JP6645369B2 - 無線通信システム、及び、基地局 - Google Patents

Description

本明細書に記載する技術は、無線通信システム、及び、基地局に関する。

無線通信システムにおいて、基地局と端末との間の無線通信に、同一周波数を用いた時分割複信（Time Division Duplex：TDD）が適用されることがある。ＴＤＤでは、ダウンリンク（ＤＬ）の通信からアップリンク（ＵＬ）の通信への切り替えのために、ガードピリオド（ＧＰ）が基地局によって設定されることがある。

特開２０１３−０７４４８６号公報 国際公開第２０１５／１０８００７号 特開２０１０−０４１２６９号公報 特表２００６−５１２８０７号公報

3GPP R1-094641, "Performance study on Tx/Rx mismatch in LTE TDD Dual-layer beamforming", 3GPP TSG-RAN WG1 Meeting #59, November 9 - 13, 2009

例えば、基地局が、或る既定の信号をＧＰにおいて送信することを想定してみる。ＧＰにおいて送信される既定の信号の一例は、キャリブレーション信号のような何らかの試験信号であってよい。当該既定の信号は、「非端末向けの信号」と捉えてもよい。

この場合に、基地局が既定の信号を送信しようとする期間によっては、ＧＰが不足することがある。仮に、既定の信号を送信しようとする期間に見合う時間長のＧＰを適用すると、端末向けに利用可能な無線リソースが減少し、無線リソースの利用効率が低下し得る。

１つの側面では、本明細書に記載する技術の目的の１つは、時分割複信の無線通信システムにおいて、基地局による既定の信号の送信と、無線リソースの利用効率低下の抑制と、の両立を図ることにある。

１つの側面において、無線通信システムは、端末と、基地局と、を備えてよい。基地局は、端末との時分割複信において、第１のガードピリオドを有する第１の時間区間と、第２のガードピリオドを有する第２の時間区間と、を選択的に適用してよい。また、基地局は、前記第１の時間区間と前記第２の時間区間とを選択的に適用するタイミングに関する情報を前記端末に通知し、前記第１のガードピリオドにおいて既定の信号を送信してよい。

また、１つの側面において、基地局は、制御部と、通信部と、を備えてよい。制御部は、端末との時分割複信において、第１のガードピリオドを有する第１の時間区間と、第２のガードピリオドを有する第２の時間区間と、を選択的に適用してよい。通信部は、前記第１の時間区間と前記第２の時間区間とを選択的に適用するタイミングに関する情報を前記端末に通知し、前記第１のガードピリオドにおいて既定の信号を送信してよい。

更に、１つの側面において、基地局と時分割複信にて無線通信する端末は、受信部と、通信部と、を備えてよい。受信部は、前記基地局から通知される、前記時分割複信において、第１のガードピリオドを有する第１の時間区間と、第２のガードピリオドを有する第２の時間区間と、を選択的に適用するタイミングに関する情報を受信してよい。通信部は、前記情報を基に識別される、前記第１及び第２のガードピリオドを除いた時間帯において、送信又は受信を行なってよい。

１つの側面として、時分割複信の無線通信システムにおいて、基地局による既定の信号の送信と、無線リソースの利用効率低下の抑制と、の両立を図ることができる。

一実施形態に係る無線通信システムの一例を示す図である。 時分割複信におけるチャネル推定を説明するための模式図である。 無線（ＲＦ）送受信回路のチャネル推定値への影響を説明するための図である。 システムキャリブレーションを説明するための模式図である。 基地局におけるセルフキャリブレーションを説明するための模式図である。 基地局に備えられた複数のアンテナ間でキャリブレーション信号が送受信される例を示す模式図である。 キャリブレーション信号の送受信のためにリソースが消費される例を説明するための模式図である。 アップリンク−ダウンリンク（ＵＬ−ＤＬ）コンフィギュレーションの一例を示す図である。 スペシャルサブフレーム（ＳＳ）コンフィギュレーションの一例を示す図である。 ＳＳのガードピリオドにキャリブレーション信号のための無線リソースが設定される例を示す図である。 一実施形態に係る基地局の構成例を示すブロック図である。 一実施形態に係る端末の構成例を示すブロック図である。 一実施形態に係る無線通信システムの動作例を示すシーケンス図である。 一実施形態に係る基地局の動作例を示すフローチャートである。 一実施形態に係る端末の動作例を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して実施の形態を説明する。ただし、以下に説明する実施形態は、あくまでも例示であり、以下に明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。また、以下に説明する各種の例示的態様は、適宜に組み合わせて実施しても構わない。なお、以下の実施形態で用いる図面において、同一符号を付した部分は、特に断らない限り、同一若しくは同様の部分を表す。

図１は、一実施形態に係る無線通信システムの一例を示す図である。図１に示す無線通信システム１は、例示的に、１つ以上の基地局３と、１つ以上の端末５と、を備えてよい。基地局３は、例示的に、図示を省略したコアネットワークに接続されてよい。

基地局３は、端末５との通信が可能な無線エリア３００を形成又は提供する。「無線エリア」は、「セル」、「カバレッジエリア」、「通信エリア」、「サービスエリア」等と称されてもよい。

基地局３は、例示的に、3rd generation partnership project（３ＧＰＰ）のlong term evolution（ＬＴＥ）やＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ（以下「ＬＴＥ」と総称する。）に準拠した「ｅＮＢ」であってよい。「ｅＮＢ」は、「evolved Node B」の略称である。

基地局３が形成又は提供する「セル」は「セクタセル」に分割されてもよい。なお、「セル」という用語は、基地局３が無線通信サービスを提供する個々の地理的範囲を意味する他、その個々の地理的範囲において端末５と通信を行なうために基地局３が使用し、また、管理する通信機能の全部又は一部を意味してもよい。

ｅＮＢ３が形成又は提供するセルは、「マクロセル」又は「ラージセル」と称されてよい。マクロセル３００を形成するｅＮＢ３は、便宜的に、「マクロ基地局」、「マクロｅＮＢ」、又は、「ＭｅＮＢ」等と称されてもよい。マクロセル３００に対して、１又は複数のスモールセル３１０が配置（オーバレイ）されてもよい。

スモールセル３１０は、マクロセル３００よりも通信が可能な範囲（カバレッジ）の小さい無線エリアの一例である。スモールセル３１０は、カバレッジエリアに応じて呼称が異なってよい。例えば、スモールセルは、「フェムトセル」、「ピコセル」、「マイクロセル」、「ナノセル」、「メトロセル」、「ホームセル」等と称されてもよい。

スモールセル３１０は、例示的に、基地局本体から分離されて配置された無線装置３１によって形成又は提供されてよい。基地局本体から分離されて配置された無線装置３１は、remote radio equipment（ＲＲＥ）やremote radio head（ＲＲＨ）等と称されることがある。

ＲＲＨ３１は、基地局３のエレメントと捉えてもよいし、マクロセル３００を提供する基地局本体とは別の基地局３に該当すると捉えてもよい。また、基地局３は、端末５との通信を中継する中継装置に該当してもよい。中継装置は、ＬＴＥに準拠した「Relay Node（ＲＮ）」であってよい。

無線通信システム１に、２以上の基地局３が配置されている場合、基地局３間は、例えば、Ｘ２インタフェースによって通信可能に接続されてよい。Ｘ２インタフェースは、基地局間インタフェースの一例であり、有線インタフェース及び無線インタフェースのいずれあってもよい。

端末５は、マクロセル３００及びスモールセル３１０の一方又は双方において無線による通信が可能である。「端末」は、「無線デバイス」、「無線装置」、あるいは「端末装置」等と称されてもよい。

端末５は、固定端末であってもよいし、移動可能な移動端末（「移動機」と称してもよい。）であってもよい。非限定的な一例として、端末５は、携帯電話やスマートフォン、タブレット端末等の移動可能なＵＥであってよい。「ＵＥ」は、「User Equipment」の略称である。

ｅＮＢ３は、ＵＥ５との無線通信に用いる無線リソースの設定（「割当」と称してもよい。）を制御してよい。無線リソース（以下、単に「リソース」と称することもある）の割当制御は、「スケジューリング」と称されてもよい。

スケジューリングは、下りリンク（ダウンリンク，ＤＬ）の通信と、上りリンク（アップリンク，ＵＬ）の通信と、に対してそれぞれ行なわれてよい。

ｅＮＢ３は、端末５との通信に用いる無線リソースの設定（「割当」と称してもよい。）を制御してよい。当該制御は、「スケジューリング」と称されてもよい。

無線リソースは、例示的に、周波数領域及び時間領域の２次元で区別されてもよいし、周波数領域、時間領域及び電力領域（又は符号領域）の３次元で区別されてもよい。

ｅＮＢ３は、端末５との通信に利用可能な無線リソースを、２次元又は３次元で分割した単位でスケジューリングしてよい。例示的に、ＬＴＥにおけるスケジューリングの最小単位は、リソースブロック（ＲＢ）と称される。

