無線通信システム、無線基地局及び無線通信方法
【課題】通信タイプに応じて異なるアンテナ構成を持つアンテナを用いたＭＩＭＯ伝送において、 個々のユーザ端末が別々の通信タイプに対応した通信を行う場合でも適切にシグナリングを行うこと。
【解決手段】無線基地局（２００）は、少なくとも２つの通信タイプに応じてそれぞれ異なるアンテナ構成を有し、少なくとも１つの通信タイプ１に対応したアンテナ構成で無線基地局のカバーするすべてのエリアへ信号を送信可能なアンテナを備え、ユーザ端末の能力及び通信タイプに応じた信号種別を含む下りリンク信号に無線リソースを割り当て、それぞれの通信タイプで利用される複数の参照信号を同一リソースブロックに多重し、アンテナに通信タイプに応じた数のビームを形成させるプリコーディングウェイトを生成し、生成されたプリコーディングウェイトを、アンテナへ供給する下りリンク信号に対して乗算することを特徴とする。
【解決手段】無線基地局（２００）は、少なくとも２つの通信タイプに応じてそれぞれ異なるアンテナ構成を有し、少なくとも１つの通信タイプ１に対応したアンテナ構成で無線基地局のカバーするすべてのエリアへ信号を送信可能なアンテナを備え、ユーザ端末の能力及び通信タイプに応じた信号種別を含む下りリンク信号に無線リソースを割り当て、それぞれの通信タイプで利用される複数の参照信号を同一リソースブロックに多重し、アンテナに通信タイプに応じた数のビームを形成させるプリコーディングウェイトを生成し、生成されたプリコーディングウェイトを、アンテナへ供給する下りリンク信号に対して乗算することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、次世代の無線通信システム、無線基地局及び無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ）ネットワークにおいては、周波数利用効率の向上、データレートの向上を目的として、ＨＳＤＰＡ（Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｐａｃｋｅｔ Ａｃｃｅｓｓ）やＨＳＵＰＡ（Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｕｐｌｉｎｋ Ｐａｃｋｅｔ Ａｃｃｅｓｓ）を採用することにより、Ｗ−ＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）をベースとしたシステムの特徴を最大限に引き出すことが行われている。このＵＭＴＳネットワークについては、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）が検討されている。
【０００３】
第３世代のシステムは、概して５ＭＨｚの固定帯域を用いて、下り回線で最大２Ｍｂｐｓ程度の伝送レートを実現できる。一方、ＬＴＥ方式のシステムにおいては、１．４ＭＨｚ〜２０ＭＨｚの可変帯域を用いて、下り回線で最大３００Ｍｂｐｓ及び上り回線で７５Ｍｂｐｓ程度の伝送レートを実現できる。また、ＵＭＴＳネットワークにおいては、更なる広帯域化及び高速化を目的として、ＬＴＥの後継のシステムも検討されている（例えば、ＬＴＥアドバンスト（ＬＴＥ−Ａ））。例えば、ＬＴＥ−Ａにおいては、ＬＴＥ仕様の最大システム帯域である２０ＭＨｚを、１００ＭＨｚ程度まで拡張することが予定されている。また、ＬＴＥ−Ａにおいては、ＬＴＥ仕様の最大送信アンテナ数である４アンテナを、８アンテナまで拡張することが予定されている。
【０００４】
また、ＬＴＥ方式のシステムにおいては、複数のアンテナでデータを送受信し、データレート（周波数利用効率）を向上させる無線通信技術としてＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉ Ｏｕｔｐｕｔ）システムが提案されている（例えば、非特許文献１参照）。ＭＩＭＯシステムにおいては、送受信機に複数の送信／受信アンテナを用意し、異なる送信アンテナから同時に異なる送信情報系列を送信する。一方、受信機側では、送信／受信アンテナ間で異なるフェージング変動が生じることを利用して、同時に送信された情報系列を分離して検出することにより、データレート（周波数利用効率）を増大することが可能である。
【０００５】
ＬＴＥ方式のシステムにおいては、異なる送信アンテナから同時に送信する送信情報系列が、全て同一のユーザのものであるシングルユーザＭＩＭＯ（ＳＵ−ＭＩＭＯ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｕｓｅｒ ＭＩＭＯ））伝送と、異なるユーザのものであるマルチユーザＭＩＭＯ（ＭＵ−ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｕｓｅｒ ＭＩＭＯ））伝送とが規定されている。これらのＳＵ−ＭＩＭＯ伝送及びＭＵ−ＭＩＭＯ伝送においては、受信機側で送信機のアンテナに設定すべき位相・振幅制御量（プリコーディング行列（プリコーディングウェイト））と、このプリコーディング行列に対応づけられるＰＭＩ（Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ Ｍａｔｒｉｘ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）とを複数定めたコードブックから最適なＰＭＩを選択し、これをチャネル情報（ＣＳＩ：Ｃｈａｎｎｅｌ Ｓｔａｔｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）として送信機にフィードバックする。送信機側では、受信機からフィードバックされたＰＭＩに基づいて各送信アンテナに対するプリコーディングを行って送信情報系列を送信する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】３ＧＰＰ ＴＲ ２５．９１３“Ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｆｏｒ Ｅｖｏｌｖｅｄ ＵＴＲＡ ａｎｄ Ｅｖｏｌｖｅｄ ＵＴＲＡＮ”
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一般に、ＭＩＭＯ伝送で用いられる複数のアンテナは、同一の特性(指向性，ビーム幅等)を有し、離れて配置されている。このため、複数の通信タイプに応じてそれぞれのアンテナの特性が変化することはない。このようなＭＩＭＯ伝送においては、ユーザ端末の能力に応じて使用するアンテナを選択することにより、個々のユーザ端末が別々の通信タイプに対応した通信を行う状況であっても、容易に同時に複数のユーザ端末に対してシグナリングを行うことができる。
【０００８】
一方、同一の特性を有する複数のアンテナを配列するのではなく、通信タイプに応じて異なるアンテナ構成を持つアンテナを用いてＭＩＭＯ伝送を行うことが検討されている。このようなＭＩＭＯ伝送においては、個々のユーザ端末が別々の通信タイプに対応した通信を行う場合、複数のアンテナ構成が同時に混在することになる。このため、上述した一般的なＭＩＭＯ伝送のように、使用するアンテナ構成を選択することができず、同時に複数のユーザ端末に対してシグナリングを行うことが困難である。
【０００９】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、通信タイプに応じて異なるアンテナ構成を持つアンテナを用いたＭＩＭＯ伝送において、個々のユーザ端末が別々の通信タイプに対応した通信を行う場合でも適切にシグナリングを行うことができる無線通信システム、無線基地局及び無線通信方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の無線通信システムは、セルを形成する無線基地局と、前記無線基地局に無線接続するユーザ端末とを備えた無線通信システムであって、前記無線基地局は、少なくとも２つの通信タイプに応じてそれぞれ異なるアンテナ構成を有し、少なくとも１つの通信タイプ１に対応したアンテナ構成で前記無線基地局のカバーするすべてのエリアへ信号を送信可能なアンテナと、ユーザ端末の能力及び通信タイプに応じた信号種別を含んだ下りリンク信号に無線リソースを割り当てるリソース割当制御部と、参照信号をリソースブロックに多重する多重部と、前記アンテナに通信タイプに応じた数のビームを形成させるプリコーディングウェイトを生成するプリコーディングウェイト生成部と、前記プリコーディングウェイト生成部によって生成されたプリコーディングウェイトを、前記アンテナへ供給する下りリンク信号に対して乗算するプリコーディング乗算部と、を具備し、前記ユーザ端末は、下りリンク信号に含まれた参照信号からチャネル品質を測定する品質測定部と、測定されたチャネル品質を用いて通信品質に関するフィードバック情報を生成するフィードバック情報生成部と、前記フィードバック情報生成部によって生成されたフィードバック情報を上りリンクを介して前記無線基地局へフィードバックする送信部と、を具備したことを特徴とする。
【００１１】
本発明の無線基地局は、少なくとも２つの通信タイプに応じてそれぞれ異なるアンテナ構成を有し、少なくとも１つの通信タイプ１に対応したアンテナ構成で無線基地局のカバーするすべてのエリアへ信号を送信可能なアンテナと、ユーザ端末の能力及び通信タイプに応じた信号種別を含んだ下りリンク信号に無線リソースを割り当てるリソース割当制御部と、参照信号をリソースブロックに多重する多重部と、前記アンテナに通信タイプに応じた数のビームを形成させるプリコーディングウェイトを生成するプリコーディングウェイト生成部と、前記プリコーディングウェイト生成部によって生成されたプリコーディングウェイトを、前記アンテナへ供給する下りリンク信号に対して乗算するプリコーディング乗算部と、を具備したことを特徴とする。
【００１２】
本発明の無線通信方法は、ユーザ端末が無線基地局に無線接続して通信するための無線通信方法であって、前記無線基地局は、少なくとも２つの通信タイプに応じてそれぞれ異なるアンテナ構成を有し、少なくとも１つの通信タイプ１に対応したアンテナ構成で前記無線基地局のカバーするすべてのエリアへ信号を送信可能なアンテナを備え、前記無線基地局において、ユーザ端末の能力及び通信タイプに応じた信号種別を含んだ下りリンク信号に無線リソースを割り当て、参照信号をリソースブロックに多重し、前記アンテナに通信タイプに応じた数のビームを形成させるプリコーディングウェイトを生成し、前記生成されたプリコーディングウェイトを、前記アンテナへ供給する下りリンク信号に対して乗算し、前記ユーザ端末において、下りリンク信号に含まれた参照信号からチャネル品質を測定し、測定されたチャネル品質を用いて通信品質に関するフィードバック情報を生成し、前記生成されたフィードバック情報を上りリンクを介して前記無線基地局へフィードバックすることを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、無線基地局に、少なくとも２つの通信タイプに応じてそれぞれ異なるアンテナ構成を有するアンテナ構成で、その中の少なくとも1つの通信タイプ１で無線基地局のカバーするすべてのエリアへ信号を送信可能なアンテナ構成を有するアンテナを備え、参照信号をリソースブロックに多重して送信する一方、ユーザ端末ＵＥから個々の通信タイプに応じた参照信号に基づいて測定したチャネル品質をフィードバックするものである。これにより、通信タイプに応じて異なるアンテナ構成を持つアンテナを用いたＭＩＭＯ伝送において、個々のユーザ端末が別々の通信タイプに対応した通信を行う場合でも、通信に必要となる参照信号とフィードバック信号とを無線基地局及びユーザ端末間で適切に送受信（シグナリング）することが可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、通信タイプに応じて異なるアンテナ構成を持つアンテナを用いたＭＩＭＯ伝送において、個々のユーザ端末が別々の通信タイプに対応した通信を行う場合でも適切にシグナリングを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施の形態に係る無線基地局が備えるアレーアンテナによって提供されるＮ個の通信タイプを説明するための模式図である。
【図２】アレーアンテナを構成するアンテナ素子に対するウェイト制御を説明するための模式図である。
【図３】第１の通信タイプのためのウェイト制御を説明するための模式図である。
【図４】第２の通信タイプのためのウェイト制御を説明するための模式図である。
【図５】第３の通信タイプのためのウェイト制御を説明するための模式図である。
【図６】第１、第２、第３、第４の通信タイプ、ミックスオペレーション下でのリソースブロックの参照信号配置を示す図である。
【図７】本実施の形態に係る無線通信システムを構成する無線基地局とユーザ端末との間の基本的なシーケンスを示す図である。
【図８】本実施の形態に係る移動局装置及び無線基地局を有する無線通信システムの構成を説明するための図である。
【図９】本実施の形態に係る無線基地局の構成を示すブロック図である。
【図１０】本実施の形態に係る移動局装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
通信タイプに応じて異なるアンテナ構成を持つアンテナを用いてＭＩＭＯ伝送を行うための技術として、本発明者らは、特願２０１０−１８３１８８に記載のアンテナ装置を提案している。このアンテナ装置においては、複数の通信タイプに対してアンテナ素子構成のグループを変えることで、設置するアンテナの数を従来よりも少なくし、かつ通信タイプが変化しても同一エリアをカバーすることが可能となる。このアンテナ装置を用いたＭＩＭＯ伝送においては、個々のユーザ端末が別々の通信タイプに対応した通信を行う場合、複数のアンテナ構成が同時に混在することになる。本発明者らは、基地局装置から異なる通信タイプ間で同時に複数の参照信号を多重して送信し、ユーザ端末から個々の通信タイプに合わせてフィードバックすることで、通信タイプに応じて異なるアンテナ構成を持つアンテナを用いたＭＩＭＯ伝送において、個々のユーザ端末が別々の通信タイプに対応した通信を行う場合でも適切にシグナリングを行うことができる点に着目し、本発明に至ったものである。
【００１７】
すなわち、本発明に係る無線通信システムは、無線基地局に、少なくとも２つの通信タイプに応じてそれぞれ異なるアンテナ構成を有するアンテナ構成で、その中の少なくとも1つの通信タイプ１で無線基地局のカバーするすべてのエリアへ信号を送信可能なアンテナ構成を有するアンテナを備え、それぞれの通信タイプで利用される複数の参照信号を同一のリソースブロックに多重して送信する一方、ユーザ端末ＵＥから個々の通信タイプに応じた参照信号に基づいて測定したチャネル品質をフィードバックするものである。これにより、通信タイプに応じて異なるアンテナ構成を持つアンテナを用いたＭＩＭＯ伝送において、個々のユーザ端末が別々の通信タイプに対応した通信を行う場合でも、通信に必要となる参照信号とフィードバック信号とを無線基地局及びユーザ端末間で適切に送受信することが可能となる。
【００１８】
以下、本発明の一実施の形態に係る無線通信システムの構成について説明する。
本実施の形態に係る無線通信システムは、垂直方向に指向性を設定可能な送信ビームを形成できる無線基地局（以下、「基地局」という）を備える。この基地局は、Ｎを２以上の整数として、Ｎ個の通信タイプのそれぞれに対応して少なくとも１つのグループに分けられる複数のアンテナ素子から構成されるアレーアンテナを備える。以下、この基地局が備えるアレーアンテナによって提供されるＮ個の通信タイプについて図１を用いて説明する。図１は、本実施の形態に係る基地局が備えるアレーアンテナによって提供されるＮ個の通信タイプを説明するための模式図である。
【００１９】
図１Ａに示すように、アレーアンテナ１０は、垂直方向に１列に配列された複数のアンテナ素子１１から構成されている（図１Ａには１６個のアンテナ素子１１が例示されている）。本実施の形態では、アレーアンテナ１０は、垂直偏波アンテナ１０ａと水平偏波アンテナ１０ｂとを組み合わせた偏波アンテナで構成される。ただし、本発明は偏波アンテナ構成に限定されない。図１Ｂは、垂直偏波アンテナ１０ａを単独で示した概念図であり、図１Ｃは、水平偏波アンテナ１０ｂを単独で示した概念図である。偏波アンテナが適用される場合、個々のアンテナ素子１１は、それぞれ垂直偏波素子１１Ｖと水平偏波素子１１Ｈのセットで構成される。
【００２０】
第１の通信タイプは、アレーアンテナ１０を構成するアンテナ素子１１の全体で１つのグループＡを形成し、アンテナ全体で１つのアンテナブランチを構成するタイプである。第２の通信タイプは、アレーアンテナ１０を構成するアンテナ素子１１を上下に２分割し、アンテナ素子１１を２つのグループＢ１，Ｂ２に分けて２つのアンテナブランチを構成するタイプである。第３の通信タイプは、アレーアンテナ１０を構成するアンテナ素子１１を上下に４分割し、アンテナ素子１１を４つのグループＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４に分けて４つのアンテナブランチを構成するタイプである。本実施の形態では、第１から第３の通信タイプ（アンテナブランチ数と呼ぶこともできる）を例示するが、アレーアンテナ１０を構成するアンテナ素子１１の垂直方向の分割数に応じて適宜任意の数の通信タイプを設定可能である。また、最大ブランチ数はアンテナ素子１１に応じて適宜選択可能である。
【００２１】
