JPWO2010032810A1 - 基地局装置、ユーザ装置及びプリコーディング方法 - Google Patents

Abstract

上りリンクＭＩＭＯ伝送においてプリコーディングに関するフィードバック情報量を削減してもスループット特性が劣化しないようにすること。この基地局（２００）は、各移動局（１００）との間の無線通信に用いられるリソースブロックを適応的に決定するスケジューラ（２３１）と、移動局（１００）に対して決定したリソースブロックでの上りリンクの受信品質から当該移動局（１００）においてアンテナ毎に送信信号の位相及び又は振幅を制御するためのプリコーディングウエイトを決定するプリコーディングウエイト選択部（２３２）と、決定したプリコーディングウエイトを移動局（１００）へ送信する送受信部（２０６ａ，２０６ｂ）とを具備する。

Description

本発明は、上りリンクのマルチアンテナ伝送、特にＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）多重伝送、送信ダイバーシチ伝送において、アンテナ毎に送信信号の位相及び又は振幅を閉ループ制御するための基地局装置、ユーザ装置及びプリコーディング方法に関する。

ワイドバンド符号分割多重接続（Ｗ−ＣＤＭＡ）方式、高速ダウンリンクパケットアクセス（ＨＳＤＰＡ）方式、高速アップリンクパケットアクセス（ＨＳＵＰＡ）方式等の後継となる通信方式、すなわちロングタームエボリューション（ＬＴＥ：Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）が、Ｗ−ＣＤＭＡの標準化団体３ＧＰＰで検討され、仕様化作業が進められている。ＬＴＥでの無線アクセス方式として、下りリンクについては直交周波数分割多重接続（ＯＦＤＭＡ：Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access）方式が、上りリンクについてはシングルキャリア周波数分割多重接続（ＳＣ−ＦＤＭＡ：Single-Carrier Frequency Division Multiple Access）方式が規定されている（これについては例えば、非特許文献１参照）。

ＯＦＤＭＡ方式は、周波数帯域を複数の狭い周波数帯域（サブキャリア）に分割し、各サブキャリアにデータを載せて伝送を行うマルチキャリア伝送方式である。サブキャリアを周波数軸上に直交させながら密に並べることで高速伝送を実現し、周波数の利用効率を上げることが期待できる。

ＳＣ−ＦＤＭＡ方式は、周波数帯域を端末毎に分割し、複数の端末間で異なる周波数帯域を用いて伝送するシングルキャリア伝送方式である。端末間の干渉を簡易且つ効果的に低減することができることに加えて送信電力の変動を小さくできるので、この方式は端末の低消費電力化及びカバレッジの拡大等の観点から好ましい。

ＬＴＥシステムでは、下りリンク及び上りリンク両方において、移動局に１つ以上のリソースブロックが割り当てられて通信が行われる。基地局装置は、サブフレーム（ＬＴＥでは１ｍｓ）毎に複数の移動局の中でどの移動局にリソースブロックを割り当てるかを決定する(このプロセスは周波数領域スケジューリングと呼ばれる。)。下りリンクにおいては、基地局装置はスケジューリングで選択された移動局に１以上のリソースブロックにおいて共有チャネルを送信する。上りリンクにおいては、選択された移動局が基地局装置に対して１以上のリソースブロックにおいて共有チャネルを送信する。尚、前記共有チャネルは、上りリンクにおいては、ＰＵＳＣＨ（Physical Uplink Shared Channel）であり、下りリンクにおいては、ＰＤＳＣＨ（Physical Downlink Shared Channel）である。

ところで、複数のアンテナでデータの送受信し、スループット、周波数利用効率を向上させる無線通信技術としてＭＩＭＯアンテナシステムが提案されている（非特許文献２参照）。ＬＴＥシステムでは、下りリンクＭＩＭＯモードとして、空間多重伝送モード（ＳＵ−ＭＩＭＯ(Single User MIMO)）と、送信ダイバーシチ伝送モードの２つが規定されている。空間多重伝送モードは、複数ストリームの信号を、同一の周波数、時間において、空間的に多重して送信し、ピークデータレート増大に有効である。送信ダイバーシチ伝送モードは、空間-周波数（時間）符号化された同一ストリームの信号を複数アンテナから送信し、送信アンテナダイバーシチ効果によるセル端ユーザの受信品質改善に有効である。

下りリンクのＭＩＭＯ伝送では、移動局受信機での信号電力を増大し、かつスループットを改善するために、基地局送信機において複数アンテナから送信信号を送信する際に、アンテナ毎に送信信号の位相及び又は振幅を制御している（以下、プリコーディングという）。

ＬＴＥシステムでは、移動局受信機において各送信アンテナからの受信信号を用いて測定したチャネル変動量に基づいてスループット又は受信ＳＩＮＲ(Signal to Interference plus Noise Power Ratio)が最大となるような基地局送信機のアンテナに設定すべき位相・振幅制御量（ＰＭＩ：Precoding Matrix Indicator)を選択し、この選択したＰＭＩを基地局送信機にフィードバックする。基地局送信機側においては移動局受信機からフィードバックされたＰＭＩに基づいたプリコーディング後、該複数アンテナから信号を送信する。

上記した下りリンクＭＩＭＯ伝送では、移動局受信機においてシステム帯域の全周波数帯域に亘りチャネル変動量を測定し、全周波数帯域で受信品質を平均して１種類のＰＭＩを選択し、又はシステム帯域を複数のサブバンドに分割してサブバンド毎に最適なＰＭＩを選択する。選択したＰＭＩ情報を上りリンクで基地局送信機へフィードバックする。スループット特性を改善するためにはシステム帯域の分割数を増やしてフィードバックするＰＭＩの数（フィードバック情報量）を多くする必要がある。

3GPP TS 36.211 (V8.3.0), "Physical Channels and Modulation, "May 2008 3GPP TR 25.913 3GPP TS36.101 (V8.2.0), "E-UTRA UE radio transmission and reception"

以上の説明は、移動局受信機から基地局送信機へＰＭＩをフィードバックする下りリンクＭＩＭＯ伝送に関している。一方、上りリンクＭＩＭＯ伝送では、移動局送信機に備えられた複数アンテナに対するＰＭＩ情報を基地局受信機から移動局送信機へフィードバックする。このとき、下りリンクＭＩＭＯ伝送で採用しているプリコーディング方法と同様に、システム帯域の全帯域を用いて１つ又は複数のＰＭＩを選択したのではＰＭＩを選択する際の帯域幅が広ければ特性が劣化し、帯域幅を狭くすればＰＭＩ数が増大してフィードバック情報量が多くなるといった問題がある。

本発明の目的は、上述した問題点を鑑み、上りリンクＭＩＭＯ伝送においてプリコーディングのためのフィードバック情報量を、下りリンクＭＩＭＯ伝送に比較して削減してもスループット特性の劣化を小さく抑える基地局装置、ユーザ装置及びプリコーディング方法を提供することである。

本発明の基地局装置は、各ユーザ装置との間の無線通信に用いられるリソースブロックを適応的に決定するリソース決定部と、ユーザ装置に対して決定したリソースブロックでの上りリンクの受信品質から当該ユーザ装置においてアンテナ毎に送信信号の位相及び又は振幅を制御するための制御量を決定する制御量決定部と、前記制御量決定部で決定した制御量を前記ユーザ装置へ送信する送信部とを具備したことを特徴とする。

このような構成によれば、基地局装置がユーザ装置に対して決定したリソースブロックだけから上りリンクのマルチアンテナ伝送のための送信信号の位相・振幅制御量を決定するので、システム帯域に比べてリソースブロックの帯域幅が大幅に狭く、スループット特性の劣化を小さく抑えながら、プリコーディングのためのフィードバック情報を削減することができる。

本発明によれば、上りリンクＭＩＭＯ伝送においてプリコーディングに関するフィードバック情報量を削減してもスループット特性が劣化しないプリコーディング方法、基地局装置及びユーザ装置を提供することが可能となる。