ＲＢは、ｅＮＢ３とＵＥ５との間の無線通信に利用可能なリソースを、時間領域におけるスロットと、周波数領域において隣り合う複数のサブキャリアと、を単位に分割した１つのブロックに相当する。

例えば、ＬＴＥのＲＢは、２スロット×１２サブキャリアで表される。なお、１スロットは、０．５ｍｓであり、２スロット（２×０．５ｍｓ＝１ｍｓ）で１サブフレームが構成される。１０サブフレーム（１０×１ｍｓ＝１０ｍｓ）で１無線フレームが構成される。なお、ＬＴＥでは、１スロット×１２サブキャリアをＰＲＢ（Physical Resource Block）と称し、１サブフレーム内の２個のＰＲＢを「ＰＲＢペア」と称することがある。

基地局３と端末５との間の無線通信には、時分割複信（ＴＤＤ）、及び、周波数分割複信（Frequency Division Duplex：FDD）のいずれが適用されてもよい。

ＴＤＤでは、１つの周波数（又は周波数帯域。以下同様。）を用いて、ＤＬ通信と、ＵＬ通信と、が異なる時間に実施される。

例えば、基地局３は、端末５に対して、１つの周波数（又は周波数帯域）においてＤＬ通信のための時間とＵＬ通信のための時間とを異なる時間にスケジューリングする。したがって、基地局３及び端末５は、１つの周波数において送信と受信とを異なる時間に実施する。

これに対し、ＦＤＤでは、ＤＬ通信とＵＬ通信とが異なる周波数（又は周波数帯域。以下同様。）を用いて実施される。例えば、基地局３は、ＤＬ通信のための周波数とＵＬ通信のための周波数とを、通信のタイミングに関わらず異なる周波数にスケジューリングしてよい。したがって、基地局３及び端末５は、送信を行ないながら送信周波数とは異なる周波数にて受信を行なうことができる。

（ＴＤＤにおけるＤＬチャネル推定）
ＴＤＤでは、図２に模式的に例示するように、基地局３と端末５との間のＤＬ及びＵＬの無線チャネルに対称性があるため、同じ周波数を用いるＤＬ及びＵＬの無線チャネルの特性が同じであると扱ってよい場合がある。なお、無線チャネルの特性は、便宜的に、「チャネル特性」と略称してもよい。

例えば、ｅＮＢ３は、ＵＥ５から受信したＵＬの参照信号（ＲＳ）を用いて推定した、ＵＬのチャネル特性が、ＤＬのチャネル特性と等価であると扱ってよいことがある。別言すると、ｅＮＢ３は、ＵＥ５が例えばＤＬのＲＳを用いて推定した、ＤＬのチャネル特性を示す情報の報告（フィードバック）を受けなくても、ＤＬのチャネル特性を把握できる。

なお、「参照信号」は、ｅＮＢ３とＵＥ５との間で既知の信号の一例であり、「パイロット信号」と称されてもよい。また、推定したチャネル特性を示す情報は、「チャネル推定値」と称してよい。

ｅＮＢ３は、ＤＬのチャネル推定値を用いて、例えばＴＤＤのＤＬデータ送信に用いるプリコーディング方法や送信ビームフォーミング方法を決定することができる。例えば、ｅＮＢ３は、ＤＬのチャネル推定値を基に、複数の送信データ信号ストリームの重み付けを制御できる。

また、例えば、ＵＥ５からｅＮＢ３へのＰＭＩ等の報告を不要にできるため、報告に伴うＵＬの制御信号のオーバーヘッドを低減することができる。「ＰＭＩ」は、「precoding matrix indicator」の略称である。

（ＲＦ送受信回路のチャネル推定値への影響）
ＴＤＤにおいて、空中の無線チャネルについては上述したようにＵＬとＤＬとでチャネル特性が対称であると扱ってよい。しかし、実際には、ｅＮＢ３及びＵＥ５それぞれの送受信回路の応答特性の相違によって、ｅＮＢ３及びＵＥ５のそれぞれで推定されたチャネル特性は異なり得る。

例えば図３に模式的に示すように、ｅＮＢ３には２つのアンテナ（ＡＮＴ）＃１及び＃２が備えられ、ＵＥ５には１つのアンテナ（ＡＮＴ）＃１が備えられたモデルを想定する。

ｅＮＢ３には、例えば、第１のアンテナ＃１に対応して、第１の無線（ＲＦ）送信回路Ｔｘ＃１及びＲＦ受信回路Ｒｘ＃１が備えられ、第２のアンテナ＃２に対応して、第２のＲＦ送信回路Ｔｘ＃２及びＲＦ受信回路Ｒｘ＃２が備えられる。

一方、ＵＥ５には、１つのアンテナ＃１に対して、１つのＲＦ受信回路Ｒｘ＃１及びＲＦ送信回路Ｔｘ＃１が備えられる。

なお、図３において、ｅＮＢ３に備えられたＢＢユニット３０１、及び、ＵＥ５に備えられたＢＢユニット５０１は、いずれも、送受信信号のベースバンド（ＢＢ）信号処理を行なうユニットである。

また、ｅＮＢ３及びＵＥ５のそれぞれにおいて、ＲＦ送信回路とＲＦ受信回路とは、個別の回路であってもよいし、１つの回路に一体化されていてもよい。以下の説明では、個別であるか一体化であるかを問わずに、ＲＦ送信回路とＲＦ受信回路との組を、便宜的に、「ＲＦ送受信回路」あるいは「ＲＦ回路」と総称することがある。

ここで、ｅＮＢ３における第１のＲＦ送信回路Ｔｘ＃１及びＲＦ受信回路Ｒｘ＃１の伝達関数を、それぞれ、Ｔ_１及びＲ_１で表し、第２のＲＦ送信回路Ｔｘ＃２及びＲＦ受信回路Ｒｘ＃２の伝達関数を、それぞれ、Ｔ_２及びＲ_２で表す。

また、ＵＥ５におけるＲＦ受信回路Ｒｘ＃１及びＲＦ送信回路Ｔｘ＃１の伝達関数を、それぞれ、ｒ_１及びｔ_１で表す。なお、ｅＮＢ３及びＵＥ５における上記の伝達関数を便宜的に「ＲＦ回路特性」と称することがある。

更に、ｅＮＢ３の第１のアンテナ＃１とＵＥ５のアンテナ＃１との間のチャネル行列をｈ_１，１で表し、ｅＮＢ３の第２のアンテナ＃２とＵＥ５のアンテナ＃１との間のチャネル行列をｈ_１，２で表す。

この場合、ｅＮＢ３が第１のアンテナ＃１から送信したＤＬのＲＳを用いて、ＵＥ５が推定するＤＬのチャネル特性（Ｆ_１，１）は、下記の数式１によって表すことができる。

これに対し、ＵＥ５がアンテナ＃１から送信したＵＬのＲＳを用いて、ｅＮＢ３が推定されるＵＬのチャネル特性（Ｇ_１，１）は、下記の数式２によって表すことができる。

したがって、Ｔ_１≠ｔ_１あるいはｒ_１≠Ｒ_１であると、Ｇ_１，１≠Ｆ_１，１となるため、ｅＮＢ３で推定されるＵＬのチャネル特性Ｇ_１，１が、ＵＥ５で推定されるＤＬのチャネル特性Ｆ_１，１と同じであると扱ってしまうと、ＤＬの通信特性が劣化し得る。

例えば、ｅＮＢ３が推定したＵＬのチャネル特性に基づくＤＬのプリコーディング送信やビームフォーミング送信が最適でなくなり、ＤＬのスループット特性が劣化し得る。なお、ｅＮＢ３の第２のアンテナ＃２を通じたＤＬ送信についても、同様のことが云える。

ｅＮＢ３で推定されるＵＬのチャネル特性と、ＵＥ５で推定されるＤＬのチャネル特性との差異は、ＵＥ５における送受信のＲＦ回路特性の相違よりも、ｅＮＢ３における送受信のＲＦ回路特性の相違による影響が大きい傾向にある。

例えば、以下の事例について検討する。
１つの基地局と複数の端末との間でＭＵ−ＭＩＭＯ伝送を行なう場合に、基地局及び端末の送受信回路特性が与える影響について考察する。なお、「ＭＵ−ＭＩＭＯ」は、「multi user - multiple-input and multiple-output」の略称である。

基地局のアンテナ数をＮとし、複数の端末の総アンテナ数をＭとすると、これらの間で形成されるＭＩＭＯチャネルは、以下の数式３に示すように、（Ｍ×Ｎ）チャネル行列で表わされる。

