(57)【要約】【課題】３Ｄ  ＭＩＭＯにおいて効率的なビーム形成を実現するための技術を提供することである。【解決手段】本発明の一態様は、所定のビーム配置に従って複数の指向性ビームを形成するビーム形成部と、前記形成された複数の指向性ビームによりリファレンス信号を送信する送受信部と、前記リファレンス信号を受信したユーザ装置からフィードバック情報を取得するフィードバック情報取得部とを有する基地局に関する。【選択図】図４
2015185954.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のビーム配置に従って複数の指向性ビームを形成するビーム形成部と、
前記形成された複数の指向性ビームによりリファレンス信号を送信する送受信部と、
前記リファレンス信号を受信したユーザ装置からフィードバック情報を取得するフィードバック情報取得部と、
を有する基地局。
【請求項２】
前記所定のビーム配置は、各指向性ビームが６つの隣接する指向性ビームを有するよう配置された最密充填配置である、請求項１記載の基地局。
【請求項３】
前記所定のビーム配置は、前記複数の指向性ビームが水平方向及び垂直方向の２つの方向又は直交する２つの方向に格子状に配置された格子状配置である、請求項１記載の基地局。
【請求項４】
前記送受信部は、第１段階において前記水平方向及び前記垂直方向の２つの方向の一方の方向又は前記直交する２つの方向の一方の方向に沿って配置された指向性ビームにより前記リファレンス信号を送信し、第２段階において他方の方向に沿って配置された指向性ビームにより前記リファレンス信号を送信する、請求項３記載の基地局。
【請求項５】
前記フィードバック情報取得部は、前記第１段階後に前記一方の方向に沿って配置される指向性ビームにより送信された前記リファレンス信号の受信品質に関するフィードバック情報を受信し、前記第２段階後に前記他方の方向に沿って配置された指向性ビームにより送信された前記リファレンス信号の受信品質に関するフィードバック情報を受信する、請求項４記載の基地局。
【請求項６】
前記複数の指向性ビームは、前記所定のビーム配置における複数の指向性ビームの隣接性を示すよう割り当てられたビームインデックスにより特定される、請求項１乃至５何れか一項記載の基地局。
【請求項７】
前記ビーム形成部は、各指向性ビームによりカバーされるカバレッジエリア内のユーザ装置の個数が均等になるよう前記複数の指向性ビームを形成する、請求項１乃至６何れか一項記載の基地局。
【請求項８】
前記ビーム形成部は、各指向性ビームによりカバーされるカバレッジエリアが等しい面積になるよう前記複数の指向性ビームを形成する、請求項１乃至６何れか一項記載の基地局。
【請求項９】
所定のビーム配置に従って配置された複数の指向性ビームにより基地局から送信されたリファレンス信号を受信する送受信部と、
前記受信したリファレンス信号の受信品質を測定する測定部と、
前記測定したリファレンス信号の受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、
を有するユーザ装置。
【請求項１０】
前記複数の指向性ビームは、前記所定のビーム配置における複数の指向性ビームの隣接性を示すよう割り当てられたビームインデックスにより特定され、
前記フィードバック情報生成部は、隣接する指向性ビームにより送信されたリファレンス信号について測定された受信品質に対して統計処理を実行し、前記統計処理の結果に基づき前記フィードバック情報を生成する、請求項９記載のユーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
３ＧＰＰ（Ｔｈｉｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  Ｐｒｏｊｅｃｔ）のＲｅｌｅａｓｅ  ８〜１１では、水平方向に配置された複数のアンテナポートが搭載された基地局において、水平方向のビームを形成するための技術が採用されている。また、Ｒｅｌｅａｓｅ  １２では、システム特性をさらに向上させるため、このような水平方向の配置をより一般化した任意に配置された複数のアンテナポートを利用したビーム形成技術（３Ｄ  ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｏｕｔｐｕｔ））が検討されている。例えば、水平方向及び垂直方向に２次元配置された複数のアンテナポートが搭載された基地局において、水平方向に加えて垂直方向にビームを形成するための技術が検討されている。