第１から第３の通信タイプの中では、第１の通信タイプが１ブランチを構成するアンテナ長（アンテナ素子数）が最も長い。アンテナブランチ数が増えるのに従って１ブランチ当たりのアンテナ長が短くなる。一般的に、アレーアンテナを用いてビーム形成する場合、１ブランチ当たりのアンテナ素子数が多くなるのに従って、アンテナ利得が増大し、かつビーム幅を小さくできる。したがって、第１の通信タイプは、アンテナ全体を１アンテナブランチで構成するので、セル端に向けたシャープなビームを形成できる。なお、この第１の通信タイプに応じたアンテナ構成は、基地局のカバーするすべてのエリアへ信号を送信可能なアンテナ構成に対応する。
【００２２】
アレーアンテナ１０にはグループ毎にウェイトが掛けられた送信信号がアンテナ素子１１に入力される。ウェイトを制御することによってアレーアンテナ１０で任意のアンテナブランチを構成できる。このようにアレーアンテナ１０は、第１〜第３の通信タイプに応じて異なるアンテナ構成を有する。図２に示すように、アレーアンテナ１０を構成する１６個のアンテナ素子１１は、最小アンテナブランチ単位（アンテナ素子数＝４）で、同一のウェイトが掛けられた送信信号が供給される。図２には２つの送信信号Ｓ１，Ｓ２を合成可能な構成が示されているが、最大合成数はこれに限定されない。例えば、８多重ＭＩＭＯを提供する場合は、４つの送信信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４を合成可能な構成が望ましい（図５参照）。アレーアンテナ１０は、送信信号数×構成ブランチ数に相当する数のビームを同時に形成できる。
【００２３】
第１の通信タイプでは、図３に示すように、アレーアンテナ１０は、１つのグループＡを構成する各アンテナ素子１１に入力する送信信号Ｓ１に同一のウェイトＷ（例えば、Ｗ１１、Ｗ１２、Ｗ１３、Ｗ１４＝１，１，１，１）を掛ける。これにより、高いアンテナ利得で、かつビーム幅の小さい１つのビームを形成することができる。なお、図３においては、説明の便宜上、水平偏波アンテナ１０ｂに入力される送信信号Ｓ１を省略している。垂直偏波アンテナ１０ａと水平偏波アンテナ１０ｂとでそれぞれ１つのビームを形成するので、アレーアンテナ１０としては２つのビームが形成される。したがって、第１の通信タイプは、２多重ＭＩＭＯ伝送を提供できる。受信機が２×２のＭＩＭＯ伝送をサポートしていれば、２×２のＭＩＭＯ伝送が実現できる。また、１アンテナ構成の受信機であれば、２アンテナによるＳＦＢＣ（Ｓｐａｃｅ−Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｂｌｏｃｋ Ｃｏｄｉｎｇ）による空間周波数送信ダイバーシチを実現できる。なお、ＳＦＢＣは、アンテナ／周波数領域で符号化が行われる。
【００２４】
第２の通信タイプでは、図４に示すように、アレーアンテナ１０は、グループＢ１を構成するアンテナ素子１１に入力する送信信号Ｓ１にウェイトＷ（例えば、Ｗ１１、Ｗ１２、Ｗ１３、Ｗ１４＝１，１，０，０）を掛け、かつ、グループＢ２を構成するアンテナ素子１１に入力する送信信号Ｓ２にウェイトＷ（例えば、Ｗ２１、Ｗ２２、Ｗ２３、Ｗ２４＝０，０，１，１）を掛ける。これにより、グループＢ１及びＢ２に対応した２つのアンテナブランチによりビーム１、ビーム２を形成できる。なお、図４においては、説明の便宜上、水平偏波アンテナ１０ｂに入力される送信信号Ｓ１、Ｓ２を省略している。垂直偏波アンテナ１０ａがビーム１、ビーム２を形成し、同時に水平偏波アンテナ１０ｂがビーム１、ビーム２を形成するので、アレーアンテナ１０は合計で４つのビームを並列に形成することができる。並列に形成される４つのビームをセル内の同一エリアに向けることにより、４多重ＭＩＭＯ伝送が提供される。
【００２５】
第３の通信タイプでは、図５に示すように、アレーアンテナ１０は、グループＣ１を構成するアンテナ素子１１に入力する送信信号Ｓ１にウェイトＷ（例えば、Ｗ１１、Ｗ１２、Ｗ１３、Ｗ１４＝１，０，０，０）を掛け、かつ、グループＣ２を構成するアンテナ素子１１に入力する送信信号Ｓ２にウェイトＷ（例えば、Ｗ２１、Ｗ２２、Ｗ２３、Ｗ２４＝０，１，０，０）を掛ける。同時に、アレーアンテナ１０は、グループＣ３を構成するアンテナ素子１１に入力する送信信号Ｓ３にウェイトＷ（例えば、Ｗ３１、Ｗ３２、Ｗ３３、Ｗ３４＝０，０，１，０）を掛け、かつ、グループＣ４を構成するアンテナ素子１１に入力する送信信号Ｓ４にウェイトＷ（例えば、Ｗ４１、Ｗ４２、Ｗ４３、Ｗ４４＝０，０，０，１）を掛ける。これにより、グループＣ１〜Ｃ４に対応した４つのアンテナブランチによりビーム１〜ビーム４を形成できる。なお、図５においては、説明の便宜上、水平偏波アンテナ１０ｂに入力される送信信号Ｓ１〜Ｓ４を省略している。垂直偏波アンテナ１０ａが４ビームを形成し、同時に水平偏波アンテナ１０ｂが４ビームを形成するので、アレーアンテナ１０は合計で８つのビームを並列に形成することができる。並列に形成される８つのビームをセル内の同一エリアに向けることにより、８多重ＭＩＭＯ伝送が提供される。
【００２６】
また、本実施の形態に係る基地局は、第１〜第３の通信タイプを同時に選択するミックスタイプ（第４の通信タイプ）を選択することもできる。第４の通信タイプは、リソースエレメント（ＲＥ）毎に送信信号に対するウェイトを制御することで実現される。ＬＴＥ及びＬＴＥ−Ａは、１リソースブロック（ＲＢ）を、１２サブキャリア×１４ＯＦＤＭ（ｏｒ ＳＣ−ＦＤＭＡ）シンボルから構成する。１リソースエレメントは、１サブキャリア×１ＯＦＤＭ（ｏｒ ＳＣ−ＦＤＭＡ）シンボルのことを指す。なお、この第４の通信タイプは、第１の通信タイプを含む少なくとも２つの通信タイプが同時に選択される混合通信タイプに対応する。
【００２７】
このように本実施の形態に係る無線通信システムにおいては、アンテナ素子１１に入力される送信信号に対するウェイトを制御することにより、アレーアンテナ１０を１又は複数のグループに分割できる。これにより、複数種類の通信タイプの中から所望の通信タイプを選択しながらユーザ端末ＵＥに対して各種の信号を送信することが可能となる。
【００２８】
次に、本実施の形態に係る無線通信システムにおけるシグナリングについて説明する。ＬＴＥ方式及びＬＴＥ−Ａ方式のシステムは、下り参照信号として、ＣＲＳ（Ｃｅｌｌ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ）、ＣＳＩ−ＲＳ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｓｔａｔｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ）、ユーザ固有のＤＭ−ＲＳ（ＤｅＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ）等を規定している。ＣＲＳは、全ての下りリンクサブフレームで送信され、下りリンクの周波数帯域全体にまたがって配置される。ＣＲＳは、下りリンクの同期検波用のチャネル推定に用いられる。ＣＳＩ−ＲＳは、チャネル情報測定用の参照信号であり、ＣＳＩ（ＣＱＩ，ＰＭＩ，Ｒａｎｋ数）の測定に用いられる。ユーザ固有のＤＭ−ＲＳは、個別のユーザ端末ＵＥへの下り共用チャネル（ＤＬ−ＳＣＨ）伝送に割り当てられるリソースブロックで送信される。ユーザ固有のＤＭ−ＲＳは、下り共用チャネルの同期検波用チャネル推定に用いることができるユーザ固有の復調用の参照信号である。
【００２９】
また、ＬＴＥ方式及びＬＴＥ−Ａ方式のシステムは、ユーザ端末ＵＥが接続すべきセルを検出するセルサーチに使用する同期信号（ＳＳ）、セルサーチ後に必要なシステム情報（ＳＩＢ（Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｂｌｏｃｋ），ＭＩＢ（Ｍａｓｔｅｒ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｂｌｏｃｋ））を送信する物理報知チャネル（ＰＢＣＨ）を規定している。さらに、ＬＴＥ方式及びＬＴＥ−Ａ方式のシステムは、下り制御信号の送信用にＰＤＣＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ ＣＨａｎｎｅｌ）を規定し、上り制御信号の送信用にＰＵＣＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｕｐｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ ＣＨａｎｎｅｌ）を規定している。さらに、ＬＴＥ方式及びＬＴＥ−Ａ方式のシステムは、下りのデータ（一部の制御信号を含む）送信用にＰＤＳＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｕｐｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ ＣＨａｎｎｅｌ）を規定し、上りのデータ（一部の制御信号を含む）送信用にＰＵＳＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｕｐｌｉｎｋ Ｓｈａｒｅｄ ＣＨａｎｎｅｌ）を規定している。
【００３０】
本実施の形態に係る無線通信システムを構成する基地局は、これらのようなユーザ端末ＵＥに対して送信する信号の種別、並びに、ユーザ端末ＵＥの能力に応じて通信タイプを決定する。通信タイプを決定する際に判定されるユーザ端末ＵＥの能力については、例えば、ユーザ端末ＵＥが、Ｒｅｌｅａｓｅ８（Ｒｅｌ．８）、Ｒｅｌｅａｓｅ９（Ｒｅｌ．９）、Ｒｅｌｅａｓｅ１０（Ｒｅｌ．１０）又はＲｅｌｅａｓｅ１１（Ｒｅｌ．１１）のＬＴＥ対応のユーザ端末か否かなどが該当する。
【００３１】
例えば、基地局は、第１の通信タイプにより、Ｒｅｌ．８、Ｒｅｌ．９、Ｒｅｌ．１０又はＲｅｌ．１１のＬＴＥに対応するユーザ端末向けのＣＲＳ及びＰＤＣＣＨ、並びに、ＭＩＢ／ＳＩＢ／ページング情報の少なくとも１つを含む下りリンク信号を送信する。セル接続を希望するユーザ端末ＵＥは、必ず同期信号（ＳＳ）及び物理報知チャネル（ＰＢＣＨ）を受信する必要が有るので、同期信号（ＳＳ）及び物理報知チャネル（ＰＢＣＨ）はエリア内の全てをカバレッジとすることが求められる。通信タイプ１に対応したビームによってこれらの下りリンク信号を送信することにより、エリア内の全てのユーザ端末ＵＥにこれらの下りリンク信号を送信することが可能となる。また、基地局は、第１の通信タイプにより、Ｒｅｌ．８のＬＴＥに対応し、２×２のＭＩＭＯ伝送をサポートするユーザ端末向けのＰＤＳＣＨを送信する。図６Ａに第１の通信タイプに対応したビームに割り当てられるＣＲＳ構成を示す。
【００３２】
また、基地局は、第２の通信タイプにより、Ｒｅｌ．１０のＬＴＥに対応し、トランスミッションモード９をサポートするユーザ端末向けの４アンテナポート用のＣＳＩ−ＲＳを含む下りリンク信号を送信する。通信タイプ２に対応したビームによってこの下りリンク信号を送信することにより、ユーザ端末ＵＥの能力を最大限活用して効率的に４アンテナポート用のＣＳＩ−ＲＳをユーザ端末ＵＥに送信することが可能となる。また、基地局は、第２の通信タイプにより、Ｒｅｌ．１０のＬＴＥに対応し、トランスミッションモード９をサポートするユーザ端末向けのＰＤＳＣＨ及びＤＭ−ＲＳを送信する。図６Ｂに第２の通信タイプに対応したビームに割り当てられる参照信号（ＣＳＩ-ＲＳ）構成を示す。
【００３３】
さらに、基地局は、第３の通信タイプにより、例えば、Ｒｅｌ．１０のＬＴＥに対応し、８×８のＭＩＭＯ伝送をサポートするユーザ端末向けの８アンテナポート用のＣＳＩ−ＲＳを含む下りリンク信号を送信する。通信タイプ３に対応したビームによってこの下りリンク信号を送信することにより、ユーザ端末ＵＥの能力を最大限活用して効率的に８アンテナポート用のＣＳＩ−ＲＳをユーザ端末ＵＥに送信することが可能となる。また、基地局は、第３の通信タイプにより、Ｒｅｌ．１０のＬＴＥに対応し、トランスミッションモード９をサポートするユーザ端末向けのＰＤＳＣＨ及びＤＭ−ＲＳを送信する。図６Ｃに第３の通信タイプに対応したビームに割り当てられる参照信号（ＣＳＩ-ＲＳ）構成を示す。
【００３４】
図６Ｄは、第４の通信タイプが選択された場合のリソースブロックの参照信号配置を示している。図６Ｄに示すように、第４の通信タイプが選択された場合のリソースブロックには、第１〜第３の通信タイプで形成されるビームに割り当てられる全ての参照信号が含まれている。すなわち、第４の通信タイプを選択することにより、基地局がサポートする複数の通信タイプで利用される参照信号を同時に多重して送信することができる。ここで、「同時に多重して送信する」とは、共通のリソースブロックに多重して送信することを含む概念である。
【００３５】
次に、本実施の形態に係る無線通信システムにおける、基地局とユーザ端末ＵＥとの間のシーケンスについて説明する。図７は、本実施の形態に係る無線通信システムを構成する基地局とユーザ端末ＵＥとの間の基本的なシーケンスを示す図である。図７に示すＳｔｅｐは、通信手順における各フェーズを示す。以下においては、第１の通信タイプを「通信タイプ１」と呼ぶものとする。また、第２、第３及び第４の通信タイプについても同様である。
【００３６】
（Ｓｔｅｐ１）
通信開始フェーズにおいて、基地局は、アンテナ装置（アレーアンテナ１０）から報知情報を送信している。基地局は、アンテナ装置を通信タイプ１に対応した１アンテナブンランチ構成の下で、同期信号（ＳＳ）、物理報知チャネル信号（ＰＢＣＨ）を送信する。すなわち、アレーアンテナ１０内の４つのグループＣ１からＣ４に対して、同一のウェイトＷ（Ｗ１１、Ｗ１２、Ｗ１３、Ｗ１４＝１，１，１，１）を掛けた送信信号Ｓ１を入力すると共に、同一のウェイトＷ（Ｗ２１、Ｗ２２、Ｗ２３、Ｗ２４＝１，１，１，１）を掛けた送信信号Ｓ２を入力する。これにより、最大のアンテナ利得で、かつ最小のビーム幅の１つのビームを形成することができる。
【００３７】
なお、ここでは、通信開始フェーズにおいて、通信タイプ１により同期信号（ＳＳ）、物理報知チャネル信号（ＰＢＣＨ）を送信する場合について説明している。しかしながら、通信開始フェーズで選択される通信タイプについては、適宜変更が可能である。例えば、通信タイプ１〜３を同時に選択するミックスタイプ（通信タイプ４）を選択するようにしてもよい。この場合には、基地局と無線接続を開始するユーザ端末ＵＥに対して確実に同期信号（ＳＳ）、物理報知チャネル信号（ＰＢＣＨ）を送信できると共に、既にデータ通信を行っているユーザ端末ＵＥに対して所望の参照信号や下りデータ信号(ＰＤＳＣＨ)を送信することができる。
【００３８】
（Ｓｔｅｐ２）
ユーザ端末ＵＥは、通信タイプ１に対応したビーム形成は広いカバレッジであることから、エリア内のどこにいても同期信号（ＳＳ）、物理報知チャネル信号（ＰＢＣＨ）を受信できる。ユーザ端末ＵＥは、受信した同期信号（ＳＳ）に基づいて、ネットワーク内のセルを検出して同期する。また、ユーザ端末ＵＥは、受信した物理報知チャネル（ＰＢＣＨ）を復号してシステム情報を取得し、システム情報に基づいてセル（基地局）に接続する。そして、基地局を経由したコアネットワークとユーザ端末ＵＥとの間で認証及び位置登録が行われる。なお、このＳｔｅｐ２において、ユーザ端末ＵＥの能力情報（対応するＬＴＥのｒｅｌｅａｓｅ番号や最大ＭＩＭＯ伝送のレイヤ数）等が基地局に通知される。このように基地局に無線接続した後にユーザ端末ＵＥの能力情報が通知されるので、基地局で確実にユーザ端末ＵＥの能力情報を把握することが可能となる。
【００３９】
（Ｓｔｅｐ３）
基地局は、無線接続されたユーザ端末ＵＥとの間でデータ通信を開始する。無線通信システムにおけるデータ通信は、下りリンクはＰＤＳＣＨを介して行われ、上りリンクはＰＵＳＣＨを介して行われる。
【００４０】
Ｓｔｅｐ３において、基地局では、通信タイプ４により、セル固有の参照信号（ＣＲＳ、ＣＳＩ−ＲＳ）、下り制御信号（ＰＤＣＣＨ、ＰＣＨＩＣＨ、ＰＨＩＣＨ）に関し、サポートする全ての通信タイプで同時に送信し続けている。例えば、２×２のＭＩＭＯ伝送をサポートする場合、基地局は、通信タイプ１を選択してＣＲＳ及び下り制御信号（ＰＤＣＣＨ）を送信する。また、４×４のＭＩＭＯ伝送をサポートする場合、基地局は、通信タイプ２を選択して４アンテナポート用のＣＳＩ−ＲＳを送信する。さらに、８×８のＭＩＭＯ伝送をサポートする場合、基地局は、通信タイプ３を選択して８アンテナポート用のＣＳＩ−ＲＳを送信する。基地局は、これらの通信タイプの参照信号（ＣＲＳ、ＣＳＩ−ＲＳ）を同時に送信し続ける。
【００４１】
データ通信を開始すると、基地局は、各ユーザ端末ＵＥに対して下りデータ信号(ＰＤＳＣＨ)を送信する。この際、基地局は、Ｓｔｅｐ２で通知されたユーザ端末ＵＥの能力情報に応じて通信タイプを決定する。例えば、ユーザ端末ＵＥがＲｅｌ８又はＲｅｌ．９のＬＴＥに対応し、２×２のＭＩＭＯ伝送をサポートする場合、基地局は、通信タイプ１を選択して下りデータ信号(ＰＤＳＣＨ)を送信する。また、ユーザ端末ＵＥがＲｅｌ．１０又はＲｅｌ．１１のＬＴＥに対応し、４×４のＭＩＭＯ伝送をサポートする場合、基地局は、通信タイプ２を選択して４アンテナポート用の下りデータ信号(ＰＤＳＣＨ)とＤＭ−ＲＳを合わせて送信する。さらに、ユーザ端末ＵＥがＲｅｌ．１０又はＲｅｌ．１１のＬＴＥに対応し、８×８のＭＩＭＯ伝送をサポートする場合、基地局は、通信タイプ３を選択して８アンテナポート用の下りデータ信号(ＰＤＳＣＨ)とＤＭ−ＲＳを合わせて送信する。これらの下りデータ信号の送信は、個々のユーザ端末ＵＥに対して行われる。このため、同時に異なる通信タイプを持つユーザ端末ＵＥが混在する場合にも制御可能となっている。
【００４２】
（Ｓｔｅｐ４）
