(57)【要約】  無線通信システムで用いられる基地局において、電力領域での多重の対象として選択されたペアにおける第１ユーザ装置から通知される第１プリコーディング行列と、前記ペアにおける第２ユーザ装置から通知される第２プリコーディング行列とに基づいて、プリコーディング行列を算出するプリコーディング行列算出部と、前記プリコーディング行列算出部により算出された前記プリコーディング行列を使用して、前記第１ユーザ装置及び前記第２ユーザ装置に対する送信信号にプリコードを適用するプリコード部とを備える。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信システムで用いられる基地局であって、
電力領域での多重の対象として選択されたペアにおける第１ユーザ装置から通知される第１プリコーディング行列と、前記ペアにおける第２ユーザ装置から通知される第２プリコーディング行列とに基づいて、プリコーディング行列を算出するプリコーディング行列算出部と、
前記プリコーディング行列算出部により算出された前記プリコーディング行列を使用して、前記第１ユーザ装置及び前記第２ユーザ装置に対する送信信号にプリコードを適用するプリコード部と
を備えることを特徴とする基地局。
【請求項２】
前記プリコーディング行列算出部は、前記第１プリコーディング行列と前記第２プリコーディング行列とに重みを付けて加算することにより、前記プリコーディング行列を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の基地局。
【請求項３】
前記プリコーディング行列算出部は、複数の候補の重みを使用してプリコーディング行列を算出し、算出されたプリコーディング行列に基づいて推定される前記第１ユーザ装置及び前記第２ユーザ装置の受信品質に応じて、前記複数の候補の重みの中から、前記プリコード部で使用されるプリコーディング行列を算出するための重みを決定する
ことを特徴とする請求項２に記載の基地局。
【請求項４】
前記プリコード部で使用されるプリコーディング行列、又は、当該プリコーディング行列のインデックスを前記第１ユーザ装置又は前記第２ユーザ装置に送信する送信部
を更に備えることを特徴とする請求項１ないし３のうちいずれか１項に記載の基地局。
【請求項５】
前記プリコード部で使用されるプリコーディング行列の算出に用いた前記重みと、前記第１プリコーディング行列のインデックスとを前記第２ユーザ装置に送信し、当該重みと前記第２プリコーディング行列のインデックスとを前記第１ユーザ装置に送信する送信部
を更に備えることを特徴とする請求項２に記載の基地局。
【請求項６】
無線通信システムで用いられるユーザ装置であって、
基地局に、第１プリコーディング行列のインデックスを送信する送信部と、
前記基地局において算出されたプリコーディング行列、又は、当該プリコーディング行列のインデックスを、前記基地局から受信する受信部と、を備え、
前記ユーザ装置は、前記基地局により電力領域での多重の対象として選択されたペアにおける第１ユーザ装置であり、
前記プリコーディング行列は、前記基地局により、前記第１プリコーディング行列と、前記ペアにおける第２ユーザ装置の第２プリコーディング行列とに基づき算出されたプリコーディング行列である
ことを特徴とするユーザ装置。
【請求項７】
無線通信システムで用いられるユーザ装置であって、
前記ユーザ装置は、基地局により電力領域での多重の対象として選択されたペアにおける第１ユーザ装置であり、
前記基地局に、第１プリコーディング行列のインデックスを送信する送信部と、
前記ペアにおける第２ユーザ装置の第２プリコーディング行列を、前記基地局から受信する受信部と、を備え、
前記第１プリコーディング行列と前記第２プリコーディング行列とに基づいて、前記基地局において前記ユーザ装置に対して適用されるプリコーディング行列を算出するプリコーディング行列算出部と
を備えることを特徴とするユーザ装置。
【請求項８】
無線通信システムで用いられる基地局が実行するプリコーディング行列適用方法であって、
電力領域での多重の対象として選択されたペアにおける第１ユーザ装置から通知される第１プリコーディング行列と、前記ペアにおける第２ユーザ装置から通知される第２プリコーディング行列とに基づいて、プリコーディング行列を算出するプリコーディング行列算出ステップと、
前記プリコーディング行列算出ステップにより算出された前記プリコーディング行列を使用して、前記第１ユーザ装置及び前記第２ユーザ装置に対する送信信号にプリコードを適用するプリコードステップと
を備えることを特徴とするプリコーディング行列適用方法。
【請求項９】
無線通信システムで用いられるユーザ装置が実行するプリコーディング行列取得方法であって、
基地局に、第１プリコーディング行列のインデックスを送信する送信ステップと、
前記基地局において算出されたプリコーディング行列、又は、当該プリコーディング行列のインデックスを、前記基地局から受信する受信ステップと、を備え、
前記ユーザ装置は、前記基地局により電力領域での多重の対象として選択されたペアにおける第１ユーザ装置であり、
前記プリコーディング行列は、前記基地局により、前記第１プリコーディング行列と、前記ペアにおける第２ユーザ装置の第２プリコーディング行列とに基づき算出されたプリコーディング行列である
ことを特徴とするプリコーディング行列取得方法。
【請求項１０】
