WO2017135302A1 - 基地局、ユーザ装置、プリコーディング行列適用方法、及びプリコーディング行列取得方法 - Google Patents

基地局、ユーザ装置、プリコーディング行列適用方法、及びプリコーディング行列取得方法 Download PDF

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WO2017135302A1
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precoding matrix
base station
user apparatus
precoding
unit
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洋介 佐野
和晃 武田
聡 永田
チュンリン イェン
アンシン リ
ホイリン ジャン
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株式会社Ｎｔｔドコモ
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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
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    • H04B7/0456—Selection of precoding matrices or codebooks, e.g. using matrices antenna weighting
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    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system to which non-orthogonal multiple access (NOMA) is applied.
  • NOMA non-orthogonal multiple access
  • NOMA non-orthogonal multiple access
  • UE user apparatuses UE
  • eNB base station eNB
  • FIG. 1 shows UE2 near the eNB and UE1 near the cell edge.
  • ENB selects UE1 and UE2 as a pair, and multiplexes the signal of UE1 and the signal of UE2 using the same resource and transmits them simultaneously as shown in FIG. 2A. At this time, large power is allocated to UE1 at the cell edge, and small power is allocated to UE2 near the cell center.
  • a signal addressed to UE1 and a signal addressed to UE2 are multiplexed and arrived at UE2 near the center of the cell, but as shown in FIG. 2B, the signal of UE2 can be decoded by removing the signal of UE1 by interference cancellation processing.
  • the signal of UE2 can be decoded by removing the signal of UE1 by interference cancellation processing.
  • UE1 at the cell edge a small amount of power is assigned to the signal of UE2 that interferes with UE1, so the signal of UE2 becomes very weak as shown in FIG. 2C. Therefore, UE1 can directly decode a signal addressed to itself without performing interference removal processing.
  • NOMA performs multiplexing in the power domain, but the technique for performing multiplexing in the power domain is not limited to NOMA.
  • MIMO and NOMA introduced in the LTE system can be combined, thereby improving the system performance.
  • precoding phase and amplitude adjustment
  • a precoded signal is applied to each antenna.
  • any precoding matrix may be selected and transmitted for a pair of UEs to be multiplexed. That is, the same precoding matrix may be used for UE1 and UE2, or they may be different.
  • the UE 2 near the center of the cell removes the interference of the UE 1 using an algorithm such as maximum likelihood determination detection, the interference removal performance can be greatly improved by using the same precoding matrix.
  • a method of applying precoding after combining the signals of each UE pair and arranging them on the constellation is assumed (Non-Patent Document 2). Therefore, when assuming NOMA in which the UE performs interference cancellation using an algorithm such as maximum likelihood determination detection, there is a restriction that the precoding matrices of the multiplexed UEs must be the same.
  • Non-Patent Document 3 the UE reports the best PMI and the second best PMI to the eNB, and the eNB also allows the use of the second best PMI. Techniques to improve are described. However, with this method, the amount of feedback from the UE increases and performance improvement is limited.
  • the present invention has been made in view of the above points, and in the technology for multiplexing in the power domain, without increasing the amount of feedback from the user apparatus, increases the possibility that each user apparatus becomes a pair target. It is an object to provide a technology that makes it possible.
  • a base station used in a wireless communication system Based on the first precoding matrix notified from the first user apparatus in the pair selected as the target for multiplexing in the power domain and the second precoding matrix notified from the second user apparatus in the pair, A precoding matrix calculation unit for calculating a coding matrix; Using a precoding matrix calculated by the precoding matrix calculation unit, and a precoding unit that applies a precode to a transmission signal for the first user apparatus and the second user apparatus.
  • a base station is provided.
  • a user apparatus used in a radio communication system A transmitter for transmitting an index of the first precoding matrix to the base station; A precoding matrix calculated in the base station, or a receiving unit that receives an index of the precoding matrix from the base station,
  • the user equipment is a first user equipment in a pair selected by the base station for multiplexing in the power domain;
  • the precoding matrix is a precoding matrix calculated by the base station based on the first precoding matrix and a second precoding matrix of a second user apparatus in the pair.
  • a user apparatus used in a radio communication system The user equipment is a first user equipment in a pair selected by the base station for multiplexing in the power domain; A transmitter for transmitting an index of the first precoding matrix to the base station; Receiving a second precoding matrix of the second user equipment in the pair from the base station, A precoding matrix calculating unit configured to calculate a precoding matrix to be applied to the user apparatus in the base station based on the first precoding matrix and the second precoding matrix; A user equipment is provided.
  • a precoding matrix application method executed by the base station and a precoding matrix acquisition method executed by the user apparatus are provided.
  • LTE Long Term Evolution
  • precoding matrix described below is used to include a “precoding vector”.
  • FIG. 3 shows a configuration diagram of a wireless communication system in the embodiment of the present invention.
  • the radio communication system of the present embodiment includes a base station eNB (hereinafter referred to as eNB), a user apparatus UE2 (hereinafter referred to as UE2) close to the eNB, and a cell edge user apparatus UE1 (hereinafter referred to as UE1).
  • eNB base station eNB
  • UE2 user apparatus UE2
  • UE1 cell edge user apparatus
  • the eNB and each UE have at least a function of LTE and a function of performing NOMA (non-orthogonal multiple access) to which MIMO is applied.
  • NOMA non-orthogonal multiple access
  • NOMA is a multiple access method in which signals to a plurality of UEs in a cell are multiplexed on the same resource on the eNB side and transmitted simultaneously, and a user signal is multiplexed in the power domain. Separation of user signals multiplexed in the power domain is realized by power distribution between paired users and application of interference cancellation function in UE. Note that the technique of multiplexing in the power domain is not limited to NOMA.
  • FIG. 3 shows two UEs (UE1, UE2) in a pair selected by the eNB for multiplexing in the power domain. . That is, the eNB receives CQI from each UE, and indicates that UE1 and UE2 are selected as a result of selecting a pair based on the received CQI of each UE. The power ratio is also determined when the pair is selected.
  • the number of UE pairings can be increased. That is, each UE is more likely to be paired with another UE.
  • Non-Patent Document 4 scheduling for selecting a UE pair in an eNB to which NOMA is applied is performed as follows (Non-Patent Document 4).
  • one power set is selected from a set of predetermined power sets (eg, (0.05, 0.95), (0.1, 0.9), ...,), and one UE pair is selected for the selected power set.
  • the scheduling SINR of each UE is calculated, the throughput (instantaneous throughput, average throughput) of each UE is calculated from the SINR, and the PF of the UE pair Calculate the (ProportionalnessFairness) metric.
  • a PF metric is calculated for each power set and for each UE pair, and a UE pair and a power set that maximize the PF metric are determined.
  • each precoding matrix selected as the best by each UE constituting the pair is weighted and added (weighted average) to calculate a precoding matrix to be applied to the UE pair.
  • weighted average weighted average
  • FIG. 4 is a sequence diagram showing a flow of basic processing in the present embodiment.
  • UE2 as CSI report, transmits CQI 2 is calculated based on the channel conditions, and the PMI 2 to eNB.
  • UE1 transmits CQI 1, and the PMI 1 to eNB. These PMIs are selected as the best PMIs in each UE.
  • each UE calculates SINR for each possible RI and each PMI using a channel estimation value, a reception weight for demodulation, and the like, and the RI and PMI that maximize the data date estimated from the SINR.
  • the eNB receives SINR for each possible RI and each PMI from the SINR.
  • the CQI corresponding to the SINR calculated by the RI and PMI is reported to the eNB.
  • the PMI calculated in this way is called the best PMI.
  • the eNB weights and adds the precoding matrix corresponding to PMI 1 of UE1 and the precoding matrix corresponding to PMI 2 of UE2 (takes a weighted average), whereby a pair of UE1 and UE2 is obtained.
  • a precoding matrix to be applied is calculated (step S103).
  • the weighting coefficient is beta, the UE1 precoding matrix and W 1, when the precoding matrix UE2 and W 2, eNB is a W is a precoding matrix to be applied to the UE pairs as follows calculate. An example of how to determine the parameter ⁇ will be described later.
  • eNB applies W and performs data transmission with respect to UE2 and UE1 by MIMO + NOMA (step S104, S105).
  • FIG. 5 is a diagram showing a vector image in the case where W is obtained by weighted addition of W 1 and W 2 using the above formula. As shown in FIG. 5, W is between W 1 and W 2 , which can improve the geometric mean throughput of the UE pair.
  • the technique according to the present embodiment can increase the possibility that UEs are paired and increase the throughput without increasing the feedback amount.