本発明が適用されるＭＩＭＯシステムの概念図である。 共通のプリコーディング情報をフィードバックするプリコーディング方法の概念図である。 各サブバンドで最適なプリコーディング情報をフィードバックするプリコーディング方法の概念図である。 １つ又は複数のサブバンドで構成されるブロック毎に最適なプリコーディング情報をフィードバックするプリコーディング方法の概念図である。 クラスターブロック毎に最適なプリコーディング情報をフィードバックするプリコーディング方法の概念図である。 スケジューリングとプリコーディングウエイトの選択とを組み合わせたプリコーディング方法の概念図である。 システム帯域全体でプリコーディングウエイトを選択してからスケジューリングするプリコーディング方法の概念図である。 リソースブロック又はサブバンド毎にプリコーディングウエイトを選択してから、スケジューリングするプリコーディング方法の概念図である。 ユーザ装置毎に各プリコーディングウエイトに対する受信ＳＩＮＲをそれぞれ算出した結果を示す図である。 最初のユーザ装置に帯域を割当てる手順を示す図である。 図９に示す手順に引き続き他のユーザ装置にプリコーディングウエイト及び帯域を割当てる手順を示す図である。 最初のユーザ装置に帯域を割当てる手順を示す図である。 最初のユーザ装置の割当済みリソースブックと他のユーザ装置の対応するリソースブックとを示す図である。 図１３に示す手順に引き続きプリコーディングウエイトを選択しながら帯域を拡張する手順を示す図である。 本発明の一実施例に係る移動通信システムの構成を示すブロック図である。 本発明の一実施例に係る移動通信システムにおける基地局装置を示す部分ブロック図である。 本発明の一実施例における基地局装置のベースバンド信号処理部を示すブロック図である。 本発明の一実施例に係る移動通信システムにおける移動局を示す部分ブロック図である。 本発明の一実施例における移動局のベースバンド信号処理部を示すブロック図である。

以下、図１に示すＭＩＭＯシステムを前提として、上りリンクのＭＩＭＯ伝送におけるプリコーディングについて説明する。図１の例では、ユーザ装置ＵＥと基地局装置Node Bとは、それぞれ２本のアンテナを備える。ただし、本技術は2アンテナ以上のＭＩＭＯシステムに於いても適用が可能である。基地局装置Node Bにおいて各送信アンテナからの受信信号を用いてチャネル変動量を測定し、測定したチャネル変動量に基づいて送信アンテナ合成後のスループット（又は受信ＳＩＮＲ）が最大となる位相・振幅制御量（プリコーディングウエイト）を選択する。基地局装置Node Bは選択したプリコーディングに関する情報を下りリンクでユーザ装置ＵＥに通知する。

なお、ユーザ装置ＵＥと基地局装置Node Bの双方で既知のＮ個のプリコーディングウエイトからなるコードブックを決めておき、受信側ではコードブック内のＮ個のプリコーディングウエイトから最適なものを選択し、送信側にそのインデックス（番号）だけをフィードバックすることができる。本発明において、位相・振幅制御量を送信するとは、プリコーディングウエイト自体の送信と、インデックス（番号）だけの送信とを含む概念である。

ユーザ装置ＵＥは、２本の送信アンテナ＃１、＃２に対応して２系統の乗算器１１ａ、１１ｂ、無線送信回路１２，１３で構成されている。送信データがプリコーディング乗算器１１に入力され、乗算器１１ａ、１１ｂで送信データにプリコーディングウエイトが乗算されて位相・振幅がそれぞれ制御（シフト）され、位相・振幅シフトされた送信データが２本の送信アンテナ＃１、＃２から送信される。

ここで、基地局装置Node Bは、ユーザ装置ＵＥに対してリソースブロックを割り当てるスケジューリングと、ユーザ装置ＵＥへフィードバックするプリコーディングに関する情報の選択とを行うことができる。上りリンクのＭＩＭＯ伝送では、スケジューリングされたリソースブロックだけを用いて最適なプリコーディングウエイトを選択する。

以下、図２から図１４を参照して、基地局装置における上りリンクのＭＩＭＯ伝送のためのプリコーディング方法について説明する。図２には共通のプリコーディングに関する情報をフィードバックするプリコーディング方法の概念図が示されている。図２に示すシステム帯域はサブバンド＃１からサブバンド＃Ｍで構成されている。図２には基地局装置Node Bがユーザ装置ＵＥに対して斜線で示すサブバンド＃２から＃４をリソースブロックに割り当てた状態が示されている。本発明の一つの態様は、スケジューリングされたリソースブロック＃２から＃４の全体を平均化して最適な１つのＰＭＩを選択する。基地局装置Node Bは、選択した１つのプリコーディングに関する情報のみを下りリンクでユーザ装置ＵＥへ送信する。このとき、プリコーディング情報として位置情報（リソースブロック＃２から＃４を示す情報）は送信しなくても良い。どのサブバンドを平均化したかを特定する位置情報は、ユーザ装置ＵＥに対してスケジューリングしたリソースブロック番号と同一である。スケジューリングしたリソースブロック番号はリソース割り当て情報としてプリコーディング情報とは別にユーザ装置ＵＥへ通知される。したがって、ユーザ装置ＵＥはリソース割り当て情報から位置情報を認識できる。

また、基地局装置Node Bは、スケジューリングにあたってユーザ装置ＵＥから受信したレファレンス信号の受信品質を測定している。上りリンクのＭＩＭＯ伝送のためのプリコーディングウエイトの選択は、ユーザ装置ＵＥに割当てたリソースブロックの受信品質を平均化する処理が含まれる。基地局装置Node Bは、ユーザ装置ＵＥに対してリソースブロックを割り当てた時点で、当該リソースブロックの受信品質が判っている。したがって、基地局装置Node Bでは、スケジューリングとプリコーディングウエイトの選択とを同時に行うことができる。

このように、ユーザ装置ＵＥに割当てたリソースブロックのみで平均化した共通のプリコーディングに関する情報をプリコーディング情報としてユーザ装置ＵＥにフィードバックするので、システム帯域の全体を平均化して共通のプリコーディングに関する情報をユーザ装置ＵＥにフィードバックするプリコーディング方法に比べて、プリコーディングに関する情報を選択するために平均化しなければならない帯域幅が大幅に小さくなるので、スループットの改善を図ることができる。

また、ユーザ装置ＵＥに割当てたリソースブロック番号はリソース割り当て情報でユーザ装置ＵＥへ通知されるため、リソースブロック番号と同じであるサブバンドの位置情報は送信する必要がなくなり、プリコーディングのためのフィードバックビット数を削減できる。

図３にはサブバンド単位で最適なプリコーディングに関する情報をフィードバックするプリコーディング方法の概念図が示されている。図３には基地局装置Node Bがユーザ装置ＵＥに対して斜線で示すサブバンド＃２から＃４にリソースブロックを割り当てた状態が示されている。本発明の別の態様では、スケジューリングされたリソースブロックを構成するそれぞれのサブバンド＃２、＃３、＃４毎に最適なプリコーディングに関する情報を選択する。１つの最適なプリコーディングに関する情報を選択するために平均化される帯域幅は１つのサブバンドの帯域となる。基地局装置Node Bは、スケジューリングされたリソースブロック内のそれぞれのサブバンド＃２、＃３、＃４に対応した３つのプリコーディングに関する情報を、下りリンクを介してユーザ装置ＵＥへ送信する。

ユーザ装置ＵＥに対して割り当てられるリソースブロックに含まれるサブバンド数は、システム帯域全体のサブバンド数に比べれば大幅に少ない。ユーザ装置ＵＥに割り当てられたリソースブロックに含まれるすべてのサブバンドについて個別に最適なプリコーディングウエイトを選択しても、プリコーディング情報量はシステム帯域全体のサブバンド数に比べれば小さいのでフィードバックビット数を削減できる。しかも、最も帯域幅の小さいサブバンド単位で平均化して最適なプリコーディングウエイトを選択するので、スループット特性が改善される。

図４には１つ又は複数のサブバンドで構成されるブロック毎に最適なプリコーディングに関する情報をフィードバックするプリコーディング方法の概念図が示されている。図４には基地局装置Node Bがユーザ装置ＵＥに対して斜線で示すサブバンド＃２から＃４にリソースブロックを割り当てた状態が示されている。本発明の別の態様では、リソースブロックを構成しているＬ個のサブバンドをＫ個（Ｋは固定値）のブロックに分割し、それぞれのブロックで最適なプリコーディングウエイトを選択する。図４には、サブバンド＃２から＃４で構成されるリソースブロックを、サブバンド＃２、＃３からなる第１ブロックと、サブバンド＃４からなる第２ブロックとに分割している（K=2)。基地局装置Node Bは、第１ブロックを構成するサブバンド＃２及び＃３の帯域幅で平均化して最適なプリコーディングウエイトを選択し、第２ブロックを構成するサブバンド＃４の帯域幅で平均化して最適なプリコーディングウエイトを選択している。基地局装置Node Bは、第１ブロックに対するプリコーディングに関する情報と第２にブロックに対するプリコーディングに関する情報との２つのプリコーディングに関する情報を下りリンクを介してユーザ装置ＵＥへ送信する。ユーザ装置ＵＥへ送信するプリコーディングに関する情報数はブロック分割数（K)と一致するので、ユーザ装置ＵＥへフィードバックするプリコーディングに関する情報数が固定される。ユーザ装置ＵＥは、常に一定のプリコーディングに関する情報数でプリコーディングできる。なお、ブロック分割数を定めるＫ値は、可変値又は半可変値としても良い。

