WO2012018113A1 - 無線基地局および無線通信方法 - Google Patents

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義三 佐藤
政明 中田
信昭 ▲高▼松
雅浩 八木
博己 藤田
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    • H04W88/00—Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/08—Access point devices

Definitions

  • the present invention relates to a radio base station and a radio communication method, and more specifically to a radio base station and a radio communication method for estimating a transmission path based on a reference signal.
  • a wireless terminal transmits a reference signal to a wireless base station.
  • the radio base station estimates the state of the transmission path based on the received reference signal, and forms the antenna directivity of the downlink user data based on the estimated transmission path state.
  • the method of transmitting the reference signal includes a method in which the wireless terminal transmits a DRS (Demodulation Reference Signal) embedded in the uplink user data, and a method in which the wireless terminal uses SRS (uplink part) in the switching subframe UpPTS (uplink part). Sounding Reference Signal (Sounding Reference Signal).
  • DRS Demodulation Reference Signal
  • SRS uplink part
  • UpPTS uplink part
  • Sounding Reference Signal Sounding Reference Signal
  • the time from when a radio base station determines radio resources for transmitting downlink user data until the radio base station actually transmits downlink user data using the radio resources is determined.
  • a radio base station determines at least a part of any downlink subframe as a first resource for transmitting downlink user data to a radio terminal, and performs switching subframes. At least part of the uplink part in the frame or part of the uplink subframe is determined as a second resource for the wireless terminal to periodically transmit the first reference signal, and either uplink A resource determination unit that determines, as a third resource for the wireless terminal to transmit uplink user data including the second reference signal for a predetermined period, at least part of the subframe, and a determined third resource
  • An uplink user including a resource notification unit for notifying a wireless terminal and a second reference signal from the wireless terminal through a third resource
  • the resource notification unit forms an antenna directivity based on the estimated state of the transmission path, and transmits a control message for notifying the wireless terminal of the second resource determined
  • a wireless communication method determines at least a part of any downlink subframe as a first resource for transmitting downlink user data to a wireless terminal, and performs switching. At least part of the uplink part in the subframe or part of the uplink subframe is determined as a second resource for the wireless terminal to periodically transmit the first reference signal, The wireless terminal determines at least a part of the ring subframe as a third resource for transmitting uplink user data including the second reference signal for a predetermined period, and the determined third resource is wireless Notifying the terminal, and receiving uplink user data including the second reference signal from the wireless terminal through the third resource.
  • the notifying step forms a directivity of the antenna based on the estimated state of the transmission path, and transmits a control message for notifying the wireless terminal of the second resource determined through the first resource.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a wireless communication system according to an embodiment.
  • this wireless communication system is an LTE (Long Term Evolution) communication system, and a plurality of wireless base stations A, B, and C are connected to their own stations indicated by circles in the figure. Communicate with wireless terminals in the zone.
  • the plurality of radio base stations A, B, and C receive uplink signals at the same timing and transmit downlink signals.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating the radio base station according to the embodiment.
  • this radio base station 1 includes a plurality of antennas 2 and 3, a transmission unit 4, a reception unit 5, a downlink user data management unit 6, and uplink user data.
  • a management unit 10, an SRS management unit 13, a resource determination unit 7, a resource notification unit 8, a transmission path state estimation unit 9, and a network communication unit 11 are provided.
  • the transmission unit 4 transmits control signals such as downlink user data and RRC (Radio Resource Control) connection reset message, uplink user data / downlink user data allocation message to the radio terminal through the plurality of antennas 2 and 3. Send.
  • the transmission unit 4 forms the directivity of the plurality of antennas 2 and 3 based on the state of the transmission path for each subcarrier estimated by the transmission path state estimation unit 9 and transmits downlink user data.
  • the transmission unit 4 performs adaptive array transmission processing (weight processing) on the downlink user data according to the state of the transmission path, and forms the directivity of the antennas 2 and 3.
  • the beam forming that directs the beam (the part that strongly receives / transmits the signal) to the desired communication partner and the direction of the undesired signal source or the direction in which interference is not desired
  • null steering that directs the null (the part that hardly receives / transmits the signal).
  • the receiving unit 5 receives a control signal including uplink user data, an SRS, an RRC connection reconfiguration completion message, and the like from the wireless terminal through the plurality of antennas 2 and 3.
  • the downlink user data management unit 6 holds downlink user data received from a control center (not shown) through the network communication unit 11.
  • the uplink user data management unit 10 transmits the uplink user data received from the wireless terminal to a control center (not shown) through the network communication unit 11. Further, the uplink user data management unit 10 outputs the DRS included in the received uplink user data to the transmission path state estimation unit 9.
  • the SRS management unit 13 outputs the SRS received from the wireless terminal to the transmission path state estimation unit 9.
  • the resource determination unit 7 periodically transmits the downlink user data to the radio terminal at least in a part of any downlink subframe DL. Determine as “first resource”.
  • the resource determination unit 7 determines a part of the UpPTS (uplink part) in the switching subframe as a “second resource” for the wireless terminal to periodically transmit the SRS.
  • the resource determination unit 7 determines at least a part of any uplink subframe UL as a “third resource” for periodically transmitting uplink user data including DRS for a predetermined period.
  • the resource notifying unit 8 transmits uplink user data / downlink user data allocation information representing the determined first resource and third resource to the wireless terminal.
  • the resource notification unit 8 transmits an RRC connection reconfiguration message representing the determined second resource to the wireless terminal.
  • the resource notification unit 8 receives an RRC connection reconfiguration completion message from the wireless terminal.
  • the transmission path state estimation unit 9 estimates the transmission path state based on SRS or DRS.
  • the network communication unit 11 receives downlink user data from the control center through the network 12.
  • the network communication unit 11 transmits uplink user data through the network 12 to the control center.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating the configuration of the wireless terminal according to the embodiment.
  • the wireless terminal 51 includes a plurality of antennas 52, 53, a transmission unit 54, a reception unit 55, a user data management unit 57, and a sounding signal management unit 58.
