JP6420467B2 - 無線基地局、ユーザ端末及び無線通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、次世代移動通信システムにおける無線基地局、ユーザ端末、無線通信システム及び無線通信方法に関する。

ＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunications System）ネットワークにおいて、さらなる高速データレート、低遅延などを目的としてロングタームエボリューション（ＬＴＥ：Long Term Evolution）が仕様化された（非特許文献１）。そして、ＬＴＥからのさらなる広帯域化及び高速化を目的として、ＬＴＥアドバンストと呼ばれるＬＴＥの後継システム（ＬＴＥ−Ａとも呼ばれる）が検討され、ＬＴＥ Ｒｅｌ．１０−１２として仕様化されている。

さらに将来の無線通信システム（ＬＴＥ Ｒｅｌ．１３以降）では、下りリンクの無線リソースの割当方式として、従来のＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）に加えて受信側での干渉除去（Interference Cancellation）を前提とする非直交多元接続（ＮＯＭＡ：Non-Orthogonal Multiple Access）を用いることが検討されている。

3GPP TS 36.300 "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) and Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN); Overall description; Stage 2"

ＮＯＭＡでは、複数のユーザ端末に対する下り信号（ＯＦＤＭＡ信号）が同一の無線リソースに重畳される。各下り信号は所定の送信電力比に応じて振幅を補正され、電力領域で多重（電力多重）して送信される。受信側のユーザ端末は、下り信号を逐次干渉キャンセラ（ＳＩＣ：Successive Interference Cancellation）などの信号分離方法で処理することで、他ユーザ端末に対する信号を分離して、自端末に対する信号を抽出することができる。

さらに、ＭＩＭＯ（Multiple-Input Multiple-Output）とＮＯＭＡを組み合わせて利用することで複数レイヤの信号を電力多重することができ、さらなる周波数利用効率の向上を図ることができる。しかしながら、ＮＯＭＡとＭＩＭＯを組み合わせて利用する場合には、従来干渉源とはならなかった、あるＵＥ向けの下り信号が、他のＵＥの干渉信号となる場合がある。この場合、下り信号の受信特性の劣化に伴い、通信品質が低下するという課題がある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、無線基地局が下りＭＩＭＯ信号を電力多重して送信する場合であっても、ユーザ端末の受信特性の劣化を抑制することができる無線基地局、ユーザ端末、無線通信システム及び無線通信方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る無線基地局は、複数ユーザ端末に対する下り信号を重畳して送信する送信部と、前記下り信号に適用するプリコーディング、レイヤ数及び変調方式の少なくとも一つを制御する制御部と、を有し、前記送信部は、所定のユーザ端末に干渉となる他のユーザ端末のレイヤ数に関する情報をＰＤＣＣＨ（Physical Downlink Control Channel）を用いて送信することを特徴とする。

本発明によれば、無線基地局が下りＭＩＭＯ信号を電力多重して送信する場合であっても、ユーザ端末の受信特性の劣化を抑制できる。

ＮＯＭＡの概略説明図である。 無線基地局の構成の一例を示す図である。 ユーザ端末の構成の一例を示す図である。 ＮＯＭＡとＭＩＭＯを組み合わせて利用した場合の課題の説明図である。 本発明の一実施形態に係るＮＯＭＡの説明図である。 本発明の一実施形態に係るユーザ端末の一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る通知情報セットの一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る通知情報セットの一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係るテーブルの一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る無線通信システムの概略構成の一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る無線基地局の全体構成の一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る無線基地局の機能構成の一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係るユーザ端末の全体構成の一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係るユーザ端末の機能構成の一例を示す図である。

図１は、ＮＯＭＡの概略説明図である。図１には、無線基地局ＢＳから複数のユーザ端末ＵＥに下り信号がＮＯＭＡで送信される場合が示されている。

図１では、無線基地局ＢＳ（ｅＮＢ）のカバレッジエリア内において、無線基地局ＢＳの近辺にユーザ端末ＵＥ＃１が位置し、無線基地局ＢＳの遠方にユーザ端末ＵＥ＃２が位置する場合が示されている。ここで、無線基地局ＢＳから送信される下り信号には、ユーザ端末ＵＥ＃１及びユーザ端末ＵＥ＃２への信号が電力多重されている。

無線基地局ＢＳから各ユーザ端末ＵＥ＃１、ＵＥ＃２への下り信号のパスロスは、無線基地局ＢＳからの距離と共に増加する。このため、無線基地局ＢＳから遠いユーザ端末ＵＥ＃２の受信ＳＩＮＲ（Signal to Interference plus Noise Ratio）は、無線基地局ＢＳ近くのユーザ端末ＵＥ＃１の受信ＳＩＮＲよりも低くなる。

ＮＯＭＡでは、チャネルゲイン（例えば、受信ＳＩＮＲ、ＲＳＲＰ（Reference Signal Received Power））やパスロスなどに応じて送信電力を異ならせることで、同一の無線リソースに対して複数のユーザ端末ＵＥの下り信号が非直交多重される。例えば、図１では、ユーザ端末ＵＥ＃１、ＵＥ＃２に対する下り信号が、異なる送信電力で同一の無線リソースに多重される。受信ＳＩＮＲが高いユーザ端末ＵＥ＃１に対する下り信号には相対的に小さな送信電力が割り当てられ、受信ＳＩＮＲが低いユーザ端末ＵＥ＃２に対する下り信号には相対的に大きな送信電力が割り当てられる。

また、ＮＯＭＡでは、例えば、逐次干渉キャンセラ型の信号分離法であるＳＩＣにより、受信信号から干渉信号を除去することで、自端末に対する下り信号が抽出される。この場合、同一無線リソースに非直交多重された下り信号のうち、自端末より送信電力が大きな他端末に対する下り信号が干渉信号になる。このため、自端末より送信電力の大きな他端末に対する下り信号をＳＩＣにより受信信号から除去することで、自端末に対する下り信号を抽出する。

例えば、ユーザ端末ＵＥ＃２に対する下り信号は、ユーザ端末ＵＥ＃１に対する下り信号より大きな送信電力で送信される。このため、無線基地局ＢＳに近いユーザ端末ＵＥ＃１は、自端末に対する下り信号に加えて、同一の無線リソースに非直交多重されたユーザ端末ＵＥ＃２に対する下り信号を干渉信号として受信する。ユーザ端末ＵＥ＃１は、ユーザ端末ＵＥ＃２に対する下り信号をＳＩＣにより除去することで、自端末に対する下り信号を抽出して適切に復号することができる。

一方で、ユーザ端末ＵＥ＃１に対する下り信号は、ユーザ端末ＵＥ＃２に対する下り信号よりも小さな送信電力で送信される。このため、無線基地局ＢＳから遠いユーザ端末ＵＥ＃２は、同一無線リソースに非直交多重されたユーザ端末ＵＥ＃１に対する下り信号による干渉を無視できるため、ＳＩＣによる干渉除去を行うことなく、自端末に対する下り信号を抽出して適切に復号することができる。

図２には、これらのユーザ端末ＵＥ＃１、ＵＥ＃２に対して下り信号を送信する送信機（無線基地局ＢＳ）の構成の一例が記載されている。

本実施の形態に係る無線基地局は、２×２のＭＩＭＯの場合を想定している。ここで、ストリーム＃１、ストリーム＃２は、ＭＩＭＯにおけるレイヤを示す。なお、以下の構成は例示に過ぎずこれ以外の構成でも構わない。例えば、４×４のＭＩＭＯであっても、本実施の形態と同様の効果が得られる構成であれば構わない。

図２に示す無線基地局は、ユーザ端末ＵＥ＃１、ＵＥ＃２について、ストリーム＃１、ストリーム＃２に対するデータを符号化し、変調したのち、プリコーディングウェイトを乗算する。そして、無線基地局は、各ユーザ端末ＵＥ＃１、ＵＥ＃２に対する電力調整後の変調信号を非直交多重し、ＣＲＳと多重する。この多重した信号を複数のアンテナ＃１、アンテナ＃２を介して下り信号として送信する。

図３は、ユーザ端末の構成の一例を示す図である。このユーザ端末（受信機）は、図２で示される無線基地局から送信される電力多重された下り信号（変調信号）を受信する。図３Ａには、自端末への情報を含む電力多重された変調信号から、干渉除去部においてＳＩＣによる干渉除去を行うことで、自端末へのデータ（受信データ）を適切に復号するユーザ端末が記載されている。図３Ｂには、ＳＩＣを行わず、自端末に送信される電力多重された変調信号から、自端末へのデータ（受信データ）を適切に復号するユーザ端末が記載されている。

ここで、図３Ａ、３Ｂは、受信処理に係るユーザ端末の構成を記載したものであり、ユーザ端末はこれ以外にも必要な構成を備える。また、１つのユーザ端末が、図３Ｂに記載のユーザ端末の機能と、図３Ａに記載のユーザ端末の機能を有し、受信する信号に基づいて各機能を実施することができる。

