JP2018133700A - 無線基地局及び無線通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】マルチサイト環境において適切にビーム制御を行うこと。【解決手段】複数の無線基地局と少なくとも１つのユーザ端末２０との間でＭＩＭＯ伝送を行う無線通信システムにおいて、無線基地局１０は、無線基地局１０とユーザ端末との間のチャネルを示すチャネル情報に基づくプリコーディングをデータ信号に適用するプリコーディング部１１０と、プリコーディングされたデータ信号を送信する通信部１１２と、を具備する。複数の無線基地局のうち第１の無線基地局におけるプリコーディングは、少なくとも、第１の無線基地局と、第１の無線基地局以外の第２の無線基地局に接続している第１のユーザ端末との間のチャネルを含むチャネル情報に基づいて適用される。【選択図】図２

Description

本発明は、無線基地局及び無線通信方法に関する。

ＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunications System）ネットワークにおいて、更なる高速データレート、低遅延などを目的としてロングタームエボリューション（ＬＴＥ：Long Term Evolution）が仕様化された。また、ＬＴＥからの更なる広帯域化及び高速化を目的として、ＬＴＥの後継システム（例えば、ＬＴＥ−Ａ（LTE-Advanced）、ＦＲＡ（Future Radio Access）、５Ｇ（5th generation mobile communication system）、５Ｇ＋（5G plus）、Ｎｅｗ−ＲＡＴ（Radio Access Technology）などと呼ばれる）も検討されている。

将来の無線通信システム（例えば、５Ｇ）では、信号伝送の更なる高速化及び干渉低減を図るために、高周波数帯（例えば、５ＧＨｚ以上）において多数のアンテナ素子（例えば、１００素子以上）を用いる大規模（Massive）ＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）を用いることが検討されている。

ＭＩＭＯにおいてビーム又はストリームを制御する技術として、デジタルプリコーディング／ポストコーディング（以下、単にプリコーディング／ポストコーディングと呼ぶこともある）と、ビームフォーミング（ＢＦ）とを組み合わせる方法がある（例えば、非特許文献１を参照）。

T.Obara et al.: "Joint Processing of Analog Fixed Beamforming and CSI-based Precoding for Super High Bit Rate Massive MIMO Transmission Using Higher Frequency Bands," IEICE Transactions on Communications VOL. E98-B, NO. 8 August 2015

しかしながら、Massive MIMOを用いる基地局（以下、Massive MIMO基地局と呼ぶこともある）が形成するサイト（セルと呼ぶこともある）が複数個存在する環境（マルチサイト環境）におけるビーム制御については十分に検討がなされていない。

本発明の一態様は、マルチサイト環境において適切にビーム制御を行うことができる無線基地局及び無線通信方法を提供することである。

本発明の一態様に係る無線基地局は、複数の無線基地局と少なくとも１つのユーザ端末との間でＭＩＭＯ伝送を行う無線通信システムにおいて、前記無線基地局と前記ユーザ端末との間のチャネルを示すチャネル情報に基づくプリコーディングをデータ信号に適用するプリコーディング部と、前記プリコーディングされたデータ信号を送信する通信部と、を具備し、前記複数の無線基地局のうち第１の無線基地局における前記プリコーディングは、少なくとも、前記第１の無線基地局と、前記第１の無線基地局以外の第２の無線基地局に接続している第１のユーザ端末との間のチャネルを含む前記チャネル情報に基づいて適用される。

本発明の一態様によれば、マルチサイト環境において適切にビーム制御を行うことができる。

実施の形態１に係る無線通信システムの構成例を示す図である。 実施の形態１に係る無線基地局の構成例を示すブロック図である。 実施の形態１に係るユーザ端末の構成例を示すブロック図である。 実施の形態１に係る無線基地局の動作例を示すフローチャートである。 実施の形態２に係る無線通信システムの構成例を示す図である。 実施の形態２に係る無線基地局の動作例を示すフローチャートである。 実施の形態３に係る無線通信システムの構成例を示す図である。 実施の形態３に係る無線基地局の動作例を示すフローチャートである。 本発明に係る無線基地局及びユーザ端末のハードウェア構成の一例を示す図である。

以下、本発明の各実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

以下では、複数のユーザ端末に対してストリームを分配して多重送信するＭＵ−ＭＩＭＯ（Multi-User MIMO）伝送を行う場合について説明する。また、以下では、Massive MIMOにおいて、ＢＦとプリコーディング／ポストコーディングを行う場合について説明する。すなわち、本発明に係る無線通信システムでは、無線基地局と複数のユーザ端末との間で行うＭＵ−ＭＩＭＯ伝送において、プリコーディング／ポストコーディングと、ビームフォーミングとが行われる。

また、以下では、プリコーディングを、ユーザ間干渉（Inter-User Interference：ＩＵＩ）に対するプリコーディング、及び、各ユーザ端末におけるストリーム間干渉（Inter-Stream Interference：ＩＳＩ）に対するプリコーディングに分けて記載し、ユーザ間干渉に対するプリコーディング、及び、各ユーザ端末におけるストリーム間干渉に対するプリコーディング／ポストコーディングが行われる。

一例として、無線基地局がＮ_Ｔ個のアンテナ素子を有し、Ｎ_Ｕ個のユーザ端末との間の下りリンクにおいてMassive MIMO伝送を行うことを想定する。また、第ｉ（ｉ＝１〜Ｎ_Ｕ）番のユーザ端末のアンテナ素子数をＮ_Ｒｉ個とし、ストリーム数をＭ_ｉ個とする。

この場合、各ユーザ端末で受信する受信信号ｒは次式（１）で表される。

ここで、Ｈ_ｉ（ｉ＝０〜Ｎ_Ｕ−１）はＭＵ−ＭＩＭＯ伝送において多重された第ｉ番のユーザ端末のチャネル情報（チャネル行列）を表し、ＷはＢＦウェイトを表し、Ｐ^ＩＵＩはユーザ間干渉に対するプリコーディング行列を表し、Ｐ^ＩＳＩはストリーム間干渉に対するプリコーディング行列を表し、ｄ_ｉ（ｉ＝０〜Ｎ_Ｕ−１）は第ｉ番のユーザ端末向けのストリームを表し、ｚは雑音を表す。

式（１）に示すように、プリコーディング（例えば、ブロック対角化）のうち、ユーザ間干渉に対するプリコーディング（Ｐ^ＩＵＩ）により、ユーザ端末間のチャネルが直交化され、ユーザ間干渉が回避されている。

また、各ユーザ端末で受信した受信信号ｒに対してポストコーディングを行って得られる信号ｙは次式（２）で表される。

式（２）において、Ｂ_ｉ ^ＩＳＩ（ｉ＝０〜Ｎ_Ｕ−１）は第ｉ番のユーザ端末向けのストリーム間干渉に対するポストコーディング行列を表す。式（２）に示すように、プリコーディング行列Ｐ^ＩＳＩ及びポストコーディング行列Ｂ^ＩＳＩによって、各ユーザ端末のストリーム間のチャネルが直交化され、ストリーム間干渉が回避されている。

なお、プリコーディング行列（Ｐ^ＩＵＩ，Ｐ^ＩＳＩ）及びポストコーディング行列（Ｂ^ＩＳＩ）は、例えば、無線基地局とユーザ端末との間のチャネル情報（チャネル行列）を用いて特異値分解（Singular Value Decomposition：ＳＶＤ）を行うことにより算出されてもよい。

上記プリコーディング処理及びビームフォーミング処理は、１つの無線基地局に接続している複数のユーザ端末に対する処理である。つまり、上記処理は、単一のMassive MIMO基地局が形成するサイト内における処理である。

一方で、今後、高周波数帯通信の効率化及び品質維持のためには、複数のMassive MIMO基地局の各々が形成するサイト（マルチサイト）でのプリコーディング処理及びビームフォーミング処理等のビーム制御を検討する必要がある。

そこで、以下の実施の形態では、マルチサイト環境におけるビーム制御を適切に実施する方法について説明する。

（実施の形態１）
＜無線通信システム＞
図１は、本実施の形態に係る無線通信システムの構成例を示す。

本実施の形態に係る無線通信システムは、複数の無線基地局１０、及び、少なくとも１つのユーザ端末２０を備える。無線基地局１０は、例えば、Massive MIMO基地局である。

また、各ユーザ端末２０は、少なくとも１つの無線基地局１０に接続している。図１に示す一例では、ユーザ端末２０−１〜２０−３は無線基地局１０Ａに接続し、ユーザ端末２０−４〜２０−６は無線基地局１０Ｂに接続している。

＜無線基地局＞
図２は、本実施の形態に係る無線基地局の全体構成の一例を示す図である。図２に示す無線基地局１０は、ディスカバリ信号生成部１０１と、候補ウェイト乗算部１０２と、参照信号生成部１０３と、接続先選択部１０４と、基地局間通信部１０５と、ウェイト選択部１０６と、判定部１０７と、プリコーディング行列生成部１０８と、データ生成部１０９と、プリコーディング部１１０と、ビームフォーミング部１１１と、通信部１１２と、アンテナ１１３と、を含む構成を採る。

なお、図２では、無線基地局１０におけるＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）信号を生成するための構成部（例えば、IFFT処理部、CP付加部）等の記載を省略している。また、無線基地局１０から送信される信号の信号波形はＯＦＤＭ変調に基づく波形に限定されるものではない。

ディスカバリ信号生成部１０１は、ＢＦウェイト（Ｗ）を決定するためのディスカバリ信号（参照信号）を生成する。例えば、ディスカバリ信号生成部１０１は、少なくとも、ＢＦウェイトの候補数と同数のディスカバリ信号を生成する。ディスカバリ信号生成部１０１は、生成したディスカバリ信号を候補ウェイト乗算部１０２へ出力する。

候補ウェイト乗算部１０２は、ディスカバリ信号生成部１０１から入力されるディスカバリ信号に対して、ＢＦウェイトの候補をそれぞれ乗算し、ＢＦウェイト候補を乗算した後のディスカバリ信号を通信部１１２へ出力する。

参照信号生成部１０３は、チャネル推定に使用される参照信号を生成し、ビームフォーミング部１１１に出力する。

接続先選択部１０４は、各ユーザ端末２０からフィードバックされる候補ウェイト情報に基づいて、複数の無線基地局１０のうち、自局に接続されるユーザ端末２０を選択する。候補ウェイト情報は、例えば、候補ウェイトが乗算されたディスカバリ信号に対するＳＮＲ（Signal to Noise Ratio）又は受信電力等である。

例えば、接続先選択部１０４は、各ユーザ端末２０について、候補ウェイト情報（受信電力）が最大となるＢＦウェイトを生成する無線基地局１０を、当該ユーザ端末２０の接続先の無線基地局として選択する。接続先選択部１０４は、ユーザ端末２０の接続先の無線基地局１０を示す接続先情報を、例えば、自局に接続しているユーザ端末２０へ通知してもよい（図示せず）。各ユーザ端末２０は、接続先情報に示される無線基地局１０への接続動作を行う。また、接続先選択部１０４は、例えば、ユーザ端末２０の接続先の無線基地局１０を示す接続先情報を、基地局間通信部１０５を介して他の無線基地局１０へ通知してもよい。または、接続先選択部１０４は、基地局間通信部１０５を介して他の無線基地局１０から通知される接続先情報に基づいて、自局に接続するユーザ端末２０を特定してもよい。

