WO2014122994A1 - 無線基地局、ユーザ端末及び無線通信方法 - Google Patents

無線基地局、ユーザ端末及び無線通信方法 Download PDF

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WO2014122994A1
WO2014122994A1 PCT/JP2014/051252 JP2014051252W WO2014122994A1 WO 2014122994 A1 WO2014122994 A1 WO 2014122994A1 JP 2014051252 W JP2014051252 W JP 2014051252W WO 2014122994 A1 WO2014122994 A1 WO 2014122994A1
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transmission
user terminal
base station
noma
radio base
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PCT/JP2014/051252
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French (fr)
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祥久 岸山
アナス ベンジャブール
祐也 齋藤
健一 樋口
Original Assignee
株式会社Ｎｔｔドコモ
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    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
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    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0413—MIMO systems
    • H04B7/0452—Multi-user MIMO systems

Definitions

  • the present invention relates to a radio base station, a user terminal, and a radio communication method in a radio communication system that can use non-orthogonal multiple access (NOMA).
  • NOMA non-orthogonal multiple access
  • CDMA Code Division Multiple Access
  • UMTS Universal Mobile Telecommunications System
  • W-CDMA Wideband Code Division Multiple Access
  • OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiple Access
  • FRA Full Radio Access
  • NOMA non-orthogonal multiple access
  • signals of user terminals having different received SINR and path loss are superimposed on the same radio resource allocated by orthogonal frequency division multiple access (OFDMA), respectively. , Transmitted with different transmission power.
  • OFDMA orthogonal frequency division multiple access
  • a signal of a desired user terminal is extracted by canceling a signal of another user terminal.
  • the present invention has been made in view of this point, and provides a radio base station, a user terminal, and a radio communication method capable of improving frequency use efficiency in a radio communication system that can use non-orthogonal multiple access (NOMA). For the purpose.
  • NOMA non-orthogonal multiple access
  • a radio communication method of the present invention is a radio communication method in a radio communication system in which a radio base station transmits a downlink signal to a user terminal, and the radio base station performs non-orthogonal multiple access (NOMA) and multi-user multi-input multi-input.
  • NOMA non-orthogonal multiple access
  • a first transmission mode in which a plurality of transmission methods including a transmission method using output (MU-MIMO) are grouped, and a plurality of transmission methods including a transmission method using NOMA and open-loop transmission diversity are grouped.
  • frequency use efficiency can be improved in a wireless communication system that can use non-orthogonal multiple access (NOMA).
  • NOMA non-orthogonal multiple access
  • FIG. 2 is an explanatory diagram of non-orthogonal multiple access (NOMA) in the downlink.
  • NOMA non-orthogonal multiple access
  • the user terminal UE1 is located at the center of the cell (hereinafter referred to as cell center) formed by the radio base station BS, and the user terminal UE2 is located at the end of the cell (hereinafter referred to as cell edge) The case is shown.
  • the path loss in the cell increases from the cell center toward the cell edge. Therefore, as shown in FIG. 2, the received SINR (Received Signal to Interference plus Noise Ratio) of the user terminal UE2 located at the cell edge where the path loss is large is received by the user terminal UE1 located at the center of the cell where the path loss is small. It becomes lower than SINR.
  • SINR Received Signal to Interference plus Noise Ratio
  • a plurality of user terminals UE are multiplexed with respect to the same radio resource by changing transmission power according to a difference in interference estimation information (described later) such as reception SINR.
  • reception SINR a difference in interference estimation information
  • FIG. 2 downlink signals for user terminals UE1 and UE2 having different reception SINRs are multiplexed on the same radio resource.
  • the downlink signal with respect to user terminal UE1 with high reception SINR is transmitted with relatively small transmission power
  • the downlink signal with respect to user terminal UE2 with low reception SINR is transmitted with relatively large transmission power.
  • the downlink signal for the terminal is extracted by removing the interference signal from the received signal by SIC (Successive Interference Cancellation).
  • the downlink signal for the own terminal is extracted by removing the downlink signal for another user terminal having a reception SINR lower than that of the own terminal.
  • the downlink signal for the user terminal UE2 is transmitted with higher transmission power than the downlink signal for the user terminal UE1. For this reason, although the user terminal UE1 receives the downlink signal for the user terminal UE2 as an interference signal, the interference signal is appropriately removed by the SIC. As a result, the user terminal UE1 can extract and appropriately decode the downlink signal for the terminal itself.
  • the downlink signal for the user terminal UE1 is transmitted with transmission power smaller than the downlink signal for the user terminal UE2. For this reason, the user terminal UE2 can ignore the interference due to the downlink signal with respect to the user terminal UE1, and does not need to perform interference removal by SIC.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram of a transmission method (hereinafter referred to as NOMA / MU-MIMO) using NOMA and multi-user multiple-input multiple-output (MU-MIMO) in the downlink.
  • NOMA / MU-MIMO a transmission method
  • MU-MIMO multi-user multiple-input multiple-output
  • the user terminals UE1 and UE2 are located at different reception SINRs (beam level SINRs) in the same direction from the radio base station BS.
  • the user terminals UE3 and UE4 are located at different reception SINRs in the same direction from the radio base station BS.
  • downlink signals for a plurality of user terminals UE are transmitted by a plurality of beams having different directivities, respectively. Moreover, the downlink signal with respect to several user terminal UE from which receiving SINR differs is transmitted in each beam.
  • a beam for the terminal is extracted by suppressing the interference beam by IRC (Interference Rejection Combining). Further, by removing the interference signal from the extracted beam by SIC, the downlink signal for the own terminal is extracted.
  • the radio base station BS transmits downlink signals to the user terminals UE1 and UE2 using the beam B1. Since the received SINR of the user terminal UE2 is lower than that of the user terminal UE1, the downlink signal for the user terminal UE2 is transmitted with a larger transmission power than the downlink signal for the user terminal UE1. Further, the radio base station BS transmits downlink signals to the user terminals UE3 and UE4 using the beam B2. Since the received SINR of the user terminal UE4 is lower than that of the user terminal UE3, the downlink signal for the user terminal UE4 is transmitted with larger transmission power than the downlink signal for the user terminal UE3.
  • user terminals UE1 and UE2 suppress the interference beam (here, beam B2) by IRC, and extract beam B1 for the terminal itself. Also, the user terminal UE1 removes the downlink signal for the user terminal UE2 by SIC, and extracts and decodes the downlink signal for the user terminal UE1. In addition, since the user terminal UE2 can ignore the interference due to the downlink signal with respect to the user terminal UE1, the SIC is omitted.
  • the user terminals UE3 and UE4 extract the beam B2 for the own terminal by suppressing the interference beam (here, the beam B1) by IRC. Also, the user terminal UE3 removes the downlink signal for the user terminal UE4 by SIC, extracts the downlink signal for the user terminal UE3, and decodes it. In addition, since the user terminal UE4 can ignore the interference due to the downlink signal with respect to the user terminal UE3, the SIC is omitted.
  • different user terminals UE are spatially multiplexed (SDM) for a plurality of beams from the radio base station BS, and user terminals UE having different received SINRs in the same beam.
  • SDM spatially multiplexed
  • NOM non-orthogonal multiplexed
  • NOMA / MU-MIMO when NOMA / MU-MIMO is applied in the downlink, further improvement in frequency utilization efficiency is expected.
  • NOMA / MU-MIMO in a wireless communication system to which NOMA / MU-MIMO is applied, it is desired to support transmission methods other than NOMA / MU-MIMO according to various conditions.
  • 4 and 5 various transmission methods to be supported in a wireless communication system to which NOMA / MU-MIMO is applied will be described.
  • 4 and 5 show a case where the radio base station BS includes two transmission antennas, the number of transmission antennas is not limited to this.
  • FIG. 4A shows NOMA / MU-MIMO.
  • NOMA / MU-MIMO downlink signals for different user terminals UE are spatially multiplexed with respect to a plurality of beams transmitted from the radio base station BS. Further, downlink signals for a plurality of user terminals UE are non-orthogonal multiplexed within the same beam. In NOMA / MU-MIMO, frequency utilization efficiency is improved.
  • NOMA / SU-MIMO single user multiple input multiple output
  • NOMA / SU-MIMO single user multiple input multiple output
  • downlink signals for the same user terminal UE are spatially multiplexed with respect to a plurality of beams transmitted from the radio base station BS.
  • downlink signals for a plurality of user terminals UE are non-orthogonal multiplexed within the same beam.
  • NOMA / SU-MIMO downlink signals for the same user terminal UE are transmitted by a plurality of beams (layers), so that the peak rate is improved.
  • NOMA / transmission diversity shows a transmission method using NOMA and transmission diversity (hereinafter abbreviated as NOMA / transmission diversity).
  • NOMA / transmission diversity as shown in FIG. 4B, downlink signals for a plurality of user terminals UE are non-orthogonally multiplexed and transmitted without using a plurality of beams.
  • downlink signals for a plurality of user terminals UE are space-time encoded using STBC (Space-Time Block Coding) or STTC (Space-Time Trellis Coding) and transmitted with different transmission power.
  • STBC Space-Time Block Coding
  • STTC Space-Time Trellis Coding
  • the transmission diversity may include closed loop (CL) transmission diversity using feedback information from the user terminal UE and open loop (OL) transmission diversity not using feedback information from the user terminal UE.
  • CL closed loop
  • OL open loop
  • FIG. 5A shows a transmission method using SU-MIMO without using NOMA (hereinafter abbreviated as SU-MIMO).
  • SU-MIMO as shown in FIG. 5A, downlink signals for a single user terminal UE are spatially multiplexed with respect to a plurality of beams transmitted from the radio base station BS.
  • SU-MIMO is effective when there is no other user terminal UE subject to NOMA.
  • FIG. 5B a transmission method using closed loop (CL) transmission diversity or open loop (OL) transmission diversity is shown.
  • CL transmission diversity or OL transmission diversity as shown in FIG. 5B, a downlink signal for a single user terminal UE is space-time encoded and transmitted using STBC or STTC.
  • the CL transmission diversity and the OL transmission diversity are effective in an environment where there is no other user terminal UE subject to NOMA and the precoding gain by MIMO is small.
  • NOMA / MU-MIMO a transmission method based on NOMA (for example, NOMA / MU-MIMO, NOMA / SU-MIMO, NOMA / CL transmission diversity, NOMA / OL transmission diversity) and transmission methods that do not assume NOMA (for example, SU-MIMO, CL transmission diversity, OL transmission diversity) and the like are desired to be supported.
  • NOMA for example, NOMA / MU-MIMO, NOMA / SU-MIMO, NOMA / CL transmission diversity, NOMA / OL transmission diversity
  • NOMA for example, SU-MIMO, CL transmission diversity, OL transmission diversity
  • the present inventors have arrived at the present invention with the idea of supporting various transmission methods without increasing the control load by defining a transmission mode in which a plurality of transmission methods are grouped. .
  • wireless communication method which concerns on the following 1st aspect and 2nd aspect of this invention may be used independently, and may be used in combination as appropriate.
  • the interference estimation information is any information indicating the amount of interference and channel quality in the user terminal UE, such as received SINR, path loss, CQI (Channel Quality Indicator), SNR, CSI (Channel State Information). May be.
  • the radio base station BS has a first transmission mode in which a plurality of transmission methods including NOMA / MU-MIMO are grouped, and a plurality of transmission methods including NOMA / OL transmission diversity.
  • One of a plurality of transmission modes including the second transmission mode to be grouped is configured for the user terminal UE.
  • the radio base station BS transmits a downlink signal based on the set transmission mode.
  • the user terminal UE performs downlink signal reception processing (for example, demodulation, decoding, etc.) based on transmission mode information indicating the set transmission mode.
  • a plurality of transmission methods grouped in the first transmission mode include CL transmission diversity (may be referred to as single user CL transmission diversity without using NOMA), At least one of SU-MIMO (not using NOMA), NOMA / CL transmission diversity, and NOMA / SU-MIMO may be included.
  • the plurality of transmission methods grouped in the second transmission mode include OL transmission diversity (which may be referred to as single user OL transmission diversity without using NOMA), At least one of SU-MIMO (not using NOMA), NOMA / OL transmission diversity, and NOMA / SU-MIMO may be included.
  • the transmission methods grouped in the first transmission mode and the second transmission mode are not limited to the above.
  • the distinction between the first transmission mode and the second transmission mode is not limited to the above.
  • the transmission methods of the first transmission mode and the second transmission mode may be grouped depending on whether or not the transmission method requires feedback information from the user terminal UE.
  • the transmission methods of the first transmission mode and the second transmission mode may be grouped depending on whether the transmission is MIMO or transmission diversity.
  • the radio base station BS may set one of a plurality of transmission modes for the user terminal UE based on interference estimation information from the user terminal UE. Further, the radio base station BS may switch the transmission mode set for the user terminal UE based on the interference estimation information from the user terminal UE.
  • the setting and switching of the transmission mode may be performed using higher layer signaling (for example, RRC signaling). As a result, the transmission mode can be switched to semi-static.
  • the radio base station BS selects a transmission method applied to the downlink signal for the user terminal UE among a plurality of transmission methods grouped in the set transmission mode based on the interference estimation information from the user terminal UE. It may be set. Further, the radio base station BS may switch the transmission method applied to the downlink signal for the user terminal UE in the set transmission mode based on the interference estimation information from the user terminal UE. Note that the transmission method is set and switched using lower layer signaling (for example, MAC signaling) or L1 / L2 control channel (for example, downlink control channel (PDCCH: Physical Downlink Control Channel)) than upper layer signaling. It may be done. Thereby, the transmission method in the transmission mode can be switched to dynamic.
