;
When the mobile station receives the reference signal from the base station, the communication control method includes a step of performing beam forming using the received reference signal when transmitting a radio signal using the used uplink radio resource. It is.

上記のように構成された本発明に係る通信システム、基地局、移動局及び通信制御方法によれば、移動局はビームフォーミングを実行することができ、移動局は、通信品質の良い信号を基地局に届けることができる。   According to the communication system, the base station, the mobile station, and the communication control method according to the present invention configured as described above, the mobile station can perform beamforming, and the mobile station Can be delivered to the station.

図1は、本発明の一実施形態に係る概略的な通信システム構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a communication system according to an embodiment of the present invention. 図2は、本発明の一実施形態に係る基地局の概略構成を示す機能ブロック図である。FIG. 2 is a functional block diagram showing a schematic configuration of the base station according to the embodiment of the present invention. 図3は、本発明の一実施形態に係る移動局の概略構成を示す機能ブロック図である。FIG. 3 is a functional block diagram showing a schematic configuration of the mobile station according to the embodiment of the present invention. 図4は、本発明の一実施形態に係るTDDフレームの構成を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of a TDD frame according to an embodiment of the present invention. 図5は、本発明の一実施形態に係るTDDフレームの構成の種類を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating types of configurations of TDD frames according to an embodiment of the present invention. 図6は、本発明の一実施形態に係るTDDフレームの構成の詳細を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing details of the configuration of the TDD frame according to an embodiment of the present invention. 図7は、本発明の一実施形態に係る基地局の処理を示すフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart showing processing of the base station according to the embodiment of the present invention. 図8は、本発明の一実施形態に係る移動局の処理を示すフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart showing processing of the mobile station according to the embodiment of the present invention. 図9は、本発明の一実施形態に係る参照信号用下り無線リソース及び使用上り無線リソースの周波数帯域の関係を示す説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram showing the relationship between the frequency bands of the reference signal downlink radio resources and the used uplink radio resources according to the embodiment of the present invention. 図10は、本発明の一実施形態に係る参照信号用下り無線リソースのホッピングを示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram showing hopping of reference signal downlink radio resources according to an embodiment of the present invention.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の一実施形態に係る概略的な通信システム構成図である。通信システム100は、基地局101と、移動局103とから構成されている。通信システム100は、TDD(Time Division Duplex:時分割複信)方式が採用されているシステムであり、例えばLTEシステムやXGPシステムである。移動局103は、例えば、携帯電話端末やXGP端末である。移動局103は、複数アンテナ(アレイアンテナ)を有し、アダプティブアレイ方式(AAS)を用いて基地局101と無線通信することが可能である。本実施形態では、移動局103は、アダプティブアレイ方式によるビームフォーミングを実行することができる。以下、本実施形態では、通信システム100は、TD−LTEシステムであるとする。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a communication system according to an embodiment of the present invention. The communication system 100 includes a base station 101 and a mobile station 103. The communication system 100 is a system in which a TDD (Time Division Duplex) method is adopted, and is, for example, an LTE system or an XGP system. The mobile station 103 is, for example, a mobile phone terminal or an XGP terminal. The mobile station 103 has a plurality of antennas (array antennas), and can wirelessly communicate with the base station 101 using an adaptive array system (AAS). In the present embodiment, the mobile station 103 can perform beam forming by an adaptive array method. Hereinafter, in the present embodiment, it is assumed that the communication system 100 is a TD-LTE system.

図2は、本発明の一実施形態に係る基地局の概略構成を示す機能ブロック図である。本実施形態の基地局101は、基地局通信部111と、基地局ベースバンド部113と、基地局制御部115とを備えている。基地局通信部111及び基地局ベースバンド部113は、基地局制御部115に接続されている。   FIG. 2 is a functional block diagram showing a schematic configuration of the base station according to the embodiment of the present invention. The base station 101 of this embodiment includes a base station communication unit 111, a base station baseband unit 113, and a base station control unit 115. Base station communication section 111 and base station baseband section 113 are connected to base station control section 115.

基地局通信部111は、アンテナを介して移動局103と無線信号(データ)を送受信するものである。基地局通信部111は、受信した無線信号(受信信号)に対して低雑音での増幅及びダウンコンバート等を行い、当該信号を基地局ベースバンド部113に送る。また、基地局通信部111は、基地局ベースバンド部113からの信号に対しアップコンバート及び増幅等を行い、無線信号を生成する。そして、基地局通信部111は、アンテナを介して当該無線信号を移動局103に送信する。   The base station communication unit 111 transmits and receives radio signals (data) to and from the mobile station 103 via an antenna. The base station communication unit 111 performs amplification and down-conversion with low noise on the received radio signal (reception signal) and sends the signal to the base station baseband unit 113. In addition, the base station communication unit 111 performs up-conversion and amplification on the signal from the base station baseband unit 113 to generate a radio signal. Then, the base station communication unit 111 transmits the radio signal to the mobile station 103 via the antenna.

基地局ベースバンド部113は、基地局通信部111からの受信信号に対してAD変換や高速フーリエ変換などを行うことにより、受信信号を復調し、ベースバンド信号を取り出す。そして、基地局ベースバンド部113は、ベースバンド信号を基地局制御部115に送る。また、基地局ベースバンド部113は、基地局制御部115により生成されたベースバンド信号に対して逆高速フーリエ変換やDA変換などを行うことにより、ベースバンド信号を変調する。そして、変調されたベースバンド信号を基地局通信部111に送る。   The base station baseband unit 113 demodulates the received signal and extracts a baseband signal by performing AD conversion, fast Fourier transform, and the like on the received signal from the base station communication unit 111. Base station baseband section 113 then sends the baseband signal to base station control section 115. The base station baseband unit 113 modulates the baseband signal by performing inverse fast Fourier transform, DA conversion, or the like on the baseband signal generated by the base station control unit 115. Then, the modulated baseband signal is sent to the base station communication unit 111.

基地局制御部115は、基地局101の各機能ブロックをはじめとして基地局101の全体を制御及び管理している。基地局制御部115は、CPU(中央処理装置)等の任意の好適なプロセッサ上で実行されるソフトウェアとして構成したり、処理ごとに特化した専用のプロセッサ(例えばDSP(デジタルシグナルプロセッサ))によって構成したりすることもできる。   The base station control unit 115 controls and manages the entire base station 101 including each functional block of the base station 101. The base station control unit 115 is configured as software executed on any suitable processor such as a CPU (Central Processing Unit), or by a dedicated processor (for example, DSP (Digital Signal Processor)) specialized for each process. It can also be configured.

