WO2015141065A1 - 移動通信システム、基地局、およびユーザ装置 - Google Patents

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WO2015141065A1
WO2015141065A1 PCT/JP2014/081369 JP2014081369W WO2015141065A1 WO 2015141065 A1 WO2015141065 A1 WO 2015141065A1 JP 2014081369 W JP2014081369 W JP 2014081369W WO 2015141065 A1 WO2015141065 A1 WO 2015141065A1
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base station
user apparatus
reference signal
transmits
mobile communication
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佑一 柿島
聡 永田
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株式会社Ｎｔｔドコモ
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Definitions

  • the present invention relates to the field of mobile communication technology, and more particularly, to a beam following technology in a mobile communication system of 3D-MIMO (Threee-Dimensional Multiple Input Input Multiple Output) system.
  • 3D-MIMO Three-Dimensional Multiple Input Input Multiple Output
  • 3D-MIMO when the number of transmit antenna ports is 8 or less is referred to as “vertical beamforming”, and when the number of transmit antenna ports is greater than 8 (16, 32, 64, etc.) -MIMO (referred to as full-dimensional MIMO).
  • FD-MIMO is also referred to as massive MIMO, and the antenna arrangement does not necessarily have to be a two-dimensional arrangement or a three-dimensional arrangement.
  • FD-MIMO is a technology that greatly improves frequency utilization efficiency by forming a sharp beam (or directivity) using a large number of base station antenna elements. Similar to the vertical beam forming, by using a plurality of antenna ports, it is possible to form a beam in the horizontal and vertical directions.
  • the beam gain can be increased by performing precoding, but the beam width is reduced.
  • the influence of the beam tracking error is increased, and a hole is easily formed in the coverage.
  • 5G 5th generation
  • the number of antennas will be several hundred to several tens of thousands, and how to make the beam follow the user is an important issue.
  • the issue is to provide beam tracking technology that can realize efficient beam tracking.
  • a mobile communication system including a base station having a plurality of antenna ports and a user apparatus that performs radio communication with the base station
  • the base station includes a beam stream including a first beam that transmits data to the user apparatus, and one or more second beams that transmit a reference signal precoded in a peripheral direction of the first beam.
  • Send The user apparatus receives the beam stream, selects one or more appropriate beam numbers from the first beam and the second beam, and notifies the base station of the selected beam number. It is characterized by that.
  • Efficient beam tracking can be realized in 3D-MIMO mobile communication.
  • PDSCH Physical
  • the base station transmits one or a plurality of beam candidates to the user apparatus in addition to the currently formed beam (appropriately abbreviated as “current beam”).
  • the user apparatus selects one or more appropriate beam numbers from the current beam and beam candidates and feeds back to the base station.
  • the base station can efficiently follow the transmission beam to the user apparatus using the current beam direction information. For example, it is possible to reduce beam candidate transmission and feedback overhead by limiting beam candidates to a portion close to the current beam.
  • FIG. 1A and 1B are schematic views of a mobile communication system to which the beam tracking technique of the embodiment is applied.
  • FIG. 1A shows an example of vertical beamforming.
  • the base station 10A has antennas 21 constituting a plurality of antenna ports, and provides data signals and reference signals with a plurality of beams having directivity to the user apparatuses 30A and 30B located in the service area 11 of the own station. Send.
  • Each of the user apparatuses 30A and 30B selects a beam number (BI) that is favorable for the own station and feeds back to the base station 10A.
  • BI beam number
  • By vertical beam forming it is possible to easily follow movement in the vertical direction or the radial direction of the cell (the perspective direction when viewed from the base station 10A).
  • FIG. 1B shows an example of large-scale MIMO.
  • the remote base station 10C connected to the base station 10B includes an antenna device 22 having (N ⁇ M) antenna elements arranged two-dimensionally, and data signals are transmitted with a plurality of beams having directivity. And transmit a reference signal.
  • the user apparatus 30 selects a good beam number and feeds back the selected beam number to the base station 10B via the remote base station 10C.
  • the remote base station 10C performs radio (RF) transmission / reception with the user apparatus 30 and RF front-end processing, and the base station 10B performs baseband processing.
  • the base station 10B and the remote base station 10C may be combined into a “base station 10”.
  • antenna elements 23 having the same polarization are two-dimensionally arranged, and each element constitutes an antenna port to provide 64 antenna ports.
  • orthogonally polarized antenna elements 24 are two-dimensionally arranged, and two antenna ports are configured corresponding to two polarization directions in which each antenna element 24 is orthogonal.
  • the number of antenna ports is 128.
  • one antenna port is formed by a plurality of element groups.
  • the orthogonally polarized antenna element 24 is used, and therefore the element group 25 surrounded by the frame is connected to the antenna port corresponding to the first polarized wave.
  • Two antenna ports corresponding to the polarization are configured.
  • the base station 10 By multiplying the data supplied to each antenna port by the weight of the precoding vector and adjusting the amount of phase rotation (and / or amplitude) for each antenna port, the directivity of the beams transmitted from the plurality of antenna ports is increased. You can have it. Pre-coding increases the beam gain and allows radio waves to travel farther, while reducing the beam width. Therefore, the base station 10 performs beam tracking that causes the user apparatus 30 to follow the transmission beam so that no hole is generated in the coverage even when the beam width is narrowed.
  • 3A and 3B show examples of beam streams transmitted from the base station 10 when performing beam tracking.
  • 3A and 3B show the beam direction as viewed from the antenna device, where the horizontal direction of the paper is the horizontal or azimuth direction, and the vertical direction is the vertical or elevation angle direction.
  • the base station 10 uses the beams # 1 to # 6 for tracking reference signals (TRS: Tracking ⁇ ⁇ ⁇ Reference) in addition to the beam # 0 currently formed for data transmission to the user apparatus 30. Signal).
  • Beams # 1 to # 6 are beam candidates used when the current beam # 0 cannot follow the user apparatus 30.
  • a beam stream 51A for beam tracking is formed by combining the beam # 0 for data transmission and the beam candidates # 1 to # 6.
  • FIG. 3A uses a finely packed arrangement in which adjacent beams are arranged in six directions of a certain beam, but a lattice arrangement as shown in FIG. 3B may be used.
  • the user apparatus 30 When the user apparatus 30 receives the beam stream 51A, the user apparatus 30 measures the reception intensity and the like of each beam and feeds back a beam number having a good reception state to the base station 10.
  • the beam number to be fed back may be the optimum beam number or the top X beam numbers.
  • the measurement results may be fed back for all of the beams # 0 to # 6, or may be fed back in the order of good reception quality or bad measurement results.
  • the base station 10 receives the feedback of the beam # 2 from the user apparatus 30, the base station 10 changes the current beam from the beam # 0 to the beam # 2, and arranges beam candidates around the beam # 2, thereby tracking reference signals. (TRS) is transmitted.
