JPWO2016163490A1 - 移動通信システム、基地局、及びユーザ端末 - Google Patents

Abstract

移動通信システムは、基地局とユーザ端末の間で通信を行う移動通信システムである。前記基地局は、指向性を形成して無線信号を送信する際、該形成した指向性を識別するための識別情報と、参照信号とを含む第１無線信号を送信する。前記ユーザ端末は、前記第１無線信号を受信して、前記参照信号を受信した際の品質情報と、前記識別情報とを含む第２無線信号とを送信する。前記基地局は、前記第２無線信号を受信して、前記識別情報と前記品質情報とに基づいて形成する指向性を決定する。

Description

本発明は、マルチアンテナ伝送をサポートする移動通信システム、基地局、及びユーザ端末に関する。

移動通信システムの標準化プロジェクトである３ＧＰＰ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）で仕様が策定されているＬＴＥシステムは、下りリンクのマルチアンテナ伝送をサポートする（例えば、非特許文献１参照）。

昨今の通信需要の拡大の中、ＬＴＥを含む通信技術においてもますます無線リソースの有効利用が重要となっている。このような中、通信の安定性など、より高い通信品質が求められている。

３ＧＰＰ技術仕様「ＴＳ ３６．３００ Ｖ１２．５．０（２０１５−０３）」

第１の特徴に係る移動通信システムは、基地局とユーザ端末の間で通信を行う移動通信システムである。前記基地局は、指向性を形成して無線信号を送信する際、該形成した指向性を識別するための識別情報と、参照信号とを含む第１無線信号を送信する。前記ユーザ端末は、前記第１無線信号を受信して、前記参照信号を受信した際の品質情報と、前記識別情報とを含む第２無線信号とを送信する。前記基地局は、前記第２無線信号を受信して、前記識別情報と前記品質情報とに基づいて形成する指向性を決定する。

第２の特徴に係る移動通信システムは、基地局とユーザ端末の間で通信を行う移動通信システムである。前記基地局は、形成した指向性により、所定のタイミングにおいて参照信号を含む第１無線信号を送信する。前記ユーザ端末は、前記第１無線信号を受信してから所定期間経た後に、前記参照信号を受信した際の通信の品質情報を含む第２無線信号を送信する。前記基地局は、前記第２無線信号を受信して、前記ユーザ端末が前記第２無線信号を送信したタイミング及び前記品質情報に基づいて形成する指向性を決定する。

第３の特徴に係る基地局は、ユーザ端末と通信を行う基地局である。前記基地局は、無線信号を送受信する送受信部と、前記送受信部が送受信する無線信号の指向性を形成する形成部と、前記形成部が形成する指向性を決定する制御部と、を含む。前記送受信部が、前記形成部が形成する指向性で、該指向性を識別する識別情報及び参照信号を含む無線信号を送信する。前記ユーザ端末が送信した無線信号を受信する。前記制御部が、前記ユーザ端末が送信した無線信号に含まれる、前記識別情報及び前記基地局が送信した前記参照信号に基づく品質情報に基づいて前記形成部が形成する指向性を決定する。

第４の特徴に係るユーザ端末は、基地局と通信を行うユーザ端末である。前記ユーザ端末は、無線信号を送受信する送受信部と、前記送受信部が受信する無線信号の信号品質を算出する制御部と、を含む。前記送受信部が、前記基地局が送信した第１無線信号を受信する。前記制御部が、前記第１無線信号に含まれる参照信号を受信した際の通信の品質に基づく品質情報を算出する。前記送受信部が、前記受信した第１無線信号に含まれる識別情報及び前記品質情報を含む第２無線信号を送信する。

本実施形態に係るＬＴＥシステムの構成図である。 本実施形態に係るＵＥのブロック図である。 本実施形態に係るｅＮＢのブロック図である。 本実施形態に係るプロトコルスタック図である。 本実施形態に係る無線フレームの構成図である。 本実施形態に係る参照信号のマッピングの図である。 本実施形態に係る動作を説明するための図である。 本実施形態に係る動作を説明するための図である。 本実施形態の第１実施形態に係る動作を説明するための図である。 本実施形態の第１実施形態に係る動作シーケンスを示す図である。 本実施形態の第１実施形態に係る動作を説明するための図である。 本実施形態の第１実施形態に係る動作を説明するための図である。 本実施形態の第１実施形態の追加動作例１に係る動作を説明するための図である。 本実施形態の第１実施形態の追加動作例１に係る動作を説明するための図である。 本実施形態の第１実施形態の追加動作例２に係る動作を説明するための図である。 本実施形態の第２実施形態に係る動作シーケンスを示す図である。 付記に係る動的なｂｅａｍｆｏｒｍｅｄ ＣＳＩ−ＲＳスキームを示す図である。

［実施形態の概要］
一実施形態に係る移動通信システムは、基地局とユーザ端末の間で通信を行う移動通信システムである。前記基地局は、指向性を形成して無線信号を送信する際、該形成した指向性を識別するための識別情報と、参照信号とを含む第１無線信号を送信する。前記ユーザ端末は、前記第１無線信号を受信して、前記参照信号を受信した際の品質情報と、前記識別情報とを含む第２無線信号とを送信する。前記基地局は、前記第２無線信号を受信して、前記識別情報と前記品質情報とに基づいて形成する指向性を決定する。

一実施形態において、前記基地局は複数のアンテナポート又はアンテナ素子を有する。前記参照信号は、所定数の周波数単位と所定期間からなる所定リソースブロックで送信される。前記各アンテナポート又はアンテナ素子から送信する前記参照信号は周波数、時間、符号などを異ならせることにより直交して送信される。

実施形態において、前記基地局は、前記品質情報が示す品質が所定の品質より低い場合に、前記形成する指向性を、より高分解能の指向性に決定する。

一実施形態において、前記基地局は、前記ユーザ端末から受信した無線信号又は該無線信号に含まれる情報に基づき前記ユーザ端末の移動性を検出し、前記移動性が所定の単位時間当たりの移動量又は所定の移動量より大きいことを示した場合に、前記形成する指向性をより広い指向性に決定する。

一実施形態において、前記基地局は、前記指向性が所定の指向性分解能まで分割できた場合は、その指向性に決定する。

一実施形態において、前記基地局は、データ送信に用いる前記指向性を決定した後も、前記参照信号を送信する。

一実施形態において、前記基地局は、前記指向性を決定した後に、前記参照信号の送信を停止する。

一実施形態において、前記基地局は、複数のアンテナポートを有する。前記基地局及び前記ユーザ端末は前記アンテナポート毎の信号に重みづけを行う際の重みを定義した共通のコードブックを有する。前記基地局は前記指向性が所定の指向性より狭くなった場合に、前記アンテナポート毎に前記コードブックに従った重みづけを行う。前記ユーザ端末は前記参照信号を受信した際に得られる信号に基づく前記コードブックから選択した特定のブリコーデイング行列の情報を含めた信号を送信する。前記基地局は、前記ユーザ端末から送信された前記信号を受信し、該信号に含まれる前記プリコーディング行列に基づき前記アンテナポート毎の重みづけを決定する。

