JP2020141204A - 基地局装置及びビーム選択方法 - Google Patents

Abstract

【課題】スループットを改善できる基地局装置等を提供する。【解決手段】基地局装置は、分散局と、集中局とを有する。分散局は、複数のアンテナ素子を用いて複数の方向にビームを形成して端末装置宛のデータ信号を送受信する通信部を有する。集中局は、第１の選択部と、送信制御部と、第２の選択部とを有する。第１の選択部は、ビームを形成する分散局から通知される各ビームの関係情報と、端末装置における各ビームの受信品質と、を用いて、第１のビーム及び第２のビーム集合を選択する。送信制御部は、第２のビーム集合内の一つ以上のビームと第１のビームとからなるビーム組を適用して参照信号を分散局に送信させる。第２の選択部は、所定区間における端末装置からの参照信号の受信状態を用いて当該端末装置宛のデータ信号に適用するビーム組を選択する。【選択図】図３

Description

本発明は、基地局装置及びビーム選択方法に関する。

高周波数帯での超広帯域伝送を実現する技術として、基地局のアンテナ素子数を数十程度と想定していたＭＩＭＯ(Multiple-Input Multiple-Output)技術を、例えば、数百から数千のアンテナ素子に拡張したＭａｓｓｉｖｅ ＭＩＭＯ技術がある。

Ｍａｓｓｉｖｅ ＭＩＭＯを用いる基地局は、複数のアンテナ素子を用いたビームフォーミング(ＢＦ:Beam Forming)により、特定の方向の受信電力が高くなるビームを形成する。基地局は、事前に決められた複数のＢＦ（以下、単にビームと称する）候補をそれぞれ下り参照信号(ＳＳＢ：Synchronization Signal Block)に適用して送信する。各端末は、受信した下り参照信号から測定したビーム毎の受信電力量を基地局に報告する。そして、基地局は、各端末からの受信電力量に基づき、端末に適用するビームを決定する。

例えば、ｌｌｓ−ＣＵ（Lower Layer Split Central Unit）等の集中局と、ＲＵ（Radio Unit）等の分散局とを有する基地局では、集中局と分散局との間でｘＲＡＮフロントホールインターフェイスが仕様化されている。本インタフェースでは、ビームＩＤを用いて集中局が分散局のビームを制御する。具体的には、分散局自体が形成可能なビーム情報を集中局に通知する。ビーム情報とは、例えば、ビームを識別するビームＩＤ、ビームの状態や、当該ビームと隣接するビームの隣接ビームＩＤ等を有する。集中局は、各分散局から通知されたビーム情報内のビームＩＤからユーザデータ信号に使用するビームを選択し、選択したビームを分散局に通知する。

下りリンクＭＩＭＯ伝送を行うためには、各ＭＩＭＯレイヤの送信信号に適用するビームを選択する必要がある。例えば、２レイヤの下りリンク伝送の場合、各レイヤに適用するビームとして第１のビーム及び第２のビームを選択する。集中局は、端末から報告される各ビームの受信電力量から、受信電力量が上位２本のビームを第１のビーム及び第２のビームとして選択する。

特開２０１５−１６４２８１号公報

しかしながら、基地局内の集中局では、各ビームの受信電力量が上位２本のビームを第１のビーム及び第２のビームとして選択した場合に、各ビームと端末との間の無線チャネルの相関が高くなる傾向にある。その結果、第１のビームと第２のビームとの間の相関が高くなって干渉し合うことでスループットが低下する。

一つの側面では、スループットを改善できる基地局装置等を提供することを目的とする。

一つの態様の基地局装置は、分散局と、集中局とを有する。分散局は、複数のアンテナ素子を用いて複数の方向にビームを形成して端末装置宛のデータ信号を送受信する通信部を有する。集中局は、第１の選択部と、送信制御部と、第２の選択部とを有する。第１の選択部は、ビームを形成する分散局から通知される各ビームの関係情報と、端末装置における各ビームの受信品質と、を用いて、第１のビーム及び第２のビーム集合を選択する。送信制御部は、第２のビーム集合内の一つ以上のビームと第１のビームとからなるビーム組を適用して参照信号を分散局に送信させる。第２の選択部は、所定区間における端末装置からの参照信号の受信状態を用いて当該端末装置宛のデータ信号に適用するビーム組を選択する。

一つの態様では、スループットを改善できる。

図１は、実施例１の無線システムの一例を示す説明図である。 図２は、実施例１の基地局のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 図３は、実施例１の基地局の機能構成の一例を示すブロック図である。 図４は、ビーム情報の一例を示す説明図である。 図５は、端末のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 図６は、端末の機能構成の一例を示すブロック図である。 図７は、ビーム組選択処理に関わる基地局及び端末の処理動作の一例を示す説明図である。 図８は、ビーム組選択処理に関わる基地局及び端末の処理動作の一例を示すシーケンス図である。 図９は、ビーム組選択処理に関わる基地局及び端末の処理動作の一例を示すシーケンス図である。 図１０は、第２のビーム選択処理に関わる集中局の処理動作の一例を示すフロー図である。 図１１は、実施例３の基地局のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。

以下、図面に基づいて、本願の開示する基地局装置及びビーム選択方法の実施例を詳細に説明する。尚、各実施例により、開示技術が限定されるものではない。また、以下に示す各実施例は、矛盾を起こさない範囲で適宜組み合わせても良い。