  • W is calculated by adding W 1 and W 2 with weights added.
  • W may be added by a method other than adding weights. May be calculated.
  • the eNB sets ⁇ to 0.1, 0.2,. .
  • the processes in steps S202 and S203 are performed while increasing by 0.1. Specifically, it is as follows.
  • step S201 the W 1 and W 2
  • step S202 the eNB calculates the SNR of UE1 at the cell edge and the SNR of UE2 at the cell center.
  • SINR may be calculated.
  • SNR and SINR may be collectively referred to as “reception quality”.
  • step S204 the eNB sets ⁇ that maximizes the product of the SNR of UE1 and the SNR of UE2 as the target ⁇ .
  • the eNB notifies UE1 of ⁇ and PMI 2 of UE2, and notifies UE2 of ⁇ and PMI 1 of UE1.
  • UE1 includes a W 1 corresponding to the PMI 1 itself, and W 2 corresponding to the PMI 2, by using the beta, the equation 1 described above to calculate the W.
  • UE2 includes a W 2 corresponding to its own PMI 2, and W 1 corresponding to the PMI 1, by using the beta, the equation 1 described above to calculate the W.
  • the eNB transmits W to UE1 and UE2.
  • the calculated W itself may be transmitted, or the quantized W may be transmitted so as to reduce the amount of transmission information.
  • Quantization means, for example, setting the value of each element of W to a value selected from a plurality of predetermined values (the one closest to the original element).
  • the eNB quantizes W into any of the precoding matrices included in the codebook, and transmits the quantized W index (PMI) in the codebook to UE1 and UE2.
  • PMI quantized W index
  • the codebook assumed by each UE may be designated in advance from the eNB to all UEs or individually for each UE.
  • Steps S101 to S103 in FIG. 7 are the same as steps S101 to S103 in FIG.
  • Steps S301 and S302 correspond to option 1. That, eNB, to the UE1, and notifies the PMI 2 of ⁇ and UE2 for UE2, notifies the PMI 1 of ⁇ and UE1.
  • Option 1 for example, when ⁇ is determined in advance, or when each UE holds ⁇ in advance, ⁇ may not be notified in steps S301 and S302.
  • Steps S401 and S402 correspond to option 2. That is, the eNB transmits W to each of UE1 and UE2.
  • Steps S501, S502, S503, and S504 correspond to option 3 when the code book is transmitted in advance. That is, the eNB transmits the codebook to each of UE1 and UE2, and further transmits the W index.
  • the codebook is transmitted after steps S101 to S103.
  • the timing of codebook transmission may be any timing before steps S503 and S504. .
  • FIG. 8 shows a functional configuration diagram of the UE.
  • FIG. 8 corresponds to the configuration of UE2 close to the eNB.
  • the example shown in FIG. 8 is an example in the case of performing signal (interference) removal of other UEs that form a pair using SIC.
  • Signal (interference) removal can also be performed by methods other than SIC.
  • the UE includes a receiving unit 101, a precoding matrix W acquisition unit 102, a feedback information creation unit 103, and a transmission unit 104.
  • the reception unit 101 includes a replica generation unit 111, an interference removal unit 121, and a desired signal acquisition unit 131.
  • FIG. 8 shows only functional units particularly relevant to the present invention in the UE, and the UE also has a function (not shown) for performing an operation based on at least LTE.
  • the receiving unit 101 includes a function of receiving various downlink signals from the eNB and acquiring higher layer information from the received physical layer signals.
  • a signal addressed to UE1 having strong reception power is decoded, and the replica generation unit 111 generates a replica of the signal of UE1 from the signal.
  • the interference removing unit 121 separates the signal addressed to the UE 2 by subtracting the replica from the received signal.
  • the desired signal acquisition unit 131 decodes the desired signal.
  • the precoding matrix W acquisition unit 102 acquires W based on information notified from the eNB.
  • W is used for channel estimation in the reception unit 101 and feedback information creation in the feedback information creation unit 103.
  • the precoding matrix W acquisition unit 102 calculates W using Equation 1, from ⁇ , PMI 1 , and PMI 2 .
  • Option 2 uses W received from the eNB.
  • W corresponding to the index received from the eNB is acquired from the code book (stored in the UE memory or the like).
  • the feedback information creation unit 103 calculates RI, PMI, CQI, and the like to be reported to the eNB as a CSI report, and transmits the calculated values via the transmission unit 104.
  • the transmission unit 104 includes a function of generating various signals of the physical layer from information on higher layers to be transmitted from the UE and transmitting the signals to the eNB.
  • the configuration of the UE shown in FIG. 8 may be entirely realized by a hardware circuit (eg, one or a plurality of IC chips), or part of the configuration may be realized by a hardware circuit, and the other part may be a CPU and a program. And may be realized.
  • a hardware circuit eg, one or a plurality of IC chips
  • part of the configuration may be realized by a hardware circuit, and the other part may be a CPU and a program. And may be realized.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a hardware (HW) configuration of the UE.
  • HW hardware
  • FIG. 9 shows a configuration closer to the mounting example than FIG.
  • the UE controls an apparatus that performs processing such as an RE (Radio Equipment) module 151 that performs processing related to a radio signal, a BB (Base Band) processing module 152 that performs baseband signal processing, and a higher layer process. It has a module 153 and a USIM slot 154 which is an interface for accessing a USIM card.
  • RE Radio Equipment
  • BB Base Band
  • the RE module 151 should transmit from the antenna by performing D / A (Digital-to-Analog) conversion, modulation, frequency conversion, power amplification, etc. on the digital baseband signal received from the BB processing module 152 Generate a radio signal.
  • a digital baseband signal is generated by performing frequency conversion, A / D (Analog to Digital) conversion, demodulation, and the like on the radio signal received from the antenna, and passes it to the BB processing module 152.
  • the RE module 151 includes functions such as a physical layer in the transmission unit 104 and the reception unit 101 in FIG.
  • the BB processing module 152 performs processing for mutually converting an IP packet and a digital baseband signal.
  • a DSP (Digital Signal Processor) 162 is a processor that performs signal processing in the BB processing module 152.
  • the memory 172 is used as a work area for the DSP 162.
  • the BB processing module 152 includes, for example, functions such as layer 2 in the transmission unit 104 and reception unit 101 in FIG. 8, functions of the precoding matrix W acquisition unit 102, and functions of the feedback information creation unit 103. Note that all or part of the function of the precoding matrix W acquisition unit 102 and the function of the feedback information creation unit 103 may be included in the device control module 153.
  • the device control module 153 performs IP layer protocol processing, various application processing, and the like.
  • the processor 163 is a processor that performs processing performed by the device control module 153.
  • the memory 173 is used as a work area for the processor 163.
  • the processor 163 reads and writes data with the USIM through the USIM slot 154.
  • FIG. 10 shows a functional configuration diagram of the eNB.
  • the configuration illustrated in FIG. 10 illustrates a configuration related to an operation when a certain UE pair (for example, UE1 and UE2) is selected.
  • the eNB includes a transmission unit 201, a precoding unit 202, a modulation unit 203, encoding units 204 and 205, a precoding matrix W calculation unit 206, and a reception unit 207.
  • FIG. 10 shows only functional units that are particularly related to the embodiment of the present invention in the eNB, and the eNB also has a function (not shown) for performing an operation that conforms to at least the LTE scheme.
  • information bits to the paired UE are input to the encoding units 204 and 205, respectively.
  • Each coding unit performs channel coding on the information bits and outputs the coded bits to the modulation unit 203.
  • Modulation section 203 performs modulation such that a signal obtained by combining the coded bits of each UE is mapped onto the constellation, and outputs the modulated signal to precoding section 202.
  • the precoding unit 202 precodes the modulated signal using W calculated by the above-described method, and outputs the result to the transmission unit 201.
  • the transmitting unit 201 generates a radio signal from the precoded modulation signal and transmits it.
  • the precoding matrix W calculation unit 206 acquires a precoding matrix from the PMI received from each UE of the pair, calculates ⁇ related to the UE pair by the method described above using the precoding matrix, and uses the ⁇ To calculate W.
  • the receiving unit 207 includes a function of receiving various uplink signals from the UE and acquiring higher layer information from the received physical layer signals. Also, when notifying the UE of parameters such as W, ⁇ , and PMI, transmission is performed by the processing on the transmission side described above using the parameters as information bits.
  • the configuration of the eNB shown in FIG. 10 may be entirely realized by a hardware circuit (eg, one or a plurality of IC chips), a part is constituted by a hardware circuit, and the other part is a CPU and a program. And may be realized.