無線通信システムで用いられるユーザ装置が実行するプリコーディング行列取得方法であって、
前記ユーザ装置は、基地局により電力領域での多重の対象として選択されたペアにおける第１ユーザ装置であり、
前記基地局に、第１プリコーディング行列のインデックスを送信する送信ステップと、
前記ペアにおける第２ユーザ装置の第２プリコーディング行列を、前記基地局から受信する受信ステップと、
前記第１プリコーディング行列と前記第２プリコーディング行列とに基づいて、前記基地局において前記ユーザ装置に対して適用されるプリコーディング行列を算出するプリコーディング行列算出ステップと
を備えることを特徴とするプリコーディング行列取得方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非直交多元接続（ＮＯＭＡ：Non-Orthogonal Multiple Access）が適用される無線通信システムに関連するものである。
【背景技術】
【０００２】
次世代移動通信システムである５Ｇでは、非直交多元接続（ＮＯＭＡ：Non-Orthogonal Multiple Access）が検討されている。ＮＯＭＡは、セル内の複数のユーザ装置ＵＥ（以下、ＵＥ）への信号を基地局ｅＮＢ（以下、ｅＮＢ）側で同一のリソース上に多重し、同時に送信する多元接続法である。これにより、更なる周波数利用効率の向上が期待されている。【０００３】
図１、図２Ａ〜Ｃを参照して、ＮＯＭＡの下りリンクでの基本原理を説明する（例えば非特許文献１）。図１には、ｅＮＢに近いＵＥ２と、セル端付近のＵＥ１が示されている。【０００４】
ｅＮＢは、ＵＥ１とＵＥ２をペアとして選択し、図２Ａに示すように、同じリソースを使用してＵＥ１の信号とＵＥ２の信号を多重して同時に送信する。このとき、セル端のＵＥ１に対して大きな電力を割り当て、セル中央付近のＵＥ２に対して小さい電力を割り当てる。【０００５】
セル中央付近のＵＥ２には、ＵＥ１宛ての信号とＵＥ２宛ての信号が多重されて届くが、図２Ｂに示すように、ＵＥ１の信号を干渉除去処理によって取り除くことで、ＵＥ２の信号を復号できる。一方、セル端のＵＥ１に関し、ＵＥ１に対して干渉となるＵＥ２の信号には小さい電力が割り当てられているので、図２Ｃに示すように、ＵＥ２の信号は非常に弱くなる。よって、ＵＥ１は、干渉除去処理を行うことなく、直接に自分宛ての信号を復号できる。上記のように、ＮＯＭＡでは、電力領域での多重を行うが、電力領域での多重を行う技術はＮＯＭＡに限られない。【０００６】
また、ＬＴＥシステムで導入されているＭＩＭＯとＮＯＭＡを組み合わせることもでき、これにより、システム性能をより向上させることができる。ＬＴＥで規定された下りのＭＩＭＯでは、受信ＳＩＮＲを向上させるために、プリコーディング（位相と振幅の調整）が用いられ、プリコードされた信号が各アンテナに適用される。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】NTT DOCOMOテクニカルジャーナルＶＯｌ．２３  Ｎｏ．４
【非特許文献２】R1-153333
【非特許文献３】R1-154657
【非特許文献４】R1-153332
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ＭＩＭＯを適用するＮＯＭＡでは、多重を行うＵＥのペアに対して、どのようなプリコーディング行列を選択して送信してもよい。つまり、ＵＥ１とＵＥ２同士で同じプリコーディング行列を用いても良いし、異なっていても良い。しかしながら、セル中央付近のＵＥ２が、例えば最尤判定検出等のアルゴリズムを用いてＵＥ１の干渉を除去する場合、同じプリコーディング行列を用いた方が干渉除去性能を大幅に向上できる。これは、ｅＮＢにおいて、各ＵＥペアの信号を結合してコンステレーション上に配置した後に、プリコーディングを適用する方式が想定されているからである（非特許文献２）。したがって、ＵＥが最尤判定検出等のアルゴリズムを用いて干渉除去を行うＮＯＭＡを想定した場合、多重されるＵＥ同士のプリコーディング行列は同じでなければならないという制約が考えられる。【０００９】
しかしながら、この制約により、各ＵＥにとって、ペアの対象となる可能性が減少する。これにより、ＮＯＭＡの性能が低下する可能性があるという課題がある。非特許文献３には、ＵＥがｅＮＢに対して、ベストのＰＭＩと２番目にベストのＰＭＩを報告し、ｅＮＢは２番目にベストのＰＭＩの使用も許容することで、ＵＥペアリングの確率を向上させる技術が記載されている。しかし、この方法では、ＵＥからのフィードバック量が増加し、性能向上も限られる。【００１０】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、電力領域での多重を行う技術において、ユーザ装置からのフィードバック量を増加させることなく、各ユーザ装置がペアの対象となる可能性を高めることを可能とする技術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】
【００１１】
本発明の実施の形態によれば、無線通信システムで用いられる基地局であって、
電力領域での多重の対象として選択されたペアにおける第１ユーザ装置から通知される第１プリコーディング行列と、前記ペアにおける第２ユーザ装置から通知される第２プリコーディング行列とに基づいて、プリコーディング行列を算出するプリコーディング行列算出部と、