図１は、実施例１の無線システム１の一例を示す説明図である。図１に示す無線システム１は、基地局２と、複数の端末３とを有する。基地局２は、Ｎ本のアンテナ素子１５を用いて複数のビーム＃１、＃２、…＃ＢでカバーエリアＡを形成する基地局装置である。更に、基地局２は、カバーエリアＡ内に在圏する各端末３と無線通信する。端末３は、基地局２と無線通信する、例えば、スマートフォン等の端末装置である。端末３は、例えば、＃ａ、＃ｂ、…＃Ｕの端末である。尚、無線システム１は、例えば、ＬＴＥ(Long Term Evolution)又はＮＲ(New Radio)等の無線システムである。基地局２は、アンテナ素子１５を用いてデータ信号、同期信号又は参照信号を時間、周波数、符号、もしくは空間多重して各端末３に送信する。

図２は、実施例１の基地局２のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。図２に示す基地局２は、集中局２Ａと、分散局２Ｂとを有する。集中局２Ａは、分散局２Ｂを制御する、例えば、ｌｌｓ−ＣＵ等である。分散局２Ｂは、複数のアンテナ素子１５を使用して端末３と無線通信する、例えば、ＲＵ等である。集中局２Ａと分散局２Ｂとの間は、例えば、ｘＲＡＮフロントホールインターフェイスの仕様で接続する。

集中局２Ａは、ＮＩＦ（Network Interface）回路１１と、記憶装置１２と、ＬＳＩ(Large Scale Integration)１３と、プロセッサ１４とを有する。ＮＩＦ回路１１は、他の基地局２と接続するコアネットワークとの間の有線通信を司るＩＦ回路である。記憶装置１２は、各種情報を記憶する装置である。ＬＳＩ１３は、各種制御を実行する回路である。プロセッサ１４は、集中局２Ａ全体を制御する。分散局２Ｂは、複数のアンテナ素子１５と、無線処理回路１６とを有する。無線処理回路１６は、アンテナ素子１５を通じて、端末３との間の無線通信を司るＩＦ回路である。

図３は、実施例１の基地局２の機能構成の一例を示すブロック図である。基地局２内の集中局２Ａは、例えば、記憶装置１４に記憶されたプログラムを実行することで、同期・参照信号生成部２１、ユーザデータ生成部２２、スケジューリング部２３及び受信部２４として機能する。また、基地局２内の分散局２Ｂは、無線処理回路１６を有し、無線処理回路１６は、多重部３１と、第１のＢＦ（Beam Forming）部３２と、複数の第１のＲＦ(Radio Frequency)部３３と、複数の第２のＲＦ部３４と、第２のＢＦ部３５と、分散局情報通知部３６とを有する。

同期・参照信号生成部２１は、カバーエリア内の複数の端末３または選択された端末３毎の参照信号又はＳＳＢ等の同期信号を生成する。ユーザデータ生成部２２は、選択された端末３毎のデータ信号を生成する。スケジューリング部２３は、所定の選択規範に基づき、複数の端末３からカバーエリアＡ内のＫ台の端末３を選択する。尚、所定の選択規範には、例えば、推定したチャネル応答ベクトルを使用したＰｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ Ｆａｉｒ規範や、通信機会を均等に提供するラウンドロビン規範がある。本実施例では、説明の便宜上、所定の選択規範は、例えば、ラウンドロビン規範とする。

受信部２４は、Ｕ台の端末３からのＣＳＩ(Channel State Information)フィードバック信号から、各端末３の各ビームの受信状態を得る。ここで、各ビームの受信状態とは、参照信号を用いて測定したＬ１−ＲＳＲＰ(Reference Signal Received Power)やＣＱＩ(Channel Quality Indicator)等である。尚、受信部２４は、端末３に全てのビームの受信状態をフィードバックさせるようにしても良いし、Ｌ１−ＲＳＲＰ又はＣＱＩの上位ｘ番目までの良好なビームの受信状態を指定してフィードバックさせるようにしても良い。また、受信部２４は、ビーム番号を１つ又は複数指定して受信状態をフィードバックさせるようにしても良い。

スケジューリング部２３は、例えば、シンボル及びサブキャリアへのマッピング情報を分散局２Ｂ内の多重部３１に通知すると共に、例えば、適用するビームを識別するビーム番号を含むビーム適用情報を分散局２Ｂ内の第１のＢＦ部３２に通知する。スケジューリング部２３は、各端末３からの第１のＣＳＩ報告値や第２のＣＳＩ報告値等のＣＳＩフィードバック信号からＬ１−ＲＳＲＰに基づき、端末３毎の最適ビーム番号を特定する。最適ビーム番号は、複数のビームの内、当該端末３の受信品質が最適なビームを識別するビーム番号である。

スケジューリング部２３は、第１の選択部４１と、送信制御部４２と、第２の選択部４３とを有する。第１の選択部４１は、ビームを形成する分散局２Ｂから通知される各ビームの関係情報であるビーム情報と、端末３における各ビームの受信品質である第１のＣＳＩ報告値とを用いて、第１のビーム及び第２のビーム集合を選択する。尚、第１のビームは、例えば、受信品質が最大となるビーム、第２のビーム集合は、第１のビーム以外のビームであって、第１のビームと干渉しない第２のビーム候補を含む集合である。第１のＣＳＩ報告値は、端末３毎の各ビームの同期信号に対する受信電力量を含む情報である。第１の選択部４１は、受信品質が最大となるビームを第１のビームとして選択し、第１のビームのビーム情報を参照し、当該第１のビームと干渉する隣接ビーム以外のビームを第２のビーム集合として選択する。第２のビーム集合は、第２のビーム候補を含む集合である。