基地局制御部115は、基地局101と移動局103との無線通信を実現するために、時間軸のスロットと周波数軸のキャリアとの組み合わせである無線リソースを移動局103に割り当てる。より詳細には、基地局制御部115は、使用下り無線リソース、使用上り無線リソース及び参照信号用下り無線リソースを移動局103に割り当てる。使用下り無線リソースとは、基地局101が移動局103との下り通信で使用する無線リソースである。使用上り無線リソースとは、移動局103が基地局101との上り通信で使用する無線リソースである。   The base station control unit 115 allocates to the mobile station 103 a radio resource that is a combination of a time-axis slot and a frequency-axis carrier in order to realize radio communication between the base station 101 and the mobile station 103. More specifically, the base station control unit 115 allocates the used downlink radio resource, the used uplink radio resource, and the reference signal downlink radio resource to the mobile station 103. The used downlink radio resource is a radio resource used by the base station 101 in downlink communication with the mobile station 103. The used uplink radio resource is a radio resource used by the mobile station 103 in uplink communication with the base station 101.

また、参照信号用下り無線リソースとは、基地局101が、移動局103に参照信号を送信するために使用する無線リソースであり、上記使用下り無線リソースとは区別されるものである。基地局制御部115は、既知の参照信号を生成し、移動局103に送信するように基地局ベースバンド部113及び基地局通信部111を制御する。この参照信号は、移動局103が、ビームフォーミングを実現するための送信ウェイトを求めるためのものであり、複数の複素シンボルで構成されている。参照信号は、例えば、LTEシステムにおいて移動局103が送信できるSRSに相当するものである。後述するように、移動局103は、基地局101から受信した参照信号に基づいてアレイアンテナANTの送信指向性の制御を行い、ビームフォーミングを実現することができる。基地局制御部115が行うその他の処理については後述する。   The reference signal downlink radio resource is a radio resource used by the base station 101 to transmit a reference signal to the mobile station 103, and is distinguished from the use downlink radio resource. The base station control unit 115 controls the base station baseband unit 113 and the base station communication unit 111 so that a known reference signal is generated and transmitted to the mobile station 103. This reference signal is used by the mobile station 103 to obtain a transmission weight for realizing beamforming, and is composed of a plurality of complex symbols. The reference signal corresponds to, for example, an SRS that can be transmitted by the mobile station 103 in the LTE system. As will be described later, the mobile station 103 can perform beamforming by controlling the transmission directivity of the array antenna ANT based on the reference signal received from the base station 101. Other processes performed by the base station control unit 115 will be described later.

図3は、本発明の一実施形態に係る移動局の概略構成を示す機能ブロック図である。本実施形態の移動局103は、アレイアンテナANTを有する移動局通信部121と、移動局ベースバンド部123と、記憶部124と、移動局制御部125とを備えている。移動局通信部121と、移動局ベースバンド部123と、記憶部124とは、移動局制御部125に接続されている。   FIG. 3 is a functional block diagram showing a schematic configuration of the mobile station according to the embodiment of the present invention. The mobile station 103 of this embodiment includes a mobile station communication unit 121 having an array antenna ANT, a mobile station baseband unit 123, a storage unit 124, and a mobile station control unit 125. The mobile station communication unit 121, the mobile station baseband unit 123, and the storage unit 124 are connected to the mobile station control unit 125.

アレイアンテナANTは、複数のアンテナにより構成され、ビームフォーミングといった送信指向性制御の実現が可能なものであり、例えばアダプティブアレイアンテナである。   The array antenna ANT is composed of a plurality of antennas, and can realize transmission directivity control such as beam forming. For example, the array antenna ANT is an adaptive array antenna.

移動局通信部121は、アレイアンテナANTを介して基地局101と無線信号を送受信するものである。移動局通信部121は、受信した無線信号(受信信号)に対して低雑音での増幅及びダウンコンバート等を行い、当該信号を移動局ベースバンド部123に送る。また、移動局通信部121は、移動局ベースバンド部123からの信号に対しアップコンバート及び増幅等を行い、無線信号を生成する。移動局通信部121は、アレイアンテナANTを介して当該無線信号を基地局101に送信する。   The mobile station communication unit 121 transmits and receives radio signals to and from the base station 101 via the array antenna ANT. The mobile station communication unit 121 performs amplification and down-conversion with low noise on the received radio signal (reception signal) and sends the signal to the mobile station baseband unit 123. In addition, the mobile station communication unit 121 performs up-conversion and amplification on the signal from the mobile station baseband unit 123 to generate a radio signal. The mobile station communication unit 121 transmits the radio signal to the base station 101 via the array antenna ANT.

移動局ベースバンド部123は、移動局通信部121からの受信信号に対してAD変換や高速フーリエ変換などを行うことにより、受信信号を復調し、ベースバンド信号を取り出す。そして、移動局ベースバンド部123は、ベースバンド信号を移動局制御部125に送る。また、移動局ベースバンド部123は、移動局制御部125により生成されたベースバンド信号に対して逆高速フーリエ変換やDA変換などを行うことにより、ベースバンド信号を変調する。そして、変調されたベースバンド信号を移動局通信部121に送る。   The mobile station baseband unit 123 demodulates the received signal and extracts the baseband signal by performing AD conversion, fast Fourier transform, and the like on the received signal from the mobile station communication unit 121. Then, the mobile station baseband unit 123 sends a baseband signal to the mobile station control unit 125. Further, the mobile station baseband unit 123 modulates the baseband signal by performing inverse fast Fourier transform, DA conversion, or the like on the baseband signal generated by the mobile station control unit 125. Then, the modulated baseband signal is sent to the mobile station communication unit 121.

記憶部124は、各種情報を記憶するものであり、ワークメモリ等としても機能する。   The storage unit 124 stores various information and also functions as a work memory.

移動局制御部125は、移動局103の各機能ブロックをはじめとして移動局103の全体を制御及び管理している。移動局制御部125は、CPU(中央処理装置)等の任意の好適なプロセッサ上で実行されるソフトウェアとして構成したり、処理ごとに特化した専用のプロセッサ(例えばDSP(デジタルシグナルプロセッサ))によって構成したりすることもできる。   The mobile station control unit 125 controls and manages the entire mobile station 103 including each functional block of the mobile station 103. The mobile station control unit 125 is configured as software executed on any suitable processor such as a CPU (Central Processing Unit) or by a dedicated processor (for example, a DSP (Digital Signal Processor)) specialized for each process. It can also be configured.

