(57)【要約】【課題】複数のユーザ装置全体の受信品質の低下を抑制する。【解決手段】無線基地局１４は、複数のアンテナ素子１２を用いて、複数の送信方向の各々にビームを形成して参照信号を送信する送信部２０と、参照信号を受信したユーザ装置による参照信号の受信品質を表す値を受信する受信部２２と、受信部２２により受信された複数のユーザ装置の各々の受信品質を表す値から算出されるユーザ装置群の受信品質を表す指標値を用いて、送信部２０により送信された複数のビームの中から、ユーザデータの送信に用いるビームの組み合わせを選択する選択部２４と、を含む。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナ素子を用いて、複数の送信方向の各々にビームを形成して参照信号を送信する送信部と、
前記参照信号を受信したユーザ装置による前記参照信号の受信品質を表す値を受信する受信部と、
前記受信部により受信された複数の前記ユーザ装置の各々の受信品質を表す値から算出されるユーザ装置群の受信品質を表す指標値を用いて、前記送信部により送信された複数のビームの中から、ユーザデータの送信に用いるビームの組み合わせを選択する選択部と、
を含む無線基地局。
【請求項２】
前記送信部は、前記ユーザデータを送信する場合、前記選択部により選択された同一のビームを受信する複数の前記ユーザ装置に対しては、空間分割多重化以外の多重化方式によって多重化を行って前記ユーザデータを送信し、異なるビームを受信する同一の多重化リソースを用いる複数の前記ユーザ装置に対しては、デジタルプリコーディングによって空間分割多重化を行って前記ユーザデータを送信する、
請求項１に記載の無線基地局。
【請求項３】
前記送信部は、前記ユーザデータを送信する場合で、かつ１つの前記ビームを受信する前記ユーザ装置の数が、１つの前記ビームに割り当て可能な多重化リソースの数よりも多い場合、前記参照信号の受信品質が高い前記ユーザ装置から順に前記多重化リソースを割り当てて多重化を行って前記ユーザデータを送信する、
請求項２に記載の無線基地局。
【請求項４】
前記送信部は、自身の無線基地局と接続が確立している複数の前記ユーザ装置に前記参照信号を送信する、
請求項１から請求項３の何れか１項に記載の無線基地局。
【請求項５】
前記受信品質を表す値は、前記参照信号の受信品質が量子化された値、又は前記参照信号の受信電力値が量子化された値である、
請求項１から請求項４の何れか１項に記載の無線基地局。
【請求項６】
前記受信品質を表す値は、受信品質が高いほど大きい値であり、
前記指標値は、前記受信品質を表す値が一定値以上である前記ユーザ装置群に含まれる前記ユーザ装置の数、前記受信品質を表す値の和、又は前記受信品質を表す値の積である、
請求項１から請求項５の何れか１項に記載の無線基地局。
【請求項７】
前記受信品質を表す値は、受信品質が高いほど大きい値であり、
前記指標値は、前記受信品質を表す値が一定値以上である前記ユーザ装置群に含まれる前記ユーザ装置の数であり、
前記選択部は、前記受信品質を表す値が一定値以上である前記ユーザ装置群に含まれる前記ユーザ装置の数が最大となる前記ビームの組み合わせを選択する場合に、前記ユーザ装置の数が、選択するビームの数と各ビームにおける多重化リソースの数とを乗算して得られた値以上となるまで前記一定値を小さくして、前記ビームの組み合わせを選択する、
請求項１に記載の無線基地局。
【請求項８】
複数のアンテナ素子を備えた無線基地局による無線通信方法であって、
前記複数のアンテナ素子を用いて、複数の送信方向の各々にビームを形成して参照信号を送信し、
前記参照信号を受信したユーザ装置による前記参照信号の受信品質を表す値を受信し、
受信した複数の前記ユーザ装置の各々の受信品質を表す値から算出されるユーザ装置群の受信品質を表す指標値を用いて、送信した複数のビームの中から、ユーザデータの送信に用いるビームの組み合わせを選択する、
処理を含む無線通信方法。
【請求項９】
複数のアンテナ素子を用いて、複数の送信方向の各々にビームを形成して参照信号を送信する送信部と、前記参照信号を受信したユーザ装置による前記参照信号の受信品質を表す値を受信する受信部と、前記受信部により受信された複数の前記ユーザ装置の各々の受信品質を表す値から算出されるユーザ装置群の受信品質を表す指標値を用いて、前記送信部により送信された複数のビームの中から、ユーザデータの送信に用いるビームの組み合わせを選択する選択部と、を含む無線基地局、及び
前記参照信号を受信する受信部と、前記参照信号の受信品質を表す値を前記無線基地局に送信する送信部と、を含む複数のユーザ装置、
を備えた無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示の技術は、無線基地局、無線通信方法、及び無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数のアンテナを用いて無線基地局から複数の方向にビームを形成してユーザ装置にパイロット信号を送信する技術が提案されている。この技術では、パイロット信号を受信したユーザ装置のパイロット信号の受信状態値に基づいて、ビームの組み合わせが選択される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２００８２４号公報
【特許文献２】特開２００９−２３２２５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前述した技術は、ビーム毎にユーザ装置を絞り込み、ビーム毎に割り当てるユーザ装置を決定するものであった。従って、例えば、選択可能なビームの数よりもユーザ装置の数が多い場合等のユーザ装置の数が比較的多い場合、選択されたビームからの位置が比較的離れたユーザ装置については受信品質が著しく低くなってしまう場合があるという問題がある。
【０００５】
開示の技術は、一つの側面として、複数のユーザ装置全体の受信品質の低下を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
開示の技術は、一つの態様として、複数のアンテナ素子を用いて、複数の送信方向の各々にビームを形成して参照信号を送信し、前記参照信号を受信したユーザ装置による前記参照信号の受信品質を表す値を受信する。そして、受信した複数の前記ユーザ装置の各々の受信品質を表す値から算出されるユーザ装置群の受信品質を表す指標値を用いて、前記送信部により送信された複数のビームの中から、ユーザデータの送信に用いるビームの組み合わせを選択する。
【発明の効果】
【０００７】
一つの側面として、複数のユーザ装置全体の受信品質の低下を抑制することができる、という効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】各実施形態に係る無線通信システムの概略構成を示すブロック図である。
【図２】各実施形態に係る無線基地局のアンテナの配列を説明するための図である。
【図３】各実施形態に係る無線基地局の機能ブロック図である。
【図４】各実施形態に係るユーザ装置の機能ブロック図である。
【図５】各実施形態に係る無線基地局のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図６】各実施形態に係るユーザ装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図７】各実施形態に係る参照信号送信処理の一例を示すフローチャートである。