基地局におけるＵＬのチャネル推定結果は、以下の数式４で示すように、ＵＬチャネル行列Ｇで表わされる。ここで、ｔ_ｍ，ｒ_ｍは、端末側のアンテナ＃ｍの送受信回路の伝達関数を表し、Ｔ_ｎ，Ｒ_ｎは、基地局側のアンテナ＃ｎの送受信回路の伝達関数を表す。

一方、各端末におけるＤＬのチャネル推定結果は、以下の数式５で示すように、ＤＬチャネル行列Ｆで表わされる。ここで、Ｂは端末側の各アンテナの送受信回路応答の比を表わす行列であり、Ａは基地局側の各アンテナの送受信回路応答の比を表わす行列である。diag ()は、対角行列（diagonal matrix）を表す。

ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送のためのＺＦ（Zero Forcing）送信ウェイト行列Ｗは、ＵＬチャネル行列Ｇを用いて次式で表わされる。なお、Ｇ^Ｈは、行列Ｇの随伴（又はエルミート転置）行列を表す。

複数の端末向けのＭ個の送信シンボル（ｓ_０，…，ｓ_Ｍ−１）にＺＦ送信ウェイトを適用して、Ｎ個の基地局アンテナから空間多重伝送した場合に、端末側で受信されるＭ個の受信シンボル（ｙ０，…，ｙＭ−１）は、次式で表わされる。

基地局と端末との間の等価チャネル（Ｆ・Ｗ）が対角行列で表わされる状態であれば、当該チャネルは直交しており、複数の端末向けの送信シンボルが互いに干渉することなく受信される。そのためには、以下の数式８で表わされる、基地局側の各アンテナの送受信回路応答の比を表わす行列Ａが、単位行列の定数倍であればよい。

上記の条件を満たすことができれば、等価チャネルは直交している。その一方で、以下の数式９で表わされる、端末側の各アンテナの送受信回路応答の比を表わす行列Ｂの状態は、基地局側に比べて等価チャネルの直交性には影響しないと云える。

以上のようなＤＬの通信特性の劣化を回避あるいは抑制するには、ｅＮＢ３において推定された各アンテナ＃１及び＃２についてのＵＬのチャネル特性を補正（「較正」又は「校正」と称してもよい。）するとよい。当該補正は、便宜的に、「ＲＦ回路キャリブレーション」と称してよい。

（ＲＦ回路キャリブレーション）
ＲＦ回路キャリブレーションは、キャリブレーションに用いる信号（「試験信号」あるいは「キャリブレーション信号」と称してもよい。）によって、「システムキャリブレーション」と「セルフキャリブレーション」とに分類できる。前者の「システムキャリブレーション」は、「無線（Over-the-air）キャリブレーション」と称されてもよい。

いずれのキャリブレーションにおいても、ＲＦ送受信回路の温度変化や経年変化に追従した補正を行なうために、定期的あるいは不定期に試験信号を送信してＲＦ回路特性の測定を行なうことが好ましい。なお、試験信号は、非端末向けの信号の一例である。

（システムキャリブレーション）
図４に、システムキャリブレーションの動作例を模式的に示す。図４において点線矢印で示すように、ｅＮＢ３及びＵＥ５は、互いにキャリブレーション用の試験信号を例えば交互に送受信する。

例示的に、ｅＮＢ３は、第１のＲＦ送信回路Ｔｘ＃１及びアンテナ＃１を通じて、試験信号の一例としてＤＬのＲＳを送信してよい。ＤＬのＲＳは、例示的に、ｅＮＢ３のＢＢユニット３０１において生成されてよい。

同様に、ｅＮＢ３は、第２のＲＦ送信回路Ｔｘ＃２及びアンテナ＃２を通じて、試験信号の一例としてＤＬのＲＳを送信してよい。

ｅＮＢ３の各アンテナ＃１及び＃２のそれぞれ送信されたＤＬのＲＳは、ＵＥ５のアンテナ＃１を通じてＲＦ受信回路Ｒｘ＃１にて受信され、ＢＢユニット５０１に入力される。

ＢＢユニット５０１は、受信したＤＬの各ＲＳのそれぞれからＤＬのチャネル推定値を求めてよい。これにより得られたＤＬの各チャネル推定値は、ｅＮＢ３宛に送信（別言すると、フィードバック）されてよい。ｅＮＢ３へのフィードバックは、例えば、ＵＥ５のＲＦ送信回路Ｔｘ＃１及びアンテナ＃１を通じて行なわれてよい。

また、ＵＥ５は、ＲＦ送信回路Ｔｘ＃１及びアンテナ＃１を通じて、試験信号の一例としてＵＬのＲＳを送信してよい。ＵＬのＲＳは、ＤＬのＲＳと同じ周波数でＤＬのＲＳが送信される時間とは異なる時間に送信されてよい。ＵＬのＲＳは、例示的に、ＵＥ５のＢＢユニット５０１において生成されてよい。

ＵＬのＲＳは、ｅＮＢ３の各アンテナ＃１及び＃２を通じてＲＦ受信回路Ｒｘ＃１及びＲｘ＃２にて受信され、ＢＢユニット３０１に入力される。

ＢＢユニット３０１は、各ＲＦ受信回路Ｒｘ＃１及びＲｘ＃２で受信されたＵＬのＲＳのそれぞれからＵＬのチャネル推定値を求めてよい。そして、ＢＢユニット３０１は、得られたＵＬのチャネル推定値と、ＵＥ５からフィードバックされたＤＬのチャネル推定値と、を比較することにより、キャリブレーション係数を算出してよい。

算出したキャリブレーション係数を用いてチャネル特性の補正を行なうことにより、全アンテナ＃１及び＃２についてＲＦ送受信回路の応答を同一、あるいは一定の関係に固定できる。

例えば、ｅＮＢ３において、ＲＦ送信回路とＲＦ受信回路との間の応答特性の相対関係を、どのアンテナ＃１及び＃２についても一定の位相差（φ）に収束させることができる。

（セルフキャリブレーション）
図５に、ｅＮＢ３におけるセルフキャリブレーションの動作例を模式的に示す。
セルフキャリブレーションでは、ｅＮＢ３は、試験信号をアンテナ＃１及び＃２間で交互に送受信し、例えばＢＢユニット３０１において、受信した各試験信号を比較することにより、キャリブレーション係数を算出できる。

アンテナ＃１及び＃２間で試験信号を交互に送受信する処理は、例えば、図５に二点鎖線で例示するように、アンテナ＃１及び＃２間で交互に微弱な電波で試験信号を送受信することであってよい。

あるいは、アンテナ＃１及び＃２間で試験信号を交互に送受信する処理は、アンテナ＃１及び＃２の一方から送信される試験信号を例えばカプラによって分岐してアンテナ＃１及び＃２の他方に入力することを交互に行なうことであってもよい。

算出したキャリブレーション係数を用いてチャネル特性の補正を行なうことにより、全アンテナ＃１及び＃２についてＲＦ送受信回路の応答を同一、あるいは一定の関係に固定できる。

例えば、ｅＮＢ３において、ＲＦ送信回路とＲＦ受信回路との間の応答特性の相対関係を、どのアンテナ＃１及び＃２についても一定の位相差（φ）に収束させることができる。

（ガードピリオドにおけるキャリブレーション信号の送信）
ＴＤＤの無線フレームには、ＤＬ信号とＵＬ信号とのオーバーラップ（「衝突」又は「干渉」と称してもよい。）を避けるために、ガードピリオド（ＧＰ）が設けられることがある。ＧＰは、例示的に、ＬＴＥにおいてスペシャルサブフレーム（ＳＳ）と称される、無線フレームのサブフレームに設定されてよい。

ＳＳに設定されるＧＰは可変長であってよい。例えば、ｅＮＢ３−ＵＥ５間の信号の伝搬遅延や、ｅＮＢ３やＵＥ５での送信処理と受信処理との間の切り替えにかかる時間に応じた時間長のＧＰが、ＳＳに設定されてよい。なお、ｅＮＢ３−ＵＥ５間の信号の伝搬遅延は、セル半径に依存するから、伝搬遅延に応じたＧＰは、セル半径に応じたＧＰと捉えてもよい。

ここで、ＧＰにおいて、ＲＦ回路キャリブレーションのためのキャリブレーション（ＣＡＬ）信号の送受信を行なえば、ＲＦ回路キャリブレーションのためにＵＬ信号やＤＬ信号のリソースを消費せずに済むから、リソース利用効率の観点で有利であると云える。

しかし、例えば、プリコーディング送信やビームフォーミング送信に用いるアンテナシステムが大規模化してアンテナ数が増えるほど、ＧＰにおいて送受信すべきＣＡＬ信号数も増える。別言すると、ｅＮＢ３のアンテナ数が増えるほど、ＧＰにおけるＣＡＬ信号の時分割多重数が増える。

例えば図６に模式的に示すように、ｅＮＢ３のアンテナ数がＮ（Ｎは２以上の整数）である場合、（Ｎ−１）組のアンテナペアについて双方向にＣＡＬ信号を送信することになる。

