WO2018154937A1 - 無線基地局及び無線通信方法 - Google Patents

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WO2018154937A1
WO2018154937A1 PCT/JP2017/045367 JP2017045367W WO2018154937A1 WO 2018154937 A1 WO2018154937 A1 WO 2018154937A1 JP 2017045367 W JP2017045367 W JP 2017045367W WO 2018154937 A1 WO2018154937 A1 WO 2018154937A1
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weight
base station
radio base
unit
subband
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PCT/JP2017/045367
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翔平 吉岡
聡 須山
淳 増野
達樹 奥山
奥村 幸彦
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株式会社Nttドコモ
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    • H04B7/0413MIMO systems
    • H04B7/0452Multi-user MIMO systems

Definitions

  • the present invention relates to a radio base station and a radio communication method.
  • LTE Long Term Evolution
  • LTE successor systems for example, LTE-A (LTE-Advanced), FRA (Future Radio Access), 5G (5th generation mobile communication system), 5G + ( 5G (plus) and New-RAT (Radio Access Technology) are also being considered.
  • a large number of antenna elements for example, 100 elements or more
  • a high frequency band for example, 5 GHz or more
  • massive MIMO Multiple Input Multiple Output
  • precoding / postcoding digital precoding / postcoding
  • BF beamforming
  • the frequency characteristics within the transmission band differ. For this reason, when the same BF weight is selected for the entire transmission band when performing BF, the BF weight may not be appropriate depending on the frequency within the transmission band.
  • One aspect of the present invention is to provide a radio base station and a radio communication method capable of appropriately selecting a BF weight.
  • a radio base station provides a beamforming weight used for beamforming in a transmission band in a radio communication system that performs beamforming in MIMO transmission between the radio base station and at least one user terminal. And a transmission unit that transmits the signal to which the beamforming is applied using the beamforming weight.
  • the BF weight can be appropriately selected.
  • MU-MIMO Multi-User-MIMO
  • MU-MIMO Multi-User-MIMO
  • precoding is described separately for precoding for inter-user interference (Inter-User: IUI) and pre-coding for inter-stream interference (Inter-Stream Interference: ISI) in each user terminal, Precoding for inter-user interference and pre-coding / post-coding for inter-stream interference at each user terminal are performed.
  • IUI inter-user interference
  • ISI Inter-Stream Interference
  • the received signal r received at each user terminal is expressed by the following equation (1).
  • W represents BF weight
  • P IUI is Represents a precoding matrix for inter-user interference
  • P ISI represents a pre-coding matrix for inter-stream interference
  • z represents Represents noise.
  • precoding for example, block diagonalization
  • P IUI precoding for inter-user interference orthogonalizes channels between user terminals and avoids inter-user interference. ing.
  • a signal y obtained by performing post-coding on the received signal r received at each user terminal is expressed by the following equation (2).
  • the channel between the streams of each user terminal is orthogonalized by the precoding matrix P ISI and the post coding matrix B ISI , and inter-stream interference is avoided.
  • precoding matrix P IUI , P ISI
  • post coding matrix B ISI
  • singular value decomposition singular Value Decomposition
  • channel information channel matrix
  • subcarriers constituting a transmission band used by a radio base station for signal transmission are divided into a plurality of groups (hereinafter referred to as “subbands”) (subbands), and subbands (groups) )
  • subbands groups
  • groups subbands
  • the radio communication system includes at least one radio base station (corresponding to a transmitter) 10 and at least one user terminal 20 (corresponding to a receiver).
  • the radio base station 10 is, for example, a Massive MIMO base station.
  • the user terminal 20 is connected (accessed) to the radio base station 10.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of an overall configuration of a radio base station according to the present embodiment. 1 includes a discovery signal generation unit 101, a candidate weight multiplication unit 102, a reference signal generation unit 103, a weight control unit 104, a precoding matrix generation unit 105, and a data generation unit 106. A configuration including a precoding unit 107, a beamforming unit 108, a communication unit 109, and an antenna 110 is employed.
  • description of components eg, IFFT processing unit, CP adding unit
  • OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing
  • Discovery signal generation unit 101 generates a discovery signal (reference signal) for determining a BF weight (W). For example, the discovery signal generation unit 101 generates at least the same number of discovery signals as the number of BF weight candidates. Discovery signal generation section 101 outputs the generated discovery signal to candidate weight multiplication section 102.
  • the candidate weight multiplication unit 102 multiplies the discovery signal input from the discovery signal generation unit 101 by the BF weight candidate, and outputs the discovery signal after the multiplication of the BF weight candidate to the communication unit 109.
  • the reference signal generation unit 103 generates a reference signal used for channel estimation and outputs the reference signal to the beamforming unit 108.
  • the weight control unit 104 determines a BF weight (W) to be used for beamforming from the BF weight candidates based on the candidate weight information fed back from each user terminal 20. Specifically, the weight control unit 104 subbands the transmission band used by the radio base station 10 when the transmission band is not subbanded (that is, when the same BF weight is used in all bands). Select the BF weight in both patterns. That is, the weight control unit 104 determines the BF weight used for beamforming for each of a plurality of subbands configured by dividing the transmission band.
  • the weight control unit 104 may further select BF weights in patterns corresponding to different subbanding methods (different numbers of subbands).
  • the weight control unit 104 in the BF weight selection unit (entire transmission band or subband) of each pattern, LNRs that do not overlap each other in descending order of SNR (Signal to Noise Ratio) indicated in the candidate weight information Individual BF weights may be selected.
  • the weight control unit 104 determines the BF weight used by the beam forming unit 108 from the BF weights corresponding to the plurality of patterns. For example, the weight control unit 104 uses the candidate weight information fed back from a plurality of user terminals 20 and uses a BF weight in each pattern to indicate a reception-to-site interference power ratio (SIR) (Signal to Interference power Ratio). Is calculated. Then, the weight control unit 104 may determine the BF weight of the pattern having the maximum SIR as the BF weight used by the beam forming unit 108 (that is, the maximum reception-to-interference power ratio standard). The weight control unit 104 outputs the determined BF weight (pattern) to the beam forming unit 108.
  • SIR reception-to-site interference power ratio
  • the precoding matrix generation unit 105 generates a precoding matrix using the channel estimation value fed back from the user terminal 20.
  • the channel estimation value is, for example, channel information (HW) indicating an equivalent channel matrix including a BF weight (W).
  • the precoding matrix generation unit 105 performs precoding matrix (P IUI ) for removing interference (inter-user interference) between a plurality of user terminals 20 multiplexed in MU-MIMO, and each user.
  • a precoding matrix (P ISI ) for removing interference between streams (inter-stream interference) at the terminal 20 is generated.
  • the precoding matrix generation unit 105 generates the generated precoding matrix (P IUI , P ISI ). Hereinafter, they may be collectively expressed as “P”) to the precoding unit 107.
  • the data generation unit 106 generates data (downlink signals) for a plurality of user terminals 20.
  • FIG. 1 shows the configuration of the data generation unit 106 for one user terminal 20 (jth user terminal 20).
  • the radio base station 10 includes a plurality (N U pieces) data generating unit 106 against each of the user terminal 20 of the.
  • the data generation unit 106 includes an encoding unit 161 and a modulation unit 162.
  • the encoding unit 161 and the modulation unit 162 are provided corresponding to the number of streams ( Mj ) for the user terminal j, respectively.
  • Each encoding unit 161 encodes data signals of M j streams, and each modulation unit 162 modulates the encoded data signal, and outputs the modulated data signal to precoding unit 107.
  • the coding rate and the modulation scheme in each encoding unit 161 and each modulation unit 162 may be different for each stream.
  • the precoding unit 107 multiplies the data signal input from the data generation unit 106 by the precoding matrix (P) input from the precoding matrix generation unit 105, and converts the precoded data signal into a beamforming unit. To 108.
  • the precoding unit 107 generates L (number of beams, for example, L> M) signals by applying precoding to M stream data signals.
  • the beam forming unit 108 multiplies the reference signal input from the reference signal generation unit 103 by the BF weight W input from the weight control unit 104, and uses the reference signal after BF weight multiplication as the communication unit. To 109. Through this process, each user terminal 20 uses the reference signal multiplied by the BF weight (W) determined based on the candidate weight information (for example, SNR or received power), and equivalent channel information including the BF weight. (HW) can be estimated.
  • W the BF weight
  • HW equivalent channel information including the BF weight.
  • the beamforming unit 108 multiplies the data signal input from the precoding unit 107 by the BF weight (W) input from the weight control unit 104 at the time of data transmission, and the data after the BF weight multiplication Signals ( NT signals) are output to communication section 109.
  • Communication units 109-1 to 109- NT are provided corresponding to NT antennas 110 (antenna elements), respectively.
  • Each communication unit 109 performs transmission processing such as D / A conversion and up-conversion on the input signal, multiplexes the signal after transmission processing by, for example, time, frequency, or code, and N T pieces Transmit from antenna 110, respectively.
  • each communication unit 109 transmits the discovery signal input from the candidate weight multiplication unit 102 to each user terminal 20 via the antenna 110. Further, the communication unit 109 transmits the reference signal input from the beam forming unit 108 to each user terminal 20 via the antenna 110 in channel estimation. Further, the communication unit 109 transmits a stream signal input from the beamforming unit 108 to each user terminal 20 via the antenna 110 at the time of data transmission.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the overall configuration of the user terminal according to the present embodiment.
  • a user terminal 20 illustrated in FIG. 2 includes an antenna 201, a communication unit 202, a candidate weight information measurement unit 203, a channel estimation unit 204, a post coding matrix generation unit 205, a post coding unit 206, and a data reception unit 207. And the structure including is taken.
  • FIG. 2 shows an example of the configuration of the j-th user terminal 20.
  • description of components for example, a CP removal unit, an FFT processing unit for receiving an OFDM signal in the user terminal 20 is omitted.
  • the signal waveform of the signal received by the user terminal 20 is not limited to a waveform based on OFDM modulation.
  • Communication units 202-1 to 202-N Rj are provided corresponding to N Rj antennas 201, respectively.
  • Each communication unit 202 performs reception processing such as down-conversion and A / D conversion on the reception signal received via the antenna 201.
  • the received signal includes, for example, a discovery signal, a reference signal, or a data signal.
  • the communication unit 202 outputs the discovery signal to the candidate weight information measurement unit 203, outputs the reference signal to the channel estimation unit 204, and outputs the data signal to the post coding unit 206.
  • the candidate weight information measurement unit 203 measures candidate weight information (for example, SNR or received power) using the discovery signal input from the communication unit 202. Each discovery signal is multiplied by a BF weight candidate. Therefore, candidate weight information measurement section 203 measures the SNR or received power when each BF weight candidate is used. Candidate weight information indicating the measured SNR or received power is fed back to the radio base station 10 (weight control unit 104) via the communication unit 202, for example.
  • candidate weight information for example, SNR or received power
  • the channel estimation unit 204 estimates a channel estimation value (channel information) indicating a channel between the radio base station 10 and the user terminal 20 using the reference signal input from the communication unit 202.
  • the reference signal is multiplied by a BF weight (W) in the radio base station 10 (beamforming unit 108). Therefore, the channel estimation unit 204 estimates equivalent channel information (equivalent channel matrix HW) including the BF weight.
  • the estimated channel information (HW) is fed back to the radio base station 10 (precoding matrix generation unit 105) via the communication unit 202, for example. Further, the channel estimation unit 204 outputs the estimated channel information to the post coding matrix generation unit 205.
  • the post-coding matrix generation unit 205 uses the channel information (HW) input from the channel estimation unit 204 to generate a post-coding matrix (B ISI ).
  • the post-coding matrix generation unit 205 outputs the generated post-coding matrix to the post-coding unit 206.
  • the post-coding matrix generation unit 205 may generate a post-coding matrix using channel information HWP estimated using a reference signal multiplied by a pre-coding matrix and a BF weight.
  • the post-coding unit 206 performs post-coding on the data signal input from the communication unit 202 using the post-coding matrix (B ISI ) input from the post-coding matrix generation unit 205.
  • the post coding unit 206 outputs the post-coded data signal to the data receiving unit 207.
  • the data reception unit 207 performs reception processing (including demodulation processing and decoding processing) on the data signal input from the post-coding unit 206 to obtain a plurality of streams for the j-th user terminal 20.
  • the data reception unit 207 includes a demodulation unit 271 and a decoding unit 272.
  • the demodulator 271 and the decoder 272 are provided corresponding to the number of streams (M j ) for the j-th user terminal 20.
  • Each demodulator 271 demodulates the data signal of M j streams, and each decoder 272 decodes the demodulated data signal to obtain M j streams. Note that the coding rate and the modulation scheme in each demodulator 271 and each decoder 272 may be different for each stream.
  • FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the radio base station 10 according to the present embodiment.
  • the radio base station 10 selects one candidate from a plurality of BF weight (W) candidates (BF weight candidates) (ST101). Then, the radio base station 10 transmits a discovery signal multiplied by the selected BF weight candidate to the user terminal 20 (ST102). When the radio base station 10 has not transmitted discovery signals corresponding to all BF weight candidates (ST103: No), the radio base station 10 returns to the processing of ST101 and ST102 and transmits a discovery signal multiplied by other BF weight candidates.
