JP2018182573A - 無線基地局 - Google Patents

Abstract

【課題】マシン型通信向け物理下りリンク制御チャネルにおいてビームフォーミングを適用する場合でも十分なダイバーシチゲインを獲得できる無線基地局を提供する。【解決手段】無線基地局は、所定数の物理リソースブロックを用いてMPDCCHを送信する。所定数の物理リソースブロックは、第１ブロック（PRB#0）と、第１ブロックに隣接する第２ブロック（PRB#1）とを含む。第１ブロックに対して第１プリコーディングベクトル（W1）を適用し、第２ブロックに対して、無線基地局は、第１プリコーディングベクトルと位相が異なる第２プリコーディングベクトル（W2）を適用するプリコーディングを実行する。【選択図】図５

Description

本発明は、マシン型通信向け物理下りリンク制御チャネルを送信する無線基地局に関する。

3rd Generation Partnership Project（3GPP）は、Long Term Evolution（LTE）を仕様化し、LTEのさらなる高速化を目的としてLTE-Advanced（以下、LTE-Advancedを含めてLTEという）を仕様化している。また、3GPPでは、さらに、5G New Radio（NR）などと呼ばれるLTEの後継システムの仕様が検討されている。

LTEのRelease-13以降では、Internet of Things（IoT）モジュールなどの安価な端末（ユーザ装置）用のカテゴリが規定されている。具体的には、bandwidth reduced low complexity UE（BL UE）用として、カテゴリM1, M2（以下、Cat.M）が仕様化されている。

Cat.Mでは、利用可能な物理リソースブロック（PRB）が限られているため、新たにマシン型通信（Machine Type Communication, MTC）向けの物理下りリンク制御チャネルとして、マシン型通信向け物理下りリンク制御チャネル（MPDCCH）が定義されている（例えば、非特許文献１）。

MPDCCHに対しては、ユーザ装置（UE）個別のdemodulation reference signal（DM RS）が設定される。すなわち、MPDCCHでは、DM RSを用いて復調が行われるため、UE（BL UE）個別にビームフォーミングを適用することが可能である。

3GPP TS 36.300 V14.2.0 Section 5.1.3 Physical downlink control channels, 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) and Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN); Overall description; Stage 2 (Release 14)、3GPP、2017年3月

上述したように、MPDCCHでは、UE個別にビームフォーミングを適用することが可能である。しかしながら、Cat.Mは、PRBの数（最大6PRB, Cat.M1の場合）及びUEのスケジューリング方法が従来のカテゴリとは異なる。

さらに、Cat.Mでは、同一データを繰り返し送信するRepetitionと、周波数ホッピングとを適用したカバレッジ拡張（CE）を適用し得る。

このため、このような特殊な状況を考慮しつつ、十分なダイバーシチゲインを獲得できるようにビームフォーミングを適用する必要がある。

そこで、本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、マシン型通信向け物理下りリンク制御チャネルにおいてビームフォーミングを適用する場合でも十分なダイバーシチゲインを獲得できる無線基地局の提供を目的とする。

本発明の一態様は、所定数の物理リソースブロック（PRB）を用いてマシン型通信向け物理下りリンク制御チャネル（MPDCCH）を送信する無線基地局（eNB100）であって、所定数の前記物理リソースブロックは、第１ブロック（例えば、PRB#0）と、前記第１ブロックに隣接する第２ブロック（PRB#1）とを含み、前記第１ブロックに対して前記第１プリコーディングベクトル（W₁）を適用し、前記第２ブロックに対して、前記第１プリコーディングベクトルと位相が異なる第２プリコーディングベクトル（W₂）を適用するプリコーディングを実行するプリコーディング部（プリコーディング部120）と、前記プリコーディングが実行された所定数の前記物理リソースブロックを用いて、前記マシン型通信向け物理下りリンク制御チャネルを送信する無線送信部（無線信号送受信部140）とを備える。

上述した無線基地局によれば、マシン型通信向け物理下りリンク制御チャネルにおいてビームフォーミングを適用する場合でも十分なダイバーシチゲインを獲得できる。

図１は、無線通信システム10の全体概略構成図である。 図２は、物理下りリンクチャネルの構成例を示す図である。 図３は、eNB100の機能ブロック構成図である。 図４は、6PRBに対するプリコーディングベクトル（Precoding Matrix）の適用イメージを示す図である。 図５は、MPDCCHへのプリコーディングベクトルの適用例（動作例１）を示す図である。 図６（ａ）及び（ｂ）は、MPDCCHへのプリコーディングベクトルの適用例（動作例２）を示す図である。 図７（ａ）〜（ｃ）は、MPDCCHへのプリコーディングベクトルの適用例（動作例３：その１）を示す図である。 図８（ａ）及び（ｂ）は、MPDCCHへのプリコーディングベクトルの適用例（動作例３：その２）を示す図である。 図９（ａ）及び（ｂ）は、MPDCCHへのプリコーディングパターンの適用例（動作例４）を示す図である。 図１０は、遅延プロファイル及びアグリゲーションレベルと、プリコーディング時の位相差の関係を示す図である。 図１１は、eNB100のハードウェア構成の一例を示す図である。