ユーザ端末ＵＥは、基地局から送信された参照信号を元に通信品質情報（ＣＳＩ）を随時生成し、生成したＣＳＩを基地局に通知する。通信タイプ１によりＣＲＳを送信された場合、ユーザ端末ＵＥは、このＣＲＳに対してＣＳＩを生成し、データ信号（ＰＵＳＣＨ）又は上り制御信号（ＰＵＣＣＨ）で通知する。また、通信タイプ２、或いは、通信タイプ３により複数のＣＳＩ−ＲＳを送信された場合、ユーザ端末ＵＥは、この全てのＣＳＩ−ＲＳに対してＣＳＩを生成し、データ信号（ＰＵＳＣＨ）又は上り制御信号（ＰＵＣＣＨ）で通知する。
【００４３】
（Ｓｔｅｐ５）
基地局は、ユーザ端末ＵＥから通知されるＣＳＩと、Ｓｔｅｐ２で通知されたユーザ端末ＵＥの能力情報とに基づいて、通信タイプを随時選択してデータ通信を継続する。この場合、ユーザ端末ＵＥへデータ信号（ＰＤＳＣＨ）を送信するため、或いは、ユーザ端末ＵＥからデータ信号（ＰＵＳＣＨ）を受信するためのリソースを割り当て、ＭＩＭＯ伝送のレイヤ数やウェイトが設定されると共に、符号化率等が随時更新される。このように基地局でユーザ端末ＵＥから通知されるＣＳＩと、ユーザ端末ＵＥの能力情報とに基づいて、通信タイプを選択することから、基地局とユーザ端末ＵＥとの間の無線通信路の通信品質を反映して所望の通信タイプ（ウェイト）を選択することが可能となる。そして、基地局は、アンテナ装置（アレーアンテナ１０）に対して、データ信号送信用の割り当てリソース、ＭＩＭＯ伝送のレイヤ数、ウェイト、チャネル符号化のための符号化率を反映させる。さらに、基地局は、その情報とともにデータ信号（ＰＤＳＣＨ、ＰＵＳＣＨ）へ参照信号（ＤＭ−ＲＳ）を付加して送信する。ユーザ端末ＵＥは、ユーザ固有の参照信号（ＤＭ−ＲＳ）を用いてデータ信号（ＰＤＳＣＨ）を復調する。
【００４４】
Ｓｔｅｐ５において、例えば、ユーザ端末ＵＥがＲｅｌ８又はＲｅｌ．９のＬＴＥに対応し、２×２のＭＩＭＯ伝送をサポートする場合、基地局は、通信タイプ１を選択してデータ通信を行う。また、ユーザ端末ＵＥがＲｅｌ．１０（トランスミッションモード９）又はＲｅｌ．１１（トランスミッションモード９）のＬＴＥに対応し、２×２のＭＩＭＯ伝送をサポートする場合にも、基地局は、通信タイプ１を選択してデータ通信を行う。一方、ユーザ端末ＵＥがＲｅｌ．１０（トランスミッションモード９）又はＲｅｌ．１１（トランスミッションモード９）のＬＴＥに対応し、４×４のＭＩＭＯ伝送をサポートする場合には、基地局は、通信タイプ２を選択してデータ通信を行う。また、ユーザ端末ＵＥがＲｅｌ．１０（トランスミッションモード９）又はＲｅｌ．１１（トランスミッションモード９）のＬＴＥに対応し、８×８のＭＩＭＯ伝送をサポートする場合には、基地局は、通信タイプ３を選択してデータ通信を行う。
【００４５】
（Ｓｔｅｐ６）
データ通信が終了したら、基地局は、そのユーザ端末ＵＥに割り当てていたリソースを開放する。
【００４６】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。ここでは、ＬＴＥ−Ａシステムに対応する基地局及び移動局装置を用いる場合について説明する。
【００４７】
図８を参照しながら、本発明の一実施の形態に係るユーザ端末ＵＥとしての移動局装置（以下、「移動局」という）１００及び基地局２００を有する無線通信システム１について説明する。図８は、本実施の形態に係る移動局１００及び基地局２００を有する無線通信システム１の構成を説明するための図である。なお、図８に示す無線通信システム１は、例えば、ＬＴＥシステム又はＳＵＰＥＲ ３Ｇが包含されるシステムである。また、この移動通信システム１は、ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄと呼ばれても良いし、４Ｇと呼ばれても良い。
【００４８】
図８に示すように、無線通信システム１は、基地局２００と、この基地局２００と通信する複数の移動局１００（１００１、１００２、１００３、・・・１００ｎ、ｎはｎ＞０の整数）とを含んで構成されている。基地局２００は、上位局装置３００と接続され、この上位局装置３００は、コアネットワーク４００と接続される。ユーザ端末１００は、セル５００において基地局２００と通信を行っている。なお、上位局装置３００には、例えば、アクセスゲートウェイ装置、無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）、モビリティマネジメントエンティティ（ＭＭＥ）等が含まれるが、これに限定されるものではない。
【００４９】
各移動局（１００１、１００２、１００３、・・・１００ｎ）は、同一の構成、機能、状態を有するので、以下においては、特段の断りがない限り移動局１００として説明を進める。また、説明の便宜上、基地局２００と無線通信するのは移動局１００であるものとして説明するが、より一般的には固定端末も含むユーザ端末でよい。
【００５０】
移動通信システム１においては、無線アクセス方式として、下りリンクについてはＯＦＤＭＡ（直交周波数分割多元接続）が、上りリンクについてはＳＣ−ＦＤＭＡ（シングルキャリア−周波数分割多元接続）が適用される。ＯＦＤＭＡは、周波数帯域を複数の狭い周波数帯域（サブキャリア）に分割し、各サブキャリアにデータをマッピングして通信を行うマルチキャリア伝送方式である。ＳＣ−ＦＤＭＡは、システム帯域を端末毎に１つ又は連続したリソースブロックからなる帯域に分割し、複数の端末が互いに異なる帯域を用いることで、端末間の干渉を低減するシングルキャリア伝送方式である。
【００５１】
ここで、ＬＴＥシステムにおける通信チャネルについて説明する。下りリンクについては、各移動局１０で共有されるＰＤＳＣＨと、下りＬ１／Ｌ２制御チャネル（ＰＤＣＣＨ、ＰＣＦＩＣＨ、ＰＨＩＣＨ）とが用いられる。このＰＤＳＣＨにより、ユーザデータ、すなわち、通常のデータ信号が伝送される。送信データは、このユーザデータに含まれる。なお、基地局２００で移動局１００に割り当てたコンポーネントキャリア（ＣＣ）やスケジューリング情報は、Ｌ１／Ｌ２制御チャネルにより移動局１００に通知される。
【００５２】
上りリンクについては、各移動局１００で共有して使用されるＰＵＳＣＨと、上りリンクの制御チャネルであるＰＵＣＣＨとが用いられる。このＰＵＳＣＨにより、ユーザデータが伝送される。また、ＰＵＣＣＨにより、下りリンクの無線品質情報（ＣＱＩ：Ｃｈａｎｎｅｌ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）等が伝送される。
【００５３】
図９は、本実施の形態に係る基地局２００の構成を示すブロック図である。図１０は、本実施の形態に係る移動局１００の構成を示すブロック図である。なお、図９及び図１０に示す基地局２００及び移動局１００の構成は、本発明を説明するために簡略化したものであり、それぞれ通常の基地局及び移動局が有する構成は備えているものとする。
【００５４】
図９に示す基地局２００において、不図示のスケジューラは、後述するチャネル推定部２１５＃１〜２１５＃Ｋから与えられるチャネル推定値に基づいて多重するユーザ数（多重ユーザ数）を決定する。そして、各ユーザに対する上下リンクのリソース割り当て内容（スケジューリング情報）を決定し、ユーザ＃１〜＃Ｋに対する送信データ＃１〜＃Ｋを対応するチャネル符号化部２０１＃１〜２０１＃Ｋに送出する。
【００５５】
送信データ＃１〜＃Ｋは、チャネル符号化部２０１＃１〜２０１＃Ｋでチャネル符号化された後、データ変調部２０２＃１〜２０２＃Ｋに出力され、データ変調される。この際、チャネル符号化及びデータ変調は、後述するＭＩＭＯ切替部２２１＃１〜２２１＃Ｋから与えられるチャネル符号化率及び変調方式に基づいて行われる。データ変調部２０２＃１〜２０２＃Ｋでデータ変調された送信データ＃１〜＃Ｋは、不図示の離散フーリエ変換部で逆フーリエ変換され、時系列の信号から周波数領域の信号に変換されてサブキャリアマッピング部２０３に出力される。
【００５６】
サブキャリアマッピング部２０３においては、送信データ＃１〜＃Ｋを、後述するリソース割当制御部２２０から与えられるリソース割当情報に応じてサブキャリアにマッピングする。このとき、サブキャリアマッピング部２０３は、不図示の参照信号生成部から入力される参照信号＃１〜＃Ｋ、報知情報生成部及びシステム情報生成部から入力される報知情報及びシステム情報を、送信データ＃１〜＃Ｋと共にサブキャリアにマッピング（多重）する。これにより、通信タイプに応じた参照信号が予め定められたリソースエレメントに割り当てられる。特に、第４の通信タイプが選択される場合には、基地局２００がサポートする全ての通信タイプで利用される参照信号が同一のリソースブロックに多重される。このようにしてサブキャリアにマッピングされた送信データ＃１〜＃Ｋがプリコーディング乗算部２０４＃１〜２０４＃Ｋに出力される。なお、それぞれの通信タイプで利用される複数の参照信号を同一のリソースブロックに多重するサブキャリアマッピング部２０３は、多重部を構成する。
【００５７】
プリコーディング乗算部２０４＃１〜２０４＃Ｋは、後述するプリコーディングウェイト生成部２１９から与えられるプリコーディングウェイトに基づいて、送信アンテナＴＸ＃１〜ＴＸ＃Ｎ毎に送信データ＃１〜＃Ｋを位相及び／又は振幅シフトする（プリコーディングによる送信アンテナＴＸ＃１〜送信アンテナＴＸ＃Ｎの重み付け）。プリコーディング乗算部２０４＃１〜２０４＃Ｋにより位相及び／又は振幅シフトされた送信データ＃１〜＃Ｋは、マルチプレクサ（ＭＵＸ）２０５に出力される。
【００５８】
マルチプレクサ（ＭＵＸ）２０５においては、位相及び／又は振幅シフトされた送信データ＃１〜＃Ｋを合成し、送信アンテナＴＸ＃１〜ＴＸ＃Ｎ毎の送信信号を生成する。マルチプレクサ（ＭＵＸ）２０５により生成された送信信号は、逆高速フーリエ変換部（ＩＦＦＴ部）２０６＃１〜２０６＃Ｎにて逆高速フーリエ変換して周波数領域の信号から時間領域の信号に変換される。そして、サイクリックプレフィクス（ＣＰ）付加部２０７＃１〜２０７＃ＮにてＣＰが付加された後、ＲＦ送信回路２０８＃１〜２０８＃Ｎへ出力される。そして、ＲＦ送信回路２０８＃１〜２０８＃Ｎで無線周波数帯に変換する周波数変換処理が施された後、デュプレクサ（Ｄｕｐｌｅｘｅｒ）２０９＃１〜２０９＃Ｎを介して送信アンテナＴＸ＃１〜ＴＸ＃Ｎに出力され、送信アンテナＴＸ＃１〜ＴＸ＃Ｎから下りリンクで移動局１００に送出される。
【００５９】
一方、移動局１００から上りリンクで送出された送信信号は、送信アンテナＴＸ＃１〜ＴＸ＃Ｎにより受信され、デュプレクサ（Ｄｕｐｌｅｘｅｒ）２０９＃１〜２０９＃Ｎにて送信経路と受信経路とに電気的に分離された後、ＲＦ受信回路２１０＃１〜２１０＃Ｎに出力される。そして、ＲＦ受信回路２１０＃１〜２１０＃Ｎにて、無線周波数信号からベースバンド信号に変換する周波数変換処理が施される。周波数変換処理が施されたベースバンド信号は、ＣＰ除去部２１１＃１〜２１１＃ＮにてＣＰが除去された後、高速フーリエ変換部（ＦＦＴ部）２１２＃１〜２１２＃Ｎに出力される。受信タイミング推定部２１３は、受信信号に含まれるリファレンス信号から受信タイミングを推定し、その推定結果をＣＰ除去部２１１＃１〜２１１＃Ｎに通知する。ＦＦＴ部２１２＃１〜２１２＃Ｎは、入力された受信信号にフーリエ変換を施し、時系列の信号から周波数領域の信号に変換する。これらの周波数領域の信号に変換された受信信号は、データチャネル信号分離部２１４＃１〜２１４＃Ｋに出力される。
【００６０】
データチャネル信号分離部２１４＃１〜２１４＃Ｋは、ＦＦＴ部２１２＃１〜２１２＃Ｋから入力された受信信号を、例えば、平均２乗誤差最小（ＭＭＳＥ：Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅｄ Ｅｒｒｏｒ）や最尤推定検出（ＭＬＤ：Ｍａｘｉｍｕｍ Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）信号分離法により分離する。これにより、移動局１００から到来した受信信号は、ユーザ＃１〜ユーザ＃Ｋに関する受信信号に分離される。チャネル推定部２１５＃１〜２１５＃Ｋは、データチャネル信号分離部２１４＃１〜２１４＃Ｋで分離された受信信号に含まれるリファレンス信号からチャネル状態を推定し、推定したチャネル状態を制御チャネル復調部２１６＃１〜２１６＃Ｋに通知する。
【００６１】
データチャネル信号分離部２１４＃１〜２１４＃Ｋにより分離されたユーザ＃１〜ユーザ＃Ｋに関する受信信号は、不図示のサブキャリアデマッピング部にてデマッピングされて時系列の信号に戻された後、データ復調部２１７＃１〜２１７＃Ｋでデータ復調される。そして、図示しないチャネル復号部＃１〜＃Ｋにてチャネル復号処理が施されることで送信信号＃１〜送信信号＃Ｋが再生される。
【００６２】
制御チャネル復調部２１６＃１〜２１６＃Ｋは、データチャネル信号分離部２１４＃１〜２１４＃Ｋで分離された受信信号に含まれる制御チャネル信号（例えば、ＰＤＣＣＨ）を復調する。この際、制御チャネル復調部２１６＃１〜２１６＃Ｋにおいては、チャネル推定部２１５＃１〜２１５＃Ｋから通知されたチャネル状態に基づいて、それぞれユーザ＃１〜ユーザ＃Ｋに対応する制御チャネル信号を復調する。制御チャネル復調部２１６＃１〜２１６＃Ｋにより復調された各制御チャネル信号は、ＣＳＩ情報更新部２１８＃１〜２１８＃Ｋに出力される。
【００６３】
ＣＳＩ情報更新部２１８＃１〜２１８＃Ｋは、制御チャネル復調部２１６＃１〜２１６＃Ｋから入力された各制御チャネル信号（例えば、ＰＵＣＣＨ）に含まれるチャネル状態情報（ＣＳＩ）を抽出し、常にＣＳＩを最新の状態に更新する。例えば、ＣＳＩには、ＰＭＩ、ＲＩ及びＣＱＩが含まれる。また、ＣＳＩ情報更新部２１８＃１〜２１８＃Ｋには、制御チャネル信号（例えば、ＰＵＣＣＨ）等で通知される移動局２００の能力情報が保持される。ＣＳＩ情報更新部２１８＃１〜２１８＃Ｋに保持されるＣＳＩ情報及び移動局２００の能力情報は、それぞれプリコーディングウェイト生成部２１９、リソース割当制御部２２０及びＭＩＭＯ切替部２２１＃１〜２２１＃Ｋに出力される。
【００６４】
プリコーディングウェイト生成部２１９は、上述したアレーアンテナ１０に通信タイプに応じた数のビームを形成させるプリコーディングウェイトを生成する。より具体的には、プリコーディングウェイト生成部２１９は、ＣＳＩ情報更新部２１８＃１〜２１８＃Ｋから入力されたＣＳＩ及び移動局２００の能力情報に基づいて、送信データ＃１〜＃Ｋに対する位相及び／又は振幅シフト量を示すプリコーディングウェイトを生成する。生成された各プリコーディングウェイトは、プリコーディング乗算部２０４＃１〜２０４＃Ｋに出力され、送信データ＃１〜送信データ＃Ｋのプリコーディングに利用される。
【００６５】
例えば、第１の通信タイプが選択される場合には、アレーアンテナ１０内のグループＡを構成する各アンテナ素子１１に入力する送信データに乗算される、同一のウェイト（例えば、Ｗ１１、Ｗ１２、Ｗ１３、Ｗ１４＝１，１，１，１）が生成される。第２の通信タイプが選択される場合には、アレーアンテナ１０内のグループＢ１を構成するアンテナ素子１１に入力する送信データに乗算されるウェイト（例えば、Ｗ１１、Ｗ１２、Ｗ１３、Ｗ１４＝１，１，０，０）が生成され、かつ、グループＢ２を構成するアンテナ素子１１に入力する送信データに乗算されるウェイト（例えば、Ｗ２１、Ｗ２２、Ｗ２３、Ｗ２４＝０，０，１，１）が生成される。第３の通信タイプが選択される場合には、アレーアンテナ１０内のグループＣ１を構成するアンテナ素子１１に入力する送信データに乗算されるウェイト（例えば、Ｗ１１、Ｗ１２、Ｗ１３、Ｗ１４＝１，０，０，０）が生成され、かつ、グループＣ２を構成するアンテナ素子１１に入力する送信信号Ｓ２に乗算されるウェイト（例えば、Ｗ２１、Ｗ２２、Ｗ２３、Ｗ２４＝０，１，０，０）が生成される。同時に、グループＣ３を構成するアンテナ素子１１に入力する送信データに乗算されるウェイト（例えば、Ｗ３１、Ｗ３２、Ｗ３３、Ｗ３４＝０，０，１，０）が生成され、かつ、グループＣ４を構成するアンテナ素子１１に入力する送信データに乗算されるウェイト（例えば、Ｗ４１、Ｗ４２、Ｗ４３、Ｗ４４＝０，０，０，１）が生成される。また、第４の通信タイプが選択される場合には、リソースエレメント毎に送信データに乗算されるウェイトが生成される。
【００６６】
リソース割当制御部２２０は、移動局２００の能力情報及び通信タイプに応じた信号種別を含む下りリンク信号に無線リソースを割り当てる。より具体的には、リソース割当制御部２２０は、ＣＳＩ情報更新部２１８＃１〜２１８＃Ｋから入力されたＣＳＩ及び移動局２００の能力情報に基づいて、各ユーザに割り当てるリソース割当情報を決定する。リソース割当制御部２２０により決定されたリソース割当情報は、サブキャリアマッピング部２０３に出力され、送信データ＃１〜送信データ＃Ｋのマッピングに利用される。
【００６７】
ＭＩＭＯ切替部２２１＃１〜２２１＃Ｋは、ＣＳＩ情報更新部２１８＃１〜２１８＃Ｋから入力されたＣＳＩ及び移動局２００の能力情報に基づいて、送信データ＃１〜送信データ＃Ｋに用いるＭＩＭＯ伝送方式を選択する。そして、選択したＭＩＭＯ伝送方式に応じた送信データ＃１〜送信データ＃Ｋに対するチャネル符号化率及び変調方式を決定する。決定されたチャネル符号化率は、それぞれチャネル符号化部２０１＃１〜２０１＃Ｋに出力され、決定された変調方式は、それぞれデータ変調部２０２＃１〜２０２＃Ｋに出力される。
【００６８】
このように本実施の形態に係る基地局２００においては、異なる通信タイプにおける複数の参照信号（ＣＲＳ、ＣＳＩ−ＲＳ）が同時に多重（共通のリソースブロックに多重）されることから、個々の移動局１００が別々の通信タイプに対応した通信を行う場合でも適切に参照信号を送信することが可能となる。