  • the receiving unit 55 receives control signals such as downlink user data and an RRC connection reconfiguration message through the plurality of antennas 52 and 53.
  • the transmission unit 54 transmits control signals such as uplink user data and SRS, RRC connection reconfiguration completion message to the radio base station 1 through the plurality of antennas 52 and 53.
  • the user data management unit 56 holds and manages downlink user data received from the radio base station 1 and uplink user data to be transmitted to the radio base station 1.
  • the sounding signal management unit 58 When the sounding signal management unit 58 receives the RRC connection reconfiguration message, the sounding signal management unit 58 allocates radio resources for transmitting the SRS based on the RRC connection reconfiguration message. Thereafter, the sounding signal management unit 58 transmits an RRC connection reconfiguration completion message. The sounding signal management unit 58 transmits the SRS using the assigned radio resource.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of a frame transmitted in the wireless communication system according to the embodiment.
  • the configuration of this frame is a configuration when (Uplink-downlink configuration) in LTE is “1”.
  • one frame is transmitted in a time of 10 ms.
  • One frame is divided into half frames.
  • Each half frame includes a downlink subframe DL, a switching subframe S, two consecutive uplink subframes UL, and a downlink subframe DL in time order.
  • the switching subframe S is composed of DwPTS (Downlink Pilot Timeslot), GP (Guard Period: guard period), and UpPTS (Uplink Pilot Timeslot: also called uplink part).
  • UpPTS is composed of two symbols.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the processing timing of the embodiment.
  • radio base station 1 determines a second resource for periodically transmitting SRS in radio terminal 51 that is a transmission destination of downlink user data.
  • the wireless terminal 51 determines a third resource for transmitting uplink user data including DRS.
  • the radio base station 1 transmits uplink user data allocation information representing the determined third resource (shown in (1)).
  • the wireless terminal 51 transmits uplink user data including DRS through the notified third resource in the (N-2) th frame (shown in (2)).
  • the wireless base station 1 estimates the state of the transmission path with the wireless terminal 51 based on the DRS received in (2).
  • the wireless base station 1 determines the second resource for periodically transmitting the SRS in the wireless terminal 51 that is the transmission destination of the downlink user data
  • the wireless base station 1 forms the directivity of the plurality of antennas based on the estimated state of the transmission path.
  • an RRC connection re-establishment message (indicating transmission start) representing the determined second resource is transmitted (shown in (5)).
  • the wireless terminal 51 transmits an RRC connection reconfiguration (indicating transmission start) completion message (shown in (9)) to start the SRS transmission section.
  • the radio base station 1 determines a third resource for the radio terminal 51 to transmit uplink user data including DRS, and allocates uplink user data representing the determined third resource Information is transmitted (shown in (3)).
  • the wireless terminal 51 transmits uplink user data including DRS using the notified third resource (shown in (4)).
  • the radio base station 1 determines at least a part of the downlink subframe DL as a first resource for transmitting downlink user data to the radio terminal.
  • the radio base station 1 forms the directivity of the plurality of antennas based on the state of the transmission path estimated based on the DRS received in (4), and transmits the downlink user data through the first resource and the first Downlink user allocation information indicating that downlink resource data is included in the resource is transmitted (shown in (8)).
  • the radio base station 1 determines the third resource for the radio terminal 51 to transmit the uplink user data including the DRS, and allocates the uplink user data representing the determined third resource. Information is transmitted (shown in (6)).
  • the wireless terminal 51 transmits uplink user data including DRS using the notified third resource (shown in (7)).
  • the radio base station 1 determines at least a part of the downlink subframe DL as a first resource for transmitting downlink user data to the radio terminal.
  • the radio base station 1 forms the directivity of the plurality of antennas based on the state of the transmission path estimated based on the DRS received in (4), and transmits the downlink user data through the first resource and the first Downlink user allocation information indicating that downlink resource data is included in the resource is transmitted (shown in (8)).
  • the wireless terminal 51 transmits an RRC connection reconfiguration completion message (shown in (9)).
  • the radio base station 1 determines the radio terminal 51 and the radio terminal 51 based on the DRS received in (7) The state of the transmission line between is estimated.
  • the radio base station 1 forms directivity of a plurality of antennas based on the estimated state of the transmission path, and transmits downlink user data (shown in (10)).
  • the wireless terminal 51 transmits SRS through UpPTS (shown in (11)).
  • the radio base station 1 estimates the state of the transmission path with the radio terminal 51 based on the received SRS.
  • the radio base station 1 forms directivities of a plurality of antennas based on the estimated transmission path state, and the downlink user data is included in the first resource through the first resource. Is transmitted (shown in (12)).
  • SRS transmission (11) by the wireless terminal 51 and downlink user data transmission (12) based on SRS by the wireless base station 1 are repeated.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating an operation procedure of the wireless communication system according to the embodiment.
  • the resource determination unit 7 of the radio base station 1 transmits at least a part of the UL of any uplink subframe, so that the radio terminal 51 transmits uplink user data including DRS.
  • the third resource is determined (step S101).
  • the resource determination unit 7 of the radio base station 1 determines any resource in the UpPTS of the switching subframe S as a second resource for the radio terminal 51 to periodically transmit SRS (step S102). ).
  • the resource notification unit 8 of the radio base station 1 transmits uplink user data allocation information representing the determined third resource as shown in (1) of FIG. 5 (step S103).
  • the user data management unit 57 of the wireless terminal 51 receives the uplink user data allocation information representing the third resource (step S104).
  • the user data management unit 57 of the wireless terminal 51 transmits uplink user data including DRS using the third resource notified in step S104 (step S105). .
  • the uplink user data management unit 10 of the radio base station 1 receives the uplink user data including the DRS (Step S106).
  • the transmission path state estimation unit 9 of the wireless base station 1 estimates the state of the transmission path with the wireless terminal 51 based on the DRS received in step S106.
  • the resource notification unit 8 of the radio base station 1 forms the directivities of the plurality of antennas 2 and 3 based on the estimated transmission path state, and determines the determined second as shown in (5) of FIG.