本実施形態では、移動局制御部125は、受信信号処理部127及び送信信号処理部129を有している。   In the present embodiment, the mobile station control unit 125 includes a reception signal processing unit 127 and a transmission signal processing unit 129.

受信信号処理部127は、基地局101から受信した参照信号に基づいて、アレイアンテナANT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求める。そして、受信信号処理部127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、合成された受信信号からデータ(制御データ及びユーザデータ)を取得する。   The reception signal processing unit 127 obtains a plurality of reception weights for controlling the reception directivity at the array antenna ANT based on the reference signal received from the base station 101. Then, the reception signal processing unit 127 combines a plurality of reception signals each having a plurality of reception weights, and acquires data (control data and user data) from the combined reception signals.

送信信号処理部129は、基地局101に送信するベースバンド信号を、アレイアンテナANTを構成する複数のアンテナの数だけ生成する。また、送信信号処理部129は、受信信号処理部127により求められた受信ウェイトに基づいて、アレイアンテナANT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求める。そして、送信信号処理部129は、生成された複数のベースバンド信号に対して、複数の送信ウェイトをそれぞれ設定し、当該信号を移動局ベースバンド部123に送る。以上より、移動局制御部125は、移動局通信部121により受信された参照信号を用いてビームフォーミングを行う。移動局制御部125が行うその他の処理については後述する。   The transmission signal processing unit 129 generates baseband signals to be transmitted to the base station 101 by the number of antennas that constitute the array antenna ANT. Further, the transmission signal processing unit 129 obtains a plurality of transmission weights for controlling the transmission directivity at the array antenna ANT based on the reception weight obtained by the reception signal processing unit 127. Then, transmission signal processing section 129 sets a plurality of transmission weights for the generated plurality of baseband signals, and sends the signals to mobile station baseband section 123. As described above, the mobile station control unit 125 performs beam forming using the reference signal received by the mobile station communication unit 121. Other processes performed by the mobile station control unit 125 will be described later.

ここで、TDD方式の通信システム100において、基地局101と移動局103との間で使用されるTDDフレーム131について図4〜図6を用いて説明する。図4は、本発明の一実施形態に係るTDDフレームの構成を示す図である。図5は、本発明の一実施形態に係るTDDフレームの構成の種類を示す図である。図6は、本発明の一実施形態に係るTDDフレームの構成の詳細を示す図である。   Here, the TDD frame 131 used between the base station 101 and the mobile station 103 in the TDD communication system 100 will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of a TDD frame according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 is a diagram illustrating types of configurations of TDD frames according to an embodiment of the present invention. FIG. 6 is a diagram showing details of the configuration of the TDD frame according to an embodiment of the present invention.

TDDフレーム131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131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131の時間長は10msである。基地局101は、TDDフレーム131から、時間と周波数を特定し、移動局103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参照信号用下り無線リソースを決定する。   The TDD frame 131 is specified in two dimensions including a time axis and a frequency axis. The frequency bandwidth (system bandwidth) of the TDD frame 131 is 10 MHz, for example, and the time length of the TDD frame 131 is 10 ms. The base station 101 identifies the time and frequency from the TDD frame 131 and determines the used uplink radio resource, the used downlink radio resource, and the reference signal downlink radio resource to be allocated to the mobile station 103.

図4に示されるように、TDDフレーム131は、2つのハーフフレーム133で構成されている。各ハーフフレーム133は、5個のサブフレーム135で構成されている。つまり、TDDフレーム131は10個のサブフレーム135で構成されている。サブフレーム135の時間長は1msである。本実施形態では、TDDフレーム131を構成する10個のサブフレーム135を、先頭から順に第0〜第9サブフレーム135と呼ぶことにする。   As shown in FIG. 4, the TDD frame 131 is composed of two half frames 133. Each half frame 133 is composed of five subframes 135. That is, the TDD frame 131 is composed of ten subframes 135. The time length of the subframe 135 is 1 ms. In the present embodiment, the ten subframes 135 constituting the TDD frame 131 are referred to as the 0th to 9th subframes 135 in order from the top.

サブフレーム135には、下り通信専用の下りサブフレーム135Dと、上り通信専用の上りサブフレーム135Uと、下り通信から上り通信への切り替えが行われるスペシャルサブフレーム135Sとが含まれる。基地局101は、下りサブフレーム135Dで移動局103にデータを送信し、移動局103は、上りサブフレーム135Uで基地局101にデータを送信する。   The subframe 135 includes a downlink subframe 135D dedicated to downlink communication, an uplink subframe 135U dedicated to uplink communication, and a special subframe 135S in which switching from downlink communication to uplink communication is performed. The base station 101 transmits data to the mobile station 103 in the downlink subframe 135D, and the mobile station 103 transmits data to the base station 101 in the uplink subframe 135U.

LTEシステムでは、TDDフレーム131の構成において、上りサブフレーム135Uと、下りサブフレーム135Dと、スペシャルサブフレーム135Sとの組み合わせが7種類規定されている。この7種類の構成について示したものが図5である。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5において、「D」は下りサブフレーム135Dを、「U」は上りサブフレーム135Uを、「S」はスペシャルサブフレーム135Sをそれぞれ意味する。本実施形態では、1番の構成が使用されるとする。   In the LTE system, in the configuration of the TDD frame 131, seven types of combinations of the uplink subframe 135U, the downlink subframe 135D, and the special subframe 135S are defined. FIG. 5 shows these seven types of configurations. In the communication system 100, one of the seven types of configurations is used. In FIG. 5, “D” means a downlink subframe 135D, “U” means an uplink subframe 135U, and “S” means a special subframe 135S. In the present embodiment, it is assumed that the first configuration is used.

図4において、各サブフレーム135は、時間方向に2つのスロット137を含んでいる。各スロット137は、7個のシンボル期間139で構成されている。したがって、各サブフレーム135は、時間方向に14個のシンボル期間139を含んでいる。このシンボル期間139は、LTEシステムの下り通信で採用されているOFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access:直交周波数分割多元接続)方式におけるOFDMシンボルの1シンボル期間である。また、シンボル期間139は、LTEシステムの上り通信で採用されているSC(Single Carrier)−FDMA方式におけるDFTS(Discrete Fourier Transform Spread)−OFDMシンボルの1シンボル期間である。   In FIG. 4, each subframe 135 includes two slots 137 in the time direction. Each slot 137 is composed of seven symbol periods 139. Therefore, each subframe 135 includes 14 symbol periods 139 in the time direction. This symbol period 139 is one symbol period of an OFDM symbol in an OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) system adopted in downlink communication of the LTE system. Also, the symbol period 139 is one symbol period of DFTS (Discrete Fourier Transform Spread) -OFDM symbol in SC (Single Carrier) -FDMA system adopted in uplink communication of the LTE system.