また、本実施の形態においては、図３Ａが、図１のユーザ端末ＵＥ＃１の受信処理に対応する図であり、図３Ｂが、図１のユーザ端末ＵＥ＃２の受信処理に対応する図である。

図３Ａを用いて、干渉除去（ＳＩＣ）を行うユーザ端末ＵＥ＃１について、以下説明する。ユーザ端末ＵＥ＃１は、無線基地局ＢＳ（送信機）から送信された変調信号を受信する。受信した変調信号（受信信号）には、自ユーザ端末（所望ユーザ端末）ＵＥ＃１へ向けた変調信号（以下、ＵＥ＃１の変調信号と記載する）と、他ユーザ端末（干渉ユーザ端末）ＵＥ＃２へ向けた変調信号（以下、ＵＥ＃２の変調信号と記載する）が電力多重されている。

ユーザ端末ＵＥ＃１、ＵＥ＃２は、無線基地局ＢＳからの距離が異なるため、無線基地局が電力多重する場合に、ユーザ端末ＵＥ＃１、ＵＥ＃２の変調信号を異なる（送信）電力比で電力多重する。図１に示すように、変調信号に多重されたユーザ端末ＵＥ＃１への変調信号の送信電力比は、ユーザ端末ＵＥ＃２の変調信号の送信電力比より小さい。したがって、ユーザ端末ＵＥ＃１のデータは電力多重された変調信号を分離せずに処理した場合、復調・復号できない。このため、ユーザ端末ＵＥ＃１が、自ユーザ端末ＵＥ＃１のデータを抽出するためには、電力多重された変調信号から、干渉ユーザ端末ＵＥ＃２の変調信号を取り除く必要がある。

したがって、ユーザ端末ＵＥ＃１は、電力多重された変調信号からユーザ端末ＵＥ＃２の変調信号を推定し、除去することで、自ユーザ端末ＵＥ＃１の変調信号を抽出する。具体的には、ユーザ端末ＵＥ＃１は、受信信号に多重されたＣＲＳを用いてチャネル推定を行う。そして、ＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）部において、多重された変調信号と、チャネル推定の結果と、から、最小二乗法によりユーザ端末ＵＥ＃２の変調信号を求める。さらに、ユーザ端末ＵＥ＃２の変調信号を復調・復号し、干渉レプリカを生成する。

ユーザ端末ＵＥ＃１は、ユーザ端末ＵＥ＃２の変調信号の干渉レプリカを用いて、自ユーザ端末ＵＥ＃１の変調信号を求める。具体的には、ユーザ端末ＵＥ＃１は、干渉除去部で、電力多重された変調信号から干渉レプリカを除去し、干渉レプリカ除去信号を求める。そして、ＭＭＳＥ部において、干渉レプリカ除去信号と、上述したチャネル推定の結果と、から、最小二乗法によりユーザ端末ＵＥ＃１の変調信号を推定する。ユーザ端末ＵＥ＃１は、この変調信号を復調・復号することで、ユーザ端末ＵＥ＃１向けのデータ（受信データ）を取得する。

続いて、図３Ｂを用いて、干渉除去ＳＩＣを行わないユーザ端末ＵＥ＃２について説明する。電力多重された変調信号におけるユーザ端末ＵＥ＃２の送信電力比は、ユーザ端末ＵＥ＃１の送信電力比に比べて大きい。そのため、ユーザ端末ＵＥ＃１の変調信号を除去しなくても、ユーザ端末ＵＥ＃２のデータは復調・復号できる。具体的には、ユーザ端末ＵＥ＃２は、受信信号に多重されたＣＲＳを用いてチャネル推定を行う。そして、ＭＭＳＥ部で、チャネル推定の結果と電力多重された変調信号（受信信号）に基づく最小二乗法によって、電力多重前のユーザ端末ＵＥ＃２の変調信号を推定する。この推定された変調信号を、復調・復号することで、ユーザ端末ＵＥ＃２のデータ（受信データ）を取得する。

これにより、ユーザ端末ＵＥ＃１、ＵＥ＃２は、受信信号、すなわち電力多重された変調信号から、自ユーザ端末向けのデータを抽出することができる。

このように、下りリンクでＮＯＭＡを適用する場合、複数のユーザ端末ＵＥ＃１及びＵＥ＃２の下り信号を同一の無線リソースに送信電力を変えて多重できるので、周波数利用効率を向上させることができる。

一方、例えば、これらの下りリンクにＭＩＭＯを適用する場合には、無線基地局からユーザ端末までの伝搬経路の状態（チャネル状態）等によっては、プリコーディングしてから多重された下り信号における複数のユーザ端末（ＭＩＭＯチャネルを介したプリコーディング乗算後の信号）の電力比が、受信信号毎に異なるものとなるおそれがある。図４には、ＮＯＭＡとＭＩＭＯを組み合わせて利用した場合の課題の説明図を示す。例えば、図４に示すように、ユーザ端末ＵＥ＃１で受信した受信信号では、ユーザ端末ＵＥ＃２の信号の電力比が大きく、ユーザ端末ＵＥ＃２で受信した受信信号では、ユーザ端末ＵＥ＃１の信号の電力比が大きい場合が考えられる。

この場合、ユーザ端末ＵＥ＃１のみがＳＩＣを利用する上述の構成では、ユーザ端末ＵＥ＃２は、データ取得を適切に行えないおそれがある。

図４に示すような場合には、ユーザ端末ＵＥ＃１に加えて、ユーザ端末ＵＥ＃２が自ユーザ端末以外の他のユーザ端末の信号を除去可能な構成でなければ、ユーザ端末ＵＥ＃２は自ユーザ端末の信号を取得できない。

そこで、本発明者らは、電力多重された下り信号について、各ユーザ端末が受信する信号において、各受信信号におけるユーザ端末の電力比が異なる場合であっても、各ユーザ端末が他のユーザ端末の信号を除くことが可能となる構成にすることで、自ユーザ端末向けのデータを取得できることを着想した。具体的には、無線基地局が、所定のユーザ端末に対して、他のユーザ端末の情報を通知する構成とすることで、例えばＳＩＣを用いて、自ユーザ端末の信号を取得できることを着想した。本発明の一実施形態によれば、電力多重された信号の複数のユーザ端末の電力比が、各ユーザ端末の受信信号で異なるものであっても、複数のユーザ端末でＳＩＣを実施可能な構成とすることで、受信特性の劣化を抑制できる。

以下、本発明の一実施形態に係る無線通信方法を詳細に説明する。

本発明の一実施形態においては、ＳＩＣを複数のユーザ端末で行う場合に、両ユーザ端末のＰＭＩ及び／又はＲＩに関する情報を両ユーザ端末に対して通知する。また、ＳＩＣを１つのユーザ端末でのみ行う場合には、ＳＩＣを行うユーザ端末のみに両ユーザ端末のＰＭＩ及び／又はＲＩに関する情報を通知し、ＳＩＣを行わないユーザ端末には、当該ＳＩＣを行わないユーザ端末のＰＭＩ及び／又はＲＩに関する情報のみを通知する。本発明の一実施形態で示すユーザ端末の数や、ＰＭＩ及びＲＩ（ランク情報）は例として示すものであって、これに限られるものではない。後述するように、これ以外に適宜必要な情報を通知する構成としてよい。ここで、ＳＩＣを受信機の一例として挙げたが、他の受信機（最尤検出（ＭＬＤ：Maximum Likelihood Detection））でもよい。

図５は、本発明の一実施形態（以下、本実施の形態とも呼ぶ）に係るＮＯＭＡの説明図である。

図５には、本発明の一実施形態における無線基地局ＢＳ及びユーザ端末ＵＥ＃１、ＵＥ＃２が記載されている。本実施の形態においては、ユーザ端末ＵＥ＃１、ＵＥ＃２が受信する信号において、自ユーザ端末（所望ユーザ端末）の信号よりも他のユーザ端末（干渉ユーザ端末）の信号の方が大きい。したがって、自ユーザ端末の信号を取得するために両ユーザ端末ＵＥ＃１、ＵＥ＃２がＳＩＣを行い、他のユーザ端末の信号を取り除く必要がある。

図６は、本発明の一実施形態に係るユーザ端末の一例を示す図である。図６のユーザ端末は、受信処理に係る構成を記載したものであり、これ以外にも必要な構成を適宜備えてよい。

本発明の一実施形態においては、図６が、図５のユーザ端末ＵＥ＃２の受信処理に対応する図である。ここで、図５のユーザ端末ＵＥ＃１の受信処理は、ユーザ端末ＵＥ＃２の受信処理と同様である。また、図５に示すユーザ端末は、同じ構成を有するユーザ端末であってもよいし、異なる構成を有するユーザ端末であってもよい。図６では、ユーザ端末ＵＥ＃１とＵＥ＃２を代表してユーザ端末ＵＥ＃２の動作を説明する。