  • TRS tracking reference signals
  • TRS By transmitting TRS using beams # 1 to # 6 in addition to the current beam # 0 for data transmission, it is possible to realize beam tracking using seven (3-bit) beams.
  • TRS it is not always necessary to define a new reference signal called TRS.
  • CSI-RS Channel : State Information Reference Signal
  • CSI-RS Channel : State Information Reference Signal
  • Examples of existing or under study signals that can be used for beam tracking include synchronization signals such as PSS (Primary Synchronization Signal), SSS (Secondary Synchronization Signal), Enhanced SS, Discovery signal, and demodulation reference signal (DM-RS: Demodulation (Reference) Signal), etc., but is not limited thereto.
  • PSS Primary Synchronization Signal
  • SSS Secondary Synchronization Signal
  • Enhanced SS Discovery signal
  • DM-RS Demodulation (Reference) Signal
  • CSI-RSs or TRSs
  • RS overhead can be suppressed.
  • the user apparatus 30 selects a beam with good reception quality from the TRSs arriving with a plurality of directivities and feeds back to the base station, downlink data is transmitted with a good beam following the movement of the user apparatus 30. Can be received.
  • the measurement and selection of the signal in the user apparatus 30 can be performed by any received power level, SINR (Signal-to-Interference-plus-Noise-Ratio), RSRP (Reference Signal-Received Power) measured by TRS, RSRQ (Reference Signal-Received Quality), etc. Can be based on parameters.
  • SINR Signal-to-Interference-plus-Noise-Ratio
  • RSRP Reference Signal-Received Power
  • TRS Reference Signal-Received Quality
  • RSRQ Reference Signal-Received Quality
  • FIG. 3B a lattice arrangement in which adjacent beams are arranged in a lattice shape is used.
  • a beam stream 51B in which beam candidates # 1 to # 4 are arranged in a cross shape in the horizontal and vertical directions around the currently formed beam # 0 is transmitted. Even in this configuration, each beam can be identified by 3 bits, and RS overhead can be suppressed.
  • the directivity of the beam candidate is formed adjacent to the currently formed beam # 0, but the direction of the beam candidate is not necessarily physically adjacent to the current beam # 0. It does not have to be.
  • the beam candidate # 2 on the right side of the current beam # 0 is transmitted in a direction somewhat away from the direction of the beam # 0.
  • two or more beam candidates may be arranged at different azimuth angles on the right side of the current beam # 0.
  • the beam # 3 below the current beam # 0 is separated to some extent from the direction of the beam # 0. It may be transmitted in the direction, or two or more beam candidates may be arranged at different depression angles toward the lower side of the current beam # 0.
  • FIG. 4 shows a multiplexing example of the tracking reference signal (TRS). Since the conventional user apparatus (legacy UE) cannot grasp the presence of TRS, when the TRS is multiplexed on the shared channel, the characteristic degradation of the legacy UE occurs. For this reason, it is considered effective to multiplex the reference signal in a user-specific area. Note that it is effective to multiplex a reference signal in a user-specific region for the purpose of suppressing characteristic degradation to a conventional user apparatus, not limited to TRS.
  • TRS tracking reference signal
  • the tracking reference signals (TRS) # 0 to # 6 are multiplexed on the last symbol or the latter half symbol of the subframe of the physical downlink shared channel (PDSCH) Physical Downlink Shared Channel, thereby measuring timing by TRS. Since the time difference between the data transmission timing and the data transmission timing can be reduced, the tracking accuracy can be improved.
  • TRS tracking reference signals
  • TRS # 0 to # 6 are transmitted in the third symbol from the end of the scheduled PDSCH subframe.
  • the present invention is not limited to this example, and it may be multiplexed at an appropriate symbol position in the latter time slot.
  • the TRS transmission density is adjusted to be high when the PDSCH transmission band is narrow, and the TRS transmission density is adjusted to be low when the PDSCH transmission band is wide. Thereby, it is possible to maintain an appropriate estimation accuracy independent of the PDSCH allocation frequency and the transmission band.
  • the base station 10 transmits a transmission signal sequence, a time multiplexed position (period), a frequency multiplexed position (period), a code division multiplexing (CDM) sequence for spreading coding, the number of TRSs to be transmitted, and feedback.
  • a transmission signal sequence a time multiplexed position (period)
  • a frequency multiplexed position a frequency multiplexed position
  • CDM code division multiplexing
  • Some or all of information necessary for beam tracking such as the number of beam numbers (BI: Beam Index) to be configured, may be configured.
  • the number of signaling bits may be reduced by using the same transmission signal sequence in different TRSs and changing only the time multiplexing position, the frequency multiplexing position, or the CDM sequence.
  • a plurality of pieces of setting information may be set for the purpose of tracking a plurality of beams.
  • a plurality of beams may be identified as the configuration number, and the configuration number for performing feedback to the terminal may be dynamically specified, for example.
  • These configuration information may be notified dynamically on a physical downlink control channel (PDCCH: Physical-Downlink-Control-Channel) or ePDCCH (enhanced-Physical-Downlink-Control-Channel), or semi-statically in a higher layer. It may be notified, or may be notified by a combination of an upper layer and a lower layer.
  • PDCCH Physical-Downlink-Control-Channel
  • ePDCCH enhanced-Physical-Downlink-Control-Channel
  • FIG. 5 shows an example in which a plurality of beam streams 52 and 53 are set.
  • the base station 10 can set a plurality of beam streams for beam tracking.
  • the base station 10 may perform beam tracking for each of the beam stream 52 and the beam stream 53 simultaneously.
  • the number of tracking beam streams may follow the number of transmission ranks.
  • the feedback information may continue with the current beam number (BI). Therefore, it is possible to adopt a configuration in which the number of feedback bits is reduced by collectively performing feedback reporting on the plurality of beam streams 52 and 53.
  • a stream index of 1 bit is multiplexed with feedback information, and a change request of the beam stream 53 is represented when the bit value is “1”, and a change request of the beam stream 52 is represented when the bit value is “0”. Also good. Further, “000” in beam tracking using 3 bits may be configured to indicate that no change is necessary for all of the plurality of beams (TRS).
  • the user apparatus 30 measures the beam stream 51 including the current downlink data transmission beam and beam candidate, and notifies the base station of the selected beam number.
  • the tracking reference signal (TRS) from the base station 10 is multiplexed on the PDSCH, it is efficient to multiplex the beam number on the ACK / NACK corresponding to the PDSCH.
  • the feedback may be performed on a physical uplink control channel (PUCCH: Physical Uplink Control Channel) or a physical uplink shared channel (PUSCH: Physical Uplink Shared Channel).
  • PUCCH Physical Uplink Control Channel
  • PUSCH Physical Uplink Shared Channel
  • the feedback period of the user apparatus 30 may be set independently for each of the beam streams 52 and 53.