【０００３】
このような任意に配置されたアンテナポートによる３Ｄ  ＭＩＭＯでは、基地局は、所定のビーム配置により配置された複数のアンテナポートを用いて水平方向及び垂直方向に指向性ビームを形成する。図１に示されるように、基地局は、各アンテナポートから指向性ビーム、すなわち、プリコードされた信号を送信する。図示された例では、基地局は、プリコードされた信号として、ユーザ装置による受信品質測定用のＰｒｅｃｏｄｅｄ  ＣＳＩ−ＲＳ（Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｓｔａｔｅ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ−Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｉｇｎａｌ）を送信している。ユーザ装置は、各アンテナポートから送信されたＰｒｅｃｏｄｅｄ  ＣＳＩ−ＲＳの受信品質を測定し、測定した受信品質に基づき受信品質の良好な指向性ビーム（例えば、最大受信電力を有する指向性ビーム）を選択し、選択した指向性ビームのビームインデックスを基地局にフィードバックする。
【０００４】
３Ｄ  ＭＩＭＯの実現形態として、垂直ビームフォーミングとＦＤ（Ｆｕｌｌ  Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）−ＭＩＭＯとが知られている。３ＧＰＰ標準化上、送信アンテナポート数が８以下であるケースは垂直ビームフォーミングとして参照され、送信アンテナポート数が８より大きいケース（１６，３２，６４など）はＦＤ−ＭＩＭＯとして参照される。将来的には、アンテナ数が数百〜数万以上になることも想定される（Ｍａｓｓｉｖｅ  ＭＩＭＯやＨｉｇｈｅｒ−ｏｒｄｅｒ  ＭＩＭＯ）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】３ＧＰＰ  ＴＳ  ３６．２１１  Ｖ１２．０．０（２０１３−１２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の１つの課題は、３Ｄ  ＭＩＭＯにおいて効率的なビーム形成を実現するための技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の一態様は、所定のビーム配置に従って複数の指向性ビームを形成するビーム形成部と、前記形成された複数の指向性ビームによりリファレンス信号を送信する送受信部と、前記リファレンス信号を受信したユーザ装置からフィードバック情報を取得するフィードバック情報取得部とを有する基地局に関する。
【０００８】
本発明の他の態様は、所定のビーム配置に従って配置された複数の指向性ビームにより基地局から送信されたリファレンス信号を受信する送受信部と、前記受信したリファレンス信号の受信品質を測定する測定部と、前記測定したリファレンス信号の受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を有するユーザ装置に関する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、３Ｄ  ＭＩＭＯにおいて効率的なビーム形成を実現するための技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、３Ｄ  ＭＩＭＯによるビーム形成を示す概略図である。
【図２】図２は、本発明の一実施例による無線通信システムを示す概略図である。
【図３】図３は、本発明の一実施例による基地局のアンテナ素子の配置例を示す概略図である。
【図４】図４は、本発明の一実施例による基地局の構成を示すブロック図である。
【図５】図５は、本発明の一実施例による最密充填配置によるビーム形成を示す概略図である。
【図６】図６は、本発明の一実施例による格子状配置によるビーム形成を示す概略図である。
【図７】図７は、本発明の一実施例による格子状配置によるビーム形成の変形例を示す概略図である。