そのため、例えば、大規模アンテナシステムのようにアンテナ数Ｎが多くなると、ＲＦ回路キャリブレーションのために必要な数のＣＡＬ信号をＧＰにおいて送受信しきれなくなる可能性がある。別言すると、送受信すべき数のＣＡＬ信号に対してＧＰ長が不足する可能性がある。

ＧＰ長の不足を回避するために、送受信すべきＣＡＬ信号の数に応じてＧＰを長くすると、データ信号の伝送に利用可能なリソース量が減る。ＲＦ回路キャリブレーションは、頻繁に実施される必要はないから、そのような一時的なＣＡＬ信号の送受信のためにデータ信号のリソースが消費されてしまうと、ｅＮＢ３−ＵＥ５間のスループット特性が低下し得る。

図７に、ＣＡＬ信号の送受信のためにデータ信号のリソースが消費される例を模式的に示す。図７の（１）及び（２）は、それぞれ、ｅＮＢ３のアンテナ＃１及び＃２についての信号の送受信タイミングの一例を示し、図７の（３）は、ＵＥ５の信号の送受信タイミングの一例を示す。

図７において、横軸は時間軸であり、左から順に、ＤＬ信号のＯＦＤＭシンボル、ＧＰ、及び、ＵＬ信号のＯＦＤＭシンボルが図示されている。「ＯＦＤＭ」は、「orthogonal frequency division multiplexing」の略称である。

ＤＬ信号のＯＦＤＭシンボルにおいて、ｅＮＢ３は、アンテナ＃１及び＃２の一方又は双方から、ＤＬのデータ信号をＵＥ５宛に送信してよい。一方、ＵＬ信号のＯＦＤＭシンボルにおいて、ＵＥ５は、ＵＬのデータ信号を送信してよい。

したがって、ＤＬ信号のＯＦＤＭシンボル数は、ｅＮＢ３にとってのＤＬの送信期間に相当し、ＵＥ５にとってのＤＬの受信期間に相当する。一方、ＵＬ信号のＯＦＤＭシンボル数は、ＵＥ５にとってのＵＬの送信期間に相当し、ｅＮＢ３にとってのＵＬの受信期間に相当する。

ＧＰにおいて、ｅＮＢ３は、アンテナ＃１及び＃２間でＣＡＬ信号を送受信してよい。例えば、ｅＮＢ３は、アンテナ＃１からアンテナ＃２へ第１のＣＡＬ信号＃１を送信した後、アンテナ＃２からアンテナ＃１へ第２のＣＡＬ信号＃２を送信してよい。

ここで、図７の（２）に例示するように、アンテナ＃２において、ＤＬのデータ信号送信と、アンテナ＃１からのＣＡＬ信号の受信と、の衝突を避けるために、ＤＬ信号のＯＦＤＭシンボルとＣＡＬ信号＃１の受信期間との間にギャップ（ＧＡＰ）＃１が設定されてよい。なお、「ＧＡＰ」は、信号の送受信が行なわれない期間を意味する。

また、アンテナ＃２によるＣＡＬ信号＃１の受信とＣＡＬ信号＃２の送信との衝突を避けるために、ＧＡＰ＃２が、ＣＡＬ信号＃１の受信期間とＣＡＬ信号＃２の送信期間との間に設定されてよい。ＧＡＰ＃２は、ＣＡＬ信号＃１の受信処理とＣＡＬ信号＃２の送信処理との切り替えにかかる時間を考慮して設定されてよい。

更に、アンテナ＃２によるＣＡＬ信号＃２の送信とＵＬのデータ信号受信と、の衝突を避けるために、ＣＡＬ信号＃２の送信期間とＵＬ信号のＯＦＤＭシンボルとの間にも、ＧＡＰ＃３が設定されてよい。

一方、アンテナ＃１に着目すると、図７の（１）に例示するように、アンテナ＃１によるＣＡＬ信号＃１の送信とＣＡＬ信号＃２の受信との衝突を避けるために、ＣＡＬ信号＃１の送信期間とＣＡＬ信号＃２の受信期間との間に、ＧＡＰ＃４が設定されてよい。ＧＡＰ＃４は、ＣＡＬ信号＃１の送信処理とＣＡＬ信号＃２の受信処理との切り替えにかかる時間を考慮して設定されてよい。

このように、アンテナ＃１及び＃２間でＣＡＬ信号を送受信するためにＧＡＰ＃１〜＃４が設定されると、ＵＥ５では、図７の（３）に例示するように、ＤＬ受信期間とＵＬ送信期間との間に、ＧＡＰ＃１〜＃４の長さに応じた大きなＧＡＰ＃５が生じ得る。

例えば、ＵＥ５は、ＤＬ受信期間の終了後、ＵＬの伝搬遅延に応じた時間だけＵＬの送信タイミングを早めることができるとしても、最速で、第２のＣＡＬ信号＃２のアンテナ＃１及び＃２間の送受信処理の途中からでないと、ＵＬのデータ送信を開始できない。

ＣＡＬ信号＃１及び＃２の送受信が無ければ、ＵＥ５は、本来、ＤＬ受信期間の終了後、例えばアンテナ＃１からアンテナ＃２へＣＡＬ信号＃１が送信される期間に、ＵＬのデータ送信を開始できるはずである。

このように、ＧＰにおいて、ｅＮＢ３のアンテナ＃１及び＃２間でＣＡＬ信号の送受信を行なうと、ＣＡＬ信号の送受信のために設定されるＧＡＰ長に応じて、ＵＥ５がＵＬ送信に利用可能であるはずの時間リソースが無駄に消費され得る。

そこで、本実施形態では、ｅＮＢ３においてＣＡＬ信号を送受信するアンテナ数Ｎが多数であっても、ＣＡＬ信号のためのリソース消費量を最小限に抑制できるようにする。

別言すると、ＣＡＬ信号に消費されるリソース量を最小限に抑制しつつ、大規模なアンテナシステムのＲＦ回路キャリブレーションを実現できるようにする。

例えば、ＬＴＥのＴＤＤフレームフォーマットに着目する。図８に、ＴＤＤフレームフォーマットに対して規定されるＵＬ−ＤＬコンフィギュレーションの一例を示す。

図８に例示するように、ＵＬ−ＤＬコンフィギュレーションには、コンフィギュレーション番号「０」〜「６」の７通りが規定されている。７通りのＵＬ−ＤＬコンフィギュレーションによって、無線フレームに設定するＤＬ及びＵＬのサブフレームの比率を可変できる。なお、図８において、ＤＬサブフレームは「Ｄ」で表わされ、ＵＬサブフレームは「Ｕ」で表わされている。

ＬＴＥのＴＤＤフレームフォーマットでは、１無線フレームは、サブフレーム番号が０〜９の１０個のサブフレーム（１ｍｓ）から構成され、１０×１ｍｓ＝１０ｍｓの時間長を有する。１サブフレームは、２つのスロット（０．５ｍｓ）から構成される。

１スロットには、６又は７シンボルを含めることができる。シンボルは、例示的に、ＯＦＤＭシンボルであってよい。例えば、ノーマルのサイクリックプレフィクス（ＣＰ）を用いる場合に、７シンボルのＯＦＤＭシンボルが１スロットに含められる。一方、ノーマルＣＰよりも時間長の長い拡張ＣＰを用いる場合に、６シンボルのＯＦＤＭシンボルが１スロットに含められる。

ＴＤＤフレームでは、図８に例示するように、ＤＬサブフレームからＵＬサブフレームへの切り替わりを容易にするために、「Ｓ」で表わされるスペシャルサブフレーム（ＳＳ）が設定されてよい。１つのＳＳには、例示的に、１４シンボルを含めることができる。

図９に、ＳＳコンフィギュレーションの一例を示す。図９に例示するように、ＳＳコンフィギュレーションには、コンフィギュレーション番号「０」〜「９」の１０通りが規定されている。

ＳＳには、例示的に、ダウンリンクパイロットタイムスロット（ＤｗＰＴＳ）、ＧＰ、及び、アップリンクパイロットタイムスロット（ＵｐＰＴＳ）の３つのフィールドがシンボル単位に規定される。なお、図９において、「Ｄ」が「ＤｗＰＴＳ」を表し、「Ｇ」が「ＧＰ」を表し、「Ｕ」が「ＵｐＰＴＳ」を表す。

「ＤｗＰＴＳ」は、ＳＳにおけるＤＬ通信の時間帯であり、「ＵｐＰＴＳ」は、ＳＳにおけるＵＬ通信の時間帯である。ＳＳコンフィギュレーションに応じて、ＤｗＰＴＳには、３〜１２個のシンボルを含めることができ、ＧＰには、２〜１０個のシンボルを含めることができ、ＵｐＰＴＳには、１個又は２個のシンボルを含めることができる。

