JPWO2007083699A1 - 無線送信装置及び無線送信方法 - Google Patents

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Abstract

周波数スケジューリングとビームフォーミングとを組み合わせた場合に、他セルにおけるユーザの受信誤りを低減し、かつ、他セルにおける伝送効率の向上を図る無線送信装置及び無線送信方法を開示する。これらの装置及び方法によれば、リソースブロック数ｆｎに対し、ｂｍ１〜ｂｍ４の４つのビームを用いて、周波数の低いリソースブロックから順にｂｍ１，ｂｍ２，ｂｍ３，ｂｍ４を繰り返し割り当てたテーブルをビーム割当テーブル記憶部（１０１）が有し、リソース制御部（１０２）が、受信装置（１５０）からフィードバックされたビーム情報及びＳＩＲ情報に基づいて、ビーム割当テーブル記憶部（１０１）を参照し、ＳＩＲが最も良好なビーム方向とリソースブロックの組合せを選択し、ユーザに割り当てる。

Description

本発明は、周波数スケジューリング及びビームフォーミングを行う無線送信装置及び無線送信方法に関する。
マルチキャリア伝送システムでは、周波数スケジューリングが行われている。周波数スケジューリングは、マルチパスにより生じる伝搬路の周波数特性がユーザ毎に異なることを利用して、各ユーザに対してそれぞれ良好な特性となる周波数を割り当てる技術である。
この周波数スケジューリングは、各ユーザが伝搬路の周波数特性をフィードバックし、基地局がフィードバック信号に基づいて各ユーザへ周波数を割り当てることにより実現される。
図１に周波数スケジューリングの動作例を示す。図１では、２人のユーザＵＥ＃１、ＵＥ＃２が各周波数の受信品質をフィードバックし、フィードバックを受けた基地局が、各ユーザにとって品質の良好な周波数ブロックを割り当てる例を示している。すなわち、ＵＥ＃１には周波数ブロックＡ，Ｃ，Ｄを割り当て、ＵＥ＃２には周波数ブロックＢ，Ｅを割り当てる。ここで、周波数ブロックＢに着目すると、ＵＥ＃１もＵＥ＃２も共に受信品質は良好であるが、ＵＥ＃２の方がＵＥ＃１よりも受信品質が良好であるため、ＵＥ＃２に周波数ブロックＢを割り当てる。同様に、周波数ブロックＣはＵＥ＃１に割り当てられる。
この周波数スケジューリングにビームフォーミングを適用する方法が考えられる。ビームフォーミングは、主に複数の送信アンテナの重みを制御して鋭いビーム（指向性）を希望波の方向に向けることで、受信装置への信号強度を確保する方法である。図２にビームフォーミングの具体的な動作例を示す。図２では、送信装置が既定の２つの指向性で信号を送信可能であるとして、受信装置の方向を向くビームを用いて信号を送信する。
なお、複数の送信アンテナの重みを制御する方法には、プリコーディングと呼ばれる方式もある。プリコーディングと上記ビームフォーミングとは、明確な鋭いビームを形成するか否かという点で差異はあるが、複数の送信アンテナの重みを制御することで受信装置への信号強度を確保する点は同一である。以下、プリコーディングとビームフォーミングとを区別せず、プリコーディングも含む意味においてビームフォーミングとして表記する。
Qualcomm, "MIMO proposal for MIMO-WCDMA evaluation", R1-050912, 3GPP TSG-RAN WG 1 #42, London, United Kingdom, Aug. 29 -Sep. 2, 2005.
しかしながら、送信装置が各ユーザのフィードバックに従って、任意のビームを割り当てると、信号を送信するビームが時間的に変化する。このため、隣接セルのユーザがＳＩＲ（Signal to Interference Ratio）の測定を行う時刻ｔ１と、割り当てられたパケットを受信する時刻ｔ２とでは、干渉の大きさが変化し、ＳＩＲが異なることになる。これにより、時刻ｔ１よりも時刻ｔ２のＳＩＲが悪ければパケット誤りを生じ、逆に良ければ伝送効率のロスを生じてしまう。
図３は、ユーザに任意のビームを割り当てる様子を示す。図３では、横軸が時間（ｔ１〜ｔ３）を示し、縦軸が周波数（周波数ブロックｆ１〜ｆｎ）を示している。また、互いに隣接する２つのセルを想定し、それぞれセルＡ、セルＢとする。そして、セルＢがビームフォーミングを行うものとする。
周波数ブロックｆ２に着目すると、時刻ｔ１ではビームがセルＡの方向を向いているのに対して、時刻ｔ２ではビームがセルＡの方向からシフトした方向を向いている。このため、セルＡでは時刻ｔ１のＳＩＲよりも時刻ｔ２のＳＩＲが良くなり、周波数ブロックｆ２において、時刻ｔ１のＳＩＲを報告して時刻ｔ２でパケット受信を試みたセルＡのユーザは、パケット受信時のＳＩＲが伝送効率の低い変調方式及び符号化率を用いることになり、伝送効率のロスが生じてしまう。
同様に、周波数ブロックｆｎに着目すると、時刻ｔ１ではビームがセルＡの方向からシフトした方向を向いているのに対して、時刻ｔ２ではビームがセルＡの方向を向いている。このため、セルＡでは時刻ｔ１のＳＩＲよりも時刻ｔ２のＳＩＲが悪くなり、周波数ブロックｆｎにおいて、時刻ｔ１のＳＩＲを報告して時刻ｔ２でパケット受信を試みたセルＡのユーザは、パケット受信時のＳＩＲが伝送効率の高い変調方式及び符号化率を用いることになり、パケット誤りが生じてしまう。
本発明の目的は、周波数スケジューリングとビームフォーミングとを組み合わせた場合に、他セルにおけるユーザの受信誤りを低減し、かつ、他セルにおける伝送効率の向上を図る無線送信装置及び無線送信方法を提供することである。
本発明の無線送信装置は、ユーザに割り当てる複数のリソースブロックに方向の異なる複数のビームを対応付けて記憶する記憶手段と、受信品質の最も良好なユーザにリソースブロックを割り当てると共に、前記記憶手段に記憶された前記リソースブロックに対応するビームを割り当てるリソース制御手段と、割り当てられた前記リソースブロック及びビームを用いて、送信データを送信する送信手段と、を具備する構成を採る。
本発明の無線送信方法は、周波数スケジューリングとビームフォーミングとを適用し、ユーザに割り当てる複数のリソースブロックに対応付けた方向の異なる複数のビームを時間方向で固定し、周波数方向で切り替えるリソース制御工程と、前記リソース制御工程によって制御されたビームを用いて、送信データを送信する送信工程と、を具備するようにした。