【００６９】
一方、図１０に示す移動局１００において、基地局２００から送出された送信信号は、受信アンテナＲＸ＃１〜ＲＸ＃Ｎにより受信され、デュプレクサ（Ｄｕｐｌｅｘｅｒ）１０１＃１〜１０１＃Ｎにて送信経路と受信経路とに電気的に分離された後、ＲＦ受信回路１０２＃１〜１０２＃Ｎに出力される。そして、ＲＦ受信回路１０２＃１〜１０２＃Ｎにて、無線周波数信号からベースバンド信号に変換する周波数変換処理が施される。周波数変換処理が施されたベースバンド信号は、サイクリックプレフィクス（ＣＰ）除去部１０３＃１〜１０３＃ＮにてＣＰが除去された後、高速フーリエ変換部（ＦＦＴ部）１０４＃１〜１０４＃Ｎに出力される。受信タイミング推定部１０５は、受信信号に含まれるリファレンス信号から受信タイミングを推定し、その推定結果をＣＰ除去部１０３＃１〜１０３＃Ｎに通知する。ＦＦＴ部１０４＃１〜１０４＃Ｎは、入力された受信信号にフーリエ変換を施し、時系列の信号から周波数領域の信号に変換する。周波数領域の信号に変換された受信信号は、データチャネル信号分離部１０６に出力される。
【００７０】
データチャネル信号分離部１０６は、ＦＦＴ部１０４＃１〜１０４＃Ｎから入力された受信信号を、例えば、平均２乗誤差最小（ＭＭＳＥ：Minimum Mean Squared Error）や最尤推定検出（ＭＬＤ：Maximum Likelihood Detection）信号分離法により分離する。これにより、基地局２００から到来した受信信号は、ユーザ＃１〜ユーザ＃Ｋに関する受信信号に分離され、移動局１００のユーザ（ここでは、ユーザＫとする）に関する受信信号が抽出される。チャネル推定部１０７は、データチャネル信号分離部１０６で分離された受信信号に含まれる参照信号からチャネル状態を推定し、推定したチャネル状態を制御チャネル復調部１０８に通知する。また、チャネル推定部１０７は、データチャネル信号分離部１０６で分離された受信信号に含まれる参照信号をチャネル品質測定部１１０に通知する。
【００７１】
データチャネル信号分離部１０６により分離されたユーザ＃Ｋに関する受信信号は、不図示のサブキャリアデマッピング部にてデマッピングされて時系列の信号に戻された後、データ復調部１０９で復調される。そして、図示しないチャネル復号部にてチャネル復号処理が施されることで送信信号＃Ｋが再生される。
【００７２】
制御チャネル復調部１０８は、データチャネル信号分離部１０６で分離された受信信号に含まれる制御チャネル信号（例えば、ＰＤＣＣＨ）を復調する。この際、制御チャネル復調部１０８においては、チャネル推定部１０７から通知されたチャネル状態に基づいて、ユーザ＃Ｋに対応する制御チャネル信号を復調する。制御チャネル復調部１０８により復調された各制御チャネル信号は、チャネル品質測定部１１０に出力される。
【００７３】
チャネル品質測定部１１０は、チャネル推定部１０７から入力された参照信号に基づいてチャネル品質（ＣＱＩ）を測定する。また、チャネル品質測定部１１０は、測定したＣＱＩに基づいてＰＭＩ及びＲＩを選択する。例えば、移動局１００が第１の通信タイプで通信を行っている場合には、基地局２００から到来するＣＲＳに基づいてチャネル品質を測定する。また、移動局１００が第２又は第３の通信タイプで通信を行う場合には、基地局２００から到来するＣＳＩ−ＲＳに基づいてチャネル品質を測定する。そして、ＣＱＩ、ＰＭＩ及びＲＩをＣＳＩフィードバック信号生成部１１１及びＭＩＭＯ切替部１１２に通知する。なお、チャネル品質測定部１１０は、品質測定部を構成する。
【００７４】
ＣＳＩフィードバック信号生成部１１１においては、基地局２００にフィードバックするＣＳＩフィードバック信号（例えば、ＰＵＣＣＨ）が生成される。この場合、ＣＳＩフィードバック信号には、チャネル品質測定部１１０から通知されたＣＱＩ、ＰＭＩ及びＲＩが含まれる。ＣＳＩフィードバック信号生成部１１１で生成されたＣＳＩフィードバック信号は、マルチプレクサ（ＭＵＸ）１１３に出力される。なお、ＣＳＩフィードバック信号生成部１１１は、フィードバック情報生成部を構成する。
【００７５】
ＭＩＭＯ切替部１１２は、チャネル品質測定部１１０から入力されたＣＱＩ、ＰＭＩ及びＲＩに基づいて、送信データ＃Ｋに用いるＭＩＭＯ伝送方式を選択する。そして、選択したＭＩＭＯ伝送方式に応じた送信データ＃Ｋに対するチャネル符号化率及び変調方式を決定する。決定されたチャネル符号化率は、それぞれチャネル符号化部１１４に出力され、決定された変調方式は、それぞれデータ変調部１１５に出力される。
【００７６】
一方、上位レイヤから送出されたユーザ＃Ｋに関する送信データ＃Ｋは、チャネル符号化部１１４によりチャネル符号化された後、データ変調部１１５にてデータ変調される。データ変調部１１５にてデータ変調された送信データ＃Ｋは、不図示の直並列変換部で、時系列の信号から周波数領域の信号に変換されてサブキャリアマッピング部１１６に出力される。
【００７７】
サブキャリアマッピング部１１６においては、送信データ＃Ｋを、基地局２００から指示されたスケジュール情報に応じてサブキャリアにマッピングする。このとき、サブキャリアマッピング部１１６は、不図示の参照信号生成部により生成された参照信号＃Ｋを、送信データ＃Ｋと共にサブキャリアにマッピング（多重）する。このようにしてサブキャリアにマッピングされた送信データ＃Ｋがプリコーディング乗算部１１７に出力される。
【００７８】
プリコーディング乗算部１１７は、受信アンテナＲＸ＃１〜ＲＸ＃Ｎ毎に送信データ＃Ｋを位相及び／又は振幅シフトする。このとき、プリコーディング乗算部１１７は、制御チャネル復調部１０８で復調された制御チャネル信号で指定されるＰＭＩに対応するプリコーディングウェイトに応じて位相及び／又は振幅シフトする。プリコーディング乗算部１１７により位相及び／又は振幅シフトされた送信データ＃Ｋは、マルチプレクサ（ＭＵＸ）１１３に出力される。
【００７９】
マルチプレクサ（ＭＵＸ）１１３においては、位相及び／又は振幅シフトされた送信データ＃Ｋと、ＣＳＩフィードバック信号生成部１１１により生成された制御信号とを合成し、受信アンテナＲＸ＃１〜ＲＸ＃Ｎ毎の送信信号を生成する。マルチプレクサ（ＭＵＸ）１１３により生成された送信信号は、逆高速フーリエ変換部（ＩＦＦＴ部）１１８＃１〜１１８＃Ｎにて逆高速フーリエ変換して周波数領域の信号から時間領域の信号に変換された後、ＣＰ付加部１１９＃１〜１１９＃ＮでＣＰが付加されてＲＦ送信回路１２０＃１〜１２０＃Ｎへ出力される。そして、ＲＦ送信回路１２０＃１〜１２０＃Ｎで無線周波数帯に変換する周波数変換処理が施された後、デュプレクサ（Ｄｕｐｌｅｘｅｒ）１０１＃１〜１０１＃Ｎを介して受信アンテナＲＸ＃１〜ＲＸ＃Ｎに出力され、受信アンテナＲＸ＃１〜ＲＸ＃Ｎから上りリンクで基地局２００に送出される。なお、ＲＦ送信回路１２０＃１〜１２０＃Ｎを含む送信系ブロックは、ＣＳＩフィードバック信号生成部１１１により生成されたＣＳＩフィードバック信号をフィードバックする送信部を構成する。
【００８０】
このように本実施の形態に係る移動局１００においては、自端末が通信を行う通信タイプに応じて基地局２００から到来する参照信号に基づいてチャネル品質を測定する。このため、自端末が通信を行う通信タイプに応じて適切にチャネル品質を基地局２００にフィードバックすることが可能となる。
【００８１】
以上説明したように、本実施の形態に係る無線通信システム１においては、基地局２００から異なる通信タイプで用いられる複数の参照信号を同時に多重して送信する一方、移動局１００から個々の通信タイプに応じた参照信号に基づいて測定したチャネル品質をフィードバックすることから、通信タイプに応じて異なるアンテナ構成を持つアンテナを用いたＭＩＭＯ伝送において、個々のユーザ端末が別々の通信タイプに対応した通信を行う場合でも適切にシグナリングを行うことが可能となる。
【００８２】
以上、上述の実施形態を用いて本発明について詳細に説明したが、当業者にとっては、本発明が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。例えば、上述の実施形態において、ユーザ数や装置における処理部数については、これに限定されず、装置構成に応じて適宜変更することが可能である。また、本発明は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。従って、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。
【００８３】
例えば、上記実施の形態においては、垂直偏波アンテナ１０ａと、水平偏波アンテナ１０ｂとを組み合わせた偏波アンテナでアレーアンテナ１０が構成される場合について説明している。しかしながら、基地局に装備されるアレーアンテナの構成については、これに限定されない。例えば、アレーアンテナは、偏波面が互いに直交する第１の偏波アンテナと第２の偏波アンテナとを有する偏波アンテナで構成することができる。このように変更した場合でも、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００８４】
また、上記実施の形態に係る無線通信システムを構成する基地局においては、通信タイプ１〜３を提供するアレーアンテナ１０を備える場合について説明しているが、アンテナの構成についてはこれに限定されない。例えば、少なくとも２つの通信タイプに応じてそれぞれ異なるアンテナ構成を有し、その中の少なくとも1つの通信タイプ１に対応したアンテナ構成で基地局のカバーするすべてのエリアへ信号を送信可能なアンテナを持てばよい。例えば、上記実施の形態のうちの通信タイプ１と少なくとも１つの通信タイプを選択した場合や、上記実施の形態にかかわらず、アンテナ構成の組み合わせに応じて通信タイプを追加する場合などのように、構成する通信タイプを変えた場合にも、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００８５】
さらに基地局のカバーするすべてのエリアへ信号を送信可能なアンテナ構成は、上記実施の形態の通信タイプ１に限らず、同様の条件を満たすアンテナ構成であればどのような構成でもよい。
【符号の説明】
【００８６】
１ 無線通信システム
１０ アレーアンテナ
１０ａ 垂直偏波アンテナ
１０ｂ 水平偏波アンテナ
１１ アンテナ素子
１１Ｖ 垂直偏波素子
１１Ｈ 水平偏波素子
１００ 移動局装置（移動局）
１０１ デュプレクサ（Ｄｕｐｌｅｘｅｒ）
１０２ ＲＦ受信回路
１０３ ＣＰ除去部
１０４ ＦＦＴ部
１０５ 受信タイミング推定部
１０６ データチャネル信号復調部
１０７ チャネル推定部
１０８ 制御チャネル復調部
１０９ データ復調部
１１０ チャネル品質測定部
１１１ ＣＳＩフィードバック信号生成部
１１２ ＭＩＭＯ切替部
１１３ マルチプレクサ（ＭＵＸ）
１１４ チャネル符号化部
１１５ データ変調部
１１６ サブキャリアマッピング部
１１７ プリコーディング乗算部
１１８ ＩＦＦＴ部
１１９ ＣＰ付加部
１２０ ＲＦ送信回路
２００ 基地局装置（基地局）
２０１ チャネル符号化部
２０２ データ変調部
２０３ サブキャリアマッピング部
２０４ プリコーディング乗算部
２０５ マルチプレクサ（ＭＵＸ）
２０６ ＩＦＦＴ部
２０７ ＣＰ付加部
２０８ ＲＦ送信回路
２０９ デュプレクサ（Ｄｕｐｌｅｘｅｒ）
２１０ ＲＦ受信回路
２１１ ＣＰ除去部
２１２ ＦＦＴ部
２１３ 受信タイミング推定部
２１４ データチャネル信号分離部
２１５ チャネル推定部
２１６ 制御チャネル復調部
２１７ データ復調部
２１８ ＣＳＩ情報更新部
２１９ プリコーディングウェイト生成部
２２０ リソース割当制御部
２２１ ＭＩＭＯ切替部
３００ 上位局装置
４００ コアネットワーク
５００ セル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、次世代の無線通信システム、無線基地局及び無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ）ネットワークにおいては、周波数利用効率の向上、データレートの向上を目的として、ＨＳＤＰＡ（Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｐａｃｋｅｔ Ａｃｃｅｓｓ）やＨＳＵＰＡ（Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｕｐｌｉｎｋ Ｐａｃｋｅｔ Ａｃｃｅｓｓ）を採用することにより、Ｗ−ＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）をベースとしたシステムの特徴を最大限に引き出すことが行われている。このＵＭＴＳネットワークについては、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）が検討されている。
【０００３】
第３世代のシステムは、概して５ＭＨｚの固定帯域を用いて、下り回線で最大２Ｍｂｐｓ程度の伝送レートを実現できる。一方、ＬＴＥ方式のシステムにおいては、１．４ＭＨｚ〜２０ＭＨｚの可変帯域を用いて、下り回線で最大３００Ｍｂｐｓ及び上り回線で７５Ｍｂｐｓ程度の伝送レートを実現できる。また、ＵＭＴＳネットワークにおいては、更なる広帯域化及び高速化を目的として、ＬＴＥの後継のシステムも検討されている（例えば、ＬＴＥアドバンスト（ＬＴＥ−Ａ））。例えば、ＬＴＥ−Ａにおいては、ＬＴＥ仕様の最大システム帯域である２０ＭＨｚを、１００ＭＨｚ程度まで拡張することが予定されている。また、ＬＴＥ−Ａにおいては、ＬＴＥ仕様の最大送信アンテナ数である４アンテナを、８アンテナまで拡張することが予定されている。
【０００４】
また、ＬＴＥ方式のシステムにおいては、複数のアンテナでデータを送受信し、データレート（周波数利用効率）を向上させる無線通信技術としてＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉ Ｏｕｔｐｕｔ）システムが提案されている（例えば、非特許文献１参照）。ＭＩＭＯシステムにおいては、送受信機に複数の送信／受信アンテナを用意し、異なる送信アンテナから同時に異なる送信情報系列を送信する。一方、受信機側では、送信／受信アンテナ間で異なるフェージング変動が生じることを利用して、同時に送信された情報系列を分離して検出することにより、データレート（周波数利用効率）を増大することが可能である。
【０００５】
ＬＴＥ方式のシステムにおいては、異なる送信アンテナから同時に送信する送信情報系列が、全て同一のユーザのものであるシングルユーザＭＩＭＯ（ＳＵ−ＭＩＭＯ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｕｓｅｒ ＭＩＭＯ））伝送と、異なるユーザのものであるマルチユーザＭＩＭＯ（ＭＵ−ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｕｓｅｒ ＭＩＭＯ））伝送とが規定されている。これらのＳＵ−ＭＩＭＯ伝送及びＭＵ−ＭＩＭＯ伝送においては、受信機側で送信機のアンテナに設定すべき位相・振幅制御量（プリコーディング行列（プリコーディングウェイト））と、このプリコーディング行列に対応づけられるＰＭＩ（Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ Ｍａｔｒｉｘ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）とを複数定めたコードブックから最適なＰＭＩを選択し、これをチャネル情報（ＣＳＩ：Ｃｈａｎｎｅｌ Ｓｔａｔｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）として送信機にフィードバックする。送信機側では、受信機からフィードバックされたＰＭＩに基づいて各送信アンテナに対するプリコーディングを行って送信情報系列を送信する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】３ＧＰＰ ＴＲ ２５．９１３“Ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｆｏｒ Ｅｖｏｌｖｅｄ ＵＴＲＡ ａｎｄ Ｅｖｏｌｖｅｄ ＵＴＲＡＮ”
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一般に、ＭＩＭＯ伝送で用いられる複数のアンテナは、同一の特性(指向性，ビーム幅等)を有し、離れて配置されている。このため、複数の通信タイプに応じてそれぞれのアンテナの特性が変化することはない。このようなＭＩＭＯ伝送においては、ユーザ端末の能力に応じて使用するアンテナを選択することにより、個々のユーザ端末が別々の通信タイプに対応した通信を行う状況であっても、容易に同時に複数のユーザ端末に対してシグナリングを行うことができる。
【０００８】
一方、同一の特性を有する複数のアンテナを配列するのではなく、通信タイプに応じて異なるアンテナ構成を持つアンテナを用いてＭＩＭＯ伝送を行うことが検討されている。このようなＭＩＭＯ伝送においては、個々のユーザ端末が別々の通信タイプに対応した通信を行う場合、複数のアンテナ構成が同時に混在することになる。このため、上述した一般的なＭＩＭＯ伝送のように、使用するアンテナ構成を選択することができず、同時に複数のユーザ端末に対してシグナリングを行うことが困難である。