ＤｗＰＴＳのシンボルには、ＤＬのデータ信号が含められてよく、ＵｐＰＴＳのシンボルには、ＵＬのＲＳやランダムアクセスプリアンブルが含められてよい。

１０通りのＳＳコンフィギュレーションによって、ＳＳにおけるＧＰ長をシンボル単位で可変できる。既述のようにセル半径に依存する伝搬遅延等に応じて、適切なＳＳコンフィギュレーションをセルに適用することで、伝搬遅延等に応じた適切な時間長のＧＰを設定することができる。

ｅＮＢ３は、ＳＳにおけるＧＰに特定のリソースを設定して、当該リソースを用いてＣＡＬ信号の送受信を行なう。これにより、ＳＳにおいてＣＡＬ信号を多重できる。

ＣＡＬ信号用のリソース（「ＣＡＬリソース」と称することがある。）を設定するＳＳは、例えば図９に示した１０種類のＳＳコンフィギュレーションの中から選択されてよい。例示的に、ＣＡＬ信号の送受信を実施するのに足りるＧＰ長を有するＳＳコンフィギュレーションが選択されてよい。

非限定的な一例として、ｅＮＢ３は、図９においてＳＳコンフィギュレーション＝「５」をマクロセルに適用し、シンボル番号＝３〜１１の９シンボル分のＧＰの全部又は一部を、ＣＡＬリソースに設定してよい（例えば図１０参照）。

これにより、マクロセルにおける通常のセルラー通信におけるＵＬ信号とＤＬ信号との衝突を避けつつ、ＣＡＬリソースを用いたＲＦ回路キャリブレーションが可能になる。

ｅＮＢ３は、選択したＳＳコンフィギュレーションをマクロセルに適用するタイミングに関する情報（便宜的に「タイミング情報」と称することがある。）を、ＵＥ５宛に送信して通知してよい。なお、ｅＮＢ３において、ＳＳコンフィギュレーションをマクロセルに適用するタイミングは、周期的でもよいし非周期的でもよい。

ｅＮＢ３からタイミング情報を受信したＵＥ５は、無線フレームにおいて、何れのＳＳのタイミングで何れのＳＳコンフィギュレーションが適用されるかを認識できる。適用されるＳＳコンフィギュレーションが異なれば、ＳＳにおけるＧＰ長が異なり得る。したがって、ＵＥ５は、タイミング情報によって、異なるＧＰ長のＳＳが適用されるタイミングを認識できる。

ＵＥ５は、タイミング情報によって認識したＳＳコンフィギュレーションのＧＰでは、ＵＬ及びＤＬの通信を行なわないようにｅＮＢ３との通信を制御してよい。

例えば、ＵＥ５は、第１のＧＰ長を有する第１のＳＳコンフィギュレーションの適用タイミングでは、第１のＧＰ長に相当する時間だけＵＬ及びＤＬの通信を待機してよい。

また、ＵＥ５は、第１のＧＰ長よりも短い第２のＧＰ長を有する第２のＳＳコンフィギュレーションの適用タイミングでは、第１のＧＰ長よりも短い第２のＧＰ長に相当する時間だけＵＬ及びＤＬの通信を待機してよい。

なお、第１のＧＰ長を有するＧＰは、第１のＳＳコンフィギュレーションが適用された第１のＳＳにおける第１のＧＰの一例であり、第２のＧＰ長を有するＧＰは、第２のＳＳコンフィギュレーションが適用された第２のＳＳにおける第２のＧＰの一例である。

このように、ｅＮＢ３が適用するＳＳコンフィギュレーションの変更に応じて、ＵＥ５による通信の待機時間が変更される。

ｅＮＢ３は、例示的に、第１のＳＳコンフィギュレーションにおける第１のＧＰ長のＧＰに、ＣＡＬリソースを設定してよい。これにより、ＵＥ５の通信待機時間が長くなる方のＳＳにおいてＣＡＬ信号の送受信が実施される。

第２のＳＳコンフィギュレーションの適用タイミングでは、ＵＥ５は、第１のＳＳコンフィギュレーションの適用タイミングよりも通信待機時間が短くなる。したがって、ＣＡＬ信号の送受信のために第１のＳＳコンフィギュレーションが固定的に適用されて時間リソースが無駄になることを抑制できる。

別言すると、ｅＮＢ３は、ＣＡＬリソースの設定要否に応じて適用するＳＳコンフィギュレーションを適応的に変更し、その適用タイミングに関する情報をＵＥ５に通知することで、ＵＥ５の通信待機時間を最適化することができる。したがって、ＲＦ回路キャリブレーションのための無線リソースの消費を最小限に抑制できる。

（ｅＮＢ３の構成例）
図１１に、一実施形態に係るｅＮＢ３の構成例を示す。図１１に示すように、ｅＮＢ３は、例示的に、集中ベースバンド処理装置（centralized base band unit, CBBU）３１と、Ｎ台の無線装置（例えば、ＲＲＨ）３２−１〜３２−Ｎ（＃１〜＃Ｎ）と、を備えてよい。

ＣＢＢＵ３１とＲＲＨ３２−ｉ（ｉは１〜Ｎのいずれか）とは、光ファイバを用いて接続されてよい。光ファイバを用いた接続には、例示的に、ＣＰＲＩが適用されてよい。「ＣＰＲＩ」は、「common public radio interface」の略称である。

ＲＲＨ３２−ｉは、ＲＦ送信回路（Ｔｘ）３２１−ｉと、ＲＦ受信回路（Ｒｘ）３２２−ｉと、アンテナ３２３−ｉと、を備えてよい。

ＲＦ送信回路３２１−ｉは、例示的に、ＣＢＢＵ３１から受信した送信ベースバンド信号をＲＦ信号にアップコンバートしてアンテナ３２３−ｉへ出力する。送信ＲＦ信号は、例えば高出力増幅器（ＨＰＡ）によって目標の送信電力に増幅されてよい。

ＲＦ受信回路３２２−ｉは、例示的に、アンテナ３２３−ｉで受信されたＲＦ信号をベースバンド信号にダウンコンバートしてＣＢＢＵ３１へ出力する。受信ＲＦ信号は、例えば低雑音増幅器（ＬＮＡ）によって適宜に増幅されてよい。

なお、Ｎ台のＲＲＨ３２−１〜３２−Ｎのそれぞれに１つのアンテナ３２３−ｉが備えられているから、アンテナ数もＮ本である。したがって、ｅＮＢ３におけるＲＦ回路キャリブレーションの対象は、図６に模式的に例示したように、（Ｎ−１）組のアンテナペアである。

図１１には、代表例として、ＲＲＨ３２−１のアンテナ３２１−１と、ＲＲＨ３２−Ｎのアンテナ３２１−Ｎと、のペアが図示されており、他のアンテナペアの図示は省略されている。

ＣＢＢＵ３１は、ＤＬ信号送信部３１１−ｉ、ＵＬ信号受信部３１２−ｉ、ＣＡＬ信号送信部３１３−ｉ、ＣＡＬ信号受信部３１４−ｉ、スイッチ（ＳＷ）３１５−ｉ及び３１６−ｉ、並びに、チャネル（ＣＨ）推定値補正部３１７−ｉを備えてよい。これらの各部は、ＲＲＨ３２−ｉの台数Ｎに対応してＮセットだけ設けられてよい。また、ＣＢＢＵ３１は、ＧＰ制御部３１８、キャリブレーション係数算出部３１９、及び、記憶部３２０を備えてよい。

ＤＬ信号送信部３１１−ｉは、例示的に、ＲＲＨ３２−ｉを通じてＵＥ５宛に送信するＤＬ信号を送信処理してスイッチ３１５−ｉへ出力する。ＤＬ信号の送信処理には、例示的に、送信信号の符号化及び変調や、プリコーディング送信やビームフォーミング送信のための重み付け制御が含まれてよい。

ＵＬ信号受信部３１２−ｉは、例示的に、ＲＲＨ３２−ｉにて受信されてスイッチ３１６−ｉから入力されたＵＬ信号を受信処理する。ＵＬ信号の受信処理には、ＵＬ信号の復調及び復号が含まれてよい。また、ＵＬのＲＳを用いたチャネル推定処理が含まれてよい。

ＣＡＬ信号送信部３１３−ｉは、例示的に、ＲＲＨ３２−ｉから他のＲＲＨ３２−ｊへ送信するＣＡＬ信号を生成してスイッチ３１５−ｉへ出力する。なお、ｊは、１〜Ｎのいずれかであってｊ≠ｉを満たす整数である。ＣＡＬ信号送信部３１３−ｉは、第１及び第２のＳＳのうちの第１のＳＳのＧＰにおいて既定の信号の一例であるＣＡＬ信号を送信する送信部の一例である。

