JP2010041473A - 無線通信システム、基地局装置、移動局装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ビームフォーミングによる通信を行う場合において、スループットを改善する。
【解決手段】基地局装置は、移動局装置から送信されるアップリンク信号を用い、アップリンク信号の到来方向を推定する。次に、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックに対するデータ信号と参照信号の配置と、データ信号と参照信号の電力の調整とを行う。このとき、未使用のサブキャリアの電力を参照信号の電力として用いることを考慮した調整が行われる。次に、推定した到来方向に対してビームを指向させる重みを制御してビームの指向制御を行い、移動局装置にダウンリンク信号を送信する。移動局装置は、基地局装置から送信されるダウンリンク信号を受信し、ダウンリンク信号に含まれる参照信号を用いてチャネル推定する。最後に、推定したチャネルの特性を用いて等化処理を行い、等化処理後の信号に基づいてデータ信号を再生する。
【選択図】図８

Description

本発明は、ビームフォーミングを利用した、無線通信技術に関する。

ＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ：直交周波数分割多元接続）方式を用いた移動体通信において、ビームフォーミングによる通信をおこなう場合に、移動局装置ではチャネル推定が行われる。このチャネル推定には、基地局装置から送信される参照信号が用いられ、この参照信号の電力を大きくするほどチャネル推定の精度が改善されることが知られている。

一方、１ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）シンボルに割り当てられている電力は限られているため、参照信号の電力を大きくした場合には、その電力の分だけデータ信号の電力が小さくなるように調整しなければならない。

このデータ信号の電力を調整する手法として、電力を大きくする参照信号と同一のＯＦＤＭシンボルに含まれるデータ信号の電力を小さくする手法が用いられているが、ビームフォーミングゲインが小さくなってしまうため、スループット等の諸特性が劣化してしまう。

また、ビームフォーミングによる通信をおこなう場合においても、スループット等の諸特性を改善するため、不要波を抑圧することが求められている。

下記非特許文献１では、セルカバレッジおよびセルエッジでのスループット改善等のため、データ信号の電力を調整する一例について開示されている。

図１に示すとおり、非特許文献１では、ＳＦＢＣ（Ｓｐａｃｅ Ｆｒｅｑｅｎｃｙ Ｂｌｏｃｋ Ｃｏｄｅ）＋ＦＳＴＤ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｓｗｉｔｃｈｅｄ Ｔｒａｎｓｍｉｔ Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ）符号化時について検討がなされている。非特許文献１では、未使用のサブキャリアを設定し、その分の電力により参照信号（Ｒ１、Ｒ２）の電力を（２ａから４ａに）大きくしている。このようにすると、データ信号（Ｄ）の電力を小さくしなくて良い。従って、データ信号の電力が小さくなることを原因としたスループットの劣化はないが、未使用のサブキャリアに配置され得るデータ信号分、スループットが劣化することが考えられる。

また、非特許文献１では、参照信号の電力を大きくするため、未使用のサブキャリアを設定しているが、セル間の干渉を抑圧するために未使用のリソースエレメントを設定する提案もなされている。

図２に示すとおり、非特許文献２では、セル間の干渉の影響が小さくなるよう未使用のリソースエレメントを設定している。

例えば、ＣｅｌｌＡ（セルＡ）の第１ＯＦＤＭシンボルのサブキャリア番号０の電力はＡＮＴＰ（Ａｎｔｅｎｎａ Ｐｏｒｔ）０、ＡＮＴＰ１、ＡＮＴＰ２およびＡＮＴＰ３の電力の合計で４Ｐである。同様に、ＣｅｌｌＢ（セルＢ）の第１ＯＦＤＭシンボルの電力はＡＮＴＰ０、ＡＮＴＰ１、ＡＮＴＰ２およびＡＮＴＰ３の電力の合計で２Ｐであり、ＣｅｌｌＣ（セルＣ）の第１ＯＦＤＭシンボルの電力はＡＮＴＰ０、ＡＮＴＰ１、ＡＮＴＰ２およびＡＮＴＰ３の電力の合計で４Ｐである。

ここで、ＣｅｌｌＡに受信装置が存在すると仮定した場合に、受信装置はＣｅｌｌＢおよびＣｅｌｌＣから（２Ｐ＋４Ｐで）６Ｐの電力の干渉を受けることとなるが、未使用のリソースエレメントを設定しない場合、ＣｅｌｌＢの第１ＯＦＤＭシンボルの電力も４Ｐとなるため、未使用のリソースエレメントを設定した場合と比較し、２Ｐの電力分だけ大きな干渉を受けることとなる。

図３に示すとおり、非特許文献３では、ビームフォーミングによる通信をおこなう場合、参照信号の電力を大きくする（２ａから５ａ）ことで、チャネル推定の精度が改善することが示されている。これに伴い、電力を大きくする参照信号と同一のＯＦＤＭシンボルに含まれるデータ信号の電力を小さくしている（２ａからａ）。

非特許文献３では、この結果を図４に示すとおりとしている。図４では、変調方式が６４ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）の場合（図４（ｂ））とＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）の場合（図４（ａ））とを比較し、参照信号の電力の大きさがスループットに与える影響について示している。

非特許文献３では、参照信号の電力とスループットとの関係を図４に示すとおりとしている。図４によれば、参照信号の電力を０．５［ｄＢ］大きくした場合のスループットが最も良いことがわかる。この理由は、参照信号の電力を大きくするため、データ信号の電力を小さくすることでビームフォーミングゲインが小さくなってしまったためと考えられる。

すなわち、非特許文献３では、ビームフォーミングによる通信をおこなう場合、参照信号の電力とスループットとの関係より、スループットの改善は参照信号の電力を０．５［ｄＢ］大きくした程度までとしている。

非特許文献４では、同一の周波数帯域を用いて送信される複数のＯＦＤＭシンボルをＯＦＤＭシンボル間の干渉を抑圧しながら受信する手法に関する提案がなされている。この手法を図５に示す。

非特許文献４では、ＯＦＤＭ信号ＡとＯＦＤＭ信号Ｂとを、同一の周波数帯域を用いて送信し、これらのＯＦＤＭシンボルを受信機が受信する構成を例に説明がなされている。仮想サブキャリアの位置を矢印によりそれぞれ示している。

非特許文献４では、ＯＦＤＭ信号ＡとＯＦＤＭ信号Ｂとの互いに異なる位置に未使用のサブキャリアを配置し、移動局装置で、未使用のサブキャリアの位置の信号がなくなるように調整することによりＯＦＤＭシンボル間での干渉を抑制している。

非特許文献５では、ビームフォーミングを伴う空間多重の例について示している。
図６に示すように、非特許文献５では、４本の送信アンテナが２組と２本の受信アンテナが１組とからなる環境下において、２組の送信アンテナから１組の受信アンテナに対し、同一の周波数帯域を用いた互いに異なる２ＯＦＤＭシンボルを送信する空間多重方式が開示されている。

３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ１ ＃４７ｂｉｓ、Ｒ１−０７０２５０、"Ｄｏｗｎｌｉｎｋ ｔｒａｎｓｍｉｔ ｐｏｗｅｒ ｂｏｏｓｔｉｎｇ" ３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ１ ＃５２ｂｉｓ、Ｒ１−０８１２３２、"ＲＥ Ｐｕｎｃｔｕｒｉｎｇ Ｐａｔｔｅｒｎ ｆｏｒ ＲＳ Ｂｏｏｓｔｉｎｇ" ３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ１ ＃５３、Ｒ１−０８１７７９、"ＤＲＳ Ｐｏｗｅｒ Ｂｏｏｓｔｉｎｇ" 電子情報通信学会技術研究報告，アンテナ・伝播, Ｖｏｌ．１０３，Ｎｏ．３５５，ｐｐ．１４９−１５４，"バーチャルサブキャリア割当てを用いたＯＦＤＭ信号の空間フィルタリング : 複数バーチャルサブキャリアパンクチャリング(移動通信ワークショップ)" ３ＧＰＰ ＴＲ．２５．８２４ ｖ．０．１．２ （２００８−０５）

現在、ビームフォーミングによる通信をおこなう場合に、移動局装置においてチャネル推定が行われている。このチャネル推定には、基地局装置より送信される参照信号が用いられる。

上記非特許文献３に記載の技術では、参照信号の電力を大きくすることによってチャネル推定の精度を改善することが可能であると示している。ここで、１ＯＦＤＭシンボルに割り当てられている電力は限られているため、電力を大きくする参照信号と同一のＯＦＤＭシンボルに含まれるデータ信号の電力を小さくしている。その結果、参照信号の電力を大きくし過ぎるとビームフォーミングゲインが小さくなり過ぎるために、スループットが逆に劣化してしまうという問題が生じている。

また、ビームフォーミングによる通信を行う場合に、スループット等の諸特性を改善するために、不要波を抑圧することが求められている。本発明では、ビームフォーミングによる通信を行う場合において、様々な手法を用いることでスループットを改善することを目的とする。

本発明の一観点によれば、基地局装置と移動局装置とを含んで構成される無線通信システムであって、基地局装置は、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックに対して未使用のリソースエレメントを設定する第１の機能部と、未使用のリソースエレメントに割り当てられている電力を参照信号の電力に割り当てる第２の機能部との少なくともいずれかを備え、移動局装置は、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックに配置されている参照信号を用いることにより、データ信号の再生精度を改善する第３の機能部と、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックに配置されている未使用のサブキャリアを用いて、干渉を抑圧する第４の機能部との少なくともいずれかを備えることを特徴とする無線通信システムが提供される。

前記基地局装置は、外部から入力されたデータ信号を変調する変調部と、データ信号と参照信号の電力の調整を行い、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックに対して電力の調整を行ったデータ信号と参照信号を配置する信号配置部と、前記移動局装置から送信される信号の到来方向を推定する到来方向推定部と、信号の到来方向に対して電波を指向させるための重みを制御する重み制御部Ａと、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックに電波を指向させるための重みを作用させる送信ビームフォーミング部と、前記移動局装置に対してビームフォーミングが適用されるリソースブロックを送信する送信部とを備えることが好ましい。

前記基地局装置は、外部から入力されたデータ信号を変調する変調部と、前記移動局装置から送信されるプリコーディング行列のインデックスを受信し、プリコーディング行列を特定するコードブック受信部と、プリコーディングをおこなうプリコーディング部と、 データ信号と参照信号の電力の調整を行い、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックに対して電力の調整を行ったデータ信号と参照信号を配置する信号配置部と、前記移動局装置に対してビームフォーミングが適用されるリソースブロックを送信する送信部とを備えるようにしても良い。

前記移動局装置は、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックを受信する受信部と、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックに配置されている参照信号を用いてチャネル推定を行い、リソースブロックに配置されているデータ信号を等化するための重みを制御する重み制御部Ｂと、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックに配置されているデータ信号に、そのデータ信号を等化するための重みを作用させる等化部と、等化したデータ信号を復調する復調部と、前記基地局装置に対して前記基地局装置が信号の到来方向を推定するために用いる信号を送信する測定用信号送信部とを備えることが好ましい。

前記移動局装置は、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックを受信する受信部と、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックに配置されている参照信号を用いてチャネル推定を行い、リソースブロックに配置されているデータ信号を等化するための重みを制御する重み制御部Ｂと、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックに配置されているデータ信号に、そのデータ信号を等化するための重みを作用させる等化部と、等化したデータ信号を復調する復調部と、前記基地局装置に対してプリコーディング行列のインデックスを送信するコードブック送信部とを備えることが好ましい。