  • W BF weight candidates
  • the discovery signal multiplied by the BF weight candidate is not precoded and transmitted to all antennas 201 of all user terminals 20.
  • the discovery signal may be allocated to a radio resource (subcarrier) within one symbol (for example, one OFDM symbol) by frequency multiplexing or time multiplexing to a plurality of symbols.
  • the discovery signal may be transmitted in a time / frequency / code multiplex manner between the plurality of radio base stations 10.
  • the discovery signal is multiplexed with the radio resource and transmitted, so that a BF weight described later can be selected efficiently. The details of the discovery signal transmission method will be described later.
  • Each user terminal 20 measures candidate weight information (for example, SNR or received power) using the received signal (discovery signal), and feeds it back to the radio base station 10.
  • candidate weight information for example, SNR or received power
  • the radio base station 10 After transmitting discovery signals corresponding to all BF weight candidates (ST103: Yes), the radio base station 10 performs beamforming from BF weight candidates based on the candidate weight information fed back from each user terminal 20.
  • the BF weight (W) to be used is selected (ST104). For example, the radio base station 10 may select L BF weights that do not overlap each other in descending order of SNR or received power indicated in the candidate weight information.
  • the radio base station 10 selects a BF weight (W) for each of a pattern that does not perform subbanding and a pattern (one or a plurality of patterns) that perform subbanding.
  • W a BF weight vector W i opt composed of L BF weights corresponding to the i-th subband is expressed by the following equation (3).
  • the radio base station 10 selects a BF weight (W 1 opt , W 2 opt ) corresponding to each subband.
  • the radio base station 10 uses the BF weights (W 1 opt , W 2 opt , W 3 opt , corresponding to each subband). W 4 opt ). That is, the radio base station 10 selects a BF weight W i opt corresponding to each subband.
  • the radio base station 10 determines the BF weight (W) when not subbanding and the optimum BF weight when subbanding (W i opt corresponding to at least one type of subbands). Select.
  • radio base station 10 determines the BF weights actually used for beamforming from the BF weights of the patterns selected in ST104 (ST105). That is, the radio base station 10 selects one of a BF weight for each of a plurality of subbands and a BF weight for the entire transmission band. In other words, the radio base station 10 determines whether or not to subband the transmission band into a plurality of subbands, and what subband configuration to use when subbanding is performed. For example, the radio base station 10 may determine the BF weight of a pattern that provides the maximum SIR among a plurality of patterns, based on the maximum received-to-interference power ratio standard.
  • the radio base station 10 multiplies the reference signal by the BF weight determined in ST105, and transmits the reference signal multiplied by the BF weight to the user terminal 20 (ST106).
  • the user terminal 20 estimates channel information (HW) using the received reference signal, and feeds back the estimated channel information HW (channel estimation value) to the radio base station 10. For example, the user terminal 20 estimates channel information (equivalent channel matrix H (n) W i ) using a reference signal multiplied by a BF weight (W i ) of an i- th subband (n is a sub-band). Subcarrier number of subcarrier constituting band i).
  • the user terminal 20 generates (calculates) a post-coding matrix (B ISI ) using the estimated channel information H (n) W i .
  • the user terminal 20 uses the channel information H (n) W i P i (n) including the precoding matrix (P) generated in ST 107 described later, to use the post-coding matrix B i (n ) May be generated.
  • the radio base station 10 generates a precoding matrix (P) using the channel information HW fed back from the user terminal 20 (ST107). For example, the radio base station 10 calculates the precoding matrix P i (n) for the i-th subband using the channel information H (n) W i fed back from the user terminal 20.
  • the radio base station 10 multiplies the stream signal (information) by a precoding matrix (P i (n)) and a BF weight (W i ) for each subband (for each subcarrier n),
  • the stream signal is transmitted to the user terminal 20 (ST108).
  • the user terminal 20 multiplies the received stream signal by a post-coding matrix (B ISI ), and demodulates the stream signal (data) (not shown).
  • B ISI post-coding matrix
  • inter-stream interference is suppressed.
  • subband method 1 and method 2 will be described.
  • Method 1 In Method 1, one subband is composed of adjacent subcarriers (number of subcarriers: N sb ) among N subcarriers constituting the transmission band of the radio base station 10. That is, in Method 1, each subband is configured by local subcarriers that are continuous in the frequency domain.
  • the radio base station 10 uses, for example, candidate weight information (for example, received power) fed back from the user terminal 20 based on the maximum received power standard shown in the following equation (5), and uses the BF weight of the i-th subband. (For example, w i, l shown in Expression (4)) may be selected.
  • the radio base station 10 discovers the discovery transmitted by multiplying the j-th user terminal 20 by the BF weight candidate w i ( ⁇ c , ⁇ c ) in the subcarrier n constituting the i-th subband.
  • the BF weights w i, l corresponding to the angle candidates ( ⁇ c opt , ⁇ c opt ) that maximize the received power of the signal p l (n) are selected.
  • FIG. 4B shows a state in which a stream is transmitted using a BF weight selected for each subband shown in FIG. 4A.
  • the radio base station 10 uses the BF weights w 1 and l selected for the first subband. transmitting the stream to which the BF by using the weight vector W 1.
  • the radio base station 10 uses the BF weight vector W 2 composed of the BF weights w 2 and l selected for the second subband. And a stream to which BF is applied is transmitted.
  • the radio base station 10 can select BF weights according to the frequency characteristics of the first subband and the second subband in the frequency band shown in FIG. 4A.
  • each subband is composed of adjacent (consecutive) subcarriers.
  • the radio base station 10 can select a BF weight with high accuracy according to the frequency characteristics between the radio base station 10 and the user terminal 20 for each subband, the transmission efficiency in beamforming for each subband can be improved. It can be improved.
  • Method 2 one subband is composed of subcarriers of equal intervals M sb among N subcarriers constituting the transmission band of the radio base station 10. That is, in Method 2, each subband is configured by discontinuous distributed subcarriers in the frequency domain.
  • the i-th sub-band subcarrier n i, M sb + 1,2M sb + 1, composed ... subcarriers.
  • M sb 2.
  • the radio base station 10 uses, for example, candidate weight information (for example, received power) fed back from the user terminal 20 based on the maximum received power standard shown in the following equation (6), and uses the BF weight of the i-th subband. (For example, w i, l shown in Expression (4)) may be selected.
  • the radio base station 10 discovers the discovery transmitted by multiplying the j-th user terminal 20 by the BF weight candidate w i ( ⁇ c , ⁇ c ) in the subcarrier n constituting the i-th subband.
  • the BF weights w i, l corresponding to the angle candidates ( ⁇ c opt , ⁇ c opt ) that maximize the received power of the signal p l (n) are selected.
  • FIG. 5B shows a state in which a stream is transmitted using a BF weight selected for each subband shown in FIG. 5A.
  • the radio base station 10 uses the BF weight vector W composed of the BF weights w 1 and l selected for the first subband. 1 is used to transmit a stream to which BF is applied.
  • the radio base station 10 applied BF using the BF weight W 2 composed of the BF weights w 2 and l selected for the second subband. Send a stream.
  • the radio base station 10 can select BF weights according to the frequency characteristics of the first subband and the second subband in the frequency band shown in FIG. 5A.
  • each subband is composed of equally spaced subcarriers.
  • reference signals for each beam are inserted into equally spaced subcarriers, and frequency interpolation of estimated values is performed.
  • the radio base station 10 can avoid an increase in the number of reference signals due to subbanding by associating the subcarriers constituting the subband with the above-described equally spaced subcarriers.
  • the radio base station 10 can accurately select the BF weight according to the frequency characteristic for each subband while suppressing an increase in radio resources necessary for channel estimation. Transmission efficiency in forming can be improved.
  • the number of subbands may be three or more.
  • Method 1 a case has been described in which the number of subcarriers constituting each subband is the same (N sb ).
  • the number of subcarriers constituting each subband may be one subcarrier or more, and may be different between subbands.
  • Method 2 a case has been described in which each subband is composed of subcarriers at equal intervals (M sb ).
  • the intervals between the subcarriers constituting each subband may be unequal intervals.
  • each subband configured by dividing a plurality of subcarriers constituting the transmission band may be configured by a method in which method 1 and method 2 are combined. That is, subbands composed of continuous subcarriers, subbands composed of equally spaced subcarriers, or subbands composed of unevenly spaced subcarriers including continuous subcarriers are mixed. Also good.
  • 6A to 6C show frame configuration examples in which a discovery signal is transmitted.
  • the horizontal axis indicates the time domain (OFDM symbol), and the vertical axis indicates the frequency domain (subcarrier).
  • 6A to 6C as an example, a discovery signal multiplied by any of BF weight candidates # 1 to # 16 is transmitted in the transmission band of 8 subcarriers.
  • the discovery signal multiplied by each BF weight candidate is transmitted periodically (every 6 OFDM symbols).
  • the discovery signal multiplied by each BF weight candidate is shifted in the frequency direction and transmitted each time it is transmitted.
  • a discovery signal multiplied by each BF weight candidate is cyclically transmitted by 4, 2, 6 subcarriers in the frequency direction every time it is transmitted with respect to the initial transmission. It is shifted and arranged.
  • discovery signals multiplied by all BF weight candidates are transmitted in each subband, discovery signals multiplied by each BF weight candidate are cyclically arranged. .
  • the radio base station 10 when selecting a BF weight when not subbanded, uses all the BF weights arranged over the entire transmission band (8 subcarriers) of at least one cycle. Based on candidate weight information (for example, received power or SNR) generated from discovery signals of candidates # 1 to # 16, one BF weight (for example, W 1 (1)) among BF weight candidates # 1 to # 16 Is selected).
  • candidate weight information for example, received power or SNR
  • the radio base station 10 when selecting a BF weight in the case of being divided into two subbands, the radio base station 10 is arranged over at least two periods of each subband (4 subcarriers). Based on candidate weight information (for example, received power or SNR) generated from discovery signals of all BF weight candidates # 1 to # 16, BF weights (for example, W 1 ( for example, W 1 ( 2) and W 2 ( represented as (2)) .
  • candidate weight information for example, received power or SNR
  • BF weights for example, W 1 ( for example, W 1 ( 2) and W 2 ( represented as (2)
  • the radio base station 10 when selecting a BF weight in the case of being divided into four subbands, the radio base station 10 is arranged over at least four periods of each subband (2 subcarriers). Based on candidate weight information (for example, received power or SNR) generated from discovery signals of all BF weight candidates # 1 to # 16, BF weights (for example, W 1 ( for example, W 1 ( 4) , W 2 (4) , W 3 (4) , and W 4 (4) ) are selected.
  • candidate weight information for example, received power or SNR
  • 7A to 7C show frame configuration examples in which discovery signals are transmitted.
  • the horizontal axis indicates the time domain (OFDM symbol), and the vertical axis indicates the frequency domain (subcarrier).
  • a discovery signal multiplied by one of BF weight candidates # 1 to # 16 is transmitted in the transmission band of 8 subcarriers.
  • the discovery signal multiplied by each BF weight candidate is transmitted periodically (every 6 OFDM symbols).
  • the discovery signal multiplied by each BF weight candidate is shifted in the frequency direction and transmitted each time it is transmitted.
  • the discovery signal multiplied by each BF weight candidate is cyclically shifted by one subcarrier in the frequency direction every time it is transmitted.
  • discovery signals multiplied by all BF weight candidates in each subband are transmitted. Signals are arranged in a circle.
  • the radio base station 10 when selecting a BF weight when not subbanded, uses all the BF weights arranged over the entire transmission band (8 subcarriers) of at least one cycle. Based on candidate weight information (for example, received power or SNR) generated from discovery signals of candidates # 1 to # 16, one BF weight (for example, W 1 (1)) among BF weight candidates # 1 to # 16 Is selected).
  • candidate weight information for example, received power or SNR
  • the radio base station 10 when selecting a BF weight in the case of being divided into two subbands, the radio base station 10 is arranged over at least two periods of each subband (4 subcarriers). Based on candidate weight information (for example, received power or SNR) generated from discovery signals of all BF weight candidates # 1 to # 16, a BF weight (for example, W 1 ( for example, out of BF weight candidates # 1 to # 16 ). 2) and W 2 ( represented as (2)) .
  • candidate weight information for example, received power or SNR
  • W 1 for example, out of BF weight candidates # 1 to # 16
  • W 2 represented as (2)
  • the radio base station 10 when selecting a BF weight in the case of being divided into four subbands, the radio base station 10 performs at least 4 of each subband (2 subcarriers) as shown in FIG. 7C. Based on candidate weight information (for example, received power or SNR) generated from discovery signals of all BF weight candidates # 1 to # 16 arranged over a period, BF weight candidates # 1 to # 16 are selected from BF weight candidates # 1 to # 16. Weights (for example, expressed as W 1 (4) , W 2 (4) , W 3 (4) , W 4 (4) ) are selected.
  • candidate weight information for example, received power or SNR
  • the radio base station 10 selects BF weights using discovery signals multiplied by all BF weight candidates in each subband, that is, all BFs.
  • a BF weight can be selected for weight candidates.
  • the BF weight W 1 (1) when not subbanded is updated at least once every period, and as shown in FIG. 6B or FIG.
  • the BF weights (W 1 (2) , W 2 (2) ) in the case of division are updated every two periods, and as shown in FIG. 6C or FIG. 7C, the BF weights in the case of division into four subbands (W 1 (4) , W 2 (4) , W 3 (4) , W 4 (4) ) are updated every four cycles (not shown).