【図８】図８は、本発明の一実施例による格子状配置によるビーム形成の変形例を示す概略図である。
【図９】図９は、本発明の一実施例によるユーザ装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】図１０は、本発明の一実施例によるビーム測定結果を示す概略図である。
【図１１】図１１は、本発明の一実施例による基地局によるビーム送信処理を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
【００１２】
３Ｄ  ＭＩＭＯにおいて効率的なビーム形成を実現する基地局が開示される。後述される実施例では、基地局は、所定のビーム配置に従って複数の指向性ビームを形成し、形成した複数の指向性ビームによりリファレンス信号を送信する。所定のビーム配置として、各指向性ビームが６つの隣接する指向性ビームを有するよう配置する事で最密充填に配置する方法、複数の指向性ビームを水平方向及び垂直方向に格子状に配置する事で空間を水平・垂直方向、または直交する座標軸上で効率的に分割する格子状配置などが利用される。また、基地局は、リファレンス信号としてプリコードされたＣＳＩ−ＲＳを利用することも可能である。
【００１３】
リファレンス信号の送信後、基地局は、リファレンス信号を受信したユーザ装置からフィードバック情報を取得する。例えば、フィードバック情報は、リファレンス信号の受信品質の測定結果に基づきユーザ装置により選択された指向性ビームのビームインデックスであってもよい。取得したフィードバック情報に基づき、基地局は、当該ユーザ装置に適した指向性ビームによりユーザ装置にデータ信号や制御信号などの各種信号を送信する。このようにして、３Ｄ  ＭＩＭＯにおいて、基地局は、ユーザ装置の位置に対応した指向性ビームを用いて、効率的にユーザ装置に各種信号を送信することが可能になる。
【００１４】
図２を参照して、本発明の一実施例による無線通信システムを説明する。後述される実施例による無線通信システムは、３Ｄ  ＭＩＭＯ通信をサポートする。図２は、本発明の一実施例による無線通信システムを示す概略図である。
【００１５】
図２に示されるように、無線通信システム１０は、基地局（ｅＮＢ）１００とユーザ装置（ＵＥ）２００とを有する。図示された実施例では、無線通信システム１０は、１つの基地局１００と１つのユーザ装置２００しか有していないが、典型的には、多数の基地局１００と多数のユーザ装置２００とを有する。すなわち、多数の基地局１００が無線通信システム１０のサービスエリアをカバーするように配置され、各ユーザ装置２００が何れかの基地局１００に通信接続し、接続先の基地局１００との間でＭＩＭＯ通信を実行する。
【００１６】
基地局１００は、３Ｄ  ＭＩＭＯを利用してユーザ装置２００と通信する。基地局１００は、所定のビーム配置により配置された複数のアンテナポートを用いて指向性ビームを形成する。例えば、基地局１００は、図３に示されるように、水平方向及び垂直方向に２次元配置された複数のアンテナポートを用いて水平方向及び垂直方向に指向性ビームを形成する。これらのアンテナポート（ＡＰ）は、同一偏波素子や直交偏波素子を利用したアンテナ素子により構成されてもよい。例えば、図３の左側の図では、同一偏波素子が図示されるように２次元配置され、６４個のアンテナポートが構成される。また、図３の中央の図では、直交偏波素子が図示されるように２次元配置され、１２８個のアンテナポートが構成される。さらに、図３の右側の図では、直交偏波素子が図示されるように２次元配置され、複数の素子により１つのアンテナポートが構成される。基地局１００は、図示されたアンテナ素子配置に限定されるものでなく、複数のアンテナポートを用いて、基地局１００のセルをカバーする複数の指向性ビームを形成可能な何れか適切なアンテナ素子配置が利用されてもよい。例えば、アンテナ素子は、水平方向又は垂直方向のみに配置されてもよい。
【００１７】