一実施形態において、前記ユーザ端末は、前記通信の品質が比較的高い単数又は複数の指向性について、前記基地局へ前記品質情報及び前記識別情報を送信する。

一実施形態に係る移動通信システムは、基地局とユーザ端末の間で通信を行う移動通信システムである。前記基地局は、形成した指向性により、所定のタイミングにおいて参照信号を含む第１無線信号を送信する。前記ユーザ端末は、前記第１無線信号を受信してから所定期間経た後に、前記参照信号を受信した際の通信の品質情報を含む第２無線信号を送信する。前記基地局は、前記第２無線信号を受信して、前記ユーザ端末が前記第２無線信号を送信したタイミング及び前記品質情報に基づいて形成する指向性を決定する。

一実施形態に係る基地局は、ユーザ端末と通信を行う。前記基地局は、無線信号を送受信する送受信部と、前記送受信部が送受信する無線信号の指向性を形成する形成部と、前記形成部が形成する指向性を決定する制御部と、を含む。前記送受信部が、前記形成部が形成する指向性で、該指向性を識別する識別情報及び参照信号を含む無線信号を送信する。前記ユーザ端末が送信した無線信号を受信する。前記制御部が、前記ユーザ端末が送信した無線信号に含まれる、前記識別情報及び前記基地局が送信した前記参照信号に基づく品質情報に基づいて前記形成部が形成する指向性を決定する。

一実施形態に係るユーザ端末は、基地局と通信を行う。前記ユーザ端末は、無線信号を送受信する送受信部と、前記送受信部が受信する無線信号の信号品質を算出する制御部と、を含む。前記送受信部が、前記基地局が送信した第１無線信号を受信する。前記制御部が、前記第１無線信号に含まれる参照信号を受信した際の通信の品質に基づく品質情報を算出する。前記送受信部が、前記受信した第１無線信号に含まれる識別情報及び前記品質情報を含む第２無線信号を送信する。

［実施形態］
以下において、本発明をＬＴＥシステムに適用する場合の実施形態を説明する。

（システム構成）
図１は、実施形態に係るＬＴＥシステムの構成図である。図１に示すように、実施形態に係るＬＴＥシステムは、ＵＥ（Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）１００、Ｅ−ＵＴＲＡＮ（Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ）１０、及びＥＰＣ（Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｐａｃｋｅｔ Ｃｏｒｅ）２０を備える。

ＵＥ１００は、ユーザ端末に相当する。ＵＥ１００は、移動型の通信装置であり、接続先のセル（サービングセル）との無線通信を行う。ＵＥ１００の構成については後述する。

Ｅ−ＵＴＲＡＮ１０は、無線アクセスネットワークに相当する。Ｅ−ＵＴＲＡＮ１０は、ｅＮＢ２００（ｅｖｏｌｖｅｄ Ｎｏｄｅ−Ｂ）を含む。ｅＮＢ２００は、基地局に相当する。ｅＮＢ２００は、Ｘ２インターフェイスを介して相互に接続される。ｅＮＢ２００の構成については後述する。

ｅＮＢ２００は、１又は複数のセルを管理しており、自セルとの接続を確立したＵＥ１００との無線通信を行う。ｅＮＢ２００は、無線リソース管理（ＲＲＭ）機能、ユーザデータのルーテイング機能、モビリティ制御・スケジューリングのための測定制御機能などを有する。「セル」は、無線通信エリアの最小単位を示す用語として使用されるほかに、ＵＥ１００との無線通信を行う機能を示す用語としても使用される。

ＥＰＣ２０は、コアネットワークに相当する。Ｅ−ＵＴＲＡＮ１０及びＥＰＣ２０によりＬＴＥシステムのネットワーク（ＬＴＥネットワーク）が構成される。ＥＰＣ２０は、ＭＭＥ（Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｅｎｔｉｔｙ）／Ｓ−ＧＷ（Ｓｅｒｖｉｎｇ−Ｇａｔｅｗａｙ）３００と、ＯＡＭ（Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ）４００とを含む。ＭＭＥ（ネットワーク装置）は、ＵＥ１００に対する各種モビリティ制御などを行う。Ｓ−ＧＷは、ユーザデータの転送制御を行う。ＭＭＥ／Ｓ−ＧＷ３００は、Ｓ１インターフェイスを介してｅＮＢ２００と接続される。

ＯＡＭ４００は、オペレータによって管理されるサーバ装置であり、Ｅ−ＵＴＲＡＮ１０の保守及び監視を行う。

図２は、ＵＥ１００のブロック図である。図２に示すように、ＵＥ１００は、アンテナ１０１、無線送受信機１１０、ユーザインターフェイス１２０、ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）受信機１３０、バッテリ１４０、メモリ１５０、及びプロセッサ１６０を備える。メモリ１５０は記憶部に相当し、プロセッサ１６０は制御部に相当する。ＵＥ１００は、ＧＮＳＳ受信機１３０を有していなくてもよい。また、メモリ１５０をプロセッサ１６０と一体化し、このセット（すなわち、チップセット）をプロセッサ１６０’としてもよい。

アンテナ１０１及び無線送受信機１１０は、無線信号の送受信に用いられる。無線送受信機１１０は、プロセッサ１６０が出力するベースバンド、信号（送信信号）を無線信号に変換してアンテナ１０１から送信する。また、無線送受信機１１０は、アンテナ１０１が受信する無線信号をベースバンド信号（受信信号）に変換してプロセッサ１６０に出力する。

アンテナ１０１は、複数のアンテナ素子により構成されてもよい。無線送受信機１１０は、複数のアンテナ素子からなるアンテナ１０１を用いて送信又は受信の指向性を形成する指向性形成部を構成してもよい。

プロセッサ１６０は、指向性形成部が形成する指向性の算出や決定をしてもよい。

プロセッサ１６０は、無線送受信機１１０が受信する信号に含まれる参照信号などから、信号品質を計算してもよい。

メモリ１５０は、プロセッサ１６０が計算した指向性や、信号品質を記憶してもよい。

メモリ１５０は、無線送受信機１１０が送受信したタイミングを記憶してもよい。

ユーザインターフェイス１２０は、ＵＥ１００を所持するユーザとのインターフェイスであり、例えば、ディスプレイ、マイク、スピーカ、及び各種ボタンなどを含む。ユーザインターフェイス１２０は、ユーザからの操作を受け付けて、該操作の内容を示す信号をプロセッサ１６０に出力する。ＧＮＳＳ受信機１３０は、ＵＥ１００の地理的な位置を示す位置情報を得るために、ＧＮＳＳ信号を受信して、受信した信号をプロセッサ１６０に出力する。バッテリ１４０は、ＵＥ１００の各ブロックに供給すべき電力を蓄える。

メモリ１５０は、プロセッサ１６０により実行されるプログラム、及びプロセッサ１６０による処理に使用される情報を記憶する。プロセッサ１６０は、ベースバンド信号の変調・復調及び符号化・復号などを行うベースバンドプロセッサと、メモリ１５０に記憶されるプログラムを実行して各種の処理を行うＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と、を含む。プロセッサ１６０は、更に、音声・映像信号の符号化・復号を行うコーデックを含んでもよい。プロセッサ１６０は、後述する各種の処理及び各種の通信プロトコルを実行する。