図６に示すユーザ端末について以下説明する。従来、無線基地局ＢＳから遠くに配置されるユーザ端末ＵＥ＃２は、ＳＩＣを行うことができる構成ではなかった（図３Ｂ参照）。このため、図６に示すように、電力多重された受信信号において、自ユーザ端末ＵＥ＃２より、他ユーザ端末ＵＥ＃１の電力比が大きい場合、ＳＩＣに必要な情報を取得していないため、ＳＩＣを適用することができず、ユーザ端末ＵＥ＃２は、自ユーザ端末の信号を復元できなかった。

一方、本発明の一実施形態におけるユーザ端末ＵＥ＃２は、他のユーザ端末（ユーザ端末ＵＥ＃１）の情報（例えば、ＰＭＩ、ＲＩ等）を無線基地局から通知されることによって、ＳＩＣを実行可能とする。この時、本発明の一実施形態に係るユーザ端末では、電力多重した受信（変調）信号に対して、ＳＩＣを行うことで、干渉ユーザ端末であるユーザ端末ＵＥ＃１の変調信号を取り除き、所望ユーザ端末であるユーザ端末ＵＥ＃２の変調信号を取得することができる。

このように、本発明の一実施形態においては、複数のユーザ端末の各々でＳＩＣを実施可能な構成とすることによって、図５に示すような場合においても、ユーザ端末は適切に自ユーザ端末の信号を取得できる。つまり、各ユーザ端末が受信する電力多重信号において、自ユーザ端末の電力比に比べて他のユーザ端末の電力比が大きな場合であっても、ユーザ端末が適切に自ユーザ端末の信号を取得することができる。

また、ＳＩＣを適用するユーザ端末数や、ＳＩＣを適用するユーザ端末の選択の方法については、上述した方法に限られない。また、ＳＩＣを適用可能なユーザ端末は固定されてもよいし、状況に応じて適宜変化するものとしてよい。例えば、ＳＩＣを適用可能とするユーザ端末は、チャネル状態（ＣＳＩ）や、ＰＭＩ、ＲＩに応じて、異なるものとしてもよい。また、各ユーザ端末にＳＩＣ受信機が搭載されており、ＳＩＣを適用するかどうかを他のユーザ端末の復号結果に応じて判断してもよい。まず他のユーザ端末の信号を復号してみて、その復号結果が正しいと判断した場合、ＳＩＣを行い、正しくないと判断した場合、ＳＩＣを行わず、受信信号から自分の信号を直接復号する。

（受信信号について）
次に、多重される変調信号について説明する。以下、本発明の一実施形態における受信信号を用いる。ＮＯＭＡにおいて、受信信号ベクトルＹは、例えば以下の式（１）及び式（２）で表される。式（１）はＴＭ（送信モード）３に対応し、式（２）はＴＭ４に対応する。

また、式（１）、式（２）の右辺のＨと括弧内の第１項との乗算は、ユーザ端末ＵＥ＃１のプリコーディングウェイト乗算後の変調信号ベクトルを表し、右辺のＨと括弧内の第２項との乗算は、ユーザ端末ＵＥ＃２のプリコーディングウェイト乗算後の変調信号ベクトルを表す。ここでは、ユーザ端末ＵＥ＃１と、ＵＥ＃２との変調信号が加算された信号ベクトルが、送信機から受信機に向けて送信される。

（無線基地局がユーザ端末に通知する情報について）
続いて、無線基地局がユーザ端末に通知する情報について説明する。上述したように、本発明の一実施形態におけるユーザ端末は、自ユーザ端末の信号を取得するために、情報を必要とする。また、ユーザ端末が電力多重された受信信号の状態に依らず、自ユーザ端末の信号を取得するためには他のユーザ端末の情報も必要となる。

本実施の形態では、無線基地局は、ＰＭＩ（Precoding Matrix Indicator）及び／又はＲＩ（Rank Indicator）をユーザ端末に送信することができる。無線基地局は、これらのＰＭＩやＲＩを下り信号に適用する制御をすることができる。また、無線基地局は、所定のユーザ端末に対して、必要に応じて所定のユーザ端末以外の他のユーザ端末のＰＭＩ及び／又はＲＩの情報を送信することができる。無線基地局は、これらの情報を通知するかについて、例えば、ＴＭ３とＴＭ４のどちらを使用するのか、ユーザ端末におけるＳＩＣの利用の有無、ＰＭＩやＲＩの変更の有無等に応じて、適宜制御してよい。無線基地局は、ＰＭＩ及び／又はＲＩに関する情報と関連付けられたインデックスを送ることで、ＰＭＩ及び／又はＲＩを通知する構成としてもよいし、これらの情報を直接通知する構成としてもよい。また、ＰＭＩ及び／又はＲＩについては、ＰＤＣＣＨ（Physical Downlink Control Channel）を用いて直接通知する構成としてもよい。

なお、無線基地局は、所定のユーザ端末に対して、ＰＤＣＣＨによって、自ユーザ端末の情報と、他のユーザ端末の情報（ＰＭＩ、ＲＩ、ＭＣＳ、Ｐの中の１つ以上）を通知してもよい。また、所定のユーザ端末に対して、ＰＤＣＣＨによって他のユーザ端末の識別情報（ＩＤ情報）を通知してもよい。この場合、自ユーザ端末の情報に加え、所定のユーザ端末がブラインド検出を行うことで、他のユーザ端末の情報（ＰＭＩ、ＲＩ、ＭＣＳ、Ｐの中の１つ以上）を取得することができる。

また、別のユーザ端末のランク数（ＲＩ）を通知可能な構成とすることで、他のユーザ端末のランク数を考慮して下り信号に対して適切に干渉除去することができ、下り信号の受信特性の劣化を抑制できる。このようにすることで、例えば、下りリンクの通信経路の電波状況の変化により、ＮＯＭＡの最適なランクが変化する場合であっても、適切に下り信号のランクを変化させることができる。

無線基地局がユーザ端末に通知する情報は、上述したものに限られない。例えば、他にもＭＣＳ（MCS（Modulation Coding Scheme） index）、Ｐ（Power ratio index）が考えられる。上述したＰＭＩや、ＲＩも含めて、これら４つの情報（パラメータ）の中から適宜選択した情報をユーザ端末に通知する構成としてもよい。これらの情報については、ユーザ端末が自ら保持する情報を用いる場合や、無線基地局から通知された情報を用いる場合が考えられる。

また、ＰＭＩが、ダブルコードブック（ｄｏｕｂｌｅ ｃｏｄｅｂｏｏｋ）である場合、つまり、ＰＭＩが、長周期用（ｌｏｎｇ−ｔｅｒｍ）でワイドバンドに適用されるＰＭＩ１と、短周期用（ｓｈｏｒｔ−ｔｅｒｍ）でサブバンドに適用されるＰＭＩ２との乗算で構成されている場合、以下に示すジョイント符号化を行ってもよい。この場合、例えば、ＰＭＩ１と、他のワイドバンド関連情報（例えば、ＭＣＳ）とをジョイント符号化して通知することにしてもよい。また、ＰＭＩ２と、他のサブバンド関連情報（例えば、電力）をサブバンド毎にジョイント符号化して通知することにしてもよい。

無線基地局が、これらのＭＣＳ、Ｐ、ＰＭＩ、ＲＩの中から情報を選択してユーザ端末に通知する場合には、これらの情報を直接通知してもよいし、これらの情報を間接的に通知してもよい。例えば、無線基地局がＰＭＩ（Precoder）を通知する場合には、コードブックによって決定されたＰＭＩ（Codebook based precoder）を用いてもよいし、コードブックによらないＰＭＩ（Non-codebook Based precoder）を用いてもよい。

無線基地局は、必要に応じて、送信するパラメータについて、ジョイント符号化（Ｊｏｉｎｔ ｅｎｃｏｄｉｎｇ）を適宜用いてもよい。例えば、ＭＣＳ、Ｐ、ＰＭＩ、ＲＩについて、全ての情報をジョイント符号化して送信してもよい。また、これらの中から必要なものを選択して、ジョイント符号化して送信する構成としてもよい。例えば、ＭＣＳ及びＰの情報をジョイント符号化する構成としてもよいし、ＰＭＩ及びＲＩをジョイント符号化する構成としてもよい。

また、無線基地局は、ＤＭＲＳ（DeModulation Reference Signal）を用いて、間接的にＰＭＩを通知してもよい。また、無線基地局は、ＤＭＲＳなどのユーザ端末固有参照信号（UE-specific Reference Signal）を用いてＰＭＩ情報を送信し、ＤＣＩを用いて、ＲＩ情報を送信する構成としてもよい。この場合、無線基地局は、ＰＭＩとＤＭＲＳポートの対応関係をユーザ端末に通知（又は予め保持）しておき、これらの情報を基に、ユーザ端末が判断するようにしてもよい。