基地局間通信部１０５は、例えば、バックホールを介して、他の無線基地局１０又は、複数の無線基地局１０を制御する制御局（中央制御局と呼ぶこともある）との間で通信を行う。

ウェイト選択部１０６は、各ユーザ端末２０からフィードバックされる候補ウェイト情報に基づいて、ＢＦウェイト候補の中から、ビームフォーミングに使用するＢＦウェイト（Ｗ）を選択し、ビームフォーミング部１１１へ出力する。例えば、ウェイト選択部１０６は、候補ウェイト情報に示されるＳＮＲ（又は受信電力）の高い順にＬ個のＢＦウェイトを互いに重複しないように選択してもよい。

判定部１０７は、各ユーザ端末２０からフィードバックされる候補ウェイト情報に基づいて、拡張プリコーディングを実行するか否かを判定する。例えば、判定部１０７は、接続先選択部１０４から入力される接続先情報に基づいて、自局に接続されるユーザ端末２０以外のユーザ端末２０（つまり、自局に接続していないユーザ端末２０）を特定する。そして、判定部１０７は、自局に接続していないユーザ端末２０の中に、候補ウェイト情報に示されるＳＮＲが所定の閾値σ未満のユーザ端末２０が存在する場合、拡張プリコーディングを実行すると判定する。一方、判定部１０７は、自局に接続していないユーザ端末２０の中に、候補ウェイト情報に示されるＳＮＲが所定の閾値σ未満のユーザ端末２０が存在しない場合、拡張プリコーディングを実行せずに、通常のプリコーディングを実行すると判定する。判定部１０７は、判定結果をプリコーディング行列生成部１０８に出力する。

なお、通常のプリコーディングは、単一の無線基地局１０に接続するユーザ端末２０からフィードバックされるチャネル推定値に基づいて適用されるプリコーディングである。一方、拡張プリコーディングは、或る無線基地局１０と当該無線基地局１０に接続するユーザ端末２０との間のチャネルと、当該無線基地局１０と当該無線基地局１０以外の他の無線基地局１０に接続されている、ＳＮＲが所定の閾値σ未満のユーザ端末２０との間のチャネルとを含むチャネル推定値に基づいて適用されるプリコーディングである。

以下では、通常のプリコーディングにおいて、単一の無線基地局１０と当該無線基地局１０に接続するユーザ端末２０との間のチャネルを示すチャネル推定値に基づいて生成されるプリコーディング行列を「通常のプリコーディング行列」と呼ぶ。また、拡張プリコーディングにおいて、無線基地局１０と当該無線基地局１０に接続するユーザ端末２０との間のチャネルと、当該無線基地局と他の無線基地局１０に接続するユーザ端末２０との間のチャネルとを含むチャネル推定値に基づいて生成されるプリコーディング行列を「拡張プリコーディング行列」と呼ぶ。

プリコーディング行列生成部１０８は、判定部１０７から入力される判定結果に基づいて、ユーザ端末２０からフィードバックされるチャネル推定値を用いて、通常のプリコーディング行列又は拡張プリコーディング行列を生成する。なお、チャネル推定値は、例えば、ＢＦウェイト（Ｗ）を含む等価チャネル行列を示すチャネル情報（ＨＷ）である。

具体的には、プリコーディング行列生成部１０８は、ＭＵ−ＭＩＭＯにおいて多重される複数のユーザ端末２０間の干渉（ユーザ間干渉）を除去するためのプリコーディング行列（Ｐ^ＩＵＩ）、及び、各ユーザ端末２０における複数のストリーム間の干渉（ストリーム間干渉）を除去するためのプリコーディング行列（Ｐ^ＩＳＩ）をそれぞれ生成する。また、プリコーディング行列生成部１０８は、自局以外の無線基地局に接続されているユーザ端末２０に対する自局からの干渉を除去するように拡張プリコーディング行列を生成する。

プリコーディング行列生成部１０８は、生成したプリコーディング行列（Ｐ^ＩＵＩ、Ｐ^ＩＳＩ）。以下、まとめて「Ｐ」と表すこともある）をプリコーディング部１１０へ出力する。

データ生成部１０９は、複数のユーザ端末２０向けのデータ（下りリンク信号）を生成する。なお、図２では、１つのユーザ端末２０（第ｉ番のユーザ端末２０）に対するデータ生成部１０９の構成を示しているが、無線基地局１０は、複数（Ｎ_Ｕ個）のユーザ端末２０にそれぞれ対するデータ生成部１０９を有するものとする。

また、データ生成部１０９は、符号化部１９１と変調部１９２とを備える。符号化部１９１及び変調部１９２は、ユーザ端末ｉに対するストリーム数（Ｍ_ｉ個）に対応してそれぞれ備えられる。各符号化部１９１は、Ｍ_ｉ個のストリームのデータ信号をそれぞれ符号化し、各変調部１９２は、符号化後のデータ信号をそれぞれ変調し、変調後のデータ信号をプリコーディング部１１０に出力する。なお、各符号化部１９１及び各変調部１９２における符号化率、変調方式は、ストリーム毎に異なってもよい。

プリコーディング部１１０は、データ生成部１０９から入力されるデータ信号に対してプリコーディング行列（Ｐ）を乗算し、プリコーディング後のデータ信号をビームフォーミング部１１１へ出力する。例えば、プリコーディング部１１０は、Ｍストリームのデータ信号に対してプリコーディングを適用して、Ｌ（ビーム数。例えば、Ｌ＞Ｍ）個の信号を生成する。

ビームフォーミング部１１１は、チャネル推定において、参照信号生成部１０３から入力される参照信号に対して、ウェイト選択部１０６から入力されるＢＦウェイトＷを乗算し、ＢＦウェイト乗算後の参照信号を通信部１１２へ出力する。これにより、各ユーザ端末２０は、候補ウェイト情報（ＳＮＲ）に基づいて決定されたＢＦウェイト（Ｗ）が乗算された参照信号を用いて、ＢＦウェイトを含む等価的なチャネル情報（ＨＷ）の推定が可能となる。

また、ビームフォーミング部１１１は、データ送信時において、プリコーディング部１１０から入力されるデータ信号に対して、ウェイト選択部１０６から入力されるＢＦウェイト（Ｗ）を乗算し、ＢＦウェイト乗算後のデータ信号（Ｎ_Ｔ個の信号）を通信部１１２へ出力する。

通信部１１２−１〜１１２−Ｎ_Ｔは、Ｎ_Ｔ個のアンテナ１１３（アンテナ素子）にそれぞれ対応して備えられる。各通信部１１２は、入力される信号に対して、Ｄ／Ａ変換、アップコンバート等の送信処理を行い、送信処理後の信号を、例えば、時間、周波数又は符号によって多重し、Ｎ_Ｔ個のアンテナ１１３からそれぞれ送信する。具体的には、各通信部１１２は、候補ウェイト乗算部１０２から入力されるディスカバリ信号を、アンテナ１１３を介して各ユーザ端末２０へ送信する。また、通信部１１２は、チャネル推定において、ビームフォーミング部１１１から入力される参照信号を、アンテナ１１３を介して各ユーザ端末２０へ送信する。また、通信部１１２は、データ送信時において、ビームフォーミング部１１１から入力されるストリームの信号を、アンテナ１１３を介して各ユーザ端末２０へ送信する。

＜ユーザ端末＞
図３は、本実施の形態に係るユーザ端末の全体構成の一例を示す図である。図３に示すユーザ端末２０は、アンテナ２０１と、通信部２０２と、候補ウェイト情報測定部２０３と、チャネル推定部２０４と、ポストコーディング行列生成部２０５と、ポストコーディング部２０６と、データ受信部２０７と、を含む構成を採る。

なお、図３は、第ｉ番のユーザ端末２０の構成を一例として示す。また、図３では、ユーザ端末２０におけるＯＦＤＭ信号を受信するための構成部（例えば、CP除去部、FFT処理部）等の記載を省略している。また、ユーザ端末２０が受信する信号の信号波形はＯＦＤＭ変調に基づく波形に限定されるものではない。

通信部２０２−１〜２０２−Ｎ_Ｒｉは、Ｎ_Ｒｉ個のアンテナ２０１にそれぞれ対応して備えられる。各通信部２０２は、アンテナ２０１を介して受信した受信信号に対して、ダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換等の受信処理を行う。ここで、受信信号には、例えば、ディスカバリ信号、参照信号、又はデータ信号が含まれる。通信部２０２は、ディスカバリ信号を候補ウェイト情報測定部２０３へ出力し、参照信号をチャネル推定部２０４へ出力し、データ信号をポストコーディング部２０６へ出力する。

候補ウェイト情報測定部２０３は、通信部２０２から入力されるディスカバリ信号を用いて候補ウェイト情報（例えば、ＳＮＲ又は受信電力）を測定する。ディスカバリ信号には、ＢＦウェイト候補がそれぞれ乗算されている。よって、候補ウェイト情報測定部２０３は、各ＢＦウェイト候補が用いられた場合のＳＮＲ又は受信電力が測定される。測定されたＳＮＲ又は受信電力を示す候補ウェイト情報は、例えば、通信部２０２を介して無線基地局１０へフィードバックされる。

チャネル推定部２０４は、通信部２０２から入力される参照信号を用いて、無線基地局１０とユーザ端末２０との間のチャネルを示すチャネル推定値（チャネル情報）を推定する。参照信号には、無線基地局１０（ビームフォーミング部１１１）でＢＦウェイト（Ｗ）が乗算されている。よって、チャネル推定部２０４では、ＢＦウェイトを含む等価的なチャネル情報（等価チャネル行列ＨＷ）が推定される。推定されたチャネル情報（ＨＷ）は、例えば、通信部２０２を介して無線基地局１０（プリコーディング行列生成部１０８）へフィードバックされる。また、チャネル推定部２０４は、推定されたチャネル情報をポストコーディング行列生成部２０５へ出力する。

ポストコーディング行列生成部２０５は、チャネル推定部２０４から入力されるチャネル情報（ＨＷ）を用いて、ポストコーディング行列（Ｂ^ＩＳＩ）を生成する。ポストコーディング行列生成部２０５は、生成したポストコーディング行列をポストコーディング部２０６へ出力する。なお、ポストコーディング行列生成部２０５は、プリコーディング行列（拡張プリコーディング行列）及びＢＦウェイトが乗算された参照信号を用いて推定されるチャネル情報ＨＷＰを用いてポストコーディング行列を生成してもよい。

ポストコーディング部２０６は、ポストコーディング行列生成部２０５から入力されるポストコーディング行列（Ｂ^ＩＳＩ）を用いて、通信部２０２から入力されるデータ信号に対してポストコーディングを行う。ポストコーディング部２０６は、ポストコーディング後のデータ信号をデータ受信部２０７へ出力する。