以下、実施形態を図面に基づいて説明する。なお、同一の機能や構成には、同一または類似の符号を付して、その説明を適宜省略する。

（１）無線通信システムの全体概略構成
図１は、本実施形態に係る無線通信システム10の全体概略構成図である。無線通信システム10は、Long Term Evolution（LTE）に従った無線通信システムであり、無線基地局100（以下、eNB100）及びユーザ装置200A, 200B（以下、UE200A, 200B）を含む。

なお、無線通信システム10は、必ずしもLTE（E-UTRA）に限定されない。例えば、無線通信システム10は、5G New Radio（NR）に従った無線通信システムであってもよい。

eNB100、UE200A及びUE200Bは、LTE（E-UTRA）方式に従った無線通信を実行する。本実施形態では、UE200A及びUE200Bは、bandwidth reduced low complexity UE（BL UE）であり、Cat.M（具体的には、カテゴリM1）に属する。

eNB100は、UE200A及びUE200Bに向けて、物理下りリンク制御チャネル（PDCCH）、マシン型通信向け物理下りリンク制御チャネル（MPDCCH）及び物理下りリンク共有チャネル（PDSCH）を送信する。

eNB100は、PDSCHの送信レイヤ（ストリーム）毎に異なるプリコーディングベクトル（アンテナウェイト）を乗算して送信するプリコーディングを実行する。この結果、eNB100から送信されるPDSCHは、ビームB1及びビームB2によって示されるようなビームフォーミングによって指向性を有する。

また、本実施形態では、eNB100は、MPDCCHについてもプリコーディングを実行する。具体的には、eNB100は、UE個別のdemodulation reference signal（DM RS）によってMPDCCHの復調用参照信号を通知するとともに、MPDCCHに当該プリコーディングベクトルを用いたビームフォーミングを適用する。

図２は、本実施形態に関連する物理下りリンクチャネルの構成例を示す。図２に示すように、通常のLTEのUEカテゴリでは、同一サブフレーム内でのチャネルのスケジューリングが実行される。

一方、Cat.Mは、上述したように、MTCなど、低コスト及び低消費電力チップ（端末）向けに規定されたカテゴリであり、送受信可能な帯域幅は最大6PRB（物理リソースブロック）である（6PRBの塊をNarrowbandと呼ぶ）。このため、Cat.MのUEは、最大6PRBまで（2PRB, 4PRBも可能）の受信となり、PDCCHを受信することができない。

そこで、Cat.M専用の物理下りリンク制御チャネルとして、MPDCCHがサポートされている。つまり、eNB100は、所定数（最大6PRB）の物理リソースブロックを用いてMPDCCHを送信する。

Cat.Mでは、図２に示すように、サブフレームに跨がってMPDCCHがスケジューリングされるクロスサブフレームスケジューリングが適用される。さらに、MPDCCHでは、同一データを繰り返し送信するRepetitionと、周波数ホッピングとを適用したカバレッジ拡張（CE）が可能である。

また、Cat.Mでは、シングル受信（1Rx）であり、変調方式としては、QPSK及び16QAMのみがサポートされる。また、半二重通信（Half duplex）がオプションである。このような仕様により、Cat.Mでは、1Mbpsの最大スループットとなる（DL/ULとも）。

（２）無線通信システムの機能ブロック構成
次に、無線通信システム10の機能ブロック構成について説明する。具体的には、eNB100の機能ブロック構成について説明する。図３は、eNB100の機能ブロック構成図である。

図３に示すように、eNB100は、レイヤマッピング部110、プリコーディング部120、無線リソース割当部130、無線信号送受信部140、アンテナエレメント150及び通信品質取得部160を備える。

レイヤマッピング部110は、変調された送信データ（制御データ及びユーザデータ）を１つまた幾つかの送信レイヤにマッピングする。

具体的には、レイヤマッピング部110は、変調された送信データを取得し、利用するアンテナエレメント150の数、空間多重数などに応じて所定の送信レイヤにマッピングする。

プリコーディング部120は、レイヤマッピング部110から送信レイヤ毎に出力されたPDCCH、MPDCCH及びPDSCHのチャネルデータのブロックに対してプリコーディングベクトル（アンテナウェイト）を適用する。