  • a hardware circuit eg, one or a plurality of IC chips
  • a part is constituted by a hardware circuit
  • the other part is a CPU and a program. And may be realized.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a hardware (HW) configuration of the eNB.
  • HW hardware
  • FIG. 11 shows a configuration closer to the mounting example than FIG.
  • the eNB is connected to the network by an RE module 251 that performs processing related to a radio signal, a BB processing module 252 that performs baseband signal processing, a device control module 253 that performs processing such as an upper layer, and the like.
  • a communication IF 254 which is an interface for this purpose.
  • the RE module 251 generates a radio signal to be transmitted from the antenna by performing D / A conversion, modulation, frequency conversion, power amplification, and the like on the digital baseband signal received from the BB processing module 252.
  • a digital baseband signal is generated by performing frequency conversion, A / D conversion, demodulation, and the like on the radio signal received from the antenna, and is passed to the BB processing module 252.
  • the RE module 251 includes, for example, functions of the physical layer in the transmission unit 201 and the reception unit 207 in FIG.
  • the BB processing module 252 performs processing for mutually converting an IP packet and a digital baseband signal.
  • the DSP 262 is a processor that performs signal processing in the BB processing module 252.
  • the memory 272 is used as a work area for the DSP 252.
  • the BB processing module 252 includes, for example, functions such as layer 2 in the transmission unit 201 and the reception unit 207 in FIG. 10, a precoding unit 202, a modulation unit 203, encoding units 204 and 205, and a precoding matrix W calculation unit 206. Including. Note that all or some of the functions of the precoding unit 202, the modulation unit 203, the encoding units 204 and 205, and the precoding matrix W calculation unit 206 may be included in the device control module 253.
  • the device control module 253 performs IP layer protocol processing, OAM processing, and the like.
  • the processor 263 is a processor that performs processing performed by the device control module 253.
  • the memory 273 is used as a work area for the processor 263.
  • the auxiliary storage device 283 is an HDD, for example, and stores various setting information for the base station eNB itself to operate.
  • the configuration (functional category) of the apparatus shown in FIGS. 8 to 11 is merely an example of a configuration that realizes the processing described in the present embodiment.
  • the mounting method (specific arrangement of functional units, names, and the like) is not limited to a specific mounting method.
  • the first precoding notified from the first user apparatus in the pair selected as a multiplexing target in the power domain which is a base station used in the radio communication system
  • a precoding matrix calculating unit that calculates a precoding matrix based on a matrix and a second precoding matrix notified from the second user apparatus in the pair, and the precoding calculated by the precoding matrix calculating unit
  • a base station including a precoding unit that applies precoding to transmission signals for the first user apparatus and the second user apparatus using a matrix is provided.
  • the precoding matrix calculation unit may calculate the precoding matrix by adding a weight to the first precoding matrix and the second precoding matrix. With this configuration, the throughput of the user device can be improved.
  • the precoding matrix calculation unit calculates a precoding matrix using a plurality of candidate weights, and the reception quality of the first user apparatus and the second user apparatus estimated based on the calculated precoding matrix Accordingly, a weight for calculating a precoding matrix used in the precoding unit may be determined from the weights of the plurality of candidates. With this configuration, an optimum weight can be determined.
  • the base station may further include a transmission unit that transmits a precoding matrix used in the precoding unit or an index of the precoding matrix to the first user apparatus or the second user apparatus.