  • the beam stream 52 in FIG. 5 reaches the user apparatus as a direct wave from the base station and the beam stream 53 reaches the user apparatus as a reflected wave
  • the beam stream 52 arrives as a LOS (Line of Sight) wave. It seems that the fluctuation is not so big.
  • the feedback period for the beam stream 52 is set to be larger than the feedback period for the beam stream 53 to suppress overhead.
  • a configuration in which a feedback trigger is transmitted to the user apparatus 30 under the initiative of the base station 10 may be adopted.
  • the user apparatus 30 can suppress uplink transmission opportunities and reduce feedback overhead.
  • the user apparatus 30 may be configured to request the resetting of the beam tracking by setting the 3-bit feedback information to a specific value, for example, “111”.
  • FIG. 6 is a flowchart of beam tracking in the base station 10.
  • the base station 10 may roughly detect the direction of the user apparatus 30, that is, the direction in which the beam is to be formed (S11), and then narrow down the beam direction (S12).
  • Rough detection may be performed using PSS (Primary Synchronization Signal) / SSS (Secondary Synchronization Signal), Discovery Signal, position detection reference signal (PRS: Positioning Reference Signal), or GPS (Global Positioning System).
  • PSS Primary Synchronization Signal
  • SSS Secondary Synchronization Signal
  • PRS Positioning Reference Signal
  • GPS Global Positioning System
  • data transmission is described only in the subsequent stage of S13, but it is also possible to perform data transmission in the subsequent stage of S11 or S12 based on the cell area / beam selection result of S11 or S12.
  • the approximate position of the user device 30 is repeatedly detected based on information from the user device 30 at regular intervals.
  • beam narrowing is repeated based on information from the user apparatus 30 at regular intervals.
  • the process may return to S11 and repeat from the position detection, or only S12 may be repeated.
  • the base station 10 transmits a beam stream for beam tracking (S13). At this time, as shown in FIG. 4 or FIG. 5, one or a plurality of beam streams may be transmitted. A plurality of TRS signals constituting the beam stream are each precoded to give a desired directivity. According to the example of FIG. 4, a data signal for the user apparatus 30 is transmitted by the beam # 0, and a beam tracking reference signal (TRS or the like) is transmitted by the beams # 1 to # 6. The base station 10 acquires the reception result of the beam stream from the user apparatus 30 and selects an optimum beam (S14).
  • TRS beam tracking reference signal
  • the base station 10 can cause the user apparatus to follow the transmission beam by repeating transmission of a reference signal for beam tracking (S13) and optimum beam selection (S14) based on information from the user apparatus 30.
  • a reference signal for beam tracking (S13) and optimum beam selection (S14) based on information from the user apparatus 30.
  • the process may be repeated by returning to S13, or the process may be repeated by returning to S11 or S12.
  • the current direction of the user device 30 may be specified again by returning to S11 or S12.
  • FIG. 7 is a schematic configuration diagram of the base station 10.
  • the base station 10 has a plurality of antennas 110-1 to 110-N, and radio (RF) transmission circuits 107-1 to 107-N and radio (RF) reception circuits 111-1 to 111-N corresponding to the number of antennas. N.
  • RF radio
  • the transmission data is converted into parallel data for each codeword which is a unit of error correction coding and a retransmission unit by the serial-parallel conversion unit 106, and is subjected to channel coding and modulation. In 102, it is mapped to the corresponding layer.
  • the transmission data subjected to layer mapping is mapped to subcarriers by the subcarrier mapping unit 105 under resource allocation control.
  • reference signals such as TRS and CSI-RS are also mapped to subcarriers.
  • the reference signal may already be precoded.
  • FIG. 4 when the tracking reference signal is multiplexed on the shared channel, it is desirable to map it to the symbol position in the latter half of the transmission frame.
  • the transmission data mapped to the subcarrier and the reference signal are input to the precoding unit 103.
  • Precoding section 103 multiplies transmission data and reference signals (including TRS for beam tracking) supplied to antennas 110-1 to 110-N by a precoding vector.
  • the part of the input signal may be multiplied by the precoding.
  • the reference signal may be precoded before the subcarrier mapping.
  • the transmission signal weighted by precoding is output from the multiplexer 104 as a transmission signal for each antenna 110.
  • Each transmission signal undergoes discrete Fourier transform (DFT), inverse Fourier transform (IFFT), and cyclic prefix addition (not shown), and is converted to a radio frequency signal by the RF transmission circuits 107-1 to 107-N.
  • the radio signal is transmitted from the corresponding antenna 111-1 to 111-N via the duplexers 108-1 to 108-N.
  • Feedback signals from the user apparatus 30 are input to the RF receiving circuits 111-1 to 111-N via the antennas 110-1 to 110-N and the duplexers 108-1 to 108-N, and converted into baseband signals.
  • the control signal and the data channel signal are separated from the baseband signal, and feedback information is demodulated by the feedback information processing control unit 119 based on the estimated value of the channel estimation unit 118.
  • the operation of the channel estimation unit 118 based on the reference signal for channel estimation, the demodulation of the data signal (the operation of the data channel signal demodulation unit 117) and the decoding, and the operation of the parallel-serial conversion unit 126 are not directly related to the invention. Description is omitted.
  • the feedback information processing control unit 119 determines whether the feedback information includes a beam index or whether beam tracking is not lost. When the feedback information includes the beam index from the user apparatus 30, the beam index is notified to the precoding weight generation unit 122. When the feedback information includes a plurality of beam indexes, the optimal beam index and the beam index for the beam candidate are selected and notified to the precoding weight generation unit 122. The precoding weight generation unit 122 generates a precoding vector corresponding to the beam index.
  • the precoding weight generation unit 122 may be instructed to reset the precoding weight by performing beam narrowing or the like.
  • the demodulated feedback information is also supplied to the transmission rank selection unit 121.
  • the precoding weight generation unit 122 may generate a precoding weight set so that the number of beam streams corresponding to the number of ranks selected by the transmission rank selection unit 121 is formed.
  • FIG. 8 is a processing flow performed by the user device 30.
  • the user apparatus 30 receives the tracking beam stream including the beam candidate together with the downlink data addressed to the user apparatus 30 (S31).
  • the received data signal and tracking beam candidate are measured (S32), and an appropriate beam number is included in the feedback information and transmitted to the base station (S33).
  • feedback information of a specific value for example, “111” or the like
  • another specific value for example, “000”
  • a stream number that identifies a beam stream that needs to be changed may be included in the feedback information.
  • FIG. 9 is a schematic configuration diagram of the user device 30.
  • the user apparatus 30 receives the data signal and the beam tracking reference signal (TRS) transmitted from the base station 10 by the antennas 307-1 to 307-M, and performs RF transmission through the duplexers 306-1 to 306-M.
  • the baseband signal is separated into a data signal, a reference signal, a control signal, and the like through cyclic prefix removal (not shown) and fast Fourier transform.