特に、本実施形態では、プリコーディング部120は、MPDCCHのプリコーディングベクトルのセットとして、予め規定された、つまり、predefinedなセットを用いる。

本実施形態では、プリコーディング部120は、プリコーディングベクトル（Precoding Matrix）として、3GPP TS36.211 Table 6.3.4.2.3-1に定義されている既存のprecodingを流用する。

特に、本実施形態では、プリコーディング部120は、MPDCCHに対してもプリコーディングを適用する。

図４は、6PRBに対するプリコーディングベクトル（Precoding Matrix）の適用イメージを示す。図４に示すように、プリコーディング部120は、PRB毎にプリコーディングベクトル（Precoding Matrix）を適用することができる。

プリコーディング部120は、これらのPrecoding Matrix（W₁, W₂, W₃, W₄）を各PRB及びアンテナエレメント150毎に適切に選択する。

具体的には、図４に示したように、6PRB（所定数の物理リソースブロック）は、PRB#0（第１ブロック）と、PRB#1（第２ブロック）とを含む。

例えば、プリコーディング部120は、PRB#0に対してW₁（第１プリコーディングベクトル）を適用し、PRB#1に対して、W₁と位相が異なるW₂（第２プリコーディングベクトル）を適用するプリコーディングを実行する。

また、PRB#0及びPRB#1は、複数のアンテナポートAPと対応付いてもよい。具体的には、PRB#0及びPRB#1（さらに、図４に示す他のPRBも同様）は、複数のアンテナポートAP（107, 109）と対応付けられている。

プリコーディング部120は、PRB#0及びPRB#1のそれぞれにおいて、アンテナポートAP（107, 109）毎に位相が異なるプリコーディングベクトルを適用することができる。

さらに、プリコーディング部120は、複数のアンテナポートAP（107, 109）と対応付けられたPRB#0と、複数のアンテナポートAP（107, 109）と対応付けられたPRB#1とに対して、それぞれ位相が異なるプリコーディングベクトルを適用することもできる。例えば、プリコーディング部120は、アンテナポートAP（107, 109）と対応付けられたPRB#0にW₁, W₂を適用し、アンテナポートAP（107, 109）と対応付けられたPRB#1にW₃, W₄を適用する。

また、プリコーディング部120は、6PRB（所定数）と同数のプリコーディングベクトルを用いてプリコーディングを実行することができる。この場合、プリコーディングベクトルのそれぞれの位相差は、360度／所定数で表現できる。つまり、所定数が6PRBであれば、位相差は60度（=360/6）である。

或いは、プリコーディング部120は、6PRB（所定数）とアンテナポートAPの数（107, 109）との積と同数のプリコーディングベクトルを用いてプリコーディングを実行することもできる。この場合、プリコーディングベクトルのそれぞれの位相差は、360度／（所定数×アンテナポートAPの数）で表現できる。つまり、所定数が6PRBであれば、位相差は30度（=360/(6×2)）である。

上述したように、MPDCCHでは、同一データを繰り返し送信するRepetitionが適用される。具体的には、MPDCCHでは、所定の繰り返し周期で同一内容の制御データが繰り返し送信され得る。この場合、プリコーディング部120は、繰り返し周期毎に、プリコーディングベクトルの組合せが異なる別のプリコーディングパターンに切り替えることができる。

また、上述したように、MPDCCHでは、異なる無線周波数帯への周波数ホッピングが適用され得る。この場合、プリコーディング部120は、周波数ホッピングのインターバル毎に、プリコーディングベクトルの組合せが異なる別のプリコーディングパターンに切り替えることができる。

また、MPDCCHは、ハイブリッド自動再送要求（HARQ）の対象である。プリコーディング部120は、HARQによるMPDCCHの再送毎に、プリコーディングベクトルの組合せが異なる別のプリコーディングパターンに切り替えることができる。

なお、プリコーディングパターンの具体的な切替動作例については、後述する。

また、プリコーディング部120は、通信品質取得部160によって取得された通信品質に基づいて、プリコーディングを実行することができる。

具体的には、プリコーディング部120は、UE200A, 200Bが受信する無線信号の通信品質によって当該無線信号の周波数変動が所定値（第１所定値）よりも大きいことが示されている場合、例えば、PRB#0に対して適用されるプリコーディングベクトル（第１プリコーディングベクトル）と、PRB#1に対して適用されるプリコーディングベクトル（第２プリコーディングベクトル）との位相差を小さくする。

一方、プリコーディング部120は、当該通信品質によって無線信号の周波数変動が所定値（第２所定値）よりも小さいことが示されている場合、例えば、PRB#0に対して適用されるプリコーディングベクトル（第１プリコーディングベクトル）と、PRB#1に対して適用されるプリコーディングベクトル（第２プリコーディングベクトル）との位相差を大きくする。