  • the base station transmits the weight used for calculation of the precoding matrix used in the precoding unit and the index of the first precoding matrix to the second user apparatus, and the weight and the A transmission unit that transmits the index of the second precoding matrix to the first user apparatus may be further provided.
  • the user apparatus can appropriately perform channel estimation and the like.
  • a user apparatus used in a radio communication system a transmission unit that transmits an index of a first precoding matrix to a base station, a precoding matrix calculated in the base station, or A reception unit that receives an index of the precoding matrix from the base station, and the user device is a first user device in a pair selected as a target for multiplexing in the power domain by the base station
  • the precoding matrix is a precoding matrix calculated by the base station based on the first precoding matrix and a second precoding matrix of a second user apparatus in the pair.
  • a user apparatus used in a wireless communication system wherein the user apparatus is a first user apparatus in a pair selected as a multiplexing target in the power domain by the base station, and a base station A transmitter that transmits an index of a first precoding matrix to a station; and a receiver that receives a second precoding matrix of a second user apparatus in the pair from the base station, the first precoding
  • a user apparatus comprising: a precoding matrix calculation unit configured to calculate a precoding matrix applied to the user apparatus in the base station based on a matrix and the second precoding matrix.
  • the operations of a plurality of functional units may be physically performed by one component, or the operations of one functional unit may be physically performed by a plurality of components.
  • the base station eNB and the user apparatus UE have been described using functional block diagrams, but such an apparatus may be realized by hardware, software, or a combination thereof.
  • software that is operated by a processor included in the user equipment UE and the base station eNB includes random access memory (RAM), flash memory, read only memory (ROM), EPROM, EEPROM, register, hard disk ( (HDD), a removable disk, a CD-ROM, a database, a server, or any other suitable storage medium.
  • information notification includes physical layer signaling (for example, DCI (Downlink Control Information), UCI (Uplink Control Information)), upper layer signaling (for example, RRC signaling, MAC signaling, broadcast information (MIB (Master Information Block), SIB (System Information Block))), other signals, or a combination thereof.
  • RRC message may be referred to as RRC signaling.
  • the RRC message may be, for example, an RRC connection setup message, an RRC connection reconfiguration message, or the like.
  • Each aspect / embodiment described in this specification includes LTE (Long Term Evolution), LTE-A (LTE-Advanced), SUPER 3G, IMT-Advanced, 4G, 5G, FRA (Future Radio Access), W-CDMA.
  • LTE Long Term Evolution
  • LTE-A Long Term Evolution-Advanced
  • SUPER 3G IMT-Advanced
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Abstract

無線通信システムで用いられる基地局において、電力領域での多重の対象として選択されたペアにおける第１ユーザ装置から通知される第１プリコーディング行列と、前記ペアにおける第２ユーザ装置から通知される第２プリコーディング行列とに基づいて、プリコーディング行列を算出するプリコーディング行列算出部と、前記プリコーディング行列算出部により算出された前記プリコーディング行列を使用して、前記第１ユーザ装置及び前記第２ユーザ装置に対する送信信号にプリコードを適用するプリコード部とを備える。

Description

基地局、ユーザ装置、プリコーディング行列適用方法、及びプリコーディング行列取得方法
　本発明は、非直交多元接続（ＮＯＭＡ：Non-Orthogonal Multiple Access）が適用される無線通信システムに関連するものである。
　次世代移動通信システムである５Ｇでは、非直交多元接続（ＮＯＭＡ：Non-Orthogonal Multiple Access）が検討されている。ＮＯＭＡは、セル内の複数のユーザ装置ＵＥ（以下、ＵＥ）への信号を基地局ｅＮＢ（以下、ｅＮＢ）側で同一のリソース上に多重し、同時に送信する多元接続法である。これにより、更なる周波数利用効率の向上が期待されている。
　図１、図２Ａ～Ｃを参照して、ＮＯＭＡの下りリンクでの基本原理を説明する（例えば非特許文献１）。図１には、ｅＮＢに近いＵＥ２と、セル端付近のＵＥ１が示されている。
　ｅＮＢは、ＵＥ１とＵＥ２をペアとして選択し、図２Ａに示すように、同じリソースを使用してＵＥ１の信号とＵＥ２の信号を多重して同時に送信する。このとき、セル端のＵＥ１に対して大きな電力を割り当て、セル中央付近のＵＥ２に対して小さい電力を割り当てる。
　セル中央付近のＵＥ２には、ＵＥ１宛ての信号とＵＥ２宛ての信号が多重されて届くが、図２Ｂに示すように、ＵＥ１の信号を干渉除去処理によって取り除くことで、ＵＥ２の信号を復号できる。一方、セル端のＵＥ１に関し、ＵＥ１に対して干渉となるＵＥ２の信号には小さい電力が割り当てられているので、図２Ｃに示すように、ＵＥ２の信号は非常に弱くなる。よって、ＵＥ１は、干渉除去処理を行うことなく、直接に自分宛ての信号を復号できる。上記のように、ＮＯＭＡでは、電力領域での多重を行うが、電力領域での多重を行う技術はＮＯＭＡに限られない。
　また、ＬＴＥシステムで導入されているＭＩＭＯとＮＯＭＡを組み合わせることもでき、これにより、システム性能をより向上させることができる。ＬＴＥで規定された下りのＭＩＭＯでは、受信ＳＩＮＲを向上させるために、プリコーディング（位相と振幅の調整）が用いられ、プリコードされた信号が各アンテナに適用される。
NTT DOCOMOテクニカルジャーナルＶＯｌ．２３　Ｎｏ．４ R1-153333 R1-154657 R1-153332
　ＭＩＭＯを適用するＮＯＭＡでは、多重を行うＵＥのペアに対して、どのようなプリコーディング行列を選択して送信してもよい。つまり、ＵＥ１とＵＥ２同士で同じプリコーディング行列を用いても良いし、異なっていても良い。しかしながら、セル中央付近のＵＥ２が、例えば最尤判定検出等のアルゴリズムを用いてＵＥ１の干渉を除去する場合、同じプリコーディング行列を用いた方が干渉除去性能を大幅に向上できる。これは、ｅＮＢにおいて、各ＵＥペアの信号を結合してコンステレーション上に配置した後に、プリコーディングを適用する方式が想定されているからである（非特許文献２）。したがって、ＵＥが最尤判定検出等のアルゴリズムを用いて干渉除去を行うＮＯＭＡを想定した場合、多重されるＵＥ同士のプリコーディング行列は同じでなければならないという制約が考えられる。
