(57)【要約】【課題】Ｍａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯが適用される通信システムにおいてビームフォーミングを適用したデータ信号の送信を適切に行うこと。【解決手段】複数のアンテナ素子を用いたビームフォーミングを適用してユーザ端末にデータ信号を送信する無線基地局であって、データ信号に適用するビームフォーミング用のウェイト種別を少なくとも決定する決定部と、ユーザ端末がチャネル推定に利用する参照信号を生成する生成部と、送信信号に適用するウェイトを制御するウェイト制御部と、データ信号及び参照信号を送信する送信部と、を有し、ウェイト制御部は、ウェイト種別に基づいて参照信号に対するウェイトの適用有無を決定する。【選択図】図６
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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たビームフォーミングを適用してユーザ端末にデータ信号を送信する無線基地局であって、
前記データ信号に適用するビームフォーミング用のウェイト種別を少なくとも決定する決定部と、
前記ユーザ端末がチャネル推定に利用する参照信号を生成する生成部と、
送信信号に適用するウェイトを制御するウェイト制御部と、
前記データ信号及び前記参照信号を送信する送信部と、を有し、
前記ウェイト制御部は、前記ウェイト種別に基づいて前記参照信号に対するウェイトの適用有無を決定することを特徴とする無線基地局。
【請求項２】
前記決定部は、前記ウェイト種別に加えて前記データ信号の送信に適用するストリーム数を決定し、
前記生成部は、前記ストリーム数に応じた参照信号を生成することを特徴とする請求項１記載の無線基地局。
【請求項３】
前記決定部が、前記ウェイト種別として固定ウェイトを選択した場合、前記ウェイト制御部は、前記参照信号及び前記データ信号に所定の固定ウェイトを適用し、前記送信部は、前記所定の固定ウェイトが適用された参照信号及びデータ信号を送信することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の無線基地局。
【請求項４】
前記所定の固定ウェイトは、前記ユーザ端末がセルサーチの際に検出した同期信号に適用された固定ウェイトであることを特徴とする請求項３記載の無線基地局。
【請求項５】
前記決定部が、前記ウェイト種別として適応ウェイトを選択した場合、前記送信部は、ビームフォーミングを適用せずに前記参照信号を送信し、前記ウェイト制御部は、前記ビームフォーミングが適用されない参照信号に対してユーザ端末からフィードバックされるチャネル状態情報に基づいてウェイトを生成し、生成したウェイトをデータ信号に適用することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の無線基地局。
【請求項６】
前記決定部が、複数のストリーム数を選択した場合、前記送信部は、各ストリームに対応する参照信号を直交させて送信することを特徴とする請求項２記載の無線基地局。
【請求項７】
前記決定部が、前記ウェイト種別として固定ウェイトを選択すると共に複数のストリーム数を選択した場合、前記ウェイト制御部は、各ストリームに対応する参照信号及びデータ信号にそれぞれ異なるウェイトを適用することを特徴とする請求項６記載の無線基地局。
【請求項８】
前記送信部は、前記ウェイト種別及び／又は前記ストリーム数に関する情報を前記ユーザ端末に通知することを特徴とする請求項２記載の無線基地局。
【請求項９】
複数のアンテナ素子を具備する無線基地局からビームフォーミングが適用されて送信されるデータ信号を受信するユーザ端末であって、
前記無線基地局から送信される参照信号に基づいてチャネル状態情報を取得する取得部と、
前記チャネル状態情報に基づいて受信ウェイトを生成するウェイト生成部と、
前記無線基地局から送信される参照信号の種別に基づいて、チャネル状態情報のフィードバックを制御するフィードバック制御部と、を有することを特徴とするユーザ端末。
【請求項１０】
複数のアンテナ素子を具備する無線基地局と、前記無線基地局からビームフォーミングを適用して送信されるデータ信号を受信するユーザ端末と、の無線通信方法であって、
前記無線基地局は、前記データ信号に適用するビームフォーミング用のウェイト種別を決定する工程と、前記ユーザ端末がチャネル推定に利用する参照信号を生成する工程と、前記ウェイト種別に基づいて前記参照信号に対するウェイトの適用有無を決定する工程と、前記参照信号と前記データ信号を送信する工程と、を有し、
前記ウェイト種別が固定ウェイトである場合に、所定の固定ウェイトを参照信号及びデータ信号に適用して送信し、前記ウェイト種別が適応ウェイトである場合に、ビームフォーミングを適用せずに参照信号を送信することを特徴とする無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、次世代移動通信システムにおける無線基地局、ユーザ端末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、さらなる高速データレート、低遅延などを目的としてロングタームエボリューション（ＬＴＥ：Long  Term  Evolution）が仕様化された（非特許文献１）。また、ＬＴＥからの更なる広帯域化及び高速化を目的として、ＬＴＥの後継システムも検討されている（例えば、ＬＴＥアドバンスト、ＦＲＡ（Future  Radio  Access）などともいう（以下、「ＬＴＥ−Ａ」という））。
【０００３】
さらに、ＬＴＥ−Ａ移行の移動通信システムにおいては、高周波数帯域において大量のアンテナ素子を用いたＭＩＭＯ伝送方式（Massive  MIMO（Multi  Input  Multi  Output））の適用が検討されている（以下、「Ｍａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯ」とも記す）。
【０００４】
Ｍａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯ伝送方式では、大量（例えば、１００個以上）のアンテナ素子を用いてデータを送信することでデータレート（周波数利用効率）を向上させる。大量のアンテナ素子を用いてデータを送信することから、少数のアンテナ素子を用いる場合と比べて多重化に伴う伝送効率を改善でき、従来よりも高速な無線通信が可能となる。また、大量のアンテナ素子の組合せにより高度なビームフォーミングが可能となる。
【０００５】