前記移動局装置は、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックを受信し、干渉を抑圧する重みを作用させる受信部と、干渉を抑圧する重みを制御する重み制御部Ｃと、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックに配置されている参照信号を用いてチャネル推定を行い、リソースブロックに配置されているデータ信号を等化するための重みを制御する重み制御部Ｂと、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックに配置されているデータ信号に、そのデータ信号を等化するための重みを作用させる等化部と、等化したデータ信号を復調する復調部と、前記基地局装置に対して前記基地局装置が信号の到来方向を推定するために用いる信号を送信する測定用信号送信部とを備えるようにしても良い。

本発明は、上記に記載の無線通信システムにおける基地局装置であって、前記変調部は、外部から入力されたデータ信号に対して直交振幅変調を行うことを特徴とする基地局装置であっても良い。

また、無線通信システムにおける基地局装置であって、前記信号配置部は、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックに対するデータ信号と参照信号の配置と、データ信号と参照信号の電力の調整とを行うための情報からなる信号配置パターンに基づいて、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックに対するデータ信号と参照信号の配置と、データ信号と参照信号の電力の調整とを行うことを特徴とする基地局装置であっても良い。

さらに、上記に記載の無線通信システムにおける基地局装置であって、前記到来方向推定部は、前記移動局装置から送信された信号からその信号の到来方向を推定することを特徴とする基地局装置であっても良い。

また、上記に記載の無線通信システムにおける基地局装置であって、前記重み制御部Ａは、到来方向推定部で推定された信号の到来方向に対して電波を指向させるための重みを制御することを特徴とする基地局装置であっても良い。

さらに、上記２に記載の無線通信システムにおける基地局装置であって、前記送信ビームフォーミング部は、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックに配置されているデータ信号と参照信号に対して重み制御部Ａから出力された重みを作用させることを特徴とする基地局装置であっても良い。

また、上記に記載の無線通信システムにおける基地局装置であって、 前記送信部は、前記移動局装置に対してビームフォーミングが適用されるリソースブロックを送信することを特徴とする基地局装置であっても良い。

さらに、上記に記載の無線通信システムにおける基地局装置であって、前記コードブック受信部は、前記移動局装置から送信されたプリコーディング行列のインデックスを受信し、受信したプリコーディング行列のインデックスに基づいてプリコーディング行列を特定することを特徴とする基地局装置であっても良い。

また、上記に記載の無線通信システムにおける基地局装置であって、前記プリコーディング部は、前記コードブック受信部で特定されたプリコーディング行列を用いて、変調部で直交振幅変調されたデータ信号をプリコーディングすることを特徴とする基地局装置であっても良い。

また、上記に記載の無線通信システムにおける移動局装置であって、 前記受信部は、前記基地局装置の前記送信部から送信されたビームフォーミングが適用されるリソースブロックを受信することを特徴とする移動局装置であっても良い。

さらに、上記に記載の無線通信システムにおける移動局装置であって、前記重み制御部Ｂは、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックに配置されている参照信号を用いてチャネルを推定し、推定したチャネルからビームフォーミングが適用されるリソースブロックに配置されているデータ信号を等化するための重みを制御することを特徴とする移動局装置であっても良い。

また、上記に記載の無線通信システムにおける移動局装置であって、前記等化部は、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックに配置されているデータ信号に対して重み制御部Ｂから出力された重みを作用させることを特徴とする移動局装置であっても良い。

さらに、上記に記載の無線通信システムにおける移動局装置であって、前記復調部は、等化されたデータ信号に対して直交振幅復調を行うことを特徴とする移動局装置であっても良い。

また、上記に記載の無線通信システムにおける移動局装置であって、前記測定用信号送信部は、前記基地局装置の前記到来方向推定部が、前記移動局装置から送信される信号の到来方向を推定するために用いる信号を送信することを特徴とする移動局装置であっても良い。

さらに、上記に記載の無線通信システムにおける移動局装置であって、前記受信部は、前記基地局装置の前記送信部から送信されたビームフォーミングが適用されるリソースブロックを受信し、受信された信号に対して前記重み制御部Ｃから出力された重みを作用させることを特徴とする移動局装置であっても良い。

また、上記に記載の無線通信システムにおける移動局装置であって、前記重み制御部Ｃは、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックに配置されている未使用のサブキャリアの位置の信号が小さくなるように重みを制御することで、干渉を抑圧することを特徴とすることを特徴とする移動局装置であっても良い。

さらに、上記に記載の無線通信システムにおける移動局装置であって、前記コードブック送信部は、前記基地局装置のプリコーディングで用いられるプリコーディング行列のインデックスを特定し、前記基地局装置に対してプリコーディング行列のインデックスを送信することを特徴とする移動局装置であっても良い。

本発明の他の観点によれば、上記に記載の無線通信システムにおいて、前記移動局装置と通信する前記基地局装置の通信方法であって、外部から入力されたデータ信号を変調する第１の過程と、データ信号と参照信号の電力の調整を行い、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックに対して電力の調整を行ったデータ信号と参照信号を配置する第２の過程と、移動局装置から送信される信号の到来方向を推定する第３の過程と、信号の到来方向に対して電波を指向させるための重みを制御する第４の過程と、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックに電波を指向させるための重みを作用させる第５の過程と、前記移動局装置に対してビームフォーミングが適用されるリソースブロックを送信する第６の過程とを備えることを特徴とする通信方法が提供される。

また、上記に記載の無線通信システムにおいて、前記移動局装置と通信する前記基地局装置の通信方法であって、外部から入力されたデータ信号を変調する第１の過程と、前記移動局装置から送信されるプリコーディング行列のインデックスを受信し、プリコーディング行列を特定する第２の過程と、プリコーディングをおこなう第３の過程と、データ信号と参照信号の電力の調整を行い、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックに対して電力の調整を行ったデータ信号と参照信号を配置する第４の過程と、前記移動局装置に対してビームフォーミングが適用されるリソースブロックを送信する第５の過程とを備えることを特徴とする通信方法が提供される。

さらに、上記に記載の無線通信システムにおいて、前記基地局装置と通信する移動局装置の通信方法であって、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックを受信する第１の過程と、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックに配置されている参照信号を用いてチャネル推定を行い、リソースブロックに配置されているデータ信号を等化するための重みを制御する第２の過程と、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックに配置されているデータ信号に、そのデータ信号を等化するための重みを作用させる第３の過程と、等化したデータ信号を復調する第４の過程と、前記基地局装置に対して前記基地局装置が信号の到来方向を推定するために用いる信号を送信する第５の過程とを備えることを特徴とする通信方法が提供される。

また、上記に記載の無線通信システムにおいて、前記基地局装置と通信する移動局装置の通信方法であって、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックを受信する第１の過程と、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックに配置されている参照信号を用いてチャネル推定を行い、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックに配置されているデータ信号を等化するための重みを制御する第２の過程と、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックに配置されているデータ信号に、そのデータ信号を等化するための重みを作用させる第３の過程と、等化したデータ信号を復調する第４の過程と、前記基地局装置に対してプリコーディング行列のインデックスを送信する第５の過程とを備えることを特徴とする通信方法が提供される。

さらに、上記に記載の無線通信システムにおいて、前記基地局装置と通信する移動局装置の通信方法であって、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックを受信し、干渉を抑圧する重みを作用させる第１の過程と、干渉を抑圧する重みを制御する第２の過程と、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックに配置されている参照信号を用いてチャネル推定を行い、リソースブロックに配置されているデータ信号を等化するための重みを制御する第３の過程と、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックに配置されているデータ信号に、そのデータ信号を等化するための重みを作用させる第４の過程と、等化したデータ信号を復調する第５の過程と、前記基地局装置に対して前記基地局装置が信号の到来方向を推定するために用いる信号を送信する第６の過程とを備えることを特徴とする通信方法が提供される。

本発明は、上記に記載の方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであっても良く、当該プログラムを記録するコンピュータ読み取り可能な記録媒体であっても良い。プログラムは、インターネットなどの伝送媒体を介して取得しても良い。

本発明によれば、ビームフォーミングによる通信をおこなう場合、基地局装置は未使用のリソースエレメントもしくは未使用のサブキャリアを設定することが可能なため、参照信号の電力を大きくする際に、データ信号の電力を小さくする必要がなくなる。この結果、ビームフォーミングゲインが小さくなることを防げるため、参照信号の電力を大きくした場合、スループット等を改善することが可能となる。

また、ビームフォーミングによる通信をおこなう場合、未使用のサブキャリアを設定することができるため、不要波を抑圧することが可能である。このことにより、スループット等の諸特性を改善することが可能である。さらに、非特許文献５に示されるような、Ｂｅａｍ間の干渉も抑圧することが可能となるため、プリコーディングの代用として用いることも可能である。

尚、本発明は主としてシステムに関する構成を特定しているが、基地局装置、移動局装置それぞれに関する構成に関しても、本発明の範疇に入るものである。

本明細書において、リソースブロックとは、周波数軸方向に１２サブキャリア、時間軸方向に１４ＯＦＤＭシンボルで構成されるものである。また、リソースエレメントとは、リソースブロックを構成する最小単位である。リソースエレメントはアンテナ毎に定義され、周波数軸方向に１サブキャリア、時間軸方向に１ＯＦＤＭシンボルで構成されるものである。ただし、上記の具体的な数値については一例であり、これらに限定されない。

また、制御信号が含まれるＯＦＤＭシンボル（リソースブロックの第１ＯＦＤＭシンボルから数ＯＦＤＭシンボルにわたって存在する）については、本発明とはあまり関係がないため、説明を省略する。

以下、本発明の実施の形態による通信技術について、図面を用いながら説明をおこなう。
（第１の実施の形態）
第１の実施の形態では、基地局装置が８アンテナを備え、移動局装置が１アンテナを備えている場合を例にして説明を行う。

ビームフォーミングによる通信を行う場合に、移動局装置は、基地局装置から送信される参照信号を用い、チャネル推定を行っているが、この参照信号の電力を大きくすることにより、その精度が改善されることは前述のとおりである。

本発明の第１の実施の形態による通信技術では、図７に示すように、未使用のサブキャリアを設定し（右図のハッチ部分）、その分の電力を用いて参照信号の電力を大きくし（ａから２ａ）、チャネル推定の精度を改善させるようにする。この手法により、ビームフォーミングゲインが小さくなることを防ぐことができるため、未使用のサブキャリアを設定しない非特許文献３の場合と比較して、通信におけるスループットをより一層改善することが可能である。

第１の実施の形態では、図８に示すような無線通信システムを想定している。図８によれば、本実施の形態による無線通信システムは、基地局装置（１００ａ）と移動局装置（２００ａ）とにより構成されている。

基地局装置（１００ａ）は、はじめに、移動局装置（２００ａ）から送信されるアップリンク信号を用い、１．アップリンク信号の到来方向、すなわち移動局装置が位置する方向を推定する。

２．次に、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックに対するデータ信号および参照信号の配置と、データ信号および参照信号の電力の調整とを行う。このとき、未使用のサブキャリアの電力を参照信号の電力として用いることを考慮した調整がおこなわれる。

３．次に、推定した到来方向に対して、ビームを指向させる重みを制御し、その重みを作用させ、ビームの指向制御をおこなう。次いで、４．移動局装置（２００ａ）にダウンリンク信号を送信する。

移動局装置（２００ａ）は、基地局装置（１００ａ）から送信されるダウンリンク信号を受信し、１．ダウンリンク信号に含まれる参照信号を用いてチャネル推定する。最後に、２．推定したチャネルの特性を用いて等化処理をおこない、等化処理後の信号に基づいてデータ信号を再生する。

次に、基地局装置（１００ａ）と移動局装置（２００ａ）との構成の詳細について説明する。まず、基地局装置（１００ａ）の構成を説明する。図９に、基地局装置（１００ａ）の一構成例を示す機能ブロック図である。