　しかしながら、この制約により、各ＵＥにとって、ペアの対象となる可能性が減少する。これにより、ＮＯＭＡの性能が低下する可能性があるという課題がある。非特許文献３には、ＵＥがｅＮＢに対して、ベストのＰＭＩと２番目にベストのＰＭＩを報告し、ｅＮＢは２番目にベストのＰＭＩの使用も許容することで、ＵＥペアリングの確率を向上させる技術が記載されている。しかし、この方法では、ＵＥからのフィードバック量が増加し、性能向上も限られる。
　本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、電力領域での多重を行う技術において、ユーザ装置からのフィードバック量を増加させることなく、各ユーザ装置がペアの対象となる可能性を高めることを可能とする技術を提供することを目的とする。
　本発明の実施の形態によれば、無線通信システムで用いられる基地局であって、
　電力領域での多重の対象として選択されたペアにおける第１ユーザ装置から通知される第１プリコーディング行列と、前記ペアにおける第２ユーザ装置から通知される第２プリコーディング行列とに基づいて、プリコーディング行列を算出するプリコーディング行列算出部と、
　前記プリコーディング行列算出部により算出された前記プリコーディング行列を使用して、前記第１ユーザ装置及び前記第２ユーザ装置に対する送信信号にプリコードを適用するプリコード部と
　を備えることを特徴とする基地局が提供される。
　また、本発明の実施の形態によれば、無線通信システムで用いられるユーザ装置であって、
　基地局に、第１プリコーディング行列のインデックスを送信する送信部と、
　前記基地局において算出されたプリコーディング行列、又は、当該プリコーディング行列のインデックスを、前記基地局から受信する受信部と、を備え、
　前記ユーザ装置は、前記基地局により電力領域での多重の対象として選択されたペアにおける第１ユーザ装置であり、
　前記プリコーディング行列は、前記基地局により、前記第１プリコーディング行列と、前記ペアにおける第２ユーザ装置の第２プリコーディング行列とに基づき算出されたプリコーディング行列である
　ことを特徴とするユーザ装置が提供される。
　また、本発明の実施の形態によれば、無線通信システムで用いられるユーザ装置であって、
　前記ユーザ装置は、前記基地局により電力領域での多重の対象として選択されたペアにおける第１ユーザ装置であり、
　基地局に、第１プリコーディング行列のインデックスを送信する送信部と、
　前記ペアにおける第２ユーザ装置の第２プリコーディング行列を、前記基地局から受信する受信部と、を備え、
　前記第１プリコーディング行列と前記第２プリコーディング行列とに基づいて、前記基地局において前記ユーザ装置に対して適用されるプリコーディング行列を算出するプリコーディング行列算出部と
　を備えることを特徴とするユーザ装置が提供される。
　また、本発明の実施の形態によれば、前記基地局が実行するプリコーディング行列適用方法、及び前記ユーザ装置が実行するプリコーディング行列取得方法が提供される。
　電力領域での多重を行う技術において、ユーザ装置からのフィードバック量を増加させることなく、各ユーザ装置がペアの対象となる可能性を高めることを可能とする技術が提供される。
ＮＯＭＡの基本原理を説明するための図である。 ＮＯＭＡの基本原理を説明するための図である。 ＮＯＭＡの基本原理を説明するための図である。 ＮＯＭＡの基本原理を説明するための図である。 本発明の実施の形態における無線通信システムの構成図である。 本実施の形態における基本的な処理の流れを示すシーケンス図である。 重み付け加算のベクトルイメージを示す図である。 パラメータβを決定するための手順を説明するための図である。 ＵＥへのパラメータ通知に関するシーケンス例を示す図である。 ユーザ装置ＵＥの構成図である。 ユーザ装置ＵＥのＨＷ構成図である。 基地局ｅＮＢの構成図である。 基地局ｅＮＢのＨＷ構成図である。
　以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。以下で説明する実施の形態は一例に過ぎず、本発明が適用される実施の形態は、以下の実施の形態に限られるわけではない。例えば、本実施の形態に係る移動通信システムはＬＴＥに準拠した方式のシステムを想定しているが、本発明はＬＴＥに限定されるわけではなく、他の方式にも適用可能である。また、本明細書及び特許請求の範囲において、「ＬＴＥ」は、３ＧＰＰのＲｅｌ－１２、１３、１４もしくはそれ以降に対応する通信方式（５Ｇを含む）を含み得る広い意味で使用する。また、以下で説明する「プリコーディング行列」は、「プリコーディングベクトル」を含む意味で使用する。
　（システム構成）
　図３に、本発明の実施の形態における無線通信システムの構成図を示す。図３に示すように、本実施の無線通信システムは、基地局ｅＮＢ（以下、ｅＮＢ）と、ｅＮＢに近いユーザ装置ＵＥ２（以下、ＵＥ２）とセル端のユーザ装置ＵＥ１（以下、ＵＥ１）を含む。ｅＮＢ及び各ＵＥは、少なくともＬＴＥの機能を有するとともに、ＭＩＭＯを適用したＮＯＭＡ（非直交多元接続）を行う機能を有する。
　前述したように、ＮＯＭＡは、セル内の複数のＵＥへの信号をｅＮＢ側で同一のリソース上に多重し、同時に送信する多元接続法であり、電力領域でユーザの信号の多重を行う。電力領域で多重されたユーザの信号の分離は、ペアとなるユーザ間の電力配分とＵＥにおける干渉除去機能の適用によって実現される。なお、電力領域で多重を行う技術はＮＯＭＡに限られるわけではない。
　ｅＮＢのセル内には多数のＵＥが存在するが、図３は、その内、ｅＮＢにより、電力領域での多重の対象として選択されたペアの２つのＵＥ（ＵＥ１、ＵＥ２）を示すものである。つまり、ｅＮＢは、各ＵＥからＣＱＩを受信し、受信した各ＵＥのＣＱＩに基づいて、ペアの選択を行った結果、ＵＥ１とＵＥ２が選択されたことを示す。ペアの選択の際に電力比も決定される。ただし、本実施の形態では、同じＰＭＩを報告したＵＥをペアとする必要はなく、ＵＥのペアリングの数を増加させることができる。つまり、各ＵＥにとっては、他のＵＥとペアとされる可能性が高くなる。
　ＮＯＭＡを適用するｅＮＢにおいて、ＵＥペアを選択するためのスケジューリングは、一例として、以下のようにして行われる（非特許文献４）。
　まず、予め決められた電力セットの集合（例：(0.05, 0.95), (0.1, 0.9), …,）から１つの電力セットを選択し、選択した電力セットについて１つのＵＥペアを選択する。そして、当該電力セットと各ＵＥから報告されたＣＱＩを使用して、各ＵＥのスケジューリング用ＳＩＮＲを計算し、ＳＩＮＲから各ＵＥのスループット（瞬時スループット、平均スループット）を計算して、ＵＥペアのＰＦ（Proportional Fairness）メトリックを計算する。このようなＰＦメトリックを、電力セット毎、ＵＥペア毎に計算し、ＰＦメトリックが最大となるＵＥペアと電力セットを決定する。
　本実施の形態では、ペアを構成する各ＵＥによってベストなものとして選択された各プリコーディング行列を重み付け加算（加重平均）して、ＵＥペアに適用するプリコーディング行列を算出することとしている。以下、シーケンス図等を参照しながらより詳細に説明する。
　（処理シーケンス）
　図４は、本実施の形態における基本的な処理の流れを示すシーケンス図である。ステップＳ１０１において、ＵＥ２は、ＣＳＩ報告として、チャネル状態に基づき算出されたＣＱＩ２、及びＰＭＩ２をｅＮＢに送信する。また、ステップＳ１０２において、ＵＥ１は、ＣＱＩ１、及びＰＭＩ１をｅＮＢに送信する。これらのＰＭＩは、各ＵＥにおいてベストなＰＭＩとして選択されたものである。
　なお、各ＵＥは、例えば、取り得る各ＲＩ、各ＰＭＩについて、チャネル推定値や復調のための受信重み等を用いてＳＩＮＲを算出し、ＳＩＮＲから推定されるデータデートが最大になるＲＩ、ＰＭＩをｅＮＢに報告する。また、当該ＲＩ、ＰＭＩにより算出されるＳＩＮＲに対応するＣＱＩをｅＮＢに報告する。このようにして算出されたＰＭＩをベストなＰＭＩと呼んでいる。
　次に、ｅＮＢは、ＵＥ１のＰＭＩ１に対応するプリコーディング行列と、ＵＥ２のＰＭＩ２に対応するプリコーディング行列とを重み付けして加算する（加重平均をとる）ことで、ＵＥ１とＵＥ２のペアに適用するプリコーディング行列を算出する（ステップＳ１０３）。ここで、重み係数をβとし、ＵＥ１のプリコーディング行列をＷ１とし、ＵＥ２のプリコーディング行列をＷ２とすると、ｅＮＢは、下記のようにしてＵＥペアに適用するプリコーディング行列であるＷを算出する。なお、パラメータβの決定方法の例は後述する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 　そして、ｅＮＢは、Ｗを適用して、ＭＩＭＯ+ＮＯＭＡによるＵＥ２及びＵＥ１に対するデータ送信を行う（ステップＳ１０４、Ｓ１０５）。
　図５は、上記の式でＷ１とＷ２を重み付け加算してＷを得る場合のベクトルイメージを示す図である。図５に示すように、Ｗは、Ｗ１とＷ２の間にあり、これにより、ＵＥペアの幾何平均（geometric mean）スループットを向上させることができる。
　すなわち、本実施の形態に技術により、フィードバック量を増加させることなく、ＵＥがペアの対象とされる可能性を高めるとともに、スループットを向上させることができる。
　なお、本実施の形態では、Ｗ１とＷ２を重みを付けて加算することでWを算出しているが、Ｗ１とＷ２と基づいて、重みを付けて加算する以外の方法でWを算出してもよい。
　（パラメータβの決定方法）
　次に、ｅＮＢによるパラメータβの決定方法の例を図６を参照して説明する。ｅＮＢは、βを、０．１、０．２、...．．、のように、０．１ずつ増加させながら、ステップＳ２０２とステップＳ２０３の処理を行う。具体的には以下のとおりである。