  • lower layer signaling for example, MAC signaling
  • L1 / L2 control channel for example, downlink control channel (PDCCH: Physical Downlink Control Channel)
  • the downlink signal transmitted based on the first transmission mode and the second transmission mode described above may be a downlink shared channel (PDSCH: Physical Downlink Shared Channel).
  • PDSCH Physical Downlink Shared Channel
  • the transmission mode of PDSCH includes a transmission mode 1 that supports a single antenna port, a transmission mode 2 that supports transmission diversity, a transmission mode 3 that supports open-loop spatial multiplexing, and a transmission mode 4 that supports closed-loop spatial multiplexing.
  • Transmission mode 5 that supports MU-MIMO
  • Transmission mode 6 that supports single-layer closed-loop spatial multiplexing
  • layer transmission using a reference signal specific to the user terminal UE for example, DM-RS: Demodulation Reference Signal
  • Transmission mode 7-9 transmission mode 10 that supports CoMP (Coordinated Multipoint Transmission), and the like are defined.
  • the above-described first transmission mode and second transmission mode may be added to realize PDSCH transmission by NOMA / MIMO.
  • the first transmission mode and the second transmission mode described above may be defined as the transmission modes 11 and 12, respectively.
  • reference signals that are common between user terminals UE and / or orthogonal between layers (beams) May be transmitted from the radio base station BS.
  • a reference signal (hereinafter referred to as a demodulation reference signal) used for demodulation of a downlink signal transmitted by each transmission method will be described with reference to FIG.
  • the horizontal axis indicates radio resources (time and frequency), and the vertical axis indicates transmission power.
  • the demodulation reference signal is arranged in two continuous resource elements, but is not limited thereto.
  • the downlink signal for each user terminal UE (here, user terminals UE1-UE3) is transmitted with different transmission power in the same radio resource. Is done.
  • a DM-RS Demodulation Reference Signal
  • a demodulation reference signal can be used as a demodulation reference signal.
  • multiple (2) layer downlinks for a single user terminal UE (here, user terminal UE1) Signals are multiplexed onto the same radio resource.
  • DM-RS orthogonal between layers can be used as a demodulation reference signal.
  • a plurality of (2) layers for each user terminal UE (here, user terminals UE1 to UE3).
  • the downlink signal for the user terminal UE is transmitted with different transmission power.
  • a DM-RS that is common between user terminals UE in the same layer and orthogonal between layers can be used as a demodulation reference signal.
  • the downlink signal for each user terminal UE (here, user terminals UE1-6) is the same. Multiplexed to radio resources.
  • the downlink signal for each user terminal UE is transmitted with different transmission power.
  • DM-RS that is common among user terminals UE in the same layer (beam) and orthogonal between layers (beams) can be used as a demodulation reference signal.
  • the transmission power ratio of the downlink signal for each user terminal UE may be notified from the radio base station BS.
  • each user terminal UE can appropriately demodulate a downlink signal for the terminal itself.
  • the reference signal for demodulation common among the user terminals UE is used is shown in FIG. 6, the reference signal for demodulation specific to the user terminal UE may be used.
  • a transmission mode corresponding to NOMA / MU-MIMO is defined, so that frequency use efficiency is improved. Can be improved. Since a first transmission mode in which a plurality of transmission methods including NOMA / MU-MIMO are grouped and a second transmission mode in which a plurality of transmission methods including NOMA / open loop transmission diversity are grouped are defined, the control load It is possible to support various transmission methods without increasing the bandwidth.
  • NOMA non-orthogonal multiple access
  • an estimation reference signal used for estimation of interference in the user terminal UE
  • FIG. 7 is an explanatory diagram of CL beam forming.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram of OL type beam forming.
  • the OL type beam forming may be referred to as random beam forming, Opportunistic beam forming, or the like.
  • the user terminal UE connected to the radio base station BS1 is based on the beamforming matrix M 2 (T- ⁇ ) of the radio base station BS2.
  • the amount of interference received from the radio base station BS2 is estimated.
  • the user terminal UE feeds back to the radio base station BS1 interference estimation information (for example, SINR) indicating the estimated interference amount and a beamforming matrix M 1 (T) corresponding to the interference estimation information.
  • SINR interference estimation information
  • the radio base station BS1 multiplies the channel matrix H 1 by the beam forming matrix M 1 (T) fed back from the user terminal UE and transmits the matrix.
  • the user terminal UE does not know the beamforming matrix M 2 (T) of the radio base station BS2.
  • the beam forming matrices M 2 (T ⁇ ) and M 2 (T) used in the radio base station BS are generally different at timing T ⁇ and timing T due to the result of scheduling and the like. . For this reason, an error may occur in the estimation result of the interference amount at the timing T ⁇ and the timing T.
  • each radio base station BS multiplies the channel matrix H by a predetermined beam forming matrix M or a random beam forming matrix M and transmits it at each time. That is, in the OL type beam forming, a known beam forming matrix M is used instead of the beam forming matrix M fed back from the user terminal UE.
  • the OL type beam forming by using the beam forming matrix M (T) at the timing T after the timing T ⁇ at the timing T ⁇ , the estimation result of the interference amount at the timing T ⁇ and the timing T. It is conceivable to reduce the error.
  • the radio base stations BS1 and BS2 multiply the channel matrices H 1 and H 2 by the beamforming matrices M 1 (T) and M 2 (T) at the timing T, respectively. Then send.
  • the user terminal UE connected to the radio base station BS1 estimates the amount of interference received from the radio base station BS2 based on the beamforming matrix M 2 (T) at the timing T.
  • the user terminal UE feeds back interference estimation information (for example, SINR) indicating the estimated interference amount to the radio base station BS1.
  • SINR interference estimation information
  • the radio base station BS1 performs scheduling based on the interference estimation information fed back from the user terminal UE.
  • the beamforming matrix M 2 (T) at the timing T after the timing T ⁇ at the timing T ⁇ , the estimation error of the interference amount at the timing T ⁇ and the timing T can be reduced.
  • each radio base station BS transmits the beamforming matrix M 1 (T ⁇ T) at the timing (T ⁇ ) (first timing) at which the estimation reference signal is transmitted.
  • T ⁇ the timing at which the estimation reference signal is transmitted.
  • interference estimation information estimated in the user terminal UE will be described in detail.
  • the interference estimation information is SINR, but is not limited thereto.
  • the received signal vector y of the user terminal UE connected to the radio base station BS1 is expressed by the following equation (1).
  • H 1 m 1, b indicates a reception signal (that is, a desired signal) by the b-th beam from the first radio base station BS (the radio base station BS1 to which the user terminal UE is connected).
  • H k m k, b indicates a received signal (that is, an interference signal) by the b-th beam from the k-th radio base station BS.
  • W represents noise.
  • M k, b is a beam forming matrix of the b-th beam from the k-th radio base station BS.
  • reception filter vector when receiving the b-th beam (1, b) from the first radio base station BS is V 1, b (
  • 1)
  • the received SINR of the beam (1, b) is expressed by the following equation (2).
  • R 1 and b indicate received signal power (that is, desired signal power) by the b-th beam from the first radio base station BS.
  • R k, b ′ indicates received signal power (that is, interference signal power) by the b′-th beam from the k-th radio base station BS.
  • N 0 is noise power.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram of an arrangement example of estimation reference signals.
  • estimation reference signals transmitted from the radio base stations BS1 to BS3 are mapped to resource elements that do not collide with each other.
  • estimation reference signals transmitted with different beams are mapped to different resource elements.
  • the estimation reference signals used for the estimation of the interference estimation information of each beam are arranged so as to be orthogonal within the cell and not collide between the cells.
  • the reference signal for estimation of the own cell is mapped so as to collide with the data signal of another cell. This is because the overhead is large when performing complete orthogonalization without arranging the data signals of other cells at the mapping position of the estimation signal of the own cell.
  • the user terminal UE since the data signal of the other cell is subjected to beamforming different from the reference signal for estimation of the own cell, the user terminal UE can distinguish the reference signal for estimation of the own cell and the data signal of the other cell. It is.
  • p k, b ′, i the received signal vector y k, b ′ (length L) after reception filtering of the estimation reference signal p k, b ′, i is expressed by the following equation (3).
  • ⁇ p k, b ′, i ⁇ is independent.
  • 2 P k, b ′ .
  • pk, b ′ [ pk, b ′, 1 ,..., Pk, b ′, L ] T.
  • z k, b ′ is considered instead of the noise power N 0 due to interference due to data signals of other cells.
  • Z k, b ′ is represented by the following formula (4).
  • the interference signal power R k, b ′ by the b′-th beam from the k-th radio base station BS is expressed by the following equation (5).
  • the radio base station BS needs to know the radio resource (resource element) in which the estimation reference signal is arranged in the neighboring cells and the estimation reference signal sequence.
  • the radio resource resource element
  • a large error is included in the estimated value of the interference signal power R k, b ′ from neighboring cells at a distance.
  • the noise power N 0 since interference from data signals in neighboring cells is included in the estimation reference signal, it is difficult to measure the noise power N 0 .
  • FIG. 10 is an explanatory diagram of an arrangement example of estimation reference signals in the wireless communication method according to the second aspect.
  • reference signals for estimation of all beams of all radio base stations BS1 to BS3 are mapped to the same resource element.
  • reference signals for estimation of all beams of all radio base stations BS are code division multiplexed on the same resource element.
  • code division multiplexing a CAZAC (Constant Amplitude Zero Auto-Correlation) sequence, a WALSH code, or the like may be used. Note that the arrangement shown in FIG. 10 is based on the assumption that all radio base stations BS1 to BS3 are synchronized (inter-cell synchronization).
  • ⁇ q k, b ′, i ⁇ is independent.
  • E i [q k, b ′, i ] 0.
  • 2 P k, b ′ .
  • q k, b ′ [q k, b ′, 1 ,..., Q k, b ′, F ] T.
  • the relationship of following formula (7) is formed.
  • estimation reference signals that are beam-formed using a beam-forming matrix M at timing T after timing T ⁇ and multiplexed on the same radio resource as shown in FIG.
  • the user terminal UE estimates interference estimation information based on the estimation reference signal (performs channel estimation).
  • the user terminal UE may estimate interference estimation information (for example, SINR) based on the estimation reference signal and the existing reference signal.
  • the user terminal UE estimates the desired signal power based on the existing reference signal, and estimates the interference signal power based on the estimation reference signal described above. May be.
  • the existing reference signal for example, CSI-RS (Channel State Information-Reference Signal) may be used.
  • SINR 1 and b of the b-th beam from the first radio base station BS are expressed by Expression (9).
  • the desired signal power of the existing reference signal for example, CSI-RS
  • the desired signal power of the existing reference signal is calculated from the sum of the total received power of the estimation reference signal multiplexed on the same resource element shown in Equation (8) and the noise power N 0. Is subtracted.
  • the SINR can be estimated based on the estimation reference signal multiplexed on the same resource and the existing reference signal.
  • the user terminal UE may estimate both the desired signal power and the interference signal power based on the estimation reference signal described above.
  • the desired signal power estimated based on the estimation reference signal is expressed by Equation (10).
  • Equation (11) assumes that the user terminal UE knows at least one of the reference signals q k, b ′ for estimating the b′-th beam from the k-th radio base station BS. It is. In such a case, a decorrelator is also possible.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating a wireless communication method according to the second aspect. Below, it demonstrates centering around operation
  • the estimation reference signal is transmitted after beam forming (precoding) by OL beam forming.
  • the radio base station BS1 uses a beamforming matrix M 1 used for transmission of a downlink signal (for example, PDSCH) at a timing T (second timing) next to the timing T ⁇ (first timing).
  • T (precoding matrix) is determined in advance.
  • the beam forming matrix at the timing T may be determined in advance or may be random.
  • the radio base station BS1 precodes estimation reference signals for the number of beams (streams and layers) at the timing T- ⁇ using the beamforming matrix M 1 (T) at the next timing T. To send. Similarly, each radio base station BS in the neighboring cell also precodes and transmits estimation reference signals for the number of beams using the beamforming matrix M (T) at the next timing T.
  • step S102 the radio base station BS1 maps the estimation reference signal for all beams from the own station to the same radio resource as the estimation reference signal for all beams in the neighboring cells. .
  • the estimation accuracy of the interference amount can be improved as compared with the case where the estimation reference signal from the own station is orthogonally mapped within the cell and does not overlap between the cells.
  • the user terminal UE performs interference estimation (channel estimation) on each beam from the radio base station BS1, and feeds back interference estimation information (for example, SINR) of each beam (stream, layer) to the radio base station BS1.
  • SINR interference estimation information
  • the user terminal UE may estimate the SINR based on the existing reference signal (for example, CSI-RS) and the above-described estimation reference signal.
  • user terminal UE may estimate SINR based on the above-mentioned estimation reference signal, without using the existing reference signal, as shown in formula (11).
  • the radio base station BS1 schedules the user terminal UE appropriate for each beam (stream, layer) based on the interference estimation information of each beam fed back from the user terminal UE. For example, the radio base station BS1 selects the user terminal UE having the highest SINR of each beam and assigns it to each beam.
  • step S105 the radio base station BS1 precodes and transmits a downlink signal (for example, PDSCH) at the current timing T based on the scheduling result in step S104.