【０００９】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、通信タイプに応じて異なるアンテナ構成を持つアンテナを用いたＭＩＭＯ伝送において、個々のユーザ端末が別々の通信タイプに対応した通信を行う場合でも適切にシグナリングを行うことができる無線通信システム、無線基地局及び無線通信方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の無線通信システムは、セルを形成する無線基地局と、前記無線基地局に無線接続するユーザ端末とを備えた無線通信システムであって、前記無線基地局は、少なくとも２つの通信タイプに応じてそれぞれ異なるアンテナ構成を有し、少なくとも１つの通信タイプ１に対応したアンテナ構成で前記無線基地局のカバーするすべてのエリアへ信号を送信可能なアンテナと、ユーザ端末の能力及び通信タイプに応じた信号種別を含んだ下りリンク信号に無線リソースを割り当てるリソース割当制御部と、参照信号をリソースブロックに多重する多重部と、前記アンテナに通信タイプに応じた数のビームを形成させるプリコーディングウェイトを生成するプリコーディングウェイト生成部と、前記プリコーディングウェイト生成部によって生成されたプリコーディングウェイトを、前記アンテナへ供給する下りリンク信号に対して乗算するプリコーディング乗算部と、を具備し、前記ユーザ端末は、下りリンク信号に含まれた参照信号からチャネル品質を測定する品質測定部と、測定されたチャネル品質を用いて通信品質に関するフィードバック情報を生成するフィードバック情報生成部と、前記フィードバック情報生成部によって生成されたフィードバック情報を上りリンクを介して前記無線基地局へフィードバックする送信部と、を具備したことを特徴とする。
【００１１】
本発明の無線基地局は、少なくとも２つの通信タイプに応じてそれぞれ異なるアンテナ構成を有し、少なくとも１つの通信タイプ１に対応したアンテナ構成で無線基地局のカバーするすべてのエリアへ信号を送信可能なアンテナと、ユーザ端末の能力及び通信タイプに応じた信号種別を含んだ下りリンク信号に無線リソースを割り当てるリソース割当制御部と、参照信号をリソースブロックに多重する多重部と、前記アンテナに通信タイプに応じた数のビームを形成させるプリコーディングウェイトを生成するプリコーディングウェイト生成部と、前記プリコーディングウェイト生成部によって生成されたプリコーディングウェイトを、前記アンテナへ供給する下りリンク信号に対して乗算するプリコーディング乗算部と、を具備したことを特徴とする。
【００１２】
本発明の無線通信方法は、ユーザ端末が無線基地局に無線接続して通信するための無線通信方法であって、前記無線基地局は、少なくとも２つの通信タイプに応じてそれぞれ異なるアンテナ構成を有し、少なくとも１つの通信タイプ１に対応したアンテナ構成で前記無線基地局のカバーするすべてのエリアへ信号を送信可能なアンテナを備え、前記無線基地局において、ユーザ端末の能力及び通信タイプに応じた信号種別を含んだ下りリンク信号に無線リソースを割り当て、参照信号をリソースブロックに多重し、前記アンテナに通信タイプに応じた数のビームを形成させるプリコーディングウェイトを生成し、前記生成されたプリコーディングウェイトを、前記アンテナへ供給する下りリンク信号に対して乗算し、前記ユーザ端末において、下りリンク信号に含まれた参照信号からチャネル品質を測定し、測定されたチャネル品質を用いて通信品質に関するフィードバック情報を生成し、前記生成されたフィードバック情報を上りリンクを介して前記無線基地局へフィードバックすることを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、無線基地局に、少なくとも２つの通信タイプに応じてそれぞれ異なるアンテナ構成を有するアンテナ構成で、その中の少なくとも1つの通信タイプ１で無線基地局のカバーするすべてのエリアへ信号を送信可能なアンテナ構成を有するアンテナを備え、参照信号をリソースブロックに多重して送信する一方、ユーザ端末ＵＥから個々の通信タイプに応じた参照信号に基づいて測定したチャネル品質をフィードバックするものである。これにより、通信タイプに応じて異なるアンテナ構成を持つアンテナを用いたＭＩＭＯ伝送において、個々のユーザ端末が別々の通信タイプに対応した通信を行う場合でも、通信に必要となる参照信号とフィードバック信号とを無線基地局及びユーザ端末間で適切に送受信（シグナリング）することが可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、通信タイプに応じて異なるアンテナ構成を持つアンテナを用いたＭＩＭＯ伝送において、個々のユーザ端末が別々の通信タイプに対応した通信を行う場合でも適切にシグナリングを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施の形態に係る無線基地局が備えるアレーアンテナによって提供されるＮ個の通信タイプを説明するための模式図である。
【図２】アレーアンテナを構成するアンテナ素子に対するウェイト制御を説明するための模式図である。
【図３】第１の通信タイプのためのウェイト制御を説明するための模式図である。
【図４】第２の通信タイプのためのウェイト制御を説明するための模式図である。
【図５】第３の通信タイプのためのウェイト制御を説明するための模式図である。
【図６】第１、第２、第３、第４の通信タイプ、ミックスオペレーション下でのリソースブロックの参照信号配置を示す図である。
【図７】本実施の形態に係る無線通信システムを構成する無線基地局とユーザ端末との間の基本的なシーケンスを示す図である。
【図８】本実施の形態に係る移動局装置及び無線基地局を有する無線通信システムの構成を説明するための図である。
【図９】本実施の形態に係る無線基地局の構成を示すブロック図である。
【図１０】本実施の形態に係る移動局装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
通信タイプに応じて異なるアンテナ構成を持つアンテナを用いてＭＩＭＯ伝送を行うための技術として、本発明者らは、特願２０１０−１８３１８８に記載のアンテナ装置を提案している。このアンテナ装置においては、複数の通信タイプに対してアンテナ素子構成のグループを変えることで、設置するアンテナの数を従来よりも少なくし、かつ通信タイプが変化しても同一エリアをカバーすることが可能となる。このアンテナ装置を用いたＭＩＭＯ伝送においては、個々のユーザ端末が別々の通信タイプに対応した通信を行う場合、複数のアンテナ構成が同時に混在することになる。本発明者らは、基地局装置から異なる通信タイプ間で同時に複数の参照信号を多重して送信し、ユーザ端末から個々の通信タイプに合わせてフィードバックすることで、通信タイプに応じて異なるアンテナ構成を持つアンテナを用いたＭＩＭＯ伝送において、個々のユーザ端末が別々の通信タイプに対応した通信を行う場合でも適切にシグナリングを行うことができる点に着目し、本発明に至ったものである。
【００１７】
すなわち、本発明に係る無線通信システムは、無線基地局に、少なくとも２つの通信タイプに応じてそれぞれ異なるアンテナ構成を有するアンテナ構成で、その中の少なくとも1つの通信タイプ１で無線基地局のカバーするすべてのエリアへ信号を送信可能なアンテナ構成を有するアンテナを備え、それぞれの通信タイプで利用される複数の参照信号を同一のリソースブロックに多重して送信する一方、ユーザ端末ＵＥから個々の通信タイプに応じた参照信号に基づいて測定したチャネル品質をフィードバックするものである。これにより、通信タイプに応じて異なるアンテナ構成を持つアンテナを用いたＭＩＭＯ伝送において、個々のユーザ端末が別々の通信タイプに対応した通信を行う場合でも、通信に必要となる参照信号とフィードバック信号とを無線基地局及びユーザ端末間で適切に送受信することが可能となる。
【００１８】
以下、本発明の一実施の形態に係る無線通信システムの構成について説明する。
本実施の形態に係る無線通信システムは、垂直方向に指向性を設定可能な送信ビームを形成できる無線基地局（以下、「基地局」という）を備える。この基地局は、Ｎを２以上の整数として、Ｎ個の通信タイプのそれぞれに対応して少なくとも１つのグループに分けられる複数のアンテナ素子から構成されるアレーアンテナを備える。以下、この基地局が備えるアレーアンテナによって提供されるＮ個の通信タイプについて図１を用いて説明する。図１は、本実施の形態に係る基地局が備えるアレーアンテナによって提供されるＮ個の通信タイプを説明するための模式図である。
【００１９】
図１Ａに示すように、アレーアンテナ１０は、垂直方向に１列に配列された複数のアンテナ素子１１から構成されている（図１Ａには１６個のアンテナ素子１１が例示されている）。本実施の形態では、アレーアンテナ１０は、垂直偏波アンテナ１０ａと水平偏波アンテナ１０ｂとを組み合わせた偏波アンテナで構成される。ただし、本発明は偏波アンテナ構成に限定されない。図１Ｂは、垂直偏波アンテナ１０ａを単独で示した概念図であり、図１Ｃは、水平偏波アンテナ１０ｂを単独で示した概念図である。偏波アンテナが適用される場合、個々のアンテナ素子１１は、それぞれ垂直偏波素子１１Ｖと水平偏波素子１１Ｈのセットで構成される。
【００２０】
第１の通信タイプは、アレーアンテナ１０を構成するアンテナ素子１１の全体で１つのグループＡを形成し、アンテナ全体で１つのアンテナブランチを構成するタイプである。第２の通信タイプは、アレーアンテナ１０を構成するアンテナ素子１１を上下に２分割し、アンテナ素子１１を２つのグループＢ１，Ｂ２に分けて２つのアンテナブランチを構成するタイプである。第３の通信タイプは、アレーアンテナ１０を構成するアンテナ素子１１を上下に４分割し、アンテナ素子１１を４つのグループＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４に分けて４つのアンテナブランチを構成するタイプである。本実施の形態では、第１から第３の通信タイプ（アンテナブランチ数と呼ぶこともできる）を例示するが、アレーアンテナ１０を構成するアンテナ素子１１の垂直方向の分割数に応じて適宜任意の数の通信タイプを設定可能である。また、最大ブランチ数はアンテナ素子１１に応じて適宜選択可能である。
【００２１】
第１から第３の通信タイプの中では、第１の通信タイプが１ブランチを構成するアンテナ長（アンテナ素子数）が最も長い。アンテナブランチ数が増えるのに従って１ブランチ当たりのアンテナ長が短くなる。一般的に、アレーアンテナを用いてビーム形成する場合、１ブランチ当たりのアンテナ素子数が多くなるのに従って、アンテナ利得が増大し、かつビーム幅を小さくできる。したがって、第１の通信タイプは、アンテナ全体を１アンテナブランチで構成するので、セル端に向けたシャープなビームを形成できる。なお、この第１の通信タイプに応じたアンテナ構成は、基地局のカバーするすべてのエリアへ信号を送信可能なアンテナ構成に対応する。
【００２２】
アレーアンテナ１０にはグループ毎にウェイトが掛けられた送信信号がアンテナ素子１１に入力される。ウェイトを制御することによってアレーアンテナ１０で任意のアンテナブランチを構成できる。このようにアレーアンテナ１０は、第１〜第３の通信タイプに応じて異なるアンテナ構成を有する。図２に示すように、アレーアンテナ１０を構成する１６個のアンテナ素子１１は、最小アンテナブランチ単位（アンテナ素子数＝４）で、同一のウェイトが掛けられた送信信号が供給される。図２には２つの送信信号Ｓ１，Ｓ２を合成可能な構成が示されているが、最大合成数はこれに限定されない。例えば、８多重ＭＩＭＯを提供する場合は、４つの送信信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４を合成可能な構成が望ましい（図５参照）。アレーアンテナ１０は、送信信号数×構成ブランチ数に相当する数のビームを同時に形成できる。
【００２３】
第１の通信タイプでは、図３に示すように、アレーアンテナ１０は、１つのグループＡを構成する各アンテナ素子１１に入力する送信信号Ｓ１に同一のウェイトＷ（例えば、Ｗ１１、Ｗ１２、Ｗ１３、Ｗ１４＝１，１，１，１）を掛ける。これにより、高いアンテナ利得で、かつビーム幅の小さい１つのビームを形成することができる。なお、図３においては、説明の便宜上、水平偏波アンテナ１０ｂに入力される送信信号Ｓ１を省略している。垂直偏波アンテナ１０ａと水平偏波アンテナ１０ｂとでそれぞれ１つのビームを形成するので、アレーアンテナ１０としては２つのビームが形成される。したがって、第１の通信タイプは、２多重ＭＩＭＯ伝送を提供できる。受信機が２×２のＭＩＭＯ伝送をサポートしていれば、２×２のＭＩＭＯ伝送が実現できる。また、１アンテナ構成の受信機であれば、２アンテナによるＳＦＢＣ（Ｓｐａｃｅ−Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｂｌｏｃｋ Ｃｏｄｉｎｇ）による空間周波数送信ダイバーシチを実現できる。なお、ＳＦＢＣは、アンテナ／周波数領域で符号化が行われる。
【００２４】
第２の通信タイプでは、図４に示すように、アレーアンテナ１０は、グループＢ１を構成するアンテナ素子１１に入力する送信信号Ｓ１にウェイトＷ（例えば、Ｗ１１、Ｗ１２、Ｗ１３、Ｗ１４＝１，１，０，０）を掛け、かつ、グループＢ２を構成するアンテナ素子１１に入力する送信信号Ｓ２にウェイトＷ（例えば、Ｗ２１、Ｗ２２、Ｗ２３、Ｗ２４＝０，０，１，１）を掛ける。これにより、グループＢ１及びＢ２に対応した２つのアンテナブランチによりビーム１、ビーム２を形成できる。なお、図４においては、説明の便宜上、水平偏波アンテナ１０ｂに入力される送信信号Ｓ１、Ｓ２を省略している。垂直偏波アンテナ１０ａがビーム１、ビーム２を形成し、同時に水平偏波アンテナ１０ｂがビーム１、ビーム２を形成するので、アレーアンテナ１０は合計で４つのビームを並列に形成することができる。並列に形成される４つのビームをセル内の同一エリアに向けることにより、４多重ＭＩＭＯ伝送が提供される。
【００２５】
第３の通信タイプでは、図５に示すように、アレーアンテナ１０は、グループＣ１を構成するアンテナ素子１１に入力する送信信号Ｓ１にウェイトＷ（例えば、Ｗ１１、Ｗ１２、Ｗ１３、Ｗ１４＝１，０，０，０）を掛け、かつ、グループＣ２を構成するアンテナ素子１１に入力する送信信号Ｓ２にウェイトＷ（例えば、Ｗ２１、Ｗ２２、Ｗ２３、Ｗ２４＝０，１，０，０）を掛ける。同時に、アレーアンテナ１０は、グループＣ３を構成するアンテナ素子１１に入力する送信信号Ｓ３にウェイトＷ（例えば、Ｗ３１、Ｗ３２、Ｗ３３、Ｗ３４＝０，０，１，０）を掛け、かつ、グループＣ４を構成するアンテナ素子１１に入力する送信信号Ｓ４にウェイトＷ（例えば、Ｗ４１、Ｗ４２、Ｗ４３、Ｗ４４＝０，０，０，１）を掛ける。これにより、グループＣ１〜Ｃ４に対応した４つのアンテナブランチによりビーム１〜ビーム４を形成できる。なお、図５においては、説明の便宜上、水平偏波アンテナ１０ｂに入力される送信信号Ｓ１〜Ｓ４を省略している。垂直偏波アンテナ１０ａが４ビームを形成し、同時に水平偏波アンテナ１０ｂが４ビームを形成するので、アレーアンテナ１０は合計で８つのビームを並列に形成することができる。並列に形成される８つのビームをセル内の同一エリアに向けることにより、８多重ＭＩＭＯ伝送が提供される。
【００２６】
また、本実施の形態に係る基地局は、第１〜第３の通信タイプを同時に選択するミックスタイプ（第４の通信タイプ）を選択することもできる。第４の通信タイプは、リソースエレメント（ＲＥ）毎に送信信号に対するウェイトを制御することで実現される。ＬＴＥ及びＬＴＥ−Ａは、１リソースブロック（ＲＢ）を、１２サブキャリア×１４ＯＦＤＭ（ｏｒ ＳＣ−ＦＤＭＡ）シンボルから構成する。１リソースエレメントは、１サブキャリア×１ＯＦＤＭ（ｏｒ ＳＣ−ＦＤＭＡ）シンボルのことを指す。なお、この第４の通信タイプは、第１の通信タイプを含む少なくとも２つの通信タイプが同時に選択される混合通信タイプに対応する。
【００２７】
このように本実施の形態に係る無線通信システムにおいては、アンテナ素子１１に入力される送信信号に対するウェイトを制御することにより、アレーアンテナ１０を１又は複数のグループに分割できる。これにより、複数種類の通信タイプの中から所望の通信タイプを選択しながらユーザ端末ＵＥに対して各種の信号を送信することが可能となる。
【００２８】
次に、本実施の形態に係る無線通信システムにおけるシグナリングについて説明する。ＬＴＥ方式及びＬＴＥ−Ａ方式のシステムは、下り参照信号として、ＣＲＳ（Ｃｅｌｌ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ）、ＣＳＩ−ＲＳ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｓｔａｔｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ）、ユーザ固有のＤＭ−ＲＳ（ＤｅＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ）等を規定している。ＣＲＳは、全ての下りリンクサブフレームで送信され、下りリンクの周波数帯域全体にまたがって配置される。ＣＲＳは、下りリンクの同期検波用のチャネル推定に用いられる。ＣＳＩ−ＲＳは、チャネル情報測定用の参照信号であり、ＣＳＩ（ＣＱＩ，ＰＭＩ，Ｒａｎｋ数）の測定に用いられる。ユーザ固有のＤＭ−ＲＳは、個別のユーザ端末ＵＥへの下り共用チャネル（ＤＬ−ＳＣＨ）伝送に割り当てられるリソースブロックで送信される。ユーザ固有のＤＭ−ＲＳは、下り共用チャネルの同期検波用チャネル推定に用いることができるユーザ固有の復調用の参照信号である。
【００２９】