このように、ユーザ装置ＵＥにスケジューリングされたリソースブロック内をＫ個のブロックに分割して、ブロック毎に最適なプリコーディングウエイトを選択するので、リソースブロック内のすべての帯域を平均化する場合に比べて特性改善を図ることができる。また、ブロック分割数を定めるK値を固定することで、スケジューリングされたリソースブロック内のサブバンド数に左右されずに、プリコーディングに関する情報のフィードバックビット数が一定になる。

図５にはクラスターブロック毎に最適なプリコーディングウエイトを選択し、プリコーディングウエイトに関する情報をフィードバックするプリコーディング方法の概念図が示されている。図５には基地局装置Node Bがユーザ装置ＵＥに対して斜線で示すサブバンド＃２、＃３、及びサブバンド＃５にクラスター的にリソースブロックを割り当てた状態が示されている。図５に示すように、スケジューリングされたリソースブロックが互いに離間した複数の「サブバンドの塊」に分かれている場合、それぞれの１つ又は複数のサブバンドからなる「サブバンドの塊」を、クラスターブロックと呼称する。サブバンド＃２及び＃３からなる「サブバンドの塊」を第１のクラスターブロック、サブバンド＃５を第２のクラスターブロックとする。本発明の別の態様では、クラスターブロック毎に最適なＰＭＩを選択する。基地局装置Node Bは、第１のクラスターブロックに対するプリコーディング情報と第２のクラスターブロックに対するプリコーディング情報との２つのプリコーディング情報を下りリンクを介してユーザ装置ＵＥへ送信する。ユーザ装置ＵＥへ送信するプリコーディング情報数はクラスターブロック数（K)と一致するので、K値を固定値とすれば、ユーザ装置ＵＥへフィードバックするプリコーディング情報数が固定される。ユーザ装置ＵＥは、常に一定のＰＭＩ数でプリコーディングできる。なお、ブロック分割数を定めるK値は、可変値又は半可変値としても良い。

このように、ユーザ装置ＵＥにスケジューリングされたリソースブロックが複数のクラスターブロックであった場合、クラスターブロック毎に最適なプリコーディングウエイトを選択するので、リソースブロック内のすべての帯域を平均化する場合に比べて特性改善を図ることができる。また、クラスターブロック分割数を定めるＫ値を固定することで、スケジューリングされたリソースブロック内のサブバンド数に左右されずに、プリコーディング情報のフィードバックビット数が一定になる。

図６にはスケジューリングとプリコーディングウエイトの選択とを繰り返し、最適なプリコーディングウエイトを決定するプリコーディング方法の概念図が示されている。基地局装置Node Bは、プリコーディングを考慮せずに各送信アンテナからの受信信号の合計電力に基づいてスケジューリングする。図６（ａ）は、スケジューリングにより各ユーザ装置ＵＥ＃１〜＃５に割り当てられた帯域を示している。次に、割り当て帯域毎に最適なプリコーディングウエイトを選択する。図６（ｂ）は、スケジューリングした各帯域（ユーザ装置ＵＥ＃１〜＃５）に対して選択されたプリコーディングウエイトＶ１〜Ｖ５を示している。以上のようにして、スケジューリングによって割り当てられた各帯域内で共通のプリコーディングウエイトが選択される。

次に、図６（ｂ）に示す各ユーザ装置＃１〜＃５のプリコーディングウエイトを考慮して再度スケジューリングする。図６（ｃ）はプリコーディングウエイトを考慮して再度スケジューリングした結果を示す図である。各ユーザ装置＃１〜＃５のプリコーディングウエイトを選択したことで、単純に各送信アンテナからの受信信号の合計電力に基づいてスケジューリングした時とは通信条件が変化する。そこで、上記した通り、プリコーディングウエイトを考慮して再度スケジューリングしている。

次に、再度スケジューリングによって割り当てられた帯域毎に再びプリコーディングウエイトを選択する。図６（ｄ）は２回目のプリコーディングウエイトの選択結果を示す図である。ユーザ装置＃３に対するプリコーディングウエイトがＶ３´に変化し、ユーザ装置＃５に対するプリコーディングウエイトがＶ５´に変化している。

このように、プリコーディングウエイトを考慮したスケジューリングと、プリコーディングウエイトの選択とをＭ回繰り返すことにより、より最適なプリコーディングウエイトを各ユーザ装置＃１〜＃５に割当てた帯域毎に決定することができる。繰り返し回数Ｍは２，３等の固定値としても良いし、前回のプリコーディングウエイトと同一のプリコーディングウエイトが選択されるまで繰り返しても良い。

なお、プリコーディングを考慮しないスケジューリングと帯域毎のプリコーディングとのみを組み合わせた簡易なプリコーディング方法を採用することもできる。

図７はユーザ装置毎にシステム帯域全体で概略的に１つのプリコーディングウエイトを選択してから、選択したプリコーディングウエイトを考慮してスケジューリングするプリコーディング方法の概念図が示されている。基地局装置Node Bは、予めユーザ装置ＵＥ毎にシステム帯域全体で受信ＳＩＮＲを一番大きくできるプリコーディングウエイトを選択する。図７（ａ）〜（ｅ）は各ユーザ装置ＵＥ＃１〜＃５について選択したプリコーディングウエイトＶ１〜Ｖ５を示している。

次に、図７（ａ）〜（ｅ）に示す各ユーザ装置＃１〜＃５のプリコーディングウエイトを考慮してスケジューリングする。すなわち、事前に選択したプリコーディングウエイトＶ１〜Ｖ５で重み付けし、ユーザ装置＃１〜＃５の受信信号の受信ＳＩＮＲを元にユーザ装置＃１〜＃５毎に帯域を割り当てる。図７（ｆ）はプリコーディングウエイトを考慮したスケジューリングによって各ユーザ装置ＵＥ＃１〜＃５に割当てた帯域を示す図である。

上記スケジューリングによって割り当てた各帯域内において既に選択されているプリコーディングウエイトが最適であるか否を局所的に判断するために、再びプリコーディングウエイトを選択する。すなわち、ユーザ装置ＵＥ＃１〜＃５毎に割り当てられた帯域内で受信ＳＩＮＲ、または期待されるスループットが最大となる規範によりプリコーディングウエイトを選択する。図７（ｇ）は各帯域について選択した最適なプリコーディングウエイトを示す図である。ユーザ装置ＵＥ＃３及びＵＥ＃５の帯域について選択されたプリコーディングウエイトＶ３´、Ｖ５´がシステム帯域全体を平均して選択したプリコーディングウエイトＶ３、Ｖ５から変化している。

なお、図７（ｇ）に示すように各ユーザ装置に割り当てた帯域毎にプリコーディングウエイトを選択した後、そのプリコーディングウエイトを考慮して再びスケジューリングしてからプリコーディングウエイトを再度決定するようにしても良い。

図８はユーザ装置毎にシステム帯域全体でリソースブロック又はサブバンド毎にプリコーディングウエイトを選択してから、選択したプリコーディングウエイトを考慮してスケジューリングするプリコーディング方法の概念図が示されている。基地局装置Node Bは、ユーザ装置ＵＥ毎にシステム帯域全体でリソースブロック又はサブバンド毎に最適なプリコーディングウエイトを選択する。これにより、システム帯域全体で平均して受信ＳＩＮＲが高く１つのプリコーディングウエイトを選択する場合よりも、高い受信ＳＩＮＲを実現する複数のプリコーディングウエイトが選択される。図８（ａ）〜（ｅ）は各ユーザ装置ＵＥ＃１〜＃５についてサブバンド毎に選択したプリコーディングウエイトＶ１〜Ｖ５を示している。