図９に示すように、本実施の形態による無線通信システムにおける基地局装置（１００ａ）は、移動局装置（２００ａ）から送信されるアップリンク信号を、アンテナ０（１０ｃ−４）とアンテナ１（１１ｃ−４）とアンテナ２（１２ｃ−４）とアンテナ３（１３ｃ−４）とアンテナ４（１４ｃ−４）とアンテナ５（１５ｃ−４）とアンテナ６（１６ｃ−４）とアンテナ７（１７ｃ−４）との８本のアンテナを介して受信する。また、受信したアップリンク信号を用いてアップリンク信号の到来方向を推定する到来方向推定部（１０ａ）と、ビームフォーミングが適用されるリソースブロック毎に、推定した到来方向に対してビームを指向させるための重みを制御する重み制御部（１１ａ）と、を備える。

さらに、基地局装置（１００ａ）は、外部から入力されるデータ信号に対し、直交振幅変調をおこなうための変調部（１０ｂ）と、直交振幅変調されたデータ信号に対し信号処理をおこなう、信号処理装置０（１０ｃ）と信号処理装置１（１１ｃ）と信号処理装置２（１２ｃ）と信号処理装置３（１３ｃ）と信号処理装置４（１４ｃ）と信号処理装置５（１５ｃ）と信号処理装置６（１６ｃ）と信号処理装置７（１７ｃ）とを備える。但し、アンテナ０からアンテナ７までの８本のアンテナが受信した信号をそれぞれ処理する、信号処理装置０（１０ｃ）と信号処理装置１（１１ｃ）と信号処理装置２（１２ｃ）と信号処理装置３（１３ｃ）と信号処理装置４（１４ｃ）と信号処理装置５（１５ｃ）と信号処理装置６（１６ｃ）と信号処理装置７（１７ｃ）の構成は同一であるため、ここでは、信号処理装置０（１０ｃ）についてのみ説明を行い、他の処理については説明を省略する。

信号処理装置０（１０ｃ）は、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックに対するデータ信号および参照信号の配置と、データ信号および参照信号の電力の調整とを行うための情報からなる信号配置パターンに基づいて、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックに対し、データ信号および参照信号の配置と、データ信号および参照信号の電力の調整とを行う信号配置部（１０ｃ−１）と、データ信号および参照信号に対し、重み制御部（１１ａ）で制御した重みを作用させる（適用して重み付けする）送信ビームフォーミング部（１０ｃ−２）と、逆高速フーリエ変換、サイクリック・プレフィックスの挿入、ディジタル・アナログ変換およびアナログ信号処理等をおこない、移動局装置（２００ａ）に対し、アンテナ（１０ｃ−４）を介してダウンリンク信号を送信する送信部（１０ｃ−３）とを備えている。

次に、基地局装置（１００ａ）の処理の流れの詳細について説明する。
基地局装置（１００ａ）は、２系統に分かれている。そのうちの１つが、ビームフォーミングによる通信をおこなうための重みを制御する系統Ａであり、もう１つが、外部から入力されるデータ信号に信号処理を行う系統Ｂである。

はじめに、系統Ａの処理の流れに関する説明を行う。ここでは、基地局装置（１００ａ）に対し、移動局装置（２００ａ）からアップリンク信号が送信されていることを想定している。

到来方向推定部（１０ａ）は、はじめに、移動局装置（２００ａ）から送信されたアップリンク信号をアンテナ０（１０ｃ−４）とアンテナ１（１１ｃ−４）とアンテナ２（１２ｃ−４）とアンテナ３（１３ｃ−４）とアンテナ４（１４ｃ−４）とアンテナ５（１５ｃ−４）とアンテナ６（１６ｃ−４）とアンテナ７（１７ｃ−４）とを介して受信する。次に、受信したアップリンク信号からアップリンク信号の到来方向を推定し、推定された方向を重み制御部（１１ａ）に出力する。

重み制御部（１１ａ）は、はじめにビームフォーミングが適用されるリソースブロック毎に、推定した到来方向に対し、ビームを指向させるための各アンテナの重みを制御する。次に、アンテナ０（１０ｃ−４）用の重みを信号処理装置０（１０ｃ）に出力し、アンテナ１（１１ｃ−４）用の重みを信号処理装置１（１１ｃ）に出力し、アンテナ２（１２ｃ−４）用の重みを信号処理装置２（１２ｃ）に出力し、アンテナ３（１３ｃ−４）用の重みを信号処理装置３（１３ｃ）に出力し、アンテナ４（１４ｃ−４）用の重みを信号処理装置４（１４ｃ）に出力し、アンテナ５（１５ｃ−４）用の重みを信号処理装置５（１５ｃ）に出力し、アンテナ６（１６ｃ−４）用の重みを信号処理装置６（１６ｃ）に出力し、アンテナ７（１７ｃ−４）用の重みを信号処理装置７（１７ｃ）に出力する。

次に、系統Ｂの処理の流れに関する説明を行う。系統Ｂでは、基地局装置（１００ａ）に対し、外部からデータ信号が入力されていることを想定している。

変調部（１０ｂ）は、入力されたデータ信号に直交振幅変調をおこない、信号処理装置０（１０ｃ）と信号処理装置１（１１ｃ）と信号処理装置２（１２ｃ）と信号処理装置３（１３ｃ）と信号処理装置４（１４ｃ）と信号処理装置５（１５ｃ）と信号処理装置６（１６ｃ）と信号処理装置７（１７ｃ）とに同一信号を出力する。ここでは、信号処理装置０（１０ｃ）の処理の流れに関する説明のみを行い、他の処理については説明を省略する。

信号処理装置０（１０ｃ）に入力されたデータ信号は、はじめに信号配置部（１０ｃ−１）に入力される。

信号配置部（１０ｃ−１）は、はじめに、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックに対するデータ信号および参照信号の配置と、データ信号および参照信号の電力の調整とをおこなうための情報からなる図１０に示すような信号配置パターンに基づいて、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックに対するデータ信号および参照信号の配置と、データ信号および参照信号の電力の調整とを行う。図１０に示す信号配置パターン例では、縦軸がサブキャリア番号、横軸がアンテナ番号となっている。各升目内に記載されているＤはデータ信号、ＤＲＳは参照信号、ハッチはデータ信号・参照信号が配置できないリソースブロックであること示す。Ｄ、ＤＲＳの下に記載されているａ、２ａなどの記号は、電力の値を示しており、２ａはａの２倍の電力になっているリソースブロックであることを示している。次に、これらのリソースブロックを、ＯＦＤＭシンボル毎に送信ビームフォーミング部（１０ｃ−２）に出力する。

送信ビームフォーミング部（１０ｃ−２）は、はじめに重み制御部（１１ａ）より出力された重みを、信号配置部（１０ｃ−１）より出力されたＯＦＤＭシンボルに含まれるデータ信号および参照信号に作用させる。次に、重みを作用させたＯＦＤＭシンボルを送信部（１０ｃ−３）へ出力する。

送信部（１０ｃ−３）は、逆高速フーリエ変換、サイクリック・プレフィックスの挿入、ディジタル・アナログ変換およびアナログ信号処理等の処理を行い、アンテナ０（１０ｃ−４）を介して移動局装置（２００ａ）に対してダウンリンク信号を送信する。

次に、移動局装置（２００ａ）の構成について説明する。図１１は、移動局装置（２００ａ）の一構成例を示す図である。

移動局装置（２００ａ）は、基地局装置（１００ａ）が移動局装置（２００ａ）に対してビームを指向させるために用いるアップリンク信号を、アンテナ（２０ａ−１）を介して送信する測定用信号送信部（２０ｄ）を備える。さらに、基地局装置（１００ａ）から送信されるダウンリンク信号を、アンテナ（２０ａ−１）を介して受信する受信部（２０ａ−２）と、受信した信号の等化処理を行う等化部（２０ａ−３）と、等化処理後の信号の直交振幅復調を行う復調部（２０ｃ）と、受信部（２０ａ―２）から出力された参照信号を用いて、等化処理で用いられる重みを制御する重み制御部（２０ｂ）とを備える。

次に、移動局装置（２００ａ）の処理の流れの詳細について説明する。
移動局装置（２００ａ）は、２系統に分かれている。そのうちの１つが、基地局装置（１００ａ）が移動局装置（２００ａ）に対し、ビームを指向させるために用いるアップリンク信号を送信する系統Ａであり、もう１つが、基地局装置（１００ａ）から送信されたダウンリンク信号を受信し、データ信号を再生する系統Ｂである。

はじめに、系統Ａの処理の流れに関する説明を行う。
測定用信号送信部（２０ｄ）は、基地局装置（１００ａ）が移動局装置（２００ａ）の位置する方向に対してビームを指向するために用いるアップリンク信号を、アンテナ（２０ａ−１）を介して送信する。

次に、系統Ｂの処理の流れに関する説明を行う。系統Ｂでは、移動局装置（２００ａ）に対し、基地局装置（１００ａ）からダウンリンク信号が送信されていることを想定している。

受信部（２０ａ−２）は、はじめに、基地局装置（１００ａ）から送信されるダウンリンク信号を、アンテナ（２０ａ−１）を介して受信する。次に、受信したダウンリンク信号に対し、アナログ信号処理、アナログ・ディジタル変換、サイクリック・プレフィックスの除去および高速フーリエ変換等を行い、等化部（２０ａ−３）に対してデータ信号を出力し、重み制御部（２０ｂ）に対して参照信号を出力する。

重み制御部（２０ｂ）は、入力された参照信号を用いてチャネル推定を行い、等化部（２０ａ−３）の等化処理で用いる重みを制御し、その重みを等化部（２０ａ−３）に出力する。

等化部（２０ａ−３）は、入力されたデータ信号に対して入力された重みを作用させて（適用して）等化し、等化したデータ信号を復調部（２０ｃ）に出力する。

復調部（２０ｃ）は、入力されたデータ信号に直交振幅復調を行い、復調されたデータ信号を外部に出力する。

以上のように、本実施の形態による通信技術によれば、未使用のサブキャリアを設定し、その分の電力を用いて参照信号の電力を大きくし、チャネル推定の精度を改善させるようにする。この手法により、ビームフォーミングゲインが小さくなることを防ぐことができるため、未使用のサブキャリアを設定しない非特許文献３の場合と比較して、通信におけるスループットをより一層改善することが可能である。

（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態による無線通信技術では、基地局装置と移動局装置とがそれぞれ４アンテナを備えている場合について説明する。

ビームフォーミングによる通信を行う場合、移動局装置は基地局装置から送信される参照信号を用い、チャネル推定を行っているが、この参照信号の電力を大きくすることにより、その精度が改善されることは前述の通りである。

本実施の形態では、図１２に示すように、未使用のサブキャリアを設定し（右図のハッチの領域参照）、その分の電力を用いて参照信号Ｒ１と参照信号Ｒ２と参照信号Ｒ３と参照信号Ｒ４の電力を例えばａから２ａに大きくし、チャネル推定の精度を改善する。この手法により、ビームフォーミングゲインが小さくなることを防ぐことができるため、上記非特許文献３の場合と比較し、スループットを、より一層改善することが可能である。

また、第１の実施の形態では、基地局装置が移動局装置から送信される信号を用いて信号の到来方向を推定し、ビームを指向させていた。これに対し、第２の実施の形態では、移動局装置が基地局装置から送信される信号を用いてチャネル推定を行い、推定したチャネルに基づいてビームを指向させるプリコーディング行列を選択し、このプリコーディング行列を基地局装置にフィードバック（送信）することにより、基地局装置のビームを指向させている。このようにすることによって、第１の実施の形態の場合と比較し、高速で移動する移動局装置との通信におけるデータ信号の再生精度は劣化するが、低速で移動する移動局装置との通信におけるデータ信号の再生精度は改善する。