【図８】各実施形態に係る返信処理の一例を示すフローチャートである。
【図９】第１実施形態に係るビーム選択処理の一例を示すフローチャートである。
【図１０】ビーム毎にユーザ装置を絞り込む場合のユーザ装置の受信品質の一例を示す図である。
【図１１】各実施形態に係るユーザ装置の受信品質の一例を示す図である。
【図１２】第２実施形態に係るビーム選択処理の一例を示すフローチャートである。
【図１３】変形例に係る無線通信システムの概略構成を示すブロック図である。
【図１４】変形例に係る無線基地局のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図１５】変形例に係るビームの形状を説明するためのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、開示の技術の実施形態の例を詳細に説明する。
【００１０】
［第１実施形態］
まず、図１及び図２を参照して、本実施形態に係る無線通信システム１０の構成を説明する。図１に示すように、無線通信システム１０は、複数のアンテナ素子１２を備えた無線基地局１４、及び複数のユーザ装置１６を含む。無線基地局１４とユーザ装置１６とは無線通信によって信号の送受信を行う。ユーザ装置１６の例としては、スマートフォン及びInternet of Things（ＩｏＴ）デバイス等が挙げられる。
【００１１】
一例として図２に示すように、複数のアンテナ素子１２は、鉛直方向に沿った平面（図２に示すｙｚ平面）上に行列状にｋ行ｌ列に配列される。無線基地局１４は、各アンテナ素子１２を制御することによって、アンテナ素子１２の前方に対してビームＢを形成して、信号をユーザ装置１６に送信する。なお、以下では、図２に示すように、ビームＢの送信方向の鉛直方向の角度をθ（０°≦θ≦１８０°）で表し、水平方向の角度をφ（０°≦φ≦１８０°）で表す。
【００１２】
次に、図３を参照して、本実施形態に係る無線基地局１４の機能的な構成を説明する。図３に示すように、無線基地局１４は、送信部２０、受信部２２、及び選択部２４を含む。送信部２０は、参照信号生成部２６、チャネル多重部２８、アナログBeamForming（ＢＦ）部３８、アナログＢＦ制御部４０、ユーザデータ生成部５２、及びデジタルプリコーディング部５４を含む。また、送信部２０は、複数組のInverse Fast Fourier Transform（ＩＦＦＴ）部３０、Cyclic Prefix（ＣＰ）付加部３２、Digital-Analog（ＤＡ）変換部３４、及びアップコンバージョン部３６を更に含む。受信部２２は、複数組のダウンコンバージョン部４２、Analog-Digital（ＡＤ）変換部４４、ＣＰ除去部４６、及びFast Fourier Transform（ＦＦＴ）部４８と、復調部５０とを含む。
【００１３】
送信部２０は、複数のアンテナ素子１２を用いて、複数の送信方向の各々にビームＢを形成して参照信号を送信する。本実施形態では、送信部２０は、無線基地局１４と接続が確立している全てのユーザ装置１６に参照信号を送信する。なお、例えば、ユーザ装置１６で実行されるイニシャル処理等の結果に基づいて、無線基地局１４は、無線基地局１４と接続が確立しているユーザ装置１６を把握することができる。
【００１４】
参照信号を送信する場合の送信部２０の各機能部の機能を説明する。参照信号生成部２６は、ダウンリンクの参照信号を生成する。チャネル多重部２８は、参照信号生成部２６により生成された参照信号を各サブキャリアにマッピングする。ＩＦＦＴ部３０は、チャネル多重部２８により参照信号がマッピングされたサブキャリアに対して、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）を行い、サブキャリアを有効シンボルに変換する。ＣＰ付加部３２は、ＩＦＦＴ部３０により変換されて得られた有効シンボルに対してＣＰを付加することによってOrthogonal Frequency-Division Multiplexing（ＯＦＤＭ）シンボルを生成する。
【００１５】
ＤＡ変換部３４は、ＣＰ付加部３２により生成されたＯＦＤＭシンボルを示すデジタル信号をアナログ信号に変換する。アップコンバージョン部３６は、ＤＡ変換部３４により変換されて得られたアナログ信号に対してRadio Frequency（ＲＦ）帯の周波数への周波数変換を行う。
【００１６】
アナログＢＦ制御部４０は、アナログＢＦ部３８を制御し、角度θ及び角度φの各々を所定の間隔で離散化した方向にビームＢを順次形成して、アップコンバージョン部３６による周波数変換を経たアナログ信号を、アンテナ素子１２を介して送信する。なお、本実施形態では、アナログＢＦ制御部４０は、角度θ及び角度φについて、各々１８０°の範囲内を５°間隔で離散化する場合について説明するが、離散化の間隔は５°間隔に限定されない。
【００１７】
例えば、アナログＢＦ制御部４０は、角度θ及び角度φについて、各々１８０°の範囲内を５°以外の間隔で離散化してもよいし、角度θと角度φとで、異なる間隔で離散化してもよい。また、アナログＢＦ制御部４０は、ビームＢを順次形成する際に、離散化する間隔を徐々に異ならせてもよい。なお、以下では、角度θを離散化する間隔をΔθで表し、角度φを離散化する間隔をΔφで表す。
【００１８】
本実施形態では、アナログＢＦ制御部４０は、参照信号に対して、一例として以下の（１）式に示すアナログＢＦベクトルｗ（φ，θ）を適用することによって、ビームＢを形成して、参照信号をアンテナ素子１２を介して送信する。なお、（１）式において、ｗｋ，ｌ（φ，θ）は、ｋ（ｋ＝１〜ＮＶ）行のｌ（ｌ＝１〜ＮＨ）列のアンテナ素子１２に対するウェイトであり、一例として以下の（２）式で表される。（２）式において、λは波長［ｍ］であり、ｄＶ及びｄＨはそれぞれ鉛直方向及び水平方向のアンテナ素子１２の配列間隔［ｍ］である。
【００１９】
【数１】
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【００２０】
アナログＢＦ制御部４０は、アナログＢＦベクトルｗ（φ，θ）を、ｗ（Δφ、Δθ）、ｗ（２Δφ、Δθ）、…、ｗ（ＮφΔφ，ＮθΔθ）と順次切り替えて適用する。これにより、アナログＢＦ部３８は、複数の異なる送信方向にビームＢを順次形成して参照信号を送信する。なお、Ｎφは１８０°／Δφであり、Ｎθは１８０°／Δθである。
【００２１】
受信部２２は、アナログＢＦ制御部４０による制御によって送信された参照信号を受信したユーザ装置１６から返信された参照信号の受信品質を表す値（以下、「受信品質値」という）を受信する。なお、本実施形態では、受信品質値として、受信品質が高いほど大きい値となる値の一例である受信信号対干渉及び雑音電力比(ＳＩＮＲ：Signal-to-Interference plus Noise power Ratio)に対応させたChannel Quality Indicator（ＣＱＩ）を適用した場合について説明するが、これに限定されない。例えば、受信品質値として、参照信号の受信電力値を適用してもよいし、参照信号の受信電力値が量子化された値であるReference Signal Received Power（ＲＳＲＰ）を適用してもよい。
【００２２】