前記プリコーディング行列算出部により算出された前記プリコーディング行列を使用して、前記第１ユーザ装置及び前記第２ユーザ装置に対する送信信号にプリコードを適用するプリコード部と
を備えることを特徴とする基地局が提供される。【００１２】
また、本発明の実施の形態によれば、無線通信システムで用いられるユーザ装置であって、
基地局に、第１プリコーディング行列のインデックスを送信する送信部と、
前記基地局において算出されたプリコーディング行列、又は、当該プリコーディング行列のインデックスを、前記基地局から受信する受信部と、を備え、
前記ユーザ装置は、前記基地局により電力領域での多重の対象として選択されたペアにおける第１ユーザ装置であり、
前記プリコーディング行列は、前記基地局により、前記第１プリコーディング行列と、前記ペアにおける第２ユーザ装置の第２プリコーディング行列とに基づき算出されたプリコーディング行列である
ことを特徴とするユーザ装置が提供される。【００１３】
また、本発明の実施の形態によれば、無線通信システムで用いられるユーザ装置であって、
前記ユーザ装置は、前記基地局により電力領域での多重の対象として選択されたペアにおける第１ユーザ装置であり、
基地局に、第１プリコーディング行列のインデックスを送信する送信部と、
前記ペアにおける第２ユーザ装置の第２プリコーディング行列を、前記基地局から受信する受信部と、を備え、
前記第１プリコーディング行列と前記第２プリコーディング行列とに基づいて、前記基地局において前記ユーザ装置に対して適用されるプリコーディング行列を算出するプリコーディング行列算出部と
を備えることを特徴とするユーザ装置が提供される。【００１４】
また、本発明の実施の形態によれば、前記基地局が実行するプリコーディング行列適用方法、及び前記ユーザ装置が実行するプリコーディング行列取得方法が提供される。
【発明の効果】
【００１５】
電力領域での多重を行う技術において、ユーザ装置からのフィードバック量を増加させることなく、各ユーザ装置がペアの対象となる可能性を高めることを可能とする技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】ＮＯＭＡの基本原理を説明するための図である。
【図２Ａ】ＮＯＭＡの基本原理を説明するための図である。
【図２Ｂ】ＮＯＭＡの基本原理を説明するための図である。
【図２Ｃ】ＮＯＭＡの基本原理を説明するための図である。
【図３】本発明の実施の形態における無線通信システムの構成図である。
【図４】本実施の形態における基本的な処理の流れを示すシーケンス図である。
【図５】重み付け加算のベクトルイメージを示す図である。
【図６】パラメータβを決定するための手順を説明するための図である。
【図７】ＵＥへのパラメータ通知に関するシーケンス例を示す図である。
【図８】ユーザ装置ＵＥの構成図である。
【図９】ユーザ装置ＵＥのＨＷ構成図である。
【図１０】基地局ｅＮＢの構成図である。
【図１１】基地局ｅＮＢのＨＷ構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。以下で説明する実施の形態は一例に過ぎず、本発明が適用される実施の形態は、以下の実施の形態に限られるわけではない。例えば、本実施の形態に係る移動通信システムはＬＴＥに準拠した方式のシステムを想定しているが、本発明はＬＴＥに限定されるわけではなく、他の方式にも適用可能である。また、本明細書及び特許請求の範囲において、「ＬＴＥ」は、３ＧＰＰのＲｅｌ−１２、１３、１４もしくはそれ以降に対応する通信方式（５Ｇを含む）を含み得る広い意味で使用する。また、以下で説明する「プリコーディング行列」は、「プリコーディングベクトル」を含む意味で使用する。
【００１８】
（システム構成）
図３に、本発明の実施の形態における無線通信システムの構成図を示す。図３に示すように、本実施の無線通信システムは、基地局ｅＮＢ（以下、ｅＮＢ）と、ｅＮＢに近いユーザ装置ＵＥ２（以下、ＵＥ２）とセル端のユーザ装置ＵＥ１（以下、ＵＥ１）を含む。ｅＮＢ及び各ＵＥは、少なくともＬＴＥの機能を有するとともに、ＭＩＭＯを適用したＮＯＭＡ（非直交多元接続）を行う機能を有する。
【００１９】
前述したように、ＮＯＭＡは、セル内の複数のＵＥへの信号をｅＮＢ側で同一のリソース上に多重し、同時に送信する多元接続法であり、電力領域でユーザの信号の多重を行う。電力領域で多重されたユーザの信号の分離は、ペアとなるユーザ間の電力配分とＵＥにおける干渉除去機能の適用によって実現される。なお、電力領域で多重を行う技術はＮＯＭＡに限られるわけではない。
【００２０】
ｅＮＢのセル内には多数のＵＥが存在するが、図３は、その内、ｅＮＢにより、電力領域での多重の対象として選択されたペアの２つのＵＥ（ＵＥ１、ＵＥ２）を示すものである。つまり、ｅＮＢは、各ＵＥからＣＱＩを受信し、受信した各ＵＥのＣＱＩに基づいて、ペアの選択を行った結果、ＵＥ１とＵＥ２が選択されたことを示す。ペアの選択の際に電力比も決定される。ただし、本実施の形態では、同じＰＭＩを報告したＵＥをペアとする必要はなく、ＵＥのペアリングの数を増加させることができる。つまり、各ＵＥにとっては、他のＵＥとペアとされる可能性が高くなる。
【００２１】
ＮＯＭＡを適用するｅＮＢにおいて、ＵＥペアを選択するためのスケジューリングは、一例として、以下のようにして行われる（非特許文献４）。