  • the reference signals (including CSI-RS and TRS) demodulated based on the channel state estimated by the channel estimation unit 312 are input to the channel quality measurement unit 315 and the channel quality is measured.
  • the rank / precoding weight selection unit 314 selects a rank index and a precoding weight based on the measured channel quality.
  • the feedback signal generator 316 selects one or more good beam indexes from the received beam beam stream and generates a feedback signal. If there is no good beam number, a feedback signal including a value such as “111” is generated, and if there is no change in the beam, a feedback signal including a value such as “000” is generated. When a plurality of TRS beam streams are received, a stream index bit that collectively indicates selection information regarding the plurality of beam streams may be added to the feedback information.
  • the generated feedback information is combined with the precoded uplink transmission data and reference signal by the multiplexer 302, and output as transmission data for each antenna 307.
  • Transmission data including feedback information is converted into a radio frequency signal by the RF transmission circuits 305-1 to 305-M. Radio signals are transmitted from corresponding antennas 307-1 to 307-M via duplexers 306-1 to 306-M.
  • the transmission beam user apparatus can be efficiently followed.
  • the technique described above can also be applied to multi-user (MU) MIMO.
  • the beam number that is desired to be applied to the user equipment that is multiplexed at the same time that is, the beam number that reduces interference from other users may be fed back to the base station 10.
  • This application is based on Patent Application No. 2014-059180 filed with the Japan Patent Office on March 20, 2014, and includes the entire contents thereof.

Abstract

　複数のアンテナポートを有する基地局と、前記基地局と無線通信を行うユーザ装置とを含む移動通信システムにおいて、前記基地局は、前記ユーザ装置に対してデータを送信する第１ビームと、前記第１ビームの周辺方向にプリコードされた参照信号を送信する一つまたは複数の第２ビームとを含むビームストリームを送信し、前記ユーザ装置は、前記ビームストリームを受信して、前記第１ビームおよび前記第２ビームの中から１以上の適切なビーム番号を選択して前記基地局に通知する。

Description

移動通信システム、基地局、およびユーザ装置
　本発明は、移動通信技術の分野に関し、特に、３Ｄ-ＭＩＭＯ（Three-Dimensional Multiple Input Multiple Output）方式の移動通信システムにおけるビーム追従技術に関する。
　国際標準化団体である３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）の技術仕様リリース８～１１では、ＬＴＥ（Long Term Evolution）無線アクセス方式の下りリンクにおいて、基地局が横方向に複数配置したアンテナポート（ＡＰ）を用いて、水平方向のビームフォーミングを行う技術が採用されている。
　リリース１２では、基地局に複数のアンテナポートを搭載し、水平方向に加えて垂直方向にビームを形成する三次元ＭＩＭＯ（３Ｄ－ＭＩＭＯ）が検討されつつある（たとえば、非特許文献１および２参照）。垂直方向（仰角方向）と水平方向（方位角方向）にビームを形成することによって、システム特性の改善が期待される。
　３ＧＰＰ標準化上は、送信アンテナポート数が８以下の場合の３Ｄ－ＭＩＭＯを「垂直ビームフォーミング（Elevation Beamforming）」と称し、送信アンテナポート数が８より大きい場合（１６，３２，６４など）をＦＤ－ＭＩＭＯ（Full-dimensional MIMOと称している。標準化以外では、ＦＤ－ＭＩＭＯは大規模（Massive）ＭＩＭＯとも呼ばれ、アンテナ配置は必ずしも２次元配置や３次元配置でなくてもよい。
　ＦＤ－ＭＩＭＯは、非常に多くの基地局アンテナ素子を用いて鋭いビーム（あるいは指向性）を形成することによって周波数利用効率を大きく改善する技術である。垂直ビームフォーミングと同様に、複数のアンテナポートを用いることで、水平及び垂直方向にビーム形成が可能である。
　ＦＤ－ＭＩＭＯあるいは大規模ＭＩＭＯでは、プリコーディングを行うことでビーム利得を大きくできるが、その一方でビーム幅が狭くなる。ビーム幅が狭くなるとビーム追従誤差の影響が大きくなり、カバレッジに穴が生じやすくなる。将来の第５世代（５Ｇ）以降の移動通信技術を考慮すると、アンテナ数が数百～数万以上になることも想定され、いかにビームをユーザに追従させるかが重要な課題となる。
　そこで、効率的なビーム追従を実現することのできるビームトラッキング技術の提供を課題とする。
　上記課題を実現するために、複数のアンテナポートを有する基地局と、前記基地局と無線通信を行うユーザ装置とを含む移動通信システムにおいて、