第２の実施の形態による通信技術では、例えば、図１３に示すような無線通信システムが用いられる。図１３に示す無線通信システムは、基地局装置（３００ａ）と移動局装置（４００ａ）とで構成されている。

移動局装置（４００ａ）は、はじめに基地局装置（３００ａ）から送信されるダウンリンク信号に含まれる参照信号を用いてチャネル推定を行う。次に、推定したチャネルに基づいて、基地局装置（３００ａ）で用いられ、前の送信信号に基づき受信装置で生成されたチャネル行列から得られるプリコーディング行列のインデックスを選択し、基地局装置（３００ａ）に対し、そのプリコーディング行列のインデックスを送信する。ここで、プリコーディング行列とそのインデックスとの対応については、基地局装置および移動局装置が共有していることを前提とする。

基地局装置（３００ａ）は、はじめに移動局装置（４００ａ）から送信されたプリコーディング行列のインデックスを受信し、そのインデックスに基づいてプリコーディング行列を特定する。次に、データ信号に対して特定したプリコーディング行列を作用させる。

次に、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックに対するデータ信号および参照信号の配置と、データ信号および参照信号の電力の調整とを行い、移動局装置（４００ａ）に対してダウンリンク信号を送信する。このとき、未使用のリソースエレメントの電力を参照信号の電力として用いることを考慮した調整が行われる。

移動局装置（４００ａ）は、基地局装置（３００ａ）から送信されるダウンリンク信号を受信し、ダウンリンク信号に含まれる参照信号を用いてチャネル推定する。次に、推定したチャネル特性を用いて等化処理をおこない、等化した信号からデータ信号を再生する。

次に、基地局装置（３００ａ）と移動局装置（４００ａ）との詳細について説明する。はじめに、基地局装置（３００ａ）の構成例について説明する。図１４は、基地局装置（３００ａ）を示す図である。

図１４に示すように、基地局装置（３００ａ）は、移動局装置（４００ａ）から送信されるプリコーディング行列のインデックスを受信し、そのインデックスに基づいてプリコーディング行列を特定するコードブック受信部（３０ａ）を備える。さらに、外部から入力されるデータ信号に対し、直交振幅変調を行うための変調部（３０ｂ）と、直交振幅変調されたデータ信号に対し、特定したプリコーディング行列を作用させてプリコーディングを行うプリコーディング部（３１ｂ）と、プリコーディングされたデータ信号に信号処理を行う、信号処理装置０（３０ｃ）と信号処理装置１（３１ｃ）と信号処理装置２（３２ｃ）と信号処理装置３（３３ｃ）とを備える。但し、アンテナ０からアンテナ７までの８本のアンテナが受信した信号をそれぞれ処理する、信号処理装置０（３０ｃ）と信号処理装置１（３１ｃ）と信号処理装置２（３２ｃ）と信号処理装置３（３３ｃ）との構成は同一であるため、ここでは、信号処理装置０（３０ｃ）に関する説明のみを行い、他の処理については説明を省略する。

信号処理装置０（３０ｃ）は、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックに対するデータ信号および参照信号の配置と、データ信号および参照信号の電力の調整とをおこなうための情報からなる信号配置パターンに基づいて、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックに対し、データ信号および参照信号の配置と、データ信号および参照信号の電力の調整とを行う信号配置部（３０ｃ−１）と、逆高速フーリエ変換、サイクリック・プレフィックスの挿入、ディジタル・アナログ変換およびアナログ信号処理等を行い、移動局装置（４００ａ）に対し、アンテナ０（３０ｃ−４）を介してダウンリンク信号を送信する送信部（３０ｃ−３）とを備える。

次に、基地局装置（３００ａ）の処理の流れの詳細について説明する。
基地局装置（３００ａ）は、２系統に分かれている。そのうちの１つが、プリコーディング行列を制御する系統Ａである、もう１つが、外部から入力されるデータ信号に信号処理を行う系統Ｂである。

はじめに、系統Ａの処理の流れに関する説明を行う。系統Ａでは、基地局装置（３００ａ）に対し、移動局装置（４００ａ）からプリコーディング行列のインデックスが送信されていることを想定している。

コードブック受信部（３０ａ）は、はじめに移動局装置（４００ａ）から送信されたプリコーディング行列のインデックスをアンテナ０（３０ｃ−４）とアンテナ１（３１ｃ−４）とアンテナ２（３２ｃ−４）とアンテナ３（３３ｃ−４）とを介して受信する。次に、プリコーディング行列のインデックスを用いてプリコーディング行列を特定し、プリコーディング部（３１ｂ）に出力する。

次に、系統Ｂの処理の流れに関する説明を行う。系統Ｂでは、基地局装置（３００ａ）に対し、外部からデータ信号が入力されることを想定している。

変調部（３０ｂ）は、入力されたデータ信号に直交振幅変調を行い、プリコーディング部に出力する。このとき、同一の直交振幅変調されたデータ信号をパラレルに出力する。

プリコーディング部（３１ｂ）に入力されたデータ信号には、コードブック受信部（３０ａ）から出力されたプリコーディング行列が作用される。次に、このプリコーディング行列が作用されたデータ信号が、信号処理装置０（３０ｃ）と信号処理装置１（３１ｃ）と信号処理装置２（３２ｃ）と信号処理装置３（３３ｃ）に出力される。ここでは、信号処理装置０（３０ｃ）の処理の流れに関する説明のみを行い、他の処理については説明を省略する。

信号処理装置０（３０ｃ）に入力されたデータ信号は、はじめに信号配置部（３０ｃ−１）に入力される。

信号配置部（３０ｃ−１）は、はじめにビームフォーミングが適用されるリソースブロックに対するデータ信号および参照信号の配置と、データ信号および参照信号の電力の調整とを行うための情報からなる、図１５に示すような信号配置パターンに基づいて、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックに対するデータ信号および参照信号の配置と、データ信号および参照信号の電力の調整とをおこなう。図１５に示す信号配置パターンでは、未使用のリソースエレメントの電力を割り当てることで、参照信号の電力を大きくしている。次に、このリソースブロックをＯＦＤＭシンボル毎に送信部（３０ｃ−３）に出力する。

送信部（３０ｃ−３）は、逆高速フーリエ変換、サイクリック・プレフィックスの挿入、ディジタル・アナログ変換およびアナログ信号処理等をおこない、アンテナ０（３０ｃ−４）を介して移動局装置（４００ａ）に対してダウンリンク信号を送信する。

次に、移動局装置（４００ａ）の構成例について図１６を参照しながら説明する。
図１６に示すように、移動局装置（４００ａ）は、基地局装置（３００ａ）で用いられるプリコーディング行列のインデックスを推定し、基地局装置（３００ａ）に対し、アンテナ０（４０ａ−１）とアンテナ１（４１ａ−１）とアンテナ２（４２ａ−１）とアンテナ３（４３ａ−１）とを介してプリコーディング行列のインデックスを送信するコードブック送信部（４０ｃ）を備える。さらに、基地局装置（３００ａ）から送信されるダウンリンク信号に対して信号処理を行う、信号処理装置０（４０ａ）と信号処理装置１（４１ａ）と信号処理装置２（４２ａ）と信号処理装置３（４３ａ）と、信号分離処理を行うデコーディング部（４０ｂ）と、分離処理が行われた信号の復調処理を行う復調部（４１ｂ）と、を備える。但し、信号処理装置０（４０ａ）と信号処理装置１（４１ａ）と信号処理装置２（４２ａ）と信号処理装置３（４３ａ）との構成は同一であるため、ここでは、信号処理装置０（４０ａ）に関する説明のみを行い、他の処理については説明を省略する。

信号処理装置０（４０ａ）は、基地局装置（３００ａ）から送信されたダウンリンク信号を、アンテナ０（４０ａ−１）を介して受信する受信部（４０ａ−２）と、等化処理を行う等化部（４０ａ−３）と、受信部（４０ａ―２）から出力された参照信号を用いてチャネル推定を行い、等化処理で用いる重みを制御する重み制御部（４０ａ−４）と、を備える。

次に、移動局装置（４００ａ）における処理の流れの詳細を説明する。
移動局装置（４００ａ）は２系統に分かれている。２系統のうちの１つが、基地局装置（３００ａ）が移動局装置（４００ａ）に対し、プリコーディング行列のインデックスを送信する系統Ａであり、他の１つが、基地局装置（３００ａ）から送信されたダウンリンク信号を受信し、データ信号を再生する系統Ｂである。

はじめに、系統Ａの処理の流れに関する説明を行う。系統Ａでは、基地局装置（３００ａ）からダウンリンクのチャネル推定を行うことが可能なダウンリンク信号が送信されていることを前提としている。

コードブック送信部（４０ｃ）は、はじめに基地局装置（３００ａ）から送信されるダウンリンク信号を、アンテナ０（４０ａ−１）とアンテナ１（４１ａ−１）とアンテナ２（４２ａ−１）とアンテナ３（４３ａ−１）とを介して受信する。次に、受信したダウンリンク信号に含まれる参照信号を用いてチャネル推定を行い、推定されたチャネルから基地局装置（３００ａ）で用いるプリコーディング行列を推定する。最後に、推定されたプリコーディング行列のインデックスを基地局装置（３００ａ）に対して、アンテナ０（４０ａ−１）とアンテナ１（４１ａ−１）とアンテナ２（４２ａ−１）とアンテナ３（４３ａ−１）とを介して送信する。また、このプリコーディング行列とインデックスはあらかじめ基地局装置と移動局装置とが同一のものを有している。

次に、系統Ｂの処理の流れに関する説明を行う。系統Ｂでは、移動局装置（４００ａ）に対し、基地局装置（３００ａ）からダウンリンク信号が送信されていることを前提としている。

基地局装置（３００ａ）から送信されるダウンリンク信号は、信号処理装置０（４０ａ）でアンテナ０（４０ａ−１）を介して、信号処理装置１（４１ａ）でアンテナ１（４１ａ−１）を介して、信号処理装置２（４２ａ）でアンテナ２（４２ａ−１）を介して、信号処理装置３（４３ａ）でアンテナ３（４３ａ−１）を介して受信される。ここでは、信号処理装置０（４０ａ）の処理の流れに関する説明のみ行い、他の処理については説明を省略する。

信号処理装置０（４０ａ）で受信されたダウンリンク信号は、受信部（４０ａ−２）に入力される。

受信部（４０ａ−２）は、はじめにアナログ信号処理、アナログ・ディジタル変換、サイクリック・プレフィックスの除去および高速フーリエ変換等を行う。次に、等化部（４０ａ−３）に対してデータ信号を出力し、重み制御部（４０ａ−４）に対して参照信号を出力する。

重み制御部（４０ａ−４）は、入力された参照信号を用いてチャネル推定を行い、等化部（４０ａ−３）での等化処理に用いられる重みを制御し、その重みを等化部（４０ａ−３）に出力する。

等化部（４０ａ−３）は、入力されたデータ信号に入力された重みを作用させて等化し、等化したデータ信号をデコーディング部（４０ｂ）に出力する。

デコーディング部（４０ｂ）は、はじめに信号処理装置０（４０ａ）と信号処理装置１（４１ａ）と信号処理装置２（４２ａ）と信号処理装置３（４３ａ）とから出力されたデータ信号に対し、分離処理を行う。次に、分離されたデータ信号を加算し、復調部（４１ｂ）に出力する。