  • every time the BF weight is updated in any subband pattern, that is, in FIG. 6A to FIG. 6C or FIG. 7A to FIG.
  • the selection of the BF weight that is, the determination of the presence / absence of subbanding in ST105 shown in FIG. 3 may be performed.
  • the radio base station 10 searches (updates) the BF weights in each subband pattern including the case where the subbands are not formed at a constant period, and performs an optimum BF based on the updated BF weights.
  • the weight (subbanding pattern) is determined.
  • the radio base station 10 can select an appropriate BF weight for the entire transmission band or for each subband in accordance with the frequency characteristics of each frequency band constituting the transmission band.
  • the radio base station 10 does not depend on the presence / absence of subbanding or different patterns of subbanding, and all BF weight candidates
  • the BF weight to be used for BF can be selected from the list. Therefore, the radio base station 10, BF weights used in all transmission band as it is not a sub-band (W 1 (1)), and, BF weights (W 1 used in each sub-band in the case of performing sub-banded (2) , W 2 (2) or W 1 (4) , W 2 (4) , W 3 (4) , W 4 (4) ) can be selected simultaneously.
  • the radio base station 10 can select from among the BF weights selected simultaneously based on the same discovery signal without transmitting discovery signals corresponding to the presence / absence of subbanding or different patterns of subbanding.
  • the BF weight actually used in beam forming can be determined.
  • each BF weight candidate is not limited to the example shown in FIGS. 6A to 6C or FIGS. 7A to 7C.
  • the arrangement of discovery signals multiplied by each BF weight candidate may be set for the purpose of arranging discovery signals multiplied by all BF weight candidates in each subband according to the configuration of the subband.
  • radio base station 10 transmits a BF weight used for BF.
  • a weight control unit 104 that determines each subband configured by dividing a band, and a communication unit 109 that transmits a signal to which BF is applied using a BF weight.
  • the radio base station 10 compares each subband with a case where the BF weight is selected according to the channel estimation value of the entire transmission band. By selecting a BF weight for each subband according to the channel estimation value, beam forming using an appropriate BF weight according to the frequency characteristic of each subband can be performed.
  • the radio base station 10 can appropriately select the BF weight according to the frequency characteristic for each subband, so that the transmission efficiency in the MIMO transmission can be improved.
  • the parameter used as a reference at the time of BF weight selection is not limited to SNR or received power, but any candidate weight information (for example, measured using a discovery signal multiplied by a BF weight candidate) Reception correlation).
  • candidate weight information for example, received power of a BF weight candidate
  • a discovery signal transmitted from radio base station 10 to user terminal 20.
  • the present embodiment is not limited to this processing.
  • a reference signal is transmitted from the user terminal 20 to the radio base station 10, and the reference signal received by the radio base station 10 is used to select a BF weight.
  • a precoding matrix may be generated. This process eliminates the need for feedback of discovery signals, candidate weight information, and channel information (HW). Therefore, the use of radio resources in the channel estimation process can be reduced.
  • BF weight selection is performed based on the maximum received power standard.
  • the present embodiment is not limited to this processing, and BF weight selection may be performed using other methods such as a maximum reception-to-interference power ratio criterion.
  • the radio base station 10 can select a BF weight in consideration of reduction of interference power by using the maximum reception-to-interference power ratio standard.
  • the radio base station 10 can determine the presence or absence of subbanding in consideration of improvement in received power (SNR) by using the maximum received power standard.
  • SNR received power
  • the BF weight can be selected by a parameter suitable for the characteristics (for example, frequency characteristics) for each subband, so that transmission efficiency in each subband can be improved.
  • the radio base station 10 performs precoding for each subcarrier (n) has been described.
  • the present embodiment is not limited to this processing, and the radio base station 10 may perform precoding for each subband, for example, in the same manner as the BF weight.
  • the radio base station 10 only needs to generate a precoding matrix in units of subbands, so that it is possible to reduce radio resources used for reference signals and the like necessary for generating the precoding matrix.
  • channel estimation values may be acquired without using reference signals in channel estimation. That is, in channel estimation, channel information indicating an equivalent channel matrix (HW) including a BF weight may be acquired.
  • HW equivalent channel matrix
  • the radio base station 10 is a transmitter and the user terminal 20 is a receiver in the downlink.
  • the present embodiment can also be applied to the case where the user terminal 20 is a transmitter and the radio base station 10 is a receiver in the uplink.
  • each functional block may be realized by one device physically and / or logically coupled, and two or more devices physically and / or logically separated may be directly and / or indirectly. (For example, wired and / or wireless) and may be realized by these plural devices.
  • a wireless base station, a user terminal, etc. in an embodiment of the present invention may function as a computer that performs processing of the wireless communication method of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of a radio base station and a user terminal according to an embodiment of the present invention.
  • the wireless base station 10 and the user terminal 20 described above may be physically configured as a computer device including a processor 1001, a memory 1002, a storage 1003, a communication device 1004, an input device 1005, an output device 1006, a bus 1007, and the like. Good.
  • the term “apparatus” can be read as a circuit, a device, a unit, or the like.
  • the hardware configurations of the radio base station 10 and the user terminal 20 may be configured to include one or a plurality of each device illustrated in the figure, or may be configured not to include some devices.
  • processor 1001 may be implemented by one or more chips.
  • Each function in the radio base station 10 and the user terminal 20 is obtained by reading predetermined software (program) on hardware such as the processor 1001 and the memory 1002, so that the processor 1001 performs computation and communication by the communication device 1004, or This is realized by controlling data reading and / or writing in the memory 1002 and the storage 1003.
  • predetermined software program
  • the processor 1001 performs computation and communication by the communication device 1004, or This is realized by controlling data reading and / or writing in the memory 1002 and the storage 1003.
  • the processor 1001 controls the entire computer by operating an operating system, for example.
  • the processor 1001 may be configured by a central processing unit (CPU) including an interface with peripheral devices, a control device, an arithmetic device, a register, and the like.
  • CPU central processing unit
  • the weight information measurement unit 203, the channel estimation unit 204, the post coding matrix generation unit 205, the post coding unit 206, the data reception unit 207, and the like may be realized by the processor 1001.
  • the processor 1001 reads a program (program code), software module, or data from the storage 1003 and / or the communication device 1004 to the memory 1002, and executes various processes according to these.
  • a program program that causes a computer to execute at least a part of the operations described in the above embodiments is used.
  • the functional blocks constituting the radio base station 10 and the user terminal 20 may be realized by a control program stored in the memory 1002 and operated by the processor 1001, and other functional blocks are similarly realized. May be.
  • the above-described various processes have been described as being executed by one processor 1001, they may be executed simultaneously or sequentially by two or more processors 1001.
  • the processor 1001 may be implemented by one or more chips. Note that the program may be transmitted from a network via a telecommunication line.
  • the memory 1002 is a computer-readable recording medium and includes at least one of ROM (Read Only Memory), EPROM (Erasable Programmable ROM), EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM), RAM (Random Access Memory), and the like. May be.
  • the memory 1002 may be called a register, a cache, a main memory (main storage device), or the like.
  • the memory 1002 can store a program (program code), a software module, and the like that can be executed to implement the wireless communication method according to the embodiment of the present invention.
  • the storage 1003 is a computer-readable recording medium such as an optical disc such as a CD-ROM (Compact Disc ROM), a hard disc drive, a flexible disc, a magneto-optical disc (eg, a compact disc, a digital versatile disc, a Blu-ray). (Registered trademark) disk, smart card, flash memory (for example, card, stick, key drive), floppy (registered trademark) disk, magnetic strip, and the like.
  • the storage 1003 may be referred to as an auxiliary storage device.
  • the storage medium described above may be, for example, a database, server, or other suitable medium including the memory 1002 and / or the storage 1003.
  • the communication device 1004 is hardware (transmission / reception device) for performing communication between computers via a wired and / or wireless network, and is also referred to as a network device, a network controller, a network card, a communication module, or the like.
  • a network device a network controller, a network card, a communication module, or the like.
  • the communication units 109 and 202 and the antennas 110 and 201 described above may be realized by the communication device 1004.
  • the input device 1005 is an input device (for example, a keyboard, a mouse, a microphone, a switch, a button, a sensor, etc.) that accepts an input from the outside.
  • the output device 1006 is an output device (for example, a display, a speaker, an LED lamp, etc.) that performs output to the outside.
  • the input device 1005 and the output device 1006 may have an integrated configuration (for example, a touch panel).
  • each device such as the processor 1001 and the memory 1002 is connected by a bus 1007 for communicating information.
  • the bus 1007 may be configured with a single bus or may be configured with different buses between apparatuses.
  • the radio base station 10 and the user terminal 20 include a microprocessor, a digital signal processor (DSP), an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), a PLD (Programmable Logic Device), an FPGA (Field Programmable Gate Array), and the like. It may be configured including hardware, and a part or all of each functional block may be realized by the hardware. For example, the processor 1001 may be implemented by at least one of these hardware.
  • DSP digital signal processor
  • ASIC Application Specific Integrated Circuit
  • PLD Programmable Logic Device
  • FPGA Field Programmable Gate Array
  • information notification includes physical layer signaling (for example, DCI (Downlink Control Information), UCI (Uplink Control Information)), upper layer signaling (for example, RRC (Radio Resource Control) signaling, MAC (Medium Access Control) signaling), It may be implemented by broadcast information (MIB (Master Information Block), SIB (System Information Block))), other signals, or a combination thereof.
  • RRC signaling may be referred to as an RRC message, and may be, for example, an RRC connection setup message, an RRC connection reconfiguration message, or the like.
  • Each aspect / embodiment described herein includes LTE (Long Term Evolution), LTE-A (LTE-Advanced), SUPER 3G, IMT-Advanced, 4G, 5G, FRA (Future Radio Access), W-CDMA.
  • LTE Long Term Evolution
  • LTE-A Long Term Evolution-Advanced
  • SUPER 3G IMT-Advanced
  • 4G 5G
  • FRA Full Radio Access
  • W-CDMA Wideband
  • GSM registered trademark
  • CDMA2000 Code Division Multiple Access 2000
  • UMB User Mobile Broadband
  • IEEE 802.11 Wi-Fi
  • IEEE 802.16 WiMAX
  • IEEE 802.20 UWB (Ultra-WideBand)
  • Bluetooth Registered trademark
  • a system using another appropriate system and / or a next generation system extended based on the system may be applied.
  • the specific operation assumed to be performed by the base station (radio base station) in this specification may be performed by the upper node in some cases.
  • various operations performed for communication with a terminal may be performed by the base station and / or other network nodes other than the base station (e.g., It is obvious that this can be performed by MME (Mobility Management Entity) or S-GW (Serving Gateway).
  • MME Mobility Management Entity
  • S-GW Serving Gateway
  • Information, signals, and the like can be output from the upper layer (or lower layer) to the lower layer (or upper layer). Input / output may be performed via a plurality of network nodes.
  • Input / output information and the like may be stored in a specific location (for example, a memory) or may be managed by a management table. Input / output information and the like can be overwritten, updated, or additionally written. The output information or the like may be deleted. The input information or the like may be transmitted to another device.
  • the determination may be performed by a value represented by 1 bit (0 or 1), may be performed by a true / false value (Boolean: true or false), or may be performed by comparing numerical values (for example, a predetermined value) Comparison with the value).
  • software, instructions, etc. may be transmitted / received via a transmission medium.
  • software may use websites, servers, or other devices using wired technology such as coaxial cable, fiber optic cable, twisted pair and digital subscriber line (DSL) and / or wireless technology such as infrared, wireless and microwave.
  • wired technology such as coaxial cable, fiber optic cable, twisted pair and digital subscriber line (DSL) and / or wireless technology such as infrared, wireless and microwave.
  • DSL digital subscriber line
  • wireless technology such as infrared, wireless and microwave.
  • Information, signal Information, signals, etc. described herein may be represented using any of a variety of different technologies.
  • data, commands, commands, information, signals, bits, symbols, chips, etc. that may be referred to throughout the above description are voltages, currents, electromagnetic waves, magnetic fields or magnetic particles, light fields or photons, or any of these May be represented by a combination of
  • the channel and / or symbol may be a signal.
  • the signal may be a message.
  • the component carrier (CC) may be called a carrier frequency, a cell, or the like.
  • radio resource may be indicated by an index.
  • a base station can accommodate one or more (eg, three) cells (also referred to as sectors). When the base station accommodates multiple cells, the entire coverage area of the base station can be partitioned into multiple smaller areas, each smaller area being a base station subsystem (eg, indoor small base station RRH: Remote Radio Head) can also provide communication services.
  • the term “cell” or “sector” refers to part or all of the coverage area of a base station and / or base station subsystem that provides communication services in this coverage. Further, the terms “base station”, “eNB”, “cell”, and “sector” may be used interchangeably herein.
  • a base station may also be referred to in terms such as a fixed station, NodeB, eNodeB (eNB), access point, femtocell, small cell, and the like.
  • a user terminal is a mobile station, subscriber station, mobile unit, subscriber unit, wireless unit, remote unit, mobile device, wireless device, wireless communication device, remote device, mobile subscriber station, access terminal, mobile by a person skilled in the art It may also be referred to as a terminal, wireless terminal, remote terminal, handset, user agent, mobile client, client, UE (User Equipment), or some other appropriate terminology.