データ受信部２０７は、ポストコーディング部２０６から入力されるデータ信号に対して受信処理（復調処理及び復号処理を含む）を行い、第ｉ番のユーザ端末２０に対する複数のストリームを得る。データ受信部２０７は、復調部２７１と復号部２７２とを備える。復調部２７１及び復号部２７２は、第ｉ番のユーザ端末２０に対するストリーム数（Ｍ_ｉ個）に対応して備えられる。各復調部２７１は、Ｍ_ｉ個のストリームのデータ信号を復調し、各復号部２７２は、復調後のデータ信号を復号し、Ｍ_ｉ個のストリームを得る。なお、各復調部２７１及び各復号部２７２における符号化率、変調方式は、ストリーム毎に異なってもよい。

＜無線基地局１０及びユーザ端末２０の動作＞
次に、上述した無線基地局１０及びユーザ端末２０の動作について詳細に説明する。

なお、以下の説明では、無線通信システムは、ＡＰ個の無線基地局１０と、（ＡＰ×Ｎ_Ｕ）個のユーザ端末２０とを含む。

図４は、本実施の形態に係る無線基地局１０の動作を示すフローチャートである。

まず、無線基地局１０は、複数のＢＦウェイト（Ｗ）の候補の中から１つの候補を選択する（ＳＴ１０１）。そして、無線基地局１０は、選択したＢＦウェイト（Ｗ）の候補を乗算したディスカバリ信号をユーザ端末２０へ送信する（ＳＴ１０２）。無線基地局１０は、複数のＢＦウェイト（Ｗ）の全ての候補に対応するディスカバリ信号を送信していない場合（ＳＴ１０３：Ｎｏ）、ＳＴ１０１及びＳＴ１０２の処理に戻り、ＢＦウェイト（Ｗ）の他の候補を乗算したディスカバリ信号を送信する。

ＢＦウェイトの候補が乗算されたディスカバリ信号は、プリコーディングされず、全てのユーザ端末２０の全てのアンテナ２０１に送信される。ディスカバリ信号は、例えば、１シンボル（例えば１ＯＦＤＭシンボル）内の無線リソース（サブキャリア）に周波数多重、又は、複数のシンボルに時間多重して割り当てられてもよい。また、ディスカバリ信号は、複数の無線基地局１０間で時間／周波数／符号多重されて送信されてもよい。このように、ディスカバリ信号が無線リソースに多重して送信されることで、後述するＢＦウェイトの選択を効率良く行うことができる。

一例として、各ユーザ端末２０における第ｉ番の無線基地局１０から送信されるディスカバリ信号の受信信号（受信信号ベクトル）は、次式（３）で表される。

式（１）において、ｒ_ｉ，ｊ（ｊ＝０〜Ｎ_ＡＰ−１Ｎ_Ｕ−１）は、第ｊ番のユーザ端末２０における第ｉ番の無線基地局１０からの受信信号を表し、Ｈ_ｉ，ｊ（ｊ＝０〜Ｎ_ＡＰ−１Ｎ_Ｕ−１）は、第ｊ番のユーザ端末２０と第ｉ番の無線基地局１０との間のチャネル情報（チャネル行列）を表し、ｗ_ｉ，ｘは、第ｉ番の無線基地局１０における第ｘ番のＢＦウェイト候補（ベクトル）を表し、ｐはディスカバリ信号を表し、ｚ_ｉは第ｉ番の無線基地局１０に対応する雑音を表す。

各ユーザ端末２０は、式（３）に示す受信信号（ディスカバリ信号）を用いて、候補ウェイト情報（例えば、ＳＮＲ又は受信電力）を測定し、無線基地局１０へフィードバックする。

無線基地局１０は、ＢＦウェイト（Ｗ）の全ての候補に対応するディスカバリ信号を送信した後（ＳＴ１０３：Ｙｅｓ）、各ユーザ端末２０からフィードバックされた候補ウェイト情報を用いて、各ユーザ端末２０の接続先の無線基地局１０を選択する（ＳＴ１０４）。例えば、無線基地局１０は、次式（４）に示す最大受信電力規範に従って、受信電力（||Ｈ_ｉ，ｊｗ_ｉ，ｘｐ＋ｚ_ｉ||^２）が最大となるＢＦウェイトｗ_ｉ，ｘを生成する無線基地局１０（第ｉ_ｊ ^ｏｐｔ番の無線基地局１０）を、第ｊ番のユーザ端末２０の接続先として選択する。

例えば、図１に示す無線通信システムの一例では、ユーザ端末２０−１〜２０−３の接続先として無線基地局１０Ａが選択され、ユーザ端末２０−４〜２０−６の接続先として無線基地局１０Ｂが選択される。

次に、無線基地局１０は、ユーザ端末２０の接続先選択時（ＳＴ１０４）に用いた候補ウェイト情報に基づいて、ＢＦウェイト候補の中から、ビームフォーミングに使用するＢＦウェイト（Ｗ）を選択（決定）する（ＳＴ１０５）。無線基地局１０は、例えば、候補ウェイト情報に示されるＳＮＲ又は受信電力の高い順にＬ個のＢＦウェイトを互いに重複しないように選択してもよい。例えば、第ｉ番の無線基地局１０のＬ個のＢＦウェイトから構成されるＢＦウェイトベクトルＷ_ｉ ^ｏｐｔは次式（５）で表される。

次に、無線基地局１０は、各ユーザ端末２０からフィードバックされる候補ウェイト情報を用いて、ＳＴ１０４において選択した自局に接続されるユーザ端末２０以外の他のユーザ端末２０（つまり、他の無線基地局１０に接続しているユーザ端末２０）の受信対サイト干渉電力比を示すＳＩＲ（Signal to Interference power Ratio）を算出する。例えば、第ｉ番の無線基地局１０は、第ｊ番のユーザ端末２０に対するＳＩＲ_ｊを次式（６）に従って算出する。

すなわち、式（６）の分子成分は、第ｉ番の無線基地局１０の信号（つまり、第ｊ番のユーザ端末２０の所望信号）の受信電力を表し、式（６）の分母成分は、第ｉ番の無線基地局１０以外の他の無線基地局１０（第ｋ（≠ｉ）番の無線基地局１０）の信号（つまり、第ｊ番のユーザ端末２０に対する干渉信号）の受信電力を表す。

次に、無線基地局１０は、ＳＴ１０６で算出したＳＩＲが閾値σ未満であるユーザ端末２０が存在するか否かに基づいて、拡張プリコーディングを実行するか否かを判断する（ＳＴ１０７）。

例えば、式（６）において、第ｉ番の無線基地局１０に接続している第ｊ番のユーザ端末２０に対するＳＩＲが閾値σ未満である場合、第ｊ番のユーザ端末２０に対して最大の干渉となる第ｋ（≠ｉ）番の無線基地局１０は、拡張プリコーディング行列を生成すると判断してもよい。なお、拡張プリコーディング行列を生成する無線基地局１０は、第ｊ番のユーザ端末２０に対して最大の干渉となる無線基地局１０のみに限らず、第ｊ番のユーザ端末２０に対して与える干渉が大きい順に所定数の無線基地局１０でもよく、第ｊ番のユーザ端末２０に対して干渉を与える全ての無線基地局１０でもよい。

第ｋ番の無線基地局１０は、拡張プリコーディングを実行すると判断した場合（ＳＴ１０７：Ｙｅｓ）、参照信号に対して、ＳＴ１０５で選択したＢＦウェイト（Ｗ_ｋ ^ｏｐｔ）を乗算し、ＢＦウェイトが乗算された参照信号をユーザ端末２０へ送信する（ＳＴ１０８）。

ユーザ端末２０は、受信した参照信号を用いて、チャネル情報（ＨＷ）の推定を行い、推定したチャネル情報ＨＷ（チャネル推定値）を無線基地局１０へフィードバックする。また、ユーザ端末２０は、推定したチャネル情報ＨＷを用いてポストコーディング行列を生成する。

無線基地局１０は、ユーザ端末２０からフィードバックされたチャネル情報ＨＷを用いて、拡張プリコーディング行列（Ｐ^ｏｐｔ）を生成する（ＳＴ１０９）。例えば、次式（７）に従って、第ｋ番の無線基地局１０は、自局に接続している第（ｋＮ_Ｕ）番〜第（（ｋ＋１）Ｎ_Ｕ−１）番のユーザ端末２０のチャネル情報ＨＷと、第ｉ番の無線基地局１０に接続している、ＳＩＲが閾値σ未満となる第ｊ番のユーザ端末２０のチャネル情報ＨＷとから構成されるチャネル情報（等価チャネル行列）Ｈ_ｋ ^ｅｘｔＷ_ｋ ^ｅｘｔを用いて、拡張プリコーディング行列Ｐ_ｋ ^ｏｐｔを算出する。

すなわち、第ｋ番の無線基地局１０は、第ｋ番の無線基地局１０に接続しているユーザ端末２０のチャネル情報に加え、第ｋ番の無線基地局１０から干渉を受けている、第ｉ番の無線基地局１０に接続している第ｊ番のユーザ端末２０の第ｋ番の無線基地局１０に対するチャネル情報を考慮して、拡張プリコーディング行列Ｐ_ｋ ^ｏｐｔを算出する。第ｋ番の無線基地局１０は、式（７）に示す等価チャネル行列を用いて、第ｋ番の無線基地局１０からの第ｊ番のユーザ端末２０に対する干渉を除去するように拡張プリコーディング行列Ｐ_ｋ ^ｏｐｔを生成する。

つまり、第ｋ番の無線基地局１０における拡張プリコーディングは、第ｋ番の無線基地局１０と第ｋ番の無線基地局１０に接続しているユーザ端末２０との間のチャネルと、第ｋ番の無線基地局１０と第ｋ番の無線基地局１０以外の他の無線基地局１０（第ｉ番の無線基地局１０）に接続しているユーザ端末２０との間のチャネルとを含むチャネル情報に基づいて適用される。

そして、無線基地局１０は、ストリームの信号（情報）に対して、拡張プリコーディング行列（Ｐ_ｋ ^ｏｐｔ）及びＢＦウェイト（Ｗ_ｋ ^ｏｐｔ）を乗算して、ストリームの信号をユーザ端末２０へ送信する（ＳＴ１１０）。この際、無線基地局１０は、拡張プリコーディング行列生成の際にチャネル情報を考慮した、他の無線基地局１０に接続しているユーザ端末２０（ＳＩＲが閾値σ未満のユーザ端末２０）に対する信号を送信しない。

例えば、第ｋ番の無線基地局１０に接続している第（ｋＮ_Ｕ）番〜第（（ｋ＋１）Ｎ_Ｕ−１）番のユーザ端末２０で受信する受信信号ｒ_ｋ ^ｅｘｔは次式（８）で表される。

式（８）に示すように、第ｋ番の無線基地局１０は、第ｋ番の無線基地局１０から干渉を受けている第ｊ番のユーザ端末２０に対してデータを送信していない（つまり、ｄ_ｋ，ｊ＝０）。

また、拡張プリコーディング行列（Ｐ_ｋ ^ｏｐｔ）が乗算されたデータは、第ｊ番のユーザ端末２０に対する干渉を回避して送信されることになる。ユーザ端末２０は、受信したストリームの信号に対して、ポストコーディング行列（Ｂ^ＩＳＩ）を乗算して、ストリームの信号（データ）を復調する（図示せず）。プリコーディング行列（Ｐ^ＩＳＩ）及びポストコーディング行列（Ｂ^ＩＳＩ）が乗算されたデータでは、ストリーム間干渉が抑圧されることになる。