　まず、ステップＳ２０１で選択したβを使用して、Ｗ１とＷ２から、式１を用いてＷを算出する（ステップＳ２０２）。そして、ｅＮＢは、Ｗに基づき、セル端のＵＥ１のＳＮＲとセル中央のＵＥ２のＳＮＲを算出する。なお、ここでは、ＳＩＮＲを算出することとしてもよい。ＳＮＲ、ＳＩＮＲを総称して「受信品質」と称してもよい。
　各βについて、ＵＥ１のＳＮＲとＵＥ２のＳＮＲの算出が完了すると、ステップＳ２０４において、ｅＮＢは、ＵＥ１のＳＮＲとＵＥ２のＳＮＲの積を最大とするβを、目的のβとする。
　上記のようにしてβを算出することは一例である。他の方法でβを算出することとしてもよい。
　（Ｗのシグナリングについて）
　例えば、ＴＭ３（Transmission mode ３）のように開ループ制御を行う場合、ＵＥはｅＮＢに対するＰＭＩの報告は行わず、また、上記のようにして算出したＷをペアの各ＵＥに通知することは必要ではない。ただし、ＴＭ３の場合でもＰＭＩの報告やＷを通知することとしてもよい。一方、ＴＭ４のように、閉ループ制御を行う場合には、ｅＮＢは、Ｗをペアの各ＵＥに通知する。以下では、Ｗの通知方法の例（オプション１～３）を説明する。
　＜オプション１＞
　オプション１においては、ｅＮＢは、ＵＥ１に対して、βとＵＥ２のＰＭＩ２とを通知し、ＵＥ２に対して、βとＵＥ１のＰＭＩ１とを通知する。ＵＥ１は、自身のＰＭＩ１に対応するＷ１と、ＰＭＩ２に対応するＷ２と、βとを用いて、上述した式１により、Ｗを算出する。また、ＵＥ２は、自身のＰＭＩ２に対応するＷ２と、ＰＭＩ１に対応するＷ１と、βとを用いて、上述した式１により、Ｗを算出する。
　＜オプション２＞
　オプション２では、ｅＮＢはＵＥ１とＵＥ２に対してＷを送信する。ここでは、算出されたＷそのものを送信してもよいし、送信情報量を削減するよう、量子化したＷを送信してもよい。量子化とは、例えば、Ｗの各要素の値を、予め定めた複数の値から選択した値（元の要素に最も近いもの）とすることである。
　＜オプション３＞
　オプション３では、ｅＮＢは、Ｗを、コードブックに含まれるプリコーディング行列のいずれかに量子化し、量子化したＷの、コードブックにおけるインデックス（ＰＭＩ）を、ＵＥ１とＵＥ２に送信する。なお、各ＵＥが想定するコードブックは、事前にｅＮＢから全ＵＥに対して、もしくはＵＥ個別に指定しても良い。
　図７を参照してシーケンスを説明する。図７のステップＳ１０１～Ｓ１０３は、図４のステップＳ１０１～Ｓ１０３と同じである。
　ステップＳ３０１、Ｓ３０２は、オプション１に対応する。すなわち、ｅＮＢは、ＵＥ１に対して、βとＵＥ２のＰＭＩ２とを通知し、ＵＥ２に対して、βとＵＥ１のＰＭＩ１とを通知する。なお、オプション１において、例えばβが予め定められている場合や、各ＵＥが予めβを保持している場合等には、ステップＳ３０１、Ｓ３０２でβを通知しないこととしてもよい。
　ステップＳ４０１、Ｓ４０２は、オプション２に対応する。すなわち、ｅＮＢは、ＵＥ１とＵＥ２のそれぞれにＷを送信する。ステップＳ５０１、Ｓ５０２、Ｓ５０３、Ｓ５０４は、コードブックを事前送信する場合のオプション３に対応する。すなわち、ｅＮＢは、コードブックをＵＥ１とＵＥ２のそれぞれに送信し、更にＷのインデックスを送信する。なお、図７では、ステップＳ１０１～Ｓ１０３の後にコードブックの送信を行っているが、これは例であり、コードブックの送信のタイミングはステップＳ５０３、Ｓ５０４の前であればどのようなタイミングでもよい。
　（装置構成）
　次に、本発明の実施の形態におけるＵＥとｅＮＢの構成例を説明する。
　　＜ユーザ装置ＵＥ＞
　図８に、ＵＥの機能構成図を示す。図８は、ｅＮＢに近いＵＥ２の構成に相当する。また、図８に示す例は、ペアとなる他ＵＥの信号（干渉）除去をＳＩＣを用いて行う場合の例である。信号（干渉）除去は、ＳＩＣ以外の方法でも行うことが可能である。
　図８に示すように、ＵＥは、受信部１０１、プリコーディング行列Ｗ取得部１０２、フィードバック情報作成部１０３、送信部１０４を備える。受信部１０１は、レプリカ生成部１１１、干渉除去部１２１、所望信号取得部１３１を含む。なお、図８は、ＵＥにおいて本発明に特に関連する機能部のみを示すものであり、ＵＥは、少なくともＬＴＥに準拠した動作を行うための図示しない機能も有するものである。
　受信部１０１は、ｅＮＢから各種の下り信号を受信し、受信した物理レイヤの信号からより上位のレイヤの情報を取得する機能を含む。受信部１０１においては、まず、受信電力の強いＵＥ１宛ての信号が復号され、レプリカ生成部１１１が当該信号からＵＥ１の信号のレプリカを生成する。干渉除去部１２１は、レプリカを受信信号から差し引くことで、ＵＥ２宛ての信号を分離する。そして、所望信号取得部１３１が所望信号を復号する。
　プリコーディング行列Ｗ取得部１０２は、ｅＮＢから通知される情報に基づいて、Ｗを取得する。閉ループ制御において、Ｗは、受信部１０１におけるチャネル推定やフィードバック情報作成部１０３におけるフィードバック情報の作成に使用される。
　前述したオプション１の場合、プリコーディング行列Ｗ取得部１０２は、β、ＰＭＩ１、ＰＭＩ２から式１を用いてＷを算出する。オプション２では、ｅＮＢから受信したＷを使用する。オプション３では、ｅＮＢから受信するインデックスに対応するＷをコードブック（ＵＥのメモリ等に記憶されている）から取得する。
　フィードバック情報作成部１０３は、ｅＮＢにＣＳＩ報告として報告するＲＩ、ＰＭＩ、ＣＱＩ等を算出し、送信部１０４を介して送信する。送信部１０４は、ＵＥから送信されるべき上位のレイヤの情報から、物理レイヤの各種信号を生成し、ｅＮＢに対して送信する機能を含む。
　図８に示すＵＥの構成は、全体をハードウェア回路（例：１つ又は複数のＩＣチップ）で実現してもよいし、一部をハードウェア回路で構成し、その他の部分をＣＰＵとプログラムとで実現してもよい。
　図９は、ＵＥのハードウェア（ＨＷ）構成の例を示す図である。図９は、図８よりも実装例に近い構成を示している。図９に示すように、ＵＥは、無線信号に関する処理を行うＲＥ（Ｒａｄｉｏ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）モジュール１５１と、ベースバンド信号処理を行うＢＢ（Ｂａｓｅ　Ｂａｎｄ）処理モジュール１５２と、上位レイヤ等の処理を行う装置制御モジュール１５３と、ＵＳＩＭカードにアクセスするインタフェースであるＵＳＩＭスロット１５４とを有する。
　ＲＥモジュール１５１は、ＢＢ処理モジュール１５２から受信したデジタルベースバンド信号に対して、Ｄ／Ａ（Ｄｉｇｉｔａｌ－ｔｏ－Ａｎａｌｏｇ）変換、変調、周波数変換、及び電力増幅等を行うことでアンテナから送信すべき無線信号を生成する。また、アンテナから受信した無線信号に対して、周波数変換、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ　ｔｏ　Ｄｉｇｉｔａｌ）変換、復調等を行うことでデジタルベースバンド信号を生成し、ＢＢ処理モジュール１５２に渡す。ＲＥモジュール１５１は、例えば、図８の送信部１０４、受信部１０１における物理レイヤ等の機能を含む。
　ＢＢ処理モジュール１５２は、ＩＰパケットとデジタルベースバンド信号とを相互に変換する処理を行う。ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）１６２は、ＢＢ処理モジュール１５２における信号処理を行うプロセッサである。メモリ１７２は、ＤＳＰ１６２のワークエリアとして使用される。ＢＢ処理モジュール１５２は、例えば、図８の送信部１０４、受信部１０１におけるレイヤ２等の機能、プリコーディング行列Ｗ取得部１０２の機能、及びフィードバック情報作成部１０３の機能を含む。なお、プリコーディング行列Ｗ取得部１０２の機能、及びフィードバック情報作成部１０３の機能の全部又は一部を装置制御モジュール１５３に含めることとしてもよい。
　装置制御モジュール１５３は、ＩＰレイヤのプロトコル処理、各種アプリケーションの処理等を行う。プロセッサ１６３は、装置制御モジュール１５３が行う処理を行うプロセッサである。メモリ１７３は、プロセッサ１６３のワークエリアとして使用される。また、プロセッサ１６３は、ＵＳＩＭスロット１５４を介してＵＳＩＭとの間でデータの読出し及び書込みを行う。
　　＜基地局ｅＮＢ＞
　図１０に、ｅＮＢの機能構成図を示す。図１０に示す構成は、あるＵＥペア（例：ＵＥ１とＵＥ２）が選択された場合における動作に関わる構成を示している。図１０に示すように、ｅＮＢは、送信部２０１、プリコード部２０２、変調部２０３、符号化部２０４、２０５、プリコーディング行列Ｗ算出部２０６、受信部２０７を備える。なお、図１０は、ｅＮＢにおいて本発明の実施の形態に特に関連する機能部のみを示すものであり、ｅＮＢは、少なくともＬＴＥ方式に準拠した動作を行うための図示しない機能も有するものである。
　図１０に示すｅＮＢにおいて、ペアのＵＥへの情報ビットがそれぞれ符号化部２０４、２０５に入力される。各符号化部は、情報ビットに対してチャネル符号化を行って、符号化ビットを変調部２０３に出力する。変調部２０３は、各ＵＥの符号化ビットを結合した信号がコンステレーション上にマッピングされるように変調を行って、変調信号をプリコード部２０２に出力する。
　プリコード部２０２は、前述した方法で算出されたＷを用いて変調信号にプリコーディングを施して、送信部２０１に出力する。送信部２０１は、プリコードされた変調信号から無線信号を生成し、送信する。
　プリコーディング行列Ｗ算出部２０６は、ペアの各ＵＥから受信したＰＭＩからプリコーディング行列を取得して、当該プリコーディング行列を用いて、前述した方法でＵＥペアに関するβを算出し、当該βを用いてＷを算出する。受信部２０７は、ＵＥから各種の上り信号を受信し、受信した物理レイヤの信号からより上位のレイヤの情報を取得する機能を含む。また、Ｗ、β、ＰＭＩ等のパラメータをＵＥに通知する場合には、当該パラメータを情報ビットとして、上述した送信側の処理により、送信が行われる。
　図１０に示すｅＮＢの構成は、全体をハードウェア回路（例：１つ又は複数のＩＣチップ）で実現してもよいし、一部をハードウェア回路で構成し、その他の部分をＣＰＵとプログラムとで実現してもよい。