また、ＵＥ１００は、傾斜センサ、加速度センサ及びジャイロセンサ等の自ＵＥが移動中か又は停止中か否かを判定可能な各種センサを備えていてもよい。

図３は、ｅＮＢ２００のブロック図である。図３に示すように、ｅＮＢ２００は、アンテナ２０１、無線送受信機２１０、ネットワークインターフェイス２２０、メモリ２３０、及びプロセッサ２４０を備える。なお、メモリ２３０をプロセッサ２４０と一体化し、このセット（すなわち、チップセット）をプロセッサ２４０’としてもよい。

アンテナ２０１及び無線送受信機２１０は、無線信号の送受信に用いられる。無線送受信機２１０は、プロセッサ２４０が出力するベースバンド、信号（送信信号）を無線信号に変換してアンテナ２０１から送信する。また、無線送受信機２１０は、アンテナ２０１が受信する無線信号をベースパンド信号（受信信号）に変換してプロセッサ２４０に出力する。

アンテナ２０１は、複数のアンテナ素子により構成されてもよい。無線送受信機２１０は、複数のアンテナ素子からなるアンテナ２０１を用いて送信又は受信の指向性を形成する指向性形成部を構成してもよい。

プロセッサ２４０は、指向性形成部が形成する指向性の算出や決定をしてもよい。

プロセッサ２４０は、無線送受信機２１０が受信する信号に含まれる参照信号などから、信号品質を計算してもよい。

メモリ２３０は、プロセッサ２４０が計算した指向性や、信号品質を記憶してもよい。

メモリ２３０は、無線送受信機２１０が送受信したタイミングを記憶してもよい。

ネットワークインターフェイス２２０はＸ２インターフェイスを介して隣接ｅＮＢ２００と接続され、Ｓ１インターフェイスを介してＭＭＥ／Ｓ−ＧＷ３００と接続される。ネットワークインターフェイス２２０は、Ｘ２インターフェイス上で、行う通信及びＳ１インターフェイス上で行う通信に用いられる。

メモリ２３０は、プロセッサ２４０により実行されるプログラム、及びプロセッサ２４０による処理に使用される情報を記憶する。プロセッサ２４０は、ベースバンド信号の変調・復調及び符号化・復号などを行うベースバンドプロセッサと、メモリ２３０に記憶されるプログラムを実行して各種の処理を行うＣＰＵと、を含む。プロセッサ２４０は、後述する各種の処理及び各種の通信プロトコルを実行する。

また、メモリ２３０は、自ｅＮＢ２００が管理するセルに在圏し、なお且つ拡張ＤＲＸを設定しているＵＥの識別子を、ＵＥ−ＩＤリストとして記憶してもよい。なお、ＵＥ−ＩＤリストには、１又は複数のＵＥの識別子を含んでもよい。

図４は、ＬＴＥシステムにおける無線インターフェイスのプロトコルスタック図である。図４に示すように、無線インターフェイスプロトコルは、ＯＳＩ参照モデルの第１層乃至第３層に区分されており、第１層は物理（ＰＨＹ）層である。第２層は、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）層、ＲＬＣ（Ｒａｄｉｏ Ｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ）層、及びＰＤＣＰ（Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）層を含む。第３層は、ＲＲＣ（Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏ１）層を含む。

物理層は、符号化・復号、変調・復調、アンテナマッピング・デマッピング、及びリソ−スマッピング・デマッピング等を行う。ＵＥ１００の物理層とｅＮＢ２００の物理層との間では、物理チャネルを介してユーザデータ及び制御信号が伝送される。

ＭＡＣ層は、データの優先制御、及びハイブリッドＡＲＱ（ＨＡＲＱ）による再送処理などを行う。ＵＥ１００のＭＡＣ層とｅＮＢ２００のＭＡＣ層との間では、トランスポートチャネルを介してユーザデータ及び制御信号が伝送される。ｅＮＢ２００のＭＡＣ層は、上下リンクのトランスポートフォーマット（トランスポートブロックサイズ、変調・符号化方式）、ＵＥ１００への割当リソースブロックを決定（スケジューリング）するスケジューラを含む。

ＲＬＣ層は、ＭＡＣ層及び物理層の機能を利用してデータを受信側のＲＬＣ層に伝送する。ＵＥ１００のＲＬＣ層とｅＮＢ２００のＲＬＣ層との間では、論理チャネルを介してユーザデータ及び制御信号が伝送される。

ＰＤＣＰ層は、ヘッダ圧縮・伸張、及び暗号化・復号化を行う。

ＲＲＣ層は、制御信号を取り扱う制御プレーンでのみ定義される。ＵＥ１００のＲＲＣ層とｅＮＢ２００のＲＲＣ層との間では、各種設定のための制御信号（ＲＲＣメッセージ）が伝送される。ＲＲＣ層は、無線ベアラの確立、再確立及び解放に応じて、論理チャネル、トランスポートチャネル、及び物理チャネルを制御する。ＵＥ１００のＲＲＣとｅＮＢ２００のＲＲＣとの間に接続（ＲＲＣ接続）がある場合、ＵＥ１００はＲＲＣコネクティッドモード（コネクティッドモード）であり、そうでない場合、ＵＥ１００はＲＲＣアイドルモード（アイドルモード）である。

ＲＲＣ層の上位に位置するＮＡＳ（Ｎｏｎ Ａｃｃｅｓｓ Ｓｔｒａｔｕｍ）層は、セッション管理及びモビリティ管理などを行う。なお、ＲＲＣ層、ＰＤＣＰ層、ＲＬＣ層、ＭＡＣ層及びＰＨＹ層を合わせて、ＡＳ（Ａｃｃｅｓｓ Ｓｔｒａｔｕｍ）層という。

図５は、ＬＴＥシステムで使用される無線フレームの構成図である。ＬＴＥシステムは、下りリンク（ＤＬ）にはＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）、上りリンク（ＵＬ）にはＳＣ−ＦＤＭＡ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）がそれぞれ適用される。

図５に示すように、無線フレームは、時間方向に並ぶ１０個のサブフレームで構成される。各サブフレームは、時間方向に並ぶ２個のスロットでムの長さはｌｍｓで、あり、各スロットの長さは０．５ｍｓである。各サブフレームは、周波数方向に複数個のリソースブロック（ＲＢ：Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｂｌｏｃｋ）を含み、時間方向に複数個のシンボルを含む。各リソースブロックは、周波数方向に複数個のサブキャリアを含む。１つのサフキャリア及び１つのシンボルによりリソースエレメントが構成される。ここで、サブキャリアは、周波数の単位と考えてもよい。ＵＥ１００に割り当てられる無線リソースのうち、周波数リソースはリソースブロックにより構成され、時間リソースはサブフレーム（又はスロット）により構成される。

図６は、ＬＴＥシステムにおける参照信号の一つであるＣＳＩ−ＲＳ （Ｃｈａｎｎｅｌ Ｓｔａｔｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌｓ）の、スロットにおけるマッピングを示した図である。なお、ＬＴＥ通信のＣＳＩとは、ＣＱＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、ＰＭＩ（Ｐｒｅｃｏｄｅｒ Ｍａｔｒｉｘ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、ＲＩ（Ｒａｎｋ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）のうち少なくとも１つである。