ここで、ビームフォーミング（ＢＦ）とは、複数のアンテナ素子において、それぞれの送受信信号に対して振幅、位相を制御することによって、送受信ビームに指向性を持たせ、かつビームの形状を変更できる技術である。このビームフォーミングにおいては、一般にアンテナ素子数が多いほど高度な制御が可能である。言い換えると、アンテナ素子数に応じてビーム数、各ビームの形状（水平面におけるビームの幅、垂直面におけるビームの幅等）、ビームの方向及び利得を詳細に制御できる。例えば、ビームの幅を狭くすること（すなわち、細いビームを形成すること）により、高い利得（電力密度）を得ることができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】3GPP  TS  36.300“Evolved  UTRA  and  Evolved  UTRAN  Overall  description”
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一般的に、高周波数帯の伝播損失（パスロス）は、低周波数帯の伝播損失と比較して大きくなるため、高周波数帯では広いカバレッジを確保し難くなる。そのため、高周波数帯域でＭａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯを適用する場合、ビームフォーミングを適用することによりカバレッジを拡大してデータ送信を行うことが想定される。
【０００８】
ビームフォーミングを適用する場合、送信信号に適用（乗算）するウェイト（ＢＦウェイト）を決定する必要がある。ビームフォーミング用のウェイトは、無線基地局とユーザ端末間のチャネル状態に基づいて決定することができる。既存のシステムでは、ビームフォーミングが適用されていない参照信号を用いてチャネル推定を行い、当該チャネル推定結果（チャネル状態情報）に基づいてビームフォーミング用のウェイトを決定する。
【０００９】
しかしながら、Ｍａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯにおいて既存の方法を適用する場合、無線基地局から離れて位置するユーザ端末は参照信号を適切に受信できないため、チャネル推定を適切に行うことが困難となる。つまり、ユーザ端末の受信状況によっては、ビームフォーミングを適用したデータ信号の送信が出来なくなるおそれがある。
【００１０】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、Ｍａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯが適用される通信システムにおいてビームフォーミングを適用したデータ信号の送信を適切に行うことができる無線基地局、ユーザ端末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】
【００１１】
本発明の無線基地局は、複数のアンテナ素子を用いたビームフォーミングを適用してユーザ端末にデータ信号を送信する無線基地局であって、前記データ信号に適用するビームフォーミング用のウェイト種別を少なくとも決定する決定部と、前記ユーザ端末がチャネル推定に利用する参照信号を生成する生成部と、送信信号に適用するウェイトを制御するウェイト制御部と、前記データ信号及び前記参照信号を送信する送信部と、を有し、前記ウェイト制御部は、前記ウェイト種別に基づいて前記参照信号に対するウェイトの適用有無を決定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、Ｍａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯが適用される通信システムにおいてビームフォーミングを適用したデータ信号の送信を適切に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施の形態に係る基地局装置が適用されるネットワーク構成の一例を示す図である。
【図２】下りリンクにおけるＢＦウェイトの乗算を示す図である。
【図３】ビームフォーミングの有無に応じた送信信号の到達範囲の概念図を示す図である。
【図４】同期信号（ＳＳ）にビームフォーミングを適用して送信する場合の一例を示す図である。
【図５】所定条件に基づいて決定されたデータ送信方法の一例を示す図である。
【図６】本実施の形態に係るＭａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯ基地局からデータ信号を送信する際の動作シーケンスの一例を説明図である。
【図７】本実施の形態に係るユーザ端末が受信ウェイトを生成する際の動作シーケンスの一例を説明図である。
【図８】本実施の形態に係るユーザ端末が受信ウェイトを生成する際の動作シーケンスの他の一例を説明図である。
【図９】本実施の形態に係るＭａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯ基地局の構成例を説明するためのブロック図である。
【図１０】本実施の形態に係るユーザ端末の構成例を説明するためのブロック図である。
【図１１】本実施の形態で適用可能なアンテナの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、本実施の形態に係る無線基地局（Ｍａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯ基地局（ＭＭ基地局））が適用されるネットワーク構成の概念図の一例である。図１では、本実施の形態に係るＭＭ基地局（ＭＭｅＮＢ）が、マクロセルＭのセルエリアと重畳（オーバーレイ）してＭａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯセル（ＭＭセル）ＭＭを形成するネットワーク構成を示している。なお、本実施の形態に係るＭａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯ基地局（ＭＭ基地局）が適用されるネットワーク構成は、図１に示した構成に限られない。
【００１５】
図１に示すネットワーク構成において、マクロセルＭを形成する無線基地局（マクロ基地局（ＭｅＮＢ））と、Ｍａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯセル（ＭＭセル）を形成する無線基地局（ＭＭ基地局（ＭＭｅＮＢ））は、中央制御局（ＣＣ）と接続される。この中央制御局は、図示しないコアネットワークに接続される。中央制御局には、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。なお、中央制御局の一部又は全部の機能をマクロ基地局に設けた構成としてもよい。
【００１６】