本発明によれば、周波数スケジューリングとビームフォーミングとを組み合わせた場合に、他セルにおけるユーザの受信誤りを低減し、かつ、他セルにおける伝送効率の向上を図ることができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。ただし、実施の形態において、同一の機能を有する構成には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
周波数スケジューリングの動作例を示す図 ビームフォーミングの具体的な動作例を示す図 ユーザに任意のビームを割り当てる様子を示す図 本発明の実施の形態１及び２に係る送信装置の構成を示すブロック図 ビーム割当テーブルの例を示す図 ビーム及びＳＩＲ情報を示す図 図４に示したリソース制御部の内部構成を示すブロック図 図４に示した送信装置によって形成されるビームの切り替えの様子を示す図 本発明の実施の形態１に係る受信装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態２におけるビーム割当テーブルを示す図 本発明の実施の形態２におけるビーム割当テーブルを示す図 本発明の実施の形態３に係る送信装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態４に係る送信装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態５に係る送信装置の構成を示すブロック図 ビーム幅を段階的に制御する様子を示す図
（実施の形態１）
図４は、本発明の実施の形態１に係る送信装置１００の構成を示すブロック図である。この図において、ビーム割当テーブル記憶部１０１は、送信装置１００が形成する複数のビーム方向をそれぞれ示すビーム情報と、リソースブロック（周波数ブロック）とが対応付けられたテーブルを記憶している。ビーム割当テーブルの詳細については後述する。
リソース制御部１０２は、後述する受信装置１５０から送信されたビーム情報及びＳＩＲ情報を取得し、取得したビーム情報とＳＩＲ情報とに基づいて、ビーム割当テーブル記憶部１０１を参照し、ＳＩＲが最も良好なビーム方向とリソースブロックの組合せを選択する。選択されたリソースブロック及び選択されたリソースブロックのＳＩＲ情報はＭＣＳ決定部１０３に通知され、ビーム方向はビーム指示部１０４に通知される。なお、リソース制御部１０２の詳細については後述する。
ＭＣＳ決定部１０３は、リソース制御部１０２から通知されたリソースブロック及びＳＩＲ情報に基づいて、対応するユーザの送信データの符号化及び変調に用いる符号化率及び変調方式などのＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme）情報を決定し、決定したＭＣＳ情報を各リソースブロック内処理部１０５の符号化・変調部１０６にそれぞれ出力する。
ビーム指示部１０４は、リソース制御部１０２から通知されたビーム情報に基づいて、重み係数を算出し、算出した重み係数を各リソースブロック内処理部１０５のビーム形成部１０８にそれぞれ出力する。
リソースブロック内処理部１０５は、符号化・変調部１０６、ＭＩＭＯ変調部１０７及びビーム形成部１０８を備える。符号化・変調部１０６は、ＭＣＳ決定部１０３から出力されたＭＣＳ情報を用いて、送信データに符号化処理及び変調処理を施して送信シンボル列を生成し、生成した送信シンボル列をＭＩＭＯ変調部１０７に出力する。
ＭＩＭＯ変調部１０７は、符号化・変調部１０６から出力された送信シンボル列にＭＩＭＯ変調処理を施し、ＭＩＭＯ変調処理を施した信号をビーム形成部１０８に出力する。
ビーム形成部１０８は、ＭＩＭＯ変調部１０７から出力された信号にビーム指示部１０４から出力された重み係数を用いて重み付けを行うことによりビームを形成し、重み付けした信号を送信ＲＦ部１０９−１，１０９−２に出力する。
送信ＲＦ部１０９−１，１０９−２は、各リソースブロック内処理部１０５のビーム形成部１０８から出力された信号を多重し、多重した信号にＤ／Ａ変換、アップコンバート等の所定の無線送信処理を施し、無線送信処理を施した信号を送信アンテナ１１０−１，１１０−２から送信する。
ここで、ビーム割当テーブルについて説明する。まず、一般的に、周波数スケジューリングを用いる際のリソースブロック数は数十〜数百程度と大きな数を設定するのに対して、ビームフォーミングにおけるビーム数は主に設置できるアンテナ本数の制約から数個程度となる。このため、空間的に均等に配置したビームを全リソースブロックについて満遍なく繰り返し用いれば、リソースを効率よく利用することができる。
図５にビーム割当テーブルの例を示す。図５では、リソースブロック数ｆｎに対し、ｂｍ１〜ｂｍ４の４つのビームを用いて、周波数の低いリソースブロックから順にｂｍ１，ｂｍ２，ｂｍ３，ｂｍ４を繰り返し割り当てている。これにより、同様の特性を持つ周波数ｆ１とｆ２、ｆｎ−１とｆｎといったリソースブロックが隣接するような組み合わせについて異なるビームが割り当てられているので、このような組み合わせにおいて実質的にビームを選択することができる。また、ある方向を向くビームとして、例えばｂｍ２に着目すると、周波数特性の異なるｆ２，ｆ６，…に割り当てられているので、同一のビーム利得に対してリソースブロックを選択することができる。
また、ここで、受信装置１５０から送信されたビーム及びＳＩＲ情報について説明する。ビーム及びＳＩＲ情報は、図６に示すように、ビームｂｍ１〜ｂｍ４のそれぞれについて、リソースブロックｆ１〜ｆｎまで順にＳＩＲが報告されるものとなる。つまり、ビームｂｍ１について、リソースブロックｆ１〜ｆｎまでのＳＩＲが、同様に、ビームｂｍ２について、リソースブロックｆ１〜ｆｎまでのＳＩＲが報告される。ビームｂｍ３及びｂｍ４についても同様である。
次に、図４に示したリソース制御部１０２の詳細について説明する。図７は、図４に示したリソース制御部１０２の内部構成を示すブロック図である。図７において、類似ブロック内ビーム選択部１２１は、受信装置１５０からフィードバックされたビーム情報及びＳＩＲ情報を取得し、周波数特性が同様のリソースブロック間でビーム毎にＳＩＲを加算（又は加算平均）し、加算したＳＩＲが最も良好なビームを当該リソースブロックに適したものとして選択する。このビーム選択をセル内で通信中の全ユーザについて行い、リソースブロックと当該リソースブロックに適したビームをユーザ割当部１２２及びビーム番号取得部１２３に出力する。