  • a downlink signal for example, PDSCH
  • the downlink signal may be transmitted based on the transmission mode set in the user terminal UE in the radio communication method according to the first aspect. Moreover, this transmission mode may be changed semi-statically based on the interference estimation information fed back in step S103. Also, a plurality of transmission methods supported in the transmission mode may be dynamically changed based on the interference estimation information fed back in step S103.
  • the beamforming matrices M 1 (T) and M 2 (T) at the timing T at which the downlink signal is transmitted based on the interference estimation information by the estimation reference signal are used. Therefore, the accuracy of the interference estimation information can be improved because the estimation reference signal is transmitted by being multiplexed with the same radio resource as the estimation reference signal for all the beams in the neighboring cells.
  • the radio communication method is a radio communication method in a radio communication system in which the radio base station BS transmits a downlink signal to the user terminal UE, and in the radio base station BS, interference estimation information in the user terminal UE Mapping the estimation reference signal used for the estimation to the same radio resource as the neighboring radio base station BS, and instead of the first timing beamforming matrix for transmitting the estimation reference signal, the estimation Transmitting a reference signal for estimation using a beamforming matrix at a second timing at which a downlink signal is transmitted based on interference estimation information by the reference signal for use.
  • the wireless communication system 1 includes a wireless base station 10 (10A, 10B) and a plurality of user terminals 20 (20A, 20B).
  • the radio base station 10 is connected to the upper station apparatus 30, and the upper station apparatus 30 is connected to the core network 40.
  • Each user terminal 20 can communicate with the radio base station 10 in the cells C1 and C2.
  • the user terminal 20 may be a mobile terminal or a fixed terminal.
  • the upper station device 30 includes, for example, an access gateway device, a radio network controller (RNC), a mobility management entity (MME), and the like, but is not limited thereto.
  • RNC radio network controller
  • MME mobility management entity
  • OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiple Access
  • SC-FDMA Single Carrier Frequency Division Multiple Access
  • OFDMA is a multi-carrier transmission scheme that performs communication by dividing a frequency band into a plurality of narrow frequency bands (subcarriers) and mapping data to each subcarrier.
  • SC-FDMA is a single carrier transmission method that reduces interference between terminals by dividing a system band into bands each consisting of one or continuous resource blocks for each terminal, and a plurality of terminals using different bands.
  • NOMA is applied to the downlink of the wireless communication system 1 as necessary.
  • the downlink communication channel has PDSCH (Physical Downlink Shared CHannel) shared by each user terminal 20 and downlink L1 / L2 control channels (PDCCH, PCFICH, PHICH, EPDCCH).
  • PDSCH Physical Downlink Shared CHannel
  • PDSCH and PUSCH scheduling information, etc. are transmitted by PDCCH (Physical Downlink Control CHannel).
  • the number of OFDM symbols used for the PDCCH is transmitted by PCFICH (Physical Control Format Indicator CHannel).
  • the HARQ ACK / NACK for PUSCH is transmitted by PHICH (Physical Hybrid-ARQ Indicator CHannel).
  • the uplink communication channel has PUSCH (Physical Uplink Shared CHannel) as an uplink shared channel shared by each user terminal 20 and PUCCH (Physical Uplink Control CHannel) as an uplink control channel.
  • PUSCH Physical Uplink Shared CHannel
  • PUCCH Physical Uplink Control CHannel
  • User data and higher control information are transmitted by this PUSCH.
  • downlink interference estimation information CQI, SINR, etc.
  • delivery confirmation information ACK / NACK / DTX
  • ACK / NACK / DTX delivery confirmation information
  • FIG. 13 is a schematic configuration diagram of the radio base station according to the present embodiment.
  • the radio base station 10 includes a plurality of transmission / reception antennas 101 for beam forming, an amplifier unit 102, a transmission / reception unit 103, a baseband signal processing unit 104, a call processing unit 105, and a transmission path interface 106. Yes.
  • User data transmitted from the radio base station 10 to the user terminal 20 in the downlink is input from the higher station apparatus 30 to the baseband signal processing unit 104 via the transmission path interface 106.
  • the baseband signal processing unit 104 performs PDCP layer processing, user data division / combination, RLC (Radio Link Control) retransmission control transmission processing such as RLC layer transmission processing, MAC ( Medium Access Control (retransmission control), for example, HARQ transmission processing, scheduling, transmission format selection, channel coding, inverse fast Fourier transform (IFFT) processing, precoding processing, etc. Forward.
  • RLC Radio Link Control
  • MAC Medium Access Control (retransmission control)
  • HARQ transmission processing scheduling, transmission format selection, channel coding, inverse fast Fourier transform (IFFT) processing, precoding processing, etc. Forward.
  • transmission processing such as channel coding and IFFT processing is performed on the downlink control information, and the transmission information is transferred to each transmission / reception section 103.
  • the baseband signal processing unit 104 notifies the control information for communication in the serving cell to the user terminal 20 through the broadcast channel.
  • the information for communication in the serving cell includes, for example, the system bandwidth in the uplink or the downlink.
  • Each transmission / reception unit 103 converts the baseband signal output by precoding from the baseband signal processing unit 104 for each antenna to a radio frequency band.
  • the amplifier unit 102 amplifies the frequency-converted radio frequency signal and transmits it from the transmission / reception antenna 101.
  • each transmitting / receiving antenna 101 receives data transmitted from the user terminal 20 to the radio base station 10 via the uplink.
  • the amplifier unit 102 amplifies the radio frequency signal input from each transmission / reception antenna 101 and sends the amplified signal to each transmission / reception unit 103.
  • the amplified radio frequency signal is converted into a baseband signal by each transmitting / receiving unit 103 and input to the baseband signal processing unit 104.
  • the baseband signal processing unit 104 performs fast Fourier transform (FFT: Fast Fourier Transform) processing, inverse discrete Fourier transform (IDFT: Inverse Discrete Fourier Transform) processing, error on user data included in the input baseband signal. Correction decoding, MAC retransmission control reception processing, RLC layer, PDCP layer reception processing, and the like are performed and transferred to the upper station apparatus 30 via the transmission path interface 106.
  • the call processing unit 105 performs call processing such as communication channel setting and release, state management of the radio base station 10, and radio resource management.
  • FIG. 14 is a schematic configuration diagram of a user terminal according to the present embodiment.
  • the user terminal 20 includes a plurality of transmission / reception antennas 201, an amplifier unit 202, a transmission / reception unit 203, a baseband signal processing unit 204, and an application unit 205.
  • Downlink data is received by a plurality of transmission / reception antennas 201 and input to an amplifier unit 202.
  • the amplifier unit 202 amplifies the radio frequency signal input from each transmission / reception antenna 201 and sends the amplified signal to each transmission / reception unit 203.
  • the amplified radio frequency signal is converted into a baseband signal by each transmission / reception unit 203 and input to the baseband signal processing unit 204.
  • the baseband signal processing unit 204 performs FFT processing, error correction decoding, retransmission control reception processing, and the like on the input baseband signal.
  • User data included in the downlink data is transferred to the application unit 205.
  • the application unit 205 performs processing related to layers higher than the physical layer and the MAC layer.
  • broadcast information included in downlink data is also transferred to the application unit 205.
  • uplink user data is input from the application unit 205 to the baseband signal processing unit 204.
  • the baseband signal processing unit 204 performs retransmission control transmission processing, channel coding, precoding, Discrete Fourier Transform (DFT) processing, IFFT processing, and the like on the input user data, and performs each transmission / reception
  • the data is transferred to the unit 203.
  • Each transmitting / receiving unit 203 converts the baseband signal output from the baseband signal processing unit 204 into a radio frequency band.
  • the amplifier unit 202 amplifies the frequency-converted radio frequency signal and transmits it from the transmission / reception antenna 201.
  • FIG. 15 is a functional configuration diagram of the radio base station and the user terminal according to the present embodiment.
  • the functional configuration shown in FIG. 15 includes the baseband signal processing units 104 and 204. Further, FIG. 15 shows only a part of the configuration, but it is assumed that the radio base station 10 and the user terminal 20 have a necessary configuration without a shortage.
  • the radio base station 10 includes a scheduling unit 111, a transmission mode setting unit 112, a downlink control information (DCI) generation unit 113, a downlink data generation unit 114, a reference signal generation unit 115, and a precoding unit 116. It has.
  • DCI downlink control information
  • the scheduling unit 111 performs scheduling based on interference estimation information from the user terminal 20.
  • the interference estimation information may be any information indicating the amount of interference and channel quality in the user terminal UE, such as received SINR, path loss, CQI, SNR, and CSI.
  • the scheduling unit 111 determines the user terminal 20 to be spatially multiplexed or non-orthogonally multiplexed based on the interference estimation information and allocates radio resources.
  • the scheduling part 111 may determine the transmission power of the user terminal 20 to be non-orthogonal multiplexed.
  • the transmission mode setting unit 112 (setting unit) is one of a plurality of transmission modes including a first transmission mode in which a plurality of transmission methods are grouped and a second transmission mode in which a plurality of transmission methods are grouped. Is configured for the user terminal 20. Moreover, the transmission mode setting part 112 switches the transmission mode set with respect to the said user terminal using higher layer signaling (for example, RRC signaling). Further, the transmission mode setting unit 112 uses lower layer signaling (for example, MAC signaling) or DCI rather than upper layer signaling, and is applied to a downlink signal among a plurality of transmission methods grouped in the transmission mode. Switch law.
  • grouping of transmission methods in the first transmission mode and the second transmission mode is performed depending on whether the transmission method requires feedback information from the user terminal UE (whether it is a closed loop or an open loop). It may be performed depending on whether it is MIMO or transmission diversity. Further, overlapping transmission methods may be included in both the first transmission mode and the second transmission mode.
  • the DCI generating unit 113 generates downlink control information (DCI) transmitted by PDCCH or EPDCCH and performs transmission processing (for example, encoding, modulation, mapping to radio resources, etc.).
  • the DCI includes PDSCH / PUSCH allocation information and the like.
  • the DCI includes various types of information necessary for receiving a non-orthogonal multiplexed signal.
  • the DCI may also include transmission method switching information in a transmission mode configured in the user terminal 20.
  • the downlink data generation unit 114 generates downlink user data and higher layer control information transmitted on the PDSCH, and performs transmission processing (eg, encoding, modulation, radio resource) based on the transmission mode set by the transmission mode setting unit 112. Mapping).
  • the higher layer control information includes control information transmitted by higher layer signaling (for example, RRC signaling) or lower layer signaling (for example, MAC signaling) than the higher layer signaling.
  • the higher layer control information may include transmission mode setting information and switching information for the user terminal UE.
  • the control information by MAC signaling may include the above-described transmission method switching information.
  • the reference signal generation unit 115 generates reference signals such as CRS (Cell-specific Reference Signal), CSI-RS, DM-RS (FIG. 6), estimation reference signals (FIG. 10), and performs transmission processing (for example, code , Modulation, mapping to radio resources, etc.).
  • CRS Cell-specific Reference Signal
  • CSI-RS Cell-specific Reference Signal
  • DM-RS DM-RS
  • estimation reference signals FOG. 10
  • transmission processing for example, code , Modulation, mapping to radio resources, etc.
  • the DM-RS used as the demodulation reference signal may be common among the user terminals 20.
  • the estimation reference signal is a reference signal used for estimation of interference estimation information in the user terminal 20 and is the same between the surrounding radio base station 10 and all beams (streams and layers). May be mapped to other radio resources (resource elements).
  • the precoding unit 116 precodes (beam-forms) and transmits the downlink signal output from the downlink data generation unit 114 and the reference signal output from the reference signal generation unit 115. Specifically, the precoding unit 116 precodes and transmits DM-RSs using a beamforming matrix corresponding to the downlink signal.
  • the precoding unit 116 performs downlink based on interference estimation information by the reference signal instead of the beamforming matrix M (T ⁇ ) at the timing T ⁇ (first timing) at which the estimation reference signal is transmitted.
  • the estimation reference signal is transmitted using the beamforming matrix M (T) at the timing at which the signal is transmitted (second timing).
  • the user terminal 20 includes an interference estimation unit 211, a DCI reception processing unit 212, a downlink data reception processing unit 213, and a transmission mode setting unit 214.
  • the interference estimation unit 211 estimates interference estimation information (performs channel estimation) based on the estimation reference signal from the radio base station 10.
  • the interference estimation unit 211 may estimate the interference estimation information (for example, SINR) based on the estimation reference signal and the existing reference signal (for example, CSI-RS) as shown in Expression (9). Good.
  • the interference estimation unit 211 may estimate the interference estimation information using the estimation reference signal without using the existing reference signal (for example, CSI-RS), as shown in Expression (10). .
  • the DCI reception processing unit 212 performs blind decoding on the DCI from the radio base station 10 and performs reception processing (for example, demapping, demodulation, decoding, etc.).
  • DCI may include transmission method switching information within the transmission mode set in the user terminal 20.
  • the downlink data reception processing unit 213 performs reception processing (for example, IRC, SIC, demapping, demodulation, decoding, etc.) of downlink data (including higher layer control information) from the radio base station 10. Interference beams are removed by linear filtering such as IRC, and a beam for the terminal is extracted. Further, the downlink signal (interference signal) for the other user terminal 20 multiplexed on the same beam is removed by the SIC, and the downlink signal for the own terminal is extracted.
  • reception processing for example, IRC, SIC, demapping, demodulation, decoding, etc.