ユーザ端末（ＵＥ）は、マクロセルＭに位置する場合にマクロ基地局と通信可能に構成され、Ｍａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯセルＭＭに位置する場合にはマクロ基地局に加えてＭＭ基地局と通信可能に構成される。なお、本実施の形態におけるユーザ端末は、移動端末装置も固定端末装置も含む。
【００１７】
図１に示す構成においては、例えば、制御メッセージを取り扱う制御プレーン（Ｃ（Ｃｏｎｔｒｏｌ）−ｐｌａｎｅ）がマクロセルＭによってサポートされる。一方、ユーザデータを取り扱うユーザプレーン（Ｕ（Ｕｓｅｒ）−ｐｌａｎｅ）がＭａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯセルＭＭによってサポートされる。また、図１に示す構成においては、マクロセルＭとＭａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯセルＭＭとを異なる周波数帯で運用できる。例えば、マクロセルＭがサポートするＣ−ｐｌａｎｅを低周波数帯（例えば、２ＧＨｚ帯）で運用し、Ｍａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯセルＭＭがサポートするＵ−ｐｌａｎｅを高周波数帯（例えば、１０ＧＨｚ帯）で運用できる。
【００１８】
なお、図１では、ＭＭセルがマクロセルにオーバーラップして配置される場合について示しているが、本実施の形態はこれに限られない。ＭＭセルが、広範囲をカバーする無線ＬＡＮ（Local  Area  Network）や有線ＬＡＮにオーバーラップする構成としてもよい。また、ＭＭセルを、他の無線基地局やネットワークとオーバーラップせずに配置してもよい。
【００１９】
ＭＭ基地局は、ＭＭセルに位置するユーザ端末に対してＭａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯ伝送方式を用いて信号伝送を行うことができる。より具体的には、ＭＭ基地局は、複数のアンテナ素子を用いて、各送信信号に対して振幅、位相を制御することによって、各ユーザ端末に指向性を有する送信ビームを形成（ビームフォーミング）して信号伝送を行うことができる。
【００２０】
なお、図１に示すように、ユーザ端末がマクロ基地局及びＭＭ基地局の双方に接続可能である場合、Ｃ−ｐｌａｎｅ及びＵ−ｐｌａｎｅを分離して制御することができる。例えば、ユーザ端末に対して、マクロ基地局からユーザデータ（データ信号）の受信に必要な制御情報を送信する一方、ＭＭ基地局からユーザデータを送信することができる。また、マクロ基地局から制御情報の一部を送信する一方、ＭＭ基地局から制御情報の残り及びユーザデータを送信することもできる。
【００２１】
ところで、Ｍａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯ伝送方式においては、例えば、１０ＧＨｚ以上の高周波数帯を用いることが検討されている。高周波数帯の伝播損失（パスロス）は、低周波数帯の伝播損失と比較して大きくなるため、高周波数帯では低周波数帯と比較して広いカバレッジを確保し難くなる。そのため、高周波数帯域でＭａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯを適用する場合、上述したように、ビームフォーミングを適用することによりカバレッジを拡大してデータ送信を行うことが望ましい。
【００２２】
上述したように、ビームフォーミングを適用する場合、送信信号に適用するビームフォーミング用のウェイト（ＢＦウェイト）を決定するため、チャネル状態情報が必要となる。例えば、無線基地局からユーザ端末にビームフォーミングによりデータ信号を送信する場合（下りリンク送信の場合）、無線基地局ではチャネル状態に応じた送信ウェイトを送信信号に乗算し、ユーザ端末では受信ウェイトを受信信号に乗算する（図２参照）。なお、図２では、下りリンクの例を示しており、上りリンクの場合、ユーザ端末が送信信号に送信ウェイトを乗算し、無線基地局が受信信号に受信ウェイトを乗算する。
【００２３】
つまり、ビームフォーミングを適用してデータ信号の送信を行う場合、無線基地局とユーザ端末間のチャネル状態に関する情報を把握して、ビームフォーミング用のウェイトを決定する必要がある。既存のシステムでは、ビームフォーミング（ウェイト）が適用されていない参照信号（例えば、チャネル状態測定用参照信号（ＣＳＩ−ＲＳ））を用いてチャネル推定を行い、推定結果（チャネル状態情報（ＣＳＩ））に基づいてウェイトを決定する。
【００２４】
一方で、ＭＭセルで高周波数帯を適用する場合、ＭＭ基地局からビームフォーミングを適用して送信する信号と、ビームフォーミングを適用せずに送信する信号の到達範囲は大きく異なるおそれがある。図３に、ビームフォーミングの適用有無に応じて、ＭＭ基地局から送信される信号の到達範囲の概念図を示す。
【００２５】
図３に示すように、ビームフォーミングが適用されるデータ信号の到達範囲（カバレッジＣ１）は、ビームフォーミングが適用されない参照信号の到達範囲（カバレッジＣ２）と比べて、所定方向に拡大する。したがって、既存の方法を用いてチャネル推定を行う場合、カバレッジＣ２の範囲内に位置するユーザ端末ＵＥ２は、ビームフォーミング非適用の参照信号に基づいてチャネル状態を適切に推定できるため、ビームフォーミング用のウェイトを適切に決定することができる。
【００２６】
一方で、カバレッジＣ２の範囲外かつカバレッジＣ１の範囲内に位置するユーザ端末ＵＥ１は、ビームフォーミング非適用の参照信号を用いてチャネル推定を行うことができない。その結果、ＭＭ基地局は、当該ユーザ端末ＵＥ１に送信するデータ信号（及びチャネル推定用の参照信号）に適用するウェイトを決定することが出来ず、ビームフォーミングの適用が困難となる。
【００２７】
このように、ユーザ端末の状況（受信品質、ＭＭ基地局からの距離等）によっては、ビームフォーミングを適用したデータ信号の送信が出来なくなるおそれがある。例えば、ＭＭ基地局は、受信品質が良好なユーザ端末（図３のユーザ端末ＵＥ２）に対しては、ビームフォーミング非適用の参照信号に基づいてウェイトを決定してビームフォーミングを行うことができる。一方で、受信品質が悪いユーザ端末（図３のユーザ端末ＵＥ１）に対しては、ビームフォーミング非適用の参照信号に基づいてウェイトを決定することができない。
【００２８】
そこで、本発明者等は、ユーザ端末の受信状況を考慮して特定のユーザ端末に対して、チャネル推定用参照信号及びデータ信号に固定ウェイトを適用してビームフォーミングを行うことにより、ビームフォーミング非適用の参照信号を受信できないユーザ端末に対しても、適切にビームフォーミングを適用できることを着想した。
【００２９】