なお、第１所定値と第２所定値とは、同一であってもよいし、異なっていてもよい。また、プリコーディング部120は、PRB#0と、PRB#0に隣接するPRB#1だけでなく、他のPRBについても同様の処理を実行する。

無線リソース割当部130は、プリコーディング部120から出力されたPDCCH、MPDCCH及びPDSCHのチャネルデータのブロックを無線リソースに割り当てる。特に、本実施形態では、無線リソース割当部130は、MPDCCHに関して、enhanced control channel elements (ECCEs)をPRBにマッピングする。

無線信号送受信部140は、無線リソース割当部130によって割り当てられた無線リソース（PRB）を用いて、PDCCH、MPDCCH及びPDSCHを送信する。具体的には、無線信号送受信部140は、当該チャネルデータをOFDMシンボルにマッピングし、アンテナポートAP毎のODFM信号を生成する。本実施形態において、無線信号送受信部140は、無線送信部を構成する。

特に、本実施形態では、無線信号送受信部140は、プリコーディング部120によってプリコーディングが実行された所定数のPRBを用いて、MPDCCHを送信することができる。MPDCCHの送信には、3GPP TS36.211において規定されるアンテナポート107及び109が用いられる。アンテナポートAPには、アンテナエレメント150が接続される。

つまり、MPDCCHでは、複数のUEによってアンテナポートAPが共有されるため、当該UE間で共通のプリコーディングを適用しなければならない。なお、アンテナポートAP間で異なるプリコーディングを適用したり、PRB単位でプリコーディングベクトルを変更することは可能である。

通信品質取得部160は、UE200A, 200Bが受信する無線信号の通信品質を取得する。具体的には、通信品質取得部160は、当該無線信号の周波数変動の大きさを取得する。

より具体的には、通信品質取得部160は、当該UEにおける無線信号の遅延プロファイルに基づいて、周波数変動の大きさを取得する。通信品質取得部160は、遅延プロファイルが小さい場合、周波数変動が小さいと判定する。一方、通信品質取得部160は、遅延プロファイルが大きい場合、周波数変動が大きいと判定する。

或いは、通信品質取得部160は、MPDCCHに割り当てられたPRBの状況に基づいて、周波数変動の大きさを推定してもよい。具体的には、通信品質取得部160は、PRBが周波数方向に離散的にマッピングされている場合、周波数変動が大きくなると推定する。一方、通信品質取得部160は、PRBが周波数方向に密にマッピングされている場合、周波数変動が小さくなると推定する。

（３）無線通信システムの動作
次に、無線通信システム10の動作について説明する。具体的には、MPDCCHへのプリコーディングベクトルの適用動作について説明する。

（３．１）動作例１
まず、上述したプリコーディングベクトル（W₁, W₂, W₃, W₄）を用いた基本的なMPDCCHへのプリコーディングベクトルの適用動作について説明する。

図５は、MPDCCHへのプリコーディングベクトルの適用例（動作例１）を示す。図５に示すように、本動作例では、４つのオプションが挙げられる。また、上述したように、MPDCCHでは、２つのアンテナポートAP（107, 109）が用いられる（以下の動作例でも同様）。

具体的には、Option 1は、２つのプリコーディングベクトル（W₁, W₂）のみを使用する。これにより、各PRB（PRB#0〜PRB#5）内でのダイバーシチゲインが得られる。

Option 2は、４つのプリコーディングベクトル（W₁, W₂, W₃, W₄）を使用する。これにより、隣接するPRB間でもダイバーシチゲインが得られる。

Option 3は、プリコーディングベクトル（W₁, W₂）のみを使用しつつ、かつ、隣接するPRB間で異なるプリコーディングベクトルを適用することによって、隣接するPRB間でプリコーディングベクトルを直交化する。これにより、使用するプリコーディングベクトルを抑えつつ、ダイバーシチゲインを高めることができる。

Option 4は、参考であり、１つのプリコーディングベクトル（W₁）のみを使用する。つまり、ビームフォーミングが非適用となる。

（３．２）動作例２
本動作例では、PRBのセット数に応じて適用するプリコーディングベクトルを変化させる。図６（ａ）及び（ｂ）は、MPDCCHへのプリコーディングベクトルの適用例（動作例２）を示す。

具体的には、図６（ａ）は、2PRBセット及び4PRBセットの例を示す。図６（ｂ）は、6PRBセットの例を示す。

2PRBセット（PRB#0, PRB#1）の場合、0, 90, 180, 270度のプリコーディングベクトルが用いられる。つまり、PRB及びアンテナポート間には、90度の位相差が設けられる。なお、位相は、必ずしも90度の倍数でなくてもよい（例えば、30, 120, 210, 300度など）。

