(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナを具備する基地局装置と、複数の端末装置とからなる無線システムであって、
上記基地局装置が、上記複数のアンテナから規定の時間スロット毎に、ランダムビームフォームされたアンテナ本数の複数のパイロット信号を送信し、
１つ以上の端末装置が、上記基地局装置から送信された上記ランダムビームフォームされた複数のパイロット信号を受信し、各ビームの信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ：Signal to Interference and Noise Rate）の検出結果を上記基地局装置に報告し、
上記基地局装置が、上記端末装置から報告されたＳＩＮＲに基づいて、該端末装置宛のデータ送信に適用するビーム数と送信ビームを決定することを特徴とする無線システム。
【請求項２】
請求項１に記載の無線システムにおいて、
前記１つ以上の端末装置が、ＭＩＭＯ（Multi-Input Multi-Output）受信を行うための複数の受信アンテナを備え、前記基地局装置から送信された前記ランダムビームフォームされた複数のパイロット信号に基づいて、前記ＳＩＮＲの値が高い順に、上記受信アンテナの個数以下の複数のビームを選択し、選択された各ビームの識別子とＳＩＮＲの検出結果を前記基地局装置に報告することを特徴とする無線システム。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の無線システムにおいて、
前記基地局装置が、前記端末装置から報告されたＳＩＮＲの検出結果に基づいて、システム容量が最大となるように、前記データ送信に適用するビーム数を決定することを特徴とする無線システム。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の無線システムにおいて、
前記基地局装置が、信号対雑音比ＳＮＲ（Signal to Noise Rate）が低く、干渉の影響が小さい場合は、前記データ送信に適用するビーム数を送信アンテナ数に一致させ、ＳＮＲが高く、干渉の影響が大きい場合は、上記ビーム数を１とすることを特徴とする無線システム。
【請求項５】
請求項１または請求項２に記載の無線システムにおいて、
前記基地局装置が、前記端末装置から報告されたＳＩＮＲの検出結果に基づいて、前記データ送信に適用すべきビーム数、送信ビームおよび割当てチャネルを決定し、上記端末装置に上記決定された送信ビームの識別子と割当てチャネルの指定情報を通知した後、上記割り当てチャネルに該当する所定のタイミングで、上記決定された送信ビームにより端末装置宛てのデータを送信し、
上記端末装置が、上記基地局装置から通知された割当てチャネル指定情報で指定されたタイミングで、上記識別子が示す特定ビームの無線信号を受信データとして処理することを特徴とする無線システム。
【請求項６】
複数のアンテナと、
直交するランダムビームフォーム用の複数のアレイ重みを生成し、該アレイ重みをパイロット信号に積算することによって、ランダムビームフォームされたパイロット信号を作成するパイロット生成部と、
上記パイロット生成部で生成されたパイロット信号を既定の時間スロット毎に上記複数のアンテナに供給し、アンテナ本数の複数のパイロット信号として端末装置に送信する送信部と、
上記端末装置から上記パイロット信号の信号対干渉雑音比を示すＳＩＮＲ（Signal to Interference and Noise Rate）情報を受信する受信部と、
上記ＳＩＮＲ情報に基づいて、上記端末装置宛のデータ送信に適用するビーム数と送信ビームを決定するリソースマネージメント部とを有し、
上記送信部が、上記リソースマネージメント部で決定された送信ビームを使って、上記端末装置にデータを送信することを特徴とする基地局装置。
【請求項７】
請求項６に記載の基地局装置において、
前記送信部１から送信された前記ランダムビームフォームされた複数のパイロット信号が、ＭＩＭＯ（Multi-Input Multi-Output）受信を行うための複数の受信アンテナを備えた端末装置によって受信され、
前記受信部が、上記端末装置から、前記ＳＩＮＲの値が高い順に選択された上記受信アンテナの個数以下の複数のビームの識別子と、選択された各ビームのＳＩＮＲの検出結果を示すＳＩＮＲ情報とを受信し、
前記リソースマネージメント部が、上記受信部で受信された複数ビームのＳＩＮＲ情報に基づいて、上記端末装置宛のデータ送信に適用するビーム数と送信ビームを決定することを特徴とする基地局装置。
【請求項８】
請求項６または請求項７に記載の基地局装置において、