  • An RRC connection reset message representing the resource is transmitted (step S107).
  • the sounding signal management unit 58 of the wireless terminal 51 receives the RRC connection reset message (step S108).
  • the user data management unit 57 of the wireless terminal 51 transmits the uplink user data including the DRS using the third resource notified in step S104 (step S109). .
  • the uplink user data management unit 10 of the radio base station 1 receives the uplink user data including the DRS (Step S110).
  • the resource determination unit 7 of the radio base station 1 determines at least a part of any downlink subframe DL as a first resource for transmitting downlink user data to the radio terminal 51.
  • the transmitter 4 of the radio base station 1 forms the directivity of the plurality of antennas 2 and 3 based on the state of the transmission path estimated based on the DRS received in step S106, and is shown by (8) in FIG.
  • the downlink user data and downlink user data allocation information indicating that the downlink resource data is included in the first resource are transmitted through the first resource (step S111).
  • the receiving unit 55 of the wireless terminal 51 receives downlink user data and downlink user data allocation information through the plurality of antennas 52 and 53 (step S112).
  • the sounding signal management unit 58 of the wireless terminal 51 transmits an RRC connection reconfiguration completion message (step S113).
  • the resource notification unit 8 of the radio base station 1 receives the RRC connection reconfiguration completion message (step S114).
  • the transmission path state estimation unit 9 of the wireless base station 1 estimates the state of the transmission path with the wireless terminal 51 based on the DRS received in step S110.
  • the transmission unit 4 of the radio base station 1 forms the directivity of the plurality of antennas 2 and 3 based on the estimated transmission path state, and transmits downlink user data as indicated by (10) in FIG. (Step S115).
  • the receiving unit 55 of the wireless terminal 51 receives downlink user data through the plurality of antennas 52 and 53 (step S116).
  • the sounding signal management unit 58 of the wireless terminal 51 transmits the SRS using the second resource notified in step S108 (step S117).
  • the SRS management unit 13 of the radio base station 1 receives the SRS (step S118).
  • the transmission path state estimation unit 9 of the wireless base station 1 estimates the state of the transmission path with the wireless terminal 51 based on the SRS received in step S118.
  • the transmitter 4 of the radio base station 1 forms the directivity of the plurality of antennas 2 and 3 based on the estimated transmission path state, and as shown in (12) of FIG. Data allocation information is transmitted (step S119).
  • the receiving unit 55 of the wireless terminal 51 receives downlink user data through the plurality of antennas 52 and 53 (step S120).
  • the radio base station includes the first resource for transmitting downlink user data, the second resource for receiving SRS, and the uplink including DRS.
  • a third resource for receiving user data is determined, and a control message (RRC connection reconfiguration completion message) representing the second resource is transmitted to the wireless terminal.
  • the radio base station estimates the transmission path state using the DRS included in the received uplink user data as a sounding signal, and forms the directivity of a plurality of antennas based on the estimated transmission path state, Send a control message to the wireless terminal. Therefore, occurrence of transmission / reception errors of the control message can be suppressed.
  • the radio base station uses the received SRS as a sounding signal for estimating the transmission path state.
  • the radio base station uses DRS for transmitting control data necessary for transmitting SRS, while using SRS for transmitting user data.
  • DRS digital versatile radio Service
  • FIG. 7 is a diagram for explaining the processing timing of the modified example of the embodiment.
  • the process shown in FIG. 7 is different from that shown in FIG. 5 as follows.
  • the radio base station 1 determines the first resource every time before transmitting downlink user data, but in FIG. 7, the radio base station 1 periodically transmits the same first user data to the downlink user data.
  • the first resource is first determined once and transmitted to the wireless terminal 51.
  • the radio base station 1 includes a first resource that periodically transmits downlink user data after a predetermined downlink subframe DL (that is, with a half frame as a period), and a downlink user.
  • the second resource that periodically transmits the SRS (half frame period) and the downlink user data transmission destination wireless terminal 51 periodically transmits the uplink user data including the DRS. Therefore, a third resource to be transmitted is determined (shown in (1)) for a predetermined period (that is, only twice with a half frame as a cycle). Then, the radio base station 1 transmits uplink user data / downlink user data allocation information representing the determined first resource and third resource (shown in (2)).
  • FIG. 8 is a flowchart showing an operation procedure of the wireless communication system according to the modification of the embodiment.
  • the procedure shown in FIG. 8 is different from the operation procedure of FIG. 6 as follows.
  • the resource determination unit 7 of the radio base station 1 determines the first resource and the second resource (steps S101 and S102), and the resource notification unit 8 of the radio base station 1 determines the third resource
  • uplink user data allocation information representing resources is transmitted (step S103)
  • the resource determination unit 7 of the radio base station 1 determines the first resource, the second resource, and the third resource
  • the resource notification unit 8 of the radio base station 1 transmits uplink user data / downlink user data allocation information representing the determined first resource and third resource (step S203).
  • the resource determination unit 7 of the radio base station 1 first determines the first resource only once, and periodically transmits the downlink user data through the first resource.
  • the radio base station determines the third resource for receiving the uplink user data including the DRS, and notifies the determined third resource to the radio terminal.
  • the present invention is not limited to this. Not what you want. If the radio base station has already received the uplink user data from the radio terminal, the DRS included in the uplink user data can be used for the estimation of the transmission path state. There is no need to decide.
  • the resource determination unit determines a part of the UpPTS (uplink part) in the switching subframe as the second resource for the wireless terminal to periodically transmit the SRS, but the present invention is limited to this. It is not a thing.
  • the resource determination unit may determine all of the UpPTS in the switching subframe as a second resource for the wireless terminal to periodically transmit SRS.
  • the resource determination unit determines a part (for example, the last symbol) in the switching subframe or the uplink subframe as a second resource for the wireless terminal to periodically transmit the SRS. Also good.