ユーザ割当部１２２は、類似ブロック内ビーム選択部１２１から出力されたリソースブロックと当該リソースブロックに適したビームを用いたときの各ユーザのＳＩＲに基づいて、リソースブロックにユーザを割り当てる。この割り当て方法としては、例えば、ＳＩＲが最大のユーザを割り当てるMax CIR法、ＳＩＲの時間平均に対して瞬時の増加量が最大のユーザを割り当てるProportional Fairness法などが挙げられる。ユーザの割当情報はビーム番号取得部１２３に出力される。
ビーム番号取得部１２３は、ユーザ割当部１２２から出力されたユーザ割当情報に基づいて、類似ブロック内ビーム選択部１２１においてＳＩＲの加算対象とした周波数特性の同様なリソースブロックのまとまり毎に割り当てユーザを決定し、割り当てられたユーザが該当するリソースブロックに対して選択したビーム番号を取得し、取得したビーム番号をリソースブロック選択部１２４に出力する。
リソースブロック選択部１２４は、ビーム番号取得部１２３から出力されたビーム番号に基づいて、ビーム割当テーブル記憶部１０１を検索し、ビーム番号を適用可能なリソースブロックを選択し、選択したリソースブロックをＭＣＳ決定部１０３に通知し、ビーム番号をビーム指示部１０４に通知する。
図４に示した送信装置１００によって形成されるビームの切り替えの様子を図８に示す。図８では、横軸が時間（ｔ１〜ｔ３）を示し、縦軸が周波数（リソースブロックｆ１〜ｆｎ）を示しており、隣接セルＡと送信装置１００が形成するセルＢとの関係を示している。この図からも分かるように、各リソースブロックでは、セルＡに対するセルＢの干渉量が時間軸で変化しないため、セルＡに与える干渉量を一定にすることができるので、セルＡにおけるユーザの受信誤りを低減し、かつ、セルＡにおける伝送効率を向上させることができる。また、ビーム形成せずに得られる周波数特性が同様となる隣接リソースブロックに異なるビームを割り当てることにより、周波数スケジューリングに連動してビームを選択することができる。さらに、周波数特性が異なるリソースブロック（例えば、ｆ１とｆｎ）に同じ向きのビームを割り当てることにより、同一のビーム利得に対して周波数ブロックを選択することができるので、周波数ダイバーシチ効果を得ることができる。
図９は、本発明の実施の形態１に係る受信装置１５０の構成を示すブロック図である。この図において、受信ＲＦ部１５２−１，１５２−２は、各受信アンテナ１５１−１，１５１−２で受信された信号にダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換等の所定の無線受信処理を施し、無線受信処理を施した信号のうち、参照信号に対応する部分をチャネル推定部１５３に出力し、データ信号に対応する部分をＭＩＭＯ復調部１５７に出力する。
チャネル推定部１５３は、受信ＲＦ部１５２−１，１５２−２から出力された参照信号に対応する部分を用いて、図４に示した送信アンテナ１１０−１，１１０−２と受信アンテナ１５１−１，１５１−２との全組み合わせについてフェージング変動を推定し、推定結果をビーム空間変換部１５４に出力する。
ビーム空間変換部１５４は、チャネル推定部１５３から出力された各送信アンテナのチャネル推定値からチャネル行列Ｈ＾を求め、求めたチャネル行列Ｈ＾に既定のビームパターンに対応したウェイトベクトルｅｍを乗算する。送信アンテナを４本として互いに直交する４つのウェイトベクトルでユニタリ行列を生成する場合の例を、以下の式（１）に示す。
Figure 2007083699
ＳＩＲ測定部１５５は、ビーム空間変換部１５４から出力された各ビームに対応するチャネル推定値に基づいて、各ビームを用いたときの各リソースブロックのＳＩＲを測定し、測定結果をフィードバック情報生成部１５６に出力する。
フィードバック情報生成部１５６は、ＳＩＲ測定部１５５から出力された測定結果（ＳＩＲ情報とビーム情報）を図６に示したようにフィードバック情報として送信装置１００に送信する。なお、フィードバック情報の生成方法としては、図６に示した方法に限らず、例えば、周波数特性の同様なリソースブロックについては代表値のみを用いてもよいし、また、ビームｂｍ１のＳＩＲ情報をフレーム１によって送信し、ビームｂｍ２のＳＩＲ情報をフレーム２によって送信するというように、ビーム毎の情報をフレーム単位でフィードバックするようにしてもよい。
ＭＩＭＯ復調部１５７は、ビーム空間変換部１５４から出力された各ビームに対応するチャネル推定値に基づいて、受信ＲＦ部１５２−１，１５２−２から出力されたデータ信号に対応する部分をＭＩＭＯ復調し、ＭＩＭＯ復調した信号を復号処理部１５８に出力する。
復号処理部１５８は、ＭＩＭＯ復調部１５７から出力された信号に誤り訂正復号処理を施し、受信データを取得する。
このように実施の形態１によれば、周波数スケジューリングとビームフォーミングとを組み合わせ、周波数スケジューリングによって割り当てるリソースブロックにビームの方向を満遍なく繰り返し対応付けることにより、他セルに与える干渉を一定にすることができるので、他セルにおけるユーザの受信誤りを低減し、かつ、他セルにおける伝送効率を向上させることができる。また、周波数特性が同様の隣接リソースブロックに方向の異なるビームを割り当てることにより、ビームを選択することができる。さらに、周波数特性が異なるリソースブロックに同じ向きのビームを割り当てることにより、同一のビーム利得に対して周波数ブロックを選択することができるので、周波数ダイバーシチ効果を得ることができる。
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る送信装置の構成は、実施の形態１の図４に示した構成と同様であるので、図４を援用して説明する。
図４において、ビーム割当テーブル記憶部１０１は、図１０に示すように、リソースブロック数ｆｎに対し、ｂｍ１〜ｂｍ４の４つのビームを用いて、周波数の低いリソースブロックから順にｂｍ１，ｂｍ２，ｂｍ３，ｂｍ４、ｂｍ４，ｂｍ３，ｂｍ２，ｂｍ１を繰り返し割り当てたテーブルを記憶している。
これにより、あるユーザの位置が例えばビームｂｍ１の方向にあり、実施の形態１において説明したように、ビームｂｍ１〜ｂｍ４を繰り返し割り当てた場合には、４リソースブロック周期でフェージングの落ち込みが生じると、あるユーザの受信特性が劣化するが、このようなフェージングが生じた場合でも、ビームｂｍ１とＳＩＲの良好なリソースブロックを選択することができる。
なお、ビーム割当テーブル記憶部１０１は、図１１に示すように、リソースブロック数ｆｎに対し、周波数の低いリソースブロックから順にｂｍ１，ｂｍ２，ｂｍ３，ｂｍ４を繰り返し割り当て、割り当てた順番をランダムインタリーバによってインタリーブし、ビームの割り当て順をランダムにしても、規則性のあるフェージングによる受信特性の劣化を回避することができる。