受信部２２の各機能部の機能を説明する。ダウンコンバージョン部４２は、アナログＢＦ部３８を介して受信したＲＦ帯の周波数のアナログ信号に対して、ベースバンド信号への周波数変換を行う。この受信の際、アナログＢＦ部３８が、所定のアナログＢＦベクトルを適用してもよい。
【００２３】
ＡＤ変換部４４は、ダウンコンバージョン部４２により周波数変換を行って得られたアナログ信号をデジタル信号に変換する。ＣＰ除去部４６は、ＡＤ変換部４４による変換によって得られたデジタル信号からＣＰを除去することによって有効シンボルを生成する。ＦＦＴ部４８は、ＣＰ除去部４６により生成された有効シンボルに対して高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を行う。復調部５０は、ＦＦＴ部４８により高速フーリエ変換が行われて得られたデジタル信号に対して復調処理を行う。
【００２４】
以上の受信部２２による処理が各ビームＢで送信された参照信号を受信した各ユーザ装置１６から返信された受信品質値を含むアナログ信号について行われる。これにより、各ビームＢで送信された参照信号を受信した各ユーザ装置１６から返信された参照信号毎の受信品質値が受信部２２によって受信される。
【００２５】
選択部２４は、受信部２２により受信された全ての受信品質値から算出されるユーザ装置１６群の受信品質を表す指標値を用いて、送信部２０により送信された複数のビームＢの中からＬ（Ｌは２以上Ｎφ×Ｎθ未満の整数）本のビームＢの組み合わせを選択する。なお、本実施形態では、Ｌは、無線基地局１４が一度に形成可能なビームＢの本数の最大値を示し、例えば、アップコンバージョン部３６の個数（すなわち、アップコンバージョン部３６を実現する無線処理回路の個数）等によって定まる。また、本実施形態では、上記指標値は、受信品質が高いほど大きい値である。
【００２６】
本実施形態では、選択部２４は、（Ｎφ×Ｎθ）本のビームの中から選択されるＬ本のビームＢの全ての組み合わせの中から、上記指標値が最大となるＬ本のビームＢの組み合わせを選択する。具体的には、選択部２４は、返信された受信品質値が一定値以上のユーザ装置１６の数が最大となるＬ本のビームＢの組み合わせを選択する。より具体的には、選択部２４は、返信されたＣＱＩがＣＱＩの最大値であるＣＱＩｍａｘであるユーザ装置１６の数が最大となるＬ本のビームＢの組み合わせを選択する。この選択の際に用いられるユーザ装置１６の数Ａは、以下の（３）式で表される。なお、（３）式において、Ｍｉはｉ番目のＬ本のビームＢの組み合わせに含まれるビームＢの集合である。また、（３）式において、ＮＵ，ｉ，ｎは、ｉ番目のＬ本のビームＢの組み合わせ内のｎ番目のビームＢに対応して導出されたＣＱＩがＣＱＩｍａｘであるユーザ装置１６の数である。
【００２７】
【数２】
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【００２８】
ここで、本実施形態に係る無線基地局１４では、各ビームＢ内において、周波数分割多重化が使用可能とされる。また、無線基地局１４では、各ビームＢ内において、周波数分割多重化でＧ（Ｇは２以上の整数）個の多重化リソースが使用可能とされる。すなわち、無線基地局１４は、同時に（Ｌ×Ｇ）台のユーザ装置１６と通信が可能である。なお、無線基地局１４が各ビームＢ内において使用する多重化方式としては、周波数分割多重化に限定されず、時分割多重化及び符号分割多重化等の空間分割多重化以外の多重化方式を適用してもよい。
【００２９】
そこで、本実施形態では、極力多くのユーザ装置１６が一定以上の受信品質での受信を可能とするために、Ｌ×Ｇ≦Ａの場合は、選択部２４は、以下に示すようにＬ本のビームＢの組み合わせを選択する。すなわち、この場合、選択部２４は、以下の（４）式で表されるビームＢの組み合わせｉ＊を、ユーザ装置１６への送信対象とするデータ（以下、「ユーザデータ」という）をユーザ装置１６に送信する際のビームＢの組み合わせとして選択する。
【００３０】
【数３】
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【００３１】
一方、Ｌ×Ｇ＞Ａの場合は、選択部２４は、上記一定値を小さくしてＬ本のビームＢの組み合わせを選択する。具体的には、この場合、選択部２４は、返信されたＣＱＩが（ＣＱＩｍａｘ−１）以上であるユーザ装置１６の数が最大となるＬ本のビームＢの組み合わせを選択する。そして、この場合の上記（３）式で算出されるユーザ装置１６の数Ａが（Ｌ×Ｇ）以上である場合は、選択部２４は、上記（４）式で表されるビームＢの組み合わせｉ＊を、ユーザデータをユーザ装置１６に送信する際のビームＢの組み合わせとして選択する。
【００３２】
また、この場合のユーザ装置１６の数Ａが（Ｌ×Ｇ）未満である場合は、選択部２４は、返信されたＣＱＩが（ＣＱＩｍａｘ−２）以上であるユーザ装置１６の数が、最大となるＬ本のビームＢの組み合わせを選択する。このように、選択部２４は、Ｌ×Ｇ＞Ａの場合は、上記一定値を１ずつ小さくしてＬ本のビームＢの組み合わせを選択する処理を、（Ｌ×Ｇ）≦Ａとなるまで繰り返す。そして、選択部２４は、最初にＬ×Ｇ≦Ａとなった際のＬ本のビームＢの組み合わせを、ユーザデータをユーザ装置１６に送信する際のビームＢの組み合わせとして選択する。
【００３３】
また、選択部２４は、ビームＢの組み合わせを選択する際の上記ＣＱＩを用いた条件を満たしたユーザ装置１６について、同一のビームＢを受信する複数のユーザ装置１６に対しては、周波数分割多重化の多重化リソースを各々割り当てる。この割り当ての際、選択部２４は、上記条件を満たしたユーザ装置１６の数が使用可能な多重化リソースの数Ｇよりも大きい場合、ＣＱＩが大きいユーザ装置１６から順に多重化リソースを割り当てる。
【００３４】
また、選択部２４は、異なるビームＢを受信する同一の多重化リソースを割り当てたユーザ装置１６に対しては、空間分割多重化のために、電波の干渉が低減されるデジタルプリコーディングウェイトを導出する。
【００３５】
次に、ユーザデータを送信する場合の送信部２０の機能を説明する。ユーザデータ生成部５２は、ユーザデータの送信対象のユーザ装置１６毎にユーザデータを生成する。デジタルプリコーディング部５４は、ユーザデータ生成部５２により生成されたユーザデータに対して、送信対象のユーザ装置１６に対応して選択部２４により導出されたデジタルプリコーディングウェイトを乗算する。
【００３６】
チャネル多重部２８は、送信対象のユーザ装置１６毎に選択部２４により割り当てられた多重化リソースを使用するように、デジタルプリコーディング部５４によるデジタルプリコーディングウェイトの乗算を経たユーザデータを各サブキャリアにマッピングする。ＩＦＦＴ部３０、ＣＰ付加部３２、ＤＡ変換部３４、及びアップコンバージョン部３６では、参照信号を送信する場合と同様の処理が行われる。
【００３７】
アナログＢＦ制御部４０は、アナログＢＦ部３８を制御し、選択部２４により選択されたＬ本のビームＢの組み合わせに対応するアナログＢＦベクトルを適用することによって、Ｌ本のビームＢを形成してユーザデータを送信対象のユーザ装置１６に送信する。
【００３８】
次に、図４を参照して、本実施形態に係るユーザ装置１６の機能的な構成を説明する。図４に示すように、ユーザ装置１６は、受信部６０及び送信部６２を含む。受信部６０は、ダウンコンバージョン部６６、ＡＤ変換部６８、ＣＰ除去部７０、ＦＦＴ部７２、及びチャネル推定部７４を含む。送信部６２は、返信信号生成部７６、チャネル多重部７８、ＩＦＦＴ部８０、ＣＰ付加部８２、ＤＡ変換部８４、及びアップコンバージョン部８６を含む。