具体的には、ユーザ端末の受信状況（例えば、受信品質、受信ビーム数等）に基づいて当該ユーザ端末に対するデータ信号の送信方法（適用するウェイト種別やストリーム数）を決定する。そして、当該送信方法に基づいてユーザ端末に送信するチャネル推定用の参照信号の種類や送信方法（ウェイトの適用有無やストリーム数）を制御する。これにより、各ユーザ端末に対して適切なウェイトを設定してビームフォーミングを適用することが可能となる。
【００３０】
以下に、本実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明では、ＭＭ基地局がユーザ端末に対するデータ送信方法を決定する段階において、当該ユーザ端末がＭＭセルにおいてセルサーチを行い、ＭＭ基地局と接続済みの状態を想定している。
【００３１】
まず、ＭＭ基地局とユーザ端末との接続動作について簡単に説明する。なお、本実施の形態で適用可能な接続動作は以下に説明する方法に限られない。
【００３２】
ＭＭ基地局は、セルサーチに適用される同期信号（ＳＳ信号）として、異なる固定ウェイトが適用された複数の送信ビームを適用することができる。つまり、ＭＭ基地局は、同期信号にビームフォーミングを適用し、ビーム幅が狭い送信ビームを複数生成して送信する。この場合、ＭＭ基地局は、異なるウェイトが適用された各同期信号にそれぞれ識別情報（例えば、ビームＩＤ）を含めて送信する。
【００３３】
ユーザ端末は、ＭＭ基地局からビームフォーミングが適用されて送信される複数の同期信号の中から、検出した同期信号の識別子（ビームＩＤ）や受信品質（ＲＳＲＰ、ＲＳＲＱ等）をフィードバックする。
【００３４】
これにより、ユーザ端末がＭＭ基地局からある程度離れた位置に存在する場合であっても、ユーザ端末において同期信号を検出でき、適切にセルサーチ処理を行うことが可能となる。また、ＭＭ基地局は、ユーザ端末からフィードバックされた情報に基づいて、複数の固定ウェイトの中から各ユーザ端末に適用する所定の固定ウェイトを決定することが可能となる。
【００３５】
図４に、ビームフォーミングを適用した同期信号の送信方法の一例を示す。図４Ａは、ＭＭ基地局から送信される同期信号の送信イメージを模式的に示している。図４Ｂは、ＭＭ基地局から送信される同期信号を時間軸及び周波数軸上に示している。ＭＭ基地局は、図４Ａに示すように、ビーム幅が狭い送信ビームを方位角方向に時間間隔τ毎に変更することで、予め定めた総時間ＴにおいてＭａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯセルの全体にビームフォーミングが適用された同期信号を送信する。
【００３６】
例えば、ＭＭ基地局は、タイミングｔ１でＭＭセルのある方向に向けて狭いビームを送信した後、タイミングｔ２でビーム幅Φだけ方位角方向に送信方向をずらして狭いビームを送信する。時間間隔τ毎に送信されるＢＦ−ＳＳ信号は、通信システムのシステム全体の帯域幅を利用して送信することができる（図４Ｂ参照）。異なるウェイトが適用された同期信号は識別情報（ビームＩＤ）を有しており、ユーザ端末で受信した同期信号を特定することができる。
【００３７】
なお、図４では、同期信号を二次元（２Ｄ）で走査する場合を示したが、三次元（３Ｄ）で走査してもよい。例えば、同期信号の送信用の狭いビームの送信方向に仰角方向を追加し、方位角方向及び仰角方向に時間間隔τ毎に変更することにより、Ｍａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯセルのエリアに位置する全てのユーザ端末を走査することが可能となる。
【００３８】
また、ユーザ端末は、セルサーチの際に検出した同期信号の識別情報（ビームＩＤ）に関する情報をＭＭ基地局にフィードバックする。これにより、ＭＭ基地局は、特定の同期信号に対応するウェイト情報を把握することができる。ＭＭ基地局は、当該ウェイト情報を、接続後のユーザ端末との無線通信において利用することができる。以下の説明では、ユーザ端末がＭＭセルにおいてセルサーチを行い、ＭＭ基地局と接続済みの状態を想定する。
【００３９】
＜データ信号の送信方法の決定＞
まず、ＭＭ基地局は、ユーザ端末に対するデータ送信方法を決定する。データ送信方法として、具体的には、データ信号に適用するウェイト種別及び／又は送信ストリーム数を決定する。ウェイト種別としては、あらかじめ所定のウェイトが定義されている固定ウェイト、又はユーザ端末からフィードバックされるチャネル状態情報に基づいて適宜ウェイトを生成する適応ウェイトがある。
【００４０】
ＭＭ基地局は、上位ノード（例えば、マクロ基地局）からの制御情報、端末からの要求信号、セルサーチ結果（ユーザ端末の受信ビーム数、ビームＩＤ、各ビームの受信品質）等の情報に基づいて、送信方法（ウェイト種別や送信ストリーム数）を総合的に判断する。図５に、ウェイト種別と送信ストリーム数の判断例の一例を示す。
【００４１】
図５では、ユーザ端末から要求される送信ストリーム数、ユーザ端末に対するデータ信号送信の優先度、セルサーチにおけるユーザ端末の受信ビーム数、当該受信ビームの受信品質に基づいて、送信方法を決定する場合を示している。なお、図５に示す例は一例であり、本実施の形態はこれに限られない。
【００４２】
図５の例１では、ユーザ端末からの要求ストリーム数が３となっているが、セルサーチにおいて受信できた同期信号のビーム数が２となっている点、優先度が高い点を考慮して、ストリーム数を２とする。また、受信品質が中レベルである点を考慮して固定ウェイトを選択する。
【００４３】
図５の例２では、ユーザ端末からの要求ストリーム数が４、セルサーチにおいて受信できた同期信号のビーム数が３となっている点、優先度が通常である点を考慮して、ストリーム数を２とする。また、受信品質が高い点を考慮して適応ウェイトを選択する。
【００４４】
図５の例３では、ユーザ端末からの要求ストリーム数が２、セルサーチにおいて受信できた同期信号のビーム数が２となっているが、優先度が低く、受信品質が低い点を考慮して、ストリーム数１とし、固定ウェイトを選択する。
【００４５】
なお、データ信号の送信方法は、ＭＭ基地局で決定することが好ましいが、上位ノード（例えば、マクロ基地局）又はユーザ端末で決定することも可能である。なお、ＭＭ基地局以外で送信方法を決定した場合、決定した送信方法を少なくともＭＭ基地局に通知する。例えば、マクロ基地局で送信方法を決定した場合には、バックホールリンク（Ｘ２インタフェース、光ファイバ等）を介してＭＭ基地局に通知する。
【００４６】
また、ＭＭ基地局又はマクロ基地局でデータ信号の送信方法を決定した場合、当該送信方法に関する情報をユーザ端末に通知してもよい。ユーザ端末側でデータ信号の送信方法を把握することにより、受信動作の負荷を低減することができる。
【００４７】
なお、ここでは、データ信号を空間多重して送信する場合を示しているが、本実施の形態では、空間多重に加えて他の多重化方式（例えば、周波数多重や時間多重）を組み合わせてデータ信号を送信することができる。
【００４８】