（実施の形態３）
図１２は、本発明の実施の形態３に係る送信装置２００の構成を示すブロック図である。図１２が図４と異なる点は、ビーム情報集計部２０１を追加した点である。
ビーム情報集計部２０１は、各ユーザ（図９に示した受信装置１５０）からフィードバックされたビーム情報を集計し、集計結果に基づいて、定期的にビーム割当テーブル記憶部１０１にテーブルの更新を指示する。テーブル更新の指示としては、例えば、多くのユーザが希望するビームを高い頻度で割り当てたり、ほとんどのユーザが希望しないビームを低い頻度で割り当てたりするように指示する。また、テーブル更新指示の周期としては、パケット長よりも数十〜数百倍長い周期で行う。
このように、各ユーザから送信されたビーム情報を集計した結果に基づいて、ビーム割当テーブルを更新することにより、送信装置周辺の伝搬環境に応じたビーム割当テーブルを作成することができ、より効率よくビームを選択することができる。
（実施の形態４）
図１３は、本発明の実施の形態４に係る送信装置２１０の構成を示すブロック図である。図１３が図１２と異なる点は、テーブル更新タイミング制御部２１１を追加した点である。
テーブル更新タイミング制御部２１１は、送信装置２１０周辺に存在する他の送信装置とテーブル更新タイミング情報を送受信し、他の送信装置におけるテーブル更新タイミングを参照してビーム情報集計部２０１のテーブル更新指示のタイミングを制御する。具体的には、例えば、他の送信装置におけるテーブル更新タイミングと可能な限り異なるタイミングにしたり、または可能な限り同じタイミングにしたりすることが考えられる。
このように、送信装置間でテーブル更新タイミングを調整することにより、互いに与える干渉の影響を長期的に変化させることができる。
（実施の形態５）
図１４は、本発明の実施の形態５に係る送信装置２２０の構成を示すブロック図である。図１４が図４と異なる点は、ブロードキャストチャネル生成部２２１及びビーム段階制御部２２２を追加した点である。
ブロードキャストチャネル生成部２２１は、ブロードキャストデータ（又はマルチキャストデータ）を生成し、生成したブロードキャストデータを送信ＲＦ部１０９−２に出力し、ブロードキャストデータの送信タイミングをビーム段階制御部２２２に通知する。
ビーム段階制御部２２２は、ブロードキャストチャネル生成部２２１から通知された送信タイミングに基づいて、ビーム指示部１０４がビーム幅を段階的に切り替えるようにビーム指示部１０４を制御する。具体的には、図１５に示すように、ブロードキャストチャネルの送信前に段階的にビーム幅を広げ、ブロードキャストチャネルの送信中は無指向性（ビームなし）とし、ブロードキャストチャネルの送信後に段階的にビーム幅を狭める制御を行う。ここで、ブロードキャストチャネルの送信中に無指向性とするのは、ブロードキャストチャネルはサービスエリア全体に送信する必要があるためである。
このように、ブロードキャストチャネルの送信前後でビーム幅を段階的に制御することにより、他セルに与える干渉の変動を緩和させることができる。
以上、実施の形態について説明した。
なお、上記各実施の形態では、本発明をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、本発明はソフトウェアで実現することも可能である。
また、上記各実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用してもよい。
さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。
２００６年１月１９日出願の特願２００６−０１１５５６の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
本発明にかかる無線送信装置及び無線送信方法は、周波数スケジューリングとビームフォーミングとを組み合わせた場合に、他セルにおけるユーザの受信誤りを低減し、かつ、他セルにおける伝送効率の向上を図ることができ、無線通信基地局装置等に適用できる。
本発明は、周波数スケジューリング及びビームフォーミングを行う無線送信装置及び無線送信方法に関する。
マルチキャリア伝送システムでは、周波数スケジューリングが行われている。周波数スケジューリングは、マルチパスにより生じる伝搬路の周波数特性がユーザ毎に異なることを利用して、各ユーザに対してそれぞれ良好な特性となる周波数を割り当てる技術である。
この周波数スケジューリングは、各ユーザが伝搬路の周波数特性をフィードバックし、基地局がフィードバック信号に基づいて各ユーザへ周波数を割り当てることにより実現される。
図１に周波数スケジューリングの動作例を示す。図１では、２人のユーザＵＥ＃１、ＵＥ＃２が各周波数の受信品質をフィードバックし、フィードバックを受けた基地局が、各ユーザにとって品質の良好な周波数ブロックを割り当てる例を示している。すなわち、ＵＥ＃１には周波数ブロックＡ，Ｃ，Ｄを割り当て、ＵＥ＃２には周波数ブロックＢ，Ｅを割り当てる。ここで、周波数ブロックＢに着目すると、ＵＥ＃１もＵＥ＃２も共に受信品質は良好であるが、ＵＥ＃２の方がＵＥ＃１よりも受信品質が良好であるため、ＵＥ＃２に周波数ブロックＢを割り当てる。同様に、周波数ブロックＣはＵＥ＃１に割り当てられる。
この周波数スケジューリングにビームフォーミングを適用する方法が考えられる。ビームフォーミングは、主に複数の送信アンテナの重みを制御して鋭いビーム（指向性）を希望波の方向に向けることで、受信装置への信号強度を確保する方法である。図２にビームフォーミングの具体的な動作例を示す。図２では、送信装置が既定の２つの指向性で信号を送信可能であるとして、受信装置の方向を向くビームを用いて信号を送信する。
なお、複数の送信アンテナの重みを制御する方法には、プリコーディングと呼ばれる方式もある。プリコーディングと上記ビームフォーミングとは、明確な鋭いビームを形成するか否かという点で差異はあるが、複数の送信アンテナの重みを制御することで受信装置への信号強度を確保する点は同一である。以下、プリコーディングとビームフォーミングとを区別せず、プリコーディングも含む意味においてビームフォーミングとして表記する。
Qualcomm, "MIMO proposal for MIMO-WCDMA evaluation", R1-050912, 3GPP TSG-RAN WG 1 #42, London, United Kingdom, Aug. 29 -Sep. 2, 2005.