4PRBセット及び6PRBセットについても、同様の基準に基づいたプリコーディングベクトルが用いられる。

このような隣接PRB間のプリコーディングベクトルの位相差は、次のとおり一般化できる。

・ 位相差=360（deg）／（PRB数×アンテナポート数）
具体的には、4PRBセットの場合、位相差は45度（360/(4*2)）である。また、6PRBセットの場合、位相差は30度（360/(6*2)）である。

本動作例によれば、PRBセット数に応じて適切な隣接PRB間の位相差を設けることができ、当該PRBセットの環境下において、ダイバーシチゲインを最大化し得る。

なお、図示していないが、アンテナポート間のダイバーシチは考慮せずに、位相差を以下のように設定してもよい。

・ 位相差=360（deg）／PRB数
（３．３）動作例３
本動作例では、同一データを繰り返し送信するRepetition及び周波数ホッピングを考慮して適用するプリコーディングベクトルを決定する。

図７（ａ）〜（ｃ）は、MPDCCHへのプリコーディングベクトルの適用例（動作例３：その１）を示す。また、図８（ａ）及び（ｂ）は、MPDCCHへのプリコーディングベクトルの適用例（動作例３：その２）を示す。

図７（ａ）では、PRB300に割り当てられた同一データが、時間方向において繰り返し送信（Repetition）される。図７（ｂ）では、Repetition及び周波数ホッピングが適用されている。具体的には、PRB300に割り当てられた同一データは、周波数f₁で送信された後、さらに周波数f₂でも送信される。

この場合、図７（ｃ）に示すように、周波数ホッピングのインターバル毎にプリコーディングパターン（図中のPattern#1, #2）が切り替えられる。これをprecoding cyclingと呼んでもよい。周波数ホッピングのインターバルとは、図７（ｂ）の例では、１サブフレーム分であり、プリコーディングパターンの切替タイミングは、毎サブフレームとなる。Pattern#1とPattern#2とでは、各PRBに適用されるプリコーディングベクトル（W₁, W₂, W₃, W₄）が異なっている。例えば、PRB#0では、Pattern#1=W₁（107）, W₂（109）, Pattern#2=W₃（107）, W₄（109）が適用される。

図８（ａ）では、Repetition及び周波数ホッピングが適用されている。具体的には、PRB300に割り当てられた同一データは、周波数f₁で送信された後、さらに周波数f₂でも送信される。

この場合、図８（ｂ）に示すように、周波数ホッピングのインターバル毎にプリコーディングパターン（図中のPattern#1, #2）が切り替えられる。周波数ホッピングのインターバルとは、図８（ｂ）の例では、２サブフレーム分であり、プリコーディングパターンの切替タイミングは、サブフレーム#1からサブフレーム#2に切り替わるタイミングである。

図７（ｃ）と同様に、Pattern#1とPattern#2とでは、各PRBに適用されるプリコーディングベクトル（W₁, W₂, W₃, W₄）が異なっている。

なお、図７（ｃ）及び図８（ｂ）では、プリコーディングパターンが２つである例を示しているが、パターン数は、特に限定されない。

本動作例によれば、Repetition及び周波数ホッピングのインターバル毎にプリコーディングパターンが切り替えられる（precoding cyclingが実行される）ため、特に、時間ダイバーシチゲインを得ることができる。

（３．４）動作例４
本動作例では、HARQによるMPDCCHの再送時に適用されるプリコーディングパターンが再送毎に切り替えられる。

図９（ａ）及び（ｂ）は、MPDCCHへのプリコーディングパターンの適用例（動作例４）を示す。具体的には、図９（ａ）は、周波数ホッピングのインターバルが２サブフレームであり、プリコーディングパターンが２つ（Pattern#1, #2）である例を示す。図９（ｂ）は、周波数ホッピングのインターバルが２サブフレームであり、プリコーディングパターンが４つ（Pattern#1〜#4）である例を示す。

図９（ａ）及び（ｂ）に示すように、HARQに基づくMPDCCHの再送毎にプリコーディングパターンが切り替えられる（precoding cyclingが実行される）。

なお、本動作例においても、プリコーディングパターンの数は、特に限定されない。また、各プリコーディングパターンの構成については、図７（ｃ）及び図８（ｂ）に示した構成と同様とすることができる。