復調部（４１ｂ）は、入力されたデータ信号に直交振幅復調を行い、復調したデータ信号を外部に出力する。

（第３の実施の形態）
非特許文献２では、空間多重の場合、あるセルから送信される信号が他セルから干渉の影響を大きく受けないよう、複数のセル間で未使用のリソースエレメントの位置を設定することで、セル間の干渉を防いでいる。この手法はビームフォーミングによる通信を行う場合にも適用できる。

第１の実施の形態では、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックに含まれる参照信号の電力を大きくするために未使用のサブキャリアを設定していたが、第３の実施の形態では、他セルへの干渉を小さくするため、未使用のサブキャリアを設定することを目的としている。

図１７は、本実施の形態による通信技術であって、未使用のサブキャリアを設定した信号配置パターンの一例を示す図である。図１７においては、例えば、セルＡ内に移動局装置が存在する場合、セルＢおよびセルＣからの干渉はサブキャリア番号１でａとなるが、未使用のサブキャリアを設定しない場合は、ａの電力分だけ大きな干渉を受けることになる。

信号配置パターンとしては、図１７に示すように、セル毎もしくはＯＦＤＭシンボル毎に信号配置パターンが異なるケースに加えて、リソースブロック毎もしくは複数のリソースブロックの組毎に周波数方向および時間方向に信号配置パターンが異なるようにしてもよい。このようにすることで、隣接セルとあるリソースブロックの信号配置パターンとが同一となった場合でも、周波数方向もしくは時間方向において異なる信号配置パターンとなるため、定常的にパターンが重なることを防ぐことができる。

図２３は、未使用のサブキャリアを設定した信号配置パターンを送信リソースブロック毎に周波数方向において異なるパターンとした例である。セルＡ、セルＤ、セルＥについて、それぞれ２リソースブロック分だけ表している（1リソースブロック＝１２サブキャリア）。真ん中の太線よりも上側のリソースブロックについては、未使用のサブキャリアを設定した信号配置パターンは各セルとも同じであるが、真ん中の太線よりも下側のリソースブロックについてはセルＡ、セルＤ、セルＥによって信号配置パターンを異なる。このため、あるリソースブロックにおいて信号配置パターンが同一の場合であっても、他のリソースブロックにおいては異なる信号配置パターンとなるため、干渉低減の効果を得ることができる。

この第３の実施の形態では、複数のセル間で未使用のサブキャリアの配置を定義した信号配置パターンを用いる点以外については、無線通信システム、基地局装置および移動局装置の構成自体は、上記第１の実施の形態の場合と同一である。

（第４の実施の形態）
上記非特許文献２に記載の技術では、空間多重の場合、あるセルから送信される信号が他セルからの干渉の影響を大きく受けないよう、複数のセル間で未使用のリソースエレメントの位置を設定することで、セル間の干渉を防いでいる。この手法はビームフォーミングによる通信を行う場合にも適用できる。

本発明の第２の実施の形態では、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックに含まれる参照信号の電力を大きくするために未使用のサブキャリアを設定していたが、第４の実施の形態では、他セルへの干渉を小さくするため、未使用のサブキャリアを設定することを目的としている。

図１８は、未使用のサブキャリアを設定した信号配置パターンの一例を示す図である。図１８では、例えば、セルＡ内に移動局装置が存在する場合、セルＢおよびセルＣからの干渉は、例えば第１ＯＦＤＭシンボルにおいてはサブキャリア番号１でａとなるが、未使用のサブキャリアを設定しない場合の干渉は２ａとなっている。従って、ａの電力分大きな干渉を受けることになる。

第４の実施の形態では、複数のセル間で未使用のサブキャリアの配置を定義した信号配置パターンを用いる以外については、無線通信システム、基地局装置および移動局装置は第２の実施の形態による通信技術と同一である。本実施の形態で、第２の実施の形態と異なるのは、本実施の形態では、セルＡからセルＣまでで、異なるサブキャリア番号にハッチ部分（未使用の領域）を配置する点である。

（第５の実施の形態）
第５の実施の形態による通信技術は、未使用のサブキャリアを使用することで、不要波を抑圧する手法に関するものである。また、ビームフォーミングを伴う空間多重の場合にＯＦＤＭシンボルを分離して受信する手法についても説明する。

第５の実施の形態では、上記非特許文献４の場合と同様に、２ＯＦＤＭシンボルの互いに異なる位置のサブキャリアを未使用とし、移動局装置で、未使用のサブキャリアの位置の信号がなくなるように調整することで干渉を抑圧している。また、このようにすることにより、移動局装置は高速フーリエ変換処理よりも前段で干渉を抑圧できるため、スループット等の通信特性が改善される。

第５の実施の形態では（図５も参照）、２ＯＦＤＭシンボル、すなわちＯＦＤＭシンボルＡとＯＦＤＭシンボルＢの互いに異なる周波数位置のサブキャリアを未使用とすることにより、２ＯＦＤＭシンボルを受信するシステムを想定する。

このようなシステムは、移動局装置がＯＦＤＭシンボルＡを受信する場合にはＯＦＤＭシンボルＢを干渉として扱い、ＯＦＤＭシンボルＢを受信する場合にはＯＦＤＭシンボルＡを干渉として扱うことにより実現することができる。

本実施の形態では。基地局装置は互いに異なるＯＦＤＭシンボルを、それぞれ８アンテナを用いたビームフォーミングにより送信し、移動局装置は８アンテナを用いて２ＯＦＤＭシンボルを受信する例を想定して具体的に説明する。

図１９は、本発明の第５の実施の形態による通信技術に用いる無線通信システムの一構成例を示す図である。図１９における無線通信システムは、基地局装置（５００ａ）と移動局装置（６００ａ）とで構成されている。

基地局装置（５００ａ）は、２つの送信ブロック、すなわち送信ブロック１と送信ブロック２とを備えている。送信ブロック１と送信ブロック２とは、はじめに移動局装置（６００ａ）から送信されるアップリンク信号を用いてアップリンク信号の到来方向、すなわち移動局装置（６００ａ）が位置する方向を推定する。

次に、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックに対するデータ信号および参照信号の配置と、データ信号および参照信号の電力の調整と、を行う。この際、未使用のサブキャリアの電力を参照信号の電力として用いることを考慮した調整が行われる。

次に、推定した到来方向に対してビームを指向させる重みを制御し、その重みを作用させ、ビームの指向制御を行い、移動局装置（６００ａ）にダウンリンク信号を送信する。

移動局装置（６００ａ）は、基地局装置（５００ａ）から送信されるダウンリンク信号を受信し、はじめに、ダウンリンク信号に含まれる未使用のサブキャリアの位置の信号が小さくなる（なくなる）ように調整し、干渉を抑圧する。次に、ダウンリンク信号に含まれる参照信号を用いてチャネル推定し、最後に、推定したチャネル特性を用いて等化処理をおこない、等化した信号に基づくデータ信号を再生する。

次に、基地局装置（５００ａ）と移動局装置（６００ａ）との詳細について説明する。はじめに、基地局装置（５００ａ）の一構成例について説明する。基地局装置（５００ａ）は２つの送信ブロック、すなわち送信ブロック１と送信ブロック２とを備えている。送信ブロック１と送信ブロック２の構成は、例えば、図９に示す基地局装置（１００ａ）と同じである。

図９に示すように、基地局装置（５００ａ）の送信ブロック１、すなわち基地局装置（１００ａ）は、移動局装置（６００ａ）から送信されるアップリンク信号を、アンテナ０（１０ｃ−４）とアンテナ１（１１ｃ−４）とアンテナ２（１２ｃ−４）とアンテナ３（１３ｃ−４）とアンテナ４（１４ｃ−４）とアンテナ５（１５ｃ−４）とアンテナ６（１６ｃ−４）とアンテナ７（１７ｃ−４）とを介して受信し、受信したアップリンク信号を用いてアップリンク信号の到来方向を推定する到来方向推定部（１０ａ）と、ビームフォーミングが適用されるリソースブロック毎に、推定した到来方向に対し、ビームを指向させるための重みを制御する重み制御部（１１ａ）と、を備える。さらに、外部から入力されるデータ信号に対し、直交振幅変調を行うための変調部（１０ｂ）と、直交振幅変調されたデータ信号に対し信号処理を行う、信号処理装置０（１０ｃ）と信号処理装置１（１１ｃ）と信号処理装置２（１２ｃ）と信号処理装置３（１３ｃ）と信号処理装置４（１４ｃ）と信号処理装置５（１５ｃ）と信号処理装置６（１６ｃ）と信号処理装置７（１７ｃ）とを備える。但し、アンテナ０からアンテナ７までの８本のアンテナが受信した信号をそれぞれ処理する、信号処理装置０（１０ｃ）と信号処理装置１（１１ｃ）と信号処理装置２（１２ｃ）と信号処理装置３（１３ｃ）と信号処理装置４（１４ｃ）と信号処理装置５（１５ｃ）と信号処理装置６（１６ｃ）と信号処理装置７（１７ｃ）との構成は同じであるため、ここでは、信号処理装置０（１０ｃ）に関する説明のみを行い、他の処理については説明を省略する。

信号処理装置０（１０ｃ）は、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックに対するデータ信号および参照信号の配置と、データ信号および参照信号の電力の調整とを行うための情報からなる信号配置パターンと、に基づいて、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックに対し、データ信号および参照信号の配置と、データ信号および参照信号の電力の調整と、を行う信号配置部（１０ｃ−１）と、データ信号および参照信号に対し、重み制御部（１１ａ）で制御した重みを作用させる送信ビームフォーミング部（１０ｃ−２）と、逆高速フーリエ変換、サイクリック・プレフィックスの挿入、ディジタル・アナログ変換およびアナログ信号処理等を行い、移動局装置（６００ａ）に対し、アンテナ（１０ｃ−４）を介してダウンリンク信号を送信する送信部（１０ｃ−３）と、を備える。

次に、基地局装置（５００ａ）の送信ブロック１、すなわち基地局装置（１００ａ）の処理の流れの詳細について説明する。

基地局装置（１００ａ）は、２系統に分かれている。１つが、ビームフォーミングによる通信を行うための重みを制御する系統Ａである、もう１つが、外部から入力されるデータ信号に信号処理を行う系統Ｂである。

はじめに、系統Ａの処理の流れに関する説明を行う。系統Ａでは、基地局装置（１００ａ）に対し、移動局装置（６００ａ）からアップリンク信号が送信されていることを想定している。

到来方向推定部（１０ａ）は、はじめに移動局装置（６００ａ）から送信されたアップリンク信号をアンテナ０（１０ｃ−４）とアンテナ１（１１ｃ−４）とアンテナ２（１２ｃ−４）とアンテナ３（１３ｃ−４）とアンテナ４（１４ｃ−４）とアンテナ５（１５ｃ−４）とアンテナ６（１６ｃ−４）とアンテナ７（１７ｃ−４）とを介して受信する。次に、受信したアップリンク信号からアップリンク信号の到来方向を推定し、推定された方向を重み制御部（１１ａ）に出力する。

重み制御部（１１ａ）は、はじめにビームフォーミングが適用されるリソースブロック毎に、推定した到来方向に対し、ビームを指向させるための各アンテナの重みを制御する。次に、アンテナ０（１０ｃ−４）用の重みを信号処理装置０（１０ｃ）に出力し、アンテナ１（１１ｃ−４）用の重みを信号処理装置１（１１ｃ）に出力し、アンテナ２（１２ｃ−４）用の重みを信号処理装置２（１２ｃ）に出力し、アンテナ３（１３ｃ−４）用の重みを信号処理装置３（１３ｃ）に出力し、アンテナ４（１４ｃ−４）用の重みを信号処理装置４（１４ｃ）に出力し、アンテナ５（１５ｃ−４）用の重みを信号処理装置５（１５ｃ）に出力し、アンテナ６（１６ｃ−４）用の重みを信号処理装置６（１６ｃ）に出力し、アンテナ７（１７ｃ−４）用の重みを信号処理装置７（１７ｃ）に出力する。