次に、図８（ａ）〜（ｅ）に示す各ユーザ装置＃１〜＃５のプリコーディングウエイトを考慮してスケジューリングする。ユーザ装置＃１〜＃５毎に先にサブバンド毎に選択したプリコーディングウエイトに対して得られている受信ＳＩＮＲがあるので、この受信ＳＩＮＲが最も高くなるように各ユーザ装置＃１〜＃５に帯域を割り当てる。図８（ｆ）はプリコーディングウエイトを考慮したスケジューリングによって各ユーザ装置＃１〜＃５に割当てた帯域を示す図である。ユーザ装置ＵＥに割当てた帯域によってはサブバンドによって異なるプリコーディングウエイトが選択されている。

上記スケジューリングによって各ユーザ装置ＵＥに割り当てた帯域内において最適なプリコーディングウエイトをそれぞれ選択する。図８（ｇ）は各帯域内について選択した最適なプリコーディングウエイトを示す図である。例えば、図８（ｆ）に示すユーザ装置ＵＥ＃１であれば、割り当てられた帯域にプリコーディングウエイトＶ１、Ｖ３が選択されている。プリコーディングウエイトＶ３に比べて、プリコーディングウエイトＶ１での受信ＳＩＮＲの方が高いため、最終的にユーザ装置ＵＥ＃１に割り当てた帯域にはプリコーディングウエイトＶ１が選択されている。

なお、図８（ｇ）に示すようにユーザ装置に割り当てた帯域毎にプリコーディングウエイトを選択した後、そのプリコーディングウエイトを考慮して再びスケジューリングしてからプリコーディングウエイトを再度決定するようにしても良い。これにより、ユーザ装置に割当てた帯域に多重されていた複数のプリコーディングウエイトから１つのプリコーディングウエイトを選択したことにより、局所的に受信ＳＩＮＲが低下するようなことがあっても最終的に別の最適なプリコーディングウエイトが選択される。

図９から図１１は予め決められた複数種類のプリコーディングウエイトに対するリソースブロック（又はサブバンド）毎の受信ＳＩＮＲからユーザ装置毎のプリコーディングウエイト及び帯域を絞りこむプリコーディング方法の概念図である。ユーザ装置ＵＥ及び基地局装置Node Bは、予め決められた複数種類のプリコーディングウエイトのインデックスからなるコードブックを備えているものとする。ここでは、コードブックに格納されたインデックスと予め決められた複数種類のプリコーディングウエイトとの対応関係を明確にするため、プリコーディングウエイトとインデックスとで同じ符号を用いて説明する。

基地局装置Node Bは、ユーザ装置ＵＥ毎に各プリコーディングウエイト（Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４）に対するシステム帯域全体での受信ＳＩＮＲをリソースブロック（又はサブバンド）毎にそれぞれ算出する。図９はユーザ装置ＵＥ＃１〜＃３毎に各プリコーディングウエイト（Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４）に対するシステム帯域全体での受信ＳＩＮＲをそれぞれ算出した結果を示している。図９に示す全てのリソースブロック（又はサブバンド）の中から最大の受信ＳＩＮＲを特定する。図９にはユーザ装置ＵＥ＃１のプリコーディングウエイトＶ１に対する受信ＳＩＮＲであって、リソースブロックＳｎが最大の受信ＳＩＮＲであった様子が示されている。

ユーザ装置ＵＥ＃１は、プリコーディングウエイトＶ１に対する受信ＳＩＮＲの中に、他のユーザ装置も含めて最大の受信ＳＩＮＲがあったので、ユーザ装置ＵＥ＃１の送信アンテナをプリコーディングウエイトＶ１で重み付けすることが、最も高い受信ＳＩＮＲを実現できると予想される。そこで、ユーザ装置ＵＥ＃１に割当てる帯域にはプリコーディングウエイトＶ１を選択する。

ユーザ装置ＵＥ＃１に割当てる帯域は、図１０に示す手順を適用する。
他のユーザ装置ＵＥ＃２のプリコーディングウエイトＶ１に対する受信ＳＩＮＲとの比較を行う。具体的には、ユーザ装置ＵＥ＃１のリソースブロックＳｎに隣接するリソースブロックＳ（ｎ-１）の受信ＳＩＮＲと、他のユーザ装置ＵＥ＃２のプリコーディングウエイトＶ１に対する受信ＳＩＮＲで同一位置のリソースブロックＳ（ｍ-１）の受信ＳＩＮＲとを比較する。Ｓ（ｎ-１）＞Ｓ（ｍ-１）ならば、さらに別のユーザ装置ＵＥ＃３のプリコーディングウエイトＶ１に対する受信ＳＩＮＲとの比較を行う。Ｓ（ｎ-１）と同一位置のリソースブロックの受信ＳＩＮＲと比較し、Ｓ（ｎ-１）の方が大きければ、ユーザ装置ＵＥ＃１の帯域をＳ（ｎ-１）まで拡張する。以下、同様にＳ（ｎ-２）とＳ（ｍ-２）とを比較し、Ｓ（ｎ-２）＞Ｓ（ｍ-２）ならばさらに別のユーザ装置ＵＥ＃３の同一位置のリソースブロックの受信ＳＩＮＲと比較し、Ｓ（ｎ-２）の方が大きければ、ユーザ装置ＵＥ＃１の帯域をＳ（ｎ-２）まで拡張する。そして、比較対象となるリソースブロックを順次シフトしていき、ユーザ装置ＵＥ＃１のリソースブロックよりも他のユーザ装置ＵＥ＃２，３のリソースブロックの受信ＳＩＮＲの方が大きくなったところで、ユーザ装置ＵＥ＃１についての図示左方向への帯域の拡張を打ち切る。次に、図示右方向へも上記同様にして帯域を拡張する。なお、この帯域拡張に関して、左方向への拡張と右方向への拡張を交互に行うなど、他の拡張法を使用しても良い。以上の処理を繰り返した結果、図１０に示すように、プリコーディングウエイトＶ１が連続した範囲がユーザ装置ＵＥ＃１の帯域となる。

次に、残りのユーザ装置ＵＥ＃２、＃３のプリコーディングウエイト及び帯域を決定する。図１１（ａ）に示すように、ユーザ装置ＵＥ＃１に割り当てられた帯域（点線で囲まれた範囲）を除外した帯域を、残りのユーザ装置ＵＥ＃２、＃３に対する帯域の割当て範囲とする。

ユーザ装置ＵＥ＃２、＃３の各プリコーディングウエイトに対する全てのリソースブック（除外帯域を含まない）の受信ＳＩＮＲの中から最大の受信ＳＩＮＲを特定する。このとき、既にユーザ装置ＵＥ＃１のプリコーディングウエイトとして決定したＶ１は対象から除く。図１１（ａ）ではユーザ装置ＵＥ＃２のプリコーディングウエイトＶ２に対するリソースブロックＳｏが最大の受信ＳＩＮＲである。この時点で、ユーザ装置ＵＥ＃２に対するプリコーディングウエイトとしてプリコーディングウエイトＶ２を選択する。

次に、図１１（ｂ）に示す手順にて、ユーザ装置ＵＥ＃２に割当てる帯域を決定する。すなわち、前述したユーザ装置ＵＥ＃１に対する帯域割当て手順と同様に、リソースブロックＳｏを起点として、残りの他のユーザ装置＃３の同一位置のリソースブロックの受信ＳＩＮＲと順次比較する。このとき、既にユーザ装置ＵＥ＃１の帯域として決定した範囲のリソースブロックについては比較対象から除外する。

最後に、ユーザ装置ＵＥ＃３の各プリコーディングウエイトに対するリソースブロックであって、ユーザ装置ＵＥ＃１及び＃２に割当てた帯域を除いた範囲のリソースブロックの中から最大の受信ＳＩＮＲを特定する。図１１（ａ）ではプリコーディングウエイトＶ３に対するリソースブロックＳｒの受信ＳＩＮＲが最大となっている。ユーザ装置ＵＥ＃３のプリコーディングウエイトはプリコーディングウエイトＶ３に決定する。残りのユーザ装置は存在しないので比較対象ブロックはない。したがって、ユーザ装置ＵＥ＃１及び＃２に割当てた帯域を除いた連続するリソースブロックをユーザ装置ＵＥ＃３の帯域に割当てる。