  • the present invention can be applied to a radio base station that estimates a transmission path based on a reference signal.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Radio Transmission System (AREA)

Abstract

　リソース決定部（７）は、切替サブフレーム内のアップリンクパートの少なくとも一部を、無線端末がＳＲＳを送信するための第２のリソースとして決定し、いずれかのアップリングサブフレーム内の少なくとも一部を、該無線端末が、ＤＲＳを含む上りユーザデータを所定の期間送信するための第３のリソースとして決定する。伝送路状態推定部（９）は、第３のリソースの決定後、上りユーザデータに含まれるＤＲＳに基づいて無線端末との間の伝送路の状態を推定する。リソース通知部（８）は、推定した伝送路の状態に基づいてアンテナの指向性を形成して、決定した第２のリソースを無線端末に通知するための制御メッセージを送信する。

Description

無線基地局および無線通信方法
　この発明は、無線基地局および無線通信方法に関し、より特定的には、レファレンス信号に基づいて伝送路を推定する無線基地局および無線通信方法に関する。
　３ＧＰＰ（3rd　Generation　Partnership　Project）にて仕様が策定されているＬＴＥ方式などの無線通信システムでは、無線端末が無線基地局へレファレンス信号を送信する。無線基地局は、受信したレファレンス信号に基づいて伝送路の状態を推定し、その推定した伝送路の状態に基づいて下りユーザデータのアンテナの指向性を形成する。
　レファレンス信号を送信する方法には、無線端末が上りユーザデータに埋め込まれるＤＲＳ（Demodulation　Reference　Signal：復調レファレンス信号）を送信する方法と、無線端末が切替サブフレームのＵｐＰＴＳ（アップリンクパート）でＳＲＳ（Sounding　Reference　Signal：サウンディングレファレンス信号）を送信する方法とがある。
特開２００９－２５３９１０号公報
　レファレンス信号としてＤＲＳを送信する方法では、無線基地局が下りユーザデータを送信する無線リソースを決定してから、無線基地局が実際にその無線リソースを用いて下りユーザデータを送信するまでの時間が短いという利点がある。しかしながら、すべての無線端末において、上りユーザデータの送信に使用できる貴重な無線リソースをＤＲＳの送信のためだけに使用してしまう場合があり、無線リソースを浪費するという問題がある。
　一方、レファレンス信号としてＳＲＳを送信する方法では、ＳＲＳを上りユーザデータに埋め込んで送信しないので、無線リソースの浪費を回避できる。しかしながら、無線端末がＳＲＳを送信するためには、最初に、無線基地局から無線端末に対して、ＳＲＳの送信命令／停止命令のための制御メッセージを送信する必要がある。すなわち、無線基地局が送信した制御メッセージを無線端末が受信したことに応答して、無線端末からＳＲＳが送信される。そのため、無線基地局側では、制御メッセージを送信する段階では未だ伝送路の状態を推定できておらず、その結果、該制御メッセージの送信にスマートアンテナ技術を適用できないという問題がある。これにより、ダウンリンクでユーザ間の干渉が大きいという環境では、制御メッセージの送受信にエラーが発生してしまう可能性が生じる。
　本発明のある局面に従えば、無線基地局は、いずれかのダウンリンクサブフレーム内の少なくとも一部を、無線端末への下りユーザデータを送信するための第１のリソースとして決定し、切替サブフレーム内のアップリンクパートの少なくとも一部、またはアップリンクサブフレームの一部を、無線端末が第１のレファレンス信号を周期的に送信するための第２のリソースとして決定し、いずれかのアップリングサブフレーム内の少なくとも一部を、無線端末が、第２のレファレンス信号を含む上りユーザデータを所定の期間送信するための第３のリソースとして決定するリソース決定部と、決定した第３のリソースを無線端末に通知するリソース通知部と、無線端末から第３のリソースを通じて第２のレファレンス信号を含む上りユーザデータを受信すると、受信した上りユーザデータに含まれる第２のレファレンス信号に基づいて無線端末との間の伝送路の状態を推定する伝送路状態推定部とを備える。リソース通知部は、推定した伝送路の状態に基づいてアンテナの指向性を形成して、第１のリソースを通じて決定した第２のリソースを無線端末に通知するための制御メッセージを送信する。
　本発明の別の局面に従えば、無線通信方法は、いずれかのダウンリンクサブフレーム内の少なくとも一部を、無線端末への下りユーザデータを送信するための第１のリソースとして決定し、切替サブフレーム内のアップリンクパートの少なくとも一部、またはアップリンクサブフレームの一部を、無線端末が第１のレファレンス信号を周期的に送信するための第２のリソースとして決定し、いずれかのアップリングサブフレーム内の少なくとも一部を、無線端末が、第２のレファレンス信号を含む上りユーザデータを所定の期間送信するための第３のリソースとして決定するステップと、決定した第３のリソースを無線端末に通知するステップと、無線端末から第３のリソースを通じて第２のレファレンス信号を含む上りユーザデータを受信すると、受信した上りユーザデータに含まれる第２のレファレンス信号に基づいて無線端末との間の伝送路の状態を推定するステップとを備える。通知するステップは、推定した伝送路の状態に基づいてアンテナの指向性を形成して、第１のリソースを通じて決定した第２のリソースを無線端末に通知するための制御メッセージを送信する。