前記リソースマネージメント部が、前記端末装置から受信したＳＩＮＲ情報に基づいて、該基地局装置全体でのシステム容量が最大となるように、前記データ送信に適用するビーム数を決定することを特徴とする基地局装置。
【請求項９】
請求項６または請求項７に記載の基地局装置において、
前記リソースマネージメント部が、信号対雑音比ＳＮＲ（Signal to Noise Rate）が低く、干渉の影響が小さい場合は、前記データ送信に適用するビーム数を送信アンテナ数に一致させ、ＳＮＲが高く、干渉の影響が大きい場合は、上記ビーム数を１とすることを特徴とする基地局装置。
【請求項１０】
請求項６または請求項７に記載の基地局装置において、
前記送信部が、前記端末装置へのデータ送信を開始する前に、前記リソースマネージメント部で決定した前記ビーム数および送信ビームの識別子と、割当てチャネルの指定情報を該端末装置に予め通知することを特徴とする基地局装置。
【請求項１１】
基地局装置が備える複数の送信アンテナから既定の時間スロット毎に送信されるランダムビームフォームされたアンテナ本数の複数のパイロット信号を受信する受信部と、
上記受信部で受信された各パイロット信号の信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ：Signal to Interference and Noise Rate）を測定または推定するＳＩＮＲ検出部と、
上記ＳＩＮＲ検出部で測定または推定された各ビームのＳＩＮＲに基づいて、少なくともＳＩＮＲが最も高いビームを選択するリソースマネージメント部と、
上記リソースマネージメント部で選択したビームの識別子と該ビームのＳＩＮＲの値を変調信号として、上記基地局装置に送信するための変調部とを具備することを特徴とする端末装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の端末装置において、
前記受信部が、ＭＩＭＯ受信を行う複数の受信アンテナを備え、
前記リソースマネージメント部が、前記ＳＩＮＲの測定結果または推定結果から、ＳＩＮＲの値が高い順に、上記受信アンテナの個数以下の複数のビームを選択し、
前記変調部が、上記リソースマネージメント部で選択した複数のビームの識別子と各ビームのＳＩＮＲの値を前記基地局装置に送信することを特徴とする端末装置。
【請求項１３】
請求項１１または請求項１２に記載の端末装置において、
前記受信部に接続された復調部を有し、
上記復調部が、データ送信の開始前に前記基地局装置から通知されるデータ送信ビームの識別子と割当てチャネルの指定情報を受信し、該割当てチャネルの指定情報で指定されたタイミングで、上記受信部が受信する上記データ送信ビームの識別子と対応する特定ビームの無線信号を受信データとして処理することを特徴とする端末装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基地局装置と複数の端末装置とからなる無線システム、基地局装置および端末装置に関し、更に詳しくは、上記無線システムで実施されるマルチユーザＭＩＭＯ伝送におけるビームの形成方法に関し、特に、ランダムビームフォーミング方式における無駄な送信を抑えて周波数利用効率の高い伝送方法を実現する無線システム、基地局装置および端末装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＩＭＯ（Multi-Input Multi-Output）伝送に関わる様々な研究が進んでいる。
非特許文献１では、基地局と端末が１対１でＭＩＭＯ伝送を行うシングルユーザＭＩＭＯにおいて、周波数利用効率が大きく向上できることを示している。また、非特許文献２には、Dirty paper coding（ＤＰＣ）が紹介され、非特許文献３と非特許文献４には、ＤＰＣを適用すれば、ＭＩＭＯブロードキャスト伝送の最大容量に達することが報告されている。しかしながら、ＤＰＣは、その計算量の大きさから、無線システムへの実装が難しい。
【０００３】
一方、非特許文献５には、Block Diagonalization（ＢＤ）が紹介されている。ここでは、基地局が、線形空間プリコーディングを行い、ユーザ間干渉にゼロフォーシング（Zero Forcing）を行っている。非特許文献５は、Channel State Information（ＣＳＩ）が理想的に推定できることを前提としているが、実際のＭＩＭＯの実装においては、特にアンテナ数やユーザ数が多い場合、理想的な推定が困難となることが知られている。また、完全なＣＳＩ情報を送信しようとすると、フィードバック情報量の増加が問題となる。
【０００４】
非特許文献６と非特許文献７は、部分的なＣＳＩを利用するマルチユーザＭＩＭＯを提案している。しかしながら、これらの既存技術では、送信アンテナ数と受信アンテナ数とが同数となっており、セルラ環境に適合した条件設定とは言えない。