ここで、図6を用いて、1番の構成を有するTDDフレーム131について更に詳細に説明する。   Here, the TDD frame 131 having the first configuration will be described in more detail with reference to FIG.

スペシャルサブフレーム135Sは、時間方向に、下りパイロットタイムスロット(DwPTS)141と、ガードタイム(GP)143と、上りパイロットタイムスロット(UpPTS)145とを含んでいる。   The special subframe 135S includes a downlink pilot time slot (DwPTS) 141, a guard time (GP) 143, and an uplink pilot time slot (UpPTS) 145 in the time direction.

下りパイロットタイムスロット141では、基地局101は、移動局103と下り通信を行うことが可能である。また。上りパイロットタイムスロット145では、移動局103は、基地局101と上り通信を行うことが可能である。ガードタイム143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。   In the downlink pilot time slot 141, the base station 101 can perform downlink communication with the mobile station 103. Also. In the uplink pilot time slot 145, the mobile station 103 can perform uplink communication with the base station 101. The guard time 143 is a no-signal period necessary for switching from downlink communication to uplink communication, and is not used for communication.

LTEシステムでは、下りパイロットタイムスロット141、ガードタイム143及び上りパイロットタイムスロット145の時間長の組み合わせは、複数種類規定されている。図6の例では、下りパイロットタイムスロット141の時間長として11個分のシンボル期間139が規定され、ガードタイム143の時間長として1個分のシンボル期間139が規定され、上りパイロットタイムスロット145の時間長として2個分のシンボル期間139が規定されている。   In the LTE system, a plurality of combinations of time lengths of the downlink pilot time slot 141, the guard time 143, and the uplink pilot time slot 145 are defined. In the example of FIG. 6, 11 symbol periods 139 are defined as the time length of the downlink pilot time slot 141, and one symbol period 139 is defined as the time length of the guard time 143. Two symbol periods 139 are defined as the time length.

本実施形態では、移動局103は、上りパイロットタイムスロット145の各シンボル期間139においてデータを基地局101に送信する。また、基地局101は、下りパイロットタイムスロット141の最後の2つのシンボル期間において参照信号を送信する。以下、下りパイロットタイムスロット141のうち参照信号が送信されるシンボル期間を参照信号送信期間147(147−1及び147−2)と称する。また、以下、上りパイロットタイムスロット145と、これに連続して続く2つの上りサブフレーム135Uとを合わせた期間を上り期間151と称する。   In the present embodiment, the mobile station 103 transmits data to the base station 101 in each symbol period 139 of the uplink pilot time slot 145. The base station 101 transmits a reference signal in the last two symbol periods of the downlink pilot time slot 141. Hereinafter, a symbol period in which the reference signal is transmitted in the downlink pilot time slot 141 is referred to as a reference signal transmission period 147 (147-1 and 147-2). Hereinafter, a period in which the uplink pilot time slot 145 and the two uplink subframes 135U that follow the uplink pilot time slot 145 are combined is referred to as an uplink period 151.

なお、参照信号が送信される期間は、下りパイロットタイムスロット141の最後の2つのシンボル期間に限定されるものではなく、基地局101は、下りサブフレーム135D及び下りパイロットタイムスロット141のいずれかのシンボル期間において参照信号を送信することができる。また、基地局101は、下りサブフレーム135D及び下りパイロットタイムスロット141において、参照信号を送信しないシンボル期間139では、データを移動局103に送信できる。   Note that the period during which the reference signal is transmitted is not limited to the last two symbol periods of the downlink pilot time slot 141, and the base station 101 can transmit one of the downlink subframe 135D and the downlink pilot time slot 141. A reference signal can be transmitted in the symbol period. Further, the base station 101 can transmit data to the mobile station 103 in the symbol period 139 in which the reference signal is not transmitted in the downlink subframe 135D and the downlink pilot time slot 141.

ここで、スペシャルサブフレーム135Sの参照信号送信期間147−1の先頭から、その次のスペシャルサブフレーム135Sの参照信号送信期間147−1の先頭までの期間を単位期間149と称する。基地局101は、移動局103に対する使用上り無線リソース、使用下り無線リソース及び参照信号用下り無線リソースの割り当てを単位期間149毎に行うことができる。本通信システム100では、単位期間149は繰り返されるとする。   Here, a period from the beginning of the reference signal transmission period 147-1 of the special subframe 135S to the beginning of the reference signal transmission period 147-1 of the next special subframe 135S is referred to as a unit period 149. The base station 101 can assign the used uplink radio resource, the used downlink radio resource, and the reference signal downlink radio resource to the mobile station 103 every unit period 149. In the communication system 100, it is assumed that the unit period 149 is repeated.

本実施形態では、基地局101は、参照信号用下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149毎に少なくとも1回参照信号を移動局103に送信する。つまり、基地局101は、各単位期間149において、当該単位期間149に含まれる参照信号送信期間147−1及び147−2のうちのどちらか一方、あるいは両方において参照信号を送信する。なお、基地局101は、複数の単位期間149毎に1回参照信号を送信することもできる。   In the present embodiment, the base station 101 transmits the reference signal to the mobile station 103 at least once per unit period 149, for example, by assigning the reference signal downlink radio resource. That is, in each unit period 149, the base station 101 transmits the reference signal in one or both of the reference signal transmission periods 147-1 and 147-2 included in the unit period 149. Note that the base station 101 can also transmit the reference signal once every plurality of unit periods 149.

続いて、本実施形態の係る移動局103がビームフォーミングを行うまでの通信システム100の一連の動作について図7〜図10を用いて説明する。図7は、本発明の一実施形態に係る基地局の処理を示すフローチャートである。図8は、本発明の一実施形態に係る移動局の処理を示すフローチャートである。図9は、本発明の一実施形態に係る参照信号用下り無線リソース及び使用上り無線リソースの周波数帯域の関係を示す説明図である。図10は、本発明の一実施形態に係る参照信号用下り無線リソースのホッピングを示す説明図である。なお、以下、基地局101と通信する移動局は、移動局103A及び103Bの2つ存在するとする。   Next, a series of operations of the communication system 100 until the mobile station 103 according to the present embodiment performs beam forming will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a flowchart showing processing of the base station according to the embodiment of the present invention. FIG. 8 is a flowchart showing processing of the mobile station according to the embodiment of the present invention. FIG. 9 is an explanatory diagram showing the relationship between the frequency bands of the reference signal downlink radio resources and the used uplink radio resources according to the embodiment of the present invention. FIG. 10 is an explanatory diagram showing hopping of reference signal downlink radio resources according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, it is assumed that there are two mobile stations 103A and 103B communicating with the base station 101.