送信制御部４２は、第２のビーム集合内の一つ以上のビームと第１のビームとからなるビーム組を適用して参照信号を分散局２Ｂに送信させる。送信制御部４２は、第２のビーム集合内の１つ以上のビームを第２のビーム候補として順次選択し、順次選択された第２のビーム候補と第１のビームとからなるビーム組（組候補）を切替えながら参照信号を分散局２Ｂに送信させる。

第２の選択部４３は、所定区間における端末３からの参照信号の受信状態である第２のＣＳＩ報告値を用いて当該端末３宛のユーザデータ信号に適用するビーム組を選択する。第２のＣＳＩ報告値は、端末３毎の第１のビーム及び第２のビーム候補を適用した参照信号に対する好適ランク（ＲＩ：Rank Indicator）、受信品質（ＣＱＩ：Channel Quality Indicator）やＰＭＩ(Precoding Matrix Indicator)等の情報である。所定区間は、例えば、第２のビーム探索周期で周期的に生じる区間である。第２の選択部４３は、第２のビーム探索周期で取得した参照信号の第２のＣＳＩ報告値を用いて、ＲＩが最大の第２のＣＳＩ報告値の内、ＣＱＩが最大の第２のＣＳＩ報告値のビーム組（組候補）を端末３宛のデータ信号に適用するビーム組として選択する。

多重部３１は、同期信号、参照信号又は端末３毎のデータ信号を異なる時間や周波数リソースで空間多重する。つまり、多重部３１は、集中局２Ａからのマッピング情報に基づき、同期信号、参照信号又は端末３毎のデータ信号をサブキャリアにマッピングする。第１のＢＦ部３２は、集中局２Ａからのビーム適用情報に基づき、同期信号、参照信号又は端末３毎のデータ信号にビーム適用情報で指定された所定のビームを適用する。第１のＲＦ部３３は、各ビームのアンテナ素子１５毎に備え、同期信号、参照信号又はデータ信号を無線信号に変換して所定のビームに対応したアンテナ素子１５経由で各端末３に送信する。第２のＲＦ部３４は、各ビームのアンテナ素子１５毎に備え、到来する無線信号を受信する。第１のＲＦ部３３及び第２のＲＦ部３４は、例えば、通信部である。

第２のＲＦ部３４は、端末３からのＣＳＩフィードバック信号（ＣＳＩ報告値）を含む受信信号をベースバンド信号に変換する。第２のＢＦ部３５は、各端末３からの受信信号に受信品質が最適のビームを適用する。分散局情報通知部３６は、ビームＩＤ毎のビーム状態及び隣接ビームＩＤを対応付けて管理するビーム情報（図４参照）を生成し、生成したビーム情報を集中局２Ａ内のスケジューリング部２３に通知する。

図４は、ビーム情報の一例を示す説明図である。図４に示すビーム情報８０は、ビームＩＤ８０Ａ毎にビーム状態８０Ｂ及び隣接ビームＩＤ８０Ｃを対応付けて管理する。ビームＩＤ８０Ａは、ビームを識別するＩＤである。ビーム状態８０Ｂは、例えば、ビームの指向性が広ビーム「coarse」か狭ビーム「fine」か等のビームの状態を示す情報である。隣接ビームＩＤ８０Ｃは、ビームＩＤ８０Ａに対応するビームに隣接する他のビームを識別するＩＤである。スケジューリング部２３内の第１の選択部４１は、図４に示すビーム情報８０を参照し、例えば、＃１〜＃４のビームＩＤの内、＃２のビームＩＤを第１のビームとして選択した場合、＃２のビームＩＤに対応する隣接ビームＩＤとして＃１のビームＩＤを特定する。そして、第１の選択部４１は、第１のビーム＃２及び隣接ビーム＃１を除くビーム集合として＃３及び＃４のビーム集合を第２のビーム集合として選択する。

図５は、端末３のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。図５に示す端末３は、複数のアンテナ素子６１と、無線処理回路６２と、記憶装置６３と、ＬＳＩ６４と、プロセッサ６５とを有する。無線処理回路６２は、アンテナ素子６１を通じて、基地局２内の分散局２Ｂとの間の無線通信を司るＩＦ回路である。記憶装置６３は、各種情報を記憶する装置である。ＬＳＩ６４は、各種制御を実行する回路である。プロセッサ６５は、端末３全体を制御する。

図６は、端末３の機能構成の一例を示すブロック図である。図６に示す端末３は、例えば、記憶装置６３に記憶されたプログラムを実行することで、推定部７１、生成部７２及び多重部７３として機能する。無線処理回路６２は、受信側ＲＦ部８１と、送信側ＲＦ部８２とを有する。

受信側ＲＦ部８１は、アンテナ素子６１経由で基地局２内の分散局２Ｂからの同期信号又は参照信号を含む受信信号を受信し、受信した受信信号からベースバンド信号に変換する。推定部７１は、Ｂ本のビームの受信状態（Ｌ１−ＲＳＲＰ、ＣＱＩ）を各ビームが適用される同期信号又は参照信号を用いて算出する。生成部７２は、例えば、第１のＣＳＩ報告値、第２のＣＳＩ報告値及びそれら情報の符号化・変調を行う。