  • determining may encompass a wide variety of actions. “Judgment” and “determination” are, for example, judgment, calculation, calculation, processing, derivation, investigating, looking up (eg, table , Searching in a database or another data structure), considering ascertaining as “determining”, “deciding”, and the like.
  • determination and “determination” include receiving (for example, receiving information), transmitting (for example, transmitting information), input (input), output (output), and access. (accessing) (e.g., accessing data in a memory) may be considered as “determined” or "determined”.
  • determination and “decision” means that “resolving”, “selecting”, “choosing”, “establishing”, and “comparing” are regarded as “determining” and “deciding”. May be included. In other words, “determination” and “determination” may include considering some operation as “determination” and “determination”.
  • connection means any direct or indirect connection or coupling between two or more elements and It can include the presence of one or more intermediate elements between two “connected” or “coupled” elements.
  • the coupling or connection between the elements may be physical, logical, or a combination thereof.
  • the two elements are radio frequency by using one or more wires, cables and / or printed electrical connections, and as some non-limiting and non-inclusive examples
  • electromagnetic energy such as electromagnetic energy having a wavelength in the region, microwave region, and light (both visible and invisible) region, it can be considered to be “connected” or “coupled” to each other.
  • the reference signal may be abbreviated as RS (Reference Signal), and may be referred to as a pilot depending on an applied standard.
  • the correction RS may be referred to as TRS (Tracking ⁇ RS), PC-RS (Phase Compensation RS), PTRS (Phase Tracking RS), or Additional RS.
  • the demodulation RS and the correction RS may be called differently corresponding to each. Further, the demodulation RS and the correction RS may be defined by the same name (for example, the demodulation RS).
  • the phrase “based on” does not mean “based only on”, unless expressly specified otherwise. In other words, the phrase “based on” means both “based only on” and “based at least on.”
  • the radio frame may be composed of one or a plurality of frames in the time domain.
  • One or more frames in the time domain may be referred to as subframes, time units, etc.
  • a subframe may further be composed of one or more slots in the time domain.
  • the slot may be further configured with one or a plurality of symbols (OFDM (Orthogonal-Frequency-Division-Multiplexing) symbol, SC-FDMA (Single-Carrier-Frequency-Division-Multiple-Access) symbol, etc.) in the time domain.
  • OFDM Orthogonal-Frequency-Division-Multiplexing
  • SC-FDMA Single-Carrier-Frequency-Division-Multiple-Access
  • the radio frame, subframe, slot, minislot, and symbol all represent time units when transmitting a signal. Radio frames, subframes, slots, minislots, and symbols may be called differently corresponding to each.
  • the base station performs scheduling to allocate radio resources (frequency bandwidth, transmission power, etc. that can be used in each mobile station) to each mobile station.
  • the minimum scheduling time unit may be called TTI (Transmission Time Interval), and one minislot may be called TTI.
  • one subframe may be referred to as TTI
  • a plurality of consecutive subframes may be referred to as TTI
  • one slot may be referred to as TTI.
  • the resource unit is a resource allocation unit in the time domain and the frequency domain, and may include one or a plurality of continuous subcarriers in the frequency domain. In the time domain of the resource unit, it may include one or a plurality of symbols, and may have a length of 1 slot, 1 mini slot, 1 subframe, or 1 TTI. One TTI and one subframe may each be composed of one or a plurality of resource units.
  • the resource unit may also be called a resource block (RB: Resource Block), a physical resource block (PRB: Physical RB), a PRB pair, an RB pair, a scheduling unit, a frequency unit, or a subband. Further, the resource unit may be composed of one or a plurality of REs.
  • 1 RE may be any resource (for example, the smallest resource unit) smaller than a resource unit serving as a resource allocation unit, and is not limited to the name RE.
  • the structure of the radio frame described above is merely an example, and the number of subframes included in the radio frame, the number of slots included in the subframe, the number of minislots included in the subframe, the symbols and resource blocks included in the slots, The number and the number of subcarriers included in the resource block can be variously changed.
  • notification of predetermined information is not limited to explicitly performed, but is performed implicitly (for example, notification of the predetermined information is not performed). Also good.
  • One embodiment of the present invention is useful for a mobile communication system.

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Abstract

無線基地局と少なくとも1つのユーザ端末との間のMIMO伝送において、ビームフォーミングを行う無線通信システムにおいて、無線基地局(10)は、ビームフォーミングに用いるビームフォーミングウェイトを、送信帯域を分割して構成されるサブバンド毎に決定するウェイト制御部(104)と、ビームフォーミングウェイトを用いてビームフォーミングが適用された信号を送信する通信部(109)と、を備える。

Description

無線基地局及び無線通信方法
 本発明は、無線基地局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、更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。また、LTEからの更なる広帯域化及び高速化を目的として、LTEの後継システム(例えば、LTE-A(LTE-Advanced)、FRA(Future Radio Access)、5G(5th generation mobile communication system)、5G+(5G plus)、New-RAT(Radio Access Technology)などと呼ばれる)も検討されている。
 将来の無線通信システム(例えば、5G)では、信号伝送の更なる高速化及び干渉低減を図るために、高周波数帯(例えば、5GHz以上)において多数のアンテナ素子(例えば、100素子以上)を用いる大規模(Massive)MIMO(Multiple Input Multiple Output)を用いることが検討されている。
 MIMOにおいてビーム又はストリームを制御する技術として、デジタルプリコーディング/ポストコーディング(以下、単にプリコーディング/ポストコーディングと呼ぶこともある)と、ビームフォーミング(BF)とを組み合わせる方法がある(例えば、非特許文献1を参照)。BFでは、BFウェイトを使用して伝搬路に応じた最適なビームを形成している。
 無線基地局とユーザ端末との間のチャネルの周波数選択性によっては、送信帯域内の周波数特性が異なる。このため、BFを行う際に送信帯域全体に対して同一のBFウェイトを選択した場合、送信帯域内の周波数によってはBFウェイトが適切ではないおそれがある。
 本発明の一態様は、BFウェイトを適切に選択できる無線基地局及び無線通信方法を提供することである。
 本発明の一態様に係る無線基地局は、無線基地局と少なくとも1つのユーザ端末との間のMIMO伝送において、ビームフォーミングを行う無線通信システムにおいて、前記ビームフォーミングに用いるビームフォーミングウェイトを、送信帯域を分割して構成されるサブバンド毎に決定する制御部と、前記ビームフォーミングウェイトを用いて前記ビームフォーミングが適用された信号を送信する送信部と、を具備する。
 本発明の一態様によれば、BFウェイトを適切に選択できる。
一実施の形態に係る無線基地局の構成例を示すブロック図である。 一実施の形態に係るユーザ端末の構成例を示すブロック図である。 一実施の形態に係る無線基地局の動作例を示すフローチャートである。 一実施の形態の方法1に係るサブバンドの一例を示す図である。 一実施の形態の方法1に係るBF及びプリコーディングの動作例を示す図である。 一実施の形態の方法2に係るサブバンドの一例を示す図である。 一実施の形態の方法2に係るBF及びプリコーディングの動作例を示す図である。 一実施の形態の方法1に係るフレーム構成例を示す図である。 一実施の形態の方法1に係るフレーム構成例を示す図である。 一実施の形態の方法1に係るフレーム構成例を示す図である。 一実施の形態の方法2に係るフレーム構成例を示す図である。 一実施の形態の方法2に係るフレーム構成例を示す図である。 一実施の形態の方法2に係るフレーム構成例を示す図である。 本発明に係る無線基地局及びユーザ端末のハードウェア構成の一例を示す図である。
 以下、本発明の各実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
 以下では、複数のユーザ端末に対してストリームを分配して多重送信するMU-MIMO(Multi-User MIMO)伝送を行う場合について説明する。また、以下では、Massive MIMOにおいて、BFとプリコーディング/ポストコーディングを行う場合について説明する。