一方、図４において、無線基地局１０は、拡張プリコーディングを実行しないと判断した場合（ＳＴ１０７：Ｎｏ）、参照信号に対して、ＳＴ１０５で選択したＢＦウェイト（Ｗ_ｋ ^ｏｐｔ）を乗算し、ＢＦウェイトが乗算された参照信号をユーザ端末２０へ送信する（ＳＴ１１１）。ユーザ端末２０は、受信した参照信号を用いて、チャネル情報（ＨＷ）の推定を行い、推定したチャネル情報ＨＷ（チャネル推定値）を無線基地局１０へフィードバックする。また、ユーザ端末２０は、推定したチャネル情報ＨＷを用いてポストコーディング行列を生成する。

無線基地局１０は、ユーザ端末２０からフィードバックされたチャネル情報ＨＷを用いて、通常のプリコーディング行列（Ｐ）を生成する（ＳＴ１１２）。例えば、第ｋ番の無線基地局１０は、第ｋ番の無線基地局１０に接続している第（ｋＮ_Ｕ）番〜第（（ｋ＋１）Ｎ_Ｕ−１）番のユーザ端末２０のチャネル情報ＨＷから構成されるチャネル情報（等価チャネル行列）ＨＷを用いて、プリコーディング行列Ｐを算出する。

そして、無線基地局１０は、ストリームの信号（情報）に対して、プリコーディング行列（Ｐ）及びＢＦウェイト（Ｗ_ｋ ^ｏｐｔ）を乗算して、ストリームの信号をユーザ端末２０へ送信する（ＳＴ１１３）。

一例として、図１に示す無線通信システムにおいて、無線基地局１０Ａに対するユーザ端末２０−３のＳＩＲが閾値σ未満であり、ユーザ端末２０−３に対して無線基地局１０Ｂによる干渉が最大である場合について説明する。また、無線基地局１０Ｂに対するユーザ端末２０−４〜２０−６全てのＳＩＲは閾値σ以上であるとする。

この場合、無線基地局１０Ａは、拡張プリコーディングを実行しないと判断する。すなわち、無線基地局１０Ａは、無線基地局１０Ａに接続しているユーザ端末２０−１〜２０−３のチャネル情報ＨＷを用いて通常のプリコーディング行列を生成する。つまり、図１に示すように、無線基地局１０Ａにおいてプリコーディング（空間分離）する際の対象となるグループである空間分離グループＡは、無線基地局１０Ａに接続しているユーザ端末２０−１〜２０−３を含む。

一方、無線基地局１０Ｂは、拡張プリコーディングを実行すると判断する。すなわち、無線基地局１０Ｂは、無線基地局１０Ｂに接続しているユーザ端末２０−４〜２０−６のチャネル情報ＨＷに加え、無線基地局１０Ａに接続しているユーザ端末２０−３のチャネル情報ＨＷを用いて拡張プリコーディング行列を生成する。つまり、図１に示すように、無線基地局１０Ｂにおいてプリコーディング（空間分離）する際の対象となるグループ（空間分離グループＢ）は、無線基地局１０Ｂに接続しているユーザ端末２０−４〜２０−６に加え、無線基地局１０Ｂから干渉を受けるユーザ端末２０を含む。

つまり、図１に示すユーザ端末２０−３は、空間分離グループＡ及び空間分離グループＢの双方に含まれる。これにより、無線基地局１０Ａに接続され、無線基地局１０Ｂからの干渉が大きいユーザ端末２０−３のチャネル情報は、無線基地局１０Ａ及び無線基地局１０Ｂの双方におけるプリコーディング行列生成に用いられる。この際、無線基地局１０Ａではユーザ端末２０−３向けのストリームに対する干渉（ＩＳＩ又はＩＵＩ）を除去するようにプリコーディング行列が生成され、無線基地局１０Ｂではユーザ端末２０−３に対して干渉となる信号成分を除去するように拡張プリコーディングが生成される。

これにより、ユーザ端末２０−３は、無線基地局１０Ｂからの干渉を抑圧しつつ、無線基地局１０Ａからのストリームを効率良く受信することができる。

＜本実施の形態の効果＞
このように、本実施の形態では、例えば、図１に示す複数の無線基地局１０のうち無線基地局１０Ｂにおける拡張プリコーディングは、無線基地局１０Ｂと無線基地局１０Ｂに接続しているユーザ端末２０−４〜２０−６との間のチャネルと、無線基地局１０Ｂと無線基地局１０Ｂ以外の他の無線基地局１０Ａに接続しているユーザ端末２０−３との間のチャネルとを含むチャネル情報に基づいて適用される。

つまり、複数の無線基地局１０が形成する複数のサイト間の干渉を考慮して、ユーザ端末２０に対する空間分離処理が各サイトで重複して行われるので、サイト間の干渉を低減することができる。すなわち、本実施の形態では、無線基地局１０Ａに接続しているユーザ端末２０−３に対して、無線基地局１０Ａと無線基地局１０Ｂとが協調して空間分離処理を行う。

よって、本実施の形態によれば、マルチサイト環境においてビーム制御を適切に実施することができるので、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送の効率を向上させることができる。

＜実施の形態１の変形例＞
なお、本実施の形態において、ＢＦウェイト選択又はユーザ端末２０の接続先選択時の基準として用いられるパラメータはＳＮＲ又は受信電力に限定されず、ＢＦウェイト候補が乗算されたディスカバリ信号を用いて測定される何らかの候補ウェイト情報（例えば、受信相関等）であればよい。

また、本実施の形態では、無線基地局１０からユーザ端末２０へ送信されるディスカバリ信号を用いて候補ウェイト情報（例えば、ＢＦウェイト候補の受信電力）を測定する場合について説明した。しかし、本実施の形態は、これに限定されず、例えば、ユーザ端末２０から無線基地局１０へ参照信号を送信し、無線基地局１０が受信した参照信号を用いて、ＢＦウェイトの選択、ユーザ端末２０の接続先選択、又は、プリコーディング行列の生成を行ってもよい。これにより、ディスカバリ信号、候補ウェイト情報及びチャネル情報（ＨＷ）のフィードバックが不要となる。よって、チャネル推定処理における無線リソースの使用を削減することができる。

また、本実施の形態では、式（４）に示すように複数の無線基地局１０について最大受信電力規範に基づいてユーザ端末２０の接続先選択が行われる場合について説明した。しかし、本実施の形態は、これに限定されず、他の方法を用いてユーザ端末２０の接続先選択が行われてもよい。また、本実施の形態では、最大受信電力規範に限定されず、最大受信対干渉電力比規範等の他の規範に基づいてユーザ端末２０の接続先選択が行われてもよい。

また、本実施の形態では、各無線基地局１０において最大受信電力規範に基づいてＢＦウェイトを選択する場合について説明した。しかし、本実施の形態は、これに限定されず、最大受信対干渉電力比規範等の他の規範に基づいてＢＦウェイトが選択されてもよい。

また、本実施の形態において、式（８）では、ＳＩＲが閾値σ未満となるユーザ端末２０が１つである場合について一例として説明したが、ＳＩＲが閾値σ未満となるユーザ端末２０が複数存在する場合には、無線基地局１０は、当該複数のユーザ端末２０のチャネル情報を含めた等価チャネル行列を用いて拡張プリコーディング行列を算出してもよい。これにより、拡張プリコーディング行列を用いることにより、ＳＩＲが閾値σ未満となる各ユーザ端末２０に対する干渉を低減することができる。

また、本実施の形態では、無線基地局１０が拡張プリコーディングを実行するか否かを判断する際に、ユーザ端末２０のＳＩＲが閾値σ未満であるか否かを判定する場合について説明した。しかし、本実施の形態は、これに限定されず、他の規範に基づいて拡張プリコーディング行列を実行するか否かを判断してもよい。例えば、無線基地局１０は、複数のユーザ端末２０のうち、ＳＩＲが下位ｘ％のユーザ端末２０について拡張プリコーディングを適用してもよい。これにより、無線基地局１０は、ＳＩＲが下位ｘ％のユーザ端末２０に対して、干渉を確実に低減することができる。

また、本実施の形態では、ユーザ端末２０に対して干渉を与える無線基地局１０（拡張プリコーディングを実行する無線基地局１０）が、当該ユーザ端末２０に対するユーザデータを送信しない場合（例えば、式（８）においてｄ_ｋ，ｊ＝０）について説明した。しかし、本実施の形態は、これに限定されず、バックホールにおいて複数の無線基地局１０の間でユーザデータを伝送できる場合、無線基地局１０は、自局が干渉を与えているユーザ端末２０の接続先である他の無線基地局１０からユーザデータを受信し、当該ユーザ端末２０に対してユーザデータを送信してもよい。つまり、この際、ユーザ端末２０に対して干渉を与える無線基地局１０は、当該ユーザ端末２０向けのユーザデータに対する干渉を除去するように拡張プリコーディング行列を生成する。これにより、ユーザ端末２０に対して、干渉を抑圧しつつ、スループットを向上させることができる。

また、本実施の形態では、拡張プリコーディング実行の判断基準として、ＳＩＲを用いる場合について説明したが、これに限定されず、サイト間における干渉状況を表す他のパラメータでもよい。

（実施の形態２）
実施の形態１では、複数のサイトの影響を受ける空間に対する空間分離処理について説明した。これに対して、本実施の形態では、複数のサイトの影響を受ける空間において複数の無線基地局からビームを照射してデータ伝送を行う場合について説明する。

なお、本実施の形態に係る無線基地局及びユーザ端末は、実施の形態１に係る無線基地局１０及びユーザ端末２０と基本構成が共通するので、図２及び図３を援用して説明する。

図５は、本実施の形態に係る無線通信システムの構成例を示す。

本実施の形態に係る無線通信システムは、実施の形態１と同様、複数の無線基地局１０（例えば、Massive MIMO基地局）、及び、少なくとも１つのユーザ端末２０を備える。各ユーザ端末２０は、少なくとも１つの無線基地局１０に接続している。図５に示す一例では、ユーザ端末２０−１〜２０−３は無線基地局１０Ａに接続し、ユーザ端末２０−３〜２０−５は無線基地局１０Ｂに接続している。すなわち、ユーザ端末２０−３は、無線基地局１０Ａ及び無線基地局１０Ｂの双方に接続している。

図６は、本実施の形態に係る無線基地局１０の動作を示すフローチャートである。なお、図６において、実施の形態１（図４）と同様の処理には同一の符号を付し、その説明を省略する。

無線基地局１０（接続先選択部１０４及びウェイト選択部１０６）は、ＢＦウェイト（Ｗ）の全ての候補に対応するディスカバリ信号を送信した後（ＳＴ１０３：Ｙｅｓ）、各ユーザ端末２０からフィードバックされた候補ウェイト情報（受信電力又はＳＮＲ）を用いて、各ユーザ端末２０の接続先の無線基地局１０、及び、ＢＦウェイトを選択する（ＳＴ２０１）。この際、無線基地局１０は、複数の無線基地局１０に対する候補ウェイト情報を合わせた最大受信電力規範に基づいて、ユーザ端末２０の接続先及びＢＦウェイトを選択する。例えば、各無線基地局１０は、他の無線基地局１０に対する候補ウェイト情報を、基地局間通信部１０５を介して他の無線基地局１０から受信してもよい。