多重部７３は、例えば、第１のＣＳＩ報告値や第２のＣＳＩ報告値等のフィードバック信号を、割り当てられた周波数リソースに多重化する。送信側ＲＦ部８２は、多重化されたフィードバック信号を無線信号に変換し、アンテナ素子６１を介して、変換後の無線信号を送信する。その結果、基地局２内の集中局２Ａ内の受信部２４は、分散局２Ｂを通じて端末３からのフィードバック信号（第１のＣＳＩ報告値や第２のＣＳＩ報告値）を復調する。集中局２Ａ内のスケジューリング部２３は、端末３から通知された第１のＣＳＩ報告値や第２のＣＳＩ報告値を取得できる。

次に実施例１の無線システム１の動作について説明する。図７は、ビーム組選択処理に関わる基地局２及び端末３の処理動作の一例を示す説明図である。基地局２内の集中局２Ａは、分散局２Ｂからのビーム情報及び、各端末３の第１のＣＳＩ報告値を用いて第１のビームと第２のビーム集合とを絞り込む。尚、説明の便宜上、第１のビームを＃２、第２のビーム集合を＃３及び＃４とする。集中局２Ａは、第１のビーム＃２及び第２のビーム候補＃３を適用した参照信号（ＣＳＩ−ＲＳ）の送信指示を分散局２Ｂに通知する。分散局２Ｂは、送信指示に応じて、第１のビーム＃２及び第２のビーム候補＃３を適用した参照信号（ＣＳＩ−ＲＳ）を端末３に送信する（ステップＳ１０１）。端末３は、第１のビーム＃２及び第２のビーム候補＃３を適用した参照信号に対する第２のＣＳＩ報告値（ＣＱＩ／ＲＩ，ＰＭＩ）を生成し、生成後の第２のＣＳＩ報告値を分散局２Ｂに送信する（ステップＳ１０２）。更に、分散局２Ｂは、第２のＣＳＩ報告値を集中局２Ａに通知する。

また、集中局２Ａは、第１のビーム＃２及び第２のビーム候補＃４を適用した参照信号（ＣＳＩ−ＲＳ）の送信指示を分散局２Ｂに通知する。分散局２Ｂは、送信指示に応じて、第１のビーム＃２及び第２のビーム候補＃４を適用した参照信号（ＣＳＩ−ＲＳ）を端末３に送信する（ステップＳ１０３）。端末３は、第１のビーム＃２及び第２のビーム候補＃４を適用した参照信号に対する第２のＣＳＩ報告値（ＣＱＩ／ＲＩ，ＰＭＩ）を生成し、生成後の第２のＣＳＩ報告値を分散局２Ｂに送信する（ステップＳ１０４）。更に、分散局２Ｂは、第２のＣＳＩ報告値を集中局２Ａに通知する。

集中局２Ａでは、周期的な第２のビーム探索周期毎に収集した組候補毎の第２のＣＳＩ報告値から最適な第２のビームを選択する。つまり、参照信号の生成から第２のビーム選択までの処理を第２のビーム探索周期で繰り返し実行することで、想定するビーム組の全部又は一部(第２のビーム探索周期内に第２のＣＳＩ報告値が得られたもの)から好適のビーム組を選択する。

図８及び図９は、ビーム組選択処理に関わる基地局２及び端末３の処理動作の一例を示すシーケンス図である。分散局２Ｂ内の分散局情報通知部３６は、ビームＩＤ毎のビーム状態及び隣接ビームＩＤを管理するビーム情報を生成する（ステップＳ１１）。分散局情報通知部３６は、生成したビーム情報を集中局２Ａに通知する（ステップＳ１２）。その結果、集中局２Ａは、端末３毎の各ビームのビーム状態及び隣接ビームを認識できる。

集中局２Ａ内のスケジューリング部２３は、ビーム情報を参照し、同期信号に適用するビームＩＤを順次変更し、ビーム毎のビーム適用情報及び同期信号を分散局２Ｂに夫々通知する（ステップＳ１３）。分散局２Ｂ内の多重部３１は、マッピング情報に基づき、ビーム毎の同期信号をサブキャリアにマッピングする。更に、分散局２Ｂ内の第１のＢＦ部２６は、ビーム適用情報に基づき、同期信号に所定のビームを適用する（ステップＳ１４）。分散局２Ｂ内の第１のＲＦ部３３は、ビーム毎の同期信号を端末３に送信する（ステップＳ１５）。

端末３内の推定部７１は、各ビームの同期信号からビーム毎の同期信号に対する受信電力量を算出する（ステップＳ１６）。端末３内の生成部７２は、ビーム毎の受信電力量に基づき、第１のＣＳＩ報告値を生成する（ステップＳ１７）。尚、第１のＣＳＩ報告値は、ビーム毎の同期信号に対する受信電力量を含む受信品質の情報である。更に、端末３内の多重部７３は、第１のＣＳＩ報告値を、割当てられた周波数リソースに多重化する。端末３内の送信側ＲＦ部８２は、多重化後の第１のＣＳＩ報告値を無線信号に変換してアンテナ素子６１経由で分散局２Ｂに送信する（ステップＳ１８）。