　図１１は、ｅＮＢのハードウェア（ＨＷ）構成の例を示す図である。図１１は、図１０よりも実装例に近い構成を示している。図１１に示すように、ｅＮＢは、無線信号に関する処理を行うＲＥモジュール２５１と、ベースバンド信号処理を行うＢＢ処理モジュール２５２と、上位レイヤ等の処理を行う装置制御モジュール２５３と、ネットワークと接続するためのインタフェースである通信ＩＦ２５４とを有する。
　ＲＥモジュール２５１は、ＢＢ処理モジュール２５２から受信したデジタルベースバンド信号に対して、Ｄ／Ａ変換、変調、周波数変換、及び電力増幅等を行うことでアンテナから送信すべき無線信号を生成する。また、アンテナから受信した無線信号に対して、周波数変換、Ａ／Ｄ変換、復調等を行うことでデジタルベースバンド信号を生成し、ＢＢ処理モジュール２５２に渡す。ＲＥモジュール２５１は、例えば、図１０の送信部２０１及び受信部２０７における物理レイヤの機能を含む。
　ＢＢ処理モジュール２５２は、ＩＰパケットとデジタルベースバンド信号とを相互に変換する処理を行う。ＤＳＰ２６２は、ＢＢ処理モジュール２５２における信号処理を行うプロセッサである。メモリ２７２は、ＤＳＰ２５２のワークエリアとして使用される。ＢＢ処理モジュール２５２は、例えば、図１０の送信部２０１及び受信部２０７におけるレイヤ２等の機能、プリコード部２０２、変調部２０３、符号化部２０４、２０５、及びプリコーディング行列Ｗ算出部２０６を含む。なお、プリコード部２０２、変調部２０３、符号化部２０４、２０５、及びプリコーディング行列Ｗ算出部２０６の機能の全部又は一部を装置制御モジュール２５３に含めることとしてもよい。
　装置制御モジュール２５３は、ＩＰレイヤのプロトコル処理、ＯＡＭ処理等を行う。プロセッサ２６３は、装置制御モジュール２５３が行う処理を行うプロセッサである。メモリ２７３は、プロセッサ２６３のワークエリアとして使用される。補助記憶装置２８３は、例えばＨＤＤ等であり、基地局ｅＮＢ自身が動作するための各種設定情報等が格納される。
　なお、図８～図１１に示す装置の構成（機能区分）は、本実施の形態で説明する処理を実現する構成の一例に過ぎない。本実施の形態で説明する処理を実現できるのであれば、その実装方法（具体的な機能部の配置、名称等）は、特定の実装方法に限定されない。
　（実施の形態のまとめ）
　以上、説明したように、本実施の形態により、無線通信システムで用いられる基地局であって、電力領域での多重の対象として選択されたペアにおける第１ユーザ装置から通知される第１プリコーディング行列と、前記ペアにおける第２ユーザ装置から通知される第２プリコーディング行列とに基づいて、プリコーディング行列を算出するプリコーディング行列算出部と、前記プリコーディング行列算出部により算出された前記プリコーディング行列を使用して、前記第１ユーザ装置及び前記第２ユーザ装置に対する送信信号にプリコードを適用するプリコード部とを備える基地局が提供される。
　上記の構成により、電力領域での多重を行う技術において、ユーザ装置からのフィードバック量を増加させることなく、各ユーザ装置がペアの対象となる可能性を高めることが可能となる。
　前記プリコーディング行列算出部は、前記第１プリコーディング行列と前記第２プリコーディング行列とに重みを付けて加算することにより、前記プリコーディング行列を算出することとしてもよい。この構成により、ユーザ装置のスループットを向上させることができる。
　前記プリコーディング行列算出部は、複数の候補の重みを使用してプリコーディング行列を算出し、算出されたプリコーディング行列に基づいて推定される前記第１ユーザ装置及び前記第２ユーザ装置の受信品質に応じて、前記複数の候補の重みの中から、前記プリコード部で使用されるプリコーディング行列を算出するための重みを決定することとしてもよい。この構成により、最適な重みを決定することができる。
　前記基地局は、前記プリコード部で使用されるプリコーディング行列、又は、当該プリコーディング行列のインデックスを前記第１ユーザ装置又は前記第２ユーザ装置に送信する送信部を更に備えることとしてもよい。この構成により、閉ループ制御等の場合に、ユーザ装置は適切にチャネル推定等を行うことができる。
　また、前記基地局は、前記プリコード部で使用されるプリコーディング行列の算出に用いた前記重みと、前記第１プリコーディング行列のインデックスとを前記第２ユーザ装置に送信し、当該重みと前記第２プリコーディング行列のインデックスとを前記第１ユーザ装置に送信する送信部を更に備えることとしてもよい。この構成により、閉ループ制御等の場合に、ユーザ装置は適切にチャネル推定等を行うことができる。
　また、本実施の形態により、無線通信システムで用いられるユーザ装置であって、基地局に、第１プリコーディング行列のインデックスを送信する送信部と、前記基地局において算出されたプリコーディング行列、又は、当該プリコーディング行列のインデックスを、前記基地局から受信する受信部と、を備え、前記ユーザ装置は、前記基地局により電力領域での多重の対象として選択されたペアにおける第１ユーザ装置であり、前記プリコーディング行列は、前記基地局により、前記第１プリコーディング行列と、前記ペアにおける第２ユーザ装置の第２プリコーディング行列とに基づき算出されたプリコーディング行列であることを特徴とするユーザ装置が提供される。
　上記の構成により、電力領域での多重を行う技術において、ユーザ装置からのフィードバック量を増加させることなく、ユーザ装置がペアの対象となる可能性を高めることが可能となる。
　また、本実施の形態により、無線通信システムで用いられるユーザ装置であって、前記ユーザ装置は、前記基地局により電力領域での多重の対象として選択されたペアにおける第１ユーザ装置であり、基地局に、第１プリコーディング行列のインデックスを送信する送信部と、前記ペアにおける第２ユーザ装置の第２プリコーディング行列を、前記基地局から受信する受信部と、を備え、前記第１プリコーディング行列と前記第２プリコーディング行列とに基づいて、前記基地局において前記ユーザ装置に対して適用されるプリコーディング行列を算出するプリコーディング行列算出部とを備えることを特徴とするユーザ装置が提供される。
　上記の構成により、電力領域での多重を行う技術において、ユーザ装置からのフィードバック量を増加させることなく、ユーザ装置がペアの対象となる可能性を高めることが可能となる。
　以上、本発明の実施の形態を説明してきたが、開示される発明はそのような実施形態に限定されず、当業者は様々な変形例、修正例、代替例、置換例等を理解するであろう。発明の理解を促すため具体的な数値例を用いて説明がなされたが、特に断りのない限り、それらの数値は単なる一例に過ぎず適切な如何なる値が使用されてもよい。上記の説明における項目の区分けは本発明に本質的ではなく、２以上の項目に記載された事項が必要に応じて組み合わせて使用されてよいし、ある項目に記載された事項が、別の項目に記載された事項に（矛盾しない限り）適用されてよい。機能ブロック図における機能部又は処理部の境界は必ずしも物理的な部品の境界に対応するとは限らない。複数の機能部の動作が物理的には１つの部品で行われてもよいし、あるいは１つの機能部の動作が物理的には複数の部品により行われてもよい。説明の便宜上、基地局ｅＮＢ及びユーザ装置ＵＥは機能的なブロック図を用いて説明されたが、そのような装置はハードウェアで、ソフトウェアで又はそれらの組み合わせで実現されてもよい。本発明の実施の形態に従って、ユーザ装置ＵＥ及び基地局ｅＮＢが有するプロセッサにより動作するソフトウェアはそれぞれ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、フラッシュメモリ、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、レジスタ、ハードディスク（ＨＤＤ）、リムーバブルディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、データベース、サーバその他の適切な如何なる記憶媒体に保存されてもよい。
　　　＜実施形態の補足＞
　情報の通知は、本明細書で説明した態様／実施形態に限られず、他の方法で行われてもよい。例えば、情報の通知は、物理レイヤシグナリング（例えば、ＤＣＩ（Downlink　Control　Information）、ＵＣＩ（Uplink　Control　Information））、上位レイヤシグナリング（例えば、ＲＲＣシグナリング、ＭＡＣシグナリング、ブロードキャスト情報（ＭＩＢ（Master　Information　Block）、ＳＩＢ（System　Information　Block）））、その他の信号又はこれらの組み合わせによって実施されてもよい。また、ＲＲＣメッセージは、ＲＲＣシグナリングと呼ばれてもよい。また、ＲＲＣメッセージは、例えば、ＲＲＣ接続セットアップ（RRC Connection Setup）メッセージ、ＲＲＣ接続再構成（RRC Connection Reconfiguration）メッセージなどであってもよい。
　本明細書で説明した各態様／実施形態は、ＬＴＥ（Long　Term　Evolution）、ＬＴＥ－Ａ（LTE-Advanced）、ＳＵＰＥＲ　３Ｇ、ＩＭＴ－Ａｄｖａｎｃｅｄ、４Ｇ、５Ｇ、ＦＲＡ（Future　Radio　Access）、Ｗ－ＣＤＭＡ（登録商標）、ＧＳＭ（登録商標）、ＣＤＭＡ２０００、ＵＭＢ（Ultra　Mobile　Broadband）、ＩＥＥＥ　８０２．１１（Ｗｉ－Ｆｉ）、ＩＥＥＥ　８０２．１６（ＷｉＭＡＸ）、ＩＥＥＥ　８０２．２０、ＵＷＢ（Ultra-WideBand）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、その他の適切なシステムを利用するシステム及び／又はこれらに基づいて拡張された次世代システムに適用されてもよい。
　判定又は判断は、１ビットで表される値（０か１か）によって行われてもよいし、真偽値（Boolean：trueまたはfalse）によって行われてもよいし、数値の比較（例えば、所定の値との比較）によって行われてもよい。
　なお、本明細書で説明した用語及び／又は本明細書の理解に必要な用語については、同一の又は類似する意味を有する用語と置き換えてもよい。例えば、チャネル及び／又はシンボルは信号（シグナル）であってもよい。また、信号はメッセージであってもよい。