ユーザ装置２００は、３Ｄ  ＭＩＭＯを利用して基地局１００と通信する。ユーザ装置２００は、典型的には、携帯電話、スマートフォン、タブレット、モバイルルータなどであるが、これに限定されることなく、無線通信機能を備えた何れか適切なユーザ装置であってもよい。典型的なハードウェア構成では、ユーザ装置２００は、プロセッサなどのＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）などのメモリ装置、ハードディスク装置などの補助記憶装置、無線信号を通信するための通信装置、ユーザとやりとりするためのインタフェース装置などから構成される。後述されるユーザ装置１００の各機能は、通信装置及び／又はインタフェース装置を介し補助記憶装置に格納されているデータやプログラムをメモリ装置にロードし、ロードされたプログラムに従ってＣＰＵがデータを処理することによって実現される。
【００１８】
基地局１００は、各アンテナポートからの指向性ビームによりデータ信号や制御信号などの各種信号をユーザ装置２００に送信すると共に、ユーザ装置２００からアンテナポートを介しデータ信号や制御信号などの各種信号を受信する。３Ｄ  ＭＩＭＯでは、データ伝送効率を向上させるため、基地局１００は、ユーザ装置２００の位置に対応した適切な指向性ビームを用いてユーザ装置２００に信号を送信する。ユーザ装置２００に適した指向性ビームを決定するため、基地局１００は、各アンテナポートから指向性ビームを発信することによって、ユーザ装置２００による受信品質測定用のプリコードされたリファレンス信号を送信する。
【００１９】
一実施例では、基地局１００は、受信品質測定用のプリコードされたリファレンス信号としてＰｒｅｃｏｄｅｄ  ＣＳＩ−ＲＳ（Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｓｔａｔｅ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ−Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｉｇｎａｌ）を送信する。一般に、プリコードされた信号は、ビーム利得を増大させる一方、ビーム幅を狭くする。このため、基地局１００の全方向をカバーするため、アンテナ素子数に概ね比例したビーム方向が必要となり（例えば、アンテナ素子数の２倍のビーム方向など）、多数のアンテナ素子を利用する場合、多数の指向性ビーム又はプリコードされたリファレンス信号を形成する必要がある。
【００２０】
ユーザ装置２００は、基地局１００の各アンテナポートから送信されたＰｒｅｃｏｄｅｄ  ＣＳＩ−ＲＳの受信品質を測定し、測定した受信品質に基づき受信品質の良好な指向性ビームを選択する。なお、指向性ビームにより送信されるリファレンス信号は、ＣＳＩ−ＲＳに限定されず、例えば、ＰＳＳ（Ｐｒｉｍａｒｙ  Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ  Ｓｉｇｎａｌ）、ＳＳＳ（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ  Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ  Ｓｉｇｎａｌ）、Ｅｎｈａｎｃｅｄ  ＳＳ、Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ信号、ＤＭ−ＲＳ（Ｄａｔａ  Ｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ−Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｉｇｎａｌ）などであってもよい。
【００２１】
一実施例では、ユーザ装置２００は、例えば、最大受信電力や最良のＳＩＮＲを有する指向性ビームを選択してもよいし、あるいは、ＭＵ（Ｍｕｌｔｉ  Ｕｓｅｒ）−ＭＩＭＯにおいてユーザ間干渉を低減する（すなわち同時多重されるＵＥに適用されるべき）指向性ビーム、又は他ユーザからの干渉が小さい指向性ビームを選択してもよい。ユーザ装置２００は、選択した指向性ビームのビームインデックスを基地局１００にフィードバックする。なお、各指向性ビームのビームインデックスは、基地局１００から通知され、例えば、各指向性ビームが送信されるタイミング及び／又は周波数と関連付けされる。このフィードバック情報を受信すると、基地局１００は、通知されたビームインデックスに対応するアンテナポートを利用して、当該ユーザ装置２００との間の通信を実行する。
【００２２】