 また、以下では、プリコーディングを、ユーザ間干渉(Inter-User Interference:IUI)に対するプリコーディング、及び、各ユーザ端末におけるストリーム間干渉(Inter-Stream Interference:ISI)に対するプリコーディングに分けて記載し、ユーザ間干渉に対するプリコーディング、および、各ユーザ端末におけるストリーム間干渉に対するプリコーディング/ポストコーディングが行われる。
 一例として、無線基地局がN個のアンテナ素子を有し、N個のユーザ端末との間の下りリンクにおいてMassive MIMO伝送を行うことを想定する。また、第j(j=1~N)番のユーザ端末のアンテナ素子数をNRj個とし、ストリーム数をM個とする。
 この場合、各ユーザ端末において受信する受信信号rは次式(1)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 ここで、H(j=0~N-1)はMU-MIMO伝送において多重された第j番のユーザ端末のチャネル情報(チャネル行列)を表し、WはBFウェイトを表し、PIUIはユーザ間干渉に対するプリコーディング行列を表し、PISIはストリーム間干渉に対するプリコーディング行列を表し、d(j=0~N-1)は第j番のユーザ端末向けのストリームを表し、zは雑音を表す。
 式(1)に示すように、プリコーディング(例えば、ブロック対角化)のうち、ユーザ間干渉に対するプリコーディング(PIUI)により、ユーザ端末間のチャネルが直交化され、ユーザ間干渉が回避されている。
 また、各ユーザ端末において受信した受信信号rに対してポストコーディングを行って得られる信号yは次式(2)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 式(2)において、B ISI(j=0~N-1)は第j番のユーザ端末向けのストリーム間干渉に対するポストコーディング行列を表す。式(2)に示すように、プリコーディング行列PISI及びポストコーディング行列BISIによって、各ユーザ端末のストリーム間のチャネルが直交化され、ストリーム間干渉が回避されている。
 なお、プリコーディング行列(PIUI,PISI)及びポストコーディング行列(BISI)は、例えば、無線基地局とユーザ端末との間のチャネル情報(チャネル行列)を用いて特異値分解(Singular Value Decomposition:SVD)を行うことにより算出されてもよい。
 以下の実施の形態では、無線基地局が信号の送信に使用する送信帯域を構成するサブキャリアを複数のグループ(以下、「サブバンド」と呼ぶ)に分け(サブバンド化し)、サブバンド(グループ)毎にBFウェイトを選択する方法について説明する。
 <無線通信システム>
 本実施の形態に係る無線通信システムは、少なくとも1つの無線基地局(送信機に対応)10、及び、少なくとも1つのユーザ端末20(受信機に対応)を備える。無線基地局10は、例えば、Massive MIMO基地局である。また、ユーザ端末20は、無線基地局10に接続(アクセス)している。
 <無線基地局>
 図1は、本実施の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。図1に示す無線基地局10は、ディスカバリ信号生成部101と、候補ウェイト乗算部102と、参照信号生成部103と、ウェイト制御部104と、プリコーディング行列生成部105と、データ生成部106と、プリコーディング部107と、ビームフォーミング部108と、通信部109と、アンテナ110と、を含む構成を採る。
 なお、図1では、無線基地局10におけるOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)信号を生成するための構成部(例えば、IFFT処理部、CP付加部)等の記載を省略している。また、無線基地局10から送信される信号の信号波形はOFDM変調に基づく波形に限定されない。
 ディスカバリ信号生成部101は、BFウェイト(W)を決定するためのディスカバリ信号(参照信号)を生成する。例えば、ディスカバリ信号生成部101は、少なくとも、BFウェイトの候補数と同数のディスカバリ信号を生成する。ディスカバリ信号生成部101は、生成したディスカバリ信号を候補ウェイト乗算部102へ出力する。
 候補ウェイト乗算部102は、ディスカバリ信号生成部101から入力されるディスカバリ信号に対して、BFウェイトの候補をそれぞれ乗算し、BFウェイト候補を乗算した後のディスカバリ信号を通信部109へ出力する。
 参照信号生成部103は、チャネル推定に使用される参照信号を生成し、ビームフォーミング部108に出力する。
 ウェイト制御部104は、各ユーザ端末20からフィードバックされる候補ウェイト情報に基づいて、BFウェイト候補の中から、ビームフォーミングに使用するBFウェイト(W)を決定する。具体的には、ウェイト制御部104は、無線基地局10が使用する送信帯域をサブバンド化しない場合(つまり、全帯域において同一のBFウェイトを用いる場合)、及び、送信帯域をサブバンド化する場合の双方のパターンにおけるBFウェイトを選択する。つまり、ウェイト制御部104は、ビームフォーミングに用いるBFウェイトを、送信帯域を分割して構成される複数のサブバンド毎に決定する。
 また、ウェイト制御部104は、送信帯域をサブバンド化する場合において、更に、サブバンド化の異なる方法(異なるサブバンド数)に対応するパターンにおけるBFウェイトをそれぞれ選択してもよい。
 例えば、ウェイト制御部104は、各パターンのBFウェイトの選択単位(送信帯域全体又はサブバンド)において、候補ウェイト情報に示されるSNR(Signal to Noise Ratio)又は受信電力の高い順に、互いに重複しないL個のBFウェイトを選択してもよい。
 また、ウェイト制御部104は、上記複数のパターンにそれぞれ対応するBFウェイトの中から、ビームフォーミング部108が用いるBFウェイトを決定する。例えば、ウェイト制御部104は、複数のユーザ端末20からフィードバックされる候補ウェイト情報を用いて、各パターンにおけるBFウェイトを用いた場合の受信対サイト干渉電力比を示すSIR(Signal to Interference power Ratio)を算出する。そして、ウェイト制御部104は、SIRが最大となるパターンのBFウェイトをビームフォーミング部108が用いるBFウェイトとして決定してもよい(つまり、最大受信対干渉電力比規範)。ウェイト制御部104は、決定したBFウェイト(パターン)をビームフォーミング部108へ出力する。
 プリコーディング行列生成部105は、ユーザ端末20からフィードバックされるチャネル推定値を用いて、プリコーディング行列を生成する。なお、チャネル推定値は、例えば、BFウェイト(W)を含む等価チャネル行列を示すチャネル情報(HW)である。具体的には、プリコーディング行列生成部105は、MU-MIMOにおいて多重される複数のユーザ端末20間の干渉(ユーザ間干渉)を除去するためのプリコーディング行列(PIUI)、及び、各ユーザ端末20における複数のストリーム間の干渉(ストリーム間干渉)を除去するためのプリコーディング行列(PISI)をそれぞれ生成する。プリコーディング行列生成部105は、生成したプリコーディング行列(PIUI、PISI)。以下、まとめて「P」と表すこともある)をプリコーディング部107へ出力する。
 データ生成部106は、複数のユーザ端末20向けのデータ(下りリンク信号)を生成する。なお、図1では、1つのユーザ端末20(第j番のユーザ端末20)に対するデータ生成部106の構成を示している。ただし、無線基地局10は、複数(N個)のユーザ端末20にそれぞれ対するデータ生成部106を有する。
 また、データ生成部106は、符号化部161と変調部162とを備える。符号化部161及び変調部162は、ユーザ端末jに対するストリーム数(M個)に対応してそれぞれ備えられる。各符号化部161は、M個のストリームのデータ信号をそれぞれ符号化し、各変調部162は、符号化後のデータ信号をそれぞれ変調し、変調後のデータ信号をプリコーディング部107に出力する。なお、各符号化部161及び各変調部162における符号化率、変調方式は、ストリーム毎に異なってもよい。
 プリコーディング部107は、データ生成部106から入力されるデータ信号に対して、プリコーディング行列生成部105から入力されるプリコーディング行列(P)を乗算し、プリコーディング後のデータ信号をビームフォーミング部108へ出力する。例えば、プリコーディング部107は、Mストリームのデータ信号に対してプリコーディングを適用して、L(ビーム数。例えば、L>M)個の信号を生成する。
 ビームフォーミング部108は、チャネル推定において、参照信号生成部103から入力される参照信号に対して、ウェイト制御部104から入力されるBFウェイトWを乗算し、BFウェイト乗算後の参照信号を通信部109へ出力する。この処理により、各ユーザ端末20は、候補ウェイト情報(例えばSNR又は受信電力)に基づいて決定されたBFウェイト(W)が乗算された参照信号を用いて、BFウェイトを含む等価的なチャネル情報(HW)の推定が可能となる。
 また、ビームフォーミング部108は、データ送信時において、プリコーディング部107から入力されるデータ信号に対して、ウェイト制御部104から入力されるBFウェイト(W)を乗算し、BFウェイト乗算後のデータ信号(N個の信号)を通信部109へ出力する。
 通信部109-1~109-Nは、N個のアンテナ110(アンテナ素子)にそれぞれ対応して備えられる。各通信部109は、入力される信号に対して、D/A変換、アップコンバート等の送信処理を行い、送信処理後の信号を、例えば、時間、周波数又は符号によって多重し、N個のアンテナ110からそれぞれ送信する。具体的には、各通信部109は、候補ウェイト乗算部102から入力されるディスカバリ信号を、アンテナ110を介して各ユーザ端末20へ送信する。また、通信部109は、チャネル推定において、ビームフォーミング部108から入力される参照信号を、アンテナ110を介して各ユーザ端末20へ送信する。また、通信部109は、データ送信時において、ビームフォーミング部108から入力されるストリームの信号を、アンテナ110を介して各ユーザ端末20へ送信する。
 <ユーザ端末>
 図2は、本実施の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。図2に示すユーザ端末20は、アンテナ201と、通信部202と、候補ウェイト情報測定部203と、チャネル推定部204と、ポストコーディング行列生成部205と、ポストコーディング部206と、データ受信部207と、を含む構成を採る。
 なお、図2は、第j番のユーザ端末20の構成を一例として示す。また、図2では、ユーザ端末20におけるOFDM信号を受信するための構成部(例えば、CP除去部、FFT処理部)等の記載を省略している。また、ユーザ端末20が受信する信号の信号波形はOFDM変調に基づく波形に限定されない。
 通信部202-1~202-NRjは、NRj個のアンテナ201にそれぞれ対応して備えられる。各通信部202は、アンテナ201を介して受信した受信信号に対して、ダウンコンバート、A/D変換等の受信処理を行う。ここで、受信信号には、例えば、ディスカバリ信号、参照信号、又はデータ信号が含まれる。通信部202は、ディスカバリ信号を候補ウェイト情報測定部203へ出力し、参照信号をチャネル推定部204へ出力し、データ信号をポストコーディング部206へ出力する。
 候補ウェイト情報測定部203は、通信部202から入力されるディスカバリ信号を用いて候補ウェイト情報(例えば、SNR又は受信電力)を測定する。ディスカバリ信号には、BFウェイト候補がそれぞれ乗算されている。よって、候補ウェイト情報測定部203は、各BFウェイト候補が用いられた場合のSNR又は受信電力が測定される。測定されたSNR又は受信電力を示す候補ウェイト情報は、例えば、通信部202を介して無線基地局10(ウェイト制御部104)へフィードバックされる。
 チャネル推定部204は、通信部202から入力される参照信号を用いて、無線基地局10とユーザ端末20との間のチャネルを示すチャネル推定値(チャネル情報)を推定する。参照信号には、無線基地局10(ビームフォーミング部108)においてBFウェイト(W)が乗算されている。よって、チャネル推定部204では、BFウェイトを含む等価的なチャネル情報(等価チャネル行列HW)が推定される。推定されたチャネル情報(HW)は、例えば、通信部202を介して無線基地局10(プリコーディング行列生成部105)へフィードバックされる。また、チャネル推定部204は、推定されたチャネル情報をポストコーディング行列生成部205へ出力する。
 ポストコーディング行列生成部205は、チャネル推定部204から入力されるチャネル情報(HW)を用いて、ポストコーディング行列(BISI)を生成する。ポストコーディング行列生成部205は、生成したポストコーディング行列をポストコーディング部206へ出力する。なお、ポストコーディング行列生成部205は、プリコーディング行列及びBFウェイトが乗算された参照信号を用いて推定されるチャネル情報HWPを用いてポストコーディング行列を生成してもよい。
 ポストコーディング部206は、ポストコーディング行列生成部205から入力されるポストコーディング行列(BISI)を用いて、通信部202から入力されるデータ信号に対してポストコーディングを行う。ポストコーディング部206は、ポストコーディング後のデータ信号をデータ受信部207へ出力する。
 データ受信部207は、ポストコーディング部206から入力されるデータ信号に対して受信処理(復調処理及び復号処理を含む)を行い、第j番のユーザ端末20に対する複数のストリームを得る。データ受信部207は、復調部271と復号部272とを備える。復調部271及び復号部272は、第j番のユーザ端末20に対するストリーム数(M個)に対応して備えられる。各復調部271は、M個のストリームのデータ信号を復調し、各復号部272は、復調後のデータ信号を復号し、M個のストリームを得る。なお、各復調部271及び各復号部272における符号化率、変調方式は、ストリーム毎に異なってもよい。
 <無線基地局10及びユーザ端末20の動作>
 次に、上述した無線基地局10及びユーザ端末20の動作について詳細に説明する。
 図3は、本実施の形態に係る無線基地局10の動作を示すフローチャートである。
 まず、無線基地局10は、複数のBFウェイト(W)の候補(BFウェイト候補)の中から1つの候補を選択する(ST101)。そして、無線基地局10は、選択したBFウェイト候補を乗算したディスカバリ信号をユーザ端末20へ送信する(ST102)。無線基地局10は、全てのBFウェイト候補に対応するディスカバリ信号を送信していない場合(ST103:No)、ST101及びST102の処理に戻り、他のBFウェイト候補を乗算したディスカバリ信号を送信する。
 BFウェイト候補が乗算されたディスカバリ信号は、プリコーディングされず、全てのユーザ端末20の全てのアンテナ201に送信される。ディスカバリ信号は、例えば、1シンボル(例えば1OFDMシンボル)内の無線リソース(サブキャリア)に周波数多重、又は、複数のシンボルに時間多重して割り当てられてもよい。また、ディスカバリ信号は、複数の無線基地局10間において時間/周波数/符号多重されて送信されてもよい。このように、ディスカバリ信号が無線リソースに多重して送信されることで、後述するBFウェイトを効率良く選択できる。なお、ディスカバリ信号の送信方法の詳細については後述する。
 各ユーザ端末20は、受信信号(ディスカバリ信号)を用いて、候補ウェイト情報(例えば、SNR又は受信電力)を測定し、無線基地局10へフィードバックする。
 無線基地局10は、全てのBFウェイト候補に対応するディスカバリ信号を送信した後(ST103:Yes)、各ユーザ端末20からフィードバックされた候補ウェイト情報に基づいて、BFウェイト候補の中から、ビームフォーミングに使用するBFウェイト(W)を選択する(ST104)。無線基地局10は、例えば、候補ウェイト情報に示されるSNR又は受信電力の高い順に、互いに重複しないL個のBFウェイトを選択してもよい。