【００３９】
受信部６０は、無線基地局１４から送信された参照信号を、アンテナ素子６４を介して受信する。受信部６０の各機能部の機能を説明する。
【００４０】
ダウンコンバージョン部６６は、無線基地局１４から送信された参照信号を示すアナログ信号を、アンテナ素子６４を介して受信する。そして、ダウンコンバージョン部６６は、受信したＲＦ帯の周波数のアナログ信号に対して、ベースバンド信号への周波数変換を行う。ＡＤ変換部６８は、ダウンコンバージョン部６６により周波数変換を行って得られたアナログ信号をデジタル信号に変換する。
【００４１】
ＣＰ除去部７０は、ＡＤ変換部６８による変換によって得られたデジタル信号からＣＰを除去することによって有効シンボルを生成する。ＦＦＴ部７２は、ＣＰ除去部７０により生成された有効シンボルに対して高速フーリエ変換を行う。チャネル推定部７４は、ＦＦＴ部７２により高速フーリエ変換が行われて得られたデジタル信号を用いてチャネル推定を行う。
【００４２】
送信部６２は、各ビームＢに対応して受信部６０により受信された参照信号の受信品質値を、アンテナ素子６４を介して無線基地局１４に送信する。送信部６２の各機能部の機能を説明する。
【００４３】
返信信号生成部７６は、チャネル推定部７４によるチャネルの推定結果を用いて、参照信号の受信品質値を導出し、導出した受信品質値を示すデジタル信号を生成する。チャネル多重部７８は、返信信号生成部７６により生成されたデジタル信号をサブキャリアにマッピングする。ＩＦＦＴ部８０は、チャネル多重部７８によりデジタル信号がマッピングされたサブキャリアに対して、逆高速フーリエ変換を行い、サブキャリアを有効シンボルに変換する。
【００４４】
ＣＰ付加部８２は、ＩＦＦＴ部８０により変換されて得られた有効シンボルに対してＣＰを付加することによってＯＦＤＭシンボルを生成する。ＤＡ変換部８４は、ＣＰ付加部８２により生成されたＯＦＤＭシンボルを示すデジタル信号をアナログ信号に変換する。アップコンバージョン部８６は、ＤＡ変換部８４により変換されて得られたアナログ信号に対してＲＦ帯の周波数への周波数変換を行う。そして、アップコンバージョン部８６は、周波数変換を行って得られた受信品質値を示すアナログ信号を、アンテナ素子６４を介して無線基地局１４に送信する。
【００４５】
なお、受信品質値が受信電力値の場合は、ダウンコンバージョン部６６による周波数変換の前に、ＲＦ帯のアナログ信号を用いて、受信電力値を導出してもよい。
【００４６】
次に、図５を参照して、無線基地局１４のハードウェア構成を説明する。図５に示すように、無線基地局１４は、Central Processing Unit（ＣＰＵ）１０１、一時記憶領域としてのメモリ１０２、及び不揮発性の記憶部１０３を備える。また、無線基地局１４は、他の無線基地局等との通信のためのコアネットワークに接続されるネットワークＩ／Ｆ１０４、Large-Scale Integration（ＬＳＩ）１０５、及びアンテナ素子１２が接続される無線処理回路１０６を備える。ＣＰＵ１０１、メモリ１０２、記憶部１０３、ネットワークＩ／Ｆ１０４、ＬＳＩ１０５、及び無線処理回路１０６は、バス１０７を介して互いに接続される。また、ＬＳＩ１０５及び無線処理回路１０６は、互いに直接接続される。
【００４７】
記憶部１０３は、Hard Disk Drive（ＨＤＤ）、Solid State Drive（ＳＳＤ）、フラッシュメモリ等によって実現することができる。記憶媒体としての記憶部１０３には、ビーム選択プログラム１１０が記憶される。ＣＰＵ１０１は、ビーム選択プログラム１１０を記憶部１０３から読み出してメモリ１０２に展開して実行する。ＣＰＵ１０１が、ビーム選択プログラム１１０を実行することによって、図３に示す送信部２０の参照信号生成部２６、チャネル多重部２８、ＩＦＦＴ部３０、ＣＰ付加部３２、及びアナログＢＦ制御部４０として機能する。また、ＣＰＵ１０１が、ビーム選択プログラム１１０を実行することによって、図３に示す送信部２０のユーザデータ生成部５２及びデジタルプリコーディング部５４として機能する。また、ＣＰＵ１０１が、ビーム選択プログラム１１０を実行することによって、図３に示す受信部２２のＣＰ除去部４６、ＦＦＴ部４８、及び復調部５０として機能する。また、ＣＰＵ１０１が、ビーム選択プログラム１１０を実行することによって、図３に示す選択部２４として機能する。
【００４８】
また、送信部２０のＤＡ変換部３４、及び受信部２２のＡＤ変換部４４は、ＬＳＩ１０５によって実現される。また、送信部２０のアップコンバージョン部３６及びアナログＢＦ部３８と、受信部２２のダウンコンバージョン部４２は、無線処理回路１０６によって実現される。
【００４９】
また、ビーム選択プログラム１１０により実現される機能は、例えば半導体集積回路、より詳しくはApplication Specific Integrated Circuit（ＡＳＩＣ）等で実現することも可能である。
【００５０】
次に、図６を参照して、ユーザ装置１６のハードウェア構成を説明する。図６に示すように、ユーザ装置１６は、ＣＰＵ１２１、一時記憶領域としてのメモリ１２２、不揮発性の記憶部１２３、ＬＳＩ１２４、及びアンテナ素子６４が接続される無線処理回路１２５を備える。ＣＰＵ１２１、メモリ１２２、記憶部１２３、及びＬＳＩ１２４は、バス１２６を介して互いに接続される。また、ＬＳＩ１２４及び無線処理回路１２５は、互いに直接接続される。
【００５１】
記憶部１２３は、ＨＤＤ、ＳＳＤ、フラッシュメモリ等によって実現することができる。記憶媒体としての記憶部１２３には、返信プログラム１３０が記憶される。ＣＰＵ１２１は、返信プログラム１３０を記憶部１２３から読み出してメモリ１２２に展開して実行する。ＣＰＵ１２１が、返信プログラム１３０を実行することによって、図４に示す受信部６０のＣＰ除去部７０、ＦＦＴ部７２、及びチャネル推定部７４として機能する。また、ＣＰＵ１２１が、返信プログラム１３０を実行することによって、図４に示す送信部６２の返信信号生成部７６、チャネル多重部７８、ＩＦＦＴ部８０、及びＣＰ付加部８２として機能する。
【００５２】
また、受信部６０のＡＤ変換部６８、及び送信部６２のＤＡ変換部８４は、ＬＳＩ１２４によって実現される。また、受信部６０のダウンコンバージョン部６６、及び送信部６２のアップコンバージョン部８６は無線処理回路１２５によって実現される。
【００５３】
また、返信プログラム１３０により実現される機能は、例えば半導体集積回路、より詳しくはＡＳＩＣ等で実現することも可能である。
【００５４】
次に、本実施形態に係る無線通信システム１０の作用を説明する。無線基地局１４がビーム選択プログラム１１０を実行することで、図７に示す参照信号送信処理、及び図９に示すビーム選択処理を実行する。また、ユーザ装置１６が返信プログラム１３０を実行することで、図８に示す返信処理を実行する。図７に示す参照信号送信処理は、例えば、定期的に実行される。また、図９に示すビーム選択処理は、例えば、ユーザデータを送信する場合に実行される。また、図８に示す返信処理は、例えば、無線基地局１４から参照信号送信処理によって最初に送信された参照信号を受信した場合に実行される。
【００５５】