基地局101の基地局制御部115は、移動局103A及び103Bと通信するために、使用下り無線リソース、使用上り無線リソース及び参照信号用下り無線リソースを決定し、これらの無線リソースを移動局103A及び103Bに割り当てる必要がある。この際、基地局制御部115は、使用上り無線リソース及び参照信号用下り無線リソースを、以下のように関連性を持たせて割り当てる。   In order to communicate with the mobile stations 103A and 103B, the base station control unit 115 of the base station 101 determines a used downlink radio resource, a used uplink radio resource, and a reference signal downlink radio resource, and allocates these radio resources to the mobile station 103A. And 103B. At this time, the base station control unit 115 assigns the used uplink radio resource and the reference signal downlink radio resource with the following relevance.

まず、基地局制御部115は、使用上り無線リソースを移動局103A及び103Bに割り当てる(ステップS101)。例えば、基地局制御部115は、図9に示されるように、上り期間151で移動局103A及び103Bがデータを送信できるように、移動局103A及び103Bに使用上り無線リソース153a及び153bをそれぞれ割り当てる。なお、図9に示されているように、使用上り無線リソース153a及び153bは、時間軸と周波数軸とからなる2次元で特定されている。   First, the base station control unit 115 allocates used uplink radio resources to the mobile stations 103A and 103B (step S101). For example, as shown in FIG. 9, the base station control unit 115 allocates the used uplink radio resources 153a and 153b to the mobile stations 103A and 103B so that the mobile stations 103A and 103B can transmit data in the uplink period 151, respectively. . Note that, as shown in FIG. 9, the used uplink radio resources 153a and 153b are specified in two dimensions including a time axis and a frequency axis.

続いて、基地局制御部115は、参照信号用下り無線リソースを、使用上り無線リソースと周波数帯域の少なくとも一部が共通するように、移動局103A及び103Bに割り当てる(ステップS102)。例えば、図9では、基地局制御部115は、第1参照信号送信期間147−1において、使用上り無線リソース153aと周波数帯域を同一にする参照信号用下り無線リソース155aを移動局103Aに割り当てる。また、基地局制御部115は、第2参照信号送信期間147−2において、使用上り無線リソース153bと周波数帯域を同一にする参照信号用下り無線リソース155bを移動局103Bに割り当てる。   Subsequently, the base station control unit 115 allocates the reference signal downlink radio resources to the mobile stations 103A and 103B so that at least a part of the used uplink radio resources and the frequency band are common (step S102). For example, in FIG. 9, the base station control unit 115 allocates the reference signal downlink radio resource 155a having the same frequency band as the used uplink radio resource 153a to the mobile station 103A in the first reference signal transmission period 147-1. Also, the base station control unit 115 allocates the reference signal downlink radio resource 155b having the same frequency band as the used uplink radio resource 153b to the mobile station 103B in the second reference signal transmission period 147-2.

そして、基地局制御部115は、参照信号を変調するように基地局ベースバンド部113を制御する。その後、基地局制御部115は、参照信号用下り無線リソース155aを使用して、変調された参照信号を移動局103Aに送信するように基地局通信部111を制御する(ステップS103)。また、基地局制御部115は、参照信号用下り無線リソース155bを使用して、変調された参照信号を移動局103Bに送信するように基地局通信部111を制御する(ステップS103)。   Then, the base station control unit 115 controls the base station baseband unit 113 so as to modulate the reference signal. After that, the base station control unit 115 controls the base station communication unit 111 to transmit the modulated reference signal to the mobile station 103A using the reference signal downlink radio resource 155a (step S103). Also, the base station control unit 115 controls the base station communication unit 111 to transmit the modulated reference signal to the mobile station 103B using the reference signal downlink radio resource 155b (step S103).

なお、本発明は、基地局制御部115が、参照信号を送信する際に、参照信号用下り無線リソースを構成する複数のサブキャリア全てを使用することに限定されるものではない。例えば、基地局制御部115は、参照信号用下り無線リソースを構成する複数のサブキャリアのうち、周波数方向において、1つ置きのサブキャリアを使用することができる。つまり、使用されるサブキャリアは、参照信号用下り無線リソースにおいて櫛歯状になる。これにより、基地局制御部115は、同一の参照信号用下り無線リソースの未使用のサブキャリアを他の移動局に割り当て、他の基地局に参照信号を送信することができる。よって、ある1つの参照信号用下り無線リソースで、2つの移動局に参照信号を送信することが可能になるので、有限である無線リソースの利用効率を高めることができる。   Note that the present invention is not limited to the base station control unit 115 using all the plurality of subcarriers constituting the reference signal downlink radio resource when transmitting the reference signal. For example, the base station control unit 115 can use every other subcarrier in the frequency direction among a plurality of subcarriers constituting the reference signal downlink radio resource. That is, the subcarriers used are comb-shaped in the reference signal downlink radio resources. As a result, the base station control unit 115 can assign unused subcarriers of the same reference signal downlink radio resource to other mobile stations and transmit reference signals to other base stations. Therefore, it is possible to transmit a reference signal to two mobile stations using a certain downlink radio resource for reference signal, so that it is possible to improve the utilization efficiency of limited radio resources.

続いて、移動局103(103A及び103B)の処理を説明する。なお、以下、移動局103A及び103Bを区別する必要がある場合には、移動局103Aに関する機能ブロックの参照符号にはaを付し、移動局103Bに関する機能ブロックの参照符号にはbを付して説明する。移動局103A及び103Bの双方において共通する事項の説明においては、参照符号にa及びbを付さないこととする。   Next, processing of the mobile station 103 (103A and 103B) will be described. In the following description, when it is necessary to distinguish between the mobile stations 103A and 103B, a is added to the reference symbol of the functional block related to the mobile station 103A, and b is added to the reference symbol of the functional block related to the mobile station 103B. I will explain. In the description of matters common to both the mobile stations 103A and 103B, a and b are not added to the reference symbols.