  • the downlink data reception processing unit 213 may demodulate the downlink data based on the DM-RS common to the user terminals 20 and the transmission power ratio between the user terminals 20. Further, as described above, the upper layer control information may include transmission mode setting information or switching information set in the user terminal 20.
  • the transmission mode setting unit 214 sets the transmission mode of the user terminal UE based on the above-described transmission mode setting information or switching information, and performs downlink data reception processing so as to perform downlink data reception processing based on the transmission mode.
  • the unit 213 is controlled.
  • the transmission mode setting unit 214 performs downlink data reception processing according to the transmission method based on the transmission method switching information within the transmission mode set in the user terminal 20. May be controlled.
  • a transmission mode corresponding to NOMA / MU-MIMO is defined.
  • the frequency utilization efficiency can be improved. Since a first transmission mode in which a plurality of transmission methods including NOMA / MU-MIMO are grouped and a second transmission mode in which a plurality of transmission methods including NOMA / open loop transmission diversity are grouped are defined, the control load It is possible to support various transmission methods without increasing the number (first mode).

Abstract

　非直交多重アクセス（ＮＯＭＡ）を利用可能な無線通信システムにおいて、周波数利用効率を向上させること。無線基地局が、非直交多重アクセス（ＮＯＭＡ）とマルチユーザ多入力多出力（ＭＵ－ＭＩＭＯ）とを用いた送信法を含む複数の送信法がグループ化される第１送信モードと、前記ＮＯＭＡと開ループ送信ダイバーシチとを用いた送信法を含む複数の送信法がグループ化される第２送信モードと、を含む複数の送信モードの一つを、前記ユーザ端末に対して設定する工程と、前記無線基地局が、設定された送信モードに基づいて、前記ユーザ端末に対する下り信号を送信する工程と、を有する。

Description

無線基地局、ユーザ端末及び無線通信方法
　本発明は、非直交多重アクセス（ＮＯＭＡ）を利用可能な無線通信システムにおいて、無線基地局、ユーザ端末及び無線通信方法に関する。
　従来、無線通信システムでは、様々な無線アクセス方式が用いられている。例えば、Ｗ－ＣＤＭＡ（Wideband　Code　Division　Multiple　Access）とも呼ばれるＵＭＴＳ（Universal　Mobile　Telecommunications　System）では、符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ：Code　Division　Multiple　Access）が用いられる。また、ＬＴＥ（Long　Term　Evolution）では、直交周波数分割多重アクセス（ＯＦＤＭＡ：Orthogonal　Frequency　Division　Multiple　Access）が用いられる（例えば、非特許文献１）。
　ＦＲＡ（Future　Radio　Access）などと呼ばれる将来の無線通信システムでは、受信側での干渉除去（Interference　Cancellation）を前提する非直交多重アクセス（ＮＯＭＡ：Non-Orthogonal　Multiple　Access）を用いた無線アクセス方式が検討されている。
　かかる無線アクセス方式では、例えば、図１に示すように、直交周波数分割多重アクセス（ＯＦＤＭＡ）によって割り当てられる同一の無線リソースに対して、受信ＳＩＮＲやパスロスなどが異なるユーザ端末の信号が重畳され、それぞれ、異なる送信電力で送信される。受信側では、他のユーザ端末の信号をキャンセルすることで、所望のユーザ端末の信号が抽出される。
　ＮＯＭＡを用いた無線アクセス方式では、同一の無線リソースに対して複数のユーザ端末を多重できるので、周波数利用効率の向上が見込まれる。一方、将来の無線通信システムでは、飛躍的なトラヒック増大が見込まれるため、更なる周波数利用効率の向上が望まれる。
　本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、非直交多重アクセス（ＮＯＭＡ）を利用可能な無線通信システムにおいて、周波数利用効率を向上可能な無線基地局、ユーザ端末及び無線通信方法を提供することを目的とする。
　本発明の無線通信方法は、無線基地局がユーザ端末に対する下り信号を送信する無線通信システムにおける無線通信方法であって、前記無線基地局が、非直交多重アクセス（ＮＯＭＡ）とマルチユーザ多入力多出力（ＭＵ－ＭＩＭＯ）とを用いた送信法を含む複数の送信法がグループ化される第１送信モードと、前記ＮＯＭＡと開ループ送信ダイバーシチとを用いた送信法を含む複数の送信法がグループ化される第２送信モードと、を含む複数の送信モードの一つを、前記ユーザ端末に対して設定する工程と、前記無線基地局が、設定された送信モードに基づいて、前記下り信号を送信する工程と、を有する。
　本発明によれば、非直交多重アクセス（ＮＯＭＡ）を利用可能な無線通信システムにおいて、周波数利用効率を向上させることができる。
種々の無線通信システムで用いられる無線アクセス方式の説明図である。 下りリンクにおけるＮＯＭＡの説明図である。 下りリンクにおけるＮＯＭＡ／ＭＩＭＯの説明図である。 本発明の第１態様に係るＮＯＭＡを用いた送信法の説明図である。 本発明の第１態様に係るＮＯＭＡを用いない送信法の説明図である。 本発明の第１態様に係る復調用参照信号の構成例を示す図である。 閉ループ型ビームフォーミングの説明図である。 開ループ型ビームフォーミングの説明図である。 推定用参照信号のマッピング例を示す図である。 本発明の第２態様に係る推定用参照信号のマッピング例を示す図である。 本発明の第２態様に係る無線通信方法を示すフローチャートである。 本実施の形態に係る無線通信システムの概略図である。 本実施の形態に係る無線基地局の概略構成の説明図である。 本実施の形態に係るユーザ端末の概略構成の説明図である。 本実施の形態に係る無線基地局及びユーザ端末の機能構成の説明図である。
　図２は、下りリンクにおける非直交多重アクセス（ＮＯＭＡ）の説明図である。図２では、無線基地局ＢＳによって形成されるセルの中央部（以下、セル中央部という）にユーザ端末ＵＥ１が位置し、当該セルの端部（以下、セル端部という）にユーザ端末ＵＥ２が位置する場合が示される。セル内のパスロスは、セル中央部からセル端部に向かうにつれて増加する。このため、図２に示すように、パスロスが大きいセル端部に位置するユーザ端末ＵＥ２の受信ＳＩＮＲ(Received　Signal　to　Interference　plus　Noise　Ratio)は、パスロスが小さいセル中央部に位置するユーザ端末ＵＥ１の受信ＳＩＮＲよりも低くなる。
　ＮＯＭＡでは、受信ＳＩＮＲなどの干渉推定情報（後述）の相違に応じて送信電力を異ならせることで、同一の無線リソースに対して複数のユーザ端末ＵＥを多重する。例えば、図２では、受信ＳＩＮＲが異なるユーザ端末ＵＥ１及びＵＥ２に対する下り信号が同一の無線リソースに多重される。また、受信ＳＩＮＲが高いユーザ端末ＵＥ１に対する下り信号が相対的に小さい送信電力で送信され、受信ＳＩＮＲが低いユーザ端末ＵＥ２に対する下り信号が相対的に大きい送信電力で送信される。
　また、ＮＯＭＡでは、ＳＩＣ（Successive　Interference　Cancellation）により受信信号から干渉信号を除去することで、自端末に対する下り信号が抽出される。具体的には、自端末より受信ＳＩＮＲが低い他のユーザ端末に対する下り信号を除去することで、自端末に対する下り信号が抽出される。
　例えば、図２において、ユーザ端末ＵＥ２の受信ＳＩＮＲはユーザ端末ＵＥ１よりも低いので、ユーザ端末ＵＥ２に対する下り信号は、ユーザ端末ＵＥ１に対する下り信号より大きい送信電力で送信される。このため、ユーザ端末ＵＥ１は、ユーザ端末ＵＥ２に対する下り信号を干渉信号として受信してしまうが、当該干渉信号は、ＳＩＣにより適切に除去される。この結果、ユーザ端末ＵＥ１は、自端末に対する下り信号を抽出して適切に復号できる。
　一方、ユーザ端末ＵＥ１の受信ＳＩＮＲはユーザ端末ＵＥ２よりも高いので、ユーザ端末ＵＥ１に対する下り信号は、ユーザ端末ＵＥ２に対する下り信号より小さい送信電力で送信される。このため、ユーザ端末ＵＥ２は、ユーザ端末ＵＥ１に対する下り信号による干渉を無視でき、ＳＩＣによる干渉除去を行う必要はない。
　このように、下りリンクにおいてＮＯＭＡを適用する場合、同一の無線リソースに対して、受信ＳＩＮＲが異なる複数のユーザ端末ＵＥ１及びＵＥ２を多重できるので、周波数利用効率を向上させることができる。一方、将来の無線通信システムでは、飛躍的なトラヒック増大が見込まれるため、更なる周波数利用効率の改善が望まれる。そこで、下りリンクにおいてＮＯＭＡに加えて多入力多出力（ＭＩＭＯ：Multiple-Input　and　Multiple-Output）を適用することが検討されている。
　図３は、下りリンクにおけるＮＯＭＡとマルチユーザ多入力多出力（ＭＵ－ＭＩＭＯ）とを用いた送信法（以下、ＮＯＭＡ／ＭＵ－ＭＩＭＯ）の説明図である。図３では、ユーザ端末ＵＥ１及びＵＥ２は、無線基地局ＢＳから同一方向で受信ＳＩＮＲ（ビームレベルＳＩＮＲ）が異なる位置に位置する。同様に、ユーザ端末ＵＥ３及びＵＥ４は、無線基地局ＢＳから同一方向で受信ＳＩＮＲが異なる位置に位置する。
　ＮＯＭＡ／ＭＵ－ＭＩＭＯでは、異なる指向性を有する複数のビームにより複数のユーザ端末ＵＥに対する下り信号がそれぞれ送信される。また、各ビームにおいて、受信ＳＩＮＲが異なる複数のユーザ端末ＵＥに対する下り信号が送信される。一方、受信側では、ＩＲＣ（Interference　Rejection　Combining）により干渉ビームを抑制することで、自端末に対するビームが抽出される。また、抽出されたビームからＳＩＣにより干渉信号を除去することで、自端末に対する下り信号が抽出される。
　例えば、図３では、無線基地局ＢＳは、ビームＢ１により、ユーザ端末ＵＥ１及びＵＥ２に対する下り信号を送信する。ユーザ端末ＵＥ２の受信ＳＩＮＲはユーザ端末ＵＥ１よりも低いので、ユーザ端末ＵＥ２に対する下り信号は、ユーザ端末ＵＥ１に対する下り信号よりも大きい送信電力で送信される。また、無線基地局ＢＳは、ビームＢ２により、ユーザ端末ＵＥ３及びＵＥ４に対する下り信号を送信する。ユーザ端末ＵＥ４の受信ＳＩＮＲはユーザ端末ＵＥ３よりも低いので、ユーザ端末ＵＥ４に対する下り信号は、ユーザ端末ＵＥ３に対する下り信号よりも大きい送信電力で送信される。
　図３において、ユーザ端末ＵＥ１及びＵＥ２は、ＩＲＣにより干渉ビーム（ここでは、ビームＢ２）を抑制して、自端末に対するビームＢ１を抽出する。また、ユーザ端末ＵＥ１は、ＳＩＣによりユーザ端末ＵＥ２に対する下り信号を除去して、ユーザ端末ＵＥ１に対する下り信号を抽出して復号する。なお、ユーザ端末ＵＥ２では、ユーザ端末ＵＥ１に対する下り信号による干渉を無視できるため、ＳＩＣは省略される。