次に、図４を参照して、本発明の一実施例による基地局を説明する。図４は、本発明の一実施例による基地局の構成を示すブロック図である。
【００２３】
図４に示されるように、基地局１００は、ビーム形成部１１０、送受信部１２０及びフィードバック情報取得部１３０を有する。
【００２４】
ビーム形成部１１０は、所定のビーム配置に従って複数の指向性ビームを形成する。所定のビーム配置は、典型的には、水平方向と垂直方向との２つの方向により規定された平面上のビーム配置である。しかしながら、本発明はこれに限定されるものでなく、例えば、直交方向や３次元のビーム配置を利用してもよい。
【００２５】
一実施例では、所定のビーム配置は、各指向性ビームが６つの隣接する指向性ビームを有するよう配置された最密充填配置であってもよい。例えば、ビーム形成部１１０は、図５に示されるように、ビームインデックス０の指向性ビームを中心として、これに隣接する６つの指向性ビーム（ビームインデックス１〜６）を形成してもよい。最密充填配置によると、基地局１００のセルのカバレッジエリアを粗密なくカバーすることが可能であると共に、隣接ビーム数（＝６）を相対的に少なくすることができ、隣接ビームに関する情報を送信するためのビット数を低減することが可能である。
【００２６】
他の実施例では、所定のビーム配置は、複数の指向性ビームが水平方向及び垂直方向又は直交する２つの方向に格子状に配置された格子状配置であってもよい。例えば、ビーム形成部１１０は、図６に示されるような格子状配置により複数の指向性ビームを形成してもよい。この場合、図示されるように、複数の指向性ビームは、垂直方向に関して"１"〜"５"の符号が付与され、水平方向に関して"Ａ"〜"Ｈ"の符号が付与され、これら２つの符号の組み合わせにより各指向性ビームが特定される。
【００２７】
ここで、各指向性ビームは、所定の２次元配置における複数の指向性ビームの隣接性を示すよう割り当てられたビームインデックスにより特定されてもよい。例えば、格子状配置では、図５に示されるように、水平方向の位置と垂直方向の位置とから構成されたビームインデックスによって、各指向性ビームが特定される。この場合、ビームインデックス（Ｘ，Ｙ）により特定される指向性ビームに隣接するビームは、ビームインデックス（Ｘ−１，Ｙ−１），（Ｘ−１，Ｙ），（Ｘ−１，Ｙ＋１），（Ｘ，Ｙ−１），（Ｘ，Ｙ＋１），（Ｘ＋１，Ｙ−１），（Ｘ＋１，Ｙ），（Ｘ＋１，Ｙ＋１）により特定される８つの指向性ビームであることがわかる。また、最密充填配置のケースでも、図４の上から第１行の指向性ビームを左から１Ａ，１Ｂ，...，１Ｈ、第２行の指向性ビームを左から２Ａ，２Ｂ，...，２Ｉなどと番号付けすることによって、ある指向性ビームに隣接する６つのビームが特定できることは明らかであろう。
【００２８】
一実施例では、ビーム形成部１１０は、各指向性ビームによりカバーされるカバレッジエリア内のユーザ装置２００の個数が均等になるよう複数の指向性ビームを形成してもよい。すなわち、ビーム形成部１１０は、図５，６に示されるような同一のビーム幅を適用する必要はなく、各アンテナポートに対して異なるビーム幅を適用してもよい。ビーム形成部１１０は、各アンテナポートのビーム幅を調整することによって、ユーザ装置２００が多いエリアには相対的に多数のビーム幅の小さい指向性ビーム、すなわち、相対的に多数の小さなカバレッジエリアを含め、ユーザ装置２００が少ないエリアには相対的に小数のビーム幅の大きい指向性ビーム、すなわち、相対的に小数の大きなカバレッジエリアを含めるよう複数の指向性ビームを形成してもよい。例えば、ビーム形成部１１０は、図７に示されるように、上方又は吹き上げ方向に大きなカバレッジエリアとなり、下方又は吹き下し方向に小さなカバレッジエリアとなるよう複数の指向性ビームを形成してもよい。一般に、下方又は吹き下し方向は地上方向であり、上方又は吹き上げ方向より相対的に多くのユーザ装置２００があると想定されるためである。
【００２９】