【０００５】
非特許文献８では、ランダムビームフォーミング(Random Beamforming)と呼ばれる信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ）だけをフィードバック情報とする方法が提案されている。ここでは、ランダムなビームフォーミングを使い、ベストな伝搬路環境にある一人のユーザにのみリソース割当てを行っている。
【０００６】
更に、非特許文献９では、ランダムビームフォーミングのＭＩＭＯへの応用について提案している。この方法は、同時には唯一人のユーザにしかリソースが割り当てられないため、シングルユーザのＭＩＭＯに対応する方法となっている。
【０００７】
非特許文献１０には、直交するRandom beamformingを利用する直交ランダムビームフォーミング：ＯＲＢＦ（Orthogonal Random Beam Forming）が紹介されている。ＯＲＢＦでは、各ユーザ端末が、信号対干渉雑音比ＳＩＮＲ（Signal to Interference and Noise Rate）が最大となるビームインデックスを基地局に報告する。ＯＲＢＦでは、ユーザ数が多い場合に、ＤＰＣの最大総容量に達することがわかっている。しかしながら、セルラシステムでは、各基地局のユーザ数は、高々６４ユーザ程度であることから、ＯＲＢＦを適用しても、若干のパフォーマンス利得しか得られないと考えられる。
【０００８】
そのため、非特許文献１１では、ＭＵＤＡＭ（Multi-user diversity and multiplexing）と呼ばれる方法で改良を図っている。但し、ＭＵＤＡＭは、全てのビームフォームベクタを決める前に、ＣＳＩを何度もフィードバックする必要があり、セルラシステムのように、ユーザ端末が高速で移動する場合には適していない。
【０００９】
【非特許文献１】G.J.Foschini and M.J.Gans, “On limits of wireless communications in a fading environment when using multiple antennas”, Wireless Personal Commun.: Khuwer Academic Press, no. 6, pp. 311-335, 1998.
【非特許文献２】M.Costa, “Writing on Dirty Paper”, IEEE Trans. Inf. Theory, Vol. 29, pp. 439-441, May 1983.
【非特許文献３】P.Viswanath and D.Tse, “Sum capacity of the Vector Gaussian broadcast channel and uplink-downlink duality”, IEEE Trans. Info. Theory, vol. 49, pp. 1912-1921, Aug. 2003.
【非特許文献４】G.Carie and S.Shamai, “On the achievable throughput of a multiantenna Gaussian broadcast channel”, IEEE Trans. Info. Theory, Vol. 49, pp. 1691-1706, Jul. 2003.
【非特許文献５】Q.H.Spencer, A.L.Swindehurst and M.Haardt, “Zero-forcing Methods for Downlink Spatial Multiplexing in Multi-User MIMO Channels”, IEEE Trans. Sig. Proc., vol. 52, pp. 461-471, Feb. 2004.
【非特許文献６】R.W.Heath Jr., M.Airy and A.J.Paulraj, ”Multiuser diversity for MIMO wireless systems with linear receivers”, in Proc. of Asilomar Conf. on Signals, Systems, and Computers, vol. 2, pp. 1194-1199, Nov. 2001.
【非特許文献７】H.Lee, M.Shin and C.Lee, ”An eigen-based MIMO multiuser scheduler with partial feedback information”, IEEE commun. Lett., vol. 9, pp. 328-330, Apr. 2005.