図７に示す参照信号送信処理のステップＳ１０で、アナログＢＦ制御部４０は、カウンタ用の変数ｉ及び変数ｊに１を代入する。次のステップＳ１２で、参照信号生成部２６は、ダウンリンクの参照信号を生成する。また、チャネル多重部２８は、生成された参照信号を各サブキャリアにマッピングする。ＩＦＦＴ部３０は、参照信号がマッピングされたサブキャリアに対して、逆高速フーリエ変換を行い、サブキャリアを有効シンボルに変換する。ＣＰ付加部３２は、変換されて得られた有効シンボルに対してＣＰを付加することによってＯＦＤＭシンボルを生成し、生成したＯＦＤＭシンボルをＤＡ変換部３４に出力する。
【００５６】
ＣＰ付加部３２から出力されたＯＦＤＭシンボルは、ＤＡ変換部３４によってアナログ信号に変換され、変換されて得られたアナログ信号は、アップコンバージョン部３６によってＲＦ帯の周波数への周波数変換が行われる。次のステップＳ１４で、アナログＢＦ制御部４０は、アナログＢＦ部３８を制御し、以下に示すようにアップコンバージョン部３６から出力された参照信号をユーザ装置１６に送信する。すなわち、アナログＢＦ制御部４０は、参照信号を示すアナログ信号に対し、アナログＢＦベクトルｗ（ｉ×Δφ，ｊ×Δθ）を適用することによって、ビームＢを形成して、参照信号をアンテナ素子１２を介してユーザ装置１６に送信する。
【００５７】
次のステップＳ１６で、アナログＢＦ制御部４０は、変数ｉの値をインクリメント（１を加算）する。次のステップＳ１８で、アナログＢＦ制御部４０は、変数ｉの値にΔφを乗算して得られた値が１８０°を超えているか否かを判定する。この判定が否定判定となった場合は、処理はステップＳ１２に戻り、肯定判定となった場合は、処理はステップＳ２０に移行する。
【００５８】
ステップＳ２０で、アナログＢＦ制御部４０は、変数ｉに１を代入し、変数ｊの値をインクリメントする。次のステップＳ２２で、アナログＢＦ制御部４０は、変数ｊの値にΔθを乗算して得られた値が１８０°を超えているか否かを判定する。この判定が否定判定となった場合は、処理はステップＳ１２に戻り、肯定判定となった場合は、処理はステップＳ２４に移行する。
【００５９】
各ユーザ装置１６は、以上のステップＳ１２〜ステップＳ２２の繰り返し処理によって複数の方向にビームＢが形成されて送信された参照信号の各々を用いて導出されるＣＱＩを示すアナログ信号を、後述する返信処理によって無線基地局１４に送信する。各ユーザ装置１６からアナログ信号が送信されると、ダウンコンバージョン部４２によりアナログ信号がアンテナ素子１２を介して受信され、ベースバンド信号への周波数変換が行われる。
【００６０】
また、周波数変換が行われて得られたアナログ信号は、ＡＤ変換部４４によりデジタル信号に変換され、ＣＰ除去部４６に出力される。ステップＳ２４で、ＣＰ除去部４６は、ＡＤ変換部４４から入力されたデジタル信号からＣＰを除去することによって有効シンボルを生成する。ＦＦＴ部４８は、生成された有効シンボルに対して高速フーリエ変換を行う。復調部５０は、ＦＦＴ部４８により高速フーリエ変換が行われて得られたデジタル信号に対して復調処理を行うことによって各ビームＢに対応するＣＱＩを取得する。
【００６１】
ステップＳ２６で、復調部５０は、各ユーザ装置１６から送信されたアナログ信号についてステップＳ２４の処理によって得られたＣＱＩをユーザ装置１６に対応付けて記憶部１０３の所定の記憶領域に記憶する。本ステップＳ２６の処理が終了すると、本参照信号送信処理が終了する。
【００６２】
上記参照信号送信処理のステップＳ１４の処理によって送信された参照信号を示すアナログ信号は、ユーザ装置１６のダウンコンバージョン部６６によって受信され、ベースバンド信号への周波数変換が行われる。周波数変換が行われて得られたアナログ信号は、ＡＤ変換部６８によりデジタル信号に変換され、ＣＰ除去部７０に出力される。図８に示す返信処理のステップＳ４０で、ＣＰ除去部７０は、ＡＤ変換部６８から入力されたデジタル信号からＣＰを除去することによって有効シンボルを生成する。ＦＦＴ部７２は、生成された有効シンボルに対して高速フーリエ変換を行う。
【００６３】
次のステップＳ４２で、チャネル推定部７４は、ステップＳ４０で高速フーリエ変換が行われて得られたデジタル信号を用いてチャネル推定を行う。次のステップＳ４４で、返信信号生成部７６は、ステップＳ４２でのチャネルの推定結果を用いて、参照信号の受信品質値として前述したＣＱＩを導出する。次のステップＳ４６で、返信信号生成部７６は、ステップＳ４０〜ステップＳ４４の処理が全てのビームＢについて完了したか否かを判定する。この判定が否定判定となった場合は、処理はステップＳ４０に戻り、肯定判定となった場合は、処理はステップＳ４８に移行する。
【００６４】
ステップＳ４８で、返信信号生成部７６は、各ビームＢについてステップＳ４４で導出されたＣＱＩを示すデジタル信号を生成する。次のステップＳ５０で、チャネル多重部７８は、ステップＳ４８で生成されたデジタル信号をサブキャリアにマッピングする。ＩＦＦＴ部８０は、デジタル信号がマッピングされたサブキャリアに対して、逆高速フーリエ変換を行い、サブキャリアを有効シンボルに変換する。ＣＰ付加部８２は、変換されて得られた有効シンボルに対してＣＰを付加することによってＯＦＤＭシンボルを生成して、ＤＡ変換部８４に出力する。
【００６５】
ＣＰ付加部８２から出力されたＯＦＤＭシンボルは、ＤＡ変換部８４によりアナログ信号に変換される。変換されて得られたアナログ信号は、アップコンバージョン部８６によりＲＦ帯の周波数への周波数変換が行われ、アンテナ素子６４を介して無線基地局１４に送信される。各ユーザ装置１６から送信されたＣＱＩを示すアナログ信号は、上記参照信号送信処理のステップＳ２４の処理によって受信される。本ステップＳ５０の処理が終了すると、本返信処理が終了する。
【００６６】
図９に示すビーム選択処理のステップＳ６０で、選択部２４は、前述した受信品質値が一定値以上のユーザ装置１６の数を導出する際の一定値を小さくするために用いる変数ｘに０を代入する。次のステップＳ６２で、選択部２４は、Ｌ本のビームＢの組み合わせのカウンタとして用いる変数ｉに１を代入する。
【００６７】
次のステップＳ６４で、選択部２４は、ｉ番目のＬ本のビームＢの組み合わせにおける受信品質値が一定値以上のユーザ装置１６の数が格納される変数ＮＵ，ｉに０を代入する。また、選択部２４は、Ｌ本のビームＢの組み合わせ内のビームＢのカウンタとして用いる変数ｎに１を代入する。
【００６８】
次のステップＳ６６で、選択部２４は、上記参照信号送信処理のステップＳ１４で形成された（Ｎφ×Ｎθ）本のビームＢから選択される全てのＬ本のビームＢの組み合わせの中から、ｉ番目のビームＢの組み合わせを選択する。次のステップＳ６８で、選択部２４は、ユーザ装置１６のカウンタとして用いる変数ｕに１を代入する。
【００６９】
次のステップＳ７０で、選択部２４は、上記参照信号送信処理のステップＳ２６で記憶部１０３に記憶されたＣＱＩのうち、ｉ番目のビームＢの組み合わせにおけるｎ番目のビームＢに対応するｕ番目のユーザ装置１６のＣＱＩｕ，ｉ，ｎを読み出す。次のステップＳ７２で、選択部２４は、ステップＳ７０で読み出されたＣＱＩｕ，ｉ，ｎがＣＱＩｍａｘから変数ｘの値を減算して得られた値以上であるか否かを判定する。この判定が否定判定となった場合は、処理はステップＳ７６に移行し、肯定判定となった場合は、処理はステップＳ７４に移行する。
【００７０】