【００２２】
まず、予め決められた電力セットの集合（例：(0.05, 0.95), (0.1, 0.9), …,）から１つの電力セットを選択し、選択した電力セットについて１つのＵＥペアを選択する。そして、当該電力セットと各ＵＥから報告されたＣＱＩを使用して、各ＵＥのスケジューリング用ＳＩＮＲを計算し、ＳＩＮＲから各ＵＥのスループット（瞬時スループット、平均スループット）を計算して、ＵＥペアのＰＦ（Proportional Fairness）メトリックを計算する。このようなＰＦメトリックを、電力セット毎、ＵＥペア毎に計算し、ＰＦメトリックが最大となるＵＥペアと電力セットを決定する。
【００２３】
本実施の形態では、ペアを構成する各ＵＥによってベストなものとして選択された各プリコーディング行列を重み付け加算（加重平均）して、ＵＥペアに適用するプリコーディング行列を算出することとしている。以下、シーケンス図等を参照しながらより詳細に説明する。
【００２４】
（処理シーケンス）
図４は、本実施の形態における基本的な処理の流れを示すシーケンス図である。ステップＳ１０１において、ＵＥ２は、ＣＳＩ報告として、チャネル状態に基づき算出されたＣＱＩ２、及びＰＭＩ２をｅＮＢに送信する。また、ステップＳ１０２において、ＵＥ１は、ＣＱＩ１、及びＰＭＩ１をｅＮＢに送信する。これらのＰＭＩは、各ＵＥにおいてベストなＰＭＩとして選択されたものである。
【００２５】
なお、各ＵＥは、例えば、取り得る各ＲＩ、各ＰＭＩについて、チャネル推定値や復調のための受信重み等を用いてＳＩＮＲを算出し、ＳＩＮＲから推定されるデータデートが最大になるＲＩ、ＰＭＩをｅＮＢに報告する。また、当該ＲＩ、ＰＭＩにより算出されるＳＩＮＲに対応するＣＱＩをｅＮＢに報告する。このようにして算出されたＰＭＩをベストなＰＭＩと呼んでいる。
【００２６】
次に、ｅＮＢは、ＵＥ１のＰＭＩ１に対応するプリコーディング行列と、ＵＥ２のＰＭＩ２に対応するプリコーディング行列とを重み付けして加算する（加重平均をとる）ことで、ＵＥ１とＵＥ２のペアに適用するプリコーディング行列を算出する（ステップＳ１０３）。ここで、重み係数をβとし、ＵＥ１のプリコーディング行列をＷ１とし、ＵＥ２のプリコーディング行列をＷ２とすると、ｅＮＢは、下記のようにしてＵＥペアに適用するプリコーディング行列であるＷを算出する。なお、パラメータβの決定方法の例は後述する。
【００２７】
【数１】
2017135302.tif 000003
そして、ｅＮＢは、Ｗを適用して、ＭＩＭＯ+ＮＯＭＡによるＵＥ２及びＵＥ１に対するデータ送信を行う（ステップＳ１０４、Ｓ１０５）。
【００２８】
図５は、上記の式でＷ１とＷ２を重み付け加算してＷを得る場合のベクトルイメージを示す図である。図５に示すように、Ｗは、Ｗ１とＷ２の間にあり、これにより、ＵＥペアの幾何平均（geometric mean）スループットを向上させることができる。
【００２９】
すなわち、本実施の形態に技術により、フィードバック量を増加させることなく、ＵＥがペアの対象とされる可能性を高めるとともに、スループットを向上させることができる。
【００３０】
なお、本実施の形態では、Ｗ１とＷ２を重みを付けて加算することでWを算出しているが、Ｗ１とＷ２と基づいて、重みを付けて加算する以外の方法でWを算出してもよい。
【００３１】
（パラメータβの決定方法）
次に、ｅＮＢによるパラメータβの決定方法の例を図６を参照して説明する。ｅＮＢは、βを、０．１、０．２、...．．、のように、０．１ずつ増加させながら、ステップＳ２０２とステップＳ２０３の処理を行う。具体的には以下のとおりである。
【００３２】
まず、ステップＳ２０１で選択したβを使用して、Ｗ１とＷ２から、式１を用いてＷを算出する（ステップＳ２０２）。そして、ｅＮＢは、Ｗに基づき、セル端のＵＥ１のＳＮＲとセル中央のＵＥ２のＳＮＲを算出する。なお、ここでは、ＳＩＮＲを算出することとしてもよい。ＳＮＲ、ＳＩＮＲを総称して「受信品質」と称してもよい。
【００３３】
各βについて、ＵＥ１のＳＮＲとＵＥ２のＳＮＲの算出が完了すると、ステップＳ２０４において、ｅＮＢは、ＵＥ１のＳＮＲとＵＥ２のＳＮＲの積を最大とするβを、目的のβとする。
【００３４】
上記のようにしてβを算出することは一例である。他の方法でβを算出することとしてもよい。
【００３５】
（Ｗのシグナリングについて）
例えば、ＴＭ３（Transmission mode ３）のように開ループ制御を行う場合、ＵＥはｅＮＢに対するＰＭＩの報告は行わず、また、上記のようにして算出したＷをペアの各ＵＥに通知することは必要ではない。ただし、ＴＭ３の場合でもＰＭＩの報告やＷを通知することとしてもよい。一方、ＴＭ４のように、閉ループ制御を行う場合には、ｅＮＢは、Ｗをペアの各ＵＥに通知する。以下では、Ｗの通知方法の例（オプション１〜３）を説明する。
【００３６】
＜オプション１＞
オプション１においては、ｅＮＢは、ＵＥ１に対して、βとＵＥ２のＰＭＩ２とを通知し、ＵＥ２に対して、βとＵＥ１のＰＭＩ１とを通知する。ＵＥ１は、自身のＰＭＩ１に対応するＷ１と、ＰＭＩ２に対応するＷ２と、βとを用いて、上述した式１により、Ｗを算出する。また、ＵＥ２は、自身のＰＭＩ２に対応するＷ２と、ＰＭＩ１に対応するＷ１と、βとを用いて、上述した式１により、Ｗを算出する。
【００３７】
＜オプション２＞