次に、系統Ｂの処理の流れに関する説明を行う。系統Ｂでは、基地局装置（１００ａ）に対し、外部からデータ信号が入力されていることを想定している。

変調部（１０ｂ）は、入力されたデータ信号に直交振幅変調をおこない、信号処理装置０（１０ｃ）と信号処理装置１（１１ｃ）と信号処理装置２（１２ｃ）と信号処理装置３（１３ｃ）と信号処理装置４（１４ｃ）と信号処理装置５（１５ｃ）と信号処理装置６（１６ｃ）と信号処理装置７（１７ｃ）とに同一信号を出力する。ここでは前述の理由より、信号処理装置０（１０ｃ）の処理の流れに関する説明のみを行い、他の処理については説明を省略する。

信号処理装置０（１０ｃ）に入力されたデータ信号は、はじめに、信号配置部（１０ｃ−１）に入力される。

信号配置部（１０ｃ−１）は、はじめにビームフォーミングが適用されるリソースブロックに対するデータ信号および参照信号の配置と、データ信号および参照信号の電力の調整を行うための情報からなる、例えば図２０に示すような信号配置パターンに基づいて、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックに対するデータ信号および参照信号の配置と、データ信号および参照信号の電力の調整と、を行う。次に、このリソースブロックを、ＯＦＤＭシンボル毎に送信ビームフォーミング部（１０ｃ−２）に出力する。

送信ビームフォーミング部（１０ｃ−２）は、はじめに重み制御部（１１ａ）より出力された重みを、信号配置部（１０ｃ−１）より出力されたＯＦＤＭシンボルに含まれるデータ信号および参照信号に作用させる。次に、重みを作用させたＯＦＤＭシンボルを送信部（１０ｃ−３）へ出力する。

送信部（１０ｃ−３）は、逆高速フーリエ変換、サイクリック・プレフィックスの挿入、ディジタル・アナログ変換およびアナログ信号処理等を行い、アンテナ０（１０ｃ−４）を介して移動局装置（６００ａ）に対してダウンリンク信号を送信する。

また、前述のとおり、基地局装置（５００ａ）に備えられている送信ブロック１と送信ブロック２との構成と同一であるが、送信ブロック２の信号配置パターンは送信ブロック１の信号配置パターンと異なる。図２１は、送信ブロック２の信号配置パターン例を示す図である。送信ブロック２の信号配置パターンにおける未使用のサブキャリアの位置は、送信ブロック１の信号配置パターンにおける未使用のサブキャリアの位置と異なる位置となるように設定されている。

次に、移動局装置（６００ａ）の構成について説明する。図２２は、本実施の形態による移動局装置（６００ａ）を示す図である。

図２２に示すように、本実施の形態による移動局装置（６００ａ）は、基地局装置（５００ａ）が移動局装置（６００ａ）に対してビームを指向させるために用いるアップリンク信号を、アンテナ０（６０ａ−１）とアンテナ１（６１ａ−１）とアンテナ２（６２ａ−１）とアンテナ３（６３ａ−１）とアンテナ４（６４ａ−１）とアンテナ５（６５ａ−１）とアンテナ６（６６ａ−１）とアンテナ７（６７ａ−１）とを介して送信する測定用信号送信部（６０ｄ）を備える。さらに、基地局装置（５００ａ）から送信されるダウンリンク信号をアンテナ０（６０ａ−１）を介して受信する受信部０Ａ（６０ａ−２）とアンテナ１（６１ａ−１）を介して受信する受信部１Ａ（６１ａ−２）とアンテナ２（６２ａ−１）を介して受信する受信部２Ａ（６２ａ−２）とアンテナ３（６３ａ−１）を介して受信する受信部３Ａ（６３ａ−２）とアンテナ４（６４ａ−１）を介して受信する受信部４Ａ（６４ａ−２）とアンテナ５（６５ａ−１）を介して受信する受信部５Ａ（６５ａ−２）とアンテナ６（６６ａ−１）を介して受信する受信部６Ａ（６６ａ−２）とアンテナ７（６７ａ―１）を介して受信する受信部７Ａ（６７ａ−２）と、アンテナ０（６０ａ−１）を介して受信する受信部０Ｂ（７０ａ−２）とアンテナ１（６１ａ−１）を介して受信する受信部１Ｂ（７１ａ−２）とアンテナ２（６２ａ−１）を介して受信する受信部２Ｂ（７２ａ−２）とアンテナ３（６３ａ−１）を介して受信する受信部３Ｂ（７３ａ−２）とアンテナ４（６４ａ−１）を介して受信する受信部４Ｂ（７４ａ−２）とアンテナ５（６５ａ−１）を介して受信する受信部５Ｂ（７５ａ−２）とアンテナ６（６６ａ−１）を介して受信する受信部６Ｂ（７６ａ−２）とアンテナ７（６７ａ―１）を介して受信する受信部７Ｂ（７７ａ−２）と、干渉を抑圧するための重みを制御するアンテナ重み制御部Ａ（６０ａ−４）とアンテナ重み制御部Ｂ（７０ａ−４）と、等化処理をおこなう等化部Ａ（６０ａ−３）と等価部Ｂ（７０ａ−３）と、直交振幅復調を行う復調部Ａ（６０ｃ）と等化部Ｂ（７０ｃ）と、参照信号を用いてチャネル推定し、推定されたチャネルの特性を用いて等化処理で用いられる重みを制御する等化重み制御部Ａ（６０ｂ）と等化重み制御部Ｂ（７０ｂ）とを備える。

次に、移動局装置（６００ａ）の処理の流れの詳細について説明する。
移動局装置（６００ａ）は２系統に分かれている。１つが、基地局装置（５００ａ）が移動局装置（６００ａ）に対してビームを指向させるために用いられるアップリンク信号を送信する系統Ａであり、もう１つが、基地局装置（５００ａ）から送信されたダウンリンク信号を受信してデータ信号を再生する系統Ｂである。

はじめに、系統Ａの処理の流れに関する説明を行う。
測定用信号送信部（６０ｄ）は、基地局装置（５００ａ）が移動局装置（６００ａ）の位置する方向に、ビームを指向するために用いるアップリンク信号をアンテナ０（６０ａ−１）とアンテナ１（６１ａ−１）とアンテナ２（６２ａ−１）とアンテナ３（６３ａ−１）とアンテナ４（６４ａ−１）とアンテナ５（６５ａ−１）とアンテナ６（６６ａ−１）とアンテナ７（６７ａ−１）とを介して送信する。

次に、系統Ｂの処理の流れに関する説明を行う。系統Ｂでは、移動局装置（６００ａ）に対し、基地局装置（５００ａ）からダウンリンク信号が送信されていることを想定している。

基地局装置（５００ａ）から送信されるダウンリンク信号は、受信部０Ａ（６０ａ−２）でアンテナ０（６０ａ−１）を介して、受信部１Ａ（６１ａ−２）でアンテナ１（６１ａ−１）を介して、受信部２Ａ（６２ａ−２）でアンテナ２（６２ａ−１）を介して、受信部３Ａ（６３ａ−２）でアンテナ３（６３ａ−１）を介して、受信部４Ａ（６４ａ−２）でアンテナ４（６４ａ−１）を介して、受信部５Ａ（６５ａ−２）でアンテナ５（６５ａ−１）を介して、受信部６Ａ（６６ａ−２）でアンテナ６（６６ａ−１）を介して、受信部７Ａ（６７ａ−２）でアンテナ７（６７ａ−１）を介して、受信部０Ｂ（７０ａ−２）でアンテナ０（６０ａ−１）を介して、受信部１Ｂ（７１ａ−２）でアンテナ１（６１ａ−１）を介して、受信部２Ｂ（７２ａ−２）でアンテナ２（６２ａ−１）を介して、受信部３Ｂ（７３ａ−２）でアンテナ３（６３ａ−１）を介して、受信部４Ｂ（７４ａ−２）でアンテナ４（６４ａ−１）を介して、受信部５Ｂ（７５ａ−２）でアンテナ５（６５ａ−１）を介して、受信部６Ｂ（７６ａ−２）でアンテナ６（６６ａ−１）を介して、受信部７Ｂ（７７ａ−２）でアンテナ７（６７ａ−１）を介して受信される。受信部０Ａ（６０ａ−２）と受信部１Ａ（６１ａ−２）と受信部２Ａ（６２ａ−２）と受信部３Ａ（６３ａ−２）と受信部４Ａ（６４ａ−２）と受信部５Ａ（６５ａ−２）と受信部６Ａ（６６ａ−２）と受信部７Ａ（６７ａ−２）と受信部０Ｂ（７０ａ−２）と受信部１Ｂ（７１ａ−２）と受信部２Ｂ（７２ａ−２）と受信部３Ｂ（７３ａ−２）と受信部４Ｂ（７４ａ−２）と受信部５Ｂ（７５ａ−２）と受信部６Ｂ（７６ａ−２）と受信部７Ｂ（７７ａ−２）とは、アナログ信号処理、アナログ・ディジタル変換、サイクリック・プレフィックスの除去および高速フーリエ変換等を行う。

受信部０Ａ（６０ａ−２）と受信部１Ａ（６１ａ−２）と受信部２Ａ（６２ａ−２）と受信部３Ａ（６３ａ−２）と受信部４Ａ（６４ａ−２）と受信部５Ａ（６５ａ−２）と受信部６Ａ（６６ａ−２）と受信部７Ａ（６７ａ−２）の出力は合成され、参照信号はアンテナ重み制御部Ａ（６０ａ−４）と等化重み制御部Ａ（６０ｂ）とに出力され、データ信号は等化部Ａ（６０ａ−３）に出力される。また、受信部０Ｂ（７０ａ−２）と受信部１Ｂ（７１ａ−２）と受信部２Ｂ（７２ａ−２）と受信部３Ｂ（７３ａ−２）と受信部４Ｂ（７４ａ−２）と受信部５Ｂ（７５ａ−２）と受信部６Ｂ（７６ａ−２）と受信部７Ｂ（７７ａ−２）との出力は合成され、参照信号はアンテナ重み制御部Ｂ（７０ａ−４）と等化重み制御部Ｂ（７０ｂ）とに出力され、データ信号は等化部Ｂ（７０ａ−３）に出力される。

アンテナ重み制御部Ａ（６０ａ−４）およびアンテナ重み制御部Ｂ（７０ａ−４）は、受信したいＯＦＤＭシンボルに含まれる未使用のサブキャリアの位置の信号が少なくなる（なくなる）ように重みを制御し、アナログ・ディジタル変換した信号に対し、重みを作用させる。

等化重み制御部Ａ（６０ｂ）は参照信号を用いてチャネル推定を行い、等化部Ａ（６０ａ−３）における等化処理で用いられる重みを制御し、その重みを等化部Ａ（６０ａ−３）に出力する。また、等化重み制御部Ｂ（７０ｂ）は参照信号を用いてチャネル推定をおこない、等化部Ｂ（７０ａ−３）における等化処理で用いられる重みを制御し、その重みを等化部Ｂ（７０ａ−３）に出力する。

等化部Ａ（６０ａ−３）は、データ信号に重みを作用させて等化し、等化したデータ信号を復調部Ａ（６０ｃ）に出力する。また、等化部Ｂ（７０ａ−３）はデータ信号に重みを作用させて等化し、等化したデータ信号を復調部Ｂ（７０ｃ）に出力する。