ＣＡＬ信号受信部３１４−ｉは、例示的に、ＲＲＨ３２−ｉで受信されスイッチ３１６−ｉから入力されたＣＡＬ信号を受信して処理する。ＣＡＬ信号の受信処理には、例示的に、受信したＣＡＬ信号を基に、ＲＲＨ３２−ｉと当該ＣＡＬ信号の送信元である他のＲＲＨ３２−ｊとの間のチャネル推定値を求める処理が含まれてよい。得られたチャネル推定値は、例示的に、キャリブレーション係数の算出のために、ＣＡＬ係数算出部３１９に与えられてよい。

スイッチ３１５−ｉは、例示的に、ＤＬ信号送信部３１１−ｉから入力される信号と、ＣＡＬ信号送信部３１３−ｉから入力されるＣＡＬ信号と、のいずれかを選択的にＲＲＨ３２−ｉのＲＦ送信回路３２１−ｉへ出力する。

スイッチ３１６−ｉは、ＲＲＨ３２−ｉのＲＦ受信回路３２２−ｉから入力される信号を、ＵＬ信号受信部３１２−ｉとＣＡＬ信号受信部３１４−ｉとのいずれかに選択的に出力する。

スイッチ３１５−ｉ及び３１６−ｉの出力切替は、例示的に、ＧＰ制御部３１８によって制御されてよい。

チャネル推定値補正部３１７−ｉは、例示的に、ＵＬ信号受信部３１２−ｉで算出されたＵＬのチャネル推定値を、ＣＡＬ係数算出部３１９で算出されたキャリブレーション係数によって補正する。

補正されたＵＬのチャネル推定値は、ＤＬのチャネル推定値と同等であるとみなして、例示的に、ＤＬ信号送信部３１１−ｉに与えられて、プリコーディング送信やビームフォーミング送信のための重み付け制御に用いられてよい。

ＧＰ制御部３１８は、例示的に、ＵＥ５とのＴＤＤにおいて、第１のＧＰ長のＳＳコンフィギュレーションと、第２のＧＰ長のＳＳコンフィギュレーションと、を選択的に適用する。別言すると、ＧＰ制御部３１８は、第１のＧＰを有する第１のＳＳと、第２のＧＰを有する第２のＳＳと、を選択的に適用する。

また、ＧＰ制御部３１８は、例示的に、第１及び第２のＳＳコンフィギュレーションの一方又は双方の適用タイミングに関する情報を生成する。例えば、ＧＰ制御部３１８は、第１のＧＰ長のＳＳコンフィギュレーションを適用するタイミング情報、及び、第２のＧＰ長のＳＳコンフィギュレーションを適用するタイミング情報の一方又は双方を生成してよい。

第１のＧＰ長は、例示的に、第２のＧＰ長よりも長くてよい。ＧＰ制御部３１８は、ＧＰ長が長い第１のＧＰにＣＡＬリソースを設定してよい。

タイミング情報は、便宜的に、ＧＰ情報又はＧＰ制御情報と称してよく、例示的に、無線フレームにおける時間区間を示す情報であってよい。時間区間は、スロット単位で区別されてもよいし、サブフレーム単位で区別されてもよい。

例えば、第１のＧＰ長のＳＳコンフィギュレーションを適用するタイミング情報は、第１の時間区間に相当するＳＳのタイミングを示す情報であってよい。第２のＧＰ長のＳＳコンフィギュレーションを適用するタイミング情報は、第２の時間区間に相当するＳＳのタイミングを示す情報であってよい。

ＧＰ制御情報に基づいて、ＤＬ信号送信部３１１−ｉ、ＵＬ信号受信部３１２−ｉ、ＣＡＬ信号送信部３１３−ｉ、及び、ＣＡＬ信号受信部３１４−ｉの送信タイミング又は受信タイミングが制御されてよい。

ＤＬ信号送信部３１１−ｉ、ＵＬ信号受信部３１２−ｉ、ＣＡＬ信号送信部３１３−ｉ、及び、ＣＡＬ信号受信部３１４−ｉは、通信部のエレメントと捉えてよい。ＤＬ信号送信部３１１−ｉは、第１及び第２のＳＳの選択的な適用タイミングに関する情報をＵＥ５に通知する通知部の一例と捉えてもよい。

なお、ＵＥ５に通知するタイミング情報は、第１のＳＳのタイミング情報及び第２のＳＳのタイミング情報の一方でもよいし双方でもよい。第１のＳＳのタイミング情報及び第２のＳＳのタイミング情報の少なくとも一方をＵＥ５に通知すれば、ＴＤＤフレームの時間軸における周期性を基に、ＵＥ５は、他方のタイミング情報を特定することが可能である。

ＣＡＬ係数算出部３１９は、例示的に、異なるＲＲＨ３２−ｉ及びＲＲＨ３２−ｊのペアの間で送受信したＣＡＬ信号を基に推定された双方向のチャネル推定値を比較して、キャリブレーション係数を算出する。

なお、図１１には、代表例として、ＲＲＨ３２−１とＲＲＨ３２−Ｎとの間の双方向のチャネル推定値が得られることが示されている。図１１には、図示を省略しているが、（Ｎ−１）組のＲＲＨペアのそれぞれについて、双方向のチャネル推定値が得られる。得られたキャリブレーション係数は、例示的に、チャネル推定値補正部３１７−ｉに与えられてよい。

チャネル推定値補正部３１７−ｉ及びＣＡＬ係数算出部３１９は、ＣＡＬ信号によってｅＮＢ３においてペアを成すアンテナ間のチャネル特性をキャリブレーションするキャリブレータの一例と捉えてよい。

記憶部３２０は、例示的に、図８及び図９に例示した各コンフィギュレーションのデータを記憶してよい。ＧＰ制御部３１８は、記憶部３２０に記憶されたコンフィギュレーションデータを基に、適用するＵＬ−ＤＬコンフィギュレーション及びＳＳコンフィギュレーションを決定してよい。

なお、ＣＡＬ係数算出部３１９によるＣＡＬ係数の算出に関わるチャネル推定値や算出されたキャリブレーション係数が、記憶部３２０に記憶されてもよい。また、記憶部３２０には、ｅＮＢ３の動作を実現するためのプログラムやデータが記憶されてもよい。

記憶部３２０には、例示的に、ＲＡＭ（random access memory）、ＲＯＭ（read only memory）等の半導体メモリや、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）等が適用されてよい。

上述した送信部３１１−ｉ及び３１３−ｉ、受信部３１２−ｉ及び３１４−ｉ、ＣＨ推定値補正部３１７−ｉ、ＧＰ制御部３１８、並びに、ＣＡＬ係数算出部３１９の全部又は一部は、演算処理能力を備えたハードウェア回路を用いて実現されてよい。

演算処理能力を備えたハードウェア回路の一例は、ＣＰＵ（central processing unit）やＤＳＰ（digital signal processor）、ＭＰＵ（micro processing unit）、ＩＣ（integrated circuit）、ＦＰＧＡ（field-programmable gate array）等である。演算処理能力を備えたハードウェア回路は、「コンピュータ」と称してもよい。

コンピュータが、記憶部３２０に記憶されたプログラム（「ソフトウェア」又は「アプリケーション」と称してもよい）やデータを読み取って動作することで、ｅＮＢ３としての各種機能が具現されてよい。

プログラムやデータは、例えばフレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−ＲＷ，ＭＯ，ＤＶＤ、ブルーレイディスク、ポータブルハードディスク、ＵＳＢメモリ等のコンピュータ読取可能な記録媒体に記録された形態で提供されてよい。また、プログラムやデータは、サーバ等から通信回線を介してｅＮＢ３に提供（例えばダウンロード）されてもよい。

（ＵＥ５の構成例）
次に、図１２を参照して、一実施形態に係るＵＥ５の構成例について説明する。
図１２に示すように、ＵＥ５は、例示的に、アンテナ５１、ＲＦ受信回路（Ｒｘ）５２、ＤＬ信号受信部５３、ＵＬ信号送信部５４、ＲＦ送信回路（Ｔｘ）５５、ＧＰ制御部５６、及び、記憶部５７を備えてよい。

アンテナ５１は、ｅＮＢ３が送信したＤＬのＲＦ信号を受信し、また、ｅＮＢ３宛のＵＬのＲＦ信号を送信する。

ＲＦ受信回路５２は、例示的に、アンテナ５１で受信されたＤＬのＲＦ信号をベースバンド信号にダウンコンバートして受信処理する。受信ＲＦ信号は、例えばＬＮＡによって適宜に増幅されてよい。

ＤＬ信号受信部５３は、ＲＦ受信回路５２から入力されたＤＬの受信ベースバンド信号を受信処理する。ＤＬの受信処理には、例示的に、ＤＬ信号の復調及び復号やＤＬのチャネル推定が含まれてよい。