まず、移動局通信部121は、アレイアンテナANTを介して参照信号を受信すると、参照信号を移動局ベースバンド部123に送る(ステップS201)。移動局ベースバンド部123で復調された参照信号は、受信信号処理部127に送られ、受信信号処理部127は、参照信号から受信ウェイトを算出し、当該受信ウェイトを送信信号処理部129に送る。送信信号処理部129は、受信ウェイトに基づいて、ビームフォーミングが実現される送信ウェイトを算出する(ステップS202)。そして、移動局制御部125は、送信ウェイトの情報を記憶部124に記憶させることができる。   First, when receiving the reference signal via the array antenna ANT, the mobile station communication unit 121 sends the reference signal to the mobile station baseband unit 123 (step S201). The reference signal demodulated by the mobile station baseband unit 123 is sent to the reception signal processing unit 127. The reception signal processing unit 127 calculates a reception weight from the reference signal and sends the reception weight to the transmission signal processing unit 129. . The transmission signal processing unit 129 calculates a transmission weight that realizes beamforming based on the reception weight (step S202). Then, the mobile station control unit 125 can store transmission weight information in the storage unit 124.

その後、上り期間151において、送信信号処理部129は、基地局101に送信すべきデータ信号に記憶部124に記憶されている送信ウェイトを設定し、送信信号を生成する。移動局103Aの移動局制御部125aは、使用上り無線リソース153aを使用して、生成された送信信号を基地局101に送信するように移動局通信部121aを制御する。参照信号用下り無線リソース155aと使用上り無線リソース153aとの周波数帯域が同一であるため、参照信号に基づく送信ウェイトが設定された送信信号の送信は、ビームフォーミングの実行を意味する(ステップS203)。なお、参照信号用下り無線リソースと使用上り無線リソースとの周波数帯域の少なくとも一部が共通していれば、双方の周波数帯域が同一の場合に比べ精度は落ちるものの、ビームフォーミングの実現は可能である。   Thereafter, in the uplink period 151, the transmission signal processing unit 129 sets the transmission weight stored in the storage unit 124 to the data signal to be transmitted to the base station 101, and generates a transmission signal. The mobile station control unit 125a of the mobile station 103A controls the mobile station communication unit 121a to transmit the generated transmission signal to the base station 101 using the used uplink radio resource 153a. Since the reference signal downlink radio resource 155a and the used uplink radio resource 153a have the same frequency band, transmission of a transmission signal in which a transmission weight based on the reference signal is set means execution of beamforming (step S203). . Note that if at least part of the frequency band of the reference signal downlink radio resource and the used uplink radio resource is common, the beamforming can be realized, although the accuracy is lower than when both frequency bands are the same. is there.

移動局103Aと同様にして、移動局103Bの移動局制御部125bは、使用上り無線リソース153bを使用して、生成された送信信号を基地局101に送信するように移動局通信部121bを制御する。   Similarly to the mobile station 103A, the mobile station control unit 125b of the mobile station 103B controls the mobile station communication unit 121b to transmit the generated transmission signal to the base station 101 using the used uplink radio resource 153b. To do.

図9は、ある1つのスペシャルサブフレーム135Sにおける参照信号用下り無線リソースについて示しているが、基地局101は、周期的又は非周期的に、移動局103に割り当てる参照信号用下り無線リソース及び使用上り無線リソースを変更することができる。例えば、図10に示されるように、基地局101は、単位期間149毎に、つまり移動局103A及び103Bの各々に対しスペシャルサブフレーム135S毎に、参照信号用下り無線リソースを変更(ホッピング)することができる。   FIG. 9 shows reference signal downlink radio resources in one special subframe 135S, but the base station 101 periodically and aperiodically allocates reference signal downlink radio resources and uses to the mobile station 103. The uplink radio resource can be changed. For example, as shown in FIG. 10, the base station 101 changes (hops) the reference signal downlink radio resources every unit period 149, that is, every special subframe 135S for each of the mobile stations 103A and 103B. be able to.

図10では、基地局101は、ある単位期間149において、参照信号用下り無線リソース155aを使用して移動局103Aに参照信号を送信し、次の単位期間では、参照信号用下り無線リソース155aとは異なる参照信号用下り無線リソース157aを使用して参照信号を送信する。また、基地局101は、ある単位期間149において、参照信号用下り無線リソース155bを使用して移動局103Bに参照信号を送信し、次の単位期間では、参照信号用下り無線リソース155bとは異なる参照信号用下り無線リソース157bを使用して参照信号を送信する。   In FIG. 10, the base station 101 transmits a reference signal to the mobile station 103A using the reference signal downlink radio resource 155a in a certain unit period 149, and in the next unit period, the reference signal downlink radio resource 155a Transmits a reference signal using different reference signal downlink radio resources 157a. Further, the base station 101 transmits a reference signal to the mobile station 103B using the reference signal downlink radio resource 155b in a certain unit period 149, and is different from the reference signal downlink radio resource 155b in the next unit period. The reference signal is transmitted using the reference signal downlink radio resource 157b.

基地局101の基地局制御部115は、参照信号用下り無線リソースの変更に伴い、使用下り無線リソースも変更し、参照信号用下り無線リソースと使用下り無線リソースとの周波数帯域の少なくとも一部が共通になるように、双方の無線リソースを移動局103に割り当てる。   The base station control unit 115 of the base station 101 changes the used downlink radio resource in accordance with the change of the reference signal downlink radio resource, and at least a part of the frequency band of the reference signal downlink radio resource and the used downlink radio resource is changed. Both radio resources are allocated to the mobile station 103 so as to be common.

なお、参照信号用下り無線リソースがホッピングされる場合に、移動局103の移動局制御部125は、移動局通信部121が参照信号を受信するたびに、当該参照信号から求まる送信ウェイトを記憶部124に記憶させることができる。   Note that, when the reference signal downlink radio resource is hopped, the mobile station control unit 125 of the mobile station 103 stores the transmission weight obtained from the reference signal every time the mobile station communication unit 121 receives the reference signal. 124 can be stored.