しかしながら、送信装置が各ユーザのフィードバックに従って、任意のビームを割り当てると、信号を送信するビームが時間的に変化する。このため、隣接セルのユーザがＳＩＲ（Signal to Interference Ratio）の測定を行う時刻ｔ１と、割り当てられたパケットを受信する時刻ｔ２とでは、干渉の大きさが変化し、ＳＩＲが異なることになる。これにより、時刻ｔ１よりも時刻ｔ２のＳＩＲが悪ければパケット誤りを生じ、逆に良ければ伝送効率のロスを生じてしまう。
図３は、ユーザに任意のビームを割り当てる様子を示す。図３では、横軸が時間（ｔ１〜ｔ３）を示し、縦軸が周波数（周波数ブロックｆ１〜ｆｎ）を示している。また、互いに隣接する２つのセルを想定し、それぞれセルＡ、セルＢとする。そして、セルＢがビームフォーミングを行うものとする。
周波数ブロックｆ２に着目すると、時刻ｔ１ではビームがセルＡの方向を向いているのに対して、時刻ｔ２ではビームがセルＡの方向からシフトした方向を向いている。このため、セルＡでは時刻ｔ１のＳＩＲよりも時刻ｔ２のＳＩＲが良くなり、周波数ブロックｆ２において、時刻ｔ１のＳＩＲを報告して時刻ｔ２でパケット受信を試みたセルＡのユーザは、パケット受信時のＳＩＲが伝送効率の低い変調方式及び符号化率を用いることになり、伝送効率のロスが生じてしまう。
同様に、周波数ブロックｆｎに着目すると、時刻ｔ１ではビームがセルＡの方向からシフトした方向を向いているのに対して、時刻ｔ２ではビームがセルＡの方向を向いている。このため、セルＡでは時刻ｔ１のＳＩＲよりも時刻ｔ２のＳＩＲが悪くなり、周波数ブロックｆｎにおいて、時刻ｔ１のＳＩＲを報告して時刻ｔ２でパケット受信を試みたセルＡのユーザは、パケット受信時のＳＩＲが伝送効率の高い変調方式及び符号化率を用いることになり、パケット誤りが生じてしまう。
本発明の目的は、周波数スケジューリングとビームフォーミングとを組み合わせた場合に、他セルにおけるユーザの受信誤りを低減し、かつ、他セルにおける伝送効率の向上を図る無線送信装置及び無線送信方法を提供することである。
本発明の無線送信装置は、ユーザに割り当てる複数のリソースブロックに方向の異なる複数のビームを対応付けて記憶する記憶手段と、受信品質の最も良好なユーザにリソースブロックを割り当てると共に、前記記憶手段に記憶された前記リソースブロックに対応するビームを割り当てるリソース制御手段と、割り当てられた前記リソースブロック及びビームを用いて、送信データを送信する送信手段と、を具備する構成を採る。
本発明の無線送信方法は、周波数スケジューリングとビームフォーミングとを適用し、ユーザに割り当てる複数のリソースブロックに対応付けた方向の異なる複数のビームを時間方向で固定し、周波数方向で切り替えるリソース制御工程と、前記リソース制御工程によって制御されたビームを用いて、送信データを送信する送信工程と、を具備するようにした。
本発明によれば、周波数スケジューリングとビームフォーミングとを組み合わせた場合に、他セルにおけるユーザの受信誤りを低減し、かつ、他セルにおける伝送効率の向上を図ることができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。ただし、実施の形態において、同一の機能を有する構成には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
（実施の形態１）
図４は、本発明の実施の形態１に係る送信装置１００の構成を示すブロック図である。この図において、ビーム割当テーブル記憶部１０１は、送信装置１００が形成する複数のビーム方向をそれぞれ示すビーム情報と、リソースブロック（周波数ブロック）とが対応付けられたテーブルを記憶している。ビーム割当テーブルの詳細については後述する。
リソース制御部１０２は、後述する受信装置１５０から送信されたビーム情報及びＳＩＲ情報を取得し、取得したビーム情報とＳＩＲ情報とに基づいて、ビーム割当テーブル記憶部１０１を参照し、ＳＩＲが最も良好なビーム方向とリソースブロックの組合せを選択する。選択されたリソースブロック及び選択されたリソースブロックのＳＩＲ情報はＭＣＳ決定部１０３に通知され、ビーム方向はビーム指示部１０４に通知される。なお、リソース制御部１０２の詳細については後述する。
ＭＣＳ決定部１０３は、リソース制御部１０２から通知されたリソースブロック及びＳＩＲ情報に基づいて、対応するユーザの送信データの符号化及び変調に用いる符号化率及び変調方式などのＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme）情報を決定し、決定したＭＣＳ情報を各リソースブロック内処理部１０５の符号化・変調部１０６にそれぞれ出力する。
ビーム指示部１０４は、リソース制御部１０２から通知されたビーム情報に基づいて、重み係数を算出し、算出した重み係数を各リソースブロック内処理部１０５のビーム形成部１０８にそれぞれ出力する。
リソースブロック内処理部１０５は、符号化・変調部１０６、ＭＩＭＯ変調部１０７及びビーム形成部１０８を備える。符号化・変調部１０６は、ＭＣＳ決定部１０３から出力されたＭＣＳ情報を用いて、送信データに符号化処理及び変調処理を施して送信シンボル列を生成し、生成した送信シンボル列をＭＩＭＯ変調部１０７に出力する。
ＭＩＭＯ変調部１０７は、符号化・変調部１０６から出力された送信シンボル列にＭＩＭＯ変調処理を施し、ＭＩＭＯ変調処理を施した信号をビーム形成部１０８に出力する。
ビーム形成部１０８は、ＭＩＭＯ変調部１０７から出力された信号にビーム指示部１０４から出力された重み係数を用いて重み付けを行うことによりビームを形成し、重み付けした信号を送信ＲＦ部１０９−１，１０９−２に出力する。
送信ＲＦ部１０９−１，１０９−２は、各リソースブロック内処理部１０５のビーム形成部１０８から出力された信号を多重し、多重した信号にＤ／Ａ変換、アップコンバート等の所定の無線送信処理を施し、無線送信処理を施した信号を送信アンテナ１１０−１，
１１０−２から送信する。
ここで、ビーム割当テーブルについて説明する。まず、一般的に、周波数スケジューリングを用いる際のリソースブロック数は数十〜数百程度と大きな数を設定するのに対して、ビームフォーミングにおけるビーム数は主に設置できるアンテナ本数の制約から数個程度となる。このため、空間的に均等に配置したビームを全リソースブロックについて満遍なく繰り返し用いれば、リソースを効率よく利用することができる。
図５にビーム割当テーブルの例を示す。図５では、リソースブロック数ｆｎに対し、ｂｍ１〜ｂｍ４の４つのビームを用いて、周波数の低いリソースブロックから順にｂｍ１，ｂｍ２，ｂｍ３，ｂｍ４を繰り返し割り当てている。これにより、同様の特性を持つ周波数ｆ１とｆ２、ｆｎ−１とｆｎといったリソースブロックが隣接するような組み合わせについて異なるビームが割り当てられているので、このような組み合わせにおいて実質的にビームを選択することができる。また、ある方向を向くビームとして、例えばｂｍ２に着目すると、周波数特性の異なるｆ２，ｆ６，…に割り当てられているので、同一のビーム利得に対してリソースブロックを選択することができる。
また、ここで、受信装置１５０から送信されたビーム及びＳＩＲ情報について説明する。ビーム及びＳＩＲ情報は、図６に示すように、ビームｂｍ１〜ｂｍ４のそれぞれについて、リソースブロックｆ１〜ｆｎまで順にＳＩＲが報告されるものとなる。つまり、ビームｂｍ１について、リソースブロックｆ１〜ｆｎまでのＳＩＲが、同様に、ビームｂｍ２について、リソースブロックｆ１〜ｆｎまでのＳＩＲが報告される。ビームｂｍ３及びｂｍ４についても同様である。
次に、図４に示したリソース制御部１０２の詳細について説明する。図７は、図４に示したリソース制御部１０２の内部構成を示すブロック図である。図７において、類似ブロック内ビーム選択部１２１は、受信装置１５０からフィードバックされたビーム情報及びＳＩＲ情報を取得し、周波数特性が同様のリソースブロック間でビーム毎にＳＩＲを加算（又は加算平均）し、加算したＳＩＲが最も良好なビームを当該リソースブロックに適したものとして選択する。このビーム選択をセル内で通信中の全ユーザについて行い、リソースブロックと当該リソースブロックに適したビームをユーザ割当部１２２及びビーム番号取得部１２３に出力する。
ユーザ割当部１２２は、類似ブロック内ビーム選択部１２１から出力されたリソースブロックと当該リソースブロックに適したビームを用いたときの各ユーザのＳＩＲに基づいて、リソースブロックにユーザを割り当てる。この割り当て方法としては、例えば、ＳＩＲが最大のユーザを割り当てるMax CIR法、ＳＩＲの時間平均に対して瞬時の増加量が最大のユーザを割り当てるProportional Fairness法などが挙げられる。ユーザの割当情報はビーム番号取得部１２３に出力される。