例えば、第ｉ番の無線基地局１０は、次式（９）に示す最大受信電力規範に従って、例えば、受信電力（||Ｈ_ｉ，ｊｗ_ｉ，ｘｐ＋ｚ_ｉ，ｊ||^２）が最大となるユーザ端末（ｊ）及びＢＦウェイト（ｘ）を選択する。

例えば、第ｉ番の無線基地局１０は、式（９）に従って選択された第ｊ^ｏｐｔ番のユーザ端末２０の接続先を第ｉ番の無線基地局１０に決定する。また、第ｉ番の無線基地局１０は、式（９）に従って選択されたＢＦウェイト（ｗ_{ｉ，ｘｏｐｔ}）を、次式（１０）に示すように、第ｉ番の無線基地局１０の第ｌ番のＢＦウェイトｗ_ｉ，ｌに決定する（例えば、ｌ＝１〜Ｌ）。

すなわち、各無線基地局１０は、受信電力が最大となるビーム（ユーザ端末（ｊ）及びＢＦウェイト（ｘ）の組み合わせ）をＬ個選択する。無線基地局１０は、例えば、受信電力の高い順にＬ個のＢＦウェイトと、各ＢＦウェイトに対応するユーザ端末２０を重複しないように選択してもよい。例えば、第ｉ番の無線基地局１０のＬ個のＢＦウェイトから構成されるＢＦウェイトベクトルＷ_ｉ ^ｏｐｔは次式（１１）で表される。

この結果、複数の無線基地局１０において選択されたユーザ端末２０は、当該複数の無線基地局１０からビームが照射され、データが送信されることになる。

例えば、図５に示す無線通信システムの一例では、無線基地局１０Ａは、無線基地局１０Ａに接続するユーザ端末２０としてユーザ端末２０−１〜２０−３を選択し、無線基地局１０Ｂは、無線基地局１０Ｂに接続するユーザ端末２０としてユーザ端末２０−３〜２０−５を選択する。つまり、ユーザ端末２０−３は、無線基地局１０Ａ及び無線基地局１０Ｂの双方に接続される。

次に、無線基地局１０（判定部１０７）は、ＳＴ２０１で選択されたユーザ端末２０の接続先に基づいて、連携プリコーディングを実行するか否かを判断する（ＳＴ２０２）。

ここで、連携プリコーディングは、複数の無線基地局１０に接続するユーザ端末２０に対して、当該ユーザ端末２０と接続している複数の無線基地局１０の各々と、当該ユーザ端末２０との間のチャネル推定値で構成される等価チャネル行列を適用して実行されるプリコーディングである。以下、ユーザ端末２０と接続している複数の無線基地局１０の各々と、当該ユーザ端末２０との間のチャネル推定値を用いて生成されるプリコーディング行列を「連携プリコーディング行列」と呼ぶ。

具体的には、無線基地局１０は、自局に接続しているユーザ端末２０が他の無線基地局１０にも接続している場合、当該ユーザ端末２０に対して連携プリコーディングを実行すると判断する。例えば、各無線基地局１０は、他の無線基地局１０に接続しているユーザ端末２０を示す情報を、基地局間通信部１０５を介して他の無線基地局１０から受信してもよい。例えば、図５では、無線基地局１０Ａ及び無線基地局１０Ｂは、ユーザ端末２０−３が双方に接続されているので、連携プリコーディングを実行すると判断する。

無線基地局１０（プリコーディング行列生成部１０８）は、連携プリコーディングを実行すると判断した場合（ＳＴ２０２：Ｙｅｓ）、ＳＴ１０８においてユーザ端末２０からフィードバックされたチャネル情報ＨＷを用いて、連携プリコーディング行列を生成する（ＳＴ２０３）。

具体的には、無線基地局１０は、プリコーディング行列のうち、ユーザ間干渉抑圧のためのプリコーディング行列（Ｐ^ＩＵＩ）を、無線基地局１０と、無線基地局１０に接続するユーザ端末２０との間のチャネル情報に基づいて算出する。

一方、無線基地局１０は、プリコーディング行列のうち、ストリーム間干渉抑圧のためのプリコーディング行列（Ｐ^ＩＳＩ）を、ユーザ端末２０と、当該ユーザ端末２０が接続している複数の無線基地局１０（自局を含む）との間のチャネル情報に基づいて算出する。

例えば、第ｊ番のユーザ端末２０が、第ｉ_＃１番の無線基地局１０及び第ｉ_＃２番の無線基地局１０に接続している場合、第ｉ_＃１番の無線基地局１０及び第ｉ_＃２番の無線基地局１０の各々は、次式（１２）に示すチャネル情報Ｈ^〜 _ｉ ^ｃｍｐを用いて、第ｊ番のユーザ端末２０に対する連携プリコーディング行列（Ｐ^ＩＳＩ）を生成する。

式（１２）において、Ｈ^〜 _{ｉ＃１，ｊ}は、第ｉ_＃１番の無線基地局１０と第ｊ番のユーザ端末２０との間のチャネル情報を示し、Ｈ^〜 _{ｉ＃２，ｊ}は、第ｉ_＃２番の無線基地局１０と第ｊ番のユーザ端末２０との間のチャネル情報を示す。

すなわち、各無線基地局１０は、自局を含めて複数の無線基地局１０と接続しているユーザ端末２０に対して、当該複数の無線基地局１０の各々からユーザ端末２０へ送信される複数のストリーム間の干渉を除去するように連携プリコーディング行列（Ｐ^ＩＳＩ）を生成する。

例えば、図５では、無線基地局１０Ａ及び無線基地局１０Ｂの各々は、無線基地局１０Ａとユーザ端末２０−３との間のチャネル情報と、無線基地局１０Ｂとユーザ端末２０−３との間のチャネル情報と、を含むチャネル情報（例えば、式（１２））を用いて連携プリコーディング行列（Ｐ^ＩＳＩ）を生成する。つまり、図５に示すように、無線基地局１０Ａにおいてプリコーディング（空間分離）する際の対象となるグループ（空間分離グループＡ）及び無線基地局１０Ｂの空間分離グループＢの双方にユーザ端末２０−３が含まれる。

そして、図５に示す無線基地局１０Ａ及び無線基地局１０Ｂは、ユーザ端末２０−３に対してプリコーディング行列（Ｐ^ＩＵＩ，Ｐ^ＩＳＩ）が乗算されたデータを送信する。ユーザ端末２０−３は、受信したストリームの信号に対して、ポストコーディング行列（Ｂ^ＩＳＩ）を乗算して、ストリームの信号（データ）を復調する。連携プリコーディング行列（Ｐ^ＩＳＩ）及びポストコーディング行列（Ｂ^ＩＳＩ）が乗算されたデータでは、無線基地局１０Ａからのストリーム及び無線基地局１０Ｂからのストリームの全てに対して、ストリーム間干渉が抑圧されることになる。

これにより、ユーザ端末２０−３は、複数の無線基地局１０Ａ，１０Ｂからのストリーム間干渉を抑圧しつつ、複数の無線基地局１０Ａ，１０Ｂからのビーム照射によるデータを効率良く受信することができる。

＜本実施の形態の効果＞
このように、本実施の形態では、複数の無線基地局１０にユーザ端末２０が接続される場合、複数の無線基地局１０における連携プリコーディングは、複数の無線基地局１０から送信される複数のストリーム間の干渉を除去するように適用される。

つまり、１つのユーザ端末２０に対して複数の無線基地局１０が協調してビームを照射し、データを伝送する場合に、複数の無線基地局１０からそれぞれ送信されるストリーム間の干渉を考慮して、ユーザ端末２０に対する空間分離処理が行われるので、ストリーム間の干渉を低減することができる。

よって、本実施の形態によれば、マルチサイト環境においてビーム制御を適切に実施することができるので、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送の効率を向上させることができる。

＜実施の形態２の変形例＞
なお、本実施の形態において、ＢＦウェイト選択又はユーザ端末２０の接続先選択時の基準として用いられるパラメータは、実施の形態１と同様、ＳＮＲ又は受信電力に限定されず、ＢＦウェイト候補が乗算されたディスカバリ信号を用いて測定される何らかの候補ウェイト情報（例えば、受信相関等）であればよい。

また、本実施の形態では、無線基地局１０からユーザ端末２０へ送信されるディスカバリ信号を用いて候補ウェイト情報（例えば、ＢＦウェイト候補の受信電力）を測定する場合について説明した。しかし、本実施の形態は、これに限定されず、例えば、ユーザ端末２０から無線基地局１０へ参照信号を送信し、無線基地局１０が受信した参照信号を用いて、ＢＦウェイトの選択、ユーザ端末２０の接続先選択、又は、プリコーディング行列の生成を行ってもよい。これにより、ディスカバリ信号、候補ウェイト情報及びチャネル情報（ＨＷ）のフィードバックが不要となる。よって、チャネル推定処理における無線リソースの使用を削減することができる。

また、本実施の形態では、式（９）に示すように複数の無線基地局１０について最大受信電力規範に基づいてユーザ端末２０の接続先選択及びＢＦウェイトの選択が行われる場合について説明した。しかし、本実施の形態は、これに限定されず、他の方法を用いてユーザ端末２０の接続先選択及びＢＦウェイトの選択が行われてもよい。また、本実施の形態では、最大受信電力規範に限定されず、最大受信対干渉電力比規範等の他の規範に基づいてユーザ端末２０の接続先選択及びＢＦウェイトの選択が行われてもよい。

また、本実施の形態では、複数の無線基地局１０は、１つのユーザ端末２０に対して送信するストリームとして、異なるデータストリームを多重して送信することにより伝送速度の向上を図ってもよく、同一ストリームをダイバーシチ送信することにより品質向上を図ってもよい。

また、本実施の形態では、複数の無線基地局１０に接続しているユーザ端末２０に対して、当該ユーザ端末２０内のストリーム間干渉を考慮した連携プリコーディング行列（Ｐ^ＩＳＩ）を生成する場合について説明した。しかし、本実施の形態は、これに限定されず、複数の無線基地局１０に接続しているユーザ端末２０に対して、プリコーディング行列全体、つまり、Ｐ^ＩＳＩに加えてユーザ間干渉を考慮したプリコーディング行列（Ｐ^ＩＵＩ）について、当該ユーザ端末２０と、複数の無線基地局１０の各々との間のチャネル情報（例えば、式（１２）を参照）を用いて生成してもよい。