また、ＬＴＥ方式及びＬＴＥ−Ａ方式のシステムは、ユーザ端末ＵＥが接続すべきセルを検出するセルサーチに使用する同期信号（ＳＳ）、セルサーチ後に必要なシステム情報（ＳＩＢ（Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｂｌｏｃｋ），ＭＩＢ（Ｍａｓｔｅｒ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｂｌｏｃｋ））を送信する物理報知チャネル（ＰＢＣＨ）を規定している。さらに、ＬＴＥ方式及びＬＴＥ−Ａ方式のシステムは、下り制御信号の送信用にＰＤＣＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ ＣＨａｎｎｅｌ）を規定し、上り制御信号の送信用にＰＵＣＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｕｐｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ ＣＨａｎｎｅｌ）を規定している。さらに、ＬＴＥ方式及びＬＴＥ−Ａ方式のシステムは、下りのデータ（一部の制御信号を含む）送信用にＰＤＳＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｕｐｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ ＣＨａｎｎｅｌ）を規定し、上りのデータ（一部の制御信号を含む）送信用にＰＵＳＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｕｐｌｉｎｋ Ｓｈａｒｅｄ ＣＨａｎｎｅｌ）を規定している。
【００３０】
本実施の形態に係る無線通信システムを構成する基地局は、これらのようなユーザ端末ＵＥに対して送信する信号の種別、並びに、ユーザ端末ＵＥの能力に応じて通信タイプを決定する。通信タイプを決定する際に判定されるユーザ端末ＵＥの能力については、例えば、ユーザ端末ＵＥが、Ｒｅｌｅａｓｅ８（Ｒｅｌ．８）、Ｒｅｌｅａｓｅ９（Ｒｅｌ．９）、Ｒｅｌｅａｓｅ１０（Ｒｅｌ．１０）又はＲｅｌｅａｓｅ１１（Ｒｅｌ．１１）のＬＴＥ対応のユーザ端末か否かなどが該当する。
【００３１】
例えば、基地局は、第１の通信タイプにより、Ｒｅｌ．８、Ｒｅｌ．９、Ｒｅｌ．１０又はＲｅｌ．１１のＬＴＥに対応するユーザ端末向けのＣＲＳ及びＰＤＣＣＨ、並びに、ＭＩＢ／ＳＩＢ／ページング情報の少なくとも１つを含む下りリンク信号を送信する。セル接続を希望するユーザ端末ＵＥは、必ず同期信号（ＳＳ）及び物理報知チャネル（ＰＢＣＨ）を受信する必要が有るので、同期信号（ＳＳ）及び物理報知チャネル（ＰＢＣＨ）はエリア内の全てをカバレッジとすることが求められる。通信タイプ１に対応したビームによってこれらの下りリンク信号を送信することにより、エリア内の全てのユーザ端末ＵＥにこれらの下りリンク信号を送信することが可能となる。また、基地局は、第１の通信タイプにより、Ｒｅｌ．８のＬＴＥに対応し、２×２のＭＩＭＯ伝送をサポートするユーザ端末向けのＰＤＳＣＨを送信する。図６Ａに第１の通信タイプに対応したビームに割り当てられるＣＲＳ構成を示す。
【００３２】
また、基地局は、第２の通信タイプにより、Ｒｅｌ．１０のＬＴＥに対応し、トランスミッションモード９をサポートするユーザ端末向けの４アンテナポート用のＣＳＩ−ＲＳを含む下りリンク信号を送信する。通信タイプ２に対応したビームによってこの下りリンク信号を送信することにより、ユーザ端末ＵＥの能力を最大限活用して効率的に４アンテナポート用のＣＳＩ−ＲＳをユーザ端末ＵＥに送信することが可能となる。また、基地局は、第２の通信タイプにより、Ｒｅｌ．１０のＬＴＥに対応し、トランスミッションモード９をサポートするユーザ端末向けのＰＤＳＣＨ及びＤＭ−ＲＳを送信する。図６Ｂに第２の通信タイプに対応したビームに割り当てられる参照信号（ＣＳＩ-ＲＳ）構成を示す。
【００３３】
さらに、基地局は、第３の通信タイプにより、例えば、Ｒｅｌ．１０のＬＴＥに対応し、８×８のＭＩＭＯ伝送をサポートするユーザ端末向けの８アンテナポート用のＣＳＩ−ＲＳを含む下りリンク信号を送信する。通信タイプ３に対応したビームによってこの下りリンク信号を送信することにより、ユーザ端末ＵＥの能力を最大限活用して効率的に８アンテナポート用のＣＳＩ−ＲＳをユーザ端末ＵＥに送信することが可能となる。また、基地局は、第３の通信タイプにより、Ｒｅｌ．１０のＬＴＥに対応し、トランスミッションモード９をサポートするユーザ端末向けのＰＤＳＣＨ及びＤＭ−ＲＳを送信する。図６Ｃに第３の通信タイプに対応したビームに割り当てられる参照信号（ＣＳＩ-ＲＳ）構成を示す。
【００３４】
図６Ｄは、第４の通信タイプが選択された場合のリソースブロックの参照信号配置を示している。図６Ｄに示すように、第４の通信タイプが選択された場合のリソースブロックには、第１〜第３の通信タイプで形成されるビームに割り当てられる全ての参照信号が含まれている。すなわち、第４の通信タイプを選択することにより、基地局がサポートする複数の通信タイプで利用される参照信号を同時に多重して送信することができる。ここで、「同時に多重して送信する」とは、共通のリソースブロックに多重して送信することを含む概念である。
【００３５】
次に、本実施の形態に係る無線通信システムにおける、基地局とユーザ端末ＵＥとの間のシーケンスについて説明する。図７は、本実施の形態に係る無線通信システムを構成する基地局とユーザ端末ＵＥとの間の基本的なシーケンスを示す図である。図７に示すＳｔｅｐは、通信手順における各フェーズを示す。以下においては、第１の通信タイプを「通信タイプ１」と呼ぶものとする。また、第２、第３及び第４の通信タイプについても同様である。
【００３６】
（Ｓｔｅｐ１）
通信開始フェーズにおいて、基地局は、アンテナ装置（アレーアンテナ１０）から報知情報を送信している。基地局は、アンテナ装置を通信タイプ１に対応した１アンテナブンランチ構成の下で、同期信号（ＳＳ）、物理報知チャネル信号（ＰＢＣＨ）を送信する。すなわち、アレーアンテナ１０内の４つのグループＣ１からＣ４に対して、同一のウェイトＷ（Ｗ１１、Ｗ１２、Ｗ１３、Ｗ１４＝１，１，１，１）を掛けた送信信号Ｓ１を入力すると共に、同一のウェイトＷ（Ｗ２１、Ｗ２２、Ｗ２３、Ｗ２４＝１，１，１，１）を掛けた送信信号Ｓ２を入力する。これにより、最大のアンテナ利得で、かつ最小のビーム幅の１つのビームを形成することができる。
【００３７】
なお、ここでは、通信開始フェーズにおいて、通信タイプ１により同期信号（ＳＳ）、物理報知チャネル信号（ＰＢＣＨ）を送信する場合について説明している。しかしながら、通信開始フェーズで選択される通信タイプについては、適宜変更が可能である。例えば、通信タイプ１〜３を同時に選択するミックスタイプ（通信タイプ４）を選択するようにしてもよい。この場合には、基地局と無線接続を開始するユーザ端末ＵＥに対して確実に同期信号（ＳＳ）、物理報知チャネル信号（ＰＢＣＨ）を送信できると共に、既にデータ通信を行っているユーザ端末ＵＥに対して所望の参照信号や下りデータ信号(ＰＤＳＣＨ)を送信することができる。
【００３８】
（Ｓｔｅｐ２）
ユーザ端末ＵＥは、通信タイプ１に対応したビーム形成は広いカバレッジであることから、エリア内のどこにいても同期信号（ＳＳ）、物理報知チャネル信号（ＰＢＣＨ）を受信できる。ユーザ端末ＵＥは、受信した同期信号（ＳＳ）に基づいて、ネットワーク内のセルを検出して同期する。また、ユーザ端末ＵＥは、受信した物理報知チャネル（ＰＢＣＨ）を復号してシステム情報を取得し、システム情報に基づいてセル（基地局）に接続する。そして、基地局を経由したコアネットワークとユーザ端末ＵＥとの間で認証及び位置登録が行われる。なお、このＳｔｅｐ２において、ユーザ端末ＵＥの能力情報（対応するＬＴＥのｒｅｌｅａｓｅ番号や最大ＭＩＭＯ伝送のレイヤ数）等が基地局に通知される。このように基地局に無線接続した後にユーザ端末ＵＥの能力情報が通知されるので、基地局で確実にユーザ端末ＵＥの能力情報を把握することが可能となる。
【００３９】
（Ｓｔｅｐ３）
基地局は、無線接続されたユーザ端末ＵＥとの間でデータ通信を開始する。無線通信システムにおけるデータ通信は、下りリンクはＰＤＳＣＨを介して行われ、上りリンクはＰＵＳＣＨを介して行われる。
【００４０】
Ｓｔｅｐ３において、基地局では、通信タイプ４により、セル固有の参照信号（ＣＲＳ、ＣＳＩ−ＲＳ）、下り制御信号（ＰＤＣＣＨ、ＰＣＨＩＣＨ、ＰＨＩＣＨ）に関し、サポートする全ての通信タイプで同時に送信し続けている。例えば、２×２のＭＩＭＯ伝送をサポートする場合、基地局は、通信タイプ１を選択してＣＲＳ及び下り制御信号（ＰＤＣＣＨ）を送信する。また、４×４のＭＩＭＯ伝送をサポートする場合、基地局は、通信タイプ２を選択して４アンテナポート用のＣＳＩ−ＲＳを送信する。さらに、８×８のＭＩＭＯ伝送をサポートする場合、基地局は、通信タイプ３を選択して８アンテナポート用のＣＳＩ−ＲＳを送信する。基地局は、これらの通信タイプの参照信号（ＣＲＳ、ＣＳＩ−ＲＳ）を同時に送信し続ける。
【００４１】
データ通信を開始すると、基地局は、各ユーザ端末ＵＥに対して下りデータ信号(ＰＤＳＣＨ)を送信する。この際、基地局は、Ｓｔｅｐ２で通知されたユーザ端末ＵＥの能力情報に応じて通信タイプを決定する。例えば、ユーザ端末ＵＥがＲｅｌ８又はＲｅｌ．９のＬＴＥに対応し、２×２のＭＩＭＯ伝送をサポートする場合、基地局は、通信タイプ１を選択して下りデータ信号(ＰＤＳＣＨ)を送信する。また、ユーザ端末ＵＥがＲｅｌ．１０又はＲｅｌ．１１のＬＴＥに対応し、４×４のＭＩＭＯ伝送をサポートする場合、基地局は、通信タイプ２を選択して４アンテナポート用の下りデータ信号(ＰＤＳＣＨ)とＤＭ−ＲＳを合わせて送信する。さらに、ユーザ端末ＵＥがＲｅｌ．１０又はＲｅｌ．１１のＬＴＥに対応し、８×８のＭＩＭＯ伝送をサポートする場合、基地局は、通信タイプ３を選択して８アンテナポート用の下りデータ信号(ＰＤＳＣＨ)とＤＭ−ＲＳを合わせて送信する。これらの下りデータ信号の送信は、個々のユーザ端末ＵＥに対して行われる。このため、同時に異なる通信タイプを持つユーザ端末ＵＥが混在する場合にも制御可能となっている。
【００４２】
（Ｓｔｅｐ４）
ユーザ端末ＵＥは、基地局から送信された参照信号を元に通信品質情報（ＣＳＩ）を随時生成し、生成したＣＳＩを基地局に通知する。通信タイプ１によりＣＲＳを送信された場合、ユーザ端末ＵＥは、このＣＲＳに対してＣＳＩを生成し、データ信号（ＰＵＳＣＨ）又は上り制御信号（ＰＵＣＣＨ）で通知する。また、通信タイプ２、或いは、通信タイプ３により複数のＣＳＩ−ＲＳを送信された場合、ユーザ端末ＵＥは、この全てのＣＳＩ−ＲＳに対してＣＳＩを生成し、データ信号（ＰＵＳＣＨ）又は上り制御信号（ＰＵＣＣＨ）で通知する。
【００４３】
（Ｓｔｅｐ５）
基地局は、ユーザ端末ＵＥから通知されるＣＳＩと、Ｓｔｅｐ２で通知されたユーザ端末ＵＥの能力情報とに基づいて、通信タイプを随時選択してデータ通信を継続する。この場合、ユーザ端末ＵＥへデータ信号（ＰＤＳＣＨ）を送信するため、或いは、ユーザ端末ＵＥからデータ信号（ＰＵＳＣＨ）を受信するためのリソースを割り当て、ＭＩＭＯ伝送のレイヤ数やウェイトが設定されると共に、符号化率等が随時更新される。このように基地局でユーザ端末ＵＥから通知されるＣＳＩと、ユーザ端末ＵＥの能力情報とに基づいて、通信タイプを選択することから、基地局とユーザ端末ＵＥとの間の無線通信路の通信品質を反映して所望の通信タイプ（ウェイト）を選択することが可能となる。そして、基地局は、アンテナ装置（アレーアンテナ１０）に対して、データ信号送信用の割り当てリソース、ＭＩＭＯ伝送のレイヤ数、ウェイト、チャネル符号化のための符号化率を反映させる。さらに、基地局は、その情報とともにデータ信号（ＰＤＳＣＨ、ＰＵＳＣＨ）へ参照信号（ＤＭ−ＲＳ）を付加して送信する。ユーザ端末ＵＥは、ユーザ固有の参照信号（ＤＭ−ＲＳ）を用いてデータ信号（ＰＤＳＣＨ）を復調する。
【００４４】
Ｓｔｅｐ５において、例えば、ユーザ端末ＵＥがＲｅｌ８又はＲｅｌ．９のＬＴＥに対応し、２×２のＭＩＭＯ伝送をサポートする場合、基地局は、通信タイプ１を選択してデータ通信を行う。また、ユーザ端末ＵＥがＲｅｌ．１０（トランスミッションモード９）又はＲｅｌ．１１（トランスミッションモード９）のＬＴＥに対応し、２×２のＭＩＭＯ伝送をサポートする場合にも、基地局は、通信タイプ１を選択してデータ通信を行う。一方、ユーザ端末ＵＥがＲｅｌ．１０（トランスミッションモード９）又はＲｅｌ．１１（トランスミッションモード９）のＬＴＥに対応し、４×４のＭＩＭＯ伝送をサポートする場合には、基地局は、通信タイプ２を選択してデータ通信を行う。また、ユーザ端末ＵＥがＲｅｌ．１０（トランスミッションモード９）又はＲｅｌ．１１（トランスミッションモード９）のＬＴＥに対応し、８×８のＭＩＭＯ伝送をサポートする場合には、基地局は、通信タイプ３を選択してデータ通信を行う。
【００４５】
（Ｓｔｅｐ６）
データ通信が終了したら、基地局は、そのユーザ端末ＵＥに割り当てていたリソースを開放する。
【００４６】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。ここでは、ＬＴＥ−Ａシステムに対応する基地局及び移動局装置を用いる場合について説明する。
【００４７】
図８を参照しながら、本発明の一実施の形態に係るユーザ端末ＵＥとしての移動局装置（以下、「移動局」という）１００及び基地局２００を有する無線通信システム１について説明する。図８は、本実施の形態に係る移動局１００及び基地局２００を有する無線通信システム１の構成を説明するための図である。なお、図８に示す無線通信システム１は、例えば、ＬＴＥシステム又はＳＵＰＥＲ ３Ｇが包含されるシステムである。また、この移動通信システム１は、ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄと呼ばれても良いし、４Ｇと呼ばれても良い。
【００４８】
図８に示すように、無線通信システム１は、基地局２００と、この基地局２００と通信する複数の移動局１００（１００１、１００２、１００３、・・・１００ｎ、ｎはｎ＞０の整数）とを含んで構成されている。基地局２００は、上位局装置３００と接続され、この上位局装置３００は、コアネットワーク４００と接続される。ユーザ端末１００は、セル５００において基地局２００と通信を行っている。なお、上位局装置３００には、例えば、アクセスゲートウェイ装置、無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）、モビリティマネジメントエンティティ（ＭＭＥ）等が含まれるが、これに限定されるものではない。
【００４９】
各移動局（１００１、１００２、１００３、・・・１００ｎ）は、同一の構成、機能、状態を有するので、以下においては、特段の断りがない限り移動局１００として説明を進める。また、説明の便宜上、基地局２００と無線通信するのは移動局１００であるものとして説明するが、より一般的には固定端末も含むユーザ端末でよい。
【００５０】
移動通信システム１においては、無線アクセス方式として、下りリンクについてはＯＦＤＭＡ（直交周波数分割多元接続）が、上りリンクについてはＳＣ−ＦＤＭＡ（シングルキャリア−周波数分割多元接続）が適用される。ＯＦＤＭＡは、周波数帯域を複数の狭い周波数帯域（サブキャリア）に分割し、各サブキャリアにデータをマッピングして通信を行うマルチキャリア伝送方式である。ＳＣ−ＦＤＭＡは、システム帯域を端末毎に１つ又は連続したリソースブロックからなる帯域に分割し、複数の端末が互いに異なる帯域を用いることで、端末間の干渉を低減するシングルキャリア伝送方式である。
【００５１】
ここで、ＬＴＥシステムにおける通信チャネルについて説明する。下りリンクについては、各移動局１０で共有されるＰＤＳＣＨと、下りＬ１／Ｌ２制御チャネル（ＰＤＣＣＨ、ＰＣＦＩＣＨ、ＰＨＩＣＨ）とが用いられる。このＰＤＳＣＨにより、ユーザデータ、すなわち、通常のデータ信号が伝送される。送信データは、このユーザデータに含まれる。なお、基地局２００で移動局１００に割り当てたコンポーネントキャリア（ＣＣ）やスケジューリング情報は、Ｌ１／Ｌ２制御チャネルにより移動局１００に通知される。
【００５２】
上りリンクについては、各移動局１００で共有して使用されるＰＵＳＣＨと、上りリンクの制御チャネルであるＰＵＣＣＨとが用いられる。このＰＵＳＣＨにより、ユーザデータが伝送される。また、ＰＵＣＣＨにより、下りリンクの無線品質情報（ＣＱＩ：Ｃｈａｎｎｅｌ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）等が伝送される。
【００５３】
図９は、本実施の形態に係る基地局２００の構成を示すブロック図である。図１０は、本実施の形態に係る移動局１００の構成を示すブロック図である。なお、図９及び図１０に示す基地局２００及び移動局１００の構成は、本発明を説明するために簡略化したものであり、それぞれ通常の基地局及び移動局が有する構成は備えているものとする。
【００５４】
図９に示す基地局２００において、不図示のスケジューラは、後述するチャネル推定部２１５＃１〜２１５＃Ｋから与えられるチャネル推定値に基づいて多重するユーザ数（多重ユーザ数）を決定する。そして、各ユーザに対する上下リンクのリソース割り当て内容（スケジューリング情報）を決定し、ユーザ＃１〜＃Ｋに対する送信データ＃１〜＃Ｋを対応するチャネル符号化部２０１＃１〜２０１＃Ｋに送出する。
【００５５】