他の実施例では、ビーム形成部１１０は、各指向性ビームによりカバーされるカバレッジエリアが等しい面積になるよう複数の指向性ビームを形成してもよい。基地局１００の近傍と遠方とに同一のビーム幅を適用した場合、基地局１００の遠方ではカバレッジエリアが相対的に広くなり、ビーム選択率に偏りが生じる可能性がある。すなわち、ＭＵ−ＭＩＭＯを想定した場合、ビーム選択に偏りがあると、ユーザグループの決定が困難になる。このため、図８に示されるように、ビーム形成部１１０は、基地局１００の遠方を高精細に分割することによって、概ね均等な面積のカバレッジエリアを提供することが可能である。具体的には、ビーム形成部１１０は、基地局１００からの距離に比例して分割数を増加させてもよい。
【００３０】
送受信部１２０は、形成された複数の指向性ビームによりリファレンス信号を送信する。具体的には、送受信部１２０は、ビーム形成部１１０により形成された指向性ビームによって、各アンテナポートからＰｒｅｃｏｄｅｄ  ＣＳＩ−ＲＳを送信する。しかしながら、本発明はこれに限定されず、送受信部１２０は、例えば、ＰＳＳ、ＳＳＳ、Ｅｎｈａｎｃｅｄ  ＳＳ、Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ信号、ＤＭ−ＲＳなどをプリコードし、各アンテナポートから送信してもよい。
【００３１】
一実施例では、送受信部１２０は、第１段階において水平方向及び垂直方向の一方の方向又は直交する２つの方向の一方の方向に沿って配置された指向性ビームによりリファレンス信号を送信し、第２段階において他方の方向に沿って配置された指向性ビームによりリファレンス信号を送信してもよい。このように、２段階でリファレンス信号を送信することによって、基地局１００は、各段階でユーザ装置２００からフィードバック情報を取得することが可能になり、第１段階のフィードバック情報に基づき、第２段階で送信するリファレンス信号を絞ることが可能になる。
【００３２】
フィードバック情報取得部１３０は、リファレンス信号を受信したユーザ装置２００からフィードバック情報を取得する。フィードバック情報は、例えば、ユーザ装置２００におけるリファレンス信号の受信品質の測定結果に基づき選択された指向性ビームのビームインデックスであってもよい。
【００３３】
上述したように、送受信部１２０が第１段階において水平方向及び垂直方向の２つの方向の一方の方向又は直交する２つの方向の一方の方向に沿って配置された指向性ビームによりリファレンス信号を送信し、第２段階において他方の方向に沿って配置された指向性ビームによりリファレンス信号を送信する実施例では、フィードバック情報取得部１３０は、水平方向及び垂直方向の指向性ビームのそれぞれの測定結果又は直交する２つの方向の指向性ビームのそれぞれの測定結果をユーザ装置２００から独立に取得してもよい。すなわち、フィードバック情報取得部１３０は、第１段階後に水平方向及び垂直方向の一方の方向又は直交する２つの方向の一方の方向に沿って配置される指向性ビームにより送信されたリファレンス信号の受信品質に関するフィードバック情報を受信し、第２段階後に他方の方向に沿って配置された指向性ビームにより送信されたリファレンス信号の受信品質に関するフィードバック情報を受信するようにしてもよい。なお、第２段階の指向性ビームは第１段階のフィードバックを基に決定する事でビーム選択精度を向上しても良い。
【００３４】
例えば、送受信部１２０は、第１段階で３Ａ〜３ＨのＰｒｅｃｏｄｅｄ  ＣＳＩ−ＲＳを送信し、ユーザ装置２００は、３Ｂが最大受信電力であると特定し、基地局１００にＢをフィードバックする。当該フィードバック情報を受信すると、送受信部１２０は、第２段階で１Ｂ〜５ＢのＰｒｅｃｏｄｅｄ  ＣＳＩ−ＲＳを送信し、ユーザ装置２００は、２Ｂが最大受信電力であると特定し、基地局１００に２をフィードバックする。当該フィードバック情報を受信すると、基地局１００は、ユーザ装置２００がビームインデックス２Ｂを選択したと判断できる。このように、ユーザ装置２００は、水平方向及び垂直方向の指向性ビームの受信品質を独立に測定し、水平方向及び垂直方向の測定結果を独立に基地局１００にフィードバックすることが可能である。これにより、基地局１００は、第１段階のフィードバック情報に基づき、第２段階で送信するリファレンス信号を調整することが可能になる。
【００３５】