実施の形態の無線通信システムの構成を表わす図である。 実施の形態の無線基地局を表わす図である。 実施の形態の無線端末の構成を表わす図である。 実施の形態に無線通信システムで伝送されるフレームの構成を表わす図である。 実施の形態のタイミングを説明するための図である。 実施の形態の無線通信システムの動作手順を表わすフローチャートである。 実施の形態の変形例の処理タイミングを説明するための図である。 実施の形態の変形例の無線通信システムの動作手順を表わすフローチャートである。
　以下、実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当する部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
　（無線通信システムの構成）
　図１は、実施の形態の無線通信システムの構成を表わす図である。
　図１を参照して、この無線通信システムは、ＬＴＥ（Long　Term　Evolution）方式の通信システムであって、複数の無線基地局Ａ，Ｂ，Ｃが、それぞれ図中の円で示される自局のゾーン内の無線端末と通信する。これらの複数の無線基地局Ａ，Ｂ，Ｃは同一のタイミングで上りの信号を受信し、下りの信号を送信する。
　（無線基地局の構成）
　図２は、実施の形態の無線基地局を表わす図である。
　図２を参照して、この無線基地局１は、この無線基地局１は、複数のアンテナ２，３と、送信部４と、受信部５と、下りユーザデータ管理部６と、上りユーザデータ管理部１０と、ＳＲＳ管理部１３と、リソース決定部７と、リソース通知部８と、伝送路状態推定部９と、ネットワーク通信部１１とを備える。
　送信部４は、複数のアンテナ２，３を通じて、下りユーザデータ、およびＲＲＣ（Radio　Resource　Control：無線リソース管理）接続再設定メッセージ、上りユーザデータ／下りユーザデータ割当メッセージなどの制御信号を無線端末へ送信する。送信部４は、伝送路状態推定部９で推定したサブキャリアごとの伝送路の状態に基づいて、複数のアンテナ２，３の指向性を形成して、下りユーザデータを送信する。たとえば、送信部４は、伝送路の状態に応じて、下りユーザデータをアダプティブアレイ送信処理（重み処理）して、アンテナ２，３の指向性を形成する。ここで、アンテナの指向性を形成することには、所望の通信相手にビーム（信号を強く受信／送信する部分）を向けるビームフォーミングと、所望しない信号源の方向または干渉を与えたくない方向にヌル（信号をほとんど受信／送信しない部分）を向けるヌルステアリングとが含まれる。
　受信部５は、複数のアンテナ２，３を通じて、無線端末から上りユーザデータ、およびＳＲＳ、ＲＲＣ接続再設定完了メッセージなどを含む制御信号を受信する。
　下りユーザデータ管理部６は、ネットワーク通信部１１を通じて、図示しない制御センターから受信した下りユーザデータを保持する。
　上りユーザデータ管理部１０は、無線端末から受信した上りユーザデータをネットワーク通信部１１を通じて、図示しない制御センターへ送信する。また、上りユーザデータ管理部１０は、受信した上りユーザデータに含まれるＤＲＳを伝送路状態推定部９に出力する。
　ＳＲＳ管理部１３は、無線端末から受信したＳＲＳを伝送路状態推定部９に出力する。
　リソース決定部７は、下りユーザデータ管理部６が下りユーザデータを受けると、いずれかのダウンリンクサブフレームＤＬ内の少なくとも一部を、無線端末への下りユーザデータを周期的に送信するための「第１のリソース」として決定する。リソース決定部７は、切替サブフレーム内のＵｐＰＴＳ（アップリンクパート）の一部を無線端末がＳＲＳを周期的に送信するための「第２のリソース」として決定する。リソース決定部７は、いずれかのアップリンクサブフレームＵＬ内の少なくとも一部を、ＤＲＳを含む上りユーザデータを所定の期間周期的に送信するための「第３のリソース」として決定する。
　リソース通知部８は、決定した第１のリソースおよび第３のリソースを表わす上りユーザデータ／下りユーザデータ割当情報を無線端末に送信する。リソース通知部８は、決定した第２のリソースを表わすＲＲＣ接続再設定メッセージを無線端末へ送信する。リソース通知部８は、無線端末からＲＲＣ接続再設定完了メッセージを受信する。
　伝送路状態推定部９は、ＳＲＳまたはＤＲＳに基づいて伝送路状態を推定する。
　ネットワーク通信部１１は、制御センターからネットワーク１２を通じて下りユーザデータを受信する。ネットワーク通信部１１は、制御センターへネットワーク１２を通じて上りユーザデータを送信する。
　（無線端末の構成）
　図３は、実施の形態の無線端末の構成を表わす図である。
　図３を参照して、この無線端末５１は、複数のアンテナ５２，５３と、送信部５４と、受信部５５と、ユーザデータ管理部５７と、サウンディング信号管理部５８とを備える。
　受信部５５は、複数のアンテナ５２，５３を通じて、下りユーザデータ、およびＲＲＣ接続再設定メッセージなどの制御信号を受信する。
　送信部５４は、複数のアンテナ５２，５３を通じて、無線基地局１へ上りユーザデータ、およびＳＲＳ、ＲＲＣ接続再設定完了メッセージなどの制御信号を送信する。
　ユーザデータ管理部５６は、無線基地局１から受信した下りユーザデータおよび無線基地局１へ送信する上りユーザデータを保持し、管理する。
　サウンディング信号管理部５８は、ＲＲＣ接続再設定メッセージを受信すると、ＲＲＣ接続再設定メッセージに基づいて、ＳＲＳを送信する無線リソースを割当てる。その後、サウンディング信号管理部５８は、ＲＲＣ接続再設定完了メッセージを送信する。サウンディング信号管理部５８は、割当てた無線リソースによってＳＲＳを送信する。
　（フレームの構成）
　図４は、実施の形態の無線通信システムで伝送されるフレームの構成を表わす図である。
　図４を参照して、このフレームの構成は、ＬＴＥにおける（Uplink-downlink　configuration）が「１」のときの構成である。
　図４に示すように、１フレームは、１０ｍｓの時間で伝送される。１フレームは、ハーフフレームに分割される。各ハーフフレームは、時間順に、ダウンリンクサブフレームＤＬ、切替サブフレームＳ、２つの連続するアップリンクサブフレームＵＬ、ダウンリンクサブフレームＤＬで構成される。