ビーム番号取得部１２３は、ユーザ割当部１２２から出力されたユーザ割当情報に基づいて、類似ブロック内ビーム選択部１２１においてＳＩＲの加算対象とした周波数特性の同様なリソースブロックのまとまり毎に割り当てユーザを決定し、割り当てられたユーザが該当するリソースブロックに対して選択したビーム番号を取得し、取得したビーム番号をリソースブロック選択部１２４に出力する。
リソースブロック選択部１２４は、ビーム番号取得部１２３から出力されたビーム番号に基づいて、ビーム割当テーブル記憶部１０１を検索し、ビーム番号を適用可能なリソースブロックを選択し、選択したリソースブロックをＭＣＳ決定部１０３に通知し、ビーム番号をビーム指示部１０４に通知する。
図４に示した送信装置１００によって形成されるビームの切り替えの様子を図８に示す。図８では、横軸が時間（ｔ１〜ｔ３）を示し、縦軸が周波数（リソースブロックｆ１〜ｆｎ）を示しており、隣接セルＡと送信装置１００が形成するセルＢとの関係を示している。この図からも分かるように、各リソースブロックでは、セルＡに対するセルＢの干渉量が時間軸で変化しないため、セルＡに与える干渉量を一定にすることができるので、セルＡにおけるユーザの受信誤りを低減し、かつ、セルＡにおける伝送効率を向上させることができる。また、ビーム形成せずに得られる周波数特性が同様となる隣接リソースブロックに異なるビームを割り当てることにより、周波数スケジューリングに連動してビームを選択することができる。さらに、周波数特性が異なるリソースブロック（例えば、ｆ１とｆｎ）に同じ向きのビームを割り当てることにより、同一のビーム利得に対して周波数ブロックを選択することができるので、周波数ダイバーシチ効果を得ることができる。
図９は、本発明の実施の形態１に係る受信装置１５０の構成を示すブロック図である。この図において、受信ＲＦ部１５２−１，１５２−２は、各受信アンテナ１５１−１，１５１−２で受信された信号にダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換等の所定の無線受信処理を施し、無線受信処理を施した信号のうち、参照信号に対応する部分をチャネル推定部１５３に出力し、データ信号に対応する部分をＭＩＭＯ復調部１５７に出力する。
チャネル推定部１５３は、受信ＲＦ部１５２−１，１５２−２から出力された参照信号に対応する部分を用いて、図４に示した送信アンテナ１１０−１，１１０−２と受信アンテナ１５１−１，１５１−２との全組み合わせについてフェージング変動を推定し、推定結果をビーム空間変換部１５４に出力する。
ビーム空間変換部１５４は、チャネル推定部１５３から出力された各送信アンテナのチャネル推定値からチャネル行列Ｈ＾を求め、求めたチャネル行列Ｈ＾に既定のビームパターンに対応したウェイトベクトルｅｍを乗算する。送信アンテナを４本として互いに直交する４つのウェイトベクトルでユニタリ行列を生成する場合の例を、以下の式（１）に示す。
Figure 2007083699
ＳＩＲ測定部１５５は、ビーム空間変換部１５４から出力された各ビームに対応するチャネル推定値に基づいて、各ビームを用いたときの各リソースブロックのＳＩＲを測定し、測定結果をフィードバック情報生成部１５６に出力する。
フィードバック情報生成部１５６は、ＳＩＲ測定部１５５から出力された測定結果（ＳＩＲ情報とビーム情報）を図６に示したようにフィードバック情報として送信装置１００に送信する。なお、フィードバック情報の生成方法としては、図６に示した方法に限らず、例えば、周波数特性の同様なリソースブロックについては代表値のみを用いてもよいし、また、ビームｂｍ１のＳＩＲ情報をフレーム１によって送信し、ビームｂｍ２のＳＩＲ情報をフレーム２によって送信するというように、ビーム毎の情報をフレーム単位でフィードバックするようにしてもよい。
ＭＩＭＯ復調部１５７は、ビーム空間変換部１５４から出力された各ビームに対応する
チャネル推定値に基づいて、受信ＲＦ部１５２−１，１５２−２から出力されたデータ信号に対応する部分をＭＩＭＯ復調し、ＭＩＭＯ復調した信号を復号処理部１５８に出力する。
復号処理部１５８は、ＭＩＭＯ復調部１５７から出力された信号に誤り訂正復号処理を施し、受信データを取得する。
このように実施の形態１によれば、周波数スケジューリングとビームフォーミングとを組み合わせ、周波数スケジューリングによって割り当てるリソースブロックにビームの方向を満遍なく繰り返し対応付けることにより、他セルに与える干渉を一定にすることができるので、他セルにおけるユーザの受信誤りを低減し、かつ、他セルにおける伝送効率を向上させることができる。また、周波数特性が同様の隣接リソースブロックに方向の異なるビームを割り当てることにより、ビームを選択することができる。さらに、周波数特性が異なるリソースブロックに同じ向きのビームを割り当てることにより、同一のビーム利得に対して周波数ブロックを選択することができるので、周波数ダイバーシチ効果を得ることができる。
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る送信装置の構成は、実施の形態１の図４に示した構成と同様であるので、図４を援用して説明する。
図４において、ビーム割当テーブル記憶部１０１は、図１０に示すように、リソースブロック数ｆｎに対し、ｂｍ１〜ｂｍ４の４つのビームを用いて、周波数の低いリソースブロックから順にｂｍ１，ｂｍ２，ｂｍ３，ｂｍ４、ｂｍ４，ｂｍ３，ｂｍ２，ｂｍ１を繰り返し割り当てたテーブルを記憶している。
これにより、あるユーザの位置が例えばビームｂｍ１の方向にあり、実施の形態１において説明したように、ビームｂｍ１〜ｂｍ４を繰り返し割り当てた場合には、４リソースブロック周期でフェージングの落ち込みが生じると、あるユーザの受信特性が劣化するが、このようなフェージングが生じた場合でも、ビームｂｍ１とＳＩＲの良好なリソースブロックを選択することができる。
なお、ビーム割当テーブル記憶部１０１は、図１１に示すように、リソースブロック数ｆｎに対し、周波数の低いリソースブロックから順にｂｍ１，ｂｍ２，ｂｍ３，ｂｍ４を繰り返し割り当て、割り当てた順番をランダムインタリーバによってインタリーブし、ビームの割り当て順をランダムにしても、規則性のあるフェージングによる受信特性の劣化を回避することができる。
（実施の形態３）
図１２は、本発明の実施の形態３に係る送信装置２００の構成を示すブロック図である。図１２が図４と異なる点は、ビーム情報集計部２０１を追加した点である。
ビーム情報集計部２０１は、各ユーザ（図９に示した受信装置１５０）からフィードバックされたビーム情報を集計し、集計結果に基づいて、定期的にビーム割当テーブル記憶部１０１にテーブルの更新を指示する。テーブル更新の指示としては、例えば、多くのユーザが希望するビームを高い頻度で割り当てたり、ほとんどのユーザが希望しないビームを低い頻度で割り当てたりするように指示する。また、テーブル更新指示の周期としては、パケット長よりも数十〜数百倍長い周期で行う。
このように、各ユーザから送信されたビーム情報を集計した結果に基づいて、ビーム割
当テーブルを更新することにより、送信装置周辺の伝搬環境に応じたビーム割当テーブルを作成することができ、より効率よくビームを選択することができる。
（実施の形態４）
図１３は、本発明の実施の形態４に係る送信装置２１０の構成を示すブロック図である。図１３が図１２と異なる点は、テーブル更新タイミング制御部２１１を追加した点である。
テーブル更新タイミング制御部２１１は、送信装置２１０周辺に存在する他の送信装置とテーブル更新タイミング情報を送受信し、他の送信装置におけるテーブル更新タイミングを参照してビーム情報集計部２０１のテーブル更新指示のタイミングを制御する。具体的には、例えば、他の送信装置におけるテーブル更新タイミングと可能な限り異なるタイミングにしたり、または可能な限り同じタイミングにしたりすることが考えられる。
このように、送信装置間でテーブル更新タイミングを調整することにより、互いに与える干渉の影響を長期的に変化させることができる。
（実施の形態５）
図１４は、本発明の実施の形態５に係る送信装置２２０の構成を示すブロック図である。図１４が図４と異なる点は、ブロードキャストチャネル生成部２２１及びビーム段階制御部２２２を追加した点である。
ブロードキャストチャネル生成部２２１は、ブロードキャストデータ（又はマルチキャストデータ）を生成し、生成したブロードキャストデータを送信ＲＦ部１０９−２に出力し、ブロードキャストデータの送信タイミングをビーム段階制御部２２２に通知する。