送信データ＃１〜＃Ｋは、チャネル符号化部２０１＃１〜２０１＃Ｋでチャネル符号化された後、データ変調部２０２＃１〜２０２＃Ｋに出力され、データ変調される。この際、チャネル符号化及びデータ変調は、後述するＭＩＭＯ切替部２２１＃１〜２２１＃Ｋから与えられるチャネル符号化率及び変調方式に基づいて行われる。データ変調部２０２＃１〜２０２＃Ｋでデータ変調された送信データ＃１〜＃Ｋは、不図示の離散フーリエ変換部で逆フーリエ変換され、時系列の信号から周波数領域の信号に変換されてサブキャリアマッピング部２０３に出力される。
【００５６】
サブキャリアマッピング部２０３においては、送信データ＃１〜＃Ｋを、後述するリソース割当制御部２２０から与えられるリソース割当情報に応じてサブキャリアにマッピングする。このとき、サブキャリアマッピング部２０３は、不図示の参照信号生成部から入力される参照信号＃１〜＃Ｋ、報知情報生成部及びシステム情報生成部から入力される報知情報及びシステム情報を、送信データ＃１〜＃Ｋと共にサブキャリアにマッピング（多重）する。これにより、通信タイプに応じた参照信号が予め定められたリソースエレメントに割り当てられる。特に、第４の通信タイプが選択される場合には、基地局２００がサポートする全ての通信タイプで利用される参照信号が同一のリソースブロックに多重される。このようにしてサブキャリアにマッピングされた送信データ＃１〜＃Ｋがプリコーディング乗算部２０４＃１〜２０４＃Ｋに出力される。なお、それぞれの通信タイプで利用される複数の参照信号を同一のリソースブロックに多重するサブキャリアマッピング部２０３は、多重部を構成する。
【００５７】
プリコーディング乗算部２０４＃１〜２０４＃Ｋは、後述するプリコーディングウェイト生成部２１９から与えられるプリコーディングウェイトに基づいて、送信アンテナＴＸ＃１〜ＴＸ＃Ｎ毎に送信データ＃１〜＃Ｋを位相及び／又は振幅シフトする（プリコーディングによる送信アンテナＴＸ＃１〜送信アンテナＴＸ＃Ｎの重み付け）。プリコーディング乗算部２０４＃１〜２０４＃Ｋにより位相及び／又は振幅シフトされた送信データ＃１〜＃Ｋは、マルチプレクサ（ＭＵＸ）２０５に出力される。
【００５８】
マルチプレクサ（ＭＵＸ）２０５においては、位相及び／又は振幅シフトされた送信データ＃１〜＃Ｋを合成し、送信アンテナＴＸ＃１〜ＴＸ＃Ｎ毎の送信信号を生成する。マルチプレクサ（ＭＵＸ）２０５により生成された送信信号は、逆高速フーリエ変換部（ＩＦＦＴ部）２０６＃１〜２０６＃Ｎにて逆高速フーリエ変換して周波数領域の信号から時間領域の信号に変換される。そして、サイクリックプレフィクス（ＣＰ）付加部２０７＃１〜２０７＃ＮにてＣＰが付加された後、ＲＦ送信回路２０８＃１〜２０８＃Ｎへ出力される。そして、ＲＦ送信回路２０８＃１〜２０８＃Ｎで無線周波数帯に変換する周波数変換処理が施された後、デュプレクサ（Ｄｕｐｌｅｘｅｒ）２０９＃１〜２０９＃Ｎを介して送信アンテナＴＸ＃１〜ＴＸ＃Ｎに出力され、送信アンテナＴＸ＃１〜ＴＸ＃Ｎから下りリンクで移動局１００に送出される。
【００５９】
一方、移動局１００から上りリンクで送出された送信信号は、送信アンテナＴＸ＃１〜ＴＸ＃Ｎにより受信され、デュプレクサ（Ｄｕｐｌｅｘｅｒ）２０９＃１〜２０９＃Ｎにて送信経路と受信経路とに電気的に分離された後、ＲＦ受信回路２１０＃１〜２１０＃Ｎに出力される。そして、ＲＦ受信回路２１０＃１〜２１０＃Ｎにて、無線周波数信号からベースバンド信号に変換する周波数変換処理が施される。周波数変換処理が施されたベースバンド信号は、ＣＰ除去部２１１＃１〜２１１＃ＮにてＣＰが除去された後、高速フーリエ変換部（ＦＦＴ部）２１２＃１〜２１２＃Ｎに出力される。受信タイミング推定部２１３は、受信信号に含まれるリファレンス信号から受信タイミングを推定し、その推定結果をＣＰ除去部２１１＃１〜２１１＃Ｎに通知する。ＦＦＴ部２１２＃１〜２１２＃Ｎは、入力された受信信号にフーリエ変換を施し、時系列の信号から周波数領域の信号に変換する。これらの周波数領域の信号に変換された受信信号は、データチャネル信号分離部２１４＃１〜２１４＃Ｋに出力される。
【００６０】
データチャネル信号分離部２１４＃１〜２１４＃Ｋは、ＦＦＴ部２１２＃１〜２１２＃Ｋから入力された受信信号を、例えば、平均２乗誤差最小（ＭＭＳＥ：Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅｄ Ｅｒｒｏｒ）や最尤推定検出（ＭＬＤ：Ｍａｘｉｍｕｍ Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）信号分離法により分離する。これにより、移動局１００から到来した受信信号は、ユーザ＃１〜ユーザ＃Ｋに関する受信信号に分離される。チャネル推定部２１５＃１〜２１５＃Ｋは、データチャネル信号分離部２１４＃１〜２１４＃Ｋで分離された受信信号に含まれるリファレンス信号からチャネル状態を推定し、推定したチャネル状態を制御チャネル復調部２１６＃１〜２１６＃Ｋに通知する。
【００６１】
データチャネル信号分離部２１４＃１〜２１４＃Ｋにより分離されたユーザ＃１〜ユーザ＃Ｋに関する受信信号は、不図示のサブキャリアデマッピング部にてデマッピングされて時系列の信号に戻された後、データ復調部２１７＃１〜２１７＃Ｋでデータ復調される。そして、図示しないチャネル復号部＃１〜＃Ｋにてチャネル復号処理が施されることで送信信号＃１〜送信信号＃Ｋが再生される。
【００６２】
制御チャネル復調部２１６＃１〜２１６＃Ｋは、データチャネル信号分離部２１４＃１〜２１４＃Ｋで分離された受信信号に含まれる制御チャネル信号（例えば、ＰＤＣＣＨ）を復調する。この際、制御チャネル復調部２１６＃１〜２１６＃Ｋにおいては、チャネル推定部２１５＃１〜２１５＃Ｋから通知されたチャネル状態に基づいて、それぞれユーザ＃１〜ユーザ＃Ｋに対応する制御チャネル信号を復調する。制御チャネル復調部２１６＃１〜２１６＃Ｋにより復調された各制御チャネル信号は、ＣＳＩ情報更新部２１８＃１〜２１８＃Ｋに出力される。
【００６３】
ＣＳＩ情報更新部２１８＃１〜２１８＃Ｋは、制御チャネル復調部２１６＃１〜２１６＃Ｋから入力された各制御チャネル信号（例えば、ＰＵＣＣＨ）に含まれるチャネル状態情報（ＣＳＩ）を抽出し、常にＣＳＩを最新の状態に更新する。例えば、ＣＳＩには、ＰＭＩ、ＲＩ及びＣＱＩが含まれる。また、ＣＳＩ情報更新部２１８＃１〜２１８＃Ｋには、制御チャネル信号（例えば、ＰＵＣＣＨ）等で通知される移動局２００の能力情報が保持される。ＣＳＩ情報更新部２１８＃１〜２１８＃Ｋに保持されるＣＳＩ情報及び移動局２００の能力情報は、それぞれプリコーディングウェイト生成部２１９、リソース割当制御部２２０及びＭＩＭＯ切替部２２１＃１〜２２１＃Ｋに出力される。
【００６４】
プリコーディングウェイト生成部２１９は、上述したアレーアンテナ１０に通信タイプに応じた数のビームを形成させるプリコーディングウェイトを生成する。より具体的には、プリコーディングウェイト生成部２１９は、ＣＳＩ情報更新部２１８＃１〜２１８＃Ｋから入力されたＣＳＩ及び移動局２００の能力情報に基づいて、送信データ＃１〜＃Ｋに対する位相及び／又は振幅シフト量を示すプリコーディングウェイトを生成する。生成された各プリコーディングウェイトは、プリコーディング乗算部２０４＃１〜２０４＃Ｋに出力され、送信データ＃１〜送信データ＃Ｋのプリコーディングに利用される。
【００６５】
例えば、第１の通信タイプが選択される場合には、アレーアンテナ１０内のグループＡを構成する各アンテナ素子１１に入力する送信データに乗算される、同一のウェイト（例えば、Ｗ１１、Ｗ１２、Ｗ１３、Ｗ１４＝１，１，１，１）が生成される。第２の通信タイプが選択される場合には、アレーアンテナ１０内のグループＢ１を構成するアンテナ素子１１に入力する送信データに乗算されるウェイト（例えば、Ｗ１１、Ｗ１２、Ｗ１３、Ｗ１４＝１，１，０，０）が生成され、かつ、グループＢ２を構成するアンテナ素子１１に入力する送信データに乗算されるウェイト（例えば、Ｗ２１、Ｗ２２、Ｗ２３、Ｗ２４＝０，０，１，１）が生成される。第３の通信タイプが選択される場合には、アレーアンテナ１０内のグループＣ１を構成するアンテナ素子１１に入力する送信データに乗算されるウェイト（例えば、Ｗ１１、Ｗ１２、Ｗ１３、Ｗ１４＝１，０，０，０）が生成され、かつ、グループＣ２を構成するアンテナ素子１１に入力する送信信号Ｓ２に乗算されるウェイト（例えば、Ｗ２１、Ｗ２２、Ｗ２３、Ｗ２４＝０，１，０，０）が生成される。同時に、グループＣ３を構成するアンテナ素子１１に入力する送信データに乗算されるウェイト（例えば、Ｗ３１、Ｗ３２、Ｗ３３、Ｗ３４＝０，０，１，０）が生成され、かつ、グループＣ４を構成するアンテナ素子１１に入力する送信データに乗算されるウェイト（例えば、Ｗ４１、Ｗ４２、Ｗ４３、Ｗ４４＝０，０，０，１）が生成される。また、第４の通信タイプが選択される場合には、リソースエレメント毎に送信データに乗算されるウェイトが生成される。
【００６６】
リソース割当制御部２２０は、移動局２００の能力情報及び通信タイプに応じた信号種別を含む下りリンク信号に無線リソースを割り当てる。より具体的には、リソース割当制御部２２０は、ＣＳＩ情報更新部２１８＃１〜２１８＃Ｋから入力されたＣＳＩ及び移動局２００の能力情報に基づいて、各ユーザに割り当てるリソース割当情報を決定する。リソース割当制御部２２０により決定されたリソース割当情報は、サブキャリアマッピング部２０３に出力され、送信データ＃１〜送信データ＃Ｋのマッピングに利用される。
【００６７】
ＭＩＭＯ切替部２２１＃１〜２２１＃Ｋは、ＣＳＩ情報更新部２１８＃１〜２１８＃Ｋから入力されたＣＳＩ及び移動局２００の能力情報に基づいて、送信データ＃１〜送信データ＃Ｋに用いるＭＩＭＯ伝送方式を選択する。そして、選択したＭＩＭＯ伝送方式に応じた送信データ＃１〜送信データ＃Ｋに対するチャネル符号化率及び変調方式を決定する。決定されたチャネル符号化率は、それぞれチャネル符号化部２０１＃１〜２０１＃Ｋに出力され、決定された変調方式は、それぞれデータ変調部２０２＃１〜２０２＃Ｋに出力される。
【００６８】
このように本実施の形態に係る基地局２００においては、異なる通信タイプにおける複数の参照信号（ＣＲＳ、ＣＳＩ−ＲＳ）が同時に多重（共通のリソースブロックに多重）されることから、個々の移動局１００が別々の通信タイプに対応した通信を行う場合でも適切に参照信号を送信することが可能となる。
【００６９】
一方、図１０に示す移動局１００において、基地局２００から送出された送信信号は、受信アンテナＲＸ＃１〜ＲＸ＃Ｎにより受信され、デュプレクサ（Ｄｕｐｌｅｘｅｒ）１０１＃１〜１０１＃Ｎにて送信経路と受信経路とに電気的に分離された後、ＲＦ受信回路１０２＃１〜１０２＃Ｎに出力される。そして、ＲＦ受信回路１０２＃１〜１０２＃Ｎにて、無線周波数信号からベースバンド信号に変換する周波数変換処理が施される。周波数変換処理が施されたベースバンド信号は、サイクリックプレフィクス（ＣＰ）除去部１０３＃１〜１０３＃ＮにてＣＰが除去された後、高速フーリエ変換部（ＦＦＴ部）１０４＃１〜１０４＃Ｎに出力される。受信タイミング推定部１０５は、受信信号に含まれるリファレンス信号から受信タイミングを推定し、その推定結果をＣＰ除去部１０３＃１〜１０３＃Ｎに通知する。ＦＦＴ部１０４＃１〜１０４＃Ｎは、入力された受信信号にフーリエ変換を施し、時系列の信号から周波数領域の信号に変換する。周波数領域の信号に変換された受信信号は、データチャネル信号分離部１０６に出力される。
【００７０】
データチャネル信号分離部１０６は、ＦＦＴ部１０４＃１〜１０４＃Ｎから入力された受信信号を、例えば、平均２乗誤差最小（ＭＭＳＥ：Minimum Mean Squared Error）や最尤推定検出（ＭＬＤ：Maximum Likelihood Detection）信号分離法により分離する。これにより、基地局２００から到来した受信信号は、ユーザ＃１〜ユーザ＃Ｋに関する受信信号に分離され、移動局１００のユーザ（ここでは、ユーザＫとする）に関する受信信号が抽出される。チャネル推定部１０７は、データチャネル信号分離部１０６で分離された受信信号に含まれる参照信号からチャネル状態を推定し、推定したチャネル状態を制御チャネル復調部１０８に通知する。また、チャネル推定部１０７は、データチャネル信号分離部１０６で分離された受信信号に含まれる参照信号をチャネル品質測定部１１０に通知する。
【００７１】
データチャネル信号分離部１０６により分離されたユーザ＃Ｋに関する受信信号は、不図示のサブキャリアデマッピング部にてデマッピングされて時系列の信号に戻された後、データ復調部１０９で復調される。そして、図示しないチャネル復号部にてチャネル復号処理が施されることで送信信号＃Ｋが再生される。
【００７２】
制御チャネル復調部１０８は、データチャネル信号分離部１０６で分離された受信信号に含まれる制御チャネル信号（例えば、ＰＤＣＣＨ）を復調する。この際、制御チャネル復調部１０８においては、チャネル推定部１０７から通知されたチャネル状態に基づいて、ユーザ＃Ｋに対応する制御チャネル信号を復調する。制御チャネル復調部１０８により復調された各制御チャネル信号は、チャネル品質測定部１１０に出力される。
【００７３】
チャネル品質測定部１１０は、チャネル推定部１０７から入力された参照信号に基づいてチャネル品質（ＣＱＩ）を測定する。また、チャネル品質測定部１１０は、測定したＣＱＩに基づいてＰＭＩ及びＲＩを選択する。例えば、移動局１００が第１の通信タイプで通信を行っている場合には、基地局２００から到来するＣＲＳに基づいてチャネル品質を測定する。また、移動局１００が第２又は第３の通信タイプで通信を行う場合には、基地局２００から到来するＣＳＩ−ＲＳに基づいてチャネル品質を測定する。そして、ＣＱＩ、ＰＭＩ及びＲＩをＣＳＩフィードバック信号生成部１１１及びＭＩＭＯ切替部１１２に通知する。なお、チャネル品質測定部１１０は、品質測定部を構成する。
【００７４】
ＣＳＩフィードバック信号生成部１１１においては、基地局２００にフィードバックするＣＳＩフィードバック信号（例えば、ＰＵＣＣＨ）が生成される。この場合、ＣＳＩフィードバック信号には、チャネル品質測定部１１０から通知されたＣＱＩ、ＰＭＩ及びＲＩが含まれる。ＣＳＩフィードバック信号生成部１１１で生成されたＣＳＩフィードバック信号は、マルチプレクサ（ＭＵＸ）１１３に出力される。なお、ＣＳＩフィードバック信号生成部１１１は、フィードバック情報生成部を構成する。
【００７５】
ＭＩＭＯ切替部１１２は、チャネル品質測定部１１０から入力されたＣＱＩ、ＰＭＩ及びＲＩに基づいて、送信データ＃Ｋに用いるＭＩＭＯ伝送方式を選択する。そして、選択したＭＩＭＯ伝送方式に応じた送信データ＃Ｋに対するチャネル符号化率及び変調方式を決定する。決定されたチャネル符号化率は、それぞれチャネル符号化部１１４に出力され、決定された変調方式は、それぞれデータ変調部１１５に出力される。
【００７６】
一方、上位レイヤから送出されたユーザ＃Ｋに関する送信データ＃Ｋは、チャネル符号化部１１４によりチャネル符号化された後、データ変調部１１５にてデータ変調される。データ変調部１１５にてデータ変調された送信データ＃Ｋは、不図示の直並列変換部で、時系列の信号から周波数領域の信号に変換されてサブキャリアマッピング部１１６に出力される。
【００７７】
サブキャリアマッピング部１１６においては、送信データ＃Ｋを、基地局２００から指示されたスケジュール情報に応じてサブキャリアにマッピングする。このとき、サブキャリアマッピング部１１６は、不図示の参照信号生成部により生成された参照信号＃Ｋを、送信データ＃Ｋと共にサブキャリアにマッピング（多重）する。このようにしてサブキャリアにマッピングされた送信データ＃Ｋがプリコーディング乗算部１１７に出力される。
【００７８】
プリコーディング乗算部１１７は、受信アンテナＲＸ＃１〜ＲＸ＃Ｎ毎に送信データ＃Ｋを位相及び／又は振幅シフトする。このとき、プリコーディング乗算部１１７は、制御チャネル復調部１０８で復調された制御チャネル信号で指定されるＰＭＩに対応するプリコーディングウェイトに応じて位相及び／又は振幅シフトする。プリコーディング乗算部１１７により位相及び／又は振幅シフトされた送信データ＃Ｋは、マルチプレクサ（ＭＵＸ）１１３に出力される。
【００７９】
マルチプレクサ（ＭＵＸ）１１３においては、位相及び／又は振幅シフトされた送信データ＃Ｋと、ＣＳＩフィードバック信号生成部１１１により生成された制御信号とを合成し、受信アンテナＲＸ＃１〜ＲＸ＃Ｎ毎の送信信号を生成する。マルチプレクサ（ＭＵＸ）１１３により生成された送信信号は、逆高速フーリエ変換部（ＩＦＦＴ部）１１８＃１〜１１８＃Ｎにて逆高速フーリエ変換して周波数領域の信号から時間領域の信号に変換された後、ＣＰ付加部１１９＃１〜１１９＃ＮでＣＰが付加されてＲＦ送信回路１２０＃１〜１２０＃Ｎへ出力される。そして、ＲＦ送信回路１２０＃１〜１２０＃Ｎで無線周波数帯に変換する周波数変換処理が施された後、デュプレクサ（Ｄｕｐｌｅｘｅｒ）１０１＃１〜１０１＃Ｎを介して受信アンテナＲＸ＃１〜ＲＸ＃Ｎに出力され、受信アンテナＲＸ＃１〜ＲＸ＃Ｎから上りリンクで基地局２００に送出される。なお、ＲＦ送信回路１２０＃１〜１２０＃Ｎを含む送信系ブロックは、ＣＳＩフィードバック信号生成部１１１により生成されたＣＳＩフィードバック信号をフィードバックする送信部を構成する。
【００８０】
このように本実施の形態に係る移動局１００においては、自端末が通信を行う通信タイプに応じて基地局２００から到来する参照信号に基づいてチャネル品質を測定する。このため、自端末が通信を行う通信タイプに応じて適切にチャネル品質を基地局２００にフィードバックすることが可能となる。
【００８１】