　ＵＥは、当業者によって、加入者局、モバイルユニット、加入者ユニット、ワイヤレスユニット、リモートユニット、モバイルデバイス、ワイヤレスデバイス、ワイヤレス通信デバイス、リモートデバイス、モバイル加入者局、アクセス端末、モバイル端末、ワイヤレス端末、リモート端末、ハンドセット、ユーザエージェント、モバイルクライアント、クライアント、またはいくつかの他の適切な用語で呼ばれる場合もある。
　本明細書で説明した各態様／実施形態は単独で用いてもよいし、組み合わせて用いてもよいし、実行に伴って切り替えて用いてもよい。また、所定の情報の通知（例えば、「Ｘであること」の通知）は、明示的に行うものに限られず、暗黙的（例えば、当該所定の情報の通知を行わない）ことによって行われてもよい。
　本明細書で使用する「判断(determining)」、「決定(determining)」という用語は、多種多様な動作を包含する場合がある。「判断」、「決定」は、例えば、計算(calculating)、算出(computing)、処理(processing)、導出(deriving)、調査(investigating)、探索(looking up)（例えば、テーブル、データベースまたは別のデータ構造での探索）、確認(ascertaining)した事を「判断」「決定」したとみなす事などを含み得る。また、「判断」、「決定」は、受信(receiving)（例えば、情報を受信すること）、送信(transmitting)(例えば、情報を送信すること)、入力(input)、出力(output)、アクセス(accessing)（例えば、メモリ中のデータにアクセスすること）した事を「判断」「決定」したとみなす事などを含み得る。また、「判断」、「決定」は、解決(resolving)、選択(selecting)、選定(choosing)、確立(establishing)、比較(comparing)などした事を「判断」「決定」したとみなす事を含み得る。つまり、「判断」「決定」は、何らかの動作を「判断」「決定」したとみなす事を含み得る。
　本明細書で使用する「に基づいて」という記載は、別段に明記されていない限り、「のみに基づいて」を意味しない。言い換えれば、「に基づいて」という記載は、「のみに基づいて」と「に少なくとも基づいて」の両方を意味する。
　また、本明細書で説明した各態様／実施形態の処理手順、シーケンスなどは、矛盾の無い限り、順序を入れ替えてもよい。例えば、本明細書で説明した方法については、例示的な順序で様々なステップの要素を提示しており、提示した特定の順序に限定されない。
　入出力された情報等は特定の場所（例えば、メモリ）に保存されてもよいし、管理テーブルで管理してもよい。入出力される情報等は、上書き、更新、または追記され得る。出力された情報等は削除されてもよい。入力された情報等は他の装置へ送信されてもよい。
　所定の情報の通知（例えば、「Ｘであること」の通知）は、明示的に行うものに限られず、暗黙的（例えば、当該所定の情報の通知を行わない）ことによって行われてもよい。
　本明細書で説明した情報、信号などは、様々な異なる技術のいずれかを使用して表されてもよい。例えば、上記の説明全体に渡って言及され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、チップなどは、電圧、電流、電磁波、磁界若しくは磁性粒子、光場若しくは光子、又はこれらの任意の組み合わせによって表されてもよい。
　本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の精神から逸脱することなく、様々な変形例、修正例、代替例、置換例等が本発明に包含される。
　本特許出願は２０１６年２月４日に出願した日本国特許出願第２０１６－０２０３３０号に基づきその優先権を主張するものであり、日本国特許出願第２０１６－０２０３３０号の全内容を本願に援用する。
ＵＥ　ユーザ装置
ｅＮＢ　基地局
１０１　受信部
１０２　プリコーディング行列Ｗ取得部
１０３　フィードバック情報作成部
１０４　送信部
１１１　レプリカ生成部
１２１　干渉除去部
１３１　所望信号取得部
１５２　ＢＢ処理モジュール
１５３　装置制御モジュール
１５４　ＵＳＩＭスロット
２０１　送信部
２０２　プリコード部
２０３　変調部
２０４，２０５　符号化部
２０６　プリコーディング行列Ｗ算出部
２０７　受信部
２５１　ＲＥモジュール
２５２　ＢＢ処理モジュール
２５３　装置制御モジュール
２５４　通信ＩＦ

Claims (10)

  1. 　無線通信システムで用いられる基地局であって、
    　電力領域での多重の対象として選択されたペアにおける第１ユーザ装置から通知される第１プリコーディング行列と、前記ペアにおける第２ユーザ装置から通知される第２プリコーディング行列とに基づいて、プリコーディング行列を算出するプリコーディング行列算出部と、
    　前記プリコーディング行列算出部により算出された前記プリコーディング行列を使用して、前記第１ユーザ装置及び前記第２ユーザ装置に対する送信信号にプリコードを適用するプリコード部と
    　を備えることを特徴とする基地局。
  2. 　前記プリコーディング行列算出部は、前記第１プリコーディング行列と前記第２プリコーディング行列とに重みを付けて加算することにより、前記プリコーディング行列を算出する
    　ことを特徴とする請求項１に記載の基地局。
  3. 　前記プリコーディング行列算出部は、複数の候補の重みを使用してプリコーディング行列を算出し、算出されたプリコーディング行列に基づいて推定される前記第１ユーザ装置及び前記第２ユーザ装置の受信品質に応じて、前記複数の候補の重みの中から、前記プリコード部で使用されるプリコーディング行列を算出するための重みを決定する
    　ことを特徴とする請求項２に記載の基地局。
  4. 　前記プリコード部で使用されるプリコーディング行列、又は、当該プリコーディング行列のインデックスを前記第１ユーザ装置又は前記第２ユーザ装置に送信する送信部
    　を更に備えることを特徴とする請求項１ないし３のうちいずれか１項に記載の基地局。
  5. 　前記プリコード部で使用されるプリコーディング行列の算出に用いた前記重みと、前記第１プリコーディング行列のインデックスとを前記第２ユーザ装置に送信し、当該重みと前記第２プリコーディング行列のインデックスとを前記第１ユーザ装置に送信する送信部
    　を更に備えることを特徴とする請求項２に記載の基地局。
  6. 　無線通信システムで用いられるユーザ装置であって、
    　基地局に、第１プリコーディング行列のインデックスを送信する送信部と、
    　前記基地局において算出されたプリコーディング行列、又は、当該プリコーディング行列のインデックスを、前記基地局から受信する受信部と、を備え、
    　前記ユーザ装置は、前記基地局により電力領域での多重の対象として選択されたペアにおける第１ユーザ装置であり、
    　前記プリコーディング行列は、前記基地局により、前記第１プリコーディング行列と、前記ペアにおける第２ユーザ装置の第２プリコーディング行列とに基づき算出されたプリコーディング行列である
    　ことを特徴とするユーザ装置。
  7. 　無線通信システムで用いられるユーザ装置であって、
    　前記ユーザ装置は、基地局により電力領域での多重の対象として選択されたペアにおける第１ユーザ装置であり、
    　前記基地局に、第１プリコーディング行列のインデックスを送信する送信部と、
    　前記ペアにおける第２ユーザ装置の第２プリコーディング行列を、前記基地局から受信する受信部と、を備え、
    　前記第１プリコーディング行列と前記第２プリコーディング行列とに基づいて、前記基地局において前記ユーザ装置に対して適用されるプリコーディング行列を算出するプリコーディング行列算出部と
    　を備えることを特徴とするユーザ装置。
  8. 　無線通信システムで用いられる基地局が実行するプリコーディング行列適用方法であって、
    　電力領域での多重の対象として選択されたペアにおける第１ユーザ装置から通知される第１プリコーディング行列と、前記ペアにおける第２ユーザ装置から通知される第２プリコーディング行列とに基づいて、プリコーディング行列を算出するプリコーディング行列算出ステップと、
    　前記プリコーディング行列算出ステップにより算出された前記プリコーディング行列を使用して、前記第１ユーザ装置及び前記第２ユーザ装置に対する送信信号にプリコードを適用するプリコードステップと
    　を備えることを特徴とするプリコーディング行列適用方法。
  9. 　無線通信システムで用いられるユーザ装置が実行するプリコーディング行列取得方法であって、
    　基地局に、第１プリコーディング行列のインデックスを送信する送信ステップと、
    　前記基地局において算出されたプリコーディング行列、又は、当該プリコーディング行列のインデックスを、前記基地局から受信する受信ステップと、を備え、
    　前記ユーザ装置は、前記基地局により電力領域での多重の対象として選択されたペアにおける第１ユーザ装置であり、
    　前記プリコーディング行列は、前記基地局により、前記第１プリコーディング行列と、前記ペアにおける第２ユーザ装置の第２プリコーディング行列とに基づき算出されたプリコーディング行列である
    　ことを特徴とするプリコーディング行列取得方法。
  10. 　無線通信システムで用いられるユーザ装置が実行するプリコーディング行列取得方法であって、
    　前記ユーザ装置は、基地局により電力領域での多重の対象として選択されたペアにおける第１ユーザ装置であり、
    　前記基地局に、第１プリコーディング行列のインデックスを送信する送信ステップと、
    　前記ペアにおける第２ユーザ装置の第２プリコーディング行列を、前記基地局から受信する受信ステップと、
    　前記第１プリコーディング行列と前記第２プリコーディング行列とに基づいて、前記基地局において前記ユーザ装置に対して適用されるプリコーディング行列を算出するプリコーディング行列算出ステップと
    　を備えることを特徴とするプリコーディング行列取得方法。
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