【非特許文献８】P.Viswanath, D.N.C.Tse and R.Laroia, ”Opportunistic beamforming using dumb antennas”, IEEE Trans. Inform. Theory, vol. 48, pp.1277-1294, Jun. 2002.
【非特許文献９】J.Chung, C.S.Hwang, K.Kim and Y.K.Kim, ”A random beamforming technique in MIMO systems exploiting multiuser diversity”, IEEE J. Select. Areas Commun., vol. 21, pp. 848-855, Jun. 2003.
【非特許文献１０】M.Sharif and B.Hassibi, “On the capacity of MIMO broadcast channels with partial side information”, IEEE Trans. Info. Theory, vol. 51, pp. 506-522, Feb. 2005.
【非特許文献１１】G.C.Briones, A.A.Dowhuszko, J.Hamalainen and R.Wichiman, “Achievable data rates for two transmit antenna broadcast channels with WCDMA HSDPA feedback information”, Proc. IEEE Int. Conf. Commun., vol. 4, pp.2722-2727, May 2005.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来のＯＲＢＦ（Orthogonal Random Beam Forming）では、ランダムビームの個数が固定値となっている。ランダムビーム送信では、同時に送信されるビームの数が増加すると、ビーム間で互いに干渉が発生するために、信号品質劣化が発生する。従って、同時に多数のランダムビームを用いて信号送信することが、常にシステム容量の最大化に繋がるとは限らない。これが、本発明が解決しようとする第１の課題である。また、従来は、同時送信するビームの数をどのように決定すべきかが判っていなかった。これが、本発明が解決しようとする第２の課題である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明では、上記第１の課題を解決するために、基地局が、端末装置から報告される無線の受信状況に応じて、システム容量を最大化するように、ランダムビームのビーム数を可変に制御する仕組みを取り入れている。具体的に言うと、本発明では、各端末装置が、基地局からランダムビームで送信されたパイロット信号を受信し、信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ：Signal to Interference and Noise Rate）Ｓ/（Ｉ＋Ｎ）が最も高いビームの識別子と、そのビームのＳＩＮＲ値を基地局に報告する。基地局は、端末装置からの報告情報に基づいて、システム容量が最大となる送信ビーム数を求めるビーム数決定手段を備えている。上記ビーム数決定手段は、送信ビーム数と使用ビーム、送信ビームでデータ送信する通信相手端末とを決定する。上記送信ビーム数の決定は、無線フレーム単位、あるいは複数の無線フレーム単位で行う。
【００１２】
本発明は、上記第２の課題を解決するために、端末から報告されたＳＩＮＲ情報に基づいて送信ビーム数とビームを決定するＭＢＳ（Multi Beam Selection）アルゴリズムを導入する。ＳＮＲ（Signal to Noise Rate）が低い場合は、干渉は信号品質を決める支配項とはならず、複数のビームを同時に送信する方が、システム容量は増加する。他方、ＳＮＲが高い場合は、干渉が支配項となるため、複数ビームでの送信に代えて、単一ビームでの送信を行う。端末に複数のアンテナがあるＭＩＭＯ環境では、アンテナを含めて１ストリームによる伝送を行う。このように、ＭＢＳアルゴリズムで送信ビーム数を決定することによって、適応的にビーム数を決定することができ、第２の課題を解決できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、従来、送信ビーム数の変更手順が明らかでなかったために実施できなかったランダムビームの送信ビーム数を常に最適な状態に保ち、システム容量を最大に保った状態を維持できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の第１の実施例を図１〜５を用いて説明する。