 また、無線基地局10は、この際、BFウェイト(W)を、サブバンド化を行わないパターン、及び、サブバンド化を行うパターン(1つ又は複数のパターン)についてそれぞれ選択する。例えば、第i番のサブバンドに対応するL個のBFウェイトから構成されるBFウェイトベクトルW optは次式(3)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 例えば、送信帯域が2つのサブバンド(i=1,2)に分割される場合、無線基地局10は、各サブバンドに対応するBFウェイト(W opt,W opt)を選択する。同様に、送信帯域が4つのサブバンド(i=1~4)に分割される場合、無線基地局10は、各サブバンドに対応するBFウェイト(W opt,W opt,W opt,W opt)を選択する。つまり、無線基地局10は、サブバンドの各々に対応するBFウェイトW optを選択する。
 なお、式(3)の各要素wi,l(l=1~L)は式(4)に示すように、ビームの角度候補(仰角φ opt及び方位角θ opt)によって表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
 すなわち、無線基地局10は、ST104において、サブバンド化しない場合のBFウェイト(W)、及び、サブバンド化する場合における最適なBFウェイト(少なくとも1種類のサブバンド数に対応するW opt)を選択する。
 次に、無線基地局10は、ST104において選択した各パターンのBFウェイトの中から、ビームフォーミングに実際に使用するBFウェイトを決定する(ST105)。つまり、無線基地局10は、複数のサブバンド毎のBFウェイト及び送信帯域全体に対するBFウェイトの何れか一方を選択する。換言すると、無線基地局10は、送信帯域を複数のサブバンドにサブバンド化するか否か、及び、サブバンド化を行う場合にはどのようなサブバンド構成とするかを判定する。例えば、無線基地局10は、最大受信対干渉電力比規範に基づいて、複数のパターンの中で最大のSIRとなるパターンのBFウェイトを決定してもよい。
 そして、無線基地局10は、参照信号に対して、ST105において決定したBFウェイトを乗算し、BFウェイトが乗算された参照信号をユーザ端末20へ送信する(ST106)。
 ユーザ端末20は、受信した参照信号を用いて、チャネル情報(HW)の推定を行い、推定したチャネル情報HW(チャネル推定値)を無線基地局10へフィードバックする。例えば、ユーザ端末20は、第i番のサブバンドのBFウェイト(W)が乗算された参照信号を用いて、チャネル情報(等価チャネル行列H(n)W)を推定する(nはサブバンドiを構成するサブキャリアのサブキャリア番号)。
 また、ユーザ端末20は、推定したチャネル情報H(n)Wを用いてポストコーディング行列(BISI)を生成(算出)する。なお、上述したように、ユーザ端末20は、後述するST107において生成されたプリコーディング行列(P)を含むチャネル情報H(n)W(n)を用いてポストコーディング行列B(n)を生成してもよい。
 一方、無線基地局10は、ユーザ端末20からフィードバックされたチャネル情報HWを用いて、プリコーディング行列(P)を生成する(ST107)。例えば、無線基地局10は、第i番のサブバンドについて、ユーザ端末20からフィードバックされるチャネル情報H(n)Wを用いて、プリコーディング行列P(n)を算出する。
 そして、無線基地局10は、ストリームの信号(情報)に対して、サブバンド毎(サブキャリアn毎)のプリコーディング行列(P(n))及びBFウェイト(W)を乗算して、ストリームの信号をユーザ端末20へ送信する(ST108)。
 プリコーディング行列(PIUI)が乗算されたデータでは、ユーザ間干渉が抑圧されることになる。また、ユーザ端末20は、受信したストリームの信号に対して、ポストコーディング行列(BISI)を乗算して、ストリームの信号(データ)を復調する(図示せず)。プリコーディング行列(PISI)及びポストコーディング行列(BISI)が乗算されたデータでは、ストリーム間干渉が抑圧されることになる。
 次に、送信帯域のサブバンド化の方法について説明する。以下、一例として、サブバンド化の方法1及び方法2について説明する。
 [方法1]
 方法1では、1つのサブバンドは、無線基地局10の送信帯域を構成するNサブキャリアのうち、隣接するサブキャリア(サブキャリア数:Nsb)で構成される。すなわち、方法1では、各サブバンドは、周波数領域において連続する局所的なサブキャリアによって構成される。
 例えば、第iサブバンドは、サブキャリアn=((i-1)×Nsb+1)~i×Nsbのサブキャリアから構成される。
 図4Aは、方法1において送信帯域を2つのサブバンド(i=1,2)に分割した場合の一例を示す。図4Aに示すように、送信帯域を構成するNサブキャリアに相当する周波数f~fのうち、周波数f~fN/2の帯域(サブキャリアn=1~Nsb)を第1サブバンドとし、周波数f~fN/2の帯域(サブキャリアn=Nsb+1~2Nsb)を第2サブバンドとする。
 無線基地局10は、例えば、次式(5)に示す最大受信電力規範に基づいて、ユーザ端末20からフィードバックされる候補ウェイト情報(例えば、受信電力)を用いて、第iサブバンドのBFウェイト(例えば、式(4)に示すwi,l)を選択してもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
 すなわち、無線基地局10は、第j番のユーザ端末20に対して、第iサブバンドを構成するサブキャリアnにおいてBFウェイト候補w(φ,θ)を乗算して送信されたディスカバリ信号p(n)の受信電力が最大となる角度候補(φ opt,θ opt)に対応するBFウェイトwi,lを選択する。
 図4Bは、図4Aに示すサブバンド毎に選択されたBFウェイトによってストリームが送信される様子を示す。図4Bに示すように、第1サブバンド(周波数f~fN/2)では、無線基地局10は、第1サブバンドに対して選択されたBFウェイトw1,lから構成されるBFウェイトベクトルWを用いてBFを適用したストリームを送信する。また、第2サブバンド(周波数fN/2~f)では、無線基地局10は、第2サブバンドに対して選択されたBFウェイトw2,lから構成されるBFウェイトベクトルWを用いてBFを適用したストリームを送信する。
 このように、無線基地局10は、例えば、図4Aに示す周波数帯域において、第1サブバンド及び第2サブバンドの各々の周波数特性に応じたBFウェイトを選択できる。方法1では、各サブバンドは隣接する(連続する)サブキャリアによって構成される。このため、無線基地局10は、サブバンド毎の無線基地局10とユーザ端末20との間の周波数特性に応じて、BFウェイトを精度良く選択できるので、サブバンド毎のビームフォーミングにおける伝送効率を向上できる。
 [方法2]
 方法2では、1つのサブバンドは、無線基地局10の送信帯域を構成するNサブキャリアのうち、等間隔Msbのサブキャリアで構成される。すなわち、方法2では、各サブバンドは、周波数領域において非連続の分散したサブキャリアによって構成される。
 例えば、第iサブバンドは、サブキャリアn=i,Msb+1,2Msb+1,…のサブキャリアから構成される。
 図5Aは、方法2において送信帯域を2つのサブバンド(i=1,2)に分割した場合の一例を示す。図5Aでは、Msb=2とする。図5Aに示すように、送信帯域を構成するNサブキャリアに相当する周波数f~fのうち、周波数f2n-1の帯域(n=1,3,5,…)を第1サブバンドとし、周波数f2nの帯域(n=2,4,6,…)を第2サブバンドとする。
 無線基地局10は、例えば、次式(6)に示す最大受信電力規範に基づいて、ユーザ端末20からフィードバックされる候補ウェイト情報(例えば、受信電力)を用いて、第iサブバンドのBFウェイト(例えば、式(4)に示すwi,l)を選択してもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
 すなわち、無線基地局10は、第j番のユーザ端末20に対して、第iサブバンドを構成するサブキャリアnにおいてBFウェイト候補w(φ,θ)を乗算して送信されたディスカバリ信号p(n)の受信電力が最大となる角度候補(φ opt,θ opt)に対応するBFウェイトwi,lを選択する。
 図5Bは、図5Aに示すサブバンド毎に選択されたBFウェイトによってストリームが送信される様子を示す。図5Bに示すように、第1サブバンド(周波数f2n-1)では、無線基地局10は、第1サブバンドに対して選択されたBFウェイトw1,lから構成されるBFウェイトベクトルWを用いてBFを適用したストリームを送信する。また、第2サブバンド(周波数f2n)では、無線基地局10は、第2サブバンドに対して選択されたBFウェイトw2,lから構成されるBFウェイトWを用いてBFを適用したストリームを送信する。
 このように、無線基地局10は、例えば、図5Aに示す周波数帯域において、第1サブバンド及び第2サブバンドの各々の周波数特性に応じたBFウェイトを選択できる。方法2では、各サブバンドは等間隔の分散したサブキャリアによって構成される。
 本発明が想定するビームフォーミング方式におけるチャネル推定では、必要な無線リソースの削減のため、等間隔の分散したサブキャリアに各ビームの参照信号が挿入され、推定値の周波数補間が行われる。この際、無線基地局10は、サブバンドを構成するサブキャリアと、上述した等間隔サブキャリアを対応づけることにより、サブバンド化に伴う参照信号数の増加を回避できる。
 このように、方法2では、無線基地局10は、チャネル推定に必要な無線リソースの増加を抑えつつ、サブバンド毎の周波数特性に応じたBFウェイトを精度良く選択できるので、サブバンド毎のビームフォーミングにおける伝送効率を向上できる。
 以上、サブバンド化の方法について説明した。
 なお、方法1及び方法2では、2つのサブバンド(i=1,2)の場合について説明した。しかし、サブバンド数は3つ以上でもよい。また、方法1では、各サブバンドを構成するサブキャリア数が同一(Nsb)である場合について説明した。しかし、各サブバンドを構成するサブキャリア数は、1サブキャリア以上であればよく、サブバンド間において異なってもよい。また、方法2では、各サブバンドが等間隔(Msb)のサブキャリアで構成される場合について説明した。しかし、各サブバンドを構成するサブキャリアの間隔は不等間隔であってもよい。
 また、送信帯域を構成する複数のサブキャリアを分割して構成される各サブバンドは、方法1及び方法2を組み合わせた方法によって構成されてもよい。すなわち、連続するサブキャリアで構成されるサブバンド、等間隔のサブキャリアで構成されるサブバンド、又は、連続するサブキャリアを含む不等間隔のサブキャリアで構成されるサブバンド等が混在してもよい。
 次に、各BFウェイト候補が乗算されるディスカバリ信号の送信方法について説明する。
 まず、上記方法1に基づくディスカバリ信号の送信方法について説明する。
 図6A~図6Cは、ディスカバリ信号が送信されるフレーム構成例を示す。図6A~図6Cにおいて横軸は時間領域(OFDMシンボル)を示し、縦軸は周波数領域(サブキャリア)を示す。また、図6A~図6Cでは、一例として、8サブキャリアの送信帯域においてBFウェイト候補#1~#16の何れかが乗算されたディスカバリ信号が送信される。
 図6A~図6Cに示すように、各BFウェイト候補が乗算されたディスカバリ信号は、周期的に(6OFDMシンボル毎に)送信される。
 また、図6A~図6Cに示すように、各BFウェイト候補が乗算されたディスカバリ信号は、送信される度に周波数方向にシフトして送信される。具体的には、図6A~図6Cでは、各BFウェイト候補が乗算されたディスカバリ信号は、送信される度に、初回送信時に対して、周波数方向に4,2,6サブキャリアずつ巡回的にシフトして配置されている。換言すると、図6A~図6Cでは、各サブバンド内において全てのBFウェイト候補が乗算されたディスカバリ信号が送信されるために、各BFウェイト候補が乗算されたディスカバリ信号は巡回して配置される。
 例えば、図6Aに示すように、サブバンド化されない場合のBFウェイトを選択する際、無線基地局10は、少なくとも1周期の送信帯域全体(8サブキャリア)に渡って配置された全てのBFウェイト候補#1~#16のディスカバリ信号から生成された候補ウェイト情報(例えば受信電力又はSNR)に基づいて、BFウェイト候補#1~#16の中から1つのBFウェイト(例えば、W (1)と表す)を選択する。
 一方、図6Bに示すように、2つのサブバンドに分割される場合のBFウェイトを選択する際、無線基地局10は、各サブバンド(4サブキャリア)の少なくとも2周期に渡って配置された全てのBFウェイト候補#1~#16のディスカバリ信号から生成された候補ウェイト情報(例えば受信電力又はSNR)に基づいて、BFウェイト候補#1~#16の中からBFウェイト(例えば、W (2),W (2)と表す)をそれぞれ選択する。
 また、図6Cに示すように、4つのサブバンドに分割される場合のBFウェイトを選択する際、無線基地局10は、各サブバンド(2サブキャリア)の少なくとも4周期に渡って配置された全てのBFウェイト候補#1~#16のディスカバリ信号から生成された候補ウェイト情報(例えば受信電力又はSNR)に基づいて、BFウェイト候補#1~#16の中からBFウェイト(例えば、W (4),W (4),W (4),W (4)と表す)をそれぞれ選択する。
 次に、上記方法2に基づくディスカバリ信号の送信方法について説明する。
 図7A~図7Cは、ディスカバリ信号が送信されるフレーム構成例を示す。図7A~図7Cにおいて横軸は時間領域(OFDMシンボル)を示し、縦軸は周波数領域(サブキャリア)を示す。また、図7A~7Cでは、一例として、8サブキャリアの送信帯域においてBFウェイト候補#1~#16の何れかが乗算されたディスカバリ信号が送信される。
 図7A~図7Cに示すように、各BFウェイト候補が乗算されたディスカバリ信号は、周期的に(6OFDMシンボル毎に)送信される。
 また、図7A~図7Cに示すように、各BFウェイト候補が乗算されたディスカバリ信号は、送信される度に周波数方向にシフトして送信される。具体的には、図7A~図7Cでは、各BFウェイト候補が乗算されたディスカバリ信号は、送信される度に、周波数方向に1サブキャリアずつ巡回的にシフトして配置されている。換言すると、図7A~図7Cでは、図6A~図6Cと同様、各サブバンド内において全てのBFウェイト候補が乗算されたディスカバリ信号が送信されるために、各BFウェイト候補が乗算されたディスカバリ信号は巡回して配置される。
 例えば、図7Aに示すように、サブバンド化されない場合のBFウェイトを選択する際、無線基地局10は、少なくとも1周期の送信帯域全体(8サブキャリア)に渡って配置された全てのBFウェイト候補#1~#16のディスカバリ信号から生成された候補ウェイト情報(例えば受信電力又はSNR)に基づいて、BFウェイト候補#1~#16の中から1つのBFウェイト(例えば、W (1)と表す)を選択する。
 一方、図7Bに示すように、2つのサブバンドに分割される場合のBFウェイトを選択する際、無線基地局10は、各サブバンド(4サブキャリア)の少なくとも2周期に渡って配置された全てのBFウェイト候補#1~#16のディスカバリ信号から生成された候補ウェイト情報(例えば受信電力又はSNR)に基づいて、BFウェイト候補#1~#16の中からBFウェイト(例えば、W (2),W (2)と表す)をそれぞれ選択する。
 また、図7Cに示すように、4つのサブバンドに分割される場合のBFウェイトを選択する際、無線基地局10は、図7Cに示すように、各サブバンド(2サブキャリア)の少なくとも4周期に渡って配置された全てのBFウェイト候補#1~#16のディスカバリ信号から生成された候補ウェイト情報(例えば受信電力又はSNR)に基づいて、BFウェイト候補#1~#16の中からBFウェイト(例えば、W (4),W (4),W (4),W (4)と表す)をそれぞれ選択する。