（ジョイント符号化について）
図７−９を用いて、本実施の形態におけるジョイント符号化について説明する。図７、図８は、本実施の形態における通知情報セットの一例を示す表であり、図９は、ジョイント符号化用のテーブルの一例を示す表である。ここで、Ｗは、プリコーディングウェイト（プリコーディングマトリックス、ＰＭＩ）を示し、Ｒａｎｋは、ＲＩを示し、ＭＣＳは、変調符号化方式を示し、Ｐは、（送信）電力比を示す。添え字の１、２は、それぞれユーザ端末ＵＥ１（上述のＵＥ＃１に対応）、ＵＥ２（上述のＵＥ＃２に対応）に対応する情報であることを示す。図７、８に記載の各図では、ＳＩＣを適用するユーザ端末の数、適用するＴＭ方式の違いにより、無線基地局が決定するパラメータの種類が異なる。

図７（図７Ａ−７Ｃ）に、２つのユーザ端末ＵＥ１、ＵＥ２と無線基地局とのＮＯＭＡ構成において、無線基地局に近いＵＥ１のみがＳＩＣを行う場合の例を示す。図７Ａ−７Ｃでは、無線基地局の決定するパラメータや、送信モードの違いによって、無線基地局が各ユーザ端末に送信する情報が異なる。以下、図７、８において、○は、無線基地局がユーザ端末に通知する情報であることを示し、×は無線基地局がユーザ端末に通知しなくてもよい情報を示す。

図７Ａ、７Ｂは、ＴＭ４を用いた場合を示し、図７ＣはＴＭ３を用いた場合を示す。

図７Ａでは、無線基地局がＮＯＭＡのためのＭＣＳとＰを決定する場合を示す。この場合ユーザ端末ＵＥ１においては、自ユーザ端末ＵＥ１のＷと、Ｒａｎｋとは既知であるため、無線基地局から通知されなくてもよい。一方、ＳＩＣを行うために必要なＵＥ２の情報Ｗ２、Ｒａｎｋ２、ＭＣＳ２及びＰ２と、無線基地局が決定した自ユーザ端末のＭＣＳ１及びＰ１とについては、無線基地局から通知される必要がある。一方、ＵＥ２については、ＳＩＣを行うことがないため、無線基地局が決定した自ユーザ端末ＵＥ２のパラメータであるＭＣＳ２及びＰ２のみが無線基地局から通知される。

図７Ｂでは、無線基地局がＮＯＭＡのためのＷ、Ｒａｎｋ、ＭＣＳ及びＰを決定する場合を示す。この場合、無線基地局は、ＳＩＣを行うユーザ端末ＵＥ１に、ユーザ端末ＵＥ１及びＵＥ２の全ての情報（Ｗ１、Ｗ２、Ｒａｎｋ１、Ｒａｎｋ２、ＭＣＳ１、ＭＣＳ２、Ｐ１、Ｐ２）を通知する。一方、ユーザ端末ＵＥ２については、図７Ａで示したものと同様、自ユーザ端末ＵＥ２のパラメータであるＭＣＳ２及びＰ２のみが通知される。

図７Ｃは、図７Ｂと同場合であるが、ＭＩＭＯ送信モードはＴＭ３であるため、Ｗはユーザ端末間で共通であって、基地局において決定されるが、ユーザ端末に対する通知は不要である。図７Ｃでは、無線基地局がＮＯＭＡのためのＲａｎｋ、ＭＣＳ及びＰを決定し、Ｗを決定しない場合を示す。この場合、無線基地局は、ＳＩＣを行うユーザ端末ＵＥ１に、自ユーザ端末ＵＥ１及びＵＥ２のＰＭＩ以外の情報（Ｒａｎｋ１、Ｒａｎｋ２、ＭＣＳ１、ＭＣＳ２、Ｐ１、Ｐ２）を通知する。一方、ユーザ端末ＵＥ２については、自ユーザ端末ＵＥ２のパラメータであるＲａｎｋ２、ＭＣＳ２及びＰ２のみが通知される。

このように、ユーザ端末ＵＥ１のみがＳＩＣを行う場合、ユーザ端末ＵＥ１に対しては、必要に応じてＵＥ２の情報を通知する。一方、ユーザ端末ＵＥ２に対しては、ユーザ端末ＵＥ１の情報を通知せず、自ユーザ端末ＵＥ２の必要な情報のみを通知する。また、ＴＭ３を用いる場合にはＷが固定されるため、Ｗの情報はユーザ端末ＵＥ１、ＵＥ２に通知されなくてもよい。

図８（図８Ａ、８Ｂ）に、２つのユーザ端末ＵＥ１とＵＥ２と無線基地局とのＮＯＭＡ構成において、ユーザ端末ＵＥ１及びＵＥ２がＳＩＣを行う場合の例を示す。図８Ａ、８Ｂでは、無線基地局が決定するパラメータ、送信モードの違いによって、無線基地局が各ユーザ端末に送信する情報が異なる。

図８Ａは、両ユーザ端末がＳＩＣを行う場合で無線基地局がＮＯＭＡのためのＭＣＳとＰを決定する場合を示す。ここでは、無線基地局はユーザ端末ＵＥ１とＵＥ２の両方に、ＭＣＳ１、ＭＣＳ２、Ｐ１、Ｐ２の情報を送信する。また、Ｗ及びＲａｎｋについては、それぞれのユーザ端末ＵＥ１、ＵＥ２は、自ユーザ端末のＷ及びＲａｎｋについて保持する情報を利用する。そのため、別の端末ＵＥ２、ＵＥ１のＷ及びＲａｎｋを、無線基地局から通知されればよい。

図８Ｂでは、無線基地局がユーザ端末ＵＥ１、ＵＥ２の両方にユーザ端末ＵＥ１、ＵＥ２の全ての情報（Ｗ１、Ｗ２、Ｒａｎｋ１、Ｒａｎｋ２、ＭＣＳ１、ＭＣＳ２、Ｐ１、Ｐ２）を通知する。この場合、ＭＣＳ１、ＭＣＳ２、Ｐ１、Ｐ２に関しては、無線基地局が決定した情報をユーザ端末に対して送信する。

ここで、Ｗ１、Ｗ２、Ｒａｎｋ１、Ｒａｎｋ２に関しては、ユーザ端末が決定し、無線基地局に通知した情報をそのまま用いてもよい。また、ユーザ端末が決定し、無線基地局に通知した情報に基づいて、無線基地局が改めて決定した情報を用いてもよい。また、無線基地局は、ユーザ端末が決定し無線基地局に送信した情報に基づかずに、ユーザ端末に送信する情報を決定してもよい。

このように、両方のユーザ端末ＵＥ１、ＵＥ２がＳＩＣを行う場合、ユーザ端末ＵＥ１、ＵＥ２は、自ユーザ端末の必要な情報に加えて、他のユーザ端末の必要な情報を無線基地局から通知される必要がある。

以上で示した、無線基地局がユーザ端末に通知する情報については、情報毎に個別通知することもできるし、ジョイント符号化して、共通チャネル（共通の信号）を用いてシグナリングすることもできる。

なお、シグナリング方法として、特にＮＯＭＡユーザ端末の共通制御情報（共通サーチスペース内に配置）において通知し、ＮＯＭＡユーザ端末の固有制御情報（固有サーチスペース内に配置）において通知してもよい。上記の例では、ＴＭ３同士あるいはＴＭ４同士のユーザ端末のＮＯＭＡを例に挙げたが、ＮＯＭＡユーザ端末のうち、あるユーザ端末がＴＭ３で、あるユーザ端末がＴＭ４であってもよい。すべての情報通知にはＰＤＣＣＨを用いてもよい。あるいは、一部の情報についてＲＲＣ（Radio Resource Control）シグナリング（例えば、割り当て電力、特定のユーザとペアとなるＮＯＭＡユーザのＩＤ情報）を用いて、残りの情報についてＰＤＣＣＨを用いて通知してもよい。

ＰＤＣＣＨを用いて通知する場合、各ユーザ端末をそれぞれスケジューリングする各ユーザ端末用のＰＤＣＣＨに、ペアとなる他のユーザ端末の情報（ＰＭＩ、ＲＩ、ＭＣＳ、Ｐの中の１つ以上）を含めてもよい。また、各ユーザ端末に送信する各ユーザ端末用のＰＤＣＣＨに、そのユーザ端末の該当制御情報に加えてペアとなるユーザ端末を特定するための識別情報（ＩＤ情報）のみを含めてもよい。つまり、この場合、各ユーザ端末に他のユーザ端末の情報を含めなくてよい。このＩＤ情報を用いて、各ユーザ端末がブラインド検出を行うことによって、自分用のＰＤＣＣＨに加えて他ユーザ端末のＰＤＣＣＨを検出して自分用の情報に加えて他のユーザの情報（ＰＭＩ、ＲＩ、ＭＣＳ、Ｐの中１つ以上）を取得してもよい。