　前記基地局は、前記ユーザ装置に対してデータを送信する第１ビームと、前記第１ビームの周辺方向にプリコードされた参照信号を送信する一つまたは複数の第２ビームとを含むビームストリームを送信し、
　前記ユーザ装置は、前記ビームストリームを受信して、前記第１ビームおよび前記第２ビームの中から１以上の適切なビーム番号を選択して前記基地局に通知する、
ことを特徴とする。
　３Ｄ－ＭＩＭＯ方式の移動通信において、効率的なビーム追従を実現できる。
実施形態のビームトラッキングが適用される移動通信システムの概略図である。 実施形態のビームトラッキングが適用される移動通信システムの概略図である。 複数のアンテナポートの配置例を示す図である。 複数のアンテナポートの配置例を示す図である。 複数のアンテナポートの配置例を示す図である。 第１実施形態のビームトラッキングに用いられるビームストリームの例を示す図である。 第１実施形態のビームトラッキングに用いられるビームストリームの別の例を示す図である。 トラッキング用参照信号のＰＤＳＣＨ（Physical Downlink Shared Channel：物理下りリンク共有チャネル）への多重例を示す図である。 第２実施形態のビームトラッキングの手法を示す図である。 基地局で実施されるビームトラッキング方法のフローチャートである。 実施形態で用いられる基地局装置の概略構成図である。 ユーザ装置で行われるトラッキング用信号処理のフローチャートである。 実施形態で用いられるユーザ装置の概略構成図である。
　実施形態では、基地局はユーザ装置に対して、現在形成しているビーム（適宜、「現在のビーム」と省略する）の他に、一つまたは複数のビーム候補を送信する。ユーザ装置は、現在のビームとビーム候補の中から１または複数の適切なビーム番号を選択して基地局にフィードバックする。この構成により、基地局は現在のビーム方向の情報を用いて効率的に、送信ビームをユーザ装置に追従させることができる。例えば、ビーム候補を現在のビームに近接する部分に限定する事でビーム候補送信およびフィードバックのオーバーヘッドを削減する事が可能となる。
　図１Ａ及び図１Ｂは、実施形態のビームトラッキングの技術が適用される移動通信システムの概略図である。図１Ａは垂直ビームフォーミングの例を示す。基地局１０Ａは複数のアンテナポートを構成するアンテナ２１を有し、自局のサービスエリア１１内に在圏するユーザ装置３０Ａ，３０Ｂに対して、指向性を有する複数のビームでデータ信号と参照信号を送信する。ユーザ装置３０Ａ、３０Ｂは、それぞれ自局にとって良好なビーム番号（ＢＩ:Beam Index）を選択して、基地局１０Ａにフィードバックする。垂直ビームフォーミングにより、垂直方向あるいはセルの半径方向（基地局１０Ａから見たときの遠近方向）への移動に対しても追従が容易になる。
　図１Ｂは、大規模ＭＩＭＯの例を示す。図１Ｂの例では、基地局１０Ｂに接続されたリモート基地局１０Ｃは、２次元配置された（Ｎ×Ｍ）アンテナ素子を有するアンテナ装置２２を有し、指向性を有する複数のビームでデータ信号と参照信号を送信する。ユーザ装置３０は良好なビーム番号を選択し、選択したビーム番号をリモート基地局１０Ｃ経由で基地局１０Ｂにフィードバックする。リモート基地局１０Ｃは、ユーザ装置３０との無線（ＲＦ：Radio Frequency）送受信およびＲＦフロントエンド処理を行い、基地局１０Ｂはベースバンド処理を行う。基地局１０Ｂとリモート基地局１０Ｃを合せて「基地局１０」としてもよい。
　図２Ａ～図２Ｃは、アンテナ装置２２の配置例を示す。図２Ａでは、同一偏波のアンテナ素子２３を２次元配置し、各素子がそれぞれアンテナポートを構成して６４個のアンテナポートを提供する。
　図２Ｂでは、直交偏波のアンテナ素子２４を２次元配置し、各アンテナ素子２４が直交する２つの偏波方向に対応して２つのアンテナポートを構成する。この例では、アンテナポート数は１２８となる。
　図２Ｃでは、複数の素子群でひとつのアンテナポートを構成する。この例では、図２Ｂと同様に、直交偏波のアンテナ素子２４を用いているので、枠で囲まれた素子群２５は、第１の偏波に対応するアンテナポートと、直交する第２の偏波に対応するアンテナポートの２つのアンテナポートを構成する。
　各アンテナポートに供給されるデータにプリコーディングベクトルの重み付けを乗算してアンテナポートごとに位相回転量（及び／または振幅）を調整することで、複数のアンテナポートから送信されるビームに指向性を持たせることができる。プリコーディングによりビーム利得を大きくしてより遠くまで電波を飛ばすことができる一方で、ビーム幅が狭くなる。そこで、基地局１０は、ビーム幅が狭くなってもカバレッジに穴が生じないように、送信ビームをユーザ装置３０に追従させるビームトラッキングを実行する。
　図３Ａ及び図３Ｂは、ビームトラッキングを行う際に、基地局１０から送信されるビームストリームの例を示す。図３Ａと図３Ｂはアンテナ装置からみたビームの方向を示し、紙面の横方向が水平または方位角方向、縦方向が垂直または仰俯角方向である。
　図３Ａを参照すると、基地局１０は、ユーザ装置３０に対してデータ送信のために現在形成しているビーム＃０の他に、ビーム＃１～＃６でトラッキング用参照信号（ＴＲＳ：Tracking Reference Signal）を送信する。ビーム＃１～＃６は、現在のビーム＃０がユーザ装置３０に追従できなくなった場合に用いられるビーム候補である。データ送信用のビーム＃０とビーム候補＃１～＃６を合わせて、ビームトラッキング用のビームストリーム５１Ａが形成される。図３Ａは、あるビームの６方向に隣接ビームが配置される細密充填配置を用いているが、図３Ｂのような格子状配置であってもよい。
　ユーザ装置３０は、ビームストリーム５１Ａを受信すると、各ビームの受信強度等を測定して、受信状態の良好なビーム番号を基地局１０にフィードバックする。フィードバックされるビーム番号は最適なビーム番号であってもよいし、上位Ｘ個のビーム番号であってもよい。または、ビーム＃０～＃６のすべてについて測定結果をフィードバックしても良いし，受信品質が良好な順あるいは測定結果が悪い順にフィードバックしてもよい。
　一例として、ユーザ装置３０が基地局１０のアンテナから見て右方向へ移動している場合を考える。ユーザ装置３０は現在のビーム＃０で下りリンクデータを受信しているが、移動につれてビーム＃２の測定レベルが最も高くなり得る。基地局１０は、ユーザ装置３０からビーム＃２のフィードバックを受信すると、現在のビームをビーム＃０からビーム＃２に変更し、ビーム＃２の周囲にビーム候補を配置してトラッキング用の参照信号（ＴＲＳ）を送信する。
　データ送信用の現在のビーム＃０の他にビーム＃１～＃６でＴＲＳを送信することで、７通り（３ビット）のビームを用いたビームトラッキングを実現することができる。ここで、必ずしもＴＲＳという新たな参照信号を規定する必要はなく、たとえばプリコードされた（すなわち指向性を有する）チャネル測定用の参照信号（ＣＳＩ－ＲＳ：Channel State Information Reference Signal）を用いてもよい。あるいは、既存のＬＴＥシステムや、ＬＴＥを進化させたＬＴＥ-Advancedシステムで規定、検討されている参照信号や同期信号を利用してもよい。ビームトラッキングに使用し得る既存あるいは検討中の信号の例として、ＰＳＳ（Primary Synchronization Signal），ＳＳＳ（Secondary Synchronization Signal）、Enhanced SS等の同期信号や、Discovery signal, 復調用参照信号（ＤＭ－ＲＳ：Demodulation Reference Signal）などが挙げられるが、これらに限定されない。