分散局２Ｂ内の第２のＲＦ部３４は、端末３からの第１のＣＳＩ報告値を含む無線信号をベースバンド信号に変換する。分散局２Ｂ内の第２のＢＦ部３５は、端末３からの受信信号に集中局２Ａから通知されるビームを適用する（ステップＳ１９）。尚、端末３に対する好適ビームは、その時点までの端末３からの第１のＣＳＩ報告値に含まれる受信電力量が最大のビーム番号を用いるものとする。第２のＢＦ部３５は、端末３毎に受信した第１のＣＳＩ報告値を集中局２Ａに通知する（ステップＳ２０）。

集中局２Ａ内の受信部２４は、分散局２Ｂから第１のＣＳＩ報告値を受信する。集中局２Ａ内の第１の選択部４１は、受信した第１のＣＳＩ報告値内のビーム毎の受信電力量に基づき、最大受信力量のビームを第１のビームとして選択する（ステップＳ２１）。尚、第１の選択部４１は、受信した直近の第１のＣＳＩ報告値内の受信電力量が最大電力量のビームを第１のビームとして選択した。しかしながら、例えば、直近の第１のＣＳＩ報告値と、その１つ前の第１のＣＳＩ報告値等との複数の第１のＣＳＩ報告値を平均化した受信電力量の内、最大受信電力量のビームを第１のビームとして選択しても良く、適宜変更可能である。

第１の選択部４１は、第１のビームを選択した後、端末３毎の第１のＣＳＩ報告値及びビーム情報に基づき、第２のビーム集合の絞り込み（ステップＳ２２）、図８に示す処理動作を終了する。つまり、第１の選択部４１は、端末３毎の第１のＣＳＩ報告値内の各ビームの受信電力量を抽出する。更に、第１の選択部４１は、抽出された受信電力量と、ビーム情報とに基づき、第１のビーム以外のビーム集合の内、第１のビームの隣接ビーム以外のビームを第２のビーム集合として選択する。尚、説明の便宜上、第１の選択部４１は、適用可能なビームを＃１〜＃４とし、第１のビームを＃２、＃２の隣接ビームを＃１とした場合、第２のビーム集合は＃３及び＃４となる。

尚、説明の便宜上、集中局２Ａは、端末３に全てのビームの受信電力量を含む第１のＣＳＩ報告値を取得する場合を例示した。しかしながら、受信電力量が上位Ｘ番目までのビームの受信電力量を含む第１のＣＳＩ報告値を取得しても良いし、ビーム番号を１個又は複数個指定して受信電力量を含む第１のＣＳＩ報告値を取得しても良く、適宜変更可能である。

図９に示す集中局２Ａ内の送信制御部４２は、第１のビーム及び第２のビーム集合を選択した後、第１のビーム＃２及び第２のビーム候補＃３の組候補情報、参照信号（ＣＳＩ−ＲＳ）及びマッピング情報を分散局２Ｂに通知する（ステップＳ３１）。尚、同期・参照信号生成部２１は、第１のビーム＃２及び第２のビーム候補＃３を適用する２アンテナポートの参照信号を生成する。分散局２Ｂ内の多重部３１は、参照信号及びマッピング情報を受信した後、マッピング情報に基づき、端末３毎の参照信号をサブキャリアにマッピングする。更に、分散局２Ｂ内の第１のＢＦ部２６は、組候補情報に基づき、端末３毎の参照信号に第１のビーム＃２及び第２のビーム候補＃３を適用する（ステップＳ３２）。

分散局２Ｂ内の第１のＲＦ部３３は、第１のビーム＃２及び第２のビーム候補＃３の参照信号を各端末３に送信する（ステップＳ３３）。各端末３内の推定部７１は、参照信号を受信した場合、受信した参照信号に対する受信品質量を算出する（ステップＳ３４）。尚、参照信号に対する受信品質量は、例えば、ＲＩ、ＣＱＩやＰＭＩ等を含む。各端末３内の生成部７２は、第１のビーム＃２及び第２のビーム候補＃３の参照信号に対する受信品質量を算出した後、受信品質量に基づき、第１のビーム＃２及び第２のビーム候補＃３の参照信号に対する第２のＣＳＩ報告値を生成する（ステップＳ３５）。各端末３内の多重部７３は、第２のＣＳＩ報告値を、割当てられた周波数リソースに多重化する。端末３内の送信側ＲＦ部８２は、多重化後の第２のＣＳＩ報告値を無線信号に変換してアンテナ素子６１経由で分散局２Ｂに送信する（ステップＳ３６）。

分散局２Ｂ内の第２のＲＦ部３４は、端末３からの第２のＣＳＩ報告値を含む無線信号をベースバンド信号に変換する。分散局２Ｂ内の第２のＢＦ部３５は、端末３からの受信信号に集中局２Ａから通知されるビームを適用する（ステップＳ３７）。尚、ステップＳ３７にて適用するビームは、例えば、第１のビームとする。第２のＢＦ部３５は、端末３毎に、第１のビーム＃２及び第２のビーム候補＃３の第２のＣＳＩ報告値を集中局２Ａに通知する（ステップＳ３８）。

また、集中局２Ａ内の送信制御部４２は、未指定の組候補情報がある場合、未指定の組候補情報、参照信号及びマッピング情報を分散局２Ｂに通知する。送信制御部４２は、例えば、第１のビーム＃２及び第２のビーム候補＃４の未送信の組候補情報、参照信号及びマッピング情報を分散局２Ｂに通知する（ステップＳ３９）。尚、同期・参照信号生成部２１は、第１のビーム＃２及び第２のビーム候補＃４を適用する２アンテナポートの参照信号を生成する。分散局２Ｂ内の多重部３１は、参照信号及びマッピング情報を受信した後、マッピング情報に基づき、端末３毎の参照信号をサブキャリアにマッピングする。更に、分散局２Ｂ内の第１のＢＦ部２６は、組候補情報に基づき、端末３毎の参照信号に第１のビーム＃２及び第２のビーム候補＃４を適用する（ステップＳ４０）。