続いて、図９を用いて、ジョイント符号化に用いるテーブルを説明する。図９に示すのは、ジョイント符号化用のテーブルの一例である。図９では、Ｅｎｔｒｙ＃１−Ｅｎｔｒｙ＃４（ｉｎｄｅｘ、インデックスともいう）が、ユーザ端末ＵＥ１、ＵＥ２向けのパラメータ、ＭＣＳ、Ｐ、Ｗ及びＲａｎｋと関連付けられている。例えば、図９Ａにおいて、Ｅｎｔｒｙ＃１では、ＵＥ１のＭＣＳとして、１６ＱＡＭが選択され、ＵＥ２のＭＣＳとして、１６ＱＡＭが選択され、ＵＥ１のＰとして０．３が選択され、ＵＥ２のＰとして０．７が選択される。図９Ｂにおいて、Ｅｎｔｒｙ＃１では、ＵＥ１のＷとして、Ｗ１が選択され、ＵＥ２のＷとしてＷ１が選択され、ＵＥ１のＲａｎｋとして１が選択され、ＵＥ２のＲａｎｋとして１が選択される。

これらの場合、図９Ａのテーブルと、図９Ｂのテーブルとは、特定のｉｎｄｅｘに対してどちらかのテーブルが選ばれる構成としてもよい。また、予め２つのテーブルを１つのテーブルとみなして、特定のｉｎｄｅｘに対して、これらの８つのパラメータが選択される構成としてもよい。

同様に、Ｅｎｔｒｙ＃２から＃４についても、それぞれパラメータと関連付けられている。図９に示すのはテーブルの一例であって、用いられるテーブルはこれに限られない。例えば、インデックスは４つに限られるものではなく、５個以上であっても、３個以下であっても構わない。また、１つのインデックスと関連付けられるパラメータは、上述した４個又は８個に限らない。例えば、ＴＭ３を利用する場合には、Ｗ１、Ｗ２を省略して６個のパラメータとしてもよい。さらに、用いられるテーブルの個数は１つに限らない。この場合、複数のテーブルを有し、テーブルを選択する構成としてよい。さらに、インデックスと関連付けられたパラメータの数も一定としなくてもよい。

図９に示すテーブルは、図７、８に示す表と組み合わせて用いられてよい。例えば、図９でインデックスにより指定されたパラメータのうち、図７、８において○で指定されるパラメータのみを用いる構成としてもよい。

なお、ジョイント符号化は、複数ユーザに対して行ってもよく、複数ｉｎｄｅｘに対して行ってもよい。さらに、これらを組み合わせて行ってもよい。また、無線基地局は以下で示すようにユーザ端末に通知する情報を決定してもよい。

また、ＭＣＳ、Ｐ、Ｗ（ＰＭＩ）、ＲＩについて、ジョイント符号化を行わず、ユーザ端末に対して個別に通知する設定としてもよい。例えば、ＤＣＩ（Downlink Control Information）や、ＲＲＣシグナリング等の上位レイヤシグナリングを用いて個別に通知する設定としてもよい。ＤＣＩを用いてこれらの情報を通知する構成とした場合には、比較的短いタイムラグでこれらの情報を通知できるため、チャネル状態に応じて適切に通信状態を制御することが可能となる。

また、ＲＩ及びＰＭＩを無線基地局が決定する場合には、無線基地局は、ユーザ端末に対して、当該ユーザ端末及び他のユーザ端末のＭＣＳ、ＰＭＩ及びＰを通知する構成としてもよい。また、無線基地局は、ＭＣＳを通知せず、Ｐ、ＰＭＩ、ＲＩを送信する構成としてもよい。

また、無線基地局は、ＭＣＳ、Ｐ、ＰＭＩ、ＲＩについて変更する場合に、ユーザ端末に対して情報を通知する構成としてもよい。この場合、変更した情報の対象ユーザ端末のみではなく、当該情報を利用するユーザ端末に情報を通知する構成としても構わない。

（フィードバック）
ユーザ端末は、ＲＩと、ＰＭＩを選択して、この選択に応じたＣＱＩ（Channel Quality Indicator）を計算して、無線基地局にフィードバックする構成（シングルフィードバック構成）としてもよい。また、ユーザ端末は、全てのランク候補（ＲＩ）に対してＣＱＩ及びＰＭＩを選択することで、無線基地局に結果をフィードバックする構成（マルチフィードバック構成）としてもよい。

マルチフィードバック構成とした場合、例えば、Ｒａｎｋ２の場合には、Ｒａｎｋ１の情報として、Ｒａｎｋ１の場合のＣＱＩ１、ＰＭＩ１（Ｒａｎｋ１（ＣＱＩ１、ＰＭＩ１））を送信し、Ｒａｎｋ２の情報として、Ｒａｎｋ２のＣＱＩ２、ＰＭＩ２（Ｒａｎｋ２（ＣＱＩ２、ＰＭＩ２））を送信する構成としてもよい。ＭＩＭＯ構成である本発明の一実施形態においては、通信に適したランク数（ＲＩ）が変化する可能性があるため、このような構成とすることで、無線基地局においてＲＩを適切に制御することができる。無線基地局においてユーザ端末からフィードバックされた複数フィードバック情報を候補とし、ペアとなるＮＯＭＡユーザ端末に応じて適切なランク（ＲＩ）及びＰＭＩを選択することができる。

無線基地局において決定したＰＭＩ及び又はＲＩについては、ユーザ端末に対して明示的（explicit）に通知してもよいし、暗黙的(implicit)に通知してもよい。

ＴＭ３を用いる場合、ユーザ端末から無線基地局へのフィードバック情報としては、例えば、ＲＩがＲａｎｋ１の場合のＣＱＩ１や、ＲＩがＲａｎｋ２の場合のＣＱＩ２などを無線基地局に送信する構成としてもよい。

無線基地局は、ユーザ端末から送信されたＰＭＩ及び／又はＣＱＩに関する情報に基づいて、ＰＭＩ及び／又はＲＩを制御し、ユーザ端末に対して通知する構成としてもよい。なお、無線基地局は、ユーザ端末から通知されたＰＭＩと同様のＰＭＩを用いてもよいし、ユーザ端末から通知されたＰＭＩとは異なるＰＭＩを用いてもよい。

本発明の一実施形態においては、ＮＯＭＡを適用するため、複数のユーザ端末の電力比（電力割当て）に応じて適切なＰＭＩ及びＲＩが異なるものとなる可能性がある。

なお、無線基地局は、スケジューリングメトリクスが最大となるランクを選択する構成としてもよい。

また、無線基地局は、複数のユーザ端末に適用するＰＭＩを強制的に同一にする構成でも構わない。この場合、複数のユーザ端末が同一のＰＭＩを用いることになる。このような構成とすることによって、ユーザ端末が信号を復号できる確率を高めることができる。この場合、ユーザ端末は、ＰＭＩが変更されたユーザ端末に対してのみＰＭＩの通知を行うこともできるし、複数のユーザ端末に対してＰＭＩの通知を行うこともできる。

上記例では、電力多重された受信信号に対してＳＩＣを用いることで、ユーザ端末が、他ユーザ端末の信号を取り除き、自ユーザ端末の信号を取得する場合を記載したがこの例に限られるものではない。電力多重された受信信号から、所定のユーザ端末の信号を取得できる構成であれば構わない。例えば、ＳＩＣを用いずに、自ユーザ端末の信号を取得してもよい。例として、最尤推定を用いることで、電力多重された信号から自ユーザ端末の信号を取得する場合でも、上述の実施例は適用可能である。

（無線通信システム）
以下、本発明の一実施形態に係る無線通信システムの構成について説明する。この無線通信システムでは、本発明の上記実施形態に係る無線通信方法が適用される。なお、上記の無線通信方法は、それぞれ単独で適用されてもよいし、組み合わせて適用されてもよい。なお、同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図１０は、本発明の一実施形態に係る無線通信システムの概略構成の一例を示す図である。なお、無線通信システム１は、ＳＵＰＥＲ ３Ｇ、ＬＴＥ−Ａ（ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ）、ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄ、４Ｇ、５Ｇ、ＦＲＡ（Future Radio Access）などと呼ばれても良い。

図１０に示す無線通信システム１は、無線基地局１０（１０Ａ、１０Ｂ）と、この無線基地局１０と通信する複数のユーザ端末２０（２０Ａ、２０Ｂ）とを含んでいる。無線基地局１０は、上位局装置３０と接続され、上位局装置３０を介してコアネットワーク４０に接続される。各ユーザ端末２０は、セルＣ１、Ｃ２において無線基地局１０と通信を行うことができる。なお、上位局装置３０には、例えば、アクセスゲートウェイ装置、無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）、モビリティマネジメントエンティティ（ＭＭＥ）などが含まれるが、これに限定されるものではない。また、無線基地局１０間が有線接続（光ファイバ、Ｘ２インタフェースなど）又は無線接続されていても良い。

なお、無線基地局１０は、マクロセルを形成するマクロ基地局、集約ノード、ｅＮｏｄｅＢ（ｅＮＢ）、送受信ポイントなどであってもよいし、スモールセルを形成するスモール基地局、マイクロ基地局、ピコ基地局、フェムト基地局、Ｈｏｍｅ ｅＮｏｄｅＢ（ＨｅＮＢ）、ＲＲＨ（Remote Radio Head）、送受信ポイントなどであってもよい。各ユーザ端末２０は、ＬＴＥ、ＬＴＥ−Ａなどの各種通信方式に対応した端末であり、移動通信端末だけでなく固定通信端末を含んでよい。