　ここで、切替サブフレームＳは、ＤｗＰＴＳ（Downlink　Pilot　Timeslot）と、ＧＰ（Guard　Period：ガード期間）と、ＵｐＰＴＳ（Uplink　Pilot　Timeslot：アップリンクパートとも呼ぶ）で構成される。ＵｐＰＴＳは、２シンボルで構成される。
　（処理タイミング）
　図５は、実施の形態の処理タイミングを説明するための図である。
　図５を参照して、まず、第（Ｎ－３）フレームにおいて、無線基地局１は、下りユーザデータの送信先の無線端末５１において、ＳＲＳを周期的に送信する第２のリソースを決定するとともに、該無線端末５１において、ＤＲＳを含む上りユーザデータを送信するための第３のリソースを決定する。無線基地局１は、決定した第３のリソースを表わす上りユーザデータ割当情報を送信する（（１）に示す）。
　無線端末５１は、第（Ｎ－２）フレームにおいて、通知された第３のリソースを通じてＤＲＳを含む上りユーザデータを送信する（（２）に示す）。
　無線基地局１は、（２）で受信したＤＲＳに基づいて、無線端末５１との間の伝送路の状態を推定する。無線基地局１は、下りユーザデータの送信先の無線端末５１において、ＳＲＳを周期的に送信する第２のリソースを決定すると、推定した伝送路の状態に基づいて複数のアンテナの指向性を形成して、決定した第２のリソースを表わすＲＲＣ接続再設定（送信開始を表わす）メッセージを送信する（（５）に示す）。なお、無線端末５１がＲＲＣ接続再設定（送信開始を表わす）完了メッセージを送信する（（９）に示す）ことにより、ＳＲＳ送信区間が開始される。
　第（Ｎ－２）フレームにおいて、無線基地局１は、無線端末５１がＤＲＳを含む上りユーザデータを送信するための第３のリソースを決定し、決定した第３のリソースを表わす上りユーザデータ割当情報を送信する（（３）に示す）。無線端末５１は、通知された第３のリソースでＤＲＳを含む上りユーザデータを送信する（（４）に示す）。
　無線基地局１は、ダウンリンクサブフレームＤＬ内の少なくとも一部を、無線端末への下りユーザデータを送信するための第１のリソースとして決定する。無線基地局１は、（４）で受信したＤＲＳに基づいて推定した伝送路の状態に基づいて複数のアンテナの指向性を形成して、第１のリソースを通じて下りユーザデータ、およびこの第１のリソースに下りユーザデータが含まれることを表わす下りユーザ割当情報を送信する（（８）に示す）。
　第（Ｎ－１）フレームにおいて、無線基地局１は、無線端末５１がＤＲＳを含む上りユーザデータを送信するための第３のリソースを決定し、決定した第３のリソースを表わす上りユーザデータ割当情報を送信する（（６）に示す）。無線端末５１は、通知された第３のリソースでＤＲＳを含む上りユーザデータを送信する（（７）に示す）。
　無線基地局１は、ダウンリンクサブフレームＤＬ内の少なくとも一部を、無線端末への下りユーザデータを送信するための第１のリソースとして決定する。無線基地局１は、（４）で受信したＤＲＳに基づいて推定した伝送路の状態に基づいて複数のアンテナの指向性を形成して、第１のリソースを通じて下りユーザデータ、およびこの第１のリソースに下りユーザデータが含まれることを表わす下りユーザ割当情報を送信する（（８）に示す）。無線端末５１は、ＲＲＣ接続再設定完了メッセージを送信する（（９）に示す）。
　第（Ｎ－１）フレームの最後のサブフレームと第Ｎフレームの先頭から１番目および２番目のサブフレームにおいて、無線基地局１は、（７）で受信したＤＲＳに基づいて、無線端末５１との間の伝送路の状態を推定する。無線基地局１は、推定した伝送路の状態に基づいて複数のアンテナの指向性を形成して、下りユーザデータを送信する（（１０）に示す）。
　第Ｎフレームにおいて、無線端末５１は、ＳＲＳをＵｐＰＴＳを通じて送信する（（１１）に示す）。無線基地局１は、受信したＳＲＳに基づいて、無線端末５１との間の伝送路の状態を推定する。無線基地局１は、推定した伝送路の状態に基づいて複数のアンテナの指向性を形成して、第１のリソースを通じて、下りユーザデータ、およびこの第１のリソースに下りユーザデータが含まれることを表わす下りユーザ割当情報を送信する（（１２）に示す）。ＳＲＳ送信区間では、この無線端末５１によるＳＲＳの送信（１１）と、無線基地局１によるＳＲＳに基づく下りユーザデータの送信（１２）とが繰り返される。
　（動作手順）
　図６は、実施の形態の無線通信システムの動作手順を表わすフローチャートである。
　図６を参照して、まず、無線基地局１のリソース決定部７は、いずれかのアップリングサブフレームのＵＬ内の少なくとも一部を、無線端末５１がＤＲＳを含む上りユーザデータを送信するための第３のリソースに決定する（ステップＳ１０１）。さらに、無線基地局１のリソース決定部７は、切替サブフレームＳのＵｐＰＴＳ内のいずれかのリソースを、無線端末５１がＳＲＳを周期的に送信するための第２のリソースに決定する（ステップＳ１０２）。
　次に、無線基地局１のリソース通知部８は、図５の（１）で示すように、決定した第３のリソースを表わす上りユーザデータ割当情報を送信する（ステップＳ１０３）。
　次に、無線端末５１のユーザデータ管理部５７は、第３のリソースを表わす上りユーザデータ割当情報を受信する（ステップＳ１０４）。
　次に、無線端末５１のユーザデータ管理部５７は、図５の（２）で示すように、ステップＳ１０４で通知された第３のリソースによって、ＤＲＳを含む上りユーザデータを送信する（ステップＳ１０５）。
　次に、無線基地局１の上りユーザデータ管理部１０は、ＤＲＳを含む上りユーザデータを受信する（ステップＳ１０６）。
　次に、無線基地局１の伝送路状態推定部９は、ステップＳ１０６で受信したＤＲＳに基づいて、無線端末５１との間の伝送路の状態を推定する。無線基地局１のリソース通知部８は、推定した伝送路の状態に基づいて複数のアンテナ２，３の指向性を形成して、図５の（５）で示すように、決定した第２のリソースを表わすＲＲＣ接続再設定メッセージを送信する（ステップＳ１０７）。
　次に、無線端末５１のサウンディング信号管理部５８は、ＲＲＣ接続再設定メッセージを受信する（ステップＳ１０８）。