 図6A~図6C及び図7A~図7Cに示すように、各BFウェイト候補が乗算されたディスカバリ信号が送信されるサブキャリアを送信周期毎に巡回的にシフトさせる。こうすることで、無線基地局10は、送信帯域がサブバンド化された場合でも、各サブバンドにおいて全てのBFウェイト候補が乗算されたディスカバリ信号を用いたBFウェイトの選択、つまり、全てのBFウェイト候補を対象としたBFウェイトの選択が可能となる。
 例えば、図6A又は図7Aに示すように、サブバンド化されない場合のBFウェイトW (1)は、少なくとも1周期毎に更新され、図6B又は図7Bに示すように、2つのサブバンドに分割される場合のBFウェイト(W (2),W (2))は2周期毎に更新され、図6C又は図7Cに示すように、4つのサブバンドに分割される場合のBFウェイト(W (4),W (4),W (4),W (4))は4周期毎(図示せず)に更新される。このとき、無線基地局10は、例えば、何れかのサブバンド化のパターンにおいてBFウェイトが更新される度に、つまり、図6A~図6C又は図7A~図7Cでは、サブバンド化されない場合のBFウェイトW (1)が更新される度に、BFウェイトの選択(つまり、図3に示すST105のサブバンド化の有無の判定)を行ってもよい。
 このように、無線基地局10は、サブバンド化されない場合も含めたサブバンド化の各パターンでのBFウェイトの探索(更新)を一定周期で行い、更新されたBFウェイトに基づいて最適なBFウェイト(サブバンド化のパターン)を決定する。この処理により、無線基地局10は、送信帯域を構成する周波数帯域の各々の周波数特性に応じて、送信帯域全体又はサブバンド毎に適切なBFウェイトを選択できる。
 また、図6A~図6C及び図7A~図7Cに示すディスカバリ信号の配置により、無線基地局10は、サブバンド化の有無又はサブバンド化の異なるパターンに依存せずに、全てのBFウェイト候補の中からBFに用いるBFウェイトを選択できる。よって、無線基地局10は、サブバンド化を行わない場合に全送信帯域において用いるBFウェイト(W (1))、及び、サブバンド化を行う場合の各サブバンドにおいて用いるBFウェイト(W (2),W (2)又はW (4),W (4),W (4),W (4))を同時に選択できる。この処理により、無線基地局10は、サブバンド化の有無又はサブバンド化の異なるパターンの各々に対応するディスカバリ信号を送信することなく、同一のディスカバリ信号に基づいて同時に選択したBFウェイトの中からビームフォーミングで実際に使用するBFウェイトを決定できる。
 なお、各BFウェイト候補が乗算されたディスカバリ信号の配置は、図6A~図6C又は図7A~図7Cに示す一例に限定されない。各BFウェイト候補が乗算されたディスカバリ信号の配置は、サブバンドの構成に応じて、各サブバンド内において全てのBFウェイト候補が乗算されたディスカバリ信号が配置される目的で設定されればよい。
 <本実施の形態の効果>
 このように、本実施の形態では、無線基地局10と少なくとも1つのユーザ端末20との間のMIMO伝送においてBFを行う無線通信システムにおいて、無線基地局10は、BFに用いるBFウェイトを、送信帯域を分割して構成されるサブバンド毎に決定するウェイト制御部104と、BFウェイトを用いてBFが適用された信号を送信する通信部109と、を備える。
 例えば、サブバンド間の周波数特性が異なる場合(周波数選択性が強い場合)、無線基地局10は、送信帯域全体のチャネル推定値に応じてBFウェイトを選択する場合と比較して、サブバンド毎のチャネル推定値に応じてサブバンド毎のBFウェイトを選択することにより、各サブバンドの周波数特性に応じた適切なBFウェイトを用いたビームフォーミングが可能となる。
 このように、本実施の形態によれば、無線基地局10は、サブバンド毎の周波数特性に応じたBFウェイトを適切に選択できるので、MIMO伝送における伝送効率を向上できる。
 <変形例>
 なお、本実施の形態において、BFウェイト選択時の基準として用いられるパラメータはSNR又は受信電力に限定されず、BFウェイト候補が乗算されたディスカバリ信号を用いて測定される何らかの候補ウェイト情報(例えば、受信相関等)であればよい。
 また、本実施の形態では、無線基地局10からユーザ端末20へ送信されるディスカバリ信号を用いて候補ウェイト情報(例えば、BFウェイト候補の受信電力)を測定する場合について説明した。しかし、本実施の形態は、この処理に限定されず、例えば、ユーザ端末20から無線基地局10へ参照信号を送信し、無線基地局10が受信した参照信号を用いて、BFウェイトの選択、又は、プリコーディング行列の生成を行ってもよい。この処理により、ディスカバリ信号、候補ウェイト情報及びチャネル情報(HW)のフィードバックが不要となる。よって、チャネル推定処理における無線リソースの使用を削減できる。
 また、本実施の形態では、最大受信電力規範に基づいてBFウェイト選択が行われる場合について説明した。しかし、本実施の形態は、この処理に限定されず、最大受信対干渉電力比規範等の他の方法を用いてBFウェイト選択が行われてもよい。例えば、無線基地局10は、最大受信対干渉電力比規範を用いることで、干渉電力の低減を考慮してBFウェイトを選択できる。
 また、本実施の形態では、最大受信対干渉電力比規範に基づいてサブバンド化の有無が決定される場合について説明した。しかし、本実施の形態は、この処理に限定されず、最大受信電力規範等の他の方法を用いてサブバンド化の有無が決定されてもよい。例えば、無線基地局10は、最大受信電力規範を用いることで、受信電力(SNR)向上を考慮したサブバンド化の有無を判定できる。
 また、本実施の形態では、ビーム数、BFウェイト候補数、ビーム生成方法等のパラメータをサブバンド間において同一の場合について説明した。しかし、これらのパラメータは、サブバンド間において異なってもよい。この構成により、サブバンド毎の特性(例えば、周波数特性)に適したパラメータによってBFウェイトを選択できるので各サブバンドでの伝送効率を向上できる。
 また、本実施の形態では、無線基地局10がプリコーディングをサブキャリア(n)毎に行う場合について説明した。しかし、本実施の形態は、この処理に限定されず、無線基地局10は、例えば、BFウェイトと同様にして、サブバンド毎にプリコーディングを行ってもよい。この処理により、無線基地局10は、サブバンド単位でプリコーディング行列を生成すればよいので、プリコーディング行列の生成に必要となる参照信号等に用いる無線リソースを削減できる。
 また、上記実施の形態では、参照信号を用いてチャネル推定を行う場合について説明した。しかし、チャネル推定において、参照信号を使用しないでチャネル推定値(チャネル情報)を取得してもよい。すなわち、チャネル推定では、BFウェイトを含む等価チャネル行列(HW)を示すチャネル情報が取得されればよい。
 また、上記実施の形態では、下りリンクにおいて無線基地局10を送信機とし、ユーザ端末20を受信機とする場合について説明した。しかし、本実施の形態は、上りリンクにおいてユーザ端末20を送信機とし、無線基地局10を受信機とする場合についても適用できる。
 (ハードウェア構成)
 なお、上記実施の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/又は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、物理的及び/又は論理的に結合した1つの装置により実現されてもよいし、物理的及び/又は論理的に分離した2つ以上の装置を直接的及び/又は間接的に(例えば、有線及び/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、本発明の一実施の形態における無線基地局、ユーザ端末などは、本発明の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。図8は、本発明の一実施の形態に係る無線基地局及びユーザ端末のハードウェア構成の一例を示す図である。上述の無線基地局10及びユーザ端末20は、物理的には、プロセッサ1001、メモリ1002、ストレージ1003、通信装置1004、入力装置1005、出力装置1006、バス1007などを含むコンピュータ装置として構成されてもよい。
 なお、以下の説明では、「装置」という文言は、回路、デバイス、ユニットなどに読み替えることができる。無線基地局10及びユーザ端末20のハードウェア構成は、図に示した各装置を1つ又は複数含むように構成されてもよいし、一部の装置を含まずに構成されてもよい。
 例えば、プロセッサ1001は1つだけ図示されているが、複数のプロセッサがあってもよい。また、処理は、1のプロセッサで実行されてもよいし、処理が同時に、逐次に、又はその他の手法で、一以上のプロセッサで実行されてもよい。なお、プロセッサ1001は、一以上のチップで実装されてもよい。
 無線基地局10及びユーザ端末20における各機能は、プロセッサ1001、メモリ1002などのハードウェア上に所定のソフトウェア(プログラム)を読み込ませることで、プロセッサ1001が演算を行い、通信装置1004による通信、又は、メモリ1002及びストレージ1003におけるデータの読み出し及び/又は書き込みを制御することで実現される。
 プロセッサ1001は、例えば、オペレーティングシステムを動作させてコンピュータ全体を制御する。プロセッサ1001は、周辺装置とのインターフェース、制御装置、演算装置、レジスタなどを含む中央処理装置(CPU:Central Processing Unit)で構成されてもよい。例えば、上述のディスカバリ信号生成部101、候補ウェイト乗算部102、参照信号生成部103、ウェイト制御部104、プリコーディング行列生成部105、データ生成部106、プリコーディング部107、ビームフォーミング部108、候補ウェイト情報測定部203、チャネル推定部204、ポストコーディング行列生成部205、ポストコーディング部206、データ受信部207などは、プロセッサ1001で実現されてもよい。
 また、プロセッサ1001は、プログラム(プログラムコード)、ソフトウェアモジュール又はデータを、ストレージ1003及び/又は通信装置1004からメモリ1002に読み出し、これらに従って各種の処理を実行する。プログラムとしては、上述の実施の形態で説明した動作の少なくとも一部をコンピュータに実行させるプログラムが用いられる。例えば、無線基地局10及びユーザ端末20を構成する少なくとも一部の機能ブロックは、メモリ1002に格納され、プロセッサ1001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。上述の各種処理は、1つのプロセッサ1001で実行される旨を説明してきたが、2以上のプロセッサ1001により同時又は逐次に実行されてもよい。プロセッサ1001は、1以上のチップで実装されてもよい。なお、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よい。
 メモリ1002は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、ROM(Read Only Memory)、EPROM(Erasable Programmable ROM)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM)、RAM(Random Access Memory)などの少なくとも1つで構成されてもよい。メモリ1002は、レジスタ、キャッシュ、メインメモリ(主記憶装置)などと呼ばれてもよい。メモリ1002は、本発明の一実施の形態に係る無線通信方法を実施するために実行可能なプログラム(プログラムコード)、ソフトウェアモジュールなどを保存することができる。
 ストレージ1003は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、CD-ROM(Compact Disc ROM)などの光ディスク、ハードディスクドライブ、フレキシブルディスク、光磁気ディスク(例えば、コンパクトディスク、デジタル多用途ディスク、Blu-ray(登録商標)ディスク)、スマートカード、フラッシュメモリ(例えば、カード、スティック、キードライブ)、フロッピー(登録商標)ディスク、磁気ストリップなどの少なくとも1つで構成されてもよい。ストレージ1003は、補助記憶装置と呼ばれてもよい。上述の記憶媒体は、例えば、メモリ1002及び/又はストレージ1003を含むデータベース、サーバその他の適切な媒体であってもよい。
 通信装置1004は、有線及び/又は無線ネットワークを介してコンピュータ間の通信を行うためのハードウェア(送受信デバイス)であり、例えばネットワークデバイス、ネットワークコントローラ、ネットワークカード、通信モジュールなどともいう。例えば、上述の通信部109、202、アンテナ110、201などは、通信装置1004で実現されてもよい。
 入力装置1005は、外部からの入力を受け付ける入力デバイス(例えば、キーボード、マウス、マイクロフォン、スイッチ、ボタン、センサなど)である。出力装置1006は、外部への出力を実施する出力デバイス(例えば、ディスプレイ、スピーカー、LEDランプなど)である。なお、入力装置1005及び出力装置1006は、一体となった構成(例えば、タッチパネル)であってもよい。
 また、プロセッサ1001及びメモリ1002などの各装置は、情報を通信するためのバス1007で接続される。バス1007は、単一のバスで構成されてもよいし、装置間で異なるバスで構成されてもよい。
 また、無線基地局10及びユーザ端末20は、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP:Digital Signal Processor)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、PLD(Programmable Logic Device)、FPGA(Field Programmable Gate Array)などのハードウェアを含んで構成されてもよく、当該ハードウェアにより、各機能ブロックの一部又は全てが実現されてもよい。例えば、プロセッサ1001は、これらのハードウェアの少なくとも1つで実装されてもよい。
 (情報の通知、シグナリング)
 また、情報の通知は、本明細書で説明した態様/実施形態に限られず、他の方法で行われてもよい。例えば、情報の通知は、物理レイヤシグナリング(例えば、DCI(Downlink Control Information)、UCI(Uplink Control Information))、上位レイヤシグナリング(例えば、RRC(Radio Resource Control)シグナリング、MAC(Medium Access Control)シグナリング、報知情報(MIB(Master Information Block)、SIB(System Information Block)))、その他の信号又はこれらの組み合わせによって実施されてもよい。また、RRCシグナリングは、RRCメッセージと呼ばれてもよく、例えば、RRC接続セットアップ(RRC Connection Setup)メッセージ、RRC接続再構成(RRC Connection Reconfiguration)メッセージなどであってもよい。
 (適応システム)
 本明細書で説明した各態様/実施形態は、LTE(Long Term Evolution)、LTE-A(LTE-Advanced)、SUPER 3G、IMT-Advanced、4G、5G、FRA(Future Radio Access)、W-CDMA(登録商標)、GSM(登録商標)、CDMA2000、UMB(Ultra Mobile Broadband)、IEEE 802.11(Wi-Fi)、IEEE802.16(WiMAX)、IEEE 802.20、UWB(Ultra-WideBand)、Bluetooth(登録商標)、その他の適切なシステムを利用するシステム及び/又はこれらに基づいて拡張された次世代システムに適用されてもよい。