無線通信システム１においては、無線アクセス方式として、下りリンクについてはＮＯＭＡ（Non-Orthogonal Multiple Access）（非直交多元接続）が適用され、上りリンクについてはＳＣ−ＦＤＭＡ（Single Carrier Frequency Division Multiple Access）（シングルキャリア−周波数分割多元接続）が適用される。また、下りリンクにはＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）（直交周波数分割多元接続）が適用されても良い。なお、上り及び下りの無線アクセス方式は、これらの組み合わせに限られない。

ＮＯＭＡは周波数帯域を複数の狭い周波数帯域（サブキャリア、サブバンドなど）に分割し、サブバンド毎にユーザ端末２０の信号を異なる送信電力で非直交多重するマルチキャリア伝送方式であり、ＯＦＤＭＡは、周波数帯域を複数のサブバンドに分割し、各サブバンドにユーザ端末２０の信号を直交多重して通信を行うマルチキャリア伝送方式である。ＳＣ−ＦＤＭＡは、システム帯域幅を端末毎に１つ又は連続したリソースブロックからなる帯域に分割し、複数のユーザ端末２０が互いに異なる帯域を用いることで、ユーザ端末間の干渉を低減するシングルキャリア伝送方式である。

ここで、無線通信システム１で用いられる通信チャネルについて説明する。下りリンクの通信チャネルは、各ユーザ端末２０で共有される下り共有データチャネル（ＰＤＳＣＨ：Physical Downlink Shared Channel）、報知チャネル（ＰＢＣＨ：Physical Broadcast Channel）、下りＬ１／Ｌ２制御チャネル（ＰＤＣＣＨ、ＥＰＤＣＣＨ、ＰＣＦＩＣＨ、ＰＨＩＣＨなど）、などを有する。ＰＤＳＣＨにより、ユーザデータや上位レイヤ制御情報、ＳＩＢ（System Information Block）などが伝送される。また、ＰＢＣＨにより、ＭＩＢ（Master Information Block）が伝送される。

ＰＤＣＣＨ（Physical Downlink Control Channel）により、ＰＤＳＣＨ及びＰＵＳＣＨのスケジューリング情報を含む下り制御情報（ＤＣＩ：Downlink Control Information）などが伝送される。ＥＰＤＣＣＨは、ＰＤＳＣＨ（下り共有データチャネル）と周波数分割多重され、ＰＤＣＣＨと同様にＤＣＩなどの伝送に用いられる。ＰＣＦＩＣＨ（Physical Control Format Indicator Channel）により、ＰＤＣＣＨに用いるＯＦＤＭシンボル数が伝送される。ＰＨＩＣＨ（Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel）により、ＰＵＳＣＨに対するＨＡＲＱ（Hybrid ARQ）の送達確認信号（例えば、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）が伝送される。

また、上りリンクの通信チャネルは、各ユーザ端末２０で共有される上り共有チャネル（ＰＵＳＣＨ：Physical Uplink Shared Channel)、上り制御チャネル（ＰＵＣＣＨ：Physical Uplink Control Channel）、ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ：Physical Random Access Channel）などを有する。ＰＵＳＣＨにより、ユーザデータや上位レイヤ制御情報が伝送される。また、ＰＵＣＣＨにより、下りリンクの無線品質情報（ＣＱＩ：Channel Quality Indicator）、送達確認信号などが伝送される。ＰＲＡＣＨにより、セルとの接続確立のためのランダムアクセスプリアンブルが伝送される。

（無線基地局）
図１１は、本発明の一実施形態に係る無線基地局の全体構成の一例を示す図である。無線基地局１０は、複数の送受信アンテナ１０１と、アンプ部１０２と、送受信部１０３と、ベースバンド信号処理部１０４と、呼処理部１０５と、伝送路インターフェース１０６とを備えている。なお、送受信アンテナ１０１、アンプ部１０２、送受信部１０３は、それぞれ１つ以上を含むように構成されればよい。

下りリンクにより無線基地局１０からユーザ端末２０に送信されるユーザデータは、上位局装置３０から伝送路インターフェース１０６を介してベースバンド信号処理部１０４に入力される。

ベースバンド信号処理部１０４では、ユーザデータに関して、ＰＤＣＰ（Packet Data Convergence Protocol）レイヤの処理、ユーザデータの分割・結合、ＲＬＣ（Radio Link Control）再送制御などのＲＬＣレイヤの送信処理、ＭＡＣ（Medium Access Control）再送制御（例えば、ＨＡＲＱ（Hybrid Automatic Repeat reQuest）の送信処理）、スケジューリング、伝送フォーマット選択、チャネル符号化、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ：Inverse Fast Fourier Transform）処理、プリコーディング処理などの送信処理が行われて送受信部１０３に転送される。また、下り制御信号に関しても、チャネル符号化や逆高速フーリエ変換などの送信処理が行われて、送受信部１０３に転送される。

送受信部１０３は、ベースバンド信号処理部１０４からアンテナ毎にプリコーディングして出力されたベースバンド信号を無線周波数帯に変換して送信する。送受信部１０３で周波数変換された無線周波数信号は、アンプ部１０２により増幅され、送受信アンテナ１０１から送信される。送受信部１０３は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明されるトランスミッター／レシーバー、送受信回路又は送受信装置から構成することができる。なお、送受信部１０３は、一体の送受信部として構成されてもよいし、送信部及び受信部から構成されてもよい。

送受信部１０３は、ユーザ端末２０に対して、ＭＣＳ（MCS index）、Ｐ（Power ratio index）、ＰＭＩ（Precoding Matrix Indicator）及びＲＩ（Rank Indicator）などの情報を上位レイヤシグナリング（ＲＲＣ（Radio Resource Control）等）や、下り制御情報（ＤＣＩ）で送信する。また、これらをジョイント符号化したインデックス（Ｉｎｄｅｘ、Ｅｎｔｒｙともいう）を送信する構成としてもよい。また、ＰＤＳＣＨで各ユーザ端末のデータの変調信号を送信する。

送受信部１０３では、ユーザ端末２０から送信されたＣＱＩや、ＲＩ、ＰＭＩに関する情報を受信する構成としてもよい。

一方、上り信号については、送受信アンテナ１０１で受信された無線周波数信号がアンプ部１０２で増幅される。送受信部１０３はアンプ部１０２で増幅された上り信号を受信する。送受信部１０３は、受信信号をベースバンド信号に周波数変換して、ベースバンド信号処理部１０４に出力する。

ベースバンド信号処理部１０４では、入力された上り信号に含まれるユーザデータに対して、高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Fast Fourier Transform）処理、逆離散フーリエ変換（ＩＤＦＴ：Inverse Discrete Fourier Transform）処理、誤り訂正復号、ＭＡＣ再送制御の受信処理、ＲＬＣレイヤ及びＰＤＣＰレイヤの受信処理がなされ、伝送路インターフェース１０６を介して上位局装置３０に転送される。呼処理部１０５は、通信チャネルの設定や解放などの呼処理や、無線基地局１０の状態管理や、無線リソースの管理を行う。

伝送路インターフェース１０６は、所定のインターフェースを介して、上位局装置３０と信号を送受信する。また、伝送路インターフェース１０６は、基地局間インターフェース（例えば、ＣＰＲＩ（Common Public Radio Interface）に準拠した光ファイバ、Ｘ２インターフェース）を介して隣接無線基地局１０と信号を送受信（バックホールシグナリング）してもよい。

図１２は、本発明の一実施形態に係る無線基地局の機能構成の一例を示す図である。なお、図１２では、本発明の一実施形態に係る特徴部分の機能ブロックを主に示しており、無線基地局１０は、無線通信に必要な他の機能ブロックも有しているものとする。図１２に示すように、ベースバンド信号処理部１０４は、制御部（スケジューラ）３０１と、送信信号生成部３０２と、マッピング部３０３と、受信信号処理部３０４と、測定部３０５と、を備えている。

制御部（スケジューラ）３０１は、無線基地局１０全体の制御を実施する。制御部３０１は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明されるコントローラ、制御回路又は制御装置から構成することができる。

制御部３０１は、例えば、送信信号生成部３０２による信号の生成や、マッピング部３０３による信号の割り当てを制御する。また、制御部３０１は、受信信号処理部３０４による信号の受信処理や、測定部３０５による信号の測定を制御する。

制御部３０１は、システム情報、ＰＤＳＣＨで送信される下りデータ信号、ＰＤＣＣＨ及び／又はＥＰＤＣＣＨで伝送される下り制御信号のスケジューリング（例えば、リソース割り当て）を制御する。また、同期信号や、ＣＲＳ（Cell-specific Reference Signal）、ＣＳＩ−ＲＳ（Channel State Information Reference Signal）、ＤＭＲＳ（DeModulation Reference Signal）などの下り参照信号のスケジューリングの制御を行う。