ステップＳ７４で、選択部２４は、変数ＮＵ，ｉの値をインクリメントする。ステップＳ７６で、選択部２４は、変数ｕの値をインクリメントする。次のステップＳ７８で、選択部２４は、変数ｕの値が、上記参照信号送信処理のステップＳ１４で送信された参照信号を受信したユーザ装置１６の数ＮＵより大きいか否かを判定する。この判定が否定判定となった場合は、処理はステップＳ７０に戻り、肯定判定となった場合は、処理はステップＳ８０に移行する。
【００７１】
ステップＳ８０で、選択部２４は、変数ｎの値をインクリメントする。次のステップＳ８２で、選択部２４は、変数ｎの値がＬより大きいか否かを判定する。この判定が否定判定となった場合は、処理はステップＳ６８に戻り、肯定判定となった場合は、処理はステップＳ８４に移行する。
【００７２】
ステップＳ８４で、選択部２４は、変数ｉの値をインクリメントする。次のステップＳ８６で、選択部２４は、変数ｉの値が（Ｎφ×Ｎθ）本のビームＢから選択可能なＬ本のビームＢの組み合わせの数であるＮφＮθＣＬより大きいか否かを判定する。この判定が否定判定となった場合は、処理はステップＳ６４に戻り、肯定判定となった場合は、処理はステップＳ８８に移行する。
【００７３】
以上のステップＳ６４〜ステップＳ８６の繰り返し処理によって、Ｌ本のビームＢの組み合わせのそれぞれについて、ＣＱＩが一定値以上のユーザ装置１６の数が変数ＮＵ，ｉに格納される。すなわち、この繰り返し処理によって、上記（３）式における
【数４】
2018152728.tif 000007
が導出される。
【００７４】
ステップＳ８８で、選択部２４は、上記（３）式に従って、Ｌ本のビームＢの組み合わせのそれぞれについて導出されたＣＱＩが一定値以上のユーザ装置１６の数の最大値を、変数Ａに代入する。次のステップＳ９０で、選択部２４は、（Ｌ×Ｇ）が変数Ａの値以下であるか否かを判定する。この判定が否定判定となった場合は、処理はステップＳ９２に移行する。
【００７５】
ステップＳ９２で、選択部２４は、変数ｘの値をインクリメントする。本ステップＳ９２の処理が終了すると、処理はステップＳ６２に戻る。一方、ステップＳ９０の判定が肯定判定となった場合は、処理はステップＳ９４に移行する。ステップＳ９４で、選択部２４は、上記（４）式に従って、Ｌ本のビームＢの組み合わせｉ＊を選択する。
【００７６】
次のステップＳ９６で、選択部２４は、前述したように、同一のビームＢを受信する複数のユーザ装置１６に対して、周波数分割多重化の多重化リソースを各々割り当てる。次のステップＳ９８で、選択部２４は、前述したように、ステップＳ９６で異なるビームＢを受信する同一の多重化リソースが割り当てられたユーザ装置１６に対して、電波の干渉が低減されるデジタルプリコーディングウェイトを導出する。
【００７７】
次のステップＳ１００で、ユーザデータ生成部５２は、ユーザデータの送信対象のユーザ装置１６毎にユーザデータを生成する。次のステップＳ１０２で、デジタルプリコーディング部５４は、ステップＳ１００で生成されたユーザデータに対して、送信対象のユーザ装置１６に対応してステップＳ９８で導出されたデジタルプリコーディングウェイトを乗算する。
【００７８】
次のステップＳ１０４で、チャネル多重部２８は、ユーザ装置１６毎にステップＳ９６で割り当てられた多重化リソースを使用するように、ステップＳ１０２のデジタルプリコーディングウェイトの乗算を経たユーザデータを各サブキャリアにマッピングする。ＩＦＦＴ部３０は、マッピングされたサブキャリアに対して、逆高速フーリエ変換を行い、サブキャリアを有効シンボルに変換する。ＣＰ付加部３２は、変換されて得られた有効シンボルに対してＣＰを付加することによってＯＦＤＭシンボルを生成し、生成したＯＦＤＭシンボルをＤＡ変換部３４に出力する。
【００７９】
ＣＰ付加部３２から出力されたＯＦＤＭシンボルは、ＤＡ変換部３４によってアナログ信号に変換され、変換されて得られたアナログ信号は、アップコンバージョン部３６によってＲＦ帯の周波数への周波数変換が行われる。次のステップＳ１０６で、アナログＢＦ制御部４０は、アナログＢＦ部３８を制御し、ステップＳ９４で選択されたＬ本のビームＢの組み合わせに対応するアナログＢＦベクトルを適用する。これにより、アナログＢＦ部３８は、Ｌ本のビームＢを形成してユーザデータを送信対象のユーザ装置１６に送信する。本ステップＳ１０６の処理が終了すると、本ビーム選択処理が終了する。
【００８０】
以上説明したように、本実施形態によれば、複数のユーザ装置１６の各々の受信品質値から算出されるユーザ装置１６群の受信品質を表す指標値を用いて、参照信号を送信する際に形成した複数のビームＢの中からビームＢの組み合わせを選択する。
【００８１】
ビーム毎にユーザ装置を絞り込む技術では、一例として図１０に示すように、あるユーザ装置（図１０の＃１−１、＃２−１）では、比較的受信品質が高くなるビームが選択される場合がある。しかしながら、この場合、他のユーザ装置（図１０の＃１−２、＃１−３、＃２−２、＃２−３）では、受信品質が著しく低くなる場合もある。
【００８２】
これに対し、本実施形態によれば、複数のユーザ装置の各々の受信品質値から算出されるユーザ装置群の受信品質を表す指標値を用いる。従って、一例として図１１に示すように、ユーザ装置群全体の受信品質が比較的高いビームの組み合わせが選択される。なお、図１０及び図１１では、Ｌが２で、Ｇが３で、ユーザ装置の数が６の場合の例を示している。
【００８３】
従って、本実施形態によれば、複数のユーザ装置全体の受信品質の低下を抑制することができる。
【００８４】
また、本実施形態によれば、送信部２０が、ユーザデータを送信する場合で、かつ１つのビームＢを受信するユーザ装置１６の数が、１つのビームＢに割り当て可能な多重化リソースの数よりも多い場合、以下に示すようにユーザデータを送信する。すなわち、この場合、送信部２０が、参照信号の受信品質が高いユーザ装置１６から順に多重化リソースを割り当てて多重化を行ってユーザデータを送信する。
【００８５】
従って、本実施形態によれば、受信品質が高いユーザ装置と優先的に通信を行うことができる。
【００８６】
また、本実施形態によれば、選択部２４が、参照信号の受信品質を表す値が一定値以上のユーザ装置１６の数が最大となるビームＢの組み合わせを選択する場合に、以下に示すように、ビームＢの組み合わせを選択する。すなわち、この場合、選択部２４が、ユーザ装置１６の数が、選択するビームＢの数と各ビームＢにおける多重化リソースの数とを乗算して得られた値以上となるまで一定値を小さくして、ビームＢの組み合わせを選択する。
【００８７】
従って、本実施形態によれば、より多くのユーザ装置との通信が可能なビームの組み合わせを選択することができる。また、本実施形態によれば、一度により多くのユーザ装置と通信することができるため、全ユーザ装置のスケジューリングに費やされる時間を短縮することができる。
【００８８】
［第２実施形態］
第１実施形態では、ユーザ装置１６群の受信品質を表す指標値として、受信品質値が一定値以上のユーザ装置１６の数を適用した場合について説明した。本実施形態では、ユーザ装置１６群の受信品質を表す指標値として、複数のユーザ装置１６の受信品質値の和を適用した場合について説明する。なお、無線通信システム１０の構成（図１、２参照）、ユーザ装置１６の機能的な構成（図４参照）、無線基地局１４のハードウェア構成（図５参照）、及びユーザ装置１６のハードウェア構成（図６参照）は、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【００８９】