　次に、無線端末５１のユーザデータ管理部５７は、図５の（７）で示すように、ステップＳ１０４で通知された第３のリソースによって、ＤＲＳを含む上りユーザデータを送信する（ステップＳ１０９）。
　次に、無線基地局１の上りユーザデータ管理部１０は、ＤＲＳを含む上りユーザデータを受信する（ステップＳ１１０）。
　次に、無線基地局１のリソース決定部７は、いずれかのダウンリンクサブフレームＤＬ内の少なくとも一部を、無線端末５１への下りユーザデータを送信するための第１のリソースとして決定する。無線基地局１の送信部４は、ステップＳ１０６で受信したＤＲＳに基づいて推定した伝送路の状態に基づいて複数のアンテナ２，３の指向性を形成して、図５の（８）で示すように、第１のリソースを通じて、下りユーザデータ、およびこの第１のリソースに下りユーザデータが含まれることを表わす下りユーザデータ割当情報を送信する（ステップＳ１１１）。
　次に、無線端末５１の受信部５５は、複数のアンテナ５２，５３を通じて、下りユーザデータおよび下りユーザデータ割当情報を受信する（ステップＳ１１２）。
　次に、無線端末５１のサウンディング信号管理部５８は、図５の（９）で示すように、ＲＲＣ接続再設定完了メッセージを送信する（ステップＳ１１３）。
　次に、無線基地局１のリソース通知部８は、ＲＲＣ接続再設定完了メッセージを受信する（ステップＳ１１４）。
　次に、無線基地局１の伝送路状態推定部９は、ステップＳ１１０で受信したＤＲＳに基づいて、無線端末５１との間の伝送路の状態を推定する。無線基地局１の送信部４は、推定した伝送路の状態に基づいて複数のアンテナ２，３の指向性を形成して、図５の（１０）で示すように、下りユーザデータを送信する（ステップＳ１１５）。
　次に、無線端末５１の受信部５５は、複数のアンテナ５２，５３を通じて、下りユーザデータを受信する（ステップＳ１１６）。
　次に、無線端末５１のサウンディング信号管理部５８は、図５の（１１）で示すように、ステップＳ１０８で通知された第２のリソースによってＳＲＳを送信する（ステップＳ１１７）。
　次に、無線基地局１のＳＲＳ管理部１３は、ＳＲＳを受信する（ステップＳ１１８）。
　次に、無線基地局１の伝送路状態推定部９は、ステップＳ１１８で受信したＳＲＳに基づいて、無線端末５１との間の伝送路の状態を推定する。無線基地局１の送信部４は、推定した伝送路の状態に基づいて複数のアンテナ２，３の指向性を形成して、図５の（１２）で示すように、下りユーザデータおよび下りユーザデータ割当情報を送信する（ステップＳ１１９）。
　次に、無線端末５１の受信部５５は、複数のアンテナ５２，５３を通じて、下りユーザデータを受信する（ステップＳ１２０）。
　以上のように、実施の形態の無線通信システムによれば、無線基地局は、下りユーザデータを送信するための第１のリソース、ＳＲＳを受信するための第２のリソース、およびＤＲＳを含む上りユーザデータを受信するための第３のリソースを決定するとともに、第２のリソースを表わす制御メッセージ（ＲＲＣ接続再設定完了メッセージ）を無線端末に送信する。このとき、無線基地局は、受信した上りユーザデータに含まれるＤＲＳをサウンディング信号として用いて伝送路状態を推定し、その推定した伝送路状態に基づいて複数のアンテナの指向性を形成して、制御メッセージを無線端末に送信する。したがって、当該制御メッセージの送受信エラーの発生を抑制することができる。
　なお、無線基地局がＳＲＳを受信してからは、無線基地局は、受信したＳＲＳを伝送路状態を推定するためのサウンディング信号として用いる。
　このように、無線基地局は、ＳＲＳの送信に必要な制御メッセージの送信にはＤＲＳを利用する一方で、ユーザデータの送信にはＳＲＳを利用する。この結果、ＬＴＥ方式の無線通信システムにおいて、スマートアンテナ技術を効果的に活用することができる。
　［実施形態の変形例］
　図７は、実施の形態の変形例の処理タイミングを説明するための図である。
　図７で示される処理が、図５と相違する点は、以下である。
　図５では、無線基地局１は、下りユーザデータを送信する前ごとに、第１のリソースを決定したが、図７では、無線基地局１は、下りユーザデータを周期的に同一の第１のリソースを用いて送信することとし、最初に一度だけこの第１のリソースを決定して、無線端末５１へ送信する。
　すなわち、図７に示すように、無線基地局１は、所定のダウンリンクサブフレームＤＬ以降において下りユーザデータを周期的に（つまり、ハーフフレームを周期として）送信する第１のリソースと、下りユーザデータの送信先の無線端末５１において、ＳＲＳを周期的に（ハーフフレームを周期として）送信する第２のリソースと、下りユーザデータの送信先の無線端末５１において、ＤＲＳを含む上りユーザデータを周期的に所定の期間（つまり、ハーフフレームを周期として２回だけ）送信する第３のリソースとを決定する（（１）に示す）。そして、無線基地局１は、これらの決定した第１のリソースおよび第３のリソースを表わす上りユーザデータ／下りユーザデータ割当情報を送信する（（２）に示す）。
　図７におけるその他の処理は、図５のものと同じである。
　（動作手順）
　図８は、実施形態の変形例の無線通信システムの動作手順を表わすフローチャートである。
　図８で示される手順は、図６の動作手順と相違する点は、以下である。
　図６では、無線基地局１のリソース決定部７が、第１のリソースおよび第２のリソースを決定し（ステップＳ１０１，１０２）、無線基地局１のリソース通知部８が、決定した第３のリソースを表わす上りユーザデータ割当情報を送信したが（ステップＳ１０３）、図８では、無線基地局１のリソース決定部７が、第１のリソース、第２のリソースおよび第３のリソースを決定し（ステップ２０１，２０２）、無線基地局１のリソース通知部８が、決定した第１のリソースおよび第３のリソースを表わす上りユーザデータ／下りユーザデータ割当情報を送信する（ステップＳ２０３）。なお、無線基地局１のリソース決定部７は、最初に一度だけ第１のリソースを決定し、この第１のリソースを通じて、周期的に下りユーザデータを送信する。
　（変形例）