図１は、本発明が想定するセルラ環境におけるＭＩＭＯ（Multi-Input Multi-Output）伝送システムの構成例を示す。基地局側は、ｍｔ本のアンテナを具備し、端末側は、それぞれｍｒ本のアンテナを具備している。伝搬路２は、ＭＩＭＯチャネルになっており、それぞれのアンテナが互いに独立したフェージングを受ける。
【００１５】
基地局から送信される信号は、ｍｔ×ｍｔからなるRandom complex unitary beamforming matrixにより、ランダムビーム形成される。セルラ環境においては、ユーザ数をＫとすると、一般的にＫ＞ｍｔ＞ｍｒの関係がある。従来技術では、送信ビーム数にｍｂ＝ｍｔの関係があるが、本発明の実施例では、殆どの場合、ｍｂ＜ｍｔの関係が成り立ち、各端末の平均ＳＮＲが低い場合にのみ、ｍｂ＝ｍｔの関係が成立する。
【００１６】
以下、本発明の実施例の性能を評価するための理論式を導出する。送信アンテナｉから受信アンテナｊへの伝送チャネルからなるＭＩＭＯチャネルを
【００１７】
【数１】
0004945333.tif 000002
と表記する。ここでは、送信アンテナ番号ｉからユーザｋの受信アンテナ番号ｊへの伝送チャネルｈｉｊ（ｋ）は、複素ガウス・ランダムチャネルと仮定する。送信機は、ｍｂの互いに直交するランダムベクトルΦｍからなるアレイ重みを使ってビーム形成を行う。
【００１８】
ユーザｋの受信信号ｙｋは
【００１９】
【数２】
0004945333.tif 000003
で表記される。ここで、Ｓｍはｍ番目の送信信号を表す。送信ビームの電力は、等配分されると仮定すると、
【００２０】
【数３】
0004945333.tif 000004
となる。ここで、ρ0は平均ＳＮＲを示す。
【００２１】
先ず、ｍｒ＝１の場合を考える。完全なＣＳＩ（Channel State Information）を仮定すると、端末ｋは、ｍ番目のビームのＳＩＮＲの値SINRｋｍを次式で計算することができる。
【００２２】
【数４】
0004945333.tif 000005
全端末が、受信したビームの内で最も高いＳＩＮＲの値を基地局に報告し、基地局が、その内からＳＩＮＲが最も高いｍｂの端末を選択してビーム送信したとすると、システム容量Ｒ(ｍｂ)は、次式で近似できる。
【００２３】
【数５】
0004945333.tif 000006
ここで、Φｍが複素ガウスランダム変数であり、ｋやｍに対してユニタリー変数であることを考えると、SINRｋｍの値は、次式で近似できる。
【００２４】
【数６】
0004945333.tif 000007
ここで、ｚやｙは、それぞれｘ２（２）分布およびｘ２（２ｍｂ−２）分布に従う。
【００２５】
SINRｋｍの累積確率分布（ＣＤＦ：Cumulative distribution function）ＦＳ（ｘ）は
【００２６】
【数７】
0004945333.tif 000008
となる。
【００２７】
従って、ｍｂ送信時のシステム容量Ｒ（ｍｂ）と、送信ビーム数ｍｂの最適値は、次のようになる。
【００２８】
【数８】
0004945333.tif 000009
【００２９】
【数９】
0004945333.tif 000010
例えば、低ＳＮＲの場合には、ρ0＝０、ｕ＝ＦｓＫ（ｘ）とすれば、
【００３０】
【数１０】
0004945333.tif 000011
となる。よって
【００３１】
【数１１】
0004945333.tif 000012
となり、送信ビーム数が多い場合にシステム容量が最大となる。
【００３２】
他方、高ＳＮＲの場合には、ρ0＝無限大として、システム容量Ｒ（ｍｂ）とＲ(１)は、次のようになる。
【００３３】
【数１２】
0004945333.tif 000013
【００３４】
【数１３】
0004945333.tif 000014
よって、送信ビーム数ｍｂの最適値は、
【００３５】
【数１４】
0004945333.tif 000015
となる。