オプション２では、ｅＮＢはＵＥ１とＵＥ２に対してＷを送信する。ここでは、算出されたＷそのものを送信してもよいし、送信情報量を削減するよう、量子化したＷを送信してもよい。量子化とは、例えば、Ｗの各要素の値を、予め定めた複数の値から選択した値（元の要素に最も近いもの）とすることである。
【００３８】
＜オプション３＞
オプション３では、ｅＮＢは、Ｗを、コードブックに含まれるプリコーディング行列のいずれかに量子化し、量子化したＷの、コードブックにおけるインデックス（ＰＭＩ）を、ＵＥ１とＵＥ２に送信する。なお、各ＵＥが想定するコードブックは、事前にｅＮＢから全ＵＥに対して、もしくはＵＥ個別に指定しても良い。
【００３９】
図７を参照してシーケンスを説明する。図７のステップＳ１０１〜Ｓ１０３は、図４のステップＳ１０１〜Ｓ１０３と同じである。
【００４０】
ステップＳ３０１、Ｓ３０２は、オプション１に対応する。すなわち、ｅＮＢは、ＵＥ１に対して、βとＵＥ２のＰＭＩ２とを通知し、ＵＥ２に対して、βとＵＥ１のＰＭＩ１とを通知する。なお、オプション１において、例えばβが予め定められている場合や、各ＵＥが予めβを保持している場合等には、ステップＳ３０１、Ｓ３０２でβを通知しないこととしてもよい。
【００４１】
ステップＳ４０１、Ｓ４０２は、オプション２に対応する。すなわち、ｅＮＢは、ＵＥ１とＵＥ２のそれぞれにＷを送信する。ステップＳ５０１、Ｓ５０２、Ｓ５０３、Ｓ５０４は、コードブックを事前送信する場合のオプション３に対応する。すなわち、ｅＮＢは、コードブックをＵＥ１とＵＥ２のそれぞれに送信し、更にＷのインデックスを送信する。なお、図７では、ステップＳ１０１〜Ｓ１０３の後にコードブックの送信を行っているが、これは例であり、コードブックの送信のタイミングはステップＳ５０３、Ｓ５０４の前であればどのようなタイミングでもよい。
【００４２】
（装置構成）
次に、本発明の実施の形態におけるＵＥとｅＮＢの構成例を説明する。
【００４３】
＜ユーザ装置ＵＥ＞
図８に、ＵＥの機能構成図を示す。図８は、ｅＮＢに近いＵＥ２の構成に相当する。また、図８に示す例は、ペアとなる他ＵＥの信号（干渉）除去をＳＩＣを用いて行う場合の例である。信号（干渉）除去は、ＳＩＣ以外の方法でも行うことが可能である。
【００４４】
図８に示すように、ＵＥは、受信部１０１、プリコーディング行列Ｗ取得部１０２、フィードバック情報作成部１０３、送信部１０４を備える。受信部１０１は、レプリカ生成部１１１、干渉除去部１２１、所望信号取得部１３１を含む。なお、図８は、ＵＥにおいて本発明に特に関連する機能部のみを示すものであり、ＵＥは、少なくともＬＴＥに準拠した動作を行うための図示しない機能も有するものである。
【００４５】
受信部１０１は、ｅＮＢから各種の下り信号を受信し、受信した物理レイヤの信号からより上位のレイヤの情報を取得する機能を含む。受信部１０１においては、まず、受信電力の強いＵＥ１宛ての信号が復号され、レプリカ生成部１１１が当該信号からＵＥ１の信号のレプリカを生成する。干渉除去部１２１は、レプリカを受信信号から差し引くことで、ＵＥ２宛ての信号を分離する。そして、所望信号取得部１３１が所望信号を復号する。
【００４６】
プリコーディング行列Ｗ取得部１０２は、ｅＮＢから通知される情報に基づいて、Ｗを取得する。閉ループ制御において、Ｗは、受信部１０１におけるチャネル推定やフィードバック情報作成部１０３におけるフィードバック情報の作成に使用される。
【００４７】
前述したオプション１の場合、プリコーディング行列Ｗ取得部１０２は、β、ＰＭＩ１、ＰＭＩ２から式１を用いてＷを算出する。オプション２では、ｅＮＢから受信したＷを使用する。オプション３では、ｅＮＢから受信するインデックスに対応するＷをコードブック（ＵＥのメモリ等に記憶されている）から取得する。
【００４８】
フィードバック情報作成部１０３は、ｅＮＢにＣＳＩ報告として報告するＲＩ、ＰＭＩ、ＣＱＩ等を算出し、送信部１０４を介して送信する。送信部１０４は、ＵＥから送信されるべき上位のレイヤの情報から、物理レイヤの各種信号を生成し、ｅＮＢに対して送信する機能を含む。
【００４９】
図８に示すＵＥの構成は、全体をハードウェア回路（例：１つ又は複数のＩＣチップ）で実現してもよいし、一部をハードウェア回路で構成し、その他の部分をＣＰＵとプログラムとで実現してもよい。
【００５０】
図９は、ＵＥのハードウェア（ＨＷ）構成の例を示す図である。図９は、図８よりも実装例に近い構成を示している。図９に示すように、ＵＥは、無線信号に関する処理を行うＲＥ（Ｒａｄｉｏ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）モジュール１５１と、ベースバンド信号処理を行うＢＢ（Ｂａｓｅ  Ｂａｎｄ）処理モジュール１５２と、上位レイヤ等の処理を行う装置制御モジュール１５３と、ＵＳＩＭカードにアクセスするインタフェースであるＵＳＩＭスロット１５４とを有する。
【００５１】
ＲＥモジュール１５１は、ＢＢ処理モジュール１５２から受信したデジタルベースバンド信号に対して、Ｄ／Ａ（Ｄｉｇｉｔａｌ−ｔｏ−Ａｎａｌｏｇ）変換、変調、周波数変換、及び電力増幅等を行うことでアンテナから送信すべき無線信号を生成する。また、アンテナから受信した無線信号に対して、周波数変換、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ  ｔｏ  Ｄｉｇｉｔａｌ）変換、復調等を行うことでデジタルベースバンド信号を生成し、ＢＢ処理モジュール１５２に渡す。ＲＥモジュール１５１は、例えば、図８の送信部１０４、受信部１０１における物理レイヤ等の機能を含む。