　現在のビーム＃０に関しては、ユーザ装置はＤＭ－ＲＳ等で受信品質を測定することができるので、必ずしもＴＲＳなどのビームトラッキング用の参照信号を別途に送信しなくてもよい。
　この方法によると、現在形成されているビーム＃０の周囲で限られた数のＣＳＩ－ＲＳ（あるいはＴＲＳ）が送信されるので、ＲＳオーバーヘッドを抑制することができる。他方、ユーザ装置３０は複数の指向性で到来するＴＲＳの中から受信品質の良好なビームを選択して基地局にフィードバックするので、ユーザ装置３０の移動に追従した良好なビームで下りリンクデータを受信することができる。
　ユーザ装置３０における信号の測定と選択は、受信電力レベル、ＳＩＮＲ（Signal to Interference-plus-Noise Ratio）、ＴＲＳで測定したＲＳＲＰ（Reference Signal Received Power）、ＲＳＲＱ（Reference Signal Received Quality）など、任意のパラメータに基づいてすることができる。特にＲＳＲＰを用いることで、信号の測定と選択を簡易にしてもよい。
　図３Ｂでは、隣接ビームが格子状に配置される格子状配置を用いる。現在形成されているビーム＃０を中心として、水平方向と垂直方向に十字型にビーム候補＃１～＃４が配置されたビームストリーム５１Ｂが送信される。この構成でも３ビットで各ビームを識別することができ、ＲＳオーバーヘッドを抑制することができる。
　図３Ａと図３Ｂでは、現在形成されているビーム＃０に隣接してビーム候補の指向性を形成しているが、ビーム候補の方向は、必ずしも現在のビーム＃０に物理的に隣接していなくてもよい。たとえば、ユーザ装置がアンテナ装置からみて右方向に比較的早い速度で移動している場合は、現在のビーム＃０の右側のビーム候補＃２を、ビーム＃０の方向からある程度離れた方向に送信してもよいし、現在のビーム＃０の右側にそれぞれ異なる方位角で２以上のビーム候補を配置してもよい。
　同様に、ユーザ装置がアンテナ装置に近づく方向（俯角方向）または下がる方向に移動している場合は、現在のビーム＃０の下方のビーム＃３を、ビーム＃０の方向からある程度下方に離れた方向に送信してもよいし、現在のビーム＃０の下方に向けて異なる俯角で２以上のビーム候補を配置してもよい。
　図４は、トラッキング用参照信号（ＴＲＳ）の多重例を示す。従来のユーザ装置（レガシーＵＥ）はＴＲＳの存在を把握できないため、ＴＲＳを共有チャネルに多重した場合、レガシーＵＥの特性劣化が生じる。このため、ユーザ固有（User-specific）な領域に参照信号を多重することが有効であると考えられる。なお、ＴＲＳに限らず、従来のユーザ装置への特性劣化を抑圧する目的で参照信号をユーザ固有な領域に多重することは有効である。
　あるいは、レガシーＵＥの特性劣化を許容しつつ、共有チャネルに多重することも考えられる。この場合、トラッキング用参照信号（ＴＲＳ）＃０～＃６を、物理下りリンク共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）Physical Downlink Shared Channel）のサブフレームの最終シンボルまたは後半のシンボルに多重することで、ＴＲＳによる測定タイミングとデータの送信タイミングの時間的な差を小さくできるため、トラッキング精度を向上することができる。
　図４の例では、スケジューリングされたＰＤＳＣＨのサブフレームの最後から３つ目のシンボルでＴＲＳ＃０～＃６が送信されている。この例に限定されず、後半の時間スロットの適切なシンボル位置に多重してもよい。
　ＴＲＳを特にユーザ固有な領域に多重し、周波数的な多重密度を一定とする場合、ＰＤＳＣＨの送信帯域幅が狭い場合は周波数方向のＴＲＳリソース数が減少してトラッキング精度が低下する。逆に、ＰＤＳＣＨの送信帯域幅が広い場合はトラッキング精度が高くなる。そこで、ＰＤＳＣＨの送信帯域が狭い場合にＴＲＳ送信の密度を高くし、ＰＤＳＣＨの送信帯域が広い場合にＴＲＳ送信の密度を低くなるように調整する。これにより、ＰＤＳＣＨの割り当て頻度や送信帯域に依存しない適度な推定精度を維持することができる。
　ＴＲＳの送信に関し、基地局１０にて、送信信号系列、時間多重位置（周期）、周波数多重位置（周期）、拡散符号化のための符号分割多重（ＣＤＭ）系列、送信するＴＲＳの数、フィードバックすべきビーム番号（ＢＩ：Beam Index）の数など、ビームトラッキングに必要な情報の一部または全部を設定（configure）してもよい。
　異なるＴＲＳで同一の送信信号系列を用い、時間多重位置、周波数多重位置、あるいはＣＤＭ系列だけを変える構成とすることでシグナリングビット数を削減してもよい。
　また、これらの設定情報は複数ビームのトラッキングを目的として、複数設定できてもよい。その場合、configuration番号として複数のビームを識別できてもよいし、端末に対してフィードバックを行うconfiguration番号を例えば動的に指定できてもよい。
　これらの設定情報は、物理下りリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ：Physical Downlink Control Channel）あるいはｅＰＤＣＣＨ（enhanced Physical Downlink Control Channel）でダイナミックに通知されてもよいし、上位レイヤで準静的（semi-static）に通知されてもよいし、上位レイヤと下位レイヤの組み合わせにより通知されてもよい。
　図５は、複数のビームストリーム５２、５３が設定される例を示す。基地局１０は、ビームトラッキング用に複数のビームストリームを設定可能である。基地局１０は、ビームストリーム５２と、ビームストリーム５３のそれぞれについて同時にビームトラッキングを実行してもよい。トラッキング用のビームストリームの数は、送信ランク数に従っていてもよい。
　十分なビーム追従精度を有している場合、フィードバック情報は現在のビーム番号（ＢＩ）で連続する可能性がある。そこで、複数のビームストリーム５２、５３に関して一括してフィードバック報告することによってフィードバックビット数を削減する構成をとることができる。
　たとえば、フィードバック情報に１ビットのストリームインデックスを多重し、ビット値が「１」のときにビームストリーム５３の変更要求を、ビット値が「０」のときにビームストリーム５２の変更要求を表す構成としてもよい。また、３ビットを用いたビームトラッキングで"０００"は、複数ビーム（ＴＲＳ）のすべてについて変更不要であることを示す構成としてもよい。
　次に、ユーザ装置３０によるビーム番号（ＢＩ）のフィードバックについて説明する。ユーザ装置３０は、現在の下りリンクデータ送信用のビームとビーム候補とを含むビームストリーム５１を測定し、選択したビーム番号を基地局に通知する。
　図４のように、特に基地局１０からのトラッキング用参照信号（ＴＲＳ）がＰＤＳＣＨに多重されている場合は、ビーム番号をＰＤＳＣＨに対応するＡＣＫ／ＮＡＣＫに多重するのが効率的である。フィードバックは物理上り制御チャネル（ＰＵＣＣＨ：Physical Uplink Control Channel）で行ってもよいし、物理上り共有チャネル（ＰＵＳＣＨ：Physical Uplink Shared Channel）で行ってもよい。