また、制御部３０１は、ＰＵＳＣＨで送信される上りデータ信号、ＰＵＣＣＨ及び／又はＰＵＳＣＨで送信される上り制御信号（例えば、送達確認信号（ＨＡＲＱ−ＡＣＫ））、ＰＲＡＣＨで送信されるランダムアクセスプリアンブルや、上り参照信号などのスケジューリングを制御する。

また、制御部３０１は、電力多重を適切に行うことができるように、各ユーザ端末２０に対する送信信号を電力制御する。

また、制御部３０１は、ＤＭＲＳや、ＵＥ固有参照信号（UE-specific Reference Signal）等が使用できる場合、当該参照信号の、送信電力比、プリコーディングベクトルの値などのパラメータを、下りデータ信号のパラメータと同様のものとしてよい。

また、制御部３０１は、送受信部１０３が受信したユーザ端末２０が送信したＰＭＩ及び／又はＣＱＩに応じて、ＰＭＩ及び／又はＲＩを制御してもよい。また、制御部３０１は、ＭＩＭＯ下り信号におけるＲＩ（レイヤ数）を制御する。また、制御部３０１は、送受信部１０３で受信したＰＭＩと異なるＰＭＩを下り信号に適用してもよい。

また、制御部３０１は、後述する送信信号生成部３０２のテーブルに基づいて、各ユーザ端末２０に通知する情報を決定してもよい。

送信信号生成部３０２は、制御部３０１からの指示に基づいて、ＤＬ信号を生成して、マッピング部３０３に出力する。送信信号生成部３０２は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明される信号生成器、信号生成回路又は信号生成装置から構成することができる。

送信信号生成部３０２は、各ユーザ端末２０に対する変調信号を電力多重する。送信信号生成部３０２は、電力多重された変調信号を、マッピング部３０３に出力する。

送信信号生成部３０２は、例えば、制御部３０１からの指示に基づいて、下り信号の割り当て情報を通知するＤＬアサインメント及び上り信号の割り当て情報を通知するＵＬグラントを生成する。また、下りデータ信号には、各ユーザ端末２０からのチャネル状態情報（ＣＳＩ：Channel State Information）などに基づいて決定された符号化率、変調方式などに従って符号化処理、変調処理が行われる。

また、送信信号生成部３０２は、各ユーザ端末２０に対する下り信号を変調し、プリコーディングウェイトを乗算する。さらに、送信信号生成部３０２は、無線基地局１０とユーザ端末２０との距離に応じて、各ユーザ端末２０に対する下り信号の電力を制御する。

また、送信信号生成部３０２は、インデックスとＷ（ＰＭＩ）、Ｒａｎｋ（ＲＩ）、ＭＣＳ（変調符号化方式）、Ｐ（電力比）とが関連付けられたテーブルを有してもよい。テーブルは、ユーザ端末２０に通知する情報のセットが記載されたものでもよいし、具体的に送信する情報が記載されたものでもよい。また、このテーブルは、各ユーザ端末２０に送信する情報について記載されていてもよい。テーブルは、これ以外のものであってもよく、例えば、インデックスと、これら４つのうちの１つ以上の情報が関連付けられていてもよい。送信信号生成部３０２は、これらのテーブルの情報を基に、ユーザ端末２０に対して送信する信号を生成してもよい。

また、送信信号生成部３０２は、ＰＤＣＣＨに、各ユーザ端末２０の情報を含めてもよい。各ユーザ端末の情報としては、例えば、各ユーザ端末のＰＭＩ、ＲＩ、ＭＣＳ、Ｐの中の１つ以上の情報であってもよいし、該当ユーザに対してはＰＭＩ、ＲＩ、ＭＣＳ、Ｐの情報の中の一つ以上の情報に加えて該当ユーザとペアとなるＮＯＭＡユーザ端末に対してはそのユーザを特定するための識別情報（ＩＤ情報）であってもよい。また、これらの情報の組み合わせであってもよい。

送信信号生成部３０２は、図２のデータバッファ部、ターボ符号化部、データ変調部、乗算部、電力調整部、非直交多重部などを実現することができる。

マッピング部３０３は、制御部３０１からの指示に基づいて、送信信号生成部３０２で生成された下り信号を、所定の無線リソースにマッピングして、送受信部１０３に出力する。マッピング部３０３は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明されるマッパー、マッピング回路又はマッピング装置から構成することができる。マッピング部３０３は、図３の多重部を実現することができる。

受信信号処理部３０４は、送受信部１０３から入力された受信信号に対して、受信処理（例えば、デマッピング、復調、復号など）を行う。ここで、受信信号は、例えば、ユーザ端末２０から送信されるＵＬ信号（上り制御信号、上りデータ信号）などである。受信信号処理部３０４は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明される信号処理器、信号処理回路又は信号処理装置から構成することができる。

受信信号処理部３０４は、受信処理により復号された情報を制御部３０１に出力する。また、受信信号処理部３０４は、受信信号や、受信処理後の信号を、測定部３０５に出力する。

測定部３０５は、受信した信号に関する測定を実施する。測定部３０５は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明される測定器、測定回路又は測定装置から構成することができる。

測定部３０５は、例えば、受信した信号の受信電力（例えば、ＲＳＲＰ（Reference Signal Received Power））、受信品質（例えば、ＲＳＲＱ（Reference Signal Received Quality））やチャネル状態などについて測定してもよい。測定結果は、制御部３０１に出力されてもよい。

（ユーザ端末）
図１３は、本実施形態に係るユーザ端末の全体構成の一例を示す図である。ユーザ端末２０は、複数の送受信アンテナ２０１と、アンプ部２０２と、送受信部２０３と、ベースバンド信号処理部２０４と、アプリケーション部２０５と、を備えている。なお、送受信アンテナ２０１、アンプ部２０２、送受信部２０３は、それぞれ１つ以上を含むように構成されればよい。

送受信アンテナ２０１で受信された無線周波数信号は、アンプ部２０２で増幅される。送受信部２０３は、アンプ部２０２で増幅された下り信号を受信する。送受信部２０３は、受信信号をベースバンド信号に周波数変換して、ベースバンド信号処理部２０４に出力する。送受信部２０３は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明されるトランスミッター／レシーバー、送受信回路又は送受信装置から構成することができる。なお、送受信部２０３は、一体の送受信部として構成されてもよいし、送信部及び受信部から構成されてもよい。

送受信部２０３は、上述した複数のユーザ端末へ向けた変調信号が電力多重された下りデータ信号（ＰＤＳＣＨ）を受信する。また、送受信部２０３は、上位レイヤシグナリング（ＲＲＣ等）、下り制御信号（ＤＣＩ）を受信する。また、送受信部２０３はＰＭＩ及び／又はＲＩを受信する。

送受信部２０３は、無線基地局１０に向けて、ＲＩ、ＰＭＩ、ＣＱＩを送信可能に構成されていてもよい。

また、送受信部２０３は、無線基地局１０に向けてＰＭＩ及び／又はＣＱＩに関する情報を、送信してもよい。また、ＰＭＩ及び／又はＣＱＩに関する情報は、全てのランク候補に関するＰＭＩ及び／又はＣＱＩに関する情報を含んでもよい。

ベースバンド信号処理部２０４は、入力されたベースバンド信号に対して、ＦＦＴ処理や、誤り訂正復号、再送制御の受信処理などを行う。下りリンクのユーザデータは、アプリケーション部２０５に転送される。アプリケーション部２０５は、物理レイヤやＭＡＣレイヤより上位のレイヤに関する処理などを行う。また、下りリンクのデータのうち、報知情報もアプリケーション部２０５に転送される。

一方、上りリンクのユーザデータについては、アプリケーション部２０５からベースバンド信号処理部２０４に入力される。ベースバンド信号処理部２０４では、再送制御の送信処理（例えば、ＨＡＲＱの送信処理）や、チャネル符号化、プリコーディング、離散フーリエ変換（ＤＦＴ：Discrete Fourier Transform）処理、ＩＦＦＴ処理などが行われて送受信部２０３に転送される。送受信部２０３は、ベースバンド信号処理部２０４から出力されたベースバンド信号を無線周波数帯に変換して送信する。送受信部２０３で周波数変換された無線周波数信号は、アンプ部２０２により増幅され、送受信アンテナ２０１から送信される。

図１４は、本実施形態に係るユーザ端末の機能構成の一例を示す図である。なお、図１４においては、本実施形態における特徴部分の機能ブロックを主に示しており、ユーザ端末２０は、無線通信に必要な他の機能ブロックも有しているものとする。図１４に示すように、ユーザ端末２０が有するベースバンド信号処理部２０４は、制御部４０１と、送信信号生成部４０２と、マッピング部４０３と、受信信号処理部４０４と、測定部４０５と、を備えている。

制御部４０１は、ユーザ端末２０全体の制御を実施する。制御部４０１は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明されるコントローラ、制御回路又は制御装置から構成することができる。

制御部４０１は、例えば、送信信号生成部４０２による信号の生成や、マッピング部４０３による信号の割り当てを制御する。また、制御部４０１は、受信信号処理部４０４による信号の受信処理や、測定部４０５による信号の測定を制御する。