以上の手順にて、図１１（ｃ）に示すように、全てのユーザ装置ＵＥ＃１、２、３に帯域が割り当てられると共に、最適なプリコーディングウエイトが選択される。

なお、図１１（ｃ）に示すようにユーザ装置に割り当てた帯域毎にプリコーディングウエイトを選択した後、そのプリコーディングウエイトを考慮して再びスケジューリングしてからプリコーディングウエイトを再度決定するようにしても良い。

各ユーザ装置ＵＥ＃１、２、３に対してプリコーディングウエイトを決定した後、プリコーディングウエイトのインデックス情報を下りリンクを介してユーザ装置へ送信する。

図１２及び図１３は、予め決められた複数種類のプリコーディングウエイトに対するリソースブロック（又はサブバンド）毎の受信ＳＩＮＲからユーザ装置毎のプリコーディングウエイト及び帯域を絞りこむプリコーディング方法の概念図である。

ユーザ装置ＵＥ及び基地局装置Node Bは、予め決められた複数種類のプリコーディングウエイトのインデックスからなるコードブックを備えているものとする。基地局装置Node Bは、ユーザ装置ＵＥ毎に各プリコーディングウエイト（Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４）に対するシステム帯域全体での受信ＳＩＮＲをリソースブロック（又はサブバンド）毎にそれぞれ算出する。図９はユーザ装置ＵＥ＃１〜＃３毎に各プリコーディングウエイト（Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４）に対するシステム帯域全体での受信ＳＩＮＲをそれぞれ算出した結果を示している。図９に示す全てのリソースブロック（又はサブバンド）の中から最大の受信ＳＩＮＲを特定する。図９にはユーザ装置ＵＥ＃１のプリコーディングウエイトＶ１に対する受信ＳＩＮＲであって、リソースブロックＳｎが最大の受信ＳＩＮＲであった様子が示されている。

図１２（ａ）に示すように、最初にユーザ装置ＵＥ＃１に対してプリコーディングウエイトＶ１を仮選択する。次に、図１２（ｂ）に示すように、リソースブロックＳｎと隣接するリソースブロックＳ（ｎ-１）との受信ＳＩＮＲの平均値を算出する。一方、図１２（ｃ）に示すようにユーザ装置ＵＥ＃１のプリコーディングウエイトＶ２に対する受信ＳＩＮＲであって、リソースブロックＳｎ、Ｓ（ｎ-１）と同一位置のリソースブロックの受信ＳＩＮＲを平均化する。プリコーディングウエイトＶ１とＶ２との平均値を比較し、Ｖ１の方がＶ２よりも大きければユーザ装置ＵＥ＃１に対するプリコーディングウエイトはＶ１のまま維持する。次に、図１２（ｄ）に示すように、ユーザ装置ＵＥ＃１のプリコーディングウエイトＶ３に対する受信ＳＩＮＲであって、リソースブロックＳｎ、Ｓ（ｎ-１）と同一位置のリソースブロックの受信ＳＩＮＲを平均化する。プリコーディングウエイトＶ１とＶ３との平均値を比較し、Ｖ１の方がＶ３よりも大きければユーザ装置ＵＥ＃１に対するプリコーディングウエイトはＶ１のまま維持する。

次に、図１３（ａ）（ｂ）に示すように、他のユーザ装置ＵＥ＃２に対しても受信ＳＩＮＲを比較する。ユーザ装置ＵＥ＃２のプリコーディングウエイトＶ１に対する受信ＳＩＮＲであって、リソースブロックＳｎ、Ｓ（ｎ-１）と同一位置のリソースブロックの受信ＳＩＮＲを平均化する。そして、プリコーディングウエイトＶ１とＶ２との平均値を比較し、Ｖ１の方がＶ２よりも大きければ、さらにユーザ装置ＵＥ＃２のプリコーディングウエイトＶ３に対する受信ＳＩＮＲと比較し、さらにユーザ装置ＵＥ＃２のプリコーディングウエイトＶ４に対する受信ＳＩＮＲと比較する。
ユーザ装置ＵＥ＃１とユーザ装置ＵＥ＃２との比較の結果、ユーザ装置ＵＥ＃１に対して仮選択したプリコーディングウエイトＶ１を維持した場合、さらに別のユーザ装置ＵＥ＃３を比較対象として同じ処理を繰り返す。すなわち、図１３（ａ）（ｃ）に示すように、ユーザ装置ＵＥ＃３のプリコーディングウエイトＶ１に対する受信ＳＩＮＲであって、リソースブロックＳｎ、Ｓ（ｎ-１）と同一位置のリソースブロックの受信ＳＩＮＲを平均化する。そして、プリコーディングウエイトＶ１とＶ２との平均値を比較し、Ｖ１の方がＶ２よりも大きければ、さらにユーザ装置ＵＥ＃３のプリコーディングウエイトＶ３に対する受信ＳＩＮＲと比較し、さらにユーザ装置ＵＥ＃３のプリコーディングウエイトＶ４に対する受信ＳＩＮＲと比較する。

以上のようにして、ユーザ装置ＵＥ＃１と他のユーザ装置ＵＥ＃２、ＵＥ＃３との比較の結果、先に仮選択したプリコーディングウエイトＶ１を維持した場合、ユーザ装置ＵＥ＃１に割当てる帯域を隣接するリソースブロックＳ（ｎ-２）に拡張する。

次に、図１４に示すように、連続する３つのリソースブロックＳｎ、Ｓ（ｎ-１）、Ｓ（ｎ-２）の受信ＳＩＮＲを平均して、他のプリコーディングウエイトＶ２、Ｖ３、Ｖ４に対する同一位置のリソースブロックの平均値と比較する。その結果、仮選択したプリコーディングウエイトＶ１よりも受信ＳＩＮＲの平均値が大きいプリコーディングウエイトＶ２、Ｖ３又はＶ４があれば、当該リソースブロック全体Ｓｎ、Ｓ（ｎ-１）、Ｓ（ｎ-２）をその新しいプリコーディングウエイトに変更する。図１４（ａ）にはユーザ装置ＵＥ＃１のリソースブロックＳｎ、Ｓ（ｎ-１）、Ｓ（ｎ-２）に対して仮選択したプリコーディングウエイトＶ１から、プリコーディングウエイトＶ４に変更されている。以降は、プリコーディングウエイトＶ４がユーザ装置ＵＥ＃１のリソースブロックＳｎ、Ｓ（ｎ-１）、Ｓ（ｎ-２）に対して仮選択されたプリコーディングウエイトとなる。このように、仮選択されたプリコーディングウエイトに対する受信ＳＩＮＲの平均値が大きいプリコーディングウエイトが検出される度にプリコーディングウエイトを変更する。

次に、他のユーザ装置ＵＥ＃２又はＵＥ＃３の各プリコーディングウエイトＶ１〜Ｖ４に対する受信ＳＩＮＲについてもリソースブロックＳｎ、Ｓ（ｎ-１）、Ｓ（ｎ-２）と同一位置の受信ＳＩＮＲの平均値を計算し、ユーザ装置ＵＥ＃１の受信ＳＩＮＲの平均値と順次比較する。そして、他のユーザ装置ＵＥ＃２又はＵＥ＃３からユーザ装置ＵＥ＃１の受信ＳＩＮＲの平均値よりも大きい受信ＳＩＮＲの平均値が検出された時点で帯域拡張を打ち切る。その結果、図１４（ｃ）に示すように、ユーザ装置ＵＥ＃１にはリソースブロックＳｎ、Ｓ（ｎ-１）が割当てられ、当該帯域に対してプリコーディングウエイトＶ１が選択される。

他のユーザ装置ＵＥ＃２又はＵＥ＃３についても、ユーザ装置ＵＥ＃１と同様にして帯域が割り当てられ、プリコーディングウエイトが選択される。図１４（ｄ）にはユーザ装置ＵＥ＃２に割り当てられた帯域に対してプリコーディングウエイトＶ２が選択され、ユーザ装置ＵＥ＃３に割り当てられた帯域に対してプリコーディングウエイトＶ３が選択された状態が示されている。

なお、図１４（ｄ）に示すように、各ユーザ装置ＵＥ＃１〜ＵＥ＃３に割り当てた帯域毎にプリコーディングウエイトを選択した後、そのプリコーディングウエイトを考慮して再びスケジューリングしてからプリコーディングウエイトを再度決定するようにしても良い。