本動作例によれば、HARQによるMPDCCHの再送時におけるダイバーシチゲインを高め得るため、結果的にMPDCCHの受信成功確率の向上に寄与する。

（３．５）動作例５
本動作例では、UE位置におけるセル環境またはUE（UE200A, 200B）の受信通信品質に応じてプリコーディングベクトルを決定するとともに、プリコーディングベクトルによる位相回転量を制御する。具体的には、UEが受信する無線信号の周波数変動に応じて、当該位相回転量が制御される。

本動作例では、周波数変動は、UEとの無線通信路における遅延プロファイル、及びPRBのアグリゲーションレベルに基づいて決定される。

また、プリコーディングベクトルは、セル環境（Cell specific switching）、または、各UEのMPDCCHに割り当てられたPRBのアグリゲーションレベル（UE specific switching）に基づいて切り替えられる。

図１０は、遅延プロファイル及びアグリゲーションレベルと、プリコーディング時の位相差の関係を示す。

図１０に示すように、遅延プロファイルが小さいdeployment scenario、例えば、Line Of Sight（見通し環境）及びオープンエリアなどでは、プリコーディングベクトルの位相差の大きいPRBセット（例えば、図５のOption 3=180度）を用いてビームフォーミング（BF）が行われる。

一方、遅延プロファイルが大きいdeployment scenario、例えば、大セル及び都市部でマルチパスが発生しやすい環境などでは、当該位相差の小さいセット（例えば、図５のOption 2=90度）を用いてビームフォーミング（BF）が行われる。

また、MPDCCHに割り当てられたPRBのアグリゲーションレベルが小さいUEは、周波数方向に離散的にマッピングされるため、連続データに対して周波数変動が大きくなる。そこで、このようなUEが多い場合には、当該位相差の小さいセットを用いてビームフォーミング（BF）が行われる。

一方、MPDCCHに割り当てられたPRBのアグリゲーションレベルが大きいUEは、周波数方向に密にマッピングされるため、連続データに対して周波数変動が小さくなる。そこで、このようなUEが多い場合には、当該位相差の大きいセットを用いてビームフォーミング（BF）が行われる。

このように、UEが受信する無線信号の周波数変動が大きい場合、隣接PRB間で位相回転量（位相差）が小さくなるようにする。また、当該周波数変動が小さい場合、隣接PRB間で位相回転量（位相差）が大きくなるようにする。

本動作例によれば、UEが受信する無線信号の周波数変動のレベルに関わらず、ダイバーシチゲインを最大化し得る。

（４）作用・効果
上述した実施形態によれば、以下の作用効果が得られる。具体的には、eNB100（プリコーディング部120）は、MPDCCHを送信する場合、PRB#0に対してW₁（第１プリコーディングベクトル）を適用し、PRB#0に隣接するPRB#1に対して、W₁と位相が異なるW₂（第２プリコーディングベクトル）を適用するプリコーディングを実行する。

このため、隣接するPRB間においてダイバーシチゲインを得やすくなる。これにより、MPDCCHにおいてビームフォーミングを適用する場合でも十分なダイバーシチゲインを獲得できる。また、この結果、MPDCCHの受信成功確率が向上するため、Cat.MのUEなど、通信能力が限られているUEについても通信品質が大きく向上し得る。

また、本実施形態では、ビームフォーミングのためにUE200A, 200Bからのフィードバックを必要としない。つまり、本実施形態によれば、MPDCCHにおいて、簡易で高効率なOpen-loop形のビームフォーミングを実現し得る。

本実施形態では、eNB100は、PRB#0及びPRB#1（隣接PRB）のそれぞれにおいて、アンテナポートAP（107, 109）毎に位相が異なるプリコーディングベクトルを適用することができる。さらに、eNB100は、複数のアンテナポートAP（107, 109）と対応付けられたPRB#0と、複数のアンテナポートAP（107, 109）と対応付けられたPRB#1とに対して、それぞれ位相が異なるプリコーディングベクトルを適用することもできる。

このため、Open-loop形のビームフォーミングを実現しつつ、ダイバーシチゲインの最大化し得る。

本実施形態では、eNB100は、6PRBと同数のプリコーディングベクトルを用いてプリコーディングを実行することができる。或いは、eNB100は、6PRBとアンテナポートAPの数（107, 109）との積と同数のプリコーディングベクトルを用いてプリコーディングを実行することもできる。

このため、PRBセット数に応じて適切な隣接PRB間の位相差を設けることができ、当該PRBセットの環境下において、ダイバーシチゲインを最大化し得る。

本実施形態では、eNB100は、Repetition毎に、プリコーディングベクトルの組合せが異なる別のプリコーディングパターンに切り替えることができる。さらに、eNB100は、周波数ホッピングのインターバル毎に、プリコーディングベクトルの組合せが異なる別のプリコーディングパターンに切り替えることができる。