　同様に、ユーザ端末ＵＥ３及びＵＥ４は、ＩＲＣにより干渉ビーム（ここでは、ビームＢ１）を抑制することで、自端末に対するビームＢ２を抽出する。また、ユーザ端末ＵＥ３は、ＳＩＣによりユーザ端末ＵＥ４に対する下り信号を除去して、ユーザ端末ＵＥ３に対する下り信号を抽出して復号する。なお、ユーザ端末ＵＥ４では、ユーザ端末ＵＥ３に対する下り信号による干渉を無視できるため、ＳＩＣは省略される。
　このように、ＮＯＭＡ／ＭＵ－ＭＩＭＯでは、無線基地局ＢＳからの複数のビームに対してそれぞれ異なるユーザ端末ＵＥが空間分割多重（ＳＤＭ）されるとともに、同一ビーム内に受信ＳＩＮＲが異なるユーザ端末ＵＥが非直交多重（ＮＯＭ）される。このため、同一の無線リソースに対してより多くのユーザ端末ＵＥを多重可能となり、周波数利用効率が向上する。
　以上のように、下りリンクにおいてＮＯＭＡ／ＭＵ－ＭＩＭＯを適用する場合、周波数利用効率の更なる向上が見込まれる。一方で、ＮＯＭＡ／ＭＵ－ＭＩＭＯを適用する無線通信システムにおいても、種々の条件に応じて、ＮＯＭＡ／ＭＵ－ＭＩＭＯ以外の送信法をサポートすることが望まれる。
　図４及び図５を参照し、ＮＯＭＡ／ＭＵ－ＭＩＭＯが適用される無線通信システムにおいて、サポートすべき種々の送信法を説明する。なお、図４及び図５では、無線基地局ＢＳが２送信アンテナを備える場合を示すが、送信アンテナ数はこれに限られない。
　図４Ａでは、ＮＯＭＡ／ＭＵ－ＭＩＭＯが示される。上述のように、ＮＯＭＡ／ＭＵ－ＭＩＭＯでは、無線基地局ＢＳから送信される複数のビームに対して、異なるユーザ端末ＵＥに対する下り信号が空間多重される。また、同一のビーム内において、複数のユーザ端末ＵＥに対する下り信号が非直交多重される。ＮＯＭＡ／ＭＵ－ＭＩＭＯでは、周波数利用効率が向上する。
　また、図４Ｂでは、ＮＯＭＡとシングルユーザ多入力多出力（ＳＵ－ＭＩＭＯ）とを用いた送信法（以下、ＮＯＭＡ／ＳＵ－ＭＩＭＯと略する）が示される。ＮＯＭＡ／ＳＵ－ＭＩＭＯでは、図４Ｂに示すように、無線基地局ＢＳから送信される複数のビームに対して、同一のユーザ端末ＵＥに対する下り信号が空間多重される。また、同一のビーム内において、複数のユーザ端末ＵＥに対する下り信号が非直交多重される。ＮＯＭＡ／ＳＵ－ＭＩＭＯでは、複数のビーム（レイヤ）により同一のユーザ端末ＵＥに対する下り信号が送信されるので、ピークレートが向上する。
　また、図４Ｃでは、ＮＯＭＡと送信ダイバーシチとを用いた送信法（以下、ＮＯＭＡ／送信ダイバーシチと略する）が示される。ＮＯＭＡ／送信ダイバーシチでは、図４Ｂに示すように、複数のビームを用いずに、複数のユーザ端末ＵＥに対する下り信号が非直交多重されて送信される。具体的には、ＳＴＢＣ（Space-Time　Block　Coding）やＳＴＴＣ（Space-Time　Trellis　Coding）を用いて、複数のユーザ端末ＵＥに対する下り信号が時空間符号化され、異なる送信電力で送信される。ＮＯＭＡ／送信ダイバーシチは、ＭＩＭＯによるプリコーディングゲインが小さい環境下において有効である。
　なお、送信ダイバーシチは、ユーザ端末ＵＥからのフィードバック情報を用いる閉ループ（ＣＬ）送信ダイバーシチと、ユーザ端末ＵＥからのフィードバック情報を用いない開ループ（ＯＬ）送信ダイバーシチとを含んでもよい。
　また、非直交多重の対象となる複数のユーザ端末ＵＥが存在しない場合を想定し、図５に示すように、ＮＯＭＡを前提としない送信法をサポートすることも望まれる。
　図５Ａでは、ＮＯＭＡを用いずにＳＵ－ＭＩＭＯを用いた送信法（以下、ＳＵ－ＭＩＭＯと略する）が示される。ＳＵ－ＭＩＭＯでは、図５Ａに示すように、無線基地局ＢＳから送信される複数のビームに対して、単一のユーザ端末ＵＥに対する下り信号が空間多重される。ＳＵ－ＭＩＭＯは、ＮＯＭＡの対象となる他のユーザ端末ＵＥが存在しない場合に、有効である。
　図５Ｂでは、閉ループ（ＣＬ）送信ダイバーシチ又は開ループ（ＯＬ）送信ダイバーシチを用いた送信法が示される。ＣＬ送信ダイバーシチ又はＯＬ送信ダイバーシチでは、図５Ｂに示すように、ＳＴＢＣやＳＴＴＣを用いて単一のユーザ端末ＵＥに対する下り信号が時空間符号化されて送信される。ＣＬ送信ダイバーシチやＯＬ送信ダイバーシチは、ＮＯＭＡの対象となる他のユーザ端末ＵＥが存在せず、ＭＩＭＯによるプリコーディングゲインが小さい環境下において有効である。
　以上のように、下りリンクにおいてＮＯＭＡ／ＭＵ－ＭＩＭＯが適用される無線通信システムでは、ＮＯＭＡを前提する送信法（例えば、ＮＯＭＡ／ＭＵ－ＭＩＭＯ、ＮＯＭＡ／ＳＵ－ＭＩＭＯ、ＮＯＭＡ／ＣＬ送信ダイバーシチ、ＮＯＭＡ／ＯＬ送信ダイバーシチ）や、ＮＯＭＡを前提としない送信法（例えば、ＳＵ－ＭＩＭＯ、ＣＬ送信ダイバーシチ、ＯＬ送信ダイバーシチ）など、多様な送信法をサポートすることが望まれる。
　しかしながら、下りリンクにおいてＮＯＭＡ／ＭＵ－ＭＩＭＯが適用される無線通信システムにおいて、多様な送信法を動的にサポートしようとすると、制御負荷が増大する恐れがある。そこで、本発明者らは、複数の送信法をグループ化した送信モードを規定することで、制御負荷を増大せずに、多様な送信法をサポートするという着想を得て、本発明に至った。
　以下、本発明に係る無線通信方法を詳細に説明する。なお、以下の本発明の第１態様及び第２態様に係る無線通信方法は、単独で用いられてもよいし、適宜組み合わせて用いられてもよい。また、以下において、干渉推定情報とは、受信ＳＩＮＲ、パスロス、ＣＱＩ（Channel　Quality　Indicator）、ＳＮＲ、ＣＳＩ（Channel　State　Information）など、ユーザ端末ＵＥにおける干渉量やチャネル品質を示すどのような情報であってもよい。
（第１態様）
　第１態様に係る無線通信方法では、無線基地局ＢＳは、ＮＯＭＡ／ＭＵ－ＭＩＭＯを含む複数の送信法がグループ化される第１送信モードと、ＮＯＭＡ／ＯＬ送信ダイバーシチを含む複数の送信法がグループ化される第２送信モードと、を含む複数の送信モードの一つをユーザ端末ＵＥに対して設定（configure）する。無線基地局ＢＳは、設定された送信モードに基づいて、下り信号を送信する。ユーザ端末ＵＥは、設定された送信モードを示す送信モード情報に基づいて、下り信号の受信処理（例えば、復調、復号など）を行う。
　ここで、第１送信モードでグループ化される複数の送信法には、上述のＮＯＭＡ／ＭＩＭＯに加えて、ＣＬ送信ダイバーシチ（ＮＯＭＡを用いず、シングルユーザＣＬ送信ダイバーシチと呼ばれてもよい）、ＳＵ－ＭＩＭＯ（ＮＯＭＡを用いない）、ＮＯＭＡ／ＣＬ送信ダイバーシチ、ＮＯＭＡ／ＳＵ－ＭＩＭＯの少なくとも一つが含まれてもよい。
　また、第２送信モードでグループ化される複数の送信法には、上述のＮＯＭＡ／ＯＬ送信ダイバーシチに加えて、ＯＬ送信ダイバーシチ（ＮＯＭＡ用いず、シングルユーザＯＬ送信ダイバーシチと呼ばれてもよい）、ＳＵ－ＭＩＭＯ（ＮＯＭＡを用いない）、ＮＯＭＡ／ＯＬ送信ダイバーシチ、ＮＯＭＡ／ＳＵ－ＭＩＭＯの少なくとも一つが含まれてもよい。
　なお、第１送信モード及び第２送信モードでそれぞれグループ化される送信法は、上記に限られない。また、第１送信モード及び第２送信モードの区別も上記に限られるものではない。例えば、ユーザ端末ＵＥからのフィードバック情報を要する送信法であるか否かによって、第１送信モード及び第２送信モードの送信法がグループ化されてもよい。また、ＭＩＭＯであるか、送信ダイバーシチであるかによって、第１送信モード及び第２送信モードの送信法がグループ化されてもよい。
　第１態様に係る無線通信方法において、無線基地局ＢＳは、ユーザ端末ＵＥからの干渉推定情報に基づいて、複数の送信モードの一つをユーザ端末ＵＥに対して設定してもよい。また、無線基地局ＢＳは、ユーザ端末ＵＥからの干渉推定情報に基づいて、ユーザ端末ＵＥに設定される送信モードを切り替えてもよい。なお、送信モードの設定及び切り替えは、上位レイヤシグナリング（例えば、ＲＲＣシグナリング）を用いて行われてもよい。これにより、送信モードを準静的（Semi-static）に切り替え可能となる。
　また、無線基地局ＢＳは、ユーザ端末ＵＥからの干渉推定情報に基づいて、設定された送信モードでグループ化される複数の送信法のうち、ユーザ端末ＵＥに対する下り信号に適用される送信法を設定してもよい。また、無線基地局ＢＳは、ユーザ端末ＵＥからの干渉推定情報に基づいて、設定された送信モードにおいて、ユーザ端末ＵＥに対する下り信号に適用される送信法を切り替えてもよい。なお、送信法の設定及び切り替えは、上位レイヤシグナリングよりも下位レイヤのシグナリング（例えば、ＭＡＣシグナリング）や、Ｌ１／Ｌ２制御チャネル（例えば、下り制御チャネル（ＰＤＣＣＨ：Physical　Downlink　Control　Channel））を用いて行われてもよい。これにより、送信モード内の送信法を動的（Dynamic）に切り替え可能となる。
　また、第１態様に係る無線通信方法において、上述の第１送信モード及び第２送信モードに基づいて送信される下り信号は、下り共有チャネル（ＰＤＳＣＨ：Physical　Downlink　Shared　Channel）であってもよい。
　ここで、ＰＤＳＣＨの送信モードとしては、単一アンテナポートをサポートする送信モード１、送信ダイバーシチをサポートする送信モード２、開ループ空間多重をサポートする送信モード３、閉ループ空間多重をサポートする送信モード４、ＭＵ－ＭＩＭＯをサポートする送信モード５、単一レイヤの閉ループ空間多重をサポートする送信モード６、ユーザ端末ＵＥ固有の参照信号（例えば、ＤＭ－ＲＳ：Demodulation　Reference　Signal）を用いたレイヤ送信をサポートする送信モード７－９、ＣｏＭＰ（Coordinated　Multipoint　Transmission）をサポートする送信モード１０などが規定されている。
　そこで、ＰＤＳＣＨの送信モードとして、上述の第１送信モード及び第２送信モードを追加して、ＮＯＭＡ／ＭＩＭＯによるＰＤＳＣＨの送信を実現してもよい。かかる場合、例えば、上述の第１送信モード、第２送信モードが、それぞれ送信モード１１、１２として規定されてもよい。
　また、第１態様に係る無線通信方法において、第１送信モード及び第２送信モードでグループ化される各送信法では、ユーザ端末ＵＥ間で共通又は／及びレイヤ（ビーム）間で直交の参照信号が無線基地局ＢＳから送信されてもよい。図６を参照し、各送信法で送信される下り信号の復調に用いられる参照信号（以下、復調用参照信号という）を説明する。なお、図６では、横軸は無線リソース（時間、周波数）を示し、縦軸は送信電力を示す。また、図６では、復調用参照信号が、連続する２リソースエレメントに配置されるが、これに限られない。
　図６Ａに示すように、１送信アンテナ（１Ｔｘ）によるＮＯＭＡを用いた送信法では、各ユーザ端末ＵＥ（ここでは、ユーザ端末ＵＥ１－ＵＥ３）に対する下り信号は、同じ無線リソースにおいて異なる送信電力で送信される。この場合、復調用参照信号として、各ユーザ端末ＵＥに共通のＤＭ－ＲＳ（Demodulation　Reference　Signal）を用いることができる。
　また、図６Ｂに示すように、複数の送信アンテナ（ここでは、アンテナＴｘ１，Ｔｘ２）によるＳＵ－ＭＩＭＯでは、単一のユーザ端末ＵＥ（ここでは、ユーザ端末ＵＥ１）に対する複数（２）レイヤの下り信号が同じ無線リソースに多重される。この場合、復調用参照信号として、例えば、レイヤ間で直交するＤＭ－ＲＳを用いることができる。
　また、図６Ｃに示すように、複数の送信アンテナ（ここでは、アンテナＴｘ１，Ｔｘ２）によるＮＯＭＡ／ＳＵ－ＭＩＭＯでは、各ユーザ端末ＵＥ（ここでは、ユーザ端末ＵＥ１－ＵＥ３）に対する複数（２）レイヤの下り信号が同じ無線リソースに多重される。ここで、ユーザ端末ＵＥに対する下り信号は、異なる送信電力で送信される。この場合、復調用参照信号として、例えば、同一レイヤ内のユーザ端末ＵＥ間で共通し、レイヤ間では直交するＤＭ－ＲＳを用いることができる。
　また、図６Ｄに示すように、複数の送信アンテナ（ここでは、送信アンテナＴｘ１，Ｔｘ２）によるＮＯＭＡ／ＭＵ－ＭＩＭＯでは、各ユーザ端末ＵＥ（ここでは、ユーザ端末ＵＥ１－６）に対する下り信号が同じ無線リソースに多重される。同一レイヤ（ビーム）内では、各ユーザ端末ＵＥに対する下り信号が異なる送信電力で送信される。この場合、復調用参照信号として、例えば、同一レイヤ（ビーム）内のユーザ端末ＵＥ間で共通し、レイヤ（ビーム）間で直交するＤＭ－ＲＳを用いることができる。
　このように、ユーザ端末ＵＥ間で共通の復調用参照信号が用いられる場合、各ユーザ端末ＵＥに対する下り信号の送信電力比が、無線基地局ＢＳから通知されてもよい。これにより、共通の復調用参照信号が用いられる場合であっても、各ユーザ端末ＵＥが、自端末に対する下り信号を適切に復調できる。なお、図６では、ユーザ端末ＵＥ間で共通の復調用参照信号を用いる場合を示したが、ユーザ端末ＵＥ固有の復調用参照信号が用いられてもよい。