＜チャネル推定用信号の送信方法の決定＞
ＭＭ基地局は、データ信号の送信方法を決定した後、当該データ信号の送信方法に基づいて、チャネル推定用の参照信号の種類（信号構成等）や送信方法（ビームフォーミング（ウェイト）適用有無、及び／又は送信ストリーム数）を決定する。チャネル推定用の参照信号は、ユーザ端末がチャネル推定を行う参照信号であればよい。
【００４９】
具体的に、ＭＭ基地局は、選択するウェイト種別（固定ウェイト又は適応ウェイト）に応じて、参照信号に対するウェイトの適用有無を決定する。参照信号としては、既存システムの下り参照信号（ＣＳＩ−ＲＳ、ＤＭ−ＲＳ、ＣＲＳ等）をリユースしてもよいし、新しい参照信号を定義してもよい。
【００５０】
以下に、データ信号の送信方法に応じたチャネル推定用参照信号の送信方法について具体的に説明する。なお、以下の説明では、ウェイト種別及びストリーム数の双方を考慮する場合について示すが、これに限られない。例えば、チャネル推定用参照信号に対するビームフォーミング適用の有無については、ウェイト種別のみを考慮して決定することも可能である。
【００５１】
（１）固定ウェイト適用・１ストリーム送信
ＭＭ基地局は、例えば、ユーザ端末に対するトラフィックが少ない場合、又はデータ信号送信の優先度が低い場合に、データ信号に固定ウェイトを適用して１ストリームで送信する。この場合、ＭＭ基地局は、例えば、上述したセルサーチの際にユーザ端末で受信した同期信号（所定ビームＩＤ）の固定ウェイトと同一の固定ウェイトをチャネル推定用の参照信号に適用して送信することができる。
【００５２】
また、ＭＭ基地局は、チャネル推定用の参照信号に適用した固定ウェイトをデータ信号に対しても適用してデータ信号の送信を行う。データ信号の送信方法として固定ウェイトを選択する場合、チャネル推定用信号として、例えば、既存システムにおけるＤＭ−ＲＳを利用することができる。
【００５３】
固定ウェイトを適用することにより、ＭＭ基地局から離れて位置するユーザ端末（例えば、上記図３のＵＥ１）に対しても、ビームフォーミングを適用してデータ信号の送信を適切に行うことができる。また、ＭＭ基地局は、上述したセルサーチの際に取得した固定ウェイト（ビームＩＤ）を用いて適用する固定ウェイトを決定することにより、高いチャネル推定精度に基づいてビームフォーミングを行うことができる。
【００５４】
なお、ＭＭ基地局が利用する固定ウェイトは、上述したセルサーチの際に取得した固定ウェイトを利用する構成に限られず、他の方法で取得した固定ウェイトの情報に基づいて決定してもよい。
【００５５】
（２）適応ウェイト適用・１ストリーム送信
ＭＭ基地局は、例えば、ユーザ端末に対するトラフィックが少ない場合、又はデータ信号送信の優先度は低いが受信状況が良好な場合に、データ信号に適応ウェイトを適用して１ストリームで送信する。この場合、ＭＭ基地局は、ビームフォーミングを適用せずにチャネル推定用の参照信号を送信する。ユーザ端末は、当該参照信号に基づいてチャネル状態を測定する。
【００５６】
そして、ＭＭ基地局は、ユーザ端末からフィードバックされたチャネル状態情報を取得して、当該チャネル状態情報に基づいて送信ウェイトを生成し、データ信号に生成したウェイトを適用する。データ信号の送信方法として適応ウェイトを選択する場合、ビームフォーミング非適用の参照信号として、例えば、既存システムにおけるＣＲＳ、ＣＳＩ−ＲＳ等を利用することができる。
【００５７】
適応ウェイトを適用することにより、ＭＭ基地局の近傍に位置するユーザ端末（例えば、上記図３のＵＥ２）に対しては、チャネル状態に応じて最適なウェイトを生成することが出来るため、データ信号の通信品質を向上することができる。
【００５８】
（３）固定ウェイト適用・複数ストリーム送信
ＭＭ基地局は、例えば、ユーザ端末に対するトラフィックが多い場合、又はデータ信号送信の優先度が高い場合に、データ信号に固定ウェイトを適用して複数ストリームで多重送信する。この場合、ＭＭ基地局は、送信ストリーム数と同数の直交系列を利用してチャネル推定用の参照信号を生成すると共に、各参照信号にそれぞれ別々に固定ウェイトを適用する。
【００５９】
固定ウェイトとしては、上述したセルサーチの際にユーザ端末で受信した同期信号（ビームＩＤ）の固定ウェイトと同一の固定ウェイトを適用することができる。また、ＭＭ基地局は、各ストリームで送信するデータ信号に対しても複数の固定ウェイトをそれぞれ適用して、多重送信を行う。
【００６０】
これにより、ＭＭ基地局から離れて位置するユーザ端末（例えば、上記図３のＵＥ１）に対しても、複数ストリームでビームフォーミングを適用して多くのデータ信号を送信することができる。なお、複数の参照信号に適用する直交系列は、周波数多重及び／又は時間多重させる系列とすることができる。
【００６１】
なお、ＭＭ基地局が利用する固定ウェイトは、上述したセルサーチの際に取得した固定ウェイトを利用する構成に限られず、他の方法で取得した固定ウェイトの情報に基づいて決定してもよい。
【００６２】
（４）適応ウェイト適用・複数ストリーム送信
ＭＭ基地局は、例えば、ユーザ端末の受信状況が良好であって、トラフィックが多い又はデータ信号送信の優先度が高い場合に、データ信号に適応ウェイトを適用して複数ストリームで送信する。この場合、ＭＭ基地局は、ビームフォーミングを適用せずに互いに直交系列により直交された複数のチャネル推定用の参照信号を送信する。ユーザ端末は、各参照信号に基づいて各ストリームのチャネル状態を測定する。
【００６３】
そして、ＭＭ基地局は、ユーザ端末からフィードバックされた各ストリームのチャネル状態情報を取得して、当該チャネル状態情報に基づいて各ストリームに対応する送信ウェイトを生成する。生成した送信ウェイトは、各ストリームで送信するデータ信号に適用する。
【００６４】
これにより、ＭＭ基地局の近傍に位置するユーザ端末（例えば、上記図３のＵＥ２）に対しては、チャネル状態に応じて最適なウェイトを生成すると共に複数ストリームでビームフォーミングを適用して多くのデータ信号を送信することができる。
【００６５】
なお、複数のユーザ端末が存在する場合、各ユーザ端末の状態に応じて、それぞれ送信方法などを決定してもよい。また、かかる場合、各ユーザ端末のそれぞれの送信方法にあった参照信号を時間方向などで多重して送信してもよい。
【００６６】
＜ユーザ端末の動作＞
ユーザ端末は、データ信号に固定ウェイトが適用される場合、ＭＭ基地局から送信されるチャネル推定用の参照信号に基づいてチャネル状態を推定して受信ウェイトを生成する。この場合、チャネル推定用の参照信号はデータ信号を復調するための復調用参照信号としても機能する。また、ユーザ端末が、データ信号の送信方法（適用するウェイト種別及び／又はストリーム数）に関する情報を取得する場合、当該送信方法に関する情報に基づいて受信動作（チャネル推定処理等）の負荷を低減することが可能となる。