（実施の形態３）
本実施の形態では、複数のサイト間のデータ伝送量の偏りに応じたビームフォーミング制御について説明する。

なお、本実施の形態に係る無線基地局及びユーザ端末は、実施の形態１に係る無線基地局１０及びユーザ端末２０と基本構成が共通するので、図２及び図３を援用して説明する。

図７Ａ及び図７Ｂは、本実施の形態に係る無線通信システムの構成例を示す。

本実施の形態に係る無線通信システムは、複数の無線基地局１０（例えば、Massive MIMO基地局）、少なくとも１つのユーザ端末２０、及び、制御局３０を備える。各ユーザ端末２０は、少なくとも１つの無線基地局１０に接続している。図５に示す一例では、ユーザ端末２０−１〜２０−３は無線基地局１０Ａに接続し、ユーザ端末２０−４〜２０−５は無線基地局１０Ｂに接続している。

また、制御局３０は、複数の無線基地局１０に接続している。制御局３０は、各無線基地局１０のデータ伝送量をモニタリングする。そして、制御局３０は、例えば、データ伝送量が所定の閾値Ｔ未満である無線基地局１０（つまり、割当可能なリソースが余っている無線基地局１０）に対して、周辺サイトへビームを形成するように指示する。なお、制御局３０と同様の処理は、複数の無線基地局１０の何れかによって行われてもよい。

例えば、図７Ａでは、制御局３０は、無線基地局１０Ｂのデータ伝送量が閾値Ｔ未満であることを検出する。そこで、制御局３０は、無線基地局１０Ｂに対して、隣接する無線基地局１０Ａのサイトへビームを形成するように、ＢＦウェイトの変更を指示する（詳細は後述する）。例えば、ここでは、制御局３０は、無線基地局１０Ｂに対して、無線基地局１０Ａに接続しているユーザ端末２０−３に対するビームを形成するように指示する。

これにより、図７Ｂに示すように、無線基地局１０Ｂは、無線基地局１０Ａに接続されたユーザ端末２０−３に対するビームを形成する。つまり、ユーザ端末２０−３は、無線基地局１０Ａ及び無線基地局１０Ｂの双方に接続される。なお、無線基地局１０Ａ及び無線基地局１０Ｂにおけるユーザ端末２０−３に対するビーム制御は、例えば、実施の形態２で説明した処理と同様であるので、ここでは詳細な説明を省略する。

これにより、無線基地局１０Ｂにおいて余っているリソースを有効に利用し、システムスループットを向上させることができる。

図８は、本実施の形態に係る無線基地局１０及び制御局３０の動作を示すフローチャートである。なお、図８において、実施の形態１（図４）又は実施の形態２（図６）と同様の処理には同一の符号を付し、その説明を省略する。

図８において、各無線基地局１０は、まず、各無線基地局１０が形成するサイト内においてビームフォーミング処理及びプリコーディング処理を行うものとする。すなわち、各無線基地局１０は、ＳＴ１０５においてＢＦウェイトを選択し、ＳＴ１１２においてプリコーディング行列を算出して、当該無線基地局１０に接続しているユーザ端末２０と通信を行っている（ＳＴ１１３）。

無線基地局１０がユーザ端末２０に対して送信するデータ（情報）を全て送信した場合（ＳＴ３０１：Ｙｅｓ）、図８に示す処理が終了する。

一方、無線基地局１０がユーザ端末２０に対して送信するデータ（情報）を全て送信していない場合（ＳＴ３０１：Ｎｏ）、制御局３０は、複数の無線基地局１０の伝送量をモニタリングする（ＳＴ３０２）。そして、制御局３０は、モニタリングしたデータ伝送量が閾値Ｔ未満となる無線基地局１０が存在するか否かを判断する（ＳＴ３０３）。

制御局３０は、データ伝送量が閾値Ｔ以上（ＳＴ３０３：Ｎｏ）である無線基地局１０に対して、何も行わずに、データ伝送量のモニタリング（ＳＴ３０２、ＳＴ３０３）を継続する。つまり、データ伝送量が閾値Ｔ以上である無線基地局１０は、ＳＴ１１１、ＳＴ１１２、ＳＴ１１３の処理を引き続き行う。

一方、制御局３０は、データ伝送量が閾値Ｔ未満（ＳＴ３０３：Ｙｅｓ）である無線基地局１０に対して、周辺サイトへビームを形成するようにＢＦウェイトの変更を指示する。ＢＦウェイト変更指示を受けた無線基地局１０は、ＢＦウェイトを変更する（ＳＴ３０４）。そして、無線基地局１０は、例えば、実施の形態２と同様、連携プリコーディング行列を生成し（ＳＴ２０３）、ユーザ端末２０に対してデータ（情報）を送信する（ＳＴ１１３）。

以下、第ｉ番の無線基地局１０がＢＦウェイトを変更する方法の一例について説明する。

具体的には、第ｉ番の無線基地局１０は、現在選択しているＬ本（ｌ＝１〜Ｌ）のビームのうち、次式（１３）に示す最小受信電力規範に従って第ｌ_ｄｅｌ番のビームを選択する。第ｉ番の無線基地局１０は、例えば、式（１３）に従って選択されたＬ_Ｉｎｄ本のビームを削除してもよい。

そして、第ｉ番の無線基地局１０は、次式（１４）に示す最大受信電力規範に従って、周辺サイト（ここでは、第ｋ番の無線基地局１０が形成するサイト）に形成する第ｌ_ａｄｄ番のビームを選択する。第ｉ番の無線基地局１０は、例えば、式（１４）に従って選択されたＬ_Ｉｎｄ本のビームを新たに形成してもよい。

つまり、第ｉ番の無線基地局１０は、自局のサイト内のデータ伝送に対する削除の影響が少ないビーム（ここでは、式（１３）に示す最小受信電力規範によって選択されるビーム）を削除する。また、第ｉ番の無線基地局１０は、周辺サイト内のデータ伝送に対して効率が高いビーム（ここでは、式（１４）に示す最大受信電力規範によって選択されるビーム）に変更する。

そして、第ｉ番の無線基地局１０及び第ｋ番の無線基地局１０は、例えば、実施の形態２と同様にして、第ｊ番のユーザ端末２０に対して、双方の無線基地局１０とユーザ端末２０−３との間のチャネル情報（例えば、式（１２））を用いて連携プリコーディング行列（Ｐ^ＩＳＩ）を生成する（図８に示すＳＴ２０３）。

なお、第ｉ番の無線基地局１０がビームを形成するサイトは、第ｉ番の無線基地局１０が形成するサイトの周辺サイトのうち、データ伝送量がより大きいサイト（つまり、リソースをより必要とするサイト）が選択されてもよく、他の規範に基づいて選択されるサイトでもよい。また、例えば、第ｉ番の無線基地局１０が第ｊ番のユーザ端末２０へ送信するデータは、第ｋ番の無線基地局１０から基地局間通信部１０５（バックホール）を介して転送されてもよい。

こうすることで、複数の無線基地局１０は、リソースの使用状況（例えば、データ伝送量の偏り）に応じて、自局の使用可能なリソース（ビーム）を、他の無線基地局１０に接続されているユーザ端末２０へ割り当てることができるので、全サイトのリソースを効率良く使用したビーム制御を行うことができる。

なお、図８に示すフローチャートにおいて、ＳＴ３０２でデータ伝送量の判定を行った後（及びＢＦウェイトの変更後）に、参照信号の送信（ＳＴ１１１又はＳＴ３０５）へ遷移する場合について説明した。しかし、無線基地局１０は、ＳＴ３０２でデータ伝送量の判定を行った後に、ディスカバリ信号の送信（ＳＴ１０１）へ遷移し、ＳＴ３０４においてディスカバリ信号を用いて測定された候補ウェイト情報に基づいてＢＦウェイトを変更してもよい。これにより、無線基地局１０は、現時点のチャネル状況を反映した候補ウェイト情報（ＳＮＲ又は受信電力）を用いてＢＦウェイトを変更できるので、ＢＦウェイトの削除及び選択を精度良く行うことができる。

＜本実施の形態の効果＞
このように、本実施の形態では、複数の無線基地局１０のうち、データ伝送量が閾値Ｔ未満の無線基地局１０のビームフォーミング（ＢＦウェイトの変更）により、当該無線基地局１０以外の他の無線基地局１０に接続しているユーザ端末２０に対するビームが形成される。すなわち、データ伝送量が閾値Ｔ未満の無線基地局１０のビームフォーミング（ＢＦウェイトの変更）により、当該無線基地局１０と、当該無線基地局１０以外の他の無線基地局１０に接続しているユーザ端末とが接続される。

つまり、複数の無線基地局１０において、データ伝送量が少ない無線基地局１０が、データ伝送量が多い無線基地局１０が形成するサイトへ協調してビームを照射し、データを伝送する。これにより、マルチサイト環境において全サイトにおけるビーム制御を適切に実施することができるので、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送の効率を向上させることができる。

また、複数の無線基地局１０で１つのユーザ端末２０へのデータ伝送を協調して行う場合、実施の形態２と同様、複数の無線基地局１０からそれぞれ送信されるストリーム間の干渉を考慮して、ユーザ端末２０に対する空間分離処理が行われるので、ストリーム間の干渉を低減することができる。

＜実施の形態３の変形例＞
なお、本実施の形態では、制御局３０がモニタリングする各無線基地局１０の使用リソース量として、データ伝送量を用いる場合について説明した。しかし、本実施の形態では、無線基地局１０の使用リソース量としては、データ伝送量に限定されず、各無線基地局１０におけるリソースの使用状況、又は、無線基地局１０間の使用リソース量の偏り、等を表す他のパラメータでもよい。他のパラメータとして、例えば、無線基地局１０が送信しているストリーム数でもよく、無線基地局１０間のデータ伝送量の差でもよい。

また、本実施の形態では、式（１３）、式（１４）に示すようにＢＦウェイトの変更（削除及び追加）の際に受信電力に基づく規範を用いる場合について説明した。しかし、本実施の形態は、これに限定されず、例えば、受信対干渉電力に基づく他の規範を用いてＢＦウェイトが変更されてもよい。

以上、各実施の形態について説明した。

なお、上記実施の形態では、参照信号を用いてチャネル推定を行う場合について説明した。しかし、チャネル推定において、参照信号を使用しないでチャネル推定値（チャネル情報）を取得してもよい。すなわち、チャネル推定では、ＢＦウェイトを含む等価チャネル行列（ＨＷ）を示すチャネル情報が取得されればよい。

また、上記実施の形態では、図１、図５、図７に示すように、２つの無線基地局１０における動作について説明したが、これに限定されず、３つ以上の無線基地局１０によるマルチサイト環境においても上記実施の形態と同様の動作を行うことができる。

（ハードウェア構成）
なお、上記実施の形態の説明に用いたブロック図は、機能単位のブロックを示している。これらの機能ブロック（構成部）は、ハードウェア及び／又はソフトウェアの任意の組み合わせによって実現される。また、各機能ブロックの実現手段は特に限定されない。すなわち、各機能ブロックは、物理的及び／又は論理的に結合した１つの装置により実現されてもよいし、物理的及び／又は論理的に分離した２つ以上の装置を直接的及び／又は間接的に(例えば、有線及び／又は無線)で接続し、これら複数の装置により実現されてもよい。