　以上の第１態様に係る無線通信方法によれば、非直交多重アクセス（ＮＯＭＡ）を利用可能な無線通信システムにおいて、ＮＯＭＡ／ＭＵ－ＭＩＭＯに対応した送信モードが規定されるので、周波数利用効率を向上させることができる。ＮＯＭＡ／ＭＵ－ＭＩＭＯを含む複数の送信法をグループ化した第１送信モードと、ＮＯＭＡ／開ループ送信ダイバーシチを含む複数の送信方法をグループ化した第２送信モードとが規定されるので、制御負荷を増大せずに、多様な送信法をサポートできる。
（第２態様）
　第２態様に係る無線通信方法では、ユーザ端末ＵＥにおける干渉の推定に用いられる参照信号（以下、推定用参照信号という）の送信方法を詳述する。
　図７及び図８を参照し、閉ループ（ＣＬ）型ビームフォーミングと開ループ（ＯＬ）型ビームフォーミングについて説明する。図７は、ＣＬ型ビームフォーミングの説明図である。図８は、ＯＬ型ビームフォーミングの説明図である。なお、ＯＬ型ビームフォーミングは、ランダムビームフォーミング、Opportunisticビームフォーミングなどと呼ばれてもよい。
　図７Ａに示すように、ＣＬ型ビームフォーミングでは、タイミングＴ－Δにおいて、無線基地局ＢＳ１に接続するユーザ端末ＵＥは、無線基地局ＢＳ２のビームフォーミング行列Ｍ２（Ｔ－Δ）に基づいて、無線基地局ＢＳ２から受ける干渉量を推定する。ユーザ端末ＵＥは、推定された干渉量を示す干渉推定情報（例えば、ＳＩＮＲ）と、当該干渉推定情報に対応するビームフォーミング行列Ｍ１（Ｔ）とを、無線基地局ＢＳ１にフィードバックする。
　図７Ｂに示すように、タイミングＴにおいて、無線基地局ＢＳ１は、ユーザ端末ＵＥからフィードバックされたビームフォーミング行列Ｍ１（Ｔ）を、チャネル行列Ｈ１に乗算して送信する。ここで、タイミングＴにおいて、ユーザ端末ＵＥは、無線基地局ＢＳ２のビームフォーミング行列Ｍ２（Ｔ）を知らない。ＣＬ型ビームフォーミングでは、スケジューリング等の結果により、一般的に、タイミングＴ－Δ及びタイミングＴにおいて、無線基地局ＢＳで用いられるビームフォーミング行列Ｍ２（Ｔ－Δ）及びＭ２（Ｔ）は異なる。このため、タイミングＴ－Δ及びタイミングＴにおける干渉量の推定結果には、誤差が生じる恐れがある。
　一方、ＯＬ型ビームフォーミングでは、各無線基地局ＢＳは、各時刻において、予め定められたビームフォーミング行列Ｍ又はランダムなビームフォーミング行列Ｍを、チャネル行列Ｈに乗算して送信する。すなわち、ＯＬ型ビームフォーミングでは、ユーザ端末ＵＥからフィードバックされるビームフォーミング行列Ｍではなく、既知のビームフォーミング行列Ｍを用いる。
　そこで、ＯＬ型ビームフォーミングでは、タイミングＴ－Δにおいて、タイミングＴ－Δよりも後のタイミングＴにおけるビームフォーミング行列Ｍ（Ｔ）を用いることで、タイミングＴ－Δ及びタイミングＴにおける干渉量の推定結果の誤差を軽減することが考えられる。
　例えば、図８Ａでは、タイミングＴ－Δにおいて、無線基地局ＢＳ１及びＢＳ２は、それぞれ、タイミングＴにおけるビームフォーミング行列Ｍ１（Ｔ）及びＭ２（Ｔ）を、チャネル行列Ｈ１及びＨ２に乗算して送信する。無線基地局ＢＳ１に接続するユーザ端末ＵＥは、タイミングＴにおけるビームフォーミング行列Ｍ２（Ｔ）に基づいて、無線基地局ＢＳ２から受ける干渉量を推定する。ユーザ端末ＵＥは、推定された干渉量を示す干渉推定情報（例えば、ＳＩＮＲ）を、無線基地局ＢＳ１にフィードバックする。
　また、図８Ｂに示すように、無線基地局ＢＳ１は、ユーザ端末ＵＥからフィードバックされた干渉推定情報に基づいて、スケジューリングを行う。このように、タイミングＴ－Δにおいて、タイミングＴ－Δより後のタイミングＴのビームフォーミング行列Ｍ２（Ｔ）を用いることで、タイミングＴ－Δ及びタイミングＴにおける干渉量の推定誤差を軽減できる。
　以上のように、第２態様に係る無線通信方法では、各無線基地局ＢＳは、推定用参照信号が送信されるタイミング（Ｔ－Δ）（第１タイミング）のビームフォーミング行列Ｍ１（Ｔ－Δ）及びＭ２（Ｔ－Δ）の代わりに、当該推定用参照信号による干渉推定情報に基づいて下り信号が送信されるタイミングＴ（第２タイミング）のビームフォーミング行列Ｍ１（Ｔ）及びＭ２（Ｔ）を用いて、当該推定用参照信号を送信する。これにより、ユーザ端末ＵＥにおける干渉量の推定誤差を軽減できる。
　ここで、ユーザ端末ＵＥにおいて推定される干渉推定情報について詳述する。なお、以下では、干渉推定情報が、ＳＩＮＲであるものとするが、これに限られない。
　無線基地局ＢＳ１に接続するユーザ端末ＵＥの受信信号ベクトルｙは、下記式（１）で表わされる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 　ここで、Ｈ１ｍ１，ｂは、１番目の無線基地局ＢＳ（ユーザ端末ＵＥが接続する無線基地局ＢＳ１）からのｂ番目のビームによる受信信号（すなわち、希望信号）を示す。また、Ｈｋｍｋ，ｂは、ｋ番目の無線基地局ＢＳからのｂ番目のビームによる受信信号（すなわち、干渉信号）を示す。また、Ｗは、雑音を示す。また、ｍｋ，ｂは、ｋ番目の無線基地局ＢＳからのｂ番目のビームのビームフォーミング行列である。
　また、１番目の無線基地局ＢＳからのｂ番目のビーム（１，ｂ）を受信するときの受信フィルタベクトルをＶ１，ｂ（||Ｖ１，ｂ||＝１）とすると、ｂ番目のビーム（１，ｂ）の受信ＳＩＮＲは、下記式（２）で表わされる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 　ここで、Ｒ１，ｂは、１番目の無線基地局ＢＳからのｂ番目のビームによる受信信号電力（すなわち、希望信号電力）を示す。また、Ｒｋ，ｂ’は、ｋ番目の無線基地局ＢＳからのｂ’番目のビームによる受信信号電力（すなわち、干渉信号電力）を示す。また、Ｎ０は、雑音電力である。
　ところで、タイミングＴ－Δより後のタイミングＴにおけるビームフォーミング行列Ｍ（Ｔ）を用いてビームフォーミングされた推定用参照信号を送信する場合（図８参照）、当該推定用参照信号をどの無線リソースに配置（マッピング）するかが問題となる。
　図９は、推定用参照信号の配置例の説明図である。例えば、図９では、無線基地局ＢＳ１－ＢＳ３（セル１－３）から送信される推定用参照信号は、それぞれ、衝突しないリソースエレメントにマッピングされる。また、各無線基地局ＢＳ（セル）内において、異なるビームで送信される推定用参照信号は、異なるリソースエレメントにマッピングされる。このように、図９では、各ビームの干渉推定情報の推定（チャネル推定）に用いられる推定用参照信号が、セル内で直交してセル間で衝突しないように、配置される。
　また、図９では、自セルの推定用参照信号は、他セルのデータ信号と衝突するようにマッピングされる。自セルの推定用参照信号のマッピング位置において他セルのデータ信号を配置しない完全直交化を行う場合、オーバヘッドが大きいためである。なお、他セルのデータ信号は、自セルの推定用参照信号とは異なるビームフォーミングが施されているため、ユーザ端末ＵＥは、自セルの推定用参照信号と他セルのデータ信号とを区別可能である。
　また、図９において、ｋ番目の無線基地局ＢＳからのｂ’番目のビーム（ｋ，ｂ’）のｉ（ｉ＝１，…，Ｌ）番目のリソースエレメントにマッピングされる推定用参照信号をｐｋ，ｂ’，ｉとすると、当該推定用参照信号ｐｋ，ｂ’，ｉの受信フィルタリング後の受信信号ベクトルｙｋ，ｂ’（長さＬ）は、下記式（３）で表わされる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 　ここで、｛ｐｋ，ｂ’，ｉ｝は独立である。また、||ｐｋ，ｂ’，ｉ||２＝Ｐｋ，ｂ’である。また、ｐｋ，ｂ’＝［ｐｋ，ｂ’，１，…，ｐｋ，ｂ’，Ｌ］Ｔである。また、他セルのデータ信号による干渉のため、雑音電力Ｎ０の代わりに、ｚｋ，ｂ’が考慮される。なお、ｚｋ，ｂ’は、下記式（４）で表わされる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　また、ｋ番目の無線基地局ＢＳからのｂ’番目のビームによる干渉信号電力Ｒｋ，ｂ’は、下記式（５）で表わされる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
　しかしながら、図９に示すように、セル内で直交してセル間で衝突しないように推定用参照信号を配置する場合、以下の問題点がある。第１に、無線基地局ＢＳは、周辺セルにおいて推定用参照信号が配置される無線リソース（リソースエレメント）と、当該推定用参照信号系列を把握している必要がある。第２に、距離の離れた周辺セルからの干渉信号電力Ｒｋ，ｂ’の推定値には、大きな誤差が含まれる。第３に、周辺セルのデータ信号からの干渉が推定用参照信号に含まれるため、雑音電力Ｎ０の測定が困難となる。
　そこで、第２態様に係る無線通信方法では、図１０に示すように、全セルの全ビームの推定用参照信号を同一の無線リソースに配置することで、上記問題点を解決する。図１０は、第２態様に係る無線通信方法における推定用参照信号の配置例の説明図である。
　例えば、図１０では、全無線基地局ＢＳ１－ＢＳ３（セル１－３）の全ビームの推定用参照信号が、同一のリソースエレメントにマッピングされる。図１０において、全無線基地局ＢＳの全ビームの推定用参照信号は、同一のリソースエレメントに符号分割多重される。かかる符号分割多重には、ＣＡＺＡＣ（Constant　Amplitude　Zero　Auto-Correlation）系列やＷＡＬＳＨ符号などが用いられてもよい。なお、図１０に示す配置は、全無線基地局ＢＳ１－ＢＳ３が同期すること（セル間同期）が前提となる。
　図１０において、ｋ番目の無線基地局ＢＳからのｂ’番目のビーム（ｋ，ｂ’）のｉ（ｉ＝１，…，Ｆ）番目のリソースエレメントにマッピングされる推定用参照信号をｑｋ，ｂ’，ｉとすると、当該推定用参照信号ｑｋ，ｂ’，ｉの受信フィルタリング後の受信信号ベクトルｙＯＬ（長さＦ）は、下記式（６）で表わされる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
 　ここで、｛ｑｋ，ｂ’，ｉ｝は独立である。また、Ｅｉ［ｑｋ，ｂ’，ｉ］＝０である。また、||ｑｋ，ｂ’，ｉ||２＝Ｐｋ，ｂ’である。また、ｑｋ，ｂ’＝［ｑｋ，ｂ’，１，…，ｑｋ，ｂ’，Ｆ］Ｔである。また、下記式（７）の関係が成り立つ。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
　図１０において、ｑｋ，ｂ’，ｉがｉ間で平均０かつ、ｋ，ｂ，ｉ間で独立（略直交）となるように設計される場合、Ｆが十分大きければ、同一のリソースエレメントに多重された推定用参照信号の総受信電力と雑音電力Ｎ０との和が、下記式（８）で表わされる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
　第２態様に係る無線通信方法において、タイミングＴ－Δより後のタイミングＴにおけるビームフォーミング行列Ｍを用いてビームフォーミングされ、図１０に示すように同一の無線リソースに多重される推定用参照信号が用いられる場合、ユーザ端末ＵＥは、当該推定用参照信号に基づいて干渉推定情報を推定する（チャネル推定を行う）。かかる場合、ユーザ端末ＵＥは、当該推定用参照信号と、既存参照信号に基づいて、干渉推定情報（例えば、ＳＩＮＲ）を推定してもよい。
（１）既存参照信号を用いてＳＩＮＲを推定する場合
　かかる場合、ユーザ端末ＵＥは、既存参照信号に基づいて希望信号電力を推定し、上述の推定用参照信号に基づいて干渉信号電力を推定してもよい。既存参照信号としては、例えば、ＣＳＩ－ＲＳ（Channel　State　Information-Reference　Signal）などが用いられてもよい。１番目の無線基地局ＢＳからのｂ番目のビームのＳＩＮＲ１、ｂは、式（９）で表わされる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
 　式（９）の分子では、既存参照信号（例えば、ＣＳＩ－ＲＳ）の希望信号電力が表わされる。また、式（９）の分母では、式（８）で示される同一のリソースエレメントに多重された推定用参照信号の総受信電力と雑音電力Ｎ０との和から、既存参照信号の希望信号電力が減算される。これにより、図１０に示すように同一リソースに多重される推定用参照信号と、既存参照信号とに基づいて、ＳＩＮＲを推定できる。
（２）既存参照信号を用いずにＳＩＮＲを推定する場合
　かかる場合、ユーザ端末ＵＥは、上述の推定用参照信号に基づいて、希望信号電力と干渉信号電力との双方を推定してもよい。推定用参照信号に基づいて推定される希望信号電力は、式（１０）で表わされる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