まず、図３を参照して、本実施形態に係る無線基地局１４の機能的な構成を説明する。なお、ここでは、第１実施形態と異なる部分を説明する。
【００９０】
本実施形態に係る選択部２４は、（Ｎφ×Ｎθ）本のビームの中から選択されるＬ本のビームＢの全ての組み合わせの中から、受信品質値の和が最大となるＬ本のビームＢの組み合わせを選択する。具体的には、選択部２４は、Ｌ本のビームＢの組み合わせの各々について、以下の（５）式に従って、各ユーザ装置１６から返信されたＣＱＩの和ＣＱＩｓｕｍ，ｉを算出する。
【００９１】
【数５】
2018152728.tif 000008
【００９２】
そして、選択部２４は、以下の（６）式に従って、受信品質値の和ＣＱＩｓｕｍ，ｉが最大となるＬ本のビームＢの組み合わせｉ＊を、ユーザデータをユーザ装置１６に送信する際のビームＢの組み合わせとして選択する。
【００９３】
【数６】
2018152728.tif 000009
【００９４】
次に、図１２を参照して、本実施形態に係る無線通信システム１０の作用を説明する。なお、参照信号送信処理（図７参照）、及び返信処理（図８参照）は、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。また、図１２における図９と同様の処理を行うステップには図９と同一のステップ番号を付して、その説明を省略する。
【００９５】
図１２に示すビーム選択処理のステップＳ８３で、選択部２４は、上記参照信号送信処理のステップＳ２６で記憶部１０３に記憶されたＣＱＩのうち、ｉ番目のビームＢの組み合わせに対応するＣＱＩの和ＣＱＩｓｕｍ，ｉを算出する。
【００９６】
ステップＳ９５で、選択部２４は、上記（６）式に従って、ステップＳ８３でＬ本のビームＢの組み合わせの各々について算出された和ＣＱＩｓｕｍ，ｉが最大となるＬ本のビームＢの組み合わせｉ＊を選択する。
【００９７】
以上説明したように、本実施形態によれば、上記第１実施形態と同様に、複数のユーザ装置全体の受信品質の低下を抑制することができる。
【００９８】
また、本実施形態によれば、ユーザ装置１６群の受信品質を表す指標値として、各ユーザ装置１６の受信品質値の和を適用している。従って、本実施形態によれば、Ｌ本のビームＢの組み合わせを選択する際の演算量を低減することができる。
【００９９】
なお、上記第２実施形態において、ユーザ装置１６群の受信品質を表す指標値として、複数のユーザ装置１６の受信品質値の積を適用する形態としてもよい。この場合、選択部２４は、Ｌ本のビームＢの組み合わせの各々について、以下の（７）式に従って、各ユーザ装置１６から返信されたＣＱＩの積ＣＱＩｐｒｏｄｕｃｔ，ｉを算出する。
【０１００】
【数７】
2018152728.tif 000010
【０１０１】
そして、選択部２４は、以下の（８）式に従って、積ＣＱＩｐｒｏｄｕｃｔ，ｉが最大となるＬ本のビームＢの組み合わせｉ＊を、ユーザデータをユーザ装置１６に送信する際のビームＢの組み合わせとして選択する。
【０１０２】
【数８】
2018152728.tif 000011
【０１０３】
また、上記第２実施形態において、ユーザ装置１６群の受信品質を表す指標値として、複数のユーザ装置１６の受信品質値の平均値を適用する形態としてもよい。
【０１０４】
また、上記各実施形態では、ユーザ装置１６が１つのアンテナ素子６４を備える場合について説明したが、これに限定されない。ユーザ装置１６が複数のアンテナ素子６４を備える形態としてもよい。この場合、例えば、ユーザ装置１６は、アンテナ素子６４毎に受信品質値を導出する形態が例示される。また、この場合、無線基地局１４は、１つのアンテナ素子６４を１つのユーザ装置１６と見なして、上記各実施形態と同様にビームＢの組み合わせを選択する形態が例示される。
【０１０５】
また、例えば、無線基地局１４が、ユーザ装置１６が備えるアンテナ素子６４の個数を把握している場合、ユーザ装置１６は１つのアンテナ素子１２について受信品質値を導出する形態が例示される。この場合、例えば、無線基地局１４は、ユーザ装置１６から送信された受信品質値をアンテナ素子６４の個数の分だけ複製して、ビームＢの組み合わせを選択する形態が例示される。
【０１０６】
また、上記各実施形態では、無線基地局１４が１つの地点で複数の方向にビームＢを形成する場合について説明したが、これに限定されない。例えば、無線基地局１４が複数の地点の各々で複数の方向にビームＢを形成する形態としてもよい。この場合、一例として図１３に示すように、Ｎ（Ｎは２以上の整数）台のRemote Radio Head（ＲＲＨ）１５を地理的に分散して配置する形態が例示される。また、この場合の無線基地局１４のハードウェア構成の一例を図１４に示す。なお、図１４における図５と同一の構成要素については同一の符号を付して、その説明を省略する。
【０１０７】
図１４に示すように、この形態例では、無線処理回路１０６及びアンテナ素子１２がＲＲＨ１５に設けられる。また、この場合、無線基地局１４は、図９のステップＳ６０〜Ｓ９４の処理におけるＮφＮθＣＬをＮＮφＮθＣＬに変えて実行する形態が例示される。
【０１０８】
また、上記各実施形態において、一例として図１５に示すように、ビームＢの形状（例えば、ビームＢの幅）を変更してもよい。この場合、無線基地局１４は、図１５に示すビームパターン＃１の形状のビームＢ１を形成して上記参照信号送信処理を実行した後、ビームパターン＃２の形状のビームＢ２を形成して上記参照信号送信処理を実行する。そして、無線基地局１４は、各ビームＢ１、Ｂ２について各ユーザ装置１６から返信された受信品質値を用いて、上記ビーム選択処理を実行する形態が例示される。なお、例えば、アナログＢＦベクトルｗ（φ，θ）の要素のうち、一部の要素のみを非ゼロにすることによって、ビームＢ１よりも幅を太くした形状のビームＢ２を形成することができる。
【０１０９】
また、上記各実施形態では、ユーザ装置１６が各ビームＢについて導出した受信品質値を一度にまとめて無線基地局１４に送信する場合について説明してが、これに限定されない。例えば、ユーザ装置１６は、参照信号を受信する毎に受信品質値を無線基地局１４に送信する形態としてもよい。
【０１１０】
また、上記各実施形態では、全てのユーザ装置１６から返信された受信品質値を用いる場合について説明したが、これに限定されない。例えば、無線基地局１４は、全てのユーザ装置１６から返信された受信品質値のうち、ランダムに複数の受信品質値を選択して用いる形態としてもよい。この場合、選択した複数の受信品質値を用いて、選択した複数の受信品質値を送信したユーザ装置１６群の受信品質を表す指標値が算出される。また、例えば、無線基地局１４は、全てのユーザ装置１６から返信された受信品質値のうち、受信品質値がユーザデータの送信に適した値の下限値として定められた閾値以上の複数の受信品質値を選択して用いる形態としてもよい。また、例えば、ユーザ装置１６は、受信品質値がユーザデータの受信に適した値の下限値として定められた閾値未満の場合は、受信品質値を無線基地局１４に返信しなくてもよい。
【０１１１】
また、上記各実施形態では、ビーム選択プログラム１１０が、記憶部１０３に予め記憶（インストール）されている態様を説明したが、これに限定されない。ビーム選択プログラム１１０は、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＵＳＢメモリ、メモリカード等の記録媒体に記録された形態で提供することも可能である。
【０１１２】