ビーム段階制御部２２２は、ブロードキャストチャネル生成部２２１から通知された送信タイミングに基づいて、ビーム指示部１０４がビーム幅を段階的に切り替えるようにビーム指示部１０４を制御する。具体的には、図１５に示すように、ブロードキャストチャネルの送信前に段階的にビーム幅を広げ、ブロードキャストチャネルの送信中は無指向性（ビームなし）とし、ブロードキャストチャネルの送信後に段階的にビーム幅を狭める制御を行う。ここで、ブロードキャストチャネルの送信中に無指向性とするのは、ブロードキャストチャネルはサービスエリア全体に送信する必要があるためである。
このように、ブロードキャストチャネルの送信前後でビーム幅を段階的に制御することにより、他セルに与える干渉の変動を緩和させることができる。
以上、実施の形態について説明した。
なお、上記各実施の形態では、本発明をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、本発明はソフトウェアで実現することも可能である。
また、上記各実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフ
ィギュラブル・プロセッサーを利用してもよい。
さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。
２００６年１月１９日出願の特願２００６−０１１５５６の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
本発明にかかる無線送信装置及び無線送信方法は、周波数スケジューリングとビームフォーミングとを組み合わせた場合に、他セルにおけるユーザの受信誤りを低減し、かつ、他セルにおける伝送効率の向上を図ることができ、無線通信基地局装置等に適用できる。
周波数スケジューリングの動作例を示す図 ビームフォーミングの具体的な動作例を示す図 ユーザに任意のビームを割り当てる様子を示す図 本発明の実施の形態１及び２に係る送信装置の構成を示すブロック図 ビーム割当テーブルの例を示す図 ビーム及びＳＩＲ情報を示す図 図４に示したリソース制御部の内部構成を示すブロック図 図４に示した送信装置によって形成されるビームの切り替えの様子を示す図 本発明の実施の形態１に係る受信装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態２におけるビーム割当テーブルを示す図 本発明の実施の形態２におけるビーム割当テーブルを示す図 本発明の実施の形態３に係る送信装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態４に係る送信装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態５に係る送信装置の構成を示すブロック図 ビーム幅を段階的に制御する様子を示す図

Claims (10)

  1. ユーザに割り当てる複数のリソースブロックに方向の異なる複数のビームを対応付けて記憶する記憶手段と、
    受信品質の最も良好なユーザにリソースブロックを割り当てると共に、前記記憶手段に記憶された前記リソースブロックに対応するビームを割り当てるリソース制御手段と、
    割り当てられた前記リソースブロック及びビームを用いて、送信データを送信する送信手段と、
    を具備する無線送信装置。
  2. 前記記憶手段は、隣接するリソースブロック間で異なるビームを対応付けて記憶する請求項１に記載の無線送信装置。
  3. 前記記憶手段は、離間するリソースブロック間で同一のビームを対応付けて記憶する請求項１に記載の無線送信装置。
  4. 前記記憶手段は、リソースブロックの若い番号順に、ビーム番号の若い方から高い方へ対応付けた後、ビーム番号の高い方から若い方への対応付けを繰り返して記憶する、または、ビーム番号の高い方から若い方へ対応付けた後、ビーム番号の若い方から高い方への対応付けを繰り返して記憶する請求項１に記載の無線送信装置。
  5. 前記記憶手段は、リソースブロックにビームをランダムに対応付けて記憶する請求項１に記載の無線送信装置。
  6. ユーザから要求されたビーム情報を集計し、ビーム方向の要求頻度に基づいて、前記記憶手段に記憶されたリソースブロックとビームとの対応関係を更新するビーム情報集計手段を具備する請求項１に記載の無線送信装置。
  7. 前記記憶手段に記憶されたリソースブロックとビームとの対応関係の更新タイミングを他の無線送信装置と送受信し、前記他の無線送信装置における更新タイミングに基づいて、自装置の前記更新タイミングを制御する更新タイミング制御手段を具備する請求項６に記載の無線送信装置。
  8. 無指向性とするチャネルの送信前後において段階的にビーム幅を調整するビーム段階制御手段を具備する請求項１に記載の無線送信装置。
  9. 周波数スケジューリングとビームフォーミングとを適用し、ユーザに割り当てる複数のリソースブロックに対応付けた方向の異なる複数のビームを時間方向で固定し、周波数方向で切り替えるリソース制御工程と、
    前記リソース制御工程によって制御されたビームを用いて、送信データを送信する送信工程と、
    を具備する無線送信方法。
  10. 方向の異なる複数のビームそれぞれについて、ユーザに割り当てるリソースブロック毎に無線送信装置から送信された信号の受信品質を測定する受信品質測定手段と、
    測定された前記受信品質を前記無線送信装置にフィードバックするフィードバック手段と、
    を有する受信装置と、
    前記リソースブロックに前記複数のビームを対応付けて記憶する記憶手段と、
    前記受信装置からフィードバックされた前記受信品質に基づいて、受信品質の最も良好なユーザにリソースブロックを割り当てると共に、前記記憶手段に記憶された前記リソースブロックに対応するビームを割り当てるリソース制御手段と、
    割り当てられた前記リソースブロック及びビームを用いて、送信データを前記受信装置に送信する送信手段と、
    を有する無線送信装置と、
    を具備する無線通信システム。
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Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009026583A2 (en) * 2007-08-23 2009-02-26 Marvell Semiconductor, Inc. Pseudo-omni-directional beamforming with multiple narrow-band beams
US8036099B2 (en) * 2007-09-06 2011-10-11 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Method and apparatus for linearly precoding downlink transmissions to reduce temporal variations in interference
JP5077024B2 (ja) * 2008-03-31 2012-11-21 富士通株式会社 送信方法および無線基地局
CN101557280B (zh) * 2008-04-11 2014-04-09 株式会社Ntt都科摩 多入多出***中预编码矩阵/矢量的选择方法和装置
US8665806B2 (en) * 2008-12-09 2014-03-04 Motorola Mobility Llc Passive coordination in a closed loop multiple input multiple out put wireless communication system
WO2010086026A1 (en) * 2009-02-02 2010-08-05 Nokia Siemens Networks Oy Sub-carrier allocation for multi-antenna transmission in cellular telecommunication system
JP5388074B2 (ja) * 2009-10-09 2014-01-15 京セラ株式会社 通信システム、無線基地局及び通信制御方法
WO2011043477A1 (ja) * 2009-10-09 2011-04-14 京セラ株式会社 通信システム、無線基地局及び通信制御方法
US20120202545A1 (en) * 2009-10-09 2012-08-09 Kyocera Corporation Communication system, radio base station, and communication control method