復調部Ａ（６０ｃ）と復調部Ｂ（７０ｃ）とは、入力されたデータ信号に対して直交振幅復調を行い、復調されたデータ信号を外部に出力する。

但し、本実施例で示される基地局装置を、複数の基地局装置の集合と読み変え、送信ブロック１および送信ブロック２は複数の基地局装置の内のいずれかの基地局装置に含まれるものとしても良い。

また、実施例２に示すような、プリコーディングを用いたビームフォーミングによる通信を行う場合にも、本実施例に示した手法を適用することが可能である。

（第６の実施の形態）
第２の実施の形態では、未使用のサブキャリアを設定し、未使用のサブキャリアに割り当てられている電力を用いて参照信号の電力を大きくする手法について示した。

本発明の第６の実施の形態では、未使用のリソースエレメントを設定し、未使用のリソースエレメントに割り当てられている電力を用いて参照信号の電力を大きくする手法について説明する。従って、データ信号を送信しないサブキャリアがなくなるため、チャネルが良い状態である場合、スループット等は第２の実施の形態の場合よりも改善される。

本実施の形態では、無線通信システムの構成は第２の実施の形態の場合と同一である。また、基地局装置（３００ａ）においては、コードブック受信部（３０ａ）とプリコーディング部（３１ｂ）が設けられている点以外は、移動局装置（４００ａ）においては、コードブック送信部（４０ｃ）が設けられている以外は、第２の実施の形態と同じである。ここでは、基地局装置（３００ａ）のコードブック受信部（３０ａ）とプリコーディング部（３１ｂ）と、移動局装置（４００ａ）のコードブック送信部（４０ｃ）とに関する説明のみ行う。

本実施の形態では、図２４に示すような信号配置パターンを用いることを想定している。

第２の実施の形態におけるコードブック送信部（４０ｃ）は、信号処理装置０（３０ｃ）と信号処理装置１（３１ｃ）と信号処理装置２（３２ｃ）と信号処理装置３（３３ｃ）とにデータ信号を出力することを前提としたプリコーディング行列のインデックスを送信していた。一方、本発明の第６の実施の形態におけるコードブック送信部（４０ｃ）は、信号配置パターンに基づいて、基地局装置（３００ａ）の信号処理装置０（３０ｃ）と信号処理装置１（３１ｃ）と信号処理装置２（３２ｃ）と信号処理装置３（３３ｃ）とにデータ信号を出力することを前提としたプリコーディング行列のインデックスと、信号処理装置０（３０ｃ）と信号処理装置２（３２ｃ）と信号処理装置３（３３ｃ）とにデータ信号を出力することを前提としたプリコーディング行列のインデックスと、信号処理装置０（３０ｃ）と信号処理装置１（３１ｃ）と信号処理装置３（３３ｃ）とにデータ信号を出力することを前提としたプリコーディング行列のインデックスとを送信する。

第２の実施の形態におけるコードブック受信部（４０ａ）は、コードブック送信部（４０ｃ）から送信されるプリコーディング行列のインデックスに基づいてプリコーディング行列を特定し、プリコーディング部（３１ｂ）に出力していた。一方、第６の実施形態におけるコードブック送信部（４０ｃ）は、はじめにコードブック送信部（４０ｃ）から送信されるプリコーディング行列のインデックスに基づいてプリコーディング行列を特定する。次に、未使用のリソースエレメントがない場合、信号処理装置０（３０ｃ）と信号処理装置１（３１ｃ）と信号処理装置２（３２ｃ）と信号処理装置３（３３ｃ）とにデータ信号を出力することを前提としたプリコーディング行列をプリコーディング部（３１ｂ）に出力し、図２４に示すように、Ａｎｔ１のリソースエレメントを未使用とする場合、すなわち信号処理装置１（３１ｃ）へデータ信号を出力しない場合、信号処理装置０（３０ｃ）と信号処理装置２（３２ｃ）と信号処理装置３（３３ｃ）とにデータ信号を出力することを前提としたプリコーディング行列をプリコーディング部（３１ｂ）に出力し、Ａｎｔ２のリソースエレメントを未使用とする場合、すなわち信号処理装置２（３２ｃ）へデータ信号を送信しない場合、信号処理装置０（３０ｃ）と信号処理装置１（３１ｃ）と信号処理装置３（３３ｃ）とにデータ信号を出力することを前提としたプリコーディング行列をプリコーディング部（３１ｂ）に出力する。

第２の実施の形態におけるプリコーディング部（３１ｂ）は、データ信号に対してプリコーディング行列を作用させ、プリコーディングされたデータ信号を、信号処理装置０（３０ｃ）と信号処理装置１（３１ｃ）と信号処理装置２（３２ｃ）と信号処理装置３（３３ｃ）とに出力していた。一方、第６の実施の形態におけるプリコーディング部（３１ｂ）は、はじめにデータ信号に対してプリコーディング行列を作用させる。次に、図２４に示すとおり、未使用のリソースエレメントがない場合、プリコーディングされたデータ信号を、信号処理装置０（３０ｃ）と信号処理装置１（３１ｃ）と信号処理装置２（３２ｃ）と信号処理装置３（３３ｃ）とに出力し、Ａｎｔ１のリソースエレメントを未使用とする場合、プリコーディングされたデータ信号を、信号処理装置０（３０ｃ）と信号処理装置２（３２ｃ）と信号処理装置３（３３ｃ）とに出力し、Ａｎｔ１に対応する信号処理装置１（３１ｃ）に対しては未使用であることを報知する。また、Ａｎｔ２のリソースエレメントを未使用とする場合、プリコーディングされたデータ信号を、信号処理装置０（３０ｃ）と信号処理装置１（３１ｃ）と信号処理装置３（３３ｃ）とに出力し、Ａｎｔ２に対応する信号処理装置２（３２ｃ）に対しては未使用であることを報知する。

（第７の実施の形態）
上記非特許文献２では、図２に示すように、空間多重の場合、あるセルから送信される信号が他セルから干渉の影響を大きく受けないよう、複数のセル間で未使用のリソースエレメントの位置を設定することで、セル間の干渉を防いでいる。この手法はビームフォーミングによる通信を行う場合にも適用できる。

上記第６の実施の形態では、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックに含まれる参照信号の電力を大きくするために、未使用のリソースエレメントを設定していたが、本はの第７の実施の形態では、他セルへの干渉を小さくするため、未使用のリソースエレメントを設定することを目的としている。

図２５は、未使用のサブキャリアを設定した信号配置パターンの一例を示す図である。図２５において、例えば、セルＡ内に移動局装置が存在する場合に、セルＢおよびセルＣからの干渉はサブキャリア番号０で４ａ（ａ×４）となるが、未使用のリソースエレメントを設定しない場合は、ａの電力分だけ大きな干渉を受けることになる。

本発明の第７の実施の形態では、複数のセル間で未使用のリソースエレメントの配置を定義した信号配置パターンを用いる点以外については、無線通信システム、基地局装置および移動局装置の構成自体は第６の実施の形態と同一で良い。

（まとめ）
本明細書は、ビームフォーミングによる通信を行う場合に、リソースブロックに未使用のサブキャリアもしくは未使用のリソースエレメントを設定することを提案するものである。

これらの提案に基づいて、本明書では、第１から第７までの実施の形態について説明してきた。これらの各実施の形態には信号配置パターンとアンテナの数と送信するＯＦＤＭシンボルの数とが明記されている。しかしながら、各実施の形態で示されている信号配置パターンとアンテナの数と送信するＯＦＤＭシンボルの数とについては、より具体的に実施の形態を説明するための一例であり、これらとは異なる信号配置パターンと異なるアンテナの数と異なる送信するＯＦＤＭシンボルの数とを有する場合についても、本発明の範囲に含まれるものである。

すなわち、実施の形態において説明した具体的な構成については、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での設計変更などは本発明の範囲に含まれるものである。

また、上記の実施の形態において、添付図面に図示されている構成等については、これらに限定されるものではなく、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。

また、本実施の形態で説明した機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各部の処理を行ってもよい。尚、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。

また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。

また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また前記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。

本発明は、移動通信システムを構成する基地局装置と位相極装置などの通信装置に利用可能である。

非特許文献１に開示されている、データ信号の電力を調整する一例を示す図である。 非特許文献２に開示されている、セル間の干渉の影響が小さくなるよう未使用のリソースエレメントの設定例を示す図である。 非特許文献３に開示されている、ビームフォーミングによる通信をおこなう場合、参照信号の電力を大きくすることで、チャネル推定の精度が改善することが示す図である。 非特許文献３に示される結果であって、変調方式が６４ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）の場合（図４（ｂ））とＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）の場合（図４（ａ））とを比較し、参照信号の電力の大きさがスループットに与える影響について示した図である。 非特許文献４に開示され、同一の周波数帯域を用いて送信される複数のＯＦＤＭシンボルをＯＦＤＭシンボル間の干渉を抑圧しながら受信する手法を示す図である。 非特許文献５に開示され、４本の送信アンテナが２組と２本の受信アンテナが１組とからなる環境下において、２組の送信アンテナから１組の受信アンテナに対し、同一の周波数帯域を用いた互いに異なる２ＯＦＤＭシンボルを送信する空間多重方式を示す図である。 本発明の第１の実施の形態による通信技術においてデータ信号の電力を調整する信号配置例を示す図である。 本発明の第１の実施の形態による無線通信システムの一構成例を示す図である。 基地局装置の一構成例を示す機能ブロック図である。 データ信号の配置と参照信号の配置とデータ信号の電力の調整と参照信号の電力の調整とをおこなうための情報からなる信号配置パターンの一例を示す図である。 移動局装置の一構成例を示す機能ブロック図である。 本発明の第２の実施の形態による通信技術においてデータ信号の電力を調整する信号配置例を示す図である。 本発明の第２の実施の形態による通信技術に用いられる無線通信システムの一構成例を示す図である。 本実施の形態による基地局装置の一構成例を示す図である。 本実施の形態による信号配置パターンの一例を示す図である。 移動局装置の一構成例を示す機能ブロック図である。 本発明の第３の実施の形態による通信技術であって、本実施の形態による信号配置パターンの一例を示す図である。 本発明の第４の実施の形態による通信技術であって、本実施の形態による信号配置パターンの一例を示す図である。 本発明の第５の実施の形態による通信技術に用いられる無線通信システムの一構成例を示す図である。 本実施の形態による信号配置パターンの一例を示す図である。 本実施の形態による信号配置パターンの別の一例を示す図である。 本実施の形態による移動局装置の一構成例を示す図である。 未使用のサブキャリアを設定した信号配置パターンを送信リソースブロック毎に周波数方向において異なるパターンとした例である。 本発明の第６の実施の形態による信号配置パターンの一例を示す図である。 本発明の第７の実施の形態による信号配置パターンの一例を示す図である。