各ユーザ装置ＵＥ＃１、２、３に対してプリコーディングウエイトが決定した後、プリコーディングウエイトのインデックス情報を下りリンクを介してユーザ装置へ送信する。

以下、本発明の実施例を、図面を参照しつつ説明する。
図１５を参照しながら、本発明の実施例に係る移動局及び基地局装置を有する移動通信システムについて説明する。

移動通信システム１０００は、例えばEvolved UTRA and UTRAN（別名：Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ、或いは、Ｓｕｐｅｒ ３Ｇ）が適用されるシステムである。移動通信システム１０００は、基地局装置２００と、基地局装置２００と通信する複数の移動局１００（１００_１、１００_２、１００_３、・・・１００_ｎ、ｎはｎ＞０の整数）とを備える。基地局装置２００は、上位局、例えばアクセスゲートウェイ装置３００と接続され、アクセスゲートウェイ装置３００は、コアネットワーク４００と接続される。移動局１００ｎはセル５０において基地局装置２００とEvolved UTRA and UTRANにより通信を行っている。尚、前記アクセスゲートウェイ装置３００は、ＭＭＥ／ＳＧＷ (Mobility Management Entity/Serving Gateway)と呼ばれてもよい。

各移動局（１００_１、１００_２、１００_３、・・・１００_ｎ）は、同一の構成、機能、状態を有するので、以下では特段の断りがない限り移動局１００ｎとして説明を進める。説明の便宜上、基地局装置と無線通信するのは移動局であるが、より一般的には移動端末も固定端末も含むユーザ装置（ＵＥ： Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）でよい。

移動通信システム１０００では、無線アクセス方式として、下りリンクについてはＯＦＤＭＡ（直交周波数分割多元接続）が、上りリンクについてはＳＣ−ＦＤＭＡ（シングルキャリア−周波数分割多元接続）が適用される。上述したように、ＯＦＤＭＡは、周波数帯域を複数の狭い周波数帯域（サブキャリア）に分割し、各サブキャリアにデータをマッピングして通信を行うマルチキャリア伝送方式である。ＳＣ−ＦＤＭＡは、システム帯域を端末毎に１つ又は連続したリソースブロックからなる帯域に分割し、複数の端末が互いに異なる帯域を用いることで、端末間の干渉を低減するシングルキャリア伝送方式である。

ここで、Evolved UTRA and UTRANにおける通信チャネルについて説明する。
下りリンクについては、各移動局１００ｎで共有される物理下りリンク共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）と、物理下りリンク制御チャネル(下りＬ１／Ｌ２制御チャネル)とが用いられる。上記物理下りリンク共有チャネルにより、ユーザデータ、すなわち、通常のデータ信号が伝送される。また、物理下りリンク制御チャネルにより、上りリンクＭＩＭＯ伝送のためのプリコーディング情報、物理下りリンク共有チャネルを用いて通信を行うユーザのＩＤや、そのユーザデータのトランスポートフォーマットの情報、すなわち、Downlink Scheduling Information、及び、物理上りリンク共有チャネルを用いて通信を行うユーザのＩＤや、そのユーザデータのトランスポートフォーマットの情報、すなわち、Uplink Scheduling Grantなどが通知される。

また、下りリンクにおいては、Physical-Broadcast Channel（Ｐ−ＢＣＨ）やDynamic Broadcast Channel（Ｄ−ＢＣＨ）等の報知チャネルが送信される。前記Ｐ−ＢＣＨにより伝送される情報は、Master Information Block（ＭＩＢ）であり、前記Ｄ−ＢＣＨにより伝送される情報は、System Information Block（ＳＩＢ）である。前記Ｄ−ＢＣＨは、前記ＰＤＳＣＨにマッピングされて、基地局装置２００より移動局１００ｎに伝送される。

上りリンクについては、各移動局１００で共有して使用される物理上りリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）と、上りリンクの制御チャネルである物理上りリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ：Physical Uplink Control Channel）とが用いられる。上記物理上りリンク共有チャネルにより、ユーザデータ、すなわち、通常のデータ信号が伝送される。また、前記物理上りリンク制御チャネルにより、下りリンクＭＩＭＯ伝送のためのプリコーディング情報、下りリンクの共有チャネルに対する送達確認情報や、下りリンクの無線品質情報（ＣＱＩ:Channel Quality Indicator）等が伝送される。

また、上りリンクにおいては、初期接続等のための物理ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ）が定義されている。移動局１００は、前記ＰＲＡＣＨにおいて、ランダムアクセスプリアンブルを送信する。

図１６を参照しながら、本発明の実施例に係る基地局装置２００について説明する。
本実施例に係る基地局装置２００は、ＭＩＭＯ伝送のための２つの送受信アンテナ２０２ａ，２０２ｂと、アンプ部２０４ａ，２４０ｂと、送受信部２０６ａ，２０６ｂと、ベースバンド信号処理部２０８と、呼処理部２１０と、伝送路インターフェース２１２とを備える。

下りリンクにより基地局装置２００から移動局１００に送信されるユーザデータは、基地局装置２００の上位に位置する上位局、例えばアクセスゲートウェイ装置３００から伝送路インターフェース２１２を介してベースバンド信号処理部２０８に入力される。

ベースバンド信号処理部２０８では、ＰＤＣＰレイヤーの処理、ユーザデータの分割・結合、ＲＬＣ（radio link control）再送制御の送信処理などのＲＬＣレイヤーの送信処理、ＭＡＣ（Medium Access Control）再送制御、例えばＨＡＲＱ（Hybrid Automatic Repeat reQuest）の送信処理、スケジューリング、伝送フォーマット選択、チャネル符号化、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ： Inverse Fast Fourier Transform）処理、プリコーディング処理が行われて、送受信部２０６ａ，２０６ｂに転送される。また、下りリンク制御チャネルである物理下りリンク制御チャネルの信号に関しても、チャネル符号化や逆高速フーリエ変換等の送信処理が行われて、送受信部２０６ａ，２０６ｂに転送される。

また、ベースバンド信号処理部２０８は、上述した報知チャネルにより、移動局１００に対して、当該セルにおける通信のための制御情報を通知する。前記当該セルにおける通信のための制御情報には、例えば、上りリンクまたは下りリンクにおけるシステム帯域幅、移動局１００に割当てたリソースブロック情報、移動局１００におけるプリコーディングのためのプリコーディング情報、ＰＲＡＣＨにおけるランダムアクセスプリアンブルの信号を生成するためのルート系列の識別情報（Root Sequence Index）等が含まれる。プリコーディング情報はＰＨＩＣＨのような独立の制御チャネルを介して送信されても良い。

送受信部２０６ａ，２０６ｂでは、ベースバンド信号処理部２０８からアンテナ毎にプリコーディングして出力されたベースバンド信号を無線周波数帯に変換する周波数変換処理が施され、その後、アンプ部２０４ａ，２０４ｂで増幅されて送受信アンテナ２０２ａ，２０２ｂより送信される。

一方、上りリンクにより移動局１００から基地局装置２００に送信されるデータについては、送受信アンテナ２０２ａ，２０２ｂで受信された無線周波数信号がアンプ部２０４ａ，２０４ｂで増幅され、送受信部２０６ａ，２０６ｂで周波数変換されてベースバンド信号に変換され、ベースバンド信号処理部２０８に入力される。

ベースバンド信号処理部２０８では、入力されたベースバンド信号に含まれるユーザデータに対して、ＦＦＴ処理、ＩＤＦＴ処理、誤り訂正復号、ＭＡＣ再送制御の受信処理、ＲＬＣレイヤー、ＰＤＣＰレイヤーの受信処理がなされ、伝送路インターフェース２１２を介してアクセスゲートウェイ装置３００に転送される。

呼処理部２１０は、通信チャネルの設定や解放等の呼処理や、無線基地局２００の状態管理や、無線リソースの管理を行う。

図１７はベースバンド信号処理部２０８の機能ブロック図である。受信信号に含まれたリファレンス信号は同期検出・チャネル推定部２２１に入力される。同期検出・チャネル推定部２２１は、移動局１００から受信したリファレンス信号の受信状態に基づいて上りリンクのチャネル状態を推定する。一方、ベースバンド信号処理部２０８に入力した受信信号は、該受信信号に付加されたサイクリックプレフィックスがＣＰ除去部２２２で除去された後、高速フーリエ変換部２２３でフーリエ変換されて周波数領域の情報に変換される。周波数領域の情報に変換された受信信号はサブキャリアデマッピング部２２４にて周波数領域でデマッピングされる。サブキャリアデマッピング部２２４は移動局１００でのマッピングに対応してデマッピングする。周波数領域等化部２２４は、同期検出・チャネル推定部２２１から与えられるチャネル推定値に基づいて受信信号を等化する。逆離散フーリエ変換部２２６は、受信信号を逆離散フーリエ変換して、周波数領域の信号を時間領域の信号に戻す。データ復調部２２７及びデータ復号部２２８にて、伝送フォーマット（符号化率、変調方式）に基づいて送信データを再生する。