ＤＬのチャネル推定は、例えば、ＤＬのＲＳやパイロット信号を基に行なわれてよい。また、ＤＬ信号の復調及び復号結果には、例示的に、ＤＬの制御信号が含まれてよい。ＤＬの制御信号に、既述のＧＰ制御情報が含まれてよい。したがって、ＤＬ信号受信部５３は、ｅＮＢ３が選択的に適用する第１及び第２のＳＳの適用タイミングに関する情報を受信する受信部の一例である。

ＵＬ信号送信部５４は、例示的に、ｅＮＢ３宛に送信するＵＬ信号の送信処理を行なう。ＵＬ信号には、ＵＬのＲＳやパイロット信号が含まれてよい。また、ＵＬ信号の送信処理には、例示的に、ＵＬ信号の符号化及び変調が含まれてよい。

ＲＦ送信回路５５は、例示的に、ＵＬ信号送信部５４から入力されたＵＬ信号をＲＦ信号にアップコンバートしてアンテナ５１へ出力する。送信ＲＦ信号は、例えばＨＰＡによって目標の送信電力に増幅されてよい。

ＧＰ制御部５６は、例示的に、ＤＬ信号受信部５３の受信処理によって得られたＤＬの制御信号からＧＰ制御情報を抽出する。当該ＧＰ制御情報を基に、ＤＬ信号受信部５３及びＵＬ信号送信部５４の受信タイミング又は送信タイミングがＧＰ制御部５６によって制御されてよい。

例えば、ＧＰ制御部５６は、ＧＰ制御情報を基に識別される、第１のＳＳのＧＰ及び第２のＳＳのＧＰを除いた時間帯において、ＵＬの送信又はＤＬの受信を行なうようにＤＬ信号受信部５３及びＵＬ信号送信部５４を制御してよい。

したがって、ＤＬ信号受信部５３及びＵＬ信号送信部５４は、ＧＰ制御情報を基に識別される、第１のＳＳのＧＰ及び第２のＳＳのＧＰを除いた時間帯において、ＵＬの送信又はＤＬの受信を行なう通信部の一例と捉えてもよい。

記憶部５７は、例示的に、図８及び図９に例示した各コンフィギュレーションのデータを記憶してよい。ＧＰ制御部５６は、例えば、ｅＮＢ３から受信したＧＰ制御情報を基に、記憶部５７に記憶されたコンフィギュレーションデータを参照することで、第１及び第２のＳＳの適用タイミングに関する情報を特定、識別することが可能である。

なお、ｅＮＢから受信したＧＰ制御情報が、記憶部５７に記憶されてもよい。また、記憶部５７には、ＵＥ５の動作を実現するためのプログラムやデータが記憶されてもよい。

記憶部５７には、例示的に、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の半導体メモリや、ＨＤＤ、ＳＳＤ等が適用されてよい。

上述したＤＬ信号受信部５３、ＵＬ信号送信部５４、及び、ＧＰ制御部５６の全部又は一部は、演算処理能力を備えたハードウェア回路を用いて実現されてよい。演算処理能力を備えたハードウェア回路の一例は、ＣＰＵやＤＳＰ、ＭＰＵ、ＩＣ、ＦＰＧＡ等である。演算処理能力を備えたハードウェア回路は、「コンピュータ」と称してもよい。

コンピュータが、記憶部５７に記憶されたプログラムやデータを読み取って動作することで、ＵＥ５としての各種機能が具現されてよい。

プログラムやデータは、例えばフレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−ＲＷ，ＭＯ，ＤＶＤ、ブルーレイディスク、ポータブルハードディスク、ＵＳＢメモリ等のコンピュータ読取可能な記録媒体に記録された形態で提供されてよい。また、プログラムやデータは、サーバ等から通信回線を介してＵＥ５に提供（例えばダウンロード）されてもよい。

（動作例）
以下、上述した無線通信システム１におけるＲＦ回路キャリブレーションを含む動作例について、図１３〜図１５を参照して説明する。図１３は、無線通信システム１の動作例を示すシーケンス図であり、図１４は、ｅＮＢ３の動作例を示すフローチャートであり、図１５は、ＵＥ５の動作例を示すフローチャートである。

図１３に例示するように、ｅＮＢ３は、ＵＥ５宛にＧＰ制御情報を送信して通知する（処理Ｐ１１）。ＧＰ制御情報は、非限定的な一例として、ＵＥ５宛にシステム情報を送信するタイミングで送信されてよい。

例えば図１４に示すように、ｅＮＢ３は、システム情報の送信タイミング（例示的に、８０ｍｓ周期）が到来したか否かを監視する（処理Ｐ３１）。

システム情報の送信タイミングが到来すると（処理Ｐ３１でＹＥＳ）、ｅＮＢ３は、例えばＧＰ制御部３１８によって、ＧＰ制御情報を生成してＵＥ５宛に送信する（処理Ｐ３２）。ＧＰ制御情報は、ＲＲＨ３２−ｉのいずれかに接続しているＵＥ５に個別のＤＬ制御信号に含められてよい。

システム情報の送信タイミングが到来していなければ（処理Ｐ３１でＮＯ）、ｅＮＢ３は、ＧＰ制御情報の送信処理は行なわずに、後述する処理Ｐ３３へ処理を移行してよい。

なお、ＧＰ制御情報は、ＲＲＨ３２−ｉによって提供される無線エリアに報知する報知信号に含められてもよい。また、ＧＰ制御情報は、いずれのＲＲＨ３２−ｉから送信されてもよい。２以上のＲＲＨ３２−ｉからＧＰ制御情報が送信されてもよい。図１３には、非限定的な一例として、ＲＲＨ３２−１からＧＰ制御情報が送信される例が示されている。

ＵＥ５は、ＧＰ制御情報を受信することにより、第１の時間区間に相当する第１のＳＳの適用タイミングＴ１と、第２の時間区間に相当する第２のＳＳの適用タイミングＴ２と、を認識できる。

例示的に、第１のＳＳにおけるＧＰ長は、第２の時間区間に相当する第２のＳＳにおけるＧＰ長よりも長くてよい。

第１のＳＳにおいて、（第１の）ＤｗＰＴＳ又は（第１の）ＵｐＰＴＳよりもＧＰが占める割合は大きくてよい。第２のＳＳにおいて、（第２の）ＤｗＰＴＳ又は（第２の）ＵｐＰＴＳよりもＧＰが占める割合は小さくてよい。

非限定的な一例として、第１のＳＳは、図９に例示したＳＳコンフィギュレーション番号「０」又は「５」のコンフィギュレーションであってよく、第２のＳＳは、ＳＳコンフィギュレーション番号「１」〜「４」及び「６」〜「９」のいずれかであってよい。

ＵＥ５は、例えば図１５に示すように、ｅＮＢ３に接続した後（処理Ｐ５１）、ｅＮＢ３からのシステム情報の受信タイミングが到来したか否かを監視する（処理Ｐ５２）。

システム情報の受信タイミングが到来すれば（処理Ｐ５２でＹＥＳ）、ＵＥ５は、例えばＧＰ制御部５６によってＤＬ信号受信部５３の受信処理を制御して、ＤＬの制御信号を受信することで、ＤＬの制御信号に含まれるＧＰ制御情報を受信する（処理Ｐ５３）。

システム情報の受信タイミングが到来していなければ（処理Ｐ５２でＮＯ）、ＵＥ５は、ＧＰ制御情報の受信処理は行なわずに、後述する処理Ｐ５４へ処理を移行してよい。

ｅＮＢ３は、図１４に例示するように、第１の時間区間の適用タイミングが到来したか否かを監視する（処理Ｐ３３）。

第１の時間区間の適用タイミングが到来すれば（処理Ｐ３３でＹＥＳ）、ｅＮＢ３は、第１の時間区間に相当するＳＳにおけるＤｗＰＴＳにおいてＤＬ信号を生成、送信してよい（処理Ｐ３４、図１３の処理Ｐ１２）。

図９に例示したＳＳコンフィギュレーション＝「５」を例にすれば、「Ｄ」で表示された、シンボル番号「０」〜「２」の３シンボル分の時間帯において、ＤＬ信号が送信されてよい。なお、ＤＬ信号は、データ信号であってよい。

その後、第１の時間区間に相当するＳＳのＧＰにおいて、ＣＡＬ信号を他のＲＲＨ３２−ｊ（例えば、ｊ＝Ｎ）と送受信して、キャリブレーション係数を算出してよい（処理Ｐ３５〜Ｐ３７、図１３の処理Ｐ１３〜Ｐ１５）。ＣＡＬ信号の送受信及びキャリブレーション係数の算出は、ＲＦ回路キャリブレーションの対象であるアンテナペアの数だけ繰り返し実施されてよい。