例えば、本発明の一実施の形態における無線基地局、ユーザ端末などは、本発明の無線通信方法の処理を行うコンピュータとして機能してもよい。図９は、本発明の一実施の形態に係る無線基地局及びユーザ端末のハードウェア構成の一例を示す図である。上述の無線基地局１０及びユーザ端末２０は、物理的には、プロセッサ１００１、メモリ１００２、ストレージ１００３、通信装置１００４、入力装置１００５、出力装置１００６、バス１００７などを含むコンピュータ装置として構成されてもよい。

なお、以下の説明では、「装置」という文言は、回路、デバイス、ユニットなどに読み替えることができる。無線基地局１０及びユーザ端末２０のハードウェア構成は、図に示した各装置を１つ又は複数含むように構成されてもよいし、一部の装置を含まずに構成されてもよい。

例えば、プロセッサ１００１は１つだけ図示されているが、複数のプロセッサがあってもよい。また、処理は、１のプロセッサで実行されてもよいし、処理が同時に、逐次に、又はその他の手法で、一以上のプロセッサで実行されてもよい。なお、プロセッサ１００１は、一以上のチップで実装されてもよい。

無線基地局１０及びユーザ端末２０における各機能は、プロセッサ１００１、メモリ１００２などのハードウェア上に所定のソフトウェア（プログラム）を読み込ませることで、プロセッサ１００１が演算を行い、通信装置１００４による通信、又は、メモリ１００２及びストレージ１００３におけるデータの読み出し及び／又は書き込みを制御することで実現される。

プロセッサ１００１は、例えば、オペレーティングシステムを動作させてコンピュータ全体を制御する。プロセッサ１００１は、周辺装置とのインターフェース、制御装置、演算装置、レジスタなどを含む中央処理装置（ＣＰＵ：Central Processing Unit）で構成されてもよい。例えば、上述のディスカバリ信号生成部１０１、候補ウェイト乗算部１０２、参照信号生成部１０３、接続先選択部１０４、ウェイト選択部１０６、判定部１０７、プリコーディング行列生成部１０８、データ生成部１０９、プリコーディング部１１０、ビームフォーミング部１１１、候補ウェイト情報測定部２０３、チャネル推定部２０４、ポストコーディング行列生成部２０５、ポストコーディング部２０６、データ受信部２０７などは、プロセッサ１００１で実現されてもよい。

また、プロセッサ１００１は、プログラム（プログラムコード）、ソフトウェアモジュール又はデータを、ストレージ１００３及び／又は通信装置１００４からメモリ１００２に読み出し、これらに従って各種の処理を実行する。プログラムとしては、上述の実施の形態で説明した動作の少なくとも一部をコンピュータに実行させるプログラムが用いられる。例えば、無線基地局１０及びユーザ端末２０を構成する少なくとも一部の機能ブロックは、メモリ１００２に格納され、プロセッサ１００１で動作する制御プログラムによって実現されてもよく、他の機能ブロックについても同様に実現されてもよい。上述の各種処理は、１つのプロセッサ１００１で実行される旨を説明してきたが、２以上のプロセッサ１００１により同時又は逐次に実行されてもよい。プロセッサ１００１は、１以上のチップで実装されてもよい。なお、プログラムは、電気通信回線を介してネットワークから送信されてもよい。

メモリ１００２は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable ＲＯＭ）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などの少なくとも１つで構成されてもよい。メモリ１００２は、レジスタ、キャッシュ、メインメモリ（主記憶装置）などと呼ばれてもよい。メモリ１００２は、本発明の一実施の形態に係る無線通信方法を実施するために実行可能なプログラム（プログラムコード）、ソフトウェアモジュールなどを保存することができる。

ストレージ１００３は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc ＲＯＭ）などの光ディスク、ハードディスクドライブ、フレキシブルディスク、光磁気ディスク(例えば、コンパクトディスク、デジタル多用途ディスク、Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標）ディスク)、スマートカード、フラッシュメモリ(例えば、カード、スティック、キードライブ)、フロッピー（登録商標）ディスク、磁気ストリップなどの少なくとも１つで構成されてもよい。ストレージ１００３は、補助記憶装置と呼ばれてもよい。上述の記憶媒体は、例えば、メモリ１００２及び／又はストレージ１００３を含むデータベース、サーバその他の適切な媒体であってもよい。

通信装置１００４は、有線及び／又は無線ネットワークを介してコンピュータ間の通信を行うためのハードウェア（送受信デバイス）であり、例えばネットワークデバイス、ネットワークコントローラ、ネットワークカード、通信モジュールなどともいう。例えば、上述の通信部１１２、２０２、アンテナ１１３、２０１、基地局間通信部１０５などは、通信装置１００４で実現されてもよい。

入力装置１００５は、外部からの入力を受け付ける入力デバイス（例えば、キーボード、マウス、マイクロフォン、スイッチ、ボタン、センサなど）である。出力装置１００６は、外部への出力を実施する出力デバイス（例えば、ディスプレイ、スピーカー、LEDランプなど）である。なお、入力装置１００５及び出力装置１００６は、一体となった構成（例えば、タッチパネル）であってもよい。

また、プロセッサ１００１及びメモリ１００２などの各装置は、情報を通信するためのバス１００７で接続される。バス１００７は、単一のバスで構成されてもよいし、装置間で異なるバスで構成されてもよい。

また、無線基地局１０及びユーザ端末２０は、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ：Digital Signal Processor）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などのハードウェアを含んで構成されてもよく、当該ハードウェアにより、各機能ブロックの一部又は全てが実現されてもよい。例えば、プロセッサ１００１は、これらのハードウェアの少なくとも１つで実装されてもよい。

（情報の通知、シグナリング）
また、情報の通知は、本明細書で説明した態様／実施形態に限られず、他の方法で行われてもよい。例えば、情報の通知は、物理レイヤシグナリング（例えば、ＤＣＩ（Downlink Control Information）、ＵＣＩ（Uplink Control Information））、上位レイヤシグナリング（例えば、ＲＲＣ（Radio Resource Control）シグナリング、ＭＡＣ（Medium Access Control）シグナリング、報知情報（ＭＩＢ（Master Information Block）、ＳＩＢ（System Information Block）））、その他の信号又はこれらの組み合わせによって実施されてもよい。また、ＲＲＣシグナリングは、ＲＲＣメッセージと呼ばれてもよく、例えば、ＲＲＣ接続セットアップ（RRC Connection Setup）メッセージ、ＲＲＣ接続再構成（RRC Connection Reconfiguration）メッセージなどであってもよい。

（適応システム）
本明細書で説明した各態様／実施形態は、ＬＴＥ（Long Term Evolution）、ＬＴＥ−Ａ（LTE-Advanced）、ＳＵＰＥＲ ３Ｇ、ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄ、４Ｇ、５Ｇ、ＦＲＡ（Future Radio Access）、Ｗ−ＣＤＭＡ（登録商標）、ＧＳＭ（登録商標）、ＣＤＭＡ２０００、ＵＭＢ（Ultra Mobile Broadband）、ＩＥＥＥ ８０２．１１（Ｗｉ−Ｆｉ）、ＩＥＥＥ ８０２．１６（ＷｉＭＡＸ）、ＩＥＥＥ ８０２．２０、ＵＷＢ（Ultra-WideBand）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、その他の適切なシステムを利用するシステム及び／又はこれらに基づいて拡張された次世代システムに適用されてもよい。

（処理手順等）
本明細書で説明した各態様／実施形態の処理手順、シーケンス、フローチャートなどは、矛盾の無い限り、順序を入れ替えてもよい。例えば、本明細書で説明した方法については、例示的な順序で様々なステップの要素を提示しており、提示した特定の順序に限定されない。

（基地局の操作）
本明細書において基地局（無線基地局）によって行われるとした特定動作は、場合によってはその上位ノード（upper node）によって行われることもある。基地局を有する１つまたは複数のネットワークノード（network nodes）からなるネットワークにおいて、端末との通信のために行われる様々な動作は、基地局および／または基地局以外の他のネットワークノード(例えば、ＭＭＥ（Mobility Management Entity）またはＳ−ＧＷ（Serving Gateway）などが考えられるが、これらに限られない)によって行われ得ることは明らかである。上記において基地局以外の他のネットワークノードが１つである場合を例示したが、複数の他のネットワークノードの組み合わせ(例えば、ＭＭＥおよびＳ−ＧＷ)であってもよい。

（入出力の方向）
情報及び信号等は、上位レイヤ(または下位レイヤ)から下位レイヤ(または上位レイヤ)に出力され得る。複数のネットワークノードを介して入出力されてもよい。

（入出力された情報等の扱い）
入出力された情報等は特定の場所(例えば、メモリ)に保存されてもよいし、管理テーブルで管理してもよい。入出力される情報等は、上書き、更新、または追記され得る。出力された情報等は削除されてもよい。入力された情報等は他の装置に送信されてもよい。

（判定方法）
判定は、１ビットで表される値（０か１か）によって行われてもよいし、真偽値（Boolean：trueまたはfalse）によって行われてもよいし、数値の比較（例えば、所定の値との比較）によって行われてもよい。

（ソフトウェア）
ソフトウェアは、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、ハードウェア記述言語と呼ばれるか、他の名称で呼ばれるかを問わず、命令、命令セット、コード、コードセグメント、プログラムコード、プログラム、サブプログラム、ソフトウェアモジュール、アプリケーション、ソフトウェアアプリケーション、ソフトウェアパッケージ、ルーチン、サブルーチン、オブジェクト、実行可能ファイル、実行スレッド、手順、機能などを意味するよう広く解釈されるべきである。

また、ソフトウェア、命令などは、伝送媒体を介して送受信されてもよい。例えば、ソフトウェアが、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア及びデジタル加入者回線（ＤＳＬ）などの有線技術及び／又は赤外線、無線及びマイクロ波などの無線技術を使用してウェブサイト、サーバ、又は他のリモートソースから送信される場合、これらの有線技術及び／又は無線技術は、伝送媒体の定義内に含まれる。

（情報、信号）
本明細書で説明した情報、信号などは、様々な異なる技術のいずれかを使用して表されてもよい。例えば、上記の説明全体に渡って言及され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、チップなどは、電圧、電流、電磁波、磁界若しくは磁性粒子、光場若しくは光子、又はこれらの任意の組み合わせによって表されてもよい。

なお、本明細書で説明した用語及び／又は本明細書の理解に必要な用語については、同一の又は類似する意味を有する用語と置き換えてもよい。例えば、チャネル及び／又はシンボルは信号（シグナル）であってもよい。また、信号はメッセージであってもよい。また、コンポーネントキャリア（ＣＣ）は、キャリア周波数、セルなどと呼ばれてもよい。

（「システム」、［ネットワーク］）
本明細書で使用する「システム」および「ネットワーク」という用語は、互換的に使用される。

（パラメータ、チャネルの名称）
また、本明細書で説明した情報、パラメータなどは、絶対値で表されてもよいし、所定の値からの相対値で表されてもよいし、対応する別の情報で表されてもよい。例えば、無線リソースはインデックスで指示されるものであってもよい。

上述したパラメータに使用する名称はいかなる点においても限定的なものではない。さらに、これらのパラメータを使用する数式等は、本明細書で明示的に開示したものと異なる場合もある。様々なチャネル（例えば、ＰＵＣＣＨ、ＰＤＣＣＨなど）及び情報要素（例えば、ＴＰＣなど）は、あらゆる好適な名称によって識別できるので、これらの様々なチャネル及び情報要素に割り当てている様々な名称は、いかなる点においても限定的なものではない。