このように本実施形態では、基地局101の基地局制御部115は、移動局103A及び103Bが自局101との上り通信で使用する使用上り無線リソース153a又は153bを移動局103A及び103Bに割り当て、且つ使用上り無線リソース153a又は153bと周波数帯域の少なくとも一部を共通にする無線リソース155a又は155bを、自局101が参照信号の送信に使用する参照信号用下り無線リソースとして移動局103A及び103Bに割り当てる。これにより、移動局103A及び103Bは、データ送信時に使用できる無線リソースと周波数の一部を共通にする参照信号に基づいて送信ウェイトを求めることができ、ビームフォーミングを実現できる。これにより、移動局103A及び103Bから基地局101へ送信される信号の強度が強くなり、移動局103A及び103Bは、通信品質の良い信号を基地局101へ届けることができる。   As described above, in this embodiment, the base station control unit 115 of the base station 101 allocates the used uplink radio resources 153a or 153b used by the mobile stations 103A and 103B for uplink communication with the own station 101 to the mobile stations 103A and 103B. The mobile stations 103A and 103B use the radio resource 155a or 155b that shares at least a part of the frequency band with the used uplink radio resource 153a or 153b as the reference signal downlink radio resource used by the own station 101 for transmitting the reference signal. Assign to. Thereby, the mobile stations 103A and 103B can obtain the transmission weight based on the reference signal that shares a part of the frequency with the radio resource that can be used at the time of data transmission, and can realize beam forming. As a result, the strength of signals transmitted from the mobile stations 103A and 103B to the base station 101 is increased, and the mobile stations 103A and 103B can deliver signals with good communication quality to the base station 101.

また本実施形態では、基地局101の基地局制御部115は、移動局103A及び103Bに割り当てる使用上り無線リソース及び参照信号用下り無線リソースを周期的に変更(ホッピング)することができる。これにより、ある周波数帯域の通信品質が悪い場合に、当該通信品質の悪い周波数帯域が使用上り無線リソース及び参照信号用下り無線リソースとして継続して割り当てられることを避けることができる。   In the present embodiment, the base station control unit 115 of the base station 101 can periodically change (hop) the used uplink radio resources and the reference signal downlink radio resources allocated to the mobile stations 103A and 103B. Thereby, when the communication quality of a certain frequency band is poor, it is possible to avoid the frequency band having the poor communication quality being continuously assigned as the used uplink radio resource and the reference signal downlink radio resource.

また、参照信号用下り無線リソースのホッピングにより、移動局制御部125は、ある周波数帯域のみならず、複数の周波数帯域においてビームフォーミングを実現する送信ウェイトを記憶部124に記憶させることができる。これにより、基地局101が使用上り無線リソースを変更し、変更した使用上り無線リソースに対応する参照信号を送信しない場合にも、移動局制御部125は、ビームフォーミングを実行できる場合がある。つまり、移動局制御部125は、変更された使用上り無線リソースと周波数帯域の一部を共通にする参照信号を過去に受信していれば、当該参照信号の送信ウェイトを記憶部124から読み出すことによりビームフォーミングを実行できる。   Further, by hopping the reference signal downlink radio resource, the mobile station control unit 125 can cause the storage unit 124 to store transmission weights for realizing beam forming not only in a certain frequency band but also in a plurality of frequency bands. Thereby, even when the base station 101 changes the used uplink radio resource and does not transmit the reference signal corresponding to the changed used uplink radio resource, the mobile station control unit 125 may be able to execute beam forming. That is, if the mobile station control unit 125 has previously received a reference signal that shares a part of the frequency band with the changed used uplink radio resource, the mobile station control unit 125 reads the transmission weight of the reference signal from the storage unit 124. Can perform beam forming.

本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。   Although the present invention has been described based on the drawings and examples, it should be noted that those skilled in the art can easily make various modifications and corrections based on the present disclosure. Therefore, it should be noted that these variations and modifications are included in the scope of the present invention.

例えば、各部材、各手段、各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段やステップなどを1つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。   For example, functions included in each member, each means, each step, etc. can be rearranged so as not to be logically contradictory, and a plurality of means, steps, etc. can be combined or divided into one. Is possible.

上述の本発明の実施形態の説明において、移動局103は送信指向性制御としてビームフォーミングを実行するとして記載したが、移動局103は、ビームフォーミングのみならずヌルステアリングを実行することができる場合もある。例えば、移動局の周囲に複数の基地局が存在し、これらの基地局の送信タイミングが同期されている場合は、ある基地局から移動局が受信する参照信号は、他の基地局からの干渉波の影響を反映するものになる。そのため、送信信号処理部は、ビームフォーミングのみならずヌルステアリングも実現する送信ウェイトを算出することができる。   In the above description of the embodiment of the present invention, the mobile station 103 is described as performing beamforming as transmission directivity control. However, the mobile station 103 may be able to perform not only beamforming but also null steering. is there. For example, when there are a plurality of base stations around a mobile station and the transmission timings of these base stations are synchronized, the reference signal received by the mobile station from one base station is the interference from other base stations. It will reflect the effect of the waves. Therefore, the transmission signal processing unit can calculate a transmission weight that realizes not only beamforming but also null steering.

また、上述の本発明の実施形態の説明において、基地局101が参照信号を送信して、移動局103が送信指向性制御を実行するとして記載したが、移動局が参照信号(SRS)を送信すれば、上述の説明と同様にして、基地局が送信指向性制御を行うこともできる。   In the above description of the embodiment of the present invention, the base station 101 transmits the reference signal and the mobile station 103 executes the transmission directivity control. However, the mobile station transmits the reference signal (SRS). Then, the base station can perform transmission directivity control in the same manner as described above.

また、上述の本発明の実施形態の説明において、異なる参照信号送信期間147−1及び147−2毎に異なる移動局103A及び103Bに参照信号が送信されるとして記載したが、本発明はこの態様に限定されるものではない。例えば、基地局制御部は、ある移動局に、複数の参照信号送信期間に亘って、同一の周波数帯域を使用して参照信号を送信することもできる。   In the above description of the embodiment of the present invention, it has been described that reference signals are transmitted to different mobile stations 103A and 103B for different reference signal transmission periods 147-1 and 147-2. It is not limited to. For example, the base station control unit can also transmit a reference signal to a certain mobile station using the same frequency band over a plurality of reference signal transmission periods.

また、上述の本発明の実施形態の説明において、参照信号用下り無線リソースの時間の最小単位は、シンボル期間(参照信号送信期間147−1又は147−2)であるとして記載したが、本発明はこの態様に限定されるものではない。例えば、基地局制御部は、シンボル期間の半分の時間のみを有する参照信号用下り無線リソースを移動局に割り当てることもできる。   In the above description of the embodiment of the present invention, the minimum unit of time of the reference signal downlink radio resource is described as being a symbol period (reference signal transmission period 147-1 or 147-2). Is not limited to this embodiment. For example, the base station control unit can also allocate a reference signal downlink radio resource having only half the symbol period to the mobile station.