キャリブレーション係数の算出後、ｅＮＢ３は、第１の時間区間に相当するＳＳにおける第１のＵｐＰＴＳで、ＵＥ５が送信したＵＬ信号を受信、復調してよい（処理Ｐ３８、図１３の処理Ｐ１６）。

図９に例示したＳＳコンフィギュレーション＝「５」を例にすれば、「Ｕ」で表示された、シンボル番号「１２」及び「１３」の２シンボル分の時間帯において、ＵＬ信号がＵＥ５によって送信されてよい。

その後、ｅＮＢ３は、処理Ｐ３１へ処理を移行してよい。なお、図１４の処理Ｐ３３において第１の時間区間の適用タイミングが到来していない場合（ＮＯ）、ｅＮＢ３は、第２の時間区間の適用タイミングが到来したか否かを監視してよい（処理Ｐ３９）。

第２の時間区間の適用タイミングが到来すれば（処理Ｐ３９でＹＥＳ）、ｅＮＢ３は、第２の時間区間に相当するＳＳにおけるＤｗＰＴＳにおいてＤＬ信号を生成、送信してよい（処理Ｐ４０、図１３の処理Ｐ１７）。また、ｅＮＢ３は、第２の時間区間に相当するＳＳにおけるＵｐＰＴＳで、ＵＥ５が送信したＵＬ信号を受信、復調してよい（処理Ｐ４１、図１３の処理Ｐ１８）。

その後、ｅＮＢ３は、処理Ｐ３１へ処理を移行してよい。なお、図１４の処理Ｐ３９において、第２の時間区間の適用タイミングが到来していない場合も、ｅＮＢ３は、処理Ｐ３１へ処理を移行してよい。

一方、ＧＰ制御情報をｅＮＢ３から受信した後のＵＥ５の動作例に着目すると、図１５に例示するように、ＵＥ５は、ＧＰ制御情報によって認識した第１の時間区間の適用タイミングが到来したか否かを監視する（処理Ｐ５４）。

第１の時間区間の適用タイミングが到来すれば（処理Ｐ５４でＹＥＳ）、ＵＥ５は、第１の時間区間に相当するＳＳのＤｗＰＴＳにおいて、ＤＬ信号を受信、復調してよい（処理Ｐ５５、図１３の処理Ｐ１２）。

また、ＵＥ５は、第１の時間区間に相当するＳＳのＵｐＰＴＳにおいて、ＵＬ信号を生成して送信してよい（処理Ｐ５６、図１３の処理１６）。その後、ＵＥ５は、処理Ｐ５１へ処理を移行してよい。なお、処理Ｐ５４において第１の時間区間の適用タイミングが到来していない場合（ＮＯ）、ＵＥ５は、第２の時間区間の適用タイミングが到来したか否かを監視してよい（処理Ｐ５７）。

第２の時間区間の適用タイミングが到来すれば（処理Ｐ５７でＹＥＳ）、ＵＥ５は、第２の時間区間のＳＳにおけるＤｗＰＴＳにおいてＤＬ信号を受信、復調してよい（処理Ｐ５８、図１３の処理Ｐ１７）。

また、ＵＥ５は、第２の時間区間に相当するＳＳにおけるＵｐＰＴＳにおいて、ＵＬ信号を生成して送信してよい（処理Ｐ５９、図１３の処理Ｐ１８）。その後、ＵＥ５は、処理Ｐ５１へ処理を移行してよい。なお、処理Ｐ５７において、第２の時間区間の適用タイミングが到来していない場合も、ＵＥ５は、処理Ｐ５１へ処理を移行してよい。

要するに、ＵＥ５は、ｅＮＢ３から受信したタイミング情報を基に識別される、第１のＳＳのＧＰ及び第２のＳＳのＧＰを除いた時間帯において、ＵＬの送信又はＤＬの受信を行なってよい。

以上のように、上述した実施形態によれば、ＴＤＤの無線通信システム１において、基地局３によるＣＡＬ信号のような既定の信号の送信と、無線リソースの利用効率低下の抑制と、の両立を図ることができる。例えば、通常のセルラー通信のためのリソースの消費を最小限に抑えながら、大規模アンテナシステム用のＣＡＬ信号の送受信が可能になる。

（その他）
上述した実施形態では、基地局３がＧＰにおいて送信する既定の信号の一例として、ＲＦ回路キャリブレーションのためのＣＡＬ信号を挙げたが、他の用途の信号であってもよい。他の用途の信号は、非端末向けの信号でよい。

例えば、既定の信号は、キャリブレーション以外にも、ＲＲＨ間の何らかの物理的なバラツキを測定し、補正を行なうための信号であってもよい。例えば、ＲＲＨ毎のローカル発振器に起因した、キャリア周波数のバラツキを測定して補正することが考えられる。

例示的に、キャリブレーションと同様に、ＲＲＨのペア（例えば、ＲＲＨ＃１及び＃２）を形成して、ＲＲＨ＃１からＲＲＨ＃２に対して既定の信号を、或る近接したタイミング（例えば、時間差ΔＴ）で２回送信する。ＲＲＨ＃２は、それぞれの受信信号を用いてチャネル推定を行ない、ΔＴにおけるチャネル推定値の位相変化を調べることにより、ＲＲＨ＃１−ＲＲＨ＃２間の周波数差を推定することができる。

１ 無線通信システム
３ 基地局（ｅＮＢ）
３１ 集中ベースバンド処理装置（ＣＢＢＵ）
３１１−１〜３１１−Ｎ ＤＬ信号送信部
３１２−１〜３１２−Ｎ ＵＬ信号受信部
３１３−１〜３１３−Ｎ ＣＡＬ信号送信部
３１４−１〜３１４−Ｎ ＣＡＬ信号受信部
３１５−１〜３１５−Ｎ，３１６−１〜３１６−Ｎ スイッチ（ＳＷ）
３１７−１〜３１７−Ｎ チャネル（ＣＨ）推定値補正部
３１８ ＧＰ制御部
３１９ キャリブレーション（ＣＡＬ）係数算出部
３２０ 記憶部
３２−１〜３２−Ｎ 無線装置（ＲＲＨ）
３２１−１〜３２１−Ｎ ＲＦ送信回路（Ｔｘ）
３２２−１〜３２２−Ｎ ＲＦ受信回路（Ｒｘ）
３２３−１〜３２３−Ｎ アンテナ
５ 端末（ＵＥ）
５１ アンテナ
５２ ＲＦ受信回路（Ｒｘ）
５３ ＤＬ信号受信部
５４ ＵＬ信号送信部
５５ ＲＦ送信回路（Ｔｘ）
５６ ＧＰ制御部
５７ 記憶部
３００ 無線エリア（マクロセル）
３１０ 無線エリア（スモールセル）

Claims (10)

1. 端末と、
   前記端末との時分割複信において、第１のガードピリオドを有する第１の時間区間と、第２のガードピリオドを有する第２の時間区間と、を選択的に適用する基地局と、を備え、
   前記基地局は、
   前記第１の時間区間と前記第２の時間区間とを選択的に適用するタイミングに関する情報を前記端末に通知し、
   前記第１のガードピリオドにおいて既定の信号を送信する、
   無線通信システム。
2. 前記既定の信号は、前記基地局に備えられた複数のアンテナのいずれかのペアの間で伝送される非端末向けの試験信号である、請求項１に記載の無線通信システム。
3. 前記基地局は、
   前記試験信号によって前記ペアを成すアンテナ間のチャネル特性をキャリブレーションする、請求項２に記載の無線通信システム。
4. 前記第１のガードピリオドは、前記第２のガードピリオドよりも長い、請求項１〜３のいずれか１項に記載の無線通信システム。
5. 前記端末は、前記適用タイミングに関する情報を基に識別される、前記第１及び第２のガードピリオドを除いた時間帯において、送信又は受信を行なう、請求項１〜４のいずれか１項に記載の無線通信システム。
6. 端末との時分割複信において、第１のガードピリオドを有する第１の時間区間と、第２のガードピリオドを有する第２の時間区間と、を選択的に適用する制御部と、
   前記第１の時間区間と前記第２の時間区間とを選択的に適用するタイミングに関する情報を前記端末に通知し、前記第１のガードピリオドにおいて既定の信号を送信する通信部と、
   を備えた、基地局。
7. 前記基地局は、複数のアンテナを備え、
   前記通信部は、前記既定の信号として、前記複数のアンテナのいずれかのペアの間で伝送する非端末向けの試験信号を生成する、請求項６に記載の基地局。
8. 前記試験信号によって前記アンテナのペアの間のチャネル特性をキャリブレーションするキャリブレータを備えた、請求項７に記載の基地局。
9. 前記第１のガードピリオドは、前記第２のガードピリオドよりも長い、請求項６〜８のいずれか１項に記載の基地局。
10. 前記通信部は、
    前記第１及び第２のガードピリオドを除いた時間帯において前記端末と通信する、請求項６〜９のいずれか１項に記載の基地局。

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