【００３６】
以上の検討結果から、最適なｍｂが、ＳＮＲに依存して異なることが判る。すなわち、ＳＮＲが低いケースでは、同時送信ビーム数が多い方がシステム容量は高くなる。他方、ＳＮＲが高いケースでは、シングルビームによる送信の方が、システム容量的には優位となる。
【００３７】
送信ビームと送信先ユーザとの組合せ{Ｂ、Ｕ}は、
【００３８】
【数１５】
0004945333.tif 000016
で得られる。
【００３９】
図２は、基地局装置（Base station）と端末装置（Terminal）との間の通信シーケンスを示すシーケンス図である。
先ず、基地局は、規定の時間スロット毎に、ランダムなｍｔ本のパイロット信号を送信する（ステップ２０１）。端末装置は、パイロット情報に基づいて、各ビームの信号対干渉雑音比ＳＩＮＲｋｍを推定し、ＳＩＮＲｋｍの最大値と、ＳＩＮＲｋｍが最大値となるビームの識別子（ＩＤ）を基地局装置に報告する（ステップ２０２）。
【００４０】
基地局装置では、得られた最大ＳＩＮＲを示す情報から、（式１５）を用いて、送信すべきビームと送信先ユーザとの組み合わせを決定し、端末装置への割当てチャネル（周波数とタイミング）を決定して、結果を端末装置に通知する（ステップ２０３）。基地局装置は、該当ユーザ向けのデータを、ステップ２０３で指定した周波数とタイミングで、無線信号として送信する。端末装置は、ステップ２０３で指定された周波数とタイミングで、基地局装置から送信された該当端末装置宛の信号を受信する（ステップ２０４）。
【００４１】
本発明の無線装置（基地局および端末）は、特定の時間スロットから構成されるスロットベースで送受信動作を行っている。各スロット毎に上記ランダムビームの重みが更新され、送信信号に新たなビーム重みが掛けられる。
ビーム重みの作り方の例としては、Schmidtの直交化を使った方法が一般的であり、乱数によってｍｔ−１個のランダムベクトル（ｍｔ×１）を用意し、Schmidtの直交化のアルゴリズムを用いて、ｍｔ個の独立した重みベクトルを生成する。
【００４２】
図３は、スロット毎に独立したｍｔ個のビームが作成される様子をハッチ模様によって示した図である。乱数とSchmidtの直交化を用いているため、スロット毎にビーム重みが変化し、時間的にも空間的にもランダムなビームとなる。実用化のためには、十分にランダムとみなせる種類のアンテナ重みを予め計算しておき、基地局装置のメモリにテーブル形式で蓄積しておいてもよい。スロット毎のアンテナ重みの値を上記テーブルから検索するようにすれば、スロット毎に乱数を生成してSchmidtの直交化演算を行う必要がなくなる。
【００４３】
図４は、基地局装置の構成を示すブロック構成図である。
チャネル推定のために送信されるパイロット信号は、パイロット信号生成部１０４によって生成される。生成されたパイロットは、空間変調部１０５によってアレイ重みが積算され、空間変調されたパイロット信号となる。ネットワークインターフェース１０１がネットワークから取り出した送信データ（ユーザデータ）は、変調部１０２において、リソースマネージャ１０９が指示する変調方式（ＭＣＳ）に従って変調される。変調された情報は、重み積算部１０３においてアレイ重みが積算され、空間変調された信号に変換される。
【００４４】
空間変調された送信データ信号は、信号合成部１０６において、空間変調部１０５で空間変調されたパイロット信号と時間多重される。信号合成部１０６から出力された送信信号は、図４では省略されているＲＦ部において、ベースバンド信号からＲＦ信号に変換をされ、デプレクサ１０７を経てアンテナから送信される。
【００４５】
端末から送信されるＳＩＮＲに関する情報は、アンテナで受信され、デプレクサ１０７を経て、図４には記載されていないＲＦ部でベースバンド信号に変換した後、復調部１０８に入力される。復調部１０８は、受信信号からＳＩＮＲ情報を取り出し、ＳＩＮＲ情報をリソースマネージャ１０９に送る。リソースマネージャ１０９は、複数ユーザのＳＩＮＲ情報から、（式１５）に示すアルゴリズムに従って、送信ビームと送信先ユーザを決定すると共に、その時得られる推定ＳＩＮＲから、送信するＭＣＳを決定する。
【００４６】
図５は、端末装置のブロック構成を示す構成図である。