Ｒ１５からＲ２２までの参照信号（ＣＳＩ−ＲＳ）のそれぞれが、アンテナポート毎に割り振られ、ｅＮＢ２００から送信される。

各参照信号は、時間的、周波数的又は符号的に直交するように送信される。例えばＣＳＩ−ＲＳのＲ１５とＲ１６は時間及び周波数的に同じだが符号的に直交するように送信される。

（実施形態に係る動作）
本実施形態に係る動作について、図７を用いて説明する。

説明の便宜上、垂直方向の処理を例に説明する。水平方向も同様の処理を行う。図７に示すように、ｅＮＢ２００は、複数のアンテナ素子又はアンテナポートを用いてセルの範囲をカバーする複数の指向性ビームを形成することにより、エリア内或いはセル内に通信をカバーする範囲（カバー範囲）を複数形成することができる。なお、図７の例は、アンテナ指向性の垂直方向に指向性を形成して得られるカバー範囲を示している。

ｅＮＢ２００は、形成した指向性ビーム毎にＣＳＩ−ＲＳを送信することができる。このようにして指向性を形成して送信したＣＳＩ−ＲＳを以降Ｐｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳ又はＢｅａｍｆｏｒｍｅｄ ＣＳＩ−ＲＳと表記する。また、異なる指向性ビームで送信されるＣＳＩ−ＲＳを、Ｐｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳ１、Ｐｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳ２、・・・、Ｐｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳｘ、・・・、Ｐｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳｎと表し、これら複数のＰｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳをまとめてＰｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳｓと表す。

このようにして形成された指向性がカバーするカバー範囲を図８に示す。

図８は、異なる指向性ビームで送信されるＣＳＩ−ＲＳがセル範囲をカバーしている様子を表している。

（第１実施形態）
第１実施形態に係る動作について、以下に説明する。図９は、本実施形態の第１実施形態に係る動作を説明するための図である。

ｅＮＢ２００は、カバー範囲毎のＰｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳと共に、この指向性と他の指向性とを識別するための情報である指向性識別情報としてＢｅａｍ ＩＤ（Ｂｅａｍ ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）を送信する。このＢｅａｍ ＩＤは、該当指向性ビームと対応している。このＢｅａｍ ＩＤは、ｅＮＢ２００から同時に送信する指向性毎に異なるＢｅａｍ ＩＤを割り当てる。なお、指向性の形状を変更した場合や、指向性により一つの指向性ビームがカバーするカバー範囲及び／又は指向性ビームの数を変更した場合には、Ｂｅａｍ ＩＤを改めて割り当て直してもよい。また、指向性を変更する度に新たなＢｅａｍ ＩＤを割り当ててもよい。

ＵＥ１００は、受信したＰｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳに基づき、受信したチャネルの品質情報であるＣＱＩを算出する。

ＵＥ１００は、受信できたＢｅａｍ ＩＤをメモリ１５０に記憶する。

ＵＥ１００は、これらのＣＱＩ、Ｂｅａｍ ＩＤなどの情報を、ｅＮＢ２００へ送信する（フィードバックする）。なお、フィードバックする情報は、受信品質やＣＱＩのほかにＰＭＩやＲＩであってもよい。又はこれらを含むチャネル状態情報：ＣＳＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｓｔａｔｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）であってもよい。

図１０は、本実施形態の第１実施形態に係る動作シーケンスを示す図である。

ステップＳ１００において、ｅＮＢ２００は送信部を含む無線送受信機２１０により、複数のアンテナ２０１又はアンテナポートで送信する無線信号に指向性を形成する。

ステップＳ１０１において、ｅＮＢ２００は複数の指向性ビームがカバーするカバー範囲毎にＰｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳを送信する。この際、指向性毎に異なるＢｅａｍ ＩＤを送信する。

ＵＥ１００は、受信したＰｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳを用いて、ＣＱＩを算出しメモリ１５０に記憶する。複数のＰｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳを受信できた場合は、それぞれに対応するＣＱＩを算出してもよい。

ＵＥ１００は、受信した指向性ビームに対応するＢｅａｍ ＩＤを記憶する。

ＵＥ１００は、ステップＳ１０２において記憶したＣＱＩ及びＢｅａｍ ＩＤをｅＮＢ２００へ送信する。この際、受信できたＰｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳのうち、条件（例えばＣＱＩの値）の良いものの一つについてＣＱＩ及びＢｅａｍ ＩＤを送信してもよい。又は、受信できたＰｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳのうち、条件の良いものから順に幾つかのＣＱＩ及びＢｅａｍ ＩＤを送信してもよい。

ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００が送信したＣＱＩ及びＢｅａｍ ＩＤを受信する。

ステップＳ１０３において、ｅＮＢ２００のプロセッサ２４０は受信したＣＱＩ及びＢｅａｍ ＩＤに基づき、更に細分化（より狭く）した指向性によりＰｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳを送信するか、現状の指向性ビームを用いてデータを送信するかを判断する。例えば、ｅＮＢ２００はＣＱＩが所定の品質より低いことを示した場合は、指向性をより細分化するよう判断する。ｅＮＢ２００は、ＣＱＩが所定の品質であること、又は所定の品質より高いことを示した場合や、これ以上細分化できない場合は、現在の指向性を用いてデータを送信するように判断する。

ステップＳ１０３において、プロセッサ２４０が更に指向性を細分化すると決定した場合、ｅＮＢ２００はステップＳ１０４において、細分化した指向性を計算し、ステップＳ１００に戻る。また、細分化する指向性ビームに対応するプリコーディング行列（Ｐｒｅｃｏｄｅｒ）を予め計算、保存し、指向性を細分化すると決定した場合、保存された細分化する指向性ビームに対応するプリコーディング行列を選択してもよい。

ステップＳ１０３において、プロセッサ２４０が現在の指向性ビームを用いてデータを送信するように判断した場合、ｅＮＢ２００はステップＳ１０５において、現在の指向性ビームでユーザデータの送信を開始する。

なお、ステップＳ１０２において、ＵＥ１００より指向性をより細分化又は、より高い通信品質にすることを要求する旨の情報が送信された場合、ｅＮＢ２００は、ステップＳ１０３において、ＣＱＩが所定の品質より良い場合であっても更に指向性を細分化するように判断してもよい。

なお、ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００の移動に関する情報（速度、位置）から（例えば、ＵＥ１００のＧＰＳ情報や、ＵＥ１００の送信電力の調整／変化情報等から）、ＵＥ１００の移動性を認識し、指向性を細分化しない、又はより広い指向性とするようにしてもよい。或いは、ＵＥが所定の距離より移動又は、所定の速度で、移動したことに基づき、指向性を細分化する前の状態（初期状態）に戻し、改めて細分化するか判断するようにしてもよい。

なお、ｅＮＢ２００は、ユーザデータ量、通信中のＱｏＳ要求、ｅＮＢ２００の指向性を形成する能力や分解能などに基づいて、指向性を細分化或は広げてもよい。

なお、ステップＳ１０３において、ｅＮＢ２００は、ＵＥが選択した指向性（すなわち、ＵＥ１００からフィードバックされたＢｅａｍ ＩＤ）に応じて指向性を決定しなおしてもよい。