分散局２Ｂ内の第１のＲＦ部３３は、第１のビーム＃２及び第２のビーム候補＃４の参照信号を各端末３に送信する（ステップＳ４１）。各端末３内の推定部７１は、参照信号を受信した場合、第１のビーム＃２及び第２のビーム候補＃４の参照信号に対する受信品質量を算出する（ステップＳ４２）。各端末３内の生成部７２は、第１のビーム＃２及び第２のビーム候補＃４の参照信号に対する受信品質量を算出した後、受信品質量に基づき、第１のビーム＃２及び第２のビーム候補＃４の参照信号に対する第２のＣＳＩ報告値を生成する（ステップＳ４３）。各端末３内の多重部７３は、第２のＣＳＩ報告値を、割当てられた周波数リソースに多重化する。端末３内の送信側ＲＦ部８２は、多重化後の第２のＣＳＩ報告値を無線信号に変換してアンテナ素子６１経由で分散局２Ｂに送信する（ステップＳ４４）。

分散局２Ｂ内の第２のＲＦ部３４は、端末３からの第２のＣＳＩ報告値を含む無線信号をベースバンド信号に変換する。分散局２Ｂ内の第２のＢＦ部３５は、端末３からの受信信号に集中局２Ａから通知されるビームを適用する（ステップＳ４５）。尚、ステップＳ４５にて適用するビームは、例えば、第１のビームとする。第２のＢＦ部３５は、端末３毎に、第１のビーム＃２及び第２のビーム候補＃４の第２のＣＳＩ報告値を集中局２Ａに通知する（ステップＳ４６）。

集中局２Ａ内の第２の選択部４３は、第１のビーム＃２及び第２のビーム候補＃４の参照信号に対する第２のＣＳＩ報告値を受信した場合、第２のビーム集合＃３、＃４から第２のビームを選択する第２のビーム選択処理を実行する（ステップＳ４７）。第２の選択部４３は、第２のビーム選択処理にて、例えば、第２のビーム＃３を選択した場合、第１のビーム＃２及び第２のビーム＃３の組情報、マッピング情報及びユーザデータ信号を生成し、組情報、マッピング情報及びユーザデータ信号を分散局２Ｂに通知する（ステップＳ４８）。

ユーザデータ生成部２２は、組情報に基づき、第１のビーム＃２及び第２のビーム＃３を適用する２アンテナポートのユーザデータ信号を生成する。ユーザデータ生成部２２は、第２の選択部４３にて選択された第１のビーム及び第２のビームの第２のＣＳＩ報告値内のＲＩに対応するレイヤ数のユーザデータ信号を生成する。また、ユーザデータ生成部２２は、第２の選択部４３にて選択された第１のビーム及び第２のビームの第２のＣＳＩ報告値内のＰＭＩに対応するプリコーディングを適用し、シンボル及びサブキャリアへのマッピング情報、各レイヤに適用するビームＩＤ(第１のビーム及び第２のビーム)とともに分散局２Ｂに受け渡す。

分散局２Ｂ内の多重部３１は、ユーザデータ信号及びマッピング情報を受信した後、マッピング情報に基づき、端末３毎のユーザデータ信号をサブキャリアにマッピングする。更に、分散局２Ｂ内の第１のＢＦ部２６は、組情報に基づき、ユーザデータ信号に第１のビーム＃２及び第２のビーム＃３を適用する（ステップＳ４９）。

分散局２Ｂ内の第１のＲＦ部３３は、適用した第１のビーム＃２及び第２のビーム＃３を用いてユーザデータ信号を端末３に送信し（ステップＳ５０）、図９に示す処理動作を終了する。

図１０は、第２のビーム選択処理に関わる集中局２Ａの処理動作の一例を示すフロー図である。集中局２Ａ内の第２の選択部４３は、第２のビーム探索周期内の各第２のＣＳＩ報告値内のＲＩ及びＣＱＩを取得する（ステップＳ６１）。

第２の選択部４３は、第２のビーム集合から最大ＲＩのビームを選択し（ステップＳ６２）、最大ＲＩの選択ビームから最大ＣＱＩのビームを第２のビームとして選択し（ステップＳ６３）、図１０に示す処理動作を終了する。

実施例１の基地局２内の集中局２Ａは、分散局２Ｂから通知されるビーム情報と、端末３における各ビームの受信品質（第１のＣＳＩ報告値）とを用いて、第１のビーム及び第２のビーム集合を選択する。更に、集中局２Ａは、第２のビーム集合内の一つ以上のビームと第１のビームとからなるビーム組を適用して参照信号（ＣＳＩ−ＲＳ）を分散局２Ｂに送信させる。更に、集中局２Ａは、第２のビーム探索周期内での端末３からの参照信号の受信状態（第２のＣＳＩ報告値）を用いて端末３宛のユーザデータ信号に適用するビーム組を選択する。その結果、集中局２Ａは、ＭＩＭＯ伝送でのスループットが改善できる。