　基地局１０から複数のビームストリーム５２、５３が受信される場合、ユーザ装置３０のフィードバック周期は、ビームストリーム５２、５３ごとに独立に設定してもよい。たとえば、図５のビームストリーム５２が基地局からの直接波としてユーザ装置に届き、ビームストリーム５３が反射波としてユーザ装置に届く場合、ビームストリーム５２は、ＬＯＳ（Line of Sight）波として到来するため、変動がそれほど大きくないと思われる。この場合、ビームストリーム５２についてのフィードバック周期を、ビームストリーム５３についてのフィードバック周期より大きく設定してオーバーヘッドを抑制する。
　また、基地局１０の主導でフィードバックトリガをユーザ装置３０に送信する構成としてもよい。ユーザ装置３０は、基地局１０によるフィードバックトリガに従うことで、上り送信機会が抑制され、フィードバックのオーバーヘッドを低減できる。
　ユーザ装置３０の移動速度が非常に速い場合など、ビームトラッキングが大きくずれたときに、受信品質の劣化が激しく基地局１０にフィードバックすべきビーム番号を選択できない場合がある。この場合、ユーザ装置３０は、３ビットのフィードバック情報を特定の値、たとえば"１１１"に設定して、ビームトラッキングの再設定を要求する構成としてもよい。
　図６は、基地局１０におけるビームトラッキングのフローチャートである。基地局１０は、ビームトラッキングの開始に先立って、ユーザ装置３０の方向、すなわちビームを形成すべき方向をラフに検出してから（Ｓ１１）、ビーム方向の絞り込みを行ってもよい（Ｓ１２）。ラフ検出は、ＰＳＳ (Primary Synchronization Signal)／ＳＳＳ (Secondary Synchronization Signal)、Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ　Ｓｉｇｎａｌ、位置検出用の参照信号（ＰＲＳ：Positioning Reference Signal）やＧＰＳ（Global Positioning System）を用いて行ってもよい。Ｓ１１及びＳ１２は本発明にとって必須ではないが、ある程度のビーム絞り込みを行うことで、ビームトラッキングを円滑に行うことができる。また、図６ではデータ送信はＳ１３の後段のみに記載されているが、Ｓ１１またはＳ１２のセルエリア／ビーム選択結果に基づいてＳ１１またはＳ１２の後段でデータ送信を行うことも可能である。ユーザ装置３０のおおよその位置は、一定間隔またはユーザ装置３０から情報に基づいて繰り返し検出される。同様にビームの絞り込みも、一定間隔またはユーザ装置３０からの情報に基づいて繰り返される。ユーザ位置の変化に応じて、ビーム絞り込み後に、Ｓ１１に戻って位置検出から繰り返してもよいし、Ｓ１２だけを繰り返してもよい。
　基地局１０は、ビームトラッキング用のビームストリームを送信する（Ｓ１３）。このとき、図４または図５に示すように、１または複数のビームストリームが送信されてもよい。ビームストリームを構成する複数のＴＲＳ信号は、それぞれプリコーディングされて所望の指向性が与えられる。図４の例に基づくと、ビーム＃０でユーザ装置３０に対するデータ信号が送信されるとともに、ビーム＃１～＃６でビームトラッキング用の参照信号（ＴＲＳなど）が送信される。基地局１０は、ユーザ装置３０からビームストリームの受信結果を取得して、最適なビームを選択する（Ｓ１４）。基地局１０はビームトラッキング用の参照信号の送信（Ｓ１３）と、ユーザ装置３０からの情報に基づく最適ビーム選択（Ｓ１４）を繰り返すことで、送信ビームをユーザ装置に追従させることができる。参照信号の送信（Ｓ１３）の後、あるいは最適ビーム選択（Ｓ１４）の後に、Ｓ１３に戻って処理を繰り返してももよいし、Ｓ１１またはＳ１２に戻って処理をやり直してもよい。たとえば送信ビームがユーザ装置３０に追従できていない場合にＳ１１あるいはＳ１２に戻ってユーザ装置３０の現在の方向を特定し直してもよい。
　図７は、基地局１０の概略構成図である。基地局１０は、複数のアンテナ１１０－１～１１０－Ｎを有し、アンテナ数に応じた無線（ＲＦ）送信回路１０７－１～１０７－Ｎおよび無線（ＲＦ）受信回路１１１－１～１１１－Ｎを有する。
　送信データは、直並列変換部１０６で、たとえば、誤り訂正符号化の単位であり再送単位であるコードワードごとに並列データに変換され、チャネル符号化及び変調を受けて、コードワード対レイヤマッピング部１０２で対応するレイヤにマッピングされる。レイヤマッピングされた送信データは、リソース割り当て制御の下に、サブキャリアマッピング部１０５でサブキャリアにマッピングされる。このとき、ＴＲＳやＣＳＩ－ＲＳなどの参照信号も、サブキャリアにマッピングされる。ここで、参照信号はすでにプリコーディングされていてもよい。図４のように、トラッキング用の参照信号が共有チャネルに多重される場合は、送信フレームの後半部分のシンボル位置にマッピングされるのが望ましい。
　サブキャリアにマッピングされた送信データと参照信号は、プリコーディング部１０３に入力される。プリコーディング部１０３は、各アンテナ１１０－１～１１０－Ｎに供給される送信データ及び参照信号（ビームトラッキング用のＴＲＳを含む）にプリコーディングベクトルを乗算する。ここで、プリコーディングを乗算するのは入力信号の一部であってもよい。たとえば、参照信号はサブキャリアマッピングの前段でプリコードされてもよい。
　プリコーディングにより重み付け（位相回転量および／あるいは振幅変動量の調整）がされた送信信号は、マルチプレクサ１０４からアンテナ１１０ごとの送信信号として出力される。各送信信号は図示しない離散フーリエ変換（ＤＦＴ）、逆フーリエ変換（ＩＦＦＴ）、サイクリック・プレフィクスの付加を経て、ＲＦ送信回路１０７－１～１０７－Ｎで無線周波数の信号に変換される。無線信号は、デュプレクサ１０８－１～１０８－Ｎを介して対応するアンテナ１１１－１～１１１－Ｎから送信される。
　ユーザ装置３０からのフィードバック信号は、アンテナ１１０－１～１１０－Ｎ、デュプレクサ１０８－１～１０８－Ｎを介して、ＲＦ受信回路１１１－１～１１１－Ｎに入力されてベースバンド信号に変換される。ベースバンド信号から制御信号とデータチャネル信号が分離され、チャネル推定部１１８の推定値に基づいて、フィードバック情報処理制御部１１９でフィードバック情報が復調される。チャネル推定用の参照信号に基づくチャネル推定部１１８の動作や、データ信号の復調（データチャネル信号復調部１１７の動作）や復号、並直列変換部１２６の動作については、発明と直接関連しないので、説明を省略する。
　フィードバック情報処理制御部１１９は、フィードバック情報にビームインデックスが含まれるか、あるいはビームトラッキング外れが生じていないかを判断する。フィードバック情報にユーザ装置３０からのビームインデックスが含まれている場合は、ビームインデックスをプリコーディングウェイト生成部１２２に通知する。フィードバック情報に複数のビームインデックスが含まれている場合は、最適なビームインデックスとビーム候補用のビームインデックスを選択してプリコーディングウェイト生成部１２２に通知する。プリコーディングウェイト生成部１２２は、ビームインデックスに応じたプリコーディングベクトルを生成する。
　フィードバック情報がビームトラッキング外れを示す場合（たとえば"１１１"が示される場合など）は、ビームの絞り込み等を行って、プリコーディングウェイト生成部１２２にプリコーディングウェイトの再設定を指示してもよい。