なお、ステップＳ１０３において、ｅＮＢ２００は、ステップＳ１０２においてＵＥ１００から送信された複数のＣＱＩの中から一つを選択し、これに対応する指向性ビームを形成してもよい。

なお、ステップＳ１０３において、指向性を所定の回数細分化したら指向性を決定するようにしてもよい。

なお、ステップＳ１０３において、データを送信するタイミングに達していた場合に指向性を決定するようにしてもよい。

図１１は、第１実施形態に係る動作を説明するための図である。

図１０のステップＳ１０３において、ｅＮＢ２００が更に指向性を細分化すると判断した場合、ステップＳ１０２において送信されたＣＱＩ及びＢｅａｍ ＩＤに基づき、細分化する指向性ビームを決定する。

例えば、ＵＥ１００がＰｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳ１が送信されるカバー範囲に在圏していたとする。すると、図７で示したＰｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳ１に対応するＣＱＩ１が他のカバー範囲に比べより高い品質を示すと考えられ、ＵＥ１００がＰｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳ１に対応するＢｅａｍ ＩＤ、ＣＱＩ等をｅＮＢ２００にフィードバックする。

ステップＳ１０３において、ｅＮＢ２００は、フィードバックされたＢｅａｍ ＩＤが対応するＣＳＩ−ＲＳ１の指向性を細分化することにより、指向性利得をより高い値にしようとする。これにより、該当のＵＥ１００に対する送信性能を向上すると同時に他のカバー範囲に在圏するＵＥ１００に干渉を与えにくくなることも期待できる。

図１１において、ｅＮＢは選択したＰｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳ１のカバー範囲を更に細分化するために、このカバー範囲に新たに高分解能のＰｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳ３及びＰｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳ４指向性ビームを形成する。

図１２は、ｅＮＢ２００が、Ｐｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳ１のカバー範囲を、更にＰｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳ３及びＰｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳ４のカバー範囲に分割した様子を示している。

ｅＮＢ２００は、上述の動作により、ＵＥ１００からフィードバックされるＣＱＩが所望のＣＱＩに達する又は、形成する指向性の分解能の制限となるまで指向性を細分化する。

なお、ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００の移動速度により指向性を変更してもよい。例えば、ＵＥ１００の移動速度が所定の速度より高ければ、指向性を広げるようにしてもよい。或いは、ＵＥが所定の距離より移動又は、所定の速度で移動したことに基づき、指向性を細分化する前の状態（初期状態）に戻し、改めて細分化するようにしてもよい。

第１実施形態が垂直方向の処理を例に説明したが、水平方向も同様な処理を行う。また、垂直方向と水平方向を同時に処理してもよいし、順次に処理してもよい。

（追加動作例１）
第１実施形態の追加動作例１について、図１３、図１４を用いて説明する。図１３、図１４は、第１実施形態の追加動作例１に係る動作を説明するための図である。

図１３において、ｅＮＢ２００の無線送受信機２１０及びアンテナ２０１は、指向性を２次元にわたって可変して形成できる。２次元の各次元は、例えばｅＮＢ２００の設置面に対し垂直方向と水平方向といった具合である。これら２次元にわたる指向性の可変により、カバー範囲をｅＮＢ２００からの距離、方角、面積などについて可変することができる。特に図１３では、ｅＮＢ２００は指向性を垂直方向に可変することによりカバー範囲のｅＮＢ２００からの距離を可変し、指向性を水平方向に可変することによりｅＮＢ２００に対する方角を可変することで、２次元に分けられたカバー範囲を構成している。

ｅＮＢ２００は、セル範囲をカバーできるように、形成した複数の指向性ビーム毎に、ＣＳＩ−ＲＳ及び対応するＢｅａｍ ＩＤを送信する。

ＵＥ１００は、受信したＰｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳからＣＱＩを算出する。

ＵＥ１００は計算したＣＱＩと対応するＢｅａｍ ＩＤの組み合わせをｅＮＢ２００に送信する。

ＵＥ１００は受信した複数のＰｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳの対応するＣＱＩをそれぞれ算出し、最適なものを選択し、対応するＢｅａｍ ＩＤと組み合わせてｅＮＢ２００にフィードバックしでもよい。また、複数のＰｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳの対応するＣＱＩをそれぞれ算出し、それらに対応するＢｅａｍ ＩＤの複数の組み合わせをｅＮＢ２００に送信しでも良い。

これらの動作により、ｅＮＢ２００はＵＥ１００が所望する指向性ビームを認識することができる。

図１４において、ｅＮＢ２００により、更に細分化指向性ビームを形成すると判断した場合（判断方法は同第１実施形態）、ｅＮＢ２００は、更に細分化した指向性を複数形成し、指向性毎にＣＳＩ−ＲＳと対応するＢｅａｍ ＩＤを送信する様子を示す。

ＵＥ１００は、受信したＰｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳより算出したＣＱＩ及び対応するＢｅａｍ ＩＤをｅＮＢ２００へ送信する。

これらの動作により、ｅＮＢ２００は、より細分化した指向性の中からＵＥ１００が所望する指向性を認識することができる。

なお、指向性を垂直方向に可変する過程と、水平の可変する過程は、同時に行つてもよいし、何れかの次元を先行して可変し、その後もう一方の次元についても順次可変しでもよい。

なお、ｅＮＢ２００が指向性を可変する頻度（ｅＮＢ２００からのＰｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳの送信やＵＥ１００からのＣＱＩ等の送信の頻度）を、次元毎で異ならせてもよい。例えば、水平方向の頻度に比べ、垂直方向の頻度を低くしてもよいし、この逆で、あってもよい。

なお、ｅＮＢ２００が指向性を可変する周期・非周期を次元毎で異ならせてもよい。例えば垂直方向の可変を非周期的とし、水平方向の可変を周期的としてもよいし、この逆であってもよい。

上述した動作により、ｅＮＢ２００は少ないＰｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳ送信パターン数で、多数のパターンを同時に用いた場合と同等の性能を得ることができる。

なお、Ｐｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳは、ユーザデータ送信の有無にかかわらず、常に送信しでもよい。つまり、ある指向性ビームでデータ送信を開始した後でも、Ｐｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳだけを異なるパターンの指向形成を試し続け、より良い指向性パターンが見つかったら、データ送信をより良い側の指向性ビームに変更する。

なお、ｅＮＢ２００は、ある程度指向性を細分化した段階で、Ｐｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳ送信による細分化ではなく、コードブック（Ｃｏｄｅｂｏｏｋ）方式での細分化に切り替えてもよい。ここで、コードブック方式とは、ｅＮＢ２００はとＵＥ１００との間で、予め取り決めた指向性パターン或いはアンテナ素子への重みづけパターンをプリコーディング行列で指定する方式である。ＬＴＥ Ｒｅｌ−８より採用されている方式が適用できる。この方式は、ｅＮＢ２００がＣＲＳ（Ｃｅｌｌ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ）を送信し、これを受信したＵＥ１００はＰＭＩを算出し、ｅＮＢ２００へ送信する。この動作により、ｅＮＢ２００は適切にアンテナ素子又はアンテナポートを重みづけすることができる。