　或いは、推定用参照信号に基づいて推定される希望信号電力は、式（１１）で表わされてもよい。なお、式（１１）は、ユーザ端末ＵＥが、ｋ番目の無線基地局ＢＳからのｂ’番目のビームの推定用参照信号ｑｋ，ｂ’の少なくとも一つを既知である場合を想定したものである。かかる場合、デコリレータも可能である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000011
　図１１を参照し、第２態様に係る無線通信方法の動作を詳細に説明する。図１１は、第２態様に係る無線通信方法を示すフローチャートである。以下では、無線基地局ＢＳ１と当該無線基地局ＢＳ１に接続するユーザ端末ＵＥの動作を中心に説明する。なお、図１１では、推定用参照信号が、ＯＬ型ビームフォーミングによりビームフォーミング（プリコーディング）されて送信される。
　図１１のステップＳ１０１において、無線基地局ＢＳ１は、タイミングＴ－Δ（第１タイミング）の次のタイミングＴ（第２タイミング）において下り信号（例えば、ＰＤＳＣＨ）の伝送に用いられるビームフォーミング行列Ｍ１（Ｔ）（プリコーディング行列）を予め決定する。ここで、タイミングＴにおけるビームフォーミング行列は、予め定められていてもよいし、ランダムであってもよい。
　ステップＳ１０２において、無線基地局ＢＳ１は、タイミングＴ－Δにおいて、次のタイミングＴにおけるビームフォーミング行列Ｍ１（Ｔ）を用いて、ビーム（ストリーム、レイヤ）数分の推定用参照信号をプリコーディングして送信する。同様に、周辺セルの各無線基地局ＢＳも、次のタイミングＴにおけるビームフォーミング行列Ｍ（Ｔ）を用いて、ビーム数分の推定用参照信号をプリコーディングして送信する。
　また、ステップＳ１０２において、無線基地局ＢＳ１は、図１０に示すように、自局からの全ビームの推定用参照信号を、周辺セルの全ビームの推定用参照信号と同一の無線リソースにマッピングする。これにより、図９に示すように、自局からの推定用参照信号をセル内で直交しセル間で重複しないようにマッピングする場合と比べて、干渉量の推定精度を向上させることができる。
　ステップＳ１０３において、ユーザ端末ＵＥは、無線基地局ＢＳ１からの各ビームについて干渉推定（チャネル推定）を行い、各ビーム（ストリーム、レイヤ）の干渉推定情報（例えば、ＳＩＮＲ）を無線基地局ＢＳ１にフィードバックする。ここで、ユーザ端末ＵＥは、式（９）に示されるように、既存参照信号（例えば、ＣＳＩ－ＲＳ）と上述の推定用参照信号とに基づいてＳＩＮＲを推定してもよい。或いは、ユーザ端末ＵＥは、式（１１）に示されるように、既存参照信号を用いずに、上述の推定用参照信号に基づいてＳＩＮＲを推定してもよい。
　ステップＳ１０４において、無線基地局ＢＳ１は、ユーザ端末ＵＥからフィードバックされた各ビームの干渉推定情報に基づいて、各ビーム（ストリーム、レイヤ）に適切なユーザ端末ＵＥをスケジューリングする。例えば、無線基地局ＢＳ１は、各ビームのＳＩＮＲが最も高いユーザ端末ＵＥを選択して、各ビームに割り当てる。
　ステップＳ１０５において、無線基地局ＢＳ１は、ステップＳ１０４によるスケジューリング結果に基づいて、今回のタイミングＴにおける下り信号（例えば、ＰＤＳＣＨ）をプリコーディングして送信する。
　なお、ステップＳ１０５において、下り信号は、第１態様に係る無線通信方法において、ユーザ端末ＵＥに設定される送信モードに基づいて、送信されてもよい。また、かかる送信モードは、ステップＳ１０３でフィードバックされる干渉推定情報に基づいて準静的に変更されてもよい。また、送信モードでサポートされる複数の送信法も、ステップＳ１０３でフィードバックされる干渉推定情報に基づいて動的に変更されてもよい。
　以上の第２態様に係る無線通信方法によれば、推定用参照信号による干渉推定情報に基づいて下り信号が送信されるタイミングＴのビームフォーミング行列Ｍ１（Ｔ）及びＭ２（Ｔ）を用いてビームフォーミングされるとともに、周辺セルの全ビームの推定用参照信号と同一の無線リソースに多重されて、推定用参照信号が送信されるため、干渉推定情報の精度を向上できる。
　以上の第２態様に係る無線通信方法は、無線基地局ＢＳがユーザ端末ＵＥに対する下り信号を送信する無線通信システムにおける無線通信方法であって、無線基地局ＢＳにおいて、ユーザ端末ＵＥにおける干渉推定情報の推定に用いられる推定用参照信号を、周辺の無線基地局ＢＳと同一の無線リソースにマッピングする工程と、当該推定用参照信が送信される第１タイミングのビームフォーミング行列の代わりに、当該推定用参照信号による干渉推定情報に基づいて下り信号が送信される第２タイミングのビームフォーミング行列を用いて、当該推定用参照信号を送信する工程と、を有する。
（無線通信システムの構成）
　以下、本実施の形態に係る無線通信システムの構成について説明する。この無線通信システムでは、上述の無線通信方法（第１態様、第２態様を含む）が適用される。図１２－図１５を参照し、本実施の形態に係る無線通信システムの概略構成を説明する。
　図１２に示すように、無線通信システム１は、無線基地局１０（１０Ａ，１０Ｂ）、及び複数のユーザ端末２０（２０Ａ，２０Ｂ）を含んでいる。無線基地局１０は、上位局装置３０と接続され、この上位局装置３０は、コアネットワーク４０と接続される。各ユーザ端末２０は、セルＣ１，Ｃ２において無線基地局１０と通信を行うことができる。この無線通信システム１において、ユーザ端末２０は、移動端末でも良いし固定端末でもよい。なお、上位局装置３０には、例えば、アクセスゲートウェイ装置、無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）、モビリティマネジメントエンティティ（ＭＭＥ）等が含まれるが、これらに限定されない。
　無線通信システム１においては、無線アクセス方式として、下りリンクにＯＦＤＭＡ（Orthogonal　Frequency　Division　Multiple　Access）が適用され、上りリンクにＳＣ－ＦＤＭＡ（Single　Carrier　Frequency　Division　Multiple　Access）が適用される。ＯＦＤＭＡは、周波数帯域を複数の狭い周波数帯域（サブキャリア）に分割し、各サブキャリアにデータをマッピングして通信を行うマルチキャリア伝送方式である。ＳＣ－ＦＤＭＡは、システム帯域を端末毎に１つ又は連続したリソースブロックからなる帯域に分割し、複数の端末が互いに異なる帯域を用いることで、端末間の干渉を低減するシングルキャリア伝送方式である。この無線通信システム１の下りリンクには、必要に応じてＮＯＭＡが適用される。
　ここで、図１２に示す無線通信システム１で用いられる通信チャネルについて説明する。下りリンクの通信チャネルは、各ユーザ端末２０で共有される下り共有チャネルとしてのＰＤＳＣＨ（Physical　Downlink　Shared　CHannel）と、下りＬ１／Ｌ２制御チャネル（ＰＤＣＣＨ、ＰＣＦＩＣＨ、ＰＨＩＣＨ、ＥＰＤＣＣＨ）とを有する。ＰＤＳＣＨにより、ユーザデータ及び上位制御情報が伝送される。ＰＤＣＣＨ（Physical　Downlink　Control　CHannel）により、ＰＤＳＣＨ及びＰＵＳＣＨのスケジューリング情報などが伝送される。ＰＣＦＩＣＨ（Physical　Control　Format　Indicator　CHannel）により、ＰＤＣＣＨに用いるＯＦＤＭシンボル数が伝送される。ＰＨＩＣＨ（Physical　Hybrid-ARQ　Indicator　CHannel）により、ＰＵＳＣＨに対するＨＡＲＱのＡＣＫ/ＮＡＣＫが伝送される。
　上りリンクの通信チャネルは、各ユーザ端末２０で共有される上り共有チャネルとしてのＰＵＳＣＨ（Physical　Uplink　Shared　CHannel）と、上りリンクの制御チャネルであるＰＵＣＣＨ（Physical　Uplink　Control　CHannel）とを有する。このＰＵＳＣＨにより、ユーザデータや上位制御情報が伝送される。また、ＰＵＣＣＨ又はＰＵＳＣＨにより、下りリンクの干渉推定情報（ＣＱＩ、ＳＩＮＲなど）、送達確認情報（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ／ＤＴＸ）などが伝送される。
　図１３は、本実施の形態に係る無線基地局の概略構成図である。無線基地局１０は、ビームフォーミングのための複数の送受信アンテナ１０１と、アンプ部１０２と、送受信部１０３と、ベースバンド信号処理部１０４と、呼処理部１０５と、伝送路インターフェース１０６とを備えている。
　下りリンクにおいて無線基地局１０からユーザ端末２０に送信されるユーザデータは、上位局装置３０から伝送路インターフェース１０６を介してベースバンド信号処理部１０４に入力される。
　ベースバンド信号処理部１０４は、入力されたユーザデータに対して、ＰＤＣＰレイヤの処理、ユーザデータの分割・結合、ＲＬＣ（Radio　Link　Control）再送制御の送信処理などのＲＬＣレイヤの送信処理、ＭＡＣ（Medium　Access　Control）再送制御、例えば、ＨＡＲＱの送信処理、スケジューリング、伝送フォーマット選択、チャネル符号化、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ：Inverse　Fast　Fourier　Transform）処理、プリコーディング処理などを行い、各送受信部１０３に転送する。また、下りリンクの制御情報に対してチャネル符号化やＩＦＦＴ処理などの送信処理を行い、各送受信部１０３に転送する。
　また、ベースバンド信号処理部１０４は、報知チャネルにより、ユーザ端末２０に対して、在圏セルにおける通信のための制御情報を通知する。在圏セルにおける通信のための情報には、例えば、上りリンク又は下りリンクにおけるシステム帯域幅などが含まれる。
　各送受信部１０３は、ベースバンド信号処理部１０４からアンテナ毎にプリコーディングして出力されたベースバンド信号を無線周波数帯に変換する。アンプ部１０２は、周波数変換された無線周波数信号を増幅して送受信アンテナ１０１より送信する。
　一方、上りリンクによりユーザ端末２０から無線基地局１０に送信されるデータは、各送受信アンテナ１０１で受信されてアンプ部１０２に入力される。アンプ部１０２は、各送受信アンテナ１０１から入力される無線周波数信号を増幅して各送受信部１０３に送る。増幅された無線周波数信号は、各送受信部１０３でベースバンド信号に変換され、ベースバンド信号処理部１０４に入力される。
　ベースバンド信号処理部１０４は、入力されたベースバンド信号に含まれるユーザデータに対して、高速フーリエ変換（ＦＦＴ： Fast　Fourier　Transform）処理、逆離散フーリエ変換（ＩＤＦＴ：Inverse　Discrete　Fourier　Transform）処理、誤り訂正復号、ＭＡＣ再送制御の受信処理、ＲＬＣレイヤ、ＰＤＣＰレイヤの受信処理などを行い、伝送路インターフェース１０６を介して上位局装置３０に転送する。呼処理部１０５は、通信チャネルの設定や解放などの呼処理、無線基地局１０の状態管理、無線リソースの管理などを行う。
　図１４は、本実施の形態に係るユーザ端末の概略構成図である。ユーザ端末２０は、複数の送受信アンテナ２０１と、アンプ部２０２と、送受信部２０３と、ベースバンド信号処理部２０４と、アプリケーション部２０５とを備えている。
　下りリンクのデータは、複数の送受信アンテナ２０１で受信されてアンプ部２０２に入力される。アンプ部２０２は、各送受信アンテナ２０１から入力される無線周波数信号を増幅して各送受信部２０３に送る。増幅された無線周波数信号は、各送受信部２０３でベースバンド信号に変換され、ベースバンド信号処理部２０４に入力される。ベースバンド信号処理部２０４では、入力されたベースバンド信号に対してＦＦＴ処理、誤り訂正復号、再送制御の受信処理などが行われる。下りリンクのデータに含まれるユーザデータは、アプリケーション部２０５に転送される。アプリケーション部２０５は、物理レイヤやＭＡＣレイヤより上位のレイヤに関する処理などを行う。また、下りリンクのデータに含まれる報知情報もアプリケーション部２０５に転送される。
　一方、上りリンクのユーザデータは、アプリケーション部２０５からベースバンド信号処理部２０４に入力される。ベースバンド信号処理部２０４は、入力されたユーザデータに対して、再送制御の送信処理、チャネル符号化、プリコーディング、離散フーリエ変換（ＤＦＴ：Discrete　Fourier　Transform）処理、ＩＦＦＴ処理などを行い、各送受信部２０３に転送する。各送受信部２０３は、ベースバンド信号処理部２０４から出力されたベースバンド信号を無線周波数帯に変換する。その後、アンプ部２０２は、周波数変換された無線周波数信号を増幅して送受信アンテナ２０１より送信する。