【００６７】
また、ユーザ端末は、データ信号に適応ウェイトが適用される場合、ＭＭ基地局から送信されるチャネル推定用の参照信号を用いてチャネル状態を推定し、ユーザ端末における送受信ウェイトを算出する。さらに、ＭＭ基地局へ何らかの方法を用いて，チャネル状態を伝達する。この場合、ユーザ端末は、推定結果をチャネル状態として上位ノード（例えば、マクロ基地局）を経由してＭＭ基地局にフィードバックしてもよい。または、ユーザ端末が、ＭＭ基地局に対して、当該ユーザ端末で算出される送信ウェイトを適用した参照信号を送信し、ＭＭ基地局が当該参照信号を受信することによってチャネル状態を推定してもよい。なお、どちらの方法を用いるかは、システムなどに応じて、適切なものを決定すればよい。
【００６８】
なお、上述した説明ではＴＤＤを適用する場合を想定しているが、本実施の形態はＦＤＤに適用することも可能である。ＦＤＤでは、下りリンクと上りリンクで異なる周波数帯を適用するため、下りリンクとは別に上りリンクのチャネル状態を推定する必要がある。このため、上りリンクについては、ユーザ端末からチャネル推定用の参照信号（例えば、ＳＲＳ）を送信し、ＭＭ基地局が端末から送信される参照信号を用いて上りリンクのチャネル状態を推定すればよい。この場合、ユーザ端末は、参照信号に送信ウェイトを使用してもよいし、送信ウェイトを使用しなくてもよい。ＭＭ基地局は、当該上りリンクのチャネル状態に基づいて受信ウェイトを生成することができる。
【００６９】
＜動作方法＞
次に、ＭＭ基地局及びユーザ端末の動作について説明する。図６は、本実施の形態に係るＭＭ基地局からビームフォーミングを適用してデータ信号を送信する場合の動作を説明するためのフロー図である。なお、図６では、ユーザ端末がＭＭセルにおいてセルサーチを行い、ＭＭ基地局と接続済みの状態を前提としている。
【００７０】
図６に示すように、まず、ＭＭ基地局はデータ信号の送信方法を決定する（ＳＴ１０１）。具体的に、ＭＭ基地局は、上位ノード（例えば、マクロ基地局）から送信される制御情報等に基づいて、ビームフォーミングに適用するウェイト種別（固定ウェイト又は適応ウェイト）を決定すると共に（ＳＴ１０１ａ）、送信ストリーム数を決定する（ＳＴ１０１ｂ）。送信方法は、上位ノード（例えば、マクロ基地局）からの制御情報、端末からの要求信号、セルサーチ結果（ユーザ端末の受信ビーム数、各ビームの受信品質）等の情報に基づいて、総合的に判断する。
【００７１】
固定ウェイトを適用して１ストリームで送信を行う場合、ＭＭ基地局は、チャネル推定用の参照信号に所定の固定ウェイトを乗算し、ビームフォーミングを適用して送信を行う（ＳＴ１１１）。なお、適用する固定ウェイトはデータベース（記憶部）から出力される情報に基づいて決定することができる（ＳＴ１０２）。ＭＭ基地局が選択する所定の固定ウェイトとしては、上述したように、ユーザ端末のセルサーチの際に取得した所定の同期信号（ビームＩＤ）に対応する固定ウェイトを適用することができる。
【００７２】
ユーザ端末は、ＭＭ基地局から送信される参照信号に基づいてチャネル推定を行うことにより受信ウェイトを生成する（ＳＴ１１２）。また、ＭＭ基地局は、参照信号に適用した固定ウェイトと同一の固定ウェイトをデータ信号に乗算し、ビームフォーミングを適用して送信を行う（ＳＴ１１３）。なお、チャネル推定用の参照信号とデータ信号は、同一タイミング（例えば、同一サブフレーム）に割当てて送信することも可能である。
【００７３】
固定ウェイトを適用して複数ストリーム（例えば、ｎストリーム（ｎ＞１））で送信を行う場合、ｎ個のチャネル推定用の参照信号にそれぞれ独立した固定ウェイトを乗算すると共に、異なる直交系列を適用する（ＳＴ１２１）。これにより、ＭＭ基地局から互いに直交するｎ個の参照信号をビームフォーミングにより送信することができる。
【００７４】
また、各ストリームに対応する参照信号にそれぞれ適用するｎ個の固定ウェイト、ｎ個の直交系列はデータベースから出力される情報により決定することができる（ＳＴ１０２）。ｎ個の固定ウェイトは、上述したように、ユーザ端末のセルサーチの際に取得した所定の同期信号（ビームＩＤ）に対応する固定ウェイトから選択することができる。
【００７５】
ユーザ端末は、ＭＭ基地局から送信されるｎ個のチャネル推定用の参照信号に基づいて各ストリームのチャネル推定を行って受信ウェイトを生成する（ＳＴ１２２）。また、ＭＭ基地局は、各ストリームの参照信号に適用したウェイトと同一のウェイトを各ストリームで送信するデータ信号に乗算し、ビームフォーミングを適用して送信を行う（ＳＴ１２３）。なお、チャネル推定用の参照信号とデータ信号は、同一タイミング（例えば、同一サブフレーム）に割当てて送信することも可能である。
【００７６】
適応ウェイトを適用して１ストリームで送信を行う場合、ＭＭ基地局はビームフォーミング（ウェイト乗算）を行わずにチャネル推定用の参照信号を送信する（ＳＴ１３１）。ユーザ端末は、ＭＭ基地局から送信されるチャネル推定用の参照信号に基づいてチャネル推定を行った後、チャネル状態に関する情報をＭＭ基地局に伝達する（ＳＴ１３２）。ＭＭ基地局は、ユーザ端末から取得したチャネル状態情報を受信し（ＳＴ１３３）、当該チャネル状態情報に基づいてウェイトを生成する（ＳＴ１３４）。そして、生成したウェイトをデータ信号に乗算し、ビームフォーミングを適用してデータ信号の送信を行う（ＳＴ１３５）。なお、ＳＴ１３２におけるユーザ端末からＭＭ基地局へのチャネル状態情報の伝達は、上述したように、推定結果をチャネル状態として上位ノード（例えば、マクロ基地局）を経由してＭＭ基地局にフィードバックする方法、あるいは、ユーザ端末で算出された送信ウェイトが適用された参照信号を当該ユーザ端末から受信したＭＭ基地局が当該参照信号を用いてチャネル状態を推定する方法を利用することができる。なお、ＦＤＤを利用する場合には、前者の方法を利用することが好ましい。
【００７７】
適応ウェイトを適用して複数ストリーム（例えば、ｎストリーム（ｎ＞１））で送信を行う場合、ＭＭ基地局はビームフォーミング（ウェイト乗算）を行わずにｎ個のチャネル推定用の参照信号を送信する（ＳＴ１４１）。ｎ個の参照信号は、データベースから出力されるｎ個の直交系列を用いて互いに直交して送信される（ＳＴ１０２）。
【００７８】
ユーザ端末は、ＭＭ基地局から送信されるｎ個のチャネル推定用の参照信号に基づいてチャネル推定を行った後、各ストリームのチャネル状態情報をＭＭ基地局に伝達する（ＳＴ１４２）。ＭＭ基地局は、ユーザ端末から取得したチャネル状態情報を受信し（ＳＴ１４３）、当該チャネル状態情報に基づいてｎ個の適応ウェイトを生成する（ＳＴ１４４）。そして、生成したｎ個の適応ウェイトをそれぞれ各ストリームで送信するデータ信号に乗算し、ビームフォーミングを適用してデータ信号の送信を行う（ＳＴ１４５）。なお、ＳＴ１４２におけるユーザ端末からＭＭ基地局へのチャネル状態情報の伝達は、上記ＳＴ１３２で示した方法を利用することができる。