符号の説明

１００ａ…基地局装置、２００ａ…移動局装置、１０ａ…到来方向推定部、１０ｂ…変調部、１０ｃ〜１７ｃ…信号処理装置、１０ｃ−１〜１７ｃ−１…信号配置部、１０ｃ−２〜１７ｃ−２…送信ビームフォーミング部、１０ｃ−３〜１７ｃ−３…送信部、１１ａ…重み制御部、１０ｃ−４〜１７ｃ−４…アンテナ、２０ａ−１…アンテナ、２０ａ−２…受信部、２０ａ−３…等化部、２０ｂ…重み制御部、２０ｃ…復調部、２０ｄ…測定用信号送信部、３０ａ…コードブック受信部、３０ｂ…変調部、３１ｂ…プリコーディング部、３０ｃ…信号処理部、３０ｃ−１…信号配置部、送信部…送信部、３０ｃ−４〜３３ｃ−４…アンテナ、４０ａ−１〜３…アンテナ、４０ａ〜４３ａ…信号処理装置、４０ａ−２…受信部、４０ａ−３…等化部、４０ａ−４…重み制御部、４０ｃ…コードブック送信部、４０ｂ…デコーディング部、４１ｂ…復調部、６０ａ−１〜６７ａ−２…アンテナ、６０ａ−４…アンテナ重み制御部Ａ、６０ａ−３…等化部Ａ、６０ｂ…等化重み制御部Ａ、６０ｃ…復調部Ａ、６０ｄ…測定用信号送信部、７０ａ−２〜７７ａ−２…受信部Ｂ、６７０ａ−４…アンテナ重み制御部Ｂ、７０ａ−３…等化部Ｂ、７０ｂ…等化重み制御部Ｂ、７０ｃ…復調部Ｂ。

Claims (29)

1. 基地局装置と移動局装置とを含んで構成される無線通信システムであって、基地局装置は、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックに対して未使用のリソースエレメントを設定する第１の機能部と、未使用のリソースエレメントに割り当てられている電力を参照信号の電力に割り当てる第２の機能部との少なくともいずれかを備え、移動局装置は、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックに配置されている参照信号を用いることにより、データ信号の再生精度を改善する第３の機能部と、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックに配置されている未使用のサブキャリアを用いて、干渉を抑圧する第４の機能部との少なくともいずれか、を備えることを特徴とする無線通信システム。
2. 前記基地局装置は、外部から入力されたデータ信号を変調する変調部と、データ信号と参照信号の電力の調整を行い、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックに対して電力の調整を行ったデータ信号と参照信号を配置する信号配置部と、前記移動局装置から送信される信号の到来方向を推定する到来方向推定部と、信号の到来方向に対して電波を指向させるための重みを制御する重み制御部Ａと、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックに電波を指向させるための重みを作用させる送信ビームフォーミング部と、前記移動局装置に対してビームフォーミングが適用されるリソースブロックを送信する送信部と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
3. 前記基地局装置は、外部から入力されたデータ信号を変調する変調部と、前記移動局装置から送信されるプリコーディング行列のインデックスを受信し、プリコーディング行列を特定するコードブック受信部と、プリコーディングをおこなうプリコーディング部と、 データ信号と参照信号の電力の調整を行い、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックに対して電力の調整を行ったデータ信号と参照信号を配置する信号配置部と、前記移動局装置に対してビームフォーミングが適用されるリソースブロックを送信する送信部と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
4. 前記移動局装置は、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックを受信する受信部と、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックに配置されている参照信号を用いてチャネル推定を行い、リソースブロックに配置されているデータ信号を等化するための重みを制御する重み制御部Ｂと、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックに配置されているデータ信号に、そのデータ信号を等化するための重みを作用させる等化部と、等化したデータ信号を復調する復調部と、前記基地局装置に対して前記基地局装置が信号の到来方向を推定するために用いる信号を送信する測定用信号送信部と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
5. 前記移動局装置は、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックを受信する受信部と、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックに配置されている参照信号を用いてチャネル推定を行い、リソースブロックに配置されているデータ信号を等化するための重みを制御する重み制御部Ｂと、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックに配置されているデータ信号に、そのデータ信号を等化するための重みを作用させる等化部と、等化したデータ信号を復調する復調部と、前記基地局装置に対してプリコーディング行列のインデックスを送信するコードブック送信部と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
6. 前記移動局装置は、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックを受信し、干渉を抑圧する重みを作用させる受信部と、干渉を抑圧する重みを制御する重み制御部Ｃと、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックに配置されている参照信号を用いてチャネル推定を行い、リソースブロックに配置されているデータ信号を等化するための重みを制御する重み制御部Ｂと、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックに配置されているデータ信号に、そのデータ信号を等化するための重みを作用させる等化部と、等化したデータ信号を復調する復調部と、前記基地局装置に対して前記基地局装置が信号の到来方向を推定するために用いる信号を送信する測定用信号送信部と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
7. 請求項２又は請求項３に記載の無線通信システムにおける基地局装置であって、前記変調部は、外部から入力されたデータ信号に対して直交振幅変調を行うことを特徴とする基地局装置。
8. 請求項２又は請求項３に記載の無線通信システムにおける基地局装置であって、前記信号配置部は、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックに対するデータ信号と参照信号の配置と、データ信号と参照信号の電力の調整とを行うための情報からなる信号配置パターンに基づいて、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックに対するデータ信号と参照信号の配置と、データ信号と参照信号の電力の調整と、を行うことを特徴とする基地局装置。
9. 請求項２に記載の無線通信システムにおける基地局装置であって、前記到来方向推定部は、前記移動局装置から送信された信号からその信号の到来方向を推定することを特徴とする基地局装置。
10. 請求項２に記載の無線通信システムにおける基地局装置であって、前記重み制御部Ａは、到来方向推定部で推定された信号の到来方向に対して電波を指向させるための重みを制御することを特徴とする基地局装置。
11. 請求項２に記載の無線通信システムにおける基地局装置であって、前記送信ビームフォーミング部は、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックに配置されているデータ信号と参照信号に対して重み制御部Ａから出力された重みを作用させることを特徴とする基地局装置。
12. 請求項２又は請求項３に記載の無線通信システムにおける基地局装置であって、 前記送信部は、前記移動局装置に対してビームフォーミングが適用されたリソースブロックを送信することを特徴とする基地局装置。
13. 請求項３に記載の無線通信システムにおける基地局装置であって、前記コードブック受信部は、前記移動局装置から送信されたプリコーディング行列のインデックスを受信し、受信したプリコーディング行列のインデックスに基づいてプリコーディング行列を特定することを特徴とする基地局装置。
14. 請求項３に記載の無線通信システムにおける基地局装置であって、前記プリコーディング部は、前記コードブック受信部で特定されたプリコーディング行列を用いて、変調部で直交振幅変調されたデータ信号をプリコーディングすることを特徴とする基地局装置。
15. 請求項４又は請求項５に記載の無線通信システムにおける移動局装置であって、 前記受信部は、前記基地局装置の前記送信部から送信されたビームフォーミングが適用されるリソースブロックを受信することを特徴とする移動局装置。
16. 請求項４から請求項６までのいずれか１項に記載の無線通信システムにおける移動局装置であって、前記重み制御部Ｂは、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックに配置されている参照信号を用いてチャネルを推定し、推定したチャネルからビームフォーミングが適用されるリソースブロックに配置されているデータ信号を等化するための重みを制御することを特徴とする移動局装置。
17. 請求項４から請求項６までのいずれか１項に記載の無線通信システムにおける移動局装置であって、前記等化部は、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックに配置されているデータ信号に対して重み制御部Ｂから出力された重みを作用させることを特徴とする移動局装置。
18. 請求項４から請求項６までのいずれか１項に記載の無線通信システムにおける移動局装置であって、前記復調部は、等化されたデータ信号に対して直交振幅復調を行うことを特徴とする移動局装置。
19. 請求項４から請求項６までのいずれか１項に記載の無線通信システムにおける移動局装置であって、前記測定用信号送信部は、前記基地局装置の前記到来方向推定部が、前記移動局装置から送信される信号の到来方向を推定するために用いる信号を送信することを特徴とする移動局装置。
20. 請求項６に記載の無線通信システムにおける移動局装置であって、前記受信部は、前記基地局装置の前記送信部から送信されたビームフォーミングが適用されるリソースブロックを受信し、受信された信号に対して前記重み制御部Ｃから出力された重みを作用させることを特徴とする移動局装置。
21. 請求項６に記載の無線通信システムにおける移動局装置であって、前記重み制御部Ｃは、
    ビームフォーミングが適用されたリソースブロックに配置されている未使用のサブキャリアの位置の信号が小さくなるように重みを制御することで、干渉を抑圧することを特徴とすることを特徴とする移動局装置。
22. 請求項５に記載の無線通信システムにおける移動局装置であって、前記コードブック送信部は、前記基地局装置のプリコーディングで用いられるプリコーディング行列のインデックスを特定し、前記基地局装置に対してプリコーディング行列のインデックスを送信することを特徴とする移動局装置。
23. 請求項１から請求項２２までのいずれか１項に記載の無線通信システムにおいて、前記移動局装置と通信する前記基地局装置の通信方法であって、外部から入力されたデータ信号を変調する第１の過程と、データ信号と参照信号の電力の調整を行い、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックに対して電力の調整を行ったデータ信号と参照信号を配置する第２の過程と、移動局装置から送信される信号の到来方向を推定する第３の過程と、信号の到来方向に対して電波を指向させるための重みを制御する第４の過程と、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックに電波を指向させるための重みを作用させる第５の過程と、前記移動局装置に対してビームフォーミングが適用されるリソースブロックを送信する第６の過程と、を備えることを特徴とする通信方法。
24. 請求項１から請求項２２までのいずれか１項に記載の無線通信システムにおいて、前記移動局装置と通信する前記基地局装置の通信方法であって、外部から入力されたデータ信号を変調する第１の過程と、前記移動局装置から送信されるプリコーディング行列のインデックスを受信し、プリコーディング行列を特定する第２の過程と、プリコーディングをおこなう第３の過程と、データ信号と参照信号の電力の調整を行い、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックに対して電力の調整を行ったデータ信号と参照信号を配置する第４の過程と、前記移動局装置に対してビームフォーミングが適用されるリソースブロックを送信する第５の過程と、を備えることを特徴とする通信方法。
25. 請求項１から請求項２２までのいずれか１項に記載の無線通信システムにおいて、前記基地局装置と通信する移動局装置の通信方法であって、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックを受信する第１の過程と、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックに配置されている参照信号を用いてチャネル推定を行い、リソースブロックに配置されているデータ信号を等化するための重みを制御する第２の過程と、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックに配置されているデータ信号に、そのデータ信号を等化するための重みを作用させる第３の過程と、等化したデータ信号を復調する第４の過程と、前記基地局装置に対して前記基地局装置が信号の到来方向を推定するために用いる信号を送信する第５の過程と、を備えることを特徴とする通信方法。
26. 請求項１から請求項２２までのいずれか１項に記載の無線通信システムにおいて、前記基地局装置と通信する移動局装置の通信方法であって、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックを受信する第１の過程と、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックに配置されている参照信号を用いてチャネル推定を行い、リソースブロックに配置されているデータ信号を等化するための重みを制御する第２の過程と、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックに配置されているデータ信号に、そのデータ信号を等化するための重みを作用させる第３の過程と、等化したデータ信号を復調する第４の過程と、前記基地局装置に対してプリコーディング行列のインデックスを送信する第５の過程と、を備えることを特徴とする通信方法。
27. 請求項１から請求項２２までのいずれか１項に記載の無線通信システムにおいて、前記基地局装置と通信する移動局装置の通信方法であって、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックを受信し、干渉を抑圧する重みを作用させる第１の過程と、干渉を抑圧する重みを制御する第２の過程と、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックに配置されている参照信号を用いてチャネル推定を行い、リソースブロックに配置されているデータ信号を等化するための重みを制御する第３の過程と、ビームフォーミングが適用されるリソースブロックに配置されているデータ信号に、そのデータ信号を等化するための重みを作用させる第４の過程と、等化したデータ信号を復調する第５の過程と、前記基地局装置に対して前記基地局装置が信号の到来方向を推定するために用いる信号を送信する第６の過程と、を備えることを特徴とする通信方法。
28. 請求項２３から請求項２７までのいずれか１項に記載の方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
29. 請求項２８に記載のプログラムを記録するコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

Images