スケジューラ２３１は、同期検出・チャネル推定部２２１から与えられるチャネル推定値に基づいて、上下リンクのリソース割り当て内容を決定する。スケジューリングの基礎となる品質測定に使用されるリファレンス信号は、全リソースブロック（システム帯域）に渡る帯域を占める必要がある。移動局１００は、実際にリソース割り当てされたリソースブロックよりも広帯域で品質測定用リファレンス信号を送信する。スケジューラ２３１は、チャネル状態情報を図示していないＣＱＩ測定部から取得することができる。ＣＱＩ測定部は、移動局１００から受信される広帯域の品質測定用リファレンス信号からチャネル状態を測定している。

プリコーディングウエイト選択部２３２は、移動局１００に割当てたリソースブロックでの上りリンクの受信品質から当該移動局１００においてアンテナ毎に送信信号の位相及び又は振幅を制御するためのプリコーディングウエイトを決定する。プリコーディングウエイトを決定する手順は、上述したいずれかのプリコーディング方法を適用できる。また、予め決められた複数種類のプリコーディングウエイトのインデックスからなるコードブックを備えることができる。

たとえば、図２に示すように、移動局１００に割当てたリソースブロックのみで平均化した受信ＳＩＮＲに基づいて決めた共通のプリコーディングウエイトを選択する。または、図３に示すように、スケジューリングされたリソースブロックを構成するそれぞれのサブバンド毎に最適なプリコーディングウエイトを選択する。または、図４に示すように、割り当てられたリソースブロックを構成しているL個のサブバンドをK個（Kは固定値）のブロックに分割し、それぞれのブロックで最適なプリコーディングウエイトを選択する。または、図５に示すように、クラスターブロック毎に最適なプリコーディングウエイトを選択する。なお、上記した４つのプリコーディングウエイト決定手法を適宜組み合わせても良い。

また、スケジューラ２３１とプリコーディングウエイト選択部２３２とで、スケジューリングとプリコーディングウエイトの選択とを、前述した通り組み合わせて、帯域の割り当てとプリコーディングウエイトの選択とを連携して行う。

たとえば、図６に示すように、スケジューラ２３１が最初にプリコーディングウエイトを考慮せずにスケジューリングし、プリコーディングウエイト選択部２３２がスケジューリングによって各移動局に割り当てられた帯域毎に最適なプリコーディングウエイトを選択する。以降は、スケジューラ２３１とプリコーディングウエイト選択部２３２とで情報を交換して、スケジューリングとプリコーディングウエイトの選択とを繰り返し、最適なプリコーディングウエイトを決定する。

また、図７に示すように、最初にプリコーディングウエイト選択部２３２が移動局毎にシステム帯域全体の受信ＳＩＮＲを平均してシステム帯域全体で共通のプリコーディングウエイトを決定し、その後にスケジューラ２３１がプリコーディングウエイトを考慮してスケジューリングする。

また、図８に示すように、プリコーディングウエイト選択部２３２が移動局毎にシステム帯域全体でリソースブロック又はサブバンド毎にプリコーディングウエイトを選択してから、スケジューラ２３１が選択したプリコーディングウエイトを考慮してスケジューリングする。さらに、プリコーディングウエイト選択部２３２が移動局毎に割り当てられた帯域に複数のプリコーディングウエイトが多重されていれば、最適なプリコーディングウエイトを選択する。

また、図９から図１１に示すように、プリコーディングウエイト選択部２３２が最大の受信ＳＩＮＲのリソースブロックのプリコーディングウエイトを当該移動局のプリコーディングウエイトに選択し、スケジューラ２３１が最大の受信ＳＩＮＲのリソースブロックを起点にして隣接するリソースブロックと他の移動局の対応するリソースブロックとの受信ＳＩＮＲを比較して順次拡張して帯域を確定する。

また、図１２から図１４に示すように、予め決められた複数種類のプリコーディングウエイトに対するリソースブロック（又はサブバンド）毎の受信ＳＩＮＲから移動局毎のプリコーディングウエイト及び帯域を絞りこむ。

フィードバック情報選択部２３３は、プリコーディングウエイト選択部２３２で選択されたプリコーディングウエイトの中から最終的にどれだけのプリコーディング情報をフィードバックするかを選択する。フィードバック情報選択部２３３で選択されたプリコーディング情報をフィードバック情報として情報信号生成部２３４に入力する。情報信号生成部２３４にはフィードバック情報と移動局１００に対するリソース割り当て情報とが入力される。フィードバック情報とリソース割り当て情報とを含んだ２系列の信号系列が生成されてＯＦＤＭ変調部２３５に入力される。ＯＦＤＭ変調部２３５がフィードバック情報とリソース割り当て情報とを含んだ２系列の信号をＯＦＤＭ変調し、送受信部２０６ａ，２０６ｂへ送出する。

図１８を参照しながら、本発明の実施例に係る移動局１００について説明する。
同図において、移動局１００は、ＭＩＭＯ伝送のための２つの送受信アンテナ１０２ａ，１０２ｂと、アンプ部１０４ａ，１０４ｂと、送受信部１０６ａ，１０６ｂと、ベースバンド信号処理部１０８と、アプリケーション部１１０とを具備する。

下りリンクのデータについては、２つの送受信アンテナ１０２ａ，１０２ｂで受信された無線周波数信号がアンプ部１０４ａ，１０４ｂで増幅され、送受信部１０６ａ，１０６ｂで周波数変換されてベースバンド信号に変換される。このベースバンド信号は、ベースバンド信号処理部１０８でＦＦＴ処理や、誤り訂正復号、再送制御の受信処理等がなされる。上記下りリンクのデータの内、下りリンクのユーザデータは、アプリケーション部１１０に転送される。アプリケーション部１１０は、物理レイヤーやＭＡＣレイヤーより上位のレイヤーに関する処理等を行う。また、上記下りリンクのデータの内、報知情報も、アプリケーション部１１０に転送される。

一方、上りリンクのユーザデータについては、アプリケーション部１１０からベースバンド信号処理部１０８に入力される。ベースバンド信号処理部１０８では、再送制御（Ｈ−ＡＲＱ （Ｈｙｂｒｉｄ ＡＲＱ））の送信処理や、チャネル符号化、プリコーディング、ＤＦＴ処理、ＩＦＦＴ処理等が行われて送受信部１０６ａ，１０６ｂに転送される。送受信部１０６ａ，１０６ｂでは、ベースバンド信号処理部１０８から出力されたベースバンド信号を無線周波数帯に変換する周波数変換処理が施され、その後、アンプ部１０４ａ，１０４ｂで増幅されて送受信アンテナ１０２ａ，１０２ｂより送信される。

図１９はベースバンド信号処理部１０８の機能ブロック図である。送受信部１０６ａ，１０６ｂから出力される受信信号がＯＦＤＭ信号復調部１１１で復調される。受信品質測定部１１２では受信したリファレンス信号の受信状態から受信品質を測定する。基地局２００が下りリンクのＯＦＤＭ通信で使用する広帯域に渡るチャネルの受信品質を測定する。各チャネルの受信品質情報はプリコーディングウエイト選択部１１３へ与えられる。プリコーディングウエイト選択部１１３では、例えばシステム帯域の全域で受信品質を平均して１種類のプリコーディングウエイトを選択し、又はシステム帯域を複数のサブバンドに分割してサブバンド毎に最適なプリコーディングを選択する。基地局装置と同様に複数種類のプリコーディングウエイトのインデックスからなるコードブックを備えることができる。また、ＯＦＤＭ復調された下りリンクの受信信号から上りリンクのプリコーディング情報、スケジューリング情報が復号される。