CN102123525A (zh) * 2010-01-07 2011-07-13 夏普株式会社 下行多天线多基站干扰协调方法和基站
KR101099345B1 (ko) 2010-12-01 2011-12-26 엘지전자 주식회사 무선랜 시스템에서 채널 사운딩 방법 및 장치
KR101878211B1 (ko) * 2011-09-19 2018-07-16 삼성전자주식회사 무선 통신 시스템에서 다중 빔포밍 송수신기를 운용하기 위한 장치 및 방법
WO2016023227A1 (zh) * 2014-08-15 2016-02-18 富士通株式会社 资源配置方法、装置以及通信***
US9769594B2 (en) * 2015-01-30 2017-09-19 Cassia Networks Inc. Methods, devices and systems for increasing wireless communication range
JP2018088562A (ja) * 2015-04-02 2018-06-07 シャープ株式会社 通信方法、認証方法、端末装置、通信システムおよび認証装置
US10673512B2 (en) * 2015-09-16 2020-06-02 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Precoding over a beam subset
IL265407B2 (en) * 2016-09-19 2023-04-01 Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp Ltd Method and device for transmitting signals
US11463140B2 (en) * 2020-05-01 2022-10-04 Fujikura Ltd. Wireless communication device
US11018718B1 (en) * 2020-05-01 2021-05-25 Fujikura Ltd. Wireless communication device and wireless communication method
US11450957B2 (en) 2020-05-01 2022-09-20 Fujikura Ltd. Wireless communication device
WO2022045269A1 (en) * 2020-08-27 2022-03-03 Sharp Kabushiki Kaisha Configurable beam management of sidelink resources to support direction determination while out of network coverage

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6233466B1 (en) * 1998-12-14 2001-05-15 Metawave Communications Corporation Downlink beamforming using beam sweeping and subscriber feedback
JP4303373B2 (ja) * 1999-09-14 2009-07-29 株式会社日立コミュニケーションテクノロジー 無線基地局装置
US6611695B1 (en) * 1999-12-20 2003-08-26 Nortel Networks Limited Method and apparatus for assigning frequency channels to a beam in a multi-beam cellular communications system
US6697642B1 (en) * 2000-07-19 2004-02-24 Texas Instruments Incorporated Wireless communications apparatus
JP4031707B2 (ja) * 2000-12-15 2008-01-09 アダプティックス インコーポレイテッド グループベースのサブキャリア割当による多重キャリア通信
US6947748B2 (en) * 2000-12-15 2005-09-20 Adaptix, Inc. OFDMA with adaptive subcarrier-cluster configuration and selective loading
US6697644B2 (en) * 2001-02-06 2004-02-24 Kathrein-Werke Kg Wireless link quality using location based learning
ES2295211T3 (es) * 2001-09-05 2008-04-16 Nokia Corporation Metodo de señalizacion de bucle cerrado para controlar multiples haces de transmision y dispositivo transceptor adaptado de forma correspondiente.
US7529525B1 (en) * 2002-04-16 2009-05-05 Faulkner Interstices Llc Method and apparatus for collecting information for use in a smart antenna system
US7412212B2 (en) * 2002-10-07 2008-08-12 Nokia Corporation Communication system
US7310537B2 (en) * 2003-04-25 2007-12-18 Nokia Corporation Communication on multiple beams between stations
US7302278B2 (en) * 2003-07-03 2007-11-27 Rotani, Inc. Method and apparatus for high throughput multiple radio sectorized wireless cell
US7437166B2 (en) * 2003-09-24 2008-10-14 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Reducing shared downlink radio channel interference by transmitting to multiple mobiles using multiple antenna beams
KR100557158B1 (ko) * 2003-11-12 2006-03-03 삼성전자주식회사 직교 주파수 분할 다중 방식을 사용하는 이동통신시스템에서 부반송파 할당을 위한 장치 및 방법
JP4241440B2 (ja) * 2004-03-03 2009-03-18 株式会社日立製作所 パケットスケジュール方法及び無線通信装置
JP2006011556A (ja) 2004-06-22 2006-01-12 Sumitomo Electric Ind Ltd 異常事象通知システムおよび異常事象通知方法
EP3528575B1 (en) * 2004-06-22 2020-12-16 Apple Inc. Enabling feedback in wireless communication networks
US7907911B2 (en) * 2005-08-16 2011-03-15 Alcatel-Lucent Usa Inc. Scheduling multi-user transmission in the downlink of a multi-antenna wireless communication system
US7917101B2 (en) * 2005-09-21 2011-03-29 Broadcom Corporation Method and system for a greedy user group selection with range reduction in TDD multiuser MIMO downlink transmission

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