 (処理手順等)
 本明細書で説明した各態様/実施形態の処理手順、シーケンス、フローチャートなどは、矛盾の無い限り、順序を入れ替えてもよい。例えば、本明細書で説明した方法については、例示的な順序で様々なステップの要素を提示しており、提示した特定の順序に限定されない。
 (基地局の操作)
 本明細書において基地局(無線基地局)によって行われるとした特定動作は、場合によってはその上位ノード(upper node)によって行われることもある。基地局を有する1つまたは複数のネットワークノード(network nodes)からなるネットワークにおいて、端末との通信のために行われる様々な動作は、基地局および/または基地局以外の他のネットワークノード(例えば、MME(Mobility Management Entity)またはS-GW(Serving Gateway)などが考えられるが、これらに限られない)によって行われ得ることは明らかである。上記において基地局以外の他のネットワークノードが1つである場合を例示したが、複数の他のネットワークノードの組み合わせ(例えば、MMEおよびS-GW)であってもよい。
 (入出力の方向)
 情報及び信号等は、上位レイヤ(または下位レイヤ)から下位レイヤ(または上位レイヤ)に出力され得る。複数のネットワークノードを介して入出力されてもよい。
 (入出力された情報等の扱い)
 入出力された情報等は特定の場所(例えば、メモリ)に保存されてもよいし、管理テーブルで管理してもよい。入出力される情報等は、上書き、更新、または追記され得る。出力された情報等は削除されてもよい。入力された情報等は他の装置に送信されてもよい。
 (判定方法)
 判定は、1ビットで表される値(0か1か)によって行われてもよいし、真偽値(Boolean:trueまたはfalse)によって行われてもよいし、数値の比較(例えば、所定の値との比較)によって行われてもよい。
 (ソフトウェア)
 ソフトウェアは、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、ハードウェア記述言語と呼ばれるか、他の名称で呼ばれるかを問わず、命令、命令セット、コード、コードセグメント、プログラムコード、プログラム、サブプログラム、ソフトウェアモジュール、アプリケーション、ソフトウェアアプリケーション、ソフトウェアパッケージ、ルーチン、サブルーチン、オブジェクト、実行可能ファイル、実行スレッド、手順、機能などを意味するよう広く解釈されるべきである。
 また、ソフトウェア、命令などは、伝送媒体を介して送受信されてもよい。例えば、ソフトウェアが、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア及びデジタル加入者回線(DSL)などの有線技術及び/又は赤外線、無線及びマイクロ波などの無線技術を使用してウェブサイト、サーバ、又は他のリモートソースから送信される場合、これらの有線技術及び/又は無線技術は、伝送媒体の定義内に含まれる。
 (情報、信号)
 本明細書で説明した情報、信号などは、様々な異なる技術のいずれかを使用して表されてもよい。例えば、上記の説明全体に渡って言及され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、チップなどは、電圧、電流、電磁波、磁界若しくは磁性粒子、光場若しくは光子、又はこれらの任意の組み合わせによって表されてもよい。
 なお、本明細書で説明した用語及び/又は本明細書の理解に必要な用語については、同一の又は類似する意味を有する用語と置き換えてもよい。例えば、チャネル及び/又はシンボルは信号(シグナル)であってもよい。また、信号はメッセージであってもよい。また、コンポーネントキャリア(CC)は、キャリア周波数、セルなどと呼ばれてもよい。
 (「システム」、「ネットワーク」)
 本明細書で使用する「システム」および「ネットワーク」という用語は、互換的に使用される。
 (パラメータ、チャネルの名称)
 また、本明細書で説明した情報、パラメータなどは、絶対値で表されてもよいし、所定の値からの相対値で表されてもよいし、対応する別の情報で表されてもよい。例えば、無線リソースはインデックスで指示されるものであってもよい。
 上述したパラメータに使用する名称はいかなる点においても限定的なものではない。さらに、これらのパラメータを使用する数式等は、本明細書で明示的に開示したものと異なる場合もある。様々なチャネル(例えば、PUCCH、PDCCHなど)及び情報要素(例えば、TPCなど)は、あらゆる好適な名称によって識別できるので、これらの様々なチャネル及び情報要素に割り当てている様々な名称は、いかなる点においても限定的なものではない。
 (基地局)
 基地局(無線基地局)は、1つまたは複数(例えば、3つ)の(セクタとも呼ばれる)セルを収容することができる。基地局が複数のセルを収容する場合、基地局のカバレッジエリア全体は複数のより小さいエリアに区分でき、各々のより小さいエリアは、基地局サブシステム(例えば、屋内用の小型基地局RRH:Remote Radio Head)によって通信サービスを提供することもできる。「セル」または「セクタ」という用語は、このカバレッジにおいて通信サービスを行う基地局、および/または基地局サブシステムのカバレッジエリアの一部または全体を指す。さらに、「基地局」、「eNB」、「セル」、および「セクタ」という用語は、本明細書では互換的に使用され得る。基地局は、固定局(fixed station)、NodeB、eNodeB(eNB)、アクセスポイント(access point)、フェムトセル、スモールセルなどの用語で呼ばれる場合もある。
 (端末)
 ユーザ端末は、当業者によって、移動局、加入者局、モバイルユニット、加入者ユニット、ワイヤレスユニット、リモートユニット、モバイルデバイス、ワイヤレスデバイス、ワイヤレス通信デバイス、リモートデバイス、モバイル加入者局、アクセス端末、モバイル端末、ワイヤレス端末、リモート端末、ハンドセット、ユーザエージェント、モバイルクライアント、クライアント、UE(User Equipment)、またはいくつかの他の適切な用語で呼ばれる場合もある。
 (用語の意味、解釈)
 本明細書で使用する「判断(determining)」、「決定(determining)」という用語は、多種多様な動作を包含する場合がある。「判断」、「決定」は、例えば、判定(judging)、計算(calculating)、算出(computing)、処理(processing)、導出(deriving)、調査(investigating)、探索(looking up)(例えば、テーブル、データベースまたは別のデータ構造での探索)、確認(ascertaining)した事を「判断」「決定」したとみなす事などを含み得る。また、「判断」、「決定」は、受信(receiving)(例えば、情報を受信すること)、送信(transmitting)(例えば、情報を送信すること)、入力(input)、出力(output)、アクセス(accessing)(例えば、メモリ中のデータにアクセスすること)した事を「判断」「決定」したとみなす事などを含み得る。また、「判断」、「決定」は、解決(resolving)、選択(selecting)、選定(choosing)、確立(establishing)、比較(comparing)などした事を「判断」「決定」したとみなす事を含み得る。つまり、「判断」「決定」は、何らかの動作を「判断」「決定」したとみなす事を含み得る。
 「接続された(connected)」、「結合された(coupled)」という用語、又はこれらのあらゆる変形は、2又はそれ以上の要素間の直接的又は間接的なあらゆる接続又は結合を意味し、互いに「接続」又は「結合」された2つの要素間に1又はそれ以上の中間要素が存在することを含むことができる。要素間の結合又は接続は、物理的なものであっても、論理的なものであっても、或いはこれらの組み合わせであってもよい。本明細書で使用する場合、2つの要素は、1又はそれ以上の電線、ケーブル及び/又はプリント電気接続を使用することにより、並びにいくつかの非限定的かつ非包括的な例として、無線周波数領域、マイクロ波領域及び光(可視及び不可視の両方)領域の波長を有する電磁エネルギーなどの電磁エネルギーを使用することにより、互いに「接続」又は「結合」されると考えることができる。
 参照信号は、RS(Reference Signal)と略称することもでき、適用される標準によってパイロット(Pilot)と呼ばれてもよい。また、補正用RSは、TRS(Tracking RS)、PC-RS(Phase Compensation RS)、PTRS(Phase Tracking RS)、Additional RSと呼ばれてもよい。また、復調用RS及び補正用RSは、それぞれに対応する別の呼び方であってもよい。また、復調用RS及び補正用RSは同じ名称(例えば復調RS)で規定されてもよい。
 本明細書で使用する「に基づいて」という記載は、別段に明記されていない限り、「のみに基づいて」を意味しない。言い換えれば、「に基づいて」という記載は、「のみに基づいて」と「に少なくとも基づいて」の両方を意味する。
 上記の各装置の構成における「部」を、「手段」、「回路」、「デバイス」等に置き換えてもよい。
 「含む(including)」、「含んでいる(comprising)」、およびそれらの変形が、本明細書あるいは請求の範囲で使用されている限り、これら用語は、用語「備える」と同様に、包括的であることが意図される。さらに、本明細書あるいは請求の範囲において使用されている用語「または(or)」は、排他的論理和ではないことが意図される。
 無線フレームは時間領域において1つまたは複数のフレームで構成されてもよい。時間領域において1つまたは複数の各フレームはサブフレーム、タイムユニット等と呼ばれてもよい。サブフレームは更に時間領域において1つまたは複数のスロットで構成されてもよい。スロットはさらに時間領域において1つまたは複数のシンボル(OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)シンボル、SC-FDMA(Single Carrier-Frequency Division Multiple Access)シンボル等)で構成されてもよい。
 無線フレーム、サブフレーム、スロット、ミニスロット、およびシンボルは、いずれも信号を伝送する際の時間単位を表す。無線フレーム、サブフレーム、スロット、ミニスロット、およびシンボルは、それぞれに対応する別の呼び方であってもよい。
 例えば、LTEシステムでは、基地局が各移動局に無線リソース(各移動局において使用することが可能な周波数帯域幅、送信電力等)を割り当てるスケジューリングを行う。スケジューリングの最小時間単位をTTI(Transmission Time Interval)と呼んでもよいし、1ミニスロットをTTIと呼んでもよい。
 例えば、1サブフレームをTTIと呼んでもよいし、複数の連続したサブフレームをTTIと呼んでもよいし、1スロットをTTIと呼んでもよい。
 リソースユニットは、時間領域および周波数領域のリソース割当単位であり、周波数領域では1つまたは複数個の連続した副搬送波(subcarrier)を含んでもよい。また、リソースユニットの時間領域では、1つまたは複数個のシンボルを含んでもよく、1スロット、1ミニスロット、1サブフレーム、または1TTIの長さであってもよい。1TTI、1サブフレームは、それぞれ1つまたは複数のリソースユニットで構成されてもよい。また、リソースユニットは、リソースブロック(RB:Resource Block)、物理リソースブロック(PRB:Physical RB)、PRBペア、RBペア、スケジューリングユニット、周波数ユニット、サブバンドと呼ばれてもよい。また、リソースユニットは、1つ又は複数のREで構成されてもよい。例えば、1REは、リソース割当単位となるリソースユニットより小さい単位のリソース(例えば、最小のリソース単位)であればよく、REという呼称に限定されない。
 上述した無線フレームの構造は例示に過ぎず、無線フレームに含まれるサブフレームの数、サブフレームに含まれるスロットの数、サブフレームに含まれるミニスロットの数、スロットに含まれるシンボルおよびリソースブロックの数、および、リソースブロックに含まれるサブキャリアの数は様々に変更することができる。
 本開示の全体において、例えば、英語でのa, an, 及びtheのように、翻訳により冠詞が追加された場合、これらの冠詞は、文脈から明らかにそうではないことが示されていなければ、複数のものを含むものとする。
 (態様のバリエーション等)
 本明細書で説明した各態様/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し、実行に伴って切り替えて用いてもよい。また、所定の情報の通知(例えば、「Xであること」の通知)は、明示的に行うものに限られず、暗黙的(例えば、当該所定の情報の通知を行わない)ことによって行われてもよい。
 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。本発明は、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。
 本特許出願は2017年2月24日に出願した日本国特許出願第2017-033671号に基づきその優先権を主張するものであり、日本国特許出願第2017-033671号の全内容を本願に援用する。
 本発明の一態様は、移動通信システムに有用である。
 10 無線基地局
 20 ユーザ端末
 101 ディスカバリ信号生成部
 102 候補ウェイト乗算部
 103 参照信号生成部
 104 ウェイト制御部
 105 プリコーディング行列生成部
 106 データ生成部
 107 プリコーディング部
 108 ビームフォーミング部
 109,202 通信部
 110,201 アンテナ
 161 符号化部
 162 変調部
 203 候補ウェイト情報測定部
 204 チャネル推定部
 205 ポストコーディング行列生成部
 206 ポストコーディング部
 207 データ受信部
 271 復調部
 272 復号部

Claims (5)

  1.  無線基地局と少なくとも1つのユーザ端末との間のMIMO伝送において、ビームフォーミングを行う無線通信システムにおいて、
     前記ビームフォーミングに用いるビームフォーミングウェイトを、送信帯域を分割して構成されるサブバンド毎に決定する制御部と、
     前記ビームフォーミングウェイトを用いて前記ビームフォーミングが適用された信号を送信する送信部と、
     を具備する無線基地局。
  2.  前記複数のサブバンドの各々は、前記送信帯域を構成する複数のサブキャリアのうち、連続するサブキャリアにより構成される、
     請求項1に記載の無線基地局。
  3.  前記複数のサブバンドの各々は、前記送信帯域を構成する複数のサブキャリアのうち、非連続のサブキャリアにより構成される、
     請求項1に記載の無線基地局。
  4.  前記制御部は、更に、前記送信帯域全体に対する前記ビームフォーミングウェイトを決定し、前記サブバンド毎の前記ビームフォーミングウェイト、及び、前記送信帯域全体に対する前記ビームフォーミングウェイトの何れか一方を選択する、
     請求項1から3の何れかに記載の無線基地局。
  5.  無線基地局と少なくとも1つのユーザ端末との間のMIMO伝送において、ビームフォーミングを行う無線通信システムにおいて、
     前記ビームフォーミングに用いるビームフォーミングウェイトを、送信帯域を分割して構成されるサブバンド毎に決定し、
     前記ビームフォーミングウェイトを用いて前記ビームフォーミングが適用された信号を送信する、
     無線通信方法。
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