また、上述の本発明の実施形態の説明(特に、図9)において、移動局103は、TDDフレーム131の1回目のスペシャルサブフレーム135Sにおいて参照信号を受信した後、2回目の上り期間でビームフォーミングを実行すると記載したが、本発明はこの態様に限定されるものではない。例えば、移動局は、参照信号直後の上り期間や3回目以降の上り期間でビームフォーミングを実行することもできる。   In the above description of the embodiment of the present invention (particularly, FIG. 9), the mobile station 103 receives the reference signal in the first special subframe 135S of the TDD frame 131, and then performs the beam in the second uplink period. Although it is described that the forming is performed, the present invention is not limited to this mode. For example, the mobile station can also perform beam forming in the uplink period immediately after the reference signal or in the third and subsequent uplink periods.

100 通信システム
101 基地局
103 移動局
111 基地局通信部
113 基地局ベースバンド部
115 基地局制御部
121 移動局通信部
123 移動局ベースバンド部
124 記憶部
125 移動局制御部
127 受信信号処理部
129 送信信号処理部
131 TDDフレーム
133 ハーフフレーム
135 サブフレーム
135U 上りサブフレーム
135D 下りサブフレーム
135S スペシャルサブフレーム
137 スロット
139 シンボル期間
141 下りパイロットタイムスロット
143 ガードタイム
145 上りパイロットタイムスロット
147 参照信号送信期間
147−1、147−2 参照信号送信期間
149 単位期間
151 上り期間
153a、153b 使用上り無線リソース
155a、155b、157a、157b 参照信号用下り無線リソース
ANT アレイアンテナ
100 communication system 101 base station 103 mobile station 111 base station communication unit 113 base station baseband unit 115 base station control unit 121 mobile station communication unit 123 mobile station baseband unit 124 storage unit 125 mobile station control unit 127 received signal processing unit 129 Transmission signal processor 131 TDD frame 133 Half frame 135 Sub frame 135 U Up sub frame 135 D Down sub frame 135 S Special sub frame 137 Slot 139 Symbol period 141 Down pilot time slot 143 Guard time 145 Up pilot time slot 147 Reference signal transmission period 147 − 1, 147-2 Reference signal transmission period 149 Unit period 151 Up period 153a, 153b Used uplink radio resources 155a, 155b, 157a, 157b For reference signal Ri radio resources ANT array antenna

Claims (5)

TDD(Time Division Duplex)方式を採用する通信システムにおいて、当該通信システムは、基地局と、アダプティブアレイ方式を用いて前記基地局と無線通信を行う移動局とを備え、
前記基地局は、
前記移動局が自局との上り通信で使用する使用上り無線リソースを前記移動局に割り当て、且つ
前記使用上り無線リソースと周波数帯域の少なくとも一部を共通にする無線リソースを、自局が参照信号の送信に使用する参照信号用下り無線リソースとして前記移動局に割り当て、
前記移動局は、
前記基地局から前記参照信号を受信すると、前記使用上り無線リソースで無線信号を送信するときに、受信された前記参照信号を用いてビームフォーミングを行う
通信システム。
In a communication system employing a TDD (Time Division Duplex) method, the communication system includes a base station and a mobile station that performs wireless communication with the base station using an adaptive array method.
The base station
The mobile station assigns a used uplink radio resource used by the mobile station for uplink communication with the mobile station to the mobile station, and the mobile station uses a reference signal as a radio resource that shares at least part of the frequency band with the used uplink radio resource. Assigned to the mobile station as a downlink radio resource for reference signal used for transmission of
The mobile station
A communication system that, when receiving the reference signal from the base station, performs beam forming using the received reference signal when transmitting a radio signal using the used uplink radio resource.
請求項1に記載に通信システムにおいて、前記基地局は、前記移動局に割り当てる使用上り無線リソース及び参照信号用下り無線リソースを周期的に変更することを特徴とする通信システム。   The communication system according to claim 1, wherein the base station periodically changes the used uplink radio resource and the reference signal downlink radio resource allocated to the mobile station. 請求項1又は2に記載の通信システムに用いられる基地局であって、
前記移動局が自局との上り通信で使用する使用上り無線リソースを前記移動局に割り当て、且つ、前記使用上り無線リソースと周波数帯域の少なくとも一部を共通にする無線リソースを、自局が参照信号の送信に使用する参照信号用下り無線リソースとして前記移動局に割り当てる基地局制御部
を備える基地局。
A base station used in the communication system according to claim 1 or 2,
The mobile station refers to a radio resource that is allocated to the mobile station used uplink radio resources used by the mobile station for uplink communication with the mobile station, and that shares at least part of the frequency band with the used uplink radio resources. A base station comprising a base station controller that is assigned to the mobile station as a reference signal downlink radio resource used for signal transmission.
請求項1又は2に記載の通信システムに用いられる移動局であって、
複数アンテナを介して前記参照信号を受信する移動局通信部と、
前記使用上り無線リソースで無線信号を送信するときに、前記移動局通信部により受信された前記参照信号を用いてビームフォーミングを行う移動局制御部と
を備える移動局。
A mobile station used in the communication system according to claim 1 or 2,
A mobile station communication unit that receives the reference signal via a plurality of antennas;
A mobile station comprising: a mobile station control unit that performs beam forming using the reference signal received by the mobile station communication unit when transmitting a radio signal using the used uplink radio resource.
TDD(Time Division Duplex)方式を採用し、基地局と、アダプティブアレイ方式を用いて前記基地局と無線通信を行う移動局とを備える通信システムにおける通信制御方法であって、
前記基地局が、前記移動局が自局との上り通信で使用する使用上り無線リソースを前記移動局に割り当てるステップと、
前記基地局が、前記使用上り無線リソースと周波数帯域の少なくとも一部を共通にする無線リソースを、自局が参照信号の送信に使用する参照信号用下り無線リソースとして前記移動局に割り当てるステップと、
前記移動局が、前記基地局から前記参照信号を受信すると、前記使用上り無線リソースで無線信号を送信するときに、受信された前記参照信号を用いてビームフォーミングを行うステップと
を含む通信制御方法。
A communication control method in a communication system that employs a TDD (Time Division Duplex) method and includes a base station and a mobile station that performs wireless communication with the base station using an adaptive array method,
The base station allocating used uplink radio resources used by the mobile station in uplink communication with the mobile station to the mobile station;
The base station assigning to the mobile station a reference signal downlink radio resource used by the base station for transmitting a reference signal, a radio resource that shares at least a part of a frequency band with the used uplink radio resource;
When the mobile station receives the reference signal from the base station, the communication control method includes a step of performing beam forming using the received reference signal when transmitting a radio signal using the used uplink radio resource. .
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