【００５２】
ＢＢ処理モジュール１５２は、ＩＰパケットとデジタルベースバンド信号とを相互に変換する処理を行う。ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）１６２は、ＢＢ処理モジュール１５２における信号処理を行うプロセッサである。メモリ１７２は、ＤＳＰ１６２のワークエリアとして使用される。ＢＢ処理モジュール１５２は、例えば、図８の送信部１０４、受信部１０１におけるレイヤ２等の機能、プリコーディング行列Ｗ取得部１０２の機能、及びフィードバック情報作成部１０３の機能を含む。なお、プリコーディング行列Ｗ取得部１０２の機能、及びフィードバック情報作成部１０３の機能の全部又は一部を装置制御モジュール１５３に含めることとしてもよい。
【００５３】
装置制御モジュール１５３は、ＩＰレイヤのプロトコル処理、各種アプリケーションの処理等を行う。プロセッサ１６３は、装置制御モジュール１５３が行う処理を行うプロセッサである。メモリ１７３は、プロセッサ１６３のワークエリアとして使用される。また、プロセッサ１６３は、ＵＳＩＭスロット１５４を介してＵＳＩＭとの間でデータの読出し及び書込みを行う。
【００５４】
＜基地局ｅＮＢ＞
図１０に、ｅＮＢの機能構成図を示す。図１０に示す構成は、あるＵＥペア（例：ＵＥ１とＵＥ２）が選択された場合における動作に関わる構成を示している。図１０に示すように、ｅＮＢは、送信部２０１、プリコード部２０２、変調部２０３、符号化部２０４、２０５、プリコーディング行列Ｗ算出部２０６、受信部２０７を備える。なお、図１０は、ｅＮＢにおいて本発明の実施の形態に特に関連する機能部のみを示すものであり、ｅＮＢは、少なくともＬＴＥ方式に準拠した動作を行うための図示しない機能も有するものである。
【００５５】
図１０に示すｅＮＢにおいて、ペアのＵＥへの情報ビットがそれぞれ符号化部２０４、２０５に入力される。各符号化部は、情報ビットに対してチャネル符号化を行って、符号化ビットを変調部２０３に出力する。変調部２０３は、各ＵＥの符号化ビットを結合した信号がコンステレーション上にマッピングされるように変調を行って、変調信号をプリコード部２０２に出力する。
【００５６】
プリコード部２０２は、前述した方法で算出されたＷを用いて変調信号にプリコーディングを施して、送信部２０１に出力する。送信部２０１は、プリコードされた変調信号から無線信号を生成し、送信する。
【００５７】
プリコーディング行列Ｗ算出部２０６は、ペアの各ＵＥから受信したＰＭＩからプリコーディング行列を取得して、当該プリコーディング行列を用いて、前述した方法でＵＥペアに関するβを算出し、当該βを用いてＷを算出する。受信部２０７は、ＵＥから各種の上り信号を受信し、受信した物理レイヤの信号からより上位のレイヤの情報を取得する機能を含む。また、Ｗ、β、ＰＭＩ等のパラメータをＵＥに通知する場合には、当該パラメータを情報ビットとして、上述した送信側の処理により、送信が行われる。
【００５８】
図１０に示すｅＮＢの構成は、全体をハードウェア回路（例：１つ又は複数のＩＣチップ）で実現してもよいし、一部をハードウェア回路で構成し、その他の部分をＣＰＵとプログラムとで実現してもよい。
【００５９】
図１１は、ｅＮＢのハードウェア（ＨＷ）構成の例を示す図である。図１１は、図１０よりも実装例に近い構成を示している。図１１に示すように、ｅＮＢは、無線信号に関する処理を行うＲＥモジュール２５１と、ベースバンド信号処理を行うＢＢ処理モジュール２５２と、上位レイヤ等の処理を行う装置制御モジュール２５３と、ネットワークと接続するためのインタフェースである通信ＩＦ２５４とを有する。
【００６０】
ＲＥモジュール２５１は、ＢＢ処理モジュール２５２から受信したデジタルベースバンド信号に対して、Ｄ／Ａ変換、変調、周波数変換、及び電力増幅等を行うことでアンテナから送信すべき無線信号を生成する。また、アンテナから受信した無線信号に対して、周波数変換、Ａ／Ｄ変換、復調等を行うことでデジタルベースバンド信号を生成し、ＢＢ処理モジュール２５２に渡す。ＲＥモジュール２５１は、例えば、図１０の送信部２０１及び受信部２０７における物理レイヤの機能を含む。
【００６１】
ＢＢ処理モジュール２５２は、ＩＰパケットとデジタルベースバンド信号とを相互に変換する処理を行う。ＤＳＰ２６２は、ＢＢ処理モジュール２５２における信号処理を行うプロセッサである。メモリ２７２は、ＤＳＰ２５２のワークエリアとして使用される。ＢＢ処理モジュール２５２は、例えば、図１０の送信部２０１及び受信部２０７におけるレイヤ２等の機能、プリコード部２０２、変調部２０３、符号化部２０４、２０５、及びプリコーディング行列Ｗ算出部２０６を含む。なお、プリコード部２０２、変調部２０３、符号化部２０４、２０５、及びプリコーディング行列Ｗ算出部２０６の機能の全部又は一部を装置制御モジュール２５３に含めることとしてもよい。
【００６２】
装置制御モジュール２５３は、ＩＰレイヤのプロトコル処理、ＯＡＭ処理等を行う。プロセッサ２６３は、装置制御モジュール２５３が行う処理を行うプロセッサである。メモリ２７３は、プロセッサ２６３のワークエリアとして使用される。補助記憶装置２８３は、例えばＨＤＤ等であり、基地局ｅＮＢ自身が動作するための各種設定情報等が格納される。