データ符号化部１１５では、アプリケーション部１１０から与えられる送信データが符号化される。また、データ符号化部１１５では、プリコーディングウエイト選択部１１３から与えられるプリコーディング情報を含む、各種の制御信号が符号化される。制御信号には上りデータ信号の伝送フォーマット（変調方式、データサイズ等）、上り送信電力、下りデータに対する送達確認情報（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）、下りリンクでの受信品質（ＣＱＩ等）等を含むことができる。データ符号化部１１５で符号化された送信データ及び制御信号はデータ変調部１１６で変調され、逆フーリエ変換部１１７で逆フーリエ変換されて時系列の情報が周波数領域の情報に変換される。サブキャリアマッピング部１１８では、スケジューリング情報に基づいて周波数領域でのマッピングを行う。

プリコーディング乗算部１１９では、報知チャネル／下り制御信号復号部１１４にて復号されたプリコーディング情報に基づいて、アンテナ毎に送信信号を位相シフト及び又は振幅制御を行う（プリコーディングによる送信アンテナ毎の重み付け）。これにより、基地局２００での受信信号の受信電力を増大でき、スループット特性を改善できる。プリコーディング後、逆高速フーリエ変換部１２０に送信信号を逆高速フーリエ変換して周波数領域の信号を時間領域の信号に変換する。サイクリックプレフィックス付加部１２１で送信信号にサイクリックプレフィックスを付加する。サイクリックプレフィックスは、マルチパス伝搬遅延及び基地局における複数ユーザ間の受信タイミングの差を吸収するためのガードインターバルとして機能する。サイクリックプレフィックスが付加された送信信号は、送受信部１０６ａ，１０６ｂへ送出される。

このように本実施例によれば、基地局２００が移動局１００に対して決定したリソースブロックだけから上りリンクのマルチアンテナ伝送のための送信信号のプリコーディングウエイトを決定するので、システム帯域に比べてリソースブロックの帯域幅が大幅に狭いので、スループット特性の劣化を小さく抑えながら、プリコーディングのためのフィードバック情報を削減することができる。

なお、以上の説明では、上りＳＣ−ＦＤＭＡを前提にしているが、ＯＦＤＭ、Clustered DFT-s-OFDM、ハイブリッドアクセスのいずれの方式であっても適用可能である。

以上、上述の実施形態を用いて本発明について詳細に説明したが、当業者にとっては、本発明が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本発明は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。従って、本明細書の記載は、例示説明を目的とするものであり、本発明に対して何ら制限的な意味を有するものではない。

Claims (12)

1. システム帯域上で１つの又は連続したリソースブロックからなる帯域を各ユーザ装置に割り当てるスケジューラと、
   前記各ユーザ装置に割り当てた帯域毎に、前記ユーザ装置の送信アンテナの重み付けに用いる送信位相及び又は送信振幅の制御量を決定する制御量決定部と、
   前記制御量決定部で決定した制御量を前記各ユーザ装置へ送信する送信部と、
   を具備したことを特徴とする基地局装置。
2. 前記制御量決定部は、ユーザ装置に割り当てた帯域全体で受信品質を平均化して共通の位相及び又は振幅制御量を決定することを特徴とする請求項１記載の基地局装置。
3. 前記制御量決定部は、ユーザ装置に割り当てた帯域のリソースブロックが複数のサブバンドを有する場合、サブバンド毎に位相及び又は振幅制御量を決定することを特徴とする請求項１記載の基地局装置。
4. 前記制御量決定部は、ユーザ装置に割り当てた帯域全体を複数のブロックに分割し、ブロック毎に位相及び又は振幅制御量を決定することを特徴とする請求項１記載の基地局装置。
5. 前記制御量決定部は、ユーザ装置に割り当てた帯域のリソースブロックが一部のサブバンドが離れた状態となる複数のクラスターブロックに分割されている場合、クラスターブロック毎に位相及び又は振幅制御量を決定することを特徴とする請求項１記載の基地局装置。
6. 前記スケジューラは、前記制御量決定部が決定した制御量による送信アンテナの重み付けの下で、前記各ユーザ装置に対する帯域の割り当てをやり直し、
   前記制御量決定部は、前記スケジューラが割り当て直した各ユーザ装置の帯域毎に、制御量を決定し直すことを特徴とする請求項１記載の基地局装置。
7. 前記制御量決定部は、前記スケジューラが各ユーザ装置に帯域を割り当てる前に、前記ユーザ装置毎にシステム帯域全体の受信品質を平均化して制御量を決定し、
   前記スケジューラは、前記制御量決定部がシステム帯域毎に決定した制御量による送信アンテナの重み付けの下で、前記各ユーザ装置に対して帯域を割り当て、
   前記制御量決定部は、前記スケジューラが割り当てた各ユーザ装置の帯域毎に、制御量を決定し直すことを特徴とする請求項１記載の基地局装置。
8. 前記制御量決定部は、前記スケジューラが各ユーザ装置に帯域を割り当てる前に、前記ユーザ装置毎にシステム帯域全体に対してリソースブロック又はサブバンド毎に制御量を決定し、
   前記スケジューラは、前記制御量決定部がリソースブロック又はサブバンド毎に決定した制御量による送信アンテナの重み付けの下で、前記各ユーザ装置に対して帯域を割り当て、
   前記制御量決定部は、前記スケジューラが割り当てた各ユーザ装置の帯域毎に、制御量を決定し直すことを特徴とする請求項１記載の基地局装置。
9. 予めユーザ装置の送信アンテナの重み付けに用いられる送信位相及び又は送信振幅の制御量が複数種類定められたコードブックを備え、
   前記制御量決定部は、ユーザ装置毎に前記各制御量に対する受信品質をリソース単位毎に算出し、受信品質が最も良いリソース単位を有するユーザ装置に対して当該リソース単位に対する制御量を選択し、前記受信品質の最も良いリソース単位の位置を起点にして順次隣接するリソース単位の受信品質と他のユーザ装置の同一位置のリソース単位の受信品質とを比較し、他のユーザ装置のリソース単位の受信品質よりも高い受信品質となるリソース単位の範囲を当該ユーザ装置の帯域に割り当て、残りのユーザ装置に対して既に帯域割り当ての済んだ周波数領域を除いて、上記処理を繰り返して残りの各ユーザ装置に割当てる帯域及び制御量を確定し、前記各ユーザ装置に割当てた帯域情報は前記スケジューラへ通知することを特徴とする請求項１記載の基地局装置。
10. 予めユーザ装置の送信アンテナの重み付けに用いられる送信位相及び又は送信振幅の制御量が複数種類定められたコードブックを備え、
    前記制御量決定部は、ユーザ装置毎に前記各制御量に対する受信品質をリソース単位毎に算出し、受信品質が最も良いリソース単位を有するユーザ装置に対して当該リソース単位に対する制御量を仮選択し、前記受信品質の最も良いリソース単位の位置を起点にして比較対象範囲を順次隣接するリソース単位まで拡張し、仮選択した制御量での比較対象範囲の受信品質と他の制御量での比較対象範囲と同一リソース領域の受信品質とを比較し、仮選択した制御量での受信品質よりも高い受信品質の制御量が現れたところで当該制御量に変更し、他のユーザ装置のリソース単位の受信品質よりも高い受信品質となった領域を当該ユーザ装置の帯域に割り当て、残りのユーザ装置に対して既に帯域割り当ての済んだ周波数領域を除いて、上記処理を繰り返して残りの各ユーザ装置に割当てる帯域及び制御量を確定し、前記各ユーザ装置に割当てた帯域情報は前記スケジューラへ通知することを特徴とする請求項１記載の基地局装置。
11. 複数のアンテナと、
    下りリンクの信号を受信する受信部と、
    受信した下りリンクの信号を復号して、当該ユーザ装置に対して決定したリソースブロックでの受信品質から定められた送信信号の位相及び又は振幅を制御するための制御量を復号する復号部と、
    前記復号部で復号した位相及び又は振幅制御量に基づいて、前記複数のアンテナから送信される送信信号の位相及び又は振幅を事前に調整する事前処理部と、
    を具備したことを特徴とするユーザ装置。
12. 各ユーザ装置との間の無線通信に用いられるリソースブロックを適応的に決定するステップと、
    ユーザ装置に対して決定したリソースブロックでの上りリンクの受信品質から当該ユーザ装置においてアンテナ毎に送信信号の位相及び又は振幅を制御するための制御量を決定するステップと、
    決定した制御量を前記ユーザ装置へ送信するステップと、
    を具備したことを特徴とする上りリンクのマルチアンテナ伝送におけるプリコーディング方法。
    

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