あるいは、送受信部１２０は、第１段階で３Ａ〜３ＨのＰｒｅｃｏｄｅｄ  ＣＳＩ−ＲＳを送信し、ユーザ装置２００は、３Ｂが最大受信電力であると特定し、基地局１００にＢをフィードバックする。当該フィードバック情報を受信すると、送受信部１２０は、フィードバック情報を利用することなく、第２段階で１Ｄ〜５ＤなどのＰｒｅｃｏｄｅｄ  ＣＳＩ−ＲＳを送信してもよい。これは、特定のユーザ装置２００に着目したリファレンス信号を送信するのでなく、全ユーザ装置２００にリファレンス信号を利用可能にするためである。ユーザ装置２００は、２Ｄが最大受信電力であると特定し、基地局１００に２をフィードバックする。当該フィードバック情報を受信すると、基地局１００は、ユーザ装置２００がビームインデックス２Ｂを選択したと判断できる。
【００３６】
一実施例では、ユーザ装置２００が水平方向及び垂直方向の指向性ビームの受信品質の測定結果又は２つの直交方向の指向性ビームの受信品質の測定結果を独立に基地局１００にフィードバックする場合、フィードバック情報取得部１３０は、水平方向及び垂直方向の何れか一方の測定結果又は２つの直交方向の何れか一方の測定結果を相対的に高い頻度でユーザ装置２００にフィードバックさせてもよい。例えば、ユーザ装置２００が基地局１００に対して水平方向に移動している場合、フィードバック情報取得部１３０は、水平方向の指向性ビームの受信品質の測定結果を相対的に高い頻度でユーザ装置２００にフィードバックさせてもよい。他方、ユーザ装置２００が基地局１００に対して垂直方向に移動している場合、フィードバック情報取得部１３０は、垂直方向の指向性ビームの受信品質の測定結果を相対的に高い頻度でユーザ装置２００にフィードバックさせてもよい。
【００３７】
フィードバック情報取得部１３０により取得されたフィードバック情報に基づき、ビーム形成部１１０は、形成した複数の指向性ビームを調整してもよい。例えば、相対的に多数のユーザ装置２００により選択された指向性ビーム又はカバレッジエリアに対して、ビーム形成部１１０は、高密度又は高精細に指向性ビーム又はＰｒｅｃｏｄｅｄ  ＣＳＩ−ＲＳを送信してもよい。具体的には、ビーム形成部１１０は、当該カバレッジエリアを分割することによって高密度化又は高精細化してもよい。
【００３８】
あるいは、フィードバック情報取得部１３０により取得されたフィードバック情報に基づき、送受信部１２０は、形成した複数の指向性ビームの送信を調整してもよい。例えば、ユーザ装置２００の位置を検出するため、送受信部１２０が、第１段階でユーザ装置２００の大まかな位置を検出するためワイドビームを送信し、第２段階でユーザ装置２００の詳細な位置を検出するためナロービームを送信する場合、送受信部１２０は、第１段階に関するフィードバック情報に基づき選択されなかったワイドビームのカバレッジエリアについては、第２段階ではナロービームを送信しないようにしてもよい。これにより、不要なリファレンス信号の送信を軽減することが可能になる。
【００３９】
次に、図９を参照して、本発明の一実施例によるユーザ装置を説明する。図９は、本発明の一実施例によるユーザ装置の構成を示すブロック図である。
【００４０】
図９に示されるように、ユーザ装置２００は、送受信部２１０、測定部２２０及びフィードバック情報生成部２３０を有する。
【００４１】
送受信部２１０は、所定のビーム配置に従って配置された複数の指向性ビームにより基地局１００から送信されたリファレンス信号を受信する。上述したように、所定のビーム配置は、図５〜８に示されるような最密充填配置、格子状配置、可変的なビーム幅を有する配置などであってもよい。また、複数の指向性ビームは、所定のビーム配置における複数の指向性ビームの隣接性を示すよう割り当てられたビームインデックスにより特定されてもよい。指向性ビームのビームインデックスは、基地局１００から予め通知される。
【００４２】
測定部２２０は、受信したリファレンス信号の受信品質を測定する。受信品質は、例えば、ＳＩＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ｐｌｕｓ  Ｎｏｉｓｅ  ｐｏｗｅｒ  Ｒａｔｉｏ）、ＲＳＲＰ（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｒｅｃｅｉｖｅｄ  Ｐｏｗｅｒ）、ＲＳＲＱ（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｒｅｃｅｉｖｅｄ  Ｑｕａｌｉｔｙ）などにより評価されてもよい。
【００４３】