【００７９】
図７は、本実施の形態に係るユーザ端末がＭＭ基地局から送信される参照信号に基づいて受信ウェイトを生成する場合の動作の一例を説明するためのフロー図である。まず、ユーザ端末は、ＭＭ基地局から送信されるデータ信号の送信方法（適用されるウェイト種別や送信ストリーム数）に関する情報を取得する（ＳＴ２０１）。データ信号の送信方法に関する情報は、ＭＭ基地局から受信してもよいし、上位ノード（例えば、マクロ基地局）から受信する構成としてもよい。なお、ユーザ端末に対して送信方法に関する情報を通知しない場合には、ＳＴ２０１を省略する。
【００８０】
ユーザ端末は、ＭＭ基地局から通知されるチャネル推定用の参照信号に基づいてチャネル推定を行う（ＳＴ２０２）。ユーザ端末が適用されるウェイト種別や送信ストリーム数）に関する情報を取得している場合には、チャネル推定動作の負荷を低減することができる。
【００８１】
具体的に、ユーザ端末は、チャネル推定用信号にビームフォーミングが適用（固定ウェイトが乗算）されているか判断し（ＳＴ２０３）、固定ウェイトが乗算されている場合には、当該チャネル推定用の参照信号を用いて受信ウェイトを生成する（ＳＴ２０５）。
【００８２】
一方、チャネル推定用の参照信号にビームフォーミングが適用されていない場合、ユーザ端末はビームフォーミング非適用の参照信号を用いてチャネル推定した結果（チャネル状態情報）をＭＭ基地局（又は上位ノード）に伝達する（ＳＴ２０４）。この場合、ユーザ端末は、伝達したチャネル状態に基づいて受信ウェイトを生成することができる（ＳＴ２０５）。
【００８３】
なお、ユーザ端末が、ＭＭ基地局に対して、当該ユーザ端末で算出される送信ウェイトを適用した参照信号を送信し、ＭＭ基地局が当該参照信号を受信することによってチャネル状態を推定する場合、図７におけるＳＴ２０３の前に送受信ウェイトを生成する工程（ＳＴ２０５’）を設けることが好ましい（図８参照）。なお、ＴＤＤを利用する場合には、図８の動作方法を利用できる。
【００８４】
＜ＭＭ基地局及びユーザ端末の構成＞
次に、本実施の形態に係るＭＭ基地局及びユーザ端末の構成例について説明する。図９は、ＭＭ基地局の構成の一例を示すブロック図である。図１０は、ユーザ端末の構成の一例を示すブロック図である。
【００８５】
なお、図９、図１０に示すＭＭ基地局及びユーザ端末の構成は、本実施の形態の特徴部分を説明するために簡略化したものであり、それぞれ通常の無線基地局及びユーザ端末が具備する構成は備えているものとする。
【００８６】
図９に示すように、ＭＭ基地局は、送信方法決定部１０１と、参照信号処理部１０２と、送信部１０３と、受信部１０４と、チャネル（ＣＨ）情報取得部１０５と、を有する。
【００８７】
参照信号処理部１０２は、参照信号に関する処理を行うブロックであり、具体的には参照信号（ＲＳ）制御部１２１、記憶部１２２、参照信号（ＲＳ）生成部１２３及びウェイト生成部１２４（ウェイト制御部）を有している。送信部１０３は、送信処理を行うブロックであり、具体的には、送信信号生成部１３１、送信制御部１３２及び信号送信部１３３を有している。受信部１０４は、送信処理を行うブロックであり、具体的には、信号受信部１４１、受信制御部１４２及び受信信号生成部１４３を有している。
【００８８】
送信方法決定部１０１は、所定の情報に基づいてデータ信号の送信方法を決定する。例えば、送信方法決定部１０１は、上位ノード（例えば、マクロ基地局）からの制御情報、端末からの要求信号、セルサーチ結果（ユーザ端末の受信ビーム数、各ビームの受信品質）等の情報に基づいて、送信方法（ウェイト種別や送信ストリーム数）を総合的に判断する（上記図５参照）。
【００８９】
参照信号制御部１２１は、送信方法決定部１０１で決定された送信方法に基づいて、参照信号生成部１２３、ウェイト生成部１２４に出力する情報（ウェイト種別及び／又はストリーム数）を決定し、記憶部１２２に所定情報の出力を指示する。例えば、固定ウェイトを適用する場合、参照信号制御部１２１は、記憶部１２２に対して固定ウェイトに関する情報をウェイト生成部１２４に出力するように指示する。また、複数ストリーム数で送信する場合、参照信号制御部１２１は、記憶部１２２に対して、参照信号に適用する直交系列に関する情報を参照信号生成部に出力するように指示する。
【００９０】
記憶部１２２は、ユーザ端末に送信する参照信号やデータ信号に適用する所定の固定ウェイトに関する情報や、複数のストリーム数で送信を行う場合に適用する直交系列等を保持している。例えば、記憶部１２２は、ユーザ端末のセルサーチの際に取得した所定の同期信号（ビームＩＤ）に対応する固定ウェイト情報を保持する。
【００９１】
参照信号生成部１２３は、ユーザ端末がチャネル推定に利用する参照信号を生成する。複数のストリーム数を用いて送信を行う場合、参照信号生成部１２３は、ストリーム数に応じた参照信号を生成する。
【００９２】
ウェイト生成部１２４（ウェイト制御部）は、送信信号に適用するウェイトを制御する。具体的に、ウェイト生成部１２４は、データ信号の送信方法（ウェイト種別）に応じて、参照信号に対するウェイトの適用有無を決定する。例えば、送信方法決定部１０１が、ウェイト種別として固定ウェイトを選択した場合、ウェイト生成部１２４は記憶部１２２から出力された情報に基づいて所定の固定ウェイトを、参照信号生成部１２３で生成された参照信号に適用する。
【００９３】
また、送信方法決定部１０１が、ウェイト種別として適応ウェイトを選択した場合、ウェイト生成部１２４は参照信号生成部１２３で生成された参照信号にウェイトを適用しない。この場合、ウェイト生成部１２４は、ユーザ端末からフィードバックされたチャネル状態情報に基づいて適応ウェイトを生成し、当該適応ウェイトをデータ信号に適用する。あるいは、ウェイト生成部１２４は、ユーザ端末が自装置で算出した送信ウェイトを適用して送信した参照信号に基づいてチャネル状態を推定して適応ウェイトを生成し、当該適応ウェイトをデータ信号に適用してもよい。
【００９４】
なお、図９では、ウェイト生成部１２４で生成されたウェイトを送信信号生成部１３１に出力して、送信信号生成部１３１で当該ウェイトを送信信号に乗算する場合を示しているが、ウェイト生成部１２４が、送信信号にウェイトを乗算する機能を備えていてもよい。また、複数の送信ストリームで送信を行う場合、ウェイト生成部１２４は、各ストリームに応じて複数のウェイトを生成する。
【００９５】
送信信号生成部１３１は、送信方法決定部１０１で決定された送信方法に基づいて送信信号を生成する。例えば、送信信号生成部１３１は、固定ウェイトを適用する場合、所定の固定ウェイトが適用されたデータ信号及び参照信号を生成する。また、複数のストリーム数で送信する場合、ストリーム数に応じたデータ信号及び参照信号を生成する。