（基地局）
基地局（無線基地局）は、１つまたは複数（例えば、３つ）の（セクタとも呼ばれる）セルを収容することができる。基地局が複数のセルを収容する場合、基地局のカバレッジエリア全体は複数のより小さいエリアに区分でき、各々のより小さいエリアは、基地局サブシステム（例えば、屋内用の小型基地局ＲＲＨ：Remote Radio Head）によって通信サービスを提供することもできる。「セル」または「セクタ」という用語は、このカバレッジにおいて通信サービスを行う基地局、および／または基地局サブシステムのカバレッジエリアの一部または全体を指す。さらに、「基地局」、「ｅＮＢ」、「セル」、および「セクタ」という用語は、本明細書では互換的に使用され得る。基地局は、固定局（fixed station）、ＮｏｄｅＢ、ｅＮｏｄｅＢ（ｅＮＢ）、アクセスポイント（access point）、フェムトセル、スモールセルなどの用語で呼ばれる場合もある。

（端末）
ユーザ端末は、当業者によって、移動局、加入者局、モバイルユニット、加入者ユニット、ワイヤレスユニット、リモートユニット、モバイルデバイス、ワイヤレスデバイス、ワイヤレス通信デバイス、リモートデバイス、モバイル加入者局、アクセス端末、モバイル端末、ワイヤレス端末、リモート端末、ハンドセット、ユーザエージェント、モバイルクライアント、クライアント、ＵＥ（User Equipment）、またはいくつかの他の適切な用語で呼ばれる場合もある。

（用語の意味、解釈）
本明細書で使用する「判断(determining)」、「決定(determining)」という用語は、多種多様な動作を包含する場合がある。「判断」、「決定」は、例えば、判定(judging)、計算(calculating)、算出(computing)、処理(processing)、導出(deriving)、調査(investigating)、探索(looking up)（例えば、テーブル、データベースまたは別のデータ構造での探索）、確認(ascertaining)した事を「判断」「決定」したとみなす事などを含み得る。また、「判断」、「決定」は、受信(receiving)（例えば、情報を受信すること）、送信(transmitting)(例えば、情報を送信すること)、入力(input)、出力(output)、アクセス(accessing)（例えば、メモリ中のデータにアクセスすること）した事を「判断」「決定」したとみなす事などを含み得る。また、「判断」、「決定」は、解決(resolving)、選択(selecting)、選定(choosing)、確立(establishing)、比較(comparing)などした事を「判断」「決定」したとみなす事を含み得る。つまり、「判断」「決定」は、何らかの動作を「判断」「決定」したとみなす事を含み得る。

「接続された(connected)」、「結合された(coupled)」という用語、又はこれらのあらゆる変形は、２又はそれ以上の要素間の直接的又は間接的なあらゆる接続又は結合を意味し、互いに「接続」又は「結合」された２つの要素間に１又はそれ以上の中間要素が存在することを含むことができる。要素間の結合又は接続は、物理的なものであっても、論理的なものであっても、或いはこれらの組み合わせであってもよい。本明細書で使用する場合、２つの要素は、１又はそれ以上の電線、ケーブル及び／又はプリント電気接続を使用することにより、並びにいくつかの非限定的かつ非包括的な例として、無線周波数領域、マイクロ波領域及び光（可視及び不可視の両方）領域の波長を有する電磁エネルギーなどの電磁エネルギーを使用することにより、互いに「接続」又は「結合」されると考えることができる。

参照信号は、ＲＳ（Reference Signal）と略称することもでき、適用される標準によってパイロット（Pilot）と呼ばれてもよい。また、補正用ＲＳは、ＴＲＳ（Tracking RS）、ＰＣ−ＲＳ（Phase Compensation RS）、ＰＴＲＳ（Phase Tracking RS）、Additional RSと呼ばれてもよい。また、復調用ＲＳ及び補正用ＲＳは、それぞれに対応する別の呼び方であってもよい。また、復調用ＲＳ及び補正用ＲＳは同じ名称（例えば復調ＲＳ）で規定されてもよい。

本明細書で使用する「に基づいて」という記載は、別段に明記されていない限り、「のみに基づいて」を意味しない。言い換えれば、「に基づいて」という記載は、「のみに基づいて」と「に少なくとも基づいて」の両方を意味する。

上記の各装置の構成における「部」を、「手段」、「回路」、「デバイス」等に置き換えてもよい。

「含む(including)」、「含んでいる（comprising）」、およびそれらの変形が、本明細書あるいは特許請求の範囲で使用されている限り、これら用語は、用語「備える」と同様に、包括的であることが意図される。さらに、本明細書あるいは特許請求の範囲において使用されている用語「または（or）」は、排他的論理和ではないことが意図される。

無線フレームは時間領域において１つまたは複数のフレームで構成されてもよい。時間領域において１つまたは複数の各フレームはサブフレーム、タイムユニット等と呼ばれてもよい。サブフレームは更に時間領域において１つまたは複数のスロットで構成されてもよい。スロットはさらに時間領域において１つまたは複数のシンボル（ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）シンボル、ＳＣ-ＦＤＭＡ（Single Carrier-Frequency Division Multiple Access）シンボル等）で構成されてもよい。

無線フレーム、サブフレーム、スロット、ミニスロット、およびシンボルは、いずれも信号を伝送する際の時間単位を表す。無線フレーム、サブフレーム、スロット、ミニスロット、およびシンボルは、それぞれに対応する別の呼び方であってもよい。

例えば、ＬＴＥシステムでは、基地局が各移動局に無線リソース（各移動局において使用することが可能な周波数帯域幅、送信電力等）を割り当てるスケジューリングを行う。スケジューリングの最小時間単位をＴＴＩ（Transmission Time Interval）と呼んでもよいし、１ミニスロットをＴＴＩと呼んでもよい。

例えば、1サブフレームをＴＴＩと呼んでもよいし、複数の連続したサブフレームをＴＴＩと呼んでもよいし、１スロットをＴＴＩと呼んでもよい。

リソースユニットは、時間領域および周波数領域のリソース割当単位であり、周波数領域では１つまたは複数個の連続した副搬送波（subcarrier）を含んでもよい。また、リソースユニットの時間領域では、１つまたは複数個のシンボルを含んでもよく、１スロット、１ミニスロット、１サブフレーム、または１ＴＴＩの長さであってもよい。１ＴＴＩ、１サブフレームは、それぞれ１つまたは複数のリソースユニットで構成されてもよい。また、リソースユニットは、リソースブロック（ＲＢ：Resource Block）、物理リソースブロック（ＰＲＢ：Physical RB）、ＰＲＢペア、ＲＢペア、スケジューリングユニット、周波数ユニット、サブバンドと呼ばれてもよい。また、リソースユニットは、１つ又は複数のＲＥで構成されてもよい。例えば、１ＲＥは、リソース割当単位となるリソースユニットより小さい単位のリソース（例えば、最小のリソース単位）であればよく、ＲＥという呼称に限定されない。

上述した無線フレームの構造は例示に過ぎず、無線フレームに含まれるサブフレームの数、サブフレームに含まれるスロットの数、サブフレームに含まれるミニスロットの数、スロットに含まれるシンボルおよびリソースブロックの数、および、リソースブロックに含まれるサブキャリアの数は様々に変更することができる。

本開示の全体において、例えば、英語でのa, an, 及びtheのように、翻訳により冠詞が追加された場合、これらの冠詞は、文脈から明らかにそうではないことが示されていなければ、複数のものを含むものとする。

（態様のバリエーション等）
本明細書で説明した各態様／実施形態は単独で用いてもよいし、組み合わせて用いてもよいし、実行に伴って切り替えて用いてもよい。また、所定の情報の通知（例えば、「Ｘであること」の通知）は、明示的に行うものに限られず、暗黙的（例えば、当該所定の情報の通知を行わない）ことによって行われてもよい。

以上、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。したがって、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。

本発明の一態様は、移動通信システムに有用である。

１０ 無線基地局
２０ ユーザ端末
３０ 制御局
１０１ ディスカバリ信号生成部
１０２ 候補ウェイト乗算部
１０３ 参照信号生成部
１０４ 接続先選択部
１０５ 基地局間通信部
１０６ ウェイト選択部
１０７ 判定部
１０８ プリコーディング行列生成部
１０９ データ生成部
１１０ プリコーディング部
１１１ ビームフォーミング部
１１２，２０２ 通信部
１１３，２０１ アンテナ
１９１ 符号化部
１９２ 変調部
２０３ 候補ウェイト情報測定部
２０４ チャネル推定部
２０５ ポストコーディング行列生成部
２０６ ポストコーディング部
２０７ データ受信部
２７１ 復調部
２７２ 復号部

Claims (5)

1. 複数の無線基地局と少なくとも１つのユーザ端末との間でＭＩＭＯ伝送を行う無線通信システムにおいて、
   前記無線基地局と前記ユーザ端末との間のチャネルを示すチャネル情報に基づくプリコーディングをデータ信号に適用するプリコーディング部と、
   前記プリコーディングされたデータ信号を送信する通信部と、
   を具備し、
   前記複数の無線基地局のうち第１の無線基地局における前記プリコーディングは、少なくとも、前記第１の無線基地局と、前記第１の無線基地局以外の第２の無線基地局に接続している第１のユーザ端末との間のチャネルを含む前記チャネル情報に基づいて適用される、
   無線基地局。
2. 前記複数の無線基地局のうち第１の無線基地局における前記プリコーディングは、前記第１の無線基地局と前記第１の無線基地局に接続している第２のユーザ端末との間のチャネルと、前記第１の無線基地局と前記第１のユーザ端末との間のチャネルとを含む前記チャネル情報に基づいて適用される、
   請求項１に記載の無線基地局。
3. 前記第１のユーザ端末が前記第１の無線基地局及び前記第２の無線基地局の双方に接続される場合、
   前記第１のユーザ端末に対する前記プリコーディングは、前記第１の無線基地局と前記第１のユーザ端末との間のチャネルと、前記第２の無線基地局と前記第１のユーザ端末との間のチャネルと、を含む前記チャネル情報に基づいて適用される、
   請求項１に記載の無線基地局。
4. 前記複数の無線基地局のうち、使用するリソース量が閾値未満の無線基地局のビームフォーミングにより、当該無線基地局以外の他の無線基地局に接続している前記ユーザ端末に対するビームが形成される、
   請求項１〜３の何れかに記載の無線基地局。
5. 複数の無線基地局と少なくとも１つのユーザ端末との間でＭＩＭＯ伝送を行う無線通信システムにおいて、
   前記無線基地局と前記ユーザ端末との間のチャネルを示すチャネル情報に基づくプリコーディングをデータ信号に適用し、
   前記プリコーディングされたデータ信号を送信し、
   前記複数の無線基地局のうち第１の無線基地局における前記プリコーディングは、少なくとも、前記第１の無線基地局と、前記第１の無線基地局以外の第２の無線基地局に接続している第１のユーザ端末との間のチャネルを含む前記チャネル情報に基づいて適用される、
   無線通信方法。

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