基地局装置から送信されたパイロット信号は、アンテナで受信され、デプレクサ３０１を介して復調部３０２に入力され、ＳＩＮＲが推定される。復調部３０２から出力されたＳＩＮＲの推定値は、リソースマネージャ３０３に入力される。リソースマネージャ３０３は、ビーム毎のＳＩＮＲを比較し、ＳＩＮＲが最大値となるビームを選択する。ＳＩＮＲの最大値と、ＳＩＮＲが最大値となったビームの識別子（ビームＩＤ）は、リソースマネージャ３０３から変調部３０５に出力される。変調部３０５は、上記ＳＩＮＲとビームＩＤを規定の変調方式に従って変調する。
【００４７】
変調された信号は、図では省略されていないＲＦ部で、ベースバンド信号からＲＦ信号に変換した後、デプレクサ３０１を介して、アンテナから送信される。尚、基地局装置から送信された下り回線のデータ信号は、デプレクサ３０１を介して復調部３０２に入力され、復調データが、ネットワークインターフェース３０４を介してネットワークに送信される。
【００４８】
以上の通信手順と装置構成によれば、ランダムビームの数を適応的に変化させることができるため、前述した第１の課題が解決される。また、（式１５）によって、同時送信するビーム数を決定できるため、前述した第２の課題も解決される。
【００４９】
上記実施例では、変調方式の種類については特に限定していないが、１次変調方式としては、例えば、ＣＤＭＡやＯＦＤＭＡを適用できる。また、２次変調方式としては、例えば、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭなど、一般的な変調方式を適用できる。
【００５０】
図２では、ステップ２０３が示すように、チャネル割り当ての後で、チャネル割り当て結果を端末装置に通知するシーケンスとなっているが、チャネル割り当て結果の通知シーケンスを省略して、各端末装置がブラインドで送信データを受信するようにしてもよい。
【００５１】
また、複数のアンテナを具備した端末装置の場合、複数のストリームを同時に送信することが可能である。この場合、端末装置は、基地局装置に対して報告するＳＩＮＲの数を増やす必要がある。但し、論理的に構成されるチャネルを別端末のように考えると、（式１５）のアルゴリズムをそのまま適用することができる。
【００５２】
例えば、リソースマネージメント部が、受信アンテナの個数以下の所定数Ｘを予め決めておき、ＳＩＮＲの測定結果または推定結果から、ＳＩＮＲの値が高い順にＸ本のビームを選択し、変調部が、上記リソースマネージメント部で選択したＸ個のビームの識別子と各ビームのＳＩＮＲの値を前記基地局に送信するようにすればよい。この場合、複数ストリームを同時に伝送することができるため、ＭＩＭＯにおける伝送路のマルチ化効果から、当該端末装置の伝送レートを大幅に高めることができる。また、端末装置には、複数アンテナで受信した信号を適当な信号合成手段で合成し、信号品質を向上する工夫を導入するとよい。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明によれば、セルラ通信でランダムビームフォームを実施する際に、電波の伝搬環境に応じた最適な送信ビーム数を決定し、システムのキャパシティを最大化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の１実施例を示す基地局装置、端末装置を含む無線システムの図。
【図２】本発明における基地局装置と端末装置との間の通信シーケンスの１実施例を示す図。
【図３】本発明におけるランダムビームフォームの送信方法を説明するための図。
【図４】本発明に適用される基地局装置の１実施例を示す構成図。
【図５】本発明に適用される端末装置の１実施例を示す構成図。
【符号の説明】
【００５５】
１：基地局装置、２：ＭＩＭＯ伝送路、３：端末装置、４：基地局アンテナ、５：端末アンテナ、１０１：ネットワークインタフェース、１０２：変調部、１０３：重み積算部、１０４：パイロット信号生成部、１０５：空間変調部、１０６：信号合成部、１０７：デプレクサ、１０８：復調部、１０９：リソースマネージャ、３０１：デプレクサ、３０２：復調部、３０３：リソースマネージャ、３０４：ネットワークインタフェース、３０５：変調部。
【図１】
0004945333.tif 000017
【図２】
0004945333.tif 000018
【図３】
0004945333.tif 000019
【図４】
0004945333.tif 000020
【図５】
0004945333.tif 000021