このため、Repetition及び周波数ホッピングのインターバル毎にプリコーディングパターンが切り替えられるため、特に、時間ダイバーシチゲインを得ることができる。

本実施形態によれば、eNB100は、HARQによるMPDCCHの再送毎に、プリコーディングベクトルの組合せが異なる別のプリコーディングパターンに切り替えることができる。

このため、HARQによるMPDCCHの再送時におけるダイバーシチゲインを高め得る。この結果、MPDCCHの受信成功確率の向上に寄与する。

本実施形態では、eNB100は、UE200A, 200Bが受信する無線信号の通信品質によって当該無線信号の周波数変動が所定値（第１所定値）よりも大きいことが示されている場合、PRB#0に対して適用されるプリコーディングベクトル（第１プリコーディングベクトル）と、PRB#1に対して適用されるプリコーディングベクトル（第２プリコーディングベクトル）との位相差を小さくする。

一方、eNB100は、当該通信品質によって無線信号の周波数変動が所定値（第２所定値）よりも小さいことが示されている場合、PRB#0に対して適用されるプリコーディングベクトル（第１プリコーディングベクトル）と、PRB#1に対して適用されるプリコーディングベクトル（第２プリコーディングベクトル）との位相差を大きくする。

このため、UE200A, 200Bが受信する無線信号の周波数変動のレベルに関わらず、ダイバーシチゲインを最大化し得る。

（５）その他の実施形態
以上、実施形態に沿って本発明の内容を説明したが、本発明はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変形及び改良が可能であることは、当業者には自明である。

例えば、上述した実施形態では、２つのアンテナポートAP（107, 109）が用いられていたが、アンテナポートAPの数、及び番号は、特に限定されない。さらに、上述した実施形態では、プリコーディングベクトル（Precoding Matrix）として、3GPP TS36.211 Table 6.3.4.2.3-1に定義されている既存のprecodingが流用されていたが、プリコーディングベクトルは、特に3GPPのTSに定義されているものに限定されない。

また、上述した実施形態（動作例１）では、プリコーディングベクトルの適用例について、４つのオプション（図５参照）が挙げられていたが、プリコーディングベクトルの適用例は、これらのオプションに限定されない。

例えば、Option 2の変形例として、PRB#2に適用されるプリコーディングベクトルを、PRB#0に適用されるプリコーディングベクトルと、アンテナポート（107, 109）間で入れ替えてもよい。具体的には、PRB#0では、アンテナポート107=W₁, アンテナポート109=W₂とし、PRB#2では、アンテナポート107=W₂, アンテナポート109=W₁としてもよい。

同様に、PRB#3に適用されるプリコーディングベクトルを、PRB#1に適用されるプリコーディングベクトルと、アンテナポート（107, 109）間で入れ替えてもよい。具体的には、PRB#1では、アンテナポート107=W₃, アンテナポート109=W₄とし、PRB#3では、アンテナポート107=W₄, アンテナポート109=W₃としてもよい。

また、上述した実施形態の説明に用いたブロック構成図（図３）は、機能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／またはソフトウェアの任意の組合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／また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／または論理的に分離した２つ以上の装置を直接的及び／または間接的に（例えば、有線及び／または無線）で接続し、これら複数の装置により実現されてもよい。

さらに、上述したeNB100は、本発明の処理を行うコンピュータとして機能してもよい。図１１は、eNB100のハードウェア構成の一例を示す図である。図１１に示すように、当該装置は、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及びバス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。

eNB100の各機能ブロック（図３参照）は、当該コンピュータ装置の何れかのハードウェア要素、または当該ハードウェア要素の組合せによって実現される。

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）で構成されてもよい。

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、上述した実施形態に係る方法を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。上述の記録媒体は、例えば、メモリ1002及び／またはストレージ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／また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。

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、情報の通知は、上述した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））、その他の信号またはこれらの組合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 Connection Setupメッセージ、RRC Connection Reconfigurationメッセージなどであってもよい。

さらに、入出力された情報は、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。入出力される情報は、上書き、更新、または追記され得る。出力された情報は削除されてもよい。入力された情報は他の装置へ送信されてもよい。

上述した実施形態におけるシーケンス及び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。

また、上述した実施形態において、eNB100によって行われるとした特定動作は、他のネットワークノード（装置）によって行われることもある。また、複数の他のネットワークノードの組合せによってeNB100の機能が提供されても構わない。

なお、本明細書で説明した用語及び／または本明細書の理解に必要な用語については、同一のまた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、該当する記載がある場合、チャネル及び／またはシンボルは信号（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、「システム」及び「ネットワーク」という用語は、互換的に使用されてもよい。