【００６３】
なお、図８〜図１１に示す装置の構成（機能区分）は、本実施の形態で説明する処理を実現する構成の一例に過ぎない。本実施の形態で説明する処理を実現できるのであれば、その実装方法（具体的な機能部の配置、名称等）は、特定の実装方法に限定されない。
【００６４】
（実施の形態のまとめ）
以上、説明したように、本実施の形態により、無線通信システムで用いられる基地局であって、電力領域での多重の対象として選択されたペアにおける第１ユーザ装置から通知される第１プリコーディング行列と、前記ペアにおける第２ユーザ装置から通知される第２プリコーディング行列とに基づいて、プリコーディング行列を算出するプリコーディング行列算出部と、前記プリコーディング行列算出部により算出された前記プリコーディング行列を使用して、前記第１ユーザ装置及び前記第２ユーザ装置に対する送信信号にプリコードを適用するプリコード部とを備える基地局が提供される。
【００６５】
上記の構成により、電力領域での多重を行う技術において、ユーザ装置からのフィードバック量を増加させることなく、各ユーザ装置がペアの対象となる可能性を高めることが可能となる。
【００６６】
前記プリコーディング行列算出部は、前記第１プリコーディング行列と前記第２プリコーディング行列とに重みを付けて加算することにより、前記プリコーディング行列を算出することとしてもよい。この構成により、ユーザ装置のスループットを向上させることができる。
【００６７】
前記プリコーディング行列算出部は、複数の候補の重みを使用してプリコーディング行列を算出し、算出されたプリコーディング行列に基づいて推定される前記第１ユーザ装置及び前記第２ユーザ装置の受信品質に応じて、前記複数の候補の重みの中から、前記プリコード部で使用されるプリコーディング行列を算出するための重みを決定することとしてもよい。この構成により、最適な重みを決定することができる。
【００６８】
前記基地局は、前記プリコード部で使用されるプリコーディング行列、又は、当該プリコーディング行列のインデックスを前記第１ユーザ装置又は前記第２ユーザ装置に送信する送信部を更に備えることとしてもよい。この構成により、閉ループ制御等の場合に、ユーザ装置は適切にチャネル推定等を行うことができる。
【００６９】
また、前記基地局は、前記プリコード部で使用されるプリコーディング行列の算出に用いた前記重みと、前記第１プリコーディング行列のインデックスとを前記第２ユーザ装置に送信し、当該重みと前記第２プリコーディング行列のインデックスとを前記第１ユーザ装置に送信する送信部を更に備えることとしてもよい。この構成により、閉ループ制御等の場合に、ユーザ装置は適切にチャネル推定等を行うことができる。
【００７０】
また、本実施の形態により、無線通信システムで用いられるユーザ装置であって、基地局に、第１プリコーディング行列のインデックスを送信する送信部と、前記基地局において算出されたプリコーディング行列、又は、当該プリコーディング行列のインデックスを、前記基地局から受信する受信部と、を備え、前記ユーザ装置は、前記基地局により電力領域での多重の対象として選択されたペアにおける第１ユーザ装置であり、前記プリコーディング行列は、前記基地局により、前記第１プリコーディング行列と、前記ペアにおける第２ユーザ装置の第２プリコーディング行列とに基づき算出されたプリコーディング行列であることを特徴とするユーザ装置が提供される。
【００７１】
上記の構成により、電力領域での多重を行う技術において、ユーザ装置からのフィードバック量を増加させることなく、ユーザ装置がペアの対象となる可能性を高めることが可能となる。
【００７２】
また、本実施の形態により、無線通信システムで用いられるユーザ装置であって、前記ユーザ装置は、前記基地局により電力領域での多重の対象として選択されたペアにおける第１ユーザ装置であり、基地局に、第１プリコーディング行列のインデックスを送信する送信部と、前記ペアにおける第２ユーザ装置の第２プリコーディング行列を、前記基地局から受信する受信部と、を備え、前記第１プリコーディング行列と前記第２プリコーディング行列とに基づいて、前記基地局において前記ユーザ装置に対して適用されるプリコーディング行列を算出するプリコーディング行列算出部とを備えることを特徴とするユーザ装置が提供される。
【００７３】
上記の構成により、電力領域での多重を行う技術において、ユーザ装置からのフィードバック量を増加させることなく、ユーザ装置がペアの対象となる可能性を高めることが可能となる。
【００７４】
以上、本発明の実施の形態を説明してきたが、開示される発明はそのような実施形態に限定されず、当業者は様々な変形例、修正例、代替例、置換例等を理解するであろう。発明の理解を促すため具体的な数値例を用いて説明がなされたが、特に断りのない限り、それらの数値は単なる一例に過ぎず適切な如何なる値が使用されてもよい。上記の説明における項目の区分けは本発明に本質的ではなく、２以上の項目に記載された事項が必要に応じて組み合わせて使用されてよいし、ある項目に記載された事項が、別の項目に記載された事項に（矛盾しない限り）適用されてよい。機能ブロック図における機能部又は処理部の境界は必ずしも物理的な部品の境界に対応するとは限らない。複数の機能部の動作が物理的には１つの部品で行われてもよいし、あるいは１つの機能部の動作が物理的には複数の部品により行われてもよい。