　本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、たとえば以下のような変形例も含む。
　（１）　ＤＲＳ
　実施の形態では、無線基地局が、ＤＲＳを含む上りユーザデータを受信するための第３のリソースを決定し、その決定した第３のリソースを無線端末に通知することとしたが、これに限定するものではない。無線基地局が、すでにその無線端末から上りユーザデータを受信している場合には、その上りユーザデータに含まれるＤＲＳを伝送路状態の推定に用いることができるので、新たに第３のリソースを決定する必要はない。
　（２）　ＳＲＳ
　実施の形態では、リソース決定部は、切替サブフレーム内のＵｐＰＴＳ（アップリンクパート）の一部を無線端末がＳＲＳを周期的に送信するための第２のリソースとして決定したが、これに限定するものではない。
　たとえば、リソース決定部は、切替サブフレーム内のＵｐＰＴＳの全部を無線端末がＳＲＳを周期的に送信するための第２のリソースとして決定することとしてもよい。
　また、リソース決定部は、切替サブフレーム内の、またはアップリンクサブフレームの一部（たとえば、最後のシンボル）を無線端末がＳＲＳを周期的に送信するための第２のリソースとして決定することとしてもよい。
　今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
　この発明は、レファレンス信号に基づいて伝送路を推定する無線基地局に適用することができる。
　１　無線基地局、２，３，５２，５３　アンテナ、４，５４　送信部、５，５５　受信部、６，５７　ユーザデータ管理部、７　リソース決定部、８　リソース通知部、９　伝送路状態推定部、１０　ユーザデータ管理部、１１　ネットワーク通信部、１２　ネットワーク、１３　ＳＲＳ管理部、５１　無線端末、５８　サウンディング信号管理部。

Claims (7)

  1. 　いずれかのダウンリンクサブフレーム内の少なくとも一部を、無線端末への下りユーザデータを送信するための第１のリソースとして決定し、切替サブフレーム内のアップリンクパートの少なくとも一部、またはアップリンクサブフレームの一部を、前記無線端末が第１のレファレンス信号を周期的に送信するための第２のリソースとして決定し、いずれかのアップリングサブフレーム内の少なくとも一部を、前記無線端末が、第２のレファレンス信号を含む上りユーザデータを所定の期間送信するための第３のリソースとして決定するリソース決定部と、
    　前記決定した第３のリソースを前記無線端末に通知するリソース通知部と、
    　前記無線端末から前記第３のリソースを通じて前記第２のレファレンス信号を含む上りユーザデータを受信すると、前記受信した上りユーザデータに含まれる前記第２のレファレンス信号に基づいて前記無線端末との間の伝送路の状態を推定する伝送路状態推定部とを備え、
    　前記リソース通知部は、前記推定した伝送路の状態に基づいてアンテナの指向性を形成して、前記第１のリソースを通じて、前記決定した第２のリソースを前記無線端末に通知するための制御メッセージを送信する、無線基地局。
  2. 　前記無線基地局は、ＬＴＥ（Long　Term　Evolution）方式の通信システムにおける無線基地局であり、
    　前記アップリンクパートは、ＵｐＰＴＳ（Uplink　Pilot　Timeslot）である、請求項１に記載の無線基地局。
  3. 　前記リソース決定部は、Uplink-downlink　configurationが「１」のフレーム構成に従って、前記第１のリソース、前記第２のリソース、および前記第３のリソースを決定する、請求項２に記載の無線基地局。
  4. 　前記伝送路状態推定部は、前記無線端末から前記第２のリソースを通じて送信される前記第１のレファレンス信号を受信してからは、前記第１のレファレンス信号に基づいて前記無線端末との間の伝送路の状態を推定し、
    　前記無線基地局は、前記第１のレファレンス信号に基づいて推定した伝送路の状態に基づいて前記アンテナの指向性を形成して、前記第１のリソースを通じて前記下りユーザデータを送信する送信部をさらに備える、請求項１に記載の無線基地局。
  5. 　前記無線基地局は、ＬＴＥ（Long　Term　Evolution）方式の通信システムにおける無線基地局であり、
    　前記アップリンクパートは、ＵｐＰＴＳ（Uplink　Pilot　Timeslot）である、請求項４に記載の無線基地局。
  6. 　前記リソース決定部は、Uplink-downlink　configurationが「１」のフレーム構成に従って、前記第１のリソース、前記第２のリソース、および前記第３のリソースを決定する、請求項５に記載の無線基地局。
  7. 　いずれかのダウンリンクサブフレーム内の少なくとも一部を、無線端末への下りユーザデータを送信するための第１のリソースとして決定し、切替サブフレーム内のアップリンクパートの少なくとも一部、またはアップリンクサブフレームの一部を、前記無線端末が第１のレファレンス信号を周期的に送信するための第２のリソースとして決定し、いずれかのアップリングサブフレーム内の少なくとも一部を、前記無線端末が、第２のレファレンス信号を含む上りユーザデータを所定の期間送信するための第３のリソースとして決定するステップと、
    　前記決定した第３のリソースを前記無線端末に通知するステップと、
    　前記無線端末から前記第３のリソースを通じて前記第２のレファレンス信号を含む上りユーザデータを受信すると、前記受信した上りユーザデータに含まれる前記第２のレファレンス信号に基づいて前記無線端末との間の伝送路の状態を推定するステップとを備え、
    　前記通知するステップは、前記推定した伝送路の状態に基づいてアンテナの指向性を形成して、前記第１のリソースを通じて、前記決定した第２のリソースを前記無線端末に通知するための制御メッセージを送信する、無線通信方法。
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