制御部４０１は、無線基地局１０から送信された下り制御信号（ＰＤＣＣＨ／ＥＰＤＣＣＨで送信された信号）及び下りデータ信号（ＰＤＳＣＨで送信された信号）を、受信信号処理部４０４から取得する。制御部４０１は、下り制御信号や、下りデータ信号に対する再送制御の要否を判定した結果などに基づいて、上り制御信号（例えば、送達確認信号（ＨＡＲＱ−ＡＣＫ）など）や上りデータ信号の生成を制御する。

送信信号生成部４０２は、制御部４０１からの指示に基づいて、ＵＬ信号を生成して、マッピング部４０３に出力する。送信信号生成部４０２は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明される信号生成器、信号生成回路又は信号生成装置から構成することができる。

送信信号生成部４０２は、例えば、制御部４０１からの指示に基づいて、送達確認信号（ＨＡＲＱ−ＡＣＫ）やチャネル状態情報（ＣＳＩ）に関する上り制御信号を生成する。また、送信信号生成部４０２は、制御部４０１からの指示に基づいて上りデータ信号を生成する。例えば、送信信号生成部４０２は、無線基地局１０から通知される下り制御信号にＵＬグラントが含まれている場合に、制御部４０１から上りデータ信号の生成を指示される。

また、送信信号生成部４０２は、ＰＭＩ及び／又はＣＱＩに関する情報を生成してもよい。また、ＰＭＩ及び／又はＣＱＩに関する情報は、全てのランク候補に対するＰＭＩ及び／又はＣＱＩに関する情報を含んでもよい。

マッピング部４０３は、制御部４０１からの指示に基づいて、送信信号生成部４０２で生成された上り信号を無線リソースにマッピングして、送受信部２０３へ出力する。マッピング部４０３は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明されるマッパー、マッピング回路又はマッピング装置から構成することができる。

受信信号処理部４０４は、送受信部２０３から入力された受信信号に対して、受信処理（例えば、デマッピング、復調、復号など）を行う。ここで、受信信号は、例えば、無線基地局１０から送信されるＤＬ信号（下り制御信号、下りデータ信号など）である。受信信号処理部４０４は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明される信号処理器、信号処理回路又は信号処理装置から構成することができる。また、受信信号処理部４０４は、本発明に係る受信部を構成することができる。

受信信号処理部４０４は、受信処理により復号された情報を制御部４０１に出力する。受信信号処理部４０４は、例えば、報知情報、システム情報、ＲＲＣシグナリング、ＤＣＩなどを、制御部４０１に出力する。また、受信信号処理部４０４は、受信信号や、受信処理後の信号を、測定部４０５に出力する。

受信信号処理部４０４は、受信した下り信号に適用されたＰＭＩや、ＲＩ、ＭＣＳ、Ｐの値を検出する構成とすることができる。

受信信号処理部４０４は、受信したＰＤＣＣＨに含まれる、ユーザ端末２０の情報を検出することができる。ここで、ユーザ端末２０の情報としては、例えば、ＰＭＩ、ＲＩ、ＭＣＳ、Ｐの中の１つ以上の情報であってもよいし、他のユーザ端末２０を特定するＩＤ情報であってもよい。また、自ユーザ端末２０の情報に限られず、他のユーザ端末（ペアとなるＮＯＭＡユーザ端末）２０の情報であってもよい。

受信信号処理部４０４は、図６のＭＭＳＥ部、復調・復号部、干渉レプリカ生成部、干渉除去部などを実現することができる。

測定部４０５は、受信した信号に関する測定を実施する。測定部４０５は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明される測定器、測定回路又は測定装置から構成することができる。

測定部４０５は、例えば、受信した信号の受信電力（例えば、ＲＳＲＰ）、受信品質（例えば、ＲＳＲＱ）やチャネル状態などについて測定してもよい。測定結果は、制御部４０１に出力されてもよい。測定部４０５は、図６のチャネル推定部を実現することができる。

なお、上記実施形態の説明に用いたブロック図は、機能単位のブロックを示している。これらの機能ブロック（構成部）は、ハードウェア及びソフトウェアの任意の組み合わせによって実現される。また、各機能ブロックの実現手段は特に限定されない。すなわち、各機能ブロックは、物理的に結合した１つの装置により実現されてもよいし、物理的に分離した２つ以上の装置を有線又は無線で接続し、これら複数の装置により実現されてもよい。

例えば、無線基地局１０やユーザ端末２０の各機能の一部又は全ては、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などのハードウェアを用いて実現されても良い。また、無線基地局１０やユーザ端末２０は、プロセッサ（ＣＰＵ：Central Processing Unit）と、ネットワーク接続用の通信インターフェースと、メモリと、プログラムを保持したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体と、を含むコンピュータ装置によって実現されてもよい。つまり、本発明の一実施形態に係る無線基地局、ユーザ端末などは、本発明に係る無線通信方法の処理を行うコンピュータとして機能してもよい。

ここで、プロセッサやメモリなどは情報を通信するためのバスで接続される。また、コンピュータ読み取り可能な記録媒体は、例えば、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ＲＯＭ）、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc−ＲＯＭ）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ハードディスクなどの記憶媒体である。また、プログラムは、電気通信回線を介してネットワークから送信されても良い。また、無線基地局１０やユーザ端末２０は、入力キーなどの入力装置や、ディスプレイなどの出力装置を含んでいてもよい。

無線基地局１０及びユーザ端末２０の機能構成は、上述のハードウェアによって実現されてもよいし、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールによって実現されてもよいし、両者の組み合わせによって実現されてもよい。プロセッサは、オペレーティングシステムを動作させてユーザ端末の全体を制御する。また、プロセッサは、記憶媒体からプログラム、ソフトウェアモジュールやデータをメモリに読み出し、これらに従って各種の処理を実行する。

ここで、当該プログラムは、上記の各実施形態で説明した各動作を、コンピュータに実行させるプログラムであれば良い。例えば、ユーザ端末２０の制御部４０１は、メモリに格納され、プロセッサで動作する制御プログラムによって実現されてもよく、他の機能ブロックについても同様に実現されてもよい。

以上、本発明について詳細に説明したが、当業者にとっては、本発明が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。例えば、上述の各実施形態は単独で用いてもよいし、組み合わせて用いてもよい。本発明は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。したがって、本明細書の記載は、例示説明を目的とするものであり、本発明に対して何ら制限的な意味を有するものではない。

本出願は、２０１５年４月９日出願の特願２０１５−０８０３２０に基づく。この内容は、全てここに含めておく。

Claims (8)

1. 複数ユーザ端末に対する下り信号を重畳して送信する送信部と、
   前記下り信号に適用するプリコーディング、レイヤ数及び変調方式の少なくとも一つを制御する制御部と、を有し、
   前記送信部は、所定のユーザ端末に干渉となる他のユーザ端末のレイヤ数に関する情報をＰＤＣＣＨ（Physical Downlink Control Channel）を用いて送信することを特徴とする無線基地局。
2. 前記送信部は、前記レイヤ数及び変調方式を下り制御情報に含めて同時に送信することを特徴とする請求項１に記載の無線基地局。
3. ＣＱＩ（Channel Quality Indicator）に関する情報を、前記所定のユーザ端末から受信する受信部を有し、
   前記制御部は、前記ＣＱＩに関する情報に基づいて、前記下り信号に適用するレイヤ数を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の無線基地局。
4. 前記ＣＱＩに関する情報は、全てのレイヤに対するＣＱＩに関する情報を含むことを特徴とする請求項３に記載の無線基地局。
5. 前記制御部が前記ＣＱＩに関する情報に基づいて、前記所定のユーザ端末へのレイヤ数を変更する場合に、前記送信部は、当該変更に関する情報を前記所定のユーザ端末に送信することを特徴とする請求項３又は４に記載の無線基地局。
6. 前記送信部は、ＲＲＣ（Radio Resource Control）シグナリングを用いて、前記レイヤ数に関する情報を送信することを特徴とする請求項１に記載の無線基地局。
7. 複数ユーザ端末に対して重畳された下り信号と、ＰＤＣＣＨ（Physical Downlink Control Channel）を用いて送信される干渉となる他のユーザ端末のレイヤ数に関する情報と、を受信する受信部と、
   前記干渉となる他のユーザ端末のレイヤ数に関する情報に基づいて、前記下り信号の受信処理を制御する制御部と、を有することを特徴とするユーザ端末。
8. 複数ユーザ端末と通信する無線基地局における無線通信方法であって、
   複数ユーザ端末に対する下り信号を重畳して送信する工程と、
   前記下り信号に適用するプリコーディング、レイヤ数及び変調方式の少なくとも一つを制御する工程と、
   所定のユーザ端末に干渉となる他のユーザ端末のレイヤ数に関する情報をＰＤＣＣＨ（Physical Downlink Control Channel）を用いて送信する工程と、を有することを特徴とする無線通信方法。

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