なお、ｅＮＢ２００は、ＣＳＩ−ＲＳリソース毎に異なる指向性を形成して送信してもよい。この際、異なるアンテナポートから異なるＰｒｅｃｏｄｉｎｇを適用してＣＳＩ−ＲＳを送信する場合、１ＲＢ中のアンテナポートあたりのＣＳＩ−ＲＳリソースを複数用いて、受信電力を平準化しでもよい。

なお、ｅＮＢ２００は、垂直方向に指向性を分割したＰｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳと、水平方向に分割したＰｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳをそれぞれ送信し、ＵＥ１００からのＣＱＩ及びＢｅａｍ ＩＤを受信してもよい。これによりｅＮＢ２００は、分割方向毎にＵＥ１００が所望とする指向性を得る。そしてそれら分割方向毎の指向性が重なるとみられる交点方向を得る。

次にｅＮＢ２００は、先に求めた交点方向付近へ鋭い指向性を形成し、Ｐｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ ＲＳを送信する。ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００が応答するＣＱＩ及びＢｅａｍ ＩＤにより、交点方向と鋭い指向性との関係を学習する。

このようにすることによりｅＮＢ２００は、垂直方向に分割した指向性と水平方向に分割した指向性を用いてＵＥ１００の方向を見いだすようにしてもよい。

なお、このような動作は、通信中のＵＥ１００の数に応じて、鋭い指向性のＰｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳを送信する比率を制御してもよい。例えば、通信中のＵＥ１００の数が多い時は、鋭い指向性を減らすようにしてもよい。

なお、このような動作は、通信中のＵＥ１００が少ない時に行ってもよい。

（追加動作例２）
第１実施形態の追加動作例２について、図１５を用いて説明する。図１５は、第１実施形態の追加動作例２に係る動作を説明するための図である。

図１５において、ｅＮＢ２００はセル範囲をカバーできる、細分化の度合いが異なる（すなわち、分解能が異なる）指向性のＰｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳを送信する。このようにｅＮＢ２００は、異なる分解能の複数指向性ビームを同時に形成してもよい。

図１５において、指向性１５０１は、比較的に細分化の度合いが小さく、幅の広い指向性である。

カバー範囲１５０２は、指向性１５０１により形成されるカバー範囲であり、比較的広い範囲をカバーしている。

指向性１５０３は、比較的に細分化の度合いが大きく、幅の狭い指向性である。

カバー範囲１５０４は、指向性１５０３により形成されるカバー範囲であり、比較的狭い範囲をカバーしている。

ｅＮＢ２００は、これら異なる細分化の度合いの指向性を同時に送信することにより、異なる広さのカバー範囲が同時に存在するセル範囲を形成する。

又は、ｅＮＢ２００は、これら異なる細分化の度合いの指向性を、短い時間で交互に送信することにより、異なる広さのカバー範囲を交互に形成してもよい。

又は、ＵＥ１００側にて、疑似的に異なる細分化の度合いの指向性を計算してもよい。

ＵＥ１００は、異なる細分化の度合いのＰｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳに対するそれぞれのＣＱＩを計算しｅＮＢ２００へ送信（フィードバック）する。

なお、ＵＥ１００は、細分化の度合いが高く細い指向性に対するＣＱＩと、この細い指向性が形成するカバー範囲が重なる広い指向性とのＣＱＩの差分をｅＮＢ２００へ送信しでもよい。或いは、ＵＥ１００が選択した一つの指向性のＣＱＩだけを送信してもよい。

なお、ｅＮＢ２００が、全セル範囲をカバーできる高分解能な指向性によりＰｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳを送信してもよい。このとき、ＵＥ１００は、疑似的に異なる分解能の指向性を計算する。この場合、ＵＥ１００が高分解能のＰｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳに対するそれぞれのＣＱＩを計算し、フィードバックする。或いは、複数の高分解能のＰｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳから得られるＣＱＩから、より適切な指向性を計算して、ＣＱＩ情報としてフィードバックしでもよい。

この計算は、例えば、指向性１、指向性２に対して、正規化されたＳＩＮＲ（又は受信電力など）が、それぞれρ１とρ２である場合に、

のように計算し、その計算結果をＣＱＩ情報としてフィードバックしても良い。

また、指向性を垂直方向の角度（ｔｉｌｔｉｎｇ角度）と水平方向の角度（方向角度）を用いて表現する場合、下記式２、式３のように計算してもよい。

ｅＮＢ２００がＣＱＩ値、ユーザデータ量、ＱｏＳ等に基づき、適切な指向性を選択してデータ送信に用いてもよい。このとき、ＵＥ１００が一つの指向性を選択し、この指向性に対応するＣＱＩだけがフィードバックされる場合に、この指向性を選択してもよい。

また、ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００からフィードバックされる各Ｐｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳに対応するＣＱＩから、より適切な指向性、又は指向性の垂直方向の角度（ｔｉｌｔｉｎｇ角度）と水平方向角度を計算してユーザデータの送信に用いてもよい。ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００が指向性を計算した場合には、これに従い指向性を生成してよい。

以下に、ｅＮＢ２００が指向性を選択するか、新たに指向性を生成するのかの判断についての一例を示す。

ｅＮＢ２００は、フィードバックされた、Ｐｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳに対応するそれぞれのＣＱＩにおいて、差が所定以上（ＣＱＩインデックスの場合、そのインデックスの差が１段階又は２段階以上、ＳＩＮＲであれば５ｄＢ以上など）であれば、最も良いＣＱＩが対応する指向性を選択してユーザデータの送信に用いる。逆に、それぞれのＣＱＩにおいて、差が所定未満である場合、ｅＮＢ１００の取り決め（Ｏｐｅｒａｔｏｒとしての制御方針）に従い、適宜に選択するか、新たに指向性を計算しでもよい（計算方法は式（１−３）を利用しでもよい）。

このようにすることにより、異なる分解能の指向性を使い分けることができ、柔軟な制御を実現できる。例えば、相対的な粗い（広い）指向性を利用できる場合、粗い指向性を用いてデータを送信し、高い移動性能（モビリティ性能）を実現する。一方、移動性能を犠牲にするが、高分解能ビームで、通信困難なカバー範囲の通信を改善することができる。

（第２実施形態）
第２実施形態に係る動作について、以下に説明する。

なお、以下の説明において、前述の実施形態で、説明した内容と重複する部分については、説明をしない場合がある。

図１６は、本実施形態の第２実施形態に係る動作シーケンスを示す図である。

ステップＳ２０１において、ｅＮＢ２００はあるダウンリンク用のサブフレームにて、１つ目の指向性を形成する。

ステップＳ２０２において、ｅＮＢ２００は１つ目のＰｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳであるＰｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳ１を送信する。

ステップＳ２０３において、ＵＥ１００はＰｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳ１を受信できた場合ＣＱＩ１を計算し、受信したサブフレームのタイミング（フレーム番号など）と共に記憶する。