基地局２では、集中局２Ａと分散局２Ｂとが異なるベンダの場合でも、集中局２Ａは、分散局２Ｂの仕様を変えることなく、ｘＲＡＮフロントホールインターフェイスの仕様で最適なビーム組を選択できる。つまり、集中局２Ａは、分散局２Ｂからのビーム情報や第１のＣＳＩ報告値を取得し、取得されたビーム情報及び第１のＣＳＩ報告値を参照する。その結果、分散局２Ｂと集中局２Ａとが異なるベンダの場合でも、効率良く、第１のビーム及び第２のビームのビーム組を選択できる。

集中局２Ａは、受信品質が最大となるビームを第１のビームとして選択し、第１のビームのビーム情報内の隣接ビームＩＤを参照し、当該第１のビームと干渉するビーム以外のビーム集合を第２のビーム集合として選択する。その結果、集中局２Ａは、複数のビームから第２のビーム集合を絞り込むことで、参照信号に対する第２のＣＳＩ報告値を受信するフィードバック時間を短縮化できる。

集中局２Ａは、第２のビーム探索周期内での参照信号の受信状態（第２のＣＳＩ報告値）を用いて、受信状態内のＲＩに関する情報が最大の受信状態の内、受信状態内のＣＱＩに関する情報が最大の受信状態に対応するビーム組を端末３宛のユーザデータ信号に適用するビーム組として選択する。その結果、集中局２Ａは、ＭＩＭＯ伝送において高品質かつチャネル相関の低いビームの組み合わせを効率的に選択できる。

集中局２Ａは、第２のビーム集合内の１つ以上のビームを順次選択し、順次選択されたビームと第１のビームとからなるビーム組を切替えながら参照信号を分散局２Ｂに送信させる。その結果、集中局２Ａは、組候補毎の参照信号に対する受信状態を認識することで、最適なビーム組を選択できる。

尚、上記実施例１の第１の選択部４１は、分散局２Ｂから通知されるビーム情報及び第１のＣＳＩ報告値を用いて第２のビーム集合の絞り込みを実行する場合を例示したが、これに限定されるものではない。そこで、その実施の形態につき、実施例２として以下に説明する。尚、実施例１の無線システム１と同一の構成には同一符号を付すことで、その重複する構成及び動作の説明については省略する。

第１の選択部４１は、ビーム情報を用いて、Ｂ本のビーム(#１，２，３，４，５，６)から当該端末３の第１のビーム（＃２）及び、第１のビームが干渉する隣接ビーム(＃１)を除外したビーム集合（♯３，４，５，６）を選択する。更に、第１の選択部４１は、第１のＣＳＩ報告値から各ビームの受信電力量を抽出する。更に、第１の選択部４１は、これら各ビーム集合の受信電力量と第１のビームの受信電力量との差が所定値以内のビーム集合(例えば、＃３，４，５)を第２のビーム集合として選択する。

送信制御部４２は、参照信号送信時に、選択された第２のビーム集合の内、受信電力量が大きいビームを第２のビーム候補として順次選択する。送信制御部４２は、順次選択した第２のビーム候補及び第１のビームを適用した参照信号を分散局２Ｂに送信させる。

次に、第２の選択部４３は、順次選択された第２のビーム候補及び第１のビームを適用した参照信号に対する第２のＣＳＩ報告値を分散局２Ｂから取得する。第２の選択部４３は、第２のＣＳＩ報告値内のＲＩが所定値以上の場合、当該第２のＣＳＩ報告値に対応する第２のビーム候補を第２のビームとして選択する。尚、所定値は、分散局２Ｂから送信可能な最大レイヤ数としても良いし、所定の伝送速度を達成するのに必要な最小レイヤ数としても良い。また、以降の第２のビーム候補(受信電力値が第２のビーム以下)については参照信号の送信を停止しても良い。一方、全ての第２のビーム候補に対応する第２のＣＳＩ報告値内のＲＩが分散局２Ｂから送信可能な最大レイヤ数よりも小さい場合には、第２のＣＳＩ報告値内のＲＩが最大のものの内、第２のＣＳＩ報告値内のＣＱＩが最大となるビーム組の第２のビーム候補を第２のビームとして選択する。

実施例２の集中局２Ａは、ビーム組を適用して送信された参照信号の受信状態（第２のＣＳＩ報告値）を参照し、受信状態内のＲＩに関する情報が所定値以上のビーム組を端末３宛のユーザデータ信号に適用するビーム組として選択する。その結果、集中局２Ａは、ＲＩが所定値以上であれば、使用可能なビームであるため、最適にこだわることなく、ビーム組を迅速に選択することができる。

尚、上記実施例１の第１の選択部４１では、１台の分散局２Ｂが形成するビーム組を選択する場合を例示したが、複数、例えば、２台の分散局２Ｂ１及び２Ｂ２が形成するビーム組を選択しても良く、その実施の形態につき、実施例３として以下に説明する。

図１１は、実施例３の基地局２のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。尚、実施例１の無線システム１と同一の構成には同一符号を付すことで、その重複する構成及び動作の説明については省略する。

図１１に示す基地局２は、集中局２Ａと、２台の分散局２Ｂ１及び２Ｂ２とを有する。２台の分散局２Ｂ１及び２Ｂ２は、それぞれＢ／２本のビームを形成し、合計Ｂ本のビームでカバーエリアを形成するものとする。尚、説明の便宜上、分散局２Ｂ１は、例えば、＃ａ１,ａ２,ａ３,ａ４の４本のビームを形成する。分散局２Ｂ２は、例えば、ｂ１,ｂ２,ｂ３,ｂ４の４本のビームを形成する。