以上説明したように、本実施の形態に係る無線通信システム１においては、基地局２００から異なる通信タイプで用いられる複数の参照信号を同時に多重して送信する一方、移動局１００から個々の通信タイプに応じた参照信号に基づいて測定したチャネル品質をフィードバックすることから、通信タイプに応じて異なるアンテナ構成を持つアンテナを用いたＭＩＭＯ伝送において、個々のユーザ端末が別々の通信タイプに対応した通信を行う場合でも適切にシグナリングを行うことが可能となる。
【００８２】
以上、上述の実施形態を用いて本発明について詳細に説明したが、当業者にとっては、本発明が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。例えば、上述の実施形態において、ユーザ数や装置における処理部数については、これに限定されず、装置構成に応じて適宜変更することが可能である。また、本発明は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。従って、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。
【００８３】
例えば、上記実施の形態においては、垂直偏波アンテナ１０ａと、水平偏波アンテナ１０ｂとを組み合わせた偏波アンテナでアレーアンテナ１０が構成される場合について説明している。しかしながら、基地局に装備されるアレーアンテナの構成については、これに限定されない。例えば、アレーアンテナは、偏波面が互いに直交する第１の偏波アンテナと第２の偏波アンテナとを有する偏波アンテナで構成することができる。このように変更した場合でも、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００８４】
また、上記実施の形態に係る無線通信システムを構成する基地局においては、通信タイプ１〜３を提供するアレーアンテナ１０を備える場合について説明しているが、アンテナの構成についてはこれに限定されない。例えば、少なくとも２つの通信タイプに応じてそれぞれ異なるアンテナ構成を有し、その中の少なくとも1つの通信タイプ１に対応したアンテナ構成で基地局のカバーするすべてのエリアへ信号を送信可能なアンテナを持てばよい。例えば、上記実施の形態のうちの通信タイプ１と少なくとも１つの通信タイプを選択した場合や、上記実施の形態にかかわらず、アンテナ構成の組み合わせに応じて通信タイプを追加する場合などのように、構成する通信タイプを変えた場合にも、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００８５】
さらに基地局のカバーするすべてのエリアへ信号を送信可能なアンテナ構成は、上記実施の形態の通信タイプ１に限らず、同様の条件を満たすアンテナ構成であればどのような構成でもよい。
【符号の説明】
【００８６】
１ 無線通信システム
１０ アレーアンテナ
１０ａ 垂直偏波アンテナ
１０ｂ 水平偏波アンテナ
１１ アンテナ素子
１１Ｖ 垂直偏波素子
１１Ｈ 水平偏波素子
１００ 移動局装置（移動局）
１０１ デュプレクサ（Ｄｕｐｌｅｘｅｒ）
１０２ ＲＦ受信回路
１０３ ＣＰ除去部
１０４ ＦＦＴ部
１０５ 受信タイミング推定部
１０６ データチャネル信号復調部
１０７ チャネル推定部
１０８ 制御チャネル復調部
１０９ データ復調部
１１０ チャネル品質測定部
１１１ ＣＳＩフィードバック信号生成部
１１２ ＭＩＭＯ切替部
１１３ マルチプレクサ（ＭＵＸ）
１１４ チャネル符号化部
１１５ データ変調部
１１６ サブキャリアマッピング部
１１７ プリコーディング乗算部
１１８ ＩＦＦＴ部
１１９ ＣＰ付加部
１２０ ＲＦ送信回路
２００ 基地局装置（基地局）
２０１ チャネル符号化部
２０２ データ変調部
２０３ サブキャリアマッピング部
２０４ プリコーディング乗算部
２０５ マルチプレクサ（ＭＵＸ）
２０６ ＩＦＦＴ部
２０７ ＣＰ付加部
２０８ ＲＦ送信回路
２０９ デュプレクサ（Ｄｕｐｌｅｘｅｒ）
２１０ ＲＦ受信回路
２１１ ＣＰ除去部
２１２ ＦＦＴ部
２１３ 受信タイミング推定部
２１４ データチャネル信号分離部
２１５ チャネル推定部
２１６ 制御チャネル復調部
２１７ データ復調部
２１８ ＣＳＩ情報更新部
２１９ プリコーディングウェイト生成部
２２０ リソース割当制御部
２２１ ＭＩＭＯ切替部
３００ 上位局装置
４００ コアネットワーク
５００ セル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セルを形成する無線基地局と、前記無線基地局に無線接続するユーザ端末とを備えた無線通信システムであって、
前記無線基地局は、
少なくとも２つの通信タイプに応じてそれぞれ異なるアンテナ構成を有し、少なくとも１つの通信タイプ１に対応したアンテナ構成で前記無線基地局のカバーするすべてのエリアへ信号を送信可能なアンテナと、
ユーザ端末の能力及び通信タイプに応じた信号種別を含んだ下りリンク信号に無線リソースを割り当てるリソース割当制御部と、
参照信号をリソースブロックに多重する多重部と、
前記アンテナに通信タイプに応じた数のビームを形成させるプリコーディングウェイトを生成するプリコーディングウェイト生成部と、
前記プリコーディングウェイト生成部によって生成されたプリコーディングウェイトを、前記アンテナへ供給する下りリンク信号に対して乗算するプリコーディング乗算部と、を具備し、
前記ユーザ端末は、
下りリンク信号に含まれた参照信号からチャネル品質を測定する品質測定部と、
測定されたチャネル品質を用いて通信品質に関するフィードバック情報を生成するフィードバック情報生成部と、
前記フィードバック情報生成部によって生成されたフィードバック情報を上りリンクを介して前記無線基地局へフィードバックする送信部と、を具備したことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記無線基地局は、通信開始フェーズにて、信号種別として、報知情報及びシステム情報の少なくとも１つを含んだ下りリンク信号を、前記通信タイプ１に対応したアンテナ構成で、ユーザ端末へ通知することを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記通信タイプ１は２ビーム伝送によって実現されることを特徴とする請求項２記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記通信タイプ１を含む少なくとも２つの通信タイプが同時に選択されるミックスタイプを混合通信タイプとし、
通信開始フェーズでは、前記混合通信タイプが選択されることを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記多重部は、それぞれの通信タイプで利用される複数の参照信号を同一のリソースブロックに多重することを特徴とする請求項４記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記無線基地局は、信号種別として、制御信号、システム情報、参照信号の少なくとも１つを含んだ下りリンク信号を、前記通信タイプ１に対応したアンテナ構成で、ユーザ端末へ通知することを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項７】
前記通信タイプ１は２ビーム伝送によって実現されることを特徴とする請求項４記載の無線通信システム。
【請求項８】
前記無線基地局は、信号種別として、４アンテナポート用の参照信号を含んだ下りリンク信号を、前記通信タイプの中の１つの通信タイプに対応した４ビーム伝送によって、ユーザ端末へ通知することを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項９】
前記無線基地局は、信号種別として、８アンテナポート用の参照信号を含んだ下りリンク信号を、前記通信タイプの中の１つの通信タイプに対応した８ビーム伝送によって、ユーザ端末へ通知することを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項１０】
前記ユーザ端末は、前記無線基地局へ無線接続した後に、当該ユーザ端末の能力情報を含んだ上りリンク信号を、上りリンクを介して前記無線基地局へ通知することを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項１１】
前記無線基地局は、前記ユーザ端末から通知された当該ユーザ端末の能力情報と、前記ユーザ端末から通知された通信品質に関するフィードバック情報とに基づいて、通信タイプを選択することを特徴とする請求項１ないし１０いずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項１２】
少なくとも２つの通信タイプに応じて異なるアンテナ構成を有し、少なくとも1つの通信タイプ１に対応したアンテナ構成で無線基地局のカバーするすべてのエリアへ信号を送信可能なアンテナと、
ユーザ端末の能力及び通信タイプに応じた信号種別を含んだ下りリンク信号に無線リソースを割り当てるリソース割当制御部と、
参照信号をリソースブロックに多重する多重部と、
前記アンテナに通信タイプに応じた数のビームを形成させるプリコーディングウェイトを生成するプリコーディングウェイト生成部と、
前記プリコーディングウェイト生成部によって生成されたプリコーディングウェイトを、前記アンテナへ供給する下りリンク信号に対して乗算するプリコーディング乗算部と、を具備したことを特徴とする無線基地局。
【請求項１３】
ユーザ端末が無線基地局に無線接続して通信するための無線通信方法であって、
前記無線基地局は、少なくとも２つの通信タイプに応じてそれぞれ異なるアンテナ構成を有し、少なくとも１つの通信タイプ１に対応したアンテナ構成で前記無線基地局のカバーするすべてのエリアへ信号を送信可能なアンテナを備え、
前記無線基地局において、
ユーザ端末の能力及び通信タイプに応じた信号種別を含んだ下りリンク信号に無線リソースを割り当て、
参照信号をリソースブロックに多重し、
前記アンテナに通信タイプに応じた数のビームを形成させるプリコーディングウェイトを生成し、
前記生成されたプリコーディングウェイトを、前記アンテナへ供給する下りリンク信号に対して乗算し、
前記ユーザ端末において、
下りリンク信号に含まれた参照信号からチャネル品質を測定し、
測定されたチャネル品質を用いて通信品質に関するフィードバック情報を生成し、
前記生成されたフィードバック情報を上りリンクを介して前記無線基地局へフィードバックすることを特徴とする無線通信方法。
【請求項１】
セルを形成する無線基地局と、前記無線基地局に無線接続するユーザ端末とを備えた無線通信システムであって、
前記無線基地局は、
少なくとも２つの通信タイプに応じてそれぞれ異なるアンテナ構成を有し、少なくとも１つの通信タイプ１に対応したアンテナ構成で前記無線基地局のカバーするすべてのエリアへ信号を送信可能なアンテナと、
ユーザ端末の能力及び通信タイプに応じた信号種別を含んだ下りリンク信号に無線リソースを割り当てるリソース割当制御部と、
参照信号をリソースブロックに多重する多重部と、
前記アンテナに通信タイプに応じた数のビームを形成させるプリコーディングウェイトを生成するプリコーディングウェイト生成部と、
前記プリコーディングウェイト生成部によって生成されたプリコーディングウェイトを、前記アンテナへ供給する下りリンク信号に対して乗算するプリコーディング乗算部と、を具備し、
前記ユーザ端末は、
下りリンク信号に含まれた参照信号からチャネル品質を測定する品質測定部と、
測定されたチャネル品質を用いて通信品質に関するフィードバック情報を生成するフィードバック情報生成部と、
前記フィードバック情報生成部によって生成されたフィードバック情報を上りリンクを介して前記無線基地局へフィードバックする送信部と、を具備したことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記無線基地局は、通信開始フェーズにて、信号種別として、報知情報及びシステム情報の少なくとも１つを含んだ下りリンク信号を、前記通信タイプ１に対応したアンテナ構成で、ユーザ端末へ通知することを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記通信タイプ１は２ビーム伝送によって実現されることを特徴とする請求項２記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記通信タイプ１を含む少なくとも２つの通信タイプが同時に選択されるミックスタイプを混合通信タイプとし、
通信開始フェーズでは、前記混合通信タイプが選択されることを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記多重部は、それぞれの通信タイプで利用される複数の参照信号を同一のリソースブロックに多重することを特徴とする請求項４記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記無線基地局は、信号種別として、制御信号、システム情報、参照信号の少なくとも１つを含んだ下りリンク信号を、前記通信タイプ１に対応したアンテナ構成で、ユーザ端末へ通知することを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項７】
前記通信タイプ１は２ビーム伝送によって実現されることを特徴とする請求項４記載の無線通信システム。
【請求項８】
前記無線基地局は、信号種別として、４アンテナポート用の参照信号を含んだ下りリンク信号を、前記通信タイプの中の１つの通信タイプに対応した４ビーム伝送によって、ユーザ端末へ通知することを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項９】
前記無線基地局は、信号種別として、８アンテナポート用の参照信号を含んだ下りリンク信号を、前記通信タイプの中の１つの通信タイプに対応した８ビーム伝送によって、ユーザ端末へ通知することを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項１０】
前記ユーザ端末は、前記無線基地局へ無線接続した後に、当該ユーザ端末の能力情報を含んだ上りリンク信号を、上りリンクを介して前記無線基地局へ通知することを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項１１】
前記無線基地局は、前記ユーザ端末から通知された当該ユーザ端末の能力情報と、前記ユーザ端末から通知された通信品質に関するフィードバック情報とに基づいて、通信タイプを選択することを特徴とする請求項１ないし１０いずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項１２】
少なくとも２つの通信タイプに応じて異なるアンテナ構成を有し、少なくとも1つの通信タイプ１に対応したアンテナ構成で無線基地局のカバーするすべてのエリアへ信号を送信可能なアンテナと、
ユーザ端末の能力及び通信タイプに応じた信号種別を含んだ下りリンク信号に無線リソースを割り当てるリソース割当制御部と、
参照信号をリソースブロックに多重する多重部と、
前記アンテナに通信タイプに応じた数のビームを形成させるプリコーディングウェイトを生成するプリコーディングウェイト生成部と、
前記プリコーディングウェイト生成部によって生成されたプリコーディングウェイトを、前記アンテナへ供給する下りリンク信号に対して乗算するプリコーディング乗算部と、を具備したことを特徴とする無線基地局。
【請求項１３】
ユーザ端末が無線基地局に無線接続して通信するための無線通信方法であって、
前記無線基地局は、少なくとも２つの通信タイプに応じてそれぞれ異なるアンテナ構成を有し、少なくとも１つの通信タイプ１に対応したアンテナ構成で前記無線基地局のカバーするすべてのエリアへ信号を送信可能なアンテナを備え、
前記無線基地局において、
ユーザ端末の能力及び通信タイプに応じた信号種別を含んだ下りリンク信号に無線リソースを割り当て、
参照信号をリソースブロックに多重し、
前記アンテナに通信タイプに応じた数のビームを形成させるプリコーディングウェイトを生成し、
前記生成されたプリコーディングウェイトを、前記アンテナへ供給する下りリンク信号に対して乗算し、
前記ユーザ端末において、
下りリンク信号に含まれた参照信号からチャネル品質を測定し、
測定されたチャネル品質を用いて通信品質に関するフィードバック情報を生成し、
前記生成されたフィードバック情報を上りリンクを介して前記無線基地局へフィードバックすることを特徴とする無線通信方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−４２３４１（Ｐ２０１３−４２３４１Ａ）
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７７６０６（Ｐ２０１１−１７７６０６）
【出願日】平成２３年８月１５日（２０１１．８．１５）
【出願人】（３９２０２６６９３）株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ (5,876)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月１５日（２０１１．８．１５）
【出願人】（３９２０２６６９３）株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ (5,876)
【Ｆターム（参考）】
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