　次に、図１５を参照し、無線基地局１０及びユーザ端末２０の機能構成について詳述する。図１５は、本実施の形態に係る無線基地局及びユーザ端末の機能構成図である。なお、図１５に示す機能構成は、ベースバンド信号処理部１０４、２０４などにより構成される。また、図１５では、構成の一部のみを示しているが、無線基地局１０及びユーザ端末２０は、必要な構成を不足なく備えているものとする。
　図１５に示すように、無線基地局１０は、スケジューリング部１１１、送信モード設定部１１２、下り制御情報（ＤＣＩ）生成部１１３、下りデータ生成部１１４、参照信号生成部１１５、プリコーディング部１１６を具備する。
　スケジューリング部１１１は、ユーザ端末２０からの干渉推定情報に基づいて、スケジューリングを行う。上述のように、干渉推定情報は、受信ＳＩＮＲ、パスロス、ＣＱＩ、ＳＮＲ、ＣＳＩなど、ユーザ端末ＵＥにおける干渉量やチャネル品質を示すどのような情報であってもよい。具体的には、スケジューリング部１１１は、干渉推定情報に基づいて、空間多重又は及び非直交多重されるユーザ端末２０を決定して無線リソースを割り当てる。また、スケジューリング部１１１は、非直交多重されるユーザ端末２０の送信電力を決定してもよい。
　送信モード設定部１１２（設定部）は、複数の送信法がグループ化される第１送信モードと、複数の送信法がグループ化される第２送信モードと、を含む複数の送信モードの一つを、ユーザ端末２０に対して設定（configure）する。また、送信モード設定部１１２は、上位レイヤシグナリング（例えば、ＲＲＣシグナリング）を用いて、前記ユーザ端末に対して設定された送信モードを切り替える。また、送信モード設定部１１２は、上位レイヤシグナリングよりも下位レイヤのシグナリング（例えば、ＭＡＣシグナリング）又はＤＣＩを用いて、送信モードでグループ化される複数の送信法のうち下り信号に適用される送信法を切り替える。
　なお、上述の通り、第１送信モード及び第２送信モードにおける送信法のグループ化は、ユーザ端末ＵＥからのフィードバック情報を要する送信法であるか否か（閉ループか、開ループか）によって行われてもよいし、ＭＩＭＯであるか送信ダイバーシチであるかによって行われてもよい。また、第１送信モード及び第２送信モードの双方に重複する送信法が含まれてもよい。
　ＤＣＩ生成部１１３は、ＰＤＣＣＨ又はＥＰＤＣＣＨで伝送される下り制御情報（ＤＣＩ）を生成して送信処理（例えば、符号化、変調、無線リソースへのマッピングなど）を行う。ＤＣＩには、ＰＤＳＣＨ／ＰＵＳＣＨの割り当て情報などが含まれる。また、ＤＣＩには、非直交で多重された信号の受信処理に必要な各種の情報が含まれる。また、ＤＣＩには、ユーザ端末２０に設定（configure）される送信モード内での送信法の切り替え情報が含まれてもよい。
　下りデータ生成部１１４は、ＰＤＳＣＨで伝送される下りユーザデータ及び上位レイヤ制御情報を生成し、送信モード設定部１１２によって設定される送信モードに基づいて送信処理（例えば、符号化、変調、無線リソースへのマッピングなど）を行う。上位レイヤ制御情報には、上位レイヤシグナリング（例えば、ＲＲＣシグナリング）や、上位レイヤシグナリングよりも下位レイヤのシグナリング（例えば、ＭＡＣシグナリング）で伝送される制御情報が含まれる。また、上位レイヤ制御情報には、ユーザ端末ＵＥに対する送信モードの設定情報や切り替え情報が含まれてもよい。また、ＭＡＣシグナリングによる制御情報には、上述の送信法の切り替え情報が含まれても良い。
　参照信号生成部１１５は、ＣＲＳ（Cell-specific　Reference　Signal）、ＣＳＩ－ＲＳ、ＤＭ－ＲＳ（図６）、推定用参照信号（図１０）などの参照信号を生成して送信処理（例えば、符号化、変調、無線リソースへのマッピングなど）を行う。図６で説明したように、復調用参照信号として用いられるＤＭ－ＲＳは、ユーザ端末２０間で共通であってもよい。また、図１０で説明したように、推定用参照信号は、ユーザ端末２０における干渉推定情報の推定に用いられる参照信号であり、周辺の無線基地局１０及び全ビーム（ストリーム、レイヤ）間で同一の無線リソース（リソースエレメント）にマッピングされてもよい。
　プリコーディング部１１６は、下りデータ生成部１１４から出力される下り信号と参照信号生成部１１５から出力される参照信号をプリコーディング（ビームフォーミング）して送信する。具体的には、プリコーディング部１１６は、下り信号に対応したビームフォーミング行列を用いてＤＭ－ＲＳをプリコーディングして送信する。
　また、プリコーディング部１１６は、推定用参照信号が送信されるタイミングＴ－Δ（第１タイミング）におけるビームフォーミング行列Ｍ（Ｔ－Δ）の代わりに、該参照信号による干渉推定情報に基づいて下り信号が送信されるタイミング（第２タイミング）におけるビームフォーミング行列Ｍ（Ｔ）を用いて、推定用参照信号を送信する。
　図１５に示すように、ユーザ端末２０は、干渉推定部２１１、ＤＣＩ受信処理部２１２、下りデータ受信処理部２１３、送信モード設定部２１４を備えている。
　干渉推定部２１１は、無線基地局１０からの推定用参照信号に基づいて、干渉推定情報を推定する（チャネル推定を行う）。干渉推定部２１１は、式（９）に示されるように、当該推定用参照信号と、既存参照信号（例えば、ＣＳＩ－ＲＳ）に基づいて、干渉推定情報（例えば、ＳＩＮＲ）を推定してもよい。或いは、干渉推定部２１１は、式（１０）に示されるように、既存参照信号（例えば、ＣＳＩ－ＲＳ）を用いずに、推定用参照信号を用いて、干渉推定情報を推定してもよい。
　ＤＣＩ受信処理部２１２は、無線基地局１０からのＤＣＩをブラインド復号して、受信処理（例えば、デマッピング、復調、復号など）を行う。上述のように、ＤＣＩには、ユーザ端末２０に設定される送信モード内での送信法の切り替え情報が含まれてもよい。
　下りデータ受信処理部２１３は、無線基地局１０からの下りデータ（上位レイヤ制御情報を含む）の受信処理（例えば、ＩＲＣ、ＳＩＣ、デマッピング、復調、復号など）を行う。ＩＲＣなどの線形フィルタリングにより、干渉ビームが除去されて、自端末に対するビームが抽出される。また、ＳＩＣにより、同一ビームに多重された他のユーザ端末２０に対する下り信号（干渉信号）が除去されて、自端末に対する下り信号が抽出される。
　また、下りデータ受信処理部２１３は、ユーザ端末２０間で共通のＤＭ－ＲＳとユーザ端末２０間の送信電力比に基づいて、下りデータを復調してもよい。また、上述のように、上位レイヤ制御情報には、ユーザ端末２０に設定される送信モードの設定情報又は切り替え情報が含まれてもよい。
　送信モード設定部２１４は、上述の送信モードの設定情報又は切り替え情報に基づいて、ユーザ端末ＵＥの送信モードを設定し、当該送信モードに基づいて下りデータの受信処理を行うよう、下りデータ受信処理部２１３を制御する。また、送信モード設定部２１４は、ユーザ端末２０に設定される送信モード内での送信法の切り替え情報に基づいて、送信法に応じた下りデータの受信処理を行うよう、下りデータ受信処理部２１３を制御してもよい。
　以上のように、本実施の形態に係る無線通信システム１によれば、非直交多重アクセス（ＮＯＭＡ）を利用可能な無線通信システムにおいて、ＮＯＭＡ／ＭＵ－ＭＩＭＯに対応した送信モードが規定されるので、周波数利用効率を向上させることができる。ＮＯＭＡ／ＭＵ－ＭＩＭＯを含む複数の送信法をグループ化した第１送信モードと、ＮＯＭＡ／開ループ送信ダイバーシチを含む複数の送信方法をグループ化した第２送信モードとが規定されるので、制御負荷を増大せずに、多様な送信法をサポートできる（第１態様）。
　また、本実施の形態に係る無線通信システム１によれば、推定用参照信号による干渉推定情報に基づいて下り信号が送信されるタイミングＴのビームフォーミング行列Ｍ１（Ｔ）及びＭ２（Ｔ）を用いてビームフォーミングされるとともに、周辺セルの全ビームの推定用参照信号と同一の無線リソースに多重されて、推定用参照信号が送信されるため、干渉推定情報の精度を向上できる（第２態様）。
　本発明は、そ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できる。つまり、本明細書の記載は、例示を目的とするものに過ぎず、本発明に対して制限を加えるものではない。
　本出願は、２０１３年２月６日出願の特願２０１３－０２１２６９に基づく。この内容は、全てここに含めておく。

Claims (10)

  1. 　ユーザ端末に対する下り信号を送信する無線基地局であって、
    　非直交多重アクセス（ＮＯＭＡ）とマルチユーザ多入力多出力（ＭＵ－ＭＩＭＯ）とを用いた送信法を含む複数の送信法がグループ化される第１送信モードと、前記ＮＯＭＡと開ループ送信ダイバーシチとを用いた送信法を含む複数の送信法がグループ化される第２送信モードと、を含む複数の送信モードの一つを、前記ユーザ端末に対して設定する設定部と、
    　前記設定部によって設定される送信モードに基づいて、前記下り信号を送信する送信部と、を具備することを特徴とする無線基地局。
  2. 　前記設定部は、上位レイヤシグナリングを用いて、前記ユーザ端末に対して設定された送信モードを切り替えることを特徴とする請求項１に記載の無線基地局。
  3. 　前記設定部は、前記上位レイヤシグナリングよりも下位レイヤのシグナリング又は下り制御チャネルを用いて、前記送信モードでグループ化される複数の送信法のうち前記下り信号に適用される送信法を切り替えることを特徴とする請求項２に記載の無線基地局。
  4. 　前記第１送信モードでは、前記ＮＯＭＡと前記ＭＵ－ＭＩＭＯを用いた送信法に加えて、前記ＮＯＭＡと閉ループ送信ダイバーシチとを用いた送信法、前記ＮＯＭＡとシングルユーザ多入力多出力（ＳＵ－ＭＩＭＯ）とを用いた送信法、前記ＮＯＭＡを用いずに前記閉ループ送信ダイバーシチを用いた送信法、前記ＮＯＭＡを用いずに前記ＳＵ－ＭＩＭＯを用いた送信法、の少なくとも一つがグループ化されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の無線基地局。
  5. 　前記第２送信モードでは、前記ＮＯＭＡと前記開ループ送信ダイバーシチとを用いた送信法に加えて、前記ＮＯＭＡとシングルユーザ多入力多出力（ＳＵ－ＭＩＭＯ）とを用いた送信法、前記ＮＯＭＡを用いずに前記開ループ送信ダイバーシチを用いた送信法、前記ＮＯＭＡを用いずに前記ＳＵ－ＭＩＭＯを用いた送信法、の少なくとも一つがグループ化されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の無線基地局。
  6. 　前記設定部は、前記ユーザ端末からの干渉推定情報に基づいて、前記複数の送信モードの一つを前記ユーザ端末に対して設定又は切り替え、
    　前記送信部は、前記ユーザ端末における前記干渉推定情報の推定に用いられる参照信号をビームフォーミングして送信することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の無線基地局。
  7. 　前記送信部は、前記参照信号が送信される第１タイミングにおけるビームフォーミング行列の代わりに、該参照信号による干渉推定情報に基づいて前記下り信号が送信される第２タイミングにおけるビームフォーミング行列を用いて、前記参照信号を送信することを特徴とする請求項６に記載の無線基地局。
  8. 　前記送信部は、他の無線基地局から送信される参照信号と同一の無線リソースにマッピングして、前記参照信号を送信することを特徴とする請求項７に記載の無線基地局。
  9. 　無線基地局から下り信号を受信するユーザ端末であって、
    　非直交多重アクセス（ＮＯＭＡ）とマルチユーザ多入力多出力（ＭＵ－ＭＩＭＯ）とを用いた送信法を含む複数の送信法がグループ化される第１送信モードと、前記ＮＯＭＡと開ループ送信ダイバーシチとを用いた送信法を含む複数の送信法がグループ化される第２送信モードと、を含む複数の送信モードの一つを示す送信モード情報を、前記無線基地局から受信する受信部と、
    　前記送信モード情報が示す送信モードに基づいて、前記下り信号の受信処理を行う受信処理部と、を具備することを特徴とするユーザ端末。
  10. 　無線基地局がユーザ端末に対する下り信号を送信する無線通信システムにおける無線通信方法であって、
    　前記無線基地局が、非直交多重アクセス（ＮＯＭＡ）とマルチユーザ多入力多出力（ＭＵ－ＭＩＭＯ）とを用いた送信法を含む複数の送信法がグループ化される第１送信モードと、前記ＮＯＭＡと開ループ送信ダイバーシチとを用いた送信法を含む複数の送信法がグループ化される第２送信モードと、を含む複数の送信モードの一つを、前記ユーザ端末に対して設定する工程と、
    　前記無線基地局が、設定された送信モードに基づいて、前記下り信号を送信する工程と、を有することを特徴とする無線通信方法。
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