ステップＳ２０４において、ｅＮＢ２００は続くダウンリンク用のサブフレームにて、２つ目の指向性を形成する。

ステップＳ２０５において、ｅＮＢ２００はＰｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳ２を送信する。

ステップＳ２０６において、ＵＥ１００は、Ｐｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳ２を受信できた場合、ＣＱＩ２を計算し、受信したサブフレームのタイミングと共に記憶する。

このようにして、ｅＮＢ２００は、Ｎ種類の指向性を形成し、Ｐｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳｎまで送信する。

ステップＳ２０３において、ＵＥ１００は、Ｐｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳ１を受信できた場合、ステップＳ２０７においてＵＥ１００はＰｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳ１を受信したサブフレームから所定のサブフレーム間隔を経た後に、アップリンクサブフレームにてＣＱＩ１をｅＮＢ２００へ送信する。

ステップＳ２０８において、ｅＮＢ２００は、受信したサブフレームのタイミングとＣＱＩ１を記憶する。

ステップＳ２０６において、ＵＥ１００は、Ｐｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳ２を受信できた場合、ステップＳ２０９においてＵＥ１００はＰｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳ２を受信したサブフレームから所定のサブフレーム間隔を経た後に、アップリンクサブフレームにてＣＱＩ２をｅＮＢ２００へ送信する。

このように、ＵＥ１００は、Ｐｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳｘを受信したスロットから所定のサブフレーム間隔を経た後にＣＱＩｘをｅＮＢ２００へ送信する。

なお、この所定のサブフレーム間隔は、例えば４サブフレーム（ＵＥ１００は、受信したサブフレームから４サブフレーム目に送信）であってもよい。

ステップＳ２１０において、ｅＮＢ２００は、受信したサブフレームのタイミングとＣＱＩ２を記憶する。

ステップＳ２１１において、ｅＮＢ２００（プロセッサ２４０）は、記憶したサブフレームのタイミングとＣＱＩから、Ｐｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳとＣＱＩの関係を理解し、ＵＥ１００に送信する指向性を決定する。

ここで、ｅＮＢ２００は、選択可能な指向性の内、ＣＱＩが最も高い指向性について、ＣＱＩが所定の品質以上であれば、その指向性を選択する。もし、ＣＱＩが最も高い指向性について、ＣＱＩが所定の品質より低ければ指向性を細分化する処理へ進む。

ステップＳ２１２において、ｅＮＢ２００は、ステップＳ２１１において指向性を細分化するよう選択した場合に、細分化した指向性を計算し、Ｐｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳに適用する。

ｅＮＢ２００は、この後、ステップＳ２０１の処理に戻り、新たなＰｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳを送信する。

ステップＳ２１３において、ｅＮＢ２００は、ステップＳ２１１において指向性を決定した場合に、決定した指向性で、ユーザデータの送信を開始する。

このように、ｅＮＢ２００からのＰｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳ送信タイミングと、ＵＥ１００からの受信タイミングを所定の間隔とすることにより、Ｂｅａｍ ＩＤを用いなくとも、ＣＱＩと指向性との関係を把握することができる。

なお、前述の実施例では、ＵＥ１００が受信できたＰｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳについて、フィードバックを行ったが、ＵＥ１００が所望とするＰｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳを一つ選択し、そのＰｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳについてのみフィードバックを行ってもよい。

なお、前述の実施例では、ＵＥ１００よりフィードバックする値はＣＱＩのみであったが、このほかにＲＩもしくはＣＳＩを含んでもよい。

なお、前述の実施例では、ｅＮＢ２００はＢｅａｍ ＩＤを用いずに指向性を特定した。しかし、Ｂｅａｍ ＩＤを用いることで、ＵＥ１００が複数のＰｒｅｃｏｄｅｄ ＣＳＩ−ＲＳについてフィードバックした場合でも、ＵＥ１００が所望とする指向性をＢｅａｍ ＩＤを示してもよい。これにより、ｅＮＢ２００が指向性を決定する工程をより少なくすることができる場合がある。このＢｅａｍ ＩＤは、ＵＥ１００からの既存ＬＴＥ仕様のＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｒｅｐｏｒｔを拡張したものであってもよい。

なお、前述の実施例では、所定のサブフレームの数を予め決めていたが、Ｂｅａｍ ＩＤをフィードバックするためのＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎをｅＮＢ２００が事前にＵＥ１００へ教えてもよい。これにより、例えばｅＮＢ２００は、ＵＥ１００に「４サブフレーム後にフィードバックする」旨を予め伝えることができる。

［その他の実施形態］
上述した実施形態では、ｅＮＢ２００の無線送受信機２１０が指向性を形成する場合、アンテナ２０１を構成する複数のアンテナ素子それぞれに重みづけをすることにより指向性を形成してもよい。例えばアダプティブアンテナシステムが適用できる。また、アンテナ２０１は、個々に指向性を有するアンテナ素子を複数用いて構成してもよい。

上述した実施形態において、ＵＥ１００がフィードバックする情報をＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｒｅｐｏｒｔに含めて送信し、ｅＮＢ２００がこれを受信し利用しでもよい。

上述した実施形態において、Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ及びＲｅｐｏｒｔは、Ｂｅａｍ ＩＤ、ＣＳＩ−ＲＳリソース位置（ＲＢ、サブフレーム等）を示す情報の何れかを含んでもよい。

［付記］
（１．Ｂｅａｍｆｏｒｍｅｄ ＣＳＩ−ＲＳ）
Ｂｅａｍｆｏｒｍｅｄ ＣＳＩ−ＲＳの主な動機は、非Ｂｅａｍｆｏｒｍｅｄ ＣＳＩ−ＲＳスキームよりも正確なリンク適応を達成することであると考えられる。同じビームはデータ送信のために実際に使用され得ることがその原因である。該動機に基づいて、Ｂｅａｍｆｏｒｍｅｄ ＣＳＩ−ＲＳ強化スキームが好ましい。

特に、付記は具体的なＢｅａｍｆｏｒｍｅｄ ＣＳＩ−ＲＳスキームを提案した。このセクションにおいて、Ｂｅａｍｆｏｒｍｅｄ ＣＳＩ−ＲＳスキームの一つであるビーム選択に注目する。

ビーム選択スキームを使用して、ｅＮＢはＢｅａｍｆｏｒｍｅｄ ＣＳＩ−ＲＳｓ（候補ビームと呼ばれる）を送信し、ＵＥは、所定の基準に基づく好ましいビームインデックスで構成するフィードバックを提供する。該フィードバックに基づいて、ｅＮＢはデータをプリコーダしてＵＥに送信する。

付記は、ビーム選択スキームのパフォーマンスを評価も評価した。評価結果によると、以下の内容が考察された：
考察１：要求されたパフォーマンスを達成するために、ビーム選択ＣＳＩ−ＲＳ強化スキームに対して、相対的に大きい数のビーム、例えば、垂直方向に４以上の数が必要である。

一方、Ｍａｘ（Ｍ＊Ｎ）＝３２が合意された。よって、同時に過大な数のビームを生成することを回避するのは自然である。更に、オーバーヘッドの観点から、垂直方向と水平方向とが独立したＰＭＩベースのフィードバックスキームと比べると、該ビーム選択スキームがより大きいＣＳＩ−ＲＳオーバーヘッドを要求する。