また、上記各実施形態では、返信プログラム１３０が、記憶部１２３に予め記憶（インストール）されている態様を説明したが、これに限定されない。返信プログラム１３０は、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＵＳＢメモリ、メモリカード等の記録媒体に記録された形態で提供することも可能である。
【０１１３】
以上の各実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
【０１１４】
（付記１）
複数のアンテナ素子を用いて、複数の送信方向の各々にビームを形成して参照信号を送信する送信部と、
前記参照信号を受信したユーザ装置の前記参照信号による受信品質を表す値を受信する受信部と、
前記受信部により受信された複数の前記ユーザ装置の各々の受信品質を表す値から算出されるユーザ装置群の受信品質を表す指標値を用いて、前記送信部により送信された複数のビームの中から、ユーザデータの送信に用いるビームの組み合わせを選択する選択部と、
を含む無線基地局。
【０１１５】
（付記２）
前記送信部は、前記ユーザデータを送信する場合、前記選択部により選択された同一のビームを受信する複数の前記ユーザ装置に対しては、空間分割多重化以外の多重化方式によって多重化を行って前記ユーザデータを送信し、異なるビームを受信する同一の多重化リソースを用いる複数の前記ユーザ装置に対しては、デジタルプリコーディングによって空間分割多重化を行って前記ユーザデータを送信する、
付記１に記載の無線基地局。
【０１１６】
（付記３）
前記送信部は、前記ユーザデータを送信する場合で、かつ１つの前記ビームを受信する前記ユーザ装置の数が、１つの前記ビームに割り当て可能な多重化リソースの数よりも多い場合、前記参照信号の受信品質が高い前記ユーザ装置から順に前記多重化リソースを割り当てて多重化を行って前記ユーザデータを送信する、
付記２に記載の無線基地局。
【０１１７】
（付記４）
前記送信部は、自身の無線基地局と接続が確立している複数の前記ユーザ装置に前記参照信号を送信する、
付記１から付記３の何れか１項に記載の無線基地局。
【０１１８】
（付記５）
前記受信品質を表す値は、前記参照信号の受信品質が量子化された値、又は前記参照信号の受信電力値が量子化された値である、
付記１から付記４の何れか１項に記載の無線基地局。
【０１１９】
（付記６）
前記受信品質を表す値は、受信品質が高いほど大きい値であり、
前記指標値は、前記受信品質を表す値が一定値以上である前記ユーザ装置群に含まれる前記ユーザ装置の数、前記受信品質を表す値の和、又は前記受信品質を表す値の積である、
付記１から付記５の何れか１項に記載の無線基地局。
【０１２０】
（付記７）
前記受信品質を表す値は、受信品質が高いほど大きい値であり、
前記指標値は、前記受信品質を表す値が一定値以上である前記ユーザ装置群に含まれる前記ユーザ装置の数であり、
前記選択部は、前記受信品質を表す値が一定値以上である前記ユーザ装置群に含まれる前記ユーザ装置の数が最大となる前記ビームの組み合わせを選択する場合に、前記ユーザ装置の数が、選択するビームの数と各ビームにおける多重化リソースの数とを乗算して得られた値以上となるまで前記一定値を小さくして、前記ビームの組み合わせを選択する、
付記１に記載の無線基地局。
【０１２１】
（付記８）
複数のアンテナ素子を備えた無線基地局による無線通信方法であって、
前記複数のアンテナ素子を用いて、複数の送信方向の各々にビームを形成して参照信号を送信し、
前記参照信号を受信したユーザ装置による前記参照信号の受信品質を表す値を受信し、
受信した複数の前記ユーザ装置の各々の受信品質を表す値から算出されるユーザ装置群の受信品質を表す指標値を用いて、送信した複数のビームの中から、ユーザデータの送信に用いるビームの組み合わせを選択する、
処理を含む無線通信方法。
【０１２２】
（付記９）
前記ユーザデータを送信する場合、選択した同一のビームを受信する複数の前記ユーザ装置に対しては、空間分割多重化以外の多重化方式によって多重化を行って前記ユーザデータを送信し、異なるビームを受信する同一の多重化リソースを用いる複数の前記ユーザ装置に対しては、デジタルプリコーディングによって空間分割多重化を行って前記ユーザデータを送信する、
付記８に記載の無線通信方法。
【０１２３】
（付記１０）
前記ユーザデータを送信する場合で、かつ１つの前記ビームを受信する前記ユーザ装置の数が、１つの前記ビームに割り当て可能な多重化リソースの数よりも多い場合、前記参照信号の受信品質が高い前記ユーザ装置から順に前記多重化リソースを割り当てて多重化を行って前記ユーザデータを送信する、
付記９に記載の無線通信方法。
【０１２４】
（付記１１）
前記無線基地局と接続が確立している複数の前記ユーザ装置に前記参照信号を送信する、
付記８から付記１０の何れか１項に記載の無線通信方法。
【０１２５】
（付記１２）
前記受信品質を表す値は、前記参照信号の受信品質が量子化された値、又は前記参照信号の受信電力値が量子化された値である、
付記８から付記１１の何れか１項に記載の無線通信方法。
【０１２６】
（付記１３）
前記受信品質を表す値は、受信品質が高いほど大きい値であり、
前記指標値は、前記受信品質を表す値が一定値以上である前記ユーザ装置群に含まれる前記ユーザ装置の数、前記受信品質を表す値の和、又は前記受信品質を表す値の積である、
付記８から付記１２の何れか１項に記載の無線通信方法。
【０１２７】
（付記１４）
前記受信品質を表す値は、受信品質が高いほど大きい値であり、
前記指標値は、前記受信品質を表す値が一定値以上である前記ユーザ装置群に含まれる前記ユーザ装置の数であり、
前記受信品質を表す値が一定値以上である前記ユーザ装置群に含まれる前記ユーザ装置の数が最大となる前記ビームの組み合わせを選択する場合に、前記ユーザ装置の数が、選択するビームの数と各ビームにおける多重化リソースの数とを乗算して得られた値以上となるまで前記一定値を小さくして、前記ビームの組み合わせを選択する、
付記８に記載の無線通信方法。
【０１２８】
（付記１５）
複数のアンテナ素子を用いて、複数の送信方向の各々にビームを形成して参照信号を送信する送信部と、前記参照信号を受信したユーザ装置による前記参照信号の受信品質を表す値を受信する受信部と、前記受信部により受信された複数の前記ユーザ装置の各々の受信品質を表す値から算出されるユーザ装置群の受信品質を表す指標値を用いて、前記送信部により送信された複数のビームの中から、ユーザデータの送信に用いるビームの組み合わせを選択する選択部と、を含む無線基地局、及び
前記参照信号を受信する受信部と、前記参照信号の受信品質を表す値を前記無線基地局に送信する送信部と、を含む複数のユーザ装置、
を備えた無線通信システム。
【符号の説明】
【０１２９】
１０  無線通信システム
１２、６４  アンテナ素子
１４  無線基地局
１６  ユーザ装置
２０  送信部
２２  受信部
２４  選択部
６０  受信部
６２  送信部
１０１、１２１  ＣＰＵ
１０２、１２２  メモリ
１０３、１２３  記憶部
１０５、１２４  ＬＳＩ
１０６、１２５  無線処理回路
Ｂ  ビーム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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