第１の選択部４１は、第１のＣＳＩ報告値から得られるビームの受信電力値が最大のビームを第１のビームとして選択する。尚、説明の便宜上、分散局２Ｂ１が形成するビームが第１のビームとして選択された場合を想定して説明する。

第１の選択部４１は、分散局２Ｂ１及び２Ｂ２ｍが形成するＢ本のビームから第２のビーム候補を含む第２のビーム集合を絞り込む。この際、第１の選択部４１は、分散局２Ｂ１及び２Ｂ２のビーム情報を用いて、Ｂ本のビーム(＃ａ１,ａ２,ａ３,ａ４,ｂ１,ｂ２,ｂ３,ｂ４)から当該端末３の第１のビーム(#a2)及び第１のビームが干渉するビーム(#a1)を除外した第２のビーム集合(a3,a4,b1,b2,b3,b4)を選択する。

そして、送信制御部４２は、第２のビーム集合内の一つ以上のビームと、第１のビーム(#a2)とから成るビーム組を適用した参照信号を分散局２Ｂに送信させる。そして、第２の選択部４３は、第２のビーム探索周期内での端末３から参照信号に対する第２のＣＳＩ報告値を用いて当該端末３宛のユーザデータ信号に適用するビーム組を選択する。

実施例３の基地局２内の集中局２Ａは、分散局２Ｂが複数の場合でも、ＭＩＭＯ伝送でのスループットが改善できる。

尚、実施例３の第１の選択部４３は、分散局２Ｂ１のビームを第１のビームとして選択した場合、分散局２Ｂ１及び２Ｂ２のビーム集合の内、第１のビームと干渉するビームを除外したビームを第２のビームとして選択する場合を例示した。しかしながら、第１の選択部４３は、分散局２Ｂ１のビームを第１のビームとして選択した場合、分散局２Ｂ１ではなく、分散局２Ｂ２のビーム集合の内、第１のビームと干渉するビームを除外したビームを第２のビームとして選択しても良く、適宜変更可能である。

また、説明の便宜上、実施例１のスケジューリング部２３は、選択する端末の台数としてＫ台、例えば、２台で説明したが、２台に限定されるものではなく、例えば、１台や３台以上でも良く、適宜変更可能である。

２ 基地局
２Ａ 集中局
２Ｂ 分散局
３ 端末
１５ アンテナ素子
２３ スケジューリング部
３３ 第１のＲＦ部
３４ 第２のＲＦ部
４１ 第１の選択部
４２ 送信制御部
４３ 第２の選択部

Claims (6)

1. 集中局と分散局とを有する基地局装置であって、
   前記分散局は、
   複数のアンテナ素子を用いて複数の方向にビームを形成して端末装置宛のデータ信号を送受信する通信部を有し、
   前記集中局は、
   前記ビームを形成する前記分散局から通知される各ビームの関係情報と、前記端末装置における各ビームの受信品質と、を用いて、第１のビーム及び第２のビーム集合を選択する第１の選択部と、
   前記第２のビーム集合内の一つ以上のビームと前記第１のビームとからなるビーム組を適用して参照信号を前記分散局に送信させる送信制御部と、
   所定区間における前記端末装置からの参照信号の受信状態を用いて当該端末装置宛のデータ信号に適用するビーム組を選択する第２の選択部と
   を有することを特徴とする基地局装置。
2. 前記第１の選択部は、
   前記受信品質が最大となるビームを前記第１のビームとして選択し、前記第１のビームの関係情報を参照し、当該第１のビームと干渉するビーム以外のビーム集合を前記第２のビーム集合として選択することを特徴とする請求項１に記載の基地局装置。
3. 前記第２の選択部は、
   前記所定区間における前記参照信号の受信状態を用いて、前記受信状態に含まれる好適ランクに関する情報が最大の受信状態の内、前記受信状態に含まれる受信品質に関する情報が最大の受信状態に対応する前記ビーム組を前記端末装置宛のデータ信号に適用するビーム組として選択することを特徴とする請求項１又は２に記載の基地局装置。
4. 前記第２の選択部は、
   前記ビーム組を適用して送信された前記参照信号の前記受信状態を参照し、前記受信状態に含まれる好適ランクに関する情報が所定値以上の前記ビーム組を前記端末装置宛のデータ信号に適用するビーム組として選択することを特徴とする請求項１又は２に記載の基地局装置。
5. 前記送信制御部は、
   前記第２のビーム集合内の１つ以上のビームを順次選択し、順次選択された前記ビームと前記第１のビームとからなる前記ビーム組を切替えながら前記参照信号を前記分散局に送信させることを特徴とする請求項１に記載の基地局装置。
6. 集中局と分散局とを有する基地局装置が、
   複数のアンテナ素子を用いて複数の方向にビームを形成して端末装置宛のデータ信号を前記分散局で送受信し、
   前記ビームを形成する前記分散局から通知される各ビームの関係情報と、前記端末装置における各ビームの受信品質と、を用いて、第１のビーム及び第２のビーム集合を前記集中局で選択し、
   前記第２のビーム集合内の一つ以上のビームと前記第１のビームとからなるビーム組を適用して参照信号を前記分散局に前記集中局で送信させ、
   所定区間における前記端末装置からの参照信号の受信状態を用いて当該端末装置宛のデータ信号に適用するビーム組を前記集中局で選択する
   処理を実行することを特徴とするビーム選択方法。

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