　復調されたフィードバック情報は送信ランク選択部１２１にも供給される。プリコーディングウェイト生成部１２２は、送信ランク選択部１２１で選択されたランク数に応じた数のビームストリームを形成するように、プリコーディングウェイトセットを生成してもよい。
　図８は、ユーザ装置３０で行われる処理フローである。ユーザ装置３０は、ユーザ装置３０宛ての下りリンクデータとともに、ビーム候補を含むトラッキング用ビームストリームを受信する（Ｓ３１）。受信したデータ信号及びトラッキング用ビーム候補を測定し（Ｓ３２）、適切なビーム番号をフィードバック情報に含めて基地局に送信する（Ｓ３３）。また、受信したビームストリームに閾値を超える受信品質のビームが含まれていない場合は、特定の値（たとえば"１１１"等）のフィードバック情報を返してもよい。また、受信したビームストリームの品質が良好であり、ビーム変更が不要の場合は、別の特定の値（たとえば"０００"）を返してもよい。基地局１０から複数のビームストリームを受信したときは、変更を要するビームストリームを特定するストリーム番号をフィードバック情報に含めてもよい。
　図９は、ユーザ装置３０の概略構成図である。ユーザ装置３０は、基地局１０から送信されたデータ信号及びビームトラッキング用の参照信号（ＴＲＳ）を、アンテナ３０７－１～３０７－Ｍで受信し、デュプレクサ３０６－１～３０６－Ｍを介してＲＦ受信回路３０８－１～３０８－Ｍに入力してベースバンド信号に受信する。ベースバンド信号は図示しないサイクリック・プリフィクスの除去や高速フーリエ変換を経て、データ信号、参照信号、制御信号等に分離される。
　チャネル推定部３１２で推定されたチャネル状態に基づいて復調された参照信号（ＣＳＩ－ＲＳやＴＲＳを含む）は、チャネル品質測定部３１５に入力され、チャネル品質が測定される。ランク・プリコーディングウェイト選択部３１４は、測定されたチャネル品質に基づいて、ランクインデックスとプリコーディングウェイトを選択する。
　フィードバック信号生成部３１６は、受信したビームビームストリームから１つまたは複数の良好なビームインデックスを選択してフィードバック信号を生成する。良好なビーム番号がない場合は、たとえば"１１１"などの値を含むフィードバック信号を生成し、ビームに変更がない場合は、たとえば"０００"などの値を含むフィードバック信号を生成する。複数のＴＲＳビームストリームを受信したときは、複数のビームストリームに関する選択情報を一括して示すストリームインデックス用のビットをフィードバック情報に追加してもよい。
　生成されたフィードバック情報は、マルチプレクサ３０２にて、プリコードされた上りリンク送信データや参照信号と合成され、アンテナ３０７ごとの送信データとして出力される。フィードバック情報を含む送信データは、ＲＦ送信回路３０５－１～３０５－Ｍで無線周波数の信号に変換される。無線信号はデュプレクサ３０６－１～３０６－Ｍを介して対応するアンテナ３０７－１～３０７－Ｍから送信される。
　上記の手法と構成により、プリコーディングによる指向性の強いビームを形成する場合に、効率よく送信ビームユーザ装置に追従させることができる。
　なお、上述した技術は、マルチユーザ（ＭＵ）ＭＩＭＯにも適用可能である。この場合は、同時多重されているユーザ装置に適用してほしいビーム番号、すなわち、他ユーザからの干渉が小さくなるビーム番号を基地局１０にフィードバックしてもよい。
　この出願は、２０１４年３月２０日に日本国特許庁に出願された特許出願第２０１４－０５９１８０号に基づき、その全内容を含むものである。

Claims (10)

  1. 　複数のアンテナポートを有する基地局と、前記基地局と無線通信を行うユーザ装置とを含む移動通信システムにおいて、
    　前記基地局は、前記ユーザ装置に対してデータを送信する第１ビームと、前記第１ビームの周辺方向にプリコードされた参照信号を送信する一つまたは複数の第２ビームとを含むビームストリームを送信し、
    　前記ユーザ装置は、前記ビームストリームを受信して、前記第１ビームおよび前記第２ビームの中から１以上の適切なビーム番号を選択して前記基地局に通知する、
    ことを特徴とする移動通信システム。
  2. 　前記基地局は、前記参照信号を、下りリンク共有チャネルのユーザ固有の領域に多重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、前記参照信号の送信信号系列、時間多重位置又は周期、周波数多重位置又は周期、拡散符号化のための符号分割多重（ＣＤＭ）系列、送信する参照信号の数、及びフィードバックすべきビーム番号の数の中の一部または全部を設定して、前記ユーザ装置に通知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。
  4. 　前記移動局は、前記ビームストリームを前記下りリンク共有チャネルで受信したときに選択した前記ビーム番号を、肯定応答または否定応答に多重して送信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、前記ユーザ装置に対して複数の前記ビームストリームを設定して、前記ビームストリームのそれぞれについてビームトラッキングを実施し、
    　前記ユーザ装置は、前記複数のビームストリームの追従状態を一括して表す情報をフィードバック情報に含めて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. 　データ信号と、前記データとともに送信される一つまたは複数の参照信号をそれぞれ対応するプリコーディングベクトルで乗算するプリコーディング部と、
    　複数のアンテナポートを有し、前記データ信号を送信する第１ビームと、前記参照信号を前記第１ビームの周辺方向に向けて送信する第２ビームとを空間多重して送信するアンテナ部と、
    　ユーザ装置から前記第１ビームおよび前記第２ビームの受信結果を取得し、前記受信結果に基づいて前記プリコーディング部を制御して前記第１ビームを前記ユーザ装置に追従させる制御部と、
    　を有することを特徴とする基地局。
  7. 　前記参照信号を下りリンク共有チャネルのユーザ固有の領域に多重する多重部、
    　をさらに有することを特徴とする請求項６に記載の基地局。
  8. 　前記制御部は、前記参照信号の送信信号系列、時間多重位置又は周期、周波数多重位置又は周期、拡散符号化のための符号分割多重（ＣＤＭ）系列、送信する参照信号の数、及びフィードバックすべきビーム番号の数の中の一部または全部を設定して前記ユーザ装置に通知することを特徴とする請求項７に記載の基地局。
  9. 　基地局からのデータ信号を第１ビームで受信するとともに、前記第１ビームの周辺に向けられる複数の第２ビームでプリコードされた一つまたは複数の参照信号を受信する受信部と、
    　前記データ信号および前記複数の参照信号を測定する測定部と、
    　前記測定部の測定結果に基づいて前記第１ビームと前記第２ビームの中から１以上のビームを選択して選択結果を前記基地局に通知する制御部と、
    を有することを特徴とするユーザ装置。
  10. 　前記受信部は、前記参照信号を下りリンク共有チャネルのユーザ固有の領域で受信することを特徴とする請求項９に記載のユーザ装置。
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