考察２：垂直方向と水平方向とが独立したＰＭＩベースのフィードバックスキームと比べると、ビーム選択スキームがより大きいＣＳＩ−ＲＳオーバーヘッドを要求する。

（２．動的なＢｅａｍｆｏｒｍｅｄ ＣＳＩ−ＲＳ）
ビーム選択強化スキームに基づいて、いわゆる動的なＢｅａｍｆｏｒｍｅｄ ＣＳＩ−ＲＳを使用することを提案する。動的なＢｅａｍｆｏｒｍｅｄ ＣＳＩ−ＲＳは、ビーム選択スキームと同じ概念を有するが、図１７に示されるような所定の基準に基づいて、候補ビームの分解能が動的に調整される。

図１７に示されるように、動的なＢｅａｍｆｏｒｍｅｄ ＣＳＩ−ＲＳスキームにおいて、ｅＮＢは、セルエリア全体をカバーするように、最初に相対的に低分解能のＣＳＩ−ＲＳビーム送信する。ＵＥは、要求されるＣＳＩ情報（Ｂｅａｍ ＩＤ、ＣＱＩ、ＲＩ及び／又は必要に応じるほかの情報）をｅＮＢにフィードバックする。

フィードバック情報と、一般的にＣＱＩレベル及びｅＮＢのビーム生成能力であり得る所定の基準とに基づいて、サービングｅＮＢは、ＵＥによって報告される現在のビーム（すなわち、相対的低分解能のビーム）を使用してデータ送信を開始するか、より良い送信ビームを探索するためにより狭いＣＳＩ−ＲＳビーム（すなわち、相対的高分解能のビーム）のセットを送信するかを決定する。後者の場合、サービングｅＮＢは、現在のビームを使用してデータ送信を開始した後に、狭められたＣＳＩ−ＲＳビームを送信してもよい。ＵＥは、更に、より良い送信ビームを探索するために、要求されるＣＳＩ情報をｅＮＢに報告する。

このような動的なｂｅａｍｆｏｒｍｅｄ ＣＳＩ−ＲＳスキームは、オーバーヘッドを低減し得ると同時に、セクション２に記載されるビーム選択スキームに匹敵する性能を維持し、高分解能のＣＳＩ−ＲＳビームのみを大量に生成するスキームと比べてｅＮＢの処理負担を軽減する。

提案：オーバーヘッドを低減するために、動的なｂｅａｍｆｏｒｍｅｄ ＣＳＩ−ＲＳ強化スキームを考えるべきである。

（結論）
本付記に、付記に提案されるビーム選択スキームをレビューした。

［相互参照］
米国仮出願第６２／１４５７２６号（２０１５年４月１０日）の全内容が参照により本願明細書に組み込まれている。

本発明は、通信分野において有用である。

Claims (11)

1. 基地局とユーザ端末の間で通信を行う移動通信システムであって、
   前記基地局は、指向性を形成して無線信号を送信する際、該形成した指向性を識別するための識別情報と、参照信号とを含む第１無線信号を送信し、
   前記ユーザ端末は、前記第１無線信号を受信して、前記参照信号を受信した際の品質情報と、前記識別情報とを含む第２無線信号とを送信し、
   前記基地局は、前記第２無線信号を受信して、前記識別情報と前記品質情報とに基づいて形成する指向性を決定することを特徴とする移動通信システム。
2. 前記基地局は、前記品質情報が示す品質が所定の品質より低い場合に、前記形成する指向性を、より高分解能の指向性に決定することを特徴とする請求項１に記載の移動通信システム。
3. 前記基地局は、前記ユーザ端末から受信した無線信号又は該無線信号に含まれる情報に基づき前記ユーザ端末の移動性を検出し、前記移動性が所定の単位時間当たりの移動量又は所定の移動量より大きいことを示した場合に、前記形成する指向性をより広い指向性に決定することを特徴とする請求項１に記載の移動通信システム。
4. 前記基地局は、前記形成する指向性が所定の指向性分解能まで分割できた場合は、その指向性に決定することを特徴とする請求項２に記載の移動通信システム。
5. 前記基地局は、データ送信に用いる前記形成する指向性を決定した後も、前記参照信号を送信することを特徴とする請求項１に記載の移動通信システム。
6. 前記基地局は、前記形成する指向性を決定した後に、前記参照信号の送信を停止することを特徴とする請求項１に記載の移動通信システム。
7. 前記基地局は、複数のアンテナポートを有し、
   前記基地局及び前記ユーザ端末は前記アンテナポート毎の信号に重みづけを行う際の重みを定義した共通のコードブックを有し、
   前記基地局は前記指向性が所定の指向性より狭くなった場合に、前記アンテナポート毎に前記コードブックに従った重みづけを行い、
   前記ユーザ端末は前記参照信号を受信した際に得られる信号に基づく前記コードブックから選択した特定のブリコーデイング行列の情報を含めた信号を送信し、
   前記基地局は、前記ユーザ端末から送信された前記信号を受信し、該信号に含まれる前記プリコーディング行列に基づき前記アンテナポート毎の重みづけを決定することを特徴とする請求項１に記載の移動通信システム。
8. 前記ユーザ端末は、前記通信の品質が比較的高い単数又は複数の指向性について、前記基地局へ前記品質情報及び前記識別情報を送信することを特徴とする請求項１に記載の移動通信システム。
9. 基地局とユーザ端末の間で通信を行う移動通信システムであって、
   前記基地局は、形成した指向性により、所定のタイミングにおいて参照信号を含む第１無線信号を送信し、
   前記ユーザ端末は、前記第１無線信号を受信してから所定期間経た後に、前記参照信号を受信した際の通信の品質情報を含む第２無線信号を送信し、
   前記基地局は、前記第２無線信号を受信して、前記ユーザ端末が前記第２無線信号を送信したタイミング及び前記品質情報に基づいて形成する指向性を決定することを特徴とする移動通信システム。
10. ユーザ端末と通信を行う基地局であって、
    無線信号を送受信する送受信部と、
    前記送受信部が送信する無線信号の指向性を形成する形成部と、
    前記形成部が形成する指向性を決定する制御部と、を含み、
    前記送受信部が、前記形成部が形成する指向性で、該指向性を識別する識別情報及び参照信号を含む無線信号を送信し、前記ユーザ端末が送信した無線信号を受信し、
    前記制御部が、前記ユーザ端末が送信した無線信号に含まれる、前記識別情報及び前記基地局が送信した前記参照信号に基づく品質情報に基づいて前記形成部が形成する指向性を決定する
    ことを特徴とする基地局。
11. 基地局と通信を行うユーザ端末であって、
    無線信号を送受信する送受信部と、
    前記送受信部が受信する無線信号の信号品質を算出する制御部と、を含み、
    前記送受信部が、前記基地局が送信した第１無線信号を受信し、
    前記制御部が、前記第１無線信号に含まれる参照信号を受信した際の通信の品質に基づく品質情報を算出し、
    前記送受信部が、前記受信した第１無線信号に含まれる識別情報及び前記品質情報を含む第２無線信号を送信する
    ことを特徴とするユーザ端末。

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