説明の便宜上、基地局ｅＮＢ及びユーザ装置ＵＥは機能的なブロック図を用いて説明されたが、そのような装置はハードウェアで、ソフトウェアで又はそれらの組み合わせで実現されてもよい。本発明の実施の形態に従って、ユーザ装置ＵＥ及び基地局ｅＮＢが有するプロセッサにより動作するソフトウェアはそれぞれ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、フラッシュメモリ、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、レジスタ、ハードディスク（ＨＤＤ）、リムーバブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、データベース、サーバその他の適切な如何なる記憶媒体に保存されてもよい。
【００７５】
＜実施形態の補足＞
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シグナリング、ＭＡＣシグナリング、ブロードキャスト情報（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メッセージは、ＲＲＣシグナリングと呼ばれてもよい。また、ＲＲＣメッセージは、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。
【００７６】
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）、ＩＥＥＥ  ８０２．１６（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。
【００７７】
判定又は判断は、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。
【００７８】
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。
【００７９】
ＵＥは、当業者によって、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、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。
【００８０】
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。
【００８１】
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、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。
【００８２】
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。
【００８３】
また、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。
【００８４】
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へ送信されてもよい。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の精神から逸脱することなく、様々な変形例、修正例、代替例、置換例等が本発明に包含される。
【００８８】
本特許出願は２０１６年２月４日に出願した日本国特許出願第２０１６−０２０３３０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２０１６−０２０３３０号の全内容を本願に援用する。
【符号の説明】
【００８９】
ＵＥ  ユーザ装置
ｅＮＢ  基地局
１０１  受信部
１０２  プリコーディング行列Ｗ取得部
１０３  フィードバック情報作成部
１０４  送信部
１１１  レプリカ生成部
１２１  干渉除去部
１３１  所望信号取得部
１５２  ＢＢ処理モジュール
１５３  装置制御モジュール
１５４  ＵＳＩＭスロット
２０１  送信部
２０２  プリコード部
２０３  変調部
２０４，２０５  符号化部
２０６  プリコーディング行列Ｗ算出部
２０７  受信部
２５１  ＲＥモジュール
２５２  ＢＢ処理モジュール
２５３  装置制御モジュール
２５４  通信ＩＦ
【図１】
2017135302.tif 000004
【図２Ａ】
2017135302.tif 000005
【図２Ｂ】
2017135302.tif 000006
【図２Ｃ】
2017135302.tif 000007
【図３】
2017135302.tif 000008
【図４】
2017135302.tif 000009
【図５】
2017135302.tif 000010
【図６】
2017135302.tif 000011
【図７】
2017135302.tif 000012
【図８】
2017135302.tif 000013
【図９】
2017135302.tif 000014
【図１０】
2017135302.tif 000015
【図１１】
2017135302.tif 000016
【国際調査報告】
2017135302.tif 000017
2017135302.tif 000018
2017135302.tif 000019
2017135302.tif 000020