【００９６】
送信制御部１３２は、送信制御情報（スケジューリング情報）に基づいて送信信号の送信タイミング等を制御する。信号送信部１３３は、送信制御部１３２からの指示に基づいて、送信信号生成部１３１で生成されたデータ信号や参照信号を送信する。
【００９７】
信号受信部１４１は、ユーザ端末から送信される信号を受信する。また、信号受信部１４１は、受信制御部１４２から出力される情報（タイミング等）に基づいて、信号の受信を制御する。受信信号生成部１４３は、信号受信部１４１で受信した信号を生成する。例えば、ユーザ端末がビームフォーミングを適用して信号を送信する場合、受信信号生成部１４３はチャネル状態から生成された受信ウェイトに基づいて受信信号を生成する。
【００９８】
チャネル情報取得部１０５は、ユーザ端末から伝達されるチャネル状態に関する情報を取得する。例えば、ＭＭ基地局から送信される参照信号にビームフォーミングが適用されていない場合、ユーザ端末は当該ビームフォーミング非適用の参照信号を用いてチャネル推定した結果（チャネル状態情報）をＭＭ基地局にフィードバックする。あるいは、ユーザ端末は自装置で算出した送信ウェイトを適用した参照信号をＭＭ基地局に送信する。したがって、チャネル情報取得部１０５は、ユーザ端末から伝達されるチャネル状態情報を取得し、ウェイト生成部１２４に出力する。なお、ユーザ端末側で送信信号（ＵＬ信号）にウェイトを乗算してビームフォーミングを適用する場合には、受信部１０４に対して受信ウェイトを生成する受信ウェイト生成部を設けた構成としてもよい。
【００９９】
なお、本実施の形態において、ビームフォーミングに適用するアンテナは、複数のアンテナ素子を具備している。なお、本実施の形態のアンテナとして、図１１に示すように、複数のアンテナ素子を１個の仮想アンテナ（アンテナクラスター）として利用することができる。このように、アンテナ素子数を十分具備する場合に、複数のアンテナ素子で１個の仮想アンテナを構成することにより、ビームフォーミングゲインを効果的に得ることが出来る。その結果、高精度なチャネル推定が可能となる。例えば、ウェイト種別として適応ウェイトを選択する場合、チャネル状態に応じたウェイトの生成が可能となる。
【０１００】
次に、図１０を参照してユーザ端末の構成を説明する。ユーザ端末は、受信部２０１と、ウェイト取得部２０２と、送信部２０３と、を有する。受信部２０１は、受信処理を行うブロックであり、具体的には信号受信部２１１、受信制御部２１２及び受信信号生成部２１３を有している。ウェイト取得部２０２は、ウェイト取得を行うブロックであり、具体的には制御部２２１、記憶部２２２、チャネル情報取得部２２３及び送受信ウェイト生成部２２４を有している。送信部２０３は、送信処理を行うブロックであり、具体的には送信信号生成部２３１、送信制御部２３２及び信号送信部２３３を有している。
【０１０１】
信号受信部２１１は、ＭＭ基地局やマクロ基地局から送信される信号（データ信号及び参照信号等）を受信する。また、信号受信部２１１は、受信制御部２１２から出力される情報（タイミング等）に基づいて、信号の受信を制御する。受信信号生成部２１３は、信号受信部２１１で受信した信号を生成する。例えば、ＭＭ基地局がビームフォーミングを適用して信号を送信する場合、受信信号生成部２１３は送受信ウェイト生成部２２４から出力される受信ウェイトに基づいて受信信号を生成する。
【０１０２】
制御部２２１は、ＭＭ基地局から送信されるデータ信号の送信方法（適用されるウェイト種別や送信ストリーム数）に関する情報に基づいてチャネル推定を制御する。チャネル情報取得部２２３は、ＭＭ基地局から通知されるチャネル推定用の参照信号に基づいてチャネル推定を行い、チャネル情報を取得する。この際、制御部２２１から通知される情報（ウェイト種別や送信ストリーム数）を利用することにより、チャネル推定動作の負荷を低減することができる。
【０１０３】
送受信ウェイト生成部２２４は、チャネル情報取得部から出力される情報に基づいて、送受信ウェイトを生成する。例えば、チャネル推定用信号に固定ウェイトが適用されている場合、送受信ウェイト生成部２２４は、固定ウェイトが適用された参照信号を用いて受信ウェイトを生成する。記憶部２２２は、制御部２２１から出力される送信方法に関する情報や、送受信ウェイト生成部２２４で生成された送受信ウェイトに関する情報を保持する。また、送受信ウェイト生成部２２４で生成された送受信ウェイトに関する情報は、受信信号生成部２１３や送信信号生成部２３１に出力される。
【０１０４】
送信信号生成部２３１は、送信信号を生成する。なお、ユーザ端末からビームフォーミングを適用して信号の送信を行う場合、送受信ウェイト生成部２２４で生成された送信ウェイトを適用する。また、ＭＭ基地局から送信される参照信号にビームフォーミングが適用されていない場合、送信信号生成部２３１は、当該参照信号を用いてチャネル推定した結果（チャネル状態情報）を生成する。
【０１０５】
信号送信部２３３は、送信制御部２３２からの指示に基づいて、送信信号生成部２３１で生成されたフィードバック情報やデータ信号を送信する。送信制御部２３２は、ＭＭ基地局又はマクロ基地局から通知された送信制御情報（スケジューリング情報）に基づいて送信信号の送信タイミング等を制御する。
【０１０６】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、様々変更して実施することが可能である。例えば、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、上記説明におけるキャリア数、キャリアの帯域幅、シグナリング方法、処理部の数、処理手順については適宜変更して実施することが可能である。その他、本発明の範囲を逸脱しないで適宜変更して実施することが可能である。
【符号の説明】
【０１０７】
１０１  送信方法決定部
１０２  参照信号処理部
１０３  送信部
１０４  受信部
１０５  チャネル情報取得部
１２１  参照信号制御部
１２２  記憶部
１２３  参照信号生成部
１２４  ウェイト生成部
１３１  送信信号生成部
１３２  送信制御部
１３３  信号送信部
１４１  信号受信部
１４２  受信制御部
１４３  受信信号生成部
２０１  受信部
２０２  ウェイト取得部
２０３  送信部
２１１  信号受信部
２１２  受信制御部
２１３  受信信号生成部
２２１  制御部
２２２  記憶部
２２３  チャネル情報取得部
２２４  送受信ウェイト生成部
２３１  送信信号生成部
２３２  送信制御部
２３３  信号送信部
【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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