フィードバック情報生成部２３０は、測定したリファレンス信号の受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は、例えば、測定部２２０におけるリファレンス信号の受信品質の測定結果に基づき選択された指向性ビームのビームインデックスであってもよい。
【００４４】
上述したような複数の指向性ビームが所定のビーム配置における複数の指向性ビームの隣接性を示すよう割り当てられたビームインデックスにより特定される実施例では、ＵＥ側が複数の指向性ビームの位置関係を把握する事で、フィードバック情報生成部２３０は、隣接する指向性ビームにより送信されたリファレンス信号について測定された受信品質に対して統計処理を実行し、統計処理の結果に基づきフィードバック情報を生成してもよい。例えば、フィードバック情報生成部２３０は、各指向性ビームに対して、当該指向性ビームの測定結果とこれに隣接する指向性ビームの受信品質の測定結果との平均値（移動平均）を算出し、算出した平均値を当該指向性ビームの受信品質として利用してもよい。例えば、図１０に示される測定結果に関して、最大の受信品質を実現する指向性ビームは２Ｃである。このため、単独の受信品質に基づき最適な指向性ビームを選択する場合、フィードバック情報生成部２３０は、ビームインデックス２Ｃをフィードバック情報として基地局１００に通知するであろう。他方、隣接する指向性ビームの受信品質の平均値に基づき最適な指向性ビームを選択する場合、フィードバック情報生成部２３０は、受信品質の良好な隣接する指向性ビームをより多く有するビームインデックス３Ｃを最適な指向性ビームとして選択し、これをフィードバック情報として基地局１００に通知することになる。このような内挿補間により選択された指向性ビームは、無線状態がある程度変動しても安定的に良好な受信品質を確保することができると予想される。
【００４５】
上述した実施例では、フィードバック情報はビームインデックスにより特定され、その粒度はビーム数に等しくなる。しかしながら、本発明はこれに限定されず、フィードバック情報生成部２３０は、例えば、より高い又はより低い粒度を有するフィードバック情報を生成してもよい。例えば、測定部２２０により測定結果として、２Ｃと３Ｃとの中間が最適なビームであると判断された場合、フィードバック情報生成部２３０は、２．５Ｃなどのフィードバックインデックスを基地局１００に通知してもよい。
【００４６】
次に、図１１を参照して、本発明の一実施例による基地局の動作を説明する。図１１は、本発明の一実施例による基地局によるビーム送信処理を示すフロー図である。
【００４７】
図１１に示されるように、ステップＳ１０１において、基地局１００は、所定のビーム配置に従って複数の指向性ビームを形成する。上述したように、所定のビーム配置は、図５〜８に示されるような最密充填配置、格子状配置、可変的なビーム幅を有する配置などであってもよい。
【００４８】
ステップＳ１０２において、基地局１００は、形成した複数の指向性ビームによりリファレンス信号を送信する。上述したように、基地局１００は、複数の指向性ビームによりリファレンス信号として複数のプリコードされたＣＳＩ−ＲＳを送信してもよい。
【００４９】
ステップＳ１０３において、基地局１００は、リファレンス信号を受信したユーザ装置２００からフィードバック情報を取得する。上述したように、フィードバック情報は、リファレンス信号の受信品質の測定結果に基づきユーザ装置２００により選択された指向性ビームのビームインデックスであってもよい。
【００５０】
ステップＳ１０４において、基地局１００は、受信したフィードバック情報に基づき、ステップＳ１０１において形成した指向性ビームを調整する。
【００５１】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は上述した特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１０  無線通信システム
１００  基地局
２００  ユーザ装置
【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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