さらに、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。

eNB100（基地局）は、１つまたは複数（例えば、３つ）のセル（セクタとも呼ばれる）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、及び／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」、及び「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）、gNodeB（gNB）、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。

UE200A, 200Bは、当業者によって、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、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。

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。

また、「含む（including）」、「含んでいる（comprising）」、及びそれらの変形の用語は、「備える」と同様に、包括的であることが意図される。さらに、本明細書或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。

本明細書で使用した「第１」、「第２」などの呼称を使用した要素へのいかなる参照も、それらの要素の量または順序を全般的に限定するものではない。これらの呼称は、２つ以上の要素間を区別する便利な方法として本明細書で使用され得る。したがって、第１及び第２の要素への参照は、２つの要素のみがそこで採用され得ること、または何らかの形で第１の要素が第２の要素に先行しなければならないことを意味しない。

本明細書の全体において、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。

上記のように、本発明の実施形態を記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

10 無線通信システム
100 eNB
110 レイヤマッピング部
120 プリコーディング部
130 無線リソース割当部
140 無線信号送受信部
150 アンテナエレメント
160 通信品質取得部
AP アンテナポート
200A, 200B UE
300 PRB
B1, B2 ビーム

Claims (9)

1. 所定数の物理リソースブロックを用いてマシン型通信向け物理下りリンク制御チャネルを送信する無線基地局であって、
   所定数の前記物理リソースブロックは、第１ブロックと、前記第１ブロックに隣接する第２ブロックとを含み、
   前記第１ブロックに対して第１プリコーディングベクトルを適用し、前記第２ブロックに対して、前記第１プリコーディングベクトルと位相が異なる第２プリコーディングベクトルを適用するプリコーディングを実行するプリコーディング部と、
   前記プリコーディングが実行された所定数の前記物理リソースブロックを用いて、前記マシン型通信向け物理下りリンク制御チャネルを送信する無線送信部と
   を備える無線基地局。
2. 前記第１ブロック及び前記第２ブロックは、複数のアンテナポートと対応付けられ、
   前記プリコーディング部は、前記第１ブロック及び前記第２ブロックのそれぞれにおいて、前記アンテナポート毎に位相が異なるプリコーディングベクトルを適用する請求項１に記載の無線基地局。
3. 前記プリコーディング部は、複数の前記アンテナポートと対応付けられた前記第１ブロックと、複数の前記アンテナポートと対応付けられた前記第２ブロックとに対して、位相が異なるプリコーディングベクトルを適用する請求項２に記載の無線基地局。
4. 前記プリコーディング部は、前記所定数と同数のプリコーディングベクトルを用いて前記プリコーディングを実行し、
   前記プリコーディングベクトルのそれぞれの位相差は、360度／前記所定数である請求項１に記載の無線基地局。
5. 前記プリコーディング部は、前記所定数と前記アンテナポートの数との積と同数のプリコーディングベクトルを用いて前記プリコーディングを実行し、
   前記プリコーディングベクトルのそれぞれの位相差は、360度／（前記所定数×前記アンテナポートの数）である請求項３に記載の無線基地局。
6. 前記マシン型通信向け物理下りリンク制御チャネルでは、所定の繰り返し周期で同一内容の制御データが繰り返し送信されており、
   前記プリコーディング部は、前記繰り返し周期毎に、プリコーディングベクトルの組合せが異なる別のプリコーディングパターンに切り替える請求項１に記載の無線基地局。
7. 前記マシン型通信向け物理下りリンク制御チャネルでは、異なる無線周波数帯への周波数ホッピングが適用されており、
   前記プリコーディング部は、前記周波数ホッピングのインターバル毎に、プリコーディングベクトルの組合せが異なる別のプリコーディングパターンに切り替える請求項１に記載の無線基地局。
8. 前記マシン型通信向け物理下りリンク制御チャネルは、ハイブリッド自動再送要求の対象であり、
   前記プリコーディング部は、前記ハイブリッド自動再送要求による前記マシン型通信向け物理下りリンク制御チャネルの再送毎に、プリコーディングベクトルの組合せが異なる別のプリコーディングパターンに切り替える請求項１に記載の無線基地局。
9. ユーザ装置が受信する無線信号の通信品質を取得する通信品質取得部を備え、
   前記プリコーディング部は、
   前記通信品質によって前記無線信号の周波数変動が第１所定値よりも大きいことが示されている場合、前記第１プリコーディングベクトルと前記第２プリコーディングベクトルとの位相差を小さくし、
   前記通信品質によって前記無線信号の周波数変動が第２所定値よりも小さいことが示されている場合、前記第１プリコーディングベクトルと前記第２プリコーディングベクトルとの位相差